CN104159120A - 一种视频稳像方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种视频稳像方法、装置及系统,涉及视频处理技术领域,应用于解码端,其中,所述方法包括:获得目标视频帧的全局运动矢量信息,其中,目标视频帧的全局运动矢量信息,由编码端根据所述目标视频帧的原始视频信息生成,并存储在所述目标视频帧对应的视频流数据或预设文件中;根据所述目标视频帧的全局运动矢量信息,计算所述目标视频帧的运动补偿参数;根据所述目标视频帧的运动补偿参数,对所述目标视频帧进行运动补偿。应用本发明实施例提供的方案进行稳像处理,对拍摄设备的硬件性能没有特定要求,只需获得目标视频帧的全局运动矢量,即可根据该全局运动矢量对目标视频进行稳像处理,能够提高用户的体验效果。
Description
技术领域
本发明涉及视频处理技术领域,特别涉及一种视频稳像方法、装置及系统。
背景技术
随着电子技术的快速发展,用户可以通过移动终端,例如,手机、平板电脑、数码相机和手持摄像机等等,进行视频拍摄,然而,在拍摄过程中,由于拍摄技巧、拍摄环境等因素影响可能会造成拍摄设备抖动,进而使得拍摄得到的视频存在画面不稳定的现象,影响用户正常观看,为此,需对这类视频进行稳像处理。
现有技术中,通常在拍摄端进行稳像处理,经过拍摄端稳像处理后,可以减轻或消除视频中画面不稳定的现象,便于用户观看。然而,由于视频数据量大,在拍摄端进行稳像处理,对硬件要求较高,需具有较强数据处理能力的拍摄设备才能完成,因此,对于普通的拍摄设备来讲,难以实现在拍摄端进行稳像处理。
另外,现有技术中,还可以在编码阶段进行视频稳像处理。在编码阶段进行稳像处理的一种具体实现方式是,获得目标视频中相邻帧之间的相关性,利用所获得相关性对目标视频中的各帧进行稳像处理,之后再进行视频编码。由上述方式可见,在编码阶段进行稳像处理时,虽然对拍摄端的硬件没有特殊要求,但是由于视频帧的数据量较大,获得目标视频中相邻帧之间的相关性时,所需内存等资源较高。
发明内容
本发明实施例公开了一种视频稳像方法、装置及系统,以对存在画面不稳定的视频进行稳像处理,提高用户体验效果。
为达到上述目的,本发明实施例公开了一种视频稳像方法,应用于解码端,所述方法包括:
获得目标视频帧的全局运动矢量信息,其中,目标视频帧的全局运动矢量信息,由编码端根据所述目标视频帧的原始视频信息生成,并存储在所述目标视频帧对应的视频流数据或预设文件中;
根据所述目标视频帧的全局运动矢量信息,计算所述目标视频帧的运动补偿参数;
根据所述目标视频帧的运动补偿参数,对所述目标视频帧进行运动补偿。
可选的,编码端根据所述目标视频帧的原始视频信息生成所述目标视频帧的全局运动矢量信息,包括:
编码端根据所述目标视频帧的原始视频信息,获得所述目标视频帧中各个编码块的运动矢量信息;
根据所获得的各个编码块的运动矢量信息,计算得到所述目标视频帧的全局运动矢量信息。
可选的,所述根据所获得的各个编码块的运动矢量信息,计算得到所述目标视频帧的全局运动矢量信息,包括:
根据所获得的各个编码块的运动矢量信息,计算所获得的运动矢量信息对应的平均运动矢量信息;
分别计算所获得的运动矢量信息与所述平均运动矢量信息之间的相似度值;
按照所获得的运动矢量信息与所述平均运动矢量信息之间相似度由高到低的顺序,对所获得的运动矢量信息进行排序;
根据上述排序结果,按照预设比例,计算前若干个运动矢量信息的平均值,作为所述目标视频帧的全局运动矢量信息。
可选的,所述根据所述目标视频帧的全局运动矢量信息,计算所述目标视频帧的运动补偿参数,包括:
按照视频帧的显示顺序,获得所述目标视频帧前i帧、后j帧视频帧的全局运动矢量信息,其中,i≥0,j≥0;
根据所获得的上述全局运动矢量信息和所述目标视频帧的全局运动矢量信息,计算所述目标视频帧的运动补偿参数。
可选的,所述根据所获得的上述全局运动矢量信息和所述目标视频帧的全局运动矢量信息,计算所述目标视频帧的运动补偿参数,包括:
根据所获得的上述全局运动矢量信息和所述目标视频帧的全局运动矢量,按照如下关系式,计算所述目标视频帧的运动补偿参数,
X=(X’(n-i)+...+X’(n-1)+X’(n)+X’(n+1)+...+X’(n+j))/(i+j+1),
Y=(Y’(n-i)+...+Y’(n-1)+Y’(n)+Y’(n+1)+...+Y’(n+j))/(i+j+1),
其中,X表示运动补偿参数中的水平偏移量,Y表示运动补偿参数中的垂直偏移量,n表示按照视频帧的显示顺序所述目标视频帧的顺序号,X'(n)和Y’(n)为所述目标视频帧的全局运动矢量信息的X方向和Y方向分量,X'(n-1)...X'(n-i)和Y’(n-1)...Y’(n-i)为按照视频帧的显示顺序所述目标视频帧之前第1帧至第i帧视频帧的全局运动矢量信息的X方向和Y方向分量,X'(n+1)...X'(n+j)和Y’(n+1)...Y’(n+j)为按照视频帧的显示顺序所述目标视频帧之后第1帧至第j帧视频帧的全局运动矢量信息的X方向和Y方向分量。
可选的,所述根据所述目标视频帧的运动补偿参数,对所述目标视频帧进行运动补偿之后,还包括:
获得所述目标视频帧的宽度和高度;
根据所述目标视频帧的宽度、高度和所述目标视频帧的运动补偿参数,计算运动补偿后所述目标视频帧所在区域水平方向和垂直方向的放大倍数;
根据所述目标视频帧水平方向和垂直方向的放大倍数,对运动补偿后的所述目标视频帧所在区域进行放大处理。
可选的,所述根据所述目标视频帧的全局运动补偿参数,对所述目标视频帧进行运动补偿,包括:
根据所述目标视频帧的全局运动补偿参数,以3D渲染方式,对所述目标视频帧进行运动补偿。
为达到上述目的,本发明实施例公开了一种视频稳像装置,应用于解码端,所述装置包括:
全局运动矢量获得模块,用于获得目标视频帧的全局运动矢量信息,其中,目标视频帧的全局运动矢量信息,由编码端根据所述目标视频帧的原始视频信息生成,并存储在所述目标视频帧对应的视频流数据或预设文件中;
运动补偿参数计算模块,用于根据所述目标视频帧的全局运动矢量信息,计算所述目标视频帧的运动补偿参数;
运动补偿模块,用于根据所述目标视频帧的运动补偿参数,对所述目标视频帧进行运动补偿。
可选的,所述运动补偿参数计算模块,包括:
全局运动矢量获得子模块,用于按照视频帧的显示顺序,获得所述目标视频帧前i帧、后j帧视频帧的全局运动矢量信息,其中,i≥0,j≥0;
运动补偿参数计算子模块,用于根据所获得的上述全局运动矢量信息和所述目标视频帧的全局运动矢量信息,计算所述目标视频帧的运动补偿参数。
可选的,所述运动补偿参数计算子模块,具体用于根据所获得的上述全局运动矢量信息和所述目标视频帧的全局运动矢量,按照如下关系式,计算所述目标视频帧的运动补偿参数,
X=(X’(n-i)+...+X’(n-1)+X’(n)+X’(n+1)+...+X’(n+j))/(i+j+1),
Y=(Y’(n-i)+...+Y’(n-1)+Y’(n)+Y’(n+1)+...+Y’(n+j))/(i+j+1),
其中,X表示运动补偿参数中的水平偏移量,Y表示运动补偿参数中的垂直偏移量,n表示按照视频帧的显示顺序所述目标视频帧的顺序号,X'(n)和Y’(n)为所述目标视频帧的全局运动矢量信息的X方向和Y方向分量,X'(n-1)...X’(n-i)和Y’(n-1)...Y’(n-i)为按照视频帧的显示顺序所述目标视频帧之前第1帧至第i帧视频帧的全局运动矢量信息的X方向和Y方向分量,X'(n+1)...X'(n+j)和Y’(n+1)...Y’(n+j)为按照视频帧的显示顺序所述目标视频帧之后第1帧至第j帧视频帧的全局运动矢量信息的X方向和Y方向分量。
可选的,所述视频稳像装置还包括:
宽度和高度获得模块,用于在所述运动补偿模块对所述目标视频帧进行运动补偿之后,获得所述目标视频帧的宽度和高度;
放大倍数计算模块,用于根据所述目标视频帧的宽度、高度和所述目标视频帧的运动补偿参数,计算运动补偿后所述目标视频帧所在区域水平方向和垂直方向的放大倍数;
放大处理模块,用于根据所述目标视频帧水平方向和垂直方向的放大倍数,对运动补偿后的所述目标视频帧所在区域进行放大处理。
可选的,所述运动补偿模块,具体用于根据所述目标视频帧的全局运动补偿参数,以3D渲染方式,对所述目标视频帧进行运动补偿。
为达到上述目的,本发明实施例公开了一种视频稳像系统,所述系统包括:编码端的视频稳像预处理装置和上述的视频稳像装置;
所述视频稳像预处理装置,包括:全局运动矢量生成模块和全局运动矢量存储模块;
所述全局运动矢量生成模块,用于由编码端根据所述目标视频帧的原始视频信息生成所述目标视频帧的全局运动矢量信息;
所述全局运动矢量存储模块,用于将所生成的全局运动矢量信息存储在所述目标视频帧对应的视频流数据或预设文件中;
所述视频稳像装置中的全局运动矢量获得模块,用于由解码端从目标视频帧对应的视频流数据或预设文件中,获得目标视频帧的全局运动矢量信息。
可选的,所述全局运动矢量生成模块,包括:
运动矢量获得子模块,用于由编码端根据所述目标视频帧的原始视频信息,获得所述目标视频帧中各个编码块的运动矢量信息;
全局运动矢量计算子模块,用于根据所获得的各个编码块的运动矢量信息,计算得到所述目标视频帧的全局运动矢量信息。
可选的,所述全局运动矢量计算子模块,包括:
平均运动矢量计算单元,用于根据所获得的各个编码块的运动矢量信息,计算所获得的运动矢量信息对应的平均运动矢量信息;
相似度计算单元,用于分别计算所获得的运动矢量信息与所述平均运动矢量信息之间的相似度值;
运动矢量排序单元,用于按照所获得的运动矢量信息与所述平均运动矢量信息之间相似度由高到低的顺序,对所获得的运动矢量信息进行排序;
全局运动矢量计算单元,用于根据上述排序结果,按照预设比例,计算前若干个运动矢量信息的平均值,作为所述目标视频帧的全局运动矢量信息。
由以上可见,本发明实施例提供的方案中,在解码端根据目标视频的全局运动矢量信息,计算目标视频的运动补偿参数,并依据该运动补偿参数,对目标视频进行运动补偿,得到稳像处理后的视频。与现有技术相比,应用本发明实施例提供的方案进行稳像处理,由编码端在目标视频编码过程中,利用编码目标视频的原始视频信息得到的结果,生成目标视频的全局运送矢量信息,而由解码端根据编码端生成的全局运动矢量信息进行视频稳像处理,将传统的视频稳像处理在编码端和解码端进行了分散处理,由于只利用了编码过程中生成的结果计算目标视频帧的全局运动矢量信息,增加的计算量较少,因此,对内存等资源要求较低,又由于该视频稳像处理是在编码端和解码端分别进行处理的,所以,对拍摄设备的硬件性能也没有特定要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的视频稳像方法的第一种流程示意图;
图2为本发明实施例提供的一种编码端计算目标视频帧的全局运动矢量信息的方法的流程示意图;
图3为本发明实施例提供的视频稳像方法的第二种流程示意图;
图4为本发明实施例提供的视频稳像装置的第一种结构示意图;
图5为本发明实施例提供的视频稳像装置的第二种结构示意图;
图6为本发明实施例提供的视频稳像系统的第一种结构示意图;
图7为本发明实施例提供的视频稳像系统的第二种结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的视频稳像方法的第一种流程示意图,该方法应用于解码端,包括:
S101:获得目标视频帧的全局运动矢量信息。
视频编码过程中,可以通过运动矢量信息表示当前视频帧中某一编码区域相对于参考帧中相应区域的运动幅度以及运动方向。
由于实际应用中可以在不同的坐标系中表示物体的运动,例如,二维坐标系、三维坐标系等等,因此,在不同的坐标系中运动矢量信息可以通过包含不同分量值的数据表示。
具体的,在二维坐标系中,可以采用(mv-x,mv-y)表示运动矢量信息,其中,mv-x、mv-y分别表示运动矢量信息的X方向分量和Y方向分量;在三维坐标系中,可以采用(mv-x,mv-y,O)表示运动矢量信息,其中,mv-x、mv-y分别表示运动矢量信息的X方向分量和Y方向分量,O表示旋转角度等等。
参照上述描述,全局运动矢量信息可以理解为整个视频帧相对于参考帧的运动矢量。
具体的,目标视频帧的全局运动矢量信息可以是编码端根据目标视频帧的原始视频信息生成的,编码端生成该全局运动矢量信息后,可以将其存储在目标视频帧对应的视频流数据或者预设文件中。解码端在获得目标视频帧的全局运动矢量信息时,可以直接从存储有目标视频帧全局运动矢量信息的视频流数据中,或者预设文件中,获得该全局运动矢量信息。
S102:根据目标视频帧的全局运动矢量信息,计算目标视频帧的运动补偿参数。
运动补偿是一种描述当前视频帧与参考帧之间差别的方法,具体的,可以理解为是描述参考帧或者参考帧中的某一编码区域是如何移动到当前视频帧或者当前视频帧中的某一编码区域的方法。
在进行运动补偿时,首先要获得运动补偿参数,在本发明的一个实施例中,可以先按照视频帧的显示顺序,获得目标视频帧前i帧、后j帧视频帧的全局运动矢量信息,其中,i≥0,j≥0,再根据所获得的上述全局运动矢量信息和目标视频帧的全局运动矢量信息,计算目标视频帧的运动补偿参数。
在本发明的一个较佳实施例中,可以按照视频帧的显示顺序,获得目标视频帧前、后各m帧视频帧的全局运动矢量信息,其中,m≥0,即i=j=m。
优选的,可以根据所获得的上述全局运动矢量信息和目标视频帧的全局运动矢量,按照如下关系式,计算目标视频帧的运动补偿参数,
X=(X’(n-i)+...+X’(n-1)+X’(n)+X’(n+1)+...+X’(n+j))/(i+j+1),
Y=(Y’(n-i)+...+Y’(n-1)+Y’(n)+Y’(n+1)+...+Y’(n+j))/(i+j+1),
其中,X表示运动补偿参数中的水平偏移量,Y表示运动补偿参数中的垂直偏移量,n表示按照视频帧的显示顺序目标视频帧的顺序号,X’(n)和Y’(n)为目标视频帧的全局运动矢量信息的X方向和Y方向分量,X'(n-1)...X'(n-i)和Y’(n-1)...Y’(n-i)为按照视频帧的显示顺序目标视频帧之前第1帧至第i帧视频帧的全局运动矢量信息的X方向和Y方向分量,X'(n+1)...X'(n+j)和Y’(n+1)...Y’(n+j)为按照视频帧的显示顺序目标视频帧之后第1帧至第j帧视频帧的全局运动矢量信息的X方向和Y方向分量。
本领域内的技术人员可以理解的是,在根据上述关系式计算运动补偿参数时,还可以根据实际情况给各个全局运动矢量的分量值赋予不同的权重进行计算得到相应的运动补偿参数。
进一步的,当i=j=m时,上述表达式可以表示为:
X=(X’(n-m)+...+X’(n-1)+X’(n)+X’(n+1)+...+X’(n+m))/(2*m+1),
Y=(Y’(n-m)+...+Y’(n-1)+Y’(n)+Y’(n+1)+...+Y’(n+m))/(2*m+1)。
S103:根据目标视频帧的运动补偿参数,对目标视频帧进行运动补偿。
获得目标视频帧的运动补偿参数后,可以根据所获得的运动补偿参数对目标视频帧中的各个像素点进行计算,得到运动补偿之后的视频帧。
下面通过具体的实例说明对目标视频帧进行运动补偿的过程。
假设计算得到的目标视频帧的运动补偿参数为(2,5),则目标视频帧的第一行第一列的像素点(0,0)经过运动补偿后在视频帧中的像素点坐标为(0+2,0+5),第一行第二列的像素点(0,1)经过运动补偿后在视频帧中的像素点坐标为(0+2,1+5),按照上述计算方法可依次计算得到目标视频帧中的各个像素点运动补偿后在视频帧的像素点坐标。
由于视频帧数据量较大,按照上述方式进行运动补偿时效率较低,在本发明的一个优选实施例中,可以根据目标视频帧的全局运动补偿参数,以3D渲染方式,对目标视频帧进行运动补偿。近年来随着计算机技术的快速发展,3D渲染模型经过多次优化具有较佳的性能,采用3D渲染方式进行运动补偿,可以有效提高计算效率。
在本发明的一个具体实施例中,参见图2,提供了一种编码端计算目标视频帧的全局运动矢量信息的方法的流程示意图,具体包括:
S101A:编码端根据目标视频帧的原始视频信息,获得目标视频帧中各个编码块的运动矢量信息。
上述的原始视频信息可以是未经过编码的视频数据,也可以是已经进行过编码的视频数据。编码端根据目标视频帧的原始视频信息生成目标视频帧的全局运动矢量信息,可以理解为根据目标视频帧对应的未经过编码的视频数据或者已经经过编码的视频数据,获得目标视频帧中各个编码块的运动矢量信息,再根据所获得的各个编码块的运动矢量信息,计算得到目标视频帧的全局运动矢量信息。
具体的,编码端根据目标视频帧对应的未经过编码的视频数据,获得目标视频帧中各个编码块的运动矢量信息,可以是编码端对目标视频帧对应的未经过编码的视频数据进行编码,从而得到各个编码块的运动矢量信息。
编码端根据目标视频帧对应的已经经过编码的视频数据,获得目标视频帧中各个编码块的运动矢量信息,可以是直接从已经编码的视频数据中读取各个编码块的运动矢量信息,也可以是对已经编码的视频数据经过转码后得到的各个编码块的运动矢量信息。
S101B:根据所获得的各个编码块的运动矢量信息,计算得到目标视频帧的全局运动矢量信息。
本步骤中,可以先根据所获得的各个编码块的运动矢量信息,计算所获得的运动矢量信息对应的平均运动矢量信息,再分别计算所获得的运动矢量信息与平均运动矢量信息之间的相似度值,按照所获得的运动矢量信息与平均运动矢量信息之间相似度由高到低的顺序,对所获得的运动矢量信息进行排序,根据上述排序结果,按照预设比例,计算前若干个运动矢量信息的平均值,作为目标视频帧的全局运动矢量信息。
其中,预设比例可以是70%、80%等小于100%的值,也可以是100%,本申请并不限定预设比例的具体取值,实际应用中根据具体情况确定。
本领域内的技术人员可以理解的是,实际应用中还可以根据光流法、特征提取映射法等方法计算目标视频帧的全局运动矢量信息。
计算所获得的运动矢量信息与平均运动矢量信息之间的相似度值,可以根据以下几种关系式得到:
或者
Smv=|mvget_x-mvavg_x|+|mvget_y-mvavg_y|
其中,Smv表示所获得运动矢量信息与平均运动矢量信息之间的相似度值,(mvget_x,mvget_y)表示所获得的运动矢量信息,(mvavg_x,mvavg_y)表示平均运动矢量信息。
需要说明的是,按照上述两种方式计算得到的相似度值越大,所获得的运动矢量信息与平均运动矢量信息之间的相似度越低,反之,相似度越高。
另外,本申请只是以上述为例进行说明,实际应用中计算所获得运动矢量信息与平均运动矢量信息之间的相似度值的方法并不仅限于此,实际应用中可以根据具体情况确定。
编码端计算得到目标视频帧的全局运动矢量信息后,可以根据不同的编码标准,将计算得到的全局运动矢量信息存储到目标视频帧对应的视频流数据中不影响正常解码的标记位中;也可以将计算得到的全局运动矢量信息存储到预设文件中,例如,预设的txt文件等等。
由以上可见,本实施例提供的方案中,在解码端根据目标视频的全局运动矢量信息,计算目标视频的运动补偿参数,并依据该运动补偿参数,对目标视频进行运动补偿,得到稳像处理后的视频。与现有技术相比,应用本实施例提供的方案进行稳像处理,由编码端在目标视频编码过程中,利用编码目标视频的原始视频信息得到的结果,生成目标视频的全局运送矢量信息,而由解码端根据编码端生成的全局运动矢量信息进行视频稳像处理,将传统的视频稳像处理在编码端和解码端进行了分散处理,由于只利用了编码过程中生成的结果计算目标视频帧的全局运动矢量信息,增加的计算量较少,因此,对内存等资源要求较低,又由于该视频稳像处理是在编码端和解码端分别进行处理的,所以,对拍摄设备的硬件性能也没有特定要求。
在本发明的另一个具体实施例中,参见图3,提供了视频稳像方法的第二种流程示意图,与前述实施例相比,根据目标视频帧的运动补偿参数,对目标视频帧进行运动补偿之后,该方法还可以包括:
S104:获得目标视频帧的宽度和高度。
S105:根据目标视频帧的宽度、高度和目标视频帧的运动补偿参数,计算运动补偿后目标视频帧所在区域水平方向和垂直方向的放大倍数。
由于对目标视频帧进行运动补偿之后,在图像显示区域中通常只能显示目标视频帧的部分区域,用户体验效果较差,因此,需对运动补偿后的目标视频帧所在区域进行放大处理,以在整个图像显示区域中显示运动补偿后的目标视频帧所在区域。
实际应用中,可以根据如下表达式,计算运动补偿后目标视频帧所在区域水平方向和垂直方向的放大倍数。
Sw=wide/(wide-|X|),
Sh=height/(height-|Y|),
其中,Sw、Sh表示动补偿后目标视频帧所在区域水平方向和垂直方向的放大倍数,wide、height表示目标视频帧的宽度和高度,(X,Y)表示运动补偿参数。
S106:根据目标视频帧水平方向和垂直方向的放大倍数,对运动补偿后的目标视频帧所在区域进行放大处理。
由以上可见,本实施例提供的方案中,根据目标视频帧的宽度、高度和运动补偿参数,对运动补偿后目标视频帧所在区域进行放大处理,使得运动补偿后目标视频帧所在区域能够充满整个图像显示区域,提高了用户体验效果。
与前述本发明实施例提供的由编码端和解码端相结合实现视频稳像处理相比,实际应用中,还可以只在解码端实现视频稳像处理。在解码端实现视频稳像处理时,由于经过视频编码后,目标视频帧对应的视频流数据中包含各个编码块的运动矢量信息,因此,解码端可根据目标视频帧对应的视频流数据,获得目标视频帧中各个编码块的运动矢量信息,再根据所获得的各个编码块的运动矢量信息,计算得到目标视频帧的全局运动矢量信息,之后可进一步根据前述本发明实施例中提供的方法计算目标视频帧的运动补偿参数,并根据该运动补偿参数进行运动补偿,实现视频稳像处理。
与上述视频稳像方法相对应,本发明实施例还提供了一种视频稳像装置。
图4为本发明实施例提供的视频稳像装置的第一种结构示意图,该装置应用于解码端,可以包括:全局运动矢量获得模块401、运动补偿参数计算模块402和运动补偿模块403。
其中,全局运动矢量获得模块401,用于获得目标视频帧的全局运动矢量信息,其中,目标视频帧的全局运动矢量信息,由编码端根据所述目标视频帧的原始视频信息生成,并存储在所述目标视频帧对应的视频流数据或预设文件中;
运动补偿参数计算模块402,用于根据所述目标视频帧的全局运动矢量信息,计算所述目标视频帧的运动补偿参数;
运动补偿模块403,用于根据所述目标视频帧的运动补偿参数,对所述目标视频帧进行运动补偿。
具体的,在本发明的一个实施例中,运动补偿参数计算模块402可以包括:全局运动矢量获得子模块和运动补偿参数计算子模块(图中未示出)。
其中,全局运动矢量获得子模块,用于按照视频帧的显示顺序,获得所述目标视频帧前i帧、后j帧视频帧的全局运动矢量信息,其中,i≥0,j≥0;
运动补偿参数计算子模块,用于根据所获得的上述全局运动矢量信息和所述目标视频帧的全局运动矢量信息,计算所述目标视频帧的运动补偿参数。
可选的,上述的运动补偿参数计算子模块,可以具体用于根据所获得的上述全局运动矢量信息和所述目标视频帧的全局运动矢量,按照如下关系式,计算所述目标视频帧的运动补偿参数,
X=(X’(n-i)+...+X’(n-1)+X’(n)+X’(n+1)+...+X’(n+j))/(i+j+1),
Y=(Y’(n-i)+...+Y’(n-1)+Y’(n)+Y’(n+1)+...+Y’(n+j))/(i+j+1),
其中,X表示运动补偿参数中的水平偏移量,Y表示运动补偿参数中的垂直偏移量,n表示按照视频帧的显示顺序所述目标视频帧的顺序号,X'(n)和Y’(n)为所述目标视频帧的全局运动矢量信息的X方向和Y方向分量,X'(n-1)...X'(n-i)和Y’(n-1)...Y’(n-i)为按照视频帧的显示顺序所述目标视频帧之前第1帧至第i帧视频帧的全局运动矢量信息的X方向和Y方向分量,X'(n+1)...X'(n+j)和Y’(n+1)...Y’(n+j)为按照视频帧的显示顺序所述目标视频帧之后第1帧至第j帧视频帧的全局运动矢量信息的X方向和Y方向分量。
优选的,运动补偿模块403,可以具体用于根据所述目标视频帧的全局运动补偿参数,以3D渲染方式,对所述目标视频帧进行运动补偿。
由以上可见,本实施例提供的方案中,在解码端根据目标视频的全局运动矢量信息,计算目标视频的运动补偿参数,并依据该运动补偿参数,对目标视频进行运动补偿,得到稳像处理后的视频。与现有技术相比,应用本实施例提供的方案进行稳像处理,由编码端在目标视频编码过程中,利用编码目标视频的原始视频信息得到的结果,生成目标视频的全局运送矢量信息,而由解码端根据编码端生成的全局运动矢量信息进行视频稳像处理,将传统的视频稳像处理在编码端和解码端进行了分散处理,由于只利用了编码过程中生成的结果计算目标视频帧的全局运动矢量信息,增加的计算量较少,因此,对内存等资源要求较低,又由于该视频稳像处理是在编码端和解码端分别进行处理的,所以,对拍摄设备的硬件性能也没有特定要求。
具体的,在本发明的另一个实施例中,参见图5,提供了视频稳像装置的第二种结构示意图,与前述实施例相比,本实施例中,该装置还可以包括:宽度和高度获得模块404、放大倍数计算模块405和放大处理模块406。
其中,宽度和高度获得模块404,用于在所述运动补偿模块503对所述目标视频帧进行运动补偿之后,获得所述目标视频帧的宽度和高度;
放大倍数计算模块405,用于根据所述目标视频帧的宽度、高度和所述目标视频帧的运动补偿参数,计算运动补偿后所述目标视频帧所在区域水平方向和垂直方向的放大倍数;
放大处理模块406,用于根据所述目标视频帧水平方向和垂直方向的放大倍数,对运动补偿后的所述目标视频帧所在区域进行放大处理。
由以上可见,本实施例提供的方案中,根据目标视频帧的宽度、高度和运动补偿参数,对运动补偿后目标视频帧所在区域进行放大处理,使得运动补偿后目标视频帧所在区域能够充满整个图像显示区域,提高了用户体验效果。
与前述视频稳像方法相对应,本发明实施例还提供了一种视频稳像系统。
图6为本发明实施例提供的视频稳像系统的第一种结构示意图,该系统包括:编码端的视频稳像预处理装置和图4实施例提供的视频稳像装置。
视频稳像预处理装置包括:全局运动矢量生成模块601和全局运动矢量存储模块602。
其中,全局运动矢量生成模块601,用于由编码端根据所述目标视频帧的原始视频信息生成所述目标视频帧的全局运动矢量信息;
全局运动矢量存储模块602,用于将所生成的全局运动矢量信息存储在所述目标视频帧对应的视频流数据或预设文件中;
视频稳像装置中的全局运动矢量获得模块401,用于由解码端从目标视频帧对应的视频流数据或预设文件中,获得目标视频帧的全局运动矢量信息。
本领域内的技术人员可以理解的是,视频稳像系统还可以是包括编码端的视频稳像预处理装置和图5所示实施例提供的视频稳像装置的系统。
可选的,在本发明的一个具体实施例中,参见图7,提供了视频稳像系统的第二种结构示意图,本实施例中,全局运动矢量生成模块601可以包括:运动矢量获得子模块6011和全局运动矢量计算子模块6012。
其中,运动矢量获得子模块6011,用于由编码端根据所述目标视频帧的原始视频信息,获得所述目标视频帧中各个编码块的运动矢量信息;
全局运动矢量计算子模块6012,用于根据所获得的各个编码块的运动矢量信息,计算得到所述目标视频帧的全局运动矢量信息。
具体的,全局运动矢量计算子模块6012可以包括:平均运动矢量计算单元、相似度计算单元、运动矢量排序单元和全局运动矢量计算单元(图中未示出)。
平均运动矢量计算单元,用于根据所获得的各个编码块的运动矢量信息,计算所获得的运动矢量信息对应的平均运动矢量信息;
相似度计算单元,用于分别计算所获得的运动矢量信息与所述平均运动矢量信息之间的相似度值;
运动矢量排序单元,用于按照所获得的运动矢量信息与所述平均运动矢量信息之间相似度由高到低的顺序,对所获得的运动矢量信息进行排序;
全局运动矢量计算单元,用于根据上述排序结果,按照预设比例,计算前若干个运动矢量信息的平均值,作为所述目标视频帧的全局运动矢量信息。
由以上可见,本实施例提供的方案中,由编码端在进行视频编码或者转码的过程中,根据目标视频帧的各个编码块的运动矢量信息计算其全局运动矢量信息,并存储于视频流数据或者预设文件中,解码端能够直接从视频流数据或者预设文件中获得目标视频帧的全局运动矢量信息,由于计算全局运动矢量信息所需的各个编码块的运动矢量信息是在视频编码或者转码的过程获得的,因此,可以节约内存开销,提高处理速度。
对于装置和系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中,这里所称得的存储介质,如:ROM/RAM、磁碟、光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围内。
Claims (15)
1.一种视频稳像方法,应用于解码端,其特征在于,所述方法包括:
获得目标视频帧的全局运动矢量信息,其中,目标视频帧的全局运动矢量信息,由编码端根据所述目标视频帧的原始视频信息生成,并存储在所述目标视频帧对应的视频流数据或预设文件中;
根据所述目标视频帧的全局运动矢量信息,计算所述目标视频帧的运动补偿参数;
根据所述目标视频帧的运动补偿参数,对所述目标视频帧进行运动补偿。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,编码端根据所述目标视频帧的原始视频信息生成所述目标视频帧的全局运动矢量信息,包括:
编码端根据所述目标视频帧的原始视频信息,获得所述目标视频帧中各个编码块的运动矢量信息;
根据所获得的各个编码块的运动矢量信息,计算得到所述目标视频帧的全局运动矢量信息。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所获得的各个编码块的运动矢量信息,计算得到所述目标视频帧的全局运动矢量信息,包括:
根据所获得的各个编码块的运动矢量信息,计算所获得的运动矢量信息对应的平均运动矢量信息;
分别计算所获得的运动矢量信息与所述平均运动矢量信息之间的相似度值;
按照所获得的运动矢量信息与所述平均运动矢量信息之间相似度由高到低的顺序,对所获得的运动矢量信息进行排序;
根据上述排序结果,按照预设比例,计算前若干个运动矢量信息的平均值,作为所述目标视频帧的全局运动矢量信息。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标视频帧的全局运动矢量信息,计算所述目标视频帧的运动补偿参数,包括:
按照视频帧的显示顺序,获得所述目标视频帧前i帧、后j帧视频帧的全局运动矢量信息,其中,i≥0,j≥0;
根据所获得的上述全局运动矢量信息和所述目标视频帧的全局运动矢量信息,计算所述目标视频帧的运动补偿参数。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所获得的上述全局运动矢量信息和所述目标视频帧的全局运动矢量信息,计算所述目标视频帧的运动补偿参数,包括:
根据所获得的上述全局运动矢量信息和所述目标视频帧的全局运动矢量,按照如下关系式,计算所述目标视频帧的运动补偿参数,
X=(X’(n-i)+...+X’(n-1)+X’(n)+X’(n+1)+...+X’(n+j))/(i+j+1),
Y=(Y’(n-i)+...+Y’(n-1)+Y’(n)+Y’(n+1)+...+Y’(n+j))/(i+j+1),
其中,X表示运动补偿参数中的水平偏移量,Y表示运动补偿参数中的垂直偏移量,n表示按照视频帧的显示顺序所述目标视频帧的顺序号,X’(n)和y’(n)为所述目标视频帧的全局运动矢量信息的X方向和Y方向分量,X’(n-1)...X’(n-i)和Y’(n-1)...Y’(n-i)为按照视频帧的显示顺序所述目标视频帧之前第1帧至第i帧视频帧的全局运动矢量信息的X方向和Y方向分量,X’(n+1)...X’(n+j)和Y’(n+1)...Y’(n+j)为按照视频帧的显示顺序所述目标视频帧之后第1帧至第j帧视频帧的全局运动矢量信息的X方向和Y方向分量。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标视频帧的运动补偿参数,对所述目标视频帧进行运动补偿之后,还包括:
获得所述目标视频帧的宽度和高度;
根据所述目标视频帧的宽度、高度和所述目标视频帧的运动补偿参数,计算运动补偿后所述目标视频帧所在区域水平方向和垂直方向的放大倍数;
根据所述目标视频帧水平方向和垂直方向的放大倍数,对运动补偿后的所述目标视频帧所在区域进行放大处理。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标视频帧的全局运动补偿参数,对所述目标视频帧进行运动补偿,包括:
根据所述目标视频帧的全局运动补偿参数,以3D渲染方式,对所述目标视频帧进行运动补偿。
8.一种视频稳像装置,应用于解码端,其特征在于,所述装置包括:
全局运动矢量获得模块,用于获得目标视频帧的全局运动矢量信息,其中,目标视频帧的全局运动矢量信息,由编码端根据所述目标视频帧的原始视频信息生成,并存储在所述目标视频帧对应的视频流数据或预设文件中;
运动补偿参数计算模块,用于根据所述目标视频帧的全局运动矢量信息,计算所述目标视频帧的运动补偿参数;
运动补偿模块,用于根据所述目标视频帧的运动补偿参数,对所述目标视频帧进行运动补偿。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述运动补偿参数计算模块,包括:
全局运动矢量获得子模块,用于按照视频帧的显示顺序,获得所述目标视频帧前i帧、后j帧视频帧的全局运动矢量信息,其中,i≥0,j≥0;
运动补偿参数计算子模块,用于根据所获得的上述全局运动矢量信息和所述目标视频帧的全局运动矢量信息,计算所述目标视频帧的运动补偿参数。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述运动补偿参数计算子模块,具体用于根据所获得的上述全局运动矢量信息和所述目标视频帧的全局运动矢量,按照如下关系式,计算所述目标视频帧的运动补偿参数,
X’=(X(n-i)+...+X’(n-1)+X’(n)+X’(n+1)+...+X’(n+j))/(i+j+1),
Y’=(Y’(n-i)+...+Y’(n-1)+Y’(n)+Y’(n+1)+...+Y’(n+j))/(i+j+1),
其中,X表示运动补偿参数中的水平偏移量,Y表示运动补偿参数中的垂直偏移量,n表示按照视频帧的显示顺序所述目标视频帧的顺序号,X’(n)和y’(n)为所述目标视频帧的全局运动矢量信息的X方向和Y方向分量,X’(n-1)...X’(n-i)和Y’(n-1)...Y’(n-i)为按照视频帧的显示顺序所述目标视频帧之前第1帧至第i帧视频帧的全局运动矢量信息的X方向和Y方向分量,X’(n+1)...X’(n+j)和Y’(n+1)...Y’(n+j)为按照视频帧的显示顺序所述目标视频帧之后第1帧至第j帧视频帧的全局运动矢量信息的X方向和Y方向分量。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
宽度和高度获得模块,用于在所述运动补偿模块对所述目标视频帧进行运动补偿之后,获得所述目标视频帧的宽度和高度;
放大倍数计算模块,用于根据所述目标视频帧的宽度、高度和所述目标视频帧的运动补偿参数,计算运动补偿后所述目标视频帧所在区域水平方向和垂直方向的放大倍数;
放大处理模块,用于根据所述目标视频帧水平方向和垂直方向的放大倍数,对运动补偿后的所述目标视频帧所在区域进行放大处理。
12.根据权利要求8-10中任一项所述的装置,其特征在于,所述运动补偿模块,具体用于根据所述目标视频帧的全局运动补偿参数,以3D渲染方式,对所述目标视频帧进行运动补偿。
13.一种视频稳像系统,其特征在于,所述系统包括:编码端的视频稳像预处理装置和权利要求8-12中任一项所述的视频稳像装置;
所述视频稳像预处理装置,包括:全局运动矢量生成模块和全局运动矢量存储模块;
所述全局运动矢量生成模块,用于由编码端根据所述目标视频帧的原始视频信息生成所述目标视频帧的全局运动矢量信息;
所述全局运动矢量存储模块,用于将所生成的全局运动矢量信息存储在所述目标视频帧对应的视频流数据或预设文件中;
所述视频稳像装置中的全局运动矢量获得模块,用于由解码端从目标视频帧对应的视频流数据或预设文件中,获得目标视频帧的全局运动矢量信息。
14.根据权利要求13所述的系统,其特征在于,所述全局运动矢量生成模块,包括:
运动矢量获得子模块,用于由编码端根据所述目标视频帧的原始视频信息,获得所述目标视频帧中各个编码块的运动矢量信息;
全局运动矢量计算子模块,用于根据所获得的各个编码块的运动矢量信息,计算得到所述目标视频帧的全局运动矢量信息。
15.根据权利要求14所述的系统,其特征在于,所述全局运动矢量计算子模块,包括:
平均运动矢量计算单元,用于根据所获得的各个编码块的运动矢量信息,计算所获得的运动矢量信息对应的平均运动矢量信息;
相似度计算单元,用于分别计算所获得的运动矢量信息与所述平均运动矢量信息之间的相似度值;
运动矢量排序单元,用于按照所获得的运动矢量信息与所述平均运动矢量信息之间相似度由高到低的顺序,对所获得的运动矢量信息进行排序;
全局运动矢量计算单元,用于根据上述排序结果,按照预设比例,计算前若干个运动矢量信息的平均值,作为所述目标视频帧的全局运动矢量信息。
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