CN104427320A - 基于敏感信息增强的视频监控系统视频质量提高方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于敏感信息增强的视频监控系统视频质量提高方法，其特点是：根据编码器的参数设置，计算出编码的量化参数值。之后，获取像素平均SATD值。接着通过计算色度的SATD值，获取计算色度的像素平均SATD值。之后，通过量化参数差值因子计算出色度量化参数。最终采用视频优化器前端设备，通过对视频亮度进行额外补偿编码，提高图像质量。由此，通过对视频数据的采集，计算出编码的量化参数值，对色度分量码率进行适当降低，提高亮度分量码率，从而在相同码率情况下，可以获得更好的图像质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种视频质量提高方法，尤其涉及一种基于敏感信息增强的视频监控系统视频质量提高方法。
背景技术
大量研究表明，人眼视觉系统对亮度的敏感性大于色度，相对于亮度，色度可以采用比较低的分辨率而不会影响图像视觉效果。因此，采用YUV色度空间的采样格式通常是4:2:0，在水平和垂直清晰度方面，两个色度分量都是亮度分量的一半。在帧间预测编码过程中，H.264/AVC视频编码标准规定用亮度分量进行运动估计，色度运动矢量由对应的亮度运动矢量导出。在亚像素域，因为空间采样率的差异，对于同一精度的运动矢量，色度分量要比亮度分量多做一次差值，亮度分量进行1/4像素插值时，色度分量已到1/8像素插值，从而导致色度分量在空间上的平滑性要高的多，色度分量的残差值偏小，量化后的PSNR通常比亮度高。采样率的差异是考虑到了人眼的视觉特性，同理，色度分量PSNR值比亮度高很多，并不会对图像质量有太大改善，反而造成了一定程度的码率浪费。
如图1所示，现有的视频监控系统分布大致如此，但是由于处理的缺陷，往往造成醉成视频质量较差，不能进行较佳的监控。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种基于敏感信息增强的视频监控系统视频质量提高方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
基于敏感信息增强的视频监控系统视频质量提高方法，其包括以下步骤：步骤①，根据编码器的参数设置，计算出编码的量化参数值；步骤②，计算亮度的像素平均SATD值；步骤③，计算色度的SATD值，包括SATDu值和SATDv值，获取计算色度的像素平均SATD值；步骤④，计算量化参数差值因子；步骤⑤，根据差值因子和已计算出的量化参数值计算出色度量化参数；步骤⑥，采用视频优化器前端设备，依托色度量化参数对视频亮度进行额外补偿编码，提高图像质量。
上述的基于敏感信息增强的视频监控系统视频质量提高方法，其中：所述步骤②中，采用的公式如下， ，其中，表示亮度像素平均SATD值，表示下采样图像的亮度的SATD值，表示采样图像像素数。
进一步地，上述的基于敏感信息增强的视频监控系统视频质量提高方法，其中：所述的步骤③中，采用的公式如下，，其中，表示色度平均SATD值，Nc是色度像素总和，包括U和V。
更进一步地，上述的基于敏感信息增强的视频监控系统视频质量提高方法，其中：所述步骤④中，采用的公式如下，，其中，是差值因子，是修正因子。
更进一步地，上述的基于敏感信息增强的视频监控系统视频质量提高方法，其中：所述步骤⑤中，采用的公式如下，，其中，为色度量化参数，是亮度的量化参数。
再进一步地，上述的基于敏感信息增强的视频监控系统视频质量提高方法，其中：所述的步骤⑥中额外补偿编码的过程为对错误/缺失数据进行隐藏/恢复，完成补偿编码。
本发明技术方案的优点主要体现在：通过对视频数据的采集，计算出编码的量化参数值，对色度分量码率进行适当降低，提高亮度分量码率，从而在相同码率情况下，可以获得更好的图像质量。
附图说明
本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。
图1是视频监控系统构造示意图。
图中各附图标记的含义如下：
| 1 | 模拟摄像头 | 2 | 视频优化器前端设备 |
| 3 | 编码器 | 4 | 解码器 |
| 5 | 视频优化器 |
具体实施方式
基于敏感信息增强的视频监控系统视频质量提高方法，其特别之处在于包括以下步骤：
首先，根据编码器的参数设置，计算出编码的量化参数值既QP值（quantizer parameter的缩写）。
接着，计算亮度的像素平均SATD值。具体来说，采用的公式如下：。其中，表示亮度像素平均SATD值，表示下采样图像的亮度的SATD值，表示采样图像像素数，具体数值为实际处理的图像本身大小而定。SATD为：Sum of Absolute Transformed Difference，即hadamard变换后再绝对值求和，其是一种视频残差信号大小的衡量标准。SATD即将残差经哈德曼变换的4×4块的预测残差绝对值总和，可以将其看作简单的时频变换，其值在一定程度上可以反映生成码流的大小。
之后，计算色度的SATD值，包括SATDu值和SATDv值，获取计算色度的像素平均SATD值。为了获取较佳的数值，本发明使用的计算公式如下：。其中，表示色度平均SATD值，Nc是色度像素总和，包括U和V。具体来说，对应现有的常见视频参数，YUV是被欧洲电视系统所采用的一种颜色编码方法（属于PAL），其分为三个分量，Y表示明亮度（Luminance或Luma），也就是灰度值；而U和V表示的则是色度（Chrominance或Chroma），作用是描述影像色彩及饱和度，用于指定像素的颜色。简而言之，类似两个色差信号R－Y（即U）、B－Y（即V），U和V取值范围都是：0-255。
接着，计算量化参数差值因子。具体来说，采用以下公式：。其中，是差值因子，是修正因子。
之后，根据差值因子和已计算出的量化参数值计算出色度量化参数。考虑到数值获取的正确性，便于后续的补偿，提高视频质量，这个过程采用如下公式来获取：，其中，为色度量化参数，是亮度的量化参数。具体来说，ω取值范围为3.0-5.0，σ取值范围为0.3-0.5。结合多次对比试验来看，ω取值4.0，σ取值0.4，可以起到较佳的效果。
完成上述步骤后，采用视频优化器前端设备，通过先前量化参数对视频亮度进行额外补偿编码，提高图像质量。
结合上述的各个公式来看，文中所有公式，如果脱离计算机的实际运算，则无法给出实际例子。原因在于，以来看，其值等于所有像素点的亮度分量相对于全局亮度分量平均值的方差求和，在实际运算中，计算量十分庞大，必须以计算机而不是人工来计算，所以无法在这里给出实际计算例子展开。
结合本发明的实际使用情况来看，对352x288的实拍测试序列效果对比如下：
从数据可以看出，采用本发明处理后，对于相同图像质量的视频，编码后码率更低。也就是说，相同码率情况下，可以获得更好的图像质量。
通过上述的文字表述可以看出，采用本发明后，通过对视频数据的采集，计算出编码的量化参数值，对色度分量码率进行适当降低，提高亮度分量码率，从而在相同码率情况下，可以获得更好的图像质量。
这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
Claims (6)
1.基于敏感信息增强的视频监控系统视频质量提高方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤①，根据编码器的参数设置，计算出编码的量化参数值；
步骤②，计算亮度的像素平均SATD值；
步骤③，计算色度的SATD值，包括SATDu值和SATDv值，获取计算色度的像素平均SATD值；
步骤④，计算量化参数差值因子；
步骤⑤，根据差值因子和已计算出的量化参数值计算出色度量化参数；
步骤⑥，采用视频优化器前端设备，依托色度量化参数对视频亮度进行额外补偿编码，提高图像质量。
2.根据权利要求1所述的基于敏感信息增强的视频监控系统视频质量提高方法，其特征在于：所述步骤②中，采用的公式如下， ，其中，表示亮度像素平均SATD值，表示下采样图像的亮度的SATD值，表示采样图像像素数。
3.根据权利要求1所述的基于敏感信息增强的视频监控系统视频质量提高方法，其特征在于：所述的步骤③中，采用的公式如下，，其中，表示色度平均SATD值，Nc是色度像素总和，包括U和V。
4.根据权利要求1所述的基于敏感信息增强的视频监控系统视频质量提高方法，其特征在于：所述步骤④中，采用的公式如下，，其中，是差值因子，是修正因子。
5.根据权利要求1所述的基于敏感信息增强的视频监控系统视频质量提高方法，其特征在于：所述步骤⑤中，采用的公式如下，，其中，为色度量化参数，是亮度的量化参数。
6.根据权利要求1所述的基于敏感信息增强的视频监控系统视频质量提高方法，其特征在于：所述的步骤⑥中额外补偿编码的过程为对错误/缺失数据进行隐藏/恢复，完成补偿编码。
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