CN104994374A - 一种自动检测视频三维格式的方法 - Google Patents

Abstract

一种自动检测视频三维格式的方法，利用了同一视频节目格式唯一的事实，只在每个新节目的开始做必要的计算和检测，其次在具体的检测方法中，利用左右3D格式和上下3D格式会在中间位置形成一条明显的边缘或者黑带的事实，只对中间位置的一个很小区域进行计算和检测，通过亮度投影和边缘强度投影，进一步压缩特征维度，通过检测中间位置是否存在黑带或边缘来确定该图像是哪种视频格式，再在时间域上进行多帧投票判决，来确定当前视频节目的格式，控制显示装置按照检测出来的视频格式进行播放，该方法在保证较高的检测准确率的前提下，大大减少了视频格式检测的计算复杂度。

Description

一种自动检测视频三维格式的方法

技术领域

本发明涉及一种自动检测视频三维格式的方法。

背景技术

随着3D视频的影片在视频网站上越来越普及和3D数字电视节目的开播，3D视频数量将成爆发式增长。在这些3D视频中有一大类是通过将2个2D视图排列在一个2D帧里来实现，以便于现有2D显示系统兼容，最常见的2种3D格式是左右3D格式和上下3D格式，左右3D格式是将2个2D视图左右并排排列在2D帧中，上下3D格式是将2个2D视图上下并排排列在2D帧中，与此同时，2D视频也将长期存在。如何自动检测视频节目格式是2D还是3D，若是3D格式，又属于哪种3D格式，对于正确显示是必不可少的。

公告号为CN101980545A的中国发明专利，公开了一种自动检测3DTV视频节目格式的方法，该方法先计算图像熵值来进行图像帧的有效性判断，然后再计算各个区域之间的线性相关系数并与阈值进行比较，最后通过多帧判别视频格式。

公布号为CN104185023A的中国发明专利申请，公开了一种三维视频格式自动检测方法及装置，通过计算图像区域的多个特征，包含块梯度模特征、块直方图特征、帧直方图特征、投影特征和中间线边界特征，通过特征融合进行空间域的格式初判别，同时结合时间域进行多帧判别，进而形成最终判别结果。

但是上述两种自动检测视频三维格式的方法分别存在以下问题：(1)第一种方法计算复杂度高，并且与视频分辨率成正比，这也意味着计算量将随着视频分辨率的提高而提高。(2)第二种方法需要计算多个特征，同样也存在计算量特别大的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种自动检测视频三维格式的方法，该方法能大大减少计算复杂度且准确率较高。

本发明的技术解决方案是：一种自动检测视频三维格式的方法，其特征在于：它包括以下步骤：

(1)在新视频节目开始时，自动将第一计数器T1和第二计数器T2清零，设置判断次数C1的初值为零,设置预设阀值A1、判断次数的上限值B1、预设值W，所述预设值W为奇数，设置方差Var1和Var2的初值均为0；

(2)获取一帧具有L行N列个像素点的RGB模式的图像，自动以该帧图像的水平中线L1为轴线选取第一待处理区域S1用于检测左右3D格式图像中间位置的黑带或边缘，所述第一待处理区域S1的高度为L，宽度为预设值W，自动以该帧图像的垂直中线L2为轴线选取第二待处理区域S2用于检测上下3D格式图像中间位置的黑带或边缘，所述第二待处理区域S2的宽度为N，高度为预设值W，所述图像的高度和宽度均以像素为单位，所述预设值W小于L和N；

(3)对第一待处理区域S1和第二待处理区域S2分别进行色彩空间转换用于将图像从RGB色彩空间转换到YUV色彩空间，自动计算第一待处理区域S1内所有像素点在YUV色彩空间的亮度值G1(i,j)＝(1/256)[(4096+129G)+(66R+25B)],式中i＝1、2…W,j＝1、2…L,R、G、B代表在图像(i,j)位置处的红、绿、蓝三色的色阶值，从而得到第一待处理区域S1的亮度图Y1,自动计算第二待处理区域S2内所有像素点在YUV色彩空间的亮度值G1(i’,j’)＝(1/256)[(4096+129G’)+(66R’+25B’)],式中i’＝1、2…N,j’＝1、2…W,R’、G’、B’代表在图像(i’,j’)位置处的红、绿、蓝三色的色阶值，从而得到第二待处理区域S2的亮度图Y2；

(4)由亮度图Y1和亮度图Y2自动得到亮度直方图Y1hist和Y2hist，自动计算亮度直方图Y1hist和Y2hist的方差Var1和Var2；

(5)判断方差Var1和Var2是否均大于预设阀值A1，若是则认为该帧图像为有效帧并进入下一步，若否，则返回步骤(2)；

(6)自动将亮度图Y1向垂直方向进行投影，得到一个含有L个按行排列的投影向量序列 $Y1p=\left[\begin{array}{c}Y1p1\\ Y1p2\\ ...\\ Y1pL\end{array}\right],$ 所述投影向量序列Y1p的各分量Y1p1、Y1p2…Y1pL是向量维度为W的行向量，自动将亮度图Y2向水平方向进行投影，得到一个含有N个按列排列的投影向量序列Y2p＝[Y2p1 Y2p2 ... Y2pN],所述投影向量序列Y2p的各分量Y2p1、Y2p2…Y2pN是向量维度为W的列向量；

(7)对亮度图Y1沿垂直方向获取边缘强度图Y1Edge,所述边缘强度图Y1Edge是由第一待处理区域S1内所有像素点的边缘强度值组成，自动将边缘强度图Y1Edge向垂直方向进行投影，得到一个含有L个按行排列的投影向量序列 $Y1Edgep=\left[\begin{array}{c}Y1Edgep1\\ Y1Edgep2\\ ...\\ Y1EdgepL\end{array}\right],$ 所述投影向量序列Y1Edgep的各分量Y1Edgep1、Y1Edgep2、…Y1EdgepL是向量维度为W的行向量，对亮度图Y2沿水平方向获取边缘强度图Y2Edge,所述边缘强度图Y2Edge是由第二待处理区域S2内所有像素点的边缘强度值组成，自动将边缘强度图Y2Edge向水平方向进行投影，得到一个含有N个按列排列的投影向量序列Y2Edgep＝[Y2Edgep1 Y2Edgep2 ... Y2EdgepN]，所述投影向量序列Y2Edgep的各分量Y2Edgep1、Y2Edgep2、…Y2EdgepN是向量维度为W的列向量；

(8)自动判断投影向量序列Y1p中的各分量Y1p1、Y1p2…Y1pL在(W+1)/2的维度上是否均为最小值，或者投影向量序列Y1Edgep中的各分量Y1Edgep1、Y1Edgep2、…Y1EdgepL在(W+1)/2的维度上是否均为最大值，若其中一项成立，则第一计数器T1自动加1且进入步骤(10)，若否，则进入下一步；

(9)自动判断投影向量序列Y2p中的各分量Y2p1、Y2p2…Y2pN在(W+1)/2的维度上是否均为最小值，或者投影向量序列Y2Edgep中的各分量Y2Edgep1、Y2Edgep2、…Y2EdgepN在(W+1)/2的维度上是否均为最大值，若其中一项成立，则第二计数器T2自动加1；

(10)判断次数C1自动加1，判断次数C1是否达到判断次数的上限值B1，若是，则进入下一步，若否，则返回步骤(2)；

(11)判断第一计数器T1是否大于等于k*C1,0.5＜k≤1，若是，则检测到的当前视频节目格式为左右3D格式，若否，则进入下一步；

(12)判断第二计数器T2是否大于等于k*C1,0.5＜k≤1，若是，则检测到的当前视频节目格式为上下3D格式，若否，则检测到的当前视频节目格式为2D格式。

所述的水平中线L1是指将图像左右均匀分成两部分的线段，所述垂直中线L2是指将图像上下均匀分成两部分的线段。

采用上述方法后，本发明具有以下优点：

本发明利用了同一视频节目格式唯一的事实，只在每个新节目的开始做必要的计算和检测，其次在具体的检测方法中，利用左右3D格式和上下3D格式会在中间位置形成一条明显的边缘或者黑带的事实，只对中间位置的一个很小区域进行计算和检测，通过亮度投影和边缘强度投影，进一步压缩特征维度，通过检测中间位置是否存在黑带或边缘来确定该图像是哪种视频格式，再在时间域上进行多帧投票判决，来确定当前视频节目的格式，控制显示装置按照检测出来的视频格式进行播放，该方法在保证较高的检测准确率的前提下，大大减少了视频格式检测的计算复杂度。

作为优选，在步骤(1)中设置所述判断次数的上限值B1为30。该设置只要在节目开始时进行检测和计算，而且能保证准确率。

作为优选，在步骤(7)中可采用微分算子、拉普拉斯高斯算子、canny算子中的一种，来获取亮度图Y1沿垂直方向的边缘强度图Y1Edge,也可以采用上述三种算子中的一种，来获取亮度图Y2沿水平方向的边缘强度图Y12Edge。上述算子运用广泛，并能得到较好的运算结果。

附图说明：

图1为左右3D格式的视图；

图2为上下3D格式的视图；

图3为本发明自动检测视频三维格式的方法的流程图；

具体实施方式

下面结合附图，并结合实施例对本发明做进一步的说明。

实施例：

如图1、图2、图3所示，一种自动检测视频三维格式的方法，其特征在于：它包括以下步骤：

(1)在新视频节目开始时，自动将第一计数器T1和第二计数器T2清零，设置判断次数C1的初值为零,设置预设阀值A1、判断次数的上限值B1、预设值W，所述预设值W为奇数，设置方差Var1和Var2的初值均为0；

(2)获取一帧具有L行N列个像素点的RGB模式的图像，自动以该帧图像的水平中线L1为轴线选取第一待处理区域S1用于检测左右3D格式图像中间位置的黑带或边缘，所述第一待处理区域S1的高度为L，宽度为预设值W，自动以该帧图像的垂直中线L2为轴线选取第二待处理区域S2用于检测上下3D格式图像中间位置的黑带或边缘，所述第二待处理区域S2的宽度为N，高度为预设值W，所述图像的高度和宽度均以像素为单位，所述预设值W小于L和N，例如W取L/10或N/10；

(3)对第一待处理区域S1和第二待处理区域S2分别进行色彩空间转换用于将图像从RGB色彩空间转换到YUV色彩空间，自动计算第一待处理区域S1内所有像素点在YUV色彩空间的亮度值G1(i,j)＝(1/256)[(4096+129G)+(66R+25B)],式中i＝1、2…W,j＝1、2…L,R、G、B代表在图像(i,j)位置处的红、绿、蓝三色的色阶值，从而得到第一待处理区域S1的亮度图Y1,自动计算第二待处理区域S2内所有像素点在YUV色彩空间的亮度值G1(i’,j’)＝(1/256)[(4096+129G’)+(66R’+25B’)],式中i’＝1、2…N,j’＝1、2…W,R’、G’、B’代表在图像(i’,j’)位置处的红、绿、蓝三色的色阶值，从而得到第二待处理区域S2的亮度图Y2；

(4)由亮度图Y1和亮度图Y2自动得到亮度直方图Y1hist和Y2hist，自动计算亮度直方图Y1hist和Y2hist的方差Var1和Var2，直方图的获取和方差的计算为现有技术；

(5)判断方差Var1和Var2是否均大于预设阀值A1，若是则认为该帧图像为有效帧并进入下一步，若否，则返回步骤(2)，因为方差越小，包含的图像信息量就越少，甚至可能是纯色的画面，这样的图像不利于判断视频格式，而方差越大，则表示图像包含的信息量越多，有利于视频格式的判断；

(6)自动将亮度图Y1向垂直方向进行投影，得到一个含有L个按行排列的投影向量序列 $Y1p=\left[\begin{array}{c}Y1p1\\ Y1p2\\ ...\\ Y1pL\end{array}\right],$ 所述投影向量序列Y1p的各分量Y1p1、Y1p2…Y1pL是向量维度为W的行向量，自动将亮度图Y2向水平方向进行投影，得到一个含有N个按列排列的投影向量序列Y2p＝[Y2p1 Y2p2 ... Y2pN],所述投影向量序列Y2p的各分量Y2p1、Y2p2…Y2pN是向量维度为W的列向量；

(7)对亮度图Y1沿垂直方向获取边缘强度图Y1Edge,所述边缘强度图Y1Edge是由第一待处理区域S1内所有像素点的边缘强度值组成，自动将边缘强度图Y1Edge向垂直方向进行投影，得到一个含有L个按行排列的投影向量序列 $Y1Edgep=\left[\begin{array}{c}Y1Edgep1\\ Y1Edgep2\\ ...\\ Y1EdgepL\end{array}\right],$ 所述投影向量序列Y1Edgep的各分量Y1Edgep1、Y1Edgep2、…Y1EdgepL是向量维度为W的行向量，对亮度图Y2沿水平方向获取边缘强度图Y2Edge,所述边缘强度图Y2Edge是由第二待处理区域S2内所有像素点的边缘强度值组成，自动将边缘强度图Y2Edge向水平方向进行投影，得到一个含有N个按列排列的投影向量序列Y2Edgep＝[Y2Edgep1 Y2Edgep2 ... Y2EdgepN]，所述投影向量序列Y2Edgep的各分量Y2Edgep1、Y2Edgep2、…Y2EdgepN是向量维度为W的列向量；

(8)自动判断投影向量序列Y1p中的各分量Y1p1、Y1p2…Y1pL在(W+1)/2的维度上是否均为最小值，此处可用于检测第一待处理区域S1沿水平方向的中间位置是否为黑带，或者投影向量序列Y1Edgep中的各分量Y1Edgep1、Y1Edgep2、…Y1EdgepL在(W+1)/2的维度上是否均为最大值，此处可用于检测第一待处理区域S1沿水平方向的中间位置是否为边缘，若其中一项成立，则第一计数器T1自动加1且进入步骤(10)，若否，则进入下一步；

(9)自动判断投影向量序列Y2p中的各分量Y2p1、Y2p2…Y2pN在(W+1)/2的维度上是否均为最小值，此处可用于检测第二待处理区域S2沿垂直方向的中间位置是否为黑带，或者投影向量序列Y2Edgep中的各分量Y2Edgep1、Y2Edgep2、…Y2EdgepN在(W+1)/2的维度上是否均为最大值，此处可用于检测第二待处理区域S2沿垂直方向的中间位置是否为边缘，若其中一项成立，则第二计数器T2自动加1；

(10)判断次数C1自动加1，判断次数C1是否达到判断次数的上限值B1，若是，则进入下一步，若否，则返回步骤(2)；

(11)判断第一计数器T1是否大于等于k*C1,0.5＜k≤1，若是，则检测到的当前视频节目格式为左右3D格式，若否，则进入下一步；

(12)判断第二计数器T2是否大于等于k*C1,0.5＜k≤1，若是，则检测到的当前视频节目格式为上下3D格式，若否，则检测到的当前视频节目格式为2D格式。

作为优选，在步骤(1)中设置所述判断次数的上限值B1为30。该设置只要在节目开始时进行检测和计算，而且能保证准确率。

作为优选，在步骤(7)中可采用微分算子、拉普拉斯高斯算子、canny算子中的一种，来获取亮度图Y1沿垂直方向的边缘强度图Y1Edge,也可以采用上述三种算子中的一种，来获取亮度图Y2沿水平方向的边缘强度图Y12Edge。上述算子运用广泛，并能得到较好的运算结果。

Claims (3)

1.一种自动检测视频三维格式的方法，其特征在于：它包括以下步骤：

(1)在新视频节目开始时，自动将第一计数器T1和第二计数器T2清零，设置判断次数C1的初值为零,设置预设阀值A1、判断次数的上限值B1、预设值W，所述预设值W为奇数，设置方差Var1和Var2的初值均为0；

(2)获取一帧具有L行N列个像素点的RGB模式的图像，自动以该帧图像的水平中线L1为轴线选取第一待处理区域S1用于检测左右3D格式图像中间位置的黑带或边缘，所述第一待处理区域S1的高度为L，宽度为预设值W，自动以该帧图像的垂直中线L2为轴线选取第二待处理区域S2用于检测上下3D格式图像中间位置的黑带或边缘，所述第二待处理区域S2的宽度为N，高度为预设值W，所述图像的高度和宽度均以像素为单位，所述预设值W小于L和N；

(3)对第一待处理区域S1和第二待处理区域S2分别进行色彩空间转换用于将图像从RGB色彩空间转换到YUV色彩空间，自动计算第一待处理区域S1内所有像素点在YUV色彩空间的亮度值G1(i,j)＝(1/256)[(4096+129G)+(66R+25B)],式中i＝1、2…W,j＝1、2…L,R、G、B代表在图像(i,j)位置处的红、绿、蓝三色的色阶值，从而得到第一待处理区域S1的亮度图Y1,自动计算第二待处理区域S2内所有像素点在YUV色彩空间的亮度值G1(i’,j’)＝(1/256)[(4096+129G’)+(66R’+25B’)],式中i’＝1、2…N,j’＝1、2…W,R’、G’、B’代表在图像(i’,j’)位置处的红、绿、蓝三色的色阶值，从而得到第二待处理区域S2的亮度图Y2；

(4)由亮度图Y1和亮度图Y2自动得到亮度直方图Y1hist和Y2hist，自动计算亮度直方图Y1hist和Y2hist的方差Var1和Var2；

(5)判断方差Var1和Var2是否均大于预设阀值A1，若是则认为该帧图像为有效帧并进入下一步，若否，则返回步骤(2)；

(6)自动将亮度图Y1向垂直方向进行投影，得到一个含有L个按行排列的投影向量序列 $Y1p=\left[\begin{array}{c}Y1p1\\ Y1p2\\ ...\\ Y1pL\end{array}\right],$ 所述投影向量序列Y1p的各分量Y1p1、Y1p2…Y1pL是向量维度为W的行向量，自动将亮度图Y2向水平方向进行投影，得到一个含有N个按列排列的投影向量序列Y2p＝[Y2p1 Y2p2 ... Y2pN],所述投影向量序列Y2p的各分量Y2p1、Y2p2…Y2pN是向量维度为W的列向量；

(7)对亮度图Y1沿垂直方向获取边缘强度图Y1Edge,所述边缘强度图Y1Edge是由第一待处理区域S1内所有像素点的边缘强度值组成，自动将边缘强度图Y1Edge向垂直方向进行投影，得到一个含有L个按行排列的投影向量序列 $Y1Edgep=\left[\begin{array}{c}Y1Edgep1\\ Y1Edgep2\\ ...\\ Y1EdgepL\end{array}\right],$ 所述投影向量序列Y1Edgep的各分量Y1Edgep1、Y1Edgep2、…Y1EdgepL是向量维度为W的行向量，对亮度图Y2沿水平方向获取边缘强度图Y2Edge,所述边缘强度图Y2Edge是由第二待处理区域S2内所有像素点的边缘强度值组成，自动将边缘强度图Y2Edge向水平方向进行投影，得到一个含有N个按列排列的投影向量序列Y2Edgep＝[Y2Edgep1 Y2Edgep2 ... Y2EdgepN]，所述投影向量序列Y2Edgep的各分量Y2Edgep1、Y2Edgep2、…Y2EdgepN是向量维度为W的列向量；

(8)自动判断投影向量序列Y1p中的各分量Y1p1、Y1p2…Y1pL在(W+1)/2的维度上是否均为最小值，或者投影向量序列Y1Edgep中的各分量Y1Edgep1、Y1Edgep2、…Y1EdgepL在(W+1)/2的维度上是否均为最大值，若其中一项成立，则第一计数器T1自动加1且进入步骤(10)，若否，则进入下一步；

(9)自动判断投影向量序列Y2p中的各分量Y2p1、Y2p2…Y2pN在(W+1)/2的维度上是否均为最小值，或者投影向量序列Y2Edgep中的各分量Y2Edgep1、Y2Edgep2、…Y2EdgepN在(W+1)/2的维度上是否均为最大值，若其中一项成立，则第二计数器T2自动加1；

(10)判断次数C1自动加1，判断次数C1是否达到判断次数的上限值B1，若是，则进入下一步，若否，则返回步骤(2)；

(11)判断第一计数器T1是否大于等于k*C1,0.5＜k≤1，若是，则检测到的当前视频节目格式为左右3D格式，若否，则进入下一步；

(12)判断第二计数器T2是否大于等于k*C1,0.5＜k≤1，若是，则检测到的当前视频节目格式为上下3D格式，若否，则检测到的当前视频节目格式为2D格式。

2.根据权利要求1所述的一种自动检测视频三维格式的方法，其特征在于：在步骤(1)中设置所述判断次数的上限值B1为30。

3.根据权利要求1所述的一种自动检测视频三维格式的方法，其特征在于：在步骤(7)中可采用微分算子、拉普拉斯高斯算子、canny算子中的一种，来获取亮度图Y1沿垂直方向的边缘强度图Y1Edge,也可以采用上述三种算子中的一种，来获取亮度图Y2沿水平方向的边缘强度图Y12Edge。