CN107483846A - 视频图像叠加方法、叠加装置、编码装置和存储介质 - Google Patents

视频图像叠加方法、叠加装置、编码装置和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种视频图像叠加方法、叠加装置、编码装置和存储介质，视频图像叠加方包括：读取视频数据；获取视频数据的颜色特征值；获取视频图像信息的颜色特征值；根据视频数据的颜色特征值和视频图像信息的颜色特征值调节视频图像信息的颜色，对经叠加的视频数据进行编码；输出经编码的视频数据，本案可根据图像颜色特征值和OSD信息颜色特征值，自适应调整OSD信息颜色，从而使OSD信息叠加到图像后，OSD信息显示效果更加清晰、更容易辨认，且处理步骤和处理模块属于流水线关系，各模块并行计算，不会降低编码的性能。

Description

视频图像叠加方法、叠加装置、编码装置和存储介质
技术领域
本发明涉及视频处理领域，尤其涉及一种视频图像叠加方法、视频图像叠加装置、视频编码装置和计算机存储介质。
背景技术
在视频编码特别是监控视频编码过程中，通常需要在视频图像中叠加OSD（OnScreen Display）信息，如时间、日期、位置等。
早期视频图像叠加OSD信息的方式主要有两种，一是在采集视频通路上添加额外的OSD信息叠加器设备，该设备将OSD信息叠加到视频图像之后再送给编码器进行视频编码。另一种做法是在编码前使用软件计算的方式，对视频图像进行预处理，将对应图像区域的图像数据拷贝出来与OSD信息进行叠加，然后将处理后的图像数据保存回到原来的位置，最后对图像进行编码。
上述这些方案不仅增加了实现成本，且实现复杂，维护不方便。有些方案通过CPU计算以软件方式实现OSD信息叠加，但在OSD信息增加的情况下，这种方案处理OSD信息叠加的耗时也会线性增加，因此这种方案无法保证实时性。有些视频处理芯片虽然内嵌OSD叠加的电路模块，但其对OSD信息的颜色并不关心，在图像颜色也OSD信息颜色比较接近，如OSD信息与图像均为全黑或全白时，或颜色相近似时，OSD信息叠加到图像之后，存在无法辨认OSD信息的问题。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种实现颜色自适应的视频图像叠加方法。
本发明的第二目的是提供一种实现颜色自适应的视频图像叠加装置。
本发明的第三目的是提供一种实现颜色自适应的视频编码装置。
本发明的第四目的是提供一种实现颜色自适应的计算机存储介质。
为了实现本发明的第一目的，本发明提供一种视频图像叠加方法，其特征在于，包括：
读取第一视频数据；
对第一视频图像信息进行叠加；
对经叠加的第二视频数据进行编码；
输出经编码的第三视频数据，
对第一视频图像信息进行叠加的步骤包括颜色统计步骤和信息叠加步骤；
颜色统计步骤包括：
获取第一视频数据的颜色特征值；
获取视频图像信息的颜色特征值；
信息叠加步骤包括：
根据第一视频数据的颜色特征值和视频图像信息的颜色特征值调节视频图像信息的颜色，
将调色后的视频图像信息叠加到第一视频数据。
由上述方案可见，通过视频图像颜色特征统计，统计出图像的颜色特征值，在叠加视频图像信息(OSD信息)时，根据图像颜色特征值和OSD信息颜色特征值，自适应调整OSD信息颜色，使OSD信息的颜色与图像颜色对比更加明显，从而使OSD信息叠加到图像后，OSD信息显示效果更加清晰、更容易辨认，且本发明中的处理步骤和处理模块属于流水线关系，各模块并行计算，不会降低编码的性能。
更进一步的方案是，根据第一视频数据的颜色特征值和视频图像信息的颜色特征值调节视频图像信息的颜色的步骤为：
计算第一视频数据的颜色特征值和视频图像信息的颜色特征值之间的颜色特征差值；
判断颜色特征差值是否大于预设阈值；
如颜色特征差值大于预设阈值，则不调节视频图像信息的颜色；
如颜色特征差值小于等于预设阈值，则调节视频图像信息的颜色。
更进一步的方案是，颜色特征差值为灰度值；
调节视频图像信息的颜色是通过全白灰度值减去视频图像信息的灰度值。
由上可见，对于颜色的处理，可采用阈值进行判断处理，优选地，可采用更为广泛的灰度值进行处理。
更进一步的方案是，获取视频图像信息的颜色特征值的步骤为：
根据视频图像信息的优先级别获取对应的视频图像信息的颜色特征值。
更进一步的方案是，在获取第一视频数据的颜色特征值之前，信息叠加步骤还包括：
判断是否需要调节视频图像信息的颜色；
如不调节视频图像信息的颜色，则将视频图像信息叠加到第一视频数据；
如调节视频图像信息的颜色，则执行获取第一视频数据的颜色特征值。
由上可见，对多个视频图像信息进行处理时，可按照优先级别分别进行处理，且还可根据用户的需求选择是否需要进行色彩的调节。
更进一步的方案是，在对视频图像信息进行叠加之前，视频图像叠加方法还包括：
判断是否需要进行视频图像信息的叠加；
如需要进行视频图像信息的叠加，则执行对视频图像信息进行叠加的步骤；
如不进行视频图像信息的叠加，则跳转执行对第一视频数据编码，并输出经编码的第四视频数据。
更进一步的方案是，判断是否需要进行视频图像信息的叠加的步骤为：
根据视频图像信息的坐标信息和第一视频数据的分块坐标，判断是否需要进行视频图像信息的叠加。
由上可见，在处理视频编码时，一般是按照分块视频图像进行处理，故根据视频图像信息的坐标信息和分块坐标，判断当前分块视频是否需要信息叠加，如不需要，则跳转至编码，如需要则进行信息叠加处理，有效提高运行效率。
为了实现本发明的第二目的，本发明提供一种视频图像叠加装置，其特征在于，包括颜色特征统计模块和叠加模块，
颜色特征统计模块用于上述方案任一项视频图像叠加方法中的颜色统计步骤；
叠加模块用于执行上述方案任一项视频图像叠加方法中的信息叠加步骤。
为了实现本发明的第三目的，本发明提供一种视频编码装置，其特征在于，包括数据读取模块、颜色特征统计模块、叠加模块、编码模块和输出模块，
数据读取模块用于读取视频数据；
颜色特征统计模块用于执行上述方案任一项视频图像叠加方法中的颜色统计步骤；
叠加模块用于执行上述方案任一项视频图像叠加方法中的信息叠加步骤；
编码模块用于对经叠加的视频数据进行编码；
输出模块用于输出经编码的视频数据。
为了实现本发明的第四目的，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：计算机程序被处理器执行时实现如上述方案中任意一项视频图像叠加方法的步骤。
由上述方案可见，通过视频图像颜色特征统计，统计出图像的颜色特征值，在叠加视频图像信息(OSD信息)时，根据图像颜色特征值和OSD信息颜色特征值，自适应调整OSD信息颜色，使OSD信息的颜色与图像颜色对比更加明显，从而使OSD信息叠加到图像后，OSD信息显示效果更加清晰、更容易辨认，且本发明中的处理步骤和处理模块属于流水线关系，各模块并行计算，不会降低编码的性能。
附图说明
图1是本发明视频编码装置实施例的系统框图。
图2是本发明视频图像叠加方法实施例的流程图。
图3是本发明视频图像叠加方法实施例中的对视频图像信息进行叠加的流程图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
参照图1，图1是视频编码装置的系统框图，视频编码装置包括数据读取模块11、视频图像叠加装置、编码模块14和输出模块15，视频图像叠加装置包括颜色特征统计模块12和叠加模块13，数据读取模块11用于读取视频数据，颜色特征统计模块12用于实现颜色处理，叠加模块13用于实现信息叠加，编码模块14用于对经叠加的视频数据进行编码，输出模块15用于输出经编码的视频数据。数据读取模块11、颜色特征统计模块12和叠加模块13、编码模块14和输出模块15可集成在芯片内通过软件模块的形式实现各自的功能，亦可是为分别硬件电路，如颜色特征统计模块12可采用ISP电路构成，叠加模块13由硬件编码器电路构成，且模块之间采用流水式连接，各模块并行计算。
参照图2，图2是视频图像叠加方法的流程图。首先执行步骤S12，读取视频数据，视频编码时可对视频数据进行分块处理，随后执行步骤S12，判断当前分块block是否需要进行视频图像信息(下称OSD信息)叠加，具体地，OSD配置信息输入至颜色特征统计模块12和叠加模块13中，OSD配置信息包括：
1.自适应修改OSD信息颜色标志位；
2.OSD信息的个数；
3.OSD信息的起始block坐标和结束block坐标；
4.OSD信息的序号和优先级；
5.OSD信息数据的起始地址；
6.OSD信息的颜色特征值。
根据OSD信息的起始block坐标、结束block坐标、当前视频数据的block坐标，判断当前block是否需要进行OSD信息叠加。
如不需要，则跳转步骤S14，对当前block进行编码，最后执行步骤S15，输出编码后的视频数据。
如需要，则执行对视频图像信息进行叠加的步骤S13，对当前block进行OSD信息叠加。
具体地，参照图3，对视频图像信息进行叠加的步骤包括颜色统计步骤和信息叠加步骤，颜色统计步骤包括步骤S21、S22、S23和S24，信息叠加步包括步骤S31、S32、S33、S34和S35。
首先执行步骤S21，OSD信息叠加使能信号置为1，随后执行步骤S22，根据OSD信息的优先级，选出优先级最高的OSD信息序号，然后执行步骤S23，读取OSD配置信息中的自适应修改OSD信息颜色标志位，若该标志位为0，则不统计该block数据的颜色特征值，该block的颜色特征值置为无效，若该标志位为1，则统计该block数据的颜色特征，得到该block的颜色特征值。随后执行步骤S24，可以将当前block的OSD信息叠加使能信号、当前block的OSD信息序号、当前block的颜色特征值传递给OSD信息叠加电路模块。
随后执行步骤S31，若OSD信息叠加使能信号为0，则OSD信息叠加器不对当前block数据做任何操作和处理，若当前block的OSD信息叠加使能信号为1，根据当前block的OSD信息序号找到该OSD信息数的起始地址，读取OSD信息数据，然后执行步骤S32，根据OSD信息序号读取OSD信息的颜色特征值。
随后执行步骤S33，比较当前block的图像颜色特征值和OSD信息的颜色特征值，极端得到颜色特征差值，若颜色特征差值大于预设阈值，说明OSD信息的颜色与图像颜色相差较大，则不修改OSD信息的颜色，若颜色特征差值小于等于预设阈值，说明OSD信息的颜色与图像颜色较接近，OSD信息直接叠加到背景图像上的话会导致OSD信息不明显，较难辨认。
在上述情况下OSD信息叠加模块对OSD信息的颜色特征值进行调节，即执行步骤S34，使之与图像颜色形成较大反差，具体地，OSD信息颜色和背景图像的颜色都是通过灰度来判断其颜色特征，灰度的差值即为颜色特征差值，通过调节OSD信息的灰度使其颜色特征差值变大，灰度的范围是0到255，如OSD信息的点的灰度为Y，则新的灰度Y1=255-Y。
当然上述是用过灰度来进行判断和调整，除了采用灰度之外，可以采用RGB的方式进行，如预设多组撞色配合，撞色是指对比色搭配，包括强烈色配合或者补色配合，强烈色配合指两个相隔较远的颜色相配，如：黄色与紫色，红色与青绿色，这种配色比较强烈，补色配合指两个相对的颜色的配合，如：红与绿，青与橙，黑与白等，通过判断背景图像的颜色，调节OSD信息的颜色。
然后执行步骤S35，将OSD信息叠加到当前block图像中。
随后跳转执行步骤S14，将经信息叠加的视频数据输出至编码模块进行编码，最后执行步骤S15，输出经编码的视频数据。
结合方法流程图和图1可见，视频图像颜色特征统计电路模块、OSD信息叠加电路装置与原有的编码模块形成流水线关系，各电路模块可以并行工作，即在某一时刻，当输出模块正在将第n个block的编码结果从编码IC内部的SRAM写到DDR时，编码模块正在对第n+1个block进行编码，OSD信息叠加模块正在对第n+2个block进行OSD信息叠加，图像颜色特征统计模块正在对第n+3个block的颜色特征进行统计，读取数据模块正在将第n+4个block的图像数据从DDR读入编码IC内部SRAM，因此本发明不会降低整个系统视频编码性能。
上述的视频图像叠加方法的计算机程序可存储在计算机可读存储介质中，计算机程序被处理器执行时实现如方案中的视频图像叠加方法的步骤。
由上可见，通过视频图像颜色特征统计，统计出图像的颜色特征值，在叠加视频图像信息(OSD信息)时，根据图像颜色特征值和OSD信息颜色特征值，自适应调整OSD信息颜色，使OSD信息的颜色与图像颜色对比更加明显，从而使OSD信息叠加到图像后，OSD信息显示效果更加清晰、更容易辨认，且本发明中的处理步骤和处理模块属于流水线关系，各模块并行计算，不会降低编码的性能。

Claims (10)

1.一种视频图像叠加方法，其特征在于，包括：
读取第一视频数据；
对所述视频图像信息进行叠加；
对经叠加的第二视频数据进行编码；
输出经编码的第三视频数据，
对所述视频图像信息进行叠加的步骤包括颜色统计步骤和信息叠加步骤；
所述颜色统计步骤包括：
获取所述第一视频数据的颜色特征值；
获取所述视频图像信息的颜色特征值；
所述信息叠加步骤包括：
根据所述第一视频数据的颜色特征值和所述视频图像信息的颜色特征值调节所述视频图像信息的颜色，
将调色后的视频图像信息叠加到所述第一视频数据。
2.根据权利要求1所述视频图像叠加方法，其特征在于：
根据所述第一视频数据的颜色特征值和所述视频图像信息的颜色特征值调节所述视频图像信息的颜色的步骤为：
计算所述第一视频数据的颜色特征值和所述视频图像信息的颜色特征值之间的颜色特征差值；
判断所述颜色特征差值是否大于预设阈值；
如所述颜色特征差值大于预设阈值，则不调节所述视频图像信息的颜色；
如所述颜色特征差值小于等于预设阈值，则调节所述视频图像信息的颜色。
3.根据权利要求2所述视频图像叠加方法，其特征在于：
所述颜色特征差值为灰度值；
调节所述视频图像信息的颜色是通过全白灰度值减去所述视频图像信息的灰度值。
4.根据权利要求1所述视频图像叠加方法，其特征在于：
获取所述视频图像信息的颜色特征值的步骤为：
根据视频图像信息的优先级别获取对应的视频图像信息的颜色特征值。
5.根据权利要求1所述视频图像叠加方法，其特征在于：
在获取所述第一视频数据的颜色特征值之前，所述信息叠加步骤还包括：
判断是否需要调节视频图像信息的颜色；
如不调节视频图像信息的颜色，则将所述视频图像信息叠加到所述第一视频数据；
如调节视频图像信息的颜色，则执行获取所述第一视频数据的颜色特征值。
6.根据权利要求1-5任一项所述视频图像叠加方法，其特征在于：
在对视频图像信息进行叠加之前，所述视频图像叠加方法还包括：
判断是否需要进行视频图像信息的叠加；
如需要进行视频图像信息的叠加，则执行对视频图像信息进行叠加的步骤；
如不进行视频图像信息的叠加，则跳转执行对所述第一视频数据编码，并输出经编码的第四视频数据。
7.根据权利要求6所述视频图像叠加方法，其特征在于：
所述判断是否需要进行视频图像信息的叠加的步骤为：
根据所述视频图像信息的坐标信息和所述第一视频数据的分块坐标，判断是否需要进行视频图像信息的叠加。
8.视频图像叠加装置，其特征在于，包括颜色特征统计模块和叠加模块，
所述颜色特征统计模块用于执行权利要求1-7任一项所述视频图像叠加方法中的所述颜色统计步骤；
所述叠加模块用于执行权利要求1-7任一项所述视频图像叠加方法中的信息叠加步骤。
9.视频编码装置，其特征在于，包括数据读取模块、颜色特征统计模块、叠加模块、编码模块和输出模块，
所述数据读取模块用于读取视频数据；
所述颜色特征统计模块用于执行权利要求1-7任一项所述视频图像叠加方法中的所述颜色统计步骤；
所述叠加模块用于执行权利要求1-7任一项所述视频图像叠加方法中的信息叠加步骤；
所述编码模块用于对经叠加的视频数据进行编码；
所述输出模块用于输出经编码的视频数据。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任意一项所述视频图像叠加方法的步骤。
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