CN110248046B - 一种确定复合视频信号中视频有效区域的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种确定复合视频信号中视频有效区域的方法及装置,该方法包括:接收多帧复合视频信号,对应转换为数字信号,且进行信号同步,计算预设数量帧数字复合视频信号中每一帧信号中相同行号的视频信号行的第一信息熵,确定第一信息熵大于第一阈值的视频信号行的行号,将行号中包括的最小行号和最大行号对应的视频信号行之间的视频信号行确定为有效信号行,计算预设数量视频信号行在预设滑动时间窗口中的第二信息熵,根据第二信息熵确定视频信号行的视频有效区域的边界点,将边界点之内的区域确定为视频信号的有效区域,将确定出的有效信号行与有效区域的重叠区域,确定为复合视频信号中的视频有效区域。这样,确定视频有效区域不再依赖视频制式。
Description
技术领域
本申请涉及复合视频信号解析领域,尤其涉及一种确定复合视频信号中视频有效区域的方法及装置。
背景技术
复合视频信号是指需要生成视频信号的成分组合在同一信号中的单路模拟信号,构成复合视频信号的三个主要成分包括亮度信号、色度(色彩和饱和度)信号以及同步信号,其中,亮度信号中包含视频图像的强度(亮度或暗度)信息,色度信号包含视频图像的色彩和饱和度信息。复合视频信号通常采用的编码方式包括恩制式(National TelevisionStandards Committee,NTSC)、帕尔制式(Phase Alternating Line,PAL)以及塞康制式(Sequentiel Couleur A Memoire,SECAM)以及HDCVI高清(High Definition CompositeVideo Interface)等制式,当然每一种制式下面还分别包括一些子制式,即针对复合视频信号没有一种统一的编码方式。
一帧复合视频信号中包括若干行视频信号行,其中,视频信号行中包括若干有效信号行以及若干消隐信号行。有效信号行是指与视频图像有效数据(视频图像的亮度和色度数据)相关的视频信号行,参阅图1A所示,图1A为有效信号行示意图,每个有效信号行包括视频有效区域和视频消隐区域,参阅图1B所示,其中,视频有效区域是指与视频图像有效数据(视频图像的亮度和色度数据)对应的区域,视频消隐区域用于消除有效信号行之间行扫描回归线,为了保证载波相位同步将载波调制在视频消隐区域,且为了保证视频行信号的同步在视频消隐区插入行同步信号。每帧复合视频信号之间插入消隐信号行,消隐信号行与视频图像有效数据无关,用于消除帧与帧之间的扫描回归线,参阅图1C所示,图1C为消隐信号行示意图,消隐信号行也包括视频消隐区域,为了保证载波相位同步将载波调制在视频消隐区域,且在视频消隐区域插入帧同步信号,与有效信号行的区别在于不包括视频有效区域。相关技术中,将复合视频信号中包括的有效信号行中的视频有效区域称为复合视频信号的视频有效区域。
现有技术中,接收端在解析复合视频信号时,必须先识别出复合视频信号的制式,然后根据预先保存的对应该制式的信号形态参数(例如,同步信号位置、同步信号位置距视频有效区的距离、视频有效区和视频消隐区的关系、有效行和消隐行的比例等)进行视频有效区域的确定,这种方法需要在接收端针对每一种制式的复合视频信号预先存储对应的一套信号形态参数,需要占用大量的资源,且当新增制式或者更新原有制式之后,需要在接收端更新历史存储的信号形态参数,此外,市场上存在针对同一制式的不同厂商设备,其输出的相同制式复合视频信号在信号形态参数上可能存在细微差别,而接收端只能匹配相同制式的一种信号形态参数,因此导致接收端在接收到一些细微差别的复合视频信号时,需要手动确定复合视频信号中视频有效区域。
综上,现有技术在确定复合视频信号中视频有效区域时,对视频制式过分依赖,当接收端未存储复合视频信号对应制式的信号形态参数或者存储的信号形态参数丢失时,则无法确定复合视频信号中视频有效区域,进而无法恢复视频图像。
发明内容
本申请的实施例提供了一种确定复合视频信号中视频有效区域的方法及装置,用以解决现有技术中在确定复合视频信号中视频有效区域时,对视频制式过分依赖,当接收端未存储复合视频信号对应制式的信号形态参数或者存储的信号形态参数丢失时,则无法确定复合视频信号中视频有效区域,进而无法恢复视频图像的问题。
本申请的目的是通过以下技术方案实现的:
第一方面,提供一种确定复合视频信号中视频有效区域的方法,该方法包括:接收多帧复合视频信号,并将接收到的多帧复合视频信号对应转换为多帧数字复合视频信号,对多帧数字复合视频信号进行帧同步和行同步,计算预设数量帧数字复合视频信号中每一帧数字复合视频信号中相同行号的视频信号行的第一信息熵,确定第一信息熵大于第一阈值的视频信号行的行号,将行号中包括的最小行号和最大行号对应的视频信号行之间的视频信号行确定为有效信号行,计算预设数量视频信号行在预设滑动时间窗口中的第二信息熵,根据所述第二信息熵确定所述视频信号行的视频有效区域的边界点,并将所述视频有效区域的边界点之内的区域确定为所述视频信号的视频有效区域,将确定出的所述有效信号行与所述视频有效区域的重叠区域,确定为所述复合视频信号中的视频有效区域。
其中,每帧数字复合视频信号包括多个视频信号行,所述视频信号行包括有效信号行。此外,所述视频信号行还可以包括消隐信号行。
本申请实施例中,通过计算复合视频信号中视频信号行对应的信息熵确定有效信号行,以及,通过计算视频信号行在预设滑动时间窗口中的信息熵,进而确定视频信号行的视频有效区域,并将确定出的有效信号行与视频信号行的视频有效区域的重叠区域,确定为复合视频信号的视频有效区域。这样,采用视频信号的信息熵确定视频信号有效视频区域,不再依赖视频制式,即使接收端未存储复合视频信号对应制式的信号形态参数或者存储的信号形态参数丢失,也可通过本申请实施例提供的方法确定出复合视频信号的视频有效区域,进而实现对视频图像的正确恢复。
较佳的,所述预设滑动时间窗口位于所述预设数量视频信号行中载波所在位置之后。根据所述第二信息熵确定所述视频信号行的视频有效区域的边界点,包括:判断所述第二信息熵是否为零;若所述第二信息熵为零,则按第一预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口中的第二信息熵不为零,则确定所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点在滑动之后的预设滑动时间窗口中,按第二预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动所述预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口内的熵减为零,将此时所述预设滑动时间窗口的右边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点,并按第三预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口内的熵减为零,将此时所述预设滑动时间窗口的左边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第二边界点;若所述第二信息熵不为零,则按第二预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动所述预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口内的熵减为零,将此时所述预设滑动时间窗口的右边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点,并按第三预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口内的熵减为零,将此时所述预设滑动时间窗口的左边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第二边界点。
将所述视频有效区域的边界点之内的区域确定为所述视频信号的视频有效区域,包括:将所述第一边界点和所述第二边界点之间的区域确定为所述视频信号的视频有效区域。
本申请实施例中,通过将预设滑动时间窗口设置于所述预设数量视频信号行中载波所在位置之后,可排除载波和同步头对计算信息熵的影响,可使确定出的有效区域更精确。
较佳的,所述预设滑动时间窗口包括第一窗口和第二窗口,所述第一窗口位于所述预设数量视频信号行中载波所在位置之后,所述第二窗口位于所述预设数量视频信号行中远离同步头的尾部位置。所述计算预设数量视频信号行在预设滑动时间窗口中的第二信息熵,根据所述第二信息熵确定所述视频信号行的视频有效区域的边界点,包括:分别计算所述第一窗口和所述第二窗口中的信息熵;判断所述第一窗口中的信息熵是否为零;若所述第一窗口中的信息熵为零,则按第一预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述第一窗口,直至滑动之后的第一窗口中的信息熵不为零,则确定所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点在滑动之后的第一窗口中,按第二预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动所述第一窗口,直至滑动之后的第一窗口内的熵减为零,将此时所述第一窗口的右边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点;若所述第一窗口中的信息熵不为零,则按第二预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动所述第一窗口,直至滑动之后的第一窗口内的熵减为零,将此时所述第一窗口的右边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点;判断所述第二窗口中的信息熵是否为零;若所述第二窗口中的信息熵为零,则按第三预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动所述第二窗口,直至滑动之后的第二窗口中的信息熵不为零,则确定所述视频信号行的视频有效区域的第二边界点在滑动之后的第二窗口中,按第四预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述第二窗口,直至滑动之后的第二窗口内的熵减为零,将此时所述第二窗口的左边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第二边界点;若所述第二窗口中的信息熵不为零,则按第四预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述第二窗口,直至滑动之后的第二窗口内的熵减为零,将此时所述第二窗口的左边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第二边界点。
所述将所述视频有效区域的边界点之内的区域确定为所述视频信号的视频有效区域,包括:将所述第一边界点和所述第二边界点之间的区域确定为所述视频信号的视频有效区域。
本申请实施例中,通过在视频有效区的两边分别设置预设滑动时间窗口,可同时确定出视频有效区的左边界点和右边界点,相比依次确定视频有效区域左边界点和右边界点的方法,采用该方法可进一步提升速率。
较佳的,所述第一信息熵或所述第二信息熵采用如下公式计算:
本申请实施例中,通过采用视频信号的亮度值计算视频信号的信息熵,由于亮度值更易于区分有效区域和消隐区域,因此通过上述方法可使计算的信息熵更精确。
较佳的,所述第一窗口和所述第二窗口均包括至少一个时间窗口。
本申请实施例中,通过设置多个滑动窗口,可提升确定有效区域边界点的速度,进而可快速确定出复合视频信号的有效区域。
第二方面,提供一种确定复合视频信号中视频有效区域的装置,该装置包括:采集模块、同步模块、第一计算模块、第二计算模块以及确定模块。采集模块,用于接收多帧复合视频信号,并将接收到的所述多帧复合视频信号对应转换为多帧数字复合视频信号,每帧数字复合视频信号包括多个视频信号行,所述视频信号行包括有效信号行。同步模块,用于对多帧数字复合视频信号进行帧同步和行同步。第一计算模块,用于计算预设数量帧数字复合视频信号中每一帧数字复合视频信号中相同行号的视频信号行的第一信息熵,确定第一信息熵大于第一阈值的视频信号行的行号,将行号中包括的最小行号和最大行号对应的视频信号行之间的视频信号行确定为有效信号行。第二计算模块,用于计算预设数量视频信号行在预设滑动时间窗口中的第二信息熵,根据第二信息熵确定视频信号行的视频有效区域的边界点,并将视频有效区域的边界点之内的区域确定为所述视频信号的视频有效区域。确定模块,用于将确定出的所述有效信号行与所述视频有效区域的重叠区域,确定为所述复合视频信号中的视频有效区域。
较佳的,所述预设滑动时间窗口位于所述预设数量视频信号行中载波所在位置之后。所述第二计算模块采用如下方式根据所述第二信息熵确定所述视频信号行的视频有效区域的边界点:判断所述第二信息熵是否为零;若所述第二信息熵为零,则按第一预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口中的第二信息熵不为零,则确定所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点在滑动之后的预设滑动时间窗口中,按第二预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动所述预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口内的熵减为零,将此时所述预设滑动时间窗口的右边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点,并按第三预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口内的熵减为零,将此时所述预设滑动时间窗口的左边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第二边界点;若所述第二信息熵不为零,则按第二预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动所述预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口内的熵减为零,将此时所述预设滑动时间窗口的右边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点,并按第三预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口内的熵减为零,将此时所述预设滑动时间窗口的左边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第二边界点。
所述确定模块采用如下方式将所述视频有效区域的边界点之内的区域确定为所述视频信号的视频有效区域:将所述第一边界点和所述第二边界点之间的区域确定为所述视频信号的视频有效区域。
较佳的,所述预设滑动时间窗口包括第一窗口和第二窗口,所述第一窗口位于所述预设数量视频信号行中载波所在位置之后,所述第二窗口位于所述预设数量视频信号行中远离同步头的尾部位置。所述第二计算模块采用如下方式计算预设数量视频信号行在预设滑动时间窗口中的第二信息熵,根据所述第二信息熵确定所述视频信号行的视频有效区域的边界点:分别计算所述第一窗口和所述第二窗口中的信息熵;判断所述第一窗口中的信息熵是否为零;若所述第一窗口中的信息熵为零,则按第一预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述第一窗口,直至滑动之后的第一窗口中的信息熵不为零,则确定所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点在滑动之后的第一窗口中,按第二预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动所述第一窗口,直至滑动之后的第一窗口内的熵减为零,将此时所述第一窗口的右边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点;若所述第一窗口中的信息熵不为零,则按第二预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动所述第一窗口,直至滑动之后的第一窗口内的熵减为零,将此时所述第一窗口的右边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点;判断所述第二窗口中的信息熵是否为零;若所述第二窗口中的信息熵为零,则按第三预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动所述第二窗口,直至滑动之后的第二窗口中的信息熵不为零,则确定所述视频信号行的视频有效区域的第二边界点在滑动之后的第二窗口中,按第四预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述第二窗口,直至滑动之后的第二窗口内的熵减为零,将此时所述第二窗口的左边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第二边界点;若所述第二窗口中的信息熵不为零,则按第四预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述第二窗口,直至滑动之后的第二窗口内的熵减为零,将此时所述第二窗口的左边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第二边界点。
所述确定模块采用如下方式将所述视频有效区域的边界点之内的区域确定为所述视频信号的视频有效区域:将所述第一边界点和所述第二边界点之间的区域确定为所述视频信号的视频有效区域。
较佳的,所述第一计算模块采用如下公式计算所述第一信息熵,或者所述第二计算模块采用如下公式计算所述第二信息熵:
较佳的,所述第一窗口和所述第二窗口均包括至少一个时间窗口。
本申请上述实施例中,通过复合视频信号的信息熵确定视频有效区域,不再依赖视频制式,即使接收端未存储复合视频信号对应制式的信号形态参数或者存储的信号形态参数丢失,也可通过本申请实施例提供的方法确定出复合视频信号的视频有效区域,进而实现对视频图像的正确恢复。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A为本申请实施例提供的一种有效信号行的示意图;
图1B为本申请实施例提供的另一种有效信号行的示意图;
图1C为本申请实施例提供的一种消隐信号行的示意图;
图2为本申请实施例提供的一种确定复合视频信号中视频有效区域的方法流程图;
图3为本申请实施例提供的一种确定有效信号行的示意图;
图4为本申请实施例提供的一种有效信号行示意图;
图5为本申请实施例提供的一种确定视频有效区域边界点的示意图;
图6为本申请实施例提供的另一种确定视频有效区域边界点的示意图;
图7为本申请实施例提供的又一种确定视频有效区域边界点的示意图;
图8为本申请实施例提供的又一种确定视频有效区域边界点的示意图;
图9为本申请实施例提供的又一种确定视频有效区域边界点的示意图;
图10为本申请实施例提供的另一种有效信号行示意图;
图11为本申请实施例提供的又一种确定复合视频信号中视频有效区域的方法流程图;
图12为本申请实施例提供的一种确定复合视频信号中视频有效区域的装置示意图;
图13为本申请实施例提供的另一种确定复合视频信号中视频有效区域的装置示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部份实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。
为解决现有技术中在确定复合视频信号中视频有效区域时,对视频制式过分依赖,当接收端未存储复合视频信号对应制式的信号形态参数或者存储的信号形态参数丢失时,则无法确定复合视频信号中视频有效区域,进而无法恢复视频图像的问题,本申请实施例提供了一种确定复合视频信号中视频有效区域的方法,该方法可应用于接收复合视频信号的接收端。
图2为本申请实施例提供的一种确定复合视频信号中视频有效区域的方法流程图,如图2所示,包括:
S101:接收多帧复合视频信号,并将接收到的多帧复合视频信号对应转换为多帧数字复合视频信号。
本申请实施例中,接收端在接收到多帧复合视频信号之后,以一定的采样频率对多帧复合视频信号进行采样,得到对应的多帧数字复合视频信号。其中,每帧数字复合视频信号包括多个视频信号行,视频信号行可以包括有效信号行。此外,视频信号行还可以包括消隐信号行,例如,一帧PAL制式的视频图像对应的复合视频信号中包括576行有效信号行以及49行消隐信号行。
本申请实施例中,有效信号行是指与视频图像有效数据(视频图像的亮度和色度数据)相关的视频信号行,每个有效信号行包括视频有效区域和视频消隐区域,视频有效区域是指与视频图像有效数据(视频图像的亮度和色度数据)对应的区域,视频消隐区域用于消除有效信号行之间行扫描回归线,为了保证载波相位同步将载波调制在视频消隐区域,且为了保证视频行信号的同步在视频消隐区插入行同步信号;每帧复合视频信号之间插入消隐信号行,消隐信号行与视频图像有效数据无关,用于消除帧与帧之间的扫描回归线,消隐信号行也包括视频消隐区域,为了保证载波相位同步将载波调制在视频消隐区域,且在视频消隐区域插入帧同步信号,消隐信号行与有效信号行的区别在于不包括视频有效区域。
S102:对多帧数字复合视频信号进行帧同步和行同步。
本申请实施例中,在将多帧复合视频信号转换为对应的多帧数字复合视频信号之后,对多帧数字复合视频信号进行同步锁定。具体的,接收端可根据数字复合视频信号中包括的帧同步信号对多帧数字复合视频信号执行帧同步,进而确定每帧数字复合视频信号的起始视频信号行,并分别根据多帧数字复合视频信号中包括的行同步信号对数字复合视频信号中包括的视频信号行执行行同步,进而确定每行视频信号行的起始点。
S103:计算预设数量帧数字复合视频信号中每一帧数字复合视频信号中相同行号的视频信号行的第一信息熵,确定第一信息熵大于第一阈值的视频信号行的行号,将行号中包括的最小行号和最大行号对应的视频信号行之间的视频信号行确定为有效信号行。
本申请实施例中,预设数量帧可根据实际应用场景确定,例如可以是3帧。下面以预设数量帧为3帧为例进行说明。
首先对3帧数字复合视频信号中每一帧数字复合视频信号中相同行号的每一视频信号行,进行解释说明。假设本申请实施例中所涉及的数字复合视频信号为PAL制式的视频信号,则一帧该复合视频信号中包括576行有效信号行以及49行消隐信号行,3帧该数字复合视频信号中每一帧数字复合视频信号中相同行号的每一视频信号行,是指每一帧数字复合视频信号中相应编号的视频信号行。接收端计算3帧数字复合视频信号中每一帧数字复合视频信号中相同行号的每一视频信号行对应的每一第一信息熵,以PAL制式的视频信号为例,接收端需要计算625视频信号行对应的625个第一信息熵,并确定625个第一信息熵中大于第一阈值的第一信息熵对应的视频信号行的行号,将该行号中包括的最小行号和最大行号对应的视频信号行之间的视频信号行确定为有效信号行。由于有效信号行(参见图1A和图1B)通常会携带视频的有效数据,因此有效信号行对应的信息熵通常比较大,而消隐信号行(参见图1C)通常不携带数据,与消隐信号行对应的信息熵较小,本申请实施例通过设置一个介于有效信号行的信息熵与消隐信号行的信息熵之间的第一阈值,来确定视频信号行中的有效信号行和消隐信号行。
本申请实施例中,主要描述视频有效区域确定的方法,而消隐信号行与视频信号的有效区域无关,故对如何确定消隐信号行不做详细描述。
本申请实施例中,第一阈值可根据实际应用场景具体确定,本申请中不做限定。
S104:计算预设数量视频信号行在预设滑动时间窗口中的第二信息熵,根据第二信息熵确定视频信号行的视频有效区域的边界点,并将视频有效区域的边界点之内的区域确定为视频信号行的视频有效区域。
本申请实施例中,预设数量视频信号行可根据实际应用场景确定,例如可以是500行视频信号行。通过计算多行视频信号行在预设滑动时间窗口中的第二信息熵,可更精确的确定出视频信号行的视频有效区域。
本申请实施例中,对预设滑动时间窗口的数目不做限定,可以是一个,也可以是多个,本申请实施例中“多个”均是指“两个或两个以上”。
S105:将确定出的有效信号行与视频有效区域的重叠区域,确定为复合视频信号中的视频有效区域。
本申请实施例中,接收端在分别确定出有效信号行,与视频信号行中的视频有效区域之后,将确定出的有效信号行与视频有效区域的重叠区域,确定为复合视频信号中的视频有效区域。
本申请实施例以下首先描述确定复合视频信号中有效信号行的方法。
图3为本申请实施例提供的一种确定有效信号行的示意图,如图3所示,接收端计算预设数量帧数字复合视频信号中每一帧数字复合视频信号中相同行号的整个视频信号行的第一信息熵,图3中仅以一个视频信号行(有效信号行)为例说明,本申请实施例需要通过采用上述相同的方法计算预设数量帧数字复合视频信号中包括的全部视频信号行的第一信息熵。
本申请实施例中,计算预设数量帧内每一视频信号行范围内的信号数据的第一信息熵可采用如下公式计算:
本申请实施例中,对亮度值区间的个数M不作限定,例如可以为40个。以视频信号亮度值为8bit精度,M为40为例,每个亮度区间的数值范围跨度可以为6.4(比如区间1:0~6.3,区间2:6.4~12.7)。
本申请实施例中,接收端在确定复合视频信号中的有效信号行之后,还可进一步记录确定的有效信号行的个数。接收端若判断确定出的有效信号行个数小于设定的最小有效信号行数,则将设定的最小有效信号行数确定为复合视频信号中的有效信号行数,并按该设定的最小有效信号行数进行后续计算。
本申请实施例中,接收端在确定出复合视频信号中的有效信号行之后,可继续执行确定复合视频信号中有效信号行的方法,继续执行该方法一段时间之后,若针对之前统计的第一信息熵小于第一阈值的一个或多个视频信号行,当前统计的结果为第一信息熵大于第一阈值,则可确定之前确定的结果不准确。例如,参阅图4所示,其为本申请实施例提供的一种有效信号行示意图,如图4所示,假设其为摄像机黑夜未开红外的模式或者镜头对准黑色墙体时,所得到的有效信号行,在该种情况下,有效信号行的视频有效区域包括的数据信息很少,整个有效信号行的第一信息熵为零或接近零,因此计算得到的第一信息熵小于预设的第一阈值,此时接收端可能将该有效信号行误判为消隐信号行,若接收端在将该有效信号行误判为消隐信号行之后,继续执行确定复合视频信号中有效信号行的方法,一段时间之后,图4中的环境由黑夜变为白天,或者镜头不再对准黑色墙体,此时,接收端可确定该视频信号行为有效信号行,故可确定之前确定的结果不准确,进而可通知应用层是否需要修正之前的确定结果,并由应用层决策修正或不修正之前的确定结果。
本申请实施例以下对确定视频信号行的视频有效区域的方法进行详细描述。
本申请实施例中,提供两种可能的根据第二信息熵确定视频信号行的视频有效区域的边界点,并确定视频信号行的视频有效区域的实现方式,下面分别描述两种实现方式。
第一种实现方式中,本申请实施例中的预设滑动时间窗口位于预设数量视频信号行中载波所在位置之后,参阅图5所示,图5中以预设滑动时间窗口的数目为一个为例说明。在该种实现方式中,接收端可通过如下步骤根据第二信息熵确定视频信号行的视频有效区域的边界点:
步骤1:判断第二信息熵是否为零。
参阅图5所示,视频信号行中载波所在位置之后,除视频有效区域之外的位置不携带数据信息,故在视频有效区域之外的位置的信息熵均为零,接收端在计算得到预设滑动时间窗口内的第二信息熵之后,可通过判断第二信息熵是否为零,来判断视频有效区域的边界点是否在预设滑动时间窗口内。
本申请实施例中,以下为方便描述,将图5中距离载波较近的视频信号行的视频有效区域边界点称为第一边界点,将另一个距离载波较远的视频信号行的视频有效区域边界点称为第二边界点。
步骤2:若确定第二信息熵为零(参见图5所示的场景),即此时预设滑动时间窗口内不包括视频有效区域的边界点,则按第一预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口中的第二信息熵不为零,则确定视频信号行的视频有效区域的第一边界点在滑动之后的预设滑动时间窗口中,按第二预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口内的熵减为零,将此时预设滑动时间窗口的右边界点确定为视频信号行的视频有效区域的第一边界点。并在预设滑动时间窗口中的第二信息熵不为零之后,按第三预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口内的熵减为零,将此时预设滑动时间窗口的左边界点确定为视频信号行的视频有效区域的第二边界点。
步骤3:若第二信息熵不为零(参见图6所示的场景),即此时预设滑动时间窗口内包括视频有效区域的边界点,接收端按第二预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口内的熵减为零,将此时预设滑动时间窗口的右边界点确定为视频信号行的视频有效区域的第一边界点;并在确定第二信息熵不为零之后按第三预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口内的熵减为零,将此时预设滑动时间窗口的左边界点确定为视频信号行的视频有效区域的第二边界点。
本申请实施例中,第一预设滑动步长、第二预设滑动步长以及第三预设滑动步长,可以是经验值,也可以是根据实际应用场景的测量值,针对不同的应用场景可设置不同的第一预设滑动步长、第二预设滑动步长以及第三预设滑动步长。
本申请实施例中,通过设置一个预设滑动时间窗口,确定视频有效区域边界点的方法可简化算法的复杂性,但是同时会增加确定时间,基于此,本申请实施例还提供另一种确定视频有效区域边界点的方法,详见以下第二种实现方式的说明。
第二种实现方式中,预设滑动时间窗口包括第一窗口和第二窗口,第一窗口位于预设数量视频信号行中载波所在位置之后,第二窗口位于预设数量视频信号行中远离同步头的尾部位置。
本申请实施例中,第一窗口和第二窗口均可包括一个滑动时间窗口,当然也可包括多个滑动时间窗口,下面首先以第一窗口和第二窗口均包括一个滑动时间窗口为例进行说明。
在该种实现方式中,接收端可通过如下步骤计算预设数量视频信号行在预设滑动时间窗口中的第二信息熵,并根据第二信息熵确定视频信号行的视频有效区域的边界点:
步骤1:分别计算第一窗口和第二窗口中的信息熵。
需要说明的是,本申请以下步骤2至步骤4与步骤5至步骤7可同时执行。
步骤2:判断第一窗口中的信息熵是否为零。
参阅图7或图8所示,视频信号行中载波所在位置之后,除视频有效区域之外的位置不携带数据信息,故在视频有效区域之外的位置的信息熵均为零,接收端在计算得到第一窗口内的信息熵之后,可通过判断第一窗口内的信息熵是否为零,来判断视频有效区域的边界点是否在预设滑动时间窗口内。
步骤3:若第一窗口中的信息熵为零(参阅图7所示的场景),即此时第一窗口内不包括视频有效区域的边界点,接收端可按第一预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动第一窗口,直至滑动之后的第一窗口中的信息熵不为零,则确定视频信号行的视频有效区域的第一边界点在滑动之后的第一窗口中,按第二预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动第一窗口,直至滑动之后的第一窗口内的信息熵减为零,将此时第一窗口的右边界点确定为视频信号行的视频有效区域的第一边界点。
步骤4:若第一窗口中的信息熵不为零(参阅图8所示的场景),即此时第一窗口内包括视频有效区域的边界点,接收端可按第二预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动第一窗口,直至滑动之后的第一窗口内的熵减为零,将此时第一窗口的右边界点确定为视频信号行的视频有效区域的第一边界点。
步骤5:判断第二窗口中的信息熵是否为零。
参阅图7或图8所示,视频信号行中载波所在位置之后,除视频有效区域之外的位置不携带数据信息,故在视频有效区域之外的位置的信息熵均为零,接收端在计算得到第二窗口内的信息熵之后,可通过判断第二窗口内的信息熵是否为零,来判断视频有效区域的边界点是否在预设滑动时间窗口内。
步骤6:若第二窗口中的信息熵为零(参阅图7所示的场景),即此时第二窗口内不包括视频有效区域的边界点,接收端可按第三预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动第二窗口,直至滑动之后的第二窗口中的信息熵不为零,则确定视频信号行的视频有效区域的第二边界点在滑动之后的第二窗口中,按第四预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动第二窗口,直至滑动之后的第二窗口内的信息熵减为零,将此时第二窗口的左边界点确定为视频信号行的视频有效区域的第二边界点。
本申请实施例中,第四预设滑动步长可以是经验值,也可以是根据实际应用场景的测量值,针对不同的应用场景可设置不同的第四预设滑动步长。
步骤7:若第二窗口中的信息熵不为零(参阅图8所示的场景),即此时第二窗口内包括视频有效区域的边界点,接收端可按第四预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动第二窗口,直至滑动之后的第二窗口内的熵减为零,将此时第二窗口的左边界点确定为视频信号行的视频有效区域的第二边界点。
在上述第一种实现方式和第二种实现方式中,接收端可将第一边界点和第二边界点之间的区域确定为视频信号的视频有效区域。
本申请实施例中,下面以第一窗口和第二窗口均包括5个滑动时间窗口为例进行说明,参阅图9所示,假设第一窗口中包括的5个滑动时间窗口分别为s-1至s-5,第二窗口中包括的5个滑动时间窗口分别为e-1至e-5。
步骤1:分别计算第一窗口和第二窗口中的信息熵。
步骤2:判断第一窗口中的信息熵是否为零。
具体的,接收端分别判断第一窗口中包括的5个滑动窗口s-1至s-5的信息熵是否为零。参阅图9可知,滑动窗口s-1和滑动窗口s-2的信息熵为0,而滑动窗口s-3、滑动窗口s-4以及滑动窗口s-5的信息熵大于0;且,滑动窗口e-4和滑动窗口e-5的信息熵为0,而滑动窗口e-1、滑动窗口e-2以及滑动窗口e-3的信息熵大于0。
需要说明的是,第一窗口和第二窗口中包括的多个滑动时间窗口的宽度可以是经验值,也可以是根据实际应用场景的测量值,针对不同的应用场景可设置不同的宽度。例如,本申请实施例中可将滑动窗口s-1至s-5以及滑动窗口e-1至e-5的宽度设置为32个采样点。
进一步需要说明的是,滑动窗口s-1至s-5是从视频信号行的同步头向右定位视频有效区域边界点,载波(如图1B所示)区域的信息熵虽然不为0,但因其位置和形态的特殊,很容易判断出其不为视频有效区域,不会干扰视频有效区域的定位。
步骤3:根据滑动窗口s-2的信息熵为0,而滑动窗口s-3的熵大于0,故可确定视频有效区域的边界点在滑动窗口s-3内,进而向靠近载波的方向移动滑动窗口s-3进行迭代,直到滑动窗口s-3的信息熵减为0,则可判断出滑动窗口s-3的右边界为视频有效区域的第一边界点。同理,根据滑动窗口e-4的信息熵为0,而滑动窗口e-3的熵大于0,故可确定视频有效区域的边界点在滑动窗口e-3内,进而向远离载波的方向移动滑动窗口e-3进行迭代,直到滑动窗口e-3的信息熵减为0,则可判断出滑动窗口e-3的左边界为视频有效区域的第二边界点。
上面以视频有效区域的第一边界点和第二边界点在第一窗口和第二窗口中为例进行说明。当视频有效区域的第一边界点和第二边界点不在第一窗口和第二窗口中时,此时,滑动窗口s-1至s-5的信息熵均为零,且,滑动窗口e-1至e-5的信息熵也均为零,在该种情况下,接收端可以预设的第一步长向远离载波的方向移动第一窗口,继续计算移动之后的第一窗口中的信息熵,直到在第一窗口中存在信息熵不为0的窗口后停止移动,并重复执行上述步骤3进行迭代定位视频有效区域的第一边界点。同样的,接收端可以预设的第二步长向靠近载波的方向移动第二窗口,继续计算移动之后的第二窗口中的信息熵,直到在第二窗口中存在信息熵不为0的窗口后停止移动,并重复执行上述步骤3进行迭代定位视频有效区域的第二边界点。
参阅图9所示,当第一窗口(滑动窗口s-1至s-5)向远离载波的方向移动,以及第二窗口(滑动窗口e-1至e-5)向靠近载波的方向移动的过程中,接收端可记录第一窗口的右边界距离第二窗口的左边界之间的采样点数,若确定第一窗口的右边界距离第二窗口的左边界之间的采样点数小于或者等于设定的最短行有效区采样点数时,且此时第一窗口和第二窗口中的信息熵均为0,则按照设定的最短行有效区采样点数作为视频信号行有效区域的长度进行后续计算。
需要说明的是,上述预设的第一步长可以是第一窗口的宽度,预设的第二步长可以是第二窗口的宽度,本申请对此不做限定。
本申请实施例中,计算预设数量视频信号行在预设滑动时间窗口中的第二信息熵也可采用如下公式计算:
本申请实施例中,对亮度值区间的个数M不作限定,例如可以为40个。以视频信号亮度值为8bit精度,M为40为例,每个亮度区间的数值范围跨度可以为6.4(比如区间1:0~6.3,区间2:6.4~12.7)。
本申请实施例中,接收端在确定出视频信号行的视频有效区域的边界点之后,可继续执行确定视频有效区域的边界点的方法,继续执行该方法一段时间之后,若针对之前统计的信息熵为0的滑动时间窗口,当前统计的信息熵结果为非0,则可说明之前确定的结果不准确。
例如,参阅图10所示,其为本申请实施例提供的一种有效信号行示意图,如图10所示,假设在之前的时间段视频边缘处被一黑色物体所遮挡,故之前确定的视频有效区域的边界有误,一段时间后,图10中的遮挡去除,此时,接收端可按上述图9中的步骤3继续定位准确的边界点,定位完成后通知接收端的应用层是否需要修正之前确定的边界点,并由应用层决策修正或不修正之前确定的边界点,即按应用层指示完成后续的调整或保持工作。如果根据重新定位后的边界点确定出的视频有效区域,小于根据之前定位的边界点确定的视频有效区域,则应用层指示不做更新。
本申请实施例中,在根据上述提供的确定有效信号行的方法确定出有效信号行,并根据上述提供的确定视频信号行的视频有效区域的方法确定出视频信号行的视频有效区域之后,结合接收端应用层的分辨率需求,经过必要的缩放得到需要的图像分辨率。
参阅图11所示,其为本申请实施例提供的一种确定视频有效区域的完整的方法流程图,如图11所示,包括:
S201:复合视频信号采集及同步锁定。
接收复合视频信号的接收端在接收到复合视频信号之后,以一定的采样频率对复合视频信号进行采样,得到数字复合视频信号,并对数字复合视频信号进行同步锁定,确定每帧复合视频信号中包括的每行视频信号行的起始点,以及每帧数字复合视频信号的起始视频信号行。该S201执行的操作可参见S101和S102的具体描述,此处不再赘述。
接收端在对复合视频信号进行采样和同步锁定之后,可同时采用本申请实施例提供的确定复合视频信号中有效信号行的方法,以及确定视频信号行的视频有效区域的方法,确定复合视频信号的视频有效区域,详见以下描述。
S202a:开启行内视频有效区域定位,计算初始窗口信息熵。
接收端启动视频信号行中视频有效区域的定位方法,通过计算初始时间窗口内的信息熵确定视频信号行中视频有效区域的两个边界点,进而将两个确定出的边界点之间的区域确定为视频信号行中视频有效区域。
该步骤具体的执行方式可参见S104以及本申请实施例提供的两种可能的根据第二信息熵确定视频信号行的视频有效区域的边界点,并确定视频信号行的视频有效区域的实现方式,此处不再赘述。
S203a:判断行内视频有效区域的边界点是否在初始窗口内。
接收端在启动行内视频有效区域定位方法之后,判断视频信号行内的视频有效区域的边界点是否在初始窗口内,若视频有效区域的边界点是在初始窗口内,则执行S207a,若视频有效区域的边界点不在初始窗口内,则执行S204a。
S204a:按预设步长小幅度滑动窗口。
接收端确定视频信号行中视频有效区域的边界点在初始窗口内之后,按预设步长小幅度滑动窗口,得到新的窗口。
S205a:计算新窗口内的信息熵。接收端通过滑动初始窗口得到新的窗口之后,计算新的窗口内的信息熵。
S206a:判断是否确定边界点。接收端在计算得到新窗口内的信息熵之后,判断根据新的信息熵是否能够确定视频信号行内视频有效区域的边界点,若能则执行S209a,若通过新的窗口内的信息熵仍然无法确定视频信号行内视频有效区域的边界点,则重复执行S204a进行迭代,直至确定出视频信号行内视频有效区域的边界点。
S207a:判断根据边界点确定出的视频有效区域是否小于预设的视频有效区域的最小值。接收端若在执行S203a时可确定出行内视频有效区域的边界点,进而根据边界点确定视频有效区域,并判断根据边界点确定出的视频有效区域是否小于预设的视频有效区域的最小值,若确定出的视频有效区域小于预设的视频有效区域的最小值,则继续执行S208a,若确定出的视频有效区域不小于预设的视频有效区域的最小值,则继续执行S209a。
S208a:使用预设的视频有效区域的最小值进行后续计算。
S209a:确定视频信号行内视频有效区域。
同样的,根据上述提供的确定有效信号行的方法可确定出视频信号行中包括的有效信号行,详见以下描述。
S202b:开启帧内有效信号行定位,计算初始的视频信号行的信息熵。
接收端在启动帧内有效信号行定位方法之后,计算初始的视频信号行的信息熵,并根据计算得到的信息熵与预设的第一阈值进行比较,确定第一信息熵大于第一阈值的视频信号行的行号,将行号中包括的最小行号和最大行号对应的视频信号行之间的视频信号行确定为有效信号行。该步骤具体的执行方式可参见S103,此处不再赘述。
S203b:判断确定出的有效信号行数量是否小于设定的最小有效信号行数。若确定出的有效信号行数量小于设定的最小有效信号行数,则执行S204b,若确定出的有效信号行数量不小于设定的最小有效信号行数,则执行S205b。
S204b:将设定的最小有效信号行数确定为复合视频信号中的有效信号行数。
S205b:确定帧内有效信号行区域。在确定出的有效信号行数量不小于设定的最小有效信号行数的情况下,接收端根据确定出的有效信号行数量确定帧内有效信号行区域;在确定出的有效信号行数量小于设定的最小有效信号行数的情况下,接收端根据设定的最小有效信号行数确定帧内有效信号行区域。
S210:确定或更新复合视频信号的视频有效区域。
接收端在确定出有效信号行区域和视频信号行内的视频有效区域之后,将确定出的有效信号行与视频有效区域的重叠区域,确定为复合视频信号中的视频有效区域。具体执行的操作可参见S105,此处不再赘述。
S211:判断是否匹配应用层的目标分辨率需求。
接收端在确定出复合视频信号中的视频有效区域之后,判断该视频是否匹配接收端应用层的目标分辨率需求,若匹配则执行S213,若不匹配则执行S212。
S212:根据应用层的目标分辨率需求进行缩放,得到与应用层的目标分辨率需求匹配的目标分辨率。
S213:按目标分辨率输出视频。
基于相同的发明构思,本申请实施例还提供一种确定复合视频信号中视频有效区域的装置,下面将详细描述该装置的组成及用途。
图12为本申请实施例提供的一种确定复合视频信号中视频有效区域的装置示意图,参阅图12所示,该装置100包括采集模块101、同步模块102、第一计算模块103、第二计算模块104以及确定模块105,其中:
采集模块101,用于接收多帧复合视频信号,并将接收到的所述多帧复合视频信号对应转换为多帧数字复合视频信号,每帧数字复合视频信号包括多个视频信号行,所述视频信号行包括有效信号行。
同步模块102,用于对所述多帧数字复合视频信号进行帧同步和行同步。
需要说明的是,采集模块101和同步模块102可以是独立的模块,也可以集成在同一模块,本申请实施例图12仅以采集模块101和同步模块102为独立模块的情况为例说明,并不引以为限。
第一计算模块103,用于计算预设数量帧数字复合视频信号中每一帧数字复合视频信号中相同行号的视频信号行的第一信息熵,确定第一信息熵大于第一阈值的视频信号行的行号,将所述行号中包括的最小行号和最大行号对应的视频信号行之间的视频信号行确定为有效信号行。
第二计算模块104,用于计算预设数量视频信号行在预设滑动时间窗口中的第二信息熵,根据所述第二信息熵确定所述视频信号行的视频有效区域的边界点,并将所述视频有效区域的边界点之内的区域确定为所述视频信号行的视频有效区域。
确定模块105,用于将确定出的所述有效信号行与所述视频有效区域的重叠区域,确定为所述复合视频信号中的视频有效区域。
较佳的,所述预设滑动时间窗口位于所述预设数量视频信号行中载波所在位置之后。所述第二计算模块104采用如下方式根据所述第二信息熵确定所述视频信号行的视频有效区域的边界点:
判断所述第二信息熵是否为零;若所述第二信息熵为零,则按第一预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口中的第二信息熵不为零,则确定所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点在滑动之后的预设滑动时间窗口中,按第二预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动所述预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口内的熵减为零,将此时所述预设滑动时间窗口的右边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点,并按第三预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口内的熵减为零,将此时所述预设滑动时间窗口的左边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第二边界点;若所述第二信息熵不为零,则按第二预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动所述预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口内的熵减为零,将此时所述预设滑动时间窗口的右边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点,并在预设滑动时间窗口中的第二信息熵不为零之后,按第三预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口内的熵减为零,将此时所述预设滑动时间窗口的左边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第二边界点;
所述确定模块105采用如下方式将所述视频有效区域的边界点之内的区域确定为所述视频信号的视频有效区域:
将所述第一边界点和所述第二边界点之间的区域确定为所述视频信号的视频有效区域。
本申请实施例中,通过将预设滑动时间窗口设置于所述预设数量视频信号行中载波所在位置之后,可排除载波和同步头对计算信息熵的影响,可使确定出的有效区域更精确。
较佳的,所述预设滑动时间窗口包括第一窗口和第二窗口,所述第一窗口位于所述预设数量视频信号行中载波所在位置之后,所述第二窗口位于所述预设数量视频信号行中远离同步头的尾部位置。所述第二计算模块104采用如下方式计算预设数量视频信号行在预设滑动时间窗口中的第二信息熵,根据所述第二信息熵确定所述视频信号行的视频有效区域的边界点:
分别计算所述第一窗口和所述第二窗口中的信息熵;判断所述第一窗口中的信息熵是否为零;若所述第一窗口中的信息熵为零,则按第一预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述第一窗口,直至滑动之后的第一窗口中的信息熵不为零,则确定所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点在滑动之后的第一窗口中,按第二预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动所述第一窗口,直至滑动之后的第一窗口内的信息熵减为零,将此时所述第一窗口的右边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点;若所述第一窗口中的信息熵不为零,则按第二预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动所述第一窗口,直至滑动之后的第一窗口内的信息熵减为零,将此时所述第一窗口的右边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点;
判断所述第二窗口中的信息熵是否为零;若所述第二窗口中的信息熵为零,则按第三预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动所述第二窗口,直至滑动之后的第二窗口中的信息熵不为零,则确定所述视频信号行的视频有效区域的第二边界点在滑动之后的第二窗口中,按第四预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述第二窗口,直至滑动之后的第二窗口内的信息熵减为零,将此时所述第二窗口的左边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第二边界点;若所述第二窗口中的信息熵不为零,则按第四预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述第二窗口,直至滑动之后的第二窗口内的信息熵减为零,将此时所述第二窗口的左边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第二边界点;
所述确定模块105采用如下方式将所述视频有效区域的边界点之内的区域确定为所述视频信号的视频有效区域:
将所述第一边界点和所述第二边界点之间的区域确定为所述视频信号的视频有效区域。
本申请实施例中,通过在视频有效区的两边分别设置预设滑动时间窗口,可同时确定出视频有效区的左边界点和右边界点,相比依次确定视频有效区域左边界点和右边界点的方法,采用该方法可进一步提升速率。
较佳的,所述第一计算模块103采用如下公式计算所述第一信息熵,或者所述第二计算模块104采用如下公式计算所述第二信息熵:
本申请实施例中,通过采用视频信号的亮度值计算视频信号的信息熵,由于亮度值更易于区分有效区域和消隐区域,因此通过上述方法可使计算的信息熵更精确。
较佳的,所述第一窗口和所述第二窗口均包括至少一个时间窗口。本申请实施例中,通过设置多个滑动窗口,可提升确定有效区域边界点的速度,进而可快速确定出复合视频信号的有效区域。
本申请实施例还提供另一种确定复合视频信号中视频有效区域的装置,参阅图13所示,该装置200包括的模块基本与图12包括的模块相同,不同之处在于,该装置200中增加了缩放输出模块106,该模块用于在确定出复合视频信号的视频有效区域之后,根据接收端应用层的分辨率需求,对复合视频信号的视频有效区域的图像分辨率进行必要的缩放,得到接收端需要的图像分辨率。
本申请实施例提供的确定视频有效区域的方法与现有技术相比具有如下优点:
(1)现有技术中接收端解析复合视频信号需要预先知道该复合视频信号的信号形态参数,根据这些信号形态参数来确定复合视频信号的视频有效区域,因此接收端需要保存每种制式的信号形态参数,而且在增加新的视频协议或视频制式之后,需要更新或升级接收端的设计。而采用本申请实施例提供的方法,不需要预知复合视频信号的信号形态参数,根据收接收到的复合视频信号的信息熵进行复合视频信号的视频有效区域的定位,在增加新的视频协议或视频制式之后,不需要更新或升级接收端的设计。
(2)现有技术中接收端在接收到复合视频信号时,必须先识别出当前复合视频信号的制式,然后根据保存的对应该制式的信号形态参数进行复合视频信号的视频有效区域的确定,对视频信号制式过分依赖。本申请实例提供的方法不再依赖视频信号制式,不需要预知信号形态参数,可通过复合视频信号的信息熵确定复合视频信号的视频有效区域,即使接收端未存储复合视频信号对应制式的信号形态参数或者存储的信号形态参数丢失,也可通过本申请实施例提供的方法确定复合视频信号的视频有效区域,进而实现对视频图像的正确恢复。
(3)现有技术中针对不同厂商设备在相同视频制式下信号形态参数可能存在细微差别,导致接收端收到复合视频信号之后可能需要手动调节复合视频信号的视频有效区域。而本申请实施例提供的方法,根据一定时间周期内视频信号行中滑动窗口的信息熵定位视频信号行中视频有效区域,并根据一定时间周期内视频信号行的信息熵确定视频信号行中包括的有效信号行区域,消除了与信号形态参数以及视频制式的耦合性,无需依赖信号形态参数以及视频制式等信息,即可高效、准确的确定出复合视频信号的视频有效区域,最终通过软件灵活配置实现任意分辨率的视频输出。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种确定复合视频信号中视频有效区域的方法,其特征在于,包括:
接收多帧复合视频信号,并将接收到的所述多帧复合视频信号对应转换为多帧数字复合视频信号,每帧数字复合视频信号包括多个视频信号行,所述视频信号行包括有效信号行;
对所述多帧数字复合视频信号进行帧同步和行同步;
计算预设数量帧数字复合视频信号中每一帧数字复合视频信号中相同行号的视频信号行的第一信息熵,确定所述第一信息熵大于第一阈值的视频信号行的行号,将所述行号中包括的最小行号和最大行号对应的视频信号行之间的视频信号行确定为有效信号行;
计算预设数量视频信号行在预设滑动时间窗口中的第二信息熵,根据所述第二信息熵确定所述视频信号行的视频有效区域的边界点,并将所述视频有效区域的边界点之内的区域确定为所述视频信号行的视频有效区域;
将确定出的所述有效信号行与所述视频有效区域的重叠区域,确定为所述复合视频信号中的视频有效区域。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预设滑动时间窗口位于所述预设数量视频信号行中载波所在位置之后;
所述根据所述第二信息熵确定所述视频信号行的视频有效区域的边界点,包括:
判断所述第二信息熵是否为零;
若所述第二信息熵为零,则按第一预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口中的第二信息熵不为零,则确定所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点在滑动之后的预设滑动时间窗口中,按第二预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动所述预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口内的熵减为零,将此时所述预设滑动时间窗口的右边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点,并在预设滑动时间窗口中的第二信息熵不为零之后,按第三预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口内的熵减为零,将此时所述预设滑动时间窗口的左边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第二边界点;
若所述第二信息熵不为零,则按第二预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动所述预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口内的熵减为零,将此时所述预设滑动时间窗口的右边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点,并按第三预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口内的熵减为零,将此时所述预设滑动时间窗口的左边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第二边界点;
所述将所述视频有效区域的边界点之内的区域确定为所述视频信号的视频有效区域,包括:
将所述第一边界点和所述第二边界点之间的区域确定为所述视频信号的视频有效区域。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预设滑动时间窗口包括第一窗口和第二窗口,所述第一窗口位于所述预设数量视频信号行中载波所在位置之后,所述第二窗口位于所述预设数量视频信号行中远离同步头的尾部位置;
所述计算预设数量视频信号行在预设滑动时间窗口中的第二信息熵,根据所述第二信息熵确定所述视频信号行的视频有效区域的边界点,包括:
分别计算所述第一窗口和所述第二窗口中的信息熵;
判断所述第一窗口中的信息熵是否为零;
若所述第一窗口中的信息熵为零,则按第一预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述第一窗口,直至滑动之后的第一窗口中的信息熵不为零,则确定所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点在滑动之后的第一窗口中,按第二预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动所述第一窗口,直至滑动之后的第一窗口内的信息熵减为零,将此时所述第一窗口的右边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点;
若所述第一窗口中的信息熵不为零,则按第二预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动所述第一窗口,直至滑动之后的第一窗口内的信息熵减为零,将此时所述第一窗口的右边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点;
判断所述第二窗口中的信息熵是否为零;
若所述第二窗口中的信息熵为零,则按第三预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动所述第二窗口,直至滑动之后的第二窗口中的信息熵不为零,则确定所述视频信号行的视频有效区域的第二边界点在滑动之后的第二窗口中,按第四预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述第二窗口,直至滑动之后的第二窗口内的信息熵减为零,将此时所述第二窗口的左边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第二边界点;
若所述第二窗口中的信息熵不为零,则按第四预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述第二窗口,直至滑动之后的第二窗口内的信息熵减为零,将此时所述第二窗口的左边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第二边界点;
所述将所述视频有效区域的边界点之内的区域确定为所述视频信号的视频有效区域,包括:
将所述第一边界点和所述第二边界点之间的区域确定为所述视频信号的视频有效区域。
5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一窗口和所述第二窗口均包括至少一个时间窗口。
6.一种确定复合视频信号中视频有效区域的装置,其特征在于,包括:
采集模块,用于接收多帧复合视频信号,并将接收到的所述多帧复合视频信号对应转换为多帧数字复合视频信号,每帧数字复合视频信号包括多个视频信号行,所述视频信号行包括有效信号行;
同步模块,用于对所述多帧数字复合视频信号进行帧同步和行同步;
第一计算模块,用于计算预设数量帧数字复合视频信号中每一帧数字复合视频信号中相同行号的视频信号行的第一信息熵,确定所述第一信息熵大于第一阈值的视频信号行的行号,将所述行号中包括的最小行号和最大行号对应的视频信号行之间的视频信号行确定为有效信号行;
第二计算模块,用于计算预设数量视频信号行在预设滑动时间窗口中的第二信息熵,根据所述第二信息熵确定所述视频信号行的视频有效区域的边界点,并将所述视频有效区域的边界点之内的区域确定为所述视频信号行的视频有效区域;
确定模块,用于将确定出的所述有效信号行与所述视频有效区域的重叠区域,确定为所述复合视频信号中的视频有效区域。
7.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述预设滑动时间窗口位于所述预设数量视频信号行中载波所在位置之后;
所述第二计算模块采用如下方式根据所述第二信息熵确定所述视频信号行的视频有效区域的边界点:
判断所述第二信息熵是否为零;
若所述第二信息熵为零,则按第一预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口中的第二信息熵不为零,则确定所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点在滑动之后的预设滑动时间窗口中,按第二预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动所述预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口内的熵减为零,将此时所述预设滑动时间窗口的右边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点,并按第三预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口内的熵减为零,将此时所述预设滑动时间窗口的左边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第二边界点;
若所述第二信息熵不为零,则按第二预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动所述预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口内的熵减为零,将此时所述预设滑动时间窗口的右边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点,并在预设滑动时间窗口中的第二信息熵不为零之后,按第三预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述预设滑动时间窗口,直至滑动之后的预设滑动时间窗口内的熵减为零,将此时所述预设滑动时间窗口的左边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第二边界点;
所述确定模块采用如下方式将所述视频有效区域的边界点之内的区域确定为所述视频信号的视频有效区域:
将所述第一边界点和所述第二边界点之间的区域确定为所述视频信号的视频有效区域。
8.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述预设滑动时间窗口包括第一窗口和第二窗口,所述第一窗口位于所述预设数量视频信号行中载波所在位置之后,所述第二窗口位于所述预设数量视频信号行中远离同步头的尾部位置;
所述第二计算模块采用如下方式计算预设数量视频信号行在预设滑动时间窗口中的第二信息熵,根据所述第二信息熵确定所述视频信号行的视频有效区域的边界点:
分别计算所述第一窗口和所述第二窗口中的信息熵;
判断所述第一窗口中的信息熵是否为零;
若所述第一窗口中的信息熵为零,则按第一预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述第一窗口,直至滑动之后的第一窗口中的信息熵不为零,则确定所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点在滑动之后的第一窗口中,按第二预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动所述第一窗口,直至滑动之后的第一窗口内的信息熵减为零,将此时所述第一窗口的右边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点;
若所述第一窗口中的信息熵不为零,则按第二预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动所述第一窗口,直至滑动之后的第一窗口内的信息熵减为零,将此时所述第一窗口的右边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第一边界点;
判断所述第二窗口中的信息熵是否为零;
若所述第二窗口中的信息熵为零,则按第三预设滑动步长向靠近载波所在位置的方向滑动所述第二窗口,直至滑动之后的第二窗口中的信息熵不为零,则确定所述视频信号行的视频有效区域的第二边界点在滑动之后的第二窗口中,按第四预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述第二窗口,直至滑动之后的第二窗口内的信息熵减为零,将此时所述第二窗口的左边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第二边界点;
若所述第二窗口中的信息熵不为零,则按第四预设滑动步长向远离载波所在位置的方向滑动所述第二窗口,直至滑动之后的第二窗口内的信息熵减为零,将此时所述第二窗口的左边界点确定为所述视频信号行的视频有效区域的第二边界点;
所述确定模块采用如下方式将所述视频有效区域的边界点之内的区域确定为所述视频信号的视频有效区域:
将所述第一边界点和所述第二边界点之间的区域确定为所述视频信号的视频有效区域。
10.如权利要求8所述的装置,其特征在于,所述第一窗口和所述第二窗口均包括至少一个时间窗口。
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