CN1187713C - 数字视频处理方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种数字视频处理方法及其装置。用于处理以压缩的视频码流形式接收的数字图象的方法包括根据各互帧的运动补偿信息确定区域强度直方图(RIH)的步骤。该RIH信息是根据各互帧的运动补偿值获得的并且RIH信息是视频景物的运动信息的良好的指示符。另外，因为RIH信息是视频景物的强度的良好的指示符，所以通过根据由数字视频处理方法获得的RIH信息，搜索类似的视频景物，可以有效地搜索具有类似强度的视频码流。

Description

数字视频处理方法及其装置
技术领域
本发明涉及数字视频处理方法及其装置，更具体地涉及用于根据特定景物的运动信息分类视频景物的数字视频处理方法及其装置。
背景技术
当收视者收看视频景物时，视频景物的强度是指收视者感受的视频强度。从整个视频节目来看，这是一个指示景物非常重要的抽象概念。因此，要求用于根据强度搜索视频码流的一些方法。但是，到目前为止，既不知道根据强度搜索视频码流的方法，也不知道用于根据强度搜索视频码流的处理方法。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种允许根据强度进行视频搜索的数字视频处理方法。
本发明的第二个目的是提供一种实施数字视频处理方法的数字视频处理装置。
本发明的第三个目的是提供一种用于根据由数字视频处理方法处理的视频码流强度搜索视频码流的数字视频搜索方法。
本发明的第四个目的是提供一种用于实施数字视频搜索方法的数字视频搜索装置。
为了实现本发明的第一个目的，提供一种处理以压缩的视频码流的形式接收的数字图象的方法，该方法包括以下步骤：(a)从视频码流中选择一个互帧；(b)相对于所选择的互帧，计算运动补偿值为0的块数与宏块的总数的比率；(c)量化该比率为i级，其中i是预定的正数；(d)检查是否被处理的互帧是最后一个；(e)如果在步骤(d)确定被处理的互帧不是最后一个，则选择下一个互帧并执步骤(b)到(d)；(f)如果在步骤(d)确定被处理的互帧是最后一个，则计算在第i级中互帧的数量与一个特定区域中互帧总数的比率；和(g)确定在步骤(f)获得的比率作为预定的直方图信息。
另外，该数字视频处理方法还包括以下各步骤：(p-a)接收视频码流；(p-b)利用预定的算法分组视频码流为多个组；(p-c)选择一个待处理的组，其中在步骤(a)中一个互帧是从在步骤(p-c)选择的视频码流组中选择的。
最好是，在步骤(g)以后，还包括以下步骤：(h)检查是否选择的组是最后一个；(i)如果在步骤(h)确定选择的组不是最后一个，则选择下一个组；和(j)相对于在步骤(i)选择的下一个组执行步骤(a)到(h)。
另外，该预定算法最好是一种景物切割检查算法(scene cut detectionalgorithm)。
最好是，该视频码流是运动图象专家组视频码流。
另外，该预定直方图信息是由指示特定视频景物区域的强度的区域强度直方图(RIH)定义的。
为了实现本发明的第二个目的，提供一种数字视频处理装置，该装置包括：分组装置，用于利用预定的算法分组视频码流，选择一个待处理的组，并从所选的组中按顺序选择和输出每个互帧；比率计算装置，用于相对于所选的互帧计算运动补偿值为0的块数与总的宏块数的比率，量化该比率为i级，其中i是预定的正数的步骤，并输出指示相应各级的级指示信号；和区域强度直方图(RIH)计算装置，用于计算选择的组中第i级中互帧的数量与选择的组中互帧总数的比率，并输出计算的结果作为RIH信息。
为了实现本发明的第三个目的，提供一种在压缩的视频码流中搜索希望的数字视频景物的方法，该方法包括以下步骤：(a)接收视频码流；(b)利用预定的算法分组视频码流为多个组；(c)选择一个待处理的组；(d)根据所选组中各互帧的运动补偿的信息确定所选组的区域强度直方图(RIH)；(e)选择待搜索的视频景物；(f)检索所选视频景物的RIH信息；和(g)在每个处理的视频码流中，根据检索的RIH信息搜索具有类似RIH信息的各个区域。
为了实现本发明的第四个目的，提供一种用于在压缩的视频码流中搜索希望的数字视频景物的装置，该装置包括：分组装置，用于利用预定算法分组输入的视频码流为多个组；运动补偿信息检索装置，用于从所选的组中检索各个互帧的运动补偿信息并输出包含作为所选的组的RIH信息的经处理的视频码流；和搜索装置，用于检索待搜索的所选组的RIH信息和根据检索的RIH信息搜索具有类似RIH信息的各个区域。
附图说明
通过参照附图对优选实施例的详细描述，本发明的上述目的和优点将变得更清楚，其中：
图1是表示按照本发明的数字视频处理方法的流程图；和
图2是按照本发明的数字视频处理装置的框图。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的实施例。
在本发明中，为了分类视频景物的强度，使用运动信息。参照图1，按照本发明的数字视频处理方法包括输入视频码流，最好是MPEG-2视频码流的步骤(步骤100)。接下来，利用景物切割检查算法分组视频码流(步骤102)。然后，选择待处理的一组视频码流(步骤104)。正如在MPEG领域的技术人员所公知，每个视频码流由多个视频帧组成。各个视频帧按照内帧(intraframe)和互帧(inter frame)进行分类。在MPEG技术领域中，内帧一般称为I帧，而互帧称为P帧和B帧。为了解释方便起见，假设B帧就是P帧，然后视频帧被分类成I帧和P帧。换言之，所选的视频码流组I帧和P帧组成。
接下来，按顺序选择所选视频码流组的每个P帧(步骤106)。然后在步骤108，相对于选择的P帧，计算运动补偿值为0的块数与宏块的总数的比率R，如公式(1)所表示：
其中NO_MC块是构成P帧的各个宏块中运动补偿值为0的块。相对于各互帧，运动补偿值为0的各个块的分配被定义为运动活性。
接下来，比率R被量化为5级I1、I2、I3、I4、和I5之一。例如，级I1、I2、I3、I4、和I5分别相对于比率R小于5％、大于或等于5％并小于10％、大于或等于10％并小于30％、大于或等于30％并小于50％、以及大于或等于50％。按照这样一种方式，完成每个P帧的处理。
接下来，检查经处理的P帧是否是最后一个(步骤112)。如果不是，则选择下一个P帧(步骤114)和执行步骤106到110，直至处理最后的P帧。然后，假设i是从1到5的一个整数，并且在第i级(li)中的P帧数与在一个区域中P帧的总数的比率表示为pi，pI按照如下公式计算：
按如下公式确定一个区域强度直方图：
         RIH＝(p1，p2，p3，p4，p5)…(3)
其中该区域表示一个选择的组(步骤116)。
然后，检查所选的组是否是最后一个(步骤118)。如果不是，则选择下一个组(步骤120)和执行步骤106到116。按照这种方式，完成对所有组的视频处理。
按照该数字视频处理方法，根据各个P帧的运动补偿值获得RIH信息。RIH信息是视频景物的运动信息的一个好的指示符。另外，RIH信息是视频景物的强度的相当好的指示符。
该数字视频处理方法是通过计算机可编程的。构成计算机程序的各个码和码段可以很容易地由本技术领域的计算机程序员得到。另外，该程序被存储在计算机可读介质和被计算机执行，从而实施该数字视频处理方法。这种介质包括磁记录介质、光记录介质、载波媒介等等。
另外，该数字视频处理方法可以在数字视频处理装置上实现。图2是按照本发明的数字视频处理装置。参照图2，数字视频处理设备包括：分组单元200、NO_MC块比率计算单元202、量化单元204、RIH计算单元206、和RIH信息存储单元208。
在该数字视频处理装置的操作中，分组单元200利用景物切割检查算法分组视频码流，选择一个待处理的组，并且按顺序地从所选组中选择和输出每个P帧。
NO_MC块比率计算单元202按照公式(1)的定义，计算运动补偿值为0的块数与宏块总数的比率并输出代表计算的比率的比率数据R。
量化单元204量化比率R为5级I1、I2、I3、I4、和I5之一，然后输出指示相应级的级指示信号I1、I2、I3、I4、和I5。相应级I1、I2、I3、I4、和I5是对于比率R分别小于5％、大于或等于5％并小于10％、大于或等于10％并小于30％、大于或等于30％并小于50％、以及大于或等于50％。按照这样一种方式，完成每个P帧的处理。
如果完成最后的P帧的处理，RIH计算单元206计算在第i级中P帧数与在一个区域中P帧总数的比率，该比率由公式(2)表示的pI代表，输出按公式(3)表示的区域强度直方图(RIH)数据。
RIH信息存储单元208接收RIH信息(p1，p2，p3，p4，p5)并且在其中将它们存储。更好是，RIH信息存储单元208接收视频码流数据，交叉RIH信息与视频码流数据并输出插入视频码流的RIH信息。
通过利用如图1所示的数字视频处理方法和利用如图2所示的数字视频处理装置处理的视频码流，两个任意的视频码流的强度可以被进行比较和分析。
按照本发明的数字视频分析方法，可以按照由公式(4)的表示计算RIH1和RIH2之间的差，即Distance(RIH1、RIH2)：
Distance(RIH1，RIH2)＝(RIH1-RIH2)TM-1(RIH1，RIH2)…(4)
其中一个特定视频景物的两个视频码流，第一视频码流的RIH信息是RIH1，第二视频码流的RIH信息是RIH2，和M是协方差矩阵。
由上述数字视频分析方法计算的Distance(RIH1、RIH2)正确地指示两个视频码流之间在强度上的差。
利用在如图2所示数字视频处理装置实现的由如图1所示数字视频处理方法处理的视频码流，通过按照本发明的数字视频搜索方法可以有效地执行区域搜索。
按照本发明的数字视频搜索方法是根据由如图1所示的数字视频处理方法视频码流的假设。换言之，应当理解为，按照本发明的数字视频搜索方法包含已经参照图1描述的数字视频处理方法。
按照本发明的数字视频搜索方法，首先获得选择的视频景物，即视频区域的RIH信息。
接下来，相对于由如图1所示的数字视频处理方法的视频码流，根据获得的RIH信息搜索具有相似RIH信息的各个区域，即具有相似强度的视频景物。
因为RIH信息是根据各P帧的运动补偿值确定的，所以是对指示视频景物的运动信息的正确指示。另外，相对于互帧运动补偿值为0的各个块的分布，说明运动活性相当好。再有，在视频节目中，特别是，在运动节目中，运动信息非常地接近有关视频码流的内容。根据运动信息的RIH信息是相当好的视频景物强度的指示符。换言之，通过根据RIH信息搜索类似视频景物，可以有效地搜索具有类似强度的各景物的视频码流。
上述数字视频搜索方法可以应用到诸如基于视频搜索引擎的内容之类的多媒体推/拉应用领域。
另外，通过计算机数字视频搜索方法是可编程的。由本领域的计算机程序员可以很容易地得到构成计算机程序的各个码和码段。另外，该程序被存储在计算机可读介质并且由计算机可读出和利执行，从而实现该数字视频搜索方法。媒体包括磁记录媒体、光记录媒体、载波媒体等等。
另外，数字视频处理方法可以在数字视频搜索装置上实现(未示出)。按照本发明的数字搜索装置包括：一个分组单元、一个运动补偿信息检索单元、和一个搜索单元。
在数字视频搜索装置的操作中，分组单元利用景物切割检查算法分组输入视频码流为多个组。
运动补偿信息检索单元从所选的组中对各P帧的运动补偿提取信息并输出包含作为所选的组的RIH信息的经处理的视频码流。
搜索单元提取所选的待搜索的RIH信息并根据检索的RIH信息搜索具有类似RIH信息的各个区域。
上述的数字视频搜索装置通过根据RIH信息搜索类似的景物，可以有效地搜索具有类似强度的各个景物的视频码流。
如上所述，按照本发明，根据各内帧的运动补偿值获得RIH信息，并该RIH信息是视频景物的运动信息的好的指示符。另外，因为RIH信息是视频景物相当好的指示符，通过根据由按照本发明的数字视频处理方法获得的RIH信息搜索类似的视频景物，可以有效地搜索具有类似强度的的各个视频码流。
本发明可以应用到诸如基于视频搜索引擎的内容之类的多媒体推/拉应用领域。

Claims (17)

1.一种处理以压缩的视频码流形式接收的数字图象的方法，包括步骤：
(a)从各视频码流中选择一个互帧；
(b)相对于所选的互帧，计算运动补偿值为0的块数与宏块的总数的比率；
(c)量化该比率为i级，其中i是预定的正数；
(d)检查所处理的互帧是否是最后一个；
(e)如果在步骤(d)确定所处理的互帧不是最后一个，则选择下一个互帧并执行步骤(b)到(d)；
(f)如果在步骤(d)确定所处理的互帧是最后一个，则计算在该第i级中的内帧数与在特定区域中的互帧总数的比率；和
(g)确定在步骤(f)获得的比率作为预定的直方图信息。
2.按照权利要求1的方法，还包括以下步骤：
(p-a)接收视频码流；
(p-b)利用预定的算法分组视频码流为多个组；
(p-c)选择待处理的一个组；
其中，在步骤(a)中，互帧是从步骤(p-c)选择的视频码流组中选择的。
3.按照权利要求2的方法，在步骤(g)之后还包括以下步骤：
(h)检查所选的组是否是最后一个；
(i)如果在步骤(h)确定所选的组不是最后一个，选择下一个组；和
(j)相对于在步骤(i)选择的下一个组执行步骤(a)到(h)。
4.按照权利要求2的方法，其中，预定算法是景物切割检查算法。
5.按照权利要求3的方法，其中，预定算法是景物切割检查算法。
6.按照权利要求2到5中任一项要求的方法，其中，视频码流是运动图象专家组视频码流。
7.按照权利要求1的方法，其中，预定直方图信息是由指示特定视频景物区域的强度的区域强度直方图定义的。
8.按照权利要求2的方法，其中，预定直方图信息是由指示特定视频景物区域的强度的区域强度直方图定义的。
9.按照权利要求3的方法，其中，预定直方图信息是由指示特定视频景物区域的强度的区域强度直方图定义的。
10.按照权利要求4的方法，其中，预定直方图信息是由指示特定视频景物区域的强度的区域强度直方图定义的。
11.按照权利要求5的方法，其中，预定直方图信息是由指示特定视频景物区域的强度的区域强度直方图定义的。
12.一种数字视频处理装置，包括：
分组装置，用于利用预定算法分组视频码流，选择一个待处理的组，并从所选组中按顺序地选择和输出每个互帧；
比率计算装置，用于相对于所选的互帧计算运动补偿值为0的块数与宏块的总数的比率；
量化装置，用于量化该比率为i级，其中i是一个预定正数，并输出指示相应级的级指示信号；和
区域强度直方图计算装置，用于计算选择的组中第i级中的互帧数与选择的组中的互帧总数的比率，并输出计算的结果作为区域强度直方图信息。
13.按照权利要求12的数字视频处理装置，其中预定直方图信息是由指示一个特定视频景物区域的强度的区域强度直方图定义的。
14.按照权利要求12和13中任一项要求的数字视频处理装置，还包括用于接收区域强度直方图信息和存储它的区域强度直方图信息存储装置。
15.按照权利要求14的数字视频处理装置，其中区域强度直方图信息存储装置接收视频码流数据、插入区域强度直方图信息到视频码流数据中并输出经插入视频码流的区域强度直方图信息。
16.一种在压缩的视频码流中搜索希望的数字视频景物的方法，包括以下步骤：
(a)接收视频码流；
(b)利用预定的算法分组视频码流为多个组；
(c)选择一个待处理的组；
(d)根据在所选的组中的互帧的运动补偿信息确定所选组的区域强度直方图；
(e)选择待搜索的一个视频景物；
(f)检索所选的视频景物的区域强度直方图信息；和
(g)根据检索的区域强度直方图信息，在每个处理的视频码流中搜索具有类似区域强度直方图信息的各个区域。
17.一种在压缩的视频码流中搜索希望的数字视频景物的装置，包括：
分组装置，用于利用预定算法，分组输入的视频码流为多个组；
运动补偿信息检索装置，用于从所选的组中检索互帧的运动补偿信息并输出经处理的包含作为该所选组的区域强度直方图信息的信息的视频码流；和
搜索装置，用于根据检索的区域强度直方图信息，检索所选的待搜索组的区域强度直方图信息并搜索具有类似区域强度直方图信息的各区域。
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