[发明专利]一种基于自适应边缘匹配及局部流处理算法的视频一致性监测技术

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于自适应边缘匹配及局部流处理算法的视频一致性监测技术，是一种数字图像处理的技术，是一种数字图像识别及匹配的技术。 

背景技术

在电视台播出系统中，为了提高系统的可靠性和稳健性，关键性设备常常做主备方案：即为关键设备提供一个备用设备。主设备和备用设备都为控制系统所控制。例如，一旦主播设备发生意外，控制系统会自动切换到备播设备并将备播信号切出，保持了播出信号的连续性和稳定性。   

该系统可高效处理人为因素、意外断电等其它不可预知的情况发生导致的播出事故。但在实际播出过程中，也可能存在播出通道原因导致的播出信号出现乱序、丢帧、黑场、绿场、静帧、甚至两路信号完全不一致等错误，对于此类的播出事故，需要人为手动的进行主备播切换，以保证系统的可靠性和稳定性。人为手动的主备播切换虽然可以解决这些问题，但是需要工作人员长时间持续监视，效率低下，容易产生工作疲劳。

另外，在传输信道中信号也可能被某些非法信号所篡改，从而导致最终用户接收到了非法信号。例如，非法邪教组织可能通过破坏电视信号传输网络或发射非法卫星信号等形式播出非法言论。对于这类事故，现在没有高效的技术手段进行检测，也只能靠人力监测或排查来完成，效率低、实时响应性差且容易产生工作疲劳。

实际上，上述两种情况都可通过一种视频一致性监测技术来高效、精确、实时的解决。对于第一种情况，在切换台之前，可先将主备路信号送入一个视频一致性监测模块，以完成对两路信号视频内容的分析、匹配，如果两路信号内容一致则不进行切换，如果两路信号内容不一致则自动进行主备路切换并报警。对于第二种情况，可采用机顶盒来接收播出信号，并将其和源信号一并送入一个视频一致性监测模块，如果两路信号内容仅存在时延，说明信号播出正常，如果两路信号内容不一致性，说明传输信道存在问题，应马上报警并处理。因此，在实际应用中，开发设计一种高效、精确、自适应、实时的视频一致性监测技术就成为了解决上述问题的一个核心问题。 

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提出一种基于自适应边缘匹配及局部流处理算法的视频一致性监测技术。本发明采用几何变换计算信噪比的方法解决了自适应阈值的估算问题。同时采用边缘检测、多阈值边缘匹配的方法解决了对源视频和目标视频的精确匹配，在此基础上采用局部流处理算法和偏移量递归复用相结合的方法高效、快速的解决了后续视频帧的一致性匹配。

本发明的目的是这样实现的：一种基于自适应边缘匹配及局部流处理算法的视频一致性监测技术，首先对参考帧序列和检测帧序列的缓冲环初始化，其中，所述参考帧序列是源信号帧序列，所述检测帧序列是播出帧序列；所述技术包括如下步骤：

确定关键帧：对接收的参考帧序列和检测帧序列进行时间戳对齐、确定检测步长，在确定的步长中将检测帧序列的第一帧确定为关键帧；

确定初步匹配的相似度阈值；所述相似度阈值等于信噪比值阈值；

进行初次匹配：在参考帧序列中初步筛选出和关键帧相匹配的初次匹配帧，并计算其和关键帧的信噪比值、获取两个帧的偏移量，如果该值大于相似度阈值则进入下一步，否则将偏移量设置为无效并设置视频不一致标志，而后开始等待对下一个关键帧的确定；

获得连续、单像素的图像边缘，并将其作为图像的特征边缘；

对获得的特征边缘进行多阈值匹配，如果匹配则进入下一步，否则将偏移量设置为无效并设置视频不一致标志，而后开始等待对下一个关键帧的检测；  

对关键帧的后续帧进行快速检测，如果后续帧全部匹配，设置视频一致性标志得到最终的一致性监测结果，开始等待下一个关键帧的检测；如果后续帧不匹配，则将偏移量设置为无效并设置视频不一致标志，而后开始等待对下一个关键帧的检测。

所述监测技术进一步包括有偏移量递归复用的步骤：对下一个关键帧的检测，如果上次检测偏移量有效，则由偏移量直接得到初次匹配帧并进入获取图像边缘的步骤，否则进入确定相似度阈值的步骤。

所述获得连续、单像素的图像边缘是用小波模极大值算法对初步匹配帧和关键帧进行边缘检测获得。

所述对关键帧的后续帧进行快速检测是判断关键帧的后续帧序列是否与匹配帧的后续帧序列一致。

所述相似度阈值是由几何变换自适应计算确定。