[发明专利]基于视频压缩码流的运动分析方法、码流转换方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及安防视频监控，特别涉及一种视频处理技术。

背景技术

随着视频监控技术的飞速发展，用户对监控系统的要求也越来越高，很显著的一点就是希望监控系统能够提供更多的智能化的功能。在众多的智能化功能中，视频运动分析功能是很基本也是很重要的一项智能化功能。所谓视频运动分析，就是指在特定的视频场景，检测视频画面中特定区域的画面变化和移动的物体，并且排除正常光线变化和噪声带来的干扰，为后续的报警，目标分类和目标跟踪提供有用的信息。

现有的视频码流运动分析技术中，如中国专利号为03103526.4的专利公开了一种基于帧间编码图像平均大小的方法，该专利采用计算帧间编码帧的平均大小，以及帧的平均大小的变化率来检测运动信息。本发明的发明人发现，首先，由于在编码码流中，由于码率控制模块的影响，即使是静止的前后两帧码流，所采用的量化系数差别有可能较大，从而引起前后两帧码流大小差别较大，而该方法只能对于所有帧采用同一个量化系数编码且存在大量运动物体的视频进行有效检测，对于上述情况，该方法会造成错误的运动判断。其次，在视频中如果存在缓慢的运动物体，且运动物体大小占整个画面大小的比重较小，采用同样的量化系数编码这个序列，每一帧的码流大小不会发生明显变化，所以该方法也无法对这种情况进行有效检测。最后，该方法是基于整幅图像的码流大小进行判断的，虽然可以检测出视频中是否有运动，但是无法检测出发生运动的区域，也无法检测物体运动的方向。总之该方法只能做为简单的运动检测，不能适应各种编码码流和各种场景。

本发明的发明人还发现，现有技术中基于编码端的信息来进行视频运动分析的方法，编码端所能够提供的信息和所能承受的计算量有限，准确度不高，因此这类方法的对视频场景要求比较苛刻，大多只能应用于简单的室内场景，不能应用于复杂的室外场景。同样，基于解码图像来进行视频运动分析的方法，这类方法通过解码压缩码流，计算出解码图像，然后统计解码图像像素的一些特征，根据这些特征进行运动分析。这类方法的缺点是计算解码图像和对解码图像进行运动分析需要大量的计算和需要较多的存储空间，很难达到实时处理的效果，另外一方面，由于解码图像大多已经失真，所以，处理的准确度也不高。

本发明的发明人还发现，对于现有实现码流转换的方法及其不足，目前有以下几种：其一，双码流方法，这类方法的编码端除了编码一路正常分辨率、帧率的码流之外，还编码一路较低分辨率或帧率的码流，所编码的两路码流分别用来存储和网络转发。由于需要编码两路码流，增加了编码端负荷，也增加了编码端到接收端的传输负荷，而且较低分辨率或帧率的码流可能导致关键信息缺失。其二，转码存储方法，这类方法将接收到的码流通过特定算法转换到更低分辨率或帧率的码流，以减少码流存储时所需的存储空间。这种方法在接收设备端增加了转码环节，需要消耗较大运算量，同时转码后的码流由于帧率和分辨率低，不可避免地造成图像信息的丢失。其三，码流抽取方法，这类方法从视频码流中抽取出一些做为参考的帧或场对应的编码码流，丢弃不做参考的其他帧或场对应的编码码流。这种方法相对上面两种方法运算量较小，但仍然存在信息缺失的问题，因为所丢弃的帧可能含有关键的运动信息。

另外，在监控领域，IP摄像机能够提供越来越大分辨率和高帧率的图像用于提供更多信息，但视频码流也随之更高，为网络带宽及存储带来很大压力。

所以，如何做到更有效适应性更强且宽泛的视频运动分析，同时能够减少网络带宽及其存储所带来的压力，是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于视频压缩码流的运动分析方法、码流转换方法及其装置，无需计算帧间宏块的编码图像，计算量小且对编码码流和场景适应性强。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种基于视频压缩码流的运动分析方法，包括以下步骤：

从视频压缩码流中提取帧中宏块的总比特数或残差比特数；

对当前宏块在最近M帧中对应位置宏块的总比特数或残差比特数进行加权平均，计算得到背景值，其中M为自然数；

计算当前宏块的总比特数或残差比特数与背景值的差值，如果差值大于预先设定的第一阈值，则判定为检测到运动物体。

本发明的实施方式还公开了一种基于视频压缩码流的码流转换方法，包括以下步骤：

根据上文所述的运动分析方法对视频压缩码流进行运动分析；

如果运动分析判定为检测到运动物体，则输出检测到运动物体的图像组的码流，否则仅输出未检测到运动物体的图像组中代表I帧图像的码流。