專利名稱：時(shí)域加權(quán)數(shù)字視頻靜幀檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及數(shù)字視頻圖像的靜幀檢測(cè)算法，更具體地說(shuō)是一種基于FPGA的采 用時(shí)域加權(quán)方式檢測(cè)數(shù)字視頻靜幀的算法。
背景技術(shù)：
在廣播電視領(lǐng)域中，為保證播出節(jié)目的安全穩(wěn)定，要在多個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行 靜幀檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果判斷圖像是否發(fā)生靜幀及中斷，以便及時(shí)做出切換等處理，確保播 出的安全性。 目前的視頻圖像靜幀檢測(cè)處理均采用分區(qū)域取值，多是8*8像素點(diǎn)取值，將大量 的取值結(jié)果按幀序號(hào)存入緩存，根據(jù)靜幀檢測(cè)不同的判定門限，在多幀之間進(jìn)行緩存內(nèi)容 的比較，判斷是否有靜幀出現(xiàn)。采用該方法，需要通過(guò)復(fù)雜而嚴(yán)格的時(shí)序控制將畫面進(jìn)行分 區(qū)，并且需要足夠大的外部緩存用于檢測(cè)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)狀，提供了一種采用時(shí)域加權(quán)算法實(shí)現(xiàn)高標(biāo)清數(shù)字視頻的靜幀 檢測(cè)， —種時(shí)域加權(quán)數(shù)字視頻靜幀檢測(cè)方法，其特征在于包含如下步驟 (1)設(shè)置被檢測(cè)信號(hào)的起始點(diǎn)，并對(duì)被檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行同步信號(hào)提??； (2)初始化，設(shè)定參數(shù)值 ①設(shè)定被檢測(cè)信號(hào)的信號(hào)類型； ②設(shè)定被檢測(cè)信號(hào)每行的點(diǎn)數(shù)I ; ③設(shè)定被檢測(cè)信號(hào)中每幀的行數(shù)I'; ④設(shè)定被檢測(cè)信號(hào)每秒的幀數(shù)I"; (3)以上述步驟中設(shè)定的起始點(diǎn)為起始，進(jìn)行如下運(yùn)算 從起始幀的第一行開始，以采樣點(diǎn)為單位，逐點(diǎn)加權(quán)累加
N H (COUNIER) = ^yx尸(/);
i=i P(I)是當(dāng)前檢測(cè)點(diǎn)的像素值(Y/U/V)， I為上述步驟(2)中初始化定義的每行點(diǎn) 數(shù)； (4)完成每一行逐點(diǎn)的加權(quán)累加后，把該行的累加結(jié)果計(jì)入H(I)中，并以行為單 位進(jìn)行加權(quán)累加 V (COUNTER)=》'x // (/);
/'=i H(I)是上一個(gè)檢測(cè)行的累加結(jié)果值即該行的像素值(Y/U/V)累加和；I'為上述步 驟(2)中定義的每幀的行數(shù)；
(5)完成每幀逐行像素值(Y/U/V)的加權(quán)累加后，將該行的累加結(jié)果計(jì)入V(I') 中，并以幀為單位進(jìn)行加權(quán)累加 F (COUNTER Z /"xF(/') I"為上述步驟(2)中定義的每秒包含的幀數(shù)范圍根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中靜幀的檢測(cè)門 限，并根據(jù)初始化后的幀數(shù)進(jìn)行計(jì)算； (6)根據(jù)I"的不同，計(jì)算出不同的F(I")的值，并進(jìn)行比較， ①當(dāng)比較結(jié)果完全相同時(shí)，判定為出現(xiàn)靜幀，并記錄下產(chǎn)生靜幀的位置距初始位 置的時(shí)間間隔； ②當(dāng)比較結(jié)果不同時(shí)，判定未出現(xiàn)靜幀，將最終加權(quán)累加值被新生成的幀加權(quán)累
加值累加后替代掉，返回上述步驟(3)中重新計(jì)算。 本發(fā)明由于采用以上步驟，所達(dá)到的有益效果如下 1、對(duì)于傳統(tǒng)的單一幀進(jìn)行累加，本發(fā)明的方法大大減少了運(yùn)算時(shí)間； 2、本發(fā)明利用FPGA，提高了兼容性，對(duì)于不同種類的設(shè)備有較大的兼容空間； 3、本發(fā)明相比于傳統(tǒng)的分區(qū)比較和逐一比較，減少了極大部分系統(tǒng)資源，提高了
運(yùn)算效率； 4、本發(fā)明的方法對(duì)于硬件要求較低，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)配置要求。
本發(fā)明有3幅附圖 圖1為本發(fā)明的按CCIR656中的過(guò)頂進(jìn)行的行，場(chǎng)，幀的起始和終止標(biāo)識(shí)設(shè)定圖；
圖2為本發(fā)明的流程框圖；
圖3為本發(fā)明的流程具體實(shí)施例方式
如圖1所示時(shí)域加權(quán)數(shù)字視頻靜幀檢測(cè)方法，按CCIR656中規(guī)定的數(shù)值視頻標(biāo)準(zhǔn)，
PAL制每秒掃描25幀圖像，每幀圖像有625個(gè)掃描行，每行的有效期包含720個(gè)像素點(diǎn)，即
1440和采樣點(diǎn)，其中每幀圖像中的點(diǎn)，行，幀的起始和終止標(biāo)識(shí)； 如圖2 圖3所示的流程框圖及流程圖，包含的步驟如下 (1)設(shè)置被檢測(cè)信號(hào)的起始點(diǎn)，并對(duì)被檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行同步信號(hào)提??； (2)初始化，設(shè)定參數(shù)值 ①設(shè)定被檢測(cè)信號(hào)的信號(hào)類型； ②設(shè)定被檢測(cè)信號(hào)每行的點(diǎn)數(shù)I ; ③設(shè)定被檢測(cè)信號(hào)中每幀的行數(shù)I'; ④設(shè)定被檢測(cè)信號(hào)每秒的幀數(shù)I"; (3)以上述步驟中設(shè)定的起始點(diǎn)為起始，進(jìn)行如下運(yùn)算
從起始幀的第一行開始，以采樣點(diǎn)為單位，逐點(diǎn)加權(quán)累加<formula>formula see original document page 5</formula>
P(I)是當(dāng)前檢測(cè)點(diǎn)的亮度值，I為上述步驟(2)中初始化定義的每行點(diǎn)數(shù)；
(4)完成每一行逐點(diǎn)的加權(quán)累加后，把該行的累加結(jié)果計(jì)入H(I)中，并以行為單 位進(jìn)行加權(quán)累加 V (COUNTER) = i /' x (/); H(I)是上一個(gè)檢測(cè)行的累加結(jié)果值即該行的亮度值累加和；I'為上述步驟(2)中 定義的每幀的行數(shù)； (5)完成每幀逐行亮度的加權(quán)累加后，將該行的累加結(jié)果計(jì)入V(I')中，并以幀 為單位進(jìn)行加權(quán)累加 完成一幀有效區(qū)的加權(quán)累加后，再把該行的累加結(jié)果計(jì)入到V(I')中，再以幀為 單位進(jìn)行加權(quán)累加 F (COUNTER )二 J] "xK(/') I"的范圍根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中靜幀的檢測(cè)門限，并根據(jù)初始化后的幀數(shù)進(jìn)行計(jì)算；
(6)根據(jù)I"的不同，計(jì)算出不同的F(I")的值，并進(jìn)行比較， ①當(dāng)比較結(jié)果完全相同時(shí)，判定為出現(xiàn)靜幀，并記錄下產(chǎn)生靜幀的位置距初始位 置的時(shí)間間隔； ②當(dāng)比較結(jié)果不同時(shí)，判定未出現(xiàn)靜幀，將最終加權(quán)累加值被新生成的幀加權(quán)累 加值累加后替代掉，返回上述步驟(3)中重新計(jì)算。 在具體的實(shí)施例中，該算法基于FPGA內(nèi)部資源完成，首先把解串后的帶檢查數(shù)字 視頻信號(hào)進(jìn)行同步提取，提取行，場(chǎng)，幀同步信號(hào) 從第一幀的第一行開始，以采樣點(diǎn)為單位，逐點(diǎn)加權(quán)累加<formula>formula see original document page 5</formula> H(COUNTER)= J]/x P (/);當(dāng)帶檢測(cè)信號(hào)是標(biāo)清信號(hào)時(shí)i的范圍是
i=i
1-1440 ;當(dāng)帶檢測(cè)信號(hào)是高清信號(hào)時(shí)1的范圍是1-1920 ;P(I)是當(dāng)前檢測(cè)點(diǎn)的值；
完成一行有效區(qū)的加權(quán)累加后，再把該行的累加結(jié)果計(jì)入到H(I)中，再以行為單 位進(jìn)行加權(quán)累加 V(COUNTER) = S/'x//(/)當(dāng)帶檢測(cè)信號(hào)是標(biāo)清信號(hào)時(shí)i'的范圍是
l-575(PAL制)；1-475(NTSC制)；當(dāng)帶檢測(cè)信號(hào)是高清信號(hào)時(shí)1'的范圍是1-1080 ;H(I) 是上一個(gè)檢測(cè)行的累加結(jié)果值； 完成一幀有效區(qū)的加權(quán)累加后，再把該行的累加結(jié)果計(jì)入到
V(I')中，再以幀為單位進(jìn)行加權(quán)累加
F (COUNTER) = Z /" x 7 (/') I"的范圍根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中靜幀的檢測(cè)門限，即靜幀持續(xù)的判定幀數(shù)，最小是1幀， 即響鈴的兩幀換面有效期數(shù)據(jù)完全相同時(shí)，判定為有靜幀產(chǎn)生，并紀(jì)錄下產(chǎn)生靜幀的位置 距初始位置的時(shí)間間隔。 以上幾個(gè)計(jì)算進(jìn)程是并行同步進(jìn)行，最終加權(quán)累加值與新生成的幀加權(quán)累加值在 場(chǎng)消隱期進(jìn)行比較，如果不同，則最終加權(quán)累加值被新生成的幀加權(quán)累加值累加后替代掉。
權(quán)利要求
一種時(shí)域加權(quán)數(shù)字視頻靜幀檢測(cè)方法，其特征在于包含如下步驟(1)設(shè)置被檢測(cè)信號(hào)的起始點(diǎn)，并對(duì)被檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行同步信號(hào)提取；(2)初始化，設(shè)定參數(shù)值①設(shè)定被檢測(cè)信號(hào)的信號(hào)類型；②設(shè)定被檢測(cè)信號(hào)每行的點(diǎn)數(shù)I；③設(shè)定被檢測(cè)信號(hào)中每幀的行數(shù)I’；④設(shè)定被檢測(cè)信號(hào)每秒的幀數(shù)I”；(3)以上述步驟中設(shè)定的起始點(diǎn)為起始，進(jìn)行如下運(yùn)算從起始幀的第一行開始，以采樣點(diǎn)為單位，逐點(diǎn)加權(quán)累加 <mrow><mi>H</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>COUNTER</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munderover> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>I</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi></munderover><mi>I</mi><mo>×</mo><mi>P</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>I</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>;</mo> </mrow>P(I)是當(dāng)前檢測(cè)點(diǎn)的像素值(Y/U/V)，I為上述步驟(2)中初始化定義的每行點(diǎn)數(shù)；(4)完成每一行逐點(diǎn)的加權(quán)累加后，把該行的累加結(jié)果計(jì)入H(I)中，并以行為單位進(jìn)行加權(quán)累加 <mrow><mi>V</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>COUNTER</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munderover> <mi>Σ</mi> <mrow><msup> <mi>I</mi> <mo>′</mo></msup><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi></munderover><msup> <mi>I</mi> <mo>′</mo></msup><mo>×</mo><mi>H</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>I</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>;</mo> </mrow>H(I)是上一個(gè)檢測(cè)行的累加結(jié)果值即該行的像素值(Y/U/V)累加和；I’為上述步驟(2)中定義的每幀的行數(shù)；(5)完成每幀逐行像素值(Y/U/V)的加權(quán)累加后，將該幀的累加結(jié)果計(jì)入V(I′)中，并以幀為單位進(jìn)行加權(quán)累加 <mrow><mi>F</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>COUNTER</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munderover> <mi>Σ</mi> <mrow><msup> <mi>I</mi> <mrow><mo>′</mo><mo>′</mo> </mrow></msup><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi></munderover><msup> <mi>I</mi> <mrow><mo>′</mo><mo>′</mo> </mrow></msup><mo>×</mo><mi>V</mi><mrow> <mo>(</mo> <msup><mi>I</mi><mo>′</mo> </msup> <mo>)</mo></mrow> </mrow>I″的范圍根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中靜幀的檢測(cè)門限，并根據(jù)初始化后的幀數(shù)進(jìn)行計(jì)算；(6)根據(jù)I″的不同，計(jì)算出不同的F(I″)的值，并進(jìn)行比較，①當(dāng)比較結(jié)果完全相同時(shí)，判定為出現(xiàn)靜幀，并記錄下產(chǎn)生靜幀的位置距初始位置的時(shí)間間隔；②當(dāng)比較結(jié)果不同時(shí)，判定未出現(xiàn)靜幀，將最終加權(quán)累加值被新生成的幀加權(quán)累加值累加后替代掉，返回上述步驟(3)中重新計(jì)算。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種時(shí)域加權(quán)數(shù)字視頻靜幀檢測(cè)方法，其特征在于包含如下步驟(1)設(shè)置被檢測(cè)信號(hào)的起始點(diǎn)，并對(duì)被檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行同步信號(hào)提取；(2)初始化，設(shè)定參數(shù)值①設(shè)定被檢測(cè)信號(hào)的信號(hào)類型；②設(shè)定被檢測(cè)信號(hào)每行的點(diǎn)數(shù)I；③設(shè)定被檢測(cè)信號(hào)中每幀的行數(shù)I’；④設(shè)定被檢測(cè)信號(hào)每秒的幀數(shù)I”；對(duì)于傳統(tǒng)的單一幀進(jìn)行累加，本發(fā)明的方法大大減少了運(yùn)算時(shí)間；本發(fā)明利用FPGA，提高了兼容性，對(duì)于不同種類的設(shè)備有較大的兼容空間；本發(fā)明的方法對(duì)于硬件要求較低，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)配置要求。
文檔編號(hào)H04N17/00GK101765027SQ20091018800
公開日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月20日
發(fā)明者劉劍, 程鵬 申請(qǐng)人:大連捷成實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司