一种基于目标的视频编码方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于目标的视频编码方法及系统，所述方法及系统通过从待编码图像中提取目标图像和背景图像，对目标图像和背景图像进行独立编码；在进行帧间编码时，每个目标只参考图像对应目标区域，同时背景只参考图像的背景区域；最后，将目标图像产生的目标码流和背景图像产生的码流按照一定顺序复合在当前图像码流中，通过标识符将不同对象的码流分隔开，同时包含头信息，以记录目标的位置信息和参考关系信息等。通过本发明专利技术能够提高视频检索效率，只需要在码流中找到目标码流进行解码即可。同时可以通过目标的预测关系，确定目标的运动轨迹。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于视频图像压缩
，特别涉及一种基于目标的视频编码方法及系统。
技术介绍
数字视频压缩标准开始于20世纪80年，经过30多年的发展，现有的标准有国际电信联盟远程通信标准化组织(简称ITU-T，ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector)系列的H.261、H.263，国际标准化组织(简称ISO、International Organization for Standardization)的MPEG-1、MPEG-4，以及两个组织共同制定的MPEG-2/H.262、H.264/AVC、HEVC。其中HEVC(High Efficiency Video Coding)是一种新的视频压缩标准，于2013年最新发布，可以替代H.264/AVC编码标准。除了上述国际化的编码标准外，还有其他组织的标准，比如国内的AVS、微软的VC-1、谷歌的VP8等。相同的是，这些标准都采用基于块的混合编码方法，融合预测编码、变换编码、以及熵编码3大编码技术。在视频监控的应用中，通常情况下用户对图像中不同区域的关注程度不一样，对运动的物体、特定目标的关注度高，即目标区域；而对其他背景部分不太关心，即背景区域。例如道路监控中，用户只关注道路上运动车辆等目标，对路面、绿化带等背景不关心。同时，在监控系统中，由于采集点比较多，每个采集点都24小时不间断录像，产生大量的数据，用户不可能实时
查看每路视频数据。而是在需要的时候，特别是事故发生时，从录像中查找相关视频，从视频中检索特定的信息，这些信息通常与运动物体相关。但是，上述提到的现有编码标准将图像等分为编码块后，采用光栅扫描方式依次编码，并不区分编码块属于背景区域或是目标区域。在进行预测编码时，每个编码块与当前帧相邻块相关联，也与参考帧的块相关，而这些相关的块有可能并不属于同一物体。这样，在进行视频检索的时候，需要将整帧图像解码，才能获得用户关注区域的图像，解码整帧图像需要消耗很多计算资源以及内存带宽，花费时间多，检索速度慢。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于目标的视频编码方法及系统，本专利技术从待编码图像中提取目标图像和背景图像，对目标图像和背景图像进行独立编码；最后，将每个对象产生的码流按照一定顺序复合在当前图像码流中，通过标识符将不同对象的码流分隔开，同时图像的码流包含头信息，以记录目标的位置信息和参考关系信息等，能够提高视频检索效率，只需要在码流找到目标码流进行解码即可。同时，可以通过目标的预测关系，确定目标的运动轨迹为实现上述目的，本专利技术的一个方面提供了一种基于目标的视频编码方法，包括，获取待编码图像；基于待编码图像提取目标图像和背景图像；基于目标图像进行帧间预测编码；基于背景图像进行帧间预测编码；将目标图像编码后产生的目标码流和背景图像编码后产生的背景码流，复合成单独码流。其中，所述基于目标图像进行帧间预测编码的步骤进一步包括：基于目
标图像划分编码块；当对当前编码帧的目标图像进行编码时，将与当前帧图像中的目标区域对应的前一帧图像中的目标区域作为参考帧进行帧间预测编码。其中，所述基于背景图像进行帧间预测编码的步骤进一步包括：当对当前编码帧的背景图像进行编码时，将与当前帧图像中的背景区域对应的前一帧图像中的背景区域作为参考帧进行帧间预测编码。其中，所述单独码流包括头信息、目标码流信息和背景码流信息；所述头信息包括目标区域的位置信息、参考关系信息；所述目标码流信息和所述背景码流信息包括起始码标识。其中，所述进行帧间预测编码的步骤还包括：当对当前编码帧的目标图像进行编码时，若当前编码帧中有新的目标图像出现时，将新的目标图像作帧内编码处理。根据本专利技术的另一方面，提供了一种基于目标的视频编码系统，包括获取模块、提取模块、目标编码模块、背景编码模块和码流复合模块；获取模块，用于获取待编码图像；提取模块，用于基于待编码图像提取目标图像和背景图像；目标编码模块，用于基于目标图像进行帧间预测编码；背景编码模块，用于基于背景图像进行帧间预测编码；码流复合模块，用于将目标图像编码后产生的目标码流和背景图像编码后产生的背景码流，复合成单独码流。其中，所述目标编码模块进一步包括：编码块划分单元，用于基于目标图像划分编码块；和目标参考单元，用于当对当前编码帧的目标图像进行编
码时，将与当前帧图像中的目标区域对应的前一帧图像中的目标区域作为参考帧进行帧间预测编码。其中，所述背景编码模块进一步包括：背景参考单元，用于当对当前编码帧的背景图像进行编码时，将与当前帧图像中的背景区域对应的前一帧图像中的背景区域作为参考帧进行帧间预测编码。其中，所述单独码流包括头信息、目标码流信息和背景码流信息；所述头信息包括目标区域的位置信息、参考关系信息；所述目标码流信息和所述背景码流信息包括起始码标识。其中，所述目标参考单元还包括：切换编码处理模块，用于若当前编码帧中有新的目标图像出现时，将新的目标图像作帧内编码处理。如上所述，本专利技术通过采用将目标和背景分成不同对象进行单独编码的方式，能够有效提高检索效率。将单独编码后的码流按照一定的顺序进行复合形成新的单独码流，使得后期在对视频进行检索时，首只需要在码流找到目标码流进行解码即可。同时，可以通过目标的预测关系，确定目标的运动轨迹。附图说明图1是现有技术中基于块的混合编码过程示意图；图2是现有技术中基于块的混合编码的解码过程示意图；图3是现有技术中块编码顺序的过程示意图；图4是现有技术中进行预测编码的过程示意图；图5是现有技术中进行帧间预测时的P帧多帧参考示意图；图6是现有技术中进行帧间预测时的B帧多帧参考示意图；图7是存在感兴趣区域的视频图像；图8是本专利技术的基于目标的视频编码方法原理示意图；图9是本专利技术的基于目标的视频编码方法的流程示意图；图10是本专利技术的目标图像和背景图像进行单独编码后复合形成单独码流的原理示意图；图11是本专利技术的基于目标的视频编码方法中目标图像和背景图像进行帧间编码的原理示意图；图12是本专利技术的步骤S3的流程图；图13是本专利技术的步骤S4的流程图；图14是本专利技术的基于目标的视频编码系统的结构示意图；图15是本专利技术的目标编码模块的结构示意图；图16是本专利技术的背景编码模块的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。为了更清楚的描述本专利技术，首先对涉及到的专业术语进行解释：帧内预测，是指在预测编码时，只采用本帧的数据做预测。帧间预测，是指在预测编码时，可以采用其它帧的数据做预测。重建图像，是指编码后又解码出来的图像，主要用于参考。DCT/ICT：DCT(Discrete Cosine Transform，简称DCT变换)是离散余
弦变换，一种变换编码方式；ICT是整数余弦变换，是在DCT的基础上发展出来的一种变换方式。图像集合(Group of Pictures，简称GOP)，I帧及其后与其直接或间接存在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于目标的视频编码方法，所述方法包括：获取待编码图像；基于待编码图像提取目标图像和背景图像；基于目标图像进行帧间预测编码；基于背景图像进行帧间预测编码；将目标图像编码后产生的目标码流和背景图像编码后产生的背景码流，复合成单独码流。

【技术特征摘要】
1.一种基于目标的视频编码方法，所述方法包括：获取待编码图像；基于待编码图像提取目标图像和背景图像；基于目标图像进行帧间预测编码；基于背景图像进行帧间预测编码；将目标图像编码后产生的目标码流和背景图像编码后产生的背景码流，复合成单独码流。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于目标图像进行帧间预测编码的步骤进一步包括：基于目标图像划分编码块；当对当前编码帧的目标图像进行编码时，将与当前帧图像中的目标区域对应的前一帧图像中的目标区域作为参考帧进行帧间预测编码。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于背景图像进行帧间预测编码的步骤进一步包括：当对当前编码帧的背景图像进行编码时，将与当前帧图像中的背景区域对应的前一帧图像中的背景区域作为参考帧进行帧间预测编码。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单独码流包括头信息、目标码流信息和背景码流信息；所述头信息包括目标区域的位置信息、参考关系信息；所述目标码流信息和所述背景码流信息包括起始码标识。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述进行帧间预测编码
\t的步骤还包括：当对当前编码帧的目标图像进行编码时，若当前编码帧中有新的目标图像出现时，将新的目标图像作帧内编码处理。6.一种基于目标的视频编码系统，其特征在于，包括:获取模块(1)，用于获取待编...

【专利技术属性】
技术研发人员：武晓阳，浦世亮，沈林杰，俞海，
申请(专利权)人：杭州海康威视数字技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33