[发明专利]一种融合HEVC压缩域和像素域的镜头边界检测方法

权利要求书

1.一种融合HEVC压缩域和像素域的镜头边界检测方法，其特征在于，所述的检测方法包括以下步骤：

(1)输入视频码流：

输入的视频码流为HEVC码流，支持的帧类型为帧内编码帧I帧和前向帧间编码帧P帧；

(2)解析并统计码流：

解析视频码流，得到的HEVC码流信息包括每帧视频码流的亮度分量子帧的所有CU深度、PU模式、4×4像素块水平和垂直方向上的运动矢量MV_x和MV_y、以及整个编码帧的帧比特数；取4×4块为基本粒度单位块进行统一的数据统计，分别记NumIntra_i、NumInter_i和NumSkip_i为第i帧中所有PU为Intra模式、除SKIP模式的Inter模式和SKIP模式的4×4块个数，记NumBytes_i为第i帧的帧比特数；

(3)基于CU深度的运动矢量幅值滤波：

对每帧的运动矢量进行基于CU深度的运动矢量幅值滤波，并统计其滤波后运动矢量幅值非零的个数NumMvs_i；

(4)基于Intra模式和运动矢量的候选突变P帧分级：

利用步骤(2)统计的Intra模式4×4块数量NumIntra_i将全部编码P帧分为0、1、2三个等级的候选突变P帧，然后用步骤(3)统计得到的NumMvs_i来对上述候选突变P帧进行二次筛选；

(5)突变P帧检测：

经步骤(4)筛选后的候选突变P帧，对应不同的候选突变等级使用不同的突变P帧选取方法，检测出突变P帧；

(6)基于直方图的突变I帧检测：

利用直方图比较法对I帧进行突变检测，检测出突变I帧；

(7)基于突变帧的视频分段：

利用步骤(5)和步骤(6)已检测到的突变P帧和突变I帧对整个编码视频进行分段；

(8)渐变候选帧选取：

利用Intra模式PU和编码帧的帧比特数对步骤(7)的片段视频选出渐变候选帧；

(9)每帧编码比特数平滑滤波：

对步骤(2)中统计的所有帧比特数NumBytes_i进行中值滤波和均值滤波，对包含第i帧的符合实际码流的镜头之间的渐变区域的、帧比特数先逐渐增加后逐渐减少的特点的帧区域进行帧数统计，得到帧数量Wb_i；

(10)渐变帧检测：

在步骤(8)选取渐变候选帧后，利用SKIP模式的PU数量和步骤(9)中统计的Wb_i确定最终的渐变帧；

所述的步骤(10)中，利用SKIP模式PU数量和步骤(9)中平滑滤波后帧比特数先逐渐增加后逐渐减小的帧数Wb_i按式(17)～(20)对步骤(8)选取的渐变候选帧确定最终的渐变帧；

Tsk₁＝γ₁×NumTotal_i (18)

Tsk₂＝γ₂×NumTotal_i (19)

Tsk₃＝γ₃×NumTotal_i (20)

其中，Dtf_i表示第i帧的渐变帧标识，0表示不是渐变帧，1表示是渐变帧；NumSkip_i表示第i帧中对应PU为SKIP模式的4×4块个数；Tsk₁、Tsk₂和Tsk₃分别为渐变帧判别的三个范围阈值，阈值调整系数γ₁∈[0.01,0.05]，阈值调整系数γ₂∈[0.1,0.3]，阈值调整系数γ₃∈[0.2,0.4]，NumTotal_i为第i帧4×4块总个数；Td₁、Td₂和Td₃分别为不同范围的Wb_i的取值阈值，Td₁∈[10,20]，Td₂∈[20,30]，Td₃∈[30,50]；

当第i帧中对应PU为SKIP模式4×4块个数小于等于Tsk₁，且Wb_i大于等于Td₁，则判定第i帧为渐变帧；当第i帧中对应PU为SKIP模式4×4块个数大于Tsk₁并小于等于Tsk₂，且Wb_i大于等于Td₂，则判定第i帧为渐变帧；当第i帧中对应PU为SKIP模式4×4块个数大于Tsk₂并小于等于Tsk₃，且Wb_i大于等于Td₃，则判定第i帧为渐变帧；

(11)渐变帧合并：

对检测出的渐变帧进行合并；将合并的帧间距离设为N_merge，将检测到的渐变帧按从小到大排序，对于前后帧间序号差小于等于N_merge的渐变帧聚成若干个集合，取每个集合靠近中心位置的帧作为此渐变区域的渐变帧，N_merge∈[10,30]；最终输出步骤(5)检测到的突变P帧，步骤(6)检测到的突变I帧，以及当前步骤检测到的渐变帧，这些检测到的突变帧和渐变帧即为镜头边界。