[发明专利]一种适用于视频监控系统的错误隐藏的方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字家庭视频监控技术领域，尤其涉及一种适用于视频监控系统的错误隐藏的方法。

背景技术

随着近年来数字家庭产业的发展，人们已不仅仅满足于传统的电视节目和服务，开始提出更高的要求——在数字家庭上实现更智能、更丰富、更全面的音视频服务。这就对当前数字家庭的智能化和人性化提出了更高的要求，智能家居孕育而生。智能家居主要的应用是在家庭中的安全防范、娱乐、智能控制方面。而具有智能的网络家电则更侧重依靠互联网络来对家电进行控制，数字电视则是通过普及面广泛的数字电视网络来实现强大的网络控制功能。在这种前提和要求下，视频监控领域逐渐从本地监控向远程监控发展，出现了以网络流媒体服务器为代表的远程网络视频监控系统。网络视频服务器解决了视频流在网络上的传输问题，利用网络摄像头从采集开始进行数字化处理、传输，这样使得传输线路的选择更加多样性，只要有网络的地方，就提供了图像传输的可能，使整个安防系统趋向平台化、智能化。

流媒体是采用流式传输的方式在Internet播放的媒体格式。流媒体技术采用一个视频传送服务器把节目当成数据包发出，传送到网络上。接收端通过解压设备对这些数据进行解压后，节目就会像发送前那样显示出来。H.264是一种针对流媒体的高度压缩数字视频编解码标准。它是由目前国际上制定视频编解码技术的组织“国际电联(ITU-T)”和“国际标准化组织(ISO)”共同组建的联合视频组(JVT)共同制定的。H.264的最大优势是具有很高的数据压缩比率，同时拥有高质量流畅的图像，在实时或者网络环境相对恶劣的情况下，所需的带宽更少，更加的经济，具有低码率、高质量、容错强等特点。相对于传统的数据业务，流媒体视频信号中存在大量的空间和时间冗余。同时由于流媒体的传输对带宽有相对严格的要求，在进行端到端的传输时，对抖动非常敏感。流媒体传输通常基于不可靠得传输协议，如UDP，无线信道高的误码率会导致包的丢失和传输错误。为使得流媒体视频数据在特定显示设备上正常显示，可以利用视频后处理模块对图像画面进行相应的差错掩盖。

差错掩盖(Error Concealment)作为一种视频后处理(Digital Video Post-Processing)的方法，在解码端实现对流媒体信道传输中丢失的信息的预测和替代。通常视频通信中避免和弥补传输错误有两种方式，一种是采用传统数据通信中的差错控制和数据恢复技术，如纠错编码(FEC)，自动重传机制(ARQ)等；另一种采用错误恢复技术，如信号重建(ER)和差错掩盖(EC)。

第一种方法目的在于提高视频传输的质量，减少误码率，而第二种方法的目的在于尽可能地对错误进行掩盖以还原源图像。由于前一种方法作用在视频的编码端和传输端，会增加编码的结构复杂度和传输的冗余信息，因此对于源设备的编码能力和网络负载能力有较高的要求，不适合实时流媒体环境。由于人眼的视觉特性对图像或视频出现一定程度的失真也是可以忍受的，所以可以利用人眼的特性使用错误隐藏技术，在码流出现传输错误的解码端，通过视频后处理模块对数据流进行错误隐藏，根据压缩流的冗余信息在正确接收的信息中寻找相关数据替代差错信息。采用这种独立于编码的处理技术，避免了传输延时，在现有的设备上比较容易实现，具有通用性。因此，错误隐藏技术正逐渐成为流媒体视频环境中处理错误的主要技术。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种适用于视频监控系统的错误隐藏的方法，通过该方法来实现对图像质量的改善。

一种适用于视频监控系统的错误隐藏的方法，该方法具体流程如下：判断当前视频帧的丢失宏块属于视频前景还是视频背景；如果当前丢失宏块是属于视频的背景，那么直接从参考帧中拷贝宏块进行掩盖；如果当前丢失宏块是属于视频的前景，那么通过周围宏块的运动矢量估计当前丢失块的残差信息，用选出的具有最佳运动矢量的宏块替换错误的宏块进行错误掩盖；算法流程结束。

优选地，视频前景和背景的判别公式如下：

优选地，丢失宏块的最佳估计运动矢量为候选向量中使得块匹配误差最小的那个，如下面公式所示：