專利名稱：一種基于快速傅里葉變換檢測滾屏的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及及計算機數(shù)字視頻處理領(lǐng)域，具體是一種基于快速傅里葉變換檢測滾屏的方法。
背景技術(shù)：
目前，視頻質(zhì)量問題一般表現(xiàn)為條紋滾動干擾(滾屏)、雪花干擾、網(wǎng)狀干擾、扭曲干擾、跳動干擾等。由于人工監(jiān)測視頻質(zhì)量工作量大且不可靠，自動檢測視頻質(zhì)量是未來發(fā)展的趨勢。滾屏表現(xiàn)為條紋往某個方向勻速的移動，所以滾屏具有以下幾個性質(zhì)
(a)周期性，對于滾屏的周期性，可以通過分析頻率來判斷。傅里葉變換是一種計算頻率常用方法。傅里葉變換的實質(zhì)是將一個信號分離為無窮多多正弦/復指數(shù)信號的加成， 從而能夠分析出信號的頻譜構(gòu)成。(b)勻速移動，對于條紋勻速移動的性質(zhì)，可以利用相鄰兩幀圖像幀差來判斷。由于相鄰兩幀圖像之間的時間間隔非常短，對于正常的視頻來說幾乎沒有差別，除非視頻中有運動的物體；對于存在干擾的特殊視頻來說，可能會有差別，比如噪聲干擾。但是這些差別都是隨機的，沒有持續(xù)性或者一致性。而滾屏的幀差是條紋滾動產(chǎn)生的區(qū)域，由于條紋勻速移動，這個區(qū)域的面積是穩(wěn)定的，有持續(xù)性和一致性。(c)條紋形狀一般固定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決用計算機視覺技術(shù)自動識別視頻中的滾屏干擾，提供了一種基于快速傅里葉變換滾屏檢測方法。采用的技術(shù)方案一種基于快速傅里葉變換檢測滾屏的方法，具體包括步驟如下 S100.針對視頻中條紋滾動的周期性，通過快速傅里葉變換計算出條紋滾動頻率；
S200.針對視頻中條紋滾動的勻速性，計算相鄰兩幀圖像之差區(qū)域面積； S300.最后運用概率統(tǒng)計數(shù)學工具實現(xiàn)結(jié)果的量化，來判斷是否存在滾屏。進一步，在所述步驟SlOO中，要求采集點個數(shù)為N=[20，50]之間，在視頻上隨機選取N個采集點，分別對該N個采集點采集512個數(shù)據(jù)，該512個數(shù)據(jù)為[N*512]個灰度值。進一步，在所述步驟SlOO中，對512個數(shù)據(jù)根據(jù)
M-I
m)-Zx^Wm傅里葉變換，求出各個采集點灰度值序列的主頻，根據(jù)所述傅里葉變換
H-O
得出頻譜上最大幅值對應的頻率為主頻。進一步，根據(jù)f = 1( + +. +…+ )求所有主頻的均值，根據(jù)
η
S2 = -[( - )2 +( -f)2 +…+ ( -幻2]求所有主頻的方差。進一步，上述所有主頻均值大于對應的閾值，所有主頻方差小于對應的閾值，則周期頻率存在，否則不存在。 進一步，在所述步驟S200中，采集513幀視頻上的灰度值數(shù)據(jù)，將連續(xù)兩幀視頻上
M-I
的灰度值數(shù)據(jù)根據(jù)B =U和Χ = Σ以求幀差面積，存儲512個數(shù)據(jù)。
I 2 2 IS-O
進一步，根據(jù)〒=1(巧+ + +…+ )求所有幀差面積的均值，根據(jù)
M
S2 = -[( - 2 +( - )2 +…+( -幻2]求所有幀差面積的方差。
η進一步，如上述所有幀差面積求均值大于對應的閾值，所有幀差面積方差小于對應的閾值，勻速滾動干擾存在，否則不存在。進一步，上述閾值通過測試預設(shè)數(shù)量的滾屏得到預設(shè)數(shù)量的主頻均值和預設(shè)數(shù)量的主頻方差，取最小的主頻均值作為其參考閾值，取最大的主頻方差作為其參考閾值，同時得到預設(shè)數(shù)量的幀差面積均值和預設(shè)數(shù)量的幀差面積方差，取最小的幀差面積均值作為其參考閾值，取最大的幀差面積方差作為其參考閾值。進一步，在所述步驟S300中，周期頻率存在，勻速滾動干擾存在，則判定滾屏干擾，否則不存在滾屏干擾。本發(fā)明的優(yōu)點通過滾屏的周期性和條紋勻速移動的特點，再通過概率統(tǒng)計等數(shù)學工具，自動判斷視頻中是否存在滾動干擾。減少人力成本，同時提高了判斷視頻質(zhì)量的可靠性。由于本發(fā)明采用傅里葉變換，可以精確地計算條紋滾動的頻率，為后續(xù)開發(fā)提供了參考數(shù)據(jù)。簡言之，本發(fā)明是一個自動、精確的滾屏檢測系統(tǒng)。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例。圖1是本發(fā)明的實現(xiàn)流程圖； 圖2是滾屏上某點的灰度值變化圖3是對圖2上該點512個灰度數(shù)據(jù)進行快速傅里葉變換后的頻譜圖； 圖4是正常視頻上某點的灰度值變化圖5是對圖4上該點512個灰度數(shù)據(jù)進行快速傅里葉變換后的頻譜圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。我們可以通過對圖像的若干個位置進行采樣，然后通過傅立葉變化，分析采樣序列是否具有穩(wěn)定的周期。如果主頻的均值大于對應的閾值，方差小于對應的閾值，說明主頻具有一致性。這就證明存在一個固定的周期干擾，為判斷滾屏奠定了基礎(chǔ)。對于條紋勻速移動的性質(zhì)，可以利用相鄰兩幀圖像幀差來判斷。由于相鄰兩幀圖像之間的時間間隔非常短，對于正常的視頻來說幾乎沒有差別，除非視頻中有運動的物
4體；對于存在干擾的特殊視頻來說，可能會有差別，比如噪聲干擾。但是這些差別都是隨機的，沒有持續(xù)性或者一致性。而滾屏的幀差是條紋滾動產(chǎn)生的區(qū)域，由于條紋勻速移動，這個區(qū)域的面積是穩(wěn)定的，有持續(xù)性和一致性。如果幀差面積的均值大于對應的閾值，方差小于對應的閾值，就證明存在勻速滾動干擾，為判斷滾屏提供了另一個重要證據(jù)如圖1所示，一種基于快速傅里葉變換檢測滾屏的方法，具體包括以下步驟 S101.對一幀視頻設(shè)置30個采集點
在視頻上均勻地標記30個采集點是為了采集到足夠的數(shù)據(jù)用以分析。采集點太少會受較大的干擾影響，采集點太多會增加數(shù)據(jù)處理的計算量。綜合測試得到，取30個點左右可以較好地滿足檢測和計算的要求。S102.采集灰度值，存儲512個數(shù)據(jù)
這里默認視頻大小為[3^x288],也就是在這個區(qū)域內(nèi)均勻地標記30個采集點用來采
集像素灰度值。設(shè)置長度為512，方便利用快速傅里葉變換計算頻率，。S103.對數(shù)據(jù)進行傅里葉變換，求出各個采集點的主頻
一般正常視頻不存在固定的頻率或者說頻率為無限大。通過FFT處理上述數(shù)據(jù)可以計算出這30個采集點在512幀圖像上的表現(xiàn)出的頻率。如圖2所示，滾屏上該點的灰度值表現(xiàn)出了很強的規(guī)律性，就是隨著幀數(shù)呈現(xiàn)出周期性的波動，而且波動是在固定的范圍之內(nèi)。 也就是說，在時域上可以觀察到周期性。如圖3所示，經(jīng)過將上述灰度值序列進行快速傅里葉變換后，頻譜圖上幅值的大小直觀地顯示出了頻率的存在，對應最大幅值的非零頻率就是主頻。這樣就通過FFT找到了主頻。對于長度為N的有限長序列減《)，其傅里葉變換DFT 如下
權(quán)利要求
1.步驟如下S100.針對視頻中條紋滾動的周期性，通過快速傅里葉變換計算出條紋滾動頻率；S200.針對視頻中條紋滾動的勻速性，計算相鄰兩幀圖像之差區(qū)域面積； S300.最后運用概率統(tǒng)計數(shù)學工具實現(xiàn)結(jié)果的量化，來判斷是否存在滾屏。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于快速傅里葉變換檢測滾屏的方法，其特征在于，在所述步驟SlOO中，要求采集點個數(shù)為N= [20，50]之間，在視頻上隨機選取N個采集點，分別對該N個采集點采集512個數(shù)據(jù)，該512個數(shù)據(jù)為[N*512]個灰度值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于快速傅里葉變換檢測滾屏的方法，其特征在于，在所述步驟SlOO中，對512個數(shù)據(jù)根據(jù)
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于快速傅里葉變換檢測滾屏的方法，其特征在于，根據(jù)
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于快速傅里葉變換檢測滾屏的方法，其特征在于，上述所有主頻均值大于對應的閾值，所有主頻方差小于對應的閾值，則周期頻率存在，否則不存在。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于快速傅里葉變換檢測滾屏的方法，其特征在于，在所述步驟S200中，采集513幀視頻上的灰度值數(shù)據(jù)，將連續(xù)兩幀視頻上的灰度值數(shù)據(jù)根據(jù)
7.其特征在于，根據(jù)
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于快速傅里葉變換檢測滾屏的方法，其特征在于，如上述所有幀差面積求均值大于對應的閾值，所有幀差面積方差小于對應的閾值，勻速滾動干擾存在，否則不存在。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或8所述一種基于快速傅里葉變換檢測滾屏的方法，其特征在于，上述閾值通過測試預設(shè)數(shù)量的滾屏得到預設(shè)數(shù)量的主頻均值和預設(shè)數(shù)量的主頻方差，取最小的主頻均值作為其參考閾值，取最大的主頻方差作為其參考閾值，同時得到預設(shè)數(shù)量的幀差面積均值和預設(shè)數(shù)量的幀差面積方差，取最小的幀差面積均值作為其參考閾值，取最大的幀差面積方差作為其參考閾值。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于快速傅里葉變換檢測滾屏的方法，其特征在于，在所述步驟S300中，周期頻率存在，勻速滾動干擾存在，則判定滾屏干擾，否則不存在滾屏干擾。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于快速傅里葉變換檢測滾屏的方法，具體包括步驟如下S100.針對視頻中條紋滾動的周期性，通過快速傅里葉變換計算出條紋滾動頻率;S200.針對視頻中條紋滾動的勻速性，計算相鄰兩幀圖像之差區(qū)域面積;S300.最后運用概率統(tǒng)計數(shù)學工具實現(xiàn)結(jié)果的量化，來判斷是否存在滾屏。本發(fā)明通過滾屏的周期性和條紋勻速移動的特點，再通過概率統(tǒng)計等數(shù)學工具，自動判斷視頻中是否存在滾動干擾。減少人力成本，同時提高了判斷視頻質(zhì)量的可靠性。由于本發(fā)明采用傅里葉變換，可以精確地計算條紋滾動的頻率，為后續(xù)開發(fā)提供了參考數(shù)據(jù)。簡言之，本發(fā)明是一個自動、精確的滾屏檢測系統(tǒng)。
文檔編號H04N17/00GK102572504SQ20111007643
公開日2012年7月11日 申請日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月29日
發(fā)明者周斌, 敖勤, 曹江中, 高傳江 申請人:廣州市浩云安防科技股份有限公司