专利名称：时域加权数字视频静帧检测方法
技术领域：
本发明是涉及数字视频图像的静帧检测算法，更具体地说是一种基于FPGA的采 用时域加权方式检测数字视频静帧的算法。
背景技术：
在广播电视领域中，为保证播出节目的安全稳定，要在多个环节对视频信号进行 静帧检测，根据检测结果判断图像是否发生静帧及中断，以便及时做出切换等处理，确保播 出的安全性。 目前的视频图像静帧检测处理均采用分区域取值，多是8*8像素点取值，将大量 的取值结果按帧序号存入缓存，根据静帧检测不同的判定门限，在多帧之间进行缓存内容 的比较，判断是否有静帧出现。采用该方法，需要通过复杂而严格的时序控制将画面进行分 区，并且需要足够大的外部缓存用于检测数据的储存。
发明内容
本发明针对上述现状，提供了一种采用时域加权算法实现高标清数字视频的静帧 检测， —种时域加权数字视频静帧检测方法，其特征在于包含如下步骤 (1)设置被检测信号的起始点，并对被检测信号进行同步信号提取； (2)初始化，设定参数值 ①设定被检测信号的信号类型； ②设定被检测信号每行的点数I ; ③设定被检测信号中每帧的行数I'; ④设定被检测信号每秒的帧数I"; (3)以上述步骤中设定的起始点为起始，进行如下运算 从起始帧的第一行开始，以采样点为单位，逐点加权累加
N H (COUNIER) = ^yx尸(/);
i=i P(I)是当前检测点的像素值(Y/U/V)， I为上述步骤(2)中初始化定义的每行点 数； (4)完成每一行逐点的加权累加后，把该行的累加结果计入H(I)中，并以行为单 位进行加权累加 V (COUNTER)=》'x // (/);
/'=i H(I)是上一个检测行的累加结果值即该行的像素值(Y/U/V)累加和；I'为上述步 骤(2)中定义的每帧的行数；
(5)完成每帧逐行像素值(Y/U/V)的加权累加后，将该行的累加结果计入V(I') 中，并以帧为单位进行加权累加 F (COUNTER Z /"xF(/') I"为上述步骤(2)中定义的每秒包含的帧数范围根据实际应用中静帧的检测门 限，并根据初始化后的帧数进行计算； (6)根据I"的不同，计算出不同的F(I")的值，并进行比较， ①当比较结果完全相同时，判定为出现静帧，并记录下产生静帧的位置距初始位 置的时间间隔； ②当比较结果不同时，判定未出现静帧，将最终加权累加值被新生成的帧加权累
加值累加后替代掉，返回上述步骤(3)中重新计算。 本发明由于采用以上步骤，所达到的有益效果如下 1、对于传统的单一帧进行累加，本发明的方法大大减少了运算时间； 2、本发明利用FPGA，提高了兼容性，对于不同种类的设备有较大的兼容空间； 3、本发明相比于传统的分区比较和逐一比较，减少了极大部分系统资源，提高了
运算效率； 4、本发明的方法对于硬件要求较低，简化了系统配置要求。
本发明有3幅附图 图1为本发明的按CCIR656中的过顶进行的行，场，帧的起始和终止标识设定图；
图2为本发明的流程框图；
图3为本发明的流程具体实施例方式
如图1所示时域加权数字视频静帧检测方法，按CCIR656中规定的数值视频标准，
PAL制每秒扫描25帧图像，每帧图像有625个扫描行，每行的有效期包含720个像素点，即
1440和采样点，其中每帧图像中的点，行，帧的起始和终止标识； 如图2 图3所示的流程框图及流程图，包含的步骤如下 (1)设置被检测信号的起始点，并对被检测信号进行同步信号提取； (2)初始化，设定参数值 ①设定被检测信号的信号类型； ②设定被检测信号每行的点数I ; ③设定被检测信号中每帧的行数I'; ④设定被检测信号每秒的帧数I"; (3)以上述步骤中设定的起始点为起始，进行如下运算
从起始帧的第一行开始，以采样点为单位，逐点加权累加<formula>formula see original document page 5</formula>
P(I)是当前检测点的亮度值，I为上述步骤(2)中初始化定义的每行点数；
(4)完成每一行逐点的加权累加后，把该行的累加结果计入H(I)中，并以行为单 位进行加权累加 V (COUNTER) = i /' x (/); H(I)是上一个检测行的累加结果值即该行的亮度值累加和；I'为上述步骤(2)中 定义的每帧的行数； (5)完成每帧逐行亮度的加权累加后，将该行的累加结果计入V(I')中，并以帧 为单位进行加权累加 完成一帧有效区的加权累加后，再把该行的累加结果计入到V(I')中，再以帧为 单位进行加权累加 F (COUNTER )二 J] "xK(/') I"的范围根据实际应用中静帧的检测门限，并根据初始化后的帧数进行计算；
(6)根据I"的不同，计算出不同的F(I")的值，并进行比较， ①当比较结果完全相同时，判定为出现静帧，并记录下产生静帧的位置距初始位 置的时间间隔； ②当比较结果不同时，判定未出现静帧，将最终加权累加值被新生成的帧加权累 加值累加后替代掉，返回上述步骤(3)中重新计算。 在具体的实施例中，该算法基于FPGA内部资源完成，首先把解串后的带检查数字 视频信号进行同步提取，提取行，场，帧同步信号 从第一帧的第一行开始，以采样点为单位，逐点加权累加<formula>formula see original document page 5</formula> H(COUNTER)= J]/x P (/);当带检测信号是标清信号时i的范围是
i=i
1-1440 ;当带检测信号是高清信号时1的范围是1-1920 ;P(I)是当前检测点的值；
完成一行有效区的加权累加后，再把该行的累加结果计入到H(I)中，再以行为单 位进行加权累加 V(COUNTER) = S/'x//(/)当带检测信号是标清信号时i'的范围是
l-575(PAL制)；1-475(NTSC制)；当带检测信号是高清信号时1'的范围是1-1080 ;H(I) 是上一个检测行的累加结果值； 完成一帧有效区的加权累加后，再把该行的累加结果计入到
V(I')中，再以帧为单位进行加权累加
F (COUNTER) = Z /" x 7 (/') I"的范围根据实际应用中静帧的检测门限，即静帧持续的判定帧数，最小是1帧， 即响铃的两帧换面有效期数据完全相同时，判定为有静帧产生，并纪录下产生静帧的位置 距初始位置的时间间隔。 以上几个计算进程是并行同步进行，最终加权累加值与新生成的帧加权累加值在 场消隐期进行比较，如果不同，则最终加权累加值被新生成的帧加权累加值累加后替代掉。
权利要求
一种时域加权数字视频静帧检测方法，其特征在于包含如下步骤(1)设置被检测信号的起始点，并对被检测信号进行同步信号提取；(2)初始化，设定参数值①设定被检测信号的信号类型；②设定被检测信号每行的点数I；③设定被检测信号中每帧的行数I’；④设定被检测信号每秒的帧数I”；(3)以上述步骤中设定的起始点为起始，进行如下运算从起始帧的第一行开始，以采样点为单位，逐点加权累加 <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)是当前检测点的像素值(Y/U/V)，I为上述步骤(2)中初始化定义的每行点数；(4)完成每一行逐点的加权累加后，把该行的累加结果计入H(I)中，并以行为单位进行加权累加 <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)是上一个检测行的累加结果值即该行的像素值(Y/U/V)累加和；I’为上述步骤(2)中定义的每帧的行数；(5)完成每帧逐行像素值(Y/U/V)的加权累加后，将该帧的累加结果计入V(I′)中，并以帧为单位进行加权累加 <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″的范围根据实际应用中静帧的检测门限，并根据初始化后的帧数进行计算；(6)根据I″的不同，计算出不同的F(I″)的值，并进行比较，①当比较结果完全相同时，判定为出现静帧，并记录下产生静帧的位置距初始位置的时间间隔；②当比较结果不同时，判定未出现静帧，将最终加权累加值被新生成的帧加权累加值累加后替代掉，返回上述步骤(3)中重新计算。
全文摘要
本发明公开了一种时域加权数字视频静帧检测方法，其特征在于包含如下步骤(1)设置被检测信号的起始点，并对被检测信号进行同步信号提取；(2)初始化，设定参数值①设定被检测信号的信号类型；②设定被检测信号每行的点数I；③设定被检测信号中每帧的行数I’；④设定被检测信号每秒的帧数I”；对于传统的单一帧进行累加，本发明的方法大大减少了运算时间；本发明利用FPGA，提高了兼容性，对于不同种类的设备有较大的兼容空间；本发明的方法对于硬件要求较低，简化了系统配置要求。
文档编号H04N17/00GK101765027SQ20091018800
公开日2010年6月30日 申请日期2009年10月20日 优先权日2009年10月20日
发明者刘剑, 程鹏 申请人:大连捷成实业发展有限公司