一种基于H.264／AVC压缩域的GOP级视频场景转换检测算法

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1、第２期电子学报Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．２２０１０年２月ＡＣＴＡＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＡＳＩＮＩＣＡＦｅｂ．２０１０一种基于Ｈ２６４／ＡＶＣ压缩域的ＧＯＰ级视频场景转换检测算法高宇，卓力，王素玉，沈兰荪（北京工业大学信号与信息处理研究室，北京１００１２４）摘要：本文提出了一种基于Ｈ２６４／ＡＶＣ压缩域的ＧＯＰ（ＧｒｏｕｐｏｆＰｉｃｔｕｒｅｓ）级视频场景转换检测算法．该算法利用Ｈ２６４／ＡＶＣ基本档次码流中的帧内预测模式、运动矢量和宏块编码类型等可用信息，提出了基于子块的色度模式差异、累积运动值和累积帧内宏块数等三个判决准则

2、，然后综合利用这三个判决准则，提出了一种ＧＯＰ级的视频场景转换检测算法．实验结果表明，与现有的一个ＧＯＰ级场景检测算法对比，本文提出的ＧＯＰ级视频场景转换检测算法可以获得更好的检测性能．关键词：视频；场景检测；Ｈ２６４／ＡＶＣ；压缩域中图分类号：ＴＮ９１９８文献标识码：Ａ文章编号：０３７２２１１２（２００９）０２０３８２０５ＡＧＯＰＬｅｖｅｌＶｉｄｅｏＳｃｅｎｅＣｈａｎｇｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎＡｌｇｏｒｉｔｈｍｉｎＨ２６４／ＡＶＣＣｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎＤｏｍａｉｎＧＡＯＹｕ，ＺＨＵＯＬｉ，ＷＡＮＧＳｕｙｕ，

3、ＳＨＥＮＬａｎｓｕｎ（ＳｉｇｎａｌａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＬａｂ，ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１２４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡＧＯＰｌｅｖｅｌｖｉｄｅｏｓｃｅｎｅｃｈａｎｇｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｎＨ２６４／ＡＶＣｂａｓｅｌｉｎｅｐｒｏｆｉｌｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｄｏｍａｉｎｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｂａｓｅｄｏｎｉｎｔｒａｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅｓ，ｍｏｔｉｏｎｖｅｃｔｏｒｓａｎｄｍ

4、ａｃｒｏｂｌｏｃｋｃｏｄｉｎｇｔｙｐｅｓｗｈｉｃｈｃａｎｂｅｅｘｔｒａｃｔｅｄｆｒｏｍＨ２６４／ＡＶＣｂａｓｅｌｉｎｅｂｉｔｓｔｒｅａｍ．Ｔｈｒｅｅｎｅｗｃｒｉｔｅｒｉａ，ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｃｈｒｏｍａｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅｓｂａｓｅｄｏｎｓｕｂｂｌｏｃｋ，ｔｈｅａｃｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｍｏｔｉｏｎａｍｏｕｎｔａｎｄｔｈｅａｃｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｉｎｔｒａｃｏｄｉｎｇｍａｃｒｏｂｌｏｃｋａｍｏｕｎｔ，ａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｃｏｍｐａｒｅｄｗｉ

5、ｔｈａｎｏｔｈｅｒｔｙｐｉｃａｌＧＯＰｌｅｖｅｌｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｃａｎａｃｈｉｅｖｅｂｅｔｔｅｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｖｉｄｅｏ；ｓｃｅｎｅｃｈａｎｇｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；Ｈ２６４／ＡＶＣ；ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｄｏｍａｉｎ景的转换．但是无论是场景突变还是短渐变，都无法指１引言出具体哪一帧发生了突变或哪几帧发生了短渐变．视频场景检测是视频内容分析与过滤、视频索引与许多学者对ＭＰＥＧ压缩域的视频场景检测技术做检索等应用中的关键技术，其性能的好坏对后续的工作了大量

6、的研究．ＭＰＥＧ压缩视频码流中的可用信息包括有着直接的影响．现有的视频场景检测方法可以分为基ＤＣＴ系数［１］、运动矢量［２］、宏块编码模式［３］以及编码比于像素域的检测和基于压缩域的检测两种．基于压缩域特数［４］等．近年来，随着Ｈ２６４／ＡＶＣ标准的不断普及，的场景检测，是指通过挖掘视频压缩码流中包含的信基于Ｈ２６４／ＡＶＣ压缩域的视频场景检测引起了人们的息，力争在不解码或部分解码的情况下检测出场景的转广泛关注．但是，与基于ＭＰＥＧ压缩域的检测技术相比，换．与基于像素域的场景检测方法相比，基于压缩域的基于Ｈ２６４

7、／ＡＶＣ标准的压缩域场景转换检测存在很多检测具有处理的数据量少，速度快，实时性高，特征提取的技术难点．方便等优点．首先，Ｈ２６４／ＡＶＣ引入了帧内预测，这使得帧内宏根据应用需求的不同，视频场景的转换检测的精度块的ＤＣＴ系数无法独立提取．预测残差的变换编码和可以不同，如帧级别和ＧＯＰ级别．帧级别的视频场景检熵编码使得帧内和帧间宏块ＤＣＴ系数提取的计算量接测可以确定具体哪一帧发生了场景的转换，而ＧＯＰ级近于完全解码．这样经典的ＭＰＥＧ压缩域ＤＣ图方法无的视频场景检测可以检测出一个ＧＯＰ中是否发生了场法应用于Ｈ２６４／Ａ

8、ＶＣ压缩码流．另外，Ｈ２６４／ＡＶＣ采用收稿日期：２００８１０２０；修回日期：２００８１２１７基金项目：国家自然科学基金（Ｎｏ．６０７７２０６９）；国家８６３高技术研究发展计划（Ｎｏ．２００８ＡＡ０１Ａ３１３）；北京市自然科学基金（Ｎｏ．４１０２００８）第２期高宇：一种基于Ｈ２６４／ＡＶＣ压缩域的ＧＯＰ级视频场景转换检