1 前言
通过对现有数字视频监控编码算法的分析与研究，提出了一种面向高分辨率室内视频监控的编解码方法。新方法解决了编码结构的单一化问题，实现了视频编码的双层码流传输；新方法可以实现基于ROI的高分辨率图像恢复，不仅提高了视频编码的率失真性能，而且明显地降低了视频编码的计算复杂度。新方法将ROI定位放在了编码重建图像之后，目的是为了实现运算处理的并行性，这也为研发实时高分辨率视频监控提供了理论支持。目前新方法主要应用于室内安全监控的录像，进一步的工作将研究复杂环境视频监控的低复杂度视频压缩。
根据视频图像内容进行编码不仅具有针对性，而且能够明显节省码流。本文基于感兴趣区域(ROI)的检测与恢复，提出了一种高分辨率视频监控图像序列的编码新方法。依据编码可分级 的思想，通过对象提取实现了基本层和ROI层双层码流传输，其中基本层实现低分辨率图像内容传输，而ROI层用以进行高分辨率图像恢复。通过边缘信息匹配来确定ROI，能够实现ROI精确定位，为有效的高分辨率实时解码恢复提供了保障。实验结果显示新方法在率失真性能和计算复杂度上均优于直接采用H．264的编码算法。
2 基于感兴趣区域检测的视频监控图像序列编码系统结构
基于ROI检测的低复杂度高分辨率视频图像编码结构如图l所示。其中，主处理结构实现了图像分辨率转换、基本层信息提取与压缩；而协处理结构实现了基于ROI的增强信息提取压缩，用以解码图像的高分辨率恢复。由于高分辨率视频图像数据量巨大，采用上述编码结构可以极大地降低视频传输的数据量，并且空间域分级后的低分辨率图像具有编码复杂度低的特点，如图2所示，与ROI层信息结合还可在解码端实现高分辨率图像恢复，从而得到高质量的解码图像。ROI提取以及ROI层信息压缩传输可以通过协处理并行完成，因而可以不占用编码进程。其中ROI层信息的产生方式如图3所示，首先在编码端利用重建图像在运动区域中进行边缘匹配，然后再与帧差法相结合，实现ROI提取并产生相应的ROI层信息。在解码端利用接收到的ROI层信息对低分辨率解码图像进行高分辨率图像恢复。该技术中ROI层码流与视频传输码流是分开处理的，当解码端不需要对图像进行恢复时，可以不必接收相应码流。
ROI层信息是通过视频原图像与低分辨率ROI插值图像相减所获取的增强信息，该信息2008年4月 姜浩等：一种室内视频监控图像序列编码方法 81对于低分辨率图像的恢复质量具有决定性作用。ROI提取采用边缘信息匹配法和双阈值提取法，对最终确定的ROI再进行增强信息求取用以实现图像恢复。ROI的提取流程如下：先根据编码图像的运动矢量确定运动区域，然后在运动区域中采用边缘信息匹配法提取ROI块，最终连通ROI区域。
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