openh264 场景变化检测算法源码分析

文件位置

  • openh264/codec/processing/scenechangedetection/SceneChangeDetection.cpp
  • openh264/codec/processing/scenechangedetection/SceneChangeDetection.h

代码流程

在这里插入图片描述

  • 说明：
    通过代码流程分析，当METHOD_SCENE_CHANGE_DETECTION_SCREEN场景类型为时候，创建CSceneChangeDetectorScreen子类进行场景变化检测；当METHOD_SCENE_CHANGE_DETECTION_VIDEO场景类型为时，创建CSceneChangeDetectorVideo子类进行场景变化检测。

原理

  • 开关控制参数：（bool）bEnableSceneChangeDetect

CSceneChangeDetectorVideo 类

  1. 功能：通过CSceneChangeDetection类模板调用CSceneChangeDetectorVideo类中方法实现摄像视频场景变化检测功能类
  2. 过程：
  • 第一步：CSceneChangeDetection类中process 函数；
    • 初始化变量、参数设置；
    • 场景变化阈值iSceneChangeThresholdLarge、iSceneChangeThresholdMedium计算；
    • 设置eSceneChangeIdc类型为SIMILAR_SCENE；
    • 调用一个名为m_cDetector的对象的重载运算符()，传入m_sLocalParam作为参数，调用指向CSceneChangeDetectorVideo类中场景变化检测算法；
    • 场景变化判断；
      • 如果，iMotionBlockNum 大于等于iSceneChangeThresholdLarge，则设置eSceneChangeIdc类型为LARGE_CHANGED_SCENE；
      • 否则，iMotionBlockNum 大于等于iSceneChangeThresholdMedium，则设置eSceneChangeIdc类型为MEDIUM_CHANGED_SCENE；
  • 第二步：CSceneChangeDetectorVideo类中operator重载；
    • 双层嵌套 for 循环处理以 8x8 为单位的图像块，即处理每个 8x8 块；
      • 调用m_pfSad函数（指向具体的WelsSampleSad8x8_c函数）计算 iSad 值；
      • 比较 iSad 与HIGH_MOTION_BLOCK_THRESHOLD的大小，将结果累加到iMotionBlockNum中；
      • 指针更新，下一个 8x8 块以及下一行图像；
  1. 原理图：
    在这里插入图片描述
  2. 相关源码：
  • CSceneChangeDetection模板类
template<typename T>
class CSceneChangeDetection : public IStrategy {
 public:
  CSceneChangeDetection (EMethods eMethod, int32_t iCpuFlag): m_cDetector (m_sSceneChangeParam, iCpuFlag) {
    m_eMethod   = eMethod;
    WelsMemset (&m_sSceneChangeParam, 0, sizeof (m_sSceneChangeParam));
  }

  ~CSceneChangeDetection() {
  }

  EResult Process (int32_t iType, SPixMap* pSrcPixMap, SPixMap* pRefPixMap) {
    EResult eReturn = RET_INVALIDPARAM;

    m_sLocalParam.iWidth = pSrcPixMap->sRect.iRectWidth;
    m_sLocalParam.iHeight = pSrcPixMap->sRect.iRectHeight;
    m_sLocalParam.iBlock8x8Width = m_sLocalParam.iWidth >> 3;
    m_sLocalParam.iBlock8x8Height = m_sLocalParam.iHeight >> 3;
    m_sLocalParam.pRefY = (uint8_t*)pRefPixMap->pPixel[0];
    m_sLocalParam.pCurY = (uint8_t*)pSrcPixMap->pPixel[0];
    m_sLocalParam.iRefStride = pRefPixMap->iStride[0];
    m_sLocalParam.iCurStride = pSrcPixMap->iStride[0];
    m_sLocalParam.pStaticBlockIdc = m_sSceneChangeParam.pStaticBlockIdc;

    int32_t iBlock8x8Num = m_sLocalParam.iBlock8x8Width * m_sLocalParam.iBlock8x8Height;
    int32_t iSceneChangeThresholdLarge = WelsStaticCast (int32_t,
                                         m_cDetector.GetSceneChangeMotionRatioLarge() * iBlock8x8Num + 0.5f + PESN);
    int32_t iSceneChangeThresholdMedium = WelsStaticCast (int32_t,
                                          m_cDetector.GetSceneChangeMotionRatioMedium() * iBlock8x8Num + 0.5f + PESN);

    m_sSceneChangeParam.iMotionBlockNum = 0;
    m_sSceneChangeParam.iFrameComplexity = 0;
    m_sSceneChangeParam.eSceneChangeIdc = SIMILAR_SCENE;

    m_cDetector (m_sLocalParam);

    if (m_sSceneChangeParam.iMotionBlockNum >= iSceneChangeThresholdLarge) {
      m_sSceneChangeParam.eSceneChangeIdc = LARGE_CHANGED_SCENE;
    } else if (m_sSceneChangeParam.iMotionBlockNum >= iSceneChangeThresholdMedium) {
      m_sSceneChangeParam.eSceneChangeIdc = MEDIUM_CHANGED_SCENE;
    }

    eReturn = RET_SUCCESS;

    return eReturn;
  }

  EResult Get (int32_t iType, void* pParam) {
    if (pParam == NULL) {
      return RET_INVALIDPARAM;
    }
    * (SSceneChangeResult*)pParam = m_sSceneChangeParam;
    return RET_SUCCESS;
  }

  EResult Set (int32_t iType, void* pParam) {
    if (pParam == NULL) {
      return RET_INVALIDPARAM;
    }
    m_sSceneChangeParam = * (SSceneChangeResult*)pParam;
    return RET_SUCCESS;
  }
 private:
  SSceneChangeResult m_sSceneChangeParam;
  SLocalParam m_sLocalParam;
  T          m_cDetector;
};
  • CSceneChangeDetectorVideo类
class CSceneChangeDetectorVideo {
 public:
  CSceneChangeDetectorVideo (SSceneChangeResult& sParam, int32_t iCpuFlag) : m_sParam (sParam) {
    m_pfSad = WelsSampleSad8x8_c;
#ifdef X86_ASM
    if (iCpuFlag & WELS_CPU_SSE2) {
      m_pfSad = WelsSampleSad8x8_sse21;
    }
#endif
#ifdef HAVE_NEON
    if (iCpuFlag & WELS_CPU_NEON) {
      m_pfSad = WelsProcessingSampleSad8x8_neon;
    }
#endif

#ifdef HAVE_NEON_AARCH64
    if (iCpuFlag & WELS_CPU_NEON) {
      m_pfSad = WelsProcessingSampleSad8x8_AArch64_neon;
    }
#endif

#ifdef HAVE_MMI
    if (iCpuFlag & WELS_CPU_MMI) {
      m_pfSad = WelsSampleSad8x8_mmi;
    }
#endif

    m_fSceneChangeMotionRatioLarge = SCENE_CHANGE_MOTION_RATIO_LARGE_VIDEO;
    m_fSceneChangeMotionRatioMedium = SCENE_CHANGE_MOTION_RATIO_MEDIUM;
  }
  virtual ~CSceneChangeDetectorVideo() {
  }
  void operator() (SLocalParam& sLocalParam) {
    int32_t iRefRowStride = 0, iCurRowStride = 0;
    uint8_t* pRefY = sLocalParam.pRefY;
    uint8_t* pCurY = sLocalParam.pCurY;
    uint8_t* pRefTmp = NULL, *pCurTmp = NULL;

    iRefRowStride  = sLocalParam.iRefStride << 3;
    iCurRowStride  = sLocalParam.iCurStride << 3;

    for (int32_t j = 0; j < sLocalParam.iBlock8x8Height; j++) {
      pRefTmp = pRefY;
      pCurTmp = pCurY;
      for (int32_t i = 0; i < sLocalParam.iBlock8x8Width; i++) {
        int32_t iSad = m_pfSad (pCurTmp, sLocalParam.iCurStride, pRefTmp, sLocalParam.iRefStride);
        m_sParam.iMotionBlockNum += iSad > HIGH_MOTION_BLOCK_THRESHOLD;
        pRefTmp += 8;
        pCurTmp += 8;
      }
      pRefY += iRefRowStride;
      pCurY += iCurRowStride;
    }
  }
  float  GetSceneChangeMotionRatioLarge() const {
    return m_fSceneChangeMotionRatioLarge;
  }
  float  GetSceneChangeMotionRatioMedium() const {
    return m_fSceneChangeMotionRatioMedium;
  }
 protected:
  SadFuncPtr m_pfSad;
  SSceneChangeResult& m_sParam;
  float    m_fSceneChangeMotionRatioLarge;
  float    m_fSceneChangeMotionRatioMedium;
};
  • WelsSampleSad8x8_c函数
int32_t WelsSampleSad8x8_c (uint8_t* pSample1, int32_t iStride1, uint8_t* pSample2, int32_t iStride2) {
  int32_t iSadSum = 0;
  int32_t i = 0;
  uint8_t* pSrc1 = pSample1;
  uint8_t* pSrc2 = pSample2;
  for (i = 0; i < 8; i++) {
    iSadSum += WELS_ABS ((pSrc1[0] - pSrc2[0]));
    iSadSum += WELS_ABS ((pSrc1[1] - pSrc2[1]));
    iSadSum += WELS_ABS ((pSrc1[2] - pSrc2[2]));
    iSadSum += WELS_ABS ((pSrc1[3] - pSrc2[3]));
    iSadSum += WELS_ABS ((pSrc1[4] - pSrc2[4]));
    iSadSum += WELS_ABS ((pSrc1[5] - pSrc2[5]));
    iSadSum += WELS_ABS ((pSrc1[6] - pSrc2[6]));
    iSadSum += WELS_ABS ((pSrc1[7] - pSrc2[7]));

    pSrc1 += iStride1;
    pSrc2 += iStride2;
  }

  return iSadSum;
}

CSceneChangeDetectorScreen类

  1. 功能：通过CSceneChangeDetection类模板调用CSceneChangeDetectorScreen类中方法实现桌面视频场景变化检测功能类
  2. 过程：
  • 第一步：同CSceneChangeDetectorVideo类中检测过程；
  • 第二步：CSceneChangeDetectorScreen类中operator重载；
    • 获取滚动检测标志bScrollDetectFlag和 mv 坐标iScrollMvX、iScrollMvY；
    • 初始化工作；
    • 双层 for 嵌套循环处理每个 8x8 图像块；
      • 调用m_pfSad函数计算 iSad；
      • 如果 iSad 为 0，则标记当前块为COLLOCATED_STATIC，表明是静止的；
      • 如果滚动检测标志为真，并且滚动向量不为空，当前块的坐标加上滚动向量后仍在图像范围内；
        • 使用滚动向量调整参考块的位置pRefTmpScroll；
        • 再次调用m_pfSad函数，得到iSadScroll值；
        • 如果 iSadScroll 为 0，则标记当前块为COLLOCATED_STATIC，表明是静止的；
        • 否则，
          • 将 iSad 累加到iFrameComplexity；
          • 判断 iSad 与HIGH_MOTION_BLOCK_THRESHOLD的大小关系，将结果累加到iMotionBlockNum；
      • 否则，
        • 将 iSad 累加到iFrameComplexity；
        • 判断 iSad 与HIGH_MOTION_BLOCK_THRESHOLD的大小关系，将结果累加到iMotionBlockNum；
      • 更新图像块位置。
  1. 相关源码：
  • CSceneChangeDetection模板类
template<typename T>
class CSceneChangeDetection : public IStrategy {
 public:
  CSceneChangeDetection (EMethods eMethod, int32_t iCpuFlag): m_cDetector (m_sSceneChangeParam, iCpuFlag) {
    m_eMethod   = eMethod;
    WelsMemset (&m_sSceneChangeParam, 0, sizeof (m_sSceneChangeParam));
  }

  ~CSceneChangeDetection() {
  }

  EResult Process (int32_t iType, SPixMap* pSrcPixMap, SPixMap* pRefPixMap) {
    EResult eReturn = RET_INVALIDPARAM;

    m_sLocalParam.iWidth = pSrcPixMap->sRect.iRectWidth;
    m_sLocalParam.iHeight = pSrcPixMap->sRect.iRectHeight;
    m_sLocalParam.iBlock8x8Width = m_sLocalParam.iWidth >> 3;
    m_sLocalParam.iBlock8x8Height = m_sLocalParam.iHeight >> 3;
    m_sLocalParam.pRefY = (uint8_t*)pRefPixMap->pPixel[0];
    m_sLocalParam.pCurY = (uint8_t*)pSrcPixMap->pPixel[0];
    m_sLocalParam.iRefStride = pRefPixMap->iStride[0];
    m_sLocalParam.iCurStride = pSrcPixMap->iStride[0];
    m_sLocalParam.pStaticBlockIdc = m_sSceneChangeParam.pStaticBlockIdc;

    int32_t iBlock8x8Num = m_sLocalParam.iBlock8x8Width * m_sLocalParam.iBlock8x8Height;
    int32_t iSceneChangeThresholdLarge = WelsStaticCast (int32_t,
                                         m_cDetector.GetSceneChangeMotionRatioLarge() * iBlock8x8Num + 0.5f + PESN);
    int32_t iSceneChangeThresholdMedium = WelsStaticCast (int32_t,
                                          m_cDetector.GetSceneChangeMotionRatioMedium() * iBlock8x8Num + 0.5f + PESN);

    m_sSceneChangeParam.iMotionBlockNum = 0;
    m_sSceneChangeParam.iFrameComplexity = 0;
    m_sSceneChangeParam.eSceneChangeIdc = SIMILAR_SCENE;

    m_cDetector (m_sLocalParam);

    if (m_sSceneChangeParam.iMotionBlockNum >= iSceneChangeThresholdLarge) {
      m_sSceneChangeParam.eSceneChangeIdc = LARGE_CHANGED_SCENE;
    } else if (m_sSceneChangeParam.iMotionBlockNum >= iSceneChangeThresholdMedium) {
      m_sSceneChangeParam.eSceneChangeIdc = MEDIUM_CHANGED_SCENE;
    }

    eReturn = RET_SUCCESS;

    return eReturn;
  }

  EResult Get (int32_t iType, void* pParam) {
    if (pParam == NULL) {
      return RET_INVALIDPARAM;
    }
    * (SSceneChangeResult*)pParam = m_sSceneChangeParam;
    return RET_SUCCESS;
  }

  EResult Set (int32_t iType, void* pParam) {
    if (pParam == NULL) {
      return RET_INVALIDPARAM;
    }
    m_sSceneChangeParam = * (SSceneChangeResult*)pParam;
    return RET_SUCCESS;
  }
 private:
  SSceneChangeResult m_sSceneChangeParam;
  SLocalParam m_sLocalParam;
  T          m_cDetector;
};
  • CSceneChangeDetectorScreen类
class CSceneChangeDetectorScreen : public CSceneChangeDetectorVideo {
 public:
  CSceneChangeDetectorScreen (SSceneChangeResult& sParam, int32_t iCpuFlag) : CSceneChangeDetectorVideo (sParam,
        iCpuFlag) {
    m_fSceneChangeMotionRatioLarge = SCENE_CHANGE_MOTION_RATIO_LARGE_SCREEN;
    m_fSceneChangeMotionRatioMedium = SCENE_CHANGE_MOTION_RATIO_MEDIUM;
  }
  virtual ~CSceneChangeDetectorScreen() {
  }
  void operator() (SLocalParam& sLocalParam) {
    bool bScrollDetectFlag = m_sParam.sScrollResult.bScrollDetectFlag;
    int32_t iScrollMvX = m_sParam.sScrollResult.iScrollMvX;
    int32_t iScrollMvY = m_sParam.sScrollResult.iScrollMvY;

    int32_t iRefRowStride = 0, iCurRowStride = 0;
    uint8_t* pRefY = sLocalParam.pRefY;
    uint8_t* pCurY = sLocalParam.pCurY;
    uint8_t* pRefTmp = NULL, *pCurTmp = NULL;
    int32_t iWidth = sLocalParam.iWidth;
    int32_t iHeight = sLocalParam.iHeight;

    iRefRowStride  = sLocalParam.iRefStride << 3;
    iCurRowStride  = sLocalParam.iCurStride << 3;

    for (int32_t j = 0; j < sLocalParam.iBlock8x8Height; j++) {
      pRefTmp = pRefY;
      pCurTmp = pCurY;
      for (int32_t i = 0; i < sLocalParam.iBlock8x8Width; i++) {
        int32_t iBlockPointX = i << 3;
        int32_t iBlockPointY = j << 3;
        uint8_t uiBlockIdcTmp = NO_STATIC;
        int32_t iSad = m_pfSad (pCurTmp, sLocalParam.iCurStride, pRefTmp, sLocalParam.iRefStride);
        if (iSad == 0) {
          uiBlockIdcTmp = COLLOCATED_STATIC;
        } else if (bScrollDetectFlag && (!iScrollMvX || !iScrollMvY) && (iBlockPointX + iScrollMvX >= 0)
                   && (iBlockPointX + iScrollMvX <= iWidth - 8) &&
                   (iBlockPointY + iScrollMvY >= 0) && (iBlockPointY + iScrollMvY <= iHeight - 8)) {
          uint8_t* pRefTmpScroll = pRefTmp + iScrollMvY * sLocalParam.iRefStride + iScrollMvX;
          int32_t iSadScroll = m_pfSad (pCurTmp, sLocalParam.iCurStride, pRefTmpScroll, sLocalParam.iRefStride);

          if (iSadScroll == 0) {
            uiBlockIdcTmp = SCROLLED_STATIC;
          } else {
            m_sParam.iFrameComplexity += iSad;
            m_sParam.iMotionBlockNum += iSad > HIGH_MOTION_BLOCK_THRESHOLD;
          }
        } else {
          m_sParam.iFrameComplexity += iSad;
          m_sParam.iMotionBlockNum += iSad > HIGH_MOTION_BLOCK_THRESHOLD;
        }
        * (sLocalParam.pStaticBlockIdc) ++ = uiBlockIdcTmp;
        pRefTmp += 8;
        pCurTmp += 8;
      }
      pRefY += iRefRowStride;
      pCurY += iCurRowStride;
    }
  }
};
  • WelsSampleSad8x8_c函数
int32_t WelsSampleSad8x8_c (uint8_t* pSample1, int32_t iStride1, uint8_t* pSample2, int32_t iStride2) {
  int32_t iSadSum = 0;
  int32_t i = 0;
  uint8_t* pSrc1 = pSample1;
  uint8_t* pSrc2 = pSample2;
  for (i = 0; i < 8; i++) {
    iSadSum += WELS_ABS ((pSrc1[0] - pSrc2[0]));
    iSadSum += WELS_ABS ((pSrc1[1] - pSrc2[1]));
    iSadSum += WELS_ABS ((pSrc1[2] - pSrc2[2]));
    iSadSum += WELS_ABS ((pSrc1[3] - pSrc2[3]));
    iSadSum += WELS_ABS ((pSrc1[4] - pSrc2[4]));
    iSadSum += WELS_ABS ((pSrc1[5] - pSrc2[5]));
    iSadSum += WELS_ABS ((pSrc1[6] - pSrc2[6]));
    iSadSum += WELS_ABS ((pSrc1[7] - pSrc2[7]));

    pSrc1 += iStride1;
    pSrc2 += iStride2;
  }

  return iSadSum;
}

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在当今全球化的电商蓝海潮涌动下&#xff0c;Onbuy平台以其独特的优势吸引了众多卖家的目光&#xff0c;成为跨境贸易的一片新蓝海。然而&#xff0c;如何在这片海域中扬帆远航&#xff0c;快速、精准地将产品推向世界舞台&#xff0c;是每位卖家面临的挑战。此刻&#xff0c;无…
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压缩视频在线压缩网站，压缩视频在线压缩工具软件

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在数字化时代&#xff0c;视频成为了人们记录和分享生活的重要载体。然而&#xff0c;视频文件一般都非常大&#xff0c;这不仅占据了大量的存储空间&#xff0c;也给视频的传输和分享带来了不便。因此&#xff0c;压缩视频成为了许多人必须掌握的技能。本文将详细介绍如何压缩…
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python数据分析-问卷数据分析（地理课）

python数据分析-问卷数据分析（地理课）

学生问卷 分析学生背景&#xff1a;班级分布、每周地理课数量、地理成绩分布 根据问卷&#xff0c;可以知道&#xff1a; 班级分布&#xff1a; 七年级有118名学生。 八年级有107名学生。 每周地理课的数量&#xff1a; 有28名学生每周有1节地理课。 有99名学生每周有2…
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python的plt.axis()、plt.xlim() 和 plt.ylim()函数

python的plt.axis()、plt.xlim() 和 plt.ylim()函数

坐标轴相关设置1、plt.axis():坐标轴设置 函数 plt.axis(*v, **kwargs) 主要用于设置坐标轴的属性&#xff0c;返回值为当前的坐标轴范围 [xmin, xmax, ymin, ymax]&#xff0c;几种调用方式如下&#xff1a; 调用方式 说明 axis() 返回当前…
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echarts学习: 在图表中添加多条y轴会怎么样？

echarts学习: 在图表中添加多条y轴会怎么样？

前言 在撰写如何绘制双y轴图表文章时&#xff0c;我突然萌生出了一个想法&#xff0c;如果给图表添加两个以上的y轴会怎么样呢? 带着这个问题我开始了自己的探索之旅。 我找到了一篇优秀的文章作为参考&#xff0c;虽然它需要付费&#xff0c;但是不要紧&#xff0c;文中免费…
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IP域名关系的研究与系统设计（学习某知名测绘系统）

IP域名关系的研究与系统设计（学习某知名测绘系统）

IP域名关系库管理包括域名库检索和whois库检索&#xff0c;详情如下。 域名库检索支持以下5项功能&#xff1a; 1.通过过滤器检索 筛选条件包含IP地址、口令、工具名称、可利用的漏洞编号、创建时间&#xff1b; 2.通过关键字检索 在查询框中输入域名库名称的部分关键词&a…
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