openh264 场景变化检测算法源码分析

news2025/11/4 17:05:05

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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Job那块的断点代码截图省略&#xff0c;直接进入切片逻辑 参考&#xff1a;Hadoop3&#xff1a;MapReduce源码解读之Map阶段的Job任务提交流程&#xff08;1&#xff09; 4、FileInputFormat切片源码解析 切片入口 获取切片 获取切片最大的Size和切片最小的Size 判断文件是…
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【基于C++与OpenCV实现魔方图像识别和还原算法】施工总览图

【基于C++与OpenCV实现魔方图像识别和还原算法】施工总览图

文章目录 主要效果展示思维导图魔方还原算法 本系列博客长期更新&#xff0c;分为两大部分 OpenCV实现魔方六面识别 C编写科先巴二阶段还原算法实现三阶魔方的还原 主要效果展示 摄像头识别六面 3D图像构建&#xff0c;提供还原公式 动画演示还原过程 思维导图 魔方还原算法 参…
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计算机组成原理复习笔记

计算机组成原理复习笔记

前言 就是按照考试的题型写的总结 非常应试版 题型 一、进制转换 只考 十进制 二进制 十六进制 之间的相互转换 一个个看 &#xff08;1&#xff09;十进制 转其他 转二进制&#xff1a;除以2 从小到大取余数&#xff08;0或1&#xff09; 转十六进制 &#xff1a; 除以1…
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【机器学习】机器学习引领AI：重塑人类社会的新纪元

【机器学习】机器学习引领AI：重塑人类社会的新纪元

&#x1f4dd;个人主页&#x1f339;&#xff1a;Eternity._ &#x1f339;&#x1f339;期待您的关注 &#x1f339;&#x1f339; ❀机器学习引领AI &#x1f4d2;1. 引言&#x1f4d5;2. 人工智能&#xff08;AI&#xff09;&#x1f308;人工智能的发展&#x1f31e;应用领…
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C# 界面控件中英切换

C# 界面控件中英切换

编程软件:VS 2015 需求:界面有两个按钮&#xff0c;点击可以将界面上所有控件进行不同语言的切换。 一共两种方案&#xff0c;个人认为第二种方案使用范围更广&#xff08;这里以中英文切换为例&#xff09;。 方案一:如图所示&#xff0c;建立两个资源文件 将所需控件的中英…
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1.奖牌的数量

1.奖牌的数量

上海市计算机学会竞赛平台 | YACSYACS 是由上海市计算机学会于2019年发起的活动，旨在激发青少年对学习人工智能与算法设计的热情与兴趣，提升青少年科学素养，引导青少年投身创新发现和科研实践活动。https://www.iai.sh.cn/problem/447 题目描述 小爱获得了 𝑎a 枚金牌，…
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