一种视频打码处理方法和装置
技术领域
本发明涉及多媒体技术领域，特别是涉及一种视频打码处理方法和一种视频打码处理装置。
背景技术
随着直播的快速发展，直播日益广泛，例如直播可以应用于学生的实验考试过程的监控。在实验考试过程中，评分老师只需要确认学生的操作步骤即可，然而，在相关技术中，并没有对视频流中可能出现学生脸部的情况进行处理，直接导致了学生个人信息的泄露，同时也可能影响评分老师的评分。
因此，需要一种能够自动对学生脸部获取其他敏感内容进行打码，既有利于是对学生的保护，也有利于评分老师更加关注学生的操作过程，保证考试评分的公正性。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种视频打码处理方法和相应的一种视频打码处理装置。
为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种视频打码处理方法，应用于预先部署的直播系统，所述直播系统包括摄像头、终端设备和监控设备，所述方法包括：
获取所述摄像头拍摄的视频流，所述视频流为所述摄像头分别从不同角度针对目标对象拍摄所得；
提取所述视频流中的所有视频帧；
将所述视频帧中与预置人脸数据库匹配的区域作为目标打码区域；
对所述视频帧中的目标打码区域进行打码处理，并将打码处理后的所述视频流推送至所述监控设备。
可选地，所述将所述视频帧中与预置人脸数据库匹配的区域作为目标打码区域，包括：
对所述视频帧进行伽马校正和灰度化处理；
将伽马校正和灰度化处理后的所述视频帧划分为多个图片块，计算所述图片块的梯度直方图；
根据所述梯度直方图计算所述视频帧的图片特征值，所述图片特征值包括方向特征值和强度特征值；
当所述视频帧的图片特征值与预置人脸数据库匹配时，确定所述视频帧存在人脸区域，并将所述人脸区域作为所述视频帧的目标打码区域。
可选地，所述将所述视频帧中与预置人脸数据库匹配的区域作为目标打码区域，包括：
将所述视频帧缩小为指定尺寸的第一图片；
第二图片将所述第一图片转换为指定灰度级别的第二图片；
对所述第二图片进行离散余弦变换处理，得到离散余弦变换矩阵；
根据所述离散余弦变换矩阵计算所述视频帧的哈希值；
当所述视频帧的哈希值与预置图片数据库中的哈希值匹配时，将所述视频帧的离散余弦变换矩阵与预置人脸数据库进行匹配；
当所述视频帧的离散余弦变换矩阵与预置人脸数据库匹配时，确定所述视频帧存在人脸区域，并将所述人脸区域作为所述视频帧的目标打码区域。
可选地，当所述视频帧的哈希值与预置图片数据库中的哈希值匹配时，将所述视频帧的离散余弦变换矩阵与预置人脸数据库进行匹配，包括：
当所述视频帧的哈希值与预置图片数据库中的哈希值不相同的位数不超过指定位数时，将所述视频帧的离散余弦变换矩阵与预置人脸数据库进行匹配。
可选地，所述方法还包括：
响应于用户的选择操作，从所述视频流的一视频帧中确定目标选择区域；
获取所述视频流中的所有视频帧，并将所述视频帧中与所述目标选择区域匹配的区域作为目标打码区域。
可选地，在所述响应于用户的选择操作，从所述视频流的一视频帧中确定目标选择区域之后，所述方法还包括：
当所述目标选择区域超过预设范围尺寸时，提示所述目标选择区域无效。
可选地，所述目标对象包括学生，所述目标打码区域至少包括所述学生的人脸区域和号码牌区域的其中一种。
本发明实施例还公开了一种视频打码处理装置，应用于预先部署的直播系统，所述直播系统包括摄像头、终端设备和监控设备，所述装置包括：
视频流获取模块，用于获取所述摄像头拍摄的视频流，所述视频流为所述摄像头分别从不同角度针对目标对象拍摄所得；
视频帧提取模块，用于提取所述视频流中的所有视频帧；
目标打码区域确定模块，用于将所述视频帧中与预置人脸数据库匹配的区域作为目标打码区域；
打码处理模块，用于对所述视频帧中的目标打码区域进行打码处理，并将打码处理后的所述视频流推送至所述监控设备。
本发明实施例还公开了一种电子设备，包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现所述视频打码处理方法的步骤。
本发明实施例还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述视频打码处理方法的步骤。
本发明实施例包括以下优点：
本发明提出的一种视频打码处理方法和装置，获取所述摄像头拍摄的视频流，然后将视频流的视频帧中与预置人脸数据库匹配的区域作为目标打码区域，对视频流中的目标打码区域进行打码处理后，将打码处理后的视频流推送至监控设备以进行视频直播。本发明实施例对视频流中目标对象与预置人脸数据库匹配的区域作为目标打码区域并进行打码，避免学生信息泄露，保证考试评分的公正性。
附图说明
图1是本发明的一种视频打码处理方法实施例一的步骤流程图；
图2是本发明的一种视频打码处理方法实施例二的步骤流程图；
图3是本发明的一种视频打码处理装置实施例的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1，示出了本发明的一种视频打码处理方法实施例一的步骤流程图，应用于预先部署的直播系统，所述直播系统包括摄像头、终端设备和监控设备，具体可以包括如下步骤：
步骤101，获取所述摄像头拍摄的视频流，所述视频流为所述摄像头分别从不同角度针对目标对象拍摄所得。
在具体实现中，可以预先在指定地点部署本发明实施例的直播系统。举例来说，可以在考场部署考试监控的直播系统，则目标对象可以是参加考试的学生，直播系统用于在考试过程中拍摄学生实验操作过程，以显示学生操作仪器等的画面，评分老师则可以针对学生的操作进行评分。
其中，直播系统中可以包括有多个摄像头，终端设备和监控设备。具体地，终端设备主要负责拉取摄像头拍摄的视频流，并且对视频流进行编解码，再布局，合成等操作，然后再推送至网络中的监控终端；监控设备可以为用于显示直播画面的设备，比如移动终端、电视机、计算机、掌上电脑等，监控设备可以是作为监考终端的一体机。
在直播时，终端设备可以接收摄像头拍摄的一路或者多路的视频流，比如在考试监控的直播系统中的监考终端接收并显示摄像头发送的针对学生从不同角度拍摄的视频流。
步骤102，提取所述视频流中的所有视频帧。
步骤103，将所述视频帧中与预置人脸数据库匹配的区域作为目标打码区域。
其中，目标打码区域是指视频流的视频帧中需要进行打码处理的区域，例如学生的脸部区域或者号码牌区域。
在本发明实施例中，终端设备需要对接收到的摄像头拍摄的视频流同时进行解码，提取视频流中每一视频帧，并将每一视频帧与本地的预置人脸数据库进行匹配，若匹配成功，则将视频帧中匹配的区域作为目标打码区域。
在本发明的一种实施例中，所述步骤103，将所述视频帧中与预置人脸数据库匹配的区域作为目标打码区域，包括：
对所述视频帧进行伽马校正和灰度化处理；
将伽马校正和灰度化处理后的所述视频帧划分为多个图片块，计算所述图片块的梯度直方图；
根据所述梯度直方图计算所述视频帧的图片特征值，所述图片特征值包括方向特征值和强度特征值；
当所述视频帧的图片特征值与预置人脸数据库匹配时，确定所述视频帧存在人脸区域，并将所述人脸区域作为所述视频帧的目标打码区域。
本发明实施例识别出视频流中所有视频帧中出现的目标打码区域，可选地，可以采用 HOG（Histogram of Oriented Gradients，方向梯度直方图），一种能够检测物体轮廓的算法来进行识别。
在一示例性的实施例中，首先提取视频流中的视频帧，视频帧是需要进行判断是否有含有人脸区域，因此需要对该视频帧进行判断，判断是否含有人脸，判断的具体步骤如下：
a、将视频帧进行伽马校正和灰度化；
b、将视频帧划分为多个图片块（cell），例如可以划分为16x16的cell，然后计算这些cell的梯度值，得到cells的梯度直方图；
c、根据cells的梯度直方图计算视频帧的图片特征值，其中，图片特征值为一个数组，保存了视频帧的方向特征值和强度特征值，根据这些特征值可以判定视频帧不同部分的大致走向，从而识别出是否视频帧包含人脸区域，若包含人脸区域，则将该人脸区域作为打码区域。
d、将视频帧的图片特征值与本地预先存储的预置人脸数据库进行对比，当视频帧的图片特征值与预置人脸数据库匹配时，确定视频帧存在人脸区域，并将人脸区域作为视频帧的目标打码区域。
在本发明的一种实施例中，所述步骤103，将所述视频帧中与预置人脸数据库匹配的区域作为目标打码区域，包括：
将所述视频帧缩小为指定尺寸的第一图片；
第二图片将所述第一图片转换为指定灰度级别的第二图片；
对所述第二图片进行离散余弦变换处理，得到离散余弦变换矩阵；
根据所述离散余弦变换矩阵计算所述视频帧的哈希值；
当所述视频帧的哈希值与预置图片数据库中的哈希值匹配时，将所述视频帧的离散余弦变换矩阵与预置人脸数据库进行匹配；
当所述视频帧的离散余弦变换矩阵与预置人脸数据库匹配时，确定所述视频帧存在人脸区域，并将所述人脸区域作为所述视频帧的目标打码区域。
在本发明实施例中，可以通过哈希值从视频流的视频帧中识别出人脸区域，具体比对步骤如下：
缩小尺寸。最快速的去除高频和细节，将视频帧缩小为指定尺寸的第一图片，例如可以将视频帧缩小为8x8的尺寸，总共64个像素；
b、简化色彩。将缩小后的第一图片，转换为指定灰度级别的第二图片，例如可以将第一图片转换为64级灰度的第二图片；
c、对第二图片进行DCT（(DCT for Discrete Cosine Transform，离散余弦变换）处理，得到离散余弦变换矩阵；
d、根据离散余弦变换矩阵计算视频帧的哈希值（hash值），其中，哈希值是视频帧的图片唯一值，是一串数字；
e、将视频帧的哈希值与预置图片数据库中的哈希值比对，若与所述预置图片数据库匹配，则判断视频帧含有人脸。
g、若判断为视频帧包含人脸，则将离散余弦变换矩阵与预置人脸数据库中进行比对，直接获得视频帧中的人脸区域，将该人脸区域记录下来，作为目标打码区域。
在本发明的一种实施例中，当所述视频帧的哈希值与预置图片数据库中的哈希值匹配时，将所述视频帧的离散余弦变换矩阵与预置人脸数据库进行匹配，包括：当所述视频帧的哈希值与预置图片数据库中的哈希值不相同的位数不超过指定位数时，将所述视频帧的离散余弦变换矩阵与预置人脸数据库进行匹配。
其中，指定位数可以设置为5，本发明实施例将视频帧的哈希值与预置图片数据库中的哈希值比对，若两者不相同的位数不超过5，则可以判断该视频帧含有人脸区域。
步骤104，对所述视频帧中的目标打码区域进行打码处理，并将打码处理后的所述视频流推送至所述监控设备。
其中，打码处理的方式可以是马赛克。马赛克是现行广为使用的一种图像（视频）处理手段，此手段将图像特定区域的色阶细节劣化并造成色块打乱的效果，使得特定区域无法被辨认。当然，除了马赛克方式之外，本发明实施例还可以通过其他方式来遮挡目标打码区域，例如通过视频特效或者调整亮度，本发明实施例对此无需加以限制。
本发明实施例在确定视频帧中的目标打码区域后，对目标打码区域进行打码处理，并将打码处理后的视频流推送至监控设备，使得在监控设备侧的评分老师可以针对视频流中的学生操作进行评分。。
应用本发明实施例的直播系统，获取所述摄像头拍摄的视频流，然后将视频流的视频帧中与预置人脸数据库匹配的区域作为目标打码区域，对视频流中的目标打码区域进行打码处理后，将打码处理后的视频流推送至监控设备以进行视频直播。本发明实施例对视频流中目标对象与预置人脸数据库匹配的区域作为目标打码区域并进行打码，避免学生信息泄露，保证考试评分的公正性。
参照图2，示出了本发明的一种视频打码处理方法实施例二的步骤流程图，应用于预先部署的直播系统，所述直播系统包括摄像头、终端设备和监控设备，具体可以包括如下步骤：
步骤201，获取所述摄像头拍摄的视频流，所述视频流为所述摄像头分别从不同角度针对目标对象拍摄所得；
步骤202，提取所述视频流中的所有视频帧；
步骤203，将所述视频帧中与预置人脸数据库匹配的区域作为目标打码区域；
步骤204，对所述视频帧中的目标打码区域进行打码处理，并将打码处理后的所述视频流推送至所述监控设备。
步骤205，响应于用户的选择操作，从所述视频流的一视频帧中确定目标选择区域；
步骤206，获取所述视频流中的所有视频帧，并将所述视频帧中与所述目标选择区域匹配的区域作为目标打码区域。
在考试过程中，学生通常需要佩戴个人的号码牌，因此在摄像头拍摄学生时可能会将这些号码牌一起拍摄到视频流中，在终端设备上对于接收到的视频流，可以基于本地预置的人脸数据库进行匹配来标记出人脸区域并进行打码处理，使得学生的脸部不会被辨认出来，但是无法对可能泄露个人信息的号码牌进行打码处理。针对上述问题，本发明实施例提出可以根据用户的选择操作，将视频流中的可能泄露学生信息的号码牌等进行打码处理。
具体地，本发明实施例可以根据用户的在终端设备上的选择操作，从视频流的某一个视频帧中确定针对目标对象的目标选择区域，然后将该视频流中的所有视频帧的与目标选择区域匹配的区域作为目标打码区域。举例来说，假设拍摄的视频流的某一视频帧画面中包括了号码牌，用户在终端设备上可以针对画面中号码牌进行框选，并将框选的号码牌作为目标选择区域，然后将视频流中的所有视频帧中，与目标选择区域匹配的区域作为目标打码区域，例如将与目标选择区域相似度达到预设相似度的区域作为目标打码区域。
应用本发明实施例，对视频流中的视频帧在进行了人脸区域的打码处理后，进一步针对视频帧中其他泄露学生信息的区域进行处理，从而更好地避免学生信息的泄露，保证考试评分的公正性。
在本发明的一种实施例中，在所述步骤205，响应于用户的选择操作，从所述视频流的一视频帧中确定目标选择区域之后，所述方法还包括：当所述目标选择区域超过预设范围尺寸时，提示所述目标选择区域无效。
在一个具体示例中，本发明实施例可以应用于考试的监控，使得评分老师可以针对学生操作进行评分，并且本发明实施例检测到终端设备上的用户选择的目标选择区域后，可以视频流的视频帧中与目标选择区域匹配的区域作为目标打码区域，并进行打码操作，但是在实际考试过程中评分老师需要注意学生的操作步骤，如果打码的范围太大，可能会将学生的操作部分屏蔽，因此本发明实施例可以在检测到目标选择区域超过预设范围尺寸时，将用户提示用户该目标选择区域无效，以提醒用户重新框选目标选择区域，使得视频帧的画面不会由于过多的打码导致画面混乱，保证评分老师能够对学生操作进行正常评分。
在一个可选示例中，目标选择区域的确定可以在终端设备上实现也可以在监控设备上实现，其中，由于考试评分时可能有多个老师同时评分，为了避免多个评分老师框选目标选择区域而导致视频画面的打码过多，因此可以设置为只有具有选择权限的评分老师的监控设备，才被允许确定目标选择区域以进行进一步的打码处理，或者，也可以是在多个评分老师框选相同的目标选择区域时才被允许确定目标选择区域以进行进一步的打码处理，能够保证推送至监控终端的视频流不会打码过多导致画面混乱即可。
为了便于理解本发明实施例的方案，下面采用一个具体示例进行说明。
1、在考场搭建多路摄像头，多路摄像头按照预定的角度拍摄学生的操作步骤；
2、在终端设备上配置好需要接收的摄像头拍摄的视频流；
3、在终端设备上对视频流进行解码；
4、在终端设备上对解码后视频流的视频帧与本地的预置人脸数据库进行匹配，在视频帧上标记人脸区域作为目标打码区域；
5、在终端设备上对目标打码区域进行打码处理；
6、在终端设备上将打码处理后的视频流进行编码；
7、在终端设备上的视频输出编码后的视频流至监控终端，使得在监控终端的评分老师能够针对学生的操作步骤进行评分。
应用本发明实施例的考试监控的直播系统，相比较没有人脸识别并自动打码的实验考试平台来说，至少具有以下两个十分显眼的好处：
1）充分保护学生隐私，降低学生考试过程中的压力。由于采用了视频直播评分的方式，因此这些视频流可能会长久保存，对学生脸部进行打码，有利于学生在考试过程中专注于操作步骤，而不再需要担心自己可能被摄像头拍摄到脸部；2）有利于维护考试的公平性。由于对视频流的人脸区域进行打码，所有的评分老师都只能专心关注学生的操作步骤，更能针对学生的操作步骤给出客观的评分。
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
参照图3，示出了本发明的一种视频打码处理装置实施例的结构框图，应用于预先部署的直播系统，所述直播系统包括摄像头、终端设备和监控设备，具体可以包括如下模块：
视频流获取模块301，用于获取所述摄像头拍摄的视频流，所述视频流为所述摄像头分别从不同角度针对目标对象拍摄所得；
视频帧提取模块302，用于提取所述视频流中的所有视频帧；
目标打码区域确定模块303，用于将所述视频帧中与预置人脸数据库匹配的区域作为目标打码区域；
打码处理模块304，用于对所述视频帧中的目标打码区域进行打码处理，并将打码处理后的所述视频流推送至所述监控设备。
在本发明的一种实施例中，所述目标打码区域确定模块303，用于对所述视频帧进行伽马校正和灰度化处理；将伽马校正和灰度化处理后的所述视频帧划分为多个图片块，计算所述图片块的梯度直方图；根据所述梯度直方图计算所述视频帧的图片特征值，所述图片特征值包括方向特征值和强度特征值；当所述视频帧的图片特征值与预置人脸数据库匹配时，确定所述视频帧存在人脸区域，并将所述人脸区域作为所述视频帧的目标打码区域。
在本发明的一种实施例中，所述目标打码区域确定模块303，用于将所述视频帧缩小为指定尺寸的第一图片；第二图片将所述第一图片转换为指定灰度级别的第二图片；对所述第二图片进行离散余弦变换处理，得到离散余弦变换矩阵；根据所述离散余弦变换矩阵计算所述视频帧的哈希值；当所述视频帧的哈希值与预置图片数据库中的哈希值匹配时，将所述视频帧的离散余弦变换矩阵与预置人脸数据库进行匹配；当所述视频帧的离散余弦变换矩阵与预置人脸数据库匹配时，确定所述视频帧存在人脸区域，并将所述人脸区域作为所述视频帧的目标打码区域。
在本发明的一种实施例中，所述目标打码区域确定模块303，用于当所述视频帧的哈希值与预置图片数据库中的哈希值不相同的位数不超过指定位数时，将所述视频帧的离散余弦变换矩阵与预置人脸数据库进行匹配。
在本发明的一种实施例中，所述装置还包括：
目标选择区域确定模块，用于响应于用户的选择操作，从所述视频流的一视频帧中确定目标选择区域；
目标选择区域匹配模块，用于获取所述视频流中的所有视频帧，并将所述视频帧中与所述目标选择区域匹配的区域作为目标打码区域。
在本发明的一种实施例中，所述装置还包括：
无效操作确定模块，用于当所述目标选择区域超过预设范围尺寸时，提示所述目标选择区域无效。
在本发明的一种实施例中，所述目标对象包括学生，所述目标打码区域至少包括所述学生的人脸区域和号码牌区域的其中一种。
综上，本发明实施例中获取所述摄像头拍摄的视频流，然后将视频流的视频帧中与预置人脸数据库匹配的区域作为目标打码区域，对视频流中的目标打码区域进行打码处理后，将打码处理后的视频流推送至监控设备以进行视频直播。本发明实施例对视频流中目标对象与预置人脸数据库匹配的区域作为目标打码区域并进行打码，避免学生信息泄露，保证考试评分的公正性。
对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述视频打码处理方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述视频打码处理方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种视频打码处理方法和一种视频打码处理装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
