[發明專利]視頻數據傳輸的方法

無效

• 申請號: 200580022191.0
• 申請日: 2005-06-30
• 公開（公告）號: CN101069361A
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發明（設計）人: A·V·楚洛夫;S·諾維科夫;A·P·坦切科
• 申請（專利權）人: 彗星技術有限公司
• 主分類號: H04B1/66
• 分類號: H04B1/66;H04N11/02;H04N7/12;H04N11/04;H04N9/12
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 陳煒

發明人：Andrey?V.Zurov(俄羅斯圣彼得堡市)、Sergey?V.Novikov(俄羅斯圣彼得堡市)、Alexander?P.Tanchenko(俄羅斯圣彼得堡市)。

通信地址：俄羅斯圣彼得堡市197349?Kolomyazhsky?pr.20-282。

通過引用的包含

授予Shapiro的美國專利第5,321,776號和授予Pearlman等人的第5,764,807號均通過引用其整體包含在此。

也對由Andrey?V.Zurov等人于2005年6月29日提交的名為“METHOD?OFDATA?COMPRESSION?INCLUDING?COMPRESSION?OF?VIDEO?DATA(包括視頻數據壓縮的數據壓縮方法)”的美國專利申請第＿＿＿＿號進行引用。

本申請要求于2004年6月30日提交的臨時專利申請第60/584,364號的優先權。

以上標識的申請的公開通過引用以其整體包含在此。

發明領域

本發明是經由低比特率通信信道基本上以實時的模式進行視頻數據傳輸的技術。

發明背景

經由低比特率通信信道傳輸視頻數據的主要問題在于保持高圖像重量。這個問題由各種數字視頻數據壓縮方法解決，主要方法是由MPEG過程編碼的幀序列。該過程基于對作為圖像組(GOP)的集合從圖像源接收的數字視頻數據的顯示，每一GOP以關鍵幀(I幀)開始，并包含有限數目的預測幀(P幀)，它們通常經由相同的圖像場景連接至I幀。I幀作為場景的第一幀，繼之以GOP?P幀，這些P幀非常類似于該I幀并彼此相似。MPEG過程的下一階段是GOP數字視頻數據的壓縮。I幀壓縮由已知方法之一執行，例如二維頻譜分解隨后將結果頻譜系數作為數字數據流表示的方法，該數字數據流根據這些系數對圖像質量的影響組織，對應于較低空間頻率的系數被置于該流的開始處。對GOP?P幀的壓縮基于每一后續的P幀相比前導的GOP幀的高度可預測性。該過程被稱為預測性編碼，隱含以下過程：用作編碼幀的后續內容預測的來源的幀圖像被劃分成矩形像素塊。然后為編碼幀搜索相同大小的內容上最接近前導幀的塊的圖像塊。當找到這樣的塊之后，通過設置位移向量相對于前導幀在編碼幀上固定其位置。對編碼的P幀中在預定準則的基礎上不能對其找到來自前導幀的任何原型的圖像部分，應用類似于GOP?I幀編碼的標準編碼過程。因此，預測性編碼算法有助于基本上將GOP數據量減少到包括編碼的GOP?I幀、每一GOP?P幀的編碼的圖像塊的位移向量的陣列的量，以及沒有來自前導GOP幀的原型的P幀的編碼的圖像塊的量。

MPEG過程是通用的，且確保了相對高等級的視頻數據壓縮。然而，對個別應用，諸如以實時模式經由低比特率的通信信道傳輸來自會議的視頻數據或是緩慢移動或周期性再現的對象的視頻調查的數據，可改進比特流形成算法來增強所傳輸的圖像的質量。

本發明的目的在于增強視頻圖像傳輸質量。它是由通過當從圖像接收器(例如，攝影機)傳入的幀數目超過在同一時間段內可經由通信信道傳輸的編碼幀的數目時減少位于這樣的距離的幀流的每次傳輸的數據量來建立每時間單位傳輸的幀的數目而實現的。

發明概述

為了確保經由低比特率的通信信道傳輸的視頻數據的高質量，首先必須理解和指定決定觀眾對視頻范圍的感知的關鍵因素。作者針對人類感知的個體獨特性進行的眾多實驗證實，視頻信息的質量較少由觀眾每時間單位接收到的視頻數據的純數量確定，而是由圖像細節變換的平滑度確定。換言之，相比其中即使每一幀都具有完美的質量、但因視頻序列的延遲產生了“幻燈片”效果的圖像，觀眾對其中小細節可能被略去或扭曲的圖像的質量作出較高評價。考慮實時視頻數據傳輸的任務，高視頻圖像質量的問題證明是難以駕馭的，因為就作者所知沒有任何有效的方法提供對當期望質量和幀速率的編碼的視頻數據的比特數量超過信道容量的情況的解決方案。

本發明的本質在于經由不僅基于由信道直接傳輸的數據而且基于所有之前傳輸、解碼并存儲的視頻數據在通信的接收端上每時間單位進行視頻數據重建的視頻數據傳輸方法。所要求保護的方法的優點有助于當所傳輸的圖像例如在視頻會議范圍那樣周期性重復時避免“幻燈片”效果。

遵循本發明，該視頻數據傳輸的方法具有兩個可能的步驟序列：