[發(fā)明專利]MpegII基本流的DCT交流非零系數(shù)信息優(yōu)化搭載方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010216226.7
• 申請日: 2010-07-02
• 公開（公告）號: CN101924937A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發(fā)明（設計）人: 劉建宏;吳曉東;李繼豪;胡偉
• 申請（專利權）人: 上海廣播電視臺
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/30
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司 31208
• 代理人: 羅習群

技術領域

本發(fā)明主要涉及一種低圖像損失條件下MpegII基本流的DCT交流非零系數(shù)信息搭載優(yōu)化技術。該類技術屬于視頻圖像處理類型，可以為廣電行業(yè)的標準視頻信號的充分利用提供基礎支持。

背景技術

在視頻流中采用替換法搭載重要信息的做法很早就有研究論文提出。但是這種算法沒能進入實用領域，尤其是廣播電視領域，因為廣播電視應用有很高的品質(zhì)規(guī)范，要求視頻圖像在經(jīng)過搭載的處理之后沒有圖像品質(zhì)上的損失，目前還沒有實際應用這種技術。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種MpegII基本流的DCT交流非零系數(shù)信息優(yōu)化搭載方法，信息搭載后，視頻圖像品質(zhì)必須滿足廣播級應用的要求。本發(fā)明的方法是：通過控制替換程度、替換位置和替換范圍三個要素，確保圖像質(zhì)量不低于廣播級標準要求，該方法步驟包括：

(1)解析標準MpegII基本流(ES)：從MpegII基本流(ES)中解析出包含亮度信息的8x8基本數(shù)據(jù)塊；

(2)亮度小塊交流系數(shù)分析：從上一步驟獲得的亮度信息的小塊中解碼出代表著一塊像素區(qū)的DCT交流系數(shù)進行搭載方法分析，確定搭載的優(yōu)化方法；

(3)選擇搭載的方法：在上述亮度小塊中的交流系數(shù)中選擇合適的系數(shù)，按照優(yōu)化搭載方法規(guī)定的三個要素的約定，用目標信息替換選中的交流DCT系數(shù)的末尾的信息。

所述的三個要素的約定，是搭載權重(W)、搭載位置(P)和搭載范圍(R)三個系數(shù)；該三個系數(shù)在一定范圍內(nèi)進行微調(diào)，通過測試獲得圖像質(zhì)量參數(shù)(Q)與W、P和R的關系曲線，和搭載數(shù)據(jù)流量(S)與W、P和R的關系曲線，根據(jù)三個系數(shù)確定后進行搭載所獲得的結(jié)果進行比較分析，最終確定優(yōu)化的三個系數(shù)；搭載方法所提供的結(jié)果能夠滿足視頻圖像品質(zhì)的標準，同時滿足足夠的搭載信息量。

針對參數(shù)W，必須采用輕微搭載，即將搭載損傷，其統(tǒng)計平均數(shù)值降低到原數(shù)據(jù)的5％以下；

針對參數(shù)P，統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)能夠提供輕微搭載的系數(shù)一股從倒數(shù)的第三個非零交流系數(shù)之后出現(xiàn)，因此參數(shù)P的取值以4比較合適；

針對參數(shù)R，因為取兩個相鄰參數(shù)進行搭載會是的視頻圖像損傷相對集中，從而突出圖像損傷，故此選擇3作為范圍，允許在一定范圍內(nèi)進行搭載嘗試；該范圍如果太大，則會影響頻率比較低的視頻圖像，加重了視頻圖像損傷；同時進行搭載的系數(shù)，每個8x8亮度小塊中不允許超過2個。

所述的解析MpegII基本流(ES)，是用于衛(wèi)星線路傳輸?shù)腗pegII基本流，純視頻碼流在3Mbps略高，其視頻格式是包括I幀、B幀和P幀的圖片組(GOP)；由于B幀和P幀信息冗余度非常小，其可搭載信息量和搭載圖像損失，都不能滿足本方法的目標。因此按照常規(guī)選擇I幀為信息搭載的主要對象。I幀圖像分解為宏塊結(jié)構，每個宏塊的結(jié)構，根據(jù)視頻格式設定，包括4個8x8的亮度信息塊和2個到8個色度信息塊。由于亮度信息塊包含信息量大，因此搭載信息的主要對象為亮度信息塊。在標清視頻規(guī)格下，單個I幀的像素數(shù)量為720x576，它將包括總數(shù)為6480個8x8亮度信息數(shù)據(jù)塊。分解的方法見圖1-從MpegII視頻流中分解8x8亮度信息塊。

所述的亮度小塊中的串行數(shù)據(jù)，是哈夫曼編碼的結(jié)果，根據(jù)MpegII標準規(guī)定的哈夫曼編碼碼表能解碼出本塊8x8像素范圍內(nèi)的直流和交流系數(shù)串，其中的交流系數(shù)串是DCT編碼的結(jié)果，代表了空間和頻域的混合的像素分量；從頻域角度分析，排在最后的交流DCT系數(shù)是高頻系數(shù)，代表了圖像的細節(jié)；從空間位置角度看，由于游程編碼消除了大量的零，排在后面的交流DCT系數(shù)所代表的空間位置比較隨機。因此，選擇靠后的交流系數(shù)，絕對值比較大的系數(shù)，可以獲得比較多的數(shù)據(jù)搭載位，同時對于圖像影響較小，這是選擇交流系數(shù)的基本方法。

本發(fā)明的有益功效是：

1、控制中心聯(lián)播子系統(tǒng)可以完成統(tǒng)一的電視節(jié)目播單的提取、編碼和搭載，隨同中心統(tǒng)一播出的電視節(jié)目信號一起送達衛(wèi)星發(fā)射器并發(fā)射到衛(wèi)星；

2、各遠地聯(lián)播子系統(tǒng)可以從衛(wèi)星接收機獲得電視信號，并從中卸載、解碼和生成本地的電視節(jié)目播出單；

3、控制中心聯(lián)播子系統(tǒng)可以跟蹤獲得控制直播節(jié)目播出的操控動作，并編碼為控制指令，經(jīng)由搭載模塊搭載到視頻流中，經(jīng)衛(wèi)星電視信號送達各遠地聯(lián)播子系統(tǒng)；各遠地聯(lián)播子系統(tǒng)根據(jù)接收到的控制信息進行同步的直播播出控制；

附圖說明

附圖1是從MpegII視頻流中分解8x8亮度信息塊示意圖。

附圖2是搭載方法中的替換示意圖。

附圖3集中控制式聯(lián)播平臺系統(tǒng)方框圖。