[發(fā)明專利]視頻處理方法、設(shè)備和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110159113.2
• 申請(qǐng)日: 2001-09-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102186085A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H·蔣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 英特爾公司
• 主分類號(hào): H04N7/26
• 分類號(hào): H04N7/26;H04N7/30
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 陳煒

本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2001年9月26日申請(qǐng)?zhí)枮榈?1816558.3號(hào)發(fā)明名稱為“視頻處理方法、設(shè)備和系統(tǒng)”的中國(guó)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

背景

本發(fā)明涉及視頻處理。

為了能在限定帶寬的數(shù)字信道中通信，通常將模擬的視頻編碼成碼流并且對(duì)碼流進(jìn)行壓縮。在接收機(jī)端進(jìn)行解壓縮并轉(zhuǎn)換回模擬的。

能部分補(bǔ)償質(zhì)量損失的壓縮技術(shù)包括在傳輸之前將視頻數(shù)據(jù)分成兩部分?jǐn)?shù)據(jù)：數(shù)據(jù)的“基本”體和數(shù)據(jù)的“增強(qiáng)”體。基本數(shù)據(jù)包括視頻序列的低質(zhì)量形式，但能夠采用相當(dāng)小的帶寬來(lái)傳輸。

增強(qiáng)數(shù)據(jù)提供了對(duì)基本數(shù)據(jù)的校正。增強(qiáng)數(shù)據(jù)可以包含增強(qiáng)圖像區(qū)域顏色和增強(qiáng)圖像區(qū)域細(xì)節(jié)的信息。在接收端，解碼處理的過(guò)程中可以將基本數(shù)據(jù)與增強(qiáng)數(shù)據(jù)重新組合。所有增強(qiáng)數(shù)據(jù)與基本數(shù)據(jù)的重新組合將使輸出視頻的質(zhì)量接近于原始視頻。然而，因?yàn)橥ㄐ判诺赖膸捪拗疲３２荒軅鬏斖耆脑鰪?qiáng)數(shù)據(jù)體。而是將增強(qiáng)數(shù)據(jù)分成較小的子集，每一個(gè)只需要較小的帶寬，且一個(gè)或多個(gè)子集的增強(qiáng)數(shù)據(jù)可以與基本數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸。傳輸越多的增強(qiáng)數(shù)據(jù)，就能產(chǎn)生更好的輸出視頻，但需要更寬的帶寬。

附圖簡(jiǎn)述

圖1a是顯示視頻信號(hào)路徑的功能框圖。

圖1b是顯示視頻信號(hào)路徑的圖。

圖2是產(chǎn)生典型圖像的單元分級(jí)表示。

圖3a和3b是描述DCT系數(shù)結(jié)構(gòu)的圖。

圖4是顯示視頻編碼和壓縮的方框圖。

圖5是顯示視頻解碼的方框圖。

圖6是說(shuō)明基于閾值分層處理的流程圖。

圖7是說(shuō)明閾值選擇的流程圖。

圖8a和8b顯示了增強(qiáng)數(shù)據(jù)系數(shù)幅值的示例部分，它被分成了位圖和分層的子集。

圖9是說(shuō)明解碼器收集增強(qiáng)數(shù)據(jù)的流程圖。

詳細(xì)描述

總的來(lái)說(shuō)，以下所討論的技術(shù)改善了視頻數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的分布，其中不同的通信路徑是以不同的帶寬表征的。

圖1a是顯示在網(wǎng)絡(luò)中分布的視頻數(shù)據(jù)所采取的路徑的方框圖。輸入的視頻信號(hào)10饋送至編碼器12，該編碼器將輸入的信號(hào)10轉(zhuǎn)換成機(jī)器可讀序列位形式的視頻數(shù)據(jù)，或碼流。隨后根據(jù)視頻數(shù)據(jù)的要求將視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于服務(wù)器14。當(dāng)服務(wù)器14接收到視頻數(shù)據(jù)的請(qǐng)求時(shí)，就將該數(shù)據(jù)發(fā)送至發(fā)射機(jī)16，發(fā)射機(jī)將數(shù)據(jù)18沿著網(wǎng)絡(luò)上的通信信道發(fā)送。接收機(jī)20接收到數(shù)據(jù)18并將該數(shù)據(jù)以碼流發(fā)至解碼器22。解碼器22把所接收到的碼流轉(zhuǎn)換成輸出視頻信號(hào)24，隨后可以觀看該視頻信號(hào)。

圖1b顯示了分布視頻數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。視頻源11產(chǎn)生輸入視頻信號(hào)10，它被輸入到第一計(jì)算機(jī)13。第一計(jì)算機(jī)13包括編碼器12，它將視頻數(shù)據(jù)編碼成碼流18，用于沿著與網(wǎng)絡(luò)19相耦合的通信信道17發(fā)送。第一計(jì)算機(jī)13也包括存儲(chǔ)器15，用于存儲(chǔ)視頻數(shù)據(jù)并起著服務(wù)器14的作用。第二計(jì)算機(jī)23包括了解碼器22，它通過(guò)信道21接收碼流18。解碼器22將所接收到的碼流18轉(zhuǎn)換成輸出的視頻信號(hào)24，該信號(hào)可以在觀察器25上觀看。

在編碼器12上所完成的編碼可以涉及諸如MPEG-2或MPEG-4，第一版或第二版的有損壓縮技術(shù)。(MPEG是運(yùn)動(dòng)圖像專家組的簡(jiǎn)稱，以及MPEG-2和MPEG-4表示該小組所開(kāi)發(fā)的數(shù)字視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)以及文件格式。)這些技術(shù)產(chǎn)生了基本視頻數(shù)據(jù)體，即，這些數(shù)據(jù)體足以產(chǎn)生相比于源視頻序列的較低質(zhì)量可視視頻序列。如果解碼和觀察了基本的視頻數(shù)據(jù)，最終產(chǎn)生的視頻將是以原始視頻較差形式感知的。

MPEG所采用的一種有損壓縮技術(shù)是對(duì)一幅圖像變化到下一幅的視頻序列中的大部分圖像(和運(yùn)動(dòng)矢量一起)而不是圖像數(shù)據(jù)的本身進(jìn)行編碼。該項(xiàng)技術(shù)可明顯地節(jié)省帶寬。

數(shù)據(jù)的另一部分被稱之為增強(qiáng)數(shù)據(jù)，它采集在量化基本視頻圖像和原始未量化輸入視頻圖像之間的差值。當(dāng)增強(qiáng)數(shù)據(jù)與基本數(shù)據(jù)相組合時(shí)，增強(qiáng)數(shù)據(jù)可改善可視視頻序列的質(zhì)量，從而產(chǎn)生改善的視頻輸出。

增強(qiáng)數(shù)據(jù)的子集可以包括對(duì)圖像的校正，或?qū)σ环鶊D像變化到下一幅的變化進(jìn)行校正。一般來(lái)說(shuō)，增強(qiáng)數(shù)據(jù)與基本數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)，即，如果基本數(shù)據(jù)對(duì)一幅圖像變化到下一幅的變化進(jìn)行編碼，則對(duì)應(yīng)于基本數(shù)據(jù)的增強(qiáng)數(shù)據(jù)可包括對(duì)一幅圖像變化到下一幅的變化進(jìn)行校正。增強(qiáng)數(shù)據(jù)也可以用于解碼22過(guò)程，以在解碼過(guò)程中重新構(gòu)成在編碼22時(shí)從所編碼的基本視頻數(shù)據(jù)中去除的圖像。

在許多情況下，通信信道16只具有有限的帶寬，并且只能容納部分但不是全部的增強(qiáng)數(shù)據(jù)。當(dāng)接收機(jī)20和解碼器22接收了少于全部增強(qiáng)數(shù)據(jù)時(shí)，輸出視頻24就只能得到少于全部的校正。以下所討論的技術(shù)有效利用帶寬，采用以下將討論的基于閾值處理，通過(guò)產(chǎn)生增強(qiáng)數(shù)據(jù)的子集或“分層”，在給定帶寬的條件下傳遞更多的增強(qiáng)數(shù)據(jù)。