[發明專利]一種視頻壓縮方法及系統

在審

• 申請號: 201410324532.0
• 申請日: 2014-07-08
• 公開（公告）號: CN104168483A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 楊大偉;張汝波;劉冠群;毛琳;吳俊偉
• 申請（專利權）人: 大連民族學院
• 主分類號: H04N19/40
• 分類號: H04N19/40;H04N19/119;H04N19/186;H04N19/85
• 代理公司: 大連一通專利代理事務所(普通合伙) 21233
• 代理人: 秦少林

技術領域

本發明涉及一種視頻數據處理技術領域，具體地說是適用于無線網絡實時傳輸的一種視頻壓縮方法和系統。

背景技術

隨著數字多媒體終端的快速發展，智能手機、平板電腦等小型設備的小屏幕顯示已不能滿足人們的日常和工作需求。對于大屏幕終端(如大屏幕液晶電視、投影機等)實時共享手機、平板電腦等小型終端視頻圖像的需求已經成為一種趨勢。然而，在像素級高清或更高分辨率的視頻信號實時傳輸處理過程中，最大的難題就在于如何解決每秒2.8Gbps像素級高清視頻信息或2.8Gbps以上的更高分辨率的像素級視頻信息從網絡的一端“搬移”到另一端的問題。對于目前常用的Wi-Fi無線網絡帶寬而言，通用的150兆無線網絡無法勝任此項工作。

通過實際研究與國內外產品對比發現，可行的解決途徑一般有兩種：一個途徑就是提高目前的網絡帶寬上限，改變已有網絡基礎設施來適應高速的實時視頻傳輸；另一個途徑就是壓縮或降低視頻信號所需傳遞的數據量，從而滿足現有網絡承載能力。對于前者而言，更換網絡基礎設施對原有設備的利用和其他基礎設施的改造提出了巨大的挑戰，其實際投資與費用均未必能滿足實際工程需求；對于后者而言，需要解決如何利用現有網絡基礎設施，在不改變網絡布局布線及路由交換設備等任何已有條件的情況下，實現視頻像素點信號的網絡化實時傳輸。

針對網絡化實時視頻傳輸與顯示技術來說，涉及到的主要算法分為兩類：一類是視頻信號的壓縮技術；另一類是以太網傳輸編碼技術。

在視頻信號的以太網傳輸方面，當一個視頻經過H.264/AVC編碼壓縮之后，其傳輸帶寬也隨之而確定。編碼質量越好，其帶寬占用率就越大。實際工程應用中，由于使用H.264/AVC編碼需要商業化付費導致很多企業相繼推出自己的產品和專用設備來實現網絡化的視頻傳輸機制。在國內，每一家公司都可能擁有自己的獨創性網絡視頻傳輸技術，如果不與其生產的硬件相匹配，那么就很難單獨使用。

在視頻信號的壓縮技術方面，為保證視頻信號能夠遠距離傳輸，國內外大多數知名產品均采用標準的視頻壓縮編碼技術，如較常用的有H.264/AVC編碼、JPEG2000編碼等形式。究其原因主要是這些視頻編譯碼技術在計算機應用中十分常見且易用，很多硬件制造商和芯片生產企業也為此做了大量的努力，其成型產品或芯片種類豐富，使用方便。在國內的視頻監控領域中，H.264/AVC編碼基本作為主要的手段被應用于各類相關產品中。但由于其產品中的大部分核心技術是由少數國外企業所掌控，因而很難根據自身的實際情況來制定符合實際工程需要的特定產品。另一方面，這些專用視頻處理芯片和產品均屬于固定配置，靈活性較差。

目前，市場上出現了很多視頻信號實時共享的技術和解決方案，如Wi-Fi?Display、DLNA和蘋果的Airplay。雖然它們實現了筆記本電腦、平板電腦和智能手機等多媒體智能終端之間的實時互聯和數據共享，使得數字媒體和內容服務的無限制的共享和增長成為可能。但由于三者均采用基于H.264/AVC的編碼方式，遵循奈奎斯特采樣定理，要求采樣頻率為信號帶寬的兩倍以上。隨著多媒體數據量的急劇增大，傳輸所需的帶寬也在不斷增加，基于奈奎斯特采樣定理的H.264/AVC壓縮編碼方式顯然不能滿足要求。

此外，在中國專利文獻CN102387365A中公開了一種基于壓縮傳感的圖像自適應編碼方法，通過在對圖像進行CS壓縮采樣前，判斷各圖像塊在DCT域的稀疏度，根據判斷結果對各圖像塊進行自適應的壓縮采樣，使得在低采樣率的情況下能夠對圖像進行高質量重構。在該方案中，首先DCT變換并不能很好地表示圖像的紋理特征和邊緣特征，因此導致壓縮后的圖像邊緣模糊，紋理不清晰。其次，該方法的計算復雜度高，在數據處理時花費時間長，且對硬件設備提出了較高的要求。

發明內容

為此，本發明的目的在于解決現有技術中存在的壓縮技術很難解決像素級視頻的網絡實時傳輸、壓縮后圖像效果差、壓縮算法復雜等問題，提供一種可在低速網絡中傳輸高清視頻信號的視頻壓縮方法及系統。

為解決上述存在的技術問題，本發明的目的之一是通過以下技術方案實現的：

一種視頻壓縮方法，其內容包括如下步驟：

(1)獲取原始視頻圖像像素信息信號的格式，將非YUV格式的原始視頻信號轉換為YUV格式的視頻信號；

(2)根據所述YUV視頻信號尺寸可以預判出壓縮后視頻數據量范圍，從而確定是否需要在壓縮編碼前對所述YUV視頻信號進行預縮放處理，縮放尺寸則根據實際的網絡帶寬確定；