CN101090445A - 图像处理方法、图像处理设备、图像处理程序和图像浏览系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开图像处理方法、图像处理设备、图像处理程序和图像浏览系统。解复用处理部分从输入电影文件中解复用出图像数据。修整部分修整电影文件上预定数量的最前部的帧，作为头区，并且创建头区图像数据。解码部分将头区图像数据解码为以时间序列顺序排列的静止图像帧。帧提取部分以恒定时间间隔提取解码头区图像数据中的某些静止图像帧。简单电影创建部分创建简单电影文件，其中以时间序列顺序排列和组合所提取的静止图像帧。

Description

图像处理方法、图像处理设备、图像处理程序和图像浏览系统
技术领域
本发明涉及图像处理方法、图像处理设备、图像处理程序和图像浏览系统，其解码包括多个静止图像帧的压缩形式的图像数据，选择性地提取未压缩形式的多个静止图像帧，然后将提取的静止图像帧以时间序列顺序组合以创建简单电影数据。
背景技术
近年来，许多移动电话通过使用集成的摄像头而具有电影录制功能，还具有重放电影的功能。移动电话所录制的电影数据可以作为邮件的附件文件或以其他形式而发送到另一移动电话。这一情况的背景在于，随着3G(第三代)移动电话的扩展，3GPP(W-CDMA格式的标准设定组织)和3GPP2(CDMA2000格式的标准设定组织)基于MPEG-4技术设定了电影的标准规范，并且增加了移动电话的不同型号与运营商之间的兼容性。
由于MPEG电影数据或这样标准格式的电影数据(标准电影数据)支持例如15-30帧/秒的帧速率，其包含大量的静止图像帧，并且其文件大小(数据量)通常非常巨大。为了以高压缩率压缩该巨大的文件大小的电影数据，MPEG和其他这样的标准准备了特殊的图像数据压缩方法(即，帧压缩方法)，其不同于一般数据压缩方法。如所公知的，帧压缩方法分为帧内压缩和帧间压缩，其中的帧内压缩是通过检查单独一个帧中的像素间的冗余来进行压缩，而帧间压缩是通过预测连续帧之间的运动来进行压缩。
近来，一方面，可以处理标准电影数据的高功能移动电话变得越来越流行，但仍旧存在许多低功能移动电话，其只能处理静止图像，或者，顶多是处理诸如动画GIF的简单电影。简单电影数据支持比MPEG电影数据低的帧速率，而且不是通过帧压缩方法来压缩的。由于这样的低帧速率，在简单电影中，拍摄对象很难平稳地移动，这一点使得简单电影被称为逐帧(frame-by-frame)电影。如果可用的帧速率极度低，简单电影将看不出任何东西，而只是幻灯片放映或静止图像的间歇显示，因此，简单电影也被称为连续静止图像。但是，其低帧速率允许简单图像数据的大小较小，并且对其施加的一般压缩方法允许简单电影数据以很小的工作量而被解码和重放。因此，简单电影很大程度上得到了低功能移动电话的支持。显然，低功能移动电话具有缺点：它们不能从高功能移动电话那里接收MPEG电影数据。
如通常所知的，存在i-运动邮件TM系统。在这个系统中，电影文件作为附件文件而被发送方移动电话发送，暂时储存在服务器中，接收方移动电话接收包括该电影文件的存储区域地址的邮件。在接收方移动电话向服务器发送浏览电影的请求之后，服务器将电影数据递送给接收方移动电话。当服务器从接收方移动电话接收到不符合i-运动邮件TM的浏览电影的请求时，服务器将电影数据转换成连续静止图像并且作为简单电影，将其发送到接收方移动电话。
日本专利公开2004-229103公开了一种图像分发系统，其将经由数据通信网络传送的MPEG电影数据转换成动画GIF，并对其进行分发。
可以通过首先对由复用图像数据和声音数据组成的电影数据施加解复用处理，以将图像数据与声音数据分离，来从MPEG电影数据中产生简单电影数据。分离的图像数据然后被解码，解压缩图像数据中的所有静止图像帧。某些静止图像帧是以规则采样间隔从所有这些解压缩的静止图像帧中提取出来的，然后组合以形成简单电影(例如，参见日本专利公开2004-007138)。
根据日本专利公开2004-007138所公开的内容，帧压缩图像数据中的所有帧都在为简单电影而提取静止图像帧之前被解码。然而，帧压缩图像数据的解码过程需要时间，由此，会占用很长的时间来完成简单电影创建的过程。
发明内容
本发明的目标在于提供图像处理方法、图像处理设备、图像处理程序和图像浏览系统，其能够以少量的时间从压缩图像数据中创建简单电影。
为了获得上述和其他的目标，本发明的图像处理方法包括第一到第四步骤。在第一步骤中，将原始图像数据的头部处的一系列静止图像帧修整作为头区，用来创建压缩形式的头区图像数据。原始图像数据包含基于帧进行压缩的多个静止图像帧。在第二步骤中，将压缩形式的头区图像数据解码为未压缩形式。在第三步骤中，以恒定的时间间隔从未压缩形式的头区图像数据中提取多个静止图像帧。在第四步骤中，通过以时间序列顺序排列和组合所提取的静止图像帧来创建简单电影数据。
根据帧速率、码率、重放时间等等，每一图像数据具有不同的大小。当图像数据的大小较大时，优选地，在解码之前修整头区，以减小数据大小。但是，当图像数据的大小较小时，头区不需要进行修整。因此，有可能在第一步骤之前增加一个比较图像数据的大小与阈值的步骤。在此情况下，只有当图像数据的大小大于阈值时才在第一步骤中修整头区，以使未压缩形式的头区图像数据的大小变得不大于阈值。
在第一步骤中，优选地，基于图像数据中静止图像帧的数量和图像数据的大小，将数量对应于未压缩形式的头区图像数据的大小的静止图像帧修整作为头区。
本发明的图像处理设备包括修整部分、解码部分、提取部分和简单电影创建部分。在修整部分中，将原始图像数据的头部处的一系列静止图像帧修整作为头区，用来创建压缩形式的头区图像数据。原始图像数据包含基于帧进行压缩的多个静止图像帧。在解码部分中，将压缩形式的头区图像数据解码为未压缩形式。在提取部分中，以恒定的时间间隔从未压缩形式的头区图像数据中提取多个静止图像帧。在简单电影创建部分中，通过以时间序列顺序排列和组合所提取的静止图像帧来创建简单电影数据。
当压缩形式的图像数据是帧内压缩格式时，修整部分基于关键帧来修整来自压缩形式的图像数据的头区。
本发明包括一种图像处理程序，用于引导计算机执行如上所述的图像处理方法。
本发明的图像浏览系统包括服务器和移动终端。服务器包括如上所述的图像处理设备，将图像处理设备创建的简单电影通过电信网络而传送。移动终端通过电信网络从服务器接收简单电影，并且重放简单电影。
根据本发明，修整压缩形式的图像数据的头区，用来创建头区图像数据，随后，在提取静止图像帧之前，头区图像数据被解码为未压缩形式。因此，本发明中用于创建简单电影的时间量小于解码整个图像数据、然后提取静止图像的情况。
附图说明
通过下面的对优选实施例的描述，并结合附图阅读，本发明的上述和其他目标和优点将变得很明显，其中的附图只是出于说明的目的而给出，并非限制本发明。在附图中，相似的附图标记在通篇几张视图中指示相似或对应的部件，并且其中：
图1是显示使用本发明的图像处理部分的图像浏览系统的轮廓的示意图；
图2是显示图像处理部分的轮廓的框图；
图3是显示图像处理部分的操作的顺序的流程图；
图4是显示从头区图像数据中提取静止图像帧的概念图；
图5是显示第二实施例的图像处理部分的操作的顺序的流程图；
图6是显示第三实施例的图像处理部分的轮廓的框图；
图7是显示第三实施例的图像处理部分的操作的顺序的流程图；
图8是显示第四实施例的图像处理部分的操作的顺序的流程图；
图9是显示第五实施例的图像处理部分的操作的顺序的流程图；以及
图10是显示第六实施例的图像处理部分的操作的顺序的流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的图像浏览系统10包括邮件服务器12、管理服务器13和移动电话14、15，邮件服务器12可以接入到诸如因特网的电信网络11，管理服务器13是直接连接到邮件服务器12的计算机，移动电话14、15可以通过电信网络11同管理服务器13和邮件服务器12进行通信。移动电话14、15具有摄像功能，传送具有包含该摄像功能所拍摄的电影的附件电影文件的邮件的功能，以及重放电影文件的功能。邮件携带终端指定信息，具体地，是发送终端的地址(发送方地址)和接收终端的地址(接收方地址)。要注意，移动电话14是高功能终端，其支持国际电影压缩标准，即MPEG格式。也就是说，移动电话14可以处理不可逆地压缩的数字数据，其中，静止图像帧被高度压缩。另一方面，移动电话15是低功能终端，其不支持MPEG格式，但支持简单电影。
邮件服务器12通过电信网络11从移动电话14(发送终端)接收邮件，将该邮件递送到一个或多个接收方地址。当把电影文件附加到邮件中时，邮件服务器12从邮件中取出电影文件，将电影文件链接到发送方地址，然后将该电影文件发送到管理服务器13。将用于浏览该电影文件的浏览地址附加于送往接收方地址的邮件。
管理服务器13包括数据管理部分16。当从邮件服务器12接收到电影文件时，数据管理部分16将电影文件在图像数据累积部分17中进行累积，将浏览地址发送回邮件服务器12。此外，数据管理部分16产生表数据，其将浏览地址与电影文件在图像数据累积部分17中的储存位置相联系，并在数据存贮部分18中储存所述表数据。
管理服务器13进一步包括请求接收部分19。请求接收部分19是用于从移动终端15接收浏览电影文件的请求(其包含浏览地址)的部分。当接收到请求时，请求接收部分19将浏览地址发送到数据管理部分16，数据管理部分16随后通过参考数据存贮部分18来寻找与该浏览地址相联系的电影文件的储存位置。数据管理部分16从数据存贮部分18中取出电影文件，将其输入给图像处理部分20。图像处理部分20处理输入的电影文件，以创建简单电影文件，并且将简单电影文件发送至图像分发部分21。然后，图像分发部分21将简单电影文件发送至移动电话15。这个简单电影由移动电话15中相应的应用程序来进行重放。
如图2和图3所示，图像处理部分20包括解复用处理部分25、存储器26、修整部分27、解码部分28、帧提取部分29、简单电影创建部分30、控制器31以及工作存储器32。解复用处理部分25将从图像数据累积部分17输入的电影数据解复用为图像数据和音频数据，将图像数据发送至修整部分27。
例如，当视频码率为128K(bps)、音频码率为12.2K(bps)、帧速率为15(fps)时，MPEG文件的大小将是(128K(bps)+12.2K(bps))×15(fps)/8＝262.875K(byte)。当从电影文件中解复用出图像数据时，图像数据的大小变为128K(bps)×15(fps)/8＝240K(byte)，其小于电影文件的大小。修整部分27修整头区(从第一帧开始预定数量的帧)，作为头区图像数据。
例如，如果图像数据是通过运动JPEG标准压缩方法来压缩的，其是一种帧内压缩，允许每一帧被独立解压缩，则图像数据可以基于帧(关键帧)来进行修整。如果图像数据是通过帧内压缩和帧间压缩的组合而进行压缩的，则图像数据基于GOP(图像组)来进行修整，其中GOP是帧间压缩的单位。
修整部分27对占压缩形式的图像数据中全部帧的预定比例的帧进行修整，作为头区。例如，当头区比例确定为50％且图像数据中有14帧时，第一到第七帧被修整为头区。
注意，头区占压缩形式的整个图像数据的比例可以根据重放时间或文件大小来确定。
解码部分28将压缩头区图像数据解码为多个未压缩的静止图像帧的图像数据。由于解码部分28只解码从原始图像数据修整而来的头区图像数据，该过程可以比解码整个图像数据进行得更加快速。帧提取部分29以恒定时间间隔从未压缩形式的图像数据中提取多个静止图像帧。
例如，如图4所示，当未压缩形式的图像数据中有7个静止图像帧时，提取第一、第三、第五和第七静止图像帧。
简单电影创建部分30以时间序列顺序排列所提取的静止图像帧并且将它们组合以创建简单电影数据，并且输出简单电影数据，作为要由相应应用程序重放的特定格式的文件。简单电影文件是基于参数而创建的，这些参数诸如静止图像帧的预定显示时间间隔等等。作为适用于简单电影的几种文件，有动画GIF文件、或电影文件(例如具有AVI或WMV的文件扩展名的文件)，在动画GIF文件中，每一静止图像数据被压缩并且以时间序列顺序互相连接，在电影文件中，静止图像帧首先以时间序列顺序排列，然后组合并压缩。要注意，简单电影不是通过帧压缩方法、而是通过一般数据压缩方法来压缩的。
回头来看图2，控制器31执行对解复用处理部分25、存储器26、修整部分27、解码部分28、帧提取部分29、简单电影创建部分30以及工作存储器32的整体控制。工作存储器32用于在部分25到30中执行的过程。存储器26连接到控制器31，储存指定的参数和预定参数。操作部分33连接到控制器31。操作部分33用于指定或改变要在修整部分27中修整的头区的比例。操作部分33还用于指定或改变用于简单电影创建部分30的参数，诸如静止图像帧的预定显示时间间隔等等。
【第二实施例】
在第二实施例中，如图5所示，压缩形式的头区图像数据中的静止图像帧占图像数据中全部静止图像帧的比例(X)是个参数，而在第一实施例中，头区占压缩形式的图像数据的帧的总数量、文件大小或重放时间的比例是个预定的固定值。
比例(X)可以根据电影文件的文件大小而改变，以使头区图像数据的文件大小变得恒定。而且，比例(X)可以根据图像数据中的帧的总数量而改变，以使头区图像数据中帧的数量变得恒定。换句话说，确定比例(X)，使得修整后的文件大小或帧的数量变成预定的固定值。
【第三实施例】
如图6所示，第三实施例的图像处理部分40包括比较器部分41。比较器部分41将输入图像数据的大小与阈值(预定的固定值)进行比较，将比较结果发送至控制器31。当图像数据的大小大于阈值时，控制器31控制修整部分42修整头区，当图像数据的大小不大于阈值时，跳过修整过程。此外，控制器31发送头区中帧数量的信息至修整部分42。头区中帧数量是根据下面的公式1计算的。修整部分42修整对应于计算出的帧数量的头区，以创建头区图像数据。公式1储存在存储器26中。
【公式1】
(F)＝(Fn)×(Y)/(S)
其中，(F)是头区中帧数量，(Fn)是解复用过程之后的图像数据中帧的总数量，(Y)是解码过程之后的头区图像数据的文件大小，(S)是输入电影文件(原始电影文件)的文件大小。(Y)具有与阈值相同的值。根据公式1，对应于解码后头区图像数据的文件大小(Y)的帧数量可以基于电影文件中帧数量与电影文件的大小之间的比率而确定。
例如，当在图像处理部分40中，阈值预定为512K(byte)时，首先，比较器部分41判断输入电影文件的大小是否大于阈值(512K(byte))。当输入电影文件的大小为1M(byte)时，修整部分42执行修整处理。当图像数据中有14帧时，根据公式1，头区中帧的数量变为7个。因此，修整部分42将第一到第七帧修整作为头区。
与之相对，当输入电影文件的大小为256K(byte)时，其不大于阈值(512K(byte))，修整过程就被跳过，通过解码部分28将整个图像数据解码为未压缩的图像数据。然后，在帧提取部分29中，以恒定时间间隔从未压缩的图像数据中提取多个静止图像帧，简单电影创建部分30创建简单电影文件。根据这个实施例，当电影文件的大小大于预定值时，简单电影的帧的数量(文件大小)可以恒定。
【第四实施例】
如图8所示，在第四实施例中，同样地，当图像数据的大小大于阈值时执行修整过程，当图像数据的大小不大于阈值时跳过修整过程。但是，在第四实施例中，解码过程之后的头区图像数据的文件大小是个参数(在第三实施例中，该大小是个预定的固定值)。在第四实施例中，头区中帧数量是根据下面的公式2来计算的。
【公式2】
(F)＝(Fn)×(Y)/(S)
其中，(F)是头区中帧数量，(Fn)是解复用过程之后的图像数据中帧的总数量，(Y)是解码过程之后的头区图像数据的文件大小(参数)，(S)是输入电影文件(原始电影文件)的文件大小。(Y)具有不大于阈值的值。
文件大小(Y)可以根据录制模式(例如电影文件的码率、视频帧速率、或二者结合)或文件大小而改变，或者根据解复用过程之后的图像数据中帧的总数量而改变。存储器26储存一个表，其将解码后头区图像数据的文件大小(Y)与用于确定该文件大小(Y)的元素相联系。控制器31参考电影文件和该表来确定解码后头区图像数据的文件大小(Y)，将从公式2计算出来的头区中帧数量的信息发送至修整部分42。修整部分42修整这些计算出的数量的帧。
【第五实施例】
在第五实施例中，阈值是个参数(Z)，如图9所示(在第四实施例中，阈值是个预定的固定值)。阈值(Z)可以根据录制模式(例如电影文件的码率、视频帧速率、或二者结合)或电影文件的文件大小来确定，或者根据解码后图像数据中帧的总数量来确定。进而，阈值(Z)可以根据是以高清晰度图像模式还是以低清晰度模式来创建简单电影文件而确定，在高清晰度图像模式中，提取大量的帧，而在低清晰度模式中，提取较小数量的帧。
在第五实施例中，头区中帧数量是根据下面的公式3来计算的。
【公式3】
(F)＝(Fn)×(Z)/(S)
其中，(F)是头区中帧数量，(Fn)是解复用过程之后的图像数据中帧的总数量，(Z)是解码过程之后的头区图像数据的文件大小(参数)，(S)是输入电影文件(原始电影文件)的文件大小。注意，参数(Z)取与阈值相同的值。
存储器26储存一个表，其将阈值(Z)与用于确定阈值(Z)的元素相联系。控制器31参考电影文件和该表来确定阈值(Z)，将确定的阈值的信息发送至比较器部分41。比较器部分41比较确定的阈值与电影文件的大小，并且将比较结果发送至控制器31。控制器31判断是否需要修整过程，当需要修整过程时，根据公式3计算头区中帧的数量。然后，控制器31将计算出的结果的信息发送至修整部分42。修整部分42修整计算出的数量的帧。
【第六实施例】
在第六实施例中，如图10所示，阈值和解码后头区图像数据的文件大小是独立的参数。在第六实施例中，头区中帧的数量是根据下面的公式4来计算的。
【公式4】
(F)＝(Fn)×(Y)/(S)
其中，(F)是头区中帧数量，(Fn)是解复用过程之后的图像数据中帧的总数量，(Y)是解码过程之后的头区图像数据的文件大小(参数)，(S)是输入电影文件(原始电影文件)的文件大小。注意，参数(Y)不大于阈值(参数(Z))。
阈值(参数Z)可以根据录制模式(例如电影文件的码率、视频帧速率、或二者结合)或电影文件的文件大小来确定，或者根据解码后图像数据中帧的总数量来确定。进而，阈值可以根据是以高清晰度图像模式还是以低清晰度模式来创建简单电影文件而确定，在高清晰度图像模式中，提取大量的帧，而在低清晰度模式中，提取较小数量的帧。
解码后头区图像数据的文件大小(参数Y)可以根据用于确定阈值(Z)的相同元素来确定，或者可以根据其他元素来确定。
在上面的实施例中，图像处理部分20设置在管理服务器13中。但是，图像处理部分可以设置在电子设备中，诸如移动电话中。在此情况下，图像处理部分的比较器部分41、解复用处理部分25、修整部分27或42、解码部分28、帧提取部分29、简单电影创建部分30储存在存贮介质中，由CPU上运行的程序激活。因此，储存在电子设备中的电影文件可以快速转换成简单电影文件并重放。此外，这个小的简单电影文件可以通过电信网络而传输到另一低性能的电子设备。
在第三到第六实施例中，将用于确定是否需要修整过程的阈值同电影文件的大小进行比较。然而，也可以将阈值同从电影文件中解复用的图像数据的大小进行比较。在此情况下，上面的公式1～4中的(S)是压缩形式的图像数据的大小，而不是输入电影文件的文件大小。
尽管通过优选实施例并结合附图完整描述了本发明，但各种改变和修改对于本领域技术人员来说是很显然的。因此，除非这些改变和修改偏离了本发明的范围，否则它们应该被认为是包含在其中的。

Claims (16)

1.一种图像处理方法，包括：
第一步骤，其中，将原始图像数据的头部处的一系列静止图像帧修整作为头区，用来创建压缩形式的头区图像数据，所述原始图像数据包含基于帧进行压缩的多个所述静止图像帧；
第二步骤，其中，将所述压缩形式的头区图像数据解码为未压缩形式；
第三步骤，其中，从所述未压缩形式的头区图像数据中提取多个静止图像帧，所述提取的静止图像帧具有恒定的时间间隔；以及
第四步骤，其中，通过以时间序列顺序排列和组合所述提取的静止图像帧来创建简单电影数据。
2.如权利要求1所述的图像处理方法，其中，所述压缩形式的头区图像数据中的静止图像帧占所述图像数据中全部静止图像帧的比例是预先确定的。
3.如权利要求1所述的图像处理方法，其中，所述压缩形式的头区图像数据中的静止图像帧占所述图像数据中全部静止图像帧的比例是根据所述图像数据的所述大小或所述图像数据中所述静止图像帧的数量而改变的。
4.如权利要求1所述的图像处理方法，进一步包括在所述第一步骤之前将所述图像数据的大小与阈值进行比较的步骤，
其中，只有当所述图像数据的所述大小大于所述阈值时才在所述第一步骤中修整所述头区，以使所述未压缩形式的头区图像数据的大小变得不大于所述阈值。
5.如权利要求4所述的图像处理方法，其中，在所述第一步骤中，基于所述图像数据中静止图像帧的数量和所述图像数据的大小，将数量对应于所述未压缩形式的头区图像数据的大小的静止图像帧修整作为所述头区。
6.如权利要求4所述的图像处理方法，其中，所述阈值是预先确定的固定值。
7.如权利要求6所述的图像处理方法，其中，所述未压缩形式的头区图像数据的大小等于所述阈值。
8.如权利要求6所述的图像处理方法，其中，所述未压缩形式的头区图像数据的大小在不大于所述阈值的范围中可变。
9.如权利要求4所述的图像处理方法，其中，所述阈值可变。
10.如权利要求9所述的图像处理方法，其中，所述未压缩形式的头区图像数据的大小等于所述阈值。
11.如权利要求9所述的图像处理方法，其中，所述未压缩形式的头区图像数据的大小在不大于所述阈值的范围中可变。
12.一种图像处理设备，包括：
修整部分，其中，将原始图像数据的头部处的一系列静止图像帧修整作为头区，用来创建压缩形式的头区图像数据，所述原始图像数据包含基于帧进行压缩的多个所述静止图像帧；
解码部分，其中，将所述压缩形式的头区图像数据解码为未压缩形式；
提取部分，其中，从所述未压缩形式的头区图像数据中提取多个静止图像帧，所述提取的静止图像帧具有恒定的时间间隔；以及
简单电影创建部分，其中，通过以时间序列顺序排列和组合所述提取的静止图像帧来创建简单电影数据。
13.如权利要求12所述的图像处理设备，进一步包括：
比较器部分，其在所述第一步骤之前将所述图像数据的大小与阈值进行比较，
其中，只有当所述图像数据的所述大小大于所述阈值时才在所述比较器部分中修整所述头区，以使所述未压缩形式的头区图像数据的大小变得不大于所述阈值。
14.如权利要求12所述的图像处理设备，其中，所述压缩形式的图像数据是帧内压缩格式，并且其中，所述修整部分基于关键帧来修整来自所述压缩形式的图像数据的所述头区。
15.一种图像处理程序，用于引导计算机执行如权利要求1所述的图像处理方法。
16.一种图像浏览系统，包括：
服务器，包括如权利要求12所述的图像处理设备，用于将所述图像处理设备创建的所述简单电影通过电信网络而传送；以及
移动终端，其通过所述电信网络从所述服务器接收所述简单电影，并且重放所述简单电影。
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