CN101102498A - 一种高清视频图像处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高清视频图像处理方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1.通过高清视频图像采集设备，获得隔行扫描的原始高清分辨率视频数据；步骤2.将原始高清分辨率视频数据分成若干块，启动多线程编码模块分别对各块进行编码，然后进行复用处理，得到编码视频数据；步骤3.具有多核处理器的发送端将编码后的视频数据通过IP网络发送给接收端；步骤4.具有多核处理器的接收端对通过IP网络接收到的编码视频数据进行解复用处理，以得到若干块编码数据，启动多线程解码模块分别对各块编码数据进行解码，并合成为解码后的视频图像。该方法旨在通过多线程分块编码压缩高清视频图像以便于网络传输，还可以进一步使用视频图像处理技术来提升高清视频图像的显示质量，具有视频质量高、实时性好、通用性强等特点。
Description
技术领域
本发明涉及视频图像技术和通信技术领域，特别是一种高清视频图像处理方法，该方法旨在通过多线程分块编码压缩高清视频图像以便于网络传输，还可以使用视频图像处理技术来提升高清视频图像的显示质量。
背景技术
高清视频技术属于数字视频的最高标准，其高清晰的画面，细腻逼真的视觉效果，能够带给观众视觉上的享受。而且，高清视频技术还可与计算机、英特网技术相结合，满足许多高清晰度的需求场合(如远程监控、远程医疗等)，使其应用更加广泛，因而具有广阔的发展前景和巨大的市场容量。
高清视频信号的获得，涉及到采集、传输和显示等多种不同的技术，由于高清视频信号具有数据量大、实时性要求高等特点，使高清视频信号的传输和高清显示具有较大的技术难度，因此也成为制约高清视频体验的关键因素。
在现有的高清视频处理系统中，通常使用硬件进行大数据量的高清视频压缩，而且，对高清视频图像进行增强处理和效果提升的技术方法也很有限，存在视频图像抖动等诸多问题，这些都制约了人们对高清数字视频的体验需求。为此，基于多核处理器和多线程编解码器对高清视频进行高速压缩，并且通过对视频图像进行线性去交织，插值放大等图像处理方法，来提升视频图像的显示质量，这些都为高清视频的实时性和高质量显示提供了保障，也为人们日益提高的体验需求和某些对清晰度要求较高的应用提供了技术支持。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种高清视频图像处理方法，该方法旨在通过多线程分块编码压缩高清视频图像以便于网络传输，还可以进一步使用视频图像处理技术来提升高清视频图像的显示质量，具有视频质量高、实时性好、通用性强等特点。
本发明的技术方案如下：
一种高清视频图像处理方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1.通过高清视频图像采集设备，获得隔行扫描的原始高清分辨率视频数据；
步骤2.将原始高清分辨率视频数据分成若干块，启动多线程编码模块分别对各块进行编码，然后进行复用处理，得到编码视频数据；
步骤3.具有多核处理器的发送端将编码后的视频数据通过IP网络发送给接收端；
步骤4.具有多核处理器的接收端对通过IP网络接收到的编码视频数据进行解复用处理，以得到若干块编码数据，启动多线程解码模块分别对各块编码数据进行解码，并合成为解码后的视频图像。
在所述步骤1和步骤2之间还包括以下步骤：对原始高清分辨率视频数据的每帧图像进行裁减，以减小数据量便于传输。
在所述步骤4之后还包括以下步骤：对解码后的视频图像中的每帧图像的顶场和底场分别进行线性去交织处理，得到同分辨率的逐行扫描视频图像，图像帧率加倍。
在所述步骤4之后还包括以下步骤：对解码后的视频图像中的每帧图像的顶场和底场分别进行图像放大处理，然后合并为一帧，这样图像帧率保持不变，图像分辨率提高。
所述原始高清分辨率为1920×1080i或1280×720p或1920×1080p。
所述将原始高清分辨率视频数据分成若干块，包括单独或组合选用以下方式：奇偶行分块法、横向分块法、纵向分块法、或者横向纵向组合分块法等。
所述奇偶行分块法是指将视频数据分成奇行块和偶行块；所述横向分块法是指将原始视频数据横向分成若干块；所述纵向分块法是指将原始视频数据纵向分成若干块；所述横向纵向组合分块法是指将原始视频数据先横向分块，再纵向分块的方法。
所述多线程编码模块和多线程解码模块采用MPEG-4、H.264、VC-1或AVS等标准进行编解码。
所述IP网络包括有线IP网络和/或无线IP网络。
所述具有多核处理器的发送端和接收端是多核PC机，即多核个人计算机，包括基于X86架构或Power PC处理器的台式机、便携式PC机、笔记本电脑等。
所述线性去交织或图像放大均在PC机，或是专用处理芯片上实现。
所述线性去交织是指编解码中的线性去交织算法。
所述图像放大是用插值算法将小分辨率图像插值为大分辨率图像，可以用最近邻插值法，双线性插值法，或三次褶积法等。
本发明的技术效果如下：
1.本方法能够有效提升高清视频图像的显示质量，视频质量高；
2.采用多线程编解码技术，实时性好；
3.采用通用多核PC平台，通用性和可扩展性强，用户成本低。
附图说明
图1为本发明的工作原理图。
图2为本发明的奇偶行分块法多线程编码模块工作流程图。
图3为本发明的奇偶行分块法多线程解码模块工作流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提出了一种高清视频图像处理方法，其工作原理如下：
1.通过高清视频图像采集设备，获得原始的隔行扫描高清晰度视频数据。本发明中以分辨率为1920×1080i，帧率为25fps的高清视频图像为例；
2.对原始视频数据的每帧图像进行适当裁减(比如缩小1.5倍)，以减小数据量便于传输，即得到分辨率为1280×720i，帧率为25fps的视频图像；
3.将裁减后的视频数据分成若干块，启动多线程编码模块分别对各块进行编码(MPEG-4、H.264、VC-1或AVS)，然后进行复用处理，得到编码视频数据，以进一步减小数据量；
4.具有多核处理器的发送端将编码视频流通过IP网络发送给接收端；
5.具有多核处理器的接收端对通过IP网络接收到的编码数据进行解复用处理，以得到编码后的若干块，启动多线程解码模块分别对各块进行解码(MPEG-4、H.264、VC-1或AVS)，并合成为解码视频图像；
6.对解码后的视频图像进行图像处理，即对每帧图像的顶场和底场分别进行线性去交织处理，可得同分辨率的逐行扫描视频图像，并且帧率加倍，即得到1280×720p，帧率为50fps的高清视频图像；或者分别进行图像放大处理(比如放大1.5倍)，然后合并为一帧，这样图像帧率保持不变，即可得分辨率为1920×1080i，帧率为25fps的高清视频图像；所述两种图像处理方法均能有效提升高清视频显示质量。
如图2和图3所示，本发明中所提到的多线程编/解码模块，以通过奇偶行分块法分成2块为例，具体工作流程分别是：
多线程编码模块：
1.将视频数据分成奇行和偶行；
2.对奇行进行编码，可通过编码器(MPEG-4、H.264、VC-1或AVS)进行视频编码；
3.对偶行进行编码，可通过编码器(MPEG-4、H.264、VC-1或AVS)进行视频编码；
4.将奇行、偶行分别编码后的数据进行复用处理，生成编码视频数据。
上述步骤2和步骤3可以互换。
多线程解码模块：
1.将编码视频数据进行解复用处理，以得到编码后的奇行和偶行；
2.对奇行进行解码，可通过解码器(MPEG-4、H.264、VC-1或AVS)进行视频解码；
3.对偶行进行解码，可通过解码器(MPEG-4、H.264、VC-1或AVS)进行视频解码；
4.对奇行、偶行分别解码后的数据合成为解码视频图像。
上述步骤2和步骤3可以互换。
应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。因此，尽管本说明书参照附图对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，例如，附图中处理的视频图像为1920×1080i，但在具体实施过程中，可以是其他高清分辨率；另外，图像裁减处理可以缩小为其他分辨率图像，放大处理也可放大为其他高清分辨率图像。而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明专利的保护范围当中。
Claims (10)
1.一种高清视频图像处理方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1.通过高清视频图像采集设备，获得隔行扫描的原始高清分辨率视频数据；
步骤2.将原始高清分辨率视频数据分成若干块，启动多线程编码模块分别对各块进行编码，然后进行复用处理，得到编码视频数据；
步骤3.具有多核处理器的发送端将编码后的视频数据通过IP网络发送给接收端；
步骤4.具有多核处理器的接收端对通过IP网络接收到的编码视频数据进行解复用处理，以得到若干块编码数据，启动多线程解码模块分别对各块编码数据进行解码，并合成为解码后的视频图像。
2.根据权利要求1所述的高清视频图像处理方法，其特征在于：在所述步骤1和步骤2之间还包括以下步骤：对原始高清分辨率视频数据的每帧图像进行裁减，以减小数据量便于传输。
3.根据权利要求1所述的高清视频图像处理方法，其特征在于：在所述步骤4之后还包括以下步骤：对解码后的视频图像中的每帧图像的顶场和底场分别进行线性去交织处理，得到同分辨率的逐行扫描视频图像，图像帧率加倍；或者，对解码后的视频图像中的每帧图像的顶场和底场分别进行图像放大处理，然后合并为一帧，这样图像帧率保持不变，图像分辨率提高。
4.根据权利要求1所述的高清视频图像处理方法，其特征在于：所述原始高清分辨率为1920×1080i或1280×720p或1920×1080p。
5.根据权利要求1所述的高清视频图像处理方法，其特征在于：所述将原始高清分辨率视频数据分成若干块，包括单独或组合选用以下方式：奇偶行分块法、横向分块法、纵向分块法、或者横向纵向组合分块法。
6.根据权利要求5所述的高清视频图像处理方法，其特征在于：所述奇偶行分块法是指将视频数据分成奇行块和偶行块；所述横向分块法是指将原始视频数据横向分成若干块；所述纵向分块法是指将原始视频数据纵向分成若干块；所述横向纵向组合分块法是指将原始视频数据先横向分块，再纵向分块的方法。
7.根据权利要求1所述的高清视频图像处理方法，其特征在于：所述多线程编码模块和多线程解码模块采用MPEG-4、H.264、VC-1或AVS等标准进行编解码；所述IP网络包括有线IP网络和/或无线IP网络。
8.根据权利要求1所述的高清视频图像处理方法，其特征在于：所述具有多核处理器的发送端和接收端是多核PC机，即多核个人计算机，包括基于X86架构或Power PC处理器的台式机、便携式PC机、笔记本电脑等。
9.根据权利要求3所述的高清视频图像处理方法，其特征在于：所述线性去交织或图像放大均在PC机，或是专用处理芯片上实现。
10.根据权利要求1所述的高清视频图像处理方法，其特征在于：所述线性去交织是指编解码中的线性去交织算法；所述图像放大是用插值算法将小分辨率图像插值为大分辨率图像，可以用最近邻插值法，双线性插值法，或三次褶积法。
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