CN101820545A - 视频帧插入区宏块的编码方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种视频帧插入区宏块的编码方法，包括以下步骤：对传输流中的视频帧插入区的宏块进行解码；从解码数据中获取视频帧插入区的宏块的MV；将插入图像的数据与宏块的数据进行叠加运算，以将插入图像插入到视频帧插入区；根据插入图像的运动属性和透明度属性调整MV；以及依据调整后的MV对视频帧插入区宏块进行再编码。本发明通过所插入图像的运动属性和透明度属性来调整视频帧插入区宏块解码后的MV，并根据调整后的MV对插入区宏块进行再编码，使得该宏块的再编码残差数据降到最小，从而降低了台标字幕插入再编码过程的计算复杂度。

Description

视频帧插入区宏块的编码方法

技术领域

本发明涉及台标字幕插入领域，具体而言，涉及一种视频帧插入区宏块的编码方法。

背景技术

随着数字视频业务的普及以及三网融合大趋势的确定，数字视频之间的转码需求以及在转码框架中的各种应用需求日益增长。视频转码涉及了视频解码和再编码技术，是视频编解码领域的重点和难点。

台标字幕插入系统用于在电视节目中加入台标、字幕以及图像广告等图像对象。台标字幕插入系统在传输流中插入台标等图像需要完成解码、台标插入和再编码的处理过程。通常视频编码器的计算复杂度要比解码器的计算复杂度高得多，这主要是由于视频编码器中需要进行ME(Motion Estimation，运动估计)，再由ME得到MV(Motion Vector，运动矢量)。通常在视频转码器的再编码时，重用解码得到视频帧的MV，这样就省去了ME过程，节省了视频帧再编码的计算量。

然而，在台标字幕插入系统中，对于视频帧插入区内的宏块，由于在该区内插入了台标或字幕等图像信息，视频帧插入区宏块的重建值发生了变化，如果继续使用输入码流的解码MV对插入区宏块进行再编码，往往不能获得最小的编码残差，从而导致再编码模块处理了较多的残差数据，增加了编码过程的计算复杂度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种编码计算复杂度较小的视频帧插入区宏块的编码方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种视频帧插入区宏块的编码方法，包括以下步骤：对传输流中的视频帧插入区的宏块进行解码；从解码数据中获取视频帧插入区的宏块的MV；将插入图像的数据与宏块的数据进行叠加运算，以将插入图像插入到视频帧插入区；根据插入图像的运动属性和透明度属性调整MV；以及依据调整后的MV对视频帧插入区宏块进行再编码。

进一步地，当插入图像的运动属性为静止，透明度属性为不透明时，将MV置零。

进一步地，当插入图像的运动属性为静止，透明度属性为透明，且透明度大于或等于透明度预设值时，MV不变。

进一步地，当插入图像的运动属性为静止，透明度属性为透明，且透明度小于透明度预设值时，将MV置零。

进一步地，当插入图像的运动属性为滚动，且滚动速度大于或等于滚动速度预设值，将MV置零。

进一步地，当插入图像的运动属性为滚动，且滚动速度小于滚动速度预设值，透明度属性为不透明时，将MV的水平和垂直分量调整为插入图像的滚动速度在视频帧的水平和垂直方向的速度分量。

进一步地，当插入图像的运动属性为滚动，且滚动速度小于滚动速度预设值，透明度属性为透明，且透明度大于或等于透明度预设值时，MV不变。

进一步地，当插入图像的运动属性为滚动，且滚动速度小于滚动速度预设值，透明度属性为透明，且透明度小于透明度预设值时，将MV的水平和垂直分量调整为插入图像的滚动速度在视频帧的水平和垂直方向的速度分量。

进一步地，视频帧的解码区包括插入区和相关区，插入区为插入图像所覆盖的区域；相关区为与插入区宏块存在直接或间接相互参考关系的宏块组成的区域，在对传输流中的视频帧插入区的宏块进行解码的步骤中，对整个解码区的宏块进行解码。

本发明具有以下有益效果：本发明通过所插入图像的运动属性和透明度属性来调整视频帧插入区宏块解码后的MV，并根据调整后的MV对插入区宏块进行再编码，使得该宏块的再编码残差数据降到最小，从而降低了台标字幕插入再编码过程的计算复杂度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的视频帧划分示意图；

图2示出了本发明视频帧插入区宏块的编码方法流程图；

图3示出了本发明优选实施例根据所插入的图标字幕运动属性和透明度属性调整MV的流程图；

图4示出了运用本发明的视频帧插入区宏块的编码方法进行台标字幕插入的流程图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

如图1所示，视频帧分为插入区100、相关区200和无关区300三个区域，插入区100为所插入的台标或字幕等图像所覆盖的视频图像区域。相关区200为与插入区宏块存在直接或间接相互参考关系的宏块组成的区域。无关区300为显示器的视频图像剩余的区域。其中前两个区内的宏块在进行台标和字幕插入时需要解码，统称为解码区。

通常所插入的台标或字幕的图像的内容与插入区100的视频背景图像的内容是不相同的。插入区100的宏块的解码MV是基于视频背景图像的最佳MV(宏块的最佳MV是能产生最小编码残差的MV)，而叠加了台标或字幕后，该宏块的解码MV一般不再是其最佳MV了。因此需要根据所插入的台标或字幕的特点来重新确定插入区宏块的最佳MV。

图2示出了根据本发明实施例的视频帧插入区宏块的编码方法流程图。如图2所示，本实施例的视频帧插入区宏块的编码方法包括以下步骤：

S202，从传输流中获取解码后的视频帧插入区宏块的MV。

S204，在传输流中插入台标字幕。

S206，根据所插入的台标字幕的运动属性和透明度属性调整MV。

S208，对插入区宏块进行再编码。

通常所插入台标或字幕的显示效果可分为：静止不透明、静止透明、滚动不透明和滚动透明等。如图3所示，在步骤S206中，根据所插入的台标字幕的运动属性和透明度属性调整MV具体包括以下步骤：

S302，判断所插入的台标字幕是否为静止，如果是则进入步骤S304，否则执行步骤S308。

S304，判断所插入的台标字幕是否为透明，如果是则进入步骤S306，否则执行步骤S316。

S306，进一步判断所插入的台标字幕的透明度的大小，如果所插入的台标字幕的透明度大于或等于透明度预设值，则执行步骤S314，否则执行步骤S316。

S308，判断所插入的台标字幕的滚动速度是否大于或等于滚动预设值，如果是则执行步骤S316，否则进入步骤S310。

S310，判断所插入的台标字幕是否为透明，如果是则进入步骤S312，否则执行步骤S318。

S312，进一步判断所插入的台标字幕的透明度的大小，如果所插入的台标字幕的透明度大于或等于透明度预设值，则执行步骤S314，否则执行步骤S318。

S314，保持MV不变。

S316，将MV置零。

S318，调整MV的水平和垂直方向的分量。将MV的水平或垂直分量中的一个修改为台标字幕在对应的水平或垂直方向的滚动速度(台标字幕只在水平或垂直方向滚动)，而把另一个MV分量置零。

从本实施例的上述的步骤S302至S318可以得知：

当插入的图像静止且不透明显示时，前后视频帧中插入区100内的宏块的内容保持不变，因此可把这些宏块的再编码MV置零，使获得的编码残差为全零块。

当插入的台标或字幕静止透明显示时，插入区100内重建的宏块包括了背景视频宏块的信息，但背景视频宏块信息在整个重建宏块中所占的权重与设定的透明度成正比。由于台标字幕本身是静止的，当透明度较小时，将插入区宏块的MV置零，而当透明度较大时，对其MV不做修改。这样可获得最小的再编码残差。

当插入的台标字幕滚动不透明显示时，插入区100内同一个宏块在前后帧中的显示位置与设定的台标字幕滚动速度成正比，因此把其MV的水平或垂直分量中的一个分量修改为所插入的台标字幕的滚动速度，而把MV的另一个分量置零，即当所插入的台标字幕在显示屏上显示为水平滚动，则将MV的水平分量修改为所插入的台标字幕在水平方向的滚动速度，而把MV的垂直分量置零。同样，当所插入的台标字幕在显示屏上显示为垂直方向的滚动，则将MV的垂直分量修改为所插入的台标字幕在垂直方向的滚动速度，把MV的水平分量置零。为了确保预测的性能，当所插入的台标字幕在水平或垂直方向设置了较大的滚动速度，导致台标字幕插入区宏块参考到台标字幕插入区外的宏块时，则把该宏块的MV在对应的水平或垂直方向的分量置零。

当插入的台标字幕滚动透明显示时，如果设定的透明度较大时，对台标字幕插入区宏块的MV不做修改，而当设定的透明度较小时，把插入区宏块的MV的水平或垂直分量中的一个分量修改为所插入的台标字幕的滚动速度，而把MV的另一个分量置零，即当所插入的台标字幕在显示屏上显示为水平滚动，则将MV的水平分量修改为所插入的台标字幕在水平方向的滚动速度，而把MV的垂直分量置零。同样，当所插入的台标字幕在显示屏上显示为垂直方向的滚动，则将MV的垂直分量修改为所插入的台标字幕在垂直方向的滚动速度，把MV的水平分量置零。为了确保预测的性能，当所插入的台标字幕设置了较大的滚动速度，导致台标字幕插入区宏块参考到台标字幕插入区外的宏块时，把该宏块的MV在对应的水平或垂直方向的分量置零。

本实施例根据所插入图标字幕的显示效果调整插入区宏块的MV，从而得到插入区宏块的最佳MV，在后续的步骤中根据调整后的MV对插入区宏块进行再编码，这样在编码过程中处理的残差数据量最小，从而降低了再编码过程的计算复杂度。

图4示出了运用本发明的视频帧插入区宏块的编码方法进行台标字幕插入的流程图。现有的台标字幕的插入方式主要包括全编全解方式和局部编解码方式。全编全解方式是将传输流中数字信号还原成模拟信号，采用模拟台标字幕机的方式加入台标或字幕，再转换成数字信号。局部编解码方式是完全基于数字信号的处理方式，直接对视频传输流中需要改变的宏块进行压缩层局部宏块频域处理，嵌入设定的图片、文字信息。下面以局部编码方式为例来描述运用本发明的视频帧插入区宏块的编码方法进行台标字幕插入的流程。如图4所示，该插入流程包括以下步骤：

S402，将输入的一路传输流解复用。

S404，对需要插入台标或字幕的节目的视频帧解码条带进行解码。

S406，在解码后的节目信号中进行台标字幕的插入。

S408，根据所插入的台标字幕的运动属性和透明度属性调整插入区宏块的MV。

S410，将完成台标字幕插入的节目信号进行再编码。

S412，将完成编码的节目与其他未处理的节目重新复用成一路传输流，并输出。

当然本发明的视频帧插入区宏块的编码方法也可以应用于其它的台标字幕插入方式。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种视频帧插入区宏块的编码方法，其特征在于，包括以下步骤：

对传输流中的视频帧插入区的宏块进行解码；

从解码数据中获取视频帧插入区的宏块的MV；

将插入图像的数据与所述宏块的数据进行叠加运算，以将插入图像插入到所述视频帧插入区；

根据所述插入图像的运动属性和透明度属性调整所述MV；以及依据调整后的所述MV对所述视频帧插入区宏块进行再编码。

2.根据权利要求1所述的编码方法，其特征在于，当所述插入图像的所述运动属性为静止，所述透明度属性为不透明时，将所述MV置零。

3.根据权利要求1所述的编码方法，其特征在于，当所述插入图像的所述运动属性为静止，所述透明度属性为透明，且透明度大于或等于透明度预设值时，所述MV不变。

4.根据权利要求1所述的编码方法，其特征在于，当所述插入图像的所述运动属性为静止，所述透明度属性为透明，且透明度小于透明度预设值时，将所述MV置零。

5.根据权利要求1所述的编码方法，其特征在于，当所述插入图像的所述运动属性为滚动，且滚动速度大于或等于滚动速度预设值，将所述MV置零。

6.根据权利要求1所述的编码方法，其特征在于，当所述插入图像的所述运动属性为滚动，且滚动速度小于滚动速度预设值，所述透明度属性为不透明时，将所述MV的水平和垂直分量调整为所述插入图像的滚动速度在视频帧的水平和垂直方向的速度分量。

7.根据权利要求1所述的编码方法，其特征在于，当所述插入图像的所述运动属性为滚动，且滚动速度小于滚动速度预设值，所述透明度属性为透明，且透明度大于或等于透明度预设值时，所述MV不变。

8.根据权利要求1所述的编码方法，其特征在于，当所述插入图像的所述运动属性为滚动，且滚动速度小于滚动速度预设值，所述透明度属性为透明，且透明度小于透明度预设值时，将所述MV的水平和垂直分量调整为所述插入图像的滚动速度在视频帧的水平和垂直方向的速度分量。

9.根据权利要求1所述的编码方法，其特征在于，所述视频帧的解码区包括插入区和相关区，所述插入区为所述插入图像所覆盖的区域；相关区为与所述插入区宏块存在直接或间接相互参考关系的宏块组成的区域，在所述对传输流中的视频帧插入区的宏块进行解码的步骤中，对整个解码区的宏块进行解码。

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