CN103957417A - 一种高鲁棒性的视频编、解码方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高鲁棒性的视频编、解码方法及系统，该高鲁棒性的视频编码方法包括：A.对未压缩的部分视频码流进行缓冲，划分出多个图像块；B.分别对每个图像块进行以下处理：B1.根据图像块中的像素的视觉重要属性值为图像块中的像素分配权重值；B2.以像素为单位对图像块进行分解；B3.重建新的图像块，且在所述新的图像块中，具有最高权重值的像素分散排列。实施本发明的技术方案，即使无线传输信道出现恶化，由于具有最高权重值的像素分散排列，接收端所接收的图像的质量只会降低，而不会使图像突然发生恶化或者中断。而且，视频的传输延时低于20ms。

Description

一种高鲁棒性的视频编、解码方法及系统

技术领域

本发明涉及视频编码领域，尤其涉及一种高鲁棒性的视频编、解码方法及系统。

背景技术

在无人机实时视频拍摄操控系统、专业影视拍摄监看系统、校园视频分发系统等系统中，摄像机将所拍摄的视频数据传送到发射机后，发射机对该视频数据进行编码，然后通过无线方式发送到接收机。接收机接收到该视频数据后，对其进行解码，然后输出。

视频编码的目的在于紧凑地准确地表达视频数据。目前，常采用视频压缩来减小视频数据的大小，但是，无线传输信道的信噪比和信道容量是动态变化的，当无线传输信道情况变差时，即，信噪比较小或信道容量较小时，接收端所接收的图像会出现突然恶化，甚至会发生中断。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述在信道情况变差时，图像质量会突然恶化的缺陷，提供一种高鲁棒性的视频编、解码方法及系统，即使信道情况变差，图像质量不会突然恶化。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种高鲁棒性的视频编码方法，包括：

A.对未压缩的部分视频码流进行缓冲，划分出多个图像块；

B.分别对每个图像块进行以下处理：

B1.根据图像块中的像素的视觉重要属性值为图像块中的像素分配权重值；

B2.以像素为单位对图像块进行分解；

B3.重建新的图像块，且在所述新的图像块中，具有最高权重值的像素分散排列。

在本发明所述的高鲁棒性的视频编码方法中，在所述步骤B2和步骤B3之间，还包括：

B4.在判断图像块中的像素的视觉重要属性值低于预设值时，丢弃该像素。

在本发明所述的高鲁棒性的视频编码方法中，在所述步骤B3中，在重建新的图像块时，先对像素进行FEC编码和/或CRC编码，而且，像素的权重值越高，对该像素进行编码的编码强度越大。

在本发明所述的高鲁棒性的视频编码方法中，在步骤B1中，为像素分别分配亮度权重值和色度权重值，而且，像素的亮度权重值高于其色度权重值。

本发明还构造一种高鲁棒性的视频编码系统，包括：

第一划分模块，用于对未压缩的部分视频码流进行缓冲，划分出多个图像块；及

第一处理模块，且所述第一处理模块包括：

第一分配单元，用于根据图像块中的像素的视觉重要属性值为图像块中的像素分配权重值；

第一分解单元，用于以像素为单位对图像块进行分解；

第一重建单元，用于重建新的图像块，且在所述新的图像块中，具有最高权重值的像素分散排列。

在本发明所述的高鲁棒性的视频编码系统中，所述第一处理模块还包括：

丢弃单元，用于在判断图像块中的像素的视觉重要属性值低于预设值时，则丢弃该像素。

在本发明所述的高鲁棒性的视频编码系统中，所述第一重建单元，还用于在重建新的图像块时，先对像素进行FEC编码和/或CRC编码，而且，像素的权重值越高，对该像素进行编码的编码强度越大。

在本发明所述的高鲁棒性的视频编码系统中，所述第一分配单元为像素分别分配亮度权重值和色度权重值，而且，像素的亮度权重值高于其色度权重值。

本发明还构造一种高鲁棒性的视频解码方法，包括：

C.对未压缩的部分视频码流进行缓冲，划分出多个图像块；

D.分别对每个图像块进行以下处理：

D1.以像素为单位对图像块进行分解，并提取每个像素的位置信息；

D2.根据每个像素的位置信息重建新的图像块。

本发明还构造一种高鲁棒性的视频解码系统，包括：

第二划分模块，用于对未压缩的部分视频码流进行缓冲，划分出多个图像块；及

第二处理模块，且所述第二处理模块包括：

第二分解单元，用于以像素为单位对图像块进行分解，并提取每个像素的位置信息；

第二重建单元，用于根据每个像素的位置信息重建新的图像块。

实施本发明的技术方案，即使无线传输信道出现恶化，由于具有最高权重值的像素分散排列，接收端所接收的图像的质量只会降低，而不会使图像突然发生恶化或者中断。而且，由于在对图像进行编码时，未对视频码流进行压缩，接收端也未进行解压，可使传输延时小于20ms，因此可实现无压缩高清影音数据的近乎实时中远距离传送。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明高鲁棒性的视频编码方法实施例一的流程图；

图2是图像质量与信道的信噪比/容量关系的曲线图；

图3是本发明高鲁棒性的视频编码方法实施例二的流程图；

图4是本发明高鲁棒性的视频解码方法实施例一流程图；

图5是本发明高鲁棒性的视频编码系统实施例一的逻辑图；

图6是本发明高鲁棒性的视频编码系统实施例二的逻辑图；

图7是本发明高鲁棒性的视频解码系统实施例一逻辑图。

具体实施方式

图1是本发明高鲁棒性的视频编码方法实施例一的流程图，该高鲁棒性的视频编码方法包括：

A.对未压缩的部分视频码流进行缓冲，划分出多个图像块；

B.分别对每个图像块进行以下处理：

B1.根据图像块中的像素的视觉重要属性值为图像块中的像素分配权重值，优选地，为像素分别分配亮度权重值和色度权重值，而且，像素的亮度权重值高于其色度权重值。一般情况下，图像内容的边缘处亮度值的视觉重要属性值较大，此时，应为边缘处的像素分配较高的权重值；

B2.以像素为单位对图像块进行分解，使得图像块被打散成多个像素，应理解，每个像素都携带有自身的位置信息，例如，属于第几个图像块，位于图像块的第几行第几列；

B3.重建新的图像块，且在所述新的图像块中，具有最高权重值的像素分散排列。在该步骤中，需说明的是，在重建新的图像块时，可仅将本图像块中具有最高权重值的像素分散排列在所重建的新图像块中，也可将相邻图像块中具有最高权重值的像素分散排列在所重建的新图像块中。

在经过上述方式对图像进行编码后，可将多个图像块重新组合成视频码流的一部分，然后对其进行射频调制，以将其映射到无线传输信道上，并进行发送。这样，即使无线传输信道出现恶化，由于具有最高权重值的像素分散排列，接收端所接收的图像的质量降低，而不会使图像突然发生恶化或者中断。而且，由于在对图像进行编码时，未对视频码流进行压缩，接收端也未进行解压，可使传输延时小于20ms，因此可实现无压缩高清影音数据的近乎实时中远距离传送。

结合图2，L1为经现有的高压缩率压缩编码后的图像质量与信道的信噪比/容量关系的曲线；L2为经现有的低压缩率压缩编码后的图像质量与信道的信噪比/容量关系的曲线；L3为经上述实施例的编码方法编码后的图像质量与信道的信噪比/容量关系的曲线。经对比发现，如曲线L1、L2所示，在无线传输信道恶化到一定程度，即，信噪比（SNR）或信道容量（Capacity）小于某个特定值时，PSNR（Picture Signal to Noise Ratio，图像信噪比）降低到零，图像质量急剧恶化，甚至出现中断。但是，如曲线L3所示，图像质量与信道的信噪比或信道容量成线性变化，也就是说，当无线传输信道恶化时，图像质量只会跟随信道恶化的情况而降低，而不会出现急剧恶化，甚至中断的情况。因此，这种高鲁棒性的视频编码方法对无线传输信道常出现的信噪比和信道容量的变化有非常好的适应性。这对中远距离的高清图像传输尤其重要，因为在较长的传输距离中，出现各种影响无线传输信道的因素增多，对图像编码的鲁棒性要求就突出了，所以，本实施例的视频编码方法特别适合无线中远距离视频的传输。

图3是本发明高鲁棒性的视频编码方法实施例二的流程图，相比图1所示的实施例，该实施例的高鲁棒性的视频编码方法，在步骤B2、B3之间还包括：

B4.在判断图像块中的像素的视觉重要属性值低于预设值时，丢弃该像素。在该步骤中，例如，如果某一个像素与其周围相邻的像素的亮度、色度相同，就可将该像素丢弃，也就是说，对于由亮度色度一样的某几个像素构成的小块，仅保留起始和结束位置处的像素。再例如，由某几个像素构成图像内容中某个细节，而该细节对人类视觉不敏感，也可将这几个像素丢弃。这样，可降低视频码流的码率，在传输时，可对这些视觉重要性较低的像素分配较少的信道资源。另外，还需说明的是，在接收端对视频解码时，需要对这些丢弃的像素重建亮度和色度信息。

在本发明的高鲁棒性的视频编码方法中，优选地，在步骤B3中，在重建新的图像块时，先对像素进行FEC（Forward Error Correction，前向纠错）编码和/或CRC（Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验）编码，而且，像素的权重值越高，对该像素进行编码的编码强度越大，以通过传输冗长信息或差错校验的方式，保证具有较高权重值的像素能顺利传送到接收端。

图4是本发明高鲁棒性的视频解码方法实施例一流程图，该高鲁棒性的视频解码方法包括：

C.对未压缩的部分视频码流进行缓冲，划分出多个图像块；

D.分别对每个图像块进行以下处理：

D1.以像素为单位对图像块进行分解，并提取每个像素的位置信息；

D2.根据每个像素的位置信息重建新的图像块。

图5是本发明高鲁棒性的视频编码系统实施例一的逻辑图，该实施例的高鲁棒性的视频编码系统包括第一划分模块10和第一处理模块20，其中，第一处理模块20包括第一分配单元21、第一分解单元22和第一重建单元23。其中，第一划分模块10用于对未压缩的部分视频码流进行缓冲，划分出多个图像块；第一分配单元21用于根据图像块中的像素的视觉重要属性值为图像块中的像素分配权重值，优选地，为像素分别分配亮度权重值和色度权重值，而且，像素的亮度权重值高于其色度权重值；第一分解单元22用于以像素为单位对图像块进行分解；第一重建单元23用于重建新的图像块，且在所述新的图像块中，具有最高权重值的像素分散排列，优选地，在重建新的图像块时，先对像素进行FEC编码和/或CRC编码，而且，像素的权重值越高，对该像素进行编码的编码强度越大。

图6是本发明高鲁棒性的视频编码系统实施例二的逻辑图，相比图5所示的实施例，该实施例的高鲁棒性的视频编码系统还包括连接在第一分解单元22和第一重建单元23之间的丢弃单元24，该丢弃单元24用于在判断图像块中的像素的视觉重要属性值低于预设值时，则丢弃该像素。

图7是本发明高鲁棒性的视频解码系统实施例一逻辑图，该实施例的高鲁棒性的视频解码系统包括第二划分模块30和第二处理模块40，而且，第二处理模块40包括第二分解单元41和第二重建单元42。其中，第二处理模块30用于对未压缩的部分视频码流进行缓冲，划分出多个图像块；第二分解单元41用于以像素为单位对图像块进行分解，并提取每个像素的位置信息；第二重建单元42用于根据每个像素的位置信息重建新的图像块。

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权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种高鲁棒性的视频编码方法，其特征在于，包括：

A.对未压缩的部分视频码流进行缓冲，划分出多个图像块；

B.分别对每个图像块进行以下处理：

B1.根据图像块中的像素的视觉重要属性值为图像块中的像素分配权重值；

B2.以像素为单位对图像块进行分解；

B3.重建新的图像块，且在所述新的图像块中，具有最高权重值的像素分散排列。

2.根据权利要求1所述的高鲁棒性的视频编码方法，其特征在于，在所述步骤B2和步骤B3之间，还包括：

B4.在判断图像块中的像素的视觉重要属性值低于预设值时，丢弃该像素。

3.根据权利要求1所述的高鲁棒性的视频编码方法，其特征在于，在所述步骤B3中，在重建新的图像块时，先对像素进行FEC编码和/或CRC编码，而且，像素的权重值越高，对该像素进行编码的编码强度越大。

4.根据权利要求1所述的高鲁棒性的视频编码方法，其特征在于，在步骤B1中，为像素分别分配亮度权重值和色度权重值，而且，像素的亮度权重值高于其色度权重值。

5.一种高鲁棒性的视频编码系统，其特征在于，包括：

第一划分模块，用于对未压缩的部分视频码流进行缓冲，划分出多个图像块；及

第一处理模块，且所述第一处理模块包括：

第一分配单元，用于根据图像块中的像素的视觉重要属性值为图像块中的像素分配权重值；

第一分解单元，用于以像素为单位对图像块进行分解；

第一重建单元，用于重建新的图像块，且在所述新的图像块中，具有最高权重值的像素分散排列。

6.根据权利要求5所述的高鲁棒性的视频编码系统，其特征在于，所述第一处理模块还包括：

丢弃单元，用于在判断图像块中的像素的视觉重要属性值低于预设值时，则丢弃该像素。

7.根据权利要求5所述的高鲁棒性的视频编码系统，其特征在于，所述第一重建单元，还用于在重建新的图像块时，先对像素进行FEC编码和/或CRC编码，而且，像素的权重值越高，对该像素进行编码的编码强度越大。

8.根据权利要求5所述的低码率高鲁棒性的高鲁棒性的视频编码系统，其特征在于，所述第一分配单元为像素分别分配亮度权重值和色度权重值，而且，像素的亮度权重值高于其色度权重值。

9.一种高鲁棒性的视频解码方法，其特征在于，包括：

C.对未压缩的部分视频码流进行缓冲，划分出多个图像块；

D.分别对每个图像块进行以下处理：

D1.以像素为单位对图像块进行分解，并提取每个像素的位置信息；

D2.根据每个像素的位置信息重建新的图像块。

10.一种高鲁棒性的视频解码系统，其特征在于，包括：

第二划分模块，用于对未压缩的部分视频码流进行缓冲，划分出多个图像块；及

第二处理模块，且所述第二处理模块包括：

第二分解单元，用于以像素为单位对图像块进行分解，并提取每个像素的位置信息；

第二重建单元，用于根据每个像素的位置信息重建新的图像块。