CN1407808A - 流量可缩放的视频代码转换器 - Google Patents

流量可缩放的视频代码转换器 Download PDF

Info

Publication number
CN1407808A
CN1407808A CN02117489A CN02117489A CN1407808A CN 1407808 A CN1407808 A CN 1407808A CN 02117489 A CN02117489 A CN 02117489A CN 02117489 A CN02117489 A CN 02117489A CN 1407808 A CN1407808 A CN 1407808A
Authority
CN
China
Prior art keywords
video
code
discrete cosine
cosine transform
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN02117489A
Other languages
English (en)
Inventor
高成伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yingtong Science & Technology Co Ltd
Original Assignee
Yingtong Science & Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yingtong Science & Technology Co Ltd filed Critical Yingtong Science & Technology Co Ltd
Publication of CN1407808A publication Critical patent/CN1407808A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/60—Network structure or processes for video distribution between server and client or between remote clients; Control signalling between clients, server and network components; Transmission of management data between server and client, e.g. sending from server to client commands for recording incoming content stream; Communication details between server and client 
    • H04N21/63—Control signaling related to video distribution between client, server and network components; Network processes for video distribution between server and clients or between remote clients, e.g. transmitting basic layer and enhancement layers over different transmission paths, setting up a peer-to-peer communication via Internet between remote STB's; Communication protocols; Addressing
    • H04N21/637—Control signals issued by the client directed to the server or network components
    • H04N21/6377—Control signals issued by the client directed to the server or network components directed to server
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/13—Adaptive entropy coding, e.g. adaptive variable length coding [AVLC] or context adaptive binary arithmetic coding [CABAC]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/146—Data rate or code amount at the encoder output
    • H04N19/152—Data rate or code amount at the encoder output by measuring the fullness of the transmission buffer
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/154—Measured or subjectively estimated visual quality after decoding, e.g. measurement of distortion
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/164—Feedback from the receiver or from the transmission channel
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/17—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
    • H04N19/176—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a block, e.g. a macroblock
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/18—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being a set of transform coefficients
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/40—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using video transcoding, i.e. partial or full decoding of a coded input stream followed by re-encoding of the decoded output stream
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/48—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using compressed domain processing techniques other than decoding, e.g. modification of transform coefficients, variable length coding [VLC] data or run-length data
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/60—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/60—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
    • H04N19/61—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding in combination with predictive coding
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/90—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using coding techniques not provided for in groups H04N19/10-H04N19/85, e.g. fractals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/60—Network structure or processes for video distribution between server and client or between remote clients; Control signalling between clients, server and network components; Transmission of management data between server and client, e.g. sending from server to client commands for recording incoming content stream; Communication details between server and client 
    • H04N21/65—Transmission of management data between client and server
    • H04N21/658—Transmission by the client directed to the server

Abstract

一种视频代码转换方法和设备，通过把视频数据代码转换成与可用带宽相适应，使数字视频能够在各种网络设施上传输。代码转换器从视频流数据包中提取MPEG视频数据和把MPEG分层数据分解成块级。然后，代码转换器不必将视频流解码和重新编码，就可以处理离散余弦变换(DCT)系数的变长编码(VLC)。处理涉及到根据可用网络带宽和/或DCT代码对图像质量敏感度的影响，为视频流中的每个DCT频率指定允许误差范围，并涉及通过根据指定的允许误差范围，把长代码改变成短代码，来动态地调整视频流量。为DCT频率指定的允许误差范围越大，从输入视频流中去除的视频信号就越多。因此，该视频代码转换方法和设备通过改变每个DCT频率的允许误差范围，来动态调整视频流量。

Description

流量可缩放的视频代码转换器
                        技术领域
本发明涉及一种能够通过各种网络设施和媒介发射数字视频的视频代码转换方法和设备，尤其涉及能够对视频数据进行代码转换使之与可用带宽相适应的方法和设备。
根据本发明的优选实施例，代码转换器从视频流信息包中提取MPEG(运动图像专家组)视频数据，和把MPEG分层数据分解到块级。然后，代码转换器处理离散余弦变换(DCT)系数的变长编码(VLC)，而不必把频域中的视频信号解码成像素域中的格式而且把像素域中的视频重新编码成频域中的格式。处理技术涉及根据可用网络带宽和/或DCT代码对图像质量感知所具有的影响，把允许误差范围分配给视频流中的每个DCT频率，然后根据分配的允许误差范围，把长代码改变成短代码。通过为每个DCT频率定义调整允许误差范围，代码转换器可以动态地调整视频流量。
从原理上讲，本发明的方法和设备所提供的代码转换引擎可以应用于许多不同类型的网络，包括因特网和无线通信网络，由于不需要任何专用硬件，因此，可以容易地应用于网络上的任何节点或路由器。另外，本发明的代码转换引擎不仅可以用于对MPEG(运动图像专家组标准组织的缩写)格式的数据进行代码转换，而且可以对其他类似的基于块的视频压缩标准的数据进行代码转换。
                        背景技术
本发明致力于寻求视频数据流的便利传输的技术，亦即，使通过诸如因特网和各种无线网络之类可带宽共享的网络提供视频服务成为可能。本发明致力于解决与网络拥挤对视频流的影响有关以及在无线网络的情况下与移动频带的有效使用和高成本有关的问题。
通过拥挤的网络链路提供视频的服务的传统解决方案是从视频流中随机地丢弃一些视频信号以应付带宽的不足。由于丢失了视觉上重要的信息，因此，这种方法导致接收端图像质量显著降低。在无线网络中，利用现有无线网络的带宽环境传输视频流是不可能的。要传递视频业务必须把几个频带组合在一起。但是，移动频带是昂贵的资源，不能在传递视频流所需的长时期内将其指定给一个用户。
要避免在网络带宽不足以传输全部信号时随机地舍弃一些视频信号，从而减缓随之发生的视频质量变差的一条途径是，把输入的压缩视频流完全还原到像素域，然后，重新编码未压缩的视频信号，以便与可用网络带宽相适应。
根据这种现有途径，代码转换器首先将压缩视频流解码。然后从视频流中提取MPEG信号，进而把MPEG解码器应用于所提取的MPEG视频，并把压缩MPEG视频还原到未压缩的像素域。此后，代码转换器采用MPEG编码器，把像素域中的还原视频重新编码成压缩视频。
更具体地说，如图1所示，传统视频代码转换器100包括解码器110和编码器150。将先前压缩并打包的视频流输入到MPEG视频流提取器(MVSE)105，视频流提取器(MVSE)105把提取的MPEG视频流提供给变长解码器(VLD)115。逆量化器120利用第一量化步长Q1处理VLD 115的输出。逆DCT处理器125处理逆量化器120的输出，并把像素域数据提供给加法器130，加法器130根据切换器140的位置，把像素域数据与基于运动补偿器135所产生的运动的运动补偿差分信号或无效信号相加。
把输入到图1的代码转换器的每个宏块(MB)的代码模式(内部或中间模式)嵌入到输入预压缩比特流中，并将其提供给切换器140。把加法器30的输出提供给编码器150和解码器110的当前帧缓冲器(C_FB)145。然后，运动补偿器135使用来自当前FB 145和来自前一帧缓冲器(P_FB)150的数据，以及来自VLD 115的运动矢量数据(MV)。在编码器150中，把像素数据提供给内部/中间模式切换器155、加法器160和运动估计(ME)功能块165。切换器155选择当前像素数据、或当前像素数据与前一帧的像素数据之间的差值，以便由DCT处理器170、量化器175、和变长编码器180进行处理。变长编码器180的输出是一包括来自运动估计器165的运动矢量数据的比特流，该比特流被发射到解码器。最后，速率调整电路Q1控制代码转换器的输出比特率。
在反馈路径中，逆量化器182和逆DCT处理器184执行处理，以还原像素域数据。然后，在加法器186中把这个数据与运动补偿数据或无效信号相加，并把求和值提供给当前帧缓冲器190。把来自当前帧缓冲器190和前一帧缓冲器192的数据提供给运动估计器165和运动补偿器194。切换器196响应内部/中间模式切换控制信号，把无效信号或运动补偿器194的输出提供给加法器186。
从上面所述可明显看出，这种途径需要大量的计算资源，才能完全解压缩和重新压缩输入视频流。由于代码转换器需要MPEG编码和解码的所有功能，所以成本极高，并且代码转换器一般只对视频流的头端或源才切实可行，而在最需要带宽调整的节点上则不实用。
一种可替换的途径是通过再利用已经在输入压缩视频流中完成的运动补偿，来提高图1所示的传统代码转换器的计算效率。图2示出省去运动补偿步骤的MPEG视频代码转换器的例子。该方法和设备是建立在如下发现之上的，即如果在代码转换期间保持每帧的图像类型，那么，解码器解码的运动矢量可以用于编码器中的运动补偿，而不会显著损坏合成图像的可感知的质量，从而不再需要计算量巨大的运动补偿操作。
除了运动矢量处理之外，图2的代码转换器与图1的代码转换器相同，因此，图2中的相同部件被相应地编号。如同图1的代码转换器，图2的代码转换器200包括MPEG视频提取器105、MPEG解码器210和MPEG编码器250。另一方面，与图1的代码转换器相反，代码转换器200把运动矢量从VLD 115直接提供给编码器250中的运动补偿器194。结果，图2的代码转换器结构将生成具有新比特率的新比特流，而不必进行新的运动补偿运算。尽管提高了效率，但是，由于在编码和解码过程中分别涉及到的DCT和IDCT运算，计算量仍然相当大。
如果视频代码转换方法或设备是实用的，那么，它应该尽可能简单，这是因为，不仅必须在发射的头端上提供这种服务，而且必须在路由器上提供这种服务。应避免对计算要求高的所有MPEG组成部分，譬如，运动估计、DCT、IDCT等等，还应当在不显著损坏视频质量的情况下，能够根据可用网络带宽调整发射视频流的比特率。到目前为止，市场上还没有这样的方法或设备。
                        发明内容
因此，本发明的第一目标是提供一种能够在带宽不同的各种网络设施上进行数字视频传输，同时不会感觉到视频质量明显变差的视频代码转换方法和设备。
本发明的第二目标是提供一种可以应用于包括因特网和无线通信网络上的任何节点并且能够有效地和动态地把视频数据代码转换成与可用带宽相适应的视频代码转换方法和设备。
本发明的第三目标是提供一种不需要进行计算量大的运动补偿、离散余弦变换、或逆离散余弦变换等运算的视频代码转换方法和设备。
按照本发明所提请的实施例的原理，通过提供一种视频代码转换引擎，可以实现上述目标，以其最宽的涵盖形式，该视频代码转换引擎执行以下处理过程，把视频流分解成块级并存储重新打包经过后处理的视频信号所需的信息；通过为被分解的视频信号的每一DCT频率设定误差范围，对输入视频信号进行处理，以调整视频比特率；以及以与输入视频信号相同的格式重新打包经代码转换的视频信号。
更具体地说，当所提请实施例的代码转换器应用于MPEG编码视频流时，该代码转换器从输入视频流数据包中提取MPEG数据，把MPEG数据分解到块级，以及通过根据可用网络带宽和/或DCT代码对图像质量的影响度，把允许误差范围指定给每个DCT频率，然后通过搜索在允许误差范围内的、具有最短长度的码字，在块级上重新安排视频流数据包中DCT系数的VLC编码以与可用带宽相适应。因此，调整视频业务不是通过对数据进行一对逆DCT和DCT运算，完全将视频流解码，而是通过只在DCT频率域中处理每个MPEG块的DCT系数来完成。
本发明的所提请的代码转换器的效率得到显著提高是因为，它利用了已经由前一MPEG编码器实现的每个MPEG块中的运动补偿、量化、按频率的锯齿形扫描、和DCT系数的变长编码，并且简单调整DCT系数而不进行新的变换或逆变换。在传统速率控制引擎的调节下，首先按照MPEG标准，通过将短码指定给频繁出现的DCT系数模式和将长码指定给非频繁出现的DCT系数模式，然后把非频繁出现的模式变换成使视频信号与可用网络带宽相适应所需的频繁出现的模式。由此代码转换引擎引起的视频品质变化远比通过随机舍弃视频信息而造成的视频品质变化更不容易觉察出来。
尽管在这里是参照MPEG编码视频的具体例子描述本发明的，但本领域的业内人士应该明白，本发明也可以适用于码长可变的其它块级视频压缩格式。
                        附图说明
图1是利用完整解码/编码的传统视频代码转换器的示意图；
图2是从代码转换结构中去掉运动估计部分，使效率得到提高的现有技术视频代码转换器的示意图；
图3是根据本发明所提请的原理构成的带宽可缩放视频代码转换器结构的示意图；
图4是实现图3所示的代码转换器结构的方法的流程图；
图5示出了在根据图3和4所示的方法和设备的原理进行带宽可缩放视频代码转换之前的编码块的样本；
图6是给出多个相应DCT分量中每一个的误差范围的图表；和
图7是显示在根据本发明所提请的原理进行带宽可缩放视频代码转换之后的编码块的图表。
                      具体实施方式
如图3所示，本发明是通过可以应用于任何路由器并包括代码转换器300的代码转换引擎实现的，其中代码转换器300由解码器310和编码器350组成。但是，与常规代码转换器不同，本发明所提请的解码器和编码器不进行完整的编码和解码，而是利用MPEG视频编码标准的分层结构。
为了解本发明的代码转换方法，有必要先了解在视频流的若干层次上工作的视频压缩和MPEG编码的一些基本原理。根据MPEG标准，在编码视频流底层上的是由8×8个像素组成的块。通过离散余弦变换把像素域中的8×8个块转换到频率域，这可以有效地消除同一图像(帧内编码)内邻近的像素之间的空间相关性。另外，为了解决邻近帧中的像素之间的相关性，MPEG把运动补偿补充到帧间编码技术中。结果，在通过离散余弦变换消除预测余项之间的相关性的同时，另外对DCT系数进行按频率的锯齿形扫描、量化和VLC编码。在量化和VLC编码步骤中实现MPEG视频压缩。锯齿形扫描的目的是优先跟踪包含大部分能量的低频DCT系数。这种锯齿形扫描用于实现VLC编码。
变长编码从沿着扫描线检测非零量化系数和检测两个连续非零系数之间的距离(游程)开始，用唯一的VLC码字将每个连续的“游程、长度”对进行编码。一种模式越有可能出现在每个对中，指定给该模式的VLC码字就越短。由于在“游程、长度”对中的模式数是一个巨大的数字，因此，并不是每一模式都会映射到VLC码字上。结果，在大多数模式中使用定长编码技术。定长码字要比VLC码字长得多。
本发明通过把非频繁模式变换成频繁模式来解决这个问题，所采用方式考虑了如下发现，即人体视觉系统对DCT系数的敏感性是从低频到高频变化的，这意味着人体视觉系统对高频DCT的编码误差没有对低频DCT的编码误差那么敏感，因此，虽然不能忽略非频繁模式，但是，通过低传送低频DCT码，可以使该传送的感性影响达到最小。
在所提请专利中，通过为每个DCT频率指定允许误差范围使视觉感性影响达到最小。一旦已经指定了允许误差范围，就可以在对误差感知影响最小的情况下系统地进行传送。因此，除了如下文所解释的那样部分地解码之外，代码转换器300的解码器310只需要与图1和2所示的MVSE 105相对应的MPEG视频流提取器(MVSE)105，和与图1和2所示的传统VLD相对应的变长解码器(PVLD)115。
在图1和2的代码转换器中没有对应物的，即图3所示的结构的一个独有的部件(除了去掉诸如DCT处理器之类的许多部件之外)是最大误差译码器320的编码器350中所包括的部件，它在允许误差范围内，为相应的游程、长度对寻找可能最短的码字，并且进行替换。然后，MPEG视频流处理器125使用改进型编码对所提取的和处理过的系数进行重新打包。如果DCT系数的值为零，那么，将迫使它的相应允许误差也为零，这意味着零值的DCT系数是不能改变的。
图4中示出该方法的工作流程。在图4中，CW表示码字，NR代表新游程，E代表误差范围，R和L分别代表游程和长度，步骤100是在允许误差范围内为特定游程、长度对确定长度最短的码字的处理步骤。步骤101和102为特定的游程设置标志，步骤103确定误差范围是否包括零，其中可以跳过寻找最短码字的步骤。由于对于一些类型的块，MPEG并不允许所有DCT系数都为零，并且对于不允许所有DCT系数都为零的块，本发明的代码转换器最好遵循该规则，因此，所提请专利的代码转换器迫使第一个非零DCT系数不为零。
图5示出了编码块的例子，图6给出了编码块中每个DCT频率的误差范围。由于DCT系数对视频质量有不同的影响，因此，每个DCT频率的相应误差范围应该反映这种差异。用Di表示锯齿形扫描DCT数组中的第i个DCT系数，用Ei表示Di的误差范围，由于对于i＜j，Di对人体视觉系统比Dj对人体视觉系统的效果更明显，因此，Ei和Ej应该满足关系式Ej≤Ej。如果Dmax代表DCT系数可以采用的可能最大值并且Ei≥Dmax，那么，Dj’＝0，
Figure A0211748900111
其中，Dj’表示Dj’的代码转换值。根据这一理论，块的末尾必须出现在Di之前，其中Ei≥Dmax。在图7中用字母EB表示超过Dmax的值。
根据上面代码转换方案，最终所得的代码转换块在图7中给出。第一游程、长度对是(0，4)，第一DCT分量的误差范围是2。根据图4阐述的方法，把(0，4)的游程、长度对代码转换成(0，2)，并把码字从111000改变成1100。遵从相同的过程，把码字为00001010的(0，6)代码转换成码字为111000的(0，4)，把码字为01111的(0，-3)代码转换成码字为101的(0，-1)，把码字为00000000000110000的(0，32)代码转换成码字为000000000101000的(0，27)，以及把码字为001000110的(0，10)代码转换成码字为1100的(0，2)，接着是块的末尾。
在此例中，用于对块编码的总比特数在代码转换之前是158，在代码转换之后是36。结果，通过优选代码转换方案，节约了122个比特。在这个具体例子中，编码效率提高了77％以上。
如图3所示，VLD实际上是部分变长解码器(PVLD)。这是因为，如果Ei＝EB，那么，块的末尾必须出现在第i个分量之前。因此，没有必要对第i个分量之后的码字进行VLD解码。
本领域的业内人士应该明白，通过采用长度最短、误差最大的变码器来在视频业务量与视频质量之间取得折衷，本发明的流量可缩放视频代码转换器所要达到的首要目标即使在各种网络设施上进行视频传输更方便。为了实现这个目的，本发明的代码转换器具有如下功能：(1)根据可用网络带宽和/或DCT频率对图像质量的影响，为DCT频率确定允许误差范围，以及(2)在允许误差范围内，为相应的游程、长度对寻找可能最短的码字并将该码字用作新的VLC。分配给DCT频率的允许误差范围越大，从输入视频流中去除的视频信息就越多。因此，可以随允许误差范围调整视频流量。由此变换所导致的视频质量变差比随机业务舍弃造成的视频质量变差要小得多。
由于所提请的代码转换功能不需要专门的硬件支持，并且可以只通过软件来实现，因此，尽管本发明并不排除专门的硬件实现，但是，该代码转换器可以容易地在网络路由器和网桥、内容服务器等等中得以实现。另外，除了MPEG系列之外，本发明还可以应用于任何基于块的视频编解码器，如H.26x系列。
尽管以上充分详细地描述了本发明所提请的技术，使本领域的业内人士能够使用本发明，但是，应该明白，在不偏离本发明的实质的前提下，还可以对所提请的技术发明进行许多变更和改进，并且本发明不受以上说明或附图的限制，而是仅按照所附权利要求来予以限定。

Claims (21)

1.一种对压缩数字视频数据进行代码转换的方法，包括下列步骤：
a)把视频流分解成块级并存储对后处理的视频信号进行重新打包所需的信息；
b)通过为分解的视频信号中的每个离散余弦变换频率设定误差范围，把输入视频信号后处理成所需流速；和
c)以与输入视频信号相同的格式把经代码转换的视频信号重新打包。
2.如权利要求1所述的方法，其中还包括步骤，从MPEG编码视频流提取所述视频数据。
3.如权利要求2所述的方法，其中，步骤b包括下列步骤：通过根据可用网络带宽和离散余弦变换频率对图像质量影响度中的至少一个，为每个离散余弦变换频率指定允许误差范围，和通过把长码改变成与可用带宽相适应所需的短码，在块级上重新安排视频流数据包中离散余弦变换系数的变长编码，来调整视频流量。
4.如权利要求2所述的方法，其中，对于每个MPEG块来说，原有MPEG编码器所获得的运动补偿、量化、和按频率的锯齿形扫描有关的信息将予以保留。
5.如权利要求2所述的方法，其中，步骤b由最大误差译码器实现，所述最大误差译码器根据可用网络带宽和离散余弦变换频率对图像质量影响度中的至少一个，为每个离散余弦变换频率确定允许误差范围，并在允许误差范围内，为相应游程、长度对寻找长度最短的可能码字，并把获得的那个码字用作新视频流中的变长编码。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述重新打包步骤包括下列步骤：把存储的视频信息与代码转换的视频信号组合在一起，以提供具有所需比特率的新视频流。
7.如权利要求1所述的方法，其中，由网络上的节点或路由器中的软件执行步骤a-c。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述网络可由因特网、局域网、和无线网络组成的网络组中选择。
9.用于对压缩数字视频数据进行代码转换的软件，包括：
a)把视频流分解成块级并存储对后处理的视频信号进行重新打包所需的信息的模块；
b)通过为分解的视频信号中的每个离散余弦变换频率设定误差范围，把输入视频信号后处理成所需流速的模块；和
c)以与输入视频信号相同的视频编码格式重新打包经代码转换的视频信号的模块。
10.如权利要求9所述的软件，其中，从MPEG编码视频流中提取所述视频数据。
11.如权利要求10所述的软件，其中，所述后处理模块包括：通过根据可用网络带宽和离散余弦变换频率对图像质量影响度中的至少一个，把允许误差范围指定给每个离散余弦变换频率，和通过把长码改变成与可用带宽相适应所需的短码的模块，在块级上重新安排视频流数据包中离散余弦变换系数的变长编码，来调整视频流的模块。
12.如权利要求10所述的软件，其中，对于每个MPEG块来说，原有MPEG编码器所获得的运动补偿、量化、和按频率的锯齿形扫描有关的信息将予以保留。
13.如权利要求10所述的软件，其中，所述后处理模块包括最大误差译码器，所述最大误差译码器在允许误差范围内，为相应游程、长度对寻找可能最短的码字，并把获得的那个码字用作新视频流中的变长编码。
14.如权利要求9所述的软件，其中，所述重新打包模块包括把存储的视频信息与代码转换的视频信号组合在一起，以提供具有所需比特率的新视频流的模块。
15.如权利要求9所述的软件，其中，所述软件位于网络上的节点或路由器中。
16.一种用于对压缩数字视频数据进行代码转换的设备，包括：
a)视频流提取器，被配置成把视频流分解成块级并存储对后处理的视频信号进行重新打包所需的信息；
b)最大误差译码器，在允许误差范围内，在分解的视频流中为相应游程、长度对寻找可能最短的码字，并将该码字用于变长编码；和
c)编码器，被配置成以与输入视频信号相同的格式把经代码转换的视频信号重新打包。
17.如权利要求16所述的设备，其中，从MPEG编码视频流提取所述视频数据。
18.如权利要求17所述的设备，其中，所述最大误差译码器被配置成：根据可用网络带宽和离散余弦变换频率对图像质量影响度中的至少一个，把允许误差范围指定给每个离散余弦变换频率，并把长码改变成与可用带宽相适应所需的短码。
19.如权利要求17所述的设备，其中，原有MPEG编码器所获得的运动补偿、量化、按频率的锯齿形扫描、和离散余弦变换系数的变长编码将予以保留。
20.如权利要求16所述的设备，其中，所述编码器把存储的视频信息与代码转换视频信号组合在一起，以提供具有所需比特率的新视频流。
21.如权利要求1所述的设备，其中，所述设备适用于在网络上的节点或路由器中对视频数据进行代码转换。
CN02117489A 2001-09-05 2002-05-20 流量可缩放的视频代码转换器 Pending CN1407808A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/945,658 2001-09-05
US09/945,658 US20030043908A1 (en) 2001-09-05 2001-09-05 Bandwidth scalable video transcoder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1407808A true CN1407808A (zh) 2003-04-02

Family

ID=25483392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN02117489A Pending CN1407808A (zh) 2001-09-05 2002-05-20 流量可缩放的视频代码转换器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20030043908A1 (zh)
JP (1) JP2003087793A (zh)
CN (1) CN1407808A (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007073616A1 (en) * 2005-12-28 2007-07-05 Intel Corporation A novel user sensitive information adaptive video transcoding framework
CN100375533C (zh) * 2004-03-10 2008-03-12 浙江大学 具有多种转换功能的自适应视频转码网关
CN100444637C (zh) * 2005-04-14 2008-12-17 中兴通讯股份有限公司 一种在网络中传输视频流的方法
CN101263718B (zh) * 2005-09-14 2010-12-08 微软公司 集成数字译码方法
CN1998238B (zh) * 2004-06-15 2010-12-22 株式会社Ntt都科摩 用于产生发送帧的设备和方法
CN101945278A (zh) * 2010-09-15 2011-01-12 中国科学院深圳先进技术研究院 视频自适应转码方法和系统
CN102185611A (zh) * 2010-02-16 2011-09-14 微软公司 数据的有效提取和压缩
CN1972449B (zh) * 2005-09-10 2011-12-21 首尔国立大学校产学协力财团 用于在单一描述和多描述之间切换的设备和方法
CN102821278A (zh) * 2012-07-27 2012-12-12 深信服网络科技（深圳）有限公司 远程桌面图像传输方法及系统
CN103873142A (zh) * 2012-12-10 2014-06-18 中兴通讯股份有限公司 可见光通信的数据发送、接收方法及装置、传输系统

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7292602B1 (en) * 2001-12-27 2007-11-06 Cisco Techonology, Inc. Efficient available bandwidth usage in transmission of compressed video data
US7236521B2 (en) * 2002-03-27 2007-06-26 Scientific-Atlanta, Inc. Digital stream transcoder
US7529276B1 (en) 2002-09-03 2009-05-05 Cisco Technology, Inc. Combined jitter and multiplexing systems and methods
KR20050086705A (ko) * 2002-11-22 2005-08-30 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 가변 길이 코딩된 데이터 스트림을 위한 트랜스코더
US7599002B2 (en) * 2003-12-02 2009-10-06 Logitech Europe S.A. Network camera mounting system
US20050120128A1 (en) * 2003-12-02 2005-06-02 Wilife, Inc. Method and system of bandwidth management for streaming data
WO2006011197A1 (ja) * 2004-07-27 2006-02-02 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha 符号化データ再符号化装置及びその復号装置並びにプログラム
WO2006054231A1 (en) * 2004-11-16 2006-05-26 Koninklijke Philips Electronics N.V. Sender side channel adaptive video transmission
US20060109900A1 (en) * 2004-11-23 2006-05-25 Bo Shen Image data transcoding
JP4839035B2 (ja) * 2005-07-22 2011-12-14 オリンパス株式会社 内視鏡用処置具および内視鏡システム
US20070058713A1 (en) * 2005-09-14 2007-03-15 Microsoft Corporation Arbitrary resolution change downsizing decoder
US20070160134A1 (en) * 2006-01-10 2007-07-12 Segall Christopher A Methods and Systems for Filter Characterization
US8014445B2 (en) * 2006-02-24 2011-09-06 Sharp Laboratories Of America, Inc. Methods and systems for high dynamic range video coding
US8194997B2 (en) * 2006-03-24 2012-06-05 Sharp Laboratories Of America, Inc. Methods and systems for tone mapping messaging
US8233536B2 (en) 2007-01-23 2012-07-31 Sharp Laboratories Of America, Inc. Methods and systems for multiplication-free inter-layer image prediction
US8665942B2 (en) * 2007-01-23 2014-03-04 Sharp Laboratories Of America, Inc. Methods and systems for inter-layer image prediction signaling
US7826673B2 (en) * 2007-01-23 2010-11-02 Sharp Laboratories Of America, Inc. Methods and systems for inter-layer image prediction with color-conversion
US8503524B2 (en) * 2007-01-23 2013-08-06 Sharp Laboratories Of America, Inc. Methods and systems for inter-layer image prediction
US7760949B2 (en) 2007-02-08 2010-07-20 Sharp Laboratories Of America, Inc. Methods and systems for coding multiple dynamic range images
US8767834B2 (en) 2007-03-09 2014-07-01 Sharp Laboratories Of America, Inc. Methods and systems for scalable-to-non-scalable bit-stream rewriting
CN100583649C (zh) * 2007-07-23 2010-01-20 华为技术有限公司 矢量编/解码方法、装置及流媒体播放器
WO2009075107A1 (ja) * 2007-12-13 2009-06-18 Panasonic Corporation 画像符号化装置、符号化レート変換装置、映像音声ストリーム記録装置、ネットワーク配信システム、係数変換装置、集積回路及び画像符号化方法
US9131007B2 (en) * 2009-05-19 2015-09-08 Vitrual World Computing, Inc. System and method for dynamically transcoding data requests

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100375533C (zh) * 2004-03-10 2008-03-12 浙江大学 具有多种转换功能的自适应视频转码网关
CN1998238B (zh) * 2004-06-15 2010-12-22 株式会社Ntt都科摩 用于产生发送帧的设备和方法
CN100444637C (zh) * 2005-04-14 2008-12-17 中兴通讯股份有限公司 一种在网络中传输视频流的方法
CN1972449B (zh) * 2005-09-10 2011-12-21 首尔国立大学校产学协力财团 用于在单一描述和多描述之间切换的设备和方法
US8447121B2 (en) 2005-09-14 2013-05-21 Microsoft Corporation Efficient integrated digital video transcoding
CN101263718B (zh) * 2005-09-14 2010-12-08 微软公司 集成数字译码方法
GB2456593B (en) * 2005-12-28 2011-07-13 Intel Corp A novel user sensitive information adaptive video transcoding framework
GB2456593A (en) * 2005-12-28 2009-07-22 Intel Corp A novel user sensitive information adaptive video transcoding framework
US8406290B2 (en) 2005-12-28 2013-03-26 Intel Corporation User sensitive information adaptive video transcoding framework
WO2007073616A1 (en) * 2005-12-28 2007-07-05 Intel Corporation A novel user sensitive information adaptive video transcoding framework
US9247244B2 (en) 2005-12-28 2016-01-26 Intel Corporation User sensitive information adaptive video transcoding framework
CN102185611A (zh) * 2010-02-16 2011-09-14 微软公司 数据的有效提取和压缩
CN101945278A (zh) * 2010-09-15 2011-01-12 中国科学院深圳先进技术研究院 视频自适应转码方法和系统
CN102821278A (zh) * 2012-07-27 2012-12-12 深信服网络科技（深圳）有限公司 远程桌面图像传输方法及系统
CN102821278B (zh) * 2012-07-27 2015-03-11 深信服网络科技（深圳）有限公司 远程桌面图像传输方法及系统
CN103873142A (zh) * 2012-12-10 2014-06-18 中兴通讯股份有限公司 可见光通信的数据发送、接收方法及装置、传输系统
CN103873142B (zh) * 2012-12-10 2018-06-08 中兴通讯股份有限公司 可见光通信的数据发送、接收方法及装置、传输系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003087793A (ja) 2003-03-20
US20030043908A1 (en) 2003-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1407808A (zh) 流量可缩放的视频代码转换器
EP1529401B1 (en) System and method for rate-distortion optimized data partitioning for video coding using backward adaptation
US7580584B2 (en) Adaptive multiple quantization
KR100578433B1 (ko) 페이딩 추정/보정
KR100643819B1 (ko) 페이딩 보정을 위한 파라미터화
KR100578432B1 (ko) 페이딩 보정을 위한 시그널링
US5848195A (en) Selection of huffman tables for signal encoding
CN101946515A (zh) Cabac译码器的二回合量化
JP2005513883A (ja) スキップマクロブロックコード化
WO2006067712A1 (en) Scalable coding
US7502415B2 (en) Range reduction
WO2023040600A1 (zh) 图像编码方法、图像解码方法、装置、电子设备及介质
KR100961760B1 (ko) 이산코사인변환 계수를 참조하는 움직임 추정 방법 및 장치
WO2006074043A2 (en) Method and apparatus for providing motion estimation with weight prediction
CN1726644A (zh) 用于多种描述编码的设备和方法
EP2196031B1 (en) Method for alternating entropy coding
CN1166208C (zh) 代码转换方法和设备
CN111355952B (zh) 一种编码系数消除方法及改进型hevc编码方法
US20080317133A1 (en) Mpeg video decoding method and mpeg video decoder
JP3542911B2 (ja) 動画圧縮装置
KR20090004362A (ko) 웨이블릿 변환을 이용한 영상 압축 장치
KR100627493B1 (ko) 동영상 부호화기 및 이를 이용한 부호화 방법
WO2024020119A1 (en) Bit stream syntax for partition types
KR20050052756A (ko) 움직임 추정 방법
JP4238408B2 (ja) 画像圧縮装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication