CN1719893A - 便携终端的视频通信画质改善装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及便携终端的视频通信画质改善装置及其方法，本发明包含：相机部，将视频通信相关的视频信号通过相应的控制信号进行拍摄输入；控制部，检测出相机部视频信号的脸部区域并决定其大小，同时检测出轮廓线和人物区域并采用不同的量化阶；模板部，输出视频信号的脸位置部分，并根据颜色信号分析决定脸部大小，同时决定人物区域和轮廓线区域；压缩部，在模板部中输出的视频信号的各区域采用不同的量化阶并进行压缩输出；调制解调部，对上述压缩部中压缩的视频信号进行相应的加密调制处理并输出。本发明的有益效果在于，视线集中的脸部区域的画质得到最大的改善并进行传送，使改善视频信号的帧单位整体上的画质。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，特别是一种便携终端的视频通信画质改善装置及其方法。
背景技术
与对方进行一般的沟通时，采用有声音(AUDIO或SOUND)、影像(IMAGE)、传送符号及文字以及传达感觉等方式，在进行远距离通信(COMMUNICATION)时，则多是采用可听的声音的方式。
移动通信用便携终端作为远距离通信的代表装置，上述移动通信用便携终端(UE：USER EQUIPMENT)在加入登陆系统的相应基站(RAN：RADIO ACCESSNETWORK)形成的服务区域(SERVICE AREA)内自由移动，受到移动交换中心(MSC：MOBILE SWITCHING CENTER)的监视、控制、交换(SWITCHING)而经过设定的通信路径，在任何时间任何场所，与对方即刻无线连接并通信，是一种用户随时携带移动并通信的尖端无线通信设备。
上述便携终端(MS)最初以音频级信号媒介为主要通信方式，第二代发展成利用文字级数据信号媒介，通过消息或电子邮件等快速传送大量的信息的通信方式进行通信，当前的第三代则发展成上述音频级媒介和文字级媒介中包含影像级媒介的多媒体(MULTI-MEDIA)方式，从而可将更多的信息迅速传送给对方。
在如上所述的第三代多媒体通信方式便携终端，通过利用影像及音频信号与无线连接的对方进行通信，使在聆听对方的影像和语音的同时，将自己的影像和语音传送到对方并进行双方向通信。
但是，在上述多媒体影像级信号中，需要传送的数据量相比音频(VOICE)级信号或文字级信号较多，故需要宽带(BANDWIDTH)和高速数据传送技术，但由于移动通信系统分配到的频率区域或带宽具有限制，并且多个加入者需要同时进行通信，从而无法不断提高信道单位传送速度，具有固定分配或受到限制等多种技术瓶颈。
即，上述移动通信系统提供服务的无线信道可传送的数据量具有限制，为使传送的画质信号保持较好的画质，需要相应增加数据的传送量。
为使上述移动通信系统的无线信道传送的数据量最大，同时保持最佳的影像画质，所提示出的方法主要有速率控制(RATE CONTROL)技术和压缩技术。
在上述速率控制(RATE CONTROL)技术中，对需要传送的影像信号数据进行分散控制，使其匹配于分配的信道可传送的数据大小或目标比特量，以最佳的状态进行分散传送，从而保持无失真的最佳画质并进行传送；在上述压缩技术中，将需要传送的数据按既定的方式转换为较小的容量。一般来说，上述压缩技术和速率控制技术一并使用，本发明则涉及上述压缩技术领域。
一般来说，利用便携终端的视频通信中，通过相互观看对方的脸部进行通信，其特征是相比一般的自然影像画质变化或移动较少。
为使充分利用上述限制的信道数据传送速度，并传送数据量较多的视频通信信号，这里使用有多种信号处理及传送方法和压缩方法。
上述视频通信通过观看对方脸部进行通信，其特征是画面的变化或画面的差异较少，特别是背景画面变化较少并视觉不集中，而是集中到对方的脸部和轮廓线上。
利用上述视频通信的形态信息特征，并通过变化相应的压缩率而使用的信号处理方式，是一种在信道的数据传输速度受到限制的环境下，给对方提供最佳画质的有效方式，故需要用更为有效的画面压缩技术进行开发。
下面参照附图说明现有技术中的便携终端的视频通信方式。
图1是作为一例的便携终端的画质通信影像状态图，图2是现有技术中的视频通信传送方式流程图。
下面参照上述附图1说明便携终端进行视频通信时的传送画面或影像的实施例。
如图1所示，利用便携终端进行视频通信时，视线集中的中心部分是脸部分，其次是人物的轮廓区域，背景画面则视线集中较少。
即，视线集中的部分是脸部区域，其次是轮廓区域等顺序，故脸部区域的画质尤为重要。
下面参照上述附图2说明现有技术中的便携终端的视频通信方式。
上述便携终端(MS)通过一体设置的相机部输入视频信号步骤S10，并对上述输入的视频信号进行信号处理，从而以频率成分进行分析(ANALYZE)。
上述以频率成分分析的视频信号中，除去高频成分并进行压缩步骤S20，通过相应的加密操作进行调制，并将上述进行加密调制的影像信号无线传送到指定的对方步骤S30。
在上述视频信号以频率成分进行分析时，一般来说，区分物体的轮廓线部分以高频信号成分分析，其它部分则以低频信号成分分析。
上述高频信号转换成数字方式时，数据的大小将会变大，同时传送所需的时间和数据传送速度相应增多。
因此，为使保持相同的数据量而传送较多的视频信号，以低频成分为主进行传送，高频成分则删去一部分，使在符合于限定的数据传送速度，并保持最佳画质的状态下进行压缩传送。
但是，在上述现有压缩技术中删去较多的高频部分时，轮廓线部分将产生阻断(BLOCKING)现象，从而影像清晰的画质。
并且，作为现有技术中的其它技术，视频信号以帧(FRAME)单位或分割的帧单位通过各不相同的压缩率压缩传送，但不适合用于视频通信中。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种便携终端的视频通信画质改善装置及其方法，使在空间上分割画面，并采用各不相同的压缩率的方法，在进行视频通讯时，利用脸部分近似位于一定场所的特点，决定脸部区域检测及大小，同时各决定轮廓线区域和人物区域并使用各不相同的压缩率，从而在数据传送率受到限制的环境下传送最佳画质的视频信号。
为达到上述目的，本发明中的便携终端的视频通信画质改善装置，其特征是包含有如下几个部分：相机部，将视频通信相关的视频信号通过相应的控制信号进行拍摄输入；控制部，检测出相机部视频信号的脸部区域并决定其大小，同时检测出轮廓线和人物区域并采用不同的量化阶；模板部，连接于控制部，输出视频信号的脸位置部分，并根据颜色信号分析决定脸部大小，同时决定人物区域和轮廓线区域；压缩部，连接于控制部，在上述模板部中输出的视频信号的各区域采用不同的量化阶并进行压缩输出；调制解调部，连接于控制部，对上述压缩部中压缩的视频信号进行相应的加密调制处理并输出。
并且，为使达到上述目的，本发明中的便携终端的视频通信画质改善方法，其特征是包含有如下几个步骤：准备步骤，在便携终端中设定输入视频框架的脸部区域、人物区域、轮廓线区域的基本模板；脸部步骤，在上述便携终端中输入视频信号时，检测出肤色象素并与脸部模板进行比较，同时决定脸部区域的大小；大小步骤，决定人物区域和轮廓线区域的大小，使其与上述视频信号的脸部区域大小成比例；压缩步骤，根据构成上述视频信号的脸部区域、轮廓线区域、人物区域、背景区域的顺序，依次设定量化阶并进行传送。
本发明能够利用便携终端的视频通信中，视线集中的脸部区域的画质得到最大的改善并进行传送，使改善视频信号的帧单位整体上的画质。
附图说明
图1是作为一例的便携终端的画质通信影像状态图；
图2是现有技术中的视频通信传送方式流程图；
图3是本发明中的便携终端的视频通信画质改善装置功能结构图；
图4是本发明中的便携终端的视频通信画质改善方法流程图；
图5是本发明中的便携终端的视频通信画质改善方式说明图。
**附图主要部分的符号说明**
100：无线部 110：控制部 120：调制解调部
130：存储器部 140：输入输出部 150：压缩部
160：模板部 170：相机部
具体实施方式
下面，结合附图对于本发明进行如下详细说明。
图3是本发明中的便携终端的视频通信画质改善装置功能结构图，图4是本发明中的便携终端的视频通信画质改善方法流程图，图5是本发明中的便携终端的视频通信画质改善方式说明图。
下面参少上述附图3说明本发明中的便携终端的视频通信画质改善装置，其包含有：无线部100、控制部110、调制解调部120、存储器部130、输入输出部140、压缩部150、模板部160、相机部170。
其中，上述无线部100连接于控制部110，将通过相应的控制操作压缩、加密调制的视频信号进行无线接收发送；
上述控制部110检测出上述相机部170中输入的视频信号的脸部区域并决定其大小，同时检测出轮廓线和人物区域并采用不同的量化阶。上述控制部110从上述输入输出部接收相应的控制命令，控制上述相机部输入视频信号，将上述输入的视频信号相加到模板部，通过控制上述模板部，视频信号区分为脸部区域、轮廓线区域、人物区域、背景区域并进行输出，同时将上述视频信号相加到压缩部，通过控制上述压缩部，以脸部区域、轮廓线区域、人物区域、背景区域的顺序依次采用量化阶，并输出上述压缩的视频信号，将上述压缩的视频信号相加到调制解调部，通过控制上述调制解调部进行加密调制操作后，相加到上述无线部并进行无线传送；
上述调制解调部120连接于上述控制部110，对上述压缩部150中压缩的视频信号进行相应的加密调制处理并输出；
上述存储器部130连接于上述控制部110，用于记录存储便携终端的应用程序和数据并进行输出；
上述输入输出部140连接于上述控制部110，用于输入输出多媒体信号，以及用于输入包含压缩传送的控制命令和拨号信号；
上述压缩部150连接于上述控制部110，在上述模板部160中输出的视频信号的各区域采用不同的量化阶并进行压缩输出。上述压缩部150通过上述控制部110的控制，对上述模板部160中相加的视频信号进行分析，并以脸部区域、轮廓线区域、人物区域、背景区域的顺序依次采用量化阶并进行压缩输出；
上述模板部160连接于上述控制部110，输出视频信号的脸位置部分，并根据颜色信号分析决定脸部大小，同时决定人物区域和轮廓线区域。上述模板部160输出相机部中输入的视频信号通常的脸部位置，并以上述脸部位置为中心检测出肤色区域象素，从而决定脸部区域的大小，同时以上述决定的脸部大小为基准，设定与此成一定比例的区域为人物区域，以及设定与此成一定比例的区域为轮廓线区域，并输出上述分割为决定区域的视频信号；
上述相机部170通过上述控制部110中相加的相应控制信号，将用于视频通信的视频信号以帧单位进行拍摄输入。
下面参照附图如上结构的本发明中的便携终端(MS)视频通信画质改善装置。
上述便携终端(MS)的控制部110接到工作电源时，从上述存储器部130接收应用程序和数据并进行设定，从而处于可提供移动通信服务的待机状态。
上述控制部110识别输入输出部140中输入的相应控制信号，并控制上述相机部170接收用于视频通信的帧单位的视频信号，上述输入的视频信号则相加到模板部160。
上述模板部160中存储有脸部区域、人物区域、轮廓线区域的基本大小对应的模板，并在上述输入的用于视频通信的视频信号中，对上述基本大小的脸部区域模板相应的象素进行分析。
在上述分析步骤中检测出皮肤颜色的象素(PIXEL)，当上述分析中检测出较多的肤色象素时，则判断为脸部区域，并对可检测出上述肤色象素的所有区域进行检测，从而推断设定脸部区域的大小。
为使进行视频通信而设定向对方发送的脸部区域时，以上述脸部区域的大小为基准，将与此成一定比例的人物区域和轮廓线区域，以相应的模板大小为基准各追加设定。
即，在上述模板部160中，将输入的视频信号区分为脸部区域、人物区域、轮廓线区域、背景区域并进行输出。
参照上述附图5，在上述模板部160中，从输入的视频信号区分脸部区域1，其次区分人物区域2，再后区分轮廓线区域3。
上述控制部110将模板部160中分割为各区域的视频信号相加到压缩部150中。
上述压缩部150将对输入的视频信号进行分析，并将脸部区域中设定最高的量化阶，确认人物轮廓的轮廓线区域以其次的量化阶进行设定，再后以下一顺序的量化阶设定确认整体人物的人物区域，背景区域则以最低的量化阶进行设定。
上述量化阶较高设定的部分，将在相应的区域分配较多比特量，从而保持较好的画质；上述量化阶较低设定的部分，则在相应的区域分配较少的比特量，从而提高相应区域的压缩率。
如上所述，通过上述压缩部150以各不相同的压缩率进行压缩的视频信号，将通过上述控制部110的控制操作相加到调制解调部120中，并通过上述调制解调部120以既定的方式进行加密调制，接着相加到上述无线部100并无线传送到呼叫设定的对方终端。
在如上结构的本发明移动通信系统中，在为使进行视频通信而分配的信道允许的数据传送大小环境下，视线集中的脸部区域的画质设定为最佳，其次以轮廓线区域、人物区域、背景区域的顺序设定画质。
由此，可在移动通信无线信道资源允许的范围内，将视频信号的画质保持最佳的状态下进行传送。
下面参照附图4说明本发明中的便携终端的视频通信画质改善方法，其包含有：准备步骤S100、脸部步骤、大小步骤、压缩步骤。
在上述准备步骤S100中，在便携终端(MS)中设定输入视频框架的脸部区域、人物区域、轮廓线区域的基本模板；
在上述脸部步骤中，在上述便携终端(MS)中输入视频信号时，检测出肤色象素(PIXEL)并与脸部模板(TEMPLET)进行比较，同时决定脸部区域的大小。其包含有：判断上述便携终端(MS)中是否输入有视频通信用视频信号的步骤S110；在上述步骤S110中，当输入有视频信号时，检测出肤色象素(PIXEL)的临界区域，并与脸部区域的模板进行比较，从而决定脸部区域的大小的步骤S120；
在上述大小步骤中，决定人物区域和轮廓线区域的大小，使其与上述视频信号的脸部区域大小成比例。其包含有：与上述脸部步骤中决定的脸部区域的大小成比例设定人物区域大小的步骤S130；与上述脸部步骤中决定的脸部区域的大小成比例设定轮廓线区域大小的步骤S140；
在上述压缩步骤中，根据构成上述视频信号的脸部区域、轮廓线区域、人物区域、背景区域的顺序，依次设定量化阶并进行传送。其包含有：按照上述大小步骤中决定的脸部区域、轮廓线区域、人物区域、背景区域的顺序，依次设定量化阶值的步骤S150；根据上述步骤S150中设定的量化阶值，进行压缩、加密调制并传送的步骤S160。
下面参照附图详细说明如上结构的本发明中的便携终端视频通信画质改善方法。
上述多媒体便携终端(MS)可进行视频通信，在模板部160中预先设定存储由既定大小的脸部区域、人物区域、轮廓线区域的模板步骤S100。
上述便携终端(MS)的控制部110判断是否输入有视频信号，当输入有视频信号时，以脸部区域1的模板(TEMPLET)为基准，对周围的象素(PIXEL)进行分析并检测出肤色象素，当检测出上述肤色象素时，确认上述模板周围的所有肤色象素区域，从而决定上述脸部区域的大小步骤S120。
在上述步骤S120中设定的脸部区域1为基准，以既定的比例决定基于人物区域2模板的人物区域2的大小步骤S130。
即，通过预先设定的脸部区域的模板和肤色象素检测操作而设定的脸部区域1的大小比例，从上述人物区域2模板决定人物区域2的大小。
通过上述方式，决定与上述脸部区域1的大小成比例的轮廓线区域3的大小步骤S140。
在视频信号中决定的脸部区域1、人物区域2、轮廓线区域3、背景区域，依次设定各自的量化阶值步骤S150，通过上述设定的量化阶对相应的区域进行压缩、加密调制并相加到无线部100，从而将其传送到进行视频通信的对方终端步骤S160。
其中，上述脸部区域1设定有最高的量化阶，使其相应分配较多的比特量并以画质最好的状态进行压缩；上述背景区域中设定有最低的量化阶，使其相应分配最少的比特量并以最高的压缩率进行压缩传送。上述整体压缩并传送的比特数字将不会超出相应信道允许的比特数字范围。
本发明的有益效果在于，在移动通信系统中分配的信道允许的数据传送率范围内，视觉集中的脸部区域具有最佳的画质并进行传送。
在如上结构的本发明视频通信的帧单位信号中，脸部区域以最佳的画质进行压缩传送，而背景区域则以最高的压缩率进行压缩传送，使在便携终端的无线信道允许的数据传送率范围内，保持最佳的画质并进行传送。
并且，在利用便携终端的视频通信中，视线集中的脸部区域的画质得到最大的改善并进行传送，使改善视频信号的帧单位整体上的画质。
以上具体实施方式仅用于说明本发明，而非用于限定本发明。
Claims (10)
1.一种便携终端的视频通信画质改善装置，其特征在于包含有如下几个部分：
相机部，将视频通信相关的视频信号通过相应的控制信号进行拍摄输入；
控制部，所述的相机部与该控制部相连接，检测出相机部视频信号的脸部区域并决定其大小，同时检测出轮廓线和人物区域并采用不同的量化阶；
模板部，连接于控制部，输出视频信号的脸位置部分，并根据颜色信号分析决定脸部大小，同时决定人物区域和轮廓线区域；
压缩部，连接于控制部，在所述模板部中输出的视频信号的各区域采用不同的量化阶并进行压缩输出；
调制解调部，连接于控制部，对所述压缩部中压缩的视频信号进行相应的加密调制处理并输出。
2.根据权利要求1所述的便携终端的视频通信画质改善装置，其特征在于还包含：
无线部，将通过所述控制部的控制操作压缩、加密调制的视频信号进行无线接收发送；
存储器部，连接于所述控制部，用于记录存储便携终端的应用程序和数据并进行输出；
输入输出部，连接于所述控制部，用于输入输出多媒体信号，以及用于输入包含压缩传送的控制命令和拨号信号；
所述的无线部与所述的控制部相连接，所述的存储器部与所述的控制部相连接，所述的输入输出部与所述的控制部相连接。
3.根据权利要求1所述的便携终端的视频通信画质改善装置，其特征在于：
所述模板部输出相机部中输入的视频信号通常的脸部位置，在所述脸部位置为中心检测出肤色区域象素，从而决定脸部区域的大小，同时以所述决定的脸部大小为基准，设定与此成一定比例的区域为人物区域，以及设定与此成一定比例的区域为轮廓线区域，并输出所述分割为决定区域的视频信号。
4.根据权利要求1所述的便携终端的视频通信画质改善装置，其特征在于：
所述压缩部通过所述控制部的控制，对所述模板部中相加的视频信号进行分析，并以脸部区域、轮廓线区域、人物区域、背景区域的顺序依次采用量化阶并进行压缩输出。
5.根据权利要求4所述的便携终端的视频通信画质改善装置，其特征在于：
所述脸部区域的量化阶值设定为最高；背景区域的量化阶值则设定为最低。
6.根据权利要求1所述的便携终端的视频通信画质改善装置，其特征在于：
所述控制部从所述输入输出部接收相应的控制命令，控制所述相机部输入视频信号，将所述输入的视频信号相加到模板部，通过控制所述模板部，视频信号区分为脸部区域、轮廓线区域、人物区域、背景区域并进行输出，同时将所述视频信号相加到压缩部，通过控制所述压缩部，以脸部区域、轮廓线区域、人物区域、背景区域的顺序依次采用量化阶，并输出所述压缩的视频信号，将所述压缩的视频信号相加到调制解调部，通过控制所述调制解调部进行加密调制操作后，相加到所述无线部并进行无线传送。
7.一种便携终端的视频通信画质改善方法，其特征包含有如下几个步骤：
准备步骤，在便携终端中设定输入视频框架的脸部区域、人物区域、轮廓线区域的基本模板；
脸部步骤，在所述便携终端中输入视频信号时，检测出肤色象素并与脸部模板进行比较，同时决定脸部区域的大小；
大小步骤，决定人物区域和轮廓线区域的大小，使其与所述视频信号的脸部区域大小成比例；
压缩步骤，根据构成所述视频信号的脸部区域、轮廓线区域、人物区域、背景区域的顺序，依次设定量化阶并进行传送。
8.根据权利要求7所述的便携终端的视频通信画质改善方法，其特征在于：
所述脸部步骤包含有：
判断所述便携终端中是否输入有视频通信用视频信号的步骤；
在所述步骤中，当输入有视频信号时，检测出肤色象素的临界区域，并与脸部区域的模板进行比较，从而决定脸部区域的大小的步骤。
9.根据权利要求7所述的便携终端的视频通信画质改善方法，其特征在于：
所述大小步骤包含有：
与所述脸部步骤中决定的脸部区域的大小成比例设定人物区域大小的步骤；
与所述脸部步骤中决定的脸部区域的大小成比例设定轮廓线区域大小的步骤。
10.根据权利要求7所述的便携终端的视频通信画质改善方法，其特征在于：
所述压缩步骤包含有：
按照所述大小步骤中决定的脸部区域、轮廓线区域、人物区域、背景区域的顺序，依次设定量化阶值的步骤；
根据所述步骤中设定的量化阶值，进行压缩、加密调制并传送的步骤。
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