專利名稱：一種視頻圖像壓縮方法及相應(yīng)視頻解碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻圖像壓縮，尤其涉及場(chǎng)景不變或變化很緩慢的視頻圖像 的壓縮方法和相應(yīng)視頻解碼方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前大多數(shù)先進(jìn)的壓縮方法(advanced compression methods)如MPEG2, MPEG4, H.264和AVS (中國發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn))中采用了圖像組(GOP ， group of picture)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中的第一幀采用幀內(nèi)壓縮，其它幀使用幀間壓縮或者幀 內(nèi)壓縮。在一個(gè)示例中，GOP包括15個(gè)視頻幀。NTSC TV格式(30幀/秒) 中包含兩個(gè)GOP。標(biāo)清(SD)電視使用H.264或AVS壓縮，可以獲得大約2Mbps 比特率的高質(zhì)量電視圖像。因此每一 GOP包括1Mbit的采用H.264 or AVS 方式壓縮后的^f見頻數(shù)據(jù)。以MPEG為例，MPEG對(duì)視頻數(shù)據(jù)流規(guī)定了分層的結(jié)構(gòu)，并規(guī)定了詳細(xì) 的語法和語義，從頂層開始，第一層是圖像序列層。第二層是圖像組，它由 定義的一組或多組幀內(nèi)編碼幀(I幀)或非幀內(nèi)編碼幀(P幀或B幀)圖像組 成。每組包括組頭(即GOP包的包頭)和圖像層數(shù)據(jù)。GOP結(jié)構(gòu)對(duì)于電影 視頻壓縮是非常有用的。首先，電影視頻中的場(chǎng)景經(jīng)常變化。包含在GOP包 (GOP packages)中的幀是相關(guān)的，但是2分鐘的視頻數(shù)據(jù)中有許多GOP包 的第一幀Ii很有可能是不同的。其次，如果一些數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤，錯(cuò)誤數(shù)據(jù)只 能影響到一個(gè)GOP包中的數(shù)據(jù)，不會(huì)擴(kuò)散到其它GOP包的數(shù)據(jù)。如杲許多 GOP包中的第1個(gè)幀Ii是相關(guān)的，增大GOP包中的幀數(shù)可以P爭低比特率。 然而，GOP中包含的幀數(shù)越大，數(shù)據(jù)錯(cuò)誤造成的影響就更大。監(jiān)視系統(tǒng)中視頻的特性和電影視頻的特性是完全不同的。在電影視頻中， 錄像的場(chǎng)景經(jīng)常變化。對(duì)于已廣泛應(yīng)用的固定攝像的視頻監(jiān)視系統(tǒng)來說，場(chǎng) 景中的背景是固定的，場(chǎng)景中只是有時(shí)有一些運(yùn)動(dòng)物體移動(dòng)。在許多應(yīng)用中，大部分時(shí)間內(nèi)視頻中只有背景圖像出現(xiàn)。對(duì)于不變化或變化很緩慢的視頻場(chǎng)景，每一個(gè)GOP包中的第一幀(I2,B .....In)差不多都是相同的。或者說， 每一個(gè)GOP包的第一幀(Il, 12, 13 ..... In)中，相同位置上的每一宏塊 (micro-block)差不多都是相同的。但是，在使用GOP結(jié)構(gòu)來壓縮視頻數(shù)據(jù)時(shí)，1秒內(nèi)必須發(fā)送2個(gè)GOP 包。2分鐘內(nèi)需要240個(gè)GOP包。采用H.263或者AVS壓縮視頻數(shù)據(jù)得到每 一GOP約lMbps， 2分鐘的視頻需要240Mbit的壓縮數(shù)據(jù)。如果視頻中的場(chǎng) 景在2分鐘內(nèi)沒有變化或變化很緩慢，240個(gè)GOP包中的每一個(gè)GOP的數(shù)據(jù) 差不多都是相同的，理論上，這種情況下2分鐘的視頻數(shù)據(jù)只有一個(gè)GOP包 中的大約1Mbit信息是需要的，可以獲得240:1的壓縮比。另一方面，在上述情形下，在解碼每一GOP數(shù)據(jù)時(shí)，因?yàn)槭褂昧藥瑑?nèi)壓 縮，第一幀的質(zhì)量并不好。GOP包的后續(xù)幀由于采用幀間預(yù)測(cè)，其i見頻質(zhì)量 將得到提高。當(dāng)在解碼GOP包的最后一個(gè)幀時(shí)，視頻質(zhì)量是最好的。之后， 開始解碼新的GOP，新GOP的第一幀的視頻質(zhì)量比前一 GOP的最后一個(gè)幀 要差。每一GOP解碼的視頻幀都重復(fù)著這種循環(huán)。因而，在觀察DVD或其 它壓縮視頻數(shù)據(jù)的靜態(tài)場(chǎng)景的細(xì)節(jié)(detail)時(shí)，在其邊緣可以看到小的噪聲 變化。明顯，對(duì)于其它采用固定攝像方式的系統(tǒng)而言，其視頻圖像壓縮也存在 相同的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是在保證對(duì)有場(chǎng)景變化圖像利用目前先進(jìn)的圖 像壓縮技術(shù)的同時(shí)，提供一種視頻圖像壓縮方法和相應(yīng)視頻解碼方法，在攝 像的場(chǎng)景不變或變化非常緩慢時(shí)，進(jìn)一步壓縮視頻數(shù)據(jù)并可提高視頻質(zhì)量。本發(fā)明新的壓縮方法的構(gòu)思是在當(dāng)前先進(jìn)的壓縮方法如MPEG2,MPEG4: H.264, AVS等的基礎(chǔ)上，只改變那些滿足圖像中場(chǎng)景沒有變化或者變化很緩 慢(文中也稱為靜態(tài)場(chǎng)景)的條件的GOP包的壓縮方式。對(duì)滿足條件的大部 分包，以第二個(gè)包中的第一幀為參考，采用幀間預(yù)測(cè)壓縮方式(即幀間壓縮 方式)。為了克服由于的第一幀I2壓縮數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤碼造成誤碼擴(kuò)散，只對(duì)余下的少部分包采用幀內(nèi)壓縮方式，在幀內(nèi)壓縮時(shí)使用與第二個(gè)GOP的第一幀 12相同的壓縮數(shù)據(jù)。如果上述條件不能滿足，則仍采用當(dāng)前先進(jìn)的壓縮方法 來壓縮。為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種視頻圖像壓縮方法，在采用圖像 組即GOP結(jié)構(gòu)對(duì)視頻進(jìn)行壓縮的過程中，檢測(cè)每一個(gè)GOP內(nèi)的幀的運(yùn)動(dòng)信 息，并比較當(dāng)前GOP的第一幀與之前的一GOP第一幀的恢復(fù)幀的差別，判 斷出視頻中存在的一個(gè)或多個(gè)靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列，該靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列中 的第二個(gè)及后續(xù)GOP的圖像具有靜態(tài)場(chǎng)景，其中，對(duì)所述第二個(gè)GOP的第 一幀采用幀內(nèi)壓縮方式，對(duì)所述后續(xù)GOP中至少部分GOP的第一幀，采用 以所述第二個(gè)GOP的第一幀的恢復(fù)幀為參考幀的幀間壓縮方式。進(jìn)一步地，上述視頻圖像壓縮方法還可具有以下特點(diǎn)除所述靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列中第二個(gè)GOP及后續(xù)GOP的第一幀外，對(duì)于 其它幀采用具有GOP結(jié)構(gòu)的先進(jìn)的壓縮方法進(jìn)行壓縮，其中對(duì)靜態(tài)場(chǎng)景GOP 序列中第一個(gè)GOP的第一幀和不屬于靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的GOP的第一幀采 用幀內(nèi)壓縮方式，對(duì)所有GOP中除第 一幀外的其他幀采用幀間或幀內(nèi)壓縮方 式。進(jìn)一步地，上述視頻圖像壓縮方法還可具有以下特點(diǎn)所述具有GOP結(jié)構(gòu)的先進(jìn)的壓縮方法為MPEG1, MPEG2, MPEG4,、 H.261, H.263, H.264或AVS。進(jìn)一步地，上述視頻圖像壓縮方法還可具有以下特點(diǎn)，判斷視頻中是否 存在靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的條件包括條件一，檢測(cè)的該GOP各個(gè)幀的運(yùn)動(dòng)信息顯示幀圖像無運(yùn)動(dòng)；條件二，該GOP的第一幀與其前一個(gè)GOP的第一幀的恢復(fù)幀的差別小 于或小于等于設(shè)定閾值；條件三，該GOP的第一幀與靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列第二個(gè)GOP的第一幀的 恢復(fù)幀的差別小于或小于等于設(shè)定閾值；相應(yīng)地，在視頻圖像壓縮過程中對(duì)靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的判定步驟如下步驟一，將依次處理的GOP中第一個(gè)滿足條件一的GOP作為靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的第一個(gè)GOP;步驟二，對(duì)與靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列中第一個(gè)GOP相鄰的后一個(gè)GOP:如果該GOP滿足條件二，則將該當(dāng)前GOP作為該靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的 第二個(gè)GOP，執(zhí)行步驟三；如果該GOP不滿足條件二但滿足條件一，將該GOP作為另 一靜態(tài)場(chǎng)景 GOP序列的第一個(gè)GOP，返回步驟二繼續(xù)處理；如果該GOP對(duì)條件一和條件二均不滿足，則該GOP不屬于任一靜態(tài)場(chǎng) 景GOP序列，返回步驟一繼續(xù)處理；步驟三，對(duì)與靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列中第n個(gè)GOP相鄰的后一個(gè)GOP, n=2,3,4……如果該GOP滿足條件三，將該GOP作為靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的又一個(gè) GOP，返回步驟三繼續(xù)處理；如果該GOP不滿足條件三但滿足條件一，將該GOP作為另 一靜態(tài)場(chǎng)景 GOP序列的第一個(gè)GOP，返回步驟二繼續(xù)處理；如果該GOP對(duì)條件一和條件三均不滿足，則該GOP不屬于任一靜態(tài)場(chǎng) 景GOP序列，返回步驟一繼續(xù)處理。進(jìn)一步地，上述視頻圖像壓縮方法還可具有以下特點(diǎn) '對(duì)所述靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列中第二個(gè)GOP的第一幀采用幀內(nèi)壓縮方式壓 縮時(shí)，采用的壓縮比小于其它幀進(jìn)行幀內(nèi)壓縮時(shí)采用的壓縮比。進(jìn)一步地，上述視頻圖像壓縮方法還可具有以下特點(diǎn)對(duì)所述靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的第三個(gè)及后續(xù)GOP的第一幀壓縮時(shí)，采用 以下兩種處理方式中的一種第一種，對(duì)所迷靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的第三個(gè)及后續(xù)GOP中的全部GOP 的第 一幀，采用以該靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列第二個(gè)GOP的第 一幀的恢復(fù)幀為參 考幀的幀間壓縮方式；第二種，只對(duì)所述靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的第三個(gè)及后續(xù)GOP中的部分GOP 的第一幀，采用以該靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列第二個(gè)GOP的第一幀的恢復(fù)幀為參考幀的幀間壓縮方式，對(duì)其余的部分GOP，直接采用該靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列 第二個(gè)GOP的笫一幀的壓縮數(shù)據(jù)作為本GOP第一幀的壓縮數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，上述視頻圖像壓縮方法還可具有以下特點(diǎn)所述第二種處理方式中，是對(duì)所述靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列中的第f個(gè)或第嚴(yán)+1個(gè)GOp，直接采用該靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列第二個(gè)GOP的第一幀的壓縮數(shù)據(jù)作為本GOP第一幀的壓縮數(shù)據(jù)，m=l,2，3， 4，..。進(jìn)一步地，上述視頻圖像壓縮方法還可具有以下特點(diǎn)所述條件一中，將檢測(cè)的GOP內(nèi)各個(gè)幀的運(yùn)動(dòng)矢量和一個(gè)預(yù)設(shè)的閾值比 較，在均小于或小于等于該閾值時(shí)認(rèn)為該GOP的幀圖像無運(yùn)動(dòng)；所述條件二和條件三中，比較兩個(gè)幀的差別時(shí)，是用兩幀中對(duì)應(yīng)位置上 像素點(diǎn)的差的絕對(duì)值之和或絕對(duì)值的平均值來表示。進(jìn)一步地，上述視頻圖像壓縮方法還可具有以下特點(diǎn)對(duì)GOP進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)時(shí)，是對(duì)該GOP內(nèi)除第一幀外其余的每一個(gè)幀進(jìn) 行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)獲取運(yùn)動(dòng)信息，或者是對(duì)該GOP內(nèi)的每一個(gè)幀進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)獲取 運(yùn)動(dòng)信息。進(jìn)一步地，上述^L頻圖像壓縮方法還可具有以下特點(diǎn)在對(duì)視頻進(jìn)行壓縮的過程中，在每個(gè)GOP包頭中增加一個(gè)靜態(tài)場(chǎng)景標(biāo) 志，對(duì)靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的第二個(gè)及之后的GOP,該標(biāo)志指示為靜態(tài)場(chǎng)景， 對(duì)靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的第一個(gè)GOP及靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的G0P，該指志指 示為非靜態(tài)場(chǎng)景；或者在對(duì)視頻進(jìn)行壓縮的過程中，在每個(gè)GOP包頭中增加一個(gè)靜態(tài)場(chǎng)景標(biāo) 志，對(duì)靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的第二個(gè)及之后的GOP，該標(biāo)志指示為靜態(tài)場(chǎng)景， 對(duì)靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的第一個(gè)GOP及靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的GOP，該指志指 示為非靜態(tài)場(chǎng)景，在指示為靜態(tài)場(chǎng)景的GOP包頭中還包括一個(gè)幀間/幀內(nèi)指 示標(biāo)志，用于指示該GOP的第一幀釆用幀間還是幀內(nèi)壓縮方式。進(jìn)一步地，上述^L頻圖像壓縮方法還可具有以下特點(diǎn)，該方法應(yīng)用于固 定攝像得到的視頻圖像壓縮。本發(fā)明還提供了一種與上述視頻圖像壓縮方法對(duì)應(yīng)的視頻解碼方法，在解碼時(shí)檢測(cè)GOP包頭中的靜態(tài)場(chǎng)景標(biāo)志，對(duì)于指示為非靜態(tài)場(chǎng)景的GOP包 的幀，其壓縮時(shí)采用的是同一種方法，解碼時(shí)采用相應(yīng)的解壓縮方法；對(duì)于 指示為靜態(tài)場(chǎng)景的GOP包的第一幀，先根據(jù)該幀壓縮數(shù)據(jù)的長度或者GOP 包頭中的幀間/幀內(nèi)標(biāo)志，判斷出該幀采用的是幀內(nèi)壓縮還是幀間壓縮，然后 采用相應(yīng)的解壓縮方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種視頻圖像壓縮方法，在采 用圖像組即GOP結(jié)構(gòu)對(duì)視頻進(jìn)行壓縮的過程中，對(duì)幀圖像中的至少部分標(biāo)號(hào) 宏塊中的一標(biāo)號(hào)宏塊，釆用以下方式進(jìn)行處理檢測(cè)每一個(gè)GOP的幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊的運(yùn)動(dòng)信息，并比較當(dāng)前GOP 第一幀中該標(biāo)號(hào)宏塊與之前的一 GOP第一幀的恢復(fù)幀圖像中該標(biāo)號(hào)宏塊的 差別，結(jié)合預(yù)設(shè)條件判斷出視頻中存在的與GOP序列對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)該標(biāo) 號(hào)靜止宏塊序列，該標(biāo)號(hào)靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)GOP序列的第二個(gè)及后續(xù)GOP 的第一幀中的該標(biāo)號(hào)宏塊圖像具有靜態(tài)場(chǎng)景，對(duì)所述第二個(gè)GOP中第一幀的 該標(biāo)號(hào)宏塊采用幀內(nèi)壓縮方式，對(duì)所述后續(xù)GOP中至少部分GOP的第一幀 的該標(biāo)號(hào)宏塊，采用幀間壓縮方式且以所述第二個(gè)GOP第一幀的恢復(fù)幀圖像 中的該標(biāo)號(hào)宏塊為參考宏塊。進(jìn)一步地，上述^f見頻圖像壓縮方法還可具有以下特點(diǎn)對(duì)于視頻中待壓縮的所述標(biāo)號(hào)宏塊，除圖像具有靜態(tài)場(chǎng)景的部分該標(biāo)號(hào) 宏塊外，對(duì)于其他圖像具有非靜態(tài)場(chǎng)景的該標(biāo)號(hào)宏塊采用具有GOP結(jié)構(gòu)的先 進(jìn)的壓縮方法進(jìn)行壓縮，其中對(duì)該標(biāo)號(hào)靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)GOP序列的第一個(gè) GOP第一幀的該標(biāo)號(hào)宏塊和不屬于靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的GOP第一幀的該標(biāo) 號(hào)宏塊，采用幀內(nèi)壓縮方式，對(duì)所有GOP中除第一幀外的其他幀中的該標(biāo)號(hào) 宏塊，采用幀間或幀內(nèi)壓縮方式。進(jìn)一步地，上述視頻圖像壓縮方法還可具有以下特點(diǎn)所述具有GOP結(jié)構(gòu)的先進(jìn)的壓縮方法為MPEG1， MPEG2, MPEG4，、 H.261, H.263, H.264或AVS。進(jìn)一步地，上述視頻圖像壓縮方法還可具有以下特點(diǎn)，所述預(yù)設(shè)條件包括條件一，對(duì)GOP幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊的檢測(cè)均顯示該GOP內(nèi)該標(biāo)號(hào) 宏塊的圖像無運(yùn)動(dòng)；條件二， GOP第一幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊與前一個(gè)GOP第一幀的恢復(fù) 幀圖像中該標(biāo)號(hào)宏塊的差別小于或小于等于設(shè)定閾值；條件三GOP第一幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊與第二個(gè)GOP第一幀的恢復(fù) 幀圖像中該標(biāo)號(hào)宏塊的差別小于或小于等于設(shè)定閾值，且所述第二個(gè)GOP為 該標(biāo)號(hào)宏塊所屬靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)的GOP序列中的第二個(gè)GOP;相應(yīng)地，對(duì)靜止宏塊序列及對(duì)應(yīng)GOP序列的判定方法如下步驟一，對(duì)GOP依次處理，將其幀圖像中所述標(biāo)號(hào)宏塊滿足條件一的第 一個(gè)GOP作為該標(biāo)號(hào)靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)的GOP序列的第 一個(gè)GOP;步驟二，對(duì)該標(biāo)號(hào)靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)的GOP序列中第一個(gè)GOP相鄰的 后一個(gè)GOP處理時(shí)如果該GOP第一幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊滿足條件二，則將該GOP作為 該標(biāo)號(hào)靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)GOP序列的第二個(gè)GOP，執(zhí)行步驟三；如果該GOP第一幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊不滿足條件二但滿足條件一，將 該GOP作為該標(biāo)號(hào)的另 一靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)的GOP序列的第一個(gè)GOP，返回步驟二；如果該GOP第一幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊對(duì)條件一和條件二均不滿足，則 該GOP不屬于任一靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)的GOP序列，返回步驟一；步驟三，對(duì)該標(biāo)號(hào)靜止宏塊序列的第n個(gè)GOP相鄰的后一個(gè)GOP處理 時(shí)，n=2，3，4……如果該GOP第一幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊滿足條件三，則將該GOP作為 該標(biāo)號(hào)靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)GOP序列的又一個(gè)GOP,返回步驟三；如果該GOP第一幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊不滿足條件三但滿足條件一，則 將該GOP作為該標(biāo)號(hào)的另一靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)GOP序列的第一個(gè)GOP，返 回步驟二；如果該GOP第 一幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊對(duì)條件一和條件三均不滿足，則 該GOP不屬于任一靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)的GOP序列，返回步驟一。進(jìn)一步地，上述視頻圖^f象壓縮方法還可具有以下特點(diǎn)對(duì)所述靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)GOP序列的第二個(gè)GOP中第一幀的所述標(biāo)號(hào) 宏塊采用幀內(nèi)壓縮方式壓縮時(shí)，采用的壓縮比小于其他宏塊進(jìn)行幀內(nèi)壓縮時(shí) 采用的壓縮比。進(jìn)一步地，上述視頻圖像壓縮方法還可具有以下特點(diǎn)對(duì)所述靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)GOP序列的第三個(gè)及后續(xù)GOP中第一幀的所 述標(biāo)號(hào)宏塊壓縮時(shí)，采用以下兩種處理方式中的一種第一種，對(duì)所述靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)GOP序列的第三個(gè)及后續(xù)GOP中的 全部GOP,對(duì)其中第一幀的所述標(biāo)號(hào)宏塊采用幀間壓縮方式，且壓縮時(shí)以所 述對(duì)應(yīng)GOP序列中第二個(gè)GOP第 一幀的恢復(fù)幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊為參考 宏塊；第二種，對(duì)所述靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)GOP序列的第三個(gè)及后續(xù)G0P，只 對(duì)其中部分GOP的第一幀的所述標(biāo)號(hào)宏塊采用所述第一種處理方式中的幀 間壓縮方式，對(duì)其余的部分GOP的第一幀的所述標(biāo)號(hào)宏塊，直接采用所述對(duì) 應(yīng)GOP序列中第二個(gè)GOP第一幀的所述標(biāo)號(hào)宏塊的壓縮數(shù)據(jù)作為本標(biāo)號(hào)宏 塊的壓縮數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，上述視頻圖像壓縮方法還可具有以下特點(diǎn) 所述第二種處理方式中，所述其余的部分GOP是指所述靜止宏塊序列對(duì) 應(yīng)GOP序列中的第4""個(gè)或第2m"個(gè)G0P， m=l,2,3， 4,..。進(jìn)一步地，上述視頻圖像壓縮方法還可具有以下特點(diǎn)所述條件一中，是將檢測(cè)得到的GOP內(nèi)各個(gè)幀的所述標(biāo)號(hào)宏塊的運(yùn)動(dòng)矢 量和一個(gè)預(yù)設(shè)的閾值比較，如均小于或小于等于該閾值時(shí)認(rèn)為該標(biāo)號(hào)宏塊的 圖像無運(yùn)動(dòng)；所述條件二和條件三中，比較兩個(gè)幀的所述標(biāo)號(hào)宏塊的差別時(shí)，是用兩 個(gè)幀中所述標(biāo)號(hào)宏塊在對(duì)應(yīng)位置上的像素點(diǎn)的差的絕對(duì)值之和或絕對(duì)值的平 均值來表示。進(jìn)一步地，上述視頻圖像壓縮方法還可具有以下特點(diǎn)對(duì)GOP的幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)時(shí)，是對(duì)該GOP內(nèi)除第 一幀外的其余每一個(gè)幀的所述標(biāo)號(hào)宏塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，或者是對(duì)該GOP內(nèi)每 一個(gè)幀的所述標(biāo)號(hào)宏塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)。進(jìn)一步地，上述視頻圖像壓縮方法還可具有以下特點(diǎn)在對(duì)視頻進(jìn)行壓縮的過程中，在GOP包第一幀的每一個(gè)標(biāo)號(hào)宏塊的壓縮 數(shù)據(jù)中增加一宏塊靜止標(biāo)志，用于指示該標(biāo)號(hào)宏塊的圖像是否具有靜態(tài)場(chǎng)景； 或者在對(duì)視頻進(jìn)行壓縮的過程中，在GOP包第一幀的每一個(gè)標(biāo)號(hào)宏塊的壓縮 數(shù)據(jù)中增加一宏塊靜止標(biāo)志和一幀內(nèi)/幀間標(biāo)志，所述宏塊靜止標(biāo)志用于指示 該標(biāo)號(hào)宏塊的圖像是否具有靜態(tài)場(chǎng)景，所述幀內(nèi)/幀間標(biāo)志用于指示該標(biāo)號(hào)宏 塊采用幀內(nèi)壓縮還是幀間壓縮。進(jìn)一步地，上述視頻圖像壓縮方法還可具有以下特點(diǎn)，該方法應(yīng)用于固 定攝像得到的視頻圖像壓縮。本發(fā)明還提供了 一種與上述視頻圖像壓縮方法對(duì)應(yīng)的視頻解碼方法，在 對(duì)GOP第一幀中的標(biāo)號(hào)宏塊解碼時(shí)，檢測(cè)該標(biāo)號(hào)宏塊壓縮數(shù)據(jù)中的宏塊靜止 標(biāo)志，對(duì)于指示為非靜態(tài)場(chǎng)景的標(biāo)號(hào)宏塊，其壓縮時(shí)采用的是同一種方法， 解碼時(shí)采用相應(yīng)的解壓縮方法；對(duì)于指示為靜態(tài)場(chǎng)景的標(biāo)號(hào)宏塊，先根據(jù)該 標(biāo)號(hào)宏塊壓縮數(shù)據(jù)的長度或者壓縮數(shù)據(jù)中的幀間/幀內(nèi)標(biāo)志，判斷出該幀采用 的是幀內(nèi)壓縮還是幀間壓縮，然后采用相應(yīng)的解壓縮方法。本發(fā)明在滿足一定條件時(shí)改變?cè)蠫OP的笫一幀圖像的壓縮方法，進(jìn)一 步壓縮了靜態(tài)場(chǎng)景下的圖像數(shù)據(jù)，并沒有提高其它移動(dòng)場(chǎng)景下的比特率。當(dāng) 然，考慮到場(chǎng)景中也會(huì)有運(yùn)動(dòng)物體以及長時(shí)間內(nèi)背景也會(huì)有變化，本發(fā)明新 的壓縮方法和裝置盡可能地與當(dāng)前先進(jìn)的壓縮方法兼容。本發(fā)明尤其適合于 固定攝像的視頻監(jiān)視系統(tǒng)。


圖1是已有技術(shù)的G0P結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖2是本發(fā)明壓縮方法的一種GOP結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖3是本發(fā)明壓縮方法的另一種GOP結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖4是本發(fā)明實(shí)施例壓縮方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在討論本發(fā)明新的壓縮方法。在當(dāng)前先進(jìn)的壓縮方法的基礎(chǔ)上，本發(fā) 明保留了 GOP結(jié)構(gòu)。但GOP結(jié)，構(gòu)的第一幀的定義與當(dāng)前先進(jìn)的壓縮方法有 時(shí)是不同的。本發(fā)明特別適用于固定攝像方式得到的視頻圖像壓縮，如視頻 監(jiān)視系統(tǒng)。文中也將不變或變化非常緩慢的場(chǎng)景稱為靜態(tài)場(chǎng)景，將其它場(chǎng)景包括具 有運(yùn)動(dòng)物體或者背景有變化等的場(chǎng)景稱為非靜態(tài)場(chǎng)景。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。第一實(shí)施例本實(shí)施例的視頻圖像壓縮方法在滿足一定條件時(shí)，改變了原有GOP的第 一幀圖像的壓縮方法。假定一個(gè)GOP包含15幀視頻數(shù)據(jù)，則2分鐘的NTSC 視頻數(shù)據(jù)有240個(gè)GOP包。如圖4所示，該壓縮方法包括以下步驟SllO，對(duì)第一個(gè)GOP,采用與當(dāng)前先進(jìn)的壓縮方法相同的方法進(jìn)行壓縮。 即對(duì)第一幀使用幀內(nèi)壓縮方式，余下的幀采用幀內(nèi)壓縮或幀間預(yù)測(cè)壓縮。壓 縮時(shí)可以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)獲得第一個(gè)GOP內(nèi)的幀的運(yùn)動(dòng)信息；本實(shí)施例中，對(duì)GOP進(jìn)行運(yùn)動(dòng)4全測(cè)時(shí)，均是對(duì)該GOP內(nèi)除第一幀外其 余每幀進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)獲取運(yùn)動(dòng)信息，但本發(fā)明不局限于此，如也可以對(duì)GOP 中每一個(gè)幀都進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)等。S120,當(dāng)所述運(yùn)動(dòng)信息顯示檢測(cè)的第一個(gè)GOP內(nèi)的所有幀圖像均無運(yùn)動(dòng) 時(shí)，再比較第一個(gè)GOP的第一恢復(fù)幀(recovery frame) V (即對(duì)第一幀h 壓縮后得到的幀)與第二個(gè)GOP的第一個(gè)輸入幀12的差別，如果兩個(gè)幀V和l2的差別小于或小于等于預(yù)設(shè)的閾值，則判斷第二個(gè)GOP的圖像具有靜態(tài) 場(chǎng)景，本實(shí)施例假定滿足這個(gè)條件；上述整個(gè)GOP內(nèi)的幀圖像無運(yùn)動(dòng)，是指檢測(cè)的所有幀的運(yùn)動(dòng)矢量為零或 接近零，可以采用已有的眾多運(yùn)動(dòng)檢測(cè)技術(shù)中的一種方法來判定，如可以通 過將檢測(cè)的GOP內(nèi)幀的運(yùn)動(dòng)矢量和一個(gè)預(yù)設(shè)的閾值比較，在均小于或小于等 于該閾值時(shí)認(rèn)為GOP的幀圖像無運(yùn)動(dòng)。兩幀V 、 12的差別可以用兩幀中對(duì)應(yīng)位置上^f象素點(diǎn)的差的絕對(duì)值之和(或 平均值等)來表示，可以找出所有或部分位置的像素點(diǎn)進(jìn)行比較。兩個(gè)幀ir和I2的差別小于或小于等于預(yù)設(shè)的閾值即意味著兩個(gè)幀V和I2的圖像相同或相近。S130,對(duì)第二個(gè)GOP的第一幀仍使用幀內(nèi)壓縮，本實(shí)施例還進(jìn)一步通過 減小壓縮比以提供更多的比特?cái)?shù)，對(duì)第二個(gè)GOP剩余的幀使用幀間預(yù)測(cè)壓縮 或者幀內(nèi)壓縮方法，與當(dāng)前先進(jìn)的壓縮方法相同；同時(shí)獲取第二個(gè)GOP內(nèi)的 幀的運(yùn)動(dòng)信息；壓縮時(shí)，為第二個(gè)GOP的第一幀提供更多的比特?cái)?shù)可以獲得高質(zhì)量視頻 并減少使用幀間預(yù)測(cè)壓縮的后續(xù)幀的壓縮數(shù)據(jù)比特。通常，可以將一個(gè)標(biāo)清 電視的該幀數(shù)據(jù)壓縮為6.6Mbit至1Mbit之間，或5.5Mbit至1Mbit之間。本 實(shí)施例是將一幀數(shù)據(jù)壓縮為2Mbit以獲得高質(zhì)量圖像，同時(shí)對(duì)場(chǎng)景靜止圖像 序列后續(xù)14幀的總的壓縮數(shù)據(jù)可以減少到50kbit-10kbit，或者10kbit以下。GOP中剩余的幀一般使用幀間預(yù)測(cè)壓縮，在出現(xiàn)場(chǎng)景切換時(shí)可以采用幀 內(nèi)壓縮方法。S140，對(duì)第三個(gè)GOP的第一幀進(jìn)行壓縮時(shí)，仍假定判斷時(shí)滿足以下條件 檢測(cè)的第二個(gè)GOP的所有幀圖像均無運(yùn)動(dòng)且第二個(gè)GOP的第一恢復(fù)幀 (recovery frame) 12，(即對(duì)第 一幀12壓縮后得到的幀)和第三個(gè)GOP的第 一幀的差別小于或小于等于預(yù)設(shè)的閾值，即第三個(gè)GOP圖像仍具有靜態(tài)場(chǎng) 景；S150，對(duì)第三個(gè)GOP的第一幀采用幀間預(yù)測(cè)壓縮而不是幀內(nèi)壓縮，與其 他幀間預(yù)測(cè)不同，本實(shí)施例第三個(gè)GOP的第一幀的參考幀采用第二個(gè)GOP中第一幀的恢復(fù)幀V，預(yù)測(cè)值？3=13-12，，它的恢復(fù)幀為V;第三個(gè)GOP剩 余的幀按當(dāng)前先進(jìn)的壓縮方法使用幀間預(yù)測(cè)壓縮或者幀內(nèi)壓縮。同時(shí)獲取第 二個(gè)GOP內(nèi)的幀的運(yùn)動(dòng)信息；S160，對(duì)于后續(xù)的GOP仍采用上述方法，即如果檢測(cè)的前一GOP的所有幀圖像均無運(yùn)動(dòng)，且第二個(gè)GOP的恢復(fù)幀I2，和當(dāng)前GOP的第一幀In (n =3,4, 5,...)的差別小于或小于等于設(shè)定的閾值，則以12'為參考幀，對(duì)第n個(gè)GOP的第一幀In進(jìn)行幀間預(yù)測(cè)壓縮。對(duì)第n個(gè)GOP剩余的幀可按當(dāng)前先進(jìn)的壓縮方法使用幀間預(yù)測(cè)壓縮或者幀內(nèi)壓縮。同時(shí)獲取第n個(gè)GOP內(nèi)的幀的運(yùn)動(dòng)信 自按上述方式壓縮后的幀格式如圖2所示，圖中的PB是表示一個(gè)幀，可以 是P幀，也可以是B幀，根據(jù)不同的壓縮格式而不同。當(dāng)然，如果對(duì)某個(gè)GOP以下稱為GOPa判斷時(shí)上述條件不能滿足，則判 定該GOPa的圖像具有非靜態(tài)場(chǎng)景，對(duì)該GOPa的第一幀也使用與當(dāng)前先進(jìn) 的壓縮方法相同的壓縮方法即幀內(nèi)壓縮，同時(shí)獲取該GOPa內(nèi)的幀的運(yùn)動(dòng)信 息。在該GOPa之后的一個(gè)GOP以下稱為GOPb是否具有靜態(tài)場(chǎng)景的判斷方 法與上述第二個(gè)GOP類似，如該GOPb具有靜態(tài)場(chǎng)景，對(duì)該GOPb之后的一 個(gè)GOP以下稱為GOPc是否具有靜態(tài)場(chǎng)景的判斷方法與上述第三個(gè)GOP類 似，依此類推。歸納一下，在本實(shí)施例中認(rèn)為存在靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列，該靜態(tài)場(chǎng)景GOP 序列可包括一個(gè)或多個(gè)GOP,其定義見下述步驟一至步驟三。應(yīng)當(dāng)注意的是， 本文中的靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列中并非所有GOP的圖像均具有靜態(tài)場(chǎng)景，該序 列中的第2個(gè)及后續(xù)GOP的圖像具有靜態(tài)場(chǎng)景，是圖像具有靜態(tài)場(chǎng)景的GOP 序列，而第一個(gè)GOP可以是非靜態(tài)場(chǎng)景。首先定義三個(gè)條件條件一該GOP各個(gè)幀的運(yùn)動(dòng)信息顯示整個(gè)GOP內(nèi)的幀圖像無運(yùn)動(dòng)。條件二該GOP的第一幀與其前一個(gè)GOP的第一恢復(fù)幀的差別小于或 小于等于設(shè)定閾值。條件三該GOP的第一幀與靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列第二個(gè)GOP的第一恢復(fù) 幀的差別小于或小于等于設(shè)定閾值。再定義一下對(duì)GOP進(jìn)行壓縮處理的三種方式方式一，直接采用當(dāng)前先進(jìn)的壓縮方法對(duì)該GOP進(jìn)行壓縮。方式二，直接采用當(dāng)前先進(jìn)的壓縮方法對(duì)該GOP進(jìn)行壓縮。但對(duì)該GOP 的第一幀(使用幀內(nèi)壓縮)，壓縮比可小于前一個(gè)GOP第一幀的壓縮比。方式三，以該GOP所屬的靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的第二個(gè)GOP的第一恢復(fù) 幀(即第一幀的恢復(fù)幀)為參考幀，對(duì)該GOP的第一幀進(jìn)行幀間壓縮，對(duì)該 GOP剩余的幀的壓縮方式與當(dāng)前先進(jìn)的壓縮方法相同。在開始?jí)嚎s后到壓縮完成之前，對(duì)GOP的壓縮處理包括以下步驟步驟一，將依次處理的GOP中第一個(gè)滿足條件一的GOP作為靜態(tài)場(chǎng)景 GOP序列的第一個(gè)GOP (注意這個(gè)GOP并不是具有靜態(tài)場(chǎng)景的GOP)，對(duì) 該GOP按方式一壓縮并獲取該GOP中幀的運(yùn)動(dòng)信息；步驟二，對(duì)與靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列中第一個(gè)GOP相鄰的后一個(gè)GOP (即 將其作為當(dāng)前GOP,下同)處理時(shí)如果當(dāng)前GOP滿足條件二，則將當(dāng)前GOP作為靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的第 二個(gè)GOP，對(duì)該GOP按方式二壓縮并獲取該GOP中幀的運(yùn)動(dòng)信息，執(zhí)行步 驟三；如果當(dāng)前GOP不滿足條件二但滿足條件一，將當(dāng)前GOP作為另一靜態(tài) 場(chǎng)景GOP序列的第一個(gè)GOP，對(duì)該GOP按方式一壓縮并獲取該GOP中幀的 運(yùn)動(dòng)信息，返回步驟二繼續(xù)處理；如果當(dāng)前GOP對(duì)條件一和條件二均不滿足，則當(dāng)前GOP不屬于任一靜 態(tài)場(chǎng)景GOP序列，對(duì)該GOP按方式一壓縮并獲取該GOP中幀的運(yùn)動(dòng)信息， 返回步驟一繼續(xù)處理；步驟三，對(duì)與靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列中第n個(gè)GOP (n=2,3,4......)相鄰的后一個(gè)GOP處理時(shí)如果當(dāng)前GOP滿足條件三，則將當(dāng)前GOP作為靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的又 一個(gè)GOP，對(duì)該GOP按方式三壓縮并獲取該GOP中幀的運(yùn)動(dòng)信息，返回步 驟三繼續(xù)處理；如果當(dāng)前GOP不滿足條件三但滿足條件一，則將當(dāng)前GOP作為另一靜 態(tài)場(chǎng)景GOP序列的第一個(gè)GOP,對(duì)該GOP按方式一壓縮并獲取該GOP中幀 的運(yùn)動(dòng)信息，返回步驟二繼續(xù)處理；如果當(dāng)前GOP對(duì)條件一和條件三均不滿足，則當(dāng)前GOP不屬于任一靜 態(tài)場(chǎng)景GOP序列，對(duì)該GOP按方式一壓縮并獲取該GOP中幀的運(yùn)動(dòng)信息， 返回步驟一繼續(xù)處理?？梢钥闯?，本實(shí)施例只進(jìn)一步壓縮不變或變化很緩慢的場(chǎng)景的數(shù)據(jù)，且 不增加其他移動(dòng)場(chǎng)景的比特率。采用上述實(shí)施例的壓縮方法的問題是，對(duì)于那些不變或變化很緩慢的場(chǎng) 景的幀來說，因?yàn)榈诙€(gè)GOP之后的后續(xù)幀的校正數(shù)據(jù)依賴于第二個(gè)GOP 的第一幀的恢復(fù)幀I2，，當(dāng)?shù)诙€(gè)GOP的第一幀I2的壓縮數(shù)據(jù)在發(fā)送或存儲(chǔ) 過程出錯(cuò)時(shí)，錯(cuò)誤會(huì)擴(kuò)散到所有這些數(shù)據(jù)。為了解決這個(gè)問題，在另一實(shí)施例中，在一個(gè)靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列中，對(duì) 第4m個(gè)(m=123， 4,)即4， i6， 64， 256.......個(gè)GOP使用第二個(gè)GOP的第一幀I2的壓縮數(shù)據(jù)直接作為這些GOP第一幀的壓縮數(shù)據(jù)。這樣，這些GOP 的第一幀的壓縮數(shù)據(jù)和第二個(gè)GOP的第一幀l2的壓縮數(shù)據(jù)相同，如圖3所示。 因?yàn)檫@些GOP的第一幀的壓縮數(shù)據(jù)包括在許多GOP包內(nèi)，當(dāng)某個(gè)GOP發(fā)生 錯(cuò)誤時(shí)，可以根據(jù)其他GOP恢復(fù)。上述采用靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列第二個(gè)GOP 的第一幀12的壓縮數(shù)據(jù)直接作為本GOP第一幀的壓縮數(shù)據(jù)的GOP并不局限 于以上的選取方式，如也可以選擇為第2"^個(gè)GOP, 111=1,2,3,4...來代替， 或者采用其它的選擇方式都是可以的，均可以達(dá)到相應(yīng)的才支術(shù)效杲?？傊?，在當(dāng)前先進(jìn)的壓縮方法的基礎(chǔ)上，本發(fā)明壓縮方法只需要在滿足 場(chǎng)景不變或變化非常緩慢即靜態(tài)場(chǎng)景的條件下，改變GOP包的第一幀的壓縮 方法，其中大部分采用以第二個(gè)包中第一幀的恢復(fù)幀為參考幀的幀間預(yù)測(cè)壓縮方式，只有少部分使用與第二個(gè)GOP的第一幀12相同的壓縮數(shù)據(jù)。現(xiàn)在分析一下上述壓縮方法的效率。對(duì)于NTSCTV,當(dāng)兩分仲內(nèi)240個(gè) GOP包中的每一個(gè)包都滿足場(chǎng)景不變或變化很緩慢的條件時(shí)，采用當(dāng)前先進(jìn) 的壓縮方法，在壓縮數(shù)據(jù)的比特率為2Mbps時(shí)通常需要240Mbit。使用本發(fā) 明新的壓縮方法，包含幀內(nèi)壓縮數(shù)據(jù)的GOP的數(shù)目為5即第1、 2、 4、 16、 64個(gè)GOP包，其它235個(gè)GOP僅包括幀間預(yù)測(cè)壓縮的數(shù)據(jù)。第一個(gè)GOP有1Mbit數(shù)據(jù)，包含第二個(gè)GOP的第一幀的壓縮數(shù)據(jù)的4 個(gè)GOP中的每一個(gè)包括2 .05Mbit數(shù)據(jù)，其它GOP中每一個(gè)GOP包含50kbit 數(shù)據(jù)。所有240個(gè)GOP的總的比特?cái)?shù)為1+4*2.05+235*0.05 = 20.95Mbit.與 240Mbit數(shù)據(jù)相比，可在當(dāng)前先進(jìn)的壓縮方法壓縮的基礎(chǔ)上再以10倍的壓縮 比壓縮視頻數(shù)據(jù)并且在場(chǎng)景不變或變化很緩慢時(shí)獲得更好的視頻質(zhì)量。如果 場(chǎng)景長時(shí)間內(nèi)不變的或者變化很緩慢，甚至可以20倍的壓縮比(2Mbit:100Kbit) 壓縮;f見頻數(shù)據(jù)。如果進(jìn)一步地提高靜態(tài)場(chǎng)景序列中第二個(gè)GOP第一幀的數(shù)據(jù)比特，并降 低使用幀間預(yù)測(cè)壓縮的后續(xù)幀的數(shù)據(jù)比特，可以進(jìn)一步地壓縮視頻數(shù)據(jù)。例 如，如果在一個(gè)GOP內(nèi)，使用幀間預(yù)測(cè)壓縮的所有幀的壓縮數(shù)據(jù)比特大約為 10kbit,對(duì)于10分鐘不變或變化很i爰慢的場(chǎng)景，可以約IOO倍的壓縮比壓縮 視頻數(shù)據(jù)。當(dāng)使用本實(shí)施例方法在壓縮^L頻時(shí)，需在每個(gè)GOP包頭中增加1個(gè)比特 信息來表示GOP圖像是否具有靜態(tài)場(chǎng)景?？梢苑Q該比特為靜態(tài)場(chǎng)景標(biāo)志。如 當(dāng)該比特值為0時(shí)，表示存在運(yùn)動(dòng)物體或者場(chǎng)景有變化，當(dāng)該比特值為1時(shí)， 表示場(chǎng)景不變或者變化很緩慢，即該GOP圖像具有靜態(tài)場(chǎng)景。對(duì)靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列來說，第二個(gè)及之后的GOP中該標(biāo)志均指示為靜 態(tài)場(chǎng)景，第一個(gè)GOP應(yīng)指示為非靜態(tài)場(chǎng)景。在解碼(即解壓縮)時(shí)，對(duì)于指示為非靜態(tài)場(chǎng)景的GOP包，其編碼采用 的方法都是當(dāng)前先進(jìn)的壓縮方法，解碼時(shí)采用相應(yīng)的解壓縮方法即可。對(duì)于 圖像具有靜態(tài)場(chǎng)景的GOP包，因?yàn)殪o態(tài)場(chǎng)景GOP序列第二個(gè)GOP包與之后 的GOP包壓縮方法是不同的，解碼時(shí)，僅根據(jù)這個(gè)標(biāo)志還不能得到唯一正確 的解壓縮方法。但因?yàn)樵谝粋€(gè)靜止序列中幀內(nèi)壓縮數(shù)據(jù)的比特?cái)?shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于幀間壓縮數(shù)目的比特?cái)?shù)，很容易判斷哪個(gè)GOP第一幀包含幀內(nèi)壓縮數(shù)據(jù)，因此
可根據(jù)該GOP第一幀壓縮數(shù)據(jù)的長度來判斷該幀采用的是幀內(nèi)壓縮還是幀 間壓縮，如果是幀內(nèi)壓縮，則按幀內(nèi)壓縮對(duì)應(yīng)的解壓縮方法來解碼，如果是 幀間壓縮，則按幀間壓縮對(duì)應(yīng)的解壓縮方法來解碼。當(dāng)然，如需要也可以在 GOP包頭增加一個(gè)比特的幀內(nèi)/幀間標(biāo)志來區(qū)分幀內(nèi)壓縮數(shù)據(jù)和幀間壓縮數(shù) 據(jù)。解碼時(shí)才艮據(jù)該幀內(nèi)/幀間標(biāo)志來識(shí)別該GOP包的壓縮方式。
第二實(shí)施例
因?yàn)楫?dāng)前先進(jìn)的壓縮結(jié)構(gòu)的最小的組是宏塊，本發(fā)明新的壓縮方法也可 以在宏塊中使用。對(duì)于GOP的第一幀的每一個(gè)宏塊，可以有條件地選擇幀內(nèi) 或幀間壓縮。
對(duì)于每一個(gè)宏塊的處理與上述GOP圖像幀的做法相似，圖像幀中某一位 置的宏塊是用以數(shù)字進(jìn)行標(biāo)號(hào)。本實(shí)施例認(rèn)為在圖像幀任一位置(標(biāo)號(hào))上 存在靜止宏塊序列，包括一個(gè)或多個(gè)連續(xù)GOP的各幀圖像上具有相同標(biāo)號(hào)的 多個(gè)宏塊，每一標(biāo)號(hào)的靜止宏塊序列均對(duì)應(yīng)于包含該標(biāo)號(hào)靜止宏塊序列(即 該標(biāo)號(hào)宏塊所屬的靜止宏塊序列)的一個(gè)GOP序列，為了描述方便，文中也 將靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)的GOP序列中的第n個(gè)GOP直接稱為該靜止宏塊序列 的第n個(gè)GOP。某標(biāo)號(hào)靜止宏塊序列中的第二個(gè)及后續(xù)的標(biāo)號(hào)宏塊圖^f象具有 靜態(tài)場(chǎng)景。
首先定義幾個(gè)判斷條件
條件一GOP的運(yùn)動(dòng)信息顯示該GOP內(nèi)該標(biāo)號(hào)宏塊的圖像無運(yùn)動(dòng)(所 有宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量為零或接近零，可以通過閾值來判斷)。
可以對(duì)GOP內(nèi)除第一幀外其余每幀的該標(biāo)號(hào)宏塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，或者對(duì) GOP中每一個(gè)幀的該標(biāo)號(hào)宏塊都進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，獲取運(yùn)動(dòng)信息，但本發(fā)明不 局限于此。
條件二 GOP第一幀圖像中該標(biāo)號(hào)宏塊與前一個(gè)GOP的第一恢復(fù)幀圖 像中該標(biāo)號(hào)宏塊的差別小于或小于等于設(shè)定閾值，如兩個(gè)宏塊對(duì)應(yīng)的全部或 部分位置上的像素點(diǎn)之間的差的絕對(duì)值之和(或均值等)小于或等于設(shè)定的 閾值。條件三GOP第一幀圖像中該標(biāo)號(hào)宏塊與所屬靜止宏塊序列的第二個(gè) GOP的第一恢復(fù)幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊的差別小于或小于等于設(shè)定閾值。再定義一下對(duì)GOP中標(biāo)號(hào)宏塊進(jìn)行壓縮處理的三種方式方式一，直接采用當(dāng)前先進(jìn)的壓縮方法對(duì)當(dāng)前GOP各幀圖像中的該標(biāo)號(hào) 宏塊進(jìn)行壓縮。方式二，直接采用當(dāng)前先進(jìn)的壓縮方法對(duì)當(dāng)前GOP各幀圖像中的該標(biāo)號(hào) 宏塊進(jìn)行壓縮。但對(duì)當(dāng)前GOP第 一幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊使用幀內(nèi)壓縮時(shí)可 減小壓縮比。方式三，以該標(biāo)號(hào)靜止宏塊序列的第二個(gè)GOP的第 一個(gè)恢復(fù)幀圖像中的 該標(biāo)號(hào)宏塊為參考宏塊，對(duì)當(dāng)前GOP第一幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊進(jìn)行幀間預(yù) 測(cè)壓縮，對(duì)當(dāng)前GOP剩余幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊的壓縮方式與當(dāng)前先進(jìn)的壓 縮方法相同。在開始?jí)嚎s后到壓縮完成之前，對(duì)GOP中每一個(gè)標(biāo)號(hào)宏塊的壓縮處理包 括以下步驟步驟一，對(duì)GOP依次處理，將其幀圖像中該標(biāo)號(hào)宏塊滿足條件一的第一 個(gè)GOP作為該標(biāo)號(hào)靜止宏塊序列的第一個(gè)G0P，對(duì)該GOP各幀圖像中的該 標(biāo)號(hào)宏塊按方式一壓縮并獲取該標(biāo)號(hào)宏塊的運(yùn)動(dòng)信息；步驟二，對(duì)該標(biāo)號(hào)靜止宏塊序列的第一個(gè)GOP相鄰的后一個(gè)GOP處理 時(shí)，對(duì)當(dāng)前GOP各幀圖像中該標(biāo)號(hào)宏塊的處理如下如果當(dāng)前GOP第一幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊滿足條件二，則將當(dāng)前GOP 作為該標(biāo)號(hào)靜止宏塊序列的第二個(gè)G0P，對(duì)該GOP中的該標(biāo)號(hào)宏塊按方式 二壓縮并獲取各幀圖像中該標(biāo)號(hào)宏塊的運(yùn)動(dòng)信息，執(zhí)行步驟三；如果當(dāng)前GOP第一幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊不滿足條件二但滿足條件一， 將當(dāng)前GOP作為該標(biāo)號(hào)的另一靜止宏塊序列的第一個(gè)G0P，對(duì)該GOP中的 該標(biāo)號(hào)宏塊按方式一壓縮并獲取各幀圖像中該標(biāo)號(hào)宏塊的運(yùn)動(dòng)信息，返回步 驟二繼續(xù)處理；如果當(dāng)前GOP第一幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊對(duì)條件一和條件二均不滿足， 則當(dāng)前GOP不屬于任一靜止宏塊序列，對(duì)該GOP中的該標(biāo)號(hào)宏塊按方式一壓縮并獲取各幀中該標(biāo)號(hào)宏塊的運(yùn)動(dòng)信息，返回步驟一繼續(xù)處理；步驟三，對(duì)該標(biāo)號(hào)靜止宏塊序列的第n個(gè)GOP (n=2,3,4......)相鄰的后一個(gè)GOP處理時(shí)，對(duì)當(dāng)前GOP各幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊處理如下如果當(dāng)前GOP第一幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊滿足條件三，則將當(dāng)前GOP 作為該標(biāo)號(hào)靜止宏塊序列的又一個(gè)GOP，對(duì)該GOP中的該標(biāo)號(hào)宏塊按方式 三壓縮并獲取該GOP各幀圖像中該標(biāo)號(hào)宏塊的卑動(dòng)信息，返回步驟三；如果當(dāng)前GOP第一幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊不滿足條件三但滿足條件一， 則將當(dāng)前GOP作為該標(biāo)號(hào)的另 一靜止宏塊序列的第 一個(gè)GOP，對(duì)該GOP中 的該標(biāo)號(hào)宏塊按方式一壓縮并獲取該GOP各幀圖像中該標(biāo)號(hào)宏塊的運(yùn)動(dòng)信 息，返回步驟二繼續(xù)處理；如果當(dāng)前GOP第一幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊對(duì)條件一和條件三均不滿足， 則當(dāng)前GOP不屬于任一靜止宏塊序列，對(duì)該GOP中的該標(biāo)號(hào)宏塊按方式一 壓縮并獲取該GOP各幀圖像中該標(biāo)號(hào)宏塊的運(yùn)動(dòng)信息，返回步驟一。需注意的是，不同標(biāo)號(hào)宏塊所屬的靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)的GOP序列可能相 同，也可能不同。需要按照上述流程分別進(jìn)行處理。為了克服某一標(biāo)號(hào)靜止宏塊序列中第二個(gè)GOP第一幀圖像中的該標(biāo)號(hào) 宏塊誤碼引起的誤碼擴(kuò)散，對(duì)該標(biāo)號(hào)靜止宏塊序列第二個(gè)GOP之后的少量 (如滿足4"1，或2m+1, m=l,2,3,4...條件)GOP，對(duì)這些GOP第一幀圖像中的該 標(biāo)號(hào)宏塊采用與該標(biāo)號(hào)靜止宏塊序列第二個(gè)GOP第一幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏 塊相同的壓縮數(shù)據(jù)(幀內(nèi)壓縮)。采用上述針對(duì)某一標(biāo)號(hào)靜止宏塊序列的風(fēng)像壓縮方法，可以對(duì)靜止宏塊 和非靜止宏塊分別進(jìn)行壓縮，可以進(jìn)一步提高壓縮比，因?yàn)榧词箞D像幀中有 運(yùn)動(dòng)物體存在，背景不變或變化緩慢的圖像宏塊也可以得到壓縮。當(dāng)采用上述對(duì)宏塊的壓縮方法時(shí)，GOP包第一幀圖像的每一個(gè)標(biāo)號(hào)宏塊 的壓縮數(shù)據(jù)中都需要增加1BIT的宏塊靜止標(biāo)志，來表示該標(biāo)號(hào)宏塊的圖像是 否具有靜態(tài)場(chǎng)景。如當(dāng)該比特值為0時(shí)，表示存在運(yùn)動(dòng)物體或者場(chǎng)景有變化， 當(dāng)該比特值為1時(shí)，表示場(chǎng)景不變或者變化很緩慢。對(duì)于GOP第一幀中的標(biāo) 號(hào)宏塊，如果不屬于靜止宏塊序列，其宏塊靜止標(biāo)志應(yīng)指示為非靜態(tài)場(chǎng)景。 對(duì)于靜止宏塊序列，第一個(gè)GOP第一幀中標(biāo)號(hào)宏塊的宏塊靜止標(biāo)志應(yīng)指示為 非靜態(tài)場(chǎng)景，對(duì)于第二個(gè)及之后的GOP第一幀中的標(biāo)號(hào)宏塊，該宏塊靜止標(biāo)志均指示為靜態(tài)場(chǎng)景。GOP中第二個(gè)或之后幀圖像中的標(biāo)號(hào)宏塊都無需進(jìn)行 標(biāo)記。因?yàn)?20x480大小的視頻有1350宏塊，每個(gè)GOP包中只需增加1.35kbit 宏塊靜止標(biāo)志。
在解碼時(shí)，對(duì)于包含所述宏塊靜止標(biāo)志且指示為非靜止的標(biāo)號(hào)宏塊，或 者沒有宏塊靜止標(biāo)志的標(biāo)號(hào)宏塊，解碼時(shí)采用相應(yīng)的解壓縮方法如當(dāng)前先進(jìn) 的壓縮方法對(duì)應(yīng)的解壓縮方法即可。對(duì)于包含所述宏塊靜止標(biāo)志且指示為靜
止的標(biāo)號(hào)宏塊，因?yàn)槟骋粯?biāo)號(hào)靜止宏塊序列中幀內(nèi)壓縮數(shù)據(jù)的比特?cái)?shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多 于幀間壓縮數(shù)目的比特?cái)?shù)，很容易知道哪個(gè)GOP第一幀某一標(biāo)號(hào)宏塊包含幀 內(nèi)數(shù)據(jù)，哪個(gè)GOP第一幀某一標(biāo)號(hào)宏塊包含幀間數(shù)據(jù)。因此可以根據(jù)該標(biāo)號(hào)
果是幀內(nèi)壓縮，則按幀內(nèi)壓縮對(duì)應(yīng)的解壓縮方法來解碼，如果是幀間壓縮， 則按幀間壓縮對(duì)應(yīng)的解壓縮方法來解碼。類似的，也可在GOP第一幀的標(biāo)號(hào) 宏塊中增加一個(gè)比特的幀內(nèi)/幀間標(biāo)志來區(qū)分幀內(nèi)壓縮數(shù)據(jù)和幀間壓縮數(shù)據(jù)。
因?yàn)殪o止宏塊的比特率減少，可以在有運(yùn)動(dòng)物體或場(chǎng)景變化的宏塊中增 加更多的比特。在相同或更低的比特率時(shí)運(yùn)動(dòng)物體的視頻質(zhì)量也可以提高。 而如果一個(gè)GOP提供高品質(zhì)的視頻數(shù)據(jù)，其他相似的GOP只需給出兩幀間 的不同，就可以得到高品質(zhì)的靜態(tài)視頻。此外，靜態(tài)場(chǎng)景標(biāo)志對(duì)于智能圖像 分析是非常有用的，它能表示哪個(gè)場(chǎng)景是固定場(chǎng)景的，哪個(gè)場(chǎng)景有運(yùn)動(dòng)物體 或者場(chǎng)景有變化。進(jìn)一步地，通過宏塊靜止標(biāo)志還能夠表示哪個(gè)宏塊是固定 場(chǎng)景的，哪個(gè)宏塊有運(yùn)動(dòng)物體或者場(chǎng)景有變化。當(dāng)重播壓縮數(shù)據(jù)時(shí)，使用靜 態(tài)場(chǎng)景標(biāo)志和宏塊靜止標(biāo)志，還可以只重播變化的場(chǎng)景視頻或運(yùn)動(dòng)物體視頻 或宏塊，提高重播的速度。
為了不改變現(xiàn)有GOP包(或宏塊)所有結(jié)構(gòu)，在上述兩個(gè)實(shí)施例中，可 以將上述靜態(tài)場(chǎng)景標(biāo)志或靜止標(biāo)志，還可以加上區(qū)分幀內(nèi)壓縮數(shù)據(jù)和幀間壓 縮數(shù)據(jù)的標(biāo)志信息放在用戶數(shù)據(jù)中，并與壓縮GOP數(shù)據(jù)同步儲(chǔ)存或傳輸，從 而實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有GOP包的兼容。
權(quán)利要求
1、一種視頻圖像壓縮方法，其特征在于在采用圖像組即GOP結(jié)構(gòu)對(duì)視頻進(jìn)行壓縮的過程中，檢測(cè)每一個(gè)GOP內(nèi)的幀的運(yùn)動(dòng)信息，并比較當(dāng)前GOP的第一幀與之前的一GOP第一幀的恢復(fù)幀的差別，判斷出視頻中存在的一個(gè)或多個(gè)靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列，該靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列中的第二個(gè)及后續(xù)GOP的圖像具有靜態(tài)場(chǎng)景，其中，對(duì)所述第二個(gè)GOP的第一幀采用幀內(nèi)壓縮方式，對(duì)所述后續(xù)GOP中至少部分GOP的第一幀，采用以所述第二個(gè)GOP的第一幀的恢復(fù)幀為參考幀的幀間壓縮方式。
2、 如權(quán)利要求1所述的視頻圖像壓縮方法，其特征在于除所述靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列中第二個(gè)GOP及后續(xù)GOP的第二幀外，對(duì)于 其它幀采用具有GOP結(jié)構(gòu)的先進(jìn)的壓縮方法進(jìn)行壓縮，其中對(duì)靜態(tài)場(chǎng)景GOP 序列中第一個(gè)GOP的第一幀和不屬于靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的GOP的第一幀采 用幀內(nèi)壓縮方式，對(duì)所有GOP中除第一幀外的其他幀采用幀間或幀內(nèi)壓縮方 式。
3、 如權(quán)利要求2所述的視頻圖像壓縮方法，其特征在于所述具有GOP結(jié)構(gòu)的先進(jìn)的壓縮方法為MPEG1, MPEG2, MPEG4,、 H.261, H.263, H.264或AVS。
4、 如權(quán)利要求1所述的視頻圖像壓縮方法，其特征在于，判斷視頻中是 否存在靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的條件包括條件一，檢測(cè)的該GOP各個(gè)幀的運(yùn)動(dòng)信息顯示幀圖像無運(yùn)動(dòng)；條件二，該GOP的第一幀與其前一個(gè)GOP的第一幀的恢復(fù)幀的差別小 于或小于等于設(shè)定闊值；條件三，該GOP的第 一幀與靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列第二個(gè)GOP的第 一幀的 恢復(fù)幀的差別小于或小于等于設(shè)定閾值；相應(yīng)地，在視頻圖像壓縮過程中對(duì)靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的判定步驟如下步驟一，將依次處理的GOP中第一個(gè)滿足條件一的GOP作為靜態(tài)場(chǎng)景 GOP序列的第一個(gè)GOP;步驟二，對(duì)與靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列中第一個(gè)GOP相鄰的后一個(gè)GOP:如果該GOP滿足條件二，則將該當(dāng)前GOP作為該靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的 第二個(gè)GOP,執(zhí)行步驟三；如果該GOP不滿足條件二但滿足條件一，將該GOP作為另 一靜態(tài)場(chǎng)景 GOP序列的第一個(gè)GOP，返回步驟二繼續(xù)處理；如果該GOP對(duì)條件一和條件二均不滿足，則該GOP不屬于任一靜態(tài)場(chǎng) 景GOP序列，返回步驟一繼續(xù)處理；步驟三，對(duì)與靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列中第n個(gè)GOP相鄰的后一個(gè)GOP, n=2,3,4……如果該GOP滿足條件三，將該GOP作為靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的又一個(gè) GOP,返回步驟三繼續(xù)處理；如果該GOP不滿足條件三但滿足條件一，將該GOP作為另 一靜態(tài)場(chǎng)景 GOP序列的第一個(gè)GOP，返回步驟二繼續(xù)處理；如果該GOP對(duì)條件一和條件三均不滿足，則該GOP不屬于任一靜態(tài)場(chǎng) 景GOP序列，返回步驟一繼續(xù)處理。
5、 如權(quán)利要求1或2或4的視頻圖像壓縮方法，其特征在于對(duì)所述靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列中第二個(gè)GOP的第一幀采用幀內(nèi)壓縮方式壓 縮時(shí)，釆用的壓縮比小于其它幀進(jìn)行幀內(nèi)壓縮時(shí)釆用的壓縮比。
6、 如權(quán)利要求1或2或4的視頻圖像壓縮方法，其特征在于對(duì)所述靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的第三個(gè)及后續(xù)GOP的第一幀壓縮時(shí)，采用 以下兩種處理方式中的一種第一種，對(duì)所述靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的第三個(gè)及后續(xù)GOP中的全部GOP 的第 一幀，采用以該靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列第二個(gè)GOP的第 一幀的恢復(fù)幀為參 考幀的幀間壓縮方式；第二種，只對(duì)所述靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的第三個(gè)及后續(xù)GOP中的部分GOP 的第一幀，采用以該靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列第二個(gè)GOP的第一幀的恢復(fù)幀為參 考幀的幀間壓縮方式，對(duì)其余的部分GOP，直接采用該靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列 第二個(gè)GOP的第一幀的壓縮數(shù)據(jù)作為本GOP第一幀的壓縮數(shù)據(jù)。
7、 如權(quán)利要求6的視頻圖像壓縮方法，其特征在于所述第二種處理方式中，是對(duì)所述靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列中的第f個(gè)或第 2m+1個(gè)GOP，直接采用該靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列第二個(gè)GOP的第一幀的壓縮數(shù) 據(jù)作為本GOP第一幀的壓縮數(shù)據(jù)，m=l,2,3， 4,..。
8、 如權(quán)利要求4的視頻圖像壓縮方法，其特征在于所述條件一中，將檢測(cè)的GOP內(nèi)各個(gè)幀的運(yùn)動(dòng)矢量和一個(gè)預(yù)設(shè)的閾值比 較，在均小于或小于等于該閾值時(shí)認(rèn)為該GOP的幀圖像無運(yùn)動(dòng)；所述條件二和條件三中，比較兩個(gè)幀的差別時(shí)，是用兩幀中對(duì)應(yīng)位置上 像素點(diǎn)的差的絕對(duì)值之和或絕對(duì)值的平均值來表示。
9、 如權(quán)利要求4或8的視頻圖像壓縮方法，其特征在于對(duì)GOP進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)時(shí)，是對(duì)該GOP內(nèi)除第一幀外其余的每一個(gè)幀進(jìn) 行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)獲取運(yùn)動(dòng)信息，或者是對(duì)該GOP內(nèi)的每一個(gè)幀進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)獲取 運(yùn)動(dòng)信息。
10、 如權(quán)利要求1或2或4的視頻圖像壓縮方法，其特征在于在對(duì)視頻進(jìn)行壓縮的過程中，在每個(gè)GOP包頭中增加一個(gè)靜態(tài)場(chǎng)景標(biāo) 志，對(duì)靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的第二個(gè)及之后的GOP，該標(biāo)志指示為靜態(tài)場(chǎng)景， 對(duì)靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的第一個(gè)GOP及靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的GOP,該指志指 示為非靜態(tài)場(chǎng)景；或者在對(duì)視頻進(jìn)行壓縮的過程中，在每個(gè)GOP包頭中增加一個(gè)靜態(tài)場(chǎng)景標(biāo) 志，對(duì)靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的第二個(gè)及之后的GOP,該標(biāo)志指示為靜態(tài)場(chǎng)景， 對(duì)靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的第一個(gè)GOP及靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的GOP，該指志指 示為非靜態(tài)場(chǎng)景，在指示為靜態(tài)場(chǎng)景的GOP包頭中還包括一個(gè)幀間/幀內(nèi)指 示標(biāo)志，用于指示該GOP的第一幀釆用幀間還是幀內(nèi)壓縮方式。
11、 如權(quán)利要求1的視頻圖像壓縮方法，其特征在于，該方法應(yīng)用于固 定攝像得到的視頻圖像壓縮。
12、 一種與權(quán)利要求10的視頻圖像壓縮方法對(duì)應(yīng)的視頻解碼方法，其特 征在于在解碼時(shí)檢測(cè)GOP包頭中的靜態(tài)場(chǎng)景標(biāo)志，對(duì)于指示為非靜態(tài)場(chǎng)景的 GOP包的幀，其壓縮時(shí)采用的是同一種方法，解碼時(shí)采用相應(yīng)的解壓縮方法； 對(duì)于指示為靜態(tài)場(chǎng)景的GOP包的第一幀，先根據(jù)該幀壓縮數(shù)據(jù)的長度或者 GOP包頭中的幀間/幀內(nèi)標(biāo)志，判斷出該幀采用的是幀內(nèi)壓縮還是幀間壓縮， 然后采用相應(yīng)的解壓縮方法。
13、 一種視頻圖像壓縮方法，其特征在于在采用圖像組即GOP結(jié)構(gòu)對(duì)視頻進(jìn)行壓縮的過程中，對(duì)幀圖像中的至少 部分標(biāo)號(hào)宏塊中的一標(biāo)號(hào)宏塊，采用以下方式進(jìn)行處理檢測(cè)每一個(gè)GOP的幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊的運(yùn)動(dòng)信息，并比較當(dāng)前GOP 第一幀中該標(biāo)號(hào)宏塊與之前的一 GOP第一幀的恢復(fù)幀圖像中該標(biāo)號(hào)宏塊的 差別，結(jié)合預(yù)設(shè)條件判斷出視頻中存在的與GOP序列對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)該標(biāo) 號(hào)靜止宏塊序列，該標(biāo)號(hào)靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)GOP序列的第二個(gè)及后續(xù)GOP 的第一幀中的該標(biāo)號(hào)宏塊圖像具有靜態(tài)場(chǎng)景，對(duì)所述第二個(gè)GOP中第一幀的 該標(biāo)號(hào)宏塊采用幀內(nèi)壓縮方式，對(duì)所述后續(xù)GOP中至少部分GOP的第一幀 的該標(biāo)號(hào)宏塊，采用幀間壓縮方式且以所述第二個(gè)GOP第 一幀的恢復(fù)幀圖像 中的該標(biāo)號(hào)宏塊為參考宏塊。
14、 如權(quán)利要求13中的視頻圖像壓縮方法，其特征在于對(duì)于視頻中待壓縮的所述標(biāo)號(hào)宏塊，除圖像具有靜態(tài)場(chǎng)景的部分該標(biāo)號(hào) 宏塊外，對(duì)于其他圖像具有非靜態(tài)場(chǎng)景的該標(biāo)號(hào)宏塊采用具有GOP結(jié)構(gòu)的先 進(jìn)的壓縮方法進(jìn)行壓縮，其中對(duì)該標(biāo)號(hào)靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)GOP序列的第一個(gè) GOP第一幀的該標(biāo)號(hào)宏塊和不屬于靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列的GOP第一幀的該標(biāo) 號(hào)宏塊，采用幀內(nèi)壓縮方式，對(duì)所有GOP中除第一幀外的其他幀中的該標(biāo)號(hào) 宏塊，采用幀間或幀內(nèi)壓縮方式。
15、 如權(quán)利要求14所述的^L頻圖像壓縮方法，其特征在于所述具有GOP結(jié)構(gòu)的先進(jìn)的壓縮方法為MPEG1, MPEG2, MPEG4,、 H.261, H.263, H.264或AVS。
16、 如權(quán)利要求13所述的視頻圖像壓縮方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)條 件包括條件一，對(duì)GOP幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊的檢測(cè)均顯示該GOP內(nèi)該標(biāo)號(hào) 宏塊的圖像無運(yùn)動(dòng)；條件二， GOP第一幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊與前一個(gè)GOP第一幀的恢復(fù) 幀圖像中該標(biāo)號(hào)宏塊的差別小于或小于等于設(shè)定閾值；條件三GOP第一幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊與第二個(gè)GOP第一幀的恢復(fù) 幀圖像中該標(biāo)號(hào)宏塊的差別小于或小于等于設(shè)定閾值，且所述第二個(gè)GOP為 該標(biāo)號(hào)宏塊所屬靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)的GOP序列中的第二個(gè)GOP;相應(yīng)地，對(duì)靜止宏塊序列及對(duì)應(yīng)GOP序列的判定方法如下步驟一，對(duì)GOP依次處理，將其幀圖像中所述標(biāo)號(hào)宏塊滿足條件一的第 一個(gè)GOP作為該標(biāo)號(hào)靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)的GOP序列的第一個(gè)GOP;步驟二，對(duì)該標(biāo)號(hào)靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)的GOP序列中第一個(gè)GOP相鄰的 后一個(gè)GOP處理時(shí)如果該GOP第一幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊滿足條件二，則將該GOP作為 該標(biāo)號(hào)靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)GOP序列的第二個(gè)G0P，執(zhí)行步驟三；如果該GOP第一幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊不滿足條件二但滿足條件一，將 該GOP作為該標(biāo)號(hào)的另 一靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)的GOP序列的第 一個(gè)G0P，返回步驟二；如果該GOP第一幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊對(duì)條件一和條件二均不滿足，則 該GOP不屬于任一靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)的GOP'序列，返回步驟一；步驟三，對(duì)該標(biāo)號(hào)靜止宏塊序列的第n個(gè)GOP相鄰的后一個(gè)GOP處理 時(shí)，n=2,3,4……如果該GOP第一幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊滿足條件三，則將該GOP作為該標(biāo)號(hào)靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)GOP序列的又一個(gè)GOP，返回步驟三；如果該GOP第一幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊不滿足條件三但滿足條件一，則 將該GOP作為該標(biāo)號(hào)的另 一靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)GOP序列的第 一個(gè)GOP,返 回步驟二；如果該GOP第一幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊對(duì)條件一和條件三均不滿足，則 該GOP不屬于任一靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)的GOP序列，返回步驟一。
17、 如權(quán)利要求13或14或16的視頻圖像壓縮方法，其特征在于對(duì)所述靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)GOP序列的第二個(gè)GOP中第一幀的所述標(biāo)號(hào) 宏塊采用幀內(nèi)壓縮方式壓縮時(shí)，采用的壓縮比小于其他宏塊進(jìn)行幀內(nèi)壓縮時(shí) 采用的壓縮比。
18、 如權(quán)利要求13或14或16的視頻圖像壓縮方法，其特征在于對(duì)所述靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)GOP序列的第三個(gè)及后續(xù)GOP中第一幀的所 述標(biāo)號(hào)宏塊壓縮時(shí)，采用以下兩種處理方式中的一種第一種，對(duì)所述靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)GOP序列的第三個(gè)及后續(xù)GOP中的 全部GOP，對(duì)其中第一幀的所述標(biāo)號(hào)宏塊采用幀間壓縮方式，且壓縮時(shí)以所 述對(duì)應(yīng)GOP序列中第二個(gè)GOP第一幀的恢復(fù)幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊為參考 宏塊；第二種，對(duì)所述靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)GOP序列的第三個(gè)及后續(xù)GOP，只 對(duì)其中部分gop的第一幀的所述標(biāo)號(hào)宏塊采用所述第一種處理方式中的幀 間壓縮方式，對(duì)其余的部分GOP的第一幀的所述標(biāo)號(hào)宏塊，直接采用所述對(duì) 應(yīng)GOP序列中第二個(gè)GOP第一幀的所述標(biāo)號(hào)宏塊的壓縮數(shù)據(jù)作為本標(biāo)號(hào)宏 塊的壓縮數(shù)據(jù)。
19、 如權(quán)利要求18的視頻圖像壓縮方法，其特征在于 所述第二種處理方式中，所述其余的部分GOP是指所述靜止宏塊序列對(duì)應(yīng)GOP序列中的第4m個(gè)或第2mw個(gè)GOP， m=l，2,3， 4,..。
20、 如權(quán)利要求16的視頻圖像壓縮方法，其特征在于所述條件一中，是將檢測(cè)得到的GOP內(nèi)各個(gè)幀的所述標(biāo)號(hào)宏塊的運(yùn)動(dòng)矢 量和一個(gè)預(yù)設(shè)的閾值比較，如均小于或小于等于該閾值時(shí)認(rèn)為該標(biāo)號(hào)宏塊的 圖像無運(yùn)動(dòng)；所述條件二和條件三中，比較兩個(gè)幀的所述標(biāo)號(hào)宏塊的差別時(shí)，是用兩 個(gè)幀中所述標(biāo)號(hào)宏塊在對(duì)應(yīng)位置上的像素點(diǎn)的差的絕對(duì)值之和或絕對(duì)值的平 均值來表示。
21、 如權(quán)利要求16或20的視頻圖像壓縮方法，其特征在于對(duì)GOP的幀圖像中的該標(biāo)號(hào)宏塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)時(shí)，是對(duì)該GOP內(nèi)除第 一幀外的其余每一個(gè)幀的所述標(biāo)號(hào)宏塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，或者是對(duì)該GOP內(nèi)每 一個(gè)幀的所述標(biāo)號(hào)宏塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)^r測(cè)。
22、 如權(quán)利要求13或14或16的視頻圖像壓縮方法，其特征在于在對(duì)視頻進(jìn)行壓縮的過程中，在GOP包第一幀的每一個(gè)標(biāo)號(hào)宏塊的壓縮 數(shù)據(jù)中增加一宏塊靜止標(biāo)志，用于指示該標(biāo)號(hào)宏塊的圖像是否具有靜態(tài)場(chǎng)景； 或者在對(duì)視頻進(jìn)行壓縮的過程中，在GOP包第一幀的每一個(gè)標(biāo)號(hào)宏塊的壓縮 數(shù)據(jù)中增加一宏塊靜止標(biāo)志和一幀內(nèi)/幀間標(biāo)志，所述宏塊靜止標(biāo)志用于指示 該標(biāo)號(hào)宏塊的圖像是否具有靜態(tài)場(chǎng)景，所述幀內(nèi)/幀間標(biāo)志用于指示該標(biāo)號(hào)宏 塊采用幀內(nèi)壓縮還是幀間壓縮。
23、 如權(quán)利要求13的視頻圖像壓縮方法，其特征在于，該方法應(yīng)用于固 定攝像得到的視頻圖像壓縮。
24、 一種與權(quán)利要求22的視頻圖像壓縮方法對(duì)應(yīng)的視頻解碼方法，其特 征在于在對(duì)GOP第一幀中的標(biāo)號(hào)宏塊解碼時(shí)，;除測(cè)該標(biāo)號(hào)宏塊壓縮數(shù)據(jù)中的宏 塊靜止標(biāo)志，對(duì)于指示為非靜態(tài)場(chǎng)景的標(biāo)號(hào)宏塊，其壓縮時(shí)采用的是同一種 方法，解碼時(shí)采用相應(yīng)的解壓縮方法；對(duì)于指示為靜態(tài)場(chǎng)景的標(biāo)號(hào)宏塊，先幀采用的是幀內(nèi)壓縮還是幀間壓縮，然后采用相應(yīng)的解壓縮方法。
全文摘要
一種視頻圖像壓縮方法，在采用圖像組即GOP結(jié)構(gòu)對(duì)視頻進(jìn)行壓縮的過程中，檢測(cè)每一個(gè)GOP內(nèi)的幀的運(yùn)動(dòng)信息，并比較當(dāng)前GOP的第一幀與之前的一GOP第一幀的恢復(fù)幀的差別，判斷出視頻中存在的一個(gè)或多個(gè)靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列，該靜態(tài)場(chǎng)景GOP序列中的第二個(gè)及后續(xù)GOP的圖像具有靜態(tài)場(chǎng)景，其中，對(duì)所述第二個(gè)GOP的第一幀采用幀內(nèi)壓縮方式，對(duì)所述后續(xù)GOP中至少部分GOP的第一幀，采用以所述第二個(gè)GOP的第一幀的恢復(fù)幀為參考幀的幀間壓縮方式。本發(fā)明還提供了相應(yīng)的視頻解碼方法，在保證對(duì)有場(chǎng)景變化圖像利用目前先進(jìn)的圖像壓縮技術(shù)的同時(shí)，在攝像的場(chǎng)景不變或變化非常緩慢時(shí)，進(jìn)一步壓縮了視頻數(shù)據(jù)并可提高視頻質(zhì)量。
文檔編號(hào)H04N7/50GK101330619SQ20081011732
公開日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2008年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月29日
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