專利名稱：一種適于高清圖像視頻無線傳輸?shù)木幗獯a方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適于高清圖像視頻無線傳輸?shù)木幗獯a方法。
技術(shù)背景
長期以來，圖像和視頻的大數(shù)據(jù)量與3G無線網(wǎng)絡(luò)的低帶寬是制約圖像視頻信息實(shí)時傳輸?shù)囊粋€瓶頸。為了保證圖像視頻傳輸?shù)膶?shí)時性，一般采用的方式時降低圖像視頻的分辨率，利用圖像視頻的質(zhì)量降低換取圖像視頻無線傳輸?shù)膶?shí)時性。這種方法對于某些特定環(huán)境并不適用，例如犯罪現(xiàn)場采集證據(jù)等，例如犯罪分子的指紋、掌紋、面容等，我們一般要求圖像的分辨率盡可能的高，但對于圖像色彩的要求相對而言較低。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種色亮分離、色度分層并且通過原始幀中加入時間標(biāo)簽的自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)帶寬的視頻編解碼方法。本發(fā)明為高分辨率圖像視頻實(shí)時傳輸提供了一種有效的解決方案。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案
一種適于高清圖像視頻無線傳輸?shù)木幗獯a方法，包括編碼和解碼兩部分，其特征如下
所述的編碼方法包含如下步驟
(1)對圖像視頻信號首先采用4:4:4的YCbCr采樣格式，對Y、Cb、Cr分采取相同的采樣分辨率，Y分量作為原始幀保存；
(2)對Cb和Cr進(jìn)行小波零樹編碼，將色度信號分解為η層，分別作為增強(qiáng)幀1、增強(qiáng)幀2.......增強(qiáng)幀η保存，其中η為大于等于2的自然數(shù)；
(3)視頻無線傳輸過程中，在原始幀中加入時間標(biāo)簽，首先傳輸帶有時間標(biāo)簽的原始幀，然后根據(jù)解碼端實(shí)時反饋回的網(wǎng)絡(luò)延時狀況，決定傳輸增強(qiáng)幀的層數(shù)；
所述的解碼方法包含如下步驟
(1)解碼端根據(jù)接收到視頻圖像的原始幀中的時間標(biāo)簽，計算出網(wǎng)絡(luò)延時，并反饋給編碼端，并利用原始幀還原出圖像的亮度分量，組成沒有色彩分量的圖像視頻幀；
(2)根據(jù)編碼端發(fā)送的圖像的增強(qiáng)幀，分辨還原出相應(yīng)圖像增強(qiáng)幀；
(3)圖像視頻幀和圖像增強(qiáng)幀相疊加，合成完整的視頻圖像重組幀。
在視頻無線傳輸過程中，還根據(jù)實(shí)時帶寬和用戶需求決定傳輸相應(yīng)的增強(qiáng)幀的層數(shù)。
所述實(shí)時反饋回的網(wǎng)絡(luò)延時狀況是指編碼時在原始幀中加入時間標(biāo)簽，解碼端首先獲取視頻流頭部時間標(biāo)簽，并通過與本地時鐘對比，計算網(wǎng)絡(luò)延時，并反饋回編碼端。
所述時間標(biāo)簽加入到原始幀的頭部或中間。
所述增強(qiáng)幀的層數(shù)η為8。
所述無線傳輸指的是通過3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。
傳輸帶有時間標(biāo)簽的原始幀后，由解碼端計算延時時間，若延時時間小于規(guī)定的時間，則傳輸原始幀和增強(qiáng)幀1，并重新計算延時時間，若延時時間小于規(guī)定的時間，則依次傳輸原始幀、增強(qiáng)幀ι到增強(qiáng)幀n，直到延時不小于規(guī)定的時間。
本發(fā)明提出的一種適于高清圖像視頻無線傳輸?shù)木幗獯a方法，在圖像視頻編碼過程中將亮度和色度分別編碼，色度采用分級編碼的方式。并且為保證解碼端可實(shí)時反饋網(wǎng)絡(luò)狀況，視頻原始幀中加入時間標(biāo)簽。視頻傳輸?shù)倪^程中為保證傳輸?shù)膶?shí)時性以及圖像的清晰度，首先傳輸亮度為主的原始幀，在此基礎(chǔ)上根據(jù)反饋的網(wǎng)絡(luò)狀況和用戶需求按需傳輸相應(yīng)的色度增強(qiáng)層，通過這種色亮分離、色度分層的傳輸策略，在保證傳輸?shù)囊曨l圖像的分辨率的基礎(chǔ)上，為用戶提供了很大的靈活性，用戶可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬和實(shí)際需要調(diào)整圖像傳輸?shù)馁|(zhì)量。
本發(fā)明的編解碼方法主要適用于3G現(xiàn)場勘查采證、應(yīng)急指揮等，此環(huán)境中一般對傳輸?shù)膱D像視頻的分辨率以及實(shí)時性有所要求，網(wǎng)絡(luò)延時和傳輸數(shù)據(jù)的清晰度是兩個相互制約的因素，影響著傳輸?shù)馁|(zhì)量。
本發(fā)明的有益效果是，在原始幀頭部加入時間標(biāo)簽，通過時間標(biāo)簽反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)延時情況，并通過將色亮分離、色度分級傳輸，適當(dāng)?shù)慕档蛨D像信號中人眼并不敏感的色度分量，有效的解決了高清圖像在無線網(wǎng)絡(luò)中的傳輸延時較大的問題。


圖1是本發(fā)明視頻幀組成；
圖2是本發(fā)明視頻幀采樣方式；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例網(wǎng)絡(luò)狀況反饋方法。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的闡述，應(yīng)該說明的是，下述說明僅是為了解釋本發(fā)明，并不對其內(nèi)容進(jìn)行限定。
如圖1所示，一種適用于高清現(xiàn)場勘查3G實(shí)景傳輸?shù)囊曨l編解碼方法，包括編碼和解碼兩部分，其特征如下
所述的編碼方法包含如下步驟
(1)對圖像視頻信號首先采用4:4:4的YCbCr采樣格式，對Y、Cb、Cr分采取相同的采樣分辨率，Y分量作為原始幀保存，Cb、Cr分量另作處理；
(2)如圖2所示，對Cb和Cr進(jìn)行小波零樹編碼，將色度信號分解為8層，分別作為增強(qiáng)幀(色度增強(qiáng)幀)1、增強(qiáng)幀2.......增強(qiáng)幀8保存。過多的增強(qiáng)幀將增加編解碼器的復(fù)雜度；指圖象編碼過程中色彩信號進(jìn)行8級采樣，每級的色彩采樣信號作為增強(qiáng)層，分別編碼保存，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時狀況，通過傳輸相應(yīng)的增強(qiáng)幀增加圖像色彩的細(xì)膩度
(3)視頻無線傳輸過程中，為保證圖像視頻信息的清晰度和實(shí)時性，首次保證原始幀的傳輸，并且在原始幀幀頭(頭部)中加入時間標(biāo)簽，原始幀包含的是圖像的亮度信息， 決定了圖像的清晰度。首先傳輸帶有時間標(biāo)簽的原始幀，然后根據(jù)解碼端實(shí)時反饋回的網(wǎng)絡(luò)延時狀況，決定傳輸增強(qiáng)幀的層數(shù)，以此來增強(qiáng)圖像的色彩信息。還根據(jù)實(shí)時帶寬和用戶需求決定傳輸相應(yīng)的增強(qiáng)幀的層數(shù)。如圖3所示，通過本方法對待傳輸圖像進(jìn)行編碼，將圖像或視頻幀的色度信號和亮度信號分離，亮度信號組成原始幀，同時對色度信號進(jìn)行小波編碼，將色度信號分成4個增強(qiáng)層，視頻傳輸過程中，首先傳輸帶有時間標(biāo)簽的原始幀，然后解碼器段計算延時時間，若延時時間小于4s，則傳輸時，原始幀和增強(qiáng)幀1，重新計算延時時間，若延時時間小于4s，則依次傳輸原始幀、增強(qiáng)幀1到增強(qiáng)幀n，直到延時不小于4s。 所述實(shí)時反饋回的網(wǎng)絡(luò)延時狀況是指編碼時在原始幀頭部中加入時間標(biāo)簽，解碼端(接收端)首先獲取視頻流頭部時間標(biāo)簽，解碼端通過與本地時鐘對比，計算網(wǎng)絡(luò)延時，并反饋回編碼端。
解碼端首先獲取視頻流頭部時間標(biāo)簽，并于本地時鐘對比，計算網(wǎng)絡(luò)延時，并反饋給用戶和編碼端，用戶可以根據(jù)實(shí)時網(wǎng)絡(luò)反饋情況以及需要，分別傳輸相應(yīng)的增強(qiáng)幀，以此來增強(qiáng)圖像的色彩信息。
所述的解碼方法包含如下步驟
(1)解碼端根據(jù)接收到視頻圖像的原始幀的幀頭中的時間標(biāo)簽，計算出網(wǎng)絡(luò)延時， 并反饋給編碼發(fā)送端，并利用原始幀還原出圖像的亮度分量，組成沒有色彩分量的圖像視頻幀；
(2)根據(jù)編碼段發(fā)送的圖像的增強(qiáng)幀，分辨還原出相應(yīng)圖像增強(qiáng)幀；
(3)原始幀和圖像幀想疊加，合成完整的視頻圖像幀一一重組幀。
本方法是一種基于色度和亮度相分離，色度分層并能實(shí)時反饋網(wǎng)絡(luò)狀況的視頻編解碼算法，色度和亮度分別采樣、編碼，色度采用分層編碼方式，傳輸過程中為確保圖像的分辨率和傳輸?shù)膶?shí)時性，首先保證亮度信號組成的原始幀的傳輸，然后依據(jù)實(shí)時帶寬和用戶需求分辨?zhèn)鬏斚鄳?yīng)的色度增強(qiáng)層。
權(quán)利要求
1.一種適于高清圖像視頻無線傳輸?shù)木幗獯a方法，包括編碼和解碼兩部分，其特征如下所述的編碼方法包含如下步驟(1)對圖像視頻信號首先采用4:4:4的YCbCr采樣格式，對Y、Cb、Cr分采取相同的采樣分辨率，Y分量作為原始幀保存；(2)對Cb和Cr進(jìn)行小波零樹編碼，將色度信號分解為η層，分別作為增強(qiáng)幀1、增強(qiáng)幀 2.......增強(qiáng)幀η保存，其中η為大于等于2的自然數(shù)；(3)視頻無線傳輸過程中，在原始幀中加入時間標(biāo)簽，首先傳輸帶有時間標(biāo)簽的原始幀，然后根據(jù)解碼端實(shí)時反饋回的網(wǎng)絡(luò)延時狀況，決定傳輸增強(qiáng)幀的層數(shù)；所述的解碼方法包含如下步驟(1)解碼端根據(jù)接收到視頻圖像的原始幀中的時間標(biāo)簽，計算出網(wǎng)絡(luò)延時，并反饋給編碼端，并利用原始幀還原出圖像的亮度分量，組成沒有色彩分量的圖像視頻幀；(2)根據(jù)編碼端發(fā)送的圖像的增強(qiáng)幀，分辨還原出相應(yīng)圖像增強(qiáng)幀；(3)圖像視頻幀和圖像增強(qiáng)幀相疊加，合成完整的視頻圖像重組幀。
2.如權(quán)利要求1所述的視頻編解碼方法，其特征是，在視頻無線傳輸過程中，還根據(jù)實(shí)時帶寬和用戶需求決定傳輸相應(yīng)的增強(qiáng)幀的層數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的視頻編解碼方法，其特征是，所述實(shí)時反饋回的網(wǎng)絡(luò)延時狀況是指編碼時在原始幀中加入時間標(biāo)簽，解碼端首先獲取視頻流頭部時間標(biāo)簽，并通過與本地時鐘對比，計算網(wǎng)絡(luò)延時，并反饋回編碼端。
4.如權(quán)利要求3所述的視頻編解碼方法，其特征是，所述時間標(biāo)簽加入到原始幀的頭部或中間。
5.如權(quán)利要求1所述的視頻編解碼方法，其特征是，所述增強(qiáng)幀的層數(shù)η為8。
6.如權(quán)利要求1所述的視頻編解碼方法，其特征是，所述無線傳輸指的是通過3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。
7.如權(quán)利要求1所述的視頻編解碼方法，其特征是，傳輸帶有時間標(biāo)簽的原始幀后，由解碼端計算延時時間，若延時時間小于規(guī)定的時間，則傳輸原始幀和增強(qiáng)幀1，并重新計算延時時間，若延時時間小于規(guī)定的時間，則依次傳輸原始幀、增強(qiáng)幀1到增強(qiáng)幀η，直到延時不小于規(guī)定的時間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適于高清圖像視頻無線傳輸?shù)木幗獯a方法，其包含編碼方法和解碼方法，步驟如下首先采用4:4:4的YCbCr采樣格式，對Y、Cb、Cr分采取相同的采樣分辨率，Y分量作為原始幀保存，然后根據(jù)需要對Cb和Cr進(jìn)行n次采樣(n≥2次)采樣，分別作為增強(qiáng)幀1、增強(qiáng)幀2、增強(qiáng)幀n保存。視頻無線傳輸過程中，首次保證原始幀的傳輸，并且在原始幀頭部加入時間標(biāo)簽，解碼端首先獲取視頻流頭部時間標(biāo)簽，并于本地時鐘對比，計算網(wǎng)絡(luò)延時，反饋給編碼端，根據(jù)需要分別傳輸相應(yīng)的增強(qiáng)幀。本發(fā)明通過將色亮分離、色度分級傳輸，適當(dāng)?shù)慕档蛨D像信號中人眼并不敏感的色度分量，有效的解決了高清圖像在無線網(wǎng)絡(luò)中的傳輸延時較大的問題。
文檔編號H04N11/00GK102523458SQ20121000900
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者宋剛, 張念伍 申請人:山東大學(xué)