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視頻傳輸系統(tǒng),視頻傳輸單元和編碼/解碼視頻數(shù)據(jù)的方法

文檔序號:7736366閱讀:200來源:國知局
專利名稱:視頻傳輸系統(tǒng),視頻傳輸單元和編碼/解碼視頻數(shù)據(jù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及視頻/圖像傳輸系統(tǒng)和視頻/圖像編碼/解碼技術(shù)。本發(fā)明應(yīng)用于(但不限于)在低帶寬通信系統(tǒng)中高效多路復(fù)用視頻流。
背景技術(shù)
在本發(fā)明的領(lǐng)域中,經(jīng)常需要從多個發(fā)射器發(fā)送圖像到單個接收器,例如在一個安全監(jiān)視應(yīng)用中,一個操作者對多個攝像機輸入負責。
例如,在使用ITU H.263[ITU-T建議,H.263“用于低碼率通信的視頻編碼(Video Coding for Low Bit Rate Communication)”]視頻壓縮的系統(tǒng)中,視頻序列的第一幀作為幀內(nèi)編碼(intra-coded)信息發(fā)射。隨該幀內(nèi)編碼信息之后的是較快的相互編碼(inter-coded)信息。
很清楚,在多數(shù)商業(yè)視頻系統(tǒng)中,存在一個帶寬限制。具體地,在低帶寬系統(tǒng)中,帶寬是一個關(guān)鍵的和有價值的商品,其中幀內(nèi)編碼幀經(jīng)常包含相對大量的數(shù)據(jù)。結(jié)果,花費相對較長時間來發(fā)射包括幀內(nèi)編碼幀在內(nèi)的視頻傳輸。
在視頻序列中發(fā)射的第一幅圖像總是幀內(nèi)編碼(I)幀。該I-幀包含關(guān)于整個圖像的數(shù)據(jù)。由于在I-幀中需要大量數(shù)據(jù),視頻系統(tǒng)設(shè)計者通常面臨圖像的空間質(zhì)量和傳輸時間之間的折衷。在低帶寬系統(tǒng)中尤其如此,例如由歐洲通電信標準協(xié)會(ETSI)規(guī)定的陸地中繼無線系統(tǒng)(TETRA)。
I-幀的后續(xù)幀作為預(yù)測(P)幀編碼。后續(xù)幀預(yù)測的使用提高了幀速率。P-幀利用在上次傳輸?shù)膸彤斍皫g的瞬時相似性減少要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。
在本發(fā)明的上下文中,以及本發(fā)明優(yōu)于已知技術(shù)的優(yōu)點的表示,如在余下的描述中所使用的,術(shù)語“視頻傳輸”包含不同視頻技術(shù)。這些通常包括以不同數(shù)據(jù)速率傳輸實時或接近實時圖像。在后續(xù)說明中,術(shù)語“視頻”也包含圖像傳輸,圖像傳輸通常被看作一幀視頻。此外,涉及到的視頻技術(shù)可能(例如)還包括流動的,或編碼存儲從而使視頻圖像可在之后觀看的視頻。
首先參考圖1,在此顯示了現(xiàn)有技術(shù)的視頻通信系統(tǒng)100,其使用基于塊的編解碼器,例如公知的H.263編碼工具裝置。將視頻信號110提供給基于塊的編解碼器120,它處理該視頻信號110并提供編碼輸出信號140。速率控制元件130控制幀速率并基于塊的編解碼器120的量化,從而確定編碼輸出信號140的數(shù)據(jù)帶寬。
因此,留給視頻圖像被壓縮的視頻通信系統(tǒng)的設(shè)計者一個兩難的境地應(yīng)當傳輸?shù)蛪嚎s的幀內(nèi)編碼幀(I-幀)以提供良好的空間分辨率嗎?在做出決定時,設(shè)計者需要考慮,這樣的方案造成過長的視頻傳輸時間。
可選地,可能傳輸高壓縮程度的I-幀。然而,如果這樣,最后得到的圖像可能空間分辨率差,圖像細節(jié)質(zhì)量太差從而使接收者不能識別,和/或感覺到的圖像質(zhì)量差。這使得難以從圖像中提取信息。
對于在解碼器接收和顯示的第一幅圖像,通常采用在圖像的空間分辨率和通信延遲之間的折衷。然而這樣導(dǎo)致了次最優(yōu)(sub-optimal)系統(tǒng)性能。例如,第一高壓縮圖像用低延遲傳輸,其細節(jié)用后續(xù)的相互編碼幀填充。雖然圖像增強到對于用戶可接受的空間分辨率,然而這樣導(dǎo)致了時間延遲。
在CCTV監(jiān)視應(yīng)用中,多個攝像機傳輸視頻到一個或多個顯示器。編碼數(shù)據(jù)流通常將多路復(fù)用,從而使一個數(shù)據(jù)流到達解碼器單元并使用視頻解碼器解碼,如圖2所示。在接收器端使用單個解碼器而非多個解碼器通常是因為多個解碼器會昂貴;耗盡有價值的設(shè)備空間;浪費能源;由于許多處理資源保持未使用而包含冗余。
同樣,當從視頻傳輸系統(tǒng)中加入/刪除攝像機時,快速調(diào)整容量增/減也是困難的,因為那將需要添加/刪除額外的解碼器。
圖2顯示一個現(xiàn)有技術(shù)多編碼器單解碼器視頻/圖像傳輸系統(tǒng)200。該系統(tǒng)包括視頻編碼器單元220,230,240,每個都分別具有用于存儲其各自當前重建的視頻/圖像幀的幀存儲器225,235,245。三個單元僅為清楚目的顯示,而在現(xiàn)實系統(tǒng)中,可能有數(shù)以百計的編碼單元,并且在極少的情況下,可能有數(shù)以千計的編碼單元(攝像機)。
對于每個要傳輸?shù)囊曨l圖片,編碼器單元生成“重建圖片”。該重建圖片通過將解碼過程應(yīng)用到一個先前編碼的圖像上形成。編碼器要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過將離散余弦變換(DCT),量化,和霍夫曼(Huffman)編碼應(yīng)用到要傳輸?shù)漠斍耙曨l幀間的不同以及重建圖片的適當運動補償延遲版本來形成。因此,視頻編碼器單元220,230,240發(fā)射已編碼的各自輸入視頻圖像之間的不同以及運動補償存儲視頻/圖像幀228,238,248到具有單個視頻/圖像幀存儲器215的單個視頻解碼器210。
值得注意的是,在這樣一個典型的圖像傳輸系統(tǒng)中,編碼器無需編碼每一個輸入幀。為獲得預(yù)期的比特速率,簡單的丟棄某些幀。這就是為什么使用這種現(xiàn)有技術(shù)方法的接收圖片不平穩(wěn)的原因。當在第一I幀和下一可用P幀之間有長延遲,即意味著丟棄了很多中間幀時,會造成這種不平穩(wěn)的圖片。
然而,當在多個視頻發(fā)射器和在接收器端的單個解碼器之間存在共享通信信道的情況下,則接收器每次選擇一個視頻發(fā)射器,傳輸以幀內(nèi)編碼(I)幀開始。這樣一種機制是無效率的,如下面參考圖3顯示的。
圖3顯示以上現(xiàn)有技術(shù)視頻/圖像傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)性能表現(xiàn)300。如圖所示,在編碼器-1的幀存儲器225內(nèi)的要發(fā)射的幀和運動補償重建圖片之間的已壓縮和編碼的不同在第一時間周期內(nèi)傳輸?shù)浇獯a器(228),將其解碼以創(chuàng)建存儲在解碼器幀存儲器215中存儲的重建輸出圖片。
值得注意的是,相較于可用的傳輸時隙時間,幀內(nèi)編碼(I)幀花費較大量時間進行傳輸和接收。結(jié)果,在傳輸時隙時間內(nèi)僅能發(fā)射和接收有限數(shù)目的預(yù)測P-幀。視頻解碼器輸出310對應(yīng)于解碼器幀存儲器215。
編碼器-2的幀存儲器235內(nèi)的要發(fā)射的幀和運動補償重建圖片之間的已壓縮和編碼的不同在第二時間周期內(nèi)傳輸?shù)浇獯a器(238),將其解碼以創(chuàng)建存儲在解碼器幀存儲器215中存儲的重建輸出圖片。值得注意的是,相較于可用的傳輸時隙時間,幀內(nèi)編碼(I)幀再次花費較大量時間進行傳輸和接收。十分清楚這限制了發(fā)送的P-幀的數(shù)目。
以相似方式,在返回到發(fā)射編碼器-1的幀存儲器225內(nèi)要發(fā)射的下一幀和先前運動補償重建圖片之間的已壓縮和編碼的不同之前,編碼器-3的幀存儲器245使用第三時間周期。
可選地,如果發(fā)送了更多的P-幀,例如使用兩個或更多傳輸時隙,該系統(tǒng)將經(jīng)受一個相對較低的輪詢速率(polling rate)。
相較于直接編碼器到解碼器的視頻發(fā)射器系統(tǒng),多路復(fù)用視頻流系統(tǒng)可能經(jīng)歷較低幀更新速率,這也是已知的。在大數(shù)量系統(tǒng)配置中該問題更明顯,例如,在使用電路交換或分組交換數(shù)據(jù)傳輸模式的TETRA系統(tǒng)上的安全或監(jiān)視系統(tǒng)。如果該監(jiān)視系統(tǒng)需要管理較大數(shù)量,例如超過100的視頻解碼器/發(fā)射器,問題進一步惡化。這可能包括例如鐵路或機場的延伸。
因此,在本發(fā)明的領(lǐng)域中需要提供一種視頻發(fā)射系統(tǒng),一種視頻發(fā)射單元,編碼/解碼視頻數(shù)據(jù)的方法以及一種輪詢(polling)攝像機的方法,其中上述缺點得以減輕。US-A-6038364,WO-A-01/13639,US-A-5724475,US-A-4961211是已知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種視頻傳輸系統(tǒng),一種視頻編碼器,通信單元,視頻解碼器,一種在視頻傳輸系統(tǒng)中編碼的方法,一種在視頻傳輸系統(tǒng)中解碼的方法,一種在視頻傳輸系統(tǒng)中輪詢攝像機的方法,一種在視頻發(fā)射器系統(tǒng)中控制多個視頻編碼器的方法,以及一種存儲介質(zhì),其存儲用于控制處理器的處理器可執(zhí)行指令。
附圖簡要說明圖1顯示現(xiàn)有技術(shù)中的采用基于塊的編碼/解碼機制的視頻傳輸系統(tǒng)。
圖2顯示現(xiàn)有技術(shù)中多路復(fù)用視頻傳輸系統(tǒng)。
圖3顯示圖2的現(xiàn)有技術(shù)視頻傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)性能的表現(xiàn)。
現(xiàn)在參考


本發(fā)明的示范性實施例,其中圖4顯示根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的多路復(fù)用視頻傳輸系統(tǒng)。
圖5a和5b顯示根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的圖4的視頻傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)性能的表現(xiàn)。
圖6顯示根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例,詳細說明在多路復(fù)用視頻傳輸系統(tǒng)中編碼器(傳送視頻單元)的操作的流程圖。
圖7顯示根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例,詳細說明在多路復(fù)用視頻傳輸系統(tǒng)中解碼器(接收視頻單元)的操作的流程圖。
圖8顯示根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例,在多路復(fù)用視頻傳輸系統(tǒng)中解碼器(接收視頻單元)的框圖。
圖9顯示根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例,強調(diào)攝像機輪詢機制的時序圖。
圖10顯示根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例,強調(diào)緊急信令機制的時序圖。
具體實施例方式
如上所述,在常規(guī)“一對一”視頻傳輸系統(tǒng)中,編碼器和解碼器每個都具有單個幀存儲器,用以保存前次的重建圖像。通過存儲前次的重建圖像,下一幀可從這幅圖像(P-幀)中預(yù)測出來,因此避免傳輸整個下一幀到解碼器。這樣一種預(yù)測技術(shù)有助于更高的系統(tǒng)幀速率。對于工作滿意度的預(yù)測,很明顯,編碼器和解碼器的幀存儲器中都必須包含相同的圖像。
總之,根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例,提供獨立于發(fā)射視頻編碼器的數(shù)目,允許使用接收器端的單個解碼器的機制。然而,當使用多視頻發(fā)射器,單接收器系統(tǒng)時,在現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中的接收器幀存儲器僅包含來自當前選定的視頻發(fā)射器的前次重建圖像。這將導(dǎo)致每當多路復(fù)用器選擇新的視頻發(fā)射器時都需要發(fā)射I-幀。
這一潛在問題在本發(fā)明中通過在解碼器提供多個幀存儲器解決,例如每編碼器/視頻發(fā)射器一個。因此,通過返回到前次的重建幀,解碼單元能立即恢復(fù)與任何一個編碼單元的視頻鏈路。通過返回到前次的重建幀,可以立即發(fā)送更快速的P-幀。
有利地,這樣避免了每當視頻鏈路重新連接時都要發(fā)射新的I-幀。結(jié)果,相較于每次必須發(fā)射I-幀的視頻傳輸系統(tǒng),這樣一種機制使得視頻傳輸系統(tǒng)工作在更高幀速率和/或更快輪詢時間。
此外,本發(fā)明提供控制多個視頻編碼器的優(yōu)選方法,從而當每個編碼器到達分配給它的傳輸時間的末尾時,或被另一個具有更高優(yōu)先級的攝像機/編碼器中斷時,存儲最近的重建幀。不進行進一步的處理,直至通知該發(fā)射器再次開始發(fā)射。這樣確保了編碼器和解碼器幀存儲器保持同步,并總包含完全相同的前次重建幀。
為保持最大圖片質(zhì)量,系統(tǒng)必須確保在編碼器中的存儲幀與對應(yīng)解碼器幀存儲器中的存儲幀精確匹配。通過確保編碼器和解碼器返回到先前“重建”幀,也即在視頻傳輸序列的中斷之后,獲得同步機制。通過各自編碼器和單個解碼器跟蹤獲得同步,例如通過幀號和/或用于那個視頻鏈路的特定前次重建幀的絕對時序,或其他方法來獲得同步。
例如,假定攝像機N正發(fā)射壓縮的視頻數(shù)據(jù)給解碼器。用于系統(tǒng)的控制機制可能被設(shè)定為每次當其被輪詢時,允許每個攝像機發(fā)射p秒。因此,當攝像機N接收到來自系統(tǒng)控制的允許它開始發(fā)射的信號時,開啟一個定時器。當定時器到達p秒,攝像機N停止編碼,在其幀存儲器中凍結(jié)(freeze)前次重建圖片。
在解碼器,每當發(fā)生發(fā)射攝像機的改變時啟動一個定時器。當p秒過去后,解碼器在其幀存儲器中凍結(jié)前次重建圖片,并準備開始來自攝像機N+1的解碼。
然而,使用可選的同步機制也在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi),例如在一個輪詢時隙周期(可用時間)期間允許來自各攝像機的要發(fā)射的規(guī)定數(shù)目的幀使用重建幀號作為參考,或控制可由外部控制機制發(fā)射的幀的時間和/或幀號。
在正常的輪詢操作中,在本發(fā)明的優(yōu)選實施例,攝像機可在控制信道上接收指令以停止發(fā)射。此時,編碼器必須凍結(jié)源圖像的采集,并且處理殘留在其緩存器中的數(shù)據(jù)。傳輸系統(tǒng)必須允許這最后的數(shù)據(jù)獲得優(yōu)先權(quán),從而解碼器可以更新適當?shù)膸鎯ζ?,并且它也保持凍結(jié)。
如果發(fā)生中斷,例如在操作者必須查看一個失序的編碼器的緊急情形中,系統(tǒng)需要能夠快速確定當從該發(fā)射器接收到新信息時,解碼器應(yīng)當訪問哪一個幀存儲器。在一個可能有例如超過100個攝像機要輪詢的高性能系統(tǒng)中,這是關(guān)鍵的。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的機制避免發(fā)射I-幀數(shù)據(jù)的需要。
現(xiàn)在參考圖4,根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例,顯示多路復(fù)用視頻傳輸系統(tǒng)400。該系統(tǒng)包括視頻編碼器單元420,430,440,每個都有各自的幀存儲器425,435,445,用于存儲與其各自當前視頻/圖像幀有關(guān)的重建圖片。僅為清楚起見顯示3個單元。
反過來,視頻編碼器單元420,430,440發(fā)射在輸入的各自視頻圖像之間的已編碼的不同,以及運動補償各自存儲的視頻/圖像幀428,438,448到單個視頻解碼器410。
值得注意的是,根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例,單個視頻解碼器410包括多個視頻/圖像幀存儲器412,414,416。多個視頻/圖像幀存儲器412,414,416中的每一個保持從各自發(fā)射單元/編碼器發(fā)射的壓縮和編碼的數(shù)據(jù)中解碼的前次重建幀。
在使用多個視頻/圖像幀存儲器412,414,416時,在單個視頻解碼器410,避免了先前現(xiàn)有技術(shù)中在輪詢序列內(nèi)的所有傳輸以幀內(nèi)編碼幀開始的要求。這樣一種機制更加有效,如下面參考圖5a顯示的。
現(xiàn)在參考圖5a,顯示了以上視頻通信系統(tǒng)的系統(tǒng)性能的表現(xiàn)500。如圖所示,編碼器-1的幀存儲器425內(nèi)要發(fā)射的幀與運動補償重建圖片之間的壓縮和編碼的差別在第一時間周期被發(fā)射給解碼器(428),以解碼從而創(chuàng)建存儲在解碼器幀存儲器412中的重建輸出圖片。
應(yīng)當注意到,一旦建立了輪詢,相較于可用傳輸時隙和現(xiàn)有技術(shù)中參考圖3描述的機制,任何時隙的第一幀的傳輸和接收占用大大減少的時間,因為它是一個P-幀而非I-幀。結(jié)果,在傳輸時隙中,極大提高了發(fā)射和接收的預(yù)測P-幀的數(shù)量。視頻解碼器輸出510對應(yīng)于各自解碼器幀存儲器幀存儲器-1 412,幀存儲器-2 414,幀存儲器-3 416。
如圖所示,在編碼器-2的幀存儲器435內(nèi)的要發(fā)射的幀與運動補償重建圖片之間的壓縮和編碼的差別在第二時間周期內(nèi)發(fā)射給解碼器(438),從而將其解碼以創(chuàng)建存儲在解碼器幀存儲器-2 414內(nèi)的重建輸出圖片。
相似地,在編碼器-3的幀存儲器445內(nèi)的要發(fā)射的幀與運動補償重建圖片之間的壓縮和編碼的差別在第三時間周期內(nèi)發(fā)射給解碼器(448),從而將其解碼以創(chuàng)建存儲在解碼器幀存儲器-3 416內(nèi)的重建輸出圖片。如前面的一樣,機制然后返回到發(fā)射編碼器-1的幀存儲器425內(nèi)在下一要發(fā)射的幀和先前的運動補償重建圖片之間的已壓縮和編碼的差別。
應(yīng)當注意到,編碼器和解碼器在本發(fā)明優(yōu)選實施例中是同步的。這樣,編碼器不繼續(xù)發(fā)射不被解碼器處理的幀。
在發(fā)送幀內(nèi)編碼(I)幀的初始輪詢序列之后,每當重新選擇視頻發(fā)射器,將顯示來自每個編碼器的較大數(shù)量的P幀。P幀的數(shù)量取決于多個因子,其中之一是時隙長度。因此,當應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)明概念到現(xiàn)存圖像傳輸系統(tǒng)時,可以選擇時隙長度為一個方便的數(shù)目,例如2個TETRA多幀(2×1.02秒)。
在下一視頻發(fā)射器被選定之前,如圖5a所示,在序列中的下一編碼器然后發(fā)射它們用于在解碼器處理和顯示的各自的P幀。
有利的,當與現(xiàn)有技術(shù)中的配置相比較,這些額外數(shù)目的發(fā)射P幀將給用戶在感覺上提供一系列視頻片斷,而非在一系列的“靜止圖片”之后有少量的“不平穩(wěn)”視頻。
圖5b顯示使用本發(fā)明的發(fā)明概念的另一可選方法。該方法遵循參考圖5a描述的初始I-幀傳輸序列。然而,有益的是,用于后續(xù)P-幀傳輸?shù)拿總€視頻發(fā)射器時隙428,438,448的時間減少到小于傳輸I-幀所需要的時間,在此例子中減小到1.02秒(與一個TETRA多幀時間周期相等)。
在此減少的時間中,每個視頻發(fā)射器都可以發(fā)射多個P幀。此可選實施例的一個好處是相對于沒有采用此發(fā)明的視頻傳輸系統(tǒng),可以獲得較快的輪詢時間。獲得較快的輪詢時間的同時仍然保持呈現(xiàn)一系列視頻片斷給用戶。此外,由于設(shè)定這樣的P-幀時間周期有這種靈活性,此可選方法可以添加到或修改使之適合于任何時序結(jié)構(gòu)。
為量化在現(xiàn)實的視頻傳輸系統(tǒng)中采用上述發(fā)明概念的好處,讓我們設(shè)想基于TETRA的系統(tǒng)實例。已知的視頻格式包括使用352×288像素的公用中分辨率圖像格式(CIF),以及使用176×144像素的四分之一公用中分辨率圖像格式(QCIF)。
例如,基于TETRA的系統(tǒng)可能分配19.2 Kbps的數(shù)據(jù)速率給壓縮的視頻數(shù)據(jù),一個具有目標幀速率為10幀每秒(fps)和目標Q是12的QCIF圖像。仿真工作的結(jié)果是,本發(fā)明的發(fā)明者可以確定,使用“hall monitor”序列(代表本領(lǐng)域中技術(shù)人員已知的一種安全應(yīng)用),發(fā)射一個I-幀的時間是1108毫秒,發(fā)射一個平均P-幀的時間是116毫秒。
因此,當移動到序列的下一發(fā)射器之前,在基于TETRA的輪詢CCTV系統(tǒng)中的多路復(fù)用器能允許每視頻發(fā)射器2.04秒(相當于2個TETRA多幀)。一種未采用本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)TETRA系統(tǒng),在兩個TETRA多幀中可以包含一個I-幀和多達8個P-幀。實際上少于8個P-幀,因為直接在I-幀之后的P-幀通常包含更多數(shù)據(jù)。采用本發(fā)明中的概念,在分配的時間內(nèi)可以傳輸17個P-幀,由此從各視頻發(fā)射器給用戶更多的綜合性數(shù)據(jù)。
在某些情況中,通過執(zhí)行一個改變檢測參數(shù)可以獲得更快的多路復(fù)用模式。如果在當前觀看的幀和存儲幀之間確定的變化低于一個預(yù)定閾值,解碼器就不發(fā)射任何新的差別信息。通過編碼器發(fā)送一個沒有任何先前數(shù)據(jù)的結(jié)束標記給解碼器,可以獲得更快的多路復(fù)用模式。在此例子中,該接收結(jié)束(receiving end)好像它已經(jīng)發(fā)信號給攝像機停止發(fā)射,并隨后接收到確認一樣處理。該接收結(jié)束然后發(fā)信號給在輪詢列表中的下一攝像機開始編碼并發(fā)射。
現(xiàn)在參考圖6,根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例,顯示了詳細說明在多路復(fù)用視頻通信系統(tǒng)中編碼器(發(fā)射視頻單元)的操作的流程圖600。編碼器的操作從編碼器接收視頻/圖像幀序列610開始。
在現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中(它本質(zhì)上需要多路復(fù)用器),當被選定時,編碼器將立即發(fā)射一個幀內(nèi)編碼幀,隨后是相互編碼幀。然而,根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例,編碼器在步驟620首先確定該編碼器是否被指令發(fā)射視頻/圖像幀序列610到解碼器。步驟620和660確保發(fā)射和接收幀緩存器包含相同數(shù)據(jù)。
如果在步驟620,特定的編碼器確定它被指令發(fā)射視頻/圖像幀序列到解碼器,編碼器檢測以查看是否早已發(fā)射了一個幀內(nèi)編碼幀到解碼器,如步驟630所示。如果在步驟630在此通信中沒有發(fā)射幀內(nèi)編碼幀到解碼器,就發(fā)射幀內(nèi)編碼幀初始化該發(fā)射,如步驟640。
應(yīng)當注意到,在本發(fā)明優(yōu)選實施例的環(huán)境中的通信部意味著連續(xù)的、無中斷視頻序列的傳輸?!巴ㄐ拧卑幋a器不發(fā)射視頻更新信息的過長的時間周期。因此,在需要時,即在由于上一傳輸超過了閾值或當前編碼器視頻幀和存儲的上一幀的比較結(jié)果需要重新發(fā)送一個幀內(nèi)編碼幀的一個時間周期內(nèi),可定義一個新的通信。
根據(jù)參考圖5a或圖5b說明的優(yōu)選方案,后續(xù)相互編碼幀的傳輸,即P-幀,然后被發(fā)射給解碼器,如步驟650所示?;趤碜越獯a器單元或其他控制機制的指令,然后重復(fù)此過程以查看是否將繼續(xù),如步驟660所示。如果過程繼續(xù),則在步驟650進一步發(fā)送相互編碼幀。如果停止發(fā)射,例如由于來自其他視頻編碼單元的緊急中斷請求,過程返回到步驟620。
現(xiàn)在參考圖7,顯示了一個流程圖700,詳細說明了根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例,在多路復(fù)用視頻通信系統(tǒng)中的解碼器(視頻接收單元)的操作。
從編碼器單元(或攝像機)N接收壓縮和編碼的視頻/圖像數(shù)據(jù),如步驟710所示,其中參考ID是N。然后檢測視頻/圖像數(shù)據(jù)ID以查看它是否對應(yīng)于用于對輸入數(shù)據(jù)解碼的當前可用重建圖片的ID,步驟720。如果不是,則解碼過程有一個中間步驟,在此步驟中,存儲圖片的存儲器被切換到對應(yīng)于接收到的數(shù)據(jù)的ID的幀存儲器,如步驟730所示。
作為一個例子,假定解碼器當前正解碼與攝像機(或編碼器)N+3有關(guān)的圖像數(shù)據(jù)。在步驟720,N的接收數(shù)據(jù)ID被檢測,并發(fā)現(xiàn)與用于解碼的重建圖片不相符。因此,在步驟730,使用來自幀存儲器ID=N的重建存儲圖片,而非來自幀存儲器ID=N+3的重建存儲圖片。
然后在步驟740檢測輸入數(shù)據(jù),以確定它是否是一個幀內(nèi)編碼幀。如果輸入數(shù)據(jù)是一個幀內(nèi)編碼幀,在步驟750被解碼,并存儲解碼后的圖片到圖片存儲器ID=N,如步驟760所示。過程然后返回到步驟720。
如果在步驟740確定輸入數(shù)據(jù)不是幀內(nèi)編碼幀,在步驟750,從存儲在存儲器中的圖片和ID=N的P-幀數(shù)據(jù)的附加物生成一個預(yù)測幀。該預(yù)測圖片然后用于更新存儲在特定ID=N的存儲器中的圖片,如步驟780所示。然后過程返回到步驟720。
現(xiàn)在參考圖8,顯示了根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例,在多路復(fù)用視頻通信系統(tǒng)中采用的H.263解碼器(接收視頻單元)實例800的框圖。然而,這樣一種發(fā)明概念可被應(yīng)用到任何視頻或圖像傳輸系統(tǒng),這也在在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
多個視頻/圖像幀被輸入到多個編碼器(未示出)中。采用了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的編碼控制模塊來強制每個編碼器執(zhí)行幀內(nèi)編碼或相互編碼的編碼過程,如圖6。
在本發(fā)明的此優(yōu)選實施例中應(yīng)當特別注意的是引入指示編碼控制模塊操作的編解碼器(編碼器)使能功能(未示出)。該編解碼器使能功能被引入以確保當解碼器不想接收來自特定編碼器單元的視頻/圖像幀時,在編碼器和解碼器的幀存儲器步調(diào)一致。
通常,上述修改可以任何適合方式在各通信單元中實現(xiàn)。例如,可以添加新的裝置到常規(guī)通信單元中,或可選地可以修改常規(guī)通信單元的現(xiàn)存部分,例如重編程其中的一個或多個處理器。這樣,所需的修改可以用存儲在存儲介質(zhì)(例如軟盤,硬盤,PROM,RAM或任何這些或其他存儲介質(zhì)的組合)上的處理器可執(zhí)行指令的形式實施。
在圖8中,解碼器800包括解碼控制模塊810,它接收來自編碼單元的標志“P”802,表明接收到的幀是幀內(nèi)編碼幀還是相互編碼幀。
根據(jù)H.263標準,解碼器800為了轉(zhuǎn)換接收到的系數(shù)“q”812,接收一個量化標志(index)。該量化標志被輸入到逆量化器功能模塊814,并將量化值輸入到逆轉(zhuǎn)換模塊816。逆量化功能模塊814接收來自解碼器控制模塊810的控制信號。
來自逆轉(zhuǎn)換模塊816的輸出被輸入到求和節(jié)點818。求和節(jié)點818也接收來自功能模塊830的、用運動補償可變延遲執(zhí)行圖像生成的輸入。更具體地,功能模塊830包括一個運動補償模塊834,該模塊接收發(fā)射自編碼器單元的運動向量“V”832。該運動補償模塊834用運動補償延遲提供圖像生成到求和節(jié)點818。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例,修改圖片存儲器存儲以合成單個的圖片存儲器(PM)模塊850,852,854,856,858,用于生成與不同編碼器單元相關(guān)的各自重建圖像。用開關(guān)842,844選擇相關(guān)的PM功能。整個圖片存儲器選擇過程由圖片存儲器控制(PMC)840控制。
在系統(tǒng)中每個編碼器有一個PM。相關(guān)的PM在PMC的控制下被切換到電路。根據(jù)預(yù)定多路復(fù)用器策略或控制,PMC知道切換哪個PM。這允許每個編碼器,當被重新選擇時,發(fā)射P-幀,而非必須用一個I-幀開始每個時隙。包含在PM中的舊數(shù)據(jù)使得上述可以發(fā)生。
更一般地,可以在各通信單元上以任何合適的方式實施修改。例如,可以添加新的裝置到常規(guī)通信單元中,或可選地可以修改常規(guī)通信單元的現(xiàn)存部分,例如重編程其中的一個或多個處理器。這樣,所需的修改可以用存儲在存儲介質(zhì)(例如軟盤,硬盤,PROM,RAM或任何這些或其他存儲介質(zhì)的組合)上的計算機可執(zhí)行指令的形式實施。
現(xiàn)在參考圖9,顯示了優(yōu)選方法的解碼器控制多個攝像機傳輸?shù)妮喸儾僮鞯臅r序圖1000。更具體地,在時間基線(time-basis)1002上,顯示了在信令1010、接收器操作1030、視頻幀存儲器控制1050和視頻解碼器1070之間的交互的例子。該交互使得視頻數(shù)據(jù)的管理更快速、正確。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到,幾個不同的多路復(fù)用器策略能用于使用本發(fā)明。因此下面的僅作為例子給出。
讓我們假定視頻傳輸系統(tǒng)從攝像機“N-1”輪詢到“N+1”。解碼器/接收器1030接收來自“N-1”攝像機的更新的信息1032。當解碼器(例如由一個規(guī)則自動控制或由一個操作者動態(tài)選擇)決定將顯示從攝像機“N-1”改變到“N”時,發(fā)信號給攝像機“N-1”停止編碼并停止發(fā)射1012。一旦編碼器結(jié)束接收這個停止編碼和發(fā)射的請求,它發(fā)送一個確認1014,特定視頻發(fā)射的傳輸結(jié)束。
一旦接收器信令系統(tǒng)檢測到來自攝像機“N-1”的確認,它就發(fā)信號給攝像機“N”開始編碼和發(fā)射1016。在此期間,攝像機“N-1”刷新它的緩存器,并發(fā)送最后更新信息,其中它的視頻更新數(shù)據(jù)的結(jié)束用一個結(jié)束標記1034表示。在編碼器傳輸系統(tǒng)中包括少量的延遲,以確保攝像機“N”直至攝像機“N-1”發(fā)射了它的結(jié)束標記才開始發(fā)射。
然后以用于開始第N個攝像機1016的信令信道重復(fù)該過程,直至編碼器單元接收到一個停止編碼和發(fā)射的消息并發(fā)送其相應(yīng)的結(jié)束發(fā)射確認1022給解碼器。然后用信令信道1024,1026控制第“N+1”個攝像機。
一旦接收器完成它的“N-1”攝像機信息的更新,通過檢測用于攝像機“N-1”的結(jié)束標記1034,解碼器傳輸它的當前重建圖片到“N-1”幀存儲器1052。然后解碼器完成用于攝像機“N-1”的圖片更新1072。在結(jié)束標記1034之后接收的信息與用于攝像機“N”的更新信息有關(guān)。
解碼器從幀存儲器“N”1052裝入上次重建圖片(在圖9中描述作“換出“N-1”換入“N””)。解碼器然后開始接收來自第“N”個攝像機1036的更新信息1074。
一旦接收器完成了它的第“N”個攝像機信息的更新1038,解碼器內(nèi)幀存儲器的更新從“N”切換到“N+1”1054。這樣一個切換確保解碼器的最近圖片移動到第“N”個幀存儲器1074,并且第“N+1”個解碼器幀存儲器被裝入。解碼器然后完成更新用于攝像機“N”的圖片,然后開始接收來自第“N+1”個攝像機1040的更新信息1076。
可選地,已知系統(tǒng)時序點可用作完全改變視頻數(shù)據(jù)流的觸發(fā)點。當前重建幀在編碼器幀存儲器(例如攝像機“N-1”)中凍結(jié),該攝像機不執(zhí)行任何進一步處理,直至當下一次它被輪詢時,被發(fā)信號讓這樣做。
在最快的可能時間內(nèi)解碼器可以訪問合適的幀存儲器是重要的。優(yōu)選地,使用一個共享可尋址總線,從而每個對應(yīng)于各攝像機的幀存儲器具有唯一的地址。在輪詢模式中,當各攝像機依次被輪詢時,地址簡單地遞增。然而,如果發(fā)生緊急情況,突然不按順序分配給一個攝像機優(yōu)先級,需要一個通知哪個攝像機正發(fā)射的信令裝置,該裝置的例子顯示在圖10中。
現(xiàn)在參考圖10,顯示了用于緊急攝像機傳輸1100的控制機制。更具體地,在時間基線1102上,說明了緊急信令控制機制,強調(diào)顯示了在信令1110,接收器操作1130,視頻幀存儲控制1150和視頻解碼器1170之間的交互操作。該交互操作使得視頻信號的管理更快速,正確。
如果,在任何時間,信令系統(tǒng)(假定圖9)從攝像機“M”接收到一個緊急請求1112,同時攝像機“N”正更新,該解碼器發(fā)信號給攝像機N結(jié)束它的傳輸1114(好像攝像機“N”到達它的輪詢傳輸末尾時一樣)。發(fā)信號給攝像機“N”,讓它停止傳輸,忽略任何自動的(定時的)動作。一旦在解碼器接收到確認1116,攝像機“M”被發(fā)給信號1118以開始編碼和傳輸?,F(xiàn)在操作將如輪詢情況中所描述的一樣進行下去,即使現(xiàn)在訪問幀存儲器是不按順序的。
來自攝像機“N”的圖片用接收到的更新信息1132進行更新1172,直至解碼器接收到結(jié)束標記消息1134。然后接收和處理來自攝像機“M”的更新信息1136。關(guān)于解碼器訪問各自的幀存儲器,“換出N換入M”1152確保解碼器最近的圖片移動到“N”幀存儲器,并且解碼器使用對應(yīng)于“M”的幀存儲器。用于攝像機“M”的圖片然后被更新1174。
優(yōu)選緊急控制機制可以使用一個將攝像機地址(例如在WebCams情況下的IP地址)和解碼器幀存儲器編號連接起來的地址查詢表。如果從系統(tǒng)中添加或刪除攝像機,該查詢表可以動態(tài)更新,使得它成為一個非常靈活的系統(tǒng)。
在此說明的發(fā)明概念對于帶寬受限的多路傳輸視頻安全應(yīng)用(特別是在無線通信信道之上)的視頻和圖像編碼器的發(fā)展和設(shè)計有重大影響。
此外,在此說明的發(fā)明概念可應(yīng)用于任何使用預(yù)測編碼的視頻壓縮系統(tǒng),例如H.263,H.261,MPEG-4,Motion-JPEG。該實現(xiàn)是遵從標準的,因為并沒有改變比特流,而僅僅是智能控制。該方法可應(yīng)用到有線和無線系統(tǒng),并且在現(xiàn)有且顯而易見的解決方案的基礎(chǔ)上有對于用戶節(jié)約成本并增強性能的優(yōu)點。本發(fā)明也可應(yīng)用到按照3G標準,4G協(xié)議或其他任何使用相互(inter-)和內(nèi)部(intra-)幀的壓縮方法的視頻壓縮系統(tǒng)中。
總之,提供了具有多個視頻發(fā)射器的視頻傳輸系統(tǒng)。每個視頻發(fā)射器發(fā)射至少一個各自的視頻圖像,并且至少一個視頻接收器接收來自多個視頻發(fā)射器的視頻圖像。該至少一個視頻接收器具有多個用于存儲來自各個多個視頻發(fā)射器的視頻圖像的多個幀存儲器。視頻接收器從各視頻發(fā)射器接收壓縮和編碼的視頻圖像。
此外,說明了一種視頻編碼器,它具有接收視頻圖像的接收器,用于將所述視頻圖像編碼并發(fā)射到視頻解碼器。該視頻編碼器可操作連接到一個編碼控制模塊,該模塊初始化單個幀內(nèi)編碼視頻幀的發(fā)送,隨后是預(yù)測幀的后續(xù)傳輸。這樣的后續(xù)預(yù)測幀是唯一傳輸?shù)膸?,不管在視頻傳輸中是否存在中斷。
提供了一種視頻解碼器,它具有用于接收視頻圖像的接收器,可操作連接到用于接收和存儲多個重建視頻圖像的多個幀存儲器,上述重建圖像從來自多個視頻發(fā)射器的壓縮和編碼發(fā)送圖像產(chǎn)生。
同樣描述了適于組合上述視頻編碼器或上述視頻解碼器,或適于在上述通信系統(tǒng)中操作的一種通信單元。
同樣描述了在視頻傳輸系統(tǒng)中編碼的方法。該方法包括如下步驟由編碼器確定是否該編碼器被指令發(fā)射視頻/圖像幀序列到解碼器。如果編碼器確定它被指令發(fā)射視頻序列到解碼器,步驟包括由編碼器檢測是否先前已經(jīng)發(fā)射了幀內(nèi)編碼幀到解碼器;和如果沒有發(fā)送用于該通信的幀內(nèi)編碼幀,則發(fā)送幀內(nèi)編碼幀到解碼器。否則步驟包括發(fā)射相互編碼幀到解碼器。
此外,描述了一種在視頻傳輸系統(tǒng)中解碼的方法。該方法包括如下步驟從視頻編碼器接收壓縮和編碼的視頻序列;確定接收的視頻序列的攝像機或編碼器參考指示(reference indication);和由解碼器檢測,以查看所述的確定參考指示是否對應(yīng)于用于當前解碼的存儲圖片存儲器的參考指示。該步驟還包括如果參考指示與所述存儲圖片存儲器不符,解碼器切換正用于處理的圖片存儲器。
同樣描述了一種適于執(zhí)行上述編碼方法或上述解碼方法的通信單元。
也描述了一種在視頻傳輸系統(tǒng)中輪詢攝像機的方法。該視頻傳輸系統(tǒng)包括多個編碼視頻傳輸攝像機和至少一個解碼視頻接收單元。該方法包括如下步驟接收發(fā)射自第一攝像機的圖片更新信息(1032)到在解碼視頻接收單元的多個幀存儲器之一;解碼視頻接收單元發(fā)信號給該第一攝像機停止編碼視頻圖像并停止發(fā)射視頻序列;解碼視頻接收單元發(fā)信號給第二攝像機開始編碼和發(fā)射;以及接收發(fā)射自該第二攝像機的圖片更新信息到所述多個幀存儲器中的另一個。
描述了一種在視頻發(fā)射器系統(tǒng)中控制多個視頻編碼器的方法。該方法包括如下步驟存儲來自各攝像機的最近的重建幀,從而使來自攝像機的后續(xù)傳輸是基于來自那個攝像機的所述存儲的最近重建幀的,存儲最近的重建幀的步驟響應(yīng)于編碼器到達其傳輸時間末尾,或第一攝像機編碼器的視頻傳輸被具有較高優(yōu)先級的第二攝像機中斷。
同樣描述了一種適于執(zhí)行輪詢攝像機的方法步驟和/或適于執(zhí)行控制多個視頻編碼器的任何方法的通信單元。
此外,描述了一種存儲介質(zhì),存儲用于控制處理器執(zhí)行任何上述方法步驟的處理器可執(zhí)行指令。
應(yīng)當理解,上述視頻傳輸系統(tǒng),視頻傳輸單元以及編碼/解碼視頻數(shù)據(jù)的方法至少提供以下優(yōu)點(i)在帶寬受限的多路復(fù)用信道上的監(jiān)視更加快速,無需犧牲感興趣對象的空間圖像分辨率;(ii)在解碼器端的圖像恢復(fù)具有更好的感覺質(zhì)量,因為作為低傳輸延遲的結(jié)果,主觀瞬時不平穩(wěn)大大減少;(iii)對于CIF圖像優(yōu)于QCIF圖像的圖像/視頻傳輸系統(tǒng),在此建議的機制更加快速;(iv)用戶/圖像/視頻操作者將受益于(a)感興趣對象的高空間分辨率,(b)由于要發(fā)射的數(shù)據(jù)量的減少,一旦建立輪詢,具有快速的第一圖像顯示時間,以及(c)相比現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中所能允許的,將更快傳輸后續(xù)第一視頻幀。這使得在給定數(shù)目的攝像機中能更快輪詢??蛇x地,在一個輪詢系統(tǒng)中,允許每個攝像機在分配時間中能接收更多后續(xù)圖像幀。
(v)使攝像機能夠無縫切換進/出它們正常的序列,同時仍然保持本發(fā)明的上述優(yōu)點。
因此,本發(fā)明提供一種視頻傳輸系統(tǒng),一種視頻傳輸單元和編碼/解碼視頻數(shù)據(jù)的方法,以及一種輪詢攝像機的方法,其中基本上減輕了現(xiàn)有技術(shù)的裝置中的上述缺點。
權(quán)利要求
1.一種在視頻傳輸系統(tǒng)中編碼的方法,所述方法包括如下步驟編碼器確定(620)所述編碼器是否被指令發(fā)射視頻/圖像幀序列(610)到解碼器;以及如果所述編碼器確定它被指令發(fā)射視頻序列到所述解碼器,所述編碼器檢測(630)是否先前已發(fā)送了幀內(nèi)編碼幀到所述解碼器;如果沒有用于該通信的幀內(nèi)編碼幀被發(fā)射,則發(fā)送(640)幀內(nèi)編碼幀到所述解碼器;以及否則,發(fā)射(650)相互編碼幀到所述解碼器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在視頻傳輸系統(tǒng)中編碼的方法,所述方法進一步包括如下步驟編碼器等待(660)發(fā)射自所述解碼器或其他控制機制,命令所述編碼器停止對當前視頻序列編碼的指令。
3.一種適于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的編碼方法的通信單元。
4.一種在視頻傳輸系統(tǒng)中解碼的方法,所述方法包括如下步驟從視頻編碼器接收(710)壓縮和編碼的視頻序列;確定接收的視頻序列的攝像機或編碼器參考指示;解碼器檢測(720)以查看所述確定的參考指示是否對應(yīng)于正用于當前解碼的存儲圖片存儲器的參考指示;以及如果所述參考指示與所述存儲圖片存儲器不符,所述解碼器就切換(730)正用于處理的圖片存儲器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的在視頻傳輸系統(tǒng)中解碼的方法,所述方法進一步包括如下步驟所述解碼器檢測(740)接收到的視頻幀,以確定它是否是幀內(nèi)編碼幀;和以下二者之一如果確定接收到的視頻幀序列是幀內(nèi)編碼幀,則在與編碼單元相關(guān)的幀存儲器中存儲解碼圖片;或者如果確定接收到的視頻幀序列不是幀內(nèi)編碼幀,則從存儲在存儲器中的圖片生成(750)預(yù)測視頻幀,并使用所述預(yù)測圖片更新(780)存儲在存儲器中的圖片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的在視頻傳輸系統(tǒng)中編碼的方法,或根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的在視頻傳輸系統(tǒng)中解碼的方法,其中所述視頻傳輸系統(tǒng)是多路復(fù)用視頻傳輸系統(tǒng)。
7.一種適于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求4或5執(zhí)行的解碼方法的通信單元。
8.一種在視頻傳輸系統(tǒng)中輪詢攝像機的方法(1000),所述視頻傳輸系統(tǒng)具有多個編碼視頻傳輸攝像機以及至少一個解碼視頻接收單元,所述方法包括如下步驟接收發(fā)射自第一攝像機的圖片更新信息(1032)到在所述解碼視頻接收單元的多個幀存儲器之一;所述解碼視頻接收單元發(fā)信號給所述第一攝像機,使其停止對視頻圖像編碼以及停止發(fā)射視頻序列;所述解碼視頻接收單元發(fā)信號給第二攝像機,使其開始編碼和發(fā)射;以及接收發(fā)射自所述第二攝像機的圖片更新信息到所述多個幀存儲器的另一個中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輪詢攝像機的方法(1000),進一步包括所述第一攝像機發(fā)送最后更新信息的步驟,所述步驟包括發(fā)送結(jié)束標記以標識其視頻更新數(shù)據(jù)的結(jié)束。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的輪詢攝像機的方法(1000),所述方法進一步包括如下步驟檢測由所述第一攝像機發(fā)射的結(jié)束標記(1034);以及所述解碼器將它的當前重建圖片傳送到與所述第一攝像機相關(guān)的幀存儲器(1052)中。
11.根據(jù)權(quán)利要求8到10中任何一項所述的輪詢攝像機的方法(1000),所述方法進一步包括如下步驟所述解碼器從與所述第二攝像機相關(guān)的幀存儲器(1052)中裝入上次重建圖片;以及從所述第二攝像機接收(1036,1074)更新信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求8到11中任何一項所述的輪詢攝像機的方法(1000),所述方法進一步包括如下步驟所述第一攝像機用確認來響應(yīng)特定視頻傳輸?shù)膫鬏斠呀?jīng)結(jié)束;以及在所述解碼器接收來自所述第一攝像機的確認。
13.根據(jù)權(quán)利要求22到26中任何一項所述的輪詢攝像機的方法(1000),所述方法進一步包括如下步驟在完成視頻序列的傳輸后,刷新在所述編碼單元和所述視頻解碼單元中的所述第一攝像機存儲緩沖器。
14.一種適于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求8到13所述的任一輪詢攝像機方法的通信單元。
15.一種在視頻發(fā)射器系統(tǒng)中控制多個視頻編碼器的方法(1100),所述方法包括如下步驟存儲來自各攝像機的最新重建幀,從而使來自攝像機的后續(xù)傳輸基于來自那個攝像機的所述已存儲的最新重建幀,存儲最新重建幀的步驟響應(yīng)于編碼器到達它傳輸時間的終點;或者第一攝像機的編碼器的視頻傳輸被具有較高優(yōu)先級的第二攝像機中斷。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的在視頻發(fā)射器系統(tǒng)中控制多個視頻編碼器的方法(1100),所述方法進一步包括如下步驟在來自第一攝像機的視頻圖像正在更新的同時,從第二攝像機接收緊急請求(1112);所述解碼器發(fā)(1114)信令請求給所述第一攝像機以停止它的視頻傳輸;發(fā)送接收到所述信令請求(1116)的確認給所述解碼器;以及發(fā)信令(1118)給所述第二攝像機以開始編碼和發(fā)射它的視頻序列。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的在視頻發(fā)射器系統(tǒng)中控制多個視頻編碼器的方法(1100),所述方法進一步包括根據(jù)權(quán)利要求8到13所述的任一輪詢方法。
18.一種適于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求15到17中任一項所述的控制多個視頻編碼器的任一方法(700)的通信單元。
19.一種存儲介質(zhì),存儲有用于控制處理器以執(zhí)行權(quán)利要求1,2,4到6,8到13,15到17中任一項所述的方法的處理器可執(zhí)行指令。
20.一種視頻傳輸系統(tǒng)(400),其包括多個視頻發(fā)射器(420,430,440),每個視頻發(fā)射器發(fā)射至少一個各自的視頻圖像;至少一個視頻接收器(410),用于接收來自所述多個視頻發(fā)射器的視頻圖像,所述至少一個視頻接收器具有多個幀存儲器(412,414,416),用于分別存儲來自所述多個視頻發(fā)射器的視頻圖像,所述視頻接收器接收來自相應(yīng)的視頻發(fā)射器的壓縮和編碼的視頻圖像。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的視頻傳輸系統(tǒng),其中所述視頻接收器(410)中的幀存儲器的數(shù)量實際等于視頻發(fā)射器的數(shù)量。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的視頻傳輸系統(tǒng),所述視頻接收器包括處理器,所述處理器用于重建最新的幀,相應(yīng)的視頻發(fā)射器使用所述最新的幀生成發(fā)射的數(shù)據(jù),并將所述最新的重建幀存儲到與所述相應(yīng)視頻發(fā)射器相關(guān)的視頻幀存儲器中。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的視頻傳輸系統(tǒng),其中當相應(yīng)的視頻發(fā)射器到達其傳輸時間末尾時,或來自相應(yīng)視頻發(fā)射器的傳輸被另一個具有較高優(yōu)先級的攝像機中斷時,存儲來自視頻發(fā)射器的最新的重建幀。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的視頻傳輸系統(tǒng),其特征進一步在于,所述處理器延遲發(fā)射自所述相應(yīng)視頻發(fā)射器的視頻圖像的重建,直至所述視頻接收器發(fā)信號給所述相應(yīng)視頻發(fā)射器重新開始視頻傳輸。
25.根據(jù)權(quán)利要求20到24中的任一項所述的視頻傳輸系統(tǒng),其中所述多個視頻發(fā)射器發(fā)射單個幀內(nèi)編碼視頻幀,隨后是預(yù)測幀的后續(xù)傳輸,而不管在傳輸中是否有中斷。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的視頻傳輸系統(tǒng),其中所述幀內(nèi)編碼幀在預(yù)定時隙中發(fā)射,后續(xù)預(yù)測幀在短于分配給所述幀內(nèi)編碼幀的時隙中發(fā)射。
27.根據(jù)權(quán)利要求20到27中的任一項所述的視頻傳輸系統(tǒng),其中所述多個編碼器以及所述至少一個解碼器通過在各自上次重建幀的幀編號和/或絕對傳輸時序之間通信而同步。
28.一種視頻編碼器,其包括接收器,用于接收視頻圖像以編碼并發(fā)射所述視頻圖像到視頻解碼器,所述視頻編碼器可操作連接到編碼控制模塊,所述編碼控制模塊初始化單個幀內(nèi)編碼視頻幀的傳輸,隨后是預(yù)測幀的后續(xù)傳輸,這樣的后續(xù)預(yù)測幀是唯一發(fā)射的幀,不管在視頻傳輸中是否有中斷。
29.一種適于結(jié)合根據(jù)權(quán)利要求28所述的視頻編碼器或適于在如權(quán)利要求20所述的通信系統(tǒng)中操作的通信單元。
30.一種視頻解碼器(800),其包括用于接收視頻圖像的接收器,可操作連接到用于接收和存儲多個重建視頻圖像的多個幀存儲器,所述多個重建視頻圖像產(chǎn)生自來自多個視頻發(fā)射器的壓縮和編碼的發(fā)射圖像。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的視頻解碼器(800),其特征進一步在于用于控制整個圖片存儲器選擇過程的圖片存儲控制器(840)。
32.根據(jù)權(quán)利要求30或31所述的視頻解碼器(800),其中所述視頻解碼器(800)適于按照H.263標準,MPEG-4標準,3G標準,4G協(xié)議,或任何其他使用相互和幀內(nèi)幀的壓縮方法來操作。
33.一種適于結(jié)合根據(jù)在先權(quán)利要求30到32的任一項所述的視頻解碼器的通信單元。
全文摘要
一種視頻傳輸系統(tǒng)(400),其包括多個視頻發(fā)射器(420,430,440),每個視頻發(fā)射器發(fā)射至少一個各自的視頻圖像。至少一個視頻接收器(410)接收來自視頻發(fā)射器的視頻圖像。該至少一個視頻接收器包括多個幀存儲器(412,414,416),用于存儲來自對應(yīng)多個視頻發(fā)射器的視頻圖像。這樣提供了如下優(yōu)點在帶寬受限的多路復(fù)用信道上的監(jiān)視更加快速,而不犧牲感興趣對象的空間圖像分辨率;恢復(fù)的圖像具有更好的感覺質(zhì)量;感興趣對象的空間分辨率更高;存在快速第一圖像顯示時間,并且后續(xù)視頻幀傳輸快速。因此CCTV系統(tǒng)可以更快輪詢多個視頻發(fā)射器。
文檔編號H04N7/18GK1526238SQ02813911
公開日2004年9月1日 申請日期2002年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月11日
發(fā)明者戴維·羅納德·伯恩, 保拉·馬塞拉·霍布森, 戴維 羅納德 伯恩, 馬塞拉 霍布森 申請人:摩托羅拉公司
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