專利名稱：視頻壓縮方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻壓縮領(lǐng)域，特別涉及一種視頻的幀間變換編碼方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
視頻之所以需要壓縮，是因?yàn)樗瓉淼男问秸加玫目臻g大得驚人。視頻經(jīng)過壓縮后，存儲(chǔ)時(shí)會(huì)更方便。視頻壓縮以后并不影響作品的最終視覺效果，因?yàn)樗挥绊懭说囊曈X不能感受到的那部分視頻。例如，有數(shù)十億種顏色，但是我們只能辨別大約1024種。因?yàn)槲覀冇X察不到一種顏色與其鄰近顏色的細(xì)微差別，所以也就沒必要將每一種顏色都保留下來。還有一個(gè)冗余圖像的問題-如果在一個(gè)60秒的視頻作品中每幀圖像中都有位于同一位置的同一把椅子，就沒有必要在每幀圖像中都保存這把椅子的數(shù)據(jù)。視頻圖像數(shù)據(jù)有極強(qiáng)的相關(guān)性，也就是說有大量的冗余信息。其中冗余信息可分為空域冗余信息和時(shí)域冗余信息。壓縮技術(shù)就是將數(shù)據(jù)中的冗余信息去掉(去除數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性)，壓縮技術(shù)包含幀 內(nèi)圖像數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)、幀間圖像數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)和熵編碼壓縮技術(shù)。壓縮視頻的過程實(shí)質(zhì)上就是去掉我們感覺不到的那些東西的數(shù)據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的壓縮率為5比1，有的格式可使視頻的壓縮率達(dá)到100比I。但過分壓縮也不是件好事。因?yàn)閴嚎s得越多，丟失的數(shù)據(jù)就越多。如果丟棄的數(shù)據(jù)太多，產(chǎn)生的影響就顯而易見，導(dǎo)致主管質(zhì)量下降。過分壓縮的視頻會(huì)導(dǎo)致無法辨認(rèn)。壓縮視頻的時(shí)候，需要嘗試多種壓縮設(shè)置。目的是盡可能將數(shù)據(jù)壓縮到最小，當(dāng)數(shù)據(jù)丟失到從畫面中能夠明顯看到時(shí)，再將壓縮率稍微提高。這樣就可以在文件大小和畫面質(zhì)量之間達(dá)到最佳平衡。每個(gè)視頻作品都各不相同，有些視頻經(jīng)過高度壓縮后看上去仍不錯(cuò)，有些卻不是，所以需要通過試驗(yàn)才能得到最好的效果。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，嘗試多種壓縮技術(shù)，最終采用該視頻壓縮的方法與系統(tǒng)，能顯著提高視頻的壓縮比，同時(shí)將對(duì)視頻主觀質(zhì)量的影響降到最小。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種視頻壓縮的方法及系統(tǒng)，所述視頻壓縮方法及系統(tǒng)可以提高視頻壓縮的壓縮比。為了達(dá)到本發(fā)明的目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種視頻壓縮方法，所述方法包括對(duì)輸入視頻的當(dāng)前幀進(jìn)行判斷得到本幀是否是幀間預(yù)測(cè)幀，若是幀內(nèi)預(yù)測(cè)幀，則讀取下一幀為當(dāng)前幀，直至取到幀間預(yù)測(cè)幀；獲取輸入視頻當(dāng)前幀的參考幀幀號(hào)；若當(dāng)前幀為P(單向預(yù)測(cè))幀，且周圍的P幀中有參考幀幀號(hào)與當(dāng)前幀參考幀幀號(hào)相同的幀時(shí)，合并做三維離散余弦變換；若當(dāng)前幀為B(雙向預(yù)測(cè))幀，且周圍的B幀中有參考幀幀號(hào)與當(dāng)前幀參考幀幀號(hào)相同的幀時(shí)，合并做三維離散余弦變換；對(duì)變換得到的系數(shù)進(jìn)行三維Z字型掃描，得到系數(shù)的一維表示；根據(jù)H. 264視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該一維系數(shù)依次進(jìn)行量化，Run-Level編碼，摘編碼等。進(jìn)一步地，所述對(duì)輸入視頻的每一個(gè)宏塊的每一個(gè)像素點(diǎn)分別進(jìn)行拉格朗日乘子法率失真編碼優(yōu)化拉格朗日乘子法轉(zhuǎn)化為一個(gè)元約束的求極小值問題，即min{D (X, M) + A R(X, M)}其中，失真D(X，M)和數(shù)據(jù)速率R(X，M)的計(jì)算分別如下式所示

權(quán)利要求
1.一種用于提高視頻壓縮比的視頻壓縮的方法及系統(tǒng)，其特征在于，所述方法包括 對(duì)輸入視頻的當(dāng)前幀進(jìn)行判斷得到本幀是否是幀間預(yù)測(cè)幀，若是幀內(nèi)預(yù)測(cè)幀，則讀取下一幀為當(dāng)前幀，直至取到幀間預(yù)測(cè)幀； 獲取輸入視頻當(dāng)前幀的參考幀幀號(hào)； 若當(dāng)前幀為P(單向預(yù)測(cè))幀，且周圍的P幀中有參考幀幀號(hào)與當(dāng)前幀參考幀幀號(hào)相同的幀時(shí)，合并做三維離散余弦變換； 若當(dāng)前幀為B (雙向預(yù)測(cè))幀，且周圍的B幀中有參考幀幀號(hào)與當(dāng)前幀參考幀幀號(hào)相同的幀時(shí)，合并做三維離散余弦變換； 對(duì)變換得到的系數(shù)進(jìn)行三維Z字型掃描，得到系數(shù)的一維表示； 根據(jù)H. 264視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該一維系數(shù)依次進(jìn)行量化，Run-Level編碼，熵編碼等。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的判斷幀間預(yù)測(cè)的方法，其特征在于，所述對(duì)輸入視頻的每一個(gè)宏塊的每一個(gè)像素點(diǎn)分別進(jìn)行拉格朗日乘子法率失真編碼優(yōu)化 拉格朗日乘子法轉(zhuǎn)化為一個(gè)元約束的求極小值問題，即 min{D(X，Μ) + λ R(X, Μ)} 其中，失真D(X，M)和數(shù)據(jù)速率R(X，M)的計(jì)算分別如下式所示
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的獲取輸入視頻當(dāng)前幀的參考幀幀號(hào)，其特征在于，所述對(duì)輸入視頻的圖像頭結(jié)構(gòu)中，圖像參數(shù)集中取出該幀參考幀號(hào)
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的P幀和B幀，其特征在于，P幀為單項(xiàng)預(yù)測(cè)幀，B幀為雙向預(yù)測(cè)幀 P幀表示的是當(dāng)前幀跟之前的一個(gè)關(guān)鍵幀或P幀的殘差，解碼時(shí)需要用緩存的前向參考幀疊加本幀定義的差別，生成最終視頻。即也就是殘差幀，P幀沒有完整視頻數(shù)據(jù)，只有與前向參考幀的畫面殘差的數(shù)據(jù)。
B幀是雙向預(yù)測(cè)幀，即B幀記錄的是本幀與前后幀的差別，換言之，要解碼B幀，不僅要取得前向參考幀的緩存視頻，還要解碼后向參考幀的視頻，通過前后參考幀視頻的與本幀數(shù)據(jù)的疊加取得最終的視頻。B幀壓縮率較P幀高，但是解碼時(shí)占用更多資源。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三維離散余弦變換，其特征在于，
全文摘要
本發(fā)明揭露了一種用于提高視頻壓縮比的視頻壓縮的方法及系統(tǒng)，所述方法包括對(duì)輸入視頻，采取幀間預(yù)測(cè)而非幀內(nèi)預(yù)測(cè)的幀中，由同一幀預(yù)測(cè)而來，即參考幀為同一幀的P(單向預(yù)測(cè))或B(雙向預(yù)測(cè))幀中，再以時(shí)間軸為第三維，對(duì)殘差進(jìn)行三維離散余弦變換變換，替代原H.264視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)中的二維離散余弦變換。變換后進(jìn)行三維Z字型掃描，替換原標(biāo)準(zhǔn)中的二維Z字型掃描。本發(fā)明可以達(dá)到在不影響主觀質(zhì)量的前提下，提高視頻壓縮比，減小視頻數(shù)據(jù)量的功能。
文檔編號(hào)H04N7/26GK102984520SQ20121052450
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月4日
發(fā)明者梁久禎, 王婷婷, 柴志雷 申請(qǐng)人:江南大學(xué)