專利名稱：一種視頻流分級壓縮方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種視頻流壓縮方法和裝置，尤其涉及一種使用分級壓縮方案(SpatialScalable Compression Scheme)的視頻流壓縮方法和裝置。
由于數(shù)字視頻中包含有大量的數(shù)據(jù)，因此在制作高分辨率(High Resolution)電視節(jié)目時，高分辨率視頻信號的傳輸是一個很大的問題。進一步說，每一幀數(shù)字圖象都是一個由一群像素點(pixel)組成的靜止圖像，這些像素點的數(shù)量取決于一個特定系統(tǒng)的顯示清晰度，因此，在高分辨率視頻中原始數(shù)字信息的數(shù)量是巨大的。為了減少需要被傳送的數(shù)據(jù)數(shù)量，提出了多種壓縮方案，包括MPEG-2、MPEG-4和H.263等各種各樣的視頻壓縮標準或流程。
在許多應用中視頻可在一個流中通過不同的分辨率/質量來提供，實現(xiàn)這種技術的方法被稱為分級技術，也稱為分層技術。在這種技術中，一個碼流可被分成兩個或更多層不同分辨率的碼流，這些碼流層可被合并成一個單一的高分辨率的信號。比如，一個碼流被分成基本層和增強層兩個碼流層，基本層可提供一個低質量、低分辨率的視頻信號，同時，增強層可提供附加的信息來增強基本層圖象。
實際上，我們可以在三個軸向上進行分級。首先在空間軸上，稱為空域分級(SpatialScalable)；其次在質量軸上，稱為信噪比可分級(SNR Scalable)或者精細可分級，再次在時間軸上，稱為時域可分級。大多數(shù)視頻壓縮標準支持這些分級技術，例如MPEG-2、MPEG-4和H.263等標準。
圖1描述了一個現(xiàn)有的采用空間分層壓縮方案的視頻編碼器。該技術方案公布在國際公開號為WO 03/036979 A1的國際申請文件中(國際申請日2002年10月16日)。在此以插入的方式，加入該申請披露的內(nèi)容。
一個高分辨率視頻流被送到一個低通濾波器112(Low Pass Filter)進行降采樣，然后編碼器116對降采樣后的流進行編碼，得到一個基本流(Base Stream)。
該基本流被解碼后送到一個升采樣裝置122(Up-sampling Unit)進行升采樣，得到一個重建流(Reconstructed Stream)。該重建流與所述的高分辨率視頻流一道被送到一個減法裝置132(Subtraction Unit)，減法裝置132以所述的高分辨率視頻流減去重建流，得到一個殘余流(Residual Stream)。
所述的高分辨率視頻流還被送到一個圖象分析裝置142(Picture Analyzer)，該裝置對該視頻流中的每一個象素點進行分析，從而得到一個增益值(Gain Value)。該增益值在細節(jié)內(nèi)容少的圖象區(qū)域趨向0，在細節(jié)內(nèi)容多的圖象區(qū)域趨向1。
這些增益值與殘余流一起被送到一個乘法器(Multiplier)152，兩者相乘后，在細節(jié)內(nèi)容少的圖象區(qū)域，其象素點的象素值就變小。因此，用于表示該象素值的二進制位(bit)的長度也相應變短，從而使得相乘得到的結果與原殘余流相比包含有更少的數(shù)據(jù)量。將兩者相乘的結果進一步送到一個編碼器156進行編碼，從而得到一個增強流(EnhancementStream)。
在現(xiàn)有的信噪比分級壓縮技術中，也利用了類似的方法，即通過圖像分析針對每個像素得到一個增益值，然后用這些增益值去調整殘余流的碼率，從而得到一個增強流。
但是，現(xiàn)有的分級壓縮方案中，調整殘余流碼率的增益值只是由視頻內(nèi)容本身決定，而沒有考慮到壓縮后碼流的一些具體應用場景的限制條件，比如傳輸網(wǎng)絡的服務質量和存儲空間情況。因此，當外部的網(wǎng)絡狀況或者存儲空間發(fā)生變化時，現(xiàn)有壓縮方案不能進行適時調整，使得輸出碼率不能滿足實際的需求。因此，需要一種新的視頻分級壓縮方案，能根據(jù)壓縮后碼流的應用場景的變化，進行實時調整，從而使得壓縮后的碼率能適應該外部的變化。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是對上述技術方案的一種改進，通過對壓縮后視頻流的應用場景的分析，對壓縮過程進行適時調整，從而得到實際期望的壓縮效果。
本發(fā)明提出了一種視頻流的分級壓縮方法，該視頻流是一個大于特定分辨率的流。首先，對該視頻流進行降采樣后編碼，從而獲得一個基本流；然后，對該基本流進行解碼和升采樣，從而獲得一個重建流；并將該視頻流減去重建流，以獲得一個殘余流；接下來，根據(jù)一個預期的碼率，獲得一個增益值，最后，將該增益值乘以該殘余流，并對得到的結果進行編碼以獲得一個具有所述碼率的增強流。
本發(fā)明的一個實施例是根據(jù)一個傳輸網(wǎng)絡的服務質量來獲得所述的預期的碼率，該傳輸網(wǎng)絡用于傳輸所述的分級壓縮后的視頻流。在這種情況下，壓縮后的視頻流的碼率會隨著網(wǎng)絡服務質量的變化而動態(tài)調整，從而保證接收端可以收到盡可能好的視頻流，而不會出現(xiàn)大量的丟包現(xiàn)象。
本發(fā)明的另一個實施例是根據(jù)一個預期的存儲空間來獲得所述的預期的碼率。在這種情況下，用戶可根據(jù)自己的意愿將該視頻流存儲在一個適當?shù)拇鎯臻g中。
本發(fā)明的又一個實施例是對一個所述的大于特定分辨率的流進行圖象分析，獲得另一個增益值，并利用第一個所述的增益值和所述的另一個增益值處理所述的殘余流，以獲得一個具有所述碼率的增強流。在這種情況下，通過對視頻流的實際應用情況的分析，從而使對增強流的碼率調整不僅僅可根據(jù)視頻流內(nèi)部的情況，而且能夠根據(jù)外部應用情況實時動態(tài)地進行調整，以使增強流中的碼率能夠動態(tài)地符合實際的需要。
本發(fā)明還提出了一種視頻流的分級壓縮裝置，該視頻流是一個大于特定分辨率的流。該裝置包括一個重建流生成裝置，用于對該視頻流進行處理，從而獲得一個重建流，該重建流是一個大于特定分辨率的流；一個殘余流獲取裝置，用于將該視頻流與重建流進行比較，以獲得一個殘余流，該殘余流是一個大于特定分辨率的流；一個碼率增益值獲取裝置，用于根據(jù)一個預期的碼率，獲得一個增益值；和一個增強流生成裝置，用于利用該增益值處理該殘余流，以獲得一個具有該碼率的增強流。其中預期的碼率是根據(jù)一個傳輸網(wǎng)絡的服務質量獲得，該傳輸網(wǎng)絡用于傳輸所述的分級壓縮后的視頻流。另外，預期的碼率還可以由一個預期的存儲空間來決定。
本發(fā)明還提出了一種數(shù)字記錄機，該數(shù)字記錄機包括一個接收機，用于接收一個視頻流，該視頻流是一個大于特定分辨率的流；一個存儲裝置，用于將壓縮后的視頻流存儲在一個存儲介質上；一個重獲(Retrieving)裝置，用于從所述存儲介質上重獲該視頻流；以及一個如上所述的視頻流分級壓縮裝置，用于對所述視頻流進行分級壓縮，以獲得一個基本流和一個具有預期碼率的增強流。
通過參照結合附圖所進行的如下描述和權利要求，本發(fā)明的其它目的和成就將是顯而易見的，并對本發(fā)明也會有更為全面的理解。
本發(fā)明通過實例的方式，參照附圖進行詳盡的解釋，其中圖1是一個現(xiàn)有的采用空間分級壓縮方案的視頻編碼器；圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的根據(jù)一個預期的碼率來進行分級壓縮的一個編碼系統(tǒng)示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的根據(jù)一個預期的碼率來進行分級壓縮的一個流程圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的根據(jù)一個預期的碼率來調整增益值的流程圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明又一個實施例的根據(jù)一個預期的碼率來調整增益值的流程圖；及圖6是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的一個數(shù)字記錄機。
在所有的附圖中，相同的參照數(shù)字表示相似的或相同的特征和功能。
具體實施例方式
圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的根據(jù)一個預期的碼率來進行分級壓縮的一個編碼系統(tǒng)示意圖。該編碼系統(tǒng)200包括一個基本流生成裝置110，用于對一個高分辨率視頻流進行降采樣后進行編碼，從而獲得一個基本流，該基本流是一個低分辨率流；一個重建流獲取裝置122，用于對所述的基本流進行解碼和升采樣，從而獲得一個重建流，該重建流是一個高分辨率流；一個殘余流獲取裝置132，用于將所述的視頻流與重建流進行比較，以獲得一個殘余流，該殘余流是一個高分辨率流；一個碼率增益值獲取裝置146，用于根據(jù)一個預期的碼率獲取一個增益值α2；和一個增強流生成裝置150，用于將該增益值乘以所述的殘余流，并對得到的結果進行編碼以獲得一個增強流。
基本流生成裝置110包括一個低通濾波器112和一個編碼器116。低通濾波器112用于進行降采樣以減少該視頻流的分辨率，編碼器116用于對降采樣后的流進行編碼，得到一個基本流。低通濾波器112和編碼器116與圖1中標有相同參照數(shù)字的裝置具有相似的或相同的特征和功能。
重建流獲取裝置122為一個帶有一個解碼器(圖中未顯示)的升采樣裝置122，該解碼器用于對基本流進行解碼。該解碼過程亦可由編碼器116在進行編碼時進行解碼(稱之為局部解碼)，還可通過一個單獨的解碼器(圖中未顯示)進行解碼?；玖魃裳b置110與重建流獲取裝置122可組合成一個重建流生成裝置。
增強流生成裝置150包括一個乘法器152和一個編碼器156，乘法器152用于利用所述的增益值對所述的殘余流進行處理，編碼器156用于對乘法器輸出的結果進行編碼以獲得一個增強流。乘法器152和編碼器156與圖1中標有相同參照數(shù)字的裝置具有相似的或相同的特征和功能。
碼率增益值獲取裝置146包括一個預期碼率獲取裝置1460，用于根據(jù)壓縮后的流的應用場景來獲得一個預期的碼率，該預期碼率即為應用場景允許的壓縮后的視頻流可以達到的最大碼率，應用場景信息包括傳輸網(wǎng)絡的服務質量或預期的存儲空間；實際平均碼率獲取裝置1462，用于根據(jù)編碼器156的參數(shù)獲取實際的平均碼率；一個調節(jié)裝置1466，用于判斷增強層的實際平均碼率是否大于當前所允許的碼率，以確定是否需要改變增益值，如果實際平均碼率大于所允許的碼率，則減小增益值，以使增強層碼率下降到所允許的碼率之下；如果實際平均碼率小于所允許的碼率，則增大增益值，以使增強層碼率增大。
編碼系統(tǒng)200還可有選擇地包括一個圖像分析裝置142，用于對一個所述的高分辨率流進行像素分析，以獲得該高分辨率流中每一個像素點的增益值α1。在此情況下，增強流生成裝置150還包括一個復合增益值獲取裝置148，用于對α1和α2進行處理，以獲取一個復合增益值α，該增強流生成裝置150將該復合增益值乘以所述的殘余流，并對得到的結果進行編碼以獲得一個增強流。
裝置200或其部分裝置的功能可通過軟件來實施。裝置200所包括的上述裝置對于本領域的熟練技術人員來說可以通過多種現(xiàn)有的裝置來實現(xiàn)，只要其組合在一起可以達到本發(fā)明的功能即可。
裝置200的運行流程詳見下面圖3所述，其中碼率增益值獲取裝置146的運行流程詳見圖4和圖5所述。
圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的根據(jù)一個預期的碼率來進行分級壓縮的一個流程圖。
首先，接收一個特定的高分辨率視頻流(步驟S310)，如一個分辨率為1920×1080i的視頻流，該高分辨率可為大于一個特定分辨率；并對該高分辨率視頻流進行降采樣(步驟S324)。降采樣的目的是為了降低其分辨率，比如降到720×480i。然后，對降采樣后的流進行編碼得到一個基本流(步驟S328)，其中的編碼可按照MPEG-2標準進行。該基本流為一個低分辨率流，如720×480i。
其次，將解碼后的基本流進行升采樣，得到一個重建流(步驟S330)，該重建流與接收到的高分辨率視頻流具有基本同樣的分辨率格式，如1920×1080i。然后，以接收到的高分辨率視頻流減去該重建流，得到一個殘余流(步驟S340)，該殘余流與接收到的高分辨率視頻流具有基本同樣的分辨率格式，如1920×1080i。
接下來，用圖像分析方法獲取所述高分辨率視頻流的每個像素點對應的增益值α1(步驟S352)。該步驟可以使用現(xiàn)有的方法。當然，亦可對所述的重建流或殘余流進行圖象分析以獲得相應的增益值α1。
再接下來，根據(jù)一個預期的碼率獲得增益值α2(步驟S355)。該預期的碼率由該壓縮后的視頻流的應用場景來決定，如傳輸該視頻流的傳輸網(wǎng)絡的服務質量，或存儲該視頻流的存儲空間。獲得α2的具體過程詳見下面圖4和圖5所述。
根據(jù)上述圖像分析確定的增益值α1和預期碼率決定的增益值α2，獲取一個復合增益值α(步驟S358)。例如，α＝λ·α1+μ·α2，其中λ和μ是加權因子，其滿足λ＝1-μ，0≤λ，μ≤1，加權因子可以由系統(tǒng)要求決定。
最后，將該殘余流中的每一個像素點乘以其所對應的增益值，然后對其結果進行編碼，從而獲得一個增強流(步驟S370)。
本實施例中，由α1和α2得到一個復合增益值，并運用該復合增益值去調整殘余流。當然，本領域的技術人員應該熟知，本流程可略過步驟S352，直接單獨運用α2來調整殘余流，比如，在視頻流受到的影響以網(wǎng)絡服務質量等外部情況為主時，從而得到與網(wǎng)絡服務質量相匹配的增強流碼率。
圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的根據(jù)一個預期的碼率來調整增益值的流程圖。該實施例的預期的碼率是由壓縮后的視頻流的傳輸網(wǎng)絡來決定。傳輸網(wǎng)絡的服務質量往往是動態(tài)波動的，因此，傳輸網(wǎng)絡的可允許的碼率亦是波動的。這樣一來，一個固定碼率的視頻流的傳輸質量往往就很難得到保證。本流程可解決這一技術問題。
首先，在流會話開始時，根據(jù)可獲得的資源，設定相關參數(shù)(步驟S410)。比如初始網(wǎng)絡允許帶寬為B0＝20Mbps，則可將基本層的碼率設定為5Mbps，將增強層的碼率設定為15Mbps。該網(wǎng)絡允許帶寬可通過檢測來獲得，該碼率設定可通過對圖2中的編碼器116和156進行一次性設置即可完成。增益值α1、α2的動態(tài)范圍(αmin，αmax)均為(0，0.5)，此時，α1＝0.5，α2＝0.5?？梢栽Oα2的調整幅度Δα＝(αmax-αmin)/10＝0.05，當然，也可以根據(jù)情況設置得更精細些。
其次，根據(jù)網(wǎng)絡的服務質量來得到一個預期的碼率(步驟S412)。網(wǎng)絡服務質量是通過在該視頻流傳輸過程中對網(wǎng)絡狀況的檢測來獲得，如對網(wǎng)絡帶寬，網(wǎng)絡處理能力的檢測，從而獲得一個與當前網(wǎng)絡服務質量相應的網(wǎng)絡允許接收的碼率，即一個預期的碼率，比如，15Mbps。該預期的碼率表明當前的網(wǎng)絡服務質量不如開始的網(wǎng)絡服務質量好。由于基本層碼率為5Mbps是不變的，則增強層允許的碼率減小為10Mbps。該網(wǎng)絡狀況的檢測可根據(jù)需要按照一定的頻率來進行。
同時，獲取實際增強層碼率(步驟S416)。實際增強層碼率可以通過編碼器156的參數(shù)來獲得，比如，當前的實際增強層碼率為12Mbps。
接下來，將增強層的允許碼率和實際碼率進行比較(步驟S422)。如前面的步驟得出的，當前增強層允許的碼率為10Mbps，增強層的實際碼率為12Mbps。因此，當前增強層實際碼率已經(jīng)超過了允許的碼率，如果增強層仍按照此碼率進行壓縮并在當前的傳輸網(wǎng)絡中傳輸?shù)脑?，必定會造成網(wǎng)絡阻塞，傳輸質量下降等問題。因此，需要調整α2，進而降低增強層的輸出碼率，直到小于等于允許的碼率。
最后，根據(jù)上述比較結果，調節(jié)并獲取增益值α2(步驟S424)。這里調節(jié)α2的過程是一個不斷比較、微調的循環(huán)過程，其具體過程如下第一過程，當前增強層實際碼率已經(jīng)超過了允許的碼率，根據(jù)調節(jié)幅度Δα＝0.05，使α2＝α2-Δα＝0.5-0.05＝0.45，再由α＝α1+α’2＝0.5+0.45＝0.95去處理殘余流，并根據(jù)編碼器156的參數(shù)設置獲得一個小一些的增強層實際碼率；第二過程，將上步獲得的較小的增強層實際碼率和允許的碼率進行比較，如果此增強層碼率仍然大于允許的碼率，則使α”2＝α’2-Δα＝0.45-0.05＝0.4，再由α＝α1+α”2＝0.5+0.4＝0.9去處理殘余流，并根據(jù)編碼器156的參數(shù)獲得一個再小一些的增強層實際碼率；......
由此不斷循環(huán)，直到從編碼器156獲得的增強層實際碼率小于允許的增強層碼率。比如，當α2降到0.1，即復合增益α為0.6時，由此α處理殘余流，根據(jù)編碼器156的參數(shù)獲得的增強層實際碼率為9Mbps，從而使得此時的增強層的輸出碼率能夠符合實際的網(wǎng)絡狀況。
上述微調過程是在一個相當短的時間內(nèi)完成的，故在上述實施例中，α1被假定不變。在實際的壓縮過程中，α1會根據(jù)圖象的情況發(fā)生變化，故只要增強層實際碼率的平均值小于等于允許的增強層碼率即可。
如上所述，如果檢測到網(wǎng)絡帶寬比較寬，網(wǎng)絡不阻塞，α2可以取一個大一些的值，以使增強層保留更多的信息。如果檢測到網(wǎng)絡比較阻塞，則α2可以取小一些的值，使增強層碼率變小，攜帶的信息變少，從而可以部分丟棄該層信息。
步驟S412，S416，S422，S424可反復進行直到該視頻流被傳輸完畢，從而使得在整個傳輸過程中該視頻流被動態(tài)的壓縮以適應該傳輸網(wǎng)絡的變化。
圖5是根據(jù)本發(fā)明又一個實施例的根據(jù)一個預期的碼率來調整增益值的流程圖。本例中是根據(jù)視頻流的存儲情況來獲得一個預期的碼率的。比如，該存儲情況可以是視頻流的存儲媒質的剩余存儲空間。由于在視頻流的存儲過程中，其剩余存儲空間是時刻變化的，因此由剩余空間和存儲時間決定的允許的壓縮視頻流的碼率也是不斷變化的。因而，視頻流以固定碼率進行存儲的話，很可能會出現(xiàn)存儲空間不足，造成存儲失敗。本流程可以解決該技術問題。
首先，根據(jù)視頻流的存儲情況，設定相關參數(shù)(步驟S510)。比如現(xiàn)在要在一張單面雙層DVD+RW光盤上存儲一個影視節(jié)目。該光盤容量為8.5GB(即68000Mbits)，只記錄一個音軌，其碼率為384kbps，SD基本層碼率為4.5Mbps，最大記錄時間T＝90分鐘，增益值α1、α2的動態(tài)范圍(αmin，αmax)均為(0，0.5)，此時，α1＝0.5，α2＝0.5?？梢栽Oα2的調整幅度Δα＝(αmax-αmin)/10＝0.05，當然，也可以根據(jù)情況設置得更精細些。
其次，根據(jù)當前剩余存儲空間來獲得到一個預期的碼率(步驟S512)。根據(jù)DVD光盤的當前剩余空間，可以獲得當前允許的增強層碼率，即一個預期的碼率。在視頻流存儲過程的t時刻，增強層的允許碼率為benh=68000-(0.384×t)t-4.5=68000t-4.884Mbit/s]]>其中，benh為增強層碼率，t為記錄時間。
根據(jù)上述公式，當t＝75分鐘，即存儲到第75分鐘時，增強層允許的碼率約為10Mbps。該獲得過程可根據(jù)需要按照一定的頻率來進行。
然后，獲取實際增強層碼率(步驟S516)。實際增強層碼率可以通過編碼器156的參數(shù)來獲得，比如，當前的實際增強層碼率為12Mbps。
接下來，將增強層的允許碼率和實際碼率進行比較(步驟S522)。如前面的步驟得出的，當前增強層允許的碼率為10Mbps，增強層的實際碼率為12Mbps。因此，當前增強層實際碼率已經(jīng)超過了允許的碼率，如果增強層仍按照此碼率進行壓縮并再進行存儲的話，以當前的存儲空間，在規(guī)定的時間(90分鐘)內(nèi)會存不下全部的視頻。因此，需要調整α2，進而降低增強層的輸出碼率，直到小于等于允許的碼率。
最后，根據(jù)上述比較結果，調節(jié)并獲取增益值α2(步驟S524)。這里調節(jié)α2的過程是一個不斷比較、微調的循環(huán)過程，其具體過程如下第一過程，當前增強層實際碼率已經(jīng)超過了允許的碼率，根據(jù)調節(jié)幅度Δα＝0.05，使α’2＝α2-Δα＝0.5-0.05＝0.45，再由α＝α1+α’2＝0.5+0.45＝0.95去處理殘余流，并根據(jù)編碼器156的參數(shù)獲得一個小一些的增強層實際碼率；第二過程，將上步獲得的較小的增強層實際碼率和允許的碼率進行比較，如果此增強層碼率仍然大于允許的碼率，則使α”2＝α’2-Δα＝0.45-0.05＝0.4，再由α＝α1+α”2＝0.5+0.4＝0.9去處理殘余流，并根據(jù)編碼器156的參數(shù)設置獲得一個再小一些的增強層實際碼率；......
由此不斷循環(huán)，直到從編碼器156獲得的增強層實際碼率小于等于允許的增強層碼率。比如，當α2降到0.1，即復合增益α為0.6時，運用此α處理殘余流，根據(jù)編碼器156的參數(shù)設置獲得的增強層碼率為9Mbps，從而使得此時的增強層的輸出碼率能夠符合當前的剩余存儲空間。
上述微調過程是在一個相當短的時間內(nèi)完成的，故在上述實施例中，α1被假定不變。在實際的壓縮過程中，α1會根據(jù)圖象的情況發(fā)生變化，故只要增強層實際碼率的平均值小于等于允許的增強層碼率即可。
如上所述，通過動態(tài)監(jiān)控DVD光盤的剩余存儲空間，一旦增強層的實際碼率超過所允許的平均碼率，則將α2減小，使增強層的碼率下降，從而使被存儲的視頻流能夠完全存儲在DVD盤中，而不至于出現(xiàn)存儲空間不足的情況。
步驟S512，S516，S522，S524可反復進行直到該視頻流被存儲完畢，從而使得在整個存儲過程中該視頻流被動態(tài)的壓縮以適應剩余存儲空間的變化。
當然，存儲介質除了上述的DVD+RW光盤，還可以是其它的類似存儲介質，如HD等。另外，該預期的存儲空間還可以根據(jù)用戶的意愿進行設定。例如，用戶要存儲一個30Mbits的影視節(jié)目，數(shù)字記錄機或者其它具有存儲功能的裝置可以在存儲開始之前，讓用戶選擇存儲該影視節(jié)目的預期存儲空間，比如可以提供18M-30M的選擇范圍。假設用戶選擇20Mbits，則可在類似上述的流程控制下最終將該節(jié)目壓縮并存儲為一個20Mbits的節(jié)目。
圖6是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的一個數(shù)字記錄機。數(shù)字記錄機600包括一個接收機610，用于接收一個高分辨率視頻流，如一個分辨率為1920×1080i的視頻流。數(shù)字記錄機600具有一個存儲單元620，用于在存儲介質630上存儲編碼壓縮后的該視頻流。存儲介質630是一個硬盤，但也可以是其它適當?shù)慕橘|，例如DVD+RW等。數(shù)字記錄機600還具有一個重獲(retrieving)單元640，用于從存儲介質630上重獲該視頻流。重獲單元640用于回放記錄機或存儲單元620所存儲的節(jié)目。
數(shù)字記錄機600還包括前述圖2所示的一個視頻流分級壓縮裝置200。該壓縮裝置200從接收機610中收到該高分辨率視頻流，作為原始視頻流進行分級壓縮，分別得到經(jīng)編碼壓縮后的一個基本流和一個增強流。之后，由存儲單元620將編碼壓縮后的視頻流存儲在存儲介質630上。其中，由于該視頻流分級壓縮裝置200引入了與預期存儲空間相關的增益值α2，可根據(jù)存儲空間的變化實時調整增益值α2，并由該增益值處理殘余流，從而，該壓縮裝置200輸出的增強流碼率始終能夠符合數(shù)字記錄機600所提供的存儲空間。
雖然經(jīng)過對本發(fā)明結合具體實施例進行描述，對于在本技術領域熟練的人士，根據(jù)上文的敘述作出的許多替代、修改和變化將是顯而易見的。因此，當這樣的替代、修改和變化落入附后的權利要求的精神和范圍內(nèi)時，應該被包括在本發(fā)明中。
權利要求
1.一種視頻流分級壓縮方法，其中該視頻流是一個大于特定分辨率的流，包括步驟a.對所述的視頻流進行處理，從而獲得一個重建流，該重建流是一個大于特定分辨率的流；b.將所述的視頻流與重建流進行比較，以獲得一個殘余流，該殘余流是一個大于特定分辨率的流；c.根據(jù)一個預期的碼率，獲得一個增益值；和d.利用所述的增益值處理所述的殘余流，以獲得一個具有所述碼率的增強流。
2.如權利要求1所述的方法，其中步驟a包括步驟對所述的視頻流進行降采樣后進行編碼，從而獲得一個基本流；對所述的基本流進行解碼和升采樣，從而獲得所述的重建流。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述的預期的碼率是根據(jù)一個傳輸網(wǎng)絡的服務質量來獲得，該傳輸網(wǎng)絡用于傳輸所述的分級壓縮后的視頻流。
4.如權利要求3所述的方法，其中所述傳輸網(wǎng)絡的服務質量是由該傳輸網(wǎng)絡的可用的網(wǎng)絡帶寬決定。
5.如權利要求1所述的方法，其中所述預期的碼率是由一個預期的存儲空間來決定。
6.如權利要求1所述的方法，還包括步驟對一個所述的大于特定分辨率的流進行圖象分析，獲得另一個增益值；其中殘余流處理步驟包括利用第一個所述的增益值和所述的另一個增益值處理所述的殘余流，以獲得一個具有所述碼率的增強流。
7.一種視頻流分級壓縮裝置，其中，該視頻流是一個大于特定分辨率的流，包括一個重建流生成裝置，用于對所述的視頻流進行處理，從而獲得一個重建流，該重建流是一個大于特定分辨率的流；一個殘余流獲取裝置，用于將所述的視頻流與重建流進行比較，以獲得一個殘余流，該殘余流是一個大于特定分辨率的流；一個碼率增益值獲取裝置，用于根據(jù)一個預期的碼率，獲得一個增益值；和一個增強流生成裝置，用于利用所述的增益值處理所述的殘余流，以獲得一個具有所述碼率的增強流。
8.如權利要求7所述的裝置，其中所述預期的碼率是根據(jù)一個傳輸網(wǎng)絡的服務質量來獲得，該傳輸網(wǎng)絡用于傳輸所述的分級壓縮后的視頻流。
9.如權利要求7所述的裝置，其中所述的預期的碼率是由一個預期的存儲空間來決定。
10.如權利要求7所述的裝置，還包括一個圖像分析裝置，用于對一個所述的大于特定分辨率的流進行圖象分析，獲得另一個增益值；其中所述的增強流生成裝置利用第一個所述的增益值和所述的另一個增益值處理所述的殘余流，以獲得一個具有預期碼率的增強流。
11.一種數(shù)字記錄機，包括一個接收機，用于接收一個視頻流，該視頻流是一個大于特定分辨率的流；一個存儲裝置，用于將壓縮后的該視頻流存儲在一個存儲介質上；一個重獲(Retrieving)裝置，用于從所述存儲介質上重獲該視頻流；以及一個如權利要求7所述的視頻流分級壓縮裝置，用于對所述視頻流進行分級壓縮，以獲得一個基本流和一個具有預期碼率的增強流。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種視頻流分級壓縮方法，該視頻流是一個大于特定分辨率的流。首先，對該視頻流進行降采樣后編碼，從而獲得一個基本流；然后，對該基本流進行解碼和升采樣，從而獲得一個重建流；并將該視頻流減去重建流，以獲得一個殘余流；接下來，根據(jù)一個預期的碼率，獲得一個增益值；最后，將該增益值乘以該殘余流，并對得到的結果進行編碼以獲得一個增強流。由于本發(fā)明不僅僅可根據(jù)視頻流本身決定增益值，而且能夠根據(jù)外部應用情況動態(tài)地調整增益值，從而使增強流的碼率能夠時刻符合實際的需要。
文檔編號H04N7/26GK1728827SQ200410059069
公開日2006年2月1日 申請日期2004年7月26日 優(yōu)先權日2004年7月26日
發(fā)明者王進, 王剛 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司