一種反饋粗量化重建幀的視頻壓縮遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及視頻壓縮傳輸系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用遠(yuǎn)程視頻解碼器向本地視頻壓縮編碼器反饋粗量化重建幀的方法，以提高遠(yuǎn)程解碼視頻序列的主觀和客觀質(zhì)量，同時也可以增強視頻壓縮遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)抗信道干擾能力的反饋粗量化重建幀的視頻壓縮遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在帶寬受限和易受干擾的信道中進(jìn)行視頻通信，需要同時具有較強的抗誤碼能力和高壓縮性能。為了獲得高壓縮比，現(xiàn)有的大多數(shù)視頻編解碼器采用了幀間預(yù)測運動補償?shù)姆桨竵碛行Ы档蜁r間冗余，然后通過空間變換降低空間冗余，最后對結(jié)果參數(shù)進(jìn)行熵編碼，以進(jìn)一步降低壓縮后碼流的數(shù)據(jù)量。采用這種技術(shù)的視頻標(biāo)準(zhǔn)包括ITU H.26UMPEG-4、ITU H.263 及 ITU H.26L/H.264 標(biāo)準(zhǔn)等。
[0003]在這些視頻標(biāo)準(zhǔn)中，視頻壓縮編碼算法主要包括3個部分:運動預(yù)測、塊變換和量化。一個視頻幀可以采用兩種模式進(jìn)行壓縮編碼，一種是幀內(nèi)編碼，編碼原始視頻幀；另一種是幀間編碼，編碼已解碼幀的運動補償殘差。幀內(nèi)編碼主要用于視頻編碼的起始階段和當(dāng)視頻場景發(fā)生了重大變化的時刻。在每種模式下，都是將一幀分割成多個8*8大小的塊，4個相鄰亮度塊和兩個色差塊可以合成一個宏塊。在對運動預(yù)測殘差的離散余弦變換(DCT )系數(shù)進(jìn)行量化之后，本地視頻壓縮編碼器中包含了一個本地解碼器，這個本地解碼器和遠(yuǎn)程的視頻解碼器相同，它確保在接下來的運動估計步驟中，視頻編解碼均采用重建后的視頻圖像進(jìn)行運動補償，從而避免本地視頻壓縮編碼端采用原始預(yù)測幀、而遠(yuǎn)程視頻解碼端采用重建幀預(yù)測所帶來的兩種操作不同步問題。如果本地解碼器和遠(yuǎn)程視頻解碼器采用不同的重建幀，解碼器處解碼的運動補償殘差會造成偏差，將會進(jìn)一步導(dǎo)致誤碼擴散的現(xiàn)象，造成視頻傳輸接收時在視頻圖像中出現(xiàn)馬賽克的現(xiàn)象，誤碼嚴(yán)重時，會影響接收視頻的順暢播放。盡管本地解碼器和遠(yuǎn)程視頻解碼器中重建幀的同步對于視頻傳輸質(zhì)量的影響如此重要，并且在高誤碼率的信道中，更容易出現(xiàn)本地和遠(yuǎn)程重建幀不同步的現(xiàn)象，然而目前的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)僅僅只是采取相同的本地和遠(yuǎn)程解碼器辦法來保證本地和遠(yuǎn)程重建幀的同步，僅使用從本地視頻壓縮編碼器到遠(yuǎn)程視頻解碼器的正向信道傳輸視頻幀信息，并未利用從遠(yuǎn)程視頻解碼器到本地視頻壓縮編碼器方向的反向信道進(jìn)行重建幀反饋，因此本地視頻壓縮編碼器中的本地解碼器重建幀和遠(yuǎn)程視頻解碼器重建幀的不同步問題較嚴(yán)重，直接影響視頻壓縮遠(yuǎn)程傳輸?shù)膫鬏斮|(zhì)量和抗信道干擾能力。
[0004]在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，既提供從編碼器發(fā)射機到解碼器接收機方向的正向信道，也提供從解碼器接收機到編碼器發(fā)射機的反向信道。在支持所謂的對稱業(yè)務(wù)，如話音的通信系統(tǒng)中，正反向信道的容量可以是基本平衡的，即反向信道可以達(dá)到與正向信道相同的傳輸速率。在支持如數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等不對稱業(yè)務(wù)的通信系統(tǒng)中，可以根據(jù)上行和下行業(yè)務(wù)的不同需求調(diào)節(jié)正向信道和反向信道的容量比例，一般認(rèn)為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需要較大的下行數(shù)據(jù)速率和較小的上行數(shù)據(jù)速率。
[0005]傳統(tǒng)的視頻業(yè)務(wù)往往需要較大的正向信道容量，即通信網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點向分布在系統(tǒng)中的用戶發(fā)布視頻信息，反向信道上一般傳輸少量的反饋控制信息，一般是空閑的，沒有得到充分利用。特別是當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)支持多種多媒體業(yè)務(wù)時，反向信道和正向信道的實際數(shù)據(jù)傳輸速率差別很大，空閑的反向信道造成了通信系統(tǒng)資源和頻率等資源的浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決阻止因本地解碼器重建幀和遠(yuǎn)程視頻解碼器重建幀不同步而造成的誤碼擴散和解碼視頻質(zhì)量下降的問題，本發(fā)明提供了一種反饋粗量化重建幀的視頻壓縮遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)，在反向信道上反饋遠(yuǎn)程視頻解碼器的重建視頻幀信息，以使本地視頻壓縮編碼器中的本地解碼器重建幀和遠(yuǎn)程視頻解碼器重建幀同步；利用簡便的降低傳輸數(shù)據(jù)速率的粗量化，重建幀反饋采用粗量化的方法來降低需要的數(shù)據(jù)速率，降低了對解碼器運算速度的要求。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種反饋粗量化重建幀的視頻壓縮遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)，包括本地的信源和遠(yuǎn)程的信宿，所述信源包括信源視頻編碼器、正向傳輸發(fā)送器和反向反饋接收器，正向傳輸發(fā)送器和反向反饋接收器均與信源視頻編碼器相連接；所述信宿包括信宿視頻解碼器、正向傳輸接收器和反向反饋發(fā)送器，正向傳輸接收器和反向反饋發(fā)送器均與信宿視頻解碼器相連接；所述正向傳輸發(fā)送器與正向傳輸接收器相連接，反向反饋發(fā)送器與反向反饋接收器相連接。
[0008]所述信源視頻壓縮編碼器包括幀內(nèi)幀間編碼模式選擇器、幀內(nèi)編碼器、視頻合成編碼器、運動補償器、離散余弦變換器、量化器、本地解碼器和反饋重建幀解碼器；所述幀內(nèi)幀間編碼模式選擇器與視頻輸入相連接，幀內(nèi)編碼器、運動補償器均與幀內(nèi)幀間編碼模式選擇器相連接，運動補償器與離散余弦變換器相連接，離散余弦變換器與量化器相連接，幀內(nèi)編碼器、運動補償器和量化器均與視頻合成編碼器相連接，視頻合成編碼器與正向傳輸發(fā)送器相連接；所述本地解碼器輸入端分別與反饋重建幀解碼器、量化器相連接，本地解碼器輸出端與運動補償器相連接。
[0009]所述本地解碼器包括信源反量化器、信源反離散余弦變換器和本地重建幀，信源反量化器與量化器相連接，信源反離散余弦變換器與信源反量化器相連接，信源反離散余弦變換器和反饋重建幀解碼器相加輸出至本地重建幀緩沖器，本地重建幀緩沖器與運動補償器相連接。
[0010]所述信宿視頻解碼器包括視頻分解解碼器、視頻序列輸出器、幀內(nèi)解碼器、信宿反量化器、信宿反離散余弦變換器、逆運動補償器和反饋幀內(nèi)粗量化編碼器；所述視頻分解解碼器與正向傳輸接收器相連接，視頻分解解碼器分別與幀內(nèi)解碼器、信宿反量化器、逆運動補償器相連接，信宿反量化器與信宿反離散余弦變換器相連接，信宿反離散余弦變換器與逆運動補償器相連接，幀內(nèi)解碼器和逆運動補償器均與視頻序列輸出器相連接，視頻序列輸出器分別與逆運動補償器、反饋幀內(nèi)粗量化編碼器相連接，反饋幀內(nèi)粗量化編碼器與反向反饋發(fā)送器相連接。
[0011]所述視頻序列輸出器把復(fù)合成的視頻幀反饋給反饋幀內(nèi)粗量化編碼器，反饋幀內(nèi)粗量化編碼器根據(jù)反向信道的即時容量決定自己的輸出數(shù)據(jù)速率，反饋幀內(nèi)粗量化編碼器將粗量化的反饋幀信息通過反向反饋發(fā)送器發(fā)送到反向信道上，反向反饋接收器接收反向反饋發(fā)送器發(fā)送的反饋幀并傳送至視頻壓縮編碼器中的反饋重建幀解碼器，反饋重建幀解碼器輸出的反饋重建幀與信源反離散余弦變換器輸出的運動補償殘差的和作為預(yù)測的本地重建幀，傳送至本地重建幀緩沖器，本地重建幀緩沖器將本地重建幀輸出給運動補償器。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:使用從遠(yuǎn)程的信宿視頻解碼器到本地的信源視頻編碼器的反向信道，由遠(yuǎn)程的信宿視頻解碼器反饋粗量化的重建幀信息給本地的視頻壓縮編碼器中的本地解碼器，刷新本地解碼器中的本地重建幀，通過在反向信道上傳輸反饋遠(yuǎn)程視頻解碼器的重建幀信息，以使本地視頻壓縮編碼器中的本地解碼器重建幀和遠(yuǎn)程視頻解碼器重建幀同步，可以充分利用閑置的反向信道容量提高視頻傳輸?shù)馁|(zhì)量和抗信道干擾的能力，并且不影響整個通信系統(tǒng)的正向信道容量；利用簡便的降低傳輸數(shù)據(jù)速率的粗量化，重建幀反饋采用粗量化的方法來降低需要的數(shù)據(jù)速率，降低了對解碼器運算速度的要求。
【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1為本發(fā)明的總體原理示意圖。
[0015]圖2為圖1中信源視頻編碼器的具體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為圖1中信宿視頻解碼器的具體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0018]—種反饋粗量化重建幀的視頻壓縮遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)，如圖1所示，包括本地的信源100和遠(yuǎn)程的信宿110。其中，信源100包括信源視頻編碼器101、正向傳輸發(fā)送器102和反向反饋接收器103，正向傳輸發(fā)送器102和反向反饋接收器103均與信源視頻編碼器101相連接。信宿110包括信宿視頻解碼器111、正向傳輸接收器112和反向反饋發(fā)送器113，正向傳輸接收器112和反向反饋發(fā)送器113均與信宿視頻解碼器111相連接。正向傳輸發(fā)