专利名称：视频编码和解码方法以及视频编码和解码装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及视频图像领域，特别涉及视频编码和解码方法以及碎见频编码 和解码装置。
背景技术：
当前，视讯、监控等涉及到视频编码和解码的系统，能够完成实时的视 频编码与解码、并将解码后的视频数据显示在终端上。但是，由于终端视频 显示的需求与接收到数据的大小不匹配，会带来一系列问题，以下具体以图 1为例进行说明。
图1为现有技术中的视频监控系统，该系统包括编码器(EC,Encoder)、 与EC分别相连的摄像头A、 B和C、数据库、服务器和工作站。其中，各 装置的功能如下
EC:用于将摄像头采集的数据进行视频编码，编码后的视频数据按照 像素的大小可以分为D1 (像素720 x 576) 、 CIF (像素360 x 288 )和2CIF (像素360 x 576)等多种格式。
服务器完成一些信令的解析执行、数据的转发、视频网络的建立与撤 销等功能。如工作站需要请求哪一路视频，服务器就会通过从信令中提取的 信息来查询数据库中保存的信息，从而建立监控关系。
数据库保存当前网络的信息，也可以用来保存视频数据。
工作站 一般为PC或解码器(DC， Decoder)，用于实现监控关系的 发起、网络关系的配置、视频的解码与显示等功能。
该系统视频监控的工作过程如下
(1 )工作站A向服务器发起监控请求，如请求小区a某一时段的视频数据。
(2) 服务器接收到该请求后，查询数据库，获知需要摄像头A的数据， 服务器将该请求发给EC。
(3) EC编码完成的^L频数据有Dl、 CIF、 2CIF等多种才各式，如果工 作站请求的视频数据为Dl格式，则EC将D1格式的视频数据发送至服务器； 服务器再转发至工作站A，工作站A显示该视频图像。
由于EC编码完成的视频数据一般为Dl、 CIF、 2CIF等格式，当工作站 需要将几个通道的数据进行二分屏、四分屏或九分屏等显示的时候，各个显 示窗口能支持的像素就会相应减少；此时，由于工作站接收到的视频数据还 是EC原来编码所得的数据，工作站解码后就需要删除一部分数据，之后按 照工作站能够支持的像素进行显示。这种方式一方面使得网络传输了一部分 无用的数据，增加了网络的负担；另一方面使工作站(或解码器)浪费在一 些冗余信息的解码上，增加了对工作站(或解码器)的无用消耗。
发明内容
本发明实施例"R出一种^L频编码和解码方法，用于减轻网络的负担，同 时避免对解码器的无用消耗。
本发明实施例还提出 一种视频编码和解码装置，用于减轻网络的负担， 同时避免对解码器的无用消耗。
本发明实施例的技术方案是这样实现的
一种视频编码方法，包括获取视频图像，该视频图像每帧包含附行、w歹'J， 共"x附个像素；
将所述视频图像的每帧中的像素划分为Hxyt2场，每场包含苎行、上列，
共丄x旦个像素，设置划分后每场的行序列号和列序列号；划分出的每场中， 相邻两行像素在划分前的帧中的间隔为ytl行，相邻两列像素在划分前的帧中的
间隔为yt2列；其中，m能够被H整除，M能够被yt2整除；对每场像素分别进行编码，形成H"2路视频数据，设置每路视频数据的行 序列号和列序列号。
一种^L频解码方法，包括
获取显示装置能够支持的像素大小，将显示装置支持的像素行数计为;r,
将显示装置支持的像素列数计为y;
计算出需要xx;;路视频数据进行解码，其中，所述;c
义/附
,^为划分后
每场中像素的行数，w为划分前视频图像每帧中像素的行数，H为编码后视频 数据的行数；所述_>;=
J7"
,上为划分后每场中像素的列数，w为划分前视频
图像每帧中像素的列数，W为编码后视频数据的列数；「]为上取整；
选取xxy路视频数据，其中，选取的行相邻的两路视频数据的行序列号的 差值不小于Lw / x」，选取的列相邻的两路视频数据的列序列号的差值不小于
&2"」；L」为下取整；
将选取的xxy路视频数据分别进行解码；
将解码得到的x x y个视频图像还原为 一个视频图像并显示。
一种视频编码装置，包括划分模块和编码模块；其中，
划分模块，用于获取视频图像，该视频图像每帧包含m行、"列，共"x附个
像素；将所述视频图像的每帧中的像素划分为/cix&2场，每场包含！行、丄列，
共丄x!个像素，设置划分后每场的行序列号和列序列号；划分出的每场中，
相邻两行像素在划分前的帧中的间隔为ytl行，相邻两列像素在划分前的帧中的 间隔为&2列；其中，w能够被H整除，"能够被&2整除；
编码模块，对每场像素分别进行编码，形成H"2路视频数据，设置每路视 频数据的行序列号和列序列号。
一种视频解码装置，包括计算模块、选取模块、解码模块和还原模块；
其中，所述计算模块，用于获取显示装置能够支持的像素大小，将显示装置支持 的像素行数计为X,将显示装置支持的像素列数计为Y;计算出需要xxj;路视
频数据进行解码，其中，所述^ = 划分前视频图像每帧中像素的行数，W为编码后视频数据的行数；所述
,，为划分后每场中像素的行数，，《为
少=
r/上
丄为划分后每场中像素的列数，w为划分前视频图像每帧中像素的
A:2
列数，W为编码后视频数据的列数；「，为上取整；
所述选取模块，用于选取xxy路视频数据，其中，选取的行相邻的两路视 频数据的行序列号的差值不小于&1 /x」，选取的列相邻的两路视频数据的列序
列号的差值不小于L"/少」；L」为下取整；
所述解码冲莫块，用于将所述选取^f莫块选取出的视频数据分别进行解码；
所述还原模块，用于将所述解码模块解码得到的xx j;个视频图像还原为一
个视频图像并显示。
可见，本发明提出的视频编码和解码方法、以及视频编码和解码装置， 通过固定的算法，将原始的视频图像划分为多个新的视频图像，对多个新的
视频图像分别编码为多路视频数据并保存；在解码时，根据显示装置能够支 持的像素数，在所保存的多个视频数据中选取出部分视频数据，将选取出的 视频数据分别解码，还原为新的视频图像。当显示装置能够支持的像素数小 于原始视频图像的像素数时，能够只选取出一部分数据进行解码，通过这种 方式，避免了在网络中传输无用的视频信息、同时避免了解码蔡解码得出冗 余信息，因此减轻了网络的负担，同时避免了对解码器的无用消耗。
图1为现有技术中的视频监控系统；
图2为本发明实施例视频图像每帧中的像素结构示意图3为本发明实施例划分的4x4场的结构示意图；.图4为本发明实施例解码时选取的视频数据位置示意图5为本发明实施例解码时还原出的视频图像中一帧的结构示意图。
具体实施例方式
本发明提出一种编码和解码方法，可以应用于视频监控、网络视频等技术 领域，能够减轻网络的负担，同时避免对解码器的无用消耗。
本发明提出的编码方法包括采集视频图像，该视频图像每帧包含m行、w
列，共 个像素；
将所述视频图像的每帧中的像素划分为/tlx&2场，每场包含行、丄列，
共JLxi l个像素，设置划分后每场的行序列号和列序列号；划分出的每场中， 相邻两行像素在划分前的帧中的间隔为W行，相邻两列像素在划分前的帧中的
间隔为yt2列；其中，m能够被/tl整除，"能够被々2整除；
对每场像素分别进行编码，形成WxA2路视频数据，设置每路视频数据的行 序列号和列序列号。
上述方法中，将每帧中的像素划分为W"2场的方式可以为采用以下公式 (一)进行划分
叫… i7,Z^2一，巧At2
x [I,丄2 ■仏A叫 ...… 仏丄fc2—1
Al一l丄2 …… ^tl—lAc2—1
& —"W丄2…… ^tlAt2-I^H丄yt2 一 .公式(一)
所述公式(一)的等号右边的矩阵中，每个子块为划分后的一场，子块中
各元素的值代表该场中各像素在划分前的行号和列号；划分后每场的行序列号 为对应子块的行序列号，划分后每场的列序列号为对应子块的列序列号；<formula>formula see original document page 11</formula>
1, ......, m-2, m-l分别为划分前每帧中像素的行号；
A=
， 丄2=[1 A;2 + l 2A:2 + 1 ...... w-A:2 + l]， ......，
^=[^:2-2 2A2-2 3A:2-2……"-2], Z^,2-1 2A:2-1 3A2-1 ...... rt陽l];
0, 1， ......， "-2, "-l分别为划分前每帧中像素的列号；
所述每路视频数据的行序列号为划分后所述场的行序列号，每路视频数据 的列序列号为划分后所述场的列序列号。例如对划分后行序列号为II，列序
列号为I的场进行编码，编码后形成的视频数据的行序列号为II ，列序列号为 I 。
本发明实施例还提出一种视频解码方法，用于解码上述编码后形成的视频
数据，该方法包括
获取显示装置能够支持的像素大小，将显示装置支持的像素行数计为义， 将显示装置支持的像素列数计为y;
计算出需要xxj;路视频数据进行解码，其中，所述1=义/
附
&1
，二为划分后
每场中像素的行数，m为划分前视频图像每帧中像素的行数，ytl为编码后视频
数据的行数；所述;;=
7/
yt2
,A为划分后每场中像素的列数，n为划分前视频
A:2
图像每帧中像素的列数，w为编码后视频数据的列数；「，为上取整；
选取xxy路视频数据，其中，选取的行相邻的两路视频数据的行序列号的
差值不小于/ x」，选取的列相邻的两路视频数据的列序列号的差值不小于
^2/j;」；L」为下取整；
将选取的xxy路视频数据分别进行解码； 将解码得到的x x y个视频图像还原为 一个视频图像并显示。上述方法中，将xx;;个视频图像还原为 一个视频图像的方式为 提取所述各个视频图像在同 一时刻的场；按照场中像素在划分前的行号和
列号，将所述同一时刻所有场中的像素合并为一帧，使合并后每个像素的位置
与划分前的位置相同。
以下举具体的实施例，对本发明提出的编码和解码方法作详细介绍。
方法实施例一编码方法实施例
在本实施例中，摄像头采集的视频图像中每帧包含m-8行、"=8歹'],共
8x8=64个像素；将每帧中的像素划分为ytlxyt2:4x4场，划分后每场包含！ = 2
A:l
行、上=2列，共4个像素；划分出的每场中，相邻两行像素在划分前的帧中的
间隔为yU = 4行，相邻两列像素在划分前的帧中的间隔为/12 = 4列。 第一步，将每帧划分为4x4场，划分的方式可以为
(l)首先，生成4个2行1列的矩阵i/l =
<formula>formula see original document page 12</formula>
(2) 之后，生成4个1行2列的矩阵丄1=
，二2=[1 5]，丄3=[2 6]，^=[3 7]
(3) 采用下式进行计算， 丄2=[1 A:2 + l 2A:2 + 1 ...... "2 + l]， ......，
、一i,2-2 2A:2-2 2……"-2] ， ^=|^2-1狄2-1 3&2-1……"-1];
0, 1， ......， n-2， "-l分别为划分前每帧中像素的列号；
列序列号为划分后所述场的列序列号。
本发明实施例还提出一种视频解码装置，包括计算模块、选取模块、解 码模块和还原模块；其中，所述计算模块，用于获取显示装置能够支持的像素大小，将显示装置支持 的像素行数计为X,将显示装置支持的像素列数计为y;计算出需要;cxy路视
频数据进行解码，其中，所述:c-
Z严
为划分后每场中像素的行数，m为
划分前视频图像每帧中像素的行数，W为编码后视频数据的行数；所述
少=
y/丄
!为划分后每场中像素的列数，w为划分前视频图像每帧中像素的 /c2
A:2
列数，H为编码后视频数据的列数；「]为上取整；
所述选取模块，用于选取xxy路视频数据，其中，选取的行相邻的两路视
频数据的行序列号的差值不小于Lw/x」，选取的列相邻的两路视频数据的列序 列号的差值不小于L"/少」；L」为下取整；
所述解码模块，用于将所述选取模块选取出的视频数据分别进行解码；
所述还原模块，用于将所述解码模块解码得到的xxy个视频图像还原为一 个视频图像并显示。
上述装置中，还原模块用于提取所述解码模块解码得到的各个视频图像在 同一时刻的场；按照场中像素在划分前的行号和列号，将所述同一时刻所有场 中的像素合并为一帧，使合并后每个像素的位置与划分前的位置相同。
本发明提出的编码和解码方法及装置可以应用于视频监控、网络视频等多 种领域。当本发明应用于图1所示的视频监控系统时，由服务器来获取工作站 中的显示装置能够支持的像素大小、并完成计算需要多少路视频数据进行解码、 选取出合适的视频数据的工作；服务器选取出xx少路视频数据后，将选取出的 视频数据发送至工作站，工作站对各路视频数据分别解码，并将解码得到的场 合并为新的视频图像并显示出来。
当显示装置能够支持的像素数小于原始视频图像的像素数时，能够只选取 出一部分数据进行解码，实现本发明的发明目的；当显示装置能够支持的像素 数等于原始视频图像的像素数时，解码后还原出的视频图像与摄像头采集到的 ;规频图像完全相同。综上可见，本发明提出的视频编码和解码方法、以及视频编码和解码装置， 能够通过固定的算法，将摄像头采集的原始视频图像划分为多个新的视频图像，
对多个视频图像分别进行编码，形成多个视频数据并保存；在解码时，根据显 示装置能够支持的像素数大小，在原先保存的多个视频数据中选取出一部分视 频数据，将选取出的视频数据分别解码，还原为新的视频图像。通过这种方式， 避免了网络在网络中传输无用的视频信息、同时避免了解码器解码得出冗余信 息，因此能够减轻网络的负担，同时避免了对解码器的无用消耗。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本 发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在 本发明保护的范围之内。
权利要求
1、一种视频编码方法，其特征在于，所述方法包括获取视频图像，该视频图像每帧包含m行、n列，共n×m个像素；将所述视频图像的每帧中的像素划分为k1×k2场，每场包含行、列，共个像素，设置划分后每场的行序列号和列序列号；划分出的每场中，相邻两行像素在划分前的帧中的间隔为k1行，相邻两列像素在划分前的帧中的间隔为k2列；其中，m能够被k1整除，n能够被k2整除；对每场像素分别进行编码，形成k1×k2路视频数据，设置每路视频数据的行序列号和列序列号。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将每帧中的像素划分到 WxA:2场的方式为采用以下公式进行划分<formula>formula see original document page 2</formula>所述公式的等号右边的矩阵中，每个子块代表划分后的一场，子块中各元素的值代表该场中各像素在划分前的行号和列号；划分后每场的行序列号为对应子 块的行序列号，划分后每场的列序列号为对应子块的列序列号；<formula>formula see original document page 2</formula>/1, ......, m-l分别为划分前每帧中像素的行号；丄,=
， 丄2=[1 A:2 + l 2A2 + 1 ...... "2 + l]，、 2-2 2^2-2 3^:2-2……"-2], "2=^2-1 2A2-1 3A:2-1……; 0, 1， ......， "-2， "-l分别为划分前每帧中像素的列号；,每路^L频数据 的列序列号为划分后所述场的列序列号。
3、 一种纟见频解码方法，其特征在于，所述方法用于解码冲又利要求1所述的视频数据，所述方法包括获取显示装置能够支持的像素大小，将显示装置支持的像素行数计为％, 将显示装置支持的像素列数计为y;附，，为划分后A:2，上为划分后每场中像素的列数，《为划分前视频 A;2计算出需要;cx少路视频数据进行解码，其中，所述工= 每场中像素的行数，m为划分前视频图像每帧中像素的行数，W为编码后视频数据的行数；所述y图像每帧中像素的列数，w为编码后视频数据的列数；「，为上取整；选取XX^路视频数据，其中，选取的行相邻的两路视频数据的行序列号的 差值不小于/ x」，选取的列相邻的两路视频数据的列序列号的差值不小于&2/}」；L」为下取整；将选取的x x j;路视频数据分别进行解码；将解码得到的j个视频图像还原为 一个视频图像并显示。
4、 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将xxy个视频图像还原 为 一个视频图像的方式为提取所述各个视频图像在同一时刻的场；按照场中像素在划分前的行号和 列号，将所述同一时刻所有场中的像素合并为一帧，使合并后每个像素的位置 与划分前的位置相同。
5、 一种视频编码装置，其特征在于，所述装置包括划分模块和编码模块； 其中，划分模块，用于获取视频图像，该视频图像每帧包含w行、w列，共"xm个 像素；将所述视频图像的每帧中的像素划分为Hx"场，每场包含行、丄列，共上x，个像素，设置划分后每场的行序列号和列序列号；划分出的每场中， A:2 A;l相邻两行像素在划分前的帧中的间隔为W行，相邻两列^象素在划分前的帧中的间隔为M列；其中，m能够被w整除，"能够被々2整除；编码模块，用于对每场像素分别进行编码，形成ytl"2路视频数据，设置每 路视频数据的行序列号和列序列号。
6、根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述划分模块采用以下公式 进行划分<formula>formula see original document page 4</formula>所述公式的等号右边的矩阵中，每个子块代表划分后的一场，子块中各元素的 值代表该场中各像素在划分前的行号和列号；划分后每场的行序列号为对应子 块的行序列号，划分后每场的列序列号为对应子块的列序列号；<formula>formula see original document page 4</formula>w — l1, ......， "z-2， l分别为划分前每帧中像素的行号；1,=
， 丄2=[1 A;2 + l 2/t2 + l "2 + l]， ......，1=|>2-2 2 3A2-2……w-2] ， 1 2A:2-1 1……;0， 1， ......， "-2， "-l分别为划分前每帧中像素的列号；的列序列号为划分后所述场的列序列号。
7、 一种视频解码装置，其特征在于，所述装置用于解码权利要求5所述的 视频数据，所述装置包括计算模块、选取模块、解码模块和还原模块；其中，所述计算模块，用于获取显示装置能够支持的像素大小，将显示装置支持的像素行数计为Z,将显示装置支持的像素列数计为y;计算出需要xx少路视 频数据进行解码，其中，所述x，为划分后每场中像素的行数，m为划分前视频图像每帧中像素的行数，/tl为编码后视频数据的行数；所述少!7上，上为划分后每场中像素的列数，《为划分前视频图像每帧中像素的 fc2/t2列数，M为编码后视频数据的列数；「，为上取整；所述选取模块，用于选取xxy路视频数据，其中，选取的行相邻的两路碎见 频数据的行序列号的差值不小于L"/x」，选取的列相邻的两路视频数据的列序 列号的差值不小于^2/少」；L」为下取整；所述解码模块，用于将所述选取模块选取出的视频数据分别进行解码；所述还原模块，用于将所述解码模块解码得到的xxy个视频图像还原为一 个视频图像并显示。
8、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述还原模块，用于提取所 述各个视频图像在同一时刻的场；按照场中像素在划分前的行号和列号，将所 述同一时刻所有场中的像素合并为一帧，使合并后每个像素的位置与划分前的 位置相同。
全文摘要
本发明提出一种视频编码和解码方法及视频编码和解码装置，其中视频编码方法包括获取视频图像，该视频图像每帧包含m行、n列，共n×m个像素；将所述视频图像的每帧中的像素划分为k1×k2场，每场包含m/k1行、n/k2列，共n/k2×m/k1个像素，设置划分后每场的行序列号和列序列号；划分出的每场中，相邻两行像素在划分前的帧中的间隔为k1行，相邻两列像素在划分前的帧中的间隔为k2列；其中，m能够被k1整除，n能够被k2整除；对每场像素分别进行编码，形成k1×k2路视频数据，设置每路视频数据的行序列号和列序列号。本发明能减轻网络的负担，避免对解码器的无用消耗。
文档编号H04N7/18GK101547348SQ20091008351
公开日2009年9月30日 申请日期2009年5月8日 优先权日2009年5月8日
发明者王江柱 申请人:杭州华三通信技术有限公司