专利名称：视频解码方法、视频解码器及视频监控系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及视频监控技术领域，具体地说，是涉及视频解码方法、视频解码器及视
频监控系统。
背景技术：
视频监控系统是广泛应用于各行各业的安全防范系统的重要组成部分，也是智能 交通系统的重要组成部分。 一个功能强大、性能优良的视频监控系统，不仅可以有效地监视 现场和记录证据，而且还可以借助视频分析技术帮助用户分析事件。视频监控系统一般包 括有摄像机、视频编码器、视频解码器及显示设备。其中，摄像机采集的视频图像经视频编 码器进行压縮编码，然后传输至视频解码器；视频解码器对接收的视频流进行解码处理，然 后输出视频图像至显示设备进行显示。现有视频监控系统中，视频编码器传输的大都为标 清视频流， 一个视频解码器只对应一个视频编码器，因此，每台显示设备同一时刻只能显示 一路标清视频图像。这样一来，有多少台摄像机就需要多少个视频解码器及显示设备，导致 视频监控系统比较庞大、设备较多、成本较高、维护困难。 目前，用于显示视频图像的显示设备正在从CRT监视器向高清液晶显示器发展。 高清液晶显示器支持1080线的图像，显示比例为16 : 9，所显示的图像具有较高的清晰 度，图像质量较好。由于现有视频解码器只能处理一路标清视频流，在显示设备为高清液晶 显示器时，视频解码器将解码后的标清视频流输出至高清液晶显示器进行显示存在两种方 式第一种方式，若要保持标清4 : 3的宽高比例不变，显示器的两侧会留下空闲区域。这 样不仅浪费了显示屏，且空闲区域长时间不用，性能将会下将，从而影响显示屏的整体一致
性，降低显示屏使用寿命。第二种方式，将标清视频流放大至i6 : 9的显示比例，满屏显示
在高清显示器中。这样一来，虽然能够完全利用整个显示屏，但显示画面的比例发生变化， 产生失真，视觉效果较差。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种视频解码方法，以解决现有技术中视频解码器只 能对一路标清视频流进行解码并输出而存在的上述缺点和不足。 本发明的第二个目的是提供一种视频解码器，该视频解码器可以同时处理多路标
清视频流，并将解码后的多路标清视频图像组合为一路高清视频图像输出。 本发明的第三个目的是提供一种视频监控系统，该监控系统中的一个视频解码器
可与多个视频编码器之间建立通信连接通路，接收一路或多路来自视频编码器的视频流，
并能够将多路标清视频流合并为一路高清视频图像后通过高清显示设备进行显示。 为实现上述第一个目的，本发明提供一种视频解码方法，包括下述步骤 判断接收的视频流的类型和数量； 在接收的视频流为多路标清视频流时，对每路视频流进行标识；
然后以并行方式对每路视频流进行解码；
再将解码后的多路标清视频图像组合为一路高清视频图像输出。 根据本发明所述的视频解码方法，在将解码后的多路标清视频图像组合为一路高
清视频图像时，根据视频流的数量确定输出的视频图像布局，然后根据确定的图像布局对
解码后的每路标清视频图像进行縮放和拼接，形成一路高清视频图像。 根据本发明所述的视频解码方法，为便于在高清显示设备上布局显示多路标清视 频图像，且保证图像不失真，所述多路标清视频流优选为2路标清视频流、4路标清视频流 或6路标清视频流。 根据本发明所述的视频解码方法，在接收的视频流为一路标清视频流时，直接对 该标清视频流进行解码，然后输出解码后的标清视频图像或将解码后的标清视频图像放大 后输出高清视频图像；在接收的视频流为一路高清视频流时，直接对该高清视频流进行解 码，然后输出解码后的高清视频图像。 为实现上述第二个目的，本发明提供一种视频解码器，包括
视频流接收单元，用于接收一路或多路来自视频编码器的视频流；
解码单元，用于对接收的视频流进行解码； 主控单元，用于设置视频解码器的通信连接通路、判断所述视频流接收单元接收 的视频流的类型和数量，并根据所接收的视频流数量确定输出的视频图像布局；
多路视频流处理单元，用于将所述视频流接收单元接收的多路标清视频流进行标 识，并将该多路标清视频流以并行方式输出至所述解码单元； 视频输出单元，根据所述解码单元解码后的视频图像输出高清视频图像或标清视 频图像。 根据本发明所述的视频解码器，在所述视频流接收单元接收的视频流为多路标清
视频流时，所述视频输出单元根据所述主控单元确定的输出视频图像布局对所述解码单元
解码后的每路标清视频图像进行縮放和拼接，形成一路高清视频图像输出。 根据本发明所述的视频解码器，在所述视频接收单元接收的视频流为一路标清视
频流时，所述解码单元对该路标清视频流进行解码，所述视频输出单元直接输出解码后的
标清视频图像或将解码后的标清视频图像放大后输出高清视频图像。 为实现上述第三个目的，本发明提供一种视频监控系统，包括摄像机、视频编码 器、视频解码器及显示设备；所述显示设备为高清显示设备；所述视频解码器与多个视频 编码器之间建立有通信连接通路，接收一路或多路来自视频编码器的视频流；所述视频解 码器包括 视频流接收单元，用于接收一路或多路来自视频编码器的视频流；
解码单元，用于对接收的视频流进行解码； 主控单元，用于设置视频解码器的通信连接通路、判断所述视频流接收单元接收 的视频流的类型和数量，并根据所接收的视频流数量确定输出的视频图像布局；
多路视频流处理单元，用于将所述视频流接收单元接收的多路标清视频流进行标 识，并将该多路标清视频流以并行方式输出至所述解码单元； 视频输出单元，根据所述解码单元解码后的视频图像输出高清视频图像或标清视 频图像。 根据本发明所述的视频监控系统，所述视频解码器与多个视频编码器之间建立的
5通信连接通路为计算机网络。 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是利用本发明所述视频解码方法的 视频解码器及视频监控系统，可以实现一个视频解码器对应多个视频编码器，实现视频解 码器对多路标清视频流的解码，并将解码后的多路标清视频图像组合成一路高清视频图像 输出，提高了显示的视频图像的清晰度和视频显示效果；本发明所述的视频解码方法为应 用标清图像和高清图像的视频监控系统提供了一种简单、方便的视频图像显示控制处理方 法，为传统的模拟视频监控向高清数字视频监控的过渡提供了一种应用原有设备的过渡处 理方法。
图1是本发明所述视频解码方法一个实施例的流程图；
图2是本发明所述视频解码器一个实施例的组成结构框图；
图3是本发明所述视频监控系统一个实施例的系统结构图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明的技术方案作进一步详细的说明。 本发明针对现有视频监控系统中的显示设备向高清显示设备方向发展、而现有视
频解码器只能对一路标清视频流进行解码，在高清显示设备中显示一路标清图像或一路标
清图像放大后的高清图像而存在的不足，提供了一种对多路标清视频流同时进行解码并组
合为一路高清视频图像输出的视频解码方法。利用该视频解码方法，使得一个视频解码器
可以对应多个视频编码器，利用一台高清显示设备可以同时显示多路视频图像，即提高了
显示设备的利用率，又保证视频图像失真度较小，且便于操作人员利用一台显示设备同时
监控多个视频场景。 从图像分辨率角度来说，标清图像的分辨率为720*576，高清图像的分辨率为 1920*1080，而高清显示设备的分辨率也为1920*1080，因此，在不影响图像完整性的情况 下，通过对标清图像进行縮放，一台高清显示设备可以同时显示l-6个标清图像。为保证显 示画面的完整性和美观性，尽量减少图像的失真度， 一台高清显示设备优选显示2路、4路 或6路标清视频图像。 图1示出了本发明所述视频解码方法一个实施例的流程图。
如图所示，该实施例视频解码方法的具体流程如下
S101 :流程开始。 S102 :通过通信连接通路接收视频流。 S103 :判断视频流的类型和数量。视频流的类型包括高清视频流和标清视频流两 种，视频流的数量可能是1-6路。 S104 :判断接收的视频流是否为多路标清视频流；若是，执行步骤S105 ;否则转至 步骤S108。 S105 :在接收的视频流为多路标清视频流时，对每路视频流进行标识，以区分不同 的视频流，便于按照布局在显示设备上同时进行显示。
S106 :以运行多个解码实例的方式，并行对每路标识后的标清视频流进行解码。
S107 :将解码后的多路标清视频图像组合为一路高清视频图像输出。可以采用下 述方法对标清视频图像进行组合，形成一路高清视频图像首先根据接收的视频流的数量 确定输出的视频图像布局，然后根据确定的图像布局对解码后的每路标清视频图像进行縮 放和拼接，形成一路高清视频图像。 若标清视频图像为2路，则采用左右结构的图像布局方式，将每路标清图像縮放 为960*720，显示比例仍为4 : 3。然后取每路标清图像中的一帧图像数据，按照左右结构 的图像布局组合成一幅完整的视频图像，其分辨率为1920*720，作为一幅高清视频图像输 出。输出至分辨率为1920*1080的高清显示设备上时，只是在显示屏幕上下各留有180个 像素的黑边，其余屏幕全部利用，且保证标清视频图像不失真。 若标清视频图像为4路，则采用4幅标清图像组合为一幅高清图像的布局方式， 将每路标清图像縮放为720*540，显示比例仍为4 : 3。然后取每路标清图像中的一帧图 像数据共4幅图像，按照上、下、左、右的图像布局组合成一幅完整的视频图像，其分辨率为 1440*1080，作为一幅高清视频图像输出。输出至分辨率为1920*1080的高清显示设备上 时，只是在显示屏幕左边和右边各留有240个像素的黑边，其余屏幕全部利用，且保证标清 视频图像不失真。 对于4路标清视频图像，也可以将每路标清图像縮放为960*540,4帧图像数据组 成的一幅完整的视频图像的分辨率为1920*1080，输出至高清显示设备上时，显示屏幕完全 利用，不会留有黑边，但由于此时每路标清图像的显示比例不是4 : 3，因此，图像会存在水 平拉伸现象，图像有所失真。 若标清视频图像为6路，则采用上面3幅图像、下面3幅图像的图像布局方式，将 每路标清图像縮放为640*480，显示比例仍为4 : 3。然后取每路标清图像中的一帧图像数 据，按照上面3幅、下面3幅的图像布局组合成一幅完整的视频图像，其分辨率为1920*960， 作为一幅高清视频图像输出。输出至分辨率为1920*1080的高清显示设备上时，只是在显 示屏幕上边和下边各留有60个像素的黑边，其余屏幕全部利用，且保证标清视频图像不失 真。 对于3路标清视频图像，可以采用4路标清视频图像的布局方式，只是空余其中一 路图像；对于5路标清视频图像，可以采用6路标清视频图像的布局方式，此时也会空余其 中一路图像。 S108 :在接收到的视频流不是多路标清视频流时，判断是否为一路标清视频流。若 是，执行步骤S109 ;否则，转至步骤Slll。 S109 :在接收到的视频流为一路标清视频流时，直接对该标清视频流进行解码。
S110 :然后输出解码后的视频图像。对于一路标清视频图像，其输出处理方法类似 于现有技术，可以采用直接输出标清视频图像的输出方式，也可以采用将标清视频图像放 大后输出高清视频图像的输出方式。
Slll :在接收到的视频流不是多路标清视频流、也不是一路标清视频流时，则默认 接收到的视频流为一路高清视频流，则直接对该路高清视频流进行解码。
S112 :然后直接输出解码后的高清视频图像。
S113:流程结束。 本发明还提供了一种应用上述视频解码方法的视频解码器。图2示出了该视频解码器一个实施例的组成结构框图。 如图2所示，所述实施例的视频解码器包括视频流接收单元、主控单元、多路视频 流处理单元、解码单元及视频输出单元。 所述视频流接收单元主要用于接收一路或多路来自视频编码器的视频流，可以是
通过网络接收远程视频编码器的视频流，也可以是直接接收本地视频编码器的视频流。 所述主控单元作为视频解码器的控制核心，其主要作用包括设置视频解码器的
通信连接通路、判断所述视频流接收单元接收的视频流的类型和数量、根据所接收的视频
流数量确定输出的视频图像布局，同时，还控制解码器的各单元部分的动作过程。 所述多路视频流处理单元作为视频解码器的核心单元之一，主要用于将所述视频
流接收单元接收的多路标清视频流进行标识，并将该多路标清视频流以并行方式输出至所
述解码单元。 所述解码单元用于对所述视频接收单元接收的多路标清视频流或一路标清视频 流或一路高清视频流进行解码。在对多路标清视频流进行解码时，采用多个解码实例同时 运行的方式，每个解码实例单独运行，互不干扰。 所述视频输出单元作为视频解码器的核心单元之一，将根据所述解码单元解码后 的视频图像输出高清视频图像或标清视频图像。若解码后的视频图像为一路高清视频图 像，则直接输出高清视频图像；若解码后的视频图像为一路标清视频图像，可以输出标清视 频图像或将标清视频图像放大后输出高清视频图像。若解码后的视频图像为多路标清视频 图像，则按照所述主控单元确定的视频图像布局，对多路标清视频图像进行縮放和拼接，形 成一路高清视频图像输出。縮放和拼接的原则和方法可参考图1实施例视频解码方法中的 描述。 本发明还提供了一种应用上述视频解码器的视频监控系统。图3示出了该视频监 控系统一个实施例的系统结构图。 如图3所示，该实施例的视频监控系统包括若干个摄像机，每个摄像机对应有一 个视频编码器，用于将摄像机拍摄的视频图像信号按照H. 264/MPEG4等编码标准进行压縮 编码。所述视频监控系统还包括有若干个视频解码器，每个视频解码器通过分量模拟接口 或HDMI高清接口连接有高清显示设备。 在该实施例中，所述一个视频解码器与多个视频编码器之间通过计算机网络建立 连接，用于接收一路或多路来自远程视频编码器输出的压縮视频流。 所述视频解码器通过其主控单元设置与视频编码器的网络连接，确定视频解码器 可通信的视频编码器。 然后通过视频流接收单元从网络上接收视频流，并根据标准的RTP/RTCP/RTSP等 协议进行解包。 主控单元根据解包后的视频流数据判断视频流的类型、数量，并根据需要确定视 频图像布局。 若接收到的视频流为多路标清视频流，则调用多路视频流处理单元对多路标清视 频流进行处理，然后输出至解码单元进行解码；若接收到的视频流为一路标清视频流或一 路高清视频流，则直接调用解码单元进行解码处理。 视频输出单元将解码后的视频图像以高清视频图像或标清视频图像的形式输出
8至高清显示设备进行显示，从而实现对远程图像的监控。 在该实施例中，所述视频编码器及视频解码器均可采用嵌入式系统来实现，以保 证系统运行的稳定可靠性，提高安装效率、降低维护成本和生产成本。 当然，以上所述仅是本发明的一种优选实施方式而已，应当指出，对于本技术领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改 进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
一种视频解码方法，其特征在于，包括下述步骤判断接收的视频流的类型和数量；在接收的视频流为多路标清视频流时，对每路视频流进行标识；然后以并行方式对每路视频流进行解码；再将解码后的多路标清视频图像组合为一路高清视频图像输出。
2. 根据权利要求1所述的视频解码方法，其特征在于，在将解码后的多路标清视频图 像组合为一路高清视频图像时，根据视频流的数量确定输出的视频图像布局，然后根据确 定的图像布局对解码后的每路标清视频图像进行縮放和拼接，形成一路高清视频图像。
3. 根据权利要求1所述的视频解码方法，其特征在于，所述多路标清视频流为2路标清 视频流、4路标清视频流或6路标清视频流。
4. 根据权利要求1或2或3所述的视频解码方法，其特征在于，在接收的视频流为一路 标清视频流时，直接对该标清视频流进行解码，然后输出解码后的标清视频图像或将解码 后的标清视频图像放大后输出高清视频图像。
5. 根据权利要求1或2或3所述的视频解码方法，其特征在于，在接收的视频流为一路 高清视频流时，直接对该高清视频流进行解码，然后输出解码后的高清视频图像。
6. —种视频解码器，其特征在于，包括视频流接收单元，用于接收一路或多路来自视频编码器的视频流； 解码单元，用于对接收的视频流进行解码；主控单元，用于设置视频解码器的通信连接通路、判断所述视频流接收单元接收的视 频流的类型和数量，并根据所接收的视频流数量确定输出的视频图像布局；多路视频流处理单元，用于将所述视频流接收单元接收的多路标清视频流进行标识， 并将该多路标清视频流以并行方式输出至所述解码单元；视频输出单元，根据所述解码单元解码后的视频图像输出高清视频图像或标清视频图像。
7. 根据权利要求6所述的视频解码器，其特征在于，在所述视频流接收单元接收的视 频流为多路标清视频流时，所述视频输出单元根据所述主控单元确定的输出视频图像布局 对所述解码单元解码后的每路标清视频图像进行縮放和拼接，形成一路高清视频图像输 出。
8. 根据权利要求6或7所述的视频解码器，其特征在于，在所述视频接收单元接收的视 频流为一路标清视频流时，所述解码单元对该路标清视频流进行解码，所述视频输出单元 直接输出解码后的标清视频图像或将解码后的标清视频图像放大后输出高清视频图像。
9. 一种视频监控系统，包括摄像机、视频编码器、视频解码器及显示设备，其特征在于， 所述显示设备为高清显示设备；所述视频解码器与多个视频编码器之间建立有通信连接通 路，接收一路或多路来自视频编码器的视频流；所述视频解码器包括视频流接收单元，用于接收一路或多路来自视频编码器的视频流； 解码单元，用于对接收的视频流进行解码；主控单元，用于设置视频解码器的通信连接通路、判断所述视频流接收单元接收的视 频流的类型和数量，并根据所接收的视频流数量确定输出的视频图像布局；多路视频流处理单元，用于将所述视频流接收单元接收的多路标清视频流进行标识， 并将该多路标清视频流以并行方式输出至所述解码单元；视频输出单元，根据所述解码单元解码后的视频图像输出高清视频图像或标清视频图像。
10.根据权利要求9所述的视频监控系统，其特征在于，所述视频解码器与多个视频编 码器之间建立的通信连接通路为计算机网络。
全文摘要
本发明公开了一种视频解码方法、视频解码器及视频监控系统，所述视频解码方法包括下述步骤判断接收的视频流的类型和数量；在接收的视频流为多路标清视频流时，对每路视频流进行标识；然后以并行方式对每路视频流进行解码；再将解码后的多路标清视频图像组合为一路高清视频图像输出。应用本发明所述的视频解码方法，使得一个解码器可以同时处理多路标清视频流，并将多路标清视频图像组合为一路高清视频图像输出，在尽量避免图像失真的前提下，充分利用高清显示设备，提高了显示的视频图像的清晰度和视频显示效果。
文档编号H04N7/015GK101783946SQ20101010477
公开日2010年7月21日 申请日期2010年1月30日 优先权日2010年1月30日
发明者李延强, 李月高, 田小马, 邵明欣, 隋守鑫, 韩岷 申请人:青岛海信网络科技股份有限公司