专利名称：视频压缩方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及视频压缩领域，特别涉及一种视频的帧间变换编码方法及系统。
背景技术：
视频之所以需要压缩，是因为它原来的形式占用的空间大得惊人。视频经过压缩后，存储时会更方便。视频压缩以后并不影响作品的最终视觉效果，因为它只影响人的视觉不能感受到的那部分视频。例如，有数十亿种颜色，但是我们只能辨别大约1024种。因为我们觉察不到一种颜色与其邻近颜色的细微差别，所以也就没必要将每一种颜色都保留下来。还有一个冗余图像的问题-如果在一个60秒的视频作品中每帧图像中都有位于同一位置的同一把椅子，就没有必要在每帧图像中都保存这把椅子的数据。视频图像数据有极强的相关性，也就是说有大量的冗余信息。其中冗余信息可分为空域冗余信息和时域冗余信息。压缩技术就是将数据中的冗余信息去掉(去除数据之间的相关性)，压缩技术包含帧 内图像数据压缩技术、帧间图像数据压缩技术和熵编码压缩技术。压缩视频的过程实质上就是去掉我们感觉不到的那些东西的数据。标准的数字摄像机的压缩率为5比1，有的格式可使视频的压缩率达到100比I。但过分压缩也不是件好事。因为压缩得越多，丢失的数据就越多。如果丢弃的数据太多，产生的影响就显而易见，导致主管质量下降。过分压缩的视频会导致无法辨认。压缩视频的时候，需要尝试多种压缩设置。目的是尽可能将数据压缩到最小，当数据丢失到从画面中能够明显看到时，再将压缩率稍微提高。这样就可以在文件大小和画面质量之间达到最佳平衡。每个视频作品都各不相同，有些视频经过高度压缩后看上去仍不错，有些却不是，所以需要通过试验才能得到最好的效果。在实现本发明的过程中，尝试多种压缩技术，最终采用该视频压缩的方法与系统，能显著提高视频的压缩比，同时将对视频主观质量的影响降到最小。
发明内容本发明的目的在于提供一种视频压缩的方法及系统，所述视频压缩方法及系统可以提高视频压缩的压缩比。为了达到本发明的目的，根据本发明的一个方面，本发明提供一种视频压缩方法，所述方法包括对输入视频的当前帧进行判断得到本帧是否是帧间预测帧，若是帧内预测帧，则读取下一帧为当前帧，直至取到帧间预测帧；获取输入视频当前帧的参考帧帧号；若当前帧为P(单向预测)帧，且周围的P帧中有参考帧帧号与当前帧参考帧帧号相同的帧时，合并做三维离散余弦变换；若当前帧为B(双向预测)帧，且周围的B帧中有参考帧帧号与当前帧参考帧帧号相同的帧时，合并做三维离散余弦变换；对变换得到的系数进行三维Z字型扫描，得到系数的一维表示；根据H. 264视频编码标准对该一维系数依次进行量化，Run-Level编码，摘编码等。进一步地，所述对输入视频的每一个宏块的每一个像素点分别进行拉格朗日乘子法率失真编码优化拉格朗日乘子法转化为一个元约束的求极小值问题，即min{D (X, M) + A R(X, M)}其中，失真D(X，M)和数据速率R(X，M)的计算分别如下式所示
权利要求
1.一种用于提高视频压缩比的视频压缩的方法及系统，其特征在于，所述方法包括 对输入视频的当前帧进行判断得到本帧是否是帧间预测帧，若是帧内预测帧，则读取下一帧为当前帧，直至取到帧间预测帧； 获取输入视频当前帧的参考帧帧号； 若当前帧为P(单向预测)帧，且周围的P帧中有参考帧帧号与当前帧参考帧帧号相同的帧时，合并做三维离散余弦变换； 若当前帧为B (双向预测)帧，且周围的B帧中有参考帧帧号与当前帧参考帧帧号相同的帧时，合并做三维离散余弦变换； 对变换得到的系数进行三维Z字型扫描，得到系数的一维表示； 根据H. 264视频编码标准对该一维系数依次进行量化，Run-Level编码，熵编码等。
2.根据权利要求I所述的判断帧间预测的方法，其特征在于，所述对输入视频的每一个宏块的每一个像素点分别进行拉格朗日乘子法率失真编码优化 拉格朗日乘子法转化为一个元约束的求极小值问题，即 min{D(X，Μ) + λ R(X, Μ)} 其中，失真D(X，M)和数据速率R(X，M)的计算分别如下式所示
3.根据权利要求I所述的获取输入视频当前帧的参考帧帧号，其特征在于，所述对输入视频的图像头结构中，图像参数集中取出该帧参考帧号
4.根据权利要求I所述的P帧和B帧，其特征在于，P帧为单项预测帧，B帧为双向预测帧 P帧表示的是当前帧跟之前的一个关键帧或P帧的残差，解码时需要用缓存的前向参考帧叠加本帧定义的差别，生成最终视频。即也就是残差帧，P帧没有完整视频数据，只有与前向参考帧的画面残差的数据。
B帧是双向预测帧，即B帧记录的是本帧与前后帧的差别，换言之，要解码B帧，不仅要取得前向参考帧的缓存视频，还要解码后向参考帧的视频，通过前后参考帧视频的与本帧数据的叠加取得最终的视频。B帧压缩率较P帧高，但是解码时占用更多资源。
5.根据权利要求I所述的三维离散余弦变换，其特征在于，
全文摘要
本发明揭露了一种用于提高视频压缩比的视频压缩的方法及系统，所述方法包括对输入视频，采取帧间预测而非帧内预测的帧中，由同一帧预测而来，即参考帧为同一帧的P(单向预测)或B(双向预测)帧中，再以时间轴为第三维，对残差进行三维离散余弦变换变换，替代原H.264视频压缩编码标准中的二维离散余弦变换。变换后进行三维Z字型扫描，替换原标准中的二维Z字型扫描。本发明可以达到在不影响主观质量的前提下，提高视频压缩比，减小视频数据量的功能。
文档编号H04N7/26GK102984520SQ20121052450
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月4日 优先权日2012年12月4日
发明者梁久祯, 王婷婷, 柴志雷 申请人:江南大学