自适应Motion JPEG编码方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及视频编码领域，特别是涉及一种自适应Mot ion JPEG编码方法和系统。
【背景技术】
[0002] 在视频信号的形成过程中，对传入图像的再处理具有很重要的意义。由于原始图 像的数据量较大，为了降低传输带宽，图像的压缩和解压缩成为视频编码过程中十分重要 的环节，采用合适、高效的编码方法，可以有效降低数据占用的存储空间，提高传输数据的 码率。
[0003] Motion JPEG是一种基于帧内压缩的视频编码标准，由于其具有计算复杂度较低、 对系统内存要求不高、易于后期编辑等优点，被广泛应用于消费类电子产品或影视媒体编 辑领域。Huffman编码是一种可变字长的编码方法，能够将出现频率较高的符号赋予较短的 码字，出现频率较低的符号赋予较长的码字，从而实现压缩效果，因此Motion JPEG常采用 Huffman编码作为其主要的编码方法。与Huffman编码相比，范式Huffman编码不需要建立 Huffman树，而只需要模拟Huffman树的建立，最终加快了编码的速度，同时提高了系统内 存的利用率，因此被广泛应用于实际的编码之中。现有的基于范式Huffman编码的Motion JPEG编码技术主要采用两种方式进行编码，一种是每一帧都采用相同的Huffman说明表 (通常为标准Huffman说明表）进行编码，这并没有利用到相邻帧间的相关性，所以压缩效 果并不理想；另一种是在同一帧内进行两次扫描以获得当前帧的Huffman说明表，并基于 该Huffman说明表进行编码，但由于需要进行两次扫描，系统开销巨大，不利于实际应用。
【发明内容】
[0004] 基于此，针对传统技术中存在的问题，本发明提供了一种自适应Motion JPEG编码 方法和系统，所述编码方法和系统可以减少视频帧之间的冗余信息，降低系统内存占用，提 高压缩速度和编码效率，从而提供一种可行的编码方式。
[0005] 本发明提出一种自适应Motion JPEG编码方法，该编码方法的其中一个实施例包 括如下步骤：
[0006] 获取视频序列；根据Huffman说明表对所述视频序列的当前视频帧进行JPEG编 码，生成所述当前视频帧对应的编码符号并统计对应的编码符号的出现频率；根据所述当 前视频帧对应的编码符号的出现频率和范式Huffman编码方法更新所述Huffman说明表， 更新后的Huffman说明表用于所述当前视频帧的相邻下一视频帧的JPEG编码。
[0007] 本发明利用当前视频帧的编码信息实现对Huffman说明表的更新，并根据更新后 的Huffman说明表对当前视频帧的相邻下一视频帧进行JPEG编码，使Huffman说明表动态 适应于不同视频帧的JPEG编码，由于充分利用了相邻视频帧之间的相关性，从而能够有效 减少视频帧之间的冗余信息，提高压缩效率，降低系统开销，节约成本和资源。
[0008] 本发明还提出一种自适应Motion JPEG编码系统，该编码系统在其中一个实施例 中包括：
[0009] 获取设备，用于获取视频序列；
[0010] JPEG编码设备，用于根据Huf fman说明表对所述获取设备输出的所述视频序列的 当前视频帧进行JPEG编码，生成所述当前视频帧对应的编码符号，并输出视频压缩流；
[0011] Huffman符号统计设备，用于统计所述当前视频帧对应的编码符号的出现频率；
[0012] 控制设备，用于根据所述当前视频帧对应的编码符号的出现频率和范式Huffman 编码方法更新所述Huffman说明表，更新后的Huffman说明表用于所述当前视频帧的相邻 下一视频帧的JPEG编码。
[0013] 本发明提供一种利用自适应Motion JPEG编码方法的编码系统，该编码系统通过 利用当前视频帧的编码信息实现对Huffman说明表的更新，并根据更新后的Huffman说明 表对当前视频帧的相邻下一视频帧进行JPEG编码，使Huffman说明表动态适应于不同视频 帧的JPEG编码，由于充分利用了相邻视频帧之间的相关性，从而能够有效减少视频帧之间 的冗余信息，提高压缩效率，降低系统开销，节约成本和资源。另外，该编码系统可以利用硬 件专有模块对JPEG编码过程中各个编码符号的出现频率进行统计，并使用软件构造更新 后的Huffman说明表，在实际应用中，硬件专有模块可以很方便地集成、复用JPEG编码设备 原有的硬件逻辑，因此在提高压缩率的同时，兼顾软件运算量和硬件成本。
【附图说明】
[0014] 图1为自适应Motion JPEG编码方法其中一个实施例的流程示意图；
[0015] 图2为自适应Motion JPEG编码方法另一个实施例的流程示意图；
[0016] 图3为自适应Motion JPEG编码方法另一个实施例的时序图；
[0017] 图4为设定编码符号统计比重其中一个实施例的示意图；
[0018] 图5为设定编码符号的统计对象其中一个实施例的示意图；
[0019] 图6为根据当前视频帧对应的编码符号的出现频率获取相应的编码位长的过程 示意图；
[0020] 图7为范式Huffman编码的过程示意图；
[0021] 图8为码值表的更新过程示意图；
[0022] 图9为码长表的更新过程示意图；
[0023] 图10为对编码位长进行限制的过程示意图；
[0024] 图11为自适应Motion JPEG编码系统其中一个实施例的结构示意图；
[0025] 图12为自适应Motion JPEG编码系统另一个实施例的结构示意图；
[0026] 图13为自适应Motion JPEG编码系统其中一个实施例的时序图；
[0027] 图14为自适应Motion JPEG编码系统另一个实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0028] 下面将结合附图及较佳实施方式对本发明的技术方案进行详细描述。
[0029] 在其中一个实施例中，如图1所示，一种自适应Motion JPEG编码方法，包括如下 步骤：
[0030] S100获取视频序列；
[0031 ] Sl 10根据Huffman说明表对视频序列的当前视频帧进行JPEG编码，生成当前视频 帧对应的编码符号；
[0032] S120在步骤SllO的同时统计当前视频帧对应的编码符号的出现频率；
[0033] S130输出当前视频帧的编码码流；
[0034] S140根据当前视频帧对应的编码符号的出现频率和范式Huffman编码方法更新 Huffman说明表，更新后的Huffman说明表用于当前视频帧的相邻下一视频帧的JPEG编码。
[0035] 具体地，首先获取视频序列，根据Huffman说明表对视频序列的当前视频帧进行 JPEG编码，生成当前视频帧对应的编码符号并统计对应的编码符号的出现频率。在本发明 中，所述视频序列的当前视频帧是指视频序列中正在进行JPEG编码的视频帧，而当前视频 帧的相邻下一视频帧是相对于所述当前视频帧而言的，指在当前视频帧之后并且与当前视 频帧的时间最为接近的下一视频帧，同样地，当前视频帧的相邻上一视频帧指在当前视频 帧之前并且与当前视频帧的时间最为接近的上一视频帧，在本发明中为便于技术方案的表 述将视频序列在时间顺序上的某些视频帧进行命名，但不应将此作为对本发明技术方案的 限制。
[0036] 其次，根据当前视频帧对应的编码符号的出现频率和范式Huffman编码方法更新 Huffman说明表。具体地，更新Huffman说明表的过程包括根据当前视频帧对应编码符号的 出现频率，采用范式Huffman编码方法获取对应的编码符号的编码位长，再根据对应的编 码符号的编码位长对Huffman说明表进行更新的步骤。
[0037] 最后，根据更新后的Huffman说明表对当前视频帧的相邻下一视频帧进行JPEG编 码，生成相邻下一视频帧对应的编码符号并统计其出现频率，根据出现频率的统计结果和 范式Huffman编码方法再次更新Huffman说明表。以此类推，相邻下一视频帧之后的每一 个视频帧在进行JPEG编码时所采用的Huffman说明表均为其相邻上一视频帧编码后得到 的更新后的Huffman说明表，之后的每一视频帧的具体编码方法与当前视频帧的编码方法 相同，此处不再赘述。该实施例中的视频序列的Motion JPEG编码充分利用了相邻视频帧 之间的相关性，减少了视频序列编码过程中冗余信息的产生，提高了视频序列的压缩速度 和编码效率。
[0038] 在另一个实施例中，作为实际编码时的一种【具体实施方式】，如图2所示，包括以下 步骤：
[0039] S200获取视频序列；
[0040] S210判断当前视频帧是否为初始帧；
[0041] S220若是初始帧，则根据预设Huffman说明表（通常为标准Huffman说明表）对 其进行JPEG编码；若不是初始帧，则根据更新后的Huffman说明表进行JPEG编码；
[0042] S230在S220进行的同时统计当前视频帧进行JPEG编码后生成的对应的编码符号 的出现频率；
[0043] S240根据当前视频帧对应的编码符号的出现频率，采用范式Huffman编码方法对 当前视频帧对应编码符号进行编码，获取对应的编码符号的编码位长，根据编码位长来更 新Huffman说明表；
[0044] S250输出当前视频帧的编码码流。
[0045] 然后获取相邻下一视频帧，重复步骤S210至S250,对所述视频序列的每一视频帧 进行JPEG编码。
[0046] 本实施例具体的编码过程如下：获取视频序列并判断所获取的当前视频帧是否为 初始帧，如上一实施例所述，本发明中的初始帧是指第一次获取到并进行编码的视频帧，并 非指视频序列在时间上的绝对第一帧。如果当前视频帧是初始帧，则根据预设Huffman说 明表（通常为标准Huffman说明表）对当前视频帧进行JPEG编码，生成初始帧对应的编码 符号并统计其出现频率，根据出现频率的统计结果和范式Huffman编码方法，得到当前视 频帧对应的编码符号的编码位长，根据编码位长更新Huffman说明表，并输出当前视频帧 的编码码流；然后获取相邻下一视频帧，根据更新后的Huffman说明表对相邻下一视频帧 进行JPEG编码，之后所有视频帧的编码方法均以此类推。
[0047] 该实施例结合实际编码过程，对相邻视频帧之间Huffman说明表的自适应性动态 变化作出了规律性的解释说明，通过Huffman说明表的动态更新实现了不同视频帧间相关 性的充分利用，从而消除冗余信息。但是对于所属技术领域的技术人员而言，在本实施例提 出的编码方法的基础之上，可以引申出多种其它的编码方法，本实施例所说明的情况并不 能将其他所有情况都囊括进来，因此，本发明所要求保护的范围应以权利要求限定的保护 范围为准。
[0048] 在另一个实施例中，根据Huffman说明表对视频序列的当前视频帧进行JPEG编 码，生成当前视频帧对应的编码符号并统计其