专利名称：一种适于高清图像视频无线传输的编解码方法
技术领域：
本发明涉及一种适于高清图像视频无线传输的编解码方法。
技术背景
长期以来，图像和视频的大数据量与3G无线网络的低带宽是制约图像视频信息实时传输的一个瓶颈。为了保证图像视频传输的实时性，一般采用的方式时降低图像视频的分辨率，利用图像视频的质量降低换取图像视频无线传输的实时性。这种方法对于某些特定环境并不适用，例如犯罪现场采集证据等，例如犯罪分子的指纹、掌纹、面容等，我们一般要求图像的分辨率尽可能的高，但对于图像色彩的要求相对而言较低。发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种色亮分离、色度分层并且通过原始帧中加入时间标签的自适应网络带宽的视频编解码方法。本发明为高分辨率图像视频实时传输提供了一种有效的解决方案。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案
一种适于高清图像视频无线传输的编解码方法，包括编码和解码两部分，其特征如下
所述的编码方法包含如下步骤
(1)对图像视频信号首先采用4:4:4的YCbCr采样格式，对Y、Cb、Cr分采取相同的采样分辨率，Y分量作为原始帧保存；
(2)对Cb和Cr进行小波零树编码，将色度信号分解为η层，分别作为增强帧1、增强帧2.......增强帧η保存，其中η为大于等于2的自然数；
(3)视频无线传输过程中，在原始帧中加入时间标签，首先传输带有时间标签的原始帧，然后根据解码端实时反馈回的网络延时状况，决定传输增强帧的层数；
所述的解码方法包含如下步骤
(1)解码端根据接收到视频图像的原始帧中的时间标签，计算出网络延时，并反馈给编码端，并利用原始帧还原出图像的亮度分量，组成没有色彩分量的图像视频帧；
(2)根据编码端发送的图像的增强帧，分辨还原出相应图像增强帧；
(3)图像视频帧和图像增强帧相叠加，合成完整的视频图像重组帧。
在视频无线传输过程中，还根据实时带宽和用户需求决定传输相应的增强帧的层数。
所述实时反馈回的网络延时状况是指编码时在原始帧中加入时间标签，解码端首先获取视频流头部时间标签，并通过与本地时钟对比，计算网络延时，并反馈回编码端。
所述时间标签加入到原始帧的头部或中间。
所述增强帧的层数η为8。
所述无线传输指的是通过3G网络进行传输。
传输带有时间标签的原始帧后，由解码端计算延时时间，若延时时间小于规定的时间，则传输原始帧和增强帧1，并重新计算延时时间，若延时时间小于规定的时间，则依次传输原始帧、增强帧ι到增强帧n，直到延时不小于规定的时间。
本发明提出的一种适于高清图像视频无线传输的编解码方法，在图像视频编码过程中将亮度和色度分别编码，色度采用分级编码的方式。并且为保证解码端可实时反馈网络状况，视频原始帧中加入时间标签。视频传输的过程中为保证传输的实时性以及图像的清晰度，首先传输亮度为主的原始帧，在此基础上根据反馈的网络状况和用户需求按需传输相应的色度增强层，通过这种色亮分离、色度分层的传输策略，在保证传输的视频图像的分辨率的基础上，为用户提供了很大的灵活性，用户可以根据网络带宽和实际需要调整图像传输的质量。
本发明的编解码方法主要适用于3G现场勘查采证、应急指挥等，此环境中一般对传输的图像视频的分辨率以及实时性有所要求，网络延时和传输数据的清晰度是两个相互制约的因素，影响着传输的质量。
本发明的有益效果是，在原始帧头部加入时间标签，通过时间标签反应网络延时情况，并通过将色亮分离、色度分级传输，适当的降低图像信号中人眼并不敏感的色度分量，有效的解决了高清图像在无线网络中的传输延时较大的问题。
图1是本发明视频帧组成；
图2是本发明视频帧采样方式；
图3是本发明实施例网络状况反馈方法。
具体实施方式
下面通过具体实例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
如图1所示，一种适用于高清现场勘查3G实景传输的视频编解码方法，包括编码和解码两部分，其特征如下
所述的编码方法包含如下步骤
(1)对图像视频信号首先采用4:4:4的YCbCr采样格式，对Y、Cb、Cr分采取相同的采样分辨率，Y分量作为原始帧保存，Cb、Cr分量另作处理；
(2)如图2所示，对Cb和Cr进行小波零树编码，将色度信号分解为8层，分别作为增强帧(色度增强帧)1、增强帧2.......增强帧8保存。过多的增强帧将增加编解码器的复杂度；指图象编码过程中色彩信号进行8级采样，每级的色彩采样信号作为增强层，分别编码保存，根据网络实时状况，通过传输相应的增强帧增加图像色彩的细腻度
(3)视频无线传输过程中，为保证图像视频信息的清晰度和实时性，首次保证原始帧的传输，并且在原始帧帧头(头部)中加入时间标签，原始帧包含的是图像的亮度信息， 决定了图像的清晰度。首先传输带有时间标签的原始帧，然后根据解码端实时反馈回的网络延时状况，决定传输增强帧的层数，以此来增强图像的色彩信息。还根据实时带宽和用户需求决定传输相应的增强帧的层数。如图3所示，通过本方法对待传输图像进行编码，将图像或视频帧的色度信号和亮度信号分离，亮度信号组成原始帧，同时对色度信号进行小波编码，将色度信号分成4个增强层，视频传输过程中，首先传输带有时间标签的原始帧，然后解码器段计算延时时间，若延时时间小于4s，则传输时，原始帧和增强帧1，重新计算延时时间，若延时时间小于4s，则依次传输原始帧、增强帧1到增强帧n，直到延时不小于4s。 所述实时反馈回的网络延时状况是指编码时在原始帧头部中加入时间标签，解码端(接收端)首先获取视频流头部时间标签，解码端通过与本地时钟对比，计算网络延时，并反馈回编码端。
解码端首先获取视频流头部时间标签，并于本地时钟对比，计算网络延时，并反馈给用户和编码端，用户可以根据实时网络反馈情况以及需要，分别传输相应的增强帧，以此来增强图像的色彩信息。
所述的解码方法包含如下步骤
(1)解码端根据接收到视频图像的原始帧的帧头中的时间标签，计算出网络延时， 并反馈给编码发送端，并利用原始帧还原出图像的亮度分量，组成没有色彩分量的图像视频帧；
(2)根据编码段发送的图像的增强帧，分辨还原出相应图像增强帧；
(3)原始帧和图像帧想叠加，合成完整的视频图像帧一一重组帧。
本方法是一种基于色度和亮度相分离，色度分层并能实时反馈网络状况的视频编解码算法，色度和亮度分别采样、编码，色度采用分层编码方式，传输过程中为确保图像的分辨率和传输的实时性，首先保证亮度信号组成的原始帧的传输，然后依据实时带宽和用户需求分辨传输相应的色度增强层。
权利要求
1.一种适于高清图像视频无线传输的编解码方法，包括编码和解码两部分，其特征如下所述的编码方法包含如下步骤(1)对图像视频信号首先采用4:4:4的YCbCr采样格式，对Y、Cb、Cr分采取相同的采样分辨率，Y分量作为原始帧保存；(2)对Cb和Cr进行小波零树编码，将色度信号分解为η层，分别作为增强帧1、增强帧 2.......增强帧η保存，其中η为大于等于2的自然数；(3)视频无线传输过程中，在原始帧中加入时间标签，首先传输带有时间标签的原始帧，然后根据解码端实时反馈回的网络延时状况，决定传输增强帧的层数；所述的解码方法包含如下步骤(1)解码端根据接收到视频图像的原始帧中的时间标签，计算出网络延时，并反馈给编码端，并利用原始帧还原出图像的亮度分量，组成没有色彩分量的图像视频帧；(2)根据编码端发送的图像的增强帧，分辨还原出相应图像增强帧；(3)图像视频帧和图像增强帧相叠加，合成完整的视频图像重组帧。
2.如权利要求1所述的视频编解码方法，其特征是，在视频无线传输过程中，还根据实时带宽和用户需求决定传输相应的增强帧的层数。
3.如权利要求1所述的视频编解码方法，其特征是，所述实时反馈回的网络延时状况是指编码时在原始帧中加入时间标签，解码端首先获取视频流头部时间标签，并通过与本地时钟对比，计算网络延时，并反馈回编码端。
4.如权利要求3所述的视频编解码方法，其特征是，所述时间标签加入到原始帧的头部或中间。
5.如权利要求1所述的视频编解码方法，其特征是，所述增强帧的层数η为8。
6.如权利要求1所述的视频编解码方法，其特征是，所述无线传输指的是通过3G网络进行传输。
7.如权利要求1所述的视频编解码方法，其特征是，传输带有时间标签的原始帧后，由解码端计算延时时间，若延时时间小于规定的时间，则传输原始帧和增强帧1，并重新计算延时时间，若延时时间小于规定的时间，则依次传输原始帧、增强帧1到增强帧η，直到延时不小于规定的时间。
全文摘要
本发明公开了一种适于高清图像视频无线传输的编解码方法，其包含编码方法和解码方法，步骤如下首先采用4:4:4的YCbCr采样格式，对Y、Cb、Cr分采取相同的采样分辨率，Y分量作为原始帧保存，然后根据需要对Cb和Cr进行n次采样(n≥2次)采样，分别作为增强帧1、增强帧2、增强帧n保存。视频无线传输过程中，首次保证原始帧的传输，并且在原始帧头部加入时间标签，解码端首先获取视频流头部时间标签，并于本地时钟对比，计算网络延时，反馈给编码端，根据需要分别传输相应的增强帧。本发明通过将色亮分离、色度分级传输，适当的降低图像信号中人眼并不敏感的色度分量，有效的解决了高清图像在无线网络中的传输延时较大的问题。
文档编号H04N11/00GK102523458SQ20121000900
公开日2012年6月27日 申请日期2012年1月12日 优先权日2012年1月12日
发明者宋刚, 张念伍 申请人:山东大学