无损视频的传输方法、装置及视频通讯系统与流程

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种无损视频的编码方法、装置及视频通讯系统。

背景技术：

视频通讯目前已经覆盖了很多行业，得到越来越广泛的应用，为远程沟通协调带来了便捷。会议电视系统经过几十年的发展，视频质量有了质的提升，分辨率提高了几十倍，清晰度达到广播级，为用户面对面沟通带来了身入其境的效果。

虽然如此，但是随着技术的不断发展，相关技术中的视频传输方法不能满足某些应用中对视频传输的要求，当前的高清晰会议电视仍然满足不了其要求。比如远程医疗，远程科研活动，远程教育，比如低带宽高清。这些场景对于视频清晰度要求很高，有的甚至要求无损视频。但当前视频编码系统都是有损的，不能满足用户在现有编码技术及有限网络带宽基础上，提供高清晰高保真甚至无损的视频的需求。

通常来说，提高视频质量的方法不外乎有两种，其一是通过增加网络带宽来提升图像质量。当前来说，网络带宽相对于视频来说是相当不宽的，举例来说，一帧1080p的图像需要3Mbytes，1080p30需要的网络带宽是720Mbps，也就是说，要将1080p30原封不动传送需要720M带宽，远超当前的网络条件。现在企业网络带宽一般采用的都是4M以下，在这种带宽下，要求编码能超过200倍的压缩能力。带宽越低，要求压缩比越高，图像受损越严重，因此，提高网络带宽是提升图像质量的一种重要手段。对于1080p30，一般要求4M以上的带宽，才能带来较好的高清体验。

另一种提高视频质量的方法就是提高编码库压缩性能，这个是以增加运算来达到的，视频压缩算法，从H.261到H.263再到H.264再到当前最新H.265，其计算复杂呈指数提升，压缩性能也是大幅提高，比如H.265压缩性能能到H.264的一倍以上，即1M H265图像质量能达到2M H.264水平。目前比较普及的H.264算法，在会议电视系统中也只是采用了其中的部分功能，因为全部采用的话，数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称为DSP)承受不了这么大的计算量，表现出视频帧频不足。为了提高视频质量，很多厂家考虑到计算量太大，DSP将承受不了，纷纷采用硬件来解决计算量大的问题，TI的C6467芯片就是一款专门视频处理芯片。因此，提高运算量也是提高视频质量的一种重要手段。

通常的提高视频质量的方法就是上面两种，我们提供的提高视频质量的方法不同于上面两种方法。现实中，没有任何视频编码能解决所有的需求，可以看到有些行业、有些应用对于视频质量的要求特别高，例如：医疗行业，远程诊断对视频的清晰度有很高的要求，如果稍有偏差带来错误诊断，其后果是不堪想象的。所以用于医疗行业的远程视频系统其图像精度、清晰度都相对普通视频通讯系统有更高的要求，需要有更高的色彩还原度、更真实的场景再现。图1是根据相关技术的远程医疗系统的示意图，如图1所示，远程医疗系统需要某些场景能接近无失真传送，比如x光片，患者眼角膜拍照。虽然，远程医疗系统能达到高保真满足医疗系统要求，但特定场景的超高保真要求，对网络带宽、设备负载都是一个考验，意味着更加庞大的数据和处理，很难有系统能达到无失真传送。为了解决这个问题，我们创造性提出了视频通讯过程中超高保真拍照功能，能达到特定场景片段近似无失真传送，保证远程医疗的良好进行，即在视频过程中对于需要超高保真甚至是无失真传送的场景，进行现场快照，将一段视频比如10-20帧图像超高保真传送到对端。

另一种应用，比如手机视频，手机上网通常带宽很低，在这么低的带宽下进行视频通讯，其视频清晰度是很低的，我们需要想办法提高手机视频质量，带宽有限，提高运算量不太现实，这个该怎么办，我们专利的方案，可以很好解决这个问题，在有限带宽下传送高质量的视频是本专利方案需要解决的问题。

针对相关技术中传送视频的方法无法满足现有应用中对视频传输的要求，导致用户体验度比较差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

针对传送视频的方法无法满足现有应用中对视频传输的要求，导致用户体验度比较差的问题，本发明提供了一种无损视频的传输方法、装置及视频通讯系统，以至少解决该问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种无损视频的传输方法，包括：对待传送视频中的每一帧图像分别进行N次编码，其中所述N次编码中的第n次编码的量化参数qp低于第n-1次编码的所述qp，其中，N为正整数，且2≦n≦N；将所述N次编码后的每一帧图像构成的视频进行传输。

优选地，所述N次编码中的第n次编码是在第n-1次编码的基础上进行差值编码。

优选地，所述N次编码中第N次编码的qp为满足无损图像要求的最小值。

根据本发明的另一方面，提供了一种无损视频的传输装置，包括：编码模块，用于对待传送视频中的每一帧图像分别进行N次编码，其中所述N次编码中的第n次编码的量化参数(quantization parameter，简称为qp)低于第n-1次编码的所述qp，其中，N为正整数，且2≦n≦N；

传输模块，用于将所述N次编码后的每一帧图像构成的视频进行传输。

优选地，所述N次编码中的第n次编码是在第n-1次编码的基础上进行差值编码。

优选地，所述N次编码中第N次编码的qp为满足无损图像要求的最小值。

根据本发明的又一方面，还提供了一种视频通讯系统，包括：上述的无损视频的传输装置。

优选地，上述系统还包括：接收装置，用于接收所述无损视频的传输装置传输的所述待传送视频中每一帧图像的N次编码；处理装置，用于将所述N次编码冻结。

通过本发明，采用对待传送视频中的每一帧图像分别进行N次编码，其中，后一次编码的qp小于前一次编码的qp的技术方案，可以解决相关技术中传送视频的方法无法满足现有应用中对视频传输的要求，导致用户体验度比较差的问题，达到了提高了用户的体验度的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的远程医疗系统的示意图；

图2是根据本发明实施例的无损视频的传输方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的无损视频的传输装置的结构框图；

图4是根据本发明实施例的视频通讯系统的结构框图；

图5是根据本发明实施例的视频通讯系统的优选的结构框图；

图6是根据本发明实施例的视频快照的示意图；以及

图7是根据本发明实施例视频快照系统的示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实施例提供了一种无损视频的传输方法，图2是根据本发明实施例的无损视频的传输方法的流程图，如图2所示，该方法包括如下步骤S202至步骤S204。

步骤S202：对待传送视频中的每一帧图像分别进行N次编码，其中，该N次编码中的第n次编码的qp低于第n-1次编码的qp，N为正整数，且2≦n≦N。

步骤S204：将该N次编码后的每一帧图像构成的视频进行传输。

通过上述步骤，对待传送视频的每一帧图像分别进行N次编码，其中，该N次编码中的第n次编码的qp低于第n-1次编码的qp，使得接收端接收到满足无损要求的图像构成的视频，可以解决相关技术中传送视频的方法无法满足现有应用中对视频传输的要求，导致用户体验度比较差的问题，达到了提高了用户的体验度的技术效果。

为了实现在有限网络带宽的情况下进行码字传输，在实施中，该N次编码中的第n次编码是在第n-1次编码的基础上进行差值编码，对于每一帧图像来说，由于只传输本次编码生成的码字相对于前次编码的码字的差值，使得在传输少量差值码字的情况下，实现了多次编码的传输，实现了在不该变现有的有限带宽的情况下进行多次编码的传输，有效提高了传输效率。且本次编码的qp小于前次编码的qp，逐步提高视频的保真度使得接收端接收到的每一帧图像越来越清晰，在逐次达到无损的程度。作为一个较优的实施方式，该N次编码中第N次编码的qp为满足无损图像要求的最小值，该优选实施例中的N次编码的最后一次编码的qp为满足无损图像要求的最小值，可以控制图像的保真度达到系统要求。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

在另外一个实施例中，还提供了一种无损视频的传输软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施例中描述的技术方案。

在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述无损视频的传输软件，该存储介质包括但不限于：光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。

本发明实施例还提供了一种无损视频的传输装置，该无损视频的传输装置可以用于实现上述无损视频的传输方法及优选实施方式，已经进行过说明的，不再赘述，下面对该无损视频的传输装置中涉及到的模块进行说明。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的系统和方法较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图3是根据本发明实施例的无损视频的传输装置的结构框图，如图3所示，该装置包括：编码模块32和传输模块34，下面对上述结构进行详细描述。

编码模块32，用于对待传送视频中的每一帧图像分别进行N次编码，其中所述N次编码中的第n次编码的量化参数qp低于第n-1次编码的所述qp，其中，N为正整数，且2≦n≦N；传输模块34，连接至编码模块32，用于将编码模块32进行N次编码后的每一帧图像构成的视频进行传输。

优选地，上述N次编码中的第n次编码是在第n-1次编码的基础上进行差值编码。

优选地，上述N次编码中第N次编码的qp为满足无损图像要求的最小值。

本优选实施例提供了一种视频通讯系统，图4是根据本发明实施例的视频通讯系统的结构框图，如图4所示，该系统包括上述的无损视频的传输装置2，该无损视频的传输装置2包括：编码模块32和传输模块34，下面对上述结构进行详细描述。

编码模块32，用于对待传送视频中的每一帧图像分别进行N次编码，其中所述N次编码中的第n次编码的量化参数qp低于第n-1次编码的所述qp，其中，N为正整数，且2≦n≦N；传输模块34，连接至编码模块32，用于将编码模块32进行N次编码后的每一帧图像构成的视频进行传输。

图5是根据本发明实施例的视频通讯系统的优选的结构框图，如图5所示，上述系统还包括：接收装置52，用于接收所述无损视频的传输装置传输的所述待传送视频中每一帧图像的N次编码；处理装置54，连接至接收装置52，用于将接收装置52接收到的N次编码冻结。

下面将结合优选实施例进行说明，以下优选实施例结合了上述实施例及优选实施方式。

优选实施例一

本优选实施例提供了一种无损视频的传输方法，该方法包括：对同一帧图像进行反复编码，之所以反复编码能够提升图像质量，因为每次编码结果都会更接近原始图像。第1次编码产生的重建图像跟原始图像有误差，即有失真，第2次是在第1次基础上进行编码，进一步降低误差，即第2次编码产生的误差比第1次小，如此反复，直到误差极小，图像达到无失真程度。需要说明的时，不仅仅同一帧反复编码，实际上对于静止及图像变化极小的场景也可以采用本方案来提升图像质量。

在本实施例中，多次反复编码过程中，每次编码产生的码字，跟正常编码过程中产生的码字相同，即也是满足网络带宽要求的，在传输时，至传输本次编码与前次编码的差值，这样就不会导致超码率或者码率不足的问题。考虑到网络带宽有限的问题，多次编码而不一次编码，需要每次产生的码字适合现有网络，在每次编码后，视频向原始图像更靠近一步，这个过程是渐进的，不是突进的，不是一次编码产生庞大的数据量(一次达到无损编码)，然后网络传送很长时间，对方才能接收到图像。该优选实施方式通过首先发送一帧图像，然后每次发送图像(编码)后，图像会比前次变清楚一些，从而渐次达到无损的程度。

作为一个较优的实施方式，实际操作过程中，为了处理的快捷，可以控制重复编码20-30次。上述视频快照序列不是每帧视频清晰度相同，而是循序渐进，逐步清晰。在实现时是通过降低视频平均qp来达到的，渐次降低qp，从而逐步提高视频保真度，直至qp达到符合要求的最小值。普通视频序列编码中，降低qp会提升图像质量，但是增加码字开销，本优选实施方式中，由于对同一帧反复编码，每编码一次，重建视频更接近源图像，这时降低qp不会引起码字开销增加，因为视频误差变小了。

该优选实施例，在有限的带宽下传送高保真甚至是无失真视频，可以解决相关技术中传送视频的方法无法满足现有应用中对视频传输的要求，导致用户体验度比较差的问题。例如，会议电视系统进入高清时代，给人们带来面对面交流的便捷，但当前会议电视系统不能解决所有问题。有些行业、有些应用对于视频质量的要求远超过普通行业和应用，特定场景甚至需要近似无失真传送，这种超高保真视频对于视频系统来说，是十分有压力的，通过上述实施例的方案，额可以解决类似场景问题，可以实现在有限网络带宽下传送高保真甚至无损视频。

优选实施例二

本优选实施例提供了一种视频传输方法，在本实施例中，结合视频通讯来进行说明。图6是根据本发明实施例的视频快照的示意图，如图6所示，对于每一帧图像进行N次快照，其中，开始视频快照到结束视频快照对应的视频图像的qp逐次降低，知道达到图像无损压缩。

需要说明的是，在系统上，需要会议电视终端支持快照功能，有发送方点击开始视频快照功能，之后系统开始进行视频快照处理，将快照视频放在主视频中传送，在接收方，完成了快照序列接收后，将视频冻结，这时候，看到的图像是超高保真图像，接收方可以取消视频快照，以恢复正常的视频通讯。这个过程可以通过下图7表示，在图7示出了常见组网方式，终端通过互联网连接。网络带宽不作限制，普通企业用户常用的2m-4m带宽即可。

该方法包括如下步骤S302至步骤S308。

步骤S302：摄像头定位到感兴趣的图像，比如远程医疗中，对准病灶位置，点击视频快照开始命令。

步骤S304：发起端进行快照处理，快照序列设为20-30帧，即对同一图像编码20-30次，依次降低每帧的平均qp，直到每帧达到无损压缩。

步骤S306：接收端接受快照序列，接受完快照序列后，自动冻结图像，这样可以供工作者研究，同时可以将视频序列发到服务器备份，方便以后调取研究。

步骤S308：接受方解除冻结，视频通讯恢复正常。

通过上述实施例，提供了一种无损视频的传输方法、装置及视频通讯系统，采用对待传送视频中的每一帧图像分别进行N次编码，其中，后一次编码的qp小于前一次编码的qp，解决了相关技术中传送视频的方法无法满足现有应用中对视频传输的要求，导致用户体验度比较差的问题，从而达到了提高了用户的体验度的技术效果。且对于多次编码采用差值编码的方式，可以有效提高传输的效率。需要说明的是，这些技术效果并不是上述所有的实施方式所具有的，有些技术效果是某些优选实施方式才能取得的。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。