[发明专利]一种视频带宽适配方法及装置

说明书

技术领域

本发明关于视频传输技术，特别是关于能够对视频数据进行适配并使之与带宽或数字存储空间相适应的技术，具体的讲是一种视频带宽适配方法及装置。

背景技术

现有技术中的解决视频通过堵塞的网络链的方法是，从视频流中随机丢弃部分视频信号以应付带宽的不足。由于信息的丢失，这种方法导致接收端图像质量显著降低。

在无线或移动网络中，应用目前的视频编码技术，视频码流不可能通过带宽狭窄的网络链。为保证视频的传送质量，就需对网络带宽作相应的要求。然而，移动带宽是很昂贵的，在传输视频流所必需的较长时间里，不能只将频带分配给一个用户使用。

克服上述缺陷的一个方法是，将输入的压缩视频流完全在像素域还原，然后重新编码还原后的视频信号，以适应可用网络带宽。

根据上述方法，视频带宽适配器首先要将压缩的视频流解码，然后从视频流中提取MPEG信号，进而用MPEG解码器提取MPEG视频，并把压缩的MPEG视频还原到未压缩的像素域。之后，视频带宽适配器采用经量化参数计算出新的视频编码参数，MPEG编码器把像素域中还原视频重新编码成压缩视频，以适应可用网络带宽。

如图1所示，传统视频代码转换器100包括解码器110和编码器150。将先前压缩并打包的视频流输入到MPEG视频流提取器(MVSE)105，MVSE 105再把提取的MPEG视频流提供给变长解码器(VLD)115。逆量化器120利用第一量化步长Q1处理VLD115的输出。逆DCT处理器125处理逆量化器120的输出，并把像素域数据提供给加法器130，加法器130根据切换器140的位置，把像素域数据与基于运动补偿器135所产生的运动补偿差分信号或无效信号相加。

把输入到图1视频带宽适配器每个宏块(MB)的代码模式(内部或中间模式)嵌入到输入预压缩比特流中，并将其提供给切换器140。把加法器30的输出提供给编码器150和解码器110的当前帧缓冲器(C_FB)145。然后，运动补偿器135使用来自当前FB145和前一帧缓冲器(P_FB)150的数据，以及来自VLD115的运动矢量数据(MV)。在编码器150中，把像素数据提供给内部/中间模式切换器155、加法器160和运动估计(ME)功能块165。切换器155选择当前像素数据、或当前像素数据与前一帧的像素数据之间的差值，以便由DCT处理器170、量化器175和变长编码器180进行处理。变长编码器180的输出是传输到解码器的比特流，包括来自运动估算器165的运动矢量数据。最后，速率调整电路Q2控制代码转换器的输出比特率。

在反馈路径中，逆量化器182和逆DCT处理器184执行处理，以还原像素域数据。然后，在加法器186中把这个数据与运动补偿数据或无效信号相加，并把求和值提供给当前帧缓冲器190。再把当前帧缓冲器190和前一帧缓冲器192的数据提供给运动估算器165和运动补偿器194。切换器196响应内部/中间模式切换控制信号，把无效信号或运动补偿器194的输出提供给加法器186。由于本方法需要对同一视频信号进行多重编码，因此又被称为“多道编码法”。

从上面所述可明显看出，这种途径需要大量的计算资源才能完全解压缩和重新压缩输入视频流。由于视频带宽适配器需要MPEG编码和解码的所有功能，所以成本极高。

现有技术中的，一种改善图1所示传统视频带宽适配器计算效率的可替代方法是，再利用已经在输入压缩视频流中完成的运动补偿。如图2所示，为省去运动补偿步骤的MPEG视频带宽适配器的例子。该方法和设备是建立在如下发现基础上的，即如果在视频带宽适配期间保持每帧的图像类型，那么，解码器解码的运动矢量可以用于编码器中的运动补偿，而不会显著损坏合成图像的主观质量，从而不再需要计算量巨大的运动补偿操作。

除了运动矢量处理外，图2所示视频带宽适配器与图1所示视频带宽适配器是相同的，因此，图2中的部件与图1进行相应地编号。如图1中所示视频带宽适配器，图2所示视频带宽适配器200包括MPEG视频提取器105、MPEG解码器210和MPEG编码器250。另一方面，与图1所示视频带宽适配器相反，视频带宽适配器200把运动矢量从VLD115直接提供给编码器250中的运动补偿器194。结果，图2中视频带宽适配器结构将生成具有新比特率的新比特流，而不必进行新的运动补偿操作。尽管提高了效率，但由于在编码和解码过程中分别涉及到的DCT和IDCT运算，计算量仍然相当大。