[发明专利]MpegII基本流的DCT交流非零系数信息优化搭载方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及一种低图像损失条件下MpegII基本流的DCT交流非零系数信息搭载优化技术。该类技术属于视频图像处理类型，可以为广电行业的标准视频信号的充分利用提供基础支持。

背景技术

在视频流中采用替换法搭载重要信息的做法很早就有研究论文提出。但是这种算法没能进入实用领域，尤其是广播电视领域，因为广播电视应用有很高的品质规范，要求视频图像在经过搭载的处理之后没有图像品质上的损失，目前还没有实际应用这种技术。

发明内容

本发明提出一种MpegII基本流的DCT交流非零系数信息优化搭载方法，信息搭载后，视频图像品质必须满足广播级应用的要求。本发明的方法是：通过控制替换程度、替换位置和替换范围三个要素，确保图像质量不低于广播级标准要求，该方法步骤包括：

(1)解析标准MpegII基本流(ES)：从MpegII基本流(ES)中解析出包含亮度信息的8x8基本数据块；

(2)亮度小块交流系数分析：从上一步骤获得的亮度信息的小块中解码出代表着一块像素区的DCT交流系数进行搭载方法分析，确定搭载的优化方法；

(3)选择搭载的方法：在上述亮度小块中的交流系数中选择合适的系数，按照优化搭载方法规定的三个要素的约定，用目标信息替换选中的交流DCT系数的末尾的信息。

所述的三个要素的约定，是搭载权重(W)、搭载位置(P)和搭载范围(R)三个系数；该三个系数在一定范围内进行微调，通过测试获得图像质量参数(Q)与W、P和R的关系曲线，和搭载数据流量(S)与W、P和R的关系曲线，根据三个系数确定后进行搭载所获得的结果进行比较分析，最终确定优化的三个系数；搭载方法所提供的结果能够满足视频图像品质的标准，同时满足足够的搭载信息量。

针对参数W，必须采用轻微搭载，即将搭载损伤，其统计平均数值降低到原数据的5％以下；

针对参数P，统计发现能够提供轻微搭载的系数一股从倒数的第三个非零交流系数之后出现，因此参数P的取值以4比较合适；

针对参数R，因为取两个相邻参数进行搭载会是的视频图像损伤相对集中，从而突出图像损伤，故此选择3作为范围，允许在一定范围内进行搭载尝试；该范围如果太大，则会影响频率比较低的视频图像，加重了视频图像损伤；同时进行搭载的系数，每个8x8亮度小块中不允许超过2个。

所述的解析MpegII基本流(ES)，是用于卫星线路传输的MpegII基本流，纯视频码流在3Mbps略高，其视频格式是包括I帧、B帧和P帧的图片组(GOP)；由于B帧和P帧信息冗余度非常小，其可搭载信息量和搭载图像损失，都不能满足本方法的目标。因此按照常规选择I帧为信息搭载的主要对象。I帧图像分解为宏块结构，每个宏块的结构，根据视频格式设定，包括4个8x8的亮度信息块和2个到8个色度信息块。由于亮度信息块包含信息量大，因此搭载信息的主要对象为亮度信息块。在标清视频规格下，单个I帧的像素数量为720x576，它将包括总数为6480个8x8亮度信息数据块。分解的方法见图1-从MpegII视频流中分解8x8亮度信息块。

所述的亮度小块中的串行数据，是哈夫曼编码的结果，根据MpegII标准规定的哈夫曼编码码表能解码出本块8x8像素范围内的直流和交流系数串，其中的交流系数串是DCT编码的结果，代表了空间和频域的混合的像素分量；从频域角度分析，排在最后的交流DCT系数是高频系数，代表了图像的细节；从空间位置角度看，由于游程编码消除了大量的零，排在后面的交流DCT系数所代表的空间位置比较随机。因此，选择靠后的交流系数，绝对值比较大的系数，可以获得比较多的数据搭载位，同时对于图像影响较小，这是选择交流系数的基本方法。

本发明的有益功效是：

1、控制中心联播子系统可以完成统一的电视节目播单的提取、编码和搭载，随同中心统一播出的电视节目信号一起送达卫星发射器并发射到卫星；

2、各远地联播子系统可以从卫星接收机获得电视信号，并从中卸载、解码和生成本地的电视节目播出单；

3、控制中心联播子系统可以跟踪获得控制直播节目播出的操控动作，并编码为控制指令，经由搭载模块搭载到视频流中，经卫星电视信号送达各远地联播子系统；各远地联播子系统根据接收到的控制信息进行同步的直播播出控制；

附图说明

附图1是从MpegII视频流中分解8x8亮度信息块示意图。

附图2是搭载方法中的替换示意图。

附图3集中控制式联播平台系统方框图。