[发明专利]利用差分和群集的视频压缩系统和方法

说明书

相关专利申请的交叉引用

本专利申请是基于提交于2011年8月30日的美国非临时性专利申请13／220,812的国际专利申请，该美国非临时性专利申请的公开内容在此全文以引用方式明确地并入本申请中。

背景技术

1.技术领域

本公开文献涉及视频压缩领域。更具体地说，本公开文献涉及隔离和捕获用于视频压缩的视频数据。

2.背景技术信息

随着视频数据越来越多地在计算机系统中使用于多种应用(诸如视频会议和视频录制)中，计算机系统经常不能跟上视频数据的计算要求。视频数据流通常具有非常大的带宽要求，这个非常大的带宽要求可能使即使最高速的处理器的性能承受负担以压缩视频数据来进行存储或者在计算机网络或电话系统上进行传送。这个压缩通常是由计算机系统中的中央处理单元(CPU)执行的，而由于CPU不能跟上视频数据从而导致图像清晰度的损失。具有多个运动元素的复杂场景是最大的挑战，因为它们在压缩和数据传送处理期间向CPU施加了巨大的负担。

因此，要支持实时视频传输就要求大量的数据压缩。但是，数据压缩可能牺牲画面质量。因此，人们已经付出了大量努力来开发允许在带宽受限的数据连接上进行高质量视频的实时传输的压缩技术。在视频压缩系统中，主要的目标是以尽可能少的容量来表示视频信息。在MPEG和H.26标准中介绍了最常用的视频编码方法。

视频数据压缩中耗时的步骤是计算连续视频帧之间的差值。CPU通常通过将当前视频帧读入存储器中并且计算当前视频帧与前一视频帧之间的差值来计算差值帧，其中该前一视频帧先前已经被存储到计算机系统中的存储器内。对差值进行计算通常涉及在当前视频帧和前一视频帧之间执行“异或”运算。一般而言，可以使用任何有效地表示两个连续视频帧之间差值的函数，而只对相关压缩算法进行很小的修改。因此，可以使用大量可能的函数来计算连续视频帧之间的差值。

发明内容

本发明涉及用于隔离和捕获用于视频压缩的视频数据的视频压缩领域。

在一个实施例中，提供了一种用于在网络系统中压缩视频数据的方法，包括从视频输入端接收当前视频帧、计算当前视频帧与前一视频帧之间的差值、以及处理所计算的差值以确定用于压缩的图像数据群集。

在一个方面中，该方法包括扫描该图像数据群集以定位围绕该图像数据群集的外边缘节点；和确定图像数据中未处理的差值点；并且在发现未处理的差值点时，将这些点标记为围绕该图像数据群集的外边缘节点，并且当已经发现所有未处理的差值点时，对表示外边缘节点的外边缘数据进行压缩。

在另一方面中，该方法包括消除冗余边缘节点；沿着外边缘节点的内部扫描以检测相邻内部边缘；扫描外边缘节点和相邻边缘节点以定位未填充内部点；递归地填充未填充内部点和色彩捕获；以及利用递归填充来定位浮动内部边缘。

在另一方面中，该方法包括将当前视频帧与未来视频帧捕获色彩之和放置到区块中；将当前视频帧与该未来视频帧捕获色彩之差放置到区块中；以及压缩这些区块。

在本发明的另一实施例中，提供了一种存储用于在网络系统中压缩视频数据的程序的非暂态性计算机可读介质，该网络系统包括接收当前视频帧的计算机，该程序能由该计算机执行并且包括计算当前视频帧与前一视频帧之间的差值以及处理所计算的差值以确定用于压缩的图像数据群集。

在再一实施例中，提供了一种用于在网络系统中压缩视频数据的网络系统，包括发送当前视频帧的发送器；从发送器接收当前视频帧的接收器；以及处理器：计算当前视频帧与前一视频帧之间的差值；并且处理所计算的差值以确定用于压缩的图像数据群集。

附图说明

图1示出了根据本发明一个实施例的一个示例性系统。

图2示出了根据本发明另一实施例的另一示例性系统。

图3示出了根据本发明处理差值的一个示例性示意图。

图4示出了根据本发明使用的一个示例性罗盘。

图5A至5E示出了根据本发明的一个示例性图像数据扫描。

图6A至6D示出了根据本发明的另一示例性图像数据扫描。

图7A和7B示出了根据本发明的另一示例性图像数据扫描。

图8A至8C示出了根据本发明的另一示例性图像数据扫描。

图9A至9C示出了根据本发明的另一示例性图像数据扫描。

图10A和10B示出了根据本发明的另一示例性图像数据扫描。