[发明专利]降分辨率视频转码方法及其转码器

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理领域，更具体地，涉及一种频域降采样视频转码方法及实现其的转码器。

背景技术

随着计算机，网络技术，对媒体技术的发展，数字视频压缩技术得到了广泛地应用。通常视频信号按照不同的标准和压缩编码后，在不同的环境介质中传播，在不同的终端上显示播放，就需要对这些压缩视频流进行转码处理。转码应用涉及视频服务器、通用多媒体访问设备、监控系统、机顶盒等诸多多媒体设备和系统。

3G时代的到来，可以预计视频业务将是未来通讯业务的主要内容。无线视频应用下，受制于带宽，小屏幕视频格式(QCIF，QVGA)将大量应用于无线通讯网络和视频播放终端。一方面，系统端需要大量的小屏幕视频源；另一方面，个人终端(手机，PDA，PMP)也需要小屏幕视频格式源播放。目前，以DVD为代表存在着大量的高分辨率节目源，这就需要一种降分辨率的视频转码技术来完成视频从高分辨率到低分辨率的转换。

目前的视频转码器，多是基于解码器编码器串连的结构在空间进行域转码。就是说待解码的码流先经过相应的解码器完全解码得到视频帧，然后在空间域上处理解码帧，最后将经过处理后的视频帧再经过相应的编码器完全编码得到转码后的文件。对于降分辨率的视频转码，其实现过程是先解码，然后在空间域上降采样，最后将降采样的视频帧再编码压缩。

现有的视频转码器结构需要完全解码出视频帧，然后再次编码。这样码流中的部分有用的信息如运动矢量，编码模式在转码过程中不能得到再次应用。将导致转码需要消耗很大的计算量，在实时应用中面临很多问题。

对于将降分辨率的视频转码，频域上的降分辨率方法比空间域上的方法能得到更好的效果，所以基于频域的降分辨率结构更为适合。

现有的基于频域视频转码结构，其涉及到的运动补偿方法需要大量的矩阵乘法运算，这样使得频域的转码结构运算速度慢，不适合实时应用。

发明内容

针对视频降分辨率的应用，本发明提出了一种频域的转码方法及使用其的转码器。

一种降分辨率视频转码方法，包括步骤：对输入视频流进行部分解码；对解码的结果进行DCT域运动补偿，得到解码帧的DCT系数块；对得到的DCT系数块进行DCT域降采样处理、DCT域运动补偿、并进行部分编码，从而得到转码的视频流。

根据本发明的另一方面，提出了一种降分辨率视频转码器，包括：解码模块，对输入视频流进行部分解码；第一运动补偿模块，对解码的结果进行DCT域运动补偿，得到解码帧的DCT系数块；降采样模块，对得到的DCT系数块进行DCT域降采样处理；第二运动补偿模块，对降采样的DCT系数块进行DCT域运动补偿；编码模块，对第二运动补偿模块的输出进行部分编码，从而得到转码的视频流。

利用根据本发明的转码方法及转码器，大大降低了运算量，加快了运算速度。此外，虽然在解码阶段有“漂移”，但对于参与计算的低频信息影响很小，所以转码后视频质量降低很小。

附图说明

图1为根据本发明的降分辨率视频转码器的系统方框图。

图2为根据本发明的降分辨率视频转码方法的流程图。

图3为DCT域运动补偿计算的原理图。

具体实施方式

图1给出了根据本发明的降分辨率视频转码器的系统方框图。输入的视频码流首先经过110变长解码模块，120逆量化模块得到了运动矢量和帧DCT参差系数。DCT参差系数加上经过130DCT快速运动补偿模块输出的DCT系数得到解码帧的DCT系数。解码帧的DCT系数经过140的DCT域降采样模块进行降采样。然后将降采样模块的输出发送到150量化模块进行量化，同时利用DCT域运动补偿模块180进行运动补偿，上述运动补偿利用了从模块110输出的运动矢量。然后，利用在模块110输出的运动矢量，经过190运动矢量重用模块得到编码端的新运动矢量，并经过160变长编码模块进行编码，从而输出降分辨率后的视频码流。这里，经过170逆量化模块进行逆量化。

图2给出了根据本发明的降分辨率视频转码方法的流程图。其中203～207为转码器的解码阶段，208、209为降分辨率阶段，210～213为转码器的编码阶段。

在根据本发明的方法中，包括在DCT运动补偿中使用的半像素精度快速方法；针对分辨率降2倍的快速DCT运动补偿方法；以及DCT运动补偿中矩阵相乘的快速方法。

1)半像素精度DCT域运动补偿方法

在步骤206、211中涉及到了一种半像素精度的DCT域运动补偿方法。整像素精度的DCT域的运动补偿中，补偿宏块的DCT系数由下式得到：