利用切换帧进行视频序列切换的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用切换帧进行视频序列切换的方法，包括下列步骤：在视频码流中选取插入切换帧的时刻；提取对应的原始图像帧或者重建图像帧；将原始图像帧或者重建图像帧按照视频编码方法进行帧内编码，得到切换帧；对视频序列进行编码时，在视频码流中插入切换帧；当收到视频切换请求和切换帧时，进行切换帧的视频解码处理，得到切换帧的解码图像；对解码图像按照缩放系数进行恢复，得到切换参考图像；将切换参考图像作为后续视频图像解码的参考帧。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种图像信息的传输和处理技术，具体说，涉及一种利用切 换帧进行视频序列切换的方法。
技术介绍
随着有线宽带网络和无线网络的发展和用户需求的驱动，多媒体技术和 相关的应用得到了越来越多的关注。特别是数字视频技术得到了广泛的应用，例如IPTV、手机电视、数字电视、会议电视、激光视盘等。其中一个 常见的用户搡作是进行视频切换，即用户端从一个正在播放的视频序列切换 到另外一个视频序列。对于数字视频而言，由于现有的数字视频编码方法都采取了图像帧编码 的方式，视频序列的切换无法快速完成。这些图像帧含有帧内编码帧(I帧) 和非帧内编码帧，其中非帧内编码帧有预测帧(P帧)和双向预测帧(B帧)。 I帧是可以独立解码的帧，不需要其它图像帧作为参考图像。而P帧是前向 预测帧，需要用当前解码的P帧图像之前的图像作为参考帧，B帧是双向预 测帧，需要用当前解码的B帧之前和之后的图像作为参考图像。在传统的^^频序列切换方法中，如果视频切换位置的图像帧是帧内编码 模式(I帧)，从切换位置开始可以立即进行标准的视频解码处理。解码图 像可以进行显示，并作为后续编码视频码流的参考图像。如图l所示，如果视频切换位置的图像帧不是帧内编码模式，例如P帧 或者B帧。由于P帧或者B帧需要使用前向或/和后向的重建图像作为参考 帧，不能立即进行一见频解码处理。在z 时刻进行视频切换时，由于此时的 编码图像帧不是帧内编码，需要参考前向或/和后向的重建图像帧进行解码。 在这种情况下，视频解码器必须暂停，等待至下一个帧内编码图像帧才能开 始进行视频解码，需要等待至f+w时刻，接收到帧内编码图像才能恢复解码。因此在传统的视频切换方法中，视频切换的等待时延为-/。由于4见频码流中只有I帧能够独立解码，因此一段视频码流必须以I帧 作为起始帧。在进行频道切換时，需要等待视频码流的I帧正确接收后，才 能进行解码和显示。因此为了实现视频码流的切换，需要在编码的视频码流中插入I帧编码图像。但是由于I帧的编码效率远低于P帧或者B帧的编码效率，在编码视 频码流中频繁插入I帧会造成编码效率降低，从而影响用户观看的图像质量。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是提供 一种利用切换帧进行视频序列切换的 方法，能够对不同的视频序列进行快速切换，而且能够保证用户观看图像的质量。4支术方案如下，步骤如下 (1 ) 在视频码流中选取插入切换帧的时刻； (2 ) 提取对应的原始图像帧或者重建图像帧；(3 ) 将原始图像帧或者重建图像帧按照视频编码方法进行帧内编 码，得到切换帧。(4) 对^L频序列进行编码时，在^L频码流中插入切换帧；(5 )当收到视频切换请求和切换帧时，进行切换帧的视频解码处理， 得到切换帧的解码图像；(6) 对解码图像按照缩放系数进行恢复，得到切换参考图像； (7 ) 将切换参考图像作为后续视频图像解码的参考帧。 进一步，步骤(i)中相邻切换帧之间的间隔小于相邻I帧之间的间隔。进一步，步骤(3)具体为(31 )选定缩放系数，对所述原始图像帧或者重建图像帧进行缩放处理; (32 )对缩放处理后的原始图像帧或者重建图像帧进行帧内编码，得到 切换帧。进一步，步骤(5)具体为当接收到视频切换请求时，对接受的视频码流进行判断；如果为非帧内 编码模式的普通图像帧，则不进行解码处理；如果为帧内编码模式的普通图 像帧，则进行标准的解码处理；如果为视频切换帧，则进行切换帧的视频解 码处理，得到解码图像。进一步，当进行图像的缩放时，如杲缩放系数小于l,表示对图像进行 缩小；如果缩放系数大于l,表示对图像进行放大；如果缩放系数等于l, 表示图像保持原有大小。技术效果如下快速^L频切换，与原有的根据视频序列的I帧进行视频切换相比，切换时间 被缩短。由于切换帧是对普通的视频图像帧进行了缩放后再进行帧内编码，而且 在对切换帧进行编码时，采取了提高压缩比的方法，例如粗量化、更有效的 熵编码方法、更有效的帧内预测方法等，切换帧的编码后数据量远小于普通 的I帧编码。在这种情况下，当编码视频码流的相邻普通I帧之间相隔较远 时，通过在相邻的普通I帧之间插入多个切换帧，从而可以在解码端实现快 速的^f见频序列切换，而且插入的切换帧不会明显增加编码后的视频码流数据 量。本专利技术在不需要视频切换的情况下，插入的切换帧只是作为附加的无效 数据，不影响视频解码器正常解码；在需要视频切换的情况下，插入的切换 帧可以独立解码，无需参考其它解码图像，新的视频序列可以从切换帧位置 开始进行视频解码，从而实现快速的视频序列切换。附图说明图1是现有技术中的视频切换方法示意图;图2是本专利技术中使用切换帧的视频切换方法示意图； 图3是本专利技术中插入切换帧后的两个视频序列示意图； 图4是本专利技术中基亍切换帧的视频切换过程示意图。具体实施例方式下面参考附图，对本专利技术的优选实施例作详细描述。本专利技术所提出的整体上包括视频 编码器的编码过程和^L频解码器的解码过程两个部分。1、视频编码器的编码过程。第一步，对需要编码的视频序列按照标准的视频编码方法进行编码。视 频编码可以采取H.261、 H.263、 H.264、 AVS、 MPEG4、 MPEG2等方法， 编码的图像帧类型可以是I帧、P帧或者B帧，为了提高编码效率，相邻的 I帧之间可以有任意大间隔。第二步，在标准的编码视频码流中插入切换帧。参照图2所示，在进行视频编码的过程中，除了标准的帧内编码图像帧， 在视频码流中插入了另外一种帧内编码的图像帧一切换帧。切换帧的实现方法包括如下几个步骤(1 )选定插入切换帧的时刻。例如，选定J时刻或者A时刻，作为切换帧的插入时刻。切换帧的位置 可以根据实际需要确定， 一般来说切换帧的频率大于视频码流中的I帧频率， 即相邻切换帧之间的间隔小于相邻I帧之间的间隔。(2)在切换帧时刻y或者A:处，提取出对应的原始图像帧或者重建图 像帧，记为巧或者&。(3 )将巧或者A按照预先给定的缩放系数(sc/e ),经过滤波器(F/teW ) 处理，得到一个缩放后的图像，记为5^/W巧或者&/W &。—乂 —在对巧或者&进行缩放时，若缩放系数小于l，表示对图像进行缩小； 若缩放系数大于1，表示对图像进行放大；若缩放系数等于1，表示图像保持原有大小。(4)对51^/^—/;}或者&/^一^按照标准的视频编码方法进行帧内编 码，得到切换帧，记为Sh^cA—巧或者5Wfc/i—^。在对Sw/te/j—巧或者Sw'fcA—F;t进行帧内编码时，为了降低切换帧的编码 数据量，可以采取适当的提高压缩比的策略，例如粗量化、更有效的熵编码 方法、更有效的帧内预测方法等。在)时刻插入了切换帧后，原有的非帧内编码图像巧后增加了 一个切换 帧。若在Z时刻进行视频切换时，由于此时的编码图像帧不是帧内编码，需 要参考前向或者后向的重建图像帧进行解码。在这种情况下，视频解码器必 须暂停，等待至下一个帧内编码图像帧或者切换帧才能开始进行视频解码。 由于在时刻之前的J'时刻有切换帧存在，因此，解码器不需要等待至时刻，接收到帧内编码图像才能恢复解码。而是在y时刻，接收到切换帧后就开始进行解码。因此在加入切换帧的视频切换方法中，视频切本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用切换帧进行视频序列切换的方法，步骤如下：（１）在视频码流中选取插入切换帧的时刻；（２）提取对应的原始图像帧或者重建图像帧；（３）将原始图像帧或者重建图像帧按照视频编码方法进行帧内编码，得到切换帧。（４ ）对视频序列进行编码时，在视频码流中插入切换帧；（５）当收到视频切换请求和切换帧时，进行切换帧的视频解码处理，得到切换帧的解码图像；（６）对解码图像按照缩放系数进行恢复，得到切换参考图像；（７）将切换参考图像作为后续 视频图像解码的参考帧。

【技术特征摘要】
CN 2006-11-13 20061014512441、一种利用切换帧进行视频序列切换的方法，步骤如下(1)在视频码流中选取插入切换帧的时刻；(2)提取对应的原始图像帧或者重建图像帧；(3)将原始图像帧或者重建图像帧按照视频编码方法进行帧内编码，得到切换帧。(4)对视频序列进行编码时，在视频码流中插入切换帧；(5)当收到视频切换请求和切换帧时，进行切换帧的视频解码处理，得到切换帧的解码图像；(6)对解码图像按照缩放系数进行恢复，得到切换参考图像；(7)将切换参考图像作为后续视频图像解码的参考帧。2、 根据权利要求1所述的利用切换帧进行视频序列切换的方法，其特 征在于，步骤(l)中相邻切换帧之间的间隔小于相邻I帧之间的间隔。3、 根据权利要求1所述的利用切换帧进...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈睿，郭晓强，宋立锋，王宁，于培松，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]