[发明专利]一种基于视频内容的局部区域精细编码的通信系统

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种视频通信系统，对于视频图像某局部区域，可由系统自动或者人工互动的方法进行定义并精细编码。

背景技术

现在通用的视频通信编码方法例如国际标准MPEG4(ISO/IEC 14496-2)，H.264(ISO/IEC14496-10，ITU-T Recommendation H.264)，我国标准AVS(GB/T 20090)等等，都是以宏块(Macro Block)为单位，结合运动估计和补偿，进行编码。一个宏块是由图像中相邻的NxM个点组成的数据块，N和M的取值可以是4，8，16，32等。

实际应用的通信带宽是有限的，必须将编码码率控制在一定范围内。在编码比特分配上，现有公知的做法，是对于运动估计误差较大的宏块，分配较多的比特，对于运动估计误差较小的宏块，分配较少的比特，从而在码率允许范围内有效地保持图像的清晰度。

可是这种分配方法没有考虑宏块的图像内容对于通信信息的影响。例如对于视频通信的主要应用视频监控和视频通话，图像中人脸区域是用户十分关心的重要部分，希望在编码码率允许条件下尽量清晰。

相对于视频(运动图像序列)，静止图像编码的JPEG2000(ISO 15444)技术，用小波变换技术，可以做到对某个用户定义兴趣区域(ROI，Region Of Interest)设置较高的编码精细度。

可是小波变换主要针对静止图像，且运算量很大，目前还不适合应用到运动图像视频实时通信系统当中。

采用现有国际国内标准方法的现有视频通信系统尚无有效地对基于图像内容(而不是运动估计误差大小)的区域进行局部精细编码的。

发明内容

为了克服现有的视频通信系统没有对基于图像内容的区域进行局部精细编码的不足，本发明提供一种改进的视频通信系统，可以自动或互动的定义基于图像内容的区域，并进行局部精细编码，让通信系统传输的视频内容更加具有实用价值。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在视频编码部分增加重点区域描述参数，描述重点编码区域。增加一个自动的图像内容特征检测算法或装置，检测感兴趣的内容位于图像的具体局部位置。在视频解码部分，增加一种交互方法，可由用户定义一个或多个重点局部区域。系统将根据自动检测的或者由用户定义的重点区域信息设置参数。编码器根据该参数，调整分配各个宏块的编码比特，达到对重点区域精细编码的目的。

本发明的有益效果是，最终传输的视频当中某些局部区域被重点精细编码，从而使传输的视频图像中该重点局部区域特别清晰，使通信系统的实用价值大大增加，例如使视频监控数字图像中人脸区域相对更加清晰，更有利于刑侦破案和司法取证，或者更有利于人脸识别应用，在带宽十分受限的情况下价值更加明显。

附图说明

图1是改进前编码器结构框图，这是一个十分简化的示意图，是现在通用的视频编码标准的基本结构。视频变换一般是用DCT离散余弦变换。熵编码一般是用Huffman哈夫曼编码。量化一般是根据目标误差计算量化步长进行量化。

图2是改进后编码器结构框图，增加了对重点区域的检测和设置，并对重点区域设置更高的量化精度要求进行精细量化编码。图中黑色方框中示意人脸区域。

具体实施方式

在视频编码部分增加重点区域描述参数R[N]，N＝0，R[0]＝[X01，Y01，X02，Y02]，X01，Y01是重点编码区域的左上角点坐标，X02，Y02是重点编码区域的右下角点坐标。增加一个自动的图像内容特征检测算法或装置，检测图像中是否出现特征内容例如人脸和其具体位置[X01，Y01，X02，Y02]。在视频解码部分，增加一种交互方法，提供解码图象的观看，并可以接收鼠标消息，可由用户用鼠标在图像上框定一个或多个重点区域R[N]，N＝1，2，3，...，R[n]＝[Xn1，Yn1，Xn2，Yn2]。系统将R[n]发送到编码部分。编码器根据自动检测的和用户定义的重点区域信息R[N]，在对每一个宏块进行编码的时候，先搜索判断宏块是否覆盖重点区域R[N]，N＝0，1，2，...，如果是，则减小该宏块编码时候的目标误差值，减小量化步长，使用更多的比特进行编码，减小编码误差，对该宏块进行更加精细的编码，从而对整个重点区域精细编码。