[发明专利]使用像素流执行视频编码

说明书

本发明涉及一种用于处理视频流的方法、系统和计算机程序产品。

诸如LCD显示设备之类的设备所显示的图像由像素数据构成，所述像素数据在每个像素级上定义该显示设备的输出。像素数据可以不同方式设置格式，例如，传统上使用RGB色阶定义实际像素的最终颜色。通过每秒显示大量单个图像（帧）以呈现移动错觉来生成移动图像（视频）。视频可能例如需要每秒15、25或30个帧，具体取决于所使用的视频格式。源视频和显示设备不断增加的分辨率（每帧的像素）意味着影片之类的给定视频流具有大量像素数据，并且还意味着需要更高带宽（每秒传输的数据量）以例如在广播域内将视频数据从一个位置传输到另一位置。

为了降低数据和带宽需求，通常对原始帧和像素数据使用视频压缩。视频压缩在丝毫不影响观看者最终收看质量的情况下减少所提供的数据量。视频压缩的工作基于单个帧内以及帧之间存在大量数据冗余。例如，当在视频中每秒使用多个帧时，很可能存在许多帧与先前的帧非常类似的情况。视频压缩已实现标准化并且当前的通用标准是MPEG-2，其在数字广播电视以及DVD中采用。此标准大幅减少了从每个原始像素数据提供给最终压缩后的视频流的数据量。

大型媒体文件（包含视频和音频）通过因特网频繁传输。所谓“按需点播”高清视频内容服务的出现给中央服务器带来了巨大压力，因此引入了点对点（P2P）文件传输的概念，以便在所有参与方之间共享负载。例如，目前在BBC iPlayer下载业务中使用此技术。但是，当前视频和音频编码器的面向流的方法不能很好地与P2P传输的随机访问分发方法兼容。对于给定压缩方法，使用目前的方法对部分完整的媒体文件进行解码会导致部分内容达到最佳质量，而其他部分无任何信息。

因此，本发明的目标是对公知技术进行改进。

根据本发明的第一方面，提供一种处理包括多个连续像素帧的视频流的方法，所述方法包括以下步骤：针对帧中的每个像素，从每个帧提取包括该特定像素的颜色分量的像素数据流；针对每个像素数据流，执行将所述像素数据流变换成多个细节分量；从每个变换后的像素数据流收集定义相应像素数据流的最低级别细节的细节分量；将所收集的最低级别细节分量连续存储在主块中；以及生成包含其余细节分量的一个或多个附加块。

根据本发明的第二方面，提供一种用于处理包括多个连续像素帧的视频流的系统，所述系统包括处理器，所述处理器被配置为执行以下步骤：针对帧中的每个像素，从每个帧提取包括该特定像素的颜色分量的像素数据流；针对每个像素数据流，执行将所述像素数据流变换成多个细节分量；从每个变换后的像素数据流收集定义相应像素数据流的最低级别细节的细节分量；将所收集的最低级别细节分量连续存储在主块中；以及生成包含其余细节分量的一个或多个附加块。

根据本发明的第三方面，提供一种位于计算机可读介质上的用于处理包括多个连续像素帧的视频流的计算机程序产品，所述产品包括执行以下步骤的指令：针对帧中的每个像素，从每个帧提取包括该特定像素的颜色分量的像素数据流；针对每个像素数据流，执行将所述像素数据流变换成多个细节分量；从每个变换后的像素数据流收集定义相应像素数据流的最低级别细节的细节分量；将所收集的最低级别细节分量连续存储在主块中；以及生成包含其余细节分量的一个或多个附加块。

根据本发明的第四方面，提供了一种产生包括多个连续像素帧的视频流的方法，所述方法包括以下步骤：接收连续存储最低级别细节分量的主块和包含其余细节分量的一个或多个附加块；构建多个变换后的像素数据流，每个变换后的像素数据流包括最低级别细节分量和一个或多个其余细节分量；针对每个变换后的像素数据流，执行将所述变换后的像素数据流逆变换成包括来自每个帧的特定像素的颜色分量的像素数据流；以及通过从每个像素数据流提取特定帧的像素数据而生成帧。

根据本发明的第五方面，提供一种用于产生包括多个连续像素帧的视频流的系统，所述系统包括处理器，所述处理器被配置为执行以下步骤：接收连续存储最低级别细节分量的主块和包含其余细节分量的一个或多个附加块；构建多个变换后的像素数据流，每个变换后的像素数据流包括最低级别细节分量和一个或多个其余细节分量；针对每个变换后的像素数据流，执行将所述变换后的像素数据流逆变换成包括来自每个帧的特定像素的颜色分量的像素数据流；以及通过从每个像素数据流提取特定帧的像素数据而生成帧。