[发明专利]一种基于视觉中心原理的视频传输装置及其传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频传输技术领域，尤其是指一种基于视觉中心原理的视频传输装置及其传输方法。

背景技术

网络技术的迅速发展使多媒体通信的应用和研究受到前所未有的重视。视频的数据量巨大，但由于目前网络有限的带宽、Internet的分组丢失率、无线网络的高误码率、网络异构性以及网络延迟等多种因素的影响，如何降低视频的存储、传输量都是计算机科技界一直在研究的问题。在窄带高噪声无线网络信道环境下，如何利用人体视觉模型的特性来合理地使用有限的网络带宽，即让有限的视频比特流合理地分配，从而提高视频重建图像的主观质量是非常有意义的。

公开日为1998年9月30日、公开号为CN1154934A的专利公开了一种视频传输装置，具有传输经复接的视频信息的多个传输媒体，每个视频信息接收单元与相应的传输媒体相连，以在系统传输媒体上接收特定视频信息，图像显示单元显示视频信息，把图像显示单元与任一视频信息接收单元相连以向图像显示单元提供视频信息的开关，和图像显示请求单元与每个视频信息接收单元和开关进行通信，并通过向可以接收特定视频信息的相关视频信息接收单元和开关发出命令以请求在图像显示单元上显示特定视频信息。但是，该发明所使用的传输方法，数据量依然可能很庞大，在有限带宽条件下传输缓慢。

发明内容

为了解决现有视频数据传输量较大的问题，本发明提出了一种基于视觉中心原理的视频传输装置及其传输方法，在视频编解码时保证视觉中心部分逼真再现，而其余部分降低图像质量，从而在不影响观看效果的前提下增加压缩比、减少视频的数据传输量，提高视频图像的主观质量。

本发明所采用的技术方案是：一种基于视觉中心原理的视频传输装置，包括依次连接的视觉中心分析模块、视频编码模块和视频传输模块，所述的视觉中心分析模块用于查找视频的视觉中心区，所述的视频编码模块采用不同压缩率的编码对视频的视觉中心区和其他区分别编码，所述的视频传输模块用于将编码后的视频传输至外部的视频输出设备。

“视觉中心”一词一般出现于视觉艺术类的领域中，可以指平面艺术(如绘画)中的主体，即画面中以构图、色彩等画面元素所表现出来的画面的主要元素，也可以指人的视野在一个平面中的中心点，通常人的视觉中心会在物理中心的偏上方。在本发明中，视频中吸引人视觉注意的部分定义为视觉中心。因为一段视频的内容往往变化很多，如千军万马的场面、城市喧闹的市区等，人眼无法全都注意到每个细节，故人们只会注意图像中的特殊部分，如动作变化情况、色彩、形状的不同等，如千军万马向前奔时，会特别注意红旗、特殊颜色的马、速度最快的领袖等等。利用人眼的这一现象，在视频压缩时，当整个图像变化很大时，只需保证特殊部分逼真再现，而其余部分可以做省略压缩，如降低帧频，或降低分辨率，甚至转为黑白色等，从而在不影响观看效果的前提下达到增加压缩比、减少视频传输量的目的。这种技术适用于网络视频传输、高压缩比的MP4播放器等。

作为优选，所述的视觉中心的类型包括亮度视觉中心、色彩视觉中心、运动视觉中心。视觉中心的主要表现就是视觉中心部分会与其他部分形成较大的反差，如颜色变化、运动变化、亮度变化等等。如在黑白的背景上出现彩色的物体，周围全是冷色调的图像中出现一个暖色体(如雪地里出现一个红色旗帜)或周围全是暖色调的图像中出现冷色体(如艳阳天里出现一个树荫)，这就是颜色上的反差，而这里的视觉中心定义为色彩视觉中心；如环境都在运动，只有中间一个人或物不动，或环境都是不动的，只有一个物体在动，这是运动上的反差，而这里的视觉中心定义为运动视觉中心；如黑天里出现一盏灯，或太阳光里出现一个黑影，这是亮度上的反差，而这里的视觉中心定义为亮度视觉中心；如一个人的目光从一个地方转向另外一个地方，那观众就会关注他要看什么，而这里的视觉中心定义为其他视觉中心。

一种基于视觉中心原理的视频传输方法，步骤如下：

a.视觉中心分析模块对视频进行分析，分析出该视频的视觉中心位置和类型，将视频划分为视觉中心区和其他区；

b.视频编码模块对视觉中心区和其他区压缩编码，给视觉中心区分配较多的码字，而其他区则分配较少的码字；

c.视频传输模块将重新编码后的视频传输至视频输出设备，视觉中心区采用彩色画质，分辨率大于800*600，且以大于30帧/秒的帧频传输，其他区以低于或等于视觉中心区的分辨率和帧频传输。

找出视觉中心后，对视觉中心区做低压缩率的传输，保证视觉中心区是清晰的，然后以视觉中心为中心向其他区扩展，其他区扩展优先采用低分辨率传输。