[发明专利]减小传输带宽的网络视频通信系统和方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及网络视频传输领域，尤其涉及一种用于减小传输带宽、提高容错能力的网络视频通信系统及其上的编码方法。

 

背景技术

现在是视频媒体网络化的时代，有很多网站能够为移动终端、电视、个人计算机提供着丰富多彩的视频节目。然而视频中的信息量极大，如高清视频，720P（1280*720）单幅图像的数据量为1280*720*24/8/1024=21600Kbit,如果每秒钟传输24帧图像，则每秒钟要传输的数据达到518.4Mb，即带宽是518M。因此，视频数据需要压缩，很多视频网站，如Youbute将高清视频压缩，甚至到800Kbps。

视频的压缩方法有很多种，但一般都采取图像间压缩方法，它是基于许多动态图像连续前后两幅图像之间具有时间相关性，即前后两幅画面之间图像变化很小的特点。图像间变化小说明连续的动态图像的相邻图像之间具有冗余信息，根据这一特性，压缩相邻图像之间的冗余量就可以进一步提高压缩量，减小压缩比。图像压缩也称为时间压缩（Temporal compression）。

时间压缩，如图1A所示，正常情况下，即没有出现解码错误图像的情况下，视频解码过程的相邻图像之间进行信息参考的关系,参考的关系使用箭头表示,箭头起点图像表示依赖其他图像的解码图像,而箭头终点图像表示解码图像所依赖的被依赖图像。只有被依赖图像得到正确解码，才能正确地解码依赖它的解码图像，如图1A中，第2帧的解码依赖第1帧是否被正确解码，第3帧的解码依赖第2帧是否被正确解码，第4帧的解码依赖第3帧是否被正确解码，第5帧的解码依赖第4帧是否被正确解码。

之所以当前解码图像会依赖前面的解码图像，原因是图像间编码的机制。编码时，当前图像被分为多个块，每个块在前面一个被称为参考图像（即依赖的解码图像）的图像中寻找相似的图像块，从而，用这个找到的图像块预测当前编码图像块，即得到当前块图像与相似图像块的差值。并将差值以及相似图像块相对于当前编码块的位置关系编码后传送给解码端，解码端解码时，解码得到图像块之间的差值之后还需要得到对应的相似图像块。通过解码得到的相似图像块相对于当前编码块的位置关系，从之前解码得到的依赖图像中找到对应相似图像块。将相似图像块与差值相加得到解码后的图像。

如果在解码中间有一帧的码流数据出现错误，如图1B所示，第3帧的码流数据由于传输过程中的问题，解码端未能正确解码该帧，结果由于第4帧解码时需要参考第3帧的数据，因此，导致第4帧也不能被正确解码，而第5帧由于依赖第4帧的正确解码，因此也不能被正确解码。

另一方面，由于网络中数据传输的不可靠性，数据传输存在一定的丢包率，并且数据包传输的时延也不稳定。为此，移动终端、电视和个人计算机等设备为用户提供高质量的视频服务时，必需要缓存一定时间长度的视频数据，以减小波动性。

然而，用户的网络带宽有时有限，如移动设备通过无线连接，数据传输的问题会更突出，在解码并观看视频时，常常因为数据接续不上而停顿。如果网络丢包率高的话，常常需要请求视频网站服务器重新发送丢送的数据包，使视频传输的问题变得更加突出。为此，本发明提出一种能够减少视频数据传输量，使网络视频播放更流畅的方法和系统。

 

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种用于减小传输带宽的网络视频通信系统及其上的编码方法，其能够在解码出错时可以只恢复必需显示的图像，在不影响图像显示的流畅性的基础上，避免跳过重要情节而影响收看，使得用户体验更佳。

为了实现上述目的，本发明提供一种减小传输带宽的网络视频通信系统的编码方法，其特征在于:视频图像包括多个图像，对于每一个图像在编码时，需要首先判断其是否是重要图像，重要图像必需显示。

当判断当前编码图像不是必需要显示的重要图像时，选择一个最优的参考帧作为第一参考帧进行编码；将当前编码图像划分成多个编码块；选择第一参考帧作为运动估计的参考帧对每一个编码块作第一运动估计；根据第一运动估计得到的第一运动向量计算出第一残差图像块；编码第一差残差图像块和第一运动向量；将第一残差图像块和第一运动向量的编码信息存储在第一地址。