一种反馈运动补偿残差信息的视频传输系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种反馈运动补偿残差信息的视频传输系统及方法，远端接收机信宿在反向信道上反馈接收到的运动补偿残差离散余弦变换系数量化信息和运动矢量，发送端的本地解码器使用反馈来的运动补偿残差离散余弦变换系数量化信息刷新本地重建帧，使本地解码器重建帧和远端信宿视频解码器重建帧一致，可以充分利用较空闲的反向信道提高视频传输的质量和抗信道干扰的能力，有效抑制误码扩散，对整个通信系统的正向信道容量影响较小。在本发明专利技术中，正向传送和反向反馈数据都以视频块或宏块为单位，以保证帧间运动补偿预测中的重建帧更新实时性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及视频压缩传输的
，具体涉及一种反馈运动补偿残差离散余弦变换系数量化信息的视频压缩传输系统及方法，采用远端信宿接收机中的视频解码器向本地发送机中的信源视频压缩编码器反馈其接收到的运动补偿残差离散余弦变换系数量化信息，以增强视频压缩传输系统抗信道干扰能力，同时也可以提高远端解码视频序列主观和客观质量。
技术介绍
在主流的视频压缩传输标准中，如MPEG-4、ITU H.26L/H.264标准等，视频压缩编码算法主要包括3个部分：帧间运动预测、空间块变换和量化。将一帧分割成多个8*8或4*4、16*16等尺寸大小的块，4个相邻亮度块和2个色差块可以合成一个宏块。在对运动预测残差的离散余弦变换（DCT）系数进行量化之后，本地视频压缩编码器中包含了一个本地解码器，这个本地解码器和远程的视频解码器相同，它确保在接下来的运动估计步骤中，视频编解码均采用重建后的视频图像进行运动补偿，从而避免本地视频压缩编码端采用原始预测帧、而远程视频解码端采用重建帧预测所带来的两端操作不同步问题。如果本地解码器和远程视频解码器采用不同的重建帧，解码器处解码的运动补偿残差会造成偏差，这种偏差如不进行纠正，将会进一步导致误码扩散的现象，造成视频传输接收时在视频图像中出现马赛克的现象，误码严重时，会影响接收视频的顺畅播放。尽管本地解码器和远程视频解码器中重建帧的同步对于视频传输质量的影响如此重要，并且在高误码率的信道中，更容易出现本地和远程重建帧不同步的现象，然而目前的视频编码标准仅仅只是采取使本地解码器和远程解码器相同的办法来保证本地和远程重建帧的同步，仅使用从本地视频压缩编码器到远程视频解码器的正向信道传输视频帧信息，并未利用从远程视频解码器到本地视频压缩编码器方向的反向信道进行重建帧反馈，因此本地视频压缩编码器中的本地解码器重建帧和远程视频解码器重建帧的不同步问题较严重，直接影响视频压缩远程传输的传输质量和抗信道干扰能力，需要频繁采用帧内编码的传输模式传输低压缩率的帧内编码，以此来保持本地和远端重建帧的同步，但这样做进一步造成了正向信道的拥挤。在现代通信系统中，既提供从编码器发射机到解码器接收机方向的正向信道，也提供从解码器接收机到编码器发射机的反向信道。在支持所谓的对称业务（如话音）的通信系统中，正反向信道的容量可以是基本平衡的，即反向信道可以达到与正向信道相同的传输速率。在支持如数据业务等不对称业务的通信系统中，可以根据上行和下行业务的不同需求调节正向信道和反向信道的容量比例，一般认为数据业务需要较大的下行数据速率和较小的上行数据速率。传统的视频业务往往需要较大的正向信道容量，即通信网络中心节点向分布在系统中的用户发布视频信息，反向信道上一般传输少量的反馈控制信息，一般是空闲的，没有得到充分利用。特别是当通信网络支持多种多媒体业务时，反向信道和正向信道的实际数据传输速率差别很大，空闲的反向信道造成了通信系统资源和频率等资源的浪费。利用反向信息反馈远端接收的运动补偿残差离散余弦变换系数量化信息不给通信系统带来额外负担，并且由于反馈信息较好地保持了发送端的本地解码器和远端的接收解码器的重建帧同步，阻止了接收视频帧质量的下降，也就减少了压缩率较低的帧内编码传输，可以缓解视频业务正向信道的传输瓶颈。
技术实现思路
为了解决上述因本地解码器重建帧和远程视频解码器重建帧不同步而造成的误码扩散和解码视频质量下降的技术问题，本专利技术提供了一种反馈运动补偿残差离散余弦变换系数量化信息的视频远程传输系统及方法，正向信道上的压缩视频信息发送以视频帧的块或宏块为单位，其中一个宏块可以包括若干个块，每块有一个运动矢量；在反向信道上以块或宏块为单位反馈远端视频接收器接收到的运动补偿残差离散余弦变换系数量化信息，在本地视频压缩编码器中的本地解码器进行反量化和逆离散余弦变换，还原出块或宏块的运动补偿残差信息，再加上运动平移后的预测帧中对应宏块或块信息，组成为本地重建帧，这个重建帧信息包括了信道误码信息，以此为基础产生的运动补偿残差能够有效校正远程的视频解码器重建帧和本地解码器重建帧之间的不同步。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种反馈运动补偿残差信息的视频传输系统，包括本地的信源和远程的信宿，信源包括信源视频编码器、正向传输发送器和反向反馈接收器，正向传输发送器和反向反馈接收器均与信源视频编码器相连接；信宿包括信宿视频解码器、正向传输接收器和反向反馈发送器，正向传输接收器和反向反馈发送器均与信宿视频解码器相连接；正向传输发送器与正向传输接收器相连接，反向反馈发送器与反向反馈接收器相连接，所述信源视频编码器包括视频源、减法器、视频矢量编码器、离散余弦变换器、量化器和本地解码器；所述视频源与减法器相连接，减法器与离散余弦变换器相连接，所述离散余弦变换器与量化器相连接，量化器与视频矢量编码器相连接，视频矢量编码器与正向传输发送器相连接；所述本地解码器的输入端分别与反向反馈接收器、视频源相连接，本地解码器的一个输出端与视频矢量编码器相连接，本地解码器的另一输出端与减法器相连接。所述本地解码器包括本地反量化器、本地逆离散余弦变换器、加法器、本地重建帧缓冲器、运动估计器和运动平移器，本地反量化器与反向反馈接收器相连接，本地逆离散余弦变换器与本地反量化器相连接；所述运动估计器与视频源相连接，运动估计器输出的运动估计矢量作为运动平移器的输入；所述加法器分别与本地逆离散余弦变换器和运动平移器相连接，加法器与本地重建帧缓冲器相连接，本地重建帧缓冲器分别与运动估计器、运动平移器相连接；所述运动估计器与视频矢量编码器相连接，运动平移器和减法器相连接。所述信宿视频解码器包括视频矢量解码器、信宿反量化器、信宿逆离散余弦变换器和信宿运动平移器；所述视频矢量解码器与正向传输接收器相连接，视频矢量解码器分别与信宿反量化器、信宿运动平移器、反向反馈发送器相连接，信宿反量化器与信宿逆离散余弦变换器相连接，信宿逆离散余弦变换器与信宿运动平移器相连接。视频传输系统发送运动补偿残差信息的方法是：信源视频编码器以块或宏块为单位发送运动补偿残差离散余弦变换系数量化信息和运动矢量信息。视频传输系统反馈运动补偿残差信息方法，信宿视频解码器的反馈信息是通过正向传输接收器接收运动补偿残差离散余弦变换系数量化信息，信宿视频解码器以块或宏块为单位反馈运动补偿残差离散余弦变换系数量化信息。一种反馈运动补偿残差信息的视频传输方法，发送运动补偿残差信息方法的步骤为：步骤一：视频源把当前视频帧划分为视频块和宏块，每个视频块将对应一个运动矢量，一个宏块包含若干个块；步骤二：视频源将一个宏块或块Bn发送给运动估计器和减法器；步骤三：运动估计器将得到的宏块或块Bn的块运动矢量BMVn分别发送给视频矢量编码器和运动平移器；步骤四：运动平移器将对应重建帧中的对应块RFBn发送给减法器；步骤五：减法器将块Bn和重建帧中的对应块RFBn相减的差值块MCERBn发送给离散余弦变换器；步骤六：离散余弦变换器对差值块MCERBn进行离散余弦变换，得到离散余弦变换系数块DCTBn，将其发送给量化器；步骤七：量化器将离散余弦变换系数块DCTBn进行最佳量化，得到最佳量化块QUANBn，并将其发送给视频矢量编码器；步骤八本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反馈运动补偿残差信息的视频传输系统，包括本地的信源（100）和远程的信宿（110），信源（100）包括信源视频编码器（101）、正向传输发送器（102）和反向反馈接收器（103），正向传输发送器（102）和反向反馈接收器（103）均与信源视频编码器（101）相连接；信宿（110）包括信宿视频解码器（111）、正向传输接收器（112）和反向反馈发送器（113），正向传输接收器（112）和反向反馈发送器（113）均与信宿视频解码器（111）相连接；正向传输发送器（102）与正向传输接收器（112）相连接，反向反馈发送器（113）与反向反馈接收器（103）相连接，其特征在于，所述信源视频编码器（101）包括视频源（201）、减法器（202）、视频矢量编码器（206）、离散余弦变换器（204）、量化器（205）和本地解码器（210）；所述视频源（201）与减法器（202）相连接，减法器（202）与离散余弦变换器（204）相连接，所述离散余弦变换器（204）与量化器（205）相连接，量化器（205）与视频矢量编码器（206）相连接，视频矢量编码器（206）与正向传输发送器（102）相连接；所述本地解码器（210）的输入端分别与反向反馈接收器（103）、视频源（201）相连接，本地解码器（210）的一个输出端与视频矢量编码器（206）相连接，本地解码器（210）的另一输出端与减法器（202）相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种反馈运动补偿残差信息的视频传输系统，包括本地的信源（100）和远程的信宿（110），信源（100）包括信源视频编码器（101）、正向传输发送器（102）和反向反馈接收器（103），正向传输发送器（102）和反向反馈接收器（103）均与信源视频编码器（101）相连接；信宿（110）包括信宿视频解码器（111）、正向传输接收器（112）和反向反馈发送器（113），正向传输接收器（112）和反向反馈发送器（113）均与信宿视频解码器（111）相连接；正向传输发送器（102）与正向传输接收器（112）相连接，反向反馈发送器（113）与反向反馈接收器（103）相连接，其特征在于，所述信源视频编码器（101）包括视频源（201）、减法器（202）、视频矢量编码器（206）、离散余弦变换器（204）、量化器（205）和本地解码器（210）；所述视频源（201）与减法器（202）相连接，减法器（202）与离散余弦变换器（204）相连接，所述离散余弦变换器（204）与量化器（205）相连接，量化器（205）与视频矢量编码器（206）相连接，视频矢量编码器（206）与正向传输发送器（102）相连接；所述本地解码器（210）的输入端分别与反向反馈接收器（103）、视频源（201）相连接，本地解码器（210）的一个输出端与视频矢量编码器（206）相连接，本地解码器（210）的另一输出端与减法器（202）相连接。2.根据权利要求1所述的反馈运动补偿残差信息的视频传输系统，其特征在于，所述本地解码器（210）包括本地反量化器（2105）、本地逆离散余弦变换器（2104）、加法器（2106）、本地重建帧缓冲器（2103）、运动估计器（2101）和运动平移器（2102），本地反量化器（2105）与反向反馈接收器（103）相连接，本地逆离散余弦变换器（2104）与本地反量化器（2105）相连接；所述运动估计器（2101）与视频源（201）相连接，运动估计器（2101）输出的运动估计矢量作为运动平移器（2102）的输入；所述加法器（2106）分别与本地逆离散余弦变换器（2104）和运动平移器（2102）相连接，加法器（2106）与本地重建帧缓冲器（2103）相连接，本地重建帧缓冲器（2103）分别与运动估计器（2101）、运动平移器（2102）相连接；所述运动估计器（2101）与视频矢量编码器（206）相连接，运动平移器（2102）和减法器（202）相连接。3.根据权利要求1或2所述的反馈运动补偿残差信息的视频传输系统，其特征在于，所述信宿视频解码器（111）包括视频矢量解码器（301）、信宿反量化器（304）、信宿逆离散余弦变换器（305）和信宿运动平移器（306）；所述视频矢量解码器（301）与正向传输接收器（112）相连接，视频矢量解码器（301）分别与信宿反量化器（304）、信宿运动平移器（306）、反向反馈发送器（113）相连接，信宿反量化器（304）与信宿逆离散余弦变换器（305）相连接，信宿逆离散余弦变换器（305）与信宿运动平移器（306）相连接。4.根据权利要求2或3所述的反馈运动补偿残差信息的视频传输系统，其特征在于，视频传输系统发送运动补偿残差信息的方法是：信源视频编码器（101）以块或宏块为单位发送运动补偿残差离散余弦变换系数量化信息和运动矢量信息。5.根据权利要求2或3所述的反馈运动补偿残差信息的视频传输系统，其特征在于，视频传输系统反馈运动补偿残差信息方法，信宿视频解码器（111）的反馈信息是通过正向传输接收器（112）接收运动补偿残差离散余弦变换系数量化信息，信宿视频解码器（111）以块或宏块为单位反馈运动补偿残差离散余弦变换系数量化信息。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈朝阳，张秋慧，武兴会，李小魁，宋雪洁，邱建文，
申请(专利权)人：河南工程学院，
类型：发明
国别省市：河南;41