專利名稱：可降維的對象分割和小波分形可伸縮性視頻編碼的制作方法
技術領域：
本發(fā)明提出一種在移動無線互聯(lián)網上傳輸具有服務質量控制的可降維的對象分割和小波分形可伸縮性視頻編碼方法。采用創(chuàng)新的小波分形圖像處理技術應用于可降維的對象分割和可伸縮性視頻對象編碼中，提出了可降維的視頻對象分割和小波分形可伸縮性視頻對象編碼相結合的概念、理論和實現(xiàn)方法。這種基于小波分形具有服務質量控制的新的視頻對象編碼方法可應用于移動無線互聯(lián)網。
背景技術：
目前在移動無線互聯(lián)網中可靠傳輸壓縮后的多媒體信號尤其是圖像與視頻信號，缺乏一種有效的編碼方法。其原因之一，壓縮后的多媒體信號對傳輸信道中的誤差極度敏感。其二，在移動無線互聯(lián)網中存在隨機誤差(Random Erroe)和突發(fā)性誤差(Bursty Error)以及Internet網絡的異構性，網絡帶寬的不確定，存在傳輸中的丟包誤差(Packet loss)。
本發(fā)明是根據未來移動無線互聯(lián)網將無線IP和有線IP交換，分組交換和電路交換融合，存在各種傳輸誤差，根據這一特點，提出了一種在移動無線互聯(lián)網上傳輸具有服務質量控制的可降維的對象分割和小波分形可伸縮性視頻對象編碼方法。
發(fā)明內容
可降維的對象分割和小波分形可伸縮性視頻編碼采用小波分形數(shù)字信號處理技術分別對可降維的視頻對象分割、服務質量控制、小波分形插值和可伸縮性視頻對象編碼進行全局研究。將降維對象的分割，圖像數(shù)據分形插值，服務質量控制和可伸縮性視頻對象編碼有機的結合起來進行優(yōu)化，提出了一種在移動無線互聯(lián)網上傳輸具有服務質量控制的可降維的對象分割和小波分形可伸縮性視頻對象編碼方法。為了降低分割視頻對象的復雜度，對視頻圖像進行降維處理，即選用具有對稱性雙正交小波函數(shù)，對視頻圖像進行若干層二維小波分割，并取低頻子帶圖像作為其低維近似表示，在小波變換域內，將低維圖像分割成若干個獨立的、用小波系數(shù)描述的、空間分辯率可伸縮性的低維視頻對象。低頻子圖像的尺寸為原圖像的 降低了視頻對象分割的復雜度。根據低維視頻對象對應的每個尺度上的垂直方向、平行方向和對角方向上的三個高頻視頻對象具有同方向上、不同尺度上的高頻分量具有相似性和各級高頻系數(shù)的父子關系，通過同方向上高頻子帶視頻對象的空間位置和小波系數(shù)的父子關系能檢測到各級高頻子帶的視頻對象。在編碼端，對各級視頻對象采用不同的優(yōu)先級的信元包，當信道擁塞時，丟掉優(yōu)先級低的信元包，傳送優(yōu)先級高的信元包，在解碼端，采用小波分形插值，重建丟失的信元包，實現(xiàn)具有服務質量控制的可降維對象分割和小波分形可伸縮性的視頻對象編碼。
下面結合附圖對本發(fā)明專利進一步說明圖1是可降維的對象分割和小波分形可伸縮性視頻編碼原理圖。
在圖1中，小波變換(1)、視頻對象分割(2)、可伸縮性編碼(3)、信道編碼(4)、信道解碼(5)、可伸縮性解碼(6)、分形內插(7)、小波反變換(8)。
圖2是二級正小波變換分割示意圖。
在圖2中低維圖像即低分辨率子圖ML2(9)，高頻分量分辨率m＝2水平方向子圖MH2(10)，高頻分量分辨率m＝2垂直方向子圖MV2(11)，高頻分量分辨率m＝2對角線方向子圖MD2(12)，高頻分量分辨率m＝1水平方向子圖MH1(13)，高頻分量分辨率m＝1垂直方向子圖MV1(14)，高頻分量分辨率m＝1對角線方向子圖MD1(15)。
圖2為二級小波正變換過程，從圖可以將二級小波變換過程描述為將原圖像逐級向下拆分成不同分辨率的子圖像過程。
其中MH1(13)，MH2(10)為水平方向上的細節(jié)子圖，MV1(14)，MV2(11)為垂直方向上的細節(jié)子圖，MD1(15)，MD2(12)為對角線方向上的細節(jié)子圖，ML2(9)為低分辨率圖像。
從圖2可以看出圖像經過一級小波變換后，分解為一個低頻分量圖像和三個高頻分量圖像，每部分的數(shù)據量為原圖像的四分之一，又由于變換前后的總能量是相等的，且變換后的能量大部分集中在低頻分量圖像上。第2次小波變換時只對最低頻子圖像進行，又將最低頻子圖像分解為4個子圖像，這樣進行M次變換就將產生出3M+1個子圖像。
具體實施方案可降維的對象分割和小波分形可伸縮性視頻編碼的具體實施方案如圖1所示，具體實施方案是首先將移動無線互聯(lián)網上傳輸?shù)囊曨l信號選擇具有對稱性質的雙正交小波基對視頻圖像進行分解，分解成若干級用小波系數(shù)描述的視頻對象，(如圖1(1)所示)，并取低頻子帶圖像作為其低維近似表示，在小波變換域內，將低維圖像分割成若干個獨立的、用小波系數(shù)描述的、空間可伸縮性的低維視頻對象。低頻圖像的尺寸為原圖像的 這種視頻對象的分割同通常整幅圖像視頻對象分割不同，本專利的分割是在小波變換域的低維子帶內分割低維視頻對象，而高維視頻對象根據同方向上、不同尺度上的高頻分量具有相似性，通過相同子帶的父子關系獲得各級高頻視頻對象位置。經過降維小波處理后的視頻對象已將視頻圖像分成了獨立的空間分辨率可伸縮性的視頻對象，從而達到降低分割視頻對象的復雜度。降維小波分割在圖1(2)中進行。圖2是二級小波變換分割示意圖。經過小波變換后同方向上、不同尺度上的高頻分量具有相似性的特點，即圖2中的MH1與MH2，MV1與MV2，MD1與MD2具有相似性。在編碼端，對各級視頻對象采用不同的優(yōu)先級信元包，編碼時，尺度小的高頻分量(如圖2中的M＝1時MH1、MV1和MD1)采用低優(yōu)先級信元包；低頻分量和尺度大的高頻分量采用高優(yōu)先級信元包。當發(fā)生信道擁塞時，丟失低優(yōu)先級信元包，傳輸高優(yōu)先級信元包。在解碼端，利用同方向上、不同尺度上的高頻分量具有相似性的特點，通過分形插值恢復丟失的高頻分量(低優(yōu)先級信元包)，實現(xiàn)在移動互聯(lián)網上傳輸?shù)木哂蟹召|量控制的可伸縮性視頻對象編碼。
權利要求
1.一種視頻編碼方法，在移動無線互聯(lián)網上傳輸具有服務質量控制的可降維的對象分割和小波分形可伸縮性視頻編碼，其特征是采用小波分形數(shù)字信號處理技術實現(xiàn)對視頻對象可降維分割、服務質量控制、小波分形插值和可伸縮性視頻對象編碼。
2.根據權利要求1所述的視頻編碼方法，其特征是在小波變換域的低維子帶內分割低維視頻對象，低頻子圖像的尺寸為原圖像的 而高頻視頻對象根據同方向上、不同尺度上的高頻分量具有相似性，通過同方向上高頻子帶視頻對象的空間位置和小波系數(shù)的父子關系能檢測到各級高頻子帶的視頻對象，將視頻圖像分成了獨立的空間分辨率可伸縮性的視頻對象，從而達到降低分割視頻對象的復雜度，實現(xiàn)降維視頻對象分割。
3.根據權利要求1所述的視頻編碼方法，其特征是在編碼端，對各級視頻對象采用不同的優(yōu)先級信元包，尺度小的高頻分量采用低優(yōu)先級信元包，低頻分量和尺度大的高頻分量采用高優(yōu)先級信元包，當發(fā)生信道擁塞時，丟失低優(yōu)先級信元包，傳輸高優(yōu)先級信元包；在接收端，利用同方向上、不同尺度上的高頻分量具有相似性的特點，通過分形插值恢復丟失的高頻分量(低優(yōu)先級信元包)。
全文摘要
一種在移動無線互聯(lián)網上傳輸具有服務質量控制的可降維的對象分割和小波分形可伸縮性視頻編碼方法。在小波變換域的低維子帶內分割低維視頻對象，低頻子圖像的尺寸為原圖像的1/文檔編號H04N7/24GK1568003SQ03137580
公開日2005年1月19日 申請日期2003年6月18日 優(yōu)先權日2003年6月18日
發(fā)明者張燦, 凃國防 申請人:中國科學院研究生院