便攜終端的視頻通信畫質改善裝置及其方法

專利名稱：便攜終端的視頻通信畫質改善裝置及其方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，特別是一種便攜終端的視頻通信畫質改善裝置及其方法。
背景技術：
與對方進行一般的溝通時，采用有聲音(AUDIO或SOUND)、影像(IMAGE)、傳送符號及文字以及傳達感覺等方式，在進行遠距離通信(COMMUNICATION)時，則多是采用可聽的聲音的方式。
移動通信用便攜終端作為遠距離通信的代表裝置，上述移動通信用便攜終端(UEUSER EQUIPMENT)在加入登陸系統的相應基站(RANRADIO ACCESSNETWORK)形成的服務區域(SERVICE AREA)內自由移動，受到移動交換中心(MSCMOBILE SWITCHING CENTER)的監視、控制、交換(SWITCHING)而經過設定的通信路徑，在任何時間任何場所，與對方即刻無線連接并通信，是一種用戶隨時攜帶移動并通信的尖端無線通信設備。
上述便攜終端(MS)最初以音頻級信號媒介為主要通信方式，第二代發展成利用文字級數據信號媒介，通過消息或電子郵件等快速傳送大量的信息的通信方式進行通信，當前的第三代則發展成上述音頻級媒介和文字級媒介中包含影像級媒介的多媒體(MULTI-MEDIA)方式，從而可將更多的信息迅速傳送給對方。
在如上所述的第三代多媒體通信方式便攜終端，通過利用影像及音頻信號與無線連接的對方進行通信，使在聆聽對方的影像和語音的同時，將自己的影像和語音傳送到對方并進行雙方向通信。
但是，在上述多媒體影像級信號中，需要傳送的數據量相比音頻(VOICE)級信號或文字級信號較多，故需要寬帶(BANDWIDTH)和高速數據傳送技術，但由于移動通信系統分配到的頻率區域或帶寬具有限制，并且多個加入者需要同時進行通信，從而無法不斷提高信道單位傳送速度，具有固定分配或受到限制等多種技術瓶頸。
即，上述移動通信系統提供服務的無線信道可傳送的數據量具有限制，為使傳送的畫質信號保持較好的畫質，需要相應增加數據的傳送量。
為使上述移動通信系統的無線信道傳送的數據量最大，同時保持最佳的影像畫質，所提示出的方法主要有速率控制(RATE CONTROL)技術和壓縮技術。
在上述速率控制(RATE CONTROL)技術中，對需要傳送的影像信號數據進行分散控制，使其匹配于分配的信道可傳送的數據大小或目標比特量，以最佳的狀態進行分散傳送，從而保持無失真的最佳畫質并進行傳送；在上述壓縮技術中，將需要傳送的數據按既定的方式轉換為較小的容量。一般來說，上述壓縮技術和速率控制技術一并使用，本發明則涉及上述壓縮技術領域。
一般來說，利用便攜終端的視頻通信中，通過相互觀看對方的臉部進行通信，其特征是相比一般的自然影像畫質變化或移動較少。
為使充分利用上述限制的信道數據傳送速度，并傳送數據量較多的視頻通信信號，這里使用有多種信號處理及傳送方法和壓縮方法。
上述視頻通信通過觀看對方臉部進行通信，其特征是畫面的變化或畫面的差異較少，特別是背景畫面變化較少并視覺不集中，而是集中到對方的臉部和輪廓線上。
利用上述視頻通信的形態信息特征，并通過變化相應的壓縮率而使用的信號處理方式，是一種在信道的數據傳輸速度受到限制的環境下，給對方提供最佳畫質的有效方式，故需要用更為有效的畫面壓縮技術進行開發。
下面參照


現有技術中的便攜終端的視頻通信方式。
圖1是作為一例的便攜終端的畫質通信影像狀態圖，圖2是現有技術中的視頻通信傳送方式流程圖。
下面參照上述附圖1說明便攜終端進行視頻通信時的傳送畫面或影像的實施例。
如圖1所示，利用便攜終端進行視頻通信時，視線集中的中心部分是臉部分，其次是人物的輪廓區域，背景畫面則視線集中較少。
即，視線集中的部分是臉部區域，其次是輪廓區域等順序，故臉部區域的畫質尤為重要。
下面參照上述附圖2說明現有技術中的便攜終端的視頻通信方式。
上述便攜終端(MS)通過一體設置的相機部輸入視頻信號步驟S10，并對上述輸入的視頻信號進行信號處理，從而以頻率成分進行分析(ANALYZE)。
上述以頻率成分分析的視頻信號中，除去高頻成分并進行壓縮步驟S20，通過相應的加密操作進行調制，并將上述進行加密調制的影像信號無線傳送到指定的對方步驟S30。
在上述視頻信號以頻率成分進行分析時，一般來說，區分物體的輪廓線部分以高頻信號成分分析，其它部分則以低頻信號成分分析。
上述高頻信號轉換成數字方式時，數據的大小將會變大，同時傳送所需的時間和數據傳送速度相應增多。
因此，為使保持相同的數據量而傳送較多的視頻信號，以低頻成分為主進行傳送，高頻成分則刪去一部分，使在符合于限定的數據傳送速度，并保持最佳畫質的狀態下進行壓縮傳送。
但是，在上述現有壓縮技術中刪去較多的高頻部分時，輪廓線部分將產生阻斷(BLOCKING)現象，從而影像清晰的畫質。
并且，作為現有技術中的其它技術，視頻信號以幀(FRAME)單位或分割的幀單位通過各不相同的壓縮率壓縮傳送，但不適合用于視頻通信中。

發明內容
為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種便攜終端的視頻通信畫質改善裝置及其方法，使在空間上分割畫面，并采用各不相同的壓縮率的方法，在進行視頻通訊時，利用臉部分近似位于一定場所的特點，決定臉部區域檢測及大小，同時各決定輪廓線區域和人物區域并使用各不相同的壓縮率，從而在數據傳送率受到限制的環境下傳送最佳畫質的視頻信號。
為達到上述目的，本發明中的便攜終端的視頻通信畫質改善裝置，其特征是包含有如下幾個部分相機部，將視頻通信相關的視頻信號通過相應的控制信號進行拍攝輸入；控制部，檢測出相機部視頻信號的臉部區域并決定其大小，同時檢測出輪廓線和人物區域并采用不同的量化階；模板部，連接于控制部，輸出視頻信號的臉位置部分，并根據顏色信號分析決定臉部大小，同時決定人物區域和輪廓線區域；壓縮部，連接于控制部，在上述模板部中輸出的視頻信號的各區域采用不同的量化階并進行壓縮輸出；調制解調部，連接于控制部，對上述壓縮部中壓縮的視頻信號進行相應的加密調制處理并輸出。
并且，為使達到上述目的，本發明中的便攜終端的視頻通信畫質改善方法，其特征是包含有如下幾個步驟準備步驟，在便攜終端中設定輸入視頻框架的臉部區域、人物區域、輪廓線區域的基本模板；臉部步驟，在上述便攜終端中輸入視頻信號時，檢測出膚色象素并與臉部模板進行比較，同時決定臉部區域的大小；大小步驟，決定人物區域和輪廓線區域的大小，使其與上述視頻信號的臉部區域大小成比例；壓縮步驟，根據構成上述視頻信號的臉部區域、輪廓線區域、人物區域、背景區域的順序，依次設定量化階并進行傳送。
本發明能夠利用便攜終端的視頻通信中，視線集中的臉部區域的畫質得到最大的改善并進行傳送，使改善視頻信號的幀單位整體上的畫質。

圖1是作為一例的便攜終端的畫質通信影像狀態圖；圖2是現有技術中的視頻通信傳送方式流程圖；圖3是本發明中的便攜終端的視頻通信畫質改善裝置功能結構圖；圖4是本發明中的便攜終端的視頻通信畫質改善方法流程圖；
圖5是本發明中的便攜終端的視頻通信畫質改善方式說明圖。
**附圖主要部分的符號說明**100無線部110控制部120調制解調部130存儲器部 140輸入輸出部150壓縮部160模板部170相機部具體實施方式
下面，結合附圖對于本發明進行如下詳細說明。
圖3是本發明中的便攜終端的視頻通信畫質改善裝置功能結構圖，圖4是本發明中的便攜終端的視頻通信畫質改善方法流程圖，圖5是本發明中的便攜終端的視頻通信畫質改善方式說明圖。
下面參少上述附圖3說明本發明中的便攜終端的視頻通信畫質改善裝置，其包含有無線部100、控制部110、調制解調部120、存儲器部130、輸入輸出部140、壓縮部150、模板部160、相機部170。
其中，上述無線部100連接于控制部110，將通過相應的控制操作壓縮、加密調制的視頻信號進行無線接收發送；上述控制部110檢測出上述相機部170中輸入的視頻信號的臉部區域并決定其大小，同時檢測出輪廓線和人物區域并采用不同的量化階。上述控制部110從上述輸入輸出部接收相應的控制命令，控制上述相機部輸入視頻信號，將上述輸入的視頻信號相加到模板部，通過控制上述模板部，視頻信號區分為臉部區域、輪廓線區域、人物區域、背景區域并進行輸出，同時將上述視頻信號相加到壓縮部，通過控制上述壓縮部，以臉部區域、輪廓線區域、人物區域、背景區域的順序依次采用量化階，并輸出上述壓縮的視頻信號，將上述壓縮的視頻信號相加到調制解調部，通過控制上述調制解調部進行加密調制操作后，相加到上述無線部并進行無線傳送；上述調制解調部120連接于上述控制部110，對上述壓縮部150中壓縮的視頻信號進行相應的加密調制處理并輸出；
上述存儲器部130連接于上述控制部110，用于記錄存儲便攜終端的應用程序和數據并進行輸出；上述輸入輸出部140連接于上述控制部110，用于輸入輸出多媒體信號，以及用于輸入包含壓縮傳送的控制命令和撥號信號；上述壓縮部150連接于上述控制部110，在上述模板部160中輸出的視頻信號的各區域采用不同的量化階并進行壓縮輸出。上述壓縮部150通過上述控制部110的控制，對上述模板部160中相加的視頻信號進行分析，并以臉部區域、輪廓線區域、人物區域、背景區域的順序依次采用量化階并進行壓縮輸出；上述模板部160連接于上述控制部110，輸出視頻信號的臉位置部分，并根據顏色信號分析決定臉部大小，同時決定人物區域和輪廓線區域。上述模板部160輸出相機部中輸入的視頻信號通常的臉部位置，并以上述臉部位置為中心檢測出膚色區域象素，從而決定臉部區域的大小，同時以上述決定的臉部大小為基準，設定與此成一定比例的區域為人物區域，以及設定與此成一定比例的區域為輪廓線區域，并輸出上述分割為決定區域的視頻信號；上述相機部170通過上述控制部110中相加的相應控制信號，將用于視頻通信的視頻信號以幀單位進行拍攝輸入。
下面參照附圖如上結構的本發明中的便攜終端(MS)視頻通信畫質改善裝置。
上述便攜終端(MS)的控制部110接到工作電源時，從上述存儲器部130接收應用程序和數據并進行設定，從而處于可提供移動通信服務的待機狀態。
上述控制部110識別輸入輸出部140中輸入的相應控制信號，并控制上述相機部170接收用于視頻通信的幀單位的視頻信號，上述輸入的視頻信號則相加到模板部160。
上述模板部160中存儲有臉部區域、人物區域、輪廓線區域的基本大小對應的模板，并在上述輸入的用于視頻通信的視頻信號中，對上述基本大小的臉部區域模板相應的象素進行分析。
在上述分析步驟中檢測出皮膚顏色的象素(PIXEL)，當上述分析中檢測出較多的膚色象素時，則判斷為臉部區域，并對可檢測出上述膚色象素的所有區域進行檢測，從而推斷設定臉部區域的大小。
為使進行視頻通信而設定向對方發送的臉部區域時，以上述臉部區域的大小為基準，將與此成一定比例的人物區域和輪廓線區域，以相應的模板大小為基準各追加設定。
即，在上述模板部160中，將輸入的視頻信號區分為臉部區域、人物區域、輪廓線區域、背景區域并進行輸出。
參照上述附圖5，在上述模板部160中，從輸入的視頻信號區分臉部區域1，其次區分人物區域2，再后區分輪廓線區域3。
上述控制部110將模板部160中分割為各區域的視頻信號相加到壓縮部150中。
上述壓縮部150將對輸入的視頻信號進行分析，并將臉部區域中設定最高的量化階，確認人物輪廓的輪廓線區域以其次的量化階進行設定，再后以下一順序的量化階設定確認整體人物的人物區域，背景區域則以最低的量化階進行設定。
上述量化階較高設定的部分，將在相應的區域分配較多比特量，從而保持較好的畫質；上述量化階較低設定的部分，則在相應的區域分配較少的比特量，從而提高相應區域的壓縮率。
如上所述，通過上述壓縮部150以各不相同的壓縮率進行壓縮的視頻信號，將通過上述控制部110的控制操作相加到調制解調部120中，并通過上述調制解調部120以既定的方式進行加密調制，接著相加到上述無線部100并無線傳送到呼叫設定的對方終端。
在如上結構的本發明移動通信系統中，在為使進行視頻通信而分配的信道允許的數據傳送大小環境下，視線集中的臉部區域的畫質設定為最佳，其次以輪廓線區域、人物區域、背景區域的順序設定畫質。
由此，可在移動通信無線信道資源允許的范圍內，將視頻信號的畫質保持最佳的狀態下進行傳送。
下面參照附圖4說明本發明中的便攜終端的視頻通信畫質改善方法，其包含有準備步驟S100、臉部步驟、大小步驟、壓縮步驟。
在上述準備步驟S100中，在便攜終端(MS)中設定輸入視頻框架的臉部區域、人物區域、輪廓線區域的基本模板；在上述臉部步驟中，在上述便攜終端(MS)中輸入視頻信號時，檢測出膚色象素(PIXEL)并與臉部模板(TEMPLET)進行比較，同時決定臉部區域的大小。其包含有判斷上述便攜終端(MS)中是否輸入有視頻通信用視頻信號的步驟S110；在上述步驟S110中，當輸入有視頻信號時，檢測出膚色象素(PIXEL)的臨界區域，并與臉部區域的模板進行比較，從而決定臉部區域的大小的步驟S120；在上述大小步驟中，決定人物區域和輪廓線區域的大小，使其與上述視頻信號的臉部區域大小成比例。其包含有與上述臉部步驟中決定的臉部區域的大小成比例設定人物區域大小的步驟S130；與上述臉部步驟中決定的臉部區域的大小成比例設定輪廓線區域大小的步驟S140；在上述壓縮步驟中，根據構成上述視頻信號的臉部區域、輪廓線區域、人物區域、背景區域的順序，依次設定量化階并進行傳送。其包含有按照上述大小步驟中決定的臉部區域、輪廓線區域、人物區域、背景區域的順序，依次設定量化階值的步驟S150；根據上述步驟S150中設定的量化階值，進行壓縮、加密調制并傳送的步驟S160。
下面參照附圖詳細說明如上結構的本發明中的便攜終端視頻通信畫質改善方法。
上述多媒體便攜終端(MS)可進行視頻通信，在模板部160中預先設定存儲由既定大小的臉部區域、人物區域、輪廓線區域的模板步驟S100。
上述便攜終端(MS)的控制部110判斷是否輸入有視頻信號，當輸入有視頻信號時，以臉部區域1的模板(TEMPLET)為基準，對周圍的象素(PIXEL)進行分析并檢測出膚色象素，當檢測出上述膚色象素時，確認上述模板周圍的所有膚色象素區域，從而決定上述臉部區域的大小步驟S120。
在上述步驟S120中設定的臉部區域1為基準，以既定的比例決定基于人物區域2模板的人物區域2的大小步驟S130。
即，通過預先設定的臉部區域的模板和膚色象素檢測操作而設定的臉部區域1的大小比例，從上述人物區域2模板決定人物區域2的大小。
通過上述方式，決定與上述臉部區域1的大小成比例的輪廓線區域3的大小步驟S140。
在視頻信號中決定的臉部區域1、人物區域2、輪廓線區域3、背景區域，依次設定各自的量化階值步驟S150，通過上述設定的量化階對相應的區域進行壓縮、加密調制并相加到無線部100，從而將其傳送到進行視頻通信的對方終端步驟S160。
其中，上述臉部區域1設定有最高的量化階，使其相應分配較多的比特量并以畫質最好的狀態進行壓縮；上述背景區域中設定有最低的量化階，使其相應分配最少的比特量并以最高的壓縮率進行壓縮傳送。上述整體壓縮并傳送的比特數字將不會超出相應信道允許的比特數字范圍。
本發明的有益效果在于，在移動通信系統中分配的信道允許的數據傳送率范圍內，視覺集中的臉部區域具有最佳的畫質并進行傳送。
在如上結構的本發明視頻通信的幀單位信號中，臉部區域以最佳的畫質進行壓縮傳送，而背景區域則以最高的壓縮率進行壓縮傳送，使在便攜終端的無線信道允許的數據傳送率范圍內，保持最佳的畫質并進行傳送。
并且，在利用便攜終端的視頻通信中，視線集中的臉部區域的畫質得到最大的改善并進行傳送，使改善視頻信號的幀單位整體上的畫質。
以上
具體實施例方式
僅用于說明本發明，而非用于限定本發明。
權利要求
1.一種便攜終端的視頻通信畫質改善裝置，其特征在于包含有如下幾個部分相機部，將視頻通信相關的視頻信號通過相應的控制信號進行拍攝輸入；控制部，所述的相機部與該控制部相連接，檢測出相機部視頻信號的臉部區域并決定其大小，同時檢測出輪廓線和人物區域并采用不同的量化階；模板部，連接于控制部，輸出視頻信號的臉位置部分，并根據顏色信號分析決定臉部大小，同時決定人物區域和輪廓線區域；壓縮部，連接于控制部，在所述模板部中輸出的視頻信號的各區域采用不同的量化階并進行壓縮輸出；調制解調部，連接于控制部，對所述壓縮部中壓縮的視頻信號進行相應的加密調制處理并輸出。
2.根據權利要求1所述的便攜終端的視頻通信畫質改善裝置，其特征在于還包含無線部，將通過所述控制部的控制操作壓縮、加密調制的視頻信號進行無線接收發送；存儲器部，連接于所述控制部，用于記錄存儲便攜終端的應用程序和數據并進行輸出；輸入輸出部，連接于所述控制部，用于輸入輸出多媒體信號，以及用于輸入包含壓縮傳送的控制命令和撥號信號；所述的無線部與所述的控制部相連接，所述的存儲器部與所述的控制部相連接，所述的輸入輸出部與所述的控制部相連接。
3.根據權利要求1所述的便攜終端的視頻通信畫質改善裝置，其特征在于所述模板部輸出相機部中輸入的視頻信號通常的臉部位置，在所述臉部位置為中心檢測出膚色區域象素，從而決定臉部區域的大小，同時以所述決定的臉部大小為基準，設定與此成一定比例的區域為人物區域，以及設定與此成一定比例的區域為輪廓線區域，并輸出所述分割為決定區域的視頻信號。
4.根據權利要求1所述的便攜終端的視頻通信畫質改善裝置，其特征在于所述壓縮部通過所述控制部的控制，對所述模板部中相加的視頻信號進行分析，并以臉部區域、輪廓線區域、人物區域、背景區域的順序依次采用量化階并進行壓縮輸出。
5.根據權利要求4所述的便攜終端的視頻通信畫質改善裝置，其特征在于所述臉部區域的量化階值設定為最高；背景區域的量化階值則設定為最低。
6.根據權利要求1所述的便攜終端的視頻通信畫質改善裝置，其特征在于所述控制部從所述輸入輸出部接收相應的控制命令，控制所述相機部輸入視頻信號，將所述輸入的視頻信號相加到模板部，通過控制所述模板部，視頻信號區分為臉部區域、輪廓線區域、人物區域、背景區域并進行輸出，同時將所述視頻信號相加到壓縮部，通過控制所述壓縮部，以臉部區域、輪廓線區域、人物區域、背景區域的順序依次采用量化階，并輸出所述壓縮的視頻信號，將所述壓縮的視頻信號相加到調制解調部，通過控制所述調制解調部進行加密調制操作后，相加到所述無線部并進行無線傳送。
7.一種便攜終端的視頻通信畫質改善方法，其特征包含有如下幾個步驟準備步驟，在便攜終端中設定輸入視頻框架的臉部區域、人物區域、輪廓線區域的基本模板；臉部步驟，在所述便攜終端中輸入視頻信號時，檢測出膚色象素并與臉部模板進行比較，同時決定臉部區域的大小；大小步驟，決定人物區域和輪廓線區域的大小，使其與所述視頻信號的臉部區域大小成比例；壓縮步驟，根據構成所述視頻信號的臉部區域、輪廓線區域、人物區域、背景區域的順序，依次設定量化階并進行傳送。
8.根據權利要求7所述的便攜終端的視頻通信畫質改善方法，其特征在于所述臉部步驟包含有判斷所述便攜終端中是否輸入有視頻通信用視頻信號的步驟；在所述步驟中，當輸入有視頻信號時，檢測出膚色象素的臨界區域，并與臉部區域的模板進行比較，從而決定臉部區域的大小的步驟。
9.根據權利要求7所述的便攜終端的視頻通信畫質改善方法，其特征在于所述大小步驟包含有與所述臉部步驟中決定的臉部區域的大小成比例設定人物區域大小的步驟；與所述臉部步驟中決定的臉部區域的大小成比例設定輪廓線區域大小的步驟。
10.根據權利要求7所述的便攜終端的視頻通信畫質改善方法，其特征在于所述壓縮步驟包含有按照所述大小步驟中決定的臉部區域、輪廓線區域、人物區域、背景區域的順序，依次設定量化階值的步驟；根據所述步驟中設定的量化階值，進行壓縮、加密調制并傳送的步驟。
全文摘要
本發明涉及便攜終端的視頻通信畫質改善裝置及其方法，本發明包含相機部，將視頻通信相關的視頻信號通過相應的控制信號進行拍攝輸入；控制部，檢測出相機部視頻信號的臉部區域并決定其大小，同時檢測出輪廓線和人物區域并采用不同的量化階；模板部，輸出視頻信號的臉位置部分，并根據顏色信號分析決定臉部大小，同時決定人物區域和輪廓線區域；壓縮部，在模板部中輸出的視頻信號的各區域采用不同的量化階并進行壓縮輸出；調制解調部，對上述壓縮部中壓縮的視頻信號進行相應的加密調制處理并輸出。本發明的有益效果在于，視線集中的臉部區域的畫質得到最大的改善并進行傳送，使改善視頻信號的幀單位整體上的畫質。
文檔編號H04N7/26GK1719893SQ20051000270
公開日2006年1月11日 申請日期2005年1月19日 優先權日2004年7月9日
發明者金真熙 申請人:樂金電子(中國)研究開發中心有限公司