CN101621652A - 在图像传输***中高质量传输隔行图像并转逐行的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的在图像传输***中高质量传输隔行图像并转逐行的方法，图像采集设备以预设的帧率隔行采集以形成同时包含奇数行的奇场图像和包含偶数行的偶场图像的隔行图像，先由图像编码端将一帧隔行图像的两场图像分别记录成两个半帧图像并分别进行逐行压缩编码，然后先后传输经过压缩编码的两个半帧图像至图像解码端，再由图像解码端将接收的图像进行解码后所得到的两个半帧图像各自在垂直方向采用插值法使各自图像所包含的行数扩大一倍而成为两全帧逐行图像，最后图像解码端将两全帧逐行图像先后传输至逐行显示设备予以显示，由此可避免因在编码端编码压缩前进行隔行转逐行处理而带来的锯齿和图像模糊、运动物体重影等瑕疵，提高了图像的质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种图像传输及转换方法，特别涉及一种在图像传输***中高质量传输隔行图像并转逐行的方法。
背景技术
视频会议***中视频图像通信通常包含了如图1所示几个步骤：本地实时视频图像通过视频采集设备(如摄像机和视频采集卡)的采集后，将捕获的视频图像送入视频编码器进行压缩，再经网络传输到远端被视频解码后送入显示设备，如计算机显示器或液晶电视等，被实时呈现。上述视频图像的传输附加上对应的声音，可使参与视频会议的相关人员实现异地间近似面对面的交流。
然而，由于历史原因，目前视频信号存在两种格式。一种是逐行扫描视频信号，即逐行视频，其组成单一一帧视频帧的扫描线组是按顺序扫描得到的，即一条扫描线接着一条；而另一种是隔行扫描视频信号，即隔行视频，其组成单一一帧视频帧的扫描线组不是按照顺序扫描的，而是隔行扫描得到的，因此，其视频帧被划分为两个“场”，即奇数场和偶数场，其中，奇数场由奇数行组成，偶数场由偶数行组成。相应的，目前存在两种不同的摄像机，一种是逐行扫描摄像机，输出逐行视频；另一种是隔行扫描摄像机，输出隔行视频。目前大多高清摄像机只能输出隔行视频图像。
因此，在视频会议***中，如果不同的会场采用了不同种类的摄像机，就会导致视频会议***不仅需要能够实现逐行视频的压缩传输，而且需要完成对隔行视频的压缩传输。特别的，当视频会议***的显示设备(如计算机显示器)只支持逐行扫描视频显示时，还需要考虑如何将摄像头采集到的隔行视频转换为逐行视频以便最终能够在逐行扫描的设备上显示。再者，在如图1所示视频通信过程中，多数情况下，视频编码和解码也只支持逐行视频信号，因此，也需要将隔行视频图像进行转换以适应各设备的要求。
为解决隔行图像的转换问题，通常的做法在是在如图1所示的视频采集和视频编码过程之间加入隔行转逐行处理过程。隔行转逐行处理过程通常是通过复杂的插值和滤波、甚至还采用极为复杂的运动检测技术来实现转换，其处理过程极为复杂，需要昂贵的硬件或者复杂的软件处理，而且往往处理后得到的逐行视频图像质量不尽人意，如带来锯齿和图像模糊、运动物体重影等瑕疵，从而导致视频通信图像质量的急剧下降。
由上所述，如何提供一种高质量的图像传输及转换方法，实已成为本领域技术人员亟待解决的技术课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在图像传输***中高质量传输隔行图像并转逐行的方法，以克服现有技术中因在图像编码端进行隔行转逐行而导致的图像模糊、细节失真的问题。
为了达到上述目的及其他目的，本发明提供的在图像传输***中高质量传输隔行图像并转逐行的方法，包括步骤：1)图像采集设备以预设的帧率隔行扫描待采集的图像以形成包含奇数行的奇场图像和包含偶数行的偶场图像；2)在图像编码端将所形成的奇场图像和偶场图像分别记录成半帧奇场图像和半帧偶场图像后，再分别进行逐行压缩编码；3)先后传输经过压缩编码的半帧奇场图像和半帧偶场图像至图像解码端；4)所述图像解码端将接收的图像进行解压解码后所得到的半帧奇场图像和半帧偶场图像各自在垂直方向采用插值法使各自图像所包含的行数扩大一倍而成为两全帧逐行图像；以及5)所述图像解码端将所述两全帧逐行图像先后传输至逐行显示设备予以显示。
较佳的，对于半帧奇场图像，采用插值法进行行数扩大时，其扩展出的各偶数行的各像素点的像素值为各像素点在垂直方向相邻的两像素点的像素值的二分之一，而扩展出的最后一偶数行的各像素点的像素值与其相邻的奇数行的各像素点的像素值相同；对于半帧偶场图像，采用插值法进行行数扩大时，其扩展出的各奇数行的各像素点的像素值为各像素点在垂直方向相邻的两像素点的像素值的二分之一，而扩展出的第一奇数行的各像素点的像素值与其相邻的偶数行的各像素点的像素值相同。
较佳的，步骤5)中，所述图像解码端以预设帧率的两倍输出。
较佳的，所述视频图像传输***为视频会议***。
较佳的，所述图像编码端采用H.263、H.264、及MPEG4中的一种进行逐行压缩编码。
综上所述，较之现有编码端在编码压缩前就进行隔行转逐行转换，本发明的在图像传输***中高质量传输隔行图像并转逐行的方法先通过在图像编码端将隔行采集的奇场图像和偶场图像记录为半帧分别按逐行视频压缩传输后，在图像解码端再采用插值处理转换为全帧图像，可有效提高图像的清晰度，减小细节失真。
附图说明
图1为现有视频会议***图像处理流程示意图。
图2为本发明的在图像传输***中高质量传输隔行图像并转逐行的方法具体实施例示意图。
具体实施方式
以下将以本发明的在图像传输***中高质量传输隔行图像并转逐行的方法应用于高清视频会议***为例来进行详细说明。其中，所述视频会议***至少包括能以隔行方式采集视频图像的图像采集设备、将所采集的图像进行压缩编码等处理的图像编码设备、将所编码后的图像进行传输的网络传输设备、将传输至的图像进行解码的视频解码设备、以及将解码后的图像进行显示的逐行显示设备等。而在本实施例中，所述的高清视频会议***为具有1920*1080分辨率的***，即所述图像采集设备每场采集1920*540个像素点，其可由隔行扫描的摄像机执行采集作业。
请参阅图2，本发明的在图像传输***中高质量传输隔行图像并转逐行的方法至少包括以下步骤：
第一步，所述图像采集设备以预设的帧率隔行扫描待采集的图像以形成包含奇数行的奇场图像和包含偶数行的偶场图像，在本实施例中，所述采集设备以60赫兹的帧率采集图像，其中，所形成的奇场图像由1、3、5…1079共540奇数行视频图像组成，所形成的偶场图像由2、4、6…1080共540偶数行视频图像组成。
第二步：图像编码端(即图像编码模块)将所述图像采集设备输送至的所形成的奇场图像和偶场图像分别记录成半帧奇场图像和半帧偶场图像，仅仅只是将所述奇场图像和偶场图像的标记进行了变换，而实质内容并未改变，即在半帧奇场图像中仍由1、3、5…1079共540奇数行视频图像组成，在半帧偶场图像中仍由2、4、6…1080共540偶数行视频图像组成。
第三步：所述图像编码模块再将所述半帧奇场图像和半帧偶场图像分别进行逐行视频压缩编码，其可采用H.263、H.264、或MPEG4等格式进行压缩编码。具体所采用的编码格式可根据视频会议***所采用的图像编码模块而定，编码过程与现有技术相同，故不再详述。
第四步：所述网络传输设备将所述图像编码模块送至的经过逐行压缩编码的半帧奇场图像和半帧偶场图像先后通过网络进行传输，使视频会议***远端(即图像解码端)能接收到，至于其采用何种网络和协议以及如何传输，此已为本领域技术人员所知悉，故在此不作详述。
第五步：视频解码。即处于视频会议***远端的所述图像解码设备将网络传送至的视频图像数据解压解码后得到两个半帧奇场图像和半帧偶场图像。解码为编码的逆过程，此技术也已为本领域技术人员所熟悉，故在此不再赘述。
第六步：所述图像解码设备分别将所述半帧奇场图像和半帧偶场图像各自在垂直方向采用插值法使各自图像所包含的行数扩大一倍而成为两全帧逐行图像。具体插值过程如下：
对于所述半帧奇场图像，其第2行的各像素点的像素值为第1行和第3行的各自相邻的上下两像素点的像素值的平均值，例如，对于第2行第3个像素点，其像素值为第1行第3个像素点的像素值和第3行第3个像素点的像素值的二分之一；同样，对于第4、6……1078行的各像素点的像素值，分别为各自上下相邻的两奇数行对应的两像素点的像素值的平均值；而第1080行的各像素点的像素值，则直接等于第1079行的对应像素点的像素值。
对于所述半帧偶场图像，其第3行的各像素点的像素值为第2行和第4行的各自相邻的上下两像素点的像素值的平均值，例如，对于第3行第5个像素点，其像素值为第2行第5个像素点的像素值和第4行第5个像素点的像素值的二分之一；同样，对于第5、7……1079行的各像素点的像素值，分别为各自上下相邻的两奇数行对应的两像素点的像素值的平均值；而第1行的各像素点的像素值，则直接等于第2行的对应像素点的像素值。
显然，经过上述插值处理后，得到了两帧逐行图像，每一帧都包含了1920*1080个像素点。
第七步：所述图像解码设备将所述两全帧逐行图像先后传输至逐行显示设备予以显示。在本实施例中，其按照所述预设帧率的两倍将所述两全帧逐行图像先后传输至逐行显示设备予以显示，即所述图像解码设备以120赫兹的帧率输出，当然，对应每一隔行视频图像，先传送由半帧奇场图像扩展成的全帧逐行图像，再传送由半帧偶场图像扩展成的全帧逐行图像。
需要注意的是，对图像进行插值处理的方法并非以本实施例为限，本领域技术人员可根据实际设备的处理能力采用不同的插值算法，例如取垂直和水平两个方向的像素点的像素值的平均值等等。此外，将压缩编码后的半帧图像传输至图像解码端可通过存储设备(例如U盘、SD卡等)进行。再有，本发明的方法不仅仅应用在视频会议***，也可应用于其它需要隔行转逐行的图像传输***。
综上所述，本发明的在图像传输***中高质量传输隔行图像并转逐行的方法由于在图像编码端仅仅只是将隔行图像记录为半帧后进行逐行压缩编码，而在图像解码端才进行插值处理，将隔行图像转换为逐行图像，由此可有效避免现有技术中因在编码端即进行插值处理而带来的锯齿和图像模糊、运动物体重影等瑕疵；同时，图像解码器将转换后的图像按原始视频图像两倍的帧率(即60赫兹)送显示设备显示，提高了输出图像的视频图像帧率，从而提升了视频图像的流畅度和清晰度，很好地消除了视频图像、尤其是高清视频图像因帧率不够而导致的图像拖尾和抖动。在实际应用中证明，本发明的方法简单实用，可以获得良好的视频通信图像质量。
上述实施例仅列示性说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此项技术的人员均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述实施例进行修改。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
Claims (6)
1.一种在图像传输***中高质量传输隔行图像并转逐行的方法，其特征在于包括步骤：
1)图像采集设备以预设的帧率隔行扫描待采集的图像以形成包含奇数行的奇场图像和包含偶数行的偶场图像；
2)在图像编码端将所形成的奇场图像和偶场图像分别记录成半帧奇场图像和半帧偶场图像后，再分别进行逐行压缩编码；
3)传输经过压缩编码的半帧奇场图像和半帧偶场图像至图像解码端；
4)所述图像解码端将接收的图像进行解压解码后所得到的半帧奇场图像和半帧偶场图像各自在垂直方向采用插值法使各自图像所包含的行数扩大一倍而成为两全帧逐行图像；
5)所述图像解码端将所述两全帧逐行图像先后传输至逐行显示设备予以显示。
2.如权利要求1所述的在图像传输***中高质量传输隔行图像并转逐行的方法，其特征在于：对于半帧奇场图像，采用插值法进行行数扩大时，其扩展出的各偶数行的各像素点的像素值为各像素点在垂直方向相邻的两像素点的像素值的二分之一，而扩展出的最后一偶数行的各像素点的像素值与其相邻的奇数行的各像素点的像素值相同。
3.如权利要求1所述的在图像传输***中高质量传输隔行图像并转逐行的方法，其特征在于：对于半帧偶场图像，采用插值法进行行数扩大时，其扩展出的各奇数行的各像素点的像素值为各像素点在垂直方向相邻的两像素点的像素值的二分之一，而扩展出的第一奇数行的各像素点的像素值与其相邻的偶数行的各像素点的像素值相同。
4.如权利要求1所述的在图像传输***中高质量传输隔行图像并转逐行的方法，其特征在于：步骤5)中，所述图像解码端以预设帧率的两倍传输。
5.如权利要求1所述的在图像传输***中高质量传输隔行图像并转逐行的方法，其特征在于：所述视频图像传输***为视频会议***。
6.如权利要求1所述的在图像传输***中高质量传输隔行图像并转逐行的方法，其特征在于：所述图像编码端采用H.263、H.264、及MPEG4中的一种进行逐行压缩编码。
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