一种交织模式下隔行视频处理方法、系统、设备及介质
阅读说明：本技术 一种交织模式下隔行视频处理方法、系统、设备及介质 (Interlaced video processing method, system, device and medium in interlacing mode ) 是由 林宇辉 于 2020-05-25 设计创作，主要内容包括：本发明提供了视频处理及编码领域的一种交织模式下隔行视频处理方法、系统、设备及介质,方法包括：步骤S10、发送端设定图像排列规则,并利用图像排列规则对顶场和底场的图像重新排列,生成第二帧图像；步骤S20、发送端利用对各第二帧图像进行编码,在编码的辅助信息中设置标志位的取值为1,生成压缩包,并将压缩包以及图像排列规则发送给接收端；步骤S30、接收端解码接收的压缩包得到第二帧图像,基于标志位对第二帧图像进行验证；步骤S40、接收端利用图像排列规则,将第二帧图像的顶场和底场的图像排列顺序进行还原,输出各第一帧图像。本发明的优点在于：实现让不兼容隔行视频编码的编码器兼容隔行视频编码,并保证了编码的质量以及效率。(The invention provides a method, a system, equipment and a medium for processing an interlaced video under an interlacing mode, belonging to the field of video processing and coding, wherein the method comprises the following steps: step S10, the sending end sets the image arrangement rule, and rearranges the images of the top field and the bottom field by the image arrangement rule to generate a second frame image; step S20, the sending end encodes each second frame image, sets the value of the flag bit as 1 in the encoded auxiliary information, generates a compressed packet, and sends the compressed packet and the image arrangement rule to the receiving end; step S30, the receiving end decodes the received compressed packet to obtain a second frame image, and the second frame image is verified based on the flag bit; in step S40, the receiving end restores the image arrangement order of the top field and the bottom field of the second frame image by using the image arrangement rule, and outputs each first frame image. The invention has the advantages that: the method and the device realize that an encoder which is not compatible with the interlaced video coding is compatible with the interlaced video coding, and ensure the coding quality and efficiency.)
技术领域
本发明涉及视频处理及编码领域，特别指一种交织模式下隔行视频处理方法、系统、设备及介质。
背景技术
在广播电视及视频领域，由于频带资源和刷新频率的限制，使得隔行扫描方式得到广泛的应用，而交织(Weave)模式是一种常见的隔行视频图像呈现方法，广泛应用于视频编解码器和视频采集卡输入输出。交织模式即将隔行的两场交织的排列在图像的奇数行和偶数行；场是以水平隔线的方式保存帧的内容，在显示时先显示第一个场的交错间隔内容，然后再显示第二个场来填充第一个场留下的缝隙；在这一过程中，一帧画面内首先显示的场被称为“顶场”，而组成该帧画面的另一场被称为“底场”。
针对隔行视频的编码，传统上采用如下方法：通过上下行复制、去隔行算法将隔行视频转换为逐行视频后，再进行编码，或者直接对隔行视频进行编码。但是，传统的方法存在如下缺点：设一帧图像里所有的奇数行(1、3、5……)为顶场，所有的偶数行(2、4、6……)为底场，转换为逐行视频后，图像数量将翻倍，生成结果为(1、2’、3、4’、5、6’......)和(1’、2、3’、4、5’、6......)，其中x’为***行，即需要在根据顶场信息***底场的内容，在根据底场信息***顶场的内容，在编码时，由于采用不同算法***了新的内容行，会使视频的内容产生明显变化，且需要传输双倍的内容，需要加大传输带宽，影响了编码质量和效率；
如果直接对隔行视频不做处理直接进行逐行编码，运动场景下顶场和底场快速交替的过程中，顶场和底场之间交替会产生若干条梳状线，为高频信息，需要占用较多的压缩字节，从而影响编码质量。
虽然传统上也存在一些能够直接编码隔行视频的编码器，但随着数字电视技术和视频编解码的发展，最新的编码器已不兼容隔行视频的编码，例如H.265/HEVC。
因此，如何提供一种交织模式下隔行视频处理方法、系统、设备及介质，实现让不兼容隔行视频编码的编码器兼容隔行视频编码，并保证编码的质量以及效率，成为一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种交织模式下隔行视频处理方法、系统、设备及介质，实现让不兼容隔行视频编码的编码器兼容隔行视频编码，并保证编码的质量以及效率。
第一方面，本发明提供了一种交织模式下隔行视频处理方法，包括如下步骤：
步骤S10、发送端将隔行视频各第一帧图像的奇数行设为顶场、偶数行设为底场，设定一图像排列规则，并利用所述图像排列规则对顶场和底场的图像重新排列，生成第二帧图像；
步骤S20、发送端利用编码器对各所述第二帧图像进行编码，在编码的辅助信息中设置标志位的取值为1，生成压缩包，并将所述压缩包以及图像排列规则发送给接收端；
步骤S30、接收端利用解码器解码接收的所述压缩包，解码得到所述第二帧图像，并基于所述标志位对第二帧图像进行验证；
步骤S40、接收端利用所述图像排列规则，将所述第二帧图像的顶场和底场的图像排列顺序进行还原，输出各第一帧图像。
进一步地，所述步骤S10中，所述设定一图像排列规则，并利用所述图像排列规则对顶场和底场的图像重新排列，生成第二帧图像具体为：
将顶场的图像按原始顺序靠拢生成第一图像，将底场的图像按原始顺序靠拢生成第二图像，并将所述第一图像设于第二图像的上方，生成与所述第一帧图像大小相同的第二帧图像。
进一步地，所述步骤S30具体为：
接收端利用解码器解码接收的所述压缩包，解码得到所述第二帧图像，判断辅助信息中标志位的取值是否为1，若是，则进入步骤S40；若否，则直接输出所述第二帧图像，并结束流程。
进一步地，所述步骤S40具体为：
接收端分离所述第二帧图像中的第一图像以及第二图像，将所述第一图像按原始顺序依次设于奇数行，将所述第二图像按原始顺序依次设于偶数行，还原成所述第一帧图像，并输出各第一帧图像。
第二方面，本发明提供了一种交织模式下隔行视频处理系统，包括如下模块：
顶场底场重排列模块，用于发送端将隔行视频各第一帧图像的奇数行设为顶场、偶数行设为底场，设定一图像排列规则，并利用所述图像排列规则对顶场和底场的图像重新排列，生成第二帧图像；
编码模块，用于发送端利用编码器对各所述第二帧图像进行编码，在编码的辅助信息中设置标志位的取值为1，生成压缩包，并将所述压缩包以及图像排列规则发送给接收端；
解码模块，用于接收端利用解码器解码接收的所述压缩包，解码得到所述第二帧图像，并基于所述标志位对第二帧图像进行验证；
顶场底场排列还原模块，用于接收端利用所述图像排列规则，将所述第二帧图像的顶场和底场的图像排列顺序进行还原，输出各第一帧图像。
进一步地，所述顶场底场重排列模块中，所述设定一图像排列规则，并利用所述图像排列规则对顶场和底场的图像重新排列，生成第二帧图像具体为：
将顶场的图像按原始顺序靠拢生成第一图像，将底场的图像按原始顺序靠拢生成第二图像，并将所述第一图像设于第二图像的上方，生成与所述第一帧图像大小相同的第二帧图像。
进一步地，所述解码模块具体为：
接收端利用解码器解码接收的所述压缩包，解码得到所述第二帧图像，判断辅助信息中标志位的取值是否为1，若是，则进入步骤S40；若否，则直接输出所述第二帧图像，并结束流程。
进一步地，所述顶场底场排列还原模块具体为：
接收端分离所述第二帧图像中的第一图像以及第二图像，将所述第一图像按原始顺序依次设于奇数行，将所述第二图像按原始顺序依次设于偶数行，还原成所述第一帧图像，并输出各第一帧图像。
第三方面，本发明提供了一种交织模式下隔行视频处理设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面所述的方法。
第四方面，本发明提供了一种交织模式下隔行视频处理介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面所述的方法。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1、通过设置所述图像排列规则，对隔行视频各第一帧图像的顶场和底场的图像进行重新排列生成第二帧图像，利用编码器对所述第二帧图像进行编码后发送给解码方，解码方解码得到所述第二帧图像，并利用所述图像排列规则将第二帧图像还原成第一帧图像进行输出，实现让不兼容隔行视频编码的编码器兼容隔行视频编码，相对于传统上通过上下行复制或者去隔行算法，不需要在顶场或者底场间额外***内容，减少了一半的数据传输量，进而极大的提升了编码的质量以及效率，降低对于编解码器性能的要求。
2、直接对隔行视频进行编码，运动场景下顶场和底场快速交替的过程中，顶场和底场之间交替会产生若干条梳状线，为高频信息，需要占用较多的压缩字节，从而影响编码质量；而本申请通过对隔行视频各第一帧图像的顶场和底场的图像进行重新排列，有效降低了高频信息，进而提升了编码的质量。
3、采用顶场和底场在同一画面中上下分布的方式，对连续的隔行视频进行编码，能够有效的利用隔行视频中顶场和底场的时间相关性，提高编码器帧间预测质量和效率；且对编码器的兼容性好，仅需要一帧的参考帧信息即可同时对顶场和底场进行帧间预测编码。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的
具体实施方式
。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一种交织模式下隔行视频处理方法的流程图。
图2是本发明一种交织模式下隔行视频处理系统的结构示意图。
图3是本发明一种交织模式下隔行视频处理设备的结构示意图。
图4是本发明一种交织模式下隔行视频处理介质的结构示意图。
图5是本发明一种交织模式下隔行视频处理方法的效果示意图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种交织模式下隔行视频处理方法、系统、设备及介质，实现让不兼容隔行视频编码的编码器兼容隔行视频编码，并提升编码的质量以及效率。
本申请实施例中的技术方案，总体思路如下：设定一图像排列规则对隔行视频各帧图像的顶场和底场的图像进行重新排列，即采用顶场和底场在同一画面中上下分布的方式，减少图像的高频信息，免去在顶场和底场间的插值，减小一半的数据传输量，进而实现让不兼容隔行视频编码的编码器兼容隔行视频编码，并提升编码的质量以及效率。
实施例一
本实施例提供一种交织模式下隔行视频处理方法，如图1和图5所示，包括如下步骤：
步骤S10、发送端将隔行视频各第一帧图像R的奇数行设为顶场T、偶数行设为底场B，设定一图像排列规则，并利用所述图像排列规则对顶场T和底场B的图像重新排列，生成第二帧图像R'；
步骤S20、发送端利用编码器对各所述第二帧图像R'进行编码，在编码的辅助信息中设置标志位的取值为1，生成压缩包，并将所述压缩包以及图像排列规则发送给接收端；
步骤S30、接收端利用解码器解码接收的所述压缩包，解码得到所述第二帧图像R'，并基于所述标志位对第二帧图像R'进行验证；
步骤S40、接收端利用所述图像排列规则，将所述第二帧图像R'的顶场T和底场B的图像排列顺序进行还原，输出各第一帧图像R。
所述步骤S10中，所述设定一图像排列规则，并利用所述图像排列规则对顶场T和底场B的图像重新排列，生成第二帧图像R'具体为：
将顶场T的图像按原始顺序靠拢生成第一图像T'，将底场B的图像按原始顺序靠拢生成第二图像B'，并将所述第一图像T'设于第二图像B'的上方，生成与所述第一帧图像R大小相同的第二帧图像R'；所述第一帧图像R与第二帧图像R'的分辨率均为W×H,所述第一图像T'与第二图像B'的分辨率均为W/2×H。
假设原图像包括1至10行，1、3、5、7、9行的图像为顶场，2、4、6、8、10行的图像为底场，初始的排列为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10，利用所述图像排列规则进行重新排列后，变成1、3、5、7、9、2、4、6、8、10。
所述步骤S30具体为：
接收端利用解码器解码接收的所述压缩包，解码得到所述第二帧图像R'，判断辅助信息中标志位的取值是否为1，若是，则进入步骤S40；若否，则直接输出所述第二帧图像R'，并结束流程。
所述步骤S40具体为：
接收端分离所述第二帧图像R'中的第一图像T'以及第二图像B'，将所述第一图像T'按原始顺序依次设于奇数行，将所述第二图像B'按原始顺序依次设于偶数行，还原成所述第一帧图像R，并输出各第一帧图像R。
实施例二
本实施例提供一种交织模式下隔行视频处理系统，如图2所示，包括如下模块：
顶场底场重排列模块，用于发送端将隔行视频各第一帧图像R的奇数行设为顶场T、偶数行设为底场B，设定一图像排列规则，并利用所述图像排列规则对顶场T和底场B的图像重新排列，生成第二帧图像R'；
编码模块，用于发送端利用编码器对各所述第二帧图像R'进行编码，在编码的辅助信息中设置标志位的取值为1，生成压缩包，并将所述压缩包以及图像排列规则发送给接收端；
解码模块，用于接收端利用解码器解码接收的所述压缩包，解码得到所述第二帧图像R'，并基于所述标志位对第二帧图像R'进行验证；
顶场底场排列还原模块，用于接收端利用所述图像排列规则，将所述第二帧图像R'的顶场T和底场B的图像排列顺序进行还原，输出各第一帧图像R。
所述顶场底场重排列模块中，所述设定一图像排列规则，并利用所述图像排列规则对顶场T和底场B的图像重新排列，生成第二帧图像R'具体为：
将顶场T的图像按原始顺序靠拢生成第一图像T'，将底场B的图像按原始顺序靠拢生成第二图像B'，并将所述第一图像T'设于第二图像B'的上方，生成与所述第一帧图像R大小相同的第二帧图像R'；所述第一帧图像R与第二帧图像R'的分辨率均为W×H,所述第一图像T'与第二图像B'的分辨率均为W/2×H。
假设原图像包括1至10行，1、3、5、7、9行的图像为顶场，2、4、6、8、10行的图像为底场，初始的排列为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10，利用所述图像排列规则进行重新排列后，变成1、3、5、7、9、2、4、6、8、10。
所述解码模块具体为：
接收端利用解码器解码接收的所述压缩包，解码得到所述第二帧图像R'，判断辅助信息中标志位的取值是否为1，若是，则进入步骤S40；若否，则直接输出所述第二帧图像R'，并结束流程。
所述顶场底场排列还原模块具体为：
接收端分离所述第二帧图像R'中的第一图像T'以及第二图像B'，将所述第一图像T'按原始顺序依次设于奇数行，将所述第二图像B'按原始顺序依次设于偶数行，还原成所述第一帧图像R，并输出各第一帧图像R。
基于同一发明构思，本申请还提供了与实施例一中的方法对应的设备，详见实施例三。
实施例三
本实施例提供一种交织模式下隔行视频处理设备，如图3所示，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，可以实现实施例一中任一实施方式。
由于本实施例所介绍的设备为实施本申请实施例一中方法所采用的设备，故而基于本申请实施例一中所介绍的方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该设备如何实现本申请实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本申请实施例中的方法所采用的设备，都属于本申请所欲保护的范围。
基于同一发明构思，本申请还提供了与实施例一中的方法对应的介质，详见实施例四。
实施例四
本实施例提供一种交织模式下隔行视频处理介质，如图4所示，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可以实现实施例一中任一实施方式。
本申请实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1、通过设置所述图像排列规则，对隔行视频各第一帧图像的顶场和底场的图像进行重新排列生成第二帧图像，利用编码器对所述第二帧图像进行编码后发送给解码方，解码方解码得到所述第二帧图像，并利用所述图像排列规则将第二帧图像还原成第一帧图像进行输出，实现让不兼容隔行视频编码的编码器兼容隔行视频编码，相对于传统上通过上下行复制或者去隔行算法，不需要在顶场或者底场间额外***内容，减少了一半的数据传输量，进而极大的提升了编码的质量以及效率，降低对于编解码器性能的要求。
2、直接对隔行视频进行编码，运动场景下顶场和底场快速交替的过程中，顶场和底场之间交替会产生若干条梳状线，为高频信息，需要占用较多的压缩字节，从而影响编码质量；而本申请通过对隔行视频各第一帧图像的顶场和底场的图像进行重新排列，有效降低了高频信息，进而提升了编码的质量。
3、采用顶场和底场在同一画面中上下分布的方式，对连续的隔行视频进行编码，能够有效的利用隔行视频中顶场和底场的时间相关性，提高编码器帧间预测质量和效率；且对编码器的兼容性好，仅需要一帧的参考帧信息即可同时对顶场和底场进行帧间预测编码。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。