[發明專利]視頻壓縮的量化處理方法和裝置

有效

• 申請號: 00800679.2
• 申請日: 2000-04-21
• 公開（公告）號: CN1302511A
• 公開（公告）日: 2001-07-04
• 發明（設計）人: 菲利普·博爾德;皮埃爾·呂埃洛
• 申請（專利權）人: 湯姆森多媒體公司
• 主分類號: H04N7/50
• 分類號: H04N7/50;G06T9/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 戎志敏

本發明涉及視頻壓縮的量化處理方法和裝置。它更具體地被應用于根據ISO/IEC?MPEG2標準的視頻編碼。(ISO-國際標準化組織，IEC-國際電工技術委員會，MPEG-運動圖像專家組)

視頻壓縮過程要在編碼鏈中執行量化操作。這種量化一般適用于由余弦變換產生的系數塊。

對編碼器的輸出位速率量化間隔的控制，便有可能實際調節這個位速率。在給定位速率下，由編碼器得到的圖像質量在很大程度上與這個調節策略有關。具體地說，同時要求量化間隔足夠地大，但又不超出固定的位速率；量化間隔足夠小，以限制數據塊作用的編碼贗像。另外，圖像中的量化間隔的大的變化引起“差拍”型的毛病，所以，調節試圖在最大可能的范圍內穩定量化間隔。

調節以客觀準則為基礎，這個準則一般是被量化的數據的編碼成本。如果先前量化的數據塊的成本過多地偏離為遵從目標位速率所允許的平均成本，那末量化間隔將增加，在相反的情況下它將減小。這些變化不考慮當前被編碼的區域的類型，這可能產生主觀感覺上的缺陷，明確地說，眼睛對那些與編碼序列內含物有關的缺陷或多或少是敏感的。例如在強運動區域，這些缺陷比在均勻穩定區域較少可見。

本發明的目的是緩解上述缺點。

主題是視頻數據壓縮的量化處理方法，包括計算有關像素或像素組的量化間隔作為要求的位速率的函數，其特征在于包括修改量化間隔作為有關這個像素或像素組的主觀質量提示函數的附加步驟。

具體地說，量化提示是JNP(正好可通知的差異(Just?NoticeableDifference))型的。

本發明的一個變體的要點是：提示是像素塊的平均結果。

本發明的另一個變體的要點是：提示涉及的數據塊在圍繞這個塊的窗中被過濾。

本發明的另一個變體的要點是：提示由在圖像上被平均的主觀質量提示加權。

本發明的另一個變體的要點是：每個像素主觀質量提示在產生降級圖像的主觀估計過程的基礎上被提供。降級圖像可能是本地解碼的，由相應參考圖像的先前編碼產生。

本發明的其他變化的要點是：圖像降級是通過借助于高斯噪聲，或借助于變換、量化、反變換和反量化操作，使參考圖像有噪聲而得到的。

另一個變體的要點是：量化和反量化操作中使用的量化間隔，是在先前的圖像編碼過程中所使用的。

另一個變體的要點是：量化和反量化操作中使用的量化間隔，是在圖像的預分析過程中所使用的。

本發明也涉及實現處理方法的裝置。

本發明特征和優點，通過下面對給出的例子并參照附圖所作的描述將較好地顯示出來，附圖中：

-圖1表示用于MPEG編碼器的量化裝置。

-圖2表示用于MPEG編碼器的量化裝置的一個變體。

本發明的思想是調制由規則建議的量化間隔作為主觀質量準則的函數。根據本發明，對給定的位速率來說，圖像的整體質量被改善：觀看者對圖像質量較少敏感的區域被降級，而他對這個質量更為敏感的區域則被改善，所以，在不變的位速率下，由于補償，圖像的主觀質量得以改善。

準則由生理視覺模型提供。例如，模型完成了相對于參考圖像(一般為源圖像)，模型進行圖像(一般為解碼圖像)的主觀估計，并推薦對缺陷最敏感的區域的位置。

在視頻編碼的情況下，這個模型一方面需要被提供以源圖像，另一方面需要被提供以降級圖像，因為相應的解碼圖像不是現有的(既定的編碼)。

通過對源圖像進行DCT、量化、反量化和反DCT操作(在編碼器中用的)的應用將會得到降級圖像，這樣做能使缺陷很像視頻編碼的缺陷。所使用的量化間隔可以是先前的圖像編碼過程中所使用的間隔的平均，因而有可能得到某種更接近真實的結果。如果INTRA預分析由編碼器實行，那么，所使用的間隔就可以是這個預分析過程中所使用的間隔。

但是，可以設想用別的方法產生降級圖像，例如：

-給源圖像加上高斯噪聲，

-直接使用第一遍編碼產生的本地解碼，在兩遍編碼的環境中，第一遍有可能使第二遍優化。

一旦得到兩個圖像，生理視覺模型給我們一個JND(Just?NoticeableDifference(正好可通知的差異)的首字母編寫詞)型的提示，把按像素而言的誤差與主觀知覺的缺陷聯系起來。例如，這個提示是一個圖像，它的成分像素的亮度值被代表人的眼睛對缺陷的知覺水平的值所替換。