[發明專利]轉換MPEG－24:2:2－輪廓位流為主輪廓位流的方法及架構

無效

• 申請號: 00806374.5
• 申請日: 2000-02-16
• 公開（公告）號: CN1347620A
• 公開（公告）日: 2002-05-01
• 發明（設計）人: 陳學敏;王利民;艾杰·陸莎;羅伯特·O·艾佛利格
• 申請（專利權）人: 通用儀器公司
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 韓宏

發明背景

本發明提供一種轉換數字視頻位流格式的系統，特別適合用于將MPEG-2數字視頻數據從4：2：2輪廓格式轉換為主輪廓格式。

本文中總共使用到下列幾樣縮寫：

4：2：2P-4：2：2輪廓；

CBP—編碼塊圖樣；

DCT—離散余弦轉換；

HDTV—高清晰度電視；

HL—高等級(level)；

IDCT—反向DCT；

MB—宏塊；

MC—運動補償；

ML—主等級；

MP—主輪廓；

MV—運動矢量；

QDC—量化直流電；

SDTV—標準清晰度電視；

VBV—視頻緩沖區檢驗器；

VLC—可變長度編碼器；以及

VLD—可變長度解碼器。

許多圖像元素(也是就熟知的像素)可定義出視頻影像，像素是影像內光柵掃描線的最小元素，其具有相關的色彩空間。例如：在YCrCb色彩空間中，Y是亮度成份，而Cr和Cb是色差成份。有許多取樣格式已經定義過，包含4：4：4、4：2：2和4：2：0，例如就4：2：2格式而言，宏塊具有四個8×8Y塊，兩個8×8Cr塊以及兩個8×8Cb塊，就此格式，Y、Cr和Cb成份的取樣頻率分別為13.5MHz、6.75MHz和6.75MHz。

以4：2：0格式而言，宏塊具有四個8×8Y塊，一個8×8Cr塊以及一個8×8Cb塊。

再者，現在已經發展出許多用于對視頻數據進行編碼的數字視頻編碼標準，包括(尤其是)1995年ISO/IEC?13818-2?MPEG-2視頻(ITU-RH.262)內所定義的MPEG-2標準。

MPEG-2指明許多組使用二維度排列順序的約束參數，其中一維度稱為“輪廓”系列，指出所支持的編碼特征，其他維度稱為“等級”，指出圖像的解析度、位率等可容納的成份。最重要的輪廓等級組合稱為“主等級上的主輪廓”或MP@ML，MP@ML支援4：2：0色彩子取樣比。

除了主輪廓以外，還存在有其他輪廓，例如：取樣輪廓類似于主輪廓但沒有B圖像，而SNR可縮放輪廓則將SNR可縮放能力添加到主輪廓，高輪廓則將4：2：2色彩格式能力添加到空間可縮放輪廓。

當取樣等級定義用于標準居中格式(SIF)視頻時，主等級便定義用于CCIR601視頻。此外，高清晰度電視的兩較高等級是每行最多為1440像素的高-1440等級和每行最多為1920像素的高等級。

更進一步，最近已經發展出可容納4：2：2和4：2：0色彩格式的4：2：2輪廓(也稱為4：2：2P)。請參閱1996年1月ISO/IEC13818-2第2修正的“主等級上的MPEG-24：2：2輪廓”、1997年ANSI/SMPTE308M電視SMPTE標準的“高等級上的MPEG-2?4：2：2輪廓”以及1998年3月ISO/IEC13818-2提議草案第5修正的“高等級上的4：2：2輪廓”，在此全部并入作為參考。

4：2：2輪廓專供專業視頻應用之用，其中要求容易地進行壓縮視頻的編輯和視頻的多重產生編碼/解碼。此輪廓的主要應用目標是：

·儲存

·視覺效果的編輯和產生

·供專業使用(專用品質)的錄像帶或碟片記錄

·高品質視頻序列的攝影棚后期制作

·專用品質視頻的儲存和分配的有效傳送

4：2：2P可提供較高的視頻品質、較佳的色度解析度并且允許高位于主輪廓〔即是MP@ML〕的位率(在主等級(ML)上，最高50Mbit/s)。尤其是4：2：2P提供亮度和色度數據的分別的量化矩陣。在攝影棚的應用中，為易于色度鍵控以及其他特效，通常需要非常高品質的視頻和ITU-R?601?4：2：2視頻格式。因為易于編輯的需求，需要更頻繁的INTRA(內)圖像，也導致了高編碼位率。4：2：2P允許所有的I圖像編碼，如此可快速從傳輸錯誤中恢復并且可簡化編輯應用。

即使是具有4：2：0色彩格式的4：2：2P都能提供比具有相同色彩格式的MP更佳品質的影像，這是因為4：2：2P允許更高的量化精確度。

4：2：2P進一步允許在僅使用I圖像編碼時維持高品質所需的高位率，4：2：2P也允許使用P和B圖像編碼類型，其可進一步改善品質或降低相同品質的位率。