[發明專利]運動圖像編碼裝置以及運動圖像編碼方法

無效

• 申請號: 02103399.4
• 申請日: 2002-01-31
• 公開（公告）號: CN1373611A
• 公開（公告）日: 2002-10-09
• 發明（設計）人: 川島裕司
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H04N7/32
• 分類號: H04N7/32;H03M7/30
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 吳麗麗

????????????????????????技術領域

本發明涉及例如將通過有線通信和無線通信傳送的運動圖像數據進行編碼的運動圖像編碼裝置以及運動圖像編碼方法。

????????????????????????技術背景

在本發明中所謂的運動圖像編碼裝置，是使用ITU-T(國際電信聯盟-電信標準部)推薦H.26x或ISO/IEC標準MPEG中具有代表性的運動圖像編碼方式，即，使用運動補償和正交變換(例如，離散余弦變換)等，以幀為單位進行編碼的裝置。

ITU-T推薦H.26x和ISO/IEC標準MPEG中具有代表性的運動圖像編碼方式，一般對輸入的影像信號，用空間性·時間性相關關系進行壓縮。而后，以該經壓縮得到的數據為基礎，按照規定的順序進一步進行可變長編碼，生成比特流。

以下，說明在MPEG-4中的運動圖像編碼方式。

影像信號由多個視頻對象平面：VOP(視頻對象平面)構成。當VOP是矩形的情況下，相當于MPEG-1、2中的幀以及場，用VOP單位的空間性·時間性相關關系進行壓縮。

VOP具有亮度信號和色差信號，由多個宏塊：MB(宏塊)組成。MB，對于亮度信號由縱橫16象素構成，以此MB為單位進行空間性壓縮、時間性壓縮。

在空間性壓縮中，使用離散余弦變換：DCT和量化，在時間性壓縮中使用運動補償：MC。

在此，在VOP單位的壓縮方法中，有只用空間性壓縮進行編碼的幀內編碼；使用空間性壓縮和時間性壓縮進行編碼的幀間編碼。

一般，把被幀內編碼的VOP稱為I(幀內)-VOP。另外，在被幀間編碼的VOP中，把作為參照VOP，只使用在時間上在前面編碼的VOP進行MC，這樣被編碼的VOP稱為P(預測)-VOP，把作為參照VOP，用在時間上前后被編碼的VOP進行雙向的MC，這樣被編碼的VOP稱為B(雙向預測)-VOP。

其中所謂的參照VOP是指，在過去作為I-VOP或者P-VOP被編碼，為了在幀間編碼中使用而被譯碼的VOP中，對于現在要編碼的VOP在時間上相鄰的至多2個VOP。

進而，被包含在I-VOP中的MB必須全部用幀內編碼進行編碼，而被包含在P-VOP以及B-VOP中的MB可以用幀內編碼、幀間編碼之一進行編碼。

在ISO/IEC?JTC1/SC29/WG11的MPEG-4視頻驗證模型版本6.0中的MB的編碼的幀內模式/幀間模式判定中，對于被包含在MB中各象素的亮度值，在和MB內全部象素的平均值的差分值中，在絕對值的總和A和MC誤差SAD滿足以下條件時，在該MB中使用幀內編碼。

A＜SAD-2×N_B

在此，N_B是包含在VOP中的MB內的象素數。

以下，說明以MB為單位的編碼處理。

當包含要編碼的MB的VOP是I-VOP的情況下，把亮度信號相對色差信號進行DCT和量化，把由此得到的被量化的DCT系數采用可變長編碼壓縮，和標題信息一同按照規定的順序制成比特流。

另一方面，當包含要編碼的MB的VOP是I-VOP的情況下，相對要編碼的MB的VOP，把時間上相鄰接被編碼的VOP作為參照VOP，用在信息組匹配中有代表性的運動檢測方法，求出和要編碼的MB的亮度信號中的差分值(MC誤差)最小的參照VOP上的MB。

把表示從要編碼的MB到MC誤差變為最小的MB的運動的矢量稱為運動矢量。

而后，對MC誤差進行DCT和量化。用可變長編碼，把對在此得到的運動矢量和亮度信號和色差信號的MC進行了量化的DCT系數進行壓縮，和標題信息一同按照規定的順序制成比特流。

運動圖像編碼裝置，必須輸出根據規定的編碼參數指定的符號量的比特流。進而對于譯碼器一方的緩沖存儲器，必須在編碼器一方估計譯碼器一方的緩沖存儲器的占有量，控制發生符號量，使得不產生上溢和下溢。

把該緩沖存儲器叫做虛擬緩沖存儲器驗證器：VBV(視頻緩沖驗證器)緩沖存儲器。

VBV緩沖存儲器的容量，在MPEG-4中根據簡檔和級別確定上限值。

發生符號量對幀的每一MB進行DCT，用為了量化而使用的量化比例，控制得到的DCT系數。

一般發生符號量和量化比例成反比例關系。用此性質可以使發生符號量自動地變化。

另外，一般因為量化比例有限制，所以只用量化比例不可能控制發生符號量。因而，在發生符號量比對象值多的情況下，幀跳過數大，在少量的情況下進行填充。