[發明專利]實時幀編碼的方法和裝置

無效

• 申請號: 200680010376.4
• 申請日: 2006-01-24
• 公開（公告）號: CN101151906A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發明（設計）人: 約翰·W·理查森;理查德·E·戈德肯
• 申請（專利權）人: 湯姆森特許公司
• 主分類號: H04N7/50
• 分類號: H04N7/50
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 史新宏;呂曉章

交叉參考相關申請

本申請要求2005年1月28日提出的美國臨時專利申請第60/647,824號的權益。

技術領域

本發明一般涉及通信系統，尤其涉及用于編碼例如視頻中的實時數據的編碼器。

背景技術

實時H.264編碼在計算上非常苛刻，并且需要大量存儲器和計算資源。傳統上，視頻編碼器是以專用集成電路(ASIC)的形式用硬件實現的。但是，由于個人計算機(PC)技術的進步，大多數高端計算機現在具有以適度分辨率進行實時音頻和視頻壓縮的處理能力。在H.264的情況下，像Pentium^?IV那樣的當前高端通用PC處理器能夠提供足以實時編碼公用中間格式(CIF)(352×288個像素/幀，30個幀/秒)視頻的處理能力。

這種對于視頻編碼器實現從基于硬件解決方案到基于軟件解決方案的轉移向人們提出了必須克服的新挑戰。更具體地說，在基于軟件視頻編碼器中，重要的是在小于等于為顯示一個幀分配的時間量(本文將這個時間量稱為顯示時間，或等效地，用它的倒數-顯示速率表示)的時間量內編碼每個視頻幀(幀)。但是，H.264編碼器運動估計算法可以使用疊代地求精它的運動搜索直到達到滿足閾值(即，接近匹配)或耗盡所有可能搜索點的疊代算法。這樣，執行時間不是常數，并且可以相差很大。此外，軟件實現在執行性能方面天生比它們的硬件相對物較不確定，導致執行時間進一步變化。例如，處理器速度直接影響軟件執行時間。因此，在基于軟件視頻編碼器中，一些幀的編碼可能快于顯示速率，而其它幀的編碼可能慢于顯示速率。只要在短等待時間窗內平均編碼速度等于顯示速率，視頻編碼器將按所需進行。但是，如果在短等待時間窗內平均編碼速度下降到顯示速率以下，則視頻編碼器將不按所需進行，導致可能的幀丟失和性能下降。

發明內容

我們觀察到，可以約束視頻編碼器的操作，以便在不會有害地影響性能的情況下，使執行時間受到限制，因此更加確定。其結果是，這樣的約束視頻編碼器按所需進行，并且，平均來說，即使不快于顯示速率，也至少與顯示速率一樣快地編碼視頻幀。因此，并且按照本發明的原理，視頻編碼器指定處理一個宏塊數據的時間量；和隨指定時間量而變地選擇一個小組可用編碼模式；其中，所選小組中的至少一種編碼模式用于處理宏塊。

在本發明的實施例中，設備包含提供壓縮或編碼視頻數據的基于軟件H.264視頻編碼器。H.264視頻編碼器包含計時器算法，以便在宏塊模式確定和運動估計框架內可用于H.264編碼器的時間受到約束或限制。然后，可用于H.264編碼器的特定時間量決定H.264編碼器可以用于編碼宏塊的一個小組可用編碼模式。其結果是，提供了不會極大影響編碼視頻質量地加強實時幀編碼的方法。

附圖說明

圖1示出了按照本發明原理的例示性設備；

圖2示出了體現本發明原理的H.264編碼器的例示性方塊圖；

圖3示出了用在按照本發明原理的視頻編碼器中的例示性流程圖；

圖4-5示出了按照本發明原理檢測是否約束編碼的例示性技術；

圖6-7示出了用在按照本發明原理的視頻編碼器中的其它例示性流程圖；和

圖8示出了按照本發明原理的數個小組編碼模式的表格。

優選實施例詳述