[發明專利]用于確定視頻編碼中跳躍模式的閾值的方法和裝置

有效

• 申請號: 200710096773.4
• 申請日: 2007-04-12
• 公開（公告）號: CN101056408A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發明（設計）人: 朱立華;尹鵬;查爾斯·傳銘·王
• 申請（專利權）人: 湯姆森許可貿易公司
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/30
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 羅松梅

技術領域

本發明涉及用于對圖像進行編碼的一種方法和一種裝置。具體地，所述方法和裝置使確定是否使用跳躍模式對宏塊進行編碼變得容易。

背景技術

已經針對例如VCD、DVD和視頻會議的各種媒體產品開發出多種多媒體技術。多媒體標準是這些產品的核心技術。例如MPEG和H.26x的國際標準在實際應用中扮演了非常重要的角色。

視頻壓縮的目標是減小時間和空間維度的冗余。為了這個目的，已知標準通常使用混合編碼。例如，運動估計(ME)減小了時間冗余，而空間預測、離散余弦轉換(DCT)、量化和熵編碼減小了空間冗余。

通常把視頻序列中的幀分為多個16×16的宏塊(MB)。對于MPEG-4部分10/AVC，可以把宏塊進一步分為16×8、8×16、8×8、4×8、8×4和4×4的像素塊。例如ME、DCT、量化和熵編碼的多種算法應用于這些MB或塊。在一些情況下，一些MB或塊的殘值非常小，從而能夠在量化期間把它們全部量化為0。在編碼期間，可以跳過這些MB。在減小編譯碼復雜性和數據速率時，MB或塊的跳躍扮演了關鍵角色。問題是怎樣盡可能有效地找到這些MB。

為了識別能夠跳過的MB，一種已知的方法是計算來自MB的參數，并把這個參數與預定的閾值進行比較。然而，已知的用于確定該閾值的方法通過把量化與DCT相結合僅縮短了DCT領域的計算時間。這個步驟在ME之后完成。

發明內容

由于已知的算法把量化和DCT結合在一起而識別能夠跳過的MB，所以這些算法僅縮短了針對DCT和量化的計算，但是沒有縮短針對ME的計算。為了進一步減小計算復雜度，改進閾值預確定是有利的。這一點可以通過查找在ME之前能夠應用的閾值而完成。但由于量化噪聲，難以找到適于ME的良好閾值。

由于本發明把ME、DCT和量化結合到了一起，所以它不同于傳統的用于確定跳躍MB或塊的算法。因此，本發明不僅獲得了傳統算法的效果，而且還縮短了ME所用的時間，這是用于減小計算復雜度的非常有效的方法。另外，本發明增加了修改后的閾值以校正出錯的預確定，以滿足不同的品質要求。

本發明的一方面是以統計的方式分析量化誤差的分布，然后產生并使用針對視頻序列不同屬性的不同閾值。有利地，這可以較早地(即進行更少的工作)確定能否跳過對MB的編碼(包括運動估計、DCT和量化)的已知方法。

主要的思想是獲得不同的值，優選地為絕對差之和(SAD)的值，它可以用作用于在MB級別上確定是否需要ME的閾值。然后，針對圖像中每一個MB計算實際的SAD值(與先前的圖像相比)，如果實際的SAD值小于閾值，那么假定運動為0且可以跳過運動估計。此外，也可以跳過針對這個MB的DCT和量化。通常，僅考慮亮度MB(16×16像素)是足夠的。

本發明使用原始的和重建版本的相同圖像以收集統計信息，以確定用于決定是否跳過MB編碼和發送的閾值。原始的和重建版本的圖像在以下方面有所不同，即重建圖像具有量化噪聲失真。

根據本發明，可以通過如下所述的統計方法而獲得閾值。

根據本發明一方面，一種用于確定閾值的方法，用于決定是否可以跳過視頻編碼中宏塊級別上的運動估計、DCT和量化，所述方法包括步驟：

確定量化參數；

在宏塊級別上對圖像進行量化和反量化，其中使用所述確定的量化參數，并獲得重建圖像；

計算圖像與重建圖像之間的差；

計算當前圖像與重建圖像之間的差的平均值和標準差；

使用所述平均值和標準差來計算閾值，以確定統計置信區間；以及

存儲與所述量化參數有關的閾值。

所述方法可以被進一步規定為：根據SAD_{Threshold，QP}＝m_SAD+3σ_SAD來確定統計置信區間。

所述方法可以被進一步規定為：根據m_SAD＝n*m₀和σ_SAD＝n*σ₀而從圖像宏塊的平均值(m₀)和標準差(σ₀)來計算圖像的平均值和標準差，其中n是每幅圖像的宏塊數。根據大數定律和中心極限原理，可以把m₀當作宏塊中所有像素的平均值。