[發(fā)明專利]對視頻數(shù)據(jù)幀編碼的視頻編碼器和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710139195.8
• 申請日: 2007-07-27
• 公開（公告）號: CN101115203A
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發(fā)明（設計）人: 金鋒坤;李相祚;周永勛
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/32
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 郭鴻禧;安宇宏

技術領域

本發(fā)明涉及對視頻數(shù)據(jù)進行幀編碼，更具體地講，涉及一種在視頻編碼器中跳過一些視頻幀以控制比特率的設備和方法。

背景技術

通常，視頻編碼器可具有各種視頻序列，以使視頻編碼器提供編碼方法上的靈活性。然而，無線網(wǎng)絡環(huán)境中的傳輸信道具有一些傳輸限制約束。例如，存在這樣的約束：在無線網(wǎng)絡環(huán)境中被不變地使用的比特數(shù)量(例如，384[kb])。因此，在無線網(wǎng)絡環(huán)境中發(fā)送端發(fā)送幀數(shù)據(jù)允許限制比特數(shù)量，然后執(zhí)行幀編碼。

此外，由于約束，傳統(tǒng)的視頻編碼器配備有緩沖器，以限制可被發(fā)送到接收端的比特的數(shù)量。圖1是示出傳統(tǒng)視頻編碼器的示例的結構的框圖。

參照圖1，當從視頻數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元100創(chuàng)建了視頻數(shù)據(jù)時，以按圖像組(GOP)的形式被量化和存儲的幀的形式將該視頻數(shù)據(jù)輸入到視頻編碼器102。如果上述情況發(fā)生，則視頻編碼器102將接收的視頻數(shù)據(jù)的幀(以下，稱為“視頻數(shù)據(jù)幀”)提供給編碼器106，以對接收的幀編碼，所述編碼器106將編碼幀提供給用于存儲按規(guī)定的比特率被發(fā)送到發(fā)送單元104的編碼幀緩沖器108。原因在于：當視頻編碼器在如上所述的視頻編碼器102的編碼方法中提供靈活性時，比特的數(shù)量是可變的。因此，如上所述，一般的視頻編碼器102配備有緩沖器108，以對正被發(fā)送的編碼幀中的每一幀保持恒定數(shù)量的比特(恒定比特率(CBR))。

為了如上所述的限制比特的數(shù)量，該傳統(tǒng)視頻編碼器102使用用于改變每一視頻數(shù)據(jù)幀的量化參數(shù)以產(chǎn)生視頻數(shù)據(jù)的方法。盡管該方法控制在產(chǎn)生視頻數(shù)據(jù)幀時創(chuàng)建的視頻數(shù)據(jù)的比特數(shù)量，但是視頻數(shù)據(jù)幀的比特數(shù)量隨著量化參數(shù)的增加而減小，反之，視頻數(shù)據(jù)幀的比特數(shù)量隨量化參數(shù)的減小而增加。

通常對緩沖器108的存儲容量有限制。因而，為了防止將被緩沖的視頻數(shù)據(jù)幀的量超過緩沖器108的存儲容量，在傳統(tǒng)視頻編碼器102中限定了上界，以使創(chuàng)建的比特被控制在允許的限度范圍內(nèi)。

然而，如上所述，即使使用了用于改變量化參數(shù)的方法，仍可能發(fā)生如下情況：根據(jù)當前設置的限制，編碼幀的比特數(shù)量不適合環(huán)境。即，即使將量化參數(shù)設置為最大值，也可能發(fā)生如下情況：編碼的視頻數(shù)據(jù)幀的比特數(shù)量超過緩沖器108的預設上界。例如，可發(fā)生如下情況：隨著在預測圖像運動(圖像運動是大運動并且復雜)之后殘余數(shù)據(jù)的量增加，可能產(chǎn)生超過上界的比特數(shù)量。在這種情況下，為了滿足恒定比特率的限制條件，傳統(tǒng)視頻編碼器102跳過下一幀。然后，由于跳過了下一幀，所以當對有關幀編碼時，產(chǎn)生的比特變成0，因此，緩沖器中的比特數(shù)量減小了被發(fā)送的比特數(shù)量。

然而，在傳統(tǒng)視頻編碼器102中，在發(fā)生了緩沖器的存儲容量超過上界的這種溢出情況下，根據(jù)緩沖器的比特數(shù)量來執(zhí)行跳幀。因此，有關幀是I幀還是P幀對執(zhí)行跳幀沒有影響。通常，I幀和最初的P幀(以下，稱為“第一P幀”)成為有關GOP中包括的其他幀的參考幀。因此，因為在包括I幀的GOP的開始部分中的P幀對以后的其他幀有很大影響，所以這些P幀非常重要。然而，由于傳統(tǒng)視頻編碼器102不考慮I幀或第一P幀來執(zhí)行跳幀，所以當情況需要時，重要幀(例如，I幀或與特定GOP的開始部分相應的P幀)可被跳過。在這種情況下，隨著在預測被跳過的幀之后的運動期間誤差變大，較大的誤差被傳播，并可對畫面質量具有大的影響。

此外，在許多運動(例如，激烈的體育運動)出乎意料并同時發(fā)生的情況下，在特定時刻，一些幀被分配多個比特，但是可發(fā)生另外的連續(xù)跳幀。這里，存在許多運動的一部分對應于重要部分。在接連發(fā)生跳過的情況下，被跳過部分的內(nèi)容不能被感知，并且連續(xù)的跳過降低了畫面的整體質量。

發(fā)明內(nèi)容

因此，通過提供一種通過有效指定跳過編碼幀的位置以防止跳過參考幀來對視頻數(shù)據(jù)幀編碼的視頻編碼器和方法，做出本發(fā)明以解決在現(xiàn)有技術中發(fā)生的上述問題，并提供另外的優(yōu)點。

本發(fā)明的另一方面在于提供一種在防止跳過重要參考幀的同時通過防止發(fā)生連續(xù)跳過來防止降低畫面的整體質量的對視頻數(shù)據(jù)幀編碼的視頻編碼器和方法。