[發明專利]一種MPEG－4 SP到AVS視頻轉碼方法

無效

• 申請號: 200710168579.2
• 申請日: 2007-12-04
• 公開（公告）號: CN101188756A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發明（設計）人: 朱立;胡瑞敏;李大龍;李小菲
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26
• 代理公司: 武漢天力專利事務所
• 代理人: 馮衛平;程祥

技術領域

本發明屬于多媒體通信與視頻編碼技術領域，特別是涉及一種MPEG-4?SP到AVS視頻轉碼方法。

背景技術

視頻轉碼技術是異構網絡條件下解決不同終端、不同網絡接入方式所造成的視頻資源訪問和傳輸方式多樣化的有效手段，是提高多媒體應用效率的關鍵。所謂視頻轉碼是指將一種編碼格式的視頻碼流轉換為另一種編碼格式的操作，這里的“編碼格式”包括組織視頻流所遵循的標準或協議(如MPEG-2/4、MPEG-4?Part10?AVC/H.264、H.26x、AVS等)、圖像空間分辨率(即圖像尺寸，如CIF、QCIF、D1等)、圖像序列時間分辨率(即幀率，如25fps、30fps等)、碼率和編碼工具(如容錯編碼、視頻水印等)。

MPEG-4?SP即MPEG-4的Simple?Profile。MPEG-4(part2)于1999年完成，主要針對甚低比特率通信應用和多平臺資源的整合。數年來，MPEG-4?SP已經得到了廣泛應用，并已成為IP監控系統平臺中的主流視頻編碼標準。AVS(GB/T20090.2-2006)是我國制定的具有自主知識產權的音視頻編碼標準，于2006年3月1日正式頒布實施。相關權威測試表明：AVS編碼效率高，實現復雜度低；同時，我國掌握知識產權，故有望在今后成為國內視聽產業中的主流標準。然而，當前AVS片源稀少，其產業化進程處于起步階段，在此期間，需要研究AVS轉碼技術，實現現有編碼標準到AVS的平穩過渡。

在碼率自適應轉碼應用中，最簡單的轉碼器結構是由一個解碼器串聯一個編碼器形成的，也稱為級聯型像素域轉碼器。此種類的轉碼器雖然結構簡單，但計算復雜度高，未能有效地利用輸入碼流中的編碼信息。基于上述原理，目前已開發出的典型轉碼器結構包括：以截斷DCT(離散余弦變換)高頻系數直接實施二次量化為基礎的開環轉碼器；以省略運動搜索而僅作運動補償為主要思路的像素域閉環轉碼器；以DCT域運動補償為主要手段的快速DCT域轉碼器(SDDT)。但這些現有技術的轉碼器都具有缺點：開環轉碼結構由于完全省略了DCT/IDCT，所以操作簡單、轉碼速度快，但是直接重量化使得運動向量不匹配，最終導致了較大的預測誤差，所以轉碼圖像質量差。SDDT的提出及算法優化建立在假設DCT、IDCT、MC是線性操作的基礎上，然而在實際視頻編碼中大量使用了數值區間鉗制和取整操作，這都引入了不可忽略的漂移誤差；另外，SDDT控制復雜度較高，且僅能用于碼率自適應轉碼系統中。

因此，目前尚未出現完整的實現MPEG-4?SP到AVS轉碼方法，特別是由于AVS采用了豐富的宏塊編碼模式，所以還必須設計基于變換域的AVS快速模式選擇算法。提供高質量易實現的MPEG-4?SP到AVS視頻轉碼方案，成為本技術領域亟待解決的重要技術問題。

發明內容

針對上述問題，為了能夠高質量的進行視頻轉碼，本發明提出一種MPEG-4?SP到AVS視頻轉碼方法，實現步驟如下：

步驟一，對MPEG-4?SP碼流進行解壓縮操作得到MPEG-4?SP數據，MPEG-4?SP數據包含圖像空間域序列、當前圖像信息、宏塊編碼信息和運動信息，其中當前圖像信息包括圖像編碼類型、圖像尺寸和序列號，宏塊編碼信息包括各宏塊編碼模式和各模式下耗費的比特數，運動信息包括運動向量和參考圖像位置；

步驟二，對MPEG-4?SP數據進行處理，包括以下四項內容，

根據轉碼業務對視頻序列空間分辨率和時間分辨率的實際需求，對圖像空間域序列進行時間域和/或空間域處理，得到具有規定空間和時間分辨率的圖像空間域序列；

根據當前圖像編碼類型，確定轉碼后輸出的AVS圖像編碼類型；

根據MPEG-4?SP宏塊編碼信息，決定AVS宏塊編碼模式；

根據MPEG-4?SP運動信息，合成AVS宏塊運動向量；

步驟三，從AVS圖像編碼類型、具有規定空間和時間分辨率的圖像空間域序列、AVS宏塊編碼模式和AVS宏塊運動向量得到AVS碼流。

而且，在確定轉碼后輸出的AVS圖像編碼類型時，進行如下步驟，

首先，以MPEG-4?SP中的視訊物件層為單元劃分AVS圖像序列；

然后，以MPEG-4?SP中的視頻對象平面為單元，根據視頻對象平面編碼類型確定相應的AVS圖像編碼類型；

最后，設定AVS碼流中每幀圖像僅包含唯一的條帶層。

而且，在決定AVS宏塊編碼模式時，進行如下處理，