[發(fā)明專(zhuān)利]一種幀內(nèi)宏塊刷新方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010195742.6
• 申請(qǐng)日: 2010-06-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102271250A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張鐵鳴;吳堅(jiān);黃建強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 杭州華三通信技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04N7/26
• 分類(lèi)號(hào): H04N7/26;H04N7/32
• 代理公司: 北京德琦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 謝安昆;宋志強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及視頻編碼技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及視頻編碼技術(shù)中的一種幀內(nèi)宏塊刷新方法和裝置。

背景技術(shù)

在對(duì)視頻圖像進(jìn)行編碼時(shí)，主流的圖像編碼國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)如動(dòng)態(tài)圖像專(zhuān)家組(MPEG)-2、MPEG-4以及H.261、H.263和H.264等對(duì)信道損失和信道誤碼都非常敏感，主要表現(xiàn)有：一方面，在視頻數(shù)據(jù)發(fā)生包丟失或比特錯(cuò)誤的情況下，容易造成錯(cuò)誤在時(shí)間和空間上的延續(xù)和擴(kuò)散，導(dǎo)致解碼端的沖擊視頻質(zhì)量急劇下降；另一方面，通常通信信道的狀態(tài)還具有可變性，如誤碼率、丟包率、帶寬和延遲等等都是時(shí)變的，也會(huì)降低解碼端的視頻質(zhì)量。由此，編碼視頻圖像的抗網(wǎng)絡(luò)丟失和抗誤碼能力成了視頻編碼技術(shù)領(lǐng)域急需考慮的問(wèn)題。

幀內(nèi)宏塊刷新技術(shù)是一種能提高視頻圖像容錯(cuò)性的有效技術(shù)。一方面，幀內(nèi)宏塊刷新不使用參考幀，切斷了視頻圖像在時(shí)間上的依賴(lài)，從而遏制了錯(cuò)誤在時(shí)間上的擴(kuò)散；另一方面，某些視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)如H.261、H.263使用的離散余弦變換(DCT)和反離散余弦變換(IDCT)算法只給出IDCT公式，而并沒(méi)有計(jì)算反變換的算術(shù)過(guò)程，由于不同廠商可能使用不同的算術(shù)過(guò)程，同時(shí)不同的處理器也可能具有不同的計(jì)算精度，各個(gè)廠商計(jì)算反變換的結(jié)果可能存在一定范圍內(nèi)的誤差，而幀內(nèi)宏塊刷新還具有控制反變換累積誤差的效果。因此，在H.261和H.263協(xié)議中建議采用幀內(nèi)宏塊刷新，圖1給出了現(xiàn)有幀內(nèi)宏塊刷新的原理示意圖。如圖1所示，以視頻圖像中的任意兩個(gè)宏塊A和B為例。對(duì)于宏塊A：對(duì)于視頻圖像中的第1幀圖像來(lái)說(shuō)，由于沒(méi)有其它幀可供預(yù)測(cè)，故該幀中的所有宏塊都采用幀內(nèi)(INTRA)模式進(jìn)行編碼，即該幀中的宏塊A采用了INTRA編碼模式；對(duì)于第2幀(這里將第2幀稱(chēng)為刷新周期中的第1幀)至第132幀(同樣地，該幀為第一個(gè)刷新周期中的第131幀)來(lái)說(shuō)，需要通過(guò)運(yùn)動(dòng)搜索方式確定各幀中的宏塊A采用INTRA模式或幀間(INTER)模式進(jìn)行編碼：當(dāng)通過(guò)運(yùn)動(dòng)搜索方式確定出宏塊A需要采用INTRA模式進(jìn)行編碼時(shí)，即可采用INTRA模式對(duì)其進(jìn)行編碼，當(dāng)通過(guò)運(yùn)動(dòng)搜索方式確定出宏塊A需要采用INTER模式進(jìn)行編碼，則對(duì)其采用INTER模式進(jìn)行編碼；對(duì)于第133幀(刷新周期中的第132幀，即第一個(gè)刷新周期的最后一幀)來(lái)說(shuō)，當(dāng)通過(guò)運(yùn)動(dòng)搜索方式確定出宏塊A需要采用INTRA模式進(jìn)行編碼時(shí)，即可采用INTRA模式對(duì)其進(jìn)行編碼；當(dāng)通過(guò)運(yùn)動(dòng)搜索方式確定出宏塊A需要采用INTER模式進(jìn)行編碼，且宏塊A在刷新周期中的第1幀至刷新周期中的第131幀都采用了INTER編碼模式、即連續(xù)進(jìn)行了131次INTER編碼模式時(shí)，需要對(duì)宏塊A采用INTRA模式進(jìn)行編碼；對(duì)于刷新周期所對(duì)應(yīng)的幀之后的各幀來(lái)說(shuō)，同樣地，也需要通過(guò)運(yùn)動(dòng)搜索方式確定宏塊A是需要采用INTRA模式還是INTER模式進(jìn)行編碼：當(dāng)通過(guò)運(yùn)動(dòng)搜索方式確定出宏塊A需要采用INTRA模式進(jìn)行編碼時(shí)，即對(duì)其進(jìn)行INTRA編碼，當(dāng)通過(guò)運(yùn)動(dòng)搜索方式確定出宏塊A需要采用INTER模式進(jìn)行編碼，且并不是第132次連續(xù)進(jìn)行INTER編碼時(shí)，對(duì)其采用INTER編碼模式，當(dāng)通過(guò)運(yùn)動(dòng)搜索方式確定出宏塊A需要采用INTER模式進(jìn)行編碼，且是第132次連續(xù)進(jìn)行INTER編碼時(shí)，則對(duì)其采用INTRA編碼模式，依次類(lèi)推，直至最后一幀圖像編碼完畢。同樣地，對(duì)于宏塊B也采用了同宏塊A一樣的處理方式。即，對(duì)于視頻圖像中的每一個(gè)宏塊來(lái)說(shuō)，要求至少每132次編碼就有一次是采用INTRA編碼模式。也就是說(shuō)，宏塊的刷新周期為132，且對(duì)于所有宏塊來(lái)說(shuō)，它們的刷新周期都是相同的。

從上述分析可以看出，由于現(xiàn)有幀內(nèi)宏塊刷新至少每132次編碼就有一次是采用INTRA編碼模式，從而能夠遏制視頻數(shù)據(jù)出現(xiàn)的錯(cuò)誤在時(shí)間和空間上的擴(kuò)展和延續(xù)，提高視頻圖像的容錯(cuò)性。但是，當(dāng)視頻圖像運(yùn)動(dòng)很小或視頻圖像中有大范圍靜止圖像時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)：由于第1幀圖像沒(méi)有其它幀可供預(yù)測(cè)，其中所有的宏塊必須編碼為INTRA模式；對(duì)于其它幀中的宏塊來(lái)說(shuō)，當(dāng)通過(guò)運(yùn)動(dòng)搜索方式進(jìn)行確定時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)大部分宏塊都會(huì)連續(xù)編碼為INTER模式，因此，當(dāng)編碼進(jìn)行到第133幀時(shí)，這些宏塊需要同時(shí)編碼為INTRA模式。由于INTRA編碼模式是不使用參考幀來(lái)進(jìn)行的，而過(guò)多的宏塊同時(shí)采用INTRA模式進(jìn)行編碼會(huì)使得過(guò)多的宏塊不使用參考幀，也就不能實(shí)現(xiàn)通過(guò)使用參考幀來(lái)達(dá)到消除時(shí)間冗余的目的，從而會(huì)使編碼碼率急劇增加。當(dāng)使用固定編碼碼率對(duì)運(yùn)動(dòng)很小或視頻圖像中有大范圍靜止圖像的視頻圖像進(jìn)行編碼時(shí)，只能通過(guò)降低視頻圖像質(zhì)量來(lái)將編碼碼率限制在指定的范圍內(nèi)，從而會(huì)造成視頻圖像質(zhì)量的下降。

發(fā)明內(nèi)容