專利名稱：編碼源圖像序列的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及編碼源圖像序列的方法或設(shè)備。更特別的是方法包括象元-回歸的運(yùn)動(dòng)估計(jì)型預(yù)分析步驟和有由塊型運(yùn)動(dòng)估計(jì)配對的特殊編碼步驟。
背景技術(shù)：
域是視頻壓縮的。我們特別對基于塊的壓縮方案感興趣，在圖像或塊水平實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)的幀/場編碼，在壓縮中編碼提供實(shí)質(zhì)性的增益。例如這是MPEG4章節(jié)-10(H264)標(biāo)準(zhǔn)。在這些經(jīng)典的實(shí)現(xiàn)的框圖中，在編碼環(huán)中做宏塊水平的幀/場編碼決定，引入相對于只運(yùn)行在幀模式或場模式的非自適應(yīng)編碼器的雙倍的復(fù)雜性。這個(gè)功能在實(shí)現(xiàn)時(shí)是昂貴的。
在其它因素之中編碼決定依賴于時(shí)序相關(guān)，結(jié)果由預(yù)測編碼的編碼電路做運(yùn)動(dòng)估計(jì)，一般有塊匹配型和分層型。
例如，在編碼器與H264或MPEG4部分10標(biāo)準(zhǔn)兼容的“塊匹配”型分層運(yùn)動(dòng)估計(jì)器的情況中，計(jì)算各種塊尺寸(4×4，4×8，8×4，8×8，8×16，16×8，16×16)和各個(gè)參考圖像的運(yùn)動(dòng)矢量場。對由宏塊對的編碼，已知為MBAFF，宏塊自適應(yīng)幀場的英語首字母縮略詞，估計(jì)器對幀提供每宏塊，1個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量場，對場提供2個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量場。因此對16×16尺寸的宏塊，對各個(gè)參考圖像計(jì)算41×3個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量，如果使用幾個(gè)參考圖像，如在多參考模式中，乘以此數(shù)。以計(jì)算的觀點(diǎn)，在多種編碼可能性中此選擇是非常昂貴的。
其次，在H264標(biāo)準(zhǔn)的范例中，對在圖像尺寸為16×32的亮度塊中，對各個(gè)垂直宏塊可獨(dú)立的做關(guān)于場或幀的編碼的決定。此編碼操作稱為MBAFF，“宏塊自適應(yīng)幀/場編碼”的首字母縮略詞。對在幀模式中編碼的宏塊對，各宏塊包含隔行掃描的圖像的行。對在場模式中編碼的宏塊對，上部宏塊包含上部場或奇數(shù)場的行，下部宏塊包含下部場或偶數(shù)場的行。
在宏塊對水平和不在關(guān)于MPEG2標(biāo)準(zhǔn)的宏塊水平做編碼模式?jīng)Q定，編碼模式?jīng)Q定可基于編碼成本的測量和與模式關(guān)聯(lián)的失真，因此乘以可能的組合和計(jì)算負(fù)荷。
減少計(jì)算的一個(gè)解決方案由在低分辨率圖像的場和幀之間的選擇組成，以便限制在較高分辨率上的計(jì)算。在錐體的上部水平做的這些草率的選擇，因此比源圖像的分辨率更低的分辨率，不提供好的結(jié)果，由于不足的垂直精確度，上部場、下部場選擇對應(yīng)在一條行中移動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上面描述的缺點(diǎn)。
為此，本發(fā)明的一方面是編碼源圖像序列的方法，包括有在當(dāng)前圖像和參考圖像之間象元-回歸型運(yùn)動(dòng)估計(jì)的預(yù)分析步驟，和有在當(dāng)前圖像和參考圖像之間塊匹配運(yùn)動(dòng)估計(jì)步驟的圖像塊的實(shí)際編碼步驟，在編碼模式?jīng)Q定步驟之后，如內(nèi)部模式，在同樣奇偶或相反奇偶的場之間的或在幀之間的中間模式，特征在于基于在此步驟計(jì)算的運(yùn)動(dòng)矢量和對應(yīng)的塊，預(yù)分析步驟為具有參考圖像的偶數(shù)或奇數(shù)場塊的當(dāng)前圖像的偶數(shù)或奇數(shù)場塊執(zhí)行相關(guān)水平計(jì)算，根據(jù)相關(guān)水平，在編碼模式?jīng)Q定步驟和在內(nèi)部編碼模式時(shí)，利用同樣奇偶或相反奇偶的場之間的中間編碼或在幀之間的中間編碼。
根據(jù)特殊的實(shí)例，當(dāng)相反奇偶的場之間的相關(guān)水平比同樣奇偶的場之間的相關(guān)水平低時(shí)，利用場之間的中間編碼。
根據(jù)特殊的實(shí)例，預(yù)分析步驟也實(shí)現(xiàn)具用參考圖像的幀塊的當(dāng)前圖像的幀塊之間的相關(guān)計(jì)算，并根據(jù)相關(guān)水平確定場之間或幀之間的編碼模式。
根據(jù)特殊的實(shí)例，相關(guān)計(jì)算由下面的DFD值的計(jì)算組成DFD=Σi,j=0i,j=15|pixc(i,j)-pixpred(i,j)|]]>Pixc(i，j)對應(yīng)于當(dāng)前塊的行i和列j的一個(gè)象元的亮度值。
Pixpred(i，j)對應(yīng)于在參考圖像或預(yù)測的塊中由運(yùn)動(dòng)矢量指定的塊的行i和列j的象元的亮度值。
根據(jù)特殊的實(shí)例，圖像塊分割為上部塊和下部塊，上部塊對應(yīng)于上部場，下部塊對應(yīng)于下部場，反之亦然。幀之間的中間模式由選擇各個(gè)上部塊和下部塊的參考圖像的重建的上部或下部場組成，此選擇依賴于整個(gè)圖像塊的相關(guān)性測量。
根據(jù)特殊的實(shí)例，預(yù)分析步驟包括，基于由象元-回歸型運(yùn)動(dòng)估計(jì)的估計(jì)計(jì)算的運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償濾波降低噪聲的步驟。
根據(jù)特殊的實(shí)例，塊匹配運(yùn)動(dòng)估計(jì)是分層型的。
根據(jù)特殊的實(shí)例，在較低分辨率的源圖像上實(shí)現(xiàn)象元-回歸型運(yùn)動(dòng)估計(jì)。
根據(jù)特殊的實(shí)例，在預(yù)分析步驟計(jì)算的運(yùn)動(dòng)矢量和相應(yīng)的塊是計(jì)算有關(guān)塊的象元的矢量。
根據(jù)特殊的實(shí)例，在預(yù)分析步驟計(jì)算的運(yùn)動(dòng)矢量相應(yīng)的塊從有關(guān)塊的象元計(jì)算的運(yùn)動(dòng)矢量分量的中值或平均值中獲得。
根據(jù)特殊的實(shí)例，對幾個(gè)參考圖像執(zhí)行相關(guān)計(jì)算，預(yù)分析步驟根據(jù)相關(guān)值執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)參考圖像的選擇。
本發(fā)明也涉及編碼設(shè)備，包含有象元-回歸型運(yùn)動(dòng)估計(jì)器的預(yù)分析電路，和圖像塊的實(shí)際編碼電路，包括連接編碼模式?jīng)Q定電路的圖像塊匹配運(yùn)動(dòng)估計(jì)器，特征在于基于由象元-回歸型運(yùn)動(dòng)估計(jì)器計(jì)算的運(yùn)動(dòng)矢量，預(yù)分析電路用參考圖像的偶數(shù)或奇數(shù)幀塊，加于編碼模式?jīng)Q定電路和在中間編碼模式中，在同樣奇偶或相反奇偶的場之間的中間編碼，或在幀之間的中間編碼中，根據(jù)相關(guān)水平，執(zhí)行當(dāng)前幀的偶數(shù)或奇數(shù)場塊的相關(guān)計(jì)算。
根據(jù)特殊的實(shí)例，預(yù)分析電路傳輸編碼模式信息到塊匹配運(yùn)動(dòng)估計(jì)電路，以確定有關(guān)重建的圖像的場和/或幀的運(yùn)動(dòng)估計(jì)。
使用由運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償濾波電路的運(yùn)動(dòng)估計(jì)器計(jì)算的運(yùn)動(dòng)矢量場，在編碼環(huán)前產(chǎn)生場或幀編碼模式的預(yù)選擇，在實(shí)際編碼前，降低源圖像的噪聲。
因此，降低了實(shí)現(xiàn)宏塊水平的幀/場自適應(yīng)編碼的復(fù)雜性。簡化了編碼模塊的編碼模式?jīng)Q定電路計(jì)算。


從描述中清楚的顯現(xiàn)本發(fā)明其它的特征和優(yōu)點(diǎn)，提供的描述作為非限制的范例和參考附圖如下
圖1是本發(fā)明的編碼器的框圖；圖2是在第一解決方案中，由預(yù)分析電路的運(yùn)動(dòng)估計(jì)器計(jì)算的運(yùn)動(dòng)矢量；圖3在第二解決方案中，由預(yù)分析電路的運(yùn)動(dòng)估計(jì)器計(jì)算的運(yùn)動(dòng)矢量。
具體實(shí)施例方式
在被傳輸?shù)筋A(yù)分析電路6的編碼器的輸入端接收源圖像的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。圖像被濾波并按圖像塊傳輸?shù)綔p法器1的第一輸入端。根據(jù)編碼模式，內(nèi)部的或中間的，減法器1傳輸有關(guān)在它的第一輸入端接收的當(dāng)前塊的信息，或從后者減去對應(yīng)于在它的第二輸入端得到的預(yù)測的塊的最新信息。減法器1的輸出數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫x散余弦和量化變換電路2。此電路的量化的輸出系數(shù)通過熵編碼器3經(jīng)歷熵編碼，然后存儲(chǔ)在緩沖存儲(chǔ)器4中。此存儲(chǔ)器的填充水平傳輸?shù)奖忍芈士刂齐娐?，它也從預(yù)分析電路接收數(shù)據(jù)，它影響量化器2的量化步驟。
重建當(dāng)前圖像提供預(yù)測的塊。因此，量化的系數(shù)通過參考電路7經(jīng)歷逆量化和逆離散余弦變換，給出解碼的亮度值。
如果它是中間模式編碼的，加法器8使得預(yù)測的塊加到解碼的系數(shù)塊上。在存儲(chǔ)到存儲(chǔ)重建的當(dāng)前圖像的圖像存儲(chǔ)器10之前，由濾波電路9濾波重建的塊。
分層的運(yùn)動(dòng)估計(jì)器11接收有關(guān)解碼的信息或由圖像存儲(chǔ)器10存儲(chǔ)的重建的圖像，和來自預(yù)分析電路6的有關(guān)源圖像的當(dāng)前宏塊的信息。根據(jù)已知的原理，實(shí)現(xiàn)此當(dāng)前宏塊和重建的圖像之間的相關(guān)性計(jì)算，以便提供運(yùn)動(dòng)矢量。這些矢量傳輸?shù)骄幋a模式?jīng)Q定電路13，此電路實(shí)現(xiàn)編碼成本計(jì)算，以確定編碼模式。如果需要，此編碼模式和相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)矢量傳輸?shù)竭\(yùn)動(dòng)補(bǔ)償電路12，它實(shí)現(xiàn)重建的圖像的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，從此重建的圖像提供預(yù)測的圖像塊。運(yùn)動(dòng)矢量也傳輸?shù)接糜诰幋a的熵編碼器3，并傳輸?shù)浇獯a器。
用更詳細(xì)的方式，在編碼器的輸入端有包含分辨率降低電路、象元-回歸型運(yùn)動(dòng)估計(jì)電路和濾波電路的預(yù)分析電路3。這些電路使得在編碼前要處理的圖像的噪聲降低。在此領(lǐng)域，認(rèn)識到象元-回歸型運(yùn)動(dòng)估計(jì)比由塊的運(yùn)動(dòng)估計(jì)更適應(yīng)于噪聲降低。那么這是在編碼器的預(yù)分析步驟實(shí)現(xiàn)的算法類型。
根據(jù)本發(fā)明，預(yù)分析電路3執(zhí)行相關(guān)性計(jì)算，提供幀/場編碼決定信息到編碼模式?jīng)Q定電路13。如在后面步驟描述的一樣，它實(shí)行幀/場模式預(yù)選擇，以簡化由決定模塊進(jìn)行的計(jì)算。
在編碼器的輸入端接收的圖像序列的源圖像由預(yù)分析電路子取樣和可能的內(nèi)插，提供更低空間分辨率的圖像。在實(shí)際的圖像編碼前，由此預(yù)分析電路估計(jì)象元-回歸型運(yùn)動(dòng)。那么它計(jì)算較低分辨率圖像的每個(gè)象元，在我們的范例中它的尺寸水平的和垂直的劃分為兩個(gè)。此估計(jì)也預(yù)先對編碼模塊提供某些有用的信息，如在運(yùn)動(dòng)中檢測的區(qū)域，不可預(yù)測的區(qū)域，優(yōu)選的預(yù)測方向等。
基于此運(yùn)動(dòng)估計(jì)，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償濾波實(shí)現(xiàn)在全分辨率的圖像上；此濾波降低圖像的噪聲，因此，改善了編碼器的效率。
可使用預(yù)分析電路定義要編碼的序列的GOP結(jié)構(gòu)，即，圖像的類型，內(nèi)部或中間，參考圖像，雙向等。術(shù)語GOP是“圖像組”的首字母縮略詞，并在MPEG標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定。
對預(yù)先規(guī)定的圖像數(shù)執(zhí)行預(yù)分析。在預(yù)分析和實(shí)際圖像編碼之間的延遲時(shí)間段可認(rèn)為是比特率控制的圖象組的量級。例如這對應(yīng)于MPEG標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)或幾個(gè)GOP。
在我們的例子中，運(yùn)動(dòng)估計(jì)電路11是根據(jù)分層結(jié)構(gòu)和塊匹配方法。當(dāng)前的宏塊與解碼的圖像相比，根據(jù)增加分辨率的錐體構(gòu)造，在錐體的最低分辨率開始到最高的分辨率水平。從最低的分辨率水平到最高的分辨率水平，估計(jì)各分辨率水平的運(yùn)動(dòng)矢量場，能使用在一個(gè)水平做的估計(jì)作為更高水平的預(yù)測。錐體依賴于編碼電路的不同編碼模式。因此，對于對幀、場和給定參考圖像存在多個(gè)錐體。在許多參考方法中，錐體的數(shù)量是成倍增加的。
用有關(guān)幀的宏塊對和有關(guān)場的這些宏塊對的各宏塊計(jì)算運(yùn)動(dòng)矢量。
在編碼環(huán)中，濾波電路9實(shí)現(xiàn)重建的圖像的濾波，以降低塊的影響。正好是濾波的圖像存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)器10中。
預(yù)分析電路6連接比特率控制電路5，提供GOP結(jié)構(gòu)信息和圖像類型的編碼成本信息，簡化能集成事后可追溯的信息的比特率控制。在內(nèi)部模式的第一通道期間，預(yù)分析電路根據(jù)編碼確定圖像的復(fù)雜性，并傳輸每圖像類型的編碼成本估計(jì)到控制電路，因此控制電路可計(jì)算DCT+Q電路的量化步驟。
編碼模式?jīng)Q定電路執(zhí)行編碼成本或能量計(jì)算，選擇編碼模式，內(nèi)部模式，中間模式，雙向的，參考圖像選擇等。在從運(yùn)動(dòng)估計(jì)器接收的運(yùn)動(dòng)矢量中，它消除那些對應(yīng)于由預(yù)分析電路沒有選擇的模式，在那些遺留下來的中，選擇提供最低編碼成本的運(yùn)動(dòng)矢量。
圖2用符號表現(xiàn)由象元-回歸型運(yùn)動(dòng)估計(jì)器實(shí)現(xiàn)的不同類型的宏塊編碼運(yùn)動(dòng)估計(jì)。
幀分割為不同間隔顯示的兩個(gè)隔行掃描場。第一場在時(shí)間上稱為上部場或奇數(shù)場，出現(xiàn)在幀的各奇數(shù)行，同時(shí)第二場在時(shí)間上稱為下部場或偶數(shù)場，出現(xiàn)在幀的各偶數(shù)行。兩個(gè)場形成幀。
參考24的16×16宏塊屬于顯示為實(shí)行的第一上部場，參考15的16×16宏塊屬于顯示為實(shí)行的下一上部場。
參考14的16×16宏塊屬于顯示為虛行的第一下部場，參考16的16×16宏塊屬于顯示為虛行的下一下部場。
由參考21和22的兩個(gè)16×16宏塊組成的宏塊對屬于隔行掃描的圖像或幀，并因此由上部場和下部場的連續(xù)的行構(gòu)成。
如果宏塊對用幀模式編碼，那么宏塊對由連續(xù)的偶數(shù)和奇數(shù)行構(gòu)成；參考21、運(yùn)動(dòng)矢量參考23指向前面的隔行掃描的圖像，指定16×32宏塊參考22。由使用偶數(shù)和奇數(shù)行實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)估計(jì)的內(nèi)插。
如果宏塊對用場模式編碼，那么它分別由參考15和16指向的奇數(shù)行構(gòu)成的上部宏塊，和由偶數(shù)行構(gòu)成的下部宏塊構(gòu)成。上部宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量由矢量參考17指向上部場或前面的奇數(shù)場的宏塊或由矢量參考18指向下部場或前面的偶數(shù)場的宏塊。下部宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量由矢量參考20指向前面的偶數(shù)場的宏塊，或由矢量參考19指向前面的奇數(shù)場的宏塊。
用作運(yùn)動(dòng)估計(jì)的圖像是比源圖像分辨率低的圖像。由預(yù)分析電路實(shí)現(xiàn)子取樣和濾波。存儲(chǔ)較低分辨率的圖像，在此當(dāng)前圖像和前面的存儲(chǔ)的參考圖像之間實(shí)現(xiàn)象元-回歸型運(yùn)動(dòng)估計(jì)和存儲(chǔ)。
以匹配每個(gè)宏塊的運(yùn)動(dòng)矢量的方式，處理運(yùn)動(dòng)矢量場、象元運(yùn)動(dòng)矢量。例如，考慮有關(guān)全分辨率圖像的宏塊的所有的象元運(yùn)動(dòng)矢量，這組運(yùn)動(dòng)矢量的中值運(yùn)動(dòng)矢量分派給此宏塊。選擇這些運(yùn)動(dòng)矢量的平均值也是可能的。也可實(shí)現(xiàn)子取樣，因此取樣的圖像的一個(gè)象元對應(yīng)于源圖像的宏塊，因此，一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量對應(yīng)于一個(gè)宏塊。
圖2是對應(yīng)于預(yù)選擇編碼模式的第一解決方案。
預(yù)分析電路6的運(yùn)動(dòng)估計(jì)器計(jì)算各圖像的運(yùn)動(dòng)矢量場。這些矢量對應(yīng)于運(yùn)動(dòng)—在當(dāng)前幀和前面幀之間—在當(dāng)前偶數(shù)場和前面偶數(shù)場之間—在當(dāng)前偶數(shù)場和前面奇數(shù)場之間—在當(dāng)前奇數(shù)場和前面偶數(shù)場之間—在當(dāng)前奇數(shù)場和前面奇數(shù)場之間。
它對各宏塊實(shí)現(xiàn)有關(guān)這些運(yùn)動(dòng)矢量場的相關(guān)計(jì)算。
因此，對當(dāng)前圖像的各場，它計(jì)算同樣奇偶的參考場的中問場之差的和?；趲碾p宏塊或?qū)?yīng)于每一個(gè)32行16列的這些場的隔行掃描的圖像，下面獲得了偶數(shù)場的宏塊DFDeven,sameparity=Σi,j=0i,j=15|pixc(2i,j)-pixpred(2i,j)|]]>下面獲得了奇數(shù)場的宏塊DFDadd,sameparity=Σi,j=0i,j=15|pixc(2i+1,j)-pixpred(2i+1,j)|]]>其中pixpred，基于運(yùn)動(dòng)矢量的預(yù)測值。對幀的雙宏塊的行的各i值，j列是從0遞增到15。2i行對應(yīng)于從雙宏塊提取的偶數(shù)場的宏塊，2i+1行對應(yīng)于奇數(shù)場的宏塊。
同樣，對當(dāng)前圖像的各幀，它計(jì)算相反奇偶的參考場的中間場之差的和。下面獲得當(dāng)前偶數(shù)場的宏塊DFDeven,oppose,parity=Σi,j=0i,j=15|pixc(2i,j)-pixpred(2i+1,j)|]]>對當(dāng)前奇數(shù)場的宏塊
DFDadd,oppose,parity=Σi,j=0i,j=15|pixc(2i+1,j)-pixpred(2i,j)|]]>最后，對幀和雙宏塊，它計(jì)算中間幀差的和DFDpicture=Σi,j=0i,j=15|pixc(i,j)-pixpred(i,j)|+Σi,j=0i,j=15|pixc(i+16,j)-pixpred(i+16,j)|]]>=Σi,j=0i=31,j=15|pixc(i,j)-pixpred(i,j)|]]>其中pixpred是基于運(yùn)動(dòng)矢量的預(yù)測值。
對圖像的各場，計(jì)算電路選擇產(chǎn)生最低DFD的參考場的奇偶。
DFDevenmin=DFDeven,sameparity<>opp,paritysameparityDFDeven,oppos,parity]]>DFDoddmin=DFDodd,sameparity<>oppos,paritysameparityDFDodd,oppos,parity]]>例如，對第一式子，如果DFDeven，sameparity具有比DFDeven，oppos，parity更低的值，選擇的值是DFDeven，sameparity。如果有更高的值，選擇DFDeven，oppos，parity。
各場的最小DFD值加在一起DFDfield=DFDevenmin+DFDoddmin]]>由比較相應(yīng)的DFD實(shí)現(xiàn)在場編碼和幀編碼之間的選擇，DFD相對于場編碼由值λ置于不利地位。此λ＞0參數(shù)使得在場模式中附加編碼成本，考慮傳輸兩個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量DFDfield+λ<>picturefieldDFDpicture]]>因此，根據(jù)前面的結(jié)果，預(yù)分析電路選擇最有利的編碼模式。它傳輸此信息到編碼模式?jīng)Q定電路，它限制它的計(jì)算只到選擇的編碼模式。
根據(jù)不管由預(yù)分析電路選擇的模式是簡單的場或幀水平的編碼，那么由編碼模式?jīng)Q定電路做的編碼成本計(jì)算限制在場模式或幀模式。
此限制甚至可進(jìn)一步延伸。因此，當(dāng)選擇場模式時(shí)，對編碼模式預(yù)分析電路可利用偶數(shù)場或奇數(shù)場，和對組成宏塊對的各宏塊。
對應(yīng)于圖3的第二個(gè)更簡單的解決方案。對預(yù)分析電路的運(yùn)動(dòng)估計(jì)器，它由計(jì)算有關(guān)場的4個(gè)矢量場組成，在圖上的參考是]17，18，19，20，對當(dāng)前圖像的各場，相同奇偶和相反奇偶的參考場的中間場之差的和DFDeven,sameparity=Σi,j=0i,j=15|pixc(2i,j)-pixpred(2i,j)|]]>DFDadd,sameparity=Σi,j=0i,j=15|pixc(2i+1,j)-pixpred(2i+1,j)|]]>DFDeven,oppose,parity=Σi,j=0i,j=15|pixc(2i,j)-pixpred(2i+1,j)|]]>DFDadd,oppose,parity=Σi,j=0i,j=15|pixc(2i+1,j)-pixpred(2i,j)|]]>通常進(jìn)行幀選擇，組成宏塊對的兩個(gè)宏塊對同樣奇偶的場經(jīng)受場的同樣運(yùn)動(dòng)。因此，對當(dāng)前圖像的場之一，如果對應(yīng)于相反奇偶的場的DFD低于對應(yīng)于同樣奇偶的場的DFD，宏塊編碼選擇是場模式。確實(shí)，在此情況中，或許偶數(shù)場的宏塊和構(gòu)成宏塊對的奇數(shù)場的宏塊不經(jīng)受同樣的運(yùn)動(dòng)，因此幀模式是較少有利的。例如，這是在兩個(gè)場之間在時(shí)空中大的運(yùn)動(dòng)的情況，時(shí)間是20ms。
另外，即如果相對于同樣奇偶的場的運(yùn)動(dòng)矢量是鄰近的，由預(yù)分析電路選擇幀模式。
在此解決方案中，預(yù)分析電路6在幀水平實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)估計(jì)是不必要的，由編碼決定電路13選擇試驗(yàn)的編碼模式。
另一解決方案是基于預(yù)分析電路的運(yùn)動(dòng)估計(jì)器計(jì)算的場矢量來計(jì)算幀矢量場。對場計(jì)算的運(yùn)動(dòng)矢量用于計(jì)算相對于幀的雙宏塊的對應(yīng)的DFD，選擇的矢量是提供最低DFD差，那么最低DFD差是DFDframe。我們回到計(jì)算DFD的第一解決方案的情況，但在此情況中，運(yùn)動(dòng)估計(jì)器不必須估計(jì)幀之間的運(yùn)動(dòng)。
這些是實(shí)例。本發(fā)明適用于圖像分割為尋求相關(guān)性的塊或宏塊的所有的類型。中間步驟可由分割這些塊或宏塊和對這些塊或宏塊的各部分的相關(guān)搜索構(gòu)成。
運(yùn)動(dòng)估計(jì)器可以是除了本發(fā)明的象元-回歸或分層型以外的不離開本發(fā)明范圍的其它類型。
有關(guān)傳輸?shù)骄幋a選擇電路13的編碼模式選擇的信息也能傳輸?shù)椒謱拥倪\(yùn)動(dòng)估計(jì)電路11。因此，此電路只對選擇的模式、場或幀限制它的運(yùn)動(dòng)估計(jì)計(jì)算。因此，降低了運(yùn)動(dòng)估計(jì)器的計(jì)算量。
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權(quán)利要求
1.一種編碼源圖像序列的方法，包括具有在當(dāng)前圖像和參考圖像之間的象元-回歸型運(yùn)動(dòng)估計(jì)的預(yù)分析步驟(6)，和圖像塊的實(shí)際編碼步驟，有在當(dāng)前圖像和參考圖像之間的塊匹配運(yùn)動(dòng)估計(jì)步驟(11)，在編碼模式?jīng)Q定步驟(13)之后，如內(nèi)部模式、在同樣奇偶或相反奇偶的場之間或在幀之間的中間模式，其特征在于基于在此步驟計(jì)算的運(yùn)動(dòng)矢量和對應(yīng)的塊，預(yù)分析步驟用參考圖像的偶數(shù)和奇數(shù)場塊對當(dāng)前圖像的偶數(shù)和奇數(shù)場塊執(zhí)行相關(guān)水平計(jì)算，并在編碼模式?jīng)Q定步驟和在中間編碼模式中，根據(jù)相關(guān)水平，實(shí)現(xiàn)同樣奇偶或相反奇偶的場之間的中間編碼或幀之間的中間編碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于當(dāng)在相反奇偶的場之間的相關(guān)水平低于在同樣奇偶的場之間的相關(guān)水平時(shí)，實(shí)現(xiàn)場之間的中間編碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于預(yù)分析步驟也用參考圖像的幀塊實(shí)現(xiàn)在當(dāng)前圖像的幀塊之間的相關(guān)計(jì)算，根據(jù)相關(guān)水平確定在場之間或在幀之間的編碼模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于相關(guān)計(jì)算由下面的DFD值的計(jì)算構(gòu)成DFD=Σi,j=0i,j=15|pixc(i,j)-pixpred(i,j)|]]>其中，Pixc(i，j)對應(yīng)于當(dāng)前塊的行i和列j的一個(gè)象元的亮度值，Pixpred(i，j)對應(yīng)于由在參考圖像或預(yù)測的塊中的運(yùn)動(dòng)矢量指定的塊的行i和列j的象元的亮度值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于圖像塊分割為上部塊和下部塊，上部塊對應(yīng)于上部場，下部塊對應(yīng)于下部場，或反之亦然，其中，在場之間的中間模式由為各個(gè)下部和上部塊的參考圖像的上部或下部場重建的選擇組成，其中，選擇依賴于整個(gè)圖像塊的相關(guān)性測量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于預(yù)分析步驟(6)包括基于由象元-回歸型運(yùn)動(dòng)估計(jì)器計(jì)算的運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償濾波的噪聲降低步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于塊匹配運(yùn)動(dòng)估計(jì)器是分層類型。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在低分辨率的源圖像上實(shí)現(xiàn)象元-回歸型運(yùn)動(dòng)估計(jì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在預(yù)分析步驟計(jì)算的運(yùn)動(dòng)矢量和對應(yīng)的塊是通過有關(guān)塊的象元計(jì)算的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在預(yù)分析步驟計(jì)算的運(yùn)動(dòng)矢量和對應(yīng)的塊是通過計(jì)算有關(guān)塊的象元的運(yùn)動(dòng)矢量分量的中值或平均值獲得的。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于對幾個(gè)參考圖像執(zhí)行相關(guān)計(jì)算，其中，預(yù)分析步驟根據(jù)相關(guān)值執(zhí)行一個(gè)參考圖像或圖像的選擇。
12.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的方法的編碼設(shè)備，包括有象元-回歸型運(yùn)動(dòng)估計(jì)器的預(yù)分析電路(6)，和圖像塊的實(shí)際編碼電路，包括連接編碼模式?jīng)Q定電路(13)的塊匹配運(yùn)動(dòng)估計(jì)器(11)，其特征在于預(yù)分析電路基于由象元-回歸型運(yùn)動(dòng)估計(jì)器計(jì)算的運(yùn)動(dòng)矢量，用參考圖像的偶和奇場塊執(zhí)行當(dāng)前圖像的偶和奇場塊的相關(guān)性計(jì)算，根據(jù)相關(guān)水平，由編碼模式?jīng)Q定電路(13)在中間編碼模式中對同樣奇偶或相反奇偶的場之間進(jìn)行中間編碼或在幀之間進(jìn)行中間編碼。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于預(yù)分析電路傳輸編碼模式信息到塊匹配運(yùn)動(dòng)估計(jì)電路，以定義有關(guān)重建的圖像的場和/或幀的運(yùn)動(dòng)估計(jì)。
全文摘要
一種編碼源圖像序列的方法和設(shè)備。預(yù)分析步驟(6)基于在此步驟計(jì)算的運(yùn)動(dòng)矢量和對應(yīng)的塊，用當(dāng)前圖像的偶數(shù)和奇數(shù)場塊和參考圖像的偶數(shù)和奇數(shù)場塊，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前圖像的偶數(shù)和奇數(shù)場塊的相關(guān)水平計(jì)算，在編碼模式?jīng)Q定步驟(13)和在中間編碼模式中，根據(jù)相關(guān)水平，實(shí)現(xiàn)同樣奇偶或相反奇偶的場之間的中間編碼或在幀之間的中間編碼。
文檔編號H04N7/50GK1719735SQ200510082189
公開日2006年1月11日 申請日期2005年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月6日
發(fā)明者揚(yáng)妮克·奧利維耶, 愛德華·弗朗索瓦, 弗蘭克·伊龍 申請人:湯姆森許可貿(mào)易公司