專利名稱：編碼視頻信號的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種視頻信號編碼的方法和設(shè)備，更具體地涉及通過基于紋理信息及其相應(yīng)的形狀信息判決紋理信息的編碼類型來有效編碼視頻信號的紋理信息的方法和設(shè)備。
在數(shù)字視頻系統(tǒng)中，如視頻電話和電視會議系統(tǒng)，需要大量數(shù)據(jù)以確定每個視頻信號，這是因?yàn)橐曨l信號是由一系列被稱作象素值的數(shù)據(jù)組成的，然而，由于普通傳輸信道的有效帶寬是有限的，為了盡可能全部傳輸大量數(shù)據(jù)，這就需要采用各種數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)以壓縮或減少數(shù)據(jù)量，特別是在如視頻電話和電視會議系統(tǒng)這樣低比特率視頻信號編碼器的情況下，更需要采用數(shù)據(jù)壓縮。
其中一種針對低比特率編碼系統(tǒng)的視頻編碼技術(shù)，稱作面向?qū)ο蟮姆治?合成編碼技術(shù)，其中輸入的視頻圖象被分成許多對象，定義每個對象的運(yùn)動、形狀和象素?cái)?shù)值的三個參數(shù)集通過不同的編碼通道進(jìn)行處理。
這種面向?qū)ο缶幋a方案的一個例子，就是MPEG(活動圖象專家組)階段4(MPEG-4)，它提出一種音頻-視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，這一標(biāo)準(zhǔn)允許基于文本的交互性、更好的編碼效率和/或在低比特率通信應(yīng)用中的通用存取、交互性多媒體(如游戲、交互電視等)和地域監(jiān)視(參見，MPEG-4視頻檢驗(yàn)?zāi)Ｐ桶姹?.0，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織，活動圖象和伴隨的音頻信息編碼，ISO/IEC JTC1/SC29/WG11，MPEG97/N1642，Bristol，1997年四月)。
根據(jù)MPEG-4，輸入的視頻圖象被分成許多視頻對象平面(VOP)，每個視頻對象平面對應(yīng)于比特流中用戶可訪問和處理的實(shí)體。每個VOP用一個環(huán)繞該對象的封閉的矩形表示，矩形的寬和高可以是16象素的最小倍數(shù)(一個宏塊的尺寸)，這樣編碼器可按一個VOP接一個VOP的順序處理輸入的視頻圖象。
在MPEG-4中提出的VOP包括每個其上的對象的形狀和紋理信息，這些信息由VOP上的多個宏塊表示，每個宏塊例如有16×16個象素。每個VOP上的宏塊可被分成三類背景宏塊、邊界宏塊和對象宏塊。背景宏塊只包含在VOP內(nèi)的對象外部的背景象素；邊界宏塊至少包含一個背景象素和至少一個在對象內(nèi)部的對象象素；對象宏塊只包含對象象素。對形狀信息的編碼，可采用如基于宏塊的文本基算法編碼(CAE)技術(shù)，而對紋理信息的編碼，可采用傳統(tǒng)基于宏塊的編碼技術(shù)，如DCT(離散余弦變換)、量化和VLC(變長編碼)技術(shù)。具體地是，對紋理信息進(jìn)行變換的DCT處理是基于DCT塊進(jìn)行的，其中一個宏塊被分成4個8×8象素的DCT塊。
經(jīng)過DCT和量化處理后，每個DCT塊產(chǎn)生了一個DC分量和多個AC分量。但是，如果DCT塊所有紋理信息值都是常數(shù)，那么就不存在DCT塊相應(yīng)的非零AC分量。所以，建議用CBPY(編碼的塊模式類型)信息來表示是否一個DCT塊至少有一個相應(yīng)的非零AC分量。詳細(xì)地說，對于一個DCT塊，如果存在至少一個非零AC分量，那么CBPY信息就得到一個比特，例如是“1”，如果不存在的話，這個比特例如是“0”。由此，解碼部分可以弄清一個相應(yīng)的DCT塊的非零AC分量的存在，它只需簡單地檢測由傳輸通道傳來的CBPY信息即可，而不需要傳輸來的DCT塊的其他信息且在相應(yīng)DCT塊的編碼的被傳送到那里之前。
一般來說，為了對VOP的紋理信息進(jìn)行編碼，適當(dāng)?shù)夭捎脻u進(jìn)和交錯的編碼技術(shù)，對每個宏塊的紋理信息進(jìn)行處理，以提高編碼效率。所以，使用表示一種編碼環(huán)境的DCT型信息，即DCT型紋理信息，利用紋理信息基于宏塊判決DCT型。例如，視頻信號編碼器通過比較宏塊中象素行之間的空間相關(guān)性來判決宏塊合適的DCT型，其中上述的宏塊是根據(jù)漸進(jìn)的或交錯的編碼技術(shù)重構(gòu)出的漸進(jìn)或交錯型宏塊。如果漸進(jìn)編碼技術(shù)被認(rèn)為是更有效的話，那么宏塊上的DCT型信息就會有例如一個“0”比特，反之例如是“1”比特。
在基于紋理信息判決出宏塊的DCT型后，根據(jù)判決的DCT型對宏塊上的紋理信息進(jìn)行DCT和量化處理，得到量化的DCT結(jié)果，再由此得到宏塊上的CBPY信息。
舉例說明，如果一個宏塊是一個背景宏塊，那么它的紋理信息就不會被編碼，所以就不會產(chǎn)生它的DCT型和CBPY信息。
如果那個宏塊是個對象宏塊，那么基于宏塊的紋理信息選擇漸進(jìn)編碼技術(shù)或是交錯編碼技術(shù)，所以，表示被選中的編碼技術(shù)的對象宏塊的DCT型被生成。同樣，對象宏塊的CBPY信息有4比特?cái)?shù)據(jù)，每個比特分別對應(yīng)宏塊中的4個DCT塊，這是因?yàn)閷ο蠛陦K有4個非透明DCT塊，其中一個非透明DCT塊有DCT塊尺寸且包含至少一個將被編碼的對象象素。
另一方面，如果宏塊是一個邊界宏塊，那么也將基于宏塊上的紋理信息選擇漸進(jìn)編碼技術(shù)或是交錯編碼技術(shù)。此外，邊界宏塊可同時包含一個透明DCT塊和一個非透明DCT塊，其中透明DCT塊中只有背景象素，這些背景象素?zé)o需編碼。因此，與邊界宏塊相對應(yīng)的CBPY信息可能有I比特?cái)?shù)，I是一個正整數(shù)，其范圍從1到4，且每個比特分別對應(yīng)著宏塊中的每個非透明DCT塊。
參見圖4A到4C，它們顯示了被分成兩種不同類型的多個宏塊例子，即被分成漸進(jìn)型宏塊和交錯型宏塊。在附圖中，宏塊P1到P3，表示漸進(jìn)型宏塊，它們分別被重構(gòu)成交錯型宏塊I1到I3，這些交錯宏塊各自包含頂場和底場DCT塊IT1和IB1到IT3和IB3。所以，在漸進(jìn)編碼技術(shù)中，根據(jù)漸進(jìn)型宏塊對宏塊進(jìn)行編碼的同時，在交錯編碼技術(shù)中，通過使用包括頂和底場DCT塊的交錯型宏塊對其進(jìn)行編碼。
如圖4A所示，由于漸進(jìn)型宏塊P1和它的交錯型宏型I1都只包含非透明DCT塊，所以相應(yīng)的CBPY信息有4比特?cái)?shù)據(jù)而不考慮宏塊的DCT型。
然而，在圖4B和4C中，由于彼此的DCT型不同，在漸進(jìn)型宏塊和交錯型宏型中非透明DCT塊的數(shù)目也是不同的。所以，根據(jù)DCT型，CBPY信息的比特?cái)?shù)也發(fā)生了變化。更詳細(xì)地，當(dāng)用漸進(jìn)編碼技術(shù)對宏塊P2進(jìn)行編碼時，生成2比特CBPY信息，反之，就會生成4比特CBPY信息。同時，當(dāng)通過漸進(jìn)編碼技術(shù)對宏塊P3進(jìn)行編碼時，會產(chǎn)生2比特CBPY信息，反之，就會產(chǎn)生1比特CBPY信息。
如上所述，如果一個將被處理的宏塊是一個邊界宏塊的話，那么CBPY信息的比特?cái)?shù)，即其中非透明DCT塊的數(shù)目，是由宏塊的DCT型決定的。
然而，在上述利用CBPY和DCT型信息的一般編碼方法中，傳輸給解碼部分的數(shù)據(jù)流有如圖5中所示的順序。即是，編碼的形狀信息首先被傳送給解碼部分，然后以CBPY、DCT型和紋理信息的順序，其他的編碼信息在編碼的形狀信息之后傳給解碼部分。
所以，當(dāng)解碼部分接收到按上述順序排列的編碼信息且被處理的宏塊是邊界宏塊時，解碼部分可能無法正確預(yù)測出CBPY信息的比特?cái)?shù)，即在被處理的宏塊中的非透明DCT塊的數(shù)目，所以可能無法準(zhǔn)確重構(gòu)CBPY信息，這是因?yàn)镃BPY信息是由DCT型信息所決定的，而DCT型信息是在編碼的CBPY信息之后被傳送給解碼部分的。
所以，本發(fā)明的一個主要的目的是提供一種在視頻信號編碼器中使用的方法和設(shè)備，通過使用除了紋理信息外相應(yīng)的形狀信息對視頻信號的紋理信息進(jìn)行編碼。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出了一種用于視頻信號編碼器的方法，用于對在每個宏塊上都包含紋理信息和形狀信息的視頻信號的紋理信息進(jìn)行編碼，其中每個宏塊都有M×M個象素且可以被分成P個等尺寸的DCT塊，M和P分別是正整數(shù)，這一方法包括以下步驟(a)根據(jù)處理的宏塊上的形狀信息和紋理信息，判決將被處理的宏塊的DCT型，其中DCT型表示對紋理信息編碼時，在漸進(jìn)編碼技術(shù)中和交錯編碼技術(shù)中那個更為有效的編碼技術(shù)；(b)按相應(yīng)的DCT型，通過使用漸進(jìn)或交錯編碼技術(shù)，適應(yīng)性地對紋理信息進(jìn)行編碼，產(chǎn)生編碼的紋理信息。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于視頻信息編碼器的設(shè)備，它可每個對在宏塊上都包含紋理信息和形狀信息的視頻信號進(jìn)行編碼，其中每個宏塊都有M×M個象素且可被分成P個等尺寸的DCT塊，M和P是正整數(shù)，其包括一個形狀編碼器，用于對將要被處理的宏塊的形狀信息進(jìn)行編碼，從而產(chǎn)生編碼的形狀信息，并通過對編碼的形狀信息進(jìn)行解碼而產(chǎn)生重構(gòu)的形狀信息；一個DCT型判決單元，用于基于被處理的宏塊的重構(gòu)的紋理信息和形狀信息判決將被處理的宏塊的DCT型，并且提供表示DCT型的DCT型信息，其中DCT型表示對紋理信息進(jìn)行編碼時，在漸進(jìn)編碼技術(shù)和交錯編碼技術(shù)之間那個更為有效的編碼技術(shù)；一個紋理編碼器，用于根據(jù)DCT型信息，通過使用漸進(jìn)編碼技術(shù)或交錯編碼技術(shù)，對紋理信息進(jìn)行自適應(yīng)性編碼，產(chǎn)生編碼的紋理信息。
通過對下述優(yōu)選實(shí)施例和與之相關(guān)的附圖的說明，本發(fā)明的上述目的和其他目的和特點(diǎn)將變得很明顯，其中

圖1表示了根據(jù)本發(fā)明的第一個實(shí)施例的視頻信號編碼器框圖；圖2所示的是根據(jù)本發(fā)明的第二個實(shí)施例的視頻信號編碼器的框圖；圖3所示的是圖1中DCT單元130的詳細(xì)框圖4A到4C所示的是被分成兩種不同類型的邊界宏塊的例子；圖5所示是傳送給解碼部分的數(shù)據(jù)流的序列。
一個視頻信號包含它的多個宏塊的形狀信息和紋理信息，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過使用漸進(jìn)編碼技術(shù)或是交錯編碼技術(shù)，在宏塊基礎(chǔ)上對紋理信息進(jìn)行自適應(yīng)編碼。每個宏塊有M×M，如16×16，個象素且能被分成四個有相同象素?cái)?shù)的DCT塊，如8×8個象素，M是正整數(shù)。根據(jù)本發(fā)明，對每個宏塊都要根據(jù)紋理信息和形狀信息選擇出一個合適的編碼技術(shù)，即或是漸進(jìn)編碼技術(shù)或是交錯編碼技術(shù)，而在傳統(tǒng)編碼方法中只使用紋理信息確定編碼技術(shù)。
參見圖1，它是根據(jù)本發(fā)明第一個實(shí)施例中視頻信號編碼器10的框圖。
在將要被處理的宏塊上的紋理信息并行輸入DCT型判決單元120和重建的DCT單元130，它相應(yīng)的形狀信息被耦合至形狀編碼器110。
形狀編碼器110采用已知的形狀編碼方法對形狀信息進(jìn)行編碼，如采用MPEG-4附錄中提到的CAE技術(shù)，以產(chǎn)生編碼的形狀信息，并將此編碼的形狀信息通過線路L12輸送給多路轉(zhuǎn)換器(MUX)190。形狀編碼器110還輸出將要被處理的宏塊上的重構(gòu)形狀信息，它是通過對編碼的形狀信息進(jìn)行解碼而得到的，通過線路L10并行將重構(gòu)形狀信息輸出給形狀檢測單元100和重建的DCT單元130。
形狀檢測單元100根據(jù)重構(gòu)的形狀信息來判決將要被處理的宏塊的塊類型，其中塊類型包括背景宏塊、對象宏塊和邊界宏塊，背景宏塊只由背景象素構(gòu)成；對象宏塊只包含對象象素；而邊界宏塊至少包含一個對象象素和至少一個背景象素，如果將被處理的宏塊的塊類型已被判定了，那么形狀檢測單元100就輸出一個塊標(biāo)記信號給DCT型判決單元120，其中塊標(biāo)記信號表示將被處理的宏塊的塊類型。
DCT型判決單元120根據(jù)被處理的宏塊的紋理信息和形狀檢測單元100輸出的塊標(biāo)記信號，來判決被處理宏塊的DCT型。
也就是說，如果塊標(biāo)記信號表示的是如圖4A到4C中所示圖例那樣的邊界宏塊，那么DCT型判決單元120產(chǎn)生一個漸進(jìn)編碼標(biāo)記信號，而不考慮紋理信息，且只將漸進(jìn)編碼標(biāo)記信號通過線路L16輸出給重建DCT單元130。
如果塊標(biāo)記信號表示的是對象宏塊，那么DCT型判決單元120基于紋理信息通過使用已知的DCT型判決方法來決定被處理的宏塊的DCT型，然后通過線路L14將表示被處理的宏塊類型的DCT型的DCT型信息輸送給MUX190，且通過線路L16將DCT型信息輸送給重建DCT單元130。
如果塊標(biāo)記信號表示背景宏塊，那么DCT型判決單元120通過線路L16輸送給重建DCT單元130一個DCT禁止信號。
根據(jù)傳來的禁止信號，重建DCT單元130停止對背景宏塊進(jìn)行DCT處理。也就是說，由于輸入DCT禁止信號而使重建DCT單元130不進(jìn)行操作。
另一方面，在傳統(tǒng)編碼方法中，如果被處理的宏塊被判決成背景宏塊，那么視頻信號編碼器10就不對背景宏塊進(jìn)行任何處理，這是因?yàn)楸尘昂陦K相應(yīng)的紋理信息未被耦合到視頻信號編碼器10。
如果輸入了或是漸進(jìn)編碼標(biāo)記信號或是宏塊的DCT型信息，那么重建DCT單元130根據(jù)被處理的宏塊的紋理信息和重構(gòu)形狀信息對非透明DCT塊進(jìn)行傳統(tǒng)的DCT方法而產(chǎn)生一組DCT系數(shù)，其中非透明DCT塊具有DCT塊的尺寸且至少包含一個對象象素。同時，如上所述，如果輸入了禁止信號，那么重建DCT單元130就不進(jìn)行任何處理，也就不會產(chǎn)生任何輸出。
根據(jù)本發(fā)明的第一個實(shí)施例，參見圖3，示出了一個重建DCT單元130的詳細(xì)框圖，它包括一個形狀重組部分132、一個紋理重組部分134、一個選擇部分136和一個DCT部分138。
如果漸進(jìn)編碼標(biāo)記信號或表示漸進(jìn)編碼類型的DCT型信息通過線路L16被輸入，那么形狀重組部分132直接將形狀編碼器110輸入的重構(gòu)的形狀信息傳輸給選擇部分136。相反，如果輸入的是表示交錯編碼類型的DCT型信息，那么形狀重組部分132根據(jù)交錯編碼技術(shù)通過對重構(gòu)的形狀信息進(jìn)行重組而產(chǎn)生重組的形狀信息，并將它輸出給選擇部分136。
相似地，如果漸進(jìn)編碼標(biāo)記信號或表示漸進(jìn)編碼類型的DCT型信息通過線路L16被輸入，那么紋理重組部分134直接將耦合到它的紋理信息傳輸給選擇部分136。相反，如果輸入的是表示交錯編碼類型的DCT型信息，那么紋理重組部分134根據(jù)交錯編碼技術(shù)通過對紋理信息進(jìn)行重組而產(chǎn)生重組的紋理信息，并將它輸送到選擇部分136。
如上所述，如果禁止信號通過線路L16被輸入，那么形狀重組部分132和紋理重組部分134就不會進(jìn)行任何處理。
根據(jù)從形狀重組部分132提供的重構(gòu)或重組形狀信息，選擇部分136檢測對應(yīng)于被處理的宏塊的漸進(jìn)或交錯類型宏塊中DCT塊中的至少一個非透明DCT塊，然后，選擇部分136將每個非透明DCT塊對應(yīng)的紋理或重組的紋理信息輸出給DCT部分138。
DCT部分138將每個非透明DCT塊對應(yīng)的紋理或重組的紋理信息轉(zhuǎn)換成一組DCT系數(shù)，并且將DCT系數(shù)集傳送給圖1中的量化(Q)單元135。
此后，重建DCT單元130中的處理過程根據(jù)被處理的宏塊的DCT型會被進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如果輸入的是DCT型信息，也就是說，被處理的宏塊被判定是對象宏塊，由于如以前技術(shù)中說明的那樣，對象宏塊有4個非透明DCT塊，那么重建DCT單元130就把對應(yīng)的被處理的宏塊的紋理信息轉(zhuǎn)換成4個DCT系數(shù)集，并且4個DCT系數(shù)集被順序地傳輸給Q單元135，其中紋理信息是相對于DCT型信息而重組的。
如上所述中，如果選擇漸進(jìn)編碼技術(shù)對被處理的宏塊進(jìn)行編碼，那么漸進(jìn)類型宏塊上的紋理信息在重建DCT單元130上基于DCT塊被變換成DCT系數(shù)。反之，如果選擇的是交錯編碼技術(shù)，那么場DCT塊上的紋理信息就會基于DCT塊被變換成DCT系數(shù)。
同時，如果輸入的是漸進(jìn)編碼標(biāo)記信號，那么重建DCT單元130會將被處理的宏塊的每個非透明DCT塊的紋理信息轉(zhuǎn)換成DCT系數(shù)，其中非透明DCT塊是基于重構(gòu)的形狀信息決定的。
對邊界宏塊的DCT處理過程將參考圖3A到3C作說明，其中圖3A到3C顯示了被分成兩種類型的邊界宏塊例子，其中兩種類型就是漸進(jìn)型宏塊和交錯型宏塊。為了使解釋簡單，假設(shè)圖4A到4C中的每個邊界宏塊都是從形狀編碼器110輸出的重構(gòu)形狀信息中得到的。
根據(jù)本發(fā)明的第一個實(shí)施例，因?yàn)橹徊捎脻u進(jìn)編碼技術(shù)對邊界宏塊進(jìn)行處理，且重建DCT單元130對非透明DCT塊進(jìn)行DCT處理，所以圖4A到4C中每個漸進(jìn)類型宏塊P1到P3的紋理信息在重建DCT單元130中被變換。
在圖4A中，由于漸進(jìn)類型宏塊P1只有非透明DCT塊，那么在被處理的宏塊中的紋理信息在重建DCT單元130中被轉(zhuǎn)換成4個DCT系數(shù)集。另一方面，由于P2和P3分別有兩個透明DCT塊和兩個非透明DCT塊，兩個非透明DCT塊的紋理信息被轉(zhuǎn)換成DCT系數(shù)集。
參見圖1，如上所述，在重建DCT單元130產(chǎn)生的DCT系數(shù)集被順序提供給Q單元135。
Q單元135對重建DCT單元130產(chǎn)生的一個DCT系數(shù)集進(jìn)行量化，并提供一個量化的DCT系數(shù)集給統(tǒng)計(jì)編碼單元180和AC分量檢測單元140。
統(tǒng)計(jì)編碼單元180通過使用如變長編碼技術(shù)，對量化的DCT系數(shù)集進(jìn)行壓縮而產(chǎn)生編碼的紋理信息，并將編碼的紋理信息輸出給MUX190。
AC分量檢測單元140對Q單元135產(chǎn)生的量化DCT系數(shù)集進(jìn)行檢測，檢測它是否至少存在一個非零AC分量，并將檢測結(jié)果輸出給CBPY產(chǎn)生單元150。
如果檢測結(jié)果表示量化的DCT系數(shù)集中包含至少一個非零AC分量，那么CBPY產(chǎn)生單元150對這個系數(shù)集產(chǎn)生一個CBPY比特，如“1”，反之，則產(chǎn)生另一個CBPY比特，如“0”。如果對應(yīng)于被處理的宏塊的所有DCT系數(shù)集的CBPY比特，即所有非透明DCT塊的CBPY比特，都通過上述過程而被判決出的話，那么CBPY產(chǎn)生單元150把作為CBPY信息的CBPY比特輸出給CBPY編碼單元160。還參見圖4A到4C，漸進(jìn)類型宏塊P1的CBPY信息有4個CBPY比特；而那些對應(yīng)于P2和P3的CBPY信息各自有2個CBPY比特。
CBPY編碼單元160根據(jù)存儲在VLC表單元170中的VLC表尋找一個VLC碼，其中VLC表單元170包括許多預(yù)決的VLC表，它們是根據(jù)CBPY的比特?cái)?shù)和幀類型，如I幀和P幀，而預(yù)先被確定的，且VLC表單元將檢測到的VLC碼作為編碼的CBPY信息輸出給MUX190。
MUX190將輸入的DCT型信息、編碼的紋理信息、編碼的CBPY信息和編碼的形狀信息進(jìn)行多路轉(zhuǎn)換，并把被處理的宏塊的數(shù)據(jù)流按圖5中所示的順序輸送給發(fā)送器(未示出)。
如此前所述，根據(jù)本發(fā)明的第一個實(shí)施例，如果被處理的宏塊是邊界宏塊，那么這個邊界宏塊的DCT型被固定成漸進(jìn)編碼類型。所以，表示DCT型的DCT型信息并不需要傳輸給解碼部分，因?yàn)榻獯a部分已經(jīng)知道了第一個實(shí)施例中定義的規(guī)則。
另一方面，如果被處理的宏塊是對象宏塊，那么DCT型根據(jù)紋理信息確定，因此，表示DCT型的DCT型信息應(yīng)該被傳輸給解碼部分。
如果編碼的信息按圖5中所示順序被傳送給解碼部分，那么視頻信號解碼器首先對編碼的形狀信息進(jìn)行解碼，從而產(chǎn)生重構(gòu)的形狀信息。如果重構(gòu)的形狀信息與邊界宏塊相對應(yīng)，那么解碼器可以預(yù)測出CBPY信息的比特?cái)?shù)，即邊界宏塊中非透明DCT塊的數(shù)目，這一預(yù)測是根據(jù)重構(gòu)的形狀信息進(jìn)行的，這是因?yàn)榻獯a器知道邊界宏塊總是根據(jù)漸進(jìn)編碼技術(shù)而被編碼的。另一方面，如果重構(gòu)的形狀信息對應(yīng)于對象宏塊，解碼器也可預(yù)測出CBPY信息的比特?cái)?shù)，這是因?yàn)閷ο蠛陦K總是有4個非透明DCT塊。所以，盡管在圖5所示順序的數(shù)據(jù)流中DCT型信息跟隨CBPY信息，但解碼器可無差錯地重構(gòu)CBPY信息。
參見圖2，這是根據(jù)本發(fā)明第二個實(shí)施例的視頻信號編碼器20的框圖。
如本發(fā)明第一個實(shí)施例中所述，被處理的宏塊的紋理信息并行輸入DCT型判決單元220和重建DCT單元230，且其相應(yīng)的形狀信息被耦合至形狀編碼器210。
通過使用已知的形狀編碼方法，如MPEG-4附錄中所公布的CAE技術(shù)，形狀編碼器210對形狀信息進(jìn)行編碼，以產(chǎn)生編碼的形狀信息并通過線路L45傳輸給多路轉(zhuǎn)換器(MUX)290。形狀編碼器210也把被處理的宏塊的重構(gòu)的形狀信息通過線路L40并行輸出給CBPY比特?cái)?shù)預(yù)測單元200和重建DCT單元230，其中重構(gòu)形狀信息是通過對編碼的形狀信息進(jìn)行解碼而產(chǎn)生的。
根據(jù)圖4A到4C所示的漸進(jìn)和交錯編碼技術(shù)例，CBPY比特?cái)?shù)預(yù)測單元200首先把被處理的宏塊的重構(gòu)形狀信息重組成漸進(jìn)類型宏塊和交錯類型宏塊，其中漸進(jìn)類型宏塊等同于被處理的宏塊。然后，CBPY比特?cái)?shù)預(yù)測單元200計(jì)算漸進(jìn)類型宏塊和交錯類型宏塊中非透明DCT塊的數(shù)目。
例如，在圖4A中，漸進(jìn)類型宏塊P1和交錯類型宏塊I1中非透明DCT塊的數(shù)目是相等的，如4。在圖4B中，漸進(jìn)類型宏塊P2中非透明DCT塊的數(shù)目是2，而交錯類型宏塊I2中非透明DCT塊的數(shù)目是4。在圖4C中，漸進(jìn)類型宏塊P3中非透明DCT塊的數(shù)目是2，而交錯類型宏塊I3中非透明DCT塊的數(shù)目是1。漸進(jìn)類型宏塊和交錯類型宏塊中非透明DCT塊的數(shù)目分別通過線路L50和L52輸出給DCT型判決單元220。
根據(jù)被處理的宏塊的紋理信息以及通過線路L50和線路L52由CBPY比特?cái)?shù)預(yù)測單元200傳入的漸進(jìn)類型宏塊和交錯類型宏塊的非透明DCT塊數(shù)目，DCT型判決單元220對被處理的宏塊的DCT類型進(jìn)行判定。
也就是說，DCT型判決單元220對漸進(jìn)類型宏塊和交錯類型宏塊的非透明DCT塊數(shù)目進(jìn)行比較。
作為比較過程的結(jié)果，如果漸進(jìn)類型宏塊和交錯類型宏塊中非透明DCT塊數(shù)目彼此不同，那么DCT型判決單元220以較小數(shù)目判定編碼類型并作為被處理宏塊的DCT型，且只將表示判定的DCT型的DCT型信息通過線路L56傳輸給重建DCT單元230。根據(jù)上面的規(guī)定，選擇漸進(jìn)編碼類型作為圖4B中的DCT型，而選擇交錯編碼類型作為圖4C中的DCT型。
另一方面，如果漸進(jìn)類型宏塊和交錯類型宏塊中非透明DCT塊數(shù)目是非零的且彼此相等，如圖4A所示，DCT型判決單元220基于紋理信息通過使用已知DCT型判決方法判定被處理宏塊的DCT型，然后，把代表被處理的宏塊DCT型的DCT型信息通過線路L54輸出給MUX290，并通過線路L56輸出給重建DCT單元230。所以，根據(jù)上述判定的DCT型，可采用或是漸進(jìn)編碼技術(shù)或是交錯編碼技術(shù)對圖4A中的宏塊上的紋理信息進(jìn)行編碼。
如果漸進(jìn)類型宏塊和交錯類型宏塊中非透明DCT塊數(shù)目是零，也就是說，如果被處理的宏塊被發(fā)現(xiàn)是背景宏塊，那么DCT型判決單元220通過線路L56輸出一個DCT禁止信號給重建DCT單元230。
根據(jù)輸入的禁止信號，重建DCT單元230停止對背景宏塊進(jìn)行DCT處理。
另一方面，在傳統(tǒng)編碼方法中，如果將處理的宏塊被判定為背景宏塊，那么視頻信號編碼器20不對背景宏塊進(jìn)行任何處理，這是因?yàn)楸尘昂陦K相應(yīng)的紋理信息沒有被送至視頻信號編碼器20。
如果傳送了被處理的宏塊上的DCT型信息，那么重建DCT單元230相對于圖1中的重建DCT單元130，根據(jù)被處理的宏塊的紋理信息和重構(gòu)形狀信息，通過采用傳統(tǒng)DCT方法，基于DCT塊產(chǎn)生被處理的宏塊的一個或多個DCT系數(shù)集。由重建DCT單元230產(chǎn)生的DCT系數(shù)集被順序傳輸給量化(Q)單元235。
由于視頻信號編碼器20的其他單元的操作與本發(fā)明第一個實(shí)施例的其他單元操作是一樣的，所以上述單元的處理過程將被略去以簡化此后的解釋，其中其他單元包括一個統(tǒng)計(jì)編碼單元280、一個AC分量檢測單元240、一個CBPY產(chǎn)生單元250和一個CBPY編碼單元260。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第二個實(shí)施例，如果被處理的宏塊是邊界宏塊，那么通過比較邊界宏塊的漸進(jìn)類型宏塊和交錯類型宏塊中的非透明DCT塊數(shù)目，對邊界宏塊DCT型進(jìn)行判定，也就是說，相對于較小數(shù)目的編碼類型被判定為被處理的宏塊的DCT型。所以，表示DCT型的DCT型信息并不需要傳到解碼部分，這是因?yàn)榻獯a部分已經(jīng)知道在第二個實(shí)施例中定義了的規(guī)則。
另一方面，如果被處理的宏塊是對象宏塊，那么它的基于紋理信息的DCT型判決過程同第一個實(shí)施例中一樣，然后，表示DCT型的DCT型信息應(yīng)該被傳輸給解碼部分。
如果編碼的信息按圖5中所示的順序傳給解碼部分，視頻信號解碼器首先對編碼的形狀信息進(jìn)行解碼以產(chǎn)生重構(gòu)的形狀信息。如果重構(gòu)的形狀信息對應(yīng)邊界宏塊，那么解碼器可以預(yù)測出CBPY信息的比特?cái)?shù)，即邊界宏塊中非透明DCT塊的數(shù)目，因?yàn)榻獯a器知道基于重構(gòu)形狀信息判決邊界宏塊DCT類型過程中的規(guī)則。
如果重構(gòu)形狀信息對應(yīng)對象宏塊，那么解碼器也可預(yù)測CBPY信息的比特?cái)?shù)，這是因?yàn)閷ο蠛陦K總是有4個非透明DCT塊。所以，盡管DCT型信息在CBPY信息之后，如圖5所示，但解碼器還能準(zhǔn)確地重構(gòu)出CBPY信息。
在本發(fā)明的第一個和第二個實(shí)施例中，對那些在此技術(shù)領(lǐng)域中有一般水平的人來說，可以用編碼的形狀信息代替重構(gòu)的形狀信息，這一點(diǎn)是很明顯的。
當(dāng)只用某個特定的優(yōu)選實(shí)施例來描述本發(fā)明時，在不違背下述權(quán)利要求中規(guī)定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以做其他的修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于視頻信號編碼器的方法，用于對在每個宏塊上包括紋理信息和形狀信息的視頻信號的紋理信息進(jìn)行編碼，每個宏塊有M×M個象素且可被分成P個等尺寸的DCT塊，M和P分別是正整數(shù)，包括步驟(a)根據(jù)目標(biāo)宏塊上的形狀信息和紋理信息，判決目標(biāo)宏塊的DCT型，其中DCT型表示漸進(jìn)編碼技術(shù)和交錯編碼技術(shù)中對于紋理信息編碼更為有效的編碼技術(shù)；及(b)通過使用與DCT型相應(yīng)的漸進(jìn)編碼技術(shù)或交錯編碼技術(shù)，對紋理信息進(jìn)行自適應(yīng)編碼，從而產(chǎn)生編碼的紋理信息。
2.如權(quán)利要求1中的方法，其中步驟(a)包括以下步驟(a11)基于形狀信息判決目標(biāo)宏塊的塊類型，其中塊類型被判決為或是對象宏塊、或是邊界宏塊，邊界宏塊包括至少一個位于視頻信號表示的對象外部的背景象素和至少一個位于對象內(nèi)部的對象象素，而對象宏塊只包含對象象素；(a12)如果目標(biāo)宏塊是邊界宏塊，選擇漸進(jìn)編碼類型作為目標(biāo)宏塊的DCT型；及(a13)如果目標(biāo)宏塊被判定為對象宏塊，通過使用紋理信息判決目標(biāo)宏塊的DCT型，并輸出表示被判定的DCT型的DCT型信息。
3.如權(quán)利要求1中的方法，其中步驟(a)包括以下步驟(a21)分別按漸進(jìn)編碼技術(shù)和交錯編碼技術(shù)，將目標(biāo)宏塊上的形狀信息重組成漸進(jìn)類型宏塊和交錯類型宏塊；(a22)計(jì)算漸進(jìn)類型宏塊和交錯類型宏塊中非透明DCT塊的數(shù)目，其中每個非透明DCT塊有DCT塊尺寸并包含至少一個位于視頻信號表示的對象內(nèi)部的對象象素；及(a23)根據(jù)紋理信息以及漸進(jìn)類型和交錯類型宏塊中非透明DCT塊的數(shù)目，判定目標(biāo)宏塊的DCT型。
4.如權(quán)利要求3的方法，其中步驟(a23)包括以下步驟(a231)比較漸進(jìn)類型宏塊和交錯類型宏塊中非透明DCT塊的數(shù)目；(a232)如果漸進(jìn)類型宏塊和交錯類型宏塊中非透明DCT塊的數(shù)目彼此不同，那么選擇對應(yīng)于較小數(shù)目的編碼類型作為目標(biāo)宏塊的DCT型；及(a233)如果漸進(jìn)類型和交錯類型宏塊中非透明DCT塊的數(shù)目是非零的且彼此相等，那么利用紋理信息判定目標(biāo)宏塊的DCT型并輸出表示判定的DCT型的DCT型信息。
5.如權(quán)利要求2或權(quán)利要求3中的方法，其中步驟(b)包括以下步驟(b1)對應(yīng)于DCT型，重組紋理信息和形狀信息；(b2)根據(jù)重組的形狀信息，檢測目標(biāo)宏塊的一個或多個非透明DCT塊；(b3)將每個非透明DCT塊的重組的紋理信息轉(zhuǎn)換成一個DCT系數(shù)集；(b4)對DCT系數(shù)集進(jìn)行量化以產(chǎn)生一個量化的DCT系數(shù)集；及(b5)通過對所有非透明DCT塊的量化DCT系數(shù)集進(jìn)行編碼，產(chǎn)生編碼的紋理信息。
6.如權(quán)利要求5中的方法，進(jìn)一步包括步驟(c1)在對應(yīng)每個非透明DCT塊的量化DCT系數(shù)集中，檢查是否存在至少一個非零的AC分量；(d1)產(chǎn)生與步驟(c1)結(jié)果一致的CBPY信息，它表示是否目標(biāo)宏塊的每個量化DCT系數(shù)集存在至少一個非零AC分量；及(e1)通過對CBPY信息編碼，輸出編碼的CBPY信息。
7.如權(quán)利要求6中的方法，進(jìn)一步包括通過對目標(biāo)宏塊的形狀信息編碼而產(chǎn)生編碼的形狀信息的步驟。
8.如權(quán)利要求7中的方法，進(jìn)一步包括產(chǎn)生待發(fā)送的數(shù)據(jù)流的步驟，其中數(shù)據(jù)流中包含的編碼信息按編碼的形狀信息、編碼的CBPY信息、DCT型信息和編碼的紋理信息的順序。
9.如權(quán)利要求6中的方法，進(jìn)一步包括在步驟(a)之前，通過編碼目標(biāo)宏塊上輸入的形狀數(shù)據(jù)產(chǎn)生編碼的形狀信息及通過解碼該編碼的形狀信息產(chǎn)生目標(biāo)宏塊的形狀信息的步驟。
10.如權(quán)利要求9中的方法，進(jìn)一步包括產(chǎn)生待發(fā)送的數(shù)據(jù)流的步驟，其中數(shù)據(jù)流中包含的編碼信息按編碼的形狀信息、編碼的CBPY信息、DCT型信息和編碼的紋理信息的順序。
11.一種對每個宏塊上包括紋理信息和形狀信息的視頻信號進(jìn)行編碼的設(shè)備，每個宏塊有M×M個象素且可被分成P個等尺寸的DCT塊，M和P是分別正整數(shù)，這種設(shè)備包括產(chǎn)生編碼的形狀信息和重構(gòu)的形狀信息的裝置，通過對目標(biāo)宏塊上的形狀信息進(jìn)行編碼而產(chǎn)生編碼的形狀信息，通過對編碼的形狀信息進(jìn)行解碼而產(chǎn)生重構(gòu)的形狀信息；根據(jù)目標(biāo)宏塊上重構(gòu)的形狀信息和紋理信息判定目標(biāo)宏塊DCT型并輸出表示DCT型的DCT型信息的裝置，其中DCT型表示在漸進(jìn)編碼技術(shù)和交錯編碼技術(shù)中對紋理信息編碼更為有效的編碼技術(shù)；及產(chǎn)生編碼的紋理信息的裝置，通過使用對應(yīng)DCT型信息的漸進(jìn)編碼技術(shù)或交錯編碼技術(shù)對紋理信息進(jìn)行自適應(yīng)編碼。
12.如權(quán)利要求11中的設(shè)備，其中DCT型判決裝置包括用于根據(jù)重構(gòu)的形狀信息判決目標(biāo)宏塊塊類型的裝置，其中塊類型被判決成或是對象宏塊或是邊界宏塊，邊界宏塊包括至少一個視頻信號表示的對象外部的背景象素和至少一個對象內(nèi)部的對象象素，而對象宏塊只包含對象象素，該裝置還輸出表示塊類型的塊標(biāo)記信號；及用于按塊標(biāo)記信號判決目標(biāo)宏塊的DCT型并輸出DCT型信息的裝置。
13.如權(quán)利要求11中的設(shè)備，其中如果塊標(biāo)記信號表示的是邊界宏塊，那么目標(biāo)宏塊的DCT型就變成漸進(jìn)編碼類型，如果塊標(biāo)記信號表示的是對象宏塊，那么DCT型判決設(shè)備利用通過紋理信息來判定目標(biāo)宏塊的DCT型。
14.如權(quán)利要求11中的設(shè)備，其中DCT型判決裝置包括用于分別根據(jù)漸進(jìn)和交錯的編碼技術(shù)將重構(gòu)的形狀信息重組成漸進(jìn)和交錯型宏塊的裝置；用于計(jì)算漸進(jìn)和交錯型宏塊中的非透明DCT塊的數(shù)目的裝置，其中每個非透明DCT宏塊具有一個DCT尺寸并含有至少一個位于由視頻信號表示的對象的對象象素；及用于基于紋理信息和漸進(jìn)及交錯型宏塊中非透明DCT塊的數(shù)目決定目標(biāo)宏塊的DCT型的裝置。
15.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中DCT型判決裝置包括用于比較漸進(jìn)和交錯類型宏塊中非透明DCT塊數(shù)目的裝置；用于選擇編碼類型的裝置，如果漸進(jìn)類型和交錯類型宏塊中非透明DCT塊的數(shù)目彼此不同，該裝置選出對應(yīng)于較小數(shù)目的編碼類型作為目標(biāo)宏塊的DCT型；及用于如果漸進(jìn)類型和交錯類型宏塊的非透明DCT塊的數(shù)目是非零的且彼此相等則通過利用紋理信息判定目標(biāo)宏塊的DCT型的裝置，并輸出表示DCT型的DCT型信息。
16.如權(quán)利要求12或14中所述的設(shè)備，其中編碼的紋理信息產(chǎn)生裝置包括用于按DCT型重組紋理信息和重構(gòu)的形狀信息的裝置；用于根據(jù)重組的形狀信息檢測目標(biāo)宏塊一個或多個非透明DCT塊的裝置；用于將對應(yīng)于每個非透明DCT塊的重組紋理信息轉(zhuǎn)換成DCT系數(shù)集的裝置；用于量化DCT系數(shù)集并產(chǎn)生一個量化的DCT系數(shù)集的裝置；及用于通過對所有非透明DCT塊的量化DCT系數(shù)集進(jìn)行編碼而產(chǎn)生編碼的紋理信息的裝置。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括用于檢查每個非透明DCT塊的量化DCT系數(shù)集中是否存在至少一個非零AC分量的裝置；用于產(chǎn)生與檢測結(jié)果一致的CBPY信息的裝置，其中CBPY信息表示是否在目標(biāo)宏塊的每個量化DCT系數(shù)集中包含至少一個非零AC分量；及用于通過對CBPY信息進(jìn)行編碼而產(chǎn)生編碼的CBPY信息的裝置。
18.如權(quán)利要求17中所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括用于輸出待發(fā)送的數(shù)據(jù)流的裝置，其中數(shù)據(jù)流包含的編碼信息按編碼的形狀信息、編碼的CBPY信息、DCT型信息和編碼的紋理信息這樣的順序。
全文摘要
視頻信號編碼器對包括每個宏塊的紋理信息和形狀信息的視頻信號進(jìn)行編碼。編碼器通過對被處理的宏塊上的形狀信息進(jìn)行編碼產(chǎn)生編碼的形狀信息,通過對編碼的形狀信息進(jìn)行解碼產(chǎn)生重構(gòu)的形狀信息。根據(jù)被處理的宏塊的紋理信息和重構(gòu)的形狀信息判定被處理宏塊的DCT型,并輸出表示DCT型的DCT型信息。判定了被處理的宏塊的DCT型,編碼器就采用對應(yīng)的漸進(jìn)編碼技術(shù)或交錯編碼技術(shù)對紋理信息自適應(yīng)編碼以產(chǎn)生編碼的紋理信息。
文檔編號H04N7/26GK1229325SQ9810228
公開日1999年9月22日 申請日期1998年6月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月14日
發(fā)明者韓錫源 申請人:大宇電子株式會社