用于减少压缩的视频中的喘息污迹的方法和设备技术

一种用于减少采用图象组（ＧＯＰ）或帧组（ＧＯＦ）结构的ＭＰＥＧ类视频信息流中的喘息污迹的方法和设备。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请要求1998年5月7日递交的美国临时申请No.60/084,632(文档号12755P)的利益。本专利技术总地涉及通信系统，且更具体地，本专利技术涉及一种用于减少编码的信息流中的“喘息”污迹(breathing artifact)的方法和伴随设备。
技术介绍
在几种通信系统中，待被发送的数据被压缩以使可用带宽被更加有效地使用。例如，运动图象专家组(MPEG)具有几种有关数字数据传输系统的颁布的标准。第一个被称之为MPEG-1，涉及ISO/IEC标准11172且结合在此作为参考。第二个被称之为MPEG-2，涉及ISO/IEC标准13818且被结合在此作为标准。在先进电视系统委员会(ATSC)数字电视标准文件A/53中描述了一种压缩的数字视频系统且结合在此作为参考。上述有关标准描述了适合于在数字通信系统中使用固定或可变长度码压缩及传输视频、音频和其他信息的数据处理及操作技术。具体地，上述标准，及其他“MPEG类”标准和技术说明性地使用帧内编码技术(例如行程编码、哈夫曼编码等)和帧间编码技术(例如正向和反向预测编码、运动补偿等)压缩视频信息。具体地，在视频处理系统的情况下，MPEG和MPEG类视频处理系统的特征在于带有或不带有帧内和/或帧间运动补偿编码的视频帧的基于预测的压缩编码。在一典型的MPEG类编码器中，包括有多个视频帧的一接收的视频流根据一预定的图象组(GOP)结构被编码。也就是说，该接收的视频流被编码以生成一包括例如一内部编码帧(I帧)，后跟随一或多个正向预测的编码的帧(P帧)和双向(即正向和反向)预测的帧(B帧)的GOP。然而，由于运动补偿技术不是较好的，预测的帧或图象可能遭受不期望的视觉污迹例如误差传播、降低的编辑颗粒性等。而且，包括这些预测的帧的GOP结构也会遭受这些污迹。由于一GOP结构内的单独帧的保真度趋向于在一初始的高质量I帧后衰减，一序列GOP的显示生成称之为“喘息”的周期的视觉污迹，其中该污迹的周期特性与显示的GOP的长度相关。因此，期望提供一种减少上述“喘息”污迹的方法和设备。专利技术概述本专利技术包括一种用于减少在采用图象组(GOP)或帧组(GOF)结构的MPEG类视频信息流中的喘息污迹的方法和设备。具体地，在一种用于处理根据一图象组(GOP)信息结构所配置的一序列压缩的图象的系统中，一种根据本专利技术的用于减少GOP间视觉污迹的方法包括有步骤对于该GOP信息结构内的第一种信息帧，确定一相应的保真度衰减的水平；对于该GOP信息结构内的第二种信息帧，确定一相应的保真度衰减的水平；使用确定的保真度衰减的水平，计算一衰减均衡参数；并使用该计算的衰减均衡参数，处理该第一和第二种信息帧之一以使该第一和第二种信息帧具有一预定范围内的保真度衰减的水平。附图简述通过以下结合附图所作的详细描述，可容易地理解本专利技术的教义，附图中附图说明图1A至1C给出了与一图象组(GOP)内的视频保真度相关联的一或多个参数的有关逐帧衰减的视图；图2给出了根据本专利技术的一MPEG类解码器的一实施例；图3给出了根据本专利技术的用于减少视频信号中的喘息污迹的一衰减均衡例程；图4给出了根据本专利技术的一衰减均衡例程400；图5给出了根据本专利技术的一GOP均衡例程的流程图；图6给出了根据本专利技术的一衰减均衡例程的流程图；图7给出了根据本专利技术且适于减少一受存储器限定的解码器的上下文内的喘息污迹的衰减均衡例程的流程图；及图8给出了根据本专利技术的一块水平修正控制例程的流程图。为便于理解，在这些附图中，相同的参考数字表示相同的元素。详细描述下面将在一数字电视(DTV)接收机(图示为一ATSC电视接收机)内的一视频解码器(图示为一MPEG-2视频解码器)的上下文中对本专利技术进行描述。然而，本领域的熟练技术人员可理解到本专利技术可应用于任何视频处理系统，包括适用于DVB、MPEG-1的系统和其他信息系统。具体地，主要在接收和解码一压缩的视频信息流以生成一视频输出流OUT的MPEG类解码系统的上下文中描述本专利技术。本专利技术用于减少在采用一图象组(GOP)信息结构的视频或图象处理系统的情况下，由导致在GOP显示率的视觉保真度的调制的GOP内视觉保真度水平的改变所导致的“喘息”污迹。然而，本领域的熟练技术人员显然理解本专利技术可适用于具有在一图象组(GOP)或帧组(GOF)信息结构内的不同帧间保真度水平的其他信息系统。图1A至1C给出了与一图象组(GOP)内的视频保真度相关联的一或多个参数的相关逐帧衰减的图形表示。在这方面来说，这样的在一GOP内的逐帧衰减导致具有近似该GOP周期的一周期的视觉保真度的周期的提高和/或降低，生成上述喘息污迹。如果该视觉保真度的周期性提高和/或降低足够大，在一显示装置上显示包括该GOP的视频序列时，该喘息污迹对于观看者来说变得明显。例如，考虑到响应于一视频信息流的一每秒30帧(fps)的表示/显示系统呈现显著的视觉保真度中的GOP内变化(例如I帧和B帧之间的大的量化差)，其中该视频信息流包括根据一15帧GOP配置的MPEG类视频信息的情况。由于该GOP包括一单个的I帧和多个B帧，显示的视频的各半秒(15帧GOP/30fps)从一高保真度I帧开始，后随有多个相对低保真度B帧(和通常地P帧)。由于该GOP内的帧间保真度变化，该显示的图象序列呈现具有1/2秒周期的脉动(即喘息)特性。本专利技术已确定喘息污迹的主要原因是1)一GOP内的帧间量化水平差；2)一GOP内的半象素(half pel)运动估算误差的传播；和3)处理一GOP的解码器(或其特性)引起的保真度异常。下面将公开解决这三种喘息污迹情况的本专利技术的实施例。图1A示出了包括有一I帧及后随的十个P帧的一GOP内的视频“锐度”的逐帧衰减的图形表示。锐度是一高频响应的函数，其是精确呈现边缘及其他高对比度亮度过渡的关键。具体地，图1A示出了三个GOP(标明为101)的一序列和这些GOP中各帧的锐度水平的对应图示。可见一视频图象的锐度对于这些GOP中的各I帧处于最大，对于各连续的P帧锐度有对应的降低。由于以对应于GOP显示率的一速率的锐度水平的逐渐衰减和快速提高而产生一喘息污迹。在图1A中，各连续P帧的锐度的对应降低是由处理这些GOP的一解码器的运动补偿电路内的半象素内插引起的。该半象素内插器进行工作以低通滤波这些预测的宏块或象素组。图1A中的所示的锐度水平的相对线性衰减是由于使用这些GOP内的P帧和一半象素内插误差近似恒定的假设。图形中的阴影部分包括各P帧下降内的一误差统计带。必须注意尽管各I帧(I1、I2和I3)被示出为具有相同的最大锐度水平，这些I帧的锐度水平初始地由一编码器的速率控制器根据许多因素，包括分配给一GOP的位-预算(bit-budget)被确定。这样，一I帧的锐度水平和总体的视觉保真度根据编码器的要求在需要时发生改变。图1B是一12帧GOP内的视频锐度的逐帧衰减的示意图，该12帧GOP包括一初始的I帧和后随的三B帧和一P帧的一重复序列。由于使用环绕各B帧的紧接的先前锚帧(anchor frame)(I或P帧)预测该B帧，两半象素内插被与各B帧相关联。因此，各B帧被示出为具有比用于预测该B帧的最小精确基准帧低半象素的一锐度水平。可见一视频图象的锐度对于这些GOP内的各I帧是处于最大，带有本文档来自技高网...

【技术保护点】
在一种用于处理根据一图象组（ＧＯＰ）信息结构配置的一序列压缩的图象的系统中，一种用于减少ＧＯＰ间视觉污迹的方法，包括有步骤：对于所述ＧＯＰ信息结构内的第一种信息帧，确定一相应的保真度衰减的水平（３０４）；对于所述ＧＯＰ信息结构内的第 二种信息帧，确定一相应的保真度衰减的水平（３０４）；使用所述确定的保真度衰减的水平，计算一衰减均衡参数（３０６）；使用所述计算的衰减均衡参数，处理所述第一和第二种信息帧之一以使所述第一和第二种信息帧具有一预定范围内的保真度衰减的水平 。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：迪内阿丰索费雷拉弗洛伦西奥，李世鹏，
申请(专利权)人：萨尔诺夫公司，摩托罗拉公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]