使用运动信息的MPEG转码系统和方法技术方案

把压缩视频数据流（１０）转码到所需要的较低的比特率（２６）的开环系统（１２）和方法。本发明专利技术包括以下步骤：检查所述流中一组宏块中的每个宏块的运动矢量；根据运动矢量确定（１６）宏块组中的每个宏块的重要性；以及选择性地修改（２０）在宏块组中的离散余弦变换（ＤＣＴ）块以减小比特率，其中对于每个ＤＣＴ块的修改是基于所确定的宏块重要性。可以利用高频系数丢弃或重新量化。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的涉及转码压缩数据流，更具体地，涉及使用运动信息对MPEG数据进行比特率转码的开环系统和方法。2.相关技术随着利用压缩数据标准(诸如MPEG-2、MPEG-4、H.261、H.263等)的系统不断普及，有效地处理和传送压缩数据的能力仍旧是正在解决的问题。当例如为了满足新的传输信道的带宽要求而必须降低压缩数据流的比特率时，出现一个具体的问题。降低比特率的处理过程被称为转码，以及更具体地，称为比特率转码。在每帧压缩视频数据内，画面信息被存储在包括16×16像素块的宏块中，这些宏块由许多8×8 DCT(离散余弦变换)块组成。在现有技术中，存在有开环和闭环系统，以把MPEG流转码成较低的比特率。闭环系统通过译码(或部分译码)和然后以较低的速率重新编码比特流而起作用。闭环系统通常提供较好的质量，但实施时计算上很复杂。因此，闭环系统对于许多应用来说常常太过于花费。开环系统执行比特率转码而不用完全译码原始数据流。相反地，开环系统处理压缩数据，以允许较低的比特率。已知的用于比特率降低的转码技术包括(1)用较大的量化器重新量化离散余弦变换(DCT)系数，以及(2)丢弃一个或多个高频系数。两个方法从计算观点上看都相当简单，所以为闭环系统提供了低成本的替换选择。然而，由于例如由MPEG标准使用的运动补偿的编码，开环会导致很大的错误漂移。具体地，在参考帧中出现的、由上述的开环比特率降低方法引入的任何错误都将传播到其他帧。因此，需要有一种减小典型地与开环转码有关的错误漂移的开环比特率转码系统。专利技术概要本专利技术通过提供一种检查运动信息(例如，运动矢量)以决定每个宏块的重要性的开环转码系统，从而解决上述的问题以及其他问题。重要性信息随后被使用来把转码算法选择性地施加到每个宏块，以便减少错误传播。在第一方面，本专利技术提供用于把压缩视频数据流变换到所需要的较低的比特率的系统，包括用于确定所述流中一组宏块中的每个宏块的重要性的系统；以及用于根据所确定的每个宏块的重要性、选择性地对在宏块组中的DCT块进行比特率转码的系统。在第二方面，本专利技术提供被存储在可读媒体上的、用于把压缩视频数据流比特率转码到所需要的较低的比特率的程序产品，所述程序产品包括用于确定所述流中一组宏块中的每个宏块的重要性的装置；以及用于选择地修改被包含在宏块组中的各块中的DCT系数、以降低比特率的装置，其中对于每个宏块的修改是基于所确定的宏块的重要性。在第三方面，本专利技术提供把宏块数据流转码到所需要的较低的比特率的方法，所述方法包括以下步骤检查所述流中一组宏块中的每个宏块的运动矢量；根据运动矢量确定宏块组中的每个宏块的重要性；以及选择性地修改被包含在宏块组中的各块中的DCT系数、以降低比特率，其中对于每个宏块的修改是基于所确定的宏块的重要性。附图简述从结合附图作出的对本专利技术的各个方面的以下的详细说明，本专利技术的这些和其他特性将更容易理解，其中附图说明图1显示按照本专利技术的转码系统。图2显示按照本专利技术的P帧分析。图3显示按照本专利技术的I帧分析。图4显示按照本专利技术的间接分析。图5显示按照本专利技术的部分参考块分析。图6显示在一组宏块之间的降低的示例性分配。专利技术的详细描述现在参照附图，图1显示比特率转码系统12，用于把输入的MPEG数据流10的比特率从高比特率降低到具有较低的比特率的输出流14。例如，比特率转码系统12可以使得比特率从4Mbits/秒降低到2Mbits/秒(50％的降低)。比特率降低量是由可以以任何方式输入/确定的比特率减小要求26确定的，例如，要求26可被设置为预定的水平、可以根据系统条件动态地改变等等。应当看到，本专利技术可以被应用到任何类型的、基于运动补偿的数据流，包括MPEG-2、MPEG-4、H.261、H.263等。转码系统12包括宏块重要性系统16，它例如根据运动信息确定所输入的宏块的重要性。具体地，宏块重要性系统16可包括检查在所输入的MPEG流10中的运动矢量来计算在每个所输入的参考帧(即，P和I帧)内的每个宏块的重要性的系统。重要性是通过确定将当前的宏块用作为参考宏块的目标宏块的个数而计算的。更加经常被用作为参考宏块的宏块比起不太经常被用作为参考宏块的宏块，被识别为更加重要的。在一个示例性实施例中，每个宏块可被分配一个重要性因子。宏块重要性系统16可以以任何想要的方式给每个这样的宏块评估一个重要性因子。在简单的情形下，重要性因子可以等于参考当前的宏块的目标宏块的个数。因此，例如如果所输入的宏块被用作为参考宏块四次，则所输入的宏块将被给予重要性因子4。替换地，所输入的宏块可以根据它被用作为参考宏块的经常性而被指定为一个范围，例如低的、中等和高的。因此，例如如果所输入的宏块被用作为参考宏块零次，则它可被分配低的重要性因子；如果它被用作为参考宏块一或二次，则它可被分配中等的重要性因子；以及如果它被用作为参考宏块三次或多次，则它可被分配高的重要性因子。显然，可以使用其他的变例。宏块重要性系统16可包括P帧分析系统21；I帧分析系统23；部分宏块分析系统25；间接分析系统27；和残差分析系统29。P帧分析系统21和I帧分析系统23分别检查P和I帧内的宏块，以确定宏块数据的相对重要性。具体地，当P或I帧被分析时，系统21或23检查每个宏块，并对于每个宏块计算相对重要性。如上所述，重要性是基于当前的宏块用作为参考宏块或部分参考宏块的经常性。(应当指出，对于本专利技术来说，术语“参考宏块”可包括完全的或部分的参考宏块。)因为P和I帧被使用于前向和后向预测，P帧分析系统21和I帧分析系统23分析以前的和后续的B帧以及后续的P帧(如果可应用的)的运动矢量，以确定在P或I内的当前的宏块用作为参考宏块的经常性。重要性因子是根据参考在P或I帧内的当前的宏块的目标宏块的个数(即，预测数目)被确定的。下面参照图2和3描述这个过程的例子。(应当指出，某些P帧后面跟随I帧，所以，将不具有待分析的后续P帧。)应当看到，宏块重要性系统16可以分析各个宏块以找出它们的相对重要性，或分析宏块组(例如，整个帧或甚至诸如画面组的一组帧)。在其中分析宏块组以找出它们的重要性的情况下，宏块重要性系统16首先根据预定的方案把宏块组编组在一起。然后通过组合(例如，相加、加权等)在该宏块组中每个宏块的重要性因子来确定该宏块组的重要性因子。因此，例如根据在每个宏块组中各宏块的累积的重要性来确定优先权。宏块重要性系统16还可包括部分宏块分析系统25，它在参考宏块与被分析的当前的宏块不完全一致时(即，在当前的宏块用作为部分参考宏块时)分析宏块的重要性。具体地，在当前的宏块的仅仅一部分被用作为参考宏块的情况下，部分宏块分析系统25计算当前宏块与参考宏块之间的重叠(以像素计)。因此，例如如果256像素中有128像素重叠，则重要性因子被缩小50％。这方面的例子在下面参照图5描述。用于计算P帧中宏块的重要性因子的示例性算法为如下读取当前宏块；设置(当前宏块的)重要性值＝0；识别在B帧和后续P帧中的参考当前宏块的目标宏块；对于每个所识别的目标宏块检查相应的参考宏块；如果参考宏块与当块宏块完全一致，则重要性值＝重要性值+1；否则计算像素重叠(最大是16×16＝256)；重要性值＝重要性值+(像素重叠/256本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于把压缩视频数据流［１０］变换到所需要的较低的比特率［２６］的系统［１２］，包括：用于确定所述流中一组宏块中的每个宏块的重要性的系统［１６］；以及用于根据所确定的每个宏块的重要性选择性地对在宏块组中的离散余弦变换（ＤＣＴ） 块进行比特率转码的系统［２０］。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：S克里施纳马查里，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]