用于代码转换压缩视频比特流的方法和设备技术

一种代码转换输入压缩视频比特流为不同比特速率的输出压缩视频比特流的技术，包括：接收第一比特速率的输入压缩视频比特流；为输出压缩视频比特流指定新的目标比特流；部分解码输入比特流以产生解量化数据；使用不同的量化级（ＱＰ）重新量化解量化的数据以产生重新量化数据；以及重新编码重新量化的数据以产生输出压缩视频比特流。确定用于重新量化的适当的初始量化级（ＱＰ），监测输出视频比特流的比特速率；调整量化级以使输出压缩视频比特流的比特速率和目标比特速率近似匹配。将恒定头部数据直接复制到输出压缩视频比特流。通过解量化重新量化的数据并从解量化数据中扣除来确定重新量化误差，量化误差经过ＩＤＣＴ处理以产生等效误差图像，根据来自输入压缩视频比特流的运动补偿参数将运动补偿应用到该误差图像，运动补偿的误差图形经过ＤＣＴ处理，将ＤＣＴ处理的误差图像作为运动补偿校正应用到解量化数据，用于由于重新量化而产生的误差。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及视频压缩技术，更具体的，涉及用于压缩视频比特流的编码、解码以及代码转换技术。
技术介绍
视频压缩是一种将视频“流”或“比特流”编码到不同于其初始表示的编码形式(通常是更紧凑的形式)的技术。视频“流”是运动图像的电子再现。近来，随着低成本个人计算机的激增、一般计算机用户可用的磁盘空间和存储器数量惊人的增长、互联网接入的广泛可用性以及不断增加的通信带宽，在互联网上使用流视频变得普通。用于编码流视频的一种显著和公知的视频压缩标准是MPEG-4标准，由运动图像专家组(MPEG)提供，该专家组是ISO/IEC(国际标准化组织/国际工程协会)的工作组，负责开发用于运动图像、音频及其组合的压缩、解压缩、处理以及编码表示的国际标准。ISO在瑞士1 rue de varembe，Casepostale 56，CH-1211 Geneva 20 有办公室。IEC在USA 549 WestRandolph Street，Suite 600，Chicago，IL 60661-2208有办公室。正式指定为ISO/IEC 14496(在6个部分中)的MPEG-4标准是众所周知的，并被那些涉及运动视频应用的人采用。尽管互联网连接带宽的快速增长以及高性能个人计算机的激增，但是在个人用户的互联网连接速度以及计算能力之间存在显著的不一致性。该不一致性要求互联网内容提供商提供流视频以及其他形式的多媒体内容到一组不同的终端用户环境。例如，新闻内容提供商希望提供视频新闻片断到终端用户，但必须迎合一组不同用户的需求，他们的互联网连接范围从低端的33.6Kbps调制解调器到高端的DSL、电缆调制解调器或更高速度宽带连接。终端用户可用的计算能力也类似的具有多样性。进一步的复杂化的事情是网络拥塞，网络拥塞在互联网业务高时限制流数据(例如视频)的传送速率。这意味着新闻内容提供商必须使流视频在范围较广的比特速率可用，并加工以适于终端用户范围广泛的连接/计算环境以及适于变化的网络条件。一种以多种不同比特速率提供相同视频节目素材的有效方法是视频代码转换。视频代码转换是通过该处理将预压缩比特流代码转换为具有不同比特速率、帧大小、视频编码标准等的新压缩比特流的处理。视频代码转换在必须以不同比特速率、分辨率或格式传送压缩视频比特流的任何应用中特别有用，比特速率、分辨率或格式取决于诸如网络拥塞、解码器性能或来自终端用户的请求等因素。通常，压缩视频代码转换器解码压缩视频比特流并随后通常以较低比特速率重新编码解码的比特流。虽然非代码转换技术可以提供类似性能，这些技术成本高昂并存在存储器缺点。例如，用于多个比特速率、格式以及分辨率的视频内容每个都分别编码并存储在视频服务器上。然而，该方法仅提供和期望以及预编码一样多的离散选择，要求大量磁盘存储空间。作为替换，可将视频序列编码为压缩“可伸缩”形式。然而，该技术要求实际的视频编码资源(硬件和/或软件)来提供有限数目的选择。代码转换技术比这些和其他非代码转换技术提供显著的优点，因为它们在提供广泛的比特速率、分辨率以及格式选择方面的灵活性。可同时容纳的不同选择的数目仅取决于可被独立代码转换的独立视频流的数目。为同时容纳大数量的不同选择，必须提供较多数目的代码转换器。尽管此种应用中的代码转换器的数量和灵活性优点，大量的代码转换器仍然成本高昂，因为大量硬件和软件资源都必须专用于常规的视频代码转换技术。如上述讨论中所明显看出的，需要一种最小化实施成本和复杂性的视频代码转换器。
技术实现思路
根据本专利技术，一种用于将输入压缩视频比特流代码转换为不同比特速率的输出压缩视频比特流的方法，包括以第一比特速率接收输入压缩视频比特流。为输出压缩视频比特流指定新的目标比特速率。该输入比特流被部分解码以产生解量化(dequantized)数据。使用不同的量化级(QP)将该解量化数据重新量化，以产生重新量化数据，该重新量化数据被重新编码以产生输出压缩视频比特流。根据本专利技术的一个方面，该方法进一步包括确定用于重新量化的适当的初始量化级(QP)。监测输出压缩视频比特流的比特速率，调整量化级，从而使输出压缩视频比特流的比特速率和目标比特速率完全匹配。根据本专利技术的另一方面，该方法进一步包括将恒定头部数据直接复制到输出压缩视频比特流。根据本专利技术的另一方面，该方法进一步包括通过解量化重新量化的数据并从解量化数据中扣除来确定重新量化误差。用逆离散余弦变换(IDCT)处理该量化误差以产生等效误差图像。根据来自输入压缩视频比特流的运动补偿参数将运动补偿应用到该误差图像。运动补偿误差图像是DCT处理的，并将该DCT处理误差图像作为用于由于重新量化产生的误差的运动补偿校正应用到解量化数据。根据本专利技术的另一方面，重新量化误差被表示为8比特有符号数字，并在将其存储在8比特无符号存储缓冲器之前用等于它们跨度(span)一半(即+128)的量偏移。在检索之后，扣除偏移，从而重新存储初始有符号重新量化误差值。根据本专利技术的另一方面，给代码转换器提供全零CBP(编码块模式)来替换编码为“跳过(skipped)”的宏块。此外，对于使用运动补偿的预测编码模式，提供全零运动向量(MV)给代码转换器用于“跳过”宏块。根据本专利技术的另一方面，如果代码转换导致全零编码块模式(CBP)，则选择“跳过”编码模式。该方法主要用于不使用补偿数据(例如运动补偿)的编码模式。对于使用运动补偿数据的预测模式，当代码转换CBP是全零且运动向量是全零时选择“跳过”模式。还说明了实施本方法的设备。术语表除非特别指出或从上下文使用中很明显，给出在此使用的任何术语、缩写、首α缩写或科学符号、记号在本专利技术特别适于的技术规程中的通常意义。期望下面的术语表对在此包含的不同说明以及现有技术文献给出清楚以及一致的说明。AC系数在一或二维的频率是非零的任何DCT系数。MPEG运动图像专家组。MPEG-4针对多媒体应用和流视频的MPEG运动图像编码标准的变化方案，目标是大范围的比特速率。正式指定为ISO/IEC14496，有6部分。B-VOP；双向预测编码VOP使用来自过去和/或未来参考VOP的运动补偿预测编码的VOP。向后兼容性如果解码器被设计用于按照较老编码标准运行，较新的编码标准向后兼容较老的编码标准，解码器通过解码所有或部分根据较新编码标准产生的比特流能继续运行。向后运动向量用于运动补偿的运动向量，该运动补偿来自在显示顺序上靠后时间的参考VOP。向后预测从未来参考VOP预测。基层可缩放分级结构的独立解码层。二进制α块16×16像素块，和宏块在一处，代表二进制α图的形状信息；也被称为bab。二进制α图2D二进制遮罩，代表视频物体的形状，从而不透明的像素被认为是该物体的一部分，而透明的像素被认为不是该物体的部分。比特流；流形成数据编码表示的顺序比特序列。比特速率从存储介质或网络传送编码比特流到解码器输入的速率。块采样(像素)的8行8列矩阵，或64DCT系数(源，量化或解量化)。字节对准编码比特流中的比特是字节对准的，如果它的位置是从流中的第一比特开始的8比特倍数。字节8比特序列。基于环境的算术编码用于编码二进制形状的方法；还被称为cae。通道存储或传输根据MPEG-4(ISO/IEC14496)规范构建的比特流的数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种代码转换输入压缩视频比特流为在不同比特速率的输出压缩视频比特流的方法，其包括：接收第一比特速率的输入压缩视频比特流；为输出压缩视频比特流指定新的目标比特速率；部分解码输入比特流以产生解量化数据；使用不同的 量化级（ＱＰ）重新量化所述解量化数据以产生重新量化的数据；以及重新编码所述重新量化的数据以产生输出压缩视频比特流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：王利民，克里特佩纳索波宁，
申请(专利权)人：通用仪表公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]