视频信号编码方法技术

本发明专利技术提供一种视频信号编码方法，其中视频信号包含多个参考帧与多个非参考帧，该方法包含：分析第一参考帧的至少一部分的运动向量，其中第一参考帧是非参考帧的后向参考帧；当运动向量统计量小于或者等于阈值时，决定接近该非参考帧的参考帧；以及复制决定的参考帧的至少一部分作为非参考帧的至少一部分。本发明专利技术提供的视频编码方法能够降低编码视频帧的计算复杂性。

Video signal coding method

The invention provides a method for encoding video signal, the video signal contains multiple reference frames and a plurality of non reference frames, the method includes: the motion vector of at least part of the analysis of the first reference frame, wherein the first reference frame is non reference frame to the reference frame; when moving to statistics is less than or equal to the threshold when the decision reference frame close to the non reference frame and the reference frame; at least a portion of the replication decision as at least a part of the non reference frame. The video coding method provided by the invention can reduce the computational complexity of coded video frames.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于视频编码方法，特别是关于块匹配(block matching)运动估 计(motion estimation)编码方法。
技术介绍
现代—见频编码技术利用预测编码(predictive coding )来编码— 见频的帧 (frame )。 最常用的方法之一是块运动^f古i十(block-based motion estimation)纟扁 码。当编码帧的现行宏模块(macroblock)时，通过搜索前面帧/宏模块的数据 来寻找现行宏模块的最佳匹配。运动估计非常复杂，能够消耗编码程序90%以上的计算能力。因此，降低 运动估计计算复杂性的方法对于视频编码系统的进一步发展至关重要。
技术实现思路
为了解决现有技术中运动估计计算复杂度高的问题，本专利技术提供一种自适 应运动估计纟见频编码方法。依据本专利技术的一方面，其提供一种，其中视频信号包含 多个参考帧与多个非参考帧，该方法包含分析第一参考帧的至少一部分的运 动向量，其中第一参考帧是非参考帧的后向参考帧；当运动向量统计量小于或 者等于阈值时，决定接近该非参考帧的参考帧；以及复制决定的参考帧的至少 一部分作为非参考帧的至少一部分。依据本专利技术另一方面，其提供一种，其中视频信号包含 多个参考帧与多个非参考帧，该方法包含针对待编码的非参考帧，判断参考 帧的至少一部分是否没有场景变化，其中参考帧是非参考帧的后向参考帧；以 及当参考帧的该部分没有场景变化，按比例缩小非参考帧的部分块匹配的搜索 范围。依据本专利技术再一方面，其提供一种，其中视频信号包含 多个视频帧，该方法包含通过比例因子来按比例缩小第一视频帧的至少一部分数据；决定按比例缩小的视频帧的运动信息；以及利用按比例缩小的视频帧 的运动信息来按比例缩小视频帧的搜索范围。本专利技术提供的视频编码方法能够降低编码视频帧的计算复杂性。通过判断 后向参考帧的运动信息，至少一部分的非参考帧能够进行自适应编码，并且至 少一部分的非参考帧的搜索范围能够自适应缩放。此外，通过按比例缩小视频 帧，可利用视频帧的按比例缩小的运动向量来自适应缩放搜索范围。因此本发 明提供了 一种高效并且低成本的视频编码方法。附图说明图l绘示了视频信号中的多个帧，包含参考帧与非参考帧。 图2为依据本专利技术第一实施方式的视频编码方法的流程图。 图3为依据本专利技术第二实施方式的^L频编码方法的流程图。 图4为依据本专利技术第三实施方式的^L频编码方法的流程图。具体实施例方式请参阅图1。图1绘示了视频信号中的多个帧，包含参考帧(reference frame) 与非参考帧(non reference frames ) 。 MPEG-2标准中帧内编码帧(I帧)与预测 编码帧(P帧)定义为参考帧，双向预测编码帧(B帧)定义为非参考帧。在其 它编码标准中，例如在R264标准中，B帧也可作为其它帧的参考帧。图1中绘 示I帧与P帧为B帧的参考帧。如现有^^术所知，当编码多个帧时，编码顺序 为I，P,B,B，P,B,B,I，B,B，如图1所示。换言之，图l中第一个P帧为先前 两个B帧的后向参考帧。当第一个P帧的所有或者大部分运动向量(motion vector)统计量等于零或 者大体为零并且/或者没有场景(scene)变化时，该第一个P帧大体保持固定， 并且在该第一个P帧之前显示的两个B帧也很可能保持固定，因此复制第一个 I帧或者第一个P帧作为该多个B帧是合理的。编码系统可以略过该多个B帧 的一个或多个编码阶段，其中该多个B帧利用P帧作为参考帧，并且其中略过 的编码阶4殳为离散余弦变换(discrete cosine transform, DCT)、量化(quantization, Q)、反量化(inverse quantization, IQ)以及反离散余弦变换(inverse DCT,IDCT)。 本实施方式中，第一个B帧可以从第一个I帧复制，并且第二个B帧可以从第 一个P帧复制，或者该多个B帧可以都从第一个I帧复制或者都从第一个P帧复制。上述变形都属于本专利技术的范围，本专利技术所主张的范围以权利要求书为准。 在编码程序中，决定每一帧的运动向量。当针对一个B帧编码时，编码系 统首先检查预设条件(后向P参考帧的运动向量的统计量大体为零或者低于阈 值，并且/或者没有场景变化)是否满足。当预设条件满足时，设定B帧的预测方向，即指向P后向参考帧或者最接近的1/P帧，并且B帧的运动向量以及块编 码模式(coded block pattern, CBP)设定为零。因此，尽管与现有的编码系统相比 产生同样数量的帧，但是其中一部分B帧是从已存在的I帧或者P帧复制而得 到，而没有经过复杂的编码计算。第一实施方式的变化实施方式更包含将每一帧分块并且针对每块的计算分 别应用自适应消除(adaptive reduction)。当只有P帧的特定部分发生运动时， P帧的其它区域固定，B帧相对应于P帧的固定部分的部分可从接近B帧的I 帧或者P帧复制而获得，并且运动的块可以独立地编码。也可显著的节省计算 时间。请参阅图2。图2为依据本专利技术第一实施方式的视频编码方法的流程图。需 注意的是，步骤204是可选的。其步骤如下 步骤202:接收非参考帧(B帧)。 步骤204:将当前帧分块。 步骤206:;险查编码顺序中的先前P帧。步骤208:判断先前P帧满足条件1 (没有场景变化并且/或运动向量统计量 小于或者等于阈值)还是条件2 (场景变化以及/或者显著运动)，如果满足条 件l,则执行步骤210,如果满足条件2，则执行步骤212。步骤210:将两个最接近的参考帧的其中之一复制为当前编码帧，例如，设 定运动向量为零(MV = 0 )、块编码模式为零(CBP = 0 )并节省运动估计(ME )、 离散余弦变换(DCT )、量化(Q )、反量化(IQ )以及反离散余弦变换(IDCT ) 的编码阶段。步骤212:正常编码(即执行运动估计、离散余弦变换、量化、反量化以及 反离散余弦变换)。本专利技术的第二实施方式的目的为利用P帧的运动向量来调整相应的B帧的 搜索范围。如果B帧的后向参考P帧没有场景变化但具有运动，当编码B帧时， P帧的运动向量可用来按比例的缩小B帧的搜索范围。例如，如果P帧包含运 动物体，其中该物体以固定速度沿着固定方向运动，P帧的运动向量可以看作为B帧的运动向量的因子(factor)。以图1所示的帧为例，如果第一个P帧的运 动向量为[6，-12]，并以固定速度运动，第一个B帧的相应的前向运动向量与后向 运动向量分别为[2,-4]与[-4,8],并且第二个B帧的相应的前向运动向量与后向运 动向量分别为[4,-8]与[-2,4]。在一些实施方式中，P帧的最大运动向量用来作为 目标运动向量(target motion vector)，例如，第一个P帧的目标前向运动向量 为60，第一个P帧的目标前向运动向量为20，是由60乘以比例因子1/3得到； 并且第二个P帧的目标前向运动向量为40，是由60乘以比例因子2/3得到。特 定B帧的比例因子是由最接近的I帧与P帧之间的多个B帧及特定B帧的显示 顺序决定。每一B帧的搜索范围可相应地依比例决定。例如，第一个B帧与第 二个B帧前向预测的搜索范围分别依比例由标准搜索范围缩小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视频信号编码方法，其中该视频信号包含多个参考帧与多个非参考帧，该方法包含：　分析第一参考帧的至少一部分的运动向量，其中该第一参考帧是非参考帧的后向参考帧；　当该运动向量统计量小于或者等于阈值时，决定接近该非参考帧的参考帧；以 及　复制该决定的参考帧的至少一部分作为该非参考帧的至少一部分。

【技术特征摘要】
US 2008-3-10 12/045,6571. 一种视频信号编码方法，其中该视频信号包含多个参考帧与多个非参考帧，该方法包含分析第一参考帧的至少一部分的运动向量，其中该第一参考帧是非参考帧的后向参考帧；当该运动向量统计量小于或者等于阈值时，决定接近该非参考帧的参考帧；以及复制该决定的参考帧的至少一部分作为该非参考帧的至少一部分。2. 根据权利要求1所述的视频信号编码方法，其特征在于，复制该决定的参考帧作为该非参考帧的步骤更包含复制该决定的参考帧作为多个非参考帧，其中该多个非参考帧利用该第一参考帧作为后向参考帧。3. 根据权利要求2所述的视频信号编码方法，其特征在于，该决定的参考帧包含该第 一参考帧与第二参考帧，并且复制该决定的参考帧作为多个非参考帧的步骤更包含复制该第一参考帧作为该多个非参考帧中一部分非参考帧；以及复制该第二参考帧作为该多个非参考帧的剩余非参考帧。4. 根据权利要求1所述的视频信号编码方法，其特征在于，更包含将该非参考帧的所有运动向量设定为零。5. 根据权利要求1所述的视频信号编码方法，其特征在于，复制该决定的参考帧的至少一部分作为该非参考帧的至少一部分的步骤包含将该非参考帧的该部分的预测方向设定为指向该决定的参考帧，并且将对应于该非参考帧的该部分的运动向量与块编码模式设定为零。6. —种视频信号编码方法，其中该视频信号包含多个参考帧与多个非参考帧，该方法包含针对待编码的非参考帧，判断参考帧的至少一部分是否没有场景变化，其中该参考帧是该非参考帧的后向参考帧；以及当该参考帧的该部分没有场景变化时，按比例缩小该非参考帧的该部分的块匹配搜索范围。7. 根据权利要求6所述的视频信号编码方法，其特征在于，按比例缩小该非参考帧的该部分块匹配的搜索范围的步骤包含依据运动向量的统计量决定该参考帧的目标运动向量；通过该参考帧的该目标运动向量乘...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄毓文，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]