專利名稱：用于在視頻編碼系統(tǒng)中指示量化器參數(shù)的方法與設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于數(shù)字視頻編碼的方法、編碼器、解碼器和設(shè)備。更具 體地說，本發(fā)明涉及在視頻編碼系統(tǒng)中量化參數(shù)(QP)值的指示。
背景技術(shù)：
數(shù)字視頻序列類似記錄在膠片上的常規(guī)影片，它包括一個靜止圖像序列， 通常ffiil以一個在15和30幀/秒之間的速率3^對M示所述圖像來產(chǎn)生運動 的錯覺。 一個未壓縮數(shù)字視頻序列的每一幀包括一個圖像像素陣列。在一個通 常i頓的數(shù)字視頻格式中，例如，四分公共互換格式(QCIF)， 一幀包括176x144 像素的一個陣列(即25,344像萄。接著，#^像素由某一數(shù)量的比特來^/示， 這些比特攜帶有規(guī)應(yīng)于像素的圖像區(qū)域的亮度和/繊色內(nèi)容的信息。通常， 一個稱為YUV的顏色模型被用于表示圖像內(nèi)容的亮度和色度。輝度或者說是Y 分量表示圖像的強(qiáng)與亮度)，而圖像的顏色內(nèi)容由標(biāo)記為U和V的兩*度或 顏縫別分量^W^。與基于包括原始顏色(即紅、綠和藍(lán)、RGB)表示的顏色模型相比，基于圖 像內(nèi)容的輝獻(xiàn)色度表示的顏色模型提供某些優(yōu)點。與人的視覺系 顏色變化 的敏感度相比，人的視覺系統(tǒng)對強(qiáng)度變化更敏感，并且fflil對于色度分量(U， V)比對于亮度分量(YM頓一個更低的空間^fjf率，YUV顏色模型利用此性質(zhì)。 用這種方式，以一個可接受的圖像質(zhì)量降低，可以降低在圖像中編碼顏色信息 所需要的信息量。通常艦次抽樣來獲得色度分量的更低空間^f摔。典型地，視頻序列的 每一幀被分成稱為"宏塊(macroblock)"的塊中，它們包括輝度(Y)j言息和相關(guān)被空間次抽樣。圖i ^i列說明了可以形成宏塊的一種方式。如圖1所示，視頻序列的一幀^OTYUV顏色模型tt^， #^分量具有相 同的空間分辨率。ffiii在原始圖像中表示一個16x16圖像像素區(qū)J^形成宏塊 作為四i央輝度信息，^^軍度i央包括一個8x8陣歹啲輝度(Y)值和兩個空間相應(yīng) 的色度分量(U和V)，它們在7jC平和垂鼓向JJ131因子二被次抽樣，以產(chǎn)生8x8 色度(U， V)值的對應(yīng)陣列。根據(jù)某些視頻編碼建議，諸如國際電信鵬(TTU-T) 建議H,26L之類的，在宏塊內(nèi)4頓的塊尺寸可以是不同于8x8的尺寸，例如4x8 或4x4(參見T. Wiegand， "Joint Model Number 1"， Doc. JVT陽A003， Joint Video Te咖(JVT) of ISO/EC MPEG and ITU-T VCEG, 2002年1月，第2.2禾口 2.3 15)。 ITU-T建議H.26L還允許宏塊被組織在一起以便形成稱為"slice"(片段)的片。 更具體地說，按照編御頓序從多個連續(xù)的宏塊中形成每個片段，并以這樣的方 式被編碼以使不必參考同一幀的任何其它片段就f,獨立地解碼它。此方案是 有利的，因為它傾向于限制人為現(xiàn)象在可能由于傳輸差錯弓胞的解碼視頻中的 傳播。雖然對于其中可以構(gòu)成片段的方式?jīng)]有具體柳蹄'」，但是一個簡單的方 案是把所有的宏i央作為一個片段一起歸組在一幀的一行中。在圖2中說明了這 個方案和把一個QCIF格式圖像分成16x16個宏塊。正如育,從圖2中看到的那樣， 一個QCIF圖像包括11x9個宏土哉在這種 情況下，針被歸組成為11個遊賣宏塊的9個片段)。如果用8比t粉辨率表示 輝度i央和色度與其數(shù)目在范圍0到"5內(nèi))，則每一宏±好萬需要的比特總數(shù)是 (16xl6x8)+2x(8x8x8)=3072比特。以QCIF格式標(biāo)一個圖像幀所需的比特數(shù)目 因此是99x3072= 304,128比特。這意味著以QCIF格式發(fā)射/記敦顯示一個未壓 縮的視頻序列所需要的翻量(以30幀/秒的速率、f頓一個YUV顏色模型 /示)大于9Mbps(百萬比特/秒)。這是一個很高的繊速率并且由于所需要 的極大存儲容量、發(fā)射信道能力和硬件性能，所以用于在視頻記錄、發(fā)射和顯 示應(yīng)用中4OT是不切實際的。如果視頻數(shù)據(jù)要在諸如ISDN(徵業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))或傳統(tǒng)PSTN(公用^^電話 網(wǎng))之類的固定線路網(wǎng)上實時Mt，貝何用數(shù)據(jù)劃寸帶寬典型的大約為64kbits/s。 在移動視頻電話中，其中發(fā)射至少部分地發(fā)生在無線電通信鏈路上，可用帶寬會低至20kbits/s。這意(CT必須達(dá)到被^(OT^^示視頻M的信息量中的一個重要降低，以便啟動通過低帶寬通信網(wǎng)的數(shù)字視頻序歹啲傳輸。由于這個原因，已經(jīng)開發(fā)了在保持一個可接受圖像質(zhì)量的同時減少所發(fā)射信息量的視頻壓縮技 術(shù)。視頻壓縮方法是以^14見頻序列中多余的以及感覺不相關(guān)的那些部分為基礎(chǔ)。視頻席列中的冗余度可以被分類為空間、暫時和頻譜冗余度。"空間冗余度 "是用于描述一幀內(nèi)鄰近像素之間的相關(guān)性(相似性)的術(shù)語。術(shù)語"暫時冗余度' 表示出現(xiàn)在一個序列的一幀中的目標(biāo)可能出現(xiàn)在后續(xù)幀中的事實，而'頻譜冗余 度"是指同一圖像的不同顏色分量之間的相關(guān)性。組成數(shù)字視頻序歹啲每一幀的像素之間常常有一個顯著的空間冗錢。換 言之，該序列一幀內(nèi)的任何像素值基本上與它緊鄰的附近地區(qū)中的其它像素值 相同。典型地，視頻編碼系統(tǒng)使用一個稱為"基于塊的轉(zhuǎn)換編碼"的技術(shù)降低空間 冗余度，其中，諸如二維離散余弦轉(zhuǎn)J妙CT)之類的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換被應(yīng)用到圖像像素 ±央。這把圖像數(shù)據(jù)從包括像素值的一，述轉(zhuǎn)換為包括表示空間頻率分量的一 組系數(shù)值的形式。圖像數(shù)據(jù)的這個可選表述較大地降低了空間冗余度并從而產(chǎn) 生了圖像數(shù)據(jù)的更壓縮泰述。不參考序列內(nèi)的任何其它幀，使用基于i央的轉(zhuǎn)換編碼來壓縮的一個視頻, 列的M幀被稱為幀內(nèi)編碼的或I幀。通常，視頻編碼系統(tǒng)不但減少視頻序列的個體幀內(nèi)的空間冗余度，而且使 用稱為"運動補(bǔ)償預(yù)測"的技術(shù)來陶氐序列中的暫時冗余度?！读\動韋M嘗預(yù)測， ,膽列中稱為'參考'幀的一個或多個其它幀中"預(yù)測"一個數(shù)字視頻序列中的一 對常常許多)幀的圖像內(nèi)容。ffi5^f頓"運動矢量"卿宗要被編碼(壓勒的幀和一 個或者多個參考幀之間的物體或圖像區(qū)域的運動來獲得圖像內(nèi)容的預(yù)觀!l。正如 在幀內(nèi)編碼盼瞎況下那樣，視頻幀的運動補(bǔ)償預(yù)觀嗵常一個宏塊一個宏塊地執(zhí) 行。4吏用運動補(bǔ)償預(yù)測壓縮的一個視頻序列幀通常被稱為幀間編碼的或者P 幀。運動補(bǔ)償預(yù)測單艦艮少提供一個視頻幀圖像內(nèi)容十分精確的魏，因雌 常需要向每一幀間編碼幀提供一個稱為"預(yù)測體"(PE)幀。預(yù)測誤差幀表示幀間 編碼幀的解碼形式和要被編碼的幀圖像內(nèi)容之間的差值。更具體地說，預(yù)測誤 差幀包括表示在要被編碼的幀中的像素值和根據(jù)當(dāng)前幀的預(yù)測形式形成的對應(yīng) 重建像素值之間的差值的數(shù)值。因此，預(yù)測誤差幀特性類似于靜止圖像的特性 并且基于塊的轉(zhuǎn)換編碼能夠被應(yīng)用以便減少它的空間冗余度以及減少因11 示它所需的M量(比特數(shù))。為了更詳細(xì)地說明視頻編碼系統(tǒng)的操作，現(xiàn)在將參考圖3和4。圖 用幀內(nèi)和幀間編碼組合來產(chǎn)生一個已壓縮(己編碼)視頻比特流的通用視頻編碼 器簡圖。 一個相應(yīng)的解碼驗圖4中被說明并稍后將在文本中進(jìn)行描述視頻編碼器100包括一個輸入端101，用于接收來自攝像機(jī)或其他視頻源(未示出)的數(shù)字視頻信號。它還包括 一個被安排來執(zhí)行基于塊的離散余弦轉(zhuǎn)換(DCT)的轉(zhuǎn)換單元104， 一個量化器106， 一個反向量化器108， 一個被安排來 執(zhí)行反向基于塊的離散余弦轉(zhuǎn)^(DDCT)的反轉(zhuǎn)換單元110，合并器112和116， 以及一個幀存儲器120。編碼器還包括一個運動估計器130、 一個運動場編碼器 140和一個運動補(bǔ)償?shù)念A(yù)測器150。開關(guān)102和114被控制管理器160同操作性 地操作來在幀內(nèi)視頻編碼模式和幀間視頻編碼模式之間切換編碼器。所述編碼 器100還包括一個視頻多路復(fù)用編碼器170，它從編碼器畫產(chǎn)生的各種鄉(xiāng)的 信息中形成單個比特流，用于進(jìn)一步，給一個遠(yuǎn)程接收終端，或者，例如用 于存儲在諸如計^t幾硬盤驅(qū)動戮未示出)之類的大容量存儲介質(zhì)上。編碼器100操作如下。從視頻源提供到輸入端101的每一未壓縮視頻幀最 好按照光柵掃描的順序被一個宏塊一個宏i央地處理。當(dāng)一個新的視頻序列編碼 開始時，要被編碼的第一幀被編碼為一個幀內(nèi)編碼幀。隨后，編碼器被編程來 以幀間編碼格式編碼每一幀，除非如下條件之一被滿足1)判斷正被編碼的幀的當(dāng)前宏塊與在它的預(yù)測中所使用的參考幀的像素ili:不相同而導(dǎo)致產(chǎn)生過大的預(yù)測誤對言息，在此瞎況下，按照幀內(nèi)編碼格式編碼當(dāng)前宏i央；2) —個預(yù)定 義幀內(nèi)幀重復(fù)周期已經(jīng)到期；或3)從一個接收終端收至啲反饋指示以幀內(nèi)編碼 格式提供一幀的一個請求?，F(xiàn)在將描述編碼器100幀內(nèi)編碼模式的操作。在幀內(nèi)編碼模式中，控制管 理器160操作開關(guān)102接魏自輸A^ 118的視頻輸入。 一個宏±央一個宏塊地 接收視頻信號輸入，并且組成每個宏塊的輝度和色度值i央被傳到DCT轉(zhuǎn)換±央 104。在這里，執(zhí)行一個2維離散余弦轉(zhuǎn)換并且為每一塊形成一個2維DCT系 數(shù)陣列。每一塊的DCT系數(shù)被傳到量化器106，在此，4頓一個量化參數(shù)QP來量 化它們。量化參數(shù)QP的選擇經(jīng)由控制線115由控制管理器160控制。更詳細(xì)地，ffl31用量化參數(shù)QP除每一系數(shù)值，結(jié)果舍入為最近的整數(shù)來執(zhí)行DCT系數(shù)的量化。用這種方式，量化處理產(chǎn)生一組已量化DCT系數(shù)值， 這組已量化DCT系數(shù)值與DCT轉(zhuǎn)換±央104最初生成的值相比具有一個更低數(shù) 值精度。因此，總的來說，每一個已量化DCT系數(shù)可以由一個比量4tt前標(biāo) 相應(yīng)系數(shù)所需要的數(shù)據(jù)比特數(shù)目更小的一個數(shù)據(jù)比特數(shù)目5W示。此外，某些 DCT系數(shù)M量化處理被降低為零，從而^1>了必須被編碼的系數(shù)數(shù)目。這些 效果都導(dǎo)致標(biāo)一個圖像塊的DCT系數(shù)所需要的數(shù)據(jù)量(即M比特)^K因 此，量化提供另外一個機(jī)件，通過它，可以M^標(biāo)每個柳辦列圖像所需的 數(shù)據(jù)量。這還引入一個不可逆的信息損失，這導(dǎo)致圖像質(zhì)量的一個相應(yīng)降低。 雖然圖像質(zhì)量中的這個斷氐也許不總是令人想要的，但是DCT系數(shù)值的量化提 供了可能性來調(diào)整編碼視頻序列所需要的比特數(shù)目，以便考慮例如可用于編碼 序列^1寸的帶寬或#^碼視頻的期望質(zhì)量。更具體地說，通過增加用于量化DCT 系數(shù)的QP值，會引起一個更低的質(zhì)量但是可產(chǎn)生一個更加壓縮的視頻序列表 述。反過來，通過減少Q(mào)P值，可以形成一個更高質(zhì)量但是更小壓縮的編碼比特 流。每一塊的已量化DCT系數(shù)/AS化器106傳遞到視頻多路復(fù)用編碼器170， 如圖1中線125所示。視頻多路OT編碼器170使用一個折線掃描程序排序每 個塊的轉(zhuǎn)換系數(shù)，從而把已量化轉(zhuǎn)換系數(shù)值組的二維陣列轉(zhuǎn)換成為一維陣列。 通常，視頻多路OT編碼器170接下來用一對數(shù)值g—維陣列中的每個^j瞎 量化系數(shù)，稱為級(level)和游程(run)，級是已量化系數(shù)數(shù)值而游程是所述 系數(shù)前面的連續(xù)零值系數(shù)數(shù)目。使用熵編碼進(jìn)一步壓縮游程和級數(shù)值。例如， 一個諸如可變長度編碼(VLC)之類的方法可用來產(chǎn)生一組表^^(nin, level)對 的可變長度碼字。一旦(run, level)對已經(jīng)被熵(例如可變長萄編碼，則視頻多路飾編碼器170 進(jìn)一步把它們與也被熵編碼了的控制信息(例如JOT適于這一種所述信息的一 種可變長度編石馬方法)組合，來形成單個壓縮的編碼圖像信息比特流135。它是 這樣的比特流，包括表祠mn, levd)對和尤其與用于量化從編碼器中魁寸的DCT 系數(shù)的量化參數(shù)QP關(guān)聯(lián)的控制信息的可變長度碼字。宏塊的本地解碼形式也在編碼器100中形成。這個處SW1傳遞由量化器 106輸出的每一塊的已量化轉(zhuǎn)換系數(shù)、ffl31反向量化器108并在反轉(zhuǎn)換±央110 中應(yīng)用一個反向DCT轉(zhuǎn)換從而^^被完成。ffl31把量化器106中執(zhí)4亍的量化操作反轉(zhuǎn)來執(zhí)《亍反向量化。更具體地說，反向量化器108嘗i^I51把每一己量化DCT 系數(shù)值與量化參數(shù)QP相乘來咴復(fù)一個給定圖像塊的原始DCT系數(shù)。由于作為 量化器106中量化處理的一部分而執(zhí)行的舍入操作，通常不可能精確她咴復(fù)原 始DCT系數(shù)值。這導(dǎo)致恢復(fù)的DCT系數(shù)值和由DCT轉(zhuǎn)換塊104最初產(chǎn)生的那 些DCT系數(shù)值之間的一個差辯因此不可逆信息損失是指上體異)。由反向量化器108和逆轉(zhuǎn)換i央110執(zhí)行的操作為宏塊的每一i央產(chǎn)生一個重 建像素陣列。結(jié)果的解碼圖像 被輸入到合并器112。在幀內(nèi)編碼模式中，開 關(guān)114被組以使經(jīng)由開關(guān)114對合并器112的輸入為零。用這種方式，合并器 112執(zhí)行的操作與傳棘被改變的解碼圖像,等效。當(dāng)在塊104、 106、 108、 110和112中當(dāng)飾頃的后續(xù)宏塊被接收并受到前述 編碼和本地解碼步驟時，幀內(nèi)編碼幀的解碼形式在幀存儲器120中被粒。當(dāng) 當(dāng)#1)貞的最后一個宏塊已經(jīng)被幀內(nèi)編碼并隨后解碼時，幀存儲器120包含一個 完剖軒馬了的幀，可用于作為一個預(yù)測參考幀4柳在以幀間編碼格式編碼一個 隨后接收到的圖像幀中。線條122提供指示幀內(nèi)或幀間編碼格式的標(biāo)記?，F(xiàn)在將描述編碼器100的幀間編碼模式操作。在幀間編碼模式中，控制管 理器160操作開關(guān)102接收它的來自線117的輸入，其包括合并器116的輸出。 合并器116 —個宏±央一個宏±央地接收來自輸入101的視頻輸入信號。當(dāng)合并器 U6接收組成宏塊的亮度和色度值塊時，它形成相應(yīng)的預(yù)測誤差信息i央。預(yù)測誤 差信眉表示所述塊與其在運動補(bǔ)償預(yù)測塊150中產(chǎn)生的預(yù)測之間的差值。更具 體地說，宏塊每一塊的預(yù)測誤差信息包括一個二維陣列值，其中每一個表示被 編碼的輝度或色度信息塊中的像素值和根據(jù)如下所述的程序通過形成該i央運動 補(bǔ)償預(yù)測所獲得的解石別象素值之間的差值。宏士央每一塊的預(yù)測m^信息被傳到DCT轉(zhuǎn)換±央104，DCT轉(zhuǎn)換塊104對每 一t央預(yù)測誤差值執(zhí)行一個二維離散余弦轉(zhuǎn)換以便為每一t央產(chǎn)生DCT轉(zhuǎn)換系數(shù)的 二維陣列。*預(yù)測誤差塊的轉(zhuǎn)換系數(shù)被傳到量化器106，在量化器106中使用一個 量化參數(shù)QP以對以J^有關(guān)于編碼翻貞內(nèi)編碼模式操作的方式來量化它們。同 樣，量化參數(shù)QP的選擇經(jīng)由控制線115由控制管理器160控制。預(yù)測誤差編碼 的精確度可以根據(jù)可用頻帶和/或編碼視頻的所需質(zhì)量來調(diào)整。在基于典型離散 余弓玄轉(zhuǎn) 妙CT)的系統(tǒng)中，Sil31變化^頓于把DCT系數(shù)量化到一^f寺定精確度的量化，數(shù)(QP)來完成。表示宏塊每一塊的預(yù)測誤^t息的己量化DCT系數(shù)/AS化器106被傳避U 視頻多路糊編碼器170，如圖1中線125所示。正如在幀內(nèi)編碼模式中那樣， 視頻多路復(fù)用編碼器170使用一個折線掃描禾旨排序每一預(yù)測誤差塊的轉(zhuǎn)換系 數(shù)，然后把每一非零量化系數(shù)表示為一個(run, levd)對。它還以類似戰(zhàn)有關(guān)于 幀內(nèi)編碼模式的方式使用熵編碼來壓縮(run, level)對。視頻多路飾編碼器170 3^由線126從運動場編碼i央140中接收運動縫信息(在下面描述)并從控制管 理器160中接收控制信息(例如包括已量化參數(shù)QP的指示)。它對運動矢量信息 和控制信息進(jìn)行熵編碼并形成編碼圖像信息的單個比特流135，其包括己熵編碼 的運動矢量、預(yù)觀U誤差和控制信息。已量化參數(shù)QP的指示，qz，經(jīng)由線124 被提供給多路復(fù)用xoswe 170。表示宏±央每一塊的預(yù)測誤差信息的已量化DCT系數(shù)還從量化器106被傳遞 給反向量化器108。在這里，它們以類似上述有關(guān)于編碼器的幀內(nèi)編碼模式操作 的方式被反向量化。在幀間編碼模式中，M變化應(yīng)用至懷示預(yù)測誤差信息的 DCT系數(shù)上的量化級，可以調(diào)整表示視頻岸列所需要的已編碼視頻比特流質(zhì)量 和比特數(shù)目。結(jié)果的反向已量化DCT系fct央被應(yīng)用到反向DCT轉(zhuǎn)換塊llO，在此，它 們經(jīng)受反向DCT轉(zhuǎn)換以便產(chǎn)生本地已解碼的預(yù)測誤差值i央。本地已解碼預(yù)測誤 差值±央然后被輸入到合并器112。在幀間編碼模式中，開關(guān)114被設(shè)置以使合并 器112還接收由運動補(bǔ)償預(yù)測塊150生成的宏±央每一塊的預(yù)測像素值。合并器 112把每一本地已解碼預(yù)測誤差值塊與一個相應(yīng)的預(yù)測像素值i央合并來產(chǎn)生重 建圖像±央并把它們存儲在幀存儲器120中。當(dāng)在塊104、 106、 108、 110、 112中視頻信號的后續(xù)宏i央從視頻源中被接 收并經(jīng)受前述編碼和解碼步驟時，幀的解碼形式在幀存儲器120中粒。當(dāng)該 幀的最后一個宏塊已被M時，幀存儲器120包含一個完，軍碼了的幀，可用 于作為一個預(yù)測參考幀使用在以幀間編碼格式編碼一個隨后接收到的圖像幀 中?，F(xiàn)#1細(xì)述當(dāng)前幀的一個宏塊的預(yù)測格式。以幀間編碼格式編碼的任何幀 需要一個參考幀用于運動補(bǔ)償預(yù)測。這必定意歸當(dāng)編碼一個視頻席列時，要 被編碼的第一個幀不管它是序列中的第一個幀還是其它幀，則它都必須以幀內(nèi)編碼模式被編碼。這反過來意歸當(dāng)視頻編碼器腦由控制管理器160切換到 碼間編碼模式時，通艦預(yù)先編碼幀進(jìn)行本地解碼所形成的一個完整參考幀早已可用于編碼器的幀存儲器120中?？偟膩碚f，ffi5W—個li貞內(nèi)部編碼幀或幀 間編碼幀進(jìn)行本地解碼來形成參考幀。在形成當(dāng)前幀的一個宏塊的預(yù)觀鰣的第一步由運動估計i央130執(zhí)行。運動 估計塊130接收亮度和色度值塊，它們組成經(jīng)由線128被編碼的所述幀的當(dāng)前 宏±央。它然后執(zhí)行一個塊匹配運算以便識別參考幀中與當(dāng)前宏塊基本上對應(yīng)的 一個區(qū)域。為了執(zhí)行塊匹SSM算，運動估計±央經(jīng)由線127訪問存儲在幀存儲器 120中的參考幀數(shù)據(jù)。更具體地說，通過計算差值(例如鄉(xiāng)艦差值和)(所體值 表示在檢查中的宏±央和來自存儲在幀存儲器120中的一個參考幀的最佳匹配像 素區(qū)域之間的像素鶴值)，則運動估計塊130拋"央匹配。為參考幀預(yù)定義 搜索區(qū)域內(nèi)的所有可能位置處的flM區(qū)域產(chǎn)生一個差值，并且運動估計塊130 確定計算出的最小差值。當(dāng)前幀中的宏塊和產(chǎn)生最小差值的參考幀中的像素值 的^it塊之間的偏移定義所述宏塊的運動矢量。一旦運動估計塊130已經(jīng)為宏i央產(chǎn)生一^St動矢量，則它把運動矢量輸出 ^ii動場編碼塊140。運動場編碼塊140約等于4OT包括一組基礎(chǔ)函數(shù)和運動系 數(shù)的一個運動模型而從運動估計i央130中收到的運動矢量。更具體地說，運動 場編碼±央140 ^動矢量^^為一組運動系數(shù)值，當(dāng)它乘以基礎(chǔ)函數(shù)時形i^i 動矢量的一個近似。通常，只有兩個運動系數(shù)和基礎(chǔ)函數(shù)的一個平移運動模型 被^ffl，但是也可以^ffl更復(fù)雜的運動模型。運動系數(shù)從運動場編碼±央140被傳i^合運動補(bǔ)償預(yù)測塊150。運動補(bǔ)償預(yù) 測塊150還接收由運動估計±央130從幀存儲器120中識別的像素值的最佳匹配 fl魏區(qū)域。{頓由運動場編碼塊140生成的運動矢量的近^^和來自參考幀 的最佳匹配候選區(qū)域像素值，則運動補(bǔ)償預(yù)測塊150為宏塊的每一i央生成一個 預(yù)測像素值陣列。預(yù)觀條素值的每一±央被傳到合并器116，在此，在當(dāng)前宏塊的相應(yīng)塊中從實際的(輸入:)像素值中減去預(yù)觀u像素值，從而形成該宏塊的一組預(yù)測誤差塊?，F(xiàn)在將描述如圖2所示的視頻解碼器200的操作。解碼器200包括 一個 視頻多路OT解碼器270，它接收來自編碼器100的一個已編碼視頻比特流135 并把它解細(xì)成為它的組成部分； 一個反向量化器210; —個反向DCT轉(zhuǎn)換器220; —個運動補(bǔ)償預(yù)測塊240; —個幀存儲器250; —個合并器230; —個控制管理器260和一^tr出280。控制管理器260響應(yīng)于一個幀內(nèi)或幀間編碼幀正被解碼而控制解碼器200 的操作。 一個4魏科馬器在解碼模式之間切換的幀內(nèi)/幀間觸發(fā)器控制信號例如從 與從編碼器中收到的每一壓縮視頻幀相關(guān)的圖片類型信息中導(dǎo)出。幀內(nèi)/幀間觸 發(fā) 制信號被視頻多路復(fù)用解碼器270從已編碼視頻比特流中提取并經(jīng)由控 制線215被傳到控制管理器260。一個宏塊一個宏i央地執(zhí)行幀內(nèi)編碼幀的解碼。視頻多路OT解碼器270從 與所戯塊有關(guān)的可能控制信息中分離出宏i央各個塊的編碼信息。 一個幀內(nèi)編 碼宏i央每一塊的編蹄言息包括可變長度碼字，其表祐塊糊瞎量化DCT系數(shù) 的VLC已編碼級和游程值。視頻多路OT解碼器270使用與使用于編碼器100 中的編碼方法對應(yīng)的一個可變長度解碼方法來解碼可變長度碼字并從而恢復(fù) (run, level)對。它然后為宏塊的每一±央重建已量化轉(zhuǎn)換系數(shù)值陣列并把它們傳送給反向量化器210。與宏i央有關(guān)的任何控制信息還在視頻多路OT解碼器中利用 一^當(dāng)?shù)慕獯a方法被解碼并被傳到控制管理器260。特別地，與應(yīng)用到轉(zhuǎn)換系數(shù)上的量化級有關(guān)的信息(即量化參數(shù)QP)被視頻多路復(fù)用解碼器270從已編碼 比特流中提取并經(jīng)由控制線217提供給控制管理器260?？刂乒芾韃^著經(jīng)由控 制線218把這個信息傳送給反向量化器210。反向量化器210根據(jù)與量化參數(shù) QP有關(guān)的控制信息為宏塊的每一塊反向量化已量化DCT系數(shù)并把現(xiàn)在已反向 量化的DCT系數(shù)提供給反向DCT轉(zhuǎn)換器220。由反向量化器210執(zhí)行的反向 量化操作和編碼器中的反向量化器108執(zhí)行的操作相同。反向DCT轉(zhuǎn)換器220為宏塊的每一i央對已反向量化DCT系 行一個反 向DCT轉(zhuǎn)換以便形成包括已重建像素值的解碼圖像信息i央。宏i央每一塊的重建 像素值經(jīng)由合并器230被傳遞至,碼器的視頻輸出280，在此，它們例如能夠被 提供到一個顯示設(shè)備(未示出)。宏塊每一塊的重建像素值也被存儲在幀存儲器 250中。因為運動補(bǔ)償預(yù)測不{頓在幀內(nèi)編碼宏塊的編碼/解碼中，所以控制管 理器260如此控制合并器230把像素值的每一±刺專遞到視頻輸出280和幀存儲 器250。當(dāng)幀內(nèi)編碼幀的后續(xù)宏塊被解碼并存儲時， 一個已解碼幀被累進(jìn)地組合 在幀存儲器250中并從而變得可用于使用作為一個參考幀，用于與隨后接收到 的幀間編碼幀的解碼有關(guān)的運動補(bǔ)償預(yù)測。幀間編碼幀也是一個宏±央一個宏±央地解碼。視頻多路OT解碼器270接收 到已編碼視頻比特流135并從已編碼運動矢量信息和與所皿i央有關(guān)的可能控 制信息中分開幀間編碼宏塊每一塊的已編碼預(yù)測誤差信息。正如上文解釋的， 宏塊每一塊的己編碼預(yù)測誤差信息包括可變長度碼字，其表示所述預(yù)測誤差塊 的非零量化轉(zhuǎn)換系數(shù)的級和游程值。視頻多路糊解碼器270 j頓與j頓于編 碼器100中的編碼方法對應(yīng)的一個可變長度解碼方法來解碼可變長度碼字并從 而恢復(fù)(run, level)對。它然后為*預(yù)測誤差± 建已量化轉(zhuǎn)換系數(shù)值陣列并把 它們傳送給反向量化器210。與幀間編碼宏±央有關(guān)的招可控制信息還在視頻多路 OT解碼器270中禾,一^g當(dāng)?shù)慕獯a方法被解碼并被傳到控制管理器260。與 應(yīng)用到預(yù)測誤差塊的轉(zhuǎn)換系數(shù)上的量化級有關(guān)的信息(QP)從已編碼比特流中被 提取并經(jīng)由控制線217提供給控制管理器260?？刂乒芾砻笾?jīng)由控制線218 把這個信息傳送給反向量化器210。反向量化器210根據(jù)與量化參數(shù)QP有關(guān)的 控制信息反向量tt^宏i央每一塊的預(yù)測誤對言息的量化DCT系數(shù)并把現(xiàn)在已 反向量化的DCT系數(shù)提供給反向DCT轉(zhuǎn)換器220。同樣，由反向量化器210 執(zhí)行的反向量化操作和編碼器中的反向量化器108執(zhí)行的操作相同。幀內(nèi)/幀間 標(biāo)記在線215中被提供。表^一塊的預(yù)測誤差信息的反向量化DCT系數(shù)然后在反向DCT轉(zhuǎn)換器 220中被逆轉(zhuǎn)換以便為宏塊的每一i^生一個重建預(yù)測誤差值陣列。與宏i央相關(guān)的已編碼運動^M信息被視頻多路OT解碼器270從已編碼視 頻比特流135中提取并被解碼。因此獲得的已解碼運動矢量信息經(jīng)由控制線225 被傳避(j運動補(bǔ)償預(yù)測塊240，它使用與編碼器IOO中用于編碼幀間已編碼宏塊 的模型相同的運動模型來為宏塊重建一個運動矢量。重建的運動矢量約等于編 碼器的運動估計塊130最初確定的運動矢量。解碼器的運動補(bǔ)償預(yù)測塊240使 用重建的運動矢 識別存儲在幀存儲器250中的一個預(yù)測參考幀中的重建像 素區(qū)域。由重^M動矢量指示的像素區(qū)域被用來形成所述宏塊的一個預(yù)測。更 具體地說，通過從參考幀中識別的像素區(qū)域中拷貝相應(yīng)的像素值，運動補(bǔ)償預(yù) 測塊240為宏塊的每一±央形成一個像素值陣列。從參考幀中導(dǎo)出的這些像素值 土央從運動補(bǔ)償預(yù)測塊240被傳送到合并器230，在此，它們與已解碼預(yù)測誤差信 息合并。實際上，每一預(yù)觀峽的像素值被加到反向DCT轉(zhuǎn)換器220輸出的相應(yīng) 的重建預(yù)測誤差值上。用這種方式獲得宏i央每一塊的重建像素值陣列。重建像素值被傳至,碼器的視頻輸出280并且還被存儲在幀存儲器250中。當(dāng)幀內(nèi)編碼幀的后續(xù)宏±央被解碼并存儲時， 一個已解碼幀被累Si也組合在 幀存儲器250中并從而變得可用于4頓作為一個參考幀，用于其它幀間編碼幀 的運動補(bǔ)償預(yù)測。如上所述，典型的視頻編碼和解碼系統(tǒng)(通常被稱為視頻編解碼器)基于運 動補(bǔ)償預(yù)觀U和預(yù)測誤差編碼。通過f頓運動信息來分析并編碼視頻幀和重建圖 像分段之間的運動從而獲得運動補(bǔ)償預(yù)測。預(yù)測誤差編碼被用來編碼運動補(bǔ)償 圖像分段和原始圖像相應(yīng)分段之間的差值?？梢愿鶕?jù)可用帶寬和編碼視頻的所 需質(zhì)量來調(diào)整預(yù)測誤差編碼的精確度。在一個典型的基于離散余弦轉(zhuǎn)換(DCT) 的系統(tǒng)中，M31改變使用于把DCT系數(shù)量化到一個特定精確度上的量化參數(shù) (QP)來完成。應(yīng)該注意為了保持與編碼器同步，解碼^l必須知道使用于已編碼視 列 中的QP精確值。通常，每一片段就發(fā)射QP值一次，導(dǎo)致增加了編碼該圖像所 需的比特數(shù)目。(正如先前解釋的， 一個片段包含圖像的一部分并相對于其它片 段獨立地編碼，以避免圖片內(nèi)部可能的傳輸誤差增長)。例如，如果單個QP值 的編碼采用6個比特，并且每一秒發(fā)射20個圖像(每一個分成10個片段)， 則QP信息單獨消耗L2kbps?，F(xiàn)有技術(shù)解決方案(例如，T. Wiegand的文檔'Joint Model Number l"(Doc. JVT-A003, Joint Video Team(JVT) of ISO/EC MPEG and ITU畫T VCEG, 2002年1 月)中提出的H.26L視頻編碼建議)以一個固定或可變長度碼獨立地編碼圖片/片 段QP參數(shù)。如上所述，這導(dǎo)致增加發(fā)射比t魏率。更具體地說，根據(jù)H.26L i^型號1 ，使用于量化DCT系數(shù)值中的量化參數(shù)值QP通常在^圖片開始 時在已編碼比特流中被指示(參見T. Wiegand" Joint Model Number l"poc.月，3.3.1節(jié)))。如果一幀內(nèi)的宏塊被安排成片段，那么也還在該幀的每一片段 開始的時候指示QP值(例如在已編碼比特流的一個可選片段報頭部分中)。在兩 個瞎況中，QP值被如此指示或者^頓一^g當(dāng)?shù)目勺冮L度編碼方案被編碼。如 上所述，應(yīng)該了解這個方案在表示量化參數(shù)信息所需比特數(shù)目方面很昂貴， 尤其是在幀被分成許多片段和/或者可用于已編碼視頻序列發(fā)射的可用帶寬很低 的情況下更是如此。這在通過無線電通信鏈路發(fā)射已編碼視頻比特流的運動視頻應(yīng)用中是一個特別重要的問題。在這種情形中，可用于發(fā)射已編碼視頻比特流的帶寬可制氐至20版ts/s并且包括在比特流中的QP信息可能代表了整個可用帶寬的一個重要比例。此外，根據(jù)H,26L，艦把一個量化器變化參數(shù)(Dquant)插入在表示所戯 塊的已編碼比特流部分中，則QP值 ±央級處可以任意變化(參見T. Wiegand" Joint Model Number l",Doc. JVT-A003, Joint Video Team(JVT) of ISO/EC MPEG and ITU-T VCEG， 2002年l月，3.4.7節(jié))。這導(dǎo)致己編碼比特流中SA到QP 相^l言息指示中的信息量的進(jìn)一步增加。據(jù)前所述，應(yīng)該明白很需要一種用于指示與視頻編碼系統(tǒng)中的量化參數(shù)值 有關(guān)的信息的改良機(jī)件。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明通過引入一個序列級改善了用于指示QP相劉言息的現(xiàn)有技術(shù)解決 方案。這允許編碼^應(yīng)用決定{吏用于圖片/片段QP編碼中的視頻序列相關(guān)參考 QP?，F(xiàn)在，根據(jù)本發(fā)明，代替編碼圖片/片段QP的絕對值，只編碼參考序列 QP和實際使用的圖片/片段QP之間的差值就足夠了。用這種方式，不需要為每 一圖片/片段都鄉(xiāng)一個完整的QP，而是一個在統(tǒng)計上較小的差值值被發(fā)射并用 于重建圖片/片段QP，因此導(dǎo)致劃寸比f魏率降低。在QP恒定的情況下比特速率節(jié)省最明顯。在這種情況下，每一片段只發(fā) 送一個比特彩旨示當(dāng)解碼該片段時該序列QP要被fM京i^夠了。例如，在先前 所述的示例中，QP的比特速率從1.2kbps降低到0.2kbpsC(，燕一片段發(fā)送六 個比特，現(xiàn)在只需要發(fā)送一個比特)。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種編碼數(shù)字視頻席列的方法，所述方法在 視頻編碼應(yīng)用中被應(yīng)用來產(chǎn)生一個表示數(shù)字視頻序列的已編碼視頻比特流。數(shù) 字視頻序列包括若干幀并且被分成多^"塊，其中所述序列的每一幀包括一個像 素陣列，每一塊包括某一數(shù)量的像素。所述方法包括通過把運動補(bǔ)償?shù)念A(yù)測 應(yīng)用到像素±央 碼數(shù)字視頻序列幀，從而產(chǎn)生相應(yīng)的預(yù)測誤差值塊。 一個轉(zhuǎn) 換編碼技術(shù)被應(yīng)用到所述預(yù)測誤差值塊以便產(chǎn)生^所述預(yù)測誤差值塊的轉(zhuǎn)換 系數(shù)值組并且一個量化級被應(yīng)用至U所述轉(zhuǎn)換系數(shù)值組以便產(chǎn)生巳量化轉(zhuǎn)換系數(shù) 值組。根據(jù)本發(fā)明，所述方法還包括定義一錯省量化級，所述缺省量化級在^^數(shù)字視頻序列編碼過程中被f頓來量化轉(zhuǎn)換系數(shù)值組。有利地，根據(jù)本發(fā)明第一方面的方法還被用于以類似上TO于指示用于量化表示按照幀間編碼模式編碼的幀所產(chǎn)生的預(yù)測誤差值的轉(zhuǎn)換系數(shù)值組的量化參數(shù)值的方式，來指示用于量化表示為按照幀內(nèi)編碼模式編碼的幀所產(chǎn)生的像素值塊的轉(zhuǎn)換系數(shù)值組的量化參數(shù)(QP)值。有利地，在整個數(shù)字視頻序列編碼過程中被使用的缺省量化級對已編碼視頻存列是特定的。可替代地，缺省量化級對視頻編碼應(yīng)用是特定的。1 地，在 ^數(shù)字視頻序列編碼過程中被使用的缺省量化級的指示被提供。更mt也， 一鋪省量化級指示提供于影示數(shù)字視頻序列的編碼比特流中。有利地，包括在整個數(shù)字視頻序列編碼過程中被使用的缺省量化級指示在內(nèi)的 編碼比特流被繊t個視頻解碼設(shè)備。有利地，在M^數(shù)字視頻序列編碼過程中被^ffi來量化轉(zhuǎn)換系數(shù)值組的缺 省量化級在數(shù)字視頻序列編碼期間可以被更新并且表示已更新缺省量化級的另 外一個指示被提供。雌地，已更繊省量化級的指示有利地在標(biāo)數(shù)字視頻序歹啲已編碼比 特流中被^l寸給一個視步彌科馬設(shè)備。有利地，應(yīng)用到所述轉(zhuǎn)換系數(shù)值組的量化級可以如此調(diào)整以使應(yīng)用到轉(zhuǎn)換 系數(shù)值組的實際量化級不同于在整個數(shù)字視頻序列編碼過程中被使用的缺省量 化級。優(yōu)選地，被應(yīng)用的實際量化級被表示為相對于缺省量化級的一個差值。 有利地，相對于缺省量化級的差值的一個指示被JI供于表示數(shù)字視頻序列的編 碼比特流中。在根據(jù)本發(fā)明第一方面的視頻編碼方法實施例中，應(yīng)用到轉(zhuǎn)換系數(shù)值組的 量化級可以從該數(shù)字視頻序列的一幀調(diào)整到另一幀以使應(yīng)用到該數(shù)字視頻序列 特定幀的轉(zhuǎn)換系數(shù)組的實際量化級不同于在整個數(shù)字視頻序列編碼過程中被使 用的缺省量化級。有利地，在本實施例中，使用于該特定幀中的實際量化級被 表示為相對于缺省量化級的一個差值并且相對于缺省量化級的差值的一個指示 被提供于標(biāo)該數(shù)字視頻席列的編碼比特流中。在根據(jù)本發(fā)明第一方面的視頻編碼方法的一個替換實施例中，把該數(shù)字視 頻序列的一幀劃分成多個塊，所述多個塊被歸組成一個或多個分段并且應(yīng)用到 所述轉(zhuǎn)換系數(shù)值組的量化級可以從一幀的一個分段調(diào)整到另一分段以使應(yīng)用到一幀的一個特定分段的轉(zhuǎn)換系數(shù)值組的實際量化級不同于在整個數(shù)字視頻序列 編碼過程中被使用的缺省量化級。有利地，在替換實施例中，使用于該特定分 段中的實際量化級被^為相對于缺省量化級的一個差值并且相對于缺省量化 級的差值的一個指示被提供于標(biāo)該數(shù)字視^W歹啲編碼比特流中。有利地，如果缺省量化級要被用來量化在數(shù)字視頻,歹恪處的所有轉(zhuǎn)換系 數(shù)值組， 一飾省量化級指示和另外一個指示一起被提供，所述另外一個指示 ^^所述缺省級要被用來量化在數(shù)字視頻齊歹恪處的所有轉(zhuǎn)換系數(shù)值組。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種解碼一個已編碼數(shù)字視頻序列的方法， 該方法在一個視頻解碼應(yīng)用中被應(yīng)用來產(chǎn)生一個已解碼數(shù)字視頻序列。數(shù)字視 頻序列包括若干幀并且被分成多個塊，其中所述序列的每一幀包括一個像素陣 列，每一i央包括某一數(shù)量的像素，通過把運動補(bǔ)償預(yù)測應(yīng)用到像素±央來產(chǎn)生相 應(yīng)的預(yù)測誤差值塊以及把一個轉(zhuǎn)換編碼技術(shù)應(yīng)用到所述預(yù)測誤差值塊以便產(chǎn)生 表示所述預(yù)測誤差值塊的轉(zhuǎn)換系數(shù)值組并且把一個量化級應(yīng)用至IJ所述轉(zhuǎn)換系數(shù) 值組以便產(chǎn)生表示所述預(yù)測誤差值塊的已量化轉(zhuǎn)換系數(shù)值組，從而來編碼該數(shù) 字視頻席列幀。根據(jù)本發(fā)明，所述解碼方法還包括定義一飾省反向量化級， 所述缺省量化級在整個數(shù)字視頻序列解碼過程中被^ffl來反向量化所述已量化 轉(zhuǎn)換系數(shù)值組。有利地，所述缺省反向量化級和在視頻序列編碼期間用于量化轉(zhuǎn)換系數(shù)值 組的缺省量化級相同。有利地，所定義的在整個已編碼數(shù)字視頻序列的解碼過程中被使用的缺省 反向量化級對被解碼的已編碼視頻序列是特定的?？商娲兀笔》聪蛄炕?對視頻解碼應(yīng)用是特定的。有利地，所述解碼方法包括tt^地從，己編碼數(shù)字視頻序列的一個比特 流中重現(xiàn)所述缺省反向量化級的一個指示。有利地，所述缺省反向量化級可以在數(shù)字視步鵬列的解碼期間被更新。優(yōu) 選地，響應(yīng)于從g已編碼數(shù)字視頻序列的一個比特流中重現(xiàn)的、在視頻序列 的編碼期間使用的一個己更新缺省量化級指示來執(zhí)行缺省反向量化級的更新。 可替代地，響應(yīng)于從一個視頻編碼設(shè)備中發(fā)射的、在視頻序列的編碼期間使用 的一個己更新缺省量化級指示來執(zhí)4亍缺省反向量化級的更新。有利地，應(yīng)用到已量化轉(zhuǎn)換系數(shù)值組的反向量化級可以如此調(diào)整以使應(yīng)用到已量化轉(zhuǎn)換系數(shù)值組的一個實際反向量化級不同于在整個已編碼數(shù)字視頻齊 歹啲解碼過程中被f柳的缺省反向量化級。在這種情況下，通過把一個差值加 到缺省反向量化級上來確定實際反向量化級，該差值表示缺省反向量化級和被 應(yīng)用的實際反向量化級之間的差值。tm地，從，已編碼數(shù)字視頻序列的一 個比特流中重現(xiàn)一個差值指示。在根據(jù)本發(fā)明第二方面的視頻J科馬方法實施例中，應(yīng)用到已量化轉(zhuǎn)換系數(shù) 值組的反向量化級可以從該數(shù)字視頻序歹啲一幀調(diào)整到另一幀以使應(yīng)用到該數(shù) 字視頻序列一^#定幀的已量化轉(zhuǎn)換系數(shù)組的實際反向量化級不同于在整個數(shù) 字視步游列解碼過程中被f頓的缺省反向量化級。有利地，在本實施例中，通 過把一個幀特定的差働B到缺省反向量化級來確定被使用于特定幀中的實際反 向量化級，所述幀特定的差值表示缺省反向量化級和使用于該特定幀中的實際 反向量化級之間的差值。 地，從表示已編碼數(shù)字視頻序列的一個比特流中 重IJ^ 述幀特定的差值的一個指示。在根據(jù)本發(fā)明第二方面的視頻解碼方法的一個替換實施例中，把所述數(shù)字視頻序列的一幀劃分成多個塊，所述多個i央被歸組成一個或多個分段并且應(yīng)用到所述已量化轉(zhuǎn)換系數(shù)值組的反向量化級可以從一幀的一個分段調(diào)整到另一分 段以使應(yīng)用到一幀的一個特定分段的已量化轉(zhuǎn)換系數(shù)值組的實際反向量化級不同于在旨數(shù)字視頻序列解碼31程中被使用的缺省反向量化級。有利地，在替換實施例中，艦把一個分段特定的差值力倒缺省反向量化級來確定被4細(xì)于 特定分段中的實際反向量化級，所述分段特定的差值表示缺省反向量化級和使 用于該特定分段中的實際反向量化級之間的差值。 地，從表示已編碼數(shù)字 柳，列的一個比特流中重現(xiàn)該分段特定的差值的一個指示。根據(jù)本發(fā)明第三方面，提供一個用于編石 字視頻序列以便產(chǎn)生一，示 該數(shù)字視頻序列的已編碼視頻比特流的編碼器，其中該數(shù)字視頻序列包括若干 幀，序列的每一幀包括一個像素陣列并被分成多塊，每一±央包括某一數(shù)目的像素。根據(jù)本發(fā)明第三方面的視頻編碼器皮安排^M;把運動補(bǔ)償預(yù)測應(yīng)用到像素士央從而產(chǎn)生相應(yīng)的預(yù)測誤差值塊，來編碼該數(shù)字視頻序列的一幀。i^a皮安 排 —個轉(zhuǎn)換編碼技術(shù)應(yīng)用至,述預(yù)測誤差值塊以便產(chǎn)生表示所述預(yù)測誤差 值塊的轉(zhuǎn)換系數(shù)值組并且把一個量化級應(yīng)用至u所述轉(zhuǎn)換系數(shù)值組以便產(chǎn)生已量 化轉(zhuǎn)換系數(shù)值組。根據(jù)本發(fā)明，視頻編碼^as被安排來定義一，省量化級，所述缺省量化級在齢數(shù)字視頻席列編碼過程中被使用來量化轉(zhuǎn)換系數(shù)值組。有利地，根據(jù)本發(fā)明第三方面的編碼器還被安排來以類似上述安排于指 示安排于量化恭示按照幀間編碼模式編碼的幀所產(chǎn)生的預(yù)測誤差值的轉(zhuǎn)換系數(shù) 值組的量化參數(shù)值的方式，來指示安排于量化表示為按照幀內(nèi)編碼模式編碼的 幀所產(chǎn)生的像素值塊的轉(zhuǎn)換系數(shù)值組的量化參數(shù)(QP)值。有利地，被視頻編碼器定義的缺省量化級對已編碼視頻序列是特定的。 有利地，視頻編碼器還被安排來在表示數(shù)字視頻序歹啲一個比特流中提供 所述缺省量化級的一個指示。更有利地，它被安排來發(fā)射已編碼比特流給一個 相應(yīng)的視頻J科馬器。有利地，視頻編碼器還被安排來在數(shù)字視頻序列編碼期間更新缺省量化級 并且被安排來提供已更新缺省量化級的一個指示。優(yōu)選地，編碼器還被安排來 發(fā)射已更新缺省量化級指示給一個相應(yīng)的視頻解碼器。有利地，編碼器把己更 新缺省量化級指示包括在g數(shù)字視M^列的編碼比特流中。,地，視頻編碼器還被安排來調(diào)整應(yīng)用到轉(zhuǎn)換系數(shù)值組的量化級并從而 被安排規(guī)不同于缺省量化級的一個實際量化級應(yīng)用到轉(zhuǎn)換系數(shù)值組d腿地， 視頻編碼器M—步被安排來把實際量化級表示為相對于缺省量化級的一個差 值并且把相對于缺省量化級的差值指示提供在表示數(shù)字視頻序列的編碼比特流 中。在一個實施例中，根據(jù)本發(fā)明第三方面的視頻編碼器被安排 應(yīng)用到轉(zhuǎn) 換系數(shù)值組的量化級從該數(shù)字視頻序列的一幀調(diào)整到另一幀。用這種方式，它 被安排來把與在旨數(shù)字視頻序列編碼過程中被使用的缺省量化級不同的一個 實際量化級應(yīng)用到一^f寺定幀的轉(zhuǎn)換系數(shù)組。有利地，根據(jù)本實施例的視頻編 碼器還被安排，使用于該特定幀中的實際量化級表示為相對于缺省量化級的 一個差值并且把相對于缺省量化級的皿指示提供在表示數(shù)字視頻序列的編碼 比特流中。在一個替換實施例中，根據(jù)本發(fā)明第三方面的視頻編碼器還被安排來把 該數(shù)字視頻序列的一幀所分成的多個塊歸組為一個或多個分段并且把應(yīng)用到該 轉(zhuǎn)換系數(shù)值組上的量化級從一幀的一個分段調(diào)整到另外一個分段。用這種方式， 視頻編碼器被安排來把與在整個數(shù)字視頻序列編碼過程中被使用的缺省量化級 不同的一個實際量化級應(yīng)用到一幀的一個特定分段的轉(zhuǎn)換系數(shù)組。有利地，根據(jù)替換實施例的視頻編碼器還被安排來把使用于該特定分段中的實際量化級表 示為相對于缺省量化級的一個差值并且把相對于缺省量化級的差值指示提供在 表示數(shù)字視步鵬歹啲編碼比特流中。在一個特定實施例中，視頻編碼器被安排來掛共一錯省量化級指示和一 ^省級被用來量化數(shù)字視頻,列各處所有轉(zhuǎn)換系數(shù)值組的指示。有利地，根據(jù)本發(fā)明第三方面的視頻編碼器被提供于一個多媒體終端中。更ttiMk，它被實現(xiàn)在一個無線電信設(shè)備中。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種解碼一個已編碼數(shù)字W辦列以便產(chǎn)生 一個已解碼視頻比特流的解碼器。數(shù)字視頻序列包括若干幀并且被分成多個塊， 其中所述序列的每一幀包括一個像素陣列，每一i央包括某一數(shù)量的像素，通過 把運動補(bǔ)償預(yù)測應(yīng)用至'條素±央來產(chǎn)生相應(yīng)的預(yù)測誤差值塊以及把一個轉(zhuǎn)換編碼 技術(shù)應(yīng)用到所述預(yù)測誤差值塊以便產(chǎn)生表示所述預(yù)測誤差值塊的轉(zhuǎn)換系數(shù)值組 并且把一個量化級應(yīng)用到所述轉(zhuǎn)換系數(shù)值組以便產(chǎn)生表示所述預(yù)測誤差值塊的 已量化轉(zhuǎn)換系數(shù)值組，從而來編碼該數(shù)字視頻序列的一幀。根據(jù)本發(fā)明，視頻 解碼器還被安排來定義一偉省反向量化級，所述缺省反向量化級在整個數(shù)字 視頻序列解碼過程中被使用來反向量化己量化轉(zhuǎn)換系數(shù)值組。 地，所述缺省反向量化級和在視頻序列編碼期間用于量化轉(zhuǎn)換系數(shù)值 組的缺省量化級相同。有利地，所定義的在整個已編碼數(shù)字視頻序列的解碼過程中被使用的缺省 反向量化級對被解碼的已編碼視頻序列是特定的。有利地，所述視頻解碼器皮安排來從表示已編碼數(shù)字視頻序列的一個比特 流中重現(xiàn)所述缺省反向量化級的一個指示。有利地，視頻解碼器皮安排來雌i艦過從表示已編碼數(shù)字視頻序歹啲 一個比特流中重現(xiàn)已更新缺省量化級的一個指示，來在數(shù)字視頻序列解碼期間 更新缺省反向量化級?？商娲兀曨l解碼器被安排來接收從視頻編碼設(shè)備中 鄉(xiāng)的一個已更新缺省量化級指示。^i^地，視頻解碼器被安排來調(diào)整應(yīng)用到已量化轉(zhuǎn)換系數(shù)值組的反向量化 級并且被安排，不同于缺省反向量化級的一個實際反向量化級應(yīng)用到已量化 轉(zhuǎn)換系數(shù)值組。有利地，解碼器被安排 過把一個差值加到缺省反向量化級 來確定實際反向量化的，該差值表示缺省反向量化級和被應(yīng)用的實際反向量化級之間的差值。有利地，所述視頻解碼器被安排來從表示己編碼數(shù)字視頻序列 的一個比特流中重1^,值的一個指示。在一個實施例中，根據(jù)本發(fā)明第四方面的一個視頻J科馬器被安排規(guī)應(yīng)用 到已量化轉(zhuǎn)換系數(shù)值組的反向量化級從該數(shù)字視頻序列的一幀調(diào)整到另一幀并 且被安排來把一個與在整個己編碼數(shù)字視頻序列的解碼過程中被使用的缺省反 向量化級不同的實際反向量化級應(yīng)用到該數(shù)字視頻序列的一個瞎定幀的已量化 轉(zhuǎn)換系數(shù)組。有利地，該解碼器被安排來通過把一個幀特定的差働口到缺省 反向量化級來確定被使用于該特定幀中的實際反向量化級，所述幀特定的差值 表示缺省反向量化級和被使用于特定幀中的實際反向量化級之間的差值。
地，所述視頻解碼器被安排來從表示已編碼數(shù)字視頻序列的一個比特流中重現(xiàn) 所述幀特定的差值的一個指示。在一個替換實施例中，根據(jù)本發(fā)明第四方面的視頻J科馬器被安排來解碼一 個編碼視頻序列，其中所述數(shù)字視頻序列的一幀被劃分成多個塊，所述多個 塊被歸組成一個或多個分段，并且視頻J科馬器還被安排來把應(yīng)用到已量化轉(zhuǎn)換 系數(shù)值組的反向量化級從一幀的一個分段調(diào)整到另一分段并且把與在整個已編 碼數(shù)字視頻序列的解碼過程中被使用的缺省反向量化級不同的一個實際反向量 化級應(yīng)用到一幀的一個待定分段的已量化轉(zhuǎn)換系數(shù)組。 地，該解碼器被安 排來通過把一個分段特定的差值加到缺省反向量化級來確定被f頓于該特定 分段中的實際反向量化級，所述分段特定的差值^缺省反向量化級和被^ffl 于特定分段中的實際反向量化級之間的差值。優(yōu)選地，所述視頻解碼器被安排 來從表示已編碼數(shù)字視頻序列的一個比特流中重1^述分段特定的差值的一個 指不。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一個包括根據(jù)本發(fā)明第三方面的編碼器的多 媒體終端。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供一^括根據(jù)本發(fā)明第四方面的解碼器的多 媒體終端。也，根據(jù)本發(fā)明第五和/，六方面的多媒體終端是一個被安排5le利用 無線電連接與移動電信網(wǎng)通信的移動多媒體終端。


圖1說明了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一個16x16宏±央格式。圖2說明了一個QCIF圖片細(xì)分成16x16宏±央并且把連續(xù)的宏塊歸組成片段。圖3是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一個通用視頻編碼器的示意框圖。 圖4是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)并對應(yīng)于如圖3所^i碼器的一個通用視頻J科馬器的 示意框圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的一個視頻編碼器的示意框圖。 圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例并對應(yīng)于如圖5所^i碼器的一個視頻解碼器的 示意框圖。圖7說明了根據(jù)本發(fā)明一個可能實施例的解碼過程。通過JE^列QP(SQP) 力口到片段特定的差值QP值(AQP^)上來獲得每一片段的量化參數(shù)(QP)。圖8是其中可以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的一個多媒體通信終端示意框圖。
具體實施方式
在本發(fā)明的一個{腿實施例中， 一個視頻序歹鵬定的量化參數(shù)(QP)被鄉(xiāng) 并且當(dāng)編碼和解碼實際圖片/片段量化參數(shù)時被{柳作為一個參考。用這種方式，不需要為每一圖片/片段都^l寸一個完整的QP，而是一個在統(tǒng)計上較小的差值值 被鄉(xiāng)并用于重建圖片/片段QP，因此導(dǎo)致鄉(xiāng)比特速率降低。 現(xiàn)在將參考圖5到8描述本發(fā)明的實施例。圖5是根據(jù)本發(fā)明 實施例實現(xiàn)的一個視頻編碼器600的示意框圖。如 圖5所示的視頻編碼器的結(jié)構(gòu)基本上和圖3中說明的現(xiàn)有技術(shù)的視頻編碼器結(jié) 構(gòu)相同，只是對編碼^l行與使用于視頻編碼過程中的DCT轉(zhuǎn)換系數(shù)的量化和 量化參數(shù)(QP)值信令有關(guān)操作的那些部分做了適當(dāng)修改。視頻編碼器中以與前 述現(xiàn)有技術(shù)的視頻編碼器相同的方式執(zhí)行功能和進(jìn)行操作的所有那些部分用完 全相同的附圖標(biāo)記來標(biāo)識。因為本發(fā)明尤，及片段級或幀級的量化參數(shù)(QP) 值的信令，因此在如下描述中將假設(shè)根據(jù)本發(fā)明,實施例的視頻編碼器600 特別適用于應(yīng)用一種視頻編碼方法，其中該方法要被編碼的一個視頻序列的 各個幀被分成宏塊并且宏i央進(jìn)一步被歸組成片段，量化參數(shù)指示在每一幀開始 的時候以及在一幀內(nèi)在每一新片段開始的時候被提供。這樣一個視頻編碼方法 示例是先前弓間的ITU-TH.26L視頻編碼建議，正如T. Wiegand的"Joint ModelNumber 1" (Doc. JVT-A003, Joint Video Team(JVT) of ISO/EC MPEG and而國T VCEG， 2002年1月)中所述。可替代地，該方法可以被應(yīng)用在視頻編碼系統(tǒng) 中，其中量化參數(shù)指示只在一幀開始的時候被給出。雖然如下詳細(xì)說明被特別 編寫來說明根據(jù)本發(fā)明的方法在片段級量化的指示和信令中的應(yīng)用，但是應(yīng)該 理解該方法可以以一個完全類似的方式應(yīng)用到幀(圖片)級量化參數(shù)的自中?，F(xiàn)在將詳細(xì)地考慮視頻編碼器600的操作。當(dāng)編碼一^h數(shù)字視頻序列時， 編碼器600以類似于先前有關(guān)于圖3所述方式操作來生成幀內(nèi)編碼和幀間編碼 壓縮的視頻幀。正如早先在正文中解釋的，在幀內(nèi)編碼模式中， 一個離散余弦 轉(zhuǎn)^(001)被應(yīng)用到圖像 (像素值)的每一塊以便產(chǎn)生一個相應(yīng)的轉(zhuǎn)換系數(shù)值 二維陣列。在轉(zhuǎn)換±央104中執(zhí)行DCT操作并且從而產(chǎn)生的系數(shù)隨后被傳到量化 器106，它們在那里被量化。在幀間編碼模式中，在塊104中執(zhí)行的DCT轉(zhuǎn)換 被應(yīng)用到預(yù)測誤差值塊。作為 作的結(jié)果而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換系數(shù)還被傳到量化器 106，它們也在此被量化。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)開始編碼一個新的視頻序列時，編碼器600確定在旨數(shù) 字視頻字列編碼過程中被使用的缺省或參考量化級以itt化在量化器106中生 成的DCT系數(shù)值。在，如下描述中，此缺省或參^i化級將被稱為一個"序 歹U級量化參數(shù)"或簡稱SQP。為一個給定視頻序列選擇一個SQP由控制管理器 660控制，并且例如可以基于要被編碼的序列的屬性以及發(fā)射編碼器產(chǎn)生的編碼 比特流的可用帶寬的考慮。在本發(fā)明的 實施例中，編碼器600把SQP確定為當(dāng)操作在幀間編碼模 式時(即當(dāng)在轉(zhuǎn)換±央104中生成的DCT系數(shù)表^1測誤差值時盼瞎形中)要使 用的缺省或參考量化級。應(yīng)該理解根據(jù)本發(fā)明的方法還可以被應(yīng)用到在不利 用空間預(yù)測的傳統(tǒng)幀內(nèi)編碼模式中產(chǎn)生的DCT系數(shù)值的量化中?？墒?，給定幀 內(nèi)和幀間編碼模式中不同的轉(zhuǎn)換系數(shù)起源(在幀內(nèi)編碼模式中產(chǎn)生的DCT系數(shù) 從像素值中導(dǎo)出，而在幀間編碼模式中生成的那些系M1把一個DCT轉(zhuǎn)換應(yīng) 用到預(yù)測誤差€*產(chǎn)生)，未必能夠確定在幀內(nèi)和幀間編碼模式中對于DCT系 數(shù)的量化都最佳的單個SQP值。因此，在根據(jù)本發(fā)明的方法被4頓于幀內(nèi)和幀 間編碼模式中的實施例中，雌地f頓兩個SQP值， 一個提供幀內(nèi)編碼模式中 QP值信息的最有效表述，另外一個提供在幀間編碼期間使用的QP值的最有效 表述。在所有其它方面中，根據(jù)本發(fā)明的方法可以以完全類似的方法被應(yīng)用在幀內(nèi)和幀間編碼模式中。當(dāng)然，在一個替換實施例中，單個SQP值可以被定義 并被使用作為幀內(nèi)和幀間編碼模式兩者的序列級量化參數(shù)。這是一個實用的方 法，特別是在諸如T. Wiegand的"Joint Model Number 1" (Doc. JVT-A003, Joint Video Team(JVT) of ISO/EC MPEG and ITU-T VCEG， 2002年1月)中所述系 統(tǒng)之類的現(xiàn)代視頻編碼系統(tǒng)中更是如此，其中空間預(yù)測在用DCT編碼幀內(nèi)預(yù)測 誤差之前被應(yīng)用至帥貞內(nèi)編碼的宏土央。還應(yīng)當(dāng)指出因為一個典型視頻序列中的大多數(shù)幀被編碼為幀間幀，所以M:把根據(jù)本發(fā)明的方法應(yīng)用到幀間編碼模式中的QP值 ，實現(xiàn)了比特速率的最大節(jié)省。因此，在本發(fā)明的，實施例中，單個SQP值被使用，這個值表 示一個缺省或參考量化值，它被使用于量化表示在幀間編碼模式中的預(yù)觀!l誤差 值的DCT系數(shù)中。已經(jīng)確定被用于i辦列的SQP值，則控制管理器660經(jīng)由控制線122提供 選定SQP值的一個指琉合視頻多路復(fù)用編碼器670，視頻多路OT編碼器670 接著把該SQP值的一個指示插入到表示視,歹啲編碼圖像信息的比特流635 中。雌地，這個指示被提供于編碼視頻比特流635的序歹服頭部分中。視頻編碼器600然后開始編碼該視頻序列。正如結(jié)合圖3中說明的現(xiàn)有技 術(shù)視頻編碼器100的說明所解釋的，序列要被編碼的第一幀按照幀內(nèi)格式被編 碼。因為根據(jù)本發(fā)明 實施例定義的SQP頓在幀間編碼模式中產(chǎn)生DCT 系數(shù)值的量化來說是特定的，所以編碼器600在幀內(nèi)編碼模式中的操作完全類 似于現(xiàn)有技術(shù)視頻編碼器的操作并且將不在這里進(jìn)一步詳細(xì)考慮。一旦第一幀編碼完成，則控制管理器660把視頻編碼器切換到幀間編碼模 式中。在幀間編碼模式中，開關(guān)102操作來接收它來自線117的輸入，i亥輸入 包括合并器116的輸出。合并器116 —個宏塊一個宏±央地接收來自輸入101的視頻輸入信號并為宏塊的每一塊形成一個預(yù)測誤差信息塊。每一塊的預(yù)測誤差 信息被傳到DCT轉(zhuǎn)換器104， DCT轉(zhuǎn)換器104對預(yù)測誤差值的每一±規(guī)行一個 二維離散余弦轉(zhuǎn)換以便為所述i央產(chǎn)生一個DCT轉(zhuǎn)換系數(shù)二維陣列。每一預(yù)測誤 差塊的轉(zhuǎn)換系數(shù)然后被傳到量化器106，正如先前所述，它們在那里禾,一個量 化參數(shù)QP被量化。幀間編碼處理的其余部分正如先ltfW關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)的視頻編 碼器100所述的那樣繼續(xù)。當(dāng)針宏塊被接收時，控制管理器660確定當(dāng)前被處理的宏塊是否是一個片段的第一宏塊。如果是，貝啦制管理M定一個量化參數(shù)值QP要被4細(xì)于量化DCT轉(zhuǎn)換器104中生成的DCT系數(shù)值中。應(yīng)該注意基于為該幀所允許的 比特預(yù)算、在前一片段或同一幀中早已消耗的比特、以及可能在前一幀中的片 段所消耗的比特，則關(guān)于QP做出判斷是可能的。完成這之后，控制管理器660 確定先前定義的序列級量化參數(shù)值SQP和被用于所述片段的實際QP值之間的 差值(AQP)。然后它經(jīng)由控制線624把這個差值的指示傳送給視頻多路復(fù)用編 碼器670，視頻多路復(fù)用編碼器670在比特流635中還包括該差值A(chǔ)QP的一個 指示。優(yōu)選地，這個指示被提供于編碼視頻比特流635的片段報頭部分中，該 已編碼視頻比特流635包含所述片段特定的控制信息。此過程被重復(fù)直到當(dāng)前 幀的所有片段都已經(jīng)被以幀間編碼格式編碼為止，在此，視頻編碼器開始編碼 視頻,列的下一幀?，F(xiàn)在將參考圖6描述根據(jù)本發(fā)明 實施例實現(xiàn)的一個視頻解碼器700。 圖6中說明的視頻解碼器的結(jié)構(gòu)基本上和如圖4所示現(xiàn)有技術(shù)視頻編碼器的結(jié) 構(gòu)相同，只是對解碼器執(zhí)行與DCT轉(zhuǎn)換系數(shù)的反向量化有關(guān)操作的那些部分做 了適當(dāng)?shù)男薷?。視頻解碼器中以與前述現(xiàn)有技術(shù)的視頻解碼器相同的方式執(zhí)行 功能和進(jìn)行操作的所有那些部分用完全相同的附圖標(biāo)記來標(biāo)識。在這里假設(shè)圖6的視頻解碼器對應(yīng)于結(jié)合圖5描述的編碼器并因此育,接 收并解碼編碼器600劃寸的比特流635。正如先前所述，在本發(fā)明的 實施例 中，編碼器600確定j頓于幀間編碼模式中的序列級量化參數(shù)SQP。相應(yīng)±也， 解碼器700適用于接收這個SQP值的一個指示并Bf列級量化參數(shù)SQP {頓在 反向量化參數(shù)的確定中以便被應(yīng)用到幀間編碼幀的編碼比特流中接收到的已量 化轉(zhuǎn)換系數(shù)值±^(表詩頁測體衝。在本發(fā)明的一個替換實施例中，相同的處理 還可以被應(yīng)用到從幀內(nèi)編碼幀的比特流中提取的己量化轉(zhuǎn)換系數(shù)值。正如上面 解釋的，在這個替換實施例中，可以提供兩個SQP值的一個指示， 一個用于該 序列的幀內(nèi)編碼幀而一個用于幀間編碼。在另外一個替換實施例中，可以為在幀內(nèi)和幀間編碼模式中編碼的各^MJ]貞指示單個序列級量化參數(shù)?，F(xiàn)在將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明iM實施例的視頻J軍碼器的操作。解碼器700 接收比特流635艦它分離至咜的組成部分中。此操作由視頻多路飾解碼器 770執(zhí)行。當(dāng)開々絲科馬一個新的序列時，視頻多路飾解碼器770首先從接收到的比特流635的序列報頭部分中提取作為一個整體與該序歹陏關(guān)的信息和參數(shù)。正 如上面有關(guān)于編碼器600的描^^f解釋的，根據(jù)本發(fā)明的iM實施例，比特流 的序列報頭部分被修gfefc包含使用于幀間編碼模式中產(chǎn)生的DCT系數(shù)值的量化 中的序列級量化參數(shù)SQP的一個指示。視頻多路復(fù)用解碼器從比特流中提取 SQP值的指示，并且如果它被編碼，例如4細(xì)可變長度編碼被編碼，則應(yīng)用適 當(dāng)?shù)慕獯a來咴復(fù)該SQP值。它然后把SQP值傳送纟餚科馬器的控制管理器760， 其把它存儲在解碼器的存儲器中。視頻J莉馬器700然后開々就科馬視頻序列的編碼幀，視頻J莉馬器一開始接收 與視頻比特流635中的巾賄關(guān)的信息，則每一幀的解碼就開始。視頻多路鄉(xiāng) 解碼器770從與編碼比特流635中接收到的每一壓縮視頻幀相關(guān)的圖片，信 息中提取一個幀內(nèi)/幀間觸發(fā)，制信號?？刂乒芾砥?60響應(yīng)于幀內(nèi)/幀間觸發(fā) 器控制信號雜制解碼離作，使得把解碼器切換到正確的解碼模式中。在本發(fā)明iM實施例中，以幀內(nèi)格式編碼的幀的解碼以類似上述有關(guān)于現(xiàn) 有技術(shù)視頻J軒馬器200的操作所述的方式被執(zhí)行。另一方面，以幀間格式編碼 的幀的解碼如下所皿續(xù)。當(dāng)它接收到視頻多路復(fù)用解碼器770從接收比特流中提取的一個指示(所 述指示指示出要被解碼的下一幀是一個幀間編碼幀)時，控制管理器760把解碼器700切換到幀間模式。正如結(jié)合編碼器600的描述戶;i牟釋的，根據(jù)本發(fā)明的tt^實施例，其中每一幀的宏塊被歸組成片段，編碼比特流635包括某些 片段特定的控制信息，它包括片段特定的QP值的指示，其被表示為相對于序列 級量化參數(shù)SQP的一個差值A(chǔ)QP。有利地，與每一片段特別相關(guān)的控制信息作 為所述片段特定的一個報頭部分被提供于比特流中。在接收這樣一個比特流部 分時，視頻多路復(fù)用解碼器從比特流的片段報頭部分中提取片段特定的控制信 息并把從比特流中重現(xiàn)的片段的AQP指^M由控制線717傳超啦制管理器 760。接下來，控制管理器760確定被應(yīng)用至j片段中宏塊的已量化DCT系數(shù)上的 反向量化級。3M1把片段的AQP與預(yù)先接收并存儲在解碼M儲器中的序列 特定的量化參數(shù)SQP合并來完成。正如早先在文本中所述的，在解碼器中執(zhí)行 的反向量化操作涉及把每一已量化DCT系數(shù)乘以一個等于最初應(yīng)用的量化級 的值，即，乘以^頓于相應(yīng)編碼器中以便量化DCT系數(shù)的QP值。因此，根據(jù)本發(fā)明的，實施例，控制管理器760 M把接收到的片段的AQP働n到SQP 上來確定片段的宏塊的反向量化級。它然后把這個值經(jīng)由控制線218傳送給反 向量化器210。當(dāng)片段每一宏塊的編碼信息在比特流635中被接收時，視頻多路復(fù)用解碼 器770從編碼運動矢量信息中分離宏±央每一塊的編碼預(yù)測誤對言息。它重建表 示每一塊的預(yù)測誤差值的已量化DCT轉(zhuǎn)換系數(shù)并把它們傳送給反向量化器 210。反向量化器210然后根據(jù)由控制管理器760的AQP和SQP值構(gòu)成的片段 QP來反向量化己量化DCT系數(shù)。它然后提供反向已量化DCT系數(shù)給反向DCT 轉(zhuǎn)換器220 o解碼過程的其余部分如先前結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)視頻解碼器200所述的那 樣繼續(xù)。為該幀的每一片段重復(fù)接收一個片段特定的AQP值、合并AQP與SQP并 為片段內(nèi)的宏塊的每一i央反向量化已量化DCT系數(shù)的這些步驟，直到當(dāng)前幀間 編碼幀的所有片段都已經(jīng)被解碼為止。此時，視頻編碼器700開^l科馬己編碼 視頻序列的下一幀。圖7說明了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例重建片段特定的QP值的方法。正如從 這張圖中可以看見的，該過程包括如下步驟1. 重現(xiàn)一個序列級量化參數(shù)(SQP);2. 重現(xiàn)一個圖片或片段級差iti化參數(shù)(AQP);3. 把差值量化參數(shù)加到序列級量化參數(shù)以便獲得一個圖片或片段的量 化參數(shù)；4. 禾,所述圖片或片段量化參數(shù)構(gòu)造接收到的預(yù)測誤差編碼系數(shù)。圖8提供了一個終端設(shè)備，它包括可以適用于根據(jù)本發(fā)明操作的視頻編碼 和解碼設(shè)備。更準(zhǔn)確的說，這張圖說明了根據(jù)ITU-T建議H324實現(xiàn)的一個多 媒體終端80。該終端可以被認(rèn)為是一個多媒體收發(fā)信機(jī)設(shè)備。它包含捕獲、編 碼并多路復(fù)用經(jīng)由通信網(wǎng)用于^l寸的多媒體數(shù)據(jù)流的元件，以及接收、解復(fù)用、 解碼和顯示接收到的多媒體內(nèi)容的元件。ITU-T建議H.324定義終端的總體操 作并且弓間管理它各種組成部分操作的其它建議。這種多媒體終端可被用于諸 如會話視頻電話之類的實時應(yīng)用中或新者如從互聯(lián)網(wǎng)的一個多媒體內(nèi)容服務(wù)器 中重現(xiàn)和/或流動視頻片之類的非實時應(yīng)用中。在本發(fā)明環(huán)境中，應(yīng)該理解如圖8所示的H.324終端只是適于本發(fā)明方法應(yīng)用的若干備用多媒體終端實施中的一個。應(yīng)當(dāng)指出與終端設(shè)備的位置和 實M關(guān)的若干備用方案存在。正如圖8中說明的，多媒體終端可以位于連接到諸如模擬PSTN(公用交換電話網(wǎng))之類的一個固定有線電話網(wǎng)上的通信設(shè)備 中。在這種情況下，多媒體終端具有符合ITU-T建議V.8、 V,34以及可選地符 合V.8bis的調(diào)制解調(diào)器91。可替代地，多媒體終端可以連接到一個外部調(diào)制解 調(diào)器。調(diào)制解調(diào)器啟動由多媒體終端產(chǎn)生的多路飾數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和控制信號到適 合于通過PSTN鄉(xiāng)的一種模擬形式的轉(zhuǎn)換。它還使多媒體終端按照模擬形式 從PSTN中接收繊和控制信號并把它們轉(zhuǎn)換成為旨^被終端以一頓當(dāng)?shù)姆?効軍OT并處理的一個I^數(shù)據(jù)流。也可以以這樣的方式實現(xiàn)一個H.324多媒體終端以使它肖,直接連接到一 個諸如ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))之類的數(shù)字固定線路網(wǎng)。在這種情況下，調(diào)制解 調(diào)器91被替換為ISDN用戶網(wǎng)絡(luò)接口。在圖8中，這個ISDN用戶網(wǎng)絡(luò)接口由 備用塊92表示。H.324多媒體終端還可能適于使用在移動通信應(yīng)用中。如果用一個無線通 信鏈路{頓，調(diào)制解調(diào)器91肯^I多被替換為圖8中由備用塊93表示的任何適當(dāng) 的無線接口。例如， 一個11324顏多媒體終端可以包括允許連接至擋前第二代 GSM移動電話網(wǎng)絡(luò)或已建議的第三代UMTS(通用移動電話系夠的一個無線電 收發(fā)信機(jī)。應(yīng)該注意在為雙向通信設(shè)計的多媒體數(shù)據(jù)中，艮P用于視頻數(shù)據(jù)的鄉(xiāng)禾口 接收，有利的是提供根據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)的視頻編碼器和視頻解碼器。這樣一個編 碼器和解碼器對常常被實現(xiàn)為單個組合的功能單元，被稱為一個"編解碼器"。 現(xiàn)在將參考圖8進(jìn)一步詳細(xì)描述一個典型H.324多媒體終端。 多媒體終端80包括被稱為"終端設(shè)備"的各種元件。這包括屬^Jl分別由附 圖標(biāo)記81、 82和83表示的視頻、音頻和信息通信設(shè)備。電視設(shè)備81例如可以 包括用于捕獲視頻圖像的攝像機(jī)，用于顯示接收視頻內(nèi)容的顯示器以及可選 的視頻處理設(shè)備。音頻設(shè)備82通常包括例如用于捕獲口頭講的消息的送話器和 用于再現(xiàn)收到的音頻內(nèi)容的揚聲器。音頻設(shè)備還可以包括附加的音頻處理單元。 信息通信設(shè)備83包括可以數(shù)據(jù)終端、鍵盤、電子白板或諸如傳真單元之類的靜 止圖像收發(fā)信機(jī)。電視設(shè)備81耦合到電視編解碼器850電視編解碼器85包括根據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)的視頻編碼器600和相應(yīng)的視頻J科馬器700(參見圖5和6)。視頻編解碼器85 負(fù)責(zé)以一個適當(dāng)?shù)男问骄幋a捕獲到的視頻數(shù)據(jù)用于通M信鏈路進(jìn)一步發(fā)射并 解碼,Affi信網(wǎng)中收到的壓縮視頻內(nèi)容。在圖8中說明的示例中，根據(jù)ITU-T建 議H26L實現(xiàn)該視頻編解碼器，只^G根據(jù)本發(fā)明的方法實現(xiàn)在視頻編解碼器 的編碼器和解碼器中做了適當(dāng)修改。終端的音頻設(shè)備耦合到圖8中由附圖標(biāo)記86表示的一^t頻編解碼器上。 像視頻編解碼^l那樣，音頻編解碼器包括一個編碼器/解碼器對。它把終端音頻 設(shè)備捕獲的音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一種適合于通^M信f淑各發(fā)射的形式并把從網(wǎng)絡(luò)中 收到的已編碼音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換回適合于一種例如在終端揚聲器上再現(xiàn)的形式。音 頻編解碼器的輸出被傳到EMi央87。這補(bǔ)償了視頻編碼過程弓l入的延遲并從而 確保音頻和視頻內(nèi)容的同步。多媒體終端的系統(tǒng)控制塊84 j頓一個適當(dāng)?shù)目氐勖{議(信令i央88)控制終端 到網(wǎng)絡(luò)的信令以便在發(fā)射和接收終端之間建立一個公共操作模式。信令塊88交 換關(guān)于發(fā)射和接收終端的編碼和解碼性能的信息并可用于啟動視頻編碼器的各 種編碼模式。系統(tǒng)控制塊84還控制數(shù)據(jù)加密的4OT。關(guān)于4OT于f^皿中的 加密鄉(xiāng)的信息從加密i央89傳超哆路復(fù)用器/去多路飾^(MUX/DMUX單 元)90。在多媒體終端的數(shù)據(jù)發(fā)射期間，MUX/DMUX單元90把已編碼已同步的視 頻和音頻流與來自信息通信設(shè)備83中的數(shù)據(jù)輸入以及可能的控制 合并，以 便形成單個比特流。關(guān)于由加密塊89提供的被應(yīng)用到比特箭丄的 加密， (如果荀的信息被用*^擇一個加密模式。相應(yīng)地，當(dāng)一個已多路復(fù)用并可能己 加密的多媒體比特流正在被接收時，MUX/DMUX單元90負(fù)劍 密比特流，把 它劃分成它的組成多媒體分量并把那些分量傳送到適當(dāng)?shù)木幗獯a戮組)和/或終 端設(shè)備用于解碼和再現(xiàn)。如果多媒體終端80是一個移動終端，gp，如果它具有無線電收發(fā)信機(jī)93，則本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解它還可能包括附加的元件。在一個實施例中，它包 括具有顯示器和鍵盤的用戶接口，其啟動用戶對多媒體終端80的操作； 一個 諸如微處理器之類的中央處理單元，它控制負(fù)責(zé)多媒體終端不同功能的各個土央; 一個隨機(jī)訪問存儲器RAM; —個只讀存儲器ROM和一個數(shù)字照相機(jī)。微處理 器的操作指令是對應(yīng)于多媒體終端80的基本功能的禾聘代碼，被存儲在只讀存儲器ROM中并旨,在微處理器需要時(例如在用戶的控制之下)被執(zhí)行，根 據(jù)該禾聘代碼，微處理器使用無線電收發(fā)信機(jī)93來與，動31{言網(wǎng)絡(luò)形成一個連 接，啟動多媒體終端80 Mil—條無線電路徑鄉(xiāng)信息纟備移動通信網(wǎng)絡(luò)并從移動 通4言網(wǎng)絡(luò)接收1言息。微處理器監(jiān)控用戶接口的狀態(tài)并控制數(shù)字照相機(jī)。響應(yīng)于用戶命令，微處 理器命令照相機(jī)記錄數(shù)字圖像到RAM中。 一旦一個圖像被捕獲，或者在捕獲 過程期間，微處理器把圖像分段成圖像分段(例如宏i央)并4頓編碼m行分段的 運動補(bǔ)償編碼以便生成一個壓縮圖像序列，如上述說明書中所解釋。用戶可以 命令多媒體終端80在它的顯示器上顯示捕獲的圖像或者使用無線電收發(fā)信機(jī) 93把壓縮圖像序列發(fā)送給另一多媒體終端、連接到固定線路網(wǎng)(PSTN)的一個可 視電話或者其它電信設(shè)備。在一個優(yōu)選實施例中，第一分段一被編碼就開始圖 像數(shù)據(jù)的傳輸以使接收者可以以最小延遲開始一個相應(yīng)的解碼過程。雖然在特定實施例的環(huán)境中進(jìn)行了描述，但就本領(lǐng)域技術(shù)人員來說很顯 然可以對這些教義進(jìn)行許多修改和各種變化。因此，雖然已經(jīng)相對于本發(fā)明的 一個或多個優(yōu)選實施例特別示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理 解不偏離上面闡明的本發(fā)明的范圍和精神，可以進(jìn)行某些修改或變化。特別地，根據(jù)本發(fā)明的第二可能實施例，不St—個序列QP，而是改為把 一個應(yīng)用特定的常數(shù)^ffl作為序列QP。在本發(fā)明的第三可能實施例中，如果一種發(fā)射新序列QP的可靠方法可用， 則取決于視頻序列的變更特性，可以更新序列QP。更新了的SQP值可以被包 括在g視頻序列的已編碼比特流中或者能夠在一個相關(guān)的控制信道中直接從 編碼器發(fā)射到解碼器。在本發(fā)明的第四可能實施例中，如果QP對于 ^見頻席列是常數(shù)，貝'識 有序列QP值和一個信息一起被發(fā)射，所述信肩表示它應(yīng)該被4細(xì)作為所有圖片 /片段的QP。
權(quán)利要求
1.一種用于對編碼的視頻序列進(jìn)行解碼的方法，編碼的視頻數(shù)據(jù)包括至少一個序列層和一個圖片或片段層的分層結(jié)構(gòu)，該方法包括在序列層接收量化參數(shù)；接收指明在解碼屬于圖片或片段層的多個塊時是否使用序列層量化參數(shù)的指示；和基于序列層量化參數(shù)對多個塊中的一個塊的一組量化轉(zhuǎn)換系數(shù)執(zhí)行反向量化操作。
2. —種用于對編碼的視頻序列進(jìn)fil軒馬的方法，編碼的視頻數(shù)據(jù)包括 至少一個序列層和一個圖片或片段層的分層結(jié)構(gòu)，該方纟跑括游列層接收量化參數(shù)；在圖片或片段層接W歹i展量化參數(shù)和第二量化參數(shù)之間的差值的指示；和基于第二量化參數(shù)對屬于圖片或片段層的多個塊的一組量化轉(zhuǎn)換系Wl行 反向量化操作。
3. —種用于對編碼的視頻序列進(jìn)fi^科馬的解碼器，編碼的視頻M包括至少一個序列層和一個圖片或片段層的分層結(jié)構(gòu)，劍科馬器包括 解復(fù)用器，用于 ，列層接收量化參數(shù)；接收指明在解碼屬于圖片或片段層的多個塊時是否使用序歹幅量化參數(shù)的 指示；和量化器，用于基于序列層量化參M多個塊中的一個塊的一組量化轉(zhuǎn)換系數(shù)執(zhí)行反向量 化操作。
4. 一種用于對編碼的視頻序列進(jìn)fil軒馬的解碼器，編碼的視頻 包 括至少一個序列層和一個圖片或片段層的分層結(jié)構(gòu)，該解碼器包括角軍復(fù)用器，用于 ^列層接收量化參數(shù)；在圖片或片段層接,列層量化參數(shù)和第二量化參數(shù)之間的差值的指示；和量化器，用于基于第二量化參數(shù)對屬于圖片或片段層的多個塊的一組量化轉(zhuǎn)換系數(shù)執(zhí)行 反向量化操作。
全文摘要
用于在視頻編碼系統(tǒng)中指示量化器參數(shù)的方法與設(shè)備。一種用于編碼數(shù)字視頻序列(圖5)的方法，其中量化參數(shù)(QP)的指示被提供在用于解碼目的的編碼比特流中(108，110)。通過引入一個序列級量化參數(shù)值SQP來指示QP相關(guān)信息(122)。更具體地說，代替編碼圖片/片段QP的絕對值，序列級量化參數(shù)SQP和圖片/片段QP之間差值的指示？QP被提供(624)。這消除了對發(fā)射每個圖片/片段的一個完整QP的需要，并且允許發(fā)射統(tǒng)計上較小的差值，如此提供發(fā)射比特速率中的一個降低(635)。差值隨后被使用于一個相應(yīng)解碼器中以便重建圖片/片段QP。
文檔編號G06T9/00GK101232618SQ20081000998
公開日2008年7月30日 申請日期2003年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月23日
發(fā)明者J·萊恩馬 申請人:諾基亞有限公司