專利名稱：用于從隔行編碼幀產(chǎn)生逐行幀的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于譯碼具有第一分辨率的一組編碼幀以便產(chǎn)生具有較低分辨率的一組輸出幀的方法和設(shè)備，一個(gè)編碼幀包括與一個(gè)編碼的第二場(chǎng)相交織的一個(gè)編碼的第一場(chǎng)。
本發(fā)明可被使用于視頻譯碼應(yīng)用，更具體地，可被使用于其中具有隔行格式(interlaced format)的壓縮視頻比特流必須在逐行(progressive)顯示器上以較低分辨率來顯示的應(yīng)用。一個(gè)典型的應(yīng)用是在諸如電話或PDA(個(gè)人數(shù)字助理)那樣的移動(dòng)設(shè)備上接收DVB-T(數(shù)字視頻廣播-陸地)節(jié)目。
背景技術(shù)：
低功耗是移動(dòng)設(shè)備的一項(xiàng)關(guān)鍵特性。移動(dòng)設(shè)備現(xiàn)在提供的視頻編碼和譯碼能力，被認(rèn)為消耗大量的能量。因此需要所謂的低功率視頻算法。
事實(shí)上，訪問諸如SDRAM那樣的外部存儲(chǔ)器對(duì)視頻設(shè)備而言是一個(gè)瓶頸。這既是由于功耗問題，因?yàn)榇鎯?chǔ)器被認(rèn)為是系統(tǒng)中功耗最大的部件，又是由于中央處理單元CPU與存儲(chǔ)器之間交換的帶寬所導(dǎo)致的速度限制。
在傳統(tǒng)的視頻譯碼器中，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊需要許多這樣的訪問，因?yàn)樗?jīng)常地指向在所謂的參考幀中的像素塊。為了解決這個(gè)問題，國際專利申請(qǐng)No.WO 03/010974公開了視頻譯碼設(shè)備，其中嵌入的重新定尺寸結(jié)合外部縮放一起被使用來減少譯碼的計(jì)算復(fù)雜性。
這樣的視頻譯碼設(shè)備顯示于

圖1，且其包括由可變長度譯碼塊VLD、逆掃描和逆量化塊ISIQ、8×8反離散余弦變換塊IDCT和分樣(decimation)塊DECI組成的第一路徑。在工作期間，VLD塊譯碼以標(biāo)準(zhǔn)分辨率SD進(jìn)入的視頻比特流，而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)向量MV和量化的變換系數(shù)。ISIQ塊然后逆掃描和逆量化從VLD塊接收的經(jīng)量化的變換系數(shù)。而且，IDCT塊還執(zhí)行濾波，以消除來自變換系數(shù)的高頻。在執(zhí)行IDCT后，分樣塊然后以預(yù)定的速率采樣8×8 IDCT塊的輸出，以降低被譯碼的視頻輸出幀OF的分辨率。
正如進(jìn)一步看到的，譯碼器還包括由VLD塊、縮減(downscale)塊DS、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元MC和幀存儲(chǔ)器MEM組成的第二路徑。在工作期間，縮減塊DS與第一路徑中的減小成比例地去減小由VLD塊提供的運(yùn)動(dòng)向量MV的幅度。這使能減少存儲(chǔ)器訪問，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)補(bǔ)償是以減小的分辨率被執(zhí)行，以便匹配在第一路徑中產(chǎn)生的幀的。另外，存儲(chǔ)器尺寸也被減小，因?yàn)樗鎯?chǔ)的存儲(chǔ)器幀具有減小的尺寸。
然而，輸出幀的序列仍舊是隔行的，導(dǎo)致當(dāng)在逐行顯示器上呈現(xiàn)時(shí)的不能接受的人工產(chǎn)物。當(dāng)然，可以把去隔行(de-interlacing)單元插入在修改的譯碼器與RGB轉(zhuǎn)換器之間，但這是以復(fù)雜性和存儲(chǔ)器傳送為代價(jià)的。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)目的是提出用于譯碼隔行視頻序列以產(chǎn)生減小尺寸的逐行視頻序列的、具有合理的復(fù)雜性的方法和設(shè)備。
為此，按照本發(fā)明的譯碼設(shè)備包括-部分譯碼單元，用于根據(jù)編碼幀產(chǎn)生具有低于第一分辨率的第二分辨率的第一剩余誤差場(chǎng)和具有低于第一分辨率的第三分辨率的第二剩余誤差場(chǎng)；-第一預(yù)測(cè)單元，用于根據(jù)該第一剩余誤差場(chǎng)、一個(gè)第一參考場(chǎng)和一個(gè)第二參考場(chǎng)而產(chǎn)生第一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償場(chǎng)；-第一加法器，用于組合該第一剩余誤差場(chǎng)與該第一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償場(chǎng)，以便得到下一個(gè)第一參考場(chǎng)；-第二預(yù)測(cè)單元，用于根據(jù)該第二剩余誤差場(chǎng)、該第一參考場(chǎng)和該第二參考場(chǎng)而產(chǎn)生第二運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償場(chǎng)；-第二加法器，用于組合該第二剩余誤差場(chǎng)與該第二運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償場(chǎng)，以便得到下一個(gè)第二參考場(chǎng)，該下一個(gè)第二參考場(chǎng)相應(yīng)于一個(gè)輸出幀。
同樣地，按照本發(fā)明的譯碼方法包括以下步驟-根據(jù)編碼幀產(chǎn)生具有低于第一分辨率的第二分辨率的第一剩余誤差場(chǎng)；-根據(jù)編碼幀產(chǎn)生具有低于第一分辨率的第三分辨率的第二剩余誤差場(chǎng)；
-根據(jù)該第一剩余誤差場(chǎng)、一個(gè)第一參考場(chǎng)和一個(gè)第二參考場(chǎng)而產(chǎn)生第一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償場(chǎng)；-組合該第一剩余誤差場(chǎng)與該第一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償場(chǎng)，以便得到下一個(gè)第一參考場(chǎng)；-根據(jù)該第二剩余誤差場(chǎng)、該第一參考場(chǎng)和該第二參考場(chǎng)而產(chǎn)生第二運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償場(chǎng)；-組合該第二剩余誤差場(chǎng)與第二運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償場(chǎng)，以便得到下一個(gè)第二參考場(chǎng)，該下一個(gè)第二參考場(chǎng)相應(yīng)于一個(gè)輸出幀。
正如下文中更詳細(xì)地說明的，按照本發(fā)明的譯碼解決方案包括嵌入的重新定尺寸，它適于直接輸出逐行序列，這樣，通過譯碼環(huán)隱含地執(zhí)行去隔行。這個(gè)解決方案的在計(jì)算、存儲(chǔ)器尺寸和存取方面的費(fèi)用高于現(xiàn)有技術(shù)的、不帶有去隔行的視頻譯碼器的費(fèi)用，但它提供好得多的視覺質(zhì)量。按照本發(fā)明的譯碼解決方案也是成本經(jīng)濟(jì)的，以及比起現(xiàn)有技術(shù)的、與去隔行相組合的視頻譯碼便宜得多，并且在視覺質(zhì)量方面實(shí)現(xiàn)得幾乎與這種組合一樣好。
有利地，部分譯碼單元串聯(lián)地包括熵譯碼單元，用于從具有第一分辨率的編碼數(shù)據(jù)塊產(chǎn)生具有第二或第三分辨率的變換系數(shù)的塊；逆量化譯碼單元，用于從量化的變換系數(shù)的塊產(chǎn)生具有第二或第三分辨率的變換系數(shù)的塊；和反變換單元，用于從變換系數(shù)塊產(chǎn)生具有第二或第三分辨率的譯碼的系數(shù)的塊。結(jié)果，反變換較小，這導(dǎo)致譯碼解決方案的較低的復(fù)雜性。
按照本發(fā)明的實(shí)施例，第二分辨率等同于第三分辨率。由于這樣的特性，譯碼解決方案提供良好的視覺質(zhì)量。
按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，取決于在譯碼設(shè)備處可得到的資源，第二分辨率是可變的。結(jié)果，當(dāng)可得到全部資源，諸如電池電平或CPU時(shí)，譯碼是充分有效的，以及當(dāng)可得到低的資源時(shí)，譯碼仍舊是可能的。
本發(fā)明還涉及包括譯碼設(shè)備和用來顯示該組輸出幀的屏幕的便攜式設(shè)備。
所述發(fā)明最后涉及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括用于實(shí)現(xiàn)按照本發(fā)明的譯碼方法的程序指令。
參照下文中描述的實(shí)施例將明白和將闡述本發(fā)明的這些和其它方面。
附圖簡述現(xiàn)在參照附圖借助于例子來更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中圖1顯示按照現(xiàn)有技術(shù)的譯碼設(shè)備的框圖；圖2顯示按照本發(fā)明的譯碼設(shè)備的實(shí)施例的框圖；圖3舉例說明按照本發(fā)明的實(shí)施例的場(chǎng)預(yù)測(cè)；圖4舉例說明按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的場(chǎng)預(yù)測(cè)；圖5闡述從8×8 DCT矩陣的DCT系數(shù)提?。粓D6舉例說明按照本發(fā)明的實(shí)施例的、在像素域中的圖像重建；以及圖7舉例說明按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的、在像素域中的圖像重建。
發(fā)明詳述本發(fā)明涉及用于從隔行編碼幀產(chǎn)生逐行幀的方法和設(shè)備。所述方法可被應(yīng)用到其中幀序列必須被存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中的任何視頻譯碼設(shè)備。這對(duì)于減小參考幀存儲(chǔ)器的尺寸而同時(shí)保持譯碼的輸出幀的足夠總體視覺質(zhì)量是特別令人感興趣的。
按照本發(fā)明的譯碼設(shè)備的實(shí)施例的原理顯示于圖2。
這樣的譯碼設(shè)備包括部分譯碼單元DECp，用于產(chǎn)生具有低于第一分辨率的第二分辨率的第一剩余誤差場(chǎng)和具有低于第一分辨率的第三分辨率的第二剩余誤差場(chǎng)，這兩個(gè)剩余誤差場(chǎng)是根據(jù)編碼幀產(chǎn)生的。更精確地，編碼幀被劃分成多個(gè)編碼數(shù)據(jù)值塊。這些編碼數(shù)據(jù)值例如是相應(yīng)于像素的亮度或色度的離散余弦變換的DCT系數(shù)。按照本發(fā)明的實(shí)施例，部分譯碼單元DECp串聯(lián)地包括-熵譯碼單元VLDp，例如根據(jù)可變長度譯碼，用于從具有第一分辨率的編碼數(shù)據(jù)塊產(chǎn)生具有該第二或第三分辨率的變換系數(shù)的塊；-逆量化譯碼單元IQp，用于從量化的變換系數(shù)的塊產(chǎn)生具有該第二或第三分辨率的變換系數(shù)的塊；和-反變換單元ITp，例如根據(jù)反離散余弦變換IDCT，用于從變換系數(shù)塊產(chǎn)生具有第二或第三分辨率的譯碼的系數(shù)的塊。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)看到，對(duì)于部分譯碼單元可能有其它實(shí)施例，諸如在現(xiàn)有技術(shù)中公開的部分譯碼單元。這個(gè)DECp單元被稱為部分譯碼單元，因?yàn)樗鼒?zhí)行編碼幀的譯碼和縮減。
按照本發(fā)明的譯碼設(shè)備還包括兩個(gè)預(yù)測(cè)單元PRED1和PRED2。如圖3所示，第一預(yù)測(cè)單元PRED1適配于根據(jù)參考幀Ix的第一剩余誤差場(chǎng)、第一參考場(chǎng)Fix1和/或第二參考場(chǎng)Fix2而產(chǎn)生預(yù)測(cè)幀Py的第一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償場(chǎng)。第一加法器然后適配于組合第一剩余誤差場(chǎng)與第一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償場(chǎng)，以便得到下一個(gè)第一參考場(chǎng)Fiy1。
同樣地，第二預(yù)測(cè)單元PRED2適配于根據(jù)第二剩余誤差場(chǎng)、第一參考場(chǎng)Fix1或Fiy1和/或第二參考場(chǎng)Fix2而產(chǎn)生第二運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償場(chǎng)。第二加法器然后適配于組合第二剩余誤差場(chǎng)與第二運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償場(chǎng)，以便得到下一個(gè)第二參考場(chǎng)Fiy2，所述下一個(gè)第二參考場(chǎng)相應(yīng)于一個(gè)輸出幀。
在本說明中，第一場(chǎng)是上部場(chǎng)(top field)和第二場(chǎng)是下部場(chǎng)(bottom field)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白第一場(chǎng)可以是下部場(chǎng)而第二場(chǎng)是上部場(chǎng)。另外，編碼幀在這里是被預(yù)測(cè)的P幀，但也可以是雙向預(yù)測(cè)的B幀。
基本上，當(dāng)前編碼幀的兩個(gè)場(chǎng)以減小的分辨率被譯碼，以及其中僅僅一個(gè)場(chǎng)被顯示。由于在一個(gè)給定的時(shí)間顯示一個(gè)場(chǎng)，所以沒有隔行的人工產(chǎn)物。視覺質(zhì)量因此被最佳地適配于最后的顯示。而且，第一場(chǎng)是一個(gè)非顯示的場(chǎng)，因?yàn)樗杀挥米鳛橛糜谥亟ū伙@示場(chǎng)的參考，所以它也被譯碼。在MPEG2標(biāo)準(zhǔn)中，當(dāng)應(yīng)用“場(chǎng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償”時(shí)情況尤其如此。
當(dāng)然，作為被顯示場(chǎng)的第二場(chǎng)以顯示分辨率(例如QCIF)被譯碼。關(guān)于其它場(chǎng)，最自然的解決方案是也以相同的分辨率譯碼它。這導(dǎo)致在尺寸和傳送方面的存儲(chǔ)器要求，與不帶有去隔行的現(xiàn)有技術(shù)的嵌入重新定尺寸解決方案相比較，這些要求被加倍。由于這個(gè)場(chǎng)根本不顯示而只是在這里去預(yù)測(cè)另一個(gè)場(chǎng)，所以這個(gè)場(chǎng)可以被譯碼為任何分辨率。更多的細(xì)節(jié)在下面的說明中給出。
為了清晰起見，下面的說明是基于MPEG2編碼的比特流，因?yàn)樗窃趶V播領(lǐng)域中最通用的壓縮標(biāo)準(zhǔn)，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白編碼技術(shù)可以是任何基于塊的編碼技術(shù)(例如，MPEG-2、MPEG-4、H.264，等等)。
按照?qǐng)D3所示的第一例，譯碼方法適配于通過譯碼兩個(gè)QCIF場(chǎng)而把隔行標(biāo)準(zhǔn)清晰度SD序列轉(zhuǎn)換成逐行QCIF序列。
典型的輸入空間分辨率是標(biāo)準(zhǔn)清晰度SD，它是指以隔行格式的在25Hz的720×576(PAL)或在30Hz的720×480(NTSC)。當(dāng)前，大多數(shù)移動(dòng)設(shè)備配備有近QCIF(逐行180×144或120像素)屏幕。它是指在水平和垂直方向上比率為4的空間縮減。我們現(xiàn)在更詳細(xì)地描述導(dǎo)致重新定尺寸和去隔行的部分IDCT以及運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。
如前所述，VLD譯碼的8×8 DCT矩陣的低頻內(nèi)容被使用來仿真抗混淆低通濾波。按照第三種方法，跳過上部AC系數(shù)，以及執(zhí)行減小的IDCT，導(dǎo)致一個(gè)M×N像素輸出數(shù)據(jù)塊，而不是8×8像素?cái)?shù)據(jù)塊。
在我們的情形下，取決于在宏塊標(biāo)題中的dct_type的值(場(chǎng)DCT或幀DCT)，而使用DCT矩陣的下部2×2或4×2系數(shù)，如圖5所示。更精確地，如果來自隔行幀圖像的16×16像素的隔行宏決被進(jìn)行幀DCT編碼，則它的四個(gè)塊的每個(gè)塊具有來自兩個(gè)場(chǎng)的像素。如果來自隔行幀圖像的隔行宏塊被進(jìn)行場(chǎng)DCT編碼，則每個(gè)塊由來自兩個(gè)場(chǎng)中的僅一個(gè)場(chǎng)的像素組成。在后一情形下，每個(gè)16×16宏塊通過取像素的間隔行而被分割成16像素寬×8像素高的場(chǎng)，然后每個(gè)場(chǎng)被分割成左面和右面部分，從一個(gè)場(chǎng)做成兩個(gè)8×8塊和從另一個(gè)場(chǎng)做成兩個(gè)8×8塊。
在我們的譯碼方案中，顯示的幀相應(yīng)于原始場(chǎng)之一，它與原始的幀相比較已被垂直地縮減2倍。這個(gè)場(chǎng)然后必須在垂直方向上再被縮減2倍和在水平方向上再被縮減4倍，以便得到QCIF格式的輸出逐行幀。如果dct_type被設(shè)置為1，則在編碼器處應(yīng)用場(chǎng)DCT，所以執(zhí)行4×2IDCT。相反，如果dct_type被設(shè)置為0，則在編碼器處應(yīng)用幀DCT，所以以不同的相位執(zhí)行兩次2×2 IDCT，每個(gè)場(chǎng)一次。
更精確地，從16×16宏塊的四個(gè)輸入8×8 DCT矩陣，我們得出兩個(gè)輸出4×4像素塊(對(duì)于每個(gè)重新縮放的場(chǎng)一個(gè))。為此，使用修改的反變換函數(shù)，下文稱為IDCT_N×M()。它的變?cè)?argument)是8×8 DCT矩陣F、輸出像素塊f的預(yù)期維度N×M(N垂直地，M水平地)以及必須被應(yīng)用以保持適當(dāng)?shù)南袼貙?duì)準(zhǔn)的垂直和水平相移ver和hor。
IDCT_N×M的定義如下(對(duì)于y＝0到N-1和x＝0到M-1) 其中f(x，y)表示在位置(x，y)處的輸出像素，F(xiàn)(u，v)表示在位置(u，v)處的輸入DCT系數(shù)，以及C(u)被定義為
在本發(fā)明的實(shí)施例中，以及在SD到QCIF重新縮放的情形下，選擇以下的值
關(guān)于相位，它們的值已被確定以對(duì)于給定的場(chǎng)保持幀IDCT與場(chǎng)IDCT模式之間的一致性，以便保持適當(dāng)?shù)南袼貙?duì)準(zhǔn)。在兩個(gè)場(chǎng)之間的相移是不太關(guān)鍵的，因?yàn)樵谒ㄗh的本發(fā)明中所述場(chǎng)從不一起顯示。無論如何，確保子采樣的像素的中心位置處在原始網(wǎng)格上的相位是優(yōu)選的，因?yàn)樗乐沽诉吔缧?yīng)。實(shí)際上，截短DCT系數(shù)等價(jià)于僅僅在當(dāng)前塊內(nèi)的理想的低通濾波。通過前面的表的值，相應(yīng)于第一場(chǎng)Fi1的輸出像素P1和相應(yīng)于第二場(chǎng)Fi2的P2被空間地定位，如圖6所示。
因此得出運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償MC。具體地，運(yùn)動(dòng)向量被調(diào)節(jié)，以便考慮兩個(gè)場(chǎng)之間的相差。而且，取決于運(yùn)動(dòng)類型(幀或場(chǎng)MC)和運(yùn)動(dòng)向量值，可以考慮不同的方法。
在場(chǎng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)那樾蜗拢呗允侵苯亓水?dāng)?shù)?，因?yàn)椴紶栔得黠@地給出用于預(yù)測(cè)的參考場(chǎng)。
對(duì)于幀運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，取決于原始運(yùn)動(dòng)向量的垂直分量的值MV.y(在MPEG-2中以半個(gè)像素表示)，設(shè)想三種情形-情形1MV.y模4＝0在幀運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償過程中，場(chǎng)保持對(duì)準(zhǔn)，即在原始的補(bǔ)償幀塊中相應(yīng)于上部(分別地，下部)場(chǎng)的行用原始參考幀中的上部(分別地，下部)場(chǎng)的行來預(yù)測(cè)。所以在重新縮放的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中，每個(gè)場(chǎng)的預(yù)測(cè)僅僅通過使用相應(yīng)的重新定尺寸的參考場(chǎng)而完成。為了達(dá)到子像素精度，可以使用內(nèi)插。
-情形2MV.y模4＝2
在幀運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償過程中，相應(yīng)于上部(分別地，下部)場(chǎng)的行用在原始的參考幀中的下部(分別地，上部)場(chǎng)的行被預(yù)測(cè)。所以，在重新縮放的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中，每個(gè)場(chǎng)的預(yù)測(cè)僅僅通過使用相應(yīng)的重新定尺寸的參考場(chǎng)而完成。所以，在重新縮放的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中，每個(gè)場(chǎng)的預(yù)測(cè)僅僅通過使用相應(yīng)的重新定尺寸的參考場(chǎng)而完成。為了達(dá)到子像素精度，可以使用內(nèi)插。
-情形3其它預(yù)測(cè)是通過在原始的參考幀中兩個(gè)場(chǎng)之間的半像素內(nèi)插而完成的。這被轉(zhuǎn)化成在兩個(gè)重新定尺寸的參考場(chǎng)的適當(dāng)行之間的適當(dāng)子像素內(nèi)插。
按照?qǐng)D4所示的另一個(gè)例子，該譯碼方法適配于通過譯碼QCIF格式的第一場(chǎng)與1/2 QCIF格式的第二場(chǎng)而把隔行標(biāo)準(zhǔn)清晰度SD序列變換成逐行QCIF序列。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，非顯示的場(chǎng)還被垂直地縮減。對(duì)于IDCT_N×M的參數(shù)值然后是(如果顯示下部場(chǎng))
相應(yīng)于第一場(chǎng)Fi1的輸出像素P1和相應(yīng)于第二場(chǎng)Fi2的P2因此被空間地定位，如圖7所示。
按照新的相位，和按照非顯示場(chǎng)的新維度，得出運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。
這個(gè)實(shí)施例在其中CPU和存儲(chǔ)器資源與第一例中描述的解決方案相比較需要進(jìn)一步減小的應(yīng)用中被證明是有效的。視覺質(zhì)量稍微變壞，因?yàn)榉秋@示的參考場(chǎng)比起顯示的具有更小的分辨率，導(dǎo)致模糊的預(yù)測(cè)，但譯碼復(fù)雜性被減小。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)明白，非顯示場(chǎng)的分辨率可以取不同于顯示場(chǎng)的分辨率一半的其它值。而且，非顯示場(chǎng)的分辨率可以取決于在譯碼設(shè)備上可得到的資源(電池電平，CPU...)而做成可變的。作為例子，如果對(duì)于顯示場(chǎng)，N＝4且M＝2以及是在幀DCT的情形下，對(duì)于非顯示場(chǎng)，N×M可以取決于可得到的資源而取以下的數(shù)值4×2，3×2，2×2，1×2，4×1，3×1，2×1，或1×1。
在廣播條件下，編碼視頻序列的空間分辨率不一定是SD。原始SD序列在被編碼之前常常被水平地減小尺寸。這用作為預(yù)處理級(jí)，以進(jìn)一步減小最后的壓縮的比特速率。在正常應(yīng)用中，諸如被連接到電視機(jī)的機(jī)頂盒，譯碼的序列被水平地加大尺寸，以便在顯示之前恢復(fù)正確的寬高比。
典型的空間分辨率是(對(duì)于PAL 576行；對(duì)于NTSC 480行)-SD 720像素/行-3/4 SD 540像素/行-2/3 SD 480像素/行-1/2 SD 360像素/行在作為目標(biāo)的應(yīng)用中，所建議的本發(fā)明可被應(yīng)用于到所有那些格式。同樣地，作為目標(biāo)的逐行顯示可以是與QCIF不同的(CIF或QVGA格式已存在于市場(chǎng)上)。IDCT_N×M的尺寸必須被適配以及相位必須被相應(yīng)地設(shè)置，以便盡可能接近地適合在輸入和輸出空間分辨率之間的縮放比率。如果這個(gè)比率不能用(8×8 DCT矩陣的n/8形式的)整數(shù)值表示，則優(yōu)選的解決方案要用最接近的整數(shù)值來近似它且如果維度大于(分別地小于)顯示分辨率，則在呈現(xiàn)時(shí)修剪(crop)(分別地襯填(pad))它。
超越以前描述的實(shí)施例的改進(jìn)在于使用DCT矩陣的最高的垂直分量，以便在幀DCT的情形下更好地區(qū)分兩個(gè)場(chǎng)。
例如，在SD(隔行)到QCIF(逐行)的情形下，2×2低頻AC系數(shù)被使用來生成兩個(gè)2×2像素塊(每個(gè)場(chǎng)一個(gè)，具有不同的相位)。它引起兩個(gè)場(chǎng)之間的干擾，因?yàn)橥ㄟ^DCT截短，奇數(shù)行被偶數(shù)行污染，以及反之亦然?？朔@個(gè)問題的一種方法是使用DCT矩陣中最后的系數(shù)行。實(shí)際上，這些頻率代表在原始?jí)K的奇數(shù)行與偶數(shù)行之間的差別。
施加這種更好的場(chǎng)分離在非常特定的場(chǎng)合中，當(dāng)兩個(gè)場(chǎng)互相相差很大時(shí)(例如，在兩個(gè)場(chǎng)之間的情景切換，閃光僅僅在兩個(gè)場(chǎng)中的一個(gè)場(chǎng)期間出現(xiàn)等等)，會(huì)帶來重大的視覺改進(jìn)。如果可得到的資源足夠大，則這可以被實(shí)施為附加的質(zhì)量改進(jìn)工具。
建議的本發(fā)明可被應(yīng)用于具有視頻能力的任何設(shè)備，其需要譯碼一被壓縮的隔行視頻序列和在逐行顯示器上以減小的分辨率呈現(xiàn)它。本發(fā)明與完全順序的過程相比較，允許大大地減小CPU使用、存儲(chǔ)器要求、存儲(chǔ)器帶寬、等待時(shí)間和功率消耗，而同時(shí)與現(xiàn)有的簡化方案相比較，去除了隔行的視覺人工產(chǎn)物。因此，它特別適用于在移動(dòng)設(shè)備上的DVB-T接收，對(duì)于該移動(dòng)設(shè)備，資源(存儲(chǔ)器尺寸、處理速度和能量)有限，而同時(shí)延長的電池壽命和良好的視覺質(zhì)量是關(guān)鍵的特性和相區(qū)分的因素。
本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例在以上僅僅借助于例子被描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)明白，可以對(duì)所描述的實(shí)施例作出修改和變化，而不背離如由所附權(quán)利要求規(guī)定的本發(fā)明的范圍。而且，在權(quán)利要求中，被放置在括號(hào)之間的任何參考標(biāo)號(hào)不應(yīng)當(dāng)解釋為限制權(quán)利要求。術(shù)語“包括”不排除除了權(quán)利要求所列出的那些以外的單元或步驟的存在。術(shù)語“一個(gè)”不排除多個(gè)。本發(fā)明可以藉助于包括幾個(gè)不同單元的硬件以及藉助于適當(dāng)?shù)鼐幊痰挠?jì)算機(jī)而被實(shí)施。在枚舉幾個(gè)裝置的設(shè)備權(quán)利要求中，這些裝置中的幾個(gè)裝置可以由同一項(xiàng)硬件體現(xiàn)。僅僅是在互相不同的獨(dú)立權(quán)利要求中闡述措施的事實(shí)不表示這些措施的組合不能被使用來獲益。
權(quán)利要求
1.一種用于譯碼具有第一分辨率(SD)的一組編碼幀以產(chǎn)生具有較低分辨率(QCIF)的一組輸出幀的設(shè)備，一個(gè)編碼幀包括與一個(gè)編碼的第二場(chǎng)相交織的一個(gè)編碼的第一場(chǎng)，所述設(shè)備包括-部分譯碼單元(DECp)，用于根據(jù)該編碼幀產(chǎn)生具有低于第一分辨率的第二分辨率的第一剩余誤差場(chǎng)和具有低于第一分辨率的第三分辨率的第二剩余誤差場(chǎng)；-第一預(yù)測(cè)單元(PRED1)，用于根據(jù)該第一剩余誤差場(chǎng)、一個(gè)第一參考場(chǎng)(Fix1)和一個(gè)第二參考場(chǎng)(Fix2)而產(chǎn)生第一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償場(chǎng)；-第一加法器，用于組合該第一剩余誤差場(chǎng)與該第一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償場(chǎng)，以便得到下一個(gè)第一參考場(chǎng)(Fiy1)；-第二預(yù)測(cè)單元(PRED2)，用于根據(jù)該第二剩余誤差場(chǎng)、該第一參考場(chǎng)和該第二參考場(chǎng)而產(chǎn)生第二運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償場(chǎng)；-第二加法器，用于組合該第二剩余誤差場(chǎng)與該第二運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償場(chǎng)，以便得到下一個(gè)第二參考場(chǎng)(Fiy2)，該下一個(gè)第二參考場(chǎng)相應(yīng)于一個(gè)輸出幀。
2.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中編碼幀被劃分成多個(gè)編碼數(shù)據(jù)塊以及其中部分譯碼單元(DECp)串聯(lián)地包括-熵譯碼單元(VLDp)，用于從具有第一分辨率的一個(gè)編碼數(shù)據(jù)塊產(chǎn)生具有第二或第三分辨率的變換系數(shù)的塊；-逆量化譯碼單元(IQp)，用于從量化的變換系數(shù)的塊產(chǎn)生具有第二或第三分辨率的變換系數(shù)的塊；和-反變換單元(ITp)，用于從該變換系數(shù)的塊產(chǎn)生具有第二或第三分辨率的譯碼的系數(shù)的塊。
3.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中第二分辨率等于第三分辨率。
4.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中取決于在所述設(shè)備上可得到的資源，第二分辨率是可變的。
5.一種包括如權(quán)利要求1中要求的設(shè)備和用來顯示該組輸出幀的屏幕的便攜式設(shè)備。
6.一種用于譯碼具有第一分辨率(SD)的一組編碼幀以產(chǎn)生具有較低分辨率(QCIF)的一組輸出幀的方法，一個(gè)編碼幀包括與一個(gè)編碼的第二場(chǎng)相交織的一個(gè)編碼的第一場(chǎng)，所述方法包括以下步驟-根據(jù)該編碼幀產(chǎn)生具有低于第一分辨率的第二分辨率的第一剩余誤差場(chǎng)；-根據(jù)該編碼幀產(chǎn)生具有低于第一分辨率的第三分辨率的第二剩余誤差場(chǎng)；-根據(jù)該第一剩余誤差場(chǎng)、一個(gè)第一參考場(chǎng)(Fix1)和一個(gè)第二參考場(chǎng)(Fix2)而產(chǎn)生第一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償場(chǎng)；-組合該第一剩余誤差場(chǎng)與該第一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償場(chǎng)，以便得到下一個(gè)第一參考場(chǎng)(Fiy1)；-根據(jù)該第二剩余誤差場(chǎng)、該第一參考場(chǎng)和該第二參考場(chǎng)而產(chǎn)生第二運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償場(chǎng)；-組合該第二剩余誤差場(chǎng)與該第二運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償場(chǎng)，以便得到下一個(gè)第二參考場(chǎng)(Fiy2)，該下一個(gè)第二參考場(chǎng)相應(yīng)于一個(gè)輸出幀。
7.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括用于當(dāng)由處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如在權(quán)利要求6中要求的方法的程序指令。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于譯碼具有第一分辨率(SD)的一組編碼幀以產(chǎn)生具有較低分辨率(QCIF)的一組輸出幀的方法和設(shè)備。所述設(shè)備包括部分譯碼單元(DECp)，用于根據(jù)該編碼幀產(chǎn)生具有低于第一分辨率的第二分辨率的第一剩余誤差場(chǎng)和具有低于第一分辨率的第三分辨率的第二剩余誤差場(chǎng)；第一預(yù)測(cè)單元(PRED1)，用于根據(jù)該第一剩余誤差場(chǎng)、一個(gè)第一參考場(chǎng)(Fix1)和一個(gè)第二參考場(chǎng)(Fix2)來產(chǎn)生第一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償場(chǎng)；第一加法器，用于組合該第一剩余誤差場(chǎng)與該第一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償場(chǎng)，以便得到下一個(gè)第一參考場(chǎng)(Fiy1)；第二預(yù)測(cè)單元(PRED2)，用于根據(jù)該第二剩余誤差場(chǎng)、該第一參考場(chǎng)和該第二參考場(chǎng)來產(chǎn)生第二運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償場(chǎng)；第二加法器，用于組合該第二剩余誤差場(chǎng)與該第二運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償場(chǎng)，以便得到下一個(gè)第二參考場(chǎng)(Fiy2)，該下一個(gè)第二參考場(chǎng)相應(yīng)于一個(gè)輸出幀。
文檔編號(hào)H04N5/44GK1954613SQ200580015148
公開日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2005年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月14日
發(fā)明者A·布爾熱, F·格羅利耶, Y·勒馬蓋 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司