專利名稱：利用基于特征點的運動估算編碼視頻信號的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于編碼視頻信號的裝置；更具體地，涉及一種通過利用基于特征點的運動估算可有效地編碼視頻信號的裝置。
眾所周知，數(shù)字視頻信號的傳輸可獲得比模擬信號傳輸質(zhì)量高得多的視頻圖象。當包括一序列圖象“幀”的圖象信號以數(shù)字形式表示時，將生成大量要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，特別是在高清晰度電視系統(tǒng)的情況中。然而，一常規(guī)傳輸信道的可用頻帶寬度是有限的，因此，為了通過其發(fā)送大量的數(shù)字數(shù)據(jù)，必須壓縮或減少傳輸數(shù)據(jù)的量。在各種視頻壓縮技術(shù)中，將時間及空間壓縮技術(shù)與統(tǒng)計編碼技術(shù)相結(jié)合的所謂的混合編碼技術(shù)是所知最為有效的。
大多數(shù)混合編碼技術(shù)采用運動補償DPCM(差分脈沖碼調(diào)制)，二維PCT(離散余弦變換)，DCT系數(shù)的量化及VLC(可變長度編碼)。運動補償DPCM是對一當前幀和一先前幀之間的目標的運動進行估算，并根據(jù)目標的運動流預(yù)測當前幀以產(chǎn)生一個代表當前幀及其預(yù)測之間的差的差分信號的過程。
二維DCT減少或去除諸如運動補償?shù)腄PCM數(shù)據(jù)的圖象數(shù)據(jù)間的空間冗余，將一例如為8×8象素塊的數(shù)字圖象數(shù)據(jù)塊變換成一組變換系數(shù)數(shù)據(jù)。這種技術(shù)在例如Chen和Pratt的“場景自適應(yīng)編碼器”，IEEE Transactions on Communications，COM-32，NO.3，(1984年3月)中被描述。通過用量化器，折線掃描及VLC對這些變換系數(shù)數(shù)據(jù)的處理，待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量可被有效地壓縮。
特別地，在運動補償DPCM中，基于對當前幀及先前幀間的運動的估算，當前幀數(shù)據(jù)自相應(yīng)的先前幀被預(yù)測。該被估算的運動可用表示先前幀及當前幀間的象素的位移的二維運動矢量描述。
已有兩種基本方法估算目標象素的位移。通常，它們可被分為兩種類型一種是逐塊估算，另一種是逐象素的方法。
在逐塊的運動估算中，將一當前幀中的一塊與其先前幀中的各塊進行比較直至確定最佳匹配。自此，可以為正在傳輸?shù)漠斍皫浪阏麄€塊的幀間位移矢量(代表該象素塊已在幀間移動了多少)。然而，在逐塊的運動估算中，可能在運動補償過程中在塊的邊緣產(chǎn)生效應(yīng)；如果塊中所有象素不以相同的方式移動，可導(dǎo)致差的估算，從而降低了整體圖象質(zhì)量。
在另一方面，使用逐象素的方法，可確定用于每個象素的位移。這種技術(shù)可取得象素值的更精確的估算并能容易地處理標度改變(例如變焦、垂直于圖象平面的運動)。然而，在逐象素的方法中，由于是確定每個象素的運動矢量，因此幾乎不可能將所有的運動矢量數(shù)據(jù)傳輸給一接收機。
引入的用于改善涉及由逐象素方法導(dǎo)致的剩余或多余的傳輸數(shù)據(jù)的問題的一種技術(shù)是基于特征點的運動估算方法。
在該基于特征點的運動估算技術(shù)中，用于一組被選擇的象素，即特征點的運動矢量被傳輸給一接收機，其中特征點被定義為能夠代表一個目標的運動的一先前幀或一當前幀的象素，以使在接收機中當前幀的象素的運動矢量可從特征點的運動矢量還原或近似出來。在序列號為08/367,520，題目為“利用逐象素運動估算編碼視頻信號的方法和裝置”的共有未決的美國專利申請中公開的采用基于特征點的運動估算的編碼器中，首先采用網(wǎng)格和/或邊界檢測技術(shù)從包含在先前幀中的全部象素中選擇一些特征點。接著，確定這些被選擇的特征點的運動矢量，其中各運動矢量表示先前幀中一特征點與相應(yīng)的匹配點，即當前幀中一最相似的象素之間的空間位移。具體地，在當前幀內(nèi)一搜索區(qū)中搜索各特征點的匹配點，其中該搜索區(qū)被定義為包括有相應(yīng)特征點的位置的一預(yù)定面積的區(qū)域。
雖然通過使用上述的基于特征點的運動估算技術(shù)可能顯著地減少待傳輸數(shù)據(jù)的量，但是在使用網(wǎng)格或/和邊界技術(shù)的情況下，仍要不僅從移動目標而且從沒有運動的固定目標選擇大量的特征點。這么大量的特征點可能要求相當復(fù)雜的電路以支持上述的編碼方法，或還要在該用于檢測運動矢量的電路上施加高水平的計算的負擔。并且，可能要求進一步減少待傳輸數(shù)據(jù)的量以成功地實現(xiàn)具有例如64kb/s傳輸信道帶寬的一低比特率編碼解碼器系統(tǒng)。
因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種改進的用于一低比特率視頻編碼系統(tǒng)的視頻信號編碼裝置，通過利用基于特征點的運動估算對一組自一視頻信號中包圍一運動目標的區(qū)域被選擇的運動矢量進行估算，能夠有效地編碼視頻信號。
根據(jù)本發(fā)明，提供有在一運動補償視頻信號編碼器中使用的，用于基于一數(shù)字視頻信號的當前幀和先前幀確定一預(yù)測的當前幀的裝置，包括有用于基于當前幀與先前幀間的差自先前幀檢測一包圍一運動目標的處理區(qū)域以生成表示該經(jīng)檢測的處理區(qū)域的區(qū)域信息的區(qū)域檢測單元；用于基于該區(qū)域信息自包含在該經(jīng)檢測的處理區(qū)域內(nèi)的象素中選擇一些象素作為特征點的特征點選擇單元；用于檢測在當前幀與先前幀之間的第一組運動矢量的第一運動矢量檢測單元，第一組運動矢量的各運動矢量代表用于各被選擇的象素的運動矢量；用于通過使用所述第一組運動矢量產(chǎn)生包含在當前幀中的所有象素的第二組運動矢量的第二運動矢量檢測單元；及用于指定先前幀中各象素的值為當前幀中所述的一象素的值從而確定該預(yù)測的當前幀的運動補償單元，該各象素通過第二組運動矢量中的一個運動矢量對應(yīng)于當前幀中的一個象素。
通過以下結(jié)合附圖對優(yōu)選實施例的描述，本發(fā)明的上述及其它目的和特征將變得明顯。附圖中

圖1提供了根據(jù)本發(fā)明的具有一當前幀預(yù)測單元的圖象信號編碼裝置；圖2示出了圖1中的當前幀預(yù)測單元的詳細方框圖；圖3表示了具有一運動目標的兩重疊的示例性幀；圖4A及4B例示了兩種類型的網(wǎng)格以選擇特征點；圖5A及5B描述了用于通過使用網(wǎng)格和目標的邊界選擇特征點的技術(shù)；圖6A及6B說明了根據(jù)本發(fā)明是如何檢測當前幀的運動矢量的；圖7給出了圖2的處理區(qū)域檢測單元的詳細方框圖；及圖8表示基于圖3中的兩幀間的差的一塊代表性值的陣列。
參照圖1，示有一用于壓縮數(shù)字視頻信號的編碼裝置，根據(jù)本發(fā)明其采用一當前幀預(yù)測單元150。如圖所示，當前幀數(shù)據(jù)作為一輸入數(shù)字視頻信號被饋送給一第一幀存儲器100，該第一幀存儲器100存儲該輸入的數(shù)字視頻信號。該輸入數(shù)字視頻信號也通過線L10被耦合至當前幀預(yù)測單元150。實際上，該輸入數(shù)字視頻信號在逐塊的基礎(chǔ)上自第一幀存儲器100被讀取并通過線L11提供給一減法器102。該輸入數(shù)字視頻信號的塊大小典型地處于8×8象素與32×32象素之間的范圍內(nèi)。
本發(fā)明的當前幀預(yù)測單元150最初用于通過采用基于特征點的運動估算確定一組特征點的一組運動矢量，該基于特征點的運動估算將在以后參照圖2和圖3進行描述，其中在一重構(gòu)的先前幀的一處理區(qū)內(nèi)選擇這些特征點。在通過利用自第一幀存儲器100取出在線L10上的一當前幀信號及取自第二幀存儲器124在線L12上的一先前幀信號確定了用于全部特征點的運動矢量后，這些運動矢量被用于在逐象素的基礎(chǔ)上預(yù)測當前幀以生成一預(yù)測的當前幀信號到線L30上。這些運動矢量和表示該區(qū)域位置的區(qū)域信息也通過線L20被耦合至一熵編碼器107。
在減法器102，從線L11上的當前幀信號中減去線L30上的預(yù)測的當前幀信號，且其結(jié)果數(shù)據(jù)，即表示差分象素值的一誤差信號被傳送給一圖象信號編碼器105。在圖象信號編碼器105，例如，通過采用一DCT和任何已知的量化方法，該誤差信號被編碼成一組量化的變換系數(shù)。然后，該量化的變換系數(shù)被傳送給一熵編碼器107和一圖象信號解碼器113。
在熵編碼器107，來自圖象信號編碼器105的量化的變換系數(shù)、運動矢量及區(qū)域信息通用采用例如一已知的可變長度編碼技術(shù)被一起編碼；并傳送給一發(fā)射機(未示出)被發(fā)送。同時，圖象信號解碼器113通過采用一逆量化及一逆離散余弦變換將該來自圖象信號編碼器105的量化的變換系數(shù)轉(zhuǎn)換回為一重構(gòu)的誤差信號。該來自圖象信號解碼器113的重構(gòu)的誤差信號及來自當前幀預(yù)測單元150在線L30上的預(yù)測的當前幀信號在加法器15被組合，從而提供一重構(gòu)的幀信號，以作為一先前幀信號被存儲在第二幀存儲器124中。
參照圖2，詳細地例示了圖1中所示的當前幀預(yù)測單元150。該當前幀預(yù)測單元150被提供有一處理區(qū)域檢測單元210、一特征點選擇單元230、一特征點運動矢量搜索單元240、一當前幀運動矢量檢測單元250及一運動補償單元260。
來自第一幀存儲器100在線L10上的當前幀信號和來自第二幀存儲器124在線L12上的先前幀信號被輸入給處理區(qū)域檢測單元210。該處理區(qū)域檢測單元210用于通過利用當前幀信號與先前幀信號之間的差檢測具有一運動目標的處理區(qū)域。參照圖3，示有兩重疊的示范的幀300(即，當前幀和先前幀)，各幀有5×7的圖象塊。各圖象塊包括有多個象素，例如16×16個象素。假設(shè)這些重疊的幀包括有四個目標，例如，三個固定目標310至330和一移動目標340，且兩幀間的差出現(xiàn)在包括有多個包圍著移動目標340的圖象塊的區(qū)域350內(nèi)，該區(qū)域350將被視為處理區(qū)。在檢測完處理區(qū)域350后，處理區(qū)域檢測單元210基于包圍或圍繞著移動目標340的圖象塊的位置數(shù)據(jù)生成代表選擇的處理區(qū)域的區(qū)域信息。該區(qū)域信息然后被傳送給特征點選擇單元230、當前幀運動矢量檢測單元250和熵編碼器107。
在特征點選擇單元230，通過利用來自處理區(qū)域檢測單元210的區(qū)域信息和來自第二幀存儲器124的先前幀信號，在包含于先前幀信號的處理區(qū)域內(nèi)的象素中選擇一些特征點，這些特征點被定義為能夠表示幀中一目標的運動的象素。在本發(fā)明的一優(yōu)選實施例中，通過采用一不同類型的網(wǎng)格，例如分別在圖4A和4B中所示的矩形網(wǎng)格或重疊的六角形網(wǎng)格的已知的網(wǎng)格技術(shù)確定這些特征點。如圖4A及4B中所示，這些特征點位于網(wǎng)格的節(jié)點上。在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例中，如圖5A及5B中所示，一邊界檢測技術(shù)與上述的網(wǎng)格技術(shù)被一起采用。在該方案中，網(wǎng)格與目標邊界的交叉點被選為特征點。這些來自特征點選擇單元230的被選擇的特征點被輸入給特征點運動矢量搜索單元240。特征點選擇單元230也用于基于區(qū)域信息生成特征點的位置數(shù)據(jù)，該位置數(shù)據(jù)也被傳送給特征點運動矢量搜索單元240及當前幀運動矢量檢測單元250。
在特征點運動矢量搜索單元240，基于線L10上的當前幀信號及線L12上的先前幀信號，被選擇的特征點的第一組運動矢量被檢測，第一組中的各運動矢量表示先前幀中一特征點和當前幀中與其最相似的一象素之間的空間位移。有許多處理算法可用于在逐象素的基礎(chǔ)上檢測這些運動矢量。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，使用有一種塊匹配算法即，當在其中心有一特征點的先前幀的一特征點塊經(jīng)線L12自圖1中所示的第二幀存儲器124中被取出時。然后，通過在特征點塊和包括在自圖1所示的第一幀存儲器100取出的當前幀的一通常較大的P×Q，例如10×10個象素的搜索區(qū)內(nèi)的多個大小相等的候選塊的各塊之間使用一誤差函數(shù)，例如MAE(平均絕對誤差)或MSE(均方誤差)完成一相似性計算后，確定特征點塊的運動矢量，其中該運動矢量是特征點塊與產(chǎn)生一最小誤差函數(shù)的候選塊之間的位移。該被確定的運動矢量然后被設(shè)定為特征點的運動矢量。這些特征點的運動矢量被作為第一組運動矢量通過線L20，提供給圖1中所示的當前幀運動矢量檢測單元250及熵編碼器107。
在當前幀運動矢量檢測單元250，通過利用來自特征點運動矢量搜索塊240的第一組運動矢量、來自特征點選擇單元230的特征點的位置數(shù)據(jù)及來自處理區(qū)檢測單元210的區(qū)域信息確定包含在當前幀中的所有象素的第二組運動矢量。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，通過使用一已知的仿射變換確定該第二組運動矢量。為了確定第二組運動矢量，首先確定準特征點，其中這些準特征點表示自包含在先前幀的處理區(qū)域中的特征點移過第一組運動矢量的當前幀的象素。在確定完準特征點(QP’s)后，通過連接例如如圖6A中所示，三個相鄰的準特征點確定多個非重疊的多邊形，例如，三角形。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，通過從最高級的一準特征點開始在一準特征點和與其最相近的準特征點之間加上一條新的線段而自一組任意分布的準特征點形成唯一的三角形。例如，如圖6A中所示，如果例如QP1至QP7的七個準特征點被隨機分布在一6×5象素的當前幀的一矩形處理區(qū)域內(nèi)，這些準特征點的線段的形成是以QP1至QP7的順序進行的，其中括號內(nèi)的數(shù)字表示自該矩形處理區(qū)域的原點，例如左上角象素P1起所量的一準特征點的X及Y座標。也就是，以其Y值的遞升次序給予這些準特征點優(yōu)先級。如果一個以上的準特征點具有相同的Y值，則以其X值的遞升次序給予這些準特征點優(yōu)先級。
具體地，對于圖6A中例示的該組特征點，首先選擇用于Q1的一線段QP1QP4，隨后選擇用于QP2的一線段QP2QP3，由QP2QP3已被選擇，所以確定QP3QP4為用于QP3的一線段。次優(yōu)先級的準特征點，即QP4有兩個最相近的準特征點，即QP5和QP6。在這種情況下，因為QP5具有一更高的優(yōu)先級，所以選擇QP4QP5。類似地，依次確定用于QP5、QP6和QP7的線段QP5QP6、P6QP4和QP7QP3。這些處理被重復(fù)直至在新增加的線段與任何先前選擇的線段不重疊或不交叉的情況下形成所有的線段。
然后，通過使用一仿射變換技術(shù)計算第二組運動矢量。如在現(xiàn)有技術(shù)中所熟知的，一運動目標的任意順序的旋轉(zhuǎn)、平移及比例變化可由仿射變換來表示。
假設(shè)，圖6B中所示，當前幀中的三個象素A、B和C被確定為與其各自在先前幀中的特征點A’、B’和C’對應(yīng)的準特征點。當前幀的一三角形ABC中的象素可通過下式定義的仿射變換與先前幀的三角形A’B’C’中的那些象素相關(guān)聯(lián)x′y′=abcdxy+ef]]>式(1)其中(X，Y)表示當前幀內(nèi)一象素的X和Y座標且(X’，Y’)表示先前幀中的預(yù)測位置的座標；及a至f為仿射變換系數(shù)。
通過解自三組相關(guān)的特征點及準特征點，即A’-A，B’-B和C’-C得到的六個線性方程式計算出該六個仿射變換系數(shù)。一旦得知這些仿射變換系數(shù)，在三角形ABC中的各保留的象素過利用式(1)可被變換到三角形A’B’C’中的位置上。以這種方式，在當前幀內(nèi)各三角形中的象素可自先前幀的那些象素被預(yù)測。兩鄰接三角形的邊界上的象素，例如圖6A中所示的P1可自這兩個三角形中的任一個被預(yù)測。
然后，當前幀中各象素P(x，y)的運動矢量自象素P及其預(yù)測P’(x’，y’)之間的位移被確定如下Mx＝x’－x式(2)My＝y(tǒng)’-y其中Mx和My分別是象素P的運動矢量的x和y分量。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，位于當前幀中處理區(qū)域之外的象素的運動矢量被設(shè)定為零。
參照圖2，自當前幀運動矢量檢測單元250提供給運動補償單元260的是當前幀的象素的第二組運動矢量。
運動補償單元260通過使用第二組內(nèi)包含的各運動矢量自圖1中所示的第二幀存儲器取出待包含在一預(yù)測的當前幀中的各象素值，從而提供預(yù)測的當前幀信號經(jīng)過線L30給圖1所示的減法器102及加法器115。如果一運動矢量的兩分量，即Mx和My不是整數(shù)，該預(yù)測的象素值可通過內(nèi)插與由該運動矢量指定的位置相鄰的象素的象素值而得到。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例中，自式(1)得到的預(yù)測的位置可不靠第二組運動矢量而直接自當前幀運動矢量檢測單元250提供給運動補償單元260。位于當前幀中處理區(qū)域外側(cè)的象素的預(yù)測的位置被設(shè)定為具有與位于先前幀的處理區(qū)域外側(cè)的各象素相同的位置。運動補償單元260然后自第二幀存儲器124取出與這些預(yù)測的位置對應(yīng)的象素值，從而提供預(yù)測的當前幀信號到線L30。
參照圖7，例示有根據(jù)本發(fā)明的在圖2中所說明的處理區(qū)檢測單元210的方框圖。來自第一幀存儲器100的當前幀信號和來自第二幀存儲器124的先前幀信號都被饋送給一減法器700。
減法器700于在逐象素的基礎(chǔ)上計算當前幀信號的象素值與對應(yīng)的先前幀信號的象素值之間的差(圖3中所示的A)。該結(jié)果數(shù)據(jù)，即一幀差信號自減法器700被提供給一絕對值化電路710。該絕對值化電路710將包括在幀差信號中的各象素差值轉(zhuǎn)換成其絕對值。然后，一絕對值化的幀差信號被供給一第一比較器720，后者將該絕對值化的幀差信號的各絕對值化的象素差值與一預(yù)定的閾值TH1進行比較。然后，該絕對值化的幀差信號被轉(zhuǎn)換為具有兩種類型的數(shù)據(jù)，例如“1”或“0”。也就是，如果各絕對值化的象素差值小于TH1，該絕對值化的象素差值被設(shè)定為“0”，否則，該絕對值化的象素差值被設(shè)定為“1”，該經(jīng)轉(zhuǎn)換的幀差信號在逐塊的基礎(chǔ)上自第一比較器720被饋送給一開關(guān)SW1的端子1。
在開關(guān)SW1，端子1被連接至一端子3，端子3使第一比較器720與第三幀存儲器730相連直至該第三幀存儲器730被完全填充該經(jīng)轉(zhuǎn)換的幀差信號，其中該開關(guān)SW1由來自一控制器(未示出)的控制信號CS1控制。如果該第三幀存儲器730被填充，開關(guān)SW1的端子1被與端子3分離，且端子2然后被耦合至端子3。同時，一控制信號CS2被提供給一開關(guān)SW2且開關(guān)SW2的一端子4被連接到端子6，后者使第三幀存儲器730連至一噪聲降低單元740。存儲在第三幀存儲器730中的經(jīng)轉(zhuǎn)換的幀差信號通過端子4和6被饋送至噪聲降低單元740。
在噪聲降低單元740，檢測并去除可能包含在經(jīng)轉(zhuǎn)換的幀差信號中的點噪聲(Spot noise)。通過將象素的差值與相鄰象素的平均或中值的差值進行比較可容易地檢測這些點噪聲。然而，因為經(jīng)轉(zhuǎn)換的幀差信號的各象素差值由兩種類型的數(shù)據(jù)，即“0”和“1”表示，用于點噪聲的檢測，噪聲降低單元740采用一已知的開窗的方法，即，噪聲降低單元740在一適當選擇的包括待在其中心被處理的目標象素差值“1”的窗口內(nèi)計數(shù)象素差值“1”，然后將計數(shù)數(shù)字與一預(yù)定的數(shù)字TH2進行比較，如果計數(shù)數(shù)字小于該預(yù)定數(shù)字TH2，該目標象素差值被確定為點噪聲且通過使用經(jīng)端子2和3的一變更操作將“0”指定給目標象素差值，否則，該目標象素差值將不被改變。
當目標象素差值被更新時，控制器(未示出生成)控制信號CS2用于控制開關(guān)SW2。即，在開關(guān)SW2，端子4與5相連且來自第三幀存儲器730的噪聲被降低的幀差信號被傳送給一計數(shù)器750。
在計數(shù)器750，對包含在各圖象塊中的象素差值“1”進行計數(shù)。然后，包含在各圖象塊中的象素差值“1”的計數(shù)數(shù)字被順序地饋送給一第二比較器760。在第二比較器760，將象素差值“1”的計數(shù)數(shù)字與一預(yù)定的數(shù)字TH3進行比較。如果該計數(shù)數(shù)字大于該預(yù)定的數(shù)字TH3，“1”被指定為該圖象塊的塊代表性值。否則，“0”被指定為該圖象塊的塊代表性值。
參照圖8，說明有一基于圖3中所示的兩幀間差的塊代表性值的陣列。如圖所示，“1”被指定給包含在處理區(qū)域內(nèi)的圖象塊且“0”被指定給位于處理區(qū)域外側(cè)的其它塊。該陣列的塊代表性值被順序地掃描為區(qū)域信息，后者被饋送給圖2中所示的特征點選擇單元230和圖1中所示的熵編碼器107。
自上述可以看出，由于運動矢量檢測器通過利用當前幀與先前幀間的差，最初檢測包圍一移動目標的處理區(qū)域，本發(fā)明的編碼器可得到自該處理區(qū)域選擇的有限數(shù)量的特征點的運動矢量，從而減少了計算負擔和待傳輸?shù)倪\動矢量的量，從而提高了編碼效率。
雖然本發(fā)明已對一些實施例進行了展示和描述，在不脫離由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的前提下，做出各種修改和變型對于本專利業(yè)的技術(shù)人員來說是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種在運動補償視頻信號編碼器中使用的，用于基于數(shù)字視頻信號的當前幀和先前幀確定一預(yù)測的當前幀的裝置，包括用于基于當前幀與先前幀的差自先前幀檢測一包圍一運動目標的處理區(qū)域以生成代表該被檢測的處理區(qū)域的區(qū)域信息的區(qū)域檢測裝置；用于基于該區(qū)域信息自包含在該被檢測的處理區(qū)域的象素中選擇一些象素作為特征點的特征點選擇裝置；用于檢測在當前幀與先前幀之間的第一組運動矢量的第一運動矢量檢測裝置，第一組運動矢量的各運動矢量代表各特征點的運動矢量；用于通過使用所述第一組運動矢量產(chǎn)生包含在當前幀中的所有象素的第二組運動矢量的第二運動矢量檢測裝置；及用于指定先前幀中各象素的值為當前幀中所述的一象素的值，從而確定該預(yù)測的當前幀的運動補償裝置，所述各象素通過第二組運動矢量中的一運動矢量對應(yīng)于當前幀中的一象素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述區(qū)域檢測裝置包括用于在逐象素的基礎(chǔ)上計算當前幀與先前幀間的差以生成一幀差信號的裝置，其中該幀差信號包括N×M個塊，各塊有P×Q個象素差值，并且N、M、P和Q為正整數(shù)；用于絕對值化該幀差信號以生成一絕對值化的幀差信號的裝置；用于將該絕對值化的幀差信號與一預(yù)定的值進行比較以將該絕對值化的幀差信號轉(zhuǎn)換為一經(jīng)轉(zhuǎn)換的幀差信號的裝置，其中，當該絕對值化的幀差信號的一象素差值小于該預(yù)定的值時，“0”被指定為該象素差值，否則，“1”被指定為該象素差值；用于對包含在該經(jīng)轉(zhuǎn)換的幀差信號的各塊中的“1”的數(shù)字進行計數(shù)的裝置；用于將各塊的計數(shù)數(shù)字與一預(yù)定的數(shù)字進行比較以生成具有順序配置的N×M個塊代表性值的區(qū)域信息的裝置，其中，當一塊的計數(shù)數(shù)字小于該預(yù)定的值時，“0”被指定為該區(qū)域信息的塊代表性值，否則，“1”被指定為塊代表性值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中第二組運動矢量包域括一基于第一組運動矢量得到的當前幀的處理區(qū)中所包含的全部象素的第三組運動矢量，及被設(shè)置為由零矢量組成的位于當前幀的處理區(qū)域外側(cè)的象素的第四組運動矢量。
4.一種在一視頻信號編碼器中使用的用于降低數(shù)字視頻信號的傳輸速率的編碼裝置，所述數(shù)字視頻信號有包括當前幀及先前幀的多個幀，該裝置包括用于存儲該數(shù)字視頻信號的先前幀的存儲裝置；用于基于當前幀與先前幀間的差自先前幀檢測包圍一移動目標的處理區(qū)域以生成代表該被檢測的處理區(qū)域的區(qū)域信息的區(qū)域檢測裝置；用于基于該區(qū)域信息自包含在該被檢測的處理區(qū)域中的象素內(nèi)選擇一些象素為特征點的特征點選擇裝置；用于檢測當前幀與先前幀間第一組運動矢量的第一運動矢量檢測裝置，該第一組運動矢量的各運動矢量代表各被選擇的象素的運動；用于通過使用第一組運動矢量產(chǎn)生當前幀中所包含的全部象素的第二組運動矢量的第二運動矢量檢測裝置；用于指定先前幀中各象素的值為當前幀中所述一個象素的值，從而確定預(yù)測的當前幀的運動補償裝置，所述各象素通過第二組運動矢量的一運動矢量對應(yīng)于當前幀中一個象素；用于通過在逐象素的基礎(chǔ)上從當前幀中減去該預(yù)測的當前幀而生成一第一幀差信號的裝置；用于通過使用離散余弦變換和量化電路編碼該第一幀差信號的裝置；用于解碼該經(jīng)編碼的差分象素值，從而提供一重構(gòu)的幀差信號的裝置；用于通過將該重構(gòu)的幀差信號與該預(yù)測的當前幀信號組合而提供一重構(gòu)的當前幀信號作為先前幀信號的裝置；及用于統(tǒng)計地編碼該第一幀差信號、第一組運動矢量和區(qū)域信息的裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述區(qū)域檢測裝置包括用于在逐象素的基礎(chǔ)上計算當前幀與先前幀間的差以生成一第二幀差信號的裝置，其中該第二幀差信號包括N×M個塊，各塊有P×Q個象素差值，且N、M、P和Q為正整數(shù)；用于絕對值化該第二幀差信號以生成一絕對值化的幀差信號的裝置；用于將該絕對值化的幀差信號與一預(yù)定值進行比較以將該絕對值化的幀差信號轉(zhuǎn)換成一經(jīng)轉(zhuǎn)換的幀差信號的裝置，其中，當該絕對值化的幀差信號的一象素差值小于該預(yù)定值時，“0”被指定為該象素差值，否則，“1”被指定為該象素差值；用于對該經(jīng)轉(zhuǎn)換的幀差信號的各塊中的所包含的“1”的數(shù)字進行計數(shù)的裝置；用于將各塊的計數(shù)數(shù)字與一預(yù)定的數(shù)字進行比較以生成具有順序地配置的N×M個塊代表性值的區(qū)域信息的裝置，其中，當一塊的計數(shù)數(shù)字小于該預(yù)定的值時，“0”被指定為該區(qū)域信息的一塊代表性值，否則，“1”被指定該塊代表性值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中第二組運動矢量包括基于第一組運動矢量而得到的當前幀的處理區(qū)域中所包含的全部象素的一第三組運動矢量，和被設(shè)置為由零矢量組成的位于當前幀的處理區(qū)域外側(cè)的象素的一第四組運動矢量。
全文摘要
一運動補償視頻信號編碼器有一基于數(shù)字視頻信號的當前幀及先前幀確定一預(yù)測的當前幀的電路。該電路包括一用于基于當前幀與先前幀間的差自先前幀檢測包圍一移動目標的一處理區(qū)域以生成代表該經(jīng)檢測的處理區(qū)域的區(qū)域檢測電路。基于該區(qū)域信息自該經(jīng)檢測的處理區(qū)中所包含的象素內(nèi)選擇一些象素為特征點。檢測當前幀與先前幀間的第一組運動矢量。該第一組運動矢量被用于預(yù)測該預(yù)測的當前幀并作為該視頻信號的一組運動矢量與區(qū)信息一起被傳送。
文檔編號H04N7/32GK1135146SQ9511822
公開日1996年11月6日 申請日期1995年10月24日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月29日
發(fā)明者李敏燮 申請人:大宇電子株式會社