專(zhuān)利名稱(chēng)：視頻編碼設(shè)備和視頻編碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種一見(jiàn)頻編碼設(shè)備和一見(jiàn)頻編碼方法，并且具體 地，涉及一種適合用于存儲(chǔ)并再現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的記錄和再現(xiàn)設(shè)備 以及攝像設(shè)備的技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的進(jìn)步使得能夠?qū)θ邕\(yùn)動(dòng)圖像、 靜止圖像和音頻等大量數(shù)字信息進(jìn)行高效編碼，將它們存儲(chǔ)在 小的存儲(chǔ)介質(zhì)中，并通過(guò)通信介質(zhì)來(lái)進(jìn)行發(fā)送。應(yīng)用這種技術(shù)， 與使得能夠?qū)㈦娨晱V播和攝像機(jī)的視頻轉(zhuǎn)換成壓縮數(shù)據(jù)(比特 流)的視頻編碼設(shè)備有關(guān)的研發(fā)正在進(jìn)行中。在各種運(yùn)動(dòng)圖像的
視頻編碼方法中，H.264(還稱(chēng)為MPEG4第10部分/AVC)格外備
受矚目。
對(duì)于H.264,采用了稱(chēng)為基于上下文的自適應(yīng)二進(jìn)制算術(shù)編 碼(下文中稱(chēng)為CABAC)的算術(shù)編碼和稱(chēng)為基于上下文的自適
專(zhuān)注于上述的CABAC和CAVLC，提出了 JP畫(huà)A-2004-135251 作為現(xiàn)有例子。根據(jù)在JP-A-2004-135251中說(shuō)明的"圖像信息編 碼方法和圖像信息解碼方法"，所公開(kāi)的發(fā)明意圖限制對(duì) CABAC的輸入和輸出數(shù)據(jù)量并確保解碼器的處理時(shí)間。
具體地，JP-A-2004-135251的發(fā)明特別包括輸入至CABAC 編碼器的二值數(shù)據(jù)的數(shù)量的計(jì)數(shù)器和要輸出的比特?cái)?shù)據(jù)的數(shù)量 的計(jì)數(shù)器。并且，公開(kāi)了如下結(jié)構(gòu)在這些計(jì)數(shù)器的任一個(gè)恰 好超過(guò)預(yù)設(shè)閾值的情況下，限制監(jiān)視器輸出表示編碼數(shù)據(jù)無(wú)效 的信號(hào)以執(zhí)行再編碼處理。
5圖5是示出傳統(tǒng)的視頻編碼設(shè)備900的結(jié)構(gòu)例子的框圖。圖5 包括視頻輸入單元901、轉(zhuǎn)換單元902、量化單元903、熵編碼單 元(entropy coding unit)904、流輸出單元905、數(shù)據(jù)量檢觀(guān)'J單元 906和量化控制單元907 。
將從視頻輸入單元9 01輸入的圖像It據(jù)分割成每個(gè)沿垂直 方向和水平方向均包括16個(gè)像素的圖像塊，并且由轉(zhuǎn)換單元902 以圖像塊為單位將其轉(zhuǎn)換成系數(shù)序列(coefficient series)。轉(zhuǎn)換 單元9 02執(zhí)行正交變換處理、運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)處理等從而降低圖像塊的 視覺(jué)冗余性(visual redundancy)。
將在轉(zhuǎn)換單元902中已經(jīng)經(jīng)過(guò)了正交變換的系數(shù)序列提供 到量化單元903,并且通過(guò)預(yù)定的量化參數(shù)對(duì)其進(jìn)行量化。根據(jù) 量化單元903中量化參數(shù)的大小，系數(shù)序列的信息量減少，并且 替代地，出現(xiàn)編碼劣化。將量化后的系數(shù)序列提供到熵編碼單 元904。
熵編碼單元9 04基于構(gòu)成系數(shù)序列的符號(hào)的出現(xiàn)頻率，將所 輸入的系數(shù)序列轉(zhuǎn)換成更高效的編碼序列，以執(zhí)行數(shù)據(jù)壓縮處 理。將通過(guò)熵編碼生成的編碼序列作為比特流從流輸出單元9 0 5 輸出。
根據(jù)量化單元903中的量化參數(shù)，比特流中的數(shù)據(jù)量和圖像 質(zhì)量呈現(xiàn)權(quán)衡關(guān)系。因此，量化參數(shù)的確定極大地影響視頻編 碼設(shè)備的性能。
另外，必須適當(dāng)?shù)貓?zhí)行該確定，從而使得所生成的比特流 的數(shù)據(jù)量滿(mǎn)足解碼時(shí)的緩沖模型。在ISO/IEC13818-2標(biāo)準(zhǔn)和 ITU-TH.264標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了緩沖模型。傳統(tǒng)設(shè)備如下執(zhí)行控制。
數(shù)據(jù)量檢測(cè)單元906檢測(cè)從熵編碼單元904輸出的數(shù)據(jù)量以 將檢測(cè)到的值提供到量化控制單元907 。量化控制單元9 07累計(jì) 目前為止各編碼畫(huà)面的生成數(shù)據(jù)量，并且計(jì)算隨后要編碼的畫(huà)面的目標(biāo)代碼量，從而滿(mǎn)足緩沖模型。
并且，在監(jiān)視構(gòu)成畫(huà)面的各圖像塊的生成代碼量時(shí)，順次
確定要提供到量化單元9 0 3的量化參數(shù)，使得從要編碼的畫(huà)面生 成的代碼量接近目標(biāo)代碼量。也就是說(shuō)，進(jìn)行這樣的處理流 每當(dāng)對(duì)單個(gè)畫(huà)面進(jìn)行編碼時(shí)，檢測(cè)乂人該畫(huà)面生成的數(shù)據(jù)量并且 反饋該檢觀(guān)'J結(jié)果以用于對(duì)后續(xù)畫(huà)面進(jìn)行編碼。
然而，在最近備受矚目的視頻編碼方法"H.264"中使用二值 化算術(shù)編碼方法(CABAC)作為熵編碼單元904導(dǎo)致這種處理變 得相當(dāng)難。
在H.264中采用"CABAC"的情況下，將圖5中的熵編碼單元 904表示為如在圖6中示出的熵編碼單元904。熵編碼單元904將 由二值化單元910和算術(shù)編碼單元911構(gòu)成。二值化單元910將由 量化單元903提供的系數(shù)序列轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制符號(hào)"0"和"1"。將二 進(jìn)制符號(hào)序列依次提供到算術(shù)編碼單元911，并將它們轉(zhuǎn)換成算 術(shù)代碼序列從而進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮。
在這種情況下，算術(shù)編碼單元911以一個(gè)二進(jìn)制符號(hào)為單位 執(zhí)行處理，因此與傳統(tǒng)的熵編碼單元所需要的處理循環(huán)相比， 將需要極多的處理循環(huán)。其原因是傳統(tǒng)的熵編碼單元以從量 化單元903提供的系數(shù)為單位執(zhí)行處理，而對(duì)于CABCA， 一個(gè) 系數(shù)對(duì)應(yīng)于多個(gè)二進(jìn)制符號(hào)。因此，需要比傳統(tǒng)情況的處理循 環(huán)多幾倍到最壞的情況下的10倍的處理循環(huán)。
對(duì)于一個(gè)畫(huà)面的熵編碼單元處理時(shí)間變得極長(zhǎng)。結(jié)果，如上所 述，；險(xiǎn)測(cè)并反々貴如上所述以一個(gè)畫(huà)面為單位進(jìn)4于熵編碼所生成 的數(shù)據(jù)的量變得幾乎難以實(shí)現(xiàn)。
考慮了 一種通過(guò)利用使用更快的處理時(shí)鐘的電路結(jié)構(gòu)來(lái)增 加處理速度以解決上述問(wèn)題的編碼設(shè)備的結(jié)構(gòu)。然而，這種結(jié)構(gòu)將不得不犧牲電路大小和電力消耗，因而產(chǎn)生了問(wèn)題。
另外，還考慮了 一種利用作為與傳統(tǒng)的熵編碼等同的編碼
方法的可變長(zhǎng)度編碼CAVLC來(lái)解決問(wèn)題的編碼設(shè)備。然而， CAVLC在編碼效率上低于CABAC，并且導(dǎo)致?lián)p害圖像質(zhì)量這種 問(wèn)題。因此，即使在上述JP-A-2004-135251中提出的"圖像信息 編碼方法和圖像信息解碼方法"的發(fā)明也不能解決上述這種問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是使得能夠提供一種能夠 在不過(guò)度增加電路大小和電力消耗的情況下提高編碼效率并且 能夠生成適當(dāng)?shù)貪M(mǎn)足緩沖模型的比特流的視頻編碼設(shè)備，以及 使得能夠提供 一 種視頻編碼方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面， 一種視頻編碼設(shè)備，其特征在于， 包括
量化單元，用于對(duì)輸入的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行量化；
二值化單元，用于將由所述量化單元量化后的視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換成二進(jìn)制符號(hào)序列；
算術(shù)編碼單元，用于對(duì)由所述二值化單元轉(zhuǎn)換得到的所述 二進(jìn)制符號(hào)序列進(jìn)行算術(shù)編碼；以及
量化控制單元，用于基于所述二值化單元的輸出來(lái)估計(jì)生 成數(shù)據(jù)量以控制量化，并根據(jù)所述算術(shù)編碼單元的輸出來(lái)檢測(cè) 實(shí)際生成數(shù)據(jù)量從而校正所估計(jì)的生成數(shù)據(jù)量。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面， 一種視頻編碼方法，包括如下步
驟
對(duì)輸入的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行量化；二值化轉(zhuǎn)換步驟，用于將量化后的視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制 符號(hào)序列；
算術(shù)編碼進(jìn)行步驟，用于對(duì)所述二進(jìn)制符號(hào)序列進(jìn)行算術(shù)
編碼；以及
控制步驟，用于進(jìn)行控制，以基于二值化的結(jié)果來(lái)估計(jì)生 成數(shù)據(jù)量從而進(jìn)行量化控制，并根據(jù)所述算術(shù)編碼的結(jié)果來(lái)檢 測(cè)實(shí)際生成數(shù)據(jù)量從而校正所估計(jì)的生成數(shù)據(jù)量。
根據(jù)下面參照附圖對(duì)典型實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的其 它特征和方面將變得明顯。


圖l是示出根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的一個(gè)方面的視頻編碼 設(shè)備的示例結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的 一 個(gè)方面的量化控制 單元的示例處理過(guò)程的流程圖。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的 一 個(gè)方面的生成數(shù)據(jù) 量的發(fā)展的圖。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的一個(gè)方面的解碼器緩
沖模型的發(fā)展的圖。
圖5是示出傳統(tǒng)的視頻編碼設(shè)備的示例結(jié)構(gòu)的框圖。 圖6是示出根據(jù)H.264的熵編碼單元的示例結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實(shí)施例方式
將參考附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例、特征和方面。 第一典型實(shí)施例
下面將參考附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的典型實(shí)施例。
圖l是示出4艮據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的一個(gè)方面的—見(jiàn)頻編碼設(shè)備100的示例結(jié)構(gòu)的框圖。圖l包括視頻輸入單元101、轉(zhuǎn)換單 元102、量化單元103、 二值化單元104、算術(shù)編碼單元105、流 輸出單元106、第一數(shù)據(jù)量4企測(cè)單元107、第二數(shù)據(jù)量檢測(cè)單元 108和量化控制單元109。
本典型實(shí)施例中的視頻編碼設(shè)備100基于H.264(AVC)規(guī)格 按下面的過(guò)程#丸行高效編碼處理。將從視頻輸入單元101輸入的 視頻數(shù)據(jù)分割成每個(gè)沿垂直方向和水平方向均包括16個(gè)像素的 圖像塊，并通過(guò)轉(zhuǎn)換單元102以圖像塊為單位將其轉(zhuǎn)換成系數(shù)序 列。轉(zhuǎn)換單元102執(zhí)行正交變換處理和運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)處理(幀內(nèi)預(yù)測(cè) 和幀間預(yù)測(cè))從而降低圖像塊中信息量的視覺(jué)冗余性。
將在轉(zhuǎn)換單元102中已經(jīng)經(jīng)過(guò)了正交變換的系數(shù)序列提供 到量化單元103。量化單元103利用從量化控制單元109提供的量 化參數(shù)對(duì)輸入的系數(shù)序列進(jìn)行量化。
根據(jù)量化單元10 3中量化參數(shù)的大小，系數(shù)序列的信息量減 少，并且替代地，出現(xiàn)編碼劣化。將量化后的系數(shù)序列提供到 二值化單元104。
二值化單元104將輸入的系數(shù)序列中的各系數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn) 制符號(hào)"0"和"1"。將包括多個(gè)二進(jìn)制符號(hào)的二進(jìn)制符號(hào)序列提 供到算術(shù)編碼單元105,將其轉(zhuǎn)換成算術(shù)代碼序列，并對(duì)其進(jìn)行 數(shù)據(jù)壓縮。
在這種情況下，二值化單元104可以根據(jù)表將各系數(shù)逐一轉(zhuǎn) 換成二進(jìn)制符號(hào)序列。因此，可以"以系數(shù)為單位"執(zhí)行這里的 處理。
另 一方面，算術(shù)編碼單元105需要對(duì)二進(jìn)制符號(hào)逐一進(jìn)行處 理("以二進(jìn)制符號(hào)為單位")。將通過(guò)算術(shù)編碼生成的代碼序列 作為比特流從流輸出單元106輸出。
根據(jù)量化單元103中的量化參數(shù)，比特流中的數(shù)據(jù)量和圖像質(zhì)量呈現(xiàn)權(quán)衡關(guān)系。因此，量化控制單元109確定量化參數(shù)的處 理極大地影響本視頻編碼設(shè)備的性能。
此外，必須適當(dāng)?shù)乜刂圃摯_定，使得所生成的比特流的數(shù) 據(jù)量滿(mǎn)足解碼時(shí)的預(yù)定緩沖模型。因此，本視頻編碼設(shè)備中的
量化控制單元10 9利用第 一 數(shù)據(jù)量檢測(cè)單元10 7和第二數(shù)據(jù)量檢 測(cè)單元108兩者來(lái)確定量化參數(shù)，并將所確定的量化參數(shù)提供給 量化單元103,從而控制量化。
首先，第 一 數(shù)據(jù)量4企測(cè)單元10 7檢測(cè)從二值化單元10 4輸出 的數(shù)據(jù)量，即二進(jìn)制符號(hào)序列的數(shù)據(jù)量，并將檢測(cè)值(第一檢測(cè) 值)提供給量化控制單元109。與二值化單元104的處理相對(duì)應(yīng) 地，以系數(shù)為單位檢測(cè)二進(jìn)制符號(hào)序列的數(shù)據(jù)量。量化控制單 元109累計(jì)目前為止以已編碼的畫(huà)面為單位所生成的二進(jìn)制符 號(hào)序列的數(shù)據(jù)量，并計(jì)算二進(jìn)制符號(hào)序列的數(shù)據(jù)量，以提供隨 后要編碼的畫(huà)面的目標(biāo)值，從而滿(mǎn)足緩沖模型。
并且，在量化控制單元10 9監(jiān)視以構(gòu)成畫(huà)面的圖像塊為單位 的生成代碼量時(shí)，順次確定量化參數(shù)以將該量化參數(shù)提供給量 化單元10 3,從而使從待編碼的畫(huà)面生成的二進(jìn)制符號(hào)序列的數(shù) 據(jù)量接近目標(biāo)值。
在這種狀況下，用于量化控制的檢測(cè)值，即二進(jìn)制符號(hào)序 列的數(shù)據(jù)量表示熵編碼的中間階段的數(shù)據(jù)量。因此，將表示比 最終生成的數(shù)據(jù)量多出約百分之幾十的值。也就是說(shuō)，后續(xù)階 段的算術(shù)編碼結(jié)束時(shí)的比特流的數(shù)據(jù)量將少于在二進(jìn)制符號(hào)序 列的狀態(tài)下的檢測(cè)值和目標(biāo)值。然而，從滿(mǎn)足緩沖模型的角度 來(lái)說(shuō)，可以理解，過(guò)大的數(shù)據(jù)量將超過(guò)緩沖容量從而導(dǎo)致破壞， 然而，在較小的量的情況下適合于緩沖模型。
另外，根據(jù)以系數(shù)為單位更新的第一數(shù)據(jù)量檢測(cè)單元107 的輸出來(lái)執(zhí)行量化控制單元109的處理。因此，可以以系數(shù)為單位進(jìn)行處理循環(huán)。因而，在采用高性能編碼系統(tǒng)的同時(shí)，與傳 統(tǒng)系統(tǒng)相同，可以同步于畫(huà)面、圖像塊或包括圖像塊集合的片 段的單位平穩(wěn)地控制數(shù)據(jù)量。
順便提及，如上所述，控制根據(jù)二進(jìn)制符號(hào)序列生成的數(shù) 據(jù)量，僅生成在量上比緩沖模型所假定的生成的數(shù)據(jù)量少的數(shù) 據(jù)。因此，盡管不會(huì)破壞緩沖模型，但從編碼效率的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看 仍保留了要設(shè)計(jì)的空間。
因此，在下面的說(shuō)明中，使用視頻編碼設(shè)備100中的第二數(shù)
據(jù)量檢測(cè)單元10 8 ，精確地估計(jì)數(shù)據(jù)量從而以?xún)?yōu)良的效率實(shí)現(xiàn)編
碼。下面將說(shuō)明其處理過(guò)程。
上述量化控制單元109與從第一數(shù)據(jù)量檢測(cè)單元107獲得的 第 一 檢測(cè)值 一 起從第二數(shù)據(jù)量檢測(cè)單元10 8獲得第二檢測(cè)值。以 二進(jìn)制符號(hào)為單位更新上述第二檢測(cè)值。在視頻編碼設(shè)備IOO 中， 一個(gè)系數(shù)變成極長(zhǎng)的二進(jìn)制符號(hào)序列或極短的二進(jìn)制符號(hào) 序列。因此，系數(shù)和所生成的數(shù)據(jù)量的檢測(cè)量之間的關(guān)系不是 一對(duì)一的關(guān)系。因此，該關(guān)系將不同步于如畫(huà)面、圖像塊和片 段等編碼處理的單位。
在本實(shí)施例的該示例結(jié)構(gòu)中，量化控制單元10 9通過(guò)使用從 如上所述的第 一 數(shù)據(jù)量檢測(cè)單元10 7輸出的第 一 檢測(cè)值來(lái)確定 目標(biāo)值和暫定數(shù)據(jù)量的量化參數(shù)。此外，量化控制單元109基于 從第二數(shù)據(jù)量檢測(cè)單元108輸出的第二檢測(cè)值來(lái)計(jì)算與畫(huà)面相 對(duì)應(yīng)的生成數(shù)據(jù)量，以同步于畫(huà)面、圖像塊和片段對(duì)數(shù)據(jù)量進(jìn) 行控制。根據(jù)關(guān)于與畫(huà)面相對(duì)應(yīng)的生成數(shù)據(jù)量的信息，量化控 制單元109在更新連續(xù)量化參數(shù)的同時(shí)不同步地校正所生成的 數(shù)據(jù)量。
圖2是說(shuō)明根據(jù)本典型實(shí)施例的 一 個(gè)方面的量化控制單元 109的示例處理過(guò)程的流程圖。步驟so判斷處理是否完成。當(dāng)處理結(jié)束時(shí)(步驟so中為 "是")，本流程結(jié)束。另一方面，當(dāng)處理未結(jié)束時(shí)(步驟so中為
"否")，步驟進(jìn)入步驟S1。
在步驟S1中，量化控制單元109基于累計(jì)來(lái)自第一數(shù)據(jù)量 檢測(cè)單元107的第一檢測(cè)值的結(jié)果來(lái)計(jì)算目前為止畫(huà)面的暫定 生成數(shù)據(jù)量(暫定生成數(shù)據(jù)量)。
在步驟S2中，量化控制單元109基于在步驟S1中目前為止 計(jì)算出的關(guān)于畫(huà)面的暫定生成數(shù)據(jù)量來(lái)確定后續(xù)畫(huà)面的數(shù)據(jù)量 的目標(biāo)值。
在步驟S3中，量化控制單元109基于在步驟S2中確定的后 續(xù)畫(huà)面的目標(biāo)值，順次確定畫(huà)面內(nèi)各圖像塊的量化參數(shù)。
在步驟S4中，量化控制單元109從上述第二數(shù)據(jù)量檢測(cè)單 元108獲得第二檢測(cè)值，并判斷是否計(jì)算與畫(huà)面相對(duì)應(yīng)的生成數(shù) 據(jù)量。
如果在步驟S4中判斷為量有時(shí)還未達(dá)到與畫(huà)面相對(duì)應(yīng)的 量(步驟S4中為"否")，則步驟返回步驟SO。另外，在量已經(jīng)達(dá) 到與畫(huà)面相對(duì)應(yīng)的量的情況下(步驟S4中為"是")，步驟進(jìn)入步 驟S5。
在步驟S5中，關(guān)于互相對(duì)應(yīng)的畫(huà)面，將基于上述第二檢測(cè) 值計(jì)算出的與畫(huà)面相對(duì)應(yīng)的生成數(shù)據(jù)量與上述暫定生成數(shù)據(jù)量 進(jìn)行比較，并由此校正上述暫定生成數(shù)據(jù)量。也就是說(shuō)，將基 于暫定生成數(shù)據(jù)量的目標(biāo)值和量化參數(shù)更新成更適當(dāng)?shù)闹?，?調(diào)整生成數(shù)據(jù)量。之后，步驟返回步驟SO以繼續(xù)重復(fù)本流程直 到滿(mǎn)足結(jié)束條件為止。
圖3是示出根據(jù)本典型實(shí)施例的 一 個(gè)方面的生成數(shù)據(jù)量的 發(fā)展的特性圖。軌跡301表示基于第一檢測(cè)值的生成數(shù)據(jù)量(暫 定畫(huà)面數(shù)據(jù)量的累計(jì)值)的發(fā)展。在圖3中，標(biāo)記(marker)表示計(jì)
13算畫(huà)面數(shù)據(jù)量的時(shí)間。如從圖3顯而易見(jiàn)，根據(jù)第一檢測(cè)值對(duì)數(shù) 據(jù)量的計(jì)算明顯以如1 / 3 0秒等預(yù)定間隔(例如，幀周期)更新。
另 一方面，以軌跡302表示的基于第二檢測(cè)值的生成數(shù)據(jù)量 的發(fā)展表示算術(shù)編碼單元105中的處理與像素?cái)?shù)量不同步，并 且因此以波動(dòng)的時(shí)間間隔來(lái)計(jì)算畫(huà)面的^t據(jù)量。在圖3中，標(biāo)記 303表示通過(guò)第一檢測(cè)值得到的生成數(shù)據(jù)量，并且標(biāo)記304表示 通過(guò)第二檢測(cè)值得到的生成數(shù)據(jù)量。這兩者都表示在與從開(kāi)始 起的第六個(gè)畫(huà)面的編碼相對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)處的累計(jì)值。計(jì)算累計(jì) 量的差d,并且從暫定生成數(shù)據(jù)量中減去該差d作為在上述流程 圖中步驟S5中表示的校正。
在校正前的狀態(tài)下，計(jì)算出的暫定生成數(shù)據(jù)量大于正確的 生成數(shù)據(jù)量。因此，與原始相比嚴(yán)格控制了緩沖控制。生成總 小于規(guī)格所允許的量的數(shù)據(jù)量使得圖像質(zhì)量性能未得以充分地 執(zhí)行。然而，如上所述，每次在確定差d時(shí)，將數(shù)據(jù)量的檢測(cè)量 校正為正確值。從而可以實(shí)現(xiàn)具有適當(dāng)?shù)木彌_控制的更優(yōu)選的 圖像質(zhì)量性能。
圖4是示出根據(jù)本典型實(shí)施例的 一 個(gè)方面的解碼器緩沖模 型的發(fā)展的特性圖。在圖4中，軌跡401代表對(duì)暫定生成數(shù)據(jù)量 控制的緩沖量的發(fā)展，并且表示如下?tīng)顟B(tài)以l/30秒的間隔從 緩沖區(qū)提取的畫(huà)面數(shù)據(jù)量很大并且因此緩沖區(qū)中的剩余量總是 太小從而使緩沖區(qū)不能最大程度地發(fā)揮作用。
這里，例如，在與第六個(gè)畫(huà)面相對(duì)應(yīng)的標(biāo)記404的時(shí)間點(diǎn)處， 基于上述差d，解碼器緩沖量轉(zhuǎn)移到標(biāo)記403的狀態(tài)以使得能夠 以充分利用緩沖剩余量的方式進(jìn)行控制。因此，在以暫定生成 數(shù)據(jù)量控制緩沖模型時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)校正從而據(jù)此執(zhí)行優(yōu)選的控 制。這里，在本實(shí)施例的說(shuō)明書(shū)中，說(shuō)明了利用第一檢測(cè)值和 第二檢測(cè)值之間的差來(lái)執(zhí)行校正的例子。然而，基于比例的校正能夠產(chǎn)生同樣的效果，從而也屬于本發(fā)明的方面。
利用這種結(jié)構(gòu)，在正在根據(jù)短的處理周期的二值化單元的 輸出估計(jì)暫定生成數(shù)據(jù)量以順次執(zhí)行量化控制時(shí)，根據(jù)算術(shù)編 碼單元的輸出來(lái)檢測(cè)正確的生成數(shù)據(jù)量以跟隨量化控制，從而 適當(dāng)?shù)匦Ｕ烙?jì)的量。因此，可以在不增加電路大小和電力 消耗的情況下生成適當(dāng)?shù)貪M(mǎn)足緩沖模型的比特流。 根據(jù)本發(fā)明的方面的其它典型實(shí)施例
可以通過(guò)使存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的RAM、 ROM等中的程序運(yùn)行來(lái) 實(shí)現(xiàn)構(gòu)成上述本發(fā)明典型實(shí)施例中的視頻編碼設(shè)備的各個(gè)單元 和視頻編碼方法的各個(gè)步驟。已經(jīng)存儲(chǔ)了這些程序的計(jì)算機(jī)可 讀存儲(chǔ)介質(zhì)和上述程序包括在本發(fā)明中。
另外，本發(fā)明可應(yīng)用于以從系統(tǒng)、設(shè)備、方法、程序或存 儲(chǔ)介質(zhì)等中選擇的形式的實(shí)施例，并且具體地可以應(yīng)用于由多 個(gè)設(shè)備構(gòu)成的系統(tǒng)或者可以應(yīng)用于包括一個(gè)裝置的設(shè)備。
這里，本發(fā)明將用于實(shí)現(xiàn)實(shí)施例的功能的軟件的程序(與實(shí) 施例中在圖2中示出的流程圖相對(duì)應(yīng)的程序)直接地或遠(yuǎn)程地提 供給系統(tǒng)或設(shè)備。并且，包括了通過(guò)系統(tǒng)或設(shè)備的計(jì)算機(jī)讀取
因此，為了利用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的功能處理，安裝在
包括用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的功能處理的計(jì)算機(jī)程序本身。
在這種情況下，只要存在程序的功能，就還優(yōu)選如目標(biāo)代
碼、由編譯器執(zhí)行的程序和提供給O S的腳本數(shù)據(jù)等模式。
例如，用于提供程序的存儲(chǔ)介質(zhì)包括軟盤(pán)(floppy,注冊(cè)
商標(biāo)名)、硬盤(pán)、光盤(pán)、磁光盤(pán)、MO、 CD-ROM、 CD-R和CD-RW
等。另外，包括磁帶、非易失性存儲(chǔ)卡、ROM和DVD(DVD-ROM、
DVD畫(huà)R)等。另外，作為方法，可以通過(guò)利用客戶(hù)計(jì)算機(jī)的瀏覽器連接 到因特網(wǎng)上的主頁(yè)并且還通過(guò)從上述網(wǎng)站將本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程 序自身或包含自動(dòng)安裝功能的壓縮文件下載到如硬盤(pán)等存儲(chǔ)介 質(zhì)來(lái)提供程序。
另外，還可以通過(guò)將構(gòu)成本發(fā)明的程序的程序代碼分割成 多個(gè)文件并且從不同的網(wǎng)站下載各個(gè)文件來(lái)實(shí)現(xiàn)程序。即，允 許多個(gè)用戶(hù)下載用于利用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的功能處理的程 序文件的WWW服務(wù)器也包括在本發(fā)明中。
另外，對(duì)本發(fā)明的程序進(jìn)行編碼并將其存儲(chǔ)在如CD-ROM 等存儲(chǔ)介質(zhì)中以分配給用戶(hù)，并且允許滿(mǎn)足預(yù)定條件的用戶(hù)通 過(guò)因特網(wǎng)從網(wǎng)站下載用于對(duì)編碼進(jìn)行解碼的密鑰信息。并且， 還可以使用所下載的密鑰信息從而執(zhí)行編碼程序并使計(jì)算機(jī)安 裝程序以實(shí)現(xiàn)該程序。
功能。另外，基于程序的指令，在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的OS等執(zhí)行實(shí) 際處理的部分或全部從而可以實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的功能。
此外，將從存儲(chǔ)介質(zhì)讀取的程序?qū)懭朐O(shè)置在插入到計(jì)算機(jī) 的功能擴(kuò)展板或連接到計(jì)算機(jī)的功能擴(kuò)展單元中的存儲(chǔ)器中。 另外，基于該程序的指令，設(shè)置在功能擴(kuò)展板或功能擴(kuò)展單元 中的CPU等才丸行實(shí)際處理的部分或全部，并由此實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施 例的功能。
盡管已經(jīng)參考典型實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解， 本發(fā)明不限于所公開(kāi)的典型實(shí)施例。所附權(quán)利要求書(shū)的范圍符 合最寬的解釋?zhuān)园羞@類(lèi)修改以及等同結(jié)構(gòu)和功能。
本申請(qǐng)要求2006年6月27日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng) 2006-176636的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)?jiān)诖送ㄟ^(guò)引用而被包括。
權(quán)利要求
1. 一種視頻編碼設(shè)備，其特征在于，包括量化單元，用于對(duì)輸入的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行量化；二值化單元，用于將由所述量化單元量化后的視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制符號(hào)序列；算術(shù)編碼單元，用于對(duì)由所述二值化單元轉(zhuǎn)換得到的所述二進(jìn)制符號(hào)序列進(jìn)行算術(shù)編碼；以及量化控制單元，用于基于所述二值化單元的輸出來(lái)估計(jì)生成數(shù)據(jù)量從而進(jìn)行量化控制，并根據(jù)所述算術(shù)編碼單元的輸出來(lái)檢測(cè)實(shí)際生成數(shù)據(jù)量從而校正所估計(jì)的生成數(shù)據(jù)量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的視頻編碼設(shè)備，其特征在于，所 述量化控制單元基于所述二值化單元的輸出來(lái)確定所編碼的畫(huà) 面的生成數(shù)據(jù)量的目標(biāo)值，并基于所述目標(biāo)值來(lái)確定該畫(huà)面內(nèi) 的圖像塊的量化參數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的視頻編碼設(shè)備，其特征在于，所 述量化控制單元基于所述算術(shù)編碼單元的輸出來(lái)改變基于所述 目標(biāo)值所確定的各圖像塊的量化參數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的視頻編碼設(shè)備，其特征在于，所 述量化控制單元基于所述算術(shù)編碼單元的輸出來(lái)調(diào)整所述實(shí)際 生成數(shù)據(jù)量以使所述實(shí)際生成數(shù)據(jù)量增加。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的視頻編碼設(shè)備，其特征在于，還 包括第一數(shù)據(jù)量檢測(cè)單元，用于檢測(cè)從所述二值化單元輸出的 數(shù)據(jù)量；以及第二數(shù)據(jù)量檢測(cè)單元，用于檢測(cè)從所述算術(shù)編碼單元輸出 的數(shù)據(jù)量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的視頻編碼設(shè)備，其特征在于，所 述量化控制單元計(jì)算從所述第一數(shù)據(jù)量檢測(cè)單元提供的第一檢測(cè)值的累計(jì)值，作為暫定生成數(shù)據(jù)量，并進(jìn)行控制，使得相關(guān) 的暫定生成數(shù)據(jù)量滿(mǎn)足與解碼相關(guān)的預(yù)定的緩沖模型。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的視頻編碼設(shè)備，其特征在于，所 述量化控制單元基于從所述第二數(shù)據(jù)量檢測(cè)單元提供的第二檢 測(cè)值來(lái)計(jì)算與畫(huà)面相對(duì)應(yīng)的生成數(shù)據(jù)量，并基于計(jì)算出的與畫(huà) 面相對(duì)應(yīng)的生成數(shù)據(jù)量的信息，在滿(mǎn)足所述緩沖模型的范圍內(nèi) 以預(yù)定周期校正所述暫定輸出數(shù)據(jù)量。
8. —種視頻編碼方法，包括如下步驟 對(duì)輸入的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行量化；二值化轉(zhuǎn)換步驟，用于將量化后的視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制 符號(hào)序列；算術(shù)編碼進(jìn)行步驟，用于對(duì)所述二進(jìn)制符號(hào)序列進(jìn)行算術(shù) 編碼；以及控制步驟，用于進(jìn)行控制，以基于二值化的結(jié)果來(lái)估計(jì)生 成數(shù)據(jù)量從而進(jìn)行量化控制，并根據(jù)所述算術(shù)編碼的結(jié)果來(lái)檢 測(cè)實(shí)際生成數(shù)據(jù)量從而校正所估計(jì)的生成數(shù)據(jù)量。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的視頻編碼方法，其特征在于，所 述控制步驟包括基于所述二值化的結(jié)果來(lái)確定所編碼的畫(huà)面的 生成數(shù)據(jù)量的目標(biāo)值，并基于所述目標(biāo)值來(lái)確定該畫(huà)面內(nèi)的圖 像塊的量化參數(shù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的視頻編碼方法，其特征在于，所 述控制步驟包括基于所述算術(shù)編碼的結(jié)果來(lái)改變基于所述目標(biāo) 值所確定的各圖像塊的量化參數(shù)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的視頻編碼方法，其特征在于，所 述量化控制包括基于所述算術(shù)編碼的結(jié)果來(lái)調(diào)整所述實(shí)際生成 數(shù)據(jù)量以使所述實(shí)際生成數(shù)據(jù)量增加。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的視頻編碼方法，其特征在于，還包括如下步驟檢測(cè)在所述二值化轉(zhuǎn)換步驟中輸出的數(shù)據(jù)量；以及 檢測(cè)在所述算術(shù)編碼進(jìn)行步驟中輸出的數(shù)據(jù)量。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的視頻編碼方法，其特征在于， 所述控制步驟包括計(jì)算在所述二值化轉(zhuǎn)換步驟中輸出的數(shù)據(jù)量 的檢測(cè)步驟中輸出的第一檢測(cè)值的累計(jì)值，作為暫定生成數(shù)據(jù) 量，并進(jìn)行控制，使得相關(guān)的暫定生成數(shù)據(jù)量滿(mǎn)足與解碼相關(guān) 的預(yù)定的緩沖模型。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的視頻編碼方法，其特征在于，量的檢測(cè)步驟中輸出的第二檢測(cè)值來(lái)計(jì)算與畫(huà)面相對(duì)應(yīng)的生成 數(shù)據(jù)量，并基于計(jì)算出的與畫(huà)面相對(duì)應(yīng)的生成數(shù)據(jù)量的信息， 在滿(mǎn)足所述緩沖模型的范圍內(nèi)以預(yù)定周期校正所述暫定輸出數(shù) 據(jù)量。
15. —種存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)有用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行視頻編碼 方法的程序，所述視頻編碼方法包括如下步驟對(duì)輸入的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行量化； 將量化后的視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制符號(hào)序列； 算術(shù)編碼進(jìn)行步驟，用于對(duì)所述二進(jìn)制符號(hào)序列進(jìn)行算術(shù) 編碼；以及進(jìn)行控制，以基于二值化的結(jié)果來(lái)估計(jì)生成數(shù)據(jù)量從而控 制量化，并根據(jù)所述算術(shù)編碼進(jìn)行步驟的結(jié)果來(lái)檢測(cè)實(shí)際生成 數(shù)據(jù)量從而校正所估計(jì)的生成數(shù)據(jù)量。
全文摘要
一種視頻編碼設(shè)備，包括量化單元，用于對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行量化；二值化單元，用于將量化后的視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制符號(hào)序列；算術(shù)編碼單元，用于對(duì)二進(jìn)制符號(hào)序列進(jìn)行算術(shù)編碼；以及量化控制單元，用于基于二值化單元的輸出來(lái)估計(jì)生成數(shù)據(jù)量以控制量化，并根據(jù)算術(shù)編碼單元的輸出來(lái)檢測(cè)實(shí)際生成數(shù)據(jù)量從而校正所估計(jì)的生成數(shù)據(jù)量。
文檔編號(hào)H04N7/26GK101480055SQ20078002422
公開(kāi)日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2007年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月27日
發(fā)明者野澤慎吾 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社