发明名称 视讯编码系统及其方法
摘要 本发明提供一种视讯编码方法及其系统,用以对一视讯序列进行编码。视讯序列包含N个子序列,且每一个子序列皆包含复数个画面。当本发明对视讯序列中,第i个子序列之第j个画面进行编码时,在该第j个画面之前的画面皆已完成编码。基于该等已完成编码之画面,产生一初始量化位阶。根据初始量化位阶,对该第j个画面以中间编码模式进行编码。判断第j个画面于场景上相较于第(j-1)个画面是否系一变化场景。若上述之结果为肯定,则基于初始量化位阶产生一调整的量化位阶,并且根据调整后的量化位阶,对第j个画面以内部编码模式重新进行编码。
申请公布号 TWI254879 申请公布日期 2006.05.11
申请号 TW093139252 申请日期 2004.12.17
申请人 广达电脑股份有限公司 发明人 张瀚仁;赵维民
分类号 G06F7/02 主分类号 G06F7/02
代理机构 代理人 陶霖 台北县中和市中正路738号11楼之5
主权项 1.一种视讯编码方法(Video encoding method),一视讯序 列(Video sequence)包含N个子序列,每一个子序列皆包 含复数个画面(Frame),该视讯编码方法系用以对第i 个子序列中之第j个画面进行编码,在该第i个子序 列中之该第j个画面之前的画面皆已完成编码,N为 一自然数,i为1至N范围中之一整数指标,j为2至该第 i个子序列之画面数目范围中之一整数指标,该方 法包含下列步骤: (a)基于该等已完成编码之画面,产生一初始量化位 阶(Quantization scale); (b)根据该初始量化位阶,对该第i个子序列中之该 第j个画面以一第一编码模式进行编码; (c)判断该第i个子序列中之该第j个画面于场景上 相较于该第i个子序列中之第(j-1)个画面是否系一 变化场景(Scene change);以及 (d)若步骤(c)之结果为肯定,则基于该初始量化位阶 产生一调整量化位阶,并且根据该调整量化位阶, 对该第i个子序列中之该第j个画面以一第二编码 模式重新进行编码。 2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该第一编 码模式系为一中间编码模式(Inter-coded mode)。 3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该第二编 码模式系为一内部编码模式(Intra-coded mode)。 4.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该初始量 化位阶系由一预测量化位阶(Predicted quantization scale)以及一差异量化位阶(Differential quantization scale)所决定。 5.如申请专利范围第4项所述之方法,其中该预测量 化位阶QP系经由下列公式所决定: XA系代表一第一视讯复杂度(Video complexity),该第一 视讯复杂度系关于该第i个子序列中之该第j个画 面之前的所有画面的视讯复杂度,XL系代表一第二 视讯复杂度,该第二视讯复杂度系关于该第i个子 序列中,第1个至第(j-1)个画面的视讯复杂度,B系代 表一预定目标位元率。 6.如申请专利范围第5项所述之方法,其中该第一视 讯复杂度XA系经由下列公式所决定: SA系代表一第一位元长度总合(Summation of bit length), 该第一位元长度总合系关于该第i个子序列中之该 第j个画面之前的所有画面的位元长度总合,QA系代 表一第一量化位阶总合(Summation of quantization scale), 该第一量化位阶总合系关于该第i个子序列中之该 第j个画面之前的所有画面的量化位阶总合,NA系代 表一第一画面数量,该第一画面数量系关于该第i 个子序列中之该第j个画面之前的所有画面的画面 数量;F系代表一预定画面率(Frame rate)。 7.如申请专利范围第6项所述之方法,其中该第二视 讯复杂度XL系经由下列公式所决定: SL系代表一第二位元长度总合,该第二位元长度总 合系关于该第i个子序列中,第1至第(j-1)个画面的 位元长度总合,QL系代表一第二量化位阶总合,该第 二量化位阶总合系关于该第i个子序列中,第1至第( j-1)个画面的量化位阶总合,NL系代表一第二画面数 量,该第二画面数量系关于该第i个子序列中,第1至 第(j-1)个画面的画面数量。 8.如申请专利范围第7项所述之方法,其中该差异量 化位阶Qd系经由下列公式所决定: Sbuf一系代表目前所储存的位元数,Sj系代表目前该 第j个画面所产生的位元数,buf_size系代表一预定的 缓冲储存器大小(Buffer size),K系代表一第一预定模 型参数(Model parameter),用以决定该差异量化位阶的 位阶。 9.如申请专利范围第8项所述之方法,其中该初始量 化位阶Q系经由下列公式所决定: Q=MAX(QMIN,MIN(QMAX,QP+Qd)), QMAX系代表该初始量化位阶的一预定最大値,QMIN系 代表该初始量化位阶的一预定最小値。 10.如申请专利范围第1项所述之方法,其中于每一 该复数个画面中,预先定义一定数量的列与行( Predefined number of rows and columns),每一列包含复数个 巨集区块(Macroblock),步骤(c)进一步包含下列步骤: (c1)于目前该第j个画面中,决定一侦测区域(Detection area); (c2)于该侦测区域一目前列之最后一个巨集区块处 ,判断该侦测区域中之该目前列及所有先前列的内 部编码巨集区块(Intra macroblock)数量总合是否大于 一临界値(Threshold);以及 (c3)若步骤(c2)的结果为肯定,则判断目前该第j个画 面为一变化场景,若步骤(c2)中的结果为否定,则继 续对目前该第j个画面进行步骤(c2)之判断,直到侦 测区域中的所有列皆侦测完毕。 11.如申请专利范围第10项所述之方法,其中该临界 値系由下列公式所决定: Nmbv系代表目前该第j个画面中,每一行所包含巨集 区块的数量,Nmbh系代表目前该第j个画面中,每一列 所包含巨集区块的数量,DA系为一自然数,用以决定 该侦测区域,SC_RATIO系为一场景变化比例(Scene change ratio)。 12.如申请专利范围第11项所述之方法,其中该调整 量化位阶 ^Q系由下列公式所决定: Nmb系代表目前该第j个画面中,所有巨集区块的数 量,Nint ra系代表目前该第j个画面于第一次编码( First pass of encoding)中,内部编码巨集区块的数量, Sint ra系代表目前第j个画面于侦测区域中,内部编 码巨集区块的位元数,L系代表一第二预定模型参 数。 13.一种视讯编码系统(Video encoding system),一视讯序 列(Video sequence)包含N个子序列,每一个子序列皆包 含复数个画面(Frame),该视讯编码系统系用以对第i 个子序列中之第j个画面进行编码,在该第i个子序 列中之该第j个画面之前的画面皆已完成编码,N为 一自然数,i为1至N范围中之一整数指标,j为2至该第 i个子序列之画面数目范围中之一整数指标,该系 统包含: 一量化位阶产生器(Quantization scale generator),该量化 位阶产生器系基于该等已完成编码之画面,用以产 生一初始量化位阶(Quantization scale); 一编码器(Encoder),该编码器系耦合于该量化位阶产 生器,并且根据该初始量化位阶,用以对该第i个子 序列中之该第j个画面以一第一编码模式进行编码 ;以及 一场景变化侦测器(Scene change detector),该场景变化 侦测器系耦合于该编码器,并且用以判断该第i个 子序列中之该第j个画面于场景上相较于该第i个 子序列中之第(j-1)个画面是否系一变化场景(Scene change); 其中,若该第i个子序列中之该第j个画面系一变化 场景,则该量化位阶产生器基于该初始量化位阶产 生一调整量化位阶,并且该编码器根据该调整量化 位阶,对该第i个子序列中之该第j个画面以一第二 编码模式重新进行编码。 14.如申请专利范围第13项所述之系统,其中该第一 编码模式系为一中间编码模式(Inter-coded mode)。 15.如申请专利范围第13项所述之系统,其中该第二 编码模式系为一内部编码模式(Intra-coded mode)。 16.如申请专利范围第13项所述之系统,其中该初始 量化位阶系由一预测量化位阶(Predicted quantization scale)以及一差异量化位阶(Differential quantization scale)所决定。 17.如申请专利范围第16项所述之系统,其中该预测 量化位阶QP系经由下列公式所决定: XA系代表一第一视讯复杂度(Video complexity),该第一 视讯复杂度系关于该第i个子序列中之该第j个画 面之前的所有画面的视讯复杂度;XL系代表一第二 视讯复杂度,该第二视讯复杂度系关于该第i个子 序列中,第1至第(j-1)个画面的视讯复杂度;B系代表 一预定目标位元率。 18.如申请专利范围第17项所述之系统,其中该第一 视讯复杂度XA系经由下列公式所决定: SA系代表一第一位元长度总合(Summation of bit length), 该第一位元长度总合系关于该第i个子序列中之该 第j个画面之前的所有画面的位元长度总合;QA系代 表一第一量化位阶总合(Summation of quantization scale), 该第一量化位阶总合系关于该第i个子序列中之该 第j个画面之前的所有画面的量化位阶总合;NA系代 表一第一画面数量,该第一画面数量系关于该第i 个子序列中之该第j个画面之前的所有画面的画面 数量;F系代表一预定画面率(Frame rate)。 19.如申请专利范围第18项所述之系统,其中该第二 视讯复杂度XL系经由下列公式所决定: SL系代表一第二位元长度总合,该第二位元长度总 合系关于该第i个子序列中,第1至第(j-1)个画面的 位元长度总合;QL系代表一第二量化位阶总合,该第 二量化位阶总合系关于该第i个子序列中,第1至第( j-1)个画面的量化位阶总合;NL系代表一第二画面数 量,该第二画面数量系关于该第i个子序列中,第1至 第(j-1)个画面的画面数量。 20.如申请专利范围第19项所述之系统,其中该差异 量化位阶Qd系经由下列公式所决定: Sbuf系代表目前所储存的位元数,Sj系代表目前该第 j个画面所产生的位元数,buf_size系代表一预定的缓 冲储存器大小(Buffer size),k系代表一第一预定模型 参数(Model parameter)用以决定该差异量化位阶的位 阶。 21.如申请专利范围第20项所述之系统,其中该初始 量化位阶Q系经由下列公式所决定: Q=MAX(QMIN,MIN(QMAX,QP+Qd)), QMAX系代表该初始量化位阶的一预定最大値,QMIN系 代表该初始量化位阶的一预定最小値。 22.如申请专利范围第13项所述之系统,其中于每一 该复数个画面中,预先定义一定数量的列与行( Predefined number of rows and columns),每一列包含复数个 巨集区块(Macroblock),该场景变化侦测器进一步包含 : 一决定模组(Determination module),该决定模组系用以 于目前该第j个画面中,决定一侦测区域(Detection area);以及 一判断模组(Judgment module),该判断模组系用以于该 侦测区域一目前列之最后一个巨集区块处,判断该 侦测区域中之该目前列及所有先前列的内部编码 巨集区块(Intra macroblock)数量总合是否大于一临界 値(Threshold); 其中,若该侦测区域中之该目前列及所有先前列的 内部编码巨集区块数量总合大于该临界値,则该判 断模组判断目前该第j个画面为一变化场景,反之, 则该判断模组继续对目前该第j个画面进行判断, 直到侦测区域中的所有列皆侦测完毕。 23.如申请专利范围第22项所述之系统,其中该临界 値系由下列公式所决定: Nmbv系代表目前该第j个画面中,每一行所包含巨集 区块的数量,Nmbh系代表目前该第j个画面中,每一列 所包含巨集区块的数量,DA系为一自然数,用以决定 该侦测区域,SC_RATIO系为一场景变化比例(Scene change ratio)。 24.如申请专利范围第23项所述之系统,其中该调整 量化位阶 ^Q系由下列公式所决定: Nmb系代表目前该第j个画面中,所有巨集区块的数 量,Nint ra系代表目前该第j个画面于第一次编码( First pass of encoding)中,内部编码巨集区块的数量, Sint ra系代表目前第j个画面于侦测区域中,内部编 码巨集区块的位元数,L系代表一第二预定模型参 数。 图式简单说明: 图一为本发明之视讯编码系统之功能方块图。 图二为图一所示之场景变化侦测器的方块图。 图三为图二所示之决定模组所决定的侦测区域示 意图。 图四为本发明视讯编码方法之流程图。
地址 桃园县龟山乡文化二路188号