发明名称 具细致可伸缩性之编解码装置与方法
摘要 具细致可伸缩性之编解码装置与方法。备有可以组态为三种预测模式的一编码器和一解码器。此编码器基础层的预测回路,有一切换开关可以选择预测编码时使用的参考画面是粗略画质画面还是精细画质画面。此编码器加强层的预测回路,也有一切换开关可以选择预测编码时使用的参考画面是粗略画质画面还是精细画质画面。编码器使用二阶段式编码。第一阶段撷取编码参数,并将一视讯画面的巨集区块分类成三组,每一组指定采用全粗略预测模式、全精精细画质预测模式、或是混合预测模式。第二阶段是利用指定的预测模式来对巨集区块编码。本发明并提供一速率调节演算法,针对低位元速率、中位元速率、与高位元速率裁切加强层位元层,并有效率地分配位元以达成较高的视讯品质。
申请公布号 TWI293833 申请公布日期 2008.02.21
申请号 TW093106316 申请日期 2004.03.10
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 林嘉文;陈树人
分类号 H03M7/30(2006.01) 主分类号 H03M7/30(2006.01)
代理机构 代理人 洪尧顺 台北市内湖区行爱路176号3楼
主权项 1.一种具细致可伸缩性之编码器,包含有: 一基础层编码区块,包括一粗略画质预测回路与一 基础层模式选择器,该粗略画质预测回路备有一粗 略画质预测输出; 一加强层编码区块,包括一精细画质预测回路与一 加强层模式选择器,该精细画质预测回路备有一精 细画质预测输出;以及 一错误匹配估计与模式决定单元,用来适切地控制 该加强层和该基础层模式选择器,并且估计该粗略 画质预测输出与该精细画质预测输出之间的错误 匹配误差; 其中,当该基础层模式选择器与该加强层模式选择 器均切换去选择该精细画质预测输出时,该编码器 系运作于一全精细画质预测模式,当该基础层模式 选择器切换去选择该粗略画质预测输出,且当该加 强层模式选择器切换去选择该精细画质预测输出 时,该编码器系运作于一混合预测模式,而当该基 础层模式选择器与该加强层模式选择器均切换去 选择该粗略画质预测输出时,该编码器系运作于一 全粗略画质预测模式。 2.如申请专利范围第1项所述之具细致可伸缩性之 编码器,该编码器更包含一最坏情况基础层解码器 ,用来提供一最坏情况的粗略画质预测输出给该错 误匹配估计与模式决定单元。 3.一种具细致可伸缩性之解码器,包含有: 一基础层解码区块,包括一粗略画质预测回路,该 粗略画质预测回路具有一第一切换开关以选择基 础层里的预测模式,该粗略画质预测回路并备有一 粗略画质预测输出; 一加强层解码区块,包括一精细画质预测回路,该 精细画质预测回路具有一第二切换开关以选择加 强层里的预测模式,该精细画质预测回路并备有一 精细画质预测输出; 其中,当该第一切换开关与该第二切换开关均切换 去选择该精细画质预测输出时,该解码器系运作于 一全精细画质预测模式,而当该第一切换开关切换 去选择该粗略画质预测输出,且该第二切换开关切 换选择该精细画质预测输出时,该解码器系运作于 一混合预测模式,而当该第一切换开关与该第二切 换开关均切换去选择该粗略画质预测输出时,该解 码器系运作于一全粗略画质预测模式。 4.一种具有至少两种编码模式的编码方法,该编码 方法包含: (a)一粗略画质预测的基础层与一精细画质预测的 加强层,并从输入讯号的复数个巨集区块的每一巨 集区块去收集编码参数,该编码参数至少包括一精 细画质预测误差値、一粗略画质预测误差値、以 及在精细画质预测下的最佳情况与最坏情况的错 误匹配误差; (b)分析该编码参数以决定每一巨集区块的编码模 式;以及 (c)根据该步骤(b)里决定的编码模式,对每一巨集区 块编码。 5.如申请专利范围第4项所述之具有至少两种编码 模式的编码方法,其中,该复数个巨集区块在该步 骤(b)里被分类为至少两编码群组,在同一群组的每 一巨集区块被指定一相同的编码模式。 6.如申请专利范围第4项所述之具有至少两种编码 模式的编码方法,其中,该编码方法具有一全粗略 画质预测模式、一全精细画质预测模式、与一混 合预测模式,而该复数个巨集区块在该步骤(b)里被 分类为一全粗略画质预测群组、一全精细画质预 测群组、与一混合预测群组,该全粗略画质预测群 组里的每一巨集区块均指定采用该全粗略画质预 测模式,该全精细画质预测群组里的每一巨集区块 均指定采用该全精细画质预测模式,该混合预测群 组里的每一巨集区块均指定采用该混合预测模式 。 7.如申请专利范围第4项所述之具有至少两种编码 模式的编码方法,其中,根据一编码增益与一预估 的错误匹配误差,该复数个巨集区块被分类为至少 两编码群组,该编码增益系从每一巨集区块的该精 细画质预测误差値和该粗略画质预测误差値所导 出,该预估的错误匹配误差系从每一巨集区块的该 最佳情况与该最坏情况的错误匹配误差所导出。 8.如申请专利范围第7项所述之具有至少两种编码 模式的编码方法,其中,该编码方法具有一全粗略 画质预测模式、一全精细画质预测模式、与一混 合预测模式,而该复数个巨集区块在该步骤(b)里被 分类为一全粗略画质预测群组、一全精细画质预 测群组、与一混合预测群组,该全粗略画质预测群 组里的每一巨集区块均指定采用该全粗略画质预 测模式,该全精细画质预测群组里的每一巨集区块 均指定采用该全精细画质预测模式,该混合预测群 组里的每一巨集区块均指定采用该混合预测模式 。 9.如申请专利范围第7项所述之具有至少两种编码 模式的编码方法,其中,一巨集区块的编码增益除 以该巨集区块预测的错误匹配误差被定义为该巨 集区块的编码效率,然后该巨集区块根据其编码效 率被指定采用该全粗略画质预测模式、该全精细 画质预测模式、与该混合预测模式三者之其中一 种。 10.如申请专利范围第9项所述之具有至少两种编码 模式的编码方法,其中,从该复数个巨集区块的编 码效率,计算出一编码效率平均値与一编码效率标 准差,然后藉由比较该给定之巨集区块的编码效率 ,和由该编码效率平均値与该编码效率标准差来决 定的値,该巨集区块被指定采用该全粗略画质预测 模式、该全精细画质预测模式、与该混合预测模 式三者之其中一种。 11.如申请专利范围第10项所述之具有至少两种编 码模式的编码方法,其中,该巨集区块的编码效率 若小于该编码平均値与该编码标准差的一预定倍 数两者的差,则该巨集区块被指定采用该全粗略画 质预测模式,该巨集区块的编码效率若大于该编码 平均値与该编码标准差的一预定倍数两者的和,则 该巨集区块被指定采用该全精细画质预测模式,否 则的话,该巨集区块被指定采用该混合预测模式。 12.一种截切一组图像的一加强层里的位元面以分 派位元的方法,该位元系被送至一客户端频道,该 方法包含下列步骤: (a)如果该加强层可用于分派的位元总数小于或等 于该组图像所有I/P-画面用于精细画质预测的加强 层位元总数,则实施低速率位元截切; (b)如果该加强层可用于分派的位元总数小于或等 于该组图像用于精细画质预测的加强层位元总数, 但大于该组图像所有I/P-画面用于精细画质预测的 加强层位元总数,则实施中速率位元截切;以及 (c)如果该加强层可用于分派的位元总数大于该组 图像用于精细画质预测的加强层位元总数,则实施 高速率位元截切。 13.如申请专利范围第12项所述之一种截切一组图 像的一加强层里的位元面以分派位元的方法,其中 该低速率位元截切以一位元数分派给该加强层的 每一I/P-画面,该位元数正比于一比値,该比値为每 一I/P-画面用来预测的位元数与该组图像所有I/P- 画面用于精细画质预测的位元总数的比,且该低速 率位元截切未分派位元给该加强层的任何B-画面 。 14.如申请专利范围第13项所述之一种截切一组图 像的一加强层里的位元面以分派位元的方法,其中 该中速率位元截切以一位元数分派给该加强层的 每一I/P-画面,该位元数为每一I/P-画面用来精细画 质预测的位元数,且该中速率位元截切以一位元数 分派给该加强层的每一B-画面,该位元数正比于一 比値,该比値为每一B-画面用来精细画质预测的加 强层最显着位元数与该组图像所有B-画面用于精 细画质预测的加强层最显着位元总数的比。 15.如申请专利范围第14项所述之一种截切一组图 像的一加强层里的位元面以分派位元的方法,其中 该高速率位元截切以一位元数、加上另一位元数 、以及该组图像所有B-画面用于精细画质预测的 加强层最显着位元总数,分派给该加强层的每一I/P -画面,该位元数为每一I/P-画面用来精细画质预测 的位元数,该另一位元数正比于一比値,该比値为 每一I/P-画面用来精细画质预测的位元数与该组图 像所有I/P-画面用于精细画质预测的位元总数的比 ,并且该高速率位元截切以一位元数、以及该组图 像所有B-画面用于精细画质预测的加强层最显着 位元总数,分派给该加强层的每一B-画面,该位元数 正比于一比値,该比値为每一B-画面用来精细画质 预测的加强层最显着位元数与该组图像所有B-画 面用于精细画质预测的加强层最显着位元总数的 比。 16.如申请专利范围第15项所述之一种截切一组图 像的一加强层里的位元面以分派位元的方法,其中 该中速率位元截切以一位元数分派给该加强层的 每一I/P-画面,该位元数为每一I/P-画面用来精细画 质预测的位元数,且该中速率位元截删以一位元数 分派给该加强层的每一B-画面,该位元数正比于一 比値,该比値为每一B-画面用来精细画质预测的加 强层最显着位元数与该组图像所有B-画面用于精 细画质预测的加强层最显着位元总数的比。 17.如申请专利范围第12项所述之一种截切一组图 像的一加强层里的位元面以分派位元的方法,其中 该高速率位元截切以一位元数、加上另一位元数 、以及该组图像所有B-画面用于精细画质预测的 加强层最显着位元总数,分派给该加强层的每一I/P -画面,该位元数为每一I/P-画面用来精细画质预测 的位元数,该另一位元数正比于一比値,该比値为 每一I/P-画面用来精细画质预测的位元数与该组图 像所有I/P-画面用于精细画质预测的位元总数的比 ,并且该高速率位元截切以一位元数、以及该组图 像所有B-画面用于精细画质预测的加强层最显着 位元总数,分派给该加强层的每一B-画面,该位元数 正比于一比値,该比値为每一B-画面用来精细画质 预测的加强层最显着位元数与该组图像所有B-画 面用于精细画质预测的加强层最显着位元总数的 比。 图式简单说明: 第1图说明FGS位元流传送到不同频宽的接收端。 第2图说明产生FGS基础层与加强层位元流的编码过 程。 第3图说明FGS基础层与加强层画面重建的解码过程 。 第4图说明根据本发明之层内预测的新的FGS编解码 器的编码器架构。 第5图说明根据本发明之层内预测的新的FGS编解码 器的解码器架构。 第6图说明根据本发明之层内预测的新的FGS编解码 器的编码器架构,其中,基础层仅具有粗略画质预 测。 第7图说明根据本发明之层内预测的新的FGS编解码 器的解码器架构,其中,基础层仅具有粗略画质预 测。 第8图说明本发明的两阶段编码程序。 第9图说明对多个巨集区块,其错误匹配误差和编 码增益之间的关系及绘出的一个范例分布图。 第10图说明本发明的方法与其他三种传统方法使 用Mobile测试数列下的效能比较。 第11图说明本发明的方法与其他三种传统方法使 用Coastguard测试数列下的效能比较。 第12图说明本发明的方法与其他三种传统方法使 用Coastguard测试数列下,以384kbps基础层位元速率和 三种加强层位元速率,(a)0kbps(b)256kbps(c)768kbps,的效 能比较。 第13图说明本发明的方法与其他三种传统方法在 Mobile测试数列下,以512kbps基础层位元速率和三种 加强层位元速率,(a)0kbps(b)256kbps(c)768kbps,的效能比 较。 第14图说明在512kbps的基础层与512kbps的加强层,以(a )原始的FGS编码器(27.5dB)和(b)本发明的Hybrid MB-MSFGS 方法(32.4dB)的第4幅解码出的图像。
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