用于視頻的數(shù)據(jù)壓縮制造技術

一種壓縮視頻數(shù)據(jù)的方法，該方法包括：提供用于多個圖像部分的每一個的圖像數(shù)據(jù)；基于相應圖像數(shù)據(jù)確定用于所述圖像部分的每一個的索引值；對于要被編碼的目標圖像部分，識別具有在目標圖像部分索引值的搜索閾值內(nèi)的索引值的匹配圖像部分；以及生成用于目標圖像部分相對于匹配圖像部分的差異數(shù)據(jù)，并且將該差異數(shù)據(jù)包括在編碼的視頻信號中。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于視頻的數(shù)據(jù)壓縮
本專利技術涉及視頻流的編碼和傳輸。
技術介紹
在視頻流的傳輸中，正不斷地努力來減少需要被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的量，同時仍然允許移動的圖像在傳輸?shù)慕邮斩颂庍m當?shù)乇恢匦聞?chuàng)建。視頻編碼器接收包括要被編碼的“原始”視頻幀序列的輸入視頻流，每個視頻幀表示在各自時刻的圖像。該編碼器隨后將每個輸入幀編碼成兩種類型編碼的幀之一：內(nèi)幀（intraframe）（也被稱為關鍵幀）或間幀（interframe）。編碼的目的是壓縮視頻數(shù)據(jù)，以便當視頻數(shù)據(jù)通過傳輸介質(zhì)傳輸或存儲在存儲介質(zhì)上時產(chǎn)生更少的比特。使用僅來自正被編碼的當前視頻幀的數(shù)據(jù)來壓縮內(nèi)幀，典型地使用幀內(nèi)預測編碼，從而該幀內(nèi)的一個圖像部分相對于同一幀內(nèi)的另一個圖像部分被編碼并被信令發(fā)送（signal）。這類似于靜態(tài)圖像編碼。另一方面，使用先前幀（參考幀）的知識來壓縮間幀，并且該間幀允許僅傳輸參考幀與在時間上跟隨它的當前幀之間的差別。這允許更加高效的壓縮，特別是當場景具有相對較少的變化時。幀間預測典型地使用運動估計依據(jù)（intermsof）描述幀之間的圖像部分的移動的運動向量來編碼并發(fā)信號傳輸該視頻，并且隨后使用運動補償來基于用信號傳輸?shù)南蛄吭诮邮掌魈庮A測該運動。用于視頻通信的各種國際標準，比如MPEG1、2&4和H.261、H.263&H.264，采用基于在規(guī)則的塊的基礎上的源幀的劃分的運動估計和補償。根據(jù)分辨率、幀速率、比特率和場景，內(nèi)幀可以達到間幀的20到100倍大。另一方面，間幀將依賴關系施加到先前的間幀，一直到最近的內(nèi)幀。如果任意一個幀遺漏，則解碼當前間幀可能導致錯誤和偽影。這些技術例如被用在H.264/AVC標準中（參見T.Wigand，G.J.Sullivan,G.Bjontegaard,A.Luthra:“OverviewoftheH.264/AVCvideocodingstandard,”inIEEETransactionsonCircuitsandSystemsforVideoTechnology,Volume:13,Issue:7,page(s)：560-576，July2003）。圖7圖示用于例如根據(jù)H.264/AVC的基本編碼結構將視頻流編碼成間幀和交錯的內(nèi)幀的流的已知的視頻編碼器。編碼器接收包括要被編碼的幀序列的輸入視頻流（每個幀被分成組成宏塊并被細分成塊），并且輸出隨后可以被傳輸?shù)浇獯a器的量化的變換系數(shù)和運動數(shù)據(jù)。該編碼器包括用于接收視頻圖像的輸入宏塊的輸入端70、減法級（stage）72、正變換級74、正量化級76、逆量化級78、逆變換級80、幀內(nèi)預測編碼級82、運動估計&補償級84、和熵編碼器86。減法級72被設置成接收包括一系列輸入宏塊的輸入信號，每個輸入宏塊對應于幀的一部分。減法級72從每一個宏塊減去該宏塊的預測，以便生成殘差（residual）信號（有時也被稱為預測誤差）。在幀內(nèi)預測的情況下，基于相同幀的一個或多個相鄰區(qū)域從幀內(nèi)預測級82提供塊的預測（在經(jīng)由逆量化級78和逆變換級80反饋之后）。在幀間預測的情況下，基于先前幀的所選區(qū)域從運動估計&補償級84提供塊的預測（再次在經(jīng)由逆量化級78和逆變換級80反饋之后）。對于運動估計，借助描述先前幀中的所選區(qū)域的位置與在當前幀中正被編碼的宏塊之間的偏移的運動向量來識別所選區(qū)域。隨后，正變換級74例如借助離散余弦變換（DCT）將塊的殘差從空間域表示變換為變換域表示。也就是說，它將每個殘差塊從在不同的笛卡爾x和y坐標處的一組像素值變換為表示具有不同波數(shù)kx和ky（具有1/波長的大?。┑牟煌目臻g頻率項的一組系數(shù)。隨后，正量化級76量化變換系數(shù)，并且輸出要經(jīng)由熵編碼器86被編碼成視頻流的殘差信號的量化且變換的系數(shù)，從而形成用于傳輸?shù)揭粋€或多個接收者終端的編碼的視頻信號的一部分。而且，正量化級76的輸出也經(jīng)由逆量化級78和逆變換級80反饋。逆變換級80將殘差系數(shù)從頻域變換回空間域值，其中它們被提供給幀內(nèi)預測級82（用于內(nèi)幀）或運動估計&補償級84（用于間幀）。這些級使用逆變換的和逆量化的殘差信號連同輸入視頻流的知識，以便產(chǎn)生幀內(nèi)和幀間的局部預測（包括如在解碼器處看到的已被正和逆變換和量化的扭曲效應）。該局部預測被反饋到減法級72，其產(chǎn)生表示輸入信號與局部幀內(nèi)預測級82或運動估計&補償級84的輸出之間的差的殘差信號。在變換之后，正量化級76量化該殘差信號，從而生成量化的、變換的殘差系數(shù)以用于輸出到熵編碼器86。運動估計級84還經(jīng)由熵編碼器86輸出運動向量以包括在編碼的比特流中。當執(zhí)行幀內(nèi)編碼時，思想是僅編碼并傳輸關于幀內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)部分如何不同于同一幀內(nèi)的另一個部分的度量。該部分隨后可以在解碼器處預測（給定一些用于開始的絕對數(shù)據(jù)），并且因此，僅需要傳輸預測數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)之間的差而非實際數(shù)據(jù)自身。該差信號典型地在量級方面更小，所以采用更少的比特來編碼。在幀間編碼的情況下，代替幀內(nèi)預測級82，運動補償級84被切換到反饋路徑中，并且反饋回路因此被創(chuàng)建在一個幀與另一個幀的塊之間，以便相對于先前幀的塊來編碼該間幀。與內(nèi)幀相比，這典型地采用甚至更少比特來編碼。圖8圖示了相應的解碼器，其包括用于接收進入接收者終端的編碼的視頻流的熵解碼器90、逆量化級92、逆變換級94、幀內(nèi)預測級96和運動補償級98。幀內(nèi)預測級和運動補償級的輸出在求和級100處被求和。存在許多已知的運動估計技術。一般地，它們依靠對塊與來自先前幀（參考幀）的一個或多個其他圖像部分的比較。從與塊相同大小和形狀的、但在水平和豎直方向上偏移任意數(shù)量的像素或者甚至分數(shù)數(shù)量的像素的區(qū)域預測每個塊。所使用的區(qū)域的身份被以運動向量的形式作為開銷（“輔助信息”）而被用信號傳輸。良好的運動估計技術必須平衡低復雜度與高質(zhì)量視頻圖像的需求。還期望它不需要太多開銷信息。在上文所述的標準系統(tǒng)中，應當注意，幀內(nèi)預測編碼和幀間預測編碼（運動估計）在未量化的空間域中被執(zhí)行。最近，在變換域中操作的運動估計技術已經(jīng)引起注意。然而，現(xiàn)有技術都不能夠在以低復雜度執(zhí)行（從而減少計算開銷）的同時還輸送（deliver）高質(zhì)量。因此，當前實踐中，對于運動估計不使用頻域技術。VC-1視頻編碼解碼器具有在頻域中操作的幀內(nèi)預測模式，其中DCT（離散傅立葉變換）域中AC系數(shù)的第一列和/或第一行是從直接地位于處理的塊左邊或上面的DCT塊的第一列（或第一行）預測的。也就是說，位于一個塊邊緣的系數(shù)是從鄰近塊中的直接空間鄰居預測的。為了參考，參見“TheVC-1andH.264VideoCompressionStandardsforBroadbandVideoServices”,AvHariKalva，Jae-BeomLee，pp.251。
技術實現(xiàn)思路
根據(jù)本專利技術的一個方面，提供一種壓縮視頻數(shù)據(jù)的方法，該方法包括：提供用于多個圖像部分的每一個的圖像數(shù)據(jù)；基于相應圖像數(shù)據(jù)確定用于所述圖像部分的每一個的索引值；對于要被編碼的目標圖像部分，識別其索引值在目標圖像部分的索引值的搜索閾值內(nèi)的匹配圖像部分；以及生成目標圖像部分相對于匹配圖像部分的差異數(shù)據(jù)，并且將該差異數(shù)據(jù)包括在編碼的視頻信號中。匹配圖像部分的識別可以包括從多個候選圖像部分之中識別其索引本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.02.19 US 61/306,410;2010.07.16 US 12/838,1311.一種壓縮視頻數(shù)據(jù)的方法，該方法包括：提供用于多個圖像部分的每一個的圖像數(shù)據(jù)；基于相應圖像數(shù)據(jù)確定用于每一個所述圖像部分的索引值，其中所述索引值是相應圖像部分的變換域系數(shù)的聚集組合，相應圖像部分的變換域系數(shù)的聚集組合包括以下內(nèi)容之一：在所述圖像部分的每一個中的零或非零系數(shù)的數(shù)量，或相應圖像部分中的系數(shù)的模的平均或總值；對于要被編碼的目標圖像部分，識別具有在目標圖像部分的索引值的搜索閾值內(nèi)的索引值的匹配圖像部分；以及生成目標圖像部分相對于匹配圖像部分的差異數(shù)據(jù)，并且將該差異數(shù)據(jù)包括在編碼的視頻信號中。2.根據(jù)權利要求1的方法，其中匹配圖像部分的識別包括從多個均具有在目標圖像部分的索引值的搜索閾值內(nèi)的索引值的候選圖像部分之中識別匹配圖像部分。3.根據(jù)權利要求1的方法，其中匹配圖像部分的識別包括：基于索引值將所述圖像部分的列表排序，以便生成排序的列表；以及選擇與目標的接近程度在排序的列表中的搜索閾值內(nèi)的匹配圖像部分。4.根據(jù)權利要求3的方法，其中匹配圖像部分的識別包括確定候選圖像部分的組，其中每一個候選圖像部分與該目標的接近程度在排序列表中的搜索閾值內(nèi)，以及從這些候選中選擇最佳的匹配圖像部分。5.根據(jù)權利要求1的方法，其中圖像數(shù)據(jù)的提供包括將所述圖像部分的每一個從空間和/或時間域表示變換為變換域表示，從而生成用于每個圖像部分的變換域系數(shù)的相應組；以及所述索引值的確定包括基于相應變換域系數(shù)確定用于圖像部分之中的每一個的索引...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：L比沃拉斯基，R瓦芬，M尼爾松，SV安德森，
申請(專利權)人：斯凱普公司，
類型：
國別省市：