專利名稱：高清晰度電視的視頻編碼器及其碼率分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻編碼技術(shù)，具體地涉及到用于高清晰度電視的視頻編碼器及其碼率分配方法。
當(dāng)前，通用的數(shù)字高清晰度電視編碼技術(shù)是MPEG-2技術(shù)。它由ISO/IEC13818文件描述。該文件并未對(duì)碼率分配的具體方法作限制性規(guī)定。因此，可以用各種方法進(jìn)行碼率分配。當(dāng)前常用的碼率控制與分配方法是TM5算法。它由文件ISO/IEC JTCl/SC29/WG11/N0400描述。其基本做法是建立在對(duì)16×16大小的宏塊活動(dòng)性計(jì)算的基礎(chǔ)上的。由于高清晰度電視視頻編碼器的計(jì)算量十分巨大，需要通過(guò)并行處理才能達(dá)到實(shí)時(shí)性要求。而TM5方法沒(méi)有建立在多個(gè)子編碼器并行協(xié)同工作的基礎(chǔ)上。因而有必要針對(duì)并行結(jié)構(gòu)提出新的碼率分配方法。
鑒于MPEG-2 HDTV視頻編碼器的巨大計(jì)算量和計(jì)算速度。當(dāng)前采用將HDTV畫面分成若干子圖象，對(duì)每個(gè)子圖象用一個(gè)視頻編碼器進(jìn)行編碼，通過(guò)多個(gè)子編碼器協(xié)同工作來(lái)實(shí)時(shí)地實(shí)現(xiàn)HDTV視頻編碼的體系結(jié)構(gòu)。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種高清晰度電視的視頻編碼器及其碼率分配方法，它采用將總碼率在各子編碼器之間進(jìn)行合理分配的準(zhǔn)則及算法。這種準(zhǔn)則和算法能反映人眼視覺(jué)特性，使復(fù)原圖象的主觀質(zhì)量最好，從而避免平分碼率造成的復(fù)雜子塊圖象質(zhì)量變差的現(xiàn)象。
今后，單片HDTV視頻編碼器的設(shè)計(jì)必然建立在單片子編碼器的技術(shù)基礎(chǔ)之上。因而同樣存在單片內(nèi)各子編碼器之間碼率分配的問(wèn)題。本發(fā)明的方法同樣適用于這種應(yīng)用場(chǎng)合。
為進(jìn)行合理的碼率分配需要進(jìn)行活動(dòng)性估算。本發(fā)明提供了用較小的硬件規(guī)模實(shí)時(shí)計(jì)算活動(dòng)性的方法。
按照本發(fā)明的一種高清晰度電視的視頻編碼器，它包括圖象采集單元，子圖象劃分單元，n個(gè)子編碼器，碼流合成單元，以及系統(tǒng)控制單元，其特征在于在系統(tǒng)控制單元的控制下，子圖象劃分單元將高清晰度的視頻輸入信號(hào)劃分成n個(gè)子圖象；n個(gè)子編碼器分別對(duì)相應(yīng)的子圖象進(jìn)行MPEG-2實(shí)時(shí)編碼；系統(tǒng)控制器根據(jù)各子圖象的活動(dòng)性對(duì)各個(gè)子編碼器分別進(jìn)行控制，以按對(duì)數(shù)關(guān)系(LnACT子圖象)對(duì)各子圖象進(jìn)行碼率分配；具有上述所分配的碼率的各子圖象的MPEG-2碼流在碼流合成單元中進(jìn)行碼流合成，以合成成為一個(gè)高清晰度的MPEG-2碼流。
按照上述的一種高清晰度電視的視頻編碼器，其特征在于所說(shuō)子編碼器由前期處理及運(yùn)動(dòng)估算單元，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償及幀重建單元和量化，DCT,VLC及緩沖器單元構(gòu)成；在量化，DCT,VLC及緩沖器單元中有DSP芯片，由它來(lái)實(shí)施在宏塊間的碼率分配的控制；這樣，系統(tǒng)控制單元實(shí)現(xiàn)在子圖象中的碼率分配的控制。
按照本發(fā)明的一種高清晰度電視的視頻編碼器的碼率分配方法，所說(shuō)視頻編碼器包括圖象采集單元，子圖象劃分單元，n個(gè)子編碼器，碼流合成單元，以及系統(tǒng)控制單元，在系統(tǒng)控制單元的控制下，子圖象劃分單元將高清晰度的視頻輸入信號(hào)劃分成n個(gè)子圖象；n個(gè)子編碼器分別對(duì)相應(yīng)的子圖象進(jìn)行MPEG-2實(shí)時(shí)編碼；其特征在于所說(shuō)碼率分配方法包括如下步驟1)對(duì)各個(gè)子圖象進(jìn)行活動(dòng)性測(cè)度；2)根據(jù)各子圖象的活動(dòng)性按對(duì)數(shù)關(guān)系對(duì)各子圖象進(jìn)行碼率分配，即按LnACT子圖象值的大小來(lái)分配碼率；3)設(shè)置一個(gè)碼率分配的最低值，這是為傳送一個(gè)子圖象所需的最小碼率，當(dāng)按上述對(duì)數(shù)關(guān)系計(jì)算出的碼率小于該值時(shí)，都按該最低值計(jì)。
按照上述的一種高清晰度電視的視頻編碼器的碼率分配方法，其特征在于進(jìn)一步包括步驟4)設(shè)置一個(gè)碼率分配的最高值，這是為傳送一個(gè)子圖象所需的最大碼率，當(dāng)按上述對(duì)數(shù)關(guān)系計(jì)算出的碼率大于該值時(shí)，都按該最高值計(jì)。
按照上述的一種高清晰度電視的視頻編碼器的碼率分配方法，其特征在于步驟1)包括如下步驟(1)將宏塊的Y分量按幀序和場(chǎng)序分別分成4個(gè)8×8的子塊；(2)對(duì)每個(gè)8×8子塊，計(jì)算其MAD值，以此作為該8×8子塊的活動(dòng)性測(cè)度。即若干個(gè)8×8子塊的Y分量值為Yk,k=1,2,…64,則Y‾=164Σk=164Yk]]>ACTBLKi=164Σk=164|Yk-Y-|]]>(3)對(duì)幀序和場(chǎng)序這二組各4個(gè)子塊的活動(dòng)性，分別去掉最大值和最小值，取余下的二個(gè)活動(dòng)性的平均值作為幀序塊組和場(chǎng)序塊組的活動(dòng)性；(4)取幀序塊組活動(dòng)性和場(chǎng)序塊組活動(dòng)性中小的那一個(gè)作為本宏塊的活動(dòng)性測(cè)度；(5)將子圖象所屬的所有宏塊的活動(dòng)性簡(jiǎn)單相加，其結(jié)果作為該子圖象的活動(dòng)性。
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施例進(jìn)行描述。


圖1為高清晰度電視系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖；圖2為n個(gè)子編碼器并行工作的高清晰度電視編碼器的方框圖；圖3A為按照本發(fā)明第一實(shí)施例的視頻編碼器的方框圖；圖3B為按照本發(fā)明實(shí)施例的子圖象劃分示意圖；圖4為按照本發(fā)明第二實(shí)施例的子編碼器的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖1為高清晰度電視系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。它主要由信源編碼部分1，信道編碼與調(diào)制單元6，信道7，解調(diào)與信道解碼單元8，以及信源解碼單元10組成。信源編碼單元包括視頻編碼器2，音頻編碼器3，數(shù)據(jù)接口4，以及復(fù)用器5。視頻編碼器2，音頻編碼器3和數(shù)據(jù)接口4分別接收視頻輸入，音頻輸入(多聲道)和數(shù)據(jù)輸入。視頻編碼器2，音頻編碼器3和數(shù)據(jù)接口4的輸出都送到復(fù)用器5。由復(fù)用器5復(fù)用的視頻，音頻和數(shù)據(jù)輸出到信道編碼與調(diào)制單元6，以在其中進(jìn)行編碼與調(diào)制。經(jīng)過(guò)編碼與調(diào)制的復(fù)合信號(hào)經(jīng)過(guò)信道7送到接收側(cè)的解調(diào)與信道解碼單元8，在此進(jìn)行與信道編碼與調(diào)制單元相反的解調(diào)與信道解碼，并輸出經(jīng)解調(diào)和信道解碼的復(fù)合信號(hào)到信源解碼單元10中的去復(fù)用器11，去復(fù)用器11將輸入的復(fù)合信號(hào)分解成編碼的視頻信號(hào)，編碼的音頻信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)，并將它們分別送到視頻解碼器12，音頻解碼器13和數(shù)據(jù)接口14。然后，視頻編碼器2，音頻編碼器3和數(shù)據(jù)接口4，分別產(chǎn)生視頻輸出，音頻輸出和數(shù)據(jù)輸出。
高清晰度電視編碼器采用MPEG-2技術(shù)，這已經(jīng)是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定了算法框架等內(nèi)容，對(duì)碼率控制與分配并無(wú)限制性的規(guī)定。碼率分配方法的優(yōu)劣直接影響復(fù)原圖象的主觀質(zhì)量的好壞，對(duì)編碼器的性能有著重要影響。
MPEG-2的視頻編碼技術(shù)要求十分巨大的計(jì)算量，對(duì)于高清晰度電視視頻編碼，由于畫面的高分辯率，所要求的計(jì)算量更加巨大。故實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)高清晰度電視視頻編碼需要極高的處理速度和高速數(shù)據(jù)傳輸能力。這給硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)了困難。通常，為實(shí)現(xiàn)這種大量數(shù)據(jù)的復(fù)雜運(yùn)算需采用并行處理技術(shù)。即將一個(gè)高清晰度電視畫面劃分成幾個(gè)子塊。一個(gè)高清晰度電視編碼編碼器由若干個(gè)子編碼器構(gòu)成，每個(gè)子編碼器負(fù)責(zé)對(duì)一個(gè)子塊進(jìn)行實(shí)時(shí)編碼，這些子編碼器的并行協(xié)同工作即可實(shí)時(shí)地完成對(duì)高清晰度畫面的實(shí)時(shí)編碼。子圖象的形狀可由設(shè)計(jì)者選定，如塊狀，垂直條，或水平條。子圖象形狀的選擇不在本發(fā)明范疇之內(nèi)。本發(fā)明涉及如何使這些子編碼器協(xié)同工作的控制技術(shù)。
圖2是由n個(gè)子編碼器并行協(xié)同工作構(gòu)成的高清晰度電視視頻編碼器的方框圖。在圖2中，高清晰度的視頻輸入信號(hào)在圖象采集單元(模塊)21進(jìn)行數(shù)字化，即進(jìn)行模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換。然后在子圖象劃分單元(模塊)22中分成n個(gè)子圖象。在圖2中，子編碼器21-1至21-n分別對(duì)相應(yīng)的子圖象進(jìn)行MPEG-2實(shí)時(shí)編碼。它們輸出的各子圖象的MPEG-2碼流在碼流合成單元(模塊)24中進(jìn)行碼流合成。合成成為一個(gè)高清晰度的MPEG-2碼流。它的格式符合MPEG-2。其圖象分辯率等于輸入的高清晰度圖象的分辯率，即輸出碼流不直接反映它是由n個(gè)子編碼器并行工作而得來(lái)的特征。在該圖中，圖象采集單元21，子圖象劃分單元22，子編碼器21-1至21-n,以及碼流合成單元24都由系統(tǒng)控制單元控制，本發(fā)明中的系統(tǒng)控制器25根據(jù)各個(gè)子圖象的活動(dòng)性對(duì)各子編碼器進(jìn)行控制，以按照一定關(guān)系(比率)在各子圖象之間分配碼率。
按照MPEG-2的規(guī)定，編碼的過(guò)程是以16×16象素的″宏塊″為單位進(jìn)行的。這里存在一個(gè)在各宏塊之間合理分配碼字的問(wèn)題?；驹瓌t是公知的，即對(duì)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)激烈的塊應(yīng)多分一些碼字。否則，這些部分的量化失真將易于為人眼所覺(jué)察。TM5的做法是對(duì)每個(gè)宏塊進(jìn)行活動(dòng)性估計(jì)，有了活動(dòng)性值以后，即可按事先給定的公式計(jì)算該宏塊的量化因子。TM5在作活動(dòng)性計(jì)算時(shí)，是將一個(gè)16×16象素大小的宏塊的Y分量按幀結(jié)構(gòu)(逐行排列)分成4個(gè)8×8子塊，按場(chǎng)結(jié)構(gòu)(奇偶行分開)也分成4個(gè)8×8子塊，計(jì)算這8個(gè)8×8子塊的MSE值，取8個(gè)MSE值中最小的那一個(gè)作為該宏塊的活動(dòng)性測(cè)試。顯然，它沒(méi)有考慮到實(shí)際視頻編碼器的并行處理結(jié)構(gòu)，不可能解決碼率在各子編碼器之間的分配問(wèn)題，而這恰恰是圖2結(jié)構(gòu)的視頻編碼器控制中最重要的問(wèn)題。此外，MSE的運(yùn)算量還是較大的，有可能作進(jìn)一步的簡(jiǎn)化。
本發(fā)明采用下列宏塊活動(dòng)性測(cè)度(1)將宏塊的Y分量按幀序和場(chǎng)序分別分成4個(gè)8×8的子塊；(2)對(duì)每個(gè)8×8子塊，計(jì)算其MAD值，以此作為該8×8子塊的活動(dòng)性測(cè)度。即若干個(gè)8×8子塊的Y分量值為Yk,k=1,2,…64,則Y‾=164Σk=164Yk]]>ACTBLKi=164Σk=164|Yk-Y-|]]>(3)對(duì)幀序和場(chǎng)序這二組各4個(gè)塊的活動(dòng)性，分別去掉最大值和最小值，取余下的二個(gè)活動(dòng)性的平均值作為幀序塊組和場(chǎng)序塊組的活動(dòng)性。
(4)取幀序塊組活動(dòng)性和場(chǎng)序塊組活動(dòng)性中小的那一個(gè)作為本宏塊的活動(dòng)性測(cè)度。
由于取絕對(duì)值運(yùn)算比TM5中為計(jì)算MSE而要進(jìn)行的平方運(yùn)算要簡(jiǎn)便快捷得多，這種在象素級(jí)運(yùn)算中的簡(jiǎn)化使本發(fā)明的活動(dòng)性計(jì)算更易于用硬件實(shí)現(xiàn)。
子圖象的活動(dòng)性計(jì)算是在上述宏塊活動(dòng)性計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。將圖象子塊所屬的所有宏塊的活動(dòng)性簡(jiǎn)單相加即可作為該子圖象的活動(dòng)性。
由子圖象活動(dòng)性進(jìn)行碼率分配的方法1)計(jì)算各子圖象的活動(dòng)性；2)根據(jù)各子圖象的活動(dòng)性按對(duì)數(shù)關(guān)系對(duì)各子圖象進(jìn)行碼率分配，即按LnACT子圖象值的大小來(lái)分配碼率；3)設(shè)置一個(gè)碼率分配的最低值，這是為傳送一個(gè)子圖象所需的最小碼率，當(dāng)按上述對(duì)數(shù)關(guān)系計(jì)算出的碼率小于該值時(shí)，都按該最低值計(jì)；4)從子編碼器硬件易于實(shí)現(xiàn)的角度考慮，設(shè)置一個(gè)碼率分配的最高值，這是為傳送一個(gè)子圖象所需的最大碼率，當(dāng)按上述對(duì)數(shù)關(guān)系計(jì)算出的碼率大于該值時(shí)，都按該最高值計(jì)。
3)和4)是對(duì)例外情況而設(shè)置的當(dāng)按2)所述方式分配的碼率過(guò)高或過(guò)低時(shí)，給出子圖象碼率的最高限和最低限。給出這種限制主要是從子編碼器易于實(shí)現(xiàn)的角度出發(fā)而考慮的。這種做法有其普遍意義和靈活性。當(dāng)子編碼器的制作技術(shù)高到不必對(duì)最高碼率作出限制也能正常工作時(shí)，把此最高限設(shè)得很高就可以了。而在目前，子編碼器制作達(dá)不到這么高水平時(shí)，對(duì)它的碼率作上限限制有利于它在任何情況下正常工作不出錯(cuò)。而碼率的下限總是必須的，至少要維持MPEG-2的語(yǔ)法框架，本身需要一定的碼字。而在實(shí)際的子編碼器中，維持內(nèi)部緩存不下溢，所要求的碼率下限遠(yuǎn)高于維持MPEG-2語(yǔ)法框架所需的比特?cái)?shù)。
本發(fā)明提出的新的宏塊活動(dòng)性測(cè)度，子圖象活動(dòng)性測(cè)度以及由子圖象活動(dòng)性測(cè)度進(jìn)行碼率在子圖象間分配的方法有如下優(yōu)點(diǎn)(1)用MAD代替MSE的計(jì)算省去了乘法器，使象素級(jí)運(yùn)算的運(yùn)算量大大減少，有利于實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)。
(2)將宏塊活動(dòng)性測(cè)度推廣到子圖象活動(dòng)性測(cè)度，依此對(duì)負(fù)責(zé)各子圖象編碼的子編碼器進(jìn)行有效控制，有利于圖2所示系統(tǒng)中各并行工作的子編碼器間的協(xié)同工作。依對(duì)數(shù)規(guī)律分配碼率比直接按線性規(guī)律分配更合理。對(duì)各子編碼器的碼率規(guī)定上，下限有利于各子編碼器的制作與控制。
在實(shí)際實(shí)現(xiàn)中，還可將子圖象活動(dòng)性估算硬件和圖2中子圖象劃分單元的硬件放在一起。這種時(shí)間上的提前對(duì)于子編碼器的控制十分有利。特別當(dāng)子編碼器是由現(xiàn)有專用編碼集成芯片(芯片組)構(gòu)成時(shí)，這種預(yù)測(cè)對(duì)子編碼器的控制更為重要。
本發(fā)明的效果依圖1框圖以硬件實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)分辯率為1440×1152×25的高清晰度視頻編碼器，分成4個(gè)子圖象，每個(gè)子圖象大小為720×576。對(duì)于不同節(jié)目?jī)?nèi)容的長(zhǎng)時(shí)間的輸入視頻序列，進(jìn)行了不同碼率分配方式的圖象質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)測(cè)試。若平均地在4個(gè)子編碼器之間分配碼率(視頻碼率為21.5Mb/s)，當(dāng)場(chǎng)景復(fù)雜時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)最復(fù)雜的場(chǎng)景的子圖象所復(fù)原的圖象質(zhì)量有明顯的下降。嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)不應(yīng)有的十字邊界問(wèn)題。當(dāng)采用本發(fā)明提出的碼率控制方法后，最復(fù)雜的場(chǎng)景的子圖象復(fù)原的圖象質(zhì)量沒(méi)有明顯的下降。
下面參考圖3A和圖3B詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施例。
如圖3B所示，將1440×1152分辯率的HDTV畫面用十字形劃分為4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的ITU-R 601格式的SDTV畫面(子圖象)，對(duì)每個(gè)720×576分辯率的子圖象用由專用芯片為主芯片的視頻子編碼器31-1至31-4進(jìn)行編碼。系統(tǒng)框圖如圖3A所示。輸入的HDTV模擬視頻信號(hào)由A/D變換器31變換為Y,U,V數(shù)字HDTV分量信號(hào)，其采樣頻率為54MHZ,HDTV圖象分辯率為1440×1152。在1分4電路32中將一幀圖象數(shù)據(jù)按圖3B的形狀劃分為4個(gè)子圖象，然后分別送到后續(xù)的子編碼器31-1至31-4中去。每個(gè)子編碼器31-1至31-4由MPEG-2 MP@ML專用編碼芯片組構(gòu)成，它產(chǎn)生4個(gè)符合MPEG-2MP@ML的碼流。碼流4合1電路34進(jìn)行碼流的改造和合并，將這4個(gè)碼流合并成一個(gè)MPEG-2 MP@High1440碼流輸出。系統(tǒng)控制器35進(jìn)行系統(tǒng)的全面控制，其中包括對(duì)宏塊，子圖象的活動(dòng)性估算和據(jù)此對(duì)4個(gè)子編碼器進(jìn)行控制，使碼率在4個(gè)子編碼器之間合理分配，以反映輸入圖象的特性。實(shí)現(xiàn)的結(jié)果表明，若不采用本發(fā)明的碼率分配方法，只是簡(jiǎn)單地固定每個(gè)子編碼器輸出平均碼率為1/4HDTV碼率，則復(fù)原的圖象在場(chǎng)景復(fù)雜且某個(gè)子圖象場(chǎng)景特別復(fù)雜時(shí)有明顯的失真。而采用了本發(fā)明的控制方法后，在HDTV視頻視頻碼率在21.5Mb/s左右情況下，上述某個(gè)復(fù)雜場(chǎng)景子圖象明顯降質(zhì)的現(xiàn)象基本消失。
下面將參考圖4詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施例。
如圖3B所示，將HDTV畫面十字劃分成4個(gè)子圖象，用類似于圖3A的結(jié)構(gòu)形成MPEG-2 MP@High 1440碼流。但這里每個(gè)子編碼器不用專用芯片，而用可編程邏輯器件，高速DSP和運(yùn)動(dòng)估算芯片構(gòu)成。子編碼器的框圖示于圖4。它由前期處理及運(yùn)動(dòng)估算單元41，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償及幀重建單元42和量化，DCT,VLC及緩沖器單元43構(gòu)成。在量化，DCT,VLC及緩沖器單元43中有DSP芯片，由它來(lái)實(shí)施在宏塊間的碼率分配的控制。這樣，系統(tǒng)控制單元(見(jiàn)圖3A)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明中碼率在子圖象的分配的控制。而在宏塊間的碼率控制由量化，DCT,VLC及緩沖器單元43中的DSP來(lái)控制。為擴(kuò)大運(yùn)動(dòng)估算搜索范圍，運(yùn)動(dòng)估算單元采用了分級(jí)運(yùn)動(dòng)估算方法。在本例子中同樣得到了較好的控制效果。
權(quán)利要求
1，一種高清晰度電視的視頻編碼器，它包括圖象采集單元(21)，子圖象劃分單元(22),n個(gè)子編碼器(21-1至21-n)，碼流合成單元(24)，以及系統(tǒng)控制單元(25)，其特征在于在系統(tǒng)控制單元(25)的控制下，子圖象劃分單元(22)將高清晰度的視頻輸入信號(hào)劃分成n個(gè)子圖象；n個(gè)子編碼器(21-1至21-n)分別對(duì)相應(yīng)的子圖象進(jìn)行MPEG-2實(shí)時(shí)編碼；系統(tǒng)控制器(25)根據(jù)各子圖象的活動(dòng)性對(duì)各個(gè)子編碼器(21-1至21-n)分別進(jìn)行控制，以按對(duì)數(shù)關(guān)系(LnACT子圖象)對(duì)各子圖象進(jìn)行碼率分配；具有上述所分配的碼率的各子圖象的MPEG-2碼流在碼流合成單元(24)中進(jìn)行碼流合成，以合成成為一個(gè)高清晰度的MPEG-2碼流。
2，按照權(quán)利要求1的高清晰度電視的視頻編碼器，其特征在于其中所說(shuō)n等于4。
3，按照權(quán)利要求1的高清晰度電視的視頻編碼器，其特征在于所說(shuō)子編碼器(21-1至21-n)由MPEG-2 MP@ML專用編碼芯片組構(gòu)成，它產(chǎn)生符合MPEG-2 MP@ML的碼流。
4，按照權(quán)利要求1的高清晰度電視的視頻編碼器，其特征在于所說(shuō)子編碼器(21-1至21-n)由前期處理及運(yùn)動(dòng)估算單元(41)，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償及幀重建單元(42)和量化，DCT,VLC及緩沖器單元(43)構(gòu)成；在量化，DCT,VLC及緩沖器單元(43)中有DSP芯片，由它來(lái)實(shí)施在宏塊間的碼率分配的控制；這樣，系統(tǒng)控制單元(25)實(shí)現(xiàn)在子圖象中的碼率分配的控制。
5，一種高清晰度電視的視頻編碼器的碼率分配方法，所說(shuō)視頻編碼器包括圖象采集單元(21)，子圖象劃分單元(22),n個(gè)子編碼器(21-1至21-n)，碼流合成單元(24)，以及系統(tǒng)控制單元(25)，在系統(tǒng)控制單元(25)的控制下，子圖象劃分單元(22)將高清晰度的視頻輸入信號(hào)劃分成n個(gè)子圖象；n個(gè)子編碼器(21-1至21-n)分別對(duì)相應(yīng)的子圖象進(jìn)行MPEG-2實(shí)時(shí)編碼；其特征在于所說(shuō)碼率分配方法包括如下步驟1)對(duì)各個(gè)子圖象進(jìn)行活動(dòng)性測(cè)度；2)根據(jù)各子圖象的活動(dòng)性按對(duì)數(shù)關(guān)系對(duì)各子圖象進(jìn)行碼率分配，即按LnACT子圖象值的大小來(lái)分配碼率；3)設(shè)置一個(gè)碼率分配的最低值，這是為傳送一個(gè)子圖象所需的最小碼率，當(dāng)按上述對(duì)數(shù)關(guān)系計(jì)算出的碼率小于該值時(shí)，都按該最低值計(jì)。
6，按照權(quán)利要求1的一種高清晰度電視的視頻編碼器的碼率分配方法，其特征在于進(jìn)一步包括步驟4)設(shè)置一個(gè)碼率分配的最高值，這是為傳送一個(gè)子圖象所需的最大碼率，當(dāng)按上述對(duì)數(shù)關(guān)系計(jì)算出的碼率大于該值時(shí)，都按該最高值計(jì)。
6，按照權(quán)利要求1的一種高清晰度電視的視頻編碼器的碼率分配方法，其特征在于步驟1)包括如下步驟(1)將宏塊的Y分量按幀序和場(chǎng)序分別分成4個(gè)8×8的子塊；(2)對(duì)每個(gè)8×8子塊，計(jì)算其MAD值，以此作為該8×8子塊的活動(dòng)性測(cè)度。即若干個(gè)8×8子塊的Y分量值為Yk,k=1,2,…64,則Y‾=164Σk=164Yk]]>ACTBLKi=164Σk=164|Yk-Y-|]]>(3)對(duì)幀序和場(chǎng)序這二組各4個(gè)子塊的活動(dòng)性，分別去掉最大值和最小值，取余下的二個(gè)活動(dòng)性的平均值作為幀序塊組和場(chǎng)序塊組的活動(dòng)性；(4)取幀序塊組活動(dòng)性和場(chǎng)序塊組活動(dòng)性中小的那一個(gè)作為本宏塊的活動(dòng)性測(cè)度；(5)將子圖象所屬的所有宏塊的活動(dòng)性簡(jiǎn)單相加，其結(jié)果作為該子圖象的活動(dòng)性。
全文摘要
一種高清晰度電視的視頻編碼器及其碼率分配方法,所說(shuō)視頻編碼器包括:圖像采集單元(21),子圖象劃分單元(22),n個(gè)子編碼器(21－1至21－n),碼流合成單元(24),以及系統(tǒng)控制單元(25),在系統(tǒng)控制單元(25)的控制下,子圖象劃分單元(22)將高清晰度的視頻輸入信號(hào)劃分成n個(gè)子圖象;所說(shuō)碼率分配方法包括如下步驟:1)對(duì)各個(gè)子圖象進(jìn)行活動(dòng)性測(cè)度;2)根據(jù)各子圖象的活動(dòng)性按對(duì)數(shù)關(guān)系(LnACT
文檔編號(hào)H04N7/015GK1211144SQ9810282
公開日1999年3月17日 申請(qǐng)日期1998年7月8日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月8日
發(fā)明者余松煜, 薛震民, 葉瑋 申請(qǐng)人:國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)高技術(shù)研究發(fā)展中心