[发明专利]基于分段的视频压缩编码的方法和装置

说明书

本发明和可以有效用于无人监控系统、可视会议、可视电话、可视教学等映象变化较少的映象信号数据压缩的视频信号压缩编码方法相关，也与视频分段方法和压缩编码方法相关。

远程可视会议、可视电话、可视教学等区域由于要考虑到通讯线路的带宽，采用的视频信号数据压缩方法中主要是标准化的H.26X系列方法，如为了进行视频信号的数据形态存储/播送/传送，在MPEG(MotionPicture Expert Group)中广泛使用的是MPEG-1和MPEG-2标准化方法。无人监控系统利用的是视频信号，目前大部分仍是采用直接传送模拟视频信号并保存在模拟录像带(Video tape)上的方法，但由于录像带重复录制会导致图象质量下降，加上录像带更新导致费用增加等原因，因此最近采用先将模拟视频信号变换为数字信号、再使用H.26X系列、MPEG系列或JPEG(Joint Picture Expert Group)系列视频压缩方法的监控系统逐渐增多。

目前围绕视频信号数据压缩而开发出的众多视频压缩编码方法，基本上是将大部分映象划分为一定大小的宏块(Macro-block)，对各区域与以前映象比较后进行运动补偿(Motion Compensation)，然后将运动补偿后的映象和当前映象间的差别进行压缩编码。

这种方法存在以下缺点。

第一，因物体运动被挡住又重新出现的背景区域(uncoveredbackground)，需要重新编码。

第二，因映象编码设备的特点，如果输入的映象的桢速率(framerate)(即当前映象输入到编码设备的速率)较低，导致临近映象(或桢)物体运动大，运动预测失败率将增高，从而增加比特(bit)发生量，使数据压缩效率降低。

第三，如果希望对编码后的映象进行随机存取(random access)，必须象MPEG系列的编码方法中常用的一样，周期性插入I-桢(Intra-frame)。I-桢并不是将当前桢和以前映象差别进行编码，而是像对静止映象进行编码一样，只对当前桢(Frame)单独进行压缩编码，从而导致比特发生量相对增加。

第四，由于编码时没有划分物体区域和背景区域，如希望物体出现的时候出现提示音等的额外功能的话，就需要执行另外的计算。

第五，由于没有划分物体区域和背景区域，从而不能通过降低相对重要的物体区域压缩率来提高画质、或通过提高不太重要背景区域压缩率来降低画质，达到控制画质的效果。

本发明目的是为了达到对视频映象信号的有效压缩，提供利用背景映象和以前映象对当前映象进行压缩编码的方式。

本发明的另一目的是提供将输入映象划分为一定大小的单位区域后，判别各单位区域属于背景区域还是物体区域，在各区域生成不同的编码指示的分段及编码设备。

本发明的又一目的是将分段后输入的映象在各区域进行不同的压缩编码，从而提高压缩率。

为进一步说明本发明的构成和使能，特对下述两条用语作如下定义。

1.宏块(MB：Macro-Block)：本发明中将映象划分为下例所示的一定大小的正方块单位区域，其各单位区域定义为MB(宏块)。宏块(MB)大小应横竖均为16象素，但根据情况也可改用其他大小。

2.宏块信息(MB-Into：Macro-block information)：本发明中将当前映象的各宏块(MB)如何编码的信息称为宏块信息(Macro-block information)。当前映象的各宏块(MB)都有各自的宏块信息(MB-Info)。宏块信息(MB-Info)具体说是由运动预测(motion Estimation)结果而生成的运动矢量(motion vector)和根据宏块(MB)单位进行不同的编码指示(Coding Direction)构成，有关运动矢量(motion vector)和编码的内容将在以后作说明。本发明中的分段设备及变换编码器间的通讯是通过宏块信息(MB-Info)进行的。

为实现上述目的，本发明提供一种基于分段的视频压缩编码器，包括：

当前桢存储器，用来存储当前映象，

背景桢存储器，用来存储背景映象，

以前物体存储器，用来存储以前显示的物体映象，

分段和编码控制器，用来确定在当前桢存储器中所存储的当前映象桢是背景映象还是物体映象，并随之将它们分成背景和物体宏块，藉此来控制每个宏块的编码以及决定运动矢量，

变换编码器，它从分段和编码控制器接收到编码指示和运动矢量后，对每个宏块映象进行有区别的编码，