[发明专利]对视频数据帧编码的视频编码器和方法

说明书

技术领域

本发明涉及对视频数据进行帧编码，更具体地讲，涉及一种在视频编码器中跳过一些视频帧以控制比特率的设备和方法。

背景技术

通常，视频编码器可具有各种视频序列，以使视频编码器提供编码方法上的灵活性。然而，无线网络环境中的传输信道具有一些传输限制约束。例如，存在这样的约束：在无线网络环境中被不变地使用的比特数量(例如，384[kb])。因此，在无线网络环境中发送端发送帧数据允许限制比特数量，然后执行帧编码。

此外，由于约束，传统的视频编码器配备有缓冲器，以限制可被发送到接收端的比特的数量。图1是示出传统视频编码器的示例的结构的框图。

参照图1，当从视频数据产生单元100创建了视频数据时，以按图像组(GOP)的形式被量化和存储的帧的形式将该视频数据输入到视频编码器102。如果上述情况发生，则视频编码器102将接收的视频数据的帧(以下，称为“视频数据帧”)提供给编码器106，以对接收的帧编码，所述编码器106将编码帧提供给用于存储按规定的比特率被发送到发送单元104的编码帧缓冲器108。原因在于：当视频编码器在如上所述的视频编码器102的编码方法中提供灵活性时，比特的数量是可变的。因此，如上所述，一般的视频编码器102配备有缓冲器108，以对正被发送的编码帧中的每一帧保持恒定数量的比特(恒定比特率(CBR))。

为了如上所述的限制比特的数量，该传统视频编码器102使用用于改变每一视频数据帧的量化参数以产生视频数据的方法。尽管该方法控制在产生视频数据帧时创建的视频数据的比特数量，但是视频数据帧的比特数量随着量化参数的增加而减小，反之，视频数据帧的比特数量随量化参数的减小而增加。

通常对缓冲器108的存储容量有限制。因而，为了防止将被缓冲的视频数据帧的量超过缓冲器108的存储容量，在传统视频编码器102中限定了上界，以使创建的比特被控制在允许的限度范围内。

然而，如上所述，即使使用了用于改变量化参数的方法，仍可能发生如下情况：根据当前设置的限制，编码帧的比特数量不适合环境。即，即使将量化参数设置为最大值，也可能发生如下情况：编码的视频数据帧的比特数量超过缓冲器108的预设上界。例如，可发生如下情况：随着在预测图像运动(图像运动是大运动并且复杂)之后残余数据的量增加，可能产生超过上界的比特数量。在这种情况下，为了满足恒定比特率的限制条件，传统视频编码器102跳过下一帧。然后，由于跳过了下一帧，所以当对有关帧编码时，产生的比特变成0，因此，缓冲器中的比特数量减小了被发送的比特数量。

然而，在传统视频编码器102中，在发生了缓冲器的存储容量超过上界的这种溢出情况下，根据缓冲器的比特数量来执行跳帧。因此，有关帧是I帧还是P帧对执行跳帧没有影响。通常，I帧和最初的P帧(以下，称为“第一P帧”)成为有关GOP中包括的其他帧的参考帧。因此，因为在包括I帧的GOP的开始部分中的P帧对以后的其他帧有很大影响，所以这些P帧非常重要。然而，由于传统视频编码器102不考虑I帧或第一P帧来执行跳帧，所以当情况需要时，重要帧(例如，I帧或与特定GOP的开始部分相应的P帧)可被跳过。在这种情况下，随着在预测被跳过的帧之后的运动期间误差变大，较大的误差被传播，并可对画面质量具有大的影响。

此外，在许多运动(例如，激烈的体育运动)出乎意料并同时发生的情况下，在特定时刻，一些帧被分配多个比特，但是可发生另外的连续跳帧。这里，存在许多运动的一部分对应于重要部分。在接连发生跳过的情况下，被跳过部分的内容不能被感知，并且连续的跳过降低了画面的整体质量。

发明内容

因此，通过提供一种通过有效指定跳过编码帧的位置以防止跳过参考帧来对视频数据帧编码的视频编码器和方法，做出本发明以解决在现有技术中发生的上述问题，并提供另外的优点。

本发明的另一方面在于提供一种在防止跳过重要参考帧的同时通过防止发生连续跳过来防止降低画面的整体质量的对视频数据帧编码的视频编码器和方法。