[发明专利]用于降低除法运算要求的数字视频编码的可变准确度图像间定时规定的方法与装置

说明书

相关申请

本专利申请要求2002年12月6日提交的美国专利申请，序列号为10/313,773，在美国代码，120部，标题35之下的一个较早申请日期的权利。

技术领域

本发明涉及多媒体压缩系统的领域。尤其是，本发明公开了规定可变准确度图像间定时的一些方法和系统，这降低了对处理器密集的除法运算的要求。

背景技术

基于数字的电子媒体格式是大规模地替代模拟电子媒体格式的最后一股潮流。很久以前，数字压缩磁盘(CD)就代替了模拟的乙烯基记录材料。模拟式的卡型盒式磁带正变得越来越少。第二和第三代数字音频系统，如小型磁盘和MP3(MPEG音频-层3)现在正分享第一代数字音频格式的压缩磁盘的市场份额。

在过渡到数字存储和数字传输格式方面，视频媒体格式已经慢于音频媒体。采用数字视频格式的速度较慢的原因很大程度是由于以数字形式准确表示可接受质量的视频所要求的数字信息量太大，以及压缩视频编码所需要的快速处理能力。准确表示视频所需的大量数字信息要求非常高容量的数字存储系统和高带宽传输系统。

但是，现在视频正迅速地过渡到数字存储和传输格式。更快的计算机处理器，高密度存储系统，新的有效压缩和编码算法最终使数字视频传输和存储能以消费者可接受的价格使用。DVD(数字通用光盘)，一种数字视频系统，在过去几年已成为最好卖的消费类电子产品之一。DVD已迅速取代视频磁带录像机(VCR)作为预先录制视频重放系统的首选，这是由于其高的视频质量，很高的音频质量，方便性以及其它特点。老的模拟NTSC(国家电视标准委员会)视频传输系统当前正处于被数字ATSC(先进电视标准委员会)视频传输系统所替代的过程中。

计算机系统已使用各种不同的数字视频编码格式好多年。特别是，计算机系统已采用不同的视频编码器/解码器方法，以分别对数字视频进行压缩与编码，或解压缩与解码。在硬件或软件中应用的视频编码器/解码器方法通常被称为“CODEC”。

在计算机系统所使用的最好的数字视频压缩和编码系统中，是由运动图像专家组，通常所称的首字母简略词MPEG所支持的数字视频系统。三个最常见的和广泛使用的MPEG数字视频格式是简单地称为MPEG-1，MPEG-2和MPEG-4。视频CD(VCD)和早期消费级的数字视频编辑系统利用早期的MPEG-1数字视频编码格式。数字通用光盘(DVD)和Dish Network牌的直播卫星(DBS)电视广播系统利用更高质量的MPEG-2数字视频压缩和编码系统。MPEG-4编码系统正迅速地由基于最新的计算机的数字视频编码器和相关数字视频播放器所采用。

MPEG-2和MPEG-4标准压缩了一系列视频帧或视频场，然后将这些压缩的帧或场编码为数字比特流。当用MPEG-2和MPEG-4系统对视频帧或视频场编码时，视频帧或视频场被划分为像素块的矩形网格。

每个像素块是独立地被压缩和编码。

当压缩一个视频帧或视频场时，MPEG-4标准可将帧或场压缩为三种类型的压缩帧或场之一：帧内(I-帧)，单向预测帧(p-帧)或双向预测帧(B-帧)。帧内是完全独立地对一个独立视频帧编码，而不参考其它视频帧。P-帧参照单个先前显示的视频帧来定义一个视频帧。

B-帧既参考在当前帧之前显示的视频帧又参考在当前帧之后显示的视频帧来定义一个视频帧。由于其高效利用了冗余视频信息，P-帧和B-帧通常提供最好的压缩。

发明内容

本发明公开了执行视频编解码器中的运动估算的一种方法和装置。特别是，本发明公开了一种系统，它以十分有效的方式迅速计算估计的运动向量，而不要求过多数量的除法运算。

在一个实施例中，一种方法，用于包括第一视频图像、第二视频图像和第三视频图像的数据流，该方法包括：计算标度值，述标度值基于(i)第三视频图像的顺序值和第一视频图像的顺序值之间的第一顺序差值，和(ii)第二视频图像的顺序值和第一视频图像的顺序值之间的第二顺序差值；以及基于标度值和用于第三视频图像的运动向量来计算用于第二视频图像的特定运动向量，其中计算特定运动向量包括执行移位操作。本发明以良好精确性迅速地计算出所有估算的运动向量，这是因为成比例的比率保存了重要的位数，通过简单移位进行比例的降低，因而消除了费时的除法运算的需要。

结合附图和下文的详述，本发明的其它目标，特点和优点会更加明显。

附图说明

根据下文中的详细描述，本发明的其它目标，特点和优点对专业人士将是明显的，其中：

图1表示一个可能的数字视频编码器系统的一个高级框图；