[发明专利]视频编码装置、视频编码方法以及视频编码程序有效

专利信息
申请号: 201280011680.6 申请日: 2012-03-06
公开(公告)号: CN103430546B 公开(公告)日: 2017-08-04
发明(设计)人: 小野尚纪;清水淳;北原正树;京地清介 申请(专利权)人: 日本电信电话株式会社
主分类号: H04N19/139 分类号: H04N19/139;H04N19/176;H04N19/103;H04N19/137;H04N19/57;H04N19/517
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司72001 代理人: 何欣亭,王忠忠
地址: 日本*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 视频 编码 装置 方法 以及 程序
【说明书】:

技术领域

本发明涉及提高编码器的画质的视频编码技术,尤其涉及抑制运动探索(動き探索)以及编码模式选择中的运算量的视频编码装置、视频编码方法以及视频编码程序。

本申请基于在日本于2011年3月9日申请的日本特愿2011-051354号而要求优先权,将其内容援引于此。

背景技术

在以H.264/AVC(ISO/IEC 14496-10"MPEG-4 Part 10 Advanced Video Coding")为代表的视频编码中,通过对应于作为编码对象的图像的性质而适应性地切换并使用利用空间方向的相关而闭于帧内的信息进行编码的内(intra)编码和利用时间方向的相关而使用帧之间的信息进行编码的间(inter)编码,从而谋求压缩效率的提高。在间编码中使用运动补偿技术,探索如下运动向量,该运动向量表示成为编码对象的区域在被称为参照帧的过去或者未来的帧中存在于何位置,即,在参照帧与编码对象帧之间运动了多少。此时,能期待在参照帧中,相似的区域存在于距离该运动向量的量的位置,与该区域的差分值非常小。利用此情况,通过将与参照帧的差分信号编码而非编码对象区域的信号本身,能够提高编码效率。

在求运动向量的运动探索处理中,广泛使用被称为块匹配(block matching)的手法。在H.264/AVC中,作为编码的单位,使用将画面分割的矩形块区域。在将参照帧中的编码对象块位置作为中心的探索范围中,算出与编码对象块的像素值的差分绝对值和等评价值,将取最小值的块图案位置与编码对象块位置的距离作为运动向量。在块匹配中,对于参照帧的探索范围内全部的块图案,每一个像素地错开的同时算出评价值的被称为全探索的手法较常用。

然而,块匹配所需的运算量与其他编码处理相比较庞大。特别是在将块匹配适用于实时的实况视频分发等编码装置时,必须减少运动探索的运算量。运动探索的运算量对应于探索范围的广度而增加。然而,若为了降低运算量而单纯地同样地缩窄探索范围,则存在在运动大的区域存在时不能够检测适当的运动向量,编码效率低下的问题。

另外,在H.264/AVC的间编码中,许可基于变更块尺寸的多个编码模式。编码的块的单位为被称为宏块(macro block)的16×16像素的矩形块。宏块被允许分割为以下的块。

(1)16×16块,使用一个运动向量。

(2)分割为两个16×8块,使用两个运动向量。

(3)分割为两个8×16块,使用两个运动向量。

(4)分割为四个8×8块,对各个8×8块许可以下(4-1)~(4-4)的分割。

(4-1)8×8块,使用一个运动向量。

(4-2)分割为两个8×4块,使用两个运动向量。

(4-3)分割为两个4×8块,使用两个运动向量。

(4-4)分割为四个4×4块,使用四个运动向量。

为了实施所述最佳的编码模式选择,需要对许可的块的全部分割检测运动向量。此外如前所述,对于H.264/AVC,在间编码以外还有内编码,为了决定使用哪种编码,需要实施内编码而算出码量,与间编码的码量进行比较。这些模式选择所需的负荷也成为视频编码中的运算量增加的要因。

以往,为了降低运动探索的负荷,在每个区域中推定运动量,对运动小的区域适当地缩窄探索范围,从而进行运算量的削减。例如在TV会议等那样摄像机固定的视频中,由于背景等静止区域与运动区域清楚地分开,故该方法是有效的。作为在每个区域中推定运动量、控制探索范围的现有技术,例如有专利文献1所记载的技术。在专利文献1中,基于编码对象帧与参照帧的相关评价结果,缩小运动探索范围,从而抑制运动探索的运算量。

然而,在专利文献1中,有可能由于对运动向量不考虑信息量而限制运动探索范围而引起画质劣化。另外由于未提及间模式的选择方法、内/间编码的判定,故实施编码模式判定而引起的运算负荷不会减轻。

专利文献

专利文献1: 日本特开平8-32969号公报。

发明内容

削减运动探索中的运算量对于编码装置的高速化是必须的,但若同样地缩窄探索范围,则存在编码效率降低的问题。另外,在如H.264/AVC那样编码模式多的方式中,还需要考虑削减模式选择所伴随的运算量。

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