[发明专利]用于对目标轮廓的视频信号进行编码的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于对表示于视频信号中的目标的轮廓进行编码的方法和装置；而且，更具体地，涉及一种能够通过使用轮廓运动估计技术来减少发送数据量的方法和装置。

在诸如可视电话、电视会议和高清晰度电视系统的数字电视系统中，由于视频帧信号中的视频行信号包括一系列称为象素值的数字数据，需要大量的数字数据来定义每一视频行帧信号。但是由于传统发送信道可利用的频率带宽有限，为了通过其发送大量的数字数据，就需要通过使用各种数据压缩技术来压缩或减少数据量，在诸如可视电话和电视会议系统的低比特率视频信号编码器的情况下尤其如此。

用于为低比特率编码系统编码视频信号的这种技术之一是面向目标的分析一合成编码技术，其中输入视频图象被分为多个目标，且通过不同的编码信道来处理用于定义每个目标的运动、轮廓和象素数据的三组参数。

这种面向目标的编码方案的一个例子是所谓的MPEG(运动图象专家组)阶段4(MPEG-4)，它被设计用来提供一种用于在诸如低比特率通信、交互式多媒体(例如游戏、交互式电视等)和监视(例如，见MPEG-4视频验证模式版本2.0，国际标准化组织，ISO/IEC JTC1/SC29/WG11N1260，1996年3月)的应用中允许基于内容的交互，改进编码效率和/或通用可存取性的声频-视频编码标准。

根据MPEG-4，一输入视频图象被分为相应于用户可存取和操作的位流中的实体的多个视频目标平面(VOP’S)。一个VOP可称作一个目标并由其宽度和高度可被选择为包围每个目标的16象素(一个宏模块尺寸)的最小倍数的有界矩形来表示以便编码器在逐个VOP，即逐个目标的基础上处理输入视频图象。VOP包括由亮度元素(Y)和色度元素(Cr，Cb)组成的彩色信息和由例如二进制掩码表示的轮廓信息。

在处理目标轮廓时，轮廓信息对于目标形状的分析与合成是重要的。用于表示轮廓信息的一种传统编码方法是链式编码方法。链式编码方法虽然不会损失轮廓信息，但为了表示其需要大量的位。

因此，为了克服这个缺点，已经提出了几种方法，诸如多边形逼近和B-样条逼近，来编码轮廓信息。多边形逼近的一个缺点是轮廓表示的粗糙性。另一方面，B-样条逼近能更精确地表示轮廓；但是，它需要高次多项式来减小逼近误差，这就导致提高了视频编码器的整体运算复杂性。

为改进与上述逼近方法中的表示粗糙和计算复杂性提高有关的这类问题而引入的技术之一是利用离散正弦变换(DST)的轮廓逼近技术。

在一种采用了基于多边形逼近和DST的轮廓逼近技术的装置中，如在一共有未决申请，U.S.Ser.No.08/423,604，题为“用于表示目标轮廓的轮廓逼近装置”中所公开的，确定若干个顶点并通过使用通用线段来拟合轮廓的多边形逼近来逼近目标的轮廓。而且，为了得到每条线段的一组逼近误差，为每条线段选择N个采样点并在N个采样点中每一个采样点处计算一逼近误差。每条线段上的N个采样点是等距的且每个逼近误差表示N个采样点中的每一个与轮廓之间的距离或位移。然后，通过对每组逼近误差执行一维DST来产生多组DST系数。

虽然上述基于DST的轮廓逼近技术能够改善粗糙地表示和计算复杂性的问题，并在某种程度上减少了发送数据量，仍需要进一步减少发送数据量。

因此，本发明的主要目的是提供一种能通过使用轮廓运动估计技术进一步减少发送数据量的改进的轮廓编码方法和装置。

根据本发明，提供了一种用于在目标先前轮廓的基础上对其当前轮廓的视频信号进行编码的方法，包括步骤：

(a)在当前轮廓上确定一定数目的多个第一顶点；

(b)将第一顶点标绘在先前轮廓上以由此在先前轮廓上提供所述数目个第二顶点。

(c)根据第一顶点逼近当前轮廓以由此提供第一逼近轮廓；

(d)根据第二顶点逼近先前轮廓以由此提供第二逼近轮廓；

(e)获得当前轮廓与第一逼近轮廓之间的第一组逼近误差和先前轮廓与第二逼近轮廓之间的第二组逼近误差；

(f)计算第一组与第二组逼近误差之间的差值；

(g)对该差值进行编码以产生编码数据；以及

(h)提供当前轮廓的编码视频信号，该编码视频信号包括编码数据和表示第一顶点位置的顶点信息。

根据下面结合附图时优选实施例的描述，本发明的上述及其它目的和特点将显而易见，附图中：

图1表示根据本发明的一种用于对轮廓图象进行编码的装置的方块图；

图2示出根据本发明的顶点标绘过程；

图3A和3B分别示出根据本发明的第一和第二N点采样过程。