[发明专利]高清晰度电视视频编码器的码率分配方法

说明书

本发明涉及视频编码技术，具体地涉及到用于高清晰度电视的视频编码器及其码率分配方法。

当前，通用的数字高清晰度电视编码技术是MPEG-2技术。它由ISO/IEC 13818文件描述。该文件并未对码率分配的具体方法作限制性规定。因此，可以用各种方法进行码率分配。当前常用的码率控制与分配方法是TM5算法。它由文件ISO/IECJTC1/SC29/WG11/N0400描述。其基本做法是建立在对16×16大小的宏块活动性计算的基础上的。由于高清晰度电视视频编码器的计算量十分巨大，需要通过并行处理才能达到实时性要求。而TM5方法没有建立在多个子编码器并行协同工作的基础上。因而有必要针对并行结构提出新的码率分配方法。

鉴于MPEG-2 HDTV视频编码器的巨大计算量和计算速度。当前采用将HDTV画面分成若干子图象，对每个子图象用一个视频编码器进行编码，通过多个子编码器协同工作来实时地实现HDTV视频编码的体系结构。公开号为CN1168053的专利申请揭示了一个此类的视频编码器，但它未公开其视频编码方法，尤其是码率的分配方法，直接影响到此类视频编码器的性能和运算速度。

因此，本发明的目的是提供一种高清晰度电视视频编码器的码率分配方法，它采用将总码率在各子编码器之间进行合理分配的准则及算法。这种准则和算法能反映人眼视觉特性，使复原图象的主观质量最好，从而避免平分码率造成的复杂子块图象质量变差的现象。

今后，单片HDTV视频编码器的设计必然建立在单片子编码器的技术基础之上。因而同样存在单片内各子编码器之间码率分配的问题。本发明的方法同样适用于这种应用场合。

为进行合理的码率分配需要进行活动性估算。本发明提供了用较小的硬件规模实时计算活动性的方法。

按照本发明的一种高清晰度电视的视频编码器，它包括：图象采集单元，子图象划分单元，n个子编码器，码流合成单元，以及系统控制单元，其特征在于：

在系统控制单元的控制下，子图象划分单元将高清晰度的视频输入信号划分成n个子图象；n个子编码器分别对相应的子图象进行MPEG-2实时编码；系统控制器根据各子图象的活动性对各个子编码器分别进行控制，以按对数关系(LnACT_子图象)对各子图象进行码率分配；具有上述所分配的码率的各子图象的MPEG-2码流在码流合成单元中进行码流合成，以合成成为一个高清晰度的MPEG-2码流。

按照本发明的一种高清晰度电视的视频编码器的码率分配方法，所说视频编码器包括：图象采集单元，子图象划分单元，n个子编码器，码流合成单元，以及系统控制单元；在系统控制单元的控制下，子图象划分单元将高清晰度的视频输入信号划分成n个子图象；n个子编码器分别对相应的子图象进行MPEG-2实时编码；其特征在于：所说码率分配方法包括如下步骤：

1)对各个子图象进行活动性测度；

2)根据各子图象的活动性按对数关系对各子图象进行码率分配，即按LnACT_子图象值的大小来分配码率；

3)设置一个码率分配的最低值，这是为传送一个子图象所需的最小码率，当按上述对数关系计算出的码率小于该值时，都按该最低值计。

按照上述的一种高清晰度电视的视频编码器的码率分配方法，其特征在于进一步包括步骤：

4)设置一个码率分配的最高值，这是为传送一个子图象所需的最大码率，当按上述对数关系计算出的码率大于该值时，都按该最高值计。

按照上述的一种高清晰度电视的视频编码器的码率分配方法，其特征在于：步骤1)包括如下步骤：

(1)将宏块的Y分量按帧序和场序分别分成4个8×8的子块；

(2)对每个8×8子块，计算其MAD值，以此作为该8×8子块的活动性测度。即若干个8×8子块的Y分量值为Yk，k＝1，2，…64，