[发明专利]视频数据编码器和视频数据编码方法

说明书

本发明涉及一种视频数据编码器和视频数据编码方法，特别涉及一种用于采用离散余弦变换提高运动估计的帧内编码的压缩效率的技术。

视频数据编码(写码)技术已经由广泛的工业参与改进，并且已经建立多媒体内容的视频数据编码的各种通用标准。例如，H．263是一个适合于发射视频数据文件的视频数据编码的国际标准，MPEG(运动图象专家组)是另一个适于存储视频数据文件的标准。这些技术中的每一个都对适于其目的的适当的比特率采用独特的编码算法。

例如，在国际标准化的MPEG-4中采用的编码技术是两种数据编码技术、离散余弦变换(DCT)和运动补偿(MC)估计的混合。这些编码技术用作为用于MPEG-4中的视频数据编码的基本算法。

图6是用于说明MPEG-4中的典型编码过程的方框图。有两种方法用于视频数据编码：帧内编码和帧间编码。帧内编码是通过参考每个帧中的数据来压缩视频数据的方式，而帧间编码参考帧间的差来用于压缩。

帧内编码的第一步是用划分器6a将视频目标平面(VOD)分成多个大块。大块是用于进行帧内编码过程的单元。图7显示了大块的结构。如图7所示，大块包含来自亮度分量(Y分量)和来自色度分量(Cb和Cr分量)的多个数据块。图7中所示结构是基于所谓的“4：2：0格式”的色度格式中的一个的，其中“4：2：0格式”包括四个亮度块和两个色度块。由离散余弦变换器6d对每个块进行DCT，并由量化器6e对变换后的块进行量化。由可变长度编码器6f对量化数据(DCT系数和振幅)进行可变长度编码。最后，将得到的代码输出以进行发送等。相反，由反量化器6g将量化块进行反量化，用于恢复要在下一估计中用作为源帧的帧。此外，由反离散余弦变换器6h对DCT系数进行反DCT。将恢复的VOP通过加法电路6i传送到帧存储器6j。

相反，在帧间编码中，用运动矢量检测器6b对一个与具有目标大块的VOP相邻的VOP实现一个运动检测、例如块匹配方法，以检测与目标大块具有最小差值的估计大块。将表示具有最小差值的估计大块的运动的信号称为运动矢量。将所参考的用于产生估计大块的帧称为基准VOP。根据所检测的运动矢量对存储在帧存储器6j中的基准VOP进行运动补偿，以获得适当的估计大块。减法电路6c获得在目标大块与所检测估计大块之间的差。由离散余弦变换器6d对因此获得的差信号进行DCT，由量化器6e对DCT系数进行量化。由可变长度编码器6f对量化的DCT系数以及运动矢量和振幅进行可变长度编码。

下面将详细说明DCT。DCT是傅立叶变换的一种。DCT将2维图象变换成2维频率，将频率分成显著的低频分量和不显著的高频分量。此外，可以获得随遇信息。下列的表达式1表示在8×8块上的2D DCT，表达式2表示反DCT。