[发明专利]视频信号编码方法

说明书

技术领域

本发明是关于视频编码方法，特别是关于块匹配(block matching)运动估 计(motion estimation)编码方法。

背景技术

现代视频编码技术利用预测编码(predictive coding)来编码视频的帧 (frame)。最常用的方法之一是块运动估计(block-based motion estimation)编 码。当编码帧的现行宏模块(macroblock)时，通过搜索前面帧/宏模块的数据 来寻找现行宏模块的最佳匹配。

运动估计非常复杂，能够消耗编码程序90％以上的计算能力。因此，降低 运动估计计算复杂性的方法对于视频编码系统的进一步发展至关重要。

发明内容

为了解决现有技术中运动估计计算复杂度高的问题，本发明提供一种自适 应运动估计视频编码方法。

依据本发明的一方面，其提供一种视频信号编码方法，其中视频信号包含 多个参考帧与多个非参考帧，该方法包含：分析第一参考帧的至少一部分的运 动向量，其中第一参考帧是非参考帧的后向参考帧；当运动向量统计量小于或 者等于阈值时，决定接近该非参考帧的参考帧；以及复制决定的参考帧的至少 一部分作为非参考帧的至少一部分。

本发明提供的视频编码方法能够降低编码视频帧的计算复杂性。通过判断 后向参考帧的运动信息，至少一部分的非参考帧能够进行自适应编码，并且至 少一部分的非参考帧的搜索范围能够自适应缩放。此外，通过按比例缩小视频 帧，可利用视频帧的按比例缩小的运动向量来自适应缩放搜索范围。因此本发 明提供了一种高效并且低成本的视频编码方法。

附图说明

图1绘示了视频信号中的多个帧，包含参考帧与非参考帧。

图2为依据本发明第一实施方式的视频编码方法的流程图。

图3为依据本发明第二实施方式的视频编码方法的流程图。

图4为依据本发明第三实施方式的视频编码方法的流程图。

具体实施方式

请参阅图1。图1绘示了视频信号中的多个帧，包含参考帧(reference frame) 与非参考帧(non reference frames)。MPEG-2标准中帧内编码帧(I帧)与预测 编码帧(P帧)定义为参考帧，双向预测编码帧(B帧)定义为非参考帧。在其 它编码标准中，例如在H.264标准中，B帧也可作为其它帧的参考帧。图1中绘 示I帧与P帧为B帧的参考帧。如现有技术所知，当编码多个帧时，编码顺序 为：I，P，B，B，P，B，B，I，B，B，如图1所示。换言之，图1中第一个P帧为先前 两个B帧的后向参考帧。

当第一个P帧的所有或者大部分运动向量(motion vector)统计量等于零或 者大体为零并且/或者没有场景(scene)变化时，该第一个P帧大体保持固定， 并且在该第一个P帧之前显示的两个B帧也很可能保持固定，因此复制第一个 I帧或者第一个P帧作为该多个B帧是合理的。编码系统可以略过该多个B帧 的一个或多个编码阶段，其中该多个B帧利用P帧作为参考帧，并且其中略过 的编码阶段为离散余弦变换(discrete cosine transform，DCT)、量化(quantization， Q)、反量化(inverse quantization，IQ)以及反离散余弦变换(inverse DCT，IDCT)。 本实施方式中，第一个B帧可以从第一个I帧复制，并且第二个B帧可以从第 一个P帧复制，或者该多个B帧可以都从第一个I帧复制或者都从第一个P帧 复制。上述变形都属于本发明的范围，本发明所主张的范围以权利要求书为准。

在编码程序中，决定每一帧的运动向量。当针对一个B帧编码时，编码系 统首先检查预设条件(后向P参考帧的运动向量的统计量大体为零或者低于阈 值，并且/或者没有场景变化)是否满足。当预设条件满足时，设定B帧的预测 方向，即指向P后向参考帧或者最接近的I/P帧，并且B帧的运动向量以及块编 码模式(codedblockpattern，CBP)设定为零。因此，尽管与现有的编码系统相比 产生同样数量的帧，但是其中一部分B帧是从已存在的I帧或者P帧复制而得 到，而没有经过复杂的编码计算。