[发明专利]用于数字编码视频节目的装置

说明书

本发明涉及用于编码代表连续帧的输入视频流的装置，即利用大量的帧与帧间的差别信息来表示每一帧，此类装置包含一可编程数据速率视频编码器。

文献EP-A-0 526 201描述了一个可针对一图象中的每组象素块调节量化级大小的视频编码器，从而使图象质量保持在一近似稳定的值上。

需广义地理解术语“帧”。这可指再生一完整逐行扫描图象所需的全部视频数据，再生采用隔行扫描的一偶场或一奇场所需的全部视频数据，甚或在前一图象的基础上使另一图象再生的辅助数据。

该发明特别重要的应用在于能在有限容量的存储媒体上写入视频节目的一装置。例如一众所周知的“CD-ROM”光电磁盘仅采用3Mbit/s编码速率就能够存储一大约120分钟普通长度的完整胶片内容。通常采用的编码器的输出速率是一与媒体容量一致的平均速率。然而该方法并非尽如人意，因为图象的丰富性使其无论是在大量细节上还是在顺次出现的连续图象间的相关程度上变化都相当可观，其中的相关程度使确定帧到帧推算数量成为可能。

例如就编码装置实现MPEG2视频标准这一典型实例而言，构成了国际电信联盟1994年6月公布的ITU-TH262建议(ISO/CEI 138 18-2)的主题，压缩算法在主轮廓/主电平上以一在2Mbit/s和15Mbit/s间变化的速率产生信号流。在不同时刻，需采用上述范围内的不同数据速率以作为满意重放。

本发明旨在提供上述定义的这类装置，能比以前所用装置更好地满足实际需要，特别是它使一存储媒体的容量得到最大可能的利用。

为这一目的，本发明借助编码器能以不同与先前帧的速率编码每一帧。还可利用这一事实即所知的如何分析编码产生的信息以确定编码图象的图象质量。

因次，本发明推荐的装置包括：

·一存储容量不低于可编程编码器上游的一帧的存储器；

·一具有固定数据速率和能接收输入视频信号流的第二编码器；及

·用于借助一参考比较从第二编码器输出的第一图象质量和用于控制某一方向上的可编程编码器将质量保持在一预定值上的装置。

鉴于对失真的灵敏度该装置采用一种完全不同与视频编码的、针对每一组象素块来调节量化级大小的优化统计复用。

特别是要在一确定容量的媒体上存储一确定长序列而编码时，所说的控制装置设计成使平均编码数据速率为能与媒体容量相匹配的值。有几种可能的选择。例如可在比较器装置中提供一存储器用来首先存储可用容量和要记录的帧数量。控制装置能由推出遵循的平均数据速率并能调制编码器的数据速率，在连续的时间例如几分钟内保存所需的平均值的同时。存储空间同时逐渐消耗以致余下的存储期继续可用。因此控制装置在要进行的后续调制左右对平均数据速率进行调节。最简单的解决办法在于事先固定平均数据速率。

上述的特征及其他特征会在阅读下文举例中给出的特别实施例描述时显现得更清晰。参照附图进行描述，附图乃是本发明一特别实施例的简化框图。

基本结构如图1所示的装置包含一程序通道10，不仅接收视频信号流，而且还接收均加在视频信号流上的代表声音的二进制信号流和业务信息流。实际上，复用视频，声音、和业务数据的打包功能，及排队功能都是由电路14完成的，由于该电路属普通类型因而在此不作描述。

视频程序通道包含一可变数据速率可编程编码器16，编码器16具有一压缩比控制输入18。待编码的视频信号流经一具有至少一帧容量的图象存储器20被送往可变数据速率编码器16。同步装置(未示出)能将对应一完整帧的视频流如信号流抵达时一样写入一图象存储器20中，且能延迟从存储器中读出，这样可变数据速率编码器16可接收延迟一帧的视频流。

一辅助编码器22如存储器20一样在同一时刻接收视频流。辅助编码器22设计用来以固定数据速率编码每一图象，固定数据速率总体接近最大允许的平均数据速率，例如3Mbit/s用于将一胶片存储在一光电磁盘或“CD-ROM”上。辅助编码器22也可作一估算器用：在输出端口24提供代表一编码质量的估算信息；因为其相对可编码器而言要早一帧收到信号流，所以要负责提供待存储帧的信息，只要其计算时间少于一帧的时间。