[发明专利]用于编码视频图像的装置和方法

说明书

发明的技术领域

本发明涉及用于编码视频图像的装置，它包括：用于将像素数据块变换成系数的图像变换器；用于对所说的系数进行编码的装置，比特速率R和编码图像的失真D由一个编码参数所决定；用于从一系列编码参数值中选择之一的装置(3)，以便对于一个所加的λ值有取和D+λR的最小值；以及一个计算λ值的计算装置。本发明还涉及一种编码视频信号的方法。

发明背景

上文中提到的装置在Ramchandran和Vetterli的文章″具有完全的JPEG/MPEG解码器兼容性的失真率最优快速阈值化″(″Rate-DistorionOptimal fast thresholding with complete JPEG/MPEG DecoderCompatiblity″)(出版于1994年9月的IEEE图像处理专刊的第三卷的第五期)中有所公开。该文章公开了一种用于改善MPEG的编码器的图像质量的方法。如同在图像编码领域中所公知的那样，MPEG确定了一个编码器包括为了获得系数的一个图像变换器和用于将该系数成像为一个相邻量化电平的一个量化器。量化的电平构成一个编码参数。根据这一现有技术的方法，通过对于量化的系数进行阈值化，即如果速率/失真值是良好的话，就通过选择量化电平零而不选择传统的量化电平的方法来改善图像质量。

参考图1对现有技术作简要的总结。图中的参考号码100表示一个速率-失真曲线(在下简称RD曲线)对应量化步长尺度Δ的一个范围。通过进行阈值化，由于不多的非零的系数被发送，所以，比特率将是较低的，而且失真将会加大。图1中，曲线101表示阈值化的操作是以按照步长尺度是Δ1量化的系数执行的RD曲线，而曲线102表示阈值化的操作是以按照步长尺度是Δ2量化的系数执行的RD曲线。曲线101和102在下将被参考为进行阈值化的曲线。它们是通过确定针对″拉格朗日系数″λ的不同的值的被称为″拉格朗日值″的最小值而获得的。拉格朗日值由下式确定：

L(b，λ)＝D(b)+λ.R(b)

在该表达式中，b代表一套将要被编码的系数值。D(b)和R(b)分别是对这些系数进行编码时的失真和比特率。拉格朗日系数λ是大于或等于0的自然数。对于每一个λ，可以找到产生出使得L(b，λ)是最小值的一套b系数的一个阈值化操作。加到这一设置的失真D(b)和比特速率R(b)构成了在阈值化曲线上的一个点。起始点(λ＝0)总是在曲线100上。随着λ的增加，失真将会变大且比特速率将会变低。如图1中清楚可见，一个给定的比特速率R1可以通过两个方法实现：(i)利用步长尺度是Δ2对系数进行，并将全部的量化系数发送；和(ii)利用量化步长尺度较小的Δ1对系数进行量化，并且阈值化选择的系数。很明显，选择(ii)更为有利，因为它产生较小的失真。

曲线101和102只是示出的两种主要可能的阈值化曲线。图中由103示出的包络构成了对于给定图像的最佳RD曲线。它完全是在曲线100之下。换句话说，以任何所希望的比特速率，所施行的阈值化可以导致产生出比不进行阈值化时更小的失真的量化步长尺度Δ和拉格朗日系数λ。然而从计算的角度来看，这种编码器的最佳操作点的确定的方式是非常繁琐的。在这样的一个繁琐的计算过程中，一套最佳的系数针对大量的λ的值而被找到。

发明目的及概述

本发明的目的是提供一个编码器，它以不繁琐的方式确定最佳的操作点。

根据本发明，其装置的特征在于计算装置包括：用于测量系数幅度分布的装置；用于从所说的幅度分布对于多个编码参数值进行比特速率R和失真D的估计的装置，以便获得估计的RD曲线；和用于在所说的RD曲线的所选点计算λ＝-dD/dR的装置。