专利名称：一种动态调整的视讯编码方法与相关装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种视讯编码的方法，特别是涉及一种用以在系统所允许的存储器频宽改变时，动态调整一编码比特流的编码型态的方法。
背景技术：
随着电子电路运算速度的提升，耗费大量系统资源的运算(如视讯处理)遂成为电子装置的发展重点之一。一般视讯处理的规格中通常包含有若干编码型态，以适应各种视讯数据的编码需求。以活动图像专家组二型规格(Moving Picture Coding Experts Group 2，MPEG 2)为例，其主要是以消除视讯画面空间上及时间上的冗余信息，以达到视讯压缩的效果。
一般来说，在同一张视讯画面上会有一些共通特性，也许是色彩上的，也许是几何上的，或是其它特征值得到的。去除这些空间上的冗余信息的方式，就是要识别出画面中重要的元素，并移除重复且较无影响的元素。例如，活动图像专家组二型规格(MPEG 2)中，是利用色彩取样、离散余弦转换及量化的方式，实现去除前述空间上的冗余信息的目的。另外，一般所播放的视讯，其实只是一连串连续的图像序列，然而因为人类视觉上存在一种视觉暂留的现像，所以会产生连贯影像的错觉。而此种视讯中，由于画面间的时间间隔甚小，所以相临的画面间几无差异，大多只是图像内容的位置变化。因此，在活动图像专家组二型规格(MPEG 2)中，亦以消除时间轴上画面与画面间的相似性所造成的冗余信息的方式，来实现压缩视讯的目的。
为了去除前述时间上的冗余信息，在活动图像专家组二型规格(MPEG 2)中，使用了位移补偿(Motion Compensation，MC)的视讯压缩技术。在进行位移补偿之前，首先将一视讯画面区分为许多16×16像素的宏区块(Macro-block，MB)。接着，以一宏区块为单位作为一目标宏区块，并在一参考画面(Reference Picture)中找寻与该目标区块近似的一参考宏区块，并将该目标宏区块至该参考宏区块间位置的坐标差记录成一位移向量(Motion Vector)。若该参考宏区块所处的画面在时间轴上位于该目标宏区块所处的画面之前，称为向前预测(Forward Prediction)；若该参考宏区块所处的画面在时间轴上位于该目标宏区块所处的画面之后，称为向后预测(Backward Prediction)；倘若该目标宏区块参考了时间轴上在其之前与之后两方向参考画面的参考宏区块，则称为双向预测(Bi-directionallyPrediction)。上述找寻该位移向量的过程称之为位移预测(MotionEstimation)，而区块匹配法(Block Matching Method)即为常见的位移预测方式之一。另外，由于该目标宏区块与该参考宏区块间不一定完全一致，因此还要计算该目标宏区块与该参考宏区块间的画面讯号差值，亦称之为预测误差(Prediction Error)，用以在解碼时做补偿的用。
在活动图像专家组二型规格(MPEG 2)中，定义了内编码(Intra)、预测编码(Predictive)、与双向预测编码(Bi-directionally Predictive)等三种画面压缩编码模式。其中，一内编码画面(Intra Picture)，或称为I画面，为独立编码的一画面，无须参考前后的画面即可进行该内编码画面的编码。一预测编码画面(Predictive Picture)，或称为P画面，编码时需参考时间轴上前面最近的一参考画面(参考画面必为一内编码画面或一预测编码画面)以进行顺向预测编码。另外，一双向预测编码画面(Bi-directionally Predictive Picture)，或称为B画面，编码时需参考到前面及后面两个方向的参考画面的数据，以进行顺向与逆向预测编码。
根据以上关于影像画面的种类说明得知，一内编码画面因为不需要参考前后的画面即可进行编码的操作，因此其在编码过程中所使用的存储器频宽最小。而一预测编码画面因为需要参考过去的参考画面以进行编码操作，因此其在编码过程中所使用的存储器频宽较大。以此类推，一双向预测编码画面因为需要参考过去及未来两个方向参考画面的数据以进行编码操作，因此其在编码过程中所使用的存储器频宽最大。
如前所述，一画面是由多个宏区块(Macroblock)组成，且编码该画面时是以宏区块为单位进行编码。在一画面中的每一宏区块均对应有一宏区块型态参数(Motion Type)，用来表示该宏区块是以何种方式进行位移补偿编码。以活动图像专家组二型规格(MPEG 2)为例，一内编码画面中，所有宏区块的编码型态均为内编码。而一预测编码画面中，所述宏区块的编码型态可以是内编码或顺向位移补偿编码(Forward Motion Compensation)。另外，一双向预测编码画面之中，所述宏区块的编码型态可以是内编码、顺向位移补偿编码、逆向位移补偿编码(Backward Motion Compensation)、或双向位移补偿编码(Bi-directional Motion Compensation)。其中一内编码宏区块为独立编码的一宏区块，无须参考前后画面的宏区块即可进行编码操作。而一顺向位移补偿宏区块必须从过去的参考画面内的一最相近的参考宏区块中，读取一顺向预测数据以进行编码。另外，一双向位移补偿宏区块必须从过去与未来的参考画面的参考宏区块中，读取顺向与逆向预测数据以进行编码。
根据以上关于宏区块的编码型态说明得知，一内编码宏区块因为不需要参考前后参考画面的宏区块即可进行编码的操作，因此其在编码的过程中所使用的存储器频宽最小。而一顺向位移补偿宏区块，因为需要参考过去的参考画面的宏区块以进行编码的操作，因此其在编码过程中所使用的存储器频宽较大。同理，由于一双向位移补偿宏区块需要参考过去与未来的参考画面的宏区块以进行编码的操作，因此其在编码过程中所使用的存储器频宽最大。
然而，在宏区块编码过程中所使用的存储器频宽大小，不仅与其编码型态有关，亦与其所使用的位移预测方式有关。
图1为以已知区块匹配法进行一宏区块的位移预测的示意图。如图1所示，一目标画面120被区分成多个区块，每一区块可以是任意大小，然而，在活动图像专家组规格(MPEG)中，目标画面120是区分成多个大小为16×16像素的宏区块。目标画面120当中的每一宏区块，是根据其与时间轴上前一画面110当中的一宏区块间的差异，或与后一画面130当中的一宏区块间的差异进行编码。以一目标宏区块100进行区块匹配时，会与前一画面110的一搜寻范围115内所有相似大小的待比对宏区块逐一进行比对，或是与后一画面130的一搜寻范围135内所有相似大小的待比对宏区块逐一进行比对。在图1中，经过区块匹配法的比对后，在前一画面及后一画面所有的待比对宏区块当中，所找出来与目标宏区块100差异最小的是一宏区块150，称为参考宏区块。参考宏区块150与目标宏区块100间的位移向量与讯号差值，便会被用来作为编码的依据。因此，在解压缩时便可利用前一画面110中每一宏区块的编码，配合目标画面120中每一宏区块的位移向量与讯号差值，以将目标画面120译码还原。
将一目标宏区块与一搜寻范围内的所有待比对宏区块逐一进行比对的一种区块匹配算法(Block-Matching Algorithm)，称之为单阶层全搜寻式区块匹配算法(Full Search Block-Matching Algorithm)。一般而言，搜寻范围越大可求得更加准确的位移向量，然而，代价是比对过程中所使用的存储器频宽亦会与搜寻范围的面积成正比。举例而言，使用单阶层全搜寻式区块匹配算法寻找一大小为16×16像素的宏区块的参考宏区块时，若搜寻范围是正负N个像素，且准确度是一个像素，则需要进行(2N+1)2次的区块比对操作。换言之，若N为16，则代表需要进行1089次16×16大小的区块比对操作。由于每一次的区块比对均需要进行256次的计算，所以此种算法会消耗大量的运算能量与存储器频宽。
图2所示为一已知编译码系统10的示意图，其包含有一视讯编码器12、一视讯译码器14、一音讯编译码器16、一中央控制单元18、一存储器管理电路20、一显示控制电路22、及一存储器装置24。如图2所示，在已知的编译码系统10中，所有装置共享同一存储器管理电路20及同一存储器装置24，其中存储器管理电路20系用来管理系统10中各个装置存取存储器装置24的操作。
然而，如前所述，视讯编码器12进行编码时所需要的存储器频宽十分庞大。当存储器装置24的频宽有限时，一旦视讯编码器12进行消耗存储器频宽最大的编码模式，便可能会造成所需要的存储器频宽突然大增而减低编码的效能，故已知的编译码系统10无法持续地实现实时编码的要求。因而编译码系统10能否实现实时编码的要求，便成为一项十分重要的课题。
为了克服单阶层全搜寻式方法耗用太多存储器频宽的缺点，H.M.Jong等人提出了一种三阶层式搜寻法(见”Parallel Architectures for 3-StepHierarchical Search Block-Matching Algorithm，”IEEE Trans.OnCircuits and Systems for Video Technology，Vol.4，August 1994，pp.407-416)。通常阶层搜寻式方式在一开始会在一较大范围内先进行一粗略的搜寻，接着，在接下来的步骤中会逐渐缩小搜寻的面积。在搜寻范围相同的情况下，阶层式搜寻法所使用的存储器频宽确比单阶层全搜寻法所使用的要少，而且执行效率(Performance)较好，但却会使影像品质降低。
Maturi等人在US Patent 5731850中提出一种单阶层全搜寻法与阶层式搜寻法组合应用的概念。依据一目标画面的编码类型而决定一用以进行区块比对的搜寻范围，当该搜寻范围超过一默认值时，采用阶层式搜寻法进行区块比对，若搜寻范围小于或等于该默认值时，则采用单阶层全搜寻法进行区块比对，以求在影像品质与执行效率上取得较佳平衡。Maturi等人提出的方法是根据搜寻范围的大小而改变区块比对的方式。然而，在系统存储器频宽有限的情况下，一但视讯编码器所需要的存储器频宽突然大增时，Maturi等人的方法并无法确保视讯编码器所使用的存储器频宽，不会超过系统所能提供的最大存储器频宽，因此，系统存储器会无法负荷而减低了编码的效能，无法实现实时编码的要求。
发明内容
有鉴与此，本发明主要提供一种视讯编码方法，用以动态调整一编码比特流的编码方式，以有效控制编码过程中所使用的存储器频宽，使其不超过系统所提供的最大存储器频宽。
本发明的视讯编码方法，包含有利用一编码器接收一系统存储器频宽的信息；依据该系统存储器频宽的信息决定该编码比特流所允许的至少一编码型态；以及该至少一编码型态中的一第一编码型态，对该编码比特流进行编码。
本发明的视讯编码方法的优点，在于编码过程中所使用的存储器频宽不会超过系统所提供的最大存储器频宽，而能实现实时编码的要求。
本发明的另一目的为提供一种影像区块的位移预测方法，依据所允许的存储器频宽大小，动态调整一区块的位移预测种类与搜寻范围，以确保位移预测过程中所使用的存储器频宽不会超过系统所提供的最大存储器频宽。
本发明的影像区块的位移预测方法，包含有利用一位移预测器接收一系统存储器频宽的信息；根据该系统存储器频宽的信息，决定位移预测的种类及搜寻范围；以及利用所决定的该位移预测种类及搜寻范围，对该区块进行位移预测。
本发明的影像区块的位移预测方法的优点，在于进行位移预测的过程中所使用的存储器频宽，不会超过系统所提供的最大存储器频宽，而能实现实时进行位移预测的要求。
图1为已知技术进行宏区块的位移预测的示意图；
图2为一已知编译码系统的示意图；图3为本发明的视讯编码装置；图4为本发明的视讯编码方法的流程图；和图5为本发明的视讯编码方法另一实施例的流程图。
附图标号说明10 编译码系统 100、150 宏区块12 视讯编码器 110、120、130 画面14 视讯译码器 115、125、135 搜寻范围16 音讯编译码器200视讯编码装置18 中央控制单元202视讯接口20 存储器管理电路 204位移预测器22 显示控制电路206编码电路24 存储器装置具体实施方式
请参考图3。图3为本发明的视讯编码装置200的示意图。视讯编码装置200用以对一数字视讯数据(Digitized Video Data)进行编码，以产生一编码比特流。视讯编码装置200包含有一视讯接口(Video Interface)202，用以接收一数字视讯数据；一位移预测器204，电连于视讯接口202，用以对该数字视讯数据中的一宏区块进行位移预测；以及一编码电路206，电连于视讯接口202及位移预测器204，用以控制整个编码流程并对该经过位移预测的数字视讯数据进行编码，例如进行离散余弦转换(Discrete CosineTransform)、量化运算(Quantization)、与可变长度编码(Variable LengthCoding)等运算，以产生一编码比特流以及进行反量化运算(InverseQuantization)、逆向离散余弦转换(Inverse Discrete Cosine Transform)与位移补偿(Motion Compensation)以产生位移预测所需要的参考画面。其中视讯编码装置200电连于如图2所示的一存储器控制电路(未显示)，以存取一系统存储器(未显示)。
当视讯编码装置200中的视讯接口202接收一数字视讯数据后，会对该数字视讯数据进行诸如噪声消除、画面缩放等前置处理操作。接着，由视讯接口202将处理过的数字视讯数据，传送至编码电路206及位移预测器204。此时，位移预测器204与编码电路206应用本发明所提出的一种动态调整的视讯编码方法，自该存储器控制电路接收系统存储器频宽的信息，以调整该编码比特流的编码方式。以下将详细说明本发明的详细运作方式。
请参考图4。图4为本发明所披露的一种动态调整的视讯编码方法的流程图300，该方法的步骤如下步骤302开始。
步骤304编码电路206接收该系统存储器的一频宽信息。
步骤306编码电路206依据所接收到的频宽信息，判断频宽是否足够将一画面编码成一预测编码画面或一双向预测编码画面。若频宽不足，则决定将该画面编码为一内编码画面，并进行步骤308；若频宽足够，则根据所接收到的频宽信息，决定将该画面编码为一预测编码画面或是一双向预测编码画面，并进行步骤311。
步骤308编码电路206以内编码型态对该画面中的一区块进行编码。
步骤310检查该区块是否为该画面中最后的区块，若否，则再次进行步骤308，对下一区块进行编码；若该区块已是该画面中最后的区块，则进行步骤326。
步骤311位移预测器204接收该系统存储器的一频宽信息。
步骤312位移预测器204依据所接收到的频宽信息，判断频宽是否足够对该画面中的一区块进行位移预测，若频宽不足，则进行步骤322；若频宽足够，则进行步骤314。
步骤314编码电路206以内编码型态对该区块进行编码测试。
步骤316位移预测器204依据频宽状况决定至少一位移预测种类，并调整相对应的搜寻范围。位移预测器204并分别以该至少一位移预测种类对该区块进行位移预测，以藉由比较不同位移预测方式的预测误差(Prediction Error)，决定一具有最小预测误差的最佳位移预测方式。
步骤318编码电路206根据位移预测器204以该最佳位移预测方式对该区块进行位移预测的结果，以位移预测编码型态对该区块进行编码测试。
步骤320比较步骤314与步骤318中两种编码型态的编码测试结果，并从中选择一种编码型态，据以对该区块进行编码。
步骤322以内编码型态将该区块编码成一内编码区块。
步骤324检查该区块是否为该画面中最后的区块，若否，则再次进行步骤312，对下一区块进行编码；若该区块已是该画面中最后的区块，则进行步骤326。
步骤326由于该区块已是该画面中的最后区块，故完成该画面的编码。
以下以图3中本发明的一较佳实施例说明流程图300的运作情形。在步骤302中，图3的视讯接口202将处理过的数字视讯数据传送至位移预测器204与编码电路206。接着在步骤304中，视讯编码装置200自该存储器控制电路接收一系统存储器频宽的信息，该存储器频宽信息包含有视讯编码装置200被允许使用的最大存储器频宽。而本发明的位移预测器204与编码电路206即是依据该系统存储器频宽大小，动态调整运作的方式。
在步骤306中，编码电路206根据所允许的存储器频宽，判断编码比特流中即将要进行编码的一画面(一帧画面(Frame Picture)或一场画面(FieldPicture))的编码型态。倘若当时系统允许视讯编码装置200使用的存储器频宽，仅足够支持以内编码型态对该画面进行编码，则在步骤306中，编码电路206便会选择以内编码型态作为对该画面的编码方式。接着，在步骤308至步骤310中，由于编码电路206决定以内编码型态对该画面进行编码，因此，对于该画面当中的每一区块，编码电路206均会以内编码型态进行编码，将每一区块均编码成内编码区块。在活动图像专家组规格(MPEG)系列中，上述的区块是以宏区块为单位。
相反地，在步骤306中，若编码电路206判断此时系统所允许的存储器频宽，足够支持以预测编码型态或双向预测编码型态对该画面进行编码，则根据该允许的存储器频宽大小，决定该画面的编码型态为预测编码或是双向预测编码。例如，在编码电路206中储存有一代表预测编码型态所需的最小存储器频宽临界值(Threshold)Pth，与一代表双向预测编码型态所需的最小存储器频宽临界值Bth。当此时系统所允许的存储器频宽大于或等于该存储器频宽临界值Bth，则以双向预测编码型态对该画面进行编码，将该画面编码为一双向预测编码画面；反之，当允许的存储器频宽小于该存储器频宽临界值Bth，但大于或等于该存储器频宽临界值Pth，则以预测编码型态对该画面进行编码，将该画面编码为一预测编码画面。
在本发明的一实施例中，该存储器频宽临界值Pth与Bth，可设定为预先决定的估算值。在本发明的另一实施例中，编码电路206在编码的过程中，亦可同时统计多个画面的编码过程中所使用的存储器频宽，并分别依据到目前为止进行预测编码时所使用的最小存储器频宽值，以及进行双向预测编码时所使用的最小存储器频宽值，更新该存储器频宽临界值Pth与Bth，以作为判断下一画面编码型态时的依据。
接下来在步骤311中，位移预测器204接收系统存储器频宽的信息。请注意，在步骤304中，编码电路206所接收到的系统存储器频宽信息，是相对应于一较长时段的存储器频宽信息，而位移预测器204在步骤311中所接收到的系统存储器频宽信息，是相对应于一较短时间内的存储器频宽信息，使本发明的视讯编码装置200能依据不同时间点的存储器频宽信息，对系统存储器作最有效的利用。
接着，在步骤312中，位移预测器204根据所接收到的存储器频宽信息，与一临界值Mth作比较，该临界值Mth表示欲进行位移预测所需的最小存储器频宽。以判断是否足够对该区块进行位移预测。如果此时允许的存储器频宽不足以支持对该区块进行位移预测的操作，则在步骤322中，编码电路206便将该区块编码成一内编码区块。在本发明的一实施例中，进行位移预测所需的该存储器频宽临界值Mth，可设定为一预先决定的估算值。在本发明的另一实施例中，位移预测器204在进行位移预测的过程中，亦可同时统计多个区块的位移预测过程中所使用的存储器频宽，并依据到目前为止进行位移预测所需的存储器频宽最小值更新该临界值Mth，以作为判断是否对下一区块进行位移预测的依据。
另一方面，在步骤312中，若位移预测器204判断当时所允许的存储器频宽足以对该区块进行位移预测，则接下来在步骤314中，编码电路206以内编码型态对该区块进行编码测试，以供后续比较之用。
在步骤316中，位移预测器204依据所允许的频宽状况，以及编码电路206在步骤306中所决定的该画面的编码型态(预测编码型态或双向预测编码型态)，以选择相对应于该区块的至少一位移预测种类。接着，位移预测器204分别以该至少一位移预测种类对该区块进行位移预测，并比较不同位移预测方式所产生的预测误差。位移预测器204根据比较的结果，从中决定一具有最小预测误差的最佳位移预测方式，并将该最佳位移预测方式所得到的位移向量等信息传送至编码电路206。
如活动图像专家组规格(MPEG)中所规定，当该画面的编码型态为预测编码型态时，该区块的编码型态可为内编码型态或顺向位移补偿编码型态。当该画面的编码型态系为双向预测编码时，该区块的编码型态可为内编码、顺向位移补偿编码、逆向位移补偿编码、或双向位移补偿编码的型态(但活动图像专家组规格四型(MPEG 4)中规定当该画面的编码型态为双向预测编码时，当中各区块的编码型态不可存在内编码型态)。以内编码型态进行该区块的编码时，位移预测器204不需要进行位移预测的操作。以顺向位移补偿编码型态进行该区块的编码时，位移预测器204需进行顺向位移预测。以逆向位移补偿编码型态进行该区块的编码时，位移预测器204需进行逆向位移预测。以双向位移补偿编码型态进行该区块的编码时，位移预测器204需进行双向位移预测。
此外，以活动图像专家组二型规格(MPEG 2)为例，在步骤316中，位移预测器204除了决定该区块的位移预测种类，还需依据该画面的种类(帧画面或场画面)以及该画面的编码型态，以决定该区块的位移型态(MotionType)参数。位移型态参数用以指示该区块是以何种方式作位移补偿编码。例如，当该画面为一帧画面，且其编码型态为双向预测编码时，若位移预测器204决定对该区块进行顺向位移预测，则位移预测器204亦需选择该区块的位移型态参数是帧为基的预测型态(Frame-Based Prediction)，或是场为基的预测型态(Field-Based Prediction)，以作为编码电路206对该区块进行位移补偿编码时的依据。
换言之，在步骤316中，位移预测器204是依据存储器频宽状况与相关条件，决定至少一种位移预测种类与相对应于该区块的位移型态。举例而言，假设在步骤311中所接收到的存储器频宽信息，允许位移预测器204以帧为基(Frame-Based)与场为基(Field-Based)两种位移型态对该区块进行顺向位移预测，则位移预测器204会分别以上述两种位移型态对该区块进行顺向位移预测，然后，比较两种顺向位移预测方式的预测误差(PredictionError)。位移预测器204从中选择一具有最小预测误差的最佳位移预测方式，并将该最佳位移预测方式所得到的位移向量等信息传送至编码电路206。
如前所述，在步骤316中，位移预测器204通常是以单阶层全搜寻式区块匹配法或阶层式搜寻区块匹配法，进行该区块的位移预测。在本发明所披露的视讯编码方法的较佳实施例当中，一项重要的技术特征在于，位移预测器204是依据所允许的存储器频宽，调整区块匹配法的搜寻范围。当位移预测器204采单阶层全搜寻式区块匹配法对该区块进行位移预测时，位移预测器204在步骤316当中依据所允许的存储器频宽，调整单阶层全搜寻式区块匹配法的搜寻范围。当允许的存储器频宽越大，位移预测器204所设定的搜寻范围也会越大。反之，当允许的存储器频宽越小，位移预测器204所设定的搜寻范围也会越小。同理，当位移预测器204采用阶层搜寻式区块匹配法时，位移预测器204在步骤316中会依据所允许的存储器频宽，调整阶层搜寻式区块匹配法的搜寻阶层数目与各阶层中的搜寻范围。在本发明的另一实施例中，位移预测器204可同时包含单阶层全搜寻式区块匹配法与阶层式搜寻区块匹配法，并依据所允许的存储器频宽，选择使用单阶层全搜寻式区块匹配法或阶层式搜寻区块匹配法。例如，当所允许的存储器频宽小于一临界值Fth时，可采用阶层式搜寻区块匹配法，反之，可采用单阶层全搜寻式区块匹配法。当选择单阶层全搜寻式区块匹配法时，本发明的位移预测器204会同时对应地调整单阶层全搜寻式区块匹配法的搜寻范围；当选择阶层式搜寻区块匹配法时，本发明的位移预测器204亦会同时对应地调整阶层搜寻式区块匹配法的搜寻阶层数目与各阶层中的搜寻范围。
在步骤318中，编码电路206根据位移预测器204对该区块进行该最佳位移预测所产生的位移向量等信息，以位移预测编码型态对该区块进行编码测试。
根据本发明提供的方法，视讯编码装置200在每一区块(在此该区块可以是一宏区块)编码之前，会先进行各种不同编码型态的编码测试，以找出使用最少编码位的编码型态，以作为该区块的实际编码型态。因此，在步骤320当中，编码电路206会步骤318所得到的位移预测编码型态的编码测试结果，与步骤314所得到的内编码型态的编码测试结果相比较，依编码电路206的设计考虑选出两种编码型态当中较适合的一种，据以作为该区块的实际编码型态。
由于该区块中各像素(Pixel)亮度的平均值或变异量(Variance)等统计数值的大小，是反应该区块影像复杂的程度，也反应该区块最节省储存容量的编码型态，亦即一使用最少编码位的编码型态。因此，在步骤320中，编码电路206在比较两种编码型态的编码测试结果时，可比较步骤314中编码测试计算所得的该区块中各像素亮度的平均值或变异量等统计数值，与步骤318中编码测试计算该区块进行该最佳位移预测所得到的预测误差的平均值或变异量等统计数值的大小，来决定一最适合的编码型态。通常是以使用最少编码位的编码型态作为该区块的实际编码型态。但编码电路206除了可选择视讯压缩比率较佳的编码型态作为该区块的实际编码态外，亦可选择视讯品质较佳的编码型态作为该区块的实际编码型态，选择的依据端视电路设计的需求与考虑而定。
请注意，从步骤320的说明中可以发现，步骤314并不限定于要在步骤316之前进行。事实上，步骤314可位于步骤316与步骤318之间，甚至亦可于步骤318之后进行，均不影响本发明的功效。
步骤324与步骤310相似，皆为编码电路206判断该区块是否为该编码画面当中的最后一区块。若该区块已为该画面的最后一区块，则表示该画面已编码完成，若该区块并非该画面的最后一区块，则表示编码电路206与位移预测器204将对该画面中的下一区块，进行步骤312至步骤324的操作。
请注意，由于当该区块完成编码后，系统允许的存储器频宽或已可能改变，于是在编码电路206与位移预测器204对该编码画面的下一区块进行编码时，位移预测器204在步骤312中，会再次依据当下的存储器频宽信息进行研判，以决定是否进行位移预测。
当该画面中的所有区块都已逐一完成编码后，在进行下一画面的编码操作前，编码电路206会再次接收系统存储器频宽的信息，以决定要以何种编码型态对下一画面进行编码。
请注意，在上述本发明的一较佳实施例的说明当中，位移预测器204所使用的区块匹配法，可以但不限于为单阶层全搜寻式区块匹配法与阶层搜寻式区块匹配法两种。只要在运算过程当中，所使用的区块匹配搜寻范围与消耗的存储器频宽成比例的任何区块匹配算法，本发明的视讯编码方式皆可支持。
另外，在上述的实施例说明中，是以活动图像专家组二型规格(MPEG 2)为例。在活动图像专家组四型规格(MPEG 4)的规格中，规定当一画面的编码方式为双向预测编码时，该画面当中的任何区块均不可编码成内编码区块，因此，本发明的视讯编码方法亦可简化以支持特定画面编码型态中不可有内编码区块的规定。
请参考图5(并一并参考图4)。图5所示为本发明的视讯编码方法的另一实施例流程图400。流程图400是图4中的流程图300简化后的结果。其运作方式大致上与流程图300相似，而两者间最明显地不同在于，流程图400适用于不可含有内编码区块的特定画面编码型态，例如，活动图像专家组四型规格(MPEG 4)中规定一双向预测编码画面不可含有内编码区块。只要将图4的流程图300加上适当的判断式便可等同流程图400的意思表示，此处仅是为了说明上的方便而单独将其置于图5，实际上本发明的视讯编码方法的概念可适用于任何编码型态的画面与区块。
综以所述，本发明的视讯编码方法最重要的技术特征，在于以存储器频宽的限制为考量的出发点，依据系统所允许的最大频宽调整对一画面或一区块的编码型态与位移预测方式。当完成一区块的编码时，又再次依据新的存储器频宽状况调整下一区块的编码方式，使编码该画面当中的每一区块时，所使用的存储器频宽皆在当时系统所允许的最大存储器频宽范围内。故，应用本发明的视讯编码方法的视讯编码系统或装置，在任何时刻所使用的存储器频宽，都不会超过系统最大的存储器频宽。因此，已知技术当中因编码电路使用的存储器频宽大增而可能造成实时编码操作中断的情形，在本发明的应用下皆可得到解决。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
权利要求
1.一种视讯编码方法，用以动态调整一编码比特流的编码方式，该方法包含有(a)利用一编码器接收一系统存储器频宽的信息；(b)依据该系统存储器频宽的信息决定该编码比特流所允许的至少一编码型态；以及(c)利用步骤(b)中所决定的至少一编码型态中的一第一编码型态，对该编码比特流进行编码；其中该编码比特流所允许的该至少一编码型态，是随着该系统的存储器频宽的变化而动态调整，使编码过程中所使用的存储器频宽不超过系统所提供的最大存储器频宽。
2.如权利要求1所述的方法，其中该编码比特流对应于一画面。
3.如权利要求1所述的方法，其中该编码型态可为内编码、预测编码、或双向预测编码。
4.如权利要求1所述的方法，其中该编码比特流是对应于一画面的一区块。
5.如权利要求4所述的方法，其中该区块为一宏区块。
6.如权利要求4所述的方法，其中该区块的编码型态可为内编码、顺向位移补偿编码、逆向位移补偿编码、或双向位移补偿编码。
7.如权利要求4所述的方法，其中该方法还包含有当该画面的编码型态为内编码时，以内编码的编码型态进行该区块的编码。
8.如权利要求4所述的方法，其中该方法还包含有当该画面的编码型态为预测编码时，以内编码或顺向位移补偿编码的编码型态进行该区块的编码
9.如权利要求4所述的方法，其中该方法还包含有当该画面的编码型态为双向预测编码时，以内编码、顺向位移补偿编码、逆向位移补偿编码、或双向位移补偿编码的编码型态进行该区块的编码。
10.如权利要求4所述的方法，其中该方法还包含有当该画面的编码型态为双向预测编码时，以顺向位移补偿编码、逆向位移补偿编码、或双向位移补偿编码的编码型态进行该区块的编码。
11.如权利要求1所述的方法，其中该方法还包含有利用步骤(b)中所决定的至少一编码型态分别对该编码比特流进行编码测试，以决定该第一编码型态。
12.一种影像区块的位移预测方法，用以动态调整一区块的位移预测种类与搜寻范围，该方法包含有(a)利用一位移预测器接收一系统存储器频宽的信息；(b)根据该系统存储器频宽的信息，决定位移预测的种类及搜寻范围；以及(c)利用步骤(b)中所决定的该位移预测种类及搜寻范围，对该区块进行位移预测；其中该位移预测种类及搜寻范围，是随着所允许的存储器频宽的大小而动态调整，使位移预测过程中所使用的存储器频宽不超过系统所提供的最大存储器频宽。
13.如权利要求12所述的方法，其中该区块为一宏区块。
14.如权利要求12所述的方法，其中该位移预测种类可为顺向位移预测、逆向位移预测、或双向位移预测。
15.如权利要求12所述的方法，其中在步骤(b)中还包含有根据该位移预测的种类以决定该区块的位移型态。
16.如权利要求12所述的方法，其中于步骤(c)中是以单阶层全搜寻式位移预测法对该区块进行位移预测。
17.如权利要求12所述的方法，其中于步骤(b)中还包含有根据该系统存储器频宽的信息，决定位移预测的种类、搜寻阶层数以及各阶层的搜寻范围，而步骤(c)中是以阶层搜寻式位移预测法对该区块进行位移预测。
18.如权利要求12所述的方法，其中该方法还包含有根据该区块所属的一画面的编码型态及该系统存储器频宽的信息，以决定该区块的位移预测种类及搜寻范围。
19.如权利要求18所述的方法，其中该画面可为一帧画面或一场画面。
20.如权利要求18所述的方法，其中该画面的编码型态可为内编码、预测编码、或双向预测编码。
21.如权利要求18所述的方法，其中在步骤(b)中还包含有根据该画面的编码型态及该区块的位移预测种类，以决定该区块的位移型态。
22.如权利要求18所述的方法，其中在步骤(b)中还包含有根据该画面的编码型态及该系统存储器频宽的信息，决定该区块的位移预测种类及搜寻范围，而步骤(c)中是以单阶层全搜寻式位移预测法对该区块进行位移预测
23.如权利要求18所述的方法，其中在步骤(b)中还包含有根据该画面的编码型态及该系统存储器频宽的信息，决定该区块的位移预测种类、搜寻阶层数以及各阶层的搜寻范围，而步骤(c)中是以阶层搜寻式位移预测法对该区块进行位移预测。
全文摘要
一种视讯编码方法，用以动态调整一编码比特流的编码方式，该方法包含有利用一编码器接收一系统存储器频宽的信息；依据该系统存储器频宽的信息决定该编码比特流所允许的至少一编码型态；并利用所决定的至少一编码型态中的第一编码型态，对该编码比特流进行编码；其中该编码比特流所允许的该至少一编码型态，是随着该系统的存储器频宽的变化而动态调整，使编码过程中所使用的存储器频宽不超过系统所提供的最大存储器频宽。
文档编号H04N7/26GK1610408SQ200310102468
公开日2005年4月27日 申请日期2003年10月21日 优先权日2003年10月21日
发明者朱启诚 申请人:联发科技股份有限公司