用于在双通道编码中选择比特预算调节的方法与设备的制作方法

专利名称：用于在双通道编码中选择比特预算调节的方法与设备的制作方法
技术领域：
一般地，本发明的实施例涉及编码系统。更具体地，本发明涉及 双通道编码系统，其中可自适应地调节比特预算。
背景技术：
对更低比特率与更高视频质量的需求要求有效使用带宽。为实现
这些目标，运动图像专家组(MPEG)创建ISO/IEC国际标准11172 (1991)(一般称为MPEG-1格式)与13818(1995)(—般称为MPEG-2 格式)，其通过引用完整地集成于此。这些标准的一个目标是建立具 有充分灵活性的标准编码/解码策略，以适应多种不同的应用与服务， 例如桌面视频发布、视频电话、视频会议、数字存储媒体与电视广播。
尽管MPEG标准规定生成符合MPEG的比特流的一般编码方法与 语法，也允许赋予许多参数的值的许多变化，从而支持宽广范围的应 用与互操作性。实际上，MPEG不定义产生有效比特流所需的特定算 法。进一步地，在诸如图像预处理、运动估计、编码模式决策、可扩 展性、码率控制与扫描模式决策等领域中，MPEG编码器设计者在开 发与实现其自己的MPEG专用算法时获得很大的灵活性。然而，MPEG 编码器设计者的公共目标是最小化对于给定比特率与操作延时约束的 主观失真。
在码率控制领域中，MPEG未定义用于控制编码器的比特率的特 定算法。编码器设计者的任务是设计码率控制过程，以控制比特率， 使得解码器输入缓冲器既不上溢也不下溢。假定固定速率信道以恒定 速率将比特送入解码器之内的输入缓冲器中。在由图像速率确定的规 则间隔，解码器瞬时地从其输入缓冲器去除下一图像的所有比特。如果输入缓冲器中比特太少，艮卩，尚未收到下一图像的所有比特，则输 入缓冲器下溢，导致错误。类似地，如果输入缓冲器中比特太多，艮P， 在图像开始之间超过输入缓冲器的容量，则输入缓冲器上溢，导致上 溢错误。这样，编码器的任务是监控由编码器生成的比特数目，从而 防止上溢与下溢状况。
目前，控制比特率的一种方法是改变量化过程，这将影响输入视 频图像的失真。通过改变量化器尺度(步长)，可改变和控制比特率。 为阐释起见，如果缓冲器趋向于上溢，应增加量化器尺度。此动作导
致量化过程将额外的离散余弦变换(DCT)系数减少到值"零"，从 而减少编码宏块所需的比特数。这实际上减少了比特率，应能解决潜 在的上溢状况。然而，如果此动作不足以防止即将发生的上溢，则作 为最后的手段，编码器可抛弃高频DCT系数，而仅发送低频DCT系 数。尽管此激烈措施将不会破坏编码比特流的有效性，但它将在解码 的视频图像中产生可见的假象(artifacts)。
相反，如果缓冲器趋向于下溢，应减小量化器尺度。此动作增加 非零量化DCT系数的数目，从而增加编码宏块所需的比特数。这样， 增加的比特率应能解决潜在的下溢状况。然而，如果此动作不足以防 止即将发生的下溢，则编码器可向比特流插入填充比特，或在开始码 字前添加前导零。
尽管改变量化器尺度是实现编码器码率控制的有效方法，已显示 糟糕的码率控制过程实际上将使视频图像的视觉质量退化，即，未能 以有效方式改变量化器尺度，使得在接近图像的末尾时有必要剧烈地 改变量化器尺度，以避免上溢与下溢状况。由于改变量化器尺度影响 了图像质量与压縮效率，对于码率控制过程而言，控制比特率而不牺 牲图像质量是重要的。
因此，本领域中存在对这样的编码系统与方法的需要，其可动态
地调节比特预算，同时维持图像质量与压縮效率。

发明内容
在一个实施例中，本发明公开一种系统与方法，其用于基于输入 图像序列的内容，自适应地调节比特预算。也就是说，编码器能够为 图像序列中的每一图像动态地调节比特预算，从而影响可用传输带宽 的适当使用并改善图像质量。
在一个实施例中，在双通道编码系统中采用两个编码器。第一编 码器接收输入图像序列并使用标准或任何预定义的编码算法编码图像 序列的每一帧。特别地，通过使用第一编码器编码图像序列，第一编 码器能够评估图像序列中每一图像的复杂度，例如，通过测量编码每 一图像所需的比特数。该复杂度信息作为符合标准的编码器的前视信 息。
也就是说，将复杂度信息提供给第二编码器，第二编码器将能够 自适应地调节每一图像的比特预算，以实际编码输入图像序列。在一 个实施例中，可存储若干图像或帧的复杂度信息，从而允许第二编码
器预测即将到来的可能显著影响码率控制过程的事件，例如，场景改
变，新的GOP，非常复杂的图像，没有显著运动的静止图片，等等。
通过使用复杂度信息，第二通路编码器能够实现对可用传输带宽 的更佳使用，从而改善图像质量。例如，可采用本发明来处理视频分 解，并减少低比特率实现中的脉冲噪声。


为了更详细地理解上面陈述的本发明的特性，可通过参考各实施 例来获得对上面简要小结的本发明的更具体的描述， 一些实施例阐释 在所附绘图中。然而，需要注意的是，所附绘图仅阐释本发明的典型 实施例，因此不应被视为是对其范围的限制，因为本发明可容许其它
同样有效的实施例。
图1阐释本发明的双通道编码系统；
图2阐释本发明的运动补偿编码器；
图3阐释本发明的用于调节比特预算的方法；
图4阐释本发明的用于调节比特预算的第二方法；和
图5阐释使用通用计算机实现的本发明。
为便于理解，尽可能使用相同的参考标号来表示各图形公共的相 同的组件。
具体实施例方式
图1阐释本发明的双通道编码系统100。双通道编码系统100包 括第一编码器110与第二编码器120。在操作中，第一编码器110实现 预定义的或标准的编码方法，其中使用预定义编码方法来编码路径105 上的输入图像序列中的每一图像。其后，将产生的复杂度信息(例如， 用于每一图像的编码比特数)提供给第二编码器120。该信息允许第二 编码器120为图像序列中的每一图像调节比特预算，以将路径105上 的输入图像序列实际编码为路径125上的符合标准的(例如，符合 MPEG的)编码流。
需要注意的是，第一编码器110无须为符合标准的编码器，例如， MPEG编码器。其原因在于第一编码器实际上并未将图像序列编码为 最终的符合标准的编码流。第一编码器的主要目的是将编码方法施行 于输入图像序列之内的每一图像，从而可推导出每一图像的复杂度测 量，例如，在路径107上。当然，第一编码器的编码方法可以与第二 编码器中采用的编码方法类似甚至相同。然而，由于仅有必要推导出 每一图像相对于输入图像序列中的其它图像的相对复杂度，在第一编 码器中可采用较不复杂的编码方法。
第二编码器可有效地利用路径107上的复杂度信息，以适当地调 节比特预算，以实际编码图像序列。这样，第一编码器可以是不符合 (丰示准)的编码器或符合(标准)的编码器，而第二编码器是符合(标 准)的编码器。
需要注意的是，尽管在MPEG-2的环境内描述本发明，本发明并 不受限于此。也就是说，符合标准的编码器可以是符合MPEG-2的编 码器或符合任何其它压縮标准(例如，MPEG-4、 H.261、 H.263等)的 编码器。换言之，本发明可应用到任何其它允许灵活的码率控制实现 的压缩标准。
图2阐释本发明的示例性运动补偿编码器200 (例如，图1的符 合标准的编码器120)的框图。在本发明的一个实施例中，设备200是 编码器，或者更复杂的基于可变块的运动补偿编码系统的一部分。设 备200包括可变块运动估计模块240、运动补偿模块250、码率控制模 块230、离散余弦变换(DCT)模块260、量化(Q)模块270、变长编 码(VLC)模块280、缓冲器(BUF) 290、反量化(Q")模块275、 反DCT (DCT1)变换模块265、减法器215与加法器255。尽管设备 200包括多个模块，本领域技术人员将认识到，不必将各种模块执行的 功能分隔到分立的模块，如图2中所示的那样。比如说，包括运动补 偿模块250、反量化模块275与反DCT模块265的模块集一般称为"内 嵌解码器"。
图2阐释路径210上的输入视频图像(图像序列)，其被数字化 并表示为一个亮度与两个色差信号(Y,Cr,Cb),其遵照MPEG标准。 将这些信号进一步划分为多个层(序列、图像组、图像、切片与块)， 使得每一图像(帧)由具有不同大小的多个块表示。将图像划分为块
单元改善了辨别两连续图像之间的变化的能力，并通过消除低幅度变 换系数(下面讨论)改善了图像压縮。可选地，可对数字化的信号进 行预处理，例如格式转换，以选择适宜的窗口、分辨率与输入格式。
将路径210上的输入视频图像接收到可变块运动估计模块240， 以(古计运动矢量。来自可变块运动估计模块240的运动矢量由运动补 偿丰莫块250接收，以改善样本值预测的效率。运动补偿涉及预测，其 使用运动矢量来提供到过去的和/或未来的参考帧的偏移，这些参考帧 包括先前解码的样本值，其用于形成预测误差。也就是说，运动补偿 模块250使用先前解码的帧与运动矢量来构造当前帧的估计。
进一步地，在进行给定块的运动补偿预测之煎，必须选择编码模 式。在编码模式决策的领域中，MPEG提供多种不同的编码模式。一 般地，这些编码模式被分组为两大类别间编码模式与内编码模式。 内编码模式涉及使用仅来自该块或图像的信息编码块或图像。相反， 间编码模式涉及使用来自其自身以及来自发生在不同时间的块与图像 的信息编码块或图像。具体地，MPEG-2提供编码模式，包括内模式， 无运动补偿模式(无MC),帧/场/双基(dual-prime)运动补偿间模式， 前向/后向/平均间模式，以及场/帧DCT模式。对于每一块的编码模式 的适宜选择将改善编码性能。再一次地，编码器设计者可使用目前可 获得的各种方法来实现编码模式决策。
一旦选定编码模式，运动补偿模块250产生路径252上的块内容 的运动补偿预测(预测图像)，其基于过去的和/或未来的参考图像。 在当前块中，经由减法器215从路径210上的视频图像减去该路径252 上的运动补偿预测，以形成路径253上的误差信号或预测残余信号。 预测残余信号的形成有效地去除了输入视频图像中的冗余信息。也就 是说，不是经由传输信道传输实际视频图像的，而是仅传输生成视频 图像的预测所必需的信息以及这些预测的误差，从而显著减少了需要 传输的数据的量。为进一步减小比特率，将路径253上的预测残余信 号传递给DCT模块260以进行编码。
DCT模块260其后对预测残余信号的每一块应用前向离散余弦变
换过程，以产生一组八(8)乘八(8)的DCT系数块。8 x 8的DCT 系数块的数目将取决于每一块的大小。离散余弦变换是可逆的、离散 的正交变换，其中DCT系数表示一组离弦基函数的幅度。离散余弦变 换的一个优点是DCT系数是不相关的。DCT系数的不相关对于压縮而 言是重要的，这是因为可独立地处理每一系数而不损失压縮效率。进 一步地，DCT基函数或子带分解允许有效使用视觉心理学 (psychovisual)标准，其对于下一步的量化而言是重要的。
产生的8 x 8的DCT系数块由量化模块270接收，其中量化DCT 系数。量化过程减少了精确性，使用该量化过程，通过将DCT系数除 以一组量化值，并适宜地舍入(round)以形成整数值，来表示DCT系 数。可使用基于基函数的视觉标准为每一 DCT系数单独地设置量化值 (称为视觉加权的量化)。也就是说，量化值对应于给定基函数的视 觉门限，S卩，人眼恰好可感知的系数幅度。通过以该值量化DCT系数， 将许多DCT系数转化为值"零"，从而改善了图像压縮效率。量化过 程是关键操作，并且是实现视觉质量和控制编码器将其输出匹配到给 定比特率(码率控制)的重要工具。由于可将不同的量化值应用到每 一DCT系数， 一般建立"量化矩阵"作为参考表，例如，亮度量化表 或色度量化表。这样，编码器选择这样的量化矩阵，其确定如何量化 变换块中的每一频率系数。
接着，产生的8 x 8的量化DCT系数块由变长编码模块280经由 信号连接271接收，其中使用特定扫描模式(例如，"Z字形"(zigzag) 顺序)将其转化为量化DCT系数的一维串。例如，Z字形扫描顺序是 DCT系数从最低空间频率到最高空间频率的大致顺序排序。由于量化 一般将高空间频率的DCT系数减少到零，量化DCT系数的一维串典 型地由多个整数继之以一串零表示。
变长编码(VLC)模块280其后编码量化DCT系数的串以及块的 所有边信息，例如块类型与运动矢量。VLC模块280利用变长编码与
游禾呈长度(run-length)编码来有效改善编码效率。变长编码是可逆编 码过程，其中将较短的码字分配给频繁的事件，而将较长的码字分配 给较不频繁的事件，而游程长度编码通过编码具有单一符号的游程来 增加编码效率。这些编码方案是本领域众所周知的，当使用整数长度 的码字时，常常称为Huffman编码。这样，VLC模块280进行将输入 视z频图像转化为有效数据流的最终步骤。
将数据流接收到"先进先出"(FIFO)缓冲器290。使用不同图 像类型与变长编码的一个后果是进入FIFO的总比特率是变化的。也就 是说，用来编码每一帧的比特数可以是不同的。在涉及固定速率信道 的应用中，使用FIFO缓冲器来将编码器输出匹配到信道，以平滑比特 率。这样，FIFO缓冲器290的输出信号是输入视频图像210的压缩表 示，其中将其送往路径295上的存储媒体或电信信道。
码率控制模块230监控和调节进入FIFO缓冲器290的数据流的比 特率，以防止数据流传输后解码器端(在接收器或目标存储设备之内， 未显示)的上溢与下溢。假定固定速率信道以恒定速率将比特放置到 解码器之内的输入缓冲器中。在由图像速率确定的规则间隔，解码器 瞬时地从其输入缓冲器去除下一图像的所有比特。如果输入缓冲器中 比特太少，即，尚未收到下一图像的所有比特，则输入缓冲器下溢， 导致错误。类似地，如果输入缓冲器中比特太多，即，在图像开始之 间超过输入缓冲器的容量，则输入缓冲器上溢，导致上溢错误。这样， 码率控制模块230的任务是监控缓冲器290的状态，以控制由编码器 生成的比特数目，从而防止上溢与下溢状况。码率控制算法在影响图 像质量与压縮效率中扮演了重要角色。
在一个实施例中，在码率控制模块230中，从路径107上接收的 信息确定输入图像序列的每一图像的比特预算的适当调节。也就是说， 可基于由第一通路编码器110供应的结果容易地确定每一编码图像的 复杂度。为阐释起见，在开始编码下一图像之前，第二通路编码器120
可比较编码最近图像的复杂度(所用比特)同缓冲器290的充满度。 第二编码器可有效利用由路径107上接收的信息导致的此前视(forward looking)能力，以适当地调节比特预算，以实际编码图像序列。
图3阐释本发明的方法300，其用于调节比特预算。具体地，在 双通道编码速率控制方法中，第二通路编码器利用来自第一通路编码 器的前视(look ahead)信息并确定图像编码类型和/或所需比特预算。
方法300开始于步骤305并进行到步骤310。在步骤310,方法 300使用标准或预定义的编码方法编码输入图像序列的每一图像。
在步骤320，在编码每一图像之后，方法300能够推导每一图像 的复杂度。例如，编码图像所需的比特数指示了图像的复杂度。
在步骤330，在在第二编码器中编码图像之前，基于从第一编码 器接收的复杂度信息，方法300调节每一图像的比特预算。例如，比 特率控制方法依据图像编码类型计算帧的初始比特预算，其确定为-
对于I帧-
I bit—budget = (bit一rate) / (Ki + (Kp * Cp/Ci) + (Kb * Cb/Ci));
对于P帧
P—bit—budget = (bit—rate) / (Kp + (Ki * Ci/Cp) + (Kb * CWCp)); 对于B帧-
B—Bit—budget = (bit—rate) / (Kb + (Ki * Ci/Cb) + (Kp * Cp/Cb)); 其中Ki、 Kp与Kb表示一图像组(GOP)中I、 P与B帧的数目， 其中Ci、 Cp与Cb表示相对I、 P与B帧的复杂度系数
Ci - Ri * Qi * PasslCi / prevPasslCi;
Cp = Rp * Qp * PasslCp / prevPasslCp;
Cb = Rb * Qb * PasslCb / prevPasslCb;
其中Ri表示第二通路编码器上前一 I帧的编码比特，Qi表示第二 通路编码器上前一 I帧的平均量化水平，PasslCi是第一通路编码器估 计的第二通路编码器上当前I帧的I复杂度，而prevPasslCi是第一通 路编码器估计的第二通路编码器上前一 I帧的I复杂度；
其中Rp表示第二通路编码器上前一P帧的编码比特，Qp表示第 二通路编码器上前一 P帧的平均量化水平，PasslCp是第一通路编码器 估计的第二通路编码器上当前P帧的P复杂度，而prevPasslCp是第一 通路编码器估计的第二通路编码器上前一 P帧的P复杂度；
其中Rb表示第二通路编码器上前一B帧的编码比特，Qb表示第 二通路编码器上前一 B帧的平均量化水平，PasslCb是第一通路编码器 估计的第二通路编码器上当前B帧的B复杂度，而prevPasslCb是第 一通路编码器估计的第二通路编码器上前一B帧的V复杂度。
然而，初始比特预算不能超过当前可用视频缓冲检验器 (VBV一fullness)，因此，I、 P与B帧的最终比特预算是
I—final—bitbudget = min (I—bit—budget, VBV一fullness);
P—final—bitbudget = min (P—bit_budget， VBV一fullness);
B—final—bitbudget = min (B一bit一budget, VBV—fullness);
换言之，每一帧类型的最终比特预算不能大于缓冲器中的当前可
用空间。因此，使用min函数。方法300其后结束于步骤335。图3的 方法将允许双通道编码系统在将其编码为符合标准的比特流之前，适 当地调节图像序列中每一图像的比特预算。
图4阐释本发明的第二方法400，其用于调节比特预算。尽管上 面已显示通过知道图像的复杂度，码率控制方法可有效调节每一帧的 比特预算，但存在这样的情形，其中可进一步改善这样的调节。也就 是说，前视信息对于若干图像或帧应对诸如场景变化、新GOP开始等 事件可能是必须的。这些事件常常要求将图像编码为I帧，这常常要求 大量的编码比特。如果对即将到来的I帧的检测检测过晚，从第一编码 器接收的复杂度信息不能得到适当使用。换言之，当潜在的I帧快速地 来临时，没有足够的编码比特来进行适当的调节。为解决这一问题， 预先知道潜在的I帧正在来临，使得码率控制方法现在具有充分的时间 来进行调节，例如，将调节扩展到多个帧，将是有利的。当I帧到达时， 此按比例縮小(scale down)操作将允许更平滑的转换，以避免剧烈的 码率控制安排。
方法400开始于步骤405并进行到步骤410。在步骤410，方法 400从第一通路编码器获取复杂度信息或估计，并将该信息存储到査找 表中。
在步骤420，方法400计算当前帧的比特预算(bit—budget[O])与 VBV—fullness。计算比特预算的方法可遵照上面的图3中公开的方法。
在步骤425，方法400查询是否需要将即将来临的帧编码为I帧。 比如说，査找表可能有能力存储多个帧，例如，大约12帧，其中有可 能看到将需要将存储的帧中的一或多个编码为I帧。需要注意的是，查 找表的大小是应用专用的，本发明并不受限于特定大小。如果查询结
果为否，则方法400进行到步骤450，其中在当前帧的编码中使用所计 算的比特预算。方法400其后返回到步骤410，以处理下一帧。如果查 询结果为是，则方法400进行到步骤430。
在步骤430,方法400从査找表获取潜在的I帧的复杂度信息或估 计，并计算估计比特预算，例如，(I—bit一budget[k])。例如，如果距 当前帧k-5帧之外有一潜在的I帧，则方法400将立即估计编码此I 帧(其仍在5帧之外)将需要的比特的量。在触发本縮放操作之前潜 在I帧到当前帧的距离是应用专用的，例如，在10帧之内，等等。
在步骤435，方法400査询估计比特预算(例如，对于潜在的I 帧为(I一bit—budget[k]))是否将超过可用视频缓冲检验器 (VBV一fullness)。如果查询结果为否，则方法400将进行到步骤450， 其中将使用所计算的比特预算编码当前帧。换言之，即使在即将来临 的I帧正在来临时，也不对当前帧的编码进行调节，这是因为在缓冲器 中有充足的空间。
然而，如果査询结果为是，则方法400将进行到步骤440，其中 将按比例縮小(scale down)当前帧的所计算的比特预算。换言之，方 法400检测缓冲器中没有或可能没有充足的空间，使得现在有必要往 下调节当前帧的比特预算，尽管I帧可能仍在几帧之外。
为阐释起见，如果初始I比特预算大于可用VBV一fullness，将如 下计算縮放器(scaler)。例如，流水线中的视频帧序列是f[i]，其中i =0,1,2,3,..，其取决于前视流水线的长度。让我们假定到目前为止帧 f(k)可能是可能的I帧。让我们定义f[k]的复杂度为PasslCi[k]、 Pass 1Cp[k]与Pass 1Cb[k]，并计算f[k]的比特预算为I—bit—budget[k]，如 图3中上面公开的那样。
如果(I一bit一budget [k] > VBV一fullness)，贝U S = I一bit一budget
/VBV—fullness,
其中一旦I帧比特预算大于当前VBV—fullness, S表示縮放因子。
其后，如下按比例縮小(scale down)当前帧的比特预算 P一bit一budget [0〗=P_bit—budget [0〗/ S;
P—fmal_bitbudget = min(P一bit一budget[O〗，VBV—ftillness);如果 当前帧为P帧；
或B—bit—budget
= B—bit—budget
/ S;
B—final—bitbudget = min(B—bit—budget[O]， VBV—fullness);如果
当前帧为B帧。
方法400其后进行到步骤450,其中使用新的按比例缩小(scale down)的比特预算编码当前帧。方法400其后返回到步骤410，其中 处理下一帧。需要注意的是，下一帧可能是也可能不是按比例缩小 (scale down)。主要方面是可按比例縮小(scale down)当前帧的一 或多个比特预算，以期望来临的I帧将得到适宜的编码。
图5是本双通道编码系统的框图，其使用通用计算机实现。在一 个实施例中，双通道编码系统500使用通用计算机或任何其它等价硬 件实现。更具体地，双通道编码系统500包括处理器(CPU) 510、存 储器520 (例如，随机存取存储器(RAM)和/或只读存储器(ROM))、 第一编码器522、第二编码器524、与各种输入/输出设备530 (例如， 存储设备包括但不限于，磁带驱动器、软盘驱动器、硬盘驱动器或光 盘驱动器，接收器，发射器，扬声器，显示器，输出端口，用户输入
设备(例如键盘、小键盘、鼠标、等等)，或用于采集语音命令的麦 克风)。
需要理解的是，第一编码器522与第二编码器524可作为物理设 备或子系统实现，其通过通信信道连接到CPU 510。作为可供选择的另 一替代方案，第一编码器522与第二编码器524可表示为一或多个软 件应用(或者甚至是软件与硬件的集合，例如，使用专用集成电路 (ASIC)),其中软件从存储媒体(例如，磁性或光学驱动器或磁带) 载入到电脑的存储器520中并由CPU操作。这样，可将本发明的第一 编码器522与第二编码器524 (包括相关联的数据结构)存储在电脑可 读的媒体或载体上，例如，RAM存储器、磁性或光学驱动器或磁带等 等。
尽管前面指引到本发明的实施例，可设计本发明的其它以及进一 步的实施例，而不偏离其基本范围，并且其范围由所附权利要求书确 定。
权利要求
1. 一种用于为图像序列中的至少一个图像计算比特预算的方法，其包括在第一编码器中编码所述至少一个图像；确定由所述第一编码器编码所述至少一个图像的复杂度测量；和遵照所述复杂度测量计算比特预算，以在第二编码器中编码所述至少一个图像。
2. 如权利要求l所述的方法，其中所述第二编码器是符合标准的 编码器，其遵照运动图像专家组(MPEG) -2。
3. 如权利要求l所述的方法，其中所述计算步骤基于为所述至少 一个图像选择的编码帧类型，计算所述比特预算。
4. 如权利要求3所述的方法，其中所述编码帧类型包括I帧、P 帧与B帧中的至少一个。
5. 如权利要求4所述的方法，其中所述计算步骤计算所述比特预 算，其遵照对于I帧I一bit—budget = (bit一rate) / (Ki + (Kp * Cp/Ci) + (Kb * Cb/Ci));对于P帧P一bit一budget = (bit—rate) / (Kp + (Ki * Ci/Cp) + (Kb * Cb/Cp));对于B帧B—Bit—budget = (bit—rate) / (Kb + (Ki * Ci/Cb) + (Kp * Cp/Cb));其中Ki、 Kp与Kb表示一图像组(GOP)中I、 P与B帧的数目；并且其中Ci、 Cp与Cb表示相对I、 P与B帧的复杂度系数。
6. 如权利要求1所述的方法，其进一步包括 存储来自所述第一编码器的先前解码的图像的多个复杂度测量；和基于所述的先前解码的图像之一是需要编码为I帧的图像，縮放 当前帧的所述比特预算。
7. 如权利要求6所述的方法，其中所述縮放步骤比较所述比特预 算与缓冲器的充满度测量，以确定是否要应用所述缩放步骤。
8. —种用于为图像序列中的至少一个图像计算比特预算的设备 (100)，其包括第一编码器(110)，其用于编码所述至少一个图像，以生成由所 述第一编码器编码所述至少一个图像的复杂度测量；和第二编码器(120)，其用于遵照所述复杂度测量计算比特预算， 以编码所述至少一个图像。
9. 如权利要求8所述的设备，其中所述第二编码器(120)基于 为所述至少一个图像选择的编码帧类型，计算所述比特预算，其中所 述编码帧类型包括I帧、P帧与B帧中的至少一个。
10. 如权利要求9所述的设备，其中所述比特预算的计算遵照 对于I帧I—bit—budget = (bit—rate) / (Ki + (Kp * Cp/Ci) + (Kb * Cb/Ci));对于P帧 P一bit一budget = (bit—rate) / (Kp + (Ki * Ci/Cp) + (Kb * Cb/Cp)); 对于B帧B_Bit—budget = (bit—rate) / (Kb + (Ki * Ci/Cb) + (Kp * Cp/Cb)); 其中Ki、 Kp与Kb表示一图像组(GOP)中I、 P与B帧的数目；并且其中Ci、 Cp与Cb表示相对I、 P与B帧的复杂度系数。
全文摘要
本发明公开一种系统(100)与方法，其用于基于输入图像序列的内容，自适应地调节比特预算。在一个实施例中，在双通道编码系统中采用两个编码器(110、120)。第一编码器(110)接收输入图像序列并使用标准的或任何预定义的编码算法编码图像序列的每一帧。特别地，通过使用第一编码器(110)编码图像序列，第一编码器(110)能够评估图像序列中每一图像的复杂度，例如，通过测量编码每一图像所需的比特数。该复杂度信息作为第二编码器(120)的前视信息。
文档编号H04N7/26GK101390389SQ200480023120
公开日2009年3月18日 申请日期2004年8月10日 优先权日2003年8月12日
发明者勇 何, 胡少伟 申请人:通用仪表公司(在特拉华州注册的公司)