專利名稱：對移動(dòng)通信終端的運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行編碼的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及運(yùn)動(dòng)圖像編碼，更為具體地，本發(fā)明涉及對移動(dòng)通信終端的運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行編碼的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法能夠使在編碼運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)，處理過程和操作數(shù)最少，并且通過以軟件方式具體實(shí)現(xiàn)來與移動(dòng)通信終端相適應(yīng)。
背景技術(shù)：
目前，處理運(yùn)動(dòng)圖像的技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于各種不同的領(lǐng)域。例如互聯(lián)網(wǎng)上的電影服務(wù)的視頻點(diǎn)播(VOD)服務(wù)，就是這項(xiàng)技術(shù)的一個(gè)代表性實(shí)例。
用于處理運(yùn)動(dòng)圖像的此種不同領(lǐng)域中的國際標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被定義。作為典型的國際標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)動(dòng)圖像專家組-1(MPEG-1)用作為視頻高密光盤存儲(chǔ)的壓縮方法，MPEG-2作為高清晰數(shù)字電視廣播或數(shù)字視頻光盤(DVD)服務(wù)的壓縮方法應(yīng)用和使用，以及MPEG-4，其是制作適合于不同內(nèi)容的壓縮編碼器的方法，且可以在例如互聯(lián)網(wǎng)廣播或者國際移動(dòng)通信2000系統(tǒng)(IMT-2000)的無線環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)圖像壓縮解決方案中使用。另外，還有為電視會(huì)議開發(fā)的H.261，其性能和MPEG-1相似并且主要用于ISDN網(wǎng)絡(luò)，為視頻電話開發(fā)的H.263，其提供一個(gè)MPEG-4基礎(chǔ)；以及H.26L(H.264)，其是用于圖像電話、支持運(yùn)動(dòng)圖像的蜂窩電話和電視等的最新標(biāo)準(zhǔn)壓縮方法，并且能將壓縮性能提高到MPEG-4的兩倍。
同時(shí)，上述運(yùn)動(dòng)圖像處理技術(shù)被應(yīng)用于各種領(lǐng)域中，而個(gè)人電腦(PC)是公眾普遍接觸的一個(gè)領(lǐng)域。然而，PC存在移動(dòng)性受到限制的問題。最近，處理諸如個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、和手機(jī)等移動(dòng)通信終端中的運(yùn)動(dòng)圖像的技術(shù)正逐漸發(fā)展，該技術(shù)允許通過互聯(lián)網(wǎng)連接以及安裝照相機(jī)來提供各種各樣的多媒體服務(wù)并且解決了PC移動(dòng)性受到限制的問題。
然而，與PC相比，由于移動(dòng)通信終端的CPU性能較差、內(nèi)存較小、提供驅(qū)動(dòng)功率的電池容量有限，所以在應(yīng)用需要對終端進(jìn)行許多操作的運(yùn)動(dòng)圖像處理技術(shù)就有很多限制。因此，運(yùn)動(dòng)圖像處理技術(shù)還沒有象PC那樣以軟件方式具體實(shí)現(xiàn)。取而代之，利用一個(gè)硬件芯片來提供運(yùn)動(dòng)圖像壓縮技術(shù)。
近來，由于移動(dòng)通信終端中使用的CPU的性能已經(jīng)得到改進(jìn)(例如，Qualcomm的MSM6000的商品化)，所以出現(xiàn)了許多以軟件方式將運(yùn)動(dòng)圖像處理技術(shù)應(yīng)用于移動(dòng)通信終端的嘗試。然而，與運(yùn)動(dòng)圖像的解碼相比，由于運(yùn)動(dòng)圖像處理的相關(guān)技術(shù)需要許多操作來編碼運(yùn)動(dòng)圖像，所以實(shí)際上不能以軟件方式將運(yùn)動(dòng)圖像處理技術(shù)應(yīng)用于移動(dòng)通信終端。因此，為了以軟件方式將運(yùn)動(dòng)圖像處理技術(shù)應(yīng)用于移動(dòng)通信終端，就需要開發(fā)一種運(yùn)動(dòng)圖像壓縮編碼技術(shù)，其能夠減少操作數(shù)，從而滿足移動(dòng)通信終端CPU的性能。
例如，如圖1所述，根據(jù)使用MPEG的相關(guān)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備，所述設(shè)備包括幀內(nèi)編碼部件20和幀間編碼部件30，其中幀內(nèi)編碼部件20使用同一幀內(nèi)的空間相關(guān)性，只利用該幀自身來進(jìn)行壓縮，而幀間編碼部件30使用當(dāng)前幀和在前幀之間的時(shí)間相關(guān)性來進(jìn)行壓縮。此時(shí)，所述系統(tǒng)使用離散余弦變換(DCT)方法來對運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行編碼。
幀內(nèi)編碼部件20在對MPEG序列進(jìn)行編碼時(shí)，將霍夫曼編碼方法作為熵編碼方法應(yīng)用。如同幀內(nèi)編碼部件20一樣，幀間編碼部件30將霍夫曼編碼方法作為熵編碼方法應(yīng)用，并且使用當(dāng)前幀和在前幀的時(shí)間相關(guān)性進(jìn)行編碼作為預(yù)測幀編碼(即，P幀編碼)。此時(shí)，在在前幀圖像的情況下，由于要對從壓縮狀態(tài)恢復(fù)的圖像進(jìn)行比較，所以在進(jìn)行編碼時(shí)還要進(jìn)行解碼。
另外，幀間編碼部件30中的移動(dòng)估算單元31把運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號(YUV420，YUV422)分成16*16像素宏塊，并且估算移動(dòng)是否發(fā)生在每一個(gè)宏塊即搜索區(qū)域中，其中，運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號是通過把視頻信號變換單元10輸出的RGB(紅綠藍(lán))圖像變換成MPEG格式得到。然后，就可以通過估算移動(dòng)來得到運(yùn)動(dòng)矢量(VM)，并且估算有關(guān)其中移動(dòng)超出搜索區(qū)域或者移動(dòng)不能被運(yùn)動(dòng)矢量表達(dá)的情形的信息。此時(shí)，運(yùn)動(dòng)矢量是具有當(dāng)前幀圖像和在前幀圖像最大相似性的位置信息。通過提供此種運(yùn)動(dòng)矢量，就可以進(jìn)行具有較高壓縮性能和品質(zhì)的壓縮。
然而，在編碼運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)，移動(dòng)估算單元31的移動(dòng)估算處理占用了大多數(shù)的操作。因此，在由于CPU性能的限制而需要較低的復(fù)雜性的移動(dòng)通信終端的情況下，由于該移動(dòng)估算處理，以軟件方式來具體實(shí)現(xiàn)編碼運(yùn)動(dòng)圖像的功能就會(huì)變得困難。
另外，根據(jù)相關(guān)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備，在幀間編碼方法中，每一個(gè)宏塊可以被分類成沒有移動(dòng)發(fā)生的塊和有移動(dòng)發(fā)生的塊，并且，根據(jù)其編碼方法，該有運(yùn)動(dòng)發(fā)生的塊可以被分類成幀內(nèi)模式和幀間模式。幀內(nèi)模式是一種以與幀內(nèi)編碼一樣的方式處理宏塊的模式，而幀間模式是一種使用當(dāng)前幀和在前幀之間的差值對宏塊進(jìn)行編碼的模式。幀內(nèi)模式和幀間模式通過當(dāng)前幀和在估算運(yùn)動(dòng)向量時(shí)出現(xiàn)的搜索區(qū)域中的宏塊單元的最小平均值的差值進(jìn)行區(qū)分，其中最小平均值通過計(jì)算當(dāng)前幀的宏塊和在前幀的宏塊的差值得到。
如上所述，依照使用MPEG的相關(guān)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備，由于在進(jìn)行幀間編碼時(shí)使用從壓縮圖像恢復(fù)的在前圖像，所以在編碼運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)還要進(jìn)行解碼處理。由于幀間編碼通過對每一個(gè)宏塊進(jìn)行移動(dòng)估算來得到運(yùn)動(dòng)矢量，并且另外還要進(jìn)行一個(gè)DCT和量化過程來得到有關(guān)移動(dòng)是否發(fā)生在每一個(gè)宏塊中的信息，所以幀間編碼需要復(fù)雜的操作。因此，以軟件方式來具體實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信終端中的運(yùn)動(dòng)圖像編碼非常困難。此外，由于將霍夫曼編碼作為熵編碼使用，所以它并不適合于實(shí)時(shí)服務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明已經(jīng)被作出來解決上述相關(guān)技術(shù)中出現(xiàn)的問題。本發(fā)明的一個(gè)目的是在編碼運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)，通過應(yīng)用具有低復(fù)雜性和快處理速度的Golomb-Rice編碼作為熵編碼方法，來具體實(shí)現(xiàn)一個(gè)適合于移動(dòng)通信終端的運(yùn)動(dòng)圖像編碼功能，該移動(dòng)通信終端是一個(gè)需要實(shí)時(shí)服務(wù)的應(yīng)用領(lǐng)域。
本發(fā)明的又一目的是使操作數(shù)最少，在對運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行幀間編碼時(shí)，由于進(jìn)行編碼時(shí)不需要解碼處理，所以可以通過使用在前內(nèi)幀的原始圖像進(jìn)行預(yù)測幀編碼來實(shí)現(xiàn)上述目的。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是通過去掉不必要的處理例如用于運(yùn)動(dòng)圖像幀間編碼時(shí)獲取運(yùn)動(dòng)矢量的處理，來大大減少操作，這個(gè)目標(biāo)可以通過在對運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行幀間編碼時(shí)在宏塊中進(jìn)行移動(dòng)估算，使用塊邊界的像素值來估算移動(dòng)是否發(fā)生，以及同時(shí)進(jìn)行幀內(nèi)模式和幀間模式的估算來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是節(jié)省為允許對適合于移動(dòng)通信終端的運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行編碼而增加的硬件芯片的開發(fā)費(fèi)用，并且通過以不同于硬件芯片、能夠快速處理一些情形的軟件方式來具體實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)圖像編碼功能，可以更加有效地為快速發(fā)展的移動(dòng)通信終端提供運(yùn)動(dòng)圖像服務(wù)。
為了完成上述目的，本發(fā)明提供了一種對移動(dòng)通信終端的運(yùn)動(dòng)圖像編碼的系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有一個(gè)視頻信號變換單元，該視頻信號變換單元用于將輸入的RGB圖像變換成具有Y、U和V分量的運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號，所述系統(tǒng)包括幀內(nèi)編碼部件和幀間編碼部件。其中，幀內(nèi)編碼部件用于對運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號進(jìn)行離散余弦變換，通過對離散余弦變換后的運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號進(jìn)行量化來得到量化系數(shù)，利用Golomb-Rice編碼作為熵編碼對量化系數(shù)進(jìn)行編碼，并且輸出Golomb-Rice編碼后的量化系數(shù)；而幀間編碼部件使用在前內(nèi)幀的原始圖像，利用Golomb-Rice編碼對運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號進(jìn)行預(yù)測幀編碼，使用塊邊界的像素值來估算移動(dòng)是否發(fā)生在宏塊中，并且同時(shí)進(jìn)行幀內(nèi)模式和幀間模式的估算。
優(yōu)選地，幀間編碼部件可以包括移動(dòng)估算單元，用于使用在前內(nèi)幀的原始圖像，對視頻信號變換單元輸出的運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號進(jìn)行估算，估算移動(dòng)是否發(fā)生在一個(gè)搜索區(qū)域即一個(gè)宏塊單元中；紋理映象信息存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)指示移動(dòng)是否發(fā)生在每一個(gè)宏塊中的紋理映象信息；移動(dòng)塊存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)有移動(dòng)發(fā)生的移動(dòng)塊，該移動(dòng)塊由移動(dòng)估算單元輸出；非移動(dòng)塊存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)沒有移動(dòng)發(fā)生的非移動(dòng)塊，該非移動(dòng)塊由移動(dòng)估算單元輸出；離散余弦變換(DCT)單元，用于通過對移動(dòng)塊存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的移動(dòng)塊進(jìn)行離散余弦變換來得到DCT系數(shù)；量化單元，用于通過對得到的DCT系數(shù)進(jìn)行與量化寬度和每一頻率分量相應(yīng)的量化過程來產(chǎn)生量化系數(shù)；以及Golomb-Rice編碼單元，用于利用Golomb-Rice編碼來編碼產(chǎn)生的量化系數(shù)，并隨后輸出該量化系數(shù)。
優(yōu)選地，移動(dòng)估算單元可以利用當(dāng)前幀的宏塊邊界值和在前幀的宏塊邊界值之間的差值來估算移動(dòng)是否發(fā)生，分別輸出有移動(dòng)發(fā)生的塊和沒有移動(dòng)發(fā)生的塊，并且將有關(guān)移動(dòng)是否發(fā)生在每一個(gè)宏塊中的信息作為紋理映象信息輸出。
優(yōu)選地，移動(dòng)估算單元可以基于對當(dāng)前幀的宏塊和在前幀的宏塊之間的差值求平方得到的值，進(jìn)行幀內(nèi)模式和幀間模式的估算，其中該差值是在估算運(yùn)動(dòng)是否發(fā)生時(shí)得到的最終值。
不同地，本發(fā)明提供了一種對移動(dòng)通信終端的運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行編碼的方法，通過把輸入的RGB圖像變換成運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號來進(jìn)行幀內(nèi)編碼和幀間編碼，所述方法包括幀內(nèi)編碼過程，其對運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號進(jìn)行離散余弦變換，通過對離散余弦變換后的運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號進(jìn)行量化得到量化系數(shù)，利用Golomb-Rice編碼作為熵編碼對該量化系數(shù)進(jìn)行編碼，然后輸出Golomb-Rice編碼后的量化系數(shù)；以及幀間編碼過程，對運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號，估算移動(dòng)是否發(fā)生在一個(gè)宏塊單元中，把該宏塊分類成移動(dòng)塊和非移動(dòng)塊，分別存儲(chǔ)移動(dòng)塊和非移動(dòng)塊，編碼和輸出作為紋理映象信息的有關(guān)移動(dòng)是否發(fā)生的信息，并且在估算移動(dòng)是否發(fā)生時(shí)，同時(shí)對運(yùn)動(dòng)塊進(jìn)行幀內(nèi)模式和幀間模式的估算。
優(yōu)選地，幀間編碼過程可以包括通過當(dāng)前幀的宏塊邊界值和在前幀的宏塊邊界值之間的差值來估算移動(dòng)是否發(fā)生；根據(jù)移動(dòng)是否發(fā)生的估算結(jié)果，輸出沒有移動(dòng)發(fā)生的非移動(dòng)塊和有移動(dòng)發(fā)生的移動(dòng)塊并存儲(chǔ)在每個(gè)存儲(chǔ)單元中，然后編碼和輸出指示移動(dòng)是否在相應(yīng)宏塊中發(fā)生的紋理映象信息；以及在進(jìn)行移動(dòng)是否發(fā)生的估算時(shí)，同時(shí)估算是否以幀內(nèi)模式和幀間模式對有移動(dòng)發(fā)生的移動(dòng)塊進(jìn)行編碼。
優(yōu)選地，幀間編碼過程可以在被估算為幀內(nèi)模式時(shí)，用與幀內(nèi)編碼同樣的方法來對移動(dòng)塊進(jìn)行編碼，而在被估算為幀間模式時(shí)，通過對當(dāng)前幀的原始圖像和在前圖像之間的不同分量進(jìn)行編碼來對移動(dòng)塊進(jìn)行編碼。


通過結(jié)合參考附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)都將變得更加明顯，其中圖1是一個(gè)描述根據(jù)MPEG模式的相關(guān)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)圖像編碼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖；和圖2是一個(gè)功能性地描述了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的移動(dòng)通信終端的運(yùn)動(dòng)圖像編碼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
**上述結(jié)構(gòu)圖中重要部分的號碼描述**10視頻信號變換單元 50幀內(nèi)編碼部件51，65DCT單元 52，66量化單元53，67Golomb-Rice編碼單元 60幀間編碼部件61移動(dòng)估算單元 62移動(dòng)塊存儲(chǔ)單元63非移動(dòng)塊存儲(chǔ)單元 67紋理映象信息存儲(chǔ)單元發(fā)明詳述在下文中，將結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述。在下面對本發(fā)明的描述中，考慮到可能使本發(fā)明的主題變得相當(dāng)不清楚，所以在這里省略大家已知的功能和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述。
根據(jù)本發(fā)明的對運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行編碼的系統(tǒng)是以軟件方式具體體現(xiàn)，而不是硬件芯片。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)包括視頻信號變換單元10，用于把輸入的RGB圖像變換成具有MPEG-4格式的運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號(YUV 420)；幀內(nèi)編碼部件50，用于對運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號進(jìn)行離散余弦變換、量化以及利用Golomb-Rice編碼方法的熵編碼；以及幀間編碼部件60，用于使用在前內(nèi)幀的原始圖像，利用Golomb-Rice編碼進(jìn)行預(yù)測幀編碼，使用塊邊界的像素值來估算移動(dòng)是否發(fā)生在宏塊單元中，并且同時(shí)進(jìn)行幀內(nèi)模式和幀間模式的估算。
幀內(nèi)編碼部件50包括DCT單元51、量化單元52和Golomb-Rice編碼單元53。DCT單元51通過對視頻信號變換單元10輸出的運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號(YUV 420)進(jìn)行離散余弦變換來得到DCT系數(shù)。量化單元52通過進(jìn)行一個(gè)使得到的DCT系數(shù)成為與量化寬度和每一個(gè)頻率分量相應(yīng)的8*8量化矩陣的量化過程，來產(chǎn)生量化系數(shù)。Golomb-Rice編碼單元53利用Golomb-Rice編碼對產(chǎn)生的量化系數(shù)進(jìn)行編碼和輸出。
幀間編碼部件60包括移動(dòng)估算單元61、移動(dòng)塊存儲(chǔ)單元62、非移動(dòng)塊存儲(chǔ)單元63、紋理映象信息存儲(chǔ)單元64、DCT單元65、量化單元66和Golomb-Rice編碼單元67。
移動(dòng)估算單元61使用在前內(nèi)幀的原始圖像，對視頻信號變換單元10輸出的運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號進(jìn)行估算，估算出移動(dòng)是否發(fā)生在一個(gè)搜索區(qū)域即宏塊單元(16*16)中。此時(shí)，它利用當(dāng)前幀的宏塊邊界值和在前幀的宏塊邊界值之間的差值來估算移動(dòng)是否發(fā)生，根據(jù)估算結(jié)果分別輸出有移動(dòng)發(fā)生的塊和沒有移動(dòng)發(fā)生的塊，并且將有關(guān)移動(dòng)是否發(fā)生在每一個(gè)宏塊中的信息作為紋理映象信息輸出。另外，它基于當(dāng)前幀的宏塊和在前幀的宏塊之間差值求平方得到的值，進(jìn)行幀內(nèi)模式和幀間模式的估算，其中該差值是在估算移動(dòng)是否發(fā)生時(shí)得到的最終值。
移動(dòng)塊存儲(chǔ)單元62存儲(chǔ)有移動(dòng)發(fā)生的塊。非移動(dòng)塊存儲(chǔ)單元63存儲(chǔ)沒有移動(dòng)發(fā)生的塊。紋理映象信息存儲(chǔ)單元64存儲(chǔ)移動(dòng)估算單元61輸出的紋理映象信息，該紋理映象信息指示移動(dòng)是否發(fā)生在每一個(gè)宏塊中。
DCT單元65通過對移動(dòng)塊存儲(chǔ)單元62中存儲(chǔ)的移動(dòng)塊進(jìn)行離散余弦變換來得到DCT系數(shù)。量化單元66通過進(jìn)行一個(gè)使得到的DCT系數(shù)成為與量化寬度和每一頻率分量相應(yīng)的8*8量化矩陣的量化過程，來產(chǎn)生量化系數(shù)。Golomb-Rice編碼單元67利用Golomb-Rice編碼對產(chǎn)生的量化系數(shù)進(jìn)行編碼和輸出。
在下文中，將對具有上述結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)圖像編碼系統(tǒng)的操作進(jìn)行描述。
首先，通過視頻信號變換單元10，將從例如照相機(jī)的輸入設(shè)備(沒有示出)輸入的RGB圖像被變換成具有MPEG-4格式的運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號(YUV420)，然后將其輸入到幀內(nèi)編碼部件50。
然后，幀內(nèi)編碼部件50通過對視頻信號變換單元10輸入的運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號(YUV420)進(jìn)行離散余弦變換來得到DCT系數(shù)，而后通過進(jìn)行一個(gè)使得到的DCT系數(shù)成為與量化寬度和每一頻率分量相應(yīng)的8*8量化矩陣的量化過程，來產(chǎn)生量化系數(shù)。
之后，幀內(nèi)編碼部件50利用Golomb-Rice編碼對產(chǎn)生的量化系數(shù)進(jìn)行編碼和輸出。因此，如同靜止圖像一樣，通過使用幀內(nèi)的空間相關(guān)性來進(jìn)行該輸入圖像幀的編碼。此時(shí)，由于復(fù)雜性低于霍夫曼編碼(其是相關(guān)技術(shù)的熵編碼方法)，并且可以進(jìn)行實(shí)時(shí)編碼，所以它可以應(yīng)用于實(shí)時(shí)服務(wù)中。
同時(shí)，幀間編碼部件60通過使用當(dāng)前幀和在前幀之間的時(shí)間相關(guān)性對視頻信號變換單元10輸入的運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號進(jìn)行編碼。首先，幀間編碼部件60中的移動(dòng)估算單元61把運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號分成宏塊單元(16*16)，并且把該塊單元分類成有移動(dòng)發(fā)生的塊(移動(dòng)塊)和沒有移動(dòng)發(fā)生的塊(非移動(dòng)塊)。此時(shí)，它將有關(guān)移動(dòng)是否發(fā)生在每一宏塊中的信息作為紋理映象信息存儲(chǔ)。
換句話說，移動(dòng)估算單元61通過使用在前內(nèi)幀的原始圖像估算移動(dòng)是否發(fā)生在一個(gè)搜索區(qū)域即一個(gè)宏塊單元中。此時(shí)，它利用當(dāng)前幀的宏塊邊界值和在前幀的宏塊邊界值之間的差值來估算移動(dòng)是否發(fā)生。
當(dāng)估算出相應(yīng)宏塊是一個(gè)沒有移動(dòng)發(fā)生的非移動(dòng)塊時(shí)，移動(dòng)估算單元61輸出該宏塊，把該非移動(dòng)塊存儲(chǔ)到非移動(dòng)塊存儲(chǔ)單元63中，然后把沒有移動(dòng)發(fā)生在該宏塊中的信息存儲(chǔ)到紋理映象信息存儲(chǔ)單元64中。
然而，當(dāng)估算出相應(yīng)宏塊是一個(gè)有移動(dòng)發(fā)生的移動(dòng)塊時(shí)，移動(dòng)估算單元61輸出該宏塊，把該移動(dòng)塊存儲(chǔ)到移動(dòng)塊存儲(chǔ)單元62中，然后把有移動(dòng)發(fā)生在宏塊中的信息存儲(chǔ)到紋理映象信息存儲(chǔ)單元64中。
因?yàn)榇鎯?chǔ)在紋理映象信息存儲(chǔ)單元64中的有關(guān)移動(dòng)是否發(fā)生的信息被編碼和輸出，所以解碼部件(沒有示出)能夠獲悉有關(guān)移動(dòng)是否發(fā)生在每一個(gè)宏塊中的信息。因此，對于非移動(dòng)塊，編碼過程和任何后續(xù)過程都不需要。換句話說，解碼部件通過復(fù)制前面圖像的塊，利用紋理映象信息來處理非移動(dòng)塊。
另外，在進(jìn)行移動(dòng)是否發(fā)生的估算時(shí)，移動(dòng)估算單元61同時(shí)估算是否以幀內(nèi)模式或幀間模式對有移動(dòng)發(fā)生的運(yùn)動(dòng)塊進(jìn)行編碼。
換句話說，在有物體移動(dòng)、光線的改變或者來自運(yùn)動(dòng)圖像輸入裝置(例如照相機(jī))的噪音的情況下，這些塊可以被估算為有移動(dòng)發(fā)生的移動(dòng)塊。在上述情況中，其中存在有大的移動(dòng)例如物體移動(dòng)的移動(dòng)塊被估算為以幀內(nèi)模式進(jìn)行編碼。其中存在圖像中的小改變(例如由于光線或噪聲引起的微小變化)的移動(dòng)塊，被估算為以幀間模式進(jìn)行編碼。
相應(yīng)的幀內(nèi)模式編碼或幀間模式編碼信息被編碼和存儲(chǔ)，使得解碼部件了解這些信息。此時(shí)，在移動(dòng)塊估算為處于幀內(nèi)模式的情況下，原始圖像的塊值可以以與幀內(nèi)編碼同樣的方法進(jìn)行編碼。在移動(dòng)塊被估算為處于幀間模式的情況下，當(dāng)前幀的原始圖像和先前圖像之間的不同分量被編碼。
工業(yè)適用性如上所述，按照本發(fā)明，當(dāng)對運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行編碼時(shí)，應(yīng)用具有低復(fù)雜性和快處理速度的Golomb-Rice編碼而不是霍夫曼編碼作為熵編碼的方法。因此，可以具體實(shí)現(xiàn)一個(gè)適合移動(dòng)通信終端的運(yùn)動(dòng)圖像編碼功能，該移動(dòng)通信終端是一個(gè)需要實(shí)時(shí)服務(wù)的應(yīng)用。
根據(jù)本發(fā)明，在對運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行幀間編碼時(shí)，可以通過使用在前內(nèi)幀的原始圖像來執(zhí)行預(yù)測幀編碼。因此，因?yàn)椴恍枰缦嚓P(guān)技術(shù)那樣使用從壓縮的先前圖像恢復(fù)的圖像，所以可以使操作數(shù)最少。例如，在進(jìn)行編碼時(shí)不需要解碼處理。
另外，根據(jù)本發(fā)明，在對運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行幀內(nèi)編碼時(shí)，可以在一個(gè)宏塊單元中執(zhí)行移動(dòng)是否發(fā)生的估算。此時(shí)，如相關(guān)技術(shù)一樣，使用塊邊界的像素值來只估算移動(dòng)是否發(fā)生，而不獲取運(yùn)動(dòng)矢量。因此，由于用于獲取運(yùn)動(dòng)矢量以及用于獲取有關(guān)移動(dòng)是否發(fā)生的信息所需要的離散余弦變換過程和量化過程被省略，所以可以減少許多操作。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在對運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行幀間編碼時(shí)，同時(shí)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估算以及幀內(nèi)模式和幀間模式的估算，而不是如相關(guān)技術(shù)那樣，在獲得運(yùn)動(dòng)矢量以后，才執(zhí)行幀內(nèi)模式和幀間模式的估算。因此，和相關(guān)技術(shù)的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備相比，可以減少前面所描述過程的操作。
另外，根據(jù)本發(fā)明，上述的運(yùn)動(dòng)圖像編碼功能以軟件的方式具體實(shí)現(xiàn)。因此，就可以減少用于開發(fā)移動(dòng)通訊終端的額外費(fèi)用的負(fù)擔(dān)，該額外費(fèi)用是由于為編碼運(yùn)動(dòng)圖像而增加的硬件芯片而產(chǎn)生的。另外，與硬件芯片相反，由于上述功能是以軟件方式具體實(shí)現(xiàn)，從而更簡單和更快地處理一些情況，所以就可以更加有效地提供在移動(dòng)通信終端上的運(yùn)動(dòng)圖像服務(wù)。
雖然結(jié)合了具體優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明和描述，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不背離所附權(quán)利要求書規(guī)定的本發(fā)明的精神與范圍的情況下，可以進(jìn)行各種不同形式和細(xì)節(jié)的修改。
權(quán)利要求
1.一種對移動(dòng)通訊終端的運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行編碼的系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有一個(gè)視頻信號變換單元，該視頻信號變換單元用于把輸入的RGB圖像變換成具有Y，U和V分量的運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號，所述系統(tǒng)包括幀內(nèi)編碼部件，用于對該運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號進(jìn)行離散余弦變換，通過對離散余弦變換后的該運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號進(jìn)行量化，來得到量化系數(shù)，利用Golomb-Rice編碼作為熵編碼對該量化系數(shù)進(jìn)行編碼，并且輸出Golomb-Rice編碼后的量化系數(shù)；以及幀間編碼部件，用于使用在前內(nèi)幀的原始圖像，利用Golomb-Rice編碼，對該運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號進(jìn)行預(yù)測幀編碼，使用塊邊界的像素值來估算移動(dòng)是否發(fā)生在宏塊單元中，并且同時(shí)進(jìn)行幀內(nèi)模式和幀間模式的估算。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述幀間編碼部件包括移動(dòng)估算單元，用于使用在前內(nèi)幀的原始圖像，對所述視頻信號變換單元輸出的所述運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號進(jìn)行估算，估算移動(dòng)是否發(fā)生在一個(gè)搜索區(qū)域即該宏塊單元中；紋理映象信息存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)指示移動(dòng)是否發(fā)生在每一個(gè)宏塊中的紋理映象信息；移動(dòng)塊存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)有移動(dòng)發(fā)生的移動(dòng)塊，該移動(dòng)塊由該移動(dòng)估算單元輸出；非移動(dòng)塊存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)沒有移動(dòng)發(fā)生的非移動(dòng)塊，該非移動(dòng)塊由該移動(dòng)估算單元輸出；離散余弦變換(DCT)單元，用于通過對該移動(dòng)塊存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的移動(dòng)塊進(jìn)行離散余弦變換來得到DCT系數(shù)；量化單元，用于通過對該得到的DCT系數(shù)進(jìn)行一個(gè)與量化寬度和每一個(gè)頻率分量相應(yīng)的量化過程，來產(chǎn)生量化系數(shù)；以及Golomb-Rice編碼單元，用于利用Golomb-Rice編碼來編碼并隨后輸出所產(chǎn)生的量化系數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述移動(dòng)估算單元利用當(dāng)前幀的宏塊邊界值和在前幀的宏塊邊界值的差值，來估算移動(dòng)是否發(fā)生，分別輸出有移動(dòng)發(fā)生的塊和沒有移動(dòng)發(fā)生的塊，并且將有關(guān)移動(dòng)是否發(fā)生在每一個(gè)宏塊中的信息作為紋理映象信息輸出。
4.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述移動(dòng)估算單元基于當(dāng)前幀的宏塊和在前幀的宏塊之間的差值求平方而得到的值，進(jìn)行幀內(nèi)模式和幀間模式的估算，其中該差值是在估算移動(dòng)是否發(fā)生時(shí)得到的最終值。
5.一種用于對移動(dòng)通信終端的運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行編碼的方法，該方法通過把輸入的RGB圖像變換成運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號來進(jìn)行幀內(nèi)編碼和幀間編碼，所述方法包括幀內(nèi)編碼過程，對該運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號進(jìn)行離散余弦變換，通過對離散余弦變換后的該運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號進(jìn)行量化，得到量化系數(shù)，利用Golomb-Rice編碼作為熵編碼對該量化系數(shù)進(jìn)行編碼，并且輸出Golomb-Rice編碼后的量化系數(shù)；以及幀間編碼過程，對該運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號進(jìn)行估算，估算出移動(dòng)是否發(fā)生在一個(gè)宏塊單元中，把該宏塊分類成移動(dòng)塊和非移動(dòng)塊，分別存儲(chǔ)該移動(dòng)塊和該非移動(dòng)塊，編碼和輸出作為紋理映象信息的有關(guān)移動(dòng)是否發(fā)生的信息，并且在估算移動(dòng)是否發(fā)生時(shí)，同時(shí)對該運(yùn)動(dòng)塊進(jìn)行幀內(nèi)模式和幀間模式的估算。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述幀間編碼過程包括利用當(dāng)前幀的宏塊邊界值和在前幀的宏塊邊界值的差值來估算移動(dòng)是否發(fā)生；根據(jù)移動(dòng)是否發(fā)生的估算結(jié)果，輸出且在每個(gè)存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)沒有移動(dòng)發(fā)生的非移動(dòng)塊和有移動(dòng)發(fā)生的移動(dòng)塊，并且隨后編碼和輸出指示有關(guān)移動(dòng)是否發(fā)生在相應(yīng)宏塊中的紋理映象信息；以及在進(jìn)行移動(dòng)是否發(fā)生的估算時(shí)，同時(shí)估算是否對有移動(dòng)發(fā)生的移動(dòng)塊以幀內(nèi)模式或幀間模式進(jìn)行編碼。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述幀間編碼過程以與所述幀內(nèi)編碼同樣的方式，對被估算為幀內(nèi)模式的移動(dòng)塊進(jìn)行編碼，而通過對當(dāng)前幀的原始圖像和在前圖像之間的不同分量進(jìn)行編碼，來對被估算為幀間模式的移動(dòng)塊進(jìn)行編碼。
全文摘要
本發(fā)明涉及對移動(dòng)通信終端的運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行編碼的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明包括幀內(nèi)編碼過程，對運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號進(jìn)行離散余弦變換，通過對離散余弦變換后的運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號進(jìn)行量化得到量化系數(shù)，利用Golomb－Rice編碼作為熵編碼對該量化系數(shù)進(jìn)行編碼，并且輸出Golomb－Rice編碼后的量化系數(shù)；以及幀間編碼過程，對運(yùn)動(dòng)圖像壓縮目標(biāo)信號進(jìn)行估算，估算出移動(dòng)是否發(fā)生在一個(gè)宏塊單元中，把該宏塊分類成移動(dòng)塊和非移動(dòng)塊，分別存儲(chǔ)該移動(dòng)塊和非移動(dòng)塊，編碼和輸出作為紋理映象信息的有關(guān)移動(dòng)在每一個(gè)宏塊中是否發(fā)生的信息，并且在估算移動(dòng)是否發(fā)生時(shí)，同時(shí)對移動(dòng)塊進(jìn)行幀內(nèi)模式和幀間模式的估算。
文檔編號G06T9/00GK1720745SQ200480000726
公開日2006年1月11日 申請日期2004年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月20日
發(fā)明者李昌浩 申請人:株式會(huì)社摩邇迪