專利名稱：編碼設(shè)備、編碼方法、編碼程序以及記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種編碼設(shè)備，一種編碼方法和一種用于控制一圖像序列的編碼率的編碼程序，以及還涉及一種存儲(chǔ)這種程序的記錄介質(zhì)。
背景技術(shù)：
已知的可以用于根據(jù)位平面編碼系統(tǒng)編碼一圖像序列的速率控制技術(shù)包括利用截?cái)嗑幋a路徑的截?cái)嘁栽诰幋a后達(dá)到目標(biāo)比特率的速率控制和包括在編碼前僅通過給定的量化步長(zhǎng)(quantization step size)的方式來控制編碼率的多循環(huán)速率控制。
前一技術(shù)有很短處理時(shí)間，是因?yàn)榭赡芡ㄟ^單獨(dú)的編碼操作來精確的控制編碼率。另一方面，因?yàn)橐粋€(gè)固定編碼率被指定給幀，當(dāng)編碼方便程度在幀之間變化時(shí)，幀與幀的圖像質(zhì)量可以顯著不同，從而尤其在整體上衰減圖像質(zhì)量。后一技術(shù)有小的頻散和高圖像質(zhì)量，是因?yàn)楦呔幋a率被指定給表示低編碼方便程度的幀，而低編碼率被指定給表示高編碼方便程度的幀。另一方面，因?yàn)樵诰幋a前不可能知道量化步長(zhǎng)和產(chǎn)生的比特率之間的關(guān)系，因此為了精確控制編碼率必需通過重復(fù)編碼所有的幀來搜索最佳量化步長(zhǎng)。簡(jiǎn)而言之，這種技術(shù)包含一個(gè)時(shí)間消耗處理。
雖然這兩種技術(shù)有其各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，但是當(dāng)非線性的追求如在數(shù)字影院情況下的高圖像質(zhì)量時(shí)，多循環(huán)速率控制技術(shù)是優(yōu)選的。
同時(shí)，對(duì)分檢索(二叉樹檢索)是一種用于檢索多循環(huán)平板控制中的最佳量化步長(zhǎng)的流行技術(shù)(參見專利文件1日本專利申請(qǐng)公開號(hào)H.10-191343)。對(duì)分檢索包括使用從分類數(shù)據(jù)中檢索目標(biāo)值的算法。對(duì)分檢索的檢索范圍在中間點(diǎn)分為兩部分以查看哪一部分包括目標(biāo)值，以及包括目標(biāo)值的檢索范圍在中間點(diǎn)分為兩部分。這個(gè)處理會(huì)一直重復(fù)到目標(biāo)值被定位。量化步長(zhǎng)和產(chǎn)生的比特率表示了這樣的關(guān)系，即隨著量化步長(zhǎng)的增加，生成的比特率降低，所以目標(biāo)值可以被當(dāng)作分類數(shù)據(jù)，并且因此可以可行地采用對(duì)分檢索的技術(shù)。
附圖1表示用于通過對(duì)分檢索的方式來檢索最佳量化步長(zhǎng)的順序流程圖。注意量化步長(zhǎng)檢索范圍的最大值和最小值分別表示為Δmax和Δmin，然而當(dāng)量化步長(zhǎng)是Δ時(shí)生成的比特率和目標(biāo)比特率分別為R(Δ)和R，并且用于決定中斷循環(huán)的閾值為Th。
參見圖1，首先在步驟S21中，檢索范圍的最大值Δmax和最小值Δmin的平均值被定義為量化步長(zhǎng)Δ。在步驟S22中，圖像序列的所有幀都用量化步長(zhǎng)Δ編碼以確定生成的比特率R(Δ)。
接著，在步驟S23中，判斷目標(biāo)比特率R和生成的比特率R(Δ)之差的絕對(duì)值是否小于閾值Th，如果絕對(duì)值不小于閾值Th，則在步驟S24中判斷目標(biāo)比特率R是否小于生成的比特率R(Δ)。當(dāng)目標(biāo)比特率R小于生成的比特率R(Δ)時(shí)，在步驟S25中將Δ設(shè)為Δmin，并且處理操作返回到步驟S21，而當(dāng)目標(biāo)比特率R大于生成的比特率R(Δ)時(shí)，將Δ設(shè)為Δmax，并且處理操作返回到步驟S21。
另一方面，如果在步驟S23中確定目標(biāo)比特率R和生成的比特率R(Δ)之差的絕對(duì)值小于閾值Th，則處理簡(jiǎn)單的結(jié)束。

發(fā)明內(nèi)容
因此，使用對(duì)分檢索來可靠地確定最佳量化步長(zhǎng)是可能的。然而，為了達(dá)到一實(shí)際可行水平的精度，它必須以率一種速率控制操作對(duì)所有的幀編碼5到10遍。那么，處理的時(shí)間將會(huì)非常長(zhǎng)。因此，需要一種高速檢索最佳量化步長(zhǎng)的方法。
鑒于以上確定的情況，需要提供一種編碼設(shè)備、一種編碼方法、一種當(dāng)控制圖像序列的編碼率時(shí)高速檢索最佳量化步長(zhǎng)的編碼程序以及一種存儲(chǔ)此程序的記錄介質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于編碼有許多幀的圖像序列的編碼設(shè)備，此設(shè)備包括一個(gè)跳躍對(duì)分檢索裝置，其用于當(dāng)根據(jù)對(duì)分檢索算法改變量化步長(zhǎng)時(shí)對(duì)圖像序列的每第一跳躍幀數(shù)之外的一個(gè)幀編碼，并且確定一其生成的比特率近似于目標(biāo)比特率的量化步長(zhǎng)；一個(gè)量化步長(zhǎng)修正裝置，用于通過使用表示了由跳躍對(duì)分檢索裝置確定的量化步長(zhǎng)與生成的比特率之間的關(guān)系的近似直線來確定有利于達(dá)到目標(biāo)比特率的量化步長(zhǎng)；一個(gè)第一編碼裝置，其用于使用由量化步長(zhǎng)修正裝置修正的量化步長(zhǎng)對(duì)圖像序列的每第二跳躍幀數(shù)之外的一個(gè)幀編碼；一個(gè)量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)裝置，其用于通過使用由第一編碼裝置產(chǎn)生的生成比特率來確定有利于達(dá)到目標(biāo)比特率的量化步長(zhǎng)；以及一個(gè)第二編碼裝置，其用于用由量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)裝置預(yù)測(cè)的量化步長(zhǎng)對(duì)圖像序列的所有的幀編碼。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還提供一種編碼方法，其用于編碼具有許多幀的圖像序列，此方法包括一個(gè)跳躍對(duì)分檢索步驟，用于當(dāng)根據(jù)對(duì)分檢索算法改變量化步長(zhǎng)時(shí)對(duì)圖像序列的每第一跳躍幀數(shù)之外的一個(gè)幀編碼，并且確定一其生成的比特率近似于目標(biāo)比特率的量化步長(zhǎng)；一個(gè)量化步長(zhǎng)修正步驟，用于通過使用表示了在跳躍對(duì)分檢索步驟中確定的量化步長(zhǎng)與生成的比特率之間的關(guān)系的近似直線來確定有利于達(dá)到目標(biāo)比特率的量化步長(zhǎng)；一個(gè)第一編碼步驟，用于使用在量化步長(zhǎng)修正步驟中修正的量化步長(zhǎng)對(duì)圖像序列的每第二跳躍幀數(shù)之外的一個(gè)幀編碼；一個(gè)量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)步驟，用于通過使用在第一編碼步驟中產(chǎn)生的生成比特率來確定有利于達(dá)到目標(biāo)比特率的量化步長(zhǎng)；以及一個(gè)第二編碼步驟，用于用在量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)步驟中預(yù)測(cè)的量化步長(zhǎng)對(duì)圖像序列的所有的幀編碼。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，還提供一種程序，其用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行編碼過程，和一種記錄該程序的記錄介質(zhì)。
因而，根據(jù)本發(fā)明的編碼設(shè)備，編碼方法，編碼程序以及存儲(chǔ)這種程序的記錄介質(zhì)，當(dāng)通過量化步長(zhǎng)的方法來控制圖像序列的編碼率時(shí)，有可能高速檢索最佳量化步長(zhǎng)。


圖1是通過對(duì)分檢索技術(shù)來檢索最佳量化步長(zhǎng)的操作的順序的流程圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的編碼設(shè)備的示意方框圖，其表示了它的構(gòu)成；圖3是由圖2的編碼設(shè)備的跳躍對(duì)分檢索部分選擇的跳躍幀數(shù)的示意圖；圖4是圖3的跳躍對(duì)分檢索部分的處理順序的流程圖；圖5是使用量化步長(zhǎng)Δ對(duì)圖像序列的每M個(gè)幀之外的一個(gè)幀編碼的操作順序流程圖；圖6是表示量化步長(zhǎng)和由跳躍對(duì)分檢索操作獲得的生成比特率的關(guān)系的曲線圖；圖7是圖6中方框的放大視圖；圖8是通過圖2的編碼設(shè)備的量化步長(zhǎng)修正部分來確定量化步長(zhǎng)的操作示意圖；圖9是通過圖2的編碼設(shè)備的量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)部分來確定量化步長(zhǎng)的操作示意圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的編碼設(shè)備的示意方框圖，其表示了它的構(gòu)成；以及圖11是圖10的編碼設(shè)備的典型的處理順序的示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例做更詳細(xì)的描述。示例的實(shí)施例是根據(jù)位平面編碼系統(tǒng)通過編碼方法來控制圖像序列的編碼率的編碼設(shè)備。
(第一實(shí)施例)圖2是一種根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的編碼設(shè)備的示意方框圖，其表示它的構(gòu)成。參見圖2，編碼設(shè)備1包括跳躍對(duì)分檢索部分10，量化步長(zhǎng)修正部分11，第一編碼部分12，量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)部分13和第二編碼部份14。
跳躍對(duì)分檢索部分10接收(n+1)幀(In
到In[1])的圖像序列和目標(biāo)比特率(R[bpp])作為輸入。接著，跳躍對(duì)分檢索部分10對(duì)通過使用圖像序列跳躍幀數(shù)M選擇的幀編碼并繼續(xù)編碼，根據(jù)對(duì)分檢索算法改變量化步長(zhǎng)，以確定一量化步長(zhǎng)Δskip，用其生成的比特率近似目標(biāo)比特率R。跳躍幀數(shù)M表示圖像序列的每第M個(gè)幀被編碼。例如，當(dāng)全部的幀數(shù)為20且M＝10，跳躍對(duì)分檢索部分10僅對(duì)圖3中陰影的兩幀編碼以執(zhí)行對(duì)分檢索。根據(jù)這種安排，對(duì)分檢索必需的處理時(shí)間降為約1/M。
現(xiàn)在，將參考圖4的流程圖在以下描述跳躍對(duì)分檢索部分10的處理順序。這里，量化步長(zhǎng)檢索范圍的最大值和最小值分別表示為Δmax和Δmin，而當(dāng)量化步長(zhǎng)是Δ和跳躍幀數(shù)是M＝m時(shí)，生成的比特率為R(Δ，m)，目標(biāo)比特率為R，用于確定中斷循環(huán)的閾值為Th。檢索范圍對(duì)于普通量化步長(zhǎng)來說是非常大的。
首先，在步驟S1中，檢索范圍的最大值Δmax和最小值Δmin的平均值被定義為量化步長(zhǎng)Δ。在步驟S2中，使用量化步長(zhǎng)Δ對(duì)圖像序列的每第M個(gè)幀(＝m
)編碼，以確定生成的比特率R(Δ，m
)。
步驟S2的操作將參考圖5做更詳細(xì)的描述。
參見圖5，首先，在步驟S11中，幀指針i，編碼幀數(shù)指針j和生成的比特率R(Δ，m)全部被初始化為0，接著在步驟S12中，判斷i除以M的余數(shù)是否等于0。當(dāng)余數(shù)等于0的時(shí)候操作繼續(xù)到步驟S13，而當(dāng)余數(shù)不等于0的時(shí)候進(jìn)行步驟S15。
在步驟S13中，用量化步長(zhǎng)Δ對(duì)幀In[i]編碼。當(dāng)用量化步長(zhǎng)Δ對(duì)幀In[i]編碼時(shí)所產(chǎn)生的編碼數(shù)量用r(Δ，M，i)表示。隨后，在步驟S14中，編碼數(shù)量r(Δ，M，i)被增加以確定產(chǎn)生的編碼數(shù)量rall(Δ，M)。最后，生成的編碼數(shù)量rall(Δ，M)變得和所有編碼幀的編碼數(shù)量r(Δ，M，i)之和相等。在步驟S14中，j的值增加1。
接著，在步驟S15中，i增加1，并且在步驟S16中，判斷i的值是否不大于n。當(dāng)i的值不大于n時(shí)，操作返回到步驟S12，反之當(dāng)i的值大于n時(shí)，操作前進(jìn)到步驟S17。在步驟S17中，由在步驟S14中確定的生成的編碼數(shù)量rall(Δ，M)計(jì)算確定產(chǎn)生的比特率R(Δ，m)[bpp]。如果幀圖像的水平大小和垂直大小分別是Xsize和Ysize，生成的比特率R(Δ，m)由以下公式(1)計(jì)算確定。
R(Δ，m)＝rall(Δ，M)/(Xsize*Ysize*j) (1)回到圖4，在步驟S3中，判斷目標(biāo)比特率R和生成的比特率R(Δ，m
之差的絕對(duì)值是否小于閾值Th。如果絕對(duì)值不小于閾值Th，則在步驟S4中判斷目標(biāo)比特率R是否小于生成的比特率R(Δ，m
)。當(dāng)目標(biāo)比特率R小于生成的比特率R(Δ，m
)時(shí)，則在步驟S5中將Δmin設(shè)為Δ并且操作進(jìn)行到步驟S7。相反，當(dāng)目標(biāo)比特率R不小于生成的比特率R(Δ，m
)時(shí)，操作繼續(xù)到步驟S6，將Δmax設(shè)為Δ，并且隨后到步驟S7。在步驟S7，存儲(chǔ)Δlalt(＝Δ)和R(Δlast，m
)，并且操作返回到步驟S1。
如果，相反，在步驟S3中判斷目標(biāo)比特率R和生成的比特率R(Δ，m
)之差的絕對(duì)值不小于閾值Th，則存儲(chǔ)Δskip(＝Δ)和R(Δskip，m
)并結(jié)束處理操作。
跳躍對(duì)分檢索部分10向量化步長(zhǎng)修正部分11和量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)部分13提供所獲得的當(dāng)時(shí)的量化步長(zhǎng)Δskip和生成的比特率R(Δskip，m
)，前一個(gè)循環(huán)中的量化步長(zhǎng)Δlast和當(dāng)時(shí)的生成的比特率R(Δlast，m
)。
現(xiàn)在回到圖2，量化步長(zhǎng)修正部分11使用跳躍對(duì)分檢索部分10提供的Δskip，R(Δskip，m
)，Δlast和R(Δlast，m
)精確地調(diào)整量化步長(zhǎng)。
圖6是表示由跳躍對(duì)分檢索操作獲得的量化步長(zhǎng)(水平軸)和生成的比特率(垂直軸)的關(guān)系的曲線圖。當(dāng)通過重復(fù)圖4的循環(huán)九次得到量化步長(zhǎng)Δskip時(shí)，可以獲得圖6的關(guān)系。圖6中的數(shù)字指示相連的編碼順序，直到得到量化步長(zhǎng)Δskip。圖7是圖6中方框的放大視圖。由圖7可見，在一有限范圍內(nèi)，有可能通過一條直線來近似量化步長(zhǎng)和生成的比特率之間的關(guān)系。量化步長(zhǎng)修正部分11通過利用線性來修正量化步長(zhǎng)。
更詳細(xì)的，如圖8所示，量化步長(zhǎng)修正部分11通過一條直線連接表示跳躍對(duì)分檢索結(jié)果的點(diǎn)9(Δskip，R(Δskip，m
))和前一個(gè)循環(huán)的點(diǎn)8(Δlast，和R(Δlast，m
))以確定直線和目標(biāo)比特率R的交叉點(diǎn)，和選擇交叉點(diǎn)在水平軸上的值作為修正的量化步長(zhǎng)Δa。量化步長(zhǎng)修正部分11提供量化步長(zhǎng)Δa給第一編碼部分12。
第一編碼部分12編碼圖像序列的每第m[1]個(gè)幀。該實(shí)際的處理順序和圖5的流程圖的處理順序類似，這里就不再進(jìn)一步描述了。
第一編碼部分12的目的是使編碼的幀數(shù)比跳躍對(duì)分檢索部分10的數(shù)更大(以及因此跳躍的幀數(shù)M要比跳躍對(duì)分檢索部分10的數(shù)小)以提高估計(jì)的量化步長(zhǎng)的精確性。所以跳躍的幀數(shù)m
和跳躍的幀數(shù)m[1]表現(xiàn)了m
＞m[1]的關(guān)系。
第一編碼部分12提供生成的比特率R(Δa，m[1])給量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)部分13。
量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)部件13使用跳躍對(duì)分檢索部分10提供的Δskip，R(Δskip，m
)，Δlast和R(Δlast，m
)和第一編碼部分12提供的R(Δa，m[1])精確地調(diào)整量化步長(zhǎng)。量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)部分13也利用了量化步長(zhǎng)和生成的比特率之間的關(guān)系能用直線近似的事實(shí)。
更詳細(xì)地，如圖9所示，量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)部件13假定連接點(diǎn)(Δskip，R(Δskip，m
))和點(diǎn)(Δlast，R(Δlast，m
))的直線A，和與直線A平行且通過點(diǎn)(Δa，R(Δa，m[1]))的直線B，并選擇直線B和目標(biāo)比特率R的交叉點(diǎn)在水平軸上的值作為量化步長(zhǎng)Δe。接著，量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)部分13提供量化步長(zhǎng)Δe給第二編碼部分14。
第二編碼部分14使用量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)部分13提供的量化步長(zhǎng)Δe編碼圖像序列的所有幀。當(dāng)M＝1時(shí)，該實(shí)際的處理順序和圖5的流程圖的處理順序類似，且因此這里就不再進(jìn)一步描述了。第二編碼部分14輸出由編碼產(chǎn)生的編碼流到外部。
如上所述，第一實(shí)施例的編碼設(shè)備1沒有重復(fù)編碼所有的幀來檢索最佳量化步長(zhǎng)而是通過編碼每第m
個(gè)幀和用直線來近似量化步長(zhǎng)和生成的比特率之間的關(guān)系來確定量化步長(zhǎng)Δa，以及接著通過用量化步長(zhǎng)Δa編碼每第m[1]個(gè)(＜m
)幀和用線性近似方法來確定量化步長(zhǎng)Δe。根據(jù)以上描述的安排，編碼設(shè)備1有可能以更高的速度檢索最佳量化步長(zhǎng)。
(第二實(shí)施例)第一實(shí)施例的處理順序是簡(jiǎn)單的，并且編碼的幀數(shù)并不非常依賴圖像序列到速率控制操作的結(jié)束。那么，但是，有的時(shí)候也許不可能執(zhí)行想要的速率控制操作，特別是在圖像幀與幀間變化非常顯著的圖像序列的情況下。因而，第二實(shí)施例的編碼設(shè)備適于即使在速率控制非常困難的圖像序列的情況下，重復(fù)循環(huán)直到得到目標(biāo)比特率，以保證需要的精確度。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的編碼設(shè)備的示意方框圖，其表示它的構(gòu)成。如圖10所示，編碼設(shè)備2包括跳躍對(duì)分檢索部分20，跳躍幀數(shù)更新部件21，量化步長(zhǎng)修正部分22，第一編碼部分23，第一循環(huán)結(jié)束判斷部分24，量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)部分25，第二編碼部分26和第二循環(huán)結(jié)束判斷部分27。圖10用實(shí)線表示數(shù)據(jù)流，用虛線表示進(jìn)程流。
跳躍對(duì)分檢索部分20如同上述的跳躍對(duì)分檢索部分10那樣工作。更具體的，跳躍對(duì)分檢索部分20接收有(n+1)幀(從In
到In[n])的圖像序列和目標(biāo)比特率(R[bpp])作為輸入。接著，跳躍對(duì)分檢索部分20對(duì)通過使用跳躍幀數(shù)M(＝m
)的圖像序列所選擇的幀進(jìn)行編碼，并且繼續(xù)編碼，根據(jù)對(duì)分檢索算法改變量化步長(zhǎng)，以確定量化步長(zhǎng)Δskip，使用其生成的比特率近似為目標(biāo)比特率R。跳躍對(duì)分檢索部分20向量化步長(zhǎng)修正部分22和量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)部分25提供所獲得的當(dāng)時(shí)的量化步長(zhǎng)Δskip，生成的比特率R(Δskip，m
)，前一個(gè)循環(huán)的量化步長(zhǎng)Δlast和當(dāng)時(shí)生成的比特率R(Δlast，m
)。
跳躍幀數(shù)更新部分21將跳躍幀數(shù)M從m[i]更新到m[i+1](從i＝0開始)。因?yàn)橥ㄟ^逐步減少跳躍幀數(shù)來提高估計(jì)的量化步長(zhǎng)的精確性，故m[i]＞m[i+1]的關(guān)系保持為真。注意，然而，當(dāng)m[i]變?yōu)?的時(shí)候，m[i+1]也等于1，這是最小的值，且m[i]典型地可以取諸如m[i]＝{120，48，6，1，1，1，1}的值。
量化步長(zhǎng)修正部分22精確的調(diào)整量化步長(zhǎng)。對(duì)于第一循環(huán)(i＝1)，量化步長(zhǎng)修正部分22就象上述的量化步長(zhǎng)修正部分11那樣操作。更具體的，量化步長(zhǎng)修正部分22通過用一條直線近似量化步長(zhǎng)和生成的比特率之間的關(guān)系和使用跳躍對(duì)分檢索部分20提供的Δskip，R(Δskip，m
)，Δlast和R(Δlast，m
)來計(jì)算確定量化步長(zhǎng)Δa。然而，對(duì)于第二循環(huán)及接下來的循環(huán)(i≥2)，量化步長(zhǎng)修正部分22通過用一條直線近似量化步長(zhǎng)和生成的比特率之間的關(guān)系和使用第一編碼部分23提供的Δa和R(Δa，m[i-1])(對(duì)應(yīng)以上所列的Δlast和R(Δlast，m
))和第二編碼部分26提供的Δe和R(Δe，m[i-1])(對(duì)應(yīng)以上所列的Δskip和R(Δskip，m
))來計(jì)算確定量化步長(zhǎng)Δa，盡管修正方法是相同的。
第一編碼部分23使用量化步長(zhǎng)修正部分22提供的量化步長(zhǎng)Δa編碼圖像序列的每第m[i]個(gè)幀。第一編碼部件23提供生成的比特率R(Δa，m[i])給第一循環(huán)結(jié)束判斷部分24。
第一循環(huán)結(jié)束判斷部分24使用跳躍幀數(shù)m[i]等于1，或m[i]＝1，以及目標(biāo)比特率R和生成的比特率R(Δa，m[i]之差的絕對(duì)值小于閾值Th作為符合停止循環(huán)的條件，并且判斷這些條件是否符合。如果停止循環(huán)的條件符合，則由第一編碼部分23編碼的編碼流輸出到外部以完成處理操作。如果，相反，停止循環(huán)的條件不符合，則處理操作進(jìn)行到量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)部分25以繼續(xù)。
量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)部分25精確地調(diào)整量化步長(zhǎng)。對(duì)于第一循環(huán)(i＝1)，量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)部分25就象上述的量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)部分13那樣操作。更具體的，量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)部分25使用跳躍對(duì)分檢索部分20提供的Δskip，R(Δskip，m
)，Δlast和R(Δlast，m
)和第一編碼部分23提供的R(Δa，m[i])來計(jì)算確定量化步長(zhǎng)Δe。然而，對(duì)于第二循環(huán)及接下來的循環(huán)(i≥2)，量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)部分25使用第一編碼部件23提供的Δa和R(Δa，m[i-1])(對(duì)應(yīng)以上所列的Δlast和R(Δlast，m
))和第二編碼部分26提供的Δe和R(Δe，m[i-1])(對(duì)應(yīng)以上所列的Δskip和R(Δskip，m
))來計(jì)算確定量化步長(zhǎng)Δe，盡管修正方法是相同的。
第二編碼部分26使用量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)部分25提供的量化步長(zhǎng)Δe編碼圖像序列的每第m[i]個(gè)幀。第二編碼部分26提供生成的比特率R(Δe，m[i])給第二循環(huán)結(jié)束判斷部分27。
第二循環(huán)結(jié)束判斷部分27使用跳躍幀數(shù)m[i]等于1，或m[i]＝1，以及生成的比特率R(Δe，m[i])和目標(biāo)比特率R之差的絕對(duì)值小于閾值Th作為符合停止循環(huán)的條件，并且判斷這些條件是否符合。如果停止循環(huán)的條件符合，由第二編碼部分26編碼的編碼流輸出到外部以完成處理操作。如果，相反，停止循環(huán)的條件不符合，處理操作返回到跳躍幀數(shù)更新部分21以重復(fù)循環(huán)。
如果m[i]＝{120，48，6，1，1，1，1}，則圖11提供的處理順序應(yīng)用于大多數(shù)情況，除了極少數(shù)的圖像序列。更具體的，圖像序列的每第120個(gè)幀被編碼以確定量化步長(zhǎng)Δa，以及接著使用量化步長(zhǎng)Δa對(duì)圖像序列的每第48個(gè)幀編碼以確定量化步長(zhǎng)Δe。接著，使用量化步長(zhǎng)Δe對(duì)圖像序列的每第48個(gè)幀編碼以確定量化步長(zhǎng)Δa。其后，使用量化步長(zhǎng)Δa對(duì)圖像序列的每第6個(gè)幀編碼以確定量化步長(zhǎng)Δe，并且接著使用量化步長(zhǎng)Δe對(duì)圖像序列的每第6個(gè)幀編碼以確定量化步長(zhǎng)Δa。最后，使用量化步長(zhǎng)Δa對(duì)圖像序列的所有的幀編碼。
因而，使用第二實(shí)施例的編碼設(shè)備2，將重復(fù)循環(huán)直到由第一循環(huán)結(jié)束判斷部分24或第二循環(huán)結(jié)束判斷部分27判斷停止循環(huán)的條件滿足了為止，以保證編碼率控制的精確性。
雖然根據(jù)上述實(shí)施例中的位平面編碼系統(tǒng)對(duì)圖像序列編碼，但本發(fā)明決不限于此，并且本發(fā)明可以應(yīng)用于任何其它的適于用于所有幀的幀內(nèi)編碼的圖像編碼系統(tǒng)，例如MPEG(運(yùn)動(dòng)圖像專家組)系統(tǒng)。
以上描述的每個(gè)實(shí)施例的處理步驟系列可以又軟件來執(zhí)行。接著，計(jì)算機(jī)程序可以安裝到專用于計(jì)算機(jī)的硬件中，其可以是適于軟件直接或通過網(wǎng)絡(luò)或通過記錄介質(zhì)的方式安裝各種應(yīng)用程序的通用個(gè)人計(jì)算機(jī)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該可以理解，可依據(jù)設(shè)計(jì)需求和其他因素是在所附權(quán)利要求或等效范圍內(nèi)的程度的情況下可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行合并，次合并和變更。
本申請(qǐng)包含涉及于2005年8月11日向日本專利局提交的日本專利申請(qǐng)JP2005-233573的主題，其全部?jī)?nèi)容合并于此作為參考。
權(quán)利要求
1.一種用于編碼有許多幀的圖像序列的編碼設(shè)備，該設(shè)備包括跳躍對(duì)分檢索裝置，其用于當(dāng)根據(jù)對(duì)分檢索算法改變量化步長(zhǎng)時(shí)對(duì)圖像序列的每第一跳躍幀數(shù)之外的一個(gè)幀編碼，并且確定一量化步長(zhǎng)，用其生成的比特率近似于目標(biāo)比特率；量化步長(zhǎng)糾錯(cuò)裝置，其用于通過使用表示跳躍對(duì)分檢索裝置確定的量化步長(zhǎng)與生成的比特率之間的關(guān)系的近似直線來確定有利于達(dá)到目標(biāo)比特率的量化步長(zhǎng)；第一編碼裝置，其用于使用由量化步長(zhǎng)修正裝置修正的量化步長(zhǎng)對(duì)圖像序列的每第二跳躍幀數(shù)之外的一個(gè)幀編碼；量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)裝置，其用于通過使用由第一編碼裝置生成的生成比特率來確定有利于達(dá)到目標(biāo)比特率量化步長(zhǎng)；和第二編碼裝置，其用于使用由量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)裝置預(yù)測(cè)的量化步長(zhǎng)對(duì)圖像序列的所有的幀編碼。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中第二跳躍幀數(shù)小于第一跳躍幀數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)裝置通過使用經(jīng)過由量化步長(zhǎng)修正裝置修正的量化步長(zhǎng)和由量化步長(zhǎng)裝置生成的生成比特率所表示的點(diǎn)的直線來確定用于達(dá)到目標(biāo)比特率的量化步長(zhǎng)。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)裝置通過使用經(jīng)過由量化步長(zhǎng)修正裝置修正的量化步長(zhǎng)和由量化步長(zhǎng)裝置生成的生成比特率所表示的點(diǎn)以及通過和上述近似直線平行的直線來確定用于達(dá)到目標(biāo)比特率的量化步長(zhǎng)。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括跳躍幀數(shù)更新裝置，其用于逐步更新第一跳躍幀數(shù)以使其等于第二跳躍幀數(shù)，從而將第一跳躍幀數(shù)逐步減少為1。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，還包括第一循環(huán)結(jié)束判斷裝置，其適于使用第一跳躍幀數(shù)等于1和由第一編碼裝置生成的生成比特率近似于目標(biāo)比特率作為第一條件以滿足停止循環(huán)，并且判斷第一循環(huán)結(jié)束條件是否滿足；量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)裝置，其適于當(dāng)?shù)谝谎h(huán)結(jié)束條件不滿足時(shí)通過使用由第一編碼裝置生成的生成比特率來確定量化步長(zhǎng)以達(dá)到目標(biāo)比特率。
7.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，還包括第二循環(huán)結(jié)束判斷裝置，其適于使用第一跳躍幀數(shù)等于1和由第二編碼裝置生成的生成比特率近似于目標(biāo)比特率作為第二條件以滿足停止循環(huán)，并且判斷第二循環(huán)結(jié)束條件是否滿足；跳躍幀數(shù)更新裝置，其適于當(dāng)?shù)诙h(huán)結(jié)束條件不滿足時(shí)逐步更新第一跳躍幀數(shù)。
8.一種用于對(duì)有許多幀的圖像序列編碼的編碼方法，該方法包括跳躍對(duì)分檢索步驟，當(dāng)根據(jù)對(duì)分檢索算法改變量化步長(zhǎng)時(shí)對(duì)圖像序列的每第一跳躍幀數(shù)之外的一個(gè)幀編碼，并且確定一量化步長(zhǎng)，用其生成的比特率近似于目標(biāo)比特率；量化步長(zhǎng)修正步驟，通過使用表示在跳躍對(duì)分檢索步驟中確定的量化步長(zhǎng)與生成的比特率之間的關(guān)系的近似直線來確定有利于達(dá)到目標(biāo)比特率的量化步長(zhǎng)；第一編碼步驟，使用在量化步長(zhǎng)修正步驟中修正的量化步長(zhǎng)對(duì)圖像序列的每第二跳躍幀數(shù)之外的一個(gè)幀編碼；量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)步驟，通過使用在第一編碼步驟中生成的生成比特率來確定有利于達(dá)到目標(biāo)比特率的量化步長(zhǎng)；和第二編碼步驟，使用在量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)步驟中預(yù)測(cè)的量化步長(zhǎng)對(duì)圖像序列的所有幀編碼。
9.一種用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行對(duì)有許多幀的圖像序列編碼的處理的程序，該處理包括跳躍對(duì)分檢索步驟，當(dāng)根據(jù)對(duì)分檢索算法改變量化步長(zhǎng)時(shí)對(duì)圖像序列的每第一跳躍幀數(shù)之外的一個(gè)幀編碼，并且確定一量化步長(zhǎng)，用其生成的比特率近似于目標(biāo)比特率；量化步長(zhǎng)修正步驟，通過使用表示在跳躍對(duì)分檢索步驟中確定的量化步長(zhǎng)與生成的比特率之間的關(guān)系的近似直線來確定有利于達(dá)到目標(biāo)比特率的量化步長(zhǎng)；第一編碼步驟，使用在量化步長(zhǎng)修正步驟中修正的量化步長(zhǎng)對(duì)圖像序列的每第二跳躍幀數(shù)之外的一個(gè)幀編碼；量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)步驟，通過使用在第一編碼步驟中生成的生成比特率來確定有利于達(dá)到目標(biāo)比特率的量化步長(zhǎng)；和第二編碼步驟，使用在量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)步驟中預(yù)測(cè)的量化步長(zhǎng)對(duì)圖像序列的所有幀編碼。
10.一種記錄一種程序的記錄介質(zhì)，該程序使計(jì)算機(jī)執(zhí)行對(duì)有許多幀的圖像序列編碼的處理，該處理包括跳躍對(duì)分檢索步驟，當(dāng)根據(jù)對(duì)分檢索算法改變量化步長(zhǎng)時(shí)對(duì)圖像序列的每第一跳躍幀數(shù)之外的一個(gè)幀編碼，并且確定一量化步長(zhǎng)，用其生成的比特率近似于目標(biāo)比特率；量化步長(zhǎng)修正步驟，通過使用表示在跳躍對(duì)分檢索步驟中確定的量化步長(zhǎng)與生成的比特率之間的關(guān)系的近似直線來確定有利于達(dá)到目標(biāo)比特率的量化步長(zhǎng)；第一編碼步驟，使用在量化步長(zhǎng)修正步驟中修正的量化步長(zhǎng)對(duì)圖像序列的每第二跳躍幀數(shù)之外的一個(gè)幀編碼；量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)步驟，通過使用在第一編碼步驟中生成的生成比特率來確定有利于達(dá)到目標(biāo)比特率的量化步長(zhǎng)；和第二編碼步驟，使用在量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)步驟中預(yù)測(cè)的量化步長(zhǎng)對(duì)圖像序列的所有幀編碼。
11.一種用于對(duì)有許多幀的圖像序列編碼的編碼設(shè)備，該設(shè)備包括跳躍對(duì)分檢索部分，當(dāng)根據(jù)對(duì)分檢索算法改變量化步長(zhǎng)時(shí)對(duì)圖像序列的每第一跳躍幀數(shù)之外的一個(gè)幀編碼，并且確定一量化步長(zhǎng)，用其生成的比特率近似于目標(biāo)比特率；量化步長(zhǎng)修正部分，通過使用表示由跳躍對(duì)分檢索部分確定的量化步長(zhǎng)與生成的比特率之間的關(guān)系的近似直線來確定有利于達(dá)到目標(biāo)比特率的量化步長(zhǎng)；第一編碼部分，使用由量化步長(zhǎng)修正部分修正的量化步長(zhǎng)對(duì)圖像序列的每第二跳躍幀數(shù)之外的一個(gè)幀編碼；量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)部分，通過使用由第一編碼部分生成的生成比特率來確定有利于達(dá)到目標(biāo)比特率的量化步長(zhǎng)；和第二編碼部分，使用由量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)部分預(yù)測(cè)的量化步長(zhǎng)對(duì)圖像序列的所有幀編碼。
全文摘要
當(dāng)控制圖像序列的編碼率時(shí)，以高速度檢索一最佳量化步長(zhǎng)。一個(gè)跳躍對(duì)分檢索部分通過對(duì)分檢索和使用圖像序列的每m
個(gè)幀之外的一個(gè)幀來確定量化步長(zhǎng)Δ
文檔編號(hào)H04N7/26GK1946184SQ20061016274
公開日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2006年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月11日
發(fā)明者荒木淳哉 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社