專利名稱：視頻信號壓縮編碼的制作方法
技術領域：
本發明涉及視頻信號的壓縮編碼。在一些實施例中，本發明可應用于三維電視(3DTV)信號的壓縮編碼。
背景技術：
雖然在二維(2D)顯示屏幕上觀看常規電子電視圖像已成為通例許多年，但也一直存在對擴展體驗到立體或三維電視(3DTV)的很強興趣。此類方案渴望提供單獨信號到每個眼睛，使得大腦構建三維空間的幻象，因此提供更多的真實性。使用獨立輸送到每個眼睛的相同場景的兩個單獨但密切相關的圖像提供了所謂的立體TV的基礎。
人們已提議借助于最少的另外處理、使用現有2DTV壓縮硬件和傳送系統的簡單調整而可支持3DTV的系統。下文中，一般術語3DTV用于包括多信道電視的所有方面，并且2D將表示常規電視。存在用于在現有壓縮編碼和傳送系統內傳送3D視頻信號的多種方法。例如，如圖1(a)所示，一種相對簡單的方法是將左視頻信號和右視頻信號組合成單一 2DTV視頻信號。來自左邊視頻信號的每個畫面2將與來自右邊視頻信號的對應畫面4組合以形成組合視頻信號的畫面6的相應第一圖像區域6a和第二圖像區域6b。此方法的優點是單個常規2DTV編碼器和解碼器能夠用于傳送所得到的2D視頻信號，因此使壓縮系統與普通2D視頻壓縮器兼容。此方法的另一示例將是作為常規畫面的頂半部和底半部組合3DTV畫面。例如，如圖1(b)所示，一種相對簡單的方法是將左視頻信號和右視頻信號組合成單一 2DTV視頻信號。來自左邊視頻信號的每個畫面2將與來自右邊視頻信號的對應畫面4組合以形成組合視頻信號的畫面8的相應上部第一圖像區域8a和下部第二圖像區域Sb。此方法的優點是單個常規2DTV編碼器和解碼器能夠用于傳送所得到的2D視頻信號，因此使壓縮系統與普通2D視頻壓縮器兼容。參考如圖I (a)所示的左/右情況提供下面的描述，但本領域技術人員明白，描述也將適用于如圖1(b)所示的頂部/底部方案。在每種情況下，這些示例都將要求信號的分辨率降低二分之一，以便組合圖像的帶寬在現有常規2DTV編碼器的容量內。雖然這可能是一個小缺點，但能夠斷定，獲得作為結果的3DTV體驗的真實性是值得的。原則上，將可能容易用如下編碼器和解碼器作為替代，所述編碼器和解碼器的帶寬能夠使用與此處所述相同的技術來保持全分辨率。在大多數畫面素材中，相機移動涉及平移移動，向左/向右搖攝和向上/向下傾斜，并且因此圖1(a)和1(b)中所示格式均有益處。理想的情況是允許在畫面/畫面基礎上或畫面組(GOP)/畫面組(GOP)基礎上進行格式的選擇而不是強加一種方法將是有益的，這種選擇根據每個單獨的畫面序列是適當的。然而，此特征、尤其是允許逐畫面更改格式，施加了實用限制和性能限制，這些限制不一定改進編碼性能。雖然G0P/G0P選擇是可能且實用的，但其性能改進不明確。在表現戶外運動時，通常最多的是相機向左/向右搖攝移動，并且因此在要使用固定格式的情況下，此格式通常被選定，并且因此此格式將是在下面描述中使用的示例。與使用諸如圖I (a)和I (b)所示那些信號等組合信號有關的一個問題是現有常規2D視頻編碼器將嘗試對它進行編碼，好象它是單個常規信號一樣。用于查找特定宏塊的運動向量的搜索區域可包括來自左圖像和右圖像的畫面信息。具體而言，在3D對的右圖像與左圖像之間的邊界附近，使用來自右邊視頻信號的畫面信息的運動向量可用于對左邊視頻信號進行壓縮編碼或使用來自左邊視頻信號的畫面信息的運動向量可用于對右邊視頻信號進行壓縮編碼，而不論畫面信息取自畫面的極為不同區域。這能夠在右邊信號與左邊信號之間邊界附近產生不希望的偽影，例如，在左邊信號的右邊緣或在右邊信號的左邊緣。圖2示出畫面10，示出了由于使用來自右邊圖像區域IOa的運動向量對部分左邊圖像區域IOa進行壓縮編碼而產生的一些偽影的示例。圖3示出這些偽影的放大版本。在此示例中，運動估計系統在足球場的草地區域中選擇了不當的向量，這是因為草恰好在跨圖像寬度的不同區域中對于兩半而言是共同的，并且因此將被檢測為可行的候選向量。
發明內容
本發明尋求提供一種視頻信號編碼的新穎方法和用于對視頻信號進行編碼的新穎編碼器。根據本發明的第一方面，提供了一種對視頻信號進行編碼的方法。該方法包括確定在畫面中存在至少第一圖像區域和第二圖像區域的第一步驟，第一圖像區域中的圖像和第二圖像區域中的圖像基本上相同。該方法包括響應肯定確定，對一個圖像區域中的畫面信息進行壓縮編碼而不參考在另一圖像區域中的畫面信息的第二步驟。根據本發明的第二方面，提供了一種用于對視頻信號進行編碼的編碼器，它包括用于接收視頻信號的畫面的畫面信息的分析器，分析器確定在畫面中至少第一圖像區域和第二圖像區域的存在，第一圖像區域中的圖像和第二圖像區域中的圖像基本上相同。編碼器也包括壓縮編碼器，壓縮編碼器耦合到分析器以從中接收肯定確定，以便響應肯定確定，對畫面的一個圖像區域中的畫面信息進行壓縮編碼而不參考在另一圖像區域中的畫面信肩、O
現在將通過示例，參考附圖描述本發明
圖1(a)示出兩個視頻信號的水平組合以形成3DTV視頻信號；
圖1(b)示出兩個視頻信號的垂直組合以形成3DTV視頻信號；
圖2示出在3DTV視頻信號中的壓縮編碼偽影；
圖3更詳細地示出在圖2中所示的壓縮編碼偽影；
圖4是根據本發明的實施例的視頻信號的示范編碼方法的流程 圖5是根據本發明的一實施例，示出示范視頻信號編碼器的特征的框 圖6(a)-6(f)示出在本發明的實施例中使用的說明性運動估計搜索區域；以及 圖7(a)-7(b)示出在本發明的實施例中使用的說明性運動估計搜索區域。
具體實施例方式現在將參考附圖的圖4-7 (b)描述本發明。圖4是根據本發明的實施例的視頻信號的示范編碼方法的流程圖。在圖4所示示范方法12中，在第一步驟14中，確定在視頻信號的畫面中是否存在至少第一和第二基本上相同的圖像區域。在第二步驟16中，響應在步驟14中的肯定確定，對每個圖像區域中的畫面信息進行壓縮編碼，而不參考另一畫面區域。圖5是根據一示范實施例，示出示范視頻信號編碼器18的特征的框圖。示范視頻信號編碼器18包括分析器20和壓縮編碼器22。分析器20設置成接收視頻信號24以及分析視頻信號24以確定視頻信號的畫面是否具有至少第一和第二基本上相同的圖像區域，如在圖4所示示范視頻編碼方法12的步驟14中所述一樣。將在下文更詳細地描述在本發明的示范實施例和其它實施例中執行分析的方法的其它細節。分析器20耦合到壓縮編碼器22以向壓縮編碼器22供應視頻信號24以及是否確定視頻信號24的畫面具有至少第一和第二基本上相同的圖像區域的指示26。壓縮編碼器22根據收到肯定確定還是否定確定26，以不同方式對視頻信號24的畫面信息進行壓縮編碼，并且輸出所得到的壓縮編碼比特流28。在示范實施例中，壓縮編碼器22是H264壓縮編碼器。然而，技術人員將明白，在本發明的其它實施例中，本發明可應用于其它壓縮編碼器。在示范實施例中，評估不同圖像區域的空間活動之間的相關以便確定畫面內是否存在至少第一和第二基本上相同的圖像區域，并且因此確立3DTV信號的存在。在其它實施例中，可以多種不同方式實現關于在畫面內是否存在至少第一和第二基本上相同的圖像區域的確定。如技術人員知道的一樣，可將視頻信號畫面分割成宏塊。在示范實施例中，將視頻信號畫面分割成宏塊，每個宏塊包括畫面的16 X 16像素陣列。在示范實施例中，分析器20通過計算視頻信號畫面的不同圖像區域的對應宏塊的空間活動的相關程度，確定視頻信號24的畫面是否具有至少第一和第二基本上相同的圖像區域。因此,在示范實施例中，分析器20包括活動計算元件30和活動相關元件32。活動計算元件30經耦合以接收視頻信號24，并且設置成使用收到的畫面信息確定畫面中宏塊的空間活動。活動計算元件30設置成供應宏塊活動信息到活動相關元件32以評估畫面的不同圖像區域之間的相關程度。視頻信號24和活動相關元件32生成的相關指示26被傳遞到壓縮編碼器22。壓縮編碼器22執行對視頻信號24的壓縮編碼。在示范實施例中，對于畫面的每個宏塊，活動計算元件30按照下式計算宏塊的空間活動
權利要求
1.一種對視頻信號進行編碼的方法，所述方法包括以下步驟 確定在畫面中存在至少第一圖像區域和第二圖像區域，所述第一圖像區域中的圖像和所述第二圖像區域中的圖像基本上相同；以及 響應肯定確定，對一個圖像區域中的畫面信息進行壓縮編碼，而不參考另一圖像區域中的畫面信息。
2.如權利要求I所述編碼的方法，其中所述確定步驟包括根據所述畫面的畫面信息確定存在至少第一圖像區域和第二圖像區域的步驟。
3.如前面權利要求任一項所述編碼的方法，其中所述確定步驟包括比較在所述第一圖像區域與所述第二圖像區域內宏塊之間的相關程度的步驟。
4.如權利要求3所述編碼的步驟，其中如果在第一圖像區域和第二圖像區域中宏塊之間的所述相關程度大于相關閾值，則確定存在至少第一圖像區域和第二圖像區域的所述步驟產生肯定確定。
5.如權利要求4所述編碼的步驟，其中如果在第一圖像區域和第二圖像區域中宏塊之間的所述相關程度小于相關下限閾值，則確定在畫面中存在至少第一圖像區域和第二圖像區域的所述步驟產生否定確定。
6.如前面權利要求任一項所述編碼的方法，其中所述確定步驟包括確定所述第一圖像區域與所述第二圖像區域的空間活動的步驟。
7.如前面權利要求任一項所述編碼的方法，其中所述確定步驟包括檢測用于畫面的多個宏塊的基本上水平或基本上垂直的高振幅運動向量的步驟。
8.如前面權利要求任一項所述編碼的方法，其中所述確定步驟包括如下步驟比較用于第一圖像區域的壓縮編碼比特率和第二圖像區域的壓縮編碼比特率，并且如果用于所述第一圖像區域的壓縮編碼比特率和用于所述第二圖像區域的壓縮編碼比特率類似或基本上相同，則確定存在第一圖像區域和第二圖像區域。
9.如前面權利要求任一項所述編碼的方法，其中在所述壓縮編碼步驟中，將運動估計搜索區域限定到相同圖像區域中的畫面信息。
10.如權利要求9所述編碼的方法，也包括如下步驟根據圖像區域內的畫面信息創建所述圖像區域外的畫面信息并使用所創建的畫面信息執行運動估計過程。
11.一種用于對視頻信號進行編碼的編碼器，包括 分析器，用于接收所述視頻信號的畫面的畫面信息，所述分析器確定畫面中存在至少第一圖像區域和第二圖像區域，所述第一圖像區域中的所述圖像和所述第二圖像區域中的所述圖像基本上相同；以及 壓縮編碼器，耦合到所述分析器以從中接收肯定確定，以便響應肯定確定，對所述畫面的一個圖像區域中的畫面信息進行壓縮編碼而不參考在另一圖像區域中的畫面信息。
12.如權利要求11所述的編碼器，其中，所述分析器比較所述第一圖像區域與所述第二圖像區域內宏塊之間的相關程度。
13.如權利要求12所述的壓縮編碼器，其中，如果第一圖像區域和第二圖像區域中宏塊之間的所述相關程度大于相關閾值，則所述分析器確定存在至少第一圖像區域和第二圖像區域。
14.如權利要求13所述的壓縮編碼器，其中，如果在第一圖像區域和第二圖像區域中宏塊之間的所述相關程度小于相關下限閾值，則所述分析器確定第一圖像區域和第二圖像區域不存在。
15.如前面權利要求任一項所述編碼的方法，其中，所述分析器包括用于確定所述第一圖像區域和所述第二圖像區域的空間活動的活動計算元件。
16.如權利要求11-15任一項所述的壓縮編碼器，其中，所述運動估計器檢測用于畫面的多個宏塊的基本上水平或基本上垂直的高振幅運動向量。
17.如權利要求11-16任一項所述的壓縮編碼器，其中，所述分析器是設置成執行如下操作的速率失真優化器(RDO):比較用于第一圖像區域的壓縮編碼比特率和第二圖像區域的壓縮編碼比特率，并且如果用于第一圖像區域的壓縮編碼比特率和用于第二圖像區域的壓縮編碼比特率類似或基本上相同，則確定存在所述第一圖像區域和所述第二圖像區域。
18.如權利要求11-16任一項所述的壓縮編碼器，其中，在對來自圖像區域的畫面信息 進行壓縮編碼期間，所述壓縮編碼器的所述運動估計器使用限定到相同圖像區域中畫面信息的運動估計搜索區域。
19.如權利要求18所述的壓縮編碼器，其中，所述運動估計器根據圖像區域內的畫面信息創建所述圖像區域外的畫面信息，之后使用所創建的畫面信息執行運動估計過程。
全文摘要
本發明涉及視頻信號的壓縮編碼。本發明可在一些實施例中應用于三維電視(3DTV)信號的壓縮編碼。本發明提供一種對視頻信號進行編碼的方法，其中，確定畫面中存在至少第一圖像區域和第二圖像區域，第一圖像區域中的圖像和第二圖像區域中的圖像基本上相同。響應肯定確定，對一個圖像區域中的畫面信息進行壓縮編碼，而不參考在另一圖像區域中的畫面信息。本發明也提供用于對視頻信號進行編碼的視頻編碼器。
文檔編號H04N7/26GK102884789SQ201080066689
公開日2013年1月16日 申請日期2010年5月11日 優先權日2010年5月11日
發明者A.瓊斯, A.M.博克, K.H.李 申請人:瑞典愛立信有限公司