CN1133329C

CN1133329C - 根据轮廓运动估算技术对目标轮廓进行编码的方法和设备

Info

Publication number: CN1133329C
Application number: CN97116297A
Authority: CN
Inventors: 韩锡源; 金镇宪
Original assignee: Daewoo Electronics Co Ltd
Current assignee: Fengye Vision Technology Co., Ltd.
Priority date: 1997-07-05
Filing date: 1997-09-10
Publication date: 2003-12-31
Anticipated expiration: 2017-09-10
Also published as: CN1204925A; EP0889652B1; DE69728757D1; JPH1141612A; DE69728757T2; EP0889652A3; KR19990008977A; EP0889652A2; US6023300A; JP3977494B2

Abstract

一种根据先前帧对当前帧中的目标的轮廓进行编码的设备，包括：全局运动矢量检测单元；先前轮廓提供单元；当前轮廓提供单元；最佳轮廓确定单元；预测轮廓生成单元；误差确定单元；标志信号产生单元；序列输出单元；和多路传输单元。通过对全局运动矢量、误差和局部运动矢量序列、及标志信号进行编码而输出当前帧的编码轮廓数据。

Description

根据轮廓运动估算技术对目标轮廓进行编码的方法和设备

技术领域

本发明是关于对视频信号中所表示的目标的轮廓进行编码的方法和设备，较具体说，是关于能生成用于系统地管理当前帧中的轮廓与先前帧中对应轮廓之间的匹配程度的控制信号的方法和设备。

背景技术

在诸如视频电话、电视会议和高清晰度电视系统等的数字电视系统中，需要大量的数字数据来定义各视频帧信号，因为视频帧信号中的视频行信号包括一序列称之为象素值的数字数据。但由于通常的传送信道的可用频带宽有限，为通过它们传送大量的数字数据，不可避免地要通过采用各种数据压缩技术来压缩或减少数据量，特别是在象视频电话和电话会议系统这样的低位速率视频信号编码器的情况中。

用于对低位速率编码系统进行视频信号编码的这些技术之一是所谓的面向目标的分析—合成编码技术(见Michael Hotter“基于移动二维目标的面向目标的分析—合成编码”，Signal Processing：Image Communication 2，409-428，Dec.1990)。

按照该面向目标的分析—合成编码技术，输入视频图象被分成为多个目标，并通过不同的编码信道来处理定义各个目标的运动、轮廓和象素数据的三组参数。

在处理一目标的轮廓中，轮廓信息对目标形状的分析和合成很为重要。用于表示轮廓信息的传统编码方法为一链式编码方法。但该链式编码方法需要有相当大量的用于对之进行表述的比特位，尽管在轮廓信息中没有损失。

因此，为克服此缺点，已提出数种对轮廓信息进行编码的方法，如多边形逼近法和B-仿样逼近法。多边形逼近法中的一个缺点是轮廓表示的粗糙。另一方面，B-仿样逼近法能较精确地表示轮廓，但它需要一高阶多项式以降低其逼近误差。因此，B-仿样逼近技术可能导致视频编码器的整体计算复杂性的增加。

被引用来缓和这些与上述逼近方法中的轮廓的粗糙表现和计算复杂性增大有关的问题的技术之一是采用离散正弦变换(DST)的轮廓逼近技术。

但是，尽管通过利用基于DST的轮廓逼近有可能补救粗糙表现和计算复杂性，并在某种程度上减少了传输数据量，但仍然存在着进一步减少传输数据量的要求。

因此，提出了采用根据当前的和先前的轮廓间之差的轮廓运动估算技术的轮廓编码方法。这一方法在共有未决的申请号为NO.97112499.X，题目为“对目标轮廓进行自适应编码的方法和设备”，于1997.6.18递交的中国专利申请中被描述，在该方法中，一当前帧中的每一当前的轮廓与最类似于该当前轮廓的一先前帧中一个先前轮廓相匹配。当前轮廓与其匹配的先前轮廓间的形状差、指定给该匹配的先前轮廓的索引数据、和当前轮廓与匹配的先前轮廓之间的空间位移即运动矢量被进行多路复用，而后将此经多路化的数据作为被编码的轮廓数据而被发送。

但由于上述方法分散地提供轮廓编码信息，包括有对应于当前帧中每一个当前轮廓的形状差、索引数据和运动矢量，仍然会产生相当大数量的欲被传送的数据并可能难以严格地估算该数据量。因此，最好能提供用于系统地管理当前轮廓与它们的匹配的先前轮廓间的匹配程度的控制信号，从而有效地结合轮廓编码信息并进一步降低传输数据量以便能成功地实现具有例如64kg/s传输信道带宽的低位率编译码系统。

发明内容

因此本发明的主要目的是提供一种能生成用于管理当前轮廓与它们的匹配的先前轮廓之间的匹配程度的控制信号以从而有效地传输根据轮廓运动估算技术而产生的轮廓编码信息的改进的编码方法和设备。

按照本发明的一个方面，提供一种根据先前帧对当前帧中目标的轮廓进行编码的方法，其中当前和先前帧各自包含一或多个目标，每一目标均具有一轮廓，所述方法包括步骤：(a)生成全局运动矢量，其代表在当前帧与先前帧间产生最大重叠目标象素数量的当前与先前帧间的位移；(b)检测当前帧中的作为先前轮廓的目标轮廓，提供代表先前轮廓的数量的轮廓数，并按照预定处理次序指定索引数据给各先前轮廓；(c)选择当前帧中一个轮廓作为当前轮廓；(d)确定先前轮廓中的最佳轮廓并设定当前轮廓与此最佳轮廓间的位移作为局部运动向量，此最佳轮廓为先前轮廓中的最类似于当前轮廓的一轮廓；(e)根据全局和局部运动矢量通过将最佳轮廓作位移以产生预测轮廓；(f)检测代表该预测轮廓与当前轮廓间的差异的误差；(g)重复步骤(c)-(f)直到当前帧中所有的当前轮廓被处理；其特征在于进一步包括：(h)根据对应于每一当前轮廓的轮廓数和轮廓编码信息产生表明每一先前轮廓与在步骤(d)中检测的一对应当前轮廓匹配程度的标志信号，其中，轮廓编码信息包含最佳轮廓的索引数据、误差和局部运动矢量，进一步下列子步骤：(h1)通过将经过全局运动补偿而与它们的对应当前轮廓完全重叠的先前轮廓的数量与一预定阈值进行比较来提供一Gfs＿flag信号(亦记作“第一信号”)，其中，全局运动补偿通过使当前和先前帧之一向另一方位移过该全局运动矢量而被执行；(h2)按照Gfs＿flag信号生成含有L比特位的Global-flag信号(亦记作“第二信号”)，各比特位表示其对应的先前轮廓通过全局运动补偿是否与当前轮廓之一完全重叠，L为轮廓数；(h3)按照Gfs＿flag信号提供一具有M比特位的Contour＿flag信号(亦记作“第三信号”)，各比特表明其对应的先前轮廓通过全局和局部运动补偿是否完全或部分地与一预定搜索范围内的当前轮廓之一相重叠，其中，全局和局部运动补偿根据对应于每一当前轮廓的全局运动矢量和局部运动矢量进行，M为一正整数；及(h4)按照Gfs-flag信号产生含有N比特位的Contour＿flag＿status信号(亦记作“第四信号”)，各比特说明其对应的先前轮廓通过全局和局部运动补偿是否与当前轮廓之一完全重叠，其中，每一先前轮廓与其对应的当前轮廓的重叠程度根据对应于每一当前轮廓的轮廓数和轮廓编码信息来确定，N为正整数；(i)根据对应于所述每一当前轮廓的轮廓编码信息提供当前帧的误差和局部运动矢量序列；及(j)通过对全局运动矢量、误差和局部运动矢量序列和标志信号进行编码来输出当前帧的编码轮廓数据。

按照本发明的另一个方面，提供一种根据先前帧对当前帧中目标的轮廓进行编码的设备，其中当前帧和先前帧各包含一或多个目标，每一个目标均具有一轮廓，所述设备包括：用于产生一代表在当前和先前帧间生成最大数量重叠目标象素的当前与先前帧之间的位移的全局运动矢量的装置；用于检测先前帧中作为先前轮廓的目标轮廓，提供代表先前轮廓数量的轮廓数，并按照一预定的处理次序指定索引数据给每一先前轮廓的装置；选择当前帧中的轮廓之一作为当前轮廓的装置；用于为当前帧中每一当前轮廓确定先前轮廓中的一最佳轮廓并设定当前轮廓与此最佳轮廓间的位移作为局部运动矢量(LMV)的装置，此最佳轮廓为先前轮廓中最类似于此当前轮廓的一轮廓；用于通过根据全局和局部运动矢量使最佳轮廓移位来为所述每一当前轮廓产生预测轮廓的装置；用于为所述每一当前轮廓检测一表示预测轮廓和当前轮廓间的差异的误差的装置；其特征在于，进一步包括：用于根据对应于所述每一当前轮廓的轮廓数和轮廓编码信息生成表明每一先前轮廓与对应的当前轮廓的匹配程度的标志信号的装置，其中轮廓编码信息含有最佳轮廓的索引数据、误差和局部运动矢量，其中该标志信号产生装置包括有：用于通过将匹配程度GM中的先前轮廓数与一预定阈值进行比较来提供Gfs＿flag信号的装置；用于按照Gfs＿flag信号生成含有L比特位的Global-flag信号的装置，其中当对应的先前轮廓属于匹配程度GM时各比特位具有逻辑值1，L为轮廓数；用于按照Gfs＿flag信号提供具有M比特位的Contour＿flag信号的装置，其中，各比特表明其对应的先前轮廓属于哪一匹配程度，M为正整数；用于按照Gfs-flag信号产生含有N比特位的Contour＿flag＿status信号的装置，其中N为正整数，各比特位说明其对应的先前轮廓属于匹配程度LM还是PM；用于根据对应于所述每一当前轮廓的轮廓编码信息设置当前帧的误差和局部运动矢量的序列的装置；及用于对全局运动矢量、误差和局部运动矢量的序列、和标志信号进行编码来输出当前帧的编码的轮廓数据的装置。

附图说明

通过以下结合附图对优选实施例的说明，本发明的上述及其他目的和特征将变得显然，附图中：

图1表示按照本发明对轮廓进行编码的设备的示意方框图；

图2为图1中所示的运动估算单元的详细方框图；

图3表示图2中所示的最佳轮廓检测单元的详细方框图；

图4说明图1中数据流形成单元的详细方框图；

图5说明按照本发明的优选实施例所进行的轮廓匹配过程；

图6A和6B分别表示含有多个轮廓的一先前帧和当前帧；和

图7A和7B表示按照本发明所产生的标志信号的状态。

具体实施方式

参见图1，示出了一本发明的用于对帧信号中的轮廓进行编码的设备5的示意方框图，其中具有一或多个目标的当前帧的轮廓图象信息以分段掩码(mask)的方式通过线路L50被输入到轮廓检测单元100和运动估算单元300，其中，分段掩码中的各象素具有一识别它所属区域的标号。例如，背景中的象素具有标号“0”，而目标中的各象素则被标以一个非零的值。

轮廓检测单元100检测来自输入分段掩码的轮廓并按照一预定处理次序确定轮廓图象信号中所包括的每一个轮廓的处理次序；并顺序地输出当前帧中每一轮廓的轮廓信息，其中轮廓信息包含表示一轮廓上的轮廓象素的位置的轮廓数据。线路L10上的来自轮廓检测单元100的轮廓信息被作为当前轮廓信息提供给一轮廓编码单元200，和一运动估算单元300。

运动估算单元300根据线路L50上的当前轮廓图象信号，线路L10上的当前轮廓信号和一通过线路L30由一帧存储器700耦合至其的重建的先前轮廓图象信号，检测一最类似于线路L10上的当前轮廓的先前轮廓作为一“最佳轮廓”。此重建的先前轮廓图象信号代表以分段掩码形式的一先前帧，其中各个象素均具有一识别其所属区域的标号。在线路L20和L40上的运动估算单元300的输出为最佳轮廓的索引数据和表示当前轮廓和此最佳轮廓间的位移的运动信息。运动估算单元300将参照图2和3作详细说明。

参照图2，运动估算单元300包含一全局运动矢量检测单元310，预测轮廓图象生成单元320，和最佳轮廓检测单元330。

全局运动矢量检测单元310利用线路L30上的先前轮廓图象信号和线路L50上的当前轮廓图象信号，检测表示在当前帧和先前帧间产生最大数量重叠目标象素的当前帧与先前帧之间的位移的全局运动矢量(GMV)。GMV的检测是在一预定的搜索范围例如+/-16象素内进行的。在全局运动矢量检测单元310导出的GMV被馈送到预测轮廓图象生成单元320并分别提供到通向运动补偿单元400和数据流形成单元800的线路L22和L42上。

在预测轮廓图象生成单元320，通过线路L30耦合至其的先前帧被移位过GMV以产生一预测轮廓图象。而且，如图1中所示的轮廓检测单元100中那样，预测轮廓图象生成单元320检测预测轮廓图象中的轮廓；按照预定处理次序将索引数据指定到预测轮廓图象中所包含的每一轮廓；并顺序输出预测轮廓图象中每一轮廓的轮廓信息，其中，该轮廓信息包含表示预测轮廓图象中一轮廓上的轮廓象素的位置的轮廓数据及其索引数据。在预测轮廓图象生成单元320检测的每一预测轮廓的轮廓信息被馈送到线路L60上。预测轮廓图象生成单元320还检测预测轮廓图象中的轮廓数量，它与先前帧的轮廓数相同，并将其作为轮廓数L提供给线路L45。

在最佳轮廓检测单元330，根据线路L60上的预测轮廓信息和线路L10上的当前轮廓信息，在存在于当前轮廓一预定搜索范围、例如+/-8象素内驻留的预测轮廓中检测一最佳轮廓，即一最类似于当前轮廓的预测轮廓；并将代表当前轮廓与最佳轮廓间的一空间位移的局部运动矢量和该最佳轮廓的索引数据输出到线路L20和L40上。

参看图3，详细示出了最佳轮廓检测单元330，它包含一候选轮廓确定部分331，一匹配部分333，和一最佳轮廓确定部分335。

候选轮廓确定部分331检测在当前轮廓的预定搜索范围内驻留的预测轮廓并根据线路L10和L60上的当前轮廓信息和预测轮廓信息分别计算当前轮廓和被检测的预测轮廓的长度。然后，将该预定搜索范围内的预测轮廓的每一个的长度与当前轮廓的长度加以比较。如果当前轮廓的长度与预测轮廓的长度间的差小于此二轮廓中较短的一个的M倍，就确定该预测轮廓为该当前轮廓的候选轮廓，M为一预定数。在确定了当前轮廓的一或多个候选轮廓后，将识别这些候选轮廓的指示信号、例如候选轮廓的索引数据馈送到匹配部分333。一轮廓的长度可由，例如组成该轮廓的轮廓象素的数量来定义。

在本发明的另一优选实施例中，此候选轮廓可根据位于各个轮廓内的象素数量而不根据其长度来加以确定。

匹配部分333按照输入给它的指示信号通过线路L60从预测轮廓图象生成单元320检索各候选轮廓的轮廓信息。随后，根据线路L10上的当前轮廓信息和线路L40上的候选轮廓信息对当前轮廓及其候选轮廓进行匹配。在将当前轮廓与各候选轮廓进行匹配之后，匹配部分333给最佳轮廓确定部分335提供各候选轮廓的匹配信息。匹配信息包含一候选轮廓的索引数据，运动位移和匹配长度。在对一候选轮廓进行匹配处理期间，在预定搜索范围内以例如一个象素为基础显示该候选轮廓，并确定各位移处的当前轮廓与候选轮廓的匹配线段。然后，计算各位移处匹配线段的总长度。再将计算的长度进行相互比较，其中最长的一条就被确定作为该候选轮廓的匹配长度并将生成此最大长度的位移设置作为此候选轮廓的运动位移。

参看图5，详细说明了一匹配线段确定方案。图5示出了一当前轮廓10和一候选轮廓20相互重叠。在轮廓10与20重叠后，检测它们间的交叉点如PV1-PV6、E1和E2，并计算出重叠线段PV6-PV1、PV2-PV3、E1-E2、和PV4-PV5的长度。如果重叠线段的长度大于一阈值TH1，则确定此重叠线段为匹配线段。在图5中，假定E1和E2间的重叠线段长不大于TH1而其余重叠线段长度大于TH1。因此确定这些其余的重叠线段，如PV2-PV3、PV4-PV5和PV6-PV1为匹配线段。在本发明的另一优选实施例中，可根据一给定重叠线段上存在的轮廓象素的数量而不是其长度来进行匹配线段的确定。

在最佳轮廓确定部分335，响应各候选轮廓的匹配信息，将候选轮廓的匹配长度进行相互比较，并将相应于一最大值的匹配长度的候选轮廓看作是当前轮廓的最佳轮廓。将对应于最佳轮廓的运动位移设置为局部运动矢量(LMV)。在线路L20和L40上的来自最佳轮廓确定部分335的输出是最佳轮廓的索引数据和LMV。并且还通过线路L25将最佳轮廓的索引数据馈送到候选轮廓确定部分331，以便防止部分331不再将已被确定为最佳轮廓的预测轮廓选作为跟随的匹配处理中的候选轮廓。因此，预测轮廓图象中的每一个预测轮廓仅有一次机会被选作为最佳轮廓。

返回参看图1，运动补偿单元400根据线路L22上的GMV和线路L20上的最佳轮廓的索引数据和LMV，通过经线路L30从帧存储器700检索对应于最佳轮廓的轮廓信息来生成一预测的当前轮廓，其中该预测的当前轮廓表示被移位过GMV与LMV之和的最佳轮廓。从运动补偿单元400通过线路L55供给轮廓编码单元200和重建单元600的输出为代表组成该预测的当前轮廓的轮廓象素的位置数据的预测的当前轮廓信息。

利用公知的轮廓编码技术，轮廓编码单元200根据线路L55上的预测的当前轮廓信息和线路L10上的当前轮廓信息，检测表示当前轮廓与预测的当前轮廓间的差异的一误差，对此误差进行编码，从而提供一编码的误差。此编码的误差被传送到轮廓解码单元500和数据流形成单元800。

轮廓解码单元500对该编码的误差进行解码，从而将一解码的误差提供给重建单元600。

在重建单元600，来自轮廓解码单元500的该解码的误差连同通过线路L55馈送给其的预测的当前轮廓信息一起被用于重建当前图象信号。在重建过程中，为了以分段掩码的方式生成表示一个帧的重建的当前轮廓图象信号，重建单元600指定一标号给组成该帧的每一个轮廓中所包括的各象素。因此分段掩码中的各象素具有识别它所属的区域的标号。然后重建的当前轮廓图象信号被存储在帧存储器700并被用作为下一当前轮廓图象信号的重建的先前图象信号。

同时，数据流形成单元800根据线路L70上的编码的误差、线路L42上的GMV、线路L40上的最佳轮廓的索引数据和LMV、和线路L45上的轮廓数L，将含有控制信号例如标志信号的编码的轮廓数据提供给用于发送它的发送器(图中未示)，其中标志信号表示当前帧中的轮廓与先前帧中的轮廓间的匹配程度，从而有效地传输根据轮廓运动估算技术产生的编码结果。

参看图4，表明含有存储单元820、标志信号生成单元840、和多路传输器(MUX)860的数据流形成单元800的详细方框图。

对当前帧中每一个轮廓，存储单元820存储对应于每一个当前轮廓的含有线路L40上的LMV和索引数据和线路L70上的编码的误差的轮廓编码信息；通过线路L76将索引数据供给标志信号产生单元840；并根据编码的误差和其中存储的LMV分别产生第一和第二状态信号到线L72和L74上。

上述中，第一和第二状态信号表示编码的误差和LMV的状态。亦即，第一状态信号说明编码的误差是否具有零值，而第二状态信号表示是否有LMV，如果有，它还表示LMV是否为零值。另外，存储单元820按照自标志信号生成单元840通过线78馈给的输出控制信号，分别经由线路L82和L84向MUX860提供编码的误差和LMV。

标志信号生成单元840根据线路L76上索引数据、线路L72和L74上的第一和第二状态信号、和线路L45上的轮廓数L产生输出控制信号和标志信号。标志信号被用来系统地表示当前轮廓与它们对应的先前轮廓之间的匹配程度。为产生这些标志信号，应注意到根据索引数据和第一及第二状态信号确定了当前轮廓与先前轮廓之间的匹配程度，如下所示：

表1

匹配程度	误差	LMV	索引数据
匹配程度	误差	LMV	索引数据	GM	ZERO	ZERO	Y
LM	ZERO	Y	Y	GM	ZERO	ZERO	Y
LM	ZERO	Y	Y	PM	Y	ZERO	Y
Y	Y	Y			Y	ZERO	Y
Y	Y	Y	NM		Y	N	N

其中：“Y”表示其对应值为非零值；“N”表示其对应值无值；及“ZERO”表示其对应值为一零值。

另外在表1中，匹配程度GM表示通过根据GMV将先前帧移位，即通过全局运动补偿，一当前轮廓与一先前轮廓完全匹配，因此在此匹配程度GM中，当编码的误差，亦即表中的误差和LMV均为零值时存在有此索引数据。匹配程度LM说明通过全局和局部运动补偿，当前轮廓与先前轮廓之一完全匹配，在这种情况下，当编码的误差具有零值时存在有为非零值的LMV和索引数据，其中，局部运动补偿是通过在全局运动补偿之后在预定搜索范围中对先前轮廓进行位移而实现的。同时，匹配程度PM指示通过全局和局部运动补偿，当前轮廓与先前轮廓之一部分地相匹配，在这一情况中，如表1中所示，存在有二种数据情况。在第一种情况中，虽然存在有编码的误差、LMV和索引数据，而LMV为一零值。因此它意味着通过全局运动补偿而与当前轮廓相匹配的一先前轮廓是当前轮廓的最佳轮廓。在第二种情况中，如果通过全局和局部运动补偿，一当前轮廓与先前轮廓之一部分地匹配，则存在有非零值的对应于当前轮廓的编码的误差、索引数据和LMV。匹配程度NM说明一当前轮廓不与任一先前轮廓匹配，因此，编码的误差仅馈送到存储单元820，其中，此编码的误差是通过对当前轮廓进行帧内编码而得到的编码结果。

一旦确定了对每一个当前轮廓的匹配程度，如表1中所示，即根据当前轮廓与先前轮廓间的匹配程度产生标志信号。

按照本发明，这些标志信号包括4个信号，象Gfs＿flag，Global＿flag，Contour＿flag，和Contour＿flag＿status。后面将对各标志信号进行解释。

Gfs＿flag信号表示通过全局运动补偿而与当前轮廓完全匹配的先前轮廓的数量是否属于一被选定的范围，它具有逻辑值如下：

1如果L＜4×GPM

0如果L≥4×GPM

其中，GPM为通过全局运动补偿而与当前轮廓完全匹配的先前轮廓数量，L为轮廓数。

按照Gfs＿flag信号，可识别到是否产生Global＿flag信号。亦即，如果Gfs＿flag信号为逻辑值1，就输出Global＿flag信号，而如果不是这样，则不生成Global＿flag信号。

在Gfs＿flag信号具有逻辑值1时产生的Global＿flag信号由L比特位组成，各比特位表示对应的先前轮廓通过全局运动补偿是否与当前轮廓之一完全匹配。即，如果Global＿flag信号含有具有逻辑值1的一比特位，它指明对应的先前轮廓与一当前轮廓完全匹配。

如果Gfs＿flag信号具有逻辑值1，Contour＿flag信号即由M比特位表示，各比特位表明对应的先前轮廓根据全局或局部运动补偿是否完全或部分地与一当前轮廓相匹配，M为L-GPM。在这一情况中Contour＿flag信号定义除经全局运动补偿而与一当前轮廓完全匹配的先前轮廓外的其余先前轮廓。亦即，如果Contour＿flag信号具有一逻辑值1的比特位，其对应的先前轮廓即与一当前轮廓相匹配。如不是这样，其对应的先前轮廓即不与任一当前轮廓匹配。另一方面，如果Gfs＿flag信号具有逻辑值0，则不产生Global＿flag信号，而因此Contour＿flag信号含有L比特位以定义每一先前轮廓是否通过全局和局部运动补偿而与一当前轮廓匹配。

如果Gfs＿flag信号具有逻辑值1，Contour＿flag＿status信号表示先前轮廓是否基于全局和局部运动补偿而与一当前轮廓完全匹配，其中Contour＿flag＿status信号包含CPM比特位，CPM为基于全局和局部运动补偿而与一当前轮廓完全或部分地匹配的先前轮廓的数量。但CPM不包含对应于GPM的先前轮廓。而且，如果一先前轮廓不与一当前轮廓相匹配，其对应比特位即不在Contour＿flag＿status信号内。另一方面，如果Gfs＿flag信号具有逻辑值0，Contour＿flag＿status信号采用CPM+GPM比特位表示，并说明通过全局和局部运动补偿而完全或部分与当前轮廓匹配的先前轮廓的匹配程度。

如上述在标志信号生成单元840中产生的标志信号通过线路L80被馈送到MUX860。同时，标志信号生成单元840将输出控制信号送到存贮单元820。

根据输出控制信号，存贮单元820分别通过线路L82和L84将当前帧的编码误差和LMV的序列供给MUX860。编码误差和LMV的序列遵循先前帧中的先前轮廓的处理顺序。对于不与任一先前轮廓匹配的当前轮廓的编码误差在匹配的当前轮廓的编码误差之后顺序输出。

参看图6A、6B、7A和7B，将能容易地理解按照本发明的确定标志信号和误差及LMV的序列的过程。

图6A和6B中，分别示例说明含有多个轮廓的一先前和当前帧。图6A中的先前帧包含具有索引数据P1-P7的7个先前轮廓且图6B中的当前帧按需要含有9个以索引数据C1-C9表示的当前轮廓。

参看图7A和7B，这里表明根据图6A和6B中先前和当前帧所产生的标志信号的二个示例。

第一例中，假定经全局部运动补偿，当前轮廓C1和C3各自与先前轮廓P1和P3完全匹配；当前轮廓C2经过在全局运动补偿后执行局部运动补偿与先前轮廓C2完全匹配；当前轮廓C4、C5和C6经全局和局部运动补偿分别与先前轮廓P4、P5和P6部分地匹配；当前轮廓C7、C8和C9不与任一先前轮廓匹配；且先前轮廓P7不与任一当前轮廓匹配。按照图形和上述假设，由于轮廓数L为7及GPM为2，所以L就成为小于4×GPM。因此，Gfs＿flag信号具有逻辑值1而Global＿flag、Contour＿flag和Contour＿flag＿status信号如图7A中所示根据标志信号的定义而被确定。如可由图7A中看到的，标志信号的比特位配置取决于先前轮廓的处理次序。接着，考虑标志信号，可注意到先前轮廓与当前轮廓间的匹配程度并且确定对应于匹配轮廓的LMV和编码误差的序列。即就是，在第一例中存在有按照表1对应于先前轮廓P1-P6的LMV。这样，虽然对应于先前轮廓P1和P3的LMV为零值，对于匹配轮廓的LMV的序列仍遵循P1-P2-P3-P4-P5-P6的序列。另一方面，对于匹配轮廓的编码误差的序列则与当前和先前轮廓的处理次序相关。考虑到当前和先前轮廓的索引数据，编码误差的序列按照P1-P2-P3-P4-P5-P6的序列而被确定，其中，对应于先前轮廓P1-P3的当前轮廓C1-C3的编码误差具有零值，而当前轮廓C7-C9的编码误差则已通过对轮廓C7-C9的帧内编码而得到。

在第二例中，与第一例的假设不同，而是假定当前轮廓C3基于全局和局部运动补偿而部分地与先前轮廓P3匹配。但假设的其余部分均与第一例同。按照这一例的假设，由于轮廓数L为7和GPM为1，所以L成为大于4×GPM。因此Gfs＿flag信号具有逻辑值0且除Global＿flag信号外的Contour＿flag和Contour＿flag＿status信号则如图7b中所示那样确定。按照图7B中的标志信号，就表1看存在有对应于先前轮廓P1-P6的LMV，并以P1-P2-P3-P4-P5-P6的相同序列传送匹配轮廓的LMV。但与第一例不同，此例中对应于先前轮廓P1的LMV仅具有零值，因为先前轮廓P3与当前轮廓C3部分匹配。另一方面，当前轮廓的编码误差序列根据序列P1-P2-P3-P4-P5-P6-P7-P8-P9而被确定，其中对应于先前轮廓P1和P2的当前轮廓C1和C2的编码误差具有零值，而当前轮廓C7-C9的编码误差是通过对轮廓C7-C9进行帧内编码而得到的。

如上述，当前帧的标志信号和编码误差及LMV序列在标志信号生成单元840和存贮单元820产生，然后被送至MUX860。

在MUX860，根据线路L42上的GMV、线路L80上的标志信号、线路L82上的编码误差序列、和线路L84上的LMV序列产生送到用于传送的发送器(未加图示)的编码轮廓数据。

虽然本发明的描述仅是针对一定的优选实施例，但可对之作其他修改和变型而不背离如权利要求中所提出的本发明的基本精神和范畴。

Claims

1、一种根据先前帧对当前帧中目标的轮廓进行编码的方法，其中当前和先前帧各自包含一或多个目标，每一目标均具有一轮廓，所述方法包括步骤：

(a)生成全局运动矢量，其代表在当前帧与先前帧间产生最大重叠目标象素数量的当前与先前帧间的位移；

(b)检测当前帧中的作为先前轮廓的目标轮廓，提供代表先前轮廓的数量的轮廓数，并按照预定处理次序指定索引数据给各先前轮廓；

(c)选择当前帧中一个轮廓作为当前轮廓；

(d)确定先前轮廓中的最佳轮廓并设定当前轮廓与此最佳轮廓间的位移作为局部运动向量，此最佳轮廓为先前轮廓中的最类似于当前轮廓的一轮廓；

(e)根据全局和局部运动矢量通过将最佳轮廓作位移以产生预测轮廓；

(f)检测代表该预测轮廓与当前轮廓间的差异的误差；

(g)重复步骤(c)-(f)直到当前帧中所有的当前轮廓被处理；

其特征在于进一步包括：

(h)根据对应于每一当前轮廓的轮廓数和轮廓编码信息产生表明每一先前轮廓与在步骤(d)中检测的一对应当前轮廓匹配程度的标志信号，其中，轮廓编码信息包含最佳轮廓的索引数据、误差和局部运动矢量，进一步下列子步骤：

(h1)通过将经过全局运动补偿而与它们的对应当前轮廓完全重叠的先前轮廓的数量与一预定阈值进行比较来提供一第一信号，其中，全局运动补偿通过使当前和先前帧之一向另一方位移过该全局运动矢量而被执行；

(h2)按照第一信号生成含有L比特位的第二信号，各比特位表示其对应的先前轮廓通过全局运动补偿是否与当前轮廓之一完全重叠，L为轮廓数；

(h3)按照第一信号提供一具有M比特位的第三信号，各比特表明其对应的先前轮廓通过全局和局部运动补偿是否完全或部分地与一预定搜索范围内的当前轮廓之一相重叠，其中，全局和局部运动补偿根据对应于每一当前轮廓的全局运动矢量和局部运动矢量进行，M为一正整数；及

(h4)按照第一信号产生含有N比特位的第四信号，各比特说明其对应的先前轮廓通过全局和局部运动补偿是否与当前轮廓之一完全重叠，其中，每一先前轮廓与其对应的当前轮廓的重叠程度根据对应于每一当前轮廓的轮廓数和轮廓编码信息来确定，N为正整数；

(i)根据对应于所述每一当前轮廓的轮廓编码信息提供当前帧的误差和局部运动矢量序列；及

(j)通过对全局运动矢量、误差和局部运动矢量序列和标志信号进行编码来输出当前帧的编码轮廓数据。

2、根据权利要求1的方法，其中每一个标志信号的序列遵循被指定给每一先前轮廓的索引数据的序列。

3、按照权利要求2的方法，其中第一信号具有逻辑值：

1如果L＜4×GPM

0如果L≥4×GPM

其中，GPM为经过全局运动补偿后与它们对应的当前轮廓完全重叠的先前轮廓数量。

4、按照权利要求3的方法，其中如果第一信号具有逻辑值1，即生成第二信号，如不是这样，不生成第二信号。

5、按照权利要求4的方法，其中第二信号含有L比特位，当其对应的先前轮廓通过全局运动补偿与当前轮廓之一完全重叠时各比特位具有逻辑值1。

6、按照权利要求5的方法，其中第三信号含有二不同的位流：

如果第一信号具有逻辑值1，它由M比特位表示，M等于L-GPM，其中各比特位说明除通过全局运动补偿而与当前轮廓之一完全重叠的那些先前轮廓之外其余的每一个先前轮廓；及

如果第一信号具有逻辑值0，它含有M比特位来定义通过全局和局部运动补偿，每一先前轮廓与其相应的当前轮廓相匹配的程度，M等于L，其中，如果第三信号具有一逻辑值1的比特位，其对应的先前轮廓完全或部分地与预定搜索范围中的当前轮廓之一重叠，而如果相反，其对应的先前轮廓不与预定搜索范围内任一当前轮廓重叠。

7、按照权利要求6的方法，其中第四信号包含有二不同的位流：

如果第一信号具有逻辑值1，它由N比特位表示，N等于CPM，CPM为除对应于GPM的先前轮廓外的通过全局和局部运动补偿而完全或部分地与当前轮廓之一重叠的先前轮廓的数量；及

如果第一信号具有逻辑值0，它具有N比特，N等于CPM+GPM，各比特说明通过全局和局部运动补偿而完全或部分地与它们对应的当前轮廓重叠的先前轮廓，其中，如果第四信号具有一逻辑值1的比特，其对应的先前轮廓与预定搜索范围内的当前轮廓之一完全重叠。

8、按照权利要求7的方法，其中在步骤(i)中，当前帧的误差和局部运动矢量的序列遵循被指定到每一先前轮廓的索引数据的序列。

9、按照权利要求8的方法，其中如果有不与预定搜索范围中任一先前轮廓重叠的当前轮廓，所述当前轮廓即被作帧内编码而其轮廓编码信息仅具有由帧内编码得到的误差。

10、按照权利要求9的方法，其中在误差序列中，不与任一先前轮廓重叠的当前轮廓的误差在重叠当前轮廓的误差输出之后，按当前帧中的当前轮廓的处理次序而被顺序地输出。

11、一种根据先前帧对当前帧中目标的轮廓进行编码的设备，其中当前帧和先前帧各包含一或多个目标，每一个目标均具有一轮廓，所述设备包括：

用于产生一代表在当前和先前帧间生成最大数量重叠目标象素的当前与先前帧之间的位移的全局运动矢量的装置；

用于检测先前帧中作为先前轮廓的目标轮廓，提供代表先前轮廓数量的轮廓数，并按照一预定的处理次序指定索引数据给每一先前轮廓的装置；

选择当前帧中的轮廓之一作为当前轮廓的装置；

用于为当前帧中每一当前轮廓确定先前轮廓中的一最佳轮廓并设定当前轮廓与此最佳轮廓间的位移作为局部运动矢量的装置，此最佳轮廓为先前轮廓中最类似于此当前轮廓的一轮廓；

用于通过根据全局和局部运动矢量使最佳轮廓移位来为所述每一当前轮廓产生预测轮廓的装置；

用于为所述每一当前轮廓检测一表示预测轮廓和当前轮廓间的差异的误差的装置；

其特征在于，进一步包括：

用于根据对应于所述每一当前轮廓的轮廓数和轮廓编码信息生成表明每一先前轮廓与对应的当前轮廓的匹配程度的标志信号的装置，其中轮廓编码信息含有最佳轮廓的索引数据、误差和局部运动矢量，其中该标志信号产生装置包括有：

用于通过将匹配程度GM中的先前轮廓数与一预定阈值进行比较来提供第一信号的装置；

用于按照第一信号生成含有L比特位的第二信号的装置，其中当对应的先前轮廓属于匹配程度GM时各比特位具有逻辑值1，L为轮廓数；

用于按照第一信号提供具有M比特位的第三信号的装置，其中，各比特表明其对应的先前轮廓属于哪一匹配程度，M为正整数；

用于按照第一信号产生含有N比特位的第四信号的装置，其中N为正整数，各比特位说明其对应的先前轮廓属于匹配程度LM还是PM；

用于根据对应于所述每一当前轮廓的轮廓编码信息设置当前帧的误差和局部运动矢量的序列的装置；及

用于对全局运动矢量、误差和局部运动矢量的序列、和标志信号进行编码来输出当前帧的编码的轮廓数据的装置。

12、按照权利要求11中所述设备，其中标志信号生成装置包括有：

用于为每一当前轮廓提供表明误差是否具有零值的第一状态信号和表示是否存在局部运动矢量、且在存在局部运动矢量时进一步表示局部运动矢量是否为零值的第二状态信号的装置；和

用于为所述每一当前轮廓，根据轮廓数、索引数据、第一和第二状态信号确定每一先前轮廓与对应的当前轮廓相匹配的程度来产生标志信号的装置。

13、按照权利要求12中所述设备，其中每一先前轮廓与对应的当前轮廓的匹配程度被确定为：匹配程度误差局部运动矢量索引数据 GM ZERO ZERO Y LM ZERO Y Y PM Y ZERO Y Y Y Y NM Y N N

其中：“Y”表示其对应值为非零值；“N”表示其对应值无值；及“ZERO”表示其对应值有一零值；匹配程度GM表示一对应的当前轮廓通过全局运动补偿与一预定搜索范围内的先前轮廓之一完全重叠；匹配程度LM说明一对应的当前轮廓通过全局和局部运动补偿与预定搜索范围内的先前轮廓之一完全重叠；匹配程度PM指明一对应的当前轮廓通过全局和局部运动补偿与预定搜索范围内的先前轮廓之一部分重叠；及匹配程度NM说明一对应的当前轮廓不与预定搜索范围内先前轮廓的任一个重叠，其中，误差和局部运动矢量的状态由第一和第二状态信号表示。

14、按照权利要求11-13中任一个所述设备，其中第一信号具有逻辑值：

1如果L＜4×GPM

0如果L≥4×GPM

其中，GPM是属于匹配程度GM的先前轮廓的数量。

15、按照权利要求14中所述设备，其中如果第一信号具有逻辑值1，即生成第二信号，如果不这样，则不生成第二信号。

16、按照权利要求15中所述设备，其中第三信号包含二不同的位流：

如果第一信号为逻辑值1，它由M比特位表示，M等于L-GPM，其中各比特位说明除属于匹配程度GM的先前轮廓外的每一个其余的先前轮廓；及

如果第一信号具有逻辑值0，它含有M比特位以定义通过全局和局部运动补偿，每一先前轮廓与其对应的当前轮廓相匹配的程度，M等于L，其中，如果第三信号具有一逻辑值1的比特位，其对应的先前轮廓属于匹配程度GM、LM或PM，否则其对应的先前轮廓属于匹配程度NM。

17、按照权利要求16中所述设备，其中第四信号包括有二不同的位流；

如果第一具有逻辑值1，它由N比特位表示，N等于CPM，CPM为属于匹配程度LM或PM的先前轮廓的数量而当其对应的先前轮廓属于匹配程度LM时各比特具有逻辑值；及

如果第一信号具有逻辑值0，它具有N比特位，N等于CPM+GPM，当其对应的先前轮廓属于匹配程度GM或LM时各比特具有逻辑值1。

18、按照权利要求17中所述设备，其中当前帧的误差和局部运动矢量的序列遵循被指定给每一先前轮廓的索引数据的序列。

19、按照权利要求18中所述设备，其中如果有属于匹配程度NM的当前轮廓，所述当前轮廓被进行内部编码而其轮廓编码信息仅具有通过内部编码得到的误差。

20、按照权利要求19中所述设备，其中在误差序列中，属于匹配程度NM的当前轮廓的误差在属于其他匹配程度的当前轮廓的误差被输出后，被按照当前帧中的当前轮廓的处理次序顺序地输出。