CN1166208C - 代码转换方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于将先前利用第一量化标度Q1量化的输入编码信号转换为利用第二量化标度Q2量化的输出编码信号的代码转换方法和设备。该代码转换设备包括可变长度译码器、量化步骤修改级和可变长度编码器，所述的修改级本身包括：(i)选择两个并行再量化设备之一的装置；(ii)包括预测的第一再量化设备，当编码类型对应于用作参考的图像时，选择第一再量化设备；(iii)不包括预测的第二再量化设备，当所述的编码类型不对应于参考图像时，选择第二再量化设备。

Description

代码转换方法和设备
技术领域
本发明涉及将对应于连续图像并且先前利用第一量化步长Q1量化的输入编码信号代码转换为利用第二量化步长Q2量化的输出编码信号的方法，其中这些连续图像之中的一些图像被用作参考(reference)。
背景技术
原先设计为用于以最好的成本-效率方式广播数字视频的数字视频压缩技术(比如MPEG-2)现在扩展到了演播室和用户产品中，因为它们允许降低传输和存储费用。结果，使非压缩的视频链路逐渐被压缩的视频链路代替。在图1中示出了这种演变：
在所述图的上部，由编码器COD处理非压缩的视频位流UVB，由具有位速率约束X位/秒的传输信道或记录媒体CM接收它的输出编码位流，然后由译码器DECOD译码，以便重构并显示与原始图像对应的图像；
在下部，在编码器COD中对原始位流UVB进行编码，产生Z位/秒(Z＞X)的位速率，将如此压缩的位流发送到变码器TRANS，也是由传输信道或记录媒体CM接收Y位/秒上的其输出编码位流，并随后进行译码。
然而，对于相继的编码操作MPEG视频系统不是最佳化的：对于同一图像质量，非压缩视频的直接编码比压缩视频的代码转换需要较低的位数。而且，使用译码器和编码器构成的直接代码转换方案由于其编码器部分而非常昂贵。
在1999年11月17日提交的欧洲专利申请No.99402854.6(PHF99608)中提出了一种非基于级联译码器和编码器的位速率变码器。这种基于离散余弦变换(DCT)数据的再量化(re-quantization)的系统非常简单，但只对于为参考图像的帧内编码图像是合适的。图像间的再量化未考虑对参考图像进行的再量化。因为随后可将预测图像本身用作参考图像，故误差可总计到使得在与代码转换流对应的最后译码视频序列中的漂移开始变得显著的范围。由于变码器引起的位速率改变增加，所述漂移将越来越多地损害该变码器的性能。
发明内容
因此，本发明的目的是提供新类型的具有减少的位速率损失的变码器。
为此，本发明涉及将对应于连续图像并且先前利用第一量化步长Q1量化的输入编码信号代码转换为利用第二量化步长Q2量化的输出编码信号的方法，其中所述连续图像之中的一些图像被用作参考，所述方法至少包括以下步骤：
a)对输入编码信号进行译码，得到输入译码信号；
b)修改所述译码信号的量化步长；
c)对修改的译码信号进行编码，以获得输出编码信号；
其中所述的修改步骤包括以下子步骤：
(i)在所述的译码与编码操作之间，根据所述输入译码信号的图像编码类型，选择两个并行再量化分支之一；
(ii)当所述的编码类型对应于用作要进行代码转换的未来图像的参考的图像时，利用相继的子操作再量化所述输入译码信号，这些相继的子操作包括：相对第一量化步长Q1的逆量化；预测；和利用第二量化步长Q2的再量化；
(iii)当所述的编码类型不对应于参考图像时，利用滤波子操作再量化所述输入译码信号，所述滤波子操作的传递函数为((Q1/Q2)+ε)，其中ε是校正因子。
本发明的另一个目的是提供相应的代码转换设备，用于将对应于连续图像并且先前利用第一量化步长Q1量化的输入编码信号转换为利用第二量化步长Q2量化的输出编码信号，其中所述连续图像之中的一些图像被用作参考，所述代码转换设备至少包括串联的：
可变长度译码器，用于接收输入编码信号并提供输入译码信号；
量化步长修改级；
可变长度编码器，用于接收修改的译码信号并提供输出编码信号；
其中所述的修改级包括：
(i)选择装置，用于根据所述输入译码信号的图像编码类型来选择两个并行再量化设备之一；
(ii)第一再量化设备，用于利用相继的子操作再量化所述的输入译码信号，这些相继的子操作包括：相对第一量化步长Q1的逆量化；预测；和利用第二量化步长Q2的再量化，当所述的编码类型对应于用作要进行代码转换的未来图像的参考的图像时，选择第一再量化设备；
(iii)第二再量化设备，用于利用滤波子操作再量化所述的输入译码信号，所述滤波子操作的传递函数为((Q1/Q2)+ε)，其中ε为校正因子，当所述的编码类型不对应于参考图像时，选择第二再量化设备。
附图说明
现在将结合附图、通过举例来描述本发明，其中：
图1表示MPBG视频系统朝向代码转换的演变；
图2表示根据本发明的变码器的实施方案；
图3表示在图2的变码器中所用的预测电路的示例。
具体实施方式
在图2中示出了根据本发明的变码器的示例。在接收输入编码位流ICB的可变长度译码器21与传送输出编码位流OCB的可变长度编码器29之间，它包括含有两个并行分支的再量化级200。
第一分支包括下面的串联元件：第一逆量化电路211；预测级212；和量化电路213，在电路213的输出与级212的第二输入之间设有第二逆量化电路214。如作为例子在文件EP 0690392(PHF 94001)中所描述的，在图3中给出的所述级212的一个实施方案包括在逆量化电路211的输出与量化电路213的输入之间的减法器36、在减法器36和逆量化电路214的输出端上并且在减法器31的输出与减法器36的负输入之间串联的减法器31、逆离散余弦变换(IDCT)电路32、图像存储器33(MEM)、运动补偿电路34(COMP)和DCT电路35。
第二分支包括再量化电路220，在所述的实施例中，即为滤波电路，其传递函数为((Q1/Q2)+ε)，其中Q1是电路211的量化步长，Q2是电路213的量化步长，ε是校正因数。这个再量化电路将输入与输出值之间的均方误差最佳化。在所述第一和第二分支的每一端上设有两个开关22和28，其中第一个在译码器21的输出上，而第二个在编码器29的输入上。利用图像编码类型PCT控制所述开关。
因此，在根据本发明的变码器中实行的再量化过程是混合的。由第二分支再量化未用作要进行代码转换的未来图像参考的图像(诸如MEPG-2标准中的图像B)。由第一分支再量化用作未来图像参考的图像(诸如根据MPEG-2标准的I和P图像)。
因为每个分支的输入译码信号是输入量化DCT系数IQC(i，j)(对于8×8像素的图像块，i＝1-8，j＝1-8)，在第二分支的输出上的信号是输出量化DCT系数OQC(i，j)，由下式给出：
OQC(i，j)＝IQC(i，j)×((Q1/Q2)+ε)    (1)其中如果IQC(i，)为负，则ε＝+1，或如果IQC(i，j)为正或等于0，则ε＝0。
在不偏离本发明的范围的条件下可对所描述的方案进行替换。例如，因为预测级212(PRED)不必双向处理预测图像(称为B图像)，而只需处理需要单一参考图像的P图像，能够将存储器33减少为延迟电路，该延迟与单个图像对应，而且在运动补偿电路34中，只需实施单向运动补偿。
在变码器的再编码部分中，通常由于量化步长修改步骤而引起漂移。基于从所述漂移中推导出的误差信号利用同时的运动补偿和场/帧转换也能够实施预测级212，并且所述的同时操作适用于所述误差信号和预测信号(所述预测信号被从译码信号中减去，以获得要再量化和再编码的补偿信号)的隔行或非隔行的传输形式。
本领域的普通技术人员还应理解，可利用硬件、软件或二者的组合来实施该代码转换方法，并且随后由于与存储适当指令组的计算机可读介质相关的计算机、处理器或微处理器而通过实行计算机可执行处理步骤来实现。

Claims (2)

1.一种将对应于连续图像并且先前利用第一量化步长Q1量化的输入编码信号代码转换为利用第二量化步长Q2量化的输出编码信号的方法，其中所述连续图像之中的一些图像被用作参考，所述方法至少包括以下步骤：
a)对输入编码信号进行译码，得到输入译码信号；
b)修改所述译码信号的量化步长；
c)对修改的译码信号进行编码，以获得输出编码信号；
其中所述的修改步骤包括以下子步骤：
(i)在所述的译码与编码操作之间，根据所述输入译码信号的图像编码类型，选择两个并行再量化分支之一；
(ii)当所述的编码类型对应于用作要进行代码转换的未来图像的参考的图像时，利用相继的子操作再量化所述输入译码信号，这些相继的子操作包括：相对第一量化步长Q1的逆量化；预测；和利用第二量化步长Q2的再量化；
(iii)当所述的编码类型不对应于参考图像时，利用滤波子操作再量化所述输入译码信号，所述滤波子操作的传递函数为((Q1/Q2)+ε)，其中ε是校正因子。
2.一种代码转换设备，用于将对应于连续图像并且先前利用第一量化步长Q1量化的输入编码信号转换为利用第二量化步长Q2量化的输出编码信号，其中所述连续图像之中的一些图像被用作参考，所述代码转换设备至少包括串联的：
可变长度译码器，用于接收输入编码信号并提供输入译码信号；
量化步长修改级；
可变长度编码器，用于接收修改的译码信号并提供输出编码信号；
其中所述的修改级包括：
(i)选择装置，用于根据所述输入译码信号的图像编码类型来选择两个并行再量化设备之一；
(ii)第一再量化设备，用于利用相继的子操作再量化所述的输入译码信号，这些相继的子操作包括：相对第一量化步长Q1的逆量化；预测；和利用第二量化步长Q2的再量化，当所述的编码类型对应于用作要进行代码转换的未来图像的参考的图像时，选择第一再量化设备；
(iii)第二再量化设备，用于利用滤波子操作再量化所述的输入译码信号，所述滤波子操作的传递函数为((Q1/Q2)+ε)，其中ε为校正因子，当所述的编码类型不对应于参考图像时，选择第二再量化设备。
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