DE10253383A1 - Verfahren und Einrichtung zum Kodieren sich bewegender Bilder mit fester Rechenkomplexität - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zum Kodieren sich bewegender Bilder mit fester Rechenkomplexität

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Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Einrichtung zum Kodieren eines sich bewegenden Bildes vorgeschlagen, welche die Rechenkomplexität ständig aufrechterhalten können. Das Verfahren umfaßt (a) die Berechnung der Rechenkomplexität in Bezug auf die Bewegungsberechnung (ME) von Videodaten, und die Berechnung einer Differenz zwischen der berechneten ME-Rechenkomplexität und einer Soll-Rechenkomplexität; (b) Aktualisieren einer Soll-Komplexität bezüglich einer diskreten Kosinustransformation (DCT) auf Grundlage der Differenz bezüglich der ME-Rechenkomplexität, die in (a) berechnet wurde; (c) Einstellung eines Schwellenwertes, um zu bestimmen, ob die Durchführung eines DCT-Prozesses bei den Videodaten übersprungen werden soll, auf Grundlage der Soll-DCT-Rechenkomplexität, die in (b) aktualisiert wurde; und (d) das Überspringen der Durchführung eines DCT-Prozesses oder die Durchführung eines DCT-Prozesses bei Videodaten, entsprechend dem in (c) eingestellten Schwellenwert.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Videokodiersystem, und insbesondere ein Verfahren und eine Einrichtung zum Kodieren sich bewegender Bilder unter Verwendung fester Rechenkomplexität unabhängig von den Eigenschaften des sich bewegenden Bildes.
  • Herkömmlich wird ein sich bewegendes Bild mittels Hardware kodiert. Die Verbesserungen der Leistungen zentraler Verarbeitungseinheiten (CPUs) von Personalcomputern (PC) und die Entwicklung eines Hochleistungs-Medienprozessors ermöglichen es allerdings, ein sich bewegendes Bild mittels Software zu kodieren. Daher ist ein Kodierverfahren zur wirksamen Verringerung des Rechenaufwands erforderlich, um ein sich bewegendes Bild in Echtzeit zu komprimieren und wieder herzustellen. Wenn beispielsweise die Bewegung eines sich bewegenden Bildes mit einem Videokodierer entsprechend dem H.263-Standard unter Verwendung einer Suche mit n Stufen berechnet wird, benötigte in Modul mit diskreter Kosinustransformation (DCT) und inverser DCT dreißig Prozent (30%) der Verarbeitungszeit in dem Videokodierer. Zur Verringerung einer derartigen Rechenkomplexität verwendet ein herkömmlicher Videokodierer ein DCT-Sprungverfahren.
  • Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Videokodiersystems. Zuerst werden eingegebene Videodaten in Einheiten von Gruppen von Bildern (GOP) unterteilt. Eine Einheit 120 für diskrete Kosinustransformation (DCT) führt einen DCT-Prozess bei den Videodaten auf Grundlage von 8 × 8 Blöcken durch, um eine räumliche Redundanz in den Videodaten zu erhalten. Ein Quantisierer (Q) 130 quantisiert die Videodaten, bei denen der DCT-Prozess von der DCT-Einheit 120 durchgeführt wird. Ein inverser Quantisierer (IQ) 150 führt eine inverse Quantisierung der Videodaten durch, die von dem Q 130 quantisiert wurden. Eine Einheit 160 für inverse DCT (IDCT) führt einen IDCT-Prozess bei den Videodaten durch, bei denen eine inverse Quantisierung durch den IQ 150 erfolgt. Eine Rahmenspeichereinheit (FM-Einheit) 170 speichert die Videodaten, bei denen eine IDCT-Verarbeitung durch die IDCT-Einheit 160 erfolgt, in Rahmeneinheiten. Eine Bewegungsberechnungseinheit (ME-Einheit) 180 berechnet einen Bewegungsvektor (MV) und die Summe absoluter Differenzen (SAD) eines sich bewegenden Bildes pro Makroblock, unter Verwendung von Videodaten eines momentanen Rahmens und von Videodaten eines vorherigen Rahmens, die in der FM-Einheit 170 gespeichert sind. Eine Einheit 140 für Kodierung mit variabler Länge (VLC) entfernt statistische Redundanz in den Videodaten, die entsprechend dem MV quantisiert wurden, der von der ME-Einheit 180 berechnet wurde.
  • Eine DCT-Sprungeinheit 110 vergleicht die SAD pro Block, die von der ME-Einheit 180 berechnet wird, oder einen Quantisierungsparameter (QP), der von dem Q 130 erzeugt wird, mit einem Schwellenwert T, und schickt an die DCT-Einheit 120 das Ergebnis des Vergleiches als Sprunginformation auf Grundlage von 8 × 8 Blöcken. Genauer gesagt schränkt die DCT-Sprungeinheit 110 die Videodaten ein, die nicht kodiert werden sollen, wenn das Verhältnis SAD/QP kleiner ist als der Schwellenwert T, was bedeutet, dass das Blockende (EOB) annähernd gleich Null ist, und läßt die DCT-Einheit 120 eine DCT bei den Videodaten durchführen, wenn das Verhältnis SAD/QP größer ist als der Schwellenwert T. Falls jedoch der Schwellenwert T ein fester Wert innerhalb einer Videosequenz ist, wird die Komplexität bei der DCT-Berechnung pro Makroblock oder Rahmen unterschiedlich. Insbesondere wenn ein Software-Videokodierer von einem PC oder einem Medienprozessor ausgeführt wird, ist eine Echtzeitkodierung unmöglich, infolge von Grenzen bezüglich der Rechenkomplexität der PC oder des Medienprozessors, wenn sich die DCT-Rechenkomplexität entsprechend einem Makroblock oder einem Rahmen ändert.
  • Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Lösung des voranstehenden Problems und in der Bereitstellung eines Kodierverfahrens für ein sich bewegendes Bild, das die Rechenkomplexität eines Videokodierers festhalten kann, durch Einsatz einer Änderung der Rechenkomplexität in einem Bewegungsberechner bei einem Modul für diskrete Kosinustransformation (DCT).
  • Um einen Aspekt in Bezug auf den voranstehend geschilderten Vorteil zu erzielen wird ein Verfahren zum Kodieren eines sich bewegenden Bildes zur Verfügung gestellt, welches umfaßt: (a) Berechnung einer Rechenkomplexität der Bewegungsberechnung (ME) von Videodaten, und Berechnung einer Differenz zwischen der berechneten ME-Rechenkomplexität und einer Soll-Rechenkomplexität; (b) Aktualisieren einer Soll-Komplexität für die diskrete Kosinustransformation (DCT) auf Grundlage der Differenz der ME-Rechenkomplexität, die in (a) berechnet wurde; (c) Einstellung eines Schwellenwertes, um bestimmen, ob die Durchführung eines DCT-Prozesses bei den Videodaten übersprungen werden soll, auf Grundlage der Soll- DCT-Rechenkomplexität, die in (b) aktualisiert wurde; und (d) Überspringen der Durchführung eines DCT-Prozesses, oder Durchführung eines DCT-Prozesses bei Videodaten, entsprechend dem in (c) eingestellten Schwellenwert.
  • Um einen anderen Aspekt in Bezug auf den voranstehend geschilderten Vorteil zu erreichen wird eine Einrichtung zum Kodieren eines sich bewegenden Bildes zur Verfügung gestellt, welche aufweist: eine Einheit für diskrete Kosinustransformation (DCT) zur Durchführung eines DCT- Prozesses bei eingegebenen Videodaten blockweise; einen Quantisierer zum Quantisieren der Videodaten, bei denen ein DCT-Prozess von der DCT-Einheit durchgeführt wird; eine Bewegungsberechnungseinheit (ME-Einheit) zur Berechnung eines Bewegungsvektors und einer SAD pro Makroblock, unter Verwendung eingegebener Videodaten und Videodaten eines vorherigen Rahmens; einen DCT-Rechenkomplexitätsberechner zur Berechnung der Rechenkomplexität der ME-Einheit, zur Berechnung einer Differenz zwischen der ME-Rechenkomplexität und einer Soll-Rechenkomplexität, und zum Aktualisieren einer Soll-DCT-Rechenkomplexität, auf Grundlage einer Differenz bei der berechneten ME-Rechenkomplexität; und eine DCT-Sprungeinheit zur Einstellung eines Schwellenwertes, um zu bestimmen, ob die Durchführung eines DCT-Prozesses bei den Videodaten übersprungen werden soll, auf Grundlage der Soll-DCT-Rechenkomplexität, die von dem DCT-Rechenkomplexitätsberechner aktualisiert wird, zum Vergleichen der SAD pro Block, die von der ME-Einheit erzeugt wird, und eines Quantisierungsparameters, der von dem Quantisierer erzeugt wird, mit dem Schwellenwert, und zur Bestimmung, ob der DCT-Einheit gestattet wird, einen DCT-Prozess bei den Videodaten durchzuführen.
  • Die voranstehenden Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen noch deutlicher. Es zeigt:
  • Fig. 1 ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Videokodiersystems, bei dem ein Sprungverfahren für diskrete Kosinustransformation (DCT) eingesetzt wird;
  • Fig. 2 ein Blockdiagramm des Aufbaus eines Videokodierers gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 3 ein Blockdiagramm des Aufbaus eines DCT- Rechenkomplexitätsberechners von Fig. 2;
  • Fig. 4 ein Blockdiagramm des Aufbaus einer DCT- Sprungeinheit von Fig. 2; und
  • Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zum Kodieren eines sich bewegenden Bildes gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 2 ist ein Blockdiagramm des Aufbaus eines Videokodierers gemäß der vorliegenden Erfindung. In Fig. 2 umfassen eingegebene Videodaten Rahmen in Einheiten von Blöcken.
  • Eine Einheit 220 für diskrete Kosinustransformation (DCT) führt einen DCT-Prozess bei eingegebenen Videodaten in Einheiten von 8 × 8 Blöcken durch, oder verarbeitet die eingegebenen Videodaten, die nicht kodiert werden sollen, in Reaktion auf ein DCT-Sprungsteuersignal, das von einer DCT-Sprungeinheit 290 erzeugt wird. Ein Quantisierer (Q) 230quantisiert die Videodaten, bei denen ein DCT-Prozess von der DCT-Einheit 220 durchgeführt wird. Eine Einheit 240 für Kodierung mit variabler Länge (VLC) entfernt statistische Redundanz in den quantisierten Videodaten. Ein inverser Quantisierer (IQ) 250 führt eine inverse Quantisierung der Videodaten durch, die von dem Q 230 quantisiert wurden. Eine Einheit 260 für inverse DCT (IDCT) führt einen IDCT-Prozess bei den Videodaten durch, bei denen eine inverse Quantisierung durch den IQ 250 erfolgte. Eine Rahmenspeichereinheit (FM-Einheit) 270 speichert die Videodaten, bei denen ein IDCT-Prozess von der IDCT-Einheit 260 durchgeführt wird, in Einheiten von Rahmen. Ein Bewegungsberechner (ME) 280 berechnet einen Bewegungsvektor (MV) und die Summe der absoluten Differenz (SAD) pro Makroblock, unter Verwendung von Videodaten eines momentanen Rahmens und von Videodaten eines vorherigen Rahmens, die in der FM-Einheit 270 gespeichert sind.
  • Ein DCT-Rechenkomplexitätsberechner 284 berechnet die gesamte Bewegungsberechnungs-Rechenkomplexität des vorherigen Rahmens, der von der ME-Einheit 280 verwendet wird, um eine Differenz zwischen der gesamten Bewegungsberechnungs- Rechenkomplexität und einer Soll-Rechenkomplexität zu berechnen, und aktualisiert die Soll-DCT-Rechenkomplexität auf Grundlage der Differenz.
  • Die DCT-Sprungeinheit 290 stellt einen Schwellenwert Ton+1 entsprechend der aktualisierten Soll-DCT-Rechenkomplexität ein, um die Durchführung eines DCT-Prozesses bei dem momentanen Rahmen zu überspringen. Dann vergleicht die DCT-Sprungeinheit 290 die SAD pro Block, die von der ME-Einheit 280 berechnet wurde, und einen Quantisierungsparameter (QP), der von dem Q 230 berechnet wurde, mit dem eingestellten Schwellenwert Ton+1, und sendet an die DCT-Einheit 220 das Vergleichsergebnis als DCT- Sprunginformation.
  • Fig. 3 ist ein Blockdiagramm des Aufbaus des DCT- Rechenkomplexitätsberechners 284 von Fig. 2. In Fig. 3 führt ein Rechenkomplexitätsberechner 310 für die Bewegungsberechnung (ME) eine Mittelung oder Addition der Anzahlen an Suchpunkten pro Makroblock durch, die von der ME-Einheit 280 eingegeben werden, um die gesamte ME-Rechenkomplexität S(n) eines momentanen Rahmens zu berechnen.
  • Ein Soll-DCT-Rechenkomplexitätsberechner 320 vergleicht die gesamte ME-Rechenkomplexität S(n) mit einer Soll-ME-Rechenkomplexität St, berechnet eine Differenz zwischen diesen, und addiert die Differenz zu einer Soll-DCT-Rechenkomplexität Ct. Im Ergebnis wird die Soll-DCT-Rechenkomplexität Ct geändert, um eine aktualisierte DCT-Rechenkomplexität C't zu erhalten.
  • Fig. 4 ist ein Blockdiagramm des Aufbaus der DCT-Sprungeinheit 290 von Fig. 2. In Fig. 4 berechnet ein Schwellenwertberechner 410 den Schwellenwert Ton+1 eines momentanen Rahmens, auf Grundlage der aktualisierten Soll-DCT-Rechenkomplexität C't, in welcher sich die Differenz bezüglich der ME-Rechenkomplexität widerspiegelt.
  • Eine DCT-Sprungentscheidungseinheit 420 vergleicht die Summe der absoluten Differenz (SAD) pro Block und einen Quantisierungsparameter (QP), die von der ME-Einheit 280 bzw. dem Q 230 berechnet werden, mit dem Schwellenwert Ton+1 eines momentanen Rahmens, und bestimmt, ob die DCT-Einheit 220 von Fig. 2 die Durchführung eines DCT-Prozesses bei dem momentanen Rahmen überspringt, auf Grundlage des Vergleichsergebnisses. Im einzelnen legt die DCT-Sprungentscheidungseinheit 420 fest, dass es sich beim momentanen Rahmen um "nicht-kodierte" Daten handelt, wenn SAD/QP kleiner ist als der Schwellenwert Ton+1, was bedeutet, dass das Blockende (EOB) sich wahrscheinlich an 0 annähert, und läßt die DCT-Einheit 220 einen DCT-Prozess bei dem momentanen Rahmen durchführen, wenn SAD/QP größer ist als der Schwellenwert Ton+1.
  • Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das ein Verfahren zum Kodieren eines sich bewegenden Bildes gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert. In Fig. 5 werden zuerst eine Soll-Bewegungsberechnungs-Rechenkomplexität St und eine Soll-DCT-Rechenkomplexität Ct eingestellt, auf Grundlage der gesamten Rechenkomplexität des Kodierers. So werden beispielsweise bei einem H.263-Videokodierer die Soll-ME-Rechenkomplexität St und die Soll-DCT-Rechenkomplexität Ct eines Suchbereiches jeweils 0,3 eingestellt, unter der Annahme, dass die Rechenkomplexität des gesamten Kodierers gleich 1 ist.
  • Als nächstes werden Suchpunktanzahlen pro Makroblock eines n-ten Rahmens gemittelt, um eine gesamte ME-Rechenkomplexität S(n) im Schritt 510 zu berechnen. In diesem Fall sind übliche Hochgeschwindigkeits-Bewegungsberechnungsverfahren nachteilig in der Hinsicht, dass die Such-Rechenkomplexität pro Makroblock nicht konstant ist. Die üblichen Hochgeschwindigkeits-Bewegungsberechnungsverfahren lassen sich in Verfahren, bei denen die Anzahl an Suchpunkten in Suchbereichen nicht gleich ist, und Verfahren unterteilen, bei denen die pro Blockübereinstimmung erforderliche Berechnung effektiv verringert wird, also schnelle, vollständige Suchverfahren. Die ME-Rechenkomplexität pro Rahmen kann mit einem der voranstehenden Verfahren berechnet werden.
  • Nach dem Schritt 510 wird die ME-Rechenkomplexität S(n) des vorherigen Rahmens von der Soll-ME-Rechenkomplexität St subtrahiert, um eine Differenz zu erhalten, also St-S(n), bei der ME-Rechenkomplexität, im Schritt 520. Anders ausgedrückt wird überprüft, ob die ME-Rechenkomplexität S(n) des vorherigen Rahmens größer oder kleiner ist als die Soll-ME-Rechenkomplexität St, was auf der Tatsache beruht, dass die ME-Rechenkomplexitäten kontinuierlicher Rahmen, beispielsweise eines vorherigen Rahmens und eines momentanen Rahmens, gleich sind.
  • Nach dem Schritt 520 wird die Differenz St-S(n) zur ursprünglichen Soll-DCT-Rechenkomplexität Ct addiert, um eine aktualisierte Soll-DCT-Rechenkomplexität C't im Schritt 530 zu erhalten. Hierbei geben die Soll-ME-Rechenkomplexität St und die ME-Rechenkomplexität S(n) des vorherigen Rahmens die mittlere Anzahl an Suchpunkten pro Makroblock an, und gibt die Soll-DCT-Rechenkomplexität Ct die Gesamtanzahl an eine DCT durchführenden Blöcken pro Makroblock an. Danach wird die Differenz St-S(n) einfach zur ursprünglichen Soll-DCT-Rechenkomplexität Ct addiert, unter der Annahme, dass die Rechenkomplexität, die zur Verarbeitung eines Suchpunktes verbraucht wird, die gleiche ist wie die Rechenkomplexität für 8 × 8-DCT. Anderenfalls, also wenn sich die Rechenkomplexität, die zur Verarbeitung eines Suchpunktes verbraucht wird, von jener der Rechenkomplexität bei 8 × 8-DCT unterscheidet, wird die Differenz St-S(n) mit einem ordnungsgemäßen Gewicht w multipliziert, und zur ursprünglichen Soll-DCT-Rechenkomplexität Ct addiert, wodurch man erhält w{St-S(n)} + Ct.
  • Nach dem Schritt 530 wird der Schwellenwert Ton+1 eines momentanen Rahmens, der dazu verwendet wird, zu bestimmen, ob ein DCT-Prozess bei dem momentanen Rahmen durchgeführt wird, auf Grundlage der aktualisierten Soll-DCT-Rechenkomplexität C't eingestellt, im Schritt 540.
  • Eine Gleichung zur Berechnung des Schwellenwertes Ton+1 des momentanen Rahmens wird aus folgenden Gleichungen erhalten.
  • Die DCT-Komplexität betrifft die Wahrscheinlichkeit, dass eine DCT-Einheit einen DCT-Prozess bei Videodaten durchführt, und die DCT-Rechenkomplexität, und wird mit der Anzahl an eine DCT durchführenden Blöcken bestimmt. Auf Grundlage der Tatsache, dass der Schwellenwert Ton+1 umgekehrt proportional zu einem Schwellenwert und einen Quantisierungskoeffizienten (T.Q) ist, wird die DCT-Komplexität durch folgende Gleichung ausgedrückt:


    wobei To einen Schwellenwert bezeichnet, und Q einen Quantisierungskoeffizienten. Im Falle eines n-ten Rahmens wird die Formel ν = CnQnTon aus Gleichung 1 erhalten.
  • Weiterhin wird ein bevorzugter Schwellenwert für einen (n + 1)-ten Rahmen aus Gleichung 1 folgendermaßen erhalten:


    wobei Ct eine Soll-DCT-Komplexität bezeichnet.
  • Gleichung 2 läßt sich auch folgendermaßen ausdrücken:


  • Gleichung 3 läßt sich auch folgendermaßen ausdrücken:


  • Gleichung 4 läßt sich auch folgendermaßen ausdrücken:


    wobei die Konvergenzgeschwindigkeit des Schwellenwertes Ton+1 von einer Konstanten k abhängt. In Bezug auf Gleichung 5 wird angemerkt, dass der Schwellenwert Ton+1 des momentanen Rahmens mit dem Schwellenwert Ton des vorherigen Rahmens berechnet wird, mit dem Quantisierungskoeffizienten Qn und Qn+1 und mit der DCT-Komplexität Cn des vorherigen Rahmens.
  • Schließlich wird, wenn die Soll-DCT-Komplexität Ct, die in Gleichung 5 vorhanden ist, auf eine Soll-Rechenkomplexität C't aktualisiert wird, also C't = Ct + St-Sn, der Schwellenwert Ton+1 des momentanen Rahmens, der bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, folgendermaßen berechnet:


    wobei Ton den Schwellenwert des vorherigen Rahmens bezeichnet, Qn einen Quantisierungskoeffizienten des vorherigen Rahmens, Qn+1 einen Quantisierungskoeffizienten des momentanen Rahmens, Cn die DCT-Rechenkomplexität des vorherigen Rahmens, k eine Konstante, und C't eine aktualisierte Soll-DCT-Rechenkomplexität.
  • Nach dem Schritt 540 werden die SAD und der Quantisierungsparameter Qn+1 pro Block, die während der Bewegungsberechnung bzw. Quantisierung erzeugt werden, mit dem Schwellenwert Ton+1 des momentanen Rahmens verglichen, im Schritt 550.
  • Ist SAD/Quantisierungsparameter Qn+1 kleiner als der Schwellenwert Ton+1, so wird ein DCT-Prozess bei dem betreffenden Block nicht durchgeführt, und wird für den Block festgelegt, dass er nicht kodiert wird, im Schritt 560. Ist SAD/Quantisierungsparameter Qn+1 größer als der Schwellenwert Ton+1, so wird im Schritt 570 ein DCT-Prozess bei dem Block durchgeführt.
  • Nach dem Schritt 570 wird im Schritt 580 überprüft, ob die Kodierung eingegebener, sich bewegender Bilder endet, und falls dies nicht der Fall ist, werden die voranstehenden Schritte wiederholt, bis die Kodierung endet.
  • Wie voranstehend geschildert wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Differenz bezüglich der Rechenkomplexität der ME-Einheit 280 bei einem DCT-Sprungmodul eingesetzt, wodurch das Ausmaß der Gesamtberechnung nahe an einer Soll-Rechenkomplexität Ct + St gehalten wird.
  • Zwar wurde die vorliegende Erfindung speziell unter Bezugnahme auf bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und beschrieben, jedoch wissen Fachleute auf diesem Gebiet, dass sich verschiedene Änderungen in Bezug auf die Form und Einzelheiten vornehmen lassen, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen, die sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergeben und von den beigefügten Patentansprüchen umfaßt sein sollen.
  • Die vorliegende Erfindung kann als ein Computerlesbarer Code verwirklicht werden, der von einem Computer-lesbaren Medium ausgeführt werden kann. Hierbei kann das Computer-lesbare Medium jede Aufzeichnungseinrichtung sein, welche Daten speichern kann, die von einem Computersystem gelesen werden können, beispielsweise ein Nur-Lese-Speicher (ROM), ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), ein Kompaktdisketten- ROM (CD-ROM), ein Magnetband, eine Floppydisk, ein Flash-Speicher, ein optisches Datenspeichergerät, usw. Weiterhin kann beispielsweise das Computer-lesbare Medium ein Trägersignal sein, das Daten über das Internet überträgt. Das Computer-lesbare Medium kann entfernt in einem Computersystem installiert sein, das an ein Netzwerk angeschlossen ist, und einen Computer-lesbaren Code speichert und ausführt, durch eine verteilte Berechnungsumgebung.
  • Wie voranstehend geschildert ist es gemäß der vorliegenden Erfindung, unter Verwendung eines DCT-Sprungverfahrens, das unter Berücksichtigung der Rechenkomplexität in Bezug auf die Bewegungsberechnung (ME) ausgelegt ist, möglich, konstant die gesamte Kodier-Rechenkomplexität aufrecht zu erhalten, selbst wenn ein Hochgeschwindigkeits-Bewegungsberechnungsverfahren Verwendet wird.
    • FIGURENBESCHRIFTUNG Fig. 1
  • INPUT VIDEO DATA:
  • Eingegebene Videodaten
  • OUTPUT STREAM:
  • Ausgangsstrom
  • 110
  • DCT-Sprungeinheit
  • 170
  • Rahmenspeicher
    • Fig. 2
  • INPUT VIDEO DATA:
  • Eingegebene Videodaten
  • OUTPUT STREAM:
  • Ausgangsstrom
  • 270
  • Rahmenspeicher
  • 284
  • DCT-Rechenkomplexitätsberechner
  • 290
  • DCT-Sprungeinheit
    • Fig. 3
  • NUMBER OF SEARCH POINTS PRO MACRO BLOCK.
  • Anzahl an Suchpunkten pro Makroblock
  • 310
  • ME-Rechenkomplexitätsberechner
  • 320
  • Soll-DCT-Rechenkomplexitätsberechner
    • Fig. 4
  • 410
  • Schwellenwertberechner
  • 420
  • DCT-Sprungentscheidungseinheit
  • DCT SKIPPING CONTROL SIGNAL:
  • DCT-Sprungsteuersignal
    • Fig. 5
  • YES Ja
  • NO Nein
  • 510
  • Berechne ME-Rechenkomplexität S(n) des vorherigen Rahmens
  • 520
  • Subtrahiere S(n) von Soll-Rechenkomplexität St
  • 530
  • Aktualisiere Soll-DCT-Rechenkomplexität
  • 540
  • Stelle Schwellenwert T
  • on+1
  • ein, der zur Bestimmung verwendet wird, ob die Durchführung der DCT bei Videodaten übersprungen wird oder nicht
  • 550
  • THRESHOLD VALUE: Schwellenwert
  • 560
  • Überspringe Durchführung der DCT bei dem Block
  • 570
  • Führe DCT bei dem Block durch
  • 580
  • Endet die Kodierung eingegebener, sich bewegender Bilder?
  • END: Ende

Claims (9)

1. Verfahren zum Kodieren eines beweglichen Bildes mit folgenden Schritten:
a) Berechnung der Rechenkomplexität für Bewegungsberechnung (ME) von Videodaten, und Berechnung einer Differenz zwischen der berechneten ME-Rechenkomplexität und einer Soll- Rechenkomplexität;
b) Aktualisierung einer Soll-Komplexität für die diskrete Kosinustransformation (DCT) auf Grundlage der Differenz bezüglich der ME-Rechenkomplexität, die in (a) berechnet wurde;
c) Einstellung eines Schwellenwertes, um zu bestimmen, ob die Durchführung eines DCT-Prozesses bei den Videodaten übersprungen werden soll, auf Grundlage der Soll-DCT-Rechenkomplexität, die in (b) aktualisiert wurde; und
d) Überspringen der Durchführung eines DCT-Prozesses, oder Durchführung eines DCT-Prozesses bei Videodaten, entsprechend dem in (c) eingestellten Schwellenwert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in (a) die Differenz bezüglich der ME-Rechenkomplexität durch Subtrahieren der ME-Rechenkomplexität eines vorherigen Rahmens von einer Soll-ME-Rechenkomplexität berechnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ME-Rechenkomplexität durch Berechnung der Anzahl an Suchpunkten pro Makroblock erhalten wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in (b) die Soll-DCT-Komplexität durch Addieren der Differenz bezüglich der ME-Rechenkomplexität zur Soll-DCT-Komplexität aktualisiert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in (c) der Schwellenwert des momentanen Rahmens aus folgender Gleichung berechnet wird:


wobei Ton+1 den Schwellenwert des momentanen Rahmens bezeichnet, Ton eines vorherigen Rahmens, Qn und Qn+1 Quantisierungskoeffizienten des vorherigen Rahmens bzw. Quantisierungskoeffizienten des momentanen Rahmens bezeichnen, Cn die DCT-Rechenkomplexität bezeichnet, k eine Konstante bezeichnet, und C't eine aktualisierte Soll-DCT-Rechenkomplexität bezeichnet.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in (d) die Durchführung eines DCT-Prozesses bei den Videodaten übersprungen wird, wenn der Schwellenwert kleiner ist als SAD/Qn+1, und ein DCT-Prozess bei den Videodaten durchgeführt wird, wenn der Schwellenwert größer ist als SAD/Qn+1.
7. Einrichtung zum Kodieren eines sich bewegenden Bildes, welche aufweist:
eine Einheit (220) für diskrete Kosinustransformation (DCT) zur Durchführung eines DCT-Prozesses bei eingegebenen Videodaten blockweise;
ein Quantisierer (230) zum Quantisieren der Videodaten, bei denen ein DCT-Prozess von der DCT-Einheit durchgeführt wird;
eine Bewegungsberechnungseinheit (ME-Einheit) (280) zur Berechnung eines Bewegungsvektors und eines SAD pro Makroblock, unter Verwendung eingegebener Videodaten und Videodaten eines vorherigen Rahmens;
einen DCT-Rechenkomplexitätsberechner (284) zur Berechnung der Rechenkomplexität der ME-Einheit, zur Berechnung einer Differenz zwischen der ME-Rechenkomplexität und einer Soll-Rechenkomplexität, und zum Aktualisieren einer Soll-DCT-Rechenkomplexität auf Grundlage einer Differenz bezüglich der berechneten ME-Rechenkomplexität; und
eine DCT-Sprungeinheit (290) zur Einstellung eines Schwellenwertes, um zu bestimmen, ob die Durchführung eines DCT-Prozesses bei den Videodaten übersprungen werden soll, auf Grundlage der Soll-DCT-Rechenkomplexität, die von dem DCT-Rechenkomplexitätsberechner aktualisiert wird, zum Vergleichen der SAD pro Block, die von der ME-Einheit erzeugt wird, und eines Quantisierungsparameters, der von dem Quantisierer erzeugt wird, mit dem Schwellenwert, und zur Bestimmung, ob der DCT-Einheit zugelassen wird, einen DCT-Prozess bei den Videodaten durchzuführen.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der DCT-Rechenkomplexitätsberechner aufweist:
einen ME-Rechenkomplexitätsberechner (310) zur Messung der Anzahl an Suchpunkten pro Makroblock, der von der ME-Einheit zugeführt wird, und zur Berechnung einer gesamten ME-Rechenkomplexität des vorherigen Rahmens;
einen Soll-DCT-Rechenkomplexitätsberechner (320) zum Vergleichen der gesamten ME-Rechenkomplexität eines momentanen Rahmens, die von dem ME- Rechenkomplexitätsberechner berechnet wird, zur Berechnung einer Differenz bezüglich der ME-Rechenkomplexität, zum Addieren der Differenz zu der Soll-DCT-Rechenkomplexität, und zum Erhalten einer aktualisierten Soll-DCT-Rechenkomplexität.
9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die DCT- Sprungeinheit aufweist:
einen Schwellenwertberechner (410) zur Berechnung des Schwellenwertes des momentanen Rahmens auf Grundlage der aktualisierten Soll-DCT-Rechenkomplexität; und
eine DCT-Sprungentscheidungseinheit (420) zum Vergleichen der SAD pro Block, die von der ME-Einheit erzeugt wird, und des Quantisierungsparameters, der von dem Quantisierer erzeugt wird, mit dem Schwellenwert, der von dem Schwellenwertberechner berechnet wird, und zur Bestimmung, ob die Durchführung eines DCT-Prozesses bei den Videodaten übersprungen wird oder nicht.
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