TW202329687A - 視訊編碼裝置以及相關視訊編碼方法 - Google Patents

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Abstract

視訊編碼裝置包括內容活動分析器電路和視訊編碼器電路。內容活動分析器電路對連續幀進行內容活動分析處理，生成內容活動分析結果。連續幀源自視訊編碼裝置的輸入幀。內容活動分析處理包括：根據連續幀中的第一幀和第二幀導出第一內容活動分析結果，其中第一內容活動分析結果包括處理幀，該處理幀不同於第二幀；以及根據連續幀中包括的第三幀和處理幀，導出第二內容活動分析結果。視訊編碼器電路執行視訊編碼處理以生成視訊編碼裝置的位元流輸出，其中從內容活動分析結果導出的資訊由視訊編碼處理參考。

Description

視訊編碼裝置以及相關視訊編碼方法
本申請要求於2022年1月4日提交的號碼為63/296,172的美國臨時申請的優先權。該申請的內容藉由引用併入本文。
本發明涉及視訊壓縮，以及更具體地，涉及一種視訊編碼裝置及其相關視訊編碼方法，該視訊編碼裝置借助於內容活動分析來執行視訊壓縮（例如，低位元速率視訊壓縮）。
移動電訊的近期目標之一是增加資料傳輸的速度以使得能夠將多媒體服務結合到移動網路。多媒體的關鍵組成部分之一是數位視訊。數位視訊的傳輸包括連續的資料業務量。一般來說，與許多其他類型的媒體相比，數位視訊所需的資料量很大。因此，需要一種用於低位元速率視訊壓縮的創新方法和裝置。
本發明的目的之一在於提供一種借助內容活動分析進行視訊壓縮（例如低位元速率視訊壓縮）的視訊編碼裝置及其相關的視訊編碼方法。
根據本發明的第一方面，一種示例性視訊編碼裝置被公開。示例性視訊編碼裝置包括內容活動分析器電路和視訊編碼器電路。內容活動分析器電路被佈置成對多個連續幀應用內容活動分析處理，以生成多個內容活動分析結果，其中多個連續幀從視訊編碼裝置的多個輸入幀導出，內容活動分析器電路執行的內容活動分析處理包括：根據多個連續幀中包括的第一幀和第二幀，導出包括在多個內容活動分析結果中的第一內容活動分析結果，其中第一內容活動分析結果包括處理幀，該處理幀不同於第二幀；根據包括在多個連續幀中的第三幀和處理幀，導出包括在多個內容活動分析結果中的第二內容活動分析結果。視訊編碼器電路被佈置成執行視訊編碼處理以生成視訊編碼裝置的位元流輸出，其中視訊編碼處理參考從多個內容活動分析結果導出的資訊。
根據本發明的第二方面，一種示例性視訊編碼方法被公開。示例性視訊編碼方法包括：將内容活動分析處理應用於多個連續幀以生成多個內容活動分析結果，以及執行視訊編碼處理以生成位元流輸出。多個連續幀源自多個輸入幀。內容活動分析處理包括：根據多個連續幀中包括的第一幀和第二幀，導出多個內容活動分析結果中包括的第一內容活動分析結果，其中，第一內容活動分析結果包括處理幀，該處理幀不同於第二幀；以及根據包括在多個連續幀中的第三幀和處理幀，導出包括在多個內容活動分析結果中的第二內容活動分析結果。從多個內容活動分析結果中導出的資訊由視訊編碼處理參考。
本領域的技術人員在閱讀了以下各圖和附圖中所示的優選實施例的詳細描述後，本發明的這些和其他目標無疑將變得顯而易見。
特定術語貫穿以下説明書和申請專利範圍來使用，其指代特定組件。本領域的技術人員將會理解，電子設備製造商可以用不同的名稱來指代組件。本文檔無意區分名稱不同但功能相同的組件。在以下描述和申請專利範圍中，術語“包含”和“包括”以開放式方式使用，因此應被解釋為表示“包括但不限於……”。 此外，術語“耦合”旨在表示間接或直接電連接。因此，如果一個設備耦合到另一個設備，則該連接可以是藉由直接電連接，或藉由經由其他設備和連接的間接電連接。
第1圖示出本發明實施例的第一視訊編碼裝置的圖。視訊編碼裝置100包括內容活動分析器電路（標示為“內容活動分析器”）102和視訊編碼器電路（標示為“視訊編碼器”）104。內容活動分析器電路102用於將內容活動分析處理應用於連續幀，生成內容活動分析結果。在本實施例中，內容活動分析器電路102接收到的連續幀為視訊編碼裝置100的輸入幀101，內容活動分析器電路102產生的內容活動分析結果為處理幀103。需要說明的是，根據所提出的內容活動分析處理，對先前輸入幀101生成的先前處理幀103可以被內容活動分析器電路102參考以用於當前輸入幀101的內容活動分析。
第2圖示出根據本發明實施例的內容活動分析處理的圖。 輸入幀101包括連續幀，例如幀F1，F2和F3。內容活動分析器電路102從輸入幀F1和F2導出處理幀F2'。具體地，內容活動分析器電路102對輸入幀F1和F2的像素資料進行內容活動分析，以識別輸入幀F2中的靜態像素資料，其中靜態像素資料表示當前幀（即輸入幀F2）和先前幀（輸入幀F1）之間沒有運動活動。此外，內容活動分析器電路102導出處理的像素資料202，以及藉由使用處理的像素資料202替換在輸入幀F2中識別的靜態像素資料來生成處理幀F2'。例如，處理的像素資料202是 輸入幀F1中的靜態像素資料。又例如，處理的靜態像素資料202藉由將算數運算應用於輸入幀F1和F2中的像素資料而生成。借助於處理幀F2'中的處理的像素資料202，對處理幀F2'進行編碼的複雜度可以被降低，從而產生低位元速率的位元流。
處理幀F2'與輸入幀F2不同，可以代替輸入幀F2進行後續的內容活動分析。與輸入幀F3和F2的像素資料的內容活動分析相比，輸入幀F3和處理幀F2'的像素資料的內容活動分析可以產生更準確的靜態像素資料檢測結果。如第2圖所示，內容活動分析器電路102從輸入幀F3和處理幀F2'導出處理幀F3'。具體地，內容活動分析器電路102對輸入幀F3和處理幀F2'的像素資料進行內容活動分析，以識別輸入幀F3中的靜態像素資料，其中靜態像素資料表示當前幀（即輸入幀F3）和先前幀（即處理幀F2'）之間沒有運動活動。此外，內容活動分析器電路102導出處理的像素資料204，以及藉由使用處理的像素資料204替換在輸入幀F3中識別的靜態像素資料來生成處理幀F3'。例如，處理的像素資料204是處理幀F2'中的靜態像素資料。又例如，處理的靜態像素資料204藉由將算數運算應用於輸入幀F3和處理幀F2'中的像素資料而生成。借助於處理幀F3'中的處理的像素資料204，對處理幀F3’進行編碼的複雜度可以被降低，從而產生低位元速率的位元流。類似地，處理幀F3'與輸入幀F3不同，可以代替輸入幀F3進行後續的內容活動分析。為簡潔起見，此處省略類似的描述。
視訊編碼器電路104被佈置成執行視訊編碼處理以生成視訊編碼裝置100的位元流輸出，其中從內容活動分析結果（例如，處理的幀103）導出的資訊由視訊編碼處理參考。在本實施例中，視訊編碼器電路104對輸入幀F1進行編碼以生成被包含在位元流輸出中第一幀位元流，對處理幀F2'進行編碼以生成包含在位元流輸出中的第二幀位元流，對處理幀F3'進行編碼以生成包含在位元流輸出中的第三幀位元流，等等。應注意，視訊編碼器電路104可由任一合適的編碼器架構來實施。也就是說，本發明對視訊編碼器電路104所採用的編碼器架構沒有限制。
第3圖示出根據本發明實施例的第二視訊編碼裝置的圖。視訊編碼裝置300包括內容活動分析器電路（標記為“內容活動分析器”）302和視訊編碼器電路（標記為“視訊編碼器”）304。與內容活動分析器電路102一樣，內容活動分析器電路302被佈置為將內容活動分析處理應用於連續幀，以生成內容活動分析結果。在本實施例中，內容活動分析器電路302所接收的連續幀為視訊編碼裝置300的輸入幀101。內容活動分析器電路302與102的區別在於內容活動分析器電路302所產生的內容活動分析結果包括處理幀103和活動指示301。由於生成處理幀103的原理在上文中參考第2圖進行了描述，因此為簡潔起見，在此不再贅述。在本發明的一些實施例中，活動指示301可以在處理幀103從輸入幀101的內容活動分析導出之後生成。活動指示301的生成取決於應用於輸入幀101的內容活動分析。換句話說，活動指示301可以是內容活動分析器電路302執行的內容活動分析過程的副產品（byproduct）。例如，活動指示301可以包括多個活動指示圖，每個活動指示圖記錄多個像素塊中的每個像素塊的一個活動指示。
第4圖示出根據本發明實施例的從連續幀（例如，兩個輸入幀，或一個輸入幀和一個處理幀）導出的2模式活動指示的圖。如第4圖，內容活動分析器電路302可以對輸入幀F1和F2中的像素資料執行內容活動分析以生成活動指示圖MAP12，其是2模式活動指示圖，包括靜態像素資料指示402和非靜態像素資料指示404。其中每個靜態像素資料指示402表示輸入幀F1和F2中位於同一位置的塊之間沒有運動活動，非靜態像素資料指示404表示輸入幀F1和F2中位於同一位置的塊之間有運動活動。或者，第1圖所示的輸入幀F1和F2可以用輸入幀（例如F3）和處理幀（例如F2’）代替，使得2模式活動指示圖從輸入幀和處理幀中像素資料的內容活動分析中導出。由於基於塊的視訊編碼處理由視訊編碼器電路304採用，所以從內容活動分析器電路302生成的活動指示301可以是基於塊的活動指示。例如，由第4圖中的一個方塊表示的每個靜態像素資料指示402                                                                                                                                                                                                                                                   可以指示像素塊的靜態活動，以及由第4圖中的一個方塊表示的每個非靜態像素資料指示404可以指示像素塊的運動（非靜態）活動。
第5圖出示根據本發明實施例的從連續幀（例如，兩個輸入幀，或一個輸入幀和一個處理幀）導出的3模式活動指示的圖。如第5圖所示，內容活動分析器電路302可以對輸入幀F1和F2中的像素資料執行內容活動分析以生成活動指示圖MAP12，其是3模式活動指示圖，包括靜態像素資料指示502，非靜態像素資料指示504，以及運動（或靜態）像素資料輪廓指示506，其中靜態像素資料指示502表示輸入幀F1和F2中位於同一位置的塊之間沒有運動活動，非靜態像素資料指示504表示輸入幀F1和F2中位於同一位置的塊之間有運動活動，以及運動（或靜態）像素資料輪廓指示506表示輸入幀F1和F2之間的運動活動的輪廓。應當注意，運動（或靜態）像素資料輪廓指示506可以被視為運動像素資料（非靜態像素資料）和靜態像素資料之間的保護環。因此，術語“運動像素資料輪廓指示”和“靜態像素資料輪廓指示”可以互換。
可選地，第5圖中的輸入幀F1和F2可以用輸入幀（例如F3）和處理後幀（例如F2'）代替，使得3模式活動指示圖從輸入幀和處理後的幀中像素資料的內容活動分析中導出。由於視訊編碼器電路304採用基於塊的視訊編碼處理，所以從內容活動分析器電路302生成的活動指示301可以是基於塊的活動指示。例如，由第5圖中的一個方塊表示的每個靜態像素資料指示502可以指示像素塊的靜態活動，由第5圖中的一個方塊表示的每個非靜態像素資料指示504可以指示像素塊的運動（非靜態）活動，以及由一個方塊表示的每個運動（或靜態）像素資料輪廓指示506可以對應於運動像素資料（非靜態像素資料）和靜態像素資料之間邊界處的像素塊。
視訊編碼器電路304被佈置成執行視訊編碼處理以生成視訊編碼裝置300的位元流輸出，其中從內容活動分析結果（例如，處理幀103和活動指示301）導出的資訊由視訊編碼處理參考。在本實施例中，視訊編碼器電路304對輸入幀F1進行編碼以生成包括在位元流輸出中的第一幀位元流，根據活動指示301（具體地，從輸入幀F2和F1導出的活動指示圖）對處理幀F2'進行編碼，以生成包括在位元流輸出中的第二幀位元流，根據活動指示301（具體地，從輸入幀F3和處理幀F2'導出的活動指示圖）對處理幀F3'進行編碼，以生成包括在位元流輸出中的第三幀位元流，等等。
關於2模式活動指示，其將向視訊編碼器電路304給出兩個不同的指令。例如，多個2模式活動指示圖分別與處理幀103相關聯。即，視訊編碼器304參考2模式活動指示圖，該2模式活動指示圖與將由視訊編碼器304編碼的當前處理幀相關聯，以確定如何對當前處理幀內的每個編解碼單元（編解碼塊）進行編碼。當發現當前處理的待編碼幀中的編解碼單元（編解碼塊）與記錄在2模式活動指示圖中的非靜態像素資料指示404相關聯時，視訊編碼器電路304可以編解碼標準指定的典型方式對該編解碼單元（編解碼塊）。當發現當前處理的待編碼幀中的編解碼單元（編解碼塊）與記錄在2模式活動指示圖中的靜態像素資料指示402相關聯時，視訊編碼器電路304可以強制編解碼單元的已編解碼的運動向量的歸零，或者可以用跳過模式對編解碼單元進行編碼。然而，這些僅是為了說明的目的，並不意味著對本發明的限制。
關於3模式活動指示，其將向視訊編碼器電路304給出三種不同的指令。例如，多個3模式活動指示圖分別與處理幀103相關聯。也就是說，視訊編碼器304參考3模式活動指示圖以確定如何對當前處理幀內的每個編解碼單元（編解碼塊）進行編碼，該3模式活動指示圖與將由視訊編碼器304編碼的當前處理幀相關聯。當發現待編碼的當前處理幀中的編解碼單元（編碼塊）與記錄在3模式活動指示圖中的非靜態像素資料指示504相關聯時，視訊編碼器電路304可以編解碼標準指定的典型方式對該編解碼單元（編解碼塊）進行編碼。當發現當前處理的待編碼幀中的編解碼單（編解碼塊）與記錄在3模式活動指示圖中的靜態像素資料指示502相關聯時，視訊編碼器電路304可以跳過模式對該編解碼單元進行編碼。當發現待編碼的當前處理幀中的編解碼單元（編解碼塊）與運動（或靜態）像素資料輪廓指示506的相關聯時，視訊編碼器電路304可以強制編解碼單元的已編解碼的運動向量為零，或者可以對沒有殘差資訊的編解碼單元進行編碼，或者可以用跳過模式對編解碼單元進行編碼。然而，這些僅是為了說明的目的，並不意味著對本發明的限制。
與以編解碼標準規定的典型方式對處理幀的每個編解碼單元（編解碼塊）進行編碼的視訊編碼器電路104相比，視訊編碼器電路304參考活動指示301對處理幀的每個編解碼單元（編解碼塊）進行編碼，可以使解碼端的重構幀（解碼幀）具有更好的圖像品質。應注意，視訊編碼器電路304可由任一合適的編碼器架構來實施。也就是說，本發明對視訊編碼器電路304所採用的編碼器架構沒有限制。
第6圖示出根據本發明實施例的第三視訊編碼裝置的圖。 視訊編碼裝置600包括視訊編碼器電路（標示為“視訊編碼器”）604和前述內容活動分析器電路（標示為“內容活動分析器”）302。視訊編碼器電路604用於執行視訊編碼處理以生成視訊編碼裝置600的位元流輸出，其中從內容活動分析結果導出的資訊（例如活動指示301）被視訊編碼處理參考。應當注意，由內容活動分析器電路302生成的處理幀103僅用於內容活動分析，以及不被視訊編碼器電路604編碼成輸出位元流。
在該實施例中，輸入幀101借助於活動指示301被編碼。例如，活動指示301可以包括分別與除第一輸入幀F1之外的所有輸入幀101相關聯的多個活動指示圖。在2模式活動指示被採用的情況下，2模式活動指示將向視訊編碼器電路604給出兩個不同的指令。在3模式活動指示被採用的另一種情況下，3模式活動指示將向視訊編碼器電路604給出三個不同的指令。當發現當前待編碼輸入幀中的編解碼單元（編解碼塊）與記錄在2模式活動指示映射（或3模式活動指示）中的一個活動指示相關聯時 映射），視訊編碼器電路604可以按照活動指示所指示的方式對編解碼單元（編碼塊）進行編碼。因此，視訊編碼器電路604對輸入幀F1進行編碼以生成包括在位元流輸出中的第一幀位元流，根據活動指示301（具體地，從輸入幀F2和F1導出的活動指示圖）對輸入幀F2進行編碼，生成包括在位元流輸出中的第二幀位元流，根據活動指示301（具體地，從輸入幀F3和處理後的幀F2'導出的活動指示圖）對輸入幀F3進行編碼，以生成包括在位元流輸出的第三幀位元流，等等。應注意，視訊編碼器電路604可由任一合適的編碼器架構來實施。也就是說，本發明對視訊編碼器電路604所採用的編碼器架構沒有限制。
在上述實施例中，每個內容活動分析器電路102和302在輸入幀101的圖像解析度下執行內容活動分析處理。例如，每個輸入幀的圖像解析度可以是3840x2160。為了獲得更好的視訊品質和更低的位元速率，預處理電路可以被引入視訊編碼裝置。
第7圖示出根據本發明實施例的第四視訊編碼裝置的圖。視訊編碼裝置700包括圖像變換器電路（標記為“圖像變換器”）702，內容活動分析器電路（標記為“內容活動分析器”）704和視訊編碼器電路（標記為“視訊編碼器”）706。圖像變換電路702作為預處理電路，用於對視訊編碼裝置700的輸入幀101進行圖像變換處理，生成變換幀703作為連續幀，以在內容活動分析器電路704處進行內容活動分析處理。圖像變換處理可以包括下採樣操作，使得從圖像變換電路702輸出的一個變換幀的圖像解析度（例如960x540）低於圖像接收的一個輸入幀的圖像解析度（例如3840x2160）變換器電路702。下採樣操作可以降低內容活動分析器電路704的複雜度。此外，下採樣操作可以降低雜訊水平，這使得內容活動分析器電路704對雜訊更加魯棒。
內容活動分析器電路704被佈置為將內容活動分析處理應用於連續幀，以生成內容活動分析結果。在本實施例中，內容活動分析器電路704接收到的連續幀為變換幀703，內容活動分析器電路704生成的內容活動分析結果包括處理的變換幀705和處理幀707。處理的變換幀705和變換幀703可具有相同的圖像解析度（例如960x540）。處理幀707和輸入幀101可具有相同的圖像解析度（例如3840x2160）。
應當注意，根據所提出的內容活動分析處理，對先前變換幀703生成的先前處理的變換幀705可由內容活動分析器電路704參考以用於當前變換幀的內容活動分析，以及根據從當前變換幀和先前變換幀（或先前處理的變換幀）的內容活動分析給出的資訊，當前處理幀可以從當前輸入幀和先前輸入幀（或先前處理幀）導出。
第8圖示出根據本發明實施例的變換後內容活動分析處理的圖。變換幀703包括連續幀，例如分別藉由圖像變換從輸入幀F1，F2和F3導出的幀TF1，TF2和TF3。內容活動分析器電路704根據變換幀TF1和TF2導出處理的變換幀TF2'。具體地，內容活動分析器電路704對變換幀TF1和TF2的像素資料進行內容活動分析，以識別變換幀TF2中的靜態像素資料，其中靜態像素資料表示當前幀（例如，變換幀TF2）和先前幀（例如，變換幀TF1）之間沒有運動活動。此外，內容活動分析器電路704導出處理的像素資料802，以及藉由使用處理的像素資料802替換在變換幀TF2中識別的靜態像素資料來生成處理的變換幀TF2'。例如，處理的像素資料802是變換幀TF1中的靜態像素資料。又如，處理的靜態像素資料802藉由將算數運算應用於變換幀TF1和TF2中的像素資料而生成。
處理的變換幀TF2'與變換幀TF2不同，可以替代變換幀TF2用於後續的內容活動分析。與變換幀TF3和TF2的像素資料的內容活動分析相比，變換幀TF3和處理的變換幀TF2'的像素資料的內容活動分析可以產生更準確的靜態像素資料檢測結果。如第8圖所示，內容活動分析器電路704根據變換幀TF3和處理變換幀TF2導出處理的變換幀TF3'。具體地，內容活動分析器電路704對變換幀TF3和處理的變換幀TF2'的像素資料進行內容活動分析，以識別變換幀TF3中的靜態像素資料，其中靜態像素資料表示與當前幀（例如，變換幀TF3）與先前幀（例如處理的轉換幀TF2'）之間沒有運動活動。此外，內容活動分析器電路704導出處理的像素資料804，以及藉由使用處理的像素資料804替換在變換幀TF3中識別的靜態像素資料來生成處理的變換幀TF3'。例如，處理的像素資料804是處理的變換幀TF2'中的靜態像素資料。又例如，處理的靜態像素資料804是藉由將算數運算應用於變換幀TF3和處理的變換幀TF2'中的像素資料而生成。類似地，處理的變換幀TF3'與變換幀TF3不同，可以作為變換幀TF3的替代用於後續的內容活動分析。為簡潔起見，此處省略類似的描述。
如上所述，處理幀707的圖像解析度高於變換幀703和處理的變換幀705的圖像解析度。藉由適當的縮放和映射，輸入幀F2中靜態像素資料的位置可以基於在變換幀TF2中識別的靜態像素資料的位置。因此，內容活動分析器電路704導出處理的像素資料，以及藉由使用處理的像素資料替換在輸入幀F2中預測的靜態像素資料來生成處理幀F2'。例如，處理的像素資料是輸入幀F1中的靜態像素資料。又例如，處理的靜態像素資料是藉由將算數運算應用於輸入幀F1和F2中的像素資料而生成。
類似地，藉由適當的縮放和映射，輸入幀F3中的靜態像素資料的位置可以基於在變換幀TF3中識別的靜態像素資料的位置來預測。因此，內容活動分析器電路704導出處理的像素資料，以及藉由使用處理的像素資料替換在輸入幀F3中預測的靜態像素資料來生成處理幀F3'。例如，處理的像素資料是處理幀F2'中的靜態像素資料。又例如，處理的靜態像素資料藉由將算數運算應用於輸入幀F3和處理幀F2'中的像素資料而生成。
視訊編碼器電路706被佈置成執行視訊編碼處理以生成視訊編碼裝置700的位元流輸出，其中從內容活動分析結果（例如，處理幀707）導出的資訊由視訊編碼處理參考。在本實施例中，視訊編碼器電路706對輸入幀F1進行編碼以生成包括在位元流輸出中的第一幀位元流，對處理幀F2'進行編碼以生成包括在位元流輸出中的第二幀位元流，對處理幀F3'進行編碼以生成包括在位元流輸出中的第三幀位元流，等等。應注意，視訊編碼器電路706可由任一合適的編碼器架構來實施。也就是說，本發明對視訊編碼器電路706所採用的編碼器架構沒有限制。
第9圖示出根據本發明實施例的第五視訊編碼裝置的圖。視訊編碼裝置900包括內容活動分析器電路（標示為“內容活動分析器”）904，視訊編碼器電路（標示為“視訊編碼器”）906和上述圖像變換電路（標示為“圖像變換器”）702。與內容活動分析器電路704一樣，內容活動分析器電路904被佈置為將内容活動分析處理應用於連續幀，以生成內容活動分析結果。在這個實施例中，內容活動分析器電路904接收到的連續幀是變換幀703。內容活動分析器電路904和704的區別在於，內容活動分析器電路904生成的內容活動分析結果包括處理幀707，處理的變換幀705和活動指示901。由於生成處理的變換幀705的原理和處理幀707在上面的段落中進行了描述，為了簡潔這裡不再進一步描述。在本發明的一些實施例中，活動指示901可在處理的變換幀705從變換幀703的內容活動分析導出之後產生。活動指示901的產生取決於應用於變換幀703的內容活動分析。換句話說，活動指示901可以是由內容活動分析器電路904執行的內容活動分析處理的副產品。例如，活動指示901可以包括多個活動指示圖，每個活動指示圖記錄多個像素塊中的每個像素塊的一個活動指示。
第10圖示出根據本發明實施例的從連續幀（例如，兩個變換幀，或一個變換幀和一個處理的變換幀）導出的2模式活動指示的圖。第4圖中的2模式活動指示計算與第10圖中的2模式活動指示計算之間的差值是內容活動分析中涉及的幀。如第10圖所示，內容活動分析器電路904可以對變換幀TF1和TF2中的像素資料執行內容活動分析以生成活動指示圖TF_MAP12，其是2模式活動指示圖，包括靜態像素資料指示1002和非靜態像素資料指示1004，其中靜態像素資料指示1002表示變換幀TF1和TF2中位於同一位置的塊之間沒有運動活動，非靜態像素資料指示1004表示變換幀TF1和TF2中位於同一位置的塊之間有運動活動。可選地，第10圖所示變換幀TF1和TF2可以用變換幀（例如TF3）和處理的變換幀（例如TF2'）代替，使得2模式活動指示圖從變換幀和處理的變換幀中的像素資料的內容活動分析導出。
第11圖示出根據本發明實施例的從連續幀（例如變換幀，或一個變換幀和一個處理的變換幀）導出的3模式活動指示的圖。第5圖所示的3模式活動指示計算和第11圖所示的3模式活動指示計算之間的差值是內容活動分析涉及的幀。如第11圖所示，內容活動分析器電路904可以對變換幀TF1和TF2中的像素資料執行內容活動分析以生成活動指示圖TF_MAP12，其是3模式活動指示圖，該3模式活動指示圖包括靜態像素資料指示1102，非靜態像素的資料指示1104，以及運動（或靜態）像素資料輪廓指示1106，其中靜態像素資料指示1102表示變換幀TF1和TF2中位於同一位置的塊之間沒有運動活動，非靜態像素資料指示1104表示變換幀TF1和TF2中位於同一位置的塊之間的運動活動，以及運動（或靜態）像素資料輪廓指示1106的表示變換幀TF1和TF2之間的運動活動的輪廓。可選地，如第11圖所示的變換幀TF1和TF2如圖所示可以用變換幀（例如TF3）和處理的變換幀（例如TF2'）代替，使得3模式活動指示圖從變換幀和處理的變換幀中的像素資料的內容活動分析導出。
視訊編碼器電路906被佈置成執行視訊編碼處理以生成視訊編碼裝置900的位元流輸出，其中從內容活動分析結果（例如，處理幀707和活動指示901）導出的資訊由參考視訊編碼處理。在此實施例中，視訊編碼器電路906對輸入幀F1進行編碼以產生包括在位元流輸出中的第一幀位元流。此外，藉由活動指示901的適當縮放和映射，視訊編碼器電路906根據活動指示901（具體地，從變換幀TF2和TF1導出的活動指示圖）對處理幀F2'進行編碼，以生成包括在位元流輸出中的第二幀位元流，根據活動指示901（具體地，從變換幀TF3和處理的變換幀TF2'導出的活動指示圖）對處理後的幀F3'進行編碼，以生成包括在位元流輸出中的第三幀位元流，等等。
關於2模式活動指示，它將向視訊編碼器電路906給出兩個不同的指令。例如，多個2模式活動指示圖分別與處理幀707相關聯。即，視訊編碼器906參考與將由視訊編碼器906編碼的當前已處理幀相關聯的2模式活動指示圖以確定如何對當前已處理幀內的每個編解碼單元（編解碼塊）進行編碼。當藉由適當的縮放和映射發現當前處理的待編碼幀中的編解碼單元（編解碼塊）與非靜態像素資料指示1004相關聯時，視訊編碼器電路906可以編解碼標準規定的典型方式對編解碼單元（編解碼塊）進行編碼。當藉由適當的縮放和映射發現當前處理的待編碼幀中的編解碼單元（編解碼塊）與靜態像素資料指示1002相關聯時，視訊編碼器電路906可以強制編解碼單元的已編解碼的運動向量為零，或者可以用跳過模式對編解碼單元進行編碼。然而，這些僅是為了說明的目的，並不意味著對本發明的限制。
關於3模式活動指示，它將向視訊編碼器電路906給出三個不同的指令。例如，多個3模式活動指示圖分別與處理幀707相關聯。即，視訊編碼器906參考與將由視訊編碼器906編碼的當前已處理幀相關聯的3模式活動指示圖以確定如何對當前處理幀內的每個編解碼單元（編解碼塊）進行編碼。當藉由適當的縮放和映射發現當前處理的待編碼幀中的編解碼單元（編解碼塊）與非靜態像素資料指示1104相關聯時，視訊編碼器電路906可以編解碼標準規定的典型方式對編解碼單元（編解碼塊）進行編碼。當藉由適當的縮放和映射發現當前處理的待編碼幀中的編解碼單元（編解碼塊）與靜態像素資料指示1102相關聯時，視訊編碼器電路906可以用跳過模式對編解碼單元進行編碼。當藉由適當的縮放和映射，發現待編碼的當前處理幀中的編解碼單元（編解碼塊）與運動（或靜態）像素資料輪廓指示1106相關聯時，視訊編碼器電路906可以強制編解碼單元的已編解碼的運動向量為零，或者可以對沒有殘差資訊的編解碼單元進行編碼，或者可以用跳過模式對編解碼單元進行編碼。然而，這些僅是為了說明的目的，並不意味著對本發明的限制。
與以編解碼標準指定的典型方式對處理幀的每個編解碼單元（編解碼塊）進行編碼的視訊編碼器電路706相比，視訊編碼器電路906單元參考活動指示901以對處理幀的每個編解碼單元（編解碼塊）進行編碼，使解碼端的重構幀（解碼幀）具有更好的圖像品質。應注意，視訊編碼器電路906可由任一合適的編碼器架構來實施。也就是說，本發明對視訊編碼器電路906所採用的編碼器架構沒有限制。
第12圖示出根據本發明實施例的第六視訊編碼裝置的圖。視訊編碼裝置1200包括視訊編碼器電路（標記為“視訊編碼器”）1206和前述圖像變換器電路（標記為“圖像變換器”）702和內容活動分析器電路（標記為“內容活動分析器”）904。視訊編碼器電路1206被佈置成執行視訊編碼處理以生成視訊編碼裝置1200的位元流輸出，其中從內容活動分析結果導出的資訊（例如活動指示901）由視訊編碼處理參考。活動指示901可以包括分別與輸入幀101相關聯的多個活動指示圖。在此實施例中，視訊編碼器電路1206對輸入幀F1進行編碼以產生包括在位元流輸出中的第一幀位元流。此外，藉由活動指示901的適當縮放和映射，視訊編碼器電路1206可以在活動指示901的幫助下對輸入幀101的其餘部分進行編碼。視訊編碼器電路1206根據活動指示901（具體地，從變換幀TF2和TF1導出的活動指示圖）對輸入幀F2進行編碼，以生成包括在位元流輸出中的第二幀位元流，根據活動指示901（具體地，從變換幀TF3和處理的變換幀TF2'導出的活動指示圖）對輸入幀F3進行編碼，以生成包含在位元流輸出中的第三幀位元流，等等。應注意，視訊編碼器電路1206可由任一合適的編碼器架構來實施。也就是說，本發明對視訊編碼器電路1206所採用的編碼器架構沒有限制。
本領域的技術人員將容易地發現，在保留本發明的教導的同時，可以對裝置和方法進行多種修改和改變。因此，上述公開內容應被解釋為僅受所附申請專利範圍的限制。
100:視訊編碼裝置 101:輸入幀 102:內容活動分析器電路 103:處理幀 104:視訊編碼器電路 202:處理的像素資料 204:處理的像素資料 300:視訊編碼裝置 301:活動指示 302:內容活動分析器電路 304:視訊編碼器電路 402:靜態像素資料指示 404:非靜態像素資料指示 502:靜態像素資料指示 504:非靜態像素資料指示 506:運動（或靜態）像素資料輪廓指示 600:視訊編碼裝置 604:視訊編碼器電路 700:視訊編碼裝置 702:圖像變換器電路 703:變換幀 704:內容活動分析器電路 705:處理的變換幀 706:視訊編碼器電路 707:處理幀 802:處理的像素資料 804:處理的像素資料 900:視訊編碼裝置 901:活動指示 904:內容活動分析器電路 906:視訊編碼器電路 1002:靜態像素資料指示 1004:非靜態像素資料指示 1102:靜態像素資料指示 1104:非靜態像素資料指示 1106:運動（或靜態）像素資料輪廓指示 1200:視訊編碼裝置 1206:視訊編碼器電路
第1圖示出本發明的實施例的第一視訊編碼裝置的圖。 第2圖示出根據本發明實施例的內容活動分析處理的圖。 第3圖示出根據本發明實施例的第二視訊編碼裝置的圖。 第4圖示出根據本發明實施例的從連續幀（例如，兩個輸入幀，或一個輸入幀和一個處理幀）導出的2模式活動指示的圖。 第5圖示出根據本發明實施例的從連續幀（例如，兩個輸入幀，或一個輸入幀和一個處理幀）導出的3模式活動指示的圖。 第6圖示出根據本發明實施例的第三視訊編碼裝置的圖。 第7圖示出根據本發明實施例的第四視訊編碼裝置的圖。 第8圖示出根據本發明實施例的變換後的內容活動分析處理的圖。 第9圖示出根據本發明實施例的第五視訊編碼裝置的圖。 第10圖示出根據本發明實施例的從連續幀（例如，兩個變換幀，或一個變換幀和一個處理的變換幀）導出的2模式活動指示的圖。 第11圖示出根據本發明實施例的從連續幀（例如，變換幀，或一個變換幀和一個處理的變換幀）導出的3模式活動指示的圖。 第12圖示出根據本發明實施例的第六視訊編碼裝置的圖。
100:視訊編碼裝置
101:輸入幀
102:內容活動分析器電路
103:處理幀
104:視訊編碼器電路

Claims (20)

  1. 一種視訊編碼裝置，包括： 一內容活動分析器電路，用於將一内容活動分析處理應用於多個連續幀，以生成多個內容活動分析結果，其中該等連續幀從該視訊編碼裝置的多個輸入幀中導出，以及該內容活動分析器電路執行的該內容活動分析處理包括： 根據該等連續幀中包括的一第一幀和一第二幀來導出包括在該等內容活動分析結果中的一第一內容活動分析結果，其中該第一內容活動分析結果包括一處理幀，該處理幀不同於該第二幀；以及 根據包括在該等連續幀中的一第三幀和該處理幀，導出包括在該等內容活動分析結果中的一第二內容活動分析結果；以及 一視訊編碼器電路，用於執行一視訊編碼處理以生成該視訊編碼裝置的一位元流輸出，其中從該等內容活動分析結果導出的資訊由該視訊編碼處理參考。
  2. 如請求項1所述之視訊編碼裝置，其中，該內容活動分析器電路被佈置為藉由使用處理的靜態像素資料來替換該第二幀中的靜態像素資料來生成該處理幀。
  3. 如請求項2所述之視訊編碼裝置，其中，該處理的靜態像素資料為該第一幀中的靜態像素資料；或者該處理的靜態像素資料藉由將算數運算應用於該第一幀和該第二幀中的像素資料而產生。
  4. 如請求項1所述之視訊編碼裝置，其中，該內容活動分析器電路接收到的該等連續幀分別是該視訊編碼裝置的該等輸入幀。
  5. 如請求項4所述之視訊編碼裝置，其中，該視訊編碼器電路執行的視訊編碼處理包括： 對該第一幀進行編碼以生成包括在該位元流輸出中的一第一幀位元流；以及 對該處理幀進行編碼以生成包括在該位元流輸出中的一第二幀位元流。
  6. 如請求項4所述之視訊編碼裝置，其中，該第一內容活動分析結果還包括活動指示，該活動指示包括靜態像素資料指示和非靜態像素資料指示。
  7. 如請求項6所述之視訊編碼裝置，其中，回應於該編解碼單元與該靜態像素資料指示相關聯，該視訊編碼器電路被佈置成： 強制該編解碼單元的一已編解碼的運動向量為零；或者 使用一跳過模式對該編解碼單元進行編碼。
  8. 如請求項6所述之視訊編碼裝置，其中，該活動指示還包括運動像素資料輪廓指示。
  9. 如請求項8所述之視訊編碼裝置，其中，回應於與該運動像素資料輪廓指示相關聯的一編解碼單元，該視訊編碼器電路被佈置成： 強制該編解碼單元的一已編解碼的運動向量為零；或者 對沒有殘差資訊的該編解碼單元進行編碼；或者 使用一跳過模式對該編解碼單元進行編碼。
  10. 如請求項6所述之視訊編碼裝置，其中，該視訊編碼器電路執行的該視訊編碼處理包括： 對該第一幀進行編碼以生成包括在該位元流輸出中的一第一幀位元流；以及 根據該活動指示對該處理幀進行編碼，以生成包括在該位元流輸出中的一第二幀位元流。
  11. 如請求項6所述之視訊編碼裝置，其中，由該視訊編碼器電路執行的該視訊編碼處理包括： 對該第一幀進行編碼以生成包括在該位元流輸出中的一第一幀位元流；以及 根據該活動指示對該第二幀進行編碼，以生成包括在該位元流輸出中的一第二幀位元流。
  12. 如請求項1所述之視訊編碼裝置，進一步包括： 一圖像變換器電路，用於對該視訊編碼裝置的該等輸入幀進行圖像變換處理，以生成多個變換幀作為多個連續幀； 其中，該等連續幀中包括的該第一幀，該第二幀和該第三幀分別源自該等輸入幀中包括的一第一輸入幀，一第二輸入幀和一第三輸入幀。
  13. 如請求項12所述之視訊編碼裝置，其中，該第一內容活動分析結果還包括與另一處理幀，該另一處理幀與該處理幀不同，該視訊編碼器電路執行的該視訊編碼處理包括： 對該第一輸入幀進行編碼以生成包括在該位元流輸出中的一第一幀位元流；以及 對該另一處理幀進行編碼以生成包括在該位元流輸出中的一第二幀位元流。
  14. 如請求項12所述之視訊編碼裝置，其中，該第一內容活動分析結果還包括活動指示，該活動指示包括靜態像素資料指示和非靜態像素資料指示。
  15. 如請求項14所述之視訊編碼裝置，其中，回應於具有該靜態像素資料指示的一編解碼單元，該視訊編解碼器電路被佈置為以一跳過模式對該編解碼單元進行編碼。
  16. 如請求項14所述之視訊編碼裝置，其中，該活動指示還包括運動像素資料輪廓指示。
  17. 如請求項16所述之視訊編碼裝置，其中回應於具有運動像素資料輪廓指示的該編解碼單元，該視編碼器電路被佈置成： 強制該編解碼單元的一已編解碼的運動向量為零；或者 對沒有殘差資訊的該編解碼單元進行編碼；或者 使用一跳過模式對該編解碼單元進行編碼。
  18. 如請求項14所述之視訊編碼裝置，其中，該第一內容活動分析結果還包括一另一處理幀，該另一處理幀與該處理幀不同，以及該視訊編碼器電路執行的該視訊編碼處理包括： 對該第一輸入幀進行編碼以生成包括在該位元流輸出中的一第一幀位元流；以及 根據該活動指示對該另一處理幀進行編碼，以生成包括在該位元流輸出中的一第二幀位元流。
  19. 如請求項14所述之視訊編碼裝置，其中，該視訊編碼器電路執行的該視訊編碼處理包括： 對該第一輸入幀進行編碼以生成包括在該位元流輸出中的一第一幀位元流；以及 根據該活動指示對該第二輸入幀進行編碼，以生成包括在該位元流輸出中的一第二幀位元流。
  20. 一種視訊編碼方法，包括： 將一内容活動分析處理應用於多個連續幀，以生成多個內容活動分析結果，其中該等連續幀從多個輸入幀中導出，以及該內容活動分析處理包括： 根據該等連續幀中包括的一第一幀和一第二幀來導出包括在該等內容活動分析結果中的一第一內容活動分析結果，其中該第一內容活動分析結果包括一處理幀，該處理幀不同於該第二幀；以及 根據包括在該等連續幀中的一第三幀和該處理幀，導出包括在該等內容活動分析結果中的一第二內容活動分析結果；以及 執行一視訊編碼處理以生成一位元流輸出，其中從該等內容活動分析結果導出的資訊由該視訊編碼處理參考。
TW111150875A 2022-01-04 2022-12-30 視訊編碼裝置以及相關視訊編碼方法 TW202329687A (zh)

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