TW404137B

TW404137B - Method and apparatus for adaptively encoding an information stream

Info

Publication number: TW404137B
Application number: TW088105368A
Authority: TW
Inventors: Sriram Sethuraman
Original assignee: Sarnoff Corp
Priority date: 1998-04-03
Filing date: 1999-04-03
Publication date: 2000-09-01
Also published as: JP2002511669A; WO1999052296A1; DE69921108T2; EP1068735B1; US6563549B1; JP4373609B2; EP1068735A1; DE69921108D1

Description

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 404137 五、發明說明C ) 本申請案享有美國臨時專利申請案，案號60/080,536，申請曰1998/4/3的優先權。本發明大致有關於連通系統，而且本發明尤其有關於一種用以適應性编碼资訊流之方法及伴隨裝置，以回應一資訊流不連續標記。發明背景在數個連通系統中，傳送的資料要先壓縮以便更迅速使用可用的頻寬。例如，電影專家群（mpeg)已公布數個與數位資料傳送系統有關的標準。第一者在ISO/IEC標準11172 中稱爲MPEG-1，並且在此併供參考，而第二者在IS〇/IEC 標準13818中稱爲MPEG-2，並且在此併供參考。在精密電視委員會（ATSC)數位電視標準文件a/53中敌述一種壓縮數位視訊系統，並且在此併供參考。上述參考標準敘述的資料處理及操作方法很適於使用固定或可變長度數位連通系統中的視訊，聲音及其他資訊的壓縮及傳送。尤其是上述儲存標準及其他類mpeg標準及方法，是使用訊框内編碼方法（如執行長度编碼，好夫曼编碼及類似者）及訊框間編碼方法（如向前及向後預測編碼，移動補償及類似者）以愿縮視訊資訊β明確而言，以視訊處理系統爲例，MPEG及類MPEG視訊處理系統的特徵爲可以在有或無訊框内及/或訊框間移動補償編碼下預測式壓縮視訊訊框的编碼。在典型MPEG編碼器中，包含許多視訊訊框的接收視訊流是根據預設的影像群（GOP)結構而編碼。亦即編碼該接收視 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱）一---.-------^----1---47·--·------線 (請先閱讀背面之注意事"、填寫本頁) 4041SV A7 --------B7__ 五、發明說明€ ) (請先閱讀背面之注意事Γ填寫本頁) 訊流以產生一 GOP (如包含编碼内訊框（I訊框），接著是至少一向前預測编碼訊框（p訊框）及雙向（即向前與向後）預測訊框（B訊框）。以接收視訊流中的景變化爲例，新景的第一訊框可以和先前固定訊框顯著不同。因此編碼器需要在第一訊框中内編碼極大百分比的巨區段。在此情況下，编碼器一般將訊框編碼成固定訊框，以便由此將來能預測預設GOP結構中的後續訊框。可惜，若新固定訊框的目的是編碼成p訊框，其内编碼會影響編碼器利用的率控（RC)預測。依RC如何執行而定，這能影響P訊框本身的編碼品質，以及少數訊框（其在p訊框後編碼）上的品質。尤其是，當先前固定訊框是I訊框時，該效果更顯著。此外除了景改變後的第一固定訊框稱爲I訊框，而不是p 訊框，其多數或所有巨區段都是内編碼，則在接近景改變開始處不會得到随機存取（即可獨立解碼性）。因此爲了保留隨機存取，一些編碼器，不論已預定爲P訊框或B訊框，只是將景改變後的第一訊框編碼成〖訊框。這種编碼器的動作也影響編碼器的RC動作。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製因此’可看出期望藉由提供一種用以使一類MPEG编碼器之動作適應一接收視訊流中景改變之方法及伴隨裝置，俾在接近景改變點處保留編碼品質及編碼流的隨機存取。更一般而T，可看出期望提供一種用以使一類MPEG编碼器之動作適應任一種接收資訊流中資訊不連續之方法及伴随裝置，俾在接近資訊不連續點處保留編碼品質及编碼流的隨

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 404137 A7 —------ 五、發明說明P ) 機存取。發明物、.结本發明包含-種用以使-類MPEG編碼器之動作適應一接收資訊流中資訊不連續之方法及伴隨裝置，俾在不對於緩衝器利用參數有不利影響下，在接近資訊不連續點處保留編碼品質及一產生编碼流之隨機存取。明確而言，資訊不連續之w包含一 I訊框之固定訊框，則编碼成一 p訊框，然而資訊不連續後之固定訊框，則編碼成一丨訊框。明確而言，在一系統中，實質根據一群訊框（G〇F)資訊結構而壓縮编碼一序列未編碼資訊訊框以產生一序列編碼資訊訊框，各GOF包含至少—子G〇F，各子G〇F包含至少一固定訊框，各固定訊框包含一内編碼訊框（j訊框）及一向前預測訊框（P訊框）之一，根據本發明之方法包含適應G〇f資訊之步驟，以回應未編碼資訊訊框序列中之互相编碼資訊不連續，俾資訊不連續後之第一固定訊框包含一丨訊框，而資訊不連續前之第一固定訊框包含一p訊框。圖示簡單説明本發明的敎示藉由考慮以下詳細説明並且配合附圖即可明白，其中：圖1說明根據本發明的類MPEG编碼系統100 ; 圖2的流程圖説明適於圖1類mpeg編碼器中使用的適應訊框切換流程200 ; 圖3説明根據本發明類mpeg編碼系統1〇〇的實施例；圖4的流程圖說明適於圖3類mpeg編碼器中使用的適應 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -!Ί·1—* 裝----^-----訂---·---^---線 (靖先閱讀背面之注意事Γ填寫本頁} A7 -4JQ4iaz 五、發明說明f ) 訊框切換流程400 ; 圖5說明根據本發明類MPEG編碼系統500的實施例；圖6説明適用於圖1、圖3或圖5類MPEG编碼器的控制器。爲了利於了解，已使用相同的參考數字，以指定附圖中共同的相同元件。詳細説明訂將以一類MPEG編碼系統的内容來説明本發明，該系統编碼一輸入資訊流IN以產生一編碼的輸出資訊流out，其名義上符合一群訊框（GOF)或是一群量產生（GOP)資料結構。各GOF/GOP資料結構包含N個訊框，排列成許多子g〇f或子 GOP的資料結構，具有含μ個訊框的極大大小。各子 GOF/GOP包含一個別的固定訊框（如I訊框或ρ訊框）以及另外的至少一非固定訊框（如Β訊框）。爲了回應輸入資訊流 IN中的訊框間資訊不連續，本發明使編碼的輸出資訊流適應成爲：資訊不連續後的第一固定訊框包含一 I訊框，然而資訊不連續前的第一固定訊框包含一ρ訊框。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製圖1説明根據本發明的類MPEG编碼系統1〇〇。明確而言，圖1説明的類MPEG編碼系統1〇〇包含：第一編碼模組丨〇1，第二编碼模组102，控制器103，選擇器1〇4及輸出緩衝器 160。類MPEG編碼系統1〇〇接收及編碼—輸入資訊流m，包含許多未壓縮的資訊訊框’圖中以形成一視訊資訊流的序列來包含，以產生一編碼輸出資訊流OUT。第一編碼模組101接收並編碼輸入資訊流IN以產生第一本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】〇 X 297公爱經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 404137 A7 ----------B7_____ 五、發明說明f ) 編碼資訊流S101，其部分符合一群訊框（G〇F)或一群影像 (G0P)資料結構。第—編碼資訊流sl〇i僅部分符合G〇F或 G0P資料m構，因爲第—編碼模组1〇1將每一固定訊框編碼成爲一向前預測編碼訊框（p訊框），即使根據G〇F/G〇p資料結構而將訊框預定爲内編碼訊框（I訊框）。因此第一编碼資訊流S101包含子G0F或子G0P具有P訊框作爲固定訊框。第 —編碼資訊流S101在子g〇f/GOP緩衝器中緩衝，並接著接到選擇器104的第一輸出。第二編碼模组102接收並編碼輸入資訊流IN以產生第二編碼資訊流S102，僅包含内编今固定訊框。明確而言，第二編碼模組102將每一固定訊框编碼成爲一内編碼訊框（1訊框）’即使根據第一編碼模組1〇1使用的G〇f/GOP資料結構孩訊框預定爲P訊框》此一訊框表示爲雙編碼訊框，因爲它由第二編碼模组1〇2編碼成爲！訊框，以及由第一編碼模组101编碼成爲P訊框。因此第二编碼資訊流s丨〇2僅包含内编碼固定訊框，第二编碼資訊流S1〇2在子G0F/G0P緩衝器中緩衝，並且接著接到選擇器104的第二輸入。此外，重建 (即解碼）第一編碼态102編碼的各訊框以提供適用於第一编碼模組101的移動預測部分中的參考固定訊框，詳如以下所述0 輸出緩衝器160產生遠端解碼緩衝器的緩衝器利用位準的率控制信號RC指示。率控制信號RC接到第一編碼模組1〇1 及第二编碼模組1 〇2。各编碼模组利用率控制信號以適應其各编碼過程的量化參數，以便可控制各輸出信號s 1〇〗及 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ill’l'J·!!·裝 i — ！ — — 訂 i J —-----線 (锖先閲讀背面之注意事^"填寫本頁)

S102的位元率，因此避免遠端解碼緩衝器中的緩衝器溢流經濟部智慧財產局員工消費合作社印製或欠流。控制器103接到選擇器104的控制輸入，以及也提供第一編碼器控制彳5號C 1及第二编碼器控制信號c 2以分別控制第編碼模组101及第二編碼模組102。控制器103 一般是以連續操作模式操作’其中提供給輸出緩衝器的資訊流符合定義的GOF/GOP資料結構。爲了防止如在該提供的資訊流中發生連續的I訊框型固定訊框，控制器1〇3會在如換景或是其他資訊流不連續時進入不連續操作模式。在不連續操作模式中，控制器103將第一（暫時）固定訊框從丨訊框變成P訊框。這是可能的，因爲如上所述各固定訊框是雙编碼訊框及p訊框。爲了偵測此—資訊不連續，控制器1〇3 會從第二编碼模组102接收至少一輸入資訊流in及一模式決疋指7F信號M D。以下説明一資訊不連續的偵測。簡言之，内編碼（不是互相編碼或預測編碼）時選擇的數目大於巨區段的門摇數目，編碼的本資訊訊框本身即與一固定訊框不同，而從根據它的預測可獲得一結論，即已發生一資訊不連續如換景。第一編碼模组101包含加法器155，模式決定模組105ρ，離散餘弦轉換（DCT)模组110Ρ，量化器（Q)模组115Ρ，變長編碼（VLC)模組120Ρ，反量化器（Q-1) 125ρ，反離散餘弦轉換 (DCT·1)模组130Ρ，減法器156，緩衝器135ρ，率控制模組 140Ρ，移動補償模組145Ρ ,移動估計模組15〇ρ及固定訊框儲存模組170。雖然第二编碼模組1〇2包含許多模组，熟於 I^ ^裝--------訂—»------線 (請先閱讀背面之注意事e i填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐 A7 404137 五、發明說明f 此技術者將了解各種模組執行的功能不必一定要分成如圖 1所示的個別模組。例如該组模组包含：移動補償模組 H5P’反量化模組125P，及反dCT模組13〇p_般稱爲嵌入式解碼器。右輸入資訊流I N包含一視訊資訊流，則視訊資訊流表示輸入信號路徑IN上一序列影像’其已數位化而且根據 MPEG標準在圖中表示爲亮度及兩個色差信號（γ，^，Cb)。 •些號又分成許多層（序列’影像群，影像，片斷，巨區段及區#又）’以便由許多巨區段表示各影像（訊框）。各巨區 #又包含4個亮度區段，一個c r區段，及一個c b區段，其中一區段定義成8 X 8個樣本陣列。將影像分成區段單元可改良在兩個連續影像間區分出變化的能力，以及經由去除低振幅轉換係數（如以下所述）以改良影像壓縮。數位信號又可作預處理如格式轉換以選擇一適當的視窗，解析度及輸入格式。減法器155藉由將信號路徑p F上的預測巨區段從信號路控IN上的輸入巨區段中減去，而產生一剩餘信號（業界也簡稱爲剩餘者或剩餘巨區段）。模式決足模組105P從減法器155接收剩餘巨區段（即預測的巨又）》以及接收來自信號路徑in的輸入巨區段。若預測的巨區段實質類似於輸入巨區段（即剩餘者較小而且易於使用極少位元來编碼）則模式決定模组l〇5p會從減法器 155選擇剩餘信號作互相編碼。亦即會將巨區段編碼成移動補償巨區段，即移動向量及所屬的剩餘者。惟若預測的巨 < Ί I! I I -裝！—訂-—J—i — ·線 « *' (請先閲讀背面之注意事i v填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 •10

404137 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7____ 五、發明說明p ) 意的是雖然DCT模組可用以處理任何大小的區段或巨區段，但是在類Μ P E G壓縮系統中通常使用8 X 8區段大小。 DCT模组110Ρ產生的DCT係數連接至量化器模組115Ρ。量化器模组115Ρ將收到的DCT係數量化以產生一量化輸出區段。量化過程會減少DCT係數表示的正確性，方法是將DCT係數除以一組量化値再作適當的四捨五入而形成整數値。可以使用根據基礎函數視覺力（稱爲視覺權重量化）的評量標準以個別設定各DCT係數的量化値。即量化値對應一已知基礎函數視覺力的門摇，即肉眼剛好可偵測到的係數振幅。藉由以此値量化DCT係數，許多DCT係數即可轉成値0 ’以改良影像签縮效率。量化過程是關鍵操作，是完成視覺品質，以及控制適應器以使其輸出匹配一已知位元率（率控制）的重要工具。因此不同的量化値可以用在各DCT係數，所以一般將量化矩陣建立成爲一參考表如亮度量化表或是色度量化表。因此编碼器選擇一量化矩陣以決定如何將轉換區段中的各頻率係數量化。率控制模組140Ρ控制用以量化DCT係數的量化比（步驟大小），及/或控制DCT係數的數目，其由系統編碼以回應輸出緩衝器160產生的率控制信號RC。輸出緩衝器16〇產生的率控制信號RC指示輸出緩衝器160的利用位準。率控制模组140P的主要工作是管理輸出緩衝器16〇是否已充滿或是利用位準，由此提供一定的輸出位元率給傳送通道。依各影像及影像序列的内容，即使編碼率大幅改變，仍需維持二定的位元率。 ___ -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（<JNS)A4規格（210 X 297公爱

. —Ί------ ^^ ·11 ·- (請先閲讀背面之注意事产I、填寫本頁) - ，線 404137 a?

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明c〇 ) 率控制模组140P藉由選擇各訊框的量化比而調整第一编碼模組101的輸出位元率，其方式可維持視訊影像的整體品質同時控制編碼率。即各訊框所選擇的量化比要能達成該影像的目標位元率，同時在整個影像序列上維持均勻的視覺品質。依此’率控制模組140P操作以防止輸出資訊流 OUT傳送化’解碼器的緩衝器溢流或欠流情況（如一接收器或目標儲存装置之中（未示））。另外率控制模組140P可回應一率控制信號RC1以指示緩衝器135P的利用位準。如上所述，根據g〇f/GOP資料結構而使用緩衝器135P以維持如至少一編碼子g〇f/GOP包含一固定訊框（即I訊框或P訊框）及許多非固定訊框（即B訊框）。因此，若緩衝器135P的容量有限，則率控制模組HOP 必須確定緩衝器135P沒有溢流。率控制模組140P的另一重要工作是確定编碼器產生的位元流未在解碼器的輸入緩衝器中溢流或欠流。藉由維持及監控編碼器中的虛擬緩衝器而達成溢流或欠流控制。此虛擬緩衝器稱爲視訊緩衝鑑定器（VBV)。爲了確保正確的解碼器輸入緩衝器位元控制，建立各影像的解碼器率控制過程’以及也建立像素的各巨區段的解碼器的率控制過程，該等像素包含各影像，一位元限額（在此也稱爲位元預算）。藉由使用各位元預算中的各位元數目而編碼區段及整體影像，VBV即不會溢流或欠流。因爲vbV會鏡射解碼器的輸入緩衝器操作，若VBV不溢流或欠流，則解碼器的輸入緩衝器不會溢流或欠流。 -13- 本紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮） , ·---I — I -裝 — II 訂·1-'1!!線 (請先閱讀背面之注意事rk填寫本頁) 404137 a7 --------;_ 五、發明說明C1 ) (請先閱讀背面之注意事产I填寫本頁} 爲了達成此一緩衝器控制，率控制器在視訊编碼中作一標準假設，即目前的影像有點類似的前一影像。若此假設是眞的，則影像中的像素區段被編碼技術作移動補償，一旦補償後，需要極少數位元來編碼。此方法很有效，只要編碼影像所需的實際位元數目接近指定給影像的位元目標數目，即實際使用的位元數目是在該影像的位元限額之中。量化模組115P產生的量化DCT係數（如量化DCT係數的8 X 8區段）接到變長编碼（VLC)模組，並且以曲折順序掃描量化係數的二維區段，以將它轉成量化DCT係數的一維串。此曲折掃描順序是從最低至最高空間頻率的DCT係數的大約循序順序。變長编碼（VLC)模組120使用變長编碼及執行長度編碼，接著編碼量化DCT係數串及巨區段的所有側資訊。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製爲了執行移動預測及補償，第一編碼模組101生编碼的固定訊框以使用一參考訊框。明確而言，量化模組丨15P產生的量化數控制係數（如量化DCT係數的8 X 8區段）接到反量化（Q)模组125P，而且在各巨區段上執行一反量化過程。產生的解量化DCT係數（如解量化DCT係數的8 X 8區段）則送入反DCT (DCT1)模组130P，而且在各巨區段上執行一反 DCT過程以產生一解碼誤差信號。DCTT1模組130P產生的誤差信號接到加法器156的輸入。移動預測模组150P接收輸入資訊流I N及儲存的固定訊框資訊流AOUT。由固定訊框儲存模組170提供儲存的固定訊 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 404137 A7 — B7 — 五、發明說明〇2 ) 框資訊流AOUT ’其儲存一輸入固定訊框資訊流AIN (由第二編碼模組101提供），將於以下詳細説明。簡言之，儲存的固定訊框資訊流AOUT表示GOF或GOP的内編碼第一固定訊框的解碼版本，由第二編碼模组丨〇2 (及第一编碼模組 101)編碼。移動預測模組150P使用輸入資訊流I n及儲存的固定訊框資訊流AOUT以預測移動向量。一移動向量是一二維向量由移動補償使用以提供從目前影像中區段的座標位置至一參考訊框的座標的偏移。參考訊框可以是向前預測编碼訊框 (P訊框）或雙向（即向前及向後）預測訊框（B訊框）。移動向量的使用藉由減少資訊量而大大強化影像壓縮，該資訊量在通道上傳送，因爲只有目前及參考訊框之間的變化才會編碼及傳送。移動向量接到移動補償模組145p及VLC模组 120P。移動補償模組145P利用收到的移動向量以改良樣本値的預測效率。移動補償使用移動防止作預測以提供偏移在過去及/或未來參考訊框之中，其包含先前解碼的樣本値其用以形成預測誤差。即移動補償模組15〇p使用先前解碼訊框及移動向量以建立目前訊框的估計値。此外，熟於此技術者將了解移動預測模组及移動補償模組執行的功能可以在一合併模组如單一區段移動補償器中實施。執行一已知巨區段的移動補償預測之前，必須選擇一編碼模式。在編碼模式決定區域中，MPEG及類MPEG標準提供許多不同的巨區段编碼模式。明確而言，MPEG-2提供巨 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公楚) i !·!·!_ 裝！ —訂！ I -線 (請先閱讀背面之注意事产、填寫本頁) A7 404137 五、發明說明〇3 ) 區钬編碼模式，其包含内模式，無移動補償模式（無 MC)，訊框/場/雙主移動補償模式間，向前/向後/平均模式間及場/訊框DCT模式。一旦選擇一編碼模式，移動補償模组145p根據過去及/或未來參考影像而在區段内容的路徑PF上產生一移動補償預測訊框（如一預測影像）。在路徑p F上經由減法器155將此移動補償預測訊框從目前巨區段中的輸入資訊訊框1N (如視訊影像）減去，以形成一誤差信號或預測的剩餘信號。預測的剩餘信號的形成有效的去除輸入視訊影像中的多餘資訊。如上所述，預測的剩餘信號接到模式決定模組15〇1>作進一步處理。 VLC編碼器120P產生的VLC資料流接收在緩衝器135P中，圖中的先入先出（FIFO)緩衝器根據GOF/GOP資料結構能維持至少一编碼子G0F/G0P。儲存在緩衝器135P中的VLC資料流經由選擇器104而選擇性的接到輸出緩衝器160，圖中以FIFO緩衝器表示。使用不同影像類型及變長編碼的結果是輸出緩衝器16〇的總位元率會變化。即用以編碼各訊框的位元數可以不同。在一些應用中，需要用固定率通道以連接輸出資訊流OUT 到一儲存媒體或是連通頻道，而且用輸出緩衝器160使編碼器輸出與通道匹配以使位元率平滑。因此FIFO緩衝器160的輸出信號OUT是輸入資訊流IN的壓縮表示。第二編碼模组102包含：離散餘弦轉換（DCT)模组1101，量化器（Q)模組1151，變長編碼（VLC)模組1201，反量化器 -I — — ΙΊΙΙΙΙΙ — · I I 4 _ (請先閲讀背面之注意事填寫本頁) 訂 -線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -16 - A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 404137 -----—-----— _ 五、發明說明C4 ) (Q·1)模組’反離教餘弦轉換（DCT-i)模組13〇1，緩衝器ι35ΐ及率控制模组1401。第二編碼模组102中包含的各模组則接在起，而操作方式大致與第一編碼模组1〇1相同。因此，以下僅詳細説明這兩個編碼模組的差異。兩個編碼模组的主要差異是第二編碼模組102根據G0F/G0P資料結構僅编碼那些預定編碼成固定訊框的輸入資訊訊框。反之，第一編碼模組10丨根據G0F/G0P資料結構會編碼所有的輸入資訊訊框。控制器103令圖1的類MPEG編碼器在數個操作模式之一中操作，即一連績操作模式及一不連績操作模式。控制器1〇3 —般在連續操作模式中操作，其中提供給輸出緩衝器的資訊流符合一定義的GOF/g〇p資料結構。爲了防止如在該提供的資訊流中發生連續的I訊框型固定訊框，控制器1〇3會在如換景或是其他資訊流不連續時進入不連續操作模式。在不連續操作模式中，控制器103將第一（暫時）固定訊框從 I訊框變成P訊框。這是可能的，因爲如上所述各固定訊框是雙編碼成I訊框及P訊框。以下參考表1及圖2以詳細説明控制器103的操作。當把制器103判定已在輸入資訊流I n中發生資訊不連續 (如輸入視訊流中的換景或是切除景）時，即進入不連續操作模式。在不連續操作模式中，控制器1〇3會適應選擇器 104，因此在開關1〇4輸出處以一種方式選擇第一編碼輸出流S101及第二編碼輸出流sl〇2以產生符合gof/gop資料結構的資訊流。明確而言，控制器103使開關1〇4依照gof或 |______ -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑵G χ 297公爱）

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 404137 A7 _ B7 五、發明說明C5 ) GOP中形成的第一訊框而選擇I訊框，其在與g〇f或GOP的第一訊框結合的第二編碼器輸出流s丨02中。亦即選擇雙編碼訊框的I訊框版本。控制器1〇3接著使選擇器1〇4依照G0F 或G0P中形成的剩餘訊框而選擇固定訊框及非固定訊框，其與GOF或GOP的剩餘訊框結合。在各g〇F或G0P中重覆此過程直到控制器103進入不連續操作模式。在不連續操作模式中，控制器103由新G0F或G0P資訊結構的開始來判定一子GOF/GOP中是否已發生不連續。若並非如此（即先前的固定訊框是P訊框，因此不是新的子 GOF/GOP的第一訊框），則控制器1()3在資訊不連續後藉由將固定訊框編碼成I訊框而開始一新的子GOF/GOP。惟若不連續發生在預定的I訊框的子（JOF/GOP中，則控制器使選擇器104選擇雙編碼訊框先前固定訊框的p訊框版本，以及所屬的非固定訊框（即子GOF/GOP的B訊框）^資就不連續後，控制器103立刻使選擇器1〇4選擇雙編碼固定訊框的1 訊框版本。實際上新GOF/GOP的預定第一子GOF/GOP成爲先前GOF/GOP資訊結構的最後子GOF/GOP，而且在不連續後，新的GOF/GOP資訊結構即與固定訊框一起開始而成爲其第一訊框。

訊框 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 景 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 ? 0 9 GOF/FOP I B B P B B P B B I B B P B B P B B S101 P B B P B B P B B P B B P B B P R B S102 I I I I I T 輸出1 I B B P B B P B B P B B I B B P R R 輸出2 I B B P B B P B B P B I B B P B B P 表1 • 18-. 111. ^ 1111 I · 11---II 訂 _|.|----! (請先閲讀背面之注意事Γν填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 404137 五、發明說明C6 ) 表1的資訊對於了解本發明有助益。表1第一列表示本發明的一個訊框號碼（即1-18)，其屬於許多輸入資訊訊框（圖中疋視訊訊框）的每一者。表1第二列表示一景號碼（即 2)，其屬於第一列的輸入視訊訊框的每一者。重要的是需注意第11訊框後景號碼從景1變成景2。表1第二列表不用以编瑪視訊輸入訊框（即IBBPBBPBB ) 的期望GOF/GOP資料結構。期望的GOF/GOP資料結構是指一種結構’其意欲由輸出緩衝器160提供的輸出資訊流out 傳送到如傳送通道。必須注意的是，表1的典型Gof/GOP資料結構只是爲了説明目的，本*發明實際上可以用任一種 GOF/GOP資料結構來實行。第四列表示圖1類MPEG编碼器的第一编碼模組1 〇丨的輸出資訊流S101。如上所述’第一編碼模組1 〇 1接收並且編碼該輸入資訊流IN以產生第一编碼資訊流s 1 〇 1，其部分符合一群訊框（GOF)或是一群影像（G0P)資料結構，圖中是表1 第三列的GOF/GOP資料結構。第一编碼資訊流§ 1〇 1僅部分符合G0F或G0P資料結構，因爲第一編碼模组101將每一固定訊框編碼成P訊框，即使根據GOF/GOP資料結構該訊框預定爲I訊框。因此第一編碼資訊流Sl〇i包含具有p訊框的子G0F或子G0P作爲固定訊框。第五列表示圖1類MPEG编碼器的第二編碼模組1〇2的輸出資訊流S102。如上所述，第二編碼模组1〇2接收並且編碼該輸入資訊流IN以產生第二編碼資訊流S102，其僅包含内编碼固定訊框。明確而言，第二编碼模組102將每一固定訊框 -19- 不A張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） ----I--Ί — !!裝--- (請先閲讀背面之注意事产V填寫本頁) 訂： --線_ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 404137 五、發明說明（17 ) 編碼成内编碼訊框（I訊框），即使根據第一編碼模組101使用的GOF/GOP資料結構該訊框預定爲p訊框。因此第二編碼資訊流S102僅包含内編碼固定訊框。第六列表示圖1類MPEG编碼器的輸出緩衝器160提供的輸出資訊流OUT。明確而言，第六列表示對於GOF/GOP資料結構的適應以回應從第一景（訊框11)變成第二景（訊框 12)。參考第三列定義的GOF/GOP結構，訊框13預定编碼成 P訊框。惟’因爲一新景在訊框12開始，所以變景後的第一子GOF/GOP的第一固定訊框會編碼成I訊框。因爲訊框 (雙编碼固定訊框）已預定爲I訊框，所以控制器會選擇訊框 10的P訊框版本以便輸出，同時選擇訊框13的1訊框版本以便輸出。依此’可避免一種不欲的情況，即輸出兩個大約相同的I訊框（即訊框1 〇與13)。第七列表示圖1類MPEG编碼器的輸出緩衝器160提供的另一輸出資訊流OUT。明確而言，第六列表示對於g〇f/GOP 資料結構的適應以回應從第一景（訊框n)變成第二景（訊框 12)，然而新景的第一訊框（即訊框12)編碼成I訊框，而不是第六列所示新景的第一固定訊框（即訊框13)。圖2是適應性訊框切換流程2〇〇的流程圖，其適用於圖1 的類MPEG编碼器。明確而言，圖2的流程200可以當成控制器103中的控制流程來實施，或是圖1的類mpeg編碼器1〇〇的合作模組間的邏輯函數。流程2〇〇提供以编碼系統爲範圍的適應性訊框切換，以同時编碼固定訊框成爲I訊框及p訊框（即雙編碼訊框）。 -20- 本紙張尺度剌甲_家標準（CNS)A4規格-⑵〇 x 297公爱） . . 裝--------訂---------線 - · · . (請先IW讀背面之注意事广k填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 404137 at _B7___ 五、發明說明C8 ) 圖2的流程200在步驟205開始，而變數LAST_INTRA設定爲0。流程200接著跳到步驟210，在此判定要编碼的接收輸入資訊訊框是否（根據GOF/GOP資料結構）而預定編碼成爲I 訊框。若步驟210的判定爲肯定，則流程200跳到步驟215。在步驟215將收到的訊框编碼成I訊框，而編碼的I訊框則儲存在第一緩衝器（即BUFFER_I)中。流程200接著跳到步驟220，收到的訊框編碼成P訊框，而编碼的P訊框儲存在第二緩衝器（即BUFFER_P)中。流程200接著跳到步驟225，而LAST_INTRA變數設定爲1，流程200接著跳到步驟210。若步驟210的判定爲否，則流程200跳到步驟230。在步驟 230判定收到的訊框是否預定编碼成B訊框。若步驟230的判定爲肯定，則流程200跳到步騍235，並且判定 LAST_INTRA變數是否等於1。若步驟235的判定爲肯定，則流程200跳到步驟240，而收到的訊框則编碼成B訊框，並且將编碼的B訊框儲存在第三緩衝器（即BUFFER_B)中。流程200跳到步驟2 10。若步驟235的判定爲否，則流程200跳到步驟245，而收到的訊框則编碼成B訊框，並且將编碼的 B訊框傳送到輸出緩衝器。流程200跳到步驟2 10。該注意的是，第一緩衝器（即BUFFER_I)，第二緩衝器 (即BUFFER_P)，及第三緩衝器（即BUFFER_B)可包含獨特的記憶體模組，部分的相同記憶體模组，如控制器103的内部記憶體，或是任何可用的記憶體，包含部分的编碼器輸出緩衝器。各記憶體位置的位置不影響本發明的實施，因爲熟於此技術者藉由本文所揭露的敎示可以修正本發明以 -21 - }紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G X 297公爱） ' — I ^'裝！—訂 i1------線 (請先閲讀背面之注意事广i填寫本頁) 404137 A7 B7_ 五、發明說明（19 ) 適用於各種記憶體配置。若步驟230的判定爲否，則流程200跳到步驟250，並且判定是否已偵測到資訊不連續（如視訊輸入流中的換景）。若步驟250中的判定爲肯定，則流程200跳到步驟272，以判定 LAST—INTRA變數是否設定爲1。若步驟272的判定爲否，則流程200跳到步驟274，而收到的訊框變编碼成I訊框，並且將編碼的I訊框傳送到輸出緩衝器。流程200接著跳到步驟 210 〇若步驟272的判定爲肯定，則流程200跳到步驟276，而第二緩衝器（即BUFFER_P)的内容則傳送到輸出緩衝器。流程 200接著跳到步驟278，而第三緩衝器的内容（如BUFFER—B) 則傳送到輸出緩衝器，接著在步驟280將收到的訊框编碼成 I訊框，並將I訊框傳送到輸出緩衝器，流程200接著跳到步驟282，而且將LAST_INTRA變數設定爲0。流程200接著跳到步驟210。若步驟250的判定爲否，則流程200跳到步骤255，並且判定LAST_INTRA變數是否設定爲1。若步驟255的判定爲肯定，則流程200跳到步驟260，而收到的訊框編碼成P訊框，並且將P訊框傳送到輸出緩衝器。流程200接著跳到步驟 210 0 若步驟255的判定爲肯定，則流程200跳到步驟262，而且將LAST_INTRA變數設定爲0。流程200接著跳到步驟264，而第一緩衝器（即BUFFER_I)的内容則傳送到輸出緩衝器，並且跳到步驟268，而第三緩衝器（即BUFFER_B)的内容則 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） · . 裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事一、填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 404137 - _B7___ 五、發明說明P ) 傳送到輸出緩衝器。流程200接著跳到步驟270，而收到的訊框編碼成ρ訊框，並且將编碼的ρ訊框傳送到輸出緩衝器。流程200接著跳到步驟2 10。上述流程説明根據本發明方法的典型實施例，明確而言’上述流程説明將收到的固定訊框同時編碼成丨訊框及ρ 訊框。重要的是注意，僅使用第一，第二，第三及out緩衝器儲存編碼（即壓縮）的資訊訊框β因此在增加處理需求的代價下可減少系統的記憶體需求。發明人已判定此一系統増加的處理速度（如增加第二編碼模組），其成本低於相關記憶體耗費的減少。在本發明的上述實施例中第二編碼模組1〇2將每一固定訊框編碼成I訊框，重要的是注意，也可控制第二编碼模組 102以根據GOF/GOP資料結構，而只有將預定編碼成ρ訊框的那些訊框编碼成I訊框。亦即，在本發明的另一實施例中’第一編碼模组101根據GOF/GOP資料結構而將輸入訊框編碼成I訊框’ Ρ訊框及Β訊框。同時第二編碼模组1〇2根據 GOF/GOP資料結構，只有將預定編碼成ρ訊框的那些訊框編碼成I訊框。在本發明的另一實施例中，控制器103的操作大致與上述的方式相同，除了在連續操作模式中，控制器103只會令第一編碼模组的輸出流s 101接到輸出緩衝器16(^這是因爲第一編碼模組10 1的輸出流s 10 1會根據g〇f/(>〇p資料結構而正確的編碼。在不連續操作模式中，當第一編碼模組輸出流 S101中的P訊框必須用I訊框取代時，控制器^ 才會將第二 -23- 本紙張尺度適用中國固家標準（CNS)A4規格（210 X 297公笼) . .-------^ in —--It-----I---線 * * - · % <請先Μ讀背面之注意事V彳填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 404137 五、發明說明ρ ) 編碼模組102的輸出流S102接到輸出緩衝器160。圖3説明根據本發明的類MPEG編碼系統300的實施例，明確而言圖3説明的類MPEG編碼系統300包含：編碼模組 1〇1 ’控制器103，及輸出緩衝器160。類MPEG编碼系統300 接收並且編碼一輸入資訊流IN (包含複數未壓縮資訊訊框’圖中是形成一視訊資訊流的一序列影像）以產生編碼的輸出資訊流OUT。编碼模组101接收並且编碼輸入資訊流I N以產生一编碼資訊流Sl〇l ’其實質符合一群訊框（G0F)或一群影像（G0P) 資料結構。第一編碼資訊流S101在子G0F/G0P缓衝器135P 中緩衝，並接著接到輸出緩衝器。子G〇f/GOP緩衝器135P 中儲存的编碼訊框可以由控制器1〇3來修正，如以下所述。編碼模組101包含各種元件’其操作方式大致與上述圖1的第一编碼模組101的對應元件相同。因此，以下僅詳細説明各元件操作上的差異。明確而言，编碼模組i 0 i包含加法器 155，模式決定模组ι〇5Ρ，離散餘弦轉換（DcT)模组11〇p，量化器（Q )模组115P ’變長編碼（VLC)模組12〇p，反量化器 (Q1) 125P ’反離散餘弦轉換（DCT_i)模組13〇p，減法器156，緩衝器135P，率控制模組140P，移動補償模組145p，移動估計模組1 5 0 P及固定訊框儲存模組丨7 〇。圖3編碼模組101與圖1第一編碼模组1〇丨的主要不同是反 DCT模組130P的輸出（即最後的固定訊框）儲存在固定訊框儲存模組170中，並且接到移動估計模组15〇p以估計移動向量（不是圖1第二編碼模组的未編碼j訊框）。此外，各訊框 -24 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（i〗〇 x 297公爱「 A7 404137 五、發明說明ρ ) 的未編碼版本，即根據G〇F/G〇p結構而預定爲！訊框的，也儲存在固定訊框儲存模組17〇中。因此固定訊框儲存模組包含最後I訊框之前的重建固定訊框，及最後丨訊框的未編碼版本。依此，若是要將丨訊框再編碼（即預定編碼成丨訊框）成爲P訊框，則使用I訊框之前的重建固定訊框（以及I訊框的未编碼版本）以預測用P訊框取代编碼的I訊框。輸出緩衝器160的操作方式大致與圖！輸出緩衝器16〇相同，輸出緩衝器160產生一率控制信號RC以指示遠端解碼緩衝器的緩衝器利用位準。率控制信號RC接到編碼模組 1〇1，其使用率控制信號RC以適應如量化參數，以便控制輸出資訊流OUT的位元率，因此避免遠端解碼緩衝器的溢流或欠流。控制器103產生一編碼器控制信號c i以控制編碼模組 101，並且從編碼模組101接收至少一輸入資訊流IN及一模式決疋指不流M D。圖3的控制器103依上述圖1的方式偵測出資訊不連續，然而圖3的控制器103也會在連續模式及不連續模式之一中操作，而兩個操作模式的最後結果相同（相對於GOF/GOP資料結構適應），而這些模式中控制器1〇3的操作稍微與圖1控制器103的操作不同。在連續操作模式中，圖3的編碼模组1〇1依上述方式將輸入資訊流1 Ν編碼以產生編碼的資訊流S 10 1。接到輸出緩衝器之刖’編碼的資訊流會儲存在一暫時緩衝器（子GOF/GOP 緩衝器135Ρ)。偵測到資訊不連續時，控制器103即進入不連續操作模 ______ -25- 本紙張尺度適用中國國家規格⑽X 297公爱） VII · 裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事^1'·填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7

404137 五、發明說明p ) 式’若認爲適合將最後的編碼固定訊框編碼成p訊框（即目前預定爲P訊框的會编碼成I訊框），則從固定儲存模組17〇糊取最後編碼固定訊框的未編碼版本（假設是I訊框），並且使用重建的固定訊框之前暫時的未编碼I訊框的未編碼版本以編碼成P訊框（也儲存在固定儲存模組中因此圖3的類 MPEG編碼器將先前编碼的I訊框作依需求的再编碼成p訊框。圖4是適應性訊框切換流程4〇〇的流程圖，其適用於圖3 的類MPEG編碼器。明確而言，圖2的流程400可以當成控制器103中的控制流程來實施，或是圖3的類MPEG编碼器300 的合作模组間的邏輯函數。流程4〇〇提供以編碼系統爲範圍的適應性訊框切換，以依需要提供將固定訊框编碼成I訊框或P訊框。流程400在步驟402開始，而變數LAST_INTRA設定爲〇。流程400接著跳到步驟404，在此判定要編碼的接收輸入資訊訊框是否（根據GOF/GOP資料結構）而預定編碼成爲I訊框。若步驟404的判定爲肯定，則流程400跳到步驟406，將收到的訊框編碼成I訊框，而编碼的I訊框則儲存在第一緩衝器（即BUFFER_I)中。流程400接著跳到步驟408，而變數 LAST_INTRA設定爲1。流程400接著跳到步驟410，而收到的訊框及先前重建的參考訊框（即固定訊框）則儲存在非編碼緩衝器（如固定儲存模組170)中。流程400接著跳到步骤 404 ° 若步驟404的判定爲否，則流程400跳到步驟412，而判定 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 11 "I I -1111111 · 11--— I— — — — — (請先閱讀背面之注意事广填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 404137 A7 B7_ 五、發明說明θ ) 收到的訊框是否預定編碼成B訊框。若步驟412的判定爲肯定，則流程400跳到步驟414，並且判定LAST_INTRA變數是否等於1。若步驟414的判定爲肯定，則流程400跳到步驟 416，而收到的訊框則编碼成B訊框，並且將编碼的B訊框儲存在第二緩衝器（即BUFFER_B)中。流程400跳到步驟 404。若步驟414的判定爲否，則流程400跳到步驟418，而收到的訊框則編碼成B訊框，並且將編碼的B訊框傳送到輸出緩衝器。流程400跳到步驟404。若步驟412的判定爲否，則流程400跳到步驟420，並判定是否已偵測到資訊不連續（如換景）。若步驟420的判定爲否，則流程400跳到步驟422，並且判定變數LAST_INTRA是否設定爲1 »若步驟422中的判定爲否，則流程400跳到步驟424，以编碼該收到的訊框爲I訊框，而编碼的I訊框則接到輸出緩衝器。流程400接著跳到步驟404。若步驟422的判定爲肯定，則流程400跳到步驟426，而先前儲存的參考訊框則再编碼成P訊框，而編碼的P訊框則接到輸出緩衝器。流程400接著跳到步驟428，而第二緩衝器 (即BUFFER_B)的内容則接到輸出緩衝器，流程400接著跳到步驟430，而收到的訊框编碼成I訊框，並且將編碼的I訊框接到輸出緩衝器。流程400接著跳到步驟432，而且將 LAST—INTRA變數設定爲0，以及跳到步驟404。若步驟420的判定爲否，則流程跳到步驟434，並且判定 LAST_INTRA變數是否設定爲1。若步驟434的判定爲否，則 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I I J— II Ί — — — III — — — — — — I— ^ — — — — — — — (請先閱讀背面之注意事产、填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7

404137 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明户）流程400跳到步驟436，而收到的訊框編碼成p訊框，並且將 P訊框傳送到輸出緩衝器。流程4〇〇接著跳到步骤404。若步驟434的判定爲肯定，則流程400跳到步驟438，而且將第一緩衝器（即BUFFER_I)的内容接到輸出緩衝器，並且跳到步驟440，而第二緩衝器（即BUFFERJB)的内容則接到輸出緩衝器《流程400接著跳到步驟444，而收到的訊框编碼成P訊框’並且將編碼的P訊框接到輸出緩衝器。流程 400接著跳到步驟446，而變數LAST_INTRA設定爲0，而流程跳到步驟404。圖4的適應性訊框切換流程400所達成的功能大致與圖2適應性訊框切換流程200的相同，除了與圖2 的流程200相比，圖4的流程400會要求更多的記憶體資源及較少的處理資源以外。這是因爲圖4的流程400要求儲存未編碼（未壓縮）的資訊訊框，其預定爲GOF或GOP的第一訊框，及它之前的重建固定訊框。圖5説明根據本發明的類MPEG编碼系統500的實施例，明確而言圖5説明的類MPEG编碼系統500包含：Μ訊框延遲模组510，編碼模组101，控制器1〇3，及輸出緩衝器16〇。類 MPEG編碼系統500接收並且编碼一輸入資訊流IΝ (包含複數未壓縮資訊訊框，圖中是形成一視訊資訊流的一序列影像）以產生编碼的輸出資訊流OUT。因爲圖5的類MPEG编碼系統500大致類似於上述圖3的類MPEG编碼系統300，所以僅詳細説明這兩個系統的差異。在圖5的類MPEG编碼系統500中，Μ訊框延遲模組510 (圖中是先入先出（FIFO)緩衝器，接收資訊流I Ν，並提供一 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑵〇χ297公釐） I ^!·— ！！·裝— II 訂·！-線 <請先閱讀背面之注意事广\填寫本頁) 五、發明說明芦）延遲的輸入資訊流IN到編碼器101。如上所述— 資料結構包含N個訊框，其排列成許多子二或；延通ί構’具有含M個訊框的極大大小。因此M訊框 I遲楔組51〇根據GOF/G〇P資料結構可以保 — GOF/GOP。十編碼模組101接收並且編碼延遲的輸入資訊流IN以產生編碼資訊流S101，其實質符合一群訊框（G〇F)或一群影像 (GOP)資料結構。第一編碼資訊流81〇1接到輸出緩衝器 160❶編碼模組101包含各種元件，其操作方式大致與上述圖1及圖3的第一編碼模組101的對應元件相同。因此，以下僅詳細説明各元件操作上的差異。明確而言，編碼模組 101包含加法器155 ’模式決定模組105P，離散餘弦轉換 (DCT)模組ιιορ，量化器（q)模組115p，變長編碼（vlc)模組120P，反量化器（Q-i) 125p，反離散餘弦轉換（DCT、模組 130P ’減法器156，率控制模组14〇p，移動補償模組145p，移動估計模組150P及固定訊框儲存模组17〇。圖5编碼模組ιοί與圖3編碼模組101之間的主要不同是圖 5的編碼模组ιοί不包含緩衝器135(不也包含所屬的額外率控制信號RC1)，而上述圖3的編碼模组1 〇 1則具有該元件。此外，圖5編碼模組101的固定訊框儲存模組no不儲存未編碼的資訊訊框，其根據GOF/GOP結構預定爲GOF或GOP的第一訊框，而上述圖3的編碼模組101則需要。最後，圖5編碼模组101的模式決定模组105P不提供額外的模式決定信號 MD1到控制器，而上述圖3的編碼模組101則需要。 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 _ 404137 五、發明說明F ) 輸出緩衝器160的操作方式大致與圖3輸出緩衝器16〇相同，輸出緩衝器160產生一率控制信號Rc以指示遠端解碼緩衝器的緩衝器利用位準。率控制信號R c接到编碼模組 1〇1，其使用率控制信號RC以適應如量化參數，以便控制輸出資訊流OUT的位元率，因此避免遠端解碼緩衝器的溢流或欠流。控制器103產生一編碼器控制信號c i以控制编碼模组 1〇1。控制器103在輸入資訊流I n中接收，並且偵測該資訊流中的資訊不連續。在回應偵測到該（未延遲的）輸入資訊流IN中的資訊不連績時，控制器1〇3動態地適應編碼器使用的GOF/GOP資料結構，以便I訊框不包含在編碼訊框的兩個連續子GOF/GOP群之中。爲了説明圖5控制器103的操作，先考慮以下例子，即提供子GOF/GOP的輸入資訊流IN包含與Μ訊框延遲模組510不連續的資訊。控制器103監控輸入流，並且在編碼器接收延遲的輸入資訊流IN’之前，偵測，到資訊不連績。控制器1〇3 令編碼器101編碼成P訊框’子GOF/GOP的固定訊框包含資訊不連續。控制器103也令編碼器ιοί編碼成I訊框，在資訊不連續後的第一訊框（如新景的第一視訊訊框）或是次一子 GOF/GOP的固定訊框》因爲控制器103在子GOF/GOP接到編碼器1〇1之前先檢查各子GOF/GOP，控制器103也能判定編碼該檢查過的子 GOF/GOP的最佳方法。亦即，控制器經由控制信號^ 1而提供關於次一子GOF/GOP的資訊，該子GOF/GOP要编碼以送 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚）

----·---.-------裝 -- (請先閱讀背面之注意事尸、填寫本頁) V.9 · .線· A7 B7 40413y 五、發明說明Ρ ) 入率控制模組140P。因此強化率控制器140P的緩衝器利用預測’因此提供強化的編碼功能給编碼器101 (如減少位元預算安全邊際，因此藉由分配更多的位元到各訊框以允許更高的編碼品質）。該注意，未期望的換景到一特殊子GOF/GOP的效果，可以散佈到整個GOF或GOP，以使該特殊子GOF/GOP遇到的任何品質劣化減到極小。此外，因爲一景的最後子GOF/GOP 的重要性（以保存.視覺眞實性而言），與一景的第一子 GOF/GOP相比，前者可能較低，所以能減少分配給目前景的最後子GOF/GOP的位元，因此允許對於次一子GOF/GOP 在位元分配上作對應的増加，以改良新景中的I訊框品質。重要的是要注意，圖5的编碼器101僅編碼各固定訊框一次’而不是一直是二次（如圖丨）或有時是二次（如圖3)。圖6説明的控制器1〇3適用於圖1或圖3的類MpEG编碼器。担制器1〇3包含微處理器103-4以及記憶體103-8以儲存一同時編碼，適應性訊框切換流程2〇〇，及/或依需求的編碼，適應性訊框切換流程400。微處理器103-4與習用的支援電路103-6 (如電源供應器，時脈電路，快取記憶體及類似者’以及支援執行軟體常式的電路）配合。因此意欲將本文所述的一些流程步驟如軟體處理在硬體中實施，如與微處理器103-4配合的電路以執行各個步驟。控制器1〇3也包含輸入/輸出電路103-2，以形成各編碼模组（101及丨〇2)與選擇得104之間的介面。雖然圖中的控制器ι〇3是一般目的電腦，其根據本發明可以設計成執行適應性訊框切換及相關 -31 - IX 297 公 I — 11_ 裝 i — ！！i 訂·'! _ ·線 (請先閱讀背面之注意事广，纟填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 _40413? 五、發明說明戶) 的控制功能，但是本發明也可以在硬體中當成應用特定積體電路（ASIC)來實施。因此意欲將本文所述的流程步驟（如參考圖2及4)廣義的解釋爲可以同等地在軟體，硬體，或是其合併中執行。本發明的控制器103可用以執行圖2及圖4的控制流程。惟也必須注意’也可使用控制器1〇3以整個地在軟體中實施圖1，圖3，及圖5的類MPEG編碼器。因此，圖6所示的控制器103可接收輸入資訊流丨N ,並且產生輸出資訊流〇υτ。在此一軟體實施中，控制器1〇3執行上述圖1，圖3及/或圖 5的類MPEG編碼器所示的功能。邊注意’如圖3编碼器1〇1的緩衝器135p可以用鏈表的方式儲存编碼訊框。亦即各儲存的編碼訊框可以和一指標變數結合，以識別出一序列編碼訊框中的次一編碼訊框。依此，選擇I訊框而不是P訊框以包含在編碼器輸出流si〇i 中，其包含將去選擇的訊框分開以及將選擇的訊框連接。亦即，分開的訊框之前的編碼訊框指標指向該連接訊框。類似的，連接訊框所屬的指標指向分開的訊框後的訊框。本發明有效的利用G0F/G0P結構的位元預算，因此位元預算不會浪費在内編碼一資訊流中的最後子G〇F/G〇p上。此外，本發明的操作大致可防止解碼緩衝器的溢流情沉，其導因於内編碼資訊訊框的緊密間距（如兩個連續i訊框）。此外要注意資訊品質如雙編碼資訊訊框的視覺資訊品質，可假設在I訊框及P訊框中是近乎相同的。因此除了 GOF/GOP品質增強以外，本發明操作的實施不會對於 I____-32- 本紙張尺度適財關家標準（CNS)A4規格x 29Tii7

-J ^------ (請先閲讀背面之注意事填寫本頁) 訂·- A7 B7 404137 五、發明說明) GOF/GOP中的任何個別訊框產生可查覺的資訊劣化。本發明可以用電腦實施過程，以及實施該等過程的裝置的形式來實施。本發明也能在具體媒體中實施的電腦程式碼的形式來實施’如軟碟，CD-ROM，硬碟，或是或其伯電腦可讀取儲存媒體，其中當電腦將電腦程式碼載入並朝行時電版即成爲實施本發明的裝置。本發明也可以電腿私式碼的形式來實施，例如儲存在一儲存媒體中，由電脂载入及/或執行，或是在某—傳送媒體上傳送，如在電線或電纜上，經由光纖，或是經由電磁輻射，其中當電腦載入並且執行電腦程式碼時，電腦即成爲實施本發明的裝置。在-般目的微處理器上實施時，電腦程式碼區段會配置掷處理器以產生特定邏輯電路。雖然已詳細顯示並説明含有本發明敎、双不的各實施例，熟於此技術者可以設計出許多其他的變化 ‘·' 有這些敎示。冑化實施例，其仍包含 J 1·1 !!_ 裝 ------- 訂_ i · <請先閱讀背面之注f广V填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims

404137 —— ...申請專利範固 A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 .種方法在一系統中實質根據一群訊框（GOF)資訊結構 =壓縮編碼一序編碼資訊訊框，以產生一序列編碼 ^訊訊框：各G0F包含至少一子GOF，各子GOF包含至固疋訊框，各固定訊框包含一内编碼訊框（I訊框）及—向前預測訊框（P訊框）之_，包含以下步驟：適應孩資訊結構以回應該少列產編碼資訊远框肀互相 =碼資訊不連續，俾該資訊不連續後之第一因定訊框包含—I訊框，而該資訊不連續前之第一固定訊框包含一p 訊框。 2·如申請專利項之方法，其中該適應步驟包含以下步驟：根據GOF資訊結構而將預定成爲一固定訊框之各未編碼資訊訊框編碼成一丨訊框及一 p訊框；以及 a對於要包含在該產生之編碼資訊訊框序狀各編碼固足訊框，選擇與該固定訊框結合之各該編4ι訊框及編· 碼P訊框；其中：、 ' 在=現一資訊不連續時，選擇該資訊不連續竺與該第 —固定訊框結合訊框，及選擇該資訊不連^ 第二固定訊框結合之P訊框。 ' ” 3·如申請專利範圍第！項之方法’其中該適應步驟包含以下步驟： —-一' 根據GOF資訊結構而將預定編碼成爲_p訊框之各未編碼資訊訊框編碼成一丨訊框及_p訊框；以及對於預定爲要包含在該產生之編碼資訊訊框序列之各請先聞讀 1背之注 I 旁裝订線 -34 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規^格（210X297公後） A8 B8 C8 D8 404137 π、申請專利範圍編碼Ρ訊框，選擇與該編碼I訊框結合之各該編碼ρ訊框；其中：在出現一資訊不連續時’選擇該資訊不連續後與該第 —固定訊框結合之I訊框，及選擇該資訊不連續前與該第ν—固定訊框結合之Ρ訊框。 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該適應歩驟包含以下步驟：根據GOF資訊結構而儲存_預定成爲I訊框之各未编碼資訊訊框；根據GOF資訊結構而將各固定訊框编碼成爲一 I訊框或一 Ρ訊框；以及若無一資訊不連續，則：選擇各該編碼固定訊框以包含在該產生之編碼資訊訊框序列中；若出現一資訊不連續，則；使用該儲f之未编碼資訊訊框而编碼成爲一預測Ρ訊框，及選擇該資訊不連續之寧第二，俾包含在該產生之编碼資訊訊框序列中；以及编'碼成爲一 I訊框，及選擇該資訊不連續後之該夢一固定訊框，俾包含在該產生之编碼資訊訊框序列中。 V 5. 如申請專利範圍第1項之方法，更包含以下步驟：延遲該未编碼資訊訊框序^列之各子GOF ;其中：該適應步驟包含以下步驟：編碼該未編碼資訊訊框序列前重if定義該GOF結構以回應該資訊不連續。 -35- 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） I I H -I- —I* n I I— I n I I t— f — m m T m I I I m I (請先閲讀背面之注意事項ί寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8404137 g88^、申請專利範圍 ' ~~~ 6. —種方法在一系統中根據一群訊框（G〇F)資訊結構而用以壓縮編碼一序列資訊訊框，以產生—序列編碼資訊訊框，而各GOF包含至少一子G0F，而各予g〇f包含一固定訊框，及至少-非固定訊框，該等非固定訊^含根 ά該固定訊框之預測資訊，包含以下步驟：根據这GOF資訊結構而使用一第一編褐模組，以編巧該序列資訊訊框之子G0F部分以i生—序列編碼資訊“ 框，其中各該固定^^包含一第一型或—第二型根據該GOF資訊結構而使用一第二編碼模组，以編碼該序列資訊訊框之子Gi〇F部分以|生—声现框，其中各該固定訊框包含該第一型訊框；判定一資訊不連續是否存在於該序列資訊之子〇〇1?部分中；以及若一資訊不連續存在於該序列資訊之子G〇f部分，則連接至由該第二編碼模組產星之該序列編碼資訊訊框之輸出；以及一 ▲ _ 若一資訊不連續不存在於該序列資訊之子部分，則連接至由該第一編碼模組產圣之該序列編碼資訊訊框之輸出。 7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該第—型固定訊框係I訊框，該第二型固定訊框係p訊框，而、讀等非固定訊框係B訊框。' 8. —種裝置用於一系統中根據一群訊框（G〇F)資訊結構，而用以壓縮編碼一序列資訊訊框，以產生—序列編碼資 -36- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210^297公釐） (請先閱讀背面之注意事項tW寫本頁) 裝. 訂線經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 404137 ?! D8 六、申請專利範圍訊訊框，而各GOF包含至少一子G〇F，而各子g〇f包含一固定訊框，及至少一非固定訊框，該等非固定訊框包含根據該固定訊框之預測資訊，該裳置包含： ’ 一第一編碼模組，根據該GOF資訊結構而用以編碼該序列資訊訊框，以產生一序列编碼資訊訊框，其中各該固定訊框包含一第一型或一第二型訊框； Λ 一第一緩衝器，用以儲存該第二編屬ϋ產生之子 GOF'; ~ ' 一第二編碼模組，根據該GOF資訊結構而用以編碼該序列資訊訊框，以產生一序列編碼資訊訊框，其中各該固定訊框包含該第一型訊框；一第二一緩衝器，用以儲存該第二编碼模組產生之子 GOF ;其 t 在一第一操作模式中，儲存在該第一緩衝器中之該子 GOF連接至一輸出；以及 S 在一第二操作模式中，儲存在該第二緩衝器中之該子 GOF連接至該輸出。 … 、 9_如申請專利範圍第8項之裝置，其中該第一型固定訊框係I訊框’該第二型固定訊框係p訊框，而該等非固定訊盤係B訊框。 10. 如申請專利範圍第8項之裝置，其中輸入該第二操作模式以回應該資訊訊框序列中一資訊不連續之標記。 11. 一種裝置，包含：一第一編^器’實質根據一群訊框rG〇F)資氣身構， • 、纽财目辟鮮 --Μ--*1----裝------訂丨，------線 (請先閲讀背面之注意事項ί寫本頁) f 404137 Α8 Β8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ~、申請專利範圍而用以壓縮编碼一序列未编碼資訊訊框以產生一序列編碼資訊訊框，各GOF包含至少一子GOF，各子G0F包含至少一固定訊框，各固定訊框包含一内編碼訊框（1訊框）及一向前預測訊框（P訊框）之一；以及一控制器，用以控制該编碼器，以回應該序列未編碼資訊、訊框中互相編碼資訊不連續之標記，該控制器適應該GOF資訊結構俾該資訊不連續後、之第一固定訊框包含一 I訊框，而該資訊不連續前之第一固定訊框包含一P訊框。 12. 如申請專利範圍第11項之裝置，更包含：一第二編碼器，根據一群訊框（GOF)資訊結構而將預定編4戒爲P訊框之那些訊框編碼成一 I訊框；以及一選擇器，回應該控制器用以連接至該序列編it訊訊框之輸出’其由該第一编碼器產生，或連接至該編碼之I訊框，由該第二編碼器產生；該控制器，回應該序列未编碼資訊訊框中一互相編碼資訊 >、連續之該標記，使該選擇器邊_擇在該資訊不連續後輸出與該第一固定訊框結合之I訊框，以及在該資訊 f連缚出與該第一固定訊框結合之p訊框。 13. 如申請專利範圍第11項之裝置，更包含：一圮憶體，用以儲存各未編碼資訊訊框，其根據該 GOF資一訊結隻_而預定編碼成爲一 I訊框；該控制器，若出現該資訊不連續，使該第一編碼器再將该I訊框編碼成爲一p訊框。 _____^38 _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2Τ〇^^Π----- (請先閲讀背面之注意事項iW寫本頁〕 -裝. 訂線 ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 404137 七、申請專利範圍〜 H.如申請專利範固第11項之裝置，更包含：一緩衝器，用以延遲該序列未編碼資訊訊框之各子 GOF ·，其中：該控制器檢查連接至該緩衝器輸出之該序列未編碼資訊訊框，以及若該等檢;查之資訊訊框包含一資訊不連續’孩控制器即修正該第一编碼器利用之該g 〇 F結構。 —— _ - 39 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）