[发明专利]视频流中的自适应图片组结构

说明书

在35U.S.C.§119下主张优先权

本专利申请案主张2005年10月17日申请的题为“A Method and Apparatus for Using an Adaptive GOP Structure in Video Streaming”的第60/727,640号临时申请案的优先权， 所述临时申请案转让给本文受让人，且因此特意以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明的领域是针对编码的，更明确地说，所述领域涉及通过自适应地指配帧类型 来去除在对视频进行编码的过程中可实现的时间冗余。

背景技术

在二十世纪九十年代，电视技术从使用表示并传输视频的模拟方法转变为数字方法。 一旦接受现存固态技术将支持新的处理视频的方法，数字视频的益处就迅速得到认可。 可处理数字视频以使其与各种类型的接收器匹配，所述接收器具有不同数目的交错或渐 进的线和线图案。电缆工业欢迎在运行中实质上改变带宽-分辨率折衷的机会，从而允许 在以前只能运载一个模拟视频信道的带宽中传输至多达十二个视频信道或7到8个数字 视频信道，其具有优越的图片质量。数字图片将不再受传输中的多路径所导致的重像影 响。

新的技术提供具有电影院般的图像和宽屏格式的高清晰度电视(HDTV)的可能性。 不同于4∶3的当前纵横比，HDTV的纵横比为16∶9，其类似于电影屏幕。HDTV可包含 杜比数字(Dolby Digital)环绕声，与DVD和许多电影院中所使用的数字声效系统相同。 广播公司可选择在同一带宽中传输一个高分辨率的HDTV节目或发送许多低分辨率的节 目。数字电视还可提供交互式视频和数据服务。

存在驱动数字电视的两种基础技术。第一种技术使用利用了通常在支持视频的信道 中可用的较高信噪比的传输格式。第二种技术是使用信号处理来去除单个图片中或图片 序列中存在的不需要的空间和时间冗余。空间冗余在图片中表现为具有较少变化的相对 较大的图片区域。时间冗余是指图片的在较迟或较早图片中再出现的部分。通过消除所 述冗余，可使连续图片中所含有的数据的复制减到最小。通过将运动向量信息(即对数 据区块的指针，其将成为对所考虑的区块的参考)和指示所述参考区块与正被处理的区 块之间的差异的信息发送到视频解码器来实现消除。

时间压缩由标准所允许的运动预测的类型来界定。MPEG2允许三种类型的图片：I (帧内编码)图片、P(预测编码)和B(双向编码)图片。H.264加入了“跳过帧”编码 选项。

I图片在独立基础上被编码。MPEG2标准允许仅使用空间压缩来压缩I图片，尽管 在更新近的H.264标准中允许I图片内的预测。

P图片可直接从在时间上先于其的I图片或P图片预测出，尽管始终可使用空间压缩 在独立基础上对P图片中的个别区块进行编码。如果最佳预测区块并未充分减少表示P 帧区块所需的位的数目，那么可选择此选项。

B图片区块的参考源自在时间上横跨待编码的帧的I或P图片。对于MPEG2标准， 只有两个图片(一者时间上在前，一者时间上在后)可用作双向预测的参考区块源。在 H.264标准中，可使用至多达32个图片来查找参考区块源。

需要创新性系统来确定如何为帧适当地指配编码类型。

发明内容

此方面的一个方面包括一种对视频帧进行编码的方法，所述方法包括：确定指示选 定帧与至少一个邻近帧之间的差异的至少一个度量，所述确定是基于与所述邻近视频帧 相关联的运动信息的；以及基于所确定的度量而自适应地为所述视频帧的每一者指配编 码方法。

此方面的又一方面包括一种用于对视频帧进行编码的设备，所述设备包括：度量模 块，其用于确定指示选定帧与至少一个邻近帧之间的差异的至少一个度量，所述度量是 基于运动信息的；以及决策模块，其基于所确定的度量而自适应地为多个帧的每一者指 配编码方法。

此方面的又一方面包括一种用于对视频帧进行编码的设备，所述设备包括：用于确 定指示选定帧与至少一个邻近帧之间的差异的至少一个度量的装置，所述度量是基于运 动信息的；以及用于基于所确定的度量而自适应地为所述帧的每一者指配编码方法的装 置。