为小尺寸或全尺寸播放提供独立编码链的视频编码系统技术方案

本发明专利技术涉及一种为小尺寸或全尺寸播放提供独立编码链的视频编码系统。本发明专利技术的具体实施方式提供了一种根据一对编码链对数据进行编码的编码系统。第一编码链产生可自行译码的编码视频数据，以代表一个小尺寸的源视频序列，如一个足够支持实时播放和视频编辑应用程序的显示特性的尺寸。第二编码链产生表示补充数据的编码视频数据，当与第一编码链的编码视频数据一起进行译码时，产生全尺寸显示的源视频序列。该第一编码链的输出可以以独立于第二编码链的输出而进行访问的文件结构的形式存储在存储器中，因此，便于实时译码和播放。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的具体实施方式涉及能支持以可变选择尺寸进行视频播放 的视频编码系统，更具体的说，涉及支持帧间编码方案的视频编码系 统，如视频编辑应用程序中所采用的那样。
技术介绍
现代视频编辑应用程序是基于软件的工具，其允许操作员(编辑 者)从多个侯选的输入视频序列中产生一个输出视频序列。视频编辑 应用程序被用于从大量不同的图像资源中开发电影和电视节目。为了 以一种有趣的方式捕捉两个人之间的对话，例如， 一个编辑者可能生成一个在两个或多个不同摄像角度间跳转的输出序列。该编辑者可能 在一定的时间内选择一个第一视频序列，然后在一个第二时间淡入 (dissolve)到第二视频序列中。为了支持这种编辑功能，该视频编辑 器可能会提供一种图形化用户接口 ，将各种侯选输入序列沿一个公共 的时间轴被显示。编辑者可指定在将出现在输出流中的输入流之间进 行的剪切，以及它们中间产生的任何效果(如淡入)。这些是草案编 辑设定，可以在获得最终设定前任意的修改。视频编辑应用程序允许在任何时间测试编辑设定。该应用程序通 常具能够访问表示每个侯选输入流的编码视频数据。该应用程序的图 形化用户接口还可提供一个窗口，该窗口占用显示器的一部分来允许进行编辑设定的播放。当播放执行时，在最终视频序列被播放前，该 应用程序可使一个或多个存储的视频数据序列被译码，并应用任何特效。在实时显示中，呈现(rendering)可显示的视频序列需要在每个 帧间隔(通常为1/30秒)执行这些译码及特效操作。为了尽快实施 该译码操作，传统的视频编辑应用程序具有仅内部预测的可接受的编 码视频数据。也就是说，每一帧可以被译码而无需瞬时预测。视频编码应用程序的设计者可能要被迫接受更多种类的编码视频 数据，包括根据瞬时预测编码的数据。为了使得该译码搮作尽快进行， 专利技术人确定了根据其编码格式对输入视频数据进行译码、并根据内部 预测技术重新编码该数据是非常有利的。而且该译码和重新编码很可 能会导致比输入数据更少的压缩，因此，有更大的文件尺寸，它很可 能会带来测试操作过程中更快的译码。专利技术人还意识到输入数据的译码和重新编码为提供更优化的译码 过程提供了机会，该译码过程在视频设定的测试模式期间执行。附图说明图l是根据本专利技术的一个具体实施例的视频编码系统的方框图。图2示出了根据本专利技术的一个具体实施例的块类型。图3示出了根据本专利技术的一个具体实施例的游程长度(runlength)编码器的扫描方向。图4示出了根据本专利技术的一个通过小波系数实现编码的具体实施例的块类型。图5示出了根据本专利技术的一个具体实施例的可变长度编码器。 图6是根据本专利技术的一个具体实施例的视频译码系统的方框图。 图7是根据本专利技术的一个具体实施例的游程长度消耗法的流程图。图8是根据本专利技术一个具体实施例的系统硬件结构图。具体实施方式本专利技术的具体实施例提供了一种根据一对编码链对数据进行编码的编码系统。第一编码链产生可被其自行译码的编码视频数据，以代 表一个小尺寸的源视频序列，例如一个足够支持实时播放和视频编辑 应用程序的显示特性的尺寸。第二编码链产生表示补充数据的编码视 频数据，当与第一编码链的编码视频数据一起进行译码时，产生全尺 寸显示的源视频序列。该第一编码链的输出可以以一个文件结构的形 式存储在存储器中，所述文件结构能独立于第二编码链的输出而访问， 因此，便于实时译码和播放.图1是根据本专利技术的一个具体实施方式的视频编码系统100的方 框图。该视频编码系统IOO可从一些源中接收视频序列的数据，或者从一个视频捕获设备或从存储器接收视频序列的数据。通常，视频序 列的图像数据被组织成多个帧，每个帧包含一个象素阵。该象素数据可分解为亮度和一对色度分量(Y， Cr, Cb)，每个分量都可由系统 100独立地进行处理。该视频编码系统100可包括一个变换单元110， 一个量化器120， 一个分离器130和一对处理链140， 150。每个处理链可包含各自的游 程长度(run length )编码器142， 152和可变长度编码器144， 156。该变换电路IIO将来自一个源帧的象素数据块根据预定的变换方 式变换为系数数据块。例如，该变换单元110可根据离散余弦变换 (DCT)操作。通常，DCT系数被描述为一种二维系数阵。最常见的 方式是将源数据的一个8x8象素块变换为DCT系数的8 x 8阵，如 图2 (a)所示的阵。被作为该阵的原点(位置(0， 0))的一个系数 代表该块的DC分量。其他系数代表块中各种其他频率的分量。沿所 述块的主轴方向提供的系数代表在单方向的递增增加频率上的图像分 量。沿块的主对角线方向提供的系数代表在多个方向的递增增加频率 的图像分量。量化器120通过将他们除以一个量化参数(qp)将系数截短。这 减小了这些用于之后的编码操作的系数的幅度。 一些低级别的系数被 截短为0。该量化参数在一个帧的不同块之间以及不同的帧之间可以 不同。因此，关于该量化参数本身的信息可包含在视频编码系统100输出的编码数据中，这样，在译码操作期间，该量化参数可被重构， 且该量化操作可逆。该分离器130代表一种由该视频编码系统100执行的解复用操作， 以传送每个块的系数到一对编码链140, 150之一。根据一个具体实施 例，对于每个输入到分离器130中的系数数据块，该分离器130可转 发一组较低频率的系数到第一编码链140，其他的系数到第二编码链 150。例如，为了以源图像的1/4尺寸恢复可显示的视频信号，将最 低频率系数的1/4在第一编码链一起编码就足够了 (8 x 8块产生的 64个系数中的16个系数)，其他系数在第二编码链编码。其他的显 示尺寸也是允许的。该编码链140和150每个都可包括一个游程长度编码器142， 152 和一个可变长度编码器144， 154。在一个实施例中，该游程长度编码 器142， 152每个都根据传统的之字形扫描方向执行游程长度编码。从 一个原点开始，该游程长度编码器穿越(traverse)各种系数位置并在 该编码器到达一个具有非零值的系数前计数穿越的位置的数目。穿越 的位置的数目作为游程长度被输出，该非零系数值作为一个级别被输 出。该编码器重新开始穿越该块，输出之后的游程(run )和级别(level )， 直到该扫描穿越整个块。当然，对于第一链140，该游程长度编码器142只需要穿越输入 给它的系数。利用上面提供的实施例， 一个1/4尺寸的显示将产生多 个4x4的块，如图2(b)所示。传统的之字形扫描适合这样的块。对于第二链150，游程长度编码器152穿越所述块中剩余的系数， 由于缺少被传送到第 一链140的系数，这些剩余的系数通常都是不规 则的系数值阵(图2(c))。在一个实施例中，把这些剩余的系数作 为一个规则的阵可能特别有效，在那些通常会被小块的系数占据的位 置设置虛拟的零值。因此，该游程长度编码器152可对该块执行传统 的之字形扫描。因为，对于相对平坦的图像内容(低紋理)，沿着块 的主对角线远离原点的系数趋向于零，这种游程长度编码可能特别有 效。替换的，游程长度编码器152可根据传统的之字形扫描以跳过被 传递给第一链140的系数位置的方式穿越所述剩余块。重新参考图2(c)，例如，不是从位置(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视频编码系统，包括：变换单元，用于将多个块的像素数据编码为变换系数，第一可变长度编码器，用于编码每个块的第一子块，所述第一子块包括预选数目的低频变换系数，以及第二可变长度编码器，用于编码每个块的第二子块，所述第二子块包括剩余的变换系数。

【技术特征摘要】
US 2004-3-30 10/811,9551. 一种视频编码系统，包括变换单元，用于将多个块的像素数据编码为变换系数，第一可变长度编码器，用于编码每个块的第一子块，所述第一子块包括预选数目的低频变换系数，以及第二可变长度编码器，用于编码每个块的第二子块，所述第二子块包括剩余的变换系数。2、 如权利要求1所述的视频编码系统，还包括 第一游程长度编码器，用于编码所述第一子块；以及 第二游程长度编码器，用于编码所述第二子块。3、 如权利要求2所述的视频编码系统，其中所述第一游程长度编 码器根据一种扫描模式将一对低频子块一起编码，该扫描模式为从其中的最低频系数到最高频系数以之字形穿过所述低频子块的 第一个而前进，前进到第二低频子块的最高频系数，以及从最高频系数到最低频系数以之字形穿过所述第二低频子块而前进。4、 如权利要求1所述的视频编码系统，其中所述的可变长度编 码器之一包括编码单元和一组可选择的可变长度分配。5、 如权利要求1所述的视频编码系统，其中所述第一和第二可 变长度编码器分别直接编码所述第 一和第二子块。6、 一种视频编码方法，包括 将输入视频的每一 帧组织成多个像素块， 对每个块根据预定的变换将所述块编码为多个系数， 根据一量化参数将所述系数块量化， 从每个块中提取一个系数子集，根据可变长度编码对提取的系数进行编码，并将其结果存储在第一存储位置中，根据可变长度编码对剩余的系数进行编码，并将其结果存储 在第二存储位置中。7、 如权利要求6所述的视频编码方法，编码还包括直接编码所述 被提取的系数和剩余的系数。8、 如权利要求6所述的视频编码方法，其中所述变换是离散余弦 变换。9、 如权利要求6所述的视频编码方法，其中所述变换是小波分解。10、 如权利要求6所述的视频编码方法，还包括对于至少一个块， 从一个邻近块中预测所述块的图像数据。11、 如权利要求6所述的视频编码方法，其中视频序列中的每个 帧被编码为内部编码帧。12、 如权利要求6所述的视频编码方法，还包括 在可变长度编码之前根据游程长度编码来编码所述被提取的系数；以及在可变长度编码之前根据游程长度编码来编码所述剩余的系数。13、 如权利要求12所述的视频编码方法，其中所述被提取系数的 游程长度编码包括根据一个扫描方向来游程长度编码一对块的被提取 系数，该扫描方向为从其中的最低频系数到最高频系数以之字形穿过第一块的被提取 系数而前进，前进到第二块的被提取系数的最高频系数，从最高频系数到最低频系数以之字形穿过第二块的被提取系数而 前进。14、 一种计算机可读取介质，其上存储有从处理生成的编码视频 数据，包括将输入视频的每一帧组织成多个像素块， 对每个块根据预定的变换将所述块编码为多个系数，根据一量化参数将所述系数块量化， 从每个块中提取一个系数子集，根据可变长度编码对提取的系数进行编码，并将其结果存储 在第一存储位置中，根据可变长度编码对剩余的系数进行编码，并将其结果存储 在第二存储位置中，其中表示被提取的系数的编码数据被存储在计算机可读取 介质的离散区域中，以便相对于表示所述剩佘系数的编码数据被 分离地访问。15、 如权利要求14所述的计算机可读取介质，还包括 在可变长度编码之前根据游程长度编码来编码所述被提取的系数；以及在可变长度编码之前根据游程长度编码来编码所述剩余的系数。16、 如权利要求15所述的计算机可读...

【专利技术属性】
技术研发人员：格雷戈里K沃莱斯，过海涛，米切尔H奥斯里克，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]