專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)縮放的視頻解碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻信號(hào)處理領(lǐng)域，特別是一種實(shí)現(xiàn)縮放的視頻解碼方法。
背景技術(shù)：
Mpeg標(biāo)準(zhǔn)是由運(yùn)動(dòng)圖像專家組(Moving Picture Expert Group，MPEG)開發(fā)的用于視頻和音頻壓縮的一系列演進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)。按照Mpeg標(biāo)準(zhǔn)，視頻圖像壓縮編碼后包含三個(gè)成分I幀、P幀和B幀。其中I幀壓縮采用基準(zhǔn)幀模式，只提供幀內(nèi)壓縮；P幀采用預(yù)測(cè)編碼，預(yù)測(cè)當(dāng)前幀與前面最近的I幀或P幀的差別進(jìn)行壓縮，考慮了運(yùn)動(dòng)特性；B幀為雙向幀間編碼，基于當(dāng)前幀與前面和后面最近的I幀或P幀圖像之間的差別進(jìn)行壓縮。幀確定后就采用離散余弦變換(Discrete Cosine Transform，DCT)，對(duì)結(jié)果進(jìn)行量化，以及變長(zhǎng)編碼，編碼后即形成了Mpeg碼流，典型的Mpeg-4碼流的幀序?yàn)镮BBPBBPBBPI...
在對(duì)Mpeg-4碼流進(jìn)行解碼時(shí)，對(duì)于I幀、P幀和B幀需要分別采取不同的處理過程。
如圖1所示，一般對(duì)于I幀的處理過程是首先對(duì)I幀數(shù)據(jù)進(jìn)行變長(zhǎng)碼解碼、反量化、反離散余弦變換(Inverse Discrete Cosine Transform，IDCT)以及反預(yù)測(cè)后形成該幀的時(shí)空域圖像數(shù)據(jù)，將其拼接并消除塊效應(yīng)等處理之后得到該I幀的圖像，然后對(duì)該幀圖像進(jìn)行縮放操作，得到最終的縮放后圖像。
如圖2所示，對(duì)于P幀或B幀的處理過程是首先對(duì)P幀或B幀進(jìn)行變長(zhǎng)碼解碼、反量化、IDCT、反預(yù)測(cè)后得到該幀的殘差數(shù)據(jù)和運(yùn)動(dòng)矢量，然后根據(jù)殘差數(shù)據(jù)、運(yùn)動(dòng)矢量和參考圖像做運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，得到該幀的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后的圖像數(shù)據(jù)，然后對(duì)該幀圖像進(jìn)行縮放操作，得到最終的縮放后圖像。
從上述方案可以看出，現(xiàn)有技術(shù)在解碼器解碼出整幀數(shù)據(jù)后進(jìn)行整幀圖像的縮放操作，而視頻解碼和圖像的縮放都具有相當(dāng)高的計(jì)算量，因此現(xiàn)有技術(shù)的計(jì)算量大，很難滿足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求，尤其是在嵌入式系統(tǒng)等實(shí)時(shí)性要求較高的場(chǎng)合。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出了一種實(shí)現(xiàn)縮放的視頻解碼方法，其目的在于降低系統(tǒng)的計(jì)算量，提高系統(tǒng)操作的實(shí)時(shí)性。
根據(jù)上述目的，提供了一種實(shí)現(xiàn)縮放的視頻解碼方法，該方法包括以下步驟A.對(duì)當(dāng)前幀數(shù)據(jù)進(jìn)行變長(zhǎng)碼解碼、反離散余弦變換、反量化和反預(yù)測(cè)，得到當(dāng)前幀的解碼后的單位數(shù)據(jù)塊；B.對(duì)所述解碼后的單位數(shù)據(jù)塊進(jìn)行縮放操作，得到縮放后的單位數(shù)據(jù)塊；C.對(duì)所述步驟B得到的單位數(shù)據(jù)塊進(jìn)行拼接和后處理，得到當(dāng)前幀的縮放后圖像。
較佳地，所述的單位數(shù)據(jù)塊為塊(Block)。
較佳地，所述的單位數(shù)據(jù)塊為宏塊(Macro Block)。
所述縮放操作采用最臨近法，或雙線性插值，或三次樣條插值。
所述后處理包括消除塊效應(yīng)操作。
進(jìn)一步，所述當(dāng)前幀的解碼后的單位數(shù)據(jù)塊包括單位數(shù)據(jù)塊的殘差數(shù)據(jù)和單位數(shù)據(jù)塊的運(yùn)動(dòng)矢量；所述步驟B包括對(duì)所述單位數(shù)據(jù)塊的殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行縮放操作，得到縮放后的單位數(shù)據(jù)塊的殘差數(shù)據(jù)；對(duì)所述單位數(shù)據(jù)塊的運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行縮放操作，得到縮放后的單位數(shù)據(jù)塊的運(yùn)動(dòng)矢量；根據(jù)所述縮放后的單位數(shù)據(jù)塊的殘差數(shù)據(jù)、縮放后的單位數(shù)據(jù)塊的運(yùn)動(dòng)矢量和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后的參考單位數(shù)據(jù)塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，得到運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后的單位數(shù)據(jù)快。
所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后的參考單位數(shù)據(jù)塊為當(dāng)前幀之前最近的I幀或P幀的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后的單位數(shù)據(jù)塊。
所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后的參考單位數(shù)據(jù)塊為當(dāng)前幀之前最近的I幀或P幀的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后的單位數(shù)據(jù)塊和當(dāng)前幀之后最近的I幀或P幀的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后的單位數(shù)據(jù)塊。
所述當(dāng)前幀數(shù)據(jù)采用的編碼方式為Mpeg-1、Mpeg-2、Mpeg-4、H.261、H.263或H.264。
從上述方案中可以看出，由于本發(fā)明在解碼器對(duì)I幀解碼出單位數(shù)據(jù)塊后、或者對(duì)P幀或B幀解碼出單位殘差數(shù)據(jù)塊和運(yùn)動(dòng)矢量后，在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和圖像拼接前，完成了縮放操作，即本發(fā)明進(jìn)行縮放操作的對(duì)象不是整幀圖像，而是單位數(shù)據(jù)塊大小的數(shù)據(jù)量，本發(fā)明在對(duì)當(dāng)前幀的某一個(gè)單位數(shù)據(jù)塊進(jìn)行縮放操作的同時(shí)，可以進(jìn)行其它數(shù)據(jù)塊的解碼操作，縮短了整幀數(shù)據(jù)的處理時(shí)間。從上面的分析可以看出，本發(fā)明縮短了整幀數(shù)據(jù)的處理時(shí)間，提高了系統(tǒng)操作的實(shí)時(shí)性。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中處理I幀圖像的流程示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中處理P幀或B幀圖像的流程示意圖；圖3為本發(fā)明以塊為單位進(jìn)行縮放的示意圖；圖4為本發(fā)明處理I幀圖像的流程示意圖；圖5為本發(fā)明處理P幀或B幀圖像的流程示意圖；圖6為YUV420格式示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
在Mpeg-4中，數(shù)據(jù)的組織采用了宏塊(Macro Block，MB)和塊(Block)的技術(shù)。宏塊采用了16×16的大小，而塊采用了8×8的大小。為了統(tǒng)一操作，這里僅以采用8×8的塊作為單位數(shù)據(jù)塊為例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。如圖3所示，原來為8×8的塊，經(jīng)過縮放后，新的數(shù)據(jù)塊的大小為m×n。當(dāng)然，也可以使用宏塊作為單位數(shù)據(jù)塊。
如圖4所示的是本發(fā)明對(duì)于I幀的處理過程。
步驟401，對(duì)I幀數(shù)據(jù)進(jìn)行變長(zhǎng)碼解碼、IDCT、反量化以及反預(yù)測(cè)操作，由于I幀是對(duì)所有的8×8數(shù)據(jù)塊采用了幀內(nèi)編碼，所以進(jìn)行上述解碼操作后得到了8×8的圖像象素值的數(shù)據(jù)塊。
步驟402，對(duì)每個(gè)8×8的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行縮放操作，可以通過最臨近法、雙線性插值、三次樣條插值等方法來實(shí)現(xiàn)?？s放后新的數(shù)據(jù)塊的大小為m×n。
步驟403，將上述m×n數(shù)據(jù)塊進(jìn)行拼接以及后處理，得到縮放后的完整的I幀圖像。這里的后處理包括消除塊效應(yīng)等操作。
如圖5所示的是本發(fā)明對(duì)于P幀或B幀的處理過程。以P幀的處理過程為例步驟501，對(duì)P幀數(shù)據(jù)進(jìn)行變長(zhǎng)碼解碼、IDCT、反量化以及反預(yù)測(cè)操作，將數(shù)據(jù)解碼為殘差數(shù)據(jù)和運(yùn)動(dòng)矢量，其大小為8×8。以YUV420格式為例，如圖6所示，每4個(gè)Y塊對(duì)應(yīng)1個(gè)U塊和一個(gè)V塊，其中Y1、Y2、Y3和Y4為亮度信號(hào)，U、V為色度信號(hào)。YUV420格式在壓縮編碼時(shí)利用亮度分量Y對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)，形成了運(yùn)動(dòng)矢量。在解碼時(shí)需要利用運(yùn)動(dòng)矢量對(duì)YUV三個(gè)分量進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。
步驟502，對(duì)每個(gè)8×8大小的殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行縮放，根據(jù)需要可選擇最臨近法、雙線性插值和雙三次樣條插值等方法，縮放后得到m×n大小的殘差數(shù)據(jù)塊。
步驟503，對(duì)8×8大小的數(shù)據(jù)塊的運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行縮放，得到m×n大小的數(shù)據(jù)塊的運(yùn)動(dòng)矢量。例如某個(gè)數(shù)據(jù)塊的運(yùn)動(dòng)矢量為V→=(Vx,Vy),]]>將該數(shù)據(jù)塊縮放為m×n大小后運(yùn)動(dòng)矢量變?yōu)閂→′=(Vx′,Vy′),]]>那么運(yùn)動(dòng)矢量的縮放需要滿足Vx＝Vx′·m/8Vy＝Vy′·n/8。
步驟504，根據(jù)步驟502得到的縮放后的殘差數(shù)據(jù)塊、步驟503得到的縮放后的運(yùn)動(dòng)矢量以及運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后的參考數(shù)據(jù)塊，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，得到m×n大小的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)塊。這里的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后的參考數(shù)據(jù)塊，是指當(dāng)前幀前面最近的I幀或P幀在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后的相應(yīng)位置的數(shù)據(jù)塊。當(dāng)前幀的數(shù)據(jù)塊在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后，可以作為下一幀的參考數(shù)據(jù)塊，用于下一幀數(shù)據(jù)塊的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。
步驟505，將步驟504得到的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后的m×n大小的數(shù)據(jù)塊拼接起來，并進(jìn)行后處理，得到縮放后完整的P幀圖像。
對(duì)于B幀的處理過程和P幀大致相同，區(qū)別在于在步驟504中B幀的參考數(shù)據(jù)塊有兩個(gè)，為前面最近的I幀或P幀的數(shù)據(jù)塊和后面最近的I幀或P幀的數(shù)據(jù)塊。
根據(jù)上述步驟得到了Mpeg-4碼流中的I幀、P幀和B幀圖像，就形成了視頻序列。
本發(fā)明可以應(yīng)用在任何處理I幀、P幀或B幀的編碼方案中，例如Mpeg-1、Mpeg-2、H.261、H.263和H.264等。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)縮放的視頻解碼方法，其特征在于，該方法包括以下步驟A.對(duì)當(dāng)前幀數(shù)據(jù)進(jìn)行變長(zhǎng)碼解碼、反離散余弦變換、反量化和反預(yù)測(cè)，得到當(dāng)前幀的解碼后的單位數(shù)據(jù)塊；B.對(duì)所述解碼后的單位數(shù)據(jù)塊進(jìn)行縮放操作，得到縮放后的單位數(shù)據(jù)塊；C.對(duì)所述步驟B得到的單位數(shù)據(jù)塊進(jìn)行拼接和后處理，得到當(dāng)前幀的縮放后圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的單位數(shù)據(jù)塊為塊(Block)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的單位數(shù)據(jù)塊為宏塊(Macro Block)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述縮放操作采用最臨近法，或雙線性插值，或三次樣條插值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述后處理包括消除塊效應(yīng)操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述當(dāng)前幀的解碼后的單位數(shù)據(jù)塊包括單位數(shù)據(jù)塊的殘差數(shù)據(jù)和單位數(shù)據(jù)塊的運(yùn)動(dòng)矢量；所述步驟B包括對(duì)所述單位數(shù)據(jù)塊的殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行縮放操作，得到縮放后的單位數(shù)據(jù)塊的殘差數(shù)據(jù)；對(duì)所述單位數(shù)據(jù)塊的運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行縮放操作，得到縮放后的單位數(shù)據(jù)塊的運(yùn)動(dòng)矢量；根據(jù)所述縮放后的單位數(shù)據(jù)塊的殘差數(shù)據(jù)、縮放后的單位數(shù)據(jù)塊的運(yùn)動(dòng)矢量和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后的參考單位數(shù)據(jù)塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，得到運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后的單位數(shù)據(jù)快。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后的參考單位數(shù)據(jù)塊為當(dāng)前幀之前最近的I幀或P幀的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后的單位數(shù)據(jù)塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后的參考單位數(shù)據(jù)塊為當(dāng)前幀之前最近的I幀或P幀的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后的單位數(shù)據(jù)塊和當(dāng)前幀之后最近的I幀或P幀的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后的單位數(shù)據(jù)塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述當(dāng)前幀數(shù)據(jù)采用的編碼方式為Mpeg-1、Mpeg-2、Mpeg-4、H.261、H.263或H.264。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)縮放的視頻解碼方法，該方法包括以下步驟對(duì)當(dāng)前幀數(shù)據(jù)進(jìn)行變長(zhǎng)碼解碼、反離散余弦變換、反量化和反預(yù)測(cè)，得到當(dāng)前幀的解碼后的單位數(shù)據(jù)塊；對(duì)所述當(dāng)前幀的解碼后的單位數(shù)據(jù)塊進(jìn)行縮放操作，得到縮放后的單位數(shù)據(jù)塊；對(duì)上一步驟得到的單位數(shù)據(jù)塊進(jìn)行拼接和后處理，得到當(dāng)前幀的縮放后圖像。本發(fā)明降低了系統(tǒng)處理當(dāng)前幀數(shù)據(jù)的計(jì)算量，并且本發(fā)明可以在解碼一個(gè)單位數(shù)據(jù)塊的同時(shí)進(jìn)行其它單位數(shù)據(jù)塊的縮放操作，提高了系統(tǒng)解碼的快速性，滿足了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。
文檔編號(hào)H04N7/26GK1622632SQ20041010269
公開日2005年6月1日 申請(qǐng)日期2004年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月27日
發(fā)明者夏煜, 王浩, 白鋒, 懷千江 申請(qǐng)人:北京中星微電子有限公司