Управление скоростью передачи видео на основе гистограммы коэффициентов преобразования

Изобретение относится к технологиям кодирования видеоданных. Техническим результатом является повышение качества кодированного видео без превышения буфера за счет обеспечения подобия кодированного размера кадра после квантования предыдущим размерам кодированного кадра. Предложен способ определения коэффициента квантования во время кодирования видеокадра. Способ включает в себя этапы, на которых принимают видеокадр, содержащий пиксели, применяют преобразование к видеокадру, причем упомянутое преобразование представляет собой преобразование частоты, которое вырабатывает коэффициенты преобразования. Далее, согласно способу, определяют оценочный коэффициент квантования, создают гистограмму с использованием коэффициентов преобразования из преобразованного видеокадра. Кроме того, определяют коэффициент квантования с использованием информации из гистограммы, с использованием оценочного кодированного размера видеокадра, определенного из гистограммы, и с использованием предыдущих кодированных размеров кадра таким образом, чтобы кодированный размер кадра после квантования был подобен предыдущим размерам кодированного кадра. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Управление скоростью передачи видео позволяет динамически регулировать качество кодированного видео для того, чтобы обеспечить удовлетворительное впечатление пользователя при изменении условий работы в сети. Обычно видеокодер получает задание для согласования постоянной битовой скорости передачи (битрейта) или локально-постоянной битовой скорости с изменением условий работы в сети. Изменения сложности сцены, за счет введения движения или кинематографических изменений, могут привести к значительному отклонению от исходных условий, предсказанных коэффициентов сжатия, что приводит, таким образом, к ухудшению качества видео.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данная сущность изобретения предоставлена для того, чтобы представить набор идей в упрощенном виде, которые дополнительно описаны ниже в подробном описании. Данная сущность изобретения не предназначена для определения ключевых признаков или существенных признаков заявленного изобретения и не предназначена для использования при определении объема заявленного предмета изобретения.

Коэффициент квантования определяют с использованием информации, полученной из гистограммы коэффициентов преобразования, которые вырабатываются из преобразованного видеокадра. Гистограмма используется при оценке кодированного размера кадра для видеокадра, который в текущий момент времени находится в процессе кодирования. Коэффициент квантования, используемый на этапе квантования кодирования видео, регулируется в течение текущего видеокадра на основании информации, полученной из гистограммы. Выбор правильного коэффициента квантования помогает реагировать на изменения (например, движение, изменения сцен) в видеокадре, таким образом обеспечивая сглаженные регулировки качества отображения видео. Гистограмма сбалансирована по требуемой длине кодированного размера кадра. Пороги отсечки в гистограмме коррелированы с различными вариантами выбора коэффициентов квантования, и отношение точек на или ниже этих порогов используется для оценки кодированного размера кадра. Исторические тренды можно также использовать как для регулировки коэффициентов формулы корреляции, так и для повышения точности вычисления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 изображает компьютерную архитектуру для компьютера;

Фиг. 2 показывает систему кодирования видео, которая включает в себя использование гистограммы в пределах управления скоростью передачи видео;

Фиг. 3 показывает примерные графики коэффициента сжатия в зависимости от значения шага квантования и коэффициента сжатия в зависимости от процентного содержания ненулевых коэффициентов;

Фиг. 4 изображает примерные способы внутрикадрового/межкадрового сжатия на блочной основе, которые используют гистограмму коэффициентов преобразования при регулировке коэффициента квантования; и

Фиг. 5 изображает процесс обновления коэффициента квантования с использованием информации о гистограмме, полученной из неквантованных коэффициентов преобразования.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже приводится подробное описание различных вариантов осуществления со ссылкой на чертежи, на которых подобные ссылочные позиции обозначают подобные элементы. В частности, фиг. 1 и соответствующее обсуждение предназначены для выполнения краткого и общего описания подходящей вычислительной среды, в которой можно реализовать варианты осуществления.

В общем, программные модули включают в себя подпрограммы, программы, компоненты, структуры данных и другие типы структур, которые выполняют конкретные задачи и реализуют конкретные абстрактные типы данных. Можно также использовать и другие конфигурации компьютерной системы, включающие в себя мультипроцессорные системы, бытовую электронику на базе микропроцессоров или программируемую бытовую электронику, миникомпьютеры, суперкомпьютеры и т.п. Распределенные вычислительные среды можно также использовать там, где задачи выполняются с помощью удаленных устройств обработки, которые связаны через сеть связи. В распределительной вычислительной среде программные модули можно расположить как в локальных, так и в удаленных запоминающих устройствах.

Далее, со ссылкой на фиг. 1, будет описана иллюстративная архитектура компьютера для компьютера 100, которая используется в различных вариантах осуществления. Архитектуру компьютера, показанную на фиг. 1, можно сконфигурировать в виде настольного персонального компьютера, сервера или мобильного компьютера, и она включает в себя центральное процессорное устройство 5 (ЦПУ), память 7 системы, включающую в себя оперативное запоминающее устройство 9 (ОЗУ) и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 11 и системную шину 12, которая связывает память с ЦПУ 15. Основная система ввода/вывода, содержащая основные подпрограммы, которые помогают передавать информацию между элементами внутри компьютера, например, во время запуска, хранится в ПЗУ 11. Компьютер 100 дополнительно включает в себя массовое запоминающее устройство 14 для хранения операционной системы 16, прикладных программ и других программных модулей, которые будут описаны более подробно ниже.

Массовое запоминающее устройство 14 подсоединено к ЦПУ 5 через контроллер массовой памяти (не показан), подсоединенный к шине 12. Массовое запоминающее устройство 14 и его связанный компьютерно-читаемый носитель обеспечивают энергонезависимое хранение информации для компьютера 100. Несмотря на то что описание компьютерно-читаемого носителя, который содержится здесь, относится к массовому запоминающему устройству, такому как жесткий диск или дисковод для компакт-дисков CD-ROM, компьютерно-читаемый носитель может быть любым доступным устройством для хранения медиа, к которому можно получить доступ с помощью компьютера 100.

Термин компьютерно-читаемые носители, который используются здесь, может включать в себя компьютерные носители информации. Компьютерные носители информации могут включать в себя энергозависимые и энергонезависимые, съемные и несъемные носители информации, реализованные с помощью любого способа или технологии для хранения информации, такой как компьютерно-читаемые инструкции, структура данных, программные модули или другие данные. Системная память 5, съемное запоминающее устройство или несъемное запоминающее устройство являются, в целом, примерами компьютерных носителей информации (то есть запоминающего устройства). Компьютерные носители информации могут включать в себя, но не ограничиваться, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (ЭСППЗУ), флэш-память или другие технологии изготовления памяти, CD-ROM, компакт-диски формата DVD или другие оптические запоминающие устройства, магнитные кассеты, магнитные ленты, запоминающие устройства на магнитных дисках или другие магнитные запоминающие устройства, или любой другой носитель, который можно использовать для хранения информации и к которому можно получить доступ с помощью вычислительного устройства 100. Любые такие компьютерные носители информации могут быть частью устройства 100. Вычислительное устройство 100 может также иметь устройство(а) 28 ввода, такое как клавиатура, мышь, перо, устройство ввода звука, сенсорное устройство ввода и т.д. Можно также задействовать устройство(а) 28 вывода, такое как дисплей, громкоговоритель, принтер и т.д. Указанные устройства являются только примерами, и можно использовать и другие устройства.

Термин «компьютерно-читаемые носители», который используется здесь, может также включать в себя средства связи. Средства связи можно реализовать с помощью компьютерно-читаемых инструкций, структур данных, программных модулей или других данных в виде модулированного сигнала данных, такого как несущая волна или другой транспортный механизм, и они включают в себя любые средства доставки информации. Термин "модулированный сигнал данных" может описывать сигнал, который имеет одну или более характеристик, которые устанавливаются или изменяются таким образом, чтобы кодировать информацию в сигнале. Посредством примера, а не ограничения, средства связи могут включать в себя проводные средства, такие как проводная сеть или прямое проводное соединение, и беспроводные средства, такие как акустические, радиочастотные (РЧ), инфракрасные и другие беспроводные средства.

Согласно различным вариантам осуществления, компьютер 100 работает в сетевой среде, использующей логические соединения к удаленным компьютерам сеть 18, такую как Интернет. Компьютер 100 может подсоединяться к сети 18 через блок 20 сетевого интерфейса, подсоединенного к шине 12. Сетевое соединение может быть беспроводным и/или проводным. Блок 20 сетевого интерфейса позволяет также использовать подсоединение к другим типам сети и удаленным компьютерным системам. Компьютер 100 может также включать в себя контроллер 22 ввода/вывода для приема и обработки ввода из ряда других устройств, включающих в себя клавиатуру, мышь или электронное перо (не показано на фиг. 1). Подобным образом, контроллер 22 ввода/вывода может обеспечивать вывод на экран 28 дисплея, принтер или другой тип устройства вывода. Дисплей 28 предназначен для отображения видео, такого как видео, подаваемое во время видеоконференции.

Как уже кратко упоминалось выше, ряд программных модулей и файлов данных можно хранить в массовом запоминающем устройстве 14 и ОЗУ 9 компьютера 100, включающего в себя операционную систему 16, подходящую для управления работой сетевого компьютера, такую как операционная система WINDOWS 7® от компании MICROSOFT CORPORATION. Массовое запоминающее устройство 100 и ОЗУ 9 позволяют также хранить один или более программных модулей. В частности, массовое запоминающее устройство 14 и ОЗУ 9 позволяют хранить одну или более прикладных программ. Одной из прикладных программ является приложение 24 для конференц-связи, такое как приложение для видеоконференц-связи. Обычно, приложение 24 для конференц-связи представляет собой приложение, которое пользователь использует, когда ему необходимо участвовать в видеоконференции между двумя или более пользователями. Приложения могут также относиться к другим программам, которые кодируют видео. Например, приложение может кодировать видео, которое доставляется в вэб-браузер.

Видеоменеджер 26 выполнен с возможностью определения коэффициента квантования для текущего видеокадра, основанного частично на гистограмме неквантованных коэффициентов преобразования текущего видеокадра. Гистограмма коэффициентов преобразования используется при оценке кодированного размера кадра текущего видеокадра. Гистограмма сбалансирована с требуемым размером кодируемого кадра. Пороги отсечки в гистограмме коррелируют с различными вариантами выбора коэффициентов квантования, и отношение точек на или ниже этих порогов используют для оценки кодированного размера кадра. Исторические тренды можно также использовать для регулировки коэффициентов корреляционной формулы таким образом, чтобы повысить точность вычисления. Согласно одному варианту осуществления, выбранный коэффициент квантования приводит к кодированному размеру кадра, который подобен другим кодированным размерам кадра, которые были выработаны ранее.

На фиг. 2 показана система кодирования видео, которая включает в себя использование гистограммы в пределах управления скоростью передачи видео. Как показано, система 200 включает в себя дисплей 28, видеоменеджер 26, ввод 205, видеоприложение 220, склад 240 данных и другие приложения 230. Видеоменеджер 26 можно реализовать в пределах видеоприложения 220, как показано на фиг. 2, или можно реализовать внешним образом из приложения 220, как показано на фиг. 1.

Для того чтобы поддерживать связь с видеоменеджером 26, можно реализовать одну или более подпрограмм обратного вызова, изображенных на фиг. 2 в виде кода 210 обратного вызова. Используя код 210 обратного вызова, видеоменеджер 26 может запросить дополнительную информацию, используемую при кодировании видео. Например, видеоменеджер 26 может запросить видео из буфера, такого как память 240, или некоторого другого местоположения. Можно также предусмотреть другую информацию, которая относится к особенностям видеоприложения.

Дисплей 28 выполнен с возможностью обеспечения пользователя визуальным отображением кодированного видео. Ввод 205 выполнен с возможностью приема ввода из одного или более источников ввода, таких как видеокамера, клавиатура, мышь, сенсорный экран, и/или некоторого другого устройства ввода. Например, ввод можно выполнить из видеокамеры, которая поддерживает одно или более разрешающих способностей видео, таких как общих формат обмена сжатыми видеоданными CIF, VGA, 720P, 1080i, 1080p и т.п. Память 240 выполнена с возможностью хранения данных, которые видеоприложение 220 может использовать во время работы.

Видеоменеджер 26 может также поддерживать связь с другими приложениями 230 таким образом, чтобы видеоданные можно было также подавать в и/или принимать из других приложений. Например, видеоменеджер 26 может быть связан с другим видеоприложением и/или сайтом в сети. Как показано, видеоменеджер 26 включает в себя контроллер 225 скорости передачи видео, где показаны примерные этапы 212, 214, 216 и 218, которые используются в процессе кодирования видеокадров. Этапы, выполняемые во время процесса кодирования, могут изменяться от типа выполняемого кодирования. По сравнению со стандартными схемами кодирования (например, H.26* and WMV*), в процесс кодирования включен этап 216 использования гистограммы. Этап 216 использования гистограммы используется при определении коэффициента квантования, используемого квантователем 218. После выполнения подготовительных операций и иногда перед квантователем 218, можно или нельзя определить оценку для коэффициента квантования "QP". Например, QP можно определить с использованием информации об истории предыдущего кодирования и эвристики.

Далее будет описана часть примерного процесса кодирования. Текущий кадр 212 принимается и подается в процесс 214 преобразования. Кадр можно разбить на блоки пикселей, такие как 8x8, 4x4 и т.п., в зависимости от используемого процесса кодирования. Согласно одному варианту осуществления, преобразование представляет собой дискретное косинусное преобразование ("ДКП"). ДКП представляет собой тип частотного преобразования, которое преобразует блок (пространственную информацию) в блок коэффициентов ДКП, которые представляют собой информацию о частоте. Сама по себе операция ДКП выполняется без потерь или почти без потерь. Однако по сравнению с первоначальными значениями пикселей, коэффициенты ДКП являются более эффективными для сжатия, поскольку большая часть важной информации сосредоточена в коэффициентах низкой частоты.

Полученное в результате ДКП преобразование модифицируется для отображения полученных в результате коэффициентов АС в гистограмму на этапе 216. После того как коэффициенты собраны, контроллер 225 скорости передачи видео анализирует гистограмму для того, чтобы определить оценочный кодированный размер кадра для текущего обрабатываемого кадра. Оценочный кодированный размер кадра затем используется для обновления/определения коэффициента квантования, который будет использоваться во время процесса квантования (см. фиг. 5 для более подробного описания).

Квантователь 218 квантует преобразованные коэффициенты с использованием определенного коэффициента квантования. Обычно коэффициент квантования применяется к каждому коэффициенту, который аналогичен делению каждого коэффициента на одинаковое значение и округлению. Например, если значение коэффициента равно 130 и коэффициент квантования равен 10, значение квантованного коэффициента равно 13. Поскольку низкочастотные коэффициенты ДКП имеют тенденцию принимать более высокие значения, квантование приводит к потере точности, но не к полной потере информации для коэффициентов. С другой стороны, поскольку высокочастотные коэффициенты ДКП имеют тенденцию принимать значения, равные нулю или близкие к нулю, квантование высокочастотных коэффициентов обычно приводит к смежным областям нулевых значений. Регулировка коэффициента квантования на основе текущего кадра направлена на обеспечение более последовательного впечатления видео для пользователя.

На фиг. 3 показаны примерные зависимости коэффициента сжатия от значения шага квантования и коэффициента сжатия от процентного содержания ненулевых коэффициентов.

На графике 310 показана зависимость коэффициента сжатия от значения шага квантования. График 310 включает в себя кривые 12 различных видео. Как можно увидеть, зависимости значений шага квантования от коэффициентов сжатия не приводит к последовательной или общей тенденции. Кроме того, можно увидеть, что различие между некоторыми из видео является значительным.

На графике 350 показана зависимость коэффициента сжатия от процентного содержания ненулевых коэффициентов на основании гистограммы неквантованных значений преобразования. График 350 включает в себя зависимости 12 различных видео, которые также нанесены на графике 310. Со ссылкой на график 350 можно увидеть, что между процентным содержанием ненулевых коэффициентов и окончательным кодированным размером существует корреляция. Зависимость является также линейной. Хотя линия тренда для графика 350 имеет некоторый предел погрешности, он значительно меньше, чем у графика 310. Значение числа битов на пиксель можно аппроксимировать в виде линейной функции отношения ненулевых коэффициентов при определенном коэффициенте квантования: . Согласно одному варианту осуществления, хотя постоянные k и c можно аппроксимировать с использованием обучающих данных и эвристики, эти значения постоянно регулируют в течение периода подачи видео (такое как видеоконференция). Это помогает гарантировать, что влияние факторов не имеет прямого отношения к отношению ненулевых коэффициентов (например, к сложности DC-плоскости, экономии за счет предсказания частотной области и т.д.). Согласно одному варианту осуществления, было установлено, что значение для k в примерных видеоконференциях составляет приблизительно 1,1875.

На фиг. 4 изображены примерные способы внутрикадрового/межкадрового сжатия на блочной основе, которые используют гистограмму коэффициентов преобразования при регулировке коэффициента квантования. Система кодера принимает последовательность видеокадров, включающих в себя текущий кадр, и вырабатывает сжатое видео в виде выходного сигнала.

Изображенная система кодера сжимает предсказанные кадры и ключевые кадры. На фиг. 4 показан путь 410 для ключевых кадров через систему кодера и путь для наперед предсказанных кадров 470. Многие из этих компонентов системы кодера используются для сжатия, как ключевых кадров, так и предсказанных кадров. Точные операции, выполняемые этими компонентами, могут изменяться в зависимости от типа сжимаемой информации. Обычно, ключевой кадр вносит гораздо больший вклад в битрейт, чем предсказанный кадр. В приложениях с низким или средним битрейтом, ключевые кадры могут стать узким местом для выполнения операций.

Предсказанный кадр, который также называется р-кадром, b-кадром для двунаправленного предсказания или интеркодированным кадром, представлен с учетом предсказания (или разности) из одного или более других кадров. Остаток предсказания представляет собой разность между тем, что было предсказано и первоначальным кадром. Напротив, ключевой кадр, который также называется i-кадром, интракодированным кадром, сжимается без ссылки на другие кадры.

Когда текущий кадр 420 является наперед предсказанным кадром, блок 425 оценки движения оценивает движение макроблоков, или других наборов пикселей, текущего кадра 420 по отношению к контрольному кадру, который является ранее восстановленным кадром, который можно буферизировать на складе кадров. В альтернативных вариантах осуществления, контрольный кадр является более поздним кадром, или текущий кадр является двунаправленно предсказанным. Блок 425 оценки движения может оценивать движение с помощью пикселя, 1/2 пикселя, 1/4 пикселя или других инкрементов и может переключать разрешающую способность оценки движения на базе кадр за кадром или на другой базе. Разрешающая способность оценки движения может быть одинаковой или различной по горизонтали и вертикали.

Компенсатор 430 движения использует информацию об оценке движения в заранее восстановленном кадре для формирования текущего кадра с компенсацией движения. Обычно, блок 425 оценки движения и компенсатор 430 движения можно выполнить с возможностью применения любого типа оценки/компенсации движения.

Преобразователь 435 частоты преобразует информацию видео пространственной области в данные частотной (то есть спектральной) области. Для видеокадров на основе блоков, преобразователь 435 частоты применяет ДКП или вариант ДКП к блокам пиксельных данных или остаточных данных предсказания, производит блоки коэффициентов ДКП. Альтернативно, преобразователь 435 частоты применяет другое сверточное преобразование частоты, такое как преобразование Фурье или использует вейвлет-анализ или анализ поддиапазонов. Преобразователь 435 частоты можно выполнить с возможностью применения преобразования частоты (например, ДКП) с размером 8x8, 8x4, 4x8 или другим размером к кадрам.

На этапе 440, гистограмму преобразование-коэффициенты выполняют с возможностью регулировки коэффициента квантования для текущего видеокадра, основанного частично на гистограмме, которая создана из неквантованных коэффициентов преобразования текущего видеокадра. Гистограмма коэффициентов преобразования используется при определении оценочного кодированного размера кадра текущего видеокадра. Гистограмма сбалансирована с требуемым размером кодированного кадра. Пороги отсечки в гистограмме коррелируют с различными вариантами выбора коэффициентов квантования и отношение точек на или ниже этих порогов используется для оценки кодированного размера кадра. Коэффициент квантования выбирается на основании оцененного кодированного размера кадра, который определяется на этапе 440 гистограммы.

Блок 445 квантования квантует блоки спектральных коэффициентов данных с использованием коэффициента квантования, определенного с помощью гистограммы 440.

Когда восстановленный текущий кадр нуждается для последующей оценки/компенсации движения в контрольном кадре, блок 447 восстановления выполняет операцию, противоположную операции квантования, над квантованными коэффициентами спектральных данных. Обратный преобразователь частоты затем выполняет инверсию операций преобразователя 435 частоты, производя восстановленный остаток предсказания (для предсказанного кадра) или восстановленный ключевой кадр.

Когда текущий кадр 420 является ключевым кадром, восстановленный ключевой кадр выбирается в качестве восстановленного текущего кадра (не показан). Если текущий кадр 420 является предсказанным кадром, восстановленный остаток предсказания добавляется в текущий кадр с компенсацией движения для формирования восстановленного текущего кадра. Склад кадров может быть использован для буферизации восстановленного текущего кадра для использования при предсказании следующего кадра.

Энтропийный кодер 450 сжимает выходной сигнал квантователя 445, а также некоторую дополнительную информацию (например, информацию о движении, режимы пространственной экстраполяции, размер шага квантования). Типичные методы энтропийного кодирования включают в себя арифметическое кодирование, дифференциальное кодирование, кодирование методом Хаффмана, кодирование по длинам серий, LZ-кодирование, кодирование словаря и комбинации из вышеупомянутых. Энтропийный кодер 450 обычно используют различные методы кодирования для различных видов информации (например, DC-коэффициенты, АС-коэффициенты, различные виды дополнительной информации) и может выбрать среди различных кодов таблицы в пределах конкретного метода кодирования. Энтропийный кодер 450 вводит информацию о сжатом видео в буфер 455. В общем, информация о сжатом видео вырабатывается из буфера 455 при постоянной или относительно постоянного битрейта и сохраняется для последующей потоковой передачи данных с этим битрейтом.

Далее, со ссылкой на фиг. 5, приводится описание иллюстративного процесса кодирования видеокадра с использованием информации о гистограмме, полученной из неквантованных коэффициентов преобразования.

При чтении обсуждения операций, представленных здесь, следует понимать, что логические операции различных вариантов осуществлений реализованы (1) в виде последовательности действий, выполняемых компьютером, или программных модулей, запускаемых на вычислительной системе и/или (2) в виде взаимосвязанных машинных логических схем или схемных модулей в пределах вычислительной системы. Реализация является вопросом выбора, который зависит от требований к производительности вычислительной системы, реализующей настоящее изобретение. Соответственно, логические операции, которые иллюстрируют и составляют варианты осуществления, описанные здесь, называются по-разному, как операции, структурные устройства, действия или модули. Эти операции, структурные устройства, действия и модули можно реализовать в виде программного обеспечения, в виде программно-аппаратных средств, в виде цифровой логики специального назначения и любых их комбинаций.

На фиг. 5 изображен процесс 500 для обновления коэффициента квантования с использованием информации, полученной из неквантованных коэффициентов преобразования.

После начальной операции, процесс переходит к операции 510, где видеокадр принимают для обработки. После выполнения любой подготовительной работы, которая может зависеть от архитектуры и алгоритма, процесс переходит к операции 520.

В операции 520, определяют оценку для коэффициента квантования "QP", который будет использоваться во время операции квантования. Оцененный QP может быть любым выбранным QP и может соответствовать значению(ям) QP, которое используется в различных стандартах сжатия (то есть MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4 ASP, H.26*, VC-3, WMV7, WMV8, VP5, VP6, MJPEG и т.п.). Например, QP можно определить с использованием информации об истории и эвристики. Коэффициент QP используется для уменьшения значения преобразованных коэффициентов для того, чтобы обеспечить наиболее сжатое представление кадра.

Переходя к операции 530, кадр преобразуется из одной области в другую область. Согласно одному варианту осуществления, преобразование, которое применяется к этому кадру, представляет собой ДКП.

Далее, в операции 540, полученную в результате ДКП модифицируют для отображения полученных в результате АС-коэффициентов в гистограмму. Согласно одному варианту осуществления, гистограмма охватывает полный диапазон значений, соответствующих уровням квантования, которые можно или нельзя разделить на элементы кодированного сигнала. После сбора коэффициентов, гистограмму анализируют для определения обновления коэффициента квантования.

Переходя к операции 550, вычисляют коэффициент квантования для отношения ненулевых коэффициентов. Каждый возможный коэффициент квантования делит коэффициенты на две группы: (1) коэффициенты, которые будут округляться до нуля после этапа квантования; и (2) коэффициенты, которые не будут округляться до нуля после этапа квантования. Согласно одному варианту осуществления, создана таблица, где каждый коэффициент квантования преобразуется в отношение ненулевых коэффициентов к нулевым коэффициентам после соответствующего этапа квантования.

Переходя к операции 560, затем преобразуют отношения в значение числа кодированных бит на пиксель с использованием полинома с многочисленными параметрами. Зная размер кадра (например, размеры изображения), эти значения преобразуются в предсказанный размер кодированного кадра.

Переходя к операции 570, коэффициент квантования, который был первоначально оценен, обновляют для отражения информации, полученной в операции 540-560. Согласно одному варианту осуществления, коэффициент квантования модифицируется таким образом, чтобы размер кодированного кадра был подобен предыдущим размерам кодированного кадра. Сохранение кодированного размера кадра в пределах диапазона приемлемых значений помогает поддерживать уровень качества кодированного видео без превышения буфера. Регулировка коэффициента квантования на основе текущего кадра помогает более быстро реагировать на изменения сложности сцены по сравнению с использованием только истории, таким образом, приводя к улучшенному конечному впечатлению пользователя, уменьшению пропадания кадров и снижению количества флуктуации уровня QP информации, что используется для улучшения первоначальной оценки коэффициента квантования.

Переходя к операции 508, текущий кадр квантуют с использованием обновленного коэффициента квантования и затем выполняют энтропийное кодирование.

Процесс затем переходит к завершающей операции и возвращается для обработки других действий.

Приведенные выше описание, примеры и данные обеспечивают полное описание изготовления и использования состава изобретения. Так как многочисленные варианты осуществления изобретения можно выполнить без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения, изобретение определяется прилагаемой ниже формулой изобретения.

1. Способ определения коэффициента квантования во время кодирования видеокадра, содержащий этапы, на которых:
принимают видеокадр, содержащий пиксели;
применяют преобразование к видеокадру, причем упомянутое преобразование представляет собой преобразование частоты, которое вырабатывает коэффициенты преобразования;
определяют оценочный коэффициент квантования;
создают гистограмму с использованием коэффициентов преобразования из преобразованного видеокадра; и
определяют коэффициент квантования с использованием информации из гистограммы, с использованием оценочного кодированного размера видеокадра, определенного из гистограммы, и с использованием предыдущих кодированных размеров кадра таким образом, чтобы кодированный размер кадра после квантования был подобен предыдущим размерам кодированного кадра;
причем определение коэффициента квантования содержит модифицирование оцененного коэффициента квантования, который определяется без ссылки на гистограмму; и
после определения коэффициента квантования, используют коэффициент квантования во время квантования коэффициентов преобразования.

2. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором оценивают кодированный размер видеокадра с использованием гистограммы перед кодированием видеокадра.

3. Способ по п. 1, в котором видеокадр является текущим видеокадром, который находится в процессе кодирования и в котором этап создания гистограммы содержит подэтап создания гистограммы из коэффициентов преобразования текущего видеокадра.

4. Способ по п. 1, в котором этап создания гистограммы содержит подэтап, на котором используют порог отсечки при определении коэффициента квантования, причем порог отсечки коррелирован с вариантом выбора коэффициента квантования.

5. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором используют исторические тренды для регулировки определенного коэффициента квантования.

6. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором вычисляют отношения ненулевых коэффициентов после квантования с использованием различных значений квантования.

7. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором преобразуют отношения ненулевых коэффициентов в кодированное значение числа битов на пиксель.

8. Способ по п. 1, в котором оцененный коэффициент квантования оценивают с использованием информации об истории и эвристики.

9. Компьютерно-читаемый носитель, содержащий компьютерно-читаемые инструкции для определения коэффициента квантования, содержащего этапы, на которых:
принимают видеокадр, содержащий пиксели;
применяют преобразование к видеокадру, причем упомянутое преобразование вырабатывает коэффициенты преобразования;
оценивают коэффициент квантования, который будет использоваться во время квантования коэффициентов квантования без ссылки на гистограмму;
перед квантованием коэффициентов квантования создают гистограмму с использованием коэффициентов преобразования; и
обновляют коэффициент квантования с использованием информации из гистограммы, включающей в себя оценочный кодированный размер видеокадра, и предыдущие кодированные размеры кадра таким образом, чтобы кодированный размер кадра после квантования был подобен предыдущим размерам кодированного кадра.

10. Компьютерно-читаемый носитель по п. 9, дополнительно содержащий оценку кодированного размера видеокадра с использованием гистограммы перед кодированием видеокадра.

11. Компьютерно-читаемый носитель по п. 9, в котором видеокадр является текущим видеокадром, который находится в процессе кодирования.

12. Компьютерно-читаемый носитель по п. 9, дополнительно содержащий определение отношений ненулевых коэффициентов АС после квантования с использованием различных значений квантования.

13. Компьютерно-читаемый носитель по п. 9, дополнительно содержащий преобразование упомянутых отношений в кодированное значение числа битов на пиксель.

14. Компьютерно-читаемый носитель по п. 9, в котором обновление коэффициента квантования содержит выбор значения квантования, которое поддерживает кодированный размер кадра видеокадра подобным предыдущим размерам кодированного кадра.

15. Компьютерно-читаемый носитель по п. 9, в котором оценивание коэффициента квантования определяется перед созданием гистограммы.

16. Система для определения коэффициента квантования, содержащая:
процессор и компьютерно-читаемый носитель;
операционную среду, которая хранится на компьютерно-читаемом носителе и исполняется в процессоре;
видеоприложение и видеоменеджер, действующие в процессоре; и выполненные с возможностью выполнения задач, содержащих этапы, на которых:
принимают видеокадр, содержащий пиксели;
применяют преобразование частоты к видеокадру, причем упомянутое преобразование вырабатывает коэффициенты преобразования;
определяют оценочный коэффициент квантования;
перед квантованием коэффициентов преобразования создают гистограмму с использованием коэффициентов преобразования; и
определяют коэффициент квантования с использованием диапазона приемлемых значений размеров кадра, с использованием информации из гистограммы, с использованием оцененного кодированного размера видеокадра, определенного из гистограммы, и с использованием предыдущих кодированных размеров кадра таким образом, чтобы кодированный размер кадра после квантования был подобен предыдущим размерам кодированного кадра,
причем определение коэффициента квантования содержит обновление оцененного коэффициента квантования, который определяется без ссылки на гистограмму.

17. Система по п. 16, в которой видеокадр является текущим видеокадром, который находится в процессе кодирования.

18. Система по п. 17, дополнительно содержащая определение отношений ненулевых коэффициентов АС после квантования с использованием различных значений квантования.

19. Система по п. 18, дополнительно содержащая преобразование упомянутых отношений в кодированное значение числа битов на пиксель.

20. Система по п. 16, в которой оцененный коэффициент квантования соответствует значению, используемому в стандарте сжатия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области обработки видеоизображений и, в частности, к способу кодирования/декодирования матрицы квантования в изображении. Техническим результатом является обеспечение высокоэффективного кодирования/декодирования матриц квантования посредством горизонтального/вертикального сканирования при кодировании матриц квантования.

Изобретение относится к способу предоставления компенсационных смещений для набора восстановленных выборок изображения. Техническим результатом является уменьшение пространственных и временных избыточностей в видеопотоках.

Группа изобретений относится к способам и устройствам для кодирования или декодирования последовательности цифровых изображений. Техническим результатом является повышение качества изображения.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в улучшении соотношения качество/скорость кодирования за счет обеспечения комбинированного использования глобального и локального предсказателей.

Изобретение относится к области обработки видеоизображений и, в частности, к способу и устройству декодирования видеоизображений. Техническим результатом является уменьшение сложности декодирования видеоизображений и повышение эффективности декодирования.

Изобретение относится к технологиям кодирования/декодирования видеоданных. Техническим результатом является повышение эффективности кодирования/декодирования изображений за счет многократного использования одного и того же опорного изображения для множества изображений.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в минимизации объема данных изображения с визуальным динамическим диапазоном (VDR), которые подлежат переносу на уровнях расширения.

Изобретение относится к декодированию видео на основе арифметического декодирования. Техническим результатом является повышение эффективности процесса декодирования символов.

Изобретение относится к области телевидения для передачи видеоизображений по каналу связи. Техническим результатом является обеспечение интерактивного телевизионного вещания, учитывающего индивидуальные особенности зрения пользователя, в котором рассчитывают оптимальные таблицы квантования коэффициентов дискретного вейвлет преобразования (DWT) всех масштабов, для всех полей зрения пользователя, корректируют коэффициенты квантования в зависимости от положения участка изображения на заэкранной матрице, таким образом, учитывают масштабные искажения при компрессии, которую выполняют с применением DWT и с использованием различных для каждого типа сегментов таблиц квантования.

Изобретение относится к устройству и способу обработки изображений для формирования цветного изображения отображаемой точки просмотра с использованием цветного изображения и глубинного изображения заданной точки просмотра и может применяться, например, в устройстве обработки мультипроекционных изображений.

Изобретение относится к технологиям кодирования/декодирования видеоданных. Техническим результатом является повышение эффективности кодирования/декодирования видеоданных за счет упрощения инициализации набора опорных изображений. Предложен способ кодирования видеоданных. Способ содержит этап, на котором осуществляют кодирование информации, указывающей опорные изображения, которые относятся к набору опорных изображений для текущего изображения, подлежащего кодированию. Причем набор опорных изображений идентифицирует опорные изображения, которые можно потенциально использовать для интер-предсказания текущего изображения, подлежащего кодированию, и можно потенциально использовать для интер-предсказания одного или более изображений, следующих за текущим изображением в порядке декодирования. Далее согласно способу получают набор опорных изображений для текущего изображения, подлежащего кодированию, на основании информации, указывающей опорные изображения, которые относятся к набору опорных изображений для текущего изображения, подлежащего кодированию. 4 н. и 25 з.п. ф-лы, 10 ил., 8 табл.

Изобретение относится к видеокодированию, в частности к применению фильтра удаления блочности для стандарта высокоэффективного кодирования видео (HEVC). Техническим результатом является повышение визуального качества видео. Предложены способы кодирования видеоданных, которые содержат кодирование множества блоков видеоданных, при этом по меньшей мере один блок из множества блоков видеоданных кодируют, используя режим кодирования, являющийся либо режимом кодирования с интра-импульсно-кодовой модуляцией (IPCM), либо режимом кодирования без потерь, в том числе с использованием предсказания. Способы также включают назначение ненулевого значения параметра квантования (QP) для упомянутого по меньшей мере одного блока, кодированного с использованием упомянутого режима кодирования, и выполнение деблокирующей фильтрации в отношении упомянутого одного или более из множества блоков видеоданных на основе режима кодирования, использованного для кодирования упомянутого по меньшей мере одного блока и назначенного ненулевого значения QP для упомянутого по меньшей мере одного блока. 11 н. и 70 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к кодированию и декодированию видео для стандарта высокоэффективного видеокодирования (HEVC). Техническим результатом является сокращение задержки при кодировании и декодировании видео. Предложены способ и устройство сокращения задержки при кодировании и декодировании видео посредством ограничения задержки, обусловленной переупорядочиванием видеокадров, и посредством указания ограничения на задержку переупорядочивания кадров, по меньшей мере, одним синтаксическим элементом, который сопровождает кодированные данные для видеокадров. Средство связи в режиме реального времени с видеокодером устанавливает синтаксический элемент, который указывает ограничение на задержку переупорядочивания кадров, которое соответствует межкадровым зависимостям между несколькими кадрами видеопоследовательности, затем выводит синтаксический элемент. Соответствующее средство связи в режиме реального времени с видеодекодером принимает синтаксический элемент, который указывает ограничение на задержку переупорядочивания кадров, определяет ограничение на задержку переупорядочивания кадров по синтаксическому элементу и использует ограничение на задержку переупорядочивания кадров для определения, когда реконструированный кадр готов для вывода (в плане порядка вывода). 6 н. и 25 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области обработки изображений, в частности к созданию изображений с расширенным динамическим диапазоном (HDR) из изображений с суженным динамическим диапазоном (LDR), и касается объединения информации с расширенным динамическим диапазоном с 3D информацией. Техническим результатом является обеспечение кодирования информации, связанной с HDR, и информации, связанной с 3D, а именно использовать существующие зависимости между разными кодированными представлениями съемки одной и той же сцены, где указанные кодированные представления имеют разные уровни достоверности. Предложено устройство кодирования для кодирования изображения первого вида с расширенным динамическим диапазоном и изображения второго вида с расширенным динамическим диапазоном, содержащее: первый и второй приемники (203, 1201) изображения с HDR, скомпонованные для приема изображения первого вида с расширенным динамическим диапазоном и изображения второго вида с расширенным динамическим диапазоном; предсказатель (209), скомпонованный для предсказания изображения первого вида с расширенным динамическим диапазоном исходя из представления с суженным динамическим диапазоном изображения первого вида с расширенным динамическим диапазоном; и предсказатель (1203) вида для предсказания изображения второго вида с расширенным динамическим диапазоном исходя по меньшей мере одного из: изображения первого вида с расширенным динамическим диапазоном, представления с суженным динамическим диапазоном изображения второго вида с расширенным динамическим диапазоном или представления с суженным динамическим диапазоном изображения первого вида с расширенным динамическим диапазоном. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 22 ил.

Изобретение относится к способу внутреннего предсказания видео, который предполагает замену смежного пиксела, недоступного в ограниченном режиме внутреннего предсказания, в котором ограничивается использование смежного пиксела, и использование замененного смежного пиксела в качестве опорного пиксела. Техническим результатом является снижение сложности процесса определения опорного пиксела, используемого для внутреннего предсказания. Предложен способ для внутреннего предсказания видео, который включает в себя этапы: определяют доступность предварительно определенного количества смежных пикселов, используемых для внутреннего предсказания текущего блока; если первый смежный пиксел является недоступным, то выполняют поиск второго смежного пиксела, который является доступным, посредством выполнения поиска в предварительно определенном количестве смежных пикселов в предварительно определенном направлении на основе первого смежного пиксела; и заменяют пиксельное значение первого смежного пиксела пиксельным значением найденного второго смежного пиксела. По меньшей мере один третий смежный пиксель в другом положении, который не является доступным и исключает первый смежный пиксел в предварительно определенном положении, последовательно заменяется посредством использования непосредственно смежного пиксела в предварительно определенном направлении. 3 з.п. ф-лы, 5 табл., 32 ил.

Изобретение относится к области кодирования/декодирования движущихся объектов. Технический результат - повышение эффективности кодирования за счет добавления кандидатов с информацией о движении со слиянием в список кандидатов с информацией о движении со слиянием в порядке близости к целевому блоку предсказания, что позволяет предотвратить назначение большого индекса слияния блоку, располагающемуся близко к целевому блоку предсказания. Устройство декодирования движущегося изображения, адаптированное к декодированию блока декодирования, состоящего из не менее чем одного блока предсказания, содержащее: блок декодирования, выполненный с возможностью декодирования индекса определения кандидата из битового потока, в котором индекс для определения кандидата с информацией о движении со слиянием, используемого в блоке предсказания, являющемся объектом декодирования, кодирован в качестве индекса определения кандидата; блок генерирования кандидатов с информацией о движении со слиянием, выполненный с возможностью извлечения множества кандидатов с информацией о движении со слиянием, совместно используемых для всех блоков предсказания в блоке декодирования, осуществляемого в случае, когда информация, указывающая на извлечение или неизвлечение кандидата с информацией о движении со слиянием, совместно используемого для всех блоков предсказания в блоке декодирования, является информацией, указывающей на извлечение кандидата с информацией о движении со слиянием, совместно используемого для всех блоков предсказания в блоке декодирования; и блок выбора информации о движении со слиянием, выполненный с возможностью выбора одного кандидата с информацией о движении со слиянием из множества кандидатов с информацией о движении со слиянием и использования выбранного кандидата с информацией о движении со слиянием в блоке предсказания, являющемся объектом декодирования. 2 н.п. ф-лы, 36 ил.

Изобретение относится к видеокодированию. Технический результат заключается в уменьшении объема внутрикристаллической памяти за счет ограничения минимальной ширины элемента мозаичного изображения. Видеокодер, выполненный с возможностью кодирования видеопоследовательности, содержит модуль разделения, выполненный с возможностью разделения видеопоследовательности на элементы мозаичного изображения, при этом размер элемента мозаичного изображения больше, чем предварительно определенный минимальный размер элемента мозаичного изображения, и по меньшей мере один модуль кодирования, выполненный с возможностью кодирования элементов мозаичного изображения. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области кодирования видеоданных. Технический результат - обеспечение увеличения эффективности кодирования видео. Способ декодирования видеоданных содержит этапы, на которых получают только один раз из закодированного битового потока и для любого компонента ракурса первого ракурса, включающего в себя любой компонент ракурса, который используется в качестве точки произвольного доступа, и любой компонент ракурса, который не используется в качестве точки произвольного доступа, информацию опорных ракурсов, применимую к любому компоненту ракурса первого ракурса; для декодирования первого компонента ракурса в элементе доступа и в первом ракурсе включают одно или несколько потенциальных опорных изображений в список опорных изображений, причем одно или несколько потенциальных опорных изображений содержат компоненты ракурса в элементе доступа и в опорных ракурсах, указанных информацией опорных ракурсов, причем количество потенциальных опорных изображений равно количеству опорных ракурсов; и декодируют первый компонент ракурса на основе одного или нескольких потенциальных опорных изображений в списке опорных изображений. 8 н. и 52 з.п. ф-лы, 18 табл., 12 ил.

Изобретение относится к технологиям кодирования/декодирования видеоданных. Техническим результатом является уменьшение числа битов, сформированных при кодировании. Предложен способ декодирования видео. Способ включает в себя этап, на котором получают битовые строки, соответствующие информации уровня текущих коэффициентов преобразования, посредством выполнения арифметического декодирования над потоком битов на основе контекстной модели. Далее, согласно способу, определяют текущий параметр преобразования в двоичную форму, посредством замены на новый или поддержания предыдущего параметра преобразования в двоичную форму на основе результата сравнения, которое сравнивает предварительно определенное критическое значение, полученное на основе предыдущего параметра преобразования в двоичную форму, с размером предыдущего коэффициента преобразования. 3 н.п. ф-лы, 2 табл., 27 ил.

Цифровой фильтр обработки изображений, устройство генерирования изображения, устройство генерирования супер гибридного изображения, способ генерирования изображения, способ создания цифрового фильтра, способ генерирования супер гибридного изображения, способ изготовления печатного средства информации, способ изготовления электронного носителя информации и программа, и устройство генерирования вертикального панорамирования буквенного ряда, способ генерирования вертикального панорамирования буквенного ряда, способ изготовления печатного средства информации, способ изготовления электронного носителя информации и программа // 2589401
Изобретение относится к обработке изображений. Техническим результатом является уменьшение количества ошибок и повышение структурной устойчивости цифрового фильтра для обработки изображения без применения срезания. Цифровой фильтр для обработки изображений содержит блок декомпозиции и восстанавливающий блок. Блок декомпозиции получает сигналы поддиапазонов посредством выполнения декомпозиции с переменным разрешением данных изображения, используя пинвил фреймлет в широком смысле, что представляет собой набор аппроксимирующего фильтра без какой-либо ориентации и множество детальных фильтров с соответствующими ориентациями. Восстанавливающий блок получает данные восстановленного изображения посредством восстановления изображения путем суммирования сигналов поддиапазонов и генерирует данные восстановленного изображения ослаблением или усилением сигнала поддиапазона, соответствующего одному из фильтров, которые имеют заранее определенные частотные характеристики и/или заранее определенную ориентацию среди фильтров. 19 н. и 27 з.п. ф-лы, 92 ил., 13 табл.

Изобретение относится к технологиям кодирования видеоданных. Техническим результатом является повышение качества кодированного видео без превышения буфера за счет обеспечения подобия кодированного размера кадра после квантования предыдущим размерам кодированного кадра. Предложен способ определения коэффициента квантования во время кодирования видеокадра. Способ включает в себя этапы, на которых принимают видеокадр, содержащий пиксели, применяют преобразование к видеокадру, причем упомянутое преобразование представляет собой преобразование частоты, которое вырабатывает коэффициенты преобразования. Далее, согласно способу, определяют оценочный коэффициент квантования, создают гистограмму с использованием коэффициентов преобразования из преобразованного видеокадра. Кроме того, определяют коэффициент квантования с использованием информации из гистограммы, с использованием оценочного кодированного размера видеокадра, определенного из гистограммы, и с использованием предыдущих кодированных размеров кадра таким образом, чтобы кодированный размер кадра после квантования был подобен предыдущим размерам кодированного кадра. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх