專利名稱：視頻編碼、解碼方法和相應(yīng)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻壓縮、例如MPEG系列(MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4)的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)以及涉及ITU-H.26X系列(H.261、H.263及其擴(kuò)展、H.264)的視頻推薦。更具體來說，本發(fā)明涉及一種編碼方法，該編碼方法被應(yīng)用到一個(gè)對(duì)應(yīng)于被細(xì)分成連續(xù)視頻對(duì)象平面(VOP)的連續(xù)場(chǎng)景的視頻輸入序列，并且為了編碼所述場(chǎng)景的所有視頻對(duì)象，該編碼方法被應(yīng)用來生成一個(gè)由已編碼視頻數(shù)據(jù)構(gòu)成的已編碼比特流，其中借助于一種比特流語法來描述每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，從而允許對(duì)所述比特流的內(nèi)容的所有單元進(jìn)行識(shí)別和解碼，其中所述內(nèi)容是依照分開的通道進(jìn)行描述的。
本發(fā)明還涉及一種相應(yīng)的編碼設(shè)備、包括由這種編碼設(shè)備生成的已編碼比特流的可發(fā)送的視頻信號(hào)以及一種用于對(duì)包括這種已編碼比特流的視頻信號(hào)進(jìn)行解碼的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
在第一種視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)和推薦中(直到MPEG-4和H.264)，假設(shè)視頻是矩形的，并且是按照一個(gè)亮度通道和兩個(gè)色度通道進(jìn)行描述的。在MPEG-4中，已經(jīng)引入了一個(gè)承載形狀信息的附加通道。有兩種模式可用來壓縮這些通道INTRA模式，其中通過利用單個(gè)圖像的給定通道中的像素的空間冗余度來編碼每個(gè)通道；以及INTER模式，該模式利用分開的圖像之間的時(shí)間冗余度。INTER模式依賴于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)，該技術(shù)通過編碼從一個(gè)圖像到另一個(gè)圖像的像素運(yùn)動(dòng)來從一個(gè)(或多個(gè))先前解碼的圖像描述另一個(gè)圖像。通常將要被編碼的圖像分割成獨(dú)立的塊，其中向每個(gè)塊分配一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量。然后通過按照所述運(yùn)動(dòng)矢量組從基準(zhǔn)圖像對(duì)各像素塊進(jìn)行位移來構(gòu)造對(duì)圖像的預(yù)測(cè)(亮度和色度通道共享相同的運(yùn)動(dòng)描述)。最后，在INTER模式中對(duì)待編碼圖像及其經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)念A(yù)測(cè)之間的差異(稱為殘留信號(hào))進(jìn)行編碼，以便進(jìn)一步細(xì)化解碼的圖像。然而，用相同的運(yùn)動(dòng)信息來描述所有像素通道的做法是一種局限，這樣做會(huì)損害視頻編碼系統(tǒng)的壓縮效率。
發(fā)明概要因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種視頻編碼方法，其中通過適配時(shí)間預(yù)測(cè)的形成方式來避免所述缺陷。
為此，本發(fā)明涉及一種如在說明書的開頭部分中所定義的方法，其特征在于，所述語法包括被提供來在圖像級(jí)獨(dú)立地描述對(duì)各個(gè)通道的時(shí)間預(yù)測(cè)類型的附加語法信息，所述預(yù)測(cè)是在包括下列情況的列表中選擇的-所述時(shí)間預(yù)測(cè)是通過直接在一個(gè)或多個(gè)基準(zhǔn)畫面上應(yīng)用由所述編碼器發(fā)送的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)(motion field)而形成的；-所述時(shí)間預(yù)測(cè)是一個(gè)基準(zhǔn)圖像的拷貝；-所述時(shí)間預(yù)測(cè)是通過對(duì)所述運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)插而形成的；-所述時(shí)間預(yù)測(cè)是通過對(duì)當(dāng)前運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)插而形成的，并且通過由所述編碼器發(fā)送的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)進(jìn)一步細(xì)化。
本發(fā)明還涉及一種相應(yīng)的編碼設(shè)備、包括由這種編碼設(shè)備生成的已編碼比特流的可發(fā)送的視頻信號(hào)以及一種用于對(duì)包括這種已編碼比特流的視頻信號(hào)進(jìn)行解碼的方法和設(shè)備。
發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明提出在由各視頻標(biāo)準(zhǔn)和推薦使用的語法中引入一種新的語法單元以便提高靈活性，并且使得有可能對(duì)各個(gè)通道的時(shí)間預(yù)測(cè)進(jìn)行更有效、更獨(dú)立的編碼。該附加的語法單元例如被稱為“通道時(shí)間預(yù)測(cè)”，它采取下列的符號(hào)值Motion_compensation(運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償)Temporal_copy(時(shí)間拷貝)Temporal_interpolation(時(shí)間內(nèi)插)Motion_compensated_temporal_interpolation(經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)臅r(shí)間內(nèi)插)，這些值的意義是a)motion_compensation所述時(shí)間預(yù)測(cè)是通過直接在一個(gè)或多個(gè)基準(zhǔn)畫面上應(yīng)用由所述編碼器發(fā)送的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)而形成的(此默認(rèn)模式隱含地是大多數(shù)當(dāng)前編碼系統(tǒng)的INTER編碼模式)；
b)temporal_copy所述時(shí)間預(yù)測(cè)是一個(gè)基準(zhǔn)圖像的拷貝；c)temporal_interpolation所述時(shí)間預(yù)測(cè)是通過對(duì)所述運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)插而形成的；d)motion_compensated_temporal_interpolation所述時(shí)間預(yù)測(cè)是通過對(duì)當(dāng)前運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)插而形成的，并且通過由所述編碼器發(fā)送的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)進(jìn)一步細(xì)化。
“時(shí)間內(nèi)插”一詞必須廣義理解，也就是說，其意味著由諸如Vnew＝a.V1+b.V2+K之類的表達(dá)式所定義的那種類型的任何操作，其中V1和V2表示先前解碼的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，a和b表示分別被分配給所述過去和未來運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的系數(shù)，K表示一個(gè)偏移量，而Vnew是如此獲得的新的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)。因此可以看出，時(shí)間拷貝的特殊情況實(shí)際上包括在時(shí)間內(nèi)插的更為一般的情況中，其中b＝0且K＝0(或者a＝0且K＝0)。
因此預(yù)期所提出的附加語法單元在圖像級(jí)(或者在MPEG-4術(shù)語中是VOP級(jí))被置于必須被存儲(chǔ)(或者必須被發(fā)送到解碼側(cè))的已編碼比特流中，其中或者將一個(gè)語法單元置于INTER畫面中(于是其意義由存在于該VOP中的所有通道共享)，或者為每一個(gè)所存在的通道提供一個(gè)語法單元。
本發(fā)明可以用在所提到的情況中，其中沒有必要對(duì)于所有通道都編碼一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量組。舉例來說，在其中連續(xù)幀之間幾乎沒有運(yùn)動(dòng)的序列中，不對(duì)重復(fù)表示每個(gè)宏塊沒有運(yùn)動(dòng)的一個(gè)完整的運(yùn)動(dòng)矢量組進(jìn)行編碼，相反地，可能是有利的是用信號(hào)通知不存在運(yùn)動(dòng)。在其它情況下，不對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)進(jìn)行編碼，相反地，可能有利的是用信號(hào)通知應(yīng)該通過從幾個(gè)基準(zhǔn)圖像對(duì)圖像進(jìn)行內(nèi)插來構(gòu)造對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量的預(yù)測(cè)(在這種情況下，解碼器必須估計(jì)在幾個(gè)基準(zhǔn)圖像之間的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)并且對(duì)其進(jìn)行內(nèi)插，以便創(chuàng)建對(duì)當(dāng)前圖像的預(yù)測(cè))，或者仍然可以從對(duì)基準(zhǔn)圖像的時(shí)間內(nèi)插解釋運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)，而不是直接從一個(gè)或幾個(gè)基準(zhǔn)圖像來解釋運(yùn)動(dòng)矢量場(chǎng)。此外，還有這樣的情況，其中可以基于通道來切換構(gòu)造時(shí)間預(yù)測(cè)的方式。舉例來說，在具有形狀通道的序列的情況下，形狀信息可能不會(huì)改變太多，同時(shí)亮度和色度通道則承載變化的信息(例如描繪一個(gè)正在旋轉(zhuǎn)的星球的視頻就是這種情況其形狀總是一個(gè)圓盤，但是其紋理則取決于該星球的旋轉(zhuǎn))。在這種情況下，可以通過時(shí)間拷貝來恢復(fù)形狀通道，亮度和色度通道則可以通過經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)臅r(shí)間內(nèi)插來恢復(fù)。
權(quán)利要求
1.一種編碼方法，該編碼方法被應(yīng)用到一個(gè)對(duì)應(yīng)于被細(xì)分成連續(xù)視頻對(duì)象平面(VOP)的連續(xù)場(chǎng)景的視頻輸入序列，并且為了編碼所述場(chǎng)景的所有視頻對(duì)象，該編碼方法被應(yīng)用來生成一個(gè)由已編碼視頻數(shù)據(jù)構(gòu)成的已編碼比特流，其中借助于一種比特流語法來描述每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，從而允許對(duì)所述比特流的內(nèi)容的所有單元進(jìn)行識(shí)別和解碼，其中所述內(nèi)容是依照分開的通道進(jìn)行描述的，所述方法的特征在于，所述語法包括被提供來在圖像級(jí)、在所述已編碼的所生成比特流中獨(dú)立地描述對(duì)各個(gè)通道的時(shí)間預(yù)測(cè)類型的附加語法信息，所述預(yù)測(cè)是在包括下列情況的列表中選擇的-所述時(shí)間預(yù)測(cè)是通過直接在一個(gè)或多個(gè)基準(zhǔn)畫面上應(yīng)用由所述編碼器發(fā)送的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)而形成的；-所述時(shí)間預(yù)測(cè)是一個(gè)基準(zhǔn)圖像的拷貝；-所述時(shí)間預(yù)測(cè)是通過對(duì)所述運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)插而形成的；-所述時(shí)間預(yù)測(cè)是通過對(duì)當(dāng)前運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)插而形成的，并且通過由所述編碼器發(fā)送的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)進(jìn)一步細(xì)化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼方法，其特征在于，所述附加語法信息包括一個(gè)語法單元，該語法單元的意義對(duì)于每個(gè)所存在的通道是特定的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼方法，其特征在于，所述附加語法信息包括一個(gè)語法單元，該語法單元的意義由所有現(xiàn)有通道共享。
4.一種編碼設(shè)備，該編碼設(shè)備用于處理一個(gè)對(duì)應(yīng)于被細(xì)分成連續(xù)視頻對(duì)象平面(VOP)的連續(xù)場(chǎng)景的視頻輸入序列，并且為了編碼所述場(chǎng)景的所有視頻對(duì)象，該編碼設(shè)備用于生成一個(gè)由已編碼視頻數(shù)據(jù)構(gòu)成的已編碼比特流，其中借助于一種比特流語法來描述每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，從而允許對(duì)所述比特流的內(nèi)容的所有單元進(jìn)行識(shí)別和解碼，其中所述內(nèi)容是依照分開的通道進(jìn)行描述的，所述編碼設(shè)備被提供來執(zhí)行依照權(quán)利要求1至3中的任何一條所述的編碼方法。
5.一種包括由編碼設(shè)備生成的已編碼比特流的可發(fā)送的視頻信號(hào)，該編碼設(shè)備用于處理一個(gè)對(duì)應(yīng)于被細(xì)分成連續(xù)視頻對(duì)象平面(VOP)的連續(xù)場(chǎng)景的視頻輸入序列，并且為了編碼所述場(chǎng)景的所有視頻對(duì)象，該編碼設(shè)備用于生成一個(gè)由已編碼視頻數(shù)據(jù)構(gòu)成的已編碼比特流，其中借助于一種比特流語法來描述每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，從而允許對(duì)所述比特流的內(nèi)容的所有單元進(jìn)行識(shí)別和解碼，其中所述內(nèi)容是依照分開的通道進(jìn)行描述的，所述可發(fā)送的視頻信號(hào)還包括被提供來在圖像級(jí)、在所述已編碼的所生成比特流中獨(dú)立地描述對(duì)各個(gè)通道的時(shí)間預(yù)測(cè)類型的附加語法信息，所述預(yù)測(cè)是在包括下列情況的列表中選擇的-所述時(shí)間預(yù)測(cè)是通過直接在一個(gè)或多個(gè)基準(zhǔn)畫面上應(yīng)用由所述編碼器發(fā)送的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)而形成的；-所述時(shí)間預(yù)測(cè)是一個(gè)基準(zhǔn)圖像的拷貝；-所述時(shí)間預(yù)測(cè)是通過對(duì)所述運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)插而形成的；-所述時(shí)間預(yù)測(cè)是通過對(duì)當(dāng)前運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)插而形成的，并且通過由所述編碼器發(fā)送的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)進(jìn)一步細(xì)化。
6.一種用于對(duì)包括由編碼設(shè)備生成的已編碼比特流的可發(fā)送的視頻信號(hào)進(jìn)行解碼的方法，該編碼設(shè)備用于處理一個(gè)對(duì)應(yīng)于被細(xì)分成連續(xù)視頻對(duì)象平面(VOP)的連續(xù)場(chǎng)景的視頻輸入序列，并且為了編碼所述場(chǎng)景的所有視頻對(duì)象，該編碼設(shè)備用于生成一個(gè)由已編碼視頻數(shù)據(jù)構(gòu)成的已編碼比特流，其中借助于一種比特流語法來描述每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，從而允許對(duì)所述比特流的內(nèi)容的所有單元進(jìn)行識(shí)別和解碼，其中所述內(nèi)容是依照分開的通道進(jìn)行描述的，所述可發(fā)送的視頻信號(hào)還包括被提供來在圖像級(jí)、在所述已編碼的所生成比特流中獨(dú)立地描述對(duì)各個(gè)通道的時(shí)間預(yù)測(cè)類型的附加語法信息，所述預(yù)測(cè)是在包括下列情況的列表中選擇的-所述時(shí)間預(yù)測(cè)是通過直接在一個(gè)或多個(gè)基準(zhǔn)畫面上應(yīng)用由所述編碼器發(fā)送的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)而形成的；-所述時(shí)間預(yù)測(cè)是一個(gè)基準(zhǔn)圖像的拷貝；-所述時(shí)間預(yù)測(cè)是通過對(duì)所述運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)插而形成的；-所述時(shí)間預(yù)測(cè)是通過對(duì)當(dāng)前運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)插而形成的，并且通過由所述編碼器發(fā)送的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)進(jìn)一步細(xì)化。
7.一種用于執(zhí)行依照權(quán)利要求6所述的解碼方法的解碼設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種編碼方法，該編碼方法被應(yīng)用到一個(gè)對(duì)應(yīng)于被細(xì)分成連續(xù)視頻對(duì)象平面(VOP)的連續(xù)場(chǎng)景的視頻輸入序列，并且為了編碼所述場(chǎng)景的所有視頻對(duì)象，該編碼方法被應(yīng)用來生成一個(gè)由已編碼視頻數(shù)據(jù)構(gòu)成的已編碼比特流，其中借助于一種比特流語法來描述每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，從而允許對(duì)所述比特流的內(nèi)容的所有單元進(jìn)行識(shí)別和解碼。根據(jù)所述方法，所述語法包括被提供來獨(dú)立地描述對(duì)各個(gè)通道的時(shí)間預(yù)測(cè)類型的附加語法信息，所述附加語法信息是在圖像級(jí)被置于所述已編碼的所生成比特流中，其或者由所有現(xiàn)有通道共享，或者對(duì)于每個(gè)所述通道來說是特定的。
文檔編號(hào)G06T9/00GK1771736SQ200480009383
公開日2006年5月10日 申請(qǐng)日期2004年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月4日
發(fā)明者C·杜福爾, G·馬匡特, S·瓦倫特 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司