專利名稱：使用基層量化數(shù)據(jù)對(duì)增強(qiáng)層數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和解碼的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在標(biāo)題是A SYSTEM AND METHOD FOR FINE GRANULARSCALABLE VIDEO WITH SELECTIVE QUALITY ENHANCEMENT(卷號(hào)No.700752)、和標(biāo)題是A SYSTEM AND METHOD FOR IMPROVED FINEGRANULAR SCALABLE VIDEO USING BASE LAYER BASE LAYER CODINGINFORMATION(卷號(hào)No.700736)中公開(kāi)的內(nèi)容。上述申請(qǐng)?jiān)?999年7月6日提交，并且共同轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人。該相關(guān)專利申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容被結(jié)合在此，如在其中詳細(xì)闡述那樣供所有目的參考。
總的來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及視頻編碼系統(tǒng)，更具體地說(shuō)涉及對(duì)數(shù)據(jù)串流視頻數(shù)據(jù)的一個(gè)編碼系統(tǒng)和解碼系統(tǒng)。
近年來(lái)，經(jīng)過(guò)包括互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)而實(shí)時(shí)地串流多媒體內(nèi)容已經(jīng)逐漸地變成一個(gè)通常應(yīng)用。在其它應(yīng)用當(dāng)中，大范圍的交互性和非交互性的多媒體應(yīng)用，例如新聞點(diǎn)播、現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)電視瀏覽、視頻會(huì)議，依靠的是端對(duì)端串流視頻技術(shù)。不同于可首先以″非實(shí)″時(shí)檢索而稍后以″實(shí)″時(shí)觀看或播放的″下載″圖像文件，數(shù)據(jù)串流視頻應(yīng)用要求一個(gè)圖像發(fā)射機(jī)編碼一個(gè)視頻信號(hào)并且經(jīng)一個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到一個(gè)圖像信號(hào)接收機(jī)，而該圖像信號(hào)接收機(jī)必須以實(shí)時(shí)方式解碼和顯示該視頻信號(hào)。
可定標(biāo)視頻編碼是許多使用在采用具有大范圍處理能力的系統(tǒng)中的多媒體應(yīng)用和業(yè)務(wù)的一個(gè)所希望的特征?？啥?biāo)性允許具有低計(jì)算能力的處理器只解碼該可定標(biāo)視頻數(shù)據(jù)流的一個(gè)子集。可定標(biāo)圖像的另一應(yīng)用是在具有可變傳輸帶寬的環(huán)境中。在那些環(huán)境中，具有低接入帶寬的接收機(jī)僅已收并且從而解碼該可定標(biāo)視頻數(shù)據(jù)流的一個(gè)子集，其中該子集的量正比于該可用帶寬。
主要的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，比如MPEG-2和MPEG-4已經(jīng)采用了若干圖像可定標(biāo)性方案。在這些標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)定義了時(shí)間的、空間的和質(zhì)量的(例如信號(hào)噪聲比(SNR))的可定標(biāo)類(lèi)型。所有的的這些方案都包括一個(gè)基層(BL)和一個(gè)增強(qiáng)層(EL)。通常，該可定標(biāo)視頻數(shù)據(jù)流的基層部分表示為了解碼該數(shù)據(jù)流所需要的數(shù)據(jù)的最小量。該數(shù)據(jù)流的增強(qiáng)層部分表示附加信息，因此當(dāng)由接收機(jī)解碼時(shí)增強(qiáng)該視頻信號(hào)的顯示效果。
例如，在例如互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)可變帶寬系統(tǒng)中，基層傳輸速率能以該可變帶寬系統(tǒng)的最小保證傳輸速率建立。因此，如果用戶具有256 kbps的一個(gè)最小保證帶寬，則基層速率也能以256 kbps建立。如果該實(shí)際可用帶寬是384 kbps，則帶寬的額外128 kbps可以由增強(qiáng)層使用，以便改進(jìn)以該基層速率發(fā)送的基本信號(hào)。
針對(duì)圖像可定標(biāo)性的每一類(lèi)型，標(biāo)識(shí)一個(gè)確定的可定標(biāo)性的構(gòu)造。該可定標(biāo)性結(jié)構(gòu)定義了在基層圖像和增強(qiáng)層圖像當(dāng)中的關(guān)系?？啥?biāo)性的一個(gè)等級(jí)是精確顆?？啥?biāo)性。借此可定標(biāo)性類(lèi)型編碼的圖像能夠被逐級(jí)解碼。換言之，解碼器能僅以用于編碼該圖像的數(shù)據(jù)的一個(gè)子集解碼并且顯示該圖像。隨著更多的數(shù)據(jù)的接收，該解碼圖像的質(zhì)量逐漸增強(qiáng)，直到全部信息被接收、解碼和顯示。
新建議的MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)以低比特率編碼為基礎(chǔ)的應(yīng)用中的新視頻數(shù)據(jù)流，例如電視電話、移動(dòng)多媒體/視聽(tīng)通信、多媒體電子郵件、遙感交互性的游戲等等。在該MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，精確顆?？啥?biāo)性(FGS)已經(jīng)被認(rèn)為是用于網(wǎng)絡(luò)化圖像分配的基本技術(shù)。FGS主要瞄準(zhǔn)的是其中的圖像經(jīng)不同類(lèi)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)串流的應(yīng)用場(chǎng)合。通過(guò)對(duì)于一個(gè)比特率的范圍對(duì)內(nèi)容一次編碼而提供帶寬自適應(yīng)性，并且允許該視頻傳輸服務(wù)器動(dòng)態(tài)地改變傳輸速率，而無(wú)須該視頻比特?cái)?shù)據(jù)流的深入了解或分析。
在普通的FGS技術(shù)中的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)是改進(jìn)編碼效率和幀內(nèi)編碼的增強(qiáng)層的可視質(zhì)量。有必要調(diào)整FGS技術(shù)的采用，用于該增強(qiáng)層的壓縮，代替非可定標(biāo)(例如單層)或少顆粒的(例如多的電平SNR可定標(biāo)性)編碼方法。
已經(jīng)建議了許多視頻編碼技術(shù)用于該增強(qiáng)層的FGS壓縮，包括小波變換、比特平面DCT和匹配追蹤。1999年三月在韓國(guó)漢城的MPEG-4會(huì)議上，由Optivision建議的比特平面DCT解決方案被選擇作為基準(zhǔn)。采用作為FGS基準(zhǔn)的比特平面編碼方案包括在編碼器方面的下列步驟1.通過(guò)在基層量化和解量化以后從每一原始DCT系數(shù)減去重建的DCT系數(shù)而實(shí)現(xiàn)的DCT域中的余數(shù)計(jì)算；2.確定在一個(gè)視頻目標(biāo)平面(VOP)中的余數(shù)信號(hào)的全部絕對(duì)值的最大值以及表示此最大值的最大比特?cái)?shù)n；3.針對(duì)在VOP中的每一數(shù)據(jù)塊，利用二進(jìn)制格式的n比特表示該余數(shù)信號(hào)的每一絕對(duì)值并且形成n比特平面；4.對(duì)余數(shù)信號(hào)絕對(duì)值進(jìn)行比特平面編碼；并且5.對(duì)DCT系數(shù)進(jìn)行符號(hào)編碼，該DCT系數(shù)被量化為基層中的零。
這些編碼步驟在解碼器一側(cè)被相反地執(zhí)行。重要的是，該DCT系數(shù)的比特平面編碼的當(dāng)前實(shí)施方案與該基層(編碼)信息無(wú)關(guān)。被采用在該DCT域中用于余數(shù)層計(jì)算的量化基層DCT系數(shù)僅是被再用于增強(qiáng)層壓縮的基礎(chǔ)層的信息。然而，沒(méi)有使用能被用于進(jìn)一步壓縮該增強(qiáng)層數(shù)據(jù)的附加基礎(chǔ)層信息。
因此，本專業(yè)中需要應(yīng)用在數(shù)據(jù)串流圖像系統(tǒng)中的改進(jìn)的編碼器和編碼技術(shù)。具體地說(shuō)，需要一種使用基礎(chǔ)層信息的編碼器和解碼器，以便增加增強(qiáng)層數(shù)據(jù)的編碼和解碼的效率。更具體地說(shuō)，需要一種編碼技術(shù)，其使用基礎(chǔ)層信息來(lái)盡可能多地從該增強(qiáng)層數(shù)據(jù)消除冗余信息。進(jìn)一步需要一種解碼技術(shù)，能夠使用基礎(chǔ)層信息預(yù)測(cè)盡可能多的增強(qiáng)層數(shù)據(jù)。
針對(duì)上述討論的已有技術(shù)的不足，本發(fā)明的一個(gè)主要目的是提供一個(gè)用于改進(jìn)增強(qiáng)層壓縮方案的編碼效率的一個(gè)新技術(shù)。本發(fā)明建議一種技術(shù)，用于增強(qiáng)比特平面壓縮方案的編碼效率，例如增強(qiáng)當(dāng)前被采用作為該MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)中的基準(zhǔn)的余數(shù)DCT系數(shù)的比特平面壓縮方案的編碼效率。然而，重要的是認(rèn)識(shí)該建議的改善不局限于該DCT變換。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解，本發(fā)明的原理還可以成功地應(yīng)用到用于壓縮基層和增強(qiáng)層的其它變換(例如小波變換)。然而，在該隨后的描述中，僅采用DCT系數(shù)用于說(shuō)明的目的。
該建議的算法采用基層量化參數(shù)，以便預(yù)測(cè)該余數(shù)DCT系數(shù)的范圍(即用于每一余數(shù)系數(shù)的有效比特平面的最大數(shù)目)并且避免該DCT系數(shù)的確定的零值比特平面的不必要的發(fā)送。
雖然該采用的FGS方案通過(guò)在該基層采用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)基層方案消除了在增強(qiáng)層幀之間的大部分暫態(tài)屬性，但是在該增強(qiáng)層等級(jí)仍然殘余未知的冗余度。使用基層編碼信息，能夠預(yù)測(cè)該增強(qiáng)層(殘余)DCT系數(shù)的特性，從而改進(jìn)編碼效率。
因此，在本發(fā)明的一個(gè)有益實(shí)施例中，提供一個(gè)視頻編碼器包括1)基層電路，能夠接收視頻幀的一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流并且從其中產(chǎn)生適于發(fā)送到一個(gè)數(shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)的壓縮的基層視頻數(shù)據(jù)；2)增強(qiáng)層電路，能夠接收視頻幀的輸入數(shù)據(jù)流和該壓縮的基層視頻數(shù)據(jù)的解碼版本，以及從其中產(chǎn)生與該壓縮基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)并且適于發(fā)送到該數(shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)；和3)與該增強(qiáng)層電路相關(guān)的一個(gè)控制器，能夠接收與該基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的一個(gè)量化參數(shù)并且從其中確定至少一個(gè)與該增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊相關(guān)的全零比特平面，其中該控制器能夠使得該增強(qiáng)層電路不把該至少一個(gè)全零比特平面?zhèn)鬏數(shù)皆摂?shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該量化參數(shù)與該基層視頻數(shù)據(jù)的一個(gè)幀相關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，該控制器確定與至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊相關(guān)的一個(gè)量化參數(shù)的一個(gè)上邊界。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，該控制還能夠接收與該基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的一個(gè)加權(quán)矩陣，并且確定至少一個(gè)全零比特平面作為該量化參數(shù)和該加權(quán)矩陣的函數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，該控制器能夠根據(jù)至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊該上邊界和至少一個(gè)在前發(fā)送的與至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊相關(guān)的比特平面的值而確定與該增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊相關(guān)的一個(gè)第二全零比特平面，其中該控制器能夠使得該增強(qiáng)層電路不把該第二全零比特平面發(fā)送到該數(shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)。
本發(fā)明還以一種解碼器實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有益實(shí)施例，提供一個(gè)視頻解碼器包括1)基層電路，能夠接收壓縮的基層視頻數(shù)據(jù)；2)增強(qiáng)層電路，能夠接收與該壓縮基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)；和3)與該增強(qiáng)層電路相關(guān)的一個(gè)控制器，能夠接收與該壓縮的基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的一個(gè)量化參數(shù)并且從其中預(yù)測(cè)至少一個(gè)與該增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊相關(guān)的全零比特平面，其中該控制器能夠把該至少一個(gè)全零比特平面插入到該增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)中。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該量化參數(shù)與該基層視頻數(shù)據(jù)的一個(gè)幀相關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，該控制器確定與至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊相關(guān)的一個(gè)量化參數(shù)的一個(gè)上邊界。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，該控制還能夠接收與該基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的一個(gè)加權(quán)矩陣，并且確定至少一個(gè)全零比特平面作為該量化參數(shù)和該加權(quán)矩陣的函數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，該控制器能夠根據(jù)至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊該上邊界和至少一個(gè)在前接收的與至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊相關(guān)的比特平面的值而確定與該增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊相關(guān)的一個(gè)第二全零比特平面，其中該控制器能夠把該第二全零比特平面插入到該增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)中。
上文已經(jīng)相當(dāng)概括地概述了本發(fā)明的特征和技術(shù)上的優(yōu)點(diǎn)，使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明隨后的詳細(xì)描述。下文將被描述的本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點(diǎn)形成本發(fā)明權(quán)利要求的主題。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，使用公開(kāi)的構(gòu)思和具體的實(shí)施例作為基礎(chǔ)，可以容易地修改或設(shè)計(jì)用于執(zhí)行本發(fā)明相同目標(biāo)的其它結(jié)構(gòu)。在不背離本發(fā)明的精神和概括形式的本發(fā)明的范圍的條件下，本領(lǐng)域技術(shù)人員也將實(shí)現(xiàn)這種等價(jià)結(jié)構(gòu)。
在進(jìn)行本發(fā)明詳細(xì)的描述之前，定義使用在整個(gè)專利文件中的某些措詞和詞組可能是有益的術(shù)語(yǔ)″包括″和″包含″以及引出的含義是指無(wú)局限性的包含；術(shù)語(yǔ)″或″包含″和/或″的意思；詞組″與…相關(guān)″和″與其相關(guān)″以及導(dǎo)出詞組可以意味著包含在、連接到或與…連接、耦合到或與…耦合、可與…交流、與…配合、交錯(cuò)進(jìn)行、并置、最近于是、最終要、已經(jīng)、具有一個(gè)…的性質(zhì)，等等。以及術(shù)語(yǔ)″控制器″、″處理器″或″裝置″是指任何裝置、系統(tǒng)或部分，其控制至少一個(gè)操作這樣的裝置能硬件、固件或軟件實(shí)現(xiàn)，或某些它們的至少兩個(gè)的組合實(shí)現(xiàn)。應(yīng)該注意，不論是本地或遠(yuǎn)距，與任何特定控制器相關(guān)的功能都可以是集中或分布的方式。用于某些單詞和詞組的定義被貫穿此專利文件提供，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，即使不是大多數(shù)情況，許多這樣的定義應(yīng)用于這種定義的單詞和詞組的以前以及未來(lái)的使用。
為了更完全地理解本發(fā)明以及其優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖進(jìn)行描述，其中相同的編號(hào)表示相同的目標(biāo)，其中

圖1示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)串流視頻的端對(duì)端傳輸，從一個(gè)數(shù)據(jù)流視頻發(fā)送器通過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)到一個(gè)數(shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)；圖2更詳細(xì)地示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例性視頻編碼器；圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)示范視頻解碼器；圖4是一個(gè)流程圖，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例性視頻編碼器的操作；以及圖4是一個(gè)流程圖，示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例性視頻解碼器的操作。
下面討論的圖1至5以及用于描述此專利文件中的本發(fā)明的原理的各種實(shí)施例僅是作為說(shuō)明方式，而不以任何方式解釋為對(duì)于本發(fā)明范圍的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本發(fā)明的原理能以任何適當(dāng)?shù)囊曨l編碼器以及視頻解碼器的設(shè)計(jì)而實(shí)現(xiàn)。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)串流視頻的端對(duì)端傳輸，從一個(gè)數(shù)據(jù)流視頻發(fā)送器110通過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)120到一個(gè)數(shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)130。根據(jù)本申請(qǐng)，數(shù)據(jù)流視頻發(fā)送器110可以是多種視頻幀信號(hào)源的任何之一，包括數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、電視臺(tái)發(fā)射機(jī)、電纜網(wǎng)絡(luò)、臺(tái)式個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)等等。
數(shù)據(jù)串流視頻發(fā)射機(jī)110包括視頻幀信源112、視頻編碼器114，存儲(chǔ)器115和編碼器緩存器116。視頻幀信源112可以是能夠產(chǎn)生一個(gè)未壓縮視頻幀序列的任何裝置，包括一個(gè)電視天線以及接收機(jī)單元、一個(gè)錄象重放裝置、一個(gè)攝像機(jī)、一個(gè)能夠存儲(chǔ)″原生″視頻文件集的磁盤(pán)存儲(chǔ)器等等。該未壓縮的視頻幀以一個(gè)給定圖像速率(或″數(shù)據(jù)串流速率″)輸入視頻編碼器114，并且根據(jù)任何已知的壓縮算法或裝置，一個(gè)MPEG-4編碼器，而被壓縮。
視頻編碼器114則將該壓縮的視頻幀發(fā)送到用于緩存的編碼器緩存器116，以準(zhǔn)備用于通過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)120傳輸。數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)120可以是任何適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)，并且可以包含兩種公用數(shù)據(jù)網(wǎng)的一些部分，例如互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，以及專用數(shù)據(jù)網(wǎng)，例如企業(yè)擁有的局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)。
數(shù)據(jù)串流視頻信號(hào)接收機(jī)130包括解碼器緩存器132、視頻解碼器134、存儲(chǔ)器135和視頻顯示器136。根據(jù)本申請(qǐng)，數(shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)可以是多種視頻幀信號(hào)接收器的任何之一，包括電視接收機(jī)、臺(tái)式個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)、盒式錄象機(jī)(VCR)等等。解碼器緩存器132接收并存儲(chǔ)來(lái)自數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)120的數(shù)據(jù)流的壓縮視頻幀。解碼器緩存器132則按照要求把壓縮的視頻幀發(fā)送到視頻解碼器134。視頻解碼器134以和視頻編碼器114壓縮該圖像幀的相同的速率(理想速率)解壓縮該視頻幀。視頻解碼器134把該解壓縮幀發(fā)送到視頻顯示器136，用于在視頻顯示器134的屏幕上重放。
在本發(fā)明的一個(gè)有益實(shí)施例中，視頻編碼器114可以由一個(gè)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理器，例如一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)MPEG編碼器執(zhí)行的一個(gè)軟件程序?qū)崿F(xiàn)。在這樣一個(gè)實(shí)施方案中，圖像編碼器114可以包括多個(gè)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器115中的多個(gè)計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。存儲(chǔ)器115可以包括任意類(lèi)型的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器介質(zhì)，包括固定磁盤(pán)、可移動(dòng)磁盤(pán)、CD-ROM、磁帶、視盤(pán)等等。此外，在本發(fā)明的一個(gè)有益的實(shí)施例中，視頻解碼器134也可以由一個(gè)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理器，例如一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)MPEG解碼器執(zhí)行的一個(gè)軟件程序?qū)崿F(xiàn)。在這樣一個(gè)實(shí)施方案中，視頻解碼器134可以包括多個(gè)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器135中的多個(gè)計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。存儲(chǔ)器135也可以包括任意類(lèi)型的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器介質(zhì)，包括固定磁盤(pán)、可移動(dòng)磁盤(pán)、CD-ROM、磁帶、電視唱片等等。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例性視頻編碼器114。視頻編碼器114包括基層編碼單元210和增強(qiáng)層編碼單元250。視頻編碼器114接收一個(gè)傳送到基層編碼單元210的原始視頻信號(hào)，用于產(chǎn)生一個(gè)基層比特?cái)?shù)據(jù)流?；鶎泳幋a單元210包括一個(gè)主處理支路，由運(yùn)動(dòng)估計(jì)器212、變換電路214、量化電路216、熵編碼器218以及緩存器220組成，產(chǎn)生基層比特?cái)?shù)據(jù)流?；鶎泳幋a單元210還包括由反向量化電路224、逆變換電路226以及幀存儲(chǔ)電路228組成的一個(gè)反饋支路。
運(yùn)動(dòng)估計(jì)器212把輸入的原始的視頻信號(hào)與從幀存儲(chǔ)器228輸出的視頻信號(hào)比較，以便估計(jì)在一個(gè)基準(zhǔn)幀和按照由像素特性中的改變表示的當(dāng)前視頻幀之間的運(yùn)動(dòng)量。運(yùn)動(dòng)或變化量也稱之為余數(shù)(residue)。該MPEG標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，運(yùn)動(dòng)信息能以一幀的每16×16子數(shù)據(jù)塊(或宏數(shù)據(jù)塊)的1至4個(gè)空間運(yùn)動(dòng)矢量表示。
變換電路214接收來(lái)自運(yùn)動(dòng)估計(jì)器212的產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)余數(shù)估計(jì)輸出，并且使用已知的解相關(guān)技術(shù)，例如使用離散余弦變換(DCT)將其從空間域變換到頻域。在DCT的情況下，運(yùn)動(dòng)信息通常以16×16宏數(shù)據(jù)塊為基礎(chǔ)。相對(duì)于來(lái)自幀存儲(chǔ)器228的在前相鄰數(shù)據(jù)塊中的運(yùn)動(dòng)信息，與當(dāng)前原始圖像中的16×16宏數(shù)據(jù)塊的每一組相關(guān)的運(yùn)動(dòng)信息被差分編碼。因此，變換電路214提供一個(gè)表示為coeff(i)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償余數(shù)輸出系數(shù)，用于一個(gè)特定圖像目標(biāo)平面(VOP)的每一取樣數(shù)據(jù)塊或區(qū)域，其中針對(duì)一個(gè)8×8 DCT，0≤i＜64。在解碼過(guò)程中，coeff(i)可以用作當(dāng)前原始視頻幀的一個(gè)具體部分是否具有非全零比特平面(全零平面)或一個(gè)或多個(gè)全零平面的一個(gè)預(yù)測(cè)值。該變換電路214的輸出連接到量化電路216以及連接到增強(qiáng)層編碼單元250。
量化電路216接收來(lái)自變換電路214的頻域輸出(DCT系數(shù)輸出coeff(i))并且進(jìn)一步壓縮該運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)信息。量化電路216以量化參數(shù)步長(zhǎng)幅度(QP)量化每一coeff(i)，以便產(chǎn)生一個(gè)量化值系數(shù)(qcoeff(i))作為其輸出。為了說(shuō)明qcoeff(i)、coeff(i)和QP之間的關(guān)系，考慮用于該非幀內(nèi)情況的在該基層的變換系數(shù)的量化(即B-和P-宏數(shù)據(jù)塊)。對(duì)于幀內(nèi)數(shù)據(jù)塊來(lái)說(shuō)，能夠確定一個(gè)類(lèi)似的關(guān)系。
通過(guò)下面的方程式提供在qcoeff(i)、coeff(i)、和QP之間的非幀內(nèi)數(shù)據(jù)塊關(guān)系qcocff[i]＝#{ABS((ABS(coeff[i])-QP/2)/(2QP))｝#其中QP用于采用H263量化類(lèi)型的情況，ABS表示絕對(duì)值而#(a)#等于小于″a″的最接近整數(shù)值(即n≤a＜(n+1))，其中a是實(shí)數(shù)而n是整數(shù)。
量化電路216提供用于基層反饋路徑、熵編碼器218、和增強(qiáng)層編碼單元的輸入。根據(jù)應(yīng)用和圖像質(zhì)量，量化電路216也可以使用一個(gè)加權(quán)因子，以便調(diào)整變換輸出的量化。
基層編碼單元的反饋路徑以反向量化電路224開(kāi)始。反相量化電路224解量化量化電路216的輸出，以便生產(chǎn)一個(gè)信號(hào)(dqcoeff(i))，表示對(duì)量化電路216的變換輸入。對(duì)于DCT幀內(nèi)數(shù)據(jù)塊和在先的QP，dqcoeff(i)、qcoeff(i)、coeff(i)和QP之間的關(guān)系如下所示dqcoeff(i)＝qcoeff(i)解量化之后
＝(2QP)(qcoeff(i))＝(2QP)#(ABS((ABS(coeff[i])-QP/2)/(2QP)))#＞(2QP)ABS(coeff(i)-(2Qp-1)-QP/2)/(2QP)＞ABS(coeff(i)-2.5QP+1)逆變換電路226轉(zhuǎn)換該反向量化電路224的輸出以便產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，其按照由變換和量化處理的修改而產(chǎn)生提供該原始視頻信號(hào)的一個(gè)幀顯示。幀存儲(chǔ)電路228從逆變換電路226接收該解碼的代表幀，并且把該幀存儲(chǔ)為輸出到運(yùn)動(dòng)估計(jì)器電路212和增強(qiáng)層編碼單元250的一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)。如先前討論的那樣，運(yùn)動(dòng)估計(jì)器電路212使用產(chǎn)生的存儲(chǔ)幀信號(hào)作為比較信號(hào)，用于確定在存儲(chǔ)幀和當(dāng)前原始視頻信號(hào)之間的差。
隨后，熵編碼器電路218從量化電路216和運(yùn)動(dòng)估計(jì)器212的輸出端接收該量化系數(shù)，并且使用可變長(zhǎng)度碼技術(shù)進(jìn)一步壓縮該數(shù)據(jù)，該可變長(zhǎng)度碼技術(shù)以一個(gè)相對(duì)短的編碼表示具有高出現(xiàn)概率的區(qū)域，而以一個(gè)相對(duì)較長(zhǎng)的編碼表示具有低出現(xiàn)概率的區(qū)域。熵編碼器218的輸出形成基層比特?cái)?shù)據(jù)流，用于傳送到如圖1所示的編碼器緩存器116。
增強(qiáng)層編碼單元250包括一個(gè)主處理支路，由余數(shù)計(jì)算器252和精確顆?？啥?biāo)性(FGS)編碼器256組成。余數(shù)計(jì)算電路252把該原始視頻信號(hào)與存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器228中的視頻信號(hào)幀比較，以便根據(jù)兩個(gè)輸入信號(hào)之間的差值產(chǎn)生一個(gè)余數(shù)信號(hào)。余數(shù)計(jì)算器還從變換電路214的輸出接收系數(shù)數(shù)據(jù)(coeff(i))以及從反向量化電路224的輸出接收系數(shù)數(shù)據(jù)(dqcoeff(i))，以便產(chǎn)生一個(gè)表示圖像信息的一個(gè)余數(shù)輸出信號(hào)(例如DCT系數(shù))該圖像信息是在變換、量化和解量化處理產(chǎn)生的基層幀中丟失的信息。余數(shù)計(jì)算器電路252的輸出還可以被稱為余數(shù)數(shù)據(jù)或余數(shù)誤差數(shù)據(jù)。下面方程式示出針對(duì)DCT和QP H263的計(jì)算余數(shù)、量化參數(shù)、圖像系數(shù)、量化系數(shù)和解量化系數(shù)的關(guān)系。
res(i)＝coeff(i)和dqcoeff(i)之間的余數(shù)res(i)＝coeff(i)-dqcoeff(i)＝coeff(i)-(2QP)#{ABS((ABS(coeff(i))-QP/2)/(2QP)))#
＜coeff(i)-(2QP)(coeff(i)-(2QP-1)-QP/2)/(2QP)＜2QP-1+QP/2＜2.5QP-1FGS幀編碼器電路256從余數(shù)計(jì)算器252接收余數(shù)信號(hào)，并且從量化電路216接收量化參數(shù)(QP)信息。FGS幀編碼器256組合、編碼和壓縮該接收信號(hào)(DCT系數(shù))，以便產(chǎn)生用于該增強(qiáng)層比特?cái)?shù)據(jù)流的壓縮輸出。FGS幀編碼器256接收與基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的QP數(shù)據(jù)并且從其中確定與該增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)塊相關(guān)的多個(gè)全零比特平面之一。FGS幀編碼器256抑制該全零比特平面到數(shù)據(jù)流圖像信號(hào)接收機(jī)的發(fā)送，以便節(jié)約可用帶寬。該全零比特平面是能夠使用與基層視頻數(shù)據(jù)流相關(guān)的QP數(shù)據(jù)在視頻解碼器134中計(jì)算的冗余信息，如下面更詳細(xì)描述的那樣。編碼器緩存器116從視頻編碼器114接收增強(qiáng)層比特?cái)?shù)據(jù)流，并且通過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)120把該數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)130，以便由示例的視頻解碼器134解碼。
圖3更詳細(xì)地示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例的視頻解碼器134。示例的視頻解碼器134包含基層解碼單元310和增強(qiáng)層解碼單元350?；鶎咏獯a單元310包括一個(gè)由熵解碼電路312、反向量化電路314和反向變換(例如反向DCT)電路316組成的主解碼處理路徑和由補(bǔ)償電路318以及幀存儲(chǔ)電路320組成的一個(gè)反饋路徑。熵解碼單元312接收該基層比特?cái)?shù)據(jù)流并且反相實(shí)施在視頻編碼器114中的該基層比特?cái)?shù)據(jù)流的熵編碼處理，以便產(chǎn)生類(lèi)似于在基層編碼單元210中的量化電路216的輸出的一個(gè)量化數(shù)據(jù)信號(hào)。在熵解碼電路312的輸出端的量化信號(hào)包含例如運(yùn)動(dòng)信息、量化步長(zhǎng)(即QP數(shù)據(jù))以及宏數(shù)據(jù)塊類(lèi)型的信息。熵解碼單元312有選擇地將此數(shù)據(jù)傳送到運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償電路318、反向量化電路314、和增強(qiáng)層解碼單元350。
反向量化電路314接收熵解碼電路312的該解碼的量化(解-量化)輸出，并且執(zhí)行一個(gè)反向量化，以便產(chǎn)生等于該變換電路214的變換系數(shù)輸出(coeff(i))的一個(gè)局部解壓縮信號(hào)。反向變換電路316從反向量化電路314接收該輸出信號(hào)并且執(zhí)行一個(gè)反向變換，例如一個(gè)反向離散余弦反變換(IDCT)。該反向變換產(chǎn)生一個(gè)表示該解壓縮的運(yùn)動(dòng)信號(hào)的輸出信號(hào)，用于對(duì)示例性視頻編碼器114的原始視頻輸入信號(hào)。反向變換電路316的輸出以及運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償電路318的輸出在幀存儲(chǔ)器電路320中組合以便產(chǎn)生一個(gè)解碼的基層視頻幀。幀存儲(chǔ)器電路320存儲(chǔ)用于傳送到增強(qiáng)層解碼單元350和供運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償電路318使用的基層圖像幀。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償電路318把來(lái)自熵解碼電路312的當(dāng)前解碼的運(yùn)動(dòng)輸出與來(lái)自幀存儲(chǔ)電路320的該解碼基層視頻幀重新組合，以便產(chǎn)生由該增強(qiáng)層解碼單元350使用的一個(gè)基層圖像幀輸出。
增強(qiáng)層解碼單元350包含F(xiàn)GS幀解碼單元352、反向變換電路(IDCT)354和余數(shù)計(jì)算電路356。FGS幀解碼電路352從解碼器緩存器132接收該增強(qiáng)層比特?cái)?shù)據(jù)流輸入并且從熵解碼電路312接收該QP數(shù)據(jù)，并且產(chǎn)生一個(gè)表示用于該增強(qiáng)層的該變換(DCT)系數(shù)的輸出。FGS幀解碼電路352使用來(lái)自熵解碼電路312的QP數(shù)據(jù)，識(shí)別和重新插入由視頻編碼器114從該增強(qiáng)層比特?cái)?shù)據(jù)流中刪除的全零比特平面。反向變換電路354隨后對(duì)于FGS幀解碼電路352的輸出執(zhí)行一個(gè)反向變換，比如執(zhí)行一個(gè)IDCT，以便產(chǎn)生一個(gè)表示該增強(qiáng)層圖像幀的輸出信號(hào)。余數(shù)計(jì)算電路356把反向變換354和幀存儲(chǔ)320的輸出組合，以便產(chǎn)生該原始視頻信號(hào)的一個(gè)解碼版本，作為對(duì)視頻顯示器136的一個(gè)輸入。
圖4是一個(gè)流程圖，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例性視頻編碼器114的操作。如圖2所示，視頻編碼器114確定用于在該基層視頻幀中的幀、數(shù)據(jù)塊和/或宏數(shù)據(jù)塊的量化參數(shù)(QP)，并且從量化電路216輸出這些量化參數(shù)(步驟405)。根據(jù)是否使用MPEG量化類(lèi)型，視頻編碼器114可以應(yīng)用一個(gè)加權(quán)矩陣，以便在頻率自適應(yīng)方式的基礎(chǔ)上量化該基層的各種DCT系數(shù)(步驟410)。
視頻編碼器114使用該QP數(shù)據(jù)和加權(quán)矩陣(如果存在)，確定關(guān)于在選擇的該增強(qiáng)層數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊中的余數(shù)系數(shù)值的上邊界(步驟415)。為了說(shuō)明該上邊界的確定，考慮與用于該非幀內(nèi)情況的基層的(DCT)變換系數(shù)相關(guān)的余數(shù)(res(i))(即B和P-宏數(shù)據(jù)塊)以及QPH263res(i)＜2.5QP-1U邊界(i)＝2.5QP-1
能夠確定類(lèi)似的邊界用于不同量化規(guī)則(即qcoeff確定)或另一變換(例如小波變換)。用于res(i)的下限總是零。
如果使用自適應(yīng)量化加上頻率相關(guān)加權(quán)，在先前方程式中的QP可以用[(QP)W(i)]/16代替，其中W(i)是頻率相關(guān)加權(quán)，其改變每一變換系數(shù)。當(dāng)使用頻率相關(guān)的加權(quán)時(shí)，用于res[i]的上界變成[[2.5(QP)W(i)]/16]-1。
繼續(xù)該流程圖，F(xiàn)GS幀編碼器256解析來(lái)自量化電路216和余數(shù)計(jì)算器252的輸出以便確定在該增強(qiáng)層數(shù)據(jù)中全零平面的存在。FGS幀編碼器256隨后抑制涉及該全零平面的數(shù)據(jù)發(fā)送以使僅不能被預(yù)測(cè)為全零平面數(shù)據(jù)的比特平面被發(fā)送作為增強(qiáng)層比特?cái)?shù)據(jù)流的一部分(步驟420)。
隨后，F(xiàn)GS幀編碼器256可以把該余數(shù)變換系數(shù)的上邊界與預(yù)先發(fā)送的比特平面比較，以便確定在仍然將要被發(fā)送的比特平面中的全零平面的存在(步驟425)。FGS幀編碼器256使用此信息抑制對(duì)在該增強(qiáng)層比特?cái)?shù)據(jù)流中的附加全零比特平面的發(fā)送(步驟430)。例如，假定用于一個(gè)DCT系數(shù)數(shù)據(jù)塊的上邊界是26。則該余數(shù)將要被發(fā)送的比特平面不能超過(guò)二進(jìn)制值″11010″(即十進(jìn)制26)。如果已經(jīng)發(fā)送了前兩個(gè)比特平面并且二者都等于″1″，則隨后的比特平面必須是一個(gè)全零比特平面，否則該上邊界將被超過(guò)(即二進(jìn)制″111xx″是大于26)。因此，圖像編碼器114和視頻解碼器134可以用一個(gè)最小的比特平面數(shù)n和一個(gè)上界UB表示系數(shù)″coeff(_)″的一個(gè)確定的比特平面p。因此，當(dāng)且僅當(dāng)下式成立，能夠借助視頻編碼器114和視頻解碼器134預(yù)測(cè)比特平面Pcoeff(n-p)+2P＞UB和n≥p≥0，其中n＝有效比特平面的數(shù)目，coeff(n-p)＝通過(guò)使用開(kāi)始的n-p個(gè)比特平面(已經(jīng)發(fā)送的)形成的整數(shù)。
圖5是一個(gè)流程圖，示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例性視頻解碼器134的操作。最初，熵解碼電路312從解碼器緩存器132接收該基層比特?cái)?shù)據(jù)流并且提取針對(duì)在該基層中的幀、數(shù)據(jù)塊和宏數(shù)據(jù)塊的QP信息(步驟505)。另外，熵解碼電路312檢驗(yàn)該基層比特?cái)?shù)據(jù)流并且提取可能已經(jīng)應(yīng)用的加權(quán)因子(步驟510)。如果有的話，該加權(quán)因子以及QP信息被傳送到FGS幀解碼單元352。
如果存在，F(xiàn)GS幀解碼電路352使用該QP信息和該加權(quán)矩陣，計(jì)算關(guān)于針對(duì)具體圖像數(shù)據(jù)塊的分別的系數(shù)值的上邊界(步驟515)。FGS幀解碼電路352使用該系數(shù)值的上邊界，預(yù)測(cè)該全零平面的存在和位置并且隨后把該全零比特平面插入到該增強(qiáng)層數(shù)據(jù)中(該全零比特平面是由視頻編碼器114刪除的)(步驟520)。隨后，F(xiàn)GS幀解碼電路352把系數(shù)值的上邊界與先前接收和解碼的比特平面比較，以便預(yù)測(cè)在其余輸入的增強(qiáng)層比特?cái)?shù)據(jù)流中的附加全零比特平面(步驟525)。FGS幀編碼電路352隨后把該丟失的比特平面重新插入在增強(qiáng)層數(shù)據(jù)中，用于由反向變換電路354和余數(shù)計(jì)算電路356的隨后處理(步驟530)。
雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不背離廣義形式的本發(fā)明的精神范圍的條件下，能夠進(jìn)行各種改變、代替和變更。
權(quán)利要求
1.一個(gè)視頻編碼器(114)，包括基層電路(210)，能夠接收視頻幀的一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流并且從其中產(chǎn)生適于發(fā)送到一個(gè)數(shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)(130)的壓縮的基層視頻數(shù)據(jù)；和增強(qiáng)層電路(250)，能夠接收視頻幀的所說(shuō)的輸入數(shù)據(jù)流和所說(shuō)的壓縮的基層視頻數(shù)據(jù)的一個(gè)局部解碼版本，以及從其中產(chǎn)生與所說(shuō)的壓縮基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)并且適于發(fā)送到所說(shuō)的數(shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)(130)的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)；和與該增強(qiáng)層電路(250)相關(guān)的一個(gè)控制器(256)，能夠接收與所說(shuō)的基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的一個(gè)量化參數(shù)并且從其中確定至少一個(gè)與所說(shuō)的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊相關(guān)的全零比特平面，其中所說(shuō)的控制器(256)能夠使得所說(shuō)的增強(qiáng)層電路(250)不把所說(shuō)的至少一個(gè)全零比特平面?zhèn)鬏數(shù)剿f(shuō)的數(shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)(130)。
2.權(quán)利要求1中的視頻編碼器(114)，其中所說(shuō)的量化參數(shù)與所說(shuō)的基層視頻數(shù)據(jù)的一個(gè)幀相關(guān)。
3.權(quán)利要求2中的視頻編碼器(114)，其中所說(shuō)的控制器(256)確定與所說(shuō)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)決相關(guān)的量化參數(shù)的上邊界。
4.權(quán)利要求1中的視頻編碼器(114)，其中所說(shuō)的控制器(256)進(jìn)一步能夠接收與所說(shuō)的基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的一個(gè)加權(quán)矩陣，并且把所說(shuō)的至少一個(gè)全零比特平面確定為所說(shuō)的量化參數(shù)和所說(shuō)的加權(quán)矩陣的一個(gè)函數(shù)。
5.權(quán)利要求1中的視頻編碼器(114)，其中所說(shuō)的控制器(256)能夠根據(jù)所說(shuō)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊的上界和至少一個(gè)先前發(fā)送的與所說(shuō)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊關(guān)聯(lián)的比特平面的一個(gè)值而確定與所說(shuō)的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊關(guān)聯(lián)的一個(gè)第二全零比特平面，其中所說(shuō)的控制器(256)能夠使得所說(shuō)的增強(qiáng)層電路(250)不把所說(shuō)的第二全零比特平面發(fā)送到所說(shuō)的數(shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)(130)。
6.一個(gè)視頻解碼器(134)，包括基層電路(310)，能夠接收壓縮的基層視頻數(shù)據(jù)；和增強(qiáng)層電路(350)，能夠接收與該壓縮基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)；和與該增強(qiáng)層電路(350)相關(guān)的一個(gè)控制器(352)，能夠接收與所說(shuō)的壓縮基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的一個(gè)量化參數(shù)并且從其中預(yù)測(cè)至少一個(gè)與所說(shuō)的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊相關(guān)的全零比特平面，其中所說(shuō)的控制器(352)能夠把所說(shuō)的至少一個(gè)全零比特平面插入到所說(shuō)的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)中。
7.權(quán)利要求6中的視頻解碼器(134)，其中所說(shuō)的量化參數(shù)與所說(shuō)的基層視頻數(shù)據(jù)的一個(gè)幀相關(guān)。
8.權(quán)利要求7中的視頻解碼器(134)，其中所說(shuō)的控制器(352)確定與所說(shuō)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊相關(guān)的量化參數(shù)的上邊界。
9.權(quán)利要求6中的視頻解碼器(134)，其中所說(shuō)的控制器(352)進(jìn)一步能夠接收與所說(shuō)的基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的一個(gè)加權(quán)矩陣，并且把所說(shuō)的至少一個(gè)全零比特平面確定為所說(shuō)的量化參數(shù)和所說(shuō)的加權(quán)矩陣的一個(gè)函數(shù)。
10.權(quán)利要求6中的視頻解碼器(134)，其中所說(shuō)的控制器(352)能夠根據(jù)所說(shuō)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊的上界和至少一個(gè)先前接收的與所說(shuō)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊關(guān)聯(lián)的比特平面的一個(gè)值而確定與所說(shuō)的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊關(guān)聯(lián)的一個(gè)第二全零比特平面，其中所說(shuō)的控制器(352)能夠把所說(shuō)的第二全零比特平面插入到所說(shuō)的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)中。
11.一種使用在視頻編碼器(114)中的對(duì)增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮的方法，該視頻編碼器(114)包括1)基層電路(210)，能夠接收視頻幀的一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流并且從其中產(chǎn)生適于發(fā)送到一個(gè)數(shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)(130)的壓縮的基層視頻數(shù)據(jù)；和2)增強(qiáng)層電路(250)，能夠接收視頻幀的所說(shuō)的輸入數(shù)據(jù)流和該壓縮的基層視頻數(shù)據(jù)的一個(gè)局部解碼版本，并且從其中產(chǎn)生與所說(shuō)的壓縮基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)并且適于發(fā)送到該數(shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)(130)的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)；該方法包括步驟標(biāo)識(shí)與該基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的一個(gè)量化參數(shù)；從該量化參數(shù)確定與該增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊相關(guān)的至少一個(gè)全零比特平面；和使得該增強(qiáng)層電路(250)不把該至少一個(gè)全零比特平面發(fā)送到該數(shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)(130)。
12.權(quán)利要求11中的方法，其中該量化參數(shù)與該基層視頻數(shù)據(jù)的一個(gè)幀相關(guān)。
13.權(quán)利要求12中的方法，還包括步驟確定與該至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊關(guān)聯(lián)的一個(gè)量化參數(shù)的上邊界。
14.權(quán)利要求11中的方法，進(jìn)一步包括步驟標(biāo)識(shí)與該基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的一個(gè)加權(quán)矩陣并且把至少一個(gè)全零比特平面確定為該量化參數(shù)和該加權(quán)矩陣的一個(gè)函數(shù)。
15.權(quán)利要求11中的方法，進(jìn)一步包括步驟根據(jù)該至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊和與該至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊相關(guān)的至少一個(gè)預(yù)先發(fā)送的比特平面的值確定與該增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)的該至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊關(guān)聯(lián)的一個(gè)第二全零比特平面；和使得該增強(qiáng)層電路(250)不把該第二全零比特平面發(fā)送到該數(shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)(130)。
16.一種用在視頻解碼器(134)中操作控制器(352)解碼該增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)的方法，該視頻解碼器(134)包括1)基層電路(310)能夠接收壓縮的基層視頻數(shù)據(jù)，和2)增強(qiáng)層電路(350)，能夠接收與該壓縮基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)；該方法包括步驟接收與該壓縮基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的一個(gè)量化參數(shù)；從其中預(yù)測(cè)與該增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊相關(guān)的至少一個(gè)全零比特平面；和把該至少一個(gè)全零比特平面插入到該增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)中。
17.權(quán)利要求16中的方法，其中該量化參數(shù)與該基層視頻數(shù)據(jù)的一個(gè)幀相關(guān)。
18.權(quán)利要求17中的方法，還包括步驟確定與該至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊關(guān)聯(lián)的一個(gè)量化參數(shù)的上邊界。
19.權(quán)利要求16中的方法，其中進(jìn)一步包括步驟接收與該基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的一個(gè)加權(quán)矩陣并且把至少一個(gè)全零比特平面確定為該量化參數(shù)和該加權(quán)矩陣的一個(gè)函數(shù)。
20.權(quán)利要求16中的方法，其中進(jìn)一步包括步驟根據(jù)該至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊和與該至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊相關(guān)的至少一個(gè)預(yù)先接收的比特平面的值確定與該增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)的該至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊關(guān)聯(lián)的一個(gè)第二全零比特平面；和把該第二全零比特平面插入到該增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)中。
21.一種電視接收機(jī)(130)，包括一個(gè)解碼緩存器(132)，能夠接收并且存儲(chǔ)壓縮的基層視頻數(shù)據(jù)和壓縮的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)；一個(gè)耦合到所說(shuō)的解碼緩存器(132)的視頻解碼器(134)，包括基層電路(310)，能夠接收所說(shuō)的壓縮的基層視頻數(shù)據(jù)；增強(qiáng)層電路(350)，能夠接收與所說(shuō)的壓縮基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的所說(shuō)的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)；和與該增強(qiáng)層電路(350)相關(guān)的一個(gè)控制器(352)，能夠接收與所說(shuō)的壓縮基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的一個(gè)量化參數(shù)并且從其中確定至少一個(gè)與所說(shuō)的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊相關(guān)的全零比特平面，其中所說(shuō)的控制器(352)能夠把所說(shuō)的至少一個(gè)全零比特平面插入到所說(shuō)的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)中。
22.權(quán)利要求21中的電視接收機(jī)，其中所說(shuō)的量化參數(shù)與所說(shuō)的基層視頻數(shù)據(jù)的一個(gè)幀相關(guān)。
23.權(quán)利要求22中的電視接收機(jī)，其中所說(shuō)的控制器(352)確定與所說(shuō)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊相關(guān)的一個(gè)量化參數(shù)的上邊界。
24.權(quán)利要求21中的電視接收機(jī)，其中所說(shuō)的控制器(352)進(jìn)一步能夠接收與所說(shuō)的基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的一個(gè)加權(quán)矩陣，并且把所說(shuō)的至少一個(gè)全零比特平面確定為所說(shuō)的量化參數(shù)和所說(shuō)的加權(quán)矩陣的一個(gè)函數(shù)。
25.權(quán)利要求21中的電視接收機(jī)，其中所說(shuō)的控制器(352)能夠根據(jù)所說(shuō)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊的上界和至少一個(gè)先前接收的與所說(shuō)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊關(guān)聯(lián)的比特平面的一個(gè)值而確定與所說(shuō)的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊關(guān)聯(lián)的一個(gè)第二全零比特平面，其中所說(shuō)的控制器(352)能夠把所說(shuō)的第二全零比特平面插入到所說(shuō)的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)中。
26.用在視頻處理系統(tǒng)(130)中的存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)(135)上的用于解碼增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行處理步驟，該視頻處理系統(tǒng)(130)能夠接收壓縮的基層視頻數(shù)據(jù)和與該壓縮的基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)，該計(jì)算機(jī)可執(zhí)行處理步驟包括接收與該壓縮的基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的一個(gè)量化參數(shù)；從其中預(yù)測(cè)與該增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊相關(guān)的至少一個(gè)全零比特平面；和把該至少一個(gè)全零比特平面插入到該增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)中。
27.權(quán)利要求26中的存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)(135)上的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行處理步驟，其中該量化參數(shù)與該基層視頻數(shù)據(jù)的一個(gè)幀相關(guān)。
28.權(quán)利要求27中的存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)(135)上的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行處理步驟，進(jìn)一步包括步驟確定與至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊關(guān)聯(lián)的一個(gè)量化參數(shù)的上邊界。
29.權(quán)利要求26中的存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)(135)上的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行處理步驟，進(jìn)一步包括步驟接收與該基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的一個(gè)加權(quán)矩陣并且把至少一個(gè)全零比特平面確定為該量化參數(shù)和該加權(quán)矩陣的一個(gè)函數(shù)。
30.權(quán)利要求26中的存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)(135)上的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行處理步驟，進(jìn)一步包括步驟根據(jù)該至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊和與該至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊相關(guān)的至少一個(gè)預(yù)先接收的比特平面的值確定與該增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)的該至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊關(guān)聯(lián)的一個(gè)第二全零比特平面；并且把該第二全零比特平面插入到該增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)中。
31.一種視頻系統(tǒng)(130)，包括一個(gè)電視接收機(jī)，包括一個(gè)解碼緩存器(132)，能夠接收并且存儲(chǔ)壓縮的基層視頻數(shù)據(jù)和壓縮的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)；和一個(gè)耦合到所說(shuō)的解碼緩存器(132)的視頻解碼器(134)，包括基層電路(310)，能夠接收所說(shuō)的壓縮的基層視頻數(shù)據(jù)；增強(qiáng)層電路(350)，能夠接收與所說(shuō)的壓縮基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的所說(shuō)的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)；和與該增強(qiáng)層電路(350)相關(guān)的一個(gè)控制器(352)，能夠接收與所說(shuō)壓縮基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的一個(gè)量化參數(shù)并且從其中預(yù)測(cè)至少一個(gè)與所說(shuō)的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊相關(guān)的全零比特平面，其中所說(shuō)的控制器(352)能夠把所說(shuō)的至少一個(gè)全零比特平面插入到所說(shuō)的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)中；和一個(gè)耦合到所說(shuō)電視接收機(jī)的視頻顯示器(136)，用于顯示從所說(shuō)的基層視頻數(shù)據(jù)和所說(shuō)的包括所說(shuō)插入全零比特平面的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)獲得的視頻圖像。
32.權(quán)利要求31中的圖像系統(tǒng)(130)，其中所說(shuō)的量化參數(shù)與所說(shuō)的基層視頻數(shù)據(jù)的一個(gè)幀相關(guān)。
33.權(quán)利要求32中的圖像系統(tǒng)(130)，其中所說(shuō)的控制器(352)確定與所說(shuō)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊相關(guān)的量化參數(shù)的上邊界。
34.權(quán)利要求31中的圖像系統(tǒng)(130)，其中所說(shuō)的控制器(352)進(jìn)一步能夠接收與所說(shuō)的基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的一個(gè)加權(quán)矩陣，并且把所說(shuō)的至少一個(gè)全零比特平面確定為所說(shuō)的量化參數(shù)和所說(shuō)的加權(quán)矩陣的一個(gè)函數(shù)。
35.權(quán)利要求31中的圖像系統(tǒng)(130)，其中所說(shuō)的控制器(352)能夠根據(jù)所說(shuō)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊的上界和至少一個(gè)先前接收的與所說(shuō)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊關(guān)聯(lián)的比特平面的一個(gè)值而確定與所說(shuō)的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊關(guān)聯(lián)的一個(gè)第二全零比特平面，其中所說(shuō)的控制器(352)能夠把所說(shuō)的第二全零比特平面插入到所說(shuō)的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)中。
36.一個(gè)可發(fā)送的增強(qiáng)層視頻信號(hào)，由下列步驟產(chǎn)生在一個(gè)圖像編碼器(114)的基層電路(210)中接收一個(gè)視頻幀的輸入數(shù)據(jù)流并且從其中產(chǎn)生適于發(fā)送到一個(gè)數(shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)(130)的壓縮的基層視頻數(shù)據(jù)；在視頻編碼器(114)的增強(qiáng)層電路(250)中接收視頻幀的輸入數(shù)據(jù)流以及該壓縮基層視頻數(shù)據(jù)的一個(gè)解碼版本，并且從其中產(chǎn)生與該壓縮的基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)并且適于發(fā)送到該數(shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)(130)的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)；進(jìn)行該增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)的壓縮，通過(guò)標(biāo)識(shí)與該基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的一個(gè)量化參數(shù)；從該量化參數(shù)確定與該增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊相關(guān)的至少一個(gè)全零比特平面；并且當(dāng)該增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)被發(fā)送到該數(shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)(130)時(shí)抑制該至少一個(gè)全零比特平面的發(fā)送。
37.權(quán)利要求36中的可發(fā)送的增強(qiáng)層視頻信號(hào)，其中該量化參數(shù)與該基層視頻數(shù)據(jù)的一個(gè)幀相關(guān)。
38.權(quán)利要求37中的可發(fā)送的增強(qiáng)層視頻信號(hào)，進(jìn)一步包括步驟確定與至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊關(guān)聯(lián)的一個(gè)量化參數(shù)的上邊界。
39.權(quán)利要求36中的可發(fā)送的增強(qiáng)層視頻信號(hào)，進(jìn)一步包括步驟標(biāo)識(shí)與該基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的一個(gè)加權(quán)矩陣并且把至少一個(gè)全零比特平面確定為該量化參數(shù)和該加權(quán)矩陣的一個(gè)函數(shù)。
40.權(quán)利要求36中的可發(fā)送的增強(qiáng)層視頻信號(hào)，進(jìn)一步包括步驟根據(jù)該至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊和與該至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊相關(guān)的至少一個(gè)預(yù)先發(fā)送的比特平面的值確定與該增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)的該至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊關(guān)聯(lián)的一個(gè)第二全零比特平面；并且當(dāng)該增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)被發(fā)送到該數(shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)(130)時(shí)抑制該第二全零比特平面的發(fā)送。
41.一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括多個(gè)數(shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)(130)；一個(gè)數(shù)據(jù)流視頻信號(hào)發(fā)射機(jī)(110)包括一個(gè)視頻編碼器(114)包括基層電路(210)，能夠從一個(gè)視頻內(nèi)容信源(112)接收視頻幀的一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流，并且從其中產(chǎn)生適于發(fā)送到所述多個(gè)數(shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)(130)的壓縮的基層視頻數(shù)據(jù)；增強(qiáng)層電路(250)，能夠接收視頻幀的所述多個(gè)輸入數(shù)據(jù)流和所述多個(gè)壓縮的基層視頻數(shù)據(jù)的一個(gè)局部解碼版本，以及從其中產(chǎn)生與所述多個(gè)壓縮基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)并且適于發(fā)送到所述多個(gè)數(shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)(130)的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)；和與該增強(qiáng)層電路(250)相關(guān)的一個(gè)控制器(256)，能夠接收與所述多個(gè)基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的一個(gè)量化參數(shù)并且從其中確定至少一個(gè)與所述多個(gè)增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊相關(guān)的全零比特平面，其中所述多個(gè)控制器(256)能夠使得所述多個(gè)增強(qiáng)層電路(250)不把所述多個(gè)至少一個(gè)全零比特平面?zhèn)鬏數(shù)剿龆鄠€(gè)數(shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)(130)；和一個(gè)可變帶寬網(wǎng)絡(luò)(120)，能夠把所說(shuō)的基層視頻數(shù)據(jù)和所說(shuō)的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)從所說(shuō)的數(shù)據(jù)流視頻發(fā)射機(jī)(110)傳輸?shù)剿龆鄠€(gè)數(shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)(130)。
42.權(quán)利要求41中的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中所說(shuō)的量化參數(shù)與所說(shuō)的基層視頻數(shù)據(jù)的一個(gè)幀相關(guān)。
43.權(quán)利要求42中的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中所說(shuō)的控制器(256)確定與所說(shuō)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊相關(guān)的量化參數(shù)的上邊界。
全文摘要
公開(kāi)了包括一個(gè)基層編碼器和一個(gè)增強(qiáng)層編碼器的視頻編碼器?；鶎与娐穳蚪邮找曨l幀的一個(gè)輸入數(shù)據(jù)流并且從其中產(chǎn)生適于發(fā)送到一個(gè)數(shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)的壓縮的基層視頻數(shù)據(jù)。增強(qiáng)層編碼器接收視頻幀的輸入數(shù)據(jù)流和該壓縮的基層視頻數(shù)據(jù)的解碼版本,以及從其中產(chǎn)生與該壓縮基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)并且適于發(fā)送到該數(shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)的增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)。視頻編碼器還包括與該增強(qiáng)層電路相關(guān)的一個(gè)控制器,用于接收與基層視頻數(shù)據(jù)相關(guān)的一個(gè)量化參數(shù),并且從其中確定與該增強(qiáng)層視頻數(shù)據(jù)的至少一個(gè)數(shù)據(jù)塊相關(guān)的至少一個(gè)全零比特平面。該控制器能夠使得該增強(qiáng)層電路不把該至少一個(gè)全零比特平面發(fā)送到該數(shù)據(jù)流視頻信號(hào)接收機(jī)。
文檔編號(hào)H04N7/30GK1339224SQ00803316
公開(kāi)日2002年3月6日 申請(qǐng)日期2000年9月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月1日
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