視頻編碼方法和視頻解碼方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種視頻編碼方法和視頻解碼方法及其裝置。該視頻編碼方法包含步驟：依據(jù)編碼相關(guān)信息來決定并行運動估計區(qū)域的尺寸；以及通過基于并行運動估計區(qū)域的尺寸來至少執(zhí)行運動估計以對多個像素進(jìn)行編碼。本發(fā)明所提供的視頻編碼方法和視頻解碼方法及其裝置，能夠分別在編碼及解碼過程中得到完善的運動估計尺寸處理。
【專利說明】視頻編碼方法和視頻解碼方法及其裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是有關(guān)于視頻數(shù)據(jù)處理，特別是有關(guān)于一種依據(jù)編碼相關(guān)信息來決定并行 運動估計區(qū)域的尺寸的視頻編碼方法和視頻解碼方法及其裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 視頻壓縮，即視頻編碼，是數(shù)字視頻儲存和傳輸?shù)幕緳C(jī)制。一般來說，視頻壓縮/ 編碼對視頻序列中的像素的區(qū)塊至少依序進(jìn)行預(yù)測、轉(zhuǎn)換、量化以及熵編碼，以壓縮/編碼 視頻序列。視頻解壓縮，即視頻解碼，一般執(zhí)行視頻壓縮/編碼操作的反向操作來對壓縮/ 編碼后的視頻序列進(jìn)行解壓縮/解碼。
[0003] 高效能視頻編碼（High Efficiency Video Coding, HEVC)是一種編碼標(biāo)準(zhǔn)，較其 它編碼標(biāo)準(zhǔn)如H. 264來說，具有更佳的編碼效能，更高的分辨率和更高的幀率。高效能 視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)中提出若干編碼效能改進(jìn)工具。例如合并模式通過讓一個幀間預(yù)測單元 (inter-predicted prediction unit)來繼承運動數(shù)據(jù)（即運動向量、預(yù)測方向以及參考圖 片索引），以降低編碼負(fù)荷。其中該運動數(shù)據(jù)來自同一圖片中的空間運動數(shù)據(jù)位置中選出的 位置和基于參考圖片中位于共同位置的預(yù)測單元得到的暫時運動數(shù)據(jù)位置。合并模式名稱 的由來則是因為所形成的共享所有運動信息的合并區(qū)域。然而這些空間運動數(shù)據(jù)位置位于 其它的預(yù)測單元中。因此，依賴于來自其他預(yù)測單元中的位置的運動數(shù)據(jù)造成了視頻編碼 器中并行運動估計的實現(xiàn)上的困難。
[0004] 為了完成并行運動估計，將最大編碼單元分割為相同大小的一個或多個非重迭并 行運動估計區(qū)域。這些非重迭并行運動估計區(qū)域在高效能視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)中也被稱為并行合 并級（parallel merge level)。依序執(zhí)行從一個并行運動估計區(qū)域到另一個并行運動估計 區(qū)域的運動估計，也就是說，在當(dāng)前并行運動估計區(qū)域的運動估計結(jié)束后，才會開始對下一 個并行運動估計區(qū)域進(jìn)行運動估計。然而，在一個并行運動估計區(qū)域內(nèi)，對此并行運動估計 區(qū)域中的所有預(yù)測單元來說，合并模式的運動估計是并行執(zhí)行的。更具體地說，當(dāng)在合并模 式下計算運動向量時，在并行運動估計區(qū)域之內(nèi)，同一并行運動估計區(qū)域中相鄰的區(qū)塊的 運動向量彼此間沒有相依性。如此一來，并行運動估計區(qū)域中合并模式下運動向量的計算 僅使用并行運動估計區(qū)域之外的運動向量。
[0005] 在現(xiàn)有的設(shè)計中，并行運動估計區(qū)域的尺寸在開始編碼處理之前由編碼器配置設(shè) 定。因此，視頻序列中編碼幀使用的固定大小的并行運動估計區(qū)域，在視頻編碼中缺乏彈 性，且無法針對不同編碼應(yīng)用得到最佳的并行度（parallel degre)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 根據(jù)本發(fā)明的示例，提出依據(jù)編碼相關(guān)信息來決定并行運動估計區(qū)域的尺寸的視 頻編碼方法和裝置以及相關(guān)的視頻解碼方法和裝置用于解決以上問題。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明第一實施方式，提供一種視頻編碼方法。該視頻編碼方法包含有：依據(jù) 編碼相關(guān)信息來決定并行運動估計區(qū)域的尺寸；以及通過至少基于并行運動估計區(qū)域的尺 寸來執(zhí)行運動估計以對多個像素進(jìn)行編碼。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明第二實施方式，提供一種視頻解碼方法。該視頻解碼方法包含有：對視 頻參數(shù)流進(jìn)行解碼以得到并行運動估計區(qū)域的解碼尺寸。檢查并行運動估計區(qū)域的解碼尺 寸的有效性，并據(jù)以產(chǎn)生檢查結(jié)果。當(dāng)檢查結(jié)果指示并行運動估計區(qū)域的解碼尺寸為無效 時，進(jìn)入錯誤處理過程來決定并行運動估計區(qū)域的尺寸。通過基于并行運動估計區(qū)域的已 決定尺寸來至少執(zhí)行運動補(bǔ)償以解碼多個像素。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明第三實施方式，提供一種視頻編碼裝置。該視頻編碼裝置包含有：編碼 器參數(shù)設(shè)定電路和視頻編碼器。編碼器參數(shù)設(shè)定電路用來依據(jù)編碼相關(guān)信息來決定并行運 動估計區(qū)域的尺寸。視頻編碼器用來通過基于并行運動估計區(qū)域的尺寸來至少執(zhí)行運動估 計，以對多個像素進(jìn)行編碼。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明第四實施方式，提供一種視頻解碼裝置。該視頻解碼裝置包含有：輸入 接口和視頻解碼器。輸入接口用來接收包含有視頻參數(shù)流的編碼視頻比特流。視頻解碼器 用來對視頻參數(shù)流進(jìn)行解碼以得到并行運動估計區(qū)域的解碼尺寸；檢查并行運動估計區(qū)域 的解碼尺寸的有效性，并據(jù)以產(chǎn)生檢查結(jié)果。當(dāng)檢查結(jié)果指示并行運動估計區(qū)域的解碼尺 寸為無效時，進(jìn)入錯誤處理過程來決定并行運動估計區(qū)域的尺寸。通過基于并行運動估計 區(qū)域的已決定的尺寸來至少執(zhí)行運動補(bǔ)償，以解碼多個像素。
[0011] 本發(fā)明所提出的視頻編碼方法和視頻解碼方法及其裝置，能夠分別在編碼及解碼 過程中得到完善的運動估計尺寸處理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方式的采用視頻編碼和解碼機(jī)制的系統(tǒng)的示意圖。
[0013] 圖2為根據(jù)本發(fā)明實施方式的第一視頻編碼方法的流程圖。
[0014] 圖3為根據(jù)本發(fā)明實施方式的第二視頻編碼方法的流程圖。
[0015] 圖4為根據(jù)本發(fā)明實施方式的具有錯誤處理的視頻解碼方法的流程圖。
[0016] 圖5為根據(jù)本發(fā)明實施方式的第一錯誤處理的流程圖。
[0017] 圖6為根據(jù)本發(fā)明實施方式的第二錯誤處理的流程圖。
[0018] 圖7為根據(jù)本發(fā)明實施方式的第三錯誤處理的流程圖。
[0019] 圖8為根據(jù)本發(fā)明實施方式的第四錯誤處理的流程圖。

【具體實施方式】
[0020] 在說明書及權(quán)利要求書當(dāng)中使用了某些詞匯來稱呼特定的元件。本領(lǐng)域的技術(shù) 人員應(yīng)可理解，硬件制造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及權(quán)利要求 書并不以名稱的差異來作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn) 貝1J。在通篇說明書及權(quán)利要求書當(dāng)中所提及的"包含"是開放式的用語，故應(yīng)解釋成"包含 但不限定于"。此外，"耦接"一詞在此是包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文 中描述第一裝置耦接于第二裝置，則代表第一裝置可直接電氣連接于第二裝置，或通過其 它裝置或連接手段間接地電氣連接到第二裝置。
[0021] 本發(fā)明的主要精神在于依據(jù)編碼相關(guān)信息來決定并行運動估計區(qū)域的尺寸。也就 是說，在視頻編碼/壓縮的過程中，并行運動估計區(qū)域的尺寸不是固定的。這樣一來，對于 不同的編碼應(yīng)用來說，可以較彈性地對視頻進(jìn)行編碼，且具有較佳的并行度，以及達(dá)到軟/ 硬件設(shè)計上的高度并行化。
[0022] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方式的采用視頻編碼和解碼機(jī)制的系統(tǒng)100的示意圖。采 用視頻編碼和解碼機(jī)制的系統(tǒng)100包含有來源裝置102和目的裝置104。來源裝置102負(fù)責(zé) 提供編碼視頻數(shù)據(jù)和相關(guān)視頻參數(shù)，之后編碼視頻數(shù)據(jù)和相關(guān)視頻參數(shù)將由目的裝置104 進(jìn)行解碼。特別是來源裝置102會通過任何傳輸裝置101提供編碼視頻數(shù)據(jù)和相關(guān)視頻參 數(shù)至目的裝置104。舉例來說，傳輸裝置101可以為儲存媒體、連接線或是有線/無線網(wǎng)絡(luò)。 來源裝置102和目的裝置104可以為各種不同電子裝置，包含計算機(jī)、智能型手機(jī)、機(jī)頂盒、 電視、多媒體服務(wù)器、多媒體客戶端等。
[0023] 如圖1所示，來源裝置102包含有視頻源112以及視頻編碼裝置114,視頻源112提 供來源視頻輸入D_IN。其中，視頻編碼裝置114編碼來源視頻輸入D_IN為編碼視頻比特流 BS。例如，視頻源112可以為用來產(chǎn)生來源視頻輸入D_IN的視頻相機(jī)，或是用來從視頻內(nèi) 容提供端接收來源視頻輸入D_IN的視頻接口。視頻編碼裝置114對來源視頻輸入D_IN中 的像素進(jìn)行編碼以產(chǎn)生編碼視頻比特流BS。編碼視頻比特流BS包含有視頻參數(shù)流（video parameter stream) BSP和視頻負(fù)載數(shù)據(jù)流BSD。目的裝置104包含有視頻解碼裝置122和 顯示裝置124。在接收端的視頻解碼裝置122對視頻參數(shù)流BS P進(jìn)行解碼來得到傳送端用 來對來源視頻輸入D_IN編碼的編碼器參數(shù)，然后基于解碼出來的編碼器參數(shù)對視頻負(fù)載 數(shù)據(jù)流BS D中的像素進(jìn)行解碼以產(chǎn)生重建視頻輸出D_0UT至顯示裝置124以供播放。舉例 來說，但本發(fā)明不以此為限，視頻編碼裝置114和視頻解碼裝置122可依據(jù)視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)來 操作，例如目前的高效能視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)（HEVC)。此外，所提出的視頻編碼和解碼機(jī)制可應(yīng)用 在視頻編碼裝置114和視頻解碼裝置122以增強(qiáng)高效能視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)所支持的并行運動補(bǔ) 償。關(guān)于視頻編碼和解碼機(jī)制的更進(jìn)一步的細(xì)節(jié)將說明如下。
[0024] 請連同圖1 一起參考圖2,圖2為根據(jù)本發(fā)明實施方式的第一視頻編碼方法的流程 圖。圖2中的視頻編碼方法可以應(yīng)用在圖1所示的視頻編碼裝置114。倘若大體上可達(dá)到 相同的結(jié)果，并不一定需要按照圖2所示的流程中的步驟順序來進(jìn)行，且圖2所示的步驟不 一定要連續(xù)進(jìn)行，即其他步驟也可以插入其中。此外，圖2中的某些步驟可根據(jù)不同實施例 或設(shè)計需求而省略。在步驟202中，在視頻編碼器116開始編碼處理之前，編碼器參數(shù)設(shè)定 電路115參考編碼器配置（encoder configuration)以設(shè)定視頻編碼器116所使用的編碼器 參數(shù)。應(yīng)注意的是編碼器參數(shù)設(shè)定函數(shù)可以通過硬件或是軟件的方式來實現(xiàn)。在硬件實現(xiàn) 方法中，可以使用純硬件的方式來實現(xiàn)編碼器參數(shù)設(shè)定電路115。在軟件實現(xiàn)方法中，可以 使用處理器執(zhí)行程序代碼的方式來實現(xiàn)編碼器參數(shù)設(shè)定電路115。舉例來說，如同現(xiàn)有的視 頻編碼器設(shè)計，并行運動估計區(qū)域的尺寸可以在開始編碼來源視頻輸AD_IN之前依據(jù)編 碼器配置來初始設(shè)定。在步驟204中，視頻編碼器116開始進(jìn)行對來源視頻輸入D_IN進(jìn)行 編碼處理。在步驟206中，編碼器參數(shù)設(shè)定電路115依據(jù)編碼相關(guān)信息來確定并設(shè)定對于 幀的并行運動估計區(qū)域的尺寸Size_PMER。舉例來說，但本發(fā)明不以此為限，編碼相關(guān)信息 可以包含編碼類型、編碼應(yīng)用信息及/或外部系統(tǒng)信息。
[0025] 在編碼器參數(shù)設(shè)定電路115考慮編碼類型的情況下，被用來設(shè)定并行運動估 計區(qū)域的尺寸Size_PMER的編碼類型包含參考類型（例如參考類型指示欲編碼當(dāng)前幀 為參考幀或非參考幀）、切片類型（例如切片類型指示在當(dāng)前幀中欲編碼的切片為幀內(nèi) 切片（intra (I) slice))、巾貞間預(yù)測切片（predicted (P) slice)或是雙向巾貞間預(yù)測切片 (bi-directional predicted (B) slice))、最大編石馬單兀（largest coding unit, LCU)尺寸 和視頻編碼器的處理核心的數(shù)目（若視頻編碼器116以純硬件來實現(xiàn)以作為視頻編碼器， 即硬件編碼器）中的至少一個。以下的表1中列出了不同編碼類型的并行運動估計區(qū)域的 尺寸Size_PMER的示范性設(shè)定。
[0026] 表 1
[0027]

【權(quán)利要求】
1. 一種視頻編碼方法，其特征在于，包含有： 依據(jù)編碼相關(guān)信息來決定并行運動估計區(qū)域的尺寸；以及 通過基于該并行運動估計區(qū)域的尺寸來至少執(zhí)行運動估計以對多個像素進(jìn)行編碼。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻編碼方法，其特征在于，該編碼相關(guān)信息包含有編碼類 型。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的視頻編碼方法，其特征在于，該編碼類型至少包含有參考類 型、切片類型、最大編碼單元尺寸和視頻編碼器的處理核心的數(shù)目中的至少一個。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻編碼方法，其特征在于，該編碼相關(guān)信息包含有編碼應(yīng) 用信息。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的視頻編碼方法，其特征在于，該編碼應(yīng)用信息包含性能模式、 延遲模式和編碼方案中的至少一個。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻編碼方法，其特征在于，該編碼相關(guān)信息包含有外部系 統(tǒng)信息。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的視頻編碼方法，其特征在于，該外部系統(tǒng)信息包含有帶寬狀 態(tài)、系統(tǒng)電源狀態(tài)、系統(tǒng)時序和通用處理器的處理核心的數(shù)目中的至少一個。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻編碼方法，其特征在于，該決定并行運動估計區(qū)域的尺 寸的步驟包含有： 在幀級或序列級調(diào)整該并行運動估計區(qū)域的尺寸。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻編碼方法，其特征在于， 該編碼相關(guān)信息包含有最大編碼單元尺寸，以及 該決定并行運動估計區(qū)域的尺寸的步驟包含有：通過該最大編碼單元尺寸來設(shè)定該并 行運動估計區(qū)域的尺寸。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻編碼方法，其特征在于，進(jìn)一步包含有： 將該并行運動估計區(qū)域的尺寸編碼為視頻參數(shù)流。
11. 一種視頻解碼方法，其特征在于，包含有： 對視頻參數(shù)流進(jìn)行解碼以得到并行運動估計區(qū)域的解碼尺寸； 檢查該并行運動估計區(qū)域的解碼尺寸的有效性，并據(jù)以產(chǎn)生檢查結(jié)果； 當(dāng)該檢查結(jié)果指示該并行運動估計區(qū)域的解碼尺寸為無效時，進(jìn)入錯誤處理過程來決 定該并行運動估計區(qū)域的尺寸；以及 通過基于該并行運動估計區(qū)域的已決定的尺寸來至少執(zhí)行運動補(bǔ)償以解碼多個像素。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的視頻解碼方法，其特征在于， 該對視頻參數(shù)流進(jìn)行解碼的步驟進(jìn)一步包含有：對該視頻參數(shù)流進(jìn)行解碼以得到最大 編碼單元的解碼尺寸；以及 該檢查該并行運動估計區(qū)域的解碼尺寸的有效性的步驟包含有：將該并行運動估計區(qū) 域的解碼尺寸和該最大編碼單元的解碼尺寸進(jìn)行比較。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的視頻解碼方法，其特征在于， 該對視頻參數(shù)流進(jìn)行解碼的步驟進(jìn)一步包含有：得到與該并行運動估計區(qū)域的解碼尺 寸相關(guān)的奇偶校驗結(jié)果；以及 該檢查該并行運動估計區(qū)域的解碼尺寸的有效性的步驟包含有：檢查該奇偶校驗結(jié) 果。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的視頻解碼方法，其特征在于，該錯誤處理過程包含有： 通過用并行運動估計區(qū)域的先前解碼尺寸來代替該并行運動估計區(qū)域的解碼尺寸，來 設(shè)定該并行運動估計區(qū)域的已決定的尺寸。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的視頻解碼方法，其特征在于，該錯誤處理過程包含有： 當(dāng)該并行運動估計區(qū)域的解碼尺寸落在有效范圍內(nèi)時，忽略該檢查結(jié)果，并且利用該 并行運動估計區(qū)域的解碼尺寸來當(dāng)作該并行運動估計區(qū)域的已決定的尺寸。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的視頻解碼方法，其特征在于，該錯誤處理過程包含有： 當(dāng)該并行運動估計區(qū)域的解碼尺寸大于有效范圍的上限時，通過該有效范圍的上限來 設(shè)定該并行運動估計區(qū)域的已決定的尺寸；以及 當(dāng)該并行運動估計區(qū)域的解碼尺寸小于該有效范圍的下限時，通過該有效范圍的下限 來設(shè)定該并行運動估計區(qū)域的已決定的尺寸。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的視頻解碼方法，其特征在于，該錯誤處理過程包含有： 要求重新傳輸該視頻參數(shù)流； 解碼重新傳輸?shù)脑撘曨l參數(shù)流，以得到并行運動估計區(qū)域的新解碼尺寸； 檢查該并行運動估計區(qū)域的新解碼尺寸的有效性，并據(jù)以產(chǎn)生新檢查結(jié)果；以及 當(dāng)該新檢查結(jié)果指示該并行運動估計區(qū)域的新解碼尺寸為有效時，利用該并行運動估 計區(qū)域的新解碼尺寸來作為該并行運動估計區(qū)域的已決定的尺寸。
18. -種視頻編碼裝置，其特征在于，包含有： 編碼器參數(shù)設(shè)定電路，用來依據(jù)編碼相關(guān)信息來決定并行運動估計區(qū)域的尺寸；以及 視頻編碼器，用來通過基于該并行運動估計區(qū)域的尺寸來至少執(zhí)行運動估計，以對多 個像素進(jìn)行編碼。
19. 一種視頻解碼裝置，其特征在于，包含有： 輸入接口，用來接收包含有視頻參數(shù)流的編碼視頻比特流；以及 視頻解碼器，用來對該視頻參數(shù)流進(jìn)行解碼以得到并行運動估計區(qū)域的解碼尺寸；檢 查該并行運動估計區(qū)域的解碼尺寸的有效性，并據(jù)以產(chǎn)生檢查結(jié)果；當(dāng)該檢查結(jié)果指示該 并行運動估計區(qū)域的解碼尺寸為無效時，進(jìn)入錯誤處理過程來決定該并行運動估計區(qū)域的 尺寸；以及通過基于該并行運動估計區(qū)域的已決定的尺寸來至少執(zhí)行運動補(bǔ)償，以解碼多 個像素。
【文檔編號】H04N19/166GK104159106SQ201410200230
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月14日
【發(fā)明者】吳東興, 李坤儐 申請人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司