[發(fā)明專利]用于對視頻數(shù)據(jù)進行編碼的方法和設備，及用于對視頻數(shù)據(jù)進行解碼的方法和設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680017852.5
• 申請日: 2006-05-03
• 公開（公告）號: CN101180882A
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發(fā)明（設計）人: 陳穎;翟杰夫;高奎;謝凱
• 申請（專利權）人: 湯姆森許可貿(mào)易公司
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/46
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 羅松梅

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于對視頻數(shù)據(jù)進行編碼的方法和設備，以及涉及一種用于對視頻數(shù)據(jù)進行解碼的方法和設備。

背景技術

H.264/AVC標準提供了極好的編碼效率，但是它不考慮可擴展視頻編碼(SVC)。SVC提供了不同層，通常是基本層(BL)和增強層(EL)。運動圖像專家組(MPEG)作用于視頻編解碼器的增強功能性。已經(jīng)提供了各種技術，并且聯(lián)合視頻組織(JVT)啟動了一項稱為JSVC的標準以及相應的參考軟件(JSVM)。SVC為應用提供了時間、SNR和空間可擴展性。JSVM的BL遵從H.264，按照規(guī)范，H.264中的大部分組件用于JSVM，因此僅需要根據(jù)子帶結構來調整少量組件。在所有可擴展性中，空間可擴展性是最具挑戰(zhàn)并最受人關注的，因為很難利用兩個空間可擴展層之間的冗余。

SVC為空間可擴展性提供了多種技術，諸如IntraBL模式、殘差預測或BLSkip(基本層跳過)模式。可以在宏塊(MB)水平上選擇這些模式。

IntraBL模式使用上采樣的重構BL圖像來預測EL中的MB，并只對殘差進行編碼。殘差預測嘗試通過減去BL的上采樣運動補償(MC)殘差來減少EL中的MC殘差的能量。BLSkip模式將上采樣BL運動向量(MV)用于EL中的MB，并且如果MB選擇了這種模式，則僅需要將殘差寫進比特流。因此，在空間可擴展情況下，BLSkip模式利用BL的MV和EL的MV之間的冗余。

對于包括SVC中的P圖像和B圖像的幀間(inter)編碼圖像，將殘差預測用于減少殘差的能量以改善編碼效率。基本思想是首先通過對相應BL圖像的殘差信號進行上采樣來獲得預測殘差，其中使用2抽頭(tap)雙線性濾波器。然后，從源自EL的運動估計的真實殘差中減去預測殘差，并通過DCT、熵編碼等對差值進行編碼。

通常，逐MB地、針對由4×4，8×8，16×16的子塊組成的每個MB、并基于MC精確度來進行殘差上采樣。例如，如果MC精確度是16×16，則整個16×16僅使用一個運動向量；如果MC精確度是8×8，則每四個8×8的子塊都可以具有不同的運動向量。針對不同的8×8子塊的殘差具有低相關性，因此對四個不同子塊進行上采樣處理。SVC利用簡單的2抽頭雙線性濾波器，首先在水平方向然后在垂直方向上執(zhí)行上采樣過程。相應的濾波器作用于MB水平，并因此無法橫跨8×8塊的邊界。

針對上述過程的選項是針對特定MB是否使用殘差預測。模式判決過程嘗試了不同的模式，全部使用或不用殘差預測。這被稱為自適應殘差預測。

由H.264/SVC所采用的典型幀結構包含：兩個幀內編碼的參考幀，將其用在接收機處以用于即時解碼器刷新(IDR)；以及多個幀內編碼或幀間編碼幀，其構成多個GOP(圖像組)。可以內插或預測幀間編碼的幀。在小波分解中，GOP的EL典型地包括多個高通幀，其后跟著一個低通幀。低通幀用于在前和隨后的高通幀，即用于兩個GOP。

發(fā)明內容

對于編碼器和解碼器而言，使用預測殘差都是非常復雜的過程。因此，需要能夠使用較少復雜度的編碼器和/或解碼器的簡化處理。禁用殘差預測將使解碼器復雜度降低大約2的因子，但它同時降低了編碼效率。另一方面，自適應殘差預測是非常有潛力的技術，其針對同一目標質量將編碼效率改進了大約5-10％(基于PSNR)。通常地，希望實質上保持或甚至改進編碼和解碼過程的效率水平。因此啟用殘差預測是合理的。但是，例如對于實時應用，如果對每個圖像都啟用殘差預測，那么已知解碼器對于例如雙層(QCIF/CIF)空間可擴展比特流的實時解碼而言過于緩慢。

本發(fā)明提供了簡化的殘差預測技術，其關注于降低空間可擴展EL的編碼和/或解碼復雜度，而僅稍微降低或甚至提高了編碼效率。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種用于對包含高通幀和低通幀的視頻數(shù)據(jù)進行編碼的方法(其中，該編碼基于預測和更新步驟)包括以下步驟：

對低通幀進行編碼，其中可以使用殘差預測；

例如通過根據(jù)其序號(即，使用固定光柵(raster))將每個高通幀分配給一個組，將高通幀分裂成兩個(優(yōu)選為交錯的)幀組；

對所述幀組的第一幀組中的幀進行編碼，其中可以使用殘差預測；以及

使用無殘差預測的編碼方法來對第二幀組中的幀進行編碼，即對于這些幀，禁止殘差預測。