[發(fā)明專利]用位深度可分級性的增強層殘差預測對視頻數(shù)據(jù)進行編碼和/或解碼的方法和設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200780053544.2
• 申請日: 2007-06-27
• 公開（公告）號: CN101796841A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發(fā)明（設計）人: 高永英;武宇文;王傳銘
• 申請（專利權）人: 湯姆遜許可公司
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

技術領域

本發(fā)明涉及數(shù)字視頻編碼的技術領域。其為新型可分級性 (scalability)——位深度可分級性提供編碼(coding)解決方案。

背景技術

近年來，在諸如科學成像、數(shù)字影院、可放映高質(zhì)量視頻的計算機游戲 以及專業(yè)工作室和家庭影院的相關應用的許多領域，越來越需要較高的位色 彩深度，而非傳統(tǒng)的八位色彩深度。因此，現(xiàn)有技術的視頻編碼標準H.264/AVC 已經(jīng)包括保真度范圍擴展(Fidelity?Range?Extensions，F(xiàn)RExt)，其支持可 達14位的樣本和可達4:4:4的色度采樣(chroma?sampling)。當前的SVC 基準軟件JSVM不支持高位深度。

然而，現(xiàn)有的高級編碼解決方案均不支持位深度可分級性。對于具有兩 個不同解碼器的情景，或?qū)ξ簧疃染哂胁煌蟮目蛻?，例如對同一原始? 頻(raw?video)要求8位和12位位深度，現(xiàn)有的H.264/AVC解決方案將對 12位的原始視頻進行編碼以產(chǎn)生第一比特流，然后將12位的原始視頻轉(zhuǎn)換 為8位的原始視頻并對其進行編碼以產(chǎn)生第二比特流。如果將視頻傳送到要 求不同位深度的不同客戶，則必須傳送兩次，或者將2個比特流一起放入一 張磁盤。壓縮率和運算復雜度兩者的效率都很低。

歐洲專利申請EP06291041公開了一種可分級解決方案，該方案一次對整 個12位原始視頻進行編碼從而生成一個比特流，該比特流包含H.264/AVC兼 容的基本層(BL)和可分級的增強層(EL)。與另外的第二比特流相比，上述 第一比特流上的全部可分級比特流的開銷小。如果H.264/AVC解碼器在接收 端可用，則僅對BL子比特流(sub-bitstream)解碼，且經(jīng)解碼的8位視頻 可在傳統(tǒng)的8位顯示裝置上觀看；如果位深度可分級解碼器在接收端可用， 則BL子比特流和EL子比特流都可以被解碼，從而獲得12位視頻，且其可在 支持8位以上的色彩深度的高質(zhì)量顯示裝置上觀看。

發(fā)明內(nèi)容

H.264/AVC可分級性擴展SVC還提供其他類型的可分級性，如空間可分 級性。在空間可分級性中，BL和EL中像素的數(shù)目是不同的。因此，出現(xiàn)了 如何將位深度可分級性與其他可分級性相結(jié)合尤其是與空間可分級性結(jié)合的 問題。本發(fā)明提供該問題的解決方案。

權利要求1公開了一種編碼方法，該方法允許位深度可分級性與其他可 分級性相結(jié)合。權利要求5公開了相應的解碼方法。

利用編碼方法的設備在權利要求9中公開，利用解碼方法的設備在權利 要求10中公開。

根據(jù)本發(fā)明，在層間預測中使用基于逆色調(diào)映射技術(inverse?tone? mapping)的查詢表(LUT)以提高編碼效率。當BL片的類型是I片(I-slice) 時使用基于逆色調(diào)映射技術的LUT?；谠诰幋a器所重構的BL?I片和所配置 的原始EL片來創(chuàng)建LUT，整個方案可以在SVC的結(jié)構中實施，并且支持對其 他類型的可分級性、時間、空間以及SNR可分級性的兼容性。

在一個實施例中，在兩個邏輯步驟中對BL信息增采樣，一個邏輯步驟是 紋理增采樣，另一個邏輯步驟是深度增采樣。紋理增采樣是增加像素數(shù)目的 過程，深度增采樣是增加每個像素可以具有的值的數(shù)目的過程。該值對應于 像素的色彩強度。增采樣的BL單元被用來預測所配置(collocated)的EL 單元，編碼器由EL視頻數(shù)據(jù)產(chǎn)生殘差，并且該殘差可以進一步被編碼(通常 被熵編碼)和傳送。將被增采樣的BL信息可以是任何粒度，例如單像素單元、 像素塊、宏塊(MBs)或者整個圖像。此外，可以在單個步驟中執(zhí)行兩個邏輯 增采樣步驟。在編碼器側(cè)增采樣基本層信息，在解碼器側(cè)也以同樣的方式增 采樣基本層信息，其中，增采樣涉及空間和位深度的特征。

而且，可以為幀內(nèi)編碼的圖像和幀間編碼的圖像執(zhí)行所組合的空間和位 深度增采樣。

具體地，用于對具有基本層和增強層的視頻數(shù)據(jù)進行編碼的方法，其中， 基本層的像素具有比增強層的像素低的位深度和空間分辨率(resolution)， 該方法包括以下步驟：

以片為層級對基本層數(shù)據(jù)進行編碼，其中，第一基本層片被幀內(nèi)編碼， 第二基本層片被幀間編碼，

重構經(jīng)編碼的基本層片，

對所重構的基本層片進行增采樣，其中，獲得相應增強層片的第一預測 形式(version)，其具有比基本層片高的空間、時間或SNR分辨率，