[發(fā)明專利]視頻編碼器和編碼視頻的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010199014.2
• 申請日: 2004-03-26
• 公開（公告）號: CN101854553A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 薩欽·戈文德·德什潘德
• 申請（專利權(quán)）人: 夏普株式會社
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/50
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 陳瑞豐

本申請是申請日為2004年3月26日的中國專利申請200480007527.1(視頻編碼器和編碼視頻的方法)的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種假設(shè)基準(zhǔn)解碼器。

背景技術(shù)

數(shù)字視頻系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，用于組合包括音頻、圖像的視頻，以及用于向用戶協(xié)作呈現(xiàn)的輔助組件。發(fā)射機(jī)系統(tǒng)包括子系統(tǒng)，以便接收和壓縮數(shù)字源數(shù)據(jù)(表示節(jié)目的音頻、視頻基本和應(yīng)用數(shù)據(jù)流，以及輔助數(shù)據(jù)組件)；將來自多個基本數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)復(fù)用到單一傳輸比特流；并且將數(shù)據(jù)發(fā)送到接收機(jī)。在接收機(jī)處，傳輸比特流被解復(fù)用為其組成基本數(shù)據(jù)流。對基本數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼，并且將音頻和視頻數(shù)據(jù)流作為同步節(jié)目元素傳遞到接收機(jī)的呈現(xiàn)子系統(tǒng)，用于作為協(xié)作節(jié)目的一部分進(jìn)行顯示。

在許多視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)中，由假設(shè)解碼器對到解碼器的意見比特流(complaint?bit?stream)進(jìn)行解碼，在概念上，所述假設(shè)解碼器與編碼器的輸出相連，并且由解碼器緩沖器、解碼器和顯示單元組成。公知該虛擬解碼器為H.263中的假設(shè)基準(zhǔn)解碼器(HRD)和MPEG-2中的視頻緩沖器驗證器(VBV)。編碼器產(chǎn)生比特流，以使假設(shè)基準(zhǔn)解碼器緩沖器不會上溢或下溢。

結(jié)果，接收機(jī)需要到緩沖器的數(shù)據(jù)量也許超出其容量(存儲器上溢的情況)或者流量能力?；蛘?，接收機(jī)可能沒有及時接收到在數(shù)據(jù)訪問單元中用于利用在音頻和視頻數(shù)據(jù)流中的特定時刻來解碼和合成呈現(xiàn)的所有數(shù)據(jù)，結(jié)果導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失和不連續(xù)的表演(寄存器下溢的情況)。

在現(xiàn)有的假設(shè)基準(zhǔn)解碼器中，以給定的恒定比特率接收視頻比特流(通常流的平均速率為比特每秒)并將其存儲到解碼器緩沖器中，直到緩沖器充滿度(fullness)達(dá)到希望水平。這種希望水平被稱作初始解碼器緩沖器充滿度并且正比于傳輸或啟動(緩沖器)延遲。就此而言，解碼器立即去除序列的第一視頻幀的比特、解碼該比特并顯示該幀。還去除接下來幀的比特、進(jìn)行解碼并立即在隨后的時間間隔中進(jìn)行顯示。

傳統(tǒng)的假設(shè)解碼器以固定比特率、緩沖尺寸和初始延遲進(jìn)行操作。然而，在許多當(dāng)今的視頻應(yīng)用中(例如通過因特網(wǎng)或ATM網(wǎng)絡(luò)的視頻流)，可用帶寬根據(jù)網(wǎng)絡(luò)路徑(例如用戶連接到網(wǎng)絡(luò)的方式：通過解調(diào)器、ISDN、DLS、電纜等)而不同并且還隨網(wǎng)絡(luò)條件(例如阻塞、連接的用戶數(shù)目等)及時波動。此外，視頻比特流被傳送到各種具有不同緩沖能量的設(shè)備(例如手機(jī)、PDA、PC、機(jī)頂盒、類似DVD的播放機(jī)等)并且產(chǎn)生用于具有不同延遲需要的情景(例如低速延遲流、循序下載等)。結(jié)果，這些應(yīng)用需要更靈活的假設(shè)基準(zhǔn)解碼器，能夠以不同峰值比特率來解碼比特流，并且具有不同緩沖尺寸和啟動延遲。

Jordi?Ribas-Corbera和Philip?A.Chou在2001年9月4日的文章“A?Generalized?Hypothetical?Reference?Decoder?For?H.26L”中提出了一種改進(jìn)的假設(shè)基準(zhǔn)解碼器。此解碼器根據(jù)給定比特流的N組比特率和緩沖參數(shù)進(jìn)行操作。每一組的特征在于公知的漏桶模型(leakybucket?model)并且包括三個值(R、B、F)，其中R是傳輸比特率、B是緩沖尺寸、F是初始解碼器緩沖充滿度(F/R是啟動或初始緩沖延遲)。編碼器能夠產(chǎn)生由N個某種希望漏桶所包含的視頻比特流，或者能夠在產(chǎn)生比特流之后簡單地計算N組參數(shù)。假設(shè)基準(zhǔn)解碼器可以在漏桶參數(shù)中進(jìn)行插值并且能夠以任一希望峰值比特率、緩沖尺寸和延遲進(jìn)行操作。例如，給定峰值傳輸率R’，基準(zhǔn)解碼器選擇能夠解碼比特流而不會遭到緩沖器下溢和上溢的最小緩沖尺寸和延遲(根據(jù)可用的漏桶數(shù)據(jù))。相反地，對于給定緩沖尺寸B’，假設(shè)基準(zhǔn)解碼器選擇并以最小的需要峰值傳輸率進(jìn)行操作。

使用這種普通的假設(shè)基準(zhǔn)解碼器具有益處。例如，內(nèi)容提供商可以一次產(chǎn)生比特流，并且服務(wù)器使用多個不同峰值傳輸率的信道將其傳送到多個不同能量的設(shè)備?；蛘叻?wù)器和終端針對給定網(wǎng)絡(luò)條件協(xié)商最佳漏桶，例如產(chǎn)生最小啟動(緩沖)延遲的漏桶，或?qū)τ诮o定設(shè)備的緩沖尺寸需要最小峰值傳輸率的漏桶。

發(fā)明內(nèi)容

如在文獻(xiàn)VCEG-58第2.1-2.4節(jié)中所述，漏桶是針對編碼器或解碼器緩沖器狀態(tài)(或充滿度)的作為時間函數(shù)的模型。編碼器和解碼器緩沖器的充滿度彼此互補(bǔ)。漏桶模型由三個參數(shù)(R、B、F)表征，其中：

R是比特輸入解碼器緩沖器的峰值比特率(以比特每秒計)。與比特率情景一致，R經(jīng)常是信道比特率和視頻片斷的平均比特率。

B是消除視頻比特率波動的桶或解碼器緩沖器的尺寸(以比特計)。該緩沖器尺寸不能比解碼設(shè)備的物理緩沖器大。