[發(fā)明專利]一種模式信息的編解碼方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310310158.4
• 申請(qǐng)日: 2013-07-19
• 公開（公告）號(hào): CN104104950A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 虞露;呂鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): H04N19/13
• 分類號(hào): H04N19/13;H04N19/70
• 代理公司: 杭州宇信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33231
• 代理人: 張宇娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多媒體通信領(lǐng)域，具體而言，涉及一種視頻序列模式信息的編解碼方法及其對(duì)應(yīng)的裝置。

背景技術(shù)

●視頻編碼分層結(jié)構(gòu)

采用H.264/AVC以及最新的HEVC等編碼標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，一幀圖像可以劃分為多個(gè)條帶（slice），對(duì)每個(gè)條帶分別進(jìn)行編碼和解碼。編碼條帶產(chǎn)生條帶碼流，條帶碼流中同時(shí)包含了這個(gè)條帶的一些編碼參數(shù)，如該條帶所引用的參數(shù)集序號(hào)等。在H.264/AVC中的分層結(jié)構(gòu)中，使用了圖像參數(shù)集和序列參數(shù)集兩級(jí)參數(shù)集來描述視頻序列的一些參數(shù)。序列參數(shù)集可以被圖像參數(shù)集引用，圖像參數(shù)集可以被條帶引用，通過此機(jī)制，條帶可以根據(jù)其含有的圖像參數(shù)集序號(hào)，找到對(duì)應(yīng)序號(hào)的圖像參數(shù)集，進(jìn)而找到其對(duì)應(yīng)的圖像參數(shù)集對(duì)應(yīng)的序列參數(shù)集，從圖像參數(shù)集或者序列參數(shù)集中獲取參數(shù)。例如，條帶能夠根據(jù)其含有的圖像參數(shù)集序號(hào)，在對(duì)應(yīng)序號(hào)的圖像參數(shù)集中獲取該條帶的幀序號(hào)等信息；條帶能夠根據(jù)其對(duì)應(yīng)的圖像參數(shù)集所含有的序列參數(shù)集序號(hào)，在對(duì)應(yīng)序號(hào)的序列參數(shù)集中獲取該條帶所使用的編碼檔次（Profile）和編碼級(jí)別（Level）等參數(shù)。在HEVC編碼標(biāo)準(zhǔn)中，新加入了視頻參數(shù)集的概念，視頻參數(shù)集可以被序列參數(shù)集引用，序列參數(shù)集可以被圖像參數(shù)集引用，圖像參數(shù)集可以被條帶引用，通過此機(jī)制，條帶可以根據(jù)其含有的圖像參數(shù)集序號(hào)，逐層向上引用，從圖像參數(shù)集、序列參數(shù)集或者視頻參數(shù)集中獲取參數(shù)。

●模式信息

在視頻壓縮技術(shù)中，存在著各種各樣的模式信息，如一個(gè)預(yù)測單元的預(yù)測模式，用來表示該預(yù)測單元是使用幀內(nèi)預(yù)測還是幀間預(yù)測，以及哪一種幀內(nèi)預(yù)測/幀間預(yù)測；再比如，當(dāng)使用鏈碼來表達(dá)輪廓的時(shí)候，需要傳遞方向信息，即輪廓中的下一個(gè)像素到其上一個(gè)像素的方向，方向信息也是模式信息的一種。

方向信息需要被編碼并寫入碼流中，因此如何高效的編碼模式信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效視頻編碼，是一個(gè)值得研究的問題。

一般來講，在視頻壓縮技術(shù)中，支持的模式數(shù)越多，會(huì)帶來兩方面的好處：一方面，模式數(shù)越多，編碼端可以嘗試的模式就越多，如上文提到的預(yù)測模式，以幀內(nèi)預(yù)測為例，編碼端可以在支持的模式中選擇一個(gè)預(yù)測效果最好的模式，當(dāng)可能的幀內(nèi)預(yù)測模式數(shù)越多的時(shí)候，編碼端就有更高的可能性選擇到預(yù)測效果更好的模式；另一方面，模式數(shù)越多，視頻壓縮技術(shù)的功能性往往更完善，例如上文提到的輪廓編碼，理論上，七個(gè)相對(duì)方向（即可能的模式數(shù)有七個(gè)）鏈碼可以達(dá)到輪廓的無損編碼，當(dāng)支持的方向數(shù)較少的時(shí)候，對(duì)于某些方向改變劇烈的輪廓，就無法達(dá)到無損編碼。

然而，一般而言，可能的模式數(shù)越多，根據(jù)信息論的理論，模式信息的信息熵越大，即不確定性越大，就需要更多的比特?cái)?shù)來表達(dá)該模式。

現(xiàn)有的技術(shù)中，往往是編解碼端事先約定一個(gè)最大模式數(shù)，該最大模式數(shù)不需要在碼流中進(jìn)行傳輸，因此最大模式數(shù)不需要占用任何的碼率。然而，在有些應(yīng)用中，往往不需要如此多的模式數(shù)，例如有些要求實(shí)時(shí)快速壓縮的應(yīng)用中，編碼器一般不會(huì)嘗試太多模式，再比如有些不要求輪廓無損的應(yīng)用中，上文提到的鏈碼就可以用更少的方向來表達(dá)。甚至對(duì)于同一個(gè)應(yīng)用，由于不同序列（甚至是同一序列的不同幀、同一幀的不同塊）的圖像性質(zhì)不同，如紋理復(fù)雜度不同等，每個(gè)塊最優(yōu)編碼需要的模式數(shù)也不同。此時(shí)，如果依然按照事先約定的最大模式數(shù)去傳輸模式信息，有時(shí)就會(huì)在表達(dá)模式信息的時(shí)候造成無謂的開銷，進(jìn)而帶來碼率的浪費(fèi)，不利于編碼效率的提高。此外，由于現(xiàn)有技術(shù)是事先約定一個(gè)最大模式數(shù)，這種方法的可拓展性和易修改性都不理想，如某種應(yīng)用場景需要更多的模式數(shù)才能滿足該應(yīng)用的要求，那么該應(yīng)用就無法使用該視頻編碼技術(shù)了。

●二值化