专利名称：对视频编码和/或解码的方法、介质和设备的制作方法
技术领域：
本发明的一个或多个实施例涉及一种对碎见频编码和/或解码的方法、介质和设备，更具体地讲，涉及这样一种对视频编码和/或解码的方法、介质和设备，其中，流。
背景技术：
在根据传统技术的普通视频编解码器中，当将基本编码器(例如，VC-1编码器)的比特深度从8比特改变为10比特时，VC-1解码器无法读取和再
器的研发的需求日渐突出，所述视频编解码器保证前向兼容性，并允许VC-1解码器和其他改进解码器恢复以多种比特深度以及固定比特深度编码的比特流。
即，由于不保证前向兼容性的新视频编解码器无法支持仅具有传统基本视频编解码器的终端，所以具有彼此不同的规范的两个终端中的数字内容的重新使用变得不可能。另外，因为新视频编解码器需要征服克已经存在的传统视频编解码器市场，所以新视频编解码器需要花费大量时间融入市场
发明内容
技术问题
本发明的一个或多个实施例提供了 一种视频编码设备和方法，通过所述视频编码设备和方法产生支持至少两个比特深度的具有前向兼容性的可分级比特流。
本发明的一个或多个实施例还提供了 一种用于对支持至少两个比特深度的具有前向兼容性的比特流解码的视频解码设备和方法。
其他方面和/或优点将在以下的描述中被部分地阐述，部分将从描述是显而易见的，或可通过实施本发明;波获知。技术方案
根据本发明的一方面，提供了一种具有前向兼容性的产生可分级比特流的视频编码方法，所述可分级比特流支持至少两个比特深度，其中，可分级
比特流包括基本层比特流，所述基本层比特流包括基本量化等级和与基本比特深度相应的基本量化参数；增强层比特流，所述增强层比特流包括扩展的量化等级和补偿的量化等级之间的残差以及细化的量化参数，其中，从基本量化等级中预测补偿的量化等级，所述细化的量化参数用于细化扩展的比特深度和基本比特深度之间的差。
根据本发明的另一方面，提供了一种具有前向兼容性的产生可分级比特流的视频编码设备，所述可分级比特流支持至少两个比特深度，所述视频编码设备包括基本层编码单元，产生基本层比特流，所述基本层比特流包括基本量化等级和与基本比特深度相应的基本量化参数；增强层编码单元，产生增强层比特流，所述增强层比特流包括扩展的量化等级和补偿的量化等级之间的残差以及细化的量化参数，其中，从基本量化等级中预测补偿的量化等级，所述细化的量化参数用于细化扩展的比特深度和基本比特深度之间的差；比特流组合单元，组合基本层比特流和增强层比特流，以产生可分级比特流。
根据本发明的另一方面，提供了一种视频解码方法，所述视频解码方法包括检查比特流是否包含增强层标识符；如果比特流不包含增强层标识符，则直接对比特流解码来产生具有基本比特深度的恢复的视频；如果比特流包含增强层标识符，则通过从比特流的基本层比特流中获得基本层的基本量化等级，然后对扩展的量化等级和补偿的量化等级之间的残差以及细化的量化参数解码，并将所述残差与所述补偿的量化等级相加，来产生具有扩展的比特深度的恢复的视频，其中，从基本量化等级中预测所述补偿的量化等级，所述细化的量化参数用于细化扩展的比特深度和基本比特深度之间的差。
根据本发明的另一方面，提供了一种视频解码设备，所述视频解码设备包括基本层解码单元，对基本层比特流解码，以获得恢复的基本视频，所述基本层比特流包括基本量化等级和与基本比特深度相应的基本量化参数；增强层解码单元，对包括扩展的量化等级和补偿的量化等级之间的残差以及细化的量化参数的增强层比特流解码，并通过将从恢复的基本量化等级预测的补偿的量化等级与所述残差相加来获得恢复的扩展的^L频，其中，从基本量化等级中预测补偿的量化等级，所述细化的量化参数用于细化扩展的比特深度和基本比特深度之间的差。
根据本发明的另一方面，提供了一种视频解码方法，所述视频解码方法
包括检查比特流是否包含增强层标识符；如果比特流不包含增强层标识符，则将比特流发送到解码器进行解码；如果比特流包含增强层标识符，则从比特流提取基本层比特流，并将基本层比特流发送到所述解码器。
根据本发明的另一方面，提供了一种视频解码方法，所述视频解码方法包括检查比特流是否包含增强层标识符；基于检查结果进行自适应解码。
根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读介质，所述计算机可读介质具有用于实现具有前向兼容性的产生可分级比特流的^L频编码方法的计算机可读代码，所述可分级比特流支持至少两个比特深度，其中，可分级比特流包括基本层比特流，所述基本层比特流包括基本量化等级和与基本比特深度相应的基本量化参数；增强层比特流，所述增强层比特流包括扩展的量化等级和补偿的量化等级之间的残差以及细化的量化参数，其中，从基本量化等级中预测补偿的量化等级，所述细化的量化参数用于细化扩展的比特深度和基本比特深度之间的差。
根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读介质，所述计算机可读介质具有用于实现视频解码方法的计算机可读代码，所述视频解码方法包括检查比特流是否包含增强层标识符；如果比特流不包含增强层标识符，则直接对比特流解码来产生具有基本比特深度的恢复的视频；如果比特流包含增强层标识符，则通过从比特流的基本层比特流中获得基本层的基本量化等级，然后对将从基本量化等级预测的增强层的补偿的量化等级和增强层的扩展的
量化等级相加的结果进行解码，来产生具有扩展的比特深度的恢复的视频。
有益效果
由于根据本发明的视频编解码器提供前向兼容性，所以可将本发明应用于各种视频编解码器，而不必考虑支持的比特深度或视频格式，例如，可将本发明应用于有线或无线电子装置(例如，移动电话、DVD播放器、便携式音乐播放器或汽车立体声单元)上安装的改进视频编解码器 及传统基本视频编解码器所。
从下面结合附图对实施例的描述，这些和/或其他方面和优点将变得清
楚，并更容易理解，其中
图1是解释根据本发明实施例的视频编码设备和视频解码设备的概念的
示示例的示图3A至图3D是示出根据实施例的图2中示出的每一等级中包括的信息的示例的示图4是示出根据实施例的在视频编码器中作为用于加载增强层标识符的
时间间隔的开始代码的示例的示图5是示出根据实施例的视频编码设备的结构的框图；图6是示出根据实施例的视频解码设备的结构的框图；图7A和图7B是示出根据实施例的图5和图6的视频编码设备中的层间
预观'j方法或层内预测方法的示图8是示出根据实施例的视频编码设备的结构的框图；图9是示出根据实施例的视频解码设备的结构的框图；图IOA和图IOB是示出根据实施例的图8和图9的视频编码设备中的层间预测方法或层内预测方法的示图11是根据实施例的用于对产生的可分级比特流解码的VC-1解码器的框图。
具体实施例方式
现在将详细描述实施例，在附图中示出了其示例，其中相同的标号始终表示相同的元件。在这方面，本发明的实施例可以按许多不同的形式被实施，不应该被解释为限于这里阐述的实施例。因此，下面通过参照附图仅仅描述实施例，以解释本发明的多个方面。
图1是解释根据本发明实施例的视频编码设备和视频解码设备的概念的示图。作为编码器部分，将解释用于执行基本编码器的任务的第一编码器113和用于执行改进编码器的任务的第二编码器117的示例。作为解码器部分，将解释用于执行基本解码器的任务并与第一编码器113相应的第一解码器153和用于执行改进解码器的任务并与第二编码器117相应的第二解码器157的示例。在本发明的实施例中，第一编码器113根据基本比特深度产生比特流，第二编码器117根据支持基本比特深度的扩展的比特深度产生可分级比特流。
为了便于描述，示例将假定基本比特深度是8比特，扩展的比特深度是IO比特。根据示例，支持8比特的VC-1编码器可被实现为第一编码器113。
参照图1，可在第二解码器157以及第一解码器153中对在第一编码器113中产生的比特流131解码。可在第二解码器157中对在第二编码器117中产生的可分级比特流137解码。在第一解码器153中，可在忽略可分级比特流137中包括的增强层比特流的状态下对可分级比特流137中的基本层比特流解码。能够提供这种前向兼容性的第二编码器117对应于本发明的视频编码设备，而第二解码器157对应于根据本发明实施例的视频解码设备。
图2是示出根据本发明实施例的从视频编码设备获得的可分级比特流的语法的示例的示图。所述语法包括基本层比特流和增强层比特流。
更具体地讲，图2中示出的可分级比特流包括基本层序列等级211、增强层序列等级213、基本层画面组(GOP)等级215、增强层GOP等级217、增强层画面等级219、基本层画面等级221、基本层画面数据等级223和增强层画面数据等级225。尽管在该情况下增强层画面等级219位于基本层画面等级221的前面，但增强层画面等级219可位于基本层画面等级221的后面。基本层GOP等级215和增强层GOP等级217可选地包括在可分级比特流中。
这里，用至少一个或多个编码画面或至少一个或多个GOP来形成序列。用至少一个或多个编码画面来形成GOP,在VC-1编解码器的情况下，可使用进入点。这里，每个GOP中的第一画面可提供随机访问功能。同时，将画面划分成多个宏块，如果视频格式是4: 2: 0，则用4个亮度块和2个色度块来形成每个宏块。
图3A至图3D是示出根据本发明实施例的图2中示出的每个等级中包括的信息的示例的示图。
图3A示出增强层序列等级213中包括的信息，增强层序列等级213包括可在增强层中被支持的附加概述和等级311以及增强层可支持的比特深度313。这里，如果可在基本层序列等级211中定义视频格式315,则视频格式315不是必须包括在增强层序列等级213中。图3B示出增强层画面等级219 中包括的信息，增强层画面等级219包括细化的(refined)量化参数(QP ) (R)，所述细化的量化参数考虑到在基本层中无法表示的扩展的比特深度而 用于细化基本比特深度和扩展的比特深度之间的差。
图3C示出基本层画面等级221中包括的信息，基本层画面等级221包括 第一编码器113的基本量化参数。图3D示出增强层画面凝:据等级225中包括 的信息，该信息指示通过对基本层的基本量化参数预测而获得的增强层的扩 展的量化参数的残差。
图4是示出根据本发明实施例的用于加载与从视频编码设备获得的可分 级比特流中的包括增强层标识符的增强层有关的信息的区域的示图。如果第 一编码器113是VC-1编码器，则在本发明的实施例中可使用4字节单位的开 始代码。在VC-1编码器中，可在增强概述(advanced profile )或比增强概述 高的概述支持开始代码。同时，可将开始代码包括在每一等级的头的第一区 域中。
现在将参照图4解释加载与用作本发明的实施例的VC-1的开始代码中 的增强层有关的信息的处理。在开始代码中的后缀中定义的比特流数据单元
(BDU)类型中，为未来使用而预留的预留区域451、 452、 453和454用于 加载与增强层有关的信息。这里，BDU表示可独立于相同层等级中的其他信 息项被解析的压缩数据单元。例如，BDU可以是序列头、进入点头、编码画 面或程序片(slice )。在开始代码的后缀中定义的BDU类型中，除了禁止区 域422之外的剩余区域411至421用于加载与基本层有关的信息。这里，开 始代码仅为示例，也可使用比特流的元素中的其他部分。
同时，增强层包括序列等级、GOP等级、帧等级、字段等级和程序片等 级。根据本发明的实施例，增强层的信息可被包括在第二预留区域452和第 四预留区域454之一中。更具体地讲，开始代码作为第二预留区域452中的
"0x09"或第四预留区域454中的"0x40"包括在增强层的序列等级的头中。 开始代码作为第二预留区域452中的"0x08，，或第四预留区域454中的"0x3F，， 包括在增强层的GOP等级的头中。开始代码作为第二预留区域452中的
"0x07"或第四预留区域454中的"0x3E"包括在增强层的帧等级的头中。 开始代码作为第二预留区域452中的"0x06，，或第四预留区域454中的"0x3D" 包括在增强层的字段等级的头中。用于增强色度数据的开始代码作为第二预
10留区域452中的"0x06"或第四预留区域454中的"0x3C，，包括在增强层数 据的头中。
现在将对此进4于更详细的描述。
可包括在增强层序列等级的头的开始代码中的信息项的示例包括与附加 概述和除了基本层之外可被增强层实现的等级的信息以及关于比特深度的信 息，其中所述开始代码被定义为第二预留区域452中的"0x09"。更具体地讲， 在基本层的序列等级中，用2比特来定义概述，"3"表示增强概述，"0-2" 表示预留区域。同时，用3比特来定义等级，"000"表示AP@LO， "001"表 示AP(^L1， "010"表示AP@L2， "011"表示AP②L3， "100"表示AP@L4,
"101-111"表示预留区域。可用"N-8"(其中N是扩展的比特深度)中的值 来表示与可被增强层实现的比特深度有关的信息。根据与基本层相应的图1 中示出的第一编码器113的基本比特深度，可使用除8之外的值。同时，作 为关于增强层的信息，关于扩展的视频格式的信息可被包括。可通过使用基 本层的序列等级中包括的变量(例如，在VC-1编码器的情况下，
"COLORDIFF"变量)来表示视频格式信息。视频格式信息还可包括在第二 预留区域452中的"0x09"中。如果使用基本层的变量，则增强层不是必须 分别发送扩展的视频格式的信息。在"COLORDIFF"变量的示例中，使用'T， 来定义4: 2: O视频格式，"2"和"3"被指定为预留区域。因此，可使用所 述变量来定义4: 2: 2视频格式和4: 4: 4视频格式。同时，作为关于增强 层的信息，附加假定参考解码器(HRD)变量可被包括。HRD变量是解码器 操作缓冲器所参考的虚拟视频緩冲器变量。
如果比特深度或视频格式不是以GOP为单位改变，则在第二预留区域 452中被定义为"0x08"的增强层GOP等级的头的开始代码不是必要的，第 二预留区域452被指定为预留区域。如果比特深度或视频格式以GOP为单位 改变，则开始代码是必要的。
在第二预留区域452中定义为"0x07"和"0x06"的增强层的画面等级
(即，帧等级和字段等级)的头的开始代码包括细化的QP (R)，所述细化的 QP (R)表示根据逐行扫描或隔行扫描通过基本层无法表示的增强层的剩余 比特深度。在本发明的实施例中，当第一编码器113的比特深度是8比特时， 开始代码包括"N-8"(其中，N是第二编码器117的比特深度)的细化的QP
(R)。在这种情况下，由于以画面为单元使用细化的QP (R)，所以细化的QP(R)包括在画面等级中。然而，本发明的另一实施例，当以程序片为单 位使用细化的QP (R)时，细化的QP (R)包括在程序片等级中；当以宏块 为单位使用细化的QP (R)时,细化的QP (R)包括在宏块等级中；当以块 为单元使用细化的QP (R)时，细化的QP(R)包括在块等级中。为了计算 每个宏块或块的细化的QP(R),可应用稍后将解释的用于计算画面等级的细 化的QP (R)的处理。
如果增强层的视频格式与基本层相比没有改变，则在第二预留区域452 中定义为"0x05"的增强层的头的开始代码不是必要的，因此第二预留区域 452被指定为预留区域。如果基本层和增强层的^L频格式都是4: 2: 0，则从 基本层发送用于形成一个宏块的4个亮度块和2个色度块的数据。同时，当 基本层和增强层的视频格式彼此不同时，例如，当基本层的视频格式是4: 2: 0以及增强层的视频格式是4: 2: 2时，或者当基本层的视频格式是4: 2: 0 以及增强层的视频格式是4: 4: 4时，从基本层发送4个亮度块和2个色度 块的数据，同时从增强层发送与视频格式相应的色度残差块的数据，从而可 支持扩展的视频格式。同时，与视频格式无关，4个亮度块的数据相同，增 强层没有必要发送单独数据。
同时，与增强层有关的信息不限于图4中描述的开始代码，并可被包括 在预留区域中，其中，在序列等级、GOP等级、画面等级、宏块等级或块等 级中为未来使用而预留所述预留区域。另外，可以以各种方式将增强层标识 符包括在网络协议的各层或系统层中，用于加载视频比特流以及将视频比特 流打包成净荷，从而发送比特流。
接下来，将参照图1解释当多个编码参数中的比特深度被扩展时获得可 分级比特流的处理。
在第一编码器113是8比特编码器以及第二编码器117是N比特编码器 的示例中，使用从第二编码器117获得的可分级比特流中的增强层比特流的 画面等级的开始代码来表示无法用第一编码器113表示的扩展的比特深度的 剩余部分。例如，假设扩展的比特深度是N比特以及在此情况下的扩展的量 化参数是QPN，基本比特深度是8比特以及在此情况下的基本量化参数是 QP8。如果8比特视频编解码器(即，具有8比特的比特深度的视频编解码器) 对N比特原始视频(即，具有N比特的比特深度的原始视频)编码，则可如 下表示两个量化参数QPN和QP8之间的关系。
12[数学式1]
QPN= QP8 x 2, ... (1)
即，使用扩展的量化参数QPN量化N比特原始视频的结果和使用基本量 化参数QPg量化8比特原始视频的结果在动态范围方面必须相同，从而可在 不改变视频编解码器的情况下使用传统方法对N比特原始一见频编码和解码。 然而，在这种情况下，从N比特原始视频恢复的视频的质量与从8比特原始 视频恢复的视频的质量没有太大不同，因此使提供高对比度的N比特原始视 频的优点丧失。
为了纠正该问题，如下面等式(2)中公开的，可使用基本量化参数QPs 和细化的量化参数R来表示N比特原始视频。这里，在VC-l编码器的情况 下，从"PQINDEX"中导出扩展的量化参数qpn或基本量化参数QP8。
QPN= QP8 x 2(N-8)+R …(2)
可基于等式(2)使用下面的等式(3)计算细化的量化参数R。 [数学式3]
R=QPn—QP8x2(n—8) ... (3 )
由通过使用等式(1)中表示的基本量化参数量化N比特原始视频而获 得的数据来形成基本层比特流。由通过使用等式(2)中表示的扩展的量化参 数量化N比特原始视频而获得的数据来形成增强层比特流。然后，通过将增 强层标识符包括在这些比特流中来获得可分级比特流。不仅可通过现有的8 比特解码器而且还可通过N比特解码器来对可分级比特流解码。
图5是根据本发明实施例的视频编码设备的框图。所述视频编码设备可 包括第一残差产生单元510、第一变换单元520、第一基本层编码单元530、 第一增强层编码单元540和第一比特流组合单元550。第一残差产生单元510 可包括第一减法单元511、第一逆量化单元513、第一逆变换单元515、第一 加法单元517和第一预测单元519。第一基本层编码单元530可包括第一量 化单元531和第一熵编码单元533。第一增强层编码单元540可包括第二量 化单元541、第一乘法单元543、第二减法单元545和第二熵编码单元547。 可通过使用至少一个处理器(未示出)来实现第一残差产生单元510、第一 变换单元520、第一基本层编码单元530、第一增强层编码单元540和第一比 特流组合单元550。
13参照图5，第一残差产生单元510产生N比特原始视频和N比特恢复的 视频之间的残差，通过对N比特参考视频执行时间/空间预测来获得所述N 比特恢复的视频。可通过使用已知的压缩各种视频的处理来产生所述残差， 因此将省略对其的详细描述。
第一变换单元520通过变换从第一残差产生单元510 "l妄收的残差来产生 变换系数。例如，执行离散余弦变换(DCT)以获得变换系数。
第一基本层编码单元530通过使用等式(1 )中表示的基本量化参数量化 从第一变换单元520接收的变换系数来产生基本层比特流，然后对量化的变 换系数(即，基本层的基本量化等级)进行熵编码。详细地，如果变换系数 是coef，则通过下式来计算基本层的基本量化等级LEVEL8:
雖8 = —
偶x2 ... (4)
通过使用等式(4 )计算的基本层的基本量化等 LEVEL8被直接熵编码， 从而可通过现有的8比特;f见频编解码器^C恢复。
第一增强层编码单元540通过使用等式(2)中表示的扩展的量化参数量 化从第一变换单元520接收的变换系数来产生增强层比特流，然后对量化的 变换系数(即，增强层的扩展的量化等级)熵编码。详细地，如果变换系数 是coef，则通过下式来计算增强层的扩展的量化等级LEVELN:
不直接对通过使用等式(5)计算的增强层的扩展的量化等级LEVELN 进行熵编码，而是对通过对基本层的基本量化等级LEVEL8进行预测编码获 得的扩展的量化等级的残差进行熵编码。即，由于基本层的基本量化等级 LEVEL8和增强层的扩展的量化等级LEVELn彼此相当相似，所以通过使用第 一乘法单元543和第二减法单元545从基本层的基本量化等级LEVELs预测 扩展的量化等级来获得增强层的扩展的量化等级的残差。详细地，用于补偿 量化等级的动态范围的第一乘法单元543通过使用下面的等式(6)对基本层 的基本量化等级LEVEL8的动态范围与增强层的扩展的量化等级LEVELN的 动态范围进行补偿，然后输出增强层的补偿的量化等级LEVELN，。<formula>formula see original document page 15</formula>
第二减法单元545通过使用下面的等式(7)计算增强层的扩展的量化等 级LEVELN和补偿的量化等级LEVELN，之间的差来产生量化等级残差 LEVELp。<formula>formula see original document page 15</formula>
如上所述，可通过对增强层的量化等级残差LEVELp进行熵编码来显著 降低将被包含在增强层比特流中的数据的量。
第一比特流组合单元550通过将基本层比特流和增强层比特流组合并将 增强层标识符包括在组合的结果中来产生可分级比特流。
因此，以上描述的视频编码设备可实现前向兼容性。
图6是根据本发明实施例的与图5中示出的视频编码设备相应的视频解 码设备的框图。所述视频解码设备可包括第一增强层标识符检查单元610、 第一基本层解码单元620和第一增强层解码单元640。第一基本层解码单元 620可包括第一熵解码单元621、第二逆量化单元623、第二逆变换单元625、 第二预测单元627和第二加法单元629。第一增强层解码单元640可包括第 二熵解码单元641、第三熵解码单元642、第二乘法单元643、第三加法单元 644、第三逆量化单元645、第三逆变换单元646、第三预测单元647和第四 加法单元648。可使用至少一个处理器(未示出)来实现第一增强层标识符 检查单元610、第一基本层解码单元620和第一增强层解码单元640。
参照图6,第一增强层标识符检查单元610检查比特流是否包含增强层 标识符，如果比特流不包含增强层标识符，则第一增强层标识符;险查单元610 将比特流(即，基本层比特流)直接提供第一基本层解码单元620。如果比 特流包括增强层标识符，则第一增强层标识符;险查单元610从比特流(即， 可分级比特流)中分出增强层比特流和基本层比特流，然后分别将它们发送 到第一增强层解码单元640的第二熵解码单元和第三熵解码单元642。
第一基本层解码单元620对从第一增强层标识符检查单元610接收的基 本层比特流解码，以获得8比特恢复的视频。详细地，通过如下将比特流中 包含的基本层的基本量化等级LEVEL8乘以基本量化参数QPs来恢复变换系 数coef8:[数学式8]
coef8= LEVEL8 x QP8 ... (8)
通过执行逆变换恢复残差，然后将通过对8比特参考视频执行时间/空间
预测获得的8比特恢复的视频与恢复的残差相加，来使用恢复的变换系数
coefg产生8比特恢复的^f见频。
第一增强层解码单元640对从第一增强层标识符检查单元610接收的基
本层比特流和增强层比特流解码，然后获得8比特恢复的视频。具体地讲，
通过使用等式(6)对基本层的恢复的基本量化等级LEVELs进行补偿，以获
得增强层的补偿的量化等级LEVELN，。然后，通过如下将增强层的补偿的量
化等级LEVELN，与增强层的恢复的量化等级残差LEVELp相加来获得增强层
的恢复的扩展的量化等级LEVELN:
LEVELN=LEVELP+LEVE1V ... (9)
如下通过使用增强层的恢复的扩展的量化等级LEVELN和扩展的量化参
数QPN来恢复变换系数coefN:
coefN =LEVELN x QpN ... ( 10 )
通过执行逆量化恢复残差，然后将对N比特参考视频执行时间/空间预测
获得的N比特恢复的视频与恢复的残差相加，来使用恢复的变换系数coefN
产生最终N比特恢复的视频。
图7A是示出根据本发明实施例的使用图5中示出的视频编码设备的层
间预测方法或层内预测方法的示图。图7B是示出根据本发明实施例的使用图
参照图7A和图7B，为了 N比特视频的有效编码，使用N比特恢复的视 频作为参考视频，将对所述参考视频执行时间/空间预测。在8比特视频的情 况下，编码设备和解码设备在执行时间/空间预测中使用不同的参考视频，因 此解码器最终获得的8比特恢复的视频的质量可能劣化。然而，使用如图7A
的8比特视频编解码器能够得到支持。因此，8比特恢复的视频的质量没有 劣化。
图8是根据本发明另一实施例的视频编码设备的框图，所述视频编码设 备能够防止由于图5的编码设备和图6的解码设备在执行时间/空间预测中使 用不同的参考视频所导致的8比特恢复的视频的质量被劣化。参照图8,视频编码设备可包括第二残差产生单元810、第二变换单元820、第二基本层 编码单元830、第二增强层编码单元840和第二比特流组合单元850。第二残 差产生单元810可包括第三减法单元811、第四逆量化单元813、第四逆变 换单元815、第五加法单元817和第四预测单元819。第二基本层编码单元 830可包括第三量化单元831和第三熵编码单元833。第二增强层编码单元 840可包括第四量化单元841、第三乘法单元843、第四减法单元845和第四 熵编码单元847。可通过使用至少一个处理器(未示出)来实现第二残差产 生单元810、第二变换单元820、第二基本层编码单元830、第二增强层编码 单元840和第二比特流组合单元850。
与图5示出的视频编码设备相比，图8中示出的视频编码设备使用8比 特量化参数(即，基本量化参数)执行量化，以获得恢复的视频，然后通过 使用恢复的视频作为参考视频来执行时间/空间预测。因此，在基本层(即， 8比特视频)的情况下，编码设备和解码设备在执行时间/空间预测中使用相 同的参考视频，从而防止解码器最终获得的恢复的8比特视频的质量被劣化。 在N比特视频的情况下，使用8比特量化参数来执行量化，以获得恢复的视 频，然后使用恢复的视频作为参考视频来执行时间/空间预测。因此，将被编 码的数据的量比使用图5中示出的编码设备时大。
图9是根据本发明另一实施例的与图8中示出的视频编码设备相应的视 频解码设备的框图。参照图9，视频解码设备可包括第二增强层标识符检 查单元910、第二基本层解码单元920和第二增强层解码单元940。第二基本 层解码单元920可包括第四熵解码单元921、第五逆量化单元923、第五逆变 换单元925、第五预测单元927和第六加法单元929。第二增强层解码单元 940可包括第五熵解码单元931、第六熵解码单元932、第四乘法单元933、 第七加法单元934、第六逆量化单元935、第六逆变换单元936、第七逆量化 单元937、第七逆变换单元938、第八加法单元939、第六预测单元940和第 九加法单元941。可通过使用至少一个处理器(未示出)来实现第二增强层 标识符;险查单元910、第二基本层解码单元920和第二增强层解码单元940。
与图6中示出的视频解码设备相比，图9中示出的视频解码设备通过利 用8比特量化参数使用恢复的参考视频来执行时间/空间预测。
图IOA是示出根据本发明另一实施例的使用图8中示出的视频编码设备 的层间预测方法或层内预测方法的示图。图IOB是示出根据本发明另一实施例的使用图9中示出的视频解码设备的层间预测方法或层内预测方法的示
图。与图7A和图7B不同，参照图IOA和图IOB，编码设备和解码设备在执 行时间/空间预测中使用相同的参考视频。因此，恢复的视频的质量在8比特 视频的情况下不劣化，但在N比特视频的情况下会劣化。
图11是根据本发明实施例的用于对可分级比特流进行改进解码的改进 VC-1解码器的框图。VC-1解码器包括第三增强层标识符检查单元1110和第 三基本层解码单元1120。第三基本层解码单元1120包括第七熵解码单元 1121、第八逆量化单元1123、第八逆变换单元1125、第七预测单元1127和 第十加法单元1129。第三基本层解码单元1120的结构和操作与图6中示出的 第一基本层解码单元620和图9中示出的第二基本层解码单元920的结构和 操作相同。
参照图11,第三增强层标识符检查单元1110检查比特流是否包含增强层 标识符，如果比特流不包含增强层标识符，则第三增强层标识符;险查单元1110 直接将比特流(即，基本层比特流)提供给第三基本层解码单元1120。如果 比特流包括增强层标识符，则第三增强层标识符;险查单元1110从比特流(即， 可分级比特流)中只提取基本层比特流，然后将基本层比特流提供给第三基 本层解码单元1120。
因此，图11的改进VC-1解码器不仅能够恢复从一般的VC-1编码器接 收的比特流，而且能够通过从可分级比特流中只提取基本层比特流来恢复可 分级比特流，从而提供前向兼容性。
在以上的实施例中使用了 MPEG-2、 MPEG-4和H.264中广泛使用的运动 补偿离散余弦变换(MC-DCT)视频编解码器，但本发明不限于此。即，可 才艮据应用对MC-DCT视频编解码器做出》务改或添加。由于在以上实施例中使 用的视频编解码器对于本领域的普通技术人员而言是公知的，所以除了对根 据本发明的视频编解码器的修改或添加，这里省略了对视频编解码器的详细 描述。
另外，在以上描述的实施例中，基于由一个基本层比特流和一个增强层 比特流形成的可分级比特流的示例解释了比特深度不同的两个编解码器的支 持。然而，本发明通过使用多个增强层比特流还可支持两个或更多个编解码 器。另外，尽管在以上实施例中解释了基本比特深度小于扩展的比特深度的 比特深度的示例，但当基本比特深度大于扩展的比特深度时，还可以以改变
18施例中，在画面等级中分配了细化的QP(R),但如果需要，可在程序片等级、 宏块等级或块等级中分配细化的QP (R)。
除了以上描述的实施例，可通过介质(例如，计算^/L可读介质)中/上的 计算机可读代码/指令来实现本发明的实施例，以控制至少一个处理元件来实 现任何以上描述的实施例。介质可与允许计算机可读代码的存储和/或传输的 任何介质对应。
可以以各种方式在介质上记录/传送计算机可读代码，介质的示例包括记 录介质(例如，^兹性存储介质(例如，ROM、软盘、硬盘等)和光学记录介 质(CD-ROM或DVD ))和传输介质(例如，通过互联网的载波)。因此，根 据本发明的实施例，介质还可以是信号(例如，结果信号或比特流)。介质还 可以是分布式网络，从而以分布式方式存储/传送和执4亍所述计算机可读代 码。此外，1^又作为示例，处理元件可包括处理器或计算才几处理器，处理元件 可分布在和/或包括在单个装置中。
如上所述，根据本发明的一个或多个实施例，为了提供保证前向兼容性 的新视频编解码器，视频编码器产生由基本层比特流和增强层比特流形成的 可分级比特流。然后，接收可分级比特流的传统基本解码器通过使用从可分 级比特流获得的基本层比特流来对可分级比特流解码，改进解码器通过使用 基本层比特流和增强层比特流二者来对可分级比特流解码。以这种方式，改 进视频编解码器和传统视频编解码器以协调的方式共享可分级比特流。更具 体地讲，4艮据本发明，传统Windows々某体牙见频(WMV)编解码器或VC-1编 解码器可与支持新比特深度和新视频格式的新视频编解码器一起使用。
尽管已经参照本发明的不同实施例具体显示和描述了本发明的多个方 面，但应该理解，这些示例性实施例应该被认为是描述目的，而不是限制目 的。 一个实施例中的 一方面的功能或性能的任何变窄或变宽应该被认为不同 实施例中的类似特征的各自变宽或变窄，即，每个实施例中的特征或方面的
因此，尽管显示和描述了一些实施例，但本领域的技术人员应该明白， 在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例^i出改变，在权利 要求及其等同物中限定本发明的范围。
19
权利要求
1、一种具有前向兼容性的产生可分级比特流的视频编码方法，所述可分级比特流支持至少两个比特深度，其中，可分级比特流包括基本层比特流，所述基本层比特流包括基本量化等级和与基本比特深度相应的基本量化参数；增强层比特流，所述增强层比特流包括扩展的量化等级和补偿的量化等级之间的残差以及细化的量化参数，其中，从基本量化等级中预测补偿的量化等级，所述细化的量化参数用于细化扩展的比特深度和基本比特深度之间的差。
2、 如权利要求1所述的方法，其中，可分级比特流还包括增强层标识符。
3、 如权利要求2所述的方法，其中，增强层标识符包括在可分级比特流 的序列等级、画面组GOP等级、画面等级、宏块等级和块等级的至少一个中。
4、 如权利要求2所述的方法，其中，增强层标识符包括在可分级比特流 的预留区i^中。
5、 如权利要求l所述的方法，其中，通过使用预测的视频来产生基本层 比特流和增强层比特流，其中，通过使用具有扩展的比特深度的恢复的视频 作为参考视频执行时间/空间预测来获得所述预测的视频。
6、 如权利要求l所述的方法，其中，通过使用预测的视频来产生基本层 比特流和增强层比特流，其中，通过使用具有扩展的比特深度的恢复的视频 作为参考视频执行时间/空间预测来获得所述预测的视频，其中，从具有基本 比特深度的恢复的视频变换得到所述具有扩展的比特深度的恢复的视频。
7、 一种具有前向兼容性的产生可分级比特流的视频编码设备，所述可分 级比特流支持至少两个比特深度，所述视频编码设备包括基本层编码单元，产生基本层比特流，所述基本层比特流包括基本量化 等级和与基本比特深度相应的基本量化参数；增强层编码单元，产生增强层比特流，所述增强层比特流包括扩展的量 化等级和补偿的量化等级之间的残差以及细化的量化参数，其中，从基本量 化等级中预测补偿的量化等级，所述细化的量化参数用于细化扩展的比特深 度和基本比特深度之间的差；比特流组合单元，组合基本层比特流和增强层比特流，以产生可分级比特流。
8、 如权利要求7所述的设备，其中，可分级比特流还包括增强层标识符。
9、 如权利要求8所述的设备，其中，增强层标识符包括在分级比特流的 序列等级、画面组GOP等级、画面等级、宏块等级和块等级的至少一个中。
10、 如权利要求8所述的设备，其中，增强层标识符包括在可分级比特 流的预留区域中。
11、 如权利要求7所述的设备，其中，通过使用预测的视频来产生基本 层比特流和增强层比特流，其中，通过使用具有扩展的比特深度的恢复的视 频作为参考^L频4丸行时间/空间预测来获得所述预测的-见频。
12、 如权利要求7所述的设备，其中，通过使用预测的视频来产生基本 层比特流和增强层比特流，其中，通过使用具有扩展的比特深度的恢复的视 频作为参考视频执行时间/空间预测来获得所述预测的视频，其中，从具有基 本比特深度的恢复的视频变换得到所述具有扩展的比特深度的恢复的视频。
13、 一种视频解码设备，包括基本层解码单元，对基本层比特流解码，以获得恢复的基本视频，所述 基本层比特流包括基本量化等级和与基本比特深度相应的基本量化参数；增强层解码单元，对包括扩展的量化等级和补偿的量化等级之间的残差 以及细化的量化参数的增强层比特流解码，并通过将从恢复的基本量化等级 预测的补偿的量化等级与所述残差相加来获得恢复的扩展的视频，其中，从 基本量化等级中预测补偿的量化等级，所述细化的量化参数用于细化扩展的 比特深度和基本比特深度之间的差。
14、 如权利要求13所述的设备，其中，通过使用预测的视频来对增强层 比特流解码，通过使用具有扩展的比特深度的恢复的视频作为参考视频执行 时间/空间预测来获得所述预测的视频。
15、 如权利要求13所述的设备，其中，通过使用预测的视频来对增强层 比特流解码，其中，通过使用具有扩展的比特深度的恢复的视频作为参考视 频执行时间/空间预测来获得所述预测的视频，其中，从具有基本比特深度的 恢复的视频变换得到所述具有扩展的比特深度的恢复的视频。
16、 如权利要求13所述的设备，还包括增强层标识符检查单元，所述增 强层标识符检查单元检查可分级比特流是否包括增强层标识符。
17、 如权利要求16所述的设备，其中，增强层标识符包括在可分级比特流的序列等级、画面组GOP等级、画面等级、宏块等级和块等级的至少一个中。
18、 如权利要求16所述的设备，其中，增强层标识符包括在可分级比特 流的预留区域中。
19、 一种视频解码方法，包括 检查比特流是否包含增强层标识符；如果比特流不包含增强层标识符，则直接对比特流解码来产生具有基本 比特深度的恢复的视频；如果比特流包含增强层标识符，则通过从比特流的基本层比特流中获得 基本层的基本量化等级，然后对扩展的量化等级和补偿的量化等级之间的残 差以及细化的量化参数解码，并将所述残差与所述补偿的量化等级相加，来 产生具有扩展的比特深度的恢复的视频，其中，从基本量化等级中预测所述 补偿的量化等级，所述细化的量化参数用于细化扩展的比特深度和基本比特 深度之间的差。
20、 如权利要求19所述的设备，其中，通过使用预测的视频来对增强层 比特流解码，通过使用具有扩展的比特深度的恢复的视频作为参考视频执行 时间/空间预测来获得所述预测的^L频。
21、 如权利要求19所述的设备，其中，通过使用预测的视频来对增强层 比特流解码，其中，通过使用具有扩展的比特深度的恢复的视频作为参考视 频执行时间/空间预测来获得所述预测的视频，其中，从具有基本比特深度的 恢复的视频变换得到所述具有扩展的比特深度的恢复的视频。
22、 如权利要求19所述的设备，还包括增强层标识符检查单元，所述增 强层标识符检查单元检查可分级比特流是否包括增强层标识符。
23、 如权利要求19所述的设备，其中，增强层标识符包括在可分级比特 流的序列等级、画面组GOP等级、画面等级、宏块等级和块等级的至少一个 中。
24、 如权利要求19所述的设备，其中，增强层标识符包括在可分级比特 流的预留区域中。
25、 一种^L频解码方法，包括 检查比特流是否包含增强层标识符； 基于检查结果进行自适应解码。
全文摘要
一种通过产生支持至少两个比特深度具有前向兼容性的可分级比特流来对视频编码和/或解码的方法、介质和设备，其中，可分级比特流包括基本层比特流和增强层比特流，所述基本层比特流包括基本量化等级和与基本比特深度相应的基本量化参数，所述增强层比特流包括扩展的量化等级和补偿的量化等级之间的残差以及细化的量化参数，其中，从基本量化等级中预测补偿的量化等级，所述细化的量化参数用于细化扩展的比特深度和基本比特深度之间的差。
文档编号H04N7/24GK101690223SQ200880021822
公开日2010年3月31日 申请日期2008年6月23日 优先权日2007年6月28日
发明者崔雄一, 赵大星, 郑载宇, 金大熙 申请人:三星电子株式会社