图像编码/解码方法和装置的制造方法_2

文档序号:9252710阅读:来源:国知局
运动补偿模块250使用运动向量和解码画面 缓冲器270中存储的参考画面来补偿运动,以生成预测块。
[0055]残差块和预测块通过加法器255相加,并且相加的块可经过滤波模块260。滤波 模块260可向重构的块或重构的画面应用解块滤波、SAO、和ALF中的至少一个。滤波模块 260可输出重构的画面,即恢复画面。重构的画面被存储在参考画面缓冲器270中,以在帧 间预测中使用。
[0056]在视频解码设备200中包括的熵解码模块210、反量化模块220、逆变换模块230、 帧内预测模块240、运动补偿模块250、滤波模块260、和解码画面缓冲器270之中,与视频解 码直接相关的构成元件,诸如熵解码模块210、反量化模块220、逆变换模块230、帧内预测 模块240、运动补偿模块250、滤波模块260等与解码单元所要表达的其它构成元件不同。
[0057] 此外,视频解码设备200可进一步包括解析单元(未图示),用于解析关于比特流 中包括的编码后视频的信息。解析单元可包括熵解码模块210,并且也可被包括在熵解码模 块210中。解析单元也可被实现为解码单元的一个构成元件。
[0058] 图3是示意性图示了根据本发明的使用多层的可伸缩视频编码结构的一个示例 的概念图。在图3中,一组画面(GOP)表示画面组,S卩,一组画面。
[0059] 需要传送介质来传送画面数据,并且其性能根据各种网络环境对于每一传送介质 不同。可提供可伸缩视频编码方法,以应用到各种传送介质或网络环境。
[0060] 支持可伸缩性的视频编码方法(其后,称为"可伸缩编码"或"可伸缩视频编码") 是这样的编码方法,其通过利用层间纹理信息、运动信息、残差信号等去除层间冗余,来增 加编码和解码性能。可伸缩视频编码方法可根据诸如传送比特率、传送误差率、系统资源等 的周围条件,在空间、时间、质量、和视图方面,提供各种可伸缩性。
[0061] 可利用多层结构来执行可伸缩视频编码,以便提供可向各种网络环境应用的比特 流。例如,可伸缩视频编码结构可包括使用一般画面解码方法来压缩和处理画面数据的基 本层,并且可包括使用基本层的解码信息和一般解码方法两者来压缩和处理画面数据的增 强层。
[0062]这里,层意味着基于空间(例如,画面尺寸)、时间(例如,解码顺序、画面输出顺 序、和帧频)、质量、复杂度、视图等而区分的画面的集合和比特流。
[0063]基本层可被称为基本层或较低层。增强层可被指定为增强层或较高层。在该情况 下,较低层可表示比特定层支持更低可伸缩性的层,而较高层可表示比特定层支持更高可 伸缩性的层。特定层在编码或解码中参考的层可被称为参考层(作为选择,参考层)。
[0064] 参考图3,例如,基本层可通过标准清晰度(SD)、15Hz帧频、以及IMbps比特率来定 义,第一增强层可通过高清晰度(HD)、30Hz帧频、和3. 9Mbps比特率来定义,并且第二增强 层可通过4K-超高清晰度(UHD)、60Hz帧频、和27. 2Mbps来定义。
[0065] 可在必要时不同地判断作为一个实施例的格式、帧频、比特率等。此外,使用的层 的数目不限于该实施例,并且可根据情况而不同地判断。例如,如果传送带宽是4Mbps,则可 通过降低第一增强层的HD的帧频,按照15Hz或更少来传送数据。
[0066] 可伸缩视频编码方法可通过在图3的实施例中描述的方法,来提供时间、空间、质 量、和视图可伸缩性。
[0067] 在该说明书中,可伸缩视频编码在编码方面和可伸缩视频编码相同,并且在解码 方面和可伸缩视频解码相同。
[0068] 如上所述,由于异类通信网络和各种终端,所以可伸缩性充当当前视频格式的主 要功能。比特流的可伸缩性信息非常重要,以便所有节点有效和高效变换内容传递路径上 的比特流。现在,与高效视频编码(HEVC)标准中的比特流关联的重要信息在视频参数集 (VPS)中描述。此外,非常重要的是,描述与比特流关联的重要信息,例如,提取信息、以及用 于提供可伸缩性的甚至延伸ffiVC的视频标准中的可伸缩性信息。
[0069] 其后,本发明提供这样的方法,其有效表达通过使用可伸缩性视频编码所编码的 比特流的各种可伸缩性信息,并且允许比特流提取器通过其提取期望层。
[0070] 比特流特件的表示
[0071] HEVC标准中定义了用于示出可伸缩比特流的特性的描述,并且在本发明中,可伸 缩比特流的特性的表示意欲如下增强,以便应用到可伸缩视频编码结构。
[0072] 1)最大比特率定义的时间窗
[0073] 当前可伸缩表示(表示可伸缩地可解码的重构画面)中的最大比特率表示1秒的 时间窗中的比特率的上限。
[0074] 然而,可需要取决于应用的时标中的峰值比特率或画面速率信息。例如,某一应用 可需要仅30秒的时间窗中的信息,而某一应用可需要10秒的时间窗中的峰值比特率或最 大脉冲信息。所以,为了这样的目的如下呈现表示至少一个(一个或多个)时间窗的方案。
[0075] 表格1图示了表示一个或多个时间窗中的比特率信息的语法的实施例。
[0076] [表格 1]
[0077]
[0078] 如下描述图1中图示的语法的含义。
[0079] -num_max_bit_rate_windows_minusl+l表示计算最大比特率所使用的时间窗的 数目。
[0080] -num_max_pic_rate_windows_minusl+l表不计算最大画面速率所使用的时间窗 的数目。
[0081] _max_bit_rate_calc_window[j]通过1/100秒的单位表示计算用于子层的表示 的比特率的上限所使用的第j时间窗的尺寸。max_bit_rate_calc_window[0]的缺省值是 100〇
[0082] _max_bit_rate_calc_window[j]通过1/100秒的单位表示计算用于子层的表示 的画面速率的上限所使用的第j时间窗的尺寸。max_pic_rate_calc_window[0]的缺省值 是 25600。
[0083] -其中bit_rate_info_present_flag[i]为"1"的情况表示存在第i子层的比特 率的描述,并且其中bit_rate_info_present_flag[i]为"0"的情况表示不存在第i子层 的比特率的描述。bit_rate_info_present_flag[i]的缺省值是"1"。
[0084] -其中pic_rate_info_present_flag[i]为"1"的情况表示存在第i子层的画面 速率的描述,并且其中pic_rate_info_present_flag[i]为"0"的情况表示不存在第i子 层的画面速率的描述。pic_rate_info_present_flag[i]的缺省值为"1"。
[0085] _avg_bit_rate[i]表示第i子层的表示的平均比特率。avg_bit_rate[i]与SVC 标准中描述的内容类似。
[0086] _max_pic_rate[i] [j]表不作为通过使用max_bit_rate_calc_window[j]所表不 的时间窗、如同SVC标准中描述的那样计算的值的、第i子层的表示的比特率的上限。
[0087] _avg_pic_rate[i]表示第i子层的表示的平均画面速率(256秒的画面单位)。 avg_pic_rate[i]与SVC标准中描述的内容类似。
[0088] _max_pic_rate[i] [j]表不作为通过使用max_pic_rate_calc_window[j]所表不 的时间窗、如同SVC标准中描述的那样计算的值的、第i子层的表示的画面速率的上限。
[0089] 2)最大比特率定义的桶尺寸
[0090] 描述比特率信息的另一方法可使用漏桶模型。漏桶模型是通过使用固定数据量代 替固定时间间隔、来计算相应比特率值的模型。下表2中图示了在使用这样的模型的情况 下的实施例。
[0091] [表 2]
[0092]
[0093] 下面描述图2中图示的语法的含义。
[0094] -num_max_bit_rate_values_minusl+l意味着对应语法结构中阐明的最大比特率 的数目。
[0095] _max_pic_rate_calc_bucket_size[j]通过千比特的单位阐明为了计算子层的表 示的比特率的上限而使用的第j漏桶的尺寸。
[0096] -当不定义子层的比特率信息时,num_max_pic_rate_windows_minusl具有值0。
[0097] _max_pic_rate_calc_window[j]通过1/100秒的单位表示为了计算子层的表示 的比特率的上限而使用的第j时间窗的尺寸。max_pic_rate_calc_window[0]的缺省值为 25600。
[0098] -其中bit_rate_info_present_flag[i]为"1"的情况表示存在第i子层的比特 率的描述,并且其中bit_rate_info_present_flag[i]为"0"的情况表示不存在第i子层 的比特率的描述。bit_rate_info_present_flag[i]的缺省值为"1"。
[0099] -其中pic_rate_info_present_flag[i]为"1"的情况表示存在第i子层的画面 速率的描述,并且其中pic_rate_info_present_flag[i]为"0"的情况表示不存在第i子 层的画面速率的描述。pic_rate_info_present_flag[i]的缺省值为"1"。
[0100] _avg_bit_rate[i]表示第i子层的表示的平均比特率。avg_bit_rate[i]与SVC 标准中描述的内容类似。
[0101] _max_bit_rate[i] [j]表示第i子层的表示的比特率的上限。max_pic_rate[i] [j]表示作为通过使用max_pic_rate_calc_bucket_size[j]所表示的时间窗、如同SVC标 准中描述的那样计算的值的、第i子层的表示的比特率的上限。可如下计算最大比特率。
[0102] max_bit_rate[i] [j] =max_bit_rate_caIc_bucket_size[j] / SmallestInterval[i] [j]
[0103] _avg_pic_rate[i]表示第i子层的表示的平均画面速率(256秒的画面单位)。 avg_pic_rate[i]与SVC标准中描述的内容类似。
[0104] _max_pic_rate[i] [j]表不作为通过使用max_pic_rate_calc_window[j]所表不 的时间窗、如同SVC标准中描述的那样计算的值的、第i子层的表示的画面速率的上限。
[0105] 以上表格1和2中图示的语法可被添加到视频参数集(其后,VPS)的扩展,并按 照补充增强信息(SEI)消息的形式定义。
[0106] 表格3图示了其中将比特率信息定义为SEI消息的形式的语法的实施例。
[0107] [表格 3]
[0108]
[0109]在表格 3 中,same_max_sub_layers_flag[i]和max_sub_layers_minusl[i]可以 和下面要描述的具有相同名称的语法具有相同含义。
[0110] same_max_sub_layers_flag[i]可以是表示第i子层的最大数目是否等于VPS中 定义的第i子层的最大数目的信息。
[0111] max_sub_layers_minusl[i]+l表示第i层的子层的数目。
[0112] 3)用于不同时间段的比特率和画面速率信息
[0113] 当前比特率和画面速率信息仅在VPS中描述。然而,编码的视频信号可在不同时 间段处具有不同比特率和画面速率。所以,本发明提出了用于时间段的比特率和画面速率 的技术方案。下表4中提出的附加信息可被用来表示视频内容的部分特性。然而,VPS中 的比
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