用于将帧的格式转换成色度子采样格式的方法
【专利说明】用于将帧的格式转换成色度子采样格式的方法
[0001]置量
[0002]计算机和计算系统已经影响了现代生活的近乎每一个方面。计算机通常涉及工作、休闲、医疗保健、运输、娱乐、家政管理等。计算机系统通常能向用户输出视频图像。
[0003]尤其消费级计算机产品中的许多目前可用的视频编码器和解码器优选地支持YUV4:2:0色度子采样格式。然而，视频通常处于YUV 4:4:4格式。因此，视频帧从YUV 4:4:4格式转换成4:2:0格式。4:2:0格式可以提供对没有平凡纹理的正常自然视频的令人满意的用户体验，因为大多数人都不会注意到可能存在的视觉伪像。然而，对于屏幕和动画内容，4:2:0子采样格式导致非常明显的伪像(尤其在本文中)。
[0004]此处要求保护的主题不限于解决任何缺点或仅在诸如上述环境这样的环境中操作的各实施例。相反，提供该背景仅用于解说其中可实现所述一些实施例的一个示例性技术领域。
[0005]简沭
[0006]此处解说的一个实施例包括可在计算环境中实施的方法。该方法包括用于将YUV4:4:4帧转换成一个或多个YUV 4:2:0帧的动作。该方法包括访问使用η个系数的YUV4:4:4帧，其中η是供YUV 4:4:4帧的Y、U和V平面使用的系数的总数。该方法还包括将YUV 4:4:4帧的系数映射到一个或多个YUV 4:2:0帧的系数。该一个或多个YUV 4:2:0帧跨全部YUV 4:2:0帧具有与YUV 4:4:4帧的η个系数相匹配的η个系数。
[0007]提供本概述是为了以精简的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念。该概述不意图标识所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不意图被用来帮助确定所要求保护的主题的范围。
[0008]附加特征和优点将在以下描述中提出，且部分会从描述中显而易见，或者可以通过实践此处的原理来获悉。本发明的特征和优点可以通过在所附权利要求书中特别指出的工具和组合来实现和获得。本发明的特征从以下描述和所附权利要求书中将更完全显而易见，或者可以通过如下文所述实践本发明而获悉。
[0009]附图简沐
[0010]为了描述可获得以上记载的及其他优点和特征的方式，将参照各具体实施例呈现以上简述的主题的更具体描述，各具体实施例在附图中解说。理解这些附图仅描述典型的实施例，因此不应被视为限制本发明的范围，各实施例将通过使用附图以附加的具体性和细节来描述和解释，附图中:
[0011]图1解说了用于将YUV 4:4:4帧转换成YUV 4:2:0帧的空间增强方法的工作流；
[0012]图2解说了用于将YUV 4:4:4帧转换成YUV 4:2:0帧的时间交织方法的工作流；
[0013]图3示出用于将YUV 4:4:4帧转换成YUV 4:2:0帧的信道复用器方法的工作流；
[0014]图4解说了关于空间增强方法的附加细节；
[0015]图5解说了关于空间增强方法的附加细节；
[0016]图6解说了关于时间交织方法的附加细节；
[0017]图7解说了关于时间交织方法的附加细节；
[0018]图7A解说了关于时间交织方法的附加细节；
[0019]图7B解说了关于时间交织方法的附加细节；
[0020]图8解说了关于复用器方法的附加细节；
[0021]图9解说了关于复用器方法的附加细节；
[0022]图9A解说了关于复用器方法的附加细节；
[0023]图9B解说了关于复用器方法的附加细节；
[0024]图10解说了用于将YUV 4:4:4帧转换成一个或多个YUV 4:2:0帧的方法。
[0025]详细描沐
[0026]以下解说了用于按以下方式将YUV 4:4:4转换成YUV 4:2:0的三种帧转换方法:该方式不仅解决了令人烦恼的伪像，而且被执行以使经转换的帧具有高时间和纹理相关性，高时间和纹理相关性可带来给出更好的压缩结果的好处。由于高时间和纹理相关性，这些方法是运动估计和过滤友好的，以使编解码复杂度可被降低且编解码效率可得以改善。而且，这些方法(特别是第一和第二种方法)可与许多基于现有标准的编解码器联用，诸如与 MPEG-2、MPEG-4 第 2 部分、MPEG AVC/H.264、VCl、HEVC 等联用。
[0027]在YUV 4:4:4布局中，每个平面(S卩，Y、U和V)对于帧中的每个像素具有一个系数。将YUV 4:4:4帧转换为YUV 4:2:0帧得到一半数量的系数。例如，YUV 4:4:4格式的10像素乘10像素的帧将有300个系数，其中Y平面100个系数、U平面100个系数、V平面100个系数。在传统的方法中，将该帧转换为YUV 4:2:0帧由于UV平面中的下采样而得到具有150个系数的帧，也就是在Y平面中有100个系数，在U平面中有25个系数，并且在V平面中有25个系数。特别是，尽管YUV 4:4:4帧对于每个平面具有相等数量的系数，但是YUV 4:2:0帧在Y平面中具有其系数的100%，在U平面中具有其系数的25%，在Z平面中具有其系数的25%。这在帧从YUV4:4:4被转换成YUV 4:2:0时可以导致信息丢失。因此，一些实施例可以通过在将YUV 4:4:4帧转换成YUV 4:2:0帧之前使YUV 4:4:4帧的系数数量实质上翻倍来克服此信息丢失。或者，YUV 4:4:4的系数可以被映射到一个或多个YUV4:2:0帧，其中(诸)YUV 4:2:0帧(作为总和)与YUV 4:4:4帧具有相同数量的系数。
[0028]例如，一些实施例中，具有η个系数的YUV4:4:4帧可以被映射成具有η个系数的空间上等价的YUV 4:2:0帧。作为替换，具有η个系数的YUV4:4:4帧可以在时间上被映射成两个具有n/2个系数的YUV 4:2:0帧(或四个具有n/4个系数的YUV 4:2:0帧等等)。在又一示例中，具有η个系数的YUV 4:4:4帧可以被复用成两个具有n/2个系数的YUV 4:2:0帧(或四个具有n/4个系数的YUV 4:2:0帧等等)。
[0029]图1、2和3解说了可用于三种不同的转换方法的工作流。
[0030]图1解说了用于空间增强方法的工作流102。用于空间帧增强模块104的输入是YUV 4:4:4帧。空间帧增强模块104会生成具有原始YUV 4:4:4帧的双倍高度的YUV 4:2:0帧。所生成的帧可以被直接输入至视频编码器106。
[0031]视频编码器106可以以各种不同的形式来实现。例如，在一些实施例中，视频编码器106可以是包括在电子设备中的硬件视频编码器，该电子设备为诸如手持式或其他消费电子设备。在一些实施例中，视频编码器106可以是针对YUV 4:2:0视频编码进行了优化(或有其他优化的编码格式)而不具有经优化的针对YUV 4:4:4视频编码的功能(或有其他非优化编码格式)的基于硬件的视频编码器，从而在处理硬件未针对其优化的格式时比在处理硬件针对其优化的格式时导致更多失真。或者，视频编码器106可以通过执行被配置成执行视频编码的软件模块来实现的软件视频编码器。视频编码器106将生成比特流作为到传输信道108的输入。
[0032]传输信道108可以以各种形式来实现。例如，在一些实施例中，传输信道可以包括存储。例如，传输信道可以包括数据库、平面文件存储、磁盘存储、存储器存储器等中的一个或多个。替换地或另选地，传输信道可以包括一个或多个网络信道，诸如有线或无线以太网信道、设备互连总线信道、等等。
[0033]解码器站点110将从传输信道108中检索比特流以便对YUV 4:2:0帧进行解码。通过使用空间增强的逆向过程，已解码的YUV 4:2:0帧可由帧解耦模块112重新组织为YUV4:4:4帧，以使它可以被显示在显示器114上。
[0034]如图4所示，空间增强方法使用YUV 4:2:0容器帧404，该YUV 4:2:0容器帧404具有为原始YUV 4:4:4