用于对高保真编码器中的低保真编码进行仿真的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本公开总体上涉及数据压缩，具体涉及用于对高保真编码器中的低保真编码进行 仿真的视频编码方法和设备。
【背景技术】
[0002] 数据压缩发生在众多上下文中。在通信和计算机联网中非常普遍地使用数据压 缩，以有效地存储、传输和再现信息。数据压缩在图像、音频和视频的编码方面找到了具体 应用。由于每个视频帧所需的大量数据以及经常需要发生的编码和解码的速度，视频对数 据压缩提出相当大的挑战。视频编码的当前最新技术是ITU-TH. 265/HEVC视频编码标准。 其定义了不同应用的多个不同配置文件（profile)，包括主配置文件、主静止图像配置文件 等。
[0003] 存在用于编码/解码图像和视频的多个标准，包括H. 265,其使用基于块的编码过 程。在这些过程中，将图像或帧分为通常为4x4或64x64的块（但是在一些情况下可以使 用非正方形的块），且将块频谱变换为量化和熵编码后的系数。在很多情况下，被变换的数 据不是实际的像素数据，而是预测操作之后的残留数据。预测可以是帧内（即在帧/图像 内的块到块）预测或帧间（即，帧之间）预测，也被称为运动预测。
[0004] 当对残差数据进行频谱变换时，这些标准中的多个标准规定了使用离散余弦变换 (DCT)或基于它的一些变体。然后使用量化器对所得DCT系数进行量化，以产生量化的变换 域系数。然后，使用辅助信息（sideinformation)(例如运动向量及其他数据）对量化系 数块进行熵编码和封装，以产生编码视频比特流。
[0005] 在解码器处，对比特流进行熵解码以重构量化系数。然后，解码器进行逆量化并对 重构的量化系数进行逆变换，以重构像素域残差。然后通过使用在编码器处使用的相同预 测操作来重构像素数据。
[0006] 像素数据一般被分为亮度分量和色度分量，并且每一个都使用相似的处理来编码 (一般是两个色度分量）。由于颜色数据空间位置方面的人类感知限制，通常对色度进行子 采样，使得对于每个色度分量，每两个或四个亮度采样仅发送一个色度采样。这对于自然场 景视频效果很好，但对于计算机生成的内容（比如文本和图形）存在问题，这些内容需要锐 利的色彩边缘清晰度以避免模糊和其他伪影。
[0007] 在包含自然场景和计算机生成图形的混合内容的情形中，色度子采样对某些类型 内容的不适用性带来更多问题。
【发明内容】
[0008] 本公开描述了用于对视频进行编码和解码以选择性地对高保真编码器中的低保 真编码进行仿真的方法和编码器/解码器。通过与视频分量相关联且与编码单元相关联的 低保真标志发信号通知低保真编码。如果低保真标志被置位，则通过调整编码和/或解码 中使用的量化参数，以低保真模式对该编码单元的视频分量进行编码或解码。
[0009] 在第一方面中，本发明描述了一种使用视频解码器对编码视频比特流中的视频进 行解码的方法，所述视频包括被分割为编码单元的图片。所述方法包括：针对编码单元之 一，重构与所述编码单元相关联并且与视频分量相关联的低保真标志。所述方法还包括：如 果低保真标志被置位，则基于低保真模式偏移确定视频分量的量化参数；如果低保真标志 未被置位，则在不使用低保真模式偏移的情况下确定视频分量的量化系数；以及基于量化 系数，对视频分量中针对所述编码单元的解码系数进行解量化，以产生解量化系数。
[0010] 本公开还公开了一种使用视频编码器对视频进行编码以产生编码视频比特流的 方法，所述视频包括被分割为编码单元的图片。所述方法包括：针对编码单元之一，对与所 述编码单元相关联且与视频分量相关联的低保真标志进行编码，其中如果编码单元要以低 保真模式被编码，则将低保真标志置位，并且如果编码单元不以低保真模式被编码，则不将 低保真标志置位。然而，所述方法还包括：如果编码单元要以低保真模式被编码，则基于低 保真模式偏移来确定视频分量的量化参数；如果编码单元不要以低保真模式被编码，则在 不使用低保真模式偏移的情况下确定视频分量的量化参数；以及基于量化参数，对视频分 量中针对所述编码单元的变换系数进行量化，以产生量化系数。
[0011] 视频分量可以包括亮度分量、色度分量、alpha分量、红色分量、绿色分量以及蓝色 分量中的至少一个。
[0012] 在另一个方面中，本公开描述了被配置为实现这种编码和解码方法的编码器和解 码器。
[0013] 在又一方面中，本公开描述了存储计算机可执行程序指令的非瞬时计算机可读介 质，当执行所述计算机可执行程序指令时，所述计算机可执行程序指令将处理器配置为执 行所述编码和/或解码方法。
[0014] 根据以下结合附图对示例的描述的论述，本领域普通技术人员将理解本公开的其 他方面和特征。
【附图说明】
[0015] 作为示例，参考示出了本公开的示例实施例的附图，在附图中：
[0016] 图1以框图形式示出了用于对视频进行编码的编码器；
[0017] 图2以框图形式示出了用于对视频进行解码的解码器；
[0018] 图3以流程图的形式示出了用于对视频进行编码的示例过程；
[0019] 图4以流程图形式示出了可以基于滤波后的预测对编码视频比特流进行解码的 处理。
[0020] 图5示出了编码器的示例实施例的简化框图；以及
[0021] 图6示出了解码器的示例实施例的简化框图。
[0022] 在不同附图中已使用类似的附图标记来表示类似的组件。
【具体实施方式】
[0023] 在以下描述中，参考用于视频编码的H. 264标准和/或开发中的H. 265/HEVC标 准，描述了一些示例实施例。本领域技术人员应该理解，本申请不限于H. 264/AVC或H. 265/ HEVC，而是可适用于其他视频编码/解码标准，包括可能的将来的标准、多视图编码标准、 可缩放视频编码标准、以及可重新配置视频编码标准。
[0024] 在以下描述中，当提到视频或图像时，术语帧、图片、切片（slice)、分片（tile)和 矩形切片组可以在某种程度上互换使用。本领域技术人员将认识到，在H. 264标准的情形 中，帧可以包含一个或多个切片。在H.265/HEVC中，术语"帧"可以用"图片"来代替。在一 些情形中，一系列帧/图片可称为"序列"。在其他视频编码标准中可以使用其他术语。还 将认识到，取决于适用的图像或视频编码标准的具体要求或用辞，某些编码/解码操作可 以逐帧执行，而一些逐切片执行，一些逐图片执行，一些逐分片执行，还有一些逐矩形切片 组执行。在任何特定实施例中，适用的图像或视频编码标准可以视情况确定下面描述的操 作是针对帧和/或切片和/或图片和/或分片和/或矩形切片组来执行的。相应地，根据 本公开，本领域普通技术人员将理解，本文描述的特定操作或过程以及对帧、切片、图片、分 片、矩形切片组的特定参考对于给定实施例是否适用于帧、切片、图片、分片、矩形切片组、 或者其中的一部分或全部。其还适用于编码树单元、编码单元、预测单元、变换单元等，这些 将通过以下公开而变得清楚。
[0025] 在一些情形中，以下示例专用于色度分量的编码和解码，S卩，两个色差分量Cb和 Cr。本公开不限于一个或多个色度分量，还可适用于一个或多个其他视频分量。取决于视 频数据的格式，示例视频分量可以包括亮度分量，一个或两个色度分量Cb和Cr，其他色差 分量，alpha分量，红色分量，绿色分量，和/或蓝色分量。
[0026] 现在参照图1，图1以框图形式示出了用于对视频进行编码的编码器10。还参照 图2,图2示出了用于对视频进行解码的解码器50的框图。应当认识到，本文描述的编码器 10和解码器50均可以在应用专用或通用计算设备（包含一个或多个处理单元和存储器） 上实现。编码器10或解码器50执行的操作可以通过例如应用专用集成电路或通过通用处 理器可执行的存储的程序指令来实现，这视情况而定。设备可以包括附加软件，附加软件包 括例如用于控制基本设备功能的操作系统。通过以下描述，本领域普通技术人员将认识到 其中可以实现编码器10或解码器50的设备和平台的范围。
[0027] 编码器10接收视频源12并产生编码比特流14。解码器50接收编码比特流14并 输出解码视频帧16。编码器10和解码器50可以被配置为符合多个视频压缩标准来操作。 例如，编码器10和解码器50可以符合H. 264/AVC。在其他实施例中，编码器10和解码器 50可以符合其他视频压缩标准，包括H. 264/AVC标准的演进，如H. 264/HEVC。
[0028] 编码器10包括空间预测器21、编码模式选择器20、运动预测器36、变换处理器 22、量化器24和熵编码器26。本领域普通技术人员应当认识到，编码模式选择器20确定