專利名稱：多通道視頻編碼和解碼的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻編碼和解碼,更具體地涉及用于多通道(multi-pass)視頻編碼和解碼的方法和裝置。
背景技術(shù)：
標(biāo)準(zhǔn)化國際組織/國際電工委員會(IS0/IEC)移動圖像專家組-4 (MPEG-4)第10部分先進(jìn)視頻編碼(AVC)標(biāo)準(zhǔn)/國際電信聯(lián)盟、電信部分(ITU-T)H. 264標(biāo)準(zhǔn)(以下稱為“MPEG4/H. 264標(biāo)準(zhǔn)”或簡單地稱為“H. 264標(biāo)準(zhǔn)”)是目前最權(quán)威和最能代表技術(shù)發(fā)展水平的編碼標(biāo)準(zhǔn)。如同其他視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)一樣，H. 264標(biāo)準(zhǔn)使用基于塊的運動補償和類似離散余弦變換(DCT)的變換編碼。眾所周知，DCT是高效視頻編碼并且適合高端應(yīng)用，例如播放高清晰度電視(HDTV)。然而，DCT算法不適合要求非常低比特率的應(yīng)用，諸如專用的視頻手機(jī)。對于非常低的比特率，即使使用解塊濾波器，DCT變換也會引入塊贗像，因為以非常低的比特率可以編碼很少的系數(shù)，并且每個系數(shù)具有非常粗略的量化步驟。追求匹配(MP)是一種渴望的算法，以將任意信號分解為從函數(shù)的冗余代碼字典中選出的波形的線性擴(kuò)展。選擇這些波形以便最佳匹配信號結(jié)構(gòu)。假設(shè)我們有I-D信號f(t)，并且我們想要使用來自全部的字典集合G的基本矢量分解該信號。單獨的字典函數(shù)可以如下表示gr[t] e G(I)其中，r與特定字典元素相關(guān)的指數(shù)參數(shù)。如下所示，通過選擇r開始分解從而使內(nèi)積的絕對值最大P = <f [t], gr[t]>(2)然后，如下計算殘留信號R(t) = f (t)-pgr(t)(3)然后，以與原始信號相同的方式擴(kuò)展該殘留信號。該過程迭代地繼續(xù)，直到生成一組擴(kuò)展系數(shù)的數(shù)或者到達(dá)用以殘留的一些能量閾值。每一階段η均生成字典函數(shù)rn。如下所示，在整個M階段之后，信號可以通過字典元素的線性函數(shù)達(dá)到近似
權(quán)利要求
1.一種使用多通道編碼視頻信號數(shù)據(jù)的視頻編碼器，包括 運動估計器(116)，用于對視頻信號數(shù)據(jù)執(zhí)行運動估計； 運動補償器，對視頻信號執(zhí)行運動補償； 變換量化模塊，對第一通道駐留信號進(jìn)行DCT變換、縮放和量化； 重構(gòu)電路，從第一通道駐留信號重構(gòu)預(yù)測的視頻信號； 電路，用于存儲和轉(zhuǎn)移預(yù)測的圖像和控制數(shù)據(jù)到第二通道編碼器； 求和電路，通過找到原始視頻信號和重構(gòu)的預(yù)測視頻信號之間的差計算第二通道駐留信號; 濾波器，對第二通道駐留信號進(jìn)行解塊或重疊塊運動補償； 用于分解的匹配編碼器，在與運動估計器進(jìn)行信號通信中，通過從函數(shù)的冗余字典選出的波形的線性擴(kuò)展來表達(dá)第二通道運動駐留。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的視頻編碼器，其中，所述多通道視頻編碼是雙通道視頻編碼方案，所述視頻編碼器還包括與所述運動估計器和所述分解模塊進(jìn)行信號通信的緩沖器(118)，所述緩沖器(118)存儲在所述第一編碼通道中獲得的用于在第二編碼通道中后續(xù)使用的運動殘留； 分解模塊(174)在第二編碼通道中使用冗余Gabor字典集合分解所述運動殘留。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的視頻編碼器，其中，所述運動估計器(116)在所述第一編碼通道中遵從國際通信聯(lián)盟、通信部分(ITU-T)的H. 264標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行運動估計和編碼模式選擇。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的視頻編碼器，還包括 與所述緩沖器進(jìn)行信號通信的預(yù)測模塊(124，126)，用于在第一編碼通道中形成對應(yīng)視頻信號數(shù)據(jù)的預(yù)測圖像； 與所述緩沖器進(jìn)行信號通信的重疊塊運動補償器(170)，用于使用16X16正弦平方窗口對預(yù)測圖像執(zhí)行重疊塊運動補償(OBMC)，以平滑在所述第二編碼通道中的所述預(yù)測圖像，其中，所述緩沖器存儲第一編碼通道中的所述預(yù)測圖像，用于在第二編碼通道中后續(xù)使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的視頻編碼器，還包括 與所述緩沖器進(jìn)行信號通信的預(yù)測模塊(124，126)，用于在第一編碼通道中形成對應(yīng)所述視頻信號數(shù)據(jù)的預(yù)測圖像； 與緩沖器進(jìn)行信號通信的重疊塊運動補償器(170)，用于僅對所述第二編碼通道中的所述預(yù)測圖像的8X8和更大的分區(qū)執(zhí)行重疊塊運動補償(OBMC)，其中，所述緩沖器存儲用于在第二編碼通道中后續(xù)使用的第一編碼通道中的所述預(yù)測圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的視頻編碼器，還包括 與所述緩沖器進(jìn)行信號通信的預(yù)測模塊(124，126)，用于在第一編碼通道中形成對應(yīng)視頻信號數(shù)據(jù)的預(yù)測圖像； 與所述緩沖器進(jìn)行信號通信的重疊塊運動補償器(170)，用于在第二編碼通道中為預(yù)測圖像的4 X 4分區(qū)使用8 X 8正弦平方窗口執(zhí)行重疊塊運動補償0BMC，其中，當(dāng)在第二編碼通道中執(zhí)行OBMC時，將預(yù)測圖像的所有分區(qū)分割成4X4分區(qū)，其中，所述緩沖器存儲用于在第二編碼通道后續(xù)使用的第一編碼通道中的預(yù)測圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的視頻編碼器，還包括與所述緩沖器進(jìn)行信號通信的預(yù)測模塊(124，126)，用于在第一編碼通道中形成對應(yīng)視頻信號數(shù)據(jù)的預(yù)測圖像； 與所述緩沖器進(jìn)行信號通信的重疊塊運動補償器(170)，用于在第二編碼通道中為預(yù)測圖像的所有分區(qū)執(zhí)行自適應(yīng)重疊塊運動補償OBMC，其中，所述緩沖器存儲用于在第二編碼通道后續(xù)使用的第一編碼通道中的預(yù)測圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的視頻編碼器，還包括 與所述緩沖器進(jìn)行信號通信的預(yù)測模塊(124，126)，用于在第一編碼通道中形成對應(yīng)視頻信號數(shù)據(jù)的預(yù)測圖像； 與所述緩沖器進(jìn)行信號通信的解塊濾波器(170)，用于在所述第二編碼通道中對預(yù)測圖像執(zhí)行解塊操作，其中，所述緩沖器存儲用于在第二編碼通道中后續(xù)使用的第一編碼通道中的預(yù)測圖像。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的視頻編碼器，其中，所述分解模塊(174)執(zhí)行二元樹小波變換來分解運動殘留。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的視頻編碼器，其中，所述分解模塊(174)利用噪音成型來選擇二元樹小波變換的系數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的視頻編碼器，其中，所述分解模塊(174)應(yīng)用參數(shù)過完備2-D字典來分解第二編碼通道中的運動殘留。
12.一種使用多通道編碼視頻信號數(shù)據(jù)的方法，包括 對視頻信號數(shù)據(jù)執(zhí)行模式判定和運動估計； 對視頻信號進(jìn)行運動補償； 對第一通道駐留信號進(jìn)行DCT變換、縮放和量化； 從第一通道駐留信號重構(gòu)預(yù)測的視頻信號； 存儲和轉(zhuǎn)移預(yù)測的圖像和控制數(shù)據(jù)到第二通道編碼器； 通過找到原始視頻信號和重構(gòu)的預(yù)測視頻信號之間的差計算第二通道駐留信號； 對第二通道運動駐留信號執(zhí)行解塊濾波或重疊塊運動補償； 通過在隨后的編碼通道中從函數(shù)的冗余字典選擇波形的線性擴(kuò)展來表達(dá)第二通道運動駐留信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，多通道視頻編碼是雙通道視頻編碼方案，所述方法還包括存儲用于在第二編碼通道中后續(xù)使用的在第一編碼通道中獲得的運動殘留(320)，所述分解步驟(340)在第二編碼通道中使用冗余Gabor字典集合分解運動殘留。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，在第一編碼通道中的運動估計和編碼模式選擇遵從國際電信聯(lián)盟、電信部分(ITU-T)H. 264標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括 在第一編碼通道中形成對應(yīng)視頻信號數(shù)據(jù)的預(yù)測圖像(315)； 在第一編碼通道中存儲預(yù)測圖像(320)； 使用16X16正弦平方窗口對預(yù)測圖像執(zhí)行重疊塊運動補償0BMC，以平滑在第二編碼通道中的預(yù)測圖像(330)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括 在第一編碼通道中形成對應(yīng)視頻信號數(shù)據(jù)的預(yù)測圖像(315)；在第一編碼通道中存儲預(yù)測圖像(320)； 僅對第二編碼通道中的預(yù)測圖像的8X8和更大分區(qū)執(zhí)行重疊塊運動補償0BMC(330)。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括 在第一編碼通道中形成對應(yīng)視頻信號數(shù)據(jù)的預(yù)測圖像(315)； 在第一編碼通道中存儲預(yù)測圖像(320)； 在第二編碼通道中為預(yù)測圖像的4 X 4分區(qū)使用8 X 8正弦平方窗口來執(zhí)行重疊塊運動補償OBMC，其中，當(dāng)在第二編碼通道中執(zhí)行OBMC時，預(yù)測圖像的所有分區(qū)都分割成4X4分區(qū)。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括 在第一編碼通道中形成對應(yīng)視頻信號數(shù)據(jù)的預(yù)測圖像(315)； 存儲在所述第一編碼通道中的所述預(yù)測圖像(320)； 在第二編碼通道中為預(yù)測圖像的所有分區(qū)執(zhí)行自適應(yīng)重疊塊運動補償(OBMC)。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括 在第一編碼通道中形成對應(yīng)視頻信號數(shù)據(jù)的預(yù)測圖像(315)； 在第一編碼通道中存儲預(yù)測圖像(320)； 在第二編碼通道中對預(yù)測圖像執(zhí)行解塊操作(330)。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述分解步驟(340)執(zhí)行二元樹小波變換來分解運動殘留。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述分解步驟(340)利用噪音成型來選擇二元樹小波變換的系數(shù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述分解步驟(340)應(yīng)用參數(shù)過完備2-D字典來分解第二編碼通道中的運動殘留。
23.一種用于解碼視頻比特流的視頻解碼器，包括 熵解碼器(210)，用于解碼視頻比特流從而獲得解壓縮視頻比特流； 與所述熵解碼器進(jìn)行信號通信的原子解碼器(220)，用于提取對應(yīng)解壓縮比特流的解壓縮的原子從而獲得解碼的原子； 與所述原子解碼器進(jìn)行信號通信的反向變換器(230)，用于對提取的原子應(yīng)用反向變換從而形成重構(gòu)的殘留圖像； 與所述熵解碼器信號通信的運動補償器(250)，使用對應(yīng)解壓縮比特流的運動矢量執(zhí)行運動補償以形成重構(gòu)的預(yù)測圖像； 與所述運動補償器進(jìn)行信號通信的解塊濾波器(260)，對重構(gòu)的預(yù)測圖像執(zhí)行解塊濾波，從而平滑重構(gòu)預(yù)測圖像； 與所述反向變換器和所述重疊塊運動補償器進(jìn)行信號通信的組合器(270)，將重構(gòu)的預(yù)測圖像和殘留圖像組合以獲得重構(gòu)圖像。
24.一種解碼視頻比特流的方法，包括 解碼視頻比特流以獲得解壓縮視頻比特流(405)； 解碼對應(yīng)解壓縮比特流的解壓縮原子以獲得解碼的原子(415)； 對解碼的原子應(yīng)用反向變換以形成重構(gòu)的殘留圖像(420)； 使用對應(yīng)解壓縮比特流的運動矢量執(zhí)行運動補償以形成重構(gòu)預(yù)測圖像(425)；對重構(gòu)的預(yù)測圖像執(zhí)行解塊濾波以平滑重構(gòu)的預(yù)測圖像(425)； 將重構(gòu)的預(yù)測圖像和殘留圖像組合以獲得重構(gòu)的圖像(430)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種視頻編碼器、視頻解碼器以及使用多通道視頻編碼方案編碼和解碼視頻信號數(shù)據(jù)的方法。視頻編碼器包括運動估計器(116)和分解模塊(174)。運動估計器對視頻信號數(shù)據(jù)執(zhí)行運動估計從而獲得對應(yīng)第一編碼通道中的視頻信號數(shù)據(jù)的運動殘留。分解模塊與運動估計器進(jìn)行信號通信，分解后續(xù)編碼通道中的運動殘留。
文檔編號H04N7/26GK102833544SQ20121029585
公開日2012年12月19日 申請日期2007年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月22日
發(fā)明者王貝貝, 尹鵬 申請人:湯姆森許可貿(mào)易公司