用于解碼圖像的方法以及使用其的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及視頻編碼和解碼，并更具體地，涉及用于編碼和解碼比特流中的支持 多層的視頻的方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 最近幾年，隨著HD(高清晰度）廣播服務(wù)在全國和全世界的發(fā)展，許多人正習(xí)慣于 高分辨率和高質(zhì)量視頻，并因此，多個(gè)組織促進(jìn)下一代視頻裝置的開發(fā)。而且，隨著對(duì)于具 有比HDTV高四倍的分辨率的超高清晰度（UHD)服務(wù)的增長興趣，需要用于高質(zhì)量視頻的壓 縮技術(shù)。
[0003] 關(guān)于視頻壓縮，可使用根據(jù)當(dāng)前畫面的時(shí)間上在前和/或在后的畫面來預(yù)測當(dāng)前 畫面中包括的像素值的幀間預(yù)測技術(shù)、使用當(dāng)前畫面中的像素信息來預(yù)測當(dāng)前畫面中包括 的像素值的幀內(nèi)預(yù)測技術(shù)、或向具有高出現(xiàn)頻率的碼元分配短代碼并向具有低出現(xiàn)頻率的 碼元分配長代碼的熵編碼技術(shù)。
[0004] 視頻壓縮技術(shù)可包括在硬件的有限操作環(huán)境下提供恒定網(wǎng)絡(luò)帶寬、而不考慮可變 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的技術(shù)。然而，為了壓縮對(duì)于涉及帶寬的頻繁改變的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境所使用的視頻數(shù)據(jù)， 需要新壓縮技術(shù)，其中可采用可伸縮視頻編碼/解碼方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 【技術(shù)問題】
[0006] 本發(fā)明的一方面是提供用信號(hào)通知在包括時(shí)間層的多層結(jié)構(gòu)的視頻編碼的比特 流中包含的層信息的方法、層間預(yù)測方法和獲得目標(biāo)輸出層的方法。
[0007] 本發(fā)明的另一方面是提供無需熵解碼器為了會(huì)話協(xié)商存取比特流中的視頻參數(shù) 集（VPS)中規(guī)定的層信息的方法、以及使用該方法的設(shè)備。
[0008] 本發(fā)明的另一方面是提供用于為了在層間預(yù)測中利用而標(biāo)識(shí)解碼當(dāng)前畫面所需 要的活動(dòng)層間參考畫面的數(shù)目的方法、獲得目標(biāo)輸出層的方法、以及使用所述方法的設(shè)備。
[0009] 【技術(shù)方案】
[0010] 本發(fā)明的一方面提供一種解碼支持多層的視頻的方法，該方法包括：為了層間預(yù) 測而接收用于解碼當(dāng)前畫面所使用的關(guān)于參考層的信息；基于所述關(guān)于參考層的信息來導(dǎo) 出用于解碼當(dāng)前畫面所使用的活動(dòng)參考層畫面的數(shù)目；和基于活動(dòng)參考層畫面的數(shù)目來執(zhí) 行層間預(yù)測。
[0011] 當(dāng)前畫面的所有片段可具有相同數(shù)目的活動(dòng)參考層畫面。
[0012] 當(dāng)包括當(dāng)前畫面的當(dāng)前層的層標(biāo)識(shí)符為0時(shí)，活動(dòng)參考層畫面的數(shù)目可被導(dǎo)出為 0〇
[0013] 當(dāng)包括當(dāng)前畫面的當(dāng)前層的直接參考層的數(shù)目為0時(shí)，活動(dòng)參考層畫面的數(shù)目可 被導(dǎo)出為〇。
[0014] 當(dāng)在與當(dāng)前畫面的存取單元相同的存取單元中、基于當(dāng)前層的直接參考層的數(shù) 目、參考層的最大時(shí)間子層信息、參考層中允許層間預(yù)測的時(shí)間子層的最大許可值和當(dāng)前 畫面的時(shí)間標(biāo)識(shí)符而導(dǎo)出的參考層畫面的數(shù)目為O時(shí)，活動(dòng)參考層畫面的數(shù)目可被導(dǎo)出為 Oo
[0015] 當(dāng)包括當(dāng)前畫面的當(dāng)前層的層標(biāo)識(shí)符為0、或者和當(dāng)前畫面的存取單元相同的存 取單元中的可用于層間預(yù)測的參考層畫面的數(shù)目不為〇、并且存在于與當(dāng)前畫面的存取單 元相同的存取單元中并且被包括在當(dāng)前畫面的層間參考畫面集合中的、屬于包括當(dāng)前畫面 的當(dāng)前層的所有直接參考層的所有直接參考層畫面被用作用于當(dāng)前畫面的參考層畫面時(shí)， 可基于指示當(dāng)前層的直接參考層的數(shù)目的變量、關(guān)于每一層的最大時(shí)間子層信息、每一層 中允許層間預(yù)測的時(shí)間子層的最大許可值和當(dāng)前畫面的時(shí)間標(biāo)識(shí)符，而導(dǎo)出活動(dòng)參考層畫 面的數(shù)目。
[0016] 在當(dāng)前畫面的所有直接參考層畫面之中，具有大于或等于當(dāng)前畫面的時(shí)間標(biāo)識(shí)符 的最大時(shí)間子層信息、和大于當(dāng)前畫面的時(shí)間標(biāo)識(shí)符的允許層間預(yù)測的最大時(shí)間子層信息 的參考層中的畫面的數(shù)目可被用作用于解碼當(dāng)前畫面的活動(dòng)參考層畫面的數(shù)目。
[0017] 當(dāng)不使用層間預(yù)測用于解碼當(dāng)前畫面時(shí)，活動(dòng)參考層畫面的數(shù)目可被導(dǎo)出為0。
[0018] 當(dāng)使用至多一個(gè)畫面用于編碼視頻序列中的每一畫面的層間預(yù)測、或者包括當(dāng)前 畫面的層的直接參考層的數(shù)目為1時(shí)，活動(dòng)參考層畫面的數(shù)目可被導(dǎo)出為1。
[0019] 當(dāng)使用至多一個(gè)畫面用于編碼視頻序列中的每一畫面的層間預(yù)測、或者包括當(dāng)前 畫面的層的直接參考層的數(shù)目為1時(shí)，如果可用于解碼當(dāng)前畫面的參考層畫面的數(shù)目大于 0,則活動(dòng)參考層畫面的數(shù)目可被導(dǎo)出為1，而如果可用于解碼當(dāng)前畫面的參考層畫面的數(shù) 目為0,則活動(dòng)參考層畫面的數(shù)目可被導(dǎo)出為0。
[0020] 當(dāng)使用至多一個(gè)畫面用于編碼視頻序列中的每一畫面的層間預(yù)測、或者與當(dāng)前畫 面的存取單元相同的存取單元中可用于層間預(yù)測的參考層畫面的數(shù)目為1時(shí)，活動(dòng)參考層 畫面的數(shù)目可被導(dǎo)出為1。
[0021] 當(dāng)關(guān)于參考層的信息包括指示用于層間預(yù)測的解碼當(dāng)前畫面所使用的畫面數(shù)目 的數(shù)目信息時(shí)，活動(dòng)參考層畫面的數(shù)目可被導(dǎo)出為該數(shù)目信息所規(guī)定的值。
[0022] 【有利效果】
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了用信號(hào)通知在包括時(shí)間層的多層結(jié)構(gòu)的視頻編碼的 比特流中存在的層信息的方法、層間預(yù)測方法和獲得目標(biāo)輸出層的方法。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了使得不具有熵解碼器的甚至媒體感知網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 (MNE)能為了會(huì)話協(xié)商存取比特流中的層信息的方法、以及使用該方法的設(shè)備。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了用于為了在層間預(yù)測中利用而精確標(biāo)識(shí)解碼當(dāng) 前畫面所需要的活動(dòng)層間參考畫面的數(shù)目的方法、獲得目標(biāo)輸出層的方法、以及使用所述 方法的設(shè)備。
【附圖說明】
[0026] 圖1是圖示了根據(jù)實(shí)施例的視頻編碼設(shè)備的配置的框圖。
[0027] 圖2是圖示了根據(jù)實(shí)施例的視頻解碼設(shè)備的配置的框圖。
[0028] 圖3是示意性圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的使用多層的可伸縮視頻編碼結(jié)構(gòu)的概 念圖。
[0029] 圖4是圖示了根據(jù)本發(fā)明的視頻解碼方法的流程圖。
[0030] 圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的導(dǎo)出活動(dòng)參考層畫面的數(shù)目的方法。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 其后，參考附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。在描述本發(fā)明的實(shí)施例時(shí)，將省略相 關(guān)已知元件或功能的詳細(xì)描述，如果認(rèn)為其使得本發(fā)明的要義不必要的模糊的話。
[0032] 將理解的是，當(dāng)元件被稱為"連接到"或"耦接到"另一元件時(shí)，該元件可直接連接 或耦接到另一元件或居間元件。而且，當(dāng)認(rèn)為"包括"特定元件時(shí)，其可意味著不排除除了 特定元件之外的元件，并且附加元件可被包括在本發(fā)明的實(shí)施例中或本發(fā)明的技術(shù)精神的 范圍中。
[0033] 盡管可使用術(shù)語"第一"、"第二"等來描述各種元件，但是這些元件不應(yīng)受到這些 術(shù)語的限制。使用這些術(shù)語僅區(qū)分一個(gè)元件與另一元件。例如，第一元件可被稱為第二元 件，而不脫離本發(fā)明的范圍。類似地，第二元件可被稱為第一元件。
[0034] 盡管獨(dú)立圖示本發(fā)明的實(shí)施例中描述的組件以便示出不同特性功能，但是這樣的 配置并不指示每一組件由單獨(dú)硬件構(gòu)成單元或軟件構(gòu)成單元構(gòu)造。即，每一組件包括為了 便于描述而安排的個(gè)別組件，其中至少兩個(gè)組件可組合為單一組件，或者單一組件可被劃 分為多個(gè)組件來執(zhí)行功能。要注意的是，其中一些組件被合并為一個(gè)組合組件和/或組件 被劃分為多個(gè)單獨(dú)組件的實(shí)施例被包括在本發(fā)明的范圍中，而不脫離本發(fā)明的要義。
[0035] -些構(gòu)成元件不是執(zhí)行本發(fā)明的基本功能所必需的，并且可以是用于僅改進(jìn)性能 的可選構(gòu)成元件。本發(fā)明可通過僅包括除了用于僅改進(jìn)性能的構(gòu)成元件之外的、實(shí)現(xiàn)本發(fā) 明的精神所必需的構(gòu)成元件來實(shí)施。僅包括除了用于僅改進(jìn)性能的可選構(gòu)成元件之外的必 要構(gòu)成元件的結(jié)構(gòu)也屬于本發(fā)明的范圍。
[0036] 圖1是圖示了根據(jù)實(shí)施例的視頻編碼設(shè)備的配置的框圖?？缮炜s視頻編碼/解碼 方法或設(shè)備可通過不提供可伸縮性的一般視頻編碼/解碼方法或設(shè)備的擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)，并且圖 1的框圖圖示了可形成可伸縮視頻編碼設(shè)備的基礎(chǔ)的視頻編碼設(shè)備的示例。
[0037] 參考圖1，該視頻編碼設(shè)備100包括運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊111、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊112、幀內(nèi)預(yù) 測模塊120、開關(guān)115、減法器125、變換模塊130、量化模塊140、熵編碼模塊150、反量化模 塊160、逆變換模塊170、加法器175、濾波模塊180、和參考畫面緩沖器190。
[0038] 視頻編碼設(shè)備100可按照幀內(nèi)模式或幀間模式來對(duì)輸入畫面圖像進(jìn)行編碼，并輸 出比特流。幀內(nèi)預(yù)測意味著幀內(nèi)部的預(yù)測，而幀間預(yù)測意味著幀之間的預(yù)測。在幀內(nèi)模式 中，開關(guān)115切換到"幀內(nèi)"，而在幀間模式中，開關(guān)115切換到"幀間"。視頻編碼設(shè)備100 可生成用于輸入畫面的輸入塊的預(yù)測塊，并然后可對(duì)輸入塊和預(yù)測塊之間的差進(jìn)行編碼。
[0039] 在幀內(nèi)模式中，幀內(nèi)預(yù)測模塊120可通過使用當(dāng)前塊周圍的預(yù)先編碼的塊的像素 值來執(zhí)行空間預(yù)測，以生成預(yù)測塊。
[0040] 在幀間模式中，運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊111可在運(yùn)動(dòng)估計(jì)處理期間獲得參考畫面緩沖器 190中存儲(chǔ)的參考畫面中、與輸入塊最匹配的區(qū)域，以導(dǎo)出運(yùn)動(dòng)向量。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊112可 通過使用運(yùn)動(dòng)向量和參考畫面緩沖器190中存儲(chǔ)的參考畫面來執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，由此生成預(yù) 測塊。
[0041] 減法器125可基于輸入塊和生成的預(yù)測塊之間的差來生成殘差塊。變換模塊130 可對(duì)殘差塊進(jìn)行變換，以輸出變換系數(shù)。量化模塊140可根據(jù)量化參數(shù)對(duì)變換系數(shù)進(jìn)行量 化，以輸出量化后參數(shù)。
[0042] 熵編碼模塊150可基于量化模塊140導(dǎo)出的值或在編碼時(shí)導(dǎo)出的編碼參數(shù)值，根 據(jù)概率分布對(duì)碼元進(jìn)行熵編碼，由此輸出比特流。熵編碼是接收具有不同值的碼元、并在去 除統(tǒng)計(jì)冗余度的同時(shí)、將碼元表示為可解碼二進(jìn)制序列或串的方法。
[0043] 這里，碼元意味著作為編碼/解碼目標(biāo)的語法元素、編碼參數(shù)、殘差信號(hào)的值等。 作為用于編碼和解碼所必需的參數(shù)的編碼參數(shù)可包括編碼設(shè)備所編碼并向解碼設(shè)備傳遞 的信息（諸如語法元素）、以及在編碼或解碼處理期間要推斷的信息，并且意味著編碼和解 碼畫面所必需的信息。編碼參數(shù)可包括例如幀內(nèi)/幀間預(yù)測模式的值或統(tǒng)計(jì)值、移動(dòng)/運(yùn)動(dòng) 向量、參考畫面索引、編碼塊圖案、殘差信號(hào)的存在或不存在、變換系數(shù)、量化后變換系數(shù)、 塊尺寸和塊分區(qū)信息。殘差信號(hào)可表示原始信號(hào)和預(yù)測信號(hào)之間的差、原始信號(hào)和預(yù)測信 號(hào)之間的差的變換后信號(hào)、或者原始信號(hào)和預(yù)測信號(hào)之間的差的變換后和量化后信號(hào)。以 塊為單位，殘差信號(hào)可被稱為殘差塊。
[0044] 當(dāng)應(yīng)用熵編碼時(shí)，在碼元的表示中向具有高概率的碼元分配少數(shù)目比特，并向具 有低概率的碼元分配多數(shù)目比特，由此降低用于要編碼的碼元的比特串的尺寸。因此，熵編 碼可增強(qiáng)視頻編碼的壓縮性能。
[0045] 關(guān)于熵編碼，可使用諸如指數(shù)哥倫布、上下文自適應(yīng)可變長度編碼（CAVLC)和上 下文自適應(yīng)二進(jìn)制算術(shù)編碼（CABAC)的編碼方法。例如，可在熵編碼模塊150中存儲(chǔ)諸如 可變長度編碼/代碼（VLC)表格的、用于執(zhí)行熵編碼的表格，并且熵編碼模塊150可使用存 儲(chǔ)的VLC表格來執(zhí)行熵編碼。此外，熵編碼模塊150可導(dǎo)出目標(biāo)碼元的二值化方法以及目 標(biāo)碼元/倉（bin)的概率模型，并使用導(dǎo)出的二值化方法或概率模型來執(zhí)行熵編碼。
[0046] 量化后系數(shù)可由反量化模塊160反量化并可由逆變換模塊170逆變換。反量化和 逆變換的系數(shù)由加法器175添加到預(yù)測塊，由此生成重構(gòu)的塊。
[0047] 重構(gòu)的塊經(jīng)受濾波模塊180,并且濾波模塊180可向重構(gòu)的塊或重構(gòu)的畫面應(yīng)用 解塊濾波、樣本自適應(yīng)偏移（SAO)、和自適應(yīng)環(huán)路濾波（ALF)中的至少一個(gè)。經(jīng)由濾波模塊 180獲得的重構(gòu)的塊可被存儲(chǔ)在參考畫面緩沖器190中。
[0048] 圖2是圖示了根據(jù)實(shí)施例的視頻解碼設(shè)備的配置的框圖。如上面在圖1中描述的， 可通過不提供可伸縮性的一般視頻編碼/解碼方法或設(shè)備的擴(kuò)展來實(shí)現(xiàn)可伸縮視頻編碼/ 解碼方法或設(shè)備，并且圖2的框圖圖示了可形成可伸縮視頻解碼設(shè)備的基礎(chǔ)的視頻解碼設(shè) 備的示例。
[0049] 參考圖2,視頻解碼設(shè)備200包括熵解碼模塊210、反量化模塊220、逆變換模塊 230、幀內(nèi)預(yù)測模塊240、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊250、濾波模塊260、和參考畫面緩沖器270。
[0050] 視頻解碼設(shè)備200接收從編碼設(shè)備輸出的比特流，并按照幀內(nèi)模式或幀間模式對(duì) 該比特流進(jìn)行解碼，以輸出重組的畫面，即重構(gòu)的畫面。在幀內(nèi)模式中，開關(guān)可切換到"幀 內(nèi)"，而在幀間模式中，開關(guān)可切換到"幀間"。視頻解碼設(shè)備200可獲得從輸入比特流重構(gòu) 的殘差塊，生成預(yù)測塊，并將殘差塊與預(yù)測塊相加，以生成重組的塊，即重構(gòu)的塊。
[0051] 熵解