專利名稱：對視頻編碼和/或解碼的方法、介質(zhì)和設備的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明的一個或多個實施例涉及一種對碎見頻編碼和/或解碼的方法、介質(zhì)和設備，更具體地講，涉及這樣一種對視頻編碼和/或解碼的方法、介質(zhì)和設備，其中，流。
背景技術(shù)：
在根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的普通視頻編解碼器中，當將基本編碼器(例如，VC-1編碼器)的比特深度從8比特改變?yōu)?0比特時，VC-1解碼器無法讀取和再
器的研發(fā)的需求日漸突出，所述視頻編解碼器保證前向兼容性，并允許VC-1解碼器和其他改進解碼器恢復以多種比特深度以及固定比特深度編碼的比特流。
即，由于不保證前向兼容性的新視頻編解碼器無法支持僅具有傳統(tǒng)基本視頻編解碼器的終端，所以具有彼此不同的規(guī)范的兩個終端中的數(shù)字內(nèi)容的重新使用變得不可能。另外，因為新視頻編解碼器需要征服克已經(jīng)存在的傳統(tǒng)視頻編解碼器市場，所以新視頻編解碼器需要花費大量時間融入市場
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
本發(fā)明的一個或多個實施例提供了 一種視頻編碼設備和方法，通過所述視頻編碼設備和方法產(chǎn)生支持至少兩個比特深度的具有前向兼容性的可分級比特流。
本發(fā)明的一個或多個實施例還提供了 一種用于對支持至少兩個比特深度的具有前向兼容性的比特流解碼的視頻解碼設備和方法。
其他方面和/或優(yōu)點將在以下的描述中被部分地闡述，部分將從描述是顯而易見的，或可通過實施本發(fā)明;波獲知。技術(shù)方案
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種具有前向兼容性的產(chǎn)生可分級比特流的視頻編碼方法，所述可分級比特流支持至少兩個比特深度，其中，可分級
比特流包括基本層比特流，所述基本層比特流包括基本量化等級和與基本比特深度相應的基本量化參數(shù)；增強層比特流，所述增強層比特流包括擴展的量化等級和補償?shù)牧炕燃壷g的殘差以及細化的量化參數(shù)，其中，從基本量化等級中預測補償?shù)牧炕燃?，所述細化的量化參?shù)用于細化擴展的比特深度和基本比特深度之間的差。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種具有前向兼容性的產(chǎn)生可分級比特流的視頻編碼設備，所述可分級比特流支持至少兩個比特深度，所述視頻編碼設備包括基本層編碼單元，產(chǎn)生基本層比特流，所述基本層比特流包括基本量化等級和與基本比特深度相應的基本量化參數(shù)；增強層編碼單元，產(chǎn)生增強層比特流，所述增強層比特流包括擴展的量化等級和補償?shù)牧炕燃壷g的殘差以及細化的量化參數(shù)，其中，從基本量化等級中預測補償?shù)牧炕燃墸黾毣牧炕瘏?shù)用于細化擴展的比特深度和基本比特深度之間的差；比特流組合單元，組合基本層比特流和增強層比特流，以產(chǎn)生可分級比特流。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種視頻解碼方法，所述視頻解碼方法包括檢查比特流是否包含增強層標識符；如果比特流不包含增強層標識符，則直接對比特流解碼來產(chǎn)生具有基本比特深度的恢復的視頻；如果比特流包含增強層標識符，則通過從比特流的基本層比特流中獲得基本層的基本量化等級，然后對擴展的量化等級和補償?shù)牧炕燃壷g的殘差以及細化的量化參數(shù)解碼，并將所述殘差與所述補償?shù)牧炕燃壪嗉?，來產(chǎn)生具有擴展的比特深度的恢復的視頻，其中，從基本量化等級中預測所述補償?shù)牧炕燃?，所述細化的量化參?shù)用于細化擴展的比特深度和基本比特深度之間的差。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種視頻解碼設備，所述視頻解碼設備包括基本層解碼單元，對基本層比特流解碼，以獲得恢復的基本視頻，所述基本層比特流包括基本量化等級和與基本比特深度相應的基本量化參數(shù)；增強層解碼單元，對包括擴展的量化等級和補償?shù)牧炕燃壷g的殘差以及細化的量化參數(shù)的增強層比特流解碼，并通過將從恢復的基本量化等級預測的補償?shù)牧炕燃壟c所述殘差相加來獲得恢復的擴展的^L頻，其中，從基本量化等級中預測補償?shù)牧炕燃?，所述細化的量化參?shù)用于細化擴展的比特深度和基本比特深度之間的差。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種視頻解碼方法，所述視頻解碼方法
包括檢查比特流是否包含增強層標識符；如果比特流不包含增強層標識符，則將比特流發(fā)送到解碼器進行解碼；如果比特流包含增強層標識符，則從比特流提取基本層比特流，并將基本層比特流發(fā)送到所述解碼器。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種視頻解碼方法，所述視頻解碼方法包括檢查比特流是否包含增強層標識符；基于檢查結(jié)果進行自適應解碼。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種計算機可讀介質(zhì)，所述計算機可讀介質(zhì)具有用于實現(xiàn)具有前向兼容性的產(chǎn)生可分級比特流的^L頻編碼方法的計算機可讀代碼，所述可分級比特流支持至少兩個比特深度，其中，可分級比特流包括基本層比特流，所述基本層比特流包括基本量化等級和與基本比特深度相應的基本量化參數(shù)；增強層比特流，所述增強層比特流包括擴展的量化等級和補償?shù)牧炕燃壷g的殘差以及細化的量化參數(shù)，其中，從基本量化等級中預測補償?shù)牧炕燃?，所述細化的量化參?shù)用于細化擴展的比特深度和基本比特深度之間的差。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種計算機可讀介質(zhì)，所述計算機可讀介質(zhì)具有用于實現(xiàn)視頻解碼方法的計算機可讀代碼，所述視頻解碼方法包括檢查比特流是否包含增強層標識符；如果比特流不包含增強層標識符，則直接對比特流解碼來產(chǎn)生具有基本比特深度的恢復的視頻；如果比特流包含增強層標識符，則通過從比特流的基本層比特流中獲得基本層的基本量化等級，然后對將從基本量化等級預測的增強層的補償?shù)牧炕燃壓驮鰪妼拥臄U展的
量化等級相加的結(jié)果進行解碼，來產(chǎn)生具有擴展的比特深度的恢復的視頻。
有益效果
由于根據(jù)本發(fā)明的視頻編解碼器提供前向兼容性，所以可將本發(fā)明應用于各種視頻編解碼器，而不必考慮支持的比特深度或視頻格式，例如，可將本發(fā)明應用于有線或無線電子裝置(例如，移動電話、DVD播放器、便攜式音樂播放器或汽車立體聲單元)上安裝的改進視頻編解碼器 及傳統(tǒng)基本視頻編解碼器所。


從下面結(jié)合附圖對實施例的描述，這些和/或其他方面和優(yōu)點將變得清
楚，并更容易理解，其中
圖1是解釋根據(jù)本發(fā)明實施例的視頻編碼設備和視頻解碼設備的概念的
示示例的示圖3A至圖3D是示出根據(jù)實施例的圖2中示出的每一等級中包括的信息的示例的示圖4是示出根據(jù)實施例的在視頻編碼器中作為用于加載增強層標識符的
時間間隔的開始代碼的示例的示圖5是示出根據(jù)實施例的視頻編碼設備的結(jié)構(gòu)的框圖；圖6是示出根據(jù)實施例的視頻解碼設備的結(jié)構(gòu)的框圖；圖7A和圖7B是示出根據(jù)實施例的圖5和圖6的視頻編碼設備中的層間
預觀'j方法或?qū)觾?nèi)預測方法的示圖8是示出根據(jù)實施例的視頻編碼設備的結(jié)構(gòu)的框圖；圖9是示出根據(jù)實施例的視頻解碼設備的結(jié)構(gòu)的框圖；圖IOA和圖IOB是示出根據(jù)實施例的圖8和圖9的視頻編碼設備中的層間預測方法或?qū)觾?nèi)預測方法的示圖11是根據(jù)實施例的用于對產(chǎn)生的可分級比特流解碼的VC-1解碼器的框圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將詳細描述實施例，在附圖中示出了其示例，其中相同的標號始終表示相同的元件。在這方面，本發(fā)明的實施例可以按許多不同的形式被實施，不應該被解釋為限于這里闡述的實施例。因此，下面通過參照附圖僅僅描述實施例，以解釋本發(fā)明的多個方面。
圖1是解釋根據(jù)本發(fā)明實施例的視頻編碼設備和視頻解碼設備的概念的示圖。作為編碼器部分，將解釋用于執(zhí)行基本編碼器的任務的第一編碼器113和用于執(zhí)行改進編碼器的任務的第二編碼器117的示例。作為解碼器部分，將解釋用于執(zhí)行基本解碼器的任務并與第一編碼器113相應的第一解碼器153和用于執(zhí)行改進解碼器的任務并與第二編碼器117相應的第二解碼器157的示例。在本發(fā)明的實施例中，第一編碼器113根據(jù)基本比特深度產(chǎn)生比特流，第二編碼器117根據(jù)支持基本比特深度的擴展的比特深度產(chǎn)生可分級比特流。
為了便于描述，示例將假定基本比特深度是8比特，擴展的比特深度是IO比特。根據(jù)示例，支持8比特的VC-1編碼器可被實現(xiàn)為第一編碼器113。
參照圖1，可在第二解碼器157以及第一解碼器153中對在第一編碼器113中產(chǎn)生的比特流131解碼。可在第二解碼器157中對在第二編碼器117中產(chǎn)生的可分級比特流137解碼。在第一解碼器153中，可在忽略可分級比特流137中包括的增強層比特流的狀態(tài)下對可分級比特流137中的基本層比特流解碼。能夠提供這種前向兼容性的第二編碼器117對應于本發(fā)明的視頻編碼設備，而第二解碼器157對應于根據(jù)本發(fā)明實施例的視頻解碼設備。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的從視頻編碼設備獲得的可分級比特流的語法的示例的示圖。所述語法包括基本層比特流和增強層比特流。
更具體地講，圖2中示出的可分級比特流包括基本層序列等級211、增強層序列等級213、基本層畫面組(GOP)等級215、增強層GOP等級217、增強層畫面等級219、基本層畫面等級221、基本層畫面數(shù)據(jù)等級223和增強層畫面數(shù)據(jù)等級225。盡管在該情況下增強層畫面等級219位于基本層畫面等級221的前面，但增強層畫面等級219可位于基本層畫面等級221的后面?；緦覩OP等級215和增強層GOP等級217可選地包括在可分級比特流中。
這里，用至少一個或多個編碼畫面或至少一個或多個GOP來形成序列。用至少一個或多個編碼畫面來形成GOP,在VC-1編解碼器的情況下，可使用進入點。這里，每個GOP中的第一畫面可提供隨機訪問功能。同時，將畫面劃分成多個宏塊，如果視頻格式是4: 2: 0，則用4個亮度塊和2個色度塊來形成每個宏塊。
圖3A至圖3D是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的圖2中示出的每個等級中包括的信息的示例的示圖。
圖3A示出增強層序列等級213中包括的信息，增強層序列等級213包括可在增強層中被支持的附加概述和等級311以及增強層可支持的比特深度313。這里，如果可在基本層序列等級211中定義視頻格式315,則視頻格式315不是必須包括在增強層序列等級213中。圖3B示出增強層畫面等級219 中包括的信息，增強層畫面等級219包括細化的(refined)量化參數(shù)(QP ) (R)，所述細化的量化參數(shù)考慮到在基本層中無法表示的擴展的比特深度而 用于細化基本比特深度和擴展的比特深度之間的差。
圖3C示出基本層畫面等級221中包括的信息，基本層畫面等級221包括 第一編碼器113的基本量化參數(shù)。圖3D示出增強層畫面凝:據(jù)等級225中包括 的信息，該信息指示通過對基本層的基本量化參數(shù)預測而獲得的增強層的擴 展的量化參數(shù)的殘差。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的用于加載與從視頻編碼設備獲得的可分 級比特流中的包括增強層標識符的增強層有關(guān)的信息的區(qū)域的示圖。如果第 一編碼器113是VC-1編碼器，則在本發(fā)明的實施例中可使用4字節(jié)單位的開 始代碼。在VC-1編碼器中，可在增強概述(advanced profile )或比增強概述 高的概述支持開始代碼。同時，可將開始代碼包括在每一等級的頭的第一區(qū) 域中。
現(xiàn)在將參照圖4解釋加載與用作本發(fā)明的實施例的VC-1的開始代碼中 的增強層有關(guān)的信息的處理。在開始代碼中的后綴中定義的比特流數(shù)據(jù)單元
(BDU)類型中，為未來使用而預留的預留區(qū)域451、 452、 453和454用于 加載與增強層有關(guān)的信息。這里，BDU表示可獨立于相同層等級中的其他信 息項被解析的壓縮數(shù)據(jù)單元。例如，BDU可以是序列頭、進入點頭、編碼畫 面或程序片(slice )。在開始代碼的后綴中定義的BDU類型中，除了禁止區(qū) 域422之外的剩余區(qū)域411至421用于加載與基本層有關(guān)的信息。這里，開 始代碼僅為示例，也可使用比特流的元素中的其他部分。
同時，增強層包括序列等級、GOP等級、幀等級、字段等級和程序片等 級。根據(jù)本發(fā)明的實施例，增強層的信息可被包括在第二預留區(qū)域452和第 四預留區(qū)域454之一中。更具體地講，開始代碼作為第二預留區(qū)域452中的
"0x09"或第四預留區(qū)域454中的"0x40"包括在增強層的序列等級的頭中。 開始代碼作為第二預留區(qū)域452中的"0x08，，或第四預留區(qū)域454中的"0x3F，， 包括在增強層的GOP等級的頭中。開始代碼作為第二預留區(qū)域452中的
"0x07"或第四預留區(qū)域454中的"0x3E"包括在增強層的幀等級的頭中。 開始代碼作為第二預留區(qū)域452中的"0x06，，或第四預留區(qū)域454中的"0x3D" 包括在增強層的字段等級的頭中。用于增強色度數(shù)據(jù)的開始代碼作為第二預
10留區(qū)域452中的"0x06"或第四預留區(qū)域454中的"0x3C，，包括在增強層數(shù) 據(jù)的頭中。
現(xiàn)在將對此進4于更詳細的描述。
可包括在增強層序列等級的頭的開始代碼中的信息項的示例包括與附加 概述和除了基本層之外可被增強層實現(xiàn)的等級的信息以及關(guān)于比特深度的信 息，其中所述開始代碼被定義為第二預留區(qū)域452中的"0x09"。更具體地講， 在基本層的序列等級中，用2比特來定義概述，"3"表示增強概述，"0-2" 表示預留區(qū)域。同時，用3比特來定義等級，"000"表示AP@LO， "001"表 示AP(^L1， "010"表示AP@L2， "011"表示AP②L3， "100"表示AP@L4,
"101-111"表示預留區(qū)域?？捎?N-8"(其中N是擴展的比特深度)中的值 來表示與可被增強層實現(xiàn)的比特深度有關(guān)的信息。根據(jù)與基本層相應的圖1 中示出的第一編碼器113的基本比特深度，可使用除8之外的值。同時，作 為關(guān)于增強層的信息，關(guān)于擴展的視頻格式的信息可被包括?？赏ㄟ^使用基 本層的序列等級中包括的變量(例如，在VC-1編碼器的情況下，
"COLORDIFF"變量)來表示視頻格式信息。視頻格式信息還可包括在第二 預留區(qū)域452中的"0x09"中。如果使用基本層的變量，則增強層不是必須 分別發(fā)送擴展的視頻格式的信息。在"COLORDIFF"變量的示例中，使用'T， 來定義4: 2: O視頻格式，"2"和"3"被指定為預留區(qū)域。因此，可使用所 述變量來定義4: 2: 2視頻格式和4: 4: 4視頻格式。同時，作為關(guān)于增強 層的信息，附加假定參考解碼器(HRD)變量可被包括。HRD變量是解碼器 操作緩沖器所參考的虛擬視頻緩沖器變量。
如果比特深度或視頻格式不是以GOP為單位改變，則在第二預留區(qū)域 452中被定義為"0x08"的增強層GOP等級的頭的開始代碼不是必要的，第 二預留區(qū)域452被指定為預留區(qū)域。如果比特深度或視頻格式以GOP為單位 改變，則開始代碼是必要的。
在第二預留區(qū)域452中定義為"0x07"和"0x06"的增強層的畫面等級
(即，幀等級和字段等級)的頭的開始代碼包括細化的QP (R)，所述細化的 QP (R)表示根據(jù)逐行掃描或隔行掃描通過基本層無法表示的增強層的剩余 比特深度。在本發(fā)明的實施例中，當?shù)谝痪幋a器113的比特深度是8比特時， 開始代碼包括"N-8"(其中，N是第二編碼器117的比特深度)的細化的QP
(R)。在這種情況下，由于以畫面為單元使用細化的QP (R)，所以細化的QP(R)包括在畫面等級中。然而，本發(fā)明的另一實施例，當以程序片為單 位使用細化的QP (R)時，細化的QP (R)包括在程序片等級中；當以宏塊 為單位使用細化的QP (R)時,細化的QP (R)包括在宏塊等級中；當以塊 為單元使用細化的QP (R)時，細化的QP(R)包括在塊等級中。為了計算 每個宏塊或塊的細化的QP(R),可應用稍后將解釋的用于計算畫面等級的細 化的QP (R)的處理。
如果增強層的視頻格式與基本層相比沒有改變，則在第二預留區(qū)域452 中定義為"0x05"的增強層的頭的開始代碼不是必要的，因此第二預留區(qū)域 452被指定為預留區(qū)域。如果基本層和增強層的^L頻格式都是4: 2: 0，則從 基本層發(fā)送用于形成一個宏塊的4個亮度塊和2個色度塊的數(shù)據(jù)。同時，當 基本層和增強層的視頻格式彼此不同時，例如，當基本層的視頻格式是4: 2: 0以及增強層的視頻格式是4: 2: 2時，或者當基本層的視頻格式是4: 2: 0 以及增強層的視頻格式是4: 4: 4時，從基本層發(fā)送4個亮度塊和2個色度 塊的數(shù)據(jù)，同時從增強層發(fā)送與視頻格式相應的色度殘差塊的數(shù)據(jù)，從而可 支持擴展的視頻格式。同時，與視頻格式無關(guān)，4個亮度塊的數(shù)據(jù)相同，增 強層沒有必要發(fā)送單獨數(shù)據(jù)。
同時，與增強層有關(guān)的信息不限于圖4中描述的開始代碼，并可被包括 在預留區(qū)域中，其中，在序列等級、GOP等級、畫面等級、宏塊等級或塊等 級中為未來使用而預留所述預留區(qū)域。另外，可以以各種方式將增強層標識 符包括在網(wǎng)絡協(xié)議的各層或系統(tǒng)層中，用于加載視頻比特流以及將視頻比特 流打包成凈荷，從而發(fā)送比特流。
接下來，將參照圖1解釋當多個編碼參數(shù)中的比特深度被擴展時獲得可 分級比特流的處理。
在第一編碼器113是8比特編碼器以及第二編碼器117是N比特編碼器 的示例中，使用從第二編碼器117獲得的可分級比特流中的增強層比特流的 畫面等級的開始代碼來表示無法用第一編碼器113表示的擴展的比特深度的 剩余部分。例如，假設擴展的比特深度是N比特以及在此情況下的擴展的量 化參數(shù)是QPN，基本比特深度是8比特以及在此情況下的基本量化參數(shù)是 QP8。如果8比特視頻編解碼器(即，具有8比特的比特深度的視頻編解碼器) 對N比特原始視頻(即，具有N比特的比特深度的原始視頻)編碼，則可如 下表示兩個量化參數(shù)QPN和QP8之間的關(guān)系。
12[數(shù)學式1]
QPN= QP8 x 2, ... (1)
即，使用擴展的量化參數(shù)QPN量化N比特原始視頻的結(jié)果和使用基本量 化參數(shù)QPg量化8比特原始視頻的結(jié)果在動態(tài)范圍方面必須相同，從而可在 不改變視頻編解碼器的情況下使用傳統(tǒng)方法對N比特原始一見頻編碼和解碼。 然而，在這種情況下，從N比特原始視頻恢復的視頻的質(zhì)量與從8比特原始 視頻恢復的視頻的質(zhì)量沒有太大不同，因此使提供高對比度的N比特原始視 頻的優(yōu)點喪失。
為了糾正該問題，如下面等式(2)中公開的，可使用基本量化參數(shù)QPs 和細化的量化參數(shù)R來表示N比特原始視頻。這里，在VC-l編碼器的情況 下，從"PQINDEX"中導出擴展的量化參數(shù)qpn或基本量化參數(shù)QP8。
QPN= QP8 x 2(N-8)+R …(2)
可基于等式(2)使用下面的等式(3)計算細化的量化參數(shù)R。 [數(shù)學式3]
R=QPn—QP8x2(n—8) ... (3 )
由通過使用等式(1)中表示的基本量化參數(shù)量化N比特原始視頻而獲 得的數(shù)據(jù)來形成基本層比特流。由通過使用等式(2)中表示的擴展的量化參 數(shù)量化N比特原始視頻而獲得的數(shù)據(jù)來形成增強層比特流。然后，通過將增 強層標識符包括在這些比特流中來獲得可分級比特流。不僅可通過現(xiàn)有的8 比特解碼器而且還可通過N比特解碼器來對可分級比特流解碼。
圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的視頻編碼設備的框圖。所述視頻編碼設備可 包括第一殘差產(chǎn)生單元510、第一變換單元520、第一基本層編碼單元530、 第一增強層編碼單元540和第一比特流組合單元550。第一殘差產(chǎn)生單元510 可包括第一減法單元511、第一逆量化單元513、第一逆變換單元515、第一 加法單元517和第一預測單元519。第一基本層編碼單元530可包括第一量 化單元531和第一熵編碼單元533。第一增強層編碼單元540可包括第二量 化單元541、第一乘法單元543、第二減法單元545和第二熵編碼單元547。 可通過使用至少一個處理器(未示出)來實現(xiàn)第一殘差產(chǎn)生單元510、第一 變換單元520、第一基本層編碼單元530、第一增強層編碼單元540和第一比 特流組合單元550。
13參照圖5，第一殘差產(chǎn)生單元510產(chǎn)生N比特原始視頻和N比特恢復的 視頻之間的殘差，通過對N比特參考視頻執(zhí)行時間/空間預測來獲得所述N 比特恢復的視頻。可通過使用已知的壓縮各種視頻的處理來產(chǎn)生所述殘差， 因此將省略對其的詳細描述。
第一變換單元520通過變換從第一殘差產(chǎn)生單元510 "l妄收的殘差來產(chǎn)生 變換系數(shù)。例如，執(zhí)行離散余弦變換(DCT)以獲得變換系數(shù)。
第一基本層編碼單元530通過使用等式(1 )中表示的基本量化參數(shù)量化 從第一變換單元520接收的變換系數(shù)來產(chǎn)生基本層比特流，然后對量化的變 換系數(shù)(即，基本層的基本量化等級)進行熵編碼。詳細地，如果變換系數(shù) 是coef，則通過下式來計算基本層的基本量化等級LEVEL8:
雖8 = —
偶x2 ... (4)
通過使用等式(4 )計算的基本層的基本量化等 LEVEL8被直接熵編碼， 從而可通過現(xiàn)有的8比特;f見頻編解碼器^C恢復。
第一增強層編碼單元540通過使用等式(2)中表示的擴展的量化參數(shù)量 化從第一變換單元520接收的變換系數(shù)來產(chǎn)生增強層比特流，然后對量化的 變換系數(shù)(即，增強層的擴展的量化等級)熵編碼。詳細地，如果變換系數(shù) 是coef，則通過下式來計算增強層的擴展的量化等級LEVELN:
不直接對通過使用等式(5)計算的增強層的擴展的量化等級LEVELN 進行熵編碼，而是對通過對基本層的基本量化等級LEVEL8進行預測編碼獲 得的擴展的量化等級的殘差進行熵編碼。即，由于基本層的基本量化等級 LEVEL8和增強層的擴展的量化等級LEVELn彼此相當相似，所以通過使用第 一乘法單元543和第二減法單元545從基本層的基本量化等級LEVELs預測 擴展的量化等級來獲得增強層的擴展的量化等級的殘差。詳細地，用于補償 量化等級的動態(tài)范圍的第一乘法單元543通過使用下面的等式(6)對基本層 的基本量化等級LEVEL8的動態(tài)范圍與增強層的擴展的量化等級LEVELN的 動態(tài)范圍進行補償，然后輸出增強層的補償?shù)牧炕燃塋EVELN，。<formula>formula see original document page 15</formula>
第二減法單元545通過使用下面的等式(7)計算增強層的擴展的量化等 級LEVELN和補償?shù)牧炕燃塋EVELN，之間的差來產(chǎn)生量化等級殘差 LEVELp。<formula>formula see original document page 15</formula>
如上所述，可通過對增強層的量化等級殘差LEVELp進行熵編碼來顯著 降低將被包含在增強層比特流中的數(shù)據(jù)的量。
第一比特流組合單元550通過將基本層比特流和增強層比特流組合并將 增強層標識符包括在組合的結(jié)果中來產(chǎn)生可分級比特流。
因此，以上描述的視頻編碼設備可實現(xiàn)前向兼容性。
圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的與圖5中示出的視頻編碼設備相應的視頻解 碼設備的框圖。所述視頻解碼設備可包括第一增強層標識符檢查單元610、 第一基本層解碼單元620和第一增強層解碼單元640。第一基本層解碼單元 620可包括第一熵解碼單元621、第二逆量化單元623、第二逆變換單元625、 第二預測單元627和第二加法單元629。第一增強層解碼單元640可包括第 二熵解碼單元641、第三熵解碼單元642、第二乘法單元643、第三加法單元 644、第三逆量化單元645、第三逆變換單元646、第三預測單元647和第四 加法單元648?？墒褂弥辽僖粋€處理器(未示出)來實現(xiàn)第一增強層標識符 檢查單元610、第一基本層解碼單元620和第一增強層解碼單元640。
參照圖6,第一增強層標識符檢查單元610檢查比特流是否包含增強層 標識符，如果比特流不包含增強層標識符，則第一增強層標識符;險查單元610 將比特流(即，基本層比特流)直接提供第一基本層解碼單元620。如果比 特流包括增強層標識符，則第一增強層標識符;險查單元610從比特流(即， 可分級比特流)中分出增強層比特流和基本層比特流，然后分別將它們發(fā)送 到第一增強層解碼單元640的第二熵解碼單元和第三熵解碼單元642。
第一基本層解碼單元620對從第一增強層標識符檢查單元610接收的基 本層比特流解碼，以獲得8比特恢復的視頻。詳細地，通過如下將比特流中 包含的基本層的基本量化等級LEVEL8乘以基本量化參數(shù)QPs來恢復變換系 數(shù)coef8:[數(shù)學式8]
coef8= LEVEL8 x QP8 ... (8)
通過執(zhí)行逆變換恢復殘差，然后將通過對8比特參考視頻執(zhí)行時間/空間
預測獲得的8比特恢復的視頻與恢復的殘差相加，來使用恢復的變換系數(shù)
coefg產(chǎn)生8比特恢復的^f見頻。
第一增強層解碼單元640對從第一增強層標識符檢查單元610接收的基
本層比特流和增強層比特流解碼，然后獲得8比特恢復的視頻。具體地講，
通過使用等式(6)對基本層的恢復的基本量化等級LEVELs進行補償，以獲
得增強層的補償?shù)牧炕燃塋EVELN，。然后，通過如下將增強層的補償?shù)牧?br> 化等級LEVELN，與增強層的恢復的量化等級殘差LEVELp相加來獲得增強層
的恢復的擴展的量化等級LEVELN:
LEVELN=LEVELP+LEVE1V ... (9)
如下通過使用增強層的恢復的擴展的量化等級LEVELN和擴展的量化參
數(shù)QPN來恢復變換系數(shù)coefN:
coefN =LEVELN x QpN ... ( 10 )
通過執(zhí)行逆量化恢復殘差，然后將對N比特參考視頻執(zhí)行時間/空間預測
獲得的N比特恢復的視頻與恢復的殘差相加，來使用恢復的變換系數(shù)coefN
產(chǎn)生最終N比特恢復的視頻。
圖7A是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的使用圖5中示出的視頻編碼設備的層
間預測方法或?qū)觾?nèi)預測方法的示圖。圖7B是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的使用圖
參照圖7A和圖7B，為了 N比特視頻的有效編碼，使用N比特恢復的視 頻作為參考視頻，將對所述參考視頻執(zhí)行時間/空間預測。在8比特視頻的情 況下，編碼設備和解碼設備在執(zhí)行時間/空間預測中使用不同的參考視頻，因 此解碼器最終獲得的8比特恢復的視頻的質(zhì)量可能劣化。然而，使用如圖7A
的8比特視頻編解碼器能夠得到支持。因此，8比特恢復的視頻的質(zhì)量沒有 劣化。
圖8是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的視頻編碼設備的框圖，所述視頻編碼設 備能夠防止由于圖5的編碼設備和圖6的解碼設備在執(zhí)行時間/空間預測中使 用不同的參考視頻所導致的8比特恢復的視頻的質(zhì)量被劣化。參照圖8,視頻編碼設備可包括第二殘差產(chǎn)生單元810、第二變換單元820、第二基本層 編碼單元830、第二增強層編碼單元840和第二比特流組合單元850。第二殘 差產(chǎn)生單元810可包括第三減法單元811、第四逆量化單元813、第四逆變 換單元815、第五加法單元817和第四預測單元819。第二基本層編碼單元 830可包括第三量化單元831和第三熵編碼單元833。第二增強層編碼單元 840可包括第四量化單元841、第三乘法單元843、第四減法單元845和第四 熵編碼單元847?？赏ㄟ^使用至少一個處理器(未示出)來實現(xiàn)第二殘差產(chǎn) 生單元810、第二變換單元820、第二基本層編碼單元830、第二增強層編碼 單元840和第二比特流組合單元850。
與圖5示出的視頻編碼設備相比，圖8中示出的視頻編碼設備使用8比 特量化參數(shù)(即，基本量化參數(shù))執(zhí)行量化，以獲得恢復的視頻，然后通過 使用恢復的視頻作為參考視頻來執(zhí)行時間/空間預測。因此，在基本層(即， 8比特視頻)的情況下，編碼設備和解碼設備在執(zhí)行時間/空間預測中使用相 同的參考視頻，從而防止解碼器最終獲得的恢復的8比特視頻的質(zhì)量被劣化。 在N比特視頻的情況下，使用8比特量化參數(shù)來執(zhí)行量化，以獲得恢復的視 頻，然后使用恢復的視頻作為參考視頻來執(zhí)行時間/空間預測。因此，將被編 碼的數(shù)據(jù)的量比使用圖5中示出的編碼設備時大。
圖9是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的與圖8中示出的視頻編碼設備相應的視 頻解碼設備的框圖。參照圖9，視頻解碼設備可包括第二增強層標識符檢 查單元910、第二基本層解碼單元920和第二增強層解碼單元940。第二基本 層解碼單元920可包括第四熵解碼單元921、第五逆量化單元923、第五逆變 換單元925、第五預測單元927和第六加法單元929。第二增強層解碼單元 940可包括第五熵解碼單元931、第六熵解碼單元932、第四乘法單元933、 第七加法單元934、第六逆量化單元935、第六逆變換單元936、第七逆量化 單元937、第七逆變換單元938、第八加法單元939、第六預測單元940和第 九加法單元941。可通過使用至少一個處理器(未示出)來實現(xiàn)第二增強層 標識符;險查單元910、第二基本層解碼單元920和第二增強層解碼單元940。
與圖6中示出的視頻解碼設備相比，圖9中示出的視頻解碼設備通過利 用8比特量化參數(shù)使用恢復的參考視頻來執(zhí)行時間/空間預測。
圖IOA是示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的使用圖8中示出的視頻編碼設備 的層間預測方法或?qū)觾?nèi)預測方法的示圖。圖IOB是示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的使用圖9中示出的視頻解碼設備的層間預測方法或?qū)觾?nèi)預測方法的示
圖。與圖7A和圖7B不同，參照圖IOA和圖IOB，編碼設備和解碼設備在執(zhí) 行時間/空間預測中使用相同的參考視頻。因此，恢復的視頻的質(zhì)量在8比特 視頻的情況下不劣化，但在N比特視頻的情況下會劣化。
圖11是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于對可分級比特流進行改進解碼的改進 VC-1解碼器的框圖。VC-1解碼器包括第三增強層標識符檢查單元1110和第 三基本層解碼單元1120。第三基本層解碼單元1120包括第七熵解碼單元 1121、第八逆量化單元1123、第八逆變換單元1125、第七預測單元1127和 第十加法單元1129。第三基本層解碼單元1120的結(jié)構(gòu)和操作與圖6中示出的 第一基本層解碼單元620和圖9中示出的第二基本層解碼單元920的結(jié)構(gòu)和 操作相同。
參照圖11,第三增強層標識符檢查單元1110檢查比特流是否包含增強層 標識符，如果比特流不包含增強層標識符，則第三增強層標識符;險查單元1110 直接將比特流(即，基本層比特流)提供給第三基本層解碼單元1120。如果 比特流包括增強層標識符，則第三增強層標識符;險查單元1110從比特流(即， 可分級比特流)中只提取基本層比特流，然后將基本層比特流提供給第三基 本層解碼單元1120。
因此，圖11的改進VC-1解碼器不僅能夠恢復從一般的VC-1編碼器接 收的比特流，而且能夠通過從可分級比特流中只提取基本層比特流來恢復可 分級比特流，從而提供前向兼容性。
在以上的實施例中使用了 MPEG-2、 MPEG-4和H.264中廣泛使用的運動 補償離散余弦變換(MC-DCT)視頻編解碼器，但本發(fā)明不限于此。即，可 才艮據(jù)應用對MC-DCT視頻編解碼器做出》務改或添加。由于在以上實施例中使 用的視頻編解碼器對于本領域的普通技術(shù)人員而言是公知的，所以除了對根 據(jù)本發(fā)明的視頻編解碼器的修改或添加，這里省略了對視頻編解碼器的詳細 描述。
另外，在以上描述的實施例中，基于由一個基本層比特流和一個增強層 比特流形成的可分級比特流的示例解釋了比特深度不同的兩個編解碼器的支 持。然而，本發(fā)明通過使用多個增強層比特流還可支持兩個或更多個編解碼 器。另外，盡管在以上實施例中解釋了基本比特深度小于擴展的比特深度的 比特深度的示例，但當基本比特深度大于擴展的比特深度時，還可以以改變
18施例中，在畫面等級中分配了細化的QP(R),但如果需要，可在程序片等級、 宏塊等級或塊等級中分配細化的QP (R)。
除了以上描述的實施例，可通過介質(zhì)(例如，計算^/L可讀介質(zhì))中/上的 計算機可讀代碼/指令來實現(xiàn)本發(fā)明的實施例，以控制至少一個處理元件來實 現(xiàn)任何以上描述的實施例。介質(zhì)可與允許計算機可讀代碼的存儲和/或傳輸?shù)?任何介質(zhì)對應。
可以以各種方式在介質(zhì)上記錄/傳送計算機可讀代碼，介質(zhì)的示例包括記 錄介質(zhì)(例如，^茲性存儲介質(zhì)(例如，ROM、軟盤、硬盤等)和光學記錄介 質(zhì)(CD-ROM或DVD ))和傳輸介質(zhì)(例如，通過互聯(lián)網(wǎng)的載波)。因此，根 據(jù)本發(fā)明的實施例，介質(zhì)還可以是信號(例如，結(jié)果信號或比特流)。介質(zhì)還 可以是分布式網(wǎng)絡，從而以分布式方式存儲/傳送和執(zhí)4亍所述計算機可讀代 碼。此外，1^又作為示例，處理元件可包括處理器或計算才幾處理器，處理元件 可分布在和/或包括在單個裝置中。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，為了提供保證前向兼容性 的新視頻編解碼器，視頻編碼器產(chǎn)生由基本層比特流和增強層比特流形成的 可分級比特流。然后，接收可分級比特流的傳統(tǒng)基本解碼器通過使用從可分 級比特流獲得的基本層比特流來對可分級比特流解碼，改進解碼器通過使用 基本層比特流和增強層比特流二者來對可分級比特流解碼。以這種方式，改 進視頻編解碼器和傳統(tǒng)視頻編解碼器以協(xié)調(diào)的方式共享可分級比特流。更具 體地講，4艮據(jù)本發(fā)明，傳統(tǒng)Windows々某體牙見頻(WMV)編解碼器或VC-1編 解碼器可與支持新比特深度和新視頻格式的新視頻編解碼器一起使用。
盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的不同實施例具體顯示和描述了本發(fā)明的多個方 面，但應該理解，這些示例性實施例應該被認為是描述目的，而不是限制目 的。 一個實施例中的 一方面的功能或性能的任何變窄或變寬應該被認為不同 實施例中的類似特征的各自變寬或變窄，即，每個實施例中的特征或方面的
因此，盡管顯示和描述了一些實施例，但本領域的技術(shù)人員應該明白， 在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下，可對這些實施例^i出改變，在權(quán)利 要求及其等同物中限定本發(fā)明的范圍。
19
權(quán)利要求
1、一種具有前向兼容性的產(chǎn)生可分級比特流的視頻編碼方法，所述可分級比特流支持至少兩個比特深度，其中，可分級比特流包括基本層比特流，所述基本層比特流包括基本量化等級和與基本比特深度相應的基本量化參數(shù)；增強層比特流，所述增強層比特流包括擴展的量化等級和補償?shù)牧炕燃壷g的殘差以及細化的量化參數(shù)，其中，從基本量化等級中預測補償?shù)牧炕燃?，所述細化的量化參?shù)用于細化擴展的比特深度和基本比特深度之間的差。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，可分級比特流還包括增強層標識符。
3、 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，增強層標識符包括在可分級比特流 的序列等級、畫面組GOP等級、畫面等級、宏塊等級和塊等級的至少一個中。
4、 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，增強層標識符包括在可分級比特流 的預留區(qū)i^中。
5、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，通過使用預測的視頻來產(chǎn)生基本層 比特流和增強層比特流，其中，通過使用具有擴展的比特深度的恢復的視頻 作為參考視頻執(zhí)行時間/空間預測來獲得所述預測的視頻。
6、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，通過使用預測的視頻來產(chǎn)生基本層 比特流和增強層比特流，其中，通過使用具有擴展的比特深度的恢復的視頻 作為參考視頻執(zhí)行時間/空間預測來獲得所述預測的視頻，其中，從具有基本 比特深度的恢復的視頻變換得到所述具有擴展的比特深度的恢復的視頻。
7、 一種具有前向兼容性的產(chǎn)生可分級比特流的視頻編碼設備，所述可分 級比特流支持至少兩個比特深度，所述視頻編碼設備包括基本層編碼單元，產(chǎn)生基本層比特流，所述基本層比特流包括基本量化 等級和與基本比特深度相應的基本量化參數(shù)；增強層編碼單元，產(chǎn)生增強層比特流，所述增強層比特流包括擴展的量 化等級和補償?shù)牧炕燃壷g的殘差以及細化的量化參數(shù)，其中，從基本量 化等級中預測補償?shù)牧炕燃墸黾毣牧炕瘏?shù)用于細化擴展的比特深 度和基本比特深度之間的差；比特流組合單元，組合基本層比特流和增強層比特流，以產(chǎn)生可分級比特流。
8、 如權(quán)利要求7所述的設備，其中，可分級比特流還包括增強層標識符。
9、 如權(quán)利要求8所述的設備，其中，增強層標識符包括在分級比特流的 序列等級、畫面組GOP等級、畫面等級、宏塊等級和塊等級的至少一個中。
10、 如權(quán)利要求8所述的設備，其中，增強層標識符包括在可分級比特 流的預留區(qū)域中。
11、 如權(quán)利要求7所述的設備，其中，通過使用預測的視頻來產(chǎn)生基本 層比特流和增強層比特流，其中，通過使用具有擴展的比特深度的恢復的視 頻作為參考^L頻4丸行時間/空間預測來獲得所述預測的-見頻。
12、 如權(quán)利要求7所述的設備，其中，通過使用預測的視頻來產(chǎn)生基本 層比特流和增強層比特流，其中，通過使用具有擴展的比特深度的恢復的視 頻作為參考視頻執(zhí)行時間/空間預測來獲得所述預測的視頻，其中，從具有基 本比特深度的恢復的視頻變換得到所述具有擴展的比特深度的恢復的視頻。
13、 一種視頻解碼設備，包括基本層解碼單元，對基本層比特流解碼，以獲得恢復的基本視頻，所述 基本層比特流包括基本量化等級和與基本比特深度相應的基本量化參數(shù)；增強層解碼單元，對包括擴展的量化等級和補償?shù)牧炕燃壷g的殘差 以及細化的量化參數(shù)的增強層比特流解碼，并通過將從恢復的基本量化等級 預測的補償?shù)牧炕燃壟c所述殘差相加來獲得恢復的擴展的視頻，其中，從 基本量化等級中預測補償?shù)牧炕燃?，所述細化的量化參?shù)用于細化擴展的 比特深度和基本比特深度之間的差。
14、 如權(quán)利要求13所述的設備，其中，通過使用預測的視頻來對增強層 比特流解碼，通過使用具有擴展的比特深度的恢復的視頻作為參考視頻執(zhí)行 時間/空間預測來獲得所述預測的視頻。
15、 如權(quán)利要求13所述的設備，其中，通過使用預測的視頻來對增強層 比特流解碼，其中，通過使用具有擴展的比特深度的恢復的視頻作為參考視 頻執(zhí)行時間/空間預測來獲得所述預測的視頻，其中，從具有基本比特深度的 恢復的視頻變換得到所述具有擴展的比特深度的恢復的視頻。
16、 如權(quán)利要求13所述的設備，還包括增強層標識符檢查單元，所述增 強層標識符檢查單元檢查可分級比特流是否包括增強層標識符。
17、 如權(quán)利要求16所述的設備，其中，增強層標識符包括在可分級比特流的序列等級、畫面組GOP等級、畫面等級、宏塊等級和塊等級的至少一個中。
18、 如權(quán)利要求16所述的設備，其中，增強層標識符包括在可分級比特 流的預留區(qū)域中。
19、 一種視頻解碼方法，包括 檢查比特流是否包含增強層標識符；如果比特流不包含增強層標識符，則直接對比特流解碼來產(chǎn)生具有基本 比特深度的恢復的視頻；如果比特流包含增強層標識符，則通過從比特流的基本層比特流中獲得 基本層的基本量化等級，然后對擴展的量化等級和補償?shù)牧炕燃壷g的殘 差以及細化的量化參數(shù)解碼，并將所述殘差與所述補償?shù)牧炕燃壪嗉樱瑏?產(chǎn)生具有擴展的比特深度的恢復的視頻，其中，從基本量化等級中預測所述 補償?shù)牧炕燃?，所述細化的量化參?shù)用于細化擴展的比特深度和基本比特 深度之間的差。
20、 如權(quán)利要求19所述的設備，其中，通過使用預測的視頻來對增強層 比特流解碼，通過使用具有擴展的比特深度的恢復的視頻作為參考視頻執(zhí)行 時間/空間預測來獲得所述預測的^L頻。
21、 如權(quán)利要求19所述的設備，其中，通過使用預測的視頻來對增強層 比特流解碼，其中，通過使用具有擴展的比特深度的恢復的視頻作為參考視 頻執(zhí)行時間/空間預測來獲得所述預測的視頻，其中，從具有基本比特深度的 恢復的視頻變換得到所述具有擴展的比特深度的恢復的視頻。
22、 如權(quán)利要求19所述的設備，還包括增強層標識符檢查單元，所述增 強層標識符檢查單元檢查可分級比特流是否包括增強層標識符。
23、 如權(quán)利要求19所述的設備，其中，增強層標識符包括在可分級比特 流的序列等級、畫面組GOP等級、畫面等級、宏塊等級和塊等級的至少一個 中。
24、 如權(quán)利要求19所述的設備，其中，增強層標識符包括在可分級比特 流的預留區(qū)域中。
25、 一種^L頻解碼方法，包括 檢查比特流是否包含增強層標識符； 基于檢查結(jié)果進行自適應解碼。
全文摘要
一種通過產(chǎn)生支持至少兩個比特深度具有前向兼容性的可分級比特流來對視頻編碼和/或解碼的方法、介質(zhì)和設備，其中，可分級比特流包括基本層比特流和增強層比特流，所述基本層比特流包括基本量化等級和與基本比特深度相應的基本量化參數(shù)，所述增強層比特流包括擴展的量化等級和補償?shù)牧炕燃壷g的殘差以及細化的量化參數(shù)，其中，從基本量化等級中預測補償?shù)牧炕燃墸黾毣牧炕瘏?shù)用于細化擴展的比特深度和基本比特深度之間的差。
文檔編號H04N7/24GK101690223SQ200880021822
公開日2010年3月31日 申請日期2008年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月28日
發(fā)明者崔雄一, 趙大星, 鄭載宇, 金大熙 申請人:三星電子株式會社