圖像編碼/解碼方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及畫面編碼和解碼，并更具體地，涉及基于可伸縮視頻編碼（SVC)的畫 面編碼和解碼。
【背景技術(shù)】
[0002] 最近幾年，在已構(gòu)造多媒體環(huán)境的同時，已使用各種終端和網(wǎng)絡，并且結(jié)果使用需 求已被多樣化。
[0003]例如，當終端的性能和計算能力已被多樣化時，支持的性能對于每一設備也已被 多樣化。此外，在其中傳送信息的網(wǎng)絡的情況下，傳送信息的圖案、信息量、和傳送速度、以 及諸如有線和無線網(wǎng)的外部結(jié)構(gòu)已對于每一功能被多樣化。用戶已根據(jù)期望的功能選擇了 要使用的終端和網(wǎng)絡，并且此外，企業(yè)向用戶提供的終端和網(wǎng)絡的范圍（spectrum)已被多 樣化。
[0004] 在這方面，最近幾年，當具有高清晰度（HD)分辨率的廣播已被擴展并且在全世界 以及全國服務時，許多用戶已熟悉高清晰度畫面。結(jié)果，許多與畫面服務關聯(lián)的組織已進行 很多努力來開發(fā)下一代畫面設備。
[0005] 此外，隨著對于具有比HDTV的分辨率高四倍的分辨率的超高清晰度（UHD)以及HDTV的興趣的增加，對于壓縮和處理更高分辨率和更高清晰度畫面的技術(shù)的需求已進一步 增加。
[0006]為了壓縮和處理畫面，可使用根據(jù)時間上在前和/或在后的畫面來預測當前畫面 中包括的像素值的幀間預測技術(shù)、使用當前畫面中的像素信息來預測當前畫面中包括的另 一像素值的幀內(nèi)預測技術(shù)、以及向其中出現(xiàn)頻率高的碼元分配短符號并向其中出現(xiàn)頻率低 的碼元分配長符號的熵編碼技術(shù)等。
[0007]如上所述，當考慮具有不同支持的功能、以及多樣化用戶需求的各個終端和網(wǎng)絡 時，所支持畫面的質(zhì)量、尺寸、幀等因此需要多樣化。
[0008] 這樣，由于異類通信網(wǎng)絡、以及具有各種功能的終端和各類終端，所以不同地支持 畫面的質(zhì)量、分辨率、尺寸、幀頻等的可伸縮性成為視頻格式的主要功能。
[0009]因此，必須提供可伸縮性功能從而在時間、空間、畫面質(zhì)量等方面實現(xiàn)視頻編碼和 解碼，以便基于高效率視頻編碼方法來提供在各種環(huán)境下用戶所需要的服務。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 【技術(shù)問題】
[0011] 本發(fā)明的目的是提供能改進編碼/解碼效率的、用于畫面編碼/解碼的方法和設 備。
[0012] 本發(fā)明的另一目的是提供能改進編碼/解碼效率的、在可伸縮視頻編碼中執(zhí)行層 間切換的方法和設備。
[0013] 本發(fā)明的另一目的是提供能改進編碼/解碼效率的、表達并用信號通知可伸縮比 特流的可伸縮性信息的方法和設備。
[0014]本發(fā)明的另一目的是提供能改進編碼/解碼效率的、表達并用信號通知可伸縮層 的子層信息的方法和設備。
[0015]【技術(shù)方案】
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種支持多層的用于畫面解碼的方法。所述支持多 層的用于畫面解碼的方法包括：接收包括多層的比特流；和通過解碼該比特流獲取關于所 述多層的每一層的子層的最大數(shù)目的信息。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種支持多層的用于畫面編碼的方法。所述支持多 層的用于畫面編碼的方法包括：獲取關于所述多層的每一層的子層的最大數(shù)目的信息；和 通過編碼所述關于子層的最大數(shù)目的信息，來傳送包括關于子層的最大數(shù)目的信息的比特 流。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種支持多層的用于畫面解碼的設備。所述支持多 層的用于畫面解碼的設備包括：解碼單元，用于接收包括多層的比特流，并解碼該比特流以 獲取關于所述多層的每一層的子層的最大數(shù)目的信息。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種支持多層的用于畫面編碼的設備。所述支持多 層的用于畫面編碼的設備包括：編碼單元，用于判斷關于所述多層的每一層的子層的最大 數(shù)目的信息，并編碼所述關于子層的最大數(shù)目的信息，以傳送包括所述關于子層的最大數(shù) 目的信息的比特流。
[0020] 【有利效果】
[0021] 提供描述分級比特流和可伸縮性信息中的提取的方法，以靈活表達比特流的各類 可伸縮性信息，并使能分組級別的有效自適應變換。
[0022] 此外，有效表達通過使用分級畫面編碼所編碼的比特流的各種可伸縮性信息，以 允許比特流提取器容易地提取期望層。
【附圖說明】
[0023] 圖1是圖示了根據(jù)本發(fā)明實施例的畫面解碼設備的配置的框圖。
[0024] 圖2是圖示了根據(jù)本發(fā)明實施例的畫面解碼設備的配置的框圖。
[0025] 圖3是示意性圖示了根據(jù)本發(fā)明的使用多層的可伸縮視頻編碼結(jié)構(gòu)的一個示例 的概念圖。
[0026] 圖4是示意性圖示了根據(jù)本發(fā)明實施例的支持可伸縮比特流（分級比特流）的用 于畫面編碼的方法的流程圖。
[0027] 圖5是示意性圖示了根據(jù)本發(fā)明實施例的支持可伸縮比特流（分級比特流）的用 于畫面解碼的方法的流程圖。
[0028] 圖6是示意性圖示了根據(jù)本發(fā)明實施例的支持可伸縮比特流（分級比特流）的、 用于在畫面編碼/解碼結(jié)構(gòu)中用信號通知可伸縮層的子層信息的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0029] 其后，將參考附圖來詳細描述本發(fā)明的實施例。在描述當前說明書的實施例時， 當確定與本發(fā)明相關的現(xiàn)有技術(shù)的詳細描述可使得本發(fā)明的要義模糊時，可省略其對應描 述。
[0030] 將理解的是，當在當前描述中元件被簡稱為"連接到"或"耦接到"另一元件而不是 "直接連接到"或"直接耦接到"另一元件時，該元件可"直接連接到"或"直接耦接到"另一 元件，或者連接到或耦接到另一元件，其間插入其他元件。此外，說明書中描述"包括"特定 組件的內(nèi)容不排除除了對應組件之外的組件，而是意味著附加組件可被包括在本發(fā)明的實 施例中或本發(fā)明的技術(shù)精神的范圍中。
[0031] 可使用諸如第一、第二等的術(shù)語來描述各種組件，但是這些組件不受到這些術(shù)語 的限制。使用以上術(shù)語僅區(qū)分一個組件與另一組件。例如，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況 下，第一組件也可被稱為第二組件，并且類似地，第二組件可被稱為第一組件。
[0032] 此外，獨立圖示出本發(fā)明的實施例中描述的組件，以便示出不同特性功能，并且每 一組件不由單獨硬件或一個軟件構(gòu)成單元構(gòu)成。即，每一組件包括為了易于描述而安排的 各個組件，并且各個組件中的至少兩個組件可構(gòu)成一個組件，或者一個組件可被劃分為可 執(zhí)行它們的功能的多個組件。甚至每一組件的集成實施例和分離實施例也被包括在本發(fā)明 的范圍中，而不脫離本發(fā)明的精神。
[0033] 此外，在本發(fā)明中，一些組件不是執(zhí)行必要功能的必需組件，而是僅用于改進性能 的選擇組件。本發(fā)明可利用用于實現(xiàn)本發(fā)明的精神的必需組件而不是僅改進性能所使用的 組件來實現(xiàn)，并且僅包括這些必需組件而不是僅改進性能所使用的選擇組件的結(jié)構(gòu)也被包 括在本發(fā)明的范圍中。
[0034] 圖1是圖示了根據(jù)本發(fā)明實施例的畫面解碼設備的配置的框圖。
[0035] 用于可伸縮視頻編碼/解碼的方法或設備可通過不提供可伸縮性的一般畫面編 碼/解碼方法或設備的擴展實現(xiàn)，并且圖1的框圖圖示了可作為可伸縮視頻編碼設備的基 礎的畫面編碼設備的實施例。
[0036] 參考圖1，該畫面編碼設備100包括運動估計模塊111、運動補償模塊112、幀內(nèi)預 測模塊120、開關115、減法模塊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、和解碼畫面緩沖器190。
[0037] 畫面編碼設備100可按照幀內(nèi)模式或幀間模式來對輸入畫面進行編碼，并輸出比 特流。在幀內(nèi)模式中，開關115可切換到幀內(nèi)，而在幀間模式中，開關115可切換到幀間。幀 內(nèi)預測意味著幀之內(nèi)的預測，而幀間預測意味著幀之間的預測。畫面編碼設備100可生成 用于輸入畫面的輸入塊的預測塊，并其后可對輸入塊和預測塊之間的殘差進行編碼。在該 情況下，輸入畫面可意味著原始畫面。
[0038] 在幀內(nèi)模式中，幀內(nèi)預測模塊120可通過使用與當前塊相鄰的已編碼/解碼塊的 像素值執(zhí)行空間預測，來生成預測塊。
[0039] 在幀間模式中，運動估計模塊111可通過在運動估計處理期間找到解碼畫面緩沖 器190中存儲的參考畫面中、與輸入塊最匹配的區(qū)域，來獲取運動向量。運動補償模塊112 通過使用運動向量來補償運動，以生成預測塊。這里，運動向量是在幀間預測中使用的2D 向量，并且可表示在當前編碼/解碼目標畫面和參考畫面之間的偏移。
[0040] 減法器125可通過輸入塊和生成的預測塊之間的差，來生成殘差塊。
[0041] 變換模塊130對于殘差塊執(zhí)行變換，以輸出變換系數(shù)。這里，變換系數(shù)可意味著通 過轉(zhuǎn)換殘差塊和/或殘差信號所生成的系數(shù)值。其后，在該說明書中，變換系數(shù)被量化，并 且量化后變換系數(shù)電平也可被稱為變換系數(shù)。
[0042] 量化模塊140根據(jù)量化參數(shù)對輸入的變換系數(shù)進行量化，以輸出量化后系數(shù)。量 化后系數(shù)可被稱為量化后變換系數(shù)電平。在該情況下，量化模塊140可通過使用量化矩陣 來對輸入變換系數(shù)進行量化。
[0043] 熵編碼模塊150基于量化模塊140計算的值或在編碼期間計算的編碼后參數(shù)值來 執(zhí)行熵編碼，以輸出比特流。當應用熵編碼時，通過向具有高生成概率的碼元分配少數(shù)目比 特并向具有低生成概率的碼元分配大數(shù)目比特，來表達碼元，并且結(jié)果，可降低用于要編碼 的碼元的比特流的尺寸。因此，可通過熵編碼增強視頻編碼的壓縮性能。熵編碼模塊150 可使用諸如指數(shù)哥倫布、上下文自適應可變長度編碼（CAVLC)、和上下文自適應二進制算術(shù) 編碼（CABAC)的編碼方法用于熵編碼。
[0044] 由于根據(jù)圖1的實施例的畫面編碼設備100執(zhí)行幀間預測編碼，即，幀之間的預測 編碼，所以當前編碼的畫面需要被解碼和存儲，以用作參考畫面。因此，量化后系數(shù)由反量 化模塊160逆量化并由逆變換模塊170逆變換。逆量化和逆變換的系數(shù)由加法器175添加 到預測塊，并生成重構(gòu)塊。
[0045] 重構(gòu)塊經(jīng)過濾波模塊180,并且濾波模塊180可向重構(gòu)塊或重構(gòu)畫面應用解塊濾 波、樣本自適應偏移（SAO)、和自適應環(huán)路濾波（ALF)中的至少一個。濾波模塊180可被稱 為自適應內(nèi)環(huán)濾波器。解塊濾波器可去除在塊之間的邊界處出現(xiàn)的塊失真。SAO可向像素 值添加適當偏移值，以便補償編碼誤差。ALF可基于通過比較重構(gòu)畫面和原始畫面所獲取的 值，來執(zhí)行濾波。經(jīng)過濾波模塊180的重構(gòu)塊可被存儲在解碼畫面緩沖器190中。
[0046] 圖2是圖示了根據(jù)本發(fā)明實施例的畫面解碼設備的配置的框圖。
[0047] 如圖1中詳細描述的，用于可伸縮視頻編碼/解碼的方法或設備可通過擴展不提 供可伸縮性的一般畫面編碼/解碼方法或設備來實現(xiàn)，并且圖2的框圖圖示了可作為可伸 縮視頻解碼設備的基礎的畫面解碼設備的實施例。
[0048] 參考圖2,畫面解碼設備200包括熵解碼模塊210、反量化模塊220、逆變換模塊 230、幀內(nèi)預測模塊240、運動補償模塊250、加法器255、濾波模塊260、和解碼畫面緩沖器 270〇
[0049]畫面解碼設備200可接收編碼器所輸出的比特流，按照幀內(nèi)模式或幀間模式對接 收的比特流進行解碼，并輸出恢復畫面，即重構(gòu)的畫面。在幀內(nèi)模式中，開關可切換到"幀 內(nèi)"，而在幀間模式中，開關切換到"幀間"。
[0050] 畫面解碼設備200可從接收的比特流獲取重構(gòu)的殘差塊，并生成通過在生成預測 塊之后向預測塊添加重構(gòu)的殘差塊而重構(gòu)的塊，即重構(gòu)的塊。
[0051] 熵解碼模塊210根據(jù)概率分布對輸入比特流進行熵解碼，以生成包括具有量化后 系數(shù)形式的碼元的碼元。
[0052] 當應用熵解碼時，通過向具有高生成概率的碼元分配少數(shù)目比特并向具有低生成 概率的碼元分配大數(shù)目比特，來表達碼元，并且結(jié)果，可降低用于每一碼元的比特流的尺 寸。
[0053] 量化后系數(shù)由反量化模塊220逆量化并由逆變換模塊230逆變換，并且量化后系 數(shù)被逆量化/逆變換，并且結(jié)果，可生成重構(gòu)的殘差塊。在該情況下，反量化模塊220可向 量化后系數(shù)應用量化矩陣。
[0054]在幀內(nèi)模式中，幀內(nèi)預測模塊240可通過使用與當前塊相鄰的已解碼塊的像素值 執(zhí)行空間預測，來生成預測塊。在幀間模式中，