專利名稱：利用降低的比特深度更新模式和降低的色度采樣更新模式進(jìn)行視頻編碼和解碼的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本原理總地涉及視頻編碼和解碼，并且更具體地涉及利用降低的比特深度更新模 式和降低的色度采樣更新模式進(jìn)行視頻編碼和解碼的方法及裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，對于更高質(zhì)量多媒體的需求正在快速增加。包括但不限于數(shù)字電影、數(shù)字 廣播遞送、以及后處理的專業(yè)應(yīng)用要求非常高的保真度。隨著對于大且生動的平面顯示器 的支持以及高質(zhì)量內(nèi)容的可獲性，高質(zhì)量的消費(fèi)者應(yīng)用也正在增加。為了響應(yīng)對適合于高 質(zhì)量視頻應(yīng)用的壓縮技術(shù)的需求，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國際電工委員會(IS0/IEC)運(yùn)動畫面 專家組-4(MPEG-4)第10部分高級視頻編碼(AVC)標(biāo)準(zhǔn)/國際電信聯(lián)盟電信分部(ITU-T) H. 264建議(以下稱為“MPEG-4AVC標(biāo)準(zhǔn)”)的專業(yè)規(guī)范(professional profile)的標(biāo)準(zhǔn)化 已經(jīng)由MPEG和ITU-T的聯(lián)合視頻組(JVT)完成。已經(jīng)開發(fā)這些專業(yè)規(guī)范以便以高達(dá)4:4:4 的色彩采樣結(jié)構(gòu)和每個樣本高達(dá)14比特的比特深度動態(tài)范圍的增強(qiáng)壓縮能力來對專業(yè)和 半專業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行服務(wù)。當(dāng)使用更高的比特深度和更高的色度采樣來編碼內(nèi)容時(shí)， 比特率假設(shè)顯著增加。MPEG-4AVC標(biāo)準(zhǔn)是能夠以比之前標(biāo)準(zhǔn)實(shí)質(zhì)更低的比特率(例如，IS0/IEC MPEG-2 標(biāo)準(zhǔn)、ITU-T H. 263建議和MPEG-4第2部分的比特率的一半或更少)來提供好的視頻質(zhì) 量的最新視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。MPEG-4AVC標(biāo)準(zhǔn)包括用于有效視頻壓縮的多種新的編碼工具。關(guān) 鍵編碼工具包括多個參考幀、幀內(nèi)編碼的空間預(yù)測、新的變換設(shè)計(jì)、可變塊大小預(yù)測、環(huán)內(nèi) 濾波器、1/4像素精度運(yùn)動補(bǔ)償、分層級的B幀、加權(quán)預(yù)測、以及對數(shù)量化步驟和量化矩陣。 MPEG-4AVC標(biāo)準(zhǔn)定義了提供用于不同應(yīng)用的不同編碼工具的11種規(guī)范。High規(guī)范是用于 廣播和光學(xué)存儲應(yīng)用、尤其用于高清晰度電視應(yīng)用的主要規(guī)范。High 10規(guī)范在High規(guī)范 上通過添加對于每個解碼畫面精度樣本高達(dá)10比特的支持來構(gòu)建。主要目標(biāo)在于使用交 錯視頻的專業(yè)應(yīng)用的High 4:2:2規(guī)范在High 10規(guī)范上通過在使用每個解碼畫面精度樣 本高達(dá)10比特的同時(shí)添加對4:2:2色度子采樣格式的支持來構(gòu)建。MPEG-4AVC標(biāo)準(zhǔn)的最新 定稿的修改2定義了主要意圖用于專業(yè)的高質(zhì)量應(yīng)用的五種新的規(guī)范(High 10幀內(nèi)、High 4:2:2幀內(nèi)、High 4:4:4幀內(nèi)、上下文自適應(yīng)可變長度編碼(CAVLC)4:4:4幀內(nèi)、以及High 4:4:4預(yù)測規(guī)范)、以及兩種新類型的補(bǔ)充增強(qiáng)信息(SEI)消息(后濾波器暗示SEI消息和 色調(diào)映射信息SEI消息)。這些規(guī)范和補(bǔ)充增強(qiáng)信息消息被設(shè)計(jì)來以用于高達(dá)4:4:4的色 彩采樣結(jié)構(gòu)和每個樣本高達(dá)14比特的比特深度動態(tài)范圍的增強(qiáng)壓縮能力來服務(wù)于高質(zhì)量 的視頻應(yīng)用。
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圖1，通過參考標(biāo)號100總地指示MPEG-4AVC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范組的關(guān)系和能力。第 一環(huán)110對應(yīng)于基線規(guī)范，第二環(huán)120對應(yīng)于擴(kuò)展規(guī)范，第三環(huán)130對應(yīng)于主規(guī)范，第四環(huán) 140對應(yīng)于High規(guī)范，第五環(huán)150對應(yīng)于High 10規(guī)范，第六環(huán)160對應(yīng)于High 4:2:2規(guī) 范，而第七環(huán)170對應(yīng)于High 4:4:4規(guī)范。第一環(huán)110的能力包括任意分片排序(ASO)、1 和P分片、冗余畫面、運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測、上下文自適應(yīng)可變長度編碼(CAVLC)、環(huán)內(nèi)去塊、幀內(nèi) 預(yù)測、和靈活宏塊排序(FMO)。第二環(huán)120包括SI和SP分片、B分片、場編碼、宏塊級自適 應(yīng)幀/場(MBAFF)、加權(quán)預(yù)測、數(shù)據(jù)分割、以及第一環(huán)110中包括的元素。第三環(huán)130包括B 分片、場編碼、上下文自適應(yīng)二進(jìn)制算術(shù)編碼(CABAC)、MBAFF、加權(quán)預(yù)測、幀內(nèi)預(yù)測、環(huán)內(nèi)去 塊、運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測、以及I和P分片。第四環(huán)140包括8*8空間預(yù)測、8*8變換、單色格式、縮 放矩陣、以及第三環(huán)130中包括的元素。第五環(huán)150包括8-10比特樣本深度和第四環(huán)140 中包括的元素。第六環(huán)160包括4:2:2色度格式和第五環(huán)150中的元素。第七環(huán)170包括 4:4:4色度格式、8-14比特樣本深度、無損預(yù)測以及第六環(huán)160中包括的元素。MPEG-4AVC標(biāo)準(zhǔn)僅允許序列級的比特深度自適應(yīng)和色度采樣自適應(yīng)。在序列參數(shù) 集(SPQ中，MPEG-4AVC標(biāo)準(zhǔn)使用以下語義定義以下語法元素如表1中規(guī)定的，chroma_format_idc規(guī)定關(guān)于亮度采樣的色度采樣。chroma_ format」dc的值應(yīng)在0到3的范圍內(nèi)，含0和3。當(dāng)chroma_format_idc不存在時(shí)，應(yīng)將其 推斷為等于1 0:2:0色度格式)。如以下所規(guī)定的，bit_depth_luma_minus8規(guī)定亮度陣列的樣本的比特深度以及 亮度量化參數(shù)范圍偏置QpBdOffsetY的值BitDepthY = 8+bit_depth_luma_minus8QpB d0ffsetY = 6*bit_depth_luma_minus8當(dāng) bit_cbpth_luma_minus8 不存在時(shí)，應(yīng)將其推斷為等于 0。bit_depth_luma_ minus8應(yīng)在0到6的范圍內(nèi)，含0和6。如以下所規(guī)定的，bit_depth_chroma_minus8規(guī)定色度陣列的樣本的比特深度以 及色度量化參數(shù)范圍偏置QpBdOffsetC的值BitDepthC = 8+bit_depth_chroma_minus8QpBdOffsetc = 6 氺bit_depth_chroma_minus8當(dāng) bit_cbpth_chroma_minus8 不存在時(shí)，應(yīng)將其推斷為等于 0。bit_depth_ chroma_minus8應(yīng)在0至Ij 4的范圍內(nèi)，含0禾口 4。表1 示出從 chroma_format_idc 導(dǎo)出的 SubWidthC 和 SubHeightC 值。表 權(quán)利要求
1.一種裝置，包括編碼器000)，用于使用降低的比特深度更新模式和降低的色度采樣更新模式中的至 少一種來編碼畫面的至少一部分，所述降低的比特深度更新模式和降低的色度采樣更新模 式中的至少一種分別降低與該部分對應(yīng)的殘差信號的比特深度和色度采樣中的至少一種。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，使用全比特深度和全色度采樣中的至少一種來對 所述部分執(zhí)行幀內(nèi)預(yù)測和運(yùn)動補(bǔ)償中的至少一種。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，通過增加殘差信號的比特深度和色度采樣中的至 少一種來重構(gòu)所述部分。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述編碼器(200)在宏塊級、分片級、畫面級以及序 列級中的至少一級處將用于降低的比特深度更新模式和降低的色度采樣更新模式中的至 少一種的參數(shù)發(fā)信號通知給對應(yīng)的解碼器。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，發(fā)信號通知的參數(shù)與至少一個參考畫面和參考畫 面列表相關(guān)聯(lián)。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，基于編碼畫面類型和畫面特征中的至少一種來使 能降低的比特深度更新模式和降低的色度采樣更新模式中的至少一種。
7.一種方法，包括使用降低的比特深度更新模式和降低的色度采樣更新模式中的至少一種來編碼畫面 的至少一部分030，630)，所述降低的比特深度更新模式和降低的色度采樣更新模式中的 至少一種分別降低與該部分對應(yīng)的殘差信號的比特深度和色度采樣中的至少一種。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，使用全比特深度和全色度采樣中的至少一種來對 所述部分執(zhí)行幀內(nèi)預(yù)測和運(yùn)動補(bǔ)償中的至少一種(420，620)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，通過增加殘差信號的比特深度和色度采樣中的至 少一種來重構(gòu)所述部分。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述編碼步驟包括在宏塊級、分片級、畫面級以及 序列級中的至少一級處將用于降低的比特深度更新模式和降低的色度采樣更新模式中的 至少一種的參數(shù)發(fā)信號通知給對應(yīng)的解碼器(435，635，610)。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，發(fā)信號通知的參數(shù)與至少一個參考畫面和參考畫 面列表相關(guān)聯(lián)(425，610，625)。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，基于編碼畫面類型和畫面特征中的至少一種來 使能降低的比特深度更新模式和降低的色度采樣更新模式中的至少一種(425，430，625， 630)。
13.一種裝置，包括解碼器(300)，用于使用降低的比特深度更新模式和降低的色度采樣更新模式中的至 少一種來解碼畫面的至少一部分，所述降低的比特深度更新模式和降低的色度采樣更新模 式中的至少一種分別增加與該部分對應(yīng)的殘差信號的比特深度和色度采樣中的至少一種。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中，使用全比特深度和全色度采樣中的至少一種來 對所述部分執(zhí)行幀內(nèi)預(yù)測和運(yùn)動補(bǔ)償中的至少一種。
15.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述解碼器(300)進(jìn)行以下至少一項(xiàng)從宏塊 級、分片級、畫面級以及序列級中的至少一級中解碼和導(dǎo)出用于降低的比特深度更新模式和降低的色度采樣更新模式中的至少一種的參數(shù)。
16.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述參數(shù)與至少一個參考畫面和參考畫面列表 相關(guān)聯(lián)。
17.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中，基于編碼畫面類型和畫面特征中的至少一種來 使能降低的比特深度更新模式和降低的色度采樣更新模式中的至少一種。
18.一種方法，包括使用降低的比特深度更新模式和降低的色度采樣更新模式中的至少一種來解碼畫面 的至少一部分(525，530，725，730)，所述降低的比特深度更新模式和降低的色度采樣更新 模式中的至少一種分別增加與該部分對應(yīng)的殘差信號的比特深度和色度采樣中的至少一 種。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，使用全比特深度和全色度采樣中的至少一種來 對所述部分執(zhí)行幀內(nèi)預(yù)測和運(yùn)動補(bǔ)償中的至少一種(535，735)。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述解碼步驟包括以下至少一項(xiàng)從宏塊級、分 片級、畫面級以及序列級中的至少一級中解碼和導(dǎo)出用于降低的比特深度更新模式和降低 的色度采樣更新模式中的至少一種的參數(shù)(510，710)。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述參數(shù)與至少一個參考畫面和參考畫面列表 相關(guān)聯(lián)(520，720)。
22.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，基于編碼畫面類型和畫面特征中的至少一種來 使能降低的比特深度更新模式和降低的色度采樣更新模式中的至少一種(520，525，530， 720，725，730)。
全文摘要
提供了利用降低的比特深度更新模式和降低的色度采樣更新模式進(jìn)行視頻編碼和解碼的方法和裝置。一種包括編碼器(200)的裝置，所述編碼器用于使用降低的比特深度更新模式和降低的色度采樣更新模式中的至少一種來編碼畫面的至少一部分，所述降低的比特深度更新模式和降低的色度采樣更新模式中的至少一種分別降低與該部分對應(yīng)的殘差信號的比特深度和色度采樣中的至少一種。
文檔編號H04N7/50GK102067609SQ200980122086
公開日2011年5月18日 申請日期2009年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月12日
發(fā)明者喬爾·索爾, 克里斯蒂娜·戈米拉, 奧斯卡·D·埃斯科達(dá), 尹澎 申請人:湯姆森特許公司