視頻編碼方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種視頻編碼方法，特別是有關(guān)于一種包括參考類型的視頻編碼方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自適應(yīng)幀內(nèi)(Intra)/幀間(Inter)預(yù)測是廣泛用于視頻編碼領(lǐng)域的編碼技術(shù)，其中幀或圖像單元是幀內(nèi)編碼或幀間編碼。在編碼之前，每一個視頻幀或圖像單元被分配用于壓縮的幀類型(或圖像單元類型)。用于壓縮的幀類型(或圖像單元類型)為幀內(nèi)中貞或巾貞內(nèi)編碼巾貞(Intra-frame or Intra coded frame, 1-frame)、預(yù)測巾貞(Predictedframe, P-frame)以及雙向預(yù)測巾貞(B1-direct1nal predicted frame, B-frame)。其中，中貞內(nèi)幀或幀內(nèi)編碼幀簡稱為I幀；預(yù)測幀簡稱為P幀；雙向預(yù)測幀簡稱為B幀。I幀為將圖像編碼至數(shù)據(jù)流中的幀內(nèi)幀并不需要其他幀而能被重建。在編碼期間，I幀是能被其他幀作為參考幀的關(guān)鍵幀。P幀或B幀是基于其他幀而被預(yù)測的幀間幀。P幀包括來自它的先前幀的圖像的改變并因此包括來自先前I巾貞或P巾貞的運動補償差異信息(mot1n-compensateddifference informat1n)。B巾貞包括來自先前和后續(xù)I巾貞或P巾貞的差異信息。在現(xiàn)有的視頻編碼方法中，在編碼之前決定具體指定幀內(nèi)/幀間幀的排列順序的幀類型結(jié)構(gòu)。視頻序列的巾貞類型結(jié)構(gòu)可通過具有預(yù)定巾貞類型和參考信息的連續(xù)畫面組(Group Of successivePictures, G0P)來反映,其中參考信息包括參考巾貞的數(shù)目、參考方向以及參考距離。舉例來說，現(xiàn)有的畫面組的四個畫面幀類型結(jié)構(gòu)為IBBP，IBPB, IPPP或1111。
[0003]在視頻序列的每一個幀的幀類型和幀類型結(jié)構(gòu)確定之后，分配每一個幀間幀(例如，P幀或B幀)的拉姆達(lambda)表。在拉姆達表中λ值用于視頻編碼模式?jīng)Q策。在模式?jīng)Q策過程期間，估計每一個成本函數(shù)的視頻壓縮的成本，以使得確定具有最小成本的最佳壓縮模式。基于失真和編碼位的數(shù)目計算對應(yīng)于編碼模式的視頻壓縮成本。利用如下公式計算視頻壓縮的成本:
[0004]Cost = a*Distort1n+λ *Bits(I)
[0005]其中，a為與失真相關(guān)的常數(shù)；λ與編碼位的數(shù)目相關(guān)。根據(jù)給定的量化參數(shù)(Quantizat1n Parameter, QP)值計算λ值。λ值可以通過如下公式計算:
[0006]λ = f (QP)(2)
[0007]若利用低量化參數(shù)QP來編碼圖像的編碼單元，則失真將較低以及編碼位的數(shù)目將較多。若利用高量化參數(shù)QP來編碼圖像的編碼單元，則編碼位的數(shù)目將較低。在視頻編碼的模式?jīng)Q策中λ值起重要作用。當(dāng)λ值較高時，視頻壓縮的成本更多地依賴于編碼位的數(shù)目。另一方面，若λ值較低，視頻壓縮的成本更多地依賴于失真(或圖像的質(zhì)量)。因此，λ值是在失真和編碼位的數(shù)目之間的加權(quán)因子(weighting factor)。在現(xiàn)有的方法中，視頻序列的每一個巾貞的拉姆達表被確定為序列級(sequence level)。一旦確定連續(xù)畫面組的幀類型結(jié)構(gòu)，拉姆達表就固定下來。
[0008]利用視頻編碼的預(yù)定幀類型結(jié)構(gòu)和固定的拉姆達表的現(xiàn)有視頻編碼方法具有一些缺點。在某些情況下，具有固定拉姆達表的預(yù)定幀類型結(jié)構(gòu)不能對所有場景的視頻壓縮表現(xiàn)良好。預(yù)定幀類型結(jié)構(gòu)或非自適應(yīng)幀類型視頻編碼過程可引起圖像質(zhì)量惡化，特別是在快速運動的場景中。惡化部分的原因在于，依據(jù)畫面的類型將每個畫面視為參考畫面或非參考畫面，而沒有考慮圖像的特點。舉例來說，若幀類型結(jié)構(gòu)為“IPPP”，則通過每一個P幀的先前幀(即，I幀或P幀)來預(yù)測每一個P幀。換句話說，除在利用“IPPP”編碼的畫面組中的最后一個P幀之外，每一個P幀被編碼為參考畫面。若在具有“IPPP”編碼結(jié)構(gòu)的序列中的第一P幀發(fā)生快速運動或場景變化，第一P幀將要求較高的比特率來編碼。然而，現(xiàn)有的編碼技術(shù)利用固定的編碼結(jié)構(gòu)并不能有效地使用可用的(available)比特率預(yù)算。另一方面，若在此情況下高數(shù)據(jù)率被分配至第一 P幀，則系統(tǒng)可能不具有足夠的比特率來分配給后續(xù)的P幀。因此，固定的幀類型結(jié)構(gòu)不能適應(yīng)幀的特點。用于現(xiàn)有的編碼系統(tǒng)中的拉姆達表也沒有考慮幀的特點。因此，它不能適應(yīng)幀的特點而在圖像質(zhì)量(或失真)或比特方面衡量更多。
[0009]對于在圖像序列中由另一個畫面參考的畫面，需要重建該參考的畫面并在編碼器中由另一畫面將該參考的畫面作為參考畫面來使用。因此，參考的畫面將消耗更多的處理功率以及更多的存儲帶寬。然而，在現(xiàn)有的編碼系統(tǒng)中，對于固定的幀類型結(jié)構(gòu)，需要的計算功率和需要的系統(tǒng)帶寬大致是固定的，不能適應(yīng)給定的編碼系統(tǒng)的特定計算功率和存儲帶寬。需要開發(fā)一種自適應(yīng)的方法來確定視頻編碼的幀類型結(jié)構(gòu)和拉姆達表以改善性能、或適應(yīng)系統(tǒng)處理功率或系統(tǒng)帶寬限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]有鑒于此，本發(fā)明提出一種視頻編碼方法。
[0011]根據(jù)本發(fā)明第一實施方式，提供一種視頻編碼方法，該視頻編碼方法包括:接收與畫面的圖像單元相關(guān)的視頻數(shù)據(jù)；根據(jù)編碼器系統(tǒng)信息及/或圖像單元信息確定圖像單元的參考類型；以及根據(jù)確定的參考類型編碼視頻數(shù)據(jù)。其中編碼器系統(tǒng)信息與用于編碼視頻數(shù)據(jù)的畫面編碼器相關(guān)，以及圖像單元信息從圖像單元取得，以及其中參考類型包括參考和非參考。
[0012]根據(jù)本發(fā)明第二實施方式，提供一種視頻編碼方法。該視頻編碼方法包括:接收與視頻序列的多個圖像單元相關(guān)的視頻數(shù)據(jù)；確定與每一個圖像單元相關(guān)的圖像單元信息；根據(jù)圖像單元信息確定多個圖像單元的參考結(jié)構(gòu)；以及根據(jù)確定的參考類型編碼視頻數(shù)據(jù)。其中參考結(jié)構(gòu)包括每一個圖像單元的參考類型以及其中參考類型包括參考和非參考。
[0013]根據(jù)本發(fā)明第三實施方式，提供一種視頻編碼方法。該視頻編碼方法包括:接收與當(dāng)前幀相關(guān)的視頻數(shù)據(jù)；確定與一個或多個先前編碼幀相關(guān)的第一信息；基于包括第一信息的設(shè)計信息確定拉姆達表；基于拉姆達表確定當(dāng)前幀的多個編碼參數(shù)；以及使用確定的多個編碼參數(shù)編碼該當(dāng)前幀。
[0014]本發(fā)明所提出的視頻編碼方法，可改善編碼效率。
【附圖說明】
[0015]圖1為視頻解碼器的實施方式的系統(tǒng)方框圖。
[0016]圖2為視頻解碼器的實施方式的系統(tǒng)方框圖。
[0017]圖3為視頻解碼器的實施方式的系統(tǒng)方框圖。
[0018]圖4A為根據(jù)本發(fā)明一實施方式的視頻編碼系統(tǒng)的示意圖。
[0019]圖4B為根據(jù)本發(fā)明另一實施方式的視頻編碼系統(tǒng)的示意圖。
[0020]圖5A為根據(jù)本發(fā)明實施方式的包括自適應(yīng)參考/非參考幀選擇的視頻編碼系統(tǒng)的視頻編碼過程的流程圖。
[0021]圖5B為基于圖像單元信息的圖像單元組的自適應(yīng)參考/非參考幀選擇的流程圖。
[0022]圖5C為根據(jù)本發(fā)明實施方式的基于確定的參考類型的修正幀/切片類型結(jié)構(gòu)的視頻編碼系統(tǒng)的視頻編碼過程的流程圖。
[0023]圖6為根據(jù)本發(fā)明實施方式的具有自適應(yīng)參考/非參考幀選擇的IPPPPP視頻序列的不意圖。
[0024]圖7為根據(jù)本發(fā)明實施方式的具有自適應(yīng)參考/非參考幀選擇的IBBBPBBBP視頻序列的示意圖。
[0025]圖8為根據(jù)本發(fā)明實施方式的具有自適應(yīng)參考/非參考幀選擇的IPPPP視頻序列的示意圖。
[0026]圖9為根據(jù)本發(fā)明實施方式的具有自適應(yīng)修正的幀類型結(jié)構(gòu)的IPPPPIPPPP視頻序列的示意圖。
[0027]圖10為基于先前編碼幀的分析信息的具有自適應(yīng)拉姆達表決策的視頻編碼系統(tǒng)的視頻編碼程序的流程圖。
[0028]圖11為基于輸入幀的預(yù)分析信息和先前編碼幀信息的具有自適應(yīng)拉姆達表決策的視頻編碼系統(tǒng)的視頻編碼過程的流程圖。
[0029]圖12為根據(jù)本發(fā)明實施方式的對于圖像單元的具有