用于將幀的格式轉(zhuǎn)換成色度子采樣格式的方法
【專利說(shuō)明】用于將幀的格式轉(zhuǎn)換成色度子采樣格式的方法
[0001]置量
[0002]計(jì)算機(jī)和計(jì)算系統(tǒng)已經(jīng)影響了現(xiàn)代生活的近乎每一個(gè)方面。計(jì)算機(jī)通常涉及工作、休閑、醫(yī)療保健、運(yùn)輸、娛樂(lè)、家政管理等。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通常能向用戶輸出視頻圖像。
[0003]尤其消費(fèi)級(jí)計(jì)算機(jī)產(chǎn)品中的許多目前可用的視頻編碼器和解碼器優(yōu)選地支持YUV4:2:0色度子采樣格式。然而，視頻通常處于YUV 4:4:4格式。因此，視頻幀從YUV 4:4:4格式轉(zhuǎn)換成4:2:0格式。4:2:0格式可以提供對(duì)沒有平凡紋理的正常自然視頻的令人滿意的用戶體驗(yàn)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)人都不會(huì)注意到可能存在的視覺偽像。然而，對(duì)于屏幕和動(dòng)畫內(nèi)容，4:2:0子采樣格式導(dǎo)致非常明顯的偽像(尤其在本文中)。
[0004]此處要求保護(hù)的主題不限于解決任何缺點(diǎn)或僅在諸如上述環(huán)境這樣的環(huán)境中操作的各實(shí)施例。相反，提供該背景僅用于解說(shuō)其中可實(shí)現(xiàn)所述一些實(shí)施例的一個(gè)示例性技術(shù)領(lǐng)域。
[0005]簡(jiǎn)沭
[0006]此處解說(shuō)的一個(gè)實(shí)施例包括可在計(jì)算環(huán)境中實(shí)施的方法。該方法包括用于將YUV4:4:4幀轉(zhuǎn)換成一個(gè)或多個(gè)YUV 4:2:0幀的動(dòng)作。該方法包括訪問(wèn)使用η個(gè)系數(shù)的YUV4:4:4幀，其中η是供YUV 4:4:4幀的Y、U和V平面使用的系數(shù)的總數(shù)。該方法還包括將YUV 4:4:4幀的系數(shù)映射到一個(gè)或多個(gè)YUV 4:2:0幀的系數(shù)。該一個(gè)或多個(gè)YUV 4:2:0幀跨全部YUV 4:2:0幀具有與YUV 4:4:4幀的η個(gè)系數(shù)相匹配的η個(gè)系數(shù)。
[0007]提供本概述是為了以精簡(jiǎn)的形式介紹將在以下詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述的一些概念。該概述不意圖標(biāo)識(shí)所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或基本特征，也不意圖被用來(lái)幫助確定所要求保護(hù)的主題的范圍。
[0008]附加特征和優(yōu)點(diǎn)將在以下描述中提出，且部分會(huì)從描述中顯而易見，或者可以通過(guò)實(shí)踐此處的原理來(lái)獲悉。本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)在所附權(quán)利要求書中特別指出的工具和組合來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。本發(fā)明的特征從以下描述和所附權(quán)利要求書中將更完全顯而易見，或者可以通過(guò)如下文所述實(shí)踐本發(fā)明而獲悉。
[0009]附圖簡(jiǎn)沐
[0010]為了描述可獲得以上記載的及其他優(yōu)點(diǎn)和特征的方式，將參照各具體實(shí)施例呈現(xiàn)以上簡(jiǎn)述的主題的更具體描述，各具體實(shí)施例在附圖中解說(shuō)。理解這些附圖僅描述典型的實(shí)施例，因此不應(yīng)被視為限制本發(fā)明的范圍，各實(shí)施例將通過(guò)使用附圖以附加的具體性和細(xì)節(jié)來(lái)描述和解釋，附圖中:
[0011]圖1解說(shuō)了用于將YUV 4:4:4幀轉(zhuǎn)換成YUV 4:2:0幀的空間增強(qiáng)方法的工作流；
[0012]圖2解說(shuō)了用于將YUV 4:4:4幀轉(zhuǎn)換成YUV 4:2:0幀的時(shí)間交織方法的工作流；
[0013]圖3示出用于將YUV 4:4:4幀轉(zhuǎn)換成YUV 4:2:0幀的信道復(fù)用器方法的工作流；
[0014]圖4解說(shuō)了關(guān)于空間增強(qiáng)方法的附加細(xì)節(jié)；
[0015]圖5解說(shuō)了關(guān)于空間增強(qiáng)方法的附加細(xì)節(jié)；
[0016]圖6解說(shuō)了關(guān)于時(shí)間交織方法的附加細(xì)節(jié)；
[0017]圖7解說(shuō)了關(guān)于時(shí)間交織方法的附加細(xì)節(jié)；
[0018]圖7A解說(shuō)了關(guān)于時(shí)間交織方法的附加細(xì)節(jié)；
[0019]圖7B解說(shuō)了關(guān)于時(shí)間交織方法的附加細(xì)節(jié)；
[0020]圖8解說(shuō)了關(guān)于復(fù)用器方法的附加細(xì)節(jié)；
[0021]圖9解說(shuō)了關(guān)于復(fù)用器方法的附加細(xì)節(jié)；
[0022]圖9A解說(shuō)了關(guān)于復(fù)用器方法的附加細(xì)節(jié)；
[0023]圖9B解說(shuō)了關(guān)于復(fù)用器方法的附加細(xì)節(jié)；
[0024]圖10解說(shuō)了用于將YUV 4:4:4幀轉(zhuǎn)換成一個(gè)或多個(gè)YUV 4:2:0幀的方法。
[0025]詳細(xì)描沐
[0026]以下解說(shuō)了用于按以下方式將YUV 4:4:4轉(zhuǎn)換成YUV 4:2:0的三種幀轉(zhuǎn)換方法:該方式不僅解決了令人煩惱的偽像，而且被執(zhí)行以使經(jīng)轉(zhuǎn)換的幀具有高時(shí)間和紋理相關(guān)性，高時(shí)間和紋理相關(guān)性可帶來(lái)給出更好的壓縮結(jié)果的好處。由于高時(shí)間和紋理相關(guān)性，這些方法是運(yùn)動(dòng)估計(jì)和過(guò)濾友好的，以使編解碼復(fù)雜度可被降低且編解碼效率可得以改善。而且，這些方法(特別是第一和第二種方法)可與許多基于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的編解碼器聯(lián)用，諸如與 MPEG-2、MPEG-4 第 2 部分、MPEG AVC/H.264、VCl、HEVC 等聯(lián)用。
[0027]在YUV 4:4:4布局中，每個(gè)平面(S卩，Y、U和V)對(duì)于幀中的每個(gè)像素具有一個(gè)系數(shù)。將YUV 4:4:4幀轉(zhuǎn)換為YUV 4:2:0幀得到一半數(shù)量的系數(shù)。例如，YUV 4:4:4格式的10像素乘10像素的幀將有300個(gè)系數(shù)，其中Y平面100個(gè)系數(shù)、U平面100個(gè)系數(shù)、V平面100個(gè)系數(shù)。在傳統(tǒng)的方法中，將該幀轉(zhuǎn)換為YUV 4:2:0幀由于UV平面中的下采樣而得到具有150個(gè)系數(shù)的幀，也就是在Y平面中有100個(gè)系數(shù)，在U平面中有25個(gè)系數(shù)，并且在V平面中有25個(gè)系數(shù)。特別是，盡管YUV 4:4:4幀對(duì)于每個(gè)平面具有相等數(shù)量的系數(shù)，但是YUV 4:2:0幀在Y平面中具有其系數(shù)的100%，在U平面中具有其系數(shù)的25%，在Z平面中具有其系數(shù)的25%。這在幀從YUV4:4:4被轉(zhuǎn)換成YUV 4:2:0時(shí)可以導(dǎo)致信息丟失。因此，一些實(shí)施例可以通過(guò)在將YUV 4:4:4幀轉(zhuǎn)換成YUV 4:2:0幀之前使YUV 4:4:4幀的系數(shù)數(shù)量實(shí)質(zhì)上翻倍來(lái)克服此信息丟失。或者，YUV 4:4:4的系數(shù)可以被映射到一個(gè)或多個(gè)YUV4:2:0幀，其中(諸)YUV 4:2:0幀(作為總和)與YUV 4:4:4幀具有相同數(shù)量的系數(shù)。
[0028]例如，一些實(shí)施例中，具有η個(gè)系數(shù)的YUV4:4:4幀可以被映射成具有η個(gè)系數(shù)的空間上等價(jià)的YUV 4:2:0幀。作為替換，具有η個(gè)系數(shù)的YUV4:4:4幀可以在時(shí)間上被映射成兩個(gè)具有n/2個(gè)系數(shù)的YUV 4:2:0幀(或四個(gè)具有n/4個(gè)系數(shù)的YUV 4:2:0幀等等)。在又一示例中，具有η個(gè)系數(shù)的YUV 4:4:4幀可以被復(fù)用成兩個(gè)具有n/2個(gè)系數(shù)的YUV 4:2:0幀(或四個(gè)具有n/4個(gè)系數(shù)的YUV 4:2:0幀等等)。
[0029]圖1、2和3解說(shuō)了可用于三種不同的轉(zhuǎn)換方法的工作流。
[0030]圖1解說(shuō)了用于空間增強(qiáng)方法的工作流102。用于空間幀增強(qiáng)模塊104的輸入是YUV 4:4:4幀?？臻g幀增強(qiáng)模塊104會(huì)生成具有原始YUV 4:4:4幀的雙倍高度的YUV 4:2:0幀。所生成的幀可以被直接輸入至視頻編碼器106。
[0031]視頻編碼器106可以以各種不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，在一些實(shí)施例中，視頻編碼器106可以是包括在電子設(shè)備中的硬件視頻編碼器，該電子設(shè)備為諸如手持式或其他消費(fèi)電子設(shè)備。在一些實(shí)施例中，視頻編碼器106可以是針對(duì)YUV 4:2:0視頻編碼進(jìn)行了優(yōu)化(或有其他優(yōu)化的編碼格式)而不具有經(jīng)優(yōu)化的針對(duì)YUV 4:4:4視頻編碼的功能(或有其他非優(yōu)化編碼格式)的基于硬件的視頻編碼器，從而在處理硬件未針對(duì)其優(yōu)化的格式時(shí)比在處理硬件針對(duì)其優(yōu)化的格式時(shí)導(dǎo)致更多失真?；蛘撸曨l編碼器106可以通過(guò)執(zhí)行被配置成執(zhí)行視頻編碼的軟件模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的軟件視頻編碼器。視頻編碼器106將生成比特流作為到傳輸信道108的輸入。
[0032]傳輸信道108可以以各種形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，在一些實(shí)施例中，傳輸信道可以包括存儲(chǔ)。例如，傳輸信道可以包括數(shù)據(jù)庫(kù)、平面文件存儲(chǔ)、磁盤存儲(chǔ)、存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器等中的一個(gè)或多個(gè)。替換地或另選地，傳輸信道可以包括一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)信道，諸如有線或無(wú)線以太網(wǎng)信道、設(shè)備互連總線信道、等等。
[0033]解碼器站點(diǎn)110將從傳輸信道108中檢索比特流以便對(duì)YUV 4:2:0幀進(jìn)行解碼。通過(guò)使用空間增強(qiáng)的逆向過(guò)程，已解碼的YUV 4:2:0幀可由幀解耦模塊112重新組織為YUV4:4:4幀，以使它可以被顯示在顯示器114上。
[0034]如圖4所示，空間增強(qiáng)方法使用YUV 4:2:0容器幀404，該YUV 4:2:0容器幀404具有為原始YUV 4:4:4