CN101223784A - 可分级视频编码中的fgs标识 - Google Patents

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CN101223784A CNA2006800198196A CN200680019819A CN101223784A CN 101223784 A CN101223784 A CN 101223784A CN A2006800198196 A CNA2006800198196 A CN A2006800198196A CN 200680019819 A CN200680019819 A CN 200680019819A CN 101223784 A CN101223784 A CN 101223784A
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    • H04N21/8451Structuring of content, e.g. decomposing content into time segments using Advanced Video Coding [AVC]

Abstract

一种提供可分级视频编码中改进的FGS标识的系统和方法。根据本发明,每个FGS增强层被赋予唯一的依赖标识符,且仅包含FGS增强信息。对于后续增强层,基本依赖标识符将指向基本质量层或FGS增强层。可选择地,可以使用两个基本依赖标识符。一个标识符用以标识不含FGS信息的基本质量层,它用于后续增强层的编码模式和运动信息的预测。另一个标识符用以标识仅包含FGS信息的FGS增强层,它用于后续增强层的采样和/或残差数据的预测。

Description

可分级视频编码中的FGS标识
技术领域
本发明一般性地涉及视频编码。更具体地,本发明涉及可分级视频编码。
背景技术
传统视频编码标准,例如运动图像专家组(MPEG)-1,H.261/263/264标准,结合运动估计和运动补偿以便消除视频帧之间的时间冗余。H.264/AVC(AVC表示高级视频编码)标准的可分级扩展目前支持精细粒度分级,据此,可以通过以10%或更小的增量增加比特率使视频序列的质量得以改善。目前,精细粒度分级性(FGS)信息不被视为单独的“层”,而是改为随着它相对于其被编码的“基本层”一起存储。然而,当形成后续增强层时,如果可以选择该增强是基于具有FGS的基本层还是基于没有FGS的基本层,将是有益的。
传统的系统虽然是适度有用的,但其至少包括两个实质性问题。第一,分级性并非总是沿着“线性”路径的。例如,可能期望具有一个以某个最低可接受质量进行编码的低空间分辨率基本层,它具有用以增强质量的FGS。此外,还可能期望具有一个相对于基本层而被编码的空间增强(不包括FGS)。这可能被期望,其原因是例如在传输信道上对比特率有限制,其中当只需要空间增强时,该传输信道不允许传输额外FGS数据的“开销”。
在目前计划的H.264/AVC可分级性扩展中,FGS信息不被视为单独的层。在片头(slice header)中,语法元素base_id_plus用来指示增强层图像的基本层图像。然后,没有这样的机制可以用于规定后续增强层是相对于具有FGS的基本层还是没有FGS的基本层而被编码,以及如果具有FGS,是哪个FGS层。换言之,操作必须是“硬连线的”。
第二,渐进增强/细化片(即,FGS片)和相应的基本层图像目前被设想为处于同一图像中,并因此被设想为在同一访问单元中。这些项目针对DependencyId还具有相同的值。对于系统层操作而言这种体系结构不是最优的。在媒体文件格式中,例如,ISO/IEC14496-15中规定的AVC文件格式中,典型地会为每个包含图像或访问单元的采样存储元数据信息。因此,即使是对于非FGS可分级流(即,当FGS片的截断无需到达期待的可分级呈现点时),上述图像(访问单元)的定义仍然需要一个流服务器来解析为采样。从这个角度看,目前的设计强迫媒体文件格式存储具有更高复杂性的可分级视频内容,这意味着流服务器操作也具有更高的复杂性。
发明内容
本发明涉及在与其相应的基本信息分离的层中对FGS信息编码。根据本发明的一种实施方式,每个FGS增强层被制成其各自的图像,并被赋予唯一的DependencyId值。在这种意义上,FGS增强平面或层以和诸如空间增强层之类的其它增强层相同的方式被处理。FGS增强层的基本层图像被制成另外的图像,并具有其自己的DependencyId值。后续增强层将相对于该质量基本层或FGS增强层而被编码。本发明的这种系统在可分级视频编码中提供了灵活性水平改善,并同时使复杂性较低。
根据本发明的另一种实施方式,每个FGS增强层不被制成其各自的图像,并因此没有被赋予唯一的DependencyId值。然而,与每个FGS增强层相关联的QualityLevel值被用以标识后续增强层是相对于具有FGS的基本层而被编码还是相对于没有FGS的基本层而被编码,以及如果具有FGS,是哪个FGS层。这一点可以通过在比特流中例如在片头中包含新的语法元素来实现,以指示相应FGS片的QualityLevel值在后续增强层的编码中被参考。在这种情况下,片头中的base_id_plus1仍被用来指示被第一FGS层和后续增强层所参考的质量基本层的DependencyId值。
根据本发明的另一种实施方式,每个FGS增强层被制成其各自的图像,并被赋予唯一的DependencyId值。与每个FGS增强层相关联的DependencyId被用来标识后续增强层是相对于具有FGS的基本层还是没有FGS的基本层而被编码,以及如果有FGS,是哪个FGS层。这可以通过在比特流中例如在片头中包含新的语法元素来实现,以指示在后续增强层编码中被参考的FGS片所关联的DependencyId值。这时,片头中的base_id_plus1仍被用来指示被第一FGS层和后续增强层所参考的质量基本层的DependencyId值。
本发明的这些以及其它目的、优势和特征,及其操作的组织和方式,将在下文结合附图的详细说明中得以明晰,其中下文描述的附图中,类似的元件具有类似的数字。
附图说明
图1是一种在其内可以实施本发明的系统的总体框图;
图2是一种可在本发明的实施中使用的移动电话的剖面图;
图3是图2中移动电话的电话电路的示意性表示;
图4说明了一种使用本发明的视频编码器;以及
图5是根据本发明的一种实施方式包括基本分辨率层、FGS增强层和空间增强层的比特流的一般性表示。
具体实施方式
图1示出了本发明可被应用于其中的系统10,该系统10包括多个可以通过网络通信的通信装置。系统10可以包括无线或有线网络的任何组合,包括,但不限于,移动电话网络,无线局域网(LAN),蓝牙个人区域网络,以太LAN,令牌环LAN,广域网,互联网等。系统10可以包括有线的或无线的通信装置。
例如,图1中所示的系统10包括移动电话网络11和互联网28。到互联网28的连接性可以包括但不限于长距离无线连接、短距离无线连接、以及各种有线连接,其中有线连接包括但不限于电话线、电缆线、电源线等。
系统10的示例性通信装置可以包括但不限于移动电话12、组合PDA和移动电话14、PDA 16、集成消息发送装置(IMD)18、台式计算机20以及笔记本电脑22。通信装置可以是固定的或者当被移动中的个人携带时也可以是移动的。通信装置也可以被置于交通工具中,其中所述交通工具包括但不限于轿车、卡车、出租车、公共汽车、船、飞机、自行车、摩托车等。一些或全部通信装置可以发送和接收呼叫和消息,并可以通过与基站24的无线连接25来与服务提供者通信。基站24可连接到网络服务器26,网络服务器26支持移动电话网络11和互联网28之间的通信。系统10可以包括附加的通信装置和不同类型的通信装置。
通信装置可以使用各种不同的传输技术进行通信,其中所述传输技术包括但不限于码分多址(CDMA)、全球移动通信系统(GSM)、通用移动通信系统(UMTS)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)、短消息发送服务(SMS)、多媒体消息发送服务(MMS)、电子邮件、即时消息发送服务(IMS)、蓝牙、IEEE 802.11等。通信装置可以使用各种不同的媒介进行通信,其中所述媒介包括但不限于无线、红外、激光、电缆连接等。
图2和图3示出了本发明可以实现于其中的一种具有代表性的移动电话12。然而,应当理解,本发明并不意欲局限于一种特定类型的移动电话12和其它电子装置。图2和图3中的移动电话12包括外壳30、液晶显示器形式的显示器32、键区34、麦克风36、听筒38、电池40、红外端口42、天线44、根据本发明的一种实施方式采用UICC形式的智能卡46、读卡器48、无线接口电路52、编解码器电路54、控制器56和存储器58。单个电路和元件可以是本领域已知的所有类型,例如在Nokia系列移动电话中已知的所有类型。
本发明一个实施方式包括decodability_dependency_information中QualityLevel信息的删除。作为替代,本发明给每个FGS增强层赋予一个不同的DependencyId值。因此,只要一个增强层规定了它所依赖的基本层的DependencyId值,则基本质量层或该基本质量层的任何FGS增强层都可以被规定,  因为它们都具有唯一的DependencyId值。
下面将讨论用于对可分级视频数据进行解码的本发明一个实施方式并在图5中描述。在该特定实施方式中,使用了多个层。在这个实施方式中,有至少一个基本分辨率层和至少一个附加层,附加层相对于基本分辨率层被可选地编码。相对于基本层被编码的附加层仅包含FGS细化/增强信息,而其它层仍然包含空间增强信息。每个相对于基本层被编码的附加层也被赋予一个标识符(DependencyID),该标识符选自普通数字序列,用以标识所有增强层。后续增强层中的基本层指示符可以被设为指示:(1)仅包含FGS增强信息的层;或(2)不含FGS增强信息的层。另外,两类增强层可以在同一比特流中给出。不同于传统系统,用于FGS增强层的DependencyID与用于基本分辨率层的DependencyID是不同的。为了说明为什么这一点很重要,将一个通用中间格式(CIF)64kpbs序列相对于一个准CIF(QCIF)64kbps序列来进行编码,其中QCIF64kbps序列中的48kbps是QCIF“基本层”,16kbps是FGS增强层。如果CIF序列受限于64kbps的比特率,且空间增强层相对于“基本+FGS”层被编码,则由于“基本+FGS”已经消耗了全部64kbps,将没有可用于空间增强的比特率。另一方面,如果空间增强层仅相对于“基本”层被编码,则仍有16kbps可用于编码空间增强。
下面是一个基本实例,说明了本发明的上述实施方式是如何被实现的。QCIF 48kbps层是基本质量层,可以具有DependencyID值0,而不具有用来指示相应基本层的BaseDependencyID(基本依赖标识符),因为它并不相对于另一层。QCIF 64kpbs层(即16kbps FGS层)可以具有DependencyID值1和BaseDependencyID值0,表示它相对于QCIF 48kbps层被编码。CIF 84kbps层(空间增强层)可以具有DependencyID值2和BaseDependencyID值0,表示它也相对于QCIF 48kbps层被编码。另一方面,CIF 84kbps层可以可选择地具有BaseDependencyID值1,在这种情况下,它可以相对于QCIF 64kbps层被编码。通过使FGS增强层具有不同于基本质量层的DependencyID值,后续增强层可以相对于基本层或FGS增强层被编码。
本发明另一实施方式包括decodability_dependency_information中QualityLevel信息的使用,以便标识后续增强层是相对于具有FGS的基本层还是没有FGS的基本层而被编码,以及如果具有FGS,是哪个FGS层。这可以通过在比特流例如片头中包含新的语法元素来实现,以指示在后续增强层编码中被参考的FGS片所关联的QualityLevel值。在这种情况下,片头中的base_id_plus1仍用来指示第一FGS层和后续增强层所参考的质量基本层的DependencyId值。
本发明另一实施方式包括decodability_dependency_information中QualityLevel信息的删除。作为替代,本发明给每个FGS增强层赋予一个不同的DependencyId值。此外,与每个FGS增强层相关联的DependencyId值被用来标识后续增强层是相对于具有FGS的基本层还是没有FGS的基本层而被编码,以及如果具有FGS,是哪个FGS层。这可以通过在比特流中例如片头中包括新的语法元素来实现,以指示在后续增强层编码中被参考的FGS片所关联的DependencyId值。这时,片头中的base_id_plus1仍被用来指示第一FGS层和后续增强层所参考的质量基本层的DepdencyId值。
图4说明了根据本发明对可分级比特流进行编码的一种视频编码器310。如图所示,视频编码器310包括量化器320,用以将二进制比特发送到算术编码模块322。量化器320接收表示系数原始值的原始信号,并提供重建的系数值给帧缓冲模块324。算术编码模块322在比特流中将编码的视频数据提交给传输信道340。应当理解,量化过程可以由量化器320中的硬件或软件执行。例如,量化器320可以包括用于执行量化步骤的软件程序321。此外,视频编码器310可以包括基本层编码器330,它以可操作的方式与帧缓冲模块324和算术编码模块322连接,用以执行基本层编码,由此提供表示基本层编码数据的信号。这样的基本层编码器330在本领域是已知的。对每个FGS层重复图4所描述的处理。换言之,一个层的FGS重建(该重建是量化器320的输出)成为下一个层中基本层编码器320的输出。
本发明可以使用任何通用的编程语言,如C/C++或汇编语言,来直接在软件中实现。本发明还可以在硬件中实现并使用于多种客户装置中。
本发明在方法步骤的一般环境中被描述,这些方法步骤在一个实施方式中可以通过程序产品来实现,该程序产品包括由网络环境中的计算机执行的计算机可执行指令,例如程序代码。一般地,程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例行程序、程序、对象、组件、数据结构等。计算机可执行指令、相关数据结构和程序模块代表了用于执行在此公开的方法步骤的程序代码的实例。这些可执行指令的特定序列或相关数据结构代表了用于实现这些步骤中所描述功能的相应动作的实例。
本发明的软件和网络实现可以通过标准编程技术完成,这些编程技术具有基于规则的逻辑和其它逻辑,以完成各种不同的数据库搜索步骤、相关步骤、比较步骤和决定步骤。还应指出,这里和权利要求中使用的名词“组件”和“模块”,意在包括使用一行或多行软件代码的实现、和/或硬件实现、和/或用于接收手动输入的装备。
前面对于本发明实施方式的描述是为了说明和描述的目的而呈现。它并非意在详尽本发明或将本发明限于所揭示的精确形式,在上述教导的范围内或是来自本发明实践之中的修改和变化是可能的。选择和描述那些实施方式是为了解释本发明的原理及其实际应用,以使本领域技术人员可以在各种不同的实施方式中应用本发明,及对本发明进行各种修改,以适应特定的预期应用。

Claims (29)

1.一种对具有多个层的可分级视频数据进行解码的方法,包括:
提供基本质量层;以及
提供至少一个精细粒度分级性(FGS)增强层,至少一个FGS增强层中的每一个都直接或间接地相对于基本质量层而被编码,
其中,至少一个FGS增强层仅包含FGS增强信息并与标识符相关联,其中该标识符选自预先确定的数字序列,用以标识基本质量层和相应的FGS增强层。
2.根据权利要求1的方法,其中,所述至少一个FGS增强层包括H.264/AVC视频编码标准的可分级扩展中的渐进细化片。
3.根据权利要求1的方法,还包括:提供包括识符的后续增强层,其中所述标识符指示该后续增强层的编码是相对于仅包含FGS增强信息的层执行的。
4.根据权利要求1的方法,还包括提供包括基本依赖标识符的后续增强层,其中所述基本依赖标识符指示该后续增强层的编码是相对于不含FGS增强信息的层执行的。
5.根据权利要求1的方法,还包括:
提供包括第一基本依赖标识符的后续增强层,其中所述第一基本依赖标识符指示该后续增强层的编码是相对于仅包含FGS增强信息的层执行的;以及
提供包括第二基本依赖标识符的附加后续增强层,其中所述第二基本依赖标识符指示该后续增强层的编码是相对于不含FGS增强信息的层执行的。
6.根据权利要求1的方法,还包括提供后续增强层,其中后续增强层包括:
基本依赖标识符,指示该后续增强层的编码模式和运动信息的编码是相对于不含FGS增强信息的层执行的,以及
第二基本依赖标识符,指示该后续增强层的采样和/或残差信息的编码是相对于仅包含FGS增强信息的层执行的。
7.一种对具有多个层的可分级视频数据进行解码的方法,包括:
提供基本质量层;以及
提供至少一个精细粒度分级性(FGS)增强层,至少一个FGS增强层中的每一个都直接或间接地相对于基本质量层而被编码,
其中,至少一个FGS增强层仅包含FGS增强信息,并与标识符相关联,其中该标识符选自预先确定的数字序列用以标识所有增强层和基本质量层,且不同于基本质量层或不同FGS层的标识符。
8.根据权利要求7的方法,其中,所述至少一个FGS增强层包括H.264/AVC视频编码标准的可分级扩展中的渐进细化片。
9.根据权利要求7的方法,还包括提供包括标识符的后续增强层,其中所述标识符指示该后续增强层的编码是相对于仅包含FGS增强信息的层执行的。
10.根据权利要求7的方法,还包括提供基本依赖标识符的后续增强层,其中所述基本依赖标识符指示该后续增强层的编码是相对于不含FGS增强信息的层执行的。
11.根据权利要求7的方法,还包括:
提供包括第一基本依赖标识符的后续增强层,其中所述第一基本依赖标识符指示该后续增强层的编码是相对于仅包含FGS增强信息的层执行的;以及
提供包括第二基本依赖标识符的附加后续增强层,其中所述第二基本依赖标识符指示该后续增强层的编码是相对于不含FGS增强信息的层执行的。
12.一种计算机程序产品,用于对具有多个层的可分级视频数据进行解码,包括:
用于提供基本质量层的计算机代码;以及
用于提供至少一个FGS增强层的计算机代码,至少一个FGS增强层中的每一个都相对于基本质量层而被编码,
其中,至少一个FGS增强层仅包含FGS增强信息,并与标识符相关联,其中该标识符选自预先确定的数字序列,用以标识基本质量层和相应的FGS增强层。
13.根据权利要求12的计算机程序产品,还包括用于提供包括基本依赖标识符的后续增强层的计算机代码,其中所述基本依赖标识符指示该后续增强层的编码是相对于仅包含FGS增强信息的层执行的。
14.根据权利要求12的计算机程序产品,还包括用于提供包括基本依赖标识符的后续增强层的计算机代码,其中所述基本依赖标识符指示该后续增强层的编码是相对于不含FGS增强信息的层执行的。
15.根据权利要求12的计算机程序产品,还包括:
用于提供包括第一基本依赖标识符的后续增强层的计算机代码,其中所述第一基本依赖标识符指示该后续增强层的编码是相对于仅包含FGS增强信息的层执行的;以及
用于提供包括第二基本依赖标识符的附加后续增强层的计算机代码,其中所述第二基本依赖标识符指示该后续增强层的编码是相对于不含FGS增强信息的层执行的。
16.根据权利要求12的计算机程序产品,还包括用于提供后续增强层的计算机代码,其中所述后续增强层包括:
基本依赖标识符,指示该后续增强层的编码模式和运动信息的编码是相对于不含FGS增强信息的层执行的,以及
第二基本依赖标识符,指示该后续增强层的采样和/或残差信息的编码是相对于仅包含FGS增强信息的层执行的。
17.一种计算机程序产品,用于对具有多个层的可分级视频数据进行解码,包括:
用于提供基本质量层的计算机代码;以及
用于提供至少一个FGS增强层的计算机代码,至少一个FGS增强层中的每一个都相对于基本质量层而被编码,
其中,至少一个FGS增强层仅包含FGS增强信息和依赖标识符,该依赖标识符选自预先确定的标识符序列,用以标识所有增强层和基本质量层。
18.根据权利要求17的计算机程序产品,还包括用于提供包括基本依赖标识符的后续增强层的计算机代码,其中所述基本依赖标识符指示该后续增强层的编码是相对于仅包含FGS增强信息的层执行的。
19.根据权利要求17的计算机程序产品,还包括用于提供包括基本依赖标识符的后续增强层的计算机代码,其中所述基本依赖标识符指示该后续增强层的编码是相对于不含FGS增强信息的层执行的。
20.根据权利要求17的计算机程序产品,还包括:
用于提供包括第一基本依赖标识符的后续增强层的计算机代码,其中所述第一基本依赖标识符指示该后续增强层的编码是相对于仅包含FGS增强信息的层执行的;以及
用于提供包括第二基本依赖标识符的附加后续增强层的计算机代码,其中所述第二基本依赖标识符指示该附加后续增强层的编码是相对于不含FGS增强信息的层执行的。
21.一种电子装置,包括:
处理器;和
与处理器连接的存储器单元,所述存储器单元包括用于对具有多个层的可分级视频数据进行解码的计算机程序产品,包括:
用于提供基本质量层的计算机代码;以及
用于提供至少一个FGS增强层的计算机代码,至少一个FGS增强层中的每一个都相对于基本质量层而被编码,
其中,至少一个FGS增强层仅包含FGS增强信息,并与标识符相关联,其中该标识符选自预先确定的数字序列,用以标识基本质量层和相应的FGS增强层。
22.根据权利要求21的电子装置,其中,该计算机程序产品还包括用于提供包括基本依赖标识符的后续增强层的计算机代码,其中所述基本依赖标识符指示该后续增强层的编码是相对于仅包含FGS增强信息的层执行的。
23.根据权利要求21的电子装置,其中,该计算机程序产品还包括用于提供包括基本依赖标识符的后续增强层的计算机代码,其中所述基本依赖标识符指示该后续增强层的编码是相对于不含FGS增强信息的层执行的。
24.根据权利要求21的电子装置,其中,该计算机程序产品还包括:
用于提供包括第一基本依赖标识符的后续增强层的计算机代码,其中所述第一基本依赖标识符指示该后续增强层的编码是相对于仅包含FGS增强信息的层执行的;以及
用于提供包括第二基本依赖标识符的附加后续增强层的计算机代码,其中所述第二基本依赖标识符指示该附加后续增强层的编码是相对于不含FGS增强信息的层执行的。
25.根据权利要求21的电子装置,其中,该计算机程序产品还包括用于提供后续增强层的计算机代码,所述后续增强层包括:
基本依赖标识符,指示该后续增强层的编码模式和运动信息的编码是相对于不含FGS增强信息的层执行的,以及
第二基本依赖标识符,指示该后续增强层的采样和/或残差信息的编码是相对于仅包含FGS增强信息的层执行的。
26.一种电子装置,包括:
处理器;和
与处理器连接的存储器单元,所述存储器单元包括用于对具有多个层的可分级视频数据进行解码的计算机程序产品,包括:
用于提供基本质量层的计算机代码;以及
用于提供至少一个FGS增强层的计算机代码,至少一个FGS增强层中的每一个都相对于基本质量层而被编码,
其中,至少一个FGS增强层仅包含FGS增强信息和依赖标识符,其中该依赖标识符选自预先确定的标识符[j6]序列,用以标识所有的增强层和基本质量层。
27.根据权利要求26的装置,其中,该计算机程序产品还包括用于提供包括基本依赖标识符的后续增强层的计算机代码,其中所述基本依赖标识符指示该后续增强层的编码是相对于仅包含FGS增强信息的层执行的。
28.根据权利要求26的装置,其中,该计算机程序产品还包括用于提供包括基本依赖标识符的后续增强层的计算机代码,其中所述基本依赖标识符指示该后续增强层的编码是相对于不含FGS增强信息的层执行的。
29.根据权利要求26的电子装置,其中,该计算机程序产品还包括:
用于提供包括第一基本依赖标识符的后续增强层的计算机代码,其中所述第一基本依赖标识符指示该后续增强层的编码是相对于仅包含FGS增强信息的层执行的;以及
用于提供包括第二基本依赖标识符的附加后续增强层的计算机代码,其中所述第二基本依赖标识符指示该附加后续增强层的编码是相对于不含FGS增强信息的层执行的。
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