CN101257624B - 实现随机访问的方法及解码器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种实现随机访问的方法及解码器，所述的方法包括如下步骤：a、接收比特流，所述的比特码流中携带有预测特性参数，所述预测特性参数用于指示帧内编码图像I帧之后的前向预测编码图像P帧和双向预测编码图像B帧的预测参考特性；b、解析所述预测特性参数，根据所述预测特性参数对所述比特流的图像帧进行解码。本发明实施例所述的技术方案能够支持多参考帧情况下压缩码流的随机访问；并且本发明方案实现简单、具有高度的灵活性，可以根据各种应用场合，灵活的设置在编码效率和随机访问性能之间的折中。

Description

实现随机访问的方法及解码器
技术领域
本发明属于音视频技术领域，尤其涉及视频压缩编解码技术领域。
背景技术
在过去的近20年当中，视频压缩编码技术得到不断发展，新的视频压缩编码标准也不断涌现。目前，视频压缩编码技术，正向着更高的编码压缩效率、更好的网络兼容性、更广泛的应用领域和更好的用户体验方向发展。
视频编码标准追求更高的编码压缩效率，但同时还必须考虑压缩码流的随机访问性能。随机访问性能是指从某一点而非比特流起始点开始对比特流解码并恢复出解码图像的能力，直接与用户的体验相关。随机访问性能和编码效率是矛盾的关系，如何在两者之间进行折中和平衡，是视频编码标准必须要考虑的一个重要问题。
随机访问的需求主要包括广播业务中的节目换台、码流切换、编辑和拼接、节目回放的随机定位、快进快退等。不同的业务对随机访问性能的要求不同，比如，对于广播业务，DVB(Digital Video Broadcasting数字视频广播)标准规定每隔0.5s要出现一个随机访问点；对于视频通信、视频会议、PPV(Pay PerView(按观看节目付费业务)等业务对随机访问性能的要求降低。
为支持对视频压缩码流的随机访问，MPEG-2采取了一系列措施，在MPEG-2标准中，采用了6个层次的语法结构，包括序列、图组(GOP group ofpictures)、图像、条带、宏块和块。随机访问的进入点有三个层次，即序列头、GOP头、I帧头(祯内编码图像)。重复序列头可以支持随机访问，主要用于节目级的随机访问，如节目切换；GOP头和I帧头互相配合，主要用于序列内的随机访问，如码流编辑、拼接、节目回放的随机定位、快进快退等操作。
MPEG-2标准中的图组头定义了两个标志位：closed_gop和broken_link。其中，
Closed_gop：用于指示紧跟图组GOP头后面的第一个I帧图像后面的第一组B帧(双向预测编码图像)的预测特性。该位置1时，表示这些B帧只使用了后向预测或帧内编码。
Broken_link：用于指示两个图组之间的连接关系是否被打断。该位置1时，表示两个图组之间的连接关系被打断，紧跟在GOP头后面的第一个I帧后续的第一组B帧可能由于缺乏参考帧不能被正确解码。
Closed_gop和broken_link配合使用，可以支持压缩码流编辑。码流发生编辑时，可以通过设置broken_link标志位，指示解码器正确处理紧跟在I帧后续的B帧的解码问题。
GOP是编码图像的系列组合，可以有多种结构，其中典型结构是IBBP，其中的P祯指前向预测编码图像。以下以IBBP结构的编码图像组合为例说明上述标志位的作用：
对于IBBP这种图组结构，如果I帧后续的B帧参考了I帧前面的帧，那么从I帧随机进入时，这些B帧将无法正确解码，这种情况可由GOP头中的closed_gop来指示；同样地，如果对这些I帧以前的参考帧发生了编辑，I帧后续的B帧也将由于缺少参考帧而无法正确解码，这种情况可由broken_link来指示。
在MPEG-2标准中，GOP和I帧能够支持随机访问和编辑的一个前提条件是，帧间预测编码图像只能有一个参考帧。然而，为提高编码效率，现在新的视频编码标准允许帧间编码图像有多个参考帧。如果在P帧有多个参考帧的情况下，P帧可能会参考I帧之前的帧，那么将导致I帧起不到重新同步、随机访问、阻止误差扩散的作用。同时，码流的编辑问题也变得更为复杂，不仅要指示后续B帧可否解码，还要指示后续P帧可否解码。因此，MPEG-2的GOP的做法已经不能适用于多参考帧的应用场合。
最新的视频编码标准H.264，采用了多参考帧预测技术。该标准采用了全新的语法结构，引进了新的图像类型IDR(instantaneous decoding refresh立即解码刷新)图像，并与I帧和recovery point SEI message(恢复点SEI辅助信息)辅助信息等结合，以支持压缩码流的随机访问和编辑问题。解码器一旦遇到IDR图像，立即刷新参考图像缓冲区，使得所有在IDR之前的参考图像都失效，从IDR图像开始重新解码。IDR图像可以作为随机访问点，起到重新同步、阻止误差扩散的作用。
但是，H.264标准采用了全新的语法结构，采用参数集的概念，替代了MPEG-2中的序列和图像的语法层次，并引入了新的图像类型IDR图像，以及recovery point SEI message辅助信息，以支持随机访问。这种新的语法结构和处理机制，与MPEG-2标准相差很大，语法层次结构上完全不同。带来的问题是对于目前广泛使用的MPEG-2的系统层标准不能很好的适应，H.264压缩码流承载到MPEG-2系统层时，效率会降低；此外，H.264标准处理随机访问的机制相对复杂，不仅引入了新的图像类型IDR，并且增加了recovery point SEImessage辅助信息，在SEI辅助信息中包含了4个配合使用的元素，这种对随机访问和编辑问题的处理机制相对复杂。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种实现随机访问的方法及解码器，旨在解决现有技术中存在的当帧间预测编码图像存在多个参考帧时解码器处理机制复杂的问题。
为实现上述目的，本发明实施例采用如下的技术方案：
一种实现随机访问的方法，所述的方法包括如下步骤：
a、接收比特流，所述的比特流中携带有预测特性参数，所述预测特性参数用于指示帧内编码图像I帧之后的前向预测编码图像P帧和双向预测编码图像B帧的预测参考特性；
b、解析所述预测特性参数，当所述预测特性参数指示不能解码时，则对所 述预测特性参数指示不能解码的图像帧不进行解码，当所述预测特性参数指示能够解码时，解码所述的预测特性参数指示能够解码的图像帧。
本发明实施例还提供了一种解码器，所述的解码器包括码流解析模块、预测特性解析单元和视频解码模块：
所述码流解析模块，用于接收比特流，所述的比特流中携带有预测特性参数，所述预测特性参数用于指示帧内编码图像I帧之后的前向预测编码图像P帧和双向预测编码图像B帧的预测参考特性；
所述预测特性解析单元，用于解析所述预测特性参数，指示所述视频解码模块解码所述的预测特性参数指示能够解码的图像帧；指示所述视频解码模块对所述的预测特性参数指示不能解码的图像帧不进行解码；
所述视频解码模块，用于根据所述预测特性解析单元的指示进行解码。
本发明实施例克服现有技术的不足，引入预测特性参数，分别指示I帧后续前向预测编码图像P帧和双向预测编码图像B帧的预测参考特性，解码器根据预测特性参数对图像帧进行相应的处理，实现对随机访问的支持，本发明实施例所述的技术方案能够支持多参考帧情况下压缩码流的随机访问；并且本发明实施例所述的方案实现简单、具有高度的灵活性，可以根据各种应用场合，灵活的设置在编码效率和随机访问性能之间的折中。
附图说明
图1是本发明实施例所述的解码器结构框图；
图2是本发明实施例随机访问流程图。
具体实施方式
本发明实施例通过在图组(GOP)头或图像头(包括I帧头)或序列头或用户自定义的语法元素中引入参数，分别表示I帧后续前向预测编码图像P帧和双向预测编码图像B帧的预测参考特性，实现对随机访问的支持，同时，利用这些信息，与相关标识符配合使用，指示解码器在码流编辑和传输错误的情况下作出正确处理。
为了使本发明实施例的目的、技术方案及优点更加清楚明白，具体实施方式以参考2帧为例进行说明，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例中由两个标志位来携带指示I帧之后的P帧和B帧的预测特性参数，因此需要首先引入2个标志位，分别表示I帧后续的P帧和B帧的预测参考特性，指示P帧和B帧是否参考该I帧前面的帧。需要指出的是，所述预测特性参数的表示形式既可为标志位，也可以是某个特定语法元素的是否出现，实际上相应语法元素的是否出现也相当于标志位的作用。下面以标志位为例进行说明。
这2个标志位的具体定义可以如下：
Closed_P_flag：表示P帧(如果存在)的预测参考特性
当Closed_P_flag为1时，指示I帧后续的P帧不参考该I帧前面的帧；
当Closed_P_flag为0时，指示I帧后续的P帧可参考该I帧前面的帧；
Closed_B_flag：表示B帧(如果存在)的预测参考特性
当Closed_B_flag为1时，指示I帧后续的B帧不参考该I帧前面的帧；
当Closed_B_flag为0时，指示I帧后续的B帧可参考该I帧前面的帧；
当码流结构中不出现P帧或者B帧时，相应的标志位设置为1。
本发明实施例提供的解码器原理框图如图1所示，该解码器包括码流解析模块、预测特性解析、视频解码模块和视频显示模块，其中预测特性解析单元与码流解析模块设置为一体，当视频码流同时传输到码流解析模块和视频解码模块时，码流解析模块中的预测特性解析单元对码流中携带的指示帧间编码图像的预测特性参数进行解析(P帧和B帧的预测参考特性)，并根据解析结果指示视频解码模块和视频显示模块对视频码流图像帧进行处理，具体来说，
(1)当比特流中的两个标志位为Closed_P_flag＝1并且Closed_B_flag＝1时，预测特性解析单元解析出帧间编码图像的预测参考特性指示从I帧之后的所有帧，解码器能够正常解码，从码流进入点I帧开始，解码器正常解码；
(2)当比特流中的两个标志位为Closed_P_flag＝1并且Closed_B_flag＝0时，预测特性解析单元解析出帧间编码图像的预测参考特性指示位于I帧与其之后的第一个P帧之间连续的B帧无法正确解码，解码器丢弃这些B帧，从第一个P帧开始，解码器正常解码；
(3)当比特流中的两个标志位为Closed_P_flag＝0并且Closed_B_flag＝1时，预测特性解析单元解析出帧间编码图像的预测参考特性指示位于I帧与其之后的第一个P帧之间的连续的B帧能够正确解码，但从紧跟该I帧后的第一个P帧开始，解码器无法正常解码，直到下一个I帧，解码器解码I帧与其之后的第一个P帧之间连续的B帧，丢弃该P帧及其之后所有的P帧和B帧，解码器寻找下一个I帧；
(4)比特流中的两个标志位为Closed_P_flag＝0并且Closed_B_flag＝0时，预测特性解析单元解析出帧间编码图像的预测参考特性从码流进入点I帧起，后续P帧和B帧均无法正确解码，直到下一个I帧，解码器可丢弃I帧之后所有的B帧和P帧，解码器寻找下一个I帧。
具体应用中，上述的预测特性解析模块可以由解析模块、第一处理模块和第二处理模块构成，其中：
解析模块用于解析比特流中的预测特性参数；
第一处理模块对解析模块根据预测特性参数解析出不能解码的图像帧进行处理，丢弃所述的预测特性指示不能解码的图像帧或者插入其它的图像帧；
第二处理模块指示解码器解码解析模块根据预测特性参数解析出能解码的图像帧。
上述指示帧间编码图像的预测特性参数，可以编码于图像头、图组GOP头、序列头或者用户自定义的语法元素中，其中图像头包括I帧头，以下分成 四个实施例说明：
实施例一：将指示帧间编码图像的预测特性参数编码于I帧头中
在I帧头中，引入两个标志位，分别指示该I帧后续的P帧和B帧是否参考该I帧前面的帧。如果码流中不存在B或P帧，这些字段可不作解释。
当实现对码流随机访问时，采用上述的两个标志位指示解码器帧间编码图像的预测参考特性，以下分成两种情况说明：
(1)当Closed_P_flag＝1时，指示I帧后的P帧不参考该I帧前面的帧时，解码器对于P帧可以正确解码，对于后续B帧的处理，分以下两种情况：
当Closed_B_flag＝1时，指示B帧不参考I帧以前的帧，此时，解码器对B帧也可以正确解码，解码器从所述的I帧开始解码；
当Closed_B_flag＝0时，指示B帧可参考I帧以前的帧，则位于I帧和其后的第一个P帧之间的所有连续的B帧可能无法正确解码，而从P帧开始，所有后续的帧可以正确解码，解码器可以采取的方案是丢弃位于I帧和第一个P帧之间的所有连续的B帧。
(2)当Closed_P_flag＝0时，指示P帧可参考I帧前面的帧，如果P帧参考I帧之前的帧，P帧由于缺少参考帧而无法正确解码，对于后续B帧的处理，分以下两种情况：
当Closed_B_flag＝1时，指示B帧不参考I帧以前的帧，此时，解码器对于I帧与其后的第一个P帧之间的所有连续的B帧可以正确解码，但从紧跟该I帧之后的第一个P帧开始，解码器无法正常解码，解码器可丢弃紧跟该I帧之后的第一个P帧及其之后所有的P帧和B帧，直到码流中的下一个I帧；
当Closed_B_flag＝0时，表示B帧可参考I帧以前的帧，如果B帧参考I帧之前的帧，B帧由于缺少参考帧而不能正确解码，从码流进入点I帧起，后续P帧和B帧均无法正确解码，解码器可丢弃该I帧之后的所有P帧和B帧，直到下一个I帧。
随机访问时的流程图如图2所示，具体包括如下步骤：
1、随机访问开始；
2、解码器寻找下一个I帧；
3、解码器提取编码于码流中的指示I帧之后的P帧和B帧的预测特性参数，即两个标志位Closed_P_flag和Closed_B_flag；
4、解码器根据这两个标志位进行处理，具体如下：
(1)当Closed_P_flag＝1并且Closed_B_flag＝1时，从码流进入点I帧开始，解码器正常解码，转步骤5；当Closed_P_flag＝1并且Closed_B_flag＝0时，位于I帧和第一个P帧之间连续的B帧无法正确解码，解码器丢弃这些B帧，从P帧开始，解码器正常解码，转步骤5；
(2)当Closed_P_flag＝0并且Closed_B_flag＝1时，位于I帧和第一个P帧之间的连续的B帧能够正确解码，但从紧跟该I帧后的第一个P帧开始，解码器无法正常解码，直到下一个I帧，解码器解码I帧和第一个P帧之间连续的B帧，丢弃该P帧及其之后所有的P帧和B帧，转步骤2；当Closed_P_flag＝0并且Closed_B_flag＝0时，从码流进入点I帧起，后续P帧和B帧均无法正确解码，直到下一个I帧，解码器可丢弃I帧之后所有的B帧和P帧，转步骤2；
5、随机访问结束。
需要说明的是，解码器根据标志位判断I帧之后的P帧和B帧的预测参考特性后，可以将不能解码的帧丢弃，也可以显示其他画面，还可以采用刷新技术，本发明中以解码器将不能解码的帧丢弃为例进行说明，但具体应用本发明方案时，并不局限于简单丢弃的技术方案。
如背景技术所述，随机访问的需求主要包括广播业务中的节目换台、码流切换、编辑和拼接、节目回放的随机定位、快进快退等，以下以码流编辑和传输丢包两种应用场合为例说明本发明实施例提供的方案的应用：
一、上述标志位与编辑标识符配合使用，适用码流编辑的应用场合
编辑码流时，上述的指示帧间编码图像的预测特性参数可以与编辑标识符配合，例如可以采用某个特定的start code(起始码)本身来作为编辑标识符使 用，实现对码流编辑的支持，当码流发生编辑时，可以在编辑点插入编辑标识符。具体来说，
当closed_P_flag＝1并且closed_B_flag＝1，即后续的P帧和B帧都不参考I帧前面的帧，此时，无需插入编辑标识符，解码器从I帧开始正常解码；
当Closed_P_flag＝1并且closed_B_flag＝0，即指示只有B帧可参考I帧前面的帧，此时在编辑点插入编辑标识符，表示I帧与其后的第一个P帧之间所有连续的B帧可能缺少参考帧无法解码，解码器将这些B帧丢弃，从第一个P帧开始，解码器正常解码；
当Closed_P_flag＝0并且closed_B_flag＝1，即指示只有P帧可参考I帧前面的帧，此时插入编辑标识符，表示紧跟该I帧之后的P帧及其之后所有的P帧和B帧，可能缺少参考帧无法解码，解码器可丢弃这些帧，直到下一个I帧，而该I帧和其后的第一个P帧之间连续的B帧可以正确解码；
当Closed_P_flag＝0并且closed_B_flag＝0，即指示P帧和B帧都可参考I帧前面的帧，此时插入编辑标识符，表示后续的P帧和B帧，可能缺少参考帧无法解码，对于解码器来说，从I帧后续的第一帧开始无法解码，直到下一个I帧，解码器将这些帧丢弃。
需要说明的是，解码器根据编辑标识符和标志位判断I帧之后的P帧和B帧的预测参考特性后，可以将不能解码的帧丢弃，也可以插入其它的预定的图像帧，还可以采用刷新技术，本发明中以解码器将不能解码的帧丢弃为例进行说明，但具体应用本发明方案时，并不局限于简单丢弃的技术方案。
二、上述标志位与传输错误标识符配合使用，适应传输丢包的应用场合
在传输过程中，如果I帧前的参考帧发生了丢包，此时，传输错误标识符(由系统层指示)与上述信息配合，也可正确指示解码器处理这种丢包的情况，避免解码或显示那些缺参考帧而无法正确解码的图像。
处理过程与编辑标识符的处理类似。具体的，当传输错误标识位置1时(指I帧前的参考帧发生了丢包或出现传输错误)，那么有以下几种情况：
当closed_P_flag＝1并且closed_B_flag＝1，即后续的P帧和B帧都不参考I帧前面的帧，此时，解码器从I帧开始正常解码；
当Closed_P_flag＝1并且closed_B_flag＝0，即只有B帧可参考I帧前面的帧，表示I帧和其后的第一个P帧之间连续的B帧可能缺少参考帧无法解码，解码器将这些B帧丢弃，从第一个P帧开始正常解码；
当Closed_P_flag＝0并且closed_B_fag＝1，即只有P帧可参考I帧前面的帧，而该I帧和其后的第一个P帧之间的B帧仍可以正确解码，解码器从紧跟该I帧之后的第一个P帧开始无法解码，解码器可丢弃这些P帧及其之后所有的P帧和B帧，直到下一个I帧；
当Closed_P_flag＝0并且closed_B_flag＝0，即P帧和B帧都可参考I帧前面的帧，此时，P帧和B帧都可能缺少参考帧无法解码，对于解码器来说，从I祯后续的第一帧开始无法解码，直到下一个随机访问点，解码器将这些帧丢弃。
本实施例中将指示帧间编码图像的预测特性参数编码于I祯头中，以实现对随机访问的支持，当这些参数与编辑标识符和传输错误标识符配合使用时，还能够适用与码流编辑和传输错误的应用场合，从而无需使用GOP这个语法层次，简化了语法结构，减少了用于编码GOP所需的比特数。
实施例二、将指示帧间编码图像的预测特性参数编码于GOP头中
首先，需要MPEG-2 GOP中引入上述两个标志位Closed_P_flag和Closed_B_flag，替换MPEG-2 GOP原有的closed_gop标志位，并重新定义broken_link的含义，以适应多参考帧的场合。
1)重新定义新的图组GOP头如下
GOP_header
{
Time_code
Closed_P_flag
Closed_B_flag
Broken_link
}
其中的time_code(请增加中文注释)仍沿用MPEG-2 GOP中原有的定义，它主要用于磁带录像机，在解码过程中不使用。
2)重新定义Broken_link标志位含义
Broken_link用于辅助编辑，缺省值为0，置1时表示前后2个GOP之间存在的连接关系被打断。对于经过编辑的压缩码流，通过该标志位和表示P帧和B帧的预测特性信息配合使用，可指示解码器如何正确处理I后续的P帧和B帧。发生编辑时，对broken_link的操作如下：
当closed_P_flag＝1并且closed_B_flag＝1，即后续P帧和B帧都不参考I帧前面的帧，那么broken_link保持不变，仍为0，表示后续P帧和B帧可以正确解码；
当Closed_P_flag＝1并且closed_B_flag＝0，即只有B帧可参考I帧前面的帧，此时broken_link置1，表示后续的B帧(紧跟在I帧后续的B帧，在编码顺序上位于I帧和第一个P帧之间)，可能缺少参考帧无法正确解码；
当Closed_P_flag＝0并且closed_B_flag＝1，即只有P帧可参考I帧前面的帧，此时broken_link置1，表示后续的P帧及其之后的P帧和B帧可能缺少参考帧无法正确解码，而后续的B帧(紧跟在I帧后续的B帧，在编码顺序上位于I帧和第一个P帧之间)仍可以正确解码；
当Closed_P_flag＝0并且closed_B_flag＝0，即P帧和B帧都参考了I帧前面的帧，此时broken_link置1，表示后续的P帧和B帧，可能缺少参考帧无法正确解码。
本实施例中，编码于GOP头中的指示帧间编码图像的预测特性参数在随机访问和传输错误的应用场合，其工作原理与实施例一中所描述的相同，在码流编辑时，可以直接通过Closed_P_flag、closed_B_flag和broken_link这三个参数实现对码流编辑的支持，而不需要插入编辑标识符，具体说明如下：
当closed_P_flag＝1并且closed_B_flag＝1，即后续P帧和B帧都不参考I帧前面的帧，那么broken_link保持不变，仍为0，对于解码器来说，Broken_link为0，表示后续P帧和B帧可以正确解码，解码器从I帧开始解码；
当Closed_P_flag＝1并且closed_B_flag＝0，即只有B帧参考了I帧前面的帧，此时broken_link置1，表示后续的B帧(紧跟在I帧后续的B帧，在编码顺序上位于I帧和第一个P帧之间)，可能缺少参考帧无法正确解码，对于解码器，可以丢弃这些B帧；
当Closed_P_flag＝0并且closed_B_flag＝1，即只有P帧参考了I帧前面的帧，此时broken_link置1，表示后续的P帧及其之后的P帧和B帧可能缺少参考帧无法正确解码，而后续的B帧(紧跟在I帧后续的B帧，在编码顺序上位于I帧和第一个P帧之间)仍可以正确解码，解码器将丢弃紧跟I帧之后的P帧及其之后的P帧和B帧，直到下一个I帧；
当Closed_P_flag＝0并且closed_B_flag＝0，即P帧和B帧都参考了I帧前面的帧，此时broken_link置1，表示后续的P帧和B帧，可能缺少参考帧无法正确解码，对于解码器来说，从I帧后续的第一帧起无法解码，直到下一个随机访问点，解码器将丢弃这些帧。
解码器根据Broken_link和Closed_P_flag、closed_B_flag判断I帧之后的P帧和B帧的预测参考特性后，可以将不能解码的帧丢弃，也可以插入其它的预定的图像帧，还可以采用刷新技术，本发明中以解码器将不能解码的帧丢弃为例进行说明，但具体应用本发明方案时，并不局限于简单丢弃的技术方案。
实施例三、预测参考特性参数分别携带于特定语法元素和预测编码图像头中
指示帧间编码图像P的预测参考特性参数携带于特定的语法元素中，这些特定语法元素是否出现，表示I帧后续P帧是否参考该I帧前面的帧。这些特定语法元素应位于I帧之前，包括图组头、序列头或者用户自定义的Header头。 所述的用户自定义的header头，应以startcode起始码开始，内容可以为空。
指示帧间编码图像B的预测参考特性参数携带于B帧图像头中，在B帧头中，引入标志位Closed_B_flag，指示I帧后续B帧是否参考该I帧前面的帧。如果码流中不存在B帧或P帧，这些字段可不作解释。
当发生随机访问时，采用上述信息指示解码器帧间编码图像的预测参考特性，以下分成两种情况说明：
(1)当所述的特定语法元素出现在I帧之前时，指示该I帧后的P帧不参考该I帧前面的帧，解码器对于P帧可以正确解码，对于后续B帧的处理，分以下两种情况：
当Closed_B_flag＝1时，指示后续B帧不参考该I帧以前的帧，此时，解码器对B帧也可以正确解码，解码器从所述的I帧开始正确解码；
当Closed_B_flag＝0时，指示B帧可参考I帧以前的帧，则位于I帧和其后的第一个P帧之间的所有连续的B帧可能无法正确解码，而从P帧开始，所有后续的帧可以正确解码，解码器丢弃位于I帧和第一个P帧之间的所有连续的B帧。
(2)当所述的特定语法元素不出现在I帧之前时，指示P帧可参考I帧前面的帧，此时P帧可能由于缺少参考帧而无法正确解码，对于后续B帧的处理，分以下两种情况：
当Closed_B_flag＝1时，指示B帧不参考I帧以前的帧，此时，解码器对于I帧与其后的第一个P帧之间的所有连续的B帧可以正确解码，但从紧跟该I帧之后的第一个P帧开始，解码器无法正确解码，解码器可丢弃紧跟该I帧之后的第一个P帧及其之后所有的P帧和B帧，直到码流中的下一个I帧；
当Closed_B_flag＝0时，表示B帧可参考I帧以前的帧，此时B帧可能由于缺少参考帧而不能正确解码，从码流进入点I帧起，后续P帧和B帧均无法正确解码，解码器可丢弃该I帧之后的所有P帧和B帧，直到下一个I帧。
需要说明的是，解码器判断I帧之后的P帧和B帧的预测参考特性后，可 以将不能解码的帧丢弃，也可以显示其他画面，还可以采用刷新技术，本发明中以解码器将不能解码的帧丢弃为例进行说明，但具体应用本发明方案时，并不局限于简单丢弃的技术方案。
实施例四、预测参考特性参数携带于特定语法元素中
有两个由用户自定义的语法元素AA和BB，分别指示帧间编码图像P和B的预测参考特性参数。这些特定语法元素是否出现，分别表示I帧后续P或B帧是否参考该I帧前面的帧。所述的特定语法元素AA和BB，位于I帧之前，可以是图组头、序列头或者用户自定义的Header头。所述的用户自定义的header头，应以startcode起始码开始，内容可以为空。
当发生随机访问时，采用上述信息指示解码器帧间编码图像的预测参考特性，以下分成两种情况说明：
(1)当所述的特定语法元素AA出现在I帧之前时，指示该I帧后的P帧不参考该I帧前面的帧，解码器对于P帧可以正确解码，对于后续B帧的处理，分以下两种情况：
当特定语法元素BB出现时，指示后续B帧不参考该I帧以前的帧，此时，解码器对B帧也可以正确解码，解码器从所述的I帧开始正确解码；
当特定语法元素BB不出现时，指示B帧可参考I帧以前的帧，则位于I帧和其后的第一个P帧之间的所有连续的B帧可能无法正确解码，而从P帧开始，所有后续的帧可以正确解码，解码器丢弃位于I帧和第一个P帧之间的所有连续的B帧。
(2)当所述的特定语法元素AA不出现在I帧之前时，指示P帧可参考I帧前面的帧，此时，P帧可能由于缺少参考帧而无法正确解码，对于后续B帧的处理，分以下两种情况：
当特定语法元素BB出现时，指示B帧不参考I帧以前的帧，此时，解码器对于I帧与其后的第一个P帧之间的所有连续的B帧可以正确解码，但从紧跟该I帧之后的第一个P帧开始，解码器无法正确解码，解码器可丢弃紧跟该 I帧之后的第一个P帧及其之后所有的P帧和B帧，直到码流中的下一个I帧；
当特定语法元素BB不出现时，表示B帧可参考I帧以前的帧，此时，B帧可能由于缺少参考帧而不能正确解码，从码流进入点I帧起，后续P帧和B帧均无法正确解码，解码器可丢弃该I帧之后的所有P帧和B帧，直到下一个I帧。
需要说明的是，解码器判断I帧之后的P帧和B帧的预测参考特性后，可以将不能解码的帧丢弃，也可以显示其他画面，还可以采用刷新技术，本发明中以解码器将不能解码的帧丢弃为例进行说明，但具体应用本发明方案时，并不局限于简单丢弃的技术方案。
如上所述，本发明实施例提供的技术方案在图像头或、图组头、序列头或者用户自定义的特定语法元素中引入参数，分别指示I帧后续的P帧和B帧的预测参考特性，解码器根据预测参考特性对图像帧进行相应的处理，实现对随机访问的支持，同时，利用这些信息，与相关标识符配合使用，指示解码器作出正确处理，能够支持多参考帧情况下压缩码流的随机访问，并支持压缩码流的编辑和码流传输丢包的应用场合；并且本发明实施例提供的方案实现简单、具有高度的灵活性，用户可以根据各种应用场合，灵活的设置在编码效率和随机访问性能之间的折中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种实现随机访问的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：
a、接收比特流，所述的比特流中携带有预测特性参数，所述预测特性参数用于指示帧内编码图像I帧之后的前向预测编码图像P帧和双向预测编码图像B帧的预测参考特性；
b、解析所述预测特性参数，当所述预测特性参数指示不能解码时，则对所述预测特性参数指示不能解码的图像帧不进行解码，当所述预测特性参数指示能够解码时，解码所述的预测特性参数指示能够解码的图像帧。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预测特性参数为图组GOP头中的标志位、图像头中的标志位、序列头中的标志位或用户自定义的语法元素中的标志位。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预测特性参数通过特定语法元素的是否出现来指示。所述特定语法元素包括图像头、图组头、序列头或者用户自定义的语法元素。
4.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述预测特性参数用于指示所述P帧或B帧不参考或可参考所述的比特流中I帧之前的帧。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中步骤b包括：
如果所述预测特性参数指示所述I帧之后的P帧和B帧都不参考所述I帧之前的帧，则从所述I帧开始解码；或
如果所述预测特性参数指示所述I帧之后的P帧和B帧都可以参考所述I帧之前的帧，则丢弃所述I帧之后的所有P帧和B帧或者插入其他预定的图像帧，直到所述比特流中的下一个I帧；或
如果所述预测特性参数，指示所述I帧之后的P帧可参考所述I帧之前的帧，并且所述I帧之后的B帧不参考所述I帧之前的帧，则解码位于所述I帧与其之后的第一个P帧之间所有连续的B帧，丢弃所述第一个P帧及其之后的所有P帧和B帧或者插入其他帧，直到所述比特流中的下一个I帧；或
如果所述预测特性参数指示所述I帧之后的P帧不参考所述I帧之前的帧，并且所述I帧之后的B帧可参考所述I帧之前的帧，则从所述I帧开始解码，然后丢弃所述I帧和所述I帧后的第一个P帧之间所有连续的B帧或者插入其他帧，最后从所述I帧后的第一个P帧开始解码。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中步骤b包括：
b1、当所述的比特流发生编辑时，
如果所述的预测特性参数指示所述的I帧之后的P帧和B帧都不参考所述的I帧之前的帧，则不在编辑点插入编辑标识符，解码器从所述的I帧开始解码；
如果所述的预测特性参数指示所述的I帧之后的P帧和B帧都可参考所述的I帧之前的帧，则在编辑点插入编辑标识符，所述的解码器丢弃所述的I帧之后的P帧和B帧或者插入其它图像帧，直到所述比特流中的下一个I帧；
如果所述的预测特性参数指示所述的I帧之后的P帧可参考所述的I帧之前的帧，并且所述的I帧之后的B帧不参考所述的I帧之前的帧，则在编辑点插入编辑标识符，则所述的解码器解码所述的I帧与其之后的第一个P帧之间所有连续的B帧，丢弃所述的第一个P帧及其之后的所有P帧和B帧或者插入其它图像帧，直到所述比特流中的下一个I帧；
如果所述的预测特性参数表示所述的I帧之后的P帧不参考所述的I帧之前的帧，并且所述的I帧之后的B帧可参考所述的I帧之前的帧，则在编辑点插入编辑标识符，则所述的解码器丢弃所述的I帧与其之后的第一个P帧之间所有连续的B帧或者插入其它图像帧，所述的解码器从所述的第一个P帧开始解码。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中步骤b包括：
b1、当所述的比特流发生编辑时，如果所述的预测特性参数指示所述的I帧之后的P帧和B帧都不参考所述的I帧之前的帧，则将所述的图组GOP头中标志位broken_link置0，解码器从所述的I帧开始解码；
如果所述的预测特性参数指示所述的I帧之后的P帧和B帧都可参考所述的I帧之前的帧，则将所述的GOP头中标志位broken_link置1，所述的解码器丢弃所述的I帧之后的P帧和B帧或者插入其它图像帧，直到所述比特流中的下一个I帧；
如果所述的预测特性参数指示所述的I帧之后的P帧可参考所述的I帧之前的帧，并且所述的I帧之后的B帧不参考所述的I帧之前的帧，则将所述的GOP头中标志位broken_link置1，则所述的解码器解码所述的I帧与其之后的第一个P帧之间所有连续的B帧，丢弃所述的第一个P帧及其之后的所有P帧和B帧或者插入其它图像帧，直到所述比特流中的下一个I帧；
如果所述的预测特性参数表示所述的I帧之后的P帧不参考所述的I帧之前的帧，并且所述的I帧之后的B帧可参考所述的I帧之前的帧，则将所述的GOP头中标志位broken_link置1，则所述的解码器丢弃所述的I帧与其之后的第一个P帧之间所有连续的B帧或者插入其它图像帧，所述的解码器从所述的第一个P帧开始解码。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中步骤b包括：
b1、当所述的比特流中I帧之前的参考帧发生丢包时，传输错误标识符置1，
如果所述的预测特性参数指示所述的I帧之后的P帧和B帧都不参考所述的I帧之前的帧，则解码器从所述的I帧开始解码；
如果所述的预测特性参数指示所述的I帧之后的P帧和B帧都参考所述的I帧之前的帧，则所述的解码器丢弃所述的I帧之后的P帧和B帧或者插入其它图像帧，直到所述比特流中的下一个I帧；
如果所述的预测特性参数指示所述的I帧之后的P帧可参考所述的I帧之前的帧，并且所述的I帧之后的B帧不参考所述的I帧之前的帧，则所述的解码器解码所述的I帧与其之后的第一个P帧之间所有连续的B帧，丢弃所述的第一个P帧及其之后的所有P帧和B帧或者插入其它图像帧，直到所述比特流中的下一个I帧；
如果所述的预测特性参数指示所述的I帧之后的P帧不参考所述的I帧之前的帧，并且所述的I帧之后的B帧可参考所述的I帧之前的帧，则所述的解码器丢弃所述的I帧与其之后的第一个P帧之间所有连续的B帧或者插入其它图像帧，所述的解码器从所述的第一个P帧开始解码。
9.一种解码器，其特征在于，所述的解码器包括码流解析模块、预测特性解析单元和视频解码模块：
所述码流解析模块，用于接收比特流，所述的比特流中携带有预测特性参数，所述预测特性参数用于指示帧内编码图像I帧之后的前向预测编码图像P帧和双向预测编码图像B帧的预测参考特性；
所述预测特性解析单元，用于解析所述预测特性参数，指示所述视频解码模块解码所述的预测特性参数指示能够解码的图像帧；指示所述视频解码模块对所述的预测特性参数指示不能解码的图像帧不进行解码；
所述视频解码模块，用于根据所述预测特性解析单元的指示进行解码。
10.根据权利要求9所述的解码器，其特征在于，所述预测特性参数为图组GOP头中的标志位、图像头中的标志位、序列头中的标志位或用户自定义的语法元素中的标志位。
11.根据权利要求9所述的解码器，其特征在于，所述预测特性参数通过特定语法元素的是否出现来指示帧内编码图像I帧之后的前向预测编码图像P帧和双向预测编码图像B帧的预测参考特性，所述特定语法元素携带于图像头、图组头、序列头或者用户自定义的语法元素中。
12.根据权利要求10或11所述的解码器，其特征在于，所述预测特性解析单元包括解析模块和第一处理模块：
所述的解析模块用于解析所述预测特性参数，指示所述视频解码模块解码所述的预测特性参数指示能够解码的图像帧；
当所述预测特性参数指示不能解码时，所述的第一处理模块用于丢弃所述的预测特性指示不能解码的图像帧或者插入其它的图像帧。
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