CN101288308A - 满足单环解码条件的帧内基本层预测方法及使用该预测方法的视频编码方法和设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种改进基于多层的视频编解码器的性能的方法和设备。所述方法包括：获得与当前层块相应的基本层块和基本层块的帧间预测块之间的差；对当前层块的帧间预测块进行下采样；将所述差和下采样的帧间预测块相加；对相加的结果进行上采样；对当前层块和上采样的结果之间的差进行编码。

Description

满足单环解码条件的帧内基本层预测方法及使用该预测方法的视频编码方法和设备
技术领域
根据本发明的方法及设备涉及视频编码，更具体地讲，涉及提高基于多层的视频编解码器的性能。
背景技术
随着包括互联网的通信技术的发展，除了文本和语音通信增加之外，图像通信也正在增加。现有技术的主要用于文本通信的通信方案不能满足消费者的各种需要，因此，正在越来越多地开发能够提供包括文本、图像和音乐的各种类型的信息的多媒体服务。多媒体数据通常比较大并且需要大容量的用于存储的存储介质和用于传输的宽带宽。因此，使用压缩编码方案以发送多媒体数据是很重要的。
数据压缩的基本原理在于去除冗余。可通过去除空间冗余(比如图像中的相同颜色或实体的重复)、时间冗余(比如音频数据中相同声音的重复或者运动图像流中的相邻画面之间的没有改变或者改变很小的重复)或基于人类的视觉和感知能力对高频不敏感的事实的知觉冗余。在通常的视频编码方案中，通过基于运动补偿的时间滤波来去除时间冗余，并通过空间变换来去除空间冗余。
为了发送产生的多媒体数据所需要的传输媒体显示出各种等级的性能。当前使用的传输媒体包括从超高速通信网络到移动通信网络的具有各种传输速度的媒体，所述超高速通信网络能够每秒内传输数千万比特的数据，而移动通信网络具有每秒384k比特的传输速度。在这种环境中，可伸缩的视频编码方案，即用于根据传输环境或者为了支持各种速度的传输媒体而以合适的数据率传输多媒体数据的方案，更适合于多媒体环境。
可伸缩的视频编码是这样的编码方案，通过该编码方案可通过丢弃压缩的比特流中的一部分来控制视频的分辨率、帧率和信噪比(SNR)，即可伸缩的视频编码支持各种可伸缩性的编码方案。
目前，联合视频组(JVT)，作为运动图像专家组(MPEG)和国际电信联盟(ITU)的联合工作组，正在进行被称作“H.264SE”(可伸缩扩展)的标准化的工作，以实现基于H.264的多层编解码器的可伸缩性。
基于H.264SE的可伸缩视频编解码器基本上支持四种预测方式，这四种预测方式包括帧间预测、方向帧内预测(以下被简称为“帧内预测”)、残差预测和帧内基本层预测。“预测”是一种通过使用从可用于编码器和解码器的信息产生的预测数据来压缩地表示原始数据的技术。
在上述四种压缩方式中，帧间预测是通常用于具有单层结构的视频编解码器的方式。根据帧间预测，从至少一个参考画面(先前或未来画面)搜索与当前图像的某一块(当前块)最相似的块，从搜索的块中获得尽可能表示当前块的预测块，并对当前块和预测块之间的差进行量化。
根据参照参考画面的方式，帧间预测可被划分成使用两个参考画面的双向预测、使用先前参考画面的前向预测和使用未来参考画面的后向预测。
帧内预测也是用于单层视频编解码器(比如H.264)的预测方案。帧内预测是这样一种预测方案，在该预测方案中，通过使用在当前块的周围块中与当前块相邻的像素来预测当前块。帧内预测与其他预测方式的不同之处在于帧内预测只使用当前画面内的信息，而不参照相同层中的其他画面或者其他层中的画面。
帧内基本层预测可被用于下面所述的情况：当前画面具有在拥有多层结构的视频编解码器中具有同一时间位置的较低层的画面(下面称作“基本画面”)。如图2中所示，可以从与当前画面的宏块相应的基本画面的宏块来有效地预测当前画面的宏块。具体地讲，量化当前画面的宏块和基本画面的宏块之间的差。
当较低层的分辨率和当前层的分辨率不同时，在获得所述差之前，必须将基本画面的宏块上采样到当前层的分辨率。当帧间预测的效率不高时，例如，在运动非常快的图像中或具有场景改变的图像中，上述的帧内基本层预测特别有效。帧内基本层预测还被称作帧内BL预测。
最后，具有残差预测的帧间预测(下面，被简称“残差预测”)是从现有单层到多层的帧间预测的扩展。如图3所示，在残差预测中，不对在当前层的帧间预测期间获得的差进行直接量化，而是将获得的差与通过较低层的帧间预测获得的差相比较以产生它们之间的另一差，然后对另一差进行量化。
考虑各种视频序列的特性，对构成画面的每一宏块，在上述四种预测方式中选择最有效的方式。例如，对于具有慢运动的视频序列可选择帧间预测或残差预测，而对具有快运动的视频序列可主要选择帧内基本层预测。
与具有单层结构的视频编解码器相比，具有多层结构的视频编解码器具有更复杂的预测结构，并主要使用开环结构。因此，在具有多层结构的视频编解码器中观察到比在具有单层结构的视频编解码器中多的块效应。具体地讲，在使用较低层画面的残差信号的残差预测中，当较低层画面的残差信号显示与当前层画面的帧间预测信号不同的特性时，可出现大的失真。
相反，在帧内基本层预测期间的当前画面的宏块(即基本画面的宏块)的预测信号不是原始信号，而是量化之后恢复的信号。因此，通过编码器和解码器可获得预测信号，因此所述预测信号不会引起编码器和解码器之间的失配。具体地讲，如果在将平滑滤波器应用于预测信号之后获得预测信号的宏块和当前画面的宏块之间的差，则可以在很大程度上减小块效应。
根据已经作为当前H.264SE的工作草案采用的低复杂性解码条件，限制了帧内基本层预测的使用。也就是说，根据H.264SE，仅在满足特定的条件时允许使用帧内基本层预测，以使得即使以多层方式执行编码，也可至少以与单层视频编解码器相似的方式来执行解码。
根据低复杂性解码条件(单环解码条件)，仅在与当前层的特定宏块相应的较低层的宏块的宏块类型是帧内预测方式或者帧内基本层预测方式时，使用帧内基本层预测，以根据运动补偿处理减小占用了解码期间的总运算量的最大部分的运算量。然而，这样限制使用帧内基本层预测在很大程度上降低了快运动图像的性能。
发明的公开
技术问题
图1是示出通过将允许多环的视频编解码器(编解码器1)和仅使用单环的视频编解码器(编解码器2)应用于具有快运动的视频序列(例如运动序列)获得的结果的曲线图，所述曲线图显示了在亮度分量PSNR(Y-PSNR)中的差异。从图1中应该注意到：在大多数的比特率下，编解码器1的性能优于编解码器2的性能。
尽管现有技术中的单环解码条件可降低解码复杂性，但是不能忽略现有技术中的单环解码条件也降低了画面质量。因此，必须开发出一种在遵循单环解码条件的同时而不加限制地使用帧内基本层预测的方法。
技术方案
本发明的示例性实施例克服上述缺点和上面没有描述的其他缺点。此外，本发明不需要克服上述的任何缺点，并且本发明示例性实施例可以不克服上述的任何问题。
本发明通过提供一种在基于多层的视频编解码器中满足单环解码条件的新的帧内基本层预测方案，而提供了一种改进了视频编码性能的帧内基本层预测方法和视频编码方法和设备。
根据本发明的一方面，提供了一种基于多层的视频编码方法，所述方法包括：获得与当前层块相应的基本层块和基本层块的帧间预测块之间的差；对当前层块的帧间预测块进行下采样；将所述差和下采样的帧间预测块相加；对相加的结果进行上采样；对当前层块和上采样的结果之间的差进行编码。
根据本发明的另一方面，提供了一种基于多层的视频解码方法，所述方法包括：从包括在输入比特流中的当前层块的纹理数据恢复当前层块的残差信号；从与当前层块相应并包括在所述比特流中的基本层块的纹理数据恢复基本层块的残差信号；对当前层块的帧间预测块进行下采样；将下采样的帧间预测块和恢复的残差信号相加；对相加的结果执行上采样；将恢复的残差信号和上采样的结果相加。
根据本发明的另一方面，提供了一种基于多层的视频编码器，包括：减法器，获得与当前层块相应的基本层块和基本层块的帧间预测块之间的差；下采样器，对当前层块的帧间预测块进行下采样；加法器，将所述差和下采样的帧间预测块相加；上采样器，对相加的结果进行上采样；编码装置，对当前层块和上采样的结果之间的差进行编码。
根据本发明的一方面，提供了一种基于多层的视频解码器，包括：第一恢复装置，从包括在输入比特流中的当前层块的纹理数据恢复当前层块的残差信号；第二恢复装置，从与当前层块相应并包括在所述比特流中的基本层块的纹理数据恢复基本层块的残差信号；下采样器，对当前层块的帧间预测块进行下采样；第一加法器，将下采样的帧间预测块和通过第二恢复装置恢复的残差信号相加；上采样器，对相加的结果执行上采样；第二加法器，将通过第一恢复装置恢复的残差信号和上采样的结果相加。
附图说明
从下面结合附图对本发明示例性实施例的详细描述中，本发明的上述和其他方面将变得清楚，其中：
图1是示出允许多环的视频编解码器和使用单环的视频编解码器之间的性能差的曲线图；
图2示出将去块滤波器应用到子块之间的垂直边界的示例；
图3示出将去块滤波器应用到子块之间的水平边界的示例；
图4是根据本发明示例性实施例的修改的帧内基本层预测处理的流程图；
图5是示出根据本发明示例性实施例的视频编码器的结构的框图；
图6是显示填充的必要性的示图；
图7是显示填充的具体示例的示图；
图8是示出根据本发明示例性实施例的视频解码器的结构的框图；
图9和图10是示出根据本发明的编解码器的编码性能的曲线图。
发明的方式
下面，将参照附图来描述本发明的示例性实施例。提供在描述中定义的内容(比如详细的结构和部件)以有助于全面理解本发明。因此，应该清楚在没有那些定义的内容的情况下，本发明也可被实施。在下面对本发明的描述中，贯穿不同附图，相同的附图标号被用于相同的部件。此外，当包含于此的已知功能和构造的详细描述可能会使得本发明的主题不清楚时，将省略对已知功能和构造的详细描述。
如在这里所使用的，当前正被编码的层被称作“当前层”，当前层参考的另一层被称作“基本层”。此外，在当前层的画面中，位于用于编码的当前时隙的画面被称作“当前画面”。
可通过等式(1)定义通过现有技术中的帧内基本层预测获得的残差信号RF。
RF＝OF-[U]·OB    (1)
在等式(1)中，OF表示当前画面的特定块，OB表示基本层画面的块，U表示上采样函数。因为仅在当前层和较低层具有不同分辨率时可应用上采样函数，所以上采样函数由[U]表示，它暗指可被有选择地应用。然而，因为OB可被表示为基本层画面的块的残差信号RB和预测信号PB的和，所以等式(1)可被表示为等式(2)：
RF＝OF-[U]·(RB+PB)(2)
根据单环解码条件，当等式(2)的PB是通过帧间预测产生的信号时，可使用帧内基本层预测。这是一种限制以避免在帧间预测期间需要大量运算的运动补偿操作的双重使用。
本发明提出了一种新的帧内基本层预测方案，该方案通过稍微修改由等式(2)定义的现有的帧内基本层预测技术而获得，并且该方案满足单环解码条件。根据本发明的提议，通过帧间预测获得用于基本层块的预测信号PB，所述预测信号被当前层块的预测信号PF或其下采样版本替代。
关于所述提议的标题为“Smoothed Reference Prediction for Single-loopDecoding”的文档(下面称作“JVT-0085”)，由Woo Jin Han在第17届JVT会议(波兹南，波兰)提出，该文档被包含于此以资参考。该文档还识别相似的问题并公开了一种用于克服单环解码条件的限制的技术方案。
根据JVT-0085，可通过等式(3)来获得RF。
RF＝OF-(PF[U]·RB)(3)
如等式(3)所示，PB被PF代替，RB被上采样以使层间的分辨率匹配。使用该方法，JVT-0085还满足单环解码条件。
然而，JVT-0085使用残差信号RB的上采样以使其分辨率与预测信号PF的分辨率匹配。然而，因为残差信号RB与一般图像具有不同的特性，所以除了具有非零值的一些采样之外，残差信号RB中的大多数采样具有采样值0。因此，由于残差信号RB的上采样，JVT-0085不能显著提高整个编码性能。
本发明建议了一种对等式(2)的PB下采样的方法，并将其分辨率与RB的分辨率匹配。也就是说，在建议的新方法中，在帧内基本层预测中使用的基本层的预测信号被当前层的预测信号的下采样版本替代，以满足单环解码条件。
根据本发明，可通过使用等式(4)来计算RF：
RF＝OF-[U]·([D]·PF+RB)(4)
与等式(3)相比，等式(4)不包括对RB上采样的处理，对RB上采样的处理具有上述的问题。相反，对当前层的预测信号PF进行下采样，其结果被添加到RB，所得的和又被上采样到当前层的分辨率。因为在等式(4)中的圆括号内的元素不只表示残差信号，而且还表示接近实际图像的信号，所以对元素进行上采样的应用不会产生显著的问题。
在现有技术中通常已知，应用去块滤波器以减小视频编码器和视频解码器之间的失配提高了编码效率。
在本发明中，最好可另外应用去块滤波器。当去块滤波器被另外应用时，等式(4)被修改为等式(5)，其中，B表示去块函数或去块滤波器。
RF＝OF-[U]·B·([D]·PF+RB)(5)
去块函数B和上采样函数U都具有平滑效果，因此它们起着重复的作用。因此，可通过使用位于块的边缘的像素和其临近像素的线性组合来简单表达去块函数B，使得应用去块函数的处理可通过少量运算而被执行。
图2和图3示出当所述滤波器被应用于4×4大小的子块的垂直边缘和水平边缘时，这种去块滤波器的示例。如图2和图3所示，可通过位于边缘的像素x(n-1)和x(n)和与其相邻的邻近单元的线性组合来平滑像素x(n-1)和x(n)。当对像素x(n-1)和x(n)应用去块滤波器的结果被分别标记为x’(n-1)和x’(n)时，x’(n-1)和x’(n)可通过等式(6)定义：
x’(n-1)＝a*x(n-2)+b*x(n-1)+c*x(n)
x’(n)＝c*x(n-1)+b*x(n)+a*x(n+1)(6)
在等式(6)中，可适当选择a、b和c以便它们的和等于1。例如，通过在等式(6)中选择a＝1/4、b＝1/2以及c＝1/4，可将相应像素的权值提高为高于临近像素的权值。当然，可在等式(6)中选择更多像素作为临近像素。
图4是示出根据本发明示例性实施例的用于修改的帧内基本层预测处理的流程图。
首先，通过运动矢量从与基本块10相应的较低层的相邻参考画面(前向参考画面和后向参考画面)中的块11和块12来产生基本块10的帧间预测块13(S1)。然后，通过从基本块减去预测块13获得与等式(5)中的RB相应的残差14(S2)。
同时，通过运动矢量从与当前块20相应的当前层的相邻参考画面中的块21和22产生与等式(5)中的PF相应的当前块20的帧间预测块23(S3)。操作S3可在操作S1和S2之前执行。通常，帧间预测块是从与将被编码的画面中的当前块相应的参考画面的一个图像或多个图像获得的预测块。当前块和相应图像之间的关系由运动矢量来表示。帧间预测块可在存在单个参考画面时暗指相应的图像本身，而在存在多个参考画面时暗指相应的图像的加权的和。通过预定下采样器对帧间预测块23进行下采样(S4)。关于下采样，可使用MPEG下采样器、小波下采样器等。
其后，与等式(5)的[D]·PF相应的下采样的结果15被加到在操作S2中获得残差上(S5)。然后，通过使用去块滤波器来对与等式(5)中的[D]·PF+RB相应的通过相加产生的块16进行平滑(S6)。然后，通过使用预定上采样器将平滑的结果17上采样到当前层的分辨率。关于上采样，可使用MPEG上采样器、小波上采样器等。
然后，从当前块20减去与等式(5)中的[U]·B·([D]·PF+RB)相应的上采样的结果24(S6)。最后，量化作为相减的结果的残差25(S7)。
图5是根据本发明示例性实施例的视频编码器100的框图。
首先，包括在当前画面中的预定块OF(以下称作“当前块”)被输入到下采样器103。下采样器103对当前块OF进行空间和/或时间下采样，并产生相应的基本层块OB。
运动估计器205通过参照相邻画面FB’对基本层块OB执行运动估计获得运动矢量MVB。这种参考的相邻画面被称作“参考画面”。关于运动估计，广泛使用块匹配算法。具体地讲，将如下所述的矢量选择为运动矢量，在给定块于参考画面的特定搜索区域内逐像素或逐子像素(1/2像素、1/4像素等)移动时，所述矢量具有拥有最小误差的位移。关于运动估计，不仅可使用固定大小的块匹配，而且可使用已经在H.264中使用的层次式可变大小块匹配(HVSBM)等。
如果视频编码器100由开环编解码器实现，则存储在缓冲器201中的原始相邻画面FOB将按原样用于参考画面。然而，如果视频编码器100由闭环编解码器实现，则在编码之后已经被解码的画面(未示出)将被用于参考画面。下面的描述集中在开环编解码器，但是本发明并不限于此。
向运动补偿器210提供通过运动估计器205获得的运动矢量MVB。运动补偿器210从参考画面FB中提取与运动矢量MVB相应的图像，并从提取的图像产生帧间预测块PB。在使用双向参考的情况下，可将帧间预测块计算为提取的图像的平均值。在使用单向参考的情况下，帧间预测块可以与提取的图像相同。
减法器215通过从基本层块OB中减去帧间预测块PB来产生残差块RB。产生的残差块RB被提供给加法器135。
同时，当前块OF被输入到运动估计器105、缓冲器101和减法器115。运动估计器105通过参考相邻画面FF’对当前块执行运动估计来计算运动矢量MVF。这种运动估计处理与在运动估计器205中执行的处理相同，所以这里将省略重复的描述。
通过运动估计器105的运动矢量MVF被提供给运动补偿器110。运动补偿器110从参考画面FF提取与运动矢量MVF相应的图像，并从提取的图像产生帧间预测块PF。
然后，下采样器130对从运动补偿器110提供的帧间预测块PF进行下采样。此时，n∶1下采样不是将n个像素的值操作为一个像素值的简单处理，而是将与n个像素相邻的临近像素值操作为一个像素值的处理。当然，将被考虑的临近像素的数量取决于下采样算法。考虑的临近像素越多，下采样的结果将变得越平滑。
因此，如图6所示，为了对帧间预测块31进行下采样，必须获知与块31相邻的临近像素32的值。然而，尽管可以从位于不同时间位置的参考画面获得帧间预测块31，但是不是总可获得包括临近像素32的块33。具体地讲，当包括临近像素32的块33属于帧内基本方式，而与块33相应的基本层块34属于方向帧内方式时，将出现问题。这是因为在H.264SE的实际实现中，只有在基本层的宏块属于帧内基本方式时，宏块的数据才被存储在缓冲器中。因此，当基本层块34属于方向帧内方式时，与块33相应的基本层块34没有存在于缓冲器中。
因为块33属于帧内基本方式，所以当没有相应的基本层块时，不可能产生其预测块，因此不可能完全构造临近像素32。
考虑到上述的情况，本发明采用填充办法以在包括临近像素的块不包括相应基本层块时，产生包括临近像素的块的像素值。
如图7所示，可以在方向帧内预测之中以相似于对角线方式的方式来执行填充。也就是说，与特定块35的左侧相邻的像素I、J、K和L、与块35的上侧相邻的像素A、B、C和D、以及与左上角相邻的像素M以具有45度的倾斜的方向被复制。例如，像素K和像素L的值的平均值被复制到块35的最左下像素36。
在存在忽略的临近像素时，下采样器130通过上述处理恢复临近像素，然后对帧间预测块PF进行下采样。
加法器135将下采样的结果D·PF和从减法器215输出的RB相加，并将相加的结果D·PF+RB提供给去块滤波器140。
去块滤波器140通过将去块函数应用到相加的结果D·PF+RB来对该结果进行平滑。关于形成分块滤波器的去块函数，不仅可使用H.264中的双线性滤波器，而且可如等式6所示使用简单线性组合。此外，考虑到在去块滤波器之后的上采样处理，可忽略通过去块滤波器的这种处理。这是因为可只通过上采样来在一定程度上实现平滑效果。
上采样器145对平滑的结果B·(D·PF+RB)进行上采样，然后作为当前块OF的预测块被输入到减法器115中。然后，减法器115通过从当前块OF减去上采样的结果U·B·(D·PF+RB)而产生残差信号RF。
尽管最好可如上所述在去块之后执行上采样，但是也可在上采样之后执行去块。
变换器120对残差信号RF执行空间变换并产生变换系数RF T。关于空间变换，可使用包括离散余弦变换(DCT)和小波变换的各种方法。当使用DCT时，变换系数是DCT系数，当使用小波变换时，变换系数是小波系数。
量化器125对变换系数RF T执行量化，从而产生量化系数RF Q。量化是通过使用离散值来表示具有预定实数值的变换系数RF T的处理。例如，量化器125可通过将由实数值表示的变换系数RF T除以预定量化步长，然后对除法的结果四舍五入为最接近的整数值来执行量化。
同时，基本层的残差信号RB也可以以相同的方式通过变换器220和量化器225被变换到量化系数RB Q。
熵编码器150通过对通过运动估计器105估计的运动矢量MVF、通过量化器125提供的量化系数RF Q和通过量化器225提供的量化系数RB Q执行无损编码来产生比特流。关于无损编码，可使用包括哈夫曼编码、算术编码和可变长度编码的各种方法。
图8是示出根据本发明示例性实施例的视频解码器300的结构的框图。
熵解码器305对输入的比特流执行无损解码，以提取当前块的纹理数据RF Q、与当前块相应的基本层块的纹理数据RB Q和当前块的运动矢量MVF。无损解码是无损编码的逆处理。
基本层块的纹理数据RB Q被提供给去量化器410，而当前块的纹理数据RF Q被提供给去量化器310。此外，当前块的运动矢量MVF被提供给运动补偿器350。
去量化器310对接收的当前块的纹理数据RF Q进行去量化。去量化的处理是通过使用与在量化处理期间使用的相同量化表恢复与在量化期间产生的索引匹配的值。
逆变换器320对去量化的结果执行逆变换。这种逆变换是编码器端的变换的逆处理，可包括逆DCT、逆小波变换等。
作为逆变换的结果，恢复当前块的残差信号RF。
同时，去量化器410对接收的基本层块的纹理数据RB Q进行去量化，并且逆变换器420对去量化的结果RB T执行逆变换。作为逆变换的结果，恢复基本层块的残差信号RB。恢复的残差信号RB被提供给加法器370。
缓冲器340临时存储最终恢复的画面，然后在恢复另一画面时将存储的画面提供为参考画面。
运动补偿器350从参考画面中提取由运动矢量MVF指示的相应图像QF，并通过使用提取的图像来产生帧间预测块PF。当使用双向参考时，可将帧间预测块PF计算为提取的图像OF’的平均值。相反，当使用单向参考时，帧间预测块PF可以与提取的图像OF’相同。
下采样器360对从运动补偿器350提供的帧间预测块PF进行下采样。下采样的处理可包括如图7所示的填充。
加法器370将下采样的结果D·PF和从逆变换器420提供的残差信号RB相加。
去块滤波器380通过将去块函数应用到加法器370输出的D·PF+RB进行平滑。关于形成分块滤波器的去块函数，不仅可使用H.264中的双线性滤波器，而且可如等式6所示使用简单线性组合。此外，考虑到在去块滤波器之后的上采样处理，可忽略通过去块滤波器的这种处理。
上采样器390对平滑的结果B·(D·PF+RB)进行上采样，然后作为当前块OF的预测块被输入到加法器330中。然后，加法器330通过将残差信号RF和上采样的结果U·B·(D·PF+RB)相加而恢复当前块OF。
尽管最好可如上所述在去块之后执行上采样，但是也可在上采样之后执行去块。
尽管以上参照图5和图8描述了对具有两层的视频帧进行编码的示例，但是对本领域的技术人员来说显然本发明并不限于这种示例，并且本发明可应用于对具有多于两层的结构的视频帧进行编码。
参照图5和图8描述的上述组件的每个可通过在存储器的预定区域中执行的软件(比如任务、类、子程序、过程、对象、执行线程或程序)、硬件(比如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC))或这种软件和硬件的组合来实现。所述组件可被包括在计算机可读的存储介质中或分布于多个计算机上。
图9和图10是示出根据本发明的编解码器SR1的编码性能的曲线图。图9是用于显示在具有多种帧率7.5、15和30Hz的视频序列中本发明的编解码器SR1和现有技术的编解码器ANC之间的亮度PSNR(Y-PSNR)的比较的曲线图。如图9所示，与现有技术中的编解码器相比，根据本发明的编解码器显示了最大25dB的改进，并且可看到不管帧率如何这种PSNR差几乎不变。
图10是显示在具有多种帧率的视频序列中应用了JVT-85文档提出的方法的编解码器SR2的性能和本发明的编解码器SR1的性能的比较的曲线图。如图10所示，两种编解码器的PSNR差最大是0.07dB，并且在大多数的比较区间都保持在0.07dB。
产业上的可利用性
根据本发明，可以不加限制地使用帧内基本层预测，同时满足基于多层的视频编解码器中的单环解码条件。
这种帧内基本层预测的无限制的使用可改善视频编码的性能。
尽管为了说明性的目的已经描述了本发明的示例性实施例，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，可进行各种修改、添加和替换。

Claims (18)

1、一种基于多层的视频编码方法，所述方法包括：
获得与当前层块相应的基本层块和基本层块的帧间预测块之间的差；
对当前层块的帧间预测块进行下采样；
将所述差和下采样的帧间预测块相加；
对相加的结果进行上采样；
对当前层块和上采样的结果之间的差进行编码。
2、如权利要求1所述的方法，还包括：对相加的结果进行去块滤波，其中，所述上采样的结果是所述去块滤波的结果。
3、如权利要求2所述的方法，其中，在去块滤波中使用的去块函数被表示为位于当前层块的边缘的像素和当前层块的临近像素的线性结合。
4、如权利要求3所述的方法，其中，临近像素包括与具有1/2权值的位于所述边缘的像素相邻的两个像素，所述两个临近像素中的每一个具有1/4的权值。
5、如权利要求1所述的方法，其中，通过运动估计和运动补偿来产生基本层块的帧间预测块和当前层块的帧间预测块。
6、如权利要求1所述的方法，其中，对当前层块和所述上采样的结果之间的差进行编码的步骤包括：
对当前层块和所述上采样的结果之间的差执行空间变换以产生变换系数；
对变换系数进行量化以产生量化系数；
对量化的系数执行无损编码。
7、如权利要求1所述的方法，其中，对当前层块的帧间预测块执行下采样的步骤包括：如果在缓冲器中不存在相应于和所述帧间预测块相邻的临近预测块的基本层块，则填充所述临近预测块。
8、如权利要求7所述的方法，其中，在所述填充步骤中，与所述临近预测块的左侧和上侧相邻的像素以具有45度倾斜的方向被复制到所述临近预测块。
9、一种基于多层的视频解码方法，所述方法包括：
从包括在输入比特流中的当前层块的纹理数据恢复当前层块的残差信号；
从与当前层块相应并包括在所述比特流中的基本层块的纹理数据恢复基本层块的残差信号；
对当前层块的帧间预测块进行下采样；
将下采样的帧间预测块和恢复的残差信号相加；
对下采样的帧间预测块和恢复的残差信号相加的结果执行上采样；
将恢复的残差信号和上采样的结果相加。
10、如权利要求9所述的方法，还包括：对将下采样的帧间预测块和恢复的残差信号相加的结果执行去块滤波，其中，所述上采样的结果是所述去块滤波的结果。
11、如权利要求10所述的方法，其中，在去块滤波中使用的去块函数被表示为位于当前层块的边缘的像素和当前层块的临近像素的线性结合。
12、如权利要求11所述的方法，其中，临近像素包括与具有1/2权值的位于所述边缘的像素相邻的两个像素，所述两个临近像素中的每一个具有1/4的权值。
13、如权利要求9所述的方法，其中，通过运动补偿来产生当前层块的帧间预测块。
14、如权利要求9所述的方法，其中，恢复当前层块的残差信号的步骤包括：
对纹理数据执行无损解码；
对无损解码的结果执行去量化；
对去量化的结果执行逆变换。
15、如权利要求9所述的方法，其中，对当前层块的帧间预测块执行下采样的步骤包括：当在缓冲器中不存在相应于和所述帧间预测块相邻的临近预测块的基本层块时，填充所述临近预测块。
16、如权利要求15所述的方法，其中，在所述填充步骤中，与所述临近预测块的左侧和上侧相邻的像素以具有45度倾斜的方向被复制到所述临近预测块。
17、一种基于多层的视频编码器，包括：
减法器，获得与当前层块相应的基本层块和基本层块的帧间预测块之间的差；
下采样器，对当前层块的帧间预测块进行下采样；
加法器，将所述差和下采样的帧间预测块相加；
上采样器，对通过加法器相加的结果进行上采样；
编码装置，对当前层块和通过上采样器进行上采样的结果之间的差进行编码。
18、一种基于多层的视频解码器，包括：
第一恢复装置，从包括在输入比特流中的当前层块的纹理数据恢复当前层块的残差信号；
第二恢复装置，从与当前层块相应并包括在所述比特流中的基本层块的纹理数据恢复基本层块的残差信号；
下采样器，对当前层块的帧间预测块进行下采样；
第一加法器，将下采样的帧间预测块和通过第二恢复装置恢复的残差信号相加；
上采样器，对通过第一加法器相加的结果执行上采样；
第二加法器，将通过第一恢复装置恢复的残差信号和通过上采样器进行上采样的结果相加。
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