CN102067609A - 利用降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式进行视频编码和解码的方法及装置 - Google Patents

利用降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式进行视频编码和解码的方法及装置 Download PDF

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Abstract

提供了利用降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式进行视频编码和解码的方法和装置。一种包括编码器(200)的装置，所述编码器用于使用降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种来编码画面的至少一部分，所述降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种分别降低与该部分对应的残差信号的比特深度和色度采样中的至少一种。

Description

利用降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式进行视频编码和解码的方法及装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2008年6月12日提交的美国临时申请序列号61/060,938(代理人案号PU080088)的权益，通过引用将其全部内容并入于此。
技术领域
本原理总地涉及视频编码和解码，并且更具体地涉及利用降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式进行视频编码和解码的方法及装置。
背景技术
当前，对于更高质量多媒体的需求正在快速增加。包括但不限于数字电影、数字广播递送、以及后处理的专业应用要求非常高的保真度。随着对于大且生动的平面显示器的支持以及高质量内容的可获性，高质量的消费者应用也正在增加。为了响应对适合于高质量视频应用的压缩技术的需求，国际标准化组织/国际电工委员会(ISO/IEC)运动画面专家组-4(MPEG-4)第10部分高级视频编码(AVC)标准/国际电信联盟电信分部(ITU-T)H.264建议(以下称为“MPEG-4AVC标准”)的专业规范(professional profile)的标准化已经由MPEG和ITU-T的联合视频组(JVT)完成。已经开发这些专业规范以便以高达4:4:4的色彩采样结构和每个样本高达14比特的比特深度动态范围的增强压缩能力来对专业和半专业领域中的应用进行服务。当使用更高的比特深度和更高的色度采样来编码内容时，比特率假设显著增加。
MPEG-4AVC标准是能够以比之前标准实质更低的比特率(例如，ISO/IEC MPEG-2标准、ITU-T H.263建议和MPEG-4第2部分的比特率的一半或更少)来提供好的视频质量的最新视频编码标准。MPEG-4AVC标准包括用于有效视频压缩的多种新的编码工具。关键编码工具包括多个参考帧、帧内编码的空间预测、新的变换设计、可变块大小预测、环内滤波器、1/4像素精度运动补偿、分层级的B帧、加权预测、以及对数量化步骤和量化矩阵。MPEG-4AVC标准定义了提供用于不同应用的不同编码工具的11种规范。High规范是用于广播和光学存储应用、尤其用于高清晰度电视应用的主要规范。High 10规范在High规范上通过添加对于每个解码画面精度样本高达10比特的支持来构建。主要目标在于使用交错视频的专业应用的High 4:2:2规范在High 10规范上通过在使用每个解码画面精度样本高达10比特的同时添加对4:2:2色度子采样格式的支持来构建。MPEG-4AVC标准的最新定稿的修改2定义了主要意图用于专业的高质量应用的五种新的规范(High 10帧内、High 4:2:2帧内、High 4:4:4帧内、上下文自适应可变长度编码(CAVLC)4:4:4帧内、以及High 4:4:4预测规范)、以及两种新类型的补充增强信息(SEI)消息(后滤波器暗示SEI消息和色调映射信息SEI消息)。这些规范和补充增强信息消息被设计来以用于高达4:4:4的色彩采样结构和每个样本高达14比特的比特深度动态范围的增强压缩能力来服务于高质量的视频应用。
转到图1，通过参考标号100总地指示MPEG-4AVC标准规范组的关系和能力。第一环110对应于基线规范，第二环120对应于扩展规范，第三环130对应于主规范，第四环140对应于High规范，第五环150对应于High 10规范，第六环160对应于High 4:2:2规范，而第七环170对应于High 4:4:4规范。第一环110的能力包括任意分片排序(ASO)、I和P分片、冗余画面、运动补偿预测、上下文自适应可变长度编码(CAVLC)、环内去块、帧内预测、和灵活宏块排序(FMO)。第二环120包括SI和SP分片、B分片、场编码、宏块级自适应帧/场(MBAFF)、加权预测、数据分割、以及第一环110中包括的元素。第三环130包括B分片、场编码、上下文自适应二进制算术编码(CABAC)、MBAFF、加权预测、帧内预测、环内去块、运动补偿预测、以及I和P分片。第四环140包括8*8空间预测、8*8变换、单色格式、缩放矩阵、以及第三环130中包括的元素。第五环150包括8-10比特样本深度和第四环140中包括的元素。第六环160包括4:2:2色度格式和第五环150中的元素。第七环170包括4:4:4色度格式、8-14比特样本深度、无损预测以及第六环160中包括的元素。
MPEG-4AVC标准仅允许序列级的比特深度自适应和色度采样自适应。在序列参数集(SPS)中，MPEG-4AVC标准使用以下语义定义以下语法元素：
如表1中规定的，chroma_format_idc规定关于亮度采样的色度采样。chroma_format_idc的值应在0到3的范围内，含0和3。当chroma_format_idc不存在时，应将其推断为等于1(4:2:0色度格式)。
如以下所规定的，bit_depth_luma_minus8规定亮度阵列的样本的比特深度以及亮度量化参数范围偏置QpBdOffsetY的值：
BitDepthY＝8+bit_depth_luma_minus8
QpB dOffsetY＝6*bit_depth_luma_minus8
当bit_depth_luma_minus8不存在时，应将其推断为等于0。bit_depth_luma_minus8应在0到6的范围内，含0和6。
如以下所规定的，bit_depth_chroma_minus8规定色度阵列的样本的比特深度以及色度量化参数范围偏置QpBdOffsetC的值：
BitDepthC＝8+bit_depth_chroma_minus8
QpBdOffsetC＝6*bit_depth_chroma_minus8
当bit_depth_chroma_minus8不存在时，应将其推断为等于0。bit_depth_chroma_minus8应在0到4的范围内，含0和4。
表1示出从chroma_format_idc导出的SubWidthC和SubHeightC值。
表1
 chroma_format_idc   色度格式   SubWidthC   SubHeightC
  0   单色   -   -
  1   4:2:0   2   2
  2   4:2:2   2   1
  3   4:4:4   1   1
MPEG-4AVC标准允许比特深度和色度采样的序列级自适应。例如，可以以较高的比特深度/色度采样来发送一些场景/画面组(GOP)，而以较低的比特深度/色度采样来发送另一些。尽管这可能降低较高比特深度和/或较高色度采样视频的比特率，但其具有若干缺点。第一，灵活性仅限于序列级，这限制了根据画面类型、图像特征等的自适应。第二，由于一些场景/GOP使用较低的比特深度/色度采样，而显示器需要较高的比特深度/色度采样，因此要求后处理来增加比特深度或色度采样以用于最终显示。
发明内容
本原理解决现有技术的这些和其它缺陷和缺点，本原理针对利用降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式进行视频编码和解码的方法及装置。
根据本原理的一方面，提供了一种装置。该装置包括编码器，所述编码器使用降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种来编码画面的至少一部分，所述降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种分别降低与该部分对应的残差信号的比特深度和色度采样中的至少一种。
根据本原理的另一方面，提供了一种方法。该方法包括使用降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种来编码画面的至少一部分，所述降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种分别降低与该部分对应的残差信号的比特深度和色度采样中的至少一种。
根据本原理的又一方面，提供了一种装置。该装置包括解码器，所述解码器使用降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种来解码画面的至少一部分，所述降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种分别增加与该部分对应的残差信号的比特深度和色度采样中的至少一种。
根据本原理的再一方面，提供了一种方法。该方法包括使用降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种来解码画面的至少一部分，所述降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种分别增加与该部分对应的残差信号的比特深度和色度采样中的至少一种。
本原理的这些和其它方面、特征和优点将从要结合附图阅读的示例实施例的以下详细描述中变得明显。
附图说明
根据以下示例附图将更好地理解本原理，在附图中：
图1是示出可以应用本原理的MPEG-4AVC标准规范组的关系和能力的图；
图2是示出根据本原理实施例的、利用降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式的、基于MPEG-4AVC标准的示例视频编码器的框图；
图3是示出根据本原理实施例的、利用降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式的、基于MPEG-4AVC标准的示例视频解码器的框图；
图4是示出根据本原理实施例的、基于编码画面类型的具有降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式的视频编码的示例方法的流程图；
图5是示出根据本原理实施例的、基于编码画面类型的具有降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式的视频解码的示例方法的流程图；
图6是示出根据本原理实施例的、基于参考索引的具有降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式的视频编码的示例方法的流程图；以及
图7是示出根据本原理实施例的、基于参考索引的具有降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式的视频解码的示例方法的流程图。
具体实施方式
本原理针对利用降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式进行视频编码和解码的方法及装置。
本描述例示本原理。因此应理解，本领域技术人员将可能设想尽管未在此明确描述或示出、但是体现本原理并包括在本原理精神和范围内的各种布置。
在此叙述的所有示例和条件性语言意图用于教导的目的以便帮助读者理解本原理以及由(多个)发明人贡献以促进本领域的构思，并且应该被解释为不限于这种具体叙述的示例和条件。
另外，在这里叙述本原理的原理、方面和实施例及其特定示例的所有陈述意图包括其结构和功能等效物。另外，意图是：这样的等效物包括当前已知的等效物以及将来开发的等效物二者，即所开发的执行相同功能的任何元件，而不论其结构如何。
因此，例如，本领域技术人员将认识到：在此呈现的框图表示实施本原理的说明性电路的概念性视图。类似地，将认识到：任何流程图示(flow chart)、流程图示(flow diagram)、状态转换图、伪代码等表示实质上可以表示在计算机可读介质中并因此由计算机或处理器执行的各种处理，而不管是否明确地示出这样的计算机或处理器。
可以通过使用专用硬件以及与适当的软件相关联的能够执行软件的硬件来提供图中示出的各种元件的功能。当利用处理器来提供所述功能时，可以利用单个专用处理器、利用单个共享处理器、或者利用其中一些可被共享的多个独立处理器来提供所述功能。另外，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应该被解释为排他性地指代能够执行软件的硬件，而是可以隐含地包括，但不限于数字信号处理器(“DSP”)硬件、用于存储软件的只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)、和非易失性存储装置。
还可以包括其它传统的和/或定制的硬件。类似地，图中示出的任何开关只是概念性的。它们的功能可以通过程序逻辑的运行、通过专用逻辑、通过程序控制和专用逻辑的交互、或者甚至手动地来执行，如从上下文更具体地理解的那样，可以由实施者选择具体技术。
在其权利要求中，被表示为用于执行指定功能的部件的任何元件意图包含执行那个功能的任何方式，例如包括：a)执行那个功能的电路元件的组合或者b)与适当电路相组合的任何形式的软件，所述软件因此包括固件或微代码等，所述适当电路用于执行该软件以执行所述功能。由这种权利要求限定的本发明在于如下事实，即，以权利要求所要求的方式将由各种所叙述的部件提供的功能组合和集合到一起。因此认为可以提供那些功能的任何部件与在此示出的那些部件等效。
在本说明书中提到的本原理的“一个实施例”或“实施例”，以及其他各种变形，是指结合所述实施例描述的特定特征、结构、特性等被包括在本原理的至少一个实施例中。因此，在说明书各处出现的短语“在一个实施例中”和“在实施例中”以及任何其它变型的出现不一定都指代相同的实施例。
应当认识到，例如在“A/B”、“A和/或B”以及“A和B中的至少一个”的情况中对于以下“/”、“和/或”以及“至少一个”中的任一个的使用意图包括仅对于第一个列出的选项(A)的选择、仅对于第二个列出的选项(B)的选择、或者对于两个选项(A和B)的选择。作为另一示例，在“A、B和/或C”以及“A、B和C中的至少一个”的情况中，这种措辞意图包括仅对于第一个列出的选项(A)的选择、仅对于第二个列出的选项(B)的选择、仅对于第三个列出的选项(C)的选择、仅对于第一个和第二个列出的选项(A和B)的选择、仅对于第一个和第三个列出的选项(A和C)的选择、仅对于第二个和第三个列出的选项(B和C)的选择、或者对于全部三个选项(A和B和C)的选择。如本领域和相关领域普通技术人员容易认识到的，这可以被扩展用于很多列出的项目。
还应当认识到，尽管在这里针对MPEG-4AVC标准而描述本原理的一个或多个实施例，但是本原理不仅仅限于该标准，因此可以对于其它视频编码标准、建议及其扩展(包括MPEG-4AVC标准的扩展)使用本原理，同时保持本原理的精神。
转到图2，通过参考标记200总地指示利用降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式的基于MPEG-4AVC标准的示例视频编码器。
视频编码器200包括帧排序缓冲器210，其具有与组合器285的非反向输入端进行信号通信的输出端。组合器285的输出端与开关277的输入端以信号通信地连接。开关277的第一输出端与变换器和量化器225的第一输入端以信号通信地连接。开关277的第二输出端与降低的比特深度/色度采样设备266的第二输入端以信号通信地连接。变换器和量化器225的输出端与熵编码器245的第一输入端以及逆变换器和逆量化器250的第一输入端以信号通信地连接。熵编码器245的输出端与组合器290的第一非反向输入端以信号通信地连接。组合器290的输出端与输出缓冲器235的第一输入端以信号通信地连接。
编码器控制器205的第一输出端与帧排序缓冲器210的第二输入端、逆变换器和逆量化器250的第二输入端、画面类型判定模块215的输入端、宏块类型(MB类型)判定模块220的第一输入端、帧内预测模块260的第二输入端、去块滤波器265的第二输入端、运动补偿器270的第一输入端、运动估计器275的第一输入端、参考画面缓冲器280的第二输入端、以及降低的比特深度/色度采样设备266的第一输入端以信号通信地连接。降低的比特深度/色度采样设备266的输出端与变换器和量化器225的第三输入端以信号通信地连接。
编码器控制器205的第二输出端与补充增强信息(SEI)插入器230的第一输入端、变换器和量化器225的第二输入端、熵编码器245的第二输入端、输出缓冲器235的第二输入端、序列参数集(SPS)和画面参数集(PPS)插入器240的输入端、以及增加的比特深度/色度采样设备255的第一输入端以信号通信地连接。
SEI插入器230的输出端与组合器290的第二非反向输入端以信号通信地连接。
画面类型判定模块215的第一输出端与帧排序缓冲器210的第三输入端以信号通信地连接。画面类型判定模块215的第二输出端与宏块类型判定模块220的第二输入端以信号通信地连接。
序列参数集(SPS)和画面参数集(PPS)插入器240的输出端与组合器290的第三非反向输入端以信号通信地连接。
逆量化器和逆变换器250的第一输出端与开关288的第一输入端以信号通信地连接。开关288的输出端与组合器219的第一非反向输入端以信号通信地连接。增加的比特深度/色度采样设备255的输出端与开关288的第二输入端以信号通信地连接。逆量化器和逆变换器250的第二输出端与增加的比特深度/色度采样设备255的第二输入端以信号通信地连接。组合器219的输出端与帧内预测模块260的第一输入端以及去块滤波器265的第一输入端以信号通信地连接。去块滤波器265的输出端与参考画面缓冲器280的第一输入端以信号通信地连接。参考画面缓冲器280的输出端与运动估计器275的第二输入端和运动补偿器270的第三输入端以信号通信地连接。运动估计器275的第一输出端与运动补偿器270的第二输入端以信号通信地连接。运动估计器275的第二输出端与熵编码器245的第三输入端以信号通信地连接。
运动补偿器270的输出端与开关297的第一输入端以信号通信地连接。帧内预测模块260的输出端与开关297的第二输入端以信号通信地连接。宏块类型判定模块220的输出端与开关297的第三输入端以信号通信地连接。开关297的第三输入端确定(与控制输入，即第三输入比较)开关的“数据”输入是由运动补偿器270还是由帧内预测模块260提供的。开关297的输出端与组合器219的第二非反向输入端和组合器285的反向输入端以信号通信地连接。
帧排序缓冲器210的第一输入端和编码器控制器205的输入端可用作编码器200用于接收输入画面的输入端。此外，补充增强信息(SEI)插入器230的第二输入端可用作编码器200用于接收元数据的输入端。输出缓冲器235的输出端可用作编码器200用于输出比特流的输出端。
转到图3，通过参考标记300总地指示利用降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式的基于MPEG-4AVC标准的示例视频解码器。
视频解码器300包括输入缓冲器310，输入缓冲器310具有与熵解码器345的第一输入端以信号通信地连接的输出端。熵解码器345的第一输出端与逆变换器和逆量化器350的第一输入端以信号通信地连接。逆变换器和逆量化器350的第一输出端与开关366的第一输入端以信号通信地连接。开关366的输出端与组合器325的第二非反向输入端以信号通信地连接。逆变换器和逆量化器350的第二输出端与增加的比特深度/色度采样设备388的第二输入端以信号通信地连接。增加的比特深度/色度采样设备388的输出端与开关366的第二输入端以信号通信地连接。
组合器325的输出端与去块滤波器365的第二输入端和帧内预测模块360的第一输入端以信号通信地连接。去块滤波器365的第二输出端与参考画面缓冲器380的第一输入端以信号通信地连接。参考画面缓冲器380的输出端与运动补偿器370的第二输入端以信号通信地连接。
熵解码器345的第二输出端与运动补偿器370的第三输入端和去块滤波器365的第一输入端以信号通信地连接。熵解码器345的第三输出端与解码器控制器305的输入端以信号通信地连接。解码器控制器305的第一输出端与熵解码器345的第二输入端以信号通信地连接。解码器控制器305的第二输出端与逆变换器和逆量化器350的第二输入端以信号通信地连接。解码器控制器305的第三输出端与去块滤波器365的第三输入端以及增加的比特深度/色度采样设备388的第一输入端以信号通信地连接。解码器控制器305的第四输出端与帧内预测模块360的第二输入端、运动补偿器370的第一输入端、以及参考画面缓冲器380的第二输入端以信号通信地连接。
运动补偿器370的输出端与开关397的第一输入端以信号通信地连接。帧内预测模块360的输出端与开关397的第二输入端以信号通信地连接。开关397的输出端与组合器325的第一非反向输入端以信号通信地连接。
输入缓冲器310的输入端可用作解码器300用于接收输入比特流的输入端。去块滤波器365的第一输出端可用作解码器300用于对输出画面进行输出的输出端。
如上面提到的，本原理针对利用降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式进行视频编码和解码的方法及装置。降低的比特深度更新模式用于以降低的比特深度来编码画面，而使用高比特深度参考画面来执行预测。降低的色度采样模式用来以降低的色度采样来编码画面，而使用高色度采样来执行预测。这两种技术允许以全比特深度和/或全色度采样以及以良好的质量来重构最终图像，尽管编码画面的比特率被相当程度地降低。因此，本原理的实施例保持了高的视频质量，而同时相当程度地降低了比特率。
在使用所提出的降低的比特深度更新模式和/或降低的色度采样更新模式的实施例中，以全比特深度和/或全色度采样来进行运动补偿/帧内预测，但是以降低的比特深度和/或降低的色度采样来编码残差(residue)。在编码器处，在预测(运动补偿/帧内预测)之后，首先需要将残差数据降低到较低的比特深度和/或较低的色度采样，然后执行变换和量化处理，之后接着熵编码。在解码器处，在熵解码、去量化以及逆变换之后，将残差数据增加到较高的比特深度和/或较高的色度采样。然后将残差数据添加到预测(运动补偿/帧内预测)。应理解，本原理可以与帧间预测(运动补偿)和帧内预测的任一个一起使用。
仅仅在编码器处进行降低比特深度和色度采样的处理，因而它们是非规范化的处理。因此，在解码器处不需要知道降低比特深度和色度采样的处理。
然而，增加比特深度和色度采样的处理在编码器和解码器两者中应当是相同的，由于它们是规范化的处理。对于降低的比特深度更新模式，在实施例中，允许亮度和色度各自的比特深度是不同的。
对于降低比特深度的处理，在实施例中，可以使用简单的向右移位。在另一实施例中，可以使用色调映射。当然，本原理不仅仅限于之前的用于降低比特深度的技术，因此也可以使用其它的用于降低比特深度的技术，而同时保持本原理的精神。
对于降低色度采样的处理，在实施例中，可以使用简单的平均化。在另一实施例中，可以使用包括但不限于例如Kaiser窗方法或Sinc窗方法的更复杂的滤波器。当然，本原理不仅仅限于之前的用于降低色度采样的技术，因此也可以使用其它的用于降低色度采样的技术，而同时保持本原理的精神。
对于增加比特深度的处理，在实施例中，可以使用简单的向左移位。在另一实施例中，可以使用逆色调映射。当然，本原理不仅仅限于之前的用于增加比特深度的技术，因此也可以使用其它的用于增加比特深度的技术，而同时保持本原理的精神。
对于增加色度采样的处理，在实施例中，可以使用简单的双线性上采样(upsampling)滤波器。在另一实施例中，可以使用包括但不限于例如Wiener滤波器的更复杂的滤波器。当然，本原理不仅仅限于之前的用于增加色度采样的技术，因此也可以使用其它的用于增加色度采样的技术，而同时保持本原理的精神。
降低的比特深度/色度采样更新模式可以是块级、宏块级、分片级、画面级、以及序列级处支持的、发信号通知的和/或导出的任一个。
在实施例中，在分片级支持降低的比特深度/色度采样更新模式。例如，为了保持最佳质量，在实施例中，使得更新模式仅用于非参考画面。对于参考画面，在实施例中，禁止更新模式。
表2示出了根据本原理实施例的示例的分片首标语法。
表2
  slice_header(){   C   描述符
  first_mb_in_slice   2   ue(v)
  slice_type   2   ue(v)
  pic_parameter_set_id   2   ue(v)
  frame_num   2   u(v)
  reduced_bit_depth_update_flag   2   u(1)
  if(reduced_bit_depth_update_flag){
  bit_depth_luma_minus8   2   u(ev)
  bit_dapth_chroma_minus8   2   u(ev)
  }
  reduced_chroma_sampling_update_flag   2   u(1)
  if(reduced_cnroma_sampling_update_flag){
  chroma_format_idc   2   u(ev)
  }
  .......
表2中包括的一些语法元素的语义如下：
reduced_bit_depth_update_flag等于1规定对于该分片使能降低的比特深度更新模式。reduced_bit_depth_update_flag等于0规定对于该分片不使能该降低的比特深度更新模式。
bit_depth_luma_minus_8和bit_depth_chroma_nimus_8与在MPEG-4AVC标准中具有相同的语义。
reduced_chroma_sampling_update_flag等于1规定对于该分片使能降低的色度采样更新模式。reduced_chroma_sampling_update_flag等于0规定对于该分片不使能该降低的色度采样更新模式。
转到图4，通过参考标记400总地指示基于编码画面类型的、具有降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式的视频编码的示例方法。方法400包括开始块405，其将控制传递到功能块410。功能块410执行画面类型判定处理，并将控制传递到循环限制块415。循环限制块415使用具有从零到num_MBs_minus1的范围的变量i来对要编码的当前画面中的每个宏块开始进行循环，并将控制传递到功能块420。功能块420以全比特深度/色度采样执行预测(运动补偿/帧内预测)，并将控制传递到判定块425。判定块425确定当前编码画面是否是参考画面。如果是，则将控制传递到功能块445。否则，将控制传递到功能块430。
功能块430执行降低的比特深度更新模式和/或降低的色度采样更新模式，并将控制传递到功能块435。
功能块435熵编码残差和其它语法，并将控制传递到循环限制块440。循环限制块440结束循环，并将控制传递到结束块499。
功能块445使用全比特深度和/或全色度采样来编码残差，并将控制传递到功能块435。
转到图5，通过参考标记500总地指示基于编码画面类型的、具有降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式的视频解码的示例方法。方法500包括开始块505，其将控制传递到功能块510。功能块510解析比特流，并将控制传递到循环限制块515。循环限制块515使用具有从零到num_MBs_minus1的范围的变量i来对要解码的当前画面中的每个宏块开始进行循环，并将控制传递到判定块520。判定块520确定当前编码画面是否是参考画面。如果是，则将控制传递到功能块550。否则，将控制传递到功能块525。
功能块525使用降低的比特深度或降低的色度采样来解码残差，并将控制传递到功能块530。功能块530增加残差的比特深度和/或色度采样，并将控制传递到功能块535。
功能块535以全比特深度/色度采样执行预测(运动补偿/帧内预测)，并将控制传递到功能块540。功能块540将残差加到预测块(使用运动补偿/帧内预测获得后者)，并将控制传递到循环限制块545。循环限制块545结束循环，并将控制传递到结束块599。
功能块550使用全比特深度和/或全色度采样来解码残差，并将控制传递到功能块535。
在另一实施例中，可以将降低的比特深度/色度采样更新模式与参考索引相关联，如表3-6中所示。
表3示出了根据本原理实施例的画面参数集(PPS)语法。
表3
  pic_parameter_set_rbsp(){   C   描述符
  pic_parameter_set_id   1   ue(v)
  seq_parameter_set_id   1   ue(v)
  entropy_coding_mode_flag   1   u(1)
  pic_order_present_flag   1   u(1)
  ........
  reduced_bit_depth_updete_pps_flag   1   u(1)
  reduced_chroma_sampling_update_pps_flag   1   u(1)
  ........
  }
在表3中至少包括的一些语法元素的语义如下：
reduced_bit_depth_update_pps_flag等于0规定不应将降低的比特深度更新模式应用于P和B分片。reduced_bit_depth_update_pps_flag等于1规定应将降低的比特深度更新模式应用于P和B分片。
reduced_chroma_sampling_update_pps_flag等于0规定不应将降低的色度采样更新模式应用于P和B分片。reduced_chroma_sampling_update_pps_flag等于1规定应将降低的色度采样更新模式应用于P和B分片。
表4示出根据本原理另一实施例的分片首标语法。
表4
  slice_header(){   C   描述符
  first_mb_in_slice   2   ue(v)
  slice_type   2   ue(v)
  pic_parameter_set_id   2   ue(v)
  frame_num   2   u(v)
  ...
  if(reduced_bit_depth_update_pps_flag){
  reduced_bit_depth_update_table()
}
  if(reduced_chroma_sampling_update_pps_flag){
  reduced_chroma_sampling_update_table()
}
  .......
  }
表5示出根据本原理实施例的reduced_bit_depth_update_table语法。
表5
  reduced_bit_depth_update_table(){   C   描述符
  for(i＝0；i＜＝num_ref_idx_I0_active_minus1；i++){
  reduced_bit_depth_update_I0_flag   2   u(1)
  if(reduced_bit_depth_update_I0_flag){
  bit_depth_Iuma_minus8_I0[1]   2   u(ev)
  bit_depth_chroma_minus8_I0[i]   2   u(ev)
  }
  }
  if(slice_type＝＝B)
  for(i＝0；i＜＝num_ref_idx_I1_active_minus1；i++){
  reduced_bit_depth_update_I1_flag   2   u(1)
  if(reduced_bit_depth_update_I1_flag)(
  bit_depth_Iuma_minus8_I1[i]   2   u(ev)
  bit_depth_chroma_minus8_I1[i]   2   u(ev)
  }
  }
在表5中包括的一些语法元素的语义如下：
reduced_bit_depth_update_I0_flag等于1规定存在用于列0预测的比特深度的比特深度信息。reduced_bit_depth_update_I0_flag等于0规定存在用于列0预测的比特深度的比特深度信息。
bit_depth_luma_minus_8_I0[i]是用于使用RefPicList0[i]的列0预测的亮度分量的比特深度。
bit_depth_chroma_minus_8_I0[i]是用于使用RefPicList0[i]的列0预测的色度分量的比特深度。
reduced_bit_depth_update_I1_flag、bit_depth_luma_minus_8_I1[i]、以及bit_depth_chroma_minus_8_I1[i]分另与reduced_bit_depth_update_I0_flag、bit_depth_luma_minus_8_I0[i]、以及bit_depth_chroma_minus_8_I0[i]具有相同的语义，而分别以I1、列1和列1替代I0、列0和列0。
表6示出根据本原理实施例的reduced_chroma_sampling_update_table语法。
表6
  reduced_chroma_sampling_update_table(){   C   描述符
  for(i＝0；i＜＝num_ref_idx_I0_active_minus1；i++){
  reduced_chroma_sampling_update_I0_flag   2   u(1)
  if(reduced_chroma_sampling_update_I0_flag){
  chroma_format_idc_I0[i]   2   u(ev)
  }
  }
  if(slice_type＝＝B)
  for(i＝0；i＜＝num_ref_idx_I1_active_minus1；i++){
  reduced_chroma_sampling_update_I1_flag   2   u(1)
  if(reduced_chroma_sampling_update_I1_flag){
  chroma_format_idc_I1[i]   2   u(ev)
  }
  }
应理解，尽管表5和6针对对于降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式使用单独的表格，但是在本原理的其它实施例中，可以使用单个表格来实施降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式两者，而保持本原理的精神。
转到图6，通过参考标记600总地指示基于参考索引的、具有降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式的视频编码的示例方法。方法600包括开始块605，其将控制传递到功能块610。功能块610对于每个参考画面执行降低的比特深度判定处理和/或降低的色度采样判定处理，将降低的比特深度更新表格和/或降低的色度采样更新表格写入对应的比特流，并且将控制传递到循环限制块615。循环限制块615使用具有从零到num_MBs_minus1的范围的变量i来对要编码的当前画面中的每个宏块开始进行循环，并将控制传递到功能块620。功能块620以全比特深度和/或色度采样执行预测(运动补偿/帧内预测)，并将控制传递到判定块625。判定块625确定对于要用来编码块的参考索引是否选择降低的比特深度更新模式和/或降低的色度采样更新模式。如果是，则将控制传递到功能块630。否则，将控制传递到功能块650。
功能块630使用降低的比特深度和/或降低的色度采样来编码残差，并将控制传递到功能块635。
功能块635熵编码残差和其它语法，并将控制传递到循环限制块640。循环限制块640结束循环，并将控制传递到结束块699。
功能块650使用全比特深度和/或全色度采样来编码残差，并将控制传递到功能块635。
转到图7，通过参考标记700总地指示基于参考索引的、具有降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式的视频解码的示例方法。方法700包括开始块705，其将控制传递到功能块710。功能块710解析比特流，读取降低的比特深度更新表格和/或降低的色度采样更新表格，并将控制传递到循环限制块715。循环限制块715使用具有从零到num_MBs_minus1的范围的变量i来对要编码的当前画面中的每个宏块开始进行循环，并将控制传递到判定块720。判定块720确定对于要用来编码块的参考索引是否选择降低的比特深度更新模式和/或降低的色度采样更新模式。如果是，则将控制传递到功能块725。否则，将控制传递到功能块750。
功能块725使用降低的比特深度和/或降低的色度采样来解码残差，并将控制传递到功能块730。功能块730增加残差的比特深度和/或色度采样，并将控制传递到功能块735。
功能块735以全比特深度/色度采样执行预测(运动补偿/帧内预测)，并将控制传递到功能块740。功能块740将残差加到预测块(使用运动补偿/帧内预测获得后者)，并将控制传递到循环限制块745。循环限制块745结束循环，并将控制传递到结束块799。
功能块750使用全比特深度和/或全色度采样来解码残差，并将控制传递到功能块735。
现在将给出本发明的许多伴随优点/特征中的一些的描述，所述许多伴随优点/特征中的一些已经在上面提及。例如，一种优点/特征是具有以下编码器的装置，所述编码器使用降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种来编码画面的至少一部分，所述降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种分别降低与该部分对应的残差信号的比特深度和色度采样中的至少一种。
另一优点/特征是如上所述的具有编码器的装置，其中，使用全比特深度和全色度采样中的至少一种来对所述部分执行帧内预测和运动补偿中的至少一种。
又一优点/特征是如上所述的具有编码器的装置，其中执行帧内预测和运动补偿中的至少一种，其中，通过增加残差信号的比特深度和色度采样中的至少一种来重构所述部分。
再一优点/特征是如上所述的具有编码器的装置，其中，编码器在宏块级、分片级、画面级以及序列级中的至少一级处将用于降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种的参数发信号通知给对应的解码器。
此外，另一优点/特征是如上所述的具有编码器的装置，其中，所发信号通知的参数与至少一个参考画面和参考画面列表相关联。
此外，另一优点/特征是如上所述的具有编码器的装置，其中，基于编码画面类型和画面特征的至少一种来使能降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种。
所属领域普通技术人员基于这里的教导可以容易确定本原理的这些和其它特征和优点。应理解，可以以硬件、软件、固件、专用处理器或它们的组合的各种形式来实现本原理的教导。
最优选地，作为硬件和软件的组合来实现本原理的教导。此外，可以作为在程序存储单元上有形地体现的应用程序来实现所述软件。所述应用程序可以被上载到包括任何适当架构的机器并由其执行。优选地，在具有诸如一个或多个中央处理单元(“CPU”)、随机存取存储器(“RAM”)和输入/输出(“I/O”)接口之类的硬件的计算机平台上实现所述机器。该计算机平台还可以包括操作系统和微指令代码。在此描述的各种处理和功能可以是可由CPU执行的微指令代码的一部分或应用程序一部分或者它们的任何组合。此外，诸如附加的数据存储单元和打印单元之类的各种其它外围单元可以连接到该计算机平台。
还应当理解，因为优选地用软件来实现在附图中示出的一些组成系统组件和方法，所以这些系统组件或处理功能块之间的实际连接可以根据本原理被编程的方式而不同。给出这里的教导，相关领域的普通技术人员将能够想到本原理的这些和类似的实现或配置。
尽管在这里参照附图描述了说明性实施例，但是应当理解，本原理不限于那些精确的实施例，并且相关领域的普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不背离本原理的范围或精神。所有这样的改变和修改都意图被包括在如权利要求阐述的本原理的范围内。

Claims (22)

1.一种装置，包括：
编码器(200)，用于使用降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种来编码画面的至少一部分，所述降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种分别降低与该部分对应的残差信号的比特深度和色度采样中的至少一种。
2.如权利要求1所述的装置，其中，使用全比特深度和全色度采样中的至少一种来对所述部分执行帧内预测和运动补偿中的至少一种。
3.如权利要求2所述的装置，其中，通过增加残差信号的比特深度和色度采样中的至少一种来重构所述部分。
4.如权利要求1所述的装置，其中，所述编码器(200)在宏块级、分片级、画面级以及序列级中的至少一级处将用于降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种的参数发信号通知给对应的解码器。
5.如权利要求1所述的装置，其中，发信号通知的参数与至少一个参考画面和参考画面列表相关联。
6.如权利要求1所述的装置，其中，基于编码画面类型和画面特征中的至少一种来使能降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种。
7.一种方法，包括：
使用降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种来编码画面的至少一部分(430，630)，所述降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种分别降低与该部分对应的残差信号的比特深度和色度采样中的至少一种。
8.如权利要求7所述的方法，其中，使用全比特深度和全色度采样中的至少一种来对所述部分执行帧内预测和运动补偿中的至少一种(420，620)。
9.如权利要求8所述的方法，其中，通过增加残差信号的比特深度和色度采样中的至少一种来重构所述部分。
10.如权利要求7所述的方法，其中，所述编码步骤包括在宏块级、分片级、画面级以及序列级中的至少一级处将用于降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种的参数发信号通知给对应的解码器(435，635，610)。
11.如权利要求7所述的方法，其中，发信号通知的参数与至少一个参考画面和参考画面列表相关联(425，610，625)。
12.如权利要求7所述的方法，其中，基于编码画面类型和画面特征中的至少一种来使能降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种(425，430，625，630)。
13.一种装置，包括：
解码器(300)，用于使用降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种来解码画面的至少一部分，所述降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种分别增加与该部分对应的残差信号的比特深度和色度采样中的至少一种。
14.如权利要求13所述的装置，其中，使用全比特深度和全色度采样中的至少一种来对所述部分执行帧内预测和运动补偿中的至少一种。
15.如权利要求13所述的装置，其中，所述解码器(300)进行以下至少一项：从宏块级、分片级、画面级以及序列级中的至少一级中解码和导出用于降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种的参数。
16.如权利要求13所述的装置，其中，所述参数与至少一个参考画面和参考画面列表相关联。
17.如权利要求13所述的装置，其中，基于编码画面类型和画面特征中的至少一种来使能降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种。
18.一种方法，包括：
使用降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种来解码画面的至少一部分(525，530，725，730)，所述降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种分别增加与该部分对应的残差信号的比特深度和色度采样中的至少一种。
19.如权利要求18所述的方法，其中，使用全比特深度和全色度采样中的至少一种来对所述部分执行帧内预测和运动补偿中的至少一种(535，735)。
20.如权利要求18所述的方法，其中，所述解码步骤包括以下至少一项：从宏块级、分片级、画面级以及序列级中的至少一级中解码和导出用于降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种的参数(510，710)。
21.如权利要求18所述的方法，其中，所述参数与至少一个参考画面和参考画面列表相关联(520，720)。
22.如权利要求18所述的方法，其中，基于编码画面类型和画面特征中的至少一种来使能降低的比特深度更新模式和降低的色度采样更新模式中的至少一种(520，525，530，720，725，730)。
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