CN103139555A - 一种视频序列参数编码方法、解码方法、对应的装置及码流 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种视频序列参数编码方法、解码方法、对应的装置以及码流。编码装置中的编码方法将一个视频序列各帧中一个参数组成的参数矢量编码为一串数对(A,B),其中A表示参数矢量中连续满足条件的参数的个数,B表示某一不满足条件的参数对应的数值。这些数对经熵编码后形成一个参数码流。解码装置中的解码方法解码一串数对获得一个参数矢量。本发明实施例提供的视频序列参数编码方法和解码方法适用于多种类型的参数,如摄像机的焦距等内参数、位置等外参数,以及视点对应的深度数据的最远深度平面、最近深度平面等参数。
Description
技术领域
本发明涉及多媒体通信领域,特别是视频编解码领域,具体涉及一种视频序列参数编码方法、解码方法、对应的装置及码流。
背景技术
视频序列可能带有摄像机参数,如焦距等内参数,和摄像机相对于某一参考点的距离等外参数;当视频还对应有深度图时(如2D+Z数据),通常还会附加上深度图对应的最远(Zfar)平面,最近(Znear)平面的深度数值。这些多视点视频序列参数在某些应用下需要编码成为码流,进行传输。
码流为一个比特串,通常将若干数值转换成二进制形式的码字,再将各码字按照一定的顺序连接在一起,形成一段码流。编码方法和解码方法中规定的码流解析规则和码表必须一致,这样编码产生的码流才能正确地被解码方法分解成多个码字并根据码表查出其对应的实际含义(例如多个宏块分别采用了哪种帧内预测模式),从而才能正确地完成码字对应的解码处理过程。同时,一个视频的总码流由多段表示不同含义的码流构成,例如摄像机参数对应的码流和图像内容对应的码流均为一个视频序列的码流的一部分。因此,编码器和解码器对多段码流的组织连接方式也需要保持一致
从含有实际意义的数值,或称符号,转换成比特串形式的码字的过程通常称为熵编码,是相当成熟的方法。常见的熵编码方法有N比特定长码、指数哥伦布(Exponential-Golomb)码、LZW(Lempel-Ziv-Welch)编码、行程编码(Run-length encoding)、香农(Shannon)编码、哈夫曼(Huffman)编码和算术编码(arithmetic coding),他们各有所长。一个符号也可以分解为多个子符号,每个子符号分别熵编码后组成的码流形成该符号的码字,例如,一个数可以表示或近似表示为三个若干比特数的组合,典型的例子为IEEE 754标准规定的IEEE浮点数形式,其定义了32位单精度浮点数、64位双精度浮点数和128扩展精度浮点数;另一方面,几个符号也可以联合编码为一个码字,例如通过一个二维码表可以将两个符号映射到一个码字。
当在一定情况下,经由编解码器之间的约定,有些符号可以在解码器端通过上下文的信息获得,所以其不必要写入码流,这种情况下的码字通常称为缺省码字,符号称为缺省符号。当然,由于编解码方法设计上的缺陷或者抗误码等其它要求,有的码流依然包括这部分可以缺省的码字,相应地其编码效率有所下降。编解码器之间有时也约定采用何种固定的方式进行处理,例如在H.264/AVC编码标准中采用IDCT变换,这种情况下的方法通常称为缺省方法。
V(V≥1)个不同视点的视频序列组成了一个多视点视频序列,其中每个视点的视频序列通常均包含T(T≥1)个时间同步的帧,即一个多视点视频序列由V×T帧组成;视频序列每一帧含有多种类型的参数,如果对V×T帧的每一帧,分别从其参数中取出一个参数即可构成一个由V个含有T个参数的参数矢量组成二维参数矩阵。一种简单的编码这个二维参数矩阵的方法即为将每一个参数矩阵中的每个参数分别熵编码转换成码字,再依次连接起来形成码流。
通常,对于由同一类型参数组成的参数矢量,各参数之间具有一定的时间相关性;同时,由同一类型参数矢量组成的二维参数矩阵,各参数矢量之间具有一定的相关性。例如,一个视频序列的多个时间上相邻的参数可能具有相同的值,即参数矢量中的一个参数可能通过时间上的另一参数预测得到;一个视点的视频序列中的一个参数可能与另一视点的视频序列中时间对应帧的参数具有相同的值,即一个参数可能由视间上另一参数经单向预测得到;一个视点的视频序列中的一个参数还可能与另两个视点时间对应帧的参数的加权求和值相同,即一个参数可能由视间上另两个参数经双向预测得到。所以,对一个参数矢量或二维参数矩阵进行联合编码将可以利用起矢量或矩阵内部的参数相关性,从而将其转换为更简洁的表示方式。本发明分别将二维参数矩阵中每个视的参数矢量通过多种编码方式中的一种方式转换为若干个数对。与同一类型参数组成的二维参数矩阵相比,由不同类型参数组成的二维参数矩阵的相关性较差,不利于编码,使得编码效率低。
发明内容
为了利用视频序列参数之间的时间和视间相关性进行更高效的参数编码,本发明的目的在于提供一种视频序列参数编码方法、解码方法、对应的装置和码流。
本发明实施例提供的一种视频序列参数编码方法,包括以下步骤:
对由一个视频序列vx中各帧一个参数组成的参数矢量Mvx,采用时间参考编码方式、单向视间参考编码方式或双向视间参考编码方式中的何种编码方式,编码为一串数对;
其中,所述的参数矢量Mvx中的一个参数记为Mvx(t),t表示该参数在Mvx中的序号;
所述时间参考编码方式具体为:
将所述的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1),将参考点设置为Mvx(1),并将Mvx(1)编码为一个数对(Z,Y),其中Z为缺省,Y为Mvx(1)的数值;对参数矢量Mvx中从第二个参数起的所有参数依次进行如下循环编码:A1,从参考点后的参数中找到一个参数K1,所述参数K1表示参考点后的参数中按照序号升序排列第一个与其参考参数数值不同的参数;A2,将从参考点后到参数K1的所有参数编码成一个数对(A,B),A表示从参考点后到参数K1前的参数的个数,B表示所述参数K1与其参考参数R1经二元函数f1计算得到的数值f1(K1,R1);A3,将所述参考点更新为参数K1,并且将所述参考点后的参数的参考参数更新为参数K1;
所述单向视间参考编码方式具体为:
将所述的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为另一已经编码的参数矢量Mvy中对应序号的参数,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);对参数矢量Mvx中所有参数依次进行如下循环编码:B1,从参考点起的参数中找到一个参数K2,所述参数K2表示从参考点起的参数中按照序号升序排列第一个与其参考参数数值不同的参数;B2,将从参考点起到参数K2的所有参数编码成一个数对(C,D),C表示从参考点起到参数K2前的参数的个数,D表示所述的参数K2与其参考参数R2经一个二元函数f2计算得到的数值f2(K2,R2);B3,将参考点更新为参数K2的下一个参数;
所述的双向视间参考编码方式具体为:
将所述的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为另两个已经编码的参数矢量Mvy和Mvz中对应序号的参数的加权求和值,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);对参数矢量Mvx中所有参数依次进行如下循环编码:C1,从参考点起的参数中找到一个参数K3,所述参数K3表示从参考点起的参数中按照序号升序排列第一个与其参考参数数值不同的参数;C2,将从参考点起到参数K3的所有参数编码成一个数对(E,F),E表示从参考点起到参数K3前的参数的个数,F表示所述的参数K3与其参考参数R3经一个二元函数f3计算得到的数值f3(K3,R3);C3,将参考点更新为参数K3的下一个参数。
本发明另一实施例提供的一种视频序列参数编码装置,其特征在于,所述视频序列参数编码装置输入包括由一个视频序列vx中各帧一个参数组成的参数矢量Mvx,输出包括一串数对,其中所述的参数矢量Mvx中的一个参数记为Mvx(t),t表示该参数在Mvx中的序号;
所述视频序列参数编码装置至少包括任一以下所述模块:
时间参考编码模块,用于将所述的参数矢量Mvx通过时间参考编码方式编码为一串数对,具体包括参考参数设置单元和循环编码单元,
所述参考参数设置单元用于将所述的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1),将参考点设置为Mvx(1),并将Mvx(1)编码为一个数对(Z,Y),其中Z缺省,Y为Mvx(1)的数值;
所述循环编码单元用于对参数矢量Mvx中从第二个参数起的所有参数依次进行如下循环编码,具体编码方式为:(1)从参考点后的参数中找到一个参数K1,参数K1表示参考点后的参数中按照序号升序排列第一个与其参考参数数值不同的参数;(2)将从参考点后到参数K1的所有参数编码成一个数对(A,B),A表示从参考点后到参数K1前的参数的个数,B表示所述的参数K1与其参考参数R1经一个二元函数f1计算得到的数值f1(K1,R1);(3)将参考点更新为参数K1,并且将参考点后的参数的参考参数更新为参数K1;
单向视间参考编码模块,用于将所述的参数矢量Mvx通过单向视间参考编码方式编码为一串数对,具体包括参考参数设置单元和循环编码单元,
所述参考参数设置单元用于将所述的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为另一已经编码的参数矢量Mvy中对应序号的参数,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);
所述循环编码单元用于对参数矢量Mvx中所有参数依次进行如下循环编码,具体编码方式为:(1)从参考点起的参数中找到一个参数K2,参数K2表示从参考点起的参数中按照序号升序排列第一个与其参考参数数值不同的参数;(2)将从参考点起到参数K2的所有参数编码成一个数对(C,D),C表示从参考点起到参数K2前的参数的个数,D表示所述的参数K2与其参考参数R2经一个二元函数f2计算得到的数值f2(K2,R2);(3)将参考点更新为参数K2的下一个参数;
双向视间参考编码模块,用于将所述的参数矢量Mvx通过双向视间参考编码方式编码为一串数对,具体包括参考参数设置单元和循环编码单元,
所述参考参数设置单元用于将所述的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为另两个已经编码的参数矢量Mvy和Mvz中对应序号的参数的加权求和值,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);
所述循环编码单元用于对参数矢量Mvx中所有参数依次进行如下循环编码,具体编码方式为:(1)从参考点起的参数中找到一个参数K3,参数K3表示从参考点起的参数中按照序号升序排列第一个与其参考参数数值不同的参数;(2)将从参考点起到参数K3的所有参数编码成一个数对(E,F),E表示从参考点起到参数K3前的参数的个数,F表示所述的参数K3与其参考参数R3经一个二元函数f3计算得到的数值f3(K3,R3);(3)将参考点更新为参数K3的下一个参数;
所述的二元函数f1、f2、f3分别为以下二元函数f之一:
(1)f(x,y)=a·x+b·y+c,其中a、b、c为常数,且a≠0;
(2)f(x,y)=logd(a·x+b·y+c),其中a、b、c、d为常数,且a≠0,d>0。
本发明另一实施例提供的一种视频序列参数解码方法,包括以下步骤:
对一串数对(A,B)采用时间参考解码方式、单向视间参考解码方式或双向视间参考解码方式中的一种解码方式进行解码,产生由一个视频序列中各帧一个参数组成的参数矢量Mvx;
其中,所述的参数矢量Mvx中的一个参数记为Mvx(t),t表示所述参数在Mvx中的序号;
所述的时间参考解码方式具体为:
将所述串数对(A,B)对应的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为第一个数对的B,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);对第二个数对起的每个数对(A,B),依次进行以下处理:将参考点后的A个参数分别赋值为其参考参数,参考点后的第A+1个参数的序号记为N1,将Mvx中第N1个参数Mvx(N1)赋值为g1(B,P1),g1(B,P1)表示B与Mvx(N1)的参考参数P1经第一二元函数g1计算得到的数值,将参考点更新为Mvx(N1),所述A为非负整数;
所述的单向视间参考解码方式具体为:
将所述串数对(A,B)对应的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为另一个已经解码得到的参数矢量Mvy中对应序号的参数,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);对每个数对(A,B),依次分别完成以下处理:将自参考点起的A个参数分别赋值为其参考参数,自参考点起的第A+1个参数的序号记为N2,将Mvx中第N2个参数Mvx(N2)赋值为g2(B,P2),g2(B,P2)表示B与Mvx(N2)的参考参数P2经一个二元函数g2计算得到的数值,将参考点更新为Mvx(N2+1),所述A为非负整数;
所述的双向视间参考解码方式具体为:
将所述串数对(A,B)对应的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为另两个已经解码得到的参数矢量Mvy和Mvz中对应序号的参数的加权求和值,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);对每个数对(A,B)依次分别完成以下处理:将自参考点起的A个参数分别赋值为其参考参数,自参考点起的第A+1个参数的序号记为N3,将Mvx中第N3个参数Mvx(N3)赋值为g3(B,P3),所述g3(B,P3)表示B与Mvx(N3)的参考参数P3经一个二元函数g3计算得到的数值,将参考点更新为Mvx(N3+1),所述A为非负整数。
本发明另一实施例提供的一种视频序列参数解码装置,所述视频序列参数解码装置输入包括一串数对(A,B),输出包括由一个视频序列中各帧一个参数组成的参数矢量Mvx,其中所述的参数矢量Mvx中的一个参数记为Mvx(t),t表示该参数在Mvx中的序号;所述的视频序列参数解码装置至少包含以下三种模块之一:
时间参考解码模块,用于对所述的该串数对采用时间参考解码方式进行解码,具体包括参考参数设置单元和数对处理单元,
所述参考参数设置单元用于将所述串数对(A,B)对应的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为第一个数对的B,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);
所述对数处理单元用于对第二个数对起的每个数对(A,B),依次分别完成以下处理:将参考点后的A个参数分别赋值为其参考参数,参考点后的第A+1个参数的序号记为N1,将Mvx中第N1个参数Mvx(N1)赋值为g1(B,P1),g1(B,P1)表示B与Mvx(N1)的参考参数P1经一个二元函数g1计算得到的数值,将参考点更新为Mvx(N1),所述A为非负整数;
单向视间参考解码模块,用于对所述的该串数对采用单向视间参考解码方式进行解码,具体包括参考参数设置单元和数对处理单元,
所述参考参数设置单元用于将所述的该串数对(A,B)对应的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为另一个已经解码得到的参数矢量Mvy中对应序号的参数,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);
所述数对处理单元用于对每个数对(A,B),依次分别完成以下处理:将自参考点起的A个参数分别赋值为其参考参数,自参考点起的第A+1个参数的序号记为N2,将Mvx中第N2个参数Mvx(N2)赋值为g2(B,P2),g2(B,P2)表示B与Mvx(N2)的参考参数P2经一个二元函数g2计算得到的数值g2(B,P2),将参考点更新为Mvx(N2+1),所述A为非负整数;
双向视间参考解码模块,用于对所述的该串数对采用双向视间参考解码方式进行解码,具体包括参考参数设置单元和数对处理单元,
所述参考参数设置单元用于将所述的该串数对(A,B)对应的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为另两个已经解码得到的参数矢量Mvy和Mvz中对应序号的参数的加权求和值,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);
所述数对处理单元用于对每个数对(A,B)依次分别完成以下处理:将自参考点起的A个参数分别赋值为其参考参数,自参考点起的第A+1个参数的序号记为N3,将Mvx中第N3个参数Mvx(N3)赋值为g3(B,P3),g3(B,P3)为B与Mvx(N3)的参考参数P3经一个二元函数g3计算得到的数值,将参考点更新为Mvx(N3+1),所述A为非负整数;
所述的二元函数g1、g2、g3分别为以下二元函数g之一:
本发明又一实施例提供的一种视频序列参数码流,其特征在于,包含一串数对(A,B),A表示个数,B表示数值,所述的视频序列参数码流包含的一串数对可以通过时间参考解码方式,单向视间参考解码方式或双向视间参考解码方式之一进行解码,得到由一个视频序列中各帧一个参数组成的参数矢量Mvx,其中所述的参数矢量Mvx中的一个参数记为Mvx(t),t表示该参数在Mvx中的序号;
所述的时间参考解码方式,将所述的该串数对(A,B)对应的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为第一个数对的B,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);对第二个数对起的每个数对(A,B),依次分别完成以下处理:将参考点后的A个参数分别赋值为其参考参数,参考点后的第A+1个参数的序号记为N1,将Mvx中第N1个参数Mvx(N1)赋值为g1(B,P1),g1(B,P1)B与Mvx(N1)的参考参数P1经一个二元函数g1计算得到的数值,将参考点更新为Mvx(N1),所述A为非负整数;
所述的单向视间参考解码方式,将所述的该串数对(A,B)对应的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为另一个已经解码得到的参数矢量Mvy中对应序号的参数,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);对每个数对(A,B),依次分别完成以下处理:将自参考点起的A个参数分别赋值为其参考参数,自参考点起的第A+1个参数的序号记为N2,将Mvx中第N2个参数Mvx(N2)赋值为g2(B,P2),g2(B,P2)表示B与Mvx(N2)的参考参数P2经一个二元函数g2计算得到的数值,将参考点更新为Mvx(N2+1),所述A为非负整数;
所述的双向视间参考解码方式,将所述的一串数对(A,B)对应的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为另两个已经解码得到的参数矢量Mvy和Mvz中对应序号的参数的加权求和值,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);对每个数对(A,B),依次分别完成以下处理:将自参考点起的A个参数分别赋值为其参考参数,自参考点起的第A+1个参数的序号记为N3,将Mvx中第N3个参数Mvx(N3)赋值为g3(B,P3),g3(B,P3)表示B与Mvx(N3)的参考参数P3经一个二元函数g3计算得到的数值,将参考点更新为Mvx(N3+1),所述A为非负整数;
所述的数对特征还在于至少包含以下之一:
(1)第一个数对中的A缺省;
(2)最后一个数对的B缺省;
(3)当一个数对的A为某个特定值时,其B缺省;
(4)所有数对均不含缺省元素。
与现有技术相比,本发明的参数编解码方法提供了更高的编码效率。
附图说明
图1为本发明一实施例的一种视频序列参数的编码装置实施例的结构示意图;
图2为本发明又一实施例的一种视频序列参数的编码装置实施例的结构示意图;
图3为本发明又一实施例的一种视频序列参数的编码装置实施例的结构示意图;
图4为本发明一实施例的一种视频序列参数的解码装置实施例的结构示意图;
图5为本发明又一实施例的一种视频序列参数的解码装置实施例的结构示意图;
图6为本发明又一实施例的一种视频序列参数的解码装置实施例的结构示意图。
具体实施方式
本发明的视频序列参数编码、解码方法适用于多种类型的参数,如摄像机的焦距等内参数、位置等外参数,以及视点对应的深度数据的最远深度平面、最近深度平面等参数。为了描述简洁,定义如下符号:一个视频序列vx中各帧一个参数组成的参数矢量记为Mvx,其中参数矢量Mvx中的一个参数记为Mvx(t),t表示该参数在Mvx中的序号,视频序列包括T帧,其中T为正整数。序号t可以为各帧的显示顺序,也可以为各帧的编码顺序。一个视频序列的多种类型参数组成多个参数矢量。多个视频序列的参数矢量组成一个二维参数矩阵,这些参数矢量通常为不同视点视频序列的同一类型的参数矢量。特别的,当各参数矢量含有不同个数的参数时,可以通过预处理,如上采样或下采样,将各参数矢量更新为相同的参数个数。
以下陈述中,采用的二元函数f至少可以为以下之一:
(1)f(x,y)=a·x+b·y+c,其中a、b、c为常数,且a≠0;
(2)f(x,y)=logd(a·x+b·y+c),其中a、b、c、d为常数,且a≠0,d>0。
以下陈述中,采用的二元函数g至少可以为以下之一:
以下结合实施例来详细阐述本发明的视频序列参数编解码方法的具体实施方式。
实施例1
本发明的第一实施方式涉及一种视频序列参数编码方法。本实施方式对参数矢量Mvx通过时间参考编码方式编码为一串数对;所述的时间参考编码方式,包含以下步骤:
(1)将所述的参数矢量Mvx中每一个参数(即Mvx(t),T≥t≥1)的参考参数设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1),将参考点设置为Mvx(1),并将Mvx(1)编码为一个数对(Z,Y),其中Z缺省,Y为Mvx(1)的数值。所述的Z缺省,即Z为一个缺省符号,在由各数对经熵编码形成的参数码流中,没有Z的数值信息,所以编码形成的数对(Z,Y)中的Z可以为任意值。
(2)对参数矢量Mvx中从第二个参数起的所有参数(即Mvx(t),T≥t≥2)按照序号升序依次进行如下循环编码,编码所有T个参数后结束,编码方式如下:A1,从参考点后的参数(即Mvx(t),T≥t>NP,其中NP为参考点的序号)中找到一个参数K1,参数K1表示参考点后的参数中按照序号升序排列第一个与其参考参数数值不同的参数;A2,将从参考点后到参数K1的所有参数(即Mvx(t),NK1≥t>NP,其中NK1表示参数K1的序号)编码成一个数对(A,B),A表示从参考点后到参数K1前的参数(即Mvx(t),NK1>t>NP的个数),B表示所述的参数K1与其参考参数R1经一个二元函数f1计算得到的数值f1(K1,R1);A3,将参考点更新为参数K1,并且将参考点后的参数的参考参数更新为参数K1;其中f1为所述二元函数f的一个特例,f1(x,y)=x。
需要说明的是,当编码最后一个参数Mvx(T)时,如果Mvx(T)与其参考参数数值相等,最后一个数对的A可以设置为A=T-NR,其中NR为编码Mvx(T)时的参考点的序号,也可以设置为大于T-NR的数,最后一个数对的B缺省。
需要说明的是,对于数对,还需经过熵编码才可以形成比特串形式的码流。熵编码的方法可以采用,例如,对表示个数的A采用指数哥伦布码,对表示数值的B采用32位IEEE浮点数;又如,对表示个数的A采用定长编码,对表示数值的B采用64位IEEE浮点数;再如,将A、B通过二维码表联合编码成一个码字。在熵编码过程中,有些数对元素并不实际产生比特串形式的码字,即其码字在码流中缺省。低效率的熵编码方案可能仍然输出应该缺省的数对元素的码字。
实施例2
本发明的第二实施方式涉及一种视频序列参数编码方法。本实施方式与实施例1的不同在于:采用的f1为所述二元函数f的另一个特例,f1(x,y)=x-y。
实施例3
本发明的第三实施方式涉及一种视频序列参数编码方法。本实施方式对参数矢量Mvx通过单向视间参考编码方式编码为一串数对;所述的时间参考编码方式,包含以下步骤:
(1)将所述的参数矢量Mvx中每一个参数(即Mvx(t),T≥t≥1)的参考参数分别设置为另一已经编码的参数矢量Mvy中对应序号的参数(即Mvy(t)),将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);所述的另一已经编码的参数矢量的编码方法不仅限于实施例1和2中采用时间参考编码方式和实施例5和6中采用的双向视间参考编码方式,也可以为对各个参数直接进行常用的熵编码,如行程编码(Run-length encoding)等。
(2)对参数矢量Mvx中所有参数(即Mvx(t),T≥t≥1)按照序号升序依次进行如下循环编码,编码所有T个参数后结束,编码方式如下:B1,从参考点起的参数(即Mvx(t),T≥t≥NP,其中NP为参考点的序号)中找到一个参数K2,参数K2表示从参考点起的参数中按照序号升序排列第一个与其参考参数数值不同的参数;B2,将从参考点起到参数K2的所有参数(即Mvx(t),NK2≥t≥NP,其中NK2表示参数K2的序号)编码成一个数对(C,D),C表示从参考点起到参数K2前的参数(即Mvx(t),NK2>t≥NP)的个数,D表示所述的参数K2与其参考参数R2经一个二元函数f2计算得到的数值f2(K2,R2);B3,将参考点更新为参数K2的下一个参数Mvx(NK2+1);其中f2为所述二元函数f的另一个特例,f2(x,y)=-x+y。
需要说明的是,当编码最后一个参数Mvx(T)时,如果Mvx(T)与其参考参数数值相等,最后一个数对的C可以设置为C=T-NR+1,其中NR为编码Mvx(T)时的参考点的序号,也可以设置为大于T-NR+1的数,最后一个数对的D缺省。
实施例4
本发明的第四实施方式涉及一种视频序列参数编码方法。本实施方式与实施例3的不同在于:采用的f2为所述二元函数f的另一个特例,f2(x,y)=x-y-c,其中c为参数矢量Mvx中各参数与其参考参数Mvx(t)差值的平均值,即:
实施例5
本发明的第五实施方式涉及一种视频序列参数编码方法。本实施方式对参数矢量Mvx通过双向视间参考编码方式编码为一串数对;所述的双向视间参考编码方式,包含以下步骤:
(1)将所述的参数矢量Mvx中每一个参数(即Mvx(t),T≥t≥1)的参考参数分别设置为另两个已经编码的参数矢量Mvy和Mvz中对应序号的参数(即Mvy(t)和Mvz(t))的加权求和值W,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);所述的另两个已经编码的参数矢量的编码方法不仅限于实施例1和2中采用的时间参考编码方式及实施例3和4中采用的单向视间参考编码方式,也可以为对各个参数直接进行常用的熵编码,如定长码等。所述的加权求和值可采用:其中bx表示参数矢量Mvx对应的视点vx的水平坐标,by表示参数矢量Mvy对应的视点vy的水平坐标,bz表示参数矢量Mvz对应的视点vz的水平坐标;
(2)对参数矢量Mvx中所有参数(即Mvx(t),T≥t≥1)按照序号升序依次进行如下循环编码,编码所有T个参数后结束,编码方式如下:C1,从参考点起的参数(即Mvx(t),T≥t≥NP,其中NP为参考点的序号)中找到一个参数K3,参数K3表示从参考点起的参数中按照序号升序第一个与其参考参数数值不同的参数;C2,将从参考点起到参数K3的所有参数(即Mvx(t),NK3≥t≥NP,其中NK3表示参数K3的序号)编码成一个数对(E,F),E表示从参考点起到参数K3前的参数(即Mvx(t),NK3>t≥NP)的个数,F表示所述的参数K3与其参考参数R3经一个二元函数f3计算得到的数值f3(K3,R3);C3,将参考点更新为参数K3的下一个参数Mvx(NK3+1);其中
需要说明的是,当编码最后一个参数Mvx(T)时,如果Mvx(T)与其参考参数数值相等,最后一个数对的E可以设置为E=T-NR+1,其中NR为编码Mvx(T)时的参考点的序号,也可以设置为大于T-NR+1的数,最后一个数对的F缺省。
实施例6
本发明的第六实施方式涉及一种视频序列参数编码方法。本实施方式与实施例5的不同在于:采用的f3为所述二元函数f的另一个特例,f3(x,y)=log2(x-y);
其中所述的加权求和值可采用:W=λ·Mvy(t)+(1-λ)·Mvz(t),其中,λ的取值为使得Mvx(t)=λ·Mvy(t)+(1-λ)·Mvz(t),1≤t≤T成立的个数最多的数值。
实施例7
本发明的第七实施方式涉及一种视频序列参数编码方法。本实施方式对参数矢量Mvx选择时间参考编码方式或单向视间参考编码方式中的一种编码方式中进行编码,产生一串数对;此外,还输出模式信息,该模式信息标识编码参数矢量产生的一串数对是由所述的时间参考编码方式或单向视间参考编码方式中的哪一种编码方式产生,包括以下步骤:
(1)统计参数矢量Mvx中各参数(即Mvx(t),T≥t≥1)与Mvx(1)数值相同的个数,记为Nx;统计参数矢量Mvx中各参数与另一已经编码的参数矢量参考参数Mvy中对应序号的参数(即Mvy(t))数值相同的个数,记为Ny。
(2)采用以下方法进行编码:如果Nx大于Ny,采用时间参考编码方式对Mvx进行编码,输出模式信息1;否则,采用单向视间参考编码方式(参考Mvy)对Mvx进行编码,输出模式信息2;其中,时间参考编码方式的实施方式如实施例1中所示,单向视间参考编码方式的实施方式如实施例3中所示。
需要说明的是,对于实施例7中产生的模式信息,还需经过熵编码才可以形成比特串形式的码流,熵编码的方法例如采用1比特定长码时,比特串0表示模式信息1,比特串1表示模式信息2;又如采用一阶指数哥伦布码时,比特串1表示模式信息2,比特串010表示模式信息1。
实施例8
本发明的第八实施方式涉及一种视频序列参数编码方法。本实施方式包括以下步骤:对参数矢量Mvx分别采用时间参考编码方式、单向视间参考编码方式和双向视间参考编码方式进行编码,产生三串候选的数对,其中的一串数对将作为所述的视频序列参数编码方法最终输出的一串数对;其中,时间参考编码方式的实施方式如实施例2中所示,单向视间参考编码方式的实施方式如实施例4中所示,双向视间参考编码方式的实施方式如实施例5所示;
然后,比较三串数对经过熵编码后的码流长度,选择码流长度最小的一串数对作为编码输出的一串数对,并输出相应的模式信息,每种参考编码方式对应于一个模式信息,该模式信息用来标识编码参数矢量产生的一串数对是由所述的三种参考编码方式中的哪一种编码方式产生的。
需要说明的是,对于实施例8中产生的模式信息,还需经过熵编码才可以形成比特串形式的码流,熵编码的方法例如2比特定长码、一阶指数哥伦布码。
实施例9
本发明的第九实施方式涉及一种视频序列参数解码方法。本实施方式对一串数对(包含正整数个数对,一个数对记为(A,B),其中A表示个数,B表示数值)采用时间参考解码方式,解码产生由一个视频序列vx中各帧一个参数组成的参数矢量Mvx;所述的时间参考解码方式,包含以下步骤:
(1)将所述的一串数对(A,B)对应的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为第一个数对的B,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);第一个数对中的A对于时间参考解码方式并无作用,它是一个缺省符号;
(2)对第二个数对起的每个数对(A,B),依次分别完成以下解码处理,解码得到所有T个参数后结束,具体解码处理方式如下:将参考点后的A(A为非负整数)个参数(即Mvx(t),NP+A≥t>NP,其中Np表示参考点的序号)分别赋值为其参考参数,参考点后的第A+1个参数(即Mvx(NP+A+1))的序号记为N1,将Mvx中第N1个参数Mvx(N1)赋值为B与Mvx(N1)的参考参数P1经一个二元函数g1计算得到的数值g1(B,P1),将参考点更新为Mvx(N1);其中g1为所述二元函数g的一个特例,g1(x,y)=x。
需要说明的是,在采用实施例9至14前,还需要对比特串形式的参数码流进行熵解码,从而获得一串数对,数对中的某些元素可能不会被解码过程使用,且该熵解码应该与编码参数码流采用的熵编码方法匹配。
实施例10
本发明的第十实施方式涉及一种视频序列参数解码方法。本实施方式与实施例9的不同在于:采用的g1为所述二元函数g的另一个特例,g1(x,y)=x+y。
实施例11
本发明的第十一实施方式涉及一种视频序列参数解码方法。本实施方式对一串数对(包含正整数个数对,一个数对记为(A,B),其中A表示个数,B表示数值)采用单向视间参考解码方式,解码产生由一个视频序列vx中各帧一个参数组成的参数矢量Mvx;所述的单向视间参考解码方式,包含以下步骤:
(1)将所述的一串数对(A,B)对应的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为另一个已经解码得到的参数矢量Mvy中对应序号的参数,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);其中参数矢量Mvy的解码方法不仅限于实施例9和10中采用的时间参考解码方式和实施例13和14中采用的双向视间参考解码方式,还可以采用其它解码方法,例如对每个码字分别进行指数哥伦布译码,获得Mvy中每个参数的数值。
(2)对每个数对(A,B),依次分别完成以下解码处理,解码得到所有T个参数后结束,具体解码处理方式如下:将自参考点起的A(A为非负整数)个参数(即Mvx(t),NP+A-1≥t≥NP,其中Np表示参考点的序号)分别赋值为其参考参数,自参考点起的第A+1个参数(即Mvx(NP+A))的序号记为N2,将Mvx中第N2个参数Mvx(N2)赋值为B与Mvx(N2)的参考参数P2经一个二元函数g2计算得到的数值g2(B,P2),将参考点更新为Mvx(N2+1);其中g2为所述二元函数g的另一个特例,g2(x,y)=-x+y。
实施例12
本发明的第十二实施方式涉及一种视频序列参数解码方法。本实施方式与实施例11的不同在于:采用的g2为所述二元函数g的另一个特例,g2(x,y)=x+y+a,其中a为参数矢量Mvx中各参数与其参考参数差值的平均值:
实施例13
本发明的第十三实施方式涉及一种视频序列参数解码方法。本实施方式对一串数对(包含正整数个数对,一个数对记为(A,B),其中A表示个数,B表示数值)采用双向视间参考解码方式,解码产生由一个视频序列vx中各帧一个参数组成的参数矢量Mvx;所述的双向视间参考解码方式,包含以下步骤:
(1)将所述的一串数对(A,B)对应的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为另两个已经解码得到的参数矢量Mvy和Mvz中对应序号的参数的加权求和值,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);其中参数矢量Mvy或Mvy的解码方法不仅限于实施例9和10中采用的时间参考解码方式和实施例11和12中采用的双向视间参考解码方式,还可以采用其它解码方法,例如:对每个码字分别按照32位IEEE浮点数的格式恢复成数值,获得Mvv中每个参数对应的数值。所述的加权求和值可采用:其中bx表示参数矢量Mvx对应的视点vx的水平坐标,by表示参数矢量Mvy对应的视点vy的水平坐标,bz表示参数矢量Mvz对应的视点vz的水平坐标;bx、by、bz可以由编码端传输到解码端,从而被参数解码方法得到。
(2)对每个数对(A,B),依次分别完成以下解码处理,解码得到所有T个参数后结束,具体解码处理方式如下:将自参考点起的A(A为非负整数)个参数(即Mvx(t),NP+A-1≥t≥NP,其中Np表示参考点的序号)分别赋值为其参考参数,自参考点起的第A+1个参数(即Mvx(NP+A))的序号记为N3,将Mvx中第N3个参数Mvx(N3)赋值为B与Mvx(N3)的参考参数P3经一个二元函数g3计算得到的数值g3(B,P3),将参考点更新为Mvx(N3+1);其中g3(x,y)=x2+y。
实施例14
本发明的第十四实施方式涉及一种视频序列参数解码方法。本实施方式与实施例13的不同在于:采用的g3为所述二元函数g的另一个特例,g3(x,y)=2x+y;其中所述的加权求和值可采用:W=λ·Mvy(t)+(1-λ)·Mvz(t),
其中,λ的取值使得Mvx(t)=λ·Mvy(t)+(1-λ)·Mvz(t),1≤t≤T成立的个数最多,λ可以由编码端传输到解码端,从而被参数解码方法得到。
实施例15
本发明的第十五实施方式涉及一种视频序列参数解码方法。其输入还包括模式信息。所述的视频序列参数解码方法根据所述的模式信息,采用所述的时间参考解码方式、单向视间参考解码方式中的一种方法,对输入的一串数对进行解码,产生由一个视频序列vx中各帧一个参数组成的参数矢量Mvx;即有:当模式信息标识应该采用时间参考解码方式对该串数对解码时,则用时间参考解码方式解码;当模式信息标识应该采用单向视间参考解码方式对该串数对解码时,则用单向视间参考解码方式解码。其中,时间参考解码方式的实施方式如实施例9中所示,单向视间参考解码方式的实施方式如实施例11中所示。
需要说明的是,在采用实施例15和16前,还需要对比特串形式的参数码流进行熵解码,从而获得一串数对和对应的模式信息,数对中的某些元素可能不会被解码过程使用,且该熵解码应该与编码参数码流采用的熵编码方法匹配。
实施例16
本发明的第十六实施方式涉及一种视频序列参数解码方法。其输入还包括模式信息。所述的视频序列参数解码方法根据所述的模式信息,采用所述的时间参考解码方式、单向视间参考解码方式或双向视间参考解码方式中的一种方法,对输入的一串数对进行解码,产生由一个视频序列vx中各帧一个参数组成的参数矢量Mvx;即有:当模式信息标识应该采用时间参考解码方式对该串数对解码时,则用时间参考解码方式解码;当模式信息标识应该采用单向视间参考解码方式对该串数对解码时,则用单向视间参考解码方式解码;当模式信息标识应该采用双向视间参考解码方式对该串数对解码时,则用双向视间参考解码方式解码。其中,时间参考解码方式的实施方式如实施例10中所示,单向视间参考解码方式的实施方式如实施例12中所示,双向视间参考解码方式的实施方式如实施例13中所示。
下面,以对一个多视点视频序列的参数编码为例,对本发明的视频序列参数编解码方法的编码性能进行说明。多视点视频序列包含六个视点的视频序列,其视点号分别记为v1、v2、v3、v4、v5、v6,每个视频序列包括8帧,其参数值如表1所示。其中视点v5在视点v1和v4的中间,即v5到v1的距离为v4到v1的距离的1/2。
以实施例1所述的时间参考编码方式对v1的参数矢量编码,得到一串数对依次为数对(A,3.1)、(0,3.3)、(0,3.2)、(2,4.2)、(1,3.2),其中A缺省。
以实施例2所述的时间参考编码方式对v2的参数矢量编码,得到一串数对依次为数对(A,4.1)、(3,-0.8)、(3,B),其中A、B缺省。
以实施例3所述的单向视间参考编码方式对v3的参数矢量编码(参考已编码的视v2的参数矢量),得到一串数对依次为数对(4,-0.1)、(3,B),其中B缺省。
以实施例4所述的单向视间参考编码方式对v4的参数矢量编码(参考已编码的视v2的参数矢量),此时常量a等于0.1,得到一串数对依次为数对(0,0.2)、(6,0.4)。
以实施例5所述的双向视间参考编码方式对v5的参数矢量编码(参考已编码的视v1和v4的参数矢量),得到一串数对依次为数对(8,B),其中B缺省。
以实施例6所述的双向视间参考编码方式对v6的参数矢量编码(参考已经编码的视v1和v4的参数矢量),此时常量λ取为0.25,得到一串数对依次为数对(1,1)、(5,-1);其中B缺省。
可以看出用以上实施例对该参数矩阵形编码比直接编码每个参数更高效。
表1:多视点视频序列参数组成的参数矩阵
下面,结合实施例来详细阐述本发明的视频序列参数编解码装置的具体实施方式。
实施例17
本发明的第十七实施方式涉及一种视频序列参数编码装置。图1为这种视频序列参数编码装置实施例结构示意图。该装置包括一个编码模块1,该编码模块1为时间参考编码模块,用于将输入的参数矢量Mvx通过时间参考编码方式编码为一串数对,具体包括参考参数设置单元和循环编码单元,
所述参考参数设置单元用于将所述的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1),将参考点设置为Mvx(1),并将Mvx(1)编码为一个数对(Z,Y),其中Z缺省,Y为Mvx(1)的数值;
所述循环编码单元用于对参数矢量Mvx中从第二个参数起的所有参数依次进行如下循环编码,编码所有T个参数后结束,具体编码方式为:(1)从参考点后的参数中找到一个参数K1,参数K1表示参考点后的参数中按照序号升序排列第一个与其参考参数数值不同的参数;(2)将从参考点后到参数K1的所有参数编码成一个数对(A,B),A表示从参考点后到参数K1前的参数的个数,B表示所述的参数K1与其参考参数R1经一个二元函数f1计算得到的数值f1(K1,R1);(3)将参考点更新为参数K1,并且将参考点后的参数的参考参数更新为参数K1;其中f1为所述二元函数f的一个特例,f1(x,y)=x。
实施例18
本发明的第十八实施方式涉及一种视频序列参数编码装置。图1为这种视频序列参数编码装置实施例结构示意图。该装置包括一个编码模块1,该编码模块1为单向视间参考编码模块,用于将输入的参数矢量Mvx通过单向视间参考编码方式编码为一串数对,具体包括参考参数设置单元和循环编码单元,
所述参考参数设置单元用于将所述的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为另一已经编码的参数矢量Mvy中对应序号的参数,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);
所述循环编码单元用于对参数矢量Mvx中所有参数依次进行如下循环编码,编码所有T个参数后结束,具体编码方式为:(1)从参考点起的参数中找到一个参数K2,参数K2表示从参考点起的参数中按照序号升序排列第一个与其参考参数数值不同的参数;(2)将从参考点起到参数K2的所有参数编码成一个数对(C,D),C表示从参考点起到参数K2前的参数的个数,D表示所述的参数K2与其参考参数R2经一个二元函数f2计算得到的数值f2(K2,R2);(3)将参考点更新为参数K2的下一个参数;其中f2为所述二元函数f的另一个特例,f2(x,y)=-x+y。
实施例19
本发明的第十九实施方式涉及一种视频序列参数编码装置。图1为这种视频序列参数编码装置实施例结构示意图。该装置包括一个编码模块1,该编码模块1为双向视间参考编码模块,用于将输入的参数矢量Mvx通过双向视间参考编码方式编码为一串数对,具体包括参考参数设置单元和循环编码单元,
所述参考参数设置单元用于将所述的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为另两个已经编码的参数矢量Mvy和Mvz中对应序号的参数的加权求和值,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);所述的加权求和值可采用:其中bx表示参数矢量Mvx对应的视点vx的水平坐标,by表示参数矢量Mvy对应的视点vy的水平坐标,bz表示参数矢量Mvz对应的视点vz的水平坐标;
所述循环编码单元用于对参数矢量Mvx中所有参数依次进行如下循环编码,编码所有T个参数后结束,具体编码方式为:(1)从参考点起的参数中找到一个参数K3,参数K3表示从参考点起的参数中按照序号升序排列第一个与其参考参数数值不同的参数;(2)将从参考点起到参数K3的所有参数编码成一个数对(E,F),E表示从参考点起到参数K3前的参数的个数,F表示所述的参数K3与其参考参数R3经一个二元函数f3计算得到的数值f3(K3,R3);(3)将参考点更新为参数K3的下一个参数;其中
实施例20
本发明的第二十实施方式涉及一种视频序列参数编码装置。图2为这种视频序列参数编码装置实施例结构示意图。该装置包括两个编码模块,即编码模块2和编码模块3,编码模块2为实施例17中所述的时间参考编码模块、编码模块3为实施例18中所述的单向视间参考编码模块。
所述的装置还包括一个模式信息输出模块,其完成的功能为输出模式信息,该模式信息标识所述的视频序列参数编码装置采用时间参考编码模块对应的时间参考编码方式和单向视间参考编码模块对应的单向视间参考编码方式中的何种编码方法对输入的参数参量进行编码。相应的,所述的视频序列参数编码装置根据所述的模式信息,选择由编码模块2或编码模块3对输入的参数矢量编码,得到一串数对,并选择输出该串数对以及所述的模式信息。
实施例21
本发明的第二十一实施方式涉及一种视频序列参数编码装置。图2为这种视频序列参数编码装置实施例结构示意图。该装置包括两个编码模块,即编码模块2和编码模块3,编码模块2为实施例17中所述的时间参考编码模块、编码模块3为实施例19中所述的双向视间参考编码模块。
所述的装置还包括一个模式信息输出模块,其完成的功能为输出模式信息,该模式信息标识所述的视频序列参数编码装置采用时间参考编码模块对应的时间参考编码方式和双向视间参考编码模块对应的双向视间参考编码方式中的何种编码方法对输入的参数参量进行编码。相应的,所述的视频序列参数编码装置根据所述的模式信息,选择由编码模块2或编码模块3对输入的参数矢量编码,得到一串数对,并选择输出该串数对以及所述的模式信息。
实施例22
本发明的第二十二实施方式涉及一种视频序列参数编码装置。图3为这种视频序列参数编码装置实施例结构示意图。该装置包括三个编码模块,即编码模块4、编码模块5和编码模块6,所述的三个编码模块分别为实施例17、18和19中所述的时间参考编码模块、单向视间参考编码模块以及双向视间参考编码模块。
所述的装置还包括一个模式信息输出模块,其完成的功能为选择由编码模块4、编码模块5和编码模块6对输入的参数矢量编码得到三串数对中熵编码码长最小的一串数对,并输出该串数对及其对应的模式信息,该模式信息标识所述的视频序列参数编码装置对输入的参数矢量采用了所述的三种参考编码方式中的哪一种编码方式进行编码得到最终输出的该串数对。
实施例23
本发明的第二十三实施方式涉及一种视频序列参数解码装置。图4为这种视频序列参数解码装置实施例结构示意图。该装置包括一个解码模块1,该解码模块1为时间参考解码模块,用于对输入的一串数对采用时间参考解码方式进行解码,具体包括参考参数设置单元和数对处理单元,
所述参考参数设置单元用于将所述串数对(A,B)对应的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为第一个数对的B,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);
所述对数处理单元用于对第二个数对起的每个数对(A,B),依次分别完成以下解码处理,解码得到所有T个参数后结束,具体解码处理方式如下:将参考点后的A个参数分别赋值为其参考参数,参考点后的第A+1个参数的序号记为N1,将Mvx中第N1个参数Mvx(N1)赋值为g1(B,P1),g1(B,P1)表示B与Mvx(N1)的参考参数P1经一个二元函数g1计算得到的数值,将参考点更新为Mvx(N1),所述A为非负整数;其中g1为所述二元函数g的一个特例,g1(x,y)=x。
实施例24
本发明的第二十四实施方式涉及一种视频序列参数解码装置。图4为这种视频序列参数解码装置实施例结构示意图。该装置包括一个解码模块1,该解码模块1为单向视间参考解码模块,用于对输入的一串数对采用单向视间参考解码方式进行解码,具体包括参考参数设置单元和数对处理单元,
所述参考参数设置单元用于将所述的该串数对(A,B)对应的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为另一个已经解码得到的参数矢量Mvy中对应序号的参数,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);
所述数对处理单元用于对每个数对(A,B),依次分别完成以下解码处理,解码得到所有T个参数后结束,具体解码处理方式如下:将自参考点起的A(A为非负整数)个参数分别赋值为其参考参数,自参考点起的第A+1个参数的序号记为N2,将Mvx中第N2个参数Mvx(N2)赋值为g2(B,P2),g2(B,P2)表示B与Mvx(N2)的参考参数P2经一个二元函数g2计算得到的数值g2(B,P2),将参考点更新为Mvx(N2+1);其中g2为所述二元函数g的另一个特例,g2(x,y)=-x+y。
实施例25
本发明的第二十五实施方式涉及一种视频序列参数解码装置。图4为这种视频序列参数解码装置实施例结构示意图。该装置包括一个解码模块1,该解码模块1为双向视间参考解码模块,用于对输入的一串数对采用双向视间参考解码方式进行解码,具体包括参考参数设置单元和数对处理单元,
所述参考参数设置单元用于将所述的该串数对(A,B)对应的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为另两个已经解码得到的参数矢量Mvy和Mvz中对应序号的参数的加权求和值,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);所述的加权求和值可采用:0其中bx表示参数矢量Mvx对应的视点vx的水平坐标,by表示参数矢量Mvy对应的视点vv的水平坐标,bz表示参数矢量Mvz对应的视点vz的水平坐标;bx、by、bz可以由编码端传输到解码端,从而被参数解码方法得到。
所述数对处理单元用于对每个数对(A,B)依次分别完成以下解码处理,解码得到所有T个参数后结束,具体解码处理方式如下:将自参考点起的A个参数分别赋值为其参考参数,自参考点起的第A+1个参数的序号记为N3,将Mvx中第N3个参数Mvx(N3)赋值为g3(B,P3),g3(B,P3)为B与Mvx(N3)的参考参数P3经一个二元函数g3计算得到的数值,将参考点更新为Mvx(N3+1),所述A为非负整数;其中g3(x,y)=x2+y
实施例26
本发明的第二十六实施方式涉及一种视频序列参数解码装置。图5为这种视频序列参数解码装置实施例结构示意图。该装置包括两个解码模块,即解码模块2和解码模块3,所述的两个解码模块为实施例23、24、25中所述的时间参考解码模块、单向视间参考解码模块以及双向视间参考解码模块三个模块中的两个模块,即为以下三种组合之一:
(1)解码模块2为时间参考解码模块,解码模块3为单向视间参考解码模块:
(2)解码模块2为时间参考解码模块,解码模块3为双向视间参考解码模块;
(3)解码模块2为单向视间参考解码模块,解码模块3为双向视间参考解码模块。
所述的视频序列参数解码装置的输入还包括模式信息。所述的视频序列参数解码装置根据一串数对对应的模式信息决定这串数对应当采用所述的解码模块2和解码模块3中的哪个解码模块进行解码;相应的,所述的视频序列参数解码装置将输入的一串数对输入解码模块2和解码模块3中应当用于解码这串数对的模块进行解码,并选择其输出的参数矢量作为所述的视频序列参数解码装置输出的参数矢量。
实施例27
本发明的第二十七实施方式涉及一种视频序列参数解码装置。图6为这种视频序列参数解码装置实施例结构示意图。该装置包括三个解码模块,即解码模块4、解码模块5和解码模块6,所述的三个解码模块分别为实施例23、24、25中所述的时间参考解码模块、单向视间参考解码模块以及双向视间参考解码模块。
所述的视频序列参数解码装置的输入还包括模式信息。所述的视频序列参数解码装置根据一串数对对应的模式信息决定这串数对应当采用所述的解码模块4、解码模块5和解码模块6中的哪个解码模块进行解码;相应的,所述的视频序列参数解码装置将输入的一串数对输入解码模块4、解码模块5和解码模块6中应当用于解码这串数对的模块进行解码,并选择其输出的参数矢量作为所述的视频序列参数解码装置输出的参数矢量。
所述的视频序列参数编解码装置可以由多种方式实现,例如:以电子计算机为硬件,附加与所述的视频序列参数编解码方法功能相同的软件程序来实现;以单片机为硬件,附加与所述的视频序列参数编解码方法功能相同的软件程序来实现;以数字信号处理器为硬件,附加与所述的视频序列参数编解码方法功能相同的软件程序来实现;设计与所述的视频序列参数编解码方法功能相同的电路来实现。实现所述的视频序列参数编解码装置的方法还可以有其它的方法,不仅限于上述四种。
下面,结合实施例来详细阐述本发明的视频序列参数码流的具体实施方式。
实施例28
本发明的第二十八实施方式涉及一种视频序列参数码流。本实施例中,一个视频序列参数码流包含一串(正整数个)数对(A,B),其中A表示个数,B表示数值,即所述的参数码流由每一个数对(A,B)的两个元素经熵编码形成的码对(MA,MB)构成。其中用一阶指数哥伦布码对A进行编码产生MA,用32位IEEE浮点数对B进行编码产生MB。由码对构成参数码流的方法为:对所有所述的码对(MA,MB)按照其对应数对(A,B)产生的先后序列依次写入码流,且每个码对写入码流的顺序均为先MB再MA,缺省的A对应的MA和缺省的B对应的MB不写入码流。
对由上述的时间参考编码方式(参照实施例1或实施例2)产生的一串数对经熵编码形成的参数码流,其第一个数对中的A缺省,其对应的码字MA在码流中缺省;当编码的参数矢量中最后两个参数数值相同时,最后一个数对中的B缺省,其对应的码字MB在码流中缺省;该参数码流包含的一串数对可以由上述的时间参考解码方式(参照实施例9或实施例10)解码成一个参数矢量。对由上述的单向视间参考编码方式(参考实施例3或实施例4)产生的一串数对经熵编码形成的参数码流,当编码的参数矢量中最后一个参数与其参考参数,即另一已经编码的参数矢量的最后一个参数(参照实施例3或实施例4),最后一个数对中的B缺省,其对应的码字MB在码流中缺省;该参数码流包含的一串数对可以由上述的单向视间参考解码方式(参照实施例11或实施例12)解码成一个参数矢量。对由上述的双向视间参考编码方式(参照实施例5或实施例6)产生的一串数对经熵编码形成的参数码流,当编码的参数矢量中最后一个参数与其参考参数,即另两个已经编码的参数矢量的最后一个参数的加权求和值(参照实施例5或实施例6),最后一个码对中的B缺省,其对应的码字MB在码流中缺省;该参数码流包含的一串数对可以由上述的双向视间参考解码方式(参照实施例13或实施例14)解码成一个参数矢量
实施例29
本发明的第二十九实施方式涉及一种视频序列参数码流。本实施方式与实施例28的不同在于:
(1)其中用3位定长码对A进行编码产生MA(例如将A二进制化成3位二制数),用30位以下组合码字(sign,pow,coff)对B进行编码产生MB;其中sign为a1位二进制数,pow为a2位二进制数,coff为a3位二进制数,例如a1=1,a2=6,a3=23;一个MB由sign、pow、coff三个码字依次连接构成;MB和B之间的转换式为:
B=(-1)sign·2pow-d·coff;其中d为一个0到63之间的整数,例如53。
(2)由码对构成参数码流的方法为:对所有所述的码对(MA,MB)按照其对应数对(A,B)产生的先后序列依次写入码流,且每个码对写入码流的顺序均为先MA再MB,缺省的A对应的MA和缺省的B对应的MB不写入码流。
(3)数对元素存在缺省的情况还包括:对由上述三种参考编码方式其一产生的一串数对,当A为特定值(如A=7)时,A所在数对中的B缺省。
(4)所述的视频序列参数码流还包含模式信息,该模式信息标识所述的视频序列参数码流包含的一串数对应该由所述的时间参考解码方式、单向视间参考解码方式、双向视间参考解码方式中的哪一种方式进行参数解码。该模式信息对应的熵编码方法有多种,例如:2比特定长码、一元码(即0、10、110或1、01、001分别表示上述三种参考解码方式中的一种方法)和一阶指数哥伦布码。
实施例1、2、3、4、5、6、7、8分别和实施例9、10、11、12、13、14、15、16构成一套匹配的视频序列参数编解码方法;实施例17、18、19、22分别和实施例23、24、25、27构成一套匹配的视频序列参数编解码系统。
虽然通过实施实例描述了本发明,但本领域普通技术人员应该知道,本发明具有多种变形和变化而不脱离本发明的核心思想,本发明的申请文件的权利要求保护范围包括这些变形和变化。
Claims (12)
1.一种视频序列参数编码方法,其特征在于,包括以下步骤:
对由一个视频序列vx中各帧一个参数组成的参数矢量Mvx,采用时间参考编码方式、单向视间参考编码方式或双向视间参考编码方式中的一种编码方式,编码为一串数对;
其中,所述的参数矢量Mvx中的一个参数记为Mvx(t),t表示该参数在Mvx中的序号;
所述时间参考编码方式具体为:
将所述的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1),将参考点设置为Mvx(1),并将Mvx(1)编码为一个数对(Z,Y),其中Z为缺省,Y为Mvx(1)的数值;对参数矢量Mvx中从第二个参数起的所有参数依次进行如下循环编码:A1,从参考点后的参数中找到一个参数K1,所述参数K1表示参考点后的参数中按照序号升序排列第一个与其参考参数数值不同的参数;A2,将从参考点后到参数K1的所有参数编码成一个数对(A,B),A表示从参考点后到参数K1前的参数的个数,B表示所述参数K1与其参考参数R1经二元函数f1计算得到的数值f1(K1,R1);A3,将所述参考点更新为参数K1,并且将所述参考点后的参数的参考参数更新为参数K1;
所述单向视间参考编码方式具体为:
将所述的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为另一已经编码的参数矢量Mvv中对应序号的参数,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);对参数矢量Mvx中所有参数依次进行如下循环编码:B1,从参考点起的参数中找到一个参数K2,所述参数K2表示从参考点起的参数中按照序号升序排列第一个与其参考参数数值不同的参数;B2,将从参考点起到参数K2的所有参数编码成一个数对(C,D),C表示从参考点起到参数K2前的参数的个数,D表示所述的参数K2与其参考参数R2经一个二元函数f2计算得到的数值f2(K2,R2);B3,将参考点更新为参数K2的下一个参数;
所述的双向视间参考编码方式具体为:
将所述的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为另两个已经编码的参数矢量Mvv和Mvz中对应序号的参数的加权求和值,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);对参数矢量Mvx中所有参数依次进行如下循环编码:C1,从参考点起的参数中找到一个参数K3,所述参数K3表示从参考点起的参数中按照序号升序排列第一个与其参考参数数值不同的参数;C2,将从参考点起到参数K3的所有参数编码成一个数对(E,F),E表示从参考点起到参数K3前的参数的个数,F表示所述的参数K3与其参考参数R3经一个二元函数f3计算得到的数值f3(K3,R3);C3,将参考点更新为参数K3的下一个参数。
2.根据权利要求1所述的视频序列参数编码方法,其特征在于,进一步包括以下步骤:输出模式信息,其中所述模式信息用于标识编码参数矢量产生的一串数对是通过所述的时间参考编码方式、单向视间参考编码方式或双向视间参考编码方式中的何种编码方式产生。
3.根据权利要求1所述的视频序列参数编码方法,其特征在于,所述的二元函数f1、f2和f3分别为以下二元函数f之一:
(1)f(x,y)=a·x+b·y+c,其中a、b、c为常数,且a≠0;
(2)f(x,y)=logd(a·x+b·y+c),其中a、b、c、d为常数,且a≠0,d>0。
4.一种视频序列参数编码装置,其特征在于,所述视频序列参数编码装置输入包括由一个视频序列vx中各帧一个参数组成的参数矢量Mvx,输出包括一串数对,其中所述的参数矢量Mvx中的一个参数记为Mvx(t),t表示该参数在Mvx中的序号;
所述视频序列参数编码装置至少包括任一以下所述模块:
时间参考编码模块,用于将所述的参数矢量Mvx通过时间参考编码方式编码为一串数对,具体包括参考参数设置单元和循环编码单元,
所述参考参数设置单元用于将所述的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1),将参考点设置为Mvx(1),并将Mvx(1)编码为一个数对(Z,Y),其中Z缺省,Y为Mvx(1)的数值;
所述循环编码单元用于对参数矢量Mvx中从第二个参数起的所有参数依次进行如下循环编码,具体编码方式为:(1)从参考点后的参数中找到一个参数K1,参数K1表示参考点后的参数中按照序号升序排列第一个与其参考参数数值不同的参数;(2)将从参考点后到参数K1的所有参数编码成一个数对(A,B),A表示从参考点后到参数K1前的参数的个数,B表示所述的参数K1与其参考参数R1经一个二元函数f1计算得到的数值f1(K1,R1);(3)将参考点更新为参数K1,并且将参考点后的参数的参考参数更新为参数K1;
单向视间参考编码模块,用于将所述的参数矢量Mvx通过单向视间参考编码方式编码为一串数对,具体包括参考参数设置单元和循环编码单元,
所述参考参数设置单元用于将所述的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为另一已经编码的参数矢量Mvv中对应序号的参数,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);
所述循环编码单元用于对参数矢量Mvx中所有参数依次进行如下循环编码,具体编码方式为:(1)从参考点起的参数中找到一个参数K2,参数K2表示从参考点起的参数中按照序号升序排列第一个与其参考参数数值不同的参数;(2)将从参考点起到参数K2的所有参数编码成一个数对(C,D),C表示从参考点起到参数K2前的参数的个数,D表示所述的参数K2与其参考参数R2经一个二元函数f2计算得到的数值f2(K2,R2);(3)将参考点更新为参数K2的下一个参数;
双向视间参考编码模块,用于将所述的参数矢量Mvx通过双向视间参考编码方式编码为一串数对,具体包括参考参数设置单元和循环编码单元,
所述参考参数设置单元用于将所述的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为另两个已经编码的参数矢量Mvv和Mvz中对应序号的参数的加权求和值,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);
所述循环编码单元用于对参数矢量Mvx中所有参数依次进行如下循环编码,具体编码方式为:(1)从参考点起的参数中找到一个参数K3,参数K3表示从参考点起的参数中按照序号升序排列第一个与其参考参数数值不同的参数;(2)将从参考点起到参数K3的所有参数编码成一个数对(E,F),E表示从参考点起到参数K3前的参数的个数,F表示所述的参数K3与其参考参数R3经一个二元函数f3计算得到的数值f3(K3,R3);(3)将参考点更新为参数K3的下一个参数;
所述的二元函数f1、f2、f3分别为以下二元函数f之一:
(1)f(x,y)=a·x+b·y+c,其中a、b、c为常数,且a≠0;
(2)f(x,y)=logd(a·x+b·y+c),其中a、b、c、d为常数,且a≠0,d>0。
5.根据权利要求4所述的一种视频序列参数编码装置,其特征在于,还包括模式信息输出模块,用于输出模式信息,所述的模式信息标识了所述视频序列参数编码装置对所述的参数矢量Mvx编码输出的一串数对是通过所述的时间参考编码方式、单向视间参考编码方式或双向视间参考编码方式中的何种编码方式编码产生的。
6.一种视频序列参数解码方法,其特征在于,包括以下步骤:
对一串数对(A,B)采用时间参考解码方式、单向视间参考解码方式或双向视间参考解码方式中的一种解码方式进行解码,产生由一个视频序列中各帧一个参数组成的参数矢量Mvx;
其中,所述的参数矢量Mvx中的一个参数记为Mvx(t),t表示所述参数在Mvx中的序号;
所述的时间参考解码方式具体为:
将所述串数对(A,B)对应的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为第一个数对的B,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);对第二个数对起的每个数对(A,B),依次进行以下处理:将参考点后的A个参数分别赋值为其参考参数,参考点后的第A+1个参数的序号记为N1,将Mvx中第N1个参数Mvx(N1)赋值为g1(B,P1),g1(B,P1)表示B与Mvx(N1)的参考参数P1经一个二元函数g1计算得到的数值,将参考点更新为Mvx(N1),所述A为非负整数;
所述的单向视间参考解码方式具体为:
将所述串数对(A,B)对应的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为另一个已经解码得到的参数矢量Mvv中对应序号的参数,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);对每个数对(A,B),依次分别完成以下处理:将自参考点起的A个参数分别赋值为其参考参数,自参考点起的第A+1个参数的序号记为N2,将Mvx中第N2个参数Mvx(N2)赋值为g2(B,P2),g2(B,P2)表示B与Mvx(N2)的参考参数P2经一个二元函数g2计算得到的数值,将参考点更新为Mvx(N2+1),所述A为非负整数;
所述的双向视间参考解码方式具体为:
将所述串数对(A,B)对应的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为另两个已经解码得到的参数矢量Mvv和Mvz中对应序号的参数的加权求和值,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);对每个数对(A,B)依次分别完成以下处理:将自参考点起的A个参数分别赋值为其参考参数,自参考点起的第A+1个参数的序号记为N3,将Mvx中第N3个参数Mvx(N3)赋值为g3(B,P3),所述g3(B,P3)表示B与Mvx(N3)的参考参数P3经一个二元函数g3计算得到的数值,将参考点更新为Mvx(N3+1),所述A为非负整数。
7.根据权利要求6所述的视频序列参数解码方法,其特征在于,进一步包括以下步骤:
输入模式信息,所述的视频序列参数解码方法根据所述的模式信息采用所述的时间参考解码方式、单向视间参考解码方式或双向视间参考解码方式中的一种解码方法,对所述的一串数对进行解码。
9.一种视频序列参数解码装置,其特征在于,所述视频序列参数解码装置输入包括一串数对(A,B),输出包括由一个视频序列中各帧一个参数组成的参数矢量Mvx,其中所述的参数矢量Mvx中的一个参数记为Mvx(t),t表示该参数在Mvx中的序号;所述的视频序列参数解码装置至少包含以下三种模块之一:
时间参考解码模块,用于对所述的该串数对采用时间参考解码方式进行解码,具体包括参考参数设置单元和数对处理单元,
所述参考参数设置单元用于将所述串数对(A,B)对应的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为第一个数对的B,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);
所述对数处理单元用于对第二个数对起的每个数对(A,B),依次分别完成以下处理:将参考点后的A个参数分别赋值为其参考参数,参考点后的第A+1个参数的序号记为N1,将Mvx中第N1个参数Mvx(N1)赋值为g1(B,P1),g1(B,P1)表示B与Mvx(N1)的参考参数P1经一个二元函数g1计算得到的数值,将参考点更新为Mvx(N1),所述A为非负整数;
单向视间参考解码模块,用于对所述的该串数对采用单向视间参考解码方式进行解码,具体包括参考参数设置单元和数对处理单元,
所述参考参数设置单元用于将所述的该串数对(A,B)对应的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为另一个已经解码得到的参数矢量Mvv中对应序号的参数,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);
所述数对处理单元用于对每个数对(A,B),依次分别完成以下处理:将自参考点起的A个参数分别赋值为其参考参数,自参考点起的第A+1个参数的序号记为N2,将Mvx中第N2个参数Mvx(N2)赋值为g2(B,P2),g2(B,P2)表示B与Mvx(N2)的参考参数P2经一个二元函数g2计算得到的数值g2(B,P2),将参考点更新为Mvx(N2+1),所述A为非负整数;
双向视间参考解码模块,用于对所述的该串数对采用双向视间参考解码方式进行解码,具体包括参考参数设置单元和数对处理单元,
所述参考参数设置单元用于将所述的该串数对(A,B)对应的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为另两个已经解码得到的参数矢量Mvv和Mvz中对应序号的参数的加权求和值,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);所述数对处理单元用于对每个数对(A,B)依次分别完成以下处理:将自参考点起的A个参数分别赋值为其参考参数,自参考点起的第A+1个参数的序号记为N3,将Mvx中第N3个参数Mvx(N3)赋值为g3(B,P3),g3(B,P3)为B与Mvx(N3)的参考参数P3经一个二元函数g3计算得到的数值,将参考点更新为Mvx(N3+1),所述A为非负整数;
所述的二元函数g1、g2、g3分别为以下二元函数g之一:
10.根据权利要求9所述的视频序列参数解码装置,其特征在于,所述输入还包括模式信息;所述的视频序列参数解码装置根据一串数对对应的模式信息决定所述串数对应当采用所述的时间参考解码模块、单向视间参考解码模块或双向视间参考解码模块中的何种解码模块进行参数解码。
11.一种视频序列参数码流,其特征在于,包含一串数对(A,B),A表示个数,B表示数值,所述的视频序列参数码流包含的一串数对可以通过时间参考解码方式,单向视间参考解码方式或双向视间参考解码方式之一进行解码,得到由一个视频序列中各帧一个参数组成的参数矢量Mvx,其中所述的参数矢量Mvx中的一个参数记为Mvx(t),t表示该参数在Mvx中的序号;
所述的时间参考解码方式,将所述的该串数对(A,B)对应的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为第一个数对的B,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);对第二个数对起的每个数对(A,B),依次分别完成以下处理:将参考点后的A个参数分别赋值为其参考参数,参考点后的第A+1个参数的序号记为N1,将Mvx中第N1个参数Mvx(N1)赋值为g1(B,P1),g1(B,P1)B与Mvx(N1)的参考参数P1经一个二元函数g1计算得到的数值,将参考点更新为Mvx(N1),所述A为非负整数;
所述的单向视间参考解码方式,将所述的该串数对(A,B)对应的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为另一个已经解码得到的参数矢量Mvv中对应序号的参数,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);对每个数对(A,B),依次分别完成以下处理:将自参考点起的A个参数分别赋值为其参考参数,自参考点起的第A+1个参数的序号记为N2,将Mvx中第N2个参数Mvx(N2)赋值为g2(B,P2),g2(B,P2)表示B与Mvx(N2)的参考参数P2经一个二元函数g2计算得到的数值,将参考点更新为Mvx(N2+1),所述A为非负整数;
所述的双向视间参考解码方式,将所述的一串数对(A,B)对应的参数矢量Mvx中每一个参数的参考参数分别设置为另两个已经解码得到的参数矢量Mvv和Mvz中对应序号的参数的加权求和值,将参考点设置为Mvx中的第一个参数Mvx(1);对每个数对(A,B),依次分别完成以下处理:将自参考点起的A个参数分别赋值为其参考参数,自参考点起的第A+1个参数的序号记为N3,将Mvx中第N3个参数Mvx(N3)赋值为g3(B,P3),g3(B,P3)表示B与Mvx(N3)的参考参数P3经一个二元函数g3计算得到的数值,将参考点更新为Mvx(N3+1),所述A为非负整数;
所述的数对特征还在于至少包含以下之一:
(1)第一个数对中的A缺省;
(2)最后一个数对的B缺省;
(3)当一个数对的A为某个特定值时,其B缺省;
(4)所有数对均不含缺省元素。
12.根据权利要求11所述的一种视频序列参数码流,其特征在于还包含模式信息,所述模式信息标识所述的视频序列参数码流包含的一串数对应该由所述的时间参考解码方式、单向视间参考解码方式或双向视间参考解码方式中的何种方式进行参数解码。
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