CN109479148A - 用于将视频译码成将基于区域的后处理参数携带到sei嵌套消息中的比特流的方法和装置 - Google Patents

用于将视频译码成将基于区域的后处理参数携带到sei嵌套消息中的比特流的方法和装置 Download PDF

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Abstract

展现了一种用于将视频编码成携带窗口处理坐标的比特流以用于对视频进行本地后处理的方法和装置。这样的方法包括：‑将所述视频的至少一个图片编码成比特流(301)，‑对至少一个补充增强信息嵌套消息进行编码(302)，其中对所述至少一个补充增强信息嵌套消息进行编码包括：‑对代表所述图片中的区域的定位的至少一个参数集进行编码(303)，‑对至少一个补充增强信息消息进行编码(304)，其中所述至少一个补充增强信息消息对用于处理包括在所述图片的所述区域中的像素的处理信息进行编码。

Description

用于将视频译码成将基于区域的后处理参数携带到SEI嵌套 消息中的比特流的方法和装置
技术领域
公开了一种用于将视频译码成比特流的方法和装置。还公开了对应的解码方法和装置。
背景技术
在视频的内容制作阶段期间或者恰在视频的编码阶段之前生成元数据。这样的元数据一直沿视频价值链传送以便馈送后解码处理，典型地在诸如电视(TV)或机顶盒(STB)之类的接收器中。例如，这样的元数据可以包括参数，该参数要被接收器或呈现器应用于视频的重建图片，以便改善图像质量或用户对视频的感知，或者根据接收器的性能适配视频呈现。
SMPTE标准定义这样的元数据，例如SMPTE ST 2086用于静态元数据，SMPTE ST2094用于在制作环境中使用的内容相关或动态元数据。更具体地，ST 2094标准定义每个处理窗口或感兴趣区域(ROI)适用的元数据。
这样的元数据可能需要在视频分发阶段期间与视频序列的经译码比特流一起携带，以便被例如在外部转换器或呈现器中执行的后解码处理使用。
已经在H.26x标准中指定补充增强信息(SEI)消息。这样的消息允许与视频序列的经译码比特流一起携带元数据。
例如，一些SEI消息可以携带用于色彩重映射或后过滤等的后处理参数。
然而，这样的SEI消息携带要应用于整个重建图像、即应用于图片的所有像素的后处理参数。
没有如ST 2094中定义的启用窗口/ROI处理的信令或机制。
一种解决方案将经由与每个处理SEI消息相关联的另一平均处理窗口坐标来传达。然而，这使元数据载体的数量加倍并且增加释放或不利地处理元数据的风险(错误组合/排序或者处理窗口与处理元数据的错误关联)。
因此，存在对适配于对图像局部地应用处理SEI消息的编码/解码方法的需要。
发明内容
根据本原理的一方面，公开了一种用于对视频进行编码的方法，该方法包括：
-将所述视频的至少一个图片编码成比特流，
-对至少一个补充增强信息嵌套消息进行编码，其中对所述至少一个补充增强信息嵌套消息进行编码包括：
-对代表所述图片中的区域的定位的至少一个参数集进行编码，
-对至少一个补充增强信息消息进行编码，其中所述至少一个补充增强信息消息对用于处理包括在所述图片的所述区域中的像素的处理信息(例如元数据)进行编码。
本公开允许与视频序列的经译码比特流一起携带基于区域的信息，以用于对视频的图片进行后处理。因此，可以重新使用携带后处理信息的现有的H.26x标准的SEI消息。因此，不需要重新定义后处理SEI消息。
有利地，本公开通过将窗口处理添加到这样的SEI消息来对现有的后处理SEI消息提供新功能。窗口处理参数在相同的信息运送机制内始终是关联的。
公开了一种用于对视频进行编码的装置，包括：
-用于将所述视频的至少一个图片编码成比特流的部件，
-用于对至少一个补充增强信息嵌套消息进行编码的部件，其中用于对所述至少一个补充增强信息嵌套消息进行编码的所述部件包括：
-用于对代表所述图片中的区域的定位的至少一个参数进行编码的部件，
-用于对至少一个补充增强信息消息进行编码的部件，其中所述至少一个补充增强信息消息对用于处理包括在所述图片的所述区域中的像素的处理信息进行编码。
在变型中，公开了一种用于对视频进行编码的装置，其包括：被配置为存取视频的至少一个图片的通信接口，以及至少一个处理器，所述处理器被配置为：
-将至少一个所存取的图片编码成比特流，
-对至少一个补充增强信息嵌套消息进行编码，其中对所述至少一个补充增强信息嵌套消息进行编码包括：
-对代表所述图片中的区域的定位的至少一个参数进行编码，
-对至少一个补充增强信息消息进行编码，其中所述至少一个补充增强信息消息对用于处理包括在所述图片的所述区域中的像素的处理信息进行编码。
根据一个实施例，对至少一个补充增强信息嵌套消息进行编码包括进一步对指示所述至少一个补充增强信息消息所应用的所述图片中的区域的数量的参数进行编码。这样的实施例使得可以定义应当应用SEI嵌套消息中包括的SEI消息的图片的若干个区域或处理窗口。因此，带宽使用被优化。
根据本原理的另一实施例，对至少一个补充增强信息嵌套消息进行编码包括进一步对指示补充增强信息消息的数量的参数进行编码。这样的实施例使得可以将若干个后处理SEI消息包含到针对图片的一个或多个区域定义的一个SEI嵌套消息中。因此，它减少对以相同意图或相同有效载荷类型传达若干个SEI消息的需要，并且它还在若干个处理窗口重叠的情况下提供用于后处理操作的隐式排序。
根据本原理的一方面，公开了一种对代表经译码视频的比特流进行解码的方法，该解码方法包括：
-从所述比特流对所述视频的至少一个图片进行解码，传递经解码图片，
-对至少一个补充增强信息嵌套消息进行解码，其中对所述至少一个补充增强信息嵌套消息进行解码包括：
-对代表所述经解码图片中的区域的定位的至少一个参数集进行解码，
-对至少一个补充增强信息消息进行解码，其中所述至少一个补充增强信息消息包括用于处理包括在所述经解码图片的所述区域中的像素的处理信息。
公开了一种用于对代表经译码视频的比特流进行解码的装置，其包括：
-用于从所述比特流对所述视频的至少一个图片进行解码以获得经解码图片的部件，
-用于对至少一个补充增强信息嵌套消息进行解码的部件，其中用于对所述至少一个补充增强信息嵌套消息进行解码的所述部件包括：
-用于对代表所述经解码图片中的区域的定位的至少一个参数进行解码的部件，
-用于对至少一个补充增强信息消息进行解码的部件，其中所述至少一个补充增强信息消息包括用于处理包括在所述经解码图片的所述区域中的像素的处理信息。
在变型中，公开了一种解码装置，其包括：被配置为至少存取流的通信接口，以及至少一个处理器，该处理器被配置为：
-从所存取的比特流对所述视频的至少一个图片进行解码以获得经解码图片，
-对至少一个补充增强信息嵌套消息进行解码，其中对所述至少一个补充增强信息嵌套消息进行解码包括：
-对代表所述经解码图片中的区域的定位的至少一个参数进行解码，
-对至少一个补充增强信息消息进行解码，其中所述至少一个补充增强信息消息包括用于处理包括在所述经解码图片的所述区域中的像素的处理信息。
根据一个实施例，对至少一个补充增强信息嵌套消息进行解码包括进一步对指示所述至少一个补充增强信息消息所应用的所述图片中的区域的数量的参数进行解码。
根据本原理的另一实施例，对至少一个补充增强信息嵌套消息进行解码包括进一步对指示补充增强信息消息的数量的参数进行解码。
本实施例还提供了一种计算机可读储存介质，具有其上存储的用于根据本公开中描述的任何一个实施例对视频进行译码的指令。
本实施例还提供了一种计算机可读储存介质，具有其上存储的用于根据本公开中描述的任何一个实施例对视频进行解码的指令。
还公开了一种代表经译码视频的比特流，其包括：
-代表所述视频的一个图片的经译码数据，
-至少一个补充增强信息嵌套消息，其中所述至少一个补充增强信息嵌套消息包括：
-代表所述图片中的区域的定位的至少一个参数，
-至少一个补充增强信息消息，其中所述至少一个补充增强信息消息对用于处理包括在所述图片的所述区域中的像素的处理信息进行编码。
公开了一种非临时性处理器可读介质，具有其上存储的比特流，其中比特流包括：
-代表所述视频的一个图片的经译码数据，
-至少一个补充增强信息嵌套消息，其中所述至少一个补充增强信息嵌套消息包括：
-代表所述图片中的区域的定位的至少一个参数，
-至少一个补充增强信息消息，其中所述至少一个补充增强信息消息对用于处理包括在所述图片的所述区域中的像素的处理信息进行编码。
根据一个实现方式，通过一个或多个软件程序或软件模块程序来实现上文描述的对视频进行译码或者对视频进行解码的方法的不同步骤，所述软件程序或软件模块程序包括旨在由用于对视频进行编码/解码的装置的数据处理器执行的软件指令，这些软件指令被设计为命令执行根据本原理的方法的不同步骤。
还公开了一种能够由计算机或数据处理器执行的计算机程序，该程序包括指令以命令执行上文提及的对视频进行译码的方法的步骤或者对视频进行解码的方法的步骤。
该程序可以使用任何编程语言，并且可以是源代码、目标代码或源代码与目标代码之间的中间代码的形式，诸如以部分编译的形式或者任何其他期望的形式。
信息载体可以是能够存储程序的任何实体或装置。例如，载体可以包括储存部件，诸如ROM，例如CD ROM或微电子电路ROM，或者再包括磁记录部件，例如软盘或硬盘驱动器。
此外，信息载体可以是可传输载体，诸如电信号或光信号，其可以经由电缆或光缆，通过无线电或其他手段来传达。可以特别地将根据本原理的程序上载到互联网类型的网络。
作为替选，信息载体可以是其中包含程序的集成电路，该电路适配于执行或用于执行所讨论的方法。
根据一个实施例，可以借助于软件和/或硬件组件来实现方法/装置。在该方面，术语“模块”或“单元”在本文档中可以同样良好地对应于软件组件和硬件组件或者硬件组件和软件组件的集合。
软件组件对应于一个或多个计算机程序、程序的一个或多个子程序，或者更一般地对应于程序的任何元素或软件片段，其能够实现如下文针对有关模块所描述的功能或功能集合。这样的软件组件由物理实体(终端、服务器等)的数据处理器执行，并且能够访问该物理实体的硬件资源(存储器、记录媒介、通信总线、输入/输出电子板、用户界面等等)。
以相同方式，硬件组件对应于能够实现如下文针对有关模块所描述的功能或功能集合的硬件单元的任何元素。它可以是可编程硬件组件或具有用于执行软件的集成处理器的组件，例如集成电路、智能卡、存储卡、用于执行固件的电子板等等。
附图说明
图1图示了根据本原理的实施例的用于对代表视频并且将基于区域的后处理参数携带到SEI嵌套消息中的比特流进行编码和解码示例性系统。
图2A图示了用于将图片从视频译码成经译码视频数据的示例性译码器的框图。
图2B图示了根据NAL单元原理的用于经译码图片的示例性存取单元。
图2C图示了用于从来自经译码视频数据的视频对图片进行解码的示例性解码器的框图。
图3图示了根据实施例的用于对视频进行编码的示例性方法的框图。
图4图示了根据实施例的用于对视频进行解码的示例性方法的框图。
图5图示了可以在一个实施例中使用的示例性编码器。
图6图示了可以在一个实施例中使用的示例性解码器。
图7图示了在应当应用后处理的图片中定义的示例性处理窗口。
具体实施方式
图1图示了根据本原理的实施例的用于将视频译码(110)成将基于区域的后处理参数携带到SEI嵌套消息中的比特流的示例性系统，以及用于对所对应的比特流进行解码(109)的示例性系统。
图1包括适配于制作视频内容的视频制作模块100。视频制作模块可以是制作平台，其包括例如用于捕获实况视频内容的相机，以及用于使制作者或调色师能够对所捕获实况内容进行操作并生成与视频内容相关联的信息(例如元数据)的界面。这样的信息使得可以改善图像质量或更好地表示创意的艺术意图(例如通过对视频的图片进行色彩分级)。
例如，可能需要根据接收器的性能来适配所传送视频的呈现质量。例如，HDR(高动态范围)图片可能不被SDR(标准动态范围)显示器或诸如HDMI(高清晰度多媒体接口)之类的SDR接口支持。在这种情况下，呈现器或呈现器上游的设备(例如STB、蓝光播放器)可以处理所接收视频的图片以使图片适配于显示器特性或显示器支持的格式。为了在呈现阶段保留内容创建者的艺术意图，期望控制这样的处理。
可以由内容创建者通过生成与视频的图片相关联的后处理信息/元数据来控制这样的处理。在下文中，可以使用词语“信息”来代替“元数据”。为此，视频制作模块100包括元数据生成模块101，其根据内容创建者在视频制作模块的界面上的输入来输出这样的后处理元数据(MD)。
作为示例，图7示出了图片，其中调色师已经定义应当应用后处理的两个区域R1和R2。例如，调色师首先定义要应用于区域R1的处理(或色彩分级)参数P1，以便强调用户对区域R1的感知。然后，调色师定义要应用于区域R2的处理参数P2，以便防止用户将其注意力保持到区域R2。在该图上，区域是矩形的。然而，本原理也适用于非矩形区域，诸如椭圆形、圆形或任何其他参数形状。
对图片(或视频)进行色彩分级是变更/增强图片(或视频)的色彩的处理。通常，对图片进行色彩分级涉及与该图片有关的色彩容量(色彩空间和/或动态范围)的改变或者色彩色域的改变。因此，相同图片的两个不同色彩分级版本是其值以不同色彩容量(或色彩色域)表示的该图片的版本，或者是它们的色彩中的至少一个已经根据不同色彩等级而变更/增强的图片的版本。例如，这可能涉及来自调色师的用户交互。调色师通过精调/微调一些色彩值来对所捕获图片的第一色彩分级版本的色彩值执行控制，以便以可能的局部改变(以针对局部信号特性进行调整)来灌输艺术意图。
然后通过用于区域R1的P1和用于区域R2的P2的参数集来表示由调色师定义的控制参数。这样的参数集P1和P2定义在呈现之前应用的后处理元数据。根据实施例，后处理元数据应用于视频内容的图片的至少一个区域。因此，参数集MD包括使得能够在图片中定位区域(R1，R2)的坐标以及定义应用于该区域的后处理步骤的参数(P1，P2)。
回到图1，视频制作模块100传递图片序列(PIC)形式的视频内容和元数据集(MD)作为对视频编码器102的输入。
根据本原理的实施例，这样的视频编码器102执行将视频的图片PIC编码成比特流，以及将元数据集MD编码成所述比特流。根据诸如H.266、HEVC/H.265、AVC/H.264或任何专有视频译码系统之类的任何视频译码标准，视频编码器102执行对图片PIC的编码。
传统地，视频编码器102可以包括用于基于块的视频编码的若干个模块，如图2A中所示。要编码的图片PIC被输入到编码器102。编码器102包括模式选择单元，用于为要译码的图片的块选择译码模式(例如基于速率/失真优化)，这样的模式选择单元包括：
-运动估计模块，用于估计要译码的图片的一个当前块与参考图片之间的运动，
-运动补偿模块，用于使用所估计的运动来预测当前块，
-帧内预测模块，用于空间预测当前块。
模式选择单元传递预测块PRED和要在比特流中译码的对应语法元素，以用于在解码器处执行相同的块预测。
然后，从要译码的图片的块和预测块PRED获得残差块RES。残差块RES通过变换处理模块来变换，并且通过量化模块来量化，该量化模块传递量化残差变换系数COEF。
然后，将语法元素和量化残差变换系数COEF输入到熵译码模块以传递经译码视频数据。
量化残差变换系数COEF通过逆量化模块和逆变换模块来处理，以用于重建残差块RES’。将预测块PRED添加到重建残差块RES’，以用于重建形成重建当前图片REC的块。然后将重建当前图片REC添加到参考帧存储器，以供稍后用作用于对视频内容的后续图片进行编码的参考图片。
回到图1，根据实施例，编码器102还包括流生成模块108，其适配于传递包括经译码视频数据和元数据集MD的经编码比特流STR。
为了将经译码视频数据映射到传输层，大多数视频译码标准使用网络抽象层单元(NALU)原理。根据该原理，经译码视频数据被组织成称为NAL单元的数据单元(其形成为存取单元)的序列。
如图2B中所示，存取单元AU包括一个或多个NAL单元的集合，该NAL单元共同表示与相同输出时间相对应的图片。存取单元中的一个或多个NAL单元包括一个或多个视频译码层(VCL)NAL单元(23，24)的集合，该视频译码层(VCL)NAL单元共同组成与相同输出时间相对应的图片，以及零或更多个非VCL NAL单元(即，不是VCL NAL单元的NAL单元)。
VCL NAL单元携带经译码视频数据的分片片段。非VCL NAL单元典型地包含控制信息。
可以存在于存取单元中的一个类型的非VCL NAL单元是补充增强信息(SEI)NAL单元，其包含可以增强经解码视频信号的(但通常不必要的)可用性的补充数据。SEI消息可以包含与经译码视频数据相关联的各种类型的元数据，其可以提供与例如图片输出定时、显示、色彩空间的解释和/或帧打包相关联的信息。
回到图1，对于视频内容的一个图片，流生成模块108将与图片PIC相对应的经译码视频数据组织到存取单元的VCL NAL单元中，并且将元数据集MD编码到SEI NAL单元中，在下文中称为处理窗口嵌套SEI消息。
在本公开的一个实施例中，这样的处理窗口嵌套SEI消息具有以下如表1所示的结构，其中如下给出语法元素的语义：
表1
pw_id包含标识号，其可以用于标识一个或多个处理窗口的目的。pw_id值应在0到232-2的范围中(包括端点)。
可以使用从0到255以及从512到231-1的pw_id值作为由应用所确定的。从256到511以及从231到232-2的pw_id值被保存，以供ITU-T|ISO/IEC将来使用。与在256到511的范围中(包括端点)或者在231到232-2的范围中(包括端点)的pw_id值相遇的解码器应将其忽略。
根据图片坐标中指定的矩形区域，pw_rect_left_offset、pw_right_offset、pw_rect_top_offset和pw_rect_bottom_offset指定元数据集中的图片的采样。当不存在时，推断pw_rect_left_offset、pw_rect_right_offset、pw_rect_top_offset和pw_rect_bottom_offset的值等于0。
处理窗口被指定用于4:4:4色度格式。其包含色彩采样，即像素，具有从pw_rect_left_offset到pic_width_in_luma_samples-(pw_rect_right_offset+1)的水平图片坐标以及从pw_rect_top_offset到pic_height_in_luma_samples-(pw_rect_bottom_offset+1)的垂直图片坐标(包括端点)，其中pic_with_in_luma_samples对应于根据水平轴的图片的亮度分量的像素的数量，pic_height_in_luma_samples对应于根据垂直轴的图片的亮度分量的像素的数量。
(pw_rect_left_offset+pw_rect_right_offset)的值应小于pic_width_in_luma_samples，并且(pw_rect_top_offset+pw_rect_bottom_offset)的值应小于pic_height_in_luma_samples。
pw_nesting_zero_bit应等于0。
在区域不是矩形的情况下，那么使得能够在图片中定位区域的参数可以不同于pw_rect_left_offset、pw_right_offset、pw_rect_top_offset和pw_rect_bottom_offset。例如，对于圆形，其中心的位置及其半径是使得可以将其定位在图片内的参数。
语法结构“sei_message()”对应于SEI消息，其包含增强信息，即要应用于包括在由表1中给出的图片坐标定义的矩形区域中的像素的后处理参数。
根据表1所示的实施例，仅一个SEI消息要被应用于在处理窗口嵌套SEI消息中定义的区域。要应用于该区域的SEI消息是嵌套到处理窗口嵌套SEI消息中的消息。
根据其他实施例，处理窗口嵌套消息可以包括指示SEI消息所应用的当前图片中的区域的数量的参数和/或指示要应用于区域的SEI消息的数量的参数。
表2中示出了处理窗口嵌套SEI消息的结构的另一实施例。在表2中，窗口与特定SEI消息之间的关系、更准确地说是区域与特定SEI消息的关联可以在语义中或者在应用级别来指示。“sei_message()”与区域的关联也可以以附加的关联表来指定。
表2
附加语义(在先前的实施例中)如下：
pw_rect_cnt_minus1加1指定第i个嵌套的sei_message()中的处理窗口(即区域)的数量。pw_rect_cnt_minus1的值应在0到15的范围内(包括端点)。
根据图片坐标中指定的矩形区域，pw_rect_left_offset[i]、pw_right_offset[i]、pw_rect_top_offset[i]和pw_rect_bottom_offset[i]指定第i个元数据集中的图片的采样。当不存在时，推断pw_rect_left_offset[i]、pw_rect_right_offset[i]、pw_rect_top_offset[i]和pw_rect_bottom_offset[i]的值等于0。
处理窗口被指定用于4:4:4色度格式。其包含色彩采样，具有从pw_rect_left_offset[i]到pic_width_in_luma_samples-(pw_rect_right_offset[i]+1)的水平图片坐标以及从pw_rect_top_offset[i]到pic_height_in_luma_samples-(pw_rect_bottom_offset[i]+1)的垂直图片坐标(包括端点)。
(pw_rect_left_offset[i]+pw_rect_right_offset[i])的值应小于pic_width_in_luma_samples，并且(pw_rect_top_offset[i]+pw_rect_bottom_offset[i])的值应小于pic_height_in_luma_samples。
pw_sei_cnt_minus1加1指定处理窗口嵌套消息中包括的SEI消息结构的数量。
注意，如果在迭代循环内调用，则可以将sei_message()约束为相同(即相同的payloadType)。
在表3A或表3B中示出了处理窗口嵌套SEI消息的结构的另一实施例。在表3A中，每个区域定义SEI消息(sei_message())，而在表3B中，定义适用于所定义的所有区域的单个SEI消息。
表3A
表3B
该当前实施例的语义与以上描述的先前实施例相同。
根据上文在表1-表3中描述的任何一个实施例，流生成模块108通过对所有语法元素进行编码来对元数据集MD进行编码。例如，语法元素可以由熵编码器来编码，如来自图2A的熵编码器。
例如对于直播内容，来自图1的流生成模块108可以在(对应于图片组、即GOP的)视频内容的所有或一定数量的图片PIC已经由编码器102进行编码时或者在对每个图片进行编码之后进行操作。然后，流生成模块108将经编码比特流STR传递到传送器103，以用于传送这样的比特流。
传送器103接收经编码比特流STR，并且在一个或多个输出信号SIG中传送经编码比特流。典型的传送器执行诸如例如以下中的一个或多个的功能：提供纠错译码，使信号中的数据交织，使信号中的能量随机化，以及使用调制器(未示出)将信号调制到一个或多个载波上。传送器103可以包括天线(未示出)或与天线介接。此外，传送器103的实现方式可以限于调制器。传送器103可以通过诸如卫星、缆线、电话线或地面广播之类的各种媒介来传送输出信号。输出信号可以通过互联网或一些其他网络来传送。
图1中所示的系统还可以与储存单元(未示出)通信地耦接。在一个实现方式中，储存单元与编码器102耦接，并存储来自编码器102的经编码比特流。在另一实施例中，储存单元与传送器103耦接，并存储来自传送器103的比特流。在不同的实现方式中，储存单元可以是标准DVD、蓝光盘、硬盘驱动器或一些其他储存设备中的一个或多个。
然后，解码系统109接收一个或多个信号SIG。这样的解码系统109可以是例如蜂窝电话、计算机、机顶盒、电视、光盘播放器或其他装置，其接收经编码视频并提供例如经解码视频信号以用于显示(例如，显示给用户)、用于处理或用于储存。
解码系统109能够接收和处理数据信息。接收系统或装置109包括用于接收经编码信号SIG的接收器104。
接收器104可以例如适配于接收具有表示经编码图片的多个比特流的节目信号。典型的接收器执行诸如例如以下中的一个或多个的功能：接收经调制和经编码数据信号，使用解调器(未示出)解调来自一个或多个载波的数据信号，使信号中的能量解随机化，使信号中的数据解交织，以及对信号进行纠错解码。接收器104可以包括天线(未示出)或与天线介接。接收器104的实现方式可以限于解调器。
然后，接收器104将经编码比特流STR传递到视频解码器105。
视频解码器105包括流解析器(未示出)，其适配于解析比特流STR以提取与要解码的图片相对应的存取单元AU。流解析器还适配于从AU提取来自存取单元的VLC NAL单元和SEI NAL单元的经译码视频数据。流解析器从SEI NAL单元提取例如处理窗口嵌套SEI消息。根据译码阶段期间使用的语法，对处理窗口嵌套SEI消息的语法元素进行解码。例如，语法元素由来自图2C的熵解码器来解码。对处理窗口嵌套SEI消息的解码使得可以获得后处理元数据集MD。
对处理窗口SEI消息的解码可以由流解析器本身来执行，或者由适配于应用在该消息中定义的后处理步骤的后处理器来执行。元数据集MD包括使得能够定位图像中应用后处理的区域的坐标(左偏移、右偏移、顶偏移和底偏移)，以及定义应用于该区域的后处理步骤的参数。元数据集MD可以包括应用相同后处理的若干个区域和/或应用不同后处理的若干个区域。
然后，将经译码视频数据传到视频解码器105的视频解码模块。视频解码器105可以包括视频解码模块，诸如图2C所示。
如图2C中所示，将视频译码数据传到熵解码模块，该熵解码模块执行熵解码以及将量化系数COEF传递到逆量化模块并将语法元素传递到预测模块。
量化系数COEF由逆量化模块进行逆量化，并由逆变换模块进行逆变换，从而传递残差块数据RES’。预测模块根据语法元素，并且在当前块已被帧间预测的情况下使用运动补偿模块，或者在当前块已被空间预测的情况下使用帧内预测模块，来构建预测块PRED。通过将预测块PRED和残差块RES’相加来获得重建图片D_PIC。将重建图片D_PIC添加到参考帧存储器以供稍后用作参考帧。
然后，由视频解码器105输出重建图片D_PIC。
回到图1，将由视频解码器105输出的重建图片D_PIC与元数据集MD一起输入到后处理器106。在一些实施例中，解码器装置105可以包括在机顶盒中。
后处理器106将在元数据集MD中定义的后处理参数应用于由在元数据集MD中指示的坐标定义的区域。作为示例，图7图示了重建图片D_PIC的应当分别应用后处理P1和P2的两个区域R1和R2。例如，定义用于区域R1的色彩分级或处理操作的第一参数集P1已经在处理窗口SEI消息中嵌套的SEI消息中进行译码，并且定义用于区域R2的另一色彩分级或处理操作的第二参数集P2已经在处理窗口SEI消息中嵌套的另一SEI消息中进行译码。可以使用如表2或表3所示的语法将这样的示例编码到一个处理窗口嵌套SEI消息中，或者使用如表1所示的语法将这样的示例编码到两个单独的处理窗口嵌套SEI消息中。
在图7的示例中，后处理器106将后处理参数P1应用于区域R1中包括的图片D_PIC的像素，并且将后处理参数P2应用于区域R2中包括的D_PIC的像素。
然后，后处理器106将经处理图片P-PIC输出到呈现器107。
在一些实施例中，后处理器106可以包括在呈现器107中，或者包括在解码器装置105中。
因此，呈现器107可以是例如电视的屏幕、计算机监视器、计算机(用于储存、处理或显示)、或一些其他储存、处理或显示装置。
呈现器107可以嵌入在与解码器105和后处理器106相同的装置中。
本公开的一个实施例涉及一种对视频进行译码的方法。图3图示了根据本公开的一个实施例的对视频进行译码的这样的方法的框图。
视频译码方法在步骤300开始。在步骤301，将视频的图片编码成比特流。例如，可以使用如参考图2A所描述的用于对图片进行译码的编码装置。在步骤302，对至少一个补充增强信息嵌套消息进行编码。在本公开中，这样的SEI嵌套消息也称为处理窗口SEI消息。步骤302包括对代表所述图片中的区域的定位的至少一个参数集进行编码的子步骤303。例如，这样的参数集可以是来自图7的区域R1的坐标，其通过来自图片的左边界的左偏移、从图片的右边界定义的右偏移、从图片的顶边界定义的顶偏移以及从图片的底边界定义的底偏移来定义。这样的坐标使得能够在图片中定义矩形区域R1。因此，在后处理期间可以容易地定位来自区域R1的像素。
步骤302还包括对至少一个补充增强信息消息(SEI)进行编码的子步骤304。这样的SEI消息的有效载荷对用于处理包括在图片的所述区域中的像素的处理元数据进行编码。要在这样的SEI消息中编码的语法和参数取决于要在区域上操作的处理的类型。本公开的优点是使得能够重新使用现有的SEI消息。因此，这里不再进一步描述这样的SEI消息的语法和译码。这样的SEI消息的示例在诸如AVC/H.264或HEVC/ITU-T H.265高效视频译码之类的标准定义中被公开。这样的SEI消息在2015年4月的文档ITU-T H.265的附件E中被定义。D2.15节的tone_mapping_info()、D2.14节的post_filter_hint()和D2.32节的colour_remapping_info()是可以嵌套到嵌套SEI中的这样的SEI消息的示例。
对于需要译码的视频内容的每个图片执行步骤301和302。步骤302可以仅在视频内容的一些图片上是必要的，这取决于在制作阶段期间是否已经针对一个图片生成元数据。
然后，视频译码方法在步骤305结束。
根据另一实施例，步骤302还包括子步骤306(未示出)，其执行对指示所述至少一个SEI消息所应用的所述图片中的区域的数量R的参数的编码。在该实施例中，需要对所述图片中的R个区域进行后处理，并且需要对这些R个区域中的每一个的坐标进行编码。
因此，当这样的数量大于1时，迭代子步骤303，直到已经对R个区域中的每一个的坐标进行编码。在表2或表3中示出这样的实施例。
根据另一实施例，步骤302还包括子步骤307，其执行对指示后处理SEI消息的数量N的参数进行编码。在该实施例中，必须在SEI嵌套消息中对N个SEI消息、即N个后处理参数集进行编码。因此，当这样的数量大于1时，迭代子步骤304，直到已经对等于N的数量的SEI消息进行编码。在表2中示出这样的实施例。
本公开的一个实施例涉及一种对视频进行解码的方法。图4图示了根据本公开的一个实施例的对视频进行解码的这样的方法的框图。
视频解码方法在步骤400开始。在步骤401，从比特流解码视频的图片，从而传递经解码图片。例如，可以使用如参考图2C所描述的用于对图片进行解码的解码装置。在步骤402，对至少一个补充增强信息嵌套消息进行解码。在本公开中，这样的SEI嵌套消息也称为处理窗口SEI消息。步骤402包括对代表所述图片中的区域的定位的至少一个参数集进行解码的子步骤403。例如，这样的参数集可以是来自图7的区域R1的坐标，其通过来自图片的左边界的左偏移、从图片的右边界定义的右偏移、从图片的顶边界定义的顶偏移以及从图片的底边界定义的底偏移来定义。这样的坐标使得能够在图片中定义矩形区域R1。并且因此，在后处理期间可以容易地定位来自区域R1的像素。
步骤402还包括对至少一个补充增强信息消息(SEI)进行解码的子步骤404。这样的SEI消息的有效载荷包括用于处理包括在图片的所述区域中的像素的处理元数据。
对于需要解码的视频内容的每个图片执行步骤401和402。步骤402可以仅在包括处理窗口嵌套消息类型的SEI嵌套消息的至少一个SEI NAL单元存在于与当前图片相对应的存取单元中时是必要的。如果在存取单元中不存在这样的SEI NAL单元，则这意味着尚未与视频译码数据一起传送用于基于区域的处理的元数据。然后，视频解码方法在步骤405结束。
根据另一实施例，步骤402还包括子步骤406(未示出)，其执行对指示所述至少一个SEI消息所应用的所述图片中的区域的数量R的参数进行解码。在该实施例中，需要对所述图片中的R个区域进行后处理，并且需要对这些R个区域中的每一个的坐标进行解码。
因此，当这样的数量大于1时，迭代子步骤403，直到已经对R个区域中的每一个的坐标进行解码。在表2或表3中示出这样的实施例。
根据另一实施例，步骤402还包括子步骤407，其执行对指示SEI消息的数量N的参数进行解码。在该实施例中，必须在SEI嵌套消息中对N个SEI消息、即N个后处理参数集进行解码。因此，当这样的数量大于1时，迭代子步骤404，直到已经对等于N的数量的SEI消息进行解码。在表2中示出这样的实施例。
图5图示了根据实施例的用于对视频进行译码的装置(ENCODER)的简化结构。这样的用于对视频进行译码的装置被配置为实现根据本原理的对视频进行译码的方法，该方法已经在上文参考图1或图3进行描述。图5的编码器装置可以作为如图1中描述的编码器102的示例。
在图5中所示的示例中，编码器装置包括处理单元PROC，其配备有例如处理器，并且由存储在存储器MEM中并实现根据本原理的对视频进行译码的方法的计算机程序PG来驱动。
编码器装置ENCODER被配置为：
-将所述视频的至少一个图片编码成比特流，
-对至少一个补充增强信息嵌套消息进行编码，其中在对所述至少一个补充增强信息嵌套消息进行编码时，编码器还被配置为：
-对代表所述图片中的区域的定位的至少一个参数集进行编码，
-对至少一个补充增强信息消息进行编码，其中所述至少一个补充增强信息消息对用于处理包括在所述图片的所述区域中的像素的处理元数据进行编码。
在初始化时，计算机程序PG的代码指令例如被加载到RAM(未示出)中，并且然后由处理单元PROC的处理器执行。处理单元PROC的处理器根据计算机程序PG的指令来实现上文已经描述的对视频进行译码的方法的步骤。
可选地，编码器装置ENCODER包括通信单元COM以将经编码比特流传送到解码器。
编码器装置ENCODER还包括接口，以用于接收要译码的图片、代表所述图片中的区域的定位的参数集以及要编码的处理元数据。
图6图示了根据实施例的用于对视频进行解码的装置(DECODER)的简化结构。这样的用于对视频进行解码的装置被配置为实现根据本原理的对视频进行解码的方法，该方法已经在上文参考图1或图4进行描述。图6的解码器装置可以作为如图1中描述的解码器105的示例。
在图5中所示的示例中，解码器装置包括处理单元PROC，其配备有例如处理器，并且由存储在存储器MEM中并实现根据本原理的对视频进行解码的方法的计算机程序PG来驱动。
解码器装置DECODER被配置为：
-从所述比特流对所述视频的至少一个图片进行解码，传递经解码图片，
-对至少一个补充增强信息嵌套消息进行解码，其中在对所述至少一个补充增强信息嵌套消息进行解码时，解码器还被配置为：
-对代表所述经解码图片中的区域的定位的至少一个参数集进行解码，
-对至少一个补充增强信息消息进行解码，其中所述至少一个补充增强信息消息包括用于处理包括在所述经解码图片的所述区域中的像素的处理元数据。
在初始化时，计算机程序PG的代码指令例如被加载到RAM(未示出)中，并且然后由处理单元PROC的处理器执行。处理单元PROC的处理器根据计算机程序PG的指令来实现上文已经描述的对视频进行解码的方法的步骤。
可选地，解码器装置DECODER包括通信单元COM以从编码器接收经编码比特流。
解码器装置DECODER还包括接口，其适配于与后处理器进行通信，以便传送经解码图片、代表所述经解码图片中的区域的定位的经解码参数集以及应用于所述经解码图片的所述区域中的像素的经解码处理元数据。

Claims (7)

1.一种对视频进行编码的方法，包括：
-将所述视频的至少一个图片编码(301)成比特流，
-对补充增强信息嵌套消息进行编码(302)，其中对所述补充增强信息嵌套消息进行编码包括：
-对指示所述图片中的区域的数量的参数进行编码(303)；
-针对所述区域中的每一个，对代表所述图片中的所述区域的定位的至少一个参数进行编码(303)；
-对指示嵌套在所述补充增强信息嵌套消息中的补充增强信息消息的数量的参数进行编码(304)；
-针对嵌套在所述补充增强信息嵌套消息中的每个补充增强信息消息，对处理信息进行编码(304)；
-对代表每个区域与嵌套在所述至少一个补充增强信息嵌套消息中的至少一个补充增强信息消息的关联的信息进行编码(304)。
2.一种对代表经译码视频的比特流进行解码的方法，包括：
-从所述比特流对所述视频的至少一个图片进行解码(401)，
-对补充增强信息嵌套消息进行解码(402)，其中对所述补充增强信息嵌套消息进行解码包括：
-对指示所述图片中的区域的数量的参数进行解码(403)；
-针对所述区域中的每一个，对代表所述图片中的所述区域的定位的至少一个参数进行解码(403)；
-对指示嵌套在所述补充增强信息嵌套消息中的补充增强信息消息的数量的参数进行解码(404)；
-针对嵌套在所述补充增强信息嵌套消息中的每个补充增强信息消息，对处理信息进行解码(304)；
-对代表每个区域与嵌套在所述至少一个补充增强信息嵌套消息中的至少一个补充增强信息消息的关联的信息进行解码(304)。
3.一种用于对视频进行编码的装置，包括：
-用于将所述视频的至少一个图片编码成比特流的部件，
-用于对补充增强信息嵌套消息进行编码的部件，其中用于对所述补充增强信息嵌套消息进行编码的所述部件包括：
-用于对指示所述图片中的区域的数量的参数进行编码的部件；
-用于针对所述区域中的每一个，对代表所述图片中的所述区域的定位的至少一个参数进行编码的部件；
-用于对指示嵌套在所述补充增强信息嵌套消息中的补充增强信息消息的数量的参数进行编码的部件；
-用于针对嵌套在所述补充增强信息嵌套消息中的每个补充增强信息消息，对处理信息进行编码的部件；
-用于对代表每个区域与嵌套在所述至少一个补充增强信息嵌套消息中的至少一个补充增强信息消息的关联的信息进行编码的部件。
4.一种用于对代表经译码视频的比特流进行解码的装置，包括：
-用于从所述比特流对所述视频的至少一个图片进行解码的部件，
-用于对补充增强信息嵌套消息进行解码的部件，其中用于对所述补充增强信息嵌套消息进行解码的所述部件包括：
-用于对指示所述图片中的区域的数量的参数进行解码的部件；
-用于针对所述区域中的每一个，对代表所述图片中的所述区域的定位的至少一个参数进行解码的部件；
-用于对指示嵌套在所述补充增强信息嵌套消息中的补充增强信息消息的数量的参数进行解码的部件；
-用于针对嵌套在所述补充增强信息嵌套消息中的每个补充增强信息消息，对处理信息进行解码的部件；
-用于对代表每个区域与嵌套在所述至少一个补充增强信息嵌套消息中的至少一个补充增强信息消息的关联的信息进行解码的部件。
5.一种计算机程序，包括软件代码指令以用于当所述计算机程序由处理器执行时执行根据权利要求1所述的方法。
6.一种计算机程序，包括软件代码指令以用于当所述计算机程序由处理器执行时执行根据权利要求2所述的方法。
7.一种代表经译码视频的比特流，包括：
-代表所述视频的一个图片的经译码数据，
-至少一个补充增强信息嵌套消息，其中所述至少一个补充增强信息嵌套消息包括：
-指示所述图片中的区域的数量的参数；
-针对所述区域中的每一个的代表所述图片中的所述区域的定位的至少一个参数；
-指示嵌套在所述补充增强信息嵌套消息中的补充增强信息消息的数量的参数；
-针对嵌套在所述补充增强信息嵌套消息中的每个补充增强信息消息的处理信息；
-代表每个区域与嵌套在所述至少一个补充增强信息嵌套消息中的至少一个补充增强信息消息的关联的信息。
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