TWI458354B - 視訊編碼、解碼及虛擬參考解碼 - Google Patents

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TWI458354B TW094142405A TW94142405A TWI458354B TW I458354 B TWI458354 B TW I458354B TW 094142405 A TW094142405 A TW 094142405A TW 94142405 A TW94142405 A TW 94142405A TW I458354 B TWI458354 B TW I458354B
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Description

視訊編碼、解碼及虛擬參考解碼
本發明係關於實施虛擬參考解碼器之視訊編碼與解碼程序。更詳細而言，本發明係關於一種具有用以輸入將要進行編碼形成編碼視訊信號之視訊信號之輸入之編碼器，一種解碼器，一種方法，一種位元流，一種電腦程式產品及一種用以裝載位元流之媒體。
習知有數種視訊編碼標準，包括ITU－T H.261，ISO/IEC MPEG－1 Visual，ITU－T H.262或ISO/IEC MPEG－2 Visual，ITU－T H.263，ISO/IEC MPEG－4 Visual及ITU－T H.264或ISO/IEC MPEG－4 AVC。H.264/AVC係ITU－T視訊編碼專家團(VCEG)與ISO/IEC MPEG之聯合視訊組(JVT)之工作成果。
此外，業界正在開發新的視訊編碼標準。其中一項係在MPEG中之度量性視訊編碼(SVC)標準之發展。這將成為MPEG－21第13部。其次係由中國視訊圖像編碼標準工作組(AVS)所主辦之中國視訊編碼標準之研發。AVS已經總結其第一項視訊編碼規範，目標在SDTV與HDTV應用之AVS 1.0。其後之焦點已轉移至行動視訊服務。所產生之二項標準AVS－M第1階段與AVS－M第2階段係正在研發中。
瞬時解碼再新(IDR)圖像
瞬時解碼再新(IDR)圖像首先係引進於H.264，隨後再被引進於AVS－M。IDR圖像係自然隨機存取點。沒有繼後圖像可參考比在解碼順序中之IDR圖像更早之圖像。在解碼順序中之IDR圖像之前之任何圖像亦比IDR圖像更早予以輸出/顯示。各個IDR圖像將引領具有IDR圖像之編碼視訊序列直至解碼順序中之下一IDR圖像。
在AVS－M委員會草案(CD)中，有一8－位元語法元素圖像＿距離用以顯示在一編碼序列中之各個圖像之暫時性參考。圖像＿距離之值係等於輸出/顯示順序中之前項圖像之圖像＿距離值加1及加上現有圖像與前項圖像之間之跨越圖之數目，然後模數256。對於編碼視訊序列(IDR圖像)之第一個圖像，圖像＿距離值係0。
虛擬參考解碼器
在視訊編碼標準中，符合之位元流必須能夠由概念性連接於編碼器之輸出及具有至少一個預解碼器緩衝，一解碼器，及一輸出/顯示單元之虛擬參考解碼器予以解碼。此項虛擬解碼器係在H.263，H.264及MPEG中之視訊緩衝鑑定器(VBV)被習稱為虛擬參考解碼器(HRD)。PSS附錄G，即3GPP封包轉換流服務標準(3GPP TS 26.234)之附錄G，指定伺服器緩衝鑑定器亦可被視為HRD，其差別在於它係概念性連接於流伺服器之輸出。虛擬解碼器與緩衝鑑定器係統稱為本文之虛擬參考解碼器(HRD)。如果可由HRD予以解碼而沒有緩衝溢流或底流即視為符合流。當更多位元係被置入滿載之緩衝時將發生溢流。當從緩衝接送位元以供解碼/回播時部份位元不在緩衝中，即發生底流。
HRD參數可用以實施限制圖像之編碼大小及輔助決定所需之緩衝大小與啟始延時。
比PSS附錄G及H.264更早之HRD規範中，僅指定預解碼緩衝(亦被稱為H.264中之編碼圖像緩衝，CPB)作業。PSS附錄G及H.264 HRD中之HRD亦指定後解碼器緩衝(亦被稱為H.264中之解碼圖像緩衝，DBP)作業。此外，較早前之HRD規範僅可提供一個HRD作業點，而PSS附錄G與H.264 HRD中之HRD可供多個HRD作業點。各個HRD作業點係對應於一組HRD參數值。
基於二項因素，PSS附錄G中之HRD係比H.264 HRD更為簡單，1)CPB與DPB作業之規範係更為簡單，及2)不需要來自位元流之計時資訊。有鑑於此，最好可使用PSS附錄G中之HRD作為視訊編碼標準之HRD之基礎。
HRD設計之缺點在於它係依靠由位元流本身以外之外界裝置所提供之各個圖像之展示時間(或擷取時間)。然而有時需要或預期可鑑定位元流本身。其中一項解決方案係利用由暫時性參考資訊(例如AVS－M中之圖像＿距離)所指定之相對展示時間，條件係1之暫時性參考差異之時間亦以信號傳送於位元流。
上述根據PSS附錄G中之HRD及根據暫時性資訊之相對展示時間之HRD設計至少有一項相關性問題。即，如果位元流具有超一項編碼視訊序列，則在第一編碼視訊序列以外之編碼視訊序列中之圖像之相對展示時間將由於在各個編碼視訊序列之開始IDR圖像之暫時性參考值重新設定為0而無法予以推衍。因此編碼視訊序列之最後圖像與輸出/顯示順序中之繼後編碼視訊序列之開始IDR圖像之暫時性間隙係不清楚。此舉將使HRD未最適化。例如當商業視訊剪輯被插入另一視訊位元流時，如果位元流從不同啟源之不同編碼視訊序列中分流而出，此項問題將更形顯彰。
本發明係提供以解決上述問題。根據本發明，顯示編碼視訊序列之最後圖像(於輸出/顯示順序中)與繼後視訊序列之第一圖像之間之暫時性差異之參數係經過信號傳送。至少有兩種解決方案可用以實施此概念。第一項解決方案係改變暫時性參考(AVS－M中之圖像＿距離)之語法元素之語意而使語法元素之值持續增加於IDR圖像，如同係非IDR圖像般。該值可趨近一最高值然後將該值設為初始值，例如0，然後可再予增加該值。
第二項解決方案係為各個IDR圖像之位元流中傳送IDR圖像與輸出/顯示順序中之前項圖像之間之暫時性空隙傳送信號。如果IDR圖像係位元流中之第一圖像，暫時性空隙之值係設為0。
本發明之一目的係提供一種由下列構成為特徵之編碼器：－用以輸入進行編碼以形成編碼視訊信號之視訊信號之輸入，該編碼視訊信號具有至少一個編碼視訊序列之圖像；－一編碼圖像緩衝；－一解碼圖像緩衝；及－用以設定至少一個參數以顯示至少一個視訊序列之二連續圖像之間之暫時性差異之設定器，其中該二連續圖像係下列其中之一：－相同編碼視訊序列之二個連續圖像；或－緊隨着該輸出/顯示順序中之至少一個編碼視訊序列之後之該至少一個編碼視訊序列之最後圖像與另一編碼視訊序列之第一圖像。
本發明之另一目的係提供一種由下列構成為特徵之位元流：－具有至少一個第一編碼視訊序列之圖像之編碼視訊信號；及－至少一個參數以顯示至少一個視訊序列之二連續圖像之間之暫時性差異，其中該二連續圖像係下列其中之一：－相同編碼視訊序列之二個連續圖像；或－緊隨着該輸出/顯示順序中之至少一個編碼視訊序列之後之該至少一個編碼視訊序列之最後圖像與另一編碼視訊序列之第一圖像。
本發明之第三目的係提供一種由下列構成為特徵之解碼器：－用以輸入進行解碼之編碼視訊信號之輸入，該編碼視訊信號具有：－至少一個編碼視訊序列圖像；及－至少一個參數以顯示至少一個視訊序列之二連續圖像之間之暫時性差異，其中該二連續圖像係下列其中之一：－相同編碼視訊序列之二個連續圖像；或－緊隨着該輸出/顯示順序中之至少一個編碼視訊序列之後之該至少一個編碼視訊序列之最後圖像與另一編碼視訊序列之第一圖像。
－一解碼圖像緩衝；及－用以剖析在編碼視訊信號中接收之資訊以取得該至少一參數之裝置。
本發明之第四目的係提供一種方法，其步驟包括：－輸入進行編碼以形成編碼視訊信號之視訊信號，該編碼視訊信號具有至少一個編碼視訊序列之圖像；－設定至少一個參數以顯示至少一個視訊序列之二連續圖像之間之暫時性差異，其中該二連續圖像係下列其中之一：－相同編碼視訊序列之二個連續圖像；或－緊隨著該輸出/顯示順序中之至少一個編碼視訊序列之後之該至少一個編碼視訊序列之最後圖像與另一編碼視訊序列之第一圖像。
本發明之第五目的係提供一種由下列構成為特徵之系統：－一編碼器，包括：－用以輸入進行編碼以形成編碼視訊信號之視訊信號之輸入，該編碼視訊信號具有至少一個編碼視訊序列之圖像；－一編碼圖像緩衝；－一解碼圖像緩衝；及－用以設定至少一個參數以顯示至少一個視訊序列之二連續圖像之間之暫時性差異之設定器，其中該二連續圖像係下列其中之一：－相同編碼視訊序列之二個連續圖像；或－緊隨着該輸出/顯示順序中之至少一個編碼視訊序列之後之該至少一個編碼視訊序列之最後圖像與另一編碼視訊序列之第一圖像。
－一解碼器，包括：－用以輸入進行解碼之編碼視訊信號之輸入；－一解碼圖像緩衝；及－用以剖析在編碼視訊信號中接收之資訊以取得該至少一參數之裝置。
本發明之第六目的係提供一種具有機器執行性指令以進行下列步驟之軟體程式：－輸入進行編碼以形成編碼視訊信號之視訊信號，該編碼視訊信號具有至少一個編碼視訊序列之圖像；－設定至少一個參數以顯示至少一個視訊序列之二連續圖像之間之暫時性差異，其中該二連續圖像係下列其中之一：－相同編碼視訊序列之二個連續圖像；或－緊隨着該輸出/顯示順序中之至少一個編碼視訊序列之後之該至少一個編碼視訊序列之最後圖像與另一編碼視訊序列之第一圖像。
本發明之第七目的係提供一種裝載位元流之媒體，該位元流包括：－具有至少一個第一編碼視訊序列之圖像之編碼視訊信號；及－至少一個參數以顯示至少一個視訊序列之二連續圖像之間之暫時性差異，其中該二連續圖像係下列其中之一：－相同編碼視訊序列之二個連續圖像；或－緊隨着該輸出/顯示順序中之至少一個編碼視訊序列之後之該至少一個編碼視訊序列之最後圖像與另一編碼視訊序列之第一圖像。
本發明之方法在視訊流由一解碼器予以解碼及展示時可改進虛擬參考解碼器之作業及終端用戶經驗。
本發明之虛擬參考解碼器5係說明如下。第6圖之由虛擬參考解碼器5所構成為特徵之編碼器1之實施例係以簡化區塊圖予以表示。
緩衝模式係以二個緩衝器與二個計時器為基準。緩衝器係稱為編碼圖像緩衝器1.5(CPB)及解碼圖像緩衝器5.2(DPB)。計時器係稱為解碼計時器1.6與輸出計時器1.7。緩衝模式係說明如下。
編碼圖像緩衝器1.5與解碼圖像緩衝器5.2開始係空白。然後，可在諸如編碼器之處理器1.2中實施之編碼元素1.8開始進行視訊流之編碼及形成編碼圖像。例如參考圖像等視訊流之圖像或部份圖像可在編碼緩衝器1.1中進行緩衝。編碼圖像之位元將以相等於位元＿速率參數之速率進入編碼圖像緩衝器1.5中。解碼計時器1.6係啟動至相等於(0－初始＿cpd＿移除＿延時)之負值，而解碼計時器1.6係在第一位元進入編碼圖像緩衝器1.5時開始。如果解碼計時器1.6之值小於0時，將不從編碼圖像緩衝器1.5中移除數據。當前項編碼圖像已經完全從編碼圖像緩衝器1.5中移除時，開始從編碼圖像緩衝器1.5中移除編碼圖像。另一方面，當符合以下兩者條件時開始從編碼圖像緩衝器1.5移除編碼圖像：首先，解碼計時器1.6之值係相等於圖像之相對輸出時間。其次，前項編碼圖像已經完全從編碼圖像緩衝1.5中移除。
編碼圖像移除之時間係相等於編碼圖像中之巨區塊數目除以峰值解碼巨區塊速率。另一方面，編碼圖像移除之時間係以下二值中較大者：第一值係相等於編碼圖像中之巨區塊數目除以峰值解碼巨區塊速率。第二值係相等於編碼圖像中之數元組數目除以峰值解碼數元組速率。當編碼圖像已經完全從編碼圖像緩衝1.1中移除時，相對應之解碼圖像係被置入解碼圖像緩衝5.2。峰值解碼數元組速率係進行位元流解碼所需每秒之數元組單位之最高解碼速度。峰值解碼巨區塊速率與峰值解碼數元組速率係指定於等級定義中，可能在視訊位元流中有所改變，係從一圖像至一圖像之改變，或從一組圖像至另一組圖像之改變。
輸出計時器1.7係啟動至相等於(0－初始＿dpb_out＿延時)之負值，並在第一解碼圖像進入解碼圖像緩衝器5.2時開始。如果輸出計時器1.7之值小於0時，將不從解碼圖像緩衝器5.2中輸出數據。當輸出計時器1.7之值相等於圖像之相對輸出時間時，將立即從解碼圖像緩衝器5.2輸出解碼圖像。如果解碼圖像係非參考圖像或如果解碼圖像係參考圖像但標示為”未使用於參考”時，亦在輸出時從DPB中移除解碼圖像之數據。當從DPB輸出解碼圖像時，標示有”未使用於參考”之解碼圖像及比輸出計時器更早之相對輸出時間係從DPB中移除。參考圖像標示為”使用於參考”或”未使用於參考”應由標準予以規定。
緩衝模式可在與一組HRD參數相關連之任何圖像中啟動。
符合性位元流之需求
當HRD係任何信號傳送作業點上操作時，傳輸或儲存符合性位元流應符合下列需求：－編碼圖像緩衝器(CPB)與解碼圖像緩衝器(DPB)應不會溢流。換言之，編碼圖像緩衝器之佔用率應不超逾現有設定或信號傳送緩衝器大小，及解碼圖像緩衝器之佔用率應不超逾現有設定或信號傳送緩衝器大小。
－解碼圖像緩衝器應不會底流，即各個解碼圖像應在相對輸出時間之前或當時被插入解碼圖像緩衝器。
符合性解碼器之需求
一符合性解碼器應符合下列需求：－申明符合特定設定檔與等級之解碼器應可成功解碼所有符合之位元流。
當在解碼器與位元流中同時假設相同之緩衝大小時，解碼器應可接收及解碼符合性位元流中之所有圖像。此外，當虛擬參考解碼器可虛擬式顯示/輸出圖像之同時，解碼器應可將各圖像轉送至顯示/輸出程序。
於一實施例中係設定以下參數以供虛擬參考解碼器5之操作：cpb_dpb_cnt＿負1，位元＿速率，cpb＿大小，dpb＿大小，初始＿cpb＿移除＿延時及初始＿dpb＿輸出＿延時。
編碼視訊序列有超過一種替代編碼圖像緩衝器與解碼圖像緩衝器規範。參數cpb_dpb_cnt＿負1加1係指定編碼圖像緩衝器與解碼圖像緩衝器之替代性規範之數目。
位元＿速率係指定第i項編碼圖像緩衝器之最高輸入位元速率。
Cpb＿大小參數指定第i項編碼圖像緩衝器之編碼圖像緩衝器大小。
至少一對位元＿速率與cpb＿大小之值應符合由設定檔與等級所允許之最高位元速率與編碼圖像緩衝器大小。
Dpb＿大小參數指定第i項解碼圖像緩衝器之解碼圖像緩衝器大小。
初始＿cpb＿移除＿延時參數指定在第一圖像之第一位元之編碼圖像緩衝器中之抵達時間與第一圖像之編碼圖像緩衝器之移除時間之間之第i項編碼圖像緩衝器之延時。
初始＿dpb＿輸出＿延時參數指定在第一解碼圖像之解碼圖像緩衝器中之抵達時間與第一解碼圖像之解碼圖像緩衝器之輸出時間之間之第i項解碼圖像緩衝器之延時。
上述規範之語法可設定如下虛擬碼：
上述語法中之參數可在圖像等級標頭中進行信號傳送，例如輔助加強資訊(SEI)訊息或圖像標頭。另一方面，該參數可在序列標頭中進行信號傳送，例如序列標頭或序列參數組。
上述語法之參數可直接進行信號傳送，或使用一方法以儲存信號傳送位元。舉例而言，代表實際值之長度與實際值二者係進行信號傳送。在第4圖中係顯示信號傳送參數之一非限制性實施例。所示之第一參數中有二個HRD參數設定於信號中。該參數之後緊隨着二個HRD參數組。
規範係由編碼器1之虛擬參考解碼器5所使用，可以信號傳送至解碼器2。
以下將參照第5圖之系統，第6圖之編碼器1與虛擬參考解碼器(HRD)5及第7圖之解碼器2對本發明作更詳細說明。進行編碼之圖像係諸如來自照相機，錄像機等視訊來源之視訊流之圖像。視訊流之圖像(訊框)可被分成諸如截片(slices)之較小部份。該截片可再被分成區塊。在編碼器1中，視訊流係被編碼以減少通過傳輸頻道4予以傳輸或傳送至儲存媒體(未予圖示)之資訊。視訊流之圖像係被輸入至編碼器1。該編碼器具有編碼緩衝器1.1(第6圖)以供暫時性儲存部份即將進行編碼之圖像。該編碼器1亦包括有一記憶體1.3及一處理器1.2，可應用本發明所述之編碼作業。記憶體1.3與處理器1.2係與傳輸裝置6共用，或傳輸裝置6可具有另一個處理器及/或記憶體(未予圖示)以提供傳輸裝置6之其他功能。
編碼程序不必要在第一圖像進入編碼器之後立即開始，而應在特定數量之圖像已經存在於編碼緩衝器1.1之後開始。然後編碼器1企圖從用作參考訊框之圖像中尋找適當之候選者。然後編碼器1將進行編碼作業以形成編碼圖像。編碼圖像可例如為預測圖像(P)，雙預測圖像(B)，或內編碼圖像(I)。內編碼圖像可在不使用任何其他圖像之情況下予以解碼，而其他類型之圖像在進行解碼之前需要至少一個參考圖像。上述任何一種類型之圖像可用作為參考圖像。內編碼圖像可用作IDR圖像以開始獨立解碼性之圖像組群。編碼器1可進行運動預估及/或其他作業以壓縮視訊流。在運動預估中將搜查待編碼圖像(現有圖像)與前項/或後者圖像之間之類似性。如果查出有類似性則比較圖像或其部份可被用作待編碼圖像之參考圖像。在JVT中之圖像之顯示順序及解碼順序不一定要相同，其中參考圖像只要仍被用作參考圖像，則必須儲存於緩衝器(例如於編碼緩衝器1.1)中。編碼器1亦將圖像之顯示順序之資訊插入傳輸流中。
從編碼程序中，視需要將編碼圖像移至一編碼圖像緩衝器1.5。編碼圖像係通過傳輸頻道4從編碼器1傳輸至解碼器2。在解碼器2中，編碼圖像係被解碼形成儘可能對應編碼圖像之未壓縮圖像。除非係在解碼後立即予以顯示及未被用作參考圖像，各個解碼圖像係在解碼器2之解碼圖像緩衝器2.1中進行緩衝。該二個參考圖像緩衝與顯示圖像緩衝之予以組合，其中係使用相同解碼圖像緩衝器2.1。此舉將可免除儲存相同圖像於二個不同地點之需要，於是可減少解碼器2之記憶需求。
解碼器2亦包括一記憶體2.3與一處理器2.2，其中可應用如本發明所述之解碼作業。記憶體2.3與處理器2.2可與接收裝置8共同，或接收裝置8可具有另一個處理器及/或記憶體(未予圖示)以提供接收裝置8之其他功能。此外解碼器2之緩衝器可實施於記憶體2.3中。
編碼器1將設定虛擬參考解碼器5之解碼圖像緩衝器5.2(DPB尺度)之尺度。初始尺度係取決於與視訊流相關之一些參數(例如解晰度，色度/BW等)。亦可作為解碼圖像緩衝器5.2所設定之最高尺度(DPB容量)。初始尺度不一定相等於最高尺度，但亦可小於最高尺度。此外儲存於編碼器1之解碼圖像緩衝器5.2及解碼器2之解碼圖像組衝器2.1中之參考訊框之最高數目係分別予以設定。
解碼器2中之解碼圖像緩衝器2.1具有限制尺度(DPB尺度)，在某些應用中可視需要在解碼程序期間予以變更。解碼圖像緩衝器2.1之初始尺度係取決於與視訊流相關之一些參數(例如解晰度，色度/BW等)。亦可為解碼圖像緩衝器2.1設定最高尺度(DPB容量)。初始尺度不一定相等於最高尺度，但亦可小於最高尺度。此外儲存於解碼圖像緩衝器2.1之參考訊框之最高數目係予以設定。
編碼圖像之傳輸及/或儲存(及由虛擬參考解碼器5所進行之虛擬解碼)可在備妥第一編碼圖像之後立即啟動。由於解碼順序與輸出順序不一定相同，因此圖像不一定是解碼器輸出順序中之第一個。然而由於解碼器2之解碼圖像緩衝器2.1之尺度係受限制，有必要設定圖像解碼時間與圖像顯示時間之間之延時多長以作為最高值，即將進行重新排序以顯示之圖像之最高數目。DPB尺度顯示可儲存多少個圖像於解碼圖像緩衝器2.1中。可將解碼圖像緩衝器之尺度(以數元組計)除以圖像尺度(以數元組計)而計算得出。
當視訊流之第一圖像被編碼時，可開始傳輸作業。傳輸亦可在較階段開始，例如在特定部份之視訊流經過編碼之後。此項延時係由上述初始＿cpb＿移除＿延時參數予以代表，並經過信號傳送至解碼器2。此外虛擬參考解碼器5係知悉此項參數。
解碼器2應以正確順序輸出解碼圖像。此外虛擬參考解碼器5應以正確順序以虛擬方式輸出解碼圖像。虛擬參考解碼器模式之操作已見述於前文。相對輸出時間係見述模式中。本發明係揭述相對輸出時間之值之評估之二項原理。
根據本發明之一實施例，暫時性參考(AVS－M中之圖像＿距離)之語法元素之語意係經過改變使在IDR圖像之語法元素之值持續增加，如同在第2a及2b圖所示之非IDR圖像。第1a及1b圖係顯示先行技術之視訊序列。在第1a，1b，2a及2b圖中，上側線顯示圖像類型與顯示順序，而下側線顯示圖像之暫時性參考。於該實施例中，有兩組圖像GOP1，GOP2，各具有一IDR圖像IDR0，IDR1作為第一圖像及數個連續圖像。文字代表圖像之類型而數字代表圖像之輸出/顯示順序。
暫時性參考差異之時間為1亦經過信號傳送於位元流(例如在序列參數集中)，而相對輸出時間(ROT)係為各圖像推衍如下：第一圖像之相對輸出時間參數取得0值：ROT(0)＝0。
對任何其他圖像，係根據下列方程式計算參數：ROT(n)＝ROT(n－1)＋(TR(n)－TR(n－1)＋(MaxTR＋1))/(MaxTR＋1)x Delta
其中ROT(n)係第n項圖像之ROT值，TR(n)係第n項圖像之暫時性參考值，MaxTR係暫時性參考之最高值，Delta係1之暫時性參考差異之時間，及/代表模數除分。在AVS－M視訊編碼標準中，TR(n)係第n項圖像之圖像＿距離值。
根據本發明之另一實施例，在輸出/顯示順序中之IDR圖像與前項圖像之間之暫時性間隙(以在AVS－M中使用之圖像＿距離＿間隙代表)係以信號傳送於各IDR圖像之位元流(例如在圖像標頭)，如第3b圖所示。第3a圖係顯示視訊序列之圖像之視訊序列及輸出/顯示順序。
1之暫時性參考差異之時間亦以信號傳送於位元流(例如在序列參數組中)，並為各圖像推衍上述之相對輸出時間(ROT)如下：第一圖像之相對輸出時間參數取得0值：ROT(0)＝0。
對任何其他圖像，係根據下列方程式計算參數：ROT(n)＝ROT(n－1)＋(TR(n)－TR(n－1)＋(MaxTR＋1))/(MaxTR＋1)x Delta
其中ROT(n)係第n項圖像之ROT值，TR(n)係第n項圖像之暫時性參考值，MaxTR係暫時性參考之最高值，Delta係1之暫時性參考差異之時間，及/代表模數除分。在AVS－M視訊編碼標準中，TR(n)係第n項圖像之圖像＿距離值。
對任何其他IDR圖像，係根據下列方程式計算參數：ROT(n)＝ROT(n－1)＋TRgap x Delta
其中ROT(n)係IDR圖像之ROT值，ROT(n－1)係在輸出/顯示順序中之前項圖像之ROT值，TRgap係在輸出/顯示順序中之IDR圖像與前項圖像之間之暫時性間隙(以AVS－M中所使用之圖像＿距離＿間隙代表)。
如前所述，可為各個編碼視訊序列進行數個一或多組HRD參數之信號傳送。各組HRD參數之特徵在於作為HRD作業點。
本發明可提供一簡單HRD之多重HRD作業點，及視訊編碼標準之解碼圖像緩衝作業。
如果實施本發明之第一實施例，並完成諸如將編碼視訊序列插入位元流或從位元流中移除之視訊編輯作業，則不需要為任何圖像更新暫時性參考(AVS－M中之圖像＿距離)。其實僅有在輸出/顯示順序中之前項圖像已經改變之一或二個IDR圖像之暫時性間隙(以AVS－M中使用之圖像＿距離＿間隙代表)需要更新。
緊接着將說明本發明之一實施例之解碼器2之操作。解碼圖像緩衝器2.1具有用以儲存數個圖像之記憶位置。該位置在本文中亦被稱為訊框儲存。
解碼器2開始進行編碼圖像之解碼，從第一個進入編碼圖像緩衝器之圖像開始著手。經過解碼之圖像將被儲存於附加之訊框儲存或解碼圖像緩衝器。將要進行解碼之圖像係一訊框或一欄位。解碼圖像之輸出/顯示係以相對輸出時間參數ROT為基礎予以進行。
HRD5係連同編碼器1使用以進行類似解碼器2般對編碼圖像之虛擬解碼。編碼圖像緩衝器1.5可被用作HRD5之預解碼緩衝器。HRD5中之虛擬解碼之一目的係消除因不平衡編碼/解碼作業而導致之解碼訛誤之風險。同時在HRD5中之參考圖像緩衝與顯示圖像緩衝二者可合併及可使用相同之解碼圖像緩衝5.2，故可減少編碼器1之記憶體需求。所有解碼圖像係保留在合併之解碼圖像緩衝器中直至不再被用作參考圖像及直至抵達其(虛擬)顯示時間或相對輸出時間為止。”虛擬”一詞係代表在進行解碼作業之編碼器1之HRD5中，解碼圖像係未予輸出/顯示，但HRD5僅檢查在解碼器2之解碼過程中是否因為諸如緩衝量太小等問題而導致之訛誤。如果有訛誤存在，HRD5將通知編碼器以改變一些編碼參數，或藉傳送SEI(輔助加強資訊)訊息至某些應用中之解碼器1以增加解碼器1之解碼圖像緩衝2.1之尺度(除非解碼圖像緩衝5.2，2.1之最高尺度已被使用中)。
解碼作業可與編碼作業同時操作，或編碼器首先產生位元流，並於位元流就緒時被輸入至HRD5以供檢查符合HRD5及處理等級需求之位元流。HRD亦可根據編碼流之特徵以產生及變更一些HRD參數，諸如在編碼圖像緩衝中之初始緩衝延時。
虛擬參考解碼器5可另外包括提供HRD參數以供進行位元流之解碼之輸出。該參數可提供例如具有編碼圖像之位元流或作為個別資訊，例如信號傳送位元流，檔案格式容器等。
虛擬參考解碼器5亦可用作位元流分析器，用以分析編碼位元流是否符合該位元流之格式所屬之標準。因此如果虛擬參考解碼器5檢測到位元流不符合所編碼位元流之標準時，虛擬參考解碼器5將顯示予編碼器或信號發源之其他裝置。
本發明亦可實施作為代碼轉換機(未予圖示)之一部份，選擇一或多個編碼參數及使用所選擇參數以進行位元流之代碼轉換。可藉諸如先解碼再編碼之方式完成代碼轉換。
本發明可應用於多種類型之系統與裝置。傳輸裝置6包括編碼器1與HRD5，最好包括一發射器7以將編碼圖像傳輸至傳輸頻道4。接收裝置8包括解碼器2，接收編碼圖像之接收器9，及可顯示解碼圖像之顯示器10。傳輸頻道係例如地線通訊頻道及/或無線通訊頻道。傳輸裝置與接收裝置亦包括一或多個處理器1.2，2.2，可實施所需步驟以根據本發明控制視訊流之編碼/解碼程序。因此，本發明之方法主要係實施作為處理器之機器執行性步驟。圖像之緩衝可實施於裝置之記憶體1.3，2.3中。編碼器之程式碼1.4可被儲存於記憶體1.3。而解碼器之程式碼2.4可分別被儲存於記憶體2.3。
編碼圖像流亦可能未被傳輸至接收裝置，而是被儲存於一儲存媒體中，可供搜尋後予以傳輸及/或解碼。
1．．．編碼器
2．．．解碼器
4．．．傳輸頻道
5．．．虛擬參考解碼器
6．．．傳輸裝置
7．．．發射器
8．．．接收裝置
9．．．接收器
10．．．顯示器
1.1．．．編碼緩衝器
1.2．．．處理器
1.4．．．程式碼
1.5．．．編碼圖像緩衝器
1.6．．．解碼計時器
1.7．．．輸出計時器
1.8．．．編碼
2.1．．．解碼圖像緩衝器
2.2．．．處理器
2.3．．．記憶體
2.4．．．程式碼
5.2．．．解碼圖像緩衝器
第1a圖代表先行技術之圖像流之一例子，其中該圖像係於顯示順序中。
第1b圖代表先行技術之圖像流之一例子，其中該圖像係於解碼順序中。
第2a圖代表本發明之圖像流之一例子，其中該圖像係於顯示順序中。
第2b圖代表本發明之圖像流之一例子，其中該圖像係於解碼順序中。
第3a圖代表本發明之圖像流之另一例子，其中該圖像係於顯示順序中。
第3b圖代表本發明之圖像流之另一例子，其中該圖像係於解碼順序中。
第4圖代表HRD參數之信號傳送之例子。
第5圖係本發明之系統之一實施例。
第6圖係本發明之編碼器之一實施例。
第7圖係本發明之解碼器之一實施例。
1．．．編碼器
2．．．解碼器
4．．．傳輸頻道
5．．．虛擬參考解碼器
6．．．傳輸裝置
7．．．發射器
8．．．接收裝置
9．．．接收器
10．．．顯示器

Claims (23)

  1. 一種編碼器，其包含：一輸入，其用以輸入將被編碼以形成編碼視訊信號之視訊信號，該編碼視訊信號包含至少一個編碼視訊序列之圖像；一編碼圖像緩衝器；一解碼圖像緩衝器；及一設定器，其用以設定至少一個參數以指出至少一個視訊序列之二連續圖像之間之時間性差異，其中該二連續圖像係下列其中之一：相同編碼視訊序列之二個連續圖像；或於一輸出/顯示順序中之該至少一個編碼視訊序列之最後圖像與緊隨着該至少一個編碼視訊序列之另一編碼視訊序列之第一圖像，以及用以輸出包含該至少一個參數之該編碼視訊信號之輸出，其中該時間性差異係下列其中之一：￭時間性參考，￭圖像距離，或￭絶對時間差異；及進一步地其中該至少一個參數包括指出在輸出/顯示順序中第一編碼視訊序列之最後圖像與第二編碼視訊序列之第一圖像之間之時間性參考間隙之參數。
  2. 如請求項1之編碼器，其中該至少一個參數包括指出一之時間性參考差異的持續時間之一個參數。
  3. 如請求項1或2之編碼器，另外包括用以虛擬解碼編碼視訊信號之一虛擬解碼器。
  4. 如請求項3之編碼器，該虛擬解碼器係適配來通知該編碼器以改變至少一項編碼參數。
  5. 如請求項3之編碼器，該虛擬解碼器係適配來通知改變一解碼器之一解碼圖像緩衝器之尺度。
  6. 一種具有至少一編碼視訊序列儲存其上之非暫時性電腦可讀媒體，且該序列進一步包含：包含至少一個編碼視訊序列之圖像之一編碼視訊信號；及至少一個經儲存的參數，其指出至少一個編碼視訊序列之二連續圖像之間之一時間性差異，其中該二連續圖像係下列其中之一：- 相同編碼視訊序列之二個連續圖像；或- 於一輸出/顯示順序中之該至少一個編碼視訊序列之最後圖像以及緊隨著該至少一個編碼視訊序列之另一編碼視訊序列之第一圖像；以及- 用以輸出包含該至少一個參數之該編碼視訊信號之輸 出，其中該時間性差異係下列其中之一：￭時間性參考，￭圖像距離，或￭絶對時間差異；及進一步地其中該至少一個參數包含指出在輸出/顯示順序中第一編碼視訊序列之最後圖像與第二編碼視訊序列之第一圖像之間之時間性參考間隙之參數。
  7. 如請求項6之非暫時性電腦可讀媒體，其中該至少一個參數包括指出一之時間性參考差異之持續時間之參數。
  8. 如請求項6或7之非暫時性電腦可讀媒體，其包括用於一解碼器以改變該解碼器之解碼圖像緩衝器之尺度之資訊。
  9. 一種解碼器，其包含：一處理器，及包括電腦程式碼之一記憶體，該記憶體和該電腦程式碼組配來與該處理器配合致使該解碼器至少進行以下步驟：把包括至少一個參數之一編碼視訊信號解碼為一解碼視訊信號，該編碼視訊信號包含：至少一個編碼視訊序列之圖像；及該至少一個參數指出至少一個視訊序列之二連續圖像之間之時間性差異，其中該二連續圖像係下列其中之 一：- 相同編碼視訊序列之二個連續圖像；或- 於一輸出/顯示順序中之該至少一個編碼視訊序列之最後圖像以及緊隨著該至少一個編碼視訊序列之另一編碼視訊序列之第一圖像，及將該解碼視訊信號儲存於一解碼圖像緩衝器用以輸出/顯示，其中該時間性差異係下列其中之一：￭時間性參考，￭圖像距離，或￭絶對時間差異；及進一步地其中該至少一個參數包含指出在輸出/顯示順序中第一編碼視訊序列之最後圖像與第二編碼視訊序列之第一圖像之間之時間性參考間隙之參數。
  10. 如請求項9之解碼器，其中該至少一個參數包括指出一之時間性參考差異之持續時間之參數。
  11. 如請求項9或10之解碼器，其中該記憶體與該電腦程式碼組配來與該處理器配合致使該解碼器使用該至少一參數來執行以下至少其中一步驟：- 把經編碼視訊串流解碼；- 輸出經解碼視訊圖像；或- 顯示經解碼視訊圖像。
  12. 一種用於視訊編碼之方法，其包含下列步驟：輸入視訊信號至一編碼器以被編碼形成一編碼視訊信號，該編碼視訊信號包含至少一個編碼視訊序列之圖像；該編碼器設定至少一個參數指出至少一個視訊序列之二連續圖像之間之時間性差異，其中該二連續圖像係下列其中之一：相同編碼視訊序列之二個連續圖像；或於一輸出/顯示順序中之該至少一個編碼視訊序列之最後圖像以及緊隨着該至少一個編碼視訊序列之另一編碼視訊序列之第一圖像，其中該時間性差異係下列其中之一：￭時間性參考，￭圖像距離，或￭絶對時間差異；及進一步地其中該至少一個參數包含指出在輸出/顯示順序中第一編碼視訊序列之最後圖像與第二編碼視訊序列之第一圖像之間之時間性參考間隙之參數。
  13. 如請求項12之方法，其中該至少一個參數包括指出一之時間性參考差異之持續時間之參數。
  14. 如請求項12或13之方法，進一步包含該編碼器虛擬地把經編碼視訊信號解碼。
  15. 如請求項14之方法，其中該虛擬地解碼包括通知該編碼器改變至少一編碼參數。
  16. 如請求項14之方法，其中該虛擬地解碼包括通知該解碼器改變該解碼器之一解碼圖像緩衝器之尺度。
  17. 一種用於視訊編碼之系統，其包含：一編碼器，其包括：用以輸入將被編碼以形成一編碼視訊信號之視訊信號之一輸入，該編碼視訊信號包含至少一個編碼視訊序列之圖像；一編碼圖像緩衝器；一解碼圖像緩衝器；及用以設定至少一個參數指出至少一個視訊序列之二連續圖像之間之時間性差異之一設定器，其中該二連續圖像係下列其中之一：相同編碼視訊序列之二個連續圖像；或於一輸出/顯示順序中之該至少一個編碼視訊序列之最後圖像以及緊隨着該至少一個編碼視訊序列之另一編碼視訊序列之第一圖像；一解碼器，其包括：用以輸入將被解碼之該編碼視訊信號之一輸入；一解碼圖像緩衝器；及用以剖析在該編碼視訊信號中所接收之資訊以取得該至 少一參數之構件，其中該時間性差異係下列其中之一：￭時間性參考，￭圖像距離，或￭絶對時間差異；及進一步地其中該至少一個參數包含指出在輸出/顯示順序中第一編碼視訊序列之最後圖像與第二編碼視訊序列之第一圖像之間之時間性參考間隙之參數。
  18. 如請求項17之系統，其中該至少一個參數包括指出一之時間性參考差異之持續時間之參數。
  19. 如請求項17或18之系統，該編碼器另外包括用以虛擬地把經編碼視訊信號解碼之一虛擬解碼器。
  20. 如請求項19之系統，該虛擬解碼器係適於通知該編碼器改變至少一編碼參數。
  21. 如請求項19之系統，該虛擬解碼器係適於通知改變解碼器之解碼圖像緩衝器之尺度。
  22. 一種包含機器可執行指令儲存於其上之非暫時性電腦可讀媒體，該等指令供由一裝置中之一處理器執行，用以致使該裝置至少進行下列步驟： 接收將被編碼以形成一編碼視訊信號之一視訊信號，該編碼視訊信號包含至少一個編碼視訊序列之圖像；設定至少一個參數指出至少一個視訊序列之二連續圖像之間之時間性差異，其中該二連續圖像係下列其中之一：相同編碼視訊序列之二個連續圖像；或於一輸出/顯示順序中之該至少一個編碼視訊序列之最後圖像以及緊隨着該至少一個編碼視訊序列之另一編碼視訊序列之第一圖像，其中該時間性差異係下列其中之一：￭時間性參考，￭圖像距離，或￭絶對時間差異；及進一步地其中該至少一個參數包含指出在輸出/顯示順序中第一編碼視訊序列之最後圖像與第二編碼視訊序列之第一圖像之間之時間性參考間隙之參數。
  23. 如請求項22之非暫時性電腦可讀媒體，其中該至少一個參數包括指出一之時間性參考差異之持續時間之參數。
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