[发明专利]用于可调节比特流提取的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及视频编码，尤其涉及可调节视频压缩。

背景技术

便携电子设备和移动通信设备的使用在近年来显著地增长。而且，对具有视频能力的移动设备的需求快速增长。视频处理需要大量的信号处理并且对具有有限的计算能力和电池能量的移动设备设置了高的处理要求。因此，通常接收压缩格式的视频以减少呈现图像所需的数据量。由于传输的数据量减少，因此压缩数据也促进了实时数据递送。视频编码是将视频编码成压缩格式的过程。

在传统的视频压缩中，视频序列被编码成压缩的比特流，随后解码该压缩的比特流以获得原始视频序列的重构。该系统由一个编码器和一个解码器组成。可以扩展视频压缩以提供可调节性。可调节性允许基于可用的硬件或软件资源调整视频质量。可调节性也提供无缝移动性平台并且该平台允许用户跨不同的视频设备和传输信道来有效使用视频内容。例如，某些硬件可以仅支持某一帧速率范围或比特速率范围。可调节视频压缩系统允许硬件支持根据硬件资源调节的各种解码选择。

可调节视频压缩(SVC)产生可以在不同分割点(即，嵌入比特流内的位置)被截断的嵌入比特流以产生具有不同期望参数的重构视频，所述参数诸如分辨率、帧速率和质量。作为示例，参照图1，可调节视频压缩(SVC)系统可以由编码器120、比特流提取器140和解码器160组成。编码器120可以压缩视频输入并生成具有表示视频输入的比特的嵌入比特流130。该SVC系统100可以接收用于设定视频解码质量的用户输入参数145。该SVC系统100在下述意义上是可调节的：即可以根据参数145调节视频解码质量。

参照图2，示出了示例性可调节比特流表示。应当注意，可以以各种次序保存比特流片段(B0-B35)。在图2的说明中，以行(例如，时间层)和列(例如，空间级)格式示出比特。实际上，可以通过编码次序所规定的连续方式接收比特流的每个比特131。可调节比特流的细化层中的渐进细化(PR)片可以在相关的比特流片断中的任何位置被截断，每个附加比特提供对重构的视频质量的改进。例如，可以在比特流片断B14的末尾截断可调节比特流从而仅提供比特片断B0至B14用于解码，这对于低质量图像可能是足够的。返回参照图1，比特流提取器140可以截断编码比特流以获得较低比特速率的流，其在期望的空间分辨率和时间帧速率上解码，SNR质量基于所提供的用户输入参数145。在每个分辨率和帧速率上允许某一范围的比特速率，以较高速率产生较好的SNR质量。对于固定的比特速率视频编码应用，比特流提取器将沿着设计的比特流提取路径从给定的可调节比特流中顺序收集相关的比特片断直到达到目标比特预算。当理论上的最佳提取次序不清楚时，对于广泛的各种视频序列，各种比特提取方案可以不同地执行。

存在三种主要的可调节性类型：空间、时间和SNR(质量)。空间可调节性是以多种不同的分辨率来解码比特流的能力。时间可调节性是以多种不同的帧速率来解码比特流的能力。SNR可调节性是以不同的比特速率解码比特流以获得期望的质量的能力。例如，用户可以调整参数145，诸如分辨率、帧速率和质量用于设定空间、时间和SNR可调节性。通常以分层的方式提供空间和时间可调节性，其中存在小集合的可能的分辨率和帧速率。即，在层中提供信息，使得每个层都对视频解码质量提供渐增的改进。以类似的分层方式，或是以具有嵌入比特流的更连续的方式提供SNR可调节性是可能的。

ITU-T和MPEG标准组织的联合视频组(JVT)处于发展新的国际可调节视频编码标准的过程中，作为对MPEG-4AVC/H.264标准的可调节编码扩展的新修改。新标准通过联合可调节视频模型(JSVM)而发展。在标准化行动期间，与所采用的新编码工具结合在一起的参考软件，被发展用于传导编码实验(conduction coding experiment)。JSVM参考软件提供用于比特提取的两种方法，在这里称作点提取，以及层、级和细化提取(LLR)的提取。