[发明专利]用于快速信道改变以增大编码效率的可分级视频编码方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年7月16日提交的美国临时申请No.61/081,056的优先权。

背景技术

本发明一般地涉及通信系统，例如，诸如陆地广播、蜂窝、无线保真(Wi-Fi)、卫星等等之类的有线和无线系统。

当压缩的视频比特流被递送通过诸如无线网络之类的容易出错的通信信道时，比特流的某些部分可能被损坏或丢失。当这样的错误比特流到达接收机并且被视频解码器解码时，回放质量可能受到严重影响。源容错编码(source error resiliency coding)是用于解决此问题的一种技术。

在视频广播/多播系统中，一个压缩的视频比特流通常在常常被称为会话的指定时间段被同时递送到一群用户。由于视频编码的预测本质，对比特流的随机接入仅在比特流内的某些随机接入点(random access point)处可进行，因此正确解码仅能够从这些随机接入点开始进行。因为随机接入点一般具有较低的压缩效率，所以在比特流中仅存在有限数目的这样的点。结果，当用户将其接收机调谐到某信道并加入会话时，他必须等待所接收的比特流中的下一个可用随机接入点来开始正确解码，这导致视频内容回放中的延迟。这样的延迟被称为调入(tune-in)延迟，并且其是影响系统用户体验的一个重要因素。

在视频递送系统中，若干压缩的视频比特流常常被递送到共享共同的发送介质的端用户，在此，每个视频比特流与一个节目信道相对应。与前面的情况类似，当用户从一个信道切换到另一个信道时，他必须等待从信道所接收的比特流中的下一个可用随机接入点来开始正确解码。这样的延迟被称为信道改变延迟，并且其是影响这样的系统中的用户体验的另一个重要因素。

从视频编码的观点看，插入的随机接入点的一个优点在于提高了压缩的视频比特流的容错性。例如，被插入比特流的随机接入点定期重置解码器并完全停止错误传播，这提高了比特流相对于错误的鲁棒性。

例如，考虑H.264/AVC视频压缩标准(例如，参见ITU-T Recommendation H.264：“Advanced video coding for generic audiovisual services”，ISO/IEC 14496-10(2005)：“Information Technology-Coding of audio-visual objects Part 10：Advanced Video Coding”)，可以通过包括IDR(instantaneous decoder refresh，即时解码刷新)片(slice)、帧内编码的宏块(MB)和SI(切换I)片在内的编码方法来实现随机接入点(也被称为切换使能点)。

关于IDR片，IDR片只包含帧内编码的MB，其不依赖于任何在先的片来进行正确解码。IDR片还重置解码器处的解码图像缓冲器，从而使得对接下来的片的解码独立于此IDR片之前的任何片。因为在IDR片后即可进行正确解码，所以其也被称为即时随机接入点。相对地，逐步随机接入操作可以基于帧内编码的MB来实现。对于多个连贯的预测图像，帧内编码的MB有规律地被编码，从而使得在这些图像被解码后，接下来的图像中的每个MB具有在这些图像中的一个图像中的帧内编码且协同定位(co-locate)的对应物。因此，这样的图像的解码不依赖于在此组图像之前的任何其它片。类似地，SI片通过将此种类型的特殊编码的片嵌入到比特流中来实现不同比特流之间的切换。遗憾的是，在H.264/AVC中，IDR片或SI片的共同缺点在于编码效率的损失，因为它们通常比其它类型的压缩图像要大。通常，嵌入切换点需要以非常大的比特率开销为代价。