[发明专利]对包括参考图片集的视频序列进行编码和解码

说明书

技术领域

本发明涉及一种对包括参考图片集(RPS)的视频序列进行编码的方法，一种对包括RPS的视频序列进行解码的方法，对应的计算机程序和计算机程序产品，对应的编码器和对应的解码器。

背景技术

高效率视频编码(HEVC)是联合协作团队-视频编码(JCT-VC)中当前正在开发的新的视频编码标准。JCT-VC是运动图片专家组(MEPG)和国际电信联盟的电信标准分会(ITU-T)之间的协作项目。当前，已经定义了委员会草案，其包括使得HEVC与现有技术的视频编码标准(具体地H.264/AVC)相比相当大程度上更加有效的多个新工具。

HEVC是一种对帧间预测使用多张参考图片的混合编解码器。它包括图片标记过程，在该图片标记过程中，参考图片可以被标记为“用于短期参考”、“用于长期参考”或“不用于参考”。如果被标记“不用于参考”，则该参考图片变成非参考图片，并且不能再用于帧间预测。被标记为“不用于参考”的图片不能在后来被重新标记来用于短期或长期参考。

HEVC中的标记过程由RPS控制。RPS是标识参考图片的图片图片标识符的集合。在每个片中发送RPS，并且RPS中指示的参考图片将被在解码器图片缓冲器(DPB)中保存并被标记为“用于短期参考”或“用于长期参考”。

作为示例，RPS信息可以包含值“-4，-6，4”。这意味着：可根据(按照显示顺序)从数字-4出现起4帧后的图片来预测当前图片(即，从中复制像素)。还将能够根据6帧后的图像以及甚至是根据将来四帧的图像进行预测。因此，除上述三种情况外，解码器可丢弃其缓冲器中的全部图片。这对于解码器而言是一种丢弃图片的鲁棒的方式。实践中，解码器可能必须保持这些图片直至显示这些图片，但是这些图片不能再次用于帧间预测。为了简化起见，在本公开的剩余部分，该情况将被认为如同是解码器可丢弃这些图像。

有时，包括在RPS中的信息可以非常长。作为示例，以下RPS在HEVC标准化期间用于测试的目：“-3，-2，1，2，5，6”。对该示例RPS进行编码可能要求高达33比特，其是值得注意的量，特别是在非常低的比特速率以及小的图像尺寸时。

一个关键的观察在于：RPS通常不是完全随机的。相反，RPS能够被反复地重复使用。作为示例，考虑来自在用于HEVC标准化中的测试目的的配置文件的18张图像的序列。

HEVC中的图片是通过它们的图片顺序计数(POC)值(PicOrderCntVal)(也称为全POC值)来识别的。这些数字表示图片的输出顺序，也称为显示顺序。即，POC＝57的图片将直接在POC＝56的图片之后显示。然而，图像不总是按照它们所显示的顺序来发送。例如，编码器可以首先发送POC＝0的图片，接下来POC＝8，接下来POC＝4等。解码器必须跟踪图片并按照正确的顺序来显示图片。在根据HEVC标准化的示例中，将按照图1中指示的顺序来发送18张图片。

如图1中可以看出，一些RPS被发送若干次。例如，针对POC＝6(2，-4，-6，2)发送的RPS与针对POC＝14发送的RPS相同。因此，除了在片头中发送RPS之外，标准允许RPS在序列参数集(SPS)中发送。SPS包括不需要针对每片发送的数据。通常，SPS每序列仅发送一次，或每当需要随机访问时发送。例如，如果广播比特流，则每秒发送SPS便可能足够，由于这将使得每秒对信道进行切换成为可能。应该注意：由于可以每秒对信道进行切换，还需要每秒发送瘦随机存取(CRA)图片或即时解码刷新(IDR)图片。CRA图片是不根据任何之前的图片预测的图片，并且按照输出顺序在CRA图片之后没有图片根据按照输出顺序在CRA图片之前的任何图片进行预测。IDR图片是如下的CRA：针对该CRA，按照解码顺序在IDR之后没有图片可参考(refer to)按照解码顺序在IDR之前的任何图片。

如图2所示，在SPS中可以指定图1中所示的示例的8个重复RPS，并向它们分配索引。如图3所示，片头中发送的信息现在仅能参考SPS中的RPS索引。使用RPS索引与发送RPS自身相比需要更少的比特。