專利名稱：用于快速信道改變以增大編碼效率的可分級視頻編碼方法
用于快速信道改變以增大編碼效率的可分級視頻編碼方法相關(guān)申請的交叉引用本申請要求于2008年7月16日提交的美國臨時(shí)申請No. 61/081，056的優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明一般地涉及通信系統(tǒng)，例如，諸如陸地廣播、蜂窩、無線保真(Wi-Fi)、衛(wèi)星 等等之類的有線和無線系統(tǒng)。當(dāng)壓縮的視頻比特流被遞送通過諸如無線網(wǎng)絡(luò)之類的容易出錯(cuò)的通信信道時(shí)，比 特流的某些部分可能被損壞或丟失。當(dāng)這樣的錯(cuò)誤比特流到達(dá)接收機(jī)并且被視頻解碼器解 碼時(shí)，回放質(zhì)量可能受到嚴(yán)重影響。源容錯(cuò)編碼(source error resiliency coding)是用 于解決此問題的一種技術(shù)。在視頻廣播/多播系統(tǒng)中，一個(gè)壓縮的視頻比特流通常在常常被稱為會話的指定 時(shí)間段被同時(shí)遞送到一群用戶。由于視頻編碼的預(yù)測本質(zhì)，對比特流的隨機(jī)接入僅在比特 流內(nèi)的某些隨機(jī)接入點(diǎn)(random access point)處可進(jìn)行，因此正確解碼僅能夠從這些隨 機(jī)接入點(diǎn)開始進(jìn)行。因?yàn)殡S機(jī)接入點(diǎn)一般具有較低的壓縮效率，所以在比特流中僅存在有 限數(shù)目的這樣的點(diǎn)。結(jié)果，當(dāng)用戶將其接收機(jī)調(diào)諧到某信道并加入會話時(shí)，他必須等待所接 收的比特流中的下一個(gè)可用隨機(jī)接入點(diǎn)來開始正確解碼，這導(dǎo)致視頻內(nèi)容回放中的延遲。 這樣的延遲被稱為調(diào)入(time-in)延遲，并且其是影響系統(tǒng)用戶體驗(yàn)的一個(gè)重要因素。在視頻遞送系統(tǒng)中，若干壓縮的視頻比特流常常被遞送到共享共同的發(fā)送介質(zhì)的 端用戶，在此，每個(gè)視頻比特流與一個(gè)節(jié)目信道相對應(yīng)。與前面的情況類似，當(dāng)用戶從一個(gè) 信道切換到另一個(gè)信道時(shí)，他必須等待從信道所接收的比特流中的下一個(gè)可用隨機(jī)接入點(diǎn) 來開始正確解碼。這樣的延遲被稱為信道改變延遲，并且其是影響這樣的系統(tǒng)中的用戶體 驗(yàn)的另一個(gè)重要因素。從視頻編碼的觀點(diǎn)看，插入的隨機(jī)接入點(diǎn)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于提高了壓縮的視頻比特 流的容錯(cuò)性。例如，被插入比特流的隨機(jī)接入點(diǎn)定期重置解碼器并完全停止錯(cuò)誤傳播，這提 高了比特流相對于錯(cuò)誤的魯棒性。例如，考慮H. 264/AVC視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)(例如，參見ITU-T Recommendation H. 264 "Advanced video coding for generic audiovisual services，，，IS0/IEC 14496-10 (2005) "Information Technology-Coding of audio-visual objects Part 10 :Advanced Video Coding，，)，可以通過包括 IDR(instantaneous decoder refresh,艮口時(shí) 解碼刷新)片(slice)、幀內(nèi)編碼的宏塊(MB)和SI(切換I)片在內(nèi)的編碼方法來實(shí)現(xiàn)隨機(jī) 接入點(diǎn)(也被稱為切換使能點(diǎn))。關(guān)于IDR片，IDR片只包含幀內(nèi)編碼的MB，其不依賴于任何在先的片來進(jìn)行正確解 碼。IDR片還重置解碼器處的解碼圖像緩沖器，從而使得對接下來的片的解碼獨(dú)立于此IDR 片之前的任何片。因?yàn)樵贗DR片后即可進(jìn)行正確解碼，所以其也被稱為即時(shí)隨機(jī)接入點(diǎn)。相 對地，逐步隨機(jī)接入操作可以基于幀內(nèi)編碼的MB來實(shí)現(xiàn)。對于多個(gè)連貫的預(yù)測圖像，幀內(nèi) 編碼的MB有規(guī)律地被編碼，從而使得在這些圖像被解碼后，接下來的圖像中的每個(gè)MB具有
4在這些圖像中的一個(gè)圖像中的幀內(nèi)編碼且協(xié)同定位(co-locate)的對應(yīng)物。因此，這樣的 圖像的解碼不依賴于在此組圖像之前的任何其它片。類似地，SI片通過將此種類型的特殊 編碼的片嵌入到比特流中來實(shí)現(xiàn)不同比特流之間的切換。遺憾的是，在HJ64/AVC中，IDR 片或SI片的共同缺點(diǎn)在于編碼效率的損失，因?yàn)樗鼈兺ǔ１绕渌愋偷膲嚎s圖像要大。通 常，嵌入切換點(diǎn)需要以非常大的比特率開銷為代價(jià)。類似地，隨機(jī)接入點(diǎn)也被用在可分級視頻編碼(Scalable Video Coding, SVC) 中。在SVC中，依賴性表示(cbpendency r印resentation)可以包括若干層表示，并且接 入單元包括與一個(gè)幀編號相對應(yīng)的所有依賴性表示(例如，參見Y-K. ffang,M. Hannuksela, S. Pateux, A. Eleftheriadis 禾口 S. Wenger 的"System and transport interface of SVC，，， IEEE Trans. Circuits and Systems for Video Technology, vol. 17, no. 9, Sept 2007, pp. 1149-1163 ；以及 H. Schwarz, D. Marpe 禾口 Τ· Wiegand 的"Overview of the scalable video coding extension of the H. 264/AVC standard，，，IEEE Trans. Circuits and Systems for Video Technology, vol. 17, no. 9,Sept 2007,pp.1103-1120)。SVC嵌入接入點(diǎn)的常見方法是整個(gè)地使用IDR片來編碼接入單元。具體地，當(dāng)較高 層表示(具有較大的依賴性_id值的層表示)在IDR圖像中被編碼時(shí)，所有的(一個(gè)或多 個(gè))較低層表示(具有(一個(gè)或多個(gè))較小依賴性」d值的(一個(gè)或多個(gè))層表示)也在 (一個(gè)或多個(gè))IDR圖像中被編碼。這是因?yàn)椋?dāng)較低層表示在IDR圖像中被編碼時(shí)，較高 層表示在其本身在IDR圖像中被編碼時(shí)可以潛在地利用更好的層間預(yù)測。一個(gè)示例在圖1 中被示出。圖1的SVC編碼信號具有兩個(gè)依賴性表示，并且每個(gè)依賴性表示具有一個(gè)層表 示。具體地，基本層與D = O相關(guān)聯(lián)，并且增強(qiáng)層與D= 1相關(guān)聯(lián)(在本領(lǐng)域中“D”的值也 被稱為“依賴性」(1”)。圖1示出了九個(gè)接入單元，它們出現(xiàn)在SVC信號的幀中。如由虛框 10所示，接入單元1包括用于第一層(D= 1)的IDR片以及用于基本層(D = O)的IDR片。 接下來的接入單元，包括兩個(gè)預(yù)測(P)片。從圖1可以看出，接入單元1、5和9僅包括IDR 片。如此，隨機(jī)接入可以發(fā)生在這些接入單元處。然而，與H.264/AVC的情況一樣，以IDR 片編碼的每個(gè)接入單元減小了 SVC編碼效率，因?yàn)镮DR片通常大于其它類型的壓縮圖像。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的原理，一種用于發(fā)送視頻信號的方法包括選擇可分級視頻編碼 (SVC)信號的第一可分級層作為信道改變層；第一可分級層具有相關(guān)聯(lián)的依賴性」d值，此 依賴性_id值小于所述可分級視頻編碼信號的第二可分級層的相關(guān)聯(lián)的依賴性_id值；對 視頻信號進(jìn)行可分級視頻編碼以提供所述可分級視頻編碼信號，從而使得對于所述可分級 視頻編碼信號的至少一部分，在第一可分級層中的隨機(jī)接入點(diǎn)和在第二可分級層中的隨機(jī) 接入點(diǎn)出現(xiàn)在不同的接入單元中；以及發(fā)送所述可分級視頻編碼信號。在本發(fā)明的說明性實(shí)施例中，SVC信號包括基本層和增強(qiáng)層，并且基本層被選擇為 比增強(qiáng)層具有更多的隨機(jī)接入點(diǎn)，例如，IDR片，并且在增強(qiáng)層具有IDR片的那些接入單元 中，基本層具有非IDR片。在本發(fā)明的另一說明性實(shí)施例中，SVC編碼器提供了包括基本層和增強(qiáng)層的SVC 信號，并且基本層被選擇為比增強(qiáng)層具有更多的隨機(jī)接入點(diǎn)，例如，IDR片，并且其中，SVC 編碼器根據(jù)編碼效率來決定是否在增強(qiáng)層具有IDR片的那些接入點(diǎn)中基本層具有非IDR片。在考慮以上內(nèi)容的情況下，并且如通過閱讀詳細(xì)描述將清楚的，其它實(shí)施例和特 征也是可能的并且落在本發(fā)明的原理的范圍內(nèi)。


圖1示出具有即時(shí)解碼刷新(IDR)片的現(xiàn)有技術(shù)可分級視頻編碼(SVC)信號；圖2示出用于在SVC編碼中使用的說明性流程圖；圖3示出說明性SVC信號；圖4示出用于在根據(jù)本發(fā)明的原理的SVC編碼中使用的說明性流程圖；圖5示出根據(jù)本發(fā)明的原理的設(shè)備的說明性實(shí)施例；圖6示出根據(jù)本發(fā)明的原理的說明性SVC信號；圖7示出用于在根據(jù)本發(fā)明的原理的SVC編碼中使用的另一說明性流程圖；圖8示出根據(jù)本發(fā)明的原理的設(shè)備的另一說明性實(shí)施例；以及圖9示出根據(jù)本發(fā)明的原理的另一說明性流程圖。
具體實(shí)施例方式在發(fā)明性概念以外，在圖中所示出的要素是公知的并且將不對其進(jìn)行詳細(xì)描述。 例如，在發(fā)明性概念以外，假設(shè)對離散多音(DMT)發(fā)送(也被稱為正交頻分復(fù)用(OFDM)或 編碼正交頻分復(fù)用(COFDM))是熟悉的并且在此不對其進(jìn)行描述。此外，假設(shè)對電視廣播、 接收機(jī)和視頻編碼是熟悉的并且在此不對其進(jìn)行描述。例如，在發(fā)明性概念以外，假設(shè)對 諸如NTSC(國家電視系統(tǒng)委員會)、PAL(逐行倒相)、SECAM(順序傳送彩色與存儲)以 及ATSC (高級電視系統(tǒng)委員會)(ATSC)、中國數(shù)字電視系統(tǒng)(GB) 20600-2006和DVB-H之 類的針對TV標(biāo)準(zhǔn)的當(dāng)前以及所提出的建議是熟悉的。類似地，在發(fā)明性概念以外，假設(shè) 了諸如八級殘留邊帶(8-VSB)、正交幅度調(diào)制(QAM)之類的其它發(fā)送概念以及諸如射頻 (RF)前端(例如，低噪聲塊、調(diào)諧器、下變頻器等等)、解調(diào)器、相關(guān)器、泄漏積分器(leak integrator)和平方器之類的接收機(jī)部件。此外，在發(fā)明性概念以外，假設(shè)對諸如單向傳輸 文件遞送(FLUTE)協(xié)議、異步分層編碼(ALC)協(xié)議、互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議封裝器 (IPE)之類的協(xié)議是熟悉的，并且在此不對其進(jìn)行描述。類似地，在發(fā)明性概念以外，用于 生成傳輸比特流的格式化和編碼方法(比如運(yùn)動圖像專家組(MPEG)-2系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)(IS0/IEC 13818-1)以及上述的SVC)是公知的，并且不在這里描述。應(yīng)當(dāng)注意，發(fā)明性概念可以使用 傳統(tǒng)的編程技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，這樣的編程技術(shù)將不在這里描述。最后，圖中的相似標(biāo)號表示類似 要素。如早前注意的，當(dāng)接收機(jī)最初接通時(shí)或者甚至在信道改變期間或者甚至在相同的 信道內(nèi)正改變服務(wù)的情況下，接收機(jī)可能在能夠處理任何所接收的數(shù)據(jù)之前必須額外地等 待所需的初始化數(shù)據(jù)。結(jié)果，用戶在能夠接入服務(wù)或節(jié)目之前必須等待額外時(shí)間量。如在 此描述的，術(shù)語“信道改變”、“調(diào)入”、“改變服務(wù)”是等同的，因?yàn)樗鼈兌急硎鞠蛐鹿?jié)目的切換。在SVC中，SVC信號可以包含多個(gè)依賴性(空間)層，這里每個(gè)依賴性層可以包括 SVC信號的具有相同依賴性」(1值的一個(gè)或多個(gè)時(shí)間和/或質(zhì)量可分級層?；緦?依賴性」d = 0)表示視頻信號的分辨率最小的級別。其它層(依賴性」d > 0)表示視頻信號 的分辨率增大的層。例如，如果SVC信號包括三層，則有基本層、層1和層2。每個(gè)層與不同 的依賴性」d值相關(guān)聯(lián)。接收機(jī)可以僅處理(a)基本層，(b)基本層和層1，或者(c)基本 層、層1和層2。例如，SVC信號可以由僅支持基本信號的分辨率的裝置接收，這樣，此種類 型的裝置可以簡單地忽略所接收的SVC信號的其它兩層。相反，對于支持最高分辨率的裝 置，此種類型的裝置可以處理所接收的SVC信號的所有三層。在SVC中，IDR圖像的編碼是每層獨(dú)立地進(jìn)行的。因此，根據(jù)本發(fā)明的原理，一種用 于發(fā)送視頻信號的方法包括選擇可分級視頻編碼(SVC)信號的第一可分級層作為信道改 變層；第一可分級層具有相關(guān)聯(lián)的依賴性」d值，此依賴性」d值小于所述可分級視頻編碼 信號的第二可分級層的相關(guān)聯(lián)的依賴性_id值；對視頻信號進(jìn)行可分級視頻編碼以提供所 述可分級視頻編碼信號，從而使得對于所述可分級視頻編碼信號的至少一部分，在第一可 分級層中的隨機(jī)接入點(diǎn)和在第二可分級層中的隨機(jī)接入點(diǎn)出現(xiàn)在不同的接入單元中；以及 發(fā)送所述可分級視頻編碼信號。結(jié)果，視頻編碼器可以通過在壓縮的視頻比特流中嵌入額 外的切換使能點(diǎn)來減小接收機(jī)中的調(diào)入延遲和信道改變延遲，并且進(jìn)而減小總體比特率。在本發(fā)明的一個(gè)說明性實(shí)施例中，SVC信號包括基本層和增強(qiáng)層，并且基本層被選 擇為比增強(qiáng)層具有更多的隨機(jī)接入點(diǎn)，例如，IDR片，并且在增強(qiáng)層具有IDR片的那些接入 單元中，基本層具有非IDR片。雖然發(fā)明性概念是在兩層的背景下說明的，但是發(fā)明性概念 不限于此，并且可以存在多于兩個(gè)的可分級層。在描述發(fā)明性概念之前，在圖2中示出了在可分級視頻編碼器中使用的用于減小 調(diào)入延遲和信道改變延遲的流程圖。在步驟105中，可分級視頻編碼器將視頻信號編碼成 包括基本層和至少一個(gè)其它層的SVC信號。具體地，在步驟110中，可分級視頻編碼器對 視頻信號進(jìn)行編碼，從而使得向所得到的SVC信號的基本層比向任何其它層更頻繁地插入 IDR片。例如，可分級視頻編碼器對類似于現(xiàn)有編碼模式IBBP或IPPP的編碼參數(shù)作出響 應(yīng)，只是此編碼參數(shù)在不同的空間層處指定不同的IDR間隔。最后，在步驟115中，SVC信 號被發(fā)送?，F(xiàn)在參考圖3，示出了由SVC編碼器執(zhí)行圖2的流程圖的步驟而形成的說明性SVC 信號111。在本示例中，SVC信號111包括兩層，即基本層(D = 0)和增強(qiáng)層(D = 1)。從 圖3可以看出，基本層在接入單元1、4、7和9中具有IDR片；而增強(qiáng)層僅在接入單元1和9 中具有IDR片。因此，當(dāng)接收裝置在如箭頭301所示的時(shí)間T。改變(或者首先調(diào)諧)到傳 送SVC信號111的信道時(shí)，接收裝置在能夠開始對SVC信號111的基本層進(jìn)行解碼并向用 戶提供減小的分辨率的視頻圖像之前僅需要等待如箭頭302表示的時(shí)間Tw。因此，接收機(jī) 可以通過立即對具有較多接入點(diǎn)的基本層視頻編碼信號進(jìn)行解碼來減少調(diào)入延遲和信道 改變延遲。從圖3還可以看出，接收機(jī)在能夠?qū)υ鰪?qiáng)層進(jìn)行解碼并且向用戶提供較高的分 辨率的視頻圖像之前需要等待如箭頭303表示的時(shí)間TD。當(dāng)與圖1中所示的其中兩層都具有相同的IDR頻率的示例比較時(shí)，圖2的方法提 供了實(shí)現(xiàn)功能提高的相同集合的能力，然而在僅有限的性能損失的情況下以較低比特率來 實(shí)現(xiàn)。這在當(dāng)基本層僅占了比特流的總體比特率的一小部分時(shí)尤其突出。例如，對于通用 中間格式(CIF) (372X288)分辨率作為基本層(D = 0)并且標(biāo)準(zhǔn)清晰度(SD) (720X480) 分辨率作為增強(qiáng)層(D = 1)，基本層僅占了總體比特率的很小的百分比(例如，約為25%)。因此，通過增大CIF分辨率處的IDR頻率，比特率開銷遠(yuǎn)比僅增大增強(qiáng)層處的IDR頻率或者 增大這二層處的IDR頻率時(shí)小。遺憾的是，以IDR片編碼的每個(gè)接入單元還是減小了 SVC 編碼效率，因?yàn)镮DR片通常大于其它類型的壓縮圖像。因此，根據(jù)本發(fā)明的原理，一種用于發(fā)送視頻信號的方法包括選擇可分級視頻編 碼(SVC)信號的第一可分級層作為信道改變層；第一可分級層具有相關(guān)聯(lián)的依賴性」d值， 此依賴性_id值小于所述可分級視頻編碼信號的第二可分級層的相關(guān)聯(lián)的依賴性_id值； 對視頻信號進(jìn)行可分級視頻編碼以提供所述可分級視頻編碼信號，從而使得對于所述可分 級視頻編碼信號的至少一部分，在第二可分級層具有隨機(jī)接入點(diǎn)的那些接入單元中，接入 單元的第一可分級層不以隨機(jī)接入點(diǎn)被編碼；以及發(fā)送所述可分級視頻編碼信號。在圖4中示出了根據(jù)本發(fā)明的原理的說明性流程圖。另外，注意力還應(yīng)當(dāng)暫時(shí)轉(zhuǎn) 到圖5，圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的原理用于編碼視頻信號的說明性設(shè)備200。僅僅與發(fā)明性 概念有關(guān)的那些部分被示出。設(shè)備200是基于處理器的系統(tǒng)，并且包括一個(gè)或多個(gè)處理器 以及相關(guān)聯(lián)的存儲器，如在圖5中以虛框的形式示出的處理器240和存儲器245所表示的。 在此背景下，計(jì)算機(jī)程序或軟件被存儲在存儲器M5中以供處理器240執(zhí)行從而例如實(shí)現(xiàn) SVC編碼器205。處理器240表示一個(gè)或多個(gè)由所存儲程序控制的處理器，并且這些處理器 不必專用于發(fā)送功能，例如，處理器240還可以控制發(fā)射機(jī)的其它功能。存儲器245表示任 何存儲裝置，例如，隨機(jī)存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)等等；可以在發(fā)射機(jī)的內(nèi)部和 /或外部；并且根據(jù)需要是易失性的和/或非易失性的。設(shè)備200包括SVC編碼器205和調(diào)制器210。視頻信號204被應(yīng)用到SVC編碼器 205。SVC編碼器205根據(jù)本發(fā)明的原理對視頻信號204進(jìn)行編碼，并且將SVC信號206提 供給調(diào)制器210。調(diào)制器210提供經(jīng)過調(diào)制的信號211以供經(jīng)由上變頻器和天線(這二者 在圖5中均未示出)發(fā)送。現(xiàn)在返回到圖4，在步驟155中，圖5的處理器240將視頻信號204編碼成包括基 本層和增強(qiáng)層的SVC信號206。具體地，在步驟160中，處理器240控制圖5的SVC編碼器 205(例如，經(jīng)由圖5中以虛線形式所示的信號203)從而使得向SVC信號206的基本層比向 增強(qiáng)層更頻繁地插入IDR片，并且，另外，當(dāng)在同一接入單元中出現(xiàn)兩個(gè)IDR片時(shí)，基本層被 以非IDR片編碼。具體地，就像指定編碼模式IBBP或IPPP那樣，編碼參數(shù)被應(yīng)用到SVC編 碼器205，該編碼參數(shù)在不同的空間層處指定不同的IDR間隔。在步驟165中，圖5的調(diào)制 器210發(fā)送此SVC信號?，F(xiàn)在參考圖6，示出了由SVC編碼器執(zhí)行圖4的流程圖的步驟而形成的說明性SVC 信號206。在本示例中，SVC信號206包括兩層，即基本層(D = O)和增強(qiáng)層(D = 1)。從 圖6可以看出，基本層在接入單元4和7中具有IDR片；而增強(qiáng)層在接入單元1和9中具有 IDR片。根據(jù)本發(fā)明的原理，在接入單元1和9中，基本層被以非IDR片編碼。應(yīng)當(dāng)看出，雖 然SVC編碼器提供了比增強(qiáng)層具有更多的隨機(jī)接入點(diǎn)的基本層(例如，在增強(qiáng)層的接入單 元9中的IDR片出現(xiàn)之前，在基本層的接入單元4和7中有兩個(gè)IDR片)，但是發(fā)明性概念 不限于此。例如，SVC編碼可以被執(zhí)行以使得在信道改變層中的IDR片只是出現(xiàn)在與具有 較高依賴性_id值的層中的IDR片不同的時(shí)間處。實(shí)際上，這可能使得例如基本層和增強(qiáng) 層中的IDR片的數(shù)目相同。繼續(xù)對圖6進(jìn)行說明，當(dāng)接收裝置在如箭頭401所示的時(shí)間T。改變(或者首先調(diào)諧)到傳送SVC信號206的信道時(shí)，接收裝置在能夠開始對SVC信號206的基本層進(jìn)行解 碼并向用戶提供減小的分辨率的視頻圖像之前僅需要等待如箭頭402表示的時(shí)間Tw。因 此，接收機(jī)可以通過立即解碼具有較多接入點(diǎn)的基本層視頻編碼信號來減少調(diào)入延遲和信 道改變延遲。從圖6還可以看出，如果信道改變發(fā)生在如由箭頭409表示的時(shí)間TF，則接收 機(jī)在能夠?qū)υ鰪?qiáng)層進(jìn)行解碼并且向用戶提供較高的分辨率的視頻圖像之前僅需要等待如 箭頭403表示的時(shí)間Te。現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖7，示出了本發(fā)明的另一說明性實(shí)施例。圖7的流程圖示出這樣的SVC 編碼器(例如，圖5的SVC編碼器20 ，其提供包括基本層和增強(qiáng)層的SVC信號，其中基本 層被選擇為與增強(qiáng)層相比具有更多的隨機(jī)接入點(diǎn)，例如IDR片，并且其中，SVC編碼器根據(jù) 編碼效率來決定是否在增強(qiáng)層具有IDR片的那些接入單元中基本層具有非IDR片。結(jié)果， 所得到的SVC編碼信號可以在SVC編碼信號的至少一部分中具有較低層被以非IDR片編碼 而較高層被以IDR片編碼的接入單元，也可以不具有這樣的接入單元。在步驟505中，可分 級視頻編碼器將視頻信號編碼成包括基本層和至少一個(gè)其它層的SVC信號。具體地，在步 驟510中，可分級視頻編碼器對視頻信號進(jìn)行編碼以使得向得到的SVC信號的基本層比向 任何其它層更頻繁地插入IDR片。例如，可分級視頻編碼器對類似于現(xiàn)有編碼模式IBBP或 IPPP的編碼參數(shù)作出響應(yīng)，只是此編碼參數(shù)在不同的空間層處指定不同的IDR間隔。在步 驟520中，SVC編碼器檢查所得到的編碼效率，例如，檢查用于將整個(gè)接入單元編碼為IDR片 的比特率是否高于用于將基本層編碼為非IDR片并且將上部層編碼為IDR片的比特率。如 果此比特率并非較高，則在步驟530中SVC信號被發(fā)送。然而，如果此比特率較高，則在步 驟525中，在同一接入單元中出現(xiàn)兩個(gè)IDR片的那些接入單元中，SVC編碼器以非IDR片來 替換基本層，以增大編碼效率，并且然后，在步驟530中SVC信號被發(fā)送。應(yīng)當(dāng)注意，圖2、4和7的流程圖表示出設(shè)備200處理較高層。例如，當(dāng)視頻信號的 一部分被SVC編碼時(shí)，SVC編碼信號的部分可以同時(shí)被發(fā)送。此外，雖然在基本層和單個(gè)增 強(qiáng)層的背景下進(jìn)行了說明，但是圖4和圖7的流程圖很容易擴(kuò)展到不止一個(gè)上部層。現(xiàn)在參考圖8，示出了根據(jù)本發(fā)明的原理的用于接收SVC信號的說明性設(shè)備。僅僅 與發(fā)明性概念有關(guān)的那些部分被示出。設(shè)備350接收根據(jù)本發(fā)明的原理的傳送SVC信號的 信號，如由接收信號311所表示(例如，其是由圖5的設(shè)備200發(fā)送的信號的接收版本)。設(shè) 備350表示例如蜂窩電話、移動TV、機(jī)頂盒、數(shù)字TV(DTV)等等。設(shè)備350包括接收機(jī)355、 處理器360和存儲器365。如此，設(shè)備350是基于處理器的系統(tǒng)。接收機(jī)355表示用于調(diào) 諧到傳送SVC信號的信道的前端和解調(diào)器。接收機(jī)355接收信號311并且從其中恢復(fù)出信 號356，信號356被處理器360處理，即，處理器360執(zhí)行SVC解碼。例如，根據(jù)圖9 (下面描 述)中所示的根據(jù)本發(fā)明的原理的用于信道切換和信道調(diào)入的流程圖，處理器360經(jīng)由路 徑366將經(jīng)過解碼的視頻提供給存儲器365。經(jīng)過解碼的視頻被存儲在存儲器365中以便 應(yīng)用于顯示器(未示出)，該顯示器可以是設(shè)備350的一部分或者與設(shè)備350分離?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖9，示出了用于在設(shè)備350中使用的根據(jù)本發(fā)明的原理的說明性流程 圖。在本示例中，所接收的SVC信號包括基本層和增強(qiáng)層(上部層)，其中，基本層的依賴 性_id值小于增強(qiáng)層的依賴性_id值。當(dāng)切換信道或調(diào)入到某信道時(shí)，處理器360設(shè)定對 初始目標(biāo)依賴性層(例如，指定的信道改變層)進(jìn)行解碼。在本示例中，在步驟405中這由 所接收的SVC信號的基本層表示。然而，發(fā)明性概念不限于此，并且其它依賴性層可以被指定為“初始目標(biāo)層”。在步驟410中，處理器360接收接入單元(本領(lǐng)域中也被稱為所接收 的SVC網(wǎng)絡(luò)提取層(NAL)單元)，并且在步驟415中檢查所接收的接入單元的上部層是否是 IDR片。如果其不是IDR片，則在步驟425中處理器360檢查在所接收的接入單元中的基本 層中是否是IDR片。如果在基本層中不是IDR，則處理器360返回到步驟410以接收下一接 入單元。然而，如果在步驟415中，在上部層中是IDR片，則在步驟420中，處理器360將其 SVC目標(biāo)表示層設(shè)定為增強(qiáng)層，并且當(dāng)其首先從增強(qiáng)層(例如，正規(guī)視頻流)接收到IDR圖 像時(shí)開始解碼。返回到步驟425，如果所接收的基本層是IDR片，則在步驟430中處理器306開始 對SVC基本層解碼以提供視頻信號，雖然是以減小的分辨率提供的。然后，在步驟435中，處 理器360接收接入單元并且在步驟440中檢查所接收的接入單元的上部層是否是IDR片。 如果其不是IDR片，則處理器360返回步驟435以接收下一接入單元。然而，如果所接收的 接入單元的上部層是IDR片，則處理器在步驟445中開始對SVC上部層進(jìn)行解碼，以提供較 高分辨率的視頻信號。換句話，圖9的流程圖的概要如下。當(dāng)在具有比當(dāng)前解碼層的依賴性_id值大的 依賴性_id值的依賴性層中檢測到IDR片時(shí)，接收機(jī)對具有檢測到的IDR片的依賴性層中 的編碼視頻行進(jìn)解碼。否則，接收機(jī)繼續(xù)對當(dāng)前的依賴性層進(jìn)行解碼。如上所述，即使沒有 來自基本層的IDR，來自增強(qiáng)層的IDR也足以啟動對增強(qiáng)層的解碼。應(yīng)當(dāng)注意，圖9的流程圖表示設(shè)備350處理較高層。例如，一旦在步驟430中開始 對基本層解碼，處理器350就繼續(xù)對基本層解碼，即使處理器350還在步驟435和450中針 對IDR片檢查上部層。最后，雖然是在基本層和單個(gè)增強(qiáng)層的背景下進(jìn)行說明的，但是圖9 的流程圖很容易擴(kuò)展到不止一個(gè)上部層。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的原理，當(dāng)MPEG可分級視頻編碼(SVC)(例如，參見ITU-T Recommendation H. 264Amendment 3 "Advanced video coding for generic audiovisual services Scalable Video Coding”)被用于快速信道改變時(shí)，比特流編碼模式減小了總 體比特率。結(jié)果，可以在不影響快速信道改變性能的情況下減小SVC壓縮視頻流的總體比 特率。應(yīng)當(dāng)注意，雖然發(fā)明性概念是在兩層空間可分級SVC比特流的背景下描述的，但是發(fā) 明性概念不限于此并且可應(yīng)用到多個(gè)空間可分級層以及在SVC標(biāo)準(zhǔn)中指定的時(shí)間和質(zhì)量 PSNR (信噪比)分級。在考慮以上描述的情況下，前面僅僅例示了本發(fā)明的原理，并且因此將會理解，本 領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì)出許多雖然在此沒有明確描述但是采用本發(fā)明的原理并且落入 本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的替代布置。例如，雖然是在分離的功能性元件的背景下說明的，但 是這些功能性元件可以被包含在一個(gè)或多個(gè)集成電路(IC)中。類似地，雖然被示出為分離 的元件，但是這些元件中的任何元件或者所有元件可以實(shí)現(xiàn)在執(zhí)行(例如，與在圖4和圖8 中所示的一個(gè)或多個(gè)步驟等相對應(yīng)的)相關(guān)聯(lián)的軟件的由所存儲程序控制的處理器(例 如，數(shù)字信號處理器)中。此外，本發(fā)明的原理可應(yīng)用于例如衛(wèi)星、無線保真(Wi-Fi)、蜂窩 等其它類型的通信系統(tǒng)中。實(shí)際上，發(fā)明性概念還可應(yīng)用于固定的接收機(jī)或移動的接收機(jī)。 因此，應(yīng)當(dāng)明白，在不脫離本由所附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以 對說明性實(shí)施例作出許多修改并且可以設(shè)計(jì)出其它的布置。
權(quán)利要求
1.一種用于發(fā)送視頻信號的方法，包括選擇可分級視頻編碼信號的第一可分級層作為信道改變層，所述第一可分級層具有相 關(guān)聯(lián)的依賴性_id值，此依賴性_id值小于所述可分級視頻編碼信號的第二可分級層的相 關(guān)聯(lián)的依賴性_id值；對所述視頻信號進(jìn)行可分級視頻編碼以提供所述可分級視頻編碼信號，從而使得對于 所述可分級視頻編碼信號的至少一部分，在所述第一可分級層中的隨機(jī)接入點(diǎn)和在所述第 二可分級層中的隨機(jī)接入點(diǎn)出現(xiàn)在不同的接入單元中；以及 發(fā)送所述可分級視頻編碼信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述可分級視頻編碼步驟包括如下步驟 根據(jù)編碼效率來決定對所述視頻信號進(jìn)行編碼從而使得在所述第一可分級層中的隨機(jī)接入點(diǎn)和在所述第二可分級層中的隨機(jī)接入點(diǎn)出現(xiàn)在不同的接入單元中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述可分級視頻編碼步驟在所述第一可分級層 中比在所述第二可分級層中提供更多的隨機(jī)接入點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一可分級層是所述視頻編碼信號的基本層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述視頻編碼信號包括兩個(gè)以上可分級層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，隨機(jī)接入點(diǎn)是即時(shí)解碼刷新片。
7.—種用在用于執(zhí)行信道改變的設(shè)備中的方法，該方法包括接收包括多個(gè)可分級層的可分級視頻編碼信號，其中每個(gè)可分級層與依賴性_id值相 關(guān)聯(lián)；設(shè)定對與所述信道改變的發(fā)生相關(guān)聯(lián)的可分級層進(jìn)行解碼，其中在與所述信道改變的 發(fā)生相關(guān)聯(lián)的可分級層中的隨機(jī)接入點(diǎn)和在其余多個(gè)可分級層中的隨機(jī)接入點(diǎn)出現(xiàn)在所 接收的可分級視頻編碼信號的不同接入單元中；針對隨機(jī)接入點(diǎn)檢查所接收的可分級視頻編碼信號的接入單元；以及 對具有隨機(jī)接入點(diǎn)并且具有最高依賴性_id值的可分級層中的編碼視頻進(jìn)行解碼。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，與所述信道改變的發(fā)生相關(guān)聯(lián)的可分級層比其 它可分級層具有更多的隨機(jī)接入點(diǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，與所述信道改變的發(fā)生相關(guān)聯(lián)的可分級層是所 述可分級視頻編碼信號的基本層。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，隨機(jī)接入點(diǎn)是即時(shí)解碼刷新片。
11.一種設(shè)備，包括可分級視頻編碼器，提供包括第一可分級層和第二可分級層的視頻編碼信號，其中所 述第一可分級層具有相關(guān)聯(lián)的依賴性_id值，此依賴性_id值小于所述第二可分級層的相 關(guān)聯(lián)的依賴性_id值，并且其中，對于所述視頻編碼信號的至少一部分，在所述第一可分級 層中的隨機(jī)接入點(diǎn)和在所述第二可分級層中的隨機(jī)接入點(diǎn)出現(xiàn)在不同的接入單元中；以及 調(diào)制器，發(fā)送所述視頻編碼信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述可分級視頻編碼器根據(jù)編碼效率來對視 頻信號進(jìn)行編碼從而使得在所述第一可分級層中的隨機(jī)接入點(diǎn)和在所述第二可分級層中 的隨機(jī)接入點(diǎn)出現(xiàn)在不同的接入單元中。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述可分級視頻編碼器在所述第一可分級層 中比在所述第二可分級層中提供更多的隨機(jī)接入點(diǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述第一可分級層是所述視頻編碼信號的基 本層。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述視頻編碼信號包括兩個(gè)以上可分級層。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，隨機(jī)接入點(diǎn)是即時(shí)解碼刷新片。
17.一種設(shè)備，包括接收器，提供來自信道的可分級視頻編碼信號，所述可分級視頻編碼信號包括多個(gè)可 分級層，每個(gè)可分級層與依賴性_id值相關(guān)聯(lián)，并且其中，一個(gè)可分級層與信道改變的發(fā)生 相關(guān)聯(lián)，其中，與所述信道改變的發(fā)生相關(guān)聯(lián)的可分級層中的隨機(jī)接入點(diǎn)和其余多個(gè)可分 級層中的隨機(jī)接入點(diǎn)出現(xiàn)在所接收的可分級視頻編碼信號的不同接入單元中；以及處理器，對所接收的可分級視頻編碼信號中具有隨機(jī)接入點(diǎn)和最高依賴性_id值的依 賴性層中的編碼視頻進(jìn)行解碼。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中，與所述信道改變的發(fā)生相關(guān)聯(lián)的可分級層比 其它可分級層具有更多的隨機(jī)接入點(diǎn)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中，與所述信道改變的發(fā)生相關(guān)聯(lián)的可分級層是 所述可分級視頻編碼信號的基本層。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中，隨機(jī)接入點(diǎn)是即時(shí)解碼刷新片。
全文摘要
一種設(shè)備對視頻信號進(jìn)行編碼以提供包括基本層視頻編碼信號和增強(qiáng)層視頻編碼信號的可分級視頻編碼(SVC)信號，其中，基本層視頻編碼信號比增強(qiáng)層具有更多的隨機(jī)接入點(diǎn)，例如，即時(shí)解碼刷新(IDR)片，并且在增強(qiáng)層具有IDR片的那些接入單元中，基本層具有非IDR片。
文檔編號H04N7/26GK102100069SQ200980127953
公開日2011年6月15日 申請日期2009年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月16日
發(fā)明者劉秀屏, 吳鎮(zhèn)宇, 約翰·強(qiáng)·李 申請人:湯姆遜許可證公司