發(fā)送用于具有無損編碼和有損編碼的視頻系統(tǒng)的無損模式的信號(hào)的方法
【專利說明】發(fā)送用于具有無損編碼和有損編碼的視頻系統(tǒng)的無損模式的 信號(hào)的方法
[0001 ]交叉引用
[0002] 本發(fā)明主張?jiān)?013年10月14日提出的申請(qǐng)?zhí)枮?1/890,360、名稱為"Method and Appara1:us for Lossyc&Lossless Video Coding"的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。因此在全 文中合并參考該專利申請(qǐng)案。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明是有關(guān)于支持用于屏幕內(nèi)容編碼和范圍擴(kuò)展的無損編碼和有損編碼的編 碼系統(tǒng)，特別是有關(guān)于有效發(fā)送與無損模式相關(guān)的信號(hào)。
【背景技術(shù)】
[0004] 高效視頻編碼化EVC)為由視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)聯(lián)合協(xié)作組(JCT-VC)開發(fā)的新一代 國(guó)際視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)是基于傳統(tǒng)的混合編碼方式的。根據(jù)肥VC，圖片被分割為多個(gè)非 重疊的最大編碼單元，也稱為編碼樹單元。編碼單元的像素值在時(shí)間上或空間上進(jìn)行預(yù)測(cè)。 結(jié)果的殘差信號(hào)被轉(zhuǎn)換W用于進(jìn)一步的殘差冗余。然后，變換系數(shù)被量化并被賭編碼。已重 建的圖片自已解碼的殘差信號(hào)和預(yù)測(cè)信號(hào)而恢復(fù)。在重建之后，已重建的圖片由環(huán)內(nèi)濾波 來進(jìn)一步處理，W減低編碼偽跡。圖IA~B分別描述了基于皿VC的編碼器和解碼器的示范性 系統(tǒng)方框圖。
[0005] 圖IA為包括環(huán)內(nèi)處理的示范性自適應(yīng)帖間（Inter)/帖內(nèi)（Intra)視頻編碼系統(tǒng)的 示意圖。對(duì)于帖間預(yù)測(cè)來說，運(yùn)動(dòng)估計(jì)/運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償112基于自其它圖片的視頻數(shù)據(jù)提供預(yù)測(cè) 數(shù)據(jù)。開關(guān)114選擇帖內(nèi)預(yù)測(cè)110或帖間預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，并且已選擇的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)被提供至加法器 116W形成預(yù)測(cè)誤差，也稱為殘差。然后，預(yù)測(cè)誤差由轉(zhuǎn)換118W及之后的量化120處理。然 后，已轉(zhuǎn)換和已量化的殘差由賭編碼器122編碼，W形成對(duì)應(yīng)于已壓縮視頻數(shù)據(jù)的視頻比特 流。然后，與殘差相關(guān)的比特流被封裝為(packed with)邊信息，例如與圖像區(qū)域相關(guān)的運(yùn) 動(dòng)、模式、W及其他信息。邊信息也可賭編碼W降低需要的帶寬。相應(yīng)地，如圖IA所示，與邊 信息相關(guān)的數(shù)據(jù)被提供至賭編碼器122。在帖內(nèi)模式中，已重建的區(qū)塊被用于形成空間相鄰 區(qū)塊的帖內(nèi)預(yù)測(cè)。因此，自重建128的已重建區(qū)塊可被提供至帖內(nèi)預(yù)測(cè)110。當(dāng)使用帖間預(yù)測(cè) 模式時(shí)，參考圖片也可在編碼器側(cè)被重建。因此，已變換和已量化的殘差由逆量化124和逆 變換126處理，W恢復(fù)殘差。然后，殘差被添加至在重建128處的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)136, W重建視頻數(shù) 據(jù)。已重建的視頻數(shù)據(jù)可被存儲(chǔ)于參考圖片緩沖器134中，并用于其他帖的預(yù)測(cè)。
[0006] 如圖IA所示，輸入的視頻數(shù)據(jù)在編碼系統(tǒng)中經(jīng)過一系列的處理。由于一系列的處 理，自重建128的已重建的視頻數(shù)據(jù)可遭受各種損害。相應(yīng)地，在已重建的視頻數(shù)據(jù)被存入 參考圖片緩沖器134之前，為改善視頻質(zhì)量，各種環(huán)內(nèi)處理被應(yīng)用于已重建的視頻數(shù)據(jù)。在 高效率視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)中，去區(qū)塊處理模塊((16131〇。1^叫(0。)91'〇。633；[叫1]1〇(11116)130，采樣 自適應(yīng)偏移(Sample Adaptive Offset,SA0)處理模塊131可被開發(fā)W提供圖片質(zhì)量。環(huán)內(nèi) 濾波信息可包括于比特流中，W使得解碼器可適當(dāng)?shù)鼗謴?fù)需要的信息。因此，自采樣自適應(yīng) 偏移的環(huán)內(nèi)濾波信息被提供至賭編碼器122, W用于將該環(huán)內(nèi)濾波信息包括于比特流中。在 圖IA中，去區(qū)塊處理模塊130先被應(yīng)用于已重建的視頻，W及然后采樣自適應(yīng)偏移131被應(yīng) 用于已去區(qū)塊處理的視頻(例如，去區(qū)塊視頻）。
[0007]圖IA中編碼器對(duì)應(yīng)的解碼器如圖IB所示。視頻比特流由賭解碼器142解碼，W恢復(fù) 已轉(zhuǎn)換的、已量化的殘差、采樣自適應(yīng)偏移信息、和其他系統(tǒng)信息。在解碼器側(cè)，僅運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償 113代替運(yùn)動(dòng)估計(jì)/運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償而執(zhí)行。解碼處理相似于在編碼器側(cè)的已重建環(huán)。開關(guān)144選擇 帖內(nèi)預(yù)測(cè)110或運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)113。采樣自適應(yīng)偏移信息和其他系統(tǒng)信息用于重建視頻數(shù) 據(jù)。已重建的視頻被進(jìn)一步由去區(qū)塊處理模塊130和采樣自適應(yīng)偏移處理模塊131處理，W 產(chǎn)生最終的已提高的已解碼的視頻。
[000引當(dāng)前皿VC標(biāo)準(zhǔn)（即，版本1)僅支持對(duì)于每一個(gè)顏色組分像素深度等于8比特或10比 特的圖片采樣格式4 : 0 : 0和4 : 2 : 0。然而，JCT-VC致力于開發(fā)對(duì)于肥VC標(biāo)準(zhǔn)的范圍擴(kuò)展 (range extension), W用于在高保真水平(例如，超高清電視）的新興視頻編碼應(yīng)用。擴(kuò)展 的肥VC標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計(jì)能夠支持YUV 4:2:2，YUV 4:4:4和RGB 4:4:4圖片格式。
[0009] 當(dāng)前皿VC編碼系統(tǒng)，如皿VC版本1所定義，支持無損視頻編碼模式，W使得完全地 恢復(fù)已編碼的源視頻。其通過跳過可引入誤差或失真的編碼步驟來完成，例如，如圖IA~B 中的編碼系統(tǒng)所示的變換/逆變換W及量化/逆量化。進(jìn)一步，在無損編碼的情況下，去區(qū)塊 濾波、采樣自適應(yīng)偏移處理、W及信號(hào)隱藏操作的使用也可對(duì)已重建的視頻引入失真。此無 損編碼模式可應(yīng)用于各個(gè)編碼單元，如用于每一個(gè)編碼單元的已編碼語法cu_hansquant_ bypass_flag所發(fā)信號(hào)。無損模式通過在圖片參數(shù)集(PPS)中的高級(jí)語法標(biāo)志transquant_ bypass_enabletf lag而使能，W指示無損模式(也稱為轉(zhuǎn)換量化省略模式)是否被允許用 于對(duì)應(yīng)的圖片。當(dāng)運(yùn)些圖片級(jí)標(biāo)志指示轉(zhuǎn)換量化省略模式（即，無損模式)被使能時(shí)，編碼器 可確定是否通過發(fā)送用于每一個(gè)編碼單元的標(biāo)志州_付日113911日]11：_679日33_'1日旨而利用無損 模式來編碼每一個(gè)編碼單元。然而，此發(fā)送方案不能清楚而有效地指示整個(gè)切片(slice)或 圖片在無損模式中被編碼，運(yùn)在無損視頻編碼應(yīng)用中是常見的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明提供一種發(fā)送用于編碼系統(tǒng)的有效無損模式語法的信號(hào)的方法。編碼系統(tǒng) 指出有損編碼和無損編碼。在一個(gè)實(shí)施方式中，若無損編碼被允許用于當(dāng)前圖片，第一語法 元素包括于圖片級(jí)中，W指示是否使用強(qiáng)制無損編碼模式。若第一語法指示強(qiáng)制無損編碼 模式被選擇，則利用無損編碼來編碼圖片的切片中的所有編碼單元。若第一語法指示強(qiáng)制 無損編碼模式不被選擇，則根據(jù)第二語法元素指示每一個(gè)編碼單元是否利用無損編碼而編 碼，編碼當(dāng)前圖片的切片中的每一個(gè)編碼單元。無損編碼是否被允許可在圖片級(jí)的第=語 法元素來指示。第一、第二、第S語法元素可分別對(duì)應(yīng)于cu_transquant_bypass_fo;rced_ f1曰g、cu_tr曰nsqu曰nt_byp曰ss_f1曰g和tr曰nsqu曰nt_byp曰ss_en曰b1ed_f1曰g O
[0011] 為進(jìn)一步改善編碼效率，當(dāng)無損編碼被選擇時(shí)，僅與有損編碼相關(guān)的信息可被排 除在比特流之外。另外，當(dāng)無損模式被選擇時(shí)，僅與有損編碼相關(guān)的處理(例如去區(qū)塊濾波 器、采樣自適應(yīng)偏移、W及與變換系數(shù)編碼相關(guān)的上下文自適應(yīng)二進(jìn)制算術(shù)編碼)可被跳 過。
[0012] 在另一實(shí)施方式中，若無損編碼被允許W用于當(dāng)前圖片，則在圖片級(jí)中的第一語 法元素被用于指示第二語法元素是否出現(xiàn)在每一個(gè)切片中W用于選擇有損編碼或無損編 碼。若第一語法指示第二語法出現(xiàn)，第二語法元素在每一個(gè)切片中被使用，W指示強(qiáng)制無損 編碼模式是否被選擇。若第二語法元素指示強(qiáng)制無損模式被選擇，利用無損模式編碼所有 編碼單元。若第二語法指示強(qiáng)制無損編碼模式不被選擇，則根據(jù)第=語法元素指示每一個(gè) 編碼單元是否利用無損編碼而編碼，W編碼每一個(gè)切片中的每一個(gè)編碼單元。第一、第二、 第；、第四語法元素可分風(fēng)I 對(duì)應(yīng)于 cu_transquant_bypass_forced_present_flag、cu_ tr曰nsqu曰nt_byp曰ss_forced_f1曰g、cu_tr曰nsqu曰nt_byp曰ss_f1曰g和tr曰nsqu曰nt_byp曰SS-enabled-flag。
【附圖說明】
[0013] 圖IA為根據(jù)高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的視頻編碼器的示意圖。
[0014] 圖IB為根據(jù)高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的視頻解碼器的示意圖。
[0015] 圖2為包括本發(fā)明實(shí)施方式的有效的發(fā)送無損模式的信號(hào)的系統(tǒng)的示意圖。
[0016] 圖3為包括本發(fā)明實(shí)施方式的有效的發(fā)送無損模式的信號(hào)的另一系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 為開發(fā)更有效的編碼用于無損編碼的情況，本發(fā)明提供發(fā)送方案W指示更大的圖 像區(qū)域(例如，整個(gè)圖片或整個(gè)切片)在無損模式中被編碼。包括皿VC的各種編碼標(biāo)準(zhǔn)所知 悉，切片為圖像結(jié)構(gòu)，該圖像結(jié)構(gòu)使得圖片可被分割W允許每一個(gè)切片可具有自己的本地 編碼配置。如上所述，量化和環(huán)內(nèi)處理(例如，去區(qū)塊濾波器W及采樣自適應(yīng)偏移)將不在無 損模式下執(zhí)行。相應(yīng)地，當(dāng)新的標(biāo)志被發(fā)送W指示當(dāng)前切片在無損模式中被編碼時(shí)，與采樣 自適應(yīng)、量化、W及去區(qū)塊濾波器參數(shù)相關(guān)的信息自切片段頭和有效負(fù)荷數(shù)據(jù)而排除。此 夕h當(dāng)新的標(biāo)志被發(fā)送W指示當(dāng)前切片在無損模式下被編碼時(shí)，不需要發(fā)送用于各個(gè)編碼 單元的語法cu_transquant_bypass_flag。在此情況下，在當(dāng)前切片中對(duì)于每一個(gè)編碼單元 的語法cu_transquant_bypass_flag被推斷為1。此外，可W跳過僅用于有損編碼（例如，致 力于變換系數(shù)的賭編碼的一些上下文自適應(yīng)二進(jìn)制算術(shù)編碼的上下文)的任意編碼工具W 及資源。
[0018] 第一個(gè)實(shí)施方式
[0019] 根據(jù)第一個(gè)實(shí)施方式，當(dāng)圖片參數(shù)集語法化ansquant_bypass_enabled_flag等于 1時(shí)，新的語法元素被添加至皿VC圖片參數(shù)集的擴(kuò)展中。舉例來說，語法cu_transquant_ bypass_fo;rced_f lag可W用于此目的而添加至