[发明专利]用于对图像或图像序列进行编码和解码的方法、对应的设备、计算机程序和信号

说明书

1.技术领域

本发明的技术领域是对图像或图像序列进行编码和解码。

具体地说，本发明涉及表示通过将图像变换为一个或多个块而得 出的一个或多个图像的系数的编码和解码。

本发明尤其可以但不排他地应用于具有层或级中的层次结构的 可缩放的图像或图像视频序列的编码和解码。

根据此应用，本发明适用于基于运动补偿时间变换和具有层之间 预测的分层表示的可缩放的视频编码的环境中。

2.现有技术

为简单和清楚起见，下面只提供了关于图像或可缩放的图像序列 的编码和解码的现有技术的详细描述。

2.1.可缩放的视频编码的一般原理

当今有许多数据传输系统，在它们服务于具有各种数据接入类型 的多个客户端的意义上，它们是不同种类的。如此，全球范围内的网 络，例如，因特网，既可从个人计算机(PC)型终端接入，又可从无 线电话接入。一般而言，网络接入带宽、客户终端的处理容量，以及 它们的屏幕的大小，在一个用户与另一个用户之间，是大不相同的。 如此，第一个客户端可以例如从功能强大的PC利用1024kbits/s比特 速率的ADSL(异步数字用户线)接入因特网，而第二个客户端可以 尝试以低比特速率从连接到调制解调器的PDA(个人数字助理)型终 端接入相同的数据。

现在，大多数视频编码器生成对应于编码序列的总数的单一压缩 流。如此，如果多个客户端希望利用已压缩文件来解码和查看，则它 们将必须下载或流式播放完全的已压缩文件。

因此，需要向这些各种用户提供针对它们的不同要求的比特速率 以及图像分辨率的数据流。这种必要性对于可以被具有各式各样的接 入和处理容量的客户端接入的应用来说更大，特别是对于涉及以下各 项的应用：

-可以被UMTS(通用移动电信业务)(型)无线电通信终端、 具有ADSL接入的PC或电视机终端等等接入的视频点播(VOD)；

-会话移动性(例如，在电视机上开始的视频会话在PDA上的恢 复或在GPRS(通用分组无线业务)上开始的会话在UMTS移动终端 上的恢复)；

-会话连续性(在与新的应用共享带宽的环境中)；

-高清晰度电视，其中唯一视频编码应该使得服务于具有标准清 晰度SD的客户端以及具有高清晰度HD终端的客户端成为可能；

-视频会议，唯一编码必须满足具有UMTS接入和因特网接入两 者的客户端的要求；

等等。

为满足这些不同要求，已经开发了可缩放的图像编码算法，实现 了可适应的质量和可变的空间-时间分辨率。在这些技术中，编码器生 成具有分层结构的压缩流，其中每一层都嵌套到较高级别的层中。例 如，第一数据层以256bits/s传输可以被PDA型终端解码的流，而第 二互补数据层以256kbits/s传输具有较高分辨率的流，该流可以被功 能更强的PC型终端作为对第一流的互补来解码。传输此示例中的这 两个嵌套的层所需的比特速率是512kbits/s。

如此，这种编码算法对那些单一压缩的以多层组织的可缩放的流 的生成可以服务于具有不同特征的多个客户的所有应用十分有用。

这些可缩放的视频编码算法中的某些现在被MPEG(活动图像 专家组)标准采用，是在ITU(国际电信联盟)和ISO(国际标准化 组织)之间建立的视频联合工作组(JVT)中采用的。

具体地说，近来被JVT SVC(可缩放的视频编码)工作组选择 的模型叫做JSVM(联合可缩放的视频模型)，该模型基于可缩放的 编码器(基于AVC(高级视频编码)型解决方案，具有层之间的预测 和在时间上分解为分层的B图像)。在J.Reichel，M.Wien和H. Schwarz，《Joint Scalable Video Model JSVM-4》，2005年10月， Nice(JVT-Q202)文档中比较详细地描述了此模型。JVT工作组有 个特别的目的是提出在时间、空间和质量维度方面具有中等可缩放性 的流的建议的标准。

2.2.JSVM编码器

2.2.1编码器的主要特征

图1示出了具有锥形结构的这种类型的JSVM编码器的结构。 视频输入组件10经历并矢式二次抽样(2D空间抽取，参考编号11)。