[发明专利]用于对视频序列的画面组进行编码的方法和设备，其中每个组包括一幅帧内编码的画面和两幅以上的预测编码的画面

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对视频序列的画面组进行编码的方法和设备，其中每个所述组包括一幅帧内编码的画面和使用向前预测以及向后预测的两幅以上的预测编码的画面。

背景技术

在已知的MPEG/H.26x视频编码标准(例如，MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-4AVC/H.264、H.263、VC-1)中，基本上有三类画面：I(帧内(intraframe)编码)画面、P(帧间(interframe)编码)画面以及B(双向预测)画面。I画面不使用其它画面作为参考，使其可以在易于出错的视频传输中用作为再同步点(re-synchronisation-point)。I画面也可以用作视频编辑和快速向前/向后播放中的随机访问点。P画面可以使用一幅或多幅之前的画面来作为参考，这样，由于预测而增加了编码效率。B画面可以使用之前和之后的画面来预测，并进一步提高编码效率。

如图1中所示，视频序列通常以画面组(group of picture)(GOP)结构来编码，其中，在一幅I画面之后对多幅P(P1、P2、P3)和/或B画面进行编码。然而，该GOP结构有一些缺点，尤其在下述的两种应用中：

a)差错复原(error resilience)

如果画面P1丢失(例如，由于传输通道差错)，那么随后的P画面不能被正确地重建，且差错将沿时间传播，并引起一些不愉快的缺陷(artefact)。尽管在解码器侧可以采用差错消除，但由于丢失了某些重要信息，所以不能非常好的去除缺陷。

b)例如在DVD或VCR上的存储介质记录

DVD(数字通用磁盘)或VCR(录像机)通常需要类似于向前、向后、停止、暂停、快速向前、快速向后和随机访问的功能。然而，已知的MPEG GOP结构被设计为仅用于向前播放，而反向播放操作很复杂。仅仅通过向后方向访问I画面即可实现简单的快速向后播放，但是如果期望平滑的一幅画面接一幅画面地反向播放，则需要更大的复杂性、带宽、和/或存储器缓冲区。例如，人们可以对GOP进行解码至当前帧，然后回退以再次从GOP开始解码至将要显示的下一帧。然而，这需要高带宽的吞吐量。否则，如果期望比特流仅被解码一次，则需要大量的存储器缓冲。

已经提出了一些不同的GOP结构以解决上述问题。对于差错复原，在S.Wenger，、G.Knorr、J.Ott、F.Kossentini的″Error ResilienceSupport in H.263+″，IEEE Transactions on Circuits and Systems forVideo Technol-ogy，Vol.8，No.7，November 1998(用于H.263+编码译码应用)中已经提出了视频冗余编码方法。此方法以下列方式将视频序列划分为两条或更多的链：每幅画面均被分配至这些链中的一条。每条链独立编码。在图2中示出了使用两条预测链的GOP结构。在这些链中的一条由于数据包丢失而损坏的情况下，剩下的链仍保持完好并且可以被解码和显示。可以通过使用其它未损坏链中的信息继续对损坏的链进行解码，或者进行一些差错消除，这仅导致轻微的主观质量(subjective quality)减退。也可以停止对损坏链 的解码，而这仅导致帧速度的降低，这对主观质量的影响要比其它的差错缺陷小。两种情况下作为结果的差错复原性能均比图1中的GOP预测结构更好。然而，此结构不支持反向播放的功能。

对于反向播放，C.W.Lin、J.Zhou、J.Youn、M.T.Sun在″MPEG Video Streaming with VCR Functionality″，IEEE Transac-tions on Circuits and Systems for Video Technology，Vol.11，No.3，March 2001中已经提出了，在服务器中，即，在编码过程中加入反向编码比特流。一旦完成了编码并且到达视频序列的最后画面，视频画面就以反向顺序编码，从而产生反向编码比特流。如果服务器仅有向前编码比特流(即，原始序列不可得)，则每次沿反向方向(即，从最后GOP至第一GOP)将向前比特流解码至两幅GOP，然后，以反向顺序重新对视频序列进行编码。离线执行反向编码比特流的生成。然而，每幅画面被编码了两次并因此比特流大小几乎翻倍。