[发明专利]基于与错误隐藏有关的失真值确定编码方法的方法和设备

说明书

相关申请案的交叉参考

根据35 U.S.C.§119主张优先权

本专利申请案主张2006年1月20日申请的题为“基于无线视频通信的预测层级进 行自适应帧内刷新的方法和设备(Method and Apparatus for Adaptive Intra Refresh Based on Prediction Hierarchy for Wireless Video Communications)”的第60/760,678号临时申请 案的优先权，所述临时申请案转让给本申请案的受让人，且出于所有目的，以引用的方 式完全并入本文中。

技术领域

本申请案是针对多媒体信号处理，且更明确地说，是针对视频编码。

背景技术

多媒体处理系统(例如视频编码器)可使用基于国际标准的编码方法来对多媒体数 据进行编码，所述国际标准例如是运动图片专家组(MPEG)-1、-2和-4标准，国际电 信联盟(ITU)-TH.263标准，和ITU-T H.264标准及其副本，ISO/IEC MPEG-4，第10 部分(即，高级视频编码(AVC))。此些编码方法通常是针对为了传输和/或存储而压缩 多媒体数据。压缩泛指从数据去除冗余的过程。

可用图片序列来描述视频信号，所述图片包含帧(整个图片)或字段(例如，交错 视频流包括图片的交替奇数或偶数线的字段)。如本文所使用，术语“帧”是指图片、帧 或字段。视频编码方法通过使用无损压缩算法或有损压缩算法压缩每个帧来压缩视频信 号。帧内编码是指在对帧进行编码时只使用所述帧。帧间编码是指基于其它“参考”帧 而对帧进行编码。举例来说，视频信号通常展示时间冗余，其中在帧的时间序列中彼此 靠近的帧至少具有彼此匹配或至少部分地匹配的部分。

多媒体处理器，例如视频编码器，可通过将帧分成(例如)16×16像素的区块或“宏 区块”来对所述帧进行编码。编码器可进一步将每一宏区块分成子区块。每一子区块可 进一步包括额外的子区块。举例来说，宏区块的子区块可包含16×8和8×16个子区块。8×16 个子区块的子区块可包含8×8个子区块，等等。如本文所使用，术语“区块”是指宏区 块或子区块。

编码器可使用基于帧间编码运动补偿的算法来利用此时间冗余。运动补偿算法识别 参考帧的至少部分地与区块匹配的部分。所述区块可在帧中相对于参考帧的匹配部分而 移位。此移位的特征在于运动向量。所述区块与参考帧的部分匹配部分之间的任何差异 可用残差来表征。所述编码器可将帧编码为包括所述帧的特定分割的运动向量和残差中 的一者或一者以上的数据。可通过使(例如)平衡编码大小与编码所得内容的失真的价 值函数近似地减到最小来选择用于对帧进行编码的区块的特定分割。

帧间编码与帧内编码相比实现更高压缩效率。然而，当参考数据(例如，参考帧或 参考字段)由于通道错误等缘故而丢失时，帧间编码可能产生问题。在这些情况下，对 经帧间编码的数据的解码可能是不可能的，或可能导致不当错误和错误传播。解码器可 使用隐藏机制，所述隐藏机制试图用从相邻区块或从其它帧中的数据得到的数据来隐藏 或掩饰出错的数据。隐藏算法的改进可提供出错的视频数据的隐藏部分的质量的某一改 进。然而，由于隐藏算法严重依赖时空信息，因此对于隐藏图像将展示的质量有多高存 在限制。隐藏的数据的质量可能不高，且观看体验可能被降级。此外，对信号进行解码 可能变成不可能的，且可能需要再同步。通过刷新视频的编码方法，错误传播可受到限 制，且可实现再同步(或初始获取)。无需参考其它帧或已知其它帧，可对经刷新的视频 信号进行解码。

可独立解码的经帧内编码的帧是允许刷新视频信号的帧的最常见形式。MPEG-x和 H.26x标准使用被称为图片组(GOP)的帧，其包括经帧内编码的帧(也被称为I帧)和 在时间上经预测的P帧或经双向预测的B帧，所述B帧参考GOP内的I帧和/或其它P 和/或B帧。较长的GOP是增加的压缩所需要的，但较短的GOP允许更快的获取和再同 步。增加I帧的数目将更频繁地刷新视频信号，从而进一步限制错误传播并提供更快的 获取和再同步，但以更低的压缩为代价。需要一种对视频数据进行编码的方法，其限制 视频流在解码器处的错误传播，同时保留压缩效率。

发明内容