[发明专利]用于实现降低分辨率更新模式的限制预测以及视频编码器和解码器中的复杂度可分级的方法和装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2006年1月31日提交的美国临时申请序列号60/764,253的优先权，并将其全部内容一并于此以作参考。

技术领域

本发明原理总体涉及视频编码和视频解码，更具体地说，涉及用于实现降低分辨率更新模式的限制预测以及视频编码器和解码器中的复杂度可分级的方法和装置。

背景技术

人们希望广播视频应用能够在不引起同播编码比特率下降的前提下为各种用户设备提供支持。视频解码是一项十分复杂的工作，其复杂度取决于已编码视频的分辨率。低功率便携设备通常受十分严格的复杂度限制并具有低分辨率的显示器。可以通过对应于不同分辨率的两个或更多个视频比特流的同播(simulcast)广播来解决较低分辨率设备的复杂度要求，然而这种方法所需的总比特率高于依照本发明的复杂度可分级系统所需的总比特率。因此，需要一种能够实现复杂度可分级解码器，并同时维持高视频编码比特率效率的解决方案。

人们已对大量不同的可分级方法进行了广泛的研究和标准化，包括MPEG-2和MPEG-4标准的可分级简档中的SNR可分级性、空间可分级性、时间可分级性以及细粒度可分级性。对可分级编码的大量研究针对于比特率可分级性，其中低分辨率层具有有限的带宽。如图1所示，用附图标记100总体表示典型的空间可分级系统。系统100包含用于接收视频序列的复杂度可分级视频编码器110。复杂度可分级视频编码器110的第一输出与低带宽网络120和复用器130的第一输入相连并进行信号通信。复杂度可分级视频编码器110的第二输出同复用器130的第二输入相连并与之进行信号通信。低带宽网络120的输出同低分辨率解码器140的输入相连并与之进行信号通信。复用器130的输出同高带宽网络150的输入相连并与之进行信号通信。高带宽网络150的输出同解复用器(demultiplexer)160的输入相连并与之进行信号通信。解复用器160的第一输出同高分辨率解码器170的第一输入相连并与之进行信号通信，解复用器160的第二输出同高分辨率解码器170的第二输入相连并与之进行信号通信。低分辨率解码器140的输出可用作系统100的基层比特流输出，高分辨率解码器170的输出可用作系统100的可分级比特流输出。

由于编码器和解码器复杂度显著增加，且可分级编码器的编码效率通常大大低于非可分级编码器的编码效率，因此在实践中可分级编码尚未得到广泛采用。

空间可分级编码器和解码器通常需要高分辨率可分级编码器/解码器提供标准高分辨率编码器/解码器没有的附加功能。在MPEG-2空间可分级编码器中，需要判断是根据低分辨率参考图像还是高分辨率参考图像进行预测。MPEG-2空间可分级解码器必须能够根据低分辨率参考图像或高分辨率参考图像进行预测。MPEG-2空间可分级编码器/解码器需要两套参考图像存储器，一套用于低分辨率图像，另一套用于高分辨率图像。图2示出了依照现有技术的支持两层的低复杂度空间可分级编码器200的方框图。图3示出了依照现有技术的支持两层的低复杂度空间可分级解码器300的方框图。

参考图2，用附图标记200总体表示支持两层的空间可分级视频编码器。视频编码器200包含用于接收高分辨率输入视频序列的下采样器210。下采样器210同低分辨率非可分级编码器212耦合并与之进行信号通信，低分辨率非可分级编码器212继而同低分辨率帧存储器214耦合并与之进行信号通信。低分辨率非可分级编码器212输出低分辨率比特流，还同低分辨率非可分级解码器220耦合并与之进行信号通信。

低分辨率非可分级解码器220同上采样器230耦合并与之进行信号通信，上采样器230继而同可分级高分辨率编码器240耦合并与之进行信号通信。可分级高分辨率编码器240还接收高分辨率输入视频序列，同高分辨率帧存储器250耦合并与之进行信号通信，并输出高分辨率可分级比特流。低分辨率非可分级编码器212的输出以及可分级高分辨率编码器240的输出可用作空间可分级视频编码器200的输出。

因此，低复杂度编码器200接收高分辨率输入视频序列，然后对其进行下采样从而产生低分辨率视频序列。利用非可分级低分辨率视频压缩编码器对低分辨率视频序列进行编码，产生低分辨率比特流。利用非可分级低分辨率视频压缩解码器对低分辨率比特流进行解码。该功能可以实现于编码器内部。对经解码的低分辨率序列进行上采样，然后将其作为两个输入之一提供给可分级高分辨率编码器。可分级高分辨率编码器对视频进行编码，产生高分辨率可分级比特流。