[发明专利]用于快速信道改变和增加的容错性的可缩放视频编码方法

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2007年11月5日提交的美国临时申请第61/001,822号的权益。

技术领域

本发明一般性地涉及通信系统，所述通信系统例如为诸如地面广播、蜂窝、无线保真(Wi-Fi)、卫星等之类的有线和无线通信系统。

背景技术

在通过诸如无线网络之类的易出错的通信信道递送压缩视频比特流时，比特流的某些部分可能损坏或丢失。在这样的错误比特流抵达接收器并且被视频解码器解码时，回放质量可能受到严重影响。源容错(error resiliency)编码是用于处理该问题的技术。

在视频广播/多播系统中，一个压缩视频比特流通常在指定的时间段(经常被称作会话(session))中被同时递送至一组用户。由于视频编码的预测性质，对比特流的随机存取只在比特流内部的某些随机存取点处可用，使得从这些随机存取点开始才可能进行正确地解码。因为随机存取点一般具有较低的压缩效率，所以比特流内只存在有限数目的这样的点。作为结果，在用户将其接收器调谐至信道并加入会话时，他必须等待所接收的比特流中的下一可用的随机存取点以便开始正确的解码，这导致视频内容的回放中的延迟。这样的延迟被称作调谐(tune-in)延迟，并且它是影响系统的用户体验的重要因素。

在视频递送系统中，若干压缩视频比特流经常被递送至共享公用传输介质的终端用户，其中每个视频比特流对应于节目信道。与前述情况相似，在用户从一个信道切换至另一信道时，他必须等待来自该信道的所接收的比特流中的下一可用的随机存取点，以便正确地开始解码。这样的延迟被称作信道改变延迟，并且是影响这样的系统中的用户体验的另一重要因素。

插入的随机存取点的优势为：从视频编码的观点来看，改善压缩视频比特流的容错性。例如，被周期性地插入至比特流中的随机存取点重置解码器并且完全停止错误传播(propagation)，这改善比特流对于错误的鲁棒性。

例如，考虑H.264/AVC视频压缩标准(例如，参见ITU-T RecommendationH.264：“Advanced video coding for generic audiovisual services”，ISO/IEC14496-10(2005)：“Information Technology-Coding of audio-visual objects Part10：Advanced Video Coding”)，可以通过包括IDR(瞬时解码器刷新)码片、帧内编码宏块(MB)和SI(切换I)码片的编码方法来实施随机存取点(也被称作切换使能点)。

对于IDR码片来说，IDR码片仅包含帧内编码的MB，对于正确解码，所述帧内编码MB不依赖于任何之前的码片。IDR码片还在解码器处重置解码画面缓冲器，以使得之后的码片的解码不依赖于IDR码片之前的任何码片。因为在IDR码片之后正确的解码立即可用，所以它也被称作瞬时随机存取点。相比之下，可以基于帧内编码的MB实现渐进(gradual)随机存取操作。对于数个连续的预测画面来说，系统地(methodically)编码帧内编码的MB，以使得在解码这些画面之后，之后的画面中的每个MB具有画面之一中的帧内编码的同位对等体(co-located counterpart)。因此，画面的解码不依赖于该组画面之前的任何其他码片。相似地，SI码片使得通过在比特流中嵌入该类型的特殊编码码片而能够在不同的比特流之间切换。不幸的是，在H.264/AVC中，IDR码片或SI码片的共同的劣势是编码效率的损失。通常，必须付出显著量的比特率开销以嵌入切换点。