[发明专利]用于使用构建的参考帧进行视频编码的系统及方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求对2008年12月5日提交的第12/329,041号美国专利申请的优先权，其要求对2008年9月11日提交的第61/096,189号美国临时专利申请的优先权，在此通过参考并入二者的全部内容。

技术领域

本发明总体上涉及视频编码及解码。

背景技术

现今，越来越多的应用将数字视频用于各种目的，包括例如经由视频会议进行的远程商务会谈、高清晰度视频娱乐、视频广告以及对用户生成的视频的分享。随着技术的演进，人们对视频质量有了更高的期望，并且期望视频即便在具有有限带宽的通信信道上传输时也具有高分辨率。

为了在限制带宽消耗的同时允许较高质量的视频传输，便注意到了大量视频压缩机制，包括专用格式，诸如VPx(由位于New York的Clifton Park的On2 Technologies，Inc.所发布)，以及H.264标准(由ITU-T视频编码专家组(VCEG)和ISO/IEC运动图像专家组(MPEG)发布)，包括其目前的版本和将来的版本。H.264也称为MPEG-4第10部分或MPEG-4 AVC(正式称为ISO/IEC 14496-10)。

这些压缩机制可以使用预测技术，用于最小化传输视频信息所需的数据量。预测技术可以允许多个过去传输的帧与将来的帧不按顺序传输，并且用作针对帧中宏块的潜在参考帧预测符。例如，视频压缩机制(诸如MPEG或H.264标准)允许帧不按顺序传输，并且通过使用前向预测或双向预测来使用这些帧以产生更好的预测符。此外，举例而言，H.264视频压缩标准允许将多个过去参考帧用作预测符。

发明内容

本发明的实施方式具有在比特流中传输信息的能力，该信息将用于填充在随后帧的预测中使用的参考缓存。此信息对应于不是随后显示的构建的参考帧。

本发明的一个实施方式是查看从一系列源视频帧获得的一系列数字视频帧的方法。根据此实施方式，该方法包括使用编码器来创建构建的参考帧，以及使用该构建的参考帧来压缩所述一系列源视频帧，以获得包括用于随后解码过程的已压缩数字视频信号的比特流。构建的参考帧被解码，但继而在随后的查看过程期间被从所述一系列数字视频帧中忽略。

本发明的这些实施方式和其他实施方式，包括从一系列数字视频帧中提取构建的参考帧的方法，另外在下文详细描述。

附图说明

此处的描述参考附图，其中相似的附图标记贯穿若干视图指代相似部分，并且其中：

图1是视频压缩比特流中各层的层次结构的示图；

图2是根据本发明实施方式进行的编码和重建视频数据的框图；

图3是根据本发明实施方式的视频解压缩系统的框图；

图4是根据本发明实施方式的构建的参考帧的图片表示；

图5是示出了根据本发明实施方式的用于组装构建的参考帧的示例性方法的流程图；

图6是示出了根据本发明实施方式的用于组装构建的参考帧的示例性方法的流程图；

图7是示出了用于计算针对构建的参考帧的提升得分的示例性方法的流程图；以及

图8是示出了根据图7中所示示例性方法来处理跳出条件的示例的流程图循环。

具体实施方式

参考图1，视频编码格式(诸如VP8或H.264)提供了针对视频流11的确定的分层层次结构。该分层中的最高级是视频序列13。在下一级，视频序列13包括若干相邻帧15，该帧15可以进一步细分成单个帧17。在下一级，帧17包括一系列固定大小的宏块20，该宏块20包含与例如帧17中所显示的大小为16×16的像素块相对应的压缩数据。每个宏块包含对应像素的亮度和色度数据。宏块20还可以为任意其他适当的大小，诸如16×8像素群或8×16像素群。宏块20进一步细分为块。一个块例如是可以进一步描述对应像素亮度和色度数据的4×4像素群。块还可以是任意其他适当的大小，诸如8×8像素、8×4像素和4×8像素。

参考图2，根据一个实施方式，为了对输入视频流16进行编码，编码器14在前向路径(由实线连接线示出)中执行以下功能以便产生经编码的比特流26：帧间/帧内预测18、变换19、量化22和熵编码24。编码器14还包括用于重建帧以对其他宏块进行编码的重建路径(由虚线连接线示出)。编码器14在重建路径中执行以下功能：去量化28、逆变换30、重建32和循环滤波34。编码器14的其他结构变体也可以用于比特流26的编码。