[发明专利]用于渲染音频‑视频内容的方法、用于实现该方法的解码器、以及用于渲染该音频‑视频内容的渲染设备

说明书

背景技术

通常称为机顶盒的解码器是接收经压缩的视频-音频内容的用户端设备。该内容在以可理解的形式被发送到渲染设备之前通常由解码器进行解压缩。如果需要，该内容在被解压缩之前由解码器进行解密。渲染设备可以是视频显示屏幕和/或音频扬声器。在本说明书中，能够渲染高清晰视频图像的电视机作为渲染设备的非限制性示例。

由于解码器的功能是在将从电视台(或者从任何其他的源)接收到的内容递送到电视机之前对其进行处理，所以解码器位于电视的上游。解码器可以通过有线线缆连接到电视机，通常通过高清晰度多媒体接口(HDMI)。这样的接口最初设计用于从音频-视频源向兼容的接收器发送未压缩的音频-视频流。

具有全HD视频格式的高清晰度电视机能够显示包括每行1920个像素的1080行的图像。该图像的清晰度等于1920x1080像素，宽高比为16:9。全HD格式的每个图像包括200万像素。现在，随着超高清晰度(UHD 4K，也称为UHD-1)格式的出现，兼容的电视机能够提供每图像800万像素，而UHD8K(UHD-2)提供颜色渲染进一步改进的超过330万像素的图像。电视分辨率的提高提供了更佳的图像，并且大多数情况下需要显示屏幕尺寸的增大。而且，电视屏幕尺寸的增大通过拓宽视野并且允许实现浸入式效果，改善了观看体验。

此外，通过提供高图像刷新速率，能够改善图像的锐度。这对于运动场景或行进序列特别有用。由于有新的数码相机，制片人和导演被激励以更高的帧率拍摄电影。使用HFR(高帧率)技术，能够实现48fps(每秒帧数)、60fps甚至120fps的帧率，而不是电影工业中通常使用的24fps。然而，如果有人想将这些电影摄影作品的传送链上升至终端用户的家中，还需要制造适于渲染以这些更高帧率接收的视频/音频的电视机。而且，为了在快速移动的场景期间避免抖动和频闪效应和/或减轻图像锐度的降低，将以120fps来提供下一代的UHD视频流(UHD 8K)。

然而，解码器和电视机中实现的用于发送视频-音频流的接口(诸如，HDMI)并不是为了以这样高的比特率发送如此大量的数据而设计的。最新版本的HDMI标准(HDMI 2.0)支持高达18GB/s。因此，HDMI 2.0仅允许以60fps进行UHD 4K音频-视频流的传送。这意味着HDMI接口变得不够确保以同样高的比特率来发送具有更高分辨率的图像，例如以60fps或更高比特率发送UHD 8K视频。

在不远的将来，解码器与渲染设备之间的数据比特率将进一步增长，具体而言，通过提高图像的位深度，从8位达到10或12位。实际上，通过提高图像的颜色深度，能够使颜色层级平滑并且因此避免条纹现象(banding phenomenon)。当前，HDMI 2.0接口无法在10或12位的颜色深度下以60fps发送UHD视频。

下一代电视机中的8位颜色深度的不连续性也将导致称之为高动态范围(HDR)的新特征的发展。该特征需要至少10位的颜色深度。HDR标准旨在放大图像的对比度从而显示非常亮的图片。HDR技术的目的是允许图片如此明亮以致于不在需要使房间变暗。然而，当前的接口(诸如，HDMI)不足够灵活来兼容HDR标准。这意味着HDMI与新的HDR技术完全不兼容。

因为每个供应商能够通过解码器提供有吸引力的特定功能从而提高观看体验，所以该解码器也被认为是内容供应商的重要设备。实际上，因为解码器相对于渲染设备位于广播链的上游，所以它能够在将从内容供应商接收到的输入音频-视频内容进行解压缩之后向内容添加另外的信息。可替换地，解码器能够改变音频-视频内容在显示屏幕上的呈现。通常来说，解码器能够添加另外的信息和/或改变音频-视频内容的呈现从而向终端用户提供大量的应用。

在这些应用之中，供应商能够提供例如EPG(电子节目指南)、VoD(视频点播)平台、PiP(画中画)显示功能、直观导航工具、有效搜索和编程工具、访问互联网页面、帮助功能、父母控制功能、即时消息和文件共享、访问个人音乐/图片库、视频电话、订制服务等。这些应用能够被视为基于计算机的服务。因此，它们也称为“应用服务”。通过提供广泛的有效、实用且强大的应用服务，人们能够立即了解提供这种功能的机顶盒的真正兴趣。这种兴趣对于终端用户和供应商都有利。

因此，存在着如下的兴趣：利用嵌入在下一代UHD设备中的新技术所提供的所有功能，该下一代UHD设备包括解码器或包括连接到渲染设备的至少一个解码器的多媒体系统。