用于编码和解码3D视频信号的方法与系统技术方案

视频数据信号被编码，以致经过编码的视频数据信号至少包括基本视频数据信号和至少包括辅助视频数据信号。基本视频数据信号和辅助视频数据信号被联合压缩。基本视频数据信号以自包含的方式进行压缩，而辅助视频数据信号使用来自基本视频数据信号的数据来压缩。经过联合压缩的视频数据信号被拆分（BSS）成单独的比特流：包含用于基本视频数据信号的数据的至少基本比特流；和包含用于辅助视频数据信号的数据的至少辅助比特流，此后基本比特流和辅助比特流被复用成复用信号，并且给基本信号和辅助信号提供单独的代码（0x1B，0x20）。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】用于编码和解码3D视频信号的方法与系统本专利技术申请是一个分案申请，其原申请的国际申请日为2008年9月16日、申请号为200880108524.5，并且原申请的专利技术创造名称为“用于编码视频数据信号的方法与系统、编码的视频数据信号、用于解码视频数据信号的方法与系统”。
本专利技术涉及视频编码和解码的领域。本专利技术提出用于编码视频数据信号的方法和系统。本专利技术还涉及编码的视频数据信号。此外，本专利技术还涉及用于解码视频数据信号的方法和系统。
技术介绍
近来，人们对提供增加的视频可能性、例如在3D图像显示器上提供3D图像产生很大的兴趣。相信3D成像将是成像领域中继彩色成像之后的下一次重大革新。我们现在正处于将自动立体显示器引入消费者市场的时候。从根本上讲，三维印象可以使用立体像对(stereo pair)、即对准于观看者双眼的两个略微不同的图像来创建。无论使用何种类型的显示器，都必须将3D图像信息提供给显示设备。这通常以视频数据信号的形式来进行，而视频数据信号包含数字数据，其时常包含用于左视图和右视图的数据或者在生成多个视图时包含用于多个视图的数据。增加视频可能性的另一个示例是提供能够提供高频率视频例如具有的频率是标准帧显示频率两倍的视频的视频数据信号。再一个示例是提供具有增强分辨率的视频数据信号。由于数字成像固有的庞大数据量，数字图像信号的处理和/或传输形成重大问题。在很多环境中，可用的处理能力和/或传输容量不足以处理和/或传输高质量视频数据信号。更特别地，每一个数字图像帧是由像素阵列形成的静止图像。这个问题对于所有的视频而言都存在，但是对于3D视频成像，这个问题增大，并且在将产生双倍频率的视频数据信号或在将产生具有增强分辨率的视频数据信号时，同样的问题增大出现。原始数字信息量通常很大，这需要强大的处理能力和/或高的传输速率，而这种强大的处理能力和/或高的传输速率并不是始终可以得到的。已建议了各种压缩方法来减少待传输的数据量，这样的方法包括例如MPEG-2、MPEG-4以及H.263。已知的压缩方法在一开始是为标准的2D图像而设立的。EP1524859披露一种比特流，其具有采用MPEG_2、MPEG_4或H.264标准、利用两个隔行扫描场来编码的当前视频帧，解码当前帧顶部场与底部场；以及呈现解码的顶部场与底部场作为3D帧图像。该方法呈现所解码的顶部场与底部场作为立体显示图像，并接受2D选择命令以响应触发器，诸如接收到补充增强信息(SEI)消息。随后，仅解码当前帧隔行扫描场之中的一个，并呈现2D帧图像。US2002/0009137描述一种用于编码3D图像的方法。一个视图能够被编码成基本层比特流，而另一视图被编码成增强层。编码器的输出由两个单独的比特流来形成。举个例子，如果在采集端生成3D信息，则必须发送这个信息，并且为了在比特率方面具有低的额外开销，需要对3D信息进行压缩。优选地，3D信息的压缩(或编码)是以这样一种方式来执行的，其中能够仅以相对小的调整、使用现有的压缩标准来实施3D信息的压缩。当就视频数据信号包含关于双倍频率信号或增强分辨率的信息的意义而言增强视频数据信号时，上述情况也适用。此外，改进的视频信号优选地是向后兼容的，即，常规的标准视频设备应该优选地能够显示改进视频信号中的“好的”视频图像。例如，3D立体信号优选地是向后兼容2D的，也就是说，传统的2D设备应该优选地能够显示来自3D信号的“好的”2D图像。即使标准的50Hz视频设备自身无法显示10Hz信号，高频10Hz视频数据信号也应该能够显示在标准50Hz视频设备上。同样，具有增强分辨率的视频数据信号(HDTV，高清TV)应该能够显示在标准TV设备上。简单地将立体图像压缩成两个独立图像将导致比特率大幅增长。与单(视图)系统(一个单一视图)相比，如果想要保证相同的质量，那么单独地编码立体像对中的左(L)与右(R)视图实际上将导致比特率加倍。因而，虽然这样的方法确保2D设备能够显示图像，但其需要将比特率加倍。在使用其中产生两个以上视图的多视图系统时，数据量增加得甚至更多。在通过包含关于更高频率视频数据信号的信息来增强视频数据信号时，上述情况适用。将频率加倍将使数据加倍。增加分辨率将产生相同的问题。就编码效率而言，一种更好的方法是联合压缩两个立体(左和右)或更多视图、或联合压缩高频和低频视频数据信号、或联合压缩低分辨率和高分辨率视频数据信号。对于左与右帧而言，与单视图情形相比，在联合压缩两个视图时，这种解决方案通常导致使用多出50%的带宽(相比之下，在单独视图编码的情况下，使用多出约100%的带宽)。这可以使用常规的2D视频压缩编码器、通过交错(interleave)来自每个立体视图的左与右帧以形成“伪(fake)” 2D序列来实现。在回收器(retriever)(接收机)端，去交错2D帧，并且恢复和显示每一个视图。例如，在进入视频编码器之前，两个视图(L和R)能够被交错成帧画面。但是，虽然与压缩单独视图相比将标准技术用于立体视频可以被更高效(1.5*增益)地进行联合压缩并且所得到的比特流能够显示在合适的3D设备上，但是专利技术人意识到:结果是无法以好的效果显示在普通2D系统上的一个单个比特流。当单个交错比特流到达常规2D接收机(具有2D解码器和2D屏幕)时，所显示的视频序列将看起来很难看，这显示出看得见的缺陷，因为该视频序列是通过立体视图的交错而得到的。因而，这种方法并不是向后兼容的。相同的情况对于多视图信号或联合压缩的其它改进的视频数据信号也是成立的。因而，本专利技术的目的是提供一种用于在传输端上对增强的图像数据进行编码的方法，该方法在将编码数据内的数据量保持在限度以内的同时确实提供了后向兼容性。优选地，编码效率是高的。此外，优选地，该方法与现有编码标准是相兼容的。本专利技术的另一个目的是提供用于编码视频数据信号的改进编码器和视频数据信号。
技术实现思路
上面的目的利用独立权利要求的特征的组合来解决。在从属权利要求中定义优选的实施例。提供如在权利要求1中所请求保护的用于编码3D视频数据信号的方法。本专利技术的方法结合了现有方法的优点，同时避免了其各自的缺点。本专利技术的方法包括联合压缩两个或更多的视频数据信号，然后将单个压缩的比特流拆分成两个或更多的(基本和辅助)单独比特流:是自包含(self contained)的并且是利用常规的视频解码器可决定的(decidable) “基本(primary)”比特流；以及依赖于基本比特流的一个或多个“辅助(secondary ) ”集合的帧(所谓的辅助视频表示流)。这些单独比特流被复用，其中基本比特流和辅助比特流是被提供有单独代码并被传输的单独比特流。初看时，仅仅为了在压缩之后再次拆分信号并为这些信号提供单独代码而首先联合压缩这些信号，这可能似乎是多余的和白费力气的。在所有的已知技术中，在复用器中将单个代码给予经过压缩的视频数据信号。初看时，本专利技术似乎在视频数据信号的编码中增添了不必要的复杂度。然而，专利技术人已认识到:复用信号中的基本和辅助比特流的拆分和单独封装(即，在复用器中给予基本比特流和辅助比特流以单独代码)具有的结果是:一方面，常规视频系统中的标准解复用器将通过基本比特流的代码来识别基本比特流并将其发送本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于编码3D视频数据信号的方法，其中所述3D视频数据信号至少包括基本视频数据信号和辅助视频数据信号，其特征在于，所述基本视频数据信号和辅助视频数据信号被组合成组合的视频数据信号，所述组合的视频数据信号被压缩，其包括从基本视频数据信号中时间预测辅助视频数据信号，所述基本视频数据信号以自包含的方式被压缩，这表示：对于其图像的时间预测可以仅根据来自其自己的基本数据信号的图像来完成，以提供单个压缩的视频比特流，此后所述单个压缩的视频数据信号被拆分成单独的视频比特流，所述单独的视频比特流包括包含用于基本视频数据信号的数据的基本视频比特流和包含用于辅助视频数据信号的数据的辅助视频比特流，此后基本视频比特流和辅助视频比特流被复用（MUX）成复用信号，其中给基本视频比特流和辅助视频比特流分配单独的代码（0x1B，0x20），给基本视频比特流分配的代码是利用2D视频解码器可决定的代码（0x1B），给辅助视频比特流分配的代码是不同的代码，从而允许2D视频解码器只提取和解码基本视频比特流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：WHA布鲁尔斯，APH鲍格，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL