帧场信息的编码方法及解码方法、编码器和解码器技术

本发明专利技术提供了一种帧场信息的编码方法及解码方法、编码器、解码器、电子产品、编解码装置和视频播放设备，其中，帧场信息的编码方法包括：编码器接收待编码的视频图像和辅助信息；编码器对所述视频图像进行编码，根据场标识信息的码流组织方法和辅助信息对所述视频图像所使用的场标识信息进行编码并输出包含所述场标识信息的码流，其中，对于需要重复播放的所述视频图像，所述编码器使用所述场标识信息将其编码为重复播放模式。本发明专利技术对于需要重复播放的视频图像，编码器可使用所述场标识信息将其编码成重复播放模式，从而避免了对重复场进行编码，节省了编码比特开销；相应地，上述解码方法及解码器在对码流进行解析过程中可以节省解码时间。

【技术实现步骤摘要】
帧场信息的编码方法及解码方法、编码器和解码器
本专利技术涉及视频压缩编码技术，尤其涉及一种帧场信息的编码方法及解码方法、编码器、解码器、电子产品、编解码装置和视频播放设备。
技术介绍
为在数字广播系统中广播老式胶片电影，通常首先对原始胶片电影的图像帧进行扫描和数字化处理，然后进行编码和传输。老式胶片电影的帧率是24帧/秒，国家电视制式委员会(NationalTelevisionSystemCommittee，NTSC)制式电视系统的场频为近似认为60场/秒，逐行倒相(PhaseAlternationLine，PAL)制式电视系统的场频可近似认为50场/秒。因此，需要对数字化的老式电影帧“拆成”场，并调整场率以适合不同的广播电视系统。对于PAL制式的广播电视系统，通常直接将老式胶片扫描得到的图像帧直接拆分成顶场和底场，并设定相邻两场之间的时间间隔为1/50秒。这样，如果某电影原播放时长为90分钟，则在PAL制电视系统中的播放时长为：90分钟x(24帧/秒x2场/帧x60秒/分钟)/(50场/秒x60秒/分钟)＝86.4分钟。尽管播放时长缩短，但人眼几乎感觉不到。对于NTSC制式的广播电视系统，通常使用3:2帧场转换技术(通常称为“3:2pull-down”)将两个电影图像帧转换为5场，从而实现将24帧/秒的数字化电影胶片扫描帧序列转换为60场/秒的适合NTSC制式广播电视系统播放的场序列。尽管其中某些场重复播放，但由于相邻场之间的播放时间间隔很短，人眼也不易察觉。3:2pull-down如图1所示。对于上述广播应用，H.264/AVC标准采用如下帧场信息编码方法：1.基于帧的方法：直接对胶片扫描后的帧图像序列进行编码，为每个接入单元(AccessUnit，AU)添加补充增强信息(SupplementalEnhancementInformation，SEI)信息用以指示场播放方式。使用SEI信息中的pic_struct标识解码帧的播放方式，包括：先顶场后底场(Top-Bottom)、先底场后顶场(Bottom-Top)、先顶场后底场再重复播放顶场(Top-Bottom-Top(Repeated))、先底场后顶场再重复播放底场(Bottom-Top-Bottom(Repeated))，从而同时支持“24Hz帧编码--＞50Hz场播放”和对解码后的帧图像进行3:2Pull-Down(“24Hz帧编码--＞60Hz场播放”)应用。2.基于场的方法：将帧图像序列转换为50Hz或60Hz系统所使用的场图像序列，直接使用H.264/AVC的场模式进行编码(“48Hz(指“拆分”成场后的实际采样频率)场编码--＞50Hz(指实际播放频率)场播放”，“60Hz场编码--＞60Hz场播放”)。对使用3:2Pull-Down产生的重复场图像也进行编码。码流中直接使用场模式下的顶场、底场标志位标识各图像的帧场信息。对于上述广播应用，目前已基本成形的下一代视频编码标准——高性能视频编码标准(High-EfficiencyVideoCoding，HEVC)的委员会草案(CommitteeDraft，CD)中采用如下帧场信息编码方法：1.HEVC编码器对输入图像统一采用帧模式进行编码，即在分片层不再使用帧场信息标志位。在视频可用性信息(VideoUsabilityInformation，VUI)中编码需要使用场标识SEI信息(FieldIndicationSEIMessage)的标志位field_indication_presence_flag。当该标志位的取值等于1时，每个图像均需要使用场标识SEI信息编码该图像的帧场信息；当该标志位的取值等于0时，图像可使用、也可以不使用场SEI信息编码该图像的帧场信息。2.基于帧的方法：HEVC基于帧的方法仅支持“24Hz帧编码--＞50Hz场播放”应用。编码器通过编码SEI信息中的top_field_first_flag标志位标识将当前帧分成顶场和底场后，各场的时域播放顺序。3.基于场的方法：将帧图像序列转换为50Hz或60Hz系统所使用的场图像序列，直接使用HEVC对图像进行编码。对使用3:2Pull-Down产生的重复场图像也进行编码。编码器为每个AU编码SEI信息，用以标识当前AU中包含图像的帧场信息，并使用其中的重复标识(duplicate_flag)标识当前场图像是否是重复图像(主要用于3:2Pull-Down)。上述方法的主要局限性有如下几点：第一，H.264/AVC与HEVC中基于场的方法均需要对重复场进行编码，增加了编码比特开销。第二，HEVCCD方法不支持帧模式3:2Pull-Down应用。即使在“24Hz帧编--＞50Hz场播放”应用，编码器需要强制将信源参数(sequence_type_flag，prograssive_source_flag)设置为(0，0)，即使信源特性与此不同(如逐行扫描帧(0，1))。这样会对需要使用信源参数的应用带来障碍。第三，H.264/AVC的帧模式需要编码的pic_struct包含在pic_timing(payload_type)SEI信息中。为使用pic_struct，需要进一步编码定时信息，增加了编码开销。第四，尽管HEVCCD中的场标识SEI信息可以标识信源序列的帧场信息，但标志位未对帧、场进行区分，各标志位的功能存在一定的重叠(如bottom_field_flag和top_field_first_flag)。这样一来，需要编码器为每个AU编码SEI信息过程中保证不同类型标志位之间没有矛盾取值，增加了编解码器无谓的判断操作数量和一致性校验操作数量。例如，若当前AU中包含顶场图像，SEI信息中需将bottom_field_flag的取值设置为0、top_field_first_flag的取值设置为1。尽管可以避免歧义，但在这种常用应用场景下，同样的信息被重复编码，浪费编码比特。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种帧场信息的编码方法及解码方法、编码器、解码器、电子产品、编解码装置和视频播放设备，以解决现有对重复场进行编码，增加了编码比特开销的问题。本专利技术实施例提供了一种帧场信息的编码方法，该方法包括：编码器接收待编码的视频图像和辅助信息；所述编码器对所述视频图像进行编码，根据场标识信息的码流组织方法和所述辅助信息对所述视频图像所使用的场标识信息进行编码并输出包含所述场标识信息的码流，其中，对于需要重复播放的所述视频图像，所述编码器使用所述场标识信息将其编码为重复播放模式。优选地，所述待编码的视频图像包括帧图像和场图像；和/或，所述场标识信息包含在补充增强信息(SEI)单元中或视频可用性信息(VUI)单元中，或者作为一种新的信息单元。优选地，所述辅助信息包括所述视频图像的排序信息、所述视频图像的帧图像和场图像属性信息、所述场图像的顶场或底场属性信息以及所述顶场或底场的重复场标识中的一种或几种。优选地，所述辅助信息还包括所述视频图像的播放信息；所述播放信息包括所述视频图像的播放方式、播放顺序和播放场率中的一种或几种。优选地，所述场标识信息包括：表示场图像的顶场或底场属性的字段、重复场的标识字段、表示重复场信息的字段、表示帧图像播放方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种帧场信息的编码方法，其特征在于，该方法包括：编码器接收待编码的视频图像和辅助信息；所述编码器对所述视频图像进行编码，根据场标识信息的码流组织方法和所述辅助信息对所述视频图像所使用的场标识信息进行编码并输出包含所述场标识信息的码流，其中，对于需要重复播放的所述视频图像，所述编码器使用所述场标识信息将其编码为重复播放模式。

【技术特征摘要】
1.一种帧场信息的编码方法，其特征在于，该方法包括：编码器接收待编码的视频图像和辅助信息；所述编码器对所述视频图像进行编码，根据场标识信息的码流组织方法和所述辅助信息对所述视频图像所使用的场标识信息进行编码并输出包含所述场标识信息的码流，其中，对于需要重复播放的所述视频图像，所述编码器使用所述场标识信息将其编码为重复播放模式；其中，所述根据场标识信息的码流组织方法和所述辅助信息对所述视频图像所使用的场标识信息进行编码并输出包含所述场标识信息的码流，包括：所述编码器根据所述辅助信息对所述场标识信息中各字段的值进行设置；所述对于需要重复播放的所述视频图像，所述编码器使用所述场标识信息将其编码为重复播放模式，包括：对于需要重复播放的场图像，所述编码器将所述场标识信息中的重复场标识字段的值设置为第一预定值，将表示重复场信息的字段的值设置为第二预定值；或者对于需要重复播放的场图像，所述编码器将所述场标识信息中的重复场标识字段的值设置为所述第一预定值，将所述表示重复场信息的字段的值设置为所述第二预定值，将表示重复场播放位置的字段设置为设定值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述待编码的视频图像包括帧图像和场图像；和/或所述场标识信息包含在补充增强信息SEI单元中或视频可用性信息VUI单元中，或者作为一种新的信息单元。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述辅助信息包括所述视频图像的排序信息、所述视频图像的帧图像和场图像属性信息、所述场图像的顶场或底场属性信息以及所述顶场或底场的重复场标识中的一种或几种。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述辅助信息还包括所述视频图像的播放信息；所述播放信息包括所述视频图像的播放方式、播放顺序和播放场率中的一种或几种。5.根据权利要求2或3或4所述的方法，其特征在于：所述场标识信息包括：表示场图像的顶场或底场属性的字段、重复场的标识字段、表示重复场信息的字段、表示帧图像播放方式的字段、表示帧图像拆分成顶场和底场后各场播放顺序的字段以及表示帧图像拆分出的顶场或底场将被重复播放的字段，所述重复场信息包括默认设定的重复场播放位置；或者表示场图像的顶场或底场属性的字段、重复场的标识字段、表示重复场信息的字段、表示重复场播放位置的字段、表示帧图像播放方式的字段、表示帧图像拆分成顶场和底场后各场播放顺序的字段、表示帧图像拆分出的顶场或底场是否将重复播放的字段、各场播放顺序的字段、表示帧图像拆分出的顶场或底场是否将被重复播放的字段以及确定帧图像拆分出的顶场或底场将被重复播放的字段。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一预定值为“0”，所述第二预定值为“1”。7.一种帧场信息的解码方法，其特征在于，该方法包括：解码器根据场标识信息的码流组织方法对读入的包含所述场标识信息的码流进行解析；所述解码器向控制器发送解析结果，以便所述控制器根据所述解析结果控制视频图像的播放；其中，所述解码器根据场标识信息的码流组织方法对读入的包含所述场标识信息的码流进行解析，包括：所述解码器根据场标识信息的码流组织方法解析出所述场标识信息中各字段的值。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述视频图像包括帧图像和场图像；和/或所述场标识信息包含在补充增强信息SEI单元中或视频可用性信息VUI单元中，或者在一种新的信息单元中。9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于：所述场标识信息包括：表示场图像的顶场或底场属性的字段、重复场的标识字段、表示重复场信息的字段、表示帧图像播放方式的字段、表示帧图像拆分成顶场和底场后各场播放顺序的字段以及表示帧图像拆分出的顶场或底场将被重复播放的字段，所述重复场信息包括默认设定的重复场播放位置；或者表示场图像的顶场或底场属性的字段、重复场的标识字段、表示重复场信息的字段、表示重复场播放位置的字段、表示帧图像播放方式的字段、表示帧图像拆分成顶场和底场后各场播放顺序的字段、表示帧图像拆分出的顶场或底场是否将重复播放的字段、各场播放顺序的字段、表示帧图像拆分出的顶场或底场是否将被重复播放的字段以及确定帧图像拆分出的顶场或底场将被重复播放的字段。10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述解码器将向控制器发送解析结果，以便所述控制器根据所述解析结果控制视频图像的播放，包括：所述解码器将解析出的所述场标识信息中各字段对应的控制参数的值发送给控制器，以便所述控制器根据所述控制参数的值确定所述控制参数所指示的图像播放顺序和重复播放模式，以及按照所述图像播放顺序和重复播放模式控制视频图像的播放。11.一种编码器，其特征在于，该编码器包括：接收模块，用于接收待编码的视频图像和辅助信息；编码模块，用于对所述视频图像进行编码，根据场标识信息的码流组...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，吴平，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
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