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TWI495344B - 視頻解碼方法 - Google Patents

視頻解碼方法 Download PDF

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TWI495344B
TWI495344B TW098107807A TW98107807A TWI495344B TW I495344 B TWI495344 B TW I495344B TW 098107807 A TW098107807 A TW 098107807A TW 98107807 A TW98107807 A TW 98107807A TW I495344 B TWI495344 B TW I495344B
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video
video frame
frame
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Ying Jui Chen
Chung Bin Wu
Ya Ting Chuang
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Mediatek Inc
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Description

視頻解碼方法
本發明涉及視頻解碼，尤其涉及一種視頻解碼方法，該視頻解碼方法可檢測與校正丟失視頻訊框(video frames)或不可解碼(undecodable)之視頻訊框。
為了便捷地處理視頻資料，在視頻裝置當中實施有多種功能。視頻編碼解碼器(CODECs)通常都依照如MPEG 1/2/4與H.26x之類的視頻編碼標準來實現數位資料處理與壓縮。通過離散馀弦變換(Discrete Cosine Transform，DCT)技術以及運動補償(Motion Compensation，MC)技術，這些壓縮技術可達到較高的壓縮比率，藉此已被壓縮的壓縮視頻流可在各種數位網絡上傳送或以高效方式存儲於各種存儲媒介中。
儘管如此，MPEG 1/2/4以及H.26x視頻編碼采用的壓縮策略是基於先前的視頻訊框對之後的視頻訊框進行解碼，而當在傳輸過程中不可恢復的誤差被引入到視頻位元流中時，這些存在於先前視頻流的誤差會導致所有之後依賴性(dependent)的視頻訊框都不可解碼。通常的，視頻解碼器跳過不可解碼的視頻訊框而重復先前可解碼的訊框，由於跳過數個視頻訊框而導致突然的(abrupt)畫面變換或產生不連續的運動情況，這樣會給使用者帶來不愉快的觀賞經歷。因此，需要一種可檢測視頻位元流中的不可恢復誤差並且減少運動抖動的視頻解碼方法，以減輕不可恢復誤差導致的視頻品質下降問題。
為了避免傳統視頻解碼方法跳過不可恢復的視頻訊框而給使用者帶來不愉快的觀賞經歷的問題，本發明目的之一是提供一種視頻解碼方法。
根據本發明一實施例，提供一種視頻解碼方法，包含：提供一先前視頻訊框的一歷史語法元素；接收一當前視頻訊框以確定其中的一當前語法元素；確定在該當前語法元素中是否存在一高位準語法誤差；在檢測到該高位準語法誤差後，根據該歷史語法元素確定一替代語法元素以替代該當前語法元素，其中該高位準語法誤差為巨集區塊層之上的一語法誤差。
根據本發明一實施例，提供一種視頻解碼方法，可檢測一丟失視頻訊框，包含：以一解多工器接收一傳輸流，來恢復視頻分封化的基本位元流，在該分封化的基本位元流的一標頭中確定一表達時間戳記以及一解碼時間戳記；以一解碼器從該視頻分封化的基本位元流獲取一當前視頻訊框，來確定該當前視頻訊框的時間軸上的參考資訊；以及以一控制器接收該表達時間戳記，該解碼時間戳記，以及該時間軸上的參考資訊，來確定是否存在一丟失視頻訊框。
根據本發明一實施例，提供一種視頻解碼方法，包含；解碼一當前視頻訊框，以檢測一丟失視頻訊框或一不可解碼視頻訊框；以及對應於對該丟失視頻訊框或不可解碼視頻訊框的檢測，以在播放順序中最接近的一可解碼視頻訊框替代該丟失訊框或不可解碼視頻訊框。
根據本發明一實施例，提供一種視頻解碼方法，包含：解碼一當前視頻訊框，以檢測一丟失視頻訊框或一不可解碼視頻訊框；在檢測到該丟失視頻訊框或不可解碼視頻訊框後，根據一可解碼視頻訊框的運動向量以及該當前視頻訊框與該可解碼視頻訊框之間的一時間軸上的距離來產生一替代視頻訊框；以及對應於對該丟失視頻訊框或不可解碼視頻訊框的檢測，以一替代視頻訊框替代該丟失訊框或不可解碼視頻訊框。
藉此，本發明可檢測視頻位元流中的不可恢復誤差並且減少運動抖動的視頻解碼方法，以減輕不可恢復誤差導致的視頻品質下降問題。
以下根據多個圖式對本發明之較佳實施例進行詳細描述，本領域習知技藝者閱讀後應可明確暸解本發明之目的。該些實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之範疇。本發明的保護範圍以所附之專利保護範圍為準。
在此揭露的視頻解碼策略實施方式均可遵從於動畫專家群(Moving Picture Expert Group，MPEG)標準。
如第1a圖與第1b圖中所示，當視頻解碼器解碼並播放視頻資料時，解碼順序與播放順序可能是不同的。第1a圖為按照播放順序的圖像組(groups of pictures，GOP)的示意圖，而第1b圖為按照解碼順序的圖像組的示意圖。第1a圖與第1b圖中的圖像組包含畫內訊框(Intra frame，I-frame)、預測訊框(Predictive frame，P-frame)或是雙向式訊框(Bidirectional frame，B-frame)構成的訊框序列，其中，按照固定間隔播放每一視頻訊框，藉由一個表示該訊框類型的字母(比如I)以及一個表示播放順序或解碼順序的數字(比如0)代表每一視頻訊框(比如I0 )。I-frame通常是圖像組的第一訊框，經由無時間軸上的(temporal)運動補償的框內編碼(intra-coded)或是框內預測編碼(intra-prediction coded)對I-frame進行編碼。P-frame是從相鄰的前一個I-frame或是P-frame預測得來。B-frame是從先前以及後繼的I-frame或是P-frame雙向預測得來的。由於在解碼順序中被用於定義未來的訊框，I-frame與P-frame被視為參考訊框。請注意，也可能一個P-frame會參考多個訊框，一個B-frame會參考多個先前與後繼訊框，並且在近來的視頻編碼標準中B-frame也可作為參考訊框。視頻解碼器解碼以第1b圖中所示的解碼順序{I0 ,P1 ,B0 ,B1 ,P2 ,B2 ,B3 ,I1 ,B4 ,B5 ,P3 ,B6 ,B7 }來對視頻訊框的集合GOP0與GOP1進行解碼，而以第1a圖所示的不同的播放順序{I0 ,B0 ,B1 ,P1 ,B2 ,B3 ,P2 ,B4 ,B5 ,I1 ,B6 ,B7 ,P3 }來進行播放。P-frame與B-frame的預測編碼與預測解碼依賴於先前或/與後繼視頻訊框，這是因為通常解碼較晚的預測視頻訊框需要解碼資料，而所述解碼資料來源於解碼一個或多個較早參考訊框，這樣當較早的參考訊框丟失或是不可解碼的時候，則無法繼續解碼或是播放較晚的預測視頻訊框，導致視頻當中的運動抖動以及使用者不愉快的觀賞經歷。
第2a圖與第2b圖為在播放順序與解碼順序中都僅包含I-frame與P-frame的圖像組的示意圖。視頻解碼器以第2b圖中所示的解碼順序{I0 ,P1 ,P2 ,P3 ,P4 ,P5 ,P6 ,I1 ,P7 ,P8 ,P9 ,P10 ,P11 }來對視頻訊框的集合GOP0與GOP1進行解碼，而以第2a圖所示的相同的播放順序{I0 ,P1 ,P2 ,P3 ,P4 ,P5 ,P6 ,I1 ,P7 ,P8 ,P9 ,P10 ,P11 }來進行播放。P-frame的預測編碼與預測解碼依賴於先前或/與後繼視頻訊框，這是因為通常解碼較晚的預測視頻訊框需要解碼資料，而所述解碼資料來源於解碼一個或多個較早參考訊框，這樣當較早的參考訊框丟失或是不可解碼的時候，則無法繼續解碼或是播放較晚的預測視頻訊框，導致使用者不愉快的觀賞經歷。
第3a圖顯示的是在包含I-frame、P-frame與B-frame的圖像組中受損視頻訊框產生的效應。第3b圖顯示的是在僅包含I-frame與P-frame的圖像組中受損視頻訊框產生的效應。在第3a圖中，若第一I-frame即I0 是不可解碼的，而使得依賴於I0 的訊框P1 、B0 與B1 也不可解碼，隨後導致整個圖像組GOP0後來的視頻訊框{P2 ,B2 ,B3 }不可解碼。如果視頻訊框B2 與B3 使用前向的參考訊框，那麼它們可能也不可解碼。如果第一P-frame即P1 是不可解碼的，而使得依賴於P1 的訊框P2 、B2 與B3 也不可解碼，隨後導致視頻訊框B4 ,B5 不可解碼，如果視頻訊框B4 與B5 使用前向的參考訊框，那麼它們也不可解碼，也就是說，受損或丟失的先前參考訊框可能會導致在解碼順序當中的所有後來的視頻訊框不可解碼。在第3b圖中，若第一I-frame即I0 是不可解碼的，則在同一圖像組當中的所有視頻訊框不可解碼，如果第二P-frame即P2 是不可解碼的，圖像組GOP0中剩下的視頻訊框{P3 ,P4 ,P5 ,P6 }也不可解碼。在傳統的視頻解碼方法中，視頻解碼器會丟棄所有不可解碼的視頻訊框。在第3a圖與第3b圖所示的實施例中，視頻訊框丟棄受損的參考訊框與所有受影響的後續訊框，導致由於跳過多個圖像而產生的突然的畫面變化，而給使用者帶來不愉快的觀賞經歷。
第4圖為傳統視頻解碼方法的流程圖。在視頻解碼方法4開始(S400)之後，視頻解碼器接收視頻位元流並定位其圖像啟始(S402)，解析高位準語法元素(high-level syntax elements)(S404)，以確定視頻訊框是否可解碼(S406)，若視頻訊框不可解碼，則跳過對当前視頻訊框的解碼(S408)，否則繼續視頻解碼與對已解碼視頻資料的處理等正常流程(S410)，最後結束視頻解碼(S412)。高位準語法元素是指在巨集區塊(macroblock)層之上的語法元素，可以是序列標頭、圖像組標頭或圖像標頭中的語法元素。當參考訊框丟失時，高位準語法誤差發生時，或是圖像資料的部分或全部受損時，將視頻訊框視為不可解碼。因為在S408中視頻解碼器跳過所有不可解碼的視頻訊框，所以可能會存在由於大量圖像被丟棄而產生的突然的畫面變化，給使用者帶來不愉快的觀賞經歷。
為解決此問題，在第5圖中提供根據本發明實施例的視頻解碼策略，第5圖是結合視頻解碼器的示範性視頻解碼方法流程圖。
在視頻解碼方法5開始(S500)之後，視頻解碼器從視頻緩沖器獲得視頻位元流，並且定位當前視頻訊框的圖像啟始(S502)，提供先前視頻訊框的歷史語法元素(S504)，接收當前視頻訊框以確定當前語法元素(S506)，確定在當前的語法元素中是否存在高位準語法誤差(S508)，在檢測到高位準語法誤差後，根據歷史語法元素確定替代語法元素，以替代當前語法元素(S510)。在MPEG系統中，每一視頻訊框在開端包含同步序列，用來表示視頻訊框的起始處，稱為圖像啟始(picture start)。先前與當前視頻訊框的時間關係按照解碼順序而言的，換言之，在解碼當前視頻訊框之前對前一視頻訊框進行解碼。高位準語法誤差是指在巨集區塊(macroblock)層之上的語法誤差，包括序列標頭、圖像組標頭或圖像標頭中的語法元素。舉例而言，當在圖像標頭中的語法元素超過合法數值的界限時，視頻解碼器可能會將其認定為圖像層(picture-layer)語法誤差。在S510中，視頻解碼器將歷史語法元素指定為替代語法元素，如果語法元素具有周期性，則基於歷史語法元素，可為替代語法元素確定一個近似值(likely value)，即利用該歷史語法元素來估計一正確的語法元素，並且指定該估計的結果為替代語法元素。
當在語法元素中檢測不到誤差，或是已藉由替代語法元素修正高位準語法元素時，在S512中，視頻解碼器繼續在當前視頻訊框中的圖像資料上實施MPEG解碼。接下來在S514中，視頻解碼器解碼當前視頻訊框，以檢測是否存在丟失的視頻訊框或當前視頻訊框是否不可解碼，在檢測丟失視頻訊框或不可解碼的視頻訊框之後，產生替代視頻訊框以替換丟失的或不可解碼的視頻訊框(S516)，最後結束視頻解碼(S518)。當參考訊框丟失，高位準語法誤差發生，或是部分或者全部的圖像資料受損時，視頻解碼器確定視頻訊框不可解碼。替代視頻訊框的生成包括，指定以播放順序的最接近的可解碼視頻訊框，或是根據可解碼視頻訊框的運動向量(Motion Vector，MV)以及當前視頻訊框與可解碼視頻訊框之間的時間軸上的距離，產生替代視頻訊框。
根據第5圖中的視頻解碼方法，第6圖是用於解析高位準語法元素的高位準位元流結構的實施例示意圖。本實施例以ISO/IEC 13818-2標準為例進行描述。由視頻解碼器接收的視頻位元流經歷各種資料檢查，包括對以下內容的語法檢查，序列標頭(S600)、序列擴充(S602)、序列擴充與使用者(S604)、GOP標頭(S606)、使用者資料(S608)、圖像標頭(S610)、圖像編碼擴充(S612)以及序列擴充與使用者(S614)，以及最後視頻解碼器在巨集區塊位準上的圖像資料上實施預測編碼(S616)。最終返回序列標頭(S618)或是到達序列結束處(S620)。在步驟S616中的視頻解碼之前的全部語法檢查都在本發明的高位準語法檢查範圍之內。
在一個實施例中，視頻解碼器解析在序列標頭當中的語法元素(S600)，而語法元素的長寬比(aspect_ratio)與訊框率(frame_rate)包含非法值“0000”。接下來，並非像傳統技術當中輸出錯誤響應“在ISO/IEC 13818-2中的禁止值”來表示語法誤差，也沒有停止解碼和資料處理，本發明的視頻解碼器通過指定來源於歷史語法元素中的數值作為當前的語法元素(第5圖中的S510)，並且繼續圖像資料的視頻解碼，利用可用資訊以減少圖像集當中的不可解碼的視頻訊框數量，同時提高視頻品質。在另一個實施例當中，視頻解碼器解析圖像標頭當中的語法元素(S610)，並檢測到語法元素“圖像編碼類型”的非法值“100”。接下來，並非像傳統技術當中丟棄不可解碼的資料，視頻解碼器執行對當前視頻訊框圖像編碼類型的估計，在歷史語法元素的圖像類型的基礎上估計究竟是I-frame、P-frame還是B-frame(S510)，以及繼續實施視頻解碼。
第7圖顯示的是基本位元流ES(Elementary Stream)，分封化的基本位元流PES(Packetized Elementary Stream)以及傳輸流TS(Transport Stream)的資料格式示意圖。在MPEG傳輸標準之下，包括已編碼影像資料的視頻基本資料ES被分封化為合適的尺寸，於是生成分封化的ES(即PES)。分封化的基本位元流PES是由MPEG通訊協議定義的規范，MPEG通訊協議允許將基本位元流ES分成多個封包以便資料傳輸。通常的，視頻或音頻基本位元流ES被傳送至視頻或音頻編碼器以轉換成視頻或音頻PES封包，其中每一封包基本上包含標頭與視頻/音頻ES資料兩部分。接著封裝進傳輸流TS或是節目流的內部。傳輸流TS具有視頻、音頻以及系統TS封包，每一封包基本可分為傳輸流標頭和音頻PES/視頻PES/系統兩部分。視頻、音頻以及系統TS封包則可利用廣播技術進行多工轉換(multiplex)與傳送，比如在ATSC與DVB當中所使用的，可以由接收器接收並實施解多工與解碼操作，以恢復視頻或音頻基本位元流ES。
第8圖是實施根據本發明的解碼方法的示範性接收器的方塊示意圖。包括解多工器800、視頻緩沖器810、視頻解碼器812、視頻控制器814、音頻緩沖器820、音頻解碼器822、系統緩沖器830以及系統解碼器832，解多工器800耦接於視頻緩沖器810、音頻緩沖器820、以及系統緩沖器830。視頻緩沖器810耦接於視頻解碼器812，並隨後耦接於視頻控制器814。音頻緩沖器820耦接於音頻解碼器822，系統緩沖器830耦接於系統解碼器832。輸入傳輸流TS由解多工器800根據選擇信號Se1解多工，成為視頻、音頻或系統TS封包，而視頻、音頻或系統TS封包被分別傳遞至視頻緩沖器810，音頻緩沖器820與系統緩沖器830。從視頻TS封包中移除TS標頭以提供視頻PES即VPES(Video PES)，以及接下來VPES被存儲於視頻緩沖器810中。同時，從音頻與系統TS中分別剝除TS標頭以提供音頻PES即APES(Audio PES)與系統資料Dsys ，APES與系統資料Dsys 將分別存儲於音頻解碼器822與系統解碼器832當中。
藉由在視頻PES資料的啟始處移除PES標頭，視頻解碼器812從視頻緩沖器810獲得視頻訊框FV 。PES標頭在可選欄位(optional field)中包含表達時間戳記(Presentation Time Stamp，PTS)與解碼時間戳記(Decoding Time Stamp，DTS)資訊，PES標頭可用於識別是否存在丟失視頻訊框。與此類似，可在音頻解碼器822與系統解碼器832處移除PES標頭，藉此分別獲得音頻訊框FA 與系統資料Dsys 。在定位到視頻訊框的圖像啟始之後，視頻解碼器812也獲得隨後的時間軸上的參考資訊Tref ，且將PTS，DTS與時間軸上的參考資訊Tref 轉送到視頻控制器814。視頻控制器814接收PTS，DTS與時間軸上的參考資訊Tref 以確定是否存在丟失視頻訊框，並藉由信號Dmiss 告知視頻解碼器812確認存在丟失訊框。在檢測到丟失訊框後，視頻解碼器812產生替代視頻訊框，並基於替代視頻訊框實施視頻預測編碼。最後視頻解碼器812可輸出視頻資料DV ，音頻解碼器822也可輸出音頻資料DA 。
解碼時間戳記DTS指示應當從視頻緩沖器810即時移除視頻訊框FV ，而由視頻解碼器812對視頻訊框FV 進行解碼的某一具體時間。表達時間戳記PTS指示應當從接收緩沖器移除已解碼的解碼視頻訊框FV 而將其表達以供播放的某一具體時間。PTS或DTS對位元流進行定義，決定了以不超過700ms的間隔獲取位元流。時間軸上的參考資訊Tref 在GOP標頭之後設定為0，而在播放順序中每經過一視頻訊框其數值加1。當在播放順序中，當前時間軸上的參考資訊與前一時間軸上的參考資訊連續時，視頻控制器814確定不存在丟失圖像，當前視頻訊框的當前DTS與前一視頻訊框的前一DTS相比不大於700ms；否則視頻控制器814藉由信號Dmiss 指示存在丟失視頻訊框。
結合第8圖當中的接收器，第9圖為根據本發明的丟失視頻訊框示範性檢測方法流程圖。檢測方法9可結合第5圖中的步驟S514，以檢測圖像組當中的丟失視頻訊框。
在進行丟失視頻訊框的檢測方法9開始(S900)之後，解多工器800接收輸入傳輸流TS來恢復視頻分封化的基本位元流VPES，並且在視頻PES的PES標頭當中確定表達時間戳記PTS與解碼時間戳記DTS(S902)。視頻解碼器812從視頻PES即VPES當中獲取視頻訊框FV ，並且確定視頻訊框的時間軸上的參考資訊Tref (S904)，以及視頻控制器814接收PTS、DTS與時間軸上的參考資訊Tref 以確定是否存在丟失視頻訊框(S906)，最後結束檢測(S908)。在檢測到丟失視頻訊框之後，如第5圖步驟S516當中所提供的，視頻解碼器812產生替代視頻訊框以取代丟失視頻訊框。可藉由指定在播放順序中最接近的可解碼視頻訊框作為替代視頻訊框來產生替代視頻訊框，或者根據可解碼視頻訊框的運動向量以及當前視頻訊框與可解碼視頻訊框之間的時間軸上的距離來產生替代視頻訊框。
根據本發明，第10圖為取代丟失視頻訊框或不可解碼的視頻訊框的示範性視頻解碼方法的流程圖。
在視頻解碼方法10開始(S1000)之後，藉由對視頻位元流的圖像啟始進行定位，視頻解碼器從視頻緩沖器獲取當前視頻訊框(S1002)，並解析高位準語法元素(S1004)。在某些實施例中，視頻解碼器在步驟S1004之前對高位準語法誤差進行檢查校正。對高位準語法誤差的檢查校正已在第5圖的實施例當中進行了詳細描述，在此不再贅述。在步驟S1006當中，視頻解碼器確定在圖像組當中是否存在丟失視頻訊框，若存在，以在播放順序中最接近的可解碼視頻訊框替代丟失視頻訊框(S1008)，否則，繼續確定當前視頻訊框是否可解碼(S1010)，並在檢測到不可解碼的視頻訊框後，以播放順序中最接近的可解碼視頻訊框替代不可解碼的視頻訊框(S1012)。當沒有檢測到丟失或是不可解碼的視頻訊框時，視頻解碼器則基於當前視頻訊框執行視頻預測解碼，以恢復視頻資料DV ，並且實施之後的相關資料處理等正常流程(S1014)，最後結束當前視頻訊框的視頻解碼過程10(S1016)。
在步驟S1006當中，可根據第9圖揭露的檢測方法識別丟失的圖像，換言之，利用PTS、DTS與時間軸上的參考資訊Tref 確定是否存在丟失視頻訊框。在步驟S1010當中，當參考訊框丟失，或是部分或全部圖像資料受損時，視頻訊框不可解碼。
根據第10圖中的訊框產生方法，第11圖是以替代視頻訊框來取代丟失或不可解碼的視頻訊框的實施例示意圖。在一個實施例當中，參考視頻訊框P2 為丟失或不可解碼的視頻訊框，因此，根據播放順序中最接近的可解碼視頻訊框(比如B-frame B3 )，視頻解碼器產生丟失或不可解碼P-frame P2 的替代視頻訊框，由此，視頻解碼器仍可為依賴於P-frame P2 的視頻訊框執行預測解碼，減少了不可解碼的視頻訊框數量，避免觀賞質量的嚴重下降。P-frame P2 的替代視頻訊框可以為參考訊框(如P1 )或者只有前向參考的非參考訊框(如B3 )。
第12圖是根據本發明的取代丟失或不可解碼的視頻訊框的另一個示範性視頻解碼方法的流程圖。
在視頻解碼方法12開始(S1200)之後，視頻解碼器從視頻緩沖器獲取視頻位元流以定位圖像啟始(S1202)，並且解析高位準語法元素(S1204)。在一些實施例當中，視頻解碼器在步驟S1204之前檢查校正高位準語法誤差。對高位準語法誤差的檢查校正已在第5圖的實施例當中進行了詳細描述，在此不再贅述。在步驟S1206當中，視頻解碼器確定在圖像組當中是否存在丟失視頻訊框，若存在，根據可解碼視頻訊框的運動向量以及當前視頻訊框與可解碼視頻訊框之間的時間軸上的距離來產生替代視頻訊框(S1208)，否則，繼續確定當前視頻訊框是否可解碼(S1210)。在一些實施例當中，若當前視頻訊框的參考訊框丟失，或是檢測到圖像層語法誤差時，則確認當前視頻訊框為不可解碼。若當前視頻訊框不可解碼時，根據可解碼視頻訊框的運動向量以及當前視頻訊框與可解碼視頻訊框之間的時間軸上的距離，視頻解碼器產生替代視頻訊框，並且以產生的替代視頻訊框替代不可解碼的視頻訊框(S1212)。當沒有檢測到丟失或是不可解碼的視頻訊框時，視頻解碼器則基於當前視頻訊框執行視頻預測解碼，以恢復視頻資料DV ，並且實施之後的相關資料處理等正常流程(S1214)，最後結束當前視頻訊框的視頻解碼過程12(S1216)。
在步驟S1206當中，可根據第9圖揭露的檢測方法識別丟失的圖像，換言之，利用PTS，DTS與時間軸上的參考資訊Tref 確定是否存在丟失視頻訊框。在步驟S1210當中，當參考訊框丟失，或是部分或全部圖像資料受損時，視頻訊框不可解碼。
在步驟S1208與步驟S1212當中，根據可解碼視頻訊框的運動向量，當前視頻訊框與可解碼視頻訊框之間的時間軸上的距離(播放順序的時間差)以及丟失或不可解碼視頻訊框的訊框類型來產生替代視頻訊框。結合第12圖當中的步驟S1208或S1212，第13圖是產生替代視頻訊框的示範性方法流程圖。
在開始的步驟S1300當中，如步驟S1206與S1210一樣，視頻解碼器檢測丟失或不可解碼視頻訊框，並在步驟S1302中確定丟失或不可解碼視頻訊框是否為參考視頻訊框(如I-frame與P-frame)。如果是，視頻解碼器則執行運動向量(MV)外插(extrapolation)以產生替代視頻訊框(S1304)，如果不是，則視頻解碼器實施運動向量內插(interpolation)(近似直接模式)來產生替代視頻訊框(S1306)。在替代視頻訊框產生之後，視頻解碼器以替代視頻訊框替代丟失視頻訊框或不可解碼視頻訊框，最後結束產生替代視頻訊框的方法13(S1308)。
結合第13圖當中的步驟S1304，第14圖為詳細的運動向量外插方法流程圖。在運動向量外插方法14開始(S1400)之後，視頻解碼器首先確定丟失或不可解碼視頻訊框是否具有依賴於它們的依賴性非參考訊框(如B-frame)，如果是，則轉至步驟S1404，否則轉至步驟S1406。
在步驟S1404當中，當丟失或不可解碼的視頻訊框是具有依賴於它們的依賴性B-frame的參考訊框，替代視頻訊框僅僅包含前向運動向量。根據先前可解碼的依賴性B-frame與當前視頻訊框之間的時間軸上的距離，以及根據另一個先前可解碼的參考視頻訊框與當前視頻訊框之間的時間軸上的距離，外插先前可解碼的依賴性B-frame的運動向量，以產生替代視頻訊框的前向運動向量，由此產生替代視頻訊框。先前可解碼的依賴性B-frame在播放順序中先於當前視頻訊框。
在步驟S1406中，當丟失視頻訊框或不可解碼的視頻訊框是不具有依賴性的B-frame的參考訊框時，替代視頻訊框僅包含前向運動向量。根據先前可解碼的參考訊框，以及根據另一個先前可解碼的視頻訊框與當前視頻訊框之間的時間軸上的距離，外插先前可解碼參考訊框的運動向量，以產生替代視頻訊框的前向運動向量，由此產生替代視頻訊框。先前可解碼的訊框在播放順序中先於當前視頻訊框。
重建替代視頻訊框之後，在步驟S1408中結束MV外插方法14。
根據第14圖當中的運動向量外插法，第15a圖為顯示產生替代視頻訊框的實施例示意圖。在第15a圖當中，參考訊框P2 是丟失或不可解碼的(S1404)，根據先前可解碼的依賴性B-frame B3 與當前視頻訊框之間的時間軸上的距離，以及根據另一個先前可解碼的視頻訊框P1 與當前視頻訊框之間的時間軸上的距離，外插先前可解碼的依賴性B-frame B3 的運動向量，以產生替代視頻訊框的前向運動向量，由此產生替代視頻訊框。第15b圖是根據第15a圖的實施例產生P-frame的前向運動向量的實施例示意圖。視頻解碼器僅使用B-frame B3 的前向運動向量MVF 以及在訊框B3 與訊框P2 之間的時間軸上的距離以及訊框P1 與訊框P2 之間的時間軸上的距離，來實施運動向量外插以產生替代視頻訊框的前向運動向量MVF ，如在第15b圖中右邊訊框P2 的MB所示。如果替代視頻訊框的結果前向運動向量MVF 超過訊框界限，則應用運動向量剪輯(clipping)技術於結果前向運動向量MVF 上。
根據第14圖當中的運動向量外插方法，第16圖為產生替代視頻訊框的另一個實施例示意圖。在第16圖當中，參考訊框P2 為丟失的或不可解碼的(S1404)，藉由根據先前可解碼的B-frame B2 與當前視頻訊框P2 之間的時間軸上的距離，以及根據另一個先前可解碼的視頻訊框P1 與先前可解碼的B-frame B2 之間的時間軸上的距離，視頻解碼器外插先前可解碼的B-frame B2 的運動向量以產生替代視頻訊框的前向運動向量，由此產生替代視頻訊框。在本實施例當中，B-frame B2 後向參考丟失或不可解碼訊框P2 ，並且根據時間軸上的距離適當量度B2 的後向運動向量MVB ；舉例而言，可對B2 的MVB 取反(negate)並用於參考訊框B1 ；或是先將其減半，再取反，然後用於參考訊框P1 。
根據第14圖當中的運動向量外插方法，第17圖為產生替代視頻訊框的另一個實施例示意圖。在第17圖當中，參考訊框P3 為丟失的或不可解碼的(S1406)，根據先前可解碼的參考訊框P2 與另一個先前可解碼的參考訊框P1 之間的時間軸上的距離，以及根據先前可解碼的視頻訊框P2 與當前視頻訊框之間的時間軸上的距離，視頻解碼器外插先前可解碼的參考訊框P2 的運動向量以產生替代視頻訊框的前向運動向量，由此產生替代視頻訊框。
根據第13圖當中的步驟S1306的近似直接模式，第18a圖為產生替代視頻訊框實施例的示意圖。當丟失視頻訊框或不可解碼視頻訊框為具有可解碼參考訊框的雙向式訊框時，替代視頻訊框包含前向與後向運動向量。根據先前可解碼的參考訊框與不可解碼的視頻訊框之間的時間軸上的距離TF ，以及根據後繼的可解碼參考訊框與不可解碼視頻訊框之間的時間軸上的距離TB ，對丟失或不可解碼的雙向式訊框的後向可解碼的參考訊框的(前向)運動向量進行比例均衡，藉此產生替代視頻訊框，以進一步產生替代視頻訊框的前向與後向運動向量。第18a圖顯示的是當雙向式訊框B3 丟失或不可解碼時，視頻解碼器根據以下方程式計算前向運動向量MVF (B3 )與後向運動向量MVB (B3 )：
其中，先前可解碼參考訊框為訊框P1 ，後繼可解碼參考訊框為訊框P2 ，時間軸上的距離TF 為先前可解碼參考訊框P1 與不可解碼視頻訊框B3 之間的時間差，而時間軸上的距離TB 為後繼可解碼參考訊框P2 與不可解碼視頻訊框B3 之間的時間差。
第18b圖為根據第13圖當中的方法與方程式(1)的產生B-frame前向運動向量的實施例示意圖。視頻訊框B3 的替代視頻訊框包含前向運動向量MVF 與後向運動向量MVB ，根據後繼參考訊框P2 的前向運動向量與方程式(1)計算得出上述前向運動向量MVF 與後向運動向量MVB 。
上述之實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之範疇。任何習知技藝者可依據本發明之精神輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利範圍應以申請專利範圍為準。
4、5、10、12．．．視頻解碼方法
9．．．丟失視頻訊框檢測方法
13．．．替代視頻訊框產生方法
14．．．運動向量外插方法
800．．．解多工器
810．．．視頻緩沖器
820．．．音頻緩沖器
830．．．系統緩沖器
812．．．視頻解碼器
814．．．視頻控制器
822．．．音頻解碼器
832．．．系統解碼器
S400-S412、S500-S518、S600-S620、S900-S908、S1000-S1016、S1200-S1216、S1300-S1308、S1400-S1408．．．步驟
第1a圖為按照播放順序的圖像組的示意圖。
第1b圖為按照解碼順序的圖像組的示意圖。
第2a圖與第2b圖為在播放順序與解碼順序中都僅包含I-frame與P-frame的圖像組的示意圖。
第3a圖顯示的是在包含I-frame、P-frame與B-frame的圖像組中受損視頻訊框產生的效應。
第3b圖顯示的是在僅包含I-frame與P-frame的圖像組中受損視頻訊框產生的效應。
第4圖為傳統視頻解碼方法的流程圖。
第5圖是結合視頻解碼器的示範性視頻解碼方法流程圖。
第6圖是用於解析高位準語法元素的高位準位元流結構的實施例示意圖。
第7圖顯示的是基本位元流ES，分封化的基本位元流PES以及傳輸流TS的資料格式示意圖。
第8圖是實施根據本發明的解碼方法的示範性接收器的方塊示意圖。
第9圖為根據本發明的丟失視頻訊框示範性檢測方法流程圖。
第10圖為根據本發明的取代丟失視頻訊框或不可解碼的視頻訊框的示範性視頻解碼方法的流程圖。
第11圖是根據本發明的以替代視頻訊框來取代丟失或不可解碼的視頻訊框的實施例示意圖。
第12圖是根據本發明的取代丟失或不可解碼的視頻訊框的另一個示範性視頻解碼方法的流程圖。
第13圖是根據本發明的產生替代視頻訊框的示範性方法流程圖。
第14圖為根據本發明的詳細的運動向量外插方法流程圖。
第15a圖為根據本發明的顯示產生替代視頻訊框的實施例示意圖。
第15b圖是根據第15a圖的實施例產生P-frame的前向運動向量的實施例示意圖。
第16圖為根據本發明的產生替代視頻訊框的另一個實施例示意圖。
第17圖為根據本發明的產生替代視頻訊框的另一個實施例示意圖。
第18a圖為根據本發明的產生替代視頻訊框實施例的示意圖。
第18b圖為根據本發明的產生B-frame前向運動向量的實施例示意圖。
S500~S518．．．步驟

Claims (7)

  1. 一種視頻解碼方法，包含：提供一先前視頻訊框的一歷史語法元素；接收一當前視頻訊框以確定其中一當前語法元素；確定在該當前語法元素中是否存在一高位準語法誤差；以及在檢測到該高位準語法誤差後，根據該歷史語法元素確定一替代語法元素以替代該當前語法元素，其中該高位準語法誤差為一圖像層或圖像層之上的一語法誤差，且該確定在該當前語法元素中是否存在該高位準語法誤差的步驟是在該圖像層或圖像層之上執行的。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之視頻解碼方法，其中該先前視頻訊框是依照該視頻解碼的順序而言的。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之視頻解碼方法，其中確定該替代語法元素的步驟包含：利用該歷史語法元素來估計一正確的語法元素，並且指定該估計的結果為替代語法元素。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之視頻解碼方法，進一步包含：解碼該當前視頻訊框以檢測是否存在一丟失視頻訊框或不可解碼的視頻訊框；以及在檢測到該丟失視頻訊框或不可解碼的視頻訊框之後，產生一替代視頻訊框以取代該丟失視頻訊框或該不可解碼的視頻訊框。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之視頻解碼方法，其中 產生該替代視頻訊框的步驟包含指定在播放順序中一最接近的可解碼視頻訊框為該替代視頻訊框。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之視頻解碼方法，其中產生該替代視頻訊框的步驟包含根據一可解碼的視頻訊框以及該當前視頻訊框與該可解碼的視頻訊框之間的一時間軸上的距離產生該替代視頻訊框。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之視頻解碼方法，其中，該檢測該丟失視頻訊框的步驟進一步包含：以一解多工器接收一傳輸流，來恢復視頻分封化的基本位元流，在該視頻分封化的基本位元流的一標頭中確定一表達時間戳記以及一解碼時間戳記；以一解碼器從該視頻分封化的基本位元流獲取該當前視頻訊框，來確定該當前視頻訊框的時間軸上的參考資訊；以及以一控制器接收該表達時間戳記，該解碼時間戳記，以及該時間軸上的參考資訊，來確定是否存在一丟失視頻訊框。
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