专利名称：用于可伸缩编码和解码彩色视频的方法和设备的制作方法
技术领域：
与本发明一致的设备和方法涉及运动图像的可伸缩(scalable)编码和解码，更具体地讲，涉及基于运动图像的颜色信息的可伸缩编码和解码。
背景技术：
当对运动图像编码时，使用像素的亮度和色度的比率来表示运动图像的颜色格式，其中，像素包含于在运动图像水平方向上延伸的像素线中。在下文中，亮度用Y来表示，色度用Cb/Cr来表示。亮度表示图像的亮度，并且在ITU-R标准中，像素的亮度用8位来表示。色度代表图像的颜色，并且用两个8位值(Cb/Cr)来表示像素的颜色。表示颜色的坐标系被称为颜色空间，并且在运动图像编码组(MPEG)标准中，使用三条8位信息，即Y、Cb和Cr来表示运动图像的颜色格式。
当使用Y、Cb和Cr来表示运动图像时，根据Y、Cb和Cr之间的比率存在多种颜色格式。然而，由于Y，即亮度在所有颜色格式中是相等的，因此当以不同的颜色格式对运动图像编码时，对亮度Y重复编码是效率低的。
在由诸如MPEG-2、MPEG-4和联合视频组(JVT)标准的标准所提出的传统运动图像编码技术中，由于当以4:4:4颜色格式、4:2:2颜色格式和4:2:0颜色格式对运动图像编码时，亮度Y被重复编码，因此，当存储或传输以多种颜色格式编码的运动图像时，数据量变得不必要的庞大，并且编码效率低。
此外，在传统的运动图像编码技术中，还没有开发出可伸缩编码或解码彩色图像格式的方法。
图1示出了通过降低颜色空间分辨率来执行有损编码的操作。
如上所述，通常通过分配24位，即Y、Cb和Cr各8位来表示像素值。在有损编码方法中，考虑到人的视觉对色度比对亮度更不敏感，通过降低色度值Cb/Cr的空间分辨率来对图像进行有损编码。空间分辨率没有降低的4:4:4颜色格式的图像保持高质量的颜色信息，其中，相应于亮度值的色度值对每个像素都存在。在这种情况下，在N×N的像素图像中使用N×N个像素亮度值和N×N个像素色度值。
通过在垂直方向上保持4:4:4格式的色度值，并且1/2水平下采样4:4:4格式的色度值，来获得4:2:2颜色格式的图像。因此，如果存在N×N个4:4:4格式的色度值，那么存在N×N/2个4:2:2格式的色度值。通过在水平方向和垂直方向上1/2下采样4:4:4格式的色度值来获得4:2:0颜色格式的图像。因此，如果4:4:4格式的色度值的数目为N×N，那么4:2:0格式的色度值的数目为N/2×N/2。
图2是传统彩色视频编码设备的方框图。
如果4:4:4格式的YCrCb图像被输入到该彩色视频编码设备中，那么输出编码的4:4:4格式的比特流；如果4:2:2格式的YCrCb图像输入到该彩色视频编码设备中，那么输出编码的4:2:2格式的比特流；如果4:2:0格式的YCrCb图像输入到该彩色视频编码设备中，那么输出编码的4:2:0格式的比特流。
该彩色视频编码设备包括:亮度编码器210、色度编码器220和多路复用器230。参照图1所述，输入到色度编码器220中的色度分量根据输入图像的颜色格式而变化，并且由于亮度分量对于4:4:4、4:2:2和4:2:0格式的图像是相同的，因此，输入到亮度编码器210中的亮度分量是固定的。亮度编码器210通过从输入亮度分量信号Y预测运动矢量来补偿输入图像的运动，并输出通过对补偿的图像进行离散余弦变换、量化和熵编码而获得的Y分量纹理信息。色度编码器220输出Cb/Cr分量纹理信息，该信息是通过基于亮度分量信号Y的运动矢量补偿输入图像的运动而获得的。多路复用器230通过多路复用运动矢量、Y分量纹理信息和Cb/Cr分量纹理信息来产生编码的4:4:4、4:2:2或4:2:0视频比特流。
现在详细描述亮度编码器210的操作。运动估计单元201参照参考帧确定当前帧的宏块的运动预测值，并输出运动差作为运动矢量。也就是说，运动估计单元201在参考帧的预定搜索范围内寻找将被运动预测的宏块，确定最相似的宏块，并输出这两个宏块之间的差作为运动矢量。运动补偿器202从参考帧获得相应于运动矢量的预测宏决。
通过从当前帧的宏块中减去参考帧的运动补偿的预测宏块而获得的差由离散余弦变换器203进行离散余弦变换、由量化器204量化、由熵编码器205熵编码，并被输出作为纹理信息。多路复用器230通过将纹理信息与运动矢量多路复用来产生编码的比特流。
通过从当前帧的宏块中减去参考帧的运动补偿的预测宏块而获得的差被称为残值。编码时对这个残值进行编码以减少数据量。由于在量化过程中会产生误差，所以在离散余弦变换(DCT)过程和量化过程中所产生的误差被包含在表现为比特流的视频数据中。
为了产生参考图像，量化后的残留信号由逆量化器206和逆离散余弦变换器207处理，被加到运动预测和补偿的图像上，并被存储在解码的Y分量存储单元208中。因此，存储在解码的Y分量存储单元208中的参考图像是通过将DCT过程和量化过程中的编码误差加到当前图像中而获得的图像。色度编码器220对Cb/Cr分量执行与亮度编码器210相同的编码操作。
当运动图像分别以4:4:4、4:2:2和4:2:0格式被编码时，由于色度编码器220对4:4:4、4:2:2和4:2:0格式的Cb/Cr分量进行编码，并将它们与Y分量多路复用，因此，Y分量被重复编码。
发明内容
本发明提供了一种用于以各种颜色格式对运动图像可伸缩编码和解码的可伸缩视频编码和解码方法及设备。
根据本发明的一方面，提供了一种彩色视频编码方法，其包括通过使用基于运动预测的编码方法对亮度分量编码，来产生编码的亮度比特流；通过使用由基于运动预测的编码方法所产生的运动矢量对至少一种颜色格式的色度分量编码，来产生至少一种编码的色度比特流。
产生至少一种编码的色度比特流的步骤可包括独立地接收4:2:0、4:2:2和4:4:4颜色格式的色度分量，并对它们编码。
根据本发明的另一方面，提供了一种彩色视频编码方法，其包括通过下采样原始图像的色度分量，并使用基于运动预测的编码方法对下采样后的色度分量以及未被下采样的亮度分量编码，来产生编码的基层比特流；通过对残留的色度分量编码来产生编码的增强层比特流，所述残留的色度分量是通过上采样色度分量所获得的值与原始图像的未被下采样的色度分量之间的差，所述色度分量通过对编码的基层比特流解码被获得。
根据本发明的另一方面，提供了一种彩色视频解码方法，其包括仅使用图像的亮度分量通过对使用基于运动预测的编码方法而编码的亮度比特流解码，来产生解码的亮度分量；通过对至少一种编码的色度比特流解码，来产生至少一种解码的色度分量；通过将解码的亮度分量和至少一种解码的色度分量相加，来产生至少一种颜色格式的图像。
根据本发明的另一方面，提供了一种彩色视频解码方法，其包括对基层比特流解码，该基层比特流通过下采样原始图像的色度分量并使用基于运动预测的编码方法对下采样后的色度分量和未被下采样的亮度分量编码被产生；对通过将残留的色度分量编码而产生的增强层比特流解码，所述残留的色度分量是通过上采样色度分量所获得的值与原始图像的未被下采样的色度分量之间的差，所述色度分量通过对产生的基层比特流解码被获得；通过将从基层比特流解码的亮度分量加到解码的色度分量，来产生至少一种增强层颜色格式的图像，所述解码的色度分量通过将从基层比特流解码的色度分量和由对增强层比特流解码所获得的色度分量相加被获得。
根据本发明的另一方面，提供了一种彩色视频编码设备，其包括亮度编码器，接收图像的亮度分量，使用基于运动预测的编码方法对亮度分量编码，并输出编码的亮度比特流；和色度编码器，接收至少一种颜色格式的色度分量，使用由基于运动预测的编码方法所产生的运动矢量对色度分量编码，并输出至少一种编码的色度比特流。
色度编码器可包括第一色度编码器，接收4:2:0颜色格式的色度分量，并对其编码；第二色度编码器，接收4:2:2颜色格式的色度分量，并对其编码；和第三色度编码器，接收4:4:4颜色格式的色度分量，并对其编码。
根据本发明的另一方面，提供了一种彩色视频编码设备，其包括下采样器，下采样原始图像的色度分量；基层编码器，使用基于运动预测的编码方法对下采样后的色度分量和未被下采样的亮度分量编码，并输出编码的基层比特流；和增强层编码器，对残留的色度分量编码并输出编码的增强层比特流，所述残留的色度分量是通过上采样色度分量所获得的值与原始图像的未被下采样的色度分量之间的差，所述色度分量通过对编码的基层比特流解码被获得。
根据本发明的另一方面，提供了一种彩色视频解码设备，其包括亮度解码器，仅使用图像的亮度分量来接收使用基于运动预测的编码方法所编码的亮度比特流，对该亮度比特流解码，并输出解码的亮度分量；色度解码器，接收至少一种编码的色度比特流，对该至少一种色度比特流解码，产生至少一种解码的色度分量，并输出至少一种通过将解码的亮度分量和该至少一种解码的色度分量相加而获得的颜色格式的图像。
根据本发明的另一方面，提供了一种彩色视频解码设备，其包括基层解码器，接收基层比特流并对其解码，所述基层比特流通过下采样原始图像的色度分量并使用基于运动预测的编码方法对下采样后的色度分量和未被下采样的亮度分量编码而被产生；增强层解码器，接收通过对残留的色度分量编码而产生的增强层比特流并对其解码，所述残留的色度分量是通过上采样色度分量所获得的值与原始图像的未被下采样的色度分量之间的差，所述色度分量通过对产生的基层比特流解码被获得；增强层彩色图像输出单元，输出至少一种通过将从基层比特流解码的亮度分量加到解码的色度分量而获得的增强层颜色格式的图像，所述解码的色度分量通过将从基层比特流解码的色度分量和从增强层比特流解码的色度分量相加被获得。
根据本发明的另一方面，提供了一种在其上记录有编码的彩色图像的信息存储介质，其包括编码的亮度比特流，其通过使用基于运动预测的编码方法对图像的亮度分量编码被产生；和至少一种编码的色度比特流，其通过使用由基于运动预测的编码方法所产生的运动矢量对至少一种颜色格式的色度分量编码而被产生。
亮度比特流可以通过确定运动矢量并多路复用该运动矢量和亮度纹理信息被产生。所述亮度纹理信息基于该运动矢量通过使用基于运动预测的编码方法对亮度分量编码被获得。
此外，4:2:0、4:2:2和4:4:4颜色格式的色度分量可以被独立地编码在色度比特流中。
根据本发明的另一方面，提供了一种在其上记录有编码的彩色图像的信息存储介质，其包括编码的基层比特流，其通过下采样原始图像的色度分量并使用基于运动预测的编码方法对下采样后的色度分量和未被下采样的亮度分量编码被产生；编码的增强层比特流，其通过对残留的色度分量编码被产生，所述残留的色度分量是通过上采样色度分量所获得的值与原始图像的未被下采样的色度分量之间的差，所述色度分量通过对编码的基层比特流解码被获得。
通过参照附图对本发明的示例性的实施例进行详细描述，本发明的上述和其他方面将会变得更加清楚，其中图1示出了通过降低颜色空间分辨率来执行有损编码的操作；图2是传统的彩色视频编码设备的方框图；图3是根据本发明示例性的实施例的可伸缩编码彩色视频设备的方框图；图4是根据本发明示例性的实施例的可伸缩解码彩色视频设备的方框图；图5是示出根据本发明示例性的实施例的可伸缩编码彩色视频方法的流程图；图6是示出根据本发明示例性的实施例的可伸缩彩色视频解码方法的流程图；图7是根据本发明另一示例性的实施例的可伸缩编码彩色视频设备的方框图；图8是根据本发明另一示例性的实施例的可伸缩解码彩色视频设备的方框图；图9是示出根据本发明另一示例性的实施例的可伸缩编码彩色视频方法的流程图；图10是示出根据本发明另一示例性的实施例的可伸缩解码彩色视频方法的流程图。
具体实施例方式
下面，将参照附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的多个示例性的实施例。
图3是根据本发明示例性的实施例的可伸缩编码彩色视频设备的方框图。
该彩色视频编码设备包括亮度编码器310、色度编码器320和多路复用器330。色度编码器320包括第一色度编码器322、第二色度编码器324和第三色度编码器326。
亮度编码器310接收Y分量，使用基于运动预测的编码方法对Y分量编码，并输出Y分量纹理信息和Y分量运动矢量。编码过程与参照图2所述的相同。第一色度编码器322接收4:2:0格式的Cb/Cr分量，通过使用Y分量运动矢量补偿该4:2:0格式的Cb/Cr分量来对其编码，并输出4:2:0的增强层比特流。第二色度编码器324接收4:2:2格式的Cb/Cr分量，通过使用Y分量运动矢量补偿该4:2:2格式的Cb/Cr分量来对其编码，并输出4:2:2的增强层比特流。第三色度编码器326接收4:4:4格式的Cb/Cr分量，通过使用Y分量运动矢量补偿该4:4:4格式的Cb/Cr分量来对其编码，并输出4:4:4的增强层比特流。该彩色视频编码设备可以使用任何传统的基于运动预测的编码方法。多路复用器330通过多路复用编码的Y分量纹理信息和运动矢量来输出基层比特流。
图4是根据本发明示例性的实施例的可伸缩解码彩色视频设备的方框图。
该彩色视频解码设备包括亮度解码器410和色度解码器420。色度解码器420包括第一色度解码器422、第二色度解码器424和第三色度解码器426。
亮度解码器410接收由亮度编码器310和多路复用器330所产生的基层比特流，提取运动矢量，通过使用运动矢量对基层比特流熵解码、逆量化并进行逆离散余弦变换(IDCT)来输出Y分量。
第一色度解码器422接收4:2:0颜色格式的增强层比特流，使用由亮度解码器410所提取的运动矢量来产生4:2:0色度分量，并输出4:2:0格式的彩色图像，该图像通过将从亮度解码器410输出的Y分量加到4:2:0色度分量而获得。
第二色度解码器424接收4:2:2颜色格式的增强层比特流，使用由亮度解码器410所提取的运动矢量来产生4:2:2色度分量，并输出4:2:2格式的彩色图像，该图像通过将从亮度解码器410输出的Y分量加到4:2:2色度分量而获得。
第三色度解码器426接收4:4:4颜色格式的增强层比特流，使用由亮度解码器410所提取的运动矢量来产生4:4:4色度分量，并输出4:4:4格式的彩色图像，该图像通过将从亮度解码器410输出的Y分量加到4:4:4色度分量而获得。
图5是示出根据本发明示例性的实施例的可伸缩编码彩色视频方法的流程图。
在操作S510中，使用上述基于运动预测的编码方法中的一个对亮度分量编码。然后，在操作S520中，使用在产生亮度比特流的过程中所提取的运动矢量来分别对4:2:0、4:2:2和4:4:4颜色格式的色度分量编码。因此，产生了4:2:0、4:2:2和4:4:4颜色格式的色度比特流。由于当网络状态不正常时，色度比特流不被传输，因此考虑到网络状态，可伸缩编码非常有用。
图6是示出根据本发明示例性的实施例的可伸缩解码彩色视频方法的流程图。
在操作S610中，使用彩色视频编码方法所产生的编码的亮度比特流被解码以产生亮度图像。由于不包含色度分量，所以亮度图像是一个由亮和暗来区分的黑/白图像。接着，在操作S620中，通过对4:2:0、4:2:2和4:4:4颜色格式的色度比特流解码来产生4:2:0、4:2:2和4:4:4颜色格式的色度图像。然后，在操作S630中，通过将色度图像加到亮度图像来产生4:2:0、4:2:2和4:4:4格式的彩色图像。当色度比特流由于网络状态不正常而不能被接收时，或者当接收到的色度比特流中存在错误时，输出仅包含亮度图像的运动图像。因此，可根据情况执行可伸缩解码。
图7是根据本发明另一示例性的实施例的可伸缩编码彩色视频设备的方框图。
该彩色视频编码设备包括下采样器710、基层编码器720、第一增强层编码器730和第二增强层编码器740。
第一下采样器712通过下采样包括N×N个像素的4:4:4格式的Cb/Cr图像来产生包括(N/2)×(N/2)个像素的4:2:0格式的Cb/Cr图像；第二下采样器714通过下采样4:4:4格式的Cb/Cr图像来产生包括N×(N/2)个像素的4:2:2格式的Cb/Cr图像。Y分量和由第一下采样器712所产生的4:2:0格式的Cb/Cr分量被输入到基层编码器720中，并且从基层编码器720中输出4:2:0格式的基层比特流。在基层编码器720中，存储在解码的图像存储单元722中的解码的4:2:0格式的Cb/Cr分量被输入到第一上采样器732中，其中，第一上采样器732包含在第一增强层编码器730中。第一上采样器732通过上采样解码的4:2:0格式的Cb/Cr分量来产生解码的4:2:2格式的Cb/Cr图像。可以使用MPEG标准中所使用的颜色上采样滤波器来执行第一上采样器732所执行的上采样。
第一增强层编码器730通过对残留的4:2:2格式的Cb/Cr图像执行DCT、量化和熵编码来产生4:2:2格式的Cb/Cr比特流，其中，残留的4:2:2格式的Cb/Cr图像是由第二下采样器714下采样所得到的4:2:2格式的Cb/Cr分量与第一上采样器732所产生的解码的4:2:2格式的Cb/Cr分量之间的差。在产生4:2:2格式的Cb/Cr比特流的过程中，通过对输入到熵编码器的色度分量逆量化并执行IDCT所获得的色度图像被加到由第一上采样器732所产生的解码的4:2:2格式的Cb/Cr图像上，相加后的图像被存储在解码的图像存储单元734中。
存储在解码的图像存储单元734中的解码的4:2:2格式的Cb/Cr分量被输入到第二上采样器742中，其中，第二上采样器742包含在第二增强层编码器740中。第二上采样器742通过上采样解码的4:2:2格式的Cb/Cr分量来产生4:4:4格式的Cb/Cr图像。可以使用在MPEG标准中所使用的颜色上采样滤波器来执行第二上采样器742所执行的上采样。第二增强层编码器740通过对残留的4:4:4格式的Cb/Cr图像执行DCT、量化和熵编码来产生4:4:4格式的Cb/Cr比特流，其中，残留的4:4:4格式的Cb/Cr图像是4:4:4格式的Cb/Cr分量与第二上采样器742所产生的解码的4:4:4格式的Cb/Cr分量之间的差。
在基层编码器720、第一增强层编码器730和第二增强层编码器740中所执行的编码方法可以是任何传统的基于运动预测的编码方法。
图8是根据本发明另一示例性的实施例的可伸缩解码彩色视频设备的方框图。
该可伸缩彩色视频解码设备包括基层解码器810、第一增强层解码器820、第二增强层解码器830和增强层彩色视频输出单元840。
基层解码器810接收4:2:0格式的基层比特流，并且通过对4:2:0格式的基层比特流解码来输出4:2:0格式的彩色图像。4:2:0格式的彩色图象的4:2:0格式的Cb/Cr分量和Y分量存储在解码的图像存储单元812中，其中，解码的图像存储单元812包含在基层解码器810中。4:2:0格式的Cb/Cr分量被输入到第一增强层解码器820中。第一上采样器822接收4:2:0格式的Cb/Cr分量，产生4:2:2格式的Cb/Cr分量。第一增强层解码器820接收4:2:2格式的Cb/Cr比特流，通过对4:2:2格式的Cb/Cr比特流进行熵解码、逆量化和执行IDCT来产生4:2:2格式的Cb/Cr分量，通过将所产生的4:2:2格式的Cb/Cr分量和上采样得到的4:2:2格式的Cb/Cr分量相加来产生解码的4:2:2格式的Cb/Cr图像，并将解码的4:2:2格式的Cb/Cr图像存储在解码的Cb/Cr分量存储单元824中。增强层彩色视频输出单元840接收存储的4:2:2格式的Cb/Cr分量，并通过将4:2:2格式的Cb/Cr分量加到从解码的图像存储单元812输出的Y分量来输出4:2:2格式的彩色图像，其中，解码的图像存储单元812包含在基层解码器810中。
包含在第二增强层解码器830中的第二上采样器832从解码的Cb/Cr分量存储单元824接收解码的4:2:2格式的Cb/Cr分量，并产生4:4:4格式的Cb/Cr分量，其中，解码的Cb/Cr分量存储单元824包含在第一增强层解码器820中。第二增强层解码器830接收4:4:4格式的Cb/Cr比特流，通过对4:4:4格式的Cb/Cr比特流进行熵解码、逆量化和执行IDCT来产生4:4:4格式的Cb/Cr分量，通过将产生的4:4:4格式的Cb/Cr分量和上采样得到的4:4:4格式的Cb/Cr分量相加来产生解码的4:4:4格式的Cb/Cr图像，并将解码的4:4:4格式的Cb/Cr图像存储在解码的Cb/Cr分量存储单元834中。增强层彩色视频输出单元840接收存储的4:4:4格式的Cb/Cr分量，并通过将4:4:4格式的Cb/Cr分量加到从解码的图像存储单元812输出的Y分量来输出4:4:4格式的彩色图像，其中，解码的图像存储单元812包含在基层解码器810中。
图9是示出根据本发明另一示例性的实施例的可伸缩编码彩色视频方法的流程图。
参照图9，在操作S910中，4:4:4格式的彩色视频数据被接收。在操作S920中，通过接收4:4:4格式的彩色视频数据的4:4:4格式的Cb/Cr分量并对其下采样，来产生4:2:2格式的Cb/Cr分量和4:2:0格式的Cb/Cr分量。在操作S930中，通过使用基于运动预测的编码方法对4:2:0格式的Cb/Cr分量和4:4:4格式的彩色视频数据的Y分量编码，来产生基层比特流。在操作S940中，通过产生残留的4:2:2格式的Cb/Cr分量并对其编码，来产生4:2:2格式的第一增强层Cb/Cr比特流，其中，残留的4:2:2格式的Cb/Cr分量是通过下采样4:4:4格式的Cb/Cr分量所产生的4:2:2格式的Cb/Cr分量与通过上采样解码的4:2:0格式的Cb/Cr分量所产生的4:2:2格式的Cb/Cr分量之间的差，其中，解码的4:2:0格式的Cb/Cr分量在基层比特流产生时被产生。
在操作S950中，通过将由解码4:2:2格式的第一增强层Cb/Cr比特流所产生的4:2:2格式的Cb/Cr分量和由上采样解码4:2:0格式的Cb/Cr分量所产生的4:2:2格式的Cb/Cr分量相加，来产生解码的4:2:2格式的Cb/Cr分量，其中，解码的4:2:0格式的Cb/Cr分量在基层比特流产生时被产生。在操作S960中，通过产生残留的4:4:4格式的Cb/Cr分量并对其编码，来产生4:4:4格式的第二增强层Cb/Cr比特流，其中，残留的4:4:4格式的Cb/Cr分量是4:4:4格式的彩色视频数据的4:4:4格式的Cb/Cr分量与通过上采样解码的4:2:2格式的Cb/Cr分量所产生的4:4:4格式的Cb/Cr分量之间的差。
图10是示出根据本发明另一示例性的实施例的可伸缩解码彩色视频方法的流程图。
参照图10，在操作S1010中，通过使用基于运动预测的解码方法对4:2:0格式的基层比特流解码，来产生解码的4:2:0格式的彩色图像。在操作S1020中，通过上采样在操作S1010中所产生的解码的4:2:0格式的Cb/Cr分量，来产生4:2:2格式的Cb/Cr分量。在操作S1030中，通过对第一增强层比特流解码，来产生另一4:2:2格式的Cb/Cr分量。在操作S1040中，通过将在操作S1020中所产生的4:2:2格式的Cb/Cr分量和在操作S1030中所产生的4:2:2格式的Cb/Cr分量相加，来产生解码的4:2:2格式的Cb/Cr分量。在操作S1050中，通过将在操作S1010中产生的Y分量和在操作S1040中产生的解码的4:2:2格式的Cb/Cr分量相加，来输出4:2:2格式的彩色图像。
在操作S1060中，通过上采样在操作S1040中产生的解码的4:2:2格式的Cb/Cr分量，来产生4:4:4格式的Cb/Cr分量。在操作S1070中，通过接收第二增强层比特流并对其解码，来产生另一4:4:4格式的Cb/Cr分量。在操作S1080中，通过将在操作S1060中产生的4:4:4格式的Cb/Cr分量和在操作S1070中产生的4:4:4格式的Cb/Cr分量相加，来产生解码的4:4:4格式的Cb/Cr分量。在操作S1090中，通过将在操作S1010中产生的Y分量和在操作S1080中产生的解码的4:4:4格式的Cb/Cr分量相加，来输出4:4:4格式的彩色图像。
本发明可以通过运行来自于计算机可读介质的程序而被实施在通用计算机中，计算机可读介质包括但并不限于诸如磁存储介质(ROM、RAM、软盘、磁带等)、光可读介质(CD-ROM，DVD等)等存储介质及载波(通过因特网的传输)。为使许多经由网络连接的计算机系统能实现分布式处理，本发明可以被实施为将计算机可读程序代码单元实施在其中的计算机可读介质。用于实施本发明的功能程序、代码和代码段可以由本发明所属技术领域的程序员很容易地推导出来。
如上所述，根据本发明的示例性的实施例，根据运动图像在其中被编码的颜色格式，通过将运动图像可伸缩编码，可以有效地执行运动图像的存储、传输和再现。
虽然本发明是参照其示例性的实施例被具体描述和显示的，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。上述示例性的实施例应该被理解为仅仅是描述性的意义，而不是为了限制的目的。因此，本发明的范围不仅由其详细描述来限定，而且还由所附权利要求来限定，在该范围之内的所有差异都会被解释为包括在本发明中。
权利要求
1.一种彩色视频编码方法，包括通过使用基于运动预测的编码方法对亮度分量编码，来产生编码的亮度比特流；和通过使用由基于运动预测的编码方法所产生的运动矢量对至少一种颜色格式的色度分量编码，来产生至少一种编码的色度比特流。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，产生编码的亮度比特流的步骤包括从图像的亮度分量获得运动矢量；和通过多路复用从亮度分量获得的运动矢量和亮度分量纹理信息，来产生亮度比特流，所述亮度分量纹理信息基于从亮度分量获得的运动矢量通过使用基于运动预测的编码方法对亮度分量编码被获得。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，产生至少一种编码的色度比特流的步骤包括独立地接收4:2:0、4:2:2和4:4:4颜色格式的色度分量并对它们编码。
4.一种彩色视频编码方法，包括通过下采样原始图像的色度分量，并使用基于运动预测的编码方法对原始图像的下采样后的色度分量以及原始图像的未被下采样的亮度分量编码，来产生编码的基层比特流；和通过对残留的色度分量编码来产生编码的增强层比特流，所述残留的色度分量是通过上采样色度分量所获得的值与原始图像的未被下采样的色度分量之间的差，所述色度分量通过对编码的基层比特流解码被获得。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，下采样原始图像的色度分量的步骤包括将原始图像的4:4:4格式的色度分量下采样为4:2:0格式的色度分量。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，产生编码的增强层比特流的步骤包括通过上采样由对编码的基层比特流解码所获得的4:2:0格式的色度分量，来产生4:2:2格式的色度分量，对由上采样4:2:0格式的色度分量所产生的4:2:2格式的色度分量和由下采样原始图像的色度分量所获得的4:2:2格式的色度分量之间的差编码，以产生编码的4:2:2格式的色度比特流；和通过上采样由对编码的4:2:2格式的色度比特流解码所获得的4:2:2格式的色度分量，来产生4:4:4格式的色度分量，对4:4:4格式的色度分量和原始图像的色度分量之间的差编码，以产生编码的4:4:4格式的色度比特流。
7.一种彩色视频解码方法，包括仅使用图像的亮度分量通过对使用基于运动预测的编码方法而编码的亮度比特流解码，来产生解码的亮度分量；通过对至少一种编码的色度比特流解码，来产生至少一种解码的色度分量；和通过将解码的亮度分量和该至少一种解码的色度分量相加，来产生至少一种颜色格式的图像。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，产生至少一种解码的色度分量的步骤包括独立地接收编码的4:2:0、4:2:2和4:4:4颜色格式的比特流并对它们解码。
9.一种彩色视频解码方法，包括对基层比特流解码，该基层比特流通过下采样原始图像的色度分量并使用基于运动预测的编码方法对下采样后的色度分量和原始图像的未被下采样的亮度分量编码被产生；对通过将残留的色度分量编码而产生的增强层比特流解码，所述残留的色度分量是通过上采样色度分量所获得的值与原始图像的未被下采样的色度分量之间的差，所述色度分量通过对基层比特流解码被获得；和通过将从基层比特流解码的亮度分量加到解码的色度分量，来产生至少一种增强层颜色格式的图像，所述解码的色度分量通过将从基层比特流解码的色度分量和由对增强层比特流解码所获得的色度分量相加被获得。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，下采样原始图像的色度分量的步骤包括将4:4:4格式的原始图像的色度分量下采样为4:2:0格式的色度分量。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，对增强层比特流解码的步骤包括通过上采样由对基层比特流解码而获得的4:2:0格式的色度分量，来产生4:2:2格式的色度分量，并且通过将4:2:2格式的色度分量和由对4:2:2格式的色度比特流解码所获得的值相加，来产生解码的4:2:2格式的色度分量；和通过上采样解码的4:2:2格式的色度分量来产生4:4:4格式的色度分量，并且通过将4:4:4格式的色度分量和由对4:4:4格式的色度比特流解码所获得的值相加，来产生解码的4:4:4格式的色度分量。
12.一种彩色视频编码设备，包括亮度编码器，接收图像的亮度分量，使用基于运动预测的编码方法对亮度分量编码，并输出编码的亮度比特流；和色度编码器，接收至少一种颜色格式的色度分量，使用由基于运动预测的编码方法所产生的运动矢量对色度分量编码，并输出至少一种编码的色度比特流。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，亮度编码器从亮度分量获得运动矢量，通过多路复用运动矢量和亮度分量纹理信息来产生亮度比特流，所述亮度分量纹理信息基于运动矢量通过使用基于运动预测的编码方法对亮度分量编码被获得。
14.根据权利要求12所述的设备，其中，色度编码器独立地接收4:2:0、4:2:2和4:4:4颜色格式的色度分量并对它们编码。
15.根据权利要求14所述的设备，其中，色度编码器包括第一色度编码器，接收4:2:0颜色格式的色度分量并对其编码；第二色度编码器，接收4:2:2颜色格式的色度分量并对其编码；和第三色度编码器，接收4:4:4颜色格式的色度分量并对其编码。
16.一种彩色视频编码设备，包括下采样器，下采样原始图像的色度分量；基层编码器，使用基于运动预测的编码方法对下采样后的色度分量和未被下采样的亮度分量编码，并输出编码的基层比特流；和增强层编码器，对残留的色度分量编码，并输出编码的增强层比特流，所述残留的色度分量是通过上采样色度分量所获得的值与原始图像的未被下采样的色度分量之间的差，所述色度分量通过对编码的基层比特流解码被获得。
17.根据权利要求16所述的设备，其中，下采样器包括第一下采样器，接收原始图像的4:4:4格式的色度分量，并将4:4:4格式的色度分量下采样为4:2:0格式的色度分量；和第二下采样器，接收原始图像的4:4:4格式的色度分量，并将4:4:4格式的色度分量下采样为4:2:2格式的色度分量。
18.根据权利要求16所述的设备，其中，增强层编码器包括第一增强层编码器，通过上采样由对编码的基层比特流解码而获得的4:2:0格式的色度分量，来产生4:2:2格式的色度分量，对通过上采样4:2:0格式的色度分量所产生的4:2:2格式的色度分量和通过下采样原始图像的色度分量所获得的4:2:2格式的色度分量之间的差编码，并输出编码的4:2:2格式的色度比特流；和第二增强层编码器，通过上采样由对编码的4:2:2格式的色度比特流解码而获得的4:2:2格式的色度分量，来产生4:4:4格式的色度分量，对4:4:4格式的色度分量和原始图像的色度分量之间的差编码，并输出编码的4:4:4格式的色度比特流。
19.一种彩色视频解码设备，包括亮度解码器，仅使用图像的亮度分量来接收使用基于运动预测的编码方法所编码的亮度比特流，对该亮度比特流解码，并输出解码的亮度分量；和色度解码器，接收至少一种编码的色度比特流，对该至少一种色度比特流解码，产生至少一种解码的色度分量，并输出至少一种通过将解码的亮度分量和该至少一种解码的色度分量相加所获得的颜色格式的图像。
20.根据权利要求19所述的设备，其中，色度解码器独立地接收编码的4:2:0、4:2:2和4:4:4颜色格式的比特流，并对它们解码。
21.一种彩色视频解码设备，包括基层解码器，接收基层比特流并对其解码，所述基层比特流通过下采样原始图像的色度分量并使用基于运动预测的编码方法对下采样后的色度分量和未被下采样的亮度分量编码而被产生；增强层解码器，接收通过对残留的色度分量编码而产生的增强层比特流并对其解码，所述残留的色度分量是通过上采样色度分量所获得的值与原始图像的未被下采样的色度分量之间的差，所述色度分量通过对产生的基层比特流解码被获得；和增强层彩色图像输出单元，输出至少一种通过将从基层比特流解码的亮度分量加到解码的色度分量而获得的增强层颜色格式的图像，所述解码的色度分量通过将从基层比特流解码的色度分量和从增强层比特流解码的色度分量相加被获得。
22.根据权利要求21所述的设备，其中，增强层解码器包括第一增强层解码器，通过上采样由对产生的基层比特流解码而获得的4:2:0格式的色度分量，来产生4:2:2格式的色度分量，并通过将由上采样4:2:0格式的色度分量所产生的4:2:2格式的色度分量和由对4:2:2格式的色度比特流解码所获得的值相加，来产生解码的4:2:2格式的色度分量；和第二增强层解码器，通过上采样解码的4:2:2格式的色度分量来产生4:4:4格式的色度分量，并通过将4:4:4格式的色度分量和由对4:4:4格式的色度比特流解码所获得的值相加，来产生解码的4:4:4格式的色度分量。
23.一种在其上记录有编码的彩色图象的信息存储介质，包括编码的亮度比特流，其通过使用基于运动预测的编码方法对图像的亮度分量编码被产生；和至少一种编码的色度比特流，其通过使用由基于运动预测的编码方法所产生的运动矢量对至少一种颜色格式的色度分量编码而被产生。
24.根据权利要求23所述的信息存储介质，其中，亮度比特流通过从亮度分量确定运动矢量并多路复用该运动矢量和亮度纹理信息而被产生，所述亮度纹理信息基于该运动矢量通过使用基于运动预测的编码方法对亮度分量编码被获得。
25.根据权利要求23所述的信息存储介质，其中，4:2:0、4:2:2和4:4:4颜色格式的色度分量被独立地编码在色度比特流中。
26.一种在其上记录有编码的彩色图像的信息存储介质，包括:编码的基层比特流，其通过下采样原始图像的色度分量并使用基于运动预测的编码方法对下采样后的色度分量和原始图像的未被下采样的亮度分量编码被产生；和编码的增强层比特流，其通过对残留的色度分量编码被产生，所述残留的色度分量是通过上采样色度分量所获得的值与原始图像的未被下采样的色度分量之间的差，所述色度分量通过对编码的基层比特流解码被获得。
全文摘要
提供了一种基于运动图像颜色信息的可伸缩编码和解码方法和设备。彩色视频编码方法包括通过使用基于运动预测的编码方法对亮度分量编码，来产生编码的亮度比特流；通过使用由基于运动预测的编码方法所产生的运动矢量对至少一种颜色格式的色度分量编码，来产生至少一种编码的色度比特流。使用这种方法，根据运动图像在其中被编码的颜色格式，通过对运动图像可伸缩编码，可以有效地执行运动图像的存储、传输和再现。
文档编号H04N11/14GK1728833SQ20051008319
公开日2006年2月1日 申请日期2005年7月13日 优先权日2004年7月15日
发明者金海光 申请人:学校法人大洋学园, 三星电子株式会社