用于收發(fā)信號的設(shè)備和用于收發(fā)信號的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于發(fā)送和接收信號的方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著視頻信號處理速度已增加，已經(jīng)對對超高清晰度(UHD)視頻進(jìn)行編碼/解碼的方法進(jìn)行了研宄。另外，還已經(jīng)對當(dāng)使用常規(guī)HD接收機(jī)來接收UHD視頻時在沒有任何麻煩的情況下處理HD視頻以及UHD的方法進(jìn)行了研宄。
[0003]然而，盡管基于4:2:0色度子采樣格式使用了常規(guī)HD廣播，但是4:2:2或4:4:4色度子采樣格式可以被用于HD視頻以便提供更增強(qiáng)的顏色。例如，在利用4:2:2格式(或4:4:4格式)廣播情況下，該格式不與常規(guī)HDTV兼容，進(jìn)而存在的問題在于接收常規(guī)廣播信號的接收機(jī)不能夠適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)HD廣播。
[0004]當(dāng)與常規(guī)色度子采樣方法不同的色度子采樣方法被用于高質(zhì)量廣播時，存在對于同樣在沒有任何麻煩的情況下由常規(guī)HDTV接收/輸出視頻信號的方法的需要。常規(guī)的4:2:0色度子采樣方法和4:2:2色度子采樣方法的兼容性方法是需要的，并且針對掃描方法的逐行方法和交錯方法的兼容性方法也是需要的。然而，目前，存在的問題在于沒有針對這些方法的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問題
[0006]設(shè)計(jì)來解決該問題的本發(fā)明的目的在于用于發(fā)送并且接收信號以便提供與視頻數(shù)據(jù)的子采樣格式的兼容性的方法和設(shè)備。
[0007]設(shè)計(jì)來解決該問題的本發(fā)明的另一目的在于用于發(fā)送并且接收信號以便在提供與現(xiàn)有廣播接收機(jī)兼容的視頻采樣格式的同時提供具有不同的視頻采樣格式的高分辨率視頻的方法和設(shè)備。
[0008]技術(shù)方案
[0009]本發(fā)明的目的能夠通過提供一種發(fā)送信號的方法來實(shí)現(xiàn)，該方法包括以下步驟:對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼；生成包括用于利用多個視頻采樣格式來顯示所述編碼視頻數(shù)據(jù)的視頻合成元數(shù)據(jù)信息(UHD_composit1n_metadata)的信令信息；以及對所述編碼視頻數(shù)據(jù)和所述信令信息進(jìn)行復(fù)用并且發(fā)送經(jīng)復(fù)用的視頻數(shù)據(jù)和信令信息。
[0010]所述編碼視頻數(shù)據(jù)可以包括以亮度分量Y及色度分量Cb和色度分量Cr的4:2:2的比采樣的視頻數(shù)據(jù)。
[0011]以所述亮度分量Y及所述色度分量Cb和所述色度分量Cr的4:2:2的比采樣的所述視頻數(shù)據(jù)可以包括以所述亮度分量Y及所述色度分量Cb和所述色度分量Cr的4:2:0的比采樣的視頻數(shù)據(jù)、所述色度分量Cb和所述色度分量Cr的殘差數(shù)據(jù)以及所述UHD_composit1n—metadata0
[0012]所述UHD—composit1n—metadata可以指示所述編碼視頻數(shù)據(jù)包括以所述亮度分量Y及所述色度分量Cb和所述色度分量Cb的4:2:0的比采樣的視頻數(shù)據(jù)、以及所述色度分量Cb和所述色度分量Cr的殘差數(shù)據(jù)。
[0013]在本發(fā)明的另一方面中，本文所提供的是一種接收信號的方法，該方法包括以下步驟:對包括視頻流和指示所述視頻流能夠利用多個視頻采樣格式顯示的視頻合成元數(shù)據(jù)信息(UHD_composit1n_metadata)的信令信息進(jìn)行解復(fù)用；對經(jīng)解復(fù)用的信令信息進(jìn)行解碼；以及基于所述UHD_composit1n_metadata來對發(fā)送到所述視頻流中的至少一個視頻流的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。
[0014]所述視頻流可以包括以亮度分量Y及色度分量Cb和色度分量Cr的4:2:2的比采樣的視頻數(shù)據(jù)。以所述亮度分量Y及所述色度分量Cb和所述色度分量Cr的4:2:2的比采樣的所述視頻數(shù)據(jù)可以包括以所述亮度分量Y及所述色度分量Cb和所述色度分量Cr的4:2:0的比采樣的視頻數(shù)據(jù)、所述色度分量Cb和所述色度分量Cr的殘差數(shù)據(jù)以及所述UHD_compo s it1n_metadata。
[0015]所述UHD_composit1n_metadata可以指示所述視頻流包括以所述亮度分量Y及所述色度分量Cb和所述色度分量Cb的4:2:0的比采樣的視頻數(shù)據(jù)、以及所述色度分量Cb和所述色度分量Cr的殘差數(shù)據(jù)。
[0016]在本發(fā)明的另一方面中，本文所提供的是一種信號發(fā)送設(shè)備，該信號發(fā)送設(shè)備包括:編碼器，該編碼器用于對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼；信令信息生成器，該信令信息生成器用于生成包括用于利用多個視頻采樣格式來顯示所述編碼視頻數(shù)據(jù)的視頻合成元數(shù)據(jù)信息(UHD_composit1n_metadata)的信令信息；以及復(fù)用器，該復(fù)用器用于對所述編碼視頻數(shù)據(jù)和所述信令信息進(jìn)行復(fù)用。
[0017]在本發(fā)明的另一方面中，本文所提供的是一種信號接收設(shè)備，該信號接收設(shè)備包括:解復(fù)用器，該解復(fù)用器用于對包括視頻流和指示所述視頻流能夠利用多個視頻采樣格式顯示的視頻合成元數(shù)據(jù)信息(UHD_composit1n_metadata)的信令信息進(jìn)行解復(fù)用；信令信息解碼器，該信令信息解碼器用于對經(jīng)解復(fù)用的信令信息進(jìn)行解碼；以及解碼器，該解碼器用于基于所述UHD_composit1n_metadata來對發(fā)送到所述視頻流中的至少一個視頻流的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。
[0018]有益效果
[0019]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，可以發(fā)送并且接收視頻數(shù)據(jù)以提供與視頻數(shù)據(jù)的子采樣格式的兼容性。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，在提供與現(xiàn)有廣播接收機(jī)兼容的視頻采樣格式的同時，可以發(fā)送并且接收具有不同的視頻采樣格式的高分辨率視頻。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，可以提供與用于僅支持現(xiàn)有4:2:0色度子采樣格式的HD系統(tǒng)的交錯方法的兼容性，并且還可以提供具有不同的色度子采樣格式的高分辨率視頻。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，HDTV接收機(jī)還可以通過UHDTV廣播頻道來接收HD視頻信號，并且UHD接收機(jī)還可以根據(jù)由各個接收機(jī)支持的色度子采樣格式來接收信號。
【附圖說明】
[0023]圖1是例示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的信號發(fā)送方法的圖。
[0024]圖2是例示了當(dāng)視頻格式是逐行時亮度Y的信號以及色度子采樣格式的色度Cb和色度Cr的信號的采樣的構(gòu)思的圖。
[0025]圖3是例示了將UHD視頻編碼為高分辨率視頻的方法的圖。
[0026]圖4是例示了將4:2:0采樣視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成4:2:2采樣視頻數(shù)據(jù)的示例的圖。
[0027]圖5是例示了上采樣的圖。
[0028]圖6是例示了上采樣過程的圖。
[0029]圖7是例示了用于提供4:2:0HD視頻和4:2:2UHD視頻的流的結(jié)構(gòu)的示例的圖。
[0030]圖8是例示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的信號發(fā)送設(shè)備的圖。
[0031]圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的信號發(fā)送設(shè)備的圖。
[0032]圖10是例示了根據(jù)視頻采樣的掃描方法的示例的圖。
[0033]圖11是例示了利用兼容的掃描方法將高分辨率視頻數(shù)據(jù)改變?yōu)榈头直媛室曨l數(shù)據(jù)的第一示例的圖。
[0034]圖12是例示了利用兼容的掃描方法將高分辨率視頻數(shù)據(jù)改變?yōu)榈头直媛室曨l數(shù)據(jù)的第二示例的圖。
[0035]圖13是例示了利用兼容的掃描方法將高分辨率視頻數(shù)據(jù)改變?yōu)榈头直媛室曨l數(shù)據(jù)的第三示例的圖。
[0036]圖14是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的信號接收設(shè)備的解碼器。
[0037]圖15是例示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于顯示視頻的信令信息的圖。
[0038]圖16是例示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的信令信息的詳細(xì)語法值的圖。
[0039]圖17例示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的流級描述符的示例。
[0040]圖18是例示了指示前述視頻的分辨率和幀速率的信息的值的圖。
[0041]圖19是例示了關(guān)于原始UHD視頻的色度子采樣格式的信息的圖。
[0042]圖20例示了關(guān)于視頻數(shù)據(jù)的殘差數(shù)據(jù)的分辨率信息。
[0043]圖21例示了關(guān)于在增強(qiáng)層中發(fā)送的信號的信息。
[0044]圖22例示了前述描述符被包括在其它信令信息中的情況。
[0045]圖23例示了例示的描述符被包括在其它信令信息中的情況。
[0046]圖24例示了例示的描述符被包括在其它信令信息中的情況。
[0047]圖25例示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的視頻數(shù)據(jù)的SEI區(qū)域的有效負(fù)荷的語法。
[0048]圖26是例示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的信號接收設(shè)備的圖。
[0049]圖27是例示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的信號接收方法的圖。
[0050]圖28是例示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的信號發(fā)送設(shè)備的圖。
[0051]圖29是例示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的信號接收設(shè)備的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052]在下文中，將通過參照【附圖說明】本發(fā)明的示例性實(shí)施方式詳細(xì)地描述本發(fā)明。
[0053]圖1是例示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的信號發(fā)送方法的圖。
[0054]視頻數(shù)據(jù)被編碼(SllO)。當(dāng)視頻數(shù)據(jù)被編碼時，可以根據(jù)將在下面描述的本發(fā)明的實(shí)施方式將作為視頻數(shù)據(jù)的編碼信息的視頻合成元數(shù)據(jù)信息(UHD_C0mp0Siti0n_metadata)添加到編碼視頻數(shù)據(jù)。
[0055]編碼視頻數(shù)據(jù)可以包括以亮度分量Y及色度分量Cb和色度分量Cr的4:2:2的比采樣的視頻數(shù)據(jù)。另外，以亮度分量Y及色度分量Cb和色度分量Cr的4:2:2的比采樣的視頻數(shù)據(jù)可以包括以亮度分量Y及色度分量Cb和色度分量Cr的4:2:0的比采樣的視頻數(shù)據(jù)、以及色度分量Cb和色度分量Cr的殘差數(shù)據(jù)以及UHD_C0mp0Siti0n_metadata。將參照圖7 (UHD_composit1n_metadata)和圖25詳細(xì)地描述編碼視頻數(shù)據(jù)和UHD_composit1n_metadata的構(gòu)造。
[0056]可以根據(jù)子采樣和分辨率將視頻數(shù)據(jù)可縮放地編碼為各個層數(shù)據(jù)項(xiàng)。在圖8和圖9中例示了對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的示例。另外，當(dāng)需要在編碼期間根據(jù)視頻數(shù)據(jù)的子采樣和分辨率來改變掃描方法時，視頻數(shù)據(jù)可以由編碼器編碼以便通過圖11至圖13的方法來改變視頻數(shù)據(jù)的掃描方法。
[0057]當(dāng)編碼視頻數(shù)據(jù)被添加到廣播信號并且發(fā)送時，生成了包括用于利用視頻采樣格式來顯示編碼視頻數(shù)據(jù)的UHD_composit1n_metadata的信令信息(S120)。UHD_composit1n_metadata可以指示編碼視頻數(shù)據(jù)包括具有以亮度分量Y及色度分量Cb和色度分量Cr的4:2:0的比采樣的視頻數(shù)據(jù)以及色度分量Cb和色度分量Cr的殘差數(shù)據(jù)。在圖15至圖24中示出了與視頻數(shù)據(jù)不同的信令信息的示例。
[0058]編碼視頻數(shù)據(jù)和信令信息被復(fù)用并且經(jīng)復(fù)用的視頻數(shù)據(jù)和經(jīng)復(fù)用的信令信息被發(fā)送(S130)。當(dāng)所發(fā)送的數(shù)據(jù)不是廣播信號時，省略了用于生成視頻數(shù)據(jù)和經(jīng)復(fù)用的信令信息的過程，并且僅在SllO中描述的視頻數(shù)據(jù)區(qū)域中的信令信息連同視頻數(shù)據(jù)一起被編碼和發(fā)送。
[0059]圖2是例示了當(dāng)視頻格式是逐行時亮度Y的信號以及色度子采樣格式的色度Cb和色度Cr的信號的采樣的構(gòu)思的圖。當(dāng)視頻格式是逐行時，如果亮度Y的信號及色度Cb的信號和色度Cr的信號具有4:4:4的比，則在使用所有亮度Y的信號及色度Cb的信號和色度Cr的信號情況下顯示各個像素，并且亮度Y的信號及色度Cb的信號和色度Cr的信號的比在各個像素中是1:1:1。
[0060]當(dāng)亮度Y的信號及色度Cb的信號和色度Cr的信號的比是4:2:2時，在4x2的8個像素單元中，色度Cb的信號和色度Cr的信號被各自采樣僅四次，然而亮度Y的信號加以采樣八次。
[0061]當(dāng)亮度Y的信號及色度Cb的信號和色度Cr的信號的比是4:2:0時，在4x2的8個像素單元中，色度Cb的信號和色度Cr的信號被水平地采樣兩次并且被垂直地采樣一次，然而亮度Y的信號加以采樣八次。
[0062]圖3是例示了將UHD視頻編碼為高分辨率視頻的方法的圖。
[0063]可以使用可縮放視頻編碼方法對UHD視頻進(jìn)行編碼。在這種情況下，UHD視頻可以是與4:2:0交錯格式的HD視頻兼容的4:2:2逐行格式的視頻格式。
[0064]例如，常規(guī)的4:2:0交錯方法的HD數(shù)據(jù)被編碼為基層數(shù)據(jù)。在這種情況，基層數(shù)據(jù)可以是常規(guī)的4:2:0交錯方法的HD數(shù)據(jù)，并且在這種情況下，Y信號可以具有1920x1080的分辨率而Cb/Cr信號可以具有960x540的分辨率。
[0065]UHD圖像被提升(upscale)為HD信號，并且然后用于合成所需4:2:0UHD信號的殘差亮度和色度的殘差信號被編碼為第I增強(qiáng)層數(shù)據(jù)。在這種情況下，Y信號可以具有3840x2160的分辨率而Cb/Cr信號可以具有1920x1080的分辨率。
[0066]可以通過對用于合成4:2:2格式UHD的色度分量的殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼來生成第2增強(qiáng)層數(shù)據(jù)。在這種情況下，Cb/Cr信號可以具有1920x2160的分辨率。
[0067]接收機(jī)可以合并基層數(shù)據(jù)和第I增強(qiáng)層數(shù)據(jù)并且顯示4:2: OUHD廣播信號，或者可以合并基層數(shù)據(jù)以及第I增強(qiáng)層和第2增強(qiáng)層的數(shù)據(jù)并且顯示4:2:2UHD廣播信號。
[0068]圖4是例示了將4:2:0采樣視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成4:2:2采樣視頻數(shù)據(jù)的示例的圖。例如，4:2:0采樣的4K視頻數(shù)據(jù)可以包括亮度Y的信號的3840x2160以及色度分量Cb和色度分量Cr的信號的1920x1080。
[0069]這里，當(dāng)添加了色度分量Cb和色度分量Cr的信號的1920x1080時，可以形成4:2:2采樣視頻數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)可以包括亮度Y的信號的3840x2160以及色度Cb和色度Cr的殘差信號的1920x2160。因此，可以根據(jù)兩個視頻數(shù)據(jù)項(xiàng)的分辨率來添加色度Cb和色度Cr的殘差信號以為4:2:2采樣視頻數(shù)據(jù)與4:2:0采樣視頻數(shù)據(jù)之間的兼容性生成更高采樣視頻數(shù)據(jù)。因此，可以將色度Cb和色度Cr的殘差數(shù)據(jù)添加到4:2:0采樣視頻數(shù)據(jù)以生成4:2:2采樣UHD視頻數(shù)據(jù)。
[0070]圖5是例示了上采樣的圖。圖5例示了使用如圖3所例示的第I增強(qiáng)層數(shù)據(jù)和第2增強(qiáng)層數(shù)據(jù)來生成4:2:2采樣視頻數(shù)據(jù)的示例。
[0071]在接收到4:2:0采樣第I增強(qiáng)層數(shù)據(jù)pi至p4時，接收機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行提升。由X表示的