视频浅压缩编码++第1部分：超高清

1视频浅压缩编码第1部分：超高清视频分层编码本文件规定了超高清视频浅压缩分层编码的编码框架、增强层编码位流语法语义及解码过程、图234+−*/!><5&|~= -=64KHDR增强层码流4KHDR增强层码流4KHDR增强层编码DWT变换HDHDR增强层码流DWT变换HDHDR增强层码流4KHDRHDHDR增强层编码HDSDR基本层码流HDSDR基本层码流HDSDR基本层编码8K增强层编码8K增强层编码8K图像DWT变换8K图像DWT变换4K基本层4K基本层编码8K增强层码流4K基本层码流7每帧增强层图像是一帧小波域图像。小波域图像和原始图像具有相同的高度和宽度。对于做了一次水平小波变换和一次垂直小波变换后的小波域图像，具有垂直低频水平低频LL、垂直低频水平高频图像高度图像高度LL（基本层残差）LHHLHHLLLL（基本层残差）LHHLHH图像高度图像高度图像宽度/2LLLL（基本层残差）LHHLHH图像高度图像高度图像宽度/2增强层编码位流序列由若干帧独立的增强层图像编码位流所构成。每帧增强层图像的编码位流由块组图像头条带头块组块组…块组条带头块组块组…块组…条带头块组块组…块组头块组数据条带0条带1条带N-1图像头记录一帧增强层图像的基本信息，以及对这一帧增强层编码位流进行解码所需的必要信息。一个条带由若干个块组组成。块组是增强层语法结构的基本单元，其基本信息记录在块组头中。8}}}}9}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}10201位无符号整数。表示块组中第blockIdx个块的第i个64系数组1位无符号整数。表示块组中第blockIdx个块的第i个16系数组表示该4系数组属于0001样式，由0001样式码定长编码表示；如果该标志为1，表示该4系数组使用变长3位无符号整数。表示块组中第blockIdx个块的第i个4系数组的0001样式码。根据0001样式码可解块组中第blockIdx块的第i个系数的变长编码前缀码。根据变长编码前缀码可解码出变长编码前缀块组中第blockIdx块的第i个系数的变长编码后缀。变长编码后缀位数VLCSuffixLen[blockIdx,i]如果位流当前的比特位数不是8的整数倍，则存在数量为1至7个的填充比特，使位流的比特位数补超高清视频浅压缩编码数据码流解析解码Z编码组z4table[]解码P编码组prefix[]解码S编码组v[]熵解码反量化dq[]反哈达玛变换dh[]反重排和反映射YUV4:2:2小波域数据图像的第0个条带紧接着图像头之后出现。解析条带头，可以获得条带每个条带的第0个块组头紧接着条带头之后出现。解析块组头，可以获得块组的各个参数。从块组 BlockZ4GroupCount=.................BlockZ16GroupCount=.....BlockZ64GroupCount=..... SliceBlockGroupCount=..表示在一个条带中块组的序号。一个条带包含slice_block_group_count个块组，块组序号012345678901021324344对变长编码前缀码的解析，从位流的当前位置开始寻找第一个非零位，找到的零位个数即为变长}}——z64_flag数组中的每个值应初——z4_flag数组中的每个值应初始化系数解码以块组为基本单元，每个块组都可以独立解码。一个块组的编码位流，由块组头、Z编码字节对齐字节对齐字节对齐块组头Z编码组S编码组块组头Z编码组S编码组P编码组包含block_group_size个块的编码数据一个块组包含block_group_size数量的块，Z编码组依次包含这些块的Z编码位流，Z编码组结构见Z编码组第0个块的编码模式第0个块的Z编码数据第1个块的编码模式第1个块的Z编码数据第2个块的编码模式第2个块的Z编码数据包含block_group_size个块的Z编码数据对于块编码模式3，该块不存在Z编码数据，所有系数使用第1套变长编码，变长编码的前缀码字和对于块编码模式4，该块不存在Z编码数据，所有系数使用第2套变长编码，变长编码的前缀码字和对于块编码模式1，如果块系数数量为256，则该块的Z编码数据由64系数组的非零标志、16系数组的非零标志、4系数组的非零标志、非零4系数64系数组的非零标志1bit16系数组的非零标志1bit4系数组的非零标志1bit非零4系数组的编码模式1bit0001样式的4系数组的编码数据3bit16系数组的非零标志表示连续16个系数是否全为0，每个非零标志用1个bit表示。如果该4系数组的非零标志表示连续4个系数是否全为0，每个非零标志用1个bit表示。如果该bit为0，表非零4系数组的编码模式表示该组的4个系数的具体编码模式，每个模式用1个bit表示。如果该bit为0，表示该组的4个系数属于0001样式（3个系数为0，1个系数为±1），具体样式记录4系数组的非零标志非零4系数组的编码模式0001样式的4系数组的编码数据3bit0123456789}}}}}}}}}}}}}}当使用第一套变长编码时，P编码组的解码数据prefix、S编码组的码字suffix及系数解码数值0无01无2无13无4无251503664665776777778779………}当使用第二套变长编码时，P编码组的解码数据prefix、S编码组的码字suffix及系数解码数值0无011101222223334335336337448449………输入：块组的解码数据v[]，块组序号block_group_index，条带量化参数slice_qp，量化权重表0171283945678293456对于系数解码后的块组，其块组序号为block_group_index，块组所属于的小波子带序号}——输入：哈达玛变换后的块组系数coeffs[]，块组序号block_group_index，条带量化参数}如果图像头中记录的inverse_hadamard_size为2，需要对反量化数据进行2×2的反哈达玛变换。]}}}0145236789014520820921221323678621021121421589200201204205216217220221202203206207218219222223484922422522822924024124424522622723023124224324624740414445232233236237248249252253424346472342352382392502512542550145236789对于chroma、dwt_horizontal_count、dwt_vertical_count均等于1的情形，条带的小波子带排列width×4LL-YLLLL-YLL-ULL-VLH-YLH-ULH-VHL-YHL-UHL-VHH-YHH-UHH-Vsliceslice_height第1个块组第2个块组最后1个块组block_heightblock_height{block0block1…blockM-1block0block1…blockM-1…block0block1…blockM-1block_widthsliceN-1width×4…slice_height…slice_heightLL-YLL-ULL-VLH-YLH-ULH-VHL-YHL-UHL-VHH-YHH-UHH-VLL-YLL-ULL-VLH-YLH-ULH-VHL-YHL-UHL-VHH-YHH-UHH-VLL-YLL-ULL-VLH-YLH-ULH-VHL-YHL-UHL-VHH-YHH-UHH-V反映射widthsliceN-1sliceN-1sliceN-1sliceN-1sliceN-1sliceN-1LL-YLH-YLL-YLH-YLL-YLH-YHL-YHH-YHL-YHH-YHL-YHH-YLL-ULH-ULL-ULH-ULL-ULH-UHL-UHH-UHL-UHH-UHL-UHH-ULL-VLH-VLL-VLH-VLL-VLH-VHL-VHH-VHL-VHH-VHL-VHH-Vheight），），ZerosZeros变换4KHDR增强层码流HLHHHL变换4KHDR增强层码流HLHHHLHH4KHDR增强层解码LH’LL’LH’LL’LL-LLL-L残差变换变换HDHDR增强层码流+HL’HH’LL-HLL-HHDHDHDR增强层码流+HL’HH’LL-HLL-HHDHDR增强层解码SDR到SDR到HDR及色域变换HDSDRHDSDRHDSDRHDSDR基本层码流HD基本层解码4KHDR重建图像HDHDR重建图像HDSDR重建图像a)解码4K基本层码流，得到LL’重建小波子带，即4K超高清重建图像，基本层码流的解码方法LL残差变换8K增强层解码+8K增强层码流LL残差变换8K增强层解码+LL,4K基本层解码4K基本层码流LL,4K基本层解码8K重建图像4K重建图像 }}}}}}}}输入：分量索引k，输出小波滤波器类型β0和两种输入滤波器类型，低通βL和高通βH；临时输出b}b}}}}}输入：分量索引k，输出小波滤波器类型β0和两种输入滤波器类型，低通βL和高通βH；临时输出b}b}}}}}0b}b}}}}}基于LeGall5/3小波的一维小波滤波计算伪代码见表A.8，偶数帧一维小波滤波计算伪代码见表}}}}}}输入：分量索引k，输出小波滤波器类型β0和两种输入滤波器类型，低通βL和高通βH；临时条带b}}}}}}输入：分量索引k，输出小波滤波器类型β0和两种输入滤波器类型，低通βL和高通βH；临时条带bb}}}b}}}bb}}}0,k])b}}}}}}}}}本附录介绍了视频格式为YUV4:2:2、10bit、GB/T41808—2022规定的HDR（HLG或PQ）、GB/Ta)对每帧图像采用DWT变换算法进行一次水平变换、一次垂直变换，得到LL、LH、HL、HH四个小b)对奇数帧图像的LL小波子带进行一次垂直小波变换（见表A.6），得到LL-L、LL-H两个小波子c)对偶数帧图像的LL小波子带进行一次偶数帧垂直小波变换（见表A.7），得到LLm)对Zeros子带和a)得到的LH、HL、HH小波子带进行浅压缩编码，得到4KHDR增强层码流，4KLL-LLHZerosLHDWTLL-LLHZerosLHDWT变换LL-H4KHDR图像4KHDR增强层码流HLHHHLHHLH,DWT变换HDHDR增强层编码-LL-LLL-L残差HDHDRLL-H4KHDR图像4KHDR增强层码流HLHHHLHHLH,DWT变换HDHDR增强层编码-LL-LLL-L残差HDHDR增强层码流HH,LL-HSDR到HDR及色域变换HDR到SDR及色域变换4KHDR增强层编码LL,HL,HDSDRHDSDR基本层编码J·HDSDRHDSDR基本层解码基本层码流a)对每帧图像采用DWT变换算法进行一次水平变换、一次垂直变换，得到LL、LH、HL、HH四个小b)可对LL小波子带进行浅压缩编码得到4K基本层码流，也可不编码直接传输，基本层图像的浅e)对基本层残差、LH、HL、HH进行浅压缩编码，得到8K增强层码流，8K增强层码流见第7章～第基本层基本层残差8K图像8K增强层8K增强层编码HLHHHLHHDWT变换HLHHHLHHDWT变换-LL,4K基本层解码4K基本层编码4K基本层编码8K增强层码流4K基本层码流本文件定义的文件封装方法通过video轨存储基本ftypboxmajor_brand=qt,compatible_brands=ftypboxmdatbox视频基本层交错数据音频交错数据视频增强层交错数据moovboxtraktrakboxhandler_type=videstsdbox音频trakbox音频handler_type=sounstsdboxtraktrakboxhandler_type=metastsdboxsuvhbox数字全行数字行消隐EAVSAV第场33113377第场331133775577帧2200第一场有效视频226644第二场有效视频66F/V/H的取值F/V/H的取值L1L24—L34—L44—L5L6L7L8L9L10L11L121HD-SDI数字帧总行数为1125，总列数为2640。第0列至第1919列为数据有效行，第1920列至第2639每一帧包括第一场有效视频和第二场有效视频，有效行570行保留；在第584行至第1123行，依次放入水平消隐区、第二场有效视频的低2位；在第1124行至第增强层数据的传输顺序随着行数增加依次传输，在同一行内，增强层数据的传输顺序与数据存储一个数字行2640数字行消隐720数字有效行1920数字行消隐720误码检测码行号数数据SAV音频数据179转换点音频控制音频数据SUVC增强层（水平消隐区）HD50iSDR基本层（有效视频）560561569571误码检测码行号数数据SAV音频数据179转换点音频控制音频数据SUVC增强层（水平消隐区）HD50iSDR基本层（有效视频）5605615695715SUVC增强层（垂直消隐区）SUVC增强层（垂直消隐区）音频控制音频数据583584HD50iSDR基本层（有效视频）SUVC增强层（垂直消隐区）EAV1926-02636-26391920-19231926-02636-2639AudioUDW1ADFDBNDCDIDC