奚惠寧 專利審查協(xié)作北京中心通信部

高效率視頻編碼HEVC的JCT-VC協(xié)議的檢索

奚惠寧 專利審查協(xié)作北京中心通信部

圖像編碼也稱圖像壓縮，在專利申請(qǐng)中，需要對(duì)比研究成果與現(xiàn)有技術(shù)之間的差異，確定創(chuàng)新點(diǎn)，因此在申請(qǐng)專利前，需要檢索相關(guān)技術(shù)以了解當(dāng)前技術(shù)的發(fā)展情況。圖像編碼技術(shù)復(fù)雜難懂，給檢索增加了很多難度，JCT-VC協(xié)議是專門針對(duì)近年熱門的高效率視頻編碼技術(shù)HEVC建立的一系列協(xié)議(標(biāo)準(zhǔn))，在常規(guī)檢索方式中未找到相關(guān)技術(shù)的情況下，在JCT-VC協(xié)議中有可能檢索到與申請(qǐng)相關(guān)的協(xié)議可作為對(duì)比文件。本文介紹了高效率視頻編碼HEVC的關(guān)鍵技術(shù)及JCT-VC協(xié)議的形成過程，通過兩個(gè)包含JCT協(xié)議的案例具體分析了根據(jù)申請(qǐng)的申請(qǐng)日（優(yōu)先權(quán)日）、背景技術(shù)、發(fā)明內(nèi)容來確定檢索要素及下載相關(guān)會(huì)議協(xié)議的檢索方法。

JCT-VC 高效視頻編碼 檢索要素

隨著電子設(shè)備的發(fā)展，數(shù)字電視、互聯(lián)網(wǎng)高清視頻、數(shù)碼攝像機(jī)、移動(dòng)電話等高清數(shù)碼產(chǎn)品走入大眾生活，人們對(duì)顯示清晰度要求逐步提高，現(xiàn)有的視頻編碼解碼協(xié)議H．264/MPEG-4AVC(高級(jí)視頻編碼)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足，大眾對(duì)視頻編碼提出了更高需求。因此高效率視頻編碼(HEVC)走入人們視線，也稱作H．265/MPEG-H Part2，是H．264/MPEG-4AVC(高級(jí)視頻編碼)的后繼者，由國際運(yùn)動(dòng)圖像專家組ISO-IEC/MPEG 和國際電信聯(lián)盟的視頻編碼專家組ITU-T/VCEG兩大國際標(biāo)準(zhǔn)化組織聯(lián)合開發(fā)，在2010年，兩大組織成立了視頻編碼聯(lián)合開發(fā)小組（JCT-VC），其在全球范圍內(nèi)征集視頻編碼技術(shù)提案，開發(fā)高效視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)既能保持H．264/AVC標(biāo)準(zhǔn)視頻質(zhì)量，又實(shí)現(xiàn)了比特率降低一半，即壓縮率提高一倍。

各公司在向視頻編碼聯(lián)合開發(fā)小組提交提案前，通常會(huì)先申請(qǐng)專利。眾多知名公司會(huì)極力爭取自己的提案被工作組接收形成HEVC標(biāo)準(zhǔn), 因此，審查員在對(duì)發(fā)明類申請(qǐng)和PCT申請(qǐng)進(jìn)行審查時(shí)，針對(duì)JCT-VC的會(huì)議提案或標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢索是非常必要的。

1 HEVC關(guān)鍵技術(shù)介紹

作為新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，HEVC(H．265)仍然沿用H．263預(yù)測(cè)加變換的混合編碼框架，與H．264/AVC視頻標(biāo)準(zhǔn)一樣，HEVC也包含幀內(nèi)預(yù)測(cè)、幀間預(yù)測(cè)、量化、濾波、運(yùn)動(dòng)估計(jì)、熵編碼和重建、補(bǔ)償、正交變換等編解碼流程，但相對(duì)H．264和h．263創(chuàng)新性的引入了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

首先引入了四叉樹編碼結(jié)構(gòu)，HEVC的分辨率支持從QVGA至7680?4320的超高清視頻，是H．264支持的1080p的分辨率的16倍，HEVC引入了編碼單元（CU）、預(yù)測(cè)單元(PU)和變換單元(TU)三種編碼單元來描述編碼過程，編碼最小單元宏塊的尺寸也從H．264的16?16擴(kuò)展到了64?64。這三個(gè)單元的分離，使得變換、預(yù)測(cè)和編碼各個(gè)處理環(huán)節(jié)更加靈活，各個(gè)單元更優(yōu)化的完成各自的功能。

其次HEVC的變換單元的選擇采用了自適應(yīng)的變換技術(shù)，它允許變換塊的大小根據(jù)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償塊的大小進(jìn)行自適應(yīng)的調(diào)整。

再次，HEVC的幀內(nèi)預(yù)測(cè)是多角度預(yù)測(cè)，內(nèi)部預(yù)測(cè)的方向數(shù)量增加到33中，另外加上DC預(yù)測(cè)，共有34中，最終預(yù)測(cè)方向的選擇取決于預(yù)測(cè)單元PU的個(gè)數(shù)。增加預(yù)測(cè)的方向可以適應(yīng)高清視頻圖像的需求，不足是增加了計(jì)算量。

HEVC還采用了采樣點(diǎn)自適應(yīng)補(bǔ)償濾波SAO和自適應(yīng)環(huán)路濾波ALF技術(shù)，SAO用于減少源圖像與重建圖像之間的失真,ALF在自適應(yīng)樣點(diǎn)補(bǔ)償之后恢復(fù)重建圖像減低重建圖像與源圖像的誤差。

2 視頻編碼聯(lián)合開發(fā)小組（JCT-VC）

JCT-VC自 2010年起成立，第1年召開了3次國際會(huì)議，第一次會(huì)議在德國的德累斯頓召開，之后的2011-2016年，每年召開4次國際會(huì)議。其中在荷蘭日內(nèi)瓦召開的次數(shù)最多，截止到2016年6月，日內(nèi)瓦已經(jīng)召開過9次國際會(huì)議。中國的廣州和上海各召開過1次國際會(huì)議。會(huì)議上，各個(gè)公司、學(xué)校和機(jī)構(gòu)提出各種提案在會(huì)上討論，意見爭執(zhí)非常激烈，只有部分提案被接收，作為標(biāo)準(zhǔn)的一部分。部分公司向JCT-VC提供贊助，如提供場(chǎng)地、設(shè)備及資金。在每兩次開會(huì)的間歇期，研發(fā)人員會(huì)在已有的算法基礎(chǔ)上，嘗試各種改進(jìn)，將對(duì)應(yīng)的技術(shù)和算法整合起來形成下一次會(huì)議的提案。在提交提案前，各公司會(huì)先申請(qǐng)專利，一旦提案被接收形成標(biāo)準(zhǔn)，申請(qǐng)的專利會(huì)進(jìn)入自己公司的專利池。H．264H．265標(biāo)準(zhǔn)在個(gè)人使用時(shí)是免費(fèi)的，作為商業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行銷售時(shí)就需要對(duì)產(chǎn)品使用的標(biāo)準(zhǔn)支付專利費(fèi)。各公司在標(biāo)準(zhǔn)還沒形成時(shí)就已經(jīng)開始研發(fā)產(chǎn)品并極力推廣，當(dāng)提案被接收，專利被授權(quán)后，客戶已經(jīng)達(dá)到了一定規(guī)模，公司就可以從專利申請(qǐng)日開始銷售的、使用了相應(yīng)專利技術(shù)的商品中收取一定比例的專利費(fèi)，其數(shù)額每年可高達(dá)上億元。

3 JCT-VC官網(wǎng)介紹

JCT-VC 協(xié) 議 的 檢 索 入 口 是 http://phenix．int-evry．fr/jct/，瀏覽和下載協(xié)議不需要登錄，可以直接點(diǎn)擊左側(cè)菜單欄的all meetings,點(diǎn)擊后頁面以目錄形式顯示出歷次會(huì)議地點(diǎn)，如編號(hào)1的會(huì)議是于2010年4月15日至23日在德國的德累斯頓（Dresden）召開，編號(hào)2的會(huì)議于2010年7月21日至28日在荷蘭日內(nèi)瓦（Geneva）召開，截止2016年6月，已經(jīng)召開了24次國際會(huì)議。點(diǎn)擊Dresden，頁面會(huì)列出此次會(huì)議中的51個(gè)提案或標(biāo)準(zhǔn)，此次會(huì)議均以A為 編 號(hào)：JCTVC-A020至JCTVC-A033，JCTVC-A101至 JCTVC-A127，JCTVC-A200 至 JCTVC-A205，JCTVC-A301至JCTVC-A304，每個(gè)提案或標(biāo)準(zhǔn)列有名稱、作者、下載鏈接。可以以編號(hào)（如A020或20）、名稱（如inter-frame coding）或作者（如liu）為檢索入口直接在某地點(diǎn)召開的國際會(huì)議頁面中搜索需要的標(biāo)準(zhǔn)（圖1）。由于網(wǎng)頁沒有提供全文檢索方式，需要瀏覽標(biāo)題，再對(duì)感興趣的提案下載后全文瀏覽，因此審查員檢索時(shí)可以根據(jù)專利申請(qǐng)的申請(qǐng)日或優(yōu)先權(quán)日來確定出會(huì)議日期范圍，只瀏覽申請(qǐng)日或優(yōu)先權(quán)日之前時(shí)間范圍內(nèi)的提案來搜索可用的對(duì)比文件。

圖1

JCT-3V是關(guān)于3D視頻的編碼協(xié)議，其官網(wǎng)文檔界面與 JCT-VC 類似，網(wǎng)址為：http://phenix．int-evry．fr/jct2/，不再詳細(xì)介紹。

4 檢索方法

方法一、通過常規(guī)檢索方式在CNTXT,EPODOC,IEEE等數(shù)據(jù)庫或GOOGLE學(xué)術(shù)中檢索，檢索到比較相近的文件，其中引用了某個(gè)JCTVC協(xié)議，根據(jù)協(xié)議編號(hào)在JCT官網(wǎng)中搜索并下載協(xié)議，進(jìn)一步分析是否可作為對(duì)比文件。

方法二、進(jìn)入JCTVC網(wǎng)址中檢索，根據(jù)發(fā)明構(gòu)思確定檢索要素，結(jié)合優(yōu)先權(quán)日或申請(qǐng)日確定會(huì)議時(shí)間。以下以案例具體說明檢索步驟：

假設(shè)我們專利申請(qǐng)的技術(shù)方案（被檢索技術(shù)方案）涉及HEVC標(biāo)準(zhǔn)的量化矩陣設(shè)計(jì)，或者我們想查詢某專利申請(qǐng)（被檢索技術(shù)方案）的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)，我們可以采取如下步驟。

案例：

發(fā)明專利申請(qǐng)的申請(qǐng)日：2013年1月14日，優(yōu)先權(quán)日：2012年1月20日，發(fā)明名稱：HEVC標(biāo)準(zhǔn)的量化矩陣設(shè)計(jì)，申請(qǐng)人：索尼公司，發(fā)明人：HAQUE M; TABATABAI A

權(quán)利要求1：一種實(shí)現(xiàn)在裝置的存儲(chǔ)器中編程的高效視頻編碼的量化矩陣設(shè)計(jì)的方法，包括：a、確定正方形塊的幀內(nèi)量化矩陣；以及b、將正方形塊的幀內(nèi)量化矩陣轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的幀間正方形量化矩陣。

案情特點(diǎn)：

上述專利申請(qǐng)的技術(shù)方案（要被檢索的技術(shù)方案）使用常規(guī)方法未找到可用對(duì)比文件，分析背景技術(shù)提到了HEVC高效率視頻編碼以及JCT-VC團(tuán)隊(duì)開發(fā)HEVC標(biāo)準(zhǔn)，因此需要對(duì)JCT協(xié)議進(jìn)行檢索。

圍繞發(fā)明構(gòu)思構(gòu)建基本檢索要素：

本申請(qǐng)使用基于HVS的數(shù)學(xué)模型和數(shù)據(jù)分析的HEVC標(biāo)準(zhǔn)的量化(定標(biāo))矩陣，將正方形塊的幀內(nèi)量化矩陣轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的幀間正方形量化矩陣。根據(jù)發(fā)明內(nèi)容確定檢索要素是HVS數(shù)學(xué)模型、量化矩陣quantization matrix，以及幀內(nèi)量化矩陣向幀間量化矩陣轉(zhuǎn)換。

訪問JCT-VC網(wǎng)站，首先以申請(qǐng)人、發(fā)明人作為檢索入口未得到有效對(duì)比文件，分析本申請(qǐng)的申請(qǐng)日2013年1月14日，優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日，在JCT-VC頁面上查詢第8次國際會(huì)議于2012年2月1日召開，因此我們從第7次會(huì)議瀏覽，點(diǎn)擊進(jìn)入第7次會(huì)議，在題目上先輸入關(guān)鍵詞quantization matri（量化矩陣），考慮到“矩陣”有單復(fù)數(shù)matrix和matrices的撰寫形式，因此輸入缺省狀態(tài)的關(guān)鍵詞matri，以擴(kuò)大檢索范圍。第7次會(huì)議中有24篇提案的名稱涉及quantization matrices，在第7次會(huì)議提案的頁面更換關(guān)鍵詞HVS重新檢索，檢索到G880的提案，提案名稱為HVS Model based Default Quantization Matrices，其涉及HVS數(shù)學(xué)模型和量化矩陣，下載瀏覽全文，確定其公開了正方形塊的幀內(nèi)量化矩陣向幀間量化矩陣的轉(zhuǎn)換方法，可以作為x文件評(píng)述權(quán)利要求1的技術(shù)方案不具備新穎性。后續(xù)采用相同方法瀏覽第6-1次會(huì)議提案，發(fā)現(xiàn)沒有提案名稱涉及上述關(guān)鍵詞，結(jié)束本申請(qǐng)的檢索。

以上通過案例，詳細(xì)介紹了檢索步驟，希望給大家一些啟示。

5 結(jié)束語

對(duì)于涉及HEVC的圖像編碼裝置或方法的申請(qǐng)，JCTVC、JCT-3V是必要且重要的檢索入口，由于會(huì)議提案是目錄形式顯示，不能直接進(jìn)行關(guān)鍵詞形式的全文檢索，因此有必要尋找一種在網(wǎng)站上快速確定與申請(qǐng)相關(guān)的提案或標(biāo)準(zhǔn)的方法。本文通過兩個(gè)包含圖像編碼類提案的案例，提出了獲取檢索要素和搜索相關(guān)提案或標(biāo)準(zhǔn)的方法，具體介紹了如何根據(jù)申請(qǐng)的申請(qǐng)日（優(yōu)先權(quán)日）確定會(huì)議日期，根據(jù)背景技術(shù)發(fā)明內(nèi)容確定檢索要素，最后在網(wǎng)站上搜索相關(guān)對(duì)比文件。

[1] 崔遙 劉軍. HEVC關(guān)鍵技術(shù)介紹. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用.2012年12月（中）