專利名稱：視頻編碼和解碼方法及其相應(yīng)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及視頻壓縮的領(lǐng)域，例如更特別涉及MPEG族(MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4)的視頻標(biāo)準(zhǔn)和ITU H26X族(H.261、H.263和擴(kuò)展)的視頻編碼推薦。更特別地，本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于幀的輸入序列的視頻編碼方法，其中每個(gè)幀被細(xì)分為任意大小的塊，所述方法包括對(duì)于當(dāng)前幀的所述各塊的至少一部分執(zhí)行以下步驟-在塊的基礎(chǔ)上生成經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸?，每一個(gè)經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸际菑拿總€(gè)當(dāng)前原始幀和先前重建幀獲得的；-從所述經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸蓺埩粜盘?hào)；-利用所謂的匹配追蹤(MP)算法將每個(gè)所述生成的殘留信號(hào)分解為被稱作原子的編碼的字典函數(shù)，當(dāng)前幀的其他塊通過其他編碼技術(shù)來處理；-編碼所述原子和在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償步驟期間確定的運(yùn)動(dòng)矢量，以生成輸出編碼比特流。
背景技術(shù)：
在當(dāng)前的視頻標(biāo)準(zhǔn)中(直到視頻編碼MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)和H.264推薦)，按照一個(gè)亮度通道和兩個(gè)色度通道來描述的視頻可以被壓縮，這是由于應(yīng)用于每個(gè)通道的兩種編碼模式“內(nèi)部(intra)”模式，其在給定通道中利用每個(gè)圖像中的像素(圖像單元)的空間冗余度；以及“幀間(inter)”模式，其利用各單獨(dú)的圖像(或幀)之間的時(shí)間冗余度。依靠運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償操作，幀間模式允許從一個(gè)(或多個(gè))先前解碼的圖像描述圖像，這是通過編碼像素從一個(gè)(或多個(gè))圖像到另一個(gè)圖像的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。通常，要被編碼的當(dāng)前圖像被劃分為獨(dú)立的塊(例如，在MPEG-4中的大小為8×8或16×16像素，或者在H.264中的大小為4×4、4×8、8×4、8×8、8×16、16×8和16×16)，其中每一個(gè)塊都被分配一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量(三個(gè)通道共享這種運(yùn)動(dòng)描述)。根據(jù)與每個(gè)塊相關(guān)的運(yùn)動(dòng)矢量集，隨后可以通過從參考圖像對(duì)各像素塊進(jìn)行位移來構(gòu)造對(duì)所述圖像的預(yù)測(cè)。最后，在將要被編碼的當(dāng)前圖像及其經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)念A(yù)測(cè)之間的差異或殘留信號(hào)可以通過內(nèi)部模式來編碼(MPEG-4的8×8離散余弦變換(或DCT)，或者在主要等級(jí)分布圖(main level profile)中的H.264的4×4的DCT)。
DCT或許是最廣泛使用的變換，因?yàn)樗诙喾N編碼情況中提供了良好的壓縮效率，特別是在中間的和高的比特率下。然而，在低比特率下，由于兩個(gè)原因，混合的經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)腄CT結(jié)構(gòu)可能無法提供無偽像序列。首先，經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸g預(yù)測(cè)柵格的結(jié)構(gòu)變?yōu)榭梢姷?，因此具有塊狀偽像。此外，DCT基函數(shù)的塊邊緣在圖像柵格中變得可見，這是因?yàn)樘俚南禂?shù)被量化(并且太粗糙)，以致無法彌補(bǔ)這些塊狀偽像以及在圖像中重建平滑的對(duì)象。
文獻(xiàn)“Very low bit-rate video coding based on matching pursuits(基于匹配追蹤的非常低比特率的視頻編碼)”(R.Neff和A.Zakhor，IEEE Transactions onCircuits and Systems for Video Technology，第7卷，n○1，1997年2月，第158-171頁)描述了一種新的經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)，其包括基于所謂的匹配追蹤(MP)算法的視頻壓縮算法，這是一種大約十年前開發(fā)的技術(shù)(參見文件“Matchingpursuits with time-frequency dictionaries(具有時(shí)間-頻率字典的匹配追蹤)”，S.G.Mallat和Z.Zhang，IEEE Transactions on Signal Processing，第41卷，n○12，1993年12月，第3397-3414頁)。所述技術(shù)提供了一種將任意函數(shù)或信號(hào)(例如圖像、視頻…)迭代地分解為波形的線性展開的方式，其屬于基函數(shù)的冗余字典，并且在時(shí)間和頻率上都良好地局部化，因而被稱為原子。時(shí)間-頻率原子的普通族可以通過縮放、平移和調(diào)制單個(gè)函數(shù)g(t)∈L2(R)而創(chuàng)建，其應(yīng)該是實(shí)數(shù)的并且連續(xù)可微分。這些字典函數(shù)可以如下表示gγ(t)∈G(G＝字典集)(1)γ(＝灰度系數(shù))，其是與每個(gè)特定字典元素(或原子)相關(guān)的索引參數(shù)。正如在第一個(gè)引用的文獻(xiàn)中所描述的那樣，假定函數(shù)gγ(t)具有單位范數(shù)，也就是<gγ(t)，gγ(t)>＝1，則對(duì)一維時(shí)間信號(hào)f(t)的分解通過選擇γ而開始，以便最大化以下內(nèi)積的絕對(duì)值p＝<f(t)，gγ(t)>(2)其中p被稱為信號(hào)f(t)到字典函數(shù)gγ(t)上的展開系數(shù)。殘留信號(hào)R接著被如下計(jì)算R(t)＝f(t)-p·gγ(t)(3)并且該殘留信號(hào)以與原始信號(hào)f(t)相同的方式被展開。實(shí)際上，原子是每對(duì)γk，pk的給定名稱，其中k是在匹配追蹤程序中的迭代的排序。在總共M級(jí)的該迭代程序之后(其中每級(jí)n產(chǎn)生由γn、展開系數(shù)pn和殘留Rn指定的字典結(jié)構(gòu)，其被傳遞到下一級(jí))，原始信號(hào)f(t)可以由信號(hào) 近似，該 是如此獲得的字典元素的線性組合。當(dāng)預(yù)定義條件滿足時(shí)停止該迭代程序，該預(yù)定義條件例如是生成所設(shè)定數(shù)量的展開系數(shù)或者達(dá)到殘留的某個(gè)能量閾值。
在上述的第一文獻(xiàn)中描述了—種基于所述MP算法的系統(tǒng)，并且其在低比特率下要比DCT執(zhí)行得更好，其中首先利用被稱為重疊塊-運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)墓ぞ邔?duì)原始圖像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，其通過混合所預(yù)測(cè)/位移的塊的邊界來避免或減少塊狀偽像(塊的邊緣因此被平滑，并且塊柵格不那么可見)。在形成運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)圖像之后，從原始圖像中減去該運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)圖像，以便產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)殘留。所述殘留接著利用擴(kuò)展到離散二維(2D)域的MP算法、通過對(duì)基礎(chǔ)字典的適當(dāng)選擇而被編碼(所述字典由2D可分離Gabor函數(shù)g的過完備集合組成，如附

圖1所示)。
殘留信號(hào)f接著通過M個(gè)字典元素的線性組合而被重建f^=Σn=1n-Mp^n·gγn---(4)]]>如果字典基函數(shù)具有單位范數(shù)，則 是基函數(shù)gγn和被迭代地更新的殘留之間的量化的內(nèi)積<，>，也就是pn=<f-Σk=1k-n-1p^k·gγk,gγn>---(5)]]>其中各對(duì) 是原子。在由該文件的作者所描述的工作中，對(duì)于原子在圖像中的可能位置不做限制(參見附圖2)。形成字典集的2D Gabor函數(shù)根據(jù)原型高斯窗而被定義w(t)=24·e-πt2---(6)]]>一維(1D)離散Gabor函數(shù)被定義為經(jīng)縮放、調(diào)制的高斯窗gα→(i)=Kα→·w(i-N2+1s)·cos(2πξ(i-N2+1)N+φ)---(7)]]>其中，i∈{0，1，…，N-1}將常數(shù) 選擇成使得 具有單位范數(shù)，并且α→=(s,ξ,φ)]]>是三元組，其分別包括正比例、調(diào)制頻率和相移。如果S是所有這樣的三元組 的集合，那么該字典的2D可分離Gabor函數(shù)具有以下的形式
表1-3
然而，最近在本申請(qǐng)人于2003年8月5日提交的申請(qǐng)?zhí)枮镋P03300081.1(PHFR030085)的歐洲專利申請(qǐng)中已經(jīng)提出了一種利用被限制到塊邊界的原子的混合的經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)木幋a系統(tǒng)，如附圖3所描述的那樣。更精確地說，在所述專利申請(qǐng)中所描述并要求保護(hù)的發(fā)明主要涉及一種應(yīng)用到幀的輸入序列的視頻編碼方法，其中每個(gè)幀被劃分為任意大小的塊，所述方法包括對(duì)于當(dāng)前幀的所述各塊的至少一部分執(zhí)行以下步驟-在塊的基礎(chǔ)上生成經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸?，每一個(gè)經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸际菑拿總€(gè)當(dāng)前原始幀和先前重建幀獲得的；-從所述經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸蓺埩粜盘?hào)；-利用所謂的匹配追蹤(MP)算法來將每個(gè)所述生成的殘留信號(hào)分解為被稱為原子的編碼的字典函數(shù)，當(dāng)前幀的其他塊通過其他編碼技術(shù)來處理(在以上使用的用語“所述各塊的至少一部分”表示本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式涉及某些塊或所有塊，其他塊則由這些其他技術(shù)來處理，這證明了該編碼系統(tǒng)被稱為“混合”的事實(shí))；-編碼所述原子和在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償步驟中確定的運(yùn)動(dòng)矢量，以生成輸出編碼比特流；所述方法使得當(dāng)使用所述MP算法時(shí)，任何原子每次僅對(duì)一個(gè)塊B起作用，所述塊限制導(dǎo)致這樣的事實(shí)，即對(duì)殘留信號(hào)f的重建是從一個(gè)字典獲得的，該字典由限制到對(duì)應(yīng)于索引參數(shù)γn的塊B的基函數(shù)gγn|B構(gòu)成，其中根據(jù)以下的2D空間域操作如果像素(i，j)∈Bgγn|B(i,j)=gγn(i,j)]]>否則(即(i，j)，B)gγn|B(i,j)=0]]>先前的該方法的主要興趣在于更好地模擬殘留信號(hào)的塊狀結(jié)構(gòu)，以便提高對(duì)于相同編碼成本的字典多樣性，并且提供改變MP和DCT變換的可能性，這是因?yàn)闆]有跨越塊邊界的干擾(其還避免了對(duì)于采用重疊的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償以限制塊狀偽像的需要)。參考附圖4到7回憶了對(duì)于理解這個(gè)在前實(shí)現(xiàn)方式來說有用的主要元素。
附圖4示出了利用多個(gè)編碼引擎來實(shí)現(xiàn)混合視頻編碼器的視頻編碼設(shè)備的簡(jiǎn)化框圖。幾個(gè)編碼引擎實(shí)現(xiàn)預(yù)定的編碼技術(shù)，例如，編碼引擎41可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部DCT編碼方法，第二個(gè)編碼引擎42可以實(shí)現(xiàn)幀間DCT編碼方法，以及第三個(gè)編碼引擎43可以實(shí)現(xiàn)匹配追蹤算法。通過塊分割器設(shè)備44接收輸入視頻序列(“視頻信號(hào)”)的每個(gè)幀，該塊分割器設(shè)備44將圖像分割成各種大小的單獨(dú)的塊，并且決定哪個(gè)編碼引擎將處理當(dāng)前原始?jí)K。表示塊位置、大小和所選擇的編碼引擎的決定接著通過編碼設(shè)備45被插入比特流中。當(dāng)前原始信號(hào)塊接著被傳送到所選擇的塊引擎(在附圖4中示出的情況下是引擎43)。
附圖5描述了匹配追蹤編碼引擎。被指定到編碼引擎43的輸入視頻序列的每個(gè)原始信號(hào)塊一方面由運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置51接收，以確定運(yùn)動(dòng)矢量(通常利用塊匹配算法找到所述運(yùn)動(dòng)矢量)，由此獲得的矢量通過運(yùn)動(dòng)矢量編碼裝置52被編碼，編碼的矢量被傳遞到多路復(fù)用器53(標(biāo)記了但沒有示出)。另一方面，減法器54在其輸出端上提供當(dāng)前圖像及其預(yù)測(cè)之間的殘留信號(hào)。所述殘留信號(hào)接著被分解為原子(原子字典被標(biāo)記為57)，由此確定的原子參數(shù)(模塊55)被編碼(模塊56)。編碼后的運(yùn)動(dòng)矢量和原子參數(shù)接著形成一個(gè)比特流，該比特流被發(fā)送以便匹配所述序列的每個(gè)幀的預(yù)定義條件。
編碼引擎43實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入比特流進(jìn)行編碼的方法，其包括以下步驟。首先，如在大多數(shù)編碼結(jié)構(gòu)中那樣，輸入序列的原始幀被運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償(在先前重建幀的基礎(chǔ)上對(duì)每一個(gè)原始幀進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，并且鑒于隨后的傳輸，在所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償步驟期間確定的運(yùn)動(dòng)矢量被存儲(chǔ))。接著，由在當(dāng)前幀和相關(guān)的經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)念A(yù)測(cè)之間的差別生成殘留信號(hào)。接著將每個(gè)所述殘留信號(hào)與包括2D可分離Gabor函數(shù)的集合的函數(shù)字典相比較，以生成由索引參數(shù)γn、展開系數(shù)p(n)和殘留Rn(t)-p·gγ(t)指定的字典結(jié)構(gòu)gγ(t)，其被傳遞到這個(gè)迭代程序的下一級(jí)。一旦找到了原子參數(shù)，它們可以被編碼(與先前確定的運(yùn)動(dòng)矢量一起)，由此獲得的已編碼信號(hào)形成被發(fā)送到解碼器的比特流。
在所引述的歐洲專利申請(qǐng)中提出的技術(shù)方案在于將原子的影響限制到它們所在的塊的邊界。這種塊限制意味著原子每次只對(duì)一個(gè)塊起作用，從而被限制到經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)臇鸥裰?，如附圖3所示。該塊限制以下面的方式修改了信號(hào)匹配追蹤算法。
如果假定在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償之后希望在大小為M×N像素的塊B中獲得2D殘留的MP分解，并且如果用G|B表示限制到B的MP字典，則通過關(guān)系式(9)和(10)獲得所述字典的各元素gγn|B
如果像素(i，j)∈Bgγn|B(i,j)=gγn(i,j)---(9)]]>否則(即(i，j)B)gγn|B(i,j)---(10)]]>在這種情況下，由于gγn|B不一定具有單位范數(shù)，因此pn需要被再加權(quán)為pn=⟨f-Σk=1k=n-1p^k·gγn|B,gγn|B⟩⟨gγn|B,gγn|B⟩]]>上述編碼設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施例發(fā)送由相應(yīng)的解碼設(shè)備接收的比特流。附圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的、利用多個(gè)解碼引擎來實(shí)現(xiàn)混合視頻解碼器的視頻解碼設(shè)備的簡(jiǎn)化框圖。一方面通過塊分割解碼設(shè)備64接收所傳輸?shù)谋忍亓?，該塊分割解碼設(shè)備64解碼當(dāng)前塊位置、大小和解碼方法。在給出了解碼方法的情況下，在附圖6的例子中，各比特流元素接著被傳送到相應(yīng)的解碼引擎61或62或63，所述解碼引擎將依次解碼所指定的塊并且輸出視頻信號(hào)重建塊?？捎玫慕獯a引擎可以是例如內(nèi)部DCT塊解碼器61、幀間DCT塊解碼器62和匹配追蹤塊解碼器63。
附圖7進(jìn)一步描述了匹配追蹤解碼引擎的一個(gè)例子。通過熵解碼器設(shè)備71接收各比特流元素，該熵解碼器設(shè)備71將解碼的原子參數(shù)前送到原子設(shè)備72(原子字典被標(biāo)記為73)，該原子設(shè)備72在所指定的視頻塊中的已解碼位置處重建匹配追蹤函數(shù)，以便形成解碼的殘留信號(hào)。該熵解碼器設(shè)備還輸出被饋送到運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備74的運(yùn)動(dòng)矢量，以便從先前重建的視頻信號(hào)形成運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)信號(hào)。運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和重建殘留信號(hào)接著在加法器75中被求和，以便產(chǎn)生視頻信號(hào)重建塊。
詳細(xì)回顧以上的內(nèi)容，前面方法的重點(diǎn)在于下面的事實(shí)因?yàn)閱蝹€(gè)原子不能跨越幾個(gè)塊，所以不需要在塊邊緣處處理高頻中斷。相反，可以使該方法適應(yīng)于塊邊界甚至適應(yīng)于塊大小，這是通過設(shè)計(jì)依賴于塊大小的字典來實(shí)現(xiàn)的。此外，由于不再強(qiáng)制需要重疊的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償來保持MP效率，因此可以使用傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。然而，利用這樣的方法，當(dāng)字典的原子被限制在任意定大小的塊中時(shí)，不能確保該字典很好地適應(yīng)于將被模擬的信號(hào)的結(jié)構(gòu)。
發(fā)明概要因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種基于匹配追蹤算法的視頻編碼方法，并且解決上述適配問題。
為了這個(gè)目的，本發(fā)明涉及一種如在說明書的引言部分中定義的視頻編碼方法，當(dāng)使用所述MP算法時(shí)，該方法還使得特定字典在編碼側(cè)可分別用于每種塊形狀。
根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)現(xiàn)方式，當(dāng)使用所述MP算法時(shí)，有幾個(gè)字典在編碼側(cè)可用，并且定義了一種比特流語法來在預(yù)定級(jí)別下設(shè)置標(biāo)志，所述標(biāo)志用于指示應(yīng)該使用哪個(gè)字典。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提出允許實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這兩種實(shí)現(xiàn)方式的視頻編碼設(shè)備。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提出允許解碼通過所述視頻編碼方法和設(shè)備編碼的信號(hào)的視頻解碼方法和設(shè)備。
附圖的簡(jiǎn)要說明參考相應(yīng)的附圖，現(xiàn)在以示例的方式描述本發(fā)明，其中-附圖1允許對(duì)使用在匹配追蹤算法的實(shí)現(xiàn)方式中的2D Gabor字典的400個(gè)基函數(shù)的可視化；-附圖2描述了位于經(jīng)過塊劃分的圖像中卻沒有塊限制的原子的例子；-附圖3描述了塊限制匹配追蹤殘留編碼的情況，其中原子被限制在經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)臇鸥裰?，并且每次只?duì)一個(gè)塊起作用；-附圖4描述了混合視頻編碼器的例子；-附圖5示出了用于實(shí)現(xiàn)MP算法的視頻編碼設(shè)備的例子；-附圖6描述了根據(jù)本發(fā)明的混合視頻解碼器的例子；-附圖7示出了實(shí)現(xiàn)MP算法的視頻解碼設(shè)備的例子。
發(fā)明的詳細(xì)說明以上已經(jīng)參考附圖5描述了實(shí)現(xiàn)匹配追蹤算法的視頻編碼設(shè)備的簡(jiǎn)化框圖。這個(gè)編碼設(shè)備實(shí)施對(duì)輸入比特流進(jìn)行編碼的方法，該方法包括與以上所述相同的步驟-對(duì)輸入序列的原始幀進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償；-由在當(dāng)前幀和相關(guān)的經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)念A(yù)測(cè)之間的差別生成殘留信號(hào)；-將每個(gè)所述殘留信號(hào)與包括2D可分離Gabor函數(shù)的集合的函數(shù)字典相比較；-一旦發(fā)現(xiàn)了原子參數(shù)就可以對(duì)其進(jìn)行編碼(與先前確定的運(yùn)動(dòng)矢量一起)，由此獲得的已編碼信號(hào)形成被發(fā)送到解碼器的比特流。
現(xiàn)在提出的根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案在于具有分離的字典，每一種塊形狀分別對(duì)應(yīng)于一個(gè)字典(例如4×4、4×8、8×4、8×8、8×16、16×8、16×16)利用由編碼器使用的這種規(guī)則，視頻解碼器將隱含地知道原子所涉及的是哪個(gè)字典。根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)現(xiàn)方式，所述技術(shù)方案還在于提供幾個(gè)字典，所述字典在編碼側(cè)和解碼側(cè)都可用，以及在于定義一個(gè)比特流語法，該比特流語法使編碼器告訴解碼器應(yīng)該使用哪個(gè)字典例如，代碼字MP_dictioary_l告訴解碼器下一個(gè)原子將涉及第一個(gè)字典，MP_dictionary_2告訴解碼器切換到第二個(gè)字典，后面依此類推。這樣的代碼字或標(biāo)志例如被設(shè)置在原子級(jí)、塊級(jí)、宏塊級(jí)或畫面級(jí)。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于幀的輸入序列的視頻編碼方法，其中每個(gè)幀被細(xì)分為任意大小的塊，所述方法包括對(duì)于當(dāng)前幀的所述各塊的至少一部分執(zhí)行以下步驟-在塊的基礎(chǔ)上生成經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸?，每一個(gè)經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸菑拿總€(gè)當(dāng)前原始幀和先前重建幀獲得的；-從所述經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸蓺埩粜盘?hào)；-利用所謂的匹配追蹤(MP)算法來將每個(gè)所述生成的殘留信號(hào)分解為被稱為原子的編碼的字典函數(shù)，當(dāng)前幀的其他塊通過其他編碼技術(shù)來處理；-對(duì)所述原子和在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償步驟中確定的運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行編碼，以便生成輸出編碼比特流；所述方法的進(jìn)一步的特征在于，當(dāng)使用所述MP算法時(shí)，特定的字典在編碼側(cè)可分別用于每種塊形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的視頻編碼方法，其特征在于，當(dāng)使用所述MP算法時(shí)，幾個(gè)字典在編碼側(cè)可用，并且定義了比特流語法以便在預(yù)定級(jí)別下設(shè)置標(biāo)志，所述標(biāo)志用于指示應(yīng)該使用哪個(gè)字典。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，所述標(biāo)志被設(shè)置在原子級(jí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，所述標(biāo)志被設(shè)置在塊級(jí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，所述標(biāo)志被設(shè)置在宏塊級(jí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，所述標(biāo)志被設(shè)置在畫面級(jí)。
7.一種應(yīng)用于幀的輸入序列的視頻編碼設(shè)備，其中每個(gè)幀被細(xì)分為任意大小的塊，所述設(shè)備對(duì)當(dāng)前幀的所述各塊的至少一部分應(yīng)用以下裝置-用于在塊的基礎(chǔ)上生成經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸难b置，每一個(gè)經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸菑拿總€(gè)當(dāng)前原始幀和先前重建幀獲得的；-用于從所述經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸蓺埩粜盘?hào)的裝置；-用于執(zhí)行所謂的匹配追蹤(MP)算法來將每個(gè)所述生成的殘留信號(hào)分解為被稱為原子的編碼的字典函數(shù)的裝置，當(dāng)前幀的其他塊通過其他編碼技術(shù)來處理；-用于對(duì)所述原子和在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償步驟中確定的運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行編碼以生成輸出編碼比特流的裝置；所述設(shè)備的進(jìn)一步的特征在于，當(dāng)使用所述MP算法時(shí)，幾個(gè)字典在編碼側(cè)可用，每一種塊形狀對(duì)應(yīng)于一個(gè)字典。
8.一種用于對(duì)編碼的比特流進(jìn)行解碼的視頻解碼方法，所述編碼的比特流是通過實(shí)現(xiàn)應(yīng)用到幀的輸入序列的視頻編碼方法而生成的，其中每個(gè)塊被細(xì)分為任意大小的塊，所述編碼方法對(duì)于當(dāng)前幀的所述各塊的至少一部分包括以下步驟-在塊的基礎(chǔ)上生成經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸?，每一個(gè)經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸菑拿總€(gè)當(dāng)前原始幀和先前重建幀獲得的；-從所述經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸蓺埩粜盘?hào)；-利用所謂的匹配追蹤(MP)算法來將每個(gè)所述生成的殘留信號(hào)分解為被稱為原子的編碼的字典函數(shù)，當(dāng)前幀的其他塊通過其他編碼技術(shù)來處理；-對(duì)所述原子和在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償步驟中確定的運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行編碼，以便生成輸出編碼比特流；特定的字典在編碼側(cè)可分別用于每種塊形狀，所述解碼方法包括以下步驟-解碼所述原子和運(yùn)動(dòng)矢量；-利用MP算法來重建殘留信號(hào)；-從所述重建信號(hào)和預(yù)測(cè)的信號(hào)生成對(duì)應(yīng)于所述輸入序列的原始幀的輸出重建信號(hào)，所述預(yù)測(cè)的信號(hào)是從所述編碼的運(yùn)動(dòng)矢量建立的；所述解碼方法的進(jìn)一步的特征在于，在編碼側(cè)的相同的字典在解碼側(cè)可用，每一種塊形狀分別對(duì)應(yīng)于一個(gè)字典。
9.一種用于對(duì)編碼的比特流進(jìn)行解碼的視頻解碼設(shè)備，所述編碼的比特流是通過實(shí)現(xiàn)應(yīng)用到幀的輸入序列的視頻編碼方法而生成的，其中每個(gè)塊被細(xì)分為任意大小的塊，所述編碼方法對(duì)于當(dāng)前幀的所述各塊的至少一部分包括以下步驟-在塊的基礎(chǔ)上生成經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸?，每一個(gè)經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸菑拿總€(gè)當(dāng)前原始幀和先前重建幀獲得的；-從所述經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸蓺埩粜盘?hào)；-利用所謂的匹配追蹤(MP)算法來將每個(gè)所述生成的殘留信號(hào)分解為被稱為原子的編碼的字典函數(shù)，當(dāng)前幀的其他塊通過其他編碼技術(shù)來處理；-對(duì)所述原子和在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償步驟中確定的運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行編碼，以便生成輸出編碼比特流；特定字典在編碼側(cè)可分別用于每種塊形狀，所述解碼設(shè)備對(duì)所涉及的塊應(yīng)用以下裝置-用于解碼所述原子和運(yùn)動(dòng)矢量的裝置；-用于執(zhí)行MP算法以便重建殘留信號(hào)裝置；-用于從所述重建信號(hào)和預(yù)測(cè)的信號(hào)生成對(duì)應(yīng)于所述輸入序列的原始幀的輸出重建信號(hào)的裝置，所述預(yù)測(cè)的信號(hào)是從所述編碼的運(yùn)動(dòng)矢量建立的；所述解碼設(shè)備的進(jìn)一步的特征在于，在編碼側(cè)的相同的字典在解碼側(cè)可用，每一種塊形狀分別對(duì)應(yīng)于一個(gè)字典。
10.一種應(yīng)用到幀的輸入序列的視頻編碼設(shè)備，其中每個(gè)幀被細(xì)分為任意大小的塊，所述設(shè)備對(duì)于當(dāng)前幀的所述各塊的至少一部分應(yīng)用以下裝置-用于在塊的基礎(chǔ)上生成經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸难b置，每一個(gè)經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸菑拿總€(gè)當(dāng)前原始幀和先前重建幀獲得的；-用于從所述經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸蓺埩粜盘?hào)的裝置；-用于執(zhí)行所謂的匹配追蹤(MP)算法以便將每個(gè)所述生成的殘留信號(hào)分解為被稱為原子的編碼的字典函數(shù)的裝置，當(dāng)前幀的其他塊通過其他編碼技術(shù)來處理；-用于對(duì)所述原子和在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償步驟中確定的運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行編碼以便生成輸出編碼比特流的裝置；所述設(shè)備的進(jìn)一步的特征在于，當(dāng)使用所述MP算法時(shí)，幾個(gè)字典在編碼側(cè)可用，并且定義了比特流語法以便在預(yù)定級(jí)別下設(shè)置標(biāo)志，所述標(biāo)志用于指示應(yīng)該使用哪個(gè)字典。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，所述標(biāo)志被設(shè)置在原子級(jí)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，所述標(biāo)志被設(shè)置在塊級(jí)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，所述標(biāo)志被設(shè)置在宏塊級(jí)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，所述標(biāo)志被設(shè)置在畫面級(jí)。
15.一種用于對(duì)編碼的比特流進(jìn)行解碼的視頻解碼方法，所述編碼的比特流是通過實(shí)現(xiàn)應(yīng)用到幀的輸入序列的視頻編碼方法而生成的，其中每個(gè)塊被細(xì)分為任意大小的塊，所述編碼方法對(duì)于當(dāng)前幀的所述各塊的至少一部分包括以下步驟-在塊的基礎(chǔ)上生成經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸?，每一個(gè)經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸菑拿總€(gè)當(dāng)前原始幀和先前重建幀獲得的；-從所述經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸蓺埩粜盘?hào)；-利用所謂的匹配追蹤(MP)算法來將每個(gè)所述生成的殘留信號(hào)分解為被稱為原子的編碼的字典函數(shù)，當(dāng)前幀的其他塊通過其他編碼技術(shù)來處理；-對(duì)所述原子和在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償步驟中確定的運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行編碼，以便生成輸出編碼比特流；幾個(gè)字典在編碼側(cè)可用，同時(shí)定義了比特流語法以便在預(yù)定級(jí)別下設(shè)置標(biāo)志，所述標(biāo)志用于指示應(yīng)該使用哪個(gè)字典，所述解碼方法包括以下步驟-解碼所述原子和運(yùn)動(dòng)矢量；-利用MP算法來重建殘留信號(hào)；-從所述重建信號(hào)和預(yù)測(cè)的信號(hào)生成對(duì)應(yīng)于所述輸入序列的原始幀的輸出重建信號(hào)，所述預(yù)測(cè)的信號(hào)是從所述編碼的運(yùn)動(dòng)矢量建立的；所述解碼方法的進(jìn)一步的特征在于，在編碼側(cè)的相同的字典在解碼側(cè)可用，以及提供了用于讀取所傳輸?shù)臉?biāo)志以及在使用MP算法時(shí)選擇相應(yīng)的字典的步驟。
16.一種用于對(duì)編碼的比特流進(jìn)行解碼的視頻解碼設(shè)備，所述編碼的比特流是通過實(shí)現(xiàn)應(yīng)用到幀的輸入序列的視頻編碼方法而生成的，其中每個(gè)塊被細(xì)分為任意大小的塊，所述編碼方法對(duì)于當(dāng)前幀的所述各塊的至少一部分包括以下步驟-在塊的基礎(chǔ)上生成經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸?，每一個(gè)經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸菑拿總€(gè)當(dāng)前原始幀和先前重建幀獲得的；-從所述經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸蓺埩粜盘?hào)；-利用所謂的匹配追蹤(MP)算法來將每個(gè)所述生成的殘留信號(hào)分解為被稱為原子的編碼的字典函數(shù)，當(dāng)前幀的其他塊通過其他編碼技術(shù)來處理；-對(duì)所述原子和在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償步驟中確定的運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行編碼，以便生成輸出編碼比特流；幾個(gè)字典在編碼側(cè)可用，同時(shí)定義了比特流語法以便在預(yù)定級(jí)別下設(shè)置標(biāo)志，所述標(biāo)志用于指示應(yīng)該使用哪個(gè)字典，所述解碼設(shè)備對(duì)于所涉及的塊應(yīng)用以下裝置-用于解碼所述原子和運(yùn)動(dòng)矢量的裝置；-用于執(zhí)行MP算法以便重建殘留信號(hào)的裝置；-用于從所述重建信號(hào)和預(yù)測(cè)的信號(hào)生成對(duì)應(yīng)于所述輸入序列的原始幀的輸出重建信號(hào)的裝置，所述預(yù)測(cè)的信號(hào)是從所述編碼的運(yùn)動(dòng)矢量建立的；所述解碼設(shè)備的進(jìn)一步的特征在于，在編碼側(cè)的相同的字典在解碼側(cè)可用，以及提供了用于讀取所傳輸?shù)臉?biāo)志以及在執(zhí)行MP算法時(shí)選擇相應(yīng)的字典的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及視頻壓縮的領(lǐng)域，更特別地是應(yīng)用到幀的輸入序列的視頻編碼方法，其中每個(gè)幀被細(xì)分為任意大小的塊。該方法對(duì)于當(dāng)前幀的所述各塊的至少一部分包括以下步驟在塊的基礎(chǔ)上生成經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸?，每一個(gè)經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸菑拿總€(gè)當(dāng)前原始幀和先前重建幀獲得的；從所述經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸蓺埩粜盘?hào)；利用所謂的匹配追蹤(MP)算法來將每個(gè)所述生成的殘留信號(hào)分解為被稱為原子的編碼的字典函數(shù)，當(dāng)前幀的其他塊通過其他編碼技術(shù)來處理；以及對(duì)所述原子和在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償步驟中確定的運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行編碼，以便生成輸出編碼比特流。根據(jù)本發(fā)明，所述方法使得在使用所述MP算法時(shí)，特定字典在編碼側(cè)可分別用于每種塊形狀。根據(jù)另一種實(shí)現(xiàn)方式，還可能使用幾個(gè)特定的字典。在這個(gè)第二種方案中，如果幾個(gè)字典在編碼側(cè)可用，則定義比特流語法來在預(yù)定級(jí)別下設(shè)置標(biāo)志，所述標(biāo)志用于指示應(yīng)該使用哪個(gè)字典并且例如是在原子級(jí)、塊級(jí)、宏塊級(jí)或畫面級(jí)。
文檔編號(hào)H04N7/26GK1864177SQ200480023008
公開日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2004年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月12日
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