專利名稱：視頻解碼中基準(zhǔn)畫面的自適應(yīng)加權(quán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明針對視頻解碼器，更具體地講，針對在視頻解碼器中使用基準(zhǔn)畫面的自適應(yīng)力口一又。
背景技術(shù)：
視頻數(shù)據(jù)一般以比特流的形式處理與傳送。典型的視頻壓縮編碼器與解碼器("CODEC"、編解碼器)通過對待編碼畫面進(jìn)行基準(zhǔn)畫面預(yù)測并且編碼當(dāng)前畫面與預(yù)測之間的差異，獲得了它們的壓縮效率的很大一部分。預(yù)測與當(dāng)前畫面愈緊密相關(guān)，壓縮該畫面就需要愈少的比特，從而增加了該處理的效率。由此，希望形成盡可能最佳的基準(zhǔn)畫面預(yù)測。
在許多視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)中，包括運(yùn)動圖像專家組("MPEG")-1、 MPEG-2、以及MPEG-4，將先前基準(zhǔn)畫面經(jīng)過運(yùn)動補(bǔ)償?shù)陌姹居米鳟?dāng)前畫面的預(yù)測，并且只編碼當(dāng)前畫面與預(yù)測之間的差異。當(dāng)使用單一畫面預(yù)測("P，，畫面)時，在形成經(jīng)過運(yùn)動補(bǔ)償?shù)念A(yù)測時不縮;改(scale)基準(zhǔn)畫面。當(dāng)^f吏用雙向畫面預(yù)測("B"畫面)時，從兩個不同的畫面形成中間預(yù)測，然后使用對每個都相等的加權(quán)因子(1/2、 1/2)將兩個中間預(yù)測一起平均，以形成單一的平均預(yù)測。在這些MPEG標(biāo)準(zhǔn)中，兩個基準(zhǔn)畫面總是一個來自B畫面的前向方向， 一個來自后向方向。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)有技術(shù)的這些以及其他缺點(diǎn)與不足由視頻解碼器中用于自適應(yīng)加權(quán)基準(zhǔn)畫面的系統(tǒng)與方法來解決。
公開了 一種視頻解碼器以及相應(yīng)方法，用來處理圖像塊的視頻信號數(shù)據(jù)以及預(yù)測該圖像塊的特定基準(zhǔn)畫面索引，其利用基準(zhǔn)畫面的自適應(yīng)加權(quán)以改進(jìn)視頻壓縮。解碼器包含基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子單元，該單元用來確定相應(yīng)于特定基準(zhǔn)畫面索引的加權(quán)因子。
用來解碼視頻的相應(yīng)方法包含接收相應(yīng)于圖像塊的數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)畫面索引，確定對于每一個接收的基準(zhǔn)畫面索引的加權(quán)因子，檢索每一個索引的基準(zhǔn)畫面，運(yùn)動補(bǔ)償所檢索的基準(zhǔn)畫面，以及用相應(yīng)的加^=又因子乘以經(jīng)過運(yùn)動補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面以形成經(jīng)過加權(quán)與運(yùn)動補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面。
本發(fā)明的這些以及其他方面、特征與優(yōu)點(diǎn)將從以下參照附圖對示范性實(shí)施方式的描述中看出。


在以下示范性圖示中顯示了根據(jù)本發(fā)明原理的視頻編碼器與解碼器中對基準(zhǔn)畫面的自適應(yīng)力。權(quán)，其中
圖l顯示標(biāo)準(zhǔn)視頻解碼器的方框圖2顯示具有自適應(yīng)雙向預(yù)測的視頻解碼器的方框圖3顯示根據(jù)本發(fā)明原理的、具有基準(zhǔn)畫面加權(quán)的視頻解碼器的方框圖4顯示標(biāo)準(zhǔn)視頻編碼器的方框圖5顯示根據(jù)本發(fā)明原理的、具有基準(zhǔn)畫面加權(quán)的視頻編碼器的方框圖；圖6顯示根據(jù)本發(fā)明原理的解碼過程的流程圖；圖7顯示根據(jù)本發(fā)明原理的編碼過程的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供了一種裝置與方法，用于運(yùn)動向量估計與自適應(yīng)基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子分配。在某些視頻序列中，尤其在那些具有淡變(fading)的視頻序列中，待編碼的當(dāng)前畫面或者圖像塊與通過加權(quán)因子縮放的基準(zhǔn)畫面比與基準(zhǔn)畫面自身相關(guān)更強(qiáng)。沒有向基準(zhǔn)畫面施加加權(quán)因子的視頻編解碼器對淡變序列的編碼非常低效。當(dāng)在編碼中使用加權(quán)因子時，視頻編碼器需要確定加權(quán)因子與運(yùn)動向量兩者，但是對于兩者中一個的最佳選擇取決于另一個，其中
運(yùn)動估計一般為數(shù)字視頻壓縮編碼器中計算量最大的部分。
在人們提出的聯(lián)合視頻組("JVT ( Joint Video Team)，，)視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)中，每個P畫面可以使用多個基準(zhǔn)畫面來形成畫面的預(yù)測，但是每個個別的運(yùn)動塊或者宏塊的8x8區(qū)域只使用單一的基準(zhǔn)畫面進(jìn)行預(yù)測。除編碼并傳送運(yùn)動向量之外，對于每個運(yùn)動塊或者8x8區(qū)域還傳送基準(zhǔn)畫面索引，以指示使用哪個基準(zhǔn)畫面。在編碼器與解碼器兩者處存儲可能基準(zhǔn)畫面的有限集合，并且傳送許可基準(zhǔn)畫面的數(shù)目。
在JVT標(biāo)準(zhǔn)中，對于雙向預(yù)測畫面(也稱為"B"畫面)，對于每個運(yùn)動塊或者8x8區(qū)域形成兩個預(yù)測算子(predictor),其中每個都可以從分離的基準(zhǔn)畫面形成，并且這兩個預(yù)測算子一起平均以形成單一平均預(yù)測算子。對于雙向預(yù)測的已編碼運(yùn)動塊，基準(zhǔn)畫面可以都來自前向方向、都來自后向方向、或者一個來自前向一個來自后向方向。對于可以用于預(yù)測的可用基準(zhǔn)畫面，維護(hù)兩個列表。這兩個基準(zhǔn)畫面稱為列表0與列表1預(yù)測算子。分別編碼并傳送每個基準(zhǔn)畫面的對于列表0與列表1基準(zhǔn)畫面的索引，即，red—idx—10與red_idx—II。聯(lián)合^L頻組("JVT，，)雙向預(yù)測或者"B，，畫面允許兩個預(yù)測之間的自適應(yīng)加4又，即，
Pred=[(P0)(Pred0)]+ [(P 1 )(Pred 1 )]+D,其中P0與PI為加權(quán)因子，Pred0與Predl分別為列表0與列表1的基準(zhǔn)畫面預(yù)測，D為偏移。
為指示加權(quán)因子，已經(jīng)提出了兩種方法。在第一種方法中，通過用于基準(zhǔn)畫面的方向，確定加權(quán)因子。在這種方法中，如果red_idx_I0索引小于或等于red—idx_Il，則使用加權(quán)因子(1/2, 1/2),否則使用因子(2, -1)。
在人們提出的第二種方法中，對于每個片段(slice),傳送任意數(shù)目的加權(quán)因子。然后，對于使用雙向預(yù)測的宏塊的每個8x8區(qū)域或者運(yùn)動塊傳送加權(quán)因子索引。解碼器使用收到的加權(quán)因子索引來從所傳送的集合中選擇適當(dāng)?shù)募訖?quán)因子，以在解碼運(yùn)動塊或者8x8區(qū)域時使用。例如，如果在該片段層發(fā)送三個加權(quán)因子，則它們分別相應(yīng)于加權(quán)因子索引0、 1、 2。
以下描述只說明了本發(fā)明的原理。因此應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠
6設(shè)想雖然此處沒有明確描述或者顯示、但是包含了本發(fā)明原理、并且包含在 本發(fā)明精神與范圍內(nèi)的各種結(jié)構(gòu)。另外，此處列舉的所有的例子與條件性語 言主要是用來只用于教學(xué)目的，以幫助讀者理解本發(fā)明人對現(xiàn)有技術(shù)作出貢 獻(xiàn)的本發(fā)明的原理與構(gòu)思，并且應(yīng)該被理解為不限于具體地列舉的這些例子 與條件。另外，此處指出本發(fā)明原理、方面、以及實(shí)施方式的所有陳述及其 特定例子都是用來覆蓋其結(jié)構(gòu)與功能等價物兩者。另外，這些等價物意在包 含當(dāng)前已知的等價物以及將來開發(fā)的等價物，即，不管結(jié)構(gòu)如何，執(zhí)行同樣 功能的所開發(fā)的任何元件。
由此，例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解此處的方框圖表示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明 原理的說明性電路的概念圖。類似地，應(yīng)該理解:任何流程表、流程圖、狀態(tài) 轉(zhuǎn)換圖、偽代碼等等表示可能實(shí)際上在計算機(jī)可讀介質(zhì)中表示的、并且由計 算機(jī)或者處理器執(zhí)行的各種處理或進(jìn)程，而不管是否明確顯示了這樣的計算 機(jī)或者處理器。
圖中所示各種元件的功能可以通過使用專用硬件以及能夠與適當(dāng)軟件相 結(jié)合地執(zhí)行軟件的硬件提供。當(dāng)由處理器提供時，這些功能可以由單一的專 用處理器提供，或者由多個單獨(dú)的處理器提供，其中某些處理器可以是共享 的。另外，對于直接使用術(shù)語"處理器"或者"控制器"，不應(yīng)該被理解為只指 能夠執(zhí)行軟件的硬件，而可能暗含地包含、但不限于數(shù)字信號處理器 ("DSP")硬件、存儲軟件的只讀存儲器("ROM")、隨機(jī)訪問存儲器("RAM")、 以及非易失存儲器。類似地，圖中顯示的任何開關(guān)都只是概念性的。其功能 可以通過來程序邏輯的運(yùn)行、通過專用邏輯電路、通過程序控制與專用邏輯 電路的交互、甚或手動地執(zhí)行，其中實(shí)現(xiàn)者可以根據(jù)具體情況選擇具體的技 術(shù)。
在權(quán)利要求中，任何被表示為用于執(zhí)行指定功能的部件的元件用來包含 執(zhí)行該功能的所有方式，包含(例如)a)執(zhí)行該功能電路元件的組合，或 者b)任何形式的軟件，因此包含固件、微代碼等等，其與執(zhí)行該軟件的適 當(dāng)電路結(jié)合以執(zhí)行該功能。這樣的權(quán)利要求所限定的發(fā)明包含在以下事實(shí)之 中以權(quán)利要求所要求的方式，組合和匯合由所指出的各種部件提供的功能。 因此，申請人將可以提供那些功能的任何部件都認(rèn)為是此處所示部件的等價 物。
如圖1所示，標(biāo)號100總體表示標(biāo)準(zhǔn)視頻解碼器。視頻解碼器100包含與逆量化器120進(jìn)行信號通信連接的變長解碼器("VLD" )110。逆量化器120 與逆變換器130信號通信連接。逆變換器130與加法器或者求和點(diǎn)140的第 一輸入端信號通信連接，其中求和點(diǎn)140的輸出提供視頻解碼器100的輸出。 求和點(diǎn)140的輸出與基準(zhǔn)畫面存儲器150信號通信連接?；鶞?zhǔn)畫面存儲器150 與運(yùn)動補(bǔ)償器160信號通信連接，運(yùn)動補(bǔ)償器160與求和點(diǎn)140的第二輸入 端信號通信連接。
轉(zhuǎn)到圖2,標(biāo)號200總體表示具有自適應(yīng)雙向預(yù)測的視頻解碼器。視頻 解碼器200包含與逆量化器220信號通信連接的VLD 210。逆量化器220與 逆變換器230信號通信連接。逆變換器230與求和點(diǎn)240的第一輸入端信號 通信連接，其中求和點(diǎn)240的輸出提供視頻解碼器200的輸出。求和點(diǎn)240 的輸出與基準(zhǔn)畫面存儲器250信號通信連接?；鶞?zhǔn)畫面存儲250器與運(yùn)動補(bǔ) 償器260信號通信連接，運(yùn)動補(bǔ)償器260與乘法器270的第一輸入端信號通 信連接。
VLD 210還與基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子查找表280信號通信連接，以向查找表 280提供自適應(yīng)雙向("ABP，，)系數(shù)索引。查找表280的第一輸出用來提供加 權(quán)因子，并且與乘法器270的第二輸入端信號通信連接。乘法器270的輸出 端與求和點(diǎn)290的第一輸入端信號通信連接。查找表280的第二輸出端用來 提供偏移，并且與求和點(diǎn)290的第二輸入端信號通信連接。求和點(diǎn)290的輸 出端與求和點(diǎn)240的第二輸入端信號通信連接。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3,標(biāo)號300總體表示具有基準(zhǔn)畫面加權(quán)的視頻解碼器。視 頻解碼器300包含與逆量化器320信號通信連接的VLD 310。逆量化器330 與逆變換器330信號通信連接。逆變換器330與求和點(diǎn)340的第一輸入端信 號通信連接，其中求和點(diǎn)340的輸出提供視頻解碼器300的輸出。求和點(diǎn)340 的輸出與基準(zhǔn)畫面存儲器350信號通信連接?；鶞?zhǔn)畫面存儲器350與運(yùn)動補(bǔ) 償器360信號通信連接，運(yùn)動補(bǔ)償器360與乘法器370的第一輸入端信號通 信連接。
另外，VLD 310還與基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子查找表380信號通信連接，以向 查找表380提供基準(zhǔn)畫面索引。查找表380的第 一輸出端用來提供加權(quán)因子， 并且與乘法器370的第二輸入端信號通信連接。乘法器370的輸出端與求和 點(diǎn)3卯的第一輸入端信號通信連接。查找表380的第二輸出端用來提供偏移， 并且與求和點(diǎn)390的第二輸入端信號通信連接。求和點(diǎn)390的輸出端與求和點(diǎn)340的第二輸入端信號通信連接。
如圖4所示，標(biāo)號400總體表示標(biāo)準(zhǔn)^L頻編碼器。編碼器400的輸入端 與求和點(diǎn)410的正相輸入端信號通信連接。求和點(diǎn)410的輸出端與塊變換器 420信號通信連接。變換器420與量化器430信號通信連接。量化器430的 輸出與變長編碼器("VLC") 440信號通信連接，其中VLC 440的輸出為編 碼器400的外部可獲得輸出。
量化器430的輸出還與逆量化器450信號通信連接。逆量化器450與逆 塊變換器460信號通信連接，逆塊變換器460進(jìn)而與基準(zhǔn)畫面存儲器470信 號通信連接?；鶞?zhǔn)畫面存儲器470的第一輸出端與運(yùn)動估計器480的第一輸 入端信號通信連接。編碼器400的輸入還與運(yùn)動估計器480的第二輸入端信 號通信連接。運(yùn)動估計器480的輸出端與運(yùn)動補(bǔ)償器490的第一輸入端信號 通信連接?；鶞?zhǔn)畫面存儲器470的第二輸出端與運(yùn)動補(bǔ)償器490的第二輸入 端信號通信連接。運(yùn)動補(bǔ)償器490的輸出端與求和點(diǎn)410的反相輸入端信號 通信連接。
'轉(zhuǎn)到圖5，標(biāo)號500總體表示具有基準(zhǔn)畫面加權(quán)的視頻編碼器。編碼器 500的輸入與求和點(diǎn)510的正相輸入端信號通信連接。求和點(diǎn)510的輸出與 塊變換器520信號通信連接。變換器520與量化器530信號通信連接。量化 器530的輸出與VLC 540信號通信連接，其中VLC 540的輸出為編碼器500 的外部可獲得輸出。
量化器530的輸出還與逆量化器550信號通信連接。逆量化器550與逆 塊變換器560信號通信連接，逆塊變換器560進(jìn)而與基準(zhǔn)畫面存儲器570信 號通信連接。基準(zhǔn)畫面存儲器570的第一輸出端與基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子分配器 572的第一輸入端信號通信連接。編碼器500的輸入端還與基準(zhǔn)畫面加權(quán)因 子分配器572的第二輸入端信號通信連接。指示加權(quán)因子的基準(zhǔn)畫面加權(quán)因 子分配器572的輸出端與運(yùn)動補(bǔ)償器580的第一輸入端信號通信連接。基準(zhǔn) 畫面存儲570的第二輸出端與運(yùn)動補(bǔ)償器580的第二輸入端信號通信連接。
編碼器500的輸入端還與運(yùn)動估計器580的第三輸入端信號通信連接。 指示運(yùn)動向量的運(yùn)動估計器580的輸出端與運(yùn)動補(bǔ)償器590的第一輸入端信 號通信連接?；鶞?zhǔn)畫面存儲器570的第三輸出端與運(yùn)動補(bǔ)償器590的第二輸 入端信號通信連接。指示經(jīng)過運(yùn)動補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面的運(yùn)動補(bǔ)償器590的輸出 端與乘法器592的第一輸入端信號通信連接。指示加權(quán)因子的基準(zhǔn)畫面加權(quán)
9因子分配器572的輸出端與乘法器592的第二輸入端信號通信連接。乘法器 592的輸出端與求和點(diǎn)510的反相輸入端信號通信連接。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖6,標(biāo)號600總體表示解碼圖像塊的視頻信號數(shù)據(jù)的示范性 過程。該過程包括開始塊610，其將控制傳遞給輸入塊612。輸入塊612接收 圖像塊壓縮數(shù)據(jù)，并且將控制傳遞給輸入塊614。輸入塊614接收圖像塊數(shù) 據(jù)的至少一個基準(zhǔn)畫面索引，其中每個基準(zhǔn)畫面索引相應(yīng)于特定基準(zhǔn)畫面。 輸入塊614將控制傳遞給功能塊616，功能塊616確定相應(yīng)于每個所接收的 基準(zhǔn)畫面索引的加權(quán)因子，并且將控制傳遞給可選功能塊617。可選功能塊 617確定相應(yīng)于每個所接收的基準(zhǔn)畫面索引的偏移，并且將控制傳遞給功能 塊618。功能塊618檢索相應(yīng)于每個所接收的基準(zhǔn)畫面索引的基準(zhǔn)畫面，并 且將控制傳遞給功能塊620。功能塊620進(jìn)而對所檢索的基準(zhǔn)畫面進(jìn)行運(yùn)動 補(bǔ)償，并且將控制傳遞給功能塊622。功能塊622將經(jīng)過運(yùn)動補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫 面乘以相應(yīng)的加權(quán)因子，并且將控制傳遞給可選功能塊623?？蛇x功能塊623 將經(jīng)過運(yùn)動補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面加上相應(yīng)的偏移，并且將控制傳遞給功能塊624。 功能塊624進(jìn)而形成經(jīng)過加權(quán)與運(yùn)動補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面，并且將控制傳遞給結(jié) 束塊626。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖7，標(biāo)號700總體表示編碼圖像塊的視頻信號數(shù)據(jù)的示范性 過程。該過程包括開始塊710，其將控制傳遞給輸入塊712。輸入塊712接收 基本未壓縮的圖像塊數(shù)據(jù)，并且將控制傳遞給功能塊714。功能塊714相應(yīng) 于具有相應(yīng)索引的特定基準(zhǔn)畫面分配圖像塊的加權(quán)因子。功能塊714將控制 傳遞給可選功能塊715?？蛇x功能塊715相應(yīng)于具有相應(yīng)索引的特定基準(zhǔn)畫 面分配圖像塊的偏移?？蛇x功能塊715將控制傳遞給功能塊716，功能塊716 相應(yīng)于圖像塊與特定基準(zhǔn)畫面之間的差異計算運(yùn)動向量，并且將控制傳遞給 功能塊718。功能塊718相應(yīng)于運(yùn)動向量對特定基準(zhǔn)畫面進(jìn)行運(yùn)動補(bǔ)償，并 且將控制傳遞給功能塊720。功能塊720進(jìn)而將經(jīng)過運(yùn)動補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面乘 以所分配的加權(quán)因子，以形成經(jīng)過加權(quán)與運(yùn)動補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面，并且將控制 傳遞給可選功能塊721。可選功能塊721進(jìn)而將經(jīng)過運(yùn)動補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面加 上所分配的偏移，以形成經(jīng)過加權(quán)與運(yùn)動補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面，并且將控制傳遞 給功能塊722。功能塊722從基本未壓縮的圖像塊中減去經(jīng)過加權(quán)與運(yùn)動補(bǔ) 償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面，并且將控制傳遞給功能塊724。功能塊724進(jìn)而利用基本未 壓縮的圖像塊與經(jīng)過加權(quán)與運(yùn)動補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面之間的差異以及特定基準(zhǔn)畫面的相應(yīng)索引編碼信號，并且將控制傳遞給結(jié)束塊726。
在本示范性實(shí)施方式中，對于每個編碼的畫面或者片段，加權(quán)因子與可 以相對其編碼當(dāng)前畫面塊的、每個允許的基準(zhǔn)畫面相關(guān)聯(lián)。當(dāng)編碼或解碼當(dāng) 前畫面中每個塊時，將相應(yīng)于其基準(zhǔn)畫面索引的(多個)加權(quán)因子與(多個) 偏移應(yīng)用到基準(zhǔn)預(yù)測以形成加權(quán)預(yù)測算子。相對同 一基準(zhǔn)畫面編碼的片段中 的所有塊都向基準(zhǔn)畫面預(yù)測施加相同的加權(quán)因子。
當(dāng)編碼畫面時是否使用自適應(yīng)加權(quán)可以在畫面參數(shù)集合或者序列參數(shù)集 合、或者所述片段或者畫面頭部中指示。對于使用自適應(yīng)加權(quán)的每個片段或 者畫面，可以為可能用來編碼該片段或者畫面的每個可允許的基準(zhǔn)畫面?zhèn)魉?加權(quán)因子?？稍试S的基準(zhǔn)畫面的數(shù)目在所述片段的頭部傳送。例如，如果可 以使用三個基準(zhǔn)畫面來編碼當(dāng)前片段，則傳送多達(dá)三個加權(quán)因子，并且這些 加權(quán)因子與具有相同索引的基準(zhǔn)畫面相關(guān)聯(lián)。
如果不傳送加權(quán)因子，則使用缺省加權(quán)。在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中， 當(dāng)不傳送加權(quán)因子時使用缺省加權(quán)(1/2， 1/2)?？梢允褂霉潭ɑ蛘咦冮L代碼 來傳送加權(quán)因子。
與典型系統(tǒng)不同，與每個片段、塊或者畫面?zhèn)魉偷拿總€加權(quán)因子相應(yīng)于
特定基準(zhǔn)畫面索引。先前，與每個片段或者畫面一起傳送的任何集合的加權(quán) 因子都不與任何特定基準(zhǔn)畫面相關(guān)聯(lián)。相反，為每個運(yùn)動塊或者8x8區(qū)域傳
送自適應(yīng)雙向預(yù)測加4又索引，以選擇要對該特定運(yùn)動塊或者8x8區(qū)域施加來 自所傳送的集合中的哪些加權(quán)因子。
在本實(shí)施方式中，不顯式地傳送每個運(yùn)動塊或者8x8區(qū)域的加權(quán)因子索 引。相反，使用與所傳送的基準(zhǔn)畫面索引相關(guān)聯(lián)的加權(quán)因子。這極大地減少 了所傳送的比特流中為允許基準(zhǔn)畫面的自適應(yīng)加權(quán)而具有的開銷量。
該系統(tǒng)與技術(shù)可以施加于使用單一預(yù)測算子編碼的預(yù)測"P，，畫面，或者使 用兩個預(yù)測算子編碼的雙向預(yù)測"B"畫面。以下針對P與B畫面的情況描述 在編碼器與解碼器中都存在的解碼處理?？商鎿Q地，該技術(shù)也可以應(yīng)用到使 用類似于I、 B、與P畫面的概念的編碼系統(tǒng)。
對于B畫面單一方向預(yù)測以及對于B畫面中的雙向預(yù)測，可以使用相同 的加權(quán)因子。當(dāng)對于P畫面或者對于B畫面單一方向預(yù)測中宏塊使用單一預(yù) 測算子時，為該塊傳送單一的基準(zhǔn)畫面索引。在運(yùn)動補(bǔ)償?shù)慕獯a處理步驟產(chǎn) 生預(yù)測算子之后，向預(yù)測算子施加加權(quán)因子。然后將加權(quán)后的預(yù)測算子加到編碼余量(coded residual)上，對和進(jìn)行剪切以形成解碼的畫面。對于用于P 畫面中的塊或者用于只使用列表O預(yù)測的B畫面中的塊，加權(quán)預(yù)測算子形成 為
Pred=W0*Pred0+D0 (1) 其中WO為與列表O基準(zhǔn)畫面相關(guān)聯(lián)的加權(quán)因子，DO為與列表O基準(zhǔn)畫 面相關(guān)聯(lián)的偏移，PredO為來自列表0基準(zhǔn)畫面的經(jīng)過運(yùn)動補(bǔ)償?shù)念A(yù)測塊。 對于用于只使用列表O預(yù)測的B畫面中的塊，加權(quán)預(yù)測算子形成為 Pred=Wl*Predl+Dl (2)
其中Wl為與列表1基準(zhǔn)畫面相關(guān)聯(lián)的加權(quán)因子，Dl為與列表1基準(zhǔn)畫 面相關(guān)聯(lián)的偏移，Predl為來自列表l基準(zhǔn)畫面的經(jīng)過運(yùn)動補(bǔ)償?shù)念A(yù)測塊。
可以剪切加權(quán)后的預(yù)測算子以保證結(jié)果值在像素值許可范圍之內(nèi)， 一般 為0至255。加權(quán)公式中乘法的精度可以限于任何預(yù)定數(shù)目比特的分辨率。
在雙向預(yù)測情況下，對于兩個預(yù)測算子的每一個傳送基準(zhǔn)畫面索引。進(jìn) 行運(yùn)動補(bǔ)償以形成兩個預(yù)測算子。每個預(yù)測算子使用與其基準(zhǔn)畫面索引相關(guān) 聯(lián)的加權(quán)因子，以形成兩個加權(quán)后的預(yù)測算子。然后， 一起平均這兩個加權(quán) 后的預(yù)測算子以形成平均預(yù)測算子，然后將該平均預(yù)測算子加到編碼余量。
對于用于使用列表0與列表1預(yù)測的B畫面中的塊，加權(quán)預(yù)測算子形成
為
Pred=(PO*PredO+DO+ PI *Predl+Dl)/2 (3)
在計算加權(quán)預(yù)測算子時，可以對加權(quán)后的預(yù)測算子或者任何中間值進(jìn)行 剪切，以保證結(jié)果值在像素值許可范圍之內(nèi)， 一般為0至255。
由此，向使用多個基準(zhǔn)畫面的視頻壓縮編碼器與解碼器的基準(zhǔn)畫面預(yù)測 施加加權(quán)因子。根據(jù)用于運(yùn)動塊的基準(zhǔn)畫面索引，該加權(quán)因子對于該畫面內(nèi) 的各個運(yùn)動塊改變。因?yàn)橐呀?jīng)在壓縮后的視頻比特流中傳送了基準(zhǔn)畫面索引， 所以大大減少了根據(jù)運(yùn)動塊改變加權(quán)因子的附加開銷。相對于相同基準(zhǔn)畫面 編碼的所有運(yùn)動塊都向基準(zhǔn)畫面預(yù)測施加相同的加權(quán)因子。
根據(jù)此處的說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地理解本發(fā)明的這些以及其 他特征與優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)該理解本發(fā)明的說明可以應(yīng)用于各種形式的硬件、軟件、 固件、專用處理器、或者其組合。
更優(yōu)選地，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)為硬件與軟件的組合。另外，所述軟件最好 實(shí)現(xiàn)為以有形形式包含在程序存儲單元上的應(yīng)用程序。該應(yīng)用程序可以上載
12到包含任何適當(dāng)體系結(jié)構(gòu)的機(jī)器、并且由其執(zhí)行。優(yōu)選地，該機(jī)器在具有諸
如一個或多個中央處理單元("CPU，，)、隨機(jī)訪問存儲器("RAM")、以及輸 入/輸出("I/O")接口等硬件的計算機(jī)平臺上實(shí)現(xiàn)。該計算機(jī)平臺還可以包含 操作系統(tǒng)以及微指令代碼。此處描述的各種處理與功能可以是微指令代碼的 一部分，或者是應(yīng)用程序的一部分，或者其組合，其可以由來CPU執(zhí)行。另 外，可將各種其他外圍單元連接到該計算機(jī)平臺，例如附加數(shù)據(jù)存儲單元以
及打印單元。
還應(yīng)該理解因?yàn)樵诟綀D中所示的某些構(gòu)成系統(tǒng)組件與方法最好以軟件 實(shí)現(xiàn)，所以系統(tǒng)組件或者處理功能塊之間的實(shí)際連接可能根據(jù)本發(fā)明的編程 方式而不同。有了此處的說明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠設(shè)想本發(fā)明的這些 以及類似的實(shí)現(xiàn)或者配置。
雖然針對附圖描述了示范性實(shí)施方式，但是應(yīng)該理解本發(fā)明不限于那 些精確的實(shí)施方式，并且在不脫離本發(fā)明的范圍與精神的前提下，本領(lǐng)域普 通技術(shù)人員可以進(jìn)行各種改變與修改。所有這些改變與修改都包含在所附權(quán) 利要求給出的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種視頻解碼器(300)，用來解碼圖像塊的視頻信號數(shù)據(jù)以及預(yù)測該圖像塊的特定基準(zhǔn)畫面索引，該解碼器包含基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子單元(380)，該單元具有用來確定相應(yīng)于該特定基準(zhǔn)畫面索引的加權(quán)因子的輸出。
2. 如權(quán)利要求1所述的視頻解碼器(300)，其中基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子單元(380 )具有用來確定相應(yīng)于該特定基準(zhǔn)畫面索引的偏移的第二輸出。
3. 如權(quán)利要求1所述的視頻解碼器(300),還包含與基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子單元(380)信號通信的變長解碼器(310),用來向基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子單元提供特定基準(zhǔn)畫面索引。
4. 如權(quán)利要求1所述的視頻解碼器(300),還包含與基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子單元(380)信號通信的運(yùn)動補(bǔ)償器(360)，用來響應(yīng)于基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子單元提供經(jīng)過運(yùn)動補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面。
5. 如權(quán)利要求4所述的視頻解碼器(300)，還包含與運(yùn)動補(bǔ)償器(360)以及基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子單元(380)信號通信的乘法器(370)，用來向經(jīng)過運(yùn)動補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面施加加權(quán)因子。
6. 如權(quán)利要求1所述的視頻解碼器(300),還包含與運(yùn)動補(bǔ)償器(360)以及基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子單元(380)信號通信的加法器(360)，用來向經(jīng)過運(yùn)動補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面施加偏移。
7. 如權(quán)利要求1所述的視頻解碼器(300)，其中所述視頻信號數(shù)據(jù)為包含塊變換系數(shù)的流;見頻信號數(shù)據(jù)。
8. 如權(quán)利要求1所述的、可用于雙向預(yù)測畫面預(yù)測算子的視頻解碼器(300),該解碼器還包含用來從兩個不同的基準(zhǔn)畫面形成第一與第二預(yù)測算子的預(yù)測部件；用來使用其相應(yīng)的加權(quán)因子一起平均第 一與第二預(yù)測算子以形成單一 的平均預(yù)測算子的平均部件。
9. 如權(quán)利要求8所述的視頻解碼器(300),其中所述兩個不同的基準(zhǔn)畫面都來自相對于圖像塊的同一方向。
10. —種用來解碼圖像塊的視頻信號數(shù)據(jù)的方法，該方法包含下列步驟接收(614)該圖像塊數(shù)據(jù)的至少一個基準(zhǔn)畫面索引，其中每個索引都相應(yīng)于特定基準(zhǔn)畫面；確定(616)相應(yīng)于所接收的至少一個基準(zhǔn)畫面索引中每一個的加權(quán)因子； 檢索(618)相應(yīng)于所接收的至少一個基準(zhǔn)畫面索引中每一個的基準(zhǔn)畫面； 運(yùn)動補(bǔ)償(620)所檢索的基準(zhǔn)畫面；以及使用相應(yīng)的加權(quán)因子，改變(622)經(jīng)過運(yùn)動補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面以形成經(jīng)過 加權(quán)與運(yùn)動補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面。
11. 如權(quán)利要求IO所述的方法，還包含確定(617)相應(yīng)于所接收的至少一個基準(zhǔn)畫面索引中每一個的偏移；以及利用相應(yīng)的偏移，調(diào)整運(yùn)動補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面。
12. 如權(quán)利要求IO所述的方法，還包含將經(jīng)過加權(quán)與運(yùn)動補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn) 畫面加到圖像塊的數(shù)據(jù)以預(yù)測該圖像塊。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，還包括存儲預(yù)測的圖像塊作為未來檢索 的基準(zhǔn)畫面。
14. 如權(quán)利要求IO所述的方法，其中所述視頻信號數(shù)據(jù)為包含塊變換系 數(shù)的流視頻信號數(shù)據(jù)。
15. 如權(quán)利要求10所述的、使用雙向預(yù)測畫面預(yù)測算子的方法，該方法 還包含下列步驟從兩個不同的基準(zhǔn)畫面形成第一與第二預(yù)測算子； 運(yùn)動補(bǔ)償?shù)谝慌c第二預(yù)測算子中的每一個；使用其相應(yīng)的加權(quán)因子一起平均第 一與第二預(yù)測算子以形成單 一 的平均 預(yù)測算子。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，還包括下列步驟 確定相應(yīng)于第一與第二預(yù)測算子中每一個的第一與第二偏移；以及 將第一與第二預(yù)測算子分別加上相應(yīng)的第一與第二偏移。
17. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述兩個不同的基準(zhǔn)畫面都來自相 對于圖像塊的同一方向。
全文摘要
公開了一種視頻解碼器(300)、編碼器(500)、以及相應(yīng)方法，用來處理圖像塊的視頻信號數(shù)據(jù)以及預(yù)測該圖像塊的特定基準(zhǔn)畫面索引，其利用基準(zhǔn)畫面的自適應(yīng)加權(quán)以改進(jìn)視頻壓縮，其中解碼器(300)包含基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子單元(380)，該單元用來確定相應(yīng)于該特定基準(zhǔn)畫面索引的加權(quán)因子；編碼器(500)包含基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子分配器(572)，該分配器用來分配相應(yīng)于該特定基準(zhǔn)畫面索引的加權(quán)因子；解碼方法包含接收相應(yīng)于圖像塊的數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)畫面索引，確定對于每一個接收的基準(zhǔn)畫面索引的加權(quán)因子，檢索每一個索引的基準(zhǔn)畫面，運(yùn)動補(bǔ)償所檢索的基準(zhǔn)畫面，以及用相應(yīng)的加權(quán)因子乘以經(jīng)過運(yùn)動補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面以形成經(jīng)過加權(quán)與運(yùn)動補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面。
文檔編號H04N7/26GK101668213SQ200910174759
公開日2010年3月10日 申請日期2003年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月15日
發(fā)明者吉爾·M·博伊斯 申請人:湯姆森特許公司