專利名稱：預測圖像數(shù)據(jù)塊的方法、實現(xiàn)所述方法的解碼和編碼設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及編碼圖像序列以及解碼代表圖像序列的編碼數(shù)據(jù)流以便重構它們的領域。本發(fā)明更具體地涉及預測圖像數(shù)據(jù)塊以便編碼它或重構它的方法。本發(fā)明還涉及實現(xiàn)所述方法的編碼圖像序列的設備和解碼代表圖像序列的編碼數(shù)據(jù)流的設備。
背景技術：
先有技術的大多數(shù)圖像序列編碼方法使用時間預測來減少要編碼的信息的數(shù)量。 時間預測的關鍵在于從先前編碼的序列的其它圖像中時間預測要編碼的當前圖像。因此， 時間預測可以是幾次級聯(lián)的。這種解決方案顯示在圖1中。在這個圖形中，從132塊中預測 b3塊，b2塊本身是從bl塊中預測的，bl塊本身是從b0塊中預測的。一個塊是從參考圖像的叫做參考塊的另一個塊中時間預測的。這個參考塊在圖像序列中通過至少一個運動數(shù)據(jù)，例如，運動向量或運動向量和使參考塊所屬的參考圖像能夠得以標識的參考圖像索引來標識。這樣的運動向量不必具有整數(shù)值的坐標。在運動向量坐標是非整數(shù)值，即它們具有子像素精度的情況下，需要內(nèi)插濾波器來構建預測塊，即，預測塊的圖像數(shù)據(jù)。這樣的濾波步驟使原始圖像數(shù)據(jù)退化，尤其是通過平滑他們。因此，在幾個時間預測圖像上級聯(lián)內(nèi)插濾波的行為使原始圖像數(shù)據(jù)越來越平滑(圖1中的b0)，其后果是，降低了預測圖像數(shù)據(jù)的精度。當為了進行尤其是當使用高量化步驟時，或當預測信號足夠精確，不需要編碼殘差數(shù)據(jù)時發(fā)生的相繼預測的校正，沒有殘差數(shù)據(jù)被編碼時，更加如此?？朔@個問題的已知解決方案的關鍵在于像在H. 264/MPEG4 AVC標準的范圍內(nèi)開發(fā)和尤其定義在標題為 “Joint Draft ITU-T Rec. H. 264 | IS0/IEC14496-10/Amd. 3 Scalable video coding，，的 IS0/IEC 14496-10 文件或 IS0/IECJTC1/S(^9/WG11 和 ITU-T SG16 0.611~1201文件的0.6.3章節(jié)中的那種那樣的“多參考圖像”型手段。當使用這種手段時，可以直接從10參考圖像的b0塊中預測圖1的b3塊。但是，對于這種解決方案，有必要為每個時間預測塊編碼運動向量和使與這個運動向量有關的序列的圖像能夠得以標識的參考圖像索引。在當前情況下，有必要為b3塊編碼運動向量Mv和圖像索引10。因此， 這種解決方案引入了額外編碼成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服先有技術的至少一個缺點。本發(fā)明涉及預測屬于圖像序列的當前圖像的當前塊以便編碼或重構當前塊的方法。所述序列的每個圖像包含每一個與至少一個圖像數(shù)據(jù)相聯(lián)系的像素。所述方法包含如下步驟a)從先前與當前塊相聯(lián)系的至少一個運動數(shù)據(jù)中為當前塊確定參考塊；b)核實是否滿足預定條件，所述條件代表參考塊的圖像數(shù)據(jù)與先前從與參考塊相聯(lián)系的至少一個運動數(shù)據(jù)中確定的參考塊的預測塊的圖像數(shù)據(jù)之間的時間變化；c)按照核實的結果修改當前塊的至少一個運動數(shù)據(jù)；以及d)從當前塊的至少一個運動數(shù)據(jù)中為當前塊生成預測塊。在直接，即從與當前塊相聯(lián)系的運動數(shù)據(jù)中而不是級聯(lián)幾次預測為當前塊確定預測塊中，在時間上更好地預測了當前塊的圖像數(shù)據(jù)。因此，重構數(shù)據(jù)具有更好質(zhì)量。另外， 通過不編碼參考圖像索引類型的任何附加運動信息地應用本發(fā)明的方法，本發(fā)明當被編碼設備使用時，對于相同重構圖像質(zhì)量，能夠以較低位速率生成編碼圖像數(shù)據(jù)流。在仍然編碼參考圖像索引的特殊情況下，按照本發(fā)明的方法就編碼效率而言仍然比“多參考圖像”型手段更加有效。按照本發(fā)明的一個特定特征，如果滿足預定條件，則根據(jù)與參考塊最一般地相聯(lián)系的至少一個運動數(shù)據(jù)修改當前塊的至少一個運動數(shù)據(jù)，否則，不修改當前塊的至少一個運動數(shù)據(jù)。按照本發(fā)明的另一個方面，在步驟C)之后，用從與參考塊最一般地相聯(lián)系的至少一個運動數(shù)據(jù)中確定的參考塊取代所述參考塊，并且只要滿足預定條件，就重復步驟b和
Co按照一個特定特征，當前塊和第一參考塊的至少一個運動數(shù)據(jù)的每一個包含運動向量。按照一種變體，當前塊和第一參考塊的至少一個運動數(shù)據(jù)的每一個還包含參考圖像索引。按照第一實施例，如果大多數(shù)參考塊像素是時間預測像素和如果在參考塊圖像數(shù)據(jù)與參考塊的預測塊圖像數(shù)據(jù)之間計算的預測誤差小于預定閾值，則滿足所述條件。按照第二實施例，另外如果所述時間預測參考塊的所有像素的預定比例含有單個和相同相關運動數(shù)據(jù)，則滿足所述條件。按照第三實施例，如果如下不等式也得到核實，則滿足所述條件D(mvl/dl ；mv2/d2) < α，其中-dl是當前圖像與參考塊所屬的序列的圖像之間的距離；-d2是當前圖像與和參考塊最一般地相聯(lián)系的運動向量所指的序列的圖像之間的距離；-mv 1是當前塊的運動向量；-mv2是與參考塊最一般地相聯(lián)系的運動向量；以及-D是距離函數(shù)。按照本發(fā)明的另一個方面，在核實步驟之前，所述方法包含確定包含參考塊的中間參考塊的步驟。在核實和修改步驟中，用中間參考塊取代參考塊。本發(fā)明還涉及編碼圖像序列的設備，所述序列的每個圖像被劃分成每一個與至少一個圖像數(shù)據(jù)相聯(lián)系的像素塊，所述設備包含-能夠為所述序列的當前塊確定至少一個運動數(shù)據(jù)的運動估計模塊；-能夠從至少一個運動數(shù)據(jù)中為當前塊確定預測塊的運動補償模塊；以及-能夠編碼當前塊與預測塊之間的差值的編碼模塊。
有利的是，所述編碼設備包含自適應模塊，能夠核實是否滿足預定條件，所述條件代表從與當前塊相聯(lián)系的至少一個運動數(shù)據(jù)中識別的參考塊的圖像數(shù)據(jù)與所述運動估計模塊先前從與參考塊相聯(lián)系的至少一個運動數(shù)據(jù)中確定的參考塊的預測塊的圖像數(shù)據(jù)之間的時間變化，并且能夠根據(jù)這種核實的結果，修改當前塊的至少一個運動數(shù)據(jù)。本發(fā)明還涉及解碼代表圖像序列的編碼數(shù)據(jù)流的設備，每個圖像被劃分成每一個與至少一個圖像數(shù)據(jù)相聯(lián)系的像素塊，所述設備包含-流解碼模塊，能夠?qū)Ξ斍皦K重構殘差數(shù)據(jù)；-運動數(shù)據(jù)重構模塊，能夠為當前塊重構至少一個運動數(shù)據(jù)；-運動補償模塊，能夠從至少一個運動數(shù)據(jù)中為當前塊確定預測塊；以及-重構模塊，能夠從預測塊和殘差數(shù)據(jù)中重構當前塊。有利的是，所述解碼設備還包含自適應模塊，能夠核實是否滿足預定條件，所述條件代表從與當前塊相聯(lián)系的至少一個運動數(shù)據(jù)中識別的參考塊的圖像數(shù)據(jù)與所述運動數(shù)據(jù)重構模塊先前從與參考塊相聯(lián)系的至少一個運動數(shù)據(jù)中確定的參考塊的預測塊的圖像數(shù)據(jù)之間的時間變化，并且能夠根據(jù)這種核實的結果，修改當前塊的至少一個運動數(shù)據(jù)。


本發(fā)明將通過參考附圖給出的絕非限制性的實施例和有利實現(xiàn)得到更好理解和例示，在附圖中-圖1示出了級聯(lián)地預測圖像數(shù)據(jù)塊的方法；-圖2示出了按照本發(fā)明預測圖像數(shù)據(jù)塊的方法的流程圖；-圖3示出了按照本發(fā)明預測圖像數(shù)據(jù)塊的方法；-圖4示出了按照本發(fā)明的一種變體預測圖像數(shù)據(jù)塊的方法；-圖5示出了按照本發(fā)明的另一種變體預測圖像數(shù)據(jù)塊的方法的流程圖；-圖6示出了按照本發(fā)明的另一種實施例預測圖像數(shù)據(jù)塊的方法的流程圖；-圖7示出了按照本發(fā)明的這個其它實施例預測圖像數(shù)據(jù)塊的方法；-圖8示出了按照本發(fā)明的這個其它實施例的另一種變體預測圖像數(shù)據(jù)塊的方法的流程圖；-圖9示出了按照本發(fā)明的編碼設備；以及-圖10示出了按照本發(fā)明的解碼設備。
具體實施例方式圖像序列是一系列的幾個圖像。每個圖像包含每一個與至少一個圖像數(shù)據(jù)相聯(lián)系的像素或圖像點。圖像數(shù)據(jù)例如是亮度數(shù)據(jù)或色度數(shù)據(jù)。將術語“編碼模式”理解成按視頻編碼標準授權的一組編碼模式。一般說來，可以將它們分類成INTRA模式，S卩，不實現(xiàn)時間預測，但可能實現(xiàn)與它們相聯(lián)系的塊的空間預測的模式；和INTER模式，S卩，實現(xiàn)與它們相聯(lián)系的塊的時間預測的模式。更一般地說，按照INTER模式編碼的塊叫做INTER塊，或按照INTRA模式編碼的塊叫做INTRA塊。像素塊可以具有包括只由一個像素組成的任何大小。術語“運動數(shù)據(jù)”應該從最廣泛的意義上來理解。它們包含運動向量和可能包含使參考圖像能夠在圖像序列中得以標識的參考圖像索引。它們還可以包括照度局部變化參數(shù)。術語“殘差數(shù)據(jù)”表示與其它數(shù)據(jù)相減之后獲得的數(shù)據(jù)。這個術語與術語“殘差” 同義。殘差塊是與殘差數(shù)據(jù)相聯(lián)系的像素塊。術語“預測數(shù)據(jù)”表示用于預測其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。預測塊是與預測數(shù)據(jù)相聯(lián)系的像素塊。殘差值例如是通過在預測塊與當前圖像數(shù)據(jù)塊之間逐個像素差分獲得的。圖2代表預測屬于幾個圖像的序列的當前圖像Ic的當前塊Bc以便編碼或解碼當前塊Bc的方法。在步驟ElO中，從先前與當前塊Bc相聯(lián)系的至少一個運動數(shù)據(jù)DMVc中為當前塊確定顯示在圖3中的參考塊Bref。運動數(shù)據(jù)DMVc包含至少一個運動向量MVc。按照第一實施例，在步驟ElO中從與當前塊Bc相聯(lián)系和坐標被四舍五入成整數(shù)值的運動向量MVc中確定參考塊Bref。運動向量MVc例如是通過像塊匹配那樣在先有技術中已知的方法獲得的。按照這個實施例，運動向量MVc是這樣確定的，即，使在當前塊Bc與參考圖像Iref (例如，時間上在當前圖像之前的圖像)的參考塊Bref (即，使用所述運動向量MVc識別的塊) 之間逐個像素計算的預測誤差最小
權利要求
1.一種預測屬于圖像序列的當前圖像(Ic)的當前塊(Be)以便編碼或重構所述當前塊(Be)的方法，所述序列的每個圖像包含每一個與至少一個圖像數(shù)據(jù)相聯(lián)系的像素，所述方法的特征在于，它包含如下步驟a)從先前與所述當前塊相聯(lián)系的至少一個運動數(shù)據(jù)(DMVc)中為當前塊(Be)確定 (ElO)參考塊(Bref)；b)核實￠1 是否滿足預定條件，所述條件代表所述參考塊(Bref)的圖像數(shù)據(jù)與先前從與所述參考塊(Bref)相聯(lián)系的至少一個運動數(shù)據(jù)中確定的所述參考塊(Bref)的預測塊 (Pred(Bref))的圖像數(shù)據(jù)之間的時間變化；c)按照所述核實(E12)的結果修改(E14)所述當前塊的所述至少一個運動數(shù)據(jù) (DMVc)；以及d)從所述當前塊(Be)的所述至少一個運動數(shù)據(jù)(DMVc)中為所述當前塊(Be)生成 (E16)預測塊。
2.按照權利要求1所述的方法，其中，如果滿足所述預定條件，則根據(jù)與所述參考塊 (Bref)最一般地相聯(lián)系的所述至少一個運動數(shù)據(jù)(DMV' 1)修改(E14)所述當前塊(Be) 的所述至少一個運動數(shù)據(jù)(DMVc)，否則，不修改所述當前塊(Be)的所述至少一個運動數(shù)據(jù) (DMVc)。
3.按照權利要求2所述的方法，其中，在步驟c)之后，用從與所述參考塊(Bref)最一般地相聯(lián)系的所述至少一個運動數(shù)據(jù)(DMV' 1)‘中確定的參考塊取代所述參考塊 (Bref)，并且其中只要滿足所述條件，就重復步驟b和C。
4.按照權利要求1到3之一所述的方法，其中，所述當前塊和所述第一參考塊的所述至少一個運動數(shù)據(jù)的每一個包含運動向量。
5.按照權利要求4所述的方法，其中，所述至少一個運動數(shù)據(jù)的每一個還包含參考圖像索引。
6.按照前面權利要求之一所述的方法，其中，如果所述參考塊的大多數(shù)像素是時間預測像素和如果在所述參考塊(Bref)的圖像數(shù)據(jù)與所述參考塊(Bref)的所述預測塊 (Pred(Bref))的圖像數(shù)據(jù)之間計算的預測誤差小于預定閾值，則滿足所述條件。
7.按照權利要求6所述的方法，其中，另外如果所述時間預測參考塊(Bref)的所有像素的預定比例含有單個和相同相關運動數(shù)據(jù)，則滿足所述條件。
8.按照權利要求7所述的方法，其中，如果如下不等式也得到核實，則滿足所述條件D(mvl/dl ；mv2/d2) < α，其中-dl是當前圖像與參考塊(Bref)所屬的序列的圖像之間的距離；-d2是當前圖像與和所述參考塊最一般地相聯(lián)系的運動向量所指的序列的圖像之間的距離；-mvl是所述當前塊的運動向量；-mv2是與所述參考塊最一般地相聯(lián)系的運動向量；以及-D是距離函數(shù)。
9.按照前面權利要求之一所述的方法，其中，在核實步驟(E12)之前，所述方法另外還包含確定(Ell)包含所述參考塊(Bref)的中間參考塊(BrefI)的步驟，以及在核實(E12)和修改(14)步驟中，用所述中間參考塊(BrefI)取代所述參考塊(Bref)。
10.一種編碼圖像序列的設備(12)，所述序列的每個圖像被劃分成每一個與至少一個圖像數(shù)據(jù)相聯(lián)系的像素塊，所述設備包含-運動估計模塊(1212)，用于為所述序列的當前塊確定至少一個運動數(shù)據(jù)； -運動補償模塊(1216)，用于從所述至少一個運動數(shù)據(jù)中為所述當前塊確定預測塊；以及-編碼模塊(1200，1202，1204，1206，1210，1214)，用于編碼所述當前塊與所述預測塊之間的差值，所述編碼設備(12)的特征在于，它還包含自適應模塊(1213)，用于核實是否滿足預定條件，所述條件代表從與所述當前塊相聯(lián)系的所述至少一個運動數(shù)據(jù)中識別的參考塊 (Bref)的圖像數(shù)據(jù)與所述運動估計模塊(121 先前從與所述參考塊相聯(lián)系的所述至少一個運動數(shù)據(jù)中確定的參考塊的預測塊I^ref (Bref)的圖像數(shù)據(jù)之間的時間變化，并且根據(jù)所述核實的結果，修改所述當前塊的所述至少一個運動數(shù)據(jù)。
11.一種解碼代表圖像序列的編碼數(shù)據(jù)流的設備(13)，每個圖像被劃分成每一個與至少一個圖像數(shù)據(jù)相聯(lián)系的像素塊，包含-所述流的解碼模塊(1300)，用于為當前塊重構殘差數(shù)據(jù)；-運動數(shù)據(jù)重構模塊(1300)，用于為所述當前塊重構至少一個運動數(shù)據(jù)；-運動補償模塊(1308)，用于從所述至少一個運動數(shù)據(jù)中為所述當前塊確定預測塊；以及-重構模塊(1302，1304，1306)，用于從所述預測塊和殘差數(shù)據(jù)中重構所述當前塊， 所述解碼設備(13)的特征在于，它還包含自適應模塊(1213)，用于核實是否滿足預定條件，所述條件代表從與所述當前塊相聯(lián)系的所述至少一個運動數(shù)據(jù)中識別的參考塊 (Bref)的圖像數(shù)據(jù)與所述運動數(shù)據(jù)重構模塊(1300)先前從與所述參考塊(Bref)相聯(lián)系的至少一個運動數(shù)據(jù)中確定的所述參考塊(Bref)的預測塊(Bref)的圖像數(shù)據(jù)之間的時間變化，并且根據(jù)所述核實的結果，修改所述當前塊的所述至少一個運動數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種預測屬于圖像序列的當前圖像的當前塊以便編碼或重構當前塊的方法。該方法包含如下步驟a)從先前與當前塊相聯(lián)系的至少一個運動數(shù)據(jù)中為當前塊確定(E10)參考塊；b)核實是否滿足預定條件，該條件代表參考塊的圖像數(shù)據(jù)與先前從與參考塊相聯(lián)系的至少一個運動數(shù)據(jù)中確定的參考塊的預測塊的圖像數(shù)據(jù)之間的時間變化；c)按照核實(E11)的結果修改(E14)運動數(shù)據(jù)；以及d)從當前塊的運動數(shù)據(jù)中為當前塊生成(E16)最終預測塊。
文檔編號H04N7/26GK102342104SQ201080010583
公開日2012年2月1日 申請日期2010年3月3日 優(yōu)先權日2009年3月6日
發(fā)明者D.索里爾, E.弗朗索瓦, J.維隆 申請人:湯姆森特許公司