專利名稱：用于估計(jì)當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
與本發(fā)明一致的方法和設(shè)備通常涉及視頻編碼和解碼，更為具體地，涉及使用多個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)因子來(lái)估計(jì)運(yùn)動(dòng)矢量。
背景技術(shù)：
幀間和幀內(nèi)預(yù)測(cè)被廣泛地用于視頻編碼技術(shù)。幀內(nèi)預(yù)測(cè)使用在單個(gè)幀中的相鄰像素的灰度等級(jí)之間的高相關(guān)性。幀間預(yù)測(cè)使用在視頻序列中的鄰近幀之間的相似性。只要在運(yùn)動(dòng)圖像中不出現(xiàn)急劇地變換，運(yùn)動(dòng)圖像的很多部分在鄰近幀之間改變很小。具體地，運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)是用在幀間預(yù)測(cè)中的多個(gè)視頻編碼技術(shù)中的一種。運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)被設(shè)計(jì)為通過對(duì)由運(yùn)動(dòng)估計(jì)獲得的運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行差分編碼來(lái)處理圖像。通常，塊的運(yùn)動(dòng)矢量與相鄰部分的運(yùn)動(dòng)矢量具有緊密的相關(guān)性。出于這個(gè)原因，通過從相鄰部分的運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量以及僅對(duì)這些兩個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量之間的微分矢量進(jìn)行編碼可減小將被編碼的比特量。圖1A和圖1B示出用于現(xiàn)有技術(shù)的運(yùn)動(dòng)估計(jì)的相鄰部分。參照?qǐng)D1A，當(dāng)前宏塊E及其相鄰部分A、B和C在形狀上相同，運(yùn)動(dòng)矢量的預(yù)測(cè)編碼使用位于當(dāng)前宏塊E的左側(cè)的塊A的運(yùn)動(dòng)矢量、位于當(dāng)前塊E的上側(cè)的塊B的運(yùn)動(dòng)矢量、位于當(dāng)前宏塊E的右上側(cè)的塊C的運(yùn)動(dòng)矢量的水平分量和垂直分量的中值。圖1B中，當(dāng)前宏塊E及其相鄰部分A、B和C在形狀上不同，并如下估計(jì)當(dāng)前宏塊E的運(yùn)動(dòng)矢量。(I)如果位于當(dāng)前宏塊E的左側(cè)的相鄰部分被劃分為多個(gè)塊，則位于那些塊中的最上側(cè)的塊A被用于運(yùn)動(dòng)估計(jì)。如果位于當(dāng)前宏塊E的上側(cè)的相鄰部分被劃分為多個(gè)塊，則位于那些塊中的最左側(cè)的塊B被用于運(yùn)動(dòng)估計(jì)。塊A、塊B和位于當(dāng)前宏塊E的右上側(cè)的塊C的運(yùn)動(dòng)矢量的水平分量和垂直分量的中值被用于當(dāng)前宏塊E的運(yùn)動(dòng)矢量的預(yù)測(cè)編碼。(2)但是，如果將被編碼的當(dāng)前宏塊E在形狀上不是規(guī)則正方形，即，當(dāng)前宏塊E由16 X 8或8 X 16像素組成，則基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償塊的大小而不是使用中值來(lái)估計(jì)當(dāng)前宏塊E的運(yùn)動(dòng)矢量，如下。(i)如果當(dāng)前宏塊E由16 X 8像素組成，則位于當(dāng)前宏塊E的上側(cè)的塊B和位于當(dāng)前宏塊E的左側(cè)的塊A被用于運(yùn)動(dòng)估計(jì)。(ii)如果當(dāng)前宏塊E由8X16像素組成，則位于當(dāng)前宏塊E的左側(cè)的塊A和位于當(dāng)前宏塊E的右上側(cè)的塊C被用于運(yùn)動(dòng)估計(jì)。(3)在跳躍宏塊模式中，如(I)中描述的執(zhí)行估計(jì)。如上所述，至少一個(gè)相鄰塊可被用于估計(jì)當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量。但是，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，只有典型的相鄰塊，以及在那些相鄰塊之外的與當(dāng)前塊相似的塊，即，與當(dāng)前塊具有相同運(yùn)動(dòng)的塊是可用的，而其它塊則不可用。因此，需要使用多個(gè)其它相鄰塊和那些典型的相鄰塊進(jìn)行精確估計(jì)。在這種情況下，還需要處理關(guān)于用于運(yùn)動(dòng)估計(jì)的相鄰塊的信息的處理。發(fā)明公開技術(shù)方案本發(fā)明提供了一種用于估計(jì)運(yùn)動(dòng)矢量的方法和設(shè)備，其中，估計(jì)有用的相鄰部分以估計(jì)當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量并且處理關(guān)于估計(jì)的相鄰部分的信息。有益效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，通過估計(jì)用于當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)的有用部分以及處理關(guān)于估計(jì)的部分的信息，可減小傳送給解碼器的信息量。本發(fā)明還可被實(shí)現(xiàn)為在計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)可讀代碼。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)是可存儲(chǔ)其后可被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀取的數(shù)據(jù)的任何數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)的示例包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、CD-ROM、磁帶、軟盤和光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)還可被分布于聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，從而以分布方式存儲(chǔ)和執(zhí)行計(jì)算機(jī)可讀代碼。盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的示例性實(shí)施例具體示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可進(jìn)行各種形式和細(xì)節(jié)的改變。


通過參照附圖對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他方面將會(huì)變得更加清楚，其中:圖1A和IB示出用于傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)估計(jì)的相鄰部分；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于運(yùn)動(dòng)估計(jì)的相鄰部分；圖3A是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的估計(jì)當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量的方法的流程圖；圖3B是根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例的估計(jì)當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量的方法的流程圖；圖4A是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于解釋當(dāng)前塊與其相鄰部分之間的空間相似性的計(jì)算的示圖；圖4B和4C是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于解釋與當(dāng)前塊相鄰的相鄰像素和與相應(yīng)于當(dāng)前塊的每個(gè)參考?jí)K相鄰的相鄰像素之間的空間相似性的計(jì)算的示圖；圖5A是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于估計(jì)運(yùn)動(dòng)矢量的設(shè)備的框圖；圖5B是根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例的用于估計(jì)運(yùn)動(dòng)矢量的設(shè)備的框圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的包括用于估計(jì)運(yùn)動(dòng)矢量的設(shè)備的編碼器的框圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的解碼器的框圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的解碼方法的流程圖。最佳方式根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種估計(jì)當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量的方法。所述方法包括:計(jì)算當(dāng)前塊與當(dāng)前塊周圍的多個(gè)相鄰部分之間的空間相似性；基于計(jì)算的空間相似性選擇至少一個(gè)相鄰部分；以及，將選擇的部分的運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量?？臻g相似性的計(jì)算期間，可使用當(dāng)前塊的像素的平均值和每個(gè)相鄰部分的像素的平均值，可使用相鄰部分的像素中的接近當(dāng)前塊的像素來(lái)計(jì)算當(dāng)前塊的像素的平均值。在空間相似性的計(jì)算期間，可根據(jù)編碼器和解碼器之間先前同意的空間順序，將空間相似性分配給相鄰部分。所述方法還可包括傳送當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量與當(dāng)前塊的估計(jì)的運(yùn)動(dòng)矢量之間的運(yùn)動(dòng)信息和用于當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量的重建的部分信息。在估計(jì)步驟中，當(dāng)選擇了多個(gè)相鄰部分時(shí)，可將選擇的相鄰部分中的一個(gè)的運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量。在估計(jì)的步驟中，當(dāng)選擇了多個(gè)相鄰部分時(shí)，可將選擇的相鄰部分的運(yùn)動(dòng)矢量的中值估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量。在估計(jì)的步驟中，當(dāng)選擇了多個(gè)相鄰部分時(shí)，可將選擇的相鄰部分的運(yùn)動(dòng)矢量的加權(quán)和估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量。在估計(jì)的步驟中，可將在參考幀中的位于空間上與當(dāng)前塊相同位置的部分的運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種估計(jì)當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量的方法。所述方法包括:使用當(dāng)前塊周圍的多個(gè)相鄰部分來(lái)搜索至少一個(gè)參考幀以搜索與當(dāng)前塊相應(yīng)的塊；計(jì)算與每個(gè)找到的塊相鄰的相鄰像素和與當(dāng)前塊相鄰的相鄰像素之間的相似性；以及，基于計(jì)算結(jié)果將部分的運(yùn)動(dòng)矢量中的一個(gè)估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種具有在其上記錄有用于執(zhí)行所述方法的程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于使用當(dāng)前塊周圍多個(gè)相鄰部分的運(yùn)動(dòng)矢量來(lái)估計(jì)當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量的設(shè)備。所述設(shè)備包括:空間相似性計(jì)算單元，計(jì)算當(dāng)前塊與當(dāng)前塊周圍的多個(gè)相鄰部分的之間的空間相似性；部分選擇單元，基于計(jì)算的空間相似性選擇至少一個(gè)相鄰部分；以及，運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)單元，將選擇的部分的運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)為當(dāng)前塊的
運(yùn)動(dòng)矢量。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種視頻編碼器。視頻編碼器包括:運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元，產(chǎn)生當(dāng)前塊和當(dāng)前塊周圍的多個(gè)相鄰部分中的每一個(gè)的運(yùn)動(dòng)矢量；運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)單元，計(jì)算當(dāng)前塊與當(dāng)前塊周圍的多個(gè)相鄰部分之間的空間相似性，基于計(jì)算的空間相似性選擇至少一個(gè)相鄰部分，并將選擇的部分的運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量；以及，熵編碼單元，對(duì)當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量與當(dāng)前塊的估計(jì)的運(yùn)動(dòng)矢量之間的運(yùn)動(dòng)信息和用于當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量的重建的部分信息執(zhí)行熵編碼。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種視頻解碼器。視頻解碼器包括:熵解碼單元，對(duì)來(lái)自編碼的比特流的殘余塊、運(yùn)動(dòng)信息和部分信息執(zhí)行熵解碼；運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)單元，計(jì)算當(dāng)前塊與當(dāng)前塊周圍的多個(gè)相鄰部分之間的空間相似性，基于計(jì)算的空間相似性選擇至少一個(gè)相鄰部分，將選擇的部分的運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量，以及，將解碼的運(yùn)動(dòng)信息添加到當(dāng)前塊的估計(jì)的運(yùn)動(dòng)矢量以重建當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量；以及，宏塊重建單元，使用重建的運(yùn)動(dòng)矢量從解碼的殘余塊重建當(dāng)前塊。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種解碼方法。所述解碼方法包括:對(duì)來(lái)自編碼的比特流的殘余塊、運(yùn)動(dòng)信息和部分信息執(zhí)行熵解碼；計(jì)算當(dāng)前塊與當(dāng)前塊周圍的多個(gè)相鄰部分之間的空間相似性，基于計(jì)算的空間相似性選擇至少一個(gè)相鄰部分，將選擇的部分的運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量，以及，將解碼的運(yùn)動(dòng)信息添加到當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量以重建當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量；以及，使用重建的運(yùn)動(dòng)矢量從解碼的殘余塊重建當(dāng)前塊。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種具有在其上記錄用于執(zhí)行所述解碼方法的程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。
具體實(shí)施例方式下面，通過參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。應(yīng)該注意的是在一個(gè)或多個(gè)附圖中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件。對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員明顯的是僅為了本發(fā)明的易于理解而提供了諸如電路的元件的說明以及可不使用那些說明來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。在本發(fā)明的下面描述中，為了簡(jiǎn)明和清楚，將省略公知的功能和配置的詳細(xì)描述。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于運(yùn)動(dòng)估計(jì)的相鄰部分。參照?qǐng)D2，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)不僅可使用相鄰部分A、B和C來(lái)估計(jì)當(dāng)前塊E的運(yùn)動(dòng)矢量，還可使用其它相鄰部分A1、A2和BI和B2來(lái)估計(jì)當(dāng)前塊E的運(yùn)動(dòng)矢量。當(dāng)前塊E可以是16 X 16宏塊，相鄰部分的大小可小于當(dāng)前塊E并可以是16X8、8X16、8X4、4X8和4X4中的一個(gè)。圖3A是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的估計(jì)當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量的方法的流程圖，圖4A根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于解釋計(jì)算當(dāng)前塊與其相鄰部分之間的空間相似性的示圖。參照?qǐng)D3A，在操作S300，計(jì)算當(dāng)前塊E的像素的平均值和每一個(gè)相鄰部分A、B、A1、A2、B1、B2和C的像素的平均值，以選擇與當(dāng)前塊E具有空間相似性的相鄰部分。在操作S301，使用計(jì)算的平均值選擇相似的相鄰部分作為當(dāng)前塊的預(yù)測(cè)因子。預(yù)測(cè)因子是將與當(dāng)前塊相比較的用于獲得運(yùn)動(dòng)矢量差(MVD)的塊。更具體地，在當(dāng)前塊的像素的平均值是第一平均以及相鄰部分的像素的平均值是第二平均時(shí)，如果第一平均與第二平均之差的絕對(duì)值小于預(yù)定閾值，則選擇相鄰部分作為當(dāng)前塊的預(yù)測(cè)因子。具體地，當(dāng)前塊的像素的平均值與當(dāng)前塊周圍的多個(gè)相鄰部分中的每一個(gè)像素的平均值可用于計(jì)算空間相似性，可使用相鄰部分的像素中的接觸到當(dāng)前塊的像素來(lái)計(jì)算當(dāng)前塊的像素的平均值。在空間相似性的計(jì)算期間，根據(jù)在編碼器與解碼器之間先前同意的空間順序?qū)⒖臻g相似性分配給每個(gè)相鄰部分。在操作S302，選擇的相鄰部分的運(yùn)動(dòng)矢量被估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量。如參照?qǐng)D4描述，在操作S301，已選擇了至少兩個(gè)相鄰部分。圖4A是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于解釋計(jì)算當(dāng)前塊與其相鄰部分之間的空間相似性的示圖。在圖4A中，假設(shè)當(dāng)前塊E是16X16宏塊，相鄰部分A由8X4像素組成，相鄰部分Al由8 X 4像素組成，相鄰部分A2由8 X 8像素組成，相鄰部分B由4 X 8像素組成，相鄰部分BI由4X8像素組成，相鄰部分B2由8X8像素組成，相鄰部分C由16X8像素組成。另外，假設(shè)當(dāng)前塊E的像素的平均值與相鄰部分A2、B1和B2中的每一個(gè)的像素的平均值之差的絕對(duì)值小于預(yù)定閾值。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，可如下面的(i)、(ii)、(iii)或(iv)估計(jì)當(dāng)前塊E的運(yùn)動(dòng)矢量。(i)選擇相鄰部分A2、B1和B2中的一個(gè)，將選擇的相鄰部分的運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)為當(dāng)前塊E的運(yùn)動(dòng)矢量。(ii)選擇相鄰部分A2、BI和B2的組合，例如，組合公式3C2，將選擇的相鄰部分的運(yùn)動(dòng)矢量的X分量和I分量的中值估計(jì)為當(dāng)前塊E的運(yùn)動(dòng)矢量。(iii)如果相鄰部分A2、B1和B2的運(yùn)動(dòng)矢量是MVPA2、MVPBl和MVPB2，則將運(yùn)動(dòng)矢量的加權(quán)和，例如，α ΧΜνΡΑ2+β XMVPBl+y XMVPB2，估計(jì)為當(dāng)前塊E的運(yùn)動(dòng)矢量。關(guān)于相鄰部分的信息，即，部分信息，遵守先前為解碼器保留的規(guī)則。例如，部分信息可表示將與當(dāng)前塊具有空間相似性的相鄰部分中的位于當(dāng)前塊的左側(cè)的相鄰部分的運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量，或者將相鄰部分的運(yùn)動(dòng)矢量的中值估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量。當(dāng)使用權(quán)重時(shí)，將權(quán)重系數(shù)(α、β、Υ )作為部分類型傳送給解碼器。(iv)可將在參考幀中的位于在空間上與當(dāng)前塊的位置相應(yīng)的位置的部分的運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量。在暫時(shí)地接近參考幀中的位于在空間上與當(dāng)前塊的位置相應(yīng)的位置的部分，即，在參考幀中的位于在空間上與當(dāng)前塊相同的位置的部分，很有可能具有與當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)相似的運(yùn)動(dòng)。因此，可將位于在空間上與當(dāng)前塊相同的位置的部分的運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量。關(guān)于相鄰部分的信息，即，部分信息，遵守先前為解碼器保存的規(guī)則。例如，部分信息可表示將與當(dāng)前塊具有空間相似性的相鄰部分中的位于當(dāng)前塊的左側(cè)的相鄰部分的運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量或?qū)⑾噜彶糠值倪\(yùn)動(dòng)模式的中值估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)模式。當(dāng)使用權(quán)重時(shí)，將權(quán)重系數(shù)(α、β、Y )作為部分類型傳送給解碼器。圖3Β是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的估計(jì)當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量的方法的流程，圖4Β和圖4C是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于解釋計(jì)算與當(dāng)前塊相鄰的像素和與相應(yīng)于當(dāng)前塊的每個(gè)塊相鄰的像素之間的空間相似性的示圖。參照?qǐng)D3Β，在操作310，使用與當(dāng)前塊410相鄰的多個(gè)相鄰部分Α、B、C、Al、Α2、B1、Β2和C的運(yùn)動(dòng)矢量來(lái)搜索至少一個(gè)參考幀以搜索與當(dāng)前塊410相應(yīng)的塊420至422。假設(shè)當(dāng)前塊410與在圖3Α中示出的當(dāng)前塊E相同。將多個(gè)相鄰部分A、B、C、A1、A2、B1、B2和C的相鄰部分的運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)為當(dāng)前塊410的運(yùn)動(dòng)矢量。例如，圖4A中示出的部分A的運(yùn)動(dòng)矢量可以是估計(jì)的運(yùn)動(dòng)矢量MVP1、圖4A中不出的部分B的運(yùn)動(dòng)矢量可以是估計(jì)的運(yùn)動(dòng)矢量MVP2、圖4A中不出的部分C的運(yùn)動(dòng)矢量可以是估計(jì)的運(yùn)動(dòng)矢量MVP3。在操作311，計(jì)算與相應(yīng)于當(dāng)前塊410的發(fā)現(xiàn)的塊420至422相鄰的相鄰像素423至425和與當(dāng)前塊410相鄰的相鄰像素411之間的相似性。優(yōu)選地，但不是必需地，可通過計(jì)算像素423至425與像素411之間的絕對(duì)差之和(SAD)來(lái)計(jì)算所述相似性。對(duì)在操作311中的SAD計(jì)算，不是必須使用所有與相應(yīng)于當(dāng)前塊410的塊420至422相鄰的相鄰像素423至425和與當(dāng)前塊410相鄰的相鄰像素411。如圖4C所示，可通過僅計(jì)算相鄰像素423至425中的幾個(gè)與相鄰像素411之間的SAD來(lái)計(jì)算相似性。在圖4C中，相鄰像素423至425以及相鄰像素411中，只有位于相應(yīng)的塊的左上側(cè)、右上側(cè)和左下側(cè)的相鄰像素被用于計(jì)算相似性。
在操作312，基于在操作311中計(jì)算的相似性，將相鄰部分A、B、C、Al、A2、B1、B2
和C的運(yùn)動(dòng)矢量中的一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量。如果在操作311中已經(jīng)由相似性計(jì)算了 SAD，則用于搜索與具有最小SAD的像素相鄰的塊的運(yùn)動(dòng)矢量被估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量。例如。如果當(dāng)前塊410的相鄰像素411與使用運(yùn)動(dòng)矢量MVPl找到的塊420的相鄰像素423之間的SAD是計(jì)算的SAD中最小的，因此相鄰像素411與相鄰像素423之間的相似性最高，將用于搜索塊410的運(yùn)動(dòng)矢量，即，運(yùn)動(dòng)矢量MVPl估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量。但是，不是必須將用于搜索與具有最小SAD的像素相鄰的塊的運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量。盡管與最小SAD相應(yīng)，但是當(dāng)考慮當(dāng)前塊的所有率失真(R-D)成本時(shí)，運(yùn)動(dòng)矢量可能不是適當(dāng)?shù)乇还烙?jì)的運(yùn)動(dòng)矢量。因此，選擇N個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量候選量，S卩，與較小的SAD相應(yīng)的多個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量候選量，以及將在選擇的運(yùn)動(dòng)矢量候選量中保證低的R-D成本的運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量。在這種情況下，表示多個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量候選量中的哪個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量已被估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量的信息將被傳送給解碼器。假設(shè)圖4B中示出的運(yùn)動(dòng)矢量MVP1、MVP2和MVP3中的運(yùn)動(dòng)矢量MVPl和MVP2與小的SAD相應(yīng)，與運(yùn)動(dòng)矢量MVPl相應(yīng)的SAD小于與運(yùn)動(dòng)矢量MVP2相應(yīng)的SAD。將兩個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量MVPl和MVP2估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量并使用估計(jì)的運(yùn)動(dòng)矢量執(zhí)行編碼。作為編碼的結(jié)果，如果確定與將運(yùn)動(dòng)矢量MVP2估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量的情況相應(yīng)的R-D成本低于與其它情況相應(yīng)的R-D成本，則將運(yùn)動(dòng)矢量MVP2估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)矢量。參照?qǐng)D3B、4B和4C如上所述，對(duì)相似性計(jì)算不是必須使用直接地與塊410的邊緣相鄰的像素411和與塊420至422的邊緣相鄰的像素423至425。具有塊410和塊420至422的邊緣間隔預(yù)定的距離的像素具有與塊410和塊420至422具有相關(guān)性，也可使用這些像素。但是，本領(lǐng)域的普通工作人員應(yīng)該理解如上所述的方法僅是示例且各種組合是可用的。圖5A是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于估計(jì)運(yùn)動(dòng)矢量的設(shè)備500的框圖。參照?qǐng)D5A，設(shè)備500包括空間相似性計(jì)算單元501、部分選擇單元502和運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)單元503。空間相似性計(jì)算單元501計(jì)算當(dāng)前塊E的像素的平均值和當(dāng)前塊E周圍的相鄰部分A、B、Al、A2、B1、B2和C中的每一個(gè)的像素的平均值。計(jì)算的平均值被傳送給部分選擇單元502。如果當(dāng)前塊E的像素的平均值是第一平均值，相鄰部分A、B、A1、A2、B1、B2和C中的每一個(gè)的像素的平均值是第二平均值，則當(dāng)?shù)谝黄骄蹬c相應(yīng)于相鄰部分的第二平均值之差的絕對(duì)值小于預(yù)定的閾值時(shí)，部分選擇單元502選擇相鄰部分(或多個(gè)相鄰部分)作為當(dāng)前塊E的預(yù)測(cè)因子。關(guān)于選擇的(多個(gè))相鄰部分的信息被傳送給運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)單元503。如上參照?qǐng)D3A和4A所述，運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)單元503使用選擇的(多個(gè))相鄰部分的運(yùn)動(dòng)矢量(或多個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量)來(lái)估計(jì)當(dāng)前塊E的運(yùn)動(dòng)矢量?？扇缟蠀⒄?qǐng)D3A和4A所述,選擇至少兩個(gè)相鄰部分并執(zhí)行這種情況下的運(yùn)動(dòng)估計(jì)。圖5B是根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例的用于估計(jì)運(yùn)動(dòng)矢量的設(shè)備500的框圖。參照?qǐng)D5B,設(shè)備500包括搜索單元511、相似性計(jì)算單元512和運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)單元513。
搜索單元511使用與當(dāng)前塊410相鄰的多個(gè)相鄰部分A、B、C、Al、A2、B1、B2和C的運(yùn)動(dòng)矢量來(lái)搜索至少一個(gè)參考幀以搜索與當(dāng)前塊410相應(yīng)的塊420至422。如參照?qǐng)D3B所闡述，當(dāng)前塊410被假設(shè)為與圖3A中示出的當(dāng)前塊E相同。相似性計(jì)算單元512計(jì)算分別與找到的塊420至422相鄰的相鄰像素423至425和與當(dāng)前塊410相鄰的相鄰像素411之間的相似性。對(duì)相似性計(jì)算，相似性計(jì)算單元512計(jì)算相鄰像素423至425與相鄰像素411之間的SAD。運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)單元513基于通過相似性計(jì)算單元512獲得的計(jì)算結(jié)果估計(jì)當(dāng)前塊410的運(yùn)動(dòng)矢量。參照?qǐng)D3B、4B和4C已對(duì)用于運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)的詳細(xì)的方法進(jìn)行了描述。圖6是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的包括設(shè)備500的編碼器600的框圖。參照?qǐng)D6，加法器單元601計(jì)算從外部輸入的當(dāng)前幀的圖像數(shù)據(jù)與從運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元609接收的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償視頻數(shù)據(jù)之間的差并將所述差傳送給頻率變換單元602。如果當(dāng)前宏塊經(jīng)過幀間模式編碼，則單元601將從外部輸入的圖像數(shù)據(jù)與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償視頻數(shù)據(jù)之間的差并將所述差傳送給頻率變換單元602。頻率補(bǔ)償單元602對(duì)從附加單元601接收的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行離散余弦變換(DCT)以將空間域值轉(zhuǎn)換為頻率域值并將轉(zhuǎn)換的頻率域值輸出給量化單元603。量化單元603對(duì)從頻率轉(zhuǎn)換單元602接收的頻率域值進(jìn)行量化，并將量化的頻率域值輸出給熵編碼單元604。熵編碼單元604對(duì)從量化單元603接收的量化的頻率域值、運(yùn)動(dòng)信息以及從設(shè)備500接收的部分信息執(zhí)行熵編碼以產(chǎn)生編碼的比特流。反量化單元605、頻率逆變換單元606、巾貞存儲(chǔ)單元607、運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元607、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元609和設(shè)備500構(gòu)成用于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)恼啄K/裝置。反量化單元605對(duì)從量化單元603接收的量化的頻域值執(zhí)行反量化并將反量化的頻域值輸出給頻率逆變換單元606。頻率逆變換單元606將從反量化單元605接收的反量化的頻域值變換為空間域值并將空間域值輸出給附加單元606a。單元606a將從頻率逆變換單元606輸出的圖像數(shù)據(jù)與從運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元609接收的圖像數(shù)據(jù)相加以產(chǎn)生用于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膮⒖紙D像數(shù)據(jù)。產(chǎn)生的參考圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)單元607。幀存儲(chǔ)單元607存儲(chǔ)從單元606a接收的參考幀的圖像數(shù)據(jù)。運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元608執(zhí)行從外部輸入的當(dāng)前幀的圖像數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)單元607中的圖像數(shù)據(jù)之間的運(yùn)動(dòng)估計(jì)以計(jì)算運(yùn)動(dòng)矢量。將通過運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元608計(jì)算的運(yùn)動(dòng)矢量傳送到運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元609和設(shè)備500。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元609使用通過運(yùn)動(dòng)估計(jì)單元608計(jì)算的運(yùn)動(dòng)矢量對(duì)存儲(chǔ)在巾貞存儲(chǔ)單元607中的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償以產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償圖像數(shù)據(jù)。將運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償圖像數(shù)據(jù)傳送給單元601和單元606a。如參照?qǐng)D5A所述，設(shè)備500包括空間相似性計(jì)算單元501、部分選擇單元502和運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)單元503。空間相似性計(jì)算單元501計(jì)算當(dāng)前塊E的像素的平均值和當(dāng)前塊E周圍的相鄰部分八、8、4132、81、82和C中的每一個(gè)的像素的平均值。
如果當(dāng)前塊E的像素的平均值是第一平均值，相鄰部分A、B、A1、A2、B1、B2和C中的每一個(gè)的像素的平均值是第二平均值，則當(dāng)?shù)谝黄骄蹬c相應(yīng)于相鄰部分的第二平均值之差的絕對(duì)值小于預(yù)定的閾值時(shí)，部分選擇單元502將選擇相鄰部分(或多個(gè)相鄰部分)作為當(dāng)前塊E的預(yù)測(cè)因子。關(guān)于選擇的(多個(gè))相鄰部分的信息被傳送給運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)單元503。運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)單元503使用選擇的(多個(gè))相鄰部分的運(yùn)動(dòng)矢量(或多個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量)來(lái)估計(jì)當(dāng)前塊E的運(yùn)動(dòng)矢量。將部分信息和運(yùn)動(dòng)信息輸出給熵編碼單元604。運(yùn)動(dòng)信息表示當(dāng)前塊的估計(jì)的運(yùn)動(dòng)矢量與選擇的相鄰部分的運(yùn)動(dòng)矢量之差。參照?qǐng)D3A和4A已詳細(xì)的描述了這些方法。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例,如圖5B所示,設(shè)備500包括搜索單元511、相似性計(jì)算單元512和運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)單元513。搜索單元511使用與當(dāng)前塊410相鄰的多個(gè)相鄰部分A、B、C、Al、A2、B1、B2和C的運(yùn)動(dòng)矢量來(lái)搜索至少一個(gè)(多個(gè))參考幀以搜索與當(dāng)前塊相應(yīng)的塊420至422。相似性計(jì)算單元512計(jì)算分別與找到的塊420至422相鄰的相鄰像素423至425與與當(dāng)前塊410相鄰的相鄰像素411之間的相似性。對(duì)相似性計(jì)算，相似性計(jì)算單元512計(jì)算相鄰像素423至425與相鄰像素411之間的SAD。運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)單元513基于通過相似性計(jì)算單元512獲得的計(jì)算結(jié)果估計(jì)當(dāng)前塊410的運(yùn)動(dòng)矢量。將部分信息和運(yùn)動(dòng)信息輸出給熵編碼單元604。運(yùn)動(dòng)信息表示當(dāng)前塊的估計(jì)的運(yùn)動(dòng)矢量與用于估計(jì)當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量的相鄰部分的運(yùn)動(dòng)矢量之差。參照?qǐng)D3B、4B和4C已描述用于運(yùn)動(dòng)模式矢量的詳細(xì)的方法。圖7是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的解碼器700的框圖，解碼器700包括熵解碼單元701、反量化單元702、頻率逆變換單元703、巾貞存儲(chǔ)單元704、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元705、單元706和運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)單元707。參照?qǐng)D7，熵解碼單元701對(duì)編碼的比特流執(zhí)行熵解碼并將熵解碼的比特留傳送給反量化單元702和運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)單元707。具體地，在幀間模式編碼的情況下，熵解碼單元701提取與當(dāng)前宏塊相關(guān)聯(lián)的運(yùn)動(dòng)信息和部分信息以及熵解碼的圖像數(shù)據(jù)，并將提取的圖像數(shù)據(jù)輸出到反量化單元702以及將提取的運(yùn)動(dòng)信息和部分信息輸出到運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)單元707。反量化單元702對(duì)從熵解碼單元702輸出的熵解碼的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行反量化，并將反量化的圖像數(shù)據(jù)輸出到頻率逆變換單元703。頻率逆變換單元703將從反量化單元702輸出的反量化的圖像數(shù)據(jù)變換為空間域值并將空間域值輸出到單元706。單元706將從運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元705接收的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償圖像數(shù)據(jù)與從頻率逆變換單元703接收的逆變換的量化圖像數(shù)據(jù)相加以產(chǎn)生重建的圖像數(shù)據(jù)。單元706的輸出是當(dāng)前幀的解碼圖像數(shù)據(jù)。幀存儲(chǔ)單元704存儲(chǔ)從單元706輸出的幀的圖像數(shù)據(jù)。運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)單元707使用通過熵解碼單元701提取的運(yùn)動(dòng)信息和幀存儲(chǔ)單元704的參考?jí)K估計(jì)當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量。估計(jì)的運(yùn)動(dòng)矢量被輸出到運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元705。更為具體地，運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)單元707按與包括在圖6中示出的編碼器600中的設(shè)備500估計(jì)運(yùn)動(dòng)矢量的方法相同的方法來(lái)估計(jì)當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量。因此，運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)單兀707可被配置為與圖6中不出的設(shè)備500相同的方式。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元705將從運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)單元707接收的運(yùn)動(dòng)矢量和部分信息應(yīng)用到存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)單元704中的參考幀的圖像數(shù)據(jù)以執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償圖像數(shù)據(jù)被輸出到單元706。圖8是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的解碼方法的流程圖。參照?qǐng)D8，在操作S801，對(duì)編碼的比特流中的運(yùn)動(dòng)信息、部分信息和殘余塊執(zhí)行熵解碼。在操作S802，使用解碼的運(yùn)動(dòng)信息和部分信息來(lái)重建當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量。更為具體的，基于解碼的部分信息來(lái)計(jì)算當(dāng)前塊與當(dāng)前塊周圍的多個(gè)相鄰部分之間的空間相似性?；谟?jì)算的空間相似性選擇至少一個(gè)相鄰部分，選擇的相鄰部分的運(yùn)動(dòng)矢量被估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量。然后，將運(yùn)動(dòng)信息添加到估計(jì)的運(yùn)動(dòng)矢量以重建當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，使用基于解碼的部分信息確定的當(dāng)前塊周圍的多個(gè)相鄰部分的運(yùn)動(dòng)矢量來(lái)搜索至少一個(gè)參考幀以搜索與當(dāng)前塊相應(yīng)的塊，。計(jì)算分別與找到的塊相鄰的相鄰像素和與當(dāng)前塊相鄰的相鄰像素之間的空間相似性。基于計(jì)算結(jié)果將相鄰部分的運(yùn)動(dòng)矢量中的一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量，將解碼的運(yùn)動(dòng)信息添加到估計(jì)的運(yùn)動(dòng)矢量以重建當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量。在操作S803，在操作S802重建的運(yùn)動(dòng)矢量被應(yīng)用到解碼的參考?jí)K以產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償塊。另外，在操作S801熵解碼的殘余塊隨后通過反量化和頻率逆變換以產(chǎn)生空間域殘余塊。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償塊和空間域參與塊被相加以產(chǎn)生當(dāng)前塊。由于相鄰部分還可按與解碼器中的相同的方法被用于解碼方法和解碼器以估計(jì)當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量是明顯的，將省略對(duì)其的詳細(xì)描述。
權(quán)利要求
1.一種用于估計(jì)當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量的設(shè)備，所述設(shè)備包括: 部分選擇單元，基于當(dāng)前塊與當(dāng)前塊周圍的多個(gè)相鄰部分之間的空間相似性從所述當(dāng)前塊周圍的多個(gè)相鄰部分選擇至少一個(gè)部分，其中，所述至少一個(gè)部分與當(dāng)前塊相比較以獲得運(yùn)動(dòng)矢量差； 運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)單元，將選擇的部分的運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量并產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)矢量差， 其中，運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)單元傳送關(guān)于運(yùn)動(dòng)矢量差的信息和用于當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量的重建的部分信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，基于當(dāng)前塊的像素的平均值和每個(gè)相鄰部分的像素的平均值計(jì)算空間相似性。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，使用相鄰部分的像素中的與當(dāng)前塊相鄰的像素來(lái)計(jì)算當(dāng)前塊的像素的平均值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，根據(jù)編碼器與解碼器之間先前同意的空間順序?qū)⒖臻g相似性分配給相鄰部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，如果選擇了多個(gè)相鄰部分，則運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)單元將選擇的相鄰部分中的一個(gè)的運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量。
6.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，如果選擇了多個(gè)相鄰部分，則運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)單元將選擇的相鄰部分的運(yùn)動(dòng)矢量的中值估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，如果選擇了多個(gè)相鄰部分，則運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)單元將選擇的相鄰部分的運(yùn)動(dòng)矢量的加權(quán)和估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)單元將在參考幀中的位于空間上與當(dāng)前塊相同位置的部分的運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量。
全文摘要
提供了一種用于使用多個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)因子來(lái)估計(jì)運(yùn)動(dòng)矢量的方法和設(shè)備，編碼器、解碼器和解碼方法。所述方法包括計(jì)算當(dāng)前塊與當(dāng)前塊周圍的多個(gè)相鄰部分之間的空間相似性；基于計(jì)算的空間相似性選擇至少一個(gè)相鄰部分；將選擇的部分的運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量。
文檔編號(hào)H04N7/50GK103096080SQ20131001311
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2007年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月3日
發(fā)明者李太美, 韓宇鎮(zhèn) 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社