專利名稱：圖象序列編碼方法和解碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用彩色或亮度的量化值執(zhí)行幀間預(yù)測的圖象序列編碼和解碼的方法。
在圖象序列高效編碼中，利用前面相鄰的幀的相似性的幀間預(yù)測(運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償)已知作為數(shù)據(jù)壓縮的高效技術(shù)。當(dāng)今最常使用的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法是具有半象素精度的數(shù)據(jù)塊匹配，它用于263H(行)的國際標(biāo)準(zhǔn)MPEG1和MPEG2中。在該種方法中，編碼的圖象被分段為數(shù)據(jù)塊，和這些數(shù)據(jù)塊的運(yùn)動(dòng)矢量的水平和垂直分量估算為相鄰的象素間的距離的一半的整數(shù)倍。這個(gè)處理過程用下面的方程表示[方程1]p(x，y)＝R(x+ui，y+vi(x，y)∈Bi，0≤i＜N…(1)其中，P(x，y)和R(x，y)分別表示為位于在當(dāng)前幀和參照圖象(在當(dāng)前幀以前已經(jīng)編碼的幀的編碼圖象)R的預(yù)測圖象P中的坐標(biāo)(x，y)內(nèi)的象素的取樣值(亮度和色度的強(qiáng)度)。x和y是整數(shù)，和假定所有的象素位于坐標(biāo)值是整數(shù)的那些點(diǎn)。因此，假定這些象素的取樣值量化為非負(fù)的整數(shù)。N，Bi和(ui，vi)分別表示在該圖象中的數(shù)據(jù)塊的號(hào)碼，包括在該圖象的第i塊中的象素組和在第i塊中的運(yùn)動(dòng)矢量。用下面的方程表示這種內(nèi)插的方法[方程2]R(x+pd,y+qd=((d-q)((d-p)R(x,y)+pR(x+1,y))]]>+q((d-p)R(x，y+1)+pR(x+1，y+1)))//d2…(2)其中，d是正整數(shù)，和p和q是小于d但不小于0的數(shù)?！濉巍灞硎旧崛胪ǔ５某ńY(jié)果(使用實(shí)數(shù)的除法)成最接近的整數(shù)的整除。
在

圖1中示出了263行視頻編碼器的結(jié)構(gòu)的示例。作為編碼算法，263行采用混合編碼方法(自適應(yīng)幀間/幀內(nèi)編碼方法)，它是數(shù)據(jù)塊匹配和DCT(離散余弦變換)的結(jié)合。減法器102計(jì)算輸入圖象(當(dāng)前幀基本圖象)101和幀間/幀內(nèi)編碼選擇器119的輸出圖象113(相對(duì)后者)間的差，和于是輸出誤差圖象103。這個(gè)誤差圖象在DCT轉(zhuǎn)換器104中被轉(zhuǎn)換成DCT系數(shù)以后在量化器105中量化，和于是形成量化的DCT系數(shù)106。這些量化的DCT系數(shù)通過通信信道被傳輸，同時(shí)在該編碼器中合成幀間預(yù)測圖象。下面解釋合成預(yù)測圖象的過程。在通過去量化器108和反向DCT轉(zhuǎn)換器109以后，上述的量化的DCT系數(shù)106形成再現(xiàn)誤差圖象110(在接收端相同的再現(xiàn)誤差圖象)。這個(gè)再現(xiàn)的誤差圖象和幀間/幀內(nèi)編碼選擇器119的輸出圖象113被加到解碼器111，和得到當(dāng)前幀的解碼圖象112(與在接收端再現(xiàn)的當(dāng)前幀的解碼圖象相同的圖象)。這個(gè)圖象存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器114中，和延時(shí)的時(shí)間等于幀間隔。因此，在當(dāng)前的時(shí)間點(diǎn)，幀存儲(chǔ)存儲(chǔ)器114輸出先前幀的解碼圖象。這個(gè)解碼先前幀的圖象和當(dāng)前幀的原來的圖象101輸入給數(shù)據(jù)塊匹配部分116，和在這些圖象間執(zhí)行塊匹配。當(dāng)前幀的原來的圖象分段為多個(gè)數(shù)據(jù)塊，和通過從先前的幀的解碼圖象抽取最類似這些數(shù)據(jù)塊的部分合成當(dāng)前幀的預(yù)測圖象117。在這個(gè)過程中，必須計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)塊的前幀和當(dāng)前幀間的運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)計(jì)算處理過程中計(jì)算的每個(gè)塊的運(yùn)動(dòng)矢量作為運(yùn)動(dòng)矢量數(shù)據(jù)120傳送給接收端。在該接收端，使用運(yùn)動(dòng)矢量信息和先前幀的解碼圖象，合成作為在發(fā)送端的相同的預(yù)測圖象。該預(yù)測圖象117與″0″信號(hào)一起輸出給幀間/幀內(nèi)編碼選擇器119，這個(gè)開關(guān)通過選擇這些輸入的任何一個(gè)選擇幀間編碼或幀內(nèi)編碼。當(dāng)預(yù)測圖象117被選擇時(shí)(圖2所示情形)，執(zhí)行幀間編碼。另一方面，當(dāng)選擇″0″信號(hào)時(shí)，由于輸入圖象本身被轉(zhuǎn)換成為DCT系數(shù)和輸出給通信信道，執(zhí)行幀內(nèi)編碼。為了接收端正確地再現(xiàn)編碼的圖象，必須通知接收機(jī)是否在發(fā)送端執(zhí)行幀內(nèi)編碼或幀間編碼。因此，給通信電路輸出識(shí)別標(biāo)志121。最后，通過在多路復(fù)用器122中多路傳輸量化的DCT系數(shù)，運(yùn)動(dòng)矢量，和幀間/幀內(nèi)識(shí)別標(biāo)志信息，263行編碼的比特流123可以得到。
在圖2中示出了接收從圖1所示的解碼器輸出的編碼的比特流的解碼器200的結(jié)構(gòu)。接收的263行編碼的比特流217在信號(hào)分解器216中被分解成量化的DCT系數(shù)201，運(yùn)動(dòng)矢量數(shù)據(jù)202，和幀間/幀內(nèi)識(shí)別標(biāo)志。在由反向量化器204和反向DCT轉(zhuǎn)換器205處理后，量化的DCT系數(shù)201變成解碼的誤差圖象206。在加法器207中解碼的誤差圖象加到幀間/幀內(nèi)編碼選擇器214的輸出圖象215，和該圖象的和作為解碼圖象208被輸出。根據(jù)幀間/幀內(nèi)編碼選擇器的識(shí)別標(biāo)志203，轉(zhuǎn)換幀間/幀內(nèi)編碼選擇器的輸出。當(dāng)執(zhí)行幀間編碼時(shí)，在預(yù)測圖象合成器211中合成利用的預(yù)測圖象212。在這個(gè)合成器中，在幀存儲(chǔ)器209中存儲(chǔ)的前幀的解碼圖象210中的數(shù)據(jù)塊的位置根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量202移位。換言之，幀間/幀內(nèi)編碼選擇器輸出作為幀內(nèi)編碼的″0″信號(hào)。
由263行解碼的圖象包括包含亮度信息的亮度平面(Y平面)和包含色度信息的兩個(gè)色度平面(U平面和V平面)。這時(shí)的特點(diǎn)在于當(dāng)圖象在水平方向上有2m象素和在垂直方向上有2n象素(m和n是正整數(shù))，Y平面有2m水平象素和2n垂直象素，U和V平面有m水平象素和n垂直象素。在彩色平面上分辨率低是由于人的視覺系統(tǒng)相對(duì)彩色空間差異具有比較遲鈍的視覺能力。具有輸入263行的圖象在稱作宏數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)塊單元中執(zhí)行編碼和解碼。在圖3中示出了宏數(shù)據(jù)塊的結(jié)構(gòu)。該宏數(shù)據(jù)塊包括三種數(shù)據(jù)塊；Y塊，U塊和V塊。包含亮度信息的Y數(shù)據(jù)塊301的大小是16×16象素，和包含彩色信息的U塊302和V塊303的大小是8×8象素。
在263行中，半象素精度的數(shù)據(jù)塊匹配應(yīng)用到每個(gè)數(shù)據(jù)塊中。因此，當(dāng)估算的運(yùn)動(dòng)矢量定義為(u，v)時(shí)，該u和v二者是象素間的距離一半的整數(shù)倍。換言之，1/2用作最小單位。用于強(qiáng)度值(此后″亮度″和″色度″的強(qiáng)度值用一般的術(shù)語″強(qiáng)度值″稱謂)內(nèi)插方法的結(jié)構(gòu)示于圖4中。當(dāng)執(zhí)行方程2所述的內(nèi)插時(shí)，除得的商四舍五入為最接近的整數(shù)，另外，當(dāng)該商具有一個(gè)半整數(shù)值時(shí)(也就是0.5加上一個(gè)整數(shù))執(zhí)行四舍五入為遠(yuǎn)離0點(diǎn)的下一個(gè)整數(shù)。換言之，在圖4中，當(dāng)401，402，403和404的強(qiáng)度分別是La，Lb，Lc和Ld(La，Lb，Lc和Ld是非負(fù)整數(shù))在位置405，406，407，和408處的內(nèi)插強(qiáng)度值Ia，Ib，Ic，和Id(Ia，Ib，Ic，和Id是非負(fù)整數(shù)由下面的方程表達(dá)[方程3]Ia＝La
Ib＝[(La+Lb+1)/2]Ic＝[(La+Lc+1)/2] …(3)Id＝[(La+Lb+Lc+Ld+2)/4]這里″[]″表示朝向0方向最接近的整數(shù)的舍入(也就是舍棄小數(shù)部分)。由這個(gè)舍入成為整數(shù)所引起的誤差的期望值估算如下假設(shè)在圖4中的位置405，406，407和408的強(qiáng)度值的概率都是25％。當(dāng)求得位置405的強(qiáng)度值Ia值時(shí)，舍入誤差將明顯是零。當(dāng)求得位置406的強(qiáng)度值Ib時(shí)，當(dāng)La+Lb是偶數(shù)時(shí)，誤差是零，和當(dāng)是奇數(shù)時(shí)，誤差1/2。如果La+Lb是偶數(shù)和奇數(shù)的概率二者是50％，于是誤差的期望值將是0×1/2+1/2×1/2＝1/4。另外，當(dāng)求得位置407的強(qiáng)度值Ic時(shí)，誤差的期望值是作為Ib的1/4。當(dāng)求得位置408的強(qiáng)度值Id時(shí)，當(dāng)用4除以La+Lb+Lc+Ld的殘數(shù)是0，1，2，和3時(shí)，誤差分別是0，-1/4，1/2和1/4。如果我們假設(shè)殘數(shù)是0，1，2，和3的概率都是相同時(shí)(即25％)，誤差的期望值是0×1/4-1/4×1/4+1/2×1/4+1/4×1/4＝1/8。如上所述，假設(shè)在所用位置405-408的強(qiáng)度值的概率全相同，誤差的最后的期望值是0×1/4+1/4×1/4+1/4×1/4+1/8×1/4＝5/32這就表明用數(shù)據(jù)塊匹配的方式執(zhí)行每個(gè)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，誤差5/32出現(xiàn)在象素強(qiáng)度值中。一般在低速率的編碼中，在幀間誤差的編碼中沒有使用足夠多的位數(shù)，以至DCT系數(shù)的量化規(guī)模傾向很大。因此，由于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償出現(xiàn)的誤差只有當(dāng)它是很大時(shí)才校正。當(dāng)在沒有執(zhí)行幀內(nèi)編碼的環(huán)境下連續(xù)執(zhí)行幀間編碼時(shí)，勢必引起誤差的累加和在再現(xiàn)的圖象中產(chǎn)生不好的效果。
正如以上所述，在彩色平面的垂直和水平方向上象素?cái)?shù)大約是一半。因此，對(duì)于U塊和V塊的運(yùn)動(dòng)矢量，Y塊的運(yùn)動(dòng)矢量的一半數(shù)值用作垂直和水平分量。由于Y塊的運(yùn)動(dòng)矢量的水平和垂直分量是1/2的整數(shù)倍，如果執(zhí)行一般的除法，U塊和V塊的運(yùn)動(dòng)矢量分量將表現(xiàn)為1/4的整數(shù)倍(四象素精度)。然而，由于四象素精度的運(yùn)動(dòng)矢量的強(qiáng)度內(nèi)插處理的高計(jì)算復(fù)雜程度，u塊和v塊的運(yùn)動(dòng)矢量舍入成264行中的半象素精度。在263行中使用的舍入方法如下根據(jù)上述的定義，(u，v)表示宏數(shù)據(jù)塊的運(yùn)動(dòng)矢量(等于Y數(shù)據(jù)塊中的運(yùn)動(dòng)矢量)。假設(shè)，r是一個(gè)整數(shù)，和s是小于4的非負(fù)整數(shù)，u/2可以重寫成u/2＝r+s/4。當(dāng)s是0或2時(shí)，由于u/2已經(jīng)是1/2的整數(shù)倍，就不需要舍入了。然而，當(dāng)s等于1或3時(shí)，s的值舍入成2。通過使用這種舍入方法增加取2的值的概率，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)臑V波效果可以加強(qiáng)。當(dāng)舍入前s的值是0，1，2和3的概率都是25％時(shí)，在舍入后s是0或2的概率分別是25％和75％。有關(guān)運(yùn)動(dòng)矢量的水平分量u的以上的解釋處理過程還應(yīng)用到垂直分量v。因此，在U塊和v塊中，使用位置401的強(qiáng)度值的概率是1/4×1/4＝1/16，和使用位置402和403的強(qiáng)度值的概率都是1/4×3/4＝3/16，同時(shí)使用位置404的強(qiáng)度的概率是3/4×3/4＝9/16。如上對(duì)Y塊的解釋，當(dāng)幀間編碼連續(xù)地進(jìn)行時(shí)，就出現(xiàn)了累積誤差的問題。
如有關(guān)前面，對(duì)于執(zhí)行幀間預(yù)測的圖象序列編碼和解碼的方法，亮度和色度強(qiáng)度被量化，出現(xiàn)了舍入誤差累加所產(chǎn)生的問題。當(dāng)在產(chǎn)生幀間預(yù)測圖象期間亮度和色度強(qiáng)度值被量時(shí)，就產(chǎn)生了舍入誤差。
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的就是通過防止誤差累加來改善再現(xiàn)圖象的質(zhì)量。
為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，通過限制出現(xiàn)誤差或執(zhí)行消除已經(jīng)出現(xiàn)的誤差的操作，以防止誤差的累積。
圖1是表示263行的圖象編碼器的方框圖；圖2是表示263行的圖象解碼器的方框圖；圖3是表示宏數(shù)據(jù)塊的結(jié)構(gòu)；圖4是表示具有半象素精度的塊匹配的強(qiáng)度值內(nèi)插處理的示圖；圖5是表示編碼的圖象序列的示圖；圖6是表示軟件圖象編碼裝置的方框圖；圖7是表示軟件圖象解碼裝置的方框圖；圖8是表示在軟件圖象解碼裝置中處理示例的流程圖；圖9是表示決定軟件圖象解碼裝置處理的編碼方式的示例的流程圖；圖10是在軟件圖象解碼裝置中運(yùn)動(dòng)估算和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償處理的示例的流程圖；圖11是表示軟件圖象解碼裝置中的處理的流程圖；圖12是表示在軟件圖象解碼裝置中運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償處理的示例的流程圖；圖13是表示在其上記錄由輸出包括I，P+和P-幀的比特流的編碼方法產(chǎn)生的編碼比特流的存儲(chǔ)介質(zhì)的示例的示圖；圖14是表示使用同時(shí)存在P+和P-幀的編碼方法的裝置的具體示例的示圖；圖15是表示在其上記錄由輸出包括I，B，P+和P-幀的比特流的編碼方法產(chǎn)生的編碼比特流的存儲(chǔ)介質(zhì)的示例的示圖；圖16是表示在使用同時(shí)存在P+和P-幀的編碼方法的裝置中包括的預(yù)測圖象合成器的方框圖；圖17是表示包括在解碼由同時(shí)存在P+和P-幀的編碼方法編碼的比特流的裝置中的預(yù)測圖象合成器的方框圖。
首先，必須考慮出現(xiàn)作為現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的累積舍入誤差的環(huán)境。由能夠執(zhí)行如在MPEG.1，MPEG.2和263行中的單向預(yù)測和雙向預(yù)測二者的編碼方法編碼的圖象序列的示例示于圖5中。圖象501是由幀內(nèi)編碼裝置編碼的幀，和稱為I幀。相反，圖象503，505，507和509稱為P幀和使用先前的I或P幀單向幀間編碼成為參考圖象。因此，當(dāng)例如編碼的圖象505，圖象503用作參考圖象和執(zhí)行幀間預(yù)測。圖象502，504，506和508稱為B幀，和利用先前和隨后的I和P幀執(zhí)行雙向幀間預(yù)測。B幀的特點(diǎn)在于當(dāng)執(zhí)行幀間預(yù)測時(shí)不用作參考圖象。由于在I幀中不執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，不產(chǎn)生由運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償形成的舍入誤差。反之，不僅在P幀中執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，而且P幀還用作其它的P或B幀的參考圖象，以至導(dǎo)致累積舍入誤差。另一方面，在B幀中，執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，以至在重現(xiàn)的圖象中出現(xiàn)累積舍入誤差的效果。然而，由于B幀不用作參考圖象，B幀不是累積舍入誤差的來源。因此，當(dāng)防止在P幀有累積誤差，于是在所有圖象序列中可以減輕舍入誤差的不好效果。在263行中存在編碼P幀和B幀的幀和稱為PB幀(例如，幀503和504可以編碼為PB幀)如果結(jié)合的兩幀被視為分離的幀，上述的概念可以應(yīng)用。換言之，在PB幀期間采取對(duì)P幀的舍入誤差對(duì)抗措施，可以防止累積誤差。
在亮度值內(nèi)插期間發(fā)生舍入誤差，當(dāng)從通常的除法(它的運(yùn)算結(jié)果是實(shí)數(shù)的除法)得到的值是一個(gè)半整數(shù)(0.5加上一個(gè)整數(shù))時(shí)，這個(gè)結(jié)果于是恰好是在遠(yuǎn)離0點(diǎn)的方向上的下一個(gè)整數(shù)。例如，當(dāng)用4去除得到一個(gè)內(nèi)插的數(shù)值時(shí)，殘數(shù)是1和3的情形的舍入誤差具有相等的絕對(duì)值，但是符號(hào)不同。因此，當(dāng)計(jì)算舍入誤差的期望值時(shí)，由這兩種情形產(chǎn)生的舍入誤差抵消(用更通俗的語說，當(dāng)執(zhí)行用正整數(shù)d′去除時(shí)，由殘數(shù)是t和d′-t的情形產(chǎn)生的誤差抵消)。然而，殘數(shù)是2時(shí)，換言之，當(dāng)通常的除法的結(jié)果是半個(gè)整數(shù)，舍入誤差不產(chǎn)生，和導(dǎo)致累積誤差。為了解決這個(gè)問題，可以使用允許用兩種舍入方法的一種方法。在這里使用的兩種舍入方法是一種是進(jìn)位遠(yuǎn)離0點(diǎn)的半個(gè)整數(shù)，一種是舍去朝向0點(diǎn)的半個(gè)整數(shù)。通過結(jié)合使用這兩種舍入方法，可以抵消舍入誤差。此后，對(duì)通常的除法結(jié)果舍入最接近的整數(shù)和進(jìn)位遠(yuǎn)離0點(diǎn)的半個(gè)整數(shù)值的舍入方法稱為″正舍入″。另外，對(duì)通常的除法結(jié)果舍入最接近的整數(shù)和舍去遠(yuǎn)離0點(diǎn)的半個(gè)整數(shù)的舍入方法稱為″負(fù)舍入″。在方程3中示出了用于半象素精度的塊匹配的正舍入的處理。當(dāng)用負(fù)舍入替代時(shí)，這個(gè)方程重寫為如下。Ia＝LaIb＝[(La+Lb)/2]Ic＝[(La+Lc)/2] …(4)Id＝[(La+Lb+Lc+Ld+1)/4]此后，執(zhí)行為合成幀間預(yù)測圖象的正和負(fù)舍入的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法被分別稱為″使用正舍入的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償″和″使用負(fù)舍入的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償″。另外，對(duì)于使用具有半象素精度的塊匹配的P幀作運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，將正舍入的幀稱之為″P+幀″和使用負(fù)舍入的幀稱之為″P-幀″(在這種定義下，在263行中的P幀都是P+幀)。在P+和P-幀中的舍入誤差的期望具有相同的絕對(duì)值，但符號(hào)不同。因此，當(dāng)沿時(shí)間軸交替安排P+幀和P-幀時(shí)，可以防止出現(xiàn)舍入誤差的累積。在圖5中的例子中，如果幀503和507設(shè)為P+幀和幀505和509設(shè)為P-幀，于是可以實(shí)施這種方法。P+幀和P-幀的交替出現(xiàn)導(dǎo)致了在雙向B幀的預(yù)測上P+幀和P-幀的使用。一般地說，正向預(yù)測圖象(即當(dāng)在圖5中的幀504時(shí)使用幀505合成該預(yù)測圖象)經(jīng)常用于幀B的合成預(yù)測圖象。這就意味著在B幀的雙向預(yù)測中使用P+幀(舍入誤差的期望值具有正值)和P-幀(舍入誤差的期望值具有負(fù)值)有效地抵消了舍入的誤差作用。恰恰與上面有關(guān)，在B幀中的舍入處理不產(chǎn)生誤差的累積。因此，即使在所有的B幀中使用相同的舍入方法也沒有問題。例如，即使對(duì)在圖5中所有的B幀502，504，506和508執(zhí)行對(duì)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)恼崛胍膊粫?huì)有解碼圖象的嚴(yán)重惡化。為了簡化B幀的解碼處理，最好是對(duì)B幀執(zhí)行一種舍入處理。
根據(jù)利用多種舍入方法的上述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法的一種圖象解碼器的塊匹配部分1600示于圖16中。在其它的圖中相同的數(shù)字表示相同的部分。通過用1600替代圖1中的塊匹配部分116，可以使用多種舍入方法。在運(yùn)動(dòng)估算器1601中執(zhí)行輸入圖象101和先前幀的解碼圖象間的運(yùn)動(dòng)估算處理。結(jié)果，輸出運(yùn)動(dòng)信息120。這個(gè)運(yùn)動(dòng)信息在預(yù)測圖象合成器1603中的預(yù)測圖象的合成中利用。舍入方法確定裝置1602確定是否將正還是負(fù)舍入方法作為舍入方法用于現(xiàn)時(shí)解碼的幀。被確定的有關(guān)舍入方法的信息1604輸入給預(yù)測圖象合成器1603。在這個(gè)合成器1603中合成預(yù)測圖象117和根據(jù)由信息裝置1604確定的舍入方法輸出之。在圖16的塊匹配部分116中，沒有與圖16中的1602和1604等同的，而且只用正舍入合成預(yù)測圖象。還有，在塊匹配部分中確定的舍入方法1605能夠輸出，和它的信息于是被解調(diào)成比特流被發(fā)送。
圖象解碼器的預(yù)測圖象合成器1700示于圖17中，圖象解碼器能夠解碼由使用多種舍入方法的編碼方法產(chǎn)生的比特流。在其它的圖中相同的數(shù)字表示相同的部分。通過用1700替代圖2的預(yù)測圖象合成器可以使用多種舍入方法。在舍入方法確定裝置1701中，在解碼處理中適合預(yù)測圖象合成的舍入方法被確定。為了正確地完成解碼，在這里選擇的舍入方法必須與編碼中選擇的舍入方法相同。例如，下面的規(guī)則在編碼器和解碼器間能夠遵守當(dāng)現(xiàn)時(shí)的幀是P幀，和從最近的I幀算起的P幀的幀數(shù)(包括現(xiàn)時(shí)的幀)是奇數(shù)，這時(shí)現(xiàn)時(shí)的幀是P+幀。當(dāng)這個(gè)數(shù)是偶數(shù)時(shí)，現(xiàn)時(shí)的幀是P-幀。如果在解碼端的舍入方法確定裝置(例如圖16中的1602)和舍入方法確定裝置1701確認(rèn)這個(gè)規(guī)則，于是該圖象能夠被正確地解碼。在預(yù)測圖象合成器703中使用信息202，前幀的解碼圖象210和前述的有關(guān)確定的舍入方法的信息1702合成預(yù)測圖象。這個(gè)預(yù)測圖象被輸出和然后用于解碼圖象的合成。作為上述的另一種情形，有關(guān)舍入方法的信息被在發(fā)送的比特流中多路傳輸?shù)那樾伪豢紤](通過從圖16中描述的塊匹配部分輸出有關(guān)舍入方法的信息1605，在解碼器可以產(chǎn)生比特流。在這種情況下，舍入方法確定裝置1701不使用，從解碼的比特流抽取的有關(guān)舍入方法的信息1704用于預(yù)測圖象合成器1703中。
除了利用圖1和圖2中所示的通常技術(shù)的慣用的電路和慣用的芯片的圖象編碼器和圖象解碼器外，本發(fā)明還可以應(yīng)用到利用通用目的的處理器的軟件圖象編碼器和軟件圖象解碼器。在圖6和7中示出了軟件圖象編碼器600和軟件圖象解碼器700。在軟件圖象編碼器600中輸入圖象601首先存儲(chǔ)在輸入幀存儲(chǔ)器602中和通用目的處理器603從這里裝入信息和執(zhí)行編碼。驅(qū)動(dòng)這個(gè)通用目的處理器的程序可以從作為硬盤，軟盤等等的存儲(chǔ)裝置608裝入，和在程序存儲(chǔ)器604中存儲(chǔ)。這個(gè)通用目的的處理器還使用處理存儲(chǔ)器605執(zhí)行編碼。由通用目的的處理器輸出的編碼信息暫時(shí)存儲(chǔ)在輸出緩沖器606中，和然后作為編碼的比特流607輸出。
在圖8中示出了編碼軟件(由計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì))的流程。該處理開始于801中，和值0賦于802中的變量N。然后，在803和804中當(dāng)N的值是100時(shí)，0值賦于N。N是幀數(shù)的計(jì)數(shù)器。1被加給其處理完成的每一個(gè)幀，當(dāng)執(zhí)行編碼時(shí)，允許值從0至99。當(dāng)N的值是0值時(shí)，現(xiàn)時(shí)的幀是I幀。當(dāng)N是奇數(shù)時(shí)，現(xiàn)時(shí)的幀是P+幀，和當(dāng)是非零的偶數(shù)時(shí)，現(xiàn)時(shí)的幀是P-幀。當(dāng)N的值的上限是99時(shí)，這意昧著在99P幀(P+幀或P-幀)被編碼后一個(gè)I幀被編碼。在一定數(shù)目的編碼的幀中總是插入一個(gè)I幀，可以得到下面的好處(a)由于在編碼器和解碼器間的處理不匹配所引起的誤差累積(例如，在DCT的計(jì)算中的不匹配)可以防止；和(b)從編碼數(shù)據(jù)得到目標(biāo)幀的重放圖象的處理負(fù)戴(隨機(jī)存取)被減小。當(dāng)編碼器的性能或使用的編碼器的環(huán)境變化時(shí)，最佳N值變化。因此，這不意味著N值總是100。為每一幀確定舍入方法和編碼方式的處理在805中執(zhí)行，和在圖9中示出了這個(gè)操作的詳細(xì)的流程。首先，在901中檢查N是否是0。如果N是0，于是輸出作為預(yù)測方式的區(qū)別信息的″I″給在902中的輸出緩沖器。這意味著被編碼的圖象將編碼成為I幀。這里，″輸出給輸出緩沖器″意味著在輸出緩沖器中存儲(chǔ)以后，該信息輸出給作為編碼的比特流部分的外部裝置。當(dāng)N不是0時(shí)，于是在904中識(shí)別N是奇數(shù)還是偶數(shù)。當(dāng)N是奇數(shù)時(shí)″+″輸出給輸出緩沖器作為在905中的舍入方法的區(qū)別信息，和被編碼的圖象將編碼成為P+幀。另一方面，當(dāng)N是偶數(shù)時(shí)，″-″輸出給輸出緩沖器作為在906中的舍入方法的區(qū)別信息，和被編碼的圖象將編碼成為P-幀。在確定了在805中的編碼方式以后，處理再次返回到圖8，該輸入圖象存儲(chǔ)在806中的幀存儲(chǔ)器中。這里涉及的幀存儲(chǔ)器A意味著軟件編碼器的存儲(chǔ)區(qū)部分(例如，保持在圖6的605存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)區(qū))。在807中，檢查編碼的現(xiàn)時(shí)的幀是否是I幀。當(dāng)識(shí)別不是I幀時(shí)，在808中執(zhí)行運(yùn)動(dòng)估算和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。在圖10中示出了在808中執(zhí)行的操作的細(xì)節(jié)。首先，在101中，在存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器A和B的圖象間執(zhí)行運(yùn)動(dòng)估算(正象在這段最后部分所寫，前幀的解碼圖象存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器B中)。每塊的運(yùn)動(dòng)矢量被找到，和這個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量發(fā)送給輸出緩沖器。然后，在1002中，檢查當(dāng)前幀是否是P+幀。當(dāng)現(xiàn)時(shí)的幀是P+幀時(shí)，在1003中利用正舍入方法合成預(yù)測圖象，和這個(gè)預(yù)測圖象存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器C中。另一方面，當(dāng)當(dāng)前幀是P-幀時(shí)，在1004中利用負(fù)舍入方法合成預(yù)測圖象，和這個(gè)預(yù)測圖象存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器C中。其次，在1005中，得到幀存儲(chǔ)器A和C間的差分圖象，和存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器A中。這里，這個(gè)處理再次返回到圖8。在809中的處理開始前，當(dāng)當(dāng)前幀是I幀時(shí)，輸入幀存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器A中，當(dāng)當(dāng)前幀是P幀(P+或P-幀)，在輸入圖象和預(yù)測圖象間的差分圖象存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器A中。在809中，DCT應(yīng)用到存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器ZA中，和這里計(jì)算的DCT系數(shù)在量化后發(fā)送給輸出存儲(chǔ)。在810中，對(duì)量化的DCT系數(shù)執(zhí)行反向量化和應(yīng)用反向的DCT。應(yīng)用反向的DCT得到的圖象存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器B中。接著，在811中，再次檢查當(dāng)前幀是否是I幀。當(dāng)當(dāng)前幀不是I幀時(shí)，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器B和C中的圖象相加，和其結(jié)果存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器B中。幀的編碼處理在這里結(jié)束，存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器B中的圖象在進(jìn)入813以前是這個(gè)幀的再現(xiàn)的圖象(這個(gè)幀與在解碼端得到的相同)。在813中，檢查是否剛完成編碼的幀是序列中的最后的幀。如果是的話，編碼處理結(jié)束，如果這幀不是最后幀，1加入在814中的N，和處理再次返回到803，和下一幀的編碼處理開始。
在圖7中示出了軟件解碼器700。在解碼的比特流702暫時(shí)地存儲(chǔ)在輸入緩沖器702中以后，該比特流然后裝入通用目的的處理器703。驅(qū)動(dòng)這個(gè)通用目的的處理器的程序從可以是硬盤軟盤等等的存儲(chǔ)裝置裝入和存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器704中。該通用目的處理器還使用處理存儲(chǔ)器605執(zhí)行解碼。通過解碼處理得到的解碼圖象暫時(shí)存儲(chǔ)在輸出幀存儲(chǔ)器706中，和然后作為輸出圖象707發(fā)送。
在圖11中示出了圖7中的軟件解碼器700的解碼軟件的流程圖。在1101中操作開始，和在1102中檢查是否出現(xiàn)輸入信息。如果沒有輸入信息，在1103中停止解碼操作。當(dāng)輸入信息出現(xiàn)了，在1104中輸入了預(yù)測方式的區(qū)別信息。這里所用的此詞″輸入″意味著存儲(chǔ)在輸入緩沖器中的信息(例如圖7中的702)已經(jīng)由通用目的的處理裝入。在1105中檢查是否解碼方式區(qū)別信息的信息是″I″，當(dāng)不是″I″時(shí)，舍入方法的信息輸入和在1107中執(zhí)行幀間預(yù)測圖象的合成。在圖12中示出了在1107中操作的詳細(xì)流程圖。在1201中，運(yùn)動(dòng)矢量輸入給每個(gè)數(shù)據(jù)塊。于是在1202中，檢查是否在1106中裝入的舍入方法的區(qū)別信息是″+″。當(dāng)這個(gè)信息是″+″，當(dāng)前被解碼的幀是P+幀。在這種情況下，在203中使用正的舍入方法合成預(yù)測圖象，和在幀存儲(chǔ)器D中存儲(chǔ)該預(yù)測的圖象。這里，幀存儲(chǔ)器意味著軟件解碼器的存儲(chǔ)區(qū)的部分(例如，在圖7中的操作存儲(chǔ)器705中得到的存儲(chǔ)區(qū))。當(dāng)舍入方法的區(qū)別信息不是″+″時(shí)，解碼的現(xiàn)時(shí)的幀是P-幀。在1204中用負(fù)舍入方法合成預(yù)測圖象，和這個(gè)預(yù)測圖象存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器D中。在這一點(diǎn)，由于一些類型的差錯(cuò)P+幀被解碼成P-幀，或者相反，如果P-幀被解碼成為P+幀，在解碼器中沒有合成正確的預(yù)測圖象，和解碼的圖象的質(zhì)量惡化。在合成預(yù)測圖象以后，操作返回到圖11和量化的DCT系數(shù)在1108中輸入。反向量化和反向DCT于是應(yīng)用到這些系數(shù)和合成圖象存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器E中。在1109中再次檢查是否現(xiàn)時(shí)解碼的幀是I幀。如果現(xiàn)時(shí)的幀不是I幀時(shí)，在幀存儲(chǔ)器D和E中存儲(chǔ)的圖象在1110中相加，和在幀存儲(chǔ)器E中存儲(chǔ)該和圖象。在1111中開始操作前存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器E中的圖象被再現(xiàn)圖象。在1111中這個(gè)存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器E中的圖象輸出到輸出存儲(chǔ)器(例如圖7中的706)，和然后從該解碼器輸出再現(xiàn)的圖象。在這里完成了幀的解碼操作，和通過返回到1102以開始下一幀的處理。當(dāng)基于圖8-12的流程圖的軟件在軟件圖象編碼器或解碼器中運(yùn)行時(shí)，當(dāng)利用通常的電路和芯片時(shí)，得到相同的效果。
在圖13中示出了在存儲(chǔ)介質(zhì)(記錄介質(zhì))上記錄由圖6的601的軟件解碼器產(chǎn)生的比特流。假設(shè)在圖8-10的流程圖中所示的算法在軟件解碼器中使用。數(shù)字信息同心地記錄在能夠記錄數(shù)字信息的記錄盤1301(例如磁盤，光盤等)。記錄在這個(gè)數(shù)字盤的信息的部分1302包括預(yù)測方式區(qū)別信息1303，1305，1308，1311，和1314；舍入方法區(qū)別信息1306，1309，1312和1315；和運(yùn)動(dòng)矢量和DCT系數(shù)信息1304，1307，1310，1313和1316。在1303中記錄了表示″I″的信息，″P″記錄在1305，1308，1311和1314，″+″記錄在1306和1312中，和″-″記錄在1309和1315中。在這種情況下，″I″和″+″可以由單一位0表示，和″P″和″-″可以由單一位1表示。使用這個(gè)表示，解碼器能夠正確地解碼記錄的信息，和合成正確的再現(xiàn)圖象。通過使用上述的方法在存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)解碼的比特流，當(dāng)該比特流被讀出和解碼時(shí)，防止了舍入誤差的累積。
在圖15中示出了在記錄介質(zhì)上記錄圖5中所示的圖象序列的解碼數(shù)據(jù)的比特流。該記錄比特流包括有關(guān)P+，P-和B幀的信息。用在圖13中的1301中相同的方法，在能夠記錄數(shù)字信息的記錄盤1501上同心地記錄數(shù)字信息(例如磁盤，光盤等)。在這個(gè)數(shù)字盤上記錄的數(shù)字信息的部分1502包括預(yù)測方式區(qū)別信息1503，1505，1508，1510和1513；舍入方法區(qū)別信息1506和1512；和運(yùn)動(dòng)矢量和DCT系數(shù)信1504，1507，1509，1511和1514。表示″I″的信息記錄在1503中，″P″記錄在1505和1510中，″B″記錄在1508和1513中，″+″記錄在1505中，和″-″記錄在1511中。在這種情形下，″I″，″P″和″B″可以分別用兩位值00，01，和10表示，和″+″和″-″可以分別用一位值0和1表示。使用這種表示，解碼器能夠正確地解碼記錄的信息和合成正確的再現(xiàn)圖象。在圖15中，有關(guān)幀501(I幀)的信息是1503和1504，有關(guān)502(B幀)的信息是1508和1509，有知幀503(P+幀)的信息是1505和1507，有關(guān)幀504(B幀)的信息是1513和1514，和有關(guān)幀505(P-幀)的信息是1510和1512。當(dāng)使用B幀解碼編碼的圖象序列時(shí)，幀的發(fā)送次序和顯示次序通常是不同的。這是由于B幀的預(yù)測圖象合成以前先前和隨后的參考圖象需要被編碼。因此，盡管在幀503前顯示幀502，有關(guān)幀503的信息在有關(guān)幀502的信息以前就傳送了。如上所述，由于在B幀中運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償不起舍入誤差的累積，對(duì)于B幀就不需要多種舍入方法了。因此，如這個(gè)示例所示，指明舍入方法(即″+″和″-″)的信息不傳送給B幀。因而，例如，即使只有正的舍入應(yīng)用于B幀，也不發(fā)生舍入誤差累積的問題。通過用上述的方法在存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)包括有關(guān)B幀的信息的編碼的比特流，當(dāng)這個(gè)比特流被讀和解碼時(shí)，可以防止出現(xiàn)舍入誤差的累積。
使用在這個(gè)說明書中的敘及的編碼方法具體的編碼器和解碼器的示例示于圖14中。通過安裝圖象編碼和解碼軟件于計(jì)算機(jī)1401中可以利用圖象編碼和解碼的方法。這個(gè)軟件可以記錄在一些種類的存儲(chǔ)介質(zhì)(CD-ROM，軟盤，硬盤等)1412上，使用它們裝入計(jì)算機(jī)。另外，通過聯(lián)接計(jì)算機(jī)到通信線路上，計(jì)算機(jī)可以用作圖象通信終端。還可以將說明書中敘及的解碼方法裝入播放裝置1403，以便記錄在存儲(chǔ)介質(zhì)1402上的編碼比特流被讀取和解碼。在這種情況下，在電視監(jiān)視器1404上可以顯示再現(xiàn)的圖象信號(hào)。裝置1403可以只用作讀取編碼的比特流，和在這種情況下，可以在電視監(jiān)視器1404上安裝解碼裝置。眾所周知，可以通過使用衛(wèi)星和地波可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的傳輸。解碼裝置還可以安裝在能夠接收如數(shù)字發(fā)射的電視接收機(jī)上。而且解碼裝置也可以安裝在聯(lián)接衛(wèi)星/地波天線的前置盒接收機(jī)內(nèi)，或電纜電視系統(tǒng)的電纜1408上，以便在電視監(jiān)視器1410上顯示再現(xiàn)的圖象。在這種情況下，解碼裝置可以與電視監(jiān)視器相結(jié)合，而不是與1404情況的前置盒接收機(jī)結(jié)合。數(shù)字衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)的方案示于1413，1414和1415中。在編碼的比特流中的視頻信息從廣播電臺(tái)1413發(fā)送給通信或廣播衛(wèi)星1414。該衛(wèi)星接收這個(gè)信息，發(fā)送它到具有接收衛(wèi)星廣播節(jié)目的家庭，和使用電視接收機(jī)或前置盒接收機(jī)這樣的裝置在家庭再現(xiàn)和顯示該視頻信息。由于用很低位率的圖象通信成為可能，使用移動(dòng)終端1406最近引起相當(dāng)?shù)年P(guān)注。數(shù)字便攜式終端可以分為如下三類具有編碼器和解碼器二者的無線收發(fā)機(jī)；只具有編碼器的發(fā)射機(jī)；和只具有解碼器的接收機(jī)。編碼裝置可以安裝在視頻攝象機(jī)的錄相機(jī)1407上。攝象機(jī)還可以只用獲得視頻信號(hào)，和這個(gè)信號(hào)可以提供給通常的編碼編碼1411。在這個(gè)圖中所示的所有的裝置或系統(tǒng)可以用該說明書中敘及的編碼或/和解碼方法裝備。通過使用在這些裝置或系統(tǒng)中的這個(gè)編碼或/和解碼方法，可以得到比用通常的技術(shù)得到的圖象質(zhì)量要好的高質(zhì)量。
下面的變化很清楚包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
(i)上述概念的先決條件是使用塊匹配作為運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法。然而，本發(fā)明還可以進(jìn)一步應(yīng)用到所有圖象序列編碼和解碼方法，在該方法中通過對(duì)垂直和水平象素運(yùn)動(dòng)的分量而不是對(duì)象素的垂直和水平方向的取樣周期的整數(shù)倍取值，和然后通過內(nèi)插求得取樣值不存在的位置的強(qiáng)度來執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。例如，列在日本專利申請No.hei08-060572中的整體運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和列在日本專利申請No.hei08-249601中包括的預(yù)測應(yīng)用到本發(fā)明的方法中。
(ii)本發(fā)明的說明書僅敘述了對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量的水平和垂直分量取1/2的整數(shù)倍的值情形。然而，本發(fā)明還一般地應(yīng)用到運(yùn)動(dòng)矢量的水平和垂直允許的1/d整數(shù)倍的方法。然而，當(dāng)d變大時(shí)，在雙線性內(nèi)插中的除法的除數(shù)(d的平方，見方程2)也變大，以至相反，達(dá)到0.5的值的通常除法的結(jié)果的概率變小，因此，當(dāng)只執(zhí)行正的舍入時(shí)，舍入誤差的期望值的絕對(duì)值變小，和由累積誤差引起的不好的作用不明顯。而且還可應(yīng)用到本發(fā)明的該方法中的是運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法，例如，d值是個(gè)變量，當(dāng)d小于一個(gè)固定的數(shù)值時(shí)，正舍入和負(fù)舍入二者被使用，當(dāng)d值大于一個(gè)固定的數(shù)值時(shí)，只有正舍入或只有負(fù)舍入被使用。
(iii)如現(xiàn)有技術(shù)所述，當(dāng)DCT被用來作為誤差編碼方法時(shí)，當(dāng)DCT系數(shù)的量化步驟的規(guī)模大時(shí)，來自累積的舍入誤差的不利影響顯露出來。然而，一種方法可以應(yīng)用于本發(fā)明，其中，當(dāng)DCT系數(shù)的量化的步驟的規(guī)模大于一個(gè)閾值時(shí)，于是正舍入和負(fù)舍入和二者被使用。當(dāng)DCT系數(shù)的量化的步驟的規(guī)模小于一個(gè)閾值時(shí)，于是只有正舍或負(fù)舍入被使用。
(iv)在誤差累積出現(xiàn)在亮度平面的情形和誤差累積出現(xiàn)在色度平面的情形下，在色度平面上有誤差累積的情形下，在再現(xiàn)的圖象上的不好的影響總地說就更嚴(yán)重。這是由于這樣的事實(shí)，與其說圖象稍微黑或亮的情況，不如說是圖象發(fā)生的顏色整個(gè)的變化更明顯的情況。然而，一種方法可以應(yīng)用到這個(gè)發(fā)明，其中正舍入和負(fù)舍入二者用于色度信號(hào)，和只有正舍入或負(fù)舍入用于亮度信號(hào)。
如在相關(guān)的技術(shù)說明中所述，通過二等分1/2象素精度運(yùn)動(dòng)矢量得到的1/4象素精度運(yùn)動(dòng)矢量舍入到263行中的1/2象素精度。然而，加入一定的變化給這個(gè)方法，舍入誤差的絕對(duì)值期望值可以減小。在現(xiàn)有技術(shù)中敘及的263行中，是亮度的運(yùn)動(dòng)矢量的水平或垂直分量的一半的值表示為r+s/4(r是一個(gè)整數(shù)，s是小于4和不小于0的整數(shù))，和當(dāng)s是1或3，執(zhí)行舍入操作得到2。這個(gè)操作可以如下變化當(dāng)s是1，執(zhí)行舍入操作得0，和當(dāng)s是3，1加到r，使得s是0。通過執(zhí)行這些操作，在圖4中的在位置406-408的強(qiáng)度值的倍數(shù)明顯地減小(水平和垂直的運(yùn)動(dòng)矢量的分量將是整數(shù)的概率變高)，以至舍入誤差的絕對(duì)期望值變小。然而，即使在這個(gè)方法中的誤差出現(xiàn)的大小能夠被限制，也不能夠完全防止誤差的累積。
(v)在這個(gè)說明書中敘及的發(fā)明可以應(yīng)用到一種方法中，這種方法通過平均由不同的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法得到的預(yù)測圖象得到最后幀間預(yù)測圖象。例如，在日本專利申請No.Hei8-2616中敘及的方法中通過下面兩種方法得到的預(yù)測圖象被平均塊匹配，其中運(yùn)動(dòng)矢量賦于每一個(gè)16×16的象素塊；和塊匹配，其中運(yùn)動(dòng)矢量賦于每一個(gè)8×8的象素塊。在這種方法中，當(dāng)計(jì)算兩個(gè)預(yù)測圖象的平均值時(shí)，也執(zhí)行舍入。當(dāng)只有正舍入在這個(gè)平均運(yùn)算中連續(xù)執(zhí)行時(shí)，累加了新式的舍和誤差。通過在這個(gè)平均運(yùn)算中使用多種舍入方法可以解決這個(gè)問題。在這個(gè)方法中，當(dāng)在塊匹配中執(zhí)行正舍入時(shí)，在平均操作中執(zhí)行負(fù)舍入操作。相反，當(dāng)在塊匹配中執(zhí)行負(fù)舍入時(shí)，在平均操作中執(zhí)行正舍入操作。通過對(duì)平均和塊匹配使用不同的舍入方法，在相同的幀中來自不同的來源的舍入誤差抵消了。
(vi)當(dāng)利用交替地沿時(shí)間軸安排P+幀和P-幀的一種方法時(shí)，該編碼器或解碼器需要確定現(xiàn)時(shí)處理的P幀是P+幀或是P-幀。下面是識(shí)別方法的一個(gè)示例在最近的編碼或解碼I幀后計(jì)數(shù)器計(jì)算P幀的數(shù)碼，和當(dāng)數(shù)碼是奇數(shù)時(shí)，現(xiàn)時(shí)P幀是P+幀，和當(dāng)是偶數(shù)時(shí)，現(xiàn)時(shí)P幀是P-幀(這種方法稱作隱含方案)。還有一種方法的例子，寫入編碼的圖象信息的標(biāo)題部分以識(shí)別是否在編碼器現(xiàn)時(shí)編碼的P幀是P+幀或P-幀的信息(這種方法稱作顯式方案)。與隱含方案比較，這種方法能很好地經(jīng)受傳輸誤差，這是由于不需要計(jì)算P幀的數(shù)目。
另外，顯式方法具有下面的優(yōu)點(diǎn)如在有關(guān)技術(shù)的說明中所述，過時(shí)的編碼標(biāo)準(zhǔn)(如MPEG-1或MPEG-2)對(duì)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償只使用正的舍入方法。這意味著在市場上的MPEG-1/MPEG-2運(yùn)動(dòng)估算/運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置(例如等同于圖1中的106)與使用P+幀和P-幀二者的編碼方法不兼容。這里假定，有一個(gè)解碼器，它能夠解碼由使用P+幀和P-幀編碼的方法產(chǎn)生的比特流。在這種情況下，如果解碼器是根據(jù)上述隱含方法，于是它將困難地開發(fā)產(chǎn)生能夠正確地使用上述的解碼器使用上述的MPEG-1/MPEG-2運(yùn)動(dòng)估算/補(bǔ)償裝置解碼的比特流的編碼器。然而，如果該解碼器是根據(jù)上述的顯式方法，這個(gè)問題可以解決。使用MPEG-1/MPEG-2運(yùn)動(dòng)估算/補(bǔ)償裝置的編碼器通過在幀信息標(biāo)題連續(xù)寫表示正的舍入的舍入方法區(qū)別信息，能夠連續(xù)地發(fā)送P+幀。當(dāng)執(zhí)行這個(gè)時(shí)，根據(jù)顯式方法的解碼器能夠正確地解碼由這個(gè)編碼器產(chǎn)生的比特流。當(dāng)然，由于只有P+幀出現(xiàn)，它應(yīng)當(dāng)更可能是出現(xiàn)舍入誤差累積的情形。然而，在編碼器只使用小的值作DCT系數(shù)的量化步驟的規(guī)模的情況下誤差累積不是嚴(yán)重的問題(那種編碼器的示例是只用于高速率編碼的通用編碼器)。除了過去標(biāo)準(zhǔn)間的內(nèi)部操作性外，顯式方法還有下面的優(yōu)點(diǎn)(a)高速率的通常編碼器的設(shè)備成本，由于常常插入I幀，編碼器不易于舍入誤差的累積和由于只安裝正的或負(fù)的舍入方法作運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)南笏刂瞪崛敕椒?，而得以降低。?b)上述的編碼器不易于舍入誤差的累積，還有這樣的優(yōu)點(diǎn)，不需要決定是否編碼現(xiàn)時(shí)的幀作為P+或P-幀，和該操作被簡化。
(vii)在這個(gè)說明書中敘及的本發(fā)明可應(yīng)用到應(yīng)用伴隨舍入的濾波給幀間預(yù)測圖象的編碼和解碼方法。例如，在圖象序列編碼的261行的標(biāo)準(zhǔn)中，低通濾波器(稱之為回路濾波器)應(yīng)用到在幀間預(yù)測圖象中運(yùn)動(dòng)矢量不是0的塊信號(hào)。而且，在263行中，濾波器能用以弄平塊邊緣上的不連續(xù)性(分塊人工因素)。所有這些濾波器對(duì)象素亮度值執(zhí)行加重平均，和然后對(duì)平均亮度值執(zhí)行舍入。甚至是這些情況，選擇使用正的和負(fù)的舍入有效地防止誤差累積。
(viii)除了IP+P-P+P-…外，混合如P+P+P-P-P+P+…或IP+P-P-P+P+的P+幀和P-幀的各種方法可以應(yīng)用到本發(fā)明的方法中。例如，使用輸出以50％的概率的0和1二者的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，編碼器當(dāng)輸出分別0和1時(shí)，能夠編碼P+和P-幀。在任何情況下，在一定的時(shí)間周期出現(xiàn)P+幀和P-幀的概率差越小，易于出現(xiàn)的舍入誤差累積就越小。另外，當(dāng)用任意的方法編碼器允許混合P+幀和P-幀時(shí)，該編碼器和解碼器必須根據(jù)顯式方法和沒有上述的隱含式方法操作。因此當(dāng)從編碼器和解碼器的允許的適應(yīng)性的結(jié)構(gòu)的視圖看顯式方法是優(yōu)越的。
(ix)在本說明書中敘及的本發(fā)明不限定象素值內(nèi)插方法于雙線性內(nèi)插。強(qiáng)度值內(nèi)插方法一般地能由下面的方程表示[方程5]R(x+r,y+s)=T(Σj=-xxΣj=-xxh(r-j,s-k)R(x+j,y+k))---(5)]]>這里，r和s是實(shí)數(shù)，h(r，s)是內(nèi)插實(shí)數(shù)的函數(shù)，和T(z)是舍入實(shí)數(shù)z的函數(shù)。R(x，y)，x，和y的[定義與在方程中的相同。當(dāng)T(z)是表示正舍入的函數(shù)時(shí)，執(zhí)行利用正舍入的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，和當(dāng)T(z)是表示負(fù)舍入的函數(shù)時(shí)，執(zhí)行利用負(fù)舍入的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。本發(fā)明可以應(yīng)用到使用方程5描述的內(nèi)插方法。例如，可以用下面所示的h(r，s)的定義描述雙線性內(nèi)插。h(r，s)＝(1-|r|)(1-|s|)，0≤|r|≤1，0≤|s|≤1，…(6)0，其他然而，如果例如h(r，s)定義如下，[方程7]h(r，s)＝1-|r|-|s|，0≤|r|+|s|≤1，rs＜0，1-|r|， |r|≥|s|，|r|≤1，rs≥0，..(7)1-|s|， |s|＞|r|，|s|≤1，rs＞0，0，其他于是不同于雙線性的內(nèi)插的內(nèi)插方法被實(shí)施，但本發(fā)明仍可應(yīng)用。
(x)在本說明書中敘及的本發(fā)明不限定對(duì)DCT(離散余弦變換)的誤差圖象的編碼方法。例如，子波變換(例如M.Antonioni等著的″使用子波變換的圖象編碼″在IEEEE會(huì)刊.1992.4月圖象處理第1卷第二期，)和Walsh-Hadamard變換(例A.N.Netravalli和B.G.Haskell的″數(shù)字圖象″1998年)都可以應(yīng)用于本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種圖象序列編碼方法，包括利用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償合成預(yù)測圖象的步驟；和多路傳輸有關(guān)輸入圖象和所說的預(yù)測圖象間的差分圖象的信息，和有關(guān)在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償期間估算的運(yùn)動(dòng)矢量的信息的步驟，其中有一種情況，使用正的舍入由運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償合成預(yù)測圖象，和有另一種情況，使用負(fù)的舍入由運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償合成預(yù)測圖象。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種圖象序列編碼方法，其中，有關(guān)用于合成所說的預(yù)測圖象的舍入方法的信息與所說的有關(guān)差分圖象的信息和所說的有關(guān)運(yùn)動(dòng)矢量的信息一起多路傳輸。
3.一種圖象序列編碼方法，包括利用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償合成預(yù)測圖象的步驟；和多路傳輸有關(guān)輸入圖象與預(yù)測圖象間的差分圖象的信息和有關(guān)在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償期間估算的運(yùn)動(dòng)矢量的信息的步驟；其中有關(guān)用于合成所說的預(yù)測圖象的舍入方法的信息與所說的有關(guān)差分圖象的信息和所說的有關(guān)運(yùn)動(dòng)矢量的信息一起多路傳輸。
4.一種圖象序列編碼方法，包括利用輸入圖象與參考圖象間的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償合成預(yù)測圖象的步驟；和多路傳輸有關(guān)輸入圖象與預(yù)測圖象間的差分圖象的信息和有關(guān)在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償期間估算的運(yùn)動(dòng)矢量的信息的步驟；其中所說的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償具有半象素的精度，和在參考圖象上沒有出現(xiàn)象素的點(diǎn)的色度或亮度的強(qiáng)度用雙線性內(nèi)插計(jì)算而得；和有這樣一種情形，所說的雙線性內(nèi)插是根據(jù)Ib＝[(La+Lb+1)/2，Ic＝[(La+Lc+1)/2]和Id＝[(La+Lb+Lc+Ld+2)/4]的正舍入計(jì)算，和還有一種情形，所說的雙線性內(nèi)差根據(jù)Ib＝[(La+Lb)/2，Ic＝[(La+Lc)/2]和Id＝[(La+Lb+Lc+Ld+1)/4]的負(fù)舍入計(jì)算，其中，La，Lb，Lc和Ld分別是第一，第二第三和第四象素的亮度值，第二象素水平鄰近第一象素，第三象素垂直鄰近第一象素，第四象素垂直鄰近第二象素和水平鄰近第三象素，和Ib，Ic和Id分別是所說的第一和第二象素間的中點(diǎn)，第一和第三象素間的中點(diǎn)和第一，第二，第三和第四象素間的中點(diǎn)的內(nèi)插強(qiáng)度值。
5.一種圖象序列編碼方法包括利用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償合成預(yù)測圖象的步驟；和多路傳輸有關(guān)輸入圖象與預(yù)測圖象間的差分圖象的信息和有關(guān)在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償期間估算的運(yùn)動(dòng)矢量的信息的步驟；其中有關(guān)用于合成所說的預(yù)測圖象的舍入方法的信息與所說的有關(guān)差分圖象的信息和所說的有關(guān)運(yùn)動(dòng)矢量的信息多路傳輸。
6.用于編碼由多個(gè)幀組成的圖象序列的每一個(gè)幀的圖象序列編碼方法包括用第一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置由先前編碼的幀的解碼圖象和當(dāng)前幀的輸入圖象合成當(dāng)前幀的預(yù)測圖象的步驟；產(chǎn)生有關(guān)預(yù)測圖象和當(dāng)前幀的輸入圖象的差分圖象的信息的步驟；多路傳輸和然后輸出有關(guān)差分圖象的信息，和有在由第一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償估算的運(yùn)動(dòng)矢量的信息的步驟；利用有關(guān)差分圖象和當(dāng)前幀的預(yù)測圖象的信息合成當(dāng)前幀的解碼圖象的步驟；和用第二運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置由當(dāng)前幀的解碼圖象和下一幀的輸入圖象合成下一幀的預(yù)測圖象，其中第一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和第二運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償利用象素值內(nèi)插的正的舍入或負(fù)的舍入任何一種；和用于第一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和第二運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)纳崛敕椒ㄊ遣煌摹?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求6的一種圖象序列編碼方法具有關(guān)于在第一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中舍入方法的信息，與有關(guān)差分圖象的信息和有關(guān)運(yùn)動(dòng)矢量的信息多路傳輸?shù)牟襟E。
8.利用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償用于編碼由多個(gè)幀構(gòu)成的圖象序列的每一幀的圖象序列編碼方法，其中所說的圖象序列包括在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中執(zhí)行單方向上的預(yù)測的多個(gè)P幀；并且使用正的舍入和負(fù)的舍入合成預(yù)測圖象的P幀沿時(shí)間軸交替地出現(xiàn)。
9.利用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償用于編碼由多個(gè)幀構(gòu)成的圖象序列的每一幀的圖象序列編碼方法，其中所說的圖象序列包括一個(gè)I幀和多個(gè)P幀；和根據(jù)從最近編碼的I幀沿時(shí)間軸出現(xiàn)的P幀的數(shù)碼，不同的舍入方法用于具有數(shù)碼是奇數(shù)和偶數(shù)的P幀。
10.利用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償用于編碼由多個(gè)幀構(gòu)成的圖象序列的每一幀的圖象序列編碼方法，其中確定為編碼的幀的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償使用正的舍入或負(fù)的舍入的步驟為每一幀執(zhí)行。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的一種圖象序列編碼方法，其中所說的確定步驟是根據(jù)隨機(jī)數(shù)目發(fā)生器作出的，該發(fā)生器輸出概率接近50％的對(duì)應(yīng)每個(gè)所說的正的舍入和負(fù)的舍入數(shù)目。
12.一種圖象序列編碼器，包括用于執(zhí)行DCT轉(zhuǎn)換成當(dāng)前幀的輸入圖象和由運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償合成所說的當(dāng)前幀的預(yù)測圖象間的差分圖象的DCT轉(zhuǎn)換器；量化轉(zhuǎn)換成的DCT系數(shù)的量化器；存儲(chǔ)參考幀的解碼圖象的幀存儲(chǔ)器；通過執(zhí)行參考幀的解碼圖象和當(dāng)前幀的輸入圖象間的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償估算運(yùn)動(dòng)矢量和合成當(dāng)前幀的預(yù)測圖象的塊匹配部分；和多路傳輸有關(guān)量化DCT系數(shù)的信息，有關(guān)運(yùn)動(dòng)矢量的信息和有關(guān)用于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中的象素值內(nèi)插的舍入方法的信息的多路復(fù)用器。
13.一種圖象序列編碼器，包括用于執(zhí)行DCT轉(zhuǎn)換成當(dāng)前幀的輸入圖象和由運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償合成所說的當(dāng)前幀的預(yù)測圖象間的差分圖象的DCT轉(zhuǎn)換器；量化轉(zhuǎn)換成的DCT系數(shù)的量化器；存儲(chǔ)參考幀的解碼圖象的幀存儲(chǔ)器；通過執(zhí)行參考幀的解碼圖象和當(dāng)前幀的輸入圖象間的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償估算運(yùn)動(dòng)矢量和合成當(dāng)前幀的預(yù)測圖象的塊匹配部分；和多路傳輸有關(guān)量化DCT系數(shù)的信息和有關(guān)運(yùn)動(dòng)矢量的信息的多路復(fù)用器，其中所說的塊匹配部分包括運(yùn)動(dòng)矢量的估算器，合成預(yù)測圖象的預(yù)測圖象合成器，確定用于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)纳崛敕椒ㄊ钦崛牖蜇?fù)舍入和輸出使用確定的有關(guān)的舍入方法信息的舍入方法確定裝置，和所說的預(yù)測圖象合成器根據(jù)舍入方法確定裝置輸出的信息和有關(guān)運(yùn)動(dòng)估算器輸出的運(yùn)動(dòng)矢量的信息合成所說的預(yù)測圖象。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的一種圖象序列編碼器，其中所說的塊匹配部分輸出有關(guān)用于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)纳崛敕椒ńo多路復(fù)用器；和所說的多路復(fù)用器多路傳輸有關(guān)舍入方法的信息與有關(guān)量化的DCT系數(shù)的信息和有關(guān)運(yùn)動(dòng)矢量的信息。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的一種圖象序列編碼器，其中所說的預(yù)測圖象合成器合成多個(gè)P幀的預(yù)測圖象；和根據(jù)從沿時(shí)間軸最近編碼的I幀出現(xiàn)的P幀的數(shù)碼，不同的舍入方法用于具有奇數(shù)和偶數(shù)數(shù)碼的P幀。
16.一種圖象序列解碼方法包括從解碼器的輸入信息抽取有關(guān)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)男畔⒑陀嘘P(guān)量化的DCY系數(shù)的信息；利用來自運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和在過去解碼的幀的解碼圖象合成預(yù)測圖象的步驟；和通過加入預(yù)測圖象給利用去量化和對(duì)所說的量化的DCT系數(shù)的反向DCT變換得到的誤差圖象的合成解碼的圖象的步驟，其中，這里有利用正的舍入和負(fù)的舍入當(dāng)由運(yùn)動(dòng)矢量合成預(yù)測圖象的情形。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的一種圖象序列解碼方法，其中有從輸入信息抽取說明信息的附加步驟，該信息說明是正的舍入或負(fù)的舍入，和由說明信息說明舍入方法用于所說的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。
18.一種圖象序列解碼方法包括從解碼器的輸入信息抽取有關(guān)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)男畔⒑陀嘘P(guān)量化的DCY系數(shù)的信息；利用來自運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和是先前解碼的解碼的幀中的參考圖象合成預(yù)測圖象的步驟；和通過加入預(yù)測圖象給利用去量化和對(duì)所說的量化的DCT系數(shù)的反向DCT變換得到的誤差圖象的合成解碼的圖象的步驟，其中，所說的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償具有半象素的精度，和在參考圖象上沒有出現(xiàn)象素的點(diǎn)的色度或亮度的強(qiáng)度用雙線性內(nèi)插計(jì)算；和有這樣一種情形，所說的雙線性內(nèi)插是根據(jù)Ib＝[(La+Lb+1)/2，Ic＝[(La+Lc+1)/2]和Id＝[(La+Lb+Lc+Ld+2)/4]的正舍入計(jì)算，和還有一種情形，所說的雙線性內(nèi)差根據(jù)Ib＝[(La+Lb)/2，Ic＝[(La+Lc)/2]和Id＝[(La+Lb+Lc+Ld+1)/4]的負(fù)舍入計(jì)算，其中，La，Lb，Lc和Ld分別是第一，第二第三和第四象素的亮度值，第二象素水平鄰近第一象素，第三象素垂直鄰近第一象素，第四象素垂直鄰近第二象素和水平鄰近第三象素，和Ib，Ic和Id分別是所說的第一和第二象素間的中點(diǎn)，第一和第三象素間的中點(diǎn)和第一，第二，第三和第四象素間的中點(diǎn)的內(nèi)插強(qiáng)度值。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的一種圖象序列解碼方法，其中有從輸入信息抽取說明信息的附加步驟，該信息說明是正的舍入或負(fù)的舍入，和由說明信息說明舍入方法用于所說的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。
20.用于解碼由多個(gè)幀構(gòu)成的圖象序列的每一幀的一種圖象序列解碼方法包括從輸入信息中抽取有關(guān)運(yùn)動(dòng)矢量和第一幀的量化的DCT系數(shù)的步驟；利用從先前解碼的幀的解碼圖象和第一幀的運(yùn)動(dòng)矢量合成第一幀的預(yù)測圖象的步驟；通過加入第一幀的預(yù)測圖象給應(yīng)用去量化和反向DCT給第一幀的量化的DCT系數(shù)得到的誤差圖象合成第一幀的解碼圖象的步驟；從輸入信息中抽取有關(guān)運(yùn)動(dòng)矢量和第二幀的量化的DCT系數(shù)的信息的步驟；和利用來自第一幀的解碼圖象的第二運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和第二幀的運(yùn)動(dòng)矢量合成預(yù)測圖象的步驟；第一運(yùn)動(dòng)矢量和第二運(yùn)動(dòng)矢量利用象素值內(nèi)插的正舍入或負(fù)舍入中的一種；和用于第一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和第二運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)纳崛敕椒ㄊ遣煌摹?br> 21.根據(jù)權(quán)利要求20的一種圖象序列編碼方法，其中有從輸入信息抽取說明信息的附加步驟，該信息說明是正的舍入或負(fù)的舍入，和由說明信息說明舍入方法用于所說的第一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。
22.利用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償對(duì)由多個(gè)幀構(gòu)成的圖象序列的每一幀解碼的圖象序列解碼方法，其中所說的圖象序列包含在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中執(zhí)行單方向預(yù)測的多個(gè)P幀；和沿時(shí)間軸交替出現(xiàn)使用正舍入和負(fù)舍入以合成預(yù)測圖象的P幀。
23.利用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償對(duì)由多個(gè)幀構(gòu)成的圖象序列的每一幀解碼的圖象序列解碼方法，其中所說的圖象序列包括I幀和多個(gè)P幀；和根據(jù)從最近解碼的I幀時(shí)間軸出現(xiàn)的P幀的數(shù)碼，不同的舍入方法用于是奇數(shù)和偶數(shù)數(shù)碼的P幀。
24.一種圖象序列解碼器，包括從輸入信息中抽取有關(guān)運(yùn)動(dòng)矢量的信息和有關(guān)量化的DCT系數(shù)的多路解調(diào)器；去量化所說的量化的DCT系數(shù)和得到DCT系數(shù)的去量化器；執(zhí)行對(duì)DCT系數(shù)反向DCT轉(zhuǎn)換和輸出誤差圖象的反向DCT轉(zhuǎn)換器；使用先前解碼的圖象作為參考圖象和所說的運(yùn)動(dòng)矢量由運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償合成預(yù)測圖象的預(yù)測圖象合成器；和將誤差圖象加到預(yù)測圖象上和輸出解碼的圖象的加法器，其中，所說的預(yù)測圖象合成器使用對(duì)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)恼拓?fù)舍入方法。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的一種圖象序列解碼裝置，其中所說的多路解調(diào)器從輸入信息中另外地抽取說明是正舍入還是負(fù)舍入的說明信息；和所說的預(yù)測圖象合成器使用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償說明信息說明的舍入方法。
26.一種圖象序列解碼器，包括從輸入信息中抽取有關(guān)運(yùn)動(dòng)矢量的信息和有關(guān)量化的DCT系數(shù)的多路解調(diào)器；去量化所說的量化的DCT系數(shù)和得到DCT系數(shù)的去量化器；執(zhí)行對(duì)DCT系數(shù)反向DCT轉(zhuǎn)換和輸出誤差圖象的反向DCT轉(zhuǎn)換器；使用先前解碼的圖象作為參考圖象和所說的運(yùn)動(dòng)矢量由運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償合成預(yù)測圖象的預(yù)測圖象合成器；和將誤差圖象加到預(yù)測圖象上和輸出解碼的圖象的加法器，其中，預(yù)測圖象合成器有確定對(duì)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償使用正還是負(fù)舍入的舍入方法確定裝置。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的一種圖象序列解碼裝置，其中一個(gè)I幀和多個(gè)P幀被解碼；和根據(jù)從最近解碼的I幀沿時(shí)間軸出現(xiàn)的P幀的數(shù)碼，不同的舍入方法用于其數(shù)碼是奇數(shù)和偶數(shù)的P幀。
28.一種計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)，包括下面的步驟的圖象序列編碼方法記錄在上面利用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償合成預(yù)測圖象的步驟；和多路傳輸有關(guān)輸入圖象與預(yù)測圖象間的差分圖象的信息，和有關(guān)在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償期間估算的運(yùn)動(dòng)矢量的信息的步驟，其中有關(guān)用于預(yù)測圖象的合成的舍入方法的信息與有關(guān)差分圖象的信息和有關(guān)運(yùn)動(dòng)矢量的信息多路傳輸。
29.一種計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)，包括下面的步驟的圖象序列編碼方法記錄在上面從輸入信息中抽取有關(guān)運(yùn)動(dòng)矢量的信息，有關(guān)量化的DCT系數(shù)的信息，和說明是正舍入還是負(fù)舍入的說明信息的步驟；使用運(yùn)動(dòng)矢量和在過去解碼的幀中的解碼的圖象用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償合成預(yù)測圖象的步驟；和通過加預(yù)測圖象給應(yīng)用去量化和反向DCT轉(zhuǎn)換給量化的DCT系數(shù)得到的誤差圖象以合成解碼的圖象的步驟，其中由說明信息說明的舍入方法用于所說的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。
30.一種記錄介質(zhì)，有關(guān)圖象序列的編碼信息記錄在其上，其中有關(guān)圖象序列的編碼數(shù)據(jù)的信息是一組編碼的幀信息；和所說的信息包括有關(guān)當(dāng)前幀的輸入圖象和由運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置合成的當(dāng)前幀的預(yù)測圖象間的差分圖象的信息，有關(guān)由運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償裝置估算的運(yùn)動(dòng)矢量的信息，和區(qū)別運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償是否是使用正舍入的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償或使用負(fù)舍入的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)男畔ⅰ?br> 31.一種圖象序列編碼方法，它利用采用亮度和色度強(qiáng)度值為非負(fù)整數(shù)值，允許象素運(yùn)動(dòng)矢量的垂直和水平分量采用垂直和水平方向的象素取樣周期的非整數(shù)倍的值，和用來自鄰近象素的取樣值內(nèi)插的裝置計(jì)算參考圖象內(nèi)的沒有象素的點(diǎn)強(qiáng)度值的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法，其中正的和負(fù)的舍入用于在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中的象素值的內(nèi)插，這里的正舍入對(duì)用實(shí)數(shù)運(yùn)算雙線性內(nèi)插的結(jié)果進(jìn)位到最接近的整數(shù)，相當(dāng)于進(jìn)了遠(yuǎn)離0點(diǎn)的半個(gè)整數(shù)(0.5加上一個(gè)整數(shù))，和負(fù)的舍入不同于正的舍入，在于舍去朝向0點(diǎn)的半個(gè)整數(shù)值。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的一種圖象序列編碼方法，其中只使用正的舍入和負(fù)的舍入中的一種執(zhí)行對(duì)亮度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，和使用正的和負(fù)的舍入二者方法執(zhí)行對(duì)色度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。
33.根據(jù)權(quán)利要求31的一種圖象序列編碼方法，該方法具有用幀內(nèi)編碼編碼的稱之為I幀的幀，利用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膯蜗蝾A(yù)測的由幀間編碼編碼的P幀，和利用雙向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償幀間編碼編碼的B幀，其中使用正和負(fù)的舍入的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償應(yīng)用到亮度信號(hào)的P幀沿時(shí)間軸交替地排列。
34.根據(jù)權(quán)利要求31的一種圖象序列編碼方法，該方法具有用幀內(nèi)編碼編碼的稱之為I幀的幀，利用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膯蜗蝾A(yù)測的由幀間編碼編碼的P幀，和利用雙向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償幀間編碼編碼的B幀，其中使用正和負(fù)的舍入的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償應(yīng)用到色度信號(hào)的P幀沿時(shí)間軸交替地排列。
35.根據(jù)權(quán)利要求31的一種圖象序列編碼方法，其中DCT用于誤差編碼；和當(dāng)DCT系數(shù)的量化步驟的規(guī)模小于一個(gè)固定值時(shí)，執(zhí)行只使用正的和負(fù)的舍入方法中的一種的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。
36.根據(jù)權(quán)利要求31的一種圖象序列編碼方法，其中采用在水平和垂直方向上象素取樣周期是1，運(yùn)動(dòng)矢量的水平和垂直分量是1/d的整數(shù)倍一d是一個(gè)正整數(shù)并且也是一個(gè)偶數(shù)；和當(dāng)d的值大于一個(gè)固定值時(shí)，執(zhí)行只使用正的和負(fù)的舍入方法中的一種運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。
37.根據(jù)權(quán)利要求31的一種圖象序列編碼方法，其中指示用于幀的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償是正的還是負(fù)的舍入方法的信息包括在所說的幀的編碼數(shù)據(jù)中。
38.根據(jù)權(quán)利要求31的一種圖象序列編碼方法，其中指示用于幀的色度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償是正的還是負(fù)的舍入方法的信息包括在所說的幀的編碼數(shù)據(jù)中。
39.根據(jù)權(quán)利要求31的一種圖象序列編碼方法，它具有由幀內(nèi)編碼的稱為I幀的幀，和利用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膯畏较虻念A(yù)測，用幀內(nèi)編碼編碼的P幀，其中根據(jù)從最近解碼的I幀沿時(shí)間軸出現(xiàn)的P幀的數(shù)碼，不同的舍入方法用于其數(shù)碼是奇數(shù)和偶數(shù)的P幀。
40.根據(jù)權(quán)利要求31的一種圖象序列編碼方法，它具有由幀內(nèi)編碼的稱為I幀的幀，和利用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膯畏较虻念A(yù)測，用幀內(nèi)編碼編碼的P幀，其中根據(jù)從最近解碼的I幀沿時(shí)間軸出現(xiàn)的P幀的數(shù)碼，不同的舍入方法用于其數(shù)碼是奇數(shù)和偶數(shù)的P幀的色度信號(hào)。
41.根據(jù)權(quán)利要求31的一種圖象序列編碼方法，它利用采用亮度和色度強(qiáng)度值為非負(fù)整數(shù)值，允許象素運(yùn)動(dòng)矢量的垂直和水平分量采用垂直和水平方向的象素取樣周期的非整數(shù)倍的值，和用來自鄰近象素的取樣值內(nèi)插的裝置計(jì)算參考圖象內(nèi)的沒有象素的點(diǎn)強(qiáng)度值，和通過平均由兩種不同的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法得到的兩個(gè)預(yù)測圖象以獲得最后的預(yù)測圖象的兩個(gè)不同的補(bǔ)償方法，其中當(dāng)負(fù)的舍入用于兩種不同的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法時(shí)，正的平均用于所說的平均，當(dāng)正的舍入用于兩種不同的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法時(shí)，負(fù)的平均用于所說的平均，這里正的平均對(duì)用實(shí)數(shù)運(yùn)算的平均結(jié)果舍入到最近的整數(shù)和進(jìn)位半個(gè)整數(shù)(0.5加一個(gè)整數(shù))而遠(yuǎn)離0點(diǎn)，和負(fù)的平均不同于正的平均在于舍去半個(gè)整數(shù)值而朝向0點(diǎn)。
42.一種圖象序列編碼方法，它利用采用亮度和色度強(qiáng)度值為非負(fù)整數(shù)值的兩種不同的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法，和通過對(duì)由所說的兩種不同的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法得到的兩個(gè)預(yù)測圖象平均而得到最后的預(yù)測圖象，其中用于所說的平均的正和負(fù)的平均，其中正的平均使用實(shí)數(shù)運(yùn)算的結(jié)果進(jìn)位到最接近的整數(shù)和進(jìn)位半個(gè)整數(shù)值(0.5加上一個(gè)整數(shù))而遠(yuǎn)離0點(diǎn)，與正平均不同，負(fù)平均朝著0點(diǎn)舍去半個(gè)整數(shù)。
43.一種圖象編碼方法，包括存儲(chǔ)參考圖象的步驟；通過執(zhí)行參考圖象和輸入圖象間的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償合成預(yù)測圖象的步驟；和產(chǎn)生多路傳輸包括運(yùn)動(dòng)矢量的信息，和說明用于在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中象素值內(nèi)插的舍入方法的信息的步驟。
44.一種根據(jù)權(quán)利要求43的圖象編碼方法，其中說明舍入方法的信息指示所說的舍入方法是正的舍入還是負(fù)的舍入。
45.一種圖象編碼方法，包括存儲(chǔ)參考圖象的步驟；和通過比較輸入圖象和參考圖象以便估算運(yùn)動(dòng)矢量和合成預(yù)測圖象的執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)牟襟E，其中用于在合成預(yù)測圖象的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中的象素值內(nèi)插的舍入方法不同于用于合成所說的參考圖象的預(yù)測圖象的舍入方法。
46.根據(jù)權(quán)利要求45的圖象編碼方法，其中所說的舍入方法是正的舍入或是負(fù)的舍入。
47.根據(jù)權(quán)利要求45的圖象編碼方法，還包括產(chǎn)生多路傳輸包括運(yùn)動(dòng)矢量的信息和說明用于合成預(yù)測圖象的舍入方法的信息的信息的步驟。
48.一種圖象編碼器，包括存儲(chǔ)參考圖象的存儲(chǔ)器；通過執(zhí)行參考圖象和輸入圖象間的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和估算運(yùn)動(dòng)矢量合成預(yù)測圖象的塊匹配部分；和產(chǎn)生包括運(yùn)動(dòng)矢量信息和說明用于在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中象素值內(nèi)插的舍入方法的信息的多路傳輸?shù)男畔⒌亩嗦窂?fù)用器。
49.根據(jù)權(quán)利要求48的圖象編碼器，其中說明舍入方法的信息指示舍入方法是正的舍入還是負(fù)的舍入。
50.一種圖象編碼器，包括存儲(chǔ)是先前解碼的圖象的參考圖象的存儲(chǔ)器；通過執(zhí)行輸入圖象和參考圖象間的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和估算運(yùn)動(dòng)矢量合成預(yù)測圖象的塊匹配部分；和確定用于在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中象素值內(nèi)插的舍入方法的舍入方法確定裝置。
51.根據(jù)權(quán)利要求50的圖象解碼器，其中所說的舍入方法是正的舍入或是負(fù)的舍入。
52.一種圖象解碼方法，包括存儲(chǔ)是先前解碼的圖象的參考圖象的步驟；執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償以使用運(yùn)動(dòng)矢量和參考圖象合成預(yù)測圖象的步驟，其中在合成預(yù)測圖象的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中用于象素值內(nèi)插的舍入方法不同于用于合成參考圖象的預(yù)測圖象的舍入方法。
53.根據(jù)權(quán)利要求52的圖象解碼方法，其中所說的舍入方法是正的舍入或負(fù)的舍入。
54.一種圖象解碼方法，包括存儲(chǔ)參考圖象的步驟；接收包括運(yùn)動(dòng)矢量的信息和說明用于在編碼器中合成預(yù)測圖象的舍入方法的信息的信息的步驟和使用運(yùn)動(dòng)矢量和參考圖象通過執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償合成預(yù)測圖象的步驟，其中根據(jù)說明舍入方法的信息，用于在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中象素值內(nèi)插的舍入方法被控制。
55.根據(jù)權(quán)利要求54的圖象解碼方法，其中所說的說明舍入方法的信息指示舍入方法是正的舍入還是負(fù)的舍入。
56.一種圖象解碼器，包括存儲(chǔ)先前解碼的參考圖象的存儲(chǔ)器；和通過使用接收的運(yùn)動(dòng)矢量和參考圖象執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償合成預(yù)測圖象的合成器，其中所說的合成器控制用于在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中象素值內(nèi)插的舍入方法，以至用于合成預(yù)測圖象的舍入方法不同于用于合成參考圖象的預(yù)測圖象。
57.根據(jù)權(quán)利要求56的圖象解碼器，其中所說的舍入方法是正的舍或負(fù)的舍入。
58.一種圖象解碼器包括存儲(chǔ)先前解碼的參考圖象的存儲(chǔ)器；和通過使用接收的運(yùn)動(dòng)矢量和參考圖象執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償合成預(yù)測圖象的合成器，其中所說的合成器接收用于說明編碼處理的舍入方法的信息和根據(jù)說明舍入方法的信息控制用于在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中的舍入方法。
59.根據(jù)權(quán)利要求58的圖象解碼器，其中所說的說明舍入方法的信息指示舍入方法是正的舍入還是負(fù)的舍入。
60.記錄通過執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償編碼的圖象的信息的記錄介質(zhì)，其中所說的信息包括說明在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中用于象素值內(nèi)插的舍入方法的信息。
61.根據(jù)權(quán)利要求60的記錄介質(zhì)，其中所說的說明舍入方法的信息是由一位構(gòu)成的。
全文摘要
為了防止由用于圖象編碼和解碼方法的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償處理中的以整數(shù)為基礎(chǔ)的雙線性內(nèi)插引起的舍入誤差的累積,兩種類型的P幀用于單一方向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測;P+幀,它進(jìn)位用實(shí)數(shù)運(yùn)算的雙線性內(nèi)插的結(jié)果和向遠(yuǎn)離0點(diǎn)進(jìn)位半個(gè)整數(shù)植(0.5加上一個(gè)整數(shù));和P－幀,它不同于P+幀在于前述的半個(gè)整數(shù)值朝0點(diǎn)舍去。利用P+和P－幀二者能夠抵消舍入誤差和防止舍入誤差的累積。
文檔編號(hào)H04N7/50GK1207633SQ9810298
公開日1999年2月10日 申請日期1998年6月9日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月9日
發(fā)明者中屋雄一郎 申請人:株式會(huì)社日立制作所