對運(yùn)動矢量進(jìn)行編碼和解碼的方法和設(shè)備的制造方法
【專利說明】
[OOOU 本申請是申請日為2011年1月9日，申請?zhí)枮?201180006526. 5"，標(biāo)題為"基于 減少的運(yùn)動矢量預(yù)測候選對運(yùn)動矢量進(jìn)行編碼和解碼的方法和設(shè)備"的發(fā)明專利申請的分 案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 與示例性實(shí)施例一致的設(shè)備和方法設(shè)及對運(yùn)動矢量進(jìn)行編碼和解碼，更具體地 講，設(shè)及對當(dāng)前塊的運(yùn)動矢量進(jìn)行預(yù)測編碼和預(yù)測解碼。
【背景技術(shù)】
[000引在編解碼器（諸如，MPEG-4H. 264/MPEG先進(jìn)視頻編碼（AVC))中，與當(dāng)前塊相鄰的 先前編碼的塊的運(yùn)動矢量可被用于預(yù)測當(dāng)前塊的運(yùn)動矢量。與當(dāng)前塊的左側(cè)、上側(cè)、右上側(cè) 相鄰的先前編碼的塊的運(yùn)動矢量的中值被用作當(dāng)前塊的運(yùn)動矢量預(yù)測。未直接對當(dāng)前塊的 運(yùn)動矢量進(jìn)行編碼，而是對運(yùn)動矢量和運(yùn)動矢量預(yù)測之間的差進(jìn)行編碼。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 解決方案
[0005] 一個或多個示例性實(shí)施例提供一種用于對運(yùn)動矢量進(jìn)行預(yù)測編碼和預(yù)測解碼的 方法和設(shè)備，W及記錄有用于執(zhí)行所述方法的計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。
[0006] 有益效果
[0007] 根據(jù)示例性實(shí)施例，當(dāng)運(yùn)動矢量預(yù)測候選被用于對運(yùn)動矢量進(jìn)行預(yù)測編碼和預(yù)測 解碼時(shí)，運(yùn)動矢量預(yù)測候選的數(shù)量可被減少W對運(yùn)動矢量進(jìn)行預(yù)測編碼和預(yù)測解碼。因此， 可使用最少比特對該樣的信息進(jìn)行編碼，從而增加了編碼/解碼運(yùn)動矢量的壓縮率，并且 從而可提高編碼/解碼圖像的壓縮率，其中，所述信息是運(yùn)動矢量預(yù)測候選中對被用于預(yù) 測當(dāng)前塊的運(yùn)動矢量的運(yùn)動矢量預(yù)測進(jìn)行指定所需的信息。
【附圖說明】
[000引通過參照附圖對示例性實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將 會變得更加清楚，其中：
[0009] 圖1是根據(jù)示例性實(shí)施例的用于對圖像進(jìn)行編碼的設(shè)備的框圖；
[0010] 圖2是根據(jù)示例性實(shí)施例的用于對圖像進(jìn)行解碼的設(shè)備的框圖；
[0011] 圖3示出根據(jù)示例性實(shí)施例的分層編碼單元；
[0012] 圖4是根據(jù)示例性實(shí)施例的基于編碼單元的圖像編碼器的框圖；
[0013] 圖5是根據(jù)示例性實(shí)施例的基于編碼單元的圖像解碼器的框圖；
[0014] 圖6示出根據(jù)示例性實(shí)施例的最大編碼單元、子編碼單元和預(yù)測單元。
[0015] 圖7示出根據(jù)示例性實(shí)施例的編碼單元和變換單元；
[0016] 圖8A到圖8D示出根據(jù)示例性實(shí)施例的編碼單元、預(yù)測單元和變換單元的劃分形 狀；
[0017] 圖9是根據(jù)示例性實(shí)施例的用于對運(yùn)動矢量進(jìn)行編碼的設(shè)備的框圖；
[001引圖10A和圖10B示出根據(jù)示例性實(shí)施例的運(yùn)動矢量預(yù)測候選；
[0019] 圖10C到圖10E示出根據(jù)示例性實(shí)施例的具有多種尺寸的與當(dāng)前塊相鄰的塊；
[0020] 圖11A到圖11C示出根據(jù)另一示例性實(shí)施例的運(yùn)動矢量預(yù)測候選；
[0021] 圖12示出根據(jù)示例性實(shí)施例的減少運(yùn)動矢量預(yù)測候選的方法；
[0022] 圖13A到圖13D示出根據(jù)示例性實(shí)施例的包括在具有預(yù)定尺寸的編碼單元中的當(dāng) 前塊的位置；
[0023] 圖14是根據(jù)示例性實(shí)施例的用于對運(yùn)動矢量進(jìn)行解碼的設(shè)備的框圖；
[0024] 圖15是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的對運(yùn)動矢量進(jìn)行編碼的方法的流程圖；
[0025] 圖16是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的對運(yùn)動矢量進(jìn)行解碼的方法的流程圖。
[0026] 最佳模式
[0027] 根據(jù)示例性實(shí)施例的一方面，提供了一種對運(yùn)動矢量進(jìn)行編碼的方法，所述方法 包括；通過估計(jì)當(dāng)前塊的運(yùn)動矢量，基于估計(jì)的結(jié)果將多個運(yùn)動矢量預(yù)測候選中的第一運(yùn) 動矢量預(yù)測候選確定為當(dāng)前塊的運(yùn)動矢量預(yù)測，基于當(dāng)前塊的運(yùn)動矢量和當(dāng)前塊的運(yùn)動矢 量預(yù)測來產(chǎn)生關(guān)于運(yùn)動矢量的信息；通過使用多個運(yùn)動矢量預(yù)測候選中的第二運(yùn)動矢量預(yù) 測候選和關(guān)于運(yùn)動矢量的信息產(chǎn)生虛擬運(yùn)動矢量，產(chǎn)生虛擬運(yùn)動矢量和多個運(yùn)動矢量預(yù)測 候選之間的矢量差，對矢量差和關(guān)于運(yùn)動矢量的信息進(jìn)行比較，從多個運(yùn)動矢量預(yù)測候選 中選擇性地排除第二運(yùn)動矢量預(yù)測候選；對關(guān)于當(dāng)前塊的運(yùn)動矢量的信息和關(guān)于當(dāng)前塊的 運(yùn)動矢量預(yù)測信息進(jìn)行編碼。
[002引根據(jù)是另一示例性實(shí)施例的一方面，提供了一種對運(yùn)動矢量進(jìn)行解碼的方法，所 述的方法包括：對關(guān)于當(dāng)前塊的運(yùn)動矢量的信息進(jìn)行解碼；通過使用多個運(yùn)動矢量預(yù)測候 選中的預(yù)定的運(yùn)動矢量預(yù)測候選和關(guān)于所述運(yùn)動矢量的解碼的信息產(chǎn)生虛擬運(yùn)動矢量，產(chǎn) 生虛擬運(yùn)動矢量和多個運(yùn)動矢量預(yù)測候選之間的矢量差，對產(chǎn)生的矢量差和關(guān)于運(yùn)動矢量 的解碼的信息進(jìn)行比較，從多個運(yùn)動矢量預(yù)測候選中選擇性地排除預(yù)定的運(yùn)動矢量預(yù)測候 選；將從多個運(yùn)動矢量預(yù)測候選中沒有排除的運(yùn)動矢量預(yù)測候選的運(yùn)動矢量預(yù)測確定為當(dāng) 前塊的運(yùn)動矢量預(yù)測，并基于確定的運(yùn)動矢量預(yù)測和關(guān)于運(yùn)動矢量的解碼的信息恢復(fù)當(dāng)前 塊的運(yùn)動矢量。
[0029] 根據(jù)是另一示例性實(shí)施例的一方面，提供了一種用于對運(yùn)動矢量進(jìn)行編碼的設(shè) 備，所述設(shè)備包括；運(yùn)動矢量估計(jì)器，通過估計(jì)當(dāng)前塊的運(yùn)動矢量，基于當(dāng)前塊的運(yùn)動矢量 和當(dāng)前塊的運(yùn)動矢量預(yù)測產(chǎn)生關(guān)于運(yùn)動矢量的信息，基于估計(jì)的結(jié)果將多個運(yùn)動矢量預(yù)測 候選中的第一運(yùn)動矢量預(yù)測候選確定為當(dāng)前塊的運(yùn)動矢量預(yù)測；候選確定器，通過使用多 個運(yùn)動矢量預(yù)測候選中的第二運(yùn)動矢量預(yù)測候選和關(guān)于運(yùn)動矢量的信息產(chǎn)生虛擬運(yùn)動矢 量，產(chǎn)生虛擬運(yùn)動矢量和多個運(yùn)動矢量預(yù)測候選之間的矢量差，對矢量差和關(guān)于運(yùn)動矢量 的信息進(jìn)行比較，從多個運(yùn)動矢量預(yù)測候選中選擇性地排除第二運(yùn)動矢量預(yù)測候選；運(yùn)動 矢量編碼器，對關(guān)于運(yùn)動矢量的信息和關(guān)于當(dāng)前塊的運(yùn)動矢量預(yù)測的信息進(jìn)行編碼。
[0030] 根據(jù)是另一示例性實(shí)施例的一方面，提供了一種用于對運(yùn)動矢量進(jìn)行解碼的設(shè) 備，所述設(shè)備包括：運(yùn)動矢量解碼器，對關(guān)于當(dāng)前塊的運(yùn)動矢量的信息進(jìn)行解碼；候選確定 器，通過使用多個運(yùn)動矢量預(yù)測候選中的預(yù)定的運(yùn)動矢量預(yù)測候選和關(guān)于所述運(yùn)動矢量的 解碼的信息產(chǎn)生虛擬運(yùn)動矢量，產(chǎn)生虛擬運(yùn)動矢量和多個運(yùn)動矢量預(yù)測候選之間的矢量 差，對產(chǎn)生的矢量差和關(guān)于運(yùn)動矢量的解碼的信息進(jìn)行比較，從多個運(yùn)動矢量預(yù)測候選中 選擇性地排除預(yù)定的運(yùn)動矢量預(yù)測候選；運(yùn)動矢量恢復(fù)單元，將從多個運(yùn)動矢量預(yù)測候選 中沒有排除的運(yùn)動矢量預(yù)測候選的運(yùn)動矢量預(yù)測候選確定為當(dāng)前塊的運(yùn)動矢量預(yù)測，并基 于確定的運(yùn)動矢量預(yù)測和關(guān)于運(yùn)動矢量的解碼的信息恢復(fù)當(dāng)前塊的運(yùn)動矢量。
[0031] 根據(jù)另一示例性實(shí)施例的一方面，提供了一種實(shí)施了用于執(zhí)行對運(yùn)動矢量進(jìn)行編 碼和解碼的方法的計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。
【具體實(shí)施方式】
[0032] W下，將參照附圖更全面地描述一個或多個示例性實(shí)施例。當(dāng)諸如"…中的至少一 個"的表述位于一列元件之后時(shí)，其修飾整列元件而不是修飾列出的單個元件。
[0033] W下，"圖像"可表示視頻的靜止圖像或運(yùn)動圖像（即，視頻本身）。
[0034] 圖1是根據(jù)示例性實(shí)施例的用于對圖像進(jìn)行編碼的設(shè)備100的框圖。
[0035] 參照圖1，用于對圖像進(jìn)行編碼的設(shè)備100包括最大編碼單元劃分器110、編碼深 度確定器120、圖像數(shù)據(jù)編碼器130和編碼信息編碼器140。
[0036] 最大編碼單元劃分器110可基于最大編碼單元（即，最大尺寸的編碼單元）劃分 當(dāng)前帖或當(dāng)前像條。也就是說，最大編碼單元劃分器110可將當(dāng)前帖或當(dāng)前像條劃分為至 少一個最大編碼單元。
[0037] 根據(jù)示例性實(shí)施例，可使用最大編碼單元和深度表示編碼單元。如上所述，最大 編碼單元表示當(dāng)前帖的編碼單元中具有最大尺寸的編碼單元，所述深度表示分層減少編碼 單元的程度。隨著深度的增加，編碼單元可從最大編碼單元減少為最小編碼單元，其中，最 大編碼單元的深度被定義為最小深度并且最小編碼單元的深度被定義為最大深度。由于編 碼單元的尺寸隨著深度的增加從最大編碼單元減少，第k深度的子編碼單元可包括多個第 化+n)深度的子編碼單元化和n是等于或大于1的整數(shù)）。
[003引根據(jù)將被編碼的帖的尺寸的增加量，按照更大的編碼單元對圖像進(jìn)行編碼可引起 更高的圖像壓縮率。然而，如果固定更大的編碼單元，則可能沒有通過反映連續(xù)變化的圖像 特征有效地對圖像進(jìn)行編碼。
[0039] 例如，當(dāng)對平滑區(qū)域（諸如，?；蛱炜眨┻M(jìn)行編碼時(shí)，編碼單元越大，可增加的壓縮 率越多。然而，當(dāng)對復(fù)雜區(qū)域（諸如，人或建筑物）進(jìn)行編碼時(shí)，編碼單元越小，可增加的壓 縮率越多。
[0040] 因此，根據(jù)示例性實(shí)施例，可針對每個帖或每個像條設(shè)置不同的最大編碼單元和 不同的最大深度。由于最大深度表示編碼單元可減少的最大次數(shù)，可根據(jù)最大深度可變地 設(shè)置包括在最大編碼單元中的每個最小編碼單元的尺寸。
[0041] 編碼深度確定器120確定最大深度?？苫诼适д妫≧D)代價(jià)的計(jì)算確定最大深 度。可針對每個帖或每個像條或針對每個最大編碼單元不同地確定最大深度。確定的最大 深度被提供給編碼信息編碼器140,根據(jù)最大編碼單元的圖像數(shù)據(jù)被提供給圖像數(shù)據(jù)編碼 器 130。
[0042] 最大深度可表示具有可被包括在最大編碼單元中的最小尺寸的編碼單元（即，最 小編碼單元）。換句話說，如稍后將參照圖8A和圖8B進(jìn)行的描述，最大編碼單元可根據(jù)不 同的深度被劃分為具有不同的尺寸的子編碼單元。另外，可基于具有不同的尺寸的處理單 元對包括在最大編碼單元中的具有不同尺寸的子編碼單元進(jìn)行預(yù)測或變換。執(zhí)行所述變 換W將空間域像素值變換為頻域的系數(shù)，并且所述變換可W是離散余弦變換或Karhunen Loever變換化LT)。換句話說，用于對圖像進(jìn)行編碼的設(shè)備100可基于具有多種尺寸和多 種形狀的處理單元執(zhí)行關(guān)于圖像編碼的多個處理操作。為了對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，執(zhí)行處 理操作（諸如，預(yù)測、變換和滴編碼中的至少一個），其中，具有相同的尺寸或不同的尺寸的 處理單元可被用于每個操作。
[0043] 例如，用于對圖像進(jìn)行編碼的設(shè)備100可選擇與編碼單元不同的處理單元W預(yù)測 所述編碼單元。
[0044] 當(dāng)編碼單元的尺寸是2NX2N(其中，N是正整數(shù)）時(shí)，用于預(yù)測的處理單元可W是 2NX2N、2NXN、NX2N和NXN。換句話說，可基于該樣的形狀的處理單元執(zhí)行運(yùn)動預(yù)測，其 中，在所述形狀中編碼單元的高度和寬度中的至少一個被均等地劃分為兩個。W下，作為預(yù) 測的基礎(chǔ)的處理單元被定義為"預(yù)測單元"。
[0045] 預(yù)測模式可W是帖內(nèi)模式、帖間模式、跳過模式中的至少一個，可僅針對具有特定 尺寸或特定形狀的預(yù)測單元執(zhí)行特定預(yù)測模式。例如，可僅針對形狀是正方形的具有尺寸 為2NX2N和NXN的預(yù)測單元執(zhí)行帖內(nèi)模式。另外，可僅針對具有尺寸為2NX2N的預(yù)測單 元執(zhí)行跳過模式。如果在編碼單元中存在多個預(yù)測單元，則可在針對每個預(yù)測單元執(zhí)行預(yù) 測之后，選擇具有最少的編碼錯誤的預(yù)測模式。
[0046] 可選地，用于對圖像進(jìn)行編碼的設(shè)備100可基于具有與編碼單元不同的尺寸的處 理單元對圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行變換。針對編碼單元中的變換，可基于具有與編碼單元尺寸相同的 尺寸或小于編碼單元的尺寸的尺寸的處理單元執(zhí)行所述變換。W下，作為變換的基礎(chǔ)的處 理單元被定義為"變換單元"。
[0047] 編碼深度確定器120可使用基于拉格朗日乘子的RD優(yōu)化來確定包括在最大編碼 單元中的子編碼單元。換句話說，編碼深度確定器120可確定從最大編碼單元劃分的多個 子編碼單元具有的形狀，其中，多個子編碼單元根據(jù)它們的深度具有不同的尺寸。圖像數(shù)據(jù) 編碼器130通過基于由編碼深度確定器120確定的劃分形狀對最大編碼單元進(jìn)行編碼來輸 出比特流。
[0048] 編碼信息編碼器140對關(guān)于由編碼深度確定器120確定的最大編碼單元的編碼模 式的信息進(jìn)行編碼。換句話說，編碼信息編碼器140通過對W下信息進(jìn)行編碼來輸出比特 流：關(guān)于最大編碼單元的劃分形狀的信息、關(guān)于最大深度的信息和關(guān)于針對每個深度的子 編碼單元的編碼模式的信息。關(guān)于子編碼單元的編碼模式的信息可包括：關(guān)于子編碼單元 的預(yù)