圖像間預(yù)測(cè)方法和設(shè)備以及對(duì)應(yīng)的編碼方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像編碼的一般領(lǐng)域，并且尤其涉及圖像間預(yù)測(cè)的一般領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 圖像間預(yù)測(cè)在于利用視頻的連續(xù)圖像之間存在的時(shí)間冗余以獲得該視頻的高壓 縮率。
[0003] 圖像間預(yù)測(cè)的原理在于將當(dāng)前圖像劃分為塊或者宏塊。然后，編碼器找到視頻的 另一（前面或者未來）圖像中的類似塊。該另一圖像通常稱為參考圖像。然后編碼器編碼 運(yùn)動(dòng)矢量，該運(yùn)動(dòng)矢量依據(jù)要預(yù)測(cè)的塊定義（多個(gè)）所述參考圖像中找到的塊的位置。然 后編碼器計(jì)算這兩個(gè)塊之間的差并且編碼預(yù)測(cè)誤差。然后向可以由此重建該塊的解碼器發(fā) 送運(yùn)動(dòng)矢量和預(yù)測(cè)誤差。
[0004] 已知使用該類方法的很多視頻編碼/解碼方案。尤其可以引用以下：標(biāo)準(zhǔn) MPEG-2 (ISO/IEC JTC1/SC29/WG11MPEG00/2000 年 10 月，運(yùn)動(dòng)畫面和音頻的編碼）、MPEG-4/ AVC(T.Wiegand、G.J. Sullivan、G.Bjontegaard 和 A. Luthra, "Overview of the H. 264/ AVC"視頻技術(shù)的電路和系統(tǒng)，IEEE匯刊，卷13, 7, 560-576, 2003年7月，或者事件 HEVC(ITU-T Q.6/SG 和 IS0/IEC 運(yùn)動(dòng)畫面專家組（ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11)。
[0005] 用于預(yù)測(cè)塊的塊（更一般地說，區(qū)）的定義對(duì)于編碼的有效性是決定性的。實(shí)際 上，如果當(dāng)前塊和預(yù)測(cè)塊的內(nèi)容有很大不同，則預(yù)測(cè)誤差將是顯著的，這將導(dǎo)致用于編碼該 預(yù)測(cè)誤差的相當(dāng)數(shù)量的比特。
[0006] 因此，有必要最小化選取在內(nèi)容方面遠(yuǎn)離要預(yù)測(cè)的塊的預(yù)測(cè)區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)。
[0007] 此外，在在發(fā)送器和接收器之間發(fā)送的上下文中，編碼遠(yuǎn)程解碼器用以重建被預(yù) 測(cè)的圖像所需的語法元素的成本相對(duì)高。例如，在MPEG-4/AVC標(biāo)準(zhǔn)的情況下，以兩列將參 考圖像分組在一起：將時(shí)間上在屬于要預(yù)測(cè)的塊的圖像前面的（被解碼或者被重建的）圖 像分組在一起，以及將時(shí)間上后面的（被解碼或者被重建的）圖像分組在一起。在下文中， 當(dāng)引用時(shí)間上前面和/或后面的圖像時(shí)，暗示這些圖像被解碼并且被重建。由此，為了指定 參考圖像的塊，有必要向解碼器發(fā)送用以指定兩列圖像中的一列的信息項(xiàng)、用以指示該列 中的（參考）圖像的索引的信息項(xiàng)和用以指示參考圖像中的塊的坐標(biāo)的最后信息項(xiàng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的至少一個(gè)缺點(diǎn)并且顯著地改進(jìn)圖像間編碼方法 的效率。
[0009] 為了這個(gè)目的，本發(fā)明涉及一種預(yù)測(cè)圖像的像素的塊的方法，該方法包括：
[0010] -定義要預(yù)測(cè)的所述塊的因果鄰域的步驟；
[0011] -候選片的搜索步驟，在該候選片的搜索步驟期間，依據(jù)屬于與要預(yù)測(cè)的塊所屬于 的圖像不同的圖像的至少一個(gè)片形成候選片的集合，每個(gè)片由塊和是該塊的因果的鄰域形 成，以及
[0012] _塊預(yù)測(cè)步驟，在該塊預(yù)測(cè)步驟期間，至少依據(jù)所述候選片的集合的至少一個(gè)片的 塊預(yù)測(cè)該塊。
[0013] 因此，該方法減少有必要發(fā)送到諸如例如與標(biāo)準(zhǔn)MPEG-4/AVC有關(guān)的解碼器的語 法元素。
[0014] 根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，在塊預(yù)測(cè)步驟期間，該塊依據(jù)所述候選片的集合的片的塊預(yù)測(cè)， 所述塊在內(nèi)容方面接近要預(yù)測(cè)的塊。
[0015] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，塊預(yù)測(cè)步驟包括
[0016] -字典定義子步驟，在該字典定義子步驟期間，依據(jù)所述候選片的集合的至少一個(gè) 片形成至少一個(gè)詞典；
[0017] -鄰域預(yù)測(cè)子步驟，在該鄰域預(yù)測(cè)子步驟期間，對(duì)于每個(gè)字典，使用字典的片的鄰 域的加權(quán)后的線性組合確定要預(yù)測(cè)的塊的因果鄰域的預(yù)測(cè)；選取優(yōu)化預(yù)測(cè)的加權(quán)參數(shù)，以 及
[0018] _塊預(yù)測(cè)步驟，在該塊預(yù)測(cè)步驟期間，由字典的片的塊的像素的加權(quán)后的線性組合 預(yù)測(cè)圖像的像素塊，所述線性組合的加權(quán)參數(shù)是已經(jīng)在鄰域預(yù)測(cè)步驟期間確定的那些最優(yōu) 值。
[0019] 根據(jù)本實(shí)施例，通過線性組合屬于字典的塊來確定塊預(yù)測(cè)。該線性組合的加權(quán)參 數(shù)是使得在距離意義上要預(yù)測(cè)的塊的因果鄰域的最佳預(yù)測(cè)變得可能的那些。因此，對(duì)于該 塊的預(yù)測(cè)誤差被減小，因?yàn)榧訖?quán)參數(shù)被定義為最小化位于要預(yù)測(cè)的塊周圍的區(qū)（鄰域）的 預(yù)測(cè)誤差但不直接最小化該塊的預(yù)測(cè)誤差，由此有利于圖像的內(nèi)容的連續(xù)性。
[0020] 此外，因?yàn)猷徲蚴且蚬?，所以解碼器能夠計(jì)算用于編碼器側(cè)塊的預(yù)測(cè)的加權(quán)參 數(shù)。這防止發(fā)送這些參數(shù)并且因此妨礙編碼效率。
[0021] 本發(fā)明還涉及實(shí)現(xiàn)該方法的編碼/解碼方法以及包含用于實(shí)現(xiàn)該處理的部件的 設(shè)備和圖像序列編碼/解碼裝置。本發(fā)明還涉及一種信號(hào)，它的幀是特別的，因?yàn)樗鼣y帶影 響所述設(shè)備和/或編碼和/或解碼的裝置的操作的特定信息項(xiàng)。
【附圖說明】
[0022] 將參考附圖借助非限制性實(shí)施例和有利實(shí)現(xiàn)方式更好地理解和例示本發(fā)明，在附 圖中：
[0023] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的用于預(yù)測(cè)圖像的像素塊的方法的步驟的圖；
[0024] 圖2給出定義因果鄰域的示例；
[0025] 圖3示出該方法的塊預(yù)測(cè)步驟的實(shí)施例；
[0026] 圖4示出該方法的塊預(yù)測(cè)步驟的另一實(shí)施例；
[0027] 圖5示出字典的片屬于同一圖像的情況；
[0028] 圖6示出字典的片不都屬于同一圖像的情況；
[0029] 圖7示出依據(jù)第一片定義字典的情況；
[0030] 圖8示出字典的片不都屬于同一圖像的情況；
[0031] 圖9示意地示出實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的設(shè)備的架構(gòu)的示例。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的用于預(yù)測(cè)圖像的像素塊的方法的步驟的圖；
[0033] 該方法包括步驟1，用于定義當(dāng)前圖像I。的要預(yù)測(cè)的塊B的因果鄰域V。
[0034] 圖2給出定義因果鄰域的示例。根據(jù)該示例，例如依據(jù)位于要預(yù)測(cè)的像素塊B的 左側(cè)和上側(cè)的三個(gè)塊形成鄰域V。鄰域是N個(gè)值的矢量，每個(gè)值與屬于該鄰域的像素的值對(duì) 應(yīng)。本發(fā)明絕不限于鄰域的該定義，而是延伸至因果鄰域的任何定義，也就是說，在