專利名稱：采用加權(quán)預(yù)測(cè)的運(yùn)動(dòng)估計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明針對(duì)視頻編碼器與解碼器，更具體地講，針對(duì)在視頻編碼器與解碼器中采用加權(quán)預(yù)測(cè)的集成運(yùn)動(dòng)估計(jì)。
背景技術(shù)：
視頻數(shù)據(jù)一般以比特流的形式處理與傳送。典型的視頻壓縮編碼器與解碼器(“CODEC”、編解碼器)通過對(duì)待編碼畫面進(jìn)行基準(zhǔn)畫面預(yù)測(cè)并且編碼當(dāng)前畫面與預(yù)測(cè)之間的差異，獲得了它們的壓縮效率的很大一部分。預(yù)測(cè)與當(dāng)前畫面愈緊密相關(guān)，壓縮該畫面就需要愈少的比特，從而增加了該處理的效率。由此，希望形成盡可能最佳的基準(zhǔn)畫面預(yù)測(cè)。
在許多視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)中，包括運(yùn)動(dòng)圖像專家組(“MPEG”)-1、MPEG-2、以及MPEG-4，將先前基準(zhǔn)畫面經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)陌姹居米鳟?dāng)前畫面的預(yù)測(cè)，并且只編碼當(dāng)前畫面與預(yù)測(cè)之間的差異。當(dāng)使用單一畫面預(yù)測(cè)(“P”畫面)時(shí)，在形成經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)念A(yù)測(cè)時(shí)不縮放(scale)基準(zhǔn)畫面。當(dāng)使用雙向畫面預(yù)測(cè)(“B”畫面)時(shí)，從兩個(gè)不同的畫面形成中間預(yù)測(cè)，然后使用對(duì)每個(gè)都相等的加權(quán)因子(1/2、1/2)將兩個(gè)中間預(yù)測(cè)一起平均，以形成單一的平均預(yù)測(cè)。在這些MPEG標(biāo)準(zhǔn)中，兩個(gè)基準(zhǔn)畫面總是一個(gè)來自B畫面的前向方向，一個(gè)來自后向方向。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)有技術(shù)的這些以及其他缺點(diǎn)與不足由視頻編碼器與解碼器中加權(quán)預(yù)測(cè)的集成運(yùn)動(dòng)估計(jì)的系統(tǒng)與方法來解決。
提供了一種視頻編碼器與解碼器，用來編碼與解碼圖像塊的視頻信號(hào)數(shù)據(jù)以及預(yù)測(cè)該圖像塊的特定基準(zhǔn)畫面索引，其中編碼器包含基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子選擇器，該選擇器具有用來指示相應(yīng)于該特定基準(zhǔn)畫面索引的加權(quán)因子的輸出；與基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子選擇器信號(hào)通信的乘法器，用來提供基準(zhǔn)畫面的加權(quán)后版本；以及與乘法器信號(hào)通信的運(yùn)動(dòng)估計(jì)器，用來提供相應(yīng)于基準(zhǔn)畫面的加權(quán)后版本的運(yùn)動(dòng)向量。相應(yīng)的解碼器包含具有用來確定相應(yīng)于特定基準(zhǔn)畫面索引的加權(quán)因子的輸出的基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子單元。
用來編碼圖像塊視頻信號(hào)數(shù)據(jù)的相應(yīng)方法包含下列步驟接收基本未壓縮的圖像塊，對(duì)于相應(yīng)于特定基準(zhǔn)畫面的圖像塊分配加權(quán)因子，用該加權(quán)因子加權(quán)基準(zhǔn)畫面，相應(yīng)于圖像塊與加權(quán)后基準(zhǔn)畫面之間的差異計(jì)算運(yùn)動(dòng)向量，相應(yīng)于運(yùn)動(dòng)向量運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償加權(quán)后的基準(zhǔn)畫面，響應(yīng)于經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償與加權(quán)的基準(zhǔn)畫面改進(jìn)加權(quán)因子選擇，相應(yīng)于運(yùn)動(dòng)向量運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償原始的未加權(quán)基準(zhǔn)畫面，將經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)脑蓟鶞?zhǔn)畫面乘以所分配的加權(quán)因子以形成經(jīng)過加權(quán)與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面，從基本未壓縮的圖像塊中減去經(jīng)過加權(quán)與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面，以及編碼指示基本未壓縮的圖像塊與經(jīng)過加權(quán)與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面之間差異的信號(hào)。
本發(fā)明的這些以及其他方面、特征與優(yōu)點(diǎn)將從以下參照附圖對(duì)示范性實(shí)施方式的描述中看出。


根據(jù)以下示范性附圖，本發(fā)明包含在解碼器與編碼器中具有加權(quán)預(yù)測(cè)的集成運(yùn)動(dòng)估計(jì)，其中圖1顯示標(biāo)準(zhǔn)視頻編碼器的方框圖；圖2顯示具有基準(zhǔn)畫面加權(quán)的視頻編碼器的方框圖；圖3顯示根據(jù)本發(fā)明原理的、具有集成運(yùn)動(dòng)估計(jì)與加權(quán)預(yù)測(cè)的視頻編碼器的方框圖；圖4顯示標(biāo)準(zhǔn)視頻解碼器的方框圖；圖5顯示具有自適應(yīng)雙向預(yù)測(cè)的視頻編碼器的方框圖；圖6顯示根據(jù)本發(fā)明原理的編碼過程的流程圖；
圖7顯示根據(jù)本發(fā)明原理的解碼過程的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供了一種高效處理過程，用于集成運(yùn)動(dòng)向量估計(jì)與自適應(yīng)基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子選擇。迭代處理被用來估計(jì)初始加權(quán)因子并用在運(yùn)動(dòng)估計(jì)處理中。根據(jù)運(yùn)動(dòng)估計(jì)處理的結(jié)果，改進(jìn)加權(quán)因子估計(jì)。當(dāng)在編碼中使用加權(quán)因子時(shí)，視頻編碼器確定加權(quán)因子與運(yùn)動(dòng)向量?jī)烧撸菍?duì)于兩者中一個(gè)的最佳選擇取決于另一個(gè)。運(yùn)動(dòng)估計(jì)一般為數(shù)字視頻壓縮編碼器中計(jì)算量最大的部分。
在某些視頻序列中，尤其在那些具有淡變(fading)的視頻序列中，待編碼的當(dāng)前畫面或者圖像塊與通過加權(quán)因子縮放的基準(zhǔn)畫面比與基準(zhǔn)畫面自身更強(qiáng)地相關(guān)。沒有向基準(zhǔn)畫面施加加權(quán)因子的視頻編解碼器對(duì)淡變序列的編碼非常低效。
在人們提出的聯(lián)合視頻組(“JVT(Joint Video Team)”)視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)中，每個(gè)P畫面可以使用多個(gè)基準(zhǔn)畫面來形成畫面的預(yù)測(cè)，但是每個(gè)個(gè)別的運(yùn)動(dòng)塊或者宏塊的8x8區(qū)域只使用單一的基準(zhǔn)畫面進(jìn)行預(yù)測(cè)。除編碼并傳送運(yùn)動(dòng)向量之外，對(duì)于每個(gè)運(yùn)動(dòng)塊或者8×8區(qū)域還傳送基準(zhǔn)畫面索引，以指示使用哪個(gè)基準(zhǔn)畫面。在編碼器與解碼器兩者處存儲(chǔ)可能基準(zhǔn)畫面的有限集合，并且傳送許可基準(zhǔn)畫面的數(shù)目。
在JVT標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于雙向預(yù)測(cè)畫面(也稱為“B”畫面)，對(duì)于每個(gè)運(yùn)動(dòng)塊或者8x8區(qū)域形成兩個(gè)預(yù)測(cè)算子(predictor)，其中每個(gè)都可以從分離的基準(zhǔn)畫面形成，并且這兩個(gè)預(yù)測(cè)算子一起平均以形成單一平均預(yù)測(cè)算子。對(duì)于雙向預(yù)測(cè)的已編碼運(yùn)動(dòng)塊，基準(zhǔn)畫面可以都來自前向方向、都來自后向方向、或者一個(gè)來自前向一個(gè)來自后向方向。對(duì)于可以用于預(yù)測(cè)的可用基準(zhǔn)畫面，維護(hù)兩個(gè)列表。這兩個(gè)基準(zhǔn)畫面稱為列表0與列表1預(yù)測(cè)算子。分別編碼并傳送每個(gè)基準(zhǔn)畫面的對(duì)于列表0與列表1基準(zhǔn)畫面的索引，red_idx_I0與red_idx_ I1。聯(lián)合視頻組(“JVT”)雙向預(yù)測(cè)或者“B”畫面允許兩個(gè)預(yù)測(cè)之間的自適應(yīng)加權(quán)，即，Pred＝[(P0)*(Pred0)]+[(P1)*(Pred1)]+D，其中P0與P1為加權(quán)因子，Pred0與Pred1分別為列表0與列表1的基準(zhǔn)畫面預(yù)測(cè)，D為偏移。
為指示加權(quán)因子，已經(jīng)提出了兩種方法。在第一種方法中，通過用于基準(zhǔn)畫面的方向，確定加權(quán)因子。在這種方法中，如果red_idx_I0索引小于或等于red_idx_I1，則使用加權(quán)因子(1/2，1/2)，否則使用因子(2，-1)。
在人們提出的第二種方法中，對(duì)于每個(gè)片段(slice)，傳送任意數(shù)目的加權(quán)因子。然后，對(duì)于使用雙向預(yù)測(cè)的宏塊的每個(gè)8×8區(qū)域或者運(yùn)動(dòng)塊傳送加權(quán)因子索引。解碼器使用收到的加權(quán)因子索引來從所傳送的集合中選擇適當(dāng)?shù)募訖?quán)因子，以在解碼運(yùn)動(dòng)塊或者8x8區(qū)域時(shí)使用。例如，如果在該片段層發(fā)送三個(gè)加權(quán)因子，則它們分別相應(yīng)于加權(quán)因子索引0、1、2。
以下描述只說明了本發(fā)明的原理。因此應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠設(shè)想雖然此處沒有明確描述或者顯示、但是包含了本發(fā)明原理、并且包含在本發(fā)明精神與范圍內(nèi)的各種結(jié)構(gòu)。另外，此處列舉的所有的例子與條件性語(yǔ)言主要是用來只用于教學(xué)目的，以幫助讀者理解本發(fā)明人對(duì)現(xiàn)有技術(shù)作出貢獻(xiàn)的本發(fā)明的原理與構(gòu)思，并且應(yīng)該被理解為不限于具體地列舉的這些例子與條件。另外，此處指出本發(fā)明原理、方面、以及實(shí)施方式的所有陳述及其特定例子都是用來覆蓋其結(jié)構(gòu)與功能等價(jià)物兩者。另外，這些等價(jià)物意在包含當(dāng)前已知的等價(jià)物以及將來開發(fā)的等價(jià)物，即，不管結(jié)構(gòu)如何，執(zhí)行同樣功能的所開發(fā)的任何元件。
由此，例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解此處的方框圖表示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明原理的說明性電路的概念圖。類似地，應(yīng)該理解任何流程表、流程圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、偽代碼等等表示可能實(shí)際上在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中表示的、并且由計(jì)算機(jī)或者處理器執(zhí)行的各種處理或進(jìn)程，而不管是否明確顯示了這樣的計(jì)算機(jī)或者處理器。
圖中所示各種元件的功能可以通過使用專用硬件以及能夠與適當(dāng)軟件相結(jié)合地執(zhí)行軟件的硬件提供。當(dāng)由處理器提供時(shí)，這些功能可以由單一的專用處理器提供，或者由多個(gè)單獨(dú)的處理器提供，其中某些處理器可以是共享的。另外，對(duì)于直接使用術(shù)語(yǔ)“處理器”或者“控制器”，不應(yīng)該被理解為只指能夠執(zhí)行軟件的硬件，而可能暗含地包含、但不限于數(shù)字信號(hào)處理器(“DSP”)硬件、存儲(chǔ)軟件的只讀存儲(chǔ)器(“ROM”)、隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(“RAM”)、以及非易失存儲(chǔ)器。類似地，圖中顯示的任何開關(guān)都只是概念性的。其功能可以通過來程序邏輯的運(yùn)行、通過專用邏輯電路、通過程序控制與專用邏輯電路的交互、甚或手動(dòng)地執(zhí)行，其中實(shí)現(xiàn)者可以根據(jù)具體情況選擇具體的技術(shù)。
在權(quán)利要求中，任何被表示為用于執(zhí)行指定功能的部件的元件用來包含執(zhí)行該功能的所有方式，包含(例如)a)執(zhí)行該功能電路元件的組合，或者b)任何形式的軟件，因此包含固件、微代碼等等，其與執(zhí)行該軟件的適當(dāng)電路結(jié)合以執(zhí)行該功能。這樣的權(quán)利要求所限定的發(fā)明包含在以下事實(shí)之中以權(quán)利要求所要求的方式，組合和匯合由所指出的各種部件提供的功能。因此，申請(qǐng)人將可以提供那些功能的任何部件都認(rèn)為是此處所示部件的等價(jià)物。
如圖1所示，標(biāo)號(hào)100總體表示標(biāo)準(zhǔn)視頻編碼器。編碼器100的輸入與求和點(diǎn)110的正相輸入端信號(hào)通信連接。求和點(diǎn)110的輸出與塊變換器120進(jìn)行信號(hào)通信連接。變換器120與量化器130信號(hào)通信連接。量化器1 30的輸出與變長(zhǎng)編碼器(“VLC”)140信號(hào)通信連接，其中VLC 140的輸出為編碼器100的外部可獲得輸出。
量化器130的輸出還與逆量化器150信號(hào)通信連接。逆量化器150與逆塊變換器160信號(hào)通信連接，逆塊變換器160進(jìn)而與基準(zhǔn)畫面存儲(chǔ)器170信號(hào)通信連接?；鶞?zhǔn)畫面存儲(chǔ)170的第一輸出端與運(yùn)動(dòng)估計(jì)器180的第一輸入端信號(hào)通信連接。編碼器100的輸入端還與運(yùn)動(dòng)估計(jì)器180的第二輸入端信號(hào)通信連接。運(yùn)動(dòng)估計(jì)器180的輸出與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器190的第一輸入端信號(hào)通信連接?；鶞?zhǔn)畫面存儲(chǔ)器170的第二輸出與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器190的第二輸入端信號(hào)通信連接。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器190的輸出與求和點(diǎn)110的反相輸入端信號(hào)通信連接。
轉(zhuǎn)到圖2，標(biāo)號(hào)200總體表示具有基準(zhǔn)畫面加權(quán)的視頻編碼器。編碼器200的輸入與求和點(diǎn)210的正相輸入端信號(hào)通信連接。求和點(diǎn)210的輸出與塊變換器220信號(hào)通信連接。變換器220與量化器230信號(hào)通信連接。量化器230的輸出與VLC 240信號(hào)通信連接，其中VLC 240的輸出為編碼器200的外部可獲得輸出。
量化器230的輸出還與逆量化器250信號(hào)通信連接。逆量化器250與逆塊變換器260信號(hào)通信連接，逆塊變換器260進(jìn)而與基準(zhǔn)畫面存儲(chǔ)器270信號(hào)通信連接?；鶞?zhǔn)畫面存儲(chǔ)器270的第一輸出與基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子分配器272的第一輸入端信號(hào)通信連接。編碼器200的輸入端還與基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子分配器272的第二輸入端信號(hào)通信連接。指示加權(quán)因子的基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子分配器272的輸出與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器280的第一輸入端信號(hào)通信連接。基準(zhǔn)畫面存儲(chǔ)器270的第二輸出與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器280的第二輸入端信號(hào)通信連接。
編碼器200的輸入還與運(yùn)動(dòng)估計(jì)器280的第三輸入端信號(hào)通信連接。指示運(yùn)動(dòng)向量的運(yùn)動(dòng)估計(jì)器280的輸出與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器290的第一輸入端信號(hào)通信連接。基準(zhǔn)畫面存儲(chǔ)270器的第三輸出與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器290的第二輸入端信號(hào)通信連接。指示經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器290的輸出與乘法器292的第一輸入端信號(hào)通信連接。指示加權(quán)因子的基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子分配器272的輸出與乘法器292的第二輸入端信號(hào)通信連接。乘法器292的輸出與求和點(diǎn)210的反相輸入端信號(hào)通信連接。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，標(biāo)號(hào)300總體表示具有集成運(yùn)動(dòng)估計(jì)與加權(quán)預(yù)測(cè)的視頻編碼器。編碼器300的輸入與求和點(diǎn)310的正相輸入端信號(hào)通信連接。求和點(diǎn)310的輸出與塊變換器320通信連接。變換器320與量化器330信號(hào)通信連接。量化器330的輸出與VLC 340信號(hào)通信連接，其中VLC 340的輸出為編碼器300的外部可獲得輸出。
量化器330的輸出還與逆量化器350信號(hào)通信連接。逆量化器350與逆塊變換器360信號(hào)通信連接，逆塊變換器360進(jìn)而與基準(zhǔn)畫面存儲(chǔ)器370信號(hào)通信連接。基準(zhǔn)畫面存儲(chǔ)器370的第一輸出與基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子選擇器372的第一輸入端信號(hào)通信連接。編碼器300的輸入端還與基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子選擇器372的第二輸入端信號(hào)通信連接，以將當(dāng)前畫面提供給選擇器。指示加權(quán)因子的基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子選擇器372的輸出與乘法器374的第一輸入端信號(hào)通信連接。乘法器374的第二輸入與基準(zhǔn)畫面存儲(chǔ)器370的基準(zhǔn)畫面輸出端信號(hào)通信連接。應(yīng)該注意雖然簡(jiǎn)單地顯示為乘法器374，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然可以設(shè)想非乘法器的其他類型的加權(quán)因子施加器，而所有這些都被認(rèn)為處于本發(fā)明的精神與范圍之內(nèi)。
乘法器374的輸出與加權(quán)基準(zhǔn)畫面存儲(chǔ)器376信號(hào)通信連接。加權(quán)基準(zhǔn)畫面存儲(chǔ)器376的輸出與運(yùn)動(dòng)估計(jì)器380的第一輸入端信號(hào)通信連接，用來提供加權(quán)后的基準(zhǔn)畫面。運(yùn)動(dòng)估計(jì)器380的輸出與第一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器382通信連接，用來提供運(yùn)動(dòng)向量。運(yùn)動(dòng)估計(jì)器380的輸出還與第二運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器390的第一輸入端信號(hào)通信連接。加權(quán)基準(zhǔn)畫面存儲(chǔ)376的第二輸出與第一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器382的第二輸入端信號(hào)通信連接。
指示經(jīng)過加權(quán)與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面的第一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器382的輸出與絕對(duì)差生成器384的第一輸入端通信連接。作為當(dāng)前畫面的編碼器300的輸入還與絕對(duì)差生成器384的第二輸入端信號(hào)通信連接。絕對(duì)差生成器384的輸出與基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子選擇器372的第三輸入端信號(hào)通信連接。
基準(zhǔn)畫面存儲(chǔ)器370的第三輸出與第二運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器390的第二輸入端信號(hào)通信連接。指示經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面的第二運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器390的輸出與乘法器392的第一輸入端信號(hào)通信連接?；鶞?zhǔn)畫面加權(quán)因子選擇器372的輸出與求和點(diǎn)310的反相輸入端信號(hào)通信連接。
如圖4所示，標(biāo)號(hào)400部分表示標(biāo)準(zhǔn)視頻解碼器。視頻解碼器400包含與逆量化器420信號(hào)通信連接的變長(zhǎng)解碼器(“VLD”)440。逆量化器420與逆變換器430信號(hào)通信連接。逆變換器430與加法器或者求和點(diǎn)440的第一輸入端信號(hào)通信連接，其中求和點(diǎn)440的輸出提供視頻解碼器400的輸出。求和點(diǎn)440的輸出與基準(zhǔn)畫面存儲(chǔ)450信號(hào)通信連接?；鶞?zhǔn)畫面存儲(chǔ)450與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器460信號(hào)通信連接，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器460與求和點(diǎn)440的第二輸入端信號(hào)通信連接。
轉(zhuǎn)到圖5，標(biāo)號(hào)500總體表示具有自適應(yīng)雙向預(yù)測(cè)的視頻解碼器。視頻解碼器500包含與逆量化器520信號(hào)通信連接的VLD 510。逆量化器520與逆變換器530信號(hào)通信連接。逆變換器530與求和點(diǎn)540的第一輸入端信號(hào)通信連接，其中求和點(diǎn)540的輸出提供視頻解碼器500的輸出。求和點(diǎn)540的輸出與基準(zhǔn)畫面存儲(chǔ)550信號(hào)通信連接?；鶞?zhǔn)畫面存儲(chǔ)550與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器560信號(hào)通信連接，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器560與乘法器570的第一輸入信號(hào)通信連接。
另外，VLD 510還與基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子查找表580信號(hào)通信連接，以向查找表580提供自適應(yīng)雙向(“ABP”)系數(shù)因子。查找表580的第一輸出用來提供加權(quán)因子，并且與乘法器570的第二輸入端信號(hào)通信連接。乘法器570的輸出與求和點(diǎn)590的第一輸入端信號(hào)通信連接。查找表580的第二輸出用來提供偏移，并且與求和點(diǎn)590的第二輸入端信號(hào)通信連接。求和點(diǎn)590的輸出與求和點(diǎn)540的第二輸入端信號(hào)通信連接。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖6，標(biāo)號(hào)600總體表示運(yùn)動(dòng)向量與加權(quán)因子確定過程。此處，功能塊610通過計(jì)算加權(quán)因子“w”＝avg(cur)/avg(ref)，得到當(dāng)前畫面或圖像塊(“cur”)與基準(zhǔn)畫面(“ref”)的初始加權(quán)因子估計(jì)。塊610將控制傳遞給判定塊612，判定塊612確定加權(quán)因子w是否大于門限值T1且小于門限值T2。如果w在T1與T2之間，則控制被傳遞給返回塊614，并且將w＝1用作初始加權(quán)因子。如果w不在T1與T2之間，則控制被傳遞給功能塊616，功能塊616將加權(quán)因子w施加到基準(zhǔn)畫面以形成經(jīng)過加權(quán)的基準(zhǔn)畫面wref。塊616將控制傳遞給功能塊618，以通過使用經(jīng)過加權(quán)的基準(zhǔn)畫面wref來得到運(yùn)動(dòng)向量(“MVs”)從而進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)。塊618將控制傳遞給功能塊620，功能塊620通過向wref施加MVs形成經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償與加權(quán)的基準(zhǔn)畫面mcwref。塊620將控制傳遞給功能塊622，功能塊622計(jì)算差異度量diff，其中diff等于cur與wmref之間像素差異合的絕對(duì)值。
塊622將控制傳遞給判定塊624，判定塊624確定diff是否大于先前的最佳diff。如果diff大于先前的最佳diff，則將控制傳遞給返回塊626，返回塊626使用先前的最佳diff。如果diff小于先前的最佳diff，則將控制傳遞給判定塊628，判定塊628確定diff是否小于門限值T。如果diff小于門限值T，則將控制傳遞給返回塊634，返回塊634使用當(dāng)前的估計(jì)。如果diff不小于門限T值，則將控制傳遞給功能塊630，功能塊630通過向ref施加MVs，形成經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面mcref。塊630將控制傳遞給功能塊632，功能塊632通過將w設(shè)置等于avg(cur)/avg(mcref)，改進(jìn)加權(quán)因子。塊632將控制傳遞給功能塊616，以進(jìn)行進(jìn)一步處理。由此，對(duì)于進(jìn)一步改進(jìn)加權(quán)因子的判定基于比較差異度量與門限值或者公差。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖7，標(biāo)號(hào)700總體表示解碼圖像塊的視頻信號(hào)數(shù)據(jù)的示范性過程。該過程包括開始?jí)K710，其將控制傳遞給輸入塊712。輸入塊712接收?qǐng)D像塊壓縮數(shù)據(jù)，并且將控制傳遞給輸入塊714。輸入塊714接收?qǐng)D像塊數(shù)據(jù)的至少一個(gè)基準(zhǔn)畫面索引，其中每個(gè)基準(zhǔn)畫面索引相應(yīng)于特定基準(zhǔn)畫面。輸入塊714將控制傳遞給功能塊716，功能塊716確定相應(yīng)于每個(gè)所接收的基準(zhǔn)畫面索引的加權(quán)因子，并且將控制傳遞給可選功能塊717。可選功能塊717確定相應(yīng)于每個(gè)所接收的基準(zhǔn)畫面索引的偏移，并且將控制傳遞給功能塊718。功能塊718檢索相應(yīng)于每個(gè)所接收的基準(zhǔn)畫面索引的基準(zhǔn)畫面，并且將控制傳遞給功能塊720。功能塊720進(jìn)而對(duì)所檢索的基準(zhǔn)畫面進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，并且將控制傳遞給功能塊722。功能塊722將經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面乘以相應(yīng)的加權(quán)因子，并且將控制傳遞給可選功能塊723。可選功能塊723將經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面加上相應(yīng)的偏移，并且將控制傳遞給功能塊724。功能塊724進(jìn)而形成經(jīng)過加權(quán)與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面，并且將控制傳遞給結(jié)束塊727。
在本示范性實(shí)施方式中，對(duì)于每個(gè)編碼的畫面或者片段，加權(quán)因子與可以相對(duì)其編碼當(dāng)前畫面塊的、每個(gè)允許的基準(zhǔn)畫面相關(guān)聯(lián)。當(dāng)編碼或解碼當(dāng)前畫面中每個(gè)塊時(shí)，將相應(yīng)于其基準(zhǔn)畫面索引的(多個(gè))加權(quán)因子與(多個(gè))偏移應(yīng)用到基準(zhǔn)預(yù)測(cè)以形成加權(quán)預(yù)測(cè)算子。相對(duì)同一基準(zhǔn)畫面編碼的片段中的所有塊都向基準(zhǔn)畫面預(yù)測(cè)施加相同的加權(quán)因子。
當(dāng)編碼畫面時(shí)是否使用自適應(yīng)加權(quán)可以在畫面參數(shù)集合或者序列參數(shù)集合、或者所述片段或者畫面頭部中指示。對(duì)于使用自適應(yīng)加權(quán)的每個(gè)片段或者畫面，可以為可能用來編碼該片段或者畫面的每個(gè)可允許的基準(zhǔn)畫面?zhèn)魉图訖?quán)因子?？稍试S基準(zhǔn)畫面的數(shù)目在所述片段的頭部傳送。例如，如果可以使用三個(gè)基準(zhǔn)畫面來編碼當(dāng)前片段，則傳送多達(dá)三個(gè)加權(quán)因子，并且這些加權(quán)因子與具有相同索引的基準(zhǔn)畫面相關(guān)聯(lián)。
如果不傳送加權(quán)因子，則使用缺省加權(quán)。在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，當(dāng)不傳送加權(quán)因子時(shí)使用缺省加權(quán)(1/2，1/2)?？梢允褂霉潭ɑ蛘咦冮L(zhǎng)代碼來傳送加權(quán)因子。
與典型系統(tǒng)不同，與每個(gè)片段、塊或者畫面?zhèn)魉偷拿總€(gè)加權(quán)因子相應(yīng)于特定基準(zhǔn)畫面索引。先前，與每個(gè)片段或者畫面一起傳送的任何集合的加權(quán)因子都不與任何特定基準(zhǔn)畫面相關(guān)聯(lián)。相反，為每個(gè)運(yùn)動(dòng)塊或者8×8區(qū)域傳送自適應(yīng)雙向預(yù)測(cè)加權(quán)索引，以選擇要對(duì)該特定運(yùn)動(dòng)塊或者8×8區(qū)域施加來自所傳送的集合中的哪些加權(quán)因子。
在本發(fā)明的較直接的實(shí)施方式中，不顯式地傳送每個(gè)運(yùn)動(dòng)塊或者8×8區(qū)域的加權(quán)因子索引。相反，使用與所傳送的基準(zhǔn)畫面索引相關(guān)聯(lián)的加權(quán)因子。這極大地減少了所傳送的比特流中為允許基準(zhǔn)畫面的自適應(yīng)加權(quán)而具有的開銷量。
該系統(tǒng)與技術(shù)可以施加于使用單一預(yù)測(cè)算子編碼的預(yù)測(cè)“P”畫面，或者使用兩個(gè)預(yù)測(cè)算子編碼的雙向預(yù)測(cè)“B”畫面。以下針對(duì)P與B畫面的情況描述在編碼器與解碼器中都存在的解碼處理?？商鎿Q地，該技術(shù)也可以應(yīng)用到使用類似于I、B、與P畫面的概念的編碼系統(tǒng)。
對(duì)于B畫面單一方向預(yù)測(cè)以及對(duì)于B畫面中的雙向預(yù)測(cè)，可以使用相同的加權(quán)因子。當(dāng)對(duì)于P畫面或者對(duì)于B畫面單一方向預(yù)測(cè)中宏塊使用單一預(yù)測(cè)算子時(shí)，為該塊傳送單一的基準(zhǔn)畫面索引。在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)慕獯a處理步驟產(chǎn)生預(yù)測(cè)算子之后，向預(yù)測(cè)算子施加加權(quán)因子。然后將加權(quán)后的預(yù)測(cè)算子加到編碼余量(coded residual)上，對(duì)和進(jìn)行剪切以形成解碼的畫面。對(duì)于用于P畫面中的塊或者用于只使用列表0預(yù)測(cè)的B畫面中的塊，加權(quán)預(yù)測(cè)算子形成為Pred＝W0*Pred0+D0(1)其中W0為與列表0基準(zhǔn)畫面相關(guān)聯(lián)的加權(quán)因子，D0為與列表0基準(zhǔn)畫面相關(guān)聯(lián)的偏移，Pred0為來自列表0基準(zhǔn)畫面的經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)念A(yù)測(cè)塊。
對(duì)于用于只使用列表0預(yù)測(cè)的B畫面中的塊，加權(quán)預(yù)測(cè)算子形成為Pred＝W1*Pred1+D1(2)其中W1為與列表1基準(zhǔn)畫面相關(guān)聯(lián)的加權(quán)因子，D1為與列表1基準(zhǔn)畫面相關(guān)聯(lián)的偏移，Pred1為來自列表1基準(zhǔn)畫面的經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)念A(yù)測(cè)塊。
可以剪切加權(quán)后的預(yù)測(cè)算子以保證結(jié)果值在像素值許可范圍之內(nèi)，一般為0至255。加權(quán)公式中乘法的精度可以限于任何預(yù)定數(shù)目比特的分辨率。
在雙向預(yù)測(cè)情況下，對(duì)于兩個(gè)預(yù)測(cè)算子的每一個(gè)傳送基準(zhǔn)畫面索引。進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償以形成兩個(gè)預(yù)測(cè)算子。每個(gè)預(yù)測(cè)算子使用與其基準(zhǔn)畫面索引相關(guān)聯(lián)的加權(quán)因子，以形成兩個(gè)加權(quán)后的預(yù)測(cè)算子。然后，一起平均這兩個(gè)加權(quán)后的預(yù)測(cè)算子以形成平均預(yù)測(cè)算子，然后將該平均預(yù)測(cè)算子加到編碼余量。
對(duì)于用于使用列表0與列表1預(yù)測(cè)的B畫面中的塊，加權(quán)預(yù)測(cè)算子形成為Pred＝(P0*Pred0+D0+P1*Pred1+D1)/2(3)在計(jì)算加權(quán)預(yù)測(cè)算子時(shí)，可以對(duì)加權(quán)后的預(yù)測(cè)算子或者任何中間值進(jìn)行剪切，以保證結(jié)果值在像素值許可范圍之內(nèi)，一般為0至255。
由此，向使用多個(gè)基準(zhǔn)畫面的視頻壓縮編碼器與解碼器的基準(zhǔn)畫面預(yù)測(cè)施加加權(quán)因子。根據(jù)用于運(yùn)動(dòng)塊的基準(zhǔn)畫面索引，該加權(quán)因子對(duì)于該畫面內(nèi)的各個(gè)運(yùn)動(dòng)塊改變。因?yàn)橐呀?jīng)在壓縮后的視頻比特流中傳送了基準(zhǔn)畫面索引，所以大大減少了根據(jù)運(yùn)動(dòng)塊改變加權(quán)因子的附加開銷。相對(duì)于相同基準(zhǔn)畫面編碼的所有運(yùn)動(dòng)塊都向基準(zhǔn)畫面預(yù)測(cè)施加相同的加權(quán)因子。
人們已經(jīng)廣泛的研究了運(yùn)動(dòng)估計(jì)技術(shù)。對(duì)于要編碼的畫面的每個(gè)運(yùn)動(dòng)塊，選擇表示運(yùn)動(dòng)塊從基準(zhǔn)畫面偏離的運(yùn)動(dòng)向量。在搜索區(qū)域內(nèi)窮盡搜索方法中，測(cè)試相對(duì)運(yùn)動(dòng)塊位置的預(yù)定偏移范圍內(nèi)的每個(gè)偏離。該測(cè)試包含計(jì)算當(dāng)前畫面運(yùn)動(dòng)塊中每個(gè)像素與基準(zhǔn)畫面偏離運(yùn)動(dòng)塊的絕對(duì)差之和(“SAD”)或者均方誤差(“MSE”)。將具有最小SAD或MSE的偏移選擇為運(yùn)動(dòng)向量。人們已經(jīng)提出了這種技術(shù)的許多變體，例如三步搜索與速率失真最佳化運(yùn)動(dòng)估計(jì)，所有這些技術(shù)都包含計(jì)算當(dāng)前運(yùn)動(dòng)塊與基準(zhǔn)畫面中偏離運(yùn)動(dòng)塊的SAD或MSE的步驟。
通過使用迭代過程，可以減少確定運(yùn)動(dòng)向量與自適應(yīng)基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子的計(jì)算成本，同時(shí)仍然選擇能夠到達(dá)高壓縮效率的運(yùn)動(dòng)向量與加權(quán)因子。在假定向整個(gè)基準(zhǔn)畫面施加單一的加權(quán)因子的情況下描述示范性實(shí)施方式的運(yùn)動(dòng)向量與加權(quán)因子確定過程，但是本發(fā)明原理的應(yīng)用不限于這種情況。該過程也可以應(yīng)用到畫面的較小區(qū)域，例如片段。另外，雖然本發(fā)明的一種實(shí)施方式被描述為只使用單一的基準(zhǔn)畫面，但是本發(fā)明也可以應(yīng)用到多個(gè)基準(zhǔn)畫面預(yù)測(cè)與雙向預(yù)測(cè)畫面。
當(dāng)待使用的加權(quán)因子為已知時(shí)，一般可以最好地計(jì)算運(yùn)動(dòng)塊的運(yùn)動(dòng)向量。在示范性實(shí)施方式中，使用基準(zhǔn)畫面與當(dāng)前畫面像素值形成加權(quán)因子的估計(jì)。加權(quán)因子可以限于多個(gè)比特的分辨率。如果加權(quán)因子非常接近1，則在運(yùn)動(dòng)估計(jì)處理中不需要考慮加權(quán)因子，并且在假定加權(quán)因子等于1的情況下可以進(jìn)行正常的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。否則，向基準(zhǔn)畫面施加加權(quán)因子估計(jì)。然后，使用計(jì)算SAD或MSE的任何方法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)，但是其中SAD或MSE計(jì)算在當(dāng)前畫面運(yùn)動(dòng)塊與基準(zhǔn)畫面經(jīng)過加權(quán)的版本而非未經(jīng)加權(quán)的基準(zhǔn)畫面中的偏離運(yùn)動(dòng)塊之間進(jìn)行。在選擇了運(yùn)動(dòng)向量之后，如果需要可以改進(jìn)對(duì)加權(quán)因子的估計(jì)。
將當(dāng)前運(yùn)動(dòng)向量施加到經(jīng)過加權(quán)的基準(zhǔn)畫面上，以形成經(jīng)過加權(quán)與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面。計(jì)算經(jīng)過加權(quán)與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面與當(dāng)前畫面之間的差異度量。如果該差異度量低于門限值，或者低于先前最佳差異度量，則該過程完成，并且接受當(dāng)前候選運(yùn)動(dòng)向量與加權(quán)因子。
如果該差異度量高于某門限值，則可以改進(jìn)加權(quán)因子。在這種情況下，根據(jù)當(dāng)前候選運(yùn)動(dòng)向量，形成經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、但未經(jīng)過加權(quán)的基準(zhǔn)畫面。使用經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面與當(dāng)前畫面來改進(jìn)加權(quán)因子估計(jì)，而不是像先前在形成加權(quán)因子的初始估計(jì)時(shí)所做的那樣使用未經(jīng)過補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面。
選擇過程行進(jìn)到迭代，向基準(zhǔn)畫面施加新近改進(jìn)的加權(quán)因子以形成經(jīng)過加權(quán)的基準(zhǔn)畫面。繼續(xù)該迭代過程，直至差異度量等于或高于先前最佳差異度量，或者低于門限值，或者可替換地直至完成了規(guī)定數(shù)目的循環(huán)。如果當(dāng)前迭代的差異度量高于對(duì)于最佳先前迭代的差異度量，則使用最佳先前迭代的加權(quán)因子與運(yùn)動(dòng)向量。如果當(dāng)前迭代的差異度量低于門限值，則使用當(dāng)前加權(quán)因子與運(yùn)動(dòng)向量。如果完成了最大數(shù)目的迭代循環(huán)，則使用來自具有最佳差異度量的先前迭代的加權(quán)因子與運(yùn)動(dòng)向量。
在一種實(shí)施方式中，加權(quán)因子的初始估計(jì)w為當(dāng)前畫面cur中像素平均值除以基準(zhǔn)畫面ref中像素平均值的比值，其中w＝avg(cur)/avg(ref)(4)改進(jìn)估計(jì)為當(dāng)前畫面中像素平均值與經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面mcref中像素平均值之間的比值，其中w＝avg(cur)/avg(mcref) (5)差異度量diff為當(dāng)前畫面cur與經(jīng)過加權(quán)與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面wmcref之間的像素差異絕對(duì)平均值，其中diff＝|∑cur-wmcref|(6)在另一實(shí)施方式中，差異度量為當(dāng)前畫面與經(jīng)過加權(quán)與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面中像素的絕對(duì)差之和，其中diff＝∑|cur-wmcref|(7)當(dāng)進(jìn)行基于塊的運(yùn)動(dòng)估計(jì)時(shí)，對(duì)多次SAD計(jì)算使用基準(zhǔn)畫面中的相同像素。在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償過程中的示范性實(shí)施方式中，一旦向基準(zhǔn)畫面中的像素施加了加權(quán)因子，就在正常像素之外還存儲(chǔ)經(jīng)過加權(quán)的像素?？梢詫?duì)畫面區(qū)域或者對(duì)整個(gè)畫面進(jìn)行該存儲(chǔ)。
可以剪切經(jīng)過加權(quán)的基準(zhǔn)畫面值，從而以與未經(jīng)過加權(quán)的基準(zhǔn)相同數(shù)目的比特存儲(chǔ)，例如8比特，或者可以使用更多比特存儲(chǔ)。如果為運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償過程進(jìn)行剪切(這樣存儲(chǔ)器效率更高)，則對(duì)于實(shí)際的選定運(yùn)動(dòng)向量向基準(zhǔn)畫面再次施加加權(quán)因子，使用附加比特計(jì)算差異，并且在差異之后進(jìn)行剪切以避免與解碼器的失配，而如果在施加了加權(quán)因子之后解碼器不進(jìn)行剪切，則可能發(fā)生與解碼器的失配。
當(dāng)使用多個(gè)基準(zhǔn)畫面來編碼畫面時(shí)，可以為每個(gè)基準(zhǔn)畫面計(jì)算分離的加權(quán)因子。在運(yùn)動(dòng)估計(jì)的過程中，為每個(gè)運(yùn)動(dòng)塊選擇運(yùn)動(dòng)向量與基準(zhǔn)畫面索引。對(duì)于該過程的每次迭代，都為每個(gè)基準(zhǔn)畫面找到運(yùn)動(dòng)向量與加權(quán)因子。
在優(yōu)選實(shí)施方式中，在運(yùn)動(dòng)估計(jì)的過程中，確定對(duì)于給定運(yùn)動(dòng)塊的最佳基準(zhǔn)畫面。對(duì)于每個(gè)基準(zhǔn)畫面分離地計(jì)算差異度量，其中在計(jì)算中只使用那些使用該基準(zhǔn)畫面的運(yùn)動(dòng)塊。對(duì)于給定基準(zhǔn)畫面的加權(quán)因子估計(jì)的改進(jìn)也只使用那些使用該基準(zhǔn)畫面編碼的運(yùn)動(dòng)塊。對(duì)于雙向預(yù)測(cè)編碼，為兩個(gè)預(yù)測(cè)中的每一個(gè)分別確定加權(quán)因子與運(yùn)動(dòng)向量，這兩個(gè)預(yù)測(cè)被一起平均以形成平均預(yù)測(cè)。
本發(fā)明的原理可以應(yīng)用到許多不同類型的運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法。當(dāng)用于分級(jí)方式時(shí)，可將對(duì)加權(quán)因子選擇與運(yùn)動(dòng)向量選擇的迭代用于任何級(jí)別的運(yùn)動(dòng)向量層次。例如，可以將迭代方法用于整數(shù)畫面元素(“pel”)運(yùn)動(dòng)估計(jì)。在使用所提供的迭代算法找到加權(quán)因子與整數(shù)運(yùn)動(dòng)向量之后，可以在不需要加權(quán)因子選擇的再一次迭代的情況下找到子畫面元素(sub-pel)運(yùn)動(dòng)向量。
根據(jù)此處的說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地理解本發(fā)明的這些以及其他特征與優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)該理解本發(fā)明的說明可以應(yīng)用于各種形式的硬件、軟件、固件、專用處理器、或者其組合。
更優(yōu)選地，本發(fā)明的原理可以實(shí)現(xiàn)為硬件與軟件的組合。另外，所述軟件最好實(shí)現(xiàn)為以有形形式包含在程序存儲(chǔ)單元上的應(yīng)用程序。該應(yīng)用程序可以上載到包含任何適當(dāng)體系結(jié)構(gòu)的機(jī)器、并且由其執(zhí)行。優(yōu)選地，該機(jī)器在具有諸如一個(gè)或多個(gè)中央處理單元(“CPU”)、隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(“RAM”)、以及輸入/輸出(“I/O”)接口等硬件的計(jì)算機(jī)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。該計(jì)算機(jī)平臺(tái)還可以包含操作系統(tǒng)以及微指令代碼。此處描述的各種處理與功能可以是微指令代碼的一部分，或者是應(yīng)用程序的一部分，或者其組合，其可以由來CPU執(zhí)行。另外，可將各種其他外圍單元連接到該計(jì)算機(jī)平臺(tái)，例如附加數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元以及打印單元。
還應(yīng)該理解因?yàn)樵诟綀D中所示的某些構(gòu)成系統(tǒng)組件與方法最好以軟件實(shí)現(xiàn)，所以系統(tǒng)組件或者處理功能塊之間的實(shí)際連接可能根據(jù)本發(fā)明的編程方式而不同。有了此處的說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠設(shè)想本發(fā)明的這些以及類似的實(shí)現(xiàn)或者配置。
雖然針對(duì)附圖描述了示范性實(shí)施方式，但是應(yīng)該理解本發(fā)明不限于那些精確的實(shí)施方式，并且在不脫離本發(fā)明的范圍與精神的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn)行各種改變與修改。所有這些改變與修改都包含在權(quán)利要求所列出的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種視頻編碼器(300)，用來相對(duì)至少一個(gè)特定基準(zhǔn)畫面編碼圖像塊的視頻信號(hào)數(shù)據(jù)，該編碼器包含基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子選擇器(372)，具有指示相應(yīng)于所述至少一個(gè)特定基準(zhǔn)畫面的加權(quán)因子的輸出；與基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子選擇器信號(hào)通信的加權(quán)因子施加器(374)，用來提供所述至少一個(gè)特定基準(zhǔn)畫面的經(jīng)過加權(quán)的版本；以及與乘法器信號(hào)通信的運(yùn)動(dòng)估計(jì)器(380)，用來提供相應(yīng)于所述至少一個(gè)特定基準(zhǔn)畫面的經(jīng)過加權(quán)的版本的運(yùn)動(dòng)向量。
2.如權(quán)利要求1所述的視頻編碼器(300)，還包含與基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子選擇器(372)信號(hào)通信的基準(zhǔn)畫面存儲(chǔ)器(370)，用來提供所述至少一個(gè)特定基準(zhǔn)畫面與相應(yīng)的特定基準(zhǔn)畫面索引。
3.如權(quán)利要求2所述的視頻編碼器(300)，還包含與基準(zhǔn)畫面存儲(chǔ)器(370)信號(hào)通信的變長(zhǎng)編碼器(340)，用來編碼相應(yīng)于所述至少一個(gè)特定基準(zhǔn)畫面的特定基準(zhǔn)畫面索引。
4.如權(quán)利要求1所述的視頻編碼器(300)，還包含與基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子選擇器信號(hào)通信的經(jīng)過加權(quán)的基準(zhǔn)畫面存儲(chǔ)器(376)，用來存儲(chǔ)基準(zhǔn)畫面的經(jīng)過加權(quán)的版本。
5.如權(quán)利要求1所述的視頻編碼器(300)，還包含與基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子選擇器(372)信號(hào)通信的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器(390)，用來響應(yīng)于基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子選擇器提供經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面。
6.如權(quán)利要求5所述的視頻編碼器(300)，還包含與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器(390)以及基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子選擇器(372)信號(hào)通信的乘法器(392)，用來向經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面施加加權(quán)因子。
7.如權(quán)利要求1所述的視頻編碼器(300)，還包含與運(yùn)動(dòng)估計(jì)器(380)信號(hào)通信的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器(382)，用來響應(yīng)于基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子選擇器與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器提供經(jīng)過加權(quán)與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償基準(zhǔn)畫面。
8.如權(quán)利要求7所述的、可用于雙向預(yù)測(cè)畫面預(yù)測(cè)算子的視頻編碼器(300)，該編碼器還包含用來從兩個(gè)不同的基準(zhǔn)畫面形成第一與第二預(yù)測(cè)算子的預(yù)測(cè)部件。
9.如權(quán)利要求8所述的視頻編碼器(300)，其中所述兩個(gè)不同的基準(zhǔn)畫面都來自相對(duì)于圖像塊的同一方向。
10.一種用來編碼圖像塊的視頻信號(hào)數(shù)據(jù)的方法(600)，該方法包含下列步驟接收基本未壓縮的圖像塊；為相應(yīng)于特定基準(zhǔn)畫面的圖像塊分配(610)加權(quán)因子；用所述加權(quán)因子對(duì)基準(zhǔn)畫面進(jìn)行加權(quán)(616)；計(jì)算(618)相應(yīng)于圖像塊與經(jīng)過加權(quán)的基準(zhǔn)畫面之間差異的運(yùn)動(dòng)向量；相應(yīng)于運(yùn)動(dòng)向量運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償(620)經(jīng)過加權(quán)的基準(zhǔn)畫面；以及響應(yīng)于經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償與加權(quán)的基準(zhǔn)畫面，改進(jìn)(632)加權(quán)因子選擇。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，還包含步驟相應(yīng)于運(yùn)動(dòng)向量運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償(630)原始的未經(jīng)過加權(quán)的基準(zhǔn)畫面；將經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)脑嫉幕鶞?zhǔn)畫面乘以所分配的加權(quán)因子，以形成經(jīng)過加權(quán)與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面；從基本未壓縮的圖像塊中減去經(jīng)過加權(quán)與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面；以及編碼指示基本未壓縮的圖像塊與經(jīng)過加權(quán)與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面之間差異的信號(hào)。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中計(jì)算運(yùn)動(dòng)向量的步驟包含在搜索區(qū)域內(nèi)對(duì)相對(duì)于圖像塊的預(yù)定偏移范圍內(nèi)的每個(gè)偏離進(jìn)行測(cè)試；計(jì)算該圖像塊內(nèi)每個(gè)像素與經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)畫面的絕對(duì)差之和與均方誤碼差中的至少一個(gè)；以及選擇具有最小絕對(duì)差之和與均方誤差的偏移作為運(yùn)動(dòng)向量。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其中使用雙向預(yù)測(cè)畫面預(yù)測(cè)算子，該方法還包含步驟對(duì)于相應(yīng)于第二特定基準(zhǔn)畫面的圖像塊，分配第二加權(quán)因子；用第二加權(quán)因子對(duì)第二基準(zhǔn)畫面進(jìn)行加權(quán)；計(jì)算相應(yīng)于圖像塊與經(jīng)過加權(quán)的第二基準(zhǔn)畫面之間差異的第二運(yùn)動(dòng)向量；相應(yīng)于第二運(yùn)動(dòng)向量運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償經(jīng)過加權(quán)的第二基準(zhǔn)畫面；以及響應(yīng)于經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償與加權(quán)的第二基準(zhǔn)畫面，改進(jìn)第二加權(quán)因子選擇。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中使用雙向預(yù)測(cè)畫面預(yù)測(cè)算子，該方法還包含步驟為相應(yīng)于第二特定基準(zhǔn)畫面的圖像塊分配第二加權(quán)因子；用第二加權(quán)因子對(duì)第二基準(zhǔn)畫面進(jìn)行加權(quán)；計(jì)算相應(yīng)于圖像塊與經(jīng)過加權(quán)的第二基準(zhǔn)畫面之間差異的第二運(yùn)動(dòng)向量；相應(yīng)于第二運(yùn)動(dòng)向量運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償經(jīng)過加權(quán)的第二基準(zhǔn)畫面；響應(yīng)于經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償與加權(quán)的第二基準(zhǔn)畫面，改進(jìn)加權(quán)因子選擇；相應(yīng)于第二運(yùn)動(dòng)向量運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償原始的未經(jīng)過加權(quán)的第二基準(zhǔn)畫面；將經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)脑嫉牡诙鶞?zhǔn)畫面乘以所分配的第二加權(quán)因子，以形成經(jīng)過加權(quán)與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)牡诙鶞?zhǔn)畫面；從基本未壓縮的圖像塊中減去經(jīng)過加權(quán)與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)牡诙鶞?zhǔn)畫面；以及編碼指示基本未壓縮的圖像塊與經(jīng)過加權(quán)與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)牡诙鶞?zhǔn)畫面之間差異的信號(hào)。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中第一與第二特定基準(zhǔn)畫面都來自相對(duì)于圖像塊的同一方向。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其中計(jì)算運(yùn)動(dòng)向量的步驟包含在搜索區(qū)域內(nèi)對(duì)相對(duì)于圖像塊的預(yù)定偏移范圍內(nèi)的每個(gè)偏離進(jìn)行測(cè)試；相應(yīng)于第一預(yù)測(cè)算子，計(jì)算該圖像塊內(nèi)每個(gè)像素與經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)牡谝换鶞?zhǔn)畫面的絕對(duì)差和與均方誤差中的至少一個(gè)；選擇具有最小絕對(duì)差和與均方誤差的偏移作為第一預(yù)測(cè)算子的運(yùn)動(dòng)向量；相應(yīng)于第二預(yù)測(cè)算子，計(jì)算該圖像塊內(nèi)每個(gè)像素與經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)牡诙鶞?zhǔn)畫面的絕對(duì)差和與均方誤差中的至少一個(gè)；以及選擇具有最小絕對(duì)差和與均方誤差的偏移作為第二預(yù)測(cè)算子的運(yùn)動(dòng)向量。
17.如權(quán)利要求10所述的方法，其中用加權(quán)因子對(duì)基準(zhǔn)畫面進(jìn)行加權(quán)的步驟包含確定加權(quán)因子是否接近1；以及如果加權(quán)因子接近1，則使用原始的基準(zhǔn)畫面作為經(jīng)過加權(quán)的基準(zhǔn)畫面。
18.如權(quán)利要求10所述的方法，其中響應(yīng)于經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償與加權(quán)的基準(zhǔn)畫面改進(jìn)加權(quán)因子選擇的步驟包含計(jì)算圖像塊與經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償與加權(quán)的基準(zhǔn)畫面之間的差異；比較所計(jì)算的差異與預(yù)定公差；以及如果所計(jì)算的差異在預(yù)定公差之外，則進(jìn)一步改進(jìn)加權(quán)因子。
全文摘要
提供了一種視頻編碼器與解碼器，用來編碼與解碼圖像塊的視頻信號(hào)數(shù)據(jù)以及預(yù)測(cè)該圖像塊的特定基準(zhǔn)畫面索引，其中編碼器(300)包含基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子選擇器(372)，該選擇器具有用來指示相應(yīng)于該特定基準(zhǔn)畫面索引的加權(quán)因子的輸出；與基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子選擇器信號(hào)通信的乘法器(374)，用來提供基準(zhǔn)畫面的加權(quán)版本；以及與乘法器信號(hào)通信的運(yùn)動(dòng)估計(jì)器(380)，用來提供相應(yīng)于基準(zhǔn)畫面的加權(quán)版本的運(yùn)動(dòng)向量。相應(yīng)的解碼器(500)包含具有用來確定相應(yīng)于特定基準(zhǔn)畫面索引的加權(quán)因子的輸出的基準(zhǔn)畫面加權(quán)因子單元(580)。
文檔編號(hào)H04N7/12GK1669330SQ03817032
公開日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2003年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月15日
發(fā)明者杰爾·M·博伊斯, 艾倫·J·斯坦 申請(qǐng)人:湯姆森特許公司