對(duì)圖像進(jìn)行編碼/解碼的方法和設(shè)備的制造方法
【專利說明】對(duì)圖像進(jìn)行編碼/解碼的方法和設(shè)備
[0001]本申請(qǐng)是向中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的申請(qǐng)日為2011年I月19日、申請(qǐng)?zhí)枮?01180014824.9、發(fā)明名稱為“使用先前塊的運(yùn)動(dòng)矢量作為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量來對(duì)圖像進(jìn)行編碼/解碼的方法和設(shè)備”的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種用于對(duì)圖像進(jìn)行編碼/解碼的方法和設(shè)備，更具體地說，涉及一種用于基于幀間預(yù)測(cè)對(duì)圖像進(jìn)行編碼/解碼的方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0003]根據(jù)視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)(諸如MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4H.264/MPEG-4AVC (先進(jìn)視頻編碼))，通過將圖像劃分為預(yù)定大小的塊來對(duì)圖像進(jìn)行編碼。接下來，通過使用幀間預(yù)測(cè)或幀內(nèi)預(yù)測(cè)來對(duì)每個(gè)預(yù)定大小的塊進(jìn)行預(yù)測(cè)編碼。
[0004]對(duì)于幀間預(yù)測(cè)，通過搜索與當(dāng)前塊相同或相似的塊的至少一個(gè)參考幀來執(zhí)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)，通過執(zhí)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)矢量與像素值一起被編碼，編碼的結(jié)果被隨后插入比特流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)方案
[0006]本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面提供了一種圖像編碼方法和設(shè)備以及圖像解碼方法和設(shè)備，以及記錄有用于執(zhí)行所述圖像編碼方法和/或所述圖像解碼方法的程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，其中，在所述圖像編碼方法和設(shè)備以及圖像解碼方法和設(shè)備中，基于至少一個(gè)先前塊的運(yùn)動(dòng)矢量來確定當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量，并基于確定的運(yùn)動(dòng)矢量來對(duì)圖像進(jìn)行編碼/解碼。
[0007]有益效果
[0008]根據(jù)本發(fā)明，使用至少一個(gè)先前塊的運(yùn)動(dòng)矢量作為當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量來執(zhí)行編碼，從而增加編碼模式的命中率以及預(yù)測(cè)的精度。因此，可使用更高的壓縮率來對(duì)圖像進(jìn)行編碼和解碼。
【附圖說明】
[0009]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖像編碼設(shè)備的框圖。
[0010]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖像解碼設(shè)備的框圖。
[0011]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的分層編碼單元。
[0012]圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(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)本發(fā)明的實(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)本發(fā)明的實(shí)施例的最大編碼單元、子編碼單元和預(yù)測(cè)單元。
[0015]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的編碼單元和變換單元。
[0016]圖8a和圖8b示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的編碼單元、預(yù)測(cè)單元和變換單元的劃分形狀。
[0017]圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的圖像編碼設(shè)備的框圖。
[0018]圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的對(duì)包括在雙向預(yù)測(cè)圖像中的塊進(jìn)行預(yù)測(cè)的方法的示圖。
[0019]圖1la和圖1lb是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于先前編碼塊的運(yùn)動(dòng)矢量來確定當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量的方法的示圖。
[0020]圖12a和圖12b是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于先前編碼塊的運(yùn)動(dòng)矢量來確定當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量的方法的示圖。
[0021]圖13a和圖13b是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于先前編碼塊的運(yùn)動(dòng)矢量來確定當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量的方法的示圖。
[0022]圖14是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的圖像解碼設(shè)備的框圖。
[0023]圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖像編碼方法的流程圖。
[0024]圖16是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖像解碼方法的流程圖。
[0025]最佳模式
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種基于在當(dāng)前塊被解碼之前解碼的至少一個(gè)塊的運(yùn)動(dòng)矢量來確定當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量并基于確定的運(yùn)動(dòng)矢量來對(duì)當(dāng)前塊進(jìn)行解碼的圖像解碼方法，所述方法包括:對(duì)關(guān)于在第一方向、第二方向和雙向中將被用于對(duì)當(dāng)前塊進(jìn)行解碼的預(yù)測(cè)方向的信息以及關(guān)于當(dāng)前塊的像素值的信息進(jìn)行解碼；基于對(duì)關(guān)于預(yù)測(cè)方向的信息進(jìn)行解碼的結(jié)果，確定當(dāng)前塊將被預(yù)測(cè)的預(yù)測(cè)方向，確定用于按照確定的預(yù)測(cè)方向?qū)Ξ?dāng)前塊進(jìn)行預(yù)測(cè)的至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量；基于所述至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量和對(duì)關(guān)于像素值的信息進(jìn)行解碼的結(jié)果，恢復(fù)當(dāng)前塊。第一方向是從當(dāng)前圖像到先前圖像的方向，第二方向是從當(dāng)前圖像到后續(xù)圖像的方向。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種基于在當(dāng)前塊被編碼之前編碼的至少一個(gè)塊的運(yùn)動(dòng)矢量來確定當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量并基于確定的運(yùn)動(dòng)矢量來對(duì)當(dāng)前塊進(jìn)行編碼的圖像編碼方法，所述方法包括:基于所述至少一個(gè)塊的運(yùn)動(dòng)矢量確定當(dāng)前塊的第一方向運(yùn)動(dòng)矢量和第二方向運(yùn)動(dòng)矢量；基于第一方向運(yùn)動(dòng)矢量和第二方向運(yùn)動(dòng)矢量，從第一方向預(yù)測(cè)、第二方向預(yù)測(cè)和雙向預(yù)測(cè)中確定將被用于對(duì)當(dāng)前塊進(jìn)行編碼的預(yù)測(cè)方法；對(duì)關(guān)于在確定的預(yù)測(cè)方法中使用的預(yù)測(cè)方向的信息以及關(guān)于基于所述預(yù)測(cè)方法產(chǎn)生的當(dāng)前塊的像素值的信息進(jìn)行編碼。第一方向是從當(dāng)前圖像到先前圖像的方向，第二方向是從當(dāng)前圖像到后續(xù)圖像的方向。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種基于在當(dāng)前塊被解碼之前解碼的至少一個(gè)塊的運(yùn)動(dòng)矢量來確定當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量并基于確定的運(yùn)動(dòng)矢量來對(duì)當(dāng)前塊進(jìn)行解碼的圖像解碼設(shè)備，所述設(shè)備包括:解碼器，對(duì)關(guān)于在第一方向、第二方向和雙向中將被用于對(duì)當(dāng)前塊進(jìn)行解碼的預(yù)測(cè)方向的信息以及關(guān)于當(dāng)前塊的像素值的信息進(jìn)行解碼；運(yùn)動(dòng)矢量確定器，基于對(duì)關(guān)于預(yù)測(cè)方向的信息進(jìn)行解碼的結(jié)果，確定當(dāng)前塊將被預(yù)測(cè)的預(yù)測(cè)方向，確定用于按照確定的預(yù)測(cè)方向?qū)Ξ?dāng)前塊進(jìn)行預(yù)測(cè)的至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量；恢復(fù)單元，基于所述至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量和對(duì)關(guān)于像素值的信息進(jìn)行解碼的結(jié)果，恢復(fù)當(dāng)前塊。第一方向是從當(dāng)前圖像到先前圖像的方向，第二方向是從當(dāng)前圖像到后續(xù)圖像的方向。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種基于在當(dāng)前塊被編碼之前編碼的至少一個(gè)塊的運(yùn)動(dòng)矢量來確定當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)矢量并基于確定的運(yùn)動(dòng)矢量來對(duì)當(dāng)前塊進(jìn)行編碼的圖像編碼設(shè)備，所述設(shè)備包括：運(yùn)動(dòng)矢量確定器，基于所述至少一個(gè)塊的運(yùn)動(dòng)矢量確定當(dāng)前塊的第一方向運(yùn)動(dòng)矢量和第二方向運(yùn)動(dòng)矢量；編碼器，基于第一方向運(yùn)動(dòng)矢量和第二方向運(yùn)動(dòng)矢量，從第一方向預(yù)測(cè)、第二方向預(yù)測(cè)和雙向預(yù)測(cè)中確定將被用于對(duì)當(dāng)前塊進(jìn)行編碼的預(yù)測(cè)方法，對(duì)關(guān)于在確定的預(yù)測(cè)方法中使用的預(yù)測(cè)方向的信息以及關(guān)于基于所述預(yù)測(cè)方法產(chǎn)生的當(dāng)前塊的像素值的信息進(jìn)行編碼。第一方向是從當(dāng)前圖像到先前圖像的方向，第二方向是從當(dāng)前圖像到后續(xù)圖像的方向。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種記錄有用于執(zhí)行所述圖像編碼方法和/或所述圖像解碼方法的程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。
【具體實(shí)施方式】
[0031]以下，將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
[0032]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖像編碼設(shè)備100的框圖。
[0033]參照?qǐng)D1，圖像編碼設(shè)備100包括最大編碼單元?jiǎng)澐制?10、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。
[0034]最大編碼單元?jiǎng)澐制?10可基于作為具有最大大小的編碼單元的最大編碼單元來對(duì)當(dāng)前幀或像條進(jìn)行劃分。也就是說，最大編碼單元?jiǎng)澐制?10可將當(dāng)前幀或像條劃分為至少一個(gè)最大編碼單元。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可使用最大編碼單元和深度來表示編碼單元。如上所述，最大編碼單元指示當(dāng)前幀的多個(gè)編碼單元中具有最大大小的編碼單元，深度指示編碼單元分層減小的程度。隨著深度增加，編碼單兀從最大編碼單兀減小到最小編碼單兀，其中，最大編碼單元的深度被定義為最小深度，最小編碼單元的深度被定義為最大深度。由于隨著深度增加，編碼單元的大小從最大編碼單元開始減小，第k深度的子編碼單元可包括多個(gè)第k+n深度的子編碼單元（k和n是等于或大小1的整數(shù))。
[0036]根據(jù)將被編碼的幀的大小的增加，按照較大的編碼單元對(duì)圖像進(jìn)行編碼可導(dǎo)致較高的圖像壓縮率。然而，如果較大的編碼單元被固定，則可能無法通過反映連續(xù)變化的圖像特征來對(duì)圖像進(jìn)行有效地編碼。
[0037]例如，當(dāng)平滑區(qū)域（諸如海洋或天空）被編碼時(shí)，編碼單元越大，壓縮率可提高得越大。然而，當(dāng)復(fù)雜的區(qū)域（諸如人或建筑物）被編碼時(shí)，編碼單元越小，壓縮率可提高得越大。
[0038]因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，針對(duì)每個(gè)幀或像條設(shè)置不同最大圖像編碼單元和不同最大深度。由于最大深度表示編碼單元可減小的最大次數(shù)，因此，包括在最大圖像編碼單元中的每個(gè)最小編碼單元的大小可根據(jù)最大深度被不同地設(shè)置。
[0039]編碼深度確定器120確定最大深度。可基于率失真（RD)代價(jià)的計(jì)算來確定最大深度?？舍槍?duì)每個(gè)幀或像條或者針對(duì)每個(gè)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。
[0040]最大深度表示可包括在最大編碼單元中的具有最小大小的編碼單元（S卩，最小編碼單元）。換句話說，最大編碼單元可根據(jù)不同深度被劃分為具有不同大小的子編碼單元（具體參見圖8a和圖8b)。包括在最大編碼單元中的具有不同大小的子編碼單元可基于具有不同大小的處理單元被預(yù)測(cè)或變換。變換可以是離散余弦變換（DCT)或KarhunenLoever變換（KLT)，在所述變換中，空間域的像素值被變換為頻域系數(shù)。
[0041]換句話說，圖像編碼設(shè)備100可基于具有各種大小和各種形狀的處理單元來執(zhí)行用于圖像編碼的多個(gè)處理操作。為了對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，多個(gè)處理操作（諸如預(yù)測(cè)、變換和熵編碼）被執(zhí)行，其中，針對(duì)每個(gè)操作可使用具有相同大小或不同大小的處理單元。
[0042]例如，圖像編碼設(shè)備100可選擇與編碼單元不同的處理單元來對(duì)所述編碼單元進(jìn)行預(yù)測(cè)。
[0043]當(dāng)編碼單元的大小是2NX2N(其中，N是正整數(shù)）時(shí)，用于預(yù)測(cè)的處理單元可以是換句話說，可基于具有將編碼單元的高度和寬度中的至少一個(gè)二等分的形狀的處理單元來執(zhí)行運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)。以下，作為預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)的處理單元被定義為“預(yù)測(cè)單元”。
[0044]預(yù)測(cè)模式可以是幀內(nèi)模式、幀間模式和跳過模式中的至少一個(gè)，可僅對(duì)具有特定大小或特定形狀的預(yù)測(cè)單元執(zhí)行特定預(yù)測(cè)模式。例如，可僅對(duì)具有正方形形狀的大小為2NX2N和NXN的預(yù)測(cè)單元執(zhí)行幀內(nèi)模式。此外，可僅對(duì)大小為2NX2N的預(yù)測(cè)單元執(zhí)行跳過模式。如果多個(gè)預(yù)測(cè)單元存在于編碼單元中，則在對(duì)每個(gè)預(yù)測(cè)單元執(zhí)行預(yù)測(cè)之后，可選擇具有最小編碼誤差的預(yù)測(cè)模式。
[0045]可選擇地，圖像編碼設(shè)備100可基于具有與編碼單元不同大小的處理單元對(duì)圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行變換。對(duì)于編碼單元中的變換，可基于具有與編碼單元相同的大小或小于編碼單元的大小的處理單元來執(zhí)行變換。以下，作為變換的基礎(chǔ)的處理單元被定義為“變換單元”。
[0046]編碼深度確定器120可通過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?jiǎng)澐值亩鄠€(gè)子編碼單元具有何種形狀，其中，所述多個(gè)子編碼單元根據(jù)所述多個(gè)子編碼單元的深度而具有不同大小。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(duì)最大編碼單元進(jìn)行編碼來輸出比特流。
[0047]編碼信息編碼器140對(duì)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(duì)以下信息進(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)于每個(gè)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)測(cè)單元的信息、關(guān)于每個(gè)預(yù)測(cè)單元的預(yù)測(cè)模式的信息和關(guān)于子編碼單元的變換單元的信息。
[0048]關(guān)于