專利名稱：運(yùn)動(dòng)圖像編碼/解碼方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種編碼/解碼衰減(fade)視頻和漸隱(dissolving)視頻，尤其是以高效率編碼/解碼衰減視頻和漸隱視頻的視頻編碼/解碼方法和裝置。
背景技術(shù)：
運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)幀間編碼用作視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)方案例如ITU-TH.261，H.263，ISO/IEC MPEG-2，或MPEG-4中的編碼模式之一。作為運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)幀間編碼中的預(yù)測(cè)模型，使用當(dāng)亮度在時(shí)間方向上沒有發(fā)生改變時(shí)表現(xiàn)出最高預(yù)測(cè)效率的模型。在圖像亮度改變的衰減視頻的情況下，至今不存在已知的方法，當(dāng)例如正常圖像從黑色圖像淡入時(shí)，其對(duì)圖像亮度的變化做出正確的預(yù)測(cè)。為了保持衰減視頻的圖像質(zhì)量，因此許多位是必需的。
為了解決這個(gè)問題，例如，在日本專利3166716號(hào)，“抗衰減對(duì)策視頻編碼器和編碼方法”中，衰減視頻部分被檢測(cè)，以改變位數(shù)的分配。更具體地，在漸隱視頻的情況下，許多位分配給亮度改變的漸隱的起始部分。一般地，漸隱的最后部分變成單色圖像，因此可以容易地編碼。出于這個(gè)原因，分配給該部分的位數(shù)減少。這使得能夠提高整體圖像質(zhì)量，而不過分地增加位的總數(shù)。
在日本專利2938412號(hào)，“視頻亮度改變補(bǔ)償方法，視頻編碼裝置，視頻解碼裝置，視頻編碼或解碼程序記錄于其上的記錄介質(zhì)，以及視頻的已編碼數(shù)據(jù)記錄于其上的記錄介質(zhì)”中，提出一種通過根據(jù)兩個(gè)參數(shù)，即亮度變化量和對(duì)比度變化量補(bǔ)償基準(zhǔn)圖像來完全解決衰減視頻的編碼方案。
在Thomas Wiegand和Berand Girod，“視頻傳輸?shù)亩鄮\(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)”，Kluwer學(xué)術(shù)出版社2001中，提出一種基于多個(gè)幀緩沖器的編碼方案。在該方案中，已經(jīng)試圖通過從保存于幀緩沖器中的多個(gè)基準(zhǔn)幀選擇性地產(chǎn)生預(yù)測(cè)圖像來提高預(yù)測(cè)效率。
根據(jù)傳統(tǒng)的技術(shù)，為了編碼衰減視頻或漸隱視頻同時(shí)保持高的圖像質(zhì)量，許多位是必需的。因此，不能期待編碼效率的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種視頻編碼/解碼方法和裝置，其能夠編碼隨著時(shí)間的過去亮度改變的視頻，例如衰減視頻或漸隱視頻，尤其是以高效率編碼這種視頻。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種通過使用代表至少一個(gè)基準(zhǔn)圖像的基準(zhǔn)圖像信號(hào)和輸入視頻信號(hào)與基準(zhǔn)圖像信號(hào)之間的運(yùn)動(dòng)矢量，來使輸入視頻信號(hào)經(jīng)受運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)編碼的視頻編碼方法，包括從多個(gè)組合中為輸入視頻信號(hào)的每個(gè)塊選擇一個(gè)組合的步驟，其中多個(gè)組合中每個(gè)包括預(yù)先為基準(zhǔn)圖像而確定的至少一個(gè)基準(zhǔn)圖像號(hào)碼以及預(yù)測(cè)參數(shù)，根據(jù)所選組合的基準(zhǔn)圖像號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)來產(chǎn)生預(yù)測(cè)圖像信號(hào)的步驟，產(chǎn)生代表輸入視頻信號(hào)和預(yù)測(cè)圖像信號(hào)之間誤差的預(yù)測(cè)誤差信號(hào)的步驟，以及編碼預(yù)測(cè)誤差信號(hào)，運(yùn)動(dòng)矢量的信息，和指示所選組合的索引信息的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種視頻解碼方法，包括解碼已編碼數(shù)據(jù)的步驟，其中已編碼數(shù)據(jù)包括代表預(yù)測(cè)圖像信號(hào)關(guān)于視頻信號(hào)的誤差的預(yù)測(cè)誤差信號(hào)，運(yùn)動(dòng)矢量信號(hào)，和指示至少一個(gè)基準(zhǔn)圖像號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)的組合的索引信息，根據(jù)由已解碼索引信息所指示的組合的基準(zhǔn)圖像號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)來產(chǎn)生預(yù)測(cè)圖像信號(hào)的步驟，以及通過使用預(yù)測(cè)誤差信號(hào)和預(yù)測(cè)圖像信號(hào)來產(chǎn)生再現(xiàn)視頻信號(hào)的步驟。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，使用基準(zhǔn)圖像號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)的組合或者與指定的基準(zhǔn)圖像號(hào)碼相對(duì)應(yīng)的多個(gè)預(yù)測(cè)參數(shù)的組合準(zhǔn)備有多個(gè)不同的預(yù)測(cè)方案。這使得能夠基于具有較高預(yù)測(cè)效率的預(yù)測(cè)方案，對(duì)于正確的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)不能由視頻編碼例如衰減視頻或漸隱視頻的一般預(yù)測(cè)方案產(chǎn)生的這種視頻信號(hào)，產(chǎn)生正確的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)。
另外，視頻信號(hào)是包括為逐行信號(hào)的每個(gè)幀而獲得的圖像信號(hào)，為通過合并交錯(cuò)信號(hào)的兩個(gè)場(chǎng)而獲得的每個(gè)幀而獲得的圖像信號(hào)，以及為交錯(cuò)信號(hào)的每個(gè)場(chǎng)而獲得的圖像信號(hào)的信號(hào)。當(dāng)視頻信號(hào)是以幀為基礎(chǔ)的圖像信號(hào)時(shí)，基準(zhǔn)圖像信號(hào)號(hào)碼指示以幀為基礎(chǔ)的基準(zhǔn)圖像信號(hào)。當(dāng)視頻信號(hào)是以場(chǎng)為基礎(chǔ)的圖像信號(hào)時(shí)，基準(zhǔn)圖像信號(hào)號(hào)碼指示以場(chǎng)為基礎(chǔ)的基準(zhǔn)圖像信號(hào)。
這使得能夠基于具有較高預(yù)測(cè)效率的預(yù)測(cè)方案，對(duì)于正確的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)不能由視頻編碼例如衰減視頻或漸隱視頻的一般預(yù)測(cè)方案產(chǎn)生、包括幀結(jié)構(gòu)和場(chǎng)結(jié)構(gòu)的這種視頻信號(hào)，產(chǎn)生正確的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)。
此外，基準(zhǔn)圖像號(hào)碼或預(yù)測(cè)參數(shù)本身的信息并不從編碼端發(fā)送到解碼端，但是指示基準(zhǔn)圖像號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)的組合的索引信息發(fā)送，或者基準(zhǔn)圖像號(hào)碼獨(dú)立地發(fā)送。在這種情況下，編碼效率可以通過發(fā)送指示預(yù)測(cè)參數(shù)的組合的索引信息來提高。


圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的視頻編碼裝置方案的框圖；圖2是顯示圖1中幀存儲(chǔ)器/預(yù)測(cè)圖像產(chǎn)生器的詳細(xì)方案的框圖；圖3是顯示第一實(shí)施方案中使用的、基準(zhǔn)幀號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)的組合的表格的實(shí)例的視圖；圖4是顯示第一實(shí)施方案中為每個(gè)宏塊選擇預(yù)測(cè)方案(基準(zhǔn)幀號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)的組合)并且確定編碼模式的順序的實(shí)例的流程圖；圖5是顯示根據(jù)第一實(shí)施方案的視頻解碼裝置方案的框圖；圖6是顯示圖5中幀存儲(chǔ)器/預(yù)測(cè)圖像產(chǎn)生器的詳細(xì)方案的框圖；圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案，在基準(zhǔn)幀的號(hào)碼為一并且基準(zhǔn)幀號(hào)碼作為模式信息發(fā)送的情況下預(yù)測(cè)參數(shù)的組合的表格的實(shí)例的視圖；圖8是顯示根據(jù)第二實(shí)施方案，在基準(zhǔn)幀的號(hào)碼為二并且基準(zhǔn)幀號(hào)碼作為模式信息發(fā)送的情況下預(yù)測(cè)參數(shù)的組合的表格的實(shí)例的視圖；圖9是顯示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方案，在基準(zhǔn)幀的號(hào)碼為一的情況下基準(zhǔn)圖像號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)的組合的表格的實(shí)例的視圖；圖10是顯示根據(jù)第三實(shí)施方案僅亮度信號(hào)的表格的實(shí)例的視圖；圖11是顯示當(dāng)索引信息將被編碼時(shí)每個(gè)塊的語法的實(shí)例的視圖；圖12是顯示當(dāng)預(yù)測(cè)圖像將通過使用一個(gè)基準(zhǔn)圖像來產(chǎn)生時(shí)，已編碼位流的具體實(shí)例的視圖；圖13是顯示當(dāng)預(yù)測(cè)圖像將通過使用兩個(gè)基準(zhǔn)圖像來產(chǎn)生時(shí)，已編碼位流的具體實(shí)例的視圖；圖14是顯示根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施方案，當(dāng)待編碼信息是前場(chǎng)(topfield)時(shí)，基準(zhǔn)幀號(hào)碼，基準(zhǔn)場(chǎng)號(hào)碼，和預(yù)測(cè)參數(shù)的表格的實(shí)例的視圖；以及圖15是顯示根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施方案，當(dāng)待編碼信息是后場(chǎng)(bottom field)時(shí)，基準(zhǔn)幀號(hào)碼，基準(zhǔn)場(chǎng)號(hào)碼，和預(yù)測(cè)參數(shù)的表格的實(shí)例的視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施方案將參考附隨附圖的幾個(gè)視圖在下面描述。
(關(guān)于編碼端)圖1顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的視頻編碼裝置的方案。視頻信號(hào)100例如以幀為基礎(chǔ)輸入到視頻編碼裝置。視頻信號(hào)100輸入到減法器101。減法器101計(jì)算視頻信號(hào)100和預(yù)測(cè)圖像信號(hào)212之間的差，以產(chǎn)生預(yù)測(cè)誤差信號(hào)。模式選擇開關(guān)102選擇預(yù)測(cè)誤差信號(hào)或視頻信號(hào)100。正交變換器103使所選信號(hào)經(jīng)受正交變換，例如離散余弦變換(DCT)。正交變換器103產(chǎn)生正交變換系數(shù)信息，例如DCT系數(shù)信息。正交變換系數(shù)信息由量化器104量化，并分支成兩路。分支成兩路的一個(gè)量化正交變換系數(shù)信息210導(dǎo)向到變長編碼器111。
分支成兩路的另一個(gè)量化正交變換系數(shù)信息210繼續(xù)由解量化器或反向量化器105和反向正交變換器106經(jīng)受與量化器104和正交變換器103中相反的處理，以重構(gòu)成預(yù)測(cè)誤差信號(hào)。之后，加法器107將重構(gòu)的預(yù)測(cè)誤差信號(hào)加到通過開關(guān)109輸入的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)212，以產(chǎn)生局部解碼視頻信號(hào)211。局部解碼視頻信號(hào)211輸入到幀存儲(chǔ)器/預(yù)測(cè)圖像產(chǎn)生器108。
幀存儲(chǔ)器/預(yù)測(cè)圖像產(chǎn)生器108選擇準(zhǔn)備的基準(zhǔn)幀號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)的多個(gè)組合中的一個(gè)。由所選組合的基準(zhǔn)幀號(hào)碼所指示的基準(zhǔn)幀的視頻信號(hào)(局部解碼視頻信號(hào)211)的線性和根據(jù)所選組合的預(yù)測(cè)參數(shù)來計(jì)算，并且作為結(jié)果的信號(hào)加到基于預(yù)測(cè)參數(shù)的偏移量。通過該操作，在這種情況下，基準(zhǔn)圖像信號(hào)以幀為基礎(chǔ)產(chǎn)生。接著，幀存儲(chǔ)器/預(yù)測(cè)圖像產(chǎn)生器108通過使用運(yùn)動(dòng)矢量來運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償基準(zhǔn)圖像信號(hào)，以產(chǎn)生預(yù)測(cè)圖像信號(hào)212。
在該過程中，幀存儲(chǔ)器/預(yù)測(cè)圖像產(chǎn)生器108產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)矢量信息214和指示基準(zhǔn)幀號(hào)碼與預(yù)測(cè)參數(shù)的所選組合的索引信息125，并且將選擇編碼模式所必需的信息發(fā)送到模式選擇器110。運(yùn)動(dòng)矢量信息214和索引信息215輸入到變長編碼器111。幀存儲(chǔ)器/預(yù)測(cè)圖像產(chǎn)生器108隨后將詳細(xì)描述。
模式選擇器110基于來自幀存儲(chǔ)器/預(yù)測(cè)圖像產(chǎn)生器108的預(yù)測(cè)信息P選擇以宏塊為基礎(chǔ)的編碼模式，即選擇幀內(nèi)編碼模式或運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)念A(yù)測(cè)幀間編碼模式，并且輸出開關(guān)控制信號(hào)M和S。
在幀內(nèi)編碼模式中，開關(guān)102和112由開關(guān)控制信號(hào)M和S切換到A端，并且輸入視頻信號(hào)100輸入到正交變換器103。在幀間編碼模式中，開關(guān)102和112由開關(guān)控制信號(hào)M和S切換到B端。因此，來自減法器101的預(yù)測(cè)誤差信號(hào)輸入到正交變換器103，并且來自幀存儲(chǔ)器/預(yù)測(cè)圖像產(chǎn)生器108的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)212輸入到加法器107。模式信號(hào)213從模式選擇器110輸出，并且輸入到變長編碼器111。
變長編碼器111使量化正交變換系數(shù)信息210，模式信息213，運(yùn)動(dòng)矢量信息214，和索引信息215經(jīng)受變長編碼。由該操作產(chǎn)生的變長碼由乘法器114多路復(fù)用。然后，作為結(jié)果的數(shù)據(jù)由輸出緩沖器115平滑。從輸出緩沖器115輸出的已編碼數(shù)據(jù)116發(fā)送出，到傳輸系統(tǒng)或存儲(chǔ)系統(tǒng)(沒有顯示)。
編碼控制器113控制編碼部件112。更具體地，編碼控制器113監(jiān)控輸出緩沖器115的緩沖量，并且控制編碼參數(shù)例如量化器104的量化步長，以使得緩沖量恒定。
(關(guān)于幀存儲(chǔ)器/預(yù)測(cè)圖像產(chǎn)生器108)圖2顯示圖1中的幀存儲(chǔ)器/預(yù)測(cè)圖像產(chǎn)生器108的詳細(xì)方案。參考圖2，從圖1中的加法器107輸入的局部解碼視頻信號(hào)211在存儲(chǔ)控制器201的控制下存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器組202中。幀存儲(chǔ)器組202具有用于暫時(shí)保存作為基準(zhǔn)幀的局部解碼視頻信號(hào)211的多個(gè)(N個(gè))幀存儲(chǔ)器FM1～FMN。
在預(yù)測(cè)參數(shù)控制器203中，準(zhǔn)備有預(yù)先作為表格的、基準(zhǔn)幀號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)的多個(gè)組合。預(yù)測(cè)參數(shù)控制器203基于視頻信號(hào)100，選擇基準(zhǔn)幀的基準(zhǔn)幀號(hào)碼和用來產(chǎn)生預(yù)測(cè)圖像信號(hào)212的預(yù)測(cè)參數(shù)的組合，并且輸出指示所選組合的索引信息215。
多幀運(yùn)動(dòng)評(píng)估器204根據(jù)由預(yù)測(cè)參數(shù)控制器203選擇的、基準(zhǔn)幀號(hào)碼和索引信息的組合來產(chǎn)生基準(zhǔn)圖像信號(hào)。多幀運(yùn)動(dòng)評(píng)估器204從該基準(zhǔn)圖像信號(hào)和輸入視頻信號(hào)100估算運(yùn)動(dòng)量和預(yù)測(cè)誤差，并且輸出使預(yù)測(cè)誤差達(dá)到最小的運(yùn)動(dòng)矢量信息214。多幀運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器205使用由多幀運(yùn)動(dòng)評(píng)估器204選擇的基準(zhǔn)圖像信號(hào)根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量對(duì)每個(gè)塊執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，以產(chǎn)生預(yù)測(cè)圖像信號(hào)212。
存儲(chǔ)控制器201將基準(zhǔn)幀號(hào)碼設(shè)置到每個(gè)幀的局部解碼視頻信號(hào)，并且將每個(gè)幀存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器組202的幀存儲(chǔ)器FM1～FMN的一個(gè)中。例如，各個(gè)幀從最靠近輸入圖像的幀開始順序編號(hào)。相同的基準(zhǔn)幀號(hào)碼可以為不同的幀而設(shè)置。在這種情況下，例如，使用不同的預(yù)測(cè)參數(shù)?？拷斎雸D像的幀從幀存儲(chǔ)器FM1～FMN中選擇，并且發(fā)送到預(yù)測(cè)參數(shù)控制器203。
(關(guān)于基準(zhǔn)幀號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)的組合的表格)圖3顯示在預(yù)測(cè)參數(shù)控制器203中準(zhǔn)備的、基準(zhǔn)幀號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)的組合的表格的實(shí)例?！八饕睂?duì)應(yīng)于可以為每個(gè)塊選擇的預(yù)測(cè)圖像。在這種情況下，存在有八種類型的預(yù)測(cè)圖像?；鶞?zhǔn)幀號(hào)碼n是用作基準(zhǔn)幀的局部解碼視頻的號(hào)碼，并且在這種情況下，指示與n個(gè)過去的幀相對(duì)應(yīng)的局部解碼視頻的號(hào)碼。
當(dāng)預(yù)測(cè)圖像信號(hào)212通過使用存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器組202中的多個(gè)基準(zhǔn)幀的圖像信號(hào)來產(chǎn)生時(shí)，多個(gè)基準(zhǔn)幀號(hào)碼被指定，并且(基準(zhǔn)幀的數(shù)目+1個(gè))系數(shù)為亮度信號(hào)(Y)和色差信號(hào)(Cb和Cr)的每個(gè)而指定作為預(yù)測(cè)參數(shù)。在這種情況下，如由等式(1)～(3)所指示的，n假設(shè)基準(zhǔn)幀的數(shù)目，n+1個(gè)預(yù)測(cè)參數(shù)Di(i＝，...，n+1)為亮度信號(hào)Y而準(zhǔn)備；n+1個(gè)預(yù)測(cè)參數(shù)Ei(i＝，...，n+1)為色差信號(hào)Cb而準(zhǔn)備；并且n+1個(gè)預(yù)測(cè)參數(shù)Fi(i＝，...，n+1)為色差信號(hào)Cr而準(zhǔn)備Yt=Σi=1nDiYt-i+Dn+1---(1)]]>Cbt=Σi=1nEiCbt-i+En+1---(2)]]>Crt=Σi=1nFiCrt-i+Fn+1---(3)]]>該操作將參考圖3更詳細(xì)地描述。參考圖3，每個(gè)預(yù)測(cè)參數(shù)的最后一個(gè)數(shù)代表偏移量，并且每個(gè)預(yù)測(cè)參數(shù)的第一個(gè)數(shù)代表加權(quán)因子(預(yù)測(cè)系數(shù))。對(duì)于索引0，基準(zhǔn)幀的數(shù)目由n＝2給出，基準(zhǔn)幀號(hào)碼是1，并且預(yù)測(cè)參數(shù)對(duì)于亮度信號(hào)Y和色差信號(hào)Cr和Cb的每個(gè)是1和0。如在這種情況下預(yù)測(cè)參數(shù)是1和0表示，與基準(zhǔn)幀號(hào)碼“1”相對(duì)應(yīng)的局部解碼視頻信號(hào)乘以1并且加上偏移量0。換句話說，與基準(zhǔn)幀號(hào)碼1相對(duì)應(yīng)的局部解碼視頻信號(hào)變成基準(zhǔn)圖像信號(hào)而沒有任何改變。
對(duì)于索引1，作為與基準(zhǔn)幀號(hào)碼1和2相對(duì)應(yīng)的局部解碼視頻信號(hào)的兩個(gè)基準(zhǔn)幀被使用。根據(jù)亮度信號(hào)Y的預(yù)測(cè)參數(shù)2，-1，和0，與基準(zhǔn)幀號(hào)碼1相對(duì)應(yīng)的局部解碼視頻信號(hào)加倍，并且與基準(zhǔn)幀號(hào)碼2相對(duì)應(yīng)的局部解碼視頻信號(hào)從作為結(jié)果的信號(hào)中減去。然后，偏移量0加到作為結(jié)果的信號(hào)。即，外推法預(yù)測(cè)從兩個(gè)幀的局部解碼視頻信號(hào)執(zhí)行，以產(chǎn)生基準(zhǔn)圖像信號(hào)。對(duì)于色差信號(hào)Cr和Cb，因?yàn)轭A(yù)測(cè)參數(shù)是1，0，和0，與基準(zhǔn)幀號(hào)碼1相對(duì)應(yīng)的局部解碼視頻信號(hào)用作基準(zhǔn)圖像信號(hào)，而沒有任何改變。與索引1相對(duì)應(yīng)的該預(yù)測(cè)方案對(duì)于漸隱視頻特別有效。
對(duì)于索引2，根據(jù)預(yù)測(cè)參數(shù)5/4和16，與基準(zhǔn)幀號(hào)碼1相對(duì)應(yīng)的局部解碼視頻信號(hào)乘以5/4并且與偏移量16相加。對(duì)于色差信號(hào)Cr和Cb，因?yàn)轭A(yù)測(cè)參數(shù)是1，色差信號(hào)Cr和Cb變成基準(zhǔn)圖像信號(hào)而沒有任何改變。該預(yù)測(cè)方案對(duì)于從黑色幀的淡入視頻特別有效。
如此，基準(zhǔn)圖像信號(hào)可以基于具有待使用基準(zhǔn)幀的號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)的不同組合的多個(gè)預(yù)測(cè)方案來選擇。這使得該實(shí)施方案能夠完全解決因缺乏正確的預(yù)測(cè)方案而已經(jīng)經(jīng)受圖像質(zhì)量的退化的衰減視頻和漸隱視頻。
(關(guān)于選擇預(yù)測(cè)方案和確定編碼模式的順序)該實(shí)施方案中為每個(gè)宏塊選擇預(yù)測(cè)方案(基準(zhǔn)幀號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)的組合)并且確定編碼模式的具體順序的實(shí)例將緊接著參考圖4來描述。
首先，最大可假定值設(shè)置到變量min_D(步驟S101)。LOOP1(步驟S102)表示幀間編碼中預(yù)測(cè)方案的選擇的重復(fù)，并且變量i代表圖3中“索引”的值。在這種情況下，為了獲得每個(gè)預(yù)測(cè)方案的最佳運(yùn)動(dòng)矢量，每個(gè)索引(基準(zhǔn)幀號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)的每個(gè)組合)的估計(jì)值D從與運(yùn)動(dòng)矢量信息214相關(guān)的位數(shù)(從變長編碼器111輸出的變長碼中與運(yùn)動(dòng)矢量信息214相對(duì)應(yīng)的位數(shù))和預(yù)測(cè)誤差絕對(duì)值總和來計(jì)算，并且選擇使估計(jì)值D達(dá)到最小的運(yùn)動(dòng)矢量(步驟S103)。估計(jì)值D與min_D相比較(步驟S104)。如果估計(jì)值D小于min_D，估計(jì)值D設(shè)置到min_D，并且索引i賦值到min_i(步驟S105)。
然后計(jì)算幀內(nèi)編碼的估計(jì)值D(步驟S106)。估計(jì)值D與min_D相比較(步驟S107)。如果該比較指示min_D小于估計(jì)值D，模式MODE確定為幀間編碼，并且min_i賦值到索引信息INDEX(步驟S108)。如果估計(jì)值D較小，模式MODE確定為幀內(nèi)編碼(步驟S109)。在這種情況下，估計(jì)值D設(shè)置為具有相同量化步長的位數(shù)的估計(jì)值。
(關(guān)于解碼端)與圖1中所示的視頻編碼裝置相對(duì)應(yīng)的視頻解碼裝置將緊接著描述。圖5顯示根據(jù)該實(shí)施方案的視頻解碼裝置的方案。從圖1中所示的視頻編碼裝置發(fā)送出并且通過傳輸系統(tǒng)或存儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)送的已編碼數(shù)據(jù)300暫時(shí)存儲(chǔ)在輸入緩沖器301中，并且由多路分解器302基于語法對(duì)每個(gè)幀多路分解。作為結(jié)果的數(shù)據(jù)輸入到變長解碼器303。變長解碼器303解碼已編碼數(shù)據(jù)300的每個(gè)語法的變長碼，以再現(xiàn)量化正交變換系數(shù)，模式信息413，運(yùn)動(dòng)矢量信息414，和索引信息415。
在再現(xiàn)的信息中，量化正交變換系數(shù)由解量化器304解量化，并且由反向正交變換器305反向地正交變換。如果模式信息413指示幀內(nèi)編碼模式，再現(xiàn)視頻信號(hào)從反向正交變換器305輸出。然后，該信號(hào)通過加法器306作為再現(xiàn)視頻信號(hào)310輸出。
如果模式信息413指示幀間編碼模式，預(yù)測(cè)誤差信號(hào)從反向正交變換器305輸出，并且模式選擇開關(guān)309導(dǎo)通。從幀存儲(chǔ)器/預(yù)測(cè)圖像產(chǎn)生器308輸出的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)412由加法器306加到預(yù)測(cè)誤差信號(hào)。結(jié)果，再現(xiàn)視頻信號(hào)310輸出。再現(xiàn)視頻信號(hào)310作為基準(zhǔn)圖像信號(hào)存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器/預(yù)測(cè)圖像產(chǎn)生器308中。
模式信息413，運(yùn)動(dòng)矢量信息414，和索引信息415輸入到幀存儲(chǔ)器/預(yù)測(cè)圖像產(chǎn)生器308。模式信息413也輸入到模式選擇開關(guān)309。在幀內(nèi)編碼模式中，模式選擇開關(guān)309關(guān)閉。在幀間編碼模式中，開關(guān)導(dǎo)通。
像圖1中編碼端上的幀存儲(chǔ)器/預(yù)測(cè)圖像產(chǎn)生器108一樣，幀存儲(chǔ)器/預(yù)測(cè)圖像產(chǎn)生器308包括作為表格的、基準(zhǔn)幀號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)的多個(gè)準(zhǔn)備的組合，并且從表格中選擇由索引信息415所指示的一個(gè)組合。由所選組合的基準(zhǔn)幀號(hào)碼所指示的基準(zhǔn)幀的視頻信號(hào)(再現(xiàn)視頻信號(hào)210)的線性和根據(jù)所選組合的預(yù)測(cè)參數(shù)來計(jì)算，并且基于預(yù)測(cè)參數(shù)的偏移量加到作為結(jié)果的信號(hào)。通過該操作，基準(zhǔn)圖像信號(hào)產(chǎn)生。接著，產(chǎn)生的基準(zhǔn)圖像信號(hào)通過使用由運(yùn)動(dòng)矢量信息414所指示的運(yùn)動(dòng)矢量來運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，從而產(chǎn)生預(yù)測(cè)圖像信號(hào)412。
(關(guān)于幀存儲(chǔ)器/預(yù)測(cè)圖像產(chǎn)生器308)圖6顯示圖5中的幀存儲(chǔ)器/預(yù)測(cè)圖像產(chǎn)生器308的詳細(xì)方案。參考圖6，從圖5中的加法器306輸出的再現(xiàn)視頻信號(hào)310在存儲(chǔ)控制器401的控制下存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器組402中。幀存儲(chǔ)器組402具有用于暫時(shí)保存作為基準(zhǔn)幀的再現(xiàn)視頻信號(hào)310的多個(gè)(N個(gè))幀存儲(chǔ)器FM1～FMN。
預(yù)測(cè)參數(shù)控制器403預(yù)先具有作為像圖3中所示的表格的、基準(zhǔn)幀號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)的組合。預(yù)測(cè)參數(shù)控制器403基于來自圖5中的變長解碼器303的索引信息415，選擇基準(zhǔn)幀的基準(zhǔn)幀號(hào)碼和用來產(chǎn)生預(yù)測(cè)圖像信號(hào)412的預(yù)測(cè)參數(shù)的組合。多個(gè)多幀運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償器404根據(jù)由預(yù)測(cè)參數(shù)控制器403選擇的、基準(zhǔn)幀號(hào)碼和索引信息的組合來產(chǎn)生基準(zhǔn)圖像信號(hào)，并且根據(jù)由來自圖5中的變長解碼器303的運(yùn)動(dòng)矢量信息414所指示的運(yùn)動(dòng)矢量，使用該基準(zhǔn)圖像信號(hào)對(duì)每個(gè)塊執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，從而產(chǎn)生預(yù)測(cè)圖像信號(hào)412。
本發(fā)明的第二實(shí)施方案將緊接著參考圖7和8來描述。因?yàn)樵搶?shí)施方案中的視頻編碼裝置和視頻解碼裝置的整體方案幾乎與第一實(shí)施方案中相同，將僅描述與第一實(shí)施方案的差別。
在該實(shí)施方案中，描述了基于能夠根據(jù)宏塊基礎(chǔ)的模式信息指定多個(gè)基準(zhǔn)幀號(hào)碼的方案來表示預(yù)測(cè)參數(shù)的方法的實(shí)例?；鶞?zhǔn)幀號(hào)碼由每個(gè)宏塊的模式信息來區(qū)別。因此，該實(shí)施方案使用如圖7和8中所示的預(yù)測(cè)參數(shù)的表格，代替使用如第一實(shí)施方案中的、基準(zhǔn)幀號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)的組合的表格。即，索引信息不指示基準(zhǔn)幀號(hào)碼，而僅有預(yù)測(cè)參數(shù)的組合被指定。
圖7中的表格顯示當(dāng)基準(zhǔn)幀的數(shù)目為一時(shí)預(yù)測(cè)參數(shù)的組合的實(shí)例。作為預(yù)測(cè)參數(shù)，(基準(zhǔn)幀的數(shù)目+1個(gè))參數(shù)，即兩個(gè)參數(shù)(一個(gè)加權(quán)因子和一個(gè)偏移量)為亮度信號(hào)(Y)和色差信號(hào)(Cb和Cr)的每個(gè)而指定。
圖8中的表格顯示當(dāng)基準(zhǔn)幀的數(shù)目為二時(shí)預(yù)測(cè)參數(shù)的組合的實(shí)例。在這種情況下，作為預(yù)測(cè)參數(shù)，(基準(zhǔn)幀的數(shù)目+1個(gè))參數(shù)，即三個(gè)參數(shù)(兩個(gè)加權(quán)因子和一個(gè)偏移量)為亮度信號(hào)(Y)和色差信號(hào)(Cb和Cr)的每個(gè)而指定。該表格為編碼端和解碼端而準(zhǔn)備，其中編碼端和解碼端每個(gè)都像第一實(shí)施方案中一樣。
本發(fā)明的第三實(shí)施方案將參考圖9和10來描述。因?yàn)樵搶?shí)施方案中的視頻編碼裝置和視頻解碼裝置的整體方案幾乎與第一實(shí)施方案中相同，下面將僅描述與第一和第二實(shí)施方案的差別。
在第一和第二實(shí)施方案中，視頻以幀為基礎(chǔ)管理。但是，在該實(shí)施方案中，視頻以圖像為基礎(chǔ)管理。如果逐行信號(hào)和交錯(cuò)信號(hào)都作為輸入圖像信號(hào)而存在，圖像不一定以幀為基礎(chǔ)編碼?？紤]到這一點(diǎn)，圖像假設(shè)(a)逐行信號(hào)的一個(gè)幀的圖像，(b)通過合并交錯(cuò)信號(hào)的兩個(gè)場(chǎng)而產(chǎn)生的一個(gè)幀的圖像，或者(c)交錯(cuò)信號(hào)的一個(gè)場(chǎng)的圖像。
如果待編碼圖像是具有像(a)或(b)的幀結(jié)構(gòu)的圖像，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)中使用的基準(zhǔn)圖像也作為幀來管理，不管作為基準(zhǔn)圖像的已編碼圖像具有幀結(jié)構(gòu)還是場(chǎng)結(jié)構(gòu)?；鶞?zhǔn)圖像號(hào)碼分配給該圖像。類似地，如果待編碼圖像是具有像(c)的場(chǎng)結(jié)構(gòu)的圖像，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)中使用的基準(zhǔn)圖像也作為場(chǎng)來管理，不管作為基準(zhǔn)圖像的已編碼圖像具有幀結(jié)構(gòu)還是場(chǎng)結(jié)構(gòu)。基準(zhǔn)圖像號(hào)碼分配給該圖像。
等式(4)，(5)，和(6)是在預(yù)測(cè)參數(shù)控制器203中準(zhǔn)備的、基準(zhǔn)圖像號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)的預(yù)測(cè)等式的實(shí)例。這些實(shí)例是使用一個(gè)基準(zhǔn)圖像信號(hào)由運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)來產(chǎn)生預(yù)測(cè)圖像信號(hào)的預(yù)測(cè)等式。
Y=clip((D1(i)×RY(i)+2LY-1)>>LY+D2(i))---(4)]]>Cb=clip((E1(i)×(RCb(i)-128)+2LC-1)>>LC+E2(i)+128)---(5)]]>Cr=clip((F1(i)×(RCr(i)-128)+2LC-1)>>LC+F2(i)+128)---(6)]]>
其中，Y是亮度信號(hào)的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)，Cb和Cr是兩個(gè)色差信號(hào)的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)，RY(i)，RCb(i)，和RCr(i)是具有索引i的基準(zhǔn)圖像信號(hào)的亮度信號(hào)和兩個(gè)色差信號(hào)的像素值，D1(i)和D2(i)是具有索引i的亮度信號(hào)的預(yù)測(cè)系數(shù)和偏移量，E1(i)和E2(i)是具有索引i的色差信號(hào)Cb的預(yù)測(cè)系數(shù)和偏移量，F(xiàn)1(i)和F2(i)是具有索引i的色差信號(hào)Cr的預(yù)測(cè)系數(shù)和偏移量。索引i表示從0(基準(zhǔn)圖像的最大號(hào)碼-1)，并且為待編碼的每個(gè)塊(例如為每個(gè)宏塊)編碼的值。然后，作為結(jié)果的數(shù)據(jù)傳送到視頻解碼裝置。
預(yù)測(cè)參數(shù)D1(i)，D2(i)，E1(i)，E2(i)，F(xiàn)1(i)和F2(i)由預(yù)先在視頻編碼裝置和視頻解碼裝置之間確定的值或者編碼單位例如幀，場(chǎng)或片段來代表，并且與待從視頻編碼裝置傳送到視頻解碼裝置的已編碼數(shù)據(jù)一起來編碼。通過該操作，這些參數(shù)由兩個(gè)裝置共享。
等式(4)，(5)，和(6)是預(yù)測(cè)等式，其中2的冪，即，2，4，6，8，16，...選作與基準(zhǔn)圖像信號(hào)相乘的預(yù)測(cè)系數(shù)的分母。預(yù)測(cè)等式可以消除除法的必要，并且可以通過算術(shù)移位來計(jì)算。這使得能夠避免因除法而導(dǎo)致的計(jì)算成本的大量增加。
在等式(4)，(5)，和(6)中，a＞＞b的“＞＞”代表將整數(shù)a向右算術(shù)移位b位的操作符。函數(shù)“clip”代表用于將“()”中的值設(shè)置為0當(dāng)它小于0時(shí)，并且將該值設(shè)置為255當(dāng)它大于255時(shí)的裁減函數(shù)。
在這種情況下，假設(shè)LY是亮度信號(hào)的移位量，并且LC是色差信號(hào)的移位量。作為這些移位量LY和LC，使用預(yù)先在視頻編碼裝置和視頻解碼裝置之間確定的值。視頻編碼裝置以預(yù)先確定的編碼單位，例如幀，場(chǎng)，或片段，與表格和已編碼數(shù)據(jù)一起來編碼移位量LY和LC，并且將作為結(jié)果的數(shù)據(jù)傳送到視頻解碼裝置。這使得兩個(gè)裝置能夠共享移位量LY和LC。
在該實(shí)施方案中，像圖9和10中所示的、基準(zhǔn)圖像號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)的組合的表格在圖2中的預(yù)測(cè)參數(shù)控制器203中準(zhǔn)備。參考圖9和10，索引i對(duì)應(yīng)于可以為每個(gè)塊選擇的預(yù)測(cè)圖像。在這種情況下，四種類型的預(yù)測(cè)圖像與索引i的0～3對(duì)應(yīng)地存在。換句話說，“基準(zhǔn)圖像號(hào)碼”是用作基準(zhǔn)圖像的局部解碼視頻信號(hào)的號(hào)碼。
“標(biāo)記(flag)”是指示使用預(yù)測(cè)參數(shù)的預(yù)測(cè)等式是否應(yīng)用于由索引i所指示的基準(zhǔn)圖像號(hào)碼的標(biāo)記。如果標(biāo)記為“0”，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)通過使用與由索引i所指示的基準(zhǔn)圖像號(hào)碼相對(duì)應(yīng)的局部解碼視頻信號(hào)來執(zhí)行，而不使用任何預(yù)測(cè)參數(shù)。如果標(biāo)記為“1”，預(yù)測(cè)圖像通過使用與由索引i所指示的基準(zhǔn)圖像號(hào)碼相對(duì)應(yīng)的局部解碼視頻和預(yù)測(cè)參數(shù)根據(jù)等式(4)，(5)，和(6)來產(chǎn)生，從而執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)。該標(biāo)記信息也通過使用預(yù)先在視頻編碼裝置和視頻解碼裝置之間確定的值，或者以預(yù)先確定的編碼單位，例如幀，場(chǎng)或片段，與表格和已編碼數(shù)據(jù)一起在視頻編碼裝置中編碼。作為結(jié)果的數(shù)據(jù)傳送到視頻解碼裝置。這使得兩個(gè)裝置能夠共享標(biāo)記信息。
在這些情況下，當(dāng)索引i＝0時(shí)，關(guān)于基準(zhǔn)圖像號(hào)碼105，預(yù)測(cè)圖像通過使用預(yù)測(cè)參數(shù)來產(chǎn)生，而當(dāng)i＝1時(shí)，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)執(zhí)行而不使用任何預(yù)測(cè)參數(shù)。如上所述，對(duì)于同一基準(zhǔn)圖像號(hào)碼，可能存在多個(gè)預(yù)測(cè)方案。
圖9中所示的表格具有與等式(4)，(5)，和(6)相一致地分配給亮度和兩個(gè)色差信號(hào)的預(yù)測(cè)參數(shù)D1(i)，D2(i)，E1(i)，E2(i)，F(xiàn)1(i)和F2(i)。圖10顯示預(yù)測(cè)參數(shù)僅分配給亮度信號(hào)的表格的實(shí)例。一般地，與亮度信號(hào)的位數(shù)相比較，色差信號(hào)的位數(shù)不是非常大。出于這個(gè)原因，為了減少產(chǎn)生預(yù)測(cè)圖像所需的計(jì)算量以及表格中傳輸?shù)奈粩?shù)，表格被準(zhǔn)備，其中色差信號(hào)的預(yù)測(cè)參數(shù)被省略，如圖10中所示，并且預(yù)測(cè)參數(shù)僅分配給亮度信號(hào)。在這種情況下，僅等式(4)用作預(yù)測(cè)等式。
等式(7)～(12)是使用多個(gè)(在這種情況下，兩個(gè))基準(zhǔn)圖像的情況下的預(yù)測(cè)等式。
PY(i)=(D1(i)×RY(i)+2LY-1)>>LY+D2(i)---(7)]]>PCb(i)=(E1(i)×(RCb(i)-128)+2LC-1)>>LC+E2(i)+128---(8)]]>PCr(i)=(F1(i)×(RCr(i)-128)+2LC-1)>>LC+F2(i)+128---(9)]]>Y＝clip((PY(i)+PY(j)+1)＞＞1) (10)
Cb＝clip((PCb(i)+PCb(j)+1)＞＞1) (11)Cr＝clip((PCr(i)+PCr(j)+1)＞＞1) (12)預(yù)測(cè)參數(shù)D1(i)，D2(i)，E1(i)，E2(i)，F(xiàn)1(i)，F(xiàn)2(i)，LY和LC以及標(biāo)記的信息件數(shù)是預(yù)先在視頻編碼裝置和視頻解碼裝置之間確定的，或者以編碼單位例如幀，場(chǎng)或片段、與已編碼數(shù)據(jù)一起編碼的值，并且從視頻編碼裝置傳送到視頻解碼裝置。這使得兩個(gè)裝置能夠共享這些件的信息。
如果待解碼圖像是具有幀結(jié)構(gòu)的圖像，用于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)的基準(zhǔn)圖像也作為幀來管理，不管作為基準(zhǔn)圖像的已解碼圖像具有幀結(jié)構(gòu)還是場(chǎng)結(jié)構(gòu)?；鶞?zhǔn)圖像號(hào)碼分配到該圖像。類似地，如果待編程圖像是具有場(chǎng)結(jié)構(gòu)的圖像，用于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)的基準(zhǔn)圖像也作為場(chǎng)來管理，不管作為基準(zhǔn)圖像的已解碼圖像具有幀結(jié)構(gòu)還是場(chǎng)結(jié)構(gòu)。基準(zhǔn)圖像號(hào)碼分配到該圖像。
(關(guān)于索引信息的語法)圖11顯示索引信息在每個(gè)塊中編碼的情況下語法的實(shí)例。首先，模式信息MODE對(duì)于每個(gè)塊而存在。根據(jù)模式信息MODE確定指示索引i的值的索引信息IDi和指示索引j的值的索引信息IDj是否被編碼。在已編碼的索引信息之后，索引i的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)的運(yùn)動(dòng)矢量信息MVi和索引j的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)動(dòng)矢量信息MVj的已編碼信息相加，作為每個(gè)塊的運(yùn)動(dòng)矢量信息。
(關(guān)于已編碼位流的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))圖12顯示當(dāng)預(yù)測(cè)圖像通過使用一個(gè)基準(zhǔn)圖像來產(chǎn)生時(shí)，每個(gè)塊的已編碼位流的具體實(shí)例。索引信息IDi在模式信息MODE之后設(shè)置，并且運(yùn)動(dòng)矢量信息MVi在其后設(shè)置。運(yùn)動(dòng)矢量信息MVi通常是二維矢量信息。依賴于由模式信息所指示的塊中的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法，多個(gè)二維矢量可以進(jìn)一步發(fā)送。
圖13顯示當(dāng)預(yù)測(cè)圖像通過使用兩個(gè)基準(zhǔn)圖像來產(chǎn)生時(shí)，每個(gè)塊的已編碼位流的具體實(shí)例。索引信息IDi和索引信息IDj在模式信息MODE之后設(shè)置，并且運(yùn)動(dòng)矢量信息MVi和運(yùn)動(dòng)矢量信息MVj在其后設(shè)置。運(yùn)動(dòng)矢量信息MVi和運(yùn)動(dòng)矢量信息MVj通常是二維矢量信息。依賴于由模式信息所指示的塊中的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法，多個(gè)二維矢量可以進(jìn)一步發(fā)送。
注意，語法和位流的上述結(jié)構(gòu)可以同樣應(yīng)用于所有實(shí)施方案。
本發(fā)明的第四實(shí)施方案將緊接著參考圖14和15來描述。因?yàn)樵搶?shí)施方案中的視頻編碼裝置和視頻解碼裝置的整體方案幾乎與第一實(shí)施方案中相同，將僅描述與第一，第二和第三實(shí)施方案的差別。在第三實(shí)施方案中，以幀為基礎(chǔ)的編碼和以場(chǎng)為基礎(chǔ)的編碼對(duì)于每個(gè)圖像而切換。在第四實(shí)施方案中，以幀為基礎(chǔ)的編碼和以場(chǎng)為基礎(chǔ)的編碼對(duì)于每個(gè)宏塊而切換。
當(dāng)以幀為基礎(chǔ)的編碼和以場(chǎng)為基礎(chǔ)的編碼對(duì)于每個(gè)宏塊而切換時(shí)，相同的基準(zhǔn)圖像號(hào)碼指示不同的圖像，即使在同一圖像中，依賴于宏塊是以幀為基礎(chǔ)編碼還是以場(chǎng)為基礎(chǔ)編碼。出于這個(gè)原因，使用第三實(shí)施方案中使用的圖9和10中所示的表格，正確的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)可能不會(huì)產(chǎn)生。
為了解決這個(gè)問題，在該實(shí)施方案中，像圖14和15中所示的、基準(zhǔn)圖像號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)的組合的表格在圖2中的預(yù)測(cè)參數(shù)控制器203中準(zhǔn)備。假設(shè)當(dāng)宏塊將以場(chǎng)為基礎(chǔ)編碼時(shí)，與當(dāng)宏塊以幀為基礎(chǔ)編碼時(shí)所使用的基準(zhǔn)圖像號(hào)碼(基準(zhǔn)幀索引號(hào)碼)相對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)參數(shù)相同的預(yù)測(cè)參數(shù)被使用。
圖14顯示當(dāng)宏塊以場(chǎng)為基礎(chǔ)編碼并且待編碼圖像是前場(chǎng)時(shí)所使用的表格。每個(gè)場(chǎng)索引列的上排和下排分別對(duì)應(yīng)于前場(chǎng)和后場(chǎng)。如圖14中所示，幀索引j與場(chǎng)索引k相關(guān)，使得在前場(chǎng)中k＝2j，在后場(chǎng)中k＝2j+1?；鶞?zhǔn)幀號(hào)碼m與基準(zhǔn)場(chǎng)號(hào)碼n相關(guān)，使得在前場(chǎng)中n＝2m，在后場(chǎng)中n＝2m+1。
圖15顯示當(dāng)宏塊以場(chǎng)為基礎(chǔ)編碼并且待編碼圖像是后場(chǎng)時(shí)所使用的表格。像圖14中所示的表格中一樣，每個(gè)場(chǎng)索引列的上排和下排分別對(duì)應(yīng)于前場(chǎng)和后場(chǎng)。如圖15中的表格中，幀索引j與場(chǎng)索引k相關(guān)，使得在前場(chǎng)中k＝2j+1，在后場(chǎng)中k＝2j。這使得能夠?qū)⒆鳛閳?chǎng)索引k的小值指定到同相后場(chǎng)。基準(zhǔn)幀號(hào)碼m與基準(zhǔn)場(chǎng)號(hào)碼n之間的關(guān)系與圖14中的表格中相同。
當(dāng)宏塊將以場(chǎng)為基礎(chǔ)編碼時(shí)，幀索引和場(chǎng)索引通過使用圖14和15中所示的表格編碼作為索引信息。當(dāng)宏塊將以幀為基礎(chǔ)編碼時(shí)，僅有圖14和15中的表格共有的幀索引被索引編碼作為索引信息。
在該實(shí)施方案中，預(yù)測(cè)參數(shù)通過使用一個(gè)表格分配給幀和場(chǎng)。但是，幀的表格和場(chǎng)的表格可以為一個(gè)圖像或片段而單獨(dú)準(zhǔn)備。
上述每個(gè)實(shí)施方案已經(jīng)示例以塊為基礎(chǔ)使用正交變換的視頻編碼/解碼方案。但是，即使使用另一種變換技術(shù)例如子波變換，已經(jīng)在上面的實(shí)施方案中描述的本發(fā)明的技術(shù)也可以使用。
根據(jù)本發(fā)明的視頻編碼和解碼處理技術(shù)可以作為硬件(裝置)或作為軟件使用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。一些處理技術(shù)可以由硬件來實(shí)現(xiàn)，而其他處理技術(shù)可以由軟件來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上面的視頻編碼或視頻解碼的程序，或者一種存儲(chǔ)程序的存儲(chǔ)介質(zhì)。
工業(yè)適用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明的視頻編碼/解碼方法和裝置適合于隨著時(shí)間的過去，亮度改變的視頻，例如尤其是衰減視頻或漸隱視頻被編碼和解碼的圖像處理領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種視頻解碼方法，包括解碼已編碼數(shù)據(jù)的步驟，其中已編碼數(shù)據(jù)包括代表預(yù)測(cè)圖像信號(hào)關(guān)于視頻信號(hào)的誤差的預(yù)測(cè)誤差信號(hào)、運(yùn)動(dòng)矢量信息、和指示至少一個(gè)基準(zhǔn)圖像號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)的組合的索引信息，其中預(yù)測(cè)參數(shù)包括加權(quán)因子和偏移量的信息；根據(jù)包含于索引信息中的加權(quán)因子，通過計(jì)算由包含于已解碼索引信息中的基準(zhǔn)圖像號(hào)碼所指示的基準(zhǔn)圖像信號(hào)的線性和、然后將包含于索引信息中的偏移量加到線性和，來根據(jù)由已解碼索引信息所指示的組合的基準(zhǔn)圖像號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)產(chǎn)生預(yù)測(cè)圖像信號(hào)的步驟；以及通過使用預(yù)測(cè)誤差信號(hào)和預(yù)測(cè)圖像信號(hào)來產(chǎn)生再現(xiàn)視頻信號(hào)的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的視頻解碼方法，其中加權(quán)因子具有2的冪作為分母。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的視頻解碼方法，其中視頻信號(hào)是為逐行信號(hào)的每個(gè)幀而獲得的圖像信號(hào)，或者為通過合并交錯(cuò)信號(hào)的兩個(gè)場(chǎng)所獲得的每個(gè)幀而獲得的圖像信號(hào)，并且基準(zhǔn)圖像號(hào)碼指示以幀為基礎(chǔ)的基準(zhǔn)圖像信號(hào)的號(hào)碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的視頻解碼方法，其中視頻信號(hào)是為交錯(cuò)信號(hào)的每個(gè)場(chǎng)而輸入的圖像信號(hào)，并且基準(zhǔn)圖像信號(hào)號(hào)碼指示以場(chǎng)為基礎(chǔ)的基準(zhǔn)圖像信號(hào)的號(hào)碼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的視頻解碼方法，其中輸入視頻信號(hào)具有亮度信號(hào)和兩個(gè)色差信號(hào)，并且預(yù)測(cè)參數(shù)為亮度信號(hào)和兩個(gè)色差信號(hào)的每一個(gè)而準(zhǔn)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的視頻解碼方法，其中所述亮度信號(hào)和兩個(gè)色差信號(hào)如下確定Y=clip((D1(i)×RY(i)+2LY-1)>>LY+D2(i))]]>Cb=clip((E1(i)×(Rcb(i)-128)+2LC-1)>>LC+E2(i)+128)]]>Cr=clip((F1(i)×(RCr(i)-128)+2LC-1)>>LC+F2(i)+128)]]>其中，Y是亮度信號(hào)的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)，Cb和Cr是兩個(gè)色差信號(hào)的預(yù)測(cè)圖像信號(hào)，RY(i)，RCb(i)，和RCr(i)是具有索引i的基準(zhǔn)圖像信號(hào)的亮度信號(hào)和兩個(gè)色差信號(hào)的像素值，D1(i)和D2(i)是具有索引i的亮度信號(hào)的預(yù)測(cè)系數(shù)和偏移量，E1(i)和E2(i)是具有索引i的色差信號(hào)Cb的預(yù)測(cè)系數(shù)和偏移量，F(xiàn)1(i)和F2(i)是具有索引i的色差信號(hào)Cr的預(yù)測(cè)系數(shù)和偏移量，索引i表示從0開始的值，基準(zhǔn)圖像的最大號(hào)碼-1。
7.一種視頻解碼方法，包括解碼已編碼數(shù)據(jù)的步驟，其中已編碼數(shù)據(jù)包括代表預(yù)測(cè)圖像信號(hào)關(guān)于視頻信號(hào)的誤差的預(yù)測(cè)誤差信號(hào)、運(yùn)動(dòng)矢量信息、和指示指定的基準(zhǔn)圖像號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)的組合的索引信息，預(yù)測(cè)參數(shù)包括加權(quán)因子和偏移量的信息；根據(jù)包含于索引信息中的加權(quán)因子，通過計(jì)算由已解碼基準(zhǔn)圖像號(hào)碼所指示的基準(zhǔn)圖像信號(hào)的線性和、然后將包含于索引信息中的偏移量加到線性和，來根據(jù)由已解碼索引信息所指示的組合的已解碼基準(zhǔn)圖像號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)產(chǎn)生預(yù)測(cè)圖像信號(hào)的步驟；以及通過使用預(yù)測(cè)誤差信號(hào)和預(yù)測(cè)圖像信號(hào)來產(chǎn)生再現(xiàn)視頻信號(hào)的步驟。
8.一種視頻解碼方法，包括解碼已編碼數(shù)據(jù)的步驟，其中已編碼數(shù)據(jù)包括代表預(yù)測(cè)圖像信號(hào)關(guān)于視頻信號(hào)的誤差的預(yù)測(cè)誤差信號(hào)、運(yùn)動(dòng)矢量信息、和指示指定的基準(zhǔn)圖像號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)的組合的索引信息；根據(jù)由已解碼索引信息所指示的組合的基準(zhǔn)圖像號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)來產(chǎn)生預(yù)測(cè)圖像信號(hào)的步驟；以及通過使用預(yù)測(cè)誤差信號(hào)和預(yù)測(cè)圖像信號(hào)來產(chǎn)生再現(xiàn)視頻信號(hào)的步驟，其中，視頻信號(hào)是包括為逐行信號(hào)的每個(gè)幀而獲得的圖像信號(hào)、為通過合并交錯(cuò)信號(hào)的兩個(gè)場(chǎng)而獲得的每個(gè)幀而獲得的圖像信號(hào)、以及為交錯(cuò)信號(hào)的每個(gè)場(chǎng)而獲得的圖像信號(hào)的信號(hào)，當(dāng)視頻信號(hào)是以幀為基礎(chǔ)的圖像信號(hào)時(shí)，基準(zhǔn)圖像信號(hào)號(hào)碼指示以幀為基礎(chǔ)的基準(zhǔn)圖像信號(hào)，而當(dāng)視頻信號(hào)是以場(chǎng)為基礎(chǔ)的圖像信號(hào)時(shí)，基準(zhǔn)圖像信號(hào)號(hào)碼指示以場(chǎng)為基礎(chǔ)的基準(zhǔn)圖像信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的視頻解碼方法，其中預(yù)測(cè)參數(shù)包括加權(quán)因子和偏移量的信息，并且產(chǎn)生預(yù)測(cè)圖像信號(hào)的步驟包括根據(jù)包含于索引信息中的加權(quán)因子，計(jì)算由包含于已解碼索引信息中的基準(zhǔn)圖像號(hào)碼所指示的基準(zhǔn)圖像信號(hào)的線性和，然后將包含于索引信息中的偏移量加到線性和的步驟。
10.一種視頻解碼裝置，包括解碼器，用于解碼已編碼數(shù)據(jù)，其中已編碼數(shù)據(jù)包括代表預(yù)測(cè)圖像信號(hào)關(guān)于視頻信號(hào)的誤差的預(yù)測(cè)誤差信號(hào)、運(yùn)動(dòng)矢量信息、和指示至少一個(gè)基準(zhǔn)圖像號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)的組合的索引信息，其中預(yù)測(cè)參數(shù)包括加權(quán)因子和偏移量的信息；預(yù)測(cè)圖像產(chǎn)生器，根據(jù)包含于索引信息中的加權(quán)因子，通過計(jì)算由包含于已解碼索引信息中的基準(zhǔn)圖像號(hào)碼所指示的基準(zhǔn)圖像信號(hào)的線性和、然后將包含于索引信息中的偏移量加到線性和，來根據(jù)由已解碼索引信息所指示的組合的基準(zhǔn)圖像號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)產(chǎn)生預(yù)測(cè)圖像信號(hào)；以及再現(xiàn)視頻產(chǎn)生器，通過使用預(yù)測(cè)誤差信號(hào)和預(yù)測(cè)圖像信號(hào)來產(chǎn)生再現(xiàn)視頻信號(hào)。
11.一種視頻解碼裝置，包括解碼器，用于解碼已編碼數(shù)據(jù)，其中已編碼數(shù)據(jù)包括代表預(yù)測(cè)圖像信號(hào)關(guān)于視頻信號(hào)的誤差的預(yù)測(cè)誤差信號(hào)、運(yùn)動(dòng)矢量信息、和指示指定的基準(zhǔn)圖像號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)的組合的索引信息，預(yù)測(cè)參數(shù)包括加權(quán)因子和偏移量的信息；預(yù)測(cè)圖像產(chǎn)生器，根據(jù)包含于索引信息中的加權(quán)因子，通過計(jì)算由已解碼基準(zhǔn)圖像號(hào)碼所指示的基準(zhǔn)圖像信號(hào)的線性和、然后將包含于索引信息中的偏移量加到線性和，來根據(jù)由已解碼索引信息所指示的組合的已解碼基準(zhǔn)圖像號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)產(chǎn)生預(yù)測(cè)圖像信號(hào)；以及再現(xiàn)視頻產(chǎn)生器，通過使用預(yù)測(cè)誤差信號(hào)和預(yù)測(cè)圖像信號(hào)來產(chǎn)生再現(xiàn)視頻信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種運(yùn)動(dòng)圖像編碼/解碼裝置，包括圖像存儲(chǔ)器/預(yù)測(cè)圖像產(chǎn)生器(108)。該圖像存儲(chǔ)器/預(yù)測(cè)圖像產(chǎn)生器(108)從預(yù)先準(zhǔn)備的至少一個(gè)基準(zhǔn)圖像號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)之間的多個(gè)組合中選擇一個(gè)組合，并且根據(jù)所選組合的基準(zhǔn)圖像號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)來產(chǎn)生預(yù)測(cè)圖像信號(hào)(212)。該裝置使用變長編碼器(111)來編碼關(guān)于預(yù)測(cè)圖像信號(hào)(212)對(duì)于輸入運(yùn)動(dòng)圖像信號(hào)(100)的預(yù)測(cè)誤差信號(hào)的正交變換系數(shù)信息(210)、指示編碼模式的模式信息(213)、運(yùn)動(dòng)矢量信息(214)以及指示所選基準(zhǔn)圖像號(hào)碼和預(yù)測(cè)參數(shù)的組合的索引信息(215)。
文檔編號(hào)H04N7/50GK1863315SQ20061008995
公開日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2003年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月18日
發(fā)明者中條健, 古藤晉一郎, 菊池義浩 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝