專利名稱：亮度補償方法和裝置及編碼和解碼圖像的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及亮度補償方法和裝置，更具體地說，涉及對亮度(illumination ) 進行#卜償以便對圖像進行編碼和解碼的方法和裝置。
背景技術(shù)：
在用于三維(3D)顯示應(yīng)用的多視圖編碼(MVC)中，當(dāng)執(zhí)行相鄰視圖 之間的預(yù)測時，由于對照相機的不正確校準、不同的透視投影方向和不同的 反射效果，導(dǎo)致在相鄰視圖之間發(fā)生亮度變化，結(jié)果，降低了編碼效率。此 外，在單個視圖的情況下，由于因屏幕切換等導(dǎo)致的亮度變化降低了編碼效為了解決這些問題，H.264標(biāo)準使用加權(quán)預(yù)測技術(shù)。該加權(quán)預(yù)測技術(shù)用于在條帶級(slice level)進行運動補償，并且根據(jù)適 當(dāng)?shù)募訖?quán)因子W和附加偏移(additional offset) O來補償亮度。 一種對該加 權(quán)預(yù)測技術(shù)的改進方法是亮度變化自適應(yīng)運動估計/補償(illumination change-adaptive motion estimation/compensation, ICA ME/MC )。根據(jù)ICAME/MC,在YUV彩色格式中的Y分量的情況下，以16x16 塊為單位執(zhí)行ICA ME/MC,并且獲得與每個宏塊相關(guān)的亮度變化差值 (DVIC )。在ICAME/MC中，存在兩種模式。 一種是IC-inter (幀間IC ) 16x16模 式，其使用ICAME/MC,并且在P或B條帶中使用。另 一種是IC-direct (直 接IC) 16xl6模式，其不使用ICA ME/MC，并且僅在B條帶中使用。為了 補償局部亮度變化，幀間(inter) 16x16塊模式和直接(direct) 16x16塊模 式中的每一個都需要1比特的標(biāo)記，即mb—ic一flag。由于在當(dāng)前塊的DVIC和相鄰塊的DVIC之間存在非常高的相關(guān)性，所 以通過獲得當(dāng)前塊的DVIC和相鄰塊的DVIC之間的差并對其進行編碼來傳 送當(dāng)前塊的DVIC?，F(xiàn)在將解釋用于幀間16x16模式的以宏塊為單位的ICAME/MC。對于ICA ME/MC,應(yīng)定義新的絕對差的和(sum of absolute differences,SAD)。假設(shè)在當(dāng)前幀的坐標(biāo)(/,力處的像素是y(/力，在參考幀的坐標(biāo)(/，力處的像素是KW)，則根據(jù)下面的等式1來計算大小為SxT的塊的SAD。這里，SxT 可以是16x16、 16x8、 8x16、 8x8、 8x4、 4x8和4x4。力=H('.， y) — r(/ + x, y +力| ……(等式l)這里，(3c，力是候選運動向量，而(m，w)是當(dāng)前塊的位置。為了補償亮度變化，需要新的SAD。根據(jù)下面的等式2和3來獲得新的SAD:M， Z Z瓜力SxT(等式2)這里，j^cwr是當(dāng)前塊的1"象素的平均4直(mean value), M /是參考塊中的像素 的平均值。而且，(p,《)是參考塊的位置。根據(jù)下面的等式(3)獲得新的SAD， 即NewSAD(x,力m+S—1 '7+7、-iVew&4Z)0,力=Z J] {/a)) — M匿} — {力'+ x，/ + W —(m + x," +力}......(等式3)在ICAME/MC中，基于等式3搜索使NewSAD(x,力最小化的塊(例如， 16xl6塊)，并且找出與該塊對應(yīng)的運動向量(MV)。如果確定了最小化NewSAD(xj)的運動向量MV(x》')，則根據(jù)下面的等 式4來確定亮度補償殘留信號NewR(/，力7<formula>formula see original document page 8</formula>......(等式4)
在這種情況下，為了指示是否使用了 ICAME/MC，將作為1比特標(biāo)記的 mb—ic一flag存儲在句法(syntax )中。在該句法中還包括DVIC的DPCM值。 在當(dāng)前例子中，如果mb—ic—flag是O,則表示未對當(dāng)前塊執(zhí)行ICA MC。如果 mb—ic一flag是1 ，則表示已對當(dāng)前塊執(zhí)行了 ICA MC。
而且，如果mb—ic一flag是1 ，則解碼裝置的ICAME/MC單元通過使用下 面的等式(5)獲得恢復(fù)像素(restoredpixel):
<formula>formula see original document page 8</formula>......(等式5)
這里，臉wi '丫/,力是恢復(fù)的亮度補償殘留信號，而/丫/,》是當(dāng)前幀中的恢復(fù)像素。
在該傳統(tǒng)ICA ME/MC方法中，必須傳送DVIC信息，結(jié)果，降低了編
碼效率。
已提出了一種通過改進傳統(tǒng)亮度方法而能夠省略DVIC信息的補償亮度 的方法。
為了省略DVIC信息，通過使用下面的等式6來生成經(jīng)亮度補償?shù)膮⒖?br> 塊
<formula>formula see original document page 8</formula> ……(等式6 )
在等式6中，"w和、,具有相對于運動向量(x，力而變化的值，并且關(guān)于
每個運動向量具有恒定值。而且，r;乂o;)是運動補償后的參考塊，而./(/,./)是
經(jīng)亮度補償后的參考塊。在使用等式6的亮度補償方法中，根據(jù)線形回歸方
法、基于差的平均的預(yù)測方法和基于平均差的預(yù)測方法，通過使用鄰近當(dāng)前
塊的恢復(fù)像素來執(zhí)行對"w和、，的計算。因此，可以省略DVIC信息。然而， 省略DVIC信息的亮度補償方法根據(jù)所恢復(fù)的鄰近當(dāng)前塊的像素來計算"".和 因而，該方法的亮度變化預(yù)測的性能比使用當(dāng)前塊來計算"^和^的方法的性能要差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種改進的亮度補償方法和裝置以及使用該亮度補償方法 和裝置來編碼和解碼圖像的方法和裝置，在所述亮度補償方法和裝置中，通 過使用當(dāng)前塊的可用像素信息確定亮度補償參數(shù)，并且即使是傳送較小的亮 度補償參數(shù)，也能夠改進亮度補償?shù)男阅堋?br> 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于補償參考塊的亮度的方法，包
括接收鄰近當(dāng)前塊的像素的恢復(fù)值和鄰近參考塊的像素的恢復(fù)值的輸入；
基于所輸入的鄰近當(dāng)前塊的像素的恢復(fù)值和所輸入的鄰近參考塊的像素的恢
復(fù)值，預(yù)測當(dāng)前塊和參考塊的像素的平均值；基于所預(yù)測的當(dāng)前塊的像素的 平均值、所預(yù)測的參考塊的像素的平均值以及當(dāng)前塊和參考塊的像素的值， 確定用于對參考塊進行亮度補償?shù)牧炼妊a償參數(shù)；以及通過使用所確定的亮 度補償參數(shù)，對參考塊執(zhí)行亮度補償。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于補償參考塊的亮度的裝置，包 括平均值預(yù)測單元，用于基于鄰近當(dāng)前塊的像素的恢復(fù)值和鄰近參考塊的 像素的恢復(fù)值，預(yù)測當(dāng)前塊和參考塊的像素的平均值；亮度補償參數(shù)計算單 元，基于所預(yù)測的當(dāng)前塊的像素的平均值、所預(yù)測的參考塊的像素的平均值 以及當(dāng)前塊和參考塊的像素的值，確定用于對參考塊進行亮度補償?shù)牧炼妊a 償參數(shù)；以及亮度補償單元，通過使用所確定的亮度補償參數(shù)，執(zhí)行對參考 塊的亮度補償。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種基于亮度補償來對圖像進行編碼的 方法，該方法包括確定生成當(dāng)前塊的預(yù)測塊所要使用的參考塊；確定用于 對所確定的參考塊進行亮度補償?shù)牧炼妊a償參數(shù)；通過使用所確定的亮度補 償參數(shù)，對所確定的參考塊執(zhí)行亮度補償；通過使用經(jīng)亮度補償后的參考塊 來生成當(dāng)前塊的預(yù)測塊，并且通過對所生成的預(yù)測塊與當(dāng)前塊之間的差值進 行編碼而生成比特流；以及將關(guān)于所確定的亮度補償參數(shù)的信息存儲在所生 成的比特流的預(yù)定區(qū)域內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的另 一方面，提供了 一種基于亮度補償對圖像進行編碼的裝 置，該裝置包括預(yù)測單元，確定生成當(dāng)前塊的預(yù)測塊所要使用的參考塊； 亮度補償單元，確定用于對所確定的參考塊進行亮度補償?shù)牧炼妊a償參數(shù)，并且通過使用所確定的亮度補償參數(shù)來執(zhí)行對參考塊的亮度補償；以及編碼 單元，通過使用經(jīng)亮度補償后的參考塊而生成當(dāng)前塊的預(yù)測塊，并且通過對 所生成的預(yù)測塊與當(dāng)前塊之間的差值進行編碼而生成比特流，以及將關(guān)于所 確定的亮度補償參數(shù)的信息存儲在所生成的比特流的預(yù)定區(qū)域內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的另 一 方面，提供了 一種基于亮度補償來對圖像進行解碼的 方法，該方法包括從所接收的比特流中，從要解碼的當(dāng)前塊中提取預(yù)測模
式信息和亮度補償參數(shù)；通過使用所提取的預(yù)測模式信息，確定當(dāng)前塊的參 考塊；以及通過使用所提取的亮度補償參數(shù)，對所確定的參考塊執(zhí)行亮度補償。


通過參考附圖詳細描述本發(fā)明的示范性實施例，本發(fā)明的上述和其它特
征和優(yōu)點將變得更加明顯，附圖中.
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例對亮度進行補償?shù)难b置的框圖2A和2B是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例來計算所預(yù)測的當(dāng)前 塊和參考塊的像素的平均值的方法和確定亮度補償參數(shù)的方法的圖3A是示出根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的用于8x8模式的編碼順序的 圖，而圖3B是示出根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的用于4x4模式的編碼順序 的圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的用于對亮度進行補償?shù)姆椒ǖ?流程圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的用于對圖像進行編碼的裝置的 結(jié)構(gòu)框圖，該裝置應(yīng)用了亮度補償裝置；
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的對圖像進行編碼的方法的流程 圖，該方法應(yīng)用了亮度補償方法；
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的用于對圖像進行解碼的裝置的 結(jié)構(gòu)框圖；以及
圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例的對圖像進行解碼的方法的流程圖。
具體實施方式
現(xiàn)在將參考附圖更詳細地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的示范性 實施例。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的示范性實施例用于對亮度進行補償?shù)难b置的框圖。
參考圖1,根據(jù)本發(fā)明的當(dāng)前實施例的用于對亮度進行補償?shù)难b置包括
平均值預(yù)測單元110、亮度補償參^:計算單元120和亮度補償單元130。
平均值預(yù)測單元110基于鄰近當(dāng)前塊的像素的恢復(fù)值和鄰近參考塊的像 素的恢復(fù)值，來預(yù)測當(dāng)前塊和參考塊的像素的平均值(直流，DC)。
亮度補償參數(shù)計算單元120基于所預(yù)測的當(dāng)前塊的像素的平均值、所預(yù) 測的參考塊的像素的平均值以及當(dāng)前塊和參考塊的像素，確定用于對參考塊 的亮度進行補償?shù)牧炼妊a償參數(shù)。更具體地，亮度補償參數(shù)計算單元120基 于通過從當(dāng)前塊的像素中減去所預(yù)測的當(dāng)前塊的像素的平均值而獲得的值和 通過從參考塊的像素中減去所預(yù)測的參考塊的像素的平均值而獲得的值，來 確定亮度補償參數(shù)。也就是說，亮度補償參數(shù)計算單元120基于去除了平均 值分量的當(dāng)前塊和參考塊的像素來確定亮度補償參數(shù)。稍后將解釋確定亮度 補償參數(shù)的詳細過程。
亮度補償單元130通過使用亮度補償參數(shù)、所預(yù)測的當(dāng)前塊和參考塊的 平均值、以及參考塊的像素的值，生成當(dāng)前塊的經(jīng)亮度補償后的參考塊。這 里，經(jīng)亮度補償后的參考塊對應(yīng)于當(dāng)前塊的預(yù)測塊。而且，在單個視圖的情 況下，參考塊可以是所恢復(fù)的先前幀中的塊或當(dāng)前幀中已恢復(fù)的不同色彩分 量幀中的塊。在多視圖編碼(MVC)的情況下，參考塊可以是相鄰視圖中的 多個恢復(fù)幀的任何一個中的塊。
圖2A和2B是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的實施例的使用圖1的裝置計算所預(yù) 測的當(dāng)前塊和參考塊的像素的平均值的方法和使用圖1的裝置確定亮度補償 參數(shù)的方法的圖。
參考圖2A，由粗實線指示的塊是與參考幀中的運動向量(xj)對應(yīng)的所恢 復(fù)的大小為16x16的參考塊210。將在與運動向量(x，力對應(yīng)的所恢復(fù)的參考塊 210中的位置(X/)處的恢復(fù)像素值表示為,w"，力。在這種情況下，上標(biāo)符號(') 表示恢復(fù)的值。同時，陰影像素表示鄰近所恢復(fù)的參考塊210的恢復(fù)的像素。 參考圖2B，由粗實線表示的塊是所恢復(fù)的大小為16x16的當(dāng)前塊。將在所恢 復(fù)的當(dāng)前塊220中的位置(X/)處的原始像素的值表示為XV)。陰影像素表示鄰
ii近所恢復(fù)的當(dāng)前塊220的恢復(fù)像素。與圖2A中一樣，圖2B中的上標(biāo)符號(，) 也表示恢復(fù)值。
考慮到塊中的像素和鄰近該塊的像素的亮度之間的差并不顯著，平均值 預(yù)測單元110將當(dāng)前塊的像素的平均值預(yù)測為鄰近當(dāng)前塊的像素的值的平均 值，并且將參考塊的像素的平均值預(yù)測為鄰近參考塊的像素的值的平均值。 參考圖2A和圖2B，在16xl6模式的情況下，可使用下面的等式7來計算鄰 近所恢復(fù)的參考塊210的像素的平均值DC,.和鄰近所恢復(fù)的當(dāng)前塊220的像 素的平均值DCy:
] 15
dcr(/,j')=; H (r1)-+ r'"(-1,A》
》o
32 ......(等式7)
如上所述，考慮到塊中的像素和鄰近該塊的像素的亮度之間的差并不顯 著，平均值預(yù)測單元110將所計算的鄰近所恢復(fù)的參考塊210的像素的平均
值zx;和所計算的鄰近所恢復(fù)的當(dāng)前塊220的像素的平均值Dcy分別確定為
所恢復(fù)的參考塊210預(yù)測乎均值和所恢復(fù)的當(dāng)前塊220的預(yù)測平均值。
同時，可以將根據(jù)當(dāng)前實施例的用于預(yù)測當(dāng)前塊和參考塊的像素的平均 值的處理大致分類為可變(variable) DC模式和固定(fixed) DC模式。在可 變DC模式中，將16x16塊分成16x16、 8x8和4x4大小的塊，然后確定最佳 模式。在固定模式中，從16x16、 Sx8和4x4的塊中確定一個塊的類型，并且 根據(jù)所確定的塊大小，預(yù)測一條、或一幀、或整個圖像的平均值。與上述的 等式7類似，當(dāng)以大小為8x8和4x4的塊為單位預(yù)測當(dāng)前塊和參考塊的像素 的平均值時，可以通過使用下面的等式8和9來預(yù)測平均值
1 s
闊
dc/"力4 S(/V(UU))
16 ho
……(等式8)
12......(等式9)
同時，假設(shè)亮度補償參數(shù)是《、.,v、當(dāng)前塊和參考塊中的每一個的大小是 MxN ( M和N是正整數(shù))、在當(dāng)前塊中位置(^ ) ( 0 ^ / ^ M, 0 ^乂 ^ N, /和_/ 是整數(shù))處的像素值是X/，力、在當(dāng)前塊中位置U"處的像素值的預(yù)測值是
A(V)、在參考塊中位置U"處的像素值的恢復(fù)值是^,/W，則亮度補償單 元130可以使用下面的等式10來預(yù)測當(dāng)前塊中的像素值的預(yù)測值//:(/力 = "(/J)-DC) + DC, ...…等式(10 )
如果將作為鄰近當(dāng)前塊的像素的平均值的ix^移到左側(cè)，則可以知道亮 度補償參數(shù)U^)是基于下列值確定的，即通過從當(dāng)前塊的像素中減去所預(yù) 測的當(dāng)前塊的像素的平均值而獲得的值、以及通過從參考塊的像素中減去所 預(yù)測的參考塊的像素的平均值而獲得的值。在8比特圖像的情況下，可以將
使用等式10計算的當(dāng)前塊的預(yù)測像素值(力"力)截斷(clip)成
之間的值。
再次參考圖1，在亮度補償單元130中，通過將參考塊的恢復(fù)像素與鄰 近該參考塊的像素的平均值之間的差乘以預(yù)定的亮度補償參數(shù)(A,,,),并且 加上鄰近當(dāng)前塊的像素的平均值，生成經(jīng)亮度補償后的參考塊，即當(dāng)前塊的 經(jīng)亮度補償后的預(yù)測塊。然后，亮度補償參數(shù)計算單元120確定亮度補償參 數(shù)("xv)，其使參考塊的經(jīng)亮度補償后的像素(A(/J))與當(dāng)前塊的原始像素 (A/，力)之間的差最小化。在這種情況下，亮度補償參數(shù)計算單元120應(yīng)用 預(yù)定數(shù)目的預(yù)定義的亮度補償參數(shù)中的每一個，例如n個預(yù)定義的亮度補償
參數(shù)(aO,al,…，an)中的每一個，來計算參考塊的經(jīng)亮度補償后的像素(AO/')) 與當(dāng)前塊的原始像素(X/j'))之間的差。然后，亮度補償參數(shù)計算單元120 確定最小化該差值的亮度補償參數(shù)，并且可以向解碼裝置傳送指示所確定的 亮度補償參數(shù)的預(yù)定索引信息項。在這種情況下，僅利用該預(yù)定義的索引信 息項，解碼裝置即可確定亮度補償參數(shù)。
同時，當(dāng)確定了亮度補償參數(shù)時，可以將宏塊劃分成各種大小(諸如16x16， 8x8和4x4)的塊，然后使每個塊具有獨立的亮度補償參數(shù)。圖3A 是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于8x8模式的編碼順序的圖，而圖3B是示 出根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于4x4模式的編碼順序的圖。參考圖3A和圖3B，當(dāng)為8x8或4x4塊單元中的每一個確定亮度補償參 數(shù)時，從左手側(cè)向右手側(cè)并且從上到下地處理每個塊，從而確定亮度補償參 數(shù)?？梢詫⒂糜诖_定亮度補償參數(shù)的模式大致分類為可變模式和固定模式。 可變模式可以包括三種模式，諸如16x16模式、8x8模式和4x4模式。亮度 補償參數(shù)值可以關(guān)于每個模式而變化。固定模式可以包括三種模式，諸如 16x16模式、8x8模式和4x4模式，但是每個16x16塊具有一個亮度補償參 數(shù)。因此，在16x16塊中的所有模式中，對于所有亮度補償參數(shù)使用一個固 定的值。換句話說，與可變模式一樣，.固定模式可以具有用于條帶、幀或整 個圖像的不同大小的塊模式(16xl6模式、8x8模式和4x4模式)。然而，在 可變模式中，每個塊可以可變地具有不同的亮度補償參數(shù)，而在固定模式中， 預(yù)定大小的塊中的子塊具有相同的亮度補償參數(shù)。例如，在固定模式中，16x16 塊中的子塊共享一個亮度補償參數(shù)，但是可以具有與其它16x16塊不同的亮 度補償參數(shù)。在這種情況下，在可變模式中，16x16塊中的每個子塊可以具 有與其它子塊不同的亮度補償參數(shù)。此外，在對16xl6塊的編碼中，當(dāng)應(yīng)用16xl6模式、8x8模式和4x4模 式時，應(yīng)當(dāng)分別傳送l、 4和16個亮度補償參數(shù)。當(dāng)亮度補償參數(shù)的數(shù)目增 加時，應(yīng)當(dāng)傳送的數(shù)據(jù)的童f能增加。因此，在編碼裝置和解碼裝置中預(yù)先 定義一組亮度補償參數(shù)，然后，從該亮度補償參數(shù)組中包括的亮度補償參數(shù) 中確定最合適的亮度補償參數(shù)。然后，通過僅傳送所確定的亮度補償參數(shù)的 索引信息，可以降低要傳送的數(shù)據(jù)的量。而且，在可變模式和固定模式之間， 當(dāng)使用要應(yīng)用的塊大小固定的固定模式時，可以降低模式信息的量。圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的對亮度進行補償?shù)姆椒ǖ牧鞒虉D。在操作410中，接收鄰近當(dāng)前塊的像素的恢復(fù)值和鄰近參考塊的像素的 恢復(fù)值的輸入。這里，在單個視圖的情況下，參考塊可以是所恢復(fù)的先前幀 中的塊或當(dāng)前幀中已恢復(fù)的不同色彩分量幀中的塊。在多視圖編碼(MVC) 的情況下，參考塊可以是相鄰視圖中的所恢復(fù)的幀中的任何一個幀中的塊。在操作420中，基于鄰近當(dāng)前塊的像素的恢復(fù)值和鄰近參考塊的像素的恢復(fù)值的輸入，預(yù)測當(dāng)前塊和參考塊的像素的平均值。如上所述，考慮到塊 中的像素和鄰近該塊的像素的亮度之間的差并不顯著，可以將鄰近當(dāng)前塊的 像素的值的平均值直接預(yù)測為當(dāng)前塊的像素的平均值，并且可以將鄰近參考 塊的像素的值的平均值直接預(yù)測為所述參考塊的像素的平均值。在操作430中，基于所預(yù)測的當(dāng)前塊的像素的平均值、所預(yù)測的參考塊的像素的平均值、以及當(dāng)前塊與參考塊的像素的值，確定用于對參考塊進行亮度補償?shù)牧炼妊a償參數(shù)。如上述的等式IO，通過將參考塊的恢復(fù)像素與鄰近該參考塊的像素的平均值之間的差乘以預(yù)定的亮度補償參數(shù)，然后加上鄰 近當(dāng)前塊的像素的平均值，從而生成經(jīng)亮度補償后的參考塊，即當(dāng)前塊的經(jīng) 亮度補償后的預(yù)測塊。然后，確定亮度補償參數(shù)，其使參考塊的經(jīng)亮度補償 后的像素與當(dāng)前塊的原始像素之間的差最小化。在操作440中，通過使用所確定的亮度補償參數(shù)來執(zhí)行參考塊的亮度補償。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的應(yīng)用了亮度補償裝置的用于對圖像進 行編碼的裝置500的結(jié)構(gòu)的框圖。參考圖5，根據(jù)本發(fā)明的當(dāng)前實施例的用于對圖像進行編碼的裝置500 包括變換和量化單元510、逆變換和逆量化單元520、巾貞存儲單元530、亮度 補償單元540、預(yù)測單元550、減法單元560和加法單元562。變換和量化單元510變換輸入圖像數(shù)據(jù)，以去除圖像數(shù)據(jù)的空間冗余。 而且，通過根據(jù)預(yù)定量化步長對經(jīng)變換編碼獲得的變換系數(shù)值進行量化，獲 得由量化的變換系數(shù)值形成的作為二維(2D)數(shù)據(jù)的NxM個數(shù)據(jù)?？梢允?用的圖像變換的例子是離散余弦變換(DCT)。根據(jù)預(yù)定量化步長執(zhí)行量化。逆變換和逆量化單元520對在變換和量化單元510中量化的圖像數(shù)據(jù)進 行逆量化和逆變換，例如，對逆量化后的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行逆DCT。加法單元562將從預(yù)測單元550輸出的預(yù)測圖像與在逆變換和逆量化單 元520中恢復(fù)的數(shù)據(jù)相加，從而生成恢復(fù)圖像。幀存儲單元530以幀為單位 存儲恢復(fù)圖像。預(yù)測單元550生成要編碼的當(dāng)前塊的預(yù)測塊，并且確定用于生成預(yù)測塊 的參考塊。如上所述，在單個視圖的情況下，參考塊可以是所恢復(fù)的先前幀 中的塊或當(dāng)前幀中已恢復(fù)的不同色彩分量幀中的塊。在MVC的情況下，參 考塊可以是相鄰視圖中的多個所恢復(fù)的幀中的任何一個中的塊。亮度補償單元540確定用于對所確定的參考塊進行亮度補償?shù)牧炼妊a償參數(shù)。通過使用所確定的亮度補償參數(shù)，亮度補償單元540對參考塊執(zhí)行亮 度補償，從而輸出經(jīng)亮度補償后的參考塊。所輸出的經(jīng)亮度補償后的參考塊 對應(yīng)于當(dāng)前塊的預(yù)測塊，并且對作為所輸出的經(jīng)亮度補償后的參考塊與所輸 入的當(dāng)前塊之間的差的殘留塊進行編碼。同時，將關(guān)于在亮度補償單元540 中確定的亮度補償參數(shù)的信息存儲在在熵編碼單元570中生成的比特流的預(yù) 定區(qū)域中，以使得解碼裝置可以確定用于對參考塊進行亮度補償?shù)牧炼妊a償 參數(shù)。由于亮度補償單元540執(zhí)行與圖1所示的亮度補償裝置IOO相同的功 能，所以將不提供對亮度補償單元540的詳細解釋。圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的應(yīng)用了亮度補償方法的對圖像進行 編碼的方法的流程圖。參考圖6,在操作610中確定將被用來生成當(dāng)前塊的預(yù)測塊的參考塊。 在操作620中，確定用爭對所確定的參考塊進行亮度補償?shù)牧炼妊a償參數(shù)。如上所述，通過將參考塊的恢復(fù)像素與鄰近參考塊的像素的平均值之間 的差乘以預(yù)定權(quán)重(即預(yù)定的亮度補償參數(shù))，然后加上鄰近當(dāng)前塊的像素的 平均值，從而生成經(jīng)亮度補償后的參考塊。然后，將最小化參考塊的經(jīng)亮度 補償后的像素與當(dāng)前塊的原始像素之間的差的權(quán)重確定為亮度補償參數(shù)。在操作630中，通過使用所確定的亮度補償參數(shù)來對參考塊執(zhí)行亮度補償。在操作640中，通過使用經(jīng)亮度補償后的參考塊，生成當(dāng)前塊的預(yù)測塊， 并且通過對所生成的預(yù)測塊與當(dāng)前塊之間的差進行編碼來生成比特流。在操作640中，將關(guān)于所確定的亮度補償參數(shù)的信息存儲在所生成的比 特流的預(yù)定區(qū)域中。圖7是示出根據(jù)本發(fā)a月的實施例的用于對圖像進行解碼的裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。參考圖7，根據(jù)本發(fā)明當(dāng)前實施例的用于對圖像進行解碼的裝置包括熵 解碼單元710、逆量化和逆變換單元720、幀存儲單元730、預(yù)測單元740、 亮度補償單元750和加法單元760。熵解碼單元710對編碼的比特流進行熵解碼，從而提取圖像數(shù)據(jù)、預(yù)測 模式信息和亮度補償參數(shù)信息。將經(jīng)熵解碼后的圖像數(shù)據(jù)輸入到逆量化和逆變換單元720，將預(yù)測模式信息輸入到預(yù)測單元740，將亮度補償參數(shù)信息輸 入到亮度補償單元750。逆變換和逆量化單元720對在熵解碼單元710中提取的圖像數(shù)據(jù)進行逆 變換和逆量化。加法單元760將在逆量化和逆變換單元720中逆量化和逆變 換后的圖像數(shù)據(jù)與在亮度補償單元750中經(jīng)亮度補償后的預(yù)測塊相加，從而 恢復(fù)圖像。幀存儲單元730以幀為單位存儲所恢復(fù)的圖像。預(yù)測單元740通過使用從比特流中提取的預(yù)測模式信息，確定要解碼的 當(dāng)前塊的參考塊。亮度補償單元750通過使用從比特流中提取的亮度補償參數(shù)，對所確定的參考塊執(zhí)行亮度補償，從而生成經(jīng)亮度補償后的參考塊。經(jīng)亮度補償后的參考塊對應(yīng)于當(dāng)前塊的預(yù)測塊。圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例對圖像進行解碼的方法的流程圖。 參考圖8,在操作810，從所接收的比特流中提取要解碼的當(dāng)前塊的預(yù)測模式信息和亮度補償參數(shù)。在操作820，通過使用所提取的預(yù)測模式信息，確定當(dāng)前塊的參考塊。 在操作830,通過使用所提取的亮度補償參數(shù)信息，對所確定的參考塊執(zhí)行亮度補償。可以使用上述的等式10來執(zhí)行對參考塊進行亮度補償?shù)奶幚?。在操?40中，通過將經(jīng)亮度補償后的參考塊和所恢復(fù)的殘留數(shù)據(jù)相加 來恢復(fù)當(dāng)前塊。根據(jù)如上所述的本發(fā)明，通過使用當(dāng)前塊的像素值，預(yù)測用于對參考塊 進行亮度補償?shù)牧炼妊a償參數(shù)部分。以此方式，可以有效地反映當(dāng)前塊的圖 像特征，從而與使用僅使用了相鄰像素的亮度補償參數(shù)的傳統(tǒng)技術(shù)相比，提 高了圖像的編碼效率。而且，根據(jù)本發(fā)明，即使利用具有較小數(shù)據(jù)量的亮度補償參數(shù)，也可以 有效地預(yù)測當(dāng)前塊的像素值，從而提高了編碼效率。本發(fā)明也可以被具體化為計算機可讀記錄介質(zhì)上的計算機可讀代碼。所 述計算機可讀記錄介質(zhì)是可以存儲以后可被計算機系統(tǒng)讀取的數(shù)據(jù)的任何數(shù) 據(jù)存儲設(shè)備。計算機可讀記錄介質(zhì)的例子包括只讀存儲器(ROM)、隨機存 取存儲器(RAM)、 CD-ROM、磁盤、軟盤、光學(xué)數(shù)據(jù)存儲設(shè)備和載波(諸 如通過互連網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸)。計算機可讀記錄介質(zhì)也可以分布在連接計算機系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)上，從而以分布式存儲和4丸行計算機可讀代碼。盡管已參考本發(fā)明的示范性實施例具體示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員將會明白，在不背離如下面的權(quán)利要求書中所限定的本發(fā)明 的精神和范圍的情況下，可以在形式上和細節(jié)上做出各種改變。應(yīng)當(dāng)認為本 示范性實施例僅僅是描述性的，而不是用于限制的目的。因而，并非由對發(fā) 明的詳細說明而是由所附的權(quán)利要求書來限定發(fā)明的范圍，并且該范圍內(nèi)的 所有變型都將被認為是包括在本發(fā)明內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于補償參考塊的亮度的方法，包括接收鄰近當(dāng)前塊的像素的恢復(fù)值和鄰近參考塊的像素的恢復(fù)值的輸入；基于所輸入的鄰近當(dāng)前塊的像素的恢復(fù)值和所輸入的鄰近參考塊的像素的恢復(fù)值，預(yù)測當(dāng)前塊和參考塊的像素的平均值；基于所預(yù)測的當(dāng)前塊的像素的平均值、所預(yù)測的參考塊的像素的平均值、以及當(dāng)前塊和參考塊的像素的值，確定用于對參考塊進行亮度補償?shù)牧炼妊a償參數(shù)；以及通過使用所確定的亮度補償參數(shù)，對參考塊執(zhí)行亮度補償。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述預(yù)測當(dāng)前塊和參考塊的像素 的平均值的步驟包括將鄰近當(dāng)前塊的像素的值的平均值預(yù)測為當(dāng)前塊的像 素的平均值，并且將鄰近參考塊的像素的值的平均值預(yù)測為參考塊的像素的 平均值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述確定用于對參考塊進行亮度 補償?shù)牧炼妊a償參數(shù)的步驟還包括確定使經(jīng)亮度補償后的參考塊的像素與 當(dāng)前塊的原始像素之間的差最小化的亮度補償參數(shù)，其中，通過將參考塊的 恢復(fù)像素與鄰近參考塊的像素的平均值之間的差乘以預(yù)定的亮度補償參數(shù)、 然后加上鄰近當(dāng)前塊的像素的平均值，來生成所述經(jīng)亮度補償后的參考塊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述確定用于對參考塊進行亮度 補償?shù)牧炼妊a償參數(shù)的步驟包括假設(shè)亮度補償參數(shù)是"w、當(dāng)前塊和參考塊每一個的大小是MxN、在當(dāng) 前塊中的位置O',y)處的像素值是X/J)、在當(dāng)前塊中的位置處的像素值 的預(yù)測值是/E(/，力、在參考塊中的位置處的像素值的恢復(fù)值是,x,力'，"' 則通過使用下面的等式生成經(jīng)亮度補償后的參考塊<formula>formula see original document page 2</formula>其中，M、 N、 i和j是正整數(shù)，并且0^/^M, 以及計算當(dāng)前塊的每個像素值A(chǔ)V)與預(yù)測值A(chǔ)(X/)之間的差的和，并且確定最 小化所述差的和的亮度補償參數(shù)"、，
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述確定用于對參考塊進行亮度 補償?shù)牧炼妊a償參數(shù)的步驟包括從預(yù)定數(shù)目的預(yù)定義的亮度補償參數(shù)中確定亮度補償參數(shù)，以使得經(jīng)亮度補償后的參考塊與當(dāng)前塊的像素值之間的差 最小化。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，根據(jù)包括可變模式和固定模式的 兩個模式中的一個來執(zhí)行所述確定用于對參考塊進行亮度補償?shù)牧炼妊a償參 數(shù)的步驟，在所述可變模式中，為預(yù)定大小的塊確定不同的亮度補償參數(shù)， 而在所述固定模式中，為預(yù)定大小的塊中的子塊確定相同的亮度補償參數(shù)。
7. —種用于補償參考塊的亮度的裝置，包括平均值預(yù)測單元，其基于鄰近當(dāng)前塊的像素的恢復(fù)值和鄰近參考塊的像 素的恢復(fù)值，預(yù)測當(dāng)前塊和參考塊的像素的平均值；亮度補償參數(shù)計算單元，基于所預(yù)測的當(dāng)前塊的像素的平均值、所預(yù)測的參考塊的像素的平均值、以及當(dāng)前塊和參考塊的像素的值，確定用于對參 考塊進行亮度補償?shù)牧炼妊a償參數(shù)；以及亮度補償單元，其通過使用所確定的亮度補償參數(shù)，對參考塊執(zhí)行亮度 補償。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所迷的裝置，其中，所述平均值預(yù)測單元將鄰近當(dāng)前 塊的像素的值的平均值預(yù)測為當(dāng)前塊的像素的平均值，以及將鄰近參考塊的 像素的值的平均值預(yù)測為參考塊的像素的平均值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述亮度補償參數(shù)計算單元確定 使經(jīng)亮度補償后的參考塊的像素與當(dāng)前塊的原始像素之間的差最小化的亮度 補償參數(shù)，其中，通過將參考塊的恢復(fù)像素與鄰近參考塊的像素的平均值之 間的差乘以預(yù)定的亮度補償參數(shù)、然后加上鄰近當(dāng)前塊的像素的平均值，來 生成所述經(jīng)亮度補償后的參考塊。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，假設(shè)亮度補償參數(shù)是a^、當(dāng)前 塊和參考塊每一個的大小是MxN、在當(dāng)前塊中的位置(V )處的像素值是/(/J)、 在當(dāng)前塊中的位置()處的像素值的預(yù)測值是/￡(/，力、在參考塊中的位置(/，_/ ) 處的像素值的恢復(fù)值是r ，則所述亮度補償單元通過使用下面的等式生 成經(jīng)亮度補償后的參考塊':其中，M、 N、 /和乂是正整l丈，并且0SZ^M,0^/SN;并且所述亮度補償參數(shù)計算單元計算當(dāng)前塊的每個像素值7(/，力與預(yù)測值/￡(/，乂) 之間的差的和，并且確定最小化所述差的和的亮度補償參數(shù)Ow。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述亮度補償參數(shù)計算單元從 預(yù)定數(shù)目的預(yù)定義的亮度補償參數(shù)中確定亮度補償參數(shù)，以使得經(jīng)亮度補償 后的參考塊與當(dāng)前塊的像素值之間的差最小化。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述亮度補償參數(shù)計算單元根據(jù)包括可變模式和固定模式的兩個模式中的 一個來確定用于對參考塊進行亮 度補償?shù)牧炼妊a償參數(shù)，在所述可變模式中，為預(yù)定大小的塊確定不同的亮 度補償參數(shù)，而在所述固定模式中，為預(yù)定大小的塊中的子塊確定相同的亮 度補償參數(shù)。
13. —種基于亮度補償對圖像進行編碼的方法，該方法包括 確定生成當(dāng)前塊的預(yù)測塊所要使用的參考塊； 確定用于對所確定的參考塊進行亮度補償?shù)牧炼妊a償參數(shù)； 通過使用所確定的亮度補償參數(shù)，對所確定的參考塊執(zhí)行亮度補償； 通過使用經(jīng)亮度補償后的參考塊，生成當(dāng)前塊的預(yù)測塊，并且通過對所生成的預(yù)測塊與當(dāng)前塊之間的差值進行編碼而生成比特流；以及將關(guān)于所確定的亮度補償參數(shù)的信息存儲在所生成的比特流的預(yù)定區(qū)域中。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13械迷的方法，其中，所述確定亮度補償參數(shù)的步驟包括通過將參考塊的恢復(fù)像素與鄰近參考塊的像素的平均值之間的差乘以預(yù) 定權(quán)重，然后加上鄰近當(dāng)前塊的像素的平均值，生成經(jīng)亮度補償后的參考塊； 以及將使參考塊的經(jīng)亮度補償后的像素與當(dāng)前塊的像素之間的差最小化的權(quán) 重確定為亮度補償參數(shù)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述確定亮度補償參數(shù)的步驟 包括從預(yù)定數(shù)目的預(yù)定義的亮度補償參數(shù)中確定亮度補償參數(shù)，其使經(jīng)亮 度補償后的參考塊與當(dāng)前塊的像素值之間的差最小化，并且所述存儲關(guān)于所確定的亮度補償參數(shù)的信息的步驟包括將指示所確定 的亮度補償參數(shù)的預(yù)定索引信息存儲在比特流中。
16. —種基于亮度補償對圖像進行編碼的裝置，該裝置包括 預(yù)測單元，其確定生成當(dāng)前塊的預(yù)測塊所要使用的參考塊； 亮度補償單元，其確定用于對所確定的參考塊進行亮度補償?shù)牧炼妊a償參數(shù)，并且通過使用所確定的亮度補償參數(shù)，對參考塊執(zhí)行亮度補償；以及編碼單元，其通過使用經(jīng)亮度補償后的參考塊生成當(dāng)前塊的預(yù)測塊，并 且通過對所生成的預(yù)測塊與當(dāng)前塊之間的差值進行編碼來生成比特流，并且 將關(guān)于所確定的亮度補償參數(shù)的信息存儲在所生成的比特流的預(yù)定區(qū)域中。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述亮度補償單元通過將參考 塊的恢復(fù)像素與鄰近參考塊的像素的平均值之間的差乘以預(yù)定的權(quán)重、然后 加上鄰近當(dāng)前塊的像素的平均值，來生成經(jīng)亮度補償后的參考塊，并且將使 經(jīng)亮度補償后的參考塊的像素與當(dāng)前塊的原始像素之間的差最小化的權(quán)重確 定為亮度補償參數(shù)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述亮度補償單元從預(yù)定數(shù)目 的預(yù)定義的亮度補償參數(shù)中確定亮度補償參數(shù)，其使經(jīng)亮度補償后的參考塊 與當(dāng)前塊的像素值之間的差最小化。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述亮度補償單元從預(yù)定數(shù)目 的預(yù)定義的亮度補償參數(shù)中確定亮度補償參數(shù)，其使經(jīng)亮度補償后的參考塊 與當(dāng)前塊的像素值之間的差最小化，并且所述編碼單元將指示所確定的亮度補償參數(shù)的預(yù)定索引信息存儲在比特 流中。
20. —種用于基于亮度補償來對圖像進行解碼的方法，該方法包括 從所接收的比特流中,從要解碼的當(dāng)前塊中提取預(yù)測模式信息和亮度補償參數(shù)；通過使用所提取的預(yù)測模式信息，確定當(dāng)前塊的參考塊；以及 通過使用所提取的亮度補償參數(shù)，對所確定的參考塊執(zhí)行亮度補償。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述執(zhí)行亮度補償?shù)牟襟E包括 通過將參考塊的恢復(fù)像素與鄰近參考塊的像素的平均值之間的差乘以所提取 的亮度補償參數(shù)、然后加上先前解碼的鄰近當(dāng)前塊的像素的平均值，來生成 經(jīng)亮度補償后的參考塊。
全文摘要
提供了一種用于對參考塊的亮度進行補償?shù)姆椒ê脱b置以及一種使用亮度補償方法和裝置對圖像進行編碼的方法和裝置。用于補償參考塊的亮度的方法包括基于鄰近當(dāng)前塊的像素的恢復(fù)值和鄰近參考塊的像素的恢復(fù)值，預(yù)測當(dāng)前塊和參考塊的像素的平均值；基于所預(yù)測的當(dāng)前塊的像素的平均值、所預(yù)測的參考塊的像素的平均值、以及當(dāng)前塊和參考塊的像素的值，確定亮度補償參數(shù)。
文檔編號H04N7/50GK101325715SQ20081009136
公開日2008年12月17日 申請日期2008年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月11日
發(fā)明者宋秉哲, 李潤九, 金樂勛 申請人:三星電子株式會社