專利名稱：指向覆蓋多個(gè)參考圖像分區(qū)的參考區(qū)域的當(dāng)前圖像分區(qū)的移動(dòng)向量的預(yù)測(cè)、以及使用一 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地屬于圖像處理的領(lǐng)域，且更精確地，屬于數(shù)字圖像的和數(shù)字圖像序列的基于競(jìng)爭(zhēng)的編碼和解碼。
背景技術(shù)：
存在若干種編碼和解碼方法，以用于傳送圖像。在主要的編碼類型之中，具體地是諸如所謂的“幀內(nèi)(intra) ”編碼、亦或所謂的“幀間(inter) ”編碼之類的那些編碼，在該所謂的“幀內(nèi)”編碼中，按照自治的方式(即，無需參考其它圖像)來對(duì)圖像進(jìn)行編碼，所謂的“幀間”編碼在于相對(duì)于過去的圖像來對(duì)當(dāng)前圖像進(jìn)行編碼，從而表達(dá)這些圖像之間的差異，并且僅僅傳送此差異。用于前述類型的編碼的方法一般包括預(yù)測(cè)性編碼的步驟，根據(jù)該預(yù)測(cè)性編碼，當(dāng)前圖像的圖像部分(叫做塊或宏塊)被相對(duì)于其它參考?jí)K或宏塊(即，預(yù)先編碼并然后解碼的其它參考?jí)K或宏塊)來進(jìn)行預(yù)測(cè)。在例如H264/MPEG_4AVC(代表了 “高級(jí)視頻編碼”)標(biāo)準(zhǔn)的情況下，宏塊的預(yù)測(cè)性編碼在于，根據(jù)一般具有較小尺寸的塊的形狀的多個(gè)分區(qū)(partition)來對(duì)宏塊進(jìn)行分割。更精確地，在根據(jù)前述標(biāo)準(zhǔn)的幀間編碼的情況下，可以根據(jù)16xl6、8xl6、16x8和 8x8模式來對(duì)要編碼的當(dāng)前宏塊進(jìn)行分區(qū)。如果選擇了 8x8模式，則根據(jù)8χ8、4χ8、8χ4和 4x4模式來對(duì)每個(gè)8x8塊進(jìn)行再次分區(qū)。將每個(gè)當(dāng)前塊與一個(gè)或多個(gè)參考圖像的相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)塊進(jìn)行比較。然后，獲得運(yùn)動(dòng)向量，該運(yùn)動(dòng)向量描述當(dāng)前塊和在先前圖像中的與當(dāng)前宏塊具有相同的位置的參考?jí)K之間的運(yùn)動(dòng)。然后，計(jì)算此運(yùn)動(dòng)向量的預(yù)測(cè)器，從而對(duì)前述的運(yùn)動(dòng)向量與計(jì)算的預(yù)測(cè)器運(yùn)動(dòng)向量之間的殘差進(jìn)行編碼。運(yùn)動(dòng)向量的這種預(yù)測(cè)不適于所有類型的分區(qū)，且尤其地，不適用于在參考宏塊與參考圖像的若干個(gè)參考分區(qū)重疊的情況下。在圖IA中表現(xiàn)了這種情形，該圖IA圖示了用于要根據(jù)前述標(biāo)準(zhǔn)來編碼的圖像N的、要編碼的當(dāng)前宏塊(被表示為MBCn)的時(shí)間預(yù)測(cè)的情況。在所表現(xiàn)的示例中，這種宏塊MBCn具有正方形形狀并且具有4X4類型。宏塊1^(；被其他宏塊BRl、BR2、BR3、BR4所包圍，所述其他宏塊BRl、BR2、BR3、BR4位于最靠近于后者的鄰域中并且具有與宏塊MBCn的形狀和大小相同的形狀和大小。在所表現(xiàn)的示例中，當(dāng)前宏塊MBCn的運(yùn)動(dòng)向量(被表示為MV)指向被表示為N_1 的參考圖像(其例如是先前圖像)的參考宏塊MBCV1處。在先前圖像N-I中，參考宏塊MBCV1 與當(dāng)前宏塊MBCn具有相同的位置。參考宏塊MBCV1的具體特性在于，它與已經(jīng)編碼并然后解碼的參考分區(qū)(在圖IA中被表示為BR' UBR' 2, BR' 3和BR' 4)重疊。在H264/AVC標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用中，僅僅在空間上預(yù)測(cè)前述的運(yùn)動(dòng)向量MV。更精確地，采取參考運(yùn)動(dòng)向量的計(jì)算，該參考運(yùn)動(dòng)向量等于與參考宏塊BR1、BR3、BR4分別相關(guān)聯(lián)的運(yùn)動(dòng)向量MV1、MV3、MV4的中間值。在某些情形下，與參考宏塊BR2相關(guān)聯(lián)的運(yùn)動(dòng)向量MV2可以用于取代向量MVl、MV3、MV4之一。而且，最近已經(jīng)出現(xiàn)了要編碼的當(dāng)前宏塊的新類型的分區(qū)，該分區(qū)還沒有提供在 H264/AVC標(biāo)準(zhǔn)中。因而，如圖IB所表現(xiàn)的，可以將要編碼的當(dāng)前宏塊MBCn分割為線性形狀的、L形狀的、亦或完全任意形狀的幾個(gè)分區(qū)Pl到Pp。H264/AVC標(biāo)準(zhǔn)沒有提供用于適用于圖IB的各種類型分區(qū)的、以及適用于如下特定情況的任何預(yù)測(cè)，在所述情況中，如此分區(qū)的參考宏塊與參考圖像的若干個(gè)分區(qū)重疊。將這種情形表現(xiàn)在圖IC中，該圖IC圖示了用于要根據(jù)前述標(biāo)準(zhǔn)來編碼的圖像N的、要編碼的當(dāng)前宏塊(被表示為MBCn)的時(shí)間預(yù)測(cè)的情況。在所表現(xiàn)的示例中，根據(jù)具有任意幾何形狀的三個(gè)較小分區(qū)PI、P2、P3來分割這種宏塊MBCN。在所表現(xiàn)的示例中，當(dāng)前宏塊MBCn的第一分區(qū)Pl的運(yùn)動(dòng)向量(被表示為MVpl)指向在先前圖像N-I中與當(dāng)前宏塊MBCn具有相同位置的參考圖像N-I的參考宏塊MBCV1的分區(qū)P' 1處。參考宏塊MBCV1的特定特性在于，它與已經(jīng)編碼并然后解碼的參考分區(qū)(在圖 IC中被表示為BR' UBR' 2, BR' 3和BR' 4)重疊。在H264/AVC標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用中，為了預(yù)測(cè)前述運(yùn)動(dòng)向量MVpl，采取參考運(yùn)動(dòng)向量的計(jì)算，該參考運(yùn)動(dòng)向量一般等于與參考宏塊BR1、BR3、BR4分別相關(guān)聯(lián)的運(yùn)動(dòng)向量MV1、M3、MV4 的空間中間值。在顧及以下事實(shí)(該事實(shí)即，在圖像N-I中，在參考分區(qū)P' 1與參考宏塊BR' 1、 BR' 2、BR' 3和BR' 4之間存在形狀上和尺寸上的差異)的情況下，運(yùn)動(dòng)向量的這種空間預(yù)測(cè)可能結(jié)果是缺少精確度。而且，已知用于著眼于對(duì)當(dāng)前宏塊的分區(qū)進(jìn)行幀間編碼而計(jì)算預(yù)測(cè)器運(yùn)動(dòng)向量的其他方案。所述其他方案之一描述在G Laroche, J. Jung 和 B. Pesquet-Popescu 的公開 IEEE Transactions on Circuits and System for Video Technology,第18卷，1247-1257(2008 年九月)中，并且涉及以下情況，其中如在H264/AVC標(biāo)準(zhǔn)中一樣，根據(jù)一般具有較小尺寸的塊的形狀的多個(gè)分區(qū)來對(duì)宏塊進(jìn)行分割。根據(jù)此方案，相對(duì)于參考向量來預(yù)測(cè)當(dāng)前圖像的宏塊的運(yùn)動(dòng)向量，該參考向量被選定為以下向量，所述向量指向在先前圖像中位于與當(dāng)前宏塊具有相同位置的宏塊的頂部且在左邊最遠(yuǎn)處的像素處。如果我們?cè)噲D將后者方案應(yīng)用于圖IA的向量MV的預(yù)測(cè)或者應(yīng)用于圖IC的向量 MVpl的預(yù)測(cè)，則將基于等于運(yùn)動(dòng)向量MV' 2(其與參考宏塊BR' 2相關(guān)聯(lián))的參考運(yùn)動(dòng)向量來獲得向量MV和MVpl中的每一個(gè)，參考宏塊MBCV1的左邊最遠(yuǎn)的像素位于運(yùn)動(dòng)向量MV' 2 與之相關(guān)聯(lián)的參考宏塊BR' 2中。由于與上述原因相同的原因，所以利用這種方案所獲得的運(yùn)動(dòng)向量預(yù)測(cè)也缺少精確度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)之一在于補(bǔ)救前述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。為了此目的，根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種用于相對(duì)于參考分區(qū)的運(yùn)動(dòng)向量來預(yù)測(cè)當(dāng)前圖像分區(qū)的運(yùn)動(dòng)向量的方法，所述參考分區(qū)與所述當(dāng)前分區(qū)具有相同的形狀并且屬于參考圖像，所述參考圖像不同于當(dāng)前圖像并且在完成跟隨有解碼的編碼時(shí)、已經(jīng)被預(yù)先地分割為多個(gè)η個(gè)分區(qū)。根據(jù)本發(fā)明，在其中所述參考分區(qū)與來自該參考圖像的所述多個(gè)η個(gè)分區(qū)之中的 k個(gè)參考分區(qū)的集合重疊的情況下，其中k ^ n，基于屬于與k個(gè)重疊的參考分區(qū)分別相關(guān)聯(lián)的k個(gè)參考運(yùn)動(dòng)向量的集合的至少一個(gè)參考運(yùn)動(dòng)向量的函數(shù)，來確定當(dāng)前圖像分區(qū)的所述運(yùn)動(dòng)向量。通過考慮以下情況，因而，這種安排使得可能顯著地改善預(yù)測(cè)的精確度-當(dāng)前宏塊或參考宏塊的特定分區(qū)，-單獨(dú)被參數(shù)分區(qū)重疊的區(qū)域。而且，根據(jù)本發(fā)明的預(yù)測(cè)可適于任何類型的用于計(jì)算當(dāng)前分區(qū)的預(yù)測(cè)的運(yùn)動(dòng)向量的方案，諸如具體地，根據(jù)H264/AVC標(biāo)準(zhǔn)的方案和在前述的IEEE公開中描述的方案。在一個(gè)實(shí)施例中，該確定當(dāng)前分區(qū)的運(yùn)動(dòng)向量的步驟包括以下步驟-計(jì)算在該參考分區(qū)與分別地k個(gè)重疊的參考分區(qū)之間共享的公共像素的數(shù)目，_基于預(yù)定的比較準(zhǔn)則，來比較計(jì)算出的在k個(gè)重疊的參考分區(qū)之間共享的公共像素的數(shù)目。因而，這種安排使得可能基于某種特征來選擇非常精確的參考運(yùn)動(dòng)向量，所述特征在此是基于在參考分區(qū)與重疊的參考分區(qū)之間共享的公共像素?cái)?shù)量。根據(jù)第一變體，該比較準(zhǔn)則包含從與k個(gè)重疊的參考分區(qū)分別相關(guān)聯(lián)的k個(gè)參考運(yùn)動(dòng)向量之中，選擇與如下的參考分區(qū)相關(guān)聯(lián)的參考運(yùn)動(dòng)向量，該參考分區(qū)的計(jì)算出的公共像素的數(shù)目為最大。根據(jù)第二變體，該比較準(zhǔn)則包含通過計(jì)算出的公共像素的數(shù)目，來對(duì)與k個(gè)重疊的參考分區(qū)分別相關(guān)聯(lián)的k個(gè)參考運(yùn)動(dòng)向量的均值進(jìn)行加權(quán)。根據(jù)第三變體，該比較準(zhǔn)則包含從與k個(gè)重疊的參考分區(qū)分別相關(guān)聯(lián)的k個(gè)參考運(yùn)動(dòng)向量之中，選擇與如下的重疊的參考分區(qū)相關(guān)聯(lián)的參考運(yùn)動(dòng)向量，相比于在所述參考分區(qū)外部，所述重疊的參考分區(qū)在所述參考分區(qū)內(nèi)部具有大多數(shù)的像素。在另一實(shí)施例中，該確定當(dāng)前分區(qū)的運(yùn)動(dòng)向量的步驟包括以下步驟-對(duì)于k個(gè)重疊的參考分區(qū)中的每一個(gè)，計(jì)算取決于所述參考分區(qū)的空間梯度的系數(shù)，-選擇其計(jì)算值為最高的系數(shù)，-選擇與已選擇了其系數(shù)的重疊的參考分區(qū)對(duì)應(yīng)的參考運(yùn)動(dòng)向量。因而，這種安排使得可能基于某種特征來選擇非常精確的參考運(yùn)動(dòng)向量，所述特征在此是基于表達(dá)了參考運(yùn)動(dòng)向量的選定中的置信度的系數(shù)的計(jì)算，所述參考運(yùn)動(dòng)向量被假定為相比于在均質(zhì)性的圖像的區(qū)域中，在包含不連續(xù)性的圖像的區(qū)域中更加精確。根據(jù)一變體，在計(jì)算與k個(gè)重疊的參考分區(qū)分別相關(guān)聯(lián)的k個(gè)參考運(yùn)動(dòng)向量的均值的步驟之后，確定當(dāng)前分區(qū)的運(yùn)動(dòng)向量，這種均值通過k個(gè)計(jì)算出的系數(shù)來進(jìn)行加權(quán)。在另一實(shí)施例中，該確定當(dāng)前分區(qū)的運(yùn)動(dòng)向量的步驟包括以下步驟-選擇參考分區(qū)的特定點(diǎn)，-選擇與包含所選擇的特定點(diǎn)的重疊的參考分區(qū)相關(guān)聯(lián)的參考運(yùn)動(dòng)向量。因而，這種安排使得可能基于某種特征來選擇非常精確的參考運(yùn)動(dòng)向量，所述特征在此是基于參考分區(qū)相對(duì)于所述k個(gè)重疊的參考分區(qū)的定位的估計(jì)。
在另一實(shí)施例中，該確定當(dāng)前分區(qū)的運(yùn)動(dòng)向量的步驟包括以下步驟-在參考分區(qū)中，標(biāo)識(shí)與圖像的內(nèi)容相關(guān)的特征，-選擇與包含所述特征的重疊的參考分區(qū)相關(guān)聯(lián)的參考運(yùn)動(dòng)向量。因而，這種安排使得可能基于某種特征來選擇非常精確的參考運(yùn)動(dòng)向量，所述特征在此是基于在參考分區(qū)中圖案、顏色、輪廓等的標(biāo)識(shí)。根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種用于對(duì)圖像或圖像的序列進(jìn)行編碼、以生成數(shù)據(jù)流的方法，所述數(shù)據(jù)流包括表現(xiàn)了至少一個(gè)圖像分區(qū)的數(shù)據(jù)，這種方法包括預(yù)測(cè)所述圖像分區(qū)的運(yùn)動(dòng)向量的步驟。根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)前述預(yù)測(cè)方法來執(zhí)行這種編碼方法的預(yù)測(cè)步驟。根據(jù)第三方面，本發(fā)明涉及一種用于對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的方法，該數(shù)據(jù)流表現(xiàn)了圖像或圖像的序列，所述流包括表現(xiàn)了至少一個(gè)圖像分區(qū)的數(shù)據(jù)，這種方法包括預(yù)測(cè)所述圖像分區(qū)的運(yùn)動(dòng)向量的步驟。根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)前述預(yù)測(cè)方法來執(zhí)行這種解碼方法的預(yù)測(cè)步驟。有關(guān)聯(lián)地，根據(jù)第四方面，本發(fā)明涉及一種用于相對(duì)于參考分區(qū)的運(yùn)動(dòng)向量來預(yù)測(cè)當(dāng)前圖像分區(qū)的運(yùn)動(dòng)向量的裝置，所述參考分區(qū)與所述當(dāng)前分區(qū)具有相同的形狀并且屬于參考圖像，所述參考圖像不同于當(dāng)前圖像并且在完成跟隨有解碼的編碼時(shí)、已經(jīng)被預(yù)先地分割為多個(gè)η個(gè)分區(qū)。根據(jù)本發(fā)明，在其中所述參考分區(qū)與來自該參考圖像的所述多個(gè)η個(gè)分區(qū)之中的 k個(gè)參考分區(qū)的集合重疊的情況下，其中k < η，這種預(yù)測(cè)裝置包括計(jì)算模塊，能夠基于屬于與k個(gè)重疊的參考分區(qū)分別相關(guān)聯(lián)的k個(gè)參考運(yùn)動(dòng)向量的集合的至少一個(gè)參考運(yùn)動(dòng)向量的函數(shù)，來確定當(dāng)前圖像分區(qū)的所述運(yùn)動(dòng)向量。有關(guān)聯(lián)地，根據(jù)第五方面，本發(fā)明涉及一種用于對(duì)圖像或圖像的序列進(jìn)行編碼、以生成數(shù)據(jù)流的裝置，所述數(shù)據(jù)流包括表現(xiàn)了至少一個(gè)圖像分區(qū)的數(shù)據(jù)，這種裝置包括用于預(yù)測(cè)所述圖像分區(qū)的運(yùn)動(dòng)向量的部件。根據(jù)本發(fā)明，這種編碼裝置的預(yù)測(cè)裝置符合前述預(yù)測(cè)裝置。有關(guān)聯(lián)地，根據(jù)第六方面，本發(fā)明涉及一種用于對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的解碼裝置，該數(shù)據(jù)流表現(xiàn)了圖像或圖像的序列，所述流包括表現(xiàn)了至少一個(gè)圖像分區(qū)的數(shù)據(jù)，這種裝置包括用于預(yù)測(cè)所述圖像分區(qū)的運(yùn)動(dòng)向量的部件。根據(jù)本發(fā)明，這種解碼裝置的預(yù)測(cè)裝置符合前述預(yù)測(cè)裝置。本發(fā)明還涉及一種計(jì)算機(jī)程序，包括指令，用于當(dāng)在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行該計(jì)算機(jī)程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法之一。所述編碼方法、所述解碼方法、所述預(yù)測(cè)裝置、所述編碼裝置和所述解碼裝置至少呈現(xiàn)出與根據(jù)本發(fā)明的預(yù)測(cè)方法所賦予的那些優(yōu)點(diǎn)相同的優(yōu)點(diǎn)。


一旦閱讀了參考附圖所描述的優(yōu)選實(shí)施例，其他特征和優(yōu)點(diǎn)就將變得明顯，在附圖中-圖IA表現(xiàn)了現(xiàn)有技術(shù)的示范時(shí)間預(yù)測(cè)，其利用了圖像N的要編碼的當(dāng)前宏塊與先前圖像N-I的參考宏塊之間的時(shí)間相關(guān)性，該參考宏塊具有正方形形狀，并且與若干個(gè)鄰居參考宏塊重疊，-圖IB表現(xiàn)了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的各種類型的分區(qū)的宏塊分割，-圖IC表現(xiàn)了現(xiàn)有技術(shù)的示范時(shí)間預(yù)測(cè)，其利用了圖像N的要編碼的當(dāng)前宏塊與先前圖像N-I的參考宏塊之間的時(shí)間相關(guān)性，該參考宏塊被根據(jù)任意形狀的若干個(gè)分區(qū)來進(jìn)行分割，并且與若干個(gè)鄰居參考宏塊重疊，-圖2表現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的編碼方法的步驟，-圖3表現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的編碼裝置的實(shí)施例，-圖4表現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的示范時(shí)間預(yù)測(cè)，其利用了當(dāng)前圖像的要編碼的當(dāng)前宏塊與先前圖像的參考宏塊之間的時(shí)間相關(guān)性，-圖5表現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的解碼裝置，-圖6表現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的解碼方法的步驟。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在，將描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中根據(jù)本發(fā)明的編碼方法用于根據(jù)二進(jìn)制流來對(duì)圖像的序列進(jìn)行幀間編碼，該二進(jìn)制流與經(jīng)由根據(jù)H. 264/MPEG-4AVC標(biāo)準(zhǔn)的編碼所獲得的二進(jìn)制流非常相像。在此實(shí)施例中，例如，通過修改初始地符合H. 264/MPEG-4AVC標(biāo)準(zhǔn)的編碼器，而按照軟件或硬件方式來實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的編碼方法。按照包括在圖2中表現(xiàn)的步驟CO到C7的算法的形式來表現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的編碼方法。在圖3所表現(xiàn)的編碼裝置CO中實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的編碼方法。在圖2中表現(xiàn)的第一步驟CO是對(duì)于屬于在圖3中表示為In的要編碼的圖像的序列的圖像的宏塊，選擇與此宏塊相關(guān)聯(lián)的特定分區(qū)。應(yīng)該注意到，步驟CO是可選的，可能通過在整體上考慮當(dāng)前宏塊(即，將當(dāng)前宏塊考慮為一個(gè)單一分區(qū))來執(zhí)行該當(dāng)前宏塊的運(yùn)動(dòng)向量的預(yù)測(cè)。在步驟CO的過程中，例如，將4x4尺寸的且屬于圖像In的宏塊MBn作為輸入而應(yīng)用于在圖3中表現(xiàn)的分區(qū)選擇模塊SP。此分區(qū)模塊SP例如使用用于通過窮舉競(jìng)爭(zhēng)來進(jìn)行選定的方案，亦或使用用于借助于具有先驗(yàn)的算法來進(jìn)行選定的方案。這種方案對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的 (參見G. J. Sullivan 禾口 T. Wiegand, “ Rate-distortion optimization for video compression" ,IEEE Signal Proc. Mag.，第 74-90 頁，1998 年)。因此，在下文中將不描述它們。在編碼器CO的數(shù)據(jù)庫BD中將各種類型的可能的分區(qū)算法分組到一起。它們使得可能獲得當(dāng)前宏塊到矩形或正方形形狀的、或者其他幾何形狀(諸如，實(shí)質(zhì)上線性形狀) 的、或完全任意形狀的多個(gè)分區(qū)中的分割。在所表現(xiàn)的示例中，選擇模塊SP選擇任意類型的分區(qū)。在圖2中表現(xiàn)的接下來的步驟Cl是將宏塊MBn分割為多個(gè)ρ個(gè)要預(yù)測(cè)的分區(qū)。例如，將宏塊MBn分割為任意形狀的三個(gè)分區(qū)Ρ1、Ρ2和Ρ3。通過圖3所表現(xiàn)的宏塊分區(qū)模塊PMBCO來執(zhí)行這種分割，該宏塊分區(qū)模塊PMBCO使用傳統(tǒng)的分區(qū)算法。圖4表現(xiàn)了已經(jīng)在這種分區(qū)之后獲得的宏塊ΜΒν。在分區(qū)步驟Cl之后，在圖2所表現(xiàn)的步驟C2的過程中，分區(qū)模塊PMBCO將剛剛已經(jīng)分區(qū)的宏塊MBn傳送到圖3所表現(xiàn)的預(yù)測(cè)模塊PREDC0。在傳統(tǒng)的方式中，這種預(yù)測(cè)模塊PREDCO意欲預(yù)測(cè)相對(duì)于已經(jīng)編碼并然后解碼的參考宏塊(在圖4中表示為MBivi)所分區(qū)的當(dāng)前宏塊MBn，所述參考宏塊在先前圖像V1中與當(dāng)前宏塊MBn具有相同的位置，所述先前圖像Ih已經(jīng)在完成跟隨有解碼的編碼時(shí)被預(yù)先地分割為多個(gè)η個(gè)分區(qū)r' Ur' 2、···、!·' η。根據(jù)本發(fā)明，參考宏塊MBiv1與k個(gè)參考分區(qū)r' Kr' 2、···、！·' k的集合重疊，其中k彡η。在所表現(xiàn)的示例中，參考宏塊MBiv1與四個(gè)參考分區(qū)r' Kr' 2、r' 3和 r' 4部分地重疊。無需贅述的是，在其它可能的實(shí)施方式中，參考宏塊MBivi可以與參考分區(qū)r' Kr' 2、r' 3和r' 4中的一個(gè)或多個(gè)完全重疊。參考圖3，根據(jù)H. 264/MPEG-4AVC標(biāo)準(zhǔn)來編碼這種參考宏塊MBivi，即，它按照本身已知的方式來經(jīng)歷-通過離散余弦變換和量化進(jìn)行的編碼，這是通過變換和量化模塊TQCO來執(zhí)行的，-和然后的通過逆離散余弦變換和逆量化進(jìn)行的解碼，這是通過逆變換和量化模塊TQICO來執(zhí)行的。仍然參考圖3，根據(jù)本發(fā)明，預(yù)測(cè)模塊PREDCO包括-分區(qū)模塊PMB，意欲根據(jù)多個(gè)參考分區(qū)來分割參考宏塊MBivi，“計(jì)算模塊CAL，意欲基于屬于k個(gè)參考運(yùn)動(dòng)向量MVr' UMVr' 2、-,MVr' k(其分別與k個(gè)重疊的參考分區(qū)rl'、r'k相關(guān)聯(lián))的集合的至少一個(gè)參考運(yùn)動(dòng)向量的函數(shù)，來計(jì)算與當(dāng)前宏塊MBn的分區(qū)P1、P2、…、Pp分別相關(guān)聯(lián)的每個(gè)運(yùn)動(dòng)向量MVpl、MVp2、…、MVpp。在圖2所表現(xiàn)的步驟C3的過程中，圖3的分區(qū)模塊PMB經(jīng)歷根據(jù)ρ個(gè)參考分區(qū)的參考宏塊MBiviW分割。在圖4所表現(xiàn)的示例中，按照與當(dāng)前宏塊MBn—致的方式(即，根據(jù)全都具有不同形狀和尺寸的三個(gè)分區(qū)Pr' UPr' 2和Pr' 3)來分割參考宏塊MBivltj在圖2所表現(xiàn)的步驟C4的過程中，圖3的計(jì)算模塊CAL按照根據(jù)本發(fā)明的在下文中描述的各種方案，來對(duì)于每個(gè)當(dāng)前分區(qū)Ρ1、Ρ2和Ρ3，計(jì)算與其相關(guān)聯(lián)的預(yù)測(cè)的運(yùn)動(dòng)向量 MVpU MVp2 和 MVp30根據(jù)第一方案，模塊CAL作為與在圖4中表現(xiàn)的四個(gè)重疊的參考分區(qū)r' Ur' 2、 r' 3和r' 4分別相關(guān)聯(lián)的參考運(yùn)動(dòng)向量MVr' UMVr' 2,MVr' 3和MVr' 4的函數(shù)，來確定預(yù)測(cè)的當(dāng)前分區(qū)Pl的運(yùn)動(dòng)向量MVpl。這種確定例如在于根據(jù)在下文中的等式來計(jì)算參考運(yùn)動(dòng)向量MVr' UMVr' 2、MVr' 3禾Π MVr' 4的均值。MVp 1 = Moy (MVr‘ 1, MVr' 2, MVr' 3, MVr' 4)根據(jù)第二方案，參考圖4，模塊CAL將預(yù)測(cè)的運(yùn)動(dòng)向量MVpl確定為等于與如下的重疊的參考分區(qū)相關(guān)聯(lián)的參考運(yùn)動(dòng)向量，該重疊的參考分區(qū)具有與參考宏塊MBivi的參考分區(qū)Pr' 1公共的像素的最大數(shù)目。在圖4所表現(xiàn)的示例中，MVpl = MVr' 2。根據(jù)此第二方案的第一變體，模塊CAL將預(yù)測(cè)的運(yùn)動(dòng)向量MVpl確定為等于與如下的重疊的參考分區(qū)相關(guān)聯(lián)的參考運(yùn)動(dòng)向量，該重疊的參考分區(qū)具有與參考宏塊MBivi的參考分區(qū)Pr' 1公共的像素的最大百分比。在圖4所表現(xiàn)的示例中，MVp 1 = MVr ‘ 2。
根據(jù)此第二方案的第二變體，模塊CAL確定參考運(yùn)動(dòng)向量MVr' UMVr' 2、 MVr ‘ 3和MVr ‘ 4的均值，該均值通過在宏塊MBivi的參考分區(qū)Pr ‘ 1與重疊的參考分區(qū) r' Ur' 2、r' 3和r' 4中的每一個(gè)之間共享的像素的公共數(shù)目來進(jìn)行加權(quán)。這種確定相當(dāng)于根據(jù)在下文中的等式來計(jì)算預(yù)測(cè)的運(yùn)動(dòng)向量MVpl。
權(quán)利要求
1.一種用于相對(duì)于參考分區(qū)的運(yùn)動(dòng)向量來預(yù)測(cè)當(dāng)前圖像分區(qū)的運(yùn)動(dòng)向量的方法，所述參考分區(qū)與所述當(dāng)前分區(qū)具有相同的形狀并且屬于參考圖像，所述參考圖像不同于當(dāng)前圖像并且在完成跟隨有解碼的編碼時(shí)、已經(jīng)被預(yù)先地分割為多個(gè)η個(gè)分區(qū)(r' Ur' 2、···、 r' η),所述方法的特征在于在其中所述參考分區(qū)與來自該參考圖像的所述多個(gè)η個(gè)分區(qū) (r' Ur' 2、…、r' η)之中的k個(gè)參考分區(qū)的集合重疊的情況下，其中k彡n，基于屬于與k個(gè)重疊的參考分區(qū)分別相關(guān)聯(lián)的k個(gè)參考運(yùn)動(dòng)向量(mvr' Umvr' 2, -,mvr' k) 的集合的至少一個(gè)參考運(yùn)動(dòng)向量的函數(shù)，來確定當(dāng)前圖像分區(qū)的所述運(yùn)動(dòng)向量。
2.如權(quán)利要求1所述的預(yù)測(cè)方法，其中，該確定當(dāng)前分區(qū)的運(yùn)動(dòng)向量的步驟包括以下步驟-計(jì)算在該參考分區(qū)與分別地k個(gè)重疊的參考分區(qū)之間共享的公共像素的數(shù)目，_基于預(yù)定的比較準(zhǔn)則，來比較計(jì)算出的在k個(gè)重疊的參考分區(qū)之間共享的公共像素的數(shù)目。
3.如權(quán)利要求2所述的預(yù)測(cè)方法，其中，該比較準(zhǔn)則包含從與k個(gè)重疊的參考分區(qū)分別相關(guān)聯(lián)的k個(gè)參考運(yùn)動(dòng)向量之中，選擇與如下的參考分區(qū)相關(guān)聯(lián)的參考運(yùn)動(dòng)向量，該參考分區(qū)的計(jì)算出的公共像素的數(shù)目為最大。
4.如權(quán)利要求2所述的預(yù)測(cè)方法，其中，該比較準(zhǔn)則包含通過計(jì)算出的公共像素的數(shù)目，來對(duì)與k個(gè)重疊的參考分區(qū)分別相關(guān)聯(lián)的k個(gè)參考運(yùn)動(dòng)向量的均值進(jìn)行加權(quán)。
5.如權(quán)利要求2所述的預(yù)測(cè)方法，其中，該比較準(zhǔn)則包含從與k個(gè)重疊的參考分區(qū)分別相關(guān)聯(lián)的k個(gè)參考運(yùn)動(dòng)向量之中，選擇與如下的重疊的參考分區(qū)相關(guān)聯(lián)的參考運(yùn)動(dòng)向量，相比于在所述參考分區(qū)外部，所述重疊的參考分區(qū)在所述參考分區(qū)內(nèi)部具有大多數(shù)的像素。
6.如權(quán)利要求1所述的預(yù)測(cè)方法，其中，該確定當(dāng)前分區(qū)的運(yùn)動(dòng)向量的步驟包括以下步驟-對(duì)于k個(gè)重疊的參考分區(qū)中的每一個(gè)，計(jì)算取決于所述參考分區(qū)的空間梯度的系數(shù)，-選擇其計(jì)算值為最高的系數(shù)，-選擇與已選擇了其系數(shù)的重疊的參考分區(qū)對(duì)應(yīng)的參考運(yùn)動(dòng)向量。
7.如權(quán)利要求1所述的預(yù)測(cè)方法，其中，該確定當(dāng)前分區(qū)的運(yùn)動(dòng)向量的步驟包括以下步驟-對(duì)于k個(gè)重疊的參考分區(qū)中的每一個(gè)，計(jì)算取決于所述參考分區(qū)的空間梯度的系數(shù)，_計(jì)算與k個(gè)重疊的參考分區(qū)分別相關(guān)聯(lián)的k個(gè)參考運(yùn)動(dòng)向量的均值，所述均值通過所述k個(gè)計(jì)算出的系數(shù)來進(jìn)行加權(quán)。
8.如權(quán)利要求1所述的預(yù)測(cè)方法，其中，該確定當(dāng)前分區(qū)的運(yùn)動(dòng)向量的步驟包括以下步驟-選擇參考分區(qū)的特定點(diǎn)，-選擇與包含所選擇的特定點(diǎn)的重疊的參考分區(qū)相關(guān)聯(lián)的參考運(yùn)動(dòng)向量。
9.如權(quán)利要求1所述的預(yù)測(cè)方法，其中，該確定當(dāng)前分區(qū)的運(yùn)動(dòng)向量的步驟包括以下步驟_在參考分區(qū)中，標(biāo)識(shí)與圖像的內(nèi)容相關(guān)的特征，-選擇與包含所述特征的重疊的參考分區(qū)相關(guān)聯(lián)的參考運(yùn)動(dòng)向量。
10.一種用于對(duì)圖像或圖像的序列進(jìn)行編碼、以生成數(shù)據(jù)流(F)的方法，所述數(shù)據(jù)流 (F)包括表現(xiàn)了至少一個(gè)圖像分區(qū)的數(shù)據(jù)，所述方法包括預(yù)測(cè)所述圖像分區(qū)的運(yùn)動(dòng)向量的步驟，所述方法的特征在于根據(jù)如權(quán)利要求1到9中任何一個(gè)所述的方法來執(zhí)行所述預(yù)測(cè)。
11.一種用于對(duì)數(shù)據(jù)流(F)進(jìn)行解碼的方法，該數(shù)據(jù)流(F)表現(xiàn)了圖像或圖像的序列， 所述流包括表現(xiàn)了至少一個(gè)圖像分區(qū)的數(shù)據(jù)，所述方法包括預(yù)測(cè)所述圖像分區(qū)的運(yùn)動(dòng)向量的步驟，所述方法的特征在于根據(jù)如權(quán)利要求1到9中任何一個(gè)所述的方法來執(zhí)行所述預(yù)測(cè)。
12.一種用于相對(duì)于參考分區(qū)的運(yùn)動(dòng)向量來預(yù)測(cè)當(dāng)前圖像分區(qū)的運(yùn)動(dòng)向量的裝置 (PREDCO)，所述參考分區(qū)與所述當(dāng)前分區(qū)具有相同的形狀并且屬于參考圖像，所述參考圖像不同于當(dāng)前圖像并且在完成跟隨有解碼的編碼時(shí)、已經(jīng)被預(yù)先地分割為多個(gè)η個(gè)分區(qū) (r' Ur' 2、".、r' η)，該預(yù)測(cè)裝置的特征在于在其中所述參考分區(qū)與來自該參考圖像的所述多個(gè)η個(gè)分區(qū) (r' Ur' 2、…、r' η)之中的k個(gè)參考分區(qū)的集合重疊的情況下，其中k < n，該預(yù)測(cè)裝置包括計(jì)算模塊(CAL)，能夠基于屬于與k個(gè)重疊的參考分區(qū)分別相關(guān)聯(lián)的k個(gè)參考運(yùn)動(dòng)向量(mvr' Umvr' 2、-,mvr' k)的集合的至少一個(gè)參考運(yùn)動(dòng)向量的函數(shù)，來確定當(dāng)前圖像分區(qū)的所述運(yùn)動(dòng)向量。
13.一種用于對(duì)圖像或圖像的序列進(jìn)行編碼、以生成數(shù)據(jù)流(F)的裝置(CO)，所述數(shù)據(jù)流(F)包括表現(xiàn)了至少一個(gè)圖像分區(qū)的數(shù)據(jù)，所述裝置包括用于預(yù)測(cè)所述圖像分區(qū)的運(yùn)動(dòng)向量的部件，其特征在于，在根據(jù)如權(quán)利要求12所述的裝置的預(yù)測(cè)裝置(PREDCO)中包括所述預(yù)測(cè)部件。
14.一種用于對(duì)數(shù)據(jù)流(F)進(jìn)行解碼的裝置(DO)，該數(shù)據(jù)流(F)表現(xiàn)了圖像或圖像的序列，所述流(F)包括表現(xiàn)了至少一個(gè)圖像分區(qū)的數(shù)據(jù)，所述裝置包括用于預(yù)測(cè)所述圖像分區(qū)的運(yùn)動(dòng)向量的部件，其特征在于，在根據(jù)如權(quán)利要求12所述的裝置的預(yù)測(cè)裝置(PREDDO)中包括所述預(yù)測(cè)部件。
15.一種計(jì)算機(jī)程序，包括指令，用于當(dāng)在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行該計(jì)算機(jī)程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1到11中任何一個(gè)所述的方法之一。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于與參考分區(qū)(Pr′1、Pr′2、…、Pr′p)的移動(dòng)向量相關(guān)地預(yù)測(cè)當(dāng)前圖像分區(qū)(P1、P2、…、Pp)的移動(dòng)向量的方法，所述參考分區(qū)(Pr′1、Pr′2、…、Pr′p)與所述當(dāng)前分區(qū)具有相同的形式并且屬于參考圖像(IN-1)，所述參考圖像(IN-1)不同于當(dāng)前圖像(IN)并且在編碼和隨后的解碼之后、已經(jīng)被預(yù)切割為多個(gè)n個(gè)分區(qū)(r′1、r′2、…、r′n)。一個(gè)這種方法的特征在于當(dāng)所述參考分區(qū)覆蓋了來自所述多個(gè)n個(gè)參考圖像分區(qū)之中的k個(gè)參考分區(qū)的集合時(shí)，其中k≤n，根據(jù)屬于與k個(gè)覆蓋的參考分區(qū)分別相關(guān)聯(lián)的k個(gè)參考移動(dòng)向量的集合的至少一個(gè)參考移動(dòng)向量的函數(shù)，來確定當(dāng)前分區(qū)圖像的所述移動(dòng)向量。
文檔編號(hào)H04N7/26GK102484711SQ201080039103
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
發(fā)明者G.拉羅什, J.瓊, J-M.西塞 申請(qǐng)人:法國電信公司