[发明专利]视频数据管理

说明书

技术领域

本发明总体上涉及视频数据管理，并且更加具体地涉及视频序列的编码和解码。 

背景技术

像素或图像元素预测是诸如H.261、H.263、MPEG-4和H.264[1]之类的视频编码标准的重要部分。在H.264中，采用了三种像素预测方法，即帧内、帧间和双向预测。帧内预测根据当前帧的先前解码像素提供当前块的空间预测。帧间预测使用先前解码帧中相应但发生过位移的块给出当前块的时间预测。 

可以为帧间预测使用多个参考画面，利用参考画面索引来表明使用的是多个参考画面中的哪一个。在P型帧间编码中，仅使用单向预测，并且在列表0中管理允许的参考画面。不过，在B型帧间编码中，管理两个参考画面列表，列表0和列表1。在这样的B型画面中，允许使用列表0或列表1进行单向预测，或者使用来自列表0的参考画面和来自列表1的另一个参考画面的平均值进行双向预测。 

H.264中的加权预测在切片头部中提供针对各个双向预测的加权以及用于加权组合的DC偏移量。在帧间预测中使用加权系数的通式为： 

P＝((w₀*P₀+w₁*P₁)＞＞Shift)+DC    (1) 

其中P₀和w₀是列表0的初始预测符和加权系数，P₁和w₁是列表1的初始预测符和加权系数。DC代表每一帧基础上定义的偏移量，而Shift是移位系数。在双向预测的情况下，w₀＝w₁＝0.5。 

文献[2]建议了混合帧内、帧间、双向编码模式，这种模式允许帧内和帧间预测组合在一起，来对宏块进行混合编码。在这种混合编码中，使用选定帧内和帧间预测的平均值或者帧内和帧间预测的不同加权组合。 

发明内容

中建议的混合编码本质上使用两个输入帧内和帧间预测的和或者使用切片专用的加权。这样，对用作帧间和/或帧内预测的切片的所有宏块中的所有像素应用相同的加权。这从图像质量的角度而言远不是最佳的。 

本发明克服了现有技术方案的这些和其它缺点。 

本发明的总体目的是提供一种高效的视频帧编码和解码。 

本发明的另一个目的是提供一种牵涉到空间和/或时间预测的混合编码和解码。 

由所附权利要求限定的本发明满足了这些和其它目的。 

简要地讲，本发明涉及一种对视频序列中的图像元素组进行编码和解码的混合模式。该混合模式涉及使用图像元素组的至少两个预测和使用图像元素专用加权系数值，其中加权系数值代表预测值的相对不确定性。 

为当前组提供初始第一加权系数。由系数修改量(factormodifier)修改这个初始第一加权系数，以生成包括多个不同系数值的第一加权系数，其将用于修改第一预测的图像元素值。该加权系数修改生成可以反映第一预测的图像元素值中的相对不确定性的加权系数。在优选实施方式中，这个第一预测是帧内预测。在这种情况下，因此可以为当前图像元素组中在空间上较为接近视频帧中的帧内预测的图像元素部分分配与当前组中空间上较远的图像元素相比较高的加权系数。经过修改的加权系数还可以具有为代表图像元素组中的高对比度对象(比如线和边缘)的图像元素位置给予较高加权的加权系数值。 

还为混合模式下的第二组预测提供相应的第二加权系数。在解码中，将所生成的第一加权系数应用于第一预测并且将第二加权系数应用于第二组预测。然后根据这两个加权预测计算出图像元素组的解码版本。 

第二预测可以是帧内预测、帧间预测或甚至构成多个不同的帧内和/或帧间预测。 

本混合处理因此提供了一种组合了不同预测路径(比如空间和时间路径或多个不同的空间路径)的预测机制，以提高视频编码效率。该 混合模式还能够实现为帧内预测刷新提供帧间预测，以提高误差复原(error resilience)。与现有的解决方案相比，帧内加权系数的图像元素或像素专用加权值从根本上提高了本发明的编码/解码质量。 

附图说明

本发明连同它的其它目的和优点可以通过连同附图一起参考下面的描述得到最好的理解，其中： 

图1是图解说明按照本发明的对视频序列帧的图像元素组进行解码的方法的流程图；