[发明专利]视频编码设备、方法和程序及视频解码设备、方法和程序

说明书

本申请是基于申请号为200410031291.7、申请日为2004年3月26日、发明名称为“视频编码设备、方法和程序及视频解码设备、方法和程序”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及视频编码设备，视频编码方法，视频编码程序，视频解码设备，视频解码方法和视频解码程序。

背景技术

通常在视频编码设备中，编码目标帧被分成多个预定尺寸的块，并且执行每个块和参考帧中预定区域的预测参考图象之间的运动补偿预测以检测运动向量，从而产生编码目标帧的预测图象。在视频编码设备中，通过相对参考帧的运动向量表示编码目标帧，以便降低时间方向存在的冗余度。此外，通过DCT(离散余弦变换)转换基于编码目标帧和预测图象之间的差的预测残留图象，并且预测残留图象被表示成一组DCT系数，以便降低空间方向存在的冗余度。

在上述视频编码设备中，为了进一步降低时间方向存在的冗余度，通过在参考帧的整数象素之间布置插入象素以执行高分辨率运动补偿预测，从而改进编码效率。通过对6个整数象素应用(1，-5，20，20，-5，1)/16的线性滤波器而得到的象素值被提供给插入象素，其中所述6个整数象素包含分别在左和右两边的3个邻近整数象素，所述插入象素位于沿水平方向对齐的整数象素之间的1/2象素位置。通过对6个整数象素应用(1，-5，20，20，-5，1)/16的线性滤波器而得到的象素值被提供给插入象素，其中所述6个整数象素包含分别在上方和下方的3个邻近整数象素，所述插入象素位于沿垂直方向对齐的整数象素之间的1/2象素位置。在水平方向相邻的1/2象素位置上的插入象素的象素值的均值被提供给插入象素，所述插入象素位于和4个邻近整数象素相距相等距离的位置。此外，由邻近整数象素或1/2象素位置的插入邻近象素中间的两个象素的线性插值被提供给1/4象素位置的插入象素。也就是，通过对邻近整数象素应用滤波而得到的象素值被提供给插入象素，使得即使在参考帧和编码目标帧之间的差异较大的情况下也是如此。于是有效降低了冗余度。

这里，视频编码设备是已知的，其中通过为(3/4，3/4)象素位置上的象素指定4个邻近整数象素的均值来执行运动补偿预测，以进一步改进滤波效果(例如参见G.Bjontegaard，″′奇异位置(Funny Position)′的识别″，ITU-T SG 16/Q15，doc.Q15-K-27，Portland，2000)。在这种视频编码设备中，使用低通滤波器提供插入象素(其中低频带中的频谱通带窄于对应于线性插值的滤波器)，从而进一步改进滤波的效果。结果，降低了冗余度。对其应用低频带中频谱通带较窄的低通滤波器的插入象素被称作″奇异位置″。

发明内容

在上述视频编码设备中遇到以下问题：也就是，虽然通过在对编码目标帧(与参考帧相差较大)分块的情况下提供奇异位置来降低冗余度，然而提供奇异位置会增加对编码目标帧(与参考帧相差较小)分块的情况下与参考帧的差异，导致实现高分辨率运动补偿预测的效果的损失。

为解决上述问题而提出了本发明；本发明的目的是提供一种允许因运动补偿预测分辨率的增加而提高编码效率，并且因滤波而提高编码效率的视频编码设备，视频编码方法和视频编码程序，以及一种根据本发明的视频编码设备所产生的压缩数据恢复视频的视频解码设备，视频解码方法和视频解码程序。

为了解决上述问题，本发明的视频编码设备包括通过以下步骤产生编码目标帧的预测图象的运动补偿预测装置：将编码目标帧分割成多个块；产生通过提供插入象素而形成的预测参考图象，其中通过在参考帧的预定区域的整数邻近象素中的整数象素之间进行插入来产生所述插入象素；和针对多个块中的每个确定预测参考图象的运动向量。运动补偿预测装置具有复杂度提取装置，用于针对多个块中的每个提取表示相对参考帧的移动复杂度的复杂度信息；和预测图象产生装置，用于使用预测参考图象产生预测图象，其中根据提高滤波象素数目的预定规则、按照复杂度信息对预测参考图象提供滤波象素，所述滤波象素具有通过对邻近整数象素应用低通滤波器而产生的象素值，并且所述低通滤波器的低频带中的频谱通带在具有不同高频截止特性的多个低通滤波器中间是较窄的。