[发明专利]利用在预测器之间的竞争的编码运动矢量

说明书

技术领域

本发明的技术领域在于图像的编码和解码，尤其在于由一系列的连续图像组成的视频流。具体而言，本发明涉及利用不同的编码模式，使用块变换对图像或图像序列进行压缩。

因此，本发明尤其适用于在当前的视频编码器(MPEG，H.264等)或未来的视频编码器(ITU-T/VCEG(H.265)或ISO/MPEG(HVC))中实施的视频编码。

背景技术

目前已存在多种图像编码方案(JPEG、JPEG-XR)或混合视频编码方案(MPEG，H.264)，以及视频数据压缩技术。在这些技术中，大量的视频编码技术使用了视频序列的块式图像，例如应用MPEG组织(MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4的第二部分等)或l’ITU-T(H.261到H.264/AVC)的视频压缩标准的各种技术。

因此，根据H.264技术以及如图1a所示，每幅图像1可细分为多个切片，这些切片又可以细分为宏块10，而宏块10随后被细分为块11。一个块由一组像素组成。

传统上，可通过以下方式来实现对块的编码：对块进行预测，并对即将添加到预测中的预测残余进行编码。所述预测通过已重建的信息(当前图像中的已编码/解码前块，视频编码环境中已初步编码的图像等)来实现。

在给定的编码方案中，可使用多种不同的编码模式来对各个块进行编码。编码模式通常包括两个阶段，第一阶段是预测待编码的样本，接下来的第二阶段是对预测残余进行编码。通常情况下，可用不同的编码模式，例如帧内编码、帧间编码、跳过编码来对各个块进行编码。

对于这些不同的编码模式，第一样本预测阶段通常对应于：

-时间预测，即相对于属于一幅或多幅图像的参考块；和/或

-空间预测，其随着与当前图像的待编码块相邻的块而变化。

如果是后种情况，所述预测无法进行，除非基于之前已进行编码的块。

称为“帧内”模式的编码模式仅使用图像本身所包含的信息换句话说，在帧内模式中编码的图像块的预测依赖于同一图像的之前已编码的相邻块。例如，当前块通过已编码/解码的相邻块的纹理值来编码。

成为“帧内”编码模式的编码模式通过从已编码图像的运动补偿来使用预测。具体而言，这种编码在于考虑一个(或多个)参考图像。针对当前图像的待编码块来设置参考图像与当前图像之间的移位或运动。用于预测待编码块的块是参考图像的像素块以运动矢量值进行移位后的结果。

称为“跳过”模式的编码模式是“帧间”编码的一种特殊模式，可实现没有任何信息传输到解码器的时间预测。换句话说，如果已确定某一块的基础编码信息，则可能“跳过”该块。在这种编码模式中，预测过程是使用当前块以相邻块的运动矢量进行的运动补偿来实现的，且没有预测残余得到编码或解码，其中所述运动补偿的前提是参考图像中必须存在所述相邻块。

对于给定的编码模式，随后建立预测参数，并对其进行编码。例如，根据H.264技术，可能对每个块的预测参数，例如编码模式(帧内、帧间、跳过)、分块类型、关于预测的信息(定向、参考图像等)、运动信息(运动矢量)、纹理信息(纹理值的外推方向)、已编码系统等进行编码。

根据H.264技术，图像I通过空间预测(帧内预测)来进行编码，图像P和B通过相对于通过运动补偿进行编码/解码的其他图像I、P或B的时间预测来进行编码。

在这些预测参数(例如块的运动矢量)的编码过程中，为了降低它们的编码成本，它们的值是从已编码的相邻块的相同预测参数值来预测的，且具有相同的编码模式(例如相邻块的运动矢量)。

例如，用于在“帧间”模式中编码的块上的运动矢量是通过诸如以下项等预测性编码来进行编码的：

-在第一阶段中，为所考虑的块的运动矢量设置预测矢量。通常情况下，称为中间矢量的此类矢量从已编码的相邻块的运动矢量的各个部分的中间值来定义；

-在第二阶段中，对预测错误，即当前块的运动矢量与之前已建立的预测矢量之间的差异进行编码。

该运动矢量预测技术的延伸由J·荣格(J.Jung)和G·拉罗什(G.Laroche)在2006年7月的视频编码专家组(ITU-T VCEG)AC06的文件《针对运动矢量选择和编码和基于竞争的方案》(Competition-Based Scheme for Motion Vector Selection and Coding)中提出。

该技术包括设置正在竞争的多个预测器或预测候选矢量(超出AVC所用的中间预测器)，并指出在预测候选矢量组中，哪个矢量被有效使用。