[发明专利]管理预测运动向量候选

说明书

技术领域

本申请涉及管理PMV候选的方法、视频编码设备、视频解码设备和计算机可读介质。

背景技术

最近的视频编码标准是基于混合编码原理的，它包括视频帧的运动补偿时间预测和帧残差信号的编码。对于有效的运动补偿时间预测，使用基于块的运动模型来描述跨越帧的像素块的运动。为每个运动补偿块指派一个运动向量（对于单预测性时间预测，例如在P帧中）或两个运动向量（对于双预测性时间预测，例如在B帧中）。在视频位流中编码这些运动向量以及帧残差信号。

在高压缩比下（或等效地，在低视频位速率下），运动向量编码花费总位量中的大部分，尤其是在诸如使用小运动补偿块大小的H.264/AVC的最近的视频编码标准中更是如此。通常，使用运动向量的无损预测性编码，即，运动向量MV的编码由以下部分组成：首先，为即将编码的向量构建运动向量预测值PMV；然后，传送运动向量与运动向量预测值之间的差DMV，其中DMV=MV-PMV。

在H.264/AVC中，按三个空间相邻块的运动向量的中值来导出PMV。其它方法还考虑时间相邻块（即，共同位于相邻帧中）来进行运动向量预测。取代使用固定规则来构建PMV，提出了最新的方法，它们明示地发信号通知PMV候选集合PMV_CANDS中的要使用的PMV。尽管这要求额外的位来发信号通知集合中的一个候选，但它总的来说能节省用于运动向量编码的位，因为DMV编码能更加有效。即，标识PMV和发信号通知DMV能比独立地发信号通知MV花费更少的位。

使用PMV候选信令的运动向量编码方案的效率取决于PMV_CANDS中的可用候选的合适性。即，候选列表的构造对编码性能有主要影响。现有的方法通常使用来自空间环绕块或时间相邻块（共同位于相邻帧中的块）的运动向量。PMV_CANDS的这种构造、即只考虑少数几个环绕块作为运动向量预测值的来源能是次优的。

PMV_CANDS中的候选的数量，即PMV_CANDS的“长度”，对编码效率也有主要影响。原因是，候选的数量越大，发信号通知候选之一所要求的位数也越大，而这又造成额外的开销并且因此降低压缩效率。现有的方法假设PMV_CANDS中有固定数量的候选（例如，空间相邻的运动向量）对于视频帧或序列的编码有效，并且只有在一些候选相同时才可减少候选的数量。

运动向量编码能要求在视频编码中有显著比例的可用位速率。改进PMV候选的数量可减小必须发信号通知的差值（DMV）的大小，但是要求更多的信令来标识特定PMV。因此，为了改进视频编码效率，要求改进的方法和设备来管理PMV候选。

Sung Deuk Kim和Jong Beom Ra发表的“An efficient motion vector coding scheme based on minimum bitrate prediction”（IEEE Trans. Image Proc.，第8卷，第8期，1999年8月，第1117-1120页）描述了一种基于最小位速率预测的运动向量编码技术。从三个因果相邻运动向量中选择预测运动向量，以使得它能在运动向量差编码中产生最小位速率。然后，编码预测误差或运动向量差以及用于确定解码器处的预测运动向量的模式信息并将它们按顺序进行传送。

Joel Jung和Guillaume Laroche的“Competition-Based Scheme for Motion Vector Selection and Coding”（Video Coding Experts Group (VCEG) of ITU - Telecommunications Standardization Sector，文献号VCEG-AC06，Klagenfurt, Austria, 2006年7月）描述了一种用于降低视频编码中的运动信息成本的方法。公开了对运动向量预测值的选择所做的两处修改：需要传送的运动向量的预测的改进；以及用于增加不要求发送任何运动信息的宏块的数量的跳过模式。

Jung等人的US 2009/0129464涉及自适应编码和解码。该文献描述了一种用于传送图像部分的方法，凭借此方法，在分析编码上下文的编码阶段，调适能用于编码的一群预测函数的参数。使用所选择的预测函数形成第一预测描述符。确定并传送第一预测描述符和当前描述符之间的余数。

发明内容