[发明专利]对差分运动矢量编码/解码的设备和方法以及利用该设备和方法对视频编码/解码的设备和方法

说明书

技术领域

在一些实施方式中的本公开涉及差分运动矢量编码/解码设备和方法以及使用该差分运动矢量编码/解码设备和方法的视频编码/解码设备和方法。更特别地，本公开涉及这样的差分运动矢量编码/解码设备和方法以及使用该差分运动矢量编码/解码设备和方法的视频编码/解码设备和方法：以按照搜索区域而不同的分辨率预测运动矢量，并用相应的分辨率来对差分运动矢量进行自适应地编码/解码，从而提高压缩和重构效率。

背景技术

在本部分的说明仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

图1是示出基于H.264/AVC的编码器的配置的示图。如图1所示，基于H.264/AVC的编码器通过执行帧内/帧间预测、变换/量化、熵编码等来对输入视频数据编码。帧内预测是去除时间冗余的处理，并且帧间预测是去除空间冗余的处理。通过变换/量化处理来压缩已去除了冗余的数据。通过熵编码器将压缩后的数据处理成比特流。

视频通常可包括一系列画面，其中每个画面被划分成诸如宏块的预定区域。宏块是视频编码和解码的标准单位。可以根据编码方法将宏块分类为帧内宏块和帧间宏块。帧内宏块表示通过作为帧内预测编码的帧内预测编码方法编码的宏块。帧内预测编码适应于：通过利用经受了先前编码的重构块的像素预测当前块的像素，并在执行了当前编码的当前画面内进行解码，来产生预测块，然后对预测块和当前块的像素之间的差值进行编码。帧间宏块表示通过帧间预测或帧间预测编码所编码的宏块。帧间预测编码适应于：通过参考一个或更多个过去画面或者未来画面预测当前画面中的当前块来产生预测块，然后对预测块与当前块的差值进行编码。这里，在对当前画面编码或解码中被参考的画面被称为参考画面。

图1是示意性示出基于H.264/AVC的视频编码设备的配置的框图。

参照图1，帧间预测器对宏块执行帧间预测，其中，所述宏块以16×16、16×8、8×16、8×8、8×4、4×8和4×4为单位被划分。帧间预测从先前编码的帧中找到具有最高编码效率的块，并对所找到的块和当前将被编码的块之间的差进行编码。寻找具有最高编码效率的处理是预测运动矢量的处理。预测当前块的运动矢量的处理基于下面的等式1在多个备选运动矢量中选择具有最低成本的运动矢量作为最优运动矢量。

M_cost=Distortion+λ·Rate         等式1

在等式1中，Distortion是当前块和由运动矢量指示的块之间的像素差的绝对值之和，Rate是当对预测的运动矢量进行编码时所产生的预测比特值，并且λ是拉格朗日乘子。

对预测运动矢量编码的处理如下。首先对从当前块的邻近块预测的预测运动矢量（PMV）执行计算，接着对PMV和当前块的运动矢量之间的差分矢量执行另一计算。

当预测运动矢量时，可以按整数为单位执行运动估计。然而，为了更精确的运动估计，可以按1/2像素或1/4像素为单位执行运动估计。这是因为，图像不是只以整数像素为单位运动的，而是可以按1/2像素或1/4像素为单位运动。因此，如果仅按整数像素为单位执行运动估计，则在按1/2像素或1/4像素为单位运动的图像中编码效率降低。

考虑该事实，作为现有的常规视频编解码器的JM软件按整数像素、1/2像素并且最后按1/4像素为单位预测运动矢量，并且利用具有当前将被编码的块的编码效率最高的分辨率的运动矢量来压缩信号。另外，KTA软件可以通过按整数像素至1/8像素为单位预测运动矢量来检测更精确的运动，以更精确地预测运动矢量。然而，参考图像不具有1/2像素或1/4像素，而是具有整数像素值。因此，利用给定的整数像素值来产生1/2像素或1/4像素值。

针对作为现有的视频编解码器的软件JM中的用于产生1/2像素和1/4像素值的方法，利用1/2像素周围的6个整数像素值来产生1/2像素，如图2所示。另外，通过对1/4像素周围的1/2像素和整数像素执行双线性插值来获得1/4像素。另一方面，在作为另一参考程序的软件KTA中，可以按一直到1/8像素为单位产生运动矢量。所述方法示出在图3中。

可以通过图4和图5的表来执行常规差分运动矢量编码方法。图4和图5示出当分别按一直到1/4像素和1/8像素为单位使用运动矢量分辨率时对差分运动矢量进行编码的码本。针对编码方法，计算x轴和y轴的差分运动矢量，并且利用图4和图5中表示的值中的与相关差分运动矢量相对应的码号产生比特串。