[发明专利]运动矢量预测值列表构建方法和视频编解码方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及运动矢量预测值列表构建方法和视频编解码方法及装置。

背景技术

随着光电采集技术的发展及不断增长的高清数字视频需求，视频数据量越来越大，有限异构的传输带宽、多样化的视频应用不断地对视频编码效率提出了更高的需求，高性能视频编码（HEVC，High Efficient Video Coding）标准的制定工作因需启动。

视频编码压缩的基本原理是利用空域、时域和码字之间的相关性，尽可能去除冗余。目前流行做法是采用基于块的混合视频编码框架，通过预测（包括帧内预测和帧间预测）、变换、量化、熵编码等步骤实现视频编码压缩。这种编码框架，显示了很强的生命力，HEVC也仍沿用这种基于块的混合视频编码框架。

在上述编码框架中，视频序列（sequence）包括一系列图像（picture），图像被进一步划分为切片（slice），slice再被划分为块（block）。视频编码以块为单位，可从picture的左上角位置开始从左到右从上到下一行一行进行编码处理。在一些新的视频编码标准中，Block的概念被进一步扩展。在H.264标准中有宏块（MB，Macro Block），MB可进一步划分成多个预测块（partition，可用于预测编码），在HEVC标准中，采用编码单元（CU，Coding Unit），预测单元（PU，Prediction Unit）和变换单元（TU，Transform Unit）等基本概念，从功能上划分了多种Unit，并采用全新的基于树结构进行描述。比如CU可以按照四叉树进行划分为更小的CU，而更小的CU还可以继续划分，从而形成一种四叉树结构。对于PU和TU也有类似的树结构。无论CU，PU还是TU，本质上都属于块block的概念，CU类似于宏块MB或编码块，是对编码图像进行划分和编码的基本单元；PU可对应预测块，是预测编码的基本单元。对CU按照划分模式进一步划分成多个PU；TU可对应变换块，是对预测残差进行变换的基本单元。HEVC标准中则可把它们统称为编码树块（CTB，Coding Tree Block）等。

帧间预测基于运动补偿预测（MCP，Motion Compensated Prediction）的机制进行。当前图像块根据运动矢量（MV，Motion vector）在参考图像中找到对应的参考块，该参考块作为当前图像块的一个预测值。在双向预测编码中当前图像块有两个或多个运动矢量，可以利用这些运动矢量从两个或多个参考图像中获得多个参考块，利用这些参考块获得当前图像块的预测值，比如他们的平均值作为当前图像块的预测值。当前picture编码允许有多个参考图象，这多个参考图象可形成一个参考图象列表（RefPicList），可从RefPicList中选择一个作为当前图像块的参考图象进行预测编码。当前编码块的运动矢量指向该参考图象。如P slice编码时，有一个参考图象列表，P slice中的block的运动矢量指向该参考图象列表中的一个参考图象；而对于B slice允许有最多2个参考图象列表，B slice中的block允许有两个MV，分别指向这两个参考图象列表中的参考图象。

实践中为节约对当前图像块的运动矢量的编码比特开销，可采用MV预测+编码预测差值的方法进行。可通过MV预测技术获得当前图像块的运动矢量预测值（MVP，MV predictor）。MV预测在编码和解码过程中都执行，以获得相同的MVP，实现编码和解码的匹配。

HEVC标准中的扩展编码（SVC，Scalable video coding）标准是一种分层编码技术，支持多层（multi-layer）编码，支持视频在空域、时域和信噪比等方面的可伸缩性。SVC标准涉及的层（layer）可分为基本层（BL，Base Layer）和增强层（EL，Enhancement Layer），其中，增强层的数量可包括多个。对于EL的编码，除了可利用当前layer中的空域和时域预测技术外，还了利用层间预测（ILP，inter-layer prediction）技术。每个layer是一个视频序列，多个层具有相同或相近的视频内容，各层间存在很大的相关性。ILP技术可很好地去除这些相关性，提高增强层的编码压缩性能。