[发明专利]视频编码中的运动矢量预测子或合并候选的推导方法

说明书

交叉引用

本发明主张在2014年12月9日提出的申请号为62/089,352的美国临时专利申请的优先权。因此在全文中合并参考这些专利申请案。

技术领域

本发明是有关于视频编码，特别是有关于视频编码中的运动矢量预测子或合并候选的推导。

背景技术

数字视频编码标准的发展在过去十年中已经使得诸如智能电话，数字电视和数码相机之类的多媒体系统取得成功。在H.261，MPEG-1，MPEG-2，H.263，MPEG-4和H.264/AVC的标准化活动之后，由于需要更大的图像分辨率、更高的帧速率和更好的视频质量，提高视频压缩性能的需求仍然很强。因此，继续努力开发新的视频编码技术以提高H.264/AVC编码效率。HEVC基于混合块的运动补偿变换编码架构。压缩的基本单位称为编码树单元(coding tree unit,CTU)。每个CTU可以包含一个编码单元(coding unit,CU)或递归地分成四个较小的CU，直到达到预定的最小CU尺寸。每个CU(也称为叶CU)包含一个或多个预测单元(prediction unit,PU)和变换单元(transform unit,TU)树。

通常，CTU由一个亮度编码树块(coding tree block,CTB)和两个对应的色度CTB组成，CU由一个亮度编码块(coding block,CB)和两个对应的色度CB组成，PU由一个亮度预测块(prediction block,PB)和两个相应的色度PB，TU由一个亮度变换块(transform block,TB)和两个相应的色度TB组成。然而，可能会发生异常，因为亮度和色度的最小TB尺寸为4x4(即，不允许使用2x2色度TB用于4：2：0颜色格式)，并且每个帧内色度CB始终只有一个帧内色度PB，而不论在相应的帧内亮度CB中的帧内亮度PB的数目。

对于帧内CU，亮度CB可以被预测为一个PB，或者划分为四个亮度PB并且被预测为单独的PB。对于两个色度CB，每一个总是由一个色度PB预测。虽然每个亮度PB具有一个帧内亮度预测模式，但是两个色度PB共享一个帧内色度预测模式。此外，对于帧内CU，TB的尺寸被限制为不大于PB的尺寸。在每个PB中，应用帧内预测而自TB的相邻重建采样预测PB内的每个TB的采样。对于每个PB，除了33个定向帧内预测模式之外，还支持DC和平面模式来预测平坦区域和逐渐变化的区域。

对于每个帧间PU，可以选择包括帧间，跳过和合并的三种预测模式中的一个。一般来说，引入运动矢量竞争(motion vector competition,MVC)方案来从包括空间和时间运动候选的给定候选集中选择运动候选。对运动估计的多重参考允许在两个可能的重建参考图片列表(即，列表0和列表1)中找到最佳参考。对于帧间模式，已经开发了高级运动矢量预测(advanced motion vector prediction,AMVP)，以基于编码的相邻块导出运动矢量预测候选。因此，帧间模式也称为AMVP模式。对于帧间编码的CU，发送帧间预测指示符(即列表0，列表1或双向预测)，参考索引，运动候选索引，运动矢量差(motion vector differences,MVD)和预测残差。对于跳跃模式和合并模式，仅传送合并索引，并且当前的PU从编码的合并索引参考的相邻PU继承帧间预测子，参考索引和运动矢量。在跳过已编码的CU的情况下，也省略了残差信号。量化，熵编码和去块滤波器(DF)也在HEVC的编码环路中。这三个模块的基本操作与H.264/AVC中使用的相似。

采样自适应偏移(Sample adaptive offset,SAO)是HEVC中采用的新的环路滤波技术，其在去块滤波器(deblocking filter,DF)之后应用。SAO旨在通过将解块的采样分类到不同的类别中，然后为每个类别的去块采样添加一个偏移量来减少采样失真。

在帧间预测中的竞争性的空间-时间运动候选

HEVC中存在用于帧间预测的三种预测模式，包括帧间模式，跳过模式和合并模式。为了提高MV预测和MV编码的编码效率，应用运动矢量竞争(MVC)方案在包含空间和时间运动候选的给定候选列表中选择一个运动候选。MVC方案适用于所有三种模式。

对于帧间模式，发送帧间预测指示符以表示列表0预测，列表1预测或双预测。接下来，当存在多个参考图片时，传送一个或两个参考索引。发送索引以用于每个预测方向，以从候选列表中选择一个运动候选。如图1所示，帧间模式的候选列表包括两个空间运动候选和一个时间运动候选：