[发明专利]通过向量量化对图像进行编码

说明书

技术领域

本发明总体上涉及图像处理领域，并且更确切地，涉及对数字图像以及数字图像序列的编码和解码。

本发明可以具体但不排他地应用于在当前AVC和HEVC视频编码器及其扩展(MVC、3D-AVC、MV-HEVC、3D-HEVC等)中实施的视频编码，以及应用于相应的解码。

背景技术

当前视频编码器(MPEG、H.264、HEVC等)使用对有待编码图像的分块表示。图像被细分为具有方形或矩形形状的多个块，这些块易于以递归的方式依次被细分。

对于所获得的各种块中所考虑的至少一个块，相对于属于相同图像(帧内预测)或者属于已经被解码的图像序列中的一个或多个先前的图像(帧间预测)的预测像素而实施对所考虑的块的像素的预测。这种先前的图像常规地被称为参考图像并且在存储器中被保存在编码器处或者在解码器处。在这种预测的过程中，通过从预测像素中减去所考虑的块的像素来计算数据集合。然后，在可能的数学变换(例如，离散余弦变换型(DCT))之后对所计算的数据集合的系数进行量化，并且然后由熵编码器对其进行编码。所述经编码的数据被写入旨在被传输至解码器的数据信号中。

所述数据信号具体包括：

-预测类型(帧内预测、帧间预测、执行不向解码器传输信息的预测的默认预测(英文为“跳过(skip)”))；

-预测模式(预测方向、参考图像分量等)；

-子块细分类型；

-变换类型，例如，4×4DCT、8×8DCT等……；

-像素值、变换系数值、振幅、包含在所考虑的块或子块中的像素的量化系数的标记。

一旦数据信号已经被解码器接收，则通过逐图像地并且针对每个图像逐块地完成解码。针对每个块，读取数据信号的相应元素。执行块的系数的逆量化和逆变换以产生经解码的残差数据块。接下来，计算对块的预测并且通过将预测添加到经解码的残差数据块中来重构所述块。

以本身已知的方式，对所计算的残差数据块的系数的量化可以是标量类型或向量类型。

标量量化使用在编码时基于被称为QP(英文缩写代表“量化参数(Quantization Parameter)”)的参数而确定的量化步骤。

在编码时，向量量化包括：

-将所述计算的残差数据集合与一起分组在至少一个词典中的多个量化向量进行比较，

-根据预定编码性能标准(诸如例如本领域技术人员所熟知的比特率失真折衷)来选择量化向量之一，

-对与所述已选量化向量相关联的索引进行编码。

然后在数据信号中传输去往解码器的编码索引，所述解码器包含与所述编码器相同的一个或多个词典并且通过对所述已传输索引进行解码并且然后通过确定与所述经解码索引相关联的量化向量来应用逆向量量化。

考虑到量化向量形成预定词典的一部分的事实，可以证明通过向量量化对当前块进行编码不适于对视频信号的统计。

最终，这导致不令人满意的压缩性能。

发明内容

本发明的目的之一是补救上述现有技术的缺点。

出于此目的，本发明的主题涉及一种用于对被分割成多个块的至少一个图像进行编码的方法，所述方法针对所述图像的有待编码的当前块实现以下各项：

-根据从多个预定的预测模式当中选择的预测模式对所述当前块进行预测，

-在完成所述预测时获得预测子块，

-计算表示所述已获得的预测子块与所述当前块之差的第一数据集合，

-将所述计算的所述第一数据集合与多个量化向量进行比较，

-根据预定编码性能标准来选择所述量化向量之一，

-对与所述已选量化向量相关联的索引进行编码。

根据本发明的编码方法值得注意的地方在于，其包括：

-计算表示所述计算的第一数据集合与所述已选量化向量之差的第二数据集合，

-在根据所述计算的第二数据集合的所述数据对所述量化向量中的至少一个量化向量进行修改的过程中对所述计算的第二数据集合进行编码。

这种规定有利地使得可以对以下各项进行聚合：

-从利用第一当前残差数据集合与词典的量化向量之间的关系而得出的益处，

-以及通过对所述量化向量中的至少一个量化向量进行更新而得出的益处，所述更新使得可以随时间推移适配到对编码数据的信号进行修改。

对当前块的预测因此更精确并且更适用于当前的视频环境，这一点的优点是显著提升关于编码数据的待传输至解码器的信号压缩的性能。