[发明专利]用于视频编解码的运动向量限制方法和装置

说明书

公开了用于视频编解码的帧间预测的方法和装置。当子区块运动补偿编解码工具被选择用于当前区块时，所述方法根据子区块运动补偿编解码工具生成与包括或包含在当前区块中的多个子区块相关联的子区块MV(运动向量)，将子区块MV约束到一范围内以形成约束子区块MV，并使用约束子区块MV将运动补偿应用于当前区块或使用一个子区块将运动补偿应用于当前区块，或是如果第一列表中的对应子区块MV在所述范围之外，则使用第二列表中在主要MV周围的范围内的子区块MV对当前区块应用运动补偿。在另一种方法中，仅使用主要参考区块内的参考子区块的参考像素将运动补偿应用于当前区块。

交叉申请

本发明主张在2017年05月18日提出申请的申请号为62/507,838的美国临时专利申请以及在2017年06月14日提出申请的申请号为62/519,214的美国临时专利申请的优先权。上述列出的申请的内容以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及利用基于子区块的编解码工具进行运动估计/补偿的视频编解码(video coding)。具体而言，本发明涉及约束与基于子区块的编解码工具相关联的运动向量，以减少所需的带宽。

背景技术

运动估计/补偿是一种强大的编解码工具，其已被用于各种编解码标准，如MPEG-2、H.264以及新兴的高效视频编解码(HEVC)标准。在编码器侧导出的运动信息必须被传送到解码器侧，这可能消耗相当大的带宽。为了提高运动信息的编解码效率，已经开发了预测性地编解码当前运动向量(MV)的运动向量预测(motion vector prediction，MVP)。

合并模式和AMVP模式

对于每个帧间PU，使用运动估计来确定一个或两个运动向量(MV)。为了提高HEVC中的运动向量(MV)编解码的编解码效率，HEVC运动向量预测(MVP)预测地编码MV。具体而言，HEVC支持用于MVP编解码的跳过和合并模式。对于跳过和合并模式，基于空间相邻区块(空间候选)或时间同位区块(时间候选)的运动信息，来导出一组候选。当使用“跳过”或“合并”模式对PU进行编解码时，没有运动信息被发信。相反地，仅所选候选的索引被编解码。对于跳过模式，残差信号(residual signal)被强制为零并且不被编解码。换言之，没有信息用于发信残差信号。每个合并的PU重新使用所选候选的MV、预测方向和参考图像索引。

对于HEVC中的合并模式，从相邻区块A0、A1、B0和B1导出多达四个空间MV候选，并且从右下区块TBR或中心区块TCT导出一个时间MV候选，如图1所示。对于时间候选，首先使用TBR。如果TBR无法使用，则使用TCT。需注意的是，如果四个空间MV候选中的任何一个无法使用，则使用区块B2来导出MV候选作为替换。在四个空间MV候选和一个时间MV候选的推导流程之后，应用移除冗余(修剪)来移除任何冗余MV候选。如果在去除冗余(修剪)之后，可使用MV候选的数量小于5，则导出三种类型的附加候选并且将其添加到候选集(候选列表)。编码器基于速率-失真优化(rate-distortion optimization，RDO)的决定，在跳过或合并模式的候选集内选择一个最终候选，并将索引传送到解码器。

由于跳过和合并候选的推导是类似的，因此为了方便起见，下文中提到的“合并”模式可以对应至“合并”模式以及“跳过”模式。

MVP技术还应用于预测地编解码运动向量，其被称为进阶运动向量预测(AMVP)。当PU在帧间AMVP模式中被编解码时，运动补偿预测是利用传送的运动向量差(MVD)执行，运动向量差可以与运动向量预测子(MVP)一起用于导出运动向量(MV)。为了在帧间AMVP模式中确定MVP，AMVP架构用于在包括两个空间MVP和一个时间MVP的AMVP候选集中选择运动向量预测子。因此，对于AMVP编解码的区块，用于MVP的AMVP索引及相应的MVD需要被编码和传送。另外，用于指定与每个列表的参考帧索引相关联的双预测和单预测(即列表0(L0)和/或列表1(L1))中的预测方向的帧间预测方向也应被编码并传送。