[发明专利]视频信号的编码和解码

说明书

发明领域

本发明涉及视频信号的编码和/或解码，特别涉及使用子波变换的编码和/或解码。

发明背景

由于数字内容分发逐渐流行，对内容信号进行有效编码的重要性逐渐显著。例如，已经开发了多种用于视频信号编码和解码的高级技术及标准，包括公知的MPEG(运动图像专家组)标准。此外，研究在持续进行来开发进一步改进的视频编码技术。近年来，已经对子波变换到视频信号的应用进行了重要的研究。在子波视频编码中，子波最初被用作对于二维变换的替代，并且随后被扩展到时间轴，因而产生了全三维(时间-空间)的子波编码方案。可在不使用或使用运动补偿预测的情况下执行时间方向上的子波变换，后者的情况导致较高的压缩比。

用于有效视频编码的关键技术基于视频帧的时间及空间去相关。在时间及空间域内子波变换的应用提供了高的编码效率，并实现了视频比特流嵌入及可调节的表示。

在视频编码中，在连续帧间信息的冗余通常用于减小编码速率。典型地，视频序列中邻近的帧包括类似的图像，因此可能使用来自已经编码帧的数据来表示帧信息。特别地，运动补偿技术用于移除时间冗余来产生所谓的时间帧。本文中使用的运动模型(例如公知的基于块的模型)作为驱动运动补偿的参数。

已经提出了使用自适应子波变换来对图像进行编码，而不使用基本函数的固定集合。这可实现高能量压缩，以及因此实现有效编码。然而，还存在多种与当前已知的自适应子波变换编码技术相关的缺陷。

特别地，现有技术趋向于集中于单独的图像，从而没有充分利用视频信号的时间特征信息。此外，大多数使用自适应子波变换的公知技术基于图像内不同区域的显式标识，对这些区域采用子波变换并在编码数据中包括标识这些区域的数据。尽管这可实现自适应子波变换编码，但其增加了必须包括在数据流中的额外的附带数据，从而提高了数据速率。同样，已知技术在多种情况中趋向于达到非最佳的编码性能，特别是对图像特征的子波变换的自适应趋向于是非最佳的。

因此，用于视频编码的改进的系统会是有利的，特别是实现增加的灵活度、改进的子波变换编码/解码、改进的自适应、容易的执行、减小的计算需求、减小的数据速率和/或改进的性能的系统会是有利的。

发明内容

因而，本发明寻求优选地单独或组合地减轻、缓和或消除上述缺陷中的一个或多个。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于编码视频信号的编码器，该编码器包括：用于产生该视频信号的经过运动补偿的视频帧的装置；子波装置，用于对该经过运动补偿的视频帧应用自适应空间子波变换来产生空间变换帧；用于响应于所述空间变换帧产生所述视频信号的编码视频数据的装置；以及，自适应装置，用于响应于所述经过运动补偿的视频帧的运动数据，确定用于所述自适应空间子波变换的自适应参数。

本发明可实现改进的视频编码。可使用更紧密反映经过运动补偿的视频帧特征的改进的子波变换，从而实现导致改进的质量数据速率比的更有效的编码。本发明可在编码器(和解码器)上实现自适应空间子波变换的自适应，而不会导致使用编码视频数据分发用于该自适应的显式数据的必要性。因此，可实现减小的数据速率。同样，该自适应可基于已经出于其它目的被执行并导致便利的及减小复杂度执行的处理。

本发明考虑到视频信号的空间及时间属性，可提供更好的子波域表示。该改进的子波域表示可实现视频信号更有效的压缩。

自适应参数可包括一个或多个自适应参数，该自适应参数用于修改自适应空间子波变换操作。所述运动数据可包括在一个或多个所述经过运动补偿的视频帧内的一个或多个经过运动补偿的图像区域的标识。

根据本发明的可选特征，该自适应参数包括子波变换系数。

这可实现自适应空间子波变换的实际的、容易的执行和/或有效的自适应。

根据本发明的可选特征，所述自适应装置被配置为，响应于所述运动数据，确定所述经过运动补偿的视频帧的第一帧的第一图像区域和第二图像区域，并且所述自适应参数包括所述第一图形区域和第二图形区域之间边界的子波变换系数。

这可实现改进的视频编码，并可特别提供改进的质量数据速率比。例如，可采用子波变换来提供更高频率分量的更有效的子波表示，该更高的频率分量在趋向于包括增加的该分量含量的图像区域变换周围。特别地，该特征可实现图形区域变换周围细节的更好编码。

根据本发明的可选特征，自适应装置被配置为，将第一图像区域和第二图像区域确定为具有不同运动特征的图像区域。