[发明专利]生成运动矢量预测结果候选的方法及设备

说明书

时间运动矢量预测结果能够连同一个或多个空间运动矢量预测结果一起包括在当前帧的要编码的块的运动矢量预测结果的集合中。用于确定该时间运动矢量预测结果的方法包括从与当前帧不同的参考帧的参考块内的运动矢量中选择一个运动矢量作为时间预测结果。该参考块是参考帧中与的要编码的块同位置的同位置块或参考帧中的与该同位置块相邻的块。该选择基于实现集合的运动矢量预测结果之间的多样性所用的多样性标准。这可以在无附加编码效率损失或无明显的附加编码效率损失的情况下降低运动矢量存储器要求。可选地，即使运动矢量存储器的大小没有缩减，也可以实现编码效率改善。

本申请是申请日为2012年3月8日、申请号为201280012474.7、发明名称为“视频编码和解码”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于对数字图像序列进行编码的方法和装置以及用于对相应的位流进行解码的方法和装置。

本发明属于数字信号处理领域，尤其属于使用运动补偿来减少视频流中的空间冗余和时间冗余的视频压缩领域。

背景技术

例如H.263、H.264、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、SVC的许多视频压缩格式使用基于块的离散余弦变换(DCT)和运动补偿以去除空间冗余和时间冗余。这些格式可被称为预测视频格式。视频信号的各帧或图像被分割成编码后的并且能够独立进行解码的片(slice)。片通常是帧的矩形部分、或者更通常为帧的一部分或整个帧。此外，各片被分割成多个宏块(MB)，并且各宏块被进一步分割成块、通常为8×8个像素的块。在目前处于标准化过程中的最新的高效率视频编码(HEVC)中，各片被分割成非重叠的最大编码单位 (LUC)、通常是大小为64×64个像素的块。而各LCU可以使用四叉树分解被迭代地分割成较小的可变大小的编码单位(CU)。各CU可以进一步被分割成最大为2个对称矩形的分区单位。这些编码帧为(被称为P帧的根据一个参考帧而预测到的或者被称为B帧的根据两个参考帧而预测到的)时间预测帧和(被称为内帧或I帧的)非时间预测帧这两种类型。

时间预测在于从参考帧(视频序列的先前帧或将来帧)中发现最接近要编码的块的图像部分或参考区域。该步骤已知为运动估计。接着，连同与表示运动补偿要使用的参考区域的运动矢量有关的运动信息项一起，对要编码的块和参考部分之间的差进行编码(运动补偿)。

为了进一步降低对运动信息进行编码的代价，已提出了利用相对于通常根据要编码的块周围的块的运动矢量所计算出的运动矢量预测结果的差来对运动矢量进行编码。

在H.264中，针对根据位于要编码的块的因果邻域(例如根据位于要编码的块的上方和左方的块)中的运动矢量所计算出的中值预测结果来对运动矢量进行编码。仅对中值预测结果和当前块运动矢量之间的差(还被称为残差运动矢量)进行编码。

使用残差运动矢量的编码节省了若干位率，但需要解码器进行运动矢量预测结果的相同计算从而对要解码的块的运动矢量的值进行解码。

近来，已提出了诸如使用多个可能运动矢量预测结果等的进一步改进。被称为运动矢量竞争的该方法在于在几个运动矢量预测结果或候选之间判断哪个运动矢量预测结果使残差运动信息的编码代价(通常为率失真代价)最小。该残差运动信息包括残差运动矢量(即，要编码的块的实际运动矢量和所选择的运动矢量预测结果之间的差)、以及例如所选择的运动矢量预测结果的索引的编码值等的表示所选择的运动矢量预测结果的信息项。

在目前处于标准化过程中的高效率视频编码(HEVC)中，已提出了以下：在参考帧中，从要编码的当前块的上方的预定组的块中选择第一空间运动矢量预测结果，从该当前块的左方的另一预定组的块中选择第二空间运动矢量预测结果，并且从同位置块中选择时间运动矢量预测结果。同位置块是位于与要编码的块相同位置处、但是在另一图像中的块。该运动矢量预测结果选择方案被称为高级运动矢量预测(AMVP)。