[发明专利]图像压缩的编码方法及装置、解码方法及装置

说明书

本发明提供了一种使用专用历史最近运动矢量预测候选集的图像压缩的编码方法及装置、解码方法及装置，一个历史最近运动矢量预测候选集主要用于参考图像是当前图像的场合，另外至少一个历史最近运动矢量预测候选集主要用于参考图像不是当前图像的场合，不同的专用历史最近运动矢量预测候选集适用于帧间编码的不同场合，从而提高编码效率。

技术领域

本发明涉及一种对数据进行有损或无损压缩的编码及解码系统，特别是图像和视频数据的编码及解码的方法和装置。

背景技术

随着人类社会进入大数据、云计算、移动计算、云-移动计算、超高清（4K）和特超高清（8K）视频图像分辨率、4G/5G通讯、虚拟现实的时代，对各种数据，包括大数据、图像数据、视频数据，进行超高压缩比和极高质量的数据压缩成为必不可少的技术。

图像和视频是由像素的样值组成的排列成一定空间（一维、二维、或多维）形状的有限数据的集合（例如：一帧图像、一个视频序列、一个三维场景、一个持续变化的三维场景的序列）。对图像数据进行数据压缩的编码（以及相应的解码）时，通常把图像划分成若干具有预定形状的子集，称为编码块（从解码的角度也就是解码块，统称为编解码块），以编解码块为单位，按照预定的时间顺序，一块一块进行编码或解码。在任一时刻，正在编码中的编码块称为当前编码块。在任一时刻，正在解码中的解码块称为当前解码块。当前编码块或当前解码块统称为当前编解码块或简称为当前块。正在编码或解码中的样值称为当前编码样值或当前解码样值，简称为当前样值。

对于具有一定形状（不一定限于正方形或矩形，可以是任何合理的其他形状）的一个编解码块，在很多场合需要将其划分成更精细的子块（不一定限于正方形或矩形，可以是任何合理的其他形状），按照预定的时间顺序，一个子块一个子块进行编码或解码。对一个子块内的所有样值，通常施行同一类型的编码或解码操作。在任一时刻，正在编码或解码中的子块称为当前子块。对一个子块进行编码的结果是一个或多个编码参数，最后产生含这些编码参数的压缩数据码流。对一个子块进行解码就是解析所述压缩数据码流获得一个或多个编码参数，从所述一个或多个编码参数复原出重构的数据的样值。

子块的例包括编解码块（整个编解码块作为一个子块）、正方形或矩形或三角形或梯形子块、微块、串、像素串、样值串、索引串、线条。

本发明中涉及的图像数据包括采集或生成的原始状态图像数据，也包括经过若干处理的中间状态数据与数据集，还包括在编解码过程中产生的编码参数数据与数据集，如各种编码模式，多维或三维或二维运动矢量，匹配长度等。

图像压缩的一个手段是挖掘图像中各层次各方面的数据单元之间的相关性，用通常称为参考数据单元（也常称为预测数据单元、补偿数据单元、匹配数据单元、被匹配数据单元、预测值、补偿值、参考值等）的数据单元来匹配（也常称为预测、表示、代表、补偿、近似、逼近等）当前数据单元，达到数据的无损或有损压缩的效果。

运动矢量（Motion Vector简称MV）是图像压缩中的一种重要数据单元。使用已完成至少部分编解码操作的编解码块或子块的运动矢量作为运动矢量预测值来预测一个当前运动矢量（即当前正在编解码中的运动矢量），可有效提高帧间编码的编码效率。运动矢量预测值的可能来源至少包括：

1）同帧相邻也称空间相邻（spatial neighboring）编解码块的已完成至少部分编解码操作的一个或多个运动矢量，称为同帧相邻运动矢量，

2）前帧相邻也称时间相邻（temporal neighboring）编解码块的已完成至少部分编解码操作的一个或多个运动矢量，称为前帧相邻运动矢量，

3）历史最近运动矢量预测值候选集，由在编解码历史过程中按照编解码顺序出现的最近若干个采用帧间编码模式的编解码块的已完成至少部分编解码操作的运动矢量，称之为历史最近运动矢量，组成。