專利名稱：圖像編碼和解碼裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理，并尤其涉及編碼和解碼圖像的裝置和方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的圖像編碼和解碼裝置當(dāng)編碼時間連續(xù)的圖像時利用時間預(yù)測編碼和解碼，以便除去先前圖像和當(dāng)前圖像之間的冗余信息。在時間預(yù)測編碼和解碼方法中，從先前圖像中減去當(dāng)前圖像，對減去的結(jié)果進(jìn)行編碼和解碼。根據(jù)由ISO/IEC MPEG和ITU-T VCEG的聯(lián)合視頻組(JVT，Joint Video Team)建議的H.264/MOEG-4 Part 10 AVC標(biāo)準(zhǔn)，有各種傳統(tǒng)的時間預(yù)測編碼和解碼方法(“ISO/IEC FDIS 14496-10的正文信息技術(shù)—音視頻對象的編碼—第10部分先進(jìn)視頻編碼”，ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11，N5555，2003年3月)。這些方法之一是一種加權(quán)預(yù)測編碼方法，其中使用將一個先前圖像的一個像素值乘以或加入一個常數(shù)值的結(jié)果對當(dāng)前圖像執(zhí)行預(yù)測編碼。當(dāng)應(yīng)用到圖像逐漸變暗或變亮的場合或應(yīng)用到一個場景由另一個場景代替從而兩個場景重疊的場合時，該方法提供卓越的壓縮效率。
圖1A和1B說明了示例的場景變化，其中圖1A說明了兩個不同的場景重疊時發(fā)生場景變化的一個例子，圖1B說明了使用淡出和淡入(fade-out andfade in)的場景變化的另一個例子。
如圖1A和1B所述，當(dāng)發(fā)生場景變化時使用加權(quán)預(yù)測編碼方法能大大增加壓縮效率。在圖1A的情況下，先前場景和隨后的場景之間的中間圖像能夠通過對先前和隨后的場景應(yīng)用適當(dāng)?shù)募訖?quán)值進(jìn)行預(yù)測編碼。在圖1B的情況下，能夠通過對先前場景應(yīng)用適當(dāng)?shù)募訖?quán)值獲得淡出效果，并能夠通過向隨后場景應(yīng)用適當(dāng)?shù)募訖?quán)值獲得淡入效果。
但是，在傳統(tǒng)方法中，表示一個圖像的單個像素的比特數(shù)固定為8。因此，在當(dāng)前對高質(zhì)量圖像的需求不斷增長的情況下，使用傳統(tǒng)方法實際上很困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種使用適應(yīng)于表示一個圖像的每個像素的比特數(shù)的加權(quán)值的圖像編碼和解碼裝置。
本發(fā)明提供一種使用適應(yīng)于表示一個圖像的每個像素的比特數(shù)的加權(quán)值的圖像編碼和解碼方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種圖像編碼和解碼裝置，包括一個編碼單元，適應(yīng)于表示當(dāng)前圖像的每個像素的比特數(shù)而調(diào)整至少一個加權(quán)值，通過對至少一個具有與包括在先前圖像中的各塊中所需塊的像素值類似的像素值的至少一個塊的像素值和至少一個調(diào)整的加權(quán)值執(zhí)行一個操作來預(yù)測所需塊的像素值，用所需塊的預(yù)測像素值編碼所需塊的像素值；和一個解碼單元，適應(yīng)于所述比特數(shù)而調(diào)整至少一個加權(quán)值，通過對至少一個具有與包括在恢復(fù)的先前圖像中的各塊中所需塊的像素值類似的像素值的塊的像素值和至少一個調(diào)整的加權(quán)值執(zhí)行一個操作來恢復(fù)所需塊的預(yù)測像素值，并用恢復(fù)的像素值解碼所需塊的像素值，其中先前圖像指在當(dāng)前圖像之前顯示的圖像，所需塊是屬于當(dāng)前圖像的塊中的一個所需目標(biāo)塊。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種圖像編碼和解碼方法，包括以下操作適應(yīng)于表示當(dāng)前圖像的每個像素的比特數(shù)而調(diào)整至少一個加權(quán)值，通過對至少一個具有與包括在先前圖像中的各塊中所需塊的像素值類似的像素值的塊的像素值和至少一個調(diào)整的加權(quán)值執(zhí)行一個操作來預(yù)測所需塊的像素值，用所需塊的預(yù)測像素值編碼所需塊的像素值；和適應(yīng)于所述比特數(shù)而調(diào)整至少一個加權(quán)值，通過對至少一個具有與包括在恢復(fù)的先前圖像中的各塊中所需塊的像素值類似的像素值的塊的像素值和至少一個調(diào)整的加權(quán)值執(zhí)行一個操作來恢復(fù)所需塊的預(yù)測像素值，并用恢復(fù)的像素值解碼所需塊的像素值，其中先前圖像指在當(dāng)前圖像之前顯示的圖像，所需塊是屬于當(dāng)前圖像的塊中的一個所需目標(biāo)塊。


通過參照附圖詳細(xì)描述示例的實施例，本發(fā)明的上述和其他特征和優(yōu)點將變得更明顯，其中圖1A和1B說明了場景變化的例子；圖2是一個根據(jù)本發(fā)明的圖像編碼和解碼裝置的框圖；
圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的圖像編碼和解碼方法的流程圖；圖4A和4B說明了圖像劃分的例子；圖5是根據(jù)本發(fā)明的圖1的編碼單元的一個實施例的框圖；圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的圖3的操作20的一個實施例的流程圖；圖7A和7B是為了便于理解圖5中的編碼空間預(yù)測單元的圖；圖8是圖5所示的編碼加權(quán)預(yù)測單元的一個實施例的框圖；圖9是說明圖6的操作78的一個實施例的流程圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的圖1所示的解碼單元的實施例的框圖；圖11是說明根據(jù)本發(fā)明的圖3的操作22的一個實施例的流程圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的圖10中的解碼加權(quán)預(yù)測單元的一個實施例的框圖；和圖13是說明根據(jù)本發(fā)明的圖11中的操作202的一個實施例的流程圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的一個圖像編碼和解碼裝置和一個編碼和解碼方法的結(jié)構(gòu)和操作。
圖2是一個根據(jù)本發(fā)明的圖像編碼和解碼裝置的框圖。圖像編碼和解碼裝置包括一個編碼單元10和一個解碼單元12。
圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的一個圖像編碼和解碼方法的流程圖。圖像編碼和解碼方法包括用適應(yīng)于比特數(shù)來調(diào)整的加權(quán)值編碼和解碼所需塊的一個像素值(操作20和22)。
圖2中的編碼單元10適應(yīng)于表示一個圖像的每個像素的比特數(shù)而調(diào)整至少一個加權(quán)值，找到與包括在先前圖像中的塊(下文中為“先前塊”)中的一個所需塊具有類似的像素值的塊(下文中為“類似先前塊”)，通過對至少一個調(diào)整后的加權(quán)值和找到塊的像素值執(zhí)行一個操作，來預(yù)測所需塊的像素值，并用對應(yīng)于操作結(jié)果的預(yù)測像素值編碼所需塊的像素值(操作20)。這里，可能存在多個類似先前塊。先前圖像指在當(dāng)前圖像之前顯示的圖像。所需塊指在經(jīng)輸入端口IN1輸入的當(dāng)前圖像中的所需目標(biāo)塊，即，當(dāng)前將被編碼的塊。像素值可以指表示像素的R(紅)、G(綠)和B(藍(lán))值，或亮度信號(Y)和色差信號(CbCr)。
在所需塊中可以存在多個像素。在這種情況下，在類似先前塊中找到具有與包括在所需塊中的每個像素的像素值類似的像素值的像素。
圖4A和4B說明了一個圖像劃分的例子，其中圖4A說明了各種劃分的宏塊，而圖4B說明了圖4A中一個劃分的宏塊的進(jìn)一步劃分。
參照圖4A，一個具有16×16像素的宏塊被分為具有16×8、8×16和8×8像素的各種尺寸以獲得運(yùn)動矢量。參照圖4B，具有8×8像素的宏塊進(jìn)一步分為8×4、4×8和4×4像素。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的圖像編碼和解碼裝置把當(dāng)前圖像和先前圖像分為具有預(yù)定大小的塊，如圖4A或4B所示，并以劃分的塊為單位處理圖像圖5是根據(jù)本發(fā)明的圖2的一個編碼單元10的實施例10A的框圖。圖5的編碼單元10A包括一個編碼加權(quán)預(yù)測單元40，一個編碼空間預(yù)測單元42，一個編碼時間預(yù)測單元44，一個編碼選擇單元46，一個減法單元48，一個轉(zhuǎn)換和量化單元50，一個熵編碼單元52，一個反量化和反轉(zhuǎn)換單元54，一個編碼加法單元56和一個編碼解塊單元58。
圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的圖3的操作20的一個實施例20A的流程圖。實施例20A包括根據(jù)每種模式預(yù)測一個像素值(操作70到78)，獲得預(yù)測編碼值(操作80)和執(zhí)行轉(zhuǎn)換、量化和熵編碼(操作82和84)。
圖5中的編碼選擇單元46選擇預(yù)測像素值之一作為一個預(yù)測值，預(yù)測像素值在編碼加權(quán)預(yù)測單元40、編碼空間預(yù)測單元42和編碼時間預(yù)測單元44中預(yù)測，并向減法單元48和編碼加法單元56輸出選擇的預(yù)測值(操作70和72)。
例如，編碼選擇單元46確定當(dāng)前模式是否是內(nèi)部模式(操作70)。如果當(dāng)前模式確定為不是內(nèi)部模式，編碼選擇單元46確定當(dāng)前模式是交互模式還是加權(quán)預(yù)測模式(操作72)。
如果當(dāng)前模式確定為內(nèi)部模式，編碼選擇單元46從編碼空間預(yù)測單元42選擇一個輸出。編碼空間預(yù)測單元42用經(jīng)輸入端口IN2輸入的所需塊和從編碼加法單元56輸入的相鄰塊預(yù)測所需塊的像素值，并向編碼選擇單元46輸出預(yù)測的像素值(操作74)。這里，相鄰塊指與包括在當(dāng)前圖像塊中的所需塊空間上相鄰的塊。
圖7A和7B是為了便于理解圖5中的編碼空間預(yù)測單元42的圖。圖7A說明了所需塊108和相鄰塊100到106。圖7B用于解釋空間預(yù)測方向。
圖7A中的所需塊108包括像素Pa到Pq。相鄰塊100包括與所需塊108相鄰的至少一個像素Po，相鄰塊102包括與所需塊108相鄰的至少為像素P1、P2、P3和P4，相鄰塊104包括與所需塊108相鄰的至少為像素P5、P6、P7和P8，相鄰塊106包括與所需塊108相鄰的至少像素為P9、P10、P11和P12。
在圖7B中從0到8有9個預(yù)測，其中與所需塊108空間上相鄰的像素被投射(projected)以預(yù)測包括在所需塊108中的每個像素的像素值。這里，沒有方向的數(shù)值2在圖7B中未示出。例如，在方向0的情況下，像素P1、P2、P3和P4垂直投射以預(yù)測包括在所需塊108中的每個像素的像素值。即，像素Pa、Pe、Pi和Pm的預(yù)測像素值對應(yīng)于像素P1的像素值，像素Pb、Pf、Pj和Pn的像素值對應(yīng)于像素P2的像素值，像素Pc、Pg、Pk和Po的像素值對應(yīng)于像素P3的像素值，像素Pd、Ph、P1和Pq的像素值對應(yīng)于像素P4的像素值。在所有其他的方向上，利用相同的方式進(jìn)行投射從而預(yù)測包括在所需塊108中的每個像素的像素值。編碼空間預(yù)測單元42向熵編碼單元52輸出預(yù)測所需塊108的像素值時使用的各種附加信息，例如，投射方向，即預(yù)測方向。
當(dāng)當(dāng)前模式確定為交互模式時，編碼選擇單元46從編碼時間預(yù)測單元44中選擇一個輸出。這里，編碼時間預(yù)測單元44用經(jīng)輸入端口IN2輸入的所需塊和經(jīng)輸入端口IN3輸入的先前塊預(yù)測所需塊的像素值，并向編碼選擇單元46輸出所需塊的預(yù)測像素值(操作76)。例如，編碼時間預(yù)測單元44通過比較所需塊和先前塊估計運(yùn)動，并用估計的運(yùn)動預(yù)測包括在所需塊中的每個像素的像素值。這里，編碼時間預(yù)測單元44中預(yù)測像素值時使用的各種附加信息，例如估計的運(yùn)動輸出到熵編碼單元52。
當(dāng)當(dāng)前模式確定為加權(quán)預(yù)測模式時，編碼選擇單元46從編碼加權(quán)預(yù)測單元40選擇一個輸出。這里，編碼加權(quán)預(yù)測單元40適應(yīng)于所述比特數(shù)而調(diào)整加權(quán)值，用調(diào)整后的加權(quán)值，經(jīng)輸入端口IN2輸入的所需塊和經(jīng)輸入端口IN3輸入的先前塊，預(yù)測所需塊的像素值，并向編碼選擇單元46輸出預(yù)測的像素值(操作78)。為此，比特數(shù)可以經(jīng)輸入端口IN4輸入。
這里，如圖5所示，經(jīng)輸入端口IN3輸入到編碼加權(quán)預(yù)測單元40和編碼時間預(yù)測單元44的先前塊是屬于先前在編碼解塊單元58中解碼的先前圖像的塊。在編碼加權(quán)預(yù)測單元40中預(yù)測像素值時用的各種附加信息，例如估計的運(yùn)動輸入到熵編碼單元52。
根據(jù)本發(fā)明，編碼加權(quán)預(yù)測單元40可以與比特數(shù)成比例地調(diào)整加權(quán)值。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的圖5中的一個編碼加權(quán)預(yù)測單元40的實施例40A的框圖。實施例40A包括第一和第二編碼加權(quán)值產(chǎn)生部分120和122，一個編碼加權(quán)值選擇部分124，一個編碼加權(quán)值調(diào)整部分126和一個編碼加權(quán)值預(yù)測部分128。
圖9是說明根據(jù)本發(fā)明的圖6中的操作78的一個實施例78A的流程圖。實施例78A包括產(chǎn)生并調(diào)整加權(quán)值(操作140到146)和對調(diào)整后的加權(quán)值和類似先前塊的像素值執(zhí)行一個操作(操作148)。
圖8所示的第一和第二編碼加權(quán)值產(chǎn)生部分120和122產(chǎn)生加權(quán)值(操作140)。特別是，第一編碼加權(quán)值產(chǎn)生部分120產(chǎn)生一個固定的加權(quán)值并輸出產(chǎn)生的固定加權(quán)值到編碼加權(quán)值選擇部分124。這時，第二編碼加權(quán)值產(chǎn)生部分122產(chǎn)生由用戶確定的加權(quán)值(下文中為“用戶確定的加權(quán)值”)并輸出產(chǎn)生的加權(quán)值到編碼加權(quán)值選擇部分124。為此，第二編碼加權(quán)值產(chǎn)生部分122可以經(jīng)一個輸入端口IN5接收用戶確定的加權(quán)值。或者，第二編碼加權(quán)值產(chǎn)生部分122可以包括一個操作單元(未示出)，它由用戶操作以產(chǎn)生加權(quán)值。在第二編碼加權(quán)值產(chǎn)生部分122產(chǎn)生的用戶確定的加權(quán)值作為附加信息經(jīng)輸出端口OUT4輸出到熵編碼單元52。
根據(jù)本發(fā)明，第二編碼加權(quán)值產(chǎn)生部分122可以根據(jù)類似先前塊，不同地產(chǎn)生將對類似先前塊的各像素值進(jìn)行操作的各加權(quán)值。
在操作140之后，編碼加權(quán)選擇部分124選擇在第一和第二編碼加權(quán)值產(chǎn)生部分120和122中產(chǎn)生的一個加權(quán)值并把選擇的加權(quán)值輸出到編碼加權(quán)值調(diào)整部分126。特別是，編碼加權(quán)值選擇部分124判定是使用在第一編碼加權(quán)值產(chǎn)生部分120中產(chǎn)生的固定加權(quán)值還是使用在第二編碼加權(quán)值產(chǎn)生部分122中產(chǎn)生的用戶確定的加權(quán)值，響應(yīng)于判定的結(jié)果選擇固定加權(quán)值或用戶確定的加權(quán)值，并把選擇的加權(quán)值輸出到編碼加權(quán)值調(diào)整部分126(操作142)。編碼加權(quán)值選擇部分124經(jīng)輸出端口OUT5把判定的結(jié)果作為附加信息輸出到熵編碼單元52。特別是，如果判定將使用固定加權(quán)值，編碼加權(quán)值選擇部分124選擇固定加權(quán)值并把選擇的固定加權(quán)值輸出到編碼加權(quán)值調(diào)整部分126。但是，如果判定將使用用戶確定的加權(quán)值，編碼加權(quán)值選擇部分124選擇用戶確定的加權(quán)值并把選擇的用戶確定的加權(quán)值輸出到編碼加權(quán)值調(diào)整部分126。
編碼加權(quán)值調(diào)整部分126適應(yīng)于經(jīng)輸入端口IN6輸入的比特數(shù)而調(diào)整固定的加權(quán)值或用戶確定的加權(quán)值并向編碼像素值預(yù)測部分128輸出調(diào)整后的加權(quán)值(操作144或146)。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，編碼加權(quán)值調(diào)整部分126可以按照以下的等式(1)適應(yīng)于表示像素值的比特數(shù)而調(diào)整加權(quán)值。
W′＝W·2(N-M)(1)其中W是調(diào)整之前的加權(quán)值，W′是調(diào)整之后的加權(quán)值，N是比特數(shù)，M是一個常數(shù)。
通常，用諸如攝像機(jī)的圖像獲取設(shè)備獲得的圖像通過取樣用預(yù)定的尺寸，即像素數(shù)表示。隨著表示每個像素值所需的比特數(shù)變得更大，能夠被表示的像素值范圍變得更寬，并且能夠表示更高質(zhì)量的圖像。在大多數(shù)情況下，比特數(shù)是8。在高質(zhì)量圖像顯示領(lǐng)域，比特數(shù)增加到10或12?？紤]到這一點，等式(1)中的常數(shù)M例如可以是8、10或12。
在操作144或146后，編碼像素值預(yù)測部分128對經(jīng)輸入端口IN7輸入的先前塊中至少一個類似先前塊的像素值和調(diào)整的加權(quán)值執(zhí)行一個操作，確定操作的結(jié)果作為所需塊的預(yù)測像素值，并經(jīng)輸出端口OUT6把結(jié)果輸出到編碼選擇單元46(操作148)。
根據(jù)本發(fā)明，編碼像素值預(yù)測部分128可以通過把類似先前塊的像素值乘以調(diào)整后的加權(quán)值并它其他調(diào)整后的加權(quán)值加到該乘積中預(yù)測所需塊的像素值。例如，編碼像素值預(yù)測部分128可以用以下的等式(2)預(yù)測所需塊的像素值。
E(x,y)=Σi=1rWi′×pi(x,y)+Qi′r---(2)]]>其中E(x，y)表示屬于所需塊的像素中位于(x，y)的像素的預(yù)測像素值，pi(x，y)表示在屬于類似先前塊的像素中位于(x，y)的像素的像素值，Wi′表示從一個加權(quán)值Wi調(diào)整后的加權(quán)值，Oi′是從一個加權(quán)值Oi調(diào)整后的加權(quán)值。特別是，Wi和Oi是由編碼加權(quán)值選擇部分124選擇的加權(quán)值，而Wi′和Oi′是在編碼加權(quán)值調(diào)整部分126中調(diào)整的加權(quán)值。
例如，當(dāng)i＝1和i＝2時，編碼加權(quán)值調(diào)整部分126可以根據(jù)公式(3)或(4)獲得調(diào)整后的加權(quán)值W1′，W2′，O1′和O2′。
W1′＝W1·2(N-M)W2′＝W2·2(N-M)(3)
O1′＝O1·2(N-M)O2′＝O2·2(N-M)W1′＝W1W2′＝W2(4)O1′＝O1·2(N-M)O2′＝O2·2(N-M)根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)類似先前塊包括在相同的先前圖像中時，第一編碼加權(quán)值產(chǎn)生部分120可以用以下等式(5)產(chǎn)生加權(quán)值W1和W2。
W1＝W2，O1＝O2(5)其中，在H.264的情況下，W1＝W2＝32并且O1＝O2＝0。
但是，當(dāng)類似先前塊在不同的塊中分布時，第一編碼加權(quán)值產(chǎn)生部分120根據(jù)每個類似先前塊顯示的時間和當(dāng)前圖像顯示的時間之間的時間差產(chǎn)生加權(quán)值。
圖5的編碼單元10A用編碼加權(quán)預(yù)測單元40、編碼空間預(yù)測單元42或編碼時間預(yù)測單元44預(yù)測所需塊的像素值，從而提高編碼效率。
在操作74、76或78之后，減法單元48根據(jù)等式(6)從經(jīng)輸入端IN2輸入的所需塊的像素值中減去從編碼選擇單元46輸入的預(yù)測像素值，并把減去的結(jié)果輸出到轉(zhuǎn)換和量化單元50作為預(yù)測編碼值(操作80)。
dn(x，y)＝bn(x，y)-E(x，y) (6)其中dn(x，y)表示當(dāng)前圖像中第n個所需塊的預(yù)測編碼值，并且bn(x，y)表示屬于當(dāng)前圖像的第n個所需塊的像素中位于(x，y)的像素的像素值。
在操作80之后，轉(zhuǎn)換和量化單元50轉(zhuǎn)換從減法單元48輸入的預(yù)測編碼的值，量化轉(zhuǎn)換后的結(jié)果，并把量化結(jié)果輸出到熵編碼單元52和反量化和反轉(zhuǎn)換單元54(操作82)。這里，轉(zhuǎn)換可以是離散余弦變換(DCT)，H.264的整數(shù)轉(zhuǎn)換，等等。
在操作82之后，熵編碼單元52對從轉(zhuǎn)換和量化單元50輸出的轉(zhuǎn)換和量化的結(jié)果執(zhí)行熵編碼并以比特流的形式經(jīng)輸出端口OUT2把熵編碼的結(jié)果輸出到解碼單元12(操作84)。
熵編碼單元52從編碼加權(quán)預(yù)測單元40、編碼空間預(yù)測單元42和編碼時間預(yù)測單元44接收附加信息，編碼接收到的附加信息并經(jīng)輸出端口OUT2將包括在比特流中的編碼結(jié)果輸出到解碼單元12。來自編碼加權(quán)預(yù)測單元40和編碼時間預(yù)測單元44的諸如估計的運(yùn)動的附加信息之所以在熵編碼單元52中進(jìn)行熵編碼以發(fā)送到解碼單元12的原因是使得解碼單元12能找到類似先前塊，這將在后面說明。
在操作84中，編碼單元10A的反量化和反轉(zhuǎn)換單元54，編碼加法單元56和編碼解塊單元58執(zhí)行接下來的操作從而參考先前圖像。
反量化和反轉(zhuǎn)換單元54把從轉(zhuǎn)換和量化單元50輸入的量化結(jié)果反量化，把反量化的結(jié)果反轉(zhuǎn)換，并把反轉(zhuǎn)換的結(jié)果作為恢復(fù)預(yù)測編碼值的結(jié)果輸出到編碼加法單元56。編碼加法單元56對從反量化和反轉(zhuǎn)換單元54輸入的恢復(fù)的預(yù)測編碼值和從編碼選擇單元46輸入的預(yù)測像素值執(zhí)行相加，并把相加的結(jié)果輸出到編碼解塊單元58和編碼空間預(yù)測單元42。
編碼解塊單元58對在編碼加法單元46中執(zhí)行相加的結(jié)果解塊，并把解塊的結(jié)果作為解碼所需塊的像素值的結(jié)果經(jīng)輸出端口OUT3輸出。在編碼解塊單元58中執(zhí)行的解塊是除去由于圖3的編碼單元10A以塊為單位處理圖像產(chǎn)生的成塊現(xiàn)象。
在操作20之后，解碼單元12適應(yīng)于所述比特數(shù)而調(diào)整至少一個加權(quán)值，對具有與包括在恢復(fù)的先前圖像中的各塊中的所需塊的像素值類似的像素值的至少一個塊的一個像素值和至少一個調(diào)整后的加權(quán)值執(zhí)行一個操作，以恢復(fù)所需塊的預(yù)測像素值，并用恢復(fù)的像素值解碼所需塊的像素值(操作22)。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的圖2所示的解碼單元12的一個實施例12A的框圖。實施例12A包括一個熵編碼單元160，一個反量化和反轉(zhuǎn)換單元162，一個解碼時間預(yù)測單元164，一個解碼加權(quán)預(yù)測單元166，一個解碼空間預(yù)測單元168，一個解碼選擇單元170，一個解碼加法單元172和一個解碼解塊單元174。
圖11是說明根據(jù)本發(fā)明的圖3所示的操作22的一個實施例22A的流程圖。實施例22A包括執(zhí)行熵解碼及反量化和反轉(zhuǎn)換(操作190和192)，根據(jù)每種模式恢復(fù)像素值(操作194到202)，和解碼編碼值(操作204和206)。
圖10的熵編碼單元160對經(jīng)輸入端口IN8從編碼單元10輸入的比特流執(zhí)行熵解碼，并把熵解碼后的結(jié)果輸出到反量化和反轉(zhuǎn)換單元162(操作190)。這里，包括在比特流中的各種附加信息也被解碼。
在操作190之后，反量化和反轉(zhuǎn)換單元162對從熵解碼單元160輸入的熵解碼結(jié)果執(zhí)行反量化，對反量化的結(jié)果執(zhí)行反轉(zhuǎn)換，并把反轉(zhuǎn)換的結(jié)果輸出到解碼加法單元172(操作192)。這里，從反量化和反轉(zhuǎn)換單元162輸出的反轉(zhuǎn)換結(jié)果是恢復(fù)預(yù)測編碼值的結(jié)果。
在操作192之后，解碼選擇單元170確定所需塊的像素值在編碼單元10中編碼的模式是否是內(nèi)部模式(操作194)。如果確定所需塊的像素值在編碼單元10中編碼的模式不是內(nèi)部模式，解碼選擇單元170確定所需塊的像素值在編碼單元10中編碼的模式是交互模式還是加權(quán)預(yù)測模式(操作196)。為此，編碼選擇單元170可以使用在熵編碼單元52中編碼并在熵解碼單元160中解碼的附加信息，該附加信息是在編碼加權(quán)值選擇部分124中執(zhí)行的確定的結(jié)果。例如，解碼選擇單元170響應(yīng)于從熵解碼單元160輸入的附加信息選擇一個在解碼加權(quán)預(yù)測單元166、解碼空間預(yù)測單元168和解碼時間預(yù)測單元164中恢復(fù)的預(yù)測像素值作為恢復(fù)的預(yù)測像素值，并把選擇的結(jié)果輸出到解碼相加單元172。
如果確定編碼模式為內(nèi)部模式，解碼單元170選擇解碼空間預(yù)測單元168的輸出。解碼空間預(yù)測單元168從解碼相加單元172接收包括在恢復(fù)的當(dāng)前圖像中的恢復(fù)的塊，用從解碼相加單元172中接收的塊中與所需塊空間上相鄰的塊恢復(fù)由編碼單元10預(yù)測的所需塊的像素值，并把恢復(fù)的結(jié)果輸出到解碼選擇單元170(操作198)。為此，解碼空間預(yù)測單元168可以用附加信息恢復(fù)所需塊的像素值，附加信息對應(yīng)于在熵解碼單元160中恢復(fù)的各種附加信息中預(yù)測的方向。
如果編碼模式確定為交互模式，解碼選擇單元170選擇解碼空間預(yù)測單元164的輸出。解碼時間預(yù)測單元164用所需塊和包括在從輸入端口IN9輸入的恢復(fù)的先前圖像中的各塊，恢復(fù)所需塊的預(yù)測像素值，并把恢復(fù)的結(jié)果輸出到解碼選擇單元170(操作200)。包括在經(jīng)圖10中的輸入端口IN9輸入到解碼加權(quán)預(yù)測單元166和解碼時間預(yù)測單元164的恢復(fù)的先前圖像中的各塊屬于在解碼解塊單元174中解碼的先前圖像。
為了執(zhí)行上述操作，解碼時間預(yù)測單元164可以接收在熵解碼單元160中解碼的各種附加信息中的諸如估計的運(yùn)動的附加信息，并用接收的附加信息恢復(fù)所需塊的預(yù)測像素值。解碼時間預(yù)測單元164根據(jù)對應(yīng)于估計的運(yùn)動的附加信息，能夠至少找到一個具有與包括在恢復(fù)的先前圖像中的各塊中所需塊的像素值類似的像素值的塊，并能夠用找到的塊恢復(fù)所需塊的預(yù)測像素值。
如果編碼模式確定為加權(quán)預(yù)測模式，解碼選擇單元170解碼加權(quán)預(yù)測單元166的輸出。解碼加權(quán)預(yù)測單元166適應(yīng)于比特數(shù)而調(diào)整至少一個加權(quán)值，用調(diào)整的加權(quán)值恢復(fù)所需塊的預(yù)測像素值，并把恢復(fù)的結(jié)果輸出到解碼選擇單元170(操作202)。
根據(jù)本發(fā)明，圖10中的解碼加權(quán)預(yù)測單元166可以與比特數(shù)成比例地調(diào)整加權(quán)值。
圖12是根據(jù)本發(fā)明的圖10中的解碼加權(quán)預(yù)測單元166的一個實施例166A的框圖。實施例166A包括第一和第二解碼加權(quán)值產(chǎn)生部分220和222、一個解碼加權(quán)值選擇部分224、一個解碼加權(quán)值調(diào)整部分226、和一個解碼像素值恢復(fù)部分228。
圖13是說明根據(jù)本發(fā)明的圖11中的操作202的一個實施例202A的流程圖。實施例202A包括產(chǎn)生和調(diào)整加權(quán)值(操作240到246)和對調(diào)整后的加權(quán)值和至少一個具有與所需塊的像素值類似的像素值的塊的像素值執(zhí)行一個操作(操作248)。
第一和第二解碼加權(quán)值產(chǎn)生部分220和222產(chǎn)生加權(quán)值(操作240)。例如，第一解碼加權(quán)值產(chǎn)生部分產(chǎn)生一個固定的加權(quán)值，它與第一編碼加權(quán)值產(chǎn)生部分120產(chǎn)生的加權(quán)值相同，并把產(chǎn)生的加權(quán)值輸出到編碼加權(quán)值選擇部分124。這里，將由第一編碼加權(quán)值產(chǎn)生部分120和第一解碼加權(quán)值產(chǎn)生部分220產(chǎn)生的加權(quán)值被預(yù)先確定。
當(dāng)包括在恢復(fù)的先前圖像中的各塊中的具有與所需塊的像素值類似的像素值的多個塊包括在相同的恢復(fù)的先前圖像時，第一解碼加權(quán)值產(chǎn)生部分220能夠根據(jù)等式(5)產(chǎn)生加權(quán)值。但是，當(dāng)在包括在恢復(fù)的先前圖像中的各塊中具有與所需塊的像素值類似的像素值的多個塊分布在不同的恢復(fù)的先前圖像中時，第一解碼加權(quán)值產(chǎn)生部分220根據(jù)每個同樣的先前圖像的顯示時間和當(dāng)前圖像的顯示時間之間的時間差產(chǎn)生加權(quán)值。
第二解碼加權(quán)值產(chǎn)生部分222經(jīng)輸入端口IN10從熵解碼單元160接收附加信息，附加信息對應(yīng)于在熵解碼單元160中解碼的各種附加信息中在第二編碼加權(quán)值產(chǎn)生部分122中產(chǎn)生的加權(quán)值，用接收到的附加信息產(chǎn)生加權(quán)值，并把產(chǎn)生的加權(quán)值輸出到解碼加權(quán)值選擇部分224。即，第二解碼加權(quán)值產(chǎn)生部分222用附加信息恢復(fù)在第二編碼加權(quán)值產(chǎn)生部分122中產(chǎn)生的加權(quán)值。第二解碼加權(quán)值產(chǎn)生部分222根據(jù)具有類似的像素值的塊，可以不同地產(chǎn)生將對具有與包括在恢復(fù)的先前圖像中的各塊中所需塊的像素值類似的像素值的塊的像素值操作的加權(quán)值。
在操作240之后，解碼加權(quán)值選擇部分224選擇在第一和第二解碼加權(quán)值產(chǎn)生部分220和222中產(chǎn)生的加權(quán)值之一，并把選擇的加權(quán)值輸出到解碼加權(quán)值調(diào)整部分226。為此，解碼加權(quán)值選擇部分224可以經(jīng)輸入端口IN11從熵解碼單元160接收附加信息并用接收的附加信息選擇在第一和第二解碼加權(quán)值產(chǎn)生部分220和222中產(chǎn)生的加權(quán)值之一，附加信息是在編碼加權(quán)值選擇部分124中確定的結(jié)果。例如，如果根據(jù)附加信息，在編碼加權(quán)值選擇部分124中選擇的加權(quán)值被確定為用戶確定的加權(quán)值，則解碼加權(quán)值選擇部分224選擇在第二解碼加權(quán)值產(chǎn)生部分222中產(chǎn)生的加權(quán)值。但是，如果根據(jù)附加信息，在編碼加權(quán)值選擇部分124中選擇的加權(quán)值被確定為固定的加權(quán)值，則解碼加權(quán)值選擇部分224選擇在第一解碼加權(quán)值產(chǎn)生部分220中產(chǎn)生的加權(quán)值。換句話說，解碼加權(quán)值選擇部分224響應(yīng)于附加信息確定是使用固定的加權(quán)值還是使用用戶確定的加權(quán)值，根據(jù)確定的結(jié)果選擇固定的加權(quán)值或用戶確定的加權(quán)值，并輸出選擇的加權(quán)值到解碼加權(quán)值調(diào)整部分226(操作242)。
解碼加權(quán)值調(diào)整部分226適應(yīng)于經(jīng)輸入端口IN12輸入的比特數(shù)而調(diào)整至少一個固定加權(quán)值或至少一個用戶確定的加權(quán)值，并把調(diào)整后的加權(quán)值輸出到解碼像素值恢復(fù)部分228(操作244和246)。解碼加權(quán)值調(diào)整部分226可以適應(yīng)于比特數(shù)用上述等式(1)、(3)或(4)調(diào)整加權(quán)值。
在操作244或246之后，解碼像素值恢復(fù)部分228對具有包括在經(jīng)輸入端口IN3輸入的恢復(fù)的先前圖像中的各塊中所需塊的像素值類似的像素值的至少一個塊的像素值和從解碼加權(quán)值調(diào)整部分226輸入的至少一個調(diào)整后的加權(quán)值執(zhí)行一個操作，并經(jīng)一個輸出端口OUT8向解碼選擇單元170輸出操作的結(jié)果(操作248)。為此，解碼像素值恢復(fù)部分228經(jīng)輸入端口IN13從熵解碼單元160接收熵解碼單元160中解碼的各種附加信息中諸如估計的運(yùn)動的附加信息，并用接收的對應(yīng)于估計的運(yùn)動的附加信息恢復(fù)所需塊的預(yù)測像素值。解碼像素值恢復(fù)部分228能夠根據(jù)對應(yīng)于估計的運(yùn)動的附加信息找到至少一個具有與包括在恢復(fù)的先前圖像中的各塊的所需塊的像素值類似的像素值的塊，并用找到的塊恢復(fù)所需塊的預(yù)測像素值。
當(dāng)解碼像素值預(yù)測部分128根據(jù)以上的等式(2)預(yù)測所需塊的像素值時，解碼像素值恢復(fù)部分228可以通過把具有與包括在恢復(fù)的先前圖像中的各塊中的所需塊像素值類似的像素值的像素值的至少一個塊的像素值乘以至少一個調(diào)整后的加權(quán)值并把其他的調(diào)整后的加權(quán)值加到該乘積中。
在操作198、200或202之后，解碼加法單元172把從解碼選擇單元170輸入的所需塊的恢復(fù)的預(yù)測像素值和從反量化和反轉(zhuǎn)換單元162接收的反轉(zhuǎn)換結(jié)果相加，并把相加的結(jié)果輸出到解碼空間預(yù)測單元168和解碼解塊單元174(操作204)。
在操作204之后，解碼解塊單元174對解碼加法單元172中執(zhí)行的相加結(jié)果解塊并把解塊的結(jié)果作為解碼所需塊像素值的結(jié)果經(jīng)輸出端口OUT7輸出(操作206)。
與上述實施例不同，在根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例中，圖5的編碼單元10A可以不包括編碼空間預(yù)測單元42、編碼時間預(yù)測單元44和編碼選擇單元46。圖10的解碼單元12A不包括解碼空間預(yù)測單元168、解碼時間預(yù)測單元164和解碼選擇單元170。這時，編碼加權(quán)預(yù)測單元40中預(yù)測的所需塊像素值直接輸出到減法單元48和編碼加法單元56，在解碼加權(quán)預(yù)測單元166中恢復(fù)的所需塊的像素值直接輸出到解碼加法單元172。
在根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例中，圖5的編碼單元10A可以包括編碼空間預(yù)測單元42和編碼時間預(yù)測單元44中的一個，并且圖10中的解碼單元12A可以包括解碼空間預(yù)測單元168和解碼時間預(yù)測單元164中的一個。
根據(jù)本發(fā)明，在圖5的編碼單元10A中包括減法單元48、轉(zhuǎn)換和量化單元50、熵編碼單元52、反量化和反轉(zhuǎn)換單元54、編碼加法單元56和編碼解塊單元58的結(jié)構(gòu)，是能夠用從編碼選擇單元46輸出的預(yù)測像素值編碼所需塊的像素值的示例的實施例。而且，在圖10的解碼單元12A中包括熵解碼單元160、反量化和反轉(zhuǎn)換單元162、解碼加法單元172和解碼解塊單元174的結(jié)構(gòu)，是能夠解碼所需塊的像素值的一個示例的實施例。因此，本發(fā)明不限于圖5和10所示的結(jié)構(gòu)。
在以上的實施例中，已經(jīng)結(jié)合由ITU-T VCEG的聯(lián)合視頻組(JVT)建議的ISO/IEC MPEG和H.264/MPEG-4 Part 10 AVC標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)，對根據(jù)本發(fā)明的圖像編碼和解碼裝置和方法進(jìn)行了說明。根據(jù)本發(fā)明的圖像編碼和解碼裝置中的每個編碼解塊單元58和解碼解塊單元174對應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)中公開的解塊濾波器(未示出)。但是，本發(fā)明不限于該標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)。特別是，圖5所示的編碼空間預(yù)測單元42、編碼時間預(yù)測單元44和圖10所示的解碼時間預(yù)測單元164和解碼空間預(yù)測單元168可以使用不同的時間和空間預(yù)測方法。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的圖像編碼和解碼裝置和方法中，一個圖像能夠用適應(yīng)于表示每個圖像像素的比特數(shù)變化調(diào)整的加權(quán)值進(jìn)行編碼和解碼。換句話說，用通過對加權(quán)值W、W1、W2、O1和O2和一個常數(shù)值(1或2N-M)執(zhí)行一個操作而調(diào)整的加權(quán)值執(zhí)行加權(quán)預(yù)測，這些加權(quán)值用在加權(quán)預(yù)測編碼和解碼裝置的傳統(tǒng)加權(quán)預(yù)測中。因此，即使用傳統(tǒng)的編解碼器裝置也能夠有效執(zhí)行編碼和解碼。
盡管本發(fā)明已經(jīng)參照示例的實施例典型地示出并描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能理解，在不脫離由隨后的權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以作出各種形式和細(xì)節(jié)的變化。
權(quán)利要求
1.一種圖像編碼和解碼裝置，包括一個編碼單元，適應(yīng)于表示當(dāng)前圖像的每個像素的比特數(shù)而調(diào)整至少一個加權(quán)值，通過對具有與包括在先前圖像中的各塊中所需塊的像素值類似的像素值的至少一個塊的像素值和至少一個調(diào)整后的加權(quán)值執(zhí)行一個操作來預(yù)測所需塊的像素值，用所需塊的預(yù)測像素值編碼所需塊的像素值；和一個解碼單元，適應(yīng)于所述比特數(shù)而調(diào)整至少一個加權(quán)值，通過對具有與包括在恢復(fù)的先前圖像中的各塊中所需塊的像素值類似的像素值的至少一個塊的像素值和至少一個調(diào)整后的加權(quán)值執(zhí)行一個操作來恢復(fù)所需塊的預(yù)測像素值，并用恢復(fù)的像素值解碼所需塊的像素值，其中，先前圖像指在當(dāng)前圖像之前顯示的圖像，所需塊是屬于當(dāng)前圖像的各塊中的一個所需目標(biāo)塊。
2.權(quán)利要求1的圖像編碼和解碼裝置，其中編碼單元和解碼單元與比特數(shù)成比例地調(diào)整加權(quán)值。
3.權(quán)利要求1的圖像編碼和解碼裝置，其中編碼單元包括一個編碼加權(quán)預(yù)測單元，適應(yīng)于所述比特數(shù)而調(diào)整加權(quán)值并用調(diào)整后的加權(quán)值預(yù)測所需塊的像素值；一個編碼空間預(yù)測單元，使用對于包括在當(dāng)前圖像中的各塊中的所需塊空間上調(diào)整后的塊，預(yù)測所需塊的像素值；一個編碼時間預(yù)測單元，使用包括在先前圖像中的所需塊和其他塊預(yù)測所需塊的像素值；一個編碼選擇單元，選擇在編碼加權(quán)預(yù)測單元、編碼空間預(yù)測單元和編碼時間預(yù)測單元中預(yù)測的像素值之一，作為預(yù)測像素值，其中，編碼單元使用預(yù)測值來編碼所需塊的像素值。
4.權(quán)利要求3的圖像編碼和解碼裝置，其中編碼單元包括一個減法單元，從所需塊的像素值中減去預(yù)測值并把相減的結(jié)果作為預(yù)測編碼值輸出；一個轉(zhuǎn)換和量化單元，轉(zhuǎn)換和量化預(yù)測編碼值并輸出轉(zhuǎn)換和量化的結(jié)果；一個熵編碼單元，對轉(zhuǎn)換和量化結(jié)果以及附加信息執(zhí)行熵編碼，并以比特流的形式把編碼結(jié)果輸出到解碼單元；一個反量化和反轉(zhuǎn)換單元，對轉(zhuǎn)換和量化結(jié)果執(zhí)行反量化和反轉(zhuǎn)換并把預(yù)測編碼值作為恢復(fù)的結(jié)果輸出；一個編碼加法單元，把反量化和反轉(zhuǎn)換的結(jié)果和預(yù)測值相加并輸出相加的結(jié)果；和一個編碼解塊單元，對從編碼加法單元輸出的相加結(jié)果解塊，并把解塊的結(jié)果作為恢復(fù)所需塊的像素值的結(jié)果輸出，其中，附加信息包括關(guān)于具有與包括在先前圖像中的各塊中的所需塊的像素值類似的像素值的至少一個塊的信息。
5.權(quán)利要求4的圖像編碼和解碼裝置，其中編碼加權(quán)預(yù)測單元包括一個編碼加權(quán)值調(diào)整部分，適應(yīng)于所述比特數(shù)而調(diào)整加權(quán)值；和一個編碼像素值預(yù)測部分，對具有與包括在先前圖像中的各塊中的所需塊的像素值類似的像素值的至少一個塊的像素值和調(diào)整后的加權(quán)值執(zhí)行一個操作，并把操作的結(jié)果作為所需塊預(yù)測像素值的結(jié)果輸出。
6.權(quán)利要求5的圖像編碼和解碼裝置，其中編碼加權(quán)預(yù)測單元還包括一個第一編碼預(yù)測單元產(chǎn)生部分，產(chǎn)生一個固定加權(quán)值；一個第二編碼加權(quán)值產(chǎn)生部分，產(chǎn)生一個用戶確定的加權(quán)值；和一個編碼加權(quán)值選擇部分，選擇在第一和第二編碼加權(quán)值產(chǎn)生部分中產(chǎn)生的加權(quán)值之一，并把選擇的加權(quán)值輸出到編碼加權(quán)值調(diào)整部分。
7.權(quán)利要求6的圖像編碼和解碼裝置，其中在第二編碼加權(quán)值產(chǎn)生部分中產(chǎn)生的用戶確定的加權(quán)值對應(yīng)于附加信息。
8.權(quán)利要求6的圖像編碼和解碼裝置，其中編碼加權(quán)值調(diào)整部分適應(yīng)于比特數(shù)用以下的等式編碼加權(quán)值W′＝W·2(N-M)其中W是調(diào)整之前的加權(quán)值，W′是調(diào)整之后的加權(quán)值，N是比特數(shù)，M是一個常數(shù)。
9.權(quán)利要求6的圖像編碼和解碼裝置，其中編碼像素值預(yù)測部分通過把具有與包括在先前塊中的各塊中所需塊的像素值類似的像素值的各塊的像素值乘以調(diào)整后的加權(quán)值，并把其他調(diào)整后的加權(quán)值與該乘積相加，來預(yù)測所需塊的像素值。
10.權(quán)利要求9的圖像編碼和解碼裝置，其中編碼加權(quán)值調(diào)整部分適應(yīng)于比特數(shù)用以下的等式對具有與包括在先前圖像中的各塊中所需塊的像素值類似的像素值的各塊的像素值而調(diào)整將被操作的加權(quán)值W1′＝W1·2(N-M)W2′＝W2·2(N-M)O1′＝O1·2(N-M)O2′＝O2·2(N-M)其中W1′和W2′表示將用在相乘中的調(diào)整后的加權(quán)值，W1和W2表示調(diào)整之前的加權(quán)值，O1′和O2′表示將加到相乘的積中的調(diào)整后的加權(quán)值，N表示比特數(shù)，M表示一個常數(shù)。
11.權(quán)利要求9的圖像編碼和解碼裝置，其中編碼加權(quán)值調(diào)整部分適應(yīng)于比特數(shù)用以下的等式對具有與包括在先前圖像中的各塊中所需塊的像素值類似的像素值的各塊的像素值而調(diào)整將被操作的加權(quán)值W1′＝W1W2′＝W2O1′＝O1·2(N-M)O2′＝O2·2(N-M)其中W1′和W2′表示將用在相乘中的調(diào)整后的加權(quán)值，W1和W2表示調(diào)整之前的加權(quán)值，O1′和O2′表示將加到相乘的積中的調(diào)整后的加權(quán)值，N表示比特數(shù)，M表示一個常數(shù)。
12.權(quán)利要求10或11的圖像編碼和解碼裝置，其中當(dāng)具有與包括在先前圖像中的各塊中所需塊的像素值類似的像素值的多個塊包括在相同的先前圖像中時，第一編碼加權(quán)值產(chǎn)生部分用以下等式產(chǎn)生加權(quán)值W1＝W2，O1＝O2。
13.權(quán)利要求10或11的圖像編碼和解碼裝置，其中當(dāng)具有與包括在先前圖像中的各塊中所需塊的像素值類似的像素值的塊分布在不同的先前圖像中時，第一編碼加權(quán)值產(chǎn)生部分根據(jù)每個先前圖像顯示的時間和當(dāng)前圖像顯示的時間之間的時間差產(chǎn)生加權(quán)值。
14.權(quán)利要求6的圖像編碼和解碼裝置，其中第二編碼加權(quán)值產(chǎn)生部分按照具有與所需塊的像素值類似的像素值的塊，不同地產(chǎn)生將對具有與包括在先前圖像中的各塊中所需塊的像素值類似的像素值的各塊的各像素值操作的加權(quán)值。
15.權(quán)利要求6的圖像編碼和解碼裝置，其中解碼單元包括一個解碼加權(quán)預(yù)測單元，適應(yīng)于所述比特數(shù)而調(diào)整至少一個加權(quán)值，并且使用調(diào)整后的加權(quán)值來恢復(fù)所需塊的像素值；一個解碼空間預(yù)測單元，使用與包括在恢復(fù)的當(dāng)前圖像中的各塊中的所需塊空間上相鄰的塊來恢復(fù)所需塊的預(yù)測值；一個解碼時間預(yù)測單元，使用所需塊及包括在恢復(fù)的先前圖像中各塊來恢復(fù)所需塊的預(yù)測值；一個解碼選擇單元，選擇在解碼加權(quán)預(yù)測單元、解碼空間預(yù)測單元和解碼時間預(yù)測單元中預(yù)測的預(yù)測值中的一個作為恢復(fù)預(yù)測值，其中，解碼單元使用恢復(fù)的預(yù)測值來解碼所需塊的像素值。
16.權(quán)利要求15的圖像編碼和解碼裝置，其中解碼單元還包括一個熵解碼單元，對比特流執(zhí)行熵解碼；一個反量化和反轉(zhuǎn)換單元，對熵解碼的結(jié)果執(zhí)行反量化和反轉(zhuǎn)換；一個解碼加法單元，把恢復(fù)的預(yù)測值和反轉(zhuǎn)換的結(jié)果相加并把相加的結(jié)果作為包括在恢復(fù)的當(dāng)前圖像中的各塊輸出；和一個解碼解塊單元，對在解碼加法單元中執(zhí)行的相加結(jié)果解塊并把解塊的結(jié)果作為解碼所需塊的像素值的結(jié)果輸出。
17.權(quán)利要求16的圖像編碼和解碼裝置，其中解碼加權(quán)預(yù)測單元包括一個解碼加權(quán)值調(diào)整部分，適應(yīng)于所述比特數(shù)而調(diào)整至少加權(quán)值；和一個解碼像素值恢復(fù)部分，對具有與包括在恢復(fù)的先前圖像中的各塊的所需塊的像素值類似的像素值的至少一個塊的像素值和至少一個調(diào)整后的加權(quán)值執(zhí)行一個操作，并把操作的結(jié)果作為恢復(fù)所需塊的預(yù)測值的結(jié)果輸出。
18.權(quán)利要求17的圖像編碼和解碼裝置，其中解碼加權(quán)預(yù)測單元還包括一個第一解碼加權(quán)值產(chǎn)生部分，產(chǎn)生固定的加權(quán)值；一個第二解碼加權(quán)值產(chǎn)生部分，使用在熵解碼單元中解碼的各種附加信息中對應(yīng)于在第二編碼加權(quán)值產(chǎn)生部分中產(chǎn)生的加權(quán)值的附加信息，來產(chǎn)生加權(quán)值；和一個解碼加權(quán)值選擇部分，選擇在第一和第二解碼加權(quán)值產(chǎn)生部分中產(chǎn)生的加權(quán)值之一，并把選擇的加權(quán)值輸出到解碼加權(quán)值調(diào)整部分。
19.權(quán)利要求17的圖像編碼和解碼裝置，其中解碼加權(quán)值調(diào)整部分用以下等式適應(yīng)于比特數(shù)而調(diào)整加權(quán)值W′＝W·2(N-M)其中W是調(diào)整之前的加權(quán)值，W′是調(diào)整之后的加權(quán)值，N是比特數(shù)，M是一個常數(shù)。
20.權(quán)利要求18的圖像編碼和解碼裝置，其中解碼像素值預(yù)測部分通過把具有與包括在恢復(fù)的先前塊中的各塊中所需塊的像素值類似的像素值的各塊的像素值乘以調(diào)整后的加權(quán)值并把其他調(diào)整后的加權(quán)值與該乘積相加，來恢復(fù)所需塊的預(yù)測值。
21.權(quán)利要求20的圖像編碼和解碼裝置，其中解碼加權(quán)值調(diào)整部分用以下的等式適應(yīng)于比特數(shù)來調(diào)整加權(quán)值，該加權(quán)值是要對具有與包括在恢復(fù)的先前圖像中的各塊中所需塊的像素值類似的像素值的各塊的像素值操作的加權(quán)值W1′＝W1·2(N-M)W2′＝W2·2(N-M)O1′＝O1·2(N-M)O2′＝O2·2(N-M)其中W1′和W2′表示將用在相乘中的調(diào)整后的加權(quán)值，W1和W2表示調(diào)整之前的加權(quán)值，O1′和O2′表示將加到相乘的積中的調(diào)整后的加權(quán)值，N表示比特數(shù)，M表示一個常數(shù)。
22.權(quán)利要求20的圖像編碼和解碼裝置，其中解碼加權(quán)值調(diào)整部分用以下的等式適應(yīng)于比特數(shù)來來調(diào)整加權(quán)值，該加權(quán)值是要對具有與包括在恢復(fù)的先前圖像中的各塊中所需塊的像素值類似的像素值的各塊的像素值操作的加權(quán)值W1′＝W1W2′＝W2O1′＝O1·2(N-M)O2′＝O2·2(N-M)其中W1′和W2′表示將用在相乘中的調(diào)整后的加權(quán)值，W1和W2表示調(diào)整之前的加權(quán)值，O1′和O2′表示將加到相乘的積中的調(diào)整后的加權(quán)值，N表示比特數(shù)，M表示一個常數(shù)。
23.權(quán)利要求21或22的圖像編碼和解碼裝置，其中當(dāng)具有與包括在先前圖像中的各塊中所需塊的像素值類似的像素值的多個塊包括在相同的先前圖像中時，第一解碼加權(quán)值產(chǎn)生部分用以下等式產(chǎn)生加權(quán)值W1＝W2，O1＝O2。
24.權(quán)利要求21或22的圖像編碼和解碼裝置，其中當(dāng)具有與包括在先前圖像中的各塊中所需塊的像素值類似的像素值的塊分布在不同的先前圖像中時，第一解碼加權(quán)值產(chǎn)生部分根據(jù)每個先前圖像顯示的時間和當(dāng)前圖像顯示的時間之間的時間差產(chǎn)生加權(quán)值。
25.權(quán)利要求18的圖像編碼和解碼裝置，其中第二解碼加權(quán)值產(chǎn)生部分按照具有與所需塊的像素值類似的像素值的塊，不同地產(chǎn)生將對具有與包括在先前圖像中的各塊中所需塊的像素值類似的像素值的各塊的各像素值操作的加權(quán)值。
26.一種圖像編碼和解碼方法，包括以下操作適應(yīng)于表示當(dāng)前圖像的每個像素的比特數(shù)而調(diào)整至少一個加權(quán)值，通過對具有與包括在先前圖像中的各塊中所需塊的像素值類似的像素值的至少一個塊的像素值和至少一個調(diào)整后的加權(quán)值執(zhí)行一個操作，來預(yù)測所需塊的像素值，使用所需塊的預(yù)測像素值編碼所需塊的像素值；和適應(yīng)于所述比特數(shù)而調(diào)整至少一個加權(quán)值，通過對具有與包括在恢復(fù)的先前圖像中的各塊中所需塊的像素值類似的像素值的至少一個塊的像素值和至少一個調(diào)整后的加權(quán)值執(zhí)行一個操作，來恢復(fù)所需塊的預(yù)測像素值，并使用恢復(fù)的像素值解碼所需塊的像素值，其中，先前圖像指在當(dāng)前圖像之前顯示的圖像，所需塊是屬于當(dāng)前圖像的塊中的一個所需目標(biāo)塊。
27.權(quán)利要求26的圖像編碼和解碼方法，其中與比特數(shù)成比例地調(diào)整加權(quán)值。
28.權(quán)利要求26的圖像編碼和解碼方法，其中編碼操作包括確定當(dāng)前模式是內(nèi)部模式，交互模式，還是加權(quán)預(yù)測模式；如果當(dāng)前模式確定為內(nèi)部模式，使用與包括在當(dāng)前圖像中的各塊中所需塊空間上相鄰的塊來預(yù)測所需塊的像素值；如果當(dāng)前模式確定為內(nèi)部模式，使用包括在先前圖像中的所需塊和其他塊預(yù)測所需塊的像素值；和如果當(dāng)前模式確定為加權(quán)預(yù)測模式，適應(yīng)于所述比特數(shù)而調(diào)整加權(quán)值并且用調(diào)整后的加權(quán)值預(yù)測所需塊的像素值，和使用預(yù)測值編碼所需塊的像素值。
29.權(quán)利要求28的圖像編碼和解碼方法，其中編碼操作還包括在預(yù)測所需塊的像素值后，從所需塊的像素值中減去預(yù)測值，并將相減的結(jié)果確定為預(yù)測編碼值；對預(yù)測編碼值執(zhí)行轉(zhuǎn)換和量化；和對轉(zhuǎn)換和量化的結(jié)果和附加信息執(zhí)行熵編碼，并使熵編碼的結(jié)果成為比特流形式，其中，附加信息包括關(guān)于具有與包括在先前圖像中的各塊中所需塊的像素值類似的像素值的至少一個塊的信息。
30.權(quán)利要求29的圖像編碼和解碼方法，其中在加權(quán)預(yù)測模式中對所需塊的像素值的預(yù)測包括如果當(dāng)前模式確定為加權(quán)預(yù)測模式，產(chǎn)生一個固定的加權(quán)值和一個用戶確定的加權(quán)值；確定使用固定加權(quán)值還是用戶確定的加權(quán)值；如果確定將使用固定加權(quán)值，適應(yīng)于所述比特數(shù)而調(diào)整固定加權(quán)值；如果確定將使用用戶確定的加權(quán)值，適應(yīng)于所述比特數(shù)而調(diào)整用戶確定的加權(quán)值；以及對具有與包括在先前圖像中的各塊的所需塊的像素值類似的像素值的至少一個塊的像素值和調(diào)整后的加權(quán)值執(zhí)行一個操作，并將操作的結(jié)果確定為預(yù)測所需塊的像素值的結(jié)果。
31.權(quán)利要求26或30的圖像編碼和解碼方法，其中解碼操作包括確定所需塊的像素值是否已經(jīng)用內(nèi)部模式、交互模式或者加權(quán)預(yù)測模式編碼；如果確定所需塊的像素值已經(jīng)用內(nèi)部模式編碼，使用與包括在恢復(fù)的當(dāng)前圖像中的各塊中所需塊空間上相鄰的塊來恢復(fù)所需塊的預(yù)測值；如果確定所需塊的像素值已經(jīng)用交互模式編碼，使用所需塊和包括在恢復(fù)的先前圖像中的塊來恢復(fù)所需塊的預(yù)測值；和如果確定所需塊的像素值已經(jīng)用加權(quán)預(yù)測模式編碼，適應(yīng)于所述比特數(shù)而調(diào)整至少一個加權(quán)值，并且使用調(diào)整后的加權(quán)值恢復(fù)所需塊的預(yù)測值，和使用恢復(fù)的預(yù)測值解碼所需塊的像素值。
32.權(quán)利要求31的圖像編碼和解碼方法，其中解碼操作還包括對比特流執(zhí)行熵解碼；對熵解碼的結(jié)果執(zhí)行反量化和反轉(zhuǎn)換，并且確定所需塊的像素值已經(jīng)被編碼的模式；把恢復(fù)的像素值和反轉(zhuǎn)換的結(jié)果相加并且將相加的結(jié)果確定為包括在恢復(fù)的當(dāng)前圖像中的塊；和對相加結(jié)果解塊，并且把解塊的結(jié)果作為解碼所需塊的像素值的結(jié)果輸出。
33.權(quán)利要求32的圖像編碼和解碼方法，其中在加權(quán)預(yù)測模式中對預(yù)測值的恢復(fù)包括如果確定所需塊的像素值已經(jīng)用加權(quán)預(yù)測模式編碼，使用各種解碼附加信息中對應(yīng)于用戶確定的加權(quán)值的附加信息產(chǎn)生固定的加權(quán)值和用戶確定的加權(quán)值；確定是使用固定加權(quán)值還是使用用戶確定的加權(quán)值；如果確定將使用固定加權(quán)值，適應(yīng)于所述比特數(shù)而調(diào)整固定加權(quán)值；如果確定將使用用戶確定的加權(quán)值，適應(yīng)于所述比特數(shù)而調(diào)整用戶確定的加權(quán)值；和對具有與包括在恢復(fù)的先前圖像中的各塊的所需塊的像素值類似的像素值的至少一個塊的像素值和至少一個調(diào)整后的加權(quán)值執(zhí)行一個操作，并將操作的結(jié)果確定為恢復(fù)所需塊的預(yù)測值的結(jié)果。
全文摘要
提供一種圖像編碼和解碼裝置和方法。圖像編碼和解碼裝置包括編碼單元，適應(yīng)于表示當(dāng)前圖像的每個像素的比特數(shù)而調(diào)整至少一個加權(quán)值，通過對具有與包括在先前圖像中的各塊中所需塊的像素值類似的像素值的至少一個塊的像素值和至少一個調(diào)整的加權(quán)值執(zhí)行操作來預(yù)測所需塊的像素值，用所需塊的預(yù)測像素值編碼所需塊的像素值；解碼單元，適應(yīng)于比特數(shù)調(diào)整至少一個加權(quán)值，通過對具有與包括在恢復(fù)的先前圖像中的各塊中所需塊的像素值類似的像素值的至少一個塊的像素值和至少一個調(diào)整的加權(quán)值執(zhí)行操作來恢復(fù)所需塊的預(yù)測像素值，用恢復(fù)的像素值解碼所需塊的像素值，其中先前圖像指在當(dāng)前圖像之前顯示的圖像，所需塊是屬于當(dāng)前圖像的塊中的一個所需目標(biāo)塊。
文檔編號H04N7/26GK1599462SQ200410089938
公開日2005年3月23日 申請日期2004年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月18日
發(fā)明者金鉉文, 趙大星, 金佑湜 申請人:三星電子株式會社