專利名稱：用于編碼或解碼視頻信號的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于編碼或解碼視頻信號的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)源提供者向解碼器發(fā)送編碼的視頻信號時，使用一種去除時間冗余和空間冗余 的方法來增強視頻信號的壓縮比，即，使用幀內(nèi)預(yù)測方法和幀間預(yù)測方法。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的一個目的是減小向幀間預(yù)測模式分配的比特大小。本發(fā)明的另一個目的是通過保持發(fā)送的運動向量大小不變來獲得更精確的運動向量。本發(fā)明的另一個目的是提高幀間預(yù)測的精度。本發(fā)明的另一個目的是根據(jù)模板區(qū)域范圍來自適應(yīng)地使用模板匹配。本發(fā)明的另一個目的是通過提出一種使用用于指示是否執(zhí)行模板匹配的標記的 方法來有效地處理視頻信號。技術(shù)方案本發(fā)明的特征在于，解碼器使用模板區(qū)域來得出當(dāng)前塊的幀內(nèi)預(yù)測模式，而不向 解碼器發(fā)送幀內(nèi)預(yù)測模式。本發(fā)明的特征在于通過執(zhí)行傳統(tǒng)的塊匹配算法來獲得運動向量，和在與由在參考 幀中的運動向量指示的參考塊相鄰的塊和當(dāng)前塊之間的模板匹配。本發(fā)明的特征在于通過在向解碼器發(fā)送當(dāng)前塊的運動向量差值中減小運動向量 差值的精度來獲得當(dāng)前塊的運動向量，并且，解碼器通過以四分之一為單位經(jīng)由運動向量 執(zhí)行模板匹配來獲得當(dāng)前塊的運動向量。本發(fā)明的特征在于考慮在當(dāng)前幀和參考幀之間的照度差；向候選參考塊的模板 區(qū)域添加附加值；以及，在當(dāng)前塊和候選參考塊之間執(zhí)行模板匹配，以使用模板匹配來找到 與當(dāng)前塊對應(yīng)的參考塊。本發(fā)明的特征在于通過在模板匹配的情況下使得通過組合目標區(qū)域和模板區(qū)域 產(chǎn)生的形狀具有目標的相同形狀來設(shè)置模板區(qū)域。本發(fā)明的特征在于使用用于指示是否執(zhí)行模板匹配的標記，并且在于對于在宏塊 內(nèi)的每一個分區(qū)使用標記。本發(fā)明的特征在于在解碼器獲得宏塊的類型之前，通過獲得用于指示是否執(zhí)行 模板匹配的標記信息來執(zhí)行傳統(tǒng)的解碼處理，并且，本發(fā)明的特征在于在執(zhí)行模板匹配的 情況下，將宏塊的類型設(shè)置為16X16，并且將子宏塊的類型設(shè)置為8X8。本發(fā)明的特征在于將模板區(qū)域擴展到與目標的右側(cè)或下端邊相鄰的已經(jīng)編碼的 塊，并且將模板區(qū)域擴展到分別與目標的左側(cè)和上端邊相鄰的塊。
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有益效果因此，本發(fā)明提供了下面的效果或優(yōu)點。首先，本發(fā)明能夠以下述方式來減小向解碼器發(fā)送的比特大小，由此增強視頻信 號處理的編碼效率解碼器使用模板區(qū)域來得出當(dāng)前塊的幀內(nèi)預(yù)測模式，而不向解碼器發(fā) 送幀內(nèi)預(yù)測模式。其次，在獲得當(dāng)前塊的運動向量的過程中，本發(fā)明使用傳統(tǒng)的塊匹配算法來獲得 當(dāng)前塊的運動向量，但是能夠通過基于運動向量執(zhí)行模板匹配來獲得更精確的運動向量， 由此提高視頻信號處理的編碼效率。第三，本發(fā)明通過下述方式來減小向解碼器發(fā)送的運動向量信息大小，由此提高 視頻信號處理的編碼效率以減小運動向量差值的精度的方式來發(fā)送當(dāng)前塊的運動向量差 值，并且通過在解碼器中以四分之一為單位經(jīng)由運動向量執(zhí)行模板匹配來獲得當(dāng)前塊的運 動向量。第四，于在使用模板匹配找到與當(dāng)前塊對應(yīng)的參考塊中考慮照度差的情況下，本 發(fā)明能夠提高當(dāng)前塊預(yù)測的精度。第五，本發(fā)明通過下述方式來設(shè)定模板區(qū)域，由此提高視頻信號處理的編碼效率 使得通過組合目標區(qū)域和模板區(qū)域產(chǎn)生的形狀具有目標的相同形狀。第六，本發(fā)明使用用于指示是否執(zhí)行模板匹配的標記，并且對于在宏塊內(nèi)的每一 個分區(qū)使用標記，由此提高視頻信號處理的編碼效率。第七，在解碼器獲得宏塊的類型之前，本發(fā)明跳到通過獲得用于指示是否執(zhí)行模 板匹配的標記信息來解碼宏塊類型，由此提高視頻信號處理的編碼效率。第八，本發(fā)明在模板匹配中將模板區(qū)域擴展到與目標的右側(cè)或下端邊相鄰的已經(jīng) 編碼的塊，并且將模板區(qū)域擴展到分別與目標的左側(cè)和上端邊相鄰的塊，由此提高使用模 板匹配的視頻信號處理的編碼效率。


附圖被包括來進一步理解本發(fā)明，并且被包含在本說明書中并且構(gòu)成這個說明書 的一部分，附示本發(fā)明的實施例，并且與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1示出模板區(qū)域和目標區(qū)域的示例；圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的、解碼器使用模板區(qū)域來確定當(dāng)前塊的幀內(nèi)預(yù) 測模式的序列的流程圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的、在獲得與當(dāng)前塊相鄰的模板區(qū)域的幀內(nèi) 預(yù)測模式中使用的與當(dāng)前塊相鄰的模板區(qū)域和與對應(yīng)的模板區(qū)域相鄰的像素；圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的、通過基于當(dāng)前塊的運動向量執(zhí)行模板匹配來 獲得當(dāng)前塊的改善的運動向量的序列的流程圖；圖5示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的、與當(dāng)前塊對應(yīng)的參考塊和與對應(yīng)的參考塊 相鄰的塊；圖6示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的、從模板匹配執(zhí)行結(jié)果確定當(dāng)前塊的改善的 運動向量的方法；
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圖7是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的、獲得當(dāng)前塊的改善的運動向量的序列的流程 圖；圖8示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的、如果運動向量單位是1/4則執(zhí)行與當(dāng)前塊 的模板匹配的候選參考塊的范圍；圖9示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的、考慮在指定與當(dāng)前塊對應(yīng)的參考塊中的照 度之間的差的方法；圖10是根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的語法表，在其上實現(xiàn)了指示是否執(zhí)行模板匹 配的標記的使用；圖11是根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的語法表，在其上實現(xiàn)了指示是否執(zhí)行模板匹 配的標記的重新排序的方法。
具體實施例方式最佳模式本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明中給出，并且部分地從說明顯而易見， 或可以通過本發(fā)明的實施來學(xué)習(xí)。通過在書面說明及其權(quán)利要求中具體指出的結(jié)構(gòu)以及附 圖來實現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點。為了實現(xiàn)這些和其他優(yōu)點，并且根據(jù)本發(fā)明的目的，如所體現(xiàn)和廣義地描述，根據(jù) 本發(fā)明的一種處理視頻信號的方法是確定與當(dāng)前塊相鄰的模板區(qū)域的幀內(nèi)預(yù)測模式，并 且使用模板區(qū)域的幀內(nèi)預(yù)測模式作為當(dāng)前塊的幀內(nèi)預(yù)測模式來獲得當(dāng)前塊的預(yù)測值。根據(jù)本發(fā)明，確定與當(dāng)前塊相鄰的模板區(qū)域的幀內(nèi)預(yù)測模式是在模板區(qū)域的左、 上端、左上端和右上端指定相鄰的像素，在指定的像素和模板區(qū)域之間計算像素值差，并且 獲得最小化像素值差的幀內(nèi)預(yù)測模式。通過考慮幀內(nèi)預(yù)測模式的九種預(yù)測方向來計算像素 值差。為了進一步實現(xiàn)這些和其他優(yōu)點并且根據(jù)本發(fā)明的目的，根據(jù)本發(fā)明的一種用于 處理視頻信號的設(shè)備包括預(yù)測模式確定單元，用于使用與當(dāng)前塊相鄰的模板區(qū)域來確定 當(dāng)前塊的預(yù)測模式；以及，獲得單元，用于使用當(dāng)前塊的預(yù)測模式來獲得當(dāng)前塊的預(yù)測值。為了進一步實現(xiàn)這些和其他優(yōu)點并且根據(jù)本發(fā)明的目的，根據(jù)本發(fā)明的一種用于 確定運動向量的方法是指定由當(dāng)前塊的運動向量指示的參考塊和與參考塊相鄰的塊，計 算在指定塊的模板區(qū)域和當(dāng)前塊的模板區(qū)域之間的每一個像素值差，并且基于計算像素值 差的結(jié)果來提取改善的運動向量。根據(jù)本發(fā)明，與參考塊相鄰的塊包括通過以四分之一為單位的運動向量相鄰的8 個塊。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)前塊的改善的運動向量的提取方法是如果在當(dāng)前塊的模板區(qū)域 和當(dāng)前塊的參考塊的模板區(qū)域之間的像素值差具有最小值，則基于9個像素值差來獲得二 維彎曲表面，并且從該二維彎曲表面獲得具有最小像素值差的運動向量位置。為了進一步實現(xiàn)這些和其他優(yōu)點并且根據(jù)本發(fā)明的目的，一種用于確定運動向量 的方法是通過向當(dāng)前塊的第一運動向量差值應(yīng)用移位操作來獲得當(dāng)前塊的第二運動向量 差值，基于當(dāng)前塊的第二運動向量差值和當(dāng)前塊的運動向量預(yù)測值來確定候選參考塊的范 圍，計算在候選參考塊的模板區(qū)域和當(dāng)前塊的模板區(qū)域之間的每一個像素值差，并且從最小化像素值差的候選參考塊來獲得當(dāng)前塊的改善的運動向量。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)前塊的第一運動向量差值是通過向當(dāng)前塊的運動向量差值執(zhí)行右 移操作而獲得的值，根據(jù)下舍入或四舍五入來執(zhí)行右移操作。根據(jù)本發(fā)明，如果通過下舍入來獲得當(dāng)前塊的第一運動向量差值，則候選參考塊 的范圍包括如下的像素，即，范圍是從在通過相加當(dāng)前塊的第二運動向量差值和當(dāng)前塊的 運動向量預(yù)測值而獲得的運動向量位置的像素到右面第(X-I)個像素，并且如果通過四舍 五入來獲得當(dāng)前塊的第一運動向量差值，則候選參考塊的范圍包括如下的像素，即，范圍是 從自在參考位置的像素向左的第(χ/2)個像素到自在參考位置的像素向右的第(X/2-1)個 像素。X是通過反轉(zhuǎn)運動向量單位而獲得的值。根據(jù)本發(fā)明的一種處理視頻信號的方法，包括計算在參考幀內(nèi)的候選參考塊的 模板區(qū)域和當(dāng)前塊的模板區(qū)域之間的每一個像素值差；并且，使用最小化像素值差的候選 參考塊來作為與當(dāng)前塊對應(yīng)的參考塊。根據(jù)本發(fā)明，如果當(dāng)前塊的形狀是矩形，則以下述方式設(shè)定模板區(qū)域?qū)?dāng)前塊和 當(dāng)前塊的模板區(qū)域組合在一起而獲得的形狀具有當(dāng)前塊的相同形狀，并且當(dāng)前塊的模板區(qū) 域包括與當(dāng)前塊的右側(cè)或下端相鄰的像素的區(qū)域以及與當(dāng)前塊的左側(cè)或上端相鄰的像素 的區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明，計算像素值差包括通過考慮在當(dāng)前幀和參考幀之間的照度差并且 使用候選參考塊的像素值，將附加值添加到候選參考塊的像素值。根據(jù)本發(fā)明的一種處理視頻信號的方法包括使用指示宏塊是否執(zhí)行模板匹配的 標記。如果將宏塊劃分為MXN個分區(qū)，則對于每一個分區(qū)使用標記，并且在接收關(guān)于宏塊 的類型的信息之前接收標記信息。為了進一步實現(xiàn)這些和其他優(yōu)點并且根據(jù)本發(fā)明的目的，根據(jù)本發(fā)明的一種用于 處理視頻信號的設(shè)備包括計算單元，用于計算在參考幀內(nèi)的候選參考塊的模板區(qū)域和當(dāng) 前塊的模板區(qū)域之間的每一個像素值差；選擇單元，用于基于像素值差來選擇與當(dāng)前塊對 應(yīng)的參考塊；以及，獲得單元，用于使用選擇的參考塊來獲得當(dāng)前塊的預(yù)測值。本發(fā)明的模式現(xiàn)在詳細參見本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其示例被示出在附圖中。首先，在本發(fā)明中的 術(shù)語可以被解釋為下面的參考。并且，在本說明書中未公開的術(shù)語可以被解釋為與本發(fā)明 的技術(shù)思想匹配的下面的含義和概念。因此，在本公開的實施例和附圖中實現(xiàn)的配置僅是 本發(fā)明的一個最優(yōu)選的實施例，并且不表示本發(fā)明的所有技術(shù)思想。因此，可以明白，可以 存在各種修改/改變和等同物來在提交本申請的時間點替換它們。在本發(fā)明中的編碼應(yīng)當(dāng)被理解為包括編碼和解碼的概念。并且，像素值差應(yīng)當(dāng)被 理解為像素值差的絕對值的和。在下面的說明中，解釋可用于預(yù)測當(dāng)前塊的模板。圖1示出模板區(qū)域和目標區(qū)域的示例。參見圖1 (a)，目標區(qū)域(10)可以表示要通過執(zhí)行模板匹配預(yù)測的當(dāng)前塊。模板區(qū) 域(11)是與目標區(qū)域相鄰的區(qū)域，并且可以包括已經(jīng)編碼的區(qū)域。一般，模板區(qū)域(11)可 以包括與目標區(qū)域(10)的左側(cè)和上端邊相鄰的區(qū)域。而且，與當(dāng)前塊的右側(cè)或下端相鄰的區(qū)域在當(dāng)前塊之前被編碼，以在執(zhí)行模板匹配中被用作模板區(qū)域。例如，參見圖1(b)，當(dāng)前塊(40)是16X8。當(dāng)前塊的模板區(qū)域包括當(dāng)前塊的下端 部分(42)以及與當(dāng)前塊的左側(cè)和上端相鄰的已經(jīng)編碼的區(qū)域(41)。參見圖13(c)，當(dāng)前塊(43)的模板區(qū)域可以包括與當(dāng)前塊的右側(cè)相鄰的區(qū)域(45) 以及與當(dāng)前塊的左側(cè)和上端相鄰的已經(jīng)解碼的區(qū)域(44)。能夠根據(jù)宏塊分區(qū)的形狀來建立目標的形狀。并且，能夠建立模板區(qū)域以使得通 過組合模板區(qū)域和目標區(qū)域而產(chǎn)生的形狀能夠與目標的形狀相同。例如，如果在圖1(d)中宏塊分區(qū)的形狀是16X8，則可以將目標形狀(20)定義為 16X8塊，而不是8X8塊。而且，如果目標的形狀被定義為16X8塊，則能夠建立模板區(qū)域 (21)，以具有與通過將模板區(qū)域和目標區(qū)域組合在一起而產(chǎn)生的形狀相同的形狀，即矩形 形狀。如果宏塊分區(qū)的形狀是8X16，則可以將目標形狀(22)定義為8X 16，并且可以如 圖10(e)中設(shè)定模板區(qū)域(23)。圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的、解碼器使用模板區(qū)域來確定當(dāng)前塊的幀內(nèi)預(yù) 測模式的序列的流程圖。參見圖2(a)，編碼器提取與當(dāng)前塊相鄰的模板區(qū)域的幀內(nèi)預(yù)測模式[S210]。通過 使用在當(dāng)前塊和模板區(qū)域之間的相互類似性，能夠?qū)⑻崛〉呐c當(dāng)前塊相鄰的模板區(qū)域的幀 內(nèi)預(yù)測模式用作當(dāng)前塊的幀內(nèi)預(yù)測模式。因此，能夠獲得當(dāng)前塊的幀內(nèi)預(yù)測模式[S220]。 在當(dāng)前塊的幀內(nèi)預(yù)測模式中產(chǎn)生當(dāng)前塊的像素值和剩余部分[S230]。僅當(dāng)前塊的剩余部分 被傳送到解碼器[S240]，但是，不發(fā)送當(dāng)前塊的幀內(nèi)預(yù)測模式。因此，能夠減小向解碼器傳 送的塊的信息大小。參見圖2(b)，解碼器接收當(dāng)前塊的剩余部分[S250]。像編碼器那樣，解碼器獲得 與當(dāng)前塊相鄰的模板區(qū)域的幀內(nèi)預(yù)測模式[S260]，并且然后獲得當(dāng)前塊的幀內(nèi)預(yù)測模式 [S270]。然后，根據(jù)獲得的當(dāng)前塊的幀內(nèi)預(yù)測模式和所接收的當(dāng)前塊的剩余部分，使用當(dāng)前 塊的像素值來重建當(dāng)前塊[S280]。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的、在獲得與當(dāng)前塊相鄰的模板區(qū)域的幀內(nèi) 預(yù)測模式中使用的與當(dāng)前塊相鄰的模板區(qū)域和與對應(yīng)的模板區(qū)域相鄰的像素。首先，a m區(qū)域(30)與當(dāng)前塊的左側(cè)和上端相鄰，并且也與位于當(dāng)前塊的左上端 的角像素相鄰。a-m區(qū)域(30)是已經(jīng)編碼的像素，并且可以被看作模板區(qū)域。在圖3中，模 板區(qū)域的大小是1。模板區(qū)域的大小是n(n是自然數(shù))，并且是可調(diào)整的。A X區(qū)域(31) 包括與以模板區(qū)域為中心的左側(cè)(J N)、上端(A E)、左上端⑴和右上端(F I)相 鄰的編碼像素。為了選擇最佳的預(yù)測模式，計算在a m區(qū)域和A X區(qū)域之間的像素值差。在 例如垂直模式的情況下，像素值差變?yōu)閍bsolute [ (m_A) + (i_A) + (j-A) + (k_A) + (I-A) + (a-B) + (b-C) + (c-D) + (d-E)]。同樣，對于九種幀內(nèi)預(yù)測模式計算像素值差。并且，最小化像素值差 的幀內(nèi)預(yù)測模式將變?yōu)槟０鍏^(qū)域的幀內(nèi)預(yù)測模式。因此，能夠使用在模板區(qū)域和當(dāng)前塊之 間的相互類似性來確定當(dāng)前塊的幀內(nèi)預(yù)測模式。圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的、通過基于當(dāng)前塊的運動向量執(zhí)行模板匹配來 獲得當(dāng)前塊的改善的運動向量的序列的流程圖。
首先，解碼器接收當(dāng)前塊的運動向量差值，并且然后使用當(dāng)前塊的運動向量差值 和當(dāng)前塊的運動向量預(yù)測值來獲得當(dāng)前塊的運動向量。使用當(dāng)前塊的運動向量來指定與當(dāng) 前塊對應(yīng)的參考塊，并且與指定的參考塊相鄰的塊被指定。計算在當(dāng)前塊的模板區(qū)域和指定的參考塊的模板區(qū)域之間的像素值差，并且，計 算在當(dāng)前塊的模板區(qū)域和與指定的參考塊相鄰的塊的模板區(qū)域之間的每一個像素值差 [S410]。如果在當(dāng)前塊的模板區(qū)域和與當(dāng)前塊對應(yīng)的參考塊的模板區(qū)域之間的像素值差具 有在所計算的像素值差中的最小值，則可使用一種使用由本發(fā)明提出的模板匹配來確定改 善的運動向量的方法[S420]。但是，如果在當(dāng)前塊的模板區(qū)域和與當(dāng)前塊對應(yīng)的參考塊的 模板區(qū)域之間的像素值差不具有在所計算的像素值差中的最小值，則由傳統(tǒng)的塊匹配算法 獲得的運動向量是可用的[S450]。將在下面參考圖5來解釋相鄰塊。如果在當(dāng)前塊的模板和與當(dāng)前塊對應(yīng)的參考塊的模板之間的像素值不具有最小 值，則能夠使用由傳統(tǒng)的塊匹配算法獲得的運動向量。如果在當(dāng)前塊的模板和與當(dāng)前塊對應(yīng)的參考塊的模板之間的像素值具有最小值， 則能夠從通過執(zhí)行模板匹配獲得的像素值差得出二次曲面[S430]。然后，能夠獲得最小化 在曲面上的像素值差的運動向量[S440]。如果在使用傳統(tǒng)塊匹配算法獲得運動向量的過程中運動向量單位是1/4，則改善 的運動向量單位可以是(l/2)n+1(n是整數(shù))。通過執(zhí)行運動補償，通過在參考畫圖片的像素 值當(dāng)中的內(nèi)插來產(chǎn)生在整數(shù)像素之下的像素值。例如，如果改善的運動向量單位是1/8，則解釋產(chǎn)生1/8像素值的方法。首先，通過使用以1/2像素位置為中心的水平線和垂直線上的6個像素，產(chǎn)生1/2 像素值。并且，通過使用以1/4像素位置為中心的水平線、垂直線或?qū)蔷€上的相鄰的2個 像素來產(chǎn)生1/4像素值。通過使用以1/8像素位置為中心的水平線、垂直線或?qū)蔷€上的 相鄰像素，產(chǎn)生1/8像素值。但是，如果1/8像素和相鄰像素一起位于水平線或垂直線上， 則通過使用以1/8像素位置為中心的水平線或垂直線上的相鄰的2個像素，產(chǎn)生1/8像素 值。如果1/8像素和相鄰像素一起位于對角線上，則通過使用以1/8像素位置為中心的對 角線上的相鄰的4個像素，產(chǎn)生1/8像素值。在下面的說明中，詳細解釋用于獲得改善的運動向量的方法。圖5示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的、與當(dāng)前塊對應(yīng)的參考塊和與對應(yīng)的參考塊 相鄰的塊。首先，由當(dāng)前塊的運動向量指示的參考幀內(nèi)的塊將變?yōu)榕c當(dāng)前塊對應(yīng)的參考塊。 能夠指定以與當(dāng)前塊對應(yīng)的參考塊為中心的通過運動向量單位間隔相鄰的塊。隨后，計算 在指定塊的模板區(qū)域和當(dāng)前塊的模板區(qū)域之間的像素值差。并且，能夠從所計算的像素值 差來獲得9個像素值差。例如，如果運動向量的單位是1/4，則9個像素位置(50)對應(yīng)于以 由當(dāng)前塊的運動向量指示的像素為中心的通過1/4像素間隔彼此相鄰的像素。并且，能夠 分別指定用于該9個像素的9個塊。在下面的說明中，解釋一種從該9個像素值差獲得改善的運動向量的方法。圖6示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的、從模板匹配執(zhí)行結(jié)果確定當(dāng)前塊的改善的 運動向量的方法。首先，可以將9個像素值差置于如下的坐標上，即，該坐標將X和Y軸設(shè)定為運動向量位置，并且將Z軸設(shè)定為像素值差。并且，能夠獲得二次曲面，其中，在9個像素值差中 的6個像素值差(51，52)對應(yīng)于根。因為與當(dāng)前塊(52)對應(yīng)的參考塊的情況具有最小值， 所以能夠布置與當(dāng)前塊(52)對應(yīng)的參考塊的情況，并且可以定位與對應(yīng)的參考塊(51)相 鄰的塊的情況，如圖6中所示。在該情況下，能夠從二次曲面找到具有被設(shè)定為最小的像素 值差的運動向量位置(X，y) (53)?？梢詫⒍吻姹硎緸楣?。[公式1]S (x, y) = Ax2+By2+Cxy+Dx+Ey+F如果使用χ禾Π y來求S的微分，則使得二次曲面S具有最小值的χ和y的值滿足 零。如果對于公式1求微分，則產(chǎn)生公式2和公式3。[公式2]dS/dx = 2Ax+Cy+D = 0[公式3]dS/dy = 2Bx+Cy+E = 0如果找到滿足公式2和公式3的χ和y，則產(chǎn)生公式4。[公式4]
χ\
1
AAB-C2
-2BD + CE CD-2AE圖7是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的、獲得當(dāng)前塊的改善的運動向量的序列的流程 圖。在下面的說明中，將候選參考塊看作候選區(qū)域，該候選區(qū)域可以變?yōu)榕c當(dāng)前塊對 應(yīng)的參考塊。參見圖7(a)，編碼器獲得當(dāng)前塊的運動向量預(yù)測值和當(dāng)前塊的運動向量，并且然 后從所獲得的運動向量預(yù)測值和運動向量獲得當(dāng)前塊的運動向量差值(mvd)[S710]。通過 對于當(dāng)前塊的運動向量差值(mvd)執(zhí)行右移操作，能夠獲得其精度被降低的當(dāng)前塊的第一 運動向量差值(mvd’)[S720]。當(dāng)前塊的第一運動向量差值(mvd’)被編碼和然后被傳送到 解碼器[S725]。因此，能夠減小用于傳送運動向量信息所需要的比特大小。參見圖7(b)，解碼器接收當(dāng)前塊的第一運動向量差值(mvd’ ) [S730]，并且然后通 過對于所接收的當(dāng)前塊的第一運動向量差值(mvd’ )執(zhí)行左移操作來提取當(dāng)前塊的第二運 動向量差值(mvd”)[S740]。當(dāng)前塊的第二運動向量差值(mvd”)被提取以通過運動向量單 位執(zhí)行模板匹配。隨后，參考通過相加當(dāng)前塊的運動向量預(yù)測值和第二運動向量差值(mvd”)而獲 得的運動向量來執(zhí)行模板匹配[S750]。計算在當(dāng)前塊的模板區(qū)域和候選參考塊的模板區(qū) 域之間的像素值差，并且，最小化像素值差的候選參考塊被用作與當(dāng)前塊對應(yīng)的參考塊。但 是，參考塊可以等于通過使用當(dāng)前塊的運動向量預(yù)測值和當(dāng)前塊的運動向量差值(mvd)而 獲得的參考塊。因此，能夠從所獲得的參考塊獲得當(dāng)前塊的改善的運動向量[S760]。在下面的說明中，解釋用于執(zhí)行與當(dāng)前塊的模板匹配的候選參考塊的范圍。圖8示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的、如果運動向量單位是1/4則執(zhí)行與當(dāng)前塊 的模板匹配的候選參考塊的范圍。圖8(a)示出在通過對于當(dāng)前塊的運動向量差值(mvd)執(zhí)行右移操作而獲得當(dāng)前
10塊的第一運動向量差值(mvd’ )中從下舍入產(chǎn)生的情況的實施例。如果當(dāng)前塊的運動向量預(yù)測值(80)和當(dāng)前塊的運動向量(81)如圖8(a)中所示 定位，則當(dāng)前塊的運動向量差值(mvd)變?yōu)?。并且，能夠通過執(zhí)行移位操作來獲得當(dāng)前塊 的第一運動向量差值(mvd’)，如公式5所示。[公式5]mvd' = mvd >> 2 = 0通過在當(dāng)前塊的第一運動向量差值(mvd’ )執(zhí)行公式6的移位操作以通過運動向 量單位執(zhí)行模板匹配，獲得當(dāng)前塊的第二運動向量差值(mvd”)。[公式6]mvd" = mvd' <<2 = 0通過將當(dāng)前塊的第二運動向量差值和當(dāng)前塊的運動向量預(yù)測值相加在一起而獲 得的運動向量位置(82)被設(shè)定為參考像素。在獲得當(dāng)前塊的第一運動向量差值的過程中，僅提取由通過執(zhí)行移位操作來降低 當(dāng)前塊的運動向量差值的精度而導(dǎo)致的整數(shù)單位精度值，并且將在整數(shù)之下的降低的精度 的部分下舍入。因此，候選參考塊的范圍是從參考像素(82)到參考像素(82)右面的第三 個。圖8(b)示出在通過對于當(dāng)前塊的運動向量差值(mvd)執(zhí)行移位操作而獲得當(dāng)前 塊的第一運動向量差值(mvd’ )的過程中從四舍五入產(chǎn)生的情況的實施例。如果當(dāng)前塊的運動向量預(yù)測值(83)和當(dāng)前塊的運動向量(84)如圖8(b)中所示 定位，則當(dāng)前塊的運動向量差值(mvd)是1。為了從當(dāng)前塊的運動向量差值(mvd)提取整數(shù)部分，進行移位操作以產(chǎn)生公式7。[公式7]mvd，= (mvd+2) >>2 = 0同樣，通過執(zhí)行當(dāng)前塊的第一運動向量差值(mvd’ )的移位操作來獲得當(dāng)前塊的 第二運動向量差值(mvd”)。[公式8]mvd” = mvd，<<2 = 0通過將當(dāng)前塊的第二運動向量差值(mvd”)和當(dāng)前塊的運動向量預(yù)測值相加在一 起而獲得的運動向量位置被設(shè)定為參考像素(85)。因為圖8(b)與執(zhí)行四舍五入以獲得 當(dāng)前塊的第一運動向量差值(mvd’ )的情況對應(yīng)，所以候選參考塊的范圍將是從參考像素 (85)左面的第二個到右面的第一個。圖9示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的、考慮在指定與當(dāng)前塊對應(yīng)的參考塊的過程 中的照度之間的差的方法。首先，X指示當(dāng)前塊的預(yù)測像素值，V指示與當(dāng)前塊相鄰的模板區(qū)域的像素值，Y 指示候選參考塊的像素值，并且Y’指示與候選參考塊相鄰的模板區(qū)域的像素值。如果使用模板匹配預(yù)測當(dāng)前塊的像素值而不考慮照度差，則在與當(dāng)前塊相鄰的 模板區(qū)域和與候選參考塊相鄰的模板區(qū)域之間的像素值差變?yōu)閍bsoluteK’ -Y’ ]。并 且，最小化像素值差的候選參考塊被指定為與當(dāng)前塊對應(yīng)的參考塊。因此，在候選參考塊 A的情況下，像素值差是“abS0lute[12-6] =6”。在候選參考塊B的情況下，像素值差是
11"absolute [12-4] =4”。因此，候選參考塊B被選擇為與當(dāng)前塊對應(yīng)的參考塊。并且，當(dāng)前 塊的預(yù)測像素值被設(shè)定為參考塊B的Y。在該情況下，當(dāng)前塊的預(yù)測值具有達到2的失真。但是，如果考慮照度之間的差，則可以將在與當(dāng)前塊相鄰的模板區(qū)域和與候選參 考塊相鄰的模板區(qū)域之間的像素值差(D)表示為公式9。[公式9]D = absolute [X，- (aY，+b)]在公式9中，分別地，X’指示與當(dāng)前塊相鄰的模板區(qū)域的像素值，Y’指示與候選參 考塊相鄰的模板區(qū)域的像素值，并且a和b指示最小化像素值差的實數(shù)。如果在與候選參考塊A相鄰的模板區(qū)域和與當(dāng)前塊相鄰的模板區(qū)域之間的像素 值差具有最小值，則可以將候選參考塊A選擇為與當(dāng)前塊對應(yīng)的參考塊。在該情況下，如果 最小化像素值差的a和b分別是1和2，則像素值差變?yōu)?。并且，當(dāng)前塊的預(yù)測像素值X 被預(yù)測為“aY+b = 6”。在該情況下，當(dāng)前塊變?yōu)闆]有失真。圖10是根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的語法表，在其上實現(xiàn)了用于指示是否執(zhí)行模 板匹配的標記的使用。首先，能夠查看是否對于每種宏塊執(zhí)行模板匹配。例如，能夠使用用于指示是否執(zhí) 行模板匹配的標記信息。關(guān)于宏塊類型(mb_type)的信息被接收[S110]。如果當(dāng)前宏塊的 類型是16X16，則能夠接收標記信息(tm_active_flag)，其指示是否在當(dāng)前宏塊的預(yù)測中 執(zhí)行模板匹配[S120]。而且，如果當(dāng)前宏塊的類型是16X8或8X16，則能夠接收標記信息(tm_aCtiVe_ flags [mbPartldx])，其指示是否對于每一個分區(qū)執(zhí)行模板匹配[S130]。因此，通過使用用 于指示是否對于每種宏塊執(zhí)行模板匹配的標記信息，可以自適應(yīng)地執(zhí)行模板匹配。圖11是根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的語法表，在其上實現(xiàn)了用于指示是否執(zhí)行模 板匹配的標記的重新排序的方法。首先，在接收關(guān)于宏塊的類型的信息之前，接收用于指示是否執(zhí)行模板匹配的標 記信息[S310]。如果標記信息指示不執(zhí)行模板匹配，則關(guān)于宏塊的類型的信息被接收以使 用傳統(tǒng)的解碼方案[S320]。如果標記信息指示執(zhí)行模板匹配，則能夠?qū)⒑陦K的類型設(shè)定為16X16，而不用解 碼關(guān)于宏塊的類型的信息[S330]。同樣，在子宏塊的情況下，接收用于指示是否對于在子宏塊內(nèi)的每一個分區(qū)執(zhí)行 模板匹配的標記信息[S340]。如果標記信息指示不執(zhí)行模板匹配，則接收關(guān)于在宏塊中的 分區(qū)的信息以使用傳統(tǒng)的解碼方案[S350]。如果標記信息指示執(zhí)行模板匹配，則能夠?qū)⒆雍陦K的類型設(shè)定為8X8[S360]。工業(yè)上的適用性雖然已經(jīng)相對于本發(fā)明的優(yōu)選實施例而在此描述和說明了本發(fā)明，但是，對于本 領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員顯然，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在其中進行各種修 改和改變。因此，本發(fā)明旨在涵蓋在所附的權(quán)利要求及其等同內(nèi)容的范圍內(nèi)的本發(fā)明的修 改和改變。
權(quán)利要求
一種處理視頻信號的方法，包括使用與當(dāng)前塊相鄰的模板區(qū)域來確定所述當(dāng)前塊的幀內(nèi)預(yù)測模式；以及使用所述當(dāng)前塊的所述幀內(nèi)預(yù)測模式獲得所述當(dāng)前塊的預(yù)測值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述使用與當(dāng)前塊相鄰的模板區(qū)域來確定所述當(dāng)前塊 的幀內(nèi)預(yù)測模式進一步包括提取與所述當(dāng)前塊相鄰的所述模板區(qū)域的幀內(nèi)預(yù)測模式，其 中，與所述當(dāng)前塊相鄰的所述模板區(qū)域的所述幀內(nèi)預(yù)測模式被用作所述當(dāng)前塊的所述幀內(nèi) 預(yù)測模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，所述提取與所述當(dāng)前塊相鄰的所述模板區(qū)域的幀內(nèi)預(yù) 測模式進一步包括計算在與所述當(dāng)前塊相鄰的所述模板區(qū)域的像素和分別在所述模板區(qū)域的左、上端、 左上端和右上端的相鄰像素之間的像素值差；以及 獲得最小化所述像素值差的所述幀內(nèi)預(yù)測模式， 其中，通過考慮所述幀內(nèi)預(yù)測模式的九種預(yù)測方向來計算所述像素值差。
4.一種用于處理視頻信號的設(shè)備，包括預(yù)測模式確定單元，用于使用與當(dāng)前塊相鄰的模板區(qū)域來確定所述當(dāng)前塊的預(yù)測模 式；以及，獲得單元，用于使用所述當(dāng)前塊的所述預(yù)測模式來獲得所述當(dāng)前塊的預(yù)測值。
5.一種用于確定運動向量的方法，包括 接收當(dāng)前塊的運動向量差值；使用被接收的所述當(dāng)前塊的運動向量差值和所述當(dāng)前塊的運動向量預(yù)測值來獲得所 述當(dāng)前塊的運動向量；使用所述當(dāng)前塊的所述運動向量來指定與所述當(dāng)前塊對應(yīng)的參考塊和與所述參考塊 相鄰的塊；計算在指定的塊的模板區(qū)域和所述當(dāng)前塊的模板區(qū)域之間的每一個像素值差；以及 基于計算所述像素值差的結(jié)果來提取改善的運動向量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，與所述參考塊相鄰的所述塊包括以所述參考塊 為中心的通過運動向量單位間隔相鄰的8個塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，所述提取改善的運動向量進一步包括如果在與所述 當(dāng)前塊相鄰的所述模板區(qū)域和與對應(yīng)于所述當(dāng)前塊的所述參考塊相鄰的所述模板區(qū)域之 間的所述像素值差具有最小值，則從基于9個像素值差的二次曲面獲得具有最小像素值差 的運動向量位置。
8.一種用于確定運動向量的方法，包括 接收當(dāng)前塊的第一運動向量差值；通過向所述當(dāng)前塊的所述第一運動向量差值應(yīng)用移位操作來獲得所述當(dāng)前塊的第二 運動向量差值；基于所述當(dāng)前塊的所述第二運動向量差值和所述當(dāng)前塊的運動向量預(yù)測值來確定候 選參考塊的范圍；計算在與所述候選參考塊相鄰的模板區(qū)域和與所述當(dāng)前塊相鄰的模板區(qū)域之間的每一個像素值差；以及基于計算所述像素值差的結(jié)果來獲得所述當(dāng)前塊的運動向量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述當(dāng)前塊的所述第一運動向量差值是通過以 右移操作降低所述當(dāng)前塊的所述運動向量差值的精度而獲得的值，并且其中，根據(jù)下舍入 或四舍五入來執(zhí)行用于所述當(dāng)前塊的所述運動向量差值的右移操作。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，在所述確定候選參考塊的范圍的過程中，如果 通過下舍入來獲得所述當(dāng)前塊的所述第一運動向量差值，則所述候選參考塊的所述范圍包 括如下的像素，即，所述像素的范圍是從在通過相加所述當(dāng)前塊的所述第二運動向量差值 和所述當(dāng)前塊的所述運動向量預(yù)測值而獲得的運動向量位置(參考位置)的像素到右面第 (X-I)個像素，其中，所述X是通過反轉(zhuǎn)運動向量單位而產(chǎn)生的值。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，在所述確定候選參考塊的范圍的過程中，如果 通過四舍五入來獲得所述當(dāng)前塊的所述第一運動向量差值，則所述候選參考塊的所述范圍 包括如下的像素，即，所述像素的范圍是從在參考位置的像素向左的第(X/2)個像素到從 在所述參考位置的所述像素向右的第(X/2-1)個像素，其中，所述X是通過反轉(zhuǎn)運動向量單 位而產(chǎn)生的值。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述獲得所述當(dāng)前塊的運動向量從最小化作為 執(zhí)行模板匹配的結(jié)果的所述像素值差的所述候選參考塊獲得所述當(dāng)前塊的所述運動向量。
13.—種處理視頻信號的方法，包括計算在當(dāng)前塊的模板區(qū)域和參考幀的候選模板區(qū)域之間的像素值差，其中，基于所述 像素值差來選擇所述參考幀的所述模板區(qū)域，通過在所述當(dāng)前塊的所述模板區(qū)域和所述參考幀的所述模板區(qū)域中使用模板匹配來 選擇所述當(dāng)前塊的參考塊；使用選擇的參考塊來獲得所述當(dāng)前塊的預(yù)測值；以及基于所述預(yù)測值來解碼所述當(dāng)前塊。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，計算在與所述當(dāng)前塊相鄰的模板區(qū)域和在參 考幀內(nèi)的候選模板區(qū)域之間的像素值差考慮在當(dāng)前幀和參考幀之間的照度差。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，與所述當(dāng)前塊相鄰的模板區(qū)域包括與所述當(dāng) 前塊的右側(cè)或下端相鄰的像素的區(qū)域。
全文摘要
公開了一種處理視頻信號的方法。本發(fā)明包括使用與當(dāng)前塊相鄰的模板區(qū)域來確定所述當(dāng)前塊的幀內(nèi)預(yù)測模式；以及，使用所述當(dāng)前塊的所述幀內(nèi)預(yù)測模式獲得所述當(dāng)前塊的預(yù)測值。因此，本發(fā)明通過使得解碼器能夠在解碼器中得出關(guān)于當(dāng)前塊的預(yù)測模式的信息而不是向解碼器傳送所述信息，提高視頻信號處理的效率。
文檔編號H04N7/24GK101965733SQ200980108271
公開日2011年2月2日 申請日期2009年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月9日
發(fā)明者全勇俊, 全柄文, 崔瑛喜, 樸俊永, 樸勝煜, 金鄭善 申請人:Lg電子株式會社