專利名稱：圖像處理設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像處理設(shè)備和方法，尤其涉及一種抑制計(jì)算數(shù)量的增加的圖像處理設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
近年來，這樣的技術(shù)變得普遍對圖像進(jìn)行壓縮和編碼，打包，并且使用諸如 MPEG (運(yùn)動圖像專家組)2或者H. 264和MPEG-4 Part 10 (高級視頻編碼)(下文中稱為 H. 264/AVC)的方法進(jìn)行發(fā)送，并在接收側(cè)進(jìn)行解碼。于是，用戶可以觀看具有高質(zhì)量的運(yùn)動圖像。順便提及，在MPEG2方法中，通過線性插值處理進(jìn)行1/2像素精度的運(yùn)動預(yù)測和補(bǔ)償處理。然而，在H. ^4/AVC方法中，進(jìn)行使用6階(6-tap)HR(有限脈沖響應(yīng)濾波器)濾波器的1/4像素精度的預(yù)測和補(bǔ)償處理。此外，在MPEG2方法中，在幀運(yùn)動補(bǔ)償模式的情況下，以16X 16像素為單位進(jìn)行運(yùn)動預(yù)測和補(bǔ)償處理，而在場(field)運(yùn)動補(bǔ)償模式的情況下，對第一場和第二場中的每一個(gè)、以16X8像素為單位進(jìn)行運(yùn)動預(yù)測和補(bǔ)償處理。相比來說，在H. ^4/AVC方法中，可以以塊大小可變的方式進(jìn)行運(yùn)動預(yù)測和補(bǔ)償。 也就是說，在H. ^4/AVC方法中，可以將由16X16像素構(gòu)成的一個(gè)宏塊劃分為16X16、 16X8,8X16或者8X8的區(qū)塊之一，以具有獨(dú)立的運(yùn)動向量信息。此外，可以將8X8的區(qū)塊劃分為8X8、8X4、4X8或者4X4的子區(qū)塊之一，以具有獨(dú)立的運(yùn)動向量信息。然而，在H. ^4/AVC方法中，作為進(jìn)行上述1/4像素精度的運(yùn)動預(yù)測和補(bǔ)償處理和塊可變運(yùn)動預(yù)測和補(bǔ)償處理的結(jié)果，產(chǎn)生大量的運(yùn)動向量信息。如果按原樣對此進(jìn)行編碼， 則導(dǎo)致編碼效率降低。相應(yīng)地，提出了這樣的方法在解碼圖像中對與模板區(qū)域的解碼圖像具有高相關(guān)性的圖像的區(qū)域進(jìn)行搜索，該模板區(qū)域的解碼圖像是解碼圖像的一部分并以預(yù)定位置關(guān)系鄰近要編碼的圖像的區(qū)域，并且基于所找到的區(qū)域和預(yù)定位置之間的關(guān)系進(jìn)行預(yù)測(參見 PTL 1)。在這種方法中，由于使用解碼圖像進(jìn)行匹配，因此通過預(yù)先確定搜索范圍，可以在編碼裝置和解碼裝置中進(jìn)行相同的處理。也就是說，作為也在解碼裝置中進(jìn)行上述預(yù)測和補(bǔ)償處理的結(jié)果，來自編碼裝置的圖像壓縮信息不需要有運(yùn)動向量信息。因此，可以抑制編碼效率的降低。引用文獻(xiàn)列表專利文獻(xiàn)PTL 1 日本未審查專利申請公報(bào)2007-43651號

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
順便提及，在H. ^4/AVC方法中，規(guī)定了在存儲器中存儲多個(gè)參考幀的多參考幀方法，使得可以針對每個(gè)目標(biāo)塊參考不同的參考幀。然而，當(dāng)對該多參考幀應(yīng)用PTL 1的技術(shù)時(shí)，需要針對所有參考幀進(jìn)行運(yùn)動搜索。 其結(jié)果是，導(dǎo)致不僅在編碼裝置，而且在解碼裝置中，出現(xiàn)計(jì)算數(shù)量的增加。鑒于這種情況作出了本發(fā)明，本發(fā)明的目的在于抑制計(jì)算數(shù)量的增加。問題的解決方案根據(jù)本發(fā)明一方面的圖像處理設(shè)備包括搜索中心計(jì)算單元，其使用幀的第一目標(biāo)塊的運(yùn)動向量，以計(jì)算第二參考幀中的搜索中心，第二參考幀在時(shí)間軸上到幀的距離僅長于第一參考幀到幀的距離，運(yùn)動向量是在第一目標(biāo)塊的第一參考幀中搜索到的；以及運(yùn)動預(yù)測單元，其通過使用根據(jù)解碼圖像生成的、以預(yù)定位置關(guān)系鄰近第一目標(biāo)塊的模板，在第二參考幀中的搜索中心周圍的預(yù)定搜索范圍中，搜索第一目標(biāo)塊的運(yùn)動向量，搜索中心是由搜索中心計(jì)算單元計(jì)算的。搜索中心計(jì)算單元可以通過使用在時(shí)間軸上到幀的距離對第一目標(biāo)塊的運(yùn)動向量進(jìn)行縮放，來計(jì)算第二參考幀中的搜索中心，運(yùn)動向量是由運(yùn)動預(yù)測單元在第一參考幀中搜索的。當(dāng)將時(shí)間軸上的幀和參考圖片編號ref_id = k_l的第一參考幀之間的距離表示為tk_1;將幀和參考圖片編號ref_id = k的第二參考幀之間的距離表示為tk，并將由運(yùn)動預(yù)測單元在第一參考幀中搜索到的第一目標(biāo)塊的運(yùn)動向量表示為tmmvH時(shí)，搜索中心計(jì)算單元可以將搜索中心mv。計(jì)算為[數(shù)學(xué)式1]
tk
權(quán)利要求
1.一種圖像處理設(shè)備，包括搜索中心計(jì)算單元，其使用幀的第一目標(biāo)塊的運(yùn)動向量，以計(jì)算第二參考幀中的搜索中心，所述第二參考幀在時(shí)間軸上到所述幀的距離僅長于所述第一參考幀到所述幀的距離，所述運(yùn)動向量是在所述第一目標(biāo)塊的第一參考幀中搜索到的；以及運(yùn)動預(yù)測單元，其通過使用根據(jù)解碼圖像生成的、以預(yù)定位置關(guān)系鄰近所述第一目標(biāo)塊的模板，在所述第二參考幀中的所述搜索中心周圍的預(yù)定搜索范圍中，搜索所述第一目標(biāo)塊的運(yùn)動向量，所述搜索中心是由所述搜索中心計(jì)算單元計(jì)算的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備，其中，所述搜索中心計(jì)算單元通過使用在時(shí)間軸上到所述幀的距離對所述第一目標(biāo)塊的所述運(yùn)動向量進(jìn)行縮放，來計(jì)算所述第二參考幀中的所述搜索中心，所述運(yùn)動向量是由所述運(yùn)動預(yù)測單元在所述第一參考幀中搜索的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像處理設(shè)備，其中，當(dāng)將時(shí)間軸上的所述幀和參考圖片編號ref_id = k-1的所述第一參考幀之間的距離表示為V1，將所述幀和參考圖片編號ref_id = k的所述第二參考幀之間的距離表示為tk， 并將由所述運(yùn)動預(yù)測單元在所述第一參考幀中搜索到的所述第一目標(biāo)塊的運(yùn)動向量表示為tmmvH時(shí)，所述搜索中心計(jì)算單元將搜索中心mv。計(jì)算為[數(shù)學(xué)式10]tk-1其中，所述運(yùn)動預(yù)測單元在所述第二參考幀中的所述搜索中心mv。周圍的預(yù)定搜索范圍中，使用所述模板搜索所述第一目標(biāo)塊的運(yùn)動向量，所述搜索中心是由所述搜索中心計(jì)算單元計(jì)算的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理設(shè)備，其中，所述搜索中心計(jì)算單元通過以N/2m的形式對tk/tn的值進(jìn)行近似，僅通過移位運(yùn)算來對搜索中心mv。進(jìn)行計(jì)算，其中N和M是整數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理設(shè)備，其中，使用圖片序號POC作為時(shí)間軸上的距離 tk 禾口 η。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理設(shè)備，其中，當(dāng)在圖像壓縮信息中不存在與參考圖片編號ref_id相對應(yīng)的參數(shù)時(shí)，對于前向預(yù)測和后向預(yù)測兩者，按照在時(shí)間軸上靠近所述幀的順序從參考幀開始進(jìn)行處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像處理設(shè)備，其中，所述運(yùn)動預(yù)測單元通過在時(shí)間軸上到所述幀的距離最近的所述第一參考幀中使用所述模板，在預(yù)定范圍中搜索所述第一目標(biāo)塊的所述運(yùn)動向量。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像處理設(shè)備，其中，當(dāng)所述第二參考幀是長期參考圖片時(shí)，所述運(yùn)動預(yù)測單元通過在所述第二參考幀中使用所述模板，在預(yù)定范圍中搜索所述第一目標(biāo)塊的所述運(yùn)動向量。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像處理設(shè)備，還包括解碼單元，其對編碼運(yùn)動向量的信息進(jìn)行解碼；以及預(yù)測圖像生成單元，其通過使用所述幀的第二目標(biāo)塊的運(yùn)動向量來生成預(yù)測圖像，所述運(yùn)動向量是由所述解碼單元進(jìn)行解碼的。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像處理設(shè)備，其中，所述運(yùn)動預(yù)測單元通過使用所述幀的第二目標(biāo)塊，搜索所述第二目標(biāo)塊的運(yùn)動向量，以及其中，所述圖像處理設(shè)備還包括圖像選擇單元，其選擇如下兩個(gè)預(yù)測圖像之一基于所述第一目標(biāo)塊的運(yùn)動向量的預(yù)測圖像，該運(yùn)動向量是由所述運(yùn)動預(yù)測單元搜索到的；以及基于所述第二目標(biāo)塊的運(yùn)動向量的預(yù)測圖像，該運(yùn)動向量是由所述運(yùn)動預(yù)測單元搜索到的。
11.一種圖像處理方法，包括步驟利用圖像處理設(shè)備，使用目標(biāo)塊的運(yùn)動向量計(jì)算第二參考幀中的搜索中心，所述運(yùn)動向量是在幀的所述目標(biāo)塊的第一參考幀中搜索到的，所述第二參考幀在時(shí)間軸上到所述幀的距離僅長于所述第一參考幀到所述幀的距離；以及利用所述圖像處理設(shè)備，通過使用根據(jù)解碼圖像生成的、以預(yù)定位置關(guān)系鄰近所述目標(biāo)塊的模板，在計(jì)算出的所述第二參考幀中的所述搜索中心周圍的預(yù)定搜索范圍中，搜索所述目標(biāo)塊的運(yùn)動向量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能夠抑制計(jì)算數(shù)量的增加的圖像處理設(shè)備和方法。通過使用在參考圖片編號ref_id＝0的參考幀中搜索到的運(yùn)動向量tmmv0，MRF搜索中心計(jì)算單元77計(jì)算在時(shí)間軸上到目標(biāo)幀的距離次靠近參考圖片編號ref_id＝0的參考圖片編號ref_id＝1的參考幀中的運(yùn)動搜索中心mvc。模板運(yùn)動預(yù)測和補(bǔ)償單元76在獲得的參考圖片編號ref_id＝1的參考幀的搜索中心mvc周圍的預(yù)定范圍E中進(jìn)行運(yùn)動搜索，進(jìn)行補(bǔ)償處理，并生成預(yù)測圖像。本發(fā)明可以應(yīng)用于例如根據(jù)H.264/AVC方法進(jìn)行編碼的圖像編碼裝置。
文檔編號H04N7/32GK102160384SQ20098013703
公開日2011年8月17日 申請日期2009年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月24日
發(fā)明者佐藤數(shù)史, 矢崎陽一 申請人:索尼公司