專利名稱：使用預(yù)測(cè)掩膜對(duì)圖像進(jìn)行編碼的方法和裝置、對(duì)應(yīng)的解碼方法和裝置、信號(hào)和計(jì)算機(jī)程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域涉及圖像的編碼和解碼，特別涉及由一系列連續(xù)圖像構(gòu)成的視頻流的編碼和解碼。更具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及使用模塊變換來(lái)進(jìn)行圖像或圖像序列的壓縮。本發(fā)明可特別應(yīng)用于在當(dāng)今視頻編碼器(MPEG、H. 264等)或未來(lái)的視頻編碼器 (ITU-T/VC EG(H. 265)或 ISO/MEPG(HVC))中實(shí)施的視頻編碼。
背景技術(shù)：
已經(jīng)存在許多已知的視頻數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。這些技術(shù)包含使用視頻序列的逐模塊表示的許多視頻編碼技術(shù)，例如實(shí)施由MPEG組織發(fā)布的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)(MPEG-1、MPEG-2、 MPEG-4第2部分等)或ITU-T (H. 261. . . H. 264/AVC)的技術(shù)。因此，在H. 264技術(shù)中，可將每一圖像劃分為若干個(gè)切片，切片本身劃分為若干個(gè)宏模塊，宏模塊又細(xì)分為若干個(gè)模塊。 模塊由一組像素構(gòu)成。根據(jù)H. 264標(biāo)準(zhǔn)，宏模塊是大小等于16x16個(gè)像素的正方形模塊，其可再分為大小為8x8、16x8或8x16的模塊，8x8模塊又能夠再分為大小為4x4、8x4或4x8的子模塊。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，宏模塊或模塊可通過(guò)圖像內(nèi)或圖像間預(yù)測(cè)來(lái)編碼。換句話說(shuō)，宏模塊或模塊可通過(guò)以下方式來(lái)編碼-時(shí)間預(yù)測(cè)，即，參考屬于一個(gè)或一個(gè)以上其它圖像的參考模塊或宏模塊；和/或-空間預(yù)測(cè)，其隨當(dāng)前圖像的模塊或宏模塊而變。在空間預(yù)測(cè)的情況下，可借助于相鄰模塊上的紋理的編碼-解碼值的定向外推技術(shù)僅從先前已編碼的模塊來(lái)預(yù)測(cè)當(dāng)前模塊。將這些模塊稱為屬于當(dāng)前模塊的“因果鄰域”， 包括在圖像中的模塊的預(yù)定掃描方向上位于當(dāng)前模塊之前的模塊。因此，為了基于宏模塊或模塊的因果鄰域來(lái)預(yù)測(cè)宏模塊或模塊，根據(jù)ITU-T H. 264 標(biāo)準(zhǔn)使用九種幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式。這些預(yù)測(cè)模式包括對(duì)應(yīng)于用于基于先前編碼-解碼的相鄰模塊來(lái)復(fù)制像素的給定定向(垂直、水平、對(duì)角左下、對(duì)角右下、垂直右、垂直左、水平上和水平下定向)的八種模式，以及對(duì)應(yīng)于來(lái)自相鄰模塊的鄰近于所述模塊的像素的平均值的一種模式。遺憾的是，空間預(yù)測(cè)本身是不足夠的，原因在于需要對(duì)預(yù)測(cè)誤差進(jìn)行編碼。因此， 對(duì)于每一模塊，對(duì)殘差模塊進(jìn)行編碼。此殘差模塊也稱為預(yù)測(cè)殘差，對(duì)應(yīng)于原始模塊減去預(yù)測(cè)。為此，此模塊的系數(shù)在可能的變換(例如DCT或離散余弦變換)之后經(jīng)量化，且隨后由熵編碼器編碼。在編碼器處，所選的預(yù)測(cè)模式是用以獲得位速率與失真之間的最適當(dāng)折中的預(yù)測(cè)模式。因此，在幀內(nèi)編碼模式中，基于相鄰模塊的紋理的編碼-解碼值而預(yù)測(cè)當(dāng)前模塊的紋理值，且隨后將預(yù)測(cè)殘差加到此預(yù)測(cè)。在時(shí)間預(yù)測(cè)的情況下，ITU-T H. 264標(biāo)準(zhǔn)使用運(yùn)動(dòng)意義上的移位來(lái)根據(jù)模塊或宏模塊的時(shí)間鄰域預(yù)測(cè)所述模塊或宏模塊。隨后編碼且傳輸運(yùn)動(dòng)向量。
最近已提出幀內(nèi)預(yù)測(cè)的替代方法，尤其是基于相鄰像素之間的相關(guān)的方法。舉例來(lái)說(shuō)，來(lái)自譚(Tan)等人的論文“通過(guò)模板匹配進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)(Intra Prediction by Template Matching) ”提出了基于幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法的這種紋理合成技術(shù)，也稱為“模板匹配”。圖1中說(shuō)明此技術(shù)的簡(jiǎn)化方案。此技術(shù)用以在考慮圖像的源區(qū)域S時(shí)合成同一圖像的目標(biāo)區(qū)域C中的像素ρ (或像素群組)。此技術(shù)是基于相鄰像素之間的相關(guān)。因此，目標(biāo)區(qū)域C的每一像素P的值是通過(guò)如下方式確定比較(11)屬于像素P的因果鄰域的像素N(p)，從而界定像素ρ的具有源區(qū)域S的所有相鄰者的“模板”或“掩膜”。掩膜N(p)因此由先前經(jīng)編碼/解碼的像素組成，且這防止了誤差的傳播。如果找到源區(qū)域S的類似于由N(p)界定的模板的區(qū)，那么將源區(qū)域S的具有最相似鄰域的像素(或像素群組)分配(1 給目標(biāo)區(qū)域C的像素P。傳統(tǒng)上，使用以下公式，通過(guò)均方誤差最小化或絕對(duì)誤差最小化的準(zhǔn)則來(lái)選擇對(duì)應(yīng)于類似于模板的區(qū)的在源圖像中最接近于模板的區(qū)= arg ^in d(N(p), N(q))
LJTV(^r)G1S其中_q是源區(qū)域S的像素；-d是根據(jù)所選的最小化準(zhǔn)則來(lái)測(cè)量?jī)蓚€(gè)掩膜之間的距離的函數(shù)。在此技術(shù)中，以固定且預(yù)定次序合成像素，所述次序通常是從上到下和從左到右 (即，以光柵掃描次序)。傳統(tǒng)的模板匹配技術(shù)是用以合成由隨機(jī)結(jié)構(gòu)構(gòu)成的紋理。然而，當(dāng)所述技術(shù)應(yīng)用于由組合的紋理和輪廓形成的自然圖像時(shí)，這不是太有效。模板匹配技術(shù)已由王(Wang)等人如在“基于優(yōu)先權(quán)的模板匹配幀內(nèi)預(yù)測(cè) (Priority-based template matching intra prediction)，，中所描述而擴(kuò)展至IjH. 264編碼器的模塊編碼。因此可使用由“模板匹配”技術(shù)重建的模塊(根據(jù)H. 264標(biāo)準(zhǔn)由4x4像素形成)來(lái)編碼/解碼宏模塊。如圖2中所說(shuō)明，在王等人的申請(qǐng)案中，傳統(tǒng)上以光柵掃描次序，即宏模塊中的模塊的從左到右和從上到下的掃描次序，來(lái)處理模塊。因此，逐模塊地編碼/解碼(或重建) 宏模塊。一個(gè)接一個(gè)地處理所述模塊使得能夠根據(jù)掃描次序?qū)⑾惹敖?jīng)編碼/解碼模塊的像素用作當(dāng)前模塊的“源區(qū)域”。遺憾的是，此技術(shù)不是最佳的，因?yàn)槠浔仨毣?x4像素模塊來(lái)進(jìn)行宏模塊的重建。因此，需要新的圖像編碼/解碼技術(shù)，其實(shí)施“模板匹配”類型的合成技術(shù)，從而使得能夠改進(jìn)這些現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種不具有現(xiàn)有技術(shù)的所有這些缺點(diǎn)的新穎解決方案，其具體為為一種對(duì)至少一個(gè)圖像進(jìn)行編碼的方法，其中所述圖像被劃分為稱為宏模塊的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大小的區(qū)域，一個(gè)宏模塊包括一組像素模塊。根據(jù)本發(fā)明，此方法針對(duì)一個(gè)當(dāng)前圖像的至少一個(gè)當(dāng)前宏模塊至少重復(fù)執(zhí)行兩次以下步驟-根據(jù)一個(gè)用于確定優(yōu)先權(quán)的預(yù)定準(zhǔn)則，指派一個(gè)編碼優(yōu)先權(quán)等級(jí)給當(dāng)前宏模塊的至少一個(gè)像素，其鄰近于至少一個(gè)先前經(jīng)預(yù)測(cè)像素；-選擇具有最高優(yōu)先權(quán)等級(jí)的一個(gè)像素，稱為優(yōu)先權(quán)像素；-預(yù)測(cè)包含所述優(yōu)先權(quán)像素的一個(gè)像素集合，稱為目標(biāo)集合，并對(duì)其實(shí)施以下子步驟■識(shí)別對(duì)應(yīng)于一個(gè)預(yù)定模型區(qū)的一個(gè)模板，所述模板和所述目標(biāo)集合形成一個(gè)模塊；■在所述當(dāng)前圖像或一個(gè)參考圖像中的所述先前經(jīng)編碼模塊中，搜索一個(gè)源模塊，其包括一個(gè)類似于所述模板的區(qū)域；■從所述源模塊建置所述目標(biāo)集合，從而遞送經(jīng)預(yù)測(cè)像素；以及，通過(guò)確定所述經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)的所述經(jīng)預(yù)測(cè)像素與屬于當(dāng)前圖像的原始像素(未經(jīng)編碼)之間的差值，對(duì)由所述宏模塊的經(jīng)預(yù)測(cè)像素形成的、稱為一個(gè)經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)的一個(gè)區(qū)的預(yù)測(cè)殘差進(jìn)行編碼的步驟(35)。根據(jù)本發(fā)明，一旦所述經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)滿足一個(gè)預(yù)定編碼準(zhǔn)則，便實(shí)施所述編碼步驟。本發(fā)明因此提出通過(guò)直接對(duì)宏模塊作用且通過(guò)使宏模塊的像素的掃描次序適合于宏模塊的預(yù)測(cè)來(lái)改進(jìn)現(xiàn)有的“模板匹配”型技術(shù)。以此方式，預(yù)測(cè)的質(zhì)量且因此圖像的編碼和解碼的質(zhì)量得以優(yōu)化，同時(shí)編碼所需的位速率降低?？上氲?，根據(jù)所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員，應(yīng)用于整個(gè)模塊的“模板匹配”型技術(shù)的效率是有限的，因?yàn)椴僮髟浇咏昴K的末尾，用于預(yù)測(cè)的經(jīng)預(yù)測(cè)像素與待預(yù)測(cè)像素之間的距離將越大。事實(shí)上，由于宏模塊開(kāi)頭處的經(jīng)預(yù)測(cè)像素尚未經(jīng)編碼/解碼(預(yù)測(cè)誤差尚未經(jīng)編碼)，因此經(jīng)預(yù)測(cè)像素并不給出足夠好的預(yù)測(cè)，且存在的風(fēng)險(xiǎn)是誤差將朝宏模塊的末尾傳播，且對(duì)殘差進(jìn)行編碼的成本將存在對(duì)應(yīng)的增加。因此可僅指示一次模板匹配型的技術(shù)正用于整個(gè)模塊，而不必對(duì)每一模塊均指示模板匹配型的技術(shù)正用于整個(gè)模塊。此外，盡管根據(jù)傳統(tǒng)的“模板匹配”技術(shù)，像素是以固定且預(yù)定的次序合成，但本發(fā)明提出根據(jù)指派給像素的優(yōu)先權(quán)等級(jí)來(lái)調(diào)整此掃描次序，且當(dāng)預(yù)測(cè)目標(biāo)像素集合時(shí)重新計(jì)算此掃描次序。宏模塊內(nèi)的像素的掃描方向因此是自適應(yīng)的，而根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，此掃描次序是預(yù)界定且不可改變的。最后可注意到，對(duì)應(yīng)于經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)的經(jīng)預(yù)測(cè)像素與屬于當(dāng)前圖像的原始像素之間的差的預(yù)測(cè)殘差可幾乎為零。這意味著預(yù)測(cè)是足夠的(例如對(duì)于特定應(yīng)用低位速率、低質(zhì)量等)。在此情況下，獲得的預(yù)測(cè)殘差較低，且可在量化殘差時(shí)消除。舉例來(lái)說(shuō)，編碼準(zhǔn)則屬于包括以下各項(xiàng)的群組-多個(gè)大于一個(gè)預(yù)定閾值的經(jīng)預(yù)測(cè)的像素；-所述經(jīng)預(yù)測(cè)像素的一個(gè)預(yù)定配置。舉例來(lái)說(shuō)，此類配置是根據(jù)編碼器所使用的變換，且在H. 264-AVC編碼器的情況下對(duì)應(yīng)于4x4模塊。此配置也可通過(guò)在編碼器/解碼器中實(shí)施的變換來(lái)處理，且在SA-DCT (形狀自適應(yīng)離散余弦變換)型變換的情況下對(duì)應(yīng)于2x8模塊或8x2模塊或16x1或 1x16模塊或任一 16像素區(qū)。因此，一預(yù)測(cè)(或恢復(fù))足夠數(shù)目的像素，就可對(duì)對(duì)應(yīng)的經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)進(jìn)行編碼和解碼。如此編碼/解碼(或重建)的像素可隨后用以預(yù)測(cè)宏模塊的隨后區(qū)。這些經(jīng)編碼/解碼像素此后被視為屬于如參考現(xiàn)有技術(shù)定義的“源”區(qū)域。舉例來(lái)說(shuō)，經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)包括16個(gè)經(jīng)預(yù)測(cè)像素。換句話說(shuō)，一預(yù)測(cè)16個(gè)像素(形成4x4個(gè)像素、2x8個(gè)像素、8x2個(gè)像素、16x1個(gè)像素或再次1x16個(gè)像素的區(qū))，就確定與此區(qū)相關(guān)聯(lián)的殘差，且對(duì)此區(qū)進(jìn)行編碼/解碼。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例，用于確定優(yōu)先權(quán)的準(zhǔn)則是基于包括以下各項(xiàng)的群組中的至少一個(gè)參數(shù)-多個(gè)鄰近于所述至少一個(gè)像素的先前經(jīng)預(yù)測(cè)或經(jīng)編碼的像素，稱為可用像素；-作為來(lái)自先前經(jīng)預(yù)測(cè)或經(jīng)編碼像素集合的輪廓的接續(xù)的輪廓的存在，其中所述集合的至少一個(gè)像素鄰近于所述至少一個(gè)像素；-多個(gè)屬于所述模板的先前經(jīng)預(yù)測(cè)或經(jīng)編碼的像素；-一個(gè)表示所述像素的領(lǐng)域的活動(dòng)的統(tǒng)計(jì)參數(shù)；-多個(gè)類似于所述模板的候選者，例如由不同絕對(duì)值的和界定，如參考現(xiàn)有技術(shù)所述。因此，宏模塊內(nèi)的像素的掃描方向考慮了用于優(yōu)化編碼的參數(shù)，以改進(jìn)預(yù)測(cè)的效率且因此像素重構(gòu)的質(zhì)量。舉例來(lái)說(shuō)，基于將一個(gè)優(yōu)先權(quán)分配給一個(gè)像素的參數(shù)中的一個(gè)，對(duì)應(yīng)于可用于對(duì)此像素進(jìn)行編碼的已經(jīng)編碼-解碼(或重建)的可用像素的數(shù)目。此參數(shù)可(例如)具有直接對(duì)應(yīng)于可用像素的數(shù)目的值。另一參數(shù)考慮了像素中的關(guān)聯(lián)輪廓(即，也存在于鄰近的已經(jīng)編碼-解碼像素中的輪廓)的存在。因此，如果對(duì)角輪廓從已經(jīng)編碼-解碼宏模塊穿過(guò)一宏模塊，那么根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的技術(shù)根據(jù)輪廓方向而調(diào)整掃描次序，且所獲得的對(duì)角掃描次序改進(jìn)預(yù)測(cè)的質(zhì)量，且因此改進(jìn)解碼的速度和質(zhì)量。指示像素(所述像素屬于所述輪廓)中的關(guān)聯(lián)輪廓的存在的此參數(shù)(也表示為輪廓參數(shù))可(例如)具有值1。又一參數(shù)基于在像素附近界定的模板中存在的先前經(jīng)預(yù)測(cè)或編碼像素的數(shù)目。因此，偏向于預(yù)測(cè)其對(duì)應(yīng)模板包括最大數(shù)目的已經(jīng)預(yù)測(cè)像素的目標(biāo)集合。隨后，可相加或相乘本文以上描述的參數(shù)的值，以獲得分配給鄰近于先前經(jīng)預(yù)測(cè)像素的每一像素的優(yōu)先權(quán)等級(jí)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述重復(fù)中的至少一個(gè)是細(xì)化重復(fù)，在所述細(xì)化重復(fù)期間，所述分配步驟將一個(gè)編碼優(yōu)先權(quán)等級(jí)分配給當(dāng)前宏模塊的鄰近于至少一個(gè)先前經(jīng)編碼像素的至少一個(gè)像素。此處，考慮了經(jīng)編碼/解碼像素而不是僅考慮經(jīng)預(yù)測(cè)像素。事實(shí)上，與單獨(dú)經(jīng)預(yù)測(cè)像素相比，可能更依賴于經(jīng)編碼/解碼像素?？蔀榇硕氲剑绻?jīng)預(yù)測(cè)像素未給出足夠好的預(yù)測(cè)，那么其帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)是使誤差朝宏模塊的末尾傳播，且增加殘差的編碼成本。因此使用已經(jīng)編碼/解碼像素來(lái)細(xì)化預(yù)測(cè)。
本發(fā)明還涉及一種計(jì)算機(jī)程序，其包括，在所述程序由處理器執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行本文以上所述的編碼方法的指令。因此，根據(jù)本發(fā)明的編碼方法可以各種方式實(shí)施，尤其以有線形式或以軟件形式。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種對(duì)至少一個(gè)圖像進(jìn)行編碼的裝置，其中所述圖像劃分為稱為宏模塊的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大小的區(qū)域，一個(gè)宏模塊包括一組像素模塊。根據(jù)本發(fā)明，此裝置包括為一個(gè)當(dāng)前圖像的至少一個(gè)當(dāng)前宏模塊至少重復(fù)激活兩次的以下構(gòu)件-根據(jù)用于確定優(yōu)先權(quán)的一個(gè)預(yù)定準(zhǔn)則，將一個(gè)編碼優(yōu)先權(quán)等級(jí)指派給當(dāng)前宏模塊的鄰近于至少一個(gè)先前經(jīng)預(yù)測(cè)像素的至少一個(gè)像素的構(gòu)件；-選擇具有所述最高優(yōu)先權(quán)等級(jí)的像素的構(gòu)件，所述像素稱為優(yōu)先權(quán)像素；-預(yù)測(cè)包含所述優(yōu)先權(quán)像素的像素集合的構(gòu)件，所述像素集合稱為目標(biāo)集合，所述構(gòu)件包括■識(shí)別對(duì)應(yīng)于一個(gè)預(yù)定模型區(qū)的一個(gè)模板的構(gòu)件，所述模板和所述目標(biāo)集合形成一個(gè)模塊；■用于在所述當(dāng)前圖像或一個(gè)參考圖像的所述先前經(jīng)編碼模塊中，搜索一個(gè)源模塊的構(gòu)件，所述源模塊包括一個(gè)類似于所述掩膜的區(qū)域；■用于從所述源模塊建置所述目標(biāo)集合，從而遞送經(jīng)預(yù)測(cè)像素的構(gòu)件；以及，通過(guò)確定經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)的經(jīng)預(yù)測(cè)像素與屬于當(dāng)前圖像的原始像素(未經(jīng)編碼) 之間的差值，對(duì)由宏模塊的經(jīng)預(yù)測(cè)像素形成的、稱為一個(gè)經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)的一個(gè)區(qū)的預(yù)測(cè)殘差進(jìn)行編碼的構(gòu)件，一旦所述經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)符合一個(gè)預(yù)定編碼準(zhǔn)則，便激活所述編碼構(gòu)件。這種編碼裝置尤其適于實(shí)施本文以上描述的編碼方法。所述編碼裝置例如為MPEG 或H. 264型視頻編碼器或根據(jù)未來(lái)視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)(例如，H. 265)的編碼器。本發(fā)明還涉及一種信號(hào)，其表示根據(jù)本文以上所述的編碼方法編碼的至少一個(gè)圖像。此信號(hào)包括表示所述編碼準(zhǔn)則的至少一條信息，例如一個(gè)閾值，其與為重建一個(gè)經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)而必須預(yù)測(cè)的像素的最少數(shù)目相對(duì)應(yīng)。 此信號(hào)當(dāng)然可包含本發(fā)明的編碼方法的不同特性。本發(fā)明還涉及一種對(duì)表示至少一個(gè)圖像的一個(gè)信號(hào)進(jìn)行解碼的方法，其中所述圖像劃分為稱為宏模塊的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大小區(qū)域，一個(gè)宏模塊包括一組像素模塊。根據(jù)本發(fā)明，此方法針對(duì)一個(gè)當(dāng)前圖像的至少一個(gè)當(dāng)前宏模塊至少重復(fù)執(zhí)行兩次以下步驟-根據(jù)一個(gè)用于確定優(yōu)先權(quán)的預(yù)定準(zhǔn)則，指派一個(gè)編碼優(yōu)先權(quán)等級(jí)給所述當(dāng)前宏模塊的鄰近于至少一個(gè)先前經(jīng)預(yù)測(cè)像素的至少一個(gè)像素；-選擇具有最高優(yōu)先權(quán)等級(jí)的一個(gè)像素，稱為優(yōu)先權(quán)像素；-預(yù)測(cè)包含所述優(yōu)先權(quán)像素的一個(gè)像素集合，其稱為目標(biāo)集合，并對(duì)其實(shí)施以下子步驟■識(shí)別對(duì)應(yīng)于一個(gè)預(yù)定模型區(qū)的一個(gè)模板，所述模板和所述目標(biāo)集合形成一個(gè)模塊；■在所述當(dāng)前圖像或一個(gè)參考圖像的所述先前經(jīng)編碼模塊中，搜索一個(gè)源模塊，其包括一個(gè)類似于所述模板的區(qū)域；■從所述源模塊建置所述目標(biāo)集合，從而遞送經(jīng)預(yù)測(cè)像素；且所述方法還包括-接收至少一個(gè)預(yù)測(cè)殘差的步驟；-通過(guò)添加對(duì)應(yīng)于所述經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)的一個(gè)預(yù)測(cè)殘差，重建由所述宏模塊的經(jīng)預(yù)測(cè)像素形成的、稱為一個(gè)經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)的一個(gè)區(qū)的步驟，一旦所述經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)符合一個(gè)預(yù)定編碼準(zhǔn)則， 便實(shí)施所述重建步驟。此解碼方法的特性和優(yōu)點(diǎn)與編碼方法的特性和優(yōu)點(diǎn)相同。因此不對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述。這種解碼方法能夠如先前描述對(duì)信號(hào)進(jìn)行解碼。因此，根據(jù)特定特性，此方法包括接收表示所述編碼準(zhǔn)則的至少一條信息的步驟。本發(fā)明還涉及一種計(jì)算機(jī)程序，其包括，在所述程序由處理器執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行本文以上所述的解碼方法的指令。因此，根據(jù)本發(fā)明的解碼方法可以各種方式實(shí)施，尤其以有線形式或以軟件形式。在另一實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種對(duì)表示至少一個(gè)圖像的一個(gè)信號(hào)進(jìn)行解碼的裝置，所述圖像劃分為稱為宏模塊的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大小區(qū)域，一個(gè)宏模塊包括一組像素模塊。根據(jù)本發(fā)明，所述裝置包括為一個(gè)當(dāng)前圖像的至少一個(gè)當(dāng)前宏模塊至少重復(fù)激活兩次的以下構(gòu)件-根據(jù)用于確定優(yōu)先權(quán)的一個(gè)預(yù)定準(zhǔn)則，將一個(gè)編碼優(yōu)先權(quán)等級(jí)指派給當(dāng)前宏模塊的鄰近于至少一個(gè)先前經(jīng)預(yù)測(cè)像素的至少一個(gè)像素的構(gòu)件；-選擇具有所述最高優(yōu)先權(quán)等級(jí)的一個(gè)像素的構(gòu)件，所述像素稱為優(yōu)先權(quán)像素；-預(yù)測(cè)包含所述優(yōu)先權(quán)像素的一個(gè)像素集合的構(gòu)件，所述像素集合稱為目標(biāo)集合， 所述構(gòu)件包括■識(shí)別對(duì)應(yīng)于一個(gè)預(yù)定模型區(qū)的一個(gè)模板的構(gòu)件，所述模板和所述目標(biāo)集合形成一個(gè)模塊；■在所述當(dāng)前圖像或一個(gè)參考圖像的所述先前經(jīng)編碼模塊中，搜索一個(gè)源模塊的構(gòu)件，所述源模塊包括一個(gè)類似于所述模板的區(qū)域；■從所述源模塊建置所述目標(biāo)集合，從而遞送經(jīng)預(yù)測(cè)像素的構(gòu)件；以及-接收至少一個(gè)預(yù)測(cè)殘差的構(gòu)件；-通過(guò)添加對(duì)應(yīng)于所述經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)的一個(gè)預(yù)測(cè)殘差，重建由所述宏模塊的經(jīng)預(yù)測(cè)像素形成的、稱為一個(gè)經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)的一個(gè)區(qū)的構(gòu)件，一旦所述經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)符合一個(gè)預(yù)定編碼準(zhǔn)則， 便激活所述重建構(gòu)件。這種解碼裝置尤其適于實(shí)施本文以上描述的編碼方法。所述解碼裝置例如為MPEG 或H. 264型視頻編碼器或根據(jù)未來(lái)視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)(例如，H. 265)的編碼器。


根據(jù)借助于簡(jiǎn)單的說(shuō)明性且非窮舉實(shí)例給出的以下對(duì)特定實(shí)施例的描述且根據(jù)附圖，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更清楚，附圖中CN 102301713 A
說(shuō)明書(shū)
7/11 頁(yè)-圖1，參考現(xiàn)有技術(shù)而談?wù)摚欠Q為“模板匹配”的技術(shù)的簡(jiǎn)化方案；-圖2說(shuō)明宏模塊的模塊的編碼的掃描方向的實(shí)例；-圖3呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例的為編碼實(shí)施的主要步驟；-圖4A到圖4G說(shuō)明將圖3的編碼方法應(yīng)用于宏模塊；-圖5展示根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例的為解碼實(shí)施的主要步驟；-圖6和圖7分別呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明一個(gè)特定實(shí)施例的編碼裝置和解碼裝置的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式1 一般原理本發(fā)明的一般原理依賴于宏模塊的自適應(yīng)編碼/解碼，其使得一旦有足夠數(shù)目的經(jīng)預(yù)測(cè)像素可用于殘差的變換和編碼，便能夠進(jìn)行像素的預(yù)測(cè)和接著經(jīng)預(yù)測(cè)像素的區(qū)的編碼/解碼。因此，宏模塊的編碼/解碼并不需要以預(yù)定掃描次序一個(gè)接一個(gè)地對(duì)宏模塊的不同模塊進(jìn)行編碼/解碼。圖3說(shuō)明在當(dāng)前圖像的至少一個(gè)當(dāng)前宏模塊的編碼側(cè)上實(shí)施的主要步驟。術(shù)語(yǔ)“預(yù)測(cè)邊界”表示將已經(jīng)預(yù)測(cè)像素與尚未經(jīng)預(yù)測(cè)的像素分離的線，且術(shù)語(yǔ)“編碼邊界”表示將已經(jīng)編碼/解碼的像素與尚未經(jīng)編碼/解碼的像素分離的線。因此，編碼方法實(shí)施以下步驟的至少兩次重復(fù)-根據(jù)預(yù)定的優(yōu)先權(quán)確定準(zhǔn)則，將編碼優(yōu)先權(quán)等級(jí)指派(31)給當(dāng)前宏模塊的鄰近于至少一個(gè)先前經(jīng)預(yù)測(cè)像素的至少一個(gè)像素。換句話說(shuō)，將優(yōu)先權(quán)等級(jí)分配給位于預(yù)測(cè)邊界處的尚未經(jīng)預(yù)測(cè)的像素。在宏模塊的編碼的第一重復(fù)期間，預(yù)測(cè)邊界和編碼邊界重疊；-從位于預(yù)測(cè)邊界處的像素中選擇(3 具有最高優(yōu)先權(quán)等級(jí)的像素，稱為優(yōu)先權(quán)像素P ；-預(yù)測(cè)(3 包含優(yōu)先權(quán)像素的像素集合，稱為目標(biāo)集合P，其實(shí)施以下子步驟■識(shí)別(331)對(duì)應(yīng)于預(yù)定模型區(qū)的模板Tp，模板Tp和目標(biāo)集合P形成模塊；
■在當(dāng)前圖像或參考圖像的先前經(jīng)編碼模塊中搜索(33 包括類似于模板Tp的區(qū)域的源模塊；■從源模塊建置(333)目標(biāo)集合P，從而遞送經(jīng)預(yù)測(cè)像素。因此預(yù)測(cè)邊界經(jīng)移位以包含新的經(jīng)預(yù)測(cè)像素。隨后進(jìn)行測(cè)試(34)以查看由宏模塊的經(jīng)預(yù)測(cè)像素形成的區(qū)(稱為經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū))是否符合預(yù)定編碼準(zhǔn)則。如果不符合預(yù)定編碼準(zhǔn)則(341)，那么通過(guò)返回到步驟31以指派編碼優(yōu)先權(quán)等級(jí)來(lái)重復(fù)先前步驟。如果經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)符合(342)預(yù)定編碼準(zhǔn)則，那么編碼方法實(shí)施用于通過(guò)確定經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)的經(jīng)預(yù)測(cè)像素與屬于當(dāng)前圖像的原始像素之間的差來(lái)對(duì)宏模塊的經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)的預(yù)測(cè)殘差進(jìn)行編碼的步驟(3 ?？上氲筋A(yù)測(cè)殘差可幾乎為零。在此情況下，所獲得的預(yù)測(cè)殘差在量化步驟期間被消除。在編碼步驟結(jié)束時(shí)，將經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)視為經(jīng)編碼/解碼。因此，編碼邊界經(jīng)移位以便包含新的經(jīng)編碼/解碼像素。這些新的經(jīng)編碼/解碼像素此后被視為屬于圖像的源區(qū)域的像
11素，其可用于預(yù)測(cè)未經(jīng)預(yù)測(cè)像素或用于細(xì)化已經(jīng)預(yù)測(cè)像素的預(yù)測(cè)。2用于實(shí)施編碼的特定實(shí)施例的描述下文中，參見(jiàn)圖4A到圖4G，提供將編碼方法的特定實(shí)施例應(yīng)用于H. 264編碼器中的幀內(nèi)預(yù)測(cè)的說(shuō)明，其例如使用劃分為4x4大小模塊的16x16大小宏模塊。這當(dāng)然僅是實(shí)例。本發(fā)明可在圖像內(nèi)或圖像間預(yù)測(cè)的情形中，應(yīng)用于使用具有任意大小和形狀的區(qū)的圖像編碼器。在應(yīng)用的此實(shí)例中，當(dāng)前宏模塊MB由16個(gè)模塊形成，每一模塊包括4x4個(gè)像素。 此宏模塊MB在圖像中鄰近于三個(gè)已經(jīng)編碼/解碼的宏模塊(位于當(dāng)前宏模塊的上方-MBT， 當(dāng)前宏模塊的左邊-MBy和當(dāng)前宏模塊的左上-MBtJ。術(shù)語(yǔ)“鄰近”此處理解為表示觸及當(dāng)前宏模塊的邊界的宏模塊。在此實(shí)施例中，設(shè)法符合用于信息編碼/解碼(或重建)的優(yōu)先權(quán)次序而最佳地恢復(fù)當(dāng)前宏模塊MB。先前經(jīng)編碼/解碼的宏模塊MBT、M&*MBTJ由兩個(gè)方向上對(duì)角的影線表示)被視為屬于圖像的可用于預(yù)測(cè)尚未經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)的源區(qū)域。圖4B到圖4G各自說(shuō)明在如參見(jiàn)圖3描述的用于當(dāng)前宏模塊MB的編碼的預(yù)測(cè)重復(fù)之后獲得的結(jié)果。如圖4B中說(shuō)明，先前經(jīng)編碼/解碼的宏模塊MBt、MBl和ΜΒΤ 連同當(dāng)前宏模塊MB — 起界定編碼邊界iV此編碼邊界 ^(在其它圖4C到圖4G中由短劃線表示)在第一重復(fù)期間重疊于預(yù)測(cè)邊界FP(由長(zhǎng)劃線表示)上。在根據(jù)圖3中描述的算法的第一重復(fù)期間，將編碼優(yōu)先權(quán)等級(jí)指派給宏模塊MB的位于預(yù)測(cè)邊界Fp處的未經(jīng)預(yù)測(cè)像素。舉例來(lái)說(shuō)，將優(yōu)先權(quán)等級(jí)指派給宏模塊MB的鄰近于先前經(jīng)編碼/解碼的宏模塊MBT、MBl和ΜΒΤ 的先前經(jīng)預(yù)測(cè)像素的所有像素。舉例來(lái)說(shuō)，位于宏模塊MB的左上角的像素ρ被視為具有最高優(yōu)先權(quán)等級(jí)。實(shí)際上，此像素鄰近于五個(gè)先前經(jīng)編碼/解碼(且因此經(jīng)預(yù)測(cè))的像素。此像素稱為“優(yōu)先權(quán)像素”。隨后設(shè)法預(yù)測(cè)包括優(yōu)先權(quán)像素P的目標(biāo)集合P，其在圖4B中由水平影線表示。此目標(biāo)集合例如對(duì)應(yīng)于宏模塊MB的第一模塊的前三行和前三列。為此，識(shí)別模板Tp以使得模板Tp和目標(biāo)集合P形成模塊(為了更清楚，參見(jiàn)圖 4A)。隨后在當(dāng)前圖像(在幀內(nèi)預(yù)測(cè)的情況下)或參考圖像(在幀間預(yù)測(cè)的情況下)的先前經(jīng)編碼模塊中進(jìn)行搜索，以尋找包括類似于模板Tp的區(qū)域Tn的源模塊。包括一組先前經(jīng)編碼/解碼(或重建)模塊的此搜索區(qū)(也稱為源區(qū)域)由編碼邊界劃界。換句話說(shuō)， 在源區(qū)域中進(jìn)行搜索，以尋找最接近模板Tp的“掩膜” Tn (或模板)，且隨后從如此識(shí)別的源模塊建置目標(biāo)集合P。為此，可將源模塊的不屬于類似區(qū)域的所識(shí)別像素復(fù)制到目標(biāo)集合 P中。參考現(xiàn)有技術(shù)更精確地描述此“模板匹配”技術(shù)。以此方式，獲得目標(biāo)集合P的預(yù)測(cè)，其遞送經(jīng)預(yù)測(cè)像素。由于經(jīng)預(yù)測(cè)像素的數(shù)目不足以對(duì)宏模塊MB的區(qū)進(jìn)行編碼/解碼，因此在第二重復(fù)期間重新開(kāi)始先前步驟。如圖4C中所說(shuō)明，可看到，預(yù)測(cè)邊界Fp已移位以包含新的經(jīng)預(yù)測(cè)像素。相比之下， 編碼邊界 ^未改變。
更具體來(lái)說(shuō)，在第二重復(fù)期間，將新的編碼優(yōu)先權(quán)等級(jí)指派給宏模塊MB的鄰近于先前經(jīng)預(yù)測(cè)像素的未經(jīng)預(yù)測(cè)像素。這些未經(jīng)預(yù)測(cè)像素對(duì)應(yīng)于位于預(yù)測(cè)邊界Fp處的像素。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)應(yīng)于位于宏模塊MB的第四行第四列上的像素的像素ρ被視為具有最高優(yōu)先權(quán)等級(jí)。舉例來(lái)說(shuō)，此優(yōu)先權(quán)像素P位于穿過(guò)第一重復(fù)時(shí)界定的目標(biāo)集合的輪廓上。設(shè)法預(yù)測(cè)包括優(yōu)先權(quán)像素ρ的新目標(biāo)集合P，其在圖4C中由水平影線表示。為此， 識(shí)別新模板Tp，使得模板Tp和目標(biāo)集合P形成模塊?？勺⒁獾剑繕?biāo)集合P和模板Tp的形狀(即，像素?cái)?shù)目和像素的配置)在不同重復(fù)期間不會(huì)發(fā)展。相比之下，目標(biāo)集合P中和模板Tp中存在的像素在重復(fù)之間不同。隨后在源區(qū)域中進(jìn)行搜索，以尋找包括類似于模板Tp的區(qū)域Tn的源模塊。此搜索區(qū)與用于第一重復(fù)的搜索區(qū)相同，因?yàn)榫幋a邊界未發(fā)展。因此，獲得目標(biāo)集合P的預(yù)測(cè)，其遞送經(jīng)預(yù)測(cè)像素。由于經(jīng)預(yù)測(cè)像素的數(shù)目不足以對(duì)宏模塊MB的區(qū)進(jìn)行編碼/解碼，因此在第三重復(fù) (圖4D中說(shuō)明其結(jié)果)且隨后在第四重復(fù)(圖4Ε中說(shuō)明其結(jié)果)且隨后在第K重復(fù)(圖 4F中說(shuō)明其結(jié)果)期間重新開(kāi)始前述步驟。在第三和第四重復(fù)結(jié)束時(shí)，經(jīng)預(yù)測(cè)像素的數(shù)目不足以對(duì)宏模塊MB的區(qū)進(jìn)行編碼/ 解碼。因此，編碼邊界未發(fā)展。相比之下，預(yù)測(cè)邊界Fp已移位以包含新的經(jīng)預(yù)測(cè)像素。在第K重復(fù)結(jié)束時(shí)，在對(duì)與宏模塊MB的經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)相關(guān)聯(lián)的預(yù)測(cè)殘差進(jìn)行編碼時(shí)， 經(jīng)預(yù)測(cè)像素的數(shù)目被視為足以對(duì)此區(qū)進(jìn)行編碼/解碼(或重建)。舉例來(lái)說(shuō)，已預(yù)測(cè)像素的數(shù)目，且此數(shù)目足以使這些經(jīng)預(yù)測(cè)像素能夠用于殘差的變換和編碼。舉例來(lái)說(shuō)，第一模塊 Bl (位于宏模塊MB的左上角)被完全預(yù)測(cè)。自然地，此用于對(duì)殘差進(jìn)行編碼的步驟可經(jīng)實(shí)施以對(duì)具有不同大小的經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)進(jìn)行編碼/解碼(或重建)，例如由2x2個(gè)經(jīng)預(yù)測(cè)像素、4x4個(gè)經(jīng)預(yù)測(cè)像素、8x8個(gè)經(jīng)預(yù)測(cè)像素、 2x8個(gè)經(jīng)預(yù)測(cè)像素、8x2個(gè)經(jīng)預(yù)測(cè)像素、16x1個(gè)經(jīng)預(yù)測(cè)像素、1x16個(gè)經(jīng)預(yù)測(cè)像素等形成的區(qū)。 因此，一旦已預(yù)測(cè)16個(gè)像素(例如，同一行或同一列等的16個(gè)像素)便重建數(shù)據(jù)模塊。換句話說(shuō)，一旦經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)符合預(yù)定編碼準(zhǔn)則，例如具有大于預(yù)定閾值的經(jīng)預(yù)測(cè)像素?cái)?shù)目或具有經(jīng)預(yù)測(cè)像素的特定配置，便實(shí)施此用于對(duì)殘差進(jìn)行編碼的步驟。在此編碼步驟結(jié)束時(shí)，重建宏模塊MB的第一模塊Bl(即，用其殘差進(jìn)行編碼和解碼)。因此，編碼邊界&經(jīng)移位以包含此新的經(jīng)編碼/解碼模塊Bl，其此后是圖像的源區(qū)域的一部分，且可用作用于預(yù)測(cè)宏模塊MB的待恢復(fù)的其余區(qū)的可靠來(lái)源。另一方面可想到， 不可將經(jīng)預(yù)測(cè)但未經(jīng)重建的像素用于預(yù)測(cè)。在圖4G中說(shuō)明其結(jié)果的第k+Ι重復(fù)期間，因此可通過(guò)使用模塊Bl來(lái)預(yù)測(cè)目標(biāo)集合P。此外，還可在區(qū)已經(jīng)編碼/解碼時(shí)細(xì)化某些像素的預(yù)測(cè)。舉例來(lái)說(shuō)，如圖4G中所說(shuō)明，可考慮新的源區(qū)域而細(xì)化位于預(yù)測(cè)邊界Fp與編碼邊界 ^之間的經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)的預(yù)測(cè)。因此，根據(jù)此實(shí)施例，本發(fā)明提出一旦足夠數(shù)目的像素已預(yù)測(cè)且可用于殘差的變換和編碼，便對(duì)宏模塊的區(qū)進(jìn)行編碼/解碼(或重建)。這些像素隨后經(jīng)編碼(預(yù)測(cè)殘差所加到的經(jīng)預(yù)測(cè)像素)且又可用于預(yù)測(cè)。因此，本發(fā)明提出得自實(shí)施至少一個(gè)實(shí)施例的若干優(yōu)點(diǎn)
-算法可在宏模塊中自由進(jìn)行以恢復(fù)/預(yù)測(cè)橫跨若干模塊的圖像區(qū)；-模塊(根據(jù)H.264標(biāo)準(zhǔn)大小為虹4)的重建不是根據(jù)預(yù)定次序而強(qiáng)加的。還可注意到，可毫無(wú)困難地將所提出的解決方案整合到H. 264型基于宏模塊的視頻編碼器中，而不需要其操作的任何深入修改。為此，添加宏模塊的新的空間預(yù)測(cè)模式或更換在本發(fā)明的上下文中極少使用的若干現(xiàn)有模式就已足夠。特定來(lái)說(shuō)，位速率/失真優(yōu)化過(guò)程保持不變。3 信號(hào)一旦圖像已經(jīng)編碼，便可將表示根據(jù)上述編碼方法而編碼的圖像的信號(hào)傳輸?shù)浇獯a器且/或存儲(chǔ)在記錄媒體上。此信號(hào)可傳達(dá)特定的信息項(xiàng)目。舉例來(lái)說(shuō)，此信號(hào)可傳達(dá)表示編碼準(zhǔn)則的至少一條信息，例如對(duì)應(yīng)于為重建經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)而必須預(yù)測(cè)的最小像素?cái)?shù)目的閾值。此信號(hào)還可傳輸表示用于確定優(yōu)先權(quán)的準(zhǔn)則的一條信息。事實(shí)上，位于預(yù)測(cè)邊界處的待預(yù)測(cè)像素的優(yōu)先權(quán)可在編碼器中計(jì)算，且傳輸?shù)浇獯a器或者在解碼器處重新計(jì)算。此信號(hào)還可傳達(dá)通過(guò)將當(dāng)前圖像與經(jīng)預(yù)測(cè)圖像進(jìn)行比較而獲得的預(yù)測(cè)殘差。4 解碼現(xiàn)在參見(jiàn)圖5，呈現(xiàn)用于對(duì)本文以上所述表示至少一個(gè)經(jīng)編碼圖像的信號(hào)進(jìn)行解碼的主要步驟，其例如在H. 264型視頻解碼器中實(shí)施。此解碼器針對(duì)至少一個(gè)當(dāng)前圖像實(shí)施以下步驟-針對(duì)當(dāng)前圖像的至少一個(gè)當(dāng)前宏模塊的以下步驟的至少兩次重復(fù)It(51)〇根據(jù)用于確定優(yōu)先權(quán)的預(yù)定準(zhǔn)則，將編碼優(yōu)先權(quán)等級(jí)指派給當(dāng)前宏模塊的鄰近于至少一個(gè)先前經(jīng)預(yù)測(cè)像素的至少一個(gè)像素；〇選擇具有最高優(yōu)先權(quán)等級(jí)的像素，稱為優(yōu)先權(quán)像素；〇預(yù)測(cè)包括所述優(yōu)先權(quán)像素的像素集合，稱為目標(biāo)集合；-用于接收至少一個(gè)預(yù)測(cè)殘差的步驟(52)；-用于通過(guò)添加對(duì)應(yīng)于經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)的預(yù)測(cè)殘差來(lái)重建由宏模塊的經(jīng)預(yù)測(cè)像素形成的區(qū)(稱為經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū))的步驟(53)，一旦所述經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)符合預(yù)定編碼準(zhǔn)則便實(shí)施所述重建步
馬聚ο
表示此編碼準(zhǔn)則的至少一條信息可由信號(hào)傳達(dá)。在此情況下，解碼方法包括用于接收表示此編碼準(zhǔn)則的信息的額外步驟。類似地，解碼方法可實(shí)施用于接收表示用于確定優(yōu)先權(quán)的準(zhǔn)則的一條信息的額外步驟。重復(fù)(51)類似于在編碼級(jí)處描述的重復(fù)，且此處不再詳細(xì)描述。以簡(jiǎn)化方式，解碼算法重復(fù)以下步驟，直到宏模塊完全重建為止-確定鄰近于已經(jīng)預(yù)測(cè)像素的像素(位于預(yù)測(cè)邊界處)的優(yōu)先權(quán)等級(jí)；-通過(guò)使用模板匹配技術(shù)來(lái)預(yù)測(cè)與最高優(yōu)先權(quán)像素相關(guān)聯(lián)的目標(biāo)集合；-一旦已恢復(fù)足夠數(shù)目的新像素，便添加與如此預(yù)測(cè)的區(qū)相關(guān)聯(lián)的預(yù)測(cè)殘差，從而實(shí)現(xiàn)此區(qū)的重建。經(jīng)重建區(qū)的像素隨后變?yōu)榭捎靡灶A(yù)測(cè)宏模塊的隨后區(qū)的源像素(屬于源區(qū)域)。5編碼器和解碼器的結(jié)構(gòu)
最后，參見(jiàn)圖6和圖7，分別呈現(xiàn)編碼和解碼裝置的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，其實(shí)施如本文以上描述的編碼技術(shù)和解碼技術(shù)。如圖6中說(shuō)明的編碼裝置包括存儲(chǔ)器61，其包括緩沖存儲(chǔ)器；處理單元62，其例如配備有微處理器μ P且由計(jì)算機(jī)程序63驅(qū)動(dòng)，計(jì)算機(jī)程序63實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的編碼方法。在初始化時(shí)，計(jì)算機(jī)程序63的代碼指令例如加載到RAM中，且隨后由處理單元62 的處理器執(zhí)行。處理單元62接收待編碼的當(dāng)前圖像。處理單元62的微處理器根據(jù)計(jì)算機(jī)程序指令63實(shí)施本文以上描述的編碼方法的步驟，以對(duì)當(dāng)前圖像進(jìn)行編碼。為此，編碼器除了緩沖存儲(chǔ)器61之外還包括用于將編碼優(yōu)先權(quán)等級(jí)指派給當(dāng)前宏模塊的至少一個(gè)像素的構(gòu)件、用于選擇具有最高優(yōu)先權(quán)等級(jí)的像素的構(gòu)件、用于預(yù)測(cè)包含優(yōu)先權(quán)像素的像素集合的構(gòu)件，以及用于對(duì)由宏模塊的經(jīng)預(yù)測(cè)像素形成的區(qū)的預(yù)測(cè)殘差進(jìn)行編碼的構(gòu)件。這些構(gòu)件由處理單元62的微處理器驅(qū)動(dòng)。如圖7中說(shuō)明的解碼裝置包括存儲(chǔ)器71，其包括緩沖存儲(chǔ)器；處理單元72，其例如配備有微處理器μ P且由計(jì)算機(jī)程序73驅(qū)動(dòng)，計(jì)算機(jī)程序73實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的解碼方法。在初始化時(shí)，計(jì)算機(jī)程序73的代碼指令例如加載到RAM中，且隨后由處理單元72 的處理器執(zhí)行。處理單元72輸入表示至少一個(gè)經(jīng)編碼圖像的信號(hào)。處理單元72的微處理器根據(jù)計(jì)算機(jī)程序73的指令實(shí)施本文以上描述的解碼方法的步驟，以確定當(dāng)前圖像的重建。為此，解碼裝置除了緩沖存儲(chǔ)器71之外還包括用于將編碼優(yōu)先權(quán)等級(jí)指派給當(dāng)前宏模塊的至少一個(gè)像素的構(gòu)件、用于選擇具有最高優(yōu)先權(quán)等級(jí)的像素的構(gòu)件、用于預(yù)測(cè)包含優(yōu)先權(quán)像素的像素集合的構(gòu)件、用于接收至少一個(gè)預(yù)測(cè)殘差的構(gòu)件，以及用于重建由宏模塊的經(jīng)預(yù)測(cè)像素形成的區(qū)的構(gòu)件。這些構(gòu)件由處理單元72的微處理器驅(qū)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)至少一個(gè)圖像進(jìn)行編碼的方法，其中所述圖像劃分為多個(gè)宏模塊，一個(gè)宏模塊包括一組像素模塊；所述方法的特征在于，所述方法針對(duì)一個(gè)當(dāng)前圖像的至少一個(gè)當(dāng)前宏模塊至少重復(fù)執(zhí)行兩次以下步驟根據(jù)一個(gè)用于確定優(yōu)先權(quán)的預(yù)定準(zhǔn)則，指派(31) —個(gè)編碼優(yōu)先權(quán)等級(jí)給所述當(dāng)前宏模塊的至少一個(gè)像素，其鄰近于至少一個(gè)先前經(jīng)預(yù)測(cè)像素；選擇(3 具有最高優(yōu)先權(quán)等級(jí)的一個(gè)像素，其稱為優(yōu)先權(quán)像素；預(yù)測(cè)(3 包含所述優(yōu)先權(quán)像素的一個(gè)像素集合，稱為目標(biāo)集合，并對(duì)其實(shí)施以下子步驟識(shí)別(331)對(duì)應(yīng)于一個(gè)預(yù)定模型區(qū)的一個(gè)模板，所述模板鄰近于所述目標(biāo)集合并與所述目標(biāo)集合形成一個(gè)模塊；在所述當(dāng)前圖像或一個(gè)參考圖像的所述先前經(jīng)編碼模塊中，搜索(33 —個(gè)源模塊， 其包含一個(gè)類似于所述模板的區(qū)域；從所述源模塊建置(33 所述目標(biāo)集合，從而遞送經(jīng)預(yù)測(cè)像素； 以及，通過(guò)確定所述經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)的所述經(jīng)預(yù)測(cè)像素與屬于所述當(dāng)前圖像的對(duì)應(yīng)原始像素之間的差值，對(duì)由所述宏模塊的經(jīng)預(yù)測(cè)像素形成的、稱為一個(gè)經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)的一個(gè)區(qū)的預(yù)測(cè)殘差進(jìn)行編碼(3 的步驟；在所述當(dāng)前圖像的像素的全體被預(yù)測(cè)之前，一旦所述經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)滿足一個(gè)預(yù)定編碼準(zhǔn)則，便執(zhí)行所述編碼步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述編碼準(zhǔn)則屬于包括以下各項(xiàng)的群組 多個(gè)大于一個(gè)預(yù)定閾值的經(jīng)預(yù)測(cè)的像素；所述經(jīng)預(yù)測(cè)像素的一個(gè)預(yù)定配置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)包括十六個(gè)經(jīng)預(yù)測(cè)像素。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述用于確定優(yōu)先權(quán)的準(zhǔn)則是基于包括以下各項(xiàng)的群組中的至少一個(gè)參數(shù)多個(gè)鄰近于所述至少一個(gè)像素的先前經(jīng)預(yù)測(cè)或經(jīng)編碼的像素； 輪廓的存在，其為來(lái)自一組先前經(jīng)預(yù)測(cè)或經(jīng)編碼的像素集合的輪廓的接續(xù)，其中所述集合的至少一個(gè)像素鄰近于所述至少一個(gè)像素；多個(gè)屬于所述模板的先前經(jīng)預(yù)測(cè)或經(jīng)編碼的像素； 一個(gè)表示所述像素的領(lǐng)域的活動(dòng)的統(tǒng)計(jì)參數(shù)； 多個(gè)類似于所述模板的候選者。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述重復(fù)中的至少一者是細(xì)化重復(fù)，在所述細(xì)化重復(fù)期間，所述分配步驟將一個(gè)編碼優(yōu)先權(quán)等級(jí)分配給所述當(dāng)前宏模塊的至少一個(gè)像素，所述當(dāng)前宏模塊鄰近于至少一個(gè)先前經(jīng)編碼像素的。
6.一種計(jì)算機(jī)程序，其包括，在所述程序由處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法的指令。
7.—種對(duì)至少一個(gè)圖像進(jìn)行編碼的裝置，其中所述圖像劃分為稱為宏模塊的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大小的區(qū)域，一個(gè)宏模塊包括一組像素模塊；所述裝置的特征在于，所述裝置包括為一個(gè)當(dāng)前圖像的至少一個(gè)當(dāng)前宏模塊至少重復(fù)激活兩次的以下構(gòu)件根據(jù)用于確定優(yōu)先權(quán)的一個(gè)預(yù)定準(zhǔn)則，將一個(gè)編碼優(yōu)先權(quán)等級(jí)指派(31)給所述當(dāng)前宏模塊的至少一個(gè)像素的構(gòu)件，其中所述至少一個(gè)像素鄰近于至少一個(gè)先前經(jīng)預(yù)測(cè)像素； 選擇(3 具有所述最高優(yōu)先權(quán)等級(jí)的一個(gè)像素的構(gòu)件，所述像素稱為優(yōu)先權(quán)像素； 預(yù)測(cè)(3 包含所述優(yōu)先權(quán)像素的像素集合的構(gòu)件，所述像素集合稱為目標(biāo)集合，所述構(gòu)件包括識(shí)別(331)對(duì)應(yīng)于一個(gè)預(yù)定模型區(qū)的一個(gè)模板的構(gòu)件，所述模板鄰近于所述目標(biāo)集合并與所述目標(biāo)集合形成一個(gè)模塊；在所述當(dāng)前圖像或一個(gè)參考圖像的所述先前經(jīng)編碼模塊中，搜索(33 —個(gè)源模塊的構(gòu)件，所述源模塊包括類似于所述掩膜的一個(gè)區(qū)域；從所述源模塊建置(33 所述目標(biāo)集合，從而遞送經(jīng)預(yù)測(cè)像素的構(gòu)件； 以及，通過(guò)確定所述經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)的所述經(jīng)預(yù)測(cè)像素與對(duì)應(yīng)原始像素之間的差值，對(duì)由所述宏模塊的經(jīng)預(yù)測(cè)像素形成的、稱為一個(gè)經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)的一個(gè)區(qū)的預(yù)測(cè)殘差進(jìn)行編碼(35)的構(gòu)件，其中所述原始像素屬于所述當(dāng)前圖像，在所述宏模塊的所有像素已被預(yù)測(cè)之前，一旦所述經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)符合一個(gè)預(yù)定編碼準(zhǔn)則，便激活所述編碼構(gòu)件。
8.一種信號(hào)，表示根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼方法而編碼的至少一個(gè)圖像，其特征在于，其包括表示所述編碼準(zhǔn)則的至少一條信息。
9.一種對(duì)表示至少一個(gè)圖像的信號(hào)進(jìn)行解碼的方法，其中所述圖像劃分為多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大小區(qū)域的宏模塊，一個(gè)宏模塊包括一組像素模塊；所述方法的特征在于，所述方法針對(duì)一個(gè)當(dāng)前圖像的至少一個(gè)當(dāng)前宏模塊至少重復(fù) (51)執(zhí)行兩次以下步驟根據(jù)一個(gè)用于確定優(yōu)先權(quán)的預(yù)定準(zhǔn)則，指派一個(gè)編碼優(yōu)先權(quán)等級(jí)給所述當(dāng)前宏模塊的至少一個(gè)像素，其鄰近于至少一個(gè)先前經(jīng)預(yù)測(cè)像素；選擇具有最高優(yōu)先權(quán)等級(jí)的一個(gè)像素，其稱為優(yōu)先權(quán)像素；預(yù)測(cè)包含所述優(yōu)先權(quán)像素的一個(gè)像素集合，其稱為目標(biāo)集合，并對(duì)其實(shí)施以下子步驟識(shí)別對(duì)應(yīng)于一個(gè)預(yù)定模型區(qū)的一個(gè)模板，所述模板鄰近于所述目標(biāo)集合并與所述目標(biāo)集合形成一個(gè)模塊；在所述當(dāng)前圖像或一個(gè)參考圖像中的所述先前經(jīng)編碼模塊中，搜索一個(gè)源模塊，其包括一個(gè)類似于所述模板的區(qū)域；從所述源模塊建置所述目標(biāo)集合，從而遞送經(jīng)預(yù)測(cè)像素； 且所述方法的特征在于，所述方法還包括 接收至少一個(gè)預(yù)測(cè)殘差的步驟(52)；通過(guò)添加對(duì)應(yīng)于所述經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)的一個(gè)預(yù)測(cè)殘差，重建(5 由所述宏模塊的經(jīng)預(yù)測(cè)像素形成的、稱為一個(gè)經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)的一個(gè)區(qū)的步驟，在所述宏模塊的所有像素已被預(yù)測(cè)之前，一旦所述經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)符合一個(gè)預(yù)定編碼準(zhǔn)則，便執(zhí)行所述重建步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的解碼方法，其特征在于，其包括接收表示所述編碼準(zhǔn)則的至少一條信息的步驟。
11.一種計(jì)算機(jī)程序，其包括，在所述程序由處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求9所述的解碼方法的指令。
12. —種對(duì)表示至少一個(gè)圖像的一個(gè)信號(hào)進(jìn)行解碼的裝置，其中所述圖像劃分為稱為宏模塊的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大小區(qū)域，一個(gè)宏模塊包括一組像素模塊；所述裝置的特征在于，所述裝置包括為一個(gè)當(dāng)前圖像的至少一個(gè)當(dāng)前宏模塊至少重復(fù)激活兩次的以下構(gòu)件(51)根據(jù)用于確定優(yōu)先權(quán)的一個(gè)預(yù)定準(zhǔn)則，將一個(gè)編碼優(yōu)先權(quán)等級(jí)指派給所述當(dāng)前宏模塊的至少一個(gè)像素的構(gòu)件，所述至少一個(gè)像素的鄰近于至少一個(gè)先前經(jīng)預(yù)測(cè)像素； 選擇具有所述最高優(yōu)先權(quán)等級(jí)的一個(gè)像素的構(gòu)件，所述像素稱為優(yōu)先權(quán)像素； 預(yù)測(cè)包含所述優(yōu)先權(quán)像素的像素集合的構(gòu)件，所述像素集合稱為目標(biāo)集合，所述構(gòu)件包括識(shí)別對(duì)應(yīng)于一個(gè)預(yù)定模型區(qū)的一個(gè)模板的構(gòu)件，所述模板鄰近于所述目標(biāo)集合并與所述目標(biāo)集合形成一個(gè)模塊；在所述當(dāng)前圖像或一個(gè)參考圖像的所述先前經(jīng)編碼模塊中，搜索一個(gè)源模塊的構(gòu)件， 所述源模塊包括一個(gè)類似于所述模板的區(qū)域；從所述源模塊建置所述目標(biāo)集合，從而遞送經(jīng)預(yù)測(cè)像素的構(gòu)件； 且所述裝置的特征在于，所述裝置還包括 接收(52)至少一個(gè)預(yù)測(cè)殘差的構(gòu)件；通過(guò)添加對(duì)應(yīng)于所述經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)的一個(gè)預(yù)測(cè)殘差，重建(5 由所述宏模塊的經(jīng)預(yù)測(cè)像素形成的、稱為一個(gè)經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)的一個(gè)區(qū)的構(gòu)件，在所述宏模塊的所有像素已被預(yù)測(cè)之前，一旦所述經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)符合一個(gè)預(yù)定編碼準(zhǔn)則，便激活所述重建構(gòu)件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)至少一個(gè)圖像進(jìn)行編碼的方法，所述圖像劃分為若干個(gè)宏模塊，一個(gè)宏模塊包括一組像素模塊。根據(jù)本發(fā)明，此方法針對(duì)當(dāng)前圖像的至少一個(gè)當(dāng)前宏模塊包括以下步驟，以下步驟的至少兩次重復(fù)將編碼優(yōu)先權(quán)等級(jí)分配(31)給所述當(dāng)前宏模塊的至少一個(gè)像素；選擇(32)具有最高優(yōu)先權(quán)等級(jí)的像素，稱為優(yōu)先權(quán)像素；預(yù)測(cè)(33)包含所述優(yōu)先權(quán)像素的一組像素；以及對(duì)來(lái)自對(duì)由所述宏模塊的經(jīng)預(yù)測(cè)像素構(gòu)成的稱為經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)的區(qū)的預(yù)測(cè)的余部的編碼步驟(35)，當(dāng)所述經(jīng)預(yù)測(cè)區(qū)滿足預(yù)定編碼準(zhǔn)則時(shí)使用所述編碼步驟。
文檔編號(hào)H04N7/34GK102301713SQ201080005821
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2010年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月28日
發(fā)明者伊莎貝拉·阿莫諾, 娜塔莉·肯莫, 馬修·莫瓦納 申請(qǐng)人:法國(guó)電信公司