以amvp模式產(chǎn)生預(yù)測(cè)區(qū)塊的方法
【專利說(shuō)明】以AMVP模式產(chǎn)生預(yù)測(cè)區(qū)塊的方法
[0001]本申請(qǐng)是于2014年2月27日進(jìn)入中華人民共和國(guó)國(guó)家階段的申請(qǐng)?zhí)枮?01280042121.1、發(fā)明名稱為“以AMVP模式產(chǎn)生預(yù)測(cè)區(qū)塊的方法”的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及用于產(chǎn)生以高級(jí)運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)(AMVP)模式被編碼的圖像的預(yù)測(cè)區(qū)塊的方法，更具體地，涉及用于將以AMVP模式編碼的運(yùn)動(dòng)信息譯碼以及基于運(yùn)動(dòng)信息來(lái)產(chǎn)生預(yù)測(cè)區(qū)塊的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]已經(jīng)提出了很多技術(shù)用于在保持視頻質(zhì)量的情況下有效地壓縮視頻信號(hào)。特別地，中間預(yù)測(cè)編碼(inter-predict1n coding)是最有效的視頻壓縮技術(shù)之一，其中，從之前的圖片中提取與當(dāng)前區(qū)塊相似的區(qū)塊，并且將當(dāng)前區(qū)塊與提取的區(qū)塊之間的差異編碼。
[0004]然而，在中間預(yù)測(cè)編碼方案中應(yīng)當(dāng)利用被編碼的殘差區(qū)塊(residual block)來(lái)額外地傳送與每個(gè)區(qū)塊有關(guān)的運(yùn)動(dòng)信息。因此，對(duì)運(yùn)動(dòng)信息的減小數(shù)據(jù)量的有效編碼是另一種視頻壓縮技術(shù)。
[0005]在運(yùn)動(dòng)估算編碼中，利用預(yù)定的估算函數(shù)在參考圖片的預(yù)定搜索范圍內(nèi)搜索與當(dāng)前區(qū)塊最匹配的區(qū)塊。一旦在參考圖片中搜索到最匹配區(qū)塊，則僅傳送當(dāng)前區(qū)塊和最匹配區(qū)塊之間的殘差(residue)，由此提高數(shù)據(jù)壓縮率。
[0006]為了將經(jīng)由運(yùn)動(dòng)估算而編碼的當(dāng)前區(qū)塊譯碼，需要與運(yùn)動(dòng)矢量有關(guān)的信息，所述運(yùn)動(dòng)矢量表示當(dāng)前區(qū)塊的位置和最匹配區(qū)塊的位置之間的差異。因而，運(yùn)動(dòng)矢量信息被編碼，并且在編碼期間被插入比特流中。如果簡(jiǎn)單地將運(yùn)動(dòng)矢量信息編碼并且插入，會(huì)增大開銷，由此降低視頻數(shù)據(jù)的壓縮率。
[0007]因此，利用相鄰的區(qū)塊來(lái)預(yù)測(cè)當(dāng)前區(qū)塊的運(yùn)動(dòng)矢量，并且僅將從預(yù)測(cè)得出的運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)者與原始運(yùn)動(dòng)矢量之間的差異進(jìn)行編碼并傳送，由此以中間預(yù)測(cè)編碼方案來(lái)壓縮運(yùn)動(dòng)矢量信息。
[0008]在H.264中，當(dāng)前區(qū)塊的運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)者被確定成中值(mvA，mvB，mvC)。由于相鄰的區(qū)塊可能彼此相似，所以相鄰的區(qū)塊的運(yùn)動(dòng)矢量的中值被確定成當(dāng)前區(qū)塊的運(yùn)動(dòng)矢量。
[0009]然而，如果相鄰區(qū)塊的一個(gè)或更多個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量與當(dāng)前區(qū)塊的運(yùn)動(dòng)矢量不同，則中值不能有效地預(yù)測(cè)當(dāng)前區(qū)塊的運(yùn)動(dòng)矢量。
[0010]另外，隨著預(yù)測(cè)區(qū)塊在尺寸上更大并且多樣化，參考圖片的數(shù)目增多。因而，殘差區(qū)塊的數(shù)據(jù)量減小，但是要傳送的運(yùn)動(dòng)信息(運(yùn)動(dòng)矢量和參考圖片索引)的量增多。
[0011]因此，需要更有效地減小要傳送的運(yùn)動(dòng)信息的量的技術(shù)。另外，需要用于有效地重構(gòu)以上述技術(shù)編碼的運(yùn)動(dòng)信息的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]技術(shù)問(wèn)題
[0013]本發(fā)明意圖解決上述問(wèn)題的目的在于提供一種通過(guò)有效地重構(gòu)以AMVP模式被編碼的運(yùn)動(dòng)信息來(lái)產(chǎn)生預(yù)測(cè)區(qū)塊的方法。
[0014]技術(shù)方案
[0015]本發(fā)明的目的可以通過(guò)提供一種用于以AMVP模式產(chǎn)生預(yù)測(cè)區(qū)塊的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，包括:重構(gòu)當(dāng)前預(yù)測(cè)單元(PU)的參考圖片索引和差分運(yùn)動(dòng)矢量，搜索用于當(dāng)前的有效空間AMVP候選者，搜索用于當(dāng)前I3U的有效時(shí)間AMVP候選者，利用有效空間AMVP候選者和時(shí)間AMVP候選者來(lái)產(chǎn)生AMVP候選者列表，將具有預(yù)定值的運(yùn)動(dòng)矢量作為候選者添加至AMVP候選者列表，當(dāng)有效AMVP候選者的數(shù)目小于預(yù)定數(shù)目時(shí)，將AMVP候選者列表中包括的運(yùn)動(dòng)矢量之中的與當(dāng)前I3U的AMVP索引相對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)矢量確定為當(dāng)前PU的運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)者，利用差分運(yùn)動(dòng)矢量和運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)者來(lái)重構(gòu)當(dāng)前PU的運(yùn)動(dòng)矢量，以及在由參考圖片索引指示的參考圖片內(nèi)產(chǎn)生與重構(gòu)的運(yùn)動(dòng)矢量指示的位置相對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)區(qū)塊。
[0016]有益效果
[0017]在根據(jù)本發(fā)明的以AMVP模式產(chǎn)生預(yù)測(cè)區(qū)塊的方法中，重構(gòu)當(dāng)前預(yù)測(cè)單元的參考圖片索引和差分運(yùn)動(dòng)矢量，并且利用當(dāng)前預(yù)測(cè)單元的有效空間AMVP候選者和時(shí)間AMVP候選者來(lái)形成AMVP候選者列表。如果有效AMVP候選者的數(shù)目小于預(yù)定數(shù)目，則將具有預(yù)定值的運(yùn)動(dòng)矢量添加至AMVP候選者列表。然后，從AMVP候選者列表所包括的運(yùn)動(dòng)矢量之中將與當(dāng)前預(yù)測(cè)單元的AMVP索引相對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)矢量選擇為當(dāng)前預(yù)測(cè)單元的運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)者。利用差分運(yùn)動(dòng)矢量和運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)者來(lái)重構(gòu)當(dāng)前預(yù)測(cè)單元的運(yùn)動(dòng)矢量，并且在由參考圖片索引指示的參考圖片內(nèi)產(chǎn)生與由重構(gòu)的運(yùn)動(dòng)矢量指示的位置相對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)區(qū)塊。
[0018]由于利用空間運(yùn)動(dòng)矢量候選者和時(shí)間運(yùn)動(dòng)矢量候選者更好地預(yù)測(cè)當(dāng)前預(yù)測(cè)單元的運(yùn)動(dòng)信息，所以減小了編碼信息的量。此外，通過(guò)將以AMVP模式編碼的運(yùn)動(dòng)信息更有效地譯碼，可以快速地產(chǎn)生準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)區(qū)塊。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的視頻編碼器的框圖；
[0020]圖2是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的中間預(yù)測(cè)編碼操作的流程圖；
[0021]圖3是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的合并編碼操作的流程圖；
[0022]圖4說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的合并候選者的位置；
[0023]圖5說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的合并候選者的位置；
[0024]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的AMVP編碼操作的流程圖；
[0025]圖7是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的視頻譯碼器的框圖；
[0026]圖8是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的中間預(yù)測(cè)譯碼操作的流程圖；
[0027]圖9是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的合并模式運(yùn)動(dòng)矢量譯碼操作的流程圖；
[0028]圖10是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的合并模式運(yùn)動(dòng)矢量譯碼操作的流程圖；
[0029]圖11是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的AMVP模式運(yùn)動(dòng)矢量譯碼操作的流程圖；以及
[0030]圖12是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的AMVP模式運(yùn)動(dòng)矢量譯碼操作的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的視頻編碼器的框圖。
[0032]參見(jiàn)圖1，根據(jù)本發(fā)明的視頻編碼器100包括:圖片分割器110、轉(zhuǎn)換器120、量化器130、掃描器131、熵編碼器140、內(nèi)預(yù)測(cè)器150，中間預(yù)測(cè)器160、反相量化器135、反相轉(zhuǎn)換器125，后處理器170、圖片儲(chǔ)存器180、減法器190和加法器195。
[0033]圖片分割器110通過(guò)分析輸入視頻信號(hào)來(lái)將圖片的每個(gè)最大編碼單元(IXU，largest coding unit)分割成每個(gè)具有預(yù)定尺寸的⑶、確定預(yù)測(cè)模式、以及確定用于每個(gè)CU的預(yù)測(cè)單元(PU)的尺寸。圖片分割器110根據(jù)預(yù)測(cè)模式(或預(yù)測(cè)方法)而將要被編碼的PU提供至內(nèi)預(yù)測(cè)器150或中間預(yù)測(cè)器160。
[0034]轉(zhuǎn)換器120將指示輸入的原始區(qū)塊與從內(nèi)預(yù)測(cè)器150或中間預(yù)測(cè)器160產(chǎn)生的預(yù)測(cè)區(qū)塊之間的殘差信號(hào)的殘差區(qū)塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換。殘差區(qū)塊由CU或PU組成。將殘差區(qū)塊劃分成最佳轉(zhuǎn)換單元，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換矩陣可以基于預(yù)測(cè)模式(即，中間預(yù)測(cè)模式或內(nèi)預(yù)測(cè)模式)來(lái)不同地確定。因?yàn)閮?nèi)預(yù)測(cè)殘差信號(hào)包括與內(nèi)預(yù)測(cè)模式相對(duì)應(yīng)的方向性，所以轉(zhuǎn)換矩陣可以根據(jù)內(nèi)預(yù)測(cè)模式而針對(duì)內(nèi)預(yù)測(cè)殘差信號(hào)自適應(yīng)性地確定。轉(zhuǎn)換單元可以通過(guò)兩個(gè)(水平和垂直)一維轉(zhuǎn)換矩陣來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。例如，針對(duì)中間預(yù)測(cè)來(lái)確定預(yù)定的信號(hào)轉(zhuǎn)換矩陣。另一方面，在內(nèi)預(yù)測(cè)的情況下，如果內(nèi)預(yù)測(cè)模式是水平方向的，則殘差區(qū)塊可能是水平方向的，且因而基于離散余弦轉(zhuǎn)換(DCT)的整數(shù)矩陣與基于離散正弦轉(zhuǎn)換(DST)或基于卡洛(Karhunen-Loeve)轉(zhuǎn)換(KLT)的整數(shù)矩陣分別垂直地和水平地應(yīng)用。如果內(nèi)預(yù)測(cè)模式是垂直的，則基于DST或基于KLT的整數(shù)矩陣與基于DCT的整數(shù)矩陣分別垂直地和水平地應(yīng)用。在DC模式下，基于DCT的整數(shù)矩陣在兩個(gè)方向上都應(yīng)用。另外，在內(nèi)預(yù)測(cè)的情況下，可以根據(jù)轉(zhuǎn)換單元的尺寸而自適應(yīng)性地確定轉(zhuǎn)換矩陣。
[0035]量化器130確定量化步長(zhǎng)以將利用轉(zhuǎn)換矩陣轉(zhuǎn)換的殘差區(qū)塊的系數(shù)量化。針對(duì)具有預(yù)定尺寸或更大尺寸的每個(gè)CU(在下文中，被稱作為量化單元)來(lái)確定量化步長(zhǎng)。預(yù)定的尺寸可以是8X8或16X16。轉(zhuǎn)換區(qū)塊的系數(shù)利用確定的量化步長(zhǎng)和根據(jù)預(yù)測(cè)模式而確定的量化矩陣來(lái)進(jìn)行量化。量化器130使用與當(dāng)前量化單元相鄰的量化單元的量化步長(zhǎng)作為當(dāng)前量化單元的量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)者。
[0036]量化器130可以利用依次搜索與當(dāng)前量化單元相鄰的左側(cè)、上側(cè)和左上側(cè)量化單元所得的一個(gè)或兩個(gè)有效量化步長(zhǎng)來(lái)產(chǎn)生當(dāng)前量化單元的量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)者。例如，通過(guò)以左側(cè)、上側(cè)和左上側(cè)量化單元的順序搜索而檢測(cè)出的第一個(gè)有效量化步長(zhǎng)可以被確定成量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)者。另外，兩個(gè)有效量化步長(zhǎng)的平均值可以被確定成量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)者。如果僅一個(gè)量化步長(zhǎng)有效，則其可以被確定成量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)者。一旦確定了量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)者，則當(dāng)前CU的量化步長(zhǎng)和量化步長(zhǎng)預(yù)測(cè)者之間的差異就被傳送至熵編碼器140。
[0037]與當(dāng)前⑶相鄰的左側(cè)、上側(cè)和左上側(cè)⑶可能都不存在。然而，根據(jù)編碼順序可以在LCU中存在前一個(gè)CU。因此，當(dāng)前CU的相鄰量化單元的量化步長(zhǎng)和在LCU內(nèi)根據(jù)編碼順序在之前被編碼的量化單元的量化步長(zhǎng)可以成為候選者。在這種情況下，I)當(dāng)前CU的左側(cè)量化單元，2)當(dāng)前CU的上側(cè)量化單元，3)當(dāng)前CU的左上側(cè)量化單元，以及4)在之前被編碼的量化單元可以按降序排優(yōu)先級(jí)。優(yōu)先級(jí)的順序可以改變，并且可以省略左上側(cè)量化單J L.ο
[0038]量化的轉(zhuǎn)換區(qū)塊被提供至反相量化器135和掃描器131。
[0039]掃描器131通過(guò)掃描量化的轉(zhuǎn)換區(qū)塊的系數(shù)來(lái)將量化的轉(zhuǎn)換區(qū)塊的系數(shù)轉(zhuǎn)換成一維量化系數(shù)。由于轉(zhuǎn)換區(qū)塊的系數(shù)分布可依賴于量化之后的內(nèi)預(yù)測(cè)模式，所以根據(jù)內(nèi)預(yù)測(cè)模式來(lái)確定掃描方案。另外，系數(shù)掃描方案可以隨著轉(zhuǎn)換單元的尺寸而變化。掃描模式可以根據(jù)方向性的內(nèi)預(yù)測(cè)模式而不同。以相反的順序來(lái)掃描量化系數(shù)。
[0040]在將量化系數(shù)分成多個(gè)子組的情況下，將相同的掃描模式應(yīng)用至每個(gè)子組的量化系數(shù)。將鋸齒形或?qū)蔷€掃描模式應(yīng)用于子組之間。盡管優(yōu)選沿著正向方向從包括DC的主子組至其余的子組掃描，但是沿著相反方向掃描也是可以的?？梢詫⒅虚g子組掃描模式設(shè)定成與內(nèi)子組的掃描模式相同。在這種情況下，中間子組掃描模式根據(jù)內(nèi)預(yù)測(cè)模式來(lái)確定。此外，視頻編碼器