專利名稱：畫(huà)面序列編碼與重構(gòu)方法、序列的編碼數(shù)據(jù)流的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及總的畫(huà)面編碼領(lǐng)域。本發(fā)明涉及一種編碼畫(huà)面序列的方法，一種對(duì)應(yīng)的重構(gòu)方法以及一種代表所述畫(huà)面序列的編碼數(shù)據(jù)流。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域中，通過(guò)從畫(huà)面序列的其它畫(huà)面進(jìn)行時(shí)間預(yù)測(cè)來(lái)編碼來(lái)自該畫(huà)面序列的當(dāng)前畫(huà)面是已知的，所述畫(huà)面序列的其它畫(huà)面被稱為之前編碼和重構(gòu)的參考畫(huà)面。 這些參考畫(huà)面被存儲(chǔ)在緩存器中。在現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域中，在這樣的緩存器中存儲(chǔ)同一參考畫(huà)面的不同版本，例如該參考畫(huà)面的一個(gè)或多個(gè)濾波后的版本，也是已知的。對(duì)當(dāng)前畫(huà)面的編碼實(shí)施了不同的編碼工具，例如通過(guò)各種參數(shù)配置的編碼模式、 量化、熵編碼、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。例如，通過(guò)運(yùn)動(dòng)矢量的精度來(lái)配置所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，例如通過(guò)可能是均勻的或者對(duì)數(shù)的量化類型來(lái)配置所述量化。根據(jù)要編碼的/相應(yīng)地要重構(gòu)的當(dāng)前畫(huà)面，指定在當(dāng)前畫(huà)面的編碼期間/相應(yīng)地在其重構(gòu)期間所實(shí)施的編碼配置，也就是編碼工具和/或相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)。例如，視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H. ^4/MPEG-4AVC根據(jù)該當(dāng)前畫(huà)面的類型來(lái)指定畫(huà)面塊的編碼模式。如果當(dāng)前畫(huà)面是I類型，則僅僅授權(quán)空間預(yù)測(cè)模式(幀內(nèi)模式)，如果當(dāng)前畫(huà)面是P類型，則除了幀內(nèi)模式以外，還授權(quán)單向的時(shí)間預(yù)測(cè)模式(幀間模式)。根據(jù)要編碼的當(dāng)前畫(huà)面類型的專門化(specialisation)是高效的，這是由于其避免使用不適合于所考慮的不同畫(huà)面類型的編碼配置。然而，可能在一畫(huà)面內(nèi)或者一畫(huà)面區(qū)域內(nèi)，更經(jīng)常地使用一些配置而很少使用另一些配置。這需要額外的信令成本并且由此造成編碼效率的損失，這是由于必須能夠信令通知即便很少使用的配置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的至少一項(xiàng)缺點(diǎn)。為此目的，本發(fā)明涉及一種重構(gòu)畫(huà)面序列的方法，所述畫(huà)面序列是依據(jù)指定一組編碼工具和/或其相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)的編碼方法而編碼的，所述畫(huà)面被劃分為編碼實(shí)體。針對(duì)以幀間模式編碼的每個(gè)編碼實(shí)體，根據(jù)本發(fā)明的重構(gòu)方法包括以下步驟-為編碼實(shí)體確定至少一個(gè)參考畫(huà)面，以及-利用由與編碼工具相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)所配置的編碼工具，從該至少一個(gè)參考畫(huà)面中重構(gòu)該編碼實(shí)體。有利地，編碼工具和/或相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)依賴于該參考畫(huà)面。根據(jù)本發(fā)明的特別有利方面，重構(gòu)方法還包括步驟解碼與至少一個(gè)參考畫(huà)面相關(guān)聯(lián)的簡(jiǎn)檔標(biāo)識(shí)符，所述簡(jiǎn)檔定義一組編碼工具和/或相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的特定方面，從編碼實(shí)體所屬的畫(huà)面的首標(biāo)中解碼簡(jiǎn)檔標(biāo)識(shí)符。
根據(jù)本發(fā)明的另一特定方面，從編碼實(shí)體所屬的畫(huà)面碼片的首標(biāo)中解碼簡(jiǎn)檔標(biāo)識(shí)符。根據(jù)特定實(shí)施例，重構(gòu)方法還包括步驟解碼多個(gè)簡(jiǎn)檔，并且為每個(gè)簡(jiǎn)檔解碼用于指定一組編碼工具和/或與所述工具相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)的數(shù)據(jù)。有利地，編碼實(shí)體的重構(gòu)步驟包括以下步驟-通過(guò)對(duì)至少一個(gè)參考畫(huà)面的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償來(lái)為編碼實(shí)體確定預(yù)測(cè)編碼實(shí)體，-為該編碼實(shí)體解碼系數(shù)編碼實(shí)體，-將系數(shù)編碼實(shí)體去量化為去量化的系數(shù)編碼實(shí)體，-將去量化的系數(shù)編碼實(shí)體變換為殘差編碼實(shí)體，以及-合并預(yù)測(cè)編碼實(shí)體和殘差編碼實(shí)體以形成重構(gòu)的編碼實(shí)體。根據(jù)本發(fā)明的特定方面，當(dāng)參考畫(huà)面是利用低通濾波器濾波的畫(huà)面時(shí)，則用于重構(gòu)編碼實(shí)體的編碼工具是由該編碼方法指定的該組編碼工具和/或相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)的子集。有利地，該子集包括-利用雙線性內(nèi)插濾波器以及利用1/2像素精度的運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，-利用偏好于低頻的量化矩陣的均勻量化，-利用被適配于參考畫(huà)面的低通濾波方向的變換系數(shù)掃描的熵編碼。根據(jù)本發(fā)明的另一特定方面，當(dāng)參考畫(huà)面是利用改進(jìn)其分辨率的濾波器濾波的畫(huà)面時(shí)，則用于重構(gòu)該編碼實(shí)體的編碼工具和/或相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)包括利用多相線性內(nèi)插濾波器以及利用1/8像素精度的運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。根據(jù)本發(fā)明的另一特定方面，當(dāng)參考畫(huà)面是根據(jù)全局運(yùn)動(dòng)模型的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償畫(huà)面時(shí)，則用于重構(gòu)編碼實(shí)體的編碼工具包括以下編碼工具和/或相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)-利用雙線性濾波器及利用1/8像素精度且范圍被限制為N的的運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，-限制為16X 16大小的塊的分區(qū)，以及-偏好的跳躍模式。根據(jù)本發(fā)明的特定特征，N = 2。本發(fā)明還涉及一種代表被劃分為編碼實(shí)體的畫(huà)面序列的編碼數(shù)據(jù)流，其在與畫(huà)面序列的至少一部分相關(guān)聯(lián)的首標(biāo)中包括用于指定多個(gè)簡(jiǎn)檔的數(shù)據(jù)項(xiàng)以及對(duì)于每個(gè)簡(jiǎn)檔包括用于定義一組編碼工具和/或其相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)的數(shù)據(jù)，并且針對(duì)該序列的每個(gè)畫(huà)面，在與所述畫(huà)面的至少一部分相關(guān)聯(lián)的首標(biāo)中包括標(biāo)識(shí)符，所述標(biāo)識(shí)符為被用于編碼該畫(huà)面部分的編碼實(shí)體的每個(gè)參考畫(huà)面指示相關(guān)聯(lián)的簡(jiǎn)檔。本發(fā)明還涉及一種編碼畫(huà)面序列的方法，所述畫(huà)面被劃分為編碼實(shí)體。針對(duì)以幀間模式編碼的每個(gè)編碼實(shí)體，該編碼方法包括以下步驟-為編碼實(shí)體確定至少一個(gè)參考畫(huà)面，以及-利用由與編碼工具相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)配置的編碼工具，依據(jù)該至少一個(gè)參考畫(huà)面來(lái)對(duì)該編碼實(shí)體進(jìn)行編碼。有利地，編碼工具和/或相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)依賴于參考畫(huà)面。


參照附圖，借助于實(shí)施例和有利的實(shí)現(xiàn)方式來(lái)更好地理解和說(shuō)明本發(fā)明，所述實(shí)施例和有利的實(shí)現(xiàn)方式絕非限制，在附圖中-圖1示出根據(jù)本發(fā)明的重構(gòu)方法，-圖2示出根據(jù)本發(fā)明的編碼方法，-圖3示出根據(jù)本發(fā)明的解碼裝置，以及-圖4示出根據(jù)本發(fā)明的編碼裝置。
具體實(shí)施例方式畫(huà)面包括像素或者畫(huà)面點(diǎn)，每一個(gè)像素或者畫(huà)面點(diǎn)與至少一個(gè)畫(huà)面數(shù)據(jù)項(xiàng)相關(guān)聯(lián)。畫(huà)面數(shù)據(jù)項(xiàng)例如是亮度數(shù)據(jù)項(xiàng)或者色度數(shù)據(jù)項(xiàng)。術(shù)語(yǔ)“編碼實(shí)體”指定要編碼或重構(gòu)的畫(huà)面的基本結(jié)構(gòu)。其包括畫(huà)面的像素子集。 畫(huà)面的編碼實(shí)體的集合可以具有或者不具有共同的像素。通常，編碼實(shí)體是像素塊。然而， 術(shù)語(yǔ)“編碼實(shí)體”是一般性的，并且可以指定圓形、多邊形或者任何形狀的區(qū)域。下文中使用術(shù)語(yǔ)“塊”來(lái)簡(jiǎn)化描述。然而，在說(shuō)明書(shū)通篇中該術(shù)語(yǔ)可以被一般性的術(shù)語(yǔ)“編碼實(shí)體”所替換。術(shù)語(yǔ)“殘差”或者“預(yù)測(cè)殘差”指定在提取其它數(shù)據(jù)之后獲得的數(shù)據(jù)。該提取通常是從源像素中減去預(yù)測(cè)像素。然而，提取是更一般的并且顯著地包括加權(quán)減法。術(shù)語(yǔ)“重構(gòu)”指定在殘差與預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)合并之后獲得的數(shù)據(jù)(例如，像素、編碼實(shí)體、 塊)。該合并通常是預(yù)測(cè)像素與殘差之和。然而，合并是更一般的，并且顯著地包括加權(quán)求和。重構(gòu)的編碼實(shí)體是包括重構(gòu)像素的編碼實(shí)體。關(guān)于畫(huà)面解碼，術(shù)語(yǔ)“重構(gòu)，，和“解碼”經(jīng)常被作為同義語(yǔ)使用。由此，也在“解碼塊”的術(shù)語(yǔ)學(xué)下指定“重構(gòu)塊”。畫(huà)面序列通常由GOP(畫(huà)面組)形成。每個(gè)畫(huà)面由塊形成。每個(gè)塊通常屬于畫(huà)面碼片，由此畫(huà)面碼片由若干塊形成。在序列中使用參考畫(huà)面索引來(lái)標(biāo)識(shí)被用于預(yù)測(cè)另一畫(huà)面的參考畫(huà)面。根據(jù)本發(fā)明，參考畫(huà)面緩存器包含與不同畫(huà)面類型對(duì)應(yīng)的畫(huà)面。這些畫(huà)面可以顯著地對(duì)應(yīng)于-“源類型”畫(huà)面，也就是與不同的時(shí)刻對(duì)應(yīng)的之前被重構(gòu)的畫(huà)面，-“濾波后的類型”畫(huà)面，也就是之前被重構(gòu)的畫(huà)面的濾波后的版本，例如，對(duì)其降低了空間清晰度。-“補(bǔ)償后的類型”畫(huà)面，也就是之前重構(gòu)的畫(huà)面的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后的版本，例如通過(guò)全局運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膮⒖籍?huà)面，-等等。本發(fā)明涉及一種參照?qǐng)D1描述的重構(gòu)方法和一種參照?qǐng)D2描述的對(duì)應(yīng)的編碼方法。根據(jù)本發(fā)明，用于編碼/相應(yīng)地用于重構(gòu)的方法根據(jù)被用于預(yù)測(cè)當(dāng)前塊的參考畫(huà)面，以這樣的方式將以幀間模式(即，時(shí)間預(yù)測(cè))編碼/相應(yīng)地重構(gòu)該當(dāng)前塊的處理專門化，使得所述處理根據(jù)所使用的參考畫(huà)面而動(dòng)態(tài)地適配。通過(guò)修改被用于編碼當(dāng)前塊的編碼工具和 /或其相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)而適配編碼和重構(gòu)配置?？梢粤信e以下工具的示例
-幀間類型編碼模式，例如指向單一參考畫(huà)面的P模式(單向)、指向兩個(gè)參考畫(huà)面的B模式(雙向)、不需要編碼任何運(yùn)動(dòng)或者殘差信息的跳躍模式。-描述塊的分區(qū)的分區(qū)類型，H.264/MPEG-4AVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)例如為宏塊定義了以下分區(qū)16X16、16X8、8X16、8X8，8X8分區(qū)自身可以被分片為子分區(qū)8X4、4X8、 4X4，-運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償類型(例如利用雙線性、雙三次曲線(bi-cubic)、蘭喬斯(deLanczos) 等濾波器的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償)，所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償類型通過(guò)運(yùn)動(dòng)矢量的精度、可能通過(guò)這些矢量的最大幅值、可能通過(guò)內(nèi)插濾波器的大小和系數(shù)來(lái)配置，-量化類型(均勻的、對(duì)數(shù)的，等等)，所述量化類型通過(guò)量化步長(zhǎng)、可能通過(guò)量化步長(zhǎng)偏移(關(guān)于歸屬于畫(huà)面的步長(zhǎng)的偏移)、可能通過(guò)量化矩陣、可能通過(guò)“死區(qū)”的大小來(lái)配置，-變換類型(例如，離散余弦變換、離散小波變換、離散正弦變換、Karhimen-Loeve 變換等等)，在編碼/重構(gòu)方法中可以指定的所述變換類型的若干版本，所述變換類型例如通過(guò)變換的大小、可能通過(guò)變換系數(shù)的值來(lái)配置，-熵編碼/熵解碼類型(例如變長(zhǎng)編碼、上下文自適應(yīng)二進(jìn)制算術(shù)編碼、算術(shù)編碼)，其顯著地通過(guò)變換系數(shù)的掃描類型的類型來(lái)配置，在H. 264/MPEG-4AVC標(biāo)準(zhǔn)的情形下，CABAC(上下文自適應(yīng)二進(jìn)制算術(shù)編碼)編碼顯著地通過(guò)上下文、初始的概率和概率收斂速度來(lái)配置。根據(jù)本發(fā)明，顯著地根據(jù)以上定義的參考畫(huà)面類型來(lái)定義不同的簡(jiǎn)檔(profile)。 因此每個(gè)簡(jiǎn)檔與參考畫(huà)面類型相關(guān)聯(lián)。每個(gè)簡(jiǎn)檔定義一組編碼工具和/或其相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)。作為示例，定義以下簡(jiǎn)檔-一般性的簡(jiǎn)檔，其應(yīng)用于“源類型”參考畫(huà)面并且包括標(biāo)準(zhǔn)工具(例如，由H.264/ MPEG-4AVC標(biāo)準(zhǔn)指定的編碼工具)及其相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)。-低分辨率簡(jiǎn)檔，其應(yīng)用于利用低通濾波器“濾波后的類型”的參考畫(huà)面，該濾波器可以是各向同性的(isotropic)或者在存在對(duì)一濾波方向給予優(yōu)先級(jí)的期望的情況下是有方向性的。該簡(jiǎn)檔是一般性的簡(jiǎn)檔的、具體適配于“濾波后的類型”參考畫(huà)面的情形的子集。該簡(jiǎn)檔包括以下工具及其相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)ο利用雙線性內(nèi)插濾波器和利用1/2像素精度的運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，該信號(hào)更 “平坦”，調(diào)用復(fù)雜的內(nèi)插濾波器沒(méi)有用，出于相同的理由，該運(yùn)動(dòng)不需要非常精確；如果被應(yīng)用來(lái)生成參考畫(huà)面的濾波器是有方向性的(根據(jù)一朝向是模糊的)，更是如此，根據(jù)該朝向的運(yùn)動(dòng)精度可以被減少，然而對(duì)于正交朝向，保留原始的精度。ο利用偏好于低頻的量化矩陣的均勻量化，事實(shí)上如果低通濾波后的畫(huà)面用作參考畫(huà)面，則這意味著由此偏好于具有少數(shù)高頻的平坦紋理，并且其由此優(yōu)選地偏好于以這些低頻進(jìn)行編碼。ο熵編碼，無(wú)論什么類型(也就是說(shuō)，在該情形下，僅僅指定編碼參數(shù))，變換系數(shù)的掃描被適配于低通濾波的方向，如果該濾波是各向異性的，典型地，如果僅僅根據(jù)水平方向來(lái)實(shí)施參考畫(huà)面的低通濾波，變換系數(shù)將相反呈現(xiàn)根據(jù)垂直軸的高頻，，由此其優(yōu)選地將優(yōu)先級(jí)給予變換系數(shù)的根據(jù)該軸的掃描。ο對(duì)應(yīng)于一般性的簡(jiǎn)檔的那些編碼工具和/或相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)的低分辨率簡(jiǎn)檔的其它編碼工具和/或相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)。-高分辨率簡(jiǎn)檔，應(yīng)用于利用改進(jìn)其分辨率的濾波器“濾波后的類型”參考畫(huà)面，使得能夠例如進(jìn)一步增加參考畫(huà)面的對(duì)比度、輪廓。該簡(jiǎn)檔包括以下工具及其相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)ο利用多相線性內(nèi)插濾波器(通過(guò)運(yùn)動(dòng)精度定義相的數(shù)目)和利用1/8像素精度的運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，ο對(duì)應(yīng)于一般性的簡(jiǎn)檔的那些編碼工具和/或相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)的高分辨率簡(jiǎn)檔的其它編碼工具和/或相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)。-全局運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償(GMC)簡(jiǎn)檔，應(yīng)用于基于全局運(yùn)動(dòng)模型的運(yùn)動(dòng)“補(bǔ)償后的類型”參考畫(huà)面。該簡(jiǎn)檔包括以下工具及其相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)ο利用雙線性內(nèi)插濾波器的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，已經(jīng)執(zhí)行的該運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償已經(jīng)使得能夠精確地解釋信號(hào)，因此利用低范圍的運(yùn)動(dòng)矢量(典型的2像素)的較簡(jiǎn)單的內(nèi)插是先驗(yàn)足夠的， 事實(shí)上，參考畫(huà)面已經(jīng)是經(jīng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后的，編碼的運(yùn)動(dòng)矢量?jī)H僅用于校正運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償殘留誤差，并且利用1/8像素精度的運(yùn)動(dòng)矢量，這是因?yàn)樽鳛檫\(yùn)動(dòng)殘留誤差的校正必須能夠是精確的，ο僅僅當(dāng)全局運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償被應(yīng)用于畫(huà)面的大的區(qū)域時(shí)的16X16分區(qū)，ο偏好的跳躍模式，也就是將更多的優(yōu)先級(jí)給予該模式而不是其它可能的模式，ο對(duì)應(yīng)于一般性的簡(jiǎn)檔的那些編碼工具和/或相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)的GMC簡(jiǎn)檔的其它編碼工具和/或相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)。根據(jù)其它變型，還可以定義特別的(ad’ hoc)簡(jiǎn)檔。在參考畫(huà)面的使用分析之后，通過(guò)編碼方法動(dòng)態(tài)地定義特別的簡(jiǎn)檔。例如，在快速編碼通道期間，該組工具和所授權(quán)的配置被用于所有的參考畫(huà)面。然后執(zhí)行對(duì)根據(jù)參考畫(huà)面類型所使用的工具的分析。如果該分析表明工具和/或工具配置更具體地被用于一些參考畫(huà)面，則可以為這些參考畫(huà)面定義并且信令通知適配的簡(jiǎn)檔。在第二編碼通道期間，使用所定義的簡(jiǎn)檔，該簡(jiǎn)檔由于減少信令通知的成本而增加了編碼效率。例如，在第一編碼通道期間可能出現(xiàn)在一些參考畫(huà)面上給定的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償類型(例如利用雙線性濾波器的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償類型)在多數(shù)情形下被保留。然后對(duì)于第二編碼通道在該參考畫(huà)面的簡(jiǎn)檔中對(duì)該運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償類型給予優(yōu)先級(jí)。根據(jù)第二示例，根據(jù)所使用的參考畫(huà)面將跳躍模式專門化。對(duì)于參考畫(huà)面，如果在多數(shù)情形下使用給定的編碼配置(例如，利用AVC內(nèi)插濾波器和1/2像素精度的運(yùn)動(dòng)矢量的16 X 16分區(qū))并且如果對(duì)于該多數(shù)配置，要編碼的預(yù)測(cè)殘差在統(tǒng)計(jì)上經(jīng)常為零，則跳躍模式將與該多數(shù)配置相關(guān)聯(lián)，也就是說(shuō)，通過(guò)利用AVC內(nèi)插濾波器和1/2像素運(yùn)動(dòng)精度的16X 16塊的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償來(lái)重構(gòu)以跳躍模式編碼的塊。圖1示出用于重構(gòu)視頻序列的當(dāng)前畫(huà)面Ic的當(dāng)前塊Bc的方法，所述視頻序列以編碼數(shù)據(jù)流F的形式呈現(xiàn)。該當(dāng)前塊還屬于當(dāng)前碼片&。該重構(gòu)方法優(yōu)選地在如圖3所示的視頻解碼器上實(shí)施。在步驟10期間，為來(lái)自流F的當(dāng)前塊解碼編碼模式DEC_M0DE。在步驟12期間，當(dāng)該當(dāng)前塊的編碼模式是幀間模式時(shí)，為來(lái)自流F的當(dāng)前塊解碼從其中預(yù)測(cè)該當(dāng)前塊的參考畫(huà)面的索引或多個(gè)索引DEC_IDX。根據(jù)該步驟的變型，從在空間上鄰近該當(dāng)前塊的、在該當(dāng)前塊之前重構(gòu)的塊相關(guān)聯(lián)的參考畫(huà)面的索引或者多個(gè)索引中，或者從最近重構(gòu)的畫(huà)面的同位置(co-located)塊中，來(lái)為該當(dāng)前塊確定從其中預(yù)測(cè)該當(dāng)前塊的參考畫(huà)面的所述索引或者所述多個(gè)索引。在步驟14期間，使用編碼工具和/或其相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)來(lái)重構(gòu)當(dāng)前塊，所述編碼工具和/或其相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)是根據(jù)在步驟12中確定的參考畫(huà)面或多個(gè)參考畫(huà)面的索引所標(biāo)識(shí)的所述參考畫(huà)面或者所述多個(gè)參考畫(huà)面而確定的。出于此目的，對(duì)于用于重構(gòu)當(dāng)前畫(huà)面塊Ic的每個(gè)參考畫(huà)面，從流F中，例如從畫(huà)面Ic的首標(biāo)中，解碼簡(jiǎn)檔標(biāo)識(shí)符。根據(jù)變型，對(duì)于用于重構(gòu)當(dāng)前碼片塊&的每個(gè)參考畫(huà)面，從流F中，例如從碼片Sc的首標(biāo)中， 解碼簡(jiǎn)檔標(biāo)識(shí)符。每個(gè)簡(jiǎn)檔定義一組編碼工具和/或其相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)。這些簡(jiǎn)檔可以例如在畫(huà)面序列的首標(biāo)中或者在畫(huà)面組的首標(biāo)中指定。其中的一些可以通過(guò)缺省來(lái)定義并且由此不必處于流F中。由此，利用在步驟12中解碼的參考畫(huà)面的索引，對(duì)于當(dāng)前塊Bc確定其重構(gòu)所需要的緩存器的參考畫(huà)面。利用解碼的Ic或Sc首標(biāo)的簡(jiǎn)檔標(biāo)識(shí)符，對(duì)于所使用的每個(gè)參考畫(huà)面確定用于重構(gòu)當(dāng)前塊Bc的相關(guān)聯(lián)的簡(jiǎn)檔以及由此的編碼工具和/或其相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)。在其中在雙向預(yù)測(cè)模式下從使用2個(gè)不同簡(jiǎn)檔的2個(gè)參考畫(huà)面來(lái)預(yù)測(cè)塊的情形下，要考慮三種情形1.兩個(gè)簡(jiǎn)檔的工具和/或相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)是相同的，在該情形下它們可以照原樣應(yīng)用，2.兩個(gè)簡(jiǎn)檔的工具和/或相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)不是并發(fā)的(concurrent)而是獨(dú)立地應(yīng)用在雙向預(yù)測(cè)模式的每個(gè)單向預(yù)測(cè)中(例如，對(duì)于每個(gè)單向預(yù)測(cè)獨(dú)立地應(yīng)用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，作為結(jié)果，對(duì)于每個(gè)預(yù)測(cè)而言，內(nèi)插濾波器和運(yùn)動(dòng)矢量精度不同時(shí)發(fā)生)，在該情形下， 獨(dú)立地針對(duì)每個(gè)單向預(yù)測(cè)，工具和編碼參數(shù)如在簡(jiǎn)檔中所指定的那樣應(yīng)用。3.在每個(gè)簡(jiǎn)檔中指定的工具和/或相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)是直接并發(fā)的(例如，預(yù)測(cè)殘差的量化)，在該情形下，使用在一般性的簡(jiǎn)檔中指定的配置。然后通過(guò)合并時(shí)間預(yù)測(cè)塊和殘差塊以標(biāo)準(zhǔn)的方式來(lái)重構(gòu)塊Be。殘差塊是通過(guò)將流 F的一部分解碼為系數(shù)塊而獲得的，然后在所述系數(shù)塊上應(yīng)用逆量化和可能的逆變換。圖2示出用于編碼視頻序列的當(dāng)前畫(huà)面的當(dāng)前塊Bc的方法，所述視頻序列以編碼數(shù)據(jù)流F的形式呈現(xiàn)。該當(dāng)前塊也屬于當(dāng)前碼片&。該編碼方法優(yōu)選地在諸如圖4所示的視頻編碼器上實(shí)施。在步驟20期間，為當(dāng)前塊確定編碼模式DET_M0DE。在步驟22期間，在當(dāng)前塊的編碼模式是幀間模式時(shí)，為當(dāng)前塊確定從其中預(yù)測(cè)該當(dāng)前塊的參考畫(huà)面的索引或者多個(gè)索引DET_IDX。根據(jù)該步驟的變型，從與在空間上與該當(dāng)前塊鄰近的、在該當(dāng)前塊之前編碼的塊相關(guān)聯(lián)的參考畫(huà)面的索引或者多個(gè)索引中，或者從來(lái)自最近編碼畫(huà)面的同位置塊中，來(lái)為當(dāng)前塊確定從其中預(yù)測(cè)該當(dāng)前塊的參考畫(huà)面的所述索引或者所述多個(gè)索引。在步驟M期間，使用編碼工具和/或其相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)來(lái)編碼當(dāng)前塊，所述編碼工具和/或其相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)是根據(jù)由在步驟22中確定的參考畫(huà)面或多個(gè)參考畫(huà)面的索引標(biāo)識(shí)的所述參考畫(huà)面或多個(gè)參考畫(huà)面而確定的。利用在步驟22中確定的參考畫(huà)面的索引，為當(dāng)前塊Bc確定其編碼所需要的緩存器中的參考畫(huà)面。根據(jù)由此確定的參考畫(huà)面的類型，推斷相關(guān)聯(lián)的(多個(gè))簡(jiǎn)檔。例如，如果當(dāng)前塊B是從利用低通濾波器“濾波后的” 類型的參考畫(huà)面中預(yù)測(cè)的，則使用低分辨率簡(jiǎn)檔。然后通過(guò)從當(dāng)前塊中提取時(shí)間預(yù)測(cè)塊來(lái)
9以標(biāo)準(zhǔn)方式編碼塊Bc以便獲得殘差塊。通過(guò)利用運(yùn)動(dòng)矢量對(duì)參考畫(huà)面進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償而獲得預(yù)測(cè)塊。然后在流F中變換、量化并編碼殘差塊。使用低分辨率簡(jiǎn)檔的事實(shí)暗示在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償期間顯著地使用具有1/2像素精度的運(yùn)動(dòng)矢量和雙線性內(nèi)插濾波器。還在流F中，例如，在畫(huà)面Ic的首標(biāo)中，編碼簡(jiǎn)檔標(biāo)識(shí)符，并且這針對(duì)被用于編碼當(dāng)前畫(huà)面Ic的塊的每個(gè)參考畫(huà)面。根據(jù)變型，針對(duì)被用于編碼當(dāng)前碼片Sc的塊的每個(gè)參考畫(huà)面，在流F中，例如，在碼片&的首標(biāo)中，編碼簡(jiǎn)檔標(biāo)識(shí)符。每個(gè)簡(jiǎn)檔定義一組編碼工具和/或其相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)。這些簡(jiǎn)檔例如可以在畫(huà)面序列的首標(biāo)中或者在畫(huà)面組的首標(biāo)中指定。它們中的一些可以通過(guò)缺省定義并且由此不必處于流F中。利用在Ic或者&的首標(biāo)中編碼的簡(jiǎn)檔標(biāo)識(shí)符，由此針對(duì)所使用的每個(gè)參考畫(huà)面，可以確定被用于編碼當(dāng)前塊Bc的相關(guān)聯(lián)的簡(jiǎn)檔以及由此的編碼工具和/或其相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)。本發(fā)明還涉及一種代表畫(huà)面序列的編碼數(shù)據(jù)流或者編碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其在與該序列或者該序列的一部分相關(guān)聯(lián)(也就是，與畫(huà)面組相關(guān)聯(lián))的首標(biāo)中包括定義多個(gè)簡(jiǎn)檔的數(shù)據(jù)項(xiàng)，并且針對(duì)每個(gè)簡(jiǎn)檔，包括定義一組編碼工具和/或其相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)的數(shù)據(jù)。編碼數(shù)據(jù)流還在每個(gè)畫(huà)面Ic或者每個(gè)畫(huà)面碼片&的首標(biāo)中包括標(biāo)識(shí)符，所述標(biāo)識(shí)符為用于編碼該畫(huà)面Ic的/相應(yīng)地該碼片&的塊的每個(gè)參考畫(huà)面指示與之相關(guān)聯(lián)的簡(jiǎn)檔。圖3圖解性地示出解碼裝置13。解碼裝置13在輸入端接收代表畫(huà)面的流F。流 F例如經(jīng)由信道通過(guò)編碼裝置12進(jìn)行傳送。解碼裝置13能夠?qū)嵤└鶕?jù)參照?qǐng)D1描述的本發(fā)明的重構(gòu)方法。解碼裝置13包括能夠生成解碼數(shù)據(jù)的熵解碼模塊1300。解碼數(shù)據(jù)然后被傳送至模塊1302，模塊1302能夠執(zhí)行逆量化IQ及之后的逆變換IT。模塊1302連接到計(jì)算模塊1304，計(jì)算模塊1304能夠合并來(lái)自模塊1302的塊和預(yù)測(cè)塊Bp以生成重構(gòu)的當(dāng)前塊Be，該重構(gòu)的當(dāng)前塊Bc被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器1306中。解碼裝置13還包括運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊 1308。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊1308從存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器1306中的已經(jīng)重構(gòu)的畫(huà)面數(shù)據(jù)中和從由熵解碼模塊1300傳送的解碼的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)中確定預(yù)測(cè)塊Bp。解碼裝置的模塊1300、1302和1308使用根據(jù)該重構(gòu)方法的步驟14所確定的編碼工具和/或相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)。圖4圖解性地示出編碼裝置12。編碼裝置12在輸入端接收一畫(huà)面或者多個(gè)畫(huà)面。 編碼裝置12能夠?qū)嵤﹨⒄請(qǐng)D2描述的根據(jù)本發(fā)明的編碼方法。每個(gè)畫(huà)面被劃分為像素塊， 每個(gè)像素塊與至少一個(gè)畫(huà)面數(shù)據(jù)項(xiàng)相關(guān)聯(lián)。編碼裝置12顯著地利用時(shí)間預(yù)測(cè)實(shí)施編碼。在圖4中僅示出了編碼裝置12中與通過(guò)時(shí)間預(yù)測(cè)進(jìn)行的編碼或者幀間編碼有關(guān)的模塊。未示出視頻編碼器領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的其它模塊(例如，編碼模式的選擇、空間預(yù)測(cè))。編碼裝置12顯著地包括計(jì)算模塊1200，計(jì)算模塊1200能夠從當(dāng)前塊Bc中提取預(yù)測(cè)塊Bp以生成殘差塊Br。編碼裝置12還包括模塊1202，模塊1202能夠?qū)埐顗KBr進(jìn)行變換然后將其量化為量化數(shù)據(jù)。編碼裝置12還包括熵編碼模塊1204，熵編碼模塊1204能夠在流F 中編碼量化數(shù)據(jù)。編碼裝置12還包括執(zhí)行模塊1202的逆操作的模塊1206。模塊1206與解碼裝置13的模塊1302相同。模塊1206執(zhí)行逆量化IQ及其后的逆變換IT。模塊1206 連接到計(jì)算模塊1208，計(jì)算模塊1208能夠合并來(lái)自模塊1206的數(shù)據(jù)塊和預(yù)測(cè)塊Bp以生成重構(gòu)塊，其被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器1210中。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊1216從存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器1210中的已經(jīng)重構(gòu)的畫(huà)面數(shù)據(jù)中和從運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊1212確定的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)(即，運(yùn)動(dòng)矢量和參考畫(huà)面索引) 中確定預(yù)測(cè)塊Bp。編碼裝置的模塊1202、1204、1206和1216使用根據(jù)編碼方法的步驟M所確定的編碼工具和/或相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)。 先前提到的工具和編碼參數(shù)不是窮盡性的?？梢栽诒景l(fā)明的范圍中考慮并使用其它工具和編碼參數(shù)。例如，可以列舉通過(guò)例如多個(gè)預(yù)測(cè)器配置的運(yùn)動(dòng)矢量的預(yù)測(cè)類型(例如“模板匹配”預(yù)測(cè)器或鄰近矢量的中值，或者來(lái)自同位置的塊的矢量等等)。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)畫(huà)面序列進(jìn)行重構(gòu)的方法，所述畫(huà)面序列是依據(jù)指定一組編碼工具和/或其相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)的編碼方法而編碼的，所述畫(huà)面被劃分為編碼實(shí)體，針對(duì)以幀間模式編碼的每個(gè)編碼實(shí)體，所述方法包括以下步驟-為所述編碼實(shí)體確定(10，12)至少一個(gè)參考畫(huà)面，-利用與編碼工具相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)所配置的所述編碼工具，從所述至少一個(gè)參考畫(huà)面中重構(gòu)(14)所述編碼實(shí)體，所述方法的特征在于所述編碼工具和/或所述相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)依賴于所述參考畫(huà)面類型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重構(gòu)方法，還包括步驟在與所述畫(huà)面序列的至少一部分相關(guān)聯(lián)的首標(biāo)中解碼用于指定多個(gè)簡(jiǎn)檔的數(shù)據(jù)項(xiàng)，每個(gè)簡(jiǎn)檔與參考畫(huà)面類型相關(guān)聯(lián)，并且針對(duì)每個(gè)簡(jiǎn)檔，解碼用于定義一組編碼工具和/或其相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)的數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的重構(gòu)方法，還包括步驟在與所述編碼實(shí)體所屬的畫(huà)面的至少一部分相關(guān)聯(lián)的首標(biāo)中解碼指示相關(guān)聯(lián)的簡(jiǎn)檔的、與至少一個(gè)參考畫(huà)面相關(guān)聯(lián)的簡(jiǎn)檔標(biāo)識(shí)符。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的重構(gòu)方法，其中從所述編碼實(shí)體所屬的畫(huà)面碼片的首標(biāo)中解碼所述簡(jiǎn)檔標(biāo)識(shí)符。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的重構(gòu)方法，其中所述參考畫(huà)面類型屬于一組畫(huà)面類型-源畫(huà)面；-濾波后的畫(huà)面；以及 -運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償后的畫(huà)面。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的重構(gòu)方法，其中所述編碼實(shí)體的重構(gòu)(14)步驟包括以下步驟-通過(guò)對(duì)所述至少一個(gè)參考畫(huà)面的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償來(lái)為所述編碼實(shí)體確定預(yù)測(cè)編碼實(shí)體，-為所述編碼實(shí)體解碼系數(shù)編碼實(shí)體，-將所述系數(shù)編碼實(shí)體去量化為去量化的系數(shù)編碼實(shí)體，-將所述去量化的系數(shù)編碼實(shí)體變換為殘差編碼實(shí)體，以及-合并所述預(yù)測(cè)編碼實(shí)體和所述殘差編碼實(shí)體以形成所述重構(gòu)的編碼實(shí)體。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的重構(gòu)方法，其中當(dāng)參考畫(huà)面是利用低通濾波器濾波的畫(huà)面時(shí)，則被用于重構(gòu)所述編碼實(shí)體的所述編碼工具是由所述編碼方法指定的該組編碼工具和/或相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)的子集。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的重構(gòu)方法，其中所述子集包括-利用雙線性內(nèi)插濾波器以及利用1/2像素精度的運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償， -利用偏好于低頻的量化矩陣的均勻量化，-利用被適配于所述參考畫(huà)面的低通濾波方向的變換系數(shù)掃描的熵編碼。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的重構(gòu)方法，其中當(dāng)所述參考畫(huà)面是利用改進(jìn)其分辨率的濾波器濾波后的畫(huà)面時(shí)，則被用于重構(gòu)所述編碼實(shí)體的所述編碼工具和/或相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)包括利用多相線性內(nèi)插濾波器以及利用1/8像素精度的運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的重構(gòu)方法，其中當(dāng)所述參考畫(huà)面是根據(jù)全局運(yùn)動(dòng)模型的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償畫(huà)面時(shí)，則被用于重構(gòu)所述編碼實(shí)體的所述編碼工具包括以下編碼工具和/ 或相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)-利用雙線性濾波器以及利用1/8像素精度且范圍被限制為N的運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)m te -限制為16X 16大小的塊的分區(qū)，以及-更多的優(yōu)先級(jí)被給予跳躍模式。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的重構(gòu)方法，其中N= 2。
12.一種代表被劃分為編碼實(shí)體的畫(huà)面序列的編碼數(shù)據(jù)流，其在與所述畫(huà)面序列的至少一部分相關(guān)聯(lián)的首標(biāo)中包括用于指定多個(gè)簡(jiǎn)檔的數(shù)據(jù)項(xiàng)，每個(gè)簡(jiǎn)檔與參考畫(huà)面類型相關(guān)聯(lián)，并且針對(duì)每個(gè)簡(jiǎn)檔，包括用于定義一組編碼工具和/或其相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)的數(shù)據(jù)，并且針對(duì)所述序列的每個(gè)畫(huà)面，在與所述畫(huà)面的至少一部分相關(guān)聯(lián)的首標(biāo)中包括簡(jiǎn)檔標(biāo)識(shí)符，所述簡(jiǎn)檔標(biāo)識(shí)符為被用于編碼所述畫(huà)面部分的編碼實(shí)體的每個(gè)參考畫(huà)面指示相關(guān)聯(lián)的簡(jiǎn)檔。
13.—種編碼畫(huà)面序列的方法，所述畫(huà)面被劃分為編碼實(shí)體，針對(duì)以幀間模式編碼的每個(gè)編碼實(shí)體，所述方法包括以下步驟-為所述編碼實(shí)體確定(20，22)至少一個(gè)參考畫(huà)面，以及-利用與編碼工具相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)配置的所述編碼工具，依據(jù)所述至少一個(gè)參考畫(huà)面來(lái)對(duì)所述編碼實(shí)體進(jìn)行編碼04)，所述編碼方法的特征在于所述編碼工具和/或所述相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)依賴于所述至少一個(gè)參考畫(huà)面類型。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于重構(gòu)畫(huà)面序列的方法，所述畫(huà)面序列是依據(jù)指定一組編碼工具和/或其相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)的編碼方法而編碼的，所述畫(huà)面被劃分為編碼實(shí)體。針對(duì)以幀間模式編碼的每個(gè)編碼實(shí)體，根據(jù)本發(fā)明的重構(gòu)方法包括以下步驟為編碼實(shí)體確定(10，12)至少一個(gè)參考畫(huà)面；以及利用由與編碼工具相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)所配置的編碼工具，依據(jù)該至少一個(gè)參考畫(huà)面來(lái)重構(gòu)(14)該編碼實(shí)體。有利地，編碼工具和/或相關(guān)聯(lián)的編碼參數(shù)依賴于該參考畫(huà)面。
文檔編號(hào)H04N7/46GK102238386SQ20111011811
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月7日
發(fā)明者多米尼克.索里奧, 愛(ài)德華.弗朗索瓦, 薩莎.施 申請(qǐng)人:湯姆森特許公司