[發明專利]涉及覆蓋和無覆蓋的運動向量域的投射

無效

• 申請號: 200580039903.X
• 申請日: 2005-11-17
• 公開（公告）號: CN101061723A
• 公開（公告）日: 2007-10-24
• 發明（設計）人: R·B·M·克萊恩古尼韋克;R·維特布魯德;R·布拉斯彭寧
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/36
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 張雪梅;梁永

技術領域

本發明涉及一種視頻壓縮的方法和裝置、一種視頻解壓縮的方法和裝置、實施該方法的軟件，以及數字電視單元、視頻信號記錄器和包括視頻壓縮和/或解壓縮裝置的便攜式視頻裝置。

背景技術

視頻壓縮的需求是用更小數量的比特來真實地(即用盡可能小的可視贗像)表示一個畫面序列。當前的視頻壓縮標準比如MPEG-2和AVC(先進視頻編碼)使用運動預測來編碼畫面組(GOP)。一個畫面組從僅基于其自身內容被單獨編碼的所謂內編碼(I)畫面開始，隨后是預測(P、B)畫面，它們是基于其中I畫面的對象位于P或B畫面以及校正畫面中的運動預測來再現的(稱為殘留)。運動預測典型地通過計算/傳輸針對將被預測畫面的時間瞬時的運動向量域，以及通過從過去取回對象的像素來完成。通過這種方式將被預測畫面的每個像素被保證具有一個分配值。也可設想將先前畫面的像素投射到將被預測畫面，但是這并不十分優選，因為其在將被預測畫面中引入了像素的雙重和未分配區域的問題。

在壓縮視頻流中有用于編碼像素數據(即內編碼畫面和像素殘留)的一定數量的所需比特和用于編碼預測所需的運動向量域的一定數量的比特。在過去提出了多種策略用于減小需要用于像素的比特數量(例如量化的自適應)，然而需要用于運動向量的比特的百分率占了整體的較大的數量，特別是對于較低比特率的應用，因此對于這些運動向量也可以實現一些壓縮。

現有技術的壓縮方法(例如MPEG-2)的缺點是它們僅使用運動向量的非常簡單的預測：在運動向量域中，用于一個塊的運動向量相對于它的左鄰被差分編碼(即如果左向量具有16個像素/幀的大小并且右向量是18個像素/幀，那么右向量具有其值為2的壓縮差分值，比其實際值需要更少比特)。這種被稱為“差分脈沖編碼調制”是一種很舊并且不是十分有效的策略。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種相對有效的視頻壓縮方法，尤其具有一種對于編碼運動向量實現減小數量的比特的策略。

實現該對象的方法包括：

a)通過使用第二視頻畫面和第三視頻畫面的像素數據計算在第三視頻畫面的時間位置的第一運動向量域(Mv1)；

b)計算在第二視頻畫面的時間位置的第二運動向量域(Mv2)，在這個第二運動向量域中，由具有基本上等于前景對象的運動的大小的前景運動向量的位置組成的前景運動區域(rFG2)，基本上與前景對象(101)的像素位置空間并置(collocate)而不與背景對象的像素空間并置；

c)基于第二運動向量域校正第一運動向量域中的錯誤前景運動向量(rERR)；

d)確定在相應于用前景對象覆蓋背景對象的像素的第一運動向量域的區域中，投射到將來畫面的相同的空間位置上的兩個向量，哪個是前景運動向量以及哪個是背景運動向量；

e)將第一運動向量域的運動向量投射到將被預測的第四視頻畫面的時間位置上，獲得第三運動向量域，包括在將兩個向量投射到第三運動向量域的相同空間位置的情況下分配前景運動向量；以及

f)通過使用用于確定將從至少一個先前圖像取得的像素的位置的第三運動向量域來預測第四視頻畫面。

前五個步驟形成了畫面預測的運動向量域預測部分。如果想要減小分配給運動向量編碼的比特數量，可使用允許接收機/解壓縮器預測運動向量的算法，因為對于可被預測的所有信息，很少或沒有數據必需被壓縮/傳輸。然而，運動向量的預測應當是精確的，否則將被預測畫面的像素的預測就會是錯誤的，將導致要么是嚴重的贗像，要么是大量的校正數據。在本申請中提出了外插運動向量域。對于已解壓畫面的向量域可在接收機/解壓縮器側用運動估計計算(盡管如果沒有如下用可觀的錯誤來完成)。需要用于畫面預測的向量域(從過去獲得)不能簡單地被計算，至少不是用經典地2-畫面運動估計器，因為這需要將被預測畫面本身在解壓縮器中存在。然而運動向量域可被外插：有可能對象的運動向量與對象本身一起向將來移動。壓縮器可用“鏡像算法”預測解壓縮器能夠預測什么(運動向量域和形成的預測畫面)以及根據壓縮的質量說明需要計算和傳輸校正殘留到哪。預測運動向量域或者可使用傳輸的校正運動向量域(典型地包含需要少量比特的小校正運動向量，在本方法中多用于獨立封閉(覆蓋/未覆蓋)區域)來精確調整，或者不傳輸運動向量的校正，形成的畫面預測用較高比特數量的殘留畫面來完全校正錯誤。