[發明專利]使用用于運動補償預測的代替參考幀的視頻編碼

有效

• 申請號: 200680018654.0
• 申請日: 2006-05-22
• 公開（公告）號: CN101185339A
• 公開（公告）日: 2008-05-21
• 發明（設計）人: 北島光太郎
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/36;H04N7/46
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所
• 代理人: 劉新宇

技術領域

本發明涉及一種圖像解碼設備和方法、圖像編碼設備和方法、計算機程序、以及存儲介質。

背景技術

近年來，需要這樣的編碼技術：其能在高壓縮率下以高圖像質量對圖像數據進行編碼，以將運動圖像信息處理為數字數據并將其用于存儲和傳輸。為了壓縮圖像信息，已經提出并普及了MPEG等方法：其通過利用圖像信息特有的冗余性，通過離散余弦變換(discrete?cosine?transformation)等正交變換(orthogonal?transformation)和運動預測/運動補償來對圖像信息進行壓縮編碼。

而且，近年來，H.264(也被稱作MPEG4第10部分：AVC)作為一種目的在于更高壓縮率和更高圖像質量的編碼方法是可用的。與MPEG2、MPEG4等傳統的編碼方法相比較，這種H.264在編碼處理和解碼處理中需要更多的運算量但是可以實現更高的編碼率(關于H.264標準的詳細信息，參見ISO/IEC14496-10(Mpeg-4第10部分)。

這樣的編碼方法通過減少時間冗余信息來壓縮信息大小。可以通過參考圖像圖片之間在時間上的過去和將來的信息而進行對于各塊的運動信息的檢測和預測圖像的生成、計算獲得的預測圖像和當前的幀圖像之間的差分值、然后對該差分值進行編碼，來減少時間冗余信息。

注意，“圖片”是表示一個畫面的術語，其代表逐行掃描圖像(progressive?image)中的幀圖像以及隔行掃描圖像(interlacedimage)中的幀圖像或者場圖像。

圖10示出了H.264中的圖片的類型及其參考關系。參考圖10，符號I、P和B分別表示圖片的類型，即I(內部編碼)圖片、P(前向預測編碼)圖片以及B(雙向預測編碼)圖片。跟在符號后的數字表示圖片的編號。在這種情況下，越小的圖片編號表示在時間上越早回放的數據。例如，在圖10中，P5圖片將在B1圖片之后回放。P5圖片通過箭頭與B1圖片聯結。該箭頭表示圖片間的參考關系。因此，P5圖片參考B1圖片，并且對于P5圖片，對P5和B1圖片之間的差分進行編碼。

在圖10中，I2和I17都是I圖片。這種I圖片被限制在各圖片內進行編碼，并且不參考其它圖片。如P5、P8、P11和P14圖片等P圖片僅參考在時間上存在于感興趣的圖片之前的圖片，并對圖片之間的差分進行編碼。此外，B0、B1、B3、B4、B6、B7、B9、B10、B12、B13、B15和B16是B圖片。每一個這樣的B圖片與時間關系無關地參考兩個圖片，并對圖片之間的差分進行編碼。注意，P和B圖片可能包括不參考其它圖片并在圖片內進行編碼的塊。

在H.264中，對于作為包含在各圖片中的小區域的各塊指定參考目的地，各圖片中這樣的塊可以參考不同圖片中的塊。圖11示出了這種參考關系。參考圖11，作為P圖片的P5圖片包括P5(a)塊和P5(b)塊。P5(a)塊參考B1圖片中的B1(a)塊，而P5(b)塊參考I2圖片中的I2(b)塊。

在H.264中，可以對作為比圖片小的單位的各切片(slice)指定I、P和B。然而，為了簡便起見，在一個圖片包括相同的切片類型(I，P，B)的假設下給出以下說明。

為了對使用圖片間(inter-picture)差分而編碼的數據進行解碼，必須已經對被參考的圖片進行了解碼。以下考慮這樣的情況：即僅提取具有圖11所示參考關系的編碼數據的I圖片和P圖片以進行搜索回放。在對I2圖片進行解碼時，由于對I2圖片進行了內部編碼，因而可以毫無問題地對其進行解碼。接著，對于P5圖片，由于P5圖片中的P5(b)塊參考已被解碼的I2圖片的I2(b)塊，因而可以對P5(b)塊進行解碼。然而，由于P5(a)塊參考仍未被解碼的B1圖片的B1(a)塊，因而不能對P5(a)塊原樣進行解碼。這樣，在僅對I圖片和P圖片解碼時，可以僅對P圖片的某些塊和I圖片進行解碼。

同樣，可以單獨提取I圖片并在回放時對其進行解碼。然而，即使當采用與MPEG2中相同的圖片結構時，也是每例如15個圖片包括一個I圖片。因此，在僅提取I圖片的回放中，不能進行低速(例如三倍速度)搜索。

即使在搜索以外的情況下，當從圖像流的中間(例如B圖片)開始回放時，通常也不能對被參考的圖片進行解碼。在這種情況下，必須通過將控制返回或者前進到作為參考的I圖片(IDR圖片)來進行解碼，并且難以立即對圖像進行解碼和回放。

發明內容