[發(fā)明專利]使用參考因果區(qū)的重新分區(qū)的圖像預(yù)測(cè)、以及使用這樣的預(yù)測(cè)的編碼和解碼

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980151775.6
• 申請(qǐng)日: 2009-12-16
• 公開（公告）號(hào): CN102265615A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G.拉羅克;J.瓊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 法國(guó)電信公司
• 主分類號(hào): H04N7/26
• 分類號(hào): H04N7/26;H04N7/36;H04N7/50
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 張玉紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及圖像處理的領(lǐng)域，并更精確地，涉及通過數(shù)字圖像和數(shù)字圖像序列的競(jìng)爭(zhēng)的編碼和解碼。

背景技術(shù)

存在幾種編碼和解碼方法用于圖像的傳輸?？商貏e提及主要類型的編碼，諸如其中按照自治方式(也就是說，不參考其他圖像)編碼圖像的所謂“幀內(nèi)”編碼、或在于相對(duì)于過去圖像來編碼當(dāng)前圖像以便僅表達(dá)和傳送這些圖像之間的差別的所謂“幀間”編碼。

前述類型的編碼方法一般包括預(yù)測(cè)編碼步驟，根據(jù)該步驟，相對(duì)于其他參考?jí)K或宏塊(即，先前編碼并然后解碼的)來預(yù)測(cè)當(dāng)前圖像的圖像部分(稱為塊或宏塊)。

在H264/MPEG-4AVC(AVC代表“先進(jìn)視頻編碼”)標(biāo)準(zhǔn)的示例的情況下，宏塊的預(yù)測(cè)編碼在于根據(jù)一般具有更小尺寸的塊的形式的多個(gè)分區(qū)來切割(chop)宏塊。

更精確地，在根據(jù)前述標(biāo)準(zhǔn)的宏塊的預(yù)測(cè)編碼期間，除了16×16類型的宏塊之外，一般根據(jù)一般具有更小尺寸的塊的形式的多個(gè)分區(qū)來切割宏塊。圖像中的這樣的宏塊的空間預(yù)測(cè)在于相對(duì)于已編碼并然后解碼的同一圖像中的另一宏塊(這樣的宏塊被稱為參考宏塊)的一個(gè)或多個(gè)塊、來預(yù)測(cè)形成該宏塊的更小尺寸的每一塊。僅當(dāng)參考宏塊鄰近要預(yù)測(cè)的宏塊并在所謂“因果(causal)”鄰域中位于相對(duì)于要預(yù)測(cè)的宏塊的某一預(yù)定方向(即，一般在上邊和左邊)上時(shí)，該預(yù)測(cè)才是可能的。

這樣的類型的預(yù)測(cè)的缺陷在于這樣的事實(shí)，即對(duì)于從編碼器到解碼器的給定傳輸率，其實(shí)現(xiàn)比幀間編碼更差的視頻質(zhì)量，因?yàn)槠錄]有采用該序列的圖像之間的時(shí)間相關(guān)。

在幀間編碼的情況下，可根據(jù)16×16、8×16、16×8和8×8模式來對(duì)要編碼的當(dāng)前宏塊進(jìn)行分區(qū)。如果選擇8×8模式，則根據(jù)8×8、4×8、8×4和4×4模式來對(duì)每一8×8塊進(jìn)行再次分區(qū)。將每一當(dāng)前塊與空間或時(shí)間類型的參考因果區(qū)的一個(gè)或多個(gè)塊進(jìn)行比較，該參考因果區(qū)包括在當(dāng)前宏塊的一個(gè)或多個(gè)塊的編碼期間已在編碼器級(jí)別解碼的宏塊。時(shí)間預(yù)測(cè)器然后由描述當(dāng)前塊和參考?jí)K之間的運(yùn)動(dòng)的向量來定義。

圖1A表示由BCa表示的要被幀間編碼的當(dāng)前塊的向量MVc的空間預(yù)測(cè)的情況，該預(yù)測(cè)利用同一圖像Ia的各宏塊之間的空間相關(guān)性。根據(jù)例如每一個(gè)具有尺寸4×4的16個(gè)更小分區(qū)P1......P16來切割這樣的塊。為了圖中清楚的目的，僅表示分區(qū)P1。根據(jù)H264/AVC標(biāo)準(zhǔn)，通過參考參考因果區(qū)Cs來預(yù)測(cè)分區(qū)P1，該參考因果區(qū)Cs包括其每一個(gè)具有尺寸16×16的在圖1A中表示為BR1、BR2、BR3和BR4的四個(gè)塊，這些塊是所述分區(qū)P1的鄰居。更精確地，經(jīng)受分區(qū)P1的運(yùn)動(dòng)向量MVc的計(jì)算。預(yù)測(cè)過程在于計(jì)算例如與參考宏塊BR1、BR2和BR3分別對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)向量MV1、MV2和MV3，并然后計(jì)算向量MV1、MV2和MV3的中值，以便從其推導(dǎo)出用于預(yù)測(cè)要編碼的分區(qū)P1的向量MVc的運(yùn)動(dòng)向量。

圖1A中表示的預(yù)測(cè)的缺陷在于以下事實(shí)：

-要編碼的當(dāng)前分區(qū)P1的像素與宏塊BR1、BR2和BR3的像素之間的平均空間距離相對(duì)高，

-以及已相對(duì)于與要編碼的當(dāng)前分區(qū)P1具有非常不同的尺寸的宏塊而計(jì)算了向量MV1、MV2和MV3。

由此得出結(jié)論，這樣的預(yù)測(cè)缺少精度。

圖1B現(xiàn)在表示屬于要編碼的圖像N的、由MBC_N表示的要幀間編碼的當(dāng)前宏塊的時(shí)間預(yù)測(cè)的情況。這樣的預(yù)測(cè)利用宏塊MBC_N和構(gòu)成時(shí)間參考因果區(qū)的多個(gè)已編碼并然后解碼的參考圖像的一個(gè)宏塊或多個(gè)宏塊之間的時(shí)間相關(guān)性。在所表示的示例中，用Ct表示的時(shí)間參考因果區(qū)僅包括前一圖像N-1。在其他示例中，該參考因果區(qū)可不僅包括圖像N-1，而且包括圖像N-2、N-3等。根據(jù)例如在所表示的示例中具有任意幾何形狀的三個(gè)較小分區(qū)P’1、P’2、P’3來切割這樣的宏塊MBC_N。利用時(shí)間相關(guān)性的過程在于，作為屬于與前一圖像N-1中的當(dāng)前宏塊MBC_N具有相同位置的用MBC_N-1表示的宏塊的、用MVcol表示的運(yùn)動(dòng)向量的函數(shù)，與這三個(gè)分區(qū)P’1、P’2、P’3分別關(guān)聯(lián)地計(jì)算這三個(gè)運(yùn)動(dòng)向量MV’1、MV’2和MV’3。

圖1B中表示的預(yù)測(cè)的缺陷在于以下事實(shí)，當(dāng)前宏塊MBC_N的分區(qū)與宏塊MBC_N-1的分區(qū)不同，這顯著妨礙了三個(gè)當(dāng)前運(yùn)動(dòng)向量MV’1、MV’2和MV’3的預(yù)測(cè)的精度。由此，在圖1B的情況下，清楚的是，通過相對(duì)于運(yùn)動(dòng)向量MV’1、MV’2和MV’3的方向來比較向量MVcol的方向，當(dāng)前運(yùn)動(dòng)向量MV’3的預(yù)測(cè)將比當(dāng)前運(yùn)動(dòng)向量MV’1和MV’2的預(yù)測(cè)更差。