[發(fā)明專利]用于編碼混合內(nèi)部-相互編碼塊的方法和裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010266031.3
• 申請日: 2004-08-24
• 公開（公告）號: CN101917621A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設計）人: 亞歷山德羅斯·圖拉皮斯;吉爾·M·博伊斯;尹澎
• 申請（專利權）人: 湯姆森特許公司
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/32
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 呂曉章

本申請是申請日為2004年08月24日、申請?zhí)枮?00480024574.7、發(fā)明名稱為“用于編碼混合內(nèi)部-相互編碼塊的方法和裝置”的發(fā)明專利申請的分案申請。

本申請要求于2003年8月26日提交的美國臨時專利申請第60/497,816號(代理案卷號PU030258)發(fā)明名稱為“METHOD?AND?APPARATUS?FORHYBRID?MACROBLOCK?MODES?FOR?VIDEO?CODECS”的權益，該臨時專利申請通過引用整體結合于此。

技術領域

本發(fā)明主要涉及數(shù)字視頻編解碼器(CODEC)，尤其涉及用于宏塊的內(nèi)部和相互編碼兩者的混合使用。

背景技術

可以將視頻編碼器用于將圖像序列的一個或多個幀編碼成數(shù)字信息。然后，可以將該數(shù)字信息發(fā)送給其中能夠重構(解碼)圖像或圖像序列的接收器。傳輸信道本身可以包括多個用于傳輸?shù)目赡苄诺乐械娜魏我粋€。例如，傳輸信道可以是無線電信道或用于無線廣播的其它設備、同軸有線電視電纜、GSM移動電話TDMA信道、固定有線電話鏈路、或因特網(wǎng)。這里列舉出的傳輸設備僅為舉例，決不意味著包括所有在內(nèi)。

為了視頻編碼和傳輸，已經(jīng)對各種國際標準達成協(xié)議。通常來說，一種標準規(guī)定用于對涉及圖像的幀的數(shù)據(jù)進行壓縮和編碼的規(guī)則。這些規(guī)則提供一種用于壓縮和編碼圖像數(shù)據(jù)以發(fā)送少于攝像機原始提供的關于圖像的顯示的數(shù)據(jù)的方法。然后，這些體積縮小后的數(shù)據(jù)要求較少的用于發(fā)送的信道帶寬。如果接收器知道發(fā)送器用于執(zhí)行壓縮和編碼的規(guī)則，那么接收器可以根據(jù)所發(fā)送的數(shù)據(jù)重構(或解碼)圖像。H.264標準通過使用來自先前幀的宏塊的運動補償預測，最小化部分圖像的冗余發(fā)送。

諸如MPEG-2和JVT/H.264/MPEG?4?Part10/AVC等的視頻壓縮結構和標準僅采用用于編碼每個宏塊的幀內(nèi)(“內(nèi)部”)編碼或幀間(“相互”)編碼方法來編碼宏塊。對于幀間運動估計/補償，將要被編碼的視頻幀被劃分成像素的非重疊矩形，或最通常來說，方形塊。對于每個宏塊，根據(jù)預定的匹配誤差準則，以預定搜索窗口從參考幀中搜索最佳匹配宏塊。然后，將匹配宏塊用于預測當前宏塊，并且進一步處理預測誤差宏塊，并將其發(fā)送給解碼器。將參考宏塊相對于原始宏塊在水平和垂直方向上的相對位移合成一組，并稱為原始宏塊的運動矢量(MV)，也將該運動矢量發(fā)送給解碼器。運動估計的主要目的就是預測宏塊，從而通過提取參考宏塊與當前宏塊的差值而獲得的差異模塊在編碼中產(chǎn)生最少數(shù)目的比特。

對于內(nèi)部編碼，通過采用空間預測方法來預測圖像內(nèi)的宏塊(MB)或子宏塊。對于相互編碼，采用時間預測方法(即：運動估計/補償)。通常來說，相互預測(編碼)方法一般要比內(nèi)部編碼方法更加有效。在現(xiàn)有的結構/標準中定義了具體的圖像或片斷(slice)類型，其規(guī)定或限定了能夠被編碼以發(fā)送給解碼器的內(nèi)部或相互MB類型。在內(nèi)部(I)圖像或片斷中，只有內(nèi)部MB類型能夠被編碼，而在預測(P)和雙預測(B)圖像或片斷中，內(nèi)部和相互MB類型都可以被編碼。

I-圖像或I-片斷僅包含內(nèi)部編碼宏塊，并且不使用時間預測。首先根據(jù)其相鄰像素值來空間預測當前宏塊的像素值。然后，使用N×N變換(例如：4×4或8×8DCT變換)來變換剩余信息，并對其進行量化。

B-圖像或B-片斷引進了雙預測(或廣義地稱為多預測)相互編碼宏塊類型的概念，其中通過兩種(或兩種以上)幀間預測來預測宏塊(MB)或子塊。由于采用了雙預測，所以在編碼時B圖像通常要比I和P圖像更加有效。

P-圖像或B圖像可能包含不同的片斷類型和通過不同的方法而編碼的宏塊。片斷可以是I(內(nèi)部)、P(預測)、B(雙預測)、SP(切換P(Switching?P)、和SI(切換I)類型。

在諸如MPEG-2和H.264等的視頻編碼結構和標準內(nèi)，已經(jīng)分別使用了內(nèi)部和相互預測方法。對于內(nèi)部編碼宏塊，將相同幀或圖像內(nèi)的可用空間樣本用于預測當前宏塊，而在相互預測中，卻采用其它圖像或其它幀內(nèi)的時間樣本。在H.264標準中，存在兩種不同的內(nèi)部編碼模式：對宏塊內(nèi)每個4×4塊執(zhí)行預測處理的4×4內(nèi)部模式；以及在一步中對整個宏塊執(zhí)行預測的16×16內(nèi)部模式。