視頻編碼/解碼方法及視頻編碼器/解碼器技術(shù)

視頻編碼/解碼方法及視頻編碼器/解碼器。用于在幀間預(yù)測(cè)下執(zhí)行的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)囊曨l解碼方法包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行步驟，以實(shí)現(xiàn)：從基準(zhǔn)圖片存儲(chǔ)器檢索樣本；獨(dú)立于樣本的第一比特深度，確定用于將樣本比特深度從第一比特深度按比例放大至第二比特深度的按比例放大因子；在第一方向上對(duì)檢索出的樣本應(yīng)用經(jīng)受了利用所確定出的按比例放大因子的按比例放大操作的第一分?jǐn)?shù)樣本插值，以生成利用第二比特深度來表示的第一組分?jǐn)?shù)樣本；在第二方向上對(duì)第一組分?jǐn)?shù)樣本應(yīng)用第二分?jǐn)?shù)樣本插值，以生成利用第二比特深度來表示的第二組分?jǐn)?shù)樣本；以及將包括第一組和第二組分?jǐn)?shù)樣本的預(yù)測(cè)樣本截取并從第二比特深度按比例縮小至第一比特深度。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
視頻編碼/解碼方法及視頻編碼器/解碼器本申請(qǐng)是原案申請(qǐng)?zhí)枮?01280031173.9的專利技術(shù)專利申請(qǐng)(國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枺篜CT/US2012/043674，申請(qǐng)日：2012年6月22日，專利技術(shù)名稱：用于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)的方法和設(shè)備)的分案申請(qǐng)。相關(guān)申請(qǐng)本專利文獻(xiàn)要求2011年6月24日提交的臨時(shí)美國(guó)專利申請(qǐng)No.6,501,112的在35U.S.C.§119(e)下的申請(qǐng)日的利益，其完整內(nèi)容以引用方式并入本文。
本專利技術(shù)涉及用于幀間預(yù)測(cè)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，具體地講，涉及實(shí)現(xiàn)低復(fù)雜度和高精度的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中使用的分?jǐn)?shù)樣本(fractionalsample)插值。
技術(shù)介紹
數(shù)字視頻需要大量數(shù)據(jù)來以未壓縮方式表示數(shù)字視頻序列(例如，一系列幀)中的每一幀。由于帶寬限制，對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用而言通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送未壓縮的數(shù)字視頻不可行。另外，未壓縮的數(shù)字視頻需要大量存儲(chǔ)空間。通常以一些方式對(duì)數(shù)字視頻進(jìn)行編碼，以降低存儲(chǔ)要求并降低帶寬要求。對(duì)數(shù)字視頻進(jìn)行編碼的一種技術(shù)是幀間預(yù)測(cè)。幀間預(yù)測(cè)利用了不同幀之間的時(shí)間冗余。視頻的時(shí)間上相鄰的幀通常包括基本上保持相同的像素塊。在編碼處理過程中，運(yùn)動(dòng)矢量使一個(gè)幀中的像素塊的移動(dòng)與另一幀中的類似像素塊相互關(guān)聯(lián)。因此，系統(tǒng)不需要對(duì)像素塊編碼兩次，而是對(duì)像素塊編碼一次并提供運(yùn)動(dòng)矢量以預(yù)測(cè)另一像素塊。對(duì)數(shù)字視頻進(jìn)行編碼的另一技術(shù)是幀內(nèi)預(yù)測(cè)。幀內(nèi)預(yù)測(cè)在不參照其它幀中的像素的情況下對(duì)幀或其一部分進(jìn)行編碼。幀內(nèi)預(yù)測(cè)利用了幀內(nèi)的像素塊之間的空間冗余。由于空間上相鄰的像素塊通常具有相似的屬性，所以通過參照相鄰塊之間的空間相關(guān)來提高編碼處理的效率。可通過基于相鄰塊中使用的預(yù)測(cè)模式預(yù)測(cè)目標(biāo)塊來利用這種相關(guān)。在幀間預(yù)測(cè)中，基于運(yùn)動(dòng)估計(jì)和補(bǔ)償預(yù)測(cè)接收的圖片。視頻中的運(yùn)動(dòng)對(duì)象常常從一個(gè)幀到一個(gè)幀地出現(xiàn)，使得它的全部或一部分在那些后續(xù)幀中重新定位。不管那些重新定位，幀序列之間的相關(guān)較高，導(dǎo)致冗余?？赏ㄟ^將當(dāng)前幀中的樣本與基準(zhǔn)幀中的相同對(duì)象的位置進(jìn)行比較并相關(guān)來降低這種時(shí)間冗余。具體地講，在運(yùn)動(dòng)估計(jì)過程中，將當(dāng)前幀或其分區(qū)與基準(zhǔn)幀進(jìn)行比較，所述基準(zhǔn)幀在時(shí)間上可在當(dāng)前幀之前或前面。將相應(yīng)基準(zhǔn)幀中設(shè)置的搜索范圍內(nèi)的像素圖案與當(dāng)前幀中展現(xiàn)的像素圖案進(jìn)行比較，直至找到包含與待編碼的當(dāng)前幀中的像素圖案最匹配的像素圖案的基準(zhǔn)幀為止。基于比較結(jié)果，來估計(jì)幀間位移矢量或運(yùn)動(dòng)矢量。利用估計(jì)的運(yùn)動(dòng)矢量，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償生成當(dāng)前幀的預(yù)測(cè)?？赏ㄟ^對(duì)基準(zhǔn)圖片中的像素(稱為整數(shù)位置處的樣本，或簡(jiǎn)稱為整數(shù)樣本)應(yīng)用插值以增加基準(zhǔn)圖片的分辨率，來增加運(yùn)動(dòng)矢量準(zhǔn)確度和編碼效率。插值是為了利用整數(shù)樣本的值生成各個(gè)整數(shù)樣本之間的分?jǐn)?shù)樣本。整數(shù)樣品之間生成越多分?jǐn)?shù)樣本，基準(zhǔn)圖片的分辨率變得越高，可越精確和準(zhǔn)確地補(bǔ)償分?jǐn)?shù)樣本位移。例如，為了準(zhǔn)確地補(bǔ)償僅為半個(gè)像素的位移的運(yùn)動(dòng)對(duì)象的移動(dòng)，需要至少半像素插值。可利用許多種不同的塊尺寸來執(zhí)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)和補(bǔ)償?？舍槍?duì)具有4×4、4×8、8×4、8×8、8×16、16×8或16×16像素的分區(qū)確定各個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量。提供小的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償分區(qū)提高了處理精細(xì)運(yùn)動(dòng)細(xì)節(jié)的能力。H.264/AVC采用2步驟方法并實(shí)現(xiàn)高達(dá)四分之一像素分辨率的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。在H.264/AVC中，第一步驟使用6抽頭濾波器來從周圍整數(shù)樣本的值生成半像素分辨率的中間值。在第二步驟中，對(duì)整數(shù)樣本的值和中間值取平均，或者在中間值之間取平均，以生成四分之一像素位置處的分?jǐn)?shù)樣本(或簡(jiǎn)稱為四分之一像素樣本)。在B切片中，可對(duì)來自兩個(gè)預(yù)測(cè)的兩個(gè)預(yù)測(cè)分?jǐn)?shù)樣本進(jìn)一步取平均。然而，請(qǐng)注意，多重平均運(yùn)算在級(jí)聯(lián)時(shí)會(huì)引入舍入誤差，其對(duì)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)臏?zhǔn)確度和效率有不利影響。視頻編碼聯(lián)合協(xié)作組(JCT-VC)的提案D321和E242解決了與雙向平均關(guān)聯(lián)的舍入誤差問題。這些文獻(xiàn)提出增加舍入操作，所述舍入操作被限制在兩個(gè)預(yù)測(cè)之后的雙向平均的最后步驟處進(jìn)行。JCT-VC草案E603公開了使用8抽頭濾波器來實(shí)現(xiàn)四分之一像素分辨率。在E603中，一些四分之一像素樣本通過將8抽頭濾波器應(yīng)用于最近的整數(shù)樣本并將濾波結(jié)果截?cái)酁轭A(yù)定比特深度來導(dǎo)出。剩余四分之一像素樣本通過兩個(gè)處理來導(dǎo)出。在第一處理中，中間值通過在垂直方向上將8抽頭濾波器應(yīng)用于最近整數(shù)樣本來導(dǎo)出。在第二處理中，在水平方向上將8抽頭濾波器應(yīng)用于中間值，并將濾波結(jié)果截?cái)嘀令A(yù)定比特深度。此2處理方法的優(yōu)點(diǎn)在于，第二處理中的垂直濾波和水平濾波不要求固定順序，因此沒有必要向解碼器提供有關(guān)第二處理中的垂直濾波和水平濾波的順序的信令。然而，E603中討論的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償需要定義附加濾波操作來生成中間值。應(yīng)用于中間值的濾波操作開銷高，且需要高計(jì)算復(fù)雜度，尤其是對(duì)于具有高比特深度的視頻數(shù)據(jù)而言。另外，在E603討論的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中，中間值沒有被截?cái)酁榇_保從其計(jì)算的四分之一像素樣本的準(zhǔn)確度。因此，在E603討論的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償過程中，所計(jì)算出的值的按位精度不恒定。在上述第一處理的結(jié)尾，所得樣本值的精度增加了由8抽頭濾波器的增益確定的量。通過將8抽頭濾波器應(yīng)用于中間值，在截?cái)嘀令A(yù)定精度之前精度再次增加了與第一處理中相同的量。因此，第二處理中需要截?cái)嗟姆直媛适堑谝惶幚硭枰膬杀?，以便在第二步驟的結(jié)尾使分辨率回到原始比特深度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)提供了一種用于幀間預(yù)測(cè)的新穎的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償操作。該運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償對(duì)樣本應(yīng)用分?jǐn)?shù)樣本插值以生成分?jǐn)?shù)樣本。在根據(jù)本專利技術(shù)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中，在第一方向上對(duì)樣本應(yīng)用第一分?jǐn)?shù)樣本插值以生成第一組分?jǐn)?shù)樣本。在第二方向上對(duì)第一組分?jǐn)?shù)樣本應(yīng)用第二分?jǐn)?shù)樣本插值，以生成第二組分?jǐn)?shù)樣本。在本專利技術(shù)中，利用與樣本的表示精度無關(guān)的精度來表示第一組分?jǐn)?shù)樣本。在本專利技術(shù)的一方面中，所述分?jǐn)?shù)樣本插值應(yīng)用具有以下三組系數(shù)中的一個(gè)的8抽頭FIR濾波器來生成四分之一像素樣本：[-1,4,-10,58,17,-5,1,0]；[-1,4,-11,40,40,-11,4,-1]；以及[0,1,-5,17,58,-10,4,-1]。在本專利技術(shù)的一方面中，所述分?jǐn)?shù)樣本插值包括截?cái)喔鱾€(gè)濾波結(jié)果，使得所述分?jǐn)?shù)樣本具有期望的精度。貫穿所述第一分?jǐn)?shù)插值處理和第二分?jǐn)?shù)插值處理，所述期望的精度可以是恒定的。截?cái)嗵幚砜缮婕笆菇財(cái)嘟Y(jié)果朝負(fù)無窮大舍入。這通過不將任何偏移增加到截?cái)嗵幚碇暗臑V波結(jié)果來實(shí)現(xiàn)。另外，在本專利技術(shù)的另一方面中，可獨(dú)立于樣本的原始比特深度將所述樣本按比例放大至第二比特深度，該第二比特深度對(duì)于所述樣本而言是恒定的。所述第二比特深度可被設(shè)置為等于可用于表示樣本的比特?cái)?shù)，按比例放大因子被設(shè)置為等于可用于表示樣本的比特?cái)?shù)減去樣本的原始比特深度。另外，在本專利技術(shù)的另一方面中，用按比例放大的樣本減去偏移。本專利技術(shù)提供了一種用于在幀間預(yù)測(cè)下執(zhí)行的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)囊曨l解碼方法，該方法包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行步驟，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行步驟由視頻解碼器的處理器執(zhí)行，以實(shí)現(xiàn)：從基準(zhǔn)圖片存儲(chǔ)器檢索樣本，其中，被存儲(chǔ)在所述基準(zhǔn)圖片存儲(chǔ)器中的所述樣本利用第一比特深度來表示；獨(dú)立于所述樣本的所述第一比特深度，確定用于將樣本比特深度從所述第一比特深度按比例放大至第二比特深度的按比例放大因子，所述第二比特深度大于所述第一比特深度且是恒定的，其中，所述第二比特深度被設(shè)置為等于能夠用于表示所述樣本的比特?cái)?shù)，并且所述按比例放大因子被設(shè)置為等于能夠用于表示所述樣本的比特?cái)?shù)減去所本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于在幀間預(yù)測(cè)下執(zhí)行的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)囊曨l解碼方法，該方法包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行步驟，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行步驟由視頻解碼器的處理器執(zhí)行，以實(shí)現(xiàn)：從基準(zhǔn)圖片存儲(chǔ)器檢索樣本，其中，被存儲(chǔ)在所述基準(zhǔn)圖片存儲(chǔ)器中的所述樣本利用第一比特深度來表示；獨(dú)立于所述樣本的所述第一比特深度，確定用于將樣本比特深度從所述第一比特深度按比例放大至第二比特深度的按比例放大因子，所述第二比特深度大于所述第一比特深度且是恒定的，其中，所述第二比特深度被設(shè)置為等于能夠用于表示所述樣本的比特?cái)?shù)，并且所述按比例放大因子被設(shè)置為等于能夠用于表示所述樣本的比特?cái)?shù)減去所述樣本的所述第一比特深度；在第一方向上對(duì)檢索出的樣本應(yīng)用經(jīng)受了利用所確定出的按比例放大因子的按比例放大操作的第一分?jǐn)?shù)樣本插值，以生成利用所述第二比特深度來表示的第一組分?jǐn)?shù)樣本；在第二方向上對(duì)所述第一組分?jǐn)?shù)樣本應(yīng)用第二分?jǐn)?shù)樣本插值，以生成利用所述第二比特深度來表示的第二組分?jǐn)?shù)樣本；以及將包括所述第一組分?jǐn)?shù)樣本和所述第二組分?jǐn)?shù)樣本的預(yù)測(cè)樣本截取并從所述第二比特深度按比例縮小至所述第一比特深度。

【技術(shù)特征摘要】
2011.06.24 US 61/501,1121.一種用于在幀間預(yù)測(cè)下執(zhí)行的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)囊曨l解碼方法，該方法包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行步驟，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行步驟由視頻解碼器的處理器執(zhí)行，以實(shí)現(xiàn)：從基準(zhǔn)圖片存儲(chǔ)器檢索樣本，其中，被存儲(chǔ)在所述基準(zhǔn)圖片存儲(chǔ)器中的所述樣本利用第一比特深度來表示；獨(dú)立于所述樣本的所述第一比特深度，確定用于將樣本比特深度從所述第一比特深度按比例放大至第二比特深度的按比例放大因子，所述第二比特深度大于所述第一比特深度且是恒定的，其中，所述第二比特深度被設(shè)置為等于能夠用于表示所述樣本的比特?cái)?shù)，并且所述按比例放大因子被設(shè)置為等于能夠用于表示所述樣本的比特?cái)?shù)減去所述樣本的所述第一比特深度；在第一方向上對(duì)檢索出的樣本應(yīng)用經(jīng)受了利用所確定出的按比例放大因子的按比例放大操作的第一分?jǐn)?shù)樣本插值，以生成利用所述第二比特深度來表示的第一組分?jǐn)?shù)樣本；在第二方向上對(duì)所述第一組分?jǐn)?shù)樣本應(yīng)用第二分?jǐn)?shù)樣本插值，以生成利用所述第二比特深度來表示的第二組分?jǐn)?shù)樣本；以及將包括所述第一組分?jǐn)?shù)樣本和所述第二組分?jǐn)?shù)樣本的預(yù)測(cè)樣本截取并從所述第二比特深度按比例縮小至所述第一比特深度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述分?jǐn)?shù)樣本插值應(yīng)用具有以下三組系數(shù)中的一組系數(shù)的8抽頭有限沖激響應(yīng)FIR濾波器來生成四分之一像素樣本：[-1,4,-10,58,17,-5,1,0]；[-1,4,-11,40,40,-11,4,-1]；以及[0,1,-5,17,58,-10,4,-1]。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述分?jǐn)?shù)樣本插值包括：截?cái)喔鱾€(gè)濾波結(jié)果，使得所述分?jǐn)?shù)樣本利用所述第二比特深度來表示。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，貫穿所述第一分?jǐn)?shù)插值處理和所述第二分?jǐn)?shù)插值處理，所述第二比特深度被保持。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，截?cái)喔鱾€(gè)濾波結(jié)果包括：使截?cái)嘟Y(jié)果朝負(fù)無窮大舍入。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括：從按比例放大的樣本中減去偏移。7.一種用于在幀間預(yù)測(cè)下執(zhí)行的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)囊曨l編碼方法，所述方法包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行步驟，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行步驟由視頻編碼器的處理器執(zhí)行，以實(shí)現(xiàn)：從基準(zhǔn)圖片存儲(chǔ)器檢索樣本，其中，被存儲(chǔ)在所述基準(zhǔn)圖片存儲(chǔ)器中的所述樣本利用第一比特深度來表示；獨(dú)立于所述樣本的所述第一比特深度，確定用于將樣本比特深度從所述第一比特深度按比例放大至第二比特深度的按比例放大因子，所述第二比特深度大于所述第一比特深度且是恒定的，其中，所述第二比特深度被設(shè)置為等于能夠用于表示所述樣本的比特?cái)?shù)，并且所述按比例放大因子被設(shè)置為等于能夠用于表示所述樣本的比特?cái)?shù)減去所述樣本的所述第一比特深度；在第一方向上對(duì)按比例放大的樣本應(yīng)用經(jīng)受了利用所確定出的按比例放大因子的按比例放大操作的第一分?jǐn)?shù)樣本插值，以生成利用所述第二比特深度來表示的第一組分?jǐn)?shù)樣本；在第二方向上對(duì)所述第一組分?jǐn)?shù)樣本應(yīng)用第二分?jǐn)?shù)樣本插值，以生成利用所述第二比特深度來表示的第二組分?jǐn)?shù)樣本；以及將包括所述第一組分?jǐn)?shù)樣本和所述第二組分?jǐn)?shù)樣本的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：F·J·寶森，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：株式會(huì)社NTT都科摩，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：日本,JP