[发明专利]活动图像编码/解码方法和设备

说明书

本发明申请是2003年11月18日提出的发明名称为“活动图像编码/解码方法和设备”、申请号为200380100231.X的发明申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种对渐隐图像和叠化图像进行有效编码/解码的方法及其设备。

背景技术

在诸如ITU-T H.261、H.263、ISO/IEC MPEG-2和MPEG-4的视频编码标准方案中，运动补偿预测帧间编码被用作编码模式之一。当亮度在时间轴上不变化时，采取一种指示最高预测效率的模型作为运动补偿预测帧间编码中的预测模型。在图像亮度变化的渐隐图像的情况下，例如，在从黑图像到正常图像的淡入情况下，充分根据图像的亮度变化进行预测的方法还未知。因此，所存在的问题在于，为了保持渐隐图像中的图像质量需要大量编码比特。

例如，专利号3166716公开了一种通过检测渐隐图像区和改变其编码比特数的分配来处理这种问题的技术。具体地说，在淡出图像的情况下，为亮度变化的淡出的开始部分分配大量的编码比特。淡出的最后部分通常减少编码比特数的分配，因为这部分通常变成导致容易编码的单色图像。在这种情况下，无需增加总编码比特数就能改善总图像质量。

另一方面，专利号2938412公开了这样一种编码系统，该系统通过根据亮度变化量和对比度变化量两个参数补偿参考图像来处理渐隐图像中的上述问题。

Thomas Wiegand和Berand Girod在“Multi-framemotion-compensated prediction for video transmission”(KluwerAcademic Publishers 2001)中提供了一种基于多个帧缓冲器的编码系统。该系统打算通过有选择地从帧缓冲器中所保存的多个参考帧产生预测图像来改善预测效率。

专利号3166716的系统通过检测渐隐图像区和改变其编码比特数的分配来改善图像质量，而无需增加对渐隐图像进行编码时的总编码比特数。由于该原因，其优点在于，可以在现有编码系统的框架内实现编码。然而，由于本质上没有改善预测效率，因此，无法期待编码效率的显著改善。

另一方面，专利号2938412的系统的优点在于，针对渐隐图像的预测效率有所改善。然而，针对其中图像从一个图像到另一个图像渐变的所谓叠化图像(称之为交叉渐变图像)，无法得到足够的预测效率。

Thomas Wiegand和Berand Girod的系统无法充分处理渐隐图像和叠化图像，并且，即使准备多个参考帧也无法改善预测效率。

根据上述现有技术，要在高图像质量情况下编码的渐隐图像和叠化图像需要大量的编码比特。所存在的问题在于，无法期待编码效率的改善。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种视频编码方法、视频解码方法及其设备，使得可以对其亮度随时间变化的诸如渐隐图像和叠化图像等视频图像进行高效编码，减少计算量。

在本发明的第一方面中，在视频编码方利用至少一个参考图像信号以及输入视频信号与参考图像信号之间的运动矢量对输入视频信号进行运动补偿预测编码的情况下，如果用于运动补偿预测编码的参考图像个数是单个，那么，使用第一预测图像信号产生方法：针对输入视频信号的每一待编码区域，根据从至少一个参考图像编号与预测参数的多个组合中所选择的组合中的参考图像编号与预测参数，产生预测图像信号。

另一方面，当用于运动补偿预测编码的参考图像个数是多个时，使用第二预测信号产生方法：针对每一待编码区域，根据基于多个参考图像的参考图像编号和多个参考图像的图像-图像间距所计算的预测参数，产生预测图像信号。

产生一种表示按这种方法所产生的预测图像信号相对于输入视频信号的误差的预测误差信号，然后，对指示预测误差信号与运动矢量信息的集合和所选组合与多个参考图像的参考图像编号的集合二者之一的索引信息进行编码。

在本发明的另一方面中，当输入视频信号的待编码区域的预测类型是把参考图像用于运动补偿预测编码的第一预测类型时，使用第一预测信号产生方法。当待编码区域的预测类型是双向预测类型而用于运动补偿预测编码的参考图像个数是多个时，使用第二预测信号产生方法。