[发明专利]视频编码方法和装置

说明书

技术领域

本发明通常涉及数字视频处理，特别涉及一种视频编码方法和装置。

背景技术

在现代视频编码标准如MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4，H.261，H.263， H.264和AVS里，运动估计(ME)和运动补偿(MC)是一个重要的工具， 用于抑制时间冗余(temporal redundancy)，从而获得高编码效率。在ME/MC 里，当前帧被分割成非重叠的区块。对一个当前帧内的每个当前区块，在 参考帧里定义了一个搜索区域。在搜索区域里的每个点都对应一个候选区 块，其可能是当前区块的一个良好预测。还定义了一个相似性度量，在搜 索区域内进行搜索，根据相似性度量找出与当前区块具有很大相似性(如 果不是最大相似性)的候选区块。这些具有很大相似性的候选区块将是最 佳匹配区块。在最佳匹配区块和当前区块之间的相对位移被称作运动矢量， 其需要被编码。对运动矢量(MV)进行编码也被称作是运动矢量编码 (MVC)。

此外，一方面，搜索最佳匹配区块可以在同一帧内(帧内)进行，其 也被称作帧内预测(intra prediction)。另一方面，搜索最佳匹配区块可以 在一个和多个相邻帧里(帧间)进行，其也被称作帧间预测(inter  prediction)。

当一个单元被编码时，如一个区块尺寸为诸如4x4，8x8，16x16的区块， 需要预测被编码单元和不同参考帧之间的运动矢量(或运动信息)。该预测 必须是非常有效的，因为有大量数据用于数字视频，其包含一系列的帧， 并且随着数字视频分辨率的提高，数据量也越来越多。

已经有许多尝试来实现有效的运动信息预测，如Tourapis，A.M.；Feng  Wu；Shipeng Li，“Direct mode coding for bipredictive slices in the H.264 standard”，IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology， Volume 15，Issue 1，Jan.2005，pp.119-126，(其后称“Tourapis et al”)。在 Tourapis et al的文章里，描述了使用空间直接模式(spatial direct mode)和 使用时间直接模式(temporal direct mode)的方法，这些方法正被H.264 标准采用。

在时间直接模式里使用时间相关性。时间直接模式通过考虑相邻的被 编码视频帧里相同位置区块(co-located block)的运动，预测一个区块的 运动矢量和参考帧。

在空间直接模式里主要使用空间相关性和使用部分时间相关性。空间 直接模式主要通过考虑当前帧里相邻的被编码区块的运动，来预测区块的 运动。为了提高预测准确率，也会考虑相邻的被编码视频帧里相同位置区 块的部分信息。对每个帧，每个片的头部(slice header)里的标记(flag) 需要被编码，以指示使用哪种直接模式。

但是，时间直接模式的效率低，因为它需要考虑当前区块的相同位置 区块，没有考虑空间冗余。

空间直接模式的效率也低，因为该组被编码区块被选择作为当前帧的 参考，而且它没有考虑参考帧里的区块运动矢量。在导出当前区块运动矢 量上它是比较差的。

另一个例子是以下披露：Jiali Zheng；XiangyangJi；Guangnan Ni；Wen  Gao；Feng Wu，“Extended direct mode for hierarchical B picture coding”， IEEE International Conference on Image Processing，2005.ICIP 2005，Volume  2，11-14Sept.2005，pp.II-265-268，(此后称“Zheng et al”)。在Zheng et  al里，描述了使用H.264时间直接模式的方法。但是，这种方法是低效率 的，因为它没有考虑空间冗余，它需要考虑当前区块的相同位置区块。