[发明专利]使用暗示参考帧的视频编码系统

说明书

背景技术

视频编码/解码系统在许多通信环境中得到广泛的应用。它们通常在第一位置捕捉视听内容，根据各种带宽压缩操作来编码内容，将经编码的内容传输到第二位置，并解码内容以供在第二位置处呈现。对于视频内容，编码和解码通常利用内容中的时间的和空间的冗余，使用运动补偿预测技术来降低编码信号的带宽。

运动补偿技术涉及使用一个或多个预先编码的帧作为预测的基础，来对新输入帧进行预测。视频编码器和解码器两者都存储被指定为“参考帧”的选择帧的解码版本。当要根据运动补偿技术来编码新输入帧时，编码器在参考帧中搜索密切地匹配输入帧的内容的内容。当发现匹配时，编码器通常向解码器标识匹配的参考帧，提供标识匹配的内容相对于输入内容的空间位移的运动矢量，并对表示输入数据和参考帧的匹配内容之间区别的残差数据（residual data）进行编码。解码器与编码器存储相同组的参考帧。当给解码器提供了参考帧的标识符、运动矢量以及经编码的残差数据时，解码器可以恢复每一个输入帧的副本以供显示。通常将帧解析为数据的空间阵列（此处叫做“像素块”），并可以为输入帧的每一个像素块提供运动矢量和经编码的残差数据。

因此，运动补偿的预测要求视频编码器和解码器两者都存储预定数量的参考帧，供用于编码和解码。诸如H.263和H.264之类的现代编码协议对将被存储在编码器和解码器中的参考帧的数量定义了预定的限制。如此，通常给编码器和解码器提供了只存储预定数量的参考图片的高速缓存器（cache）。在操作过程中，如果参考图片高速缓存器存储了最大数量的参考图片，并且将添加新参考图片，那么将从高速缓存器移除先前存储的参考图片以容纳新参考图片。此后，移除的参考不能被用作用于预测新输入帧的基础。

参考图片高速缓存器的有限的深度对于许多编码应用不能令人满意。在其中图像内容可包括相对静止背景上方的移动前景内容的应用中，背景元素很可能具有非常高的时间冗余，并可被高效地编码。然而，如果前景元素使背景元素模糊了如此长的持续时间，以至于参考图片高速缓存器已移除包括该背景元素的任何参考帧，那么如果前景元素再次移动并暴露之前被模糊的背景元素，则视频编码器将不能预测性地对它进行编码。

因此，本领域中需要一种预测编码系统，该系统有效地扩展运动补偿预测技术的范围以包括已从编码器和解码器高速缓存器中移除的参考图片的内容。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施例的视频编码系统。

图2是根据本发明的一个实施例的视频编码器和视频解码器的简化功能框图。

图3示出了根据本发明的一个实施例的方法。

图4示出了在示例性参考帧组的上下文中的图3的实施例的操作。

图5示出了另一个示例性输入数据组，该输入数据组示出了本发明的实施例的操作。

图6示出了可以在本发明的实施例的操作过程中获取的示例性图像模型。

图7示出了可以在本发明的实施例的操作过程中获取的另一个示例性图像模型。

图8示出了根据本发明的一个实施例的通信协议。

图9示出了根据本发明的另一个实施例的另一个通信协议。

图10是根据另一实施例的视频编码系统的简化框图。

具体实施方式

本发明的各实施例提供从在编码过程中发展而成的多个参考帧构建暗示参考帧（implied reference frame）的视频编码/解码系统。对参考图片的经编码数据进行解码，并将其存储在参考图片高速缓存器中。可以从多个参考帧导出暗示参考帧，并可以将其存储在所述参考图片高速缓存器中。此后，可以使用暗示参考帧作为预测的源，对新输入数据进行编码。可以使用该方法来标识可以在比较长的时间段内在视频中持续的、可以由系统在常规参考帧组装（assembly）和移除下捕捉的诸如背景元素之类的视觉元素。可以在编码器和解码器两者中构建暗示参考帧，以充当预测的源。