[发明专利]一种前向双假设编码图像块的编解码方法和装置

说明书

本发明提出了一种前向双假设参考图像块的编解码方法，该方法根据当前的编码模式，将当前块的运动信息包括两个前向参考帧索引值和两个运动矢量有选择性地编码写入码流，为编码写入码流的部分运动信息则通过一定的规则在解码端导出。该方法充分利用图像块运动信息内部之间的相关性，以及当前图像块与相邻图像块运动信息之间的相关性，进一步提高帧间预测技术的编码效率。

技术领域

本发明涉及视频图像编码与多媒体通信领域，具体而言，涉及一种前向双假设编码图像块的编解码方法及其对应的装置。

背景技术

视频和图像编码技术是数字视频和图像这一重要多媒体信息得以被广泛应用的基础和关键。当前基于块的视频编码混合框架下，视频编码一般包括以下四大块：预测编码、变换编码以及量化、熵编码、环路滤波,其中预测编码包括帧内预测和帧间预测。同一帧图像内部，相邻的像素点具有相近的像素值，故当前像素的编码可以用空域上相邻像素来进行预测。对于视频序列，相邻帧图像在时域上存在很大相关性，这是帧间预测技术的理论基础。目前，已有的视频编码标准如MPEG-1/2/4、H.261/H.263、H.264/AVC、AVS-1/2以及H.265/HEVC，均采用了编码混合框架，基于块的帧间预测技术也随着视频编码的发展而逐渐改进。

基于块的帧间预测技术的发展主要是两个方面：(1)从整像素预测到1/2像素预测，再到1/4像素甚至1/8像素预测，像素点预测精度越来越高；(2)单方向的参考块数目从1个变到2个，参考块数目增多。在H.264/HEVC和AVS-2之前，对于只有前向参考图像内的每个块，其前向参考块只有1个，当前块的像素经过前向参考块像素预测，参考块的位置信息(参考帧索引和运动矢量MV)被编码写入码流，我们将这样的图像块称为前向单假设编码图像块。在H.264/HEVC和AVS-2中，前向多参考预测技术被引入。对于只有前向参考图像内的每个块，其前向参考块有2个，当前块的像素经过2个前向参考加权预测后，参考块的位置信息(2个参考帧索引和2个MV)被编码写入码流，我们将这样的具有两个参考块的图像块称为前向双假设编码图像块。

双假设编码图像块有2个参考图像块。假设当前待编码的图像块为A，其对应的参考图像块为B和C，那么图像块A的预测编码过程可以描述为：将参考图像块B和C进行加权求和得到预测图像块P，用P对A进行预测编码。其中加权求和的思想可以用下述公式进行描述：

P＝α×C+(1-α)×B (1)

其中0＜α＜1，α可以是编解码器或者编码标准规定的固定值(如α＝0.5)，也可以是在码流中传送的值，也可以是根据图像块A、B和C所在的参考帧之间的关系推导出来的值。上述公式只是描述了加权求和的思想，具体实现方式可能有异(如实际实现可能采用整数实现方式)，这种思想目前在加权预测技术等广泛用到。

在HEVC中，对于双假设编码图像块，其对应的2个参考帧索引之间没有直接联系，2个参考帧索引值可以相同，也可以不同；其对应的2个MV之间也没有直接联系，可以相同，也可以不同；编码端需要将2个参考帧索引和2个MV都写入码流。在AVS-2中，前向双假设编码图像块的编码模式又称为方向性双假设模式(简称DMH，Directional MultipleHypothesis)，与HEVC中不同的是，该模式下的两个参考帧索引是相同的，且两个MV值之间的差小于一个阈值；故在该模式下要写入码流的参考块的位置信息只包含3个：1个参考帧索引、1个MV和两个MV之间的差值。为了描述方便，一个图像块的参考帧索引和MV都称为该图像块的运动信息。