[发明专利]使用预测残差的视频编码方法及装置

说明书

公开了一种在视频编码系统中使用预测偏移的视频编码和解码的方法和装置。从一个或多个编码块的重构残差信号导出当前块的预测偏移。在编码器侧，通过从当前块的原始信号中减去预测信号和预测偏移来计算当前块的残差信号，并且对残差信号进行编码以生成编码比特流。在解码器侧，从输入数据获得当前块的残差信号，通过将预测信号和预测偏移相加到残差信号来计算当前块的重构信号，并使用重构的信号解码当前块。

【交叉引用】

本申请要求申请日为2014年11月5日，PCT申请号为PCT/CN2014/090357，名称为“Merge with Inter Prediction Offset”的PCT专利申请，以及申请日为2015年4月17日，PCT申请号为PCT/CN2015/076865，名称为“Inter Prediction Offset”的PCT专利申请的优先权。上述PCT专利申请的全部内容通过引用并入本文。

【技术领域】

本发明涉及图像和视频编码。具体地，本发明涉及使用帧间预测偏移(interprediction offset)来提高具有运动补偿的视频编码效率的技术。

【背景技术】

运动补偿预测(Motion compensation prediction，简写为MCP)是视频编码中有效的帧间编码技术，其利用视频序列的图像中的时间冗余(temporal redundancy)。运动补偿预测技术通常应用于基于块的配置，其中为每个块确定运动矢量(motion vector,简写为MV)和参考图像索引等运动信息。除了运动补偿预测之外，帧内预测(intra prediction)也是利用当前图像中的空间冗余(spatial redundancy)的另一种预测技术。根据模式选择，从运动补偿预测产生帧间预测值，或者从帧内预测生成帧内预测值。原始信号与帧间预测值或帧内预测值之间的差异称为预测误差或预测残差(residual)信号。通过变换、量化和熵编码进一步处理预测残差信号以产生压缩视频比特流。在编码处理的各个阶段，特别是在量化过程中，引入了编码伪像(coding artifacts)。为了减轻编码伪像，诸如去块滤波器(deblocking filter，简写为DF)和采样自适应偏移(sample adaptive offset，简写为SAO)之类的环路处理(in-loop processing)已经被应用于重构的视频以增强图像质量。

图1示出了基于具有自适应间隔和运动补偿预测的高效率视频编码(HighEfficiency Video Coding，简写为HEVC)的视频编码器100的示例性系统框图。帧内预测110基于当前图像的重构视频数据提供帧内预测值，而运动补偿预测(MCP)112执行运动估计(motion estimation，简写为ME)和运动补偿(motion compensation，简写为MC)，以基于来自其他(一个或多个)图像的视频数据提供帧间预测值。开关114从帧内预测110和运动补偿预测112中选择一个输出，并将所选择的预测值提供给加法器116以形成预测误差，也称为预测残差信号。预测残差信号进一步通过变换(Transformation，简写为T)118以及随后的量化(Quantization，简写为Q)120进行处理。然后由熵编码器134对经变换和量化的残差信号进行编码以形成编码视频比特流。然后，经编码的视频比特流包装有诸如运动信息的边信息(side information)。与边信息相关联的数据也被提供给熵编码器134。当使用运动补偿预测模式时，也必须在编码器端重构参考一个或多个图像。通过逆量化(InverseQuantization，简写为IQ)122和逆变换(Inverse Transformation，简写为IT)124来处理经变换和量化的残差信号，以恢复参考一个或多个图像的预测残差信号。如图1所示，通过在重构(Reconstruction，简写为REC)126处加回预测值来恢复预测残差信号，以产生重构的视频数据。重构的视频数据可以存储在参考图像缓冲器(Ref.Pict.buffer)132中，并用于预测其它图像。