[发明专利]视频编解码系统中全局运动补偿的方法及装置

说明书

本发明公开了一种在视频编码器侧或视频解码器侧执行视频编解码帧间预测的方法以及装置。在一个方法中，在所述视频编码器侧发信GMC指示或者在所述视频解码器侧解析来自视频比特流的所述GMC指示，GMC(全局运动补偿)指示指出全局运动补偿是否是启用。如果所述GMC指示指出GMC是启用的，使用包括GMC模式的一个或多个编解码模式对当前处理单元进行编码或解码。根据另一方法，如果GMC对于区域是启用的，决定数目用于使用多个全局运动模型的区域中的多个处理单元进行编码或解码，所述数目表示所允许的所述多个全局运动模型的总数目。在又一个方法中，选择性地或者以组合的方式应用GMC以及局部运动补偿。

相关引用

本发明要求提交于2015年11月20日的，号码为62/257,754的美国临时专利申请案的优先权，该美国临时专利申请案整体通过引用纳入其中。

技术领域

本发明涉及使用运动估计和运动补偿的视频编解码，特别地，本发明涉及用于视频压缩的全局运动补偿(global motion compensation)。

背景技术

在过去二十年已经开发了各种视频编解码标准，在新的编解码标准中，使用了更强大的编解码工具去提高编解码的效率。高效视频编码(HEVC)是近些年发展起来的新的编解码标准，在高效视频编码(HEVC)系统中，H.264/AVC中的固定尺寸的宏块(macroblock)被灵活的块所替代，称为编码单元(coding unit，CU)。CU中的像素共享相同的编解码参数以提到编解码效率，一个CU可能开始于最大的CU(LCU)，其在HEVC中也称为编码树单元(codedtree unit，CTU)。除了编码单元的概念，HEVC中还引入了预测单元(prediction unit，PU)的概念。一旦完成CU分层树(hierarchical tree)的拆分，根据预测类型以及PU分割(PUpartition)，每一叶CU(leaf CU)被进一步拆分成一个或多个预测单元。

在大多数编解码标准中，在块的基础上使用自适应帧间/帧内预测，在帧间预测模式中，确定一个或两个运动向量用于每一块来选择一个参考块(也就是单向预测)或者两个参考块(也就是双向预测)，为每个单独的块确定以及编码一个或多个运动向量。对于某些图像，例如在相机摇镜头(camera pan)下捕获的这些图像，整个图像或部分图像进行相同的运动(也就是平移的全局运动(translational global motion))。因此，全局运动补偿(GMC)已经用于一些编解码标准中，在下文中，简单的介绍了一些已知的GMC技术。

为了描述全局运动，本领域中已经广泛的使用了各种全局运动模型(globalmotion model)来描述沿时间轴(temporal axis)的图像的运动。假定A(x,y)是在考虑的位置处(x,y)的原始像素，A’(x’,y’)是当前像素A(x,y)的在参考图像中位置(x’,y’)的对应的像素，所描述的一些典型的运动模型如下。

平移模型

最简单的平移模型是2-D平移运动，其中兴趣区域(area of interest)中的所有像素沿着相同的运动方向以及强度(magnitude)，这一模型可以被描述如下，其中a0是水平方向上的运动以及b0是垂直方向上的运动。

x’＝a0+x,以及

y’＝b0+y. (1)

在这一模型中，要确定两个参数(也就是a0和b0)。方程式(1)适用于兴趣区域中的所有像素，因此，这一区域中用于像素A(x,y)以及对应的像素A’(x’,y’)的运动向量是(a0,b0)。图1示出了根据该平移模型的全局运动补偿的示例，其中当前区域110被映射到参考图像中的参考区域120。当前区域的四个角落像素和参考区域的四个角落像素之间的对应关系由四个箭头所指示。

缩放模型