[发明专利]用于在帧间预测下执行的运动补偿的视频解码方法和装置

说明书

用于在帧间预测下执行的运动补偿的视频解码方法和装置，该方法包括由视频解码器的处理器执行的计算机可执行步骤，以实现：从基准图片存储器检索整数样本；在第一方向上对整数样本应用第一分数样本插值以生成第一组分数样本；在第二方向上对第一组分数样本应用第二分数样本插值以生成第二组分数样本，将两个第二组分数样本取平均生成双向预测样本，两个第二组分数样本彼此不同，双向预测样本的值被截取以利用整数样本的第一比特深度表示，第一组分数样本利用与第一比特深度无关的恒定的第二比特深度表示，作为第一和第二分数样本插值，应用至少具有[‑1,4,‑11,40,40,‑11,4,‑1]的8抽头FIR滤波器生成四分之一像素样本。

本申请是原案申请号为201280031173.9的发明专利申请(国际申请号：PCT/US2012/043674，申请日：2012年6月22日，发明名称：用于运动补偿预测的方法和设备)的分案申请。

相关申请

本专利文献要求2011年6月24日提交的临时美国专利申请No.6,501,112的在35U.S.C.§119(e)下的申请日的利益，其完整内容以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及用于帧间预测的运动补偿，具体地讲，涉及实现低复杂度和高精度的运动补偿中使用的分数样本(fractional sample)插值。

背景技术

数字视频需要大量数据来以未压缩方式表示数字视频序列(例如，一系列帧)中的每一帧。由于带宽限制，对于大多数应用而言通过计算机网络发送未压缩的数字视频不可行。另外，未压缩的数字视频需要大量存储空间。通常以一些方式对数字视频进行编码，以降低存储要求并降低带宽要求。

对数字视频进行编码的一种技术是帧间预测。帧间预测利用了不同帧之间的时间冗余。视频的时间上相邻的帧通常包括基本上保持相同的像素块。在编码处理过程中，运动矢量使一个帧中的像素块的移动与另一帧中的类似像素块相互关联。因此，系统不需要对像素块编码两次，而是对像素块编码一次并提供运动矢量以预测另一像素块。

对数字视频进行编码的另一技术是帧内预测。帧内预测在不参照其它帧中的像素的情况下对帧或其一部分进行编码。帧内预测利用了帧内的像素块之间的空间冗余。由于空间上相邻的像素块通常具有相似的属性，所以通过参照相邻块之间的空间相关来提高编码处理的效率。可通过基于相邻块中使用的预测模式预测目标块来利用这种相关。

在帧间预测中，基于运动估计和补偿预测接收的图片。视频中的运动对象常常从一个帧到一个帧地出现，使得它的全部或一部分在那些后续帧中重新定位。不管那些重新定位，帧序列之间的相关较高，导致冗余。可通过将当前帧中的样本与基准帧中的相同对象的位置进行比较并相关来降低这种时间冗余。具体地讲，在运动估计过程中，将当前帧或其分区与基准帧进行比较，所述基准帧在时间上可在当前帧之前或前面。将相应基准帧中设置的搜索范围内的像素图案与当前帧中展现的像素图案进行比较，直至找到包含与待编码的当前帧中的像素图案最匹配的像素图案的基准帧为止。基于比较结果，来估计帧间位移矢量或运动矢量。利用估计的运动矢量，运动补偿生成当前帧的预测。

可通过对基准图片中的像素(称为整数位置处的样本，或简称为整数样本)应用插值以增加基准图片的分辨率，来增加运动矢量准确度和编码效率。插值是为了利用整数样本的值生成各个整数样本之间的分数样本。整数样品之间生成越多分数样本，基准图片的分辨率变得越高，可越精确和准确地补偿分数样本位移。例如，为了准确地补偿仅为半个像素的位移的运动对象的移动，需要至少半像素插值。可利用许多种不同的块尺寸来执行运动估计和补偿。可针对具有4×4、4×8、8×4、8×8、8×16、16×8或16×16像素的分区确定各个运动矢量。提供小的运动补偿分区提高了处理精细运动细节的能力。