[发明专利]用于视频编解码的仿射帧间预测的方法及装置

说明书

本发明公开了一种视频编解码的帧间预测的方法及装置，视频编解码由视频编码器或视频解码器执行，使用运动矢量预测来编解码与用多个编解码模式编解码的块相关的运动矢量，多个编解码模式包括仿射帧间模式。根据一个方法，当前块的运动矢量预测子对是基于与表示与当前块相关的4参数仿射运动模型的两个控制点相关的相邻块来推导的。最终运动矢量预测子对是基于每个运动矢量预测子对的两个运动矢量来选择的。在另一方法中，三个控制点的运动矢量预测子集被推导出以表示与当前块相关的6参数仿射运动模型。最终运动矢量预测子集被选择且被包括在帧间候选列表中。根据又一方法，一个或多个解码器侧推导运动矢量被包括在帧间候选列表所包括的运动矢量预测子集中。

优先权声明

本申请要求在2016年01月07日提出申请号为62/275,817的美国临时专利申请以及在2016年01月29日提出申请号为62/288,490的美国临时专利申请的优先权。上述美国临时专利申请整体以引用方式并入本文中。

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。具体地，本发明涉及生成帧间候选列表，其包括与使用仿射帧间模式编解码的一个或多个块相关的一个或多个仿射运动矢量预测子(motion vector predictor，MVP)。

背景技术

在过去二十年内，不同的视频编解码标准已得到发展。在新编解码标准中，更强大的编解码工具用于提高编解码效率。高效视频编码(High Efficiency Video Coding，HEVC)是新的编解码标准，其近年来已得到发展。在HEVC系统中，H.264/AVC的固定尺寸的宏块由称为编码单元(coding unit，CU)的灵活块来替代。CU中的像素共享相同的编解码参数，以提高编解码效率。CU可以从最大CU(largest CU，LCU)开始，其在HEVC中也称为编码树单元(coded tree unit，CTU)。除了编码单元的概念，HECV中也引进了预测单元(prediction unit，PU)的概念。一旦完成CU分层树的分割，每个叶CU根据预测类型和PU分割被进一步分割成一个或多个PU。

在大部分编解码标准中，自适应帧间/帧内预测是基于块来使用的。在帧间预测模式中，一个或两个运动矢量被确定以用于每个块，以选择一个参考块(即单向预测)，或者选择两个参考块(即双向预测)。一个或多个运动矢量被确定且编解码以用于每个单个的块。对于在HEVC中，帧间运动补偿以两种不同的方式被支持：显性发信或者隐性发信。在显性发信中，使用预测性编解码方法，块(即PU)的运动矢量被发信。运动矢量(motion vector，MV)预测子对应于与当前块的空间相邻和时间相邻相关的运动矢量。在MV预测子被确定之后，运动矢量差(motion vector difference，MVD)被编码且发送。这种模式也称为高级运动矢量预测(advanced motion vector prediction，AMVP)。在隐性发信中，来自于候选预测子集的一个预测子被选择为当前块(即PU)的运动矢量。由于编码器和解码器均将以相同的方式推导出候选集并选择最终运动矢量，所以在隐性模式中无需发信MV或MVD。这种模式也称为合并模式。合并模式中的预测子集的形成也称为合并候选列表构造。称为合并索引的一个索引被发信以指示被选择为当前块的MV的预测子。

沿着时间轴在图像上发生的运动可由多个不同模型描述。假设考虑A(x,y)是位于位置(x,y)处的原始像素，A’(x’,y’)是位于当前像素A(x,y)的参考图像中的位置(x’,y’)处的相应像素，则下面描述一些典型的运动模型。

平移模型

最简单的是2D平移运动，其中感兴趣区域中的所有像素遵循同一运动方向和幅度。这种模型可以按照如下进行描述，其中a0是水平方向上的运动，b0是垂直方向上的运动：

x’＝a0+x，以及

y’＝b0+y。 (1)