[发明专利]利用仿射运动补偿的视频编码方法与装置

说明书

本发明提供一种具有仿射运动补偿的编码或解码方法的方法。该方法包括接收与当前图像中的当前块相关联的输入数据，以及如果当前块以仿射合并模式被编码或者将被编码，则导出当前块的第一仿射候选，第一仿射候选包括用于预测当前块的控制点处的运动向量的三个仿射运动向量。仿射运动向量从当前块的三个不同的相邻已编码块导出。如果选择第一仿射候选，则根据仿射运动向量导出仿射运动模型。此外，该方法包括根据仿射运动模型透过定位在参考图像中的参考块来对当前块进行编码或解码。如果当前块以仿射帧间模式被编码或者将被编码，则当前块被限制为在单向预测中被编码。

交叉引用

本发明主张在2016年3月1日提出的申请号为PCT/CN2016/075024、标题为“Methods for Affine Motion Compensation”的专利申请的优先权。因此在全文中合并参考该专利申请案的申请标的。

技术领域

本发明是有关于具有仿射运动补偿的图像和视频编码，特别是有关于对包括仿射模式的各种编码模式的视频编码系统提高编码效率或降低复杂度的技术。

背景技术

在大多数编码标准中，以块为基础应用自适应编码和帧间/帧内预测。例如，高效率视频编码(HEVC)系统中用于视频编码的基本块单元称为编码单元(CU)。编码单元可以以最大编码单元(LCU)开始，也称为编码树单元(CTU)。一旦每个最大编码单元被递归地划分为叶编码单元，则根据预测类型和预测单元(PU)分区模式，每个叶编码单元进一步分为一个或多个预测单元。预测单元中的像素共享相同的预测参数。

对于由帧间预测模式处理的当前块，可以使用块匹配来定位参考图片中的参考块。将两个块的位置之间的位移确定为当前块的运动向量(MV)。HEVC支持两种不同类型的帧间预测模式，一种是高级运动向量预测(advanced motion vector prediction,AMVP)模式，另一种是合并模式。当前块的运动向量由对应于与当前块的空间和时间相邻相关联的运动向量的运动向量预估器(motion vector predictor,MVP)预测。对MV和MVP之间的运动向量差值(motion vector difference,MVD)以及MVP的索引进行编码和发送，以用于AMVP模式中编码的当前块。在B片中，使用语法元素inter_pred_idc来指示帧间预测方向。如果当前块在单向(uni-directional)预测中被编码，则使用一个MV来定位当前块的预估器，而如果当前块在双向(bi-directional)预测中被编码，则使用两个MV来定位预估器，因此两个MVD和两个MVP索引被发送以用于双向预测编码的块。在多个参考图像的情况下，语法元素ref_idx_10被发送，以指示使用列表0中的哪个参考图像，并且语法元素ref_idx_l1被发送以指示使用列表1中的哪个参考图像。在合并模式中，包含MV，参考图像索引和帧间预测方向的当前块的运动信息从合并候选列表中选择的最终合并候选的运动信息中继承。合并候选列表由当前块的空间和时间相邻块的运动信息构成，并且合并索引被发送以指示最终合并候选。

HEVC中基于块的运动补偿假设预测单元内的所有像素透过共享相同的运动向量而遵循相同的平移运动模型；然而，平移运动模型不能捕捉移动物体的旋转，缩放和变形等复杂运动。在文献中引入的仿射变换模型提供了更精确的运动补偿预测，因为仿射变换模型能够描述二维块旋转以及二维变形以将矩形变换为平行四边形。该模型可以描述如下：

x’＝a*x+b*y+e,以及

y’＝c*x+d*y+f。 (1)

其中A(x，y)是所考虑的位置(x，y)处的原始像素，并且A'(x'，y')是对于原始像素A(x，y)的参考图像中的位置(x'，y')处的对应像素。在仿射变换模型中使用总共六个参数a，b，c，d，e，f，以及该仿射变换模型描述了六参数仿射预测中原始位置与参考位置之间的映像。对于每个原始像素A(x，y)，该原始像素A(x，y)与其对应的参考像素A'(x'y')之间的运动向量(vx，vy)被导出为：