[发明专利]用于视频编解码的利用运动向量差的合并方法和装置

说明书

公开了利用UMVE(最终运动向量表达)进行视频编码的帧间预测的方法和装置。根据该方法，从原始帧间候选列表中选择基础候选，其中，基础候选具有基础预测方向。通过向基础候选添加一个或更多个偏移来得出一个或更多个扩展候选，其中，所述一个或更多个扩展候选具有与基础预测方向相同的预测方向。然后将扩展候选插入到原始帧间候选清单中以形成用于编码或解码的扩展帧间候选列表。根据另一方法，UMVE模式被视为附加AMVP(高级运动向量预测)模式。

技术领域

本发明涉及用于利用UMVE(最终运动向量表达(Ultimate Motion VectorExpression))的视频编码的帧间(Inter)预测。具体地，本发明公开了多种对UMVE展开(expansion)进行扩展的方法，以便改进编码性能和/或降低复杂度。

背景技术

高效视频编码(HEVC)是由视频编码联合协作小组(JCT-VC)开发的新的国际视频编码标准。HEVC依据基于混合块的运动补偿的类DCT变换编码架构。用于压缩的基本单元(称为编码单元(CU))是2N×2N方块，并且各个CU可以被递归地分成四个较小的CU，直到达到预定义的最小尺寸为止。各个CU包含一个或多个预测单元(PU)。

为了实现HEVC中的混合编码架构的最佳编码效率，针对各个PU存在两种预测模式(即，帧内预测和帧间预测)。对于帧内预测模式，可以利用空域相邻重建像素来生成方向预测。在HEVC中有多达35个方向。对于帧间预测模式，可以利用时域重建参考帧来生成运动补偿预测。有三种不同的模式，包括跳过(Skip)、合并(Merge)和帧间高级运动向量预测(AMVP)模式。

当以帧间AMVP模式对PU进行编码时，利用传输的运动向量差(MVD)来执行运动补偿预测，该运动向量差可以与运动向量预测子(Motion Vector Predictor，MVP)一起使用来推导运动向量(MV)。在帧间AMVP模式中为了决定MVP，使用高级运动向量预测(AMVP)方案来在包括两个空域MVP和一个时域MVP的AMVP候选集中选择运动向量预测子。因此，在AMVP模式中，需要对MVP的MVP索引和相应的MVD进行编码和传输。另外，还应当对用于指定双向预测与单向预测(其为列表0(即，L0)和列表1(即，L1))中的预测方向的、伴随有针对各个列表的参考帧索引的帧间预测方向进行编码和传输。

当以跳过或合并模式对PU进行编码时，因为跳过和合并模式利用运动推断方法，所以除了所选择的候选的合并索引之外，不传输运动信息。由于跳过和合并模式的运动向量差(MVD)为零，所以针对跳过或合并编码块的MV与运动向量预测子(MVP)相同(即，MV＝MVP+MVD＝MVP)。因此，跳过或合并编码块从位于同位置(co-located)图像中的空域相邻块(空域候选)或时域块(时域候选)获得运动信息。同位置图像是列表0或列表1中的第一参考图像，其在片头(slice header)中用信号发送(signalled)。在跳过PU的情况下，也省略残余信号。为了确定跳过和合并模式的合并索引，使用合并方案以在包含四个空域MVP和一个时域MVP的合并候选集中选择运动向量预测子。

图1示出了针对AMVP和合并方案的用于推导空域MVP和时域MVP的相邻PU的示例。在AMVP中，左侧MVP是来自A₀、A₁的第一个可用的MVP，顶部MVP是来自B₀、B₁、B₂的第一个可用的MVP，时域MVP是来自T_BR或T_CTR的第一个可用的MVP(首先使用T_BR，如果T_BR不可用，则使用T_CTR代替)。如果左侧MVP不可用且顶部MVP是非缩放的MVP，则如果在B₀、B₁和B₂中存在缩放的MVP，就可以推导出第二顶部MVP。在HEVC中，AMVP的MVP的列表大小是2。因此，在两个空域MVP和一个时域MVP的推导过程之后，只有前两个MVP可以包括在MVP列表中。如果在去除冗余之后，可用MVP的数量小于2，则将零向量候选添加到候选列表。