[发明专利]对编码图象信号译码时实行半象素移动补偿的方法

说明书

本发明涉及一个编码图象信号的译码过程，特别是涉及在编码图象信号的译码过程中实行半象素移位补偿的方法。

技术上已公知，数字图象信号的传送比模拟信号的传递所获得的图象质量高得多。当一个包含图象“帧”的序列的图象信号用数字形式表示的时候，就产生大量的数据要传送，特别是在高清晰度电视系统情况下。不过，由于传统的发送信道的可用频率带宽的限制，要传递大量的数字数据，不可避免的就要压缩或减少传递数据的容量。在各种图象信号压缩技术中，把时间的、空间的压缩技术，连同统计编码技术结合在一起的所谓混合编码技术，被认为是最有效的。

图1是一个使用混合编码技术的混合编码器。如图1所示，来自数字化输入帧的每个象素块，被送到减法器101。在减法器101中，表示图象元素幅值的每个象素块，逐元素地，和根据先前帧的预测象素块，相差地结合。所得差数据块，通过在一个两维转换器102上实行两维转换算法，被转换成一个转换系数块，每个转换系数块中的系数在数字转换器103中被数字转换，并且信息熵在熵编码器104上被编码，以便通过传送信道将它们传递。在编码器100中，每个块以及整个的帧，通过逆向数字转换并转换被数字转换过的系数并把它们在加法器107中加到相应的预测块的象素中，而重新形成。一个帧存储器108存储重新形成的象素，以便紧接着逐块地预测在下一个图象帧中的象素。类似地，在图2所示的，与编码器100相对应的解码器200中，一个信息熵解码器202对熵编码数据串进行解码，并且一个反向数字转换器203和一个反向转换器204恢复每个块的差象素，这些象素在加法器205中被加到相应的预测块的象素中去。一个帧存储器207存储所得到的重新形成的象素。

混合编码器100的编码效率，通过使用移动补偿或移动补偿预测方法可以得到提高。移动补偿预测是根据对目前帧和原来帧之间的块的平移移动的估计，预测来自其原先帧中的象素的目前帧中的每个象素块的方法。这样估算的移动可以通过移动向量来描述，该移动向量是由水平和垂直分量组成，它们分别表示原来帧中的预定块位置相对于目前块的位置的水平和垂直运动。

在某些目前可用的形式中，例如ISO/IEC MPEG标准形式，为了进一步提高编码效率，移动矢量可以被检测到半象素精度(见MPEG视频仿真模型3，标准化国际组织，图象和音频信息代码，1990，ISO-IEC/JTC1/SC2/WG8 MPEG 90/0 41)。半象素分解移动矢量由三步确定。首先，估算一个整数值的全象素分散移动矢量。然后，根据全象素分解移动矢量得到半象素分散移动矢量。在全象素和半象素分散移动矢量中，能给出最佳预测性能者被选作最后的半象素分散移动矢量。半象素分散移动矢量可以有非整数水平/垂直分量，指向全象素位置之间的一个位置。在这种形式中，被用于移动补偿予测的半象素分解块，可通过在半象素分散移动矢量控制下，选取原来帧的象素的方法获得，并且如果半象素分解移动矢量具有一个非整数分量，就在原来帧的象素上实行空间插入(见美国专利5,134,477号，1992，7，28，Knauer等人，和EP公报，0560577A2)。

半象素分解移动矢量和熵编码数据一起，经传递信道向前发送到相关解码器200中，以便在进行移动补偿预测时使用。

在图2所示的解码器200中，移动补偿预测是按宏块进行的，其中每个宏块，例如含有16×8个象素的宏块进一步被分解为例如4×4象素的子块，因为编码器100通常不能对于半象素分解移动矢量的传递信道中的比特堆积(bitbudget)中的4×4子块的半象素分解移动矢量的全组进行编码，因此就要把半象素分散移动矢量和含有4×4子块的整个16×8的宏块结合起来。

当移动补偿预测以宏块为基础，在图2的解码器200中进行的时候，来自反向变换器204的每个差块中的象素的子块通常按“行方向(row-wise)子块间扫描”规则供给加法器205，即，对不同的子块水平地从左向右，从上到下进行扫描；并且，在每个不同的子块中，象素按“行方向子块内扫描”规则供给加法器205，即，对象素水平地由左向右和由上到下地进行扫描，如图3A和3B所示。还有，在来自移动补偿预测器206的每个半象素分解宏块中，子块及其象素分别按行方向子块间和行方向子块内扫描规则供给加法器205。如前所述，半分解宏块，是通过在半象素分解)移动矢量和差宏块同时控制下，选取来自帧存储器207的原来帧的象素而被测定的，并且，如果半象素分解移动矢量有一个非整数分量，则就在原来帧的象素上实行空间插入。