[发明专利]利用区域运动矢量编码视像信号的方法和装置

说明书

本发明涉及对视像信号进行编码的方法和装置，较具体地说，涉及利用区域运动矢量进行视像信号编码的方法和装置。

众所周知，发送数字视像信号比发送模拟信号能够获得高得多的视像质量。当以数字形式来表示一个含有一系列图像“帧”的图像信号时，发送时需要产生大量的数据，对于高清晰度电视系统而言，则尤其是这样。然而，因为普通发射通道可利用的频带宽度是有限的，因此为了在该通道中发送大量的数字数据就不得不压缩或减少发送数据的量。在各种视像压缩技术中，公认最为有效的技术是所谓的混合编码技术，它用统计编码技术把时间压缩技术和空间压缩技术结合在一起。

大多数混合编码技术采用运动补偿DPCM(差分脉冲编码调制)、二维DCT(离散余弦变换)，DCT系数量化，以及VLC(变长度编码)。运动补偿DPCM是这样一种处理，它确定一个物体在当前帧和前一帧之间的运动，并根据该物体的运动情况来确定当前帧，以产生代表当前帧及其预测情况之间的差别的差分信号。这一方法在例如下述文献中已有说明：Staffan Ericsson，“Fixed andAdaptive Predictors forHybrid Predictive/Transform Coding(混合预测/变换编码的固定和自适应预测器)”，IEEE Transactions on communications，COM-33，No.12(1985年12月)；Ninomiya和Ohtsuka，“A Motion-Compensated Interframe Coding Scheme for Television Pictures(一种电视图像的运动补偿帧间编码方案”，IEEE Transactionson Communicatioas，COM-30，No.1(1982年1月)。

二维DCT可减少或消除图像数据之间的空间冗余度，它把一块数字图像数据，例如一块8×8像素的图像数据，转换成一组变换系数数据。该技术在Chen和Pratt，“Scene Adaptive Coder(景像自适应编码器)”，IEEE Transactions on Communications，COM-32，No.3(1984年3月)中已有说明。通过借助于量化器、折线扫描、和VLC对这种变换系数数据进行处理，需要发送的数据量能被有效地压缩。

具体地说，在运动补偿DPCM中，当前帧数据是根据对当前帧和前一帧之间的运动估测而从相应的前一帧数据预测出来的。这种估测的运动可以用代表前一帧和当前帧之间的像素位移的二维运动矢量来描述。

已往提出了几种估测一个物体在视像系列中的位移的方法。一般地说，它们能够分成两种类型：即像素递归算法和块匹配算法(例如见：J.R.Jain等，“Displacement Measurement and Its Appllcation inInterfame Image Coding(帧间图像编码中的位移测量及其应用)”，IEEETransactions of Communications，COM-29，No.12(1981年12月)。

根据使用较为广泛的块匹配算法，当前帧被分解成多个搜索块。一个搜索块的典型大小在8×8像素到32×32像素范围内。为了确定一个搜索块在当前帧中的运动矢量，在前当帧的搜索块和前一帧中的各个大小相同的候选块之间进行相似度计算，这些候选块通常包含在一个较大的搜索区之内。在执行当前帧搜索块和搜索区各个候选块之间的相似度测量时，使用了误差函数，例如平均绝对误差或均方误差。根据定义，运动矢量则代表搜索块与能产生最小误差的候选块之间的位移。

在实际图像中，运动的单元并不是有固定大小的块，而是一个物体或者物体上的一个区域。因此，在利用普通块匹配算法的运动补偿中，在块的边界处可能会发生分块效应，从而降低了画面质量。

另一方面，如果一个图像是用基于区域的方法来编码并发送给解码器的，则在解码器进行解码处理时需要有关于区域边界的信息。

因此，本发明的一个主要目的是提供一种利用基于区域的方法对视像信号进行编码和解码的方法和装置，它不需要关于区域边界的附加信息，从而改善了整体压缩效率。

根据本发明，提供了一种用于运动补偿视像信号编码器的、能基于数字视像信号的当前帧和前一帧来确定预测的当前帧的装置，它包括：

用来把前一帧分解成一个或多个分立区域的装置；