对运动矢量进行编码和解码的方法和设备的制造方法
【专利说明】
[OOOU 本申请是申请日为2011年1月9日，申请号为"201180006526. 5"，标题为"基于 减少的运动矢量预测候选对运动矢量进行编码和解码的方法和设备"的发明专利申请的分 案申请。
技术领域
[0002] 与示例性实施例一致的设备和方法设及对运动矢量进行编码和解码，更具体地 讲，设及对当前块的运动矢量进行预测编码和预测解码。
【背景技术】
[000引在编解码器（诸如，MPEG-4H. 264/MPEG先进视频编码（AVC))中，与当前块相邻的 先前编码的块的运动矢量可被用于预测当前块的运动矢量。与当前块的左侧、上侧、右上侧 相邻的先前编码的块的运动矢量的中值被用作当前块的运动矢量预测。未直接对当前块的 运动矢量进行编码，而是对运动矢量和运动矢量预测之间的差进行编码。
【发明内容】
[0004] 解决方案
[0005] 一个或多个示例性实施例提供一种用于对运动矢量进行预测编码和预测解码的 方法和设备，W及记录有用于执行所述方法的计算机程序的计算机可读记录介质。
[0006] 有益效果
[0007] 根据示例性实施例，当运动矢量预测候选被用于对运动矢量进行预测编码和预测 解码时，运动矢量预测候选的数量可被减少W对运动矢量进行预测编码和预测解码。因此， 可使用最少比特对该样的信息进行编码，从而增加了编码/解码运动矢量的压缩率，并且 从而可提高编码/解码图像的压缩率，其中，所述信息是运动矢量预测候选中对被用于预 测当前块的运动矢量的运动矢量预测进行指定所需的信息。
【附图说明】
[000引通过参照附图对示例性实施例进行详细描述，本发明的上述和其他特点和优点将 会变得更加清楚，其中：
[0009] 图1是根据示例性实施例的用于对图像进行编码的设备的框图；
[0010] 图2是根据示例性实施例的用于对图像进行解码的设备的框图；
[0011] 图3示出根据示例性实施例的分层编码单元；
[0012] 图4是根据示例性实施例的基于编码单元的图像编码器的框图；
[0013] 图5是根据示例性实施例的基于编码单元的图像解码器的框图；
[0014] 图6示出根据示例性实施例的最大编码单元、子编码单元和预测单元。
[0015] 图7示出根据示例性实施例的编码单元和变换单元；
[0016] 图8A到图8D示出根据示例性实施例的编码单元、预测单元和变换单元的划分形 状；
[0017] 图9是根据示例性实施例的用于对运动矢量进行编码的设备的框图；
[001引图10A和图10B示出根据示例性实施例的运动矢量预测候选；
[0019] 图10C到图10E示出根据示例性实施例的具有多种尺寸的与当前块相邻的块；
[0020] 图11A到图11C示出根据另一示例性实施例的运动矢量预测候选；
[0021] 图12示出根据示例性实施例的减少运动矢量预测候选的方法；
[0022] 图13A到图13D示出根据示例性实施例的包括在具有预定尺寸的编码单元中的当 前块的位置；
[0023] 图14是根据示例性实施例的用于对运动矢量进行解码的设备的框图；
[0024] 图15是示出根据示例性实施例的对运动矢量进行编码的方法的流程图；
[0025] 图16是示出根据示例性实施例的对运动矢量进行解码的方法的流程图。
[0026] 最佳模式
[0027] 根据示例性实施例的一方面，提供了一种对运动矢量进行编码的方法，所述方法 包括；通过估计当前块的运动矢量，基于估计的结果将多个运动矢量预测候选中的第一运 动矢量预测候选确定为当前块的运动矢量预测，基于当前块的运动矢量和当前块的运动矢 量预测来产生关于运动矢量的信息；通过使用多个运动矢量预测候选中的第二运动矢量预 测候选和关于运动矢量的信息产生虚拟运动矢量，产生虚拟运动矢量和多个运动矢量预测 候选之间的矢量差，对矢量差和关于运动矢量的信息进行比较，从多个运动矢量预测候选 中选择性地排除第二运动矢量预测候选；对关于当前块的运动矢量的信息和关于当前块的 运动矢量预测信息进行编码。
[002引根据是另一示例性实施例的一方面，提供了一种对运动矢量进行解码的方法，所 述的方法包括：对关于当前块的运动矢量的信息进行解码；通过使用多个运动矢量预测候 选中的预定的运动矢量预测候选和关于所述运动矢量的解码的信息产生虚拟运动矢量，产 生虚拟运动矢量和多个运动矢量预测候选之间的矢量差，对产生的矢量差和关于运动矢量 的解码的信息进行比较，从多个运动矢量预测候选中选择性地排除预定的运动矢量预测候 选；将从多个运动矢量预测候选中没有排除的运动矢量预测候选的运动矢量预测确定为当 前块的运动矢量预测，并基于确定的运动矢量预测和关于运动矢量的解码的信息恢复当前 块的运动矢量。
[0029] 根据是另一示例性实施例的一方面，提供了一种用于对运动矢量进行编码的设 备，所述设备包括；运动矢量估计器，通过估计当前块的运动矢量，基于当前块的运动矢量 和当前块的运动矢量预测产生关于运动矢量的信息，基于估计的结果将多个运动矢量预测 候选中的第一运动矢量预测候选确定为当前块的运动矢量预测；候选确定器，通过使用多 个运动矢量预测候选中的第二运动矢量预测候选和关于运动矢量的信息产生虚拟运动矢 量，产生虚拟运动矢量和多个运动矢量预测候选之间的矢量差，对矢量差和关于运动矢量 的信息进行比较，从多个运动矢量预测候选中选择性地排除第二运动矢量预测候选；运动 矢量编码器，对关于运动矢量的信息和关于当前块的运动矢量预测的信息进行编码。
[0030] 根据是另一示例性实施例的一方面，提供了一种用于对运动矢量进行解码的设 备，所述设备包括：运动矢量解码器，对关于当前块的运动矢量的信息进行解码；候选确定 器，通过使用多个运动矢量预测候选中的预定的运动矢量预测候选和关于所述运动矢量的 解码的信息产生虚拟运动矢量，产生虚拟运动矢量和多个运动矢量预测候选之间的矢量 差，对产生的矢量差和关于运动矢量的解码的信息进行比较，从多个运动矢量预测候选中 选择性地排除预定的运动矢量预测候选；运动矢量恢复单元，将从多个运动矢量预测候选 中没有排除的运动矢量预测候选的运动矢量预测候选确定为当前块的运动矢量预测，并基 于确定的运动矢量预测和关于运动矢量的解码的信息恢复当前块的运动矢量。
[0031] 根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种实施了用于执行对运动矢量进行编 码和解码的方法的计算机程序的计算机可读记录介质。
【具体实施方式】
[0032] W下，将参照附图更全面地描述一个或多个示例性实施例。当诸如"…中的至少一 个"的表述位于一列元件之后时，其修饰整列元件而不是修饰列出的单个元件。
[0033] W下，"图像"可表示视频的静止图像或运动图像（即，视频本身）。
[0034] 图1是根据示例性实施例的用于对图像进行编码的设备100的框图。
[0035] 参照图1，用于对图像进行编码的设备100包括最大编码单元划分器110、编码深 度确定器120、图像数据编码器130和编码信息编码器140。
[0036] 最大编码单元划分器110可基于最大编码单元（即，最大尺寸的编码单元）划分 当前帖或当前像条。也就是说，最大编码单元划分器110可将当前帖或当前像条划分为至 少一个最大编码单元。
[0037] 根据示例性实施例，可使用最大编码单元和深度表示编码单元。如上所述，最大 编码单元表示当前帖的编码单元中具有最大尺寸的编码单元，所述深度表示分层减少编码 单元的程度。随着深度的增加，编码单元可从最大编码单元减少为最小编码单元，其中，最 大编码单元的深度被定义为最小深度并且最小编码单元的深度被定义为最大深度。由于编 码单元的尺寸随着深度的增加从最大编码单元减少，第k深度的子编码单元可包括多个第 化+n)深度的子编码单元化和n是等于或大于1的整数）。
[003引根据将被编码的帖的尺寸的增加量，按照更大的编码单元对图像进行编码可引起 更高的图像压缩率。然而，如果固定更大的编码单元，则可能没有通过反映连续变化的图像 特征有效地对图像进行编码。
[0039] 例如，当对平滑区域（诸如，海或天空）进行编码时，编码单元越大，可增加的压缩 率越多。然而，当对复杂区域（诸如，人或建筑物）进行编码时，编码单元越小，可增加的压 缩率越多。
[0040] 因此，根据示例性实施例，可针对每个帖或每个像条设置不同的最大编码单元和 不同的最大深度。由于最大深度表示编码单元可减少的最大次数，可根据最大深度可变地 设置包括在最大编码单元中的每个最小编码单元的尺寸。
[0041] 编码深度确定器120确定最大深度。可基于率失真（RD)代价的计算确定最大深 度。可针对每个帖或每个像条或针对每个最大编码单元不同地确定最大深度。确定的最大 深度被提供给编码信息编码器140,根据最大编码单元的图像数据被提供给图像数据编码 器 130。
[0042] 最大深度可表示具有可被包括在最大编码单元中的最小尺寸的编码单元（即，最 小编码单元）。换句话说，如稍后将参照图8A和图8B进行的描述，最大编码单元可根据不 同的深度被划分为具有不同的尺寸的子编码单元。另外，可基于具有不同的尺寸的处理单 元对包括在最大编码单元中的具有不同尺寸的子编码单元进行预测或变换。执行所述变 换W将空间域像素值变换为频域的系数，并且所述变换可W是离散余弦变换或Karhunen Loever变换化LT)。换句话说，用于对图像进行编码的设备100可基于具有多种尺寸和多 种形状的处理单元执行关于图像编码的多个处理操作。为了对图像数据进行编码，执行处 理操作（诸如，预测、变换和滴编码中的至少一个），其中，具有相同的尺寸或不同的尺寸的 处理单元可被用于每个操作。
[0043] 例如，用于对图像进行编码的设备100可选择与编码单元不同的处理单元W预测 所述编码单元。
[0044] 当编码单元的尺寸是2NX2N(其中，N是正整数）时，用于预测的处理单元可W是 2NX2N、2NXN、NX2N和NXN。换句话说，可基于该样的形状的处理单元执行运动预测，其 中，在所述形状中编码单元的高度和宽度中的至少一个被均等地划分为两个。W下，作为预 测的基础的处理单元被定义为"预测单元"。
[0045] 预测模式可W是帖内模式、帖间模式、跳过模式中的至少一个，可仅针对具有特定 尺寸或特定形状的预测单元执行特定预测模式。例如，可仅针对形状是正方形的具有尺寸 为2NX2N和NXN的预测单元执行帖内模式。另外，可仅针对具有尺寸为2NX2N的预测单 元执行跳过模式。如果在编码单元中存在多个预测单元，则可在针对每个预测单元执行预 测之后，选择具有最少的编码错误的预测模式。
[0046] 可选地，用于对图像进行编码的设备100可基于具有与编码单元不同的尺寸的处 理单元对图像数据执行变换。针对编码单元中的变换，可基于具有与编码单元尺寸相同的 尺寸或小于编码单元的尺寸的尺寸的处理单元执行所述变换。W下，作为变换的基础的处 理单元被定义为"变换单元"。
[0047] 编码深度确定器120可使用基于拉格朗日乘子的RD优化来确定包括在最大编码 单元中的子编码单元。换句话说，编码深度确定器120可确定从最大编码单元划分的多个 子编码单元具有的形状，其中，多个子编码单元根据它们的深度具有不同的尺寸。图像数据 编码器130通过基于由编码深度确定器120确定的划分形状对最大编码单元进行编码来输 出比特流。
[0048] 编码信息编码器140对关于由编码深度确定器120确定的最大编码单元的编码模 式的信息进行编码。换句话说，编码信息编码器140通过对W下信息进行编码来输出比特 流：关于最大编码单元的划分形状的信息、关于最大深度的信息和关于针对每个深度的子 编码单元的编码模式的信息。关于子编码单元的编码模式的信息可包括：关于子编码单元 的预