时间运动矢量预测的方法与装置的制造方法
【专利说明】
[0001 ] 本申请为中国专利申请CN 201180027827.6的分案申请，原申请的申请日为2011 年4月22日，发明名称为:时间运动矢量预测的方法与装置。
技术领域
[0002] 本发明有关于运动矢量预测方法，更具体地，有关于运动矢量预测方法与装置。
【背景技术】
[0003] 在视频解码系统中，使用空间与时间预测来针对空间与时间冗余（spatial and temporal redundancy)减少信息传输。空间与时间预测分别利用同一图像和参考图像的解 码像素 W形成对当前像素的解码预测。在传统的解码系统中，可能必须传输对应于空间与 时间预测的边界信息（side information),运将占用压缩视频数据的一些带宽。用于时间 预测的运动矢量的传输可能需要压缩视频数据的显著部分(noticeable portion)，在低比 特率(low-bitrate)应用中尤为如此。在近些年的视频解码领域，为了更加减少运动矢量的 相应比特率，必须使用运动矢量预测(Motion Vector PrediCtion，MVP)技术。MVP在空间和 时间上在相邻运动矢量之间利用统计冗余(s1:atistic redundancy)。
[0004] 当使用MVP时，选择用于当前运动矢量的预测项(predictor)且传输该运动矢量残 差（residue) W代替运动矢量自身从而节省了运动矢量传输所对应的比特率。在闭环 (closed-loop)架构中可应用MVP机制，其中，预测项可根据已解码信息从解码器中提取，无 需传送边界信息。或者，可在比特流(bitstream)中直接传输边界信息W通知解码器所选择 的运动矢量预测项类型。MVP在可用于外部编码（inter-coded)区块W节省带宽的同时，也 可用于跳过(SKIP)和直接化IRECT)编码区块W减少下层区块(underlying)的比特率。在传 统的时间MVP中，预测项通常基于先前帖(frame)/图像(picture)中的单一候选项（例如共 存运动矢量（co-located motion vector))。如果先前帖/图像中的共存运动矢量并不存 在，则无法取得当前区块的预测项。因此，需要改进MVP的性能W减少解码系统的比特率。通 过设计更佳的MVPW提供更精确预测并改进预测项的可用性可实现上述进步。因此，希望 MVP可W闭环形式进行操作，W实现无需边界信息或仅需最少的边界信息。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种运动矢量预测方法，用于获取图像中当前区块的运动矢量预测 项、运动矢量预测项的候选项、运动矢量或者运动矢量候选项，该运动矢量预测方法包括： 从第一列表中的一个第一参考图像中决定一个时间区块，该第一列表是从列表0与列表1组 成的群组中选择的；当该时间区块具有至少一个运动向量时，依据所述至少一个运动向量 决定候选项集合，其中该候选项集合包含从该至少一个运动向量产生的至少一个扩展的运 动向量；W及通过检查该至少一个运动向量中是否存在一个指向第一特定列表中的一个参 考图像的一个运动向量，来确定该当前区块的该运动矢量预测项、运动矢量预测项的候选 项、运动矢量或者运动矢量候选项，其中该第一特定列表是从该列表群组中依据优先级顺 序选择的。
[0006] 本发明再提供一种运动矢量预测装置，用于获取图像中当前区块的运动矢量预测 项、运动矢量预测项的候选项、运动矢量或者运动矢量候选项，该运动矢量预测装置包括处 理器，该处理器用于:从第一列表中的一个第一参考图像中决定一个时间区块，该第一列表 是从列表0与列表1组成的群组中选择的；当该时间区块具有至少一个运动向量时，依据所 述至少一个运动向量决定候选项集合，其中该候选项集合包含从该至少一个运动向量产生 的至少一个扩展的运动向量；W及通过检查该至少一个运动向量中是否存在一个指向第一 特定列表中的一个参考图像的一个运动向量，来确定该当前区块的该运动矢量预测项、运 动矢量预测项的候选项、运动矢量或者运动矢量候选项，其中该第一特定列表是从该列表 群组中依据优先级顺序选择的。
[0007] 本发明提供的运动矢量预测方法可提供更佳的运动矢量预测可用性或提供更精 确的预测。
【附图说明】
[0008] 图1为根据现有技术B片编码中直接模式预测的运动矢量扩展。
[0009] 图2为根据现有技术基于第一先前B图像的共存运动矢量，B片编码的运动矢量扩 展。
[0010] 图3为根据预定义规则使用列表0和列表1参考图像的运动矢量，共存区块的运动 矢量预测示意图。
[0011] 图4为图3的四个运动矢量的预定义优先级顺序示意图。
[0012] 图5为图3的四个运动矢量的另一个预定义优先级顺序示意图。
[0013] 图6为图3的四个运动矢量的预定义优先级顺序示意图，其中，仅使用四个运动矢 量的其中=个作为运动矢量预测的候选项。
[0014] 图7为图3的四个运动矢量的另一个预定义优先级顺序示意图，其中，仅使用四个 运动矢量的其中=个作为运动矢量预测的候选项。
[0015] 图8为图3的四个运动矢量的预定义优先级顺序示意图，其中，仅使用四个运动矢 量的其中两个作为运动矢量预测的候选项。
[0016] 图9为图3的四个运动矢量的另一个预定义优先级顺序示意图，其中，仅使用四个 运动矢量的其中两个作为运动矢量预测的候选项。
[0017] 图IOA为当前列表为列表0且Ref IdxLO = O时，使用当前区块的扩展运动矢量的运 动矢量预测示意图。
[0018] 图IOB为当前列表为列表1且Ref IdxLl=O时，使用当前区块的扩展运动矢量的运 动矢量预测示意图。
[0019] 图11为图IOA的扩展的四个运动矢量的预定义优先级顺序示意图。
[0020] 图12为图IOB的扩展的四个运动矢量的预定义优先级顺序示意图。
[0021] 图13为图IOA的扩展运动矢量nwL化和mvLh的预定义优先级顺序示意图。
[0022] 图14为图IOA的扩展运动矢量nwLlj and mvLOj的预定义优先级顺序示意图。
[0023] 图15A为当前列表为列表0且RefldxLO = O时，使用当前区块的扩展运动矢量，与列 表0和列表1参考图像的共存区块的非缩放运动矢量进行运动矢量预测的示意图。
[0024] 图15B为当前列表为列表1且RefldxLl=O时，使用当前区块的扩展运动矢量，与列 表0和列表1参考图像的共存区块的非缩放运动矢量进行运动矢量预测的示意图。
[0025] 图16为图15A的扩展和非扩展运动矢量的预定义优先级顺序示意图。
[0026] 图17为图15B的扩展和非扩展运动矢量的预定义优先级顺序示意图。
【具体实施方式】
[0027] 在视频解码系统中，使用空间与时间预测来针对空间与时间冗余减少信息传输。 时间预测使用同一图像中的解码像素W形成对当前像素的解码预测。空间预测通常逐块地 进行，例如（WH. 264/AVC内部解码的亮度信号（luminance signal)的）16 X 16或4X4的区 块。在视频序列中，相邻图像通常具有很大的相似性，且简单地使用图像差异(difference) 可有效地减少所传输的对应于静态背景区域的信息。然而，视频序列中的移动物体会产生 大量的残差，且需要更高比特率W对残差进行解码。运动补偿预测(Motion Compensated Prediction，MCP)是利用视频序列中时间相关性(correlation)的常用技术。
[0028] 在前向预测方式中可使用MCP，其中，使用已解码图像或在显示顺序上先于当前图 像的图像来预测当前图像区块。除前向预测W外，也可使用后向预测W改进MCP的性能。后 向预测使用的是已解码图像或在显示顺序上后于当前图像的图像。由于H.264/AVC的初版 已在2003年完成，前向预测和后向预测已分别扩展至列表0预测（list化rediction)和列 表1预测（list !prediction)，两者皆可包括在显示顺序上先于或后于当前图像的多个参 考图像。下面描述默认参考图像列表重建（list reconstruction)。对于列表0,先于当前图 像的参考图像比后于当前图像的参考图像的参考图像指数(indice)更低。而对于列表1，后 于当前图像的参考图像比先于当前图像的参考图像的参考图像指数更低。对于列表0和列 表1两者，在应用上述的规则之后，还要在确定参考图像索引 (index)时考虑时间距离 (temporal distance)。一般而言，更靠近当前图像的参考图像具有较低的参考图像索引。 例如，假设当前图像为图5,且图像0,2,4,6，和8为参考图像，其中，数字表示播放顺序。从指 数零开始，W升序排列参考图像(ascending reference picture)指数的列表0的参考图像 为4,2,0,6,和8。从指数零开始，W升序排列参考图像指数的列表1的参考图像为6,8,4,2， 和0。索引值等于0的参考图像称为共存图像(co-located picture)，且在此实例中，W图像 5作为当前图像，图像6为列表巧存图像，而图像4为列表0共存图像。当列表0或列表巧存 图像中的区块具有和当前图像中当前区块相同的区块位置时，该区块称为列表0或列表1共 存区块，或称为列表0或列表1中的共存区块。在早期视频标准（例如，MPEG-1，MPEG-2and MPEG-4)中，用于运动估计模式（motion estimation mode)的单元主要基于宏区块 (macroblock)。在 H.264/A VC 中，16 X 16 的宏区块可分割（segment)为 16 X 16,16 X 8,8X16 W及8 X 8区块W用于运动估计(motion estimation)。此外，8 X 8区块可分割为16 X 16,16 X 8，8 X 16 W及8 X 8，8 X 4，4 X 8及4 X 4区块W用于运动估计。对于发展中的高性能视频编 码化igh Efficiency Video Coding,皿VC)标准，将用于运动估计/补偿的单元称为预测单 元(Prediction Unit，PU)，其中，从最大区块尺寸开始进行分层分区而得到PU。为H. 264/ AVC标准中的每一片（slice)选择MCP类型。其中，MCP限制在列表0预测的片称为P片。而MCP 除列表0预测W外也包括列表1预测和双向预测（bidirectional predict ion)的片称为B 片。
[0029] 在视频编码系统中，将运动矢量和编码的残差传送至解码器W用于在解码器端重 建视频。此外，在具有弹性参考图片结构（flexible reference pic1:ure structure)的系 统中，可能也必须传送相应于所选择参考图片的信息