视频解码方法及其装置以及视频编码方法及其装置与流程

本公开涉及一种视频解码方法和视频编码方法。更具体地讲，本公开涉及在双向运动预测模式下执行帧间预测的视频解码和视频编码。

背景技术：

1、随着用于再现和存储高分辨率或高质量视频内容的硬件正被开发和提供，对于用于有效地对高分辨率或高质量视频内容进行编码或解码的视频编解码器的需求已经增加。在传统的视频编解码器中，基于树结构的编码单元，根据受限的编码方法来对视频进行编码。

2、空间域的图像数据经由频率变换被变换为频域的系数。根据视频编解码器，将图像划分为具有预定尺寸的块，对每个块执行离散余弦变换(dct)，并以块为单位对频率系数进行编码，以进行频率变换的快速计算。与空间域的图像数据相比，频域的系数容易被压缩。具体地，由于根据经由视频编解码器的帧间预测或帧内预测的预测误差来表示空间域的图像像素值，因此当对预测误差执行频率变换时，大量数据可被变换为0。根据视频编解码器，可通过使用小量数据来代替连续并重复产生的数据，来减少数据量。

技术实现思路

1、技术问题

2、根据各种实施例，在双向运动预测模式下，不仅可通过使用第一参考画面的第一参考块的像素值和第二参考画面的第二参考块的像素值来产生当前块的预测像素值，还可以使用第一参考块的第一梯度值和第二参考块的第二梯度值来产生当前块的预测像素值。因此，由于与原始块相似的预测块可被产生，因此可提高编码和解码效率。

3、在像素组单位的运动补偿被执行时使用第一参考块的第一梯度值和第二参考块的第二梯度值，在像素组单位的运动补偿被执行时所使用的参数经由比特流被用信号传送或者通过使用与图像相关的参数被获得，因此，可对图像自适应地执行像素组单位的运动补偿。

4、提供一种记录有用于执行根据各种实施例的方法的程序的计算机可读记录介质。

5、这里，各种实施例的各方面不限于此，另外的方面将在下面的描述中被部分地阐述，并且部分地将从所述描述清楚，或者可通过实践呈现的实施例被获知。

6、技术方案

7、本公开的各个方面不限于此，另外的方面将在下面的描述中被部分地阐述，并且部分地将从所述描述清楚，或者可通过实践呈现的实施例被获知。

8、根据本公开的一方面，一种视频解码方法包括：从比特流获得关于当前画面中的当前块的运动预测模式信息；当获得的运动预测模式信息指示双向运动预测模式时，从比特流获得第一运动矢量和第二运动矢量，其中，第一运动矢量指示当前块的在第一参考画面中的第一参考块，第二运动矢量指示当前块的在第二参考画面中的第二参考块；基于从比特流获得的当前块的与像素组单位运动补偿相关的参数的信息以及与包括当前画面的图像相关的参数中的至少一个来获得当前块的与像素组单位运动补偿相关的参数；通过针对当前块基于第一运动矢量和第二运动矢量执行块单位运动补偿并基于与像素组单位运动补偿相关的参数执行像素组单位运动补偿，来产生当前块的预测块；从比特流获得当前块的残差块；基于预测块和残差块来重建当前块，其中，像素组包括至少一个像素。

9、所述视频解码方法还可包括：基于标志信息、当前块的尺寸、预测方向、运动矢量的大小、在参考画面与当前画面之间的画面顺序计数(poc)差、以及预定编码/解码工具的可用性中的至少一个来确定是否执行像素组单位运动补偿，其中，所述标志信息是从比特流获得的并且与是否执行像素组单位运动补偿相关，其中，产生预测块的步骤可包括：通过基于所述确定执行像素组单位运动补偿来产生当前块的预测块。

10、获得与像素组单位运动补偿相关的参数的步骤可包括：基于样点的比特深度、用于插值运算或梯度运算的滤波器的输入范围、以及滤波器的系数中的至少一个来获得用于插值运算或梯度运算之后的去缩放的偏移值，并且，产生当前块的预测块的步骤可包括：通过使用用于去缩放的偏移值，在插值运算或梯度运算之后针对第一参考块和第二参考块中包括的像素执行去缩放。

11、获得与像素组单位运动补偿相关的参数的步骤可包括：基于从比特流获得的关于与水平方向或垂直方向上的每单位时间的位移矢量相关的参数的信息、样点的比特深度、画面组(gop)的大小、运动矢量、与在参考画面和当前画面之间的时间距离相关的参数、帧率、与编码预测结构相关的设置参数、以及预测方向中的至少一个来获得与水平方向或垂直方向上的每单位时间的位移矢量相关的正则参数,并且，产生当前块的预测块的步骤可包括：基于与水平方向或垂直方向上的每单位时间的位移矢量相关的正则参数，通过使用在具有特定尺寸并包括第一参考块中所包括的第一像素组的第一窗口中的像素的梯度值、在具有特定尺寸并包括第二参考块中所包括的第二像素组的第二窗口中的像素的梯度值、第一窗口中的像素的像素值、以及第二窗口中的像素的像素值来确定水平方向或垂直方向上的每单位时间的位移矢量。

12、获得与像素组单位运动补偿相关的参数的步骤可包括：基于从比特流获得的关于窗口尺寸的信息、画面的分层深度、gop的大小、图像分辨率、与在参考画面和当前画面之间的时间距离相关的参数、帧率、运动矢量、与编码预测结构相关的设置参数、以及预测方向中的至少一个获得与用于计算每单位时间的位移矢量的窗口的尺寸相关的参数，并且，产生当前块的预测块的步骤可包括：基于与窗口的尺寸相关的参数，通过使用在具有特定尺寸并包括第一参考块中所包括的第一像素组的第一窗口中的像素的梯度值、在具有特定尺寸并包括第二参考块中所包括的第二像素组的第二窗口中的像素的梯度值、第一窗口中的像素的像素值、以及第二窗口中的像素的像素值来确定水平方向或垂直方向上的每单位时间的位移矢量。

13、像素组可包括多个像素，获得与像素组单位运动补偿相关的参数的步骤可包括：基于从比特流获得的关于像素组的大小的信息、图像分辨率和帧率中的至少一个来获得与像素组的大小相关的参数，并且，产生当前块的预测块的步骤可包括：通过基于第一运动矢量和第二运动矢量执行块单位运动补偿并基于与像素组的大小相关的参数执行像素组单位运动补偿来产生当前块的预测块。

14、根据本公开的另一方面，一种视频解码设备包括：获取器，被配置为：从比特流获得关于当前画面中的当前块的运动预测模式信息，当获得的运动预测模式信息指示双向运动预测模式时，从比特流获得指示当前块的在第一参考画面中的第一参考块的第一运动矢量和指示当前块的在第二参考画面中的第二参考块的第二运动矢量，基于从比特流获得的当前块的与像素组单位运动补偿相关的参数的信息以及与包括当前画面的图像相关的参数中的至少一个来获得当前块的与像素组单位运动补偿相关的参数，并从比特流获得当前块的残差块；帧间预测器，被配置为通过针对当前块基于第一运动矢量和第二运动矢量执行块单位运动补偿并基于与像素组单位运动补偿相关的参数执行像素组单位运动补偿来产生当前块的预测块；解码器，被配置为基于预测块和残差块来重建当前块，其中，像素组包括至少一个像素。

15、帧间预测器还可被配置为：基于标志信息、当前块的尺寸、预测方向、运动矢量的大小、在参考画面与当前画面之间的画面顺序计数(poc)差、以及预定编码/解码工具的可用性中的至少一个来确定是否执行像素组单位运动补偿，其中，所述标志信息是从比特流获得的并且与是否执行像素组单位运动补偿相关；通过基于所述确定执行像素组单位运动补偿来产生当前块的预测块。

16、帧间预测器还可被配置为：基于样点的比特深度、用于插值运算或梯度运算的滤波器的输入范围、以及滤波器的系数中的至少一个，获得用于插值运算或梯度运算之后的去缩放的偏移值，并且通过使用用于去缩放的偏移值，在插值运算或梯度运算之后针对第一参考块和第二参考块中包括的像素执行去缩放。

17、帧间预测器还可被配置为：基于从比特流获得的关于与水平方向或垂直方向上的每单位时间的位移矢量相关的参数的信息、样点的比特深度、画面组(gop)的大小、运动矢量、与在参考画面和当前画面之间的时间距离相关的参数、帧率、与编码预测结构相关的设置参数、以及预测方向中的至少一个，获得与水平方向或垂直方向上的每单位时间的位移矢量相关的正则参数，并且基于与水平方向或垂直方向上的每单位时间的位移矢量相关的正则参数，通过使用在具有特定尺寸并包括第一参考块中所包括的第一像素组的第一窗口中的像素的梯度值、在具有特定尺寸并包括第二参考块中所包括的第二像素组的第二窗口中的像素的梯度值、所述第一窗口中的像素的像素值、以及所述第二窗口中的像素的像素值来确定水平方向或垂直方向上的每单位时间的位移矢量。

18、获取器还可被配置为：基于从比特流获得的关于窗口尺寸的信息、画面的分层深度、gop的大小、图像分辨率、与在参考画面和当前画面之间的时间距离相关的参数、帧率、运动矢量、与编码预测结构相关的设置参数、以及预测方向中的至少一个，获得与用于计算每单位时间的位移矢量的窗口的尺寸相关的参数，并且，帧间预测器还可被配置为：基于与窗口的尺寸相关的参数，通过使用在具有特定尺寸并包括第一参考块中所包括的第一像素组的第一窗口中的像素的梯度值、在具有特定尺寸并包括第二参考块中所包括的第二像素组的第二窗口中的像素的梯度值、第一窗口中的像素的像素值、以及第二窗口中的像素的像素值来确定水平方向或垂直方向上的每单位时间的位移矢量。

19、像素组可包括多个像素，并且，帧间预测器还可被配置为：基于从比特流获得的关于像素组的大小的信息、图像分辨率和帧率中的至少一个来获得与像素组的大小相关的参数，并通过基于第一运动矢量和第二运动矢量执行块单位运动补偿并基于与像素组的大小相关的参数执行像素组单位运动补偿来产生当前块的预测块。

20、根据本公开的另一方面，一种视频编码方法包括：通过对当前块执行块单位运动补偿和像素组单位运动补偿来获得当前块的预测块、第一运动矢量、第二运动矢量、以及与像素组单位运动补偿相关的参数；产生比特流，该比特流包括与第一运动矢量和第二运动矢量相关的信息、以及指示关于当前块的运动预测模式是双向运动预测模式的运动预测模式信息，其中，像素组包括至少一个像素，第一运动矢量是从当前块指示第一参考画面的与当前画面中的当前块相应的第一参考块的运动矢量，第二运动矢量是从当前块指示第二参考画面的与当前画面中的当前块相应的第二参考块的运动矢量，当前块的与像素组单位运动补偿相关的参数是在对当前块执行像素组单位运动补偿时从与包括当前画面的图像相关的参数获得的，或者，当前块的与像素组单位运动补偿相关的参数是在对当前块执行像素组单位运动补偿时确定的，并且关于确定的与像素组单位运动补偿相关的参数的信息被包括在比特流中。

21、根据本公开的另一方面，一种视频编码设备包括：帧间预测器，被配置为通过对当前块执行块单位运动补偿和像素组单位运动补偿来获得当前块的预测块、第一运动矢量、第二运动矢量、以及与像素组单位运动补偿相关的参数；比特流产生器，被配置为：产生比特流，该比特流包括与第一运动矢量和第二运动矢量相关的信息、以及指示关于当前块的运动预测模式是双向运动预测模式的运动预测模式信息，其中，像素组包括至少一个像素，第一运动矢量是从当前块指示第一参考画面的与当前画面中的当前块相应的第一参考块的运动矢量，第二运动矢量是从当前块指示第二参考画面的与当前画面中的当前块相应的第二参考块的运动矢量，当前块的与像素组单位运动补偿相关的参数是在对当前块执行像素组单位运动补偿时从与包括当前画面的图像相关的参数获得的，或者，当前块的与像素组单位运动补偿相关的参数是在对当前块执行像素组单位运动补偿时确定的，并且关于确定的与像素组单位运动补偿相关的参数的信息被包括在比特流中。

22、根据本公开的另一方面，一种计算机可读介质记录有执行所述视频解码方法的程序。

23、有益效果

24、根据各种实施例，通过经由在双向运动预测模式下使用参考画面的参考块的梯度值对当前块执行帧间预测来预测与当前块的原始块的值相似的值，可提高编码和解码效率。