用於運動矢量預測的方法和系統的製作方法

2023-06-05 11:01:46

專利名稱：用於運動矢量預測的方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明 一般地涉及數字視頻材料的編碼和解碼，並且更具體地， 涉及適用於高效並行計算結構的運動矢量預測的方法和系統。
背景技術：
這一節旨在於提供背景或者上下文。這裡的描述可以包括能夠探 求的概念，但是並非必然是先前已經構思或者探求的概念。因此， 除非這裡另有指明，在這一節中描述的內容不是本申請中權利要求 書的現有技術，也不因為包含於這一節中而被承認是現有技術。
視頻編解碼器包括編碼器和解碼器，其中編碼器將輸入視頻轉換 成適於存儲/傳輸的壓縮表示，而解碼器可以將壓縮的視頻表示解壓 縮回可觀看的形式。典型地，編碼器丟棄原始視頻序列中的一些信 號以便以更為緊湊的形式來表示視頻(即，以更低的比特率)。
典型的混合^L頻編解碼器，例如ITU-T H.263和H.264,在兩個
階段內編碼視頻信息。首先，預測某個圖像區域內(或"塊")的 像素值，例如通過運動補償裝置或通過空間預測裝置。運動補償裝 置用於找到並且指示緊密地對應於正在編碼的塊的先前已編碼視頻 幀之一中的區域。空間預測裝置以指定的方式使用圍繞著將被編碼 的塊周圍的像素值。其次，編碼預測誤差，即預測的像素塊和原始 的像素塊之間的差。這通常是通過使用指定的變換(離散餘弦變換 (DCT)或例如其變形)來變換像素值中的差、殘值信息、量化變 換係數和對得到的量化係數進行熵編碼。通過改變量化過程的保真 度(fidelity),編碼器可以控制像素表示的精確性(圖像質量)和 得到的編碼視頻表示的大小(文件大小或傳輸比特率)之間的平衡。通過應用類似於編碼器中的預測裝置(使用由編碼器創建並且以 壓縮表示存儲的運動或空間信息)以形成像素塊的預測表示以及預 測誤差解碼(恢復空間像素域中的量化預測誤差信號的預測誤差編 碼的反向操作)，解碼器重建輸出的視頻。在應用了預測和預測誤 差解碼裝置後，解碼器對預測和預測誤差信號(像素值)進行求和 以形成輸出視頻幀。在將輸出視頻傳送以用於顯示和/或將其存儲作 為用於視頻序列中的後續幀的預測參考前，解碼器和編碼器可以應 用額外的濾波裝置來改進輸出視頻的質量。
在典型的視頻編解碼器中，通過與每個運動補償圖像塊關聯的運 動矢量來指示運動信息。在編碼器側，這些運動矢量的每個代表將 要被編碼的圖像中的圖像塊和先前編碼圖像之一 中的預測源塊的移 位。在解碼器側，這些運動矢量的每個代表將要被解碼的圖像中的 圖像塊和先前解碼的圖像之一中的預測源塊的移位。為了高效地表 示運動矢量，運動矢量典型地關於塊特定預測運動矢量不同的編碼。 在典型的視頻編解碼器中，以預定義的方式來創建預測運動矢量， 例如，計算相鄰塊的編碼或解碼的矢量的中值。
典型的視頻編碼器使用Lagrangian成本函數來找到最優的宏塊 模式和運動矢量。此類成本函數使用權重因子X來將由於有損編碼 造成的準確的或估計的圖像失真與表示圖像區域中的像素值所需的 準確或估計的信息量聯繫在 一 起
其中C是將要被最小化的Lagrangian成本，D是在考慮了模式 和運動矢量後的圖像失真(例如，均方誤差)，並且i 是表示所需 數據以重建解碼器中的圖像塊所需的比特數目(包括表示候選運動 矢量的數據量)。
在計算上經過優化的視頻編碼器實現中，典型地與其他操作並行 地執行一些編碼。因為運動估計過程的計算上密集的屬性，所以該 功能性通常與剩餘的編碼分開並且例如通過單獨的硬體模塊或運行 在不同於其他編碼功能的CPU上來實現。在這種典型的編碼器架構預測誤差編碼和模 式選擇同時發生。
該場景中的問題在於由於運動矢量相對於從更早編碼的宏塊的
運動矢量所導出的預測運動矢量的差分編碼(differential coding )， 最優的運動矢量搜索取決於宏塊模式和先前宏塊的運動矢量選擇。 然而該信息僅在執行了針對先前宏塊的宏塊模式和運動矢量選擇之 後才可獲得並且因此不能使用在並行於模式選擇過程發生的運動估計中。
因此期望提供一種用於運動矢量預測的方法，其允許並行實現而 不會遭受次優的性能。

發明內容
本發明的第 一 方面提供 一 種視頻編碼方法，其用於基於至少兩種 不同類型的運動矢量預測來編碼和/或解碼視頻幀。在一種類型中， 至少使用相鄰塊的運動矢量來計算視頻幀中的塊的運動矢量預測 器，該相鄰塊位於與當前塊所位於的行不同的行中。這樣，可以獨 立於彼此地解碼位於相同行內的緊鄰塊。在另一種類型中，僅使用 相鄰塊的運動來計算運動矢量預測值，該相鄰塊位於與當前塊所位 於的列不同的列中。這樣，可以獨立於;f皮此地解碼位於相同列內的 緊鄰塊。另外，可以使用不同類型的運動矢量預測。在這種不同的 類型中，位於當前塊左側的相鄰塊的運動矢量和不同行中其他相鄰 塊的運動矢量可以用於運動矢量預測值計算中。可以向解碼器側提 供指示，以指示在編碼過程中使用哪種類型的運動矢量預測值。
本發明的第二方面提供一種用於實施上述方法的設備。
本發明的第三方面提供一種體現為計算機可讀存儲介質的軟體 產品，該計算機可讀存儲介質具有用於實施上述方法的計算機代碼。
本發明的第四方面提供一種電子設備，例如移動終端，其具有如 上所述的視頻編碼器和/或解碼器。


圖1圖示出在現有技術的中值預測的情況下，用於運動矢量預測
的塊X和Y的預測運動矢量。
圖2a圖示出根據本發明的一個實施方式、用於運動矢量預測的 塊X和Y的預測運動矢量。
圖2b圖示出根據本發明的另一個實施方式、用於運動矢量預測 的塊X和Y的預測運動矢量。
圖2c圖示出根據本發明的另一個實施方式、用於運動矢量預測 的塊X和Y的預測運動矢量。
圖3示出典型編碼器。
圖4示出典型解碼器。
圖5示出根據本發明的編碼器。
圖6示出根據本發明的解碼器。
圖7圖示出根據本發明的用於編碼和/或解碼視頻幀的蜂窩通信
4妄口系統。
具體實施例方式
在典型的編解碼器中(例如H.264),通常使用其相鄰塊的運動 矢量(相鄰運動矢量)作為這些矢量的中值來計算將被編碼的塊的 預測運動矢量。如圖中l所示，當前塊X和後續塊Y是要被編碼的 塊。相鄰塊A、 B和C的運動矢量用於計算塊X的預測運動矢量並 且塊X、 C和F的運動矢量用於計算塊Y的預測運動矢量。每個塊 的運動矢量示出為與該塊關聯的箭頭。因此，為了獲得當前塊X的 預測運動矢量，必須已知宏塊A的運動矢量。類似地，為了獲得塊 Y的預測運動矢量，必須已知塊X的運動矢量。因此，在已經獲得 塊X的預測運動矢量前，不能獲得塊Y的預測運動矢量。
類似的方法應用於塊的幀內(Intra)預測和熵編碼。為了能夠對 當前的塊進行幀內預測，需要獲得當前塊左側的相鄰塊的像素值。 類似地，為了能夠熵編碼或解碼與當前的塊關聯的數據，由於數據
9項的熵編碼中的依賴性，需要已經處理了左邊的塊。
根據本發明的一個實施方式，還使用不同類型的運動矢量預測。
根據本發明，相鄰塊X和Y可以獨立於彼此進行解碼。如圖2a中所 示，例如僅使用直接位於塊X之上的宏塊B的運動矢量來計算當前 塊X的運動矢量。類似地，僅使用宏塊C的運動矢量來計算後續塊 Y的運動矢量。這種類型的運動矢量預測不依賴於塊X或塊Y的左 側上的相鄰宏塊的運動矢量。當提供兩種或更多種的運動矢量預測 作為運動矢量預測可能性並且至少一種類型不獨立於左側相鄰宏塊 的運動矢量時，可以以這樣的方式來構建編碼器和解碼器即對於 相同行的宏塊，可以同時執行運動估計和補償。這是因為一個宏塊 的運動矢量僅取決於上方宏塊的運動矢量。這樣，有效的並行編碼 器實現是可能的。連同傳統運動矢量預測方法的靈活性，可以最大 化並行和順序實現的壓縮效率。
根據本發明的一個實施方式，提供兩種或多種運動矢量預測類型 作為選擇可能性並且選擇這些可能性的一個或多個用於編碼。相應 地，將選擇的運動矢量預測類型或多種類型的指示發送到解碼器側， 從而可以基於該指示來對已編碼視頻進行解碼。至少一種可能的運 動矢量預測類型不獨立於左側相鄰宏塊的運動矢量。換句話說，至 少 一 種可能運動矢量預測類型僅使用高於當前宏塊的相同行內至少 一個宏塊的運動矢量來計算當前宏塊的預測運動矢量。
在本發明的一個實施方式中，以兩種方法來限定^L頻解碼器以生 成用於將被解碼的塊的運動矢量預測
方法l:運動矢量預測，其中當前塊左側的塊的運動矢量用於運 動矢量預測；以及
方法2:使用直接高於當前塊的塊的運動矢量作為運動矢量預測。
因此，解碼器包含這樣的智能即檢測哪種方法將用於每個運動 塊並且使用選擇的方法來產生針對與運動信息關聯的每個塊的預測
運動矢量。可以以各種途徑來實現本發明 -可以使用多於兩種運動矢量預測方法；
-在不同的運動矢量預測方法之間的選擇可以被嵌入到視頻信息 中(例如，在條帶頭部或參數集中)，或作為帶外(out-of-band )信
息提供；
-運動矢量預測方法可以基於多個或單個運動矢量； -運動矢量預測方法可以基於相鄰或非相鄰運動塊的運動矢量； -運動矢量預測方法可以基於相同或不同圖像的運動矢量； -運動矢量預測方法可以使用其他發送的信息(例如，最為合適 的候選運動矢量選擇以及如何從其導出運動矢量預測)； -運動矢量預測方法可以基於上述替換方案的任意組合；
(例如，禁用幀內預測和/或在從宏塊直接到一個正在被編碼或解碼 的宏塊的左邊的熵編碼中使用的上下文)。
在本發明的另一個實施方式中，如圖2b中所示，計算塊X的運 動矢量，例如，僅使用直接位於塊X左側的宏塊A的運動矢量。對 於位於和塊X相同列的另一個塊Y，僅使用宏塊D的運動矢量來計 算運動矢量，該宏塊D直接位於塊Y的左側。由於塊X的運動矢量 不用於預測塊Y的運動矢量,可以獨立於塊X來解碼塊Y。
在本發明的另一個實施方式中，如圖2c中所示，計算塊X的運 動矢量，例如僅使用位於塊X左上側的宏塊E的運動矢量。對於位 於和塊X相同行的另一個塊Y,僅使用宏塊B的運動矢量來計算運 動矢量，該宏塊B位於塊Y的左上側。由於塊X的運動矢量不用於 預測塊Y的運動矢量，可以獨立於塊X來解碼塊Y。在不同的實施 方式中，可以使用塊E和B的運動矢量來計算塊X的運動矢量，而 使用塊B和C的運動矢量來計算塊Y的運動矢量。
因此，根據本發明的各種實施方式，對編碼視頻信號進行解碼的 方法涉及在已編碼視頻信號中取出運動預測方法指示符，其指明是 否可以獨立地解碼視頻幀中的第一塊和第二塊。如果可以，則基於第一塊的至少一個周圍塊(surrounding block )的運動矢量來計算第 一塊的第一運動矢量預測值，從而基於第一運動矢量預測值來重建 針對第一塊的運動矢量。同樣地，基於第二塊的至少一個周圍塊的
運動矢量來計算第二塊的第二運動矢量預測值，其中第二運動矢量 預測值獨立於針對第一塊所重建的運動矢量。因此，第一塊和第二 塊的運動預測操作獨立於彼此而執行。
根據本發明的對視頻信號進行編碼的方法涉及選擇這樣的運動 預測方法，其中可以獨立地解碼第一塊和第二塊並且獨立於彼此地 執行針對第一塊和第二塊的運動預測操作。因此，基於第一塊的至 少一個周圍塊的運動矢量來計算第一塊的第一運動預測值以及基於 第二塊的至少一個周圍塊的運動矢量來計算第二塊的第二運動矢量 預測值，其中第二運動矢量預測值獨立於基於第一矢量運動預測值 所重建的第一塊的運動矢量。第一和第二運動矢量預測值被編碼進 已編碼視頻信號。
從圖2a和圖2c可以看出，當第一塊和第二塊位於相同的行內時， 它們的周圍塊位於不同的行內。如可以從圖2b看出，當第一塊和第 二塊位於相同的列內時，它們的周圍塊位於不同的列內。
圖3示出了傳統編碼器的框圖。如圖3中所示，編碼器10接收 指示原始幀的輸入信號28並且將指示編碼視頻數據的信號34提供 給傳輸信道(未示出)。編碼器10包括運動估計塊20，用於基於相 鄰塊中的運動矢量的中值來生成針對當前塊的預測運動矢量。得到 的運動數據40傳送到運動補償塊24。運動補償塊24形成預測的圖 像44。當組合模塊26從原始幀中減去預測的圖像44時，將殘值30 提供給變換和量化塊12,該變換和量化塊12執行變換和量化以減小 數據的數量以及將量化的數據32發送到去量化和反變換塊16以及 熵編碼器14。通過組合器42將來自量化和反變換塊16以及運動補 償塊24的輸出進行組合來形成重建的幀。在重建後，可以將重建的 幀發送到幀庫18。熵編碼器14將殘值以及運動數據40編碼進已編 碼視頻數據34中。圖4是典型的視頻編碼器的框圖。在圖4中，解碼器50使用熵 解碼器52來解碼來自於傳輸信道的視頻數據64以形成解碼的量化 數據68。運動數據66也從熵解碼器52發送到去量化和反變換塊56。 去量化和反變換塊56接著將量化的數據轉換成殘值60。來自熵解碼 器52的運動數據66被發送到運動補償塊54以形成預測的圖像74。 利用來自運動補償塊54的預測圖像74以及來自去量化和反變換塊 56的殘值70，組合模塊62提供指示重建視頻圖像的信號78。
圖5圖示出根據本發明的一個實施方式的編碼器。如圖5中所示， 編碼器210接收指示原始幀的輸入信號228並且將指示已編碼視頻 數據的信號234提供給傳輸信道(未示出)。編碼器210包括運動 估計塊220，用於生成當前塊的預測運動矢量。編碼器210能夠以不 同的運動矢量預測類型或模式來對輸入的信號進行編碼。為了模式 選擇的目的，運動估計塊220包括運動預測模式選擇模塊222,用於 選擇用於已編碼運動預測類型或模式。例如，選擇模塊222可以配 置成選擇運動預測類型，其中當前塊的運動矢量僅基於直接位於當 前塊之上的塊的運動矢量(圖2a)或僅基於直接位於當前塊的左側 上的塊的運動矢量(圖2b)。這樣，可以針對兩個塊進行彼此獨立 的解碼。選擇模塊222可以選擇運動預測類型，其中當前塊的運動 矢量是包括當前塊的左側上的塊的相鄰塊的運動矢量和直接在當前 塊之上的塊的運動矢量的中值(例如，圖1)。軟體應用產品可操作 地連結到運動估計塊以實施例如運動估計任務。得到的運動數據2 4 0 可以傳送到運動補償塊224。運動補償塊224可以形成預測的圖像 244。當通過組合模塊226從原始幀中減去預測的圖像244時，將殘 值230提供給變換和量化塊212，其執行變換和量化以減小數據的量 並且將量化的數據232發送到去量化和反變換塊216和熵編碼器 214。通過組合器242將來自去量化和反變換塊216以及運動補償塊 224的輸出進行組合來形成重建的幀。在重建後，可以將重建的幀發 送到幀庫18。熵編碼器214將殘值以及運動數據240編碼進已編碼 視頻數據234中。在包含已編碼視頻數據234的比特流中，選擇的運動矢量預測模式的指示可以嵌入作為例如帶外信息。
圖6圖示出根據本發明的一個實施方式的解碼器。在圖6中，解 碼器250使用熵解碼器252來解碼來自傳輸信道的視頻數據264,以 形成解碼的量化數據268。熵解碼器252可以包括軟體程序或機構， 例如，以從包含視頻數據264的比特流檢測什麼運動矢量預測模式 被用於運動補償。 一種運動矢量預測模式可以是這樣的模式，其中 兩個相鄰的塊可以獨立於彼此地解碼。運動數據266也從熵解碼器 252發送到去量化和反變換塊256。去量化和反變換塊256將量化的 數據轉換成殘值260。來自熵解碼器252的運動數據266被發送到運 動補償塊254以形成預測的圖像274。解碼器250可以包括運動預測 模式選擇模塊258以選擇用於已編碼數據中的運動預測的運動矢量 預測才莫式。這樣，運動補償塊254可以相應地預測運動。利用來自 運動補償塊254的預測圖像274和來自去量化和反變換塊256的殘 值270,組合模塊262提供指示重建的視頻圖像的信號278。
如圖5和圖6中所示，在熵編碼器中對塊進行編碼並且在熵解碼 器中對塊進行解碼。如果在幀內模式下對塊進行編碼，則獲得針對 塊中的每個像素的像素預測，並且指示用於指示像素預測。
圖7示出根據本發明的一個實施方式的典型行動裝置。圖7中所 示出的行動裝置l能夠進行蜂窩數據和話音通信。應該注意到本發 明不限於這樣的特定實施方式，其代表不同實施方式的多重性的一 種。行動裝置1包括(主)微處理器或微控制器100以及與控制移 動設備的操作的微處理器關聯的組件。這些組件包括連接到顯示器 模塊135的顯示器控制器130、非易失性存儲器140、例如隨機存取 存儲器(RAM)的易失性存儲器150、音頻輸入/輸出(1/0)接口 160, 其連接到麥克風161、揚聲器162和/或耳機163、連接到小鍵盤175 或鍵盤的小鍵盤控制器170、任何輔助輸入/輸出(I/O)接口 200和 短程通信接口 180。此類的設備也典型地包括通常在190處示出的其 他設備子系統。
行動裝置1可以通過話音網絡來通信和/或可以通過數據網絡來
14通信，例如以例如數字蜂窩網絡形式的任何公共陸地行動網路
(PLMN)、尤其GSM (全球移動通信系統)或UMTS (通用移動 通信系統)。典型地，話音和/或數據通信可經由空中接口操作(即， 與另外的組件(參見上面)協作的蜂窩通信接口子系統)到是蜂窩 網絡的基礎結構的無線接入網絡(RAN)的一部分的基站(BS)或 節點B (未示出)。
如在圖7中示意性示出的蜂窩通信接口子系統包括蜂窩接口 110、數位訊號處理器(DSP) 12Q、接收機(RX) 121、發射機(TX) 122和一個或多個本地振蕩器(LO) 123並且支持與一個或多個公共 陸地行動網路(PLMN)的通信。數位訊號處理器(DSP) 120發送 通信信號124到發射機(TX) 122並且接收來自接收機(RX) 121 的通信信號125。除了處理通信信號以外，數位訊號處理器120也提 供接收機控制信號126和發射機控制信號127。例如，除了分別調製 要發送的信號和解調接收到的信號外，通過實現在數位訊號處理器
(DSP) 120中的自動增益控制算法，可以自適應地控制應用到接收 機(RX) 121和發射機(TX) 122中的通信信號的增益級別。其他 的收發器控制算法也可以實現在數位訊號處理器(DSP) 120中，從 而提供收發器121/122的更為複雜的控制。
如果行動裝置1通過PLMN的通信發生在單個的頻率處或接近 於等間隔的頻率集處，則單個本地振蕩器(LO) 123可以結合發射 機(TX) 122和接收機(RX) 121來使用。可替換地，如果相對於 接收，不同的頻率用於話音/數據通信或傳輸，則多個本地振蕩器可 以用於生成多個相應的頻率。
儘管在圖7中示出的行動裝置1結合天線129或分集天線系統
(未示出)來使用，但行動裝置1也可以結合用於信號接收以及傳 輸的單個天線結構。包括話音和數據信息的信息經由數位訊號處理 器(DSP) 120之間的數據鏈路在來往於蜂窩接口 110間傳送。蜂窩 接口 110的詳細設計(例如頻帶、組件選擇、功率電平等)將取決 於其中旨在操作行動裝置1的無線網絡。冊所需的訂戶身份模塊(SIM) 210)已經完成後，行動裝置l接著 可以通過無線網絡發送和接收通信信號，包括話音和數據信號。由 天線129從無線網絡接收的信號^皮路由到接收才幾121， 4妄收機121 提供如信號放大、下變頻、濾波、信道選擇和模數變換的此類操作。 接收信號的模數變換允許更為複雜的通信功能，例如通過使用數字 信號處理器(DSP) 120來執行數字解調和解碼。以類似的方式，通 過數位訊號處理器(DSP) 120來處理(包括調製和編碼)將要被發 送到網絡的信號，並且接著提供給發射機122以便數模轉換、上變 頻、濾波、放大和經由天線129傳輸到無線網絡。
可以指定作為設備平臺微處理器的微處理器/微控制器 110 管理行動裝置l的功能。由處理器IIO所使用的作業系統軟體149 優選地被存儲在永久性庫中，例如非易失性存儲器140,其可以實現 為例如快閃記憶體、電池支持的RAM、任意其他非易失性存儲技術、或它 們的組合。除了作業系統149(其控制行動裝置1的低級功能以及(圖 形)基本用戶接口功能)以外，非易失性存儲器140包括多個高級 軟體應用程式或模塊，例如話音通信軟體應用142、數據通信軟體應 用141、組織器模塊(未示出)、或任意其他類型的軟體模塊(未示 出)。這些模塊由處理器IOO執行並且提供行動裝置1的用戶和移 動設備1之間的高級接口。該接口通常包括通過由顯示器控制器130 所控制的顯示器135提供的圖像組件以及通過經由小鍵盤控制器 170連接到處理器IOO的小鍵盤175提供的輸入/輸出組件、附助輸 入/輸出(I/O)接口 200和/或短程(SR)通信接口 180。附助I/0接 口 200尤其包括USB (通用串行總線)接口、串行接口、 MMC(多 媒體卡)接口和相關接口技術/標準，和任意其他標準化或專用的數 據通信總線技術，而短程通信接口射頻(RF)低功率接口尤其包括 WLAN (無線區域網)和藍牙通信技術或IRDA (紅外線數據接入) 接口。這裡所稱的RF低功率接口技術尤其應該理解為包括任意的 IEEE 801 .xx標準技術，其說明書可以從電氣和電子工程師協會獲得。此外，附助I/0接口 200以及短程通信接口 180每個分別代表支持一 個或多個輸入/輸出接口技術和通信接口技術的一個或多個接口 。才喿 作系統、特定設備軟體應用或模塊、或其部分可以臨時性地加載進 易失性庫150,例如隨機存取存儲器(通常基於用於更快操作的 DRAM (直接存取存儲器)技術來實現)。此外，在將接收到的信 號永久性地寫入到位於非易失性存儲器140或優選地，經由用於存 儲數據的附助I/O接口可拆卸連接的任何大容量存儲器的文件系統 前，可以將它們臨時存儲到易失性存儲器150。應該理解上述的組件 代表在這裡以蜂窩電話的形式體現的傳統行動裝置1的典型組件。 本發明不限於這些特定的組件並且這裡所描述的它們的實現僅為了 說明和完整性的目的。
行動裝置1的示例性軟體應用模塊是個人信息管理器應用，其提 供包括典型的聯繫人管理器、日程表、任務管理器等的PDA功能性。 此類的個人信息管理器由處理器100執行，其可以訪問行動裝置1 的組件並且可以與其他軟體應用模塊交互。例如，與話音通信軟體 應用的交互允許管理電話呼叫、語音郵件等，並且與數據通信軟體 應用的交互允許管理SMS (短消息服務)、MMS (多媒體服務)、 電子郵件通信和其他數據傳輸。非易失性存儲器140優選地提供文 件系統以有助於將特別包括日程條目、聯繫人等的數據項永久性存 儲在設備上。用於例如經由蜂窩接口、短程通信接口、或附助I/0 接口與網絡進行數據通信的能力支持經由此類的網絡進行上傳、下 載和同步。
應用模塊141到149代表配置成由處理器IOO執行的設備功能或 軟體應用。在多數已知的行動裝置中，單個處理器管理和控制移動 設備的整體操作以及所有的設備功能和軟體應用。這樣的概念也可 應用於今天的行動裝置。增強型多媒體功能的實現例如包括再生視 頻流傳輸應用、管理數字影像、以及由集成的或可拆卸連接的數字 照相機功能來執行視頻序列的捕獲。實現也可以包括具有複雜的圖 形和必需的計算功率的遊戲應用。 一種處理計算功率的需求(在過去已經被追尋)的途徑是通過實施功能強大和通用的處理器核來解 決增加計算功率的問題。提供計算功率的另一種方法是實現兩個或 更多個獨立的處理器核，這在現有技術中是相當已知的方法。本領 域技術人員能夠立即明白若干個獨立的處理器核的優勢。儘管通用 處理器被設計成實現不同任務的多樣性，而不會專用於預選擇的不 同任務，多處理器設置可以包括一個或多個通用處理器和一個或多 個適用於處理預定義任務集的專用處理器。然而，在一個設備(尤 其在例如行動裝置l的行動裝置)內實現若干個處理器傳統地需要 完整和複雜的組件再設計。
在下文中，本發明將提供這樣的概念，其允許將附加的處理器核 集成進現有的處理器設備實現，以支持省略昂貴完整和複雜的再設
計。本發明的概念將結合片上系統(SoC)設計來描述。片上系統 (SoC)是將處理設備的至少多個(或所有)組件集成進單個高集成 度晶片的概念。這樣的片上系統可以包括數字、模擬、混合信號並 且經常射頻功能都在 一 個晶片上。典型的處理設備包括執行不同任 務的多個集成電路。這些集成電路通常包括微處理器、存儲器、通 用異步接收機-發射機(UART)、串行/並行埠、直接存儲器存取 (DMA)控制器等。通用異步接收機-發射機(UART)在並行數據 比特和串行比特之間進行轉換。近年來半導體技術中的改進使得超 大規模(VLSI)集成電路支持複雜度方面的顯著增長，使得可以將 設備的各種組件集成在單個晶片中。參考圖7，其一個或多個組件， 例如控制器130和170、存儲器組件150和140、以及接口 200、 180 和110的一個或多個可以與處理器100 —起集成在單個晶片中以形 成最終的片上系統(Soc)。
附加地，設備1配備有用於根據本發明的創造性操作對視頻數據 進行編碼105和解碼106的模塊。通過CPU 100,所述模塊105和 106可以單獨地使用。然而，設備1適於分別地寺丸行視頻數據編碼和 解碼。所述視頻數據可以通過設備的通信模塊來接收或其也可以存 儲在設備1的任何可想到的存儲器裝置內。
18在設備1中，軟體應用可以配置成包括實施根據本發明的各種實 施方式的編碼和/或解碼方法的計算機代碼。
總之，本發明提供了一種用於視頻編碼的方法和設備，其中基於 周圍塊的運動矢量來編碼視頻幀中的塊的運動矢量。用於解碼的方
法和設備涉及裝置、模塊、處理器或軟體產品，這些用於
取出被編碼視頻信號中的運動預測方法指示符，運動預測方法指
示符指示出是否可以獨立地解碼第一塊和第二塊；
如果確定可以獨立地觸碼第一塊和第二塊，則所述方法進一步包
括
基於第一塊的至少一個周圍塊的運動矢量來計算第一塊的第一 運動矢量預測值；
基於第一運動矢量預測值來重建針對第一塊的運動矢量； 基於第二塊的至少一個周圍塊的運動矢量來計算第二塊的第二
運動矢量預測值，其中第二運動預測值獨立於針對第一塊所重建的
運動矢量；以及
獨立地執行針對第 一 塊和第二塊的運動預測操作。 用於編碼的方法和設備涉及裝置、模塊、處理器或軟體產品，其
用於
選擇其中可以獨立地解碼第 一塊和第二塊的運動預測方法； 獨立地執行針對第 一 塊和第二塊的運動預測操作； 基於第一塊的至少一個周圍塊的運動矢量來計算第一塊的第一 運動矢量預測值；
基於第二塊的至少一個周圍塊的運動矢量來計算第二塊的第二
運動矢量預測值，其中第二運動預測值獨立於針對基於第一運動矢 量預測值所重建的第一塊的運動矢量；以及
編碼第一運動矢量預測值和第二運動矢量預測值。
附加地，提供指明選擇的方法的指示。
在上述的方法和設備中，第一塊的至少一個周圍塊位於與第一塊 所位於的行不同的行內並且第 一 塊和第二塊位於相同的行內。可替換地，第 一塊的至少 一個周圍塊位於與第 一塊所位於的列不同的列 內並且第一塊和第二塊位於相同的列內。
如果第一塊或第二塊以幀內模式編碼，則指示用於指明第一塊和 第二塊內的每個像素的像素預測。
本發明還提供了 一種電子設備，例如具有如上所述的頻編解碼
器的行動電話。
因此，儘管關於本發明的一個或多個實施方式來描述了本發明， 但本領域技術人員將理解到形式和其細節上的上述和各種其他改 變、省略和變化是可以在不偏離本發明的範圍下做出的。
20
權利要求
1.一種用於對已編碼視頻信號進行解碼的方法，其特徵在於取出已編碼視頻信號中的運動預測方法指示符，所述運動預測方法指示符指明是否可以獨立地解碼第一塊和第二塊；如果確定可以獨立地解碼所述第一塊和第二塊，則所述方法進一步包括基於所述第一塊的至少一個周圍塊的運動矢量來計算第一塊的第一運動矢量預測值；基於第一運動矢量預測值來重建針對所述第一塊的運動矢量；基於第二塊的至少一個周圍塊的運動矢量來計算第二塊的第二運動矢量預測值，其中第二運動預測值獨立於針對第一塊所重建的運動矢量；以及獨立地執行針對第一塊和第二塊的運動預測操作。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述第一塊的至 少一個周圍塊位於與所述第一塊所位於的行不同的行內，並且所述 第 一塊和第二塊位於相同的行內。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述第一塊的至少 一個周圍塊位於與所述第 一塊所位於的列不同的列內，並且第一 塊和第二塊位於相同的列內。
4. 一種用於對視頻信號進行編碼的方法，其特徵在於 選擇其中可以獨立地解碼第一塊和第二塊的運動預測方法； 獨立地執行針對所述第一塊和第二塊的運動預測操作； 基於所述第一塊的至少一個周圍塊的運動矢量來計算第一塊的第一運動矢量預測值；基於所述第二塊的至少一個周圍塊的運動矢量來計算第二塊的 第二運動矢量預測值，其中第二運動預測值獨立於基於第一運動矢量預測值針對第一塊所重建的運動矢量；以及編碼第一運動矢量預測值和第二運動矢量預測值。
5. 根據權利要求4所述的方法，其特徵在於所述第一塊的至少 一個周圍塊位於與第一塊所位於的行不同的行內，並且第一塊和第 二塊位於相同的4亍內。
6. 根據權利要求4所述的方法，其特徵在於所述第一塊的至少一個周圍塊位於與所述第一塊所位於的列不同的列內，並且第一塊 和第二塊位於相同的列內。
7. 根據權利要求4所述的方法，其特徵進一步在於 提供用於指明所述選擇的指示。
8. 根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述指示指明第 一塊的熵編碼獨立於所述第二塊的熵編碼。
9. 根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，如果以幀內模式 編碼第一塊和第二塊中的一個，則所述指示也指明第一塊和第二塊 內的多個像素的每個像素的像素預測。
10. —種嵌入有電腦程式的計算機可讀存儲介質，所述計算機 程序包括用於執行根據權利要求1所述的方法的計算機代碼。
11. 一種嵌入有電腦程式的計算機可讀存儲介質，所述計算機 程序包括用於執行根據權利要求4所述的方法的計算機代碼。
12. —種設備，包括 處理器；以及存儲器單元，通信地連接到所述處理器，所述存儲器單元特徵在於用於取出已編碼視頻信號中的運動預測方法指示符的計算機代 碼，所述運動預測方法指示符指明是否可以獨立地解碼第一塊和第 二塊；以及用於以下操作的計算機代碼基於所述第一塊的至少一個周圍塊的運動矢量來計算第一塊 的第一運動矢量預測值；基於所述第一運動矢量預測值來重建針對第一塊的運動矢量；基於所述第二塊的至少一個周圍塊的運動矢量來計算第二塊 的第二運動矢量預測值，其中第二運動預測值獨立於針對第一塊所 重建的運動矢量；以及如果確定可以獨立地解碼第 一塊和第二塊，則獨立地執行針 對第 一 塊和第二塊的運動預測操作。
13. 根據權利要求12所述的設備，其特徵在於，所述第一塊的 所述至少 一 個周圍塊位於與第 一 塊所位於的行不同的行內，並且第 一塊和第二塊位於相同的行內。
14. 根據權利要求12所述的設備，其特徵在於，所述第一塊的至少一個周圍塊位於與所述第一塊所位於的列不同的列內，並且第 一塊和第二塊位於相同的列內。
15. —種設備，包括 處理器；以及存儲器單元，通信地連接到所述處理器，所述存儲器單元特徵在於用於選擇其中可以獨立地解碼第一塊和第二塊的運動預測方法 的計算機代碼；用於獨立地執行針對所述第 一 塊和第二塊的運動預測操作的計 算機代碼；用於基於第一塊的至少一個周圍塊的運動矢量來計算第一塊的 第 一運動矢量預測值的計算機代碼；用於基於第二塊的至少一個周圍塊的運動矢量來計算第二塊的 第二運動矢量預測值的計算機代碼，其中第二運動預測值獨立於基 於第一運動矢量預測值針對第一塊所重建的運動矢量；以及用於編碼第一運動矢量預測值和第二運動矢量預測值的計算機 代碼。
16. 根據權利要求15所述的設備，其特徵在於，所述第一塊的至少一個周圍塊位於與所述第一塊所位於的行不同的行內並且第一 塊和第二塊位於相同的行內。
17. 根據權利要求15所述的設備，其特徵在於，所述第一塊的 至少 一個周圍塊位於與所述第 一塊所位於的列不同的列內並且第一 塊和第二塊位於相同的列內。
18. 根據權利要求15所述的設備，其中所述存儲器單元特徵在於用於提供用於指明所選擇的方法的指示的計算機代碼。
19. 一種移動終端，包括配置用於執行根據權利要求1所述的方法的解碼模塊。
20. —種移動終端，包括配置用於執行根據權利要求4所述的方法的編碼模塊。
全文摘要
一種視頻編碼系統，其能夠基於至少兩種不同類型的運動矢量預測來編碼和/或解碼視頻幀。在一種類型中，僅使用直接位於當前塊之上的相鄰塊的運動矢量來計算視頻幀中的當前塊的運動矢量預測值。在另一種類型中，僅使用位於當前塊的左上側的相鄰塊的運動來計算運動矢量預測值。在後一種類型中，可以獨立於彼此解碼位於相同列內的緊鄰塊。系統還能夠進行傳統的編碼。一種指示用於向解碼器側指明在編碼中使用哪種類型的運動矢量預測值。
文檔編號H04N7/26GK101647285SQ200880010045
公開日2010年2月10日 申請日期2008年3月25日 優先權日2007年3月27日
發明者J·萊內瑪 申請人:諾基亞公司