用於視頻編解碼的降低了複雜度的模板匹配預測方法和裝置的製作方法
2023-07-26 02:41:51 2
專利名稱：用於視頻編解碼的降低了複雜度的模板匹配預測方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明整體地涉及視頻的編碼和解碼，更具體地，涉及用於視頻編解碼的降低了複雜度的模板匹配預測方法和裝置。
背景技術：
亞像素(sub-pel)運動補償廣泛地運用在當前視頻編碼器和解碼器中。例如，·在國際標準化組織/國際電工委員會(IS0/IEC)、運動圖片專家組-4(MPEG-4)第10部分、高級視頻編碼(AVC)標準/國際電信聯盟、電信部門(ITU-T)H. 264建議(下文簡寫為「MPEG-4AVC標準」)中，使用的是達到1/4像素精度的運動補償。這一方案在本文中稱為「現有第一技術方法」。請看圖1，根據MPEG-4AVC標準並通過因數4(即1/4像素矢量)對幀進行的上採樣通常是由參考數字100表示。該上採樣首先涉及應用6抽頭維納(Wiener)濾波器生成半像素，然後包括應用雙線性濾波器生成1/4像素。由視頻編碼專家組(VCEG)提出的現有第二技術方法涉及針對具有混疊偽影的序列使用1/8像素補償來進一步提高編碼效率。除了使用固定內插(interpolation)濾波器之外，為了更好地處理混疊、量化和運動估計誤差，相機噪聲，等等，已經考慮了自適應的內插方案。自適應的內插方案針對各亞像素位置動態估計內插濾波器係數以便提高編碼效率。在考慮了所有複雜內插方案的情況下，在解碼器處以亞像素精度內插所有參考幀並存儲這樣的內插得到的幀是沒有意義的，因為只有一些亞像素位置必須被內插。這樣的方案將很可能引起解碼器處的高內存消耗以及高計算複雜度。在解碼器處動態執行運動補償的一個方法就是由基於MPEG-4AVC標準的關鍵技術域(KTA)軟體改進所執行的方法。模板匹配預測(TMP)是用於通過避免傳送運動/移位信息(運動矢量、參考指數和移位矢量)來提高幀間和幀內預測二者的編碼效率的一種技術。模板匹配預測是以視頻圖片中存在有很多重複圖樣的假設為基礎的。因此，模板匹配通過匹配相鄰像素而對整個解碼視頻圖片中的類似圖樣進行搜索。最後的預測通常是幾個最佳匹配的平均值。模板匹配可以使用於幀間和幀內預測二者。然而，模板匹配預測的缺點在於，對於編碼器和解碼器都必須執行相同的搜索。因此，模板匹配預測可能會極大地增加解碼器的複雜度。
_7] 幀間預測中的模板匹配預測幀間預測中的模板匹配預測是在不發送運動矢量的情況下預測目標像素的一種方法。在給定幀的目標塊的情況下，在該目標塊內的目標像素通過從一組參考樣本中尋找到最佳像素來確定，其中，該最佳像素的相鄰像素與目標像素的相鄰像素具有最聞的相關性。該目標像素的那些相鄰像素稱為模板。在現有技術中，該模板通常從該目標像素的已重建的周圍像素中取出。請看圖2，用於幀間預測的模板匹配預測方案的示例通常通過參考標號200表示。模板匹配預測方案200涉及具有搜索域211、在搜索域211內的預測212以及相對於預測212的鄰域213的已重建的參考幀210。模板匹配預測方案200還涉及具有目標塊251、相對於目標塊251的模板252以及已重建的域253的當前幀250。在幀間預測的情況下，該模板匹配處理可以被視為在解碼器側處的運動矢量搜索。這裡，模板匹配的執行非常類似於傳統的運動估計技術。即，通過計算參考幀中相應地移位的模板形域的成本函數來評估運動矢量。然後使用該模板的最佳運動矢量來預測目標域。只有已經存在有重建信號或至少存在有預測信號的圖像中的那些域被訪問用於搜索。因此，該解碼器可以在沒有附加輔助信息的情況下執行該模板匹配處理並預測該目標域。模板匹配可以在不傳送運動矢量的情況下預測目標塊內的像素。根據預期，如果目標塊及其模板之間有很高的相關性，那麼模板匹配預測的預測性能就比得上傳統塊匹配方案的預測性能。在現有技術中，該模板通常從該目標像素的已重建空間相鄰像素取出。鄰近像素與目標像素之間有時候存在較低的相關性。因此，模板匹配預測的性能可能比傳統的塊匹配方案性能低。 _0] 幀內預測中的模板匹配預測在幀內預測中，模板匹配是可用的非局部預測方法中的一種，因為該預測可以由遠離該目標塊的像素所生成。在幀內模板匹配中，模板定義類似於幀內模板匹配的定義。然而，一個不同點在於搜索範圍受限於當前圖片的已解碼部分。請看圖3，用於幀內預測的模板匹配預測方案的示例通常通過參考標號300表示。模板匹配預測方案300涉及圖片377的已解碼部分310。圖片377的已解碼部分310具有搜索域311、在搜索域311內的候選預測312以及相對於候選預測312的鄰域313。模塊匹配預測方案300還涉及圖片377的未解碼部分320。圖片377的未解碼部分320具有目標塊321以及相對於目標塊321的模板322。為了簡明起見，以下說明是基於幀內模塊匹配的。然而，本領域和相關領域的一般的技術人員應理解，幀內模板的對應物可以較為容易地延伸。與解碼器處的模板匹配預測有關的問題是，因為模板匹配需要在解碼器處執行搜索並且模板匹配在不需要任何約束的情況下執行這樣的搜索，因此，需要在解碼器處以亞像素精度針對所有參考幀執行亞像素內插並且存儲這樣的內插得到的幀，儘管事實是僅有一些亞像素位置必須被內插。這就可能增加了相當大的複雜度，例如包括在該解碼器處的存儲複雜度和計算複雜度。
發明內容
通過本發明解決了現有技術的這些和其他瑕疵和缺點，本發明涉及用於視頻編解碼的降低了複雜度的模板匹配預測方法和裝置。根據本發明的一個方面，提供了一種裝置。該裝置包括視頻編碼器，該視頻編碼器用於通過使用模板匹配預測來編碼圖片中的至少一個圖像塊。通過使用降低了執行所述模板匹配預測的複雜度的一個或多個約束標準來可選地約束所述模板匹配預測。根據本發明的另一個方面，提供了一種在視頻編碼器內使用的方法。該方法包括通過使用模板匹配預測來編碼圖片中的至少一個圖像塊。通過使用降低了執行所述模板匹配預測的複雜度的一個或多個約束標準來可選地約束所述模板匹配預測。
根據本發明的又一個另外的方面，提供了一種裝置。該裝置包括視頻解碼器，該視頻解碼器用於通過使用模板匹配預測來解碼圖片中的至少一個圖像塊。通過使用降低了執行所述模板匹配預測的複雜度的一個或多個約束標準來可選地約束所述模板匹配預測。根據本發明的另一個方面，提供了一種在視頻解碼器內使用的方法。該方法包括通過使用模板匹配預測來解碼圖片中的至少一個圖像塊。通過使用降低了執行所述模板匹配預測的複雜度的一個或多個約束標準來可選地約束所述模板匹配預測。本發明的這些和其他方面、特點和優點通過示例性實施例的詳細說明將變得更清楚明白，請結合附圖閱讀以下說明。
根據以下示例性圖示可以更好地了解本發明，其中圖I是示出根據MPEG-4AVC標準通過因數4(用於1/4像素矢量)對幀進行上採樣的圖示。圖2是示出用於幀間預測的模板匹配預測方案的示例的圖示。圖3是示出用於幀內預測的模板匹配預測方案的示例的圖示。圖4是示出根據本發明的一個實施例的本發明可以應用到其上的示例性視頻編碼器的框圖。圖5是示出根據本發明的一個實施例的本發明可以應用到其上的示例性視頻解碼器的框圖。圖6是示出根據本發明的一個實施例通過使用降低了複雜度的模板匹配來編碼圖片的圖像數據的示例性方法的流程圖；以及圖7是示出根據本發明的一個實施例通過使用降低了複雜度的模板匹配來解碼圖片的圖像數據的示例性方法的流程圖。
具體實施例方式本發明涉及用於視頻編解碼的降低了複雜度的模板匹配預測方法和裝置。本說明示例了本發明的原理，因此，應該理解的是，儘管本文沒有明確地說明或示出，本發明領域的技術人員應該可以設想體現本發明原理並包括在其宗旨和範圍之內的各種安排。本文所敘述的所有示例和條件性語言都旨在用於教學目的，以便幫助讀者理解本發明人在現有技術基礎上所得出的原理和構思，而不應解釋為對這種具體描述的示例和條件的限制。此外，本文的所有說明所敘述的本發明的原理、性質、具體實施例及其具體示例都旨在包括其結構上和功能上的等同物。此外，這種等同物旨在同時包括當前已知的等同物以及未來要提出的等同物，即執行相同功能的所開發的任何元件(不論結構如何)。因此，例如，本領域的技術人員應該理解，本發明所提出的框圖指體現本發明原理的示例性電路的概念圖。類似地，可以理解的是，任何流程圖表、流程圖解、狀態轉換圖和虛擬代碼等等，都指可以在可讀計算機介質中大體上表示的並因此由計算機或處理器執行的各種不同的處理，無論這種計算機或處理器是否已明確示出。
本圖表中所顯示的不同元件的功能可以通過使用專用硬體以及可以聯合適當軟體來執行軟體命令的硬體來提供。當由處理器所提供時，該功能可以由單專用處理器、單共享處理器或多個單處理器所提供，其中，一些處理器可以共享。此外，術語「處理器」或「控制器」的顯式使用不應構想為專門指可以執行軟體的硬體，並且可暗含地包括而不限於數位訊號處理器(「DSP」)的硬體、用於存儲軟體的只讀存儲器(「ROM」)、隨機存取存儲器(「RAM」)以及非易失性存儲器。還可以包括其他傳統的和/或常用的硬體。類似地，圖表中所顯示的任何開關都只是概念式的，這些功能可以通過程序邏輯、專用邏輯、程序控制和專用邏輯的相互作用或者甚至通過手動來執行，通過上下文可以更具體地了解執行者可以選擇的特定技術。在本文的權利要求中，表示為實現特定功能的方法的任何元件都旨在包括任何一種實現該功能的方式，例如包括a)實現該功能的電路元件的組合；或幻任何形式的軟體，包括固件或微代碼等等，它們結合用於執行該軟體的適當的電路以便實現該功能。對於由這些權利要求所限定的本發明的原理，存在這樣的事實，即，由不同的所詳述的手段提供的功能根據權利要求所要求的方式結合且集合在一起。因此可以認為，可以提供那些功能的 任何手段都等同於本文所示出的那些手段。本發明的說明書中提及的「一個實施例」或「實施例」及其它的變形指結合該實施例所描述的特定特點、結構、特徵等包括在本發明的至少一個實施例內。因此，出現在通篇說明書中各部分的詞組「在一個實施例中」或「在實施例中」以及其它變形不一定都指代同
一實施例。應該理解的是，例如，在「A/B」、「A和/或B」以及「A和B中的至少一個」的情況下，以下的和/或」以及「其中至少一個」中的任何一個的使用都旨在包括只選擇第一列舉選項(A)、只選擇第二例舉選項(B)或選擇該兩個選項(A和B)。做為另外一個示例，在「A、B和/或C」以及「A、B和C中的至少一個」的情況下，這樣的詞組都旨在包括只選擇該第一例舉選項(A)、只選擇第二例舉選項(B)、只選擇第三例舉選項(C)、只選擇第一和第二例舉選項(A和B)、只選擇第一和第三例舉選項(A和C)、只選擇第二和第三例舉選項(B和C)或選擇三項(A、B和C)。正如本領域和相關領域一般的技術人員可以顯而易見地容易理解的，其可以延伸用於所例舉的更多的項。此外，正如本文所使用的，詞「圖片(picutre) 」和「圖像(image) 」可以交替使用，並指來自視頻序列的靜態圖像或圖片。眾所周知，圖片可以是幀或場。此外，正如本文所使用的，詞「發信號通知(signal) 」指向相應的解碼器指示某事。例如，編碼器可以發信號通知搜索的特定類型(整像素搜索、半像素搜索或者1/4像素搜索)和/或搜索範圍(相鄰運動矢量、小搜索範圍或大搜索範圍)和/或濾波器類型(雙線性濾波器或如在標準運動補償中使用的內插濾波器)，以便使解碼器清楚了解使用在編碼器側的搜索的特定類型和/或搜索範圍和/或濾波器類型。通過這種方式，相同類型的搜索和/或搜索範圍和/或濾波器類型可以都使用在編碼器側和解碼器側。應該理解的是，可以通過各種方式完成發信號通知。例如，一個或多個語法元素、標誌等可以用來將信息發信號通知給相應的解碼器。此外，正如本文所使用的，詞組「標準運動補償」和「標準運動估計」分別指運動補償和運動估計，其中，這種補償或估計根據現有的視頻編碼標準和/或現有的視頻編碼建議(與本發明原理相反)執行。因此，例如，詞組「標準運動估計」可以用來指例如根據MPEG-4AVC標準來執行的傳統的運動估計處理。此外，還注意到，詞組「標準運動補償」和「常規運動補償」在本文中可交替使用，且詞組「標準運動估計」和「常規運動估計」在本文中可交替使用。眾所周知，運動估計是確定運動矢量的處理，該運動矢量描述了從一個二維圖像到另外一個二維圖像(通常來自視頻序列中的相鄰幀)的變換。請看圖4，本發明原理可以應用到其上的示例性視頻編碼器通常由參考標號400表示。視頻編碼器400包括幀排序緩衝器410，緩衝器410具有與組合器485的非反相輸入端存在有信號通信關係的輸出端。組合器485的輸出端以信號通信的方式與變換器和量化器425的第一輸入端連接。變換器和量化器425的輸出端以信號通信的方式與熵編碼器445的第一輸入端以及逆變換器和逆量化器450的第一輸入端連接。熵編碼器445的輸出端以信號通信的方式與組合器490的第一非反相輸入端連接。該組合器490的輸出端以信號通信的方式與輸出緩衝器435的第一輸入端連接。編碼器控制器405的第一輸出端以信號通信的方式與巾貞排序緩衝器410的第二輸入端、逆變換器和逆量化器450的第二輸入端、圖片類型判定模塊415的輸入端、宏塊類型 (MB-型)判定模塊420的第一輸入端、巾貞內預測模塊460的第二輸入端、去塊濾波器465的第二輸入端、運動補償器470的第一輸入端、運動估計器和模板匹配預測模塊475的第一輸入端以及參考圖片緩衝器480的第二輸入端連接。編碼器控制器405的第二輸出端以信號通信的方式與輔助增強信息(SEI)插入器430的第一輸入端、變換器和量化器425的第二輸入端、熵編碼器445的第二輸入端、輸出緩衝器435的第二輸入端，以及序列參數集(SPS)和圖片參數集(PPS)的插入器440的輸入端連接。SEI插入器430的輸出端以信號通信的方式與組合器490的第二非反相輸入端連接。圖片類型判定模塊415的第一輸出端以信號通信的方式與幀排序緩衝器410的第三輸入端連接。圖片類型判定模塊415的第二輸出端以信號通信的方式與宏塊類型判定模塊420的第二輸入端連接。序列參數集(SPS)和圖片參數集(PPS)的插入器440的輸出端以信號通信的方式與組合器490的第三非反相輸入端連接。逆量化器和逆變換器450的輸出端以信號通信的方式與組合器419的第一非反相輸入端連接。組合器419的輸出端以信號通信的方式與幀內預測模塊460的第一輸入端以及去塊濾波器465的第一輸入端連接。去塊濾波器465的輸出端以信號通信的方式與參考圖片緩衝器480的第一輸入端連接。該參考圖片緩衝器480的輸出端以信號通信的方式與運動估計器和模板匹配預測模塊475的第二輸入端以及運動補償器470的第三輸入端連接。運動估計器和模板匹配預測模塊475的第一輸出端以信號通信的方式與運動補償器470的第二輸入端連接。運動估計器和模板匹配預測模塊475的第二輸出端以信號通信的方式與熵編碼器445的第三輸入端連接。運動補償器470的輸出端以信號通信的方式與開關497的第一輸入端連接。幀內預測模塊460的輸出端以信號通信的方式與開關497的第二輸入端連接。宏塊類型判定模塊420的輸出端以信號通信的方式與開關497的第三輸入端連接。開關497的第三輸入端確定了開關的「數據」輸入(被比作控制輸入端，即第三輸入端)是由運動補償器470還是幀內預測模塊460來提供。開關497的輸出端以信號通信的方式與組合器419的第二非反相輸入端以及組合器485的反相輸入端連接。幀排序緩衝器410的第一輸入端以及編碼器控制器405的輸入端可作為編碼器400的輸入端用於接收輸入圖片。此外，輔助增強信息(SEI)插入器430的第二輸入端可作為編碼器400的輸入端，用於接收元數據。輸出緩衝器435的輸出端可作為編碼器400的輸出端，用於輸出比特流。請看圖5，本發明原理中可以應用到其上的示例性視頻解碼器通常由參考標號500表示。視頻解碼器500包括輸入緩衝器510，緩衝器510具有與熵解碼器445的第一輸入端以信號通信方式連接的輸出端。熵解碼器545的第一輸出端以信號通信的方式與逆變換器和逆量化器550的第一輸入端連接。逆變換器和逆量化器550的輸出端以信號通信的方式與組合器525的第二非反相輸入端連接。組合器525的輸出端以信號通信的方式與 去塊濾波器565的第二輸入端以及巾貞內預測模塊560的第一輸入端連接。去塊濾波器565的第二輸出端以信號通信的方式與參考圖片緩衝器580的第一輸入端連接。參考圖片緩衝器580的輸出端以信號通信的方式與運動補償器和模板匹配預測模塊570的第二輸入端連接。熵解碼器545的第二輸出端以信號通信的方式與運動補償器和模板匹配預測模塊570的第三輸入端、去塊濾波器565的第一輸入端以及巾貞內預測器560的第三輸入端連接。該熵解碼器545的第三輸出端以信號通信的方式與解碼器控制器505的輸入端連接。解碼器控制器505的第一輸出端以信號通信的方式與熵解碼器545的第二輸入端連接。解碼器控制器405的第二輸出端以信號通信的方式與逆變換器和逆量化器550的第二輸入端連接。解碼器控制器505的第三輸出端以信號通信的方式與去塊濾波器565的第三輸入端連接。熵解碼器505的第四輸出端以信號通信的方式與幀內預測器560的第二輸入端、運動補償器和模板匹配預測模塊570的第一輸入端，以及參考圖片緩衝器580的第二輸入端連接。該運動補償器的輸出端和模板匹配預測模塊570以信號通信的方式與開關597的第一輸入端連接。該巾貞內預測模塊560的輸出端以信號通信的方式與開關597的第二輸入端連接。開關597的輸出端以信號通信的方式與組合器525的第一非反相輸入端連接。輸入緩衝器510的輸入端可以作為解碼器500的輸入端，用於輸入比特流。去塊濾波器565的第一輸出端可以作為解碼器500的輸出端,用於輸出輸出圖片。因此，如上所述，本發明涉及用於視頻編解碼的降低了複雜度的模板匹配預測方法和裝置。應該理解的是，本文所披露的方法和裝置降低了解碼器的複雜度，同時還維持了模板匹配預測的編碼效率。此外，本發明還可以降低編碼器的複雜度。如上所述，模塊匹配預測(TMP)可通過避免傳送運動/移位信息(運動矢量、參考指數和移位矢量)來提高幀間和幀內預測二者的編碼效率。然而，模板匹配預測的缺點在於，對於編碼器和解碼器都必須執行相同的搜索。這意味著解碼器複雜度可能極大地提高。根據本發明，公開了通過約束針對模板匹配預測的相應設置來簡化模板匹配預測的方法和裝置。有利地，根據本發明這種簡化後的模板匹配預測降低了解碼器的複雜度。解碼複雜度同時包括內存消耗以及計算的複雜度。特別地，在本發明的一個實施例中，將模板匹配預測限制為低於亞像素精度。在另外一個實施例內，使用更少的搜索點(即，搜索更少的位置)。在另外一個實施例中，使用更簡單的亞像素內插方案。通常地，模板匹配預測根據本發明可考慮包括以下步驟(I)限定TMP搜索精度；(2)如果TMP搜索精度大於整像素精度，那麼亮度/色度的亞像素位置通過編碼器以TMP精度被內插。(3)在給定幀的目標塊的情況下，由編碼器針對內插得到的幀中的一組參考樣本中的最佳像素執行搜索，其中，最佳像素的相鄰像素與目標像素的相鄰像素具有最高的相關性。(4)最佳像素被用作該塊的模板匹配預測。
在第一實施例中，提出了將模板匹配預測限制為以比其它常規運動補償方法更低的亞像素精度進行搜索。該限制不會降低編碼效率太多，因為將要對從模板匹配預測中獲得的幾個最佳匹配取平均值，並且已經發現該取平均值和亞像素在減少混疊方面起到類似的作用。在一個實施例中，在編碼器處，亞像素位置在常規運動搜索和模板匹配預測之前針對整個幀被內插。然後常規運動搜索和模板匹配預測之間的判定以比特流的形式發送出去。在解碼器處，取決於是常規運動搜索還是模板匹配預測被使用，運動補償可以針對每個目標塊被動態地執行。在一個具體的子實施例中，將模板匹配預測搜索限制為只在整像素精度下被允許。例如，在這樣的情況下，內插精度可以以(例如常規運動搜索所需要的)亞像素執行，但是，TMP搜索可以被限制為只以整像素網格進行。因此，如果模板匹配預測被選擇用於塊，則在解碼器處不需要針對該塊的任何內插。如果色度解析度與亮度解析度不相同(例如，在YUV4:2:0的情況下)，則色度運動矢量(MV)就是亮度運動矢量的一半且運動矢量搜索只針對亮度執行，因為當色度運動矢量處在半像素精度時，可以使色度運動矢量近似為最接近整像素。在第二實施例中，建議將模板匹配預測限制為較少的(更少的)搜索點。在一個實施例中，模板匹配預測只搜索一組候選位置。這些候選位置可以在具有良好預測中心(諸如當前塊的運動矢量預測因子(motion vector predictor))的小搜索範圍內，或者來源於空間/時間相鄰像素的運動矢量。這基於如下推測當前像素非常可能類似於相鄰像素中的那些，且模板匹配預測通常使用那些像素作為模板。在第三實施例中，建議將不太複雜的亞像素內插方法用於模板匹配預測。在一個子實施例中，允許亮度分量為整像素精度，且色度分量為半像素精度。對於半像素內插，使用雙線性濾波器。這基於類似第一方案的理論，即取平均值和亞像素對混疊的減少具有類似作用，因此，不要求有非常複雜的亞像素內插濾波器。以上方案可以單獨應用或一起應用。此外，以上方案可以高階語法被發送，高階語法例如是條帶頭(slice header)、圖像參數集(PPS)、序列參數集(SPS)、網絡提取層(NAL)單元頭以及輔助增強信息(SEI)消息等等。語法表I示出了根據本發明一個實施例的用於條帶頭的示例性語法。表I
權利要求
1.一種裝置，包括 視頻編碼器(400)，用於通過使用模板匹配預測來編碼圖片中的至少一個圖像塊，其中，通過使用降低了執行所述模板匹配預測的複雜度的一個或多個約束標準來可選地約束所述模板匹配預測。
2.根據權利要求I所述的裝置，其中，所述一個或多個約束標準包括將針對所述模板匹配預測而執行的模板匹配預測運動矢量搜索約束為比標準運動補償方法所使用的精度更低的亞像素精度，該標準運動補償方法對應於現有視頻編碼標準和現有視頻編碼建議中的至少一個，以及，將針對所述模板匹配預測而執行的所述模板匹配預測運動矢量搜索約束為比現有視頻編碼標準和現有視頻編碼建議中的至少一個中的、在相應解碼器處缺少必需的運動搜索的編碼模式所使用的精度更低的亞像素精度。
3.根據權利要求2所述的裝置，其中，在執行所述模板匹配預測運動矢量搜索和標準運動估計方法中的任一個之前，亞像素位置針對整個所述圖片被內插，內插得到的亞像素位置中的至少一些被用於所述模板匹配預測運動矢量搜索。
4.根據權利要求3所述的裝置，其中，在通過使用所述模板匹配預測運動矢量搜索的結果來對所述圖像塊進行編碼和通過使用所述標準運動估計方法的結果來對所述圖像塊進行編碼之間作出判定，並且該判定的結果被編碼以供傳送到相應的解碼器。
5.根據權利要求I所述的裝置，其中，所述一個或多個約束標準包括將所述模板匹配預測約束為與結合標準運動估計方法而執行的運動估計方法相比搜索更少的位置，該標準運動估計方法對應於現有視頻編碼標準和現有視頻編碼建議中的至少一個。
6.根據權利要求5所述的裝置，其中，所述更少的位置對應於搜索範圍，其中，該搜索範圍的中心對應於所述圖像塊的運動矢量預測因子。
7.根據權利要求5所述的裝置，其中，所述更少的位置是由相對於所述圖像塊的空間相鄰像素和時間相鄰像素中的至少一個的運動矢量確定的。
8.根據權利要求I所述的裝置，其中，所述一個或多個約束標準包括將所述模板匹配預測約束為將與標準內插方案相比而言較不複雜的亞像素內插方案用於針對所述模板匹配預測而執行的模板匹配預測運動矢量搜索，該標準內插方案對應於現有視頻編碼標準和現有視頻編碼建議中的至少一個。
9.根據權利要求2所述的裝置，其中，所述圖像塊的亮度分量被以整像素精度內插，且所述圖像塊的色度分量被以半像素精度內插。
10.一種用在視頻編碼器中的方法，包括 通過使用模板匹配預測來編碼圖片中的至少一個圖像塊(615，620，640，641，642)，其中，通過使用降低了執行所述模板匹配預測的複雜度的一個或多個約束標準來可選地約束所述模板匹配預測(615，625，640)。
11.根據權利要求10所述的方法，其中，所述一個或多個約束標準包括將針對所述模板匹配預測而執行的模板匹配預測運動矢量搜索約束為比標準運動補償方法所使用的精度更低的亞像素精度，該標準運動補償方法對應於現有視頻編碼標準和現有視頻編碼建議中的至少一個，以及，將針對所述模板匹配預測而執行的所述模板匹配預測運動矢量搜索約束為比現有視頻編碼標準和現有視頻編碼建議中的至少一個中的、在相應解碼器處缺少必需的運動搜索的編碼模式所使用的精度更低的亞像素精度(615)。
12.根據權利要求11所述的方法，其中，在執行所述模板匹配預測運動矢量搜索和標準運動估計方法中的任一個之前，亞像素位置針對整個所述圖片被內插(625)，內插得到的亞像素位置中的至少一些被用於所述模板匹配預測運動矢量搜索(640，642)。
13.根據權利要求12所述的方法，其中，在通過使用所述模板匹配預測運動矢量搜索的結果來對所述圖像塊進行編碼或通過使用所述標準運動估計方法的結果來對所述圖像塊進行編碼之間作出判定出38，645，650)，並且該判定的結果被編碼以供傳送到相應的解碼器(655,652)。
14.根據權利要求10所述的方法，其中，所述一個或多個約束標準包括將所述模板匹配預測約束為與結合標準運動估計方法而執行的運動估計方法相比搜索更少的位置(640)，該標準運動估計方法對應於現有視頻編碼標準和現有視頻編碼建議中的至少一個。
15.根據權利要求14所述的方法，其中，所述更少的位置對應於搜索範圍，其中，該搜索範圍的中心對應於所述圖像塊的運動矢量預測因子(640)。
16.根據權利要求14所述的方法，其中，所述更少的位置是由相對於所述圖像塊的空間相鄰像素和時間相鄰像素中的至少一個的運動矢量確定的(640)。
17.根據權利要求10所述的方法，其中，所述一個或多個約束標準包括將所述模板匹配預測約束為將與標準內插方案相比而言較不複雜的亞像素內插方案用於針對所述模板匹配預測而執行的模板匹配預測運動矢量搜索(625)，該標準內插方案對應於現有視頻編碼標準和現有視頻編碼建議中的至少一個。
18.根據權利要求17所述的方法，其中，所述圖像塊的亮度分量被以整像素精度內插，且所述圖像塊的色度分量被以半像素精度內插￠25)。
19.一種裝置,包括 視頻解碼器(500)，用於通過使用模板匹配預測來解碼圖片中的至少一個圖像塊，其中，通過使用降低了執行所述模板匹配預測的複雜度的一個或多個約束標準來可選地約束所述模板匹配預測。
20.根據權利要求19所述的裝置，其中，所述一個或多個約束標準包括將針對所述模板匹配預測而執行的模板匹配預測運動矢量搜索約束為比標準運動補償方法所使用的精度更低的亞像素精度，該標準運動補償方法對應於現有視頻編碼標準和現有視頻編碼建議中的至少一個，以及，將針對所述模板匹配預測而執行的所述模板匹配預測運動矢量搜索約束為比現有視頻編碼標準和現有視頻編碼建議中的至少一個中的、在相應解碼器處缺少必需的運動搜索的編碼模式所使用的精度更低的亞像素精度。
21.根據權利要求20所述的裝置，其中，在通過使用所述模板匹配預測運動矢量搜索的結果來對所述圖像塊進行編碼或通過使用所述標準運動估計方法的結果來對所述圖像塊進行編碼之間的判定的結果被解碼，並且，由所述視頻解碼器(500)使用該結果來確定是應用所述模板匹配預測運動矢量搜索還是應用所述標準運動估計方法來解碼所述圖像塊。
22.根據權利要求21所述的裝置，其中，當所述判定的結果指示出所述圖像塊是通過使用所述模板匹配預測運動矢量搜索的結果而被編碼的時，只允許以整像素解析度進行所述模板匹配預測運動矢量搜索。
23.根據權利要求19所述的裝置，其中，所述一個或多個約束標準包括將所述模板匹配預測約束為與結合標準運動估計方法而執行的運動估計方法相比搜索更少的位置，該標準運動估計方法對應於現有視頻編碼標準和現有視頻編碼建議中的至少一個。
24.根據權利要求23所述的裝置，其中，所述更少的位置對應於搜索範圍，其中，該搜索範圍的中心對應於所述圖像塊的運動矢量預測因子。
25.根據權利要求23所述的裝置，其中，所述更少的位置是由相對於所述圖像塊的空間相鄰像素和時間相鄰像素中的至少一個的運動矢量確定的。
26.根據權利要求19所述的裝置，其中，所述一個或多個約束標準包括將所述模板匹配預測約束為將與標準內插方案相比而言較不複雜的亞像素內插方案用於針對所述模板匹配預測而執行的模板匹配預測運動矢量搜索，該標準內插方案對應於現有視頻編碼標準和現有視頻編碼建議中的至少一個。
27.根據權利要求26所述的裝置，其中，所述圖像塊的亮度分量被以整像素精度內插，且所述圖像塊的色度分量被以半像素精度內插。
28.一種用在視頻解碼器中的方法，包括 通過使用模板匹配預測來解碼圖片中的至少一個圖像塊(715，745，750，770)，其中，通過使用降低了執行所述模板匹配預測的複雜度的一個或多個約束標準來可選地約束所述模板匹配預測(715，745，750)。
29.根據權利要求28所述的方法，其中，所述一個或多個約束標準包括將針對所述模板匹配預測而執行的模板匹配預測運動矢量搜索約束為比標準運動補償方法所使用的精度更低的亞像素精度，該標準運動補償方法對應於現有視頻編碼標準和現有視頻編碼建議中的至少一個，以及，將針對所述模板匹配預測而執行的所述模板匹配預測運動矢量搜索約束為比現有視頻編碼標準和現有視頻編碼建議中的至少一個中的、在相應解碼器處缺少必需的運動搜索的編碼模式所使用的精度更低的亞像素精度(715，745)。
30.根據權利要求29所述的方法，其中，在通過使用所述模板匹配預測運動矢量搜索的結果來編碼所述圖像塊或通過使用所述標準運動估計方法的結果來編碼所述圖像塊之間的判定的結果被解碼(730，740)，並且，由所述視頻解碼器使用該結果來確定是應用所述模板匹配預測運動矢量搜索(745，750)還是應用所述標準運動估計方法(755，760，765)來解碼所述圖像塊。
31.根據權利要求30所述的方法，其中，當所述判定的結果指示出所述圖像塊是通過使用所述模板匹配預測運動矢量搜索的結果而被編碼的時，只允許以整像素解析度進行所述模板匹配預測運動矢量搜索(745)。
32.根據權利要求28所述的方法，其中，所述一個或多個約束標準包括將所述模板匹配預測約束為與結合標準運動估計方法而執行的運動估計方法相比搜索更少的位置，該標準運動估計方法對應於現有視頻編碼標準和現有視頻編碼建議中的至少一個(715，750)。
33.根據權利要求32所述的方法，其中，所述更少的位置對應於搜索範圍，其中該搜索範圍的中心對應於所述圖像塊的運動矢量預測因子(750)。
34.根據權利要求32所述的方法，其中，所述更少的位置是由相對於所述圖像塊的空間相鄰像素和時間相鄰像素中的至少一個的運動矢量確定的(750)。
35.根據權利要求28所述的方法，其中，所述一個或多個約束標準包括將所述模板匹配預測約束為將與標準內插方案相比而言較不複雜的亞像素內插方案用於針對所述模板匹配預測而執行的模板匹配預測運動矢量搜索(715，745)，該標準內插方案對應於現有視頻編碼標準和現有視頻編碼建議中的至少一個。
36.根據權利要求35所述的方法，其中，所述圖像塊的亮度分量被以整像素精度內插，且所述圖像塊的色度分量被以半像素精度內插(745)。
37.一種編碼了視頻信號數據的計算機可讀存儲介質，包括 通過使用模板匹配預測而編碼的圖片中的至少一個圖像塊，其中，通過使用降低了執行所述模板匹配預測的複雜度的一個或多個約束標準來可選地約束所述模板匹配預測。
全文摘要
提供了用於視頻編解碼的降低了複雜度的模板匹配預測方法和裝置。編碼方法通過使用模板匹配預測來編碼圖片中的至少一個圖像塊(615，620，640，641，642)，其中，通過使用降低了執行該模板匹配預測的複雜度的一個或多個約束標準來可選地約束該模板匹配預測(615，625，640)。
文檔編號H04N7/26GK102804774SQ201180006641
公開日2012年11月28日 申請日期2011年1月19日 優先權日2010年1月19日
發明者鄭雲飛, 尹鵬, 呂小安, 許茜, 約珥·索 申請人:湯姆遜許可證公司