視頻編碼的運動矢量空間預測方法

2023-06-22 19:33:56

專利名稱：視頻編碼的運動矢量空間預測方法
技術領域：
本發明屬於圖像/視頻壓縮技術領域，具體地說，本發明涉及音視頻編解碼中的運動矢量預測技術。
背景技術：
伴隨著人類在數位訊號技術上的進步，出現了很多與之相關的新產品，如數位電視、新一代移動通信、網絡流媒體等。它們滿足了人們在工作，學習，生活娛樂方面的各種需要。但同時這些產品的出現也對現有的技術提出了更高的要求。特別在數據壓縮技術上，由於目前存儲空間和網絡帶寬等瓶頸的限制，面對大量需要處理的數據，一些應用難以實現。因此開發出一個高效的視頻編解碼技術是實現高質量、低成本多媒體數據存儲與傳輸關鍵。目前國際和國內的一些標準組織都在為制定出一套更好的視頻標準而努力。典型的有國際標準化組織/國際電工技術委員會第一聯合技術組(ISO/IEC JTC1)推出的MPEG-1，MPEG-2和MPEG-4等國際標準，以及國際電信聯盟(ITU-T)提出的H.26x系列推薦。這些視頻編碼標準在工業界得到了廣泛應用。在中國，中國視音頻標準(AVS)也是一個高性能、低複雜度的國家標準。
這些視頻編碼標準的基本框架包括預測、變換、量化和熵編碼四個主要部分。其中預測部分是利用視頻圖像周圍時域和空域上的相關信息，通過預測來降低圖像的冗餘信息。由於自然界場景變化是有一定規律的，圖像預測就是利用了這些規律來通過已知的信息的預測出未知圖像的信息，如果圖像預測得準確，用來編碼圖像所用的數據量能大大降低，這樣就會提高視頻的壓縮效率。圖像預測一般包含兩種時域預測和空域預測。時域預測是使用被預測圖像前面或後面幾幅圖像的信息來預測的。空域預測是使用被預測圖像本身已經得到的信息來做預測的。預測不僅僅是對圖像像素值的預測，還可以是對運動矢量的預測。
運動矢量預測在編碼其中有三個大的應用(1)在快速運動估計中，要使用運動矢量預測值作為快速運動估計的起始點；(2)預測當前編碼塊的運動矢量；(3)為一些不帶運動矢量信息的特殊模式推導出運動矢量。快速運動中如果運動矢量預測得準確，運動估計計算很快收斂到最優位置，可以降低運動估計的時間複雜度。如果對當前編碼塊的運動矢量預測得準確，可以降低編碼運動矢量差信息的數據量。如果對特殊模式的運動矢量預測得準確，這些特殊模式可以被更多的選用，能夠得到更優的編碼模式，提高了編碼性能。
圖像編碼是以16×16大小的宏塊為單位來編碼的，每個宏塊還可以分成更小的16×8、8×16、8×8、8×4、4×8、4×4塊，這些塊統稱為編碼塊。一幅視頻圖像所表達的場景可以包含多個物體。通常一個物體要覆蓋了好幾個編碼塊。而自然界大多數物體都是剛體，他們的運動也是剛體運動，即剛體運動時，剛體上的每一點運動速度都是一致的。這個規律幫助我們利用物體中的已知某一部分的運動方向和位置可以預測出該物體其它部分的運動方向和位置。圖像中物體某一部分的運動方向和位置就是某一編碼塊的運動矢量。一個編碼塊的運動矢量通常都是和它周圍最鄰近的幾個編碼塊的運動矢量相關。本專利就是利用當前待編碼塊空間上最鄰近的已經編碼塊的運動矢量來預測當前塊的運動矢量。

發明內容
本發明的目的是在視頻編碼標準中使用一個更有效的運動矢量空間預測的方法來更準確的預測出當前需要得到的運動矢量，從而降低編碼運動矢量所需的數據量，提高編碼效率，同時該方法可以用於現有的任何視頻標準的運動矢量預測中。
為實現上述發明目的，本發明提供的一種運動矢量空間預測方法，包括如下步驟1)選取當前待預測的編碼塊E周圍相鄰的編碼塊A、B、C和D；其中A塊為當前塊E左側已編碼塊，B塊為當前塊E上方已編碼塊，C塊為當前塊E的右上方已編碼塊，D塊為當前塊E的右上方已編碼塊；使用當前待預測的編碼塊E周圍相鄰的編碼塊A、B、C和D的運動矢量的相關性來計算出待編碼塊E的運動矢量預測值；2)從四個鄰塊中選擇出三個候選塊；三個候選塊的選取準則是如果A、B、C塊已經編碼完畢，就用這三個塊的運動矢量；如果A塊或B塊不可得到，則它們的運動矢量設為零；如果C塊不可得到，則使用D塊的運動矢量；3)將三個候選塊的運動矢量作為矢量預測的三個候選運動矢量，通過這三個候選運動矢量來計算得到待編碼塊E的運動矢量預測值。
所述步驟3)中，在得到三個候選運動矢量後，以兩個運動矢量的兩個相應分量差值的絕對值和作為運動矢量相似度的定量結果，選出計算結果最小的兩個運動矢量作為最相似的一對運動矢量；然後，令選出的兩個最相似運動矢量每個對應分量的平均值作為預測運動矢量的每個分量值。
所述的通過三個候選運動矢量來計算得到待編碼塊E的運動矢量預測值的具體方法如下將選出的三個候選塊分別用B1、B2和B3表示，它們的運動矢量分別為(X1，Y1)、(X2，Y2)和(X3，Y3)；進行如下步驟3a)計算三個塊兩兩之間的運動矢量分量的差的絕對值和，B1_B2＝|X1-X2|+|Y1-Y2|，B2_B3＝|X2-X3|+|Y2-Y3|，B1_B3＝|X1-X3|+|Y1-Y3|；3b)求B1_B2、B2_B3和B1_B3中的最小值min(B1_B2，B2_B3，B1_B3)；3c)判斷min(B1_B2，B2_B3，B1_B3)是否等於B1_B2，當min(B1_B2，B2_B3，B1_B3)不等於B1_B2時，進入步驟3e)；當min(B1_B2，B2_B3，B1_B3)等於B1_B2時，判斷min(B1_B2，B2_B3，B1_B3)是否等於B2_B3，如果是，則待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於(X2，Y2)；否則進入步驟3d)；3d)判斷min(B1_B2，B2_B3，B1_B3)是否等於B1_B3，如果，是待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於(X1，Y1)；否則待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於((X1+X2+1)＞＞1，(Y1+Y2+1)＞＞1)；3e)判斷min(B1_B2，B2_B3，B1_B3)是否等於B1_B3；當min(B1_B2，B2_B3，B1_B3)是不等於B2_B3時，待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於((X1+X3+1)＞＞1，(Y1+Y3+1)＞＞1)；當min(B1_B2，B2_B3，B1_B3)等於B2_B3時，判斷min(B1_B2，B2_B3，B1_B3)是否等於B1_B3，如果是，則待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於(X3，Y3)；否則待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於((X2+X3+1)＞＞1，(Y2+Y3+1)＞＞1)，其中＞＞1表示右移1位。
為實現上述發明目的，本發明還提供的另一種運動矢量空間預測方法，包括如下步驟4)選取當前待預測的編碼塊E周圍相鄰的編碼塊A、B、C和D；其中A塊為當前塊E左側已編碼塊，B塊為當前塊E上方已編碼塊，C塊為當前塊E的右上方已編碼塊，D塊為當前塊E的右上方已編碼塊；使用當前待預測的編碼塊E周圍相鄰的編碼塊A、B、C和D的運動矢量的相關性來計算出待編碼塊E的運動矢量預測值；5)從四個鄰塊中選擇出三個候選塊；三個候選塊的選取準則是如果A、B、C塊已經編碼完畢，就用這三個塊的運動矢量；如果A塊或B塊不可得到，則它們的運動矢量設為零；如果C塊不可得到，則使用D塊的運動矢量；6)將三個候選塊的運動矢量作為矢量預測的三個候選運動矢量，求兩個運動矢量對應分量差的絕對值和，得到計算結果最大的一對運動矢量，即最不相似的一對運動矢量；然後，得到兩個最不相似運動矢量之外的第三個運動矢量，並將第三個運動矢量作為當前塊的預測運動矢量。
所述步驟6)中，將選出的三個候選塊分別用B1、B2和B3表示，它們的運動矢量分別為(X1，Y1)、(X2，Y2)和(X3，Y1)；所述步驟6)的具體實現包括如下子步驟6a)計算三個塊兩兩之間的運動矢量分量的差的絕對值和，B1_B2＝|X1-X2|+|Y1-Y2|，B2_B3＝|X2-X3|+|Y2-Y3|，B1_B3＝|X1-X3|+|Y1-Y3|；6b)求B1_B2、B2_B3和B1_B3中的最大值max(B1_B2，B2_B3，B1_B3)；6c)判斷max(B1_B2，B2_B3，B1_B3)是否等於B1_B2，當max(B1_B2，B2_B3，B1_B3)不等於B1_B2時，進入步驟3e)；當max(B1_B2，B2_B3，B1_B3)等於B1_B2時，判斷max(B1_B2，B2_B3，B1__B3)是否等於B2_B3，如果是，則待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於(X2，Y2)；否則進入步驟3d)；6d)判斷max(B1_B2，B2_B3，B1_B3)是否等於B1_B3，如果是，待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於(X1，Y1)；否則待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於(X3，Y3)；6e)判斷max(B1_B2，B2_B3，B1_B3)是否等於B2_B3；當max(B1_B2，B2_B3，B1_B3)是不等於B2_B3時，待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於(X2，Y2)；當max(B1_B2，B2_B3，B1_B3)等於B2_B3時，判斷max(B1_B2，B2_B3，B1_B3)是否等於B1_B3，如果是，則待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於(X3，Y3)；否則待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於(X1，Y1)。
本發明建立是基於視頻序列的運動特徵的分析上，所以能夠準確的預測出當前待編碼塊的運動矢量，減少了運動矢量差的幅度，從而降低了編碼運動矢量差所需要的bit數目，提高了壓縮效率。對一些適合於本方法的典型視頻序列，應用本方法壓縮率可以提高到1％左右。本發明提出的兩種方法的工作原理相近，前一種方法適合於運動規律亂的序列，後一種方法適合於整體運動比較強的序列。針對不同的視頻序列的特性，可以使用不同的運動矢量預測的方法來達到更高的壓縮效率。


圖1是視頻圖像編解碼器的各個關鍵技術流程圖；運動矢量預測在圖中為編解碼器的運動估計和編解碼器計算運動矢量差提供了預測的運動矢量。
圖2是運動矢量預測塊位置關係示意圖；E塊當前待編碼塊；A塊當前塊E的左側已編碼塊；B塊當前塊E的上方已編碼塊；C塊當前塊E的右上方已編碼塊；D塊當前塊E的左上方已編碼塊。
圖3是運動矢量裝置組成示意圖；201輸入和存儲候選運動矢量的裝置；202對運動矢量進行選擇的裝置；203用選擇的候選運動矢量做預測的裝置；204存儲和輸出預測運動矢量的裝置。
具體實施例方式
本發明提供的運動矢量預測方法是為編解碼器的運動估計和編解碼器計算運動矢量差提供了預測的運動矢量(圖1是視頻圖像編解碼器的各個關鍵技術流程圖)。本發明在編碼端和解碼端的實現是相同的，因此在這裡給出的實施例不特指是編碼端還是解碼端。
實施例1使用當前待預測的編碼塊E周圍相鄰的編碼塊A、B、C和D的運動矢量的相關性來計算出待編碼塊E的運動矢量預測值(其中A塊為當前塊E左側已編碼塊，B塊為當前塊E上方已編碼塊，C塊為當前塊E的右上方已編碼塊，D塊為當前塊E的右上方已編碼塊)。從四個鄰塊中選擇出三個塊的運動矢量來計算得到待編碼塊E的運動矢量預測。三個候選塊的選取準則是如果A、B、C塊已經編碼完畢，就用這三個塊的運動矢量；如果A塊或B塊不可得到，則它們的運動矢量設為零；如果C塊不可得到，則使用D塊的運動矢量。如圖2所示，該圖分為(a)，(b)，(c)和(d)四個部分，分別舉例表示對一個8×8大小的塊的4個4×4塊編碼(Block0、Block1、Block2、Block3)時，當前塊E與A，B，C和D塊的位置關係；其中，(a)部分表示對Block0進行編碼，(b)部分表示對Block1進行編碼，(c)部分表示對Block2進行編碼，(d)部分表示對Block3進行編碼。需要特殊說明的是，當前塊為Block3時，由於下一個宏塊還沒有編碼，所以得不到C塊，在這種情況下，用預測塊D代替。另外在一些特殊情況下，比如圖像邊界，條帶(slice)邊界等，都有可能得不到某些預測塊，這都有相應的機制來處理他們(這些機制屬於本領域技術人員的公知技術)。
選出候選塊後，將這三個候選塊分別用B1、B2和B3表示，它們的運動矢量分別為(X1，Y1)、(X2，Y2)和(X3，Y3)；進行如下步驟a)計算三個塊兩兩之間的運動矢量分量的差的絕對值和，B1_B2＝|X1-X2|+|Y1-Y2|，B2_B3＝|X2_X3|+|Y2-Y3|，B1_B3＝|X1-X3|+|Y1-Y3|；b)求B1_B2、B2_B3和B1_B3中最小值min(B1_B2，B2_B3，B1_B3)；c)如果min(B1_B2，B2_B3，B1B3)等於B1_B2時；如果min(B1_B2，B2_B3，B1_B3)等於B2_B3，待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於(X2，Y2)；否則，如果min(B1_B2，B2_B3，B1_B3)等於B1_B3，待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於(X1，Y1)；否則，待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於((X1+X2+1)＞＞1，(Y1+Y2+1)＞＞1)；
否則，如果min(B1_B2，B2B3，B1_B3)等於B2_B3；如果min(B1_B2，B2_B3，B1_B3)等於B1_B3，待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於(X3，Y3)；否則，待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於((X2+X3+1)＞＞1，(Y2+Y3+1)＞＞1)；否則，待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於((X1+X3+1)＞＞1，(Y1+Y3+1)＞＞1)。
本文中的符號＞＞1均表示右移一位。
示例性地，如果從當前塊E的相鄰塊得到A，B，C(或D)的運動矢量分別為(-3，6)，(1，4)，(4，1)預測當前塊E的運動矢量E。
根據公式(1)(該公式表示的是運動矢量最相似準則)計算兩兩運動矢量相似度P,Q=argmini,j=1,2,3,ijMi{A,B,C}(|Mi(x)-Mj(x)|+|Mi(y)-Mj(y)|)---(1)]]>其中，{A，B，C}為鄰塊集合，當C塊得不到時用D代替，Mi、Mi為鄰塊之一，Mi，Mj∈{A，B，C}，Mi(x)為鄰塊Mi運動矢量的x分量，Mi(y)為鄰塊Mi運動矢量的y分量，P，Q為得到最相似的兩個運動矢量。
A和B＝|-3-1|+|6-4|＝6，A和C＝|-3-4|+|6-1|＝12，B和C＝|1-4|+|4-1|＝6由於A和B，B和C，都得到最小值6，按塊的字母順序A有更高的優先級，計算A和B的對應分量的均值作為當前塊E的預測運動矢量，E(x)＝(A(x)+B(x)+1)＞＞1＝(-3+1+1)＞＞1＝0，E(y)＝(A(y)+B(y)+1)＞＞1＝(6+4+1)＞＞1＝5。
實施例2使用當前待預測的編碼塊E周圍相鄰的編碼塊A、B、C和D的運動矢量的相關性來計算出待編碼塊E的運動矢量預測值(其中A塊為當前塊E左側已編碼塊，B塊為當前塊E上方已編碼塊，C塊為當前塊E的右上方已編碼塊，D塊為當前塊E的右上方已編碼塊)。從四個鄰塊中選擇出三個塊的運動矢量來計算得到待編碼塊E的運動矢量預測。
三個候選塊的選取準則是如果A、B、C塊已經編碼完畢，就用這三個塊的運動矢量；如果A塊或B塊不可得到，則它們的運動矢量設為零；如果C塊不可得到，則使用D塊的運動矢量。
將選出的三個候選塊分別用B1、B2和B3表示，它們的運動矢量分別為(X1，Y1)、(X2，Y2)和(X3，Y3)；進行如下步驟a)計算三個塊兩兩之間的運動矢量分量的差的絕對值和，B1_B2＝|X1-X2|+|Y1-Y2|，B2_B3＝|X2-X3|+|Y2-Y3|，B1_B3＝|X1-X3|+|Y1-Y3|；b)求B1_B2、B2_B3和B1_B3中最大值max(B1_B2，B2_B3，B1_B3)；c)如果max(B1_B2，B2_B3，B1_B3)等於B1_B2；如果max(B1_B2，B2_B3，B1_B3)等於B2_B3，待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於(X2，Y2)；否則，如果max(B1_B2，B2_B3，B1_B3)等於B1_B3，待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於(X1，Y1)；否則，待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於(X3，Y3)；否則，如果max(B1_B2，B2_B3，B1_B3)等於B2_B3；如果max(B1_B2，B2_B3，B1_B3)等於B1_B3，待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於(X3，Y3)；否則，待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於(X1，Y1)；否則，待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於(X2，Y2)；示例性地，如果從當前塊E的相鄰塊得到A，B，C(或D)的運動矢量分別為(-3，6)，(1，4)，(4，1)預測當前塊E的運動矢量E。根據公式(2)(該公式表示的是運動矢量最不相似準則)計算兩兩運動矢量不相似度P,Q=argmaxi,j=1,2,3,ijMi{A,B,C}(|Mi(x)-Mj(x)|+|Mi(y)-Mj(y)|)]]>式(2)其中，{A，B，C}為鄰塊集合，當C塊得不到時用D代替，Mi、Mi為鄰塊之一，Mi，Mj∈{A，B，C}，Mi(x)為鄰塊Mi運動矢量的x分量，Mi(y)為鄰塊Mi運動矢量的y分量，P，Q為得到最相似的兩個運動矢量。
A和B＝|-3-1|+|6-4|＝6，A和C＝|-3-4|+|6-1|＝12，B和C＝|1-4|+|4-1|＝6A和C的計算結果為12，是最不相似的一對運動矢量，除A和C之外的B作為當前塊E的預測運動矢量，E(x)＝B(x)＝1，E(y)＝B(y)＝1。
運動矢量預測過程參見圖3所示。運動矢量預測裝置由已經編碼鄰塊的運動矢量輸入裝置201，鄰塊運動矢量選擇處理裝置202，當前待編碼塊的預測運動矢量裝置203，預測運動矢量輸出裝置204四部分組成。預測當前塊運動矢量時，當前塊周圍已經編碼的鄰塊的運動矢量輸入到運動矢量輸入裝置201中，並在鄰塊運動矢量選擇時將該輸入裝置中的運動矢量輸入到鄰塊運動矢量選擇處理裝置202中，選擇若干候選運動矢量並輸入到當前待編碼塊的預測運動矢量裝置203中，在預測運動矢量裝置203中用選擇的候選運動矢量採用本發明描述的兩種運動矢量預測方法中的一種來預測當前運動矢量，然後輸入到預測運動矢量輸出裝置204中存儲並在需要時輸出。這些裝置之間的可以採用任意種方式通信。每種裝置可以看作是運動矢量的每個模塊，這些模塊可以既可以用硬體實現也可以用軟體實現，沒有任何的限制。
本發明對運動矢量預測過程的劃分方法不是唯一的，有些裝置也不是必須的或者固定不變的。只要任何運動矢量預測裝置的設計能夠得到和本發明描述的方法得到同樣的結果，都可以視為同樣的運動矢量預測方法。
權利要求
1.一種運動矢量空間預測方法，包括如下步驟1)選取當前待預測的編碼塊E周圍相鄰的編碼塊A、B、C和D；其中A塊為當前塊E左側已編碼塊，B塊為當前塊E上方已編碼塊，C塊為當前塊E的右上方已編碼塊，D塊為當前塊E的右上方已編碼塊；使用當前待預測的編碼塊E周圍相鄰的編碼塊A、B、C和D的運動矢量的相關性來計算出待編碼塊E的運動矢量預測值；2)從四個鄰塊中選擇出三個候選塊；三個候選塊的選取準則是如果A、B、C塊已經編碼完畢，就用這三個塊的運動矢量；如果A塊或B塊不可得到，則它們的運動矢量設為零；如果C塊不可得到，則使用D塊的運動矢量；3)將三個候選塊的運動矢量作為矢量預測的三個候選運動矢量，通過這三個候選運動矢量來計算得到待編碼塊E的運動矢量預測值。
2.按權利要求1所述的運動矢量空間預測方法，所述步驟3)中，在得到三個候選運動矢量後，以兩個運動矢量的兩個相應分量差值的絕對值和作為運動矢量相似度的定量結果，選出計算結果最小的兩個運動矢量作為最相似的一對運動矢量；然後，令選出的兩個最相似運動矢量每個對應分量的平均值作為預測運動矢量的每個分量值。
3.按權利要求1所述的運動矢量空間預測方法，所述的通過三個候選運動矢量來計算得到待編碼塊E的運動矢量預測值的具體方法如下將選出的三個候選塊分別用B1、B2和B3表示，它們的運動矢量分別為(X1，Y1)、(X2，Y2)和(X3，Y3)；進行如下步驟3a)計算三個塊兩兩之間的運動矢量分量的差的絕對值和，B1_B2＝|X1-X2|+|Y1-Y2|，B2_B3＝|X2-X3|+|Y2-Y3|，B1_B3＝|X1-X3|+|Y1-Y3|；3b)求B1_B2、B2_B3和B1_B3中的最小值min(B1_B2，B2_B3，B1_B3)；3c)判斷min(B1_B2，B2_B3，B1_B3)是否等於B1_B2，當min(B1_B2，B2_B3，B1_B3)不等於B1_B2時，進入步驟3e)；當min(B1_B2，B2_B3，B1_B3)等於B1_B2時，判斷min(B1_B2，B2_B3，B1_B3)是否等於B2_B3，如果是，則待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於(X2，Y2)；否則進入步驟3d)；3d)判斷min(B1_B2，B2_B3，B1_B3)是否等於B1_B3，如果是，待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於(X1，Y1)；否則待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於((X1+X2+1)＞＞1，(Y1+Y2+1)＞＞1)；3e)判斷min(B1_B2，B2_B3，B1_B3)是否等於B2_B3；當min(B1_B2，B2_B3，B1_B3)是不等於B2_B3時，待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於((X1+X3+1)＞＞1，(Y1+Y3+1)＞＞1)；當min(B1_B2，B2_B3，B1_B3)等於B2_B3時，判斷min(B1_B2，B2_B3，B1_B3)是否等於B1_B3，如果是，則待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於(X3，Y3)；否則待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於((X2+X3+1)＞＞1，(Y2+Y3+1)＞＞1)。
4.一種運動矢量空間預測方法，包括如下步驟4)選取當前待預測的編碼塊E周圍相鄰的編碼塊A、B、C和D；其中A塊為當前塊E左側已編碼塊，B塊為當前塊E上方已編碼塊，C塊為當前塊E的右上方已編碼塊，D塊為當前塊E的右上方已編碼塊；使用當前待預測的編碼塊E周圍相鄰的編碼塊A、B、C和D的運動矢量的相關性來計算出待編碼塊E的運動矢量預測值；5)從四個鄰塊中選擇出三個候選塊；三個候選塊的選取準則是如果A、B、C塊已經編碼完畢，就用這三個塊的運動矢量；如果A塊或B塊不可得到，則它們的運動矢量設為零；如果C塊不可得到，則使用D塊的運動矢量；6)將三個候選塊的運動矢量作為矢量預測的三個候選運動矢量，求兩個運動矢量對應分量差的絕對值和，得到計算結果最大的一對運動矢量，即最不相似的一對運動矢量；然後，得到兩個最不相似運動矢量之外的第三個運動矢量，並將第三個運動矢量作為當前塊的預測運動矢量。
5.按權利要求4所述的運動矢量空間預測方法，所述步驟6)中，將選出的三個候選塊分別用B1、B2和B3表示，它們的運動矢量分別為(X1，Y1)、(X2，Y2)和(X3，Y3)；所述步驟6)的具體實現包括如下子步驟6a)計算三個塊兩兩之間的運動矢量分量的差的絕對值和，B1_B2＝|X1-X2|+|Y1-Y2|，B2_B3＝|X2-X3|+|Y2-Y3|，B1_B3＝|X1-X3|+|Y1-Y3|；6b)求B1_B2、B2_B3和B1_B3中的最大值max(B1_B2，B2_B3，B1_B3)；6c)判斷max(B1_B2，B2_B3，B1_B3)是否等於B1_B2，當max(B1_B2，B2_B3，B1_B3)不等於B1_B2時，進入步驟3e)；當max(B1_B2，B2_B3，B1_B3)等於B1_B2時，判斷max(B1_B2，B2_B3，B1_B3)是否等於B2_B3，如果是，則待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於(X2，Y2)；否則進入步驟3d)；6d)判斷max(B1_B2，B2_B3，B1_B3)是否等於B1_B3，如果是，待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於(X1，Y1)；否則待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於(X3，Y3)；6e)判斷max(B1_B2，B2_B3，B1_B3)是否等於B2_B3；當max(B1_B2，B2_B3，B1_B3)是不等於B2_B3時，待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於(X2，Y2)；當max(B1_B2，B2_B3，B1_B3)等於B2_B3時，判斷max(B1_B2，B2_B3，B1_B3)是否等於B1_B3，如果是，則待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於(X3，Y3)；否則待預測塊E的預測運動矢量(Xe，Ye)等於(X1，Y1)。
全文摘要
本發明涉及音視頻編解碼中的運動矢量預測技術。本發明選取當前待預測的編碼塊E周圍相鄰的編碼塊A、B、C和D；從四個鄰塊中選擇出三個候選塊；將三個候選塊的運動矢量作為矢量預測的三個候選運動矢量，根據本發明提出的兩種方法之一(即運動矢量最相似準則或運動矢量最不相似準則)，計算出待編碼塊E的運動矢量預測值。本發明是基於視頻序列的運動特徵的分析上提出的，能夠準確的預測出當前待編碼塊的運動矢量，提高了壓縮效率。本發明提出的兩種方法，運動矢量最相似法適合於運動規律亂的序列，運動矢量最不相似法適合於整體運動比較強的序列。針對不同序列的特性，可以使用不同的運動矢量預測的方法來達到更高的壓縮效率。
文檔編號H04N7/26GK1885948SQ20051007729
公開日2006年12月27日 申請日期2005年6月21日 優先權日2005年6月21日
發明者高文, 齊洪鋼, 季向陽, 趙德斌, 馬思偉 申請人:中國科學院計算技術研究所