CN100502506C - 视频编码/解码方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种视频编码方法包括：将一视频的多个编码帧(rf0，rf1，rf2)存储在一存储器中；产生出分成包括至少一个编码区(A-D)和至少一个待编码区(E)在内的多个区(A-E)的待编码帧(当前)；采用多个运动矢量(RCMV)作为多个参考矢量来产生出待编码帧的待编码区的预测矢量(MV)，这些运动矢量是在对围绕着待编码帧的待编码区的编码区的原始区域进行编码时相对于选自编码帧的至少一个参考帧而产生的以便进行运动补偿预测；并且对所述待编码帧进行编码以产生出编码视频数据。

Description

视频编码/解码方法和设备
本申请是于2003年6月17日提交的题为“视频编码/解码方法和设备”的中国专利申请No.03143053.8的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种对视频信号进行压缩编码的视频编码方法及其视频编码设备，以及一种对压缩编码数据进行解码以将它还原成原始视频信号的视频解码方法。
背景技术
广泛投入到实际使用的用于视频影像(video image)的压缩解码系统有MPEG-1(ISO/IEC11172-2)、MPEG-2(ISO/IEC 13818-2)、MPEG-4(ISO/IEC 14496-2)和ITU-TH.263。在这些编码系统中，通过帧内编码图像(picture)(I图像)、前向预测帧内编码图像(P图像)和双向预测编码图像(B图像)的组合来完成运动补偿预测编码。采用正好在那之前的P图像或I图像作为参考帧来对P图像进行解码。采用正好在那之前和之后的P图像或I图像作为参考帧来对B图像进行解码。
根据MPEG方案，可以从视频影像的一个帧或多个帧中产生出每个宏块的预测图像。通常在P图像的情况中，预测图像是在宏块的多个单元中从一个参考帧中产生出的。在B图像的情况中，预测图像是采用由前向(forward)和后向(backword)图像构成的参考帧中的一个产生的。或者，从这些前向和后向参考帧中提取出参考宏块。从这些宏块的平均值中还原出预测图像。将表示预测模式的预测模式信息嵌入在编码数据的每个宏块中。
在用于B图像的双向预测中，分别使用前向和后向的参考帧来进行运动补偿预测。因此，存在的问题在于，分别与前向的和后向的图像相对应的两个运动矢量是必须每个单元区域(例如，宏块或通过分割该宏块获得的小区)进行运动补偿，因此与采用单个运动矢量的前向预测相比需要许多运动矢量的编码位。另外存在的问题有，当从多个前向和后向帧中进行运动补偿预测时，则需要与这些参考帧相对应的运动矢量，从而导致这些运动矢量的编码位的数量增加。
如上所述，在用来从多个参考帧中进行运动补偿预测如在传统B图像中的双向预测的视频解码方案中，必须有与多个参考帧相对应的运动矢量。为此，当对这些运动矢量进行编码时，出现的问题在于，这些运动矢量的编码位的数量增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种视频编码/解码方法及其视频编码/解码设备，该方法可以减少从多个参考帧中进行运动补偿预测所需要的运动矢量的编码位的数量。
根据本发明的一个方面，提供了一种视频编码方法，其特征在于包括：在存储器中存储视频的多个编码帧；生成被分为多个区域的要编码帧，所述多个区域包括至少一个编码区域和至少一个要编码区域；通过根据与参考帧的时间间隔来定标围绕要编码区域的编码宏块的参考矢量，生成要编码帧的要编码区域的预测矢量，运动矢量相对于从编码帧中选择的至少一个参考帧而生成，以便在对围绕要编码帧的要编码区域的编码区域的原始区域进行编码时进行运动补偿预测；对要编码帧进行编码，以生成编码视频数据。
根据本发明的另一个方面，提供了一种视频编码设备，其特征在于包括：存储视频的多个编码帧并且存储被分为多个区域的要编码帧的存储器，所述多个区域包括至少一个编码区域和至少一个要编码区域；通过根据与参考帧的时间间隔来定标围绕要编码区域的编码宏块的参考矢量，生成要编码区域的预测矢量的生成器，运动矢量相对于从编码帧中选择的至少一个参考帧而生成，以便在对围绕要编码帧的要编码区域的编码区域的原始区域进行编码时进行运动补偿预测；对要编码帧进行编码以生成编码视频数据的编码器。
根据本发明的另一个方面，提供了一种视频解码方法，其特征在于包括：接收包括编码帧和预测矢量的编码视频数据，其中所述预测矢量通过根据与参考帧的时间间隔来定标围绕要编码区域的编码宏块的参考矢量而生成，运动矢量相对于从编码帧中选择的至少一个参考帧而生成，以便在对围绕要编码帧的要编码区域的编码区域的原始区域进行编码时进行运动补偿预测；对编码的视频数据进行解码以提取预测矢量；从解码的预测矢量生成运动矢量；以及使用生成的运动矢量通过运动补偿预测对编码帧解码，以再现视频。
根据本发明的另一个方面，提供了一种视频解码设备，其特征在于包括：接收包括编码帧和预测矢量的编码视频数据的接收单元，其中所述预测矢量通过根据与编码中的参考帧的时间间隔来定标围绕要编码区域的编码宏块的参考矢量而生成，运动矢量相对于从编码帧中选择的至少一个参考帧而生成，以便在对围绕要编码帧的要编码区域的编码区域的原始区域进行编码时进行运动补偿预测；对编码的视频数据进行解码以提取预测矢量的第一解码器单元；从解码的预测矢量生成运动矢量的生成单元；以及使用生成的运动矢量通过运动补偿预测对编码帧解码，以再现视频的第二解码器单元。
附图说明
图1为根据本发明一个实施方案的视频编码设备的结构的方框图；
图2为根据该实施方案的视频解码设备的结构的方框图；
图3为在该实施方案中的运动矢量预测编码方法的第一实施例的示意图；
图4为在该实施方案中的运动矢量预测编码方法的第二实施例的示意图；
图5为在该实施方案中的运动矢量预测编码方法的第三实施例的示意图；
图6为在该实施方案中的运动矢量预测编码方法的第四实施例的示意图；
图7为用来说明在该实施方案中用于对在这些帧之间的运动量进行编码的方法的示意图；
图8为用来说明在该实施方案中用于对在这些帧之间的运动量进行编码的方法的示意图；
图9为用来说明在该实施方案中用于对在这些帧之间的运动量进行编码的方法的示意图；
图10为在该实施方案中的运动矢量预测编码方法的第五实施例的示意图；
图11为在该实施方案中的运动矢量预测编码方法的第六实施例的示意图；
图12为用来说明一目标的宏块和在该宏块周围的多个宏块的位置关系的示意图；并且
图13为在该实施方案中的运动矢量预测编码方法的第七实施例的示意图。
具体实施方式
下面将参照这些附图对本发明的实施方案进行说明。
(编码)
在图1中所示的视频编码设备可以用硬件来实现，并且可以通过采用软件通过计算机来实现。一些过程可以用硬件来进行，并且剩下的过程可以通过软件来进行。
在图1中，在以帧(或图像)为单位将输入影像信号100输入给减法器以产生出一预测误差信号101，该信号是预测图像信号104相对于输入视频信号100的误差。通过运动补偿预测单元(MC)111从暂时存储在参考帧存储器组(FMA)118中的至少一个参考帧图像信号(或参考图像信号)中产生出该预测图像信号104。该参考帧存储器组118包括多个帧存储器。
运动补偿预测单元111进行参考帧的选择、预测矢量的产生以及运动补偿预测。利用离散余弦变换器(DCT)112、量化器(Q)113以及可变长度编码器(VLC)114来对该预测误差信号101进行编码。在从可变长度编码器114中输出的编码数据106中加入指定了在运动补偿预测中所使用的参考帧的指示(index)和被称为辅助数据(sidedata)的数据105以及量化DCT系数的编码数据102。辅助数据是通过以宏块为单位对涉及预测了用于运动补偿预测的运动矢量的预测矢量的产生的信息进行编码来产生的。将编码数据106发送给存储系统或传送系统(未示出)。
将量化器113的输出信号输入给反向量化器(IQ)115。将通过反向量化器115和后向余弦变换器(IDCT)116的量化输出信号加入到预测图像数据104中以便产生出解码图像信号103。将该解码图像信号103作为参考帧暂时存储在参考帧存储器组118中。
例如，将新的解码图像信号作为参考帧顺序写入在参考帧存储器组118中。另外，从最旧的参考帧中或者从在下面所述的帧输出顺序显示出最小数值的参考帧起顺序删除已经存储在该参考帧存储器组118中的参考帧。换句话说，采用所谓的FIFO法(先入先出法)来控制该参考帧存储器组118。可以将附加信息加入到该解码图像信号103中，例如显示出它是否用作每个帧单元、每个宏块、多个宏块的每个组(子图(slice))或这些帧或子图的每个组的参考帧。在该情况中，只将由附加信息用作参考帧的解码图像信号作为参考帧的图像信号写入在参考帧存储器组118中，以用于随后帧的运动补偿预测。
(解码)
图2为一方框图，显示出根据当前实施方案与在图1中所示的视频编码设备相对应的视频解码设备的结构。该视频解码设备可以用硬件来实现，并且可以通过使用软件用计算机来实现。一些过程可以用硬件来执行，而剩下的过程可以通过软件来执行。
通过在图1中所示的视频编码设备利用存储系统或传送系统(未示出)将编码数据输出给在图2中所示的视频解码设备。通过可变长度解码器(VLD)214对输入解码数据200进行可变长度解码，从而输出量化的DCT系数数据201和辅助数据201。
通过反向量化器(IQ)215和反向离散余弦变换器(IDCT)216来对来自可变长度解码器214的输出信号的量化DCT系数数据201进行解码以产生出预测误差信号204。
将从可变长度解码器214中输出的辅助数据，即包括每个宏块编码出的运动矢量和指定了用于运动补偿预测的参考帧的指示在内的辅助数据202，输入给运动补偿预测单元(MC)211。该运动补偿预测单元211根据该辅助数据202来进行参考帧的选择、预测矢量的产生以及运动补偿预测，从而产生出预测图像信号203。将该预测图像信号203加入到从反向离散余弦变换器216中输出的预测误差信号204中以产生已解码的图像信号205。
将该解码图像信号205作为参考帧暂时存储在参考帧存储器组(FMA)218中。可以采用与编码类似的FIFO方式来控制该参考帧存储器组218。根据附加信息写入在参考帧存储器组218中的解码图像信号205可以用于对待解码的下面目标帧进行运动补偿预测。附加信息例如包括加入到解码图像数据205中并且表示它是否用作参考帧的标志。
在根据当前实施方案的视频编码设备和解码设备中，当采用多个运动矢量进行运动补偿预测时，例如用前向和后向的帧进行运动补偿预测的双向预测或者用前向的或后向的帧进行运动补偿预测的运动补偿预测，该运动矢量没有直接被编码，而是被预测编码。因此，减少了编码位的数量。
存在有下面两种类型的运动矢量预测编码方法：
[I]采用编码帧的运动矢量作为参考矢量的预测编码方法。
[II]采用在待编码帧中围绕着待编码块的编码宏块的运动矢量作为参考矢量的预测编码方法。
在预测编码方法[I]中，当对在运动补偿预测单元111中所选的参考帧中的小区进行编码时，采用在运动补偿预测中所用的运动矢量作为参考矢量来对所要编码的运动矢量进行预测，由此产生出预测矢量。
另一方面，在图2中所示的视频解码设备中，当对在运动补偿预测单元211中所选的参考帧中的小区进行编码时，采用在运动补偿预测中所用的运动矢量作为参考矢量来对所要编码的运动矢量进行预测，由此产生出预测矢量。
在预测编码方法[II]中，当在运动补偿预测单元111中对在待编码帧中围绕着待编码小区的多个编码小区进行编码时，采用在运动补偿预测中所用的多个运动矢量作为参考矢量来预测待编码的第一和第二运动矢量，由此产生出预测矢量。
另一方面，在图2中所示的视频解码设备中，当在运动补偿预测器211中对在待编码帧中围绕着待编码小区的多个编码小区进行编码时，采用在运动补偿预测中所用的多个运动矢量作为参考矢量来预测待编码的第一和第二运动矢量，由此产生出预测矢量。
下面将参照图3-8对预测编码方法[I]进行说明，并且参照图9-11对预测编码方法[II]进行说明。
对于采用编码帧的运动矢量作为参考矢量的运动矢量预测编码方法[I]：
图3-6显示出通过对在编码帧中所用的运动矢量(被称为参考矢量)进行定标(scaling)来产生出预测矢量的实施例。在该情况中，可以通过对在参考矢量和预测矢量之间的差异矢量进行编码来减少运动矢量的编码位的数量。可以通过采用预测矢量来省却对运动矢量进行编码。在该情况中，可以进一步减少运动矢量的编码位的数量。当在由图1中所示的视频编码设备输出的编码数据106中包含有通过将差异矢量进行编码而获得的数据(第四数据)时，通过可变长度解码器214来将差异矢量的数据解码成输入给在图2中所示的视频解码设备的编码设备200的辅助数据202的一部分。采用通过将差异矢量添加到预测矢量中而获得的运动矢量来进行运动补偿预测。
在图3-6中，“当前”表示所要编码的当前帧，即待编码帧。rf0、rf1、rf2和rb0表示与编码帧相对应的参考帧。rf0和rf1显示出过去的参考帧。rb0显示出将来的参考帧。
curMB显示出在待编码帧中的待编码宏块。coMB表示在参考帧rb0中在空间上位置与块curMB的位置相同的编码宏块(参考宏块)。
通过对表示参考帧rf0、rf1、rf2和rb0中每一个的指示(参考帧指示)进行编码，从而显示出这些参考帧rf0、rf1、rf2和rb0中的哪一个用于运动矢量预测。
在图3-6的实施例中，由于使用两个参考帧rf0和rf2进行预测，所以对表示了与参考帧rf0和rf2相对应的两个参考指示ref_idx_f和ref_idx_b的组合的指示值进行编码。在MV(ref_idx_f)和MV(ref_idx_b)中分别表达了与这些参考帧指示ref_idx_f和ref_idx_b相对应的运动矢量。这些是在当前实施方案中所要进行预测编码的运动矢量。
表1
 
指示 ref_idx_f ref_idx_b
0 rf0 rb0
1 rf1 rf0
2 rf2 rf1
3 rb0 rf2
表1显示出参考帧指示ref_idx_f和ref_idx_b相对于参考帧和指示值的关系。通过如下设定指示值来显示出用于预测的参考帧rf0和rf2：
ref_idx_f＝0
ref_idx_b＝3
表1显示出在两个参考帧指示ref_idx_f和ref_idx_b之间的不同参考帧。但是，该参考帧可以在如表2中所示的两个参考帧指示ref_idx_f和ref_idx_b之间识别出。
表2
 
指示 ref_idx_f ref_idx_b
0 rf0 rb0
1 rf1 rf1
2 rf2 rf2
3 rb0 rf0
<采用与相同参考帧指示相对应的运动矢量来进行预测的实施例>
在图3的实施例中，通过对从与相同参考帧指示相对应的参考帧中得出的运动矢量(参考矢量)进行定标来产生预测运动矢量。参考矢量RMV(ref_idx_f)和RMV(ref_idx_b)显示出由用在对参考宏块coMB进行编码并且与参考帧指示ref_idx_f和ref_idx_b相对应的参考帧中得出的运动矢量。
在图3中，从待编码帧(当前)到由参考帧指示ref_idx_f和ref_idx_b表示的参考帧rf0和rf2的距离被称为FD1和FD2。从具有参考宏块coMB的参考帧rb0到由参考帧指示ref_idx_f和ref_idx_b表示的参考帧rf1和rf0的距离被称为RFD1和RFD2。上述时间间隔FD1、FD2、RFD1和RFD2在下面被称为帧到帧距离，帧输出顺序差、或在图像输出顺序中的差异。
在该情况中，如下通过根据帧到帧距离对参考矢量RMV(ref_idx_f)和RMV(ref_idx_b)进行定标来获得运动矢量MV(ref_idx_f)和MV(ref_idx_b)，作为预测矢量：
MV(ref_idx_f)＝S1＊RMV(ref_idx_f)，S1＝FD1/RFD1
MV(ref_idx_b)＝S2＊RMV(ref_idx_b)，S2＝FD2/RFD2
其中S1和S2被称为定标因子。
可以通过选择用于对参考宏块CoMB进行编码的两个运动矢量中的一个来产生预测矢量，这两个运动矢量在与相同参考帧指示相对应的参考帧中处于在空间上相同的位置处。下面将参照图4和5对用于产生这种预测矢量的方法进行说明。
<使用与相同参考帧指示相对应的参考矢量中的一个来预测运动矢量的实施例>
在图4，当存在与参考帧指示ref_idx_b相对应的参考矢量RMV(ref_idx_b)时，也就是说，当在对参考帧rb0进行编码中使用运动矢量RMV(ref_idx_b)时，选择矢量RMV(ref_idx_b)作为参考运动矢量。将这个参考运动矢量定标以产生以下预测矢量。
MV(ref_idx_f)＝S1＊RMV(ref_idx_b)，S1＝FD1/RFD1
MV(ref_idx_b)＝S2＊RMV(ref_idx_b)，S2＝FD2/RFD2
除了上述情况之外，也就是说，当没有存在参考矢量RMV(ref_idx_b)但是存在与参考指示ref_idx_f相对应的参考矢量RMV(ref_idx_f)时，更具体地说，当在对参考帧rb0进行编码中没有使用运动矢量RMV(ref_idx_b)而是使用运动矢量RMV(ref_idx_f)时，将与参考帧指示ref_idx_f相对应的参考矢量RMV(ref_idx_f)选择作为参考运动矢量。可以对该参考运动矢量进行定标以产生如下的预测矢量。
MV(ref_idx_f)＝S1＊RMV(ref_idx_f)，S1＝FD1/RFD1
MV(ref_idx_b)＝S2＊RMV(ref_idx_f)，S2＝FD2/RFD2
<采用与相同参考帧指示相对应的参考矢量中的一个参考矢量来预测运动矢量的实施例，该参考矢量在距离上接近待编码帧>
如在图5中所示一样，通过对用于预测两个参考帧中的在帧到帧距离方面接近编码帧的一个的参考矢量进行定标来产生出预测矢量。在图5的实施例中，使用两个参考帧rf1和rf0来在对参考宏块coMB进行编码中进行预测。但是，由于参考帧rf0在帧到帧距离方面比参考帧rf1更接近具有参考宏块coMB的参考帧rb0，所以通过对参考帧RMV(ref_idx_b)进行定标来产生出预测矢量。
作为图5的变型，可以使用其指示值更加小的参考矢量来进行预测。当使用表2的参考帧指示时，这些指示值在参考宏块coMB中为ref_idx_b＝0并且ref_idx_b＝2。由于ref_idx_b其数值较小，所以对与ref_idx_b相对应的参考矢量RMV(ref_idx_b)定标以产生预测矢量。
其编码顺序接近所要编码的帧的参考帧的参考矢量可以用来进行预测。假定这些帧的编码顺序为rf2、rf1、rf0、rb0和当前。在用于对参考宏块coMB进行编码的两个参考帧rf0和rf1中，帧rf0靠近具有coMB的参考帧rb0，从而使用与参考帧rb0相对应的参考矢量RMV(ref_idx_b)来进行预测。
<使用两个参考矢量的平均矢量来进行运动矢量的预测的实施例>
如在图6中所示一样，通过对两个参考矢量的平均矢量进行定标来产生预测矢量。两个参考矢量的平均矢量(平均参考矢量)和编码帧rb0和两个参考帧之间距离的平均值(平均帧到帧距离)计算如下：
平均参考矢量：
MRMV＝(RMV(ref_idx_f))+RMV(ref_idx_b)
平均帧到帧距离：
MRFD＝(RFDI+RFD2/2)
可以将这样计算出的平均参考矢量MRMV用作预测矢量。或者，通过下面计算式用平均参考矢量和平均帧到帧距离来产生出预测矢量：
MV(ref_idx_f)＝S1＊MRMV，S1＝FD1/MRFD
MV(ref_idx_b)＝S2＊MRMV，S2＝FD2/MRFD
作为变型，即使在如下简化该计算式的情况下也可以产生相同的矢量：
MRMV＝RMV(ref_idx_f)+RMV(ref_idx_b)
MRFD＝MFD1+MFD2
MV(ref_idx_f)＝S1＊MRMV，S1＝FD1/MRFD
MV(ref_idx_b)＝S2＊MRMV，S2＝FD2/MRFD
可以如下使用通过加权相加两个参考矢量而获得的附加值作为预测矢量：
加权相加参考矢量：
WSRMV＝w1×RMV(ref_idx_f)+w2×MV(ref_idx_b)
加权相加帧到帧距离：
WSRFD＝w1×RFD1+w2×RFD2
其中w1和w2为加权因子。这些因子可以是预定的因子，或者可以被编码成辅助信息。可以将计算出的加权附加参考矢量WSRMV原样用作预测矢量。
可以如下计算出预测矢量：
MV(ref_idx_f)＝S1＊WSRMV，S1＝FD1/WSRFD
MV(ref_idx_b)＝S2*WSRMV，S2＝FD2/WSRFD
或者，如下根据所要编码帧和参考帧之间的帧到帧距离来进行加权相加。
可以使用计算出的矢量WSRMV作为预测矢量。
WSRMV＝w1×RMV(ref_idx_f)+w2×(ref_idx_b)
W1＝FD1/(FD1+FD2)，w2＝FD1/(FD1+FD2)
<关于帧到帧距离和定标因子>
在图3-6的实施例中，可以从每帧的时间位置或如下所述的帧输出顺序(图像输出顺序)中计算出帧到帧距离FD1-FD2和RFD1-RFD2。假定帧rf2、rf1、rf0、当前和rb1是以TRf2、TRf1、TRf0、TRc和TRb1的帧输出顺序输出的。将这些帧到帧距离计算为FD1＝TRc-TRf0，FD2＝TRf2，RFD1＝TRb0-TRf1并且RFD2＝TRb0-TRf0。关于这个帧输出顺序(图像输出顺序)，可以对表示它(帧顺序或图像顺序)的信息进行显式编码。或者，可以对帧到帧距离进行显式编码。
另外，可以直接对定标因子S1和S2进行编码。可以对每个定标因子S1和S2和在编码帧中所使用的定标因子之间的差异进行编码。
当对这些帧的参数例如帧输出顺序(TRf2、TRf1、TRf0、TRc和TRb1)、帧到帧距离(FD1、FD2、RFD1、RFD2)以及定标因子S1和S2进行编码时，没有对每个宏块的这些参数进行编码，但是可以对每个给定单元例如每个图像、每个帧、每个半帧(field)、每组图像或每个子图的这些参数进行编码。这些参数可以与表示在视频编码的开始时所示的编码模式等的信息一起被编码。该帧的时间位置和帧到帧距离可以根据由其它装置例如传送层所传送的每帧的时间信息或文件格式计算出并且被定标。
如在图3-6的情况中一样，当用于进行编码的参考帧是选自许多参考帧的候选帧时，可以将相同的帧到帧距离或相同的定标因子用于所有参考帧的候选帧。这些参考帧可以单独编码。选自参考帧的这些候选帧的一些候选帧可以被编码。在该情况中，可以通过对每个给定单元例如每个图像、每个帧、每个半帧、每组图像或每个子图进行编码来减少编码位的数量。
<双向预测的运动矢量>
在图3-6中，用于参考宏块coMB和当前宏块curMB的两个参考帧是过去的帧(其帧次序较小的帧)。但是，本发明可以用于采用将来的参考帧(其帧次序较大的帧)的预测或采用过去的和将来的参考帧的预测(双向预测)。在该情况中，如果帧到帧距离既可以采取正值又可以采取负值，则可以从这些正值和负值的正负号来确定该参考帧是过去的(前面的帧输出次序)或将来的(后面的帧输出次序)，或者两个参考帧是处于相同的方向或相反的方向(在帧输出次序中)。
(a)对TRf2、TRf1、TRf0、TRc和TRb1的帧次序或者帧到帧距离FD1、FD2、RFD1和RFD2进行编码，并且通过帧到帧距离的正号或负号来识别出该参考帧是过去的或是将来的(前面的或是后面的帧输出次序)。
(b)对定标因子S1和S2进行编码，并且通过编码因子的正号或负号来识别出该参考帧是过去的或是将来的。
图10为用来说明上面操作的图表。根据图10的实施例，对待编码的宏块curMB进行双向预测，并且使用两个过去参考帧来预测参考宏块coMB。对于参考宏块curM而言，与参考帧指示ref_idx_f相对应的参考帧rb0比当前帧更往后。现在将描述用于对与类似于图3的类似参考帧相对应的参考矢量进行定标的过程。
在情况(a)中：与参考帧指示ref_idx_f相对应的参考帧rb0的帧次序TRb0表示比待编码帧“当前”的帧次序TRc更大的数值，并且帧到帧距离FDI＝TRc-TRb0变为负值。因此，可以理解的是，与参考帧指示ref_idx_f相对应的参考帧比当前帧更往后，换句话说，该参考帧是其帧次序在帧输出中往后的或后面的帧。另一方面，与参考帧指示ref_idx_b相对应的参考帧rf2的帧次序TRF2表示比待编码当前帧的帧次序更小的数值。帧到帧距离FD2＝TRc-TRf2表示一个正值。因此，可以理解的是，与参考帧指示ref_idx_b相对应的参考帧rf2比当前帧更晚，换句话说，该帧次序在帧输出次序中是向前的或前面的。另外，通过将两个帧到帧距离的符号相互进行比较，从而可以确定两个相应参考帧在帧输出次序中是相同方向或相反方向。在图10的实施例中，由于FD1为负并且FD2表示与正号不同的符号，所以可以理解的是，与参考帧指示ref_idx_f和ref_idx_b相对应的两个参考帧处于相反的方向。同样，可以确定出相对于参考运动矢量的方向。例如，具有coMB的帧rb0和由RMV(ref_idx_f)表示的帧rf0之间的帧到帧距离为正。另一方面，由于与MV(ref_idx_f)相对应的帧到帧距离FD1为负，所以运动矢量MV(ref_idx_f)＝FD1/RFD1＊RMV(ref_idx_f)将显示出与参考矢量RMV(ref_idx_f)相反的方向。因此，如在图10中所示一样从将来参考帧中获得与预测相对应的预测矢量。
在情况(b)中：如果定标因子S1为负值，则运动矢量MV(ref_idx_f)＝S1＊RMV(ref_idx_f)显示出与矢量RMV(ref_idx_f)相反的方向。也就是说，如在图10中所示一样获得从将来参考帧中预测出的预测矢量。
<使用运动量补偿因子来进行定标的实施例>
在上面的实施例中，当在生成预测矢量中对参考矢量进行定标时，使用帧的时间位置、帧输出次序(图像输出次序)或帧到帧距离(时间间隔)。可以通过利用与帧间运动量有关的信息(运动补偿因子)对参考矢量定标来产生预测矢量。
在图7中用实线圆圈显示出当前待编码帧和参考帧rf和rb的目标位置。在每个帧下面，显示出帧的时间(显示时间)。在该实线圆圈中所示的目标在该帧中从左上侧向右下侧移动。假定运动是非匀速的，也就是说，运动特性不与时间成比例。
图8显示出根据在图7中所示的帧之间的时间间隔来对参考矢量进行定标的实施例。在图8中，参考标号C、F和B显示出目标分别在当前帧、参考帧rf和参考帧rb中的位置。当对参考帧rb进行编码时通过根据时间间隔对用于从参考帧rf进行预测的参考矢量RMV进行定标来获得待编码帧的运动矢量MV作为预测矢量。在图7的实施例中，由于当前待编码帧的时间为200毫秒并且参考帧rf和rb的时间分别为100毫秒和300毫秒，如下从运动矢量RMV计算出运动矢量MV：
MV＝RMV＊(300-100)/200＝RMV/2
在图8中，参考标号R显示出通过根据时间间隔对运动矢量进行定标而获得的目标位置。如在图7中所示一样，由于该目标的运动是非匀速运动，所以进行运动补偿预测的目标R在位置上偏离了真实目标C。因此，可以完成精确的运动补偿预测。
图9显示出利用与帧间运动量相关的信息来对运动矢量进行定标的实施例。参考标号C、F、B和R的意义与图8一样。当对参考帧rb进行编码时通过对用于从参考帧rf进行预测的参考矢量RMV进行定标作为参考矢量来获得当前待编码帧的运动矢量MV作为预测矢量。在这个情况中，可以通过根据运动量对该矢量进行定标来获得更准确的预测矢量。
可以对与帧间运动量相关的信息直接编码或者可以在每帧对位置信息进行编码。另外，每帧在每帧的运动位置和定期确定的参考运动位置之间的差异可以被编码。在下面对上述过程进行说明：
(a)对与帧间运动量有关的信息进行直接编码；
应该编码的与帧间运动量有关的信息如下：
MFcf：从帧rf到当前帧的运动量；
MFbf：从帧rf到帧rb的运动量。
根据下面的等式从参考矢量RMV计算出运动矢量MV，并且将它作为预测矢量。
MV＝RMV＊MFcf/MFbf
或者，可以根据该帧的时间来确定运动特性信息。在该情况中，通过定标产生的矢量的精确度下降。但是，由于不必计算出运动量，所以该过程得到了简化。假定帧rf、当前帧和帧rb的时间分别为TRf、TRc和TRb，则可以建立下面的等式。
MFcf＝a＊(TRc-TRf)，MFcf＝a＊(TRb-TRf)
其中a为常数。当a＝1时，运动量信息如下与帧间隔相等，如下所示：
MFcf＝TRc-TRf，MFcf＝TRb-TRf
可以从帧到帧距离来确定出运动量信息。如果当前待编码帧和帧rf之间的时间间隔为FDcf并且帧b和f之间的时间间隔为FDbf，则可以如下计算出运动量信息：
MFcf＝a＊FDcf，MFcf＝a＊FDbf
由于已经采用帧rf作为参考帧来对帧rb进行编码，所以从帧rf到帧rb的运动量MFbf可以使用在对帧rb进行编码中所编码出的数值。因此，不必在待编码帧中对运动量MFbf进行编码，由此减少了编码位的数量。
当存在多个参考帧(或候选帧)时，可以对在与这些参考帧或其选定帧相对应的帧之间的运动量进行编码。
(b)对每帧的运动位置信息进行编码：
对与在每帧中的目标的运动位置相对应的信息(运动位置信息)进行编码。换句话说，当对帧rf、rb和当前帧进行编码时，分别对运动位置信息MTf、MTb和MTc进行编码。通过下面的等式用参考矢量计算出运动矢量MV作为预测矢量：
MV＝RMV＊(MTf-MTc)/(MTf-MTb)
如下面等式一样，通过在对每帧进行编码中从参考帧计算出运动量来设定运动位置信息MTf、MTb和MTc：
MTc＝MTf+MFcf
MTb＝MTf+MFrb
MFcf：从帧rf到当前帧的运动量。
MFbf：从帧rf到帧rb的运动量。
可以设定这样一个约束条件，在显示时间上相对于待编码运动位置信息在后面的(将来的)帧的运动位置信息小于相对于所述待编码运动位置信息在前面的(过去的)帧的运动位置信息。在图7的实施例中，从帧rf、rb和当前帧的显示时间之间的位置关系中，这些帧rf、rb和当前帧的这些显示时间TRf、TRb和TRc显示出下面的关系：
TRf<TRc<TRb
在这个情况中，将下面的约束条件施加在每帧的运动位置信息上。
MTf<MTc<MTb
可以通过增加这种条件来从运动位置信息项以及用于定标的运动信息项之间的大小关系来表达待编码帧的暂时向前和向后关系(显示时间)。或者，可以根据帧的时间来确定运动位置信息项。在这种情况中，被定标的运动矢量的精确度与根据运动量来确定运动位置信息的情况相比下降了。但是，由于不必计算出运动量，所以过程简化了。假定rf帧、当前帧和rb帧的时间分别为TRf、TRc和TRb。
MTf＝a＊TRf
MTc＝a＊TRc
MTb＝a*TRb
其中a为常数。假定a＝1，例如运动位置信息如下与每帧的时间相等：
MTf＝TRf，MTc＝TRc，MTb＝TRb
或者可以使用通过用运动位置来补偿每帧的时间而获得的信息。
(c)对相对于前面确定的参考运动位置的差异进行编码
每帧的运动位置相对于该帧的显示时间具有密切的相互关系。为此，从显示时间中预测出的运动位置被用作参考运动位置，并且每帧的这个参考运动位置和运动位置之间的差异可以被编码。具体地说，如果这些帧rf、rb和当前帧的运动信息项分别为MTf、MTb和MTc并且显示时间分别为TRf、TRb和TRc，则下面的差异信息项DMTf、DMTb和DMTc被编码。
DMTf＝MTf-r＊TRf
DMTb＝MTb-r＊TRb
DMTc＝MTc-r＊TRc
其中r为前面确定的常数。
通过下面的计算式用参考矢量产生出运动矢量MV作为预测矢量。
MV＝RMV＊((DMTf+r＊TRf)-(DMTc+r＊TRc))/((DMTf+r＊TRf)-(DMTb+r＊TRb))
可以使用通过传输通道或系统或者根据预定规则计算出的时间信息所提供的时间信息。或者，从显示时间之间的时间间隔中预测出帧间的运动量信息，并且可以对预测差异进行编码。
<定标抑制模式>
如上所述，如果将通过对参考宏块coMB的运动矢量进行定标而获得的运动矢量用作待编码宏块curMB的运动矢量的预测矢量，则减少了运动矢量的编码位的数量。但是，必须存储编码帧的运动矢量，因此存储器容量增加了。具体地说，在编码的宏块中，当采用多个将来或过去的运动矢量来完成双向运动补偿或运动补偿时，必须将多个运动矢量存储在存储器中。
因此，在编码宏块中，当选择了采用比预定数量运动矢量更多的运动矢量例如两个运动矢量的编码模式时，可以禁止这种定标。因此，编码效率与总是通过定标来产生预测矢量的情况相比降低了。但是，可以防止存储器的容量增加。
[II]一种用于采用在待编码帧中围绕着待编码块的编码宏块的运动矢量作为参考矢量来对运动矢量进行预测编码的方法。
在预测编码方法[1]中，采用编码帧的运动矢量来对运动矢量进行预测编码。但是，可以采用由在待编码帧中已经被编码的宏块所用的运动矢量来产生出预测矢量作为参考矢量。
在这种情况中，可以通过对参考矢量和预测矢量之间的差异矢量进行编码来减小运动矢量的编码位的数量。实际上通过原样采用预测矢量消除了对运动矢量进行编码，从而减少了运动矢量的编码位的数量。如上所述，在通过在图1中所示的视频编码设备将差异矢量的编码数值(第四数据)包含在编码数据106的输出中的情况下，通过可变长度解码器214将在图2所示的视频解码设备中作为辅助数据202的一部分而包含在编码数据200输入中的差异矢量数据解码。利用通过将差异矢量添加给预测矢量而获得的运动矢量来完成运动补偿预测。
下面将参照图11-13对第六实施方案的运动补偿预测编码方法进行说明。
图11为用来说明采用在待编码块周围的编码宏块的运动矢量作为参考矢量来对待编码块的运动矢量进行预测的第一实施例的图表。在图11中，当前帧显示出待编码帧，rf0、rf1和rf2显示出参考帧，并且E表示了待编码宏块。
MV(ref_idx_f)和MV(ref_idx_b)为来自分别通过参考帧指示ref_idx_f和ref_idx_b显示出的参考帧rf0和rf1的待编码宏块E的运动矢量，也就是说要进行预测编码的待编码矢量。A、B、C和D为围绕着待编码块E的编码宏块。图12显示出宏块A、B、C、D和E的空间位置关系。
如果已经通过运动补偿预测对待编码宏块E周围的编码宏块A、B、C和D进行了编码，则采用这些宏块A、B、C和D的运动矢量作为参考矢量来预测出待编码宏块E的运动矢量，从而产生出预测矢量。预测矢量可以使用编码宏块A、B、C和D的运动矢量(参考矢量)的平均值，并且可以那些矢量的中间值。采用与编码宏块A、B、C和D的相同参考帧指示ref_idx_f和ref_idx_b相对应的参考矢量(来自由参考帧指示ref_idx_f和ref_idx_b表示的参考帧的运动矢量)预测出待编码宏块E的两个运动矢量MV(ref_idx_f)和MV(ref_idx_b)。
在图11的实施例中，通过单个参考矢量RAMV(ref_idx_f)对宏块A进行编码，采用两个参考矢量RCMV(ref_idx_f)和RCMV(ref_idx_b)来对宏块C进行编码，并且通过没有采用任何运动矢量的编码模式(例如，帧内编码模式)来对宏块B和D进行编码。由于与参考帧指示ref_idx_f向量相对应的参考矢量为RAMV(ref_idx_f)和RCMV(ref_idx_f)，所以通过两个参考矢量来预测出运动矢量MV(ref_idx_f)。在另一方面，由于与参考帧指示ref_idx_b相对应的参考矢量只有RCMV(ref_idx_b)，所以利用这个参考矢量预测出运动矢量MV(ref_idx_b)。
图13显示出用于通过围绕着待编码宏块的编码宏块的运动矢量来预测出待编码宏块的运动矢量的第二实施例。在该实施例中，采用了使用将来帧以及过去帧来进行双向运动补偿。在该图中，MV(ref_idx_b)和RCMV(ref_idx_b)表示从将来帧rf0得出的运动矢量。
即使在如上所述采用双向运动补偿的情况中，也可以通过与图11类似地限定参考帧指示和运动矢量之间关系来完成对运动矢量的预测，而不考虑该参考帧在显示时间上是过去的或是将来的。换句话说，通过与圆周编码宏块的参考帧指示ref_idx_f相对应的运动矢量(RAMV(ref_idx_f)和RCMV(ref_idx_b))来预测出运动矢量MV(ref_idx_f)。通过与圆周宏块的参考帧指示ref_idx_b相对应的运动矢量(RCMV(ref_idx_b))预测出运动矢量MV(ref_idx_b)。
这样，它与传统的视频编码方案例如MPEG-1/2/4不同，根据参考帧指示采用用于进行预测的参考帧来确定运动矢量，而不考虑该参考帧在显示时间中是过去的或是将来的。当进行这种运动矢量预测时，不必确定该参考帧相对于待编码帧是过去的或是将来的，并且简化了过程。即使没有对表示每帧的暂时位置关系的信息进行编码并且难以从其它装置例如传输层或文件格式中获得信息，也可以无须确定该参考帧是过去的或将来的来预测出运动矢量。
在图11和13的实施例中，如果由于在待编码宏块周围的编码宏块已经被帧内编码并且在空间上位于该帧外面所以没有相应的参考矢量，则例如可以使用编码宏块作为零矢量来产生出预测矢量，并且可以使用靠近编码宏块的其它宏块的运动矢量。
在图11和13的实施例中，可以根据由参考帧指示或相应参考帧所示的数值采用选自多个相邻宏块的参考矢量的参考矢量来产生出预测运动矢量。例如，对于运动补偿预测而言，只有采用了与所要进行预测编码的运动矢量相同的参考帧的参考矢量可以用于对运动矢量进行预测。或者，只有相应参考帧指示(ref_idx_f和ref_idx_b)的数值都相等的参考矢量可以用来对运动矢量进行预测。或者，当与参考运动矢量相对应的参考帧指示表示某个特定数值(例如指示值＝0s)时，该参考帧指示才能用来进行预测。相反，当参考帧指示没有表示某个特定数值时，该参考帧指示无须用于进行预测。或者，当与参考运动矢量相对应的参考帧是特定的帧例如之前刚被编码的帧、将来帧、紧接着在一个帧之前的帧时，则该参考帧可以用于进行预测或者可以不用来进行预测。
下面参照图13对该实施例进行说明。表3显示出在一个侧边上的待编码运动矢量和参考矢量以及在另一侧边上的参考帧之间的关系。
表3
 
运动矢量/参考矢量 参考帧
MV(ref_idx_f) rf0
RAMV(ref_idx_f) rf1
RCMV(ref_idx_f) rf0
MV(ref_idx_b) rb0
RCMV(ref_idx_b) rb0
根据表3，由于采用了与运动矢量MV(ref_idx_f)相同的参考帧指示(ref_idx_f)，并且采用了该相同的参考帧(rf0)的参考矢量是RCMV(ref_idx_f)，所以运动矢量MV(ref_idx_f)是采用RCMV(ref_idx_f)来进行预测编码的。由于采用了与运动矢量MV(ref_idx_b)相同的参考帧指示(ref_idx_b)，并且采用了该相同参考帧(rb0)的参考矢量为RCMV(ref_idx_b)，所以采用RCMV(ref_idx_b)对运动矢量MV(ref_idx_b)进行预测编码。
在图11和13的实施例中，可以例如根据距离参考帧的时间间隔来对围绕着待编码宏块的编码宏块的参考矢量进行定标以便用于预测矢量。在图11的实施例中，通过在一个帧之前的参考帧rf0来预测出待编码宏块的运动矢量MV(ref_idx_f)。相反，通过在三个帧之前的参考帧rf2预测出宏块A的运动矢量RAMV(ref_idx_f)。通过在两个帧之前的参考帧rf2预测出宏块C的运动矢量RCMV(ref_idx_f)。
如这样所述的一样，当所用的参考帧是不同的时，运动补偿预测在通过待编码帧和圆周宏块来对运动矢量进行定标中是有效的。在对运动矢量进行定标中，可以对定标因子进行明确地编码。表示相对于参考帧的时间间隔的信息被编码并且可以根据该信息来计算出定标因子。或者，可以根据表示每帧的时间位置的信息来计算出该定标因子。
下面将参照图11对上面的过程进行说明。
(1)对定标因子进行编码的情况：
用RAMV(ref_idx_f)和RCMV(ref_idx_f)对定标因子SAf和SCf进行明确地编码。
如下对参考矢量进行定标：
RAMV(ref_idx_f)＊SAf
RCMV(ref_idx_f)＊SCf
根据这些定标的运动矢量来计算出预测矢量。
(2)对相对于参考帧的时间间隔进行编码的情况：
对在与MV(ref_idx_f)、RAMV(ref_idx_f)和RCMV(ref_idx_f)相对应的参考帧rf0、rf2和rf0以及当前待编码帧之间的帧到帧距离FDf0、FDf1和FDf2进行编码。
如下根据帧到帧距离对参考矢量进行定标：
RAMV(ref_idx_f)＊FDf2/FDf0
RCMV(ref_idx_f)＊FDf1/FDf0
根据这些定标的运动矢量计算出预测矢量。
(3)采用从每帧的时间位置中得出的定标因子或表示帧输出次序的数值的情况：
将当前帧、帧rf0、rf1和rf2的时间位置分别设定为TRc、TRf0、TRf1和TRf2，或者将表示其帧输出次序的数值设定为TRc、TRf0、TRf1和TRf2。
根据从时间位置中计算出的帧到帧距离对参考矢量进行定标：
RAMV(ref_idx_f)＊(TRc-TRf2)/(TRc-TRf0)
RCMV(ref_idx_f)＊(TRc-TRf1)/(TRc-TRf0)
根据这些定标运动矢量来计算出预测矢量。
在该过程中，可以在每个宏块对定标因子SAf和SCf、帧到帧距离FDf0、FDf1和FDf2以及时间位置TRc、TRf0、TRf1和TRf2这些参数进行编码。但是，可以通过对每个总体的(massed)编码单元例如每帧或每个子图的这些参数进行编码来进一步减小信息量。
在上面实施方案的视频编码中，将视频的多个编码帧存储在一存储器中。将待编码帧分割成包括至少一个编码区域和至少一个待编码区域的多个区域。采用多个运动矢量作为多个参考矢量来产生出待编码帧的待编码区的预测矢量。当对围绕着待编码帧的待编码区的编码区的原始区域进行编码时，相对于选自编码帧的至少一个参考帧来产生出运动矢量以便进行运动补偿预测。对待编码帧进行编码以产生出编码视频数据。
在上面实施方案的视频编码设备中，存储器组存储了视频的多个编码帧以及被分成包括至少一个编码区和至少一个待编码区在内的多个区域的待编码帧。运动补偿预测单元采用多个运动矢量作为多个参考矢量来产生出待编码区的预测矢量。当对围绕着待编码帧的待编码区的编码区的原始区域进行编码时，相对于选自编码帧的至少一个参考帧来产生出运动矢量以便进行运动补偿预测。编码器对待编码帧进行编码以产生出编码视频数据。
在上面实施方案的视频解码中，编码视频数据包括编码帧和在编码中采用多个运动矢量作为多个参考矢量而产生出的预测矢量。当对围绕着待编码帧的待编码区的编码区的原始区域进行编码时，相对于选自编码帧的至少一个参考帧来产生出运动矢量以便进行运动补偿预测；对编码视频数据进行解码以提取出预测矢量。从预测矢量中产生出运动矢量。通过采用所产生的运动矢量进行运动补偿预测来对编码帧进行解码，从而还原出一视频。
在上面实施方案的视频解码设备中，该视频解码设备接收包括编码帧和在编码时采用多个运动矢量作为多个参考矢量而产生出的预测矢量在内的编码视频数据。当对围绕着待编码帧的待编码区的编码区的原始区域进行编码时，相对于选自编码帧的至少一个参考帧来产生出运动矢量以便进行运动补偿预测。解码器对编码视频数据进行解码以提取出预测矢量。运动补偿预测单元从被解码的预测矢量中产生出运动矢量。解码器通过采用所产生的运动矢量进行运动补偿预测来对编码帧进行解码，从而还原出一视频。
在上面的实施方案中，用ref_idx_f和ref_idx_b来表示两个参考帧指示。但是，可以分别用ref_idx_10和ref_idx_11或者refIdxL0和refIdxL1来表示它们。或者，可以用ref_idx_11和refIdxL1来表示ref_idx_f，或者可以用ref_idx_10和refIdxL0来表示ref_idx_b。另外，虽然两个运动矢量是用MV(ref_idx_f)和MV(ref_idx_b)来表示的，但是可以分别用mvL0和mvL1来表示。同样，可以分别用mvLXA和mvLXC来表示在图11的实施例中的参考运动矢量RAMV和RCMV。通过将表指示描绘成L0和L1来表示这些参考运动矢量对应于两个参考帧指示ref_idx_10和ref_idx_11中的哪个。
如上所述，根据本发明，在需要多个运动矢量的运动补偿中，例如从前面进行运动补偿预测并且从多个后向帧或者多个前向帧来进行运动补偿预测的双向预测，该运动矢量没有被直接编码而是采用已经被编码的运动矢量来进行预测编码。因此，减少了传输该运动矢量所需要的编码位的数量，并且可以用少量编码位来完成对视频信号的编码/解码。
对于那些本领域普通技术人员而言很容易想到其它优点和变型。因此，本发明在其更广义的方面中并不限于在这里所示和所述的具体细节和代表性实施方案。因此，在不脱离由所附权利要求和它们的等效方案所限定的总体发明构思的精神和范围的情况下可以作出各种改变。

Claims (20)

1.一种视频编码方法，其特征在于包括：
在存储器中存储视频的多个编码帧；
生成被分为多个区域的要编码帧，所述多个区域包括至少一个编码区域和至少一个要编码区域；
通过根据要编码帧与参考帧的时间间隔来定标围绕要编码区域的编码宏块的参考矢量，生成要编码帧的要编码区域的预测矢量，所述参考矢量相对于从编码帧中选择的至少一个参考帧而生成，以便在对围绕要编码帧的要编码区域的编码区域的原始区域进行编码时进行运动补偿预测；
对要编码帧进行编码，以生成编码视频数据。
2.根据权利要求1所述的视频编码方法，其特征在于生成预测矢量包括生成参考矢量的平均值作为预测矢量。
3.根据权利要求1所述的视频编码方法，其特征在于生成预测矢量包括生成参考矢量的中值作为预测矢量。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的视频编码方法，其特征在于从编码帧中选择的参考帧包括至少一个未来帧和至少一个过去帧。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的视频编码方法，其特征在于该方法包括生成每个均表示至少两个参考帧的组合的多个参考帧索引，并且生成预测矢量包括从对应于编码区域的参考帧索引的运动矢量对预测矢量进行预测。
6.一种视频编码设备，其特征在于包括：
存储视频的多个编码帧并且存储被分为多个区域的要编码帧的存储器，所述多个区域包括至少一个编码区域和至少一个要编码区域；
通过根据要编码帧与参考帧的时间间隔来定标围绕要编码区域的编码宏块的参考矢量，生成要编码区域的预测矢量的生成器，所述参考矢量相对于从编码帧中选择的至少一个参考帧而生成，以便在对围绕要编码帧的要编码区域的编码区域的原始区域进行编码时进行运动补偿预测；
对要编码帧进行编码以生成编码视频数据的编码器。
7.根据权利要求6所述的视频编码设备，其特征在于生成器生成参考矢量的平均值作为预测矢量。
8.根据权利要求6所述的视频编码设备，其特征在于生成器被配置为生成参考矢量的中值作为预测矢量。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的视频编码设备，其特征在于存储器存储包括至少一个未来帧和至少一个过去帧的编码帧。
10.根据权利要求6-8中任一项所述的视频编码设备，其特征在于生成器被配置为生成每个均表示至少两个参考帧的组合的多个参考帧索引，并且该视频编码设备还包括预测单元，用于从对应于编码区域的参考帧索引的运动矢量对预测矢量进行预测。
11.一种视频解码方法，其特征在于包括：
接收包括编码帧和预测矢量的编码视频数据，其中所述预测矢量通过根据要编码帧与参考帧的时间间隔来定标围绕要编码区域的编码宏块的参考矢量而生成，所述参考矢量相对于从编码帧中选择的至少一个参考帧而生成，以便在对围绕要编码帧的要编码区域的编码区域的原始区域进行编码时进行运动补偿预测；
对编码视频数据进行解码以提取预测矢量；
从解码的预测矢量生成运动矢量；以及
使用生成的运动矢量通过运动补偿预测对编码帧解码，以再现视频。
12.根据权利要求11所述的视频解码方法，其特征在于预测矢量由参考矢量的平均值形成。
13.根据权利要求11所述的视频解码方法，其特征在于预测矢量由参考矢量的中值形成。
14.根据权利要求11中所述的视频解码方法，其特征在于从编码帧中选择的参考帧包括至少一个未来帧和至少一个过去帧。
15.根据权利要求11中所述的视频解码方法，其特征在于对编码视频数据进行解码包括从编码视频数据中提取表示至少两个参考帧的组合的参考帧索引，对编码帧进行解码包括使用预测矢量和对应于参考帧索引的参考帧对编码帧进行解码。
16.一种视频解码设备，其特征在于包括：
接收包括编码帧和预测矢量的编码视频数据的接收单元，其中所述预测矢量通过根据要编码帧与编码中的参考帧的时间间隔来定标围绕要编码区域的编码宏块的参考矢量而生成，所述参考矢量相对于从编码帧中选择的至少一个参考帧而生成，以便在对围绕要编码帧的要编码区域的编码区域的原始区域进行编码时进行运动补偿预测；
对编码视频数据进行解码以提取预测矢量的第一解码器单元；
从解码的预测矢量生成运动矢量的生成单元；以及
使用生成的运动矢量通过运动补偿预测对编码帧解码，以再现视频的第二解码器单元。
17.根据权利要求16所述的视频解码设备，其特征在于预测矢量由参考矢量的平均值形成。
18.根据权利要求16所述的视频解码设备，其特征在于预测矢量由参考矢量的中值形成。
19.根据权利要求16-18中任一项所述的视频解码设备，其特征在于第二解码器生成至少一个未来帧和至少一个过去帧。
20.根据权利要求16-18中任一项所述的视频解码设备，其特征在于第一解码器单元包括提取单元，用于从编码视频数据中提取表示至少两个参考帧的组合的参考帧索引，第二解码器单元包括使用预测矢量和对应于参考帧索引的参考帧对编码帧进行解码的解码器。
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