CN101010961B - 用于编码和解码的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

在本发明的用于对图像序列进行视频编码的方法中，所述图像序列的图像被如此伸缩地编码，使得所产生的视频数据包含有如下信息，该信息确保以大量不同级别的、通过每图像表示的像点数量定义的图像分辨率和/或图像质量(例如根据数据率)来表示图像，其中如此地基于块进行编码，使得为了描述一个图像的各部分的可能包含在图像序列中的运动而产生至少一个描述该运动的块结构，该块结构被如此地构造，使得其从一个块被划分成子块，所述子块部分地具有将这些子块连续地进行更细划分的分块，在本发明方法中，临时地针对至少一个第一分辨率级产生第一块结构，针对第二分辨率级产生第二块结构，其中所述第一分辨率级比所述第二分辨率级具有更低的像点数量和/或图像质量。另外，所述第二块结构与所述第一块结构如此地进行比较，使得求出块结构中的差别，以便根据结构差别的特性如此地产生被修正的第二块结构，使得其结构表现为所述第二块结构的子集。接着，所述被修正的第二块结构和第二块结构借助于至少一个与图像质量成比例的值进行比较，而且，其值与更好质量成正比的块结构被作为比特序列的编码的基础。

Description

用于编码和解码的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种视频编码方法、一种解码方法、以及一种用于视频编码的编码器和一种解码装置。
背景技术
数字视频数据为了存储或传输通常被压缩，以便显著降低大的数据容量。在此，压缩不但通过删除视频数据中所含的信号冗余来进行，而且还通过去除人眼不可察觉的无关信号成分来进行。这通常通过混合编码方法来实现，其中待编码的图像首先在时间上被预测，留下的预测误差随后例如通过离散余弦变换被转换成频域，并在那里被量化和通过可变的长度码被编码。最后传输运动信息和被量化的谱系数。
这种对接下来要传输的图像信息的预测越好，在预测后所留下的预测误差就越小，接下来对该误差的编码所花费的数据率就会越小。于是在压缩视频数据时的主要任务在于，从事先已经传输的图像信息中获得待编码图像的尽可能精确的预测。
迄今为止图像的预测通过以下方式来实现，即首先将图像例如划分成规则的子段，典型地为尺寸为8×8或16×16像点的方块，接着针对每个这种图块通过运动补偿从接收机中已知的图像信息中求得预测。(当然也可以产生具有不同尺寸的块)。这种方案可以从图1得知。在此区分为两种基本的预测情况：
-单向预测：这里运动补偿只基于预先传输的图像来进行，并产生所谓的“P-帧”。
-双向预测：通过叠加两个图像来进行图像的预测，所述两个图像中的一个在时间上处于前面，而另一个在时间上紧随其后，并产生所谓的“B-帧”。这里需要注意的是，已经传输了这两个参考图像。
根据预测的这两种可能性，在运动补偿的时域滤波(“MotionCompensated Temporal Filtering”，MTCF)中以MSRA[1]的方法产生五种方向模式，这可以从图2得知。
采用基于MCTF的可伸缩视频编码，以便为可能的比特率和还有时间和空间分辨率级的非常大的范围确保好的视频质量。但是在该情形下，现今已知的MCTF算法对于降低的比特率表现为不可接受的结果，这归因于，与参考通过图像序列所定义的视频的运动信息(块结构和运动矢量)的信息相比，存在太少的纹理(图像信息)。
因此需要一种可伸缩形式的运动信息，以便在各种比特率和分辨率情况下在纹理和运动数据之间实现最佳的比例。对此，[1]公开了一种MSRA(Microsoft Research Asia)的一种解决方案，其表现为MCTF算法的最新水平。
这里，MSRA解决方案建议逐层地表示运动，或者说以连续的细化结构来分辨运动。MRSA方法由此实现在低比特率的情况下总体上改善了图像的质量。
但该解决方案有个缺点，即它会在重构的图像中产生一些偏移，这归因于运动信息和纹理之间的偏差。
在文档号为102004038110.0的德国专利申请中公开了对此的一种改进。
在这里所讲述的方法中，尤其是根据MSRA所产生的在编码器侧被定义的整个运动矢量字段(临时块结构MV_QCIF，MV_CIF和MV_4CIF)没有完全被传输，而是只传输该运动矢量字段的最高有效部分。这里，最高有效部分的产生通过块结构的一种细化来实现，这种细化通过如下方式来实现：根据结构特性只求出相继的块结构之间的结构差的部分，并将其用来产生细化的块结构。
这里的问题是，并不是每个通过细化的块结构和所属的纹理所实现的可视化质量比通过相应的基本结构和所属的纹理所实现的可视化质量都有所提高。
发明内容
本发明所基于的任务在于提供一种编码和解码方法、以及一种编码器和解码器，其能够实现细化结构的更好的嵌入。
该任务通过用于对图像序列进行视频的编码方法来解决。另外，该任务还通过用于对根据上述图像序列进行视频编码的方法所产生的编码比特序列进行解码方法、用于产生编码图像序列的编码器以及解码器而得以解决。
用于对图像序列进行视频编码的方法，其中所述图像序列的图像被如此伸缩地编码，使得所产生的视频数据包含有如下信息，该信息确保以大量不同级别的、通过每图像表示的像点数量定义的图像分辨率和/或图像质量来表示图像，其中如此地基于块进行编码，使得为了描述一个图像的各部分的可能包含在图像序列中的运动而产生至少一个描述该运动的块结构，该块结构被如此地构造，使得其从一个块被划分成子块，所述子块部分地具有将这些子块连续地进行更细划分的分块，具有以下步骤：a)临时地针对至少一个第一分辨率级产生第一块结构，针对第二分辨率级产生第二块结构，其中所述第一分辨率级比所述第二分辨率级具有更低的像点数量和/或图像质量，b)所述第二块结构与所述第一块结构如此地进行比较，使得求出块结构中的差别，c)根据结构差别的特性如此地产生被修正的第二块结构，使得其结构表现为所述第二块结构的子集，d)所述被修正的第二块结构和第二块结构借助于至少一个与图像质量成比例的值进行比较，e)其值与更好质量成正比的块结构被作为比特序列的编码的基础。
用于对根据上述图像序列进行视频编码的方法所产生的编码比特序列进行解码的方法，其特征在于，通过考虑在该图像序列中所包含的、根据所述方法所产生的运动信息更新和表示可伸缩纹理的比特流来产生所述图像序列的可伸缩表示。
用于产生编码图像序列的编码器，其特征在于具有用于执行上述图像序列进行视频编码方法的工具。
解码器，其特征在于具有用于解码按照所述图像序列进行视频编码方法所产生的编码比特序列的工具。
在本发明的用于对图像序列进行视频编码的方法中，所述图像序列的图像被如此伸缩地编码，使得所产生的视频数据包含有如下信息，该信息确保以大量不同级别的、通过每图像表示的像点数量定义的图像分辨率和/或图像质量(例如根据数据率)来表示图像，其中如此地基于块进行编码，使得为了描述一个图像的各部分的可能包含在图像序列中的运动而产生至少一个描述该运动的块结构，该块结构被如此地构造，使得其从一个块被划分成子块，所述子块部分地具有将这些子块连续地进行更细划分的分块，在本发明方法中，临时地针对至少一个第一分辨率级产生第一块结构，针对第二分辨率级产生第二块结构，其中所述第一分辨率级比所述第二分辨率级具有更低的像点数量和/或图像质量。另外，所述第二块结构与所述第一块结构如此地进行比较，使得求出块结构中的差别，以便根据结构差别的特性如此地产生被修正的第二块结构，使得其结构表现为所述第二块结构的子集。接着，所述被修正的第二块结构和第二块结构借助于至少一个与图像质量成比例的值进行比较，而且，其值与更好质量成正比的块结构被作为比特序列的编码的基础。
通过该处理方式，纹理信息之间的差别被最小化，同时该信息可以利用最小的花销编码。另外，在例如选择了最细的运动矢量字段的情况下，所述的偏差被消除，使得即便在较低比特率和较低分辨率的情况下也确保了图像质量的改善。
另外，通过本发明的比较，首先用比较确保了在运动估测和剩余误差图像的嵌入之间达成了逐步地更好匹配的、无论如何也最好的匹配。其特征还在于高的效率。
优选地，为此为求差别而测定被添加的分块，其中为求差别而替代地或补充地测定分块性能。
如果作为分块性能而测定分块的块尺寸，则为所产生的块结构的自由度得到一种实际非常好的指示符。
如果为求差别而只考虑所述第一块结构的如下子块，即该子块对应于所述第二块结构的子块，那么还可以进一步减小纹理信息的差。
这里优选的是，所述第二块结构只有如下的分块被采纳到所述被修正的第二块结构中，即该分块的块尺寸达到了预定的阈值。由此实现了：不必传输整个的块结构、也即完整的运动矢量字段，而是只传输该结构的最高有效部分。这一方面导致了要传输的信息的减少，同时，尽管有该减少，还会导致偏差的消除或减小，使得被编码的图像中的假象被降低或消除。对此，实际中采用可定义的阈值是非常有利的，因为例如这里可以调整通过仿真或试验所求出的最佳值，根据仿真或实验的结果，从这些值可以预期非常好的结果。
这里，优选如此地定义所述阈值，使得其给定了所述第二块结构的分块的块尺寸相对于在所述第一块结构的被考虑用于比较的区域中所包含的被分配给该区域的最小分块的块尺寸的比例。
另外在一种改进方案中规定标识出被采纳的分块可以是非二进制的。
如果采用第二分辨率级的被修正的第二块结构作为第三分辨率级的第一块结构，其中所述第二分辨率级比所述第三分辨率级具有更低的像点数量和/或图像质量，那么可以达到进一步改善被解码图像的表示的结果。也即，由此考虑更高分辨率级的其他可能块结构来产生被修正的第二块结构，其中分别采用前面的分辨率级的被修正的第二块结构来进行本发明的比较。
对解码有利的还有，如此地进行所述的编码，使得没有被采纳到所述被修正的第二块结构中的分块分别被标识。
为此优选地规定，通过采用一个尤其被叫做“not_refind”的方向模式来进行所述的标识。
在本发明的一种改进中，在比特序列编码的范围内如此地产生一个比特流，使得其表示一个可伸缩的纹理，其中这优选地通过以下方式实现，即所述比特流通过位平面的数量来实现，并尤其至少根据比较结果以及根据要为传输所实现的比特率进行变化。由此实现一种被匹配的SNR伸缩性。
另外，如果所述位平面的数量还依赖于分辨率级进行变化，则确保了SNR伸缩性的细粒度。
这里有利的还有，在被修正的第二块结构的值的正比情况下，至少更新表示所述第二块结构的位平面的第一部分。由此实现了：在解码器侧提供相应的被修正的第二块结构。
这里例如可以如此地进行所述的更新，使得进行第二部分的传输，或者替代性地所述第一部分通过位平面的第二部分被修正。
优选地，如此地进行所述的更新，使得被分配给所述第二块结构的纹理的由被修正的第二块结构定义的区域被细化，使得从而即便对于不同的空间-时间分辨率或比特率，结果也可以提供良好的图像质量，而不会在此经受因运动矢量字段和不采用块结构细化的剩余误差块之间的偏差而产生的偏移。
若在高的比特率时传输一个多于所述数量的第二位平面数量，则另外还实现了支持更细的粒度。
本发明所基于的任务还通过用于对编码图像序列进行解码的方法以如下方式来解决：通过考虑在该图像序列中所包含的、根据尤其如上所述的一种方法为更新运动信息而产生的信息和表示可伸缩纹理的比特流，来产生所述图像序列的可伸缩表示。
本发明的编码器和相应的解码器也有助于解决该任务，该编码器具有用于执行所述的方法的工具，该解码器具有用于解码按照所述的方法所产生的编码图像序列的工具。
优选地，所述的解码器为此具有用于检测指示比特流的表示可伸缩纹理的部分的第一信号的工具，以及还有用于检测指示要更新的区域的第二信号的工具，其中所述信号分别尤其被构造为语法元素。由此可以在解码器侧在表示的质量方面实现用本发明方法所达到的改善。
如果所述的解码器具有用于确定如下位平面的工具，即在该位平面时更新会导致编码图像序列的表示的改善，或者替代性地或补充性地具有用于确定如下位平面的工具，即在该位平面时应进行纹理的更新，那么可以精确地重构图像序列的被细化或可伸缩的表示。
如果所述的解码器具有用于更新纹理的工具，所述纹理被构造使得对被更新的运动信息进行考虑，那么可以确保通过本发明的编码方法实现消除在解码器侧所产生的图像序列的可伸缩表示中的偏差。
这里，所述的解码器的特征优选地在于更新工具，该更新工具被构造使得如此地根据已有的纹理形成一种更新的纹理，使得根据被分配给所述纹理的纹理信息和纹理更新信息而形成更新的纹理信息，其中所述更新工具被构造使得所述纹理信息至少部分地被所述纹理更新信息代替。
附图说明
借助图1-7参考本发明的一个实施例来阐述本发明的其它细节和优点。在此：
图1示出了用于生成可伸缩运动信息的运动估测模型，
图2示出了为此所需要的方向模式，
图3示出了在此所采用的分块尺寸，
图4示出了按本发明所产生的块结构的简图，
图5简要示出了本发明关于更新的判定，
图6简要示出了按本发明产生更新的比特流。
具体实施方式
在图1中简要示出了现有技术所公开的MSRA解决方案，其被阐述以更好地理解本发明，因为它在所述的实施例中至少被部分地采用。
根据MSRA在每个临时层(Layer)执行所述的多层运动估测。这里运动估测在固定的空间分辨率情况下以不同宏块尺寸来实现，由此使所产生的运动矢量字段与被解码的分辨率相匹配。例如当初始分辨率级是CIF编码的格式且被解码的分辨率级作为QCIF格式进行时，运动估测在CIF格式的分辨率级上或CIF分辨率上进行，其中这以32*32块尺寸为基础和以8*8宏块尺寸为最小块尺寸来进行。反之，当被解码的格式为CIF格式时，宏块的尺寸被缩小1/2，这从图1可以看出。
另外从图1可以看出，在那里所示的对以QCI F格式存在的块进行解码处理的下面支路中，传输原始的运动矢量，而对于每个更高的层，例如被用于解码CIF块的层，只采用关于运动矢量的差信息。这里，当块被划分为更小的子块时，较低层的单个矢量可以被用来预测较高层的多个矢量。
在此，不同的模式指示了运动补偿的方向，这已经讲述过并在图2中被示出，而从图3可以看出，按照MSRA方法的块结构按照相同的方法被编码，正如其在MPEG-4AVC(高级视频编码)[2]中所采用的那样。
为了选择应该被编码的块结构和运动补偿方向，根据MSRA措施而规定采用所谓的成本函数，该成本函数是为该功能定义的，并以概念“率失真优化”而公知。
在根据MSRA的运动的多层表示中，为相同的临时层(帧率)产生与不同的空间分辨率相匹配的不同运动描述。在此，基于对粗略的运动信息的检测，属于较高分辨率的运动估测被视为充实的信息(高级层/信息)。因为通过粗略的运动矢量字段所产生的剩余误差块包含非常多的能量，所以只传输在最精细的运动补偿之后所产生的剩余误差块。主要在选择粗略的运动信息时，这会在重构的剩余误差图像中导致非常强的假象，这甚至即便在高比特率时也会产生。
在图4中示出了如何通过采用本发明的方法把根据本发明所产生的临时块结构生成为最后应传输的块结构。
可以看到三个临时块结构MV_QCIF，MV_CIF和MV_4CIF。在此，每个这种块结构根据本发明分别被分配给一个分辨率级，其中用分辨率级来表示分辨率的格式，用它可以表示按本发明方法编码的由图像序列所组成的视频信号。
对于本实施例，这里涉及共享中间格式(CIF)、QCIF以及4CIF格式。
这里QCIF表示给本发明方法所选择的分辨率级的第一分辨率级，也即最低分辨率级，使得按照本发明给该分辨率级也分配第一块结构MV_QCIF，而CIF表示第二分辨率级，针对该第二分辨率级按照本发明产生第二块结构MV_CIF。
在此，块结构的产生是在运动估测算法的范畴内进行的，例如通过采用已经讲述的MCTF和/或MSRA方法。
另外还可以看出，临时块结构MV_QCIF，MV_CIF和MV_4CIF具有连续细化的分块结构，这些分块结构的特征在于，从每个临时块结构MV_QCIF，MV_CIF和MV_4CIF出发，给定义的子块MB1_QCIF...MB4_QCIF插入变得更细的其它分块。
另外从图示中可以看出，临时块结构MV_QCIF，MV_CIF和MV_4CIF具有相同的空间分辨率，也即，尽管从分辨率级到分辨率级之间有增加的像点数，但空间分辨率保持不变。
此外在图4中可以看到待传输的或最后例如为流式应用所传输的块结构MV_QCIF，MV_CIF和MV_4CIF，这些块结构通过采用本发明的方法以如下方式从临时块结构MV_QCIF，MV_CIF和MV_4CIF中得出：分别将属于高分辨率级的块结构与属于下一更低分辨率级的块结构进行比较，作为结果产生一个属于所考察的分辨率级的修正块结构，所述的修正块结构具有这样的分块结构，所述分块结构只包含属于相同分辨率级的临时块结构的一个子集，其中这里不是一个排除“修正块结构的分块结构等于相应临时块结构的分块结构”这种情况的纯子集，而只是一个例如从数学已知的(简单)子集，因为具体而言甚至会是这样，以致于按照本发明的方法可能出现该特殊情况。
下面稍微详细地来讲述该本发明算法。
根据本发明开始产生属于最低分辨率级的块结构。根据本发明，在此从该第一块结构MV_QCIF中直接产生修正块结构MV_QCIF，因为对于该情况自然不能与前面的块结构进行比较。直接产生的修正块结构MV_QCIF因此具有相同的分块结构，如它们具有第一块结构MV_QCIF。
根据本发明，在下一步骤中针对下一更高的分辨率级(该情形下为CIF)产生第二块结构MV_CIF。这里可以看出，在所述第二块结构MV_CIF中添加其它的分块，这些分块导致比第一块结构MV_QCIF所相对具有的要更细的分块结构。这里，被添加的分块或分块结构在图中用点划线示出。
因此根据本发明在接下来的步骤中执行比较，其中如此地检验被添加的分块，看它们所具有的块尺寸是否至少小于第一块结构的相应子区域的最小块尺寸的1/4。
如果是这样，则在被修正的第二块结构MV_CIF中采纳相应的分块结构，而在要检查的分块具有更低细化的情况下，取消在要传输的被修正的第二块结构中采纳分块结构。
为了能更好地阐述这一点，在图4中举例地以第二块结构MV_CIF中所含的分块为例，也即第一分块SB1和第二分块SB2。
第一分块SB1位于第二块结构MV_CIF的第一子块MB1_CIF中。相应地，根据本发明在与第二块结构MV_CIF的第一子块MB1_CIF相对应的第一块结构MV_QCIF的第一子块MB1_QCIF中检查哪一个是这里出现的最小分块尺寸。在当前的实施例中，该最小块尺寸由最小的第一分块MIN_SB1定义。如看到的一样，第一分块的尺寸对应于第一最小分块的尺寸，使得在该情形下根本就不存在细化。相应地，根据本发明在要传输的第二块结构MV_CIF中不采纳作为第一分块的基础的分块结构，使得在第二修正的块结构MV_CIF的如图4所示的图中，点划线格子缺少相应的位置。
另外在比较中也考虑第二分块SB2用于比较。因为第二分块SB2包含在第二块结构MV_CIF的第四子块MB4_CIF中，所以相应地在第一块结构MV_QCIF的第四子块MB4_QCIF中寻找最小的分块尺寸。这通过第二最小分块MIN_SB2给定，该第二最小分块MIN_SB2在该情形下精确地划分第一块结构MV_QCIF的第四子块MB4_QCIF。如所看到的，在该情形下第二分块SB2的尺寸为最小第二分块MIN_SB2的尺寸的1/8，使得相对于第一块结构MV_QCIF给出了甚至8倍的细化。因此根据本发明也在被修正的第二块结构MV’_CIF中采纳所述定义第二分块的分块结构。这同样适用于第二块结构MV_CIF的所有以下块，这些块如在图4的图示中在被修正的第二块结构MV’_CIF的虚线结构处所示。
从第二块结构MV_CIF与被修正的第二块结构MV’_CIF的比较得出，并不采纳第二块结构MV’_CIF的所有分块结构。为了现在能够正确地表示这种编码的图像序列，在应传输的块结构的编码中编入以下分块的标识，即这些分块没有被采纳到被修正的块结构中。这里，本发明的方法也以同样的方式应用于其它的分辨率级。例如，根据当前的实施例，针对格式4CIF同样产生一个块结构MV_4CIF。根据本发明，该块结构现在又被用作为第二块结构，而第一块结构由前面的第二块结构MV_CIF给出。这里，通过比较两个块结构而产生的第二修正块结构MV’_4CIF在图4的图示中也仅仅通过所添加的分块结构的一部分来细化，该添加的分块结构在图中用点线表示。
替代地或补充地，为了进行比较，可以不采用临时块结构而采用已产生的被传输的、也即被修正的第二块结构作为第一块结构。
这里，根据本发明不需要针对在图像序列中所编码的所有分辨率级而根据本发明产生要传输的块结构，而是例如只是上述分辨率中的子分辨率，也就是说，例如在采用QCIF、CIF、或4CIF的情况下只针对CIF，或者在QCIF和CIF的情况下只针对CIF。具体说，实际中将这应用于相对于所有存在的分辨率级的平均分辨率级就足够了，这是因为，由于这里避免了对块结构和运动矢量进行多次上和下采样，所以在平均分辨率级时给出了最佳的性能。这里，通过一个参数分别为不同的空间分辨率级设置运动信息的数据率，使得在每个分辨率级上针对运动信息和纹理信息得出数据率的最佳比例。
在此，本发明不局限于借助于图4所述的实施例，而是包括在本领域技术人员的能力范围之内所考虑的所有实现，本发明的核心是：
并不完全传输尤其是按照MSRA产生的、在编码器侧被定义或存在的全部运动矢量字段(临时块结构MV_QCIF、MV_CIF和MV_4CIF)，而是只传输该运动矢量字段的最高有效部分。
在此，本发明的算法的基本优点是，即便在低比特率和即便在低分辨率的情况下也改善了图像质量。
现在于图5中示出了上面所述的发信号或还有(如下所述)比特流产生是基于哪些方法步骤。
根据上述的本发明的可选性细化方法，本发明所建议的新的块模式指示了是否必须为下一个运动矢量字段而划分当前所考虑的运动矢量字段的块结构。因此依照该块模式可以定位当前剩余误差块所在的区域，其中该当前剩余误差块不同于较低层所属的先前的剩余误差块。
被分配给或属于这些区域的块然后与处于先前的剩余误差块内的相同位置的块进行比较，并编码其差。在编码器侧存储该信息之后，需要在运动信息和各比特率之间针对相应的纹理达成尽可能最好的、也即最佳的协调。
为此通常在传输之前产生一个比特流，使得所有在编码器侧可用的信息能最佳地被使用。
为了达到这一点，如图5所示例如在分析的意义上执行一种比较，其中确定是否必须细化运动矢量字段(块结构)。
这根据本发明是有利的，因为实际中可能出现以下情况：具有基运动矢量字段(块结构)MVFIELD1和相应纹理Textur1的可视质量可能以一个值(为纹理Textur1的x％)好于在将该运动矢量字段细化成修正块结构MVFIELD2时所产生的结果，并由此好于Textur’1的相应细化(通过(Textur1)的y％+细化来定义)。这里，在相同的比特率时y小于x。
从图示的相应判断过程中可以看出，在细化看起来有必要的情况下，涉及纹理信息的信息部分必须被相应地适配。但由此也产生问题：纹理信息的哪部分属于细化信息。
一方面，如上所述，这通过合适的发信号来实现，其能够在解码器侧在剩余误差块中定位可能被细化和首先应该被细化的区域。于是，由此使得解码器能够识别和相应地考虑前面讲述的本发明方法，其中运动信息的细化已被如此地适配，使得已经能够嵌入剩余误差块，也即剩余误差块的细化部分通过其它几个块来表示。
其次，为此还需要合适的编码，为了在压缩效率的意义上成为高效的，该编码被如此地执行，使得细化块利用基于块的变换(IT，DCT，等)被编码，其中这些块然后代表了在基于运动矢量字段细化的剩余误差块与未根据细化的运动矢量字段所产生的并具有某个位平面数量(例如N个位平面)的剩余误差块之间的差。
但最后为此还需要合适地组织为传输所产生的比特流，如图6所示。
这种按本发明产生比特流的目的是，为不同的空间/时间分辨率级或比特率确保良好的图像质量，而在该情形下不具有因运动矢量字段和剩余误差块之间的偏差而可能产生的偏移。因此简要地示出了被用来按照本发明实现这一点的步骤。
在此，所示的实施例以初始化状态为出发点，其中某个数量的运动矢量字段利用相应的剩余误差块在编码器侧已经被产生。例如第一运动矢量字段MVF1和第一细化的运动矢量字段MVF1’针对QCIF分辨率，第一细化的运动矢量字段MVF1’和(未示出的)第二运动矢量字段针对CIF分辨率，以及第二运动矢量字段和第三运动矢量字段针对4CIF分辨率。这里，在QCIF分辨率时对这种情景的编码或解码在本发明的方法中是如下产生的：基于“必须针对QCIF分辨率解码大范围的比特率”这个假设，必须在第一步传输第一运动矢量字段MV1和相应的第一剩余误差块。这里适用的是，比特率越大，表示剩余误差块的位平面BTPL1...BTPLN+M的数量就越多。另外还适用的是，这里通过前文所阐述的关于块细化的判定来限制该数量。
根据所示的实施例，位平面的数量被限定为数N。如果现在根据本发明的分析而判断需要细化，那么如此地细化第一运动矢量字段MVF1，使得产生被细化的运动矢量字段MVF1’。在这种情况下，因此也需要更新与第一运动矢量字段MVF1相对应的纹理，以便避免位于运动矢量字段与相应纹理之间的偏差。
本发明在此所建议的算法同样可以从图中看出，且运行如下。
若对运动信息的上述分析得出需要更新运动信息，那么通常已经传输了某个数量的位平面BTPL1...BTPLN。在达到某个极限值BTPLn之前，表示未被细化的剩余误差块的位平面(BTPL1...BTPLn)没有必要被修正。反之，当达到该极限BTPLn时，根据实施例更新接下来的位平面BTPLn...BTPLN。
在该情形下，这是基于表示未被细化的剩余误差块的最后位平面的那个位平面BTPLn来进行的，并延伸直到已经被传输的位平面BTPLN。
这里，如此地进行更新，使得属于细化部分REFINEMENT的区域被更新成它们与接下来的运动矢量字段(也即根据所示的实施例为第一细化的矢量字段MVFI’)相一致。
这里，如果是较高的比特率，则可以根据本发明另外还传输超出已传输的位平面数BTPLN的位平面数量BTPLN+1-BTPLN+M。这里针对每个空间分辨率和/或质量级而重复该方案，由此实现信/噪伸缩性(SNR伸缩性)的更细的粒度。
根据所述的初始情景，如下地在CIF分辨率级下进行编码或解码。
因为这里也应该根据本发明组合SNR和空间伸缩性，所以当例如需要在CIF分辨率下解码(视频)比特流而且这应该在低比特率下进行时，第一被改变的运动矢量字段MVF1’从QCIF分辨率向CIF分辨率按比例提高。同时例如执行小波逆变换或执行内插，以便达到纹理TEXTUR1、TEXTUR’1的更高的空间分辨率。
这里需要注意，在非常低的比特率时，不需要把纹理TEXTUR1更新为纹理TEXTUR’1(例如当有必要少于n个位平面以解码CIF分辨率时)。由此总体上实现一种空间上的伸缩性。
通过以下方式实现CIF分辨率下的SNR伸缩性，即对原来被细化的CIF剩余误差块与被内插或被小波逆变换的细化QCIF位平面之差的位平面进行编码。如果关于是否应进行细化的判断在CIF分辨率下是肯定的，那么就采取与在上述针对QCIF的方法中所讲述的相同的策略。同样适用于从CIF到4CIF的伸缩。
但本发明并不局限于所述的实施例。具体而言还适用以下方面：
1.通过根据上述实施例按位平面表示纹理信息来产生SNR伸缩性，但并不局限于此，因为它也可以通过替而代之的可伸缩的纹理表示来实现。
2.在细化之前出现的位平面的最大数量(BTPLN)对于每个空间分辨率可以是不同的。
3.另外，如果对一个空间分辨率级使用多于两个的运动信息层，那么在该空间分辨率级内可以进行多于一次的更新。
与此无关地，在该情形下针对宽的比特率范围和空间时间分辨率而始终在运动信息和纹理之间达成一种非常好的协调，其中这是在不降低图像质量的情况下进行的，因为通过本发明的方法实现了良好的信息分配，并由此也消除了运动信息和纹理之间的偏差。
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Claims (30)

1.用于对图像序列进行视频编码的方法，其中所述图像序列的图像被如此伸缩地编码，使得所产生的视频数据包含有如下信息，该信息确保以大量不同级别的、通过每图像表示的像点数量定义的图像分辨率和/或图像质量来表示图像，其中如此地基于块进行编码，使得为了描述一个图像的各部分的可能包含在图像序列中的运动而产生至少一个描述该运动的块结构，该块结构被如此地构造，使得其从一个块被划分成子块，所述子块部分地具有将这些子块连续地进行更细划分的分块，具有以下步骤：
a)临时地针对至少一个第一分辨率级产生第一块结构，针对第二分辨率级产生第二块结构，其中所述第一分辨率级比所述第二分辨率级具有更低的像点数量和/或图像质量，
b)所述第二块结构与所述第一块结构如此地进行比较，使得求出块结构中的差别，
c)根据结构差别的特性如此地产生被修正的第二块结构，使得其结构表现为所述第二块结构的子集，
d)所述被修正的第二块结构和第二块结构借助于至少一个与图像质量成比例的值进行比较，
e)其值与更好质量成正比的块结构被作为比特序列的编码的基础。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，为求差别而测定被添加的分块。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为求差别而测定分块性能。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，作为分块性能而测定分块的块尺寸。
5.如权利要求1、2、4之一所述的方法，其特征在于，为求差别而只考虑所述第一块结构的如下子块，即该子块对应于所述第二块结构的子块。
6.如权利要求1、2、4之一所述的方法，其特征在于，根据阈值判定来产生第二修正的块结构。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二块结构只有如下的分块被采纳到所述被修正的第二块结构中，即该分块的块尺寸达到了预定的阈值。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，如此地定义所述阈值，使得其给定了所述第二块结构的分块的块尺寸相对于在所述第一块结构的被考虑用于比较的区域中所包含的、被分配给该区域的最小分块的块尺寸的比例。
9.如权利要求1、2、4之一所述的方法，其特征在于，被采纳的分块可以被非二进制地划分。
10.如权利要求1、2、4之一所述的方法，其特征在于，采用第二分辨率级的被修正的第二块结构作为第三分辨率级的第一块结构，其中所述第二分辨率级比所述第三分辨率级具有更低的像点数量和/或图像质量。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，如此地进行所述的编码，使得没有被采纳到所述被修正的第二块结构中的分块分别被标识。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，如此地进行所述的编码，使得被非二进制地划分的分块分别被标识。
13.如权利要求1、2、4之一所述的方法，其特征在于，在比特序列编码的范围内如此地产生一个比特流，使得其结合运动信息的更新表示一个可伸缩的纹理，其中这通过以下方式实现，即所述比特流通过纹理分辨率级来实现，并至少根据比较结果以及根据要为传输所实现的比特率进行变化。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述纹理分辨率级作为位平面的数量来实现。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述位平面的数量依赖于分辨率级进行变化。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，在被修正的第二块结构的值的正比情况下，至少更新表示所述纹理的位平面的第一部分。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，如此地进行所述的更新，使得进行第二部分的传输。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，如此地进行所述的更新，使得所述第一部分通过位平面的第二部分被修正。
19.如权利要求15所述的方法，其特征在于，如此地进行所述的更新，使得被分配给所述第二块结构的纹理的由被修正的第二块结构定义的区域被细化。
20.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在高的比特率时，传输一个多于所述数量的第二位平面数量。
21.用于对按照权利要求1-19之一所述的方法所产生的编码比特序列进行解码的方法，其特征在于，通过考虑在该图像序列中所包含的、根据如权利要求1-19之一所述的方法所产生的运动信息更新和表示可伸缩纹理的比特流，来产生所述图像序列的可伸缩表示。
22.用于产生编码图像序列的编码器，其特征在于具有用于执行如权利要求1-19之一所述的方法的工具。
23.解码器，其特征在于具有用于解码按照权利要求1-19之一所述的方法所产生的编码比特序列的工具。
24.如权利要求22所述的解码器，其特征在于具有用于检测指示比特流的表示可伸缩纹理的部分的第一信号的工具，其中所述信号被构造为语法元素。
25.如权利要求23和24之一所述的解码器，其特征在于具有用于检测指示要更新的区域的第二信号的工具，其中所述信号被构造为语法元素。
26.如权利要求23和24之一所述的解码器，其特征在于具有用于确定如下位平面的工具，在该位平面时更新会导致编码图像序列的表示的改善。
27.如权利要求23和24之一所述的解码器，其特征在于具有用于确定如下位平面的工具，在该位平面时应进行纹理的更新。
28.如权利要求23和24之一所述的解码器，其特征在于具有用于更新纹理的工具，所述纹理被构造使得对被更新的运动信息进行考虑。
29.如权利要求23和24之一所述的解码器，其特征在于具有更新工具，该更新工具被构造使得如此地根据已有的纹理形成一种更新的纹理，使得根据被分配给所述纹理的纹理信息和纹理更新信息而形成更新的纹理信息。
30.如权利要求29所述的解码器，其特征在于，所述更新工具被构造使得所述纹理信息至少部分地被所述纹理更新信息代替。
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