CN101682784A - 用于帧内预测的自适应参考图片数据生成 - Google Patents

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CN101682784A CN200780052643A CN200780052643A CN101682784A CN 101682784 A CN101682784 A CN 101682784A CN 200780052643 A CN200780052643 A CN 200780052643A CN 200780052643 A CN200780052643 A CN 200780052643A CN 101682784 A CN101682784 A CN 101682784A
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Abstract

一种设备结合了用于提供经压缩的或者说经编码的视频数据的、符合H.264的视频编码器。该H.264编码器包括：用于存储正在编码的当前图片的先前编码的宏块的缓冲器；以及用于根据当前图片的先前编码的宏块来生成自适应参考图片数据的处理器；其中，该自适应参考图片数据被用于预测当前图片的未编码宏块。

Description

用于帧内预测的自适应参考图片数据生成
参照相关申请
本申请要求2007年4月19日提交的美国临时申请No.60/925,351的优先权。
技术领域
本发明总地涉及通信系统，更具体而言涉及视频编码和解码。
背景技术
在诸如MPEG-2和JVT/H.264/MPEG AVC(例如，参见ITU-T Rec.H.264，“Advanced video coding for generic audiovisual services”，2005)之类的典型的视频压缩系统和标准中，编码器和解码器一般依赖于帧内预测和帧间预测来实现压缩。对于帧内预测而言，已经提出了各种方法来改进帧内预测。例如，移位式帧内预测(displaced intra prediction，DIP)和模板匹配(template matching，TM)对于纹理预测已经实现了良好的编码效率。这两种方法之间的相似之处在于它们都搜索正在编码的当前图片的先前编码的内区域(intra region)(即，它们使用当前图片作为参考)并且通过执行例如区域匹配和/或自回归模板匹配来根据某种编码成本找出最佳预测。
发明内容
我们已经注意到，移位式帧内预测(DIP)和模板匹配(TM)都遇到了类似的问题，这些问题使编码性能和/或视觉质量恶化。具体而言，来自当前图片的先前编码的内区域的参考图片数据可能包含某种块化的或者其他的编码伪影，这使得编码性能和/或视觉质量恶化。然而，我们也已经意识到，对于帧内编码，是有可能解决上述的编码性能问题的。具体地，根据本发明的原理，一种用于编码的方法包括以下步骤：根据当前图片的先前编码的宏块来生成自适应参考图片数据；以及根据该自适应参考图片数据来预测当前图片的未编码宏块。
在本发明的一个实施例中，一种设备结合了用于提供经压缩的或者说经编码的视频数据的、符合H.264的视频编码器。该H.264编码器包括：用于存储正在编码的当前图片的先前编码的宏块的缓冲器；以及用于根据当前图片的先前编码的宏块来生成自适应参考图片数据的处理器；其中，该自适应参考图片数据被用于预测当前图片的未编码宏块。
在本发明的另一个实施例中，一种设备结合了用于提供视频数据的、符合H.264的视频解码器。该H.264解码器包括：用于存储正在解码的当前图片的先前编码的宏块的缓冲器；以及用于根据当前图片的先前编码的宏块来生成自适应参考图片数据的处理器；其中，该自适应参考图片数据被用于对当前图片的宏块进行解码。
考虑到以上内容，在阅读详细描述之后将会清楚，其他实施例和特征也是可能的并且落在本发明的原理之内。
附图说明
图1至8图示了使用DIP或TM的帧内预测的现有技术视频编码和解码；
图9示出了根据本发明原理的示例性设备；
图10示出了根据本发明原理的H.264编码器的示例性框图；
图11示出了根据本发明原理的视频编码器的另一示例性框图；
图12示出了表一，该表一图示了根据本发明原理的不同类型的处理；
图13示出了表二，该表二图示了用于图9的设备或图10的H.264编码器中的高级别语法；
图14和15示出了根据本发明原理的视频编码器的其他示例性框图；
图16示出了用于根据本发明原理的视频编码器中的示例性流程图；
图17示出了根据本发明原理的另一示例性设备；
图18和19示出了根据本发明原理的视频解码器的示例性框图；
图20示出了用于根据本发明原理的视频解码器中的示例性流程图；并且
图21至26示出了根据本发明原理的其他示例性实施例。
具体实施方式
除了创造性的思想之外，图中示出的要素是公知的并且不会被详细描述。另外，这里假定熟悉视频广播、接收机和视频编码，因此不对其进行详细描述。例如，除了创造性的思想之外，假定熟悉TV标准的当前推荐和提议推荐，例如NTSC(国家电视系统委员会)、PAL(逐行倒相)、SECAM(顺序传送与存储彩色电视系统)、ATSC(高级电视系统委员会)(ATSC)。同样，除了创造性的思想之外，假定诸如八级残留边带(8-VSB)、正交幅度调制(AQM)之类的传输思想、诸如射频(RF)前端之类的接收机组件或者诸如低噪声块、调谐器、解调器、相关器、泄漏积分器和平方器之类的接收机部件。类似地，除了创造性的思想之外，用于生成比特流的格式化和编码方法(例如运动图片专家组(MPEG)-2系统标准(ISO/IEC 13818-1))以及尤其是H.264：InternationalTelecommunication Union，“Recommendation ITU-T H.264：Advanced VideoCoding for Generic Audiovisual Services，”ITU-T，2005是公知的，并且在这里不做描述。鉴于此，应当注意，只有与已知的视频编码不同的创造性思想的部分才在下面描述并在附图中示出。因此，这里假定了图片、帧、场、宏块、亮度、色度、帧内预测、帧间预测等等的H.264视频编码思想，并且不对其进行描述。例如，除了创造性的思想之外，诸如空间方向预测之类的帧内预测技术，以及当前提议的用于包括在H.264的扩展之中的那些技术(例如移位式帧内预测(DIP)和模板匹配(TM)技术)是已知的，并且在这里不对其做详细描述。还应当注意，创造性思想可利用传统的编程技术来实现，这里也不会描述这些编程技术。最后，附图中的相似的数字表示类似的要素。
暂且参看图1-8，给出一些概括的背景信息。一般来说，正如本领域中已知的，视频的图片或者说帧被划分成若干个宏块(MB)。此外，MB被组织成若干个片层(slice)。图1中就图片10示出了这一点，该图片10包括三个片层16、17、18；其中每个片层包括若干个以MB 11为代表的MB。如上所述，对于帧内预测，空间方向预测、移位式帧内预测(DIP)和模板匹配(TM)的技术可用于处理图片10的MB。
现有技术的基于H.264的编码器50的高级别表示在图2中示出，该编码器50用于使用H.264的DIP或TM提议扩展的帧内预测(以下简称其为编码器50)。因此，这里不描述H.264编码器支持的其他模式。输入视频信号54被施加到编码器50，该编码器50提供一经编码的或者说经压缩的输出视频信号56。应当注意到，编码器50包括视频编码器55、视频解码器60和参考图片缓冲器70。具体地，编码器50复制解码器处理，使得编码器50和相应的基于H.264的解码器(图2中没有示出)都将为后续数据生成相同的预测。从而，编码器50也对经编码的输出视频信号56进行解码(解压缩)并且提供经编码的视频信号61。如图2所示，经解码的视频信号61被存储在参考图片缓冲器70中，以用于DIP或TM帧内预测技术中的后续编码MB的预测。应当注意，DIP或TM都是按MB工作的，即，参考图片缓冲器70存储一MB，该MB被用于预测后续编码的MB。为了完整，现有技术编码器50的更详细框图在图3中示出，其元件和操作是本领域已知的，因此这里不对其进行进一步描述。应当注意，编码器控制75以虚线形式示出，以用简化方式来表示对图3的所有元件的控制(而不是示出编码器控制75和图3的其他元件之间的各个控制/信令路径)。鉴于此，应当注意，在DIP或TM帧内预测期间，每个解码的MB经由信令路径62通过开关80(其受编码器控制75的控制)被提供到参考图片缓冲器70。换言之，每个先前编码的MB不被解块滤波器65所处理。在执行DIP或TM帧内预测时编码器50中的数据流的更简化视图在图4中示出。类似地，相应的现有技术的基于H.264的解码器90在图5中示出，该解码器90用于使用H.264的DIP或TM提议扩展的帧内预测。同样，基于H.264的解码器90执行DIP或TM帧内预测时的简化形式在图6中示出。
如上所述，H.264编码器的扩展可执行DIP或TM帧内预测。DIP帧内预测在图7中图示出，该图针对的是在帧内编码过程中的时间点T的图片20(例如，参见S.-L.Yu and C.Chrysafis，″New Intra Prediction usingIntra-Macroblock Motion Compensation″，JVT meeting Fairfax，doc JVT-C151，May 2002；以及J.Balle，and M.Wien，″Extended Texture Prediction forH.264 Intra Coding″，VCEG-AEl 1.doc，Jan 2007)。如上所述，DIP是按MB实现的。在时刻T，图片20的区域26已被编码，即区域26是帧内编码区域；而图片20的区域27尚未被编码，即未编码。在DIP中，通过一移位向量来参考先前编码的MB，以预测当前MB。这在图7中图示出，其中通过移位向量(箭头)25来参考先前编码的MB 21，以预测当前MB22。类似于H.264的帧间运动向量，移位向量是通过利用相邻块的中值进行预测来差分地编码的。
以类似的方式，TM在图8中图示出，该图针对的是帧内编码过程中的时间点T的图片30(例如，参见T.K.Tan，CS.Boon，and Y.Suzuki，″Intra Prediction by Template Matching″，ICIP 2006；以及J.Balle，and M.Wien，″Extended Texture Prediction for H.264 Intra Coding″，VCEG-AEl 1.doc，Jan 2007)。与DIP一样，TM是按MB实现的。在时刻T，图片30的区域36已被编码，即区域36是帧内编码区域；而图片30的区域37尚未被编码，即未编码。在TM中，利用图像区域的自相似性来进行预测。具体地，TM算法通过搜索帧内编码区域以寻找相似的像素邻居，来递归地确定当前像素(或目标)的值。这在图8中图示出，其中当前MB 43，即目标，具有由周围编码MB构成的相关联邻居(或模板)31。帧内编码区域36随后被搜索，以识别相似的候选邻居，该候选邻居在这里由邻居32表示。一旦相似邻居被定位到，则如图8所图示的，候选邻居的MB 33被用作预测目标MB 43的候选MB。
如前所述，DIP和TM对于纹理预测都实现了良好的编码效率。这两种方法之间的相似之处在于它们都搜索正在编码的当前图片的先前编码的内区域(即，它们使用当前图片作为参考)并且通过执行例如区域匹配和/或自回归模板匹配来根据某种编码成本找出最佳预测。不幸的是，DIP和TM都遇到了类似的问题，这些问题使编码性能和/或视觉质量恶化。具体而言，存储在参考图片缓冲器70中的来自当前图片的先前编码的内区域(例如，图7的内区域26或图8的内区域36)的参考图片数据可能包含某种块化的或者其他的编码伪影，这使得编码性能和/或视觉质量恶化。然而，对于帧内编码，是有可能解决上述的编码性能问题的。具体地，根据本发明的原理，一种用于编码的方法包括以下步骤：根据当前图片的先前编码的宏块来生成自适应参考图片数据；以及根据该自适应参考图片数据来预测当前图片的未编码宏块。
根据本发明原理的设备105的示例性实施例在图9中示出。设备105代表了任何基于处理的平台，例如PC、服务器、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话等等。鉴于此，设备105包括一个或多个带有相关联的存储器(未示出)的处理器。设备105包括根据创造性思想而修改的扩展的H.264编码器150(以下称之为编码器150)。除了创造性的思想之外，假定编码器150符合ITU-T H.264(如上所述)，并且还支持以上提及的移位式帧内预测(DIP)和模板匹配(TM)提议扩展的帧内预测技术。编码器150接收视频信号149(该视频信号149例如是从输入信号104得出的)并且提供经编码的视频信号151。后者可被包括作为输出信号106的一部分，该输出信号106表示从设备105到例如另外的设备或网络(有线的、无线的等等)的输出信号。应当注意，虽然图9示出了编码器150是设备105的一部分，但是本发明并不限于此，编码器150也可以在设备105外部，例如，物理上邻近设备105，或者被部署在网络(线缆网络、因特网、蜂窝网络等等)中的其他位置，使得设备105可以使用编码器150来提供经编码的视频信号。仅针对本示例，假定视频信号149是符合CIF(通用中间格式)视频格式的实时视频信号。
编码器150的示例性框图在图10中示出。例如，编码器150是如处理器190和存储器195所表示的基于软件的视频编码器，其中处理器190和存储器195在图10中以虚线框的形式示出。在这里的上下文中，计算机程序或者说软件被存储在存储器195中以供处理器190执行。后者代表了一个或多个存储程序控制处理器，而不一定专用于视频编码器功能，例如，处理器190还可控制设备105的其他功能。存储器195代表了任何存储设备，例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等等；并且可以在编码器150内部和/或外部，并且是易失性和/或非易失性存储器。除了创造性的思想之外，编码器150具有本领域中已知的两层，这两层由视频编码层160和网络抽象层165表示。鉴于此，编码器150的视频编码层160结合了创造性的思想(下文中进一步描述)。视频编码层160提供经编码的信号161，该经编码的信号161包括本领域中已知的经视频编码的数据，例如，视频序列、图片、片层和MB。视频编码层160包括输入缓冲器180、编码器170和输出缓冲器185。输入缓冲器180存储来自视频信号149的视频数据以供编码器170处理。除了下文描述的创造性的思想之外，编码器170根据如上所述的H.264对视频数据进行压缩，并且将经压缩的视频数据提供给输出缓冲器185。后者以经编码的信号161的形式将经压缩的视频数据提供给网络抽象层165，网络抽象层165以适合于在各种通信信道或存储信道上传送的方式对经编码的信号161进行格式化，以提供经H.264视频编码的信号151。例如，网络抽象层165促成了将经编码的信号161映射到传输层(例如，RTP(实时协议)/IP(因特网协议)、文件格式(例如，用于存储和多媒体消息传递(MMS)的ISOMP4(MPEG-4标准(ISO 14496-14))、用于有线和无线会话服务的H.32X)、用于广播服务的MPEG-2系统，等等)的能力。
根据本发明原理的用于帧内预测的视频编码器160的示例性框图在图11中示出。仅针对此示例，假定视频编码器160对于当前图片执行DIP或TM帧内预测。因此，这里不描述视频编码层160所支持的根据H.264标准的其他模式。视频编码层160包括视频编码器55、视频解码器60、参考图片缓冲器70和参考处理单元205。表示当前图片的输入视频信号149被施加到视频编码器55，视频编码器55提供经编码的或者说经压缩的输出信号161。经编码的输出信号161还被施加到视频解码器60，视频解码器60提供经解码的视频信号61。后者表示当前图片的先前编码的MB，并且被存储在参考图片缓冲器70中。根据本发明的原理，参考处理单元205根据存储在参考图片缓冲器70中的先前编码的MB图片数据来为当前正在编码的图片(即，当前图片)生成自适应参考图片数据(信号206)。正是该自适应参考图片数据现在被用在DIP或TM帧内预测技术中用于为当前图片预测后续编码的MB。从而，参考处理单元205可以对先前编码的MB图片数据进行滤波以去除或减轻任何块化或其他编码伪影。
实际上，参考处理单元205可以应用若干种滤波器中的任何一种来生成不同的自适应参考图片数据。这在图12的表一中示出。表一示出了参考处理单元205可用来生成自适应参考图片数据的不同滤波或处理技术的列表。表一示出了六种不同的处理技术，这里将其概括称为“滤波器类型”。在此示例中，每个滤波器类型与Filter_Number参数相关联。例如，如果Filter_Number参数的值为零，则参考处理单元205使用中值型滤波器来对存储在参考图片缓冲器70中的先前编码的MB图片数据进行处理。类似地，如果Filter_Number参数的值为1，则参考处理单元205使用解块滤波器来对存储在参考图片缓冲器70中的先前编码的MB图片数据进行处理。该解块滤波器类似于H.264中规定的图3的解块65。如表一所示，还可定义一种定制的滤波器类型。
应当注意，表一只是一个示例，而根据本发明原理，参考处理单元205可对存储在参考图片缓冲器70中的数据应用滤波、变换、翘曲(warping)或投影中的任何一种。实际上，用来生成自适应参考图片数据的滤波器可以是任何空间滤波器、中值滤波器、Wiener滤波器、几何平均、最小平方等等。事实上，可以使用任何可用来去除当前(参考)图片的编码伪影的线性和非线性滤波器。还可以考虑时间性方法，例如对先前编码的图片进行时间性滤波。同样，翘曲可以是仿射变换或其他线性和非线性变换，这使得当前要编码的内块可以更好地匹配。
如果参考处理单元205使用多种类型的滤波器，则还使用一参考索引来将滤波器类型与参考处理单元205所产生的特定自适应参考图片数据关联起来。现在参看图13，根据本发明原理的示例性的参考列表在表二中示出。表二示出了用于向H.264解码器传达信息的示例性语法。该信息是在H.264的高级别语法中传达的，例如，序列参数集、图片参数集、片层头部等等。例如，参见以上提及的H.264标准的第7.2节。在表二中，参数filter_number[i]规定第i个参考的滤波器类型；参数num_of_coeff_minus_1plus 1规定系数的数目；参数quant_coeff[j]规定第j个系数的量化值。描述符u(1)，ue(v)和se(v)在H.264中定义(例如，参见第7.2节)。例如，u(1)是1位的无符号整数；ue(v)是无符号整数Exp-Colomb编码语法元素，左边的位是第一位，其中此描述符的解析过程在H.264标准的第9.1节中规定；se(v)是有符号整数Exp-Colomb编码语法元素，左边的位是第一位，其中此描述符的解析过程在H.264标准的第9.1节中规定。
如上所述，编码器或其他设备可向来自正在编码的当前图片的参考图片数据应用多个不同的滤波器。编码器可以使用这些滤波器类型中的一种或多种来执行当前图片的帧内预测。例如，编码器可以为当前图片创建使用中值滤波器的第一参考。编码器还可以创建使用几何平均滤波器的第二参考，并且创建使用Wiener滤波器的第三参考，等等。这样，实现时可以提供一种为当前图片的任何给定MB或者区域自适应地确定使用哪个参考(哪个滤波器)的编码器。编码器例如可以为当前图片的前一半使用中值滤波器参考，并且为当前图片的后一半使用几何平均滤波器参考。
为了完整，根据本发明原理的视频编码层160的更详细框图在图14中示出。除了创造性的思想之外，图14所示的元件表示本领域中已知的基于H.264的编码器，并且这里不对其进行进一步描述。应当注意，编码器控制77以虚线形式示出，以用简化方式来表示对图14的所有元件的控制(而不是示出编码器控制77和图14的其他元件之间的各个控制/信令路径)。鉴于此，应当注意，在DIP或TM帧内预测期间，每个解码的MB经由信令路径62通过开关80(其受编码器控制77的控制)被提供到参考图片缓冲器70。根据本发明的原理，编码器控制77还控制用于提供自适应参考图片数据206的开关85，并且如果有多种处理技术可用，则其还控制对供参考处理单元205使用的滤波器类型的选择。在根据本发明原理执行DIP或TM帧内预测时视频编码层160中的数据流的更简化视图在图15中示出。
现在参见图16，示出了根据本发明原理用在图10的视频编码层160中用于执行图10的视频信号149的至少一个图片或帧的帧内预测的示例性流程图。一般来说，如本领域中已知的，当前图片(未示出)被划分成若干个宏块(MB)。在此示例中，假定移位式帧内预测(DIP)被用于帧内预测。根据本发明的原理，对TM执行类似的处理，因此在这里不对其进行描述。如上所述，DIP是按宏块实现的。具体地，在步骤305中，为了进行当前图片的帧内预测，进行初始化。例如，确定当前图片的MB数目N，将循环参数i设定为等于0(其中0≤i＜N)，并且初始化参考图片缓冲器。在步骤310中，检查循环参数i的值以判定是否已经处理了所有MB，如果是，则例程退出或结束。否则，对于每个MB，执行步骤315至330以对当前图片执行帧内预测。在步骤315中，利用来自第i-1个编码的MB的数据来更新参考图片缓冲器。例如，存储在参考图片缓冲器中的数据表示来自第i-1个DIP编码的MB的未编码像素。在步骤330中，根据本发明的原理，根据第i-1个编码的MB生成自适应参考图片数据MBi-1 a，如上所述(例如，参见图11的参考处理单元205和图12的表一)。在步骤325和330中，DIP被执行并且利用自适应参考图片数据MBi-1 a来搜索最佳参考索引(步骤325)，并且一旦找到，则利用最佳参考索引来对第i个MB编码(步骤330)。
现在参看图17，示出了根据本发明原理的设备405的另一个示例性实施例。设备405代表了任何基于处理的平台，例如PC、服务器、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话等等。鉴于此，设备405包括一个或多个带有相关联的存储器(未示出)的处理器。设备405包括根据创造性思想而修改的扩展的H.264解码器450(以下称之为解码器450)。除了创造性的思想之外，假定解码器450符合ITU-T H.264(如上所述)，并且还支持以上提及的移位式帧内预测(DIP)和模板匹配(TM)提议扩展的帧内预测技术。解码器450接收经编码的视频信号449(该经编码的视频信号449例如是从输入信号404得出的)并且提供经解码的视频信号451。后者可被包括作为输出信号406的一部分，该输出信号406表示从设备405到例如另外的设备或网络(有线的、无线的等等)的输出信号。应当注意，虽然图17示出了解码器450是设备405的一部分，但是本发明并不限于此，解码器450也可以在设备405外部，例如，物理上邻近设备405，或者被部署在网络(线缆网络、因特网、蜂窝网络等等)中的其他位置，使得设备405可以使用解码器450来提供经解码的视频信号。
为了完整，根据本发明原理的解码器450的更详细框图在图18中示出。除了创造性的思想之外，图18所示的元件表示本领域中已知的基于H.264的解码器，并且这里不对其进行进一步描述。解码器450的执行方式与以上所述的视频编码层160的执行方式互补。解码器450接收输入比特流449并且从其恢复出输出图片451。应当注意，解码器控制97以虚线形式示出，以用简化方式来表示对图18的所有元件的控制(而不是示出解码器控制97和图18的其他元件之间的各个控制/信令路径)。鉴于此，应当注意，在DIP或TM帧内预测期间，每个解码的MB经由信令路径462通过开关80(其受解码器控制97的控制)被提供到参考图片缓冲器70。根据本发明的原理，解码器控制97还控制用于提供自适应参考图片数据206的开关85，并且如果有多种处理技术可用，则其还控制对供参考处理单元205使用的滤波器类型的选择。应当回忆起，如果存在多种滤波器类型，则解码器450从例如接收到的片层头部中取得参考列表，以确定滤波器类型。在根据本发明原理执行DIP或TM帧内预测时解码器450中的数据流的更简化视图在图19中示出。
现在参见图20，示出了根据本发明原理用在图17的解码器450中的示例性流程图。图20的流程图与图16中所示的用于对视频信号编码的流程图互补。同样，假定移位式帧内预测(DIP)被用于帧内预测。根据本发明的原理，对TM执行类似的处理，因此在这里不对其进行描述。如上所述，DIP是按宏块实现的。具体地，在步骤505中，为了进行当前图片的帧内预测，进行初始化。例如，确定当前图片的MB数目N，将循环参数i设定为等于0(其中0≤i＜N)，并且初始化参考图片缓冲器。在步骤510中，检查循环参数i的值以判定是否已经处理了所有MB，如果是，则例程退出或结束。否则，对于每个MB，执行步骤515至530以对当前图片执行帧内预测。在步骤515中，利用来自第i-1个编码的MB的数据来更新参考图片缓冲器。例如，存储在参考图片缓冲器中的数据表示来自第i-1个DIP编码的MB的未编码像素。在步骤520中，根据本发明的原理，根据第i-1个编码的MB生成自适应参考图片数据MBi-1 a，如上所述(例如，参见图18的参考处理单元205、图12的表一和图13的表二)。应当回忆起，如果存在多种滤波器类型，则解码器450从例如接收到的片层头部中取得参考列表，以确定滤波器类型。在步骤530中，根据DIP对MB解码。
根据本发明原理的其他示例性实施例在图21至26中示出。图21至23示出了其他编码器变体。从图12的表一中可以注意到，参考处理单元205可包括解块滤波器。因此，可以从编码器中去除单独的解块滤波器65并利用参考处理单元205的解块滤波器来代替它。该变体在图21的编码器600中示出。对编码器600的另一修改在图22的编码器620中示出。在此实施例中，去除了参考图片缓冲器70，并且参考处理单元205实时地(即，on-the-fly)工作。最后，图23的编码器640所例示的实施例示出了对所有MB使用解块滤波器65。通常，如本领域中已知的，解块滤波器65被用在整个片层和/或图片完成解码之后(即，是按片层和/或按图片使用的，而不是按MB使用的)，或者被用在单个MB上。与之不同，编码器640对于所有MB都使用解块滤波器。因此，去除了参考处理单元205。现在转到图24至26，这些图示出了对解码器的类似修改。例如，图24的解码器700类似于图21的编码器600，即，参考处理单元205的解块滤波器被用来代替单独的解块滤波器。图25的解码器720类似于图22的编码器620，即，去除了参考图片缓冲器70，并且参考处理单元205实时地(即，on-the-fly)工作。最后，图26的解码器740类似于图23的编码器640，即，对所有MB使用解块滤波器。
如上所述，根据本发明的原理，自适应地生成用于帧内预测的自适应参考图片数据。应当注意，虽然创造性的思想是在H.264的DIP和/或TM扩展的上下文中例示的，但是创造性的思想并不限于此，而是可应用到其他类型的视频编码。
考虑到以上内容，上文仅仅例示了本发明的原理，因此应当明白，本领域的技术人员将能够设计许多替换布置，这些替换布置虽然在这里没有明确描述，但也包含了本发明的原理并且在其精神和范围之内。例如，虽然是在单独的功能元件的上下文中例示的，但是这些功能元件也可以包含在一个或多个集成电路(IC)中。类似地，虽然被示为单独的元件，但是任何或所有元件可实现在执行与例如图16和20等等中所示的步骤中的一个或多个相对应的相关软件的存储程序控制处理器(例如数字信号处理器)。另外，本发明的原理可应用到其他类型的通信系统，例如卫星、无线保真(Wi-Fi)、蜂窝，等等。实际上，创造性的思想也可应用到静止或移动接收机。因此，应当理解，可以对示例性实施例进行许多修改，并且可以设计出其他布置，而不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围。

Claims (63)

1.一种用于视频编码中的方法，该方法包括：
根据当前图片的先前编码的宏块来生成自适应参考图片数据；以及
根据所述自适应参考图片数据来预测所述当前图片的未编码宏块。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述生成步骤包括：
利用滤波器来生成所述自适应参考图片数据。
3.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
存储所述当前图片的先前编码的宏块；
其中，所存储的当前图片的先前编码的宏块用于所述生成步骤中。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述预测步骤还包括：
利用所述自适应参考图片数据来执行帧内预测编码；
其中，所述执行步骤搜索所述当前图片的先前编码的区域以预测当前宏块。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述执行步骤包括以下步骤：
对所述当前图片的至少一些执行移位式帧内预测。
6.如权利要求4所述的方法，其中，所述执行步骤包括以下步骤：
对所述当前图片的至少一些执行模板匹配。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述生成步骤包括：
选择多种滤波器类型中的一种；以及
根据所选择的滤波器类型来生成所述自适应参考图片数据。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所选择的滤波器类型是解块滤波器。
9.如权利要求7所述的方法，其中，所选择的滤波器类型在变换域工作。
10.如权利要求7所述的方法，其中，所选择的滤波器类型是中值滤波器。
11.如权利要求7所述的方法，还包括以下步骤：
形成供解码器使用的参考列表；
其中，所述参考列表标识用于对正在编码的当前图片进行解码的所选择的滤波器类型。
12.一种计算机可读介质，具有用于基于处理器的系统的计算机可读指令，使得当所述计算机可读指令被执行时所述基于处理器的系统执行用于视频编码的方法，所述方法包括：
根据当前图片的先前编码的宏块来生成自适应参考图片数据；以及
根据所述自适应参考图片数据来预测所述当前图片的未编码宏块。
13.如权利要求12所述的计算机可读介质，其中所述生成步骤包括：
利用滤波器来生成所述自适应参考图片数据。
14.如权利要求12所述的计算机可读介质，其中所述方法还包括：
存储所述当前图片的先前编码的宏块；
其中，所存储的当前图片的先前编码的宏块用于所述生成步骤中。
15.如权利要求12所述的计算机可读介质，其中，所述预测步骤还包括：
利用所述自适应参考图片数据来执行帧内预测编码；
其中，所述执行步骤搜索所述当前图片的先前编码的区域以预测当前宏块。
16.如权利要求15所述的计算机可读介质，其中，所述执行步骤包括以下步骤：
对所述当前图片的至少一些执行移位式帧内预测。
17.如权利要求15所述的计算机可读介质，其中，所述执行步骤包括以下步骤：
对所述当前图片的至少一些执行模板匹配。
18.如权利要求12所述的计算机可读介质，其中所述生成步骤包括：
选择多种滤波器类型中的一种；以及
根据所选择的滤波器类型来生成所述自适应参考图片数据。
19.如权利要求18所述的计算机可读介质，其中，所选择的滤波器类型是解块滤波器。
20.如权利要求18所述的计算机可读介质，其中，所选择的滤波器类型在变换域工作。
21.如权利要求18所述的计算机可读介质，其中，所选择的滤波器类型是中值滤波器。
22.如权利要求18所述的计算机可读介质，其中所述方法还包括：
形成供解码器使用的参考列表；
其中，所述参考列表标识用于对正在编码的当前图片进行解码的所选择的滤波器类型。
23.一种用于视频编码中的装置，该装置包括：
用于存储正在编码的当前图片的先前编码的宏块的缓冲器；以及
用于根据所述当前图片的先前编码的宏块来生成自适应参考图片数据的处理器；
其中，所述自适应参考图片数据被用于预测所述当前图片的未编码宏块。
24.如权利要求23所述的装置，其中，所述处理器使用解块滤波器来生成所述自适应参考图片数据。
25.如权利要求23所述的装置，其中，所述处理器通过搜索所述当前图片的先前编码的区域以预测当前宏块，来利用所述自适应参考图片数据执行帧内预测编码。
26.如权利要求25所述的装置，其中，所述处理器对所述当前图片的至少一些执行移位式帧内预测。
27.如权利要求25所述的装置，其中，所述处理器对所述当前图片的至少一些执行模板匹配。
28.如权利要求23所述的装置，其中，所述处理器选择多种滤波器类型中的一种；并且根据所选择的滤波器类型来生成所述自适应参考图片数据。
29.如权利要求28所述的装置，其中，所选择的滤波器类型是解块滤波器。
30.如权利要求28所述的装置，其中，所选择的滤波器类型在变换域工作。
31.如权利要求28所述的装置，其中，所选择的滤波器类型是中值滤波器。
32.如权利要求28所述的装置，其中，所述处理器形成供解码器使用的参考列表；
其中，所述参考列表标识用于对正在编码的当前图片进行解码的所选择的滤波器类型。
33.如权利要求23所述的装置，其中，所述装置根据H.264视频编码来执行视频编码。
34.一种用于视频解码中的方法，该方法包括：
根据当前图片的先前编码的宏块来生成自适应参考图片数据；以及
根据所述自适应参考图片数据来对所述当前图片的宏块进行解码。
35.如权利要求34所述的方法，其中所述生成步骤包括：
利用滤波器来生成所述自适应参考图片数据。
36.如权利要求34所述的方法，还包括以下步骤：
存储所述当前图片的先前编码的宏块；
其中，所存储的当前图片的先前编码的宏块用于所述生成步骤中。
37.如权利要求34所述的方法，其中，所述解码步骤还包括：
利用所述自适应参考图片数据来执行帧内预测解码；
其中，所述执行步骤搜索所述当前图片的先前编码的区域以对当前宏块进行解码。
38.如权利要求37所述的方法，其中，所述执行步骤包括以下步骤：
对所述当前图片的至少一些执行移位式帧内预测。
39.如权利要求37所述的方法，其中，所述执行步骤包括以下步骤：
对所述当前图片的至少一些执行模板匹配。
40.如权利要求34所述的方法，其中，所述生成步骤包括：
接收参考列表，该参考列表标识出用于生成所述自适应参考图片数据的至少一种滤波器类型；以及
根据所标识的滤波器类型来生成所述自适应参考图片数据。
41.如权利要求40所述的方法，其中所述滤波器类型是解块滤波器。
42.如权利要求40所述的方法，其中所述滤波器类型在变换域工作。
43.如权利要求40所述的方法，其中所述滤波器类型是中值滤波器。
44.一种计算机可读介质，具有用于基于处理器的系统的计算机可读指令，使得当所述计算机可读指令被执行时所述基于处理器的系统执行用于视频解码的方法，所述方法包括：
根据当前图片的先前编码的宏块来生成自适应参考图片数据；以及
根据所述自适应参考图片数据来对所述当前图片的宏块进行解码。
45.如权利要求44所述的计算机可读介质，其中所述生成步骤包括：
利用滤波器来生成所述自适应参考图片数据。
46.如权利要求44所述的计算机可读介质，其中所述方法还包括：
存储所述当前图片的先前编码的宏块；
其中，所存储的当前图片的先前编码的宏块用于所述生成步骤中。
47.如权利要求44所述的计算机可读介质，其中，所述解码步骤还包括：
利用所述自适应参考图片数据来执行帧内预测解码；
其中，所述执行步骤搜索所述当前图片的先前编码的区域以对当前宏块进行解码。
48.如权利要求47所述的计算机可读介质，其中，所述执行步骤包括以下步骤：
对所述当前图片的至少一些执行移位式帧内预测。
49.如权利要求47所述的计算机可读介质，其中，所述执行步骤包括以下步骤：
对所述当前图片的至少一些执行模板匹配。
50.如权利要求44所述的计算机可读介质，其中所述生成步骤包括：
接收参考列表，该参考列表标识出用于生成所述自适应参考图片数据的至少一种滤波器类型；以及
根据所标识的滤波器类型来生成所述自适应参考图片数据。
51.如权利要求50所述的计算机可读介质，其中，所述滤波器类型是解块滤波器。
52.如权利要求50所述的计算机可读介质，其中，所述滤波器类型在变换域工作。
53.如权利要求50所述的计算机可读介质，其中，所述滤波器类型是中值滤波器。
54.一种用于视频解码中的装置，该装置包括：
用于存储正在解码的当前图片的先前编码的宏块的缓冲器；以及
用于根据所述当前图片的先前编码的宏块来生成自适应参考图片数据的处理器；
其中，所述自适应参考图片数据被用于对所述当前图片的宏块进行解码。
55.如权利要求54所述的装置，其中，所述处理器使用解块滤波器来生成所述自适应参考图片数据。
56.如权利要求54所述的装置，其中，所述处理器通过搜索所述当前图片的先前编码的区域以预测当前宏块，来利用所述自适应参考图片数据执行帧内预测解码。
57.如权利要求56所述的装置，其中，所述处理器对所述当前图片的至少一些执行移位式帧内预测。
58.如权利要求56所述的装置，其中，所述处理器对所述当前图片的至少一些执行模板匹配。
59.如权利要求54所述的装置，其中，所述处理器响应于标识出用于生成所述自适应参考图片数据的至少一种滤波器类型的参考列表；并且所述处理器根据所标识的滤波器类型来生成所述自适应参考图片数据。
60.如权利要求59所述的装置，其中所述滤波器类型是解块滤波器。
61.如权利要求59所述的装置，其中所述滤波器类型在变换域工作。
62.如权利要求59所述的装置，其中所述滤波器类型是中值滤波器。
63.如权利要求54所述的装置，其中，所述装置根据H.264视频解码来执行视频解码。
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