CN102714720A - 通过选择一组预测候选运动向量来对运动向量进行编码/解码的方法和装置以及使用所述方法和装置进行图像编码/解码的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过选择一组预测候选运动向量来对运动向量进行编码/解码的方法和装置以及使用所述方法和装置对图像进行编码/解码的方法和装置。根据本发明的对运动向量进行编码的方法包括：通过使用有关当前块的邻近块的运动的信息选择多个预测候选运动向量组中的一个预测候选运动向量组；选择所选择的预测候选运动向量组内的预测候选运动向量中的一个，作为预测运动向量；对差值向量进行编码，该差值向量表示作为当前块的运动向量的当前运动向量与所选择的预测运动向量之间的差；以及对表示所选择的预测运动向量的预测运动向量索引进行编码。根据本发明，由于通过选择有效的预测候选运动向量组对运动向量进行编码，所以可以减小要被编码的差值向量的大小，而不必对指示已经选择了哪组预测候选运动向量的额外信息进行编码。结果，可以改善运动向量的压缩效率以及进一步的图像的压缩效率。

Description

通过选择一组预测候选运动向量来对运动向量进行编码/解码的方法和装置以及使用所述方法和装置进行图像编码/解码的方法和装置

技术领域

本公开涉及一种通过选择一组候选预测运动向量来对运动向量进行编码/解码的方法和装置，以及用于使用所述方法和装置进行视频编码/解码的方法和装置。更具体地，本公开涉及一种通过有效地对用于对图像执行预测编码的运动向量进行压缩来改善图像压缩效率的方法和装置。

背景技术

在诸如H.264/AVC之类的用于基于块来对通过估计运动所获得的运动向量执行预测编码的典型图像压缩技术中，要被编码的运动向量是通过使用要被编码的块的邻近块的运动向量的中值来确定预测运动向量并通过对运动向量与预测运动向量之间的差进行可变长度编码来进行压缩的。

国际电信联盟-电信视频编码专家组（ITU-TVCEG）已经基于H.264/AVC标准开发了一种名为关键技术领域（KTA）的具有更好性能的编解码器，并且通过称为MVComp（基于竞争的运动向量编码）的方法改善了现有H.264/AVC运动向量编码方法。

MVComp是一种这样的方法：从多个候选预测运动向量中选择具有当前运动向量与通过预测获得的运动向量之间的差的最小值的预测运动向量候选，并将关于所选择的候选预测运动向量的信息发送到解码器，并且与现有H.264/AVC标准相比编码压缩效率提高了5%。然而，MVComp所具有的缺点在于当预测运动向量候选增加时，要被发送到解码器的索引边信息的量也增加。

在这方面，存在包括以下技术的建议：编码器从多个候选预测运动向量中选择大概最类似于当前运动向量的一个运动向量，并发送用于只识别所选择的运动向量是否是最优运动向量的边信息。然而，所提出的技术具有这样的问题：由于前一帧中产生的错误以及解码器需要的计算量的增加而不能重构当前帧和在下一内帧之前出现的帧的解码器崩溃。

相应地，已经提出了用于通过使用当前块周围的运动向量来确定当前要被编码的块的运动向量的方法。这些方法通过使用邻近块的运动向量有效地发送索引边信息并选择与关于前一帧的信息分离的预测运动向量，来解决解码器崩溃问题。然而，由于这些方法使用有限数量的运动向量候选，不利地限制了压缩性能。

发明内容

技术问题

因此，为了解决上面提到的问题，本公开寻求通过使用与要被编码的运动向量更类似的预测运动向量对运动向量进行编码来有效地压缩运动向量，并因而提高图像压缩效率，却减少通过编码运动向量所产生的比特量。

技术方案

本公开的实施方式提供了一种对运动向量进行编码的装置，其包括：候选预测运动向量组选择器，用于通过使用当前块的邻近块的运动信息来从多个候选预测运动向量组中选择一个候选预测运动向量组；预测运动向量选择器，用于从所选择的候选预测运动向量组内的候选预测运动向量中选择一个候选预测运动向量，作为预测运动向量；差值向量编码器，用于对表示作为当前块的运动向量的当前运动向量与所选择的预测运动向量之间的差的差值向量进行编码；以及预测运动向量编码器，用于对指示所选择的预测运动向量的预测运动向量索引进行编码。

本公开的另一实施方式提供了一种视频编码装置，其包括：视频编码器，用于确定当前块的当前运动向量并通过使用所确定的当前运动向量对当前块执行预测编码；以及运动向量编码器，用于从候选预测运动向量组中选择预测运动向量，并且对表示当前运动向量与所选择的预测运动向量之间的差的差值向量以及指示所选择的预测运动向量的预测运动向量索引进行编码，该候选预测运动向量组是基于当前块的邻近块的运动信息从多个候选预测运动向量组中选择的。

本公开的又一实施方式提供了一种对运动向量进行解码的装置，其包括：候选预测运动向量组选择器，用于通过使用当前块的邻近块的运动信息来从多个候选预测运动向量组中选择一个候选预测运动向量组；预测运动向量重构器，用于通过对从运动向量数据提取出的索引数据进行解码来重构运动向量索引，并对来自所选择的候选预测运动向量组的由所重构的候选预测运动向量索引标识的候选预测运动向量进行重构，作为预测运动向量；以及当前运动向量重构器，用于通过对从运动向量数据提取出的差值向量进行解码来重构差值向量，并通过将所重构的差值向量与所重构的预测运动向量相加，来重构当前块的当前运动向量。

本公开的又一方面提供了一种视频解码装置，其包括：运动向量解码器，用于通过对从比特流提取的运动向量数据进行解码来重构差值向量和预测运动向量索引，通过使用当前块的邻近块的运动信息来从多个候选预测运动向量组中选择一个候选预测运动向量组，从所选择的候选预测运动向量组中选择由所重构的预测运动向量索引标识的候选预测运动向量，作为预测运动向量，并通过将所重构的差值向量与所选择的预测运动向量相加来重构当前块的当前运动向量；以及视频解码器，用于通过使用所重构的当前运动向量对从比特流提取的图像数据执行预测编码，来重构当前块。

本公开的另一方面提供了一种对运动向量进行编码的方法，其包括：通过使用当前块的邻近块的运动信息来从多个候选预测运动向量组中选择一个候选预测运动向量组；从所选择的候选预测运动向量组内的候选预测运动向量中选择一个候选预测运动向量作为预测运动向量；对表示作为当前块的运动向量的当前运动向量与所选择的预测运动向量之间的差的差值向量进行编码；以及对指示所选择的预测运动向量的预测运动向量索引进行编码。

本公开的又一实施方式提供了一种视频编码方法，其包括：确定当前块的当前运动向量；通过使用所确定的当前运动向量来对当前块执行预测编码；从候选预测运动向量组中选择预测运动向量，该候选预测运动向量组是基于当前块的邻近块的运动信息从多个候选预测运动向量组中选择的；以及对表示当前运动向量与所选择的预测运动向量之间的差的差值向量以及指示所选择的预测运动向量的预测运动向量索引进行编码。

本公开的又一实施方式提供了一种对运动向量进行解码的方法，其包括：通过对从运动向量数据提取的差值向量数据和索引数据进行解码来重构差值向量和预测运动向量索引；通过使用当前块的邻近块的运动信息来从多个候选预测运动向量组选择一个候选预测运动向量组；重构来自所选择的候选预测运动向量组的由所重构的预测运动向量索引标识的候选预测运动向量，作为预测运动向量；以及通过将所重构的差值向量与所重构的预测运动向量相加来重构当前块的当前运动向量。

本公开的又一实施方式提供了一种视频解码方法，其包括：通过对从比特流提取的运动向量数据进行解码来重构差值向量和预测运动向量索引；通过使用当前块的邻近块的运动信息来从多个候选预测运动向量组选择一个候选预测运动向量组；从所选择的候选预测运动向量组中选择由所重构的预测运动向量索引标识的候选预测运动向量，作为预测运动向量；通过将所重构的差值向量与所选择的预测运动向量相加来重构当前块的当前运动向量；以及通过使用所重构的当前运动向量对从比特流提取的图像数据执行预测编码来重构当前块。

有益效果

根据如上描述的本公开，由于在选择了有效的候选预测运动向量之后对运动向量进行编码，因此可以减小要被编码的差值向量的大小，而不需要对指示所选择的候选预测运动向量组的额外信息进行编码。因此，提高了运动向量的压缩效率，并因而能够提高图像的压缩效率。

附图说明

图1的方框图示意性地示出了根据本公开的一个方面的视频编码装置；

图2的方框图示意性地示出了根据本公开的一个方面的运动向量编码装置；

图3是示出了根据本公开的一个方面的邻近块的运动信息的示例性图；

图4是示出了根据本公开的一个方面实现选择一组候选预测运动向量的方法的示例性图；

图5的流程图示出了根据本公开的一个方面的运动向量编码方法；

图6的流程图示出了根据本公开的一个方面的视频编码方法；

图7的方框图示意性地示出了根据本公开的一个方面的视频编码装置；

图8的方框图示意性地示出了根据本公开的一个方面的运动向量解码装置；

图9的流程图示出了根据本公开的一个方面的运动向量解码方法；以及

图10的流程图示出了根据本公开的一个方面的视频解码方法。

具体实施方式

下文中，将参考附图详细描述本公开的实施方式。在以下描述中，相同的元素将由相同的参考标号来表示，即使它们是在不同的附图中示出的。此外，在本公开的以下描述中，对并入本文的已知功能和结构的详细描述在其可能使得本公开的主题有些不清楚时将被省略。

另外，在描述本公开的组件时，可以使用诸如第一、第二、A、B、（a）和（b）之类的术语。这些术语仅仅是为了将一个组件与另外的组件相区分的目的，而不是暗示或建议组件的实质、顺序或序列。如果一个组件被描述为“连接”、“耦接”或“链接”到另一组件，则这可能表示这些组件不仅是直接“连接”、“耦接”或“链接”的，而且还经由第三组件间接“连接”、“耦接”或“链接”。

下文描述的运动向量编码装置、运动向量解码装置、视频编码装置和视频解码装置可以是包括个人计算机或PC、笔记本或膝上型计算机、个人数字助理或PDA、便携式多媒体播放器或PMP、便携式游戏机或PSP或者移动通信终端在内的用户终端，或者可以是包括应用服务器和服务服务器在内的服务器终端，并且可以表示配有例如通信设备、存储器和微处理器的各种装置，通信设备诸如为用于在各种设备或有线/无线通信网络之间执行通信的调制解调器，存储器用于存储用于对运动向量进行编码或解码或者对视频进行编码或解码的各种程序和相关数据，微处理器用于执行程序来实现操作和控制。

此外，可以实时地或非实时地向运动向量解码装置和视频解码装置发送由运动向量编码装置或视频编码装置编码成比特流中的运动向量或视频，使得通过在运动向量解码装置中进行解码来将已编码的运动向量重构成运动向量，或者通过在视频解码装置中进行解码来将已编码的视频重构成视频，从而再现运动向量或视频。

视频通常包括一系列图片，其中的每个图片被划分成预定的区域，例如块。当将每个图片划分成块时，根据编码方法将每个块分类成内块或间块。内块表示通过当前图片内的内预测编码而进行编码的块，其中，执行当前编码，以通过使用经历了前一编码和解码的重构块的像素预测当前块来产生预测块，然后根据当前块的像素对预测块的差值进行解码。间块表示通过间预测编码进行编码的块，间预测编码通过参考一个或更多个过去图片或未来图片预测当前图片中的当前块来产生预测块，然后根据当前块对预测块的差值进行编码。这里，在对当前图片进行编码或解码的过程中参考的图片称为参考图片。

图1的方框图示意性地示出了根据本公开的一个方面的视频编码装置。

根据本公开的一个方面的视频编码装置100是用于对视频进行编码的装置，其可以包括运动向量编码器110和视频编码器120。

运动向量编码器110从候选预测运动向量组中选择预测运动向量，并对差值向量和指示所选择的预测运动向量的预测运动向量索引进行编码，其中，候选预测运动向量组是基于当前块的邻近块的运动信息而从多个候选预测运动向量组中选择的，差值向量是当前运动向量与所选择的预测运动向量之间的差。通过对差值向量进行编码来产生差值向量数据，并通过对预测运动向量索引进行编码来产生索引数据。相应地，运动向量编码器110产生包括差值向量数据和组索引数据的运动向量数据。

这里，运动向量编码器110通过使用确定的当前运动向量来产生差值向量，以在视频编码器120中对当前块执行预测编码。将在以下描述中更详细地讨论运动向量编码器110。

视频编码器120确定作为当前块的运动向量的当前运动向量，并通过使用当前运动向量来对当前块执行预测编码。这样，通过对当前块执行预测编码，产生了图像数据。

为此，视频编码器120可以包括预测器、减法器、变换器和量化器以及编码器，并且还包括反向变换器和反向量化器、加法器、解块滤波器等等。这里，预测器通过对当前块的运动的估计确定当前运动向量并通过使用所确定的运动向量补偿当前块的运动，来产生预测块。减法器通过从当前块减去预测块来产生残余块。变换器和量化器通过对残余块进行变换和量化来产生变换和量化系数。编码器通过对变换和量化系数进行编码来产生图像数据。此外，反向量化器和反向变换器通过对变换和量化系数进行反向量化和反向变换来重构残余块。加法器通过重构预测块和重构的残余块来重构当前块。重构的当前块由解块滤波器进行解块滤波，并在存储器中以像素为单位进行累积，并作为参考图片进行存储，并且用于预测下一块或下一图片。

图2的方框图示意性地示出了根据本公开的一个方面的运动向量编码装置。

根据本公开的一个方面的运动向量编码装置可以实现为参考图1在前面描述的视频编码装置100中的运动向量编码器110，因此为了便于描述而在下文中称为运动向量编码器110。

运动向量编码器110包括候选预测运动向量组选择器210、代表性预测运动向量选择器220、预测运动向量选择器240、差值向量编码器230以及预测运动向量编码器250。

候选预测运动向量组选择器210通过使用当前块的邻近块的运动信息来从多个候选预测运动向量组中选择一个候选预测运动向量组。

根据本公开的一个方面，邻近块是指预重构块之中的位于当前块周围的块，该邻近块已经在对包括当前块的当前图片中的当前块进行解码之前被编码和被解码。邻近块可以是与当前块相邻的块，但是邻近块并不限于与当前块相邻的块。邻近块的运动信息是指针对已经被预编码和预解码的重构的邻近块而获得的与运动向量有关的信息，并且可以是邻近块的运动向量和预测运动向量，等等。

图3A到图3C是示出了根据本公开的一个方面的邻近块的运动信息的示例性图；

图3A示意性地示出了当前块的邻近块以及邻近块的运动向量。如果假定位于当前块周围的块当中的与当前块左侧相邻的块是块A，与当前块上侧相邻的块是块B，并且与当前块右上侧相邻的块是块C，那么块A、块B和块C可以是当前块的邻近块。在这种情况下，块A、块B和块C都是重构块，其已经在编码当前块之前进行了编码和解码。虽然图3A只示出了块A、块B和块C作为当前块的邻近块，但是邻近块并不限于此，诸如位于当前块左上侧的块之类的其它块也可以用作邻近块。

在图3A中，MV_a，MV_b和MV_c分别是块A、块B和块C的运动向量。块A、块B和块C的运动向量在这些块中的每一个被编码并被存储在视频编码装置100或运动向量编码器110的缓冲器或存储器中时就已经确定了，使得这些运动向量与视频编码装置100、运动向量编码器110或候选预测运动向量组选择器210每当对当前块或当前块的运动向量进行编码时能够获得并使用的信息相对应。

图3B示意性地示出了邻近块的预测运动向量。在图3B中，PMV_a，PMV_b,和PMV_c分别是块A、块B和块C的预测运动向量。这些预测运动向量也是在这些块中的每一个被编码并被存储在视频编码装置100或运动向量编码器110的缓冲器或存储器中时就已经确定了，使得这些预测运动向量与视频编码装置100、运动向量编码器110或候选预测运动向量组选择器210每当对当前块或当前块的运动向量进行编码时能够获得并使用的信息相对应。

相应地，在图3A和图3B的例子中，邻近块的运动信息可以是图3C中所示的MVa，MVb,MVc,PMVa，PMVb和PMVc。

如图3A到图3C中所示的，候选预测运动向量组选择器210可以通过将邻近块的运动向量和预测运动向量用作邻近块的运动信息来从多个候选预测运动向量组中选择一个候选预测运动向量组。

例如，候选预测运动向量组选择器210可以通过使用邻近块的运动信息来确定是否存在相机的运动，并基于相机的运动从多个候选预测运动向量组中选择一个候选预测运动向量组。为此，候选预测运动向量组选择器210可以通过确定邻近块当中运动向量是零向量的邻近块的数量是否等于或大于预设数量来确定是否存在相机的运动。即，候选预测运动向量组选择器210在运动向量是零向量的邻近块的数量等于或大于预设数量时确定不存在相机的运动，并且在运动向量是零向量的邻近块的数量小于预设数量时确定存在相机的运动。

在图3A到图3C的例子中，如果假定邻近块的运动向量MV_a，MV_b和MV_c分别是（0，0）、（0，0）和（0，1），用于确定是否存在相机的运动的预设数量被设定为2，并且将两个候选预测运动向量组{MV_a，MV_H.264}和{MV_a，MV_extspa}设定成多个候选预测运动向量组，则可以选择包括MV_H.264的候选预测运动向量组{MV_a，MV_H.264}作为候选预测运动向量组，这是因为运动向量为零向量的邻近块的数量（对应于2）等于或大于预设数量（对应于2），并且因而确定不存在相机的运动。在这种情况下，如果假定邻近块的运动向量MV_a，MV_b和MV_c分别是（0，0）、（1，0）和（0，1），则可以选择包括MV_extspa的候选预测运动向量组{MV_a，MV_extspa}作为候选预测运动向量组，这是因为运动向量为零向量的邻近块的数量（对应于1）小于预设数量（对应于2），并因而确定存在相机的运动。

在这种情况下，在确定不存在相机的运动时将包括MV_H.264的组选择为候选预测运动向量组，并在确定存在相机的运动时将包括MV_extspa的组选择为候选预测运动向量组仅是一个例子。此外，并不总是需要选择包括MV_H.264或MV_extspa的组，并且相反，通过实验来经验地确定要被选择的特定组也是可能的，其中要被选择的特定组包括特定的候选预测运动向量。即，根据是否存在相机的运动而被选择的并包括在候选预测运动向量组中的候选预测运动向量可以通过实验经验地进行确定，并且如上述经验地确定的数据可以是预设的，并存储在视频编码装置110和视频解码装置中。

例如，候选预测运动向量组选择器210可以通过使用邻近块的运动信息来确定邻近块的对象运动，并基于确定的邻近块的对象运动来从多个候选预测运动向量组中选择一个候选预测运动向量组。为此，候选预测运动向量组选择器210可以通过使用邻近块的预测运动向量来确定邻近块的对象运动。即，候选预测运动向量组选择器210可以将邻近块的预测运动向量作为邻近块的运动信息进行分析以确定邻近块的对象运动，根据所分析的邻近块的预测运动向量的分布来从可用的候选预测运动向量中选择一个或更多个候选预测运动向量，并从多个候选预测运动向量组中选择包括所选择的一个或更多个候选预测运动向量的候选预测运动向量组，作为一个候选预测运动向量组。

在图3A到图3C的例子中，如果假定将三个候选预测运动向量组{MV_a，MV_H.264},{MV_b,MV_H.264},{MV_c,MV_H.264}设为多个设定的候选预测运动向量组，则邻近块的预测运动向量PMV_a，PMV_b和PMV_c分别是MV_a，MV_b和MV_c。在这种情况下，通过从诸如MV_a，MV_b,MV_c,MV_H.264和MV_extspa之类的可用候选预测运动向量中选择MV_b，可以基于MV_b比MV_a或MV_c具有更高的概率被选择为当前块的预测运动向量的假定，来选择包括MV_b的{MV_b,MV_H.264}作为候选预测运动向量组。在这种情况下，当邻近块的预测运动向量PMV_a，PMV_b和PMV_c分别是MV_a，MV_b和MV_c时，MV_b比MV_a或MV_c具有更高的概率被选择为当前块的预测运动向量只是一个例子，当前块的预测运动向量可以通过实验经验地确定。即，根据邻近块的预测运动向量的分布而要被选择的并包括在候选预测运动向量组中的候选预测运动向量可以通过实验经验地进行确定，并且如上述经验地确定的数据可以是预设的，并存储在视频编码装置110和视频解码装置中。

对于另一个例子，如图4中所示的，可以基于邻近块的对象运动以及是否存在相机的运动来从多个候选预测运动向量组中选择一个候选预测运动向量组。

图4是示出了根据本公开的一个方面实现选择一组候选预测运动向量的方法的示例性图。

当在步 骤S410将多个候选预测运动向量组设为{MV_a，MV_H.264},{MV_b,MV_H.264},{MV_c,MV_H.264},{MV_a，MV_extspa},{MV_b,MV_extspa}和{MV_c，MV_extspa}时，候选预测运动向量组选择器210在步骤S420分析邻近块的运动信息，以在步骤S430基于邻近块的对象运动如在前述例子中类似地描述的从可用的候选预测运动向量中选择MV_a，在步骤S440确定是否存在相机运动，当不存在相机运动时，在步骤S450选择MV_H.264，以在步骤S460选择{MV_a，MV_H.264}作为候选预测运动向量组，并且在存在相机运动时，在步骤S470选择MV_extspa，以在步骤S480选择{MV_a，MV_extspa}作为候选预测运动向量组。

虽然在图3和图4中已经例示了多个候选预测运动向量组的数量是2、3和6，但是候选预测运动向量组的数量可以无限制地被设定为2或更多。此外，虽然在图3和图4中已经例示了每个候选预测运动向量组包括两个候选预测运动向量，但是候选预测运动向量的数量并不限于此，可以包括两个或更多个候选预测运动向量。

返回到图2，预测运动向量选择器220从所选择的预测运动向量组内的候选预测运动向量中选择一个候选预测运动向量作为预测运动向量。为此，预测运动向量选择器220可以从候选预测运动向量组选择器210所选择的候选预测运动向量组中包括的候选预测运动向量中选择在率失真成本方面最优的候选预测运动向量，作为预测运动向量。这里，在率失真成本方面最优的候选预测运动向量是指使得通过使用相应的候选预测运动向量中的每一个来对当前运动向量和当前块进行编码所产生的比特流具有最小率失真成本的候选预测运动向量。

例如，如果假定预测运动向量选择器220所选择的候选预测运动向量组是{MV_a，MV_H.264}，那么可以使用公式1来选择预测运动向量。

$\mathrm{BMVI}=\underset{l}{\arg }\min \left[\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\underset{j}{\mathrm{\Σ}}\right|x_{i,j}-{\hat{x}}_{i,j}|+\mathrm{\λ}\·\{R({\mathrm{MV}}_c-{\mathrm{MV}}_l)+R\left(l\right)\left\}\right]$ 公式1

在公式1中，BMVI（最佳运动向量索引）表示用于标识由预测运动向量选择器220选择的预测运动向量的预测运动向量索引，x_i,y表示当前像素针对坐标（i，j）的像素值，

表示参考像素针对坐标（i，j）的像素值，并且R(MV-MVl)和R(l)分别表示根据对当前块的运动向量与预测运动向量之间的差进行编码所花费的比特量以及对预测运动向量索引进行编码所花费的比特量而计算的值。

差值向量编码器230对差值向量进行编码，差值向量是当前运动向量与所选择的预测运动向量之间的差，当前运动向量是当前块的运动向量。即，差值向量编码器230通过从当前运动向量中减去预测运动向量选择器220所选择的预测运动向量来生成差值向量，并通过对差值向量进行编码来产生差值向量数据。例如，如果假定预测运动向量选择器220所选择的预测运动向量是MV_a，那么可以如公式2所定义的来计算差值向量。在公式2中，DMV表示差值向量，并且MV表示当前运动向量。

DMV＝MV_c-MV_a                            公式2

然而，当预测运动向量选择器220获得并编码差值向量以计算率失真成本时，差值向量编码器230可以输出预测运动向量选择器220所编码的差值向量数据，而不需要单独地对差值向量进行编码。对差值向量进行编码的方法可以包括熵编码方法，例如固定长度编码、可变长度编码、算术编码等。

预测运动向量编码器240对指示由预测运动向量选择器220选择的预测运动向量的预测运动向量索引进行编码。对预测运动向量索引进行编码的方法可以包括熵编码方法，例如固定长度编码、可变长度编码、算术编码等。

例如，如果假定候选预测运动向量组选择器210所选择的候选预测运动向量组是{MV_a，MV_H.264}，MV_a的预测运动向量索引是“0”，并且MV_H.264的预测运动向量索引可以被设定为“1”。相应地，在这种情况下，由于在候选预测运动向量组中只存在两个候选预测运动向量，所以通过对预测运动向量索引进行编码所生成的索引数据可以被生成为具有“0”或“1”值的1比特。这里，为了在视频解码装置或运动向量解码装置中正确地重构预测运动向量，对于每个候选预测运动向量组而言，包括在每个组中的候选预测运动向量的预测运动向量索引应当被同等地预设，并存储在视频编码装置100和视频解码装置或运动向量编码装置110和运动向量解码装置中。

图5的流程图示出了根据本公开的一个方面的运动向量编码方法。

依据根据本公开的一个方面的运动向量编码方法，运动向量编码器110在步骤S510通过使用当前块的邻近块的运动信息来从多个候选预测运动向量组中选择一个候选预测运动向量组，在步骤S520从所选择的候选预测运动向量组中的候选预测运动向量中选择一个候选预测运动向量，作为预测运动向量，在步骤S530对差值向量进行编码，其中差值向量是当前运动向量与所选择的预测运动向量之间的差，当前运动向量是当前块的运动向量，以及在步骤S540对指示所选择的预测运动向量的预测运动向量索引进行编码。

在步骤S510，运动向量编码器110通过使用邻近块的运动信息来确定是否存在相机运动，并且可以基于所确定的相机运动选择一个候选预测运动向量组。

此外，在步骤S510，运动向量编码器110通过使用邻近块的运动信息来确定邻近块的对象运动，并且可以基于所确定的邻近块的对象运动来选择一个候选预测运动向量组。为此，运动向量编码器110可以通过使用邻近块的预测运动向量来确定邻近块的对象运动。

此外，在步骤S510处，运动向量编码器110通过使用邻近块的运动信息来确定邻近块的对象运动，基于所确定的对象运动选择候选预测运动向量，通过使用邻近块的运动信息来确定是否存在相机运动，并基于所确定的相机运动选择候选预测运动向量，并且可以从多个候选预测运动向量组中选择包括基于对象运动而选择的候选预测运动向量和基于相机运动而选择的候选预测运动向量的候选预测运动向量组，以作为一个候选预测运动向量组。

图6的流程图示出了根据本公开的一个方面的视频编码方法。

依据根据本公开的一个方面的视频编码方法，视频编码装置100在步骤S610确定当前块的当前运动向量，在步骤S620通过使用所确定的当前运动向量来对当前块执行预测编码，在步骤S630从候选预测运动向量组中选择预测运动向量，其中该预测运动向量组是基于当前块的邻近块的运动信息而在多个候选预测运动向量组当中选择的，以及在步骤S640对差值向量以及指示所选择的预测运动向量的预测运动向量索引进行编码，其中差值向量是当前运动向量与所选择的预测运动向量之间的差。

图7的方框图示出了根据本公开的一个方面的视频解码装置。

根据本公开的一个方面的视频解码装置700可以包括运动向量解码器710和视频解码器720。

运动向量解码器710通过对从比特流提取的运动向量数据进行解码来重构差值向量和预测运动向量索引，通过使用当前块的邻近块的运动信息来从多个候选预测运动向量组中选择一个候选预测运动向量组，从所选择的候选预测运动向量组中选择重构的预测运动向量索引所标识的候选预测运动向量，作为预测运动向量，并通过将重构的差值向量与所选择的预测运动向量相加来重构当前块的当前运动向量。将在以下描述中参考附图8来更详细地讨论运动向量解码器710。

视频解码器720通过使用重构的当前运动向量对从比特流提取的图像数据执行预测编码，来重构当前块。为此，视频解码器720可以包括解码器、反向量化器和反向变换器、预测器、加法器、解块滤波器、存储器等。这里，解码器通过对从比特流提取的图像数据进行解码来重构变换和量化系数。反向量化器和方向变换器通过对重构的变换和量化系数进行反向量化和反向变换，来重构残余块。预测器通过使用运动向量解码器710所重构的当前块的当前运动向量对当前块的运动进行补偿，来生成预测块。加法器通过将所重构的残余块加到预测块上来重构当前块。所重构的当前块由解块滤波器进行解块滤波，以图片为单元进行累积，并作为重构的图像进行输出或存储在存储器中，使得预测器使用所存储的当前块来预测下一块或下一图片。

图8的方框图示出了根据本公开的一个方面的运动向量解码装置。

可以将根据本公开的一个方面的运动向量解码装置实现成参考图7描述的视频解码装置700中的运动向量解码器710。下文中，为了便于描述，将根据本公开的一个方面的运动向量解码装置称为运动向量解码器710。

运动向量解码器710可以包括候选预测运动向量组选择器810、预测运动向量重构器820以及当前运动向量重构器830。

候选预测运动向量组选择器810通过使用当前块的邻近块的运动信息来从多个候选预测运动向量组中选择一个候选预测运动向量组。这里，由于候选预测运动向量组选择器810等同于或类似于参考图2描述的候选预测运动向量组选择器，因此将省略其详细描述。

预测运动向量重构器820通过对从运动向量数据提取的索引数据进行解码来重构预测运动向量索引，并对来自所选择的候选预测运动向量组中的由所重构的预测运动向量索引标识的候选预测运动向量进行重构，以作为预测运动向量。即，运动向量重构器820通过对来自运动向量数据的索引数据进行提取和解码来重构预测运动向量索引，并对来自候选预测运动向量组内的候选预测运动向量中的由所重构的预测运动向量索引标识的候选预测运动向量进行重构，以作为预测运动向量，其中候选预测运动向量组是由候选预测运动向量组选择器810选择的。

例如，如果假定候选预测运动向量组选择器810所选择的候选预测运动向量组是{MV_a，MV_H.264}，MV_a的预测运动向量索引是“0”，MV_H.264的预测运动向量索引被设为“1”，并且从运动向量数据提取的索引数据是具有“0”值的比特，那么由所重构的预测运动向量索引标识的候选预测运动向量变为MV_a，从而MV_a可以被重构成预测运动向量。这里，对于每个候选预测运动向量组而言，每个组中包括的候选预测运动向量的预测运动向量索引应当被同等地预设，并存储在视频编码装置100和视频解码装置700或者运动向量编码装置110和运动向量解码装置710。

当前运动向量重构器830通过对从运动向量数据提取的差值向量数据进行解码来重构差值向量，并通过将所重构的差值向量与所重构的预测运动向量相加来重构当前块的当前运动向量。即，当前运动向量重构器830从运动向量数据提取差值向量数据并对其进行解码，并通过将所重构的差值向量与预测运动向量重构器820所重构的预测运动向量相加来重构当前运动向量。

图9的流程图示出了根据本公开的一个方面的运动向量解码方法。

依据根据本公开的一个方面的运动向量解码方法，运动向量解码器710在步骤S910通过对从运动向量数据提取的索引数据和差值向量数据进行解码来重构差值向量和预测运动向量索引，在步骤S920通过使用当前块的邻近块的运动信息来从多个候选预测运动向量组中选择一个候选预测运动向量组，在步骤S930重构来自所选择的候选预测运动向量组中的由所重构的预测运动向量索引标识的候选预测运动向量，以作为预测运动向量，并且在步骤S940通过将所重构的差值向量与预测运动向量相加来重构当前块的当前运动向量。

在步骤S920，运动向量解码器710通过使用邻近块的运动信息来确定是否存在相机运动，并且可以基于所确定的相机运动来选择一个候选预测运动向量组。

此外，在步骤S920，运动向量解码器710通过使用邻近块的运动信息来确定邻近块的对象运动，并且可以基于所确定的邻近块的对象运动来选择一个候选预测运动向量组。为此，运动向量编码器110可以通过使用邻近块的预测运动向量来确定邻近块的对象运动。

此外，在步骤S920，运动向量解码器710通过使用邻近块的运动信息来确定邻近块的对象运动，基于所确定的对象运动选择候选预测运动向量，通过使用邻近块的运动信息来确定是否存在相机运动，并基于所确定的相机运动来选择候选预测运动向量，并且可以从多个候选预测运动向量组中选择包括基于对象运动而选择的候选预测运动向量和基于相机运动而选择的候选预测运动向量的候选预测运动向量组，以作为一个候选预测运动向量组。

图10的流程图示出了根据本公开的一个方面的视频解码方法。

依据根据本公开的一个方面的视频解码方法，视频解码装置700在步骤S1010通过对从比特流提取的运动向量数据进行解码来重构差值向量和预测运动向量索引，在步骤S1020通过使用当前块的邻近块的运动信息来从多个候选预测运动向量组中选择一个候选预测运动向量组，在步骤S1030从所选择的候选预测运动向量组中选择由所重构的预测运动向量索引标识的候选预测运动向量，作为预测运动向量，在步骤S1040通过将所重构的差值向量与所选择的预测运动向量相加来重构当前块的当前运动向量，并且可以通过使用所重构的当前运动向量对从比特流提取的图像数据执行预测解码来重构当前块。

同时，虽然已经例示了图像和运动向量是以块为单位进行预测编码和解码的，但是以块为单位对图像和运动向量进行预测编码和解码并不是必须的。例如，图像和运动向量可以以预定的编码单位（例如，以片、图片或序列为单位而不是以块为单位）进行预测编码，并且可以以未定义的各种区域（其不是块类型）为单位来进行预测编码。

如上面所描述的，根据本公开的一个方面，针对每个预定的编码单位（诸如块、片、图片、序列等的单位），可以通过使用所重构的邻近块（其已经被编码和解码）的运动信息自适应地选择适合于相应编码单位的候选预测运动向量组，来选择更类似于要被编码的运动向量的预测运动向量。因此，不必对关于所选择的候选预测运动向量组的信息进行编码，同时减小了差值向量的大小，因此可以减小对运动向量进行编码所花费的比特量，并因而可以提高视频压缩效率。

在以上描述中，虽然本公开的实施方式的全部组件都已经被解释为组装或可操作地连接成单元，但是本公开并不旨在将自身限于这样的实施方式。相反，在本公开的客观范围内，各组件可以以任意的数量选择性地并可操作地组合。这些组件中的每一个还可以独立地以硬件实现，同时各个组件可以选择性地部分地或作为整体地组合起来，并且可以以具有用于执行硬件等同物的功能的程序模块的计算机程序实现。本领域技术人员可以容易地推导出构成这种程序的代码或代码段。计算机程序可以存储在计算机可读介质中，其在操作中可以实现本公开的方面。作为计算机可读介质，候选包括磁记录介质、光记录介质和载波介质。

此外，像“包括”、“包含”和“具有”之类的术语在默认情况下应当被解释成包括性的或开放的，而不是排他性的或封闭的，除非明确地进行了相反的定义。所有的技术的、科学的或其它术语都与本领域技术人员所理解的意思相一致，除非进行了相反的定义。对字典中发现的通用术语应当在相关技术著作的上下文中进行解释，而不是过于理想或不切实际，除非本公开明确地这样定义了这些术语。

虽然出于例示性的目的对本公开的示例性实施方式进行了描述，但是本领域技术人员将意识到，在不脱离本公开的实质特性的情况下，各种修改、增加和替代都是可能的。因此，本公开的示例性方面并不是为了限制的目的进行描述的。相应地，本公开的范围并不受以上方面的限制，而是由权利要求及其等同形式来限制。

工业实用性

如上所述，本公开对用于编码和解码图像的图像压缩处理领域中的应用来说是高度可用的，以提供改善的运动向量压缩效率，并因而最终改善图像压缩效率，这是因为通过选择有效的候选预测运动向量组并随后对运动向量进行编码，降低了要被编码的差值向量的大小，并且相应地，并不需要对用于指示所选择的候选预测运动向量组的额外信息进行编码。

相关申请的交叉引用

如果可应用，那么本申请基于35U.S.C§119(a)要求于2009年11月18日在韩国提交的专利申请No.10-2009-0111302的优先权，该韩国申请的整个内容通过引用并入本文。此外，由于相同的理由，该非临时申请基于该韩国专利申请在除了美国以外的国家要求优先权，该韩国申请的整个内容通过引用并入本文。

Claims (16)

1.一种对运动向量进行编码的装置，该装置包括：

候选预测运动向量组选择器，其用于通过使用当前块的邻近块的运动信息来从多个候选预测运动向量组中选择一个候选预测运动向量组；

预测运动向量选择器，其用于从所选择的候选预测运动向量组内的候选预测运动向量中选择一个候选预测运动向量，作为预测运动向量；

差值向量编码器，其用于对差值向量进行编码，所述差值向量表示作为当前块的运动向量的当前运动向量与所选择的预测运动向量之间的差；以及

预测运动向量编码器，其用于对指示所选择的预测运动向量的预测运动向量索引进行编码。

2.一种视频编码装置，该装置包括：

视频编码器，其用于确定当前块的当前运动向量，并通过使用所确定的当前运动向量来对所述当前块执行预测编码；以及

运动向量编码器，其用于从候选预测运动向量组中选择预测运动向量，并对差值向量和指示所选择的预测运动向量的预测运动向量索引进行编码，所述候选预测运动向量组是基于所述当前块的邻近块的运动信息从多个候选预测运动向量组中选择的，所述差值向量表示所述当前运动向量与所选择的预测运动向量之间的差。

3.一种对运动向量进行解码的装置，该装置包括：

候选预测运动向量组选择器，其用于通过使用当前块的邻近块的运动信息来从多个候选预测运动向量组中选择一个候选预测运动向量组；

预测运动向量重构器，其用于通过对从运动向量数据提取的索引数据进行解码来重构预测运动向量索引，并对来自所选择的候选预测运动向量组中的由所重构的预测运动向量索引标识的候选预测运动向量进行重构，作为预测运动向量；以及

当前运动向量重构器，其用于通过对从所述运动向量数据提取的差值向量数据进行解码来重构差值向量，并通过将所重构的差值向量与所重构的预测运动向量相加来重构所述当前块的当前运动向量。

4.一种视频解码装置，该装置包括：

运动向量解码器，其用于通过对从比特流提取的运动向量数据进行解码来重构差值向量和预测运动向量索引，通过使用当前块的邻近块的运动信息来从多个候选预测运动向量组中选择一个候选预测运动向量组，从所选择的候选预测运动向量组中选择由所重构的预测运动向量索引标识的候选预测运动向量，作为预测运动向量，并通过将所重构的差值向量与所选择的预测运动向量相加来重构所述当前块的当前运动向量；以及

视频解码器，其用于通过使用所重构的当前运动向量对从所述比特流提取的图像数据执行预测编码，来重构所述当前块。

5.一种对运动向量进行编码的方法，该方法包括以下步骤：

通过使用当前块的邻近块的运动信息来从多个候选预测运动向量组中选择一个候选预测运动向量组；

从所选择的候选预测运动向量组内的候选预测运动向量中选择一个候选预测运动向量，作为预测运动向量；

对差值向量进行编码，所述差值向量表示作为当前块的运动向量的当前运动向量与所选择的预测运动向量之间的差；以及

对指示所选择的预测运动向量的预测运动向量索引进行编码。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述选择一个候选预测运动向量组的步骤通过使用所述邻近块的运动信息来确定是否存在相机运动，并基于所确定的相机运动来选择所述一个候选预测运动向量组。

7.如权利要求5所述的方法，其中，所述选择一个候选预测运动向量组的步骤通过使用所述邻近块的运动信息来确定所述邻近块的对象运动，并基于所确定的所述邻近块的对象运动来选择所述一个候选预测运动向量组。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述选择一个候选预测运动向量组的步骤通过使用所述邻近块的预测运动向量来确定所述邻近块的对象运动。

9.如权利要求5所述的方法，其中，所述选择一个候选预测运动向量组的步骤包括以下步骤：

通过使用所述邻近块的运动信息来确定所述邻近块的对象运动，并基于所确定的对象运动来选择候选预测运动向量；

通过使用所述邻近块的运动信息来确定是否存在相机运动，并基于所确定的相机运动来选择候选预测运动向量；以及

从所述多个候选预测运动向量组中选择包括基于所述对象运动而选择的候选预测运动向量和基于所确定的相机运动而选择的候选预测运动向量的候选预测运动向量组，作为所述一个候选预测运动向量组。

10.一种视频编码方法，该方法包括以下步骤：

确定当前块的当前运动向量；

通过使用所确定的当前运动向量来对所述当前块执行预测编码；

从候选预测运动向量组中选择预测运动向量，所述候选预测运动向量组是基于所述当前块的邻近块的运动信息从多个候选预测运动向量组中选择的；以及

对差值向量和指示所选择的预测运动向量的预测运动向量索引进行编码，所述差值向量表示所述当前运动向量与所选择的预测运动向量之间的差。

11.一种对运动向量进行解码的方法，该方法包括以下步骤：

通过对从运动向量数据提取的差值向量数据和索引数据进行解码，来重构差值向量和预测运动向量索引；

通过使用当前块的邻近块的运动信息来从多个候选预测运动向量组中选择一个候选预测运动向量组；

对来自所选择的候选预测运动向量组中的由所重构的预测运动向量索引标识的候选预测运动向量进行重构，作为预测运动向量；以及

通过将所重构的差值向量与所重构的预测运动向量相加来重构所述当前块的当前运动向量。

12.如权利要求11所述的方法，其中，所述选择一个候选预测运动向量组的步骤通过使用所述邻近块的运动信息来确定是否存在相机运动，并基于所确定的相机运动来选择所述一个候选预测运动向量组。

13.如权利要求11所述的方法，其中，所述选择一个候选预测运动向量组的步骤通过使用所述邻近块的运动信息来确定所述邻近块的对象运动，并基于所确定的所述邻近块的对象运动来选择所述一个候选预测运动向量组。

14.如权利要求13所述的方法，其中，所述选择一个候选预测运动向量组的步骤通过使用所述邻近块的预测运动向量来确定所述邻近块的对象运动。

15.如权利要求11所述的方法，其中，所述选择一个候选预测运动向量组的步骤包括以下步骤：

通过使用所述邻近块的运动信息来确定所述邻近块的对象运动，并基于所确定的对象运动来选择候选预测运动向量；

通过使用所述邻近块的运动信息来确定是否存在相机运动，并基于所确定的相机运动来选择候选预测运动向量；以及

从所述多个候选预测运动向量组中选择包括基于所述对象运动而选择的候选预测运动向量和基于所确定的相机运动而选择的候选预测运动向量的候选预测运动向量组，作为所述一个候选预测运动向量组。

16.一种视频解码方法，该方法包括以下步骤：

通过对从比特流提取的运动向量数据进行解码来重构差值向量和预测运动向量索引；

通过使用当前块的邻近块的运动信息来从多个候选预测运动向量组中选择一个候选预测运动向量组；

从所选择的候选预测运动向量组中选择由所重构的预测运动向量索引标识的候选预测运动向量，作为预测运动向量；

通过将所重构的差值向量与所选择的预测运动向量相加来重构所述当前块的当前运动向量；以及

通过使用所重构的当前运动向量对从所述比特流提取的图像数据执行预测编码，来重构所述当前块。

Images