CN103141093A - 使用扩展跳过模式编码/解码图像的方法和设备 - Google Patents

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CN103141093A CN2011800457098A CN201180045709A CN103141093A CN 103141093 A CN103141093 A CN 103141093A CN 2011800457098 A CN2011800457098 A CN 2011800457098A CN 201180045709 A CN201180045709 A CN 201180045709A CN 103141093 A CN103141093 A CN 103141093A
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Abstract

本发明涉及一种使用扩展跳过模式编码/解码图像的方法和装置。本发明的一个实施方式提供了该使用扩展跳过模式编码/解码图像的方法和装置，包括下述步骤：将当前块周围的周边块的后向参考块的运动矢量设置为当前块的预测运动矢量，或者从后向参考图片中与当前块处于相同位置的块的前向参考块的运动矢量设置预测运动矢量；使用预测运动矢量进行运动补偿；并且当运动补偿的结果满足最佳跳过条件时，设置预测模式。

Description

使用扩展跳过模式编码/解码图像的方法和设备
技术领域
本公开的一个或多个实施方式涉及一种使用扩展跳过模式编码/解码图像的方法和装置。更具体地，本公开的内容涉及一种使用扩展跳过模式来编码/解码图像的方法和装置，其通过在视频数据压缩装置中执行基于块的运动预测时利用之前解码的参考图像数据使得可以应用单向跳过模式，从而高效地移除当前块和参考图像数据之间的冗余，进而提高了压缩效率，因此进一步提高了视频数据压缩性能并且以相同比特率提供了优异的重构图像质量。
背景技术
本部分的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并不构成现有技术。
在视频数据压缩装置中，传统的H.264/AVC将跳过模式定义为不发送除了模式信息之外的任何数据（量化变换系数、运动矢量等等）的模式。在H.264/AVC中，跳过模式可以分类为P片段中的跳过模式和B片段中的跳过模式。
P片段中的跳过模式使用当前块E的相邻块的运动矢量的中值来选择离参考帧缓冲L0（List0）最近的参考帧，并执行运动补偿。由跳过模式确定的块能提供非常高的压缩性能，这是因为它不发送运动矢量以及残留信号。
根据直接（DIRECT）预测模式，B片段中的跳过模式可以发生于两种情况。当该直接模式是时间直接预测模式时，使用与离将被编码的当前B片段（Current B）最近的List1（L1）的参考帧中的当前块处于相同位置的块的运动矢量来预测当前块的运动矢量。当前块的运动补偿由这样生成的两个预测运动矢量所指示的两个块的加权和来执行，并且类似地，不发送关于残留信息或运动矢量的附加信息。
当直接模式是空间直接预测模式时，如P片段中的跳过模式那样，通过使用当前块E的相邻块的L0和L1运动矢量来预测当前块E的运动矢量。当前块的运动补偿由这两个运动矢量所指示的块的加权和来执行，并且编码器不发送除了运动信息以外的附加信息。
不同于P片段的跳过模式，由于B片段的跳过模式可能具有时间前向/后向参考帧，因此时间以及空间直接预测模式都可以参考两个运动矢量生成与当前块类似的运动块。
然而，由于在场景突然变化或照相机突然运动的情况下，两个参考块之间的相关性减少，这使得仅利用加权和来近似当前块是不够的，因此利用加权和的运动补偿的准确性会降低。
发明内容
技术问题
因此，为了解决上述问题，本公开的实施方式尝试通过在视频数据压缩装置中执行基于块的运动预测时利用之前解码的参考图像数据使得可以应用单向跳过模式，从而高效地移除当前块和参考图像数据之间的冗余，进而提高了压缩效率，因此进一步提高了视频数据压缩性能并且以相同比特率提供了优异的重构图像质量。
技术方案
本公开的一个实施方式提供了一种用于编码/解码图像的装置，所述装置包括：图像编码器，用于将当前块的相邻块的后向参考块运动矢量设置为当前块的预测运动矢量，或者从后向参考图片中与当前块处于相同位置的块的前向参考块运动矢量确定预测运动矢量，通过使用预测运动矢量执行运动补偿，当运动补偿结果满足最佳跳过条件时设置预测模式，并且编码预测模式；以及图像解码器，用于通过解码已编码数据来解码预测模式，并且如果预测模式为前向时间扩展跳过模式，则通过使用与后向参考图片中与当前块处于相同位置的块的前向参考块的运动矢量相同方向上的前向参考块运动矢量来预测当前块，从而生成预测块；如果预测模式为后向时间扩展跳过模式，则通过使用与后向参考图片中与当前块处于相同位置的块的前向参考块的运动矢量相反方向上的后向参考块运动矢量来预测当前块，从而生成预测块；并且如果预测模式为后向空间扩展跳过模式，则通过使用当前块的一个或多个相邻块的后向参考块运动矢量来预测当前块，从而生成预测块。
本公开的另一实施方式提供了一种用于编码图像的装置，该装置包括：模式确定器，用于参考代表后向参考图片中与当前块处于相同位置的块的锚块，将与该锚块的前向参考块的运动矢量相同方向上的前向参考块运动矢量设置为预测运动矢量，通过使用预测运动矢量来执行运动补偿，并且当运动补偿结果满足最佳跳过条件时，将预测模式设置为前向时间扩展跳过模式；以及编码器，用于编码预测模式。
本公开的另一实施方式提供一种用于编码图像的装置，该装置包括：模式确定器，用于参考代表后向参考图片中与当前块处于相同位置的块的锚块，将与锚块的前向参考块运动矢量相反方向上的后向参考块运动矢量设置为预测运动矢量，通过使用预测运动矢量来执行运动补偿，并且当运动补偿结果满足最佳跳过条件时，将预测模式设置为后向时间扩展跳过模式；以及编码器，用于编码预测模式。
本公开的又一实施方式提供了一种用于编码图像的装置，该装置包括：模式确定器，用于从当前块的一个或多个相邻块的后向参考块运动矢量确定当前块的预测运动矢量，通过使用预测运动矢量执行运动补偿，并且当运动补偿结果满足最佳跳过条件时，将预测模式设置为后向空间扩展跳过模式；以及编码器，用于编码预测模式。
本公开的又一实施方式提供了一种用于解码图像的装置，该装置包括：解码器，用于通过解码已编码数据来解码预测模式；以及预测器，如果预测模式为前向时间扩展跳过模式，则参考代表后向参考图片中与当前块处于相同位置的块的锚块并且使用与锚块的前向参考块的运动矢量相同方向上的前向参考块运动矢量来预测当前块，从而生成预测块。
本公开的又一实施方式提供了一种用于解码图像的装置，该装置包括：解码器，用于通过解码已编码数据来解码预测模式；以及预测器，如果预测模式为后向时间扩展跳过模式，则通过使用与后向参考图片中与当前块处于相同位置的块的前向参考块运动矢量相反方向上的后向参考块运动矢量来预测当前块，从而生成预测块。
本公开的又一实施方式提供了一种用于解码图像的装置，该装置包括：解码器，用于通过解码已编码数据来解码预测模式；以及预测器，当预测模式为后向空间扩展跳过模式时，通过使用当前块的一个或多个相邻块的后向参考块的运动矢量来预测当前块，从而生成预测块。
本公开的又一实施方式提供了一种用于编码/解码图像的方法，该方法包括：将当前块的相邻块的后向参考块运动矢量设置为当前块的预测运动矢量，或者从后向参考图片中与当前块处于相同位置的块的前向参考块运动矢量确定预测运动矢量，通过使用预测运动矢量执行运动补偿，当运动补偿结果满足最佳跳过条件时，设置预测模式并且编码预测模式；以及通过解码已编码数据来解码预测模式，并且如果预测模式为前向时间扩展跳过模式，则通过使用与后向参考图片中与当前块处于相同位置的块的前向参考块的运动矢量相同方向上的前向参考块运动矢量来预测当前块，从而生成预测块；如果预测模式为后向时间扩展跳过模式，则通过使用与后向参考图片中与当前块处于相同位置的块的前向参考块的运动矢量相反方向上的后向参考块运动矢量来预测当前块，从而生成预测块；并且如果预测模式为后向空间扩展跳过模式，则通过使用当前块的一个或多个相邻块的后向参考块运动矢量来预测当前块，从而生成预测块。
本公开的又一实施方式提供了一种用于编码图像的方法，该方法包括：参考代表后向参考图片中与当前块处于相同位置的块的锚块，将与锚块的前向参考块的运动矢量相同方向的前向参考块运动矢量设置为预测运动矢量，使用预测运动矢量来执行运动补偿，并且当运动补偿结果满足最佳跳过条件时将预测模式设置为前向时间扩展跳过模式；以及编码预测模式。
这里，后向参考图片中的块可以是所有其它后向参考图片中离当前块最近的参考图片中的块。
这里，当前向时间扩展跳过模式的速率失真代价（rate-distortion cost）在考虑当对于包括前向时间扩展跳过模式的所有可帧间预测模式组中的每个帧间预测模式候选预测并编码当前块时产生的失真值和比特量的情况下较小时，可以确定满足最佳跳过条件。
本公开的又一实施方式提供了一种用于编码图像的方法，该方法包括：参考代表后向参考图片中与当前块处于相同位置的块的锚块，将与锚块的前向参考块运动矢量相反方向上的后向参考块运动矢量设置为预测运动矢量，通过使用预测运动矢量执行运动补偿，并且当运动补偿结果满足最佳跳过条件时，将预测模式设置为后向时间扩展跳过模式；以及编码预测模式。
这里，后向参考图片中的块可以是所有其它后向参考图片中离当前块最近的参考图片中的块。
这里，当后向时间扩展跳过模式的速率失真代价（rate-distortion cost）在考虑当在对于包括后向时间扩展跳过模式的所有可帧间预测模式组中的每个帧间预测模式候选预测并编码当前块时产生的失真值和比特量的情况下较小时，可以确定满足最佳跳过条件。
本公开的又一实施方式提供了一种用于编码图像的方法，包括：从当前块的一个或多个相邻块的后向参考块运动矢量确定当前块的预测运动矢量，通过使用预测运动矢量执行运动补偿，并且当运动补偿满足最佳跳过条件时将预测模式设置为后向空间扩展跳过模式；以及编码预测模式。
这里，当后向空间扩展跳过模式的速率失真代价（rate-distortion cost）在考虑当在对于包括后向空间扩展跳过模式的所有可帧间预测模式组中的每个帧间预测模式候选预测并编码当前块时产生的失真值和比特量的情况下较小时，可以确定满足最佳跳过条件。
这里，后向参考块运动矢量可以设为当前块的一个或多个相邻块的后向参考块运动矢量的中值。
本公开的又一实施方式提供了一种用于解码图像的方法，该方法包括：通过解码已编码数据来解码预测模式；以及如果预测模式为前向时间扩展跳过模式，则参考代表后向参考图片中与当前块处于相同位置的块的锚块并且使用与锚块的前向参考块的运动矢量相同方向上的前向参考块运动矢量来预测当前块，从而生成预测块。
本公开的又一实施方式提供了一种用于解码图像的方法，该方法包括：通过解码已编码数据来解码预测模式；以及如果预测模式为后向时间扩展跳过模式，则参考代表后向参考图片中与当前块处于相同位置的块的锚块并且使用与锚块的前向参考块的运动矢量相反方向上的后向参考块运动矢量来预测当前块，从而生成预测块。
本公开的又一实施方式提供了一种用于解码图像的方法，该方法包括：通过解码已编码数据来解码预测模式；以及当预测模式为后向空间扩展跳过模式时，通过使用当前块的一个或多个相邻块的后向参考块的运动矢量来预测当前块，从而生成预测块。
这里，后向参考图片中的块可以是所有其它后向参考图片中离当前块最近的参考图片中的块。
这里，后向参考块运动矢量可以设为当前块的一个或多个相邻块的后向参考块运动矢量的中值。
有益效果
如上所述，根据本公开的实施方式，本公开能够通过在视频数据压缩装置中执行基于块的运动预测时利用之前解码的参考图像数据使得可以应用单向跳过模式，从而高效地移除当前块和参考图像数据之间的冗余，进而提高了压缩效率，因此使得能够进一步提高视频数据压缩性能并且以相同比特率提供了优异的重构图像质量。
附图说明
图1为示出根据本公开的实施方式的图像编码装置的示意性构造的框图；
图2为示出当前块与当前块的前向参考帧（L0）和后向参考帧（L1）之间的位置关系的图；
图3为示出前向时间扩展跳过模式中的预测运动矢量的图；
图4为示出后向时间扩展跳过模式中的预测运动矢量的图；
图5为示出当前块与相邻块之间位置关系的图；
图6为示出根据本公开的实施方式的图像解码装置的示意性构造的框图；
图7为示出根据本公开的第一实施方式的图像编码方法的流程图；
图8为示出根据本公开的第二实施方式的图像编码方法的流程图；
图9为示出根据本公开的第三实施方式的图像编码方法的流程图；以及
图10为示出根据本公开的一个实施方式的图像解码方法的流程图。
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，为了清楚起见，将省略并入本文的已知功能和结构的详细描述。
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，而且还可以经由第三组件间接“连接”、“耦接”或“链接”。
下文描述的图像编码装置（视频编码装置）和图像解码装置（视频解码装置）可以是诸如个人计算机（PC）、笔记本或膝上型计算机、个人数字助理（PDA）、便携式多媒体播放器（PMP）、便携式游戏机（PSP）或者无线通信终端的用户终端，或者可以是诸如应用服务器和服务服务器的服务器终端，并且可以表示包括例如通信设备、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图像进行编码或解码或者进行用于解码或编码的帧间/帧内预测的各种程序和数据，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图像解码装置发送由图像编码装置编码成比特流的图像，以在通过诸如互联网、短程无线通信网络、无线LAN网络、WiBro（无线宽带）网络（也已知为WiMax网络）或移动通信网络的有线/无线通信网络或者通过诸如线缆和USB（通用串行总线）的各种通信接口进行发送之后进行解码来将其重构并再现为图像。
一般来说，视频图像包括一系列图片，并且每个图片可以被划分成预定区域，例如帧或块。当将图像被划分成块时，根据编码方法，每个块可以分类为内块或间块。内块表示通过内预测编码编码的块。内预测编码是下述方法，其通过使用当前编码的当前图片中之前经历了编码/解码/重构的块的像素预测当前块的像素来生成预测块，并且对于当前块的像素编码差值。间块是通过间预测编码进行编码的块。间预测编码是下述方法，其通过参考一个或更多个之前的图片或之后的图片预测当前图片中的当前块来生成预测块，并且编码与当前块的差值。这里，为了对当前图片进行编码/解码而参考的帧将称为参考帧，并且包括参考帧的图片将称为参考图片。
图1为示出根据本公开的实施方式的图像编码装置的示意性构造的框图。
根据本公开的实施方式的图像编码装置100包括模式确定器110、预测器120、减法器130、转换器140、扫描器150、编码器160、反向转换器170、加法器180以及滤波器190。
待编码的输入图像可以以块为单元来输入，并且该块可以是宏块。在本公开的一个实施方式中，宏块可以是诸如M×N的各种类型，其中，M和N可以是具有2n（n为大于或等于1的整数）的数值的自然数。此外，可以使用不同类型的块用于待编码的各个帧以及及其相关信息，即，关于块类型的信息可以编码在每个帧中，从而图像解码装置在解码已编码数据时能够确定待解码的帧的块类型。
为此，图像编码装置100可以进一步包括块类型确定器（未示出），用于确定块类型，编码关于块类型的信息以及并且将结果包括在已编码数据中。
模式确定器110可以选择并设置预测模式组中的一个预测模式。图像编码装置110中使用的预测模式组可以包括前向时间扩展跳过模式、后向时间扩展跳过模式以及后向空间扩展跳过模式中的一个或多个。
编码器160对由模式确定器110确定的预测模式进行编码。编码的关于预测模式的数据可以发送给图像解码器。
图2为示出当前块与当前块的前向参考帧（L0）和后向参考帧（L1）之间的位置关系的图。
当前向时间扩展跳过模式被包括在图像编码装置100所使用的预测模式组中时，模式确定器110参考后向参考图片（或后向参考帧）中与当前块处于相同位置的块（下文中被称为锚块），将与锚块的前向参考块的运动矢量MV相同方向上的前向参考块运动矢量设置为预测运动矢量，使用预测运动矢量执行运动补偿，并且当运动补偿结果满足最佳跳过条件时，将预测模式设置为前向时间扩展跳过模式。
这里，当前向时间扩展跳过模式的速率失真代价（rate-distortion cost）在考虑当对于所有可帧间预测模式组中的每个帧间预测模式候选预测并编码当前块时产生的失真值和比特量的情况下较小时，确定满足最佳跳过条件。在这种情况下，预测模式被设置为前向时间扩展跳过模式。
如图2中所示，模式确定器110将具有与后向参考帧（L1或List1）中作为与当前块的当前帧有相同位置的块的同位置块的前向参考块运动矢量MV相同方向的前向运动矢量MVL0（即，前向参考块运动矢量）设置为预测运动矢量。模式确定器110通过使用预测运动矢量来执行运动补偿，并且当运动补偿结果满足最佳跳过条件时将当前块的预测模式设置为前向时间扩展跳过模式。
如果图像编码装置100中使用的预测模式组中包括后向时间扩展跳过模式，则模式确定器110参考后向参考帧中与当前块处于相同位置的块（下文中称为锚块），并将与锚块的前向参考块的运动矢量MV相反方向上的后向运动矢量MVL1（即，后向参考块运动矢量）设置为预测运动矢量。模式确定器110通过使用预测运动矢量执行运动补偿，并且当运动补偿结果满足最佳跳过条件时将预测模式设置为后向时间扩展跳过模式。
这里，如果后向时间扩展跳过模式的速率失真代价（rate-distortion cost）在考虑当对于包括后向时间扩展跳过模式的所有可帧间预测模式组中的每个帧间预测模式候选预测并编码当前块时产生的失真值和比特量的情况下较小，则可以确定满足最佳跳过条件。在这种情况下，预测模式被设为后向临时扩展跳过模式。
当前块的前向运动矢量MVL0以及后向运动矢量MVL1可以从等式1获得。
MV L 0 = TR B TR D xMV MV L 1 = ( TR B - TR D ) TR D xMV    等式1
这里，TRB表示参考图片L0与作为当前被编码的图片的当前图片之间的时间间隔，并且TRD表示参考图片L0与后向参考图片之间的时间间隔。
后向参考帧中的块可以是所有其它后向参考帧中离当前图片最近的参考帧中的块。
图3为示出前向时间扩展跳过模式中的预测运动矢量的图，并且图4为示出后向时间扩展跳过模式中的预测运动矢量的图。
图5为示出当前块与相邻块之间位置关系的图。
当图像编码装置100中使用的预测模式组中包括后向空间扩展跳过模式时，模式确定器110从当前块E的相邻块（例如，A（左块A）），B（上块），或C（右上块）的后向运动矢量确定当前块E的预测运动矢量，通过使用预测运动矢量执行运动补偿，并且当运动补偿结果满足最佳跳过条件时将预测模式设为后向空间扩展跳过模式。这里，当前块E的相邻块不限于A、B或C，并且可以是A、B、C或D（左上块）。
这里，如果后向空间扩展跳过模式的速率失真代价（rate-distortion cost）在考虑当对于包括后向空间扩展跳过模式的所有可帧间预测模式组中的每个帧间预测模式候选预测并编码当前块时产生的失真值和比特量的情况下较小时，可以确定满足最佳跳过条件。在这种情况下，预测模式被设置为后向空间扩展跳过模式。
预测运动矢量可以设置为当前块的相邻块（A、B和C）的后向运动矢量的中值，但是本公开不限于此。相邻块可以以多种方式确定，并且预测运动矢量可以以各种方式从相邻块的后向运动矢量来计算。此外，预测运动矢量的水平分量可以从相邻块（A、B或C）的后向运动矢量的水平分量来计算，并且预测运动矢量的垂直分量可以从相邻块（A、B或C）的后向运动矢量的垂直分量来计算。
预测器120通过预测当前块产生预测块。具体地，预测器120预测图像中待编码的当前块的每个像素的像素值，并且生成每个像素具有预测像素值的预测块。这里，预测器120可以使用内预测或间预测来预测当前块。然而，当预测模式为前向时间扩展跳过模式、后向时间扩展跳过模式和后向空间扩展跳过模式中的一个时，预测器120不生成预测块。
减法器130通过从当前块减去预测块来生成残留块。具体地，减法器130通过计算待编码的当前块的每个像素的像素值与由预测器120预测的预测块的每个像素的预测值之间的差来生成具有残留信号的残留块。
当转换器140转换残留块时，在量化处理中可以包含转换处理。在这种情况下，直到量化处理完成才结束转换处理。这里，可以使用将空域图像信号转换为频域信号的技术（例如，阿达马变换（Hadamard Transform）或者基于离散余弦变换的整数变换（Discrete Cosine Transform Based Integer Transform）（下文简称为整数变换））作为变化方法，并且可以使用诸如死区统一阈值量化（DZUTQ）和量化加权矩阵（Quantization Weighted Matrix）的各种量化技术作为量化方法。
扫描器150通过扫描由转换器140生成的颜色-空间预测块的系数来生成系数串。这里，扫描方法考虑了转换技术、量化技术以及块（宏块或子块）的特性，并且扫描序列可以被确定为扫描的系数串具有最小长度。虽然图1例示了扫描器150实施为与编码器160分离，但是可以省略扫描器150，并且可以将其功能并入编码器160中。
可以使用熵编码技术作为编码技术，但是可以使用其它非限制性的编码技术作为编码技术。此外，编码器160不仅可以在编码数据中包含预测模式，还可以包括解码已编码比特流所需的各种信息。这里，解码已编码比特流所需的各种信息可以是诸如关于块类型的信息的各种信息。
反向转换器170通过反向转换由转换器140生成的转换后的残留块来重构残留块。如果量化也由转换器140执行，则反向转换器170可以通过反向执行由转换器140执行的转换处理以及量化处理来执行反向量化和反向转换。
加法器180通过将预测器120生成的预测块与反向转换器170生成的残留块相加来重构当前块。
滤波器190对由加法器180重构的当前块进行滤波。滤波器190减少了由于以块为单元转换/量化图片而在块边界或转换边界处生成的阻挡效应。
然而，当预测模式为前向时间扩展跳过模式、后向时间扩展跳过模式以及后向空间扩展跳过模式中的一个时，减法器130、转换器140、扫描器150、反向转换器170、加法器180以及滤波器190可以不操作。
图6为示出根据本公开的实施方式的图像解码装置的示意性构造的框图。
根据本公开的一个实施方式的图像解码装置600可以包括解码器610、反向扫描器620、反向转换器630、加法器640、预测器650以及滤波器660。这里，不必包括反向扫描器620和滤波器660，而是可以根据实施模式选择性地省略。当省略了扫描器620时，扫描器620的功能可以并入到解码器610中。
解码器610通过解码已编码数据来解码预测模式。当扫描器150的功能被并入到图像编码装置100的编码器160中时，反向扫描器620被从图像解码装置620中省略，并且其功能被并入到解码器610中。因此，解码器610可以通过反向扫描已编码数据来重构转换后的残留块。
此外，解码器610可以解码已编码数据以解码或提取颜色-空间预测块和解码所需的信息。解码所需的信息是指在已编码数据中解码已编码比特流所需的信息，并可以包括关于块类型的信息、关于内预测模式的信息（如果预测模式为内预测模式）、关于运动矢量的信息（如果预测模式为间预测模式）、关于转换/量化类型的信息以及各种其他信息。
关于块类型的信息可以输入并发送给反向转换器630和预测器650。关于转换类型的信息（或者转换/量化类型）可以发送给反向转换器630。预测所需的信息（例如，关于预测模式的信息以及关于运动矢量的信息）可以发送给预测器650。
当解码器610重构并发送转换系数串时，反向扫描器620通过反向扫描转换系数串来重构预测块。
反向扫描器620利用各种反向扫描技术（例如，反向锯齿扫描）来反向扫描提取的系数串，从而生成颜色-空间预测块。这里，从解码器610获得关于转换大小的信息，并且使用对应于该信息的反向扫描方法来生成残留块。
反向转换器630通过反向转换重构的转换残留块来重构残留块。在这种情况下，反向转换器630可以根据转换类型来对转换残留块进行反向转换。这里，由于反向转换器630根据转换类型对转换残留块进行反向转换的方法与图像编码装置100的转换器140根据转换类型进行转换处理的反向处理相同或类似，因此将省略反向转换方法的详细描述。
预测器650通过预测当前块生成预测块。
预测器650可以根据由关于块类型的信息表示的块类型来确定当前块的大小和类型并通过使用运动矢量或者由预测所需的信息表示的内预测模式来预测当前块，从而生成预测块。这里，预测器650可以通过组合以与图像编码装置100的预测器120相同或类似的方式将当前块划分为子块并预测子块而生成的预测子块来生成预测块。
加法器640通过将由反向转换器630重构的残留块与由预测器650生成的预测块相加来重构当前块。
滤波器660对由加法器640重构的当前块进行滤波。重构并滤波后的当前块可以以图片为单元积聚并作为参考图片存储在存储器（未示出）中，并且可以由预测器650用来预测下一块或下一图片。
由于滤波器660的滤波方法与由图像编码装置100的滤波器190所执行的解块（deblocking）滤波处理相同或类似，因此将省略滤波方法的详细描述。
然而，当预测模式为前向时间扩展跳过模式、后向时间扩展跳过模式以及后向空间扩展跳过模式中的一个时，反向扫描器620、反向转换器630、加法器640以及滤波器660可以不工作。
当解码后的预测模式为前向时间扩展跳过模式时，预测器650通过使用与后向参考帧中与当前块处于相同位置的块的前向参考块运动矢量相同方向上的前向运动矢量来预测当前块，从而生成预测块。具体地，预测器650如等式1中那样获得当前块的前向运动矢量MVL0，并生成由前向运动矢量MVL0所指示的块（参考图3）作为预测块。由于没有从图像编码装置100发送关于残留块的像素的信息，因此生成的预测块是重构块。
当解码后的预测模式为后向时间扩展跳过模式时，预测器650通过使用与后向参考帧中与当前块处于相同位置的块的前向参考块运动矢量相反方向上的后向运动矢量来预测当前块，从而生成预测块。具体地，预测器650如等式1所示地获得当前块的后向运动矢量MVL1，并生成由后向运动矢量MVL1指示的块（参考图4）作为预测块。由于没有从图像编码装置100发送关于残留块的像素的信息，因此生成的预测块是重构块。
这里，后向参考帧中的块可以是所有其它后向参考帧中离当前块最近的参考帧中的块。
当解码后的预测模式为后向空间扩展跳过模式时，预测器650通过使用当前块的相邻块的后向运动矢量来预测当前块以生成预测块。预测运动矢量可以被设置为如图5中所示的当前块的相邻块（A、B和C）的后向运动矢量的中值，但是本公开不限于此。相邻块可以以多种方式来确定，并且预测运动矢量可以以各种方式从相邻块的后向运动矢量来计算。此外，预测运动矢量的水平分量可以从相邻块（A、B或C）的后向运动矢量的水平分量来计算，并且预测运动矢量的垂直分量可以从相邻块（A、B或C）的后向运动矢量的垂直分量来计算。由于没有从图像编码装置100发送关于残留块的像素信息，因此，生成的预测块为重构块。
这里，后向运动矢量可以被设置为当前块的相邻块的后向运动矢量的中值。
根据本公开的一个实施方式的图像编码/解码装置可以通过组合图1的图像编码装置100以及图6的图像解码装置600来实施。
根据本公开的一个实施方式的图像编码/解码装置包括：图像编码器（可以使用图像编码装置100来实施），用于将当前块的相邻块的后向运动矢量设置为当前块的预测运动矢量或者从后向参考帧中与当前块处于相同位置的块的前向参考块运动矢量确定预测运动矢量，通过使用预测运动矢量执行运动补偿，当运动补偿结果满足最佳跳过条件时设置预测模式以及编码预测模式；以及图像解码器（可以使用图像解码装置600来实施），用于通过解码已编码数据来解码预测模式，以及如果预测模式为前向时间扩展跳过模式，则通过使用与后向参考帧中与当前块处于相同位置的块的前向参考块的运动矢量相同方向上的前向运动矢量来来预测当前块，从而生成预测块；如果预测模式为后向时间扩展跳过模式，则通过使用与后向参考帧中与当前块处于相同位置的块的前向参考块的运动矢量相反方向上的后向运动矢量来预测当前块，从而生成预测块；以及如果预测模式为后向空间扩展跳过模式，则通过使用当前块的一个或多个相邻块的后向运动矢量来预测当前块，从而生成预测块。
图7为示出根据本公开的第一实施方式的图像编码方法的流程图。
根据本公开的第一实施方式的图像编码方法可以包括：参考后向参考帧中与当前块处于相同位置的块（锚块）并将与锚块的前向参考块的运动矢量相同方向上的前向运动矢量设置为预测运动矢量（S702），通过使用预测运动矢量来执行运动补偿（S704），当运动补偿结果满足最佳跳过条件时，将预测模式设置为前向时间扩展跳过模式（S706），并且编码预测模式（S808）。
这里，后向参考帧中的块可以是所有其它后向参考帧中离当前块最近的参考帧中的块。
这里，当前向时间扩展跳过模式的速率失真代价（rate-distortion cost）在考虑当对于包括前向时间扩展跳过模式的所有可帧间预测模式组中的每个帧间预测模式候选预测并编码当前块时产生的失真值和比特量的情况下较小时，可以确定满足最佳跳过条件。
由于根据本公开的第一实施方式的图像编码方法的操作已经在根据本公开的一个实施方式的图像编码装置的描述中进行了描述，因此这里将省略其详细描述。
图8为示出根据本公开的第二实施方式的图像编码方法的流程图。
根据本公开的第二实施方式的图像编码方法可以包括：参考后向参考帧中与当前块处于相同位置的块（锚块）并将与锚块的前向参考块的运动矢量相反方向上的后向运动矢量设置为预测运动矢量（S802），使用预测运动矢量来执行运动补偿（S804），当运动补偿满足最佳跳过条件时将预测模式设为后向临时扩展跳过模式（S806），并编码预测模式（S808）。
这里，后向参考帧中的块可以是所有其它后向参考帧中离当前块最近的参考帧中的块。
这里，当后向时间扩展跳过模式的速率失真代价（rate-distortion cost）在考虑当在对于包括后向时间扩展跳过模式的所有可帧间预测模式组中的每个帧间预测模式候选预测并编码当前块时产生的失真值和比特量的情况下较小时，可以确定满足最佳跳过条件。
由于根据本公开的第二实施方式的图像编码方法的操作已经在本公开的一个实施方式的图像编码装置的描述中进行了描述，这里将省略其详细描述。
图9为示出根据本公开的第三实施方式的图像编码方法的流程图。
根据本公开的第三实施方式的图像编码方法可以包括：将当前块的一个或多个相邻块的后向运动矢量设置为当前块的预测运动矢量（S902），通过使用预测运动矢量执行运动补偿（S904），当运动补偿结果满足最佳跳过条件时，将预测模式设置为后向空间扩展跳过模式（S906），并编码预测模式（S908）。
这里，当后向空间扩展跳过模式的速率失真代价（rate-distortion cost）在考虑当在对于包括后向空间扩展跳过模式的所有可帧间预测模式组中的每个帧间预测模式候选预测并编码当前块时产生的失真值和比特量的情况下较小时，可以确定满足最佳跳过条件。
这里，后向运动矢量可以被设置为当前块的一个或多个相邻块的后向运动矢量的中值。
由于根据本公开的第三实施方式的图像编码方法的操作已经在本公开的一个实施方式的图像编码装置的描述中进行了描述，这里将省略其详细描述。
图10为示出根据本公开的一个实施方式的图像解码方法的流程图。
根据本公开的一个实施方式的图像解码方法可以包括：通过解码已编码数据来解码预测模式（S1002）；确定预测模式（S1004）；当预测模式为前向时间扩展跳过模式时，通过使用与后向参考帧中与当前块处于相同位置的块的前向参考块运动矢量相同方向的前向运动矢量来预测当前块以生成预测块（S1006）；当预测模式为后向时间扩展跳过模式时，通过使用与后向参考帧中与当前块处于相同位置的块的前向参考块运动矢量相反方向上的后向运动矢量来预测当前块以生成预测块（S1008）；当预测模式为后向空间扩展跳过模式时，通过使用当前块的一个或多个相邻块的后向运动矢量来预测当前块以生成预测块（S1010）；并通过预测当前块来生成预测块（S1012）。
这里，后向参考帧中的块可以是所有其它后向参考帧中离当前块最近的参考帧中的块。
这里，后向运动矢量可以被设置为当前块的一个或多个相邻块的后向运动矢量的中值。
在一个实施方式中可以包括步骤S1006、S1008和S1010。然而，根据实施方式，当根据本公开的一个实施方式的图像编码方法中能够设置的预测模式没有包括前向时间扩展跳过模式时，可以省略步骤S1006；当预测模式中没有包括后向时间扩展跳过模式时，可以省略步骤S1008；当预测模式中没有包括后向空间扩展跳过模式时，可以省略步骤S1010。
由于根据本公开的一个实施方式的图像解码方法的操作已经在本公开的一个实施方式的图像解码装置的描述中进行了描述，这里将省略其详细描述。
根据本公开的一个实施方式的图像编码/解码方法可以通过组合图7-9中所示的本公开的第一到第三实施方式的图像编码方法以及根据图10中所示的本公开的一个实施方式的图像解码方法来实施。
根据本公开的一个实施方式的图像编码/解码方法可以包括：将当前块的相邻块的后向运动矢量设置为当前块的预测运动矢量或者从后向参考帧中与当前块处于相同位置的块的前向参考块运动矢量确定预测运动矢量，使用预测运动矢量执行运动补偿，当运动补偿结果满足最佳跳过条件时设置预测模式，并编码预测模式；以及通过解码已编码数据来解码预测模式，并且如果预测模式为前向时间扩展跳过模式，则通过使用与后向参考帧中与当前块处于相同位置的块的前向参考块的运动矢量相同方向上的前向运动矢量来预测当前块，从而生成预测块；如果预测模式为后向时间扩展跳过模式，则通过使用后向参考帧中与当前块处于相同位置的块的前向参考块的运动矢量相反方向上的后向运动矢量来预测当前块，从而生成预测块；以及如果预测模式为后向空间扩展跳过模式，则通过使用当前块的一个或多个相邻块的后向运动矢量来预测当前块，从而生成预测块。
如前所述，根据本公开的一个实施方式，为了高效地编码当前块的运动矢量，基于相邻块的运动矢量相关性来生成运动矢量的周边矢量，并且根据相邻块的情况来适应性地提供运动矢量候选。因此，能够大大地提高当前块的运动矢量的编码性能，使得视频压缩装置的编码性能或者重构图像的图片质量能够得到提高。
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
如前所述，根据本公开的实施方式，本公开具有高度的工业应用性，因为其能够通过在视频数据压缩装置中执行基于块的运动预测时利用之前解码的参考图像数据使得可以应用单向跳过模式，从而高效地移除当前块和参考图像数据之间的冗余，进而提高了压缩效率，因此使得能够进一步提高视频数据压缩性能并且以相同比特率提供了优异的重构图像质量。
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2010年7月22日在韩国提交的专利申请No.10-2010-0070755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 (32)

1.一种用于编码/解码图像的装置，所述装置包括：
图像编码器，所述图像编码器用于将当前块的相邻块的后向参考块运动矢量设置为所述当前块的预测运动矢量，或者从后向参考图片中与所述当前块处于相同位置的块的前向参考块运动矢量确定预测运动矢量，通过使用所述预测运动矢量执行运动补偿，当所述运动补偿结果满足最佳跳过条件时设置预测模式，并且编码所述预测模式；以及
图像解码器，所述图像解码器用于通过解码已编码数据来解码预测模式，并且如果所述预测模式为前向时间扩展跳过模式，则通过使用与后向参考图片中与当前块处于相同位置的块的前向参考块的运动矢量相同方向上的前向参考块运动矢量来预测所述当前块，从而生成预测块；如果所述预测模式为后向时间扩展跳过模式，则通过使用与所述后向参考图片中与所述当前块处于相同位置的块的所述前向参考块的运动矢量相反方向上的后向参考块运动矢量来预测所述当前块，从而生成所述预测块；并且如果所述预测模式为后向空间扩展跳过模式，则通过使用所述当前块的一个或多个相邻块的后向参考块运动矢量来预测所述当前块，从而生成所述预测块。
2.一种用于编码图像的装置，所述装置包括：
模式确定器，所述模式确定器用于参考代表后向参考图片中与当前块处于相同位置的块的锚块，将与所述锚块的前向参考块的运动矢量相同方向上的前向参考块运动矢量设置为预测运动矢量，通过使用所述预测运动矢量来执行运动补偿，并且当所述运动补偿结果满足最佳跳过条件时，将预测模式设置为前向时间扩展跳过模式；以及
编码器，所述编码器用于编码所述预测模式。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述后向参考图片中的所述块是所有其它后向参考图片中离所述当前块最近的参考图片中的块。
4.根据权利要求2所述的装置，其中，当所述前向时间扩展跳过模式的速率失真代价在考虑当对于包括所述前向时间扩展跳过模式的所有可帧间预测模式组中的每个帧间预测模式候选预测并编码当前块时产生的失真值和比特量的情况下较小时，确定满足所述最佳跳过条件。
5.一种用于编码图像的装置，所述装置包括：
模式确定器，所述模式确定器用于参考代表后向参考图片中与当前块处于相同位置的块的锚块，将与所述锚块的前向参考块运动矢量相反方向上的后向参考块运动矢量设置为预测运动矢量，通过使用所述预测运动矢量来执行运动补偿，并且当所述运动补偿结果满足最佳跳过条件时，将预测模式设置为后向时间扩展跳过模式；以及
编码器，所述编码器用于编码所述预测模式。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述后向参考图片中的所述块是所有其它后向参考图片中离所述当前块最近的参考图片中的块。
7.根据权利要求5所述的装置，其中，当所述后向时间扩展跳过模式的速率失真代价在考虑当对于包括所述后向时间扩展跳过模式的所有可帧间预测模式组中的每个帧间预测模式候选预测并编码当前块时产生的失真值和比特量的情况下较小时，确定满足所述最佳跳过条件。
8.一种用于编码图像的装置，所述装置包括：
模式确定器，所述模式确定器用于从当前块的一个或多个相邻块的后向参考块运动矢量确定所述当前块的预测运动矢量，通过使用所述预测运动矢量执行运动补偿，并且当所述运动补偿结果满足最佳跳过条件时，将预测模式设置为后向空间扩展跳过模式；以及
编码器，用于编码所述预测模式。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，当所述后向空间扩展跳过模式的速率失真代价在考虑当对于包括所述后向空间扩展跳过模式的所有可帧间预测模式组中的每个帧间预测模式候选预测并编码当前块时产生的失真值和比特量的情况下较小时，确定满足所述最佳跳过条件。
10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述后向参考块运动矢量被设置为所述当前块的所述一个或多个相邻块的后向参考块运动矢量的中值。
11.一种用于解码图像的装置，所述装置包括：
解码器，所述解码器用于通过解码已编码数据来解码预测模式；以及
预测器，如果所述预测模式为前向时间扩展跳过模式，则所述预测器通过参考代表后向参考图片中与当前块处于相同位置的块的锚块并且使用与所述锚块的前向参考块的运动矢量相同方向上的前向参考块运动矢量来预测所述当前块，从而生成预测块。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述后向参考图片中的所述块是所有其它后向参考图片中离所述当前块最近的参考图片中的块。
13.一种用于解码图像的装置，所述装置包括：
解码器，所述解码器用于通过解码已编码数据来解码预测模式；以及
预测器，如果所述预测模式为后向时间扩展跳过模式，则通过使用与后向参考图片中与当前块处于相同位置的块的前向参考块运动矢量相反方向上的后向参考块运动矢量来预测所述当前块，从而生成预测块。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述后向参考图片中的所述块是所有其它后向参考图片中离所述当前块最近的参考图片中的块。
15.一种用于解码图像的装置，所述装置包括：
解码器，所述解码器用于通过解码已编码数据来解码预测模式；以及
预测器，当所述预测模式为后向空间扩展跳过模式时，通过使用当前块的一个或多个相邻块的后向参考块的运动矢量来预测所述当前块，从而生成预测块。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述后向参考块运动矢量被设置为所述当前块的所述一个或多个相邻块的后向参考块运动矢量的中值。
17.一种用于编码/解码图像的方法，所述方法包括：
将当前块的相邻块的后向参考块运动矢量设置为所述当前块的预测运动矢量，或者从后向参考图片中与所述当前块处于相同位置的块的前向参考块运动矢量确定预测运动矢量，通过使用所述预测运动矢量执行运动补偿，当所述运动补偿结果满足最佳跳过条件时，设置预测模式并且编码所述预测模式；以及
通过解码已编码数据来解码预测模式，并且如果所述预测模式为前向时间扩展跳过模式，则通过使用与后向参考图片中与当前块处于相同位置的块的前向参考块的运动矢量相同方向上的前向参考块运动矢量来预测所述当前块，从而生成预测块；如果所述预测模式为后向时间扩展跳过模式，则通过使用与所述后向参考图片中与所述当前块处于相同位置的块的所述前向参考块的运动矢量相反方向上的后向参考块运动矢量来预测所述当前块，从而生成所述预测块；并且如果所述预测模式为后向空间扩展跳过模式，则通过使用所述当前块的一个或多个相邻块的后向参考块运动矢量来预测所述当前块，从而生成所述预测块。
18.一种用于编码图像的方法，所述方法包括：
参考代表后向参考图片中与当前块处于相同位置的块的锚块，将与所述锚块的前向参考块的运动矢量相同方向上的前向参考块运动矢量设置为预测运动矢量，通过使用所述预测运动矢量来执行运动补偿，并且当所述运动补偿结果满足最佳跳过条件时，将预测模式设置为前向时间扩展跳过模式；以及
编码所述预测模式。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述后向参考图片中的所述块是所有其它后向参考图片中离所述当前块最近的参考图片中的块。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，当所述前向时间扩展跳过模式的速率失真代价在考虑当对于包括所述前向时间扩展跳过模式的所有可帧间预测模式组中的每个帧间预测模式候选预测并编码当前块时产生的失真值和比特量的情况下较小时，确定满足所述最佳跳过条件。
21.一种用于编码图像的方法，所述方法包括：
参考代表后向参考图片中与当前块处于相同位置的块的锚块，将与所述锚块的前向参考块运动矢量相反方向上的后向参考块运动矢量设置为预测运动矢量，通过使用所述预测运动矢量执行运动补偿，并且当所述运动补偿结果满足最佳跳过条件时，将预测模式设置为后向时间扩展跳过模式；以及
编码所述预测模式。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述后向参考图片中的所述块是所有其它后向参考图片中离所述当前块最近的参考图片中的块。
23.根据权利要求21所述的方法，其中，当所述后向时间扩展跳过模式的速率失真代价在考虑当对于包括所述后向时间扩展跳过模式的所有可帧间预测模式组中的每个帧间预测模式候选预测并编码当前块时产生的失真值和比特量的情况下较小时，确定满足所述最佳跳过条件。
24.一种用于编码图像的方法，所述方法包括：
从当前块的一个或多个相邻块的后向参考块运动矢量确定所述当前块的预测运动矢量，通过使用所述预测运动矢量执行运动补偿，并且当所述运动补偿结果满足最佳跳过条件时，将预测模式设置为后向空间扩展跳过模式；以及
编码所述预测模式。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，当所述后向空间扩展跳过模式的速率失真代价在考虑当对于包括所述后向空间扩展跳过模式的所有可帧间预测模式组中的每个帧间预测模式候选预测并编码当前块时产生的失真值和比特量的情况下较小时，确定满足所述最佳跳过条件。
26.根据权利要求24所述的方法，其中，所述后向参考块运动矢量被设置为所述当前块的所述一个或多个相邻块的后向参考块运动矢量的中值。
27.一种用于解码图像的方法，所述方法包括：
通过解码已编码数据来解码预测模式；以及
如果所述预测模式为前向时间扩展跳过模式，则通过参考代表后向参考图片中与当前块处于相同位置的块的锚块并且使用与所述锚块的前向参考块的运动矢量相同方向上的前向参考块运动矢量来预测所述当前块，从而生成预测块。
28.根据权利要求37所述的方法，其中，所述后向参考图片中的所述块是所有其它后向参考图片中离所述当前块最近的参考图片中的块。
29.一种用于解码图像的方法，所述方法包括：
通过解码已编码数据来解码预测模式；以及
如果所述预测模式为后向时间扩展跳过模式，则通过参考代表后向参考图片中与当前块处于相同位置的块的锚块并且使用与所述锚块的前向参考块的运动矢量相反方向上的后向参考块运动矢量来预测所述当前块，从而生成预测块。
30.根据权利要求39所述的方法，其中，所述后向参考图片中的所述块是所有其它后向参考图片中离所述当前块最近的参考图片中的块。
31.一种用于解码图像的方法，所述方法包括：
通过解码已编码数据来解码预测模式；以及
当所述预测模式为后向空间扩展跳过模式时，通过使用当前块的一个或多个相邻块的后向参考块的运动矢量来预测所述当前块，从而生成预测块。
32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述后向参考块运动矢量被设置为所述当前块的所述一个或多个相邻块的后向参考块运动矢量的中值。
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