CN103327338A - 对运动矢量进行编码的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种对运动矢量进行编码的装置。所述装置包括：预测候选选择器，其用于选择一个或更多个运动矢量预测候选；预测运动矢量确定器，其用于在所述一个或更多个运动矢量预测候选当中确定一预测运动矢量；以及差分运动矢量编码器，其通过用当前运动矢量减去所确定的预测运动矢量来计算差分运动矢量，并且对计算出的差分运动矢量进行编码，其中，所述预测候选选择器选择在参考帧中位于与当前块相同位置的Col块的运动矢量和所述Col块的相邻块的运动矢量当中的一个或更多个运动矢量，作为所述一个或更多个运动矢量预测候选。

Description

对运动矢量进行编码的装置
本申请是申请号为200980153379.7、申请日为2009年10月23日、发明名称为“对运动矢量进行编码的方法和装置以及用它对图像进行编码/解码的方法和装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本公开涉及一种对运动矢量进行编码的方法和装置，以及用它对图像进行编码/解码的方法和装置。更具体地，本公开涉及这样一种方法和装置，其利用通过在当前要编码的块之前进行编码和解码而重构的像素来进行帧内预测，对用于帧间预测的运动矢量有效地进行编码和解码，并且利用编码或解码后的运动矢量对静态图像或视频的数据进行编码或解码。
背景技术
本部分中的陈述仅提供了与本公开有关的背景信息，可能并不等同于现有技术。
有效压缩图像信号的方法包括：针对静态图像的JPEG和JPEG-2000、以及针对动态图像的H.261、H.263、MPEG-2和MPEG-4。此外，国际标准化组织（ISO：International Standardization Organization）在2003对用于提供压缩效率更大同时继承了例如MPEG-2和MPEG-4等技术的MPEG-4AVC（Advanced Video Coding）进行了标准化。
针对视频图像的数据编码包括帧内预测编码和帧间预测编码。帧内预测编码或帧间预测编码是为了减小数据之间相关度的有效方法，并且广泛地用于压缩各种类型的数据。特别地，由于通过估计要在帧间预测编码中被编码的当前块的运动矢量而确定的当前块的运动矢量与相邻块的运动矢量存在高相关度，所以可以首先使用相邻块的运动矢量来计算当前块的预测值（以下称为预测运动矢量PMV），然后不是对当前块的运动矢量的真实值进行编码，而仅仅对相对于预测值的差分值（以下称为差分运动矢量（DMV：Differential Motion Vector））进行编码。因此，可以大量减少要编码的比特数量，这提高了编码效率。
即，根据大多数传统的图像压缩标准（例如，MPEG-4AVC），在帧间预测编码中，编码器仅对差分运动矢量进行编码，然后发送编码后的DMV，所述差分运动矢量是当前运动矢量和通过在由之前的编码和解码所重构的参考帧中估计当前块的运动而确定的预测运动矢量之间的差分值。解码器通过使用事先解码的相邻块的运动矢量来预测当前块的运动矢量，并通过将发送的差分运动矢量与所预测的运动矢量相加来重构当前运动矢量。
然而，当根据上述传统的图像压缩标准对运动矢量进行编码时，如果预测的运动矢量与当前运动矢量之间没有相关度，则增大差分运动矢量。因此，生成的比特量就会增多，压缩效率就会降低。而且，当编码器另外对预测的运动矢量的信息进行编码以减小差分运动矢量时，对额外信息进行编码所需的比特量就会增多，从而使压缩效率降低。
发明内容
技术问题
因此，本公开致力于通过使用更精确的预测运动矢量来对运动矢量进行编码，同时减少用于对预测运动矢量的信息进行编码的比特量，从而提高压缩效率。
技术方案
本公开的一个方面提供了一种对运动矢量进行编码的装置，所述装置包括：预测候选选择器，其用于选择一个或更多个运动矢量预测候选；预测运动矢量确定器，其用于在所述一个或更多个运动矢量预测候选当中确定预测运动矢量（PMV）；以及差分运动矢量编码器，其用于通过用当前运动矢量减去已确定的预测运动矢量来计算差分运动矢量（DMV），并且对计算出的差分运动矢量进行编码。
本公开的另一个方面提供了一种对运动矢量进行编码的方法，所述方法包括以下步骤：选择一个或更多个运动矢量预测候选；将所述一个或更多个运动矢量预测候选当中的一个运动矢量预测候选确定为预测运动矢量（PMV）；以及在通过用当前运动矢量减去已确定的预测运动矢量计算出差分运动矢量（DMV）之后，对差分运动矢量进行编码。
本公开的另一个方面提供了一种对运动矢量进行解码的装置，所述装置包括：差分运动矢量解码器，其用于通过对编码后的差分运动矢量进行解码来重构差分运动矢量（DMV）；以及运动矢量重构器，其用于将一个或更多个运动矢量预测候选当中的一个运动矢量预测候选确定为预测运动矢量（PMV），并且通过将已确定的预测运动矢量与已重构的差分运动矢量相加来重构当前块的当前运动矢量。
本公开的另一个方面提供了一种对运动矢量进行解码的方法，所述方法包括以下步骤：对编码后的差分运动矢量（DMV）进行解码，并且重构已解码的编码后的差分运动矢量；并且在将一个或更多个运动矢量预测候选当中的一个运动矢量预测候选确定为预测运动矢量之后，通过将已确定的预测运动矢量（PMV）与已重构的差分运动矢量相加来重构当前块的当前运动矢量。
本公开的另一个实施方式提供了一种对图像进行编码的装置，所述装置包括：预测器，其用于确定当前块的当前运动矢量，并通过使用已确定的当前运动矢量来生成预测块；减法器，其用于通过用所述当前块减去所述预测块来生成残差块；变换器，其用于对所述残差块进行变换；量化器，其用于对已变换的所述残差块进行量化；以及编码器，其用于对已量化的残差块进行编码、将一个或更多个运动矢量预测候选当中的一个运动矢量预测候选确定为预测运动矢量（PMV）、对通过用当前运动矢量减去已确定的预测运动矢量所得到的差分运动矢量（DMV）进行编码、生成包括已编码的残差块和已编码的差分运动矢量的比特流并输出所述比特流。
本公开的另一个实施方式提供了一种对图像进行编码的方法，所述方法包括以下步骤：确定当前块的当前运动矢量，并且利用已确定的当前运动矢量来生成预测块；通过用当前块减去预测块来生成残差块；对残差块进行变换；对已变换的残差块进行量化；对已量化的残差块进行编码；在将一个或更多个运动矢量预测候选当中的一个运动矢量预测候选确定为预测运动矢量（PMV）之后，对通过用当前运动矢量减去预测运动矢量所得到的差分运动矢量（DMV）进行编码；以及生成包括已编码的残差块和已编码的差分运动矢量的比特流，并且输出比特流。
本公开的另一个实施方式提供了一种对图像进行解码的装置，所述装置包括：解码器，其用于通过从比特流中提取编码后的残差块和编码后的差分运动矢量来重构残差块和差分运动矢量（DMV），并且对已提取的编码后的残差块和已提取的编码后的差分运动矢量进行解码，将一个或更多个运动矢量预测候选当中的一个运动矢量预测候选确定为预测运动矢量（PMV），并且通过将已确定的预测运动矢量与已重构的差分运动矢量相加来重构当前块的当前运动矢量；逆量化器，其用于对已重构的残差块进行逆量化；逆变换器，其用于对已逆量化的残差块进行逆变换；预测器，其用于利用已重构的当前运动矢量来生成预测块；以及加法器，其用于通过将已逆变换的残差块与已生成的预测块相加来重构当前块。
本公开的另一个实施方式提供了一种对图像进行解码的方法，所述方法包括以下步骤：在从比特流中提取编码后的残差块之后对编码后的残差块进行解码，然后重构已解码的编码后的残差块；在从比特流中提取编码后的差分运动矢量（DMV）之后对编码后的差分运动矢量进行解码，然后重构已解码的编码后的差分运动矢量；在选择一个或更多个运动矢量预测候选当中的一个运动矢量预测候选作为预测运动矢量（PMV）之后，利用预测运动矢量和已重构的差分运动矢量来重构当前块的当前运动矢量；对已重构的残差块进行逆量化；对已逆量化的残差块进行逆变换；利用已重构的当前运动矢量来生成预测块；以及将已逆变换的残差块与已生成的预测块相加，以重构当前块。
有益效果
如上所述，本公开可以通过减少对预测运动矢量的信息进行编码的比特量同时通过使用更加精确预测的运动矢量对运动矢量进行编码来提高效率。
附图说明
图1是简要例示根据本公开一个方面的图像编码装置的构造的框图；
图2是是简要例示根据本公开一个方面的运动矢量编码装置的构造的框图；
图3例示了Z字形扫描方向的示例；
图4例示了当前块的相邻块的示例；
图5例示了当前块和当前帧的相邻块的示例；
图6例示了当前帧和参考帧的块的示例；
图7例示了用于描述指示向量（indication vector）的示例；
图8例示了用于描述计算阈值的过程的示例；
图9是例示了运动矢量预测候选和针对各个分量做除法的当前运动矢量的示例；
图10例示了根据多个阈值的预测候选识别标记的示例；
图11例示了预测候选识别标记的发送比特的示例；
图12是用于描述根据本公开一个方面的运动矢量编码方法的流程图；
图13是用于描述根据本公开一个方面的图像编码方法的流程图；
图14是简要例示根据本公开一个方面的图像解码装置的结构的框图；
图15是简要例示根据本公开一个方面的运动矢量解码装置的结构的框图；
图16是用于描述根据本公开一个方面的运动矢量解码方法的流程图；
图17是用于描述根据本公开一个方面的图像解码方法的流程图。
具体实施方式
以下将参照附图具体描述本发明的各个方面。在以下描述中，尽管在不同的图中示出，但是相同的要素将由相同的标号进行指代。此外，在本公开的以下描述中，当使本公开的主题更加不清楚时，合并于此的已知的功能和配置的描述将被省略。
而且，在本公开的组件的描述中，会使用像第一、第二、A、B、（a）和（b）的措辞。这些仅是为了将一个组件与另一组件区分开，而不暗示或建议组件的本质、顺序或次序。如果将一个组件描述为“连接”或“耦接”至另一组件，则它们可以表示组件不仅是直接地“连接”或“耦接”，还通过第三组件间接地“连接”或“耦接”。
图1是简要例示根据本公开一个方面的图像编码装置的构造的框图。
根据本公开一个方面的图像编码装置100可以包括预测器110、减法器120、变换器130、量化器140、编码器150、逆量化器（dequantizer）160、逆变换器170、加法器180和存储器190。这里，可以选择性地将逆量化器160、逆变换器170、加法器180和存储器190包括在图像编码装置100中。图像编码装置100可以包括个人计算机（PC）、笔记本计算机、个人数字助理（PDA：Personal Digital Assistant）、便携式多媒体播放器（PMP：Portable Multimedia Play）、掌上游戏机（PSP：PlayStationPortable）、移动通信终端等，并且指代例如用于进行通信的通信调制解调器的通信装置，所述通信装置利用各种装置或有线-无线通信网络、用于对图像进行编码的各种类型的程序和用于存储数据的存储器、以及用于通过执行程序来计算和控制程序的处理器。
预测器110确定当前的运动矢量（当前块的运动矢量），然后通过使用所确定的当前运动矢量来生成预测块。更具体来讲，预测器110通过使用当前运动矢量来预测图像中要编码的当前块的各个像素的像素值，并且生成具有各个预测像素的预测像素值的预测块。预测器110可以通过使用诸如率失真优化（RDO：Rate-DistortionOptimization）等的各种方案来确定当前运动矢量。所确定的当前运动矢量可以是优化的运动矢量。
减法器120通过在预测块和当前块之间执行减法来生成残差块（residual block）。即，减法器120通过计算将要编码的当前块的各个像素的像素值与预测器110所预测的预测块的各个像素的预测像素值之间的差来生成具有块状残差信号的残差块。
变换器130对残差块进行变换。即，变换器130通过将残差块的残差信号变换为频域信号来将残差块的各个像素值变换为频率系数。这里，变换器130可以通过使用例如哈达马变换和基于离散余弦变换的变换（基于DCT的变换）的各种方案将残差信号变换到频率区域，这些方案将空间轴的图像信号变换为频率轴的图像信号。变换为频域信号的残差信号是频率系数。
量化器140对变换后的残差块进行量化。即，量化器140对从变换器130输出的残差块的频率系数进行量化，然后输出具有量化后的频率系数的残差块。这里，量化器140可以通过使用死区一致阈值量化（以下称为“DZUTQ”）、量化加权矩阵、或者通过对它们进行改善而获得的量化方案来执行量化。
同时，根据本公开一个方面的上述图像编码装置100包括变换器130和量化器140，但是图像编码装置100可以选择性地包括变换器130和量化器140。即，根据本公开一个方面的图像编码装置100通过对残差块的残差信号进行变换来生成具有频率系数的残差块，并且可以不进行量化处理。而且，图像编码装置100可以不将残差块的残差信号变换为频率系数，而是可以仅执行量化处理。此外，图像编码装置100可以既不执行变换处理也不执行量化处理。
编码器150对量化后的残差块进行编码，在一个或更多个运动矢量预测候选中确定预测运动矢量（PMV），对通过用当前运动矢量减去PMV而获得的差分运动矢量（DMV）进行编码，生成包括编码后的残差块和编码后的差分运动矢量的比特流，并且输出该比特流。即，编码器150通过根据例如图3所示的Z字形扫描的各种方案对从量化器140输出的残差块的量化后的频率系数进行扫描来生成量化后的频率系数序列，并且通过使用例如熵编码方案等的各种编码方案对量化后的频域系数进行编码。
此外，编码器150对当前运动矢量进行编码。编码器150选择一个或更多个运动矢量预测候选，并且在一个或更多个选择的运动矢量预测候选当中确定预测运动矢量。为了进行这种确定，编码器150可以在当前块的相邻块的运动矢量、在参考帧中位于与当前块相同位置的同位（Col）块的运动矢量、Col块的相邻块的运动矢量以及在当前块中指示参考帧的特定块的指示矢量当中选择一个或更多个运动矢量作为一个或更多个运动矢量预测候选。这里，特定块可以是具有与指示矢量同级（level）的运动矢量的块，或者是具有与指示矢量相差小于预设阈值的运动矢量的块。
例如，当编码器150在一个或更多个运动矢量预测候选当中将一个运动矢量预测候选确定为预测运动矢量时，编码器150可以通过使用如图4的示例所示的中值（median value）来确定预测运动矢量。参照图4，基于这样的假设，即，当前块是X，当前块左边的块是A，当前块上边的块是B，当前块右上方的块是C，左边的块A的运动矢量是MV_A，上边的块B的运动矢量是MV_B，右上方的块C的运动矢量是MV_C，可以通过使用如等式1定义的中值来得到当前块X的预测运动矢量。
MV_pred_X=median(MV_A,MV_B,MV_C)      [等式1]
编码器150可以通过使用中值在一个或更多个运动矢量预测候选中确定预测运动矢量，但并不是必须使用中值。编码器150可以通过使用具有优先级的各种方法来确定预测运动矢量。稍后将参照图2具体地描述这种确定。
此外，编码器150可以生成用于标识被确定为预测运动矢量的运动矢量预测候选的预测候选识别标记并对其进行编码，然后还将预测候选识别标记包括在比特流中。即，比特流可以包括预测候选识别标记以及编码后的残差块和编码后的差分运动矢量。
此外，编码器150可以单独地确定预测运动矢量的x分量和y分量中的每一个。即，编码器150可以将一个或更多个运动矢量预测候选的x分量当中的一个运动矢量预测候选的x分量确定为预测运动矢量的x分量，并且将一个或更多个运动矢量预测候选的y分量当中的一个运动矢量预测候选的y分量确定为预测运动矢量的y分量。
或者，编码器150可以通过单独地确定最终的预测运动矢量的x分量和y分量中的每一个来获得最终的预测运动矢量。即，编码器150可以将一个或更多个运动矢量预测候选的x分量当中的一个运动矢量预测候选的x分量确定为预测运动矢量的x分量，并且将一个或更多个运动矢量预测候选的y分量当中的一个运动矢量预测候选的y分量确定为预测运动矢量的y分量。
此外，当残差矢量的x分量的绝对值和残差矢量的y分量的绝对值当中的一个或更多个绝对值小于等于x分量的预定阈值和y分量的预定阈值当中的一个或更多个阈值时，编码器150可以生成预测候选识别标记并对其进行编码，然后还将预测候选识别标记包括在比特流中，该预测候选识别标记用于在预测运动矢量的x分量和预测运动矢量的y分量当中的一个或更多个分量当中识别所确定的运动矢量预测候选。将参照图2详细地描述编码器150。
逆量化器160对量化器140量化了的残差块进行逆量化。逆变换器170对逆量化器160逆量化了的残差块进行逆变换。这里，逆量化器160和逆变换器170可以通过逆向使用量化器140所使用的量化方案和变换器130所使用的变换方案来执行逆量化和逆变换。此外，当变换器130和量化器140仅执行量化而没有执行变换时，可以仅执行逆量化而不执行逆变换。当既没有执行变换也没有执行量化时，逆量化器160和逆变换器170可以既不执行逆变换也不执行逆量化，或者可以不将逆量化器160和逆变换器170包括在图像解码装置1400中，从而可以将其省略。
加法器180通过将在预测器110中预测的预测块与逆变换器170重构的残差块相加来重构当前块。存储器190将从加法器180输出的重构当前块以帧为单位存储为参考帧，使得当预测器110能够在对当前块的下一块或随后的其它块进行编码时，将存储的当前块用作参考帧。
尽管未在图1中示出，但是根据本公开的一个方面的前述图像编码装置100还可以包括用于进行帧内预测的帧内预测器和用于基于H.264/AVC标准对重构的当前块进行解块滤波的解块滤波器。这里，解块滤波是指用于减小由以块为单位对图像进行编码所产生的块状失真的操作。解块滤波可以在向块边界和宏块边界两者或者仅宏块边界施加解块滤波的方法和不使用任何解块滤波的方法当中选择性地使用一种方法。
图2是简明地例示根据本公开的一个方面的运动矢量编码装置的结构的框图。
根据本公开一个方面的运动矢量编码装置可以实现为通过图1描述的根据本公开一个方面的图像编码装置100的编码器150。为了描述方便，以下将根据本公开一个方面的运动矢量编码装置称为编码器150。此外，根据本公开一个方面的编码器150还可以包括用于如图1所示通过对量化的残差块进行编码来输出编码后的残差块的图像编码器，但是这种图像编码器对于本领域技术人员是已知的，因此省略具体的描述。
根据本公开一个方面的编码器150可以包括预测候选选择器210、预测运动矢量确定器220、差分运动矢量编码器230、预测候选识别标记编码器240和预测候选选择标记编码器250。这里，编码器150不必包括一个或更多个预测候选识别标记编码器240和预测候选选择标记编码器250，而是可以选择性地包括它们。
预测候选选择器210选择一个或更多个运动矢量预测候选。预测运动矢量确定器220将一个或更多个运动矢量预测候选当中的一个运动矢量预测候选确定为预测运动矢量。差分运动矢量编码器230通过用当前运动矢量减去预测运动矢量来计算差分运动矢量并对其进行编码。预测候选识别标记编码器240生成预测候选识别标记并对其进行编码，所述预测候选识别标记用于识别由预测运动矢量确定的运动矢量预测候选。预测候选选择标记编码器250生成预测候选选择标记并对其进行编码，所述预测候选选择标记用于识别预测候选选择器210针对每个特定区域（例如，H.264中的条带）选择了了哪个运动矢量预测候选。
通过等式2的定义来计算差分运动矢量。在等式2中，MVd表示差分运动矢量，MV表示当前运动矢量，MVp_opt表示预测运动矢量。
MVd=MV-MVp_opt      [等式2]
可以将由差分运动矢量编码器230编码的差分运动矢量和从前述图像编码器输出的编码残差块包括在比特流中，然后传送至图像解码装置。此外，比特流还可以包括在预测候选选择标记编码器250中编码的预测候选选择标记和在预测候选识别标记编码器240中编码的预测候选识别标记的一个或更多个组合。
这里，预测候选选择器210可以选择当前块的相邻块的运动矢量作为一个或更多个运动矢量预测候选。即，参照例示了当前帧的相邻块和当前块的示例的图5，在要编码的当前块X所处的当前帧中，一个或更多个运动矢量预测候选可以是位于当前块的邻近处的相邻块L、UL、U和UR的运动矢量。图5仅例示了当前块的左边的块L、当前块的左上方的块UL、当前块的上边的块U和当前块的右上方的块UR，但是运动矢量预测候选可以是与当前块相邻的任何一个上边的块和与当前块相邻的任何一个左边的块的运动矢量，甚至是不与当前块相邻的其它块的运动矢量。
此外，预测候选选择器210可以在参考帧中的位于与当前块相同位置的Col块的运动矢量以及Col块的相邻块的运动矢量当中选择一个或更多个运动矢量，作为一个或更多个运动矢量预测候选。即，参照例示了当前帧和参考帧的块的示例的图6，在参考帧（帧t-1）中，一个或更多个运动矢量预测候选可以是Col块的运动矢量、Col块的相邻块（ULCol、UCol、URCol、LCol、RCol、BLCol、BCol和BRCol）的运动矢量，其中，Col块的中心像素的位置与当前块X的位置相同。图6仅例示了Col块和Col块的相邻块（ULCol、UCol、URCol、LCol、RCol、BLCol、BCol和BRCol），但是运动矢量预测候选可以是不与Col块相邻的其它块的运动矢量以及与Col块相邻的其它块的运动矢量。
此外，预测候选选择器210可以在当前帧的当前块中选择指示矢量作为一个或更多个运动矢量预测候选，其中，所述指示矢量指示了参考帧的特定块。即，参照例示了用于描述指示矢量的示例的图7，当在当前帧（帧t）的当前块X中指示第一参考帧（帧t-1）的特定块Par的矢量和第一参考帧（帧t-1）的块Par的运动矢量彼此相同或者指示特定块Par的矢量和块Par的运动矢量之间的差异小于预设的阈值时，可以选择当前帧（帧t）的当前块X中的指示第一参考帧（帧t-1）的块Par的矢量作为运动矢量预测候选。这里，当前帧（帧t）的当前块X中指示第一参考帧（帧t-1）的特定块Par的矢量是指示矢量。因此，前述的特定块可以是具有与指示矢量相同的运动矢量的块，或者是具有与指示矢量的差异小于预设阈值的运动矢量的块。
当预测候选选择器210选择一个或更多个运动矢量时，预测候选选择标记编码器250可以生成预测候选选择标记并对其进行编码，以识别由预测候选选择器210选择的运动矢量预测候选发生了改变的情况。可以将编码的预测候选选择标记插入到比特流头中。
作为另一示例，预测候选选择器210可以根据定义的规则从一个或更多个运动矢量预测候选中选择一部分运动矢量预测候选。即，预测候选选择器210可以根据图像的特征通过预定的参考在一个或更多个运动矢量预测候选中选择某些运动矢量预测候选，然后仅在所选择的运动矢量预测候选当中确定预测运动矢量。在这种情况下，为了识别在一个或更多个运动矢量预测候选中的哪个运动矢量预测候选被选为一部分运动矢量预测候选，预测候选选择标记编码器250可以生成预测候选选择标记并不对其进行编码，所述预测候选选择标记用于识别由预测候选选择器210选择的一部分运动矢量预测候选。
这里，预定的参考可以是一个或更多个运动矢量预测候选中的每一个被确定为当前运动矢量的概率。当使用概率时，预测候选选择器210通过使用一个或更多个运动矢量预测候选中的每一个对当前帧的一个或更多个区域进行编码来计算一个或更多个运动矢量预测候选中的每一个被确定为当前运动矢量的概率，然后可以根据所计算的概率来选择一部分运动矢量预测候选。例如，基于这样的假设，即，一个或更多个运动矢量预测候选的数量是五个，A、B、C、D和E，预测候选选择器210通过对当前帧的特定区域进行实际编码来计算五个运动矢量预测候选中的每一个通过所述概率被确定为最优运动矢量的概率（即，五个运动矢量预测候选被确定为当前运动矢量的概率）。当计算的概率是A:80%、B:10%、C:5%、D:3%和E:2%时，运动矢量预测候选A或者运动矢量预测候选A和B会被选择为一部分运动矢量预测候选。
此外，预定的参考可以是相关度。当使用相关度时，预测候选选择器210可以在一个或更多个运动矢量预测候选当中选择有相关度的运动矢量预测候选作为一个或更多个组，并且选择代表各个选择的组的各个具有代表性的运动矢量作为一部分运动矢量预测候选。这里，可以通过中值、平均值或者取决于运动矢量预测候选的优先级的值来在各个选择的组中选择具有代表性的运动矢量。
例如，当一个或更多个运动矢量预测候选是以上通过图5至图7描述的运动矢量时，仅可以收集通过图5描述的当前块的相邻块当中的部分相邻块的运动矢量（MV_L、MV_UL、MV_U和MV_UR）并将其选为一个组A，通过等式3的定义可以将由中值运算或优先级确定的值MVp_Group A确定为具有代表性的运动矢量，并且可以选择具有代表性的运动矢量作为一部分运动矢量预测候选。
MVp_GroupA=median(MV_L,MV_UL,MV_U,MV_UR)      [等式3]
此外，可以收集通过图6描述的Col块（Col）的运动矢量（MV_Col）和Col块的相邻块当中的Col块的上面、下面、左面和右面的块（UCol、LCol、RCol和BCol）的运动矢量（MV_UCol、MV_LCol、MV_RCol和MV_BCol）并将其选择为一个组B，通过等式4的定义可以将由平均值运算确定的值MVp_Group B确定为具有代表性的运动矢量，并且可以选择具有代表性的运动矢量作为一部分运动矢量预测候选。
MVp_GroupB=average(MV_Col,MV_UCol,MV_LCol,MV_RCol,MV_BCol)
[等式4]
此外，可以收集通过图6描述的Col块（Col）的运动矢量（MV_Col）和Col块的相邻块（ULCol、UCol、URCol、LCol、RCol、BLCol、BCol和BRCol）的运动矢量（MV_ULCol、MV_UCol、MV_URCol、MV_LCol、MV_RCol、MV_BLCol、MV_BCol和MV_BRCol）并将其选择为一个组C，通过等式5的定义可以将由中值运算确定的值MVp_Group C确定为具有代表性的运动矢量，并且可以选择具有代表性的运动矢量作为一部分运动矢量预测候选。
MVp_GroupC=median(MV_Col，MV_ULcol，MV_Ucol，MV_URcol，MV_Lcol，MV_Rcol，MV_BLcol，MV_Bcol，MV_BRcol)
[等式5]
如上所述，可以选择通过等式4和5计算的具有代表性的运动矢量和通过图7描述的指示矢量作为一部分运动矢量预测候选。在这种情况下，当作为一部分运动矢量预测候选的MVp_groupA、MVp_groupB、MVp_groupC、MV_col和MV_par发生改变时，预测候选选择标记编码器250可以生成用于指示所述改变的预测候选选择标记并对其编码，或者可以使用由编码器和解码器一致同意的运动矢量预测候选。当然，预测候选识别标记编码器240可以生成预测候选识别标记并对其编码，其中，预测候选识别标记用于指示一部分运动矢量预测候选MVp_groupA、MVp_groupB、MVp_groupC、MV_col和MV_par当中的哪个运动矢量预测候选被确定为预测运动矢量。
此外，预测候选选择器210可以在一个或更多个运动矢量预测候选当中选择一个或更多个预定的运动矢量预测候选并将其作为一部分运动矢量预测候选。这里，可以按随机的顺序随机选择所述一个或更多个预定的运动矢量预测候选。
此外，预测运动矢量确定器220可以通过使用一个或更多个运动矢量预测候选以运动矢量为单位或以运动矢量的各个分量为单位来确定预测运动矢量（即，预测运动矢量确定器220从运动矢量预测候选中选择任何一个）。作为示例，预测运动矢量确定器220可以确定运动矢量预测候选并将其作为预测预定矢量，其中，所述运动矢量预测候选在由预测候选选择器210选择的一个或更多个运动矢量预测候选当中具有对通过使用各个运动矢量预测候选计算出的差分运动矢量进行编码所需的最小数量的比特。因此，预测运动矢量确定器220基于各个运动矢量预测候选是预测运动矢量的假设来计算差分运动矢量，对计算出的差分运动矢量进行编码，然后可以将具有最小编码数据的运动矢量预测候选确定为预测运动矢量。在这种情况下，预测候选识别标记编码器240可以生成预测候选识别标记并对其编码，以在每一次对当前块的运动矢量进行编码时（即，每一次对确定的预测运动矢量和当前运动矢量进行编码时）识别一个或更多个运动矢量预测候选中的哪个运动矢量预测候选已被确定为预测运动矢量，其中，预测候选识别标记用于识别被确定为预测运动矢量的运动矢量预测候选。
作为另一示例，预测运动矢量确定器220可以单独地确定预测运动矢量的x分量和y分量。即，预测运动矢量确定器220可以确定一个或更多个运动矢量预测候选的x分量当中的一个运动矢量预测候选的x分量作为预测运动矢量的x分量，并且确定一个或更多个运动矢量预测候选的y分量当中的一个运动矢量预测候选的y分量作为预测运动矢量的y分量。例如，当对差分运动矢量进行编码时，如果假设差分运动矢量的比特数量与差分运动矢量的大小的绝对值成正比，一个或更多个运动矢量预测候选是(-4,-4),(2,2),(4,4)和(14,14)，并且当前运动矢量是(0,4)，则根据现有技术可以将(2,2)或(4,4)的矢量确定为预测运动矢量。而且，在上述示例中，在-4、2、4和14中可以将2选为预测运动矢量的x分量，并且在-4、2、4和14中可以将4选为预测运动矢量的y分量。即，与不能单独选择x分量和y分量的常见情况不同，可以将具有最佳值的x分量和y分量单独地选为预测运动矢量。
在这种情况下，当差分运动矢量的x分量的绝对值大于x分量的预定阈值，并且差分运动矢量的y分量的绝对值大于y分量的预定阈值时，预测候选识别标记编码器240不会生成预测候选识别标记，因而对预测候选识别标记进行编码而不对其进行发送。此外，当差分运动矢量的x分量的绝对值小于等于x分量的预定阈值，并且差分运动矢量的y分量的绝对值小于等于y分量的预定阈值时，预测候选识别标记编码器240可以生成预测候选识别标记并对其进行编码，所述预测候选识别标记用于在预测运动矢量的x分量和预测运动矢量的y分量当中识别一个或更多个确定的运动矢量预测候选。即，当预测运动矢量的两个分量（x分量和y分量）都分别大于对应分量的阈值时，预测候选识别标记编码器240不生成预测候选识别标记。当仅一个分量小于对应分量的阈值时，预测候选识别标记编码器240可以生成预测候选识别标记，所述预测候选识别标记用于识别哪个运动矢量预测候选被用作大于阈值的另一分量。当两个分量都不大于对应分量的阈值时，预测候选识别标记编码器240生成预测候选识别标记并对其进行编码，所述预测候选识别标记用于识别哪个运动矢量预测候选被用作两个分量。
这里，当差分运动矢量的两个分量的绝对值分别大于对应分量的阈值从而不生成预测候选识别标记，并且差分运动矢量的两个分量的绝对值分别小于等于对应分量的阈值从而生成预测候选识别标记并对其进行编码时，预测候选识别标记编码器240可以针对两种情况中的每一个单独地生成预测候选识别标记，并且针对两种情况中的每一个对预测候选识别标记进行编码，所述预测候选识别标记用于在所选择的运动矢量预测候选当中识别哪个运动矢量被确定为预测运动矢量。而且，在图像解码装置中，当差分运动矢量的两个分量的绝对值分别大于对应分量的阈值从而不发送预测候选识别标记，并且差分运动矢量的两个分量的绝对值分别小于等于对应分量的阈值从而发送预测候选识别标记时，可以通过单独地对运动矢量预测候选进行解码来确定预测运动矢量。
例如，从组A中选择的一个运动矢量预测候选被确定为预测运动矢量，然后通过使用预测运动矢量来计算差分运动矢量。当差分运动矢量的两个分量的绝对值分别大于对应分量的阈值时，可以生成预测候选识别标记而不对其进行编码。当差分运动矢量的两个分量的绝对值分别小于对应分量的阈值时，从组B中选择的运动矢量预测候选当中的任何一个被确定为预测运动矢量，计算差分运动矢量，并且生成用于识别从组B中选择的运动矢量预测候选当中的哪个运动矢量预测候选被确定为预测运动矢量的预测候选识别标记并对其进行编码。即，当差分运动矢量的两个分量的绝对值分别大于对应分量的阈值时，可以使用组A的所选择的运动矢量预测候选，而当差分运动矢量的两个分量的绝对值分别小于等于对应分量的阈值时，可以使用组B的所选择的运动矢量预测候选。
这里，可以使用各种方法来计算各个分量阈值（x分量阈值和y分量阈值）。作为示例，x分量阈值可以是通过将一个或更多个运动矢量预测候选的x分量当中彼此位置最接近的两个运动矢量预测候选的x分量之间的差值除以预定的数所获得的多个值当中的最大值。y分量阈值可以是通过将一个或更多个运动矢量预测候选的y分量当中彼此位置最接近的两个运动矢量预测候选的y分量之间的差值除以预定的数所获得的多个值当中的最大值。即，如通过公式6所定义的，在针对彼此位置最接近两个运动矢量预测候选（MVpCand(i)和MVpCand(j)）中的每一个计算threij之后，可以用计算出的threij当中的最大值来得到各个分量阈值。
Figure BDA00003484514500141
Threshold=max(thresholdij)      [等式6]
参照图8，其例示了用于描述计算阈值的过程的示例，基于如图8所示的运动矢量预测候选的x分量是“-4”、“2”、“4”和“14”的假设，通过将各个运动矢量预测候选的x分量之间的差值除以2所得到的值在部分①中是“3”，在部分②中是“1”，在部分③中是“5”，且最大值是“5”。因此，阈值是“5”。
参照图9，其例示了运动矢量预测候选和针对各个分量所除以的当前运动矢量的示例，x分量阈值是“2”，y分量阈值是“3”。在这种情况下，由于将预测运动矢量的x分量确定为“3”(MVp_Cand[2])，所以差分运动矢量的x分量是“-3”，并且由于将预测运动矢量的y分量确定为“2”(MVp_Cand[0])，所以差分运动矢量的y分量是“+4”。差分运动矢量的两个分量的绝对值分别大于对应分量的阈值，所以预测候选识别标记编码器240可以生成预测候选识别标记但不对其进行编码，所述预测候选识别标记用于指示在运动矢量预测候选当中的哪个运动矢量预测候选被确定为预测运动矢量。通过这一原理，在图像解码装置上重构当前运动矢量时，即使由于不存在预测候选识别标记而不能识别一个或更多个运动矢量预测候选当中的哪个运动矢量预测候选被确定为预测运动矢量，图像解码装置也可以通过识别x分量和y分量是否分别大于对应分量的阈值来识别哪个运动矢量预测候选被确定为预测运动矢量。然后，当x分量和y分量分别大于对应分量的阈值时，图像解码装置可以识别哪个运动矢量预测候选被确定为预测运动矢量。
此外，作为另一示例，x分量阈值可以是通过将一个或更多个运动矢量预测候选的x分量当中彼此位置最接近的每两个运动矢量预测候选的x分量之间的差值除以预定的数得到的值。y分量阈值可以是通过将一个或更多个运动矢量预测候选的y分量当中彼此位置最接近的每两个运动矢量预测候选的y分量之间的差值除以预定的数得到的值。即，各个分量阈值可以不是如图6所示的在通过将彼此位置最接近的每两个运动矢量预测候选之间的距离除以二所得到的值当中的最大值，相反，分量阈值可以是如图7所示的通过将每两个运动矢量预测候选之间的距离除以二所得到的值。因此，当运动矢量预测候选的数量是N时，分量阈值的数量是N-1。然而，n在等式7中定义为0≤n≤N。
Figure BDA00003484514500151
[等式7]
例如，在图8的情况中，x分量的第一阈值Threshold1是“3”，x分量的第二阈值Threshold2是“1”，x分量的第三阈值Threshold3是“5”。
在这种情况下，预测候选识别标记编码器240可以根据差分运动矢量的各个分量的绝对值的大小和各个分量的阈值来生成不同的候选识别标记并对其进行编码。即，预测候选识别标记编码器240按降序来布置阈值的N-1个数。然后，当差分运动矢量的对应分量的绝对值分别小于等于对应分量的最小阈值时，预测候选识别标记编码器240生成预测候选识别标记并对其进行编码，其中，所述预测候选识别标记用于识别N个选择的运动矢量预测候选当中的哪个运动矢量预测候选被确定为预测运动矢量。当差分运动矢量的对应分量的绝对值分别小于等于对应分量的第二最小阈值时，预测候选识别标记编码器240生成预测候选识别标记并对其进行编码，其中，所述预测候选识别标记用于识别N-1个选择的运动矢量预测候选当中的哪个运动矢量预测候选被确定为预测运动矢量，这是基于这样的假设，即，在具有对应分量的最小阈值的两个运动矢量预测候选之间没有当前的运动矢量。当差分运动矢量的对应分量的绝对值分别小于等于对应分量的第三最小阈值时，预测候选识别标记编码器240生成预测候选识别标记并对其进行编码，其中，所述预测候选识别标记用于识别N-2个选择的运动矢量预测候选当中的哪个运动矢量预测候选被确定为预测运动矢量，这是基于这样的假设，即，在具有对应分量的最小阈值的两个运动矢量预测候选之间没有当前的运动矢量，并且在具有对应分量的第二最小阈值的两个运动矢量预测候选之间没有当前的运动矢量。
通过上述方法依次比较差分运动矢量的对应分量的各个绝对值和对应分量的阈值，生成了预测候选识别标记并对其编码。当差分运动矢量的对应分量的各个绝对值分别大于对应分量的所有阈值时，不必生成预测候选识别标记并对其编码，所述预测候选识别标记用于识别N个运动矢量预测候选当中的哪个运动矢量预测候选被确定为预测运动矢量。如上所述，根据差分运动矢量的对应分量的各个绝对值和对应分量的各个阈值，用于识别哪个运动矢量预测候选被确定为预测运动矢量的预测候选识别标记的长度可以改变。
根据上述方法，当差分运动矢量的对应分量的各个绝对值大于对应分量的所有阈值时，可以针对运动矢量预测候选的各个分量单独地确定预测运动矢量。当在两个分量的绝对值当中仅有一个分量的绝对值大于对应分量的所有阈值时，仅针对另一分量发送用于识别运动矢量的预测候选当中的哪个运动矢量预测候选被确定为预测运动矢量的预测候选识别标记，所述另一分量的绝对值不大于差分运动矢量的所有阈值。即，当仅有差分运动矢量的两个分量的绝对值中的一个大于对应分量的最大阈值时，可以生成预测候选识别标记并对其进行编码，所述预测候选识别标记用于识别包括绝对值不大于最大阈值的分量的运动矢量预测候选。当差分运动矢量的两个分量的所有绝对值都不大于对应分量的最大阈值时，生成预测候选识别标记并对其进行编码，所述预测候选识别标记用于单独地识别哪个运动矢量预测候选被确定为针对各个分量的预测运动矢量，但是两个分量可以同时生成用于识别被确定为预测运动矢量的运动矢量预测候选的预测候选识别标记并对其进行编码。
例如，参照上述的图8和例示了根据多个阈值的预测候选识别标记的示例的图10，预测候选的数量是四，各个阈值是“1”、“3”和“5”。图10例示了根据三个阈值划分的部分。由①指示的部分代表运动矢量预测候选的x分量，由②指示的部分代表当差分运动矢量的x分量的绝对值小于等于x分量的最小阈值时当前运动矢量的x分量所处的部分，由③指示的部分代表当残差运动矢量的x分量的绝对值小于等于x分量的第二最小阈值时当前运动矢量的x分量所处的部分，由④指示的部分代表当残差运动矢量的x分量的绝对值小于等于x分量的最大阈值时当前运动矢量的x分量所处的部分，由⑤指示的部分代表当残差运动矢量的x分量的绝对值大于x分量的最大阈值时当前运动矢量的x分量所处的部分。
预测候选识别标记编码器240可以在由②指示的部分中生成预测候选识别标记并对其进行编码，其中，所述预测候选识别标记用于识别这四个运动矢量预测候选当中的哪个运动矢量预测候选被确定为预测运动矢量；可以在由③指示的部分中生成预测候选识别标记并对其进行编码，其中，所述预测候选识别标记用于识别这三个运动矢量预测候选当中的哪个运动矢量预测候选被确定为预测运动矢量；可以在由④指示的部分中生成预测候选识别标记并对其进行编码，其中，所述预测候选识别标记用于识别这两个运动矢量预测候选当中的哪个运动矢量预测候选被确定为预测运动矢量；而在由⑤指示的部分中可以不生成预测候选识别标记。
如果当前运动矢量的x分量是“8”，则预测运动矢量的x分量是“4”。此时，差分运动矢量的x分量是“+4”，所以“+4”的绝对值小于“5”而大于“3”，其中，“5”是x分量的最大阈值，“3”是x分量的第二大阈值。因此，生成了用于识别运动矢量预测候选的x分量“4”和“14”之间的任何一个的预测候选识别标记并对其进行编码。
在图像解码装置中，差分运动矢量的x分量是“+4”。因此，基于运动矢量预测候选的x分量“-4”是预测运动矢量的x分量的假设，当前运动矢量的x分量是“0”。然而，基于当前运动矢量的x分量是“0”的假设，最优的预测运动矢量（即，使差分运动矢量的x分量为最小值）的x分量是“2”，所以运动矢量预测候选的x分量“-4”不是预测运动矢量。通过上述方法，可以看到未将运动矢量预测候选的x分量“-4”和“2”确定为预测运动矢量。因此，生成运动候选识别标记并对其进行编码，所述运动候选识别标记用于识别运动矢量预测候选的x分量“4”和“14”当中的哪个值（其可以被确定为预测运动矢量）被确定为预测运动矢量的x分量。如上所述，当针对各个分量计算出多个阈值时，对差分运动矢量的对应分量的绝对值和对应分量的多个阈值分别进行比较，然后生成不同的预测候选识别标记并对其进行编码，可以减小对当前运动矢量进行编码时应该发送的预测候选识别标记的编码后的比特量，从而提高压缩效率。该图像解码装置可以通过仅利用这种预测候选识别标记来识别哪个运动矢量预测候选被确定为预测运动矢量。
作为另一示例，当所选择的运动矢量预测候选当中的运动矢量预测候选之间的距离小于特定阈值时，认为仅选择了两个运动矢量预测候选之间的一个运动矢量预测候选，其中，两个运动矢量预测候选之间的距离小于该特定阈值。因此，预测运动矢量确定器220从运动矢量预测候选中排除没有被选择的运动矢量预测候选，并且可以将没有被排除的剩余运动矢量预测候选当中的任何一个运动矢量预测候选确定为预测运动矢量。在该图像解码装置中，当所选择的运动矢量预测候选当中的运动矢量预测候选之间的距离小于特定阈值时，认为仅选择了两个运动矢量预测候选之间的一个运动矢量预测候选，其中，两个运动矢量预测候选之间的距离小于该特定阈值。因此，从运动矢量预测候选中排除没有被选择的运动矢量预测候选，并且在没有被排除的剩余运动矢量预测候选当中的任何一个运动矢量预测候选可以被确定为预测运动矢量。
例如，当特定阈值是“2”并且所选择的运动矢量预测候选的数量是三时，如果第一运动矢量预测候选是“-5”，第二运动矢量预测候选是“8”，并且第三运动矢量预测候选是“9”，则第二运动矢量预测候选与第三运动矢量预测候选之间的距离小于该特定阈值，所以从运动矢量预测候选中排除了第三运动矢量预测候选，并且第一运动矢量预测候选与第二运动矢量预测候选之间的任何一个运动矢量预测候选都可以被确定为预测运动矢量。通过上述方法，减少了选择的运动矢量预测候选的数量，从而减小了对预测候选识别标记进行编码所需的比特量。
此外，当预测候选识别标记编码器240生成预测候选识别标记时，预测候选识别标记编码器240可以通过使用各种方案来生成预测候选识别标记。作为示例，预测候选识别标记编码器240可以生成将运动矢量预测候选确定为预测运动矢量，在一个或更多个运动矢量预测候选当中被确定为当前运动矢量的概率最高的运动矢量预测识别标记。
即，使用由等式8定义的运动矢量预测候选的数量（NumofMVpCand）来计算对预测候选识别标记进行编码所需的最大长度L。
Figure BDA00003484514500191
    [等式8]
N=log2(NumOfMVpCand-1)      [等式9]
假设通过对用计算出的运动矢量预测候选的数量减“1”而得到的值取以2为底的对数所得到的M是由等式9所定义的整数，当生成用于识别被确定为预测运动矢量的运动矢量预测候选的预测候选识别标记并对其进行编码时，如果概率最高的运动矢量预测候选是预测运动矢量，则如图11所示生成预测候选识别标记并将其编码为1比特，其中，图11例示了预测候选识别标记的发送比特的示例。
例如，当运动矢量预测候选的数量是三时（MVp_Cand[i]:0≤i<3），对预测候选识别标记进行编码所需的最大比特长度L是“2”，所以可以由2比特来生成预测候选识别标记，所述预测候选识别标记用于识别所选择的运动矢量预测候选当中的哪个运动矢量预测候选被确定为预测运动矢量。此时，由于M是由等式9所定义的整数，所以生成具有最高概率的运动矢量预测候选并通过1比特对其进行编码。当1比特预测候选识别标记是“1”时，其识别已被确定为预测运动矢量的具有最高概率的运动矢量预测候选。当1比特预测候选识别标记是“0”时，其识别没有被确定为预测运动矢量的具有最高概率的运动矢量预测候选。因此，生成用于识别剩余的两个运动矢量预测候选的2比特的另一标记并对其进行编码。当M是整数时，该图像解码装置通过读取仅有1比特的预测候选识别标记来识别具有最高概率的运动矢量预测候选是否被确定为预测运动矢量。仅当具有最高概率的运动矢量预测候选没有被确定为预测运动矢量时，图像解码装置才通过另外读取比特来识别哪个运动矢量预测候选被确定为预测运动矢量。
此时，预测候选识别标记编码器240可以通过利用一个或更多个运动矢量预测候选对当前帧的一个或更多个区域进行编码来计算将一个或更多个运动矢量预测候选确定为当前矢量的概率，遵循（follow）随机指定并设置的概率或者将随机指定的并设置的运动矢量预测候选选择为具有最高概率的运动矢量预测候选。
作为另一示例，仅当一个或更多个运动矢量预测候选彼此不同时，预测候选识别标记编码器240才会生成预测候选识别标记并对其进行编码。即，在所选择的运动矢量预测候选当中将相同的运动矢量预测候选视为一个运动矢量预测候选。当所有选择的运动矢量预测候选都相同时，即使任何运动矢量预测候选被确定为预测运动矢量，所确定的运动矢量预测候选也是最优的。因此，可以生成预测候选识别标记并且不对其进行编码，所述预测候选识别标记用于识别运动矢量预测候选当中哪个运动矢量预测候选被确定为预测运动矢量。在这种情况下，图像解码装置也不对预测候选识别标记进行解码。
作为另一示例，在当前块的块类型是SKIP模式时，如果提供了一个或更多个P块和B块，则预测候选识别标记编码器240可以针对P块和B块的各种情况生成预测候选识别标记并对其进行编码。即，在当前块的块类型是SKIP模式时，预测运动矢量确定器220可以针对各个P块和B块来选择不同的运动矢量预测候选。在这种情况下，预测候选识别标记编码器240可以根据各种情况生成不同的预测候选选择标记并对其进行编码。此时，在当前块的块类型是SKIP模式时，预测候选选择器210和预测候选选择标记编码器250也将根据P块和B块的各种情况而选择的不同运动矢量预测候选插入至比特流头中，然后将其发送。在当前块的块类型是SKIP模式时，图像解码装置也可以对根据P块和B块的各种情况选择的不同运动矢量预测候选进行解码和确定。
图12是用于描述根据本公开一个方面的运动矢量编码方法的流程图。
编码器150选择一个或更多个运动矢量预测候选（S1210），将这一个或更多个运动矢量预测候选当中的一个运动矢量预测候选确定为预测运动矢量（S1220），通过用预定的当前运动矢量减去在步骤S1220中确定的预测运动矢量来计算差分运动矢量（S1230），并且对计算出的差分运动矢量进行编码（S1240）。
这里，编码器150可以生成预测候选识别标记并且对其进行编码，所述预测候选识别标记用于识别在一个或更多个所选择的运动矢量预测候选当中哪个运动矢量预测候选被确定为预测运动矢量。此外，通过图2至图11已经描述了编码器150选择一个或更多个运动矢量预测候选的方法、编码器150确定预测运动矢量的方法和编码器150生成预测候选识别标记并对其进行编码的方法，所以将省略具体的描述。此外，图12所示的步骤的顺序仅是示例，本公开不限于此。而且，可以选择性地改变该顺序，并且可以根据情况并行地执行部分的或全部的步骤。
图13是用于描述根据本公开一个方面的图像编码方法的流程图。
图像编码装置100确定当前运动矢量，并且利用所确定的当前运动矢量来生成预测块（S1310），并且通过在预测块与当前块之间执行减法来生成残差块，并且通过对残差块进行变换来对残差块进行量化和编码（S1320）。图像编码装置100将一个或更多个运动矢量预测候选当中的一个运动矢量预测候选确定为预测运动矢量（S1330），并且对通过将当前运动矢量减去在步骤S1330中确定的预测运动矢量所得到的差分运动矢量进行编码（S1340）。此时，图像编码装置100可以生成预测候选识别标记并对其进行编码。图像编码装置100生成并输出包括在步骤S1320中被编码的残差块和在步骤S1340中被编码的差分运动矢量的比特流（S1350）。在对预测候选识别标记进行编码时，图像编码装置100还可以在比特流中包括编码后的预测候选识别标记。此外，图13中所示的步骤的顺序仅是示例，并且本公开不限于此。而且，可以选择性地改变该顺序，并且可以根据情况并行地执行部分的或全部的步骤。如上所述，通过有线或无线通信网络或者例如电缆和通用串行总线（USB：Universal Serial Bus）的通信接口将图像编码装置100进行了编码然后包括在比特流中的图像实时地或非实时地发送至图像解码装置（稍后将进行描述），在图像解码装置中进行解码，然后被重构并再现为图像，其中，所述有线或无线通信网络例如是因特网、本地无线通信网络、无线LAN网络、无线宽带（WiBro：Wireless Broadband）也称为WiMax网络和移动通信网络。
图14是简要地例示根据本公开一个方面的图像解码装置的结构的框图。
根据本公开一个方面的图像解码装置1400可以包括解码器1410、逆量化器1420、逆变换器1430、预测器1440、加法器1450和存储器1460。图像解码装置1400可以包括个人计算机（PC：Personal Computer）、笔记本电脑、个人数字助理（PDA：PersonalDigital Assistant）、便携式多媒体播放器（PMP：Portable Multimedia Play）、便携式游戏机（PSP：PlayStation Portable）、移动通信终端等，并且涉及用于与各种装置或有线的或无线的通信网络执行通信的通信装置（例如，通信调制解调器）、用于存储各种类型的程序以对图像进行解码的存储器和用于通过执行程序来计算并控制程序的微处理器。
解码器1410通过从比特流中提取编码后的残差块和编码后的差分运动矢量并且对编码后的残差块进行解码来重构残差块和差分运动矢量，并且从比特流中提取的编码后的差分运动矢量将一个或更多个运动矢量预测候选当中的一个运动矢量预测候选确定为预测运动矢量，并且通过将预测运动矢量与重构的差分运动矢量相加来重构当前块的当前运动矢量。
这里，解码器1410还通过另外地从比特流中提取编码后的预测候选识别标记并对从比特流中提取的预测候选识别标记进行解码来重构预测候选识别标记，并且可以将一个或更多个运动矢量预测候选当中由重构的预测候选识别标记所识别的运动矢量预测候选确定为预测运动矢量。
此外，解码器1410通过对包括在比特流中的编码后的预测候选识别标记和预测候选识别标记的编码后的一部分进行解码来重构预测候选识别标记和预测候选识别标记的这一部分，并且可以将由重构的预测候选识别标记在部分运动矢量预测候选中识别的运动矢量预测候选确定为预测的运动矢量，其中，所述部分运动矢量预测候选是由重构的部分预测候选识别标记在一个或更多个运动矢量预测候选中所识别的。
此外，解码器1410还通过另外地从比特流中提取编码后的预测候选识别标记并对从比特流中提取的编码后的预测候选识别标记进行解码来重构预测候选识别标记，并且当重构的差分运动矢量的x分量和y分量的绝对值当中的一个或更多个绝对值小于等于x分量和y分量的预定阈值当中的一个或更多个阈值时，可以将由重构的预测候选识别标记所识别的运动矢量预测候选的x分量和y分量当中的一个或更多个分量确定为预测运动矢量的x分量和y分量当中的一个或更多个分量。
逆量化器1420对解码器1410重构出的残差块进行逆量化。逆变换器1430对经逆量化器1420逆量化的残差块进行逆变换。预测器1440使用由解码器1410重构的当前运动矢量来生成预测块。加法器1450通过将经逆变换器1430逆变换的残差块与预测器1440所预测的预测块相加来重构当前块。存储器1460以帧为单位将从加法器1450输出的重构的当前块存储为参考帧，使得预测器1440可以使用该参考帧。
在图14中没有例示，但是基于H.264/AVC标准，如上所述的根据本公开一个方面的图像解码装置100还可以包括用于进行帧内预测的帧内预测器和用于对重构的当前块进行解块滤波的解块滤波器。
图15是简要例示根据本公开一个方面的运动矢量解码装置的结构的框图。
根据本公开一个方面的运动矢量解码装置可以实施为图14所示的根据本公开的一个方面的图像解码装置中的解码器1410。以下，为了方便描述，将根据本公开一个方面的运动矢量解码装置称为解码器1410。
根据本公开一个方面的解码器1410可以包括差分运动矢量解码器1530和运动矢量重构器1540。此外，解码器1410根据情况还可以包括预测候选选择标记解码器1510和预测候选识别标记解码器1520。此外，解码器1410还可以包括用于对编码后的残差块进行解码的图像解码器，但是该图像解码器对于本领域技术人员是明显的，所以将省略具体的描述。
差分运动矢量解码器1530通过对编码后的差分运动矢量进行解码来重构差分运动矢量。运动矢量重构器1540将一个或更多个运动矢量预测候选当中的一个运动矢量预测候选确定为预测运动矢量，然后通过将确定的预测运动矢量与重构的差分运动矢量相加来重构当前块的当前运动矢量。
预测候选选择标记解码器1510对包括在比特流头中的编码后的预测候选选择标记进行重构。预测候选识别标记解码器1530通过从比特流中提取编码后的预测候选识别标记当中的一个或更多个预测候选识别标记并且对从比特流中提取的编码后的预测候选识别标记进行解码来重构一个或更多个预测候选识别标记。运动矢量重构器1540可以将由预测候选选择标记所识别的运动矢量预测候选确定为一个或更多个运动矢量预测候选，其中，所述预测候选选择标记是由候选选择标记解码器1510重构的；并且可以将由预测候选识别标记所识别的运动矢量预测候选确定为预测运动矢量，其中，所述预测候选识别标记是由候选识别标记解码器1520重构的。
这里，当没有候选选择标记解码器1510或者候选选择标记解码器1510没有重构出预测候选选择标记，运动矢量重构器1530可以选择当前块的相邻块的一个或更多个运动矢量、在参考帧中位于与当前块的中心相同位置的Col块的运动矢量和当前块中的指示参考帧的特定块的指示矢量，作为一个或更多个运动矢量预测候选。这里，和编码器150一样，特定块可以是与指示矢量平行的块、或者具有运动矢量的块，并且运动矢量与指示矢量之间的差异小于预定阈值。以上情况通过图5至图7进行了描述，所以将省略具体的描述。
此外，当一个或更多个选择的运动矢量预测候选都相同时，假设所有相同的运动矢量预测候选是一个运动矢量预测候选。候选识别标记解码器1520确定运动矢量预测候选作为预测运动矢量，并且可以通过将重构的差分运动矢量与预测运动矢量相加来重构当前运动矢量。
此外，当重构的差分运动矢量的x分量和y分量的绝对值分别大于x分量和y分量的预定阈值时，运动矢量重构器1540可以不对候选识别标记进行解码，并且可以通过使用一个或更多个运动矢量预测候选中的每一个将使重构的当前运动矢量具有最小值的运动矢量预测候选确定为预测运动矢量。
作为参照图8和图9的示例，当差分运动矢量大于阈值时，在运动矢量重构器1540可能没有识别所选择的没有预测候选识别标记的运动矢量预测候选当中的哪个运动矢量预测候选被确定为预测运动矢量的情况下，如果通过第一运动矢量预测候选的x分量来重构当前运动矢量，则当前运动矢量是“7”（10-3=7）。然而，由于第二运动矢量预测候选的x分量是“7”，所以可能识别为不使用第一运动矢量预测候选的x分量来对当前运动矢量进行编码。如果通过第二运动矢量预测候选的x分量来重构当前运动矢量，则当前运动矢量是“4”（7-3=4）。因此，在当前运动矢量是“4”时，识别为通过使用第三运动矢量预测候选的x分量的情况优于通过使用第二运动矢量预测候选的x分量的情况。因此，可以看到不通过使用第二运动矢量预测候选的x分量来对当前运动矢量进行编码。通过上述方法，可以看到第三运动矢量预测候选的x分量是最优的，并且图像编码装置100可以识别出将第三运动矢量预测候选的x分量确定为预测运动矢量的x分量。
此外，在解码器1410中，当差分运动矢量的对应分量的绝对值分别大于对应分量的阈值，从而不需对预测候选识别标记进行解码时，可以通过针对各个分量单独地解码运动矢量预测候选来确定预测运动矢量。例如，如上所述，针对编码器150，当差分运动矢量的两个分量的各自绝对值都大于对应分量的阈值时，将“A”确定为针对x分量的最优预测运动矢量，并且将“B”确定为针对y分量的最优预测运动矢量。结果，可以将针对各个分量的不同运动矢量预测候选确定为预测运动矢量。
此外，当差分运动矢量的对应分量的绝对值分别小于对应分量的阈值时，或者当两个分量的绝对值之间仅有一个绝对值小于对应阈值时，解码器1410应当对预测候选识别标记进行解码。运动矢量重构器1540可以将由预测候选识别标记所识别的运动矢量预测候选确定为运动矢量预测候选，其中，所述预测候选识别标记是由预测候选识别标记解码器1520重构的。此外，当差分运动矢量的x分量和y分量都小于阈值时，可以将通过对x分量和y分量各自的运动矢量预测候选进行解码所识别的运动矢量预测候选确定为预测运动矢量，并且可以将通过对一个预测候选识别标记进行解码同时满足两个分量的运动矢量预测候选确定为预测运动矢量。当差分运动矢量的两个分量的绝对值之间仅有一个绝对值大于对应分量的阈值时，仅针对小于对应分量的阈值的分量的预测候选识别标记进行解码。当差分运动矢量的x分量和y分量的绝对值当中的一个或更多个绝对值小于等于x分量和y分量的预定阈值当中的一个或更多个阈值时，运动矢量重构器1540可以将由预测候选识别标记所识别的运动矢量预测候选的x分量和y分量当中的一个或更多个分量确定为预测运动矢量的x分量和y分量当中的一个或更多个分量，其中所述预测候选识别标记是由预测候选识别标记解码器1520重构的。此时，当预测候选选择标记解码器1510重构预测候选选择标记时，运动矢量重构器1540当然可以将由重构的预测候选识别标记所识别的运动矢量预测候选的x分量和y分量当中的一个或更多个分量确定为预测运动矢量的x分量和y分量当中的一个或更多个分量，其中，所述重构的预测候选识别标记是在运动矢量预测候选中由预测候选选择标记所识别的。
例如，当仅有一个分量小于阈值时，以上通过图2描述的预测候选识别标记编码器240可以生成预测候选识别标记，所述预测候选识别标记用于识别将哪个运动矢量预测候选用作大于阈值的分量。当两个分量都不大于阈值时，预测候选识别标记编码器240可以生成用于识别哪个运动矢量预测候选被用作两个分量的预测候选识别标记并对其进行编码，或者生成用于识别将哪个运动矢量预测候选用作两个分量的两个预测候选识别标记并对其进行编码。
因此，当预测候选识别标记解码器1520从比特流中提取两个编码后的预测候选识别标记并且对从比特流中提取的两个编码后的预测候选识别标记进行解码时，运动矢量重构器1540可以将由两个预测候选识别标记识别的运动矢量预测候选的x分量和y分量确定为预测运动矢量的x分量和y分量。此外，当预测候选识别标记解码器1520提取了一个编码后的预测候选识别标记并对其进行解码时，运动矢量重构器1540可以将由这个预测候选识别标记所识别的运动矢量预测候选的x分量和y分量确定为预测运动矢量的x分量和y分量，或者将由这个预测候选识别标记所识别的运动矢量预测候选的x分量和y分量确定为预测运动矢量的x分量或y分量。
此时，运动矢量重构器1540可以确定由运动矢量重构器1540和图像编码装置100的预测候选识别标记编码器240同意（或预定）的分量，由此，由一个预测候选识别标记所识别的运动矢量预测候选的x分量和y分量之间的分量应该被确定为预测运动矢量的对应分量。此外，当运动矢量重构器1540将由一个预测候选识别标记所识别的运动矢量预测候选的x分量和y分量之间的一个分量确定为预测运动矢量的对应分量时，没有确定的其它分量可以将通过使用一个或更多个运动矢量预测候选的各个对应分量所重构的运动矢量预测候选的对应分量（其使当前运动矢量具有最小值）确定为预测运动矢量的对应分量。
此外，当如等式7所定义的针对编码器150所描述的在预测候选选择标记解码器1510中通过利用运动矢量预测候选所选择的预测候选的数量是N时，如图8和图10所示，要计算N-1个阈值并且要解码的运动候选识别标记的长度根据差分运动矢量的大小而改变。预测候选识别标记解码器1520根据各个分量的绝对值的大小和各个分量的阈值来生成不同的预测候选识别标记并对其进行解码。即，当差分运动矢量的对应分量的绝对值分别小于等于以降序排列的N-1个阈值当中的对应分量的最小阈值时，预测候选识别标记解码器1520对预测候选识别标记进行解码，所述预测候选识别标记用于识别在所选择的N个运动矢量预测候选当中哪个运动矢量预测候选被确定为预测运动矢量。当差分运动矢量的对应分量的绝对值分别小于等于对应分量的第二最小阈值时，认为在两个运动矢量预测候选之间没有具有对应分量的最小阈值的当前运动矢量，并且预测候选识别标记解码器1520对预测候选识别标记进行解码，所述预测候选识别标记用于识别在所选择的N-1个运动矢量预测候选当中的哪一个运动矢量预测候选被确定为预测运动矢量。当差分运动矢量的对应分量的绝对值分别小于等于对应分量的第三最小阈值时，认为在两个运动矢量预测候选之间没有具有对应分量的最小阈值的当前运动矢量，并且在两个运动矢量预测候选之间没有具有对应分量的第二最小阈值的当前矢量，并且预测候选识别标记解码器1520对预测候选识别标记进行解码，所述预测候选识别标记用于识别在所选择的N-2个运动矢量预测候选当中哪个运动矢量预测候选被确定为预测运动矢量。
如在图11的编码器中所描述的，当要解码的预测候选识别标记的长度是由等式9所定义的整数时。当预测候选识别标记通过读取1比特是“1”时，具有最高概率的运动矢量预测候选被确定。当预测候选识别标记是“0”时，通过读取如由等式8所定义的多达预测候选识别标记的最大长度的比特来确定运动矢量预测候选。当由等式9得到的值不是整数时，通过读取预测候选识别标记如等式8所定义的最大长度来确定运动矢量预测候选（MVp_Cand[i]）。
作为示例，参照图8和图10，运动矢量预测候选的数量是四，并且各个阈值是“1”、“3”和“5”。图3例示了根据三个阈值划分的部分。由①指示的部分表示运动矢量预测候选的x分量，由②指示的部分表示当差分运动矢量的x分量的绝对值小于等于x分量的最小阈值时当前运动矢量的x分量所处的部分，由③指示的部分表示当差分运动矢量的x分量的绝对值小于等于x分量的第二最小阈值时当前运动矢量的x分量所处的部分，由④指示的部分表示当差分运动矢量的x分量的绝对值小于等于x分量的最大阈值时当前运动矢量的x分量所处的部分，而由⑤指示的部分表示当差分运动矢量的x分量的绝对值大于x分量的最大阈值时当前运动矢量的x分量所处的部分。
预测候选识别标记解码器1520对预测候选识别标记进行解码，所述预测候选识别标记用于识别在这四个运动矢量预测候选当中哪个运动矢量预测候选被确定为由②指示的部分中的预测运动矢量；并且对预测候选识别标记进行解码，所述预测候选识别标记用于识别在这三个运动矢量预测候选当中哪个运动矢量预测候选被确定为由③指示的部分中的预测运动矢量；并且对预测候选识别标记进行解码，所述预测候选识别标记用于识别在这两个运动矢量预测候选当中哪个运动矢量预测候选被确定为由④指示的部分中的预测运动矢量；并且不对由⑤指示的部分中的预测候选识别标记进行解码。
当差分运动矢量是“+4”时，它大于第二最大阈值而小于最大阈值，所以以上情况属于如针对编码器150描述的图10的部分④。对预测候选识别标记进行解码，所述预测候选识别标记用于指示在“4”和“14”之间的哪个运动矢量预测候选被用作编码器150中的预测候选。此时，由于如等式8所定义的要解码的运动矢量预测候选的数量是二，所以仅解码了1比特。当差分运动矢量是“-3”时，该情况属于部分③，从而对预测候选识别标记进行解码，所述预测候选识别标记用于指示在“-4”、“2”和“14”当中哪个运动矢量预测候选被用作编码器150中的预测候选。此时，要解码的运动矢量预测候选的数量是三，所以由等式9得到的值是整数。当通过仅读取1比特所得到的值是“1”时，将MVp_Cand[0]用作运动矢量预测候选。当值是“0”时，要解码的整个预测候选识别标记如通过等式8所计算的来进行解码。
此外，当解码器1410还包括预测候选识别标记解码器1520时，运动矢量重构器1540仅读取预测候选识别标记的1比特，确定1比特是否是例如“1”，然后识别具有最高概率的运动矢量预测候选是否被确定为预测运动矢量。仅当具有最高概率的运动矢量预测候选没有被确定为预测运动矢量时，运动矢量重构器1540才另外地读取一个或更多个比特，所以运动矢量重构器1540可以识别哪个运动矢量预测候选被确定为预测运动矢量。
此时，运动矢量重构器1540可以通过使用一个或更多个运动矢量预测候选对当前帧的一个或更多个区域进行编码来计算一个或更多个运动矢量预测候选被确定为当前运动矢量的概率，并且遵循随机指定并设置的概率，或者选择随机指定并设置的运动矢量预测候选作为具有最高概率的运动矢量预测候选。
图16是用于描述根据本公开一个方面的运动矢量解码方法的流程图。
解码器1410通过读取并解码包括在比特流中的编码后的预测候选识别标记来重构预测候选识别标记（S1610），通过读取并解码包括在比特流中的编码后的差分运动矢量来重构差分运动矢量（S1620），通过读取并解码包括在比特流中的编码后的预测候选识别标记来重构预测候选识别标记（S1630），将在S1630中由预测候选识别标记所识别的运动矢量预测候选确定为预测运动矢量，并且通过将确定的预测运动矢量与在S1620中重构的差分运动矢量相加来重构当前块的当前运动矢量（S1640）。这里，解码器1410可以不执行步骤S1610和S1630。在解码器1410不执行步骤S1610和S1630的情况下，当解码器1410在步骤S1640中确定预测运动矢量时，如果没有预测候选识别标记，解码器1410就可以根据如图15所描述的用于确定预测运动矢量的方法来确定预测运动矢量。此外，图16中所示的步骤的顺序仅是示例，所以本公开不限于该顺序，可以选择性地改变该顺序。
图17是用于描述根据本公开一个方面的图像解码方法的流程图。
图像解码装置1400通过从比特流中提取编码后的预测候选识别标记来重构预测候选识别标记，并且对从比特流中提取的编码后的预测候选识别标记进行解码（S1710），通过从比特流中提取编码后的差分运动矢量并对从比特流中提取的编码后的差分运动矢量进行解码来重构差分运动矢量（S1720），通过从比特流中提取编码后的预测候选识别标记并且对从比特流中提取的编码后的预测候选识别标记进行解码来重构预测候选识别标记（S1730），并且在步骤S1740中将步骤S1730中重构的预测候选识别标记所识别的运动矢量预测候选确定为预测运动矢量，并且通过将预测运动矢量与在步骤S1720中重构的差分运动矢量相加来重构当前块的当前运动矢量。
图像解码装置1400通过利用在步骤S1740中重构的当前运动矢量对当前块的运动进行估计和补偿来预测当前块，然后生成预测块（S1750）。图像解码装置1400通过从比特流中提取编码后的残差块来重构编码后的残差块，并且通过对残差块进行逆量化和逆变换来对从比特流中提取的编码后的残差块进行解码，然后通过将重构的残差块与预测块相加来重构当前块（S1760）。
这里，图像解码装置1400可以不执行步骤S1710和步骤S1730。在图像解码装置1400不执行步骤S1710和步骤S1730的情况下，当图像解码装置1400在步骤S1740确定预测运动矢量时，如果没有预测候选识别标记，图像解码装置1400就可以根据如图15所示的用于确定预测运动矢量的方法来确定预测运动矢量。此外，在图17中所示的步骤的顺序仅是示例，所以本公开不限于该顺序，并且可以选择性地改变该顺序。
例如，图像解码装置1400不执行根据图17所示的顺序的步骤，但是图像解码装置1400可以执行根据以下顺序的步骤。以下是该顺序。图像解码装置1400通过从比特流中提取编码后的残差块来重构残差块，并且对从比特流提取的编码后的残差块进行解码，通过从比特流中提取编码后的差分运动矢量来重构差分运动矢量，并且对从比特流中提取的编码后的差分运动矢量进行解码，在一个或更多个运动矢量预测候选当中选择一个或更多个运动矢量预测候选并作为预测运动矢量，并且利用所选择的预测运动矢量和重构的差分运动矢量来重构当前块的当前运动矢量，对重构的残差块进行逆量化，并且对逆量化的残差块进行逆变换，并且利用重构的当前运动矢量来生成预测块，通过将逆变换的残差块与所生成的预测块相加来重构当前块。
在以上描述中，虽然可以将本公开的实施方式的所有元件解释为组装或可操作地连接为单元，但是本公开本身不限于这种实施方式。此外，在本公开的目标范围内，各个组件可以以任何数量进行选择性地和可操作地组合。每一个组件也可以本身实现为硬件，同时各自可以部分地组合或选择性地组合为整体，并且在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中被执行。本领域技术人员可以容易地推导出组成这种程序的代码或代码段。可以将计算机程序存储在计算机可读介质中，其在工作中可以实现本公开的实施方式。作为计算机可读介质，候选可以包括磁记录介质、光记录介质和载波介质。
此外，除非清楚地定义为相反的，类似“包括”、“包含”和“具有”的措辞应当默认被解读为包含的或开放的，而不是排他的或封闭的。除非定义为相反的，所有的术语都是技术的、科学的、或者另外与由本领域技术人员所理解的含义一致。在字典中找到的通常的术语应当在相关技术著作中不过于理想地或不切实际地进行解释，除非本公开清楚地将其定义为此。
尽管针对说明性目的描述了本公开的示例性实施方式，但是本领域技术人员将理解的是，在不脱离本公开的基本特征的情况下，可以进行各种修改、附加和替换。因此，不将本公开的示例性实施方式描述为限制性的目的。因此，本公开的范围不被上述实施方式所限制，而是由权利要求和其等价来限制本公开的范围。

Claims (2)

1.一种对运动矢量进行编码的装置，该装置包括：
预测候选选择器，其用于选择一个或更多个运动矢量预测候选；
预测运动矢量确定器，其用于在所述一个或更多个运动矢量预测候选当中确定一预测运动矢量；以及
差分运动矢量编码器，其通过用当前运动矢量减去所确定的预测运动矢量来计算差分运动矢量，并且对计算出的差分运动矢量进行编码，
其中，所述预测候选选择器选择在参考帧中位于与当前块相同位置的Col块的运动矢量和所述Col块的相邻块的运动矢量当中的一个或更多个运动矢量，作为所述一个或更多个运动矢量预测候选。
2.根据权利要求1所述的装置，该装置还包括预测候选选择标记编码器，该预测候选选择标记编码器用于生成预测候选选择标记并对该预测候选选择标记进行编码，其中，所述预测候选选择标记用于识别被选择的所述一个或更多个运动矢量预测候选。
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