CN103385003B - 导出运动矢量预测子的方法与装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭露了导出运动矢量预测子的装置与方法。在视频编码系统中，使用时空预测来利用时空冗余从而降低待发送或存储的信息。已经使用运动矢量预测进一步保证与运动矢量编码相关联的比特率。在传统编码系统中，从时域MVP与空域MVP中选择运动矢量预测子(MVP)。根据传统方法的空域MVP是基于相邻区块的指向给出参考列表中目标参考图像的运动矢量(MV)。根据本发明的实施例在扩展搜索集合中执行MVP搜索，其中扩展搜索集合包含指向给出参考列表或其他参考列表中其他参考图像的MV与指向给出参考列表或其他参考列表中目标参考图像的MV。本发明的其他方面说明搜索集合的搜索顺序以及相邻区块的配置。

Description

导出运动矢量预测子的方法与装置
交叉引用
本发明要求如下优先权：编号为61/453,666，申请日为2011年3月17日，名称为“The Derivation of Spatial MV/MVP Candidate for Inter，Skip and MergingPrediction Units in Video Compression”的美国临时专利申请。本发明也要求编号为13/177,808，申请日为2011年7月7日的美国专利申请的优先权。上述专利申请通过引用在此结合为整体。
技术领域
本发明有关于视频编码。特别地，本发明有关于与候选运动矢量(motion vectorcandidate)与候选运动矢量预测(motion vector prediction candidate)的导出相关联的编码技术。
背景技术
在视频编码系统中，使用时域预测与空域预测(spatial and temporalprediction)来利用时间域与空间域的冗余(spatial and temporal redundancy)从而减少待发送的信息。上述时域预测与空域预测分别使用相同图像与参考图像中的已解码像素形成对当前待编码像素的预测。在传统编码系统中，必须发送与时空预测相关联的边信息，这将花费压缩视频数据的某些带宽。对于时域预测(temporal prediction)的运动矢量传输需要明显的一部分压缩视频数据，特别是在低比特率应用中。为了减少与运动矢量相关联的比特率，近些年在视频编码领域已经使用称为运动矢量预测(Motion VectorPrediction，MVP)的技术。MVP技术在时空中利用相邻运动矢量之间的统计冗余(statisticredundancy)。在本说明书的其他部分，根据上下文，MVP有时可表示“运动矢量预测”以及有时可表示“运动矢量预测子(Motion Vector Predictor)”。
在高效率视频编码(High Efficiency Video Coding，HEVC)发展中，标准体采用称为先进运动矢量预测(Advanced Motion Vector Prediction，AMVP)的技术。AMVP技术使用明确预测子信令以指示从MVP候选集合中选出的MVP。在HEVC测试模型版本2.0(HEVCTest Model version 2.0，HM-2.0)中，AMVP的MVP候选集合包含空间MVP与时间MVP，其中空间MVP包含从当前区块的两个单独相邻组中选出的两个MVP。提出的用于AMVP的空间MVP仅考虑指向给出参考列表中目标参考图像的运动矢量(MV)作为用于空间MVP导出的当前区块。如果指向给出参考列表中目标参考图像的MV不能从相邻区块获得，则MVP视为不存在。发展一种MVP导出方案以改善从相邻区块的MVP可获性是令人期待的。改善的MVP导出方案可导致更小的运动矢量残差(residue)以及相应地更好的编码效率。此外，MVP导出方案将允许在解码器端基于解码信息导出候选MVP从而不必传输额外的边信息，这样也是值得努力的方向。
发明内容
本发明揭露一种在帧间模式、合并模式或跳过模式中用于当前区块MV的导出运动矢量预测子(MVP)方法与装置。在本发明一实施例中，在帧间模式、合并模式或跳过模式中用于当前区块MV的导出运动矢量预测子(MVP)方法与装置包含：接收与该当前区块的相邻区块相关联的运动矢量(MV)；确定搜索集合，其中该搜索集合包含搜索元素，该搜索元素对应于该相邻区块的指向该给出参考列表中该目标参考图像的第一搜索MV，以及至少一个该相邻区块的指向该给出参考列表中其他参考图像、其他参考列表中该目标参考图像或该其他参考列表中该其他参考图像的至少一个第二搜索MV；确定该搜索集合的搜索顺序；基于该搜索集合与该搜索顺序确定该当前区块的该MVP，其中该MVP是根据该搜索顺序的位于该搜索集合中的第一有效MV；以及提供该当前区块的该MVP。
本发明揭露一种在帧间模式或跳过模式中用于当前区块当前MV的导出第一运动矢量预测子(MVP)与第二MVP的方法与装置，其中该MV与该当前区块以及给出参考列表中目标参考图像的对应区块相关联，在本发明一实施例中，该方法与装置包含：接收与该当前区块的第一相邻区块组相关联的第一运动矢量(MV)；接收与该当前区块的第二相邻区块组相关联的第二MV；确定第一搜索集合，其中该第一搜索集合包含第一搜索元素，该第一搜索元素对应于该第一相邻区块组的指向该给出参考列表中该目标参考图像的第一搜索MV，以及至少一个该第一相邻区块组的指向该给出参考列表中其他参考图像、其他参考列表中该目标参考图像或该其他参考列表中该其他参考图像的至少一个第二搜索MV；确定第二搜索集合，其中该第二搜索集合包含第二搜索元素，该第二搜索元素对应于该第二相邻区块组的指向该给出参考列表中该目标参考图像的第三搜索MV，以及至少一个该第二相邻区块组的指向该给出参考列表中其他参考图像、其他参考列表中该目标参考图像或该其他参考列表中该其他参考图像的至少一个第四搜索MV；确定该第一搜索集合与该第二搜索集合的搜索顺序；基于该第一搜索集合与该搜索顺序确定该当前区块的该第一MVP，其中该第一MVP是根据该搜索顺序的位于该第一搜索集合中的该第一MV的第一有效MV；基于该第二搜索集合与该搜索顺序确定该当前区块的该第二MVP，其中该第二MVP是根据该搜索顺序的位于该第二搜索集合中的该第二MV的该第一有效MV；提供该当前区块的该第一MVP；以及提供该当前区块的该第二MVP。
附图说明
图1描述根据高效率视频编码用于帧间与跳过模式的导出空域运动矢量预测候选集合的相邻区块配置。
图2描述通过将区块中心映射至同位区块而不是起始区块的时域预测子示例。
图3描述根据HM-2.0用于合并模式的导出空域运动矢量预测候选集合的相邻区块配置。
图4描述根据HM-2.0对于N×2N CU的第一PU用于合并模式的导出空域运动矢量预测候选集合的相邻区块配置。
图5描述根据HM-2.0对于2N×N CU的第一PU用于合并模式的导出空域运动矢量预测候选集合的相邻区块配置。
图6根据本发明一实施例描述在帧间或跳过模式中空域MVP的搜索方案(S1)示例。
图7根据本发明一实施例描述在帧间或跳过模式中空域MVP的搜索方案(S2)示例。
图8根据本发明一实施例描述在帧间或跳过模式中空域MVP的搜索方案(S3)示例。
图9根据本发明一实施例描述在帧间或跳过模式中空域MVP的搜索方案(S4)示例。
图10根据本发明一实施例描述在合并模式中空域MVP的搜索方案(S5)示例。
图11根据本发明一实施例描述在合并模式中空域MVP的搜索方案(S6)示例。
图12根据本发明一实施例描述在合并模式中空域MVP的搜索方案(S7)示例。
图13根据本发明一实施例描述在帧间模式中空域MVP的搜索方案(S8)示例。
图14根据本发明一实施例描述在帧间模式中空域MVP的搜索方案(S9)示例。
图15根据本发明一实施例描述在帧间模式中空域MVP的搜索方案(S10)示例。
图16根据本发明一实施例描述在帧间模式中空域MVP的搜索方案(S11)示例。
图17根据本发明一实施例描述在帧间模式中空域MVP的搜索方案(S12)示例。
图18根据本发明一实施例描述在帧间模式中空域MVP的搜索方案(S13)示例。
图19根据本发明一实施例描述在帧间模式中空域MVP的搜索方案(S14)示例。
图20根据本发明一实施例描述在帧间模式中空域MVP的搜索方案(S15)示例。
图21根据本发明一实施例描述在帧间模式中空域MVP的搜索方案(S16)示例。
具体实施方式
在视频编码系统中，使用时域预测与空域预测来利用时空冗余从而降低待发送或存储的比特率。上述空域预测(spatial prediction)使用相同图像的已解码像素形成对当前待编码像素的预测。经常以区块为单位进行空域预测，例如在H.264/AVC帧内编码中用于亮度信号的16×16或4×4区块。在视频序列中，相邻图像一般非常相似，并且简单使用图像差异可有效减少与静态背景区域相关联的发送信息。此外，视频序列中的运动物体可导致大量残差并且将需要更高的比特率以编码上述残差。因此，经常使用运动补偿预测(MotionCompensated Prediction，MCP)以利用视频序列中的时域相关性。
可以前向预测(forward prediction)形式使用运动补偿预测，其中使用已解码图像或者在显示顺序上提前于当前图像的图像来预测当前图像区块。除了前向预测，也可使用后向预测(backward prediction)来提高运动补偿预测的性能。后向预测使用已解码图像或在显示顺序上落后于当前图像的图像。自从在2003年将第一版的H.264/AVC定案，已分别将前向预测与后向预测扩展至列表0预测与列表1预测，其中列表0与列表1可包含在显示顺序上提前于与/或落后于当前图像的多个参考图像。接下来将描述默认参考图像列表配置。对于列表0，提前于当前图像的参考图像比落后于当前图像的参考图像具有更低的参考图像索引(reference picture indices)。对于列表1，落后于当前图像的参考图像比提前于当前图像的参考图像具有更低的参考图像索引。对于列表0与列表1，在应用先前规则后，时域距离(temporal distance)如下：越靠近当前图像的参考图像具有越低的参考图像索引。为了描述列表0与列表1参考图像配置，提供接下来的示例，其中当前图像为图像5并且图像0、2、4、6与8是参考图像，其中数字表示显示顺序。具有升序参考图像索引并且从等于0的指数开始的列表0参考图像是4、2、0、6、8。具有升序参考图像索引并且从等于0的指数开始的列表1参考图像是6、8、4、2、0。具有指数0的第一参考图像称为同位图像，以及在图像5作为当前图像的示例中，图像6为列表1同位图像，并且图像4为列表0同位图像。当列表0或列表1同位图像中的区块具有与当前图像的当前区块相同的区块位置时，称为列表0或列表1同位区块，或称为列表0或列表1中的同位区块。在早期视频标准例如MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4中使用运动估计模式的单元主要基于宏块(macroblock)。对于H.264/AVC，为了运动估计可将16×16宏块分为16×16、16×8、8×16与8×8区块。此外，为了运动估计可将8×8区块分为8×8、8×4、4×8与4×4区块。对于发展中的高效率视频编码标准(HEVC)，将用于运动估计/补偿模式的单元称为预测单元(Prediction Unit，PU)，其中PU是从最大区块尺寸中分层次分割出来的。在H.264/AVC标准中对于每个条带(slice)可选择MCP类型。运动补偿预测属于列表0预测的条带称为P条带(P-slice)。对于B条带，除了列表0预测之外，运动补偿预测也包含列表1预测。
在视频编码系统中，将运动矢量(MV)与编码残差(coded residue)发送至解码器用于在解码器端重建上述视频。此外，在具有灵活参考图像结构的系统中，也必须发送与已选择参考图像相关联的信息。运动矢量传输需要整个带宽的大部分，尤其是在低比特率应用或运动矢量与更小区块或更高运动精度相关联的系统中。为了进一步降低与运动矢量相关联的比特率，在最近几年已经在视频编码领域使用了一种称为运动矢量预测(MVP)的技术。在本揭露中，MVP也指的是运动矢量预测子并且当不存在歧义时使用上述缩写。MVP技术在时域与空域上利用相邻运动矢量的统计冗余。当使用MVP时，选择用于当前运动矢量的预测子并且发送运动矢量残差，即运动矢量与预测子之间的差值。运动矢量残差也可称为运动矢量差值(motion vector difference，MVD)。可将MVP方案应用于闭环(closed-loop)布置，其中在解码器基于解码信息导出预测子并且无任何附加边信息必须发送。可选择地，在比特流中明确发送边信息以通知与已选择运动矢量预测子相关的解码器。
在H.264/AVC标准中，B条带支持四种不同的帧间预测类型，包含列表0、列表1、双向预测(bi-predictive)以及直接预测(DIRECT prediction)，其中列表0与列表1指的是分别使用参考图像组0与组1的预测。当仅使用来自一个参考列表(即列表0或列表1)的参考图像时，可将上述预测称为单一预测模式(uni-prediction mode)。对于双向预测模式，运动补偿列表0与列表1预测信号的权重平均值形成预测信号。直接预测模式可由先前发送语法元素推断出来并且也可为列表0或列表1预测或双向预测。因此，在直接预测模式中无需发送运动矢量信息。在不发送量化误差信号情况下，可将直接预测模式称为B SKIP模式并且可有效编码上述区块。此外，好的MVP方案可导致更多零运动矢量残差或更小预测误差。因此，好的MVP方案可增加直接编码区块的数量并且改善编码效率。
在发展中的HEVC中，正研究H.264/AVC中运动矢量预测的某些改进。对于HEVC测试模型版本2.0(HM-2.0)中的帧间与跳过模式，多个空域MVP与一个时域MVP结合用于为当前区块选择最终MVP。对于HM-2.0中的合并模式(Merge mode)，也可将多个空域MVP与一个时域MVP结合用于为当前区块选择最终MVP。在合并与跳过模式中，因为按照定义MVD为零，因此最终MVP即为最终MV。在HM-2.0中，帧间与跳过模式利用先进运动矢量预测(AMVP)算法在MVP候选集合中选择一个最终运动矢量预测子(MVP)。McCann等人已在“Samsung’sResponse to the Call for Proposals on Video Compression Technology”(文件：JCTVC-A124，Joint Collaborative Team on Video Coding(JCT-VC)of ITU-T SG16 WP3and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11，第一次会议：德累斯顿，德国，2010年4月15-23日)中揭示了AMVP。发送已选择MVP的指数。在HM-2.0的跳过模式中，总将参考指数设定为0。在帧间模式中，可将参考指数明确发送至解码器。
图1描述在HM-2.0中使用MVP候选集合，其包含两个空域MVP与一个时域MVP：
1、左预测子(来自E、Am、…A0的第一MV)，
2、上预测子(来自C、Bn、…B0、D的第一可用MV)，以及
3、时域预测子Tctr(时域MV，通过将区块中心映射至其同位区块得出)。
用信号发出一个MVP指数以指示使用候选集合中的哪个MVP。对于左预测子，从下部区块至上部区块选择MVP作为第一可用MV，其中MVP具有相同的参考图像索引作为给出参考图像索引(对于跳过模式设定为0并且对于帧间模式明确将其发送至解码器)以及相同的参考列表作为给出参考列表。对于上预测子，不同于左预测子，而是从右区块至左区块选择MVP作为第一可用MV，其中MVP具有相同的参考图像索引作为给出参考图像索引以及相同的参考图像列表作为给出参考列表。由将区块中心映射至同位图像而不是起始区块来决定时域预测子。图2显示对32×32CU的三种类型分割的中心位置。参考标号214、212、224、222、234与232分别指示区块的中心与起始。
在HM-2.0中，如果依照合并模式编码区块，则用信号发出一个MVP指数以指示候选集合中的哪个MVP用于区块合并。图3描述对于合并模式导出MVP的相邻区块配置。候选集合包含四个空域MVP与一个时域MVP：
1、左预测子(A0)，
2、上预测子(B0)，
3、时域预测子Tctr(时域运动矢量，通过将区块中心映射至同位图像得出)，
4、右上预测子(C)，以及
5、左下预测子(E)。
对于合并模式中的空域MVP，参考图像索引将与已选择区块的参考图像索引相同。例如，如果依据MVP指标选择区块C，则将MV与区块C的参考图像索引用于合并，即将MV与区块C的参考图像索引用于当前PU。如果区块具有两个MV，则使用两个MV与其参考图像索引用于双向预测。特别地，可将每个CU合并为一个整体(即2N×2N合并)或部分合并。如果为帧间预测CU选择分割类型N×2N或2N×N，则强制本CU的第一分区(即PU)进入合并模式。即N×2N或2N×N CU的第一PU不具有其自身运动矢量；相反地，其必须共享一个其相邻区块的运动矢量。同时，N×2N或2N×N CU的第二PU可处于合并模式或帧间模式。图4显示用于第一N×2N PU的部分合并的MVP，其中参考标号410指示空域MVP并且参考标号420指示时域MVP。图5显示用于第一2N×N PU的部分合并的MVP，其中参考标号510指示空域MVP并且参考标号520指示时域MVP。
如前所述，AMVP是降低与基础运动矢量传输相关联信息的有效方法。AMVP的有效性取决于MVP的可用性以及MVP的品质(即MVP的精确度)。当MVP不可用时，必须在无预测或者预测值为0的情况下发送基础MV。提高MVP可用性与品质是值得尝试的。相应地，根据本发明各种实施例揭露了扩展搜索方案。根据本发明一实施例，给出参考列表的给出参考图像索引指示的目标参考图像的空域MVP可从由指向给出参考列表或其它参考列表中目标参考图像的MV导出。例如，对于上预测子，如果相邻区块(从右到左)不具有指向给出参考列表中目标参考图像的MV，则按照从右到左的顺序从第一可用MV中导出候选MVP，上述第一可用MV来自相邻区块的指向其他参考列表中目标参考图像(指定为搜索方案S1)。如图6所示，首先搜索指向给出参考列表中目标参考图像的可用MV(标记为数字1)。如果不存在指向给出参考列表中目标参考图像的可用MV，接着搜索指向其他参考列表中目标参考图像的可用MV(标记为数字2)。因此，如图6所示的搜索方法比传统方法增加了找到MVP的概率。相似地，通过搜索从给出参考列表(首先搜索)或其他参考列表(其次搜索)中指向目标参考图像的可用MV为左预测子导出MVP。
相应地，从相邻区块第一组中(本示例左侧的相邻区块)选出第一MVP并且从相邻区块第二组中(本示例上部的相邻区块)选出第二MVP。第一MVP与第二MVP是空域MVP并且他们可结合可选的时域MVP以选择基础区块的最终MVP。存在仅考虑一个空域MVP并且空域MVP等于最终MVP的情况。揭露候选集合中每个MVP导出的装置与方法也可用于当仅存在一个MVP时的MVP导出。当第一组包含当前区块上部的相邻区块以及第二组包含当前区块左侧的相邻区块时，则两组可进行不同配置。例如，可将区块D分配至第二组，即左预测子。第一组与第二组可包含比图6所示的更多相邻区块或更少相邻区块。虽然图6至图9描述基于上部相邻区块的MVP导出示例，但是可应用相似的装置与方法以决定给予左侧相邻区块的MVP。
根据图6所示的本发明一实施例，MVP导出根据搜索顺序对搜索集合进行搜索。搜索集合包含指向给出参考列表中目标参考图像的搜索元素(在本揭露中也称为搜索MV或者无歧义情况下称为MV)(标记为数字1)以及指向其他参考列表中目标参考图像的搜索MV(标记为数字2)。搜索顺序沿着从右到左的数字1标记的搜索MV开始并且然后沿着从右到左的数字2标记的搜索MV进行。根据搜索顺序在搜索集合中找到的相邻区块第一可用运动矢量选做为MVP。图7至图9对应本发明具有不同搜索集合及/或不同搜索顺序的各种实施例。
在图6所示的搜索方案S1中，如果与给出参考列表中目标参考图像相关联的MV不可用，则从相邻区块的指向其他参考列表中目标参考图像的第一可以MV导出MVP。当与给出参考列表中目标参考图像相关联的MV不可用并且不等于左预测子时，搜索方案也可搜索指向给出参考列表中其他参考图像的MV(指定为搜索方案S2)。例如，对于上预测子，如图7所示，首先从右到左搜索给出参考列表中的可用MV(标记为数字1)。如果不存在可用MV并且不等于左预测子，则如图7所示搜索指向给出参考列表中其他参考图像的MV中的第一可用MV(标记为数字2)。因此，如图7所示的搜索方法比传统方法增加了找到MVP的概率。当选择作为MVP的MV位于指向其他参考图像的MV中时，可根据时域距离适当缩放已选择MV。Tourapis等人在2005年1月发表于IEEE Trans.on Circuits and Systems for Video Technology，Vol.15，No.1，pp.119-126上的“Direct Mode Coding for Bipredictive Slices in theH.264 Standard”已经描述了时域缩放示例。MVP将根据与MVP相关联的图像顺序计数(picture-order-count，POC)距离与当前图像与目标参考图像之间的POC距离进行缩放。
空域MVP也可基于已选择搜索顺序从指向给出参考列表或其它参考列表的其他参考图像的MV导出，或者指向其他参考列表目标参考图像的MV导出。图8与图9描述对应两个搜索顺序的两个搜索方案示例。根据本发明一个实施例，如图8所示(指定为搜索方案S3)，对于MVP的搜索顺序是1)指向给出参考列表中目标参考图像的MV(从右到左)，2)指向其他参考列表中目标参考图像的MV(从右到左)，3)指向给出参考列表中其他参考图像的MV(从右到左)，以及4)指向其他参考列表中其他参考图像的MV(从右到左)。
根据本发明另一个实施例，如图9所示(指定为搜索方案S4)，对于候选MVP的搜索顺序是1)指向给出参考列表中目标参考图像的MV(从右到左)，2)本地搜索集合(从右到左)，其中每个本地搜索集合包含具有本地搜索顺序的三个MV，上述本地搜索顺序为从指向给出参考列表中其他参考图像的第一MV，至指向其他参考列表中目标参考图像的第二MV以及至指向其他参考列表中其他参考图像的第三MV。如图9所示，搜索顺序开始于从右到左标记为数字1的搜索MV并且接着从右到左经过圆角矩形标记的本地搜索集合。另外，当选择作为MVP的MV来自于指向其他参考图像的MV时，已选MV将根据时域距离适当地进行缩放。
对于空域MVP导出，可明确导出参考图像索引。例如，参考图像索引可设定为来自相邻区块的参考图像索引的中间值/平均值或者来自相邻区块的最多的参考图像索引。
对于合并模式的空域MVP，也可根据来自相邻区块的参考图像索引的中间值/平均值或最多值隐含导出参考图像索引。替换地，对于合并模式的空域MVP，也可明确传送参考图像索引。例如，可使用语法元素指示参考图像索引。对于合并模式的空域MVP，也可明确传送预测方向。
对于合并模式的空域MVP，当基于给出参考图像索引与给出参考列表来给出目标参考图像时，可从给出参考列表或其他参考列表导出空域MVP。图10描述用于合并模式的MVP选择示例，其中搜索方案搜索指向给出参考列表中目标参考图像的第一可用MV(标记为数字1)。如果给出参考列表中的MV不可用，接着搜索指向其他参考列表中目标参考图像的第一可用MV(指定为搜索方案S5)。
对于合并模式的空域MVP，当基于给出参考图像索引与给出参考列表来给出目标参考图像时，也可从参考图像而不是目标参考图像导出合并模式的MVP。图11描述用于合并模式的MVP选择示例，其中搜索方案搜索指向给出参考列表中目标参考图像的第一可用MV(标记为数字1)。如果给出参考列表中的MV不可用，接着搜索指向给出参考列表中其他参考图像的第一可用MV(指定为搜索方案S6)。当已选择MVP是指向其他参考图像的MV时，已选MVP将根据时域距离适当地进行缩放。
对于合并模式的空域MVP，当基于给出参考图像索引与给出参考列表来给出目标参考图像时，可从指向给出参考列表或其他参考列表中目标参考图像的MV导出合并模式的空域MVP。图12描述用于合并模式的MVP选择示例，其中搜索方案搜索指向给出参考列表中目标参考图像的第一可用MV(标记为数字1)。如果MV不可用，接着搜索指向其他参考列表中目标参考图像的MV。如果仍未找到MVP，则继续搜索指向给出参考列表中其他参考图像的MV。如果仍未找到MVP，则搜索指向其他参考列表中其他参考图像的MV(指定为搜索方案S7)。当已选择MVP位于指向其他参考图像的MV中时，已选MVP将根据时域距离适当地进行缩放。
对于合并模式的空域MVP，可导出MVP作为具有比例因子(scaling factor)的已选择MVP。对于缩放MVP导出，比例因子可基于已选择相邻区块的参考图像索引指示的目标图像与当前图像之间的图像顺序计数(POC)距离以及给出参考图像索引与给出参考列表指示的目标参考图像与当前图像之间的POC距离。可明确地或隐含发送给出参考图像索引与给出参考列表。
为了防止先前图像的POC丢失的情况，在条带头中发送每个参考列表的每个入口的POC。可在条带头中发送旗标以指示是否在条带头中发送每个参考列表的每个入口的POC。也可使用参考图像列表修订语法发送每个参考列表的每个入口的POC。
图13-21根据本发明各种实施例进一步描述帧间模式的MVP导出示例。图13-21描述的用于空域MVP导出的相邻区块配置包含少量区块以减少计算复杂度。然而，可以理解的是本发明并不局限于特定相邻区块配置并且本领域技术人员可使用其他相邻区块配置实现本发明。图13描述帧间模式的MVP选择示例，其中搜索方案搜索指向给出参考列表中目标参考图像的第一可用MV(标记为数字1)。可首先在左预测子从下至上(即从E至Am)执行搜索并且接着在上预测子从右至左(即从C至Bn然后至D)执行搜索。替换地，可首先在上预测子执行搜索然后再在左预测子执行搜索。如果指向给出参考列表中目标参考图像的MV不可用，接着搜索本地搜索集合。通过像搜索指向给出参考列表中目标参考图像的第一可用MV的相同顺序执行对本地搜索集合的搜索。替换地，可通过与搜索指向给出参考列表中目标参考图像的第一可用MV的不同顺序执行对本地搜索集合的搜索。每个本地搜索集合包含三个依据搜索优先级顺序组织的MV，其中第一搜索MV对应指向其他参考列表中目标参考图像的MV(标记为数字2)，第二搜索MV对应指向给出参考列表中其他参考图像的MV(标记为数字3)，第三搜索MV对应指向其他参考列表中其他参考图像的MV(标记为数字4)。图13所示的搜索方案指定为搜索方案S8。虽然搜索方案S8使用本地搜索集合中的三个MV，但是技术人员可使用少于三个本地搜索集合实现本发明。例如，标记为数字4的搜索MV可从本地搜索集合中移除。当已选择MVP来自于指向其他参考图像的MV时，已选MVP将根据时域距离适当地进行缩放。
图14描述与图13相似的帧间模式的MVP选择示例。搜索方案搜索指向给出参考列表中目标参考图像的第一可用MV(标记为数字1)。如果指向给出参考列表中目标参考图像的MV不可用，仅对区块C与E执行对本地搜索集合的搜索。图14所示的搜索方案指定为搜索方案S9。虽然搜索方案S9将对本地搜索集合的搜索减少为上部的一个相邻区块以及左侧的一个相邻区块，但是本领域技术人员可通过将本地搜索集合的搜索减少至上部的多于一个相邻区块及/或左侧的多于一个相邻区块以实现本发明。当已选择MVP来自于指向其他参考图像的MV时，已选MVP将根据时域距离适当地进行缩放。
图15描述图13的帧间模式的MVP选择的另一变化例。搜索方案搜索指向给出参考列表中目标参考图像的第一可用MV(标记为数字1)。如果指向给出参考列表中目标参考图像的MV不可用，则接着在指向其他参考列表中目标参考的MV中搜索第一可用MV(标记为数字2)。如果标记为数字1与数字2的MV皆不可用，则执行对本地搜索集合的搜索，其中本地搜索集合包含两个依据搜索优先级顺序组织的MV，其中第一搜索MV对应指向给出参考列表中其他参考图像的MV(标记为数字3)，第二搜索MV对应指向其他参考列表中其他参考图像的MV(标记为数字4)。图15所示的搜索方案指定为搜索方案S10。当已选择MVP来自于指向其他参考图像的MV时，已选MVP将根据时域距离适当地进行缩放。
图16描述具有两个本地搜索集合的帧间模式的MVP选择另一变化例。搜索方案搜索第一本地搜索集合并且接着搜索第二本地搜索集合。在上区块从右到左以及在左区块从下到上执行上述搜索。第一本地搜索集合包含两个依据搜索优先级顺序组织的MV，其中第一搜索MV对应指向给出参考列表中目标参考图像的MV(标记为数字1)，以及第二搜索MV对应指向其他参考列表中目标参考图像的MV(标记为数字2)。第二本地搜索集合包含两个依据搜索优先级顺序组织的MV，其中第一搜索MV对应指向给出参考列表中其他参考图像的MV(标记为数字3)，以及第二搜索MV对应指向其他参考列表中其他参考图像的MV(标记为数字4)。图16所示的搜索方案指定为搜索方案S11。当已选择MVP来自于指向其他参考图像的MV时，已选MVP将根据时域距离适当地进行缩放。
图17描述帧间模式的MVP选择示例，其中MV的搜索顺序是1)指向给出参考列表中目标参考图像的MV(标记为数字1)，2)指向其他参考列表中目标参考图像的MV(标记为数字2)，3)指向给出参考列表中其他参考图像的MV(标记为数字3)，4)指向其他参考列表中其他参考图像的MV(标记为数字4)。如图17所示在上部的区块从右至左并且在左侧的区块从下至上执行搜索。图17所示的搜索方案指定为搜索方案S12。当已选择MVP来自于指向其他参考图像的MV时，已选MVP将根据时域距离适当地进行缩放。
图18描述与图17相似的帧间模式的MVP选择示例。然而，图18中的搜索方案使用第一组相邻区块(左侧区块)与第二组相邻区块(上部区块)之间交叉搜索方式以找出基于第一组相邻区块的第一MVP以及基于第二组相邻区块的第二MVP。首先为标记为数字1的MV执行从下至上(第一组)然后从右至左(第二组)的搜索。当发现第一MVP时，执行第二MVP(可为左MVP或上MVP)以搜索不等于第一MVP的MVP。如果对于左MVP，指向给出参考列表中目标参考图像的MV不可用且无效，则接着为标记为数字2的MV执行从下至上(第一组)的搜索。在本揭露中有效MVP指的是不等于先前MVP的MVP。如果对于上MVP，指向给出参考列表中目标参考图像的MV不可用且无效，则接着为标记为数字2的MV执行从右至左(第二组)的搜索。如果未发现第一组的MVP，接着为标记为数字3的MV执行从下至上(第一组)的搜索；并且如果未发现第二组的MVP，接着为标记为数字3的MV执行从右至左(第二组)的搜索。如果仍未发现第一组的MVP，接着为标记为数字4的MV执行从下至上(第一组)的搜索；并且如果仍未发现第二组的MVP，接着为标记为数字4的MV执行从右至左(第二组)的搜索。在搜索进程中，如果为一组区块找到MVP，则不执行对于本组区块的剩余搜索。替代地，仅对于其他组的搜索继续以选择其他组的各自的MVP。图18所示的搜索方案指定为搜索方案S13。当已选择MVP来自于指向其他参考图像的MV时，已选MVP将根据时域距离适当地进行缩放。
图18至图21的算法使用第一组相邻区块(左侧区块)与第二组相邻区块(上部区块)之间交叉搜索方式以找出基于第一组相邻区块的第一MVP以及基于第二组相邻区块的第二MVP。在搜索进程中，如果为一组区块找到MVP，则不执行对于本组区块的剩余搜索。替代地，仅对于其他组的搜索继续以选择其他组的各自MVP。
图19描述与图15相似的帧间模式的MVP选择示例。对于图15的搜索方案S10，搜索方案首先基于左侧或上部进行搜索MVP。在第一侧导出第一MVP后，在其他侧搜索不等于第一MVP的第二有效MVP。本发明实施例根据交叉方式搜索左侧与上部。首先对标记为数字1的MV执行从下至上为了左MVP的搜索接着执行从右至左为了上MVP的搜索。当找到第一MVP时，执行第二MVP(可为左MVP或上MVP)以搜索不等于第一MVP的MVP。如果从下至上的指向给出参考列表中目标参考图像的MV不可用且无效(不等于先前已选MVP)，则接着为标记为数字2的MV执行从下至上的左MVP搜索。如果从右至左的指向给出参考列表中目标参考图像的MV不可用且无效，则接着为标记为数字2的MV执行从右至左的上MVP搜索。如果仍未找到左MVP或上MVP，则接着为左MVP执行从下至上的本地搜索集合的搜索或者为上MVP执行从右至左的本地搜索集合的搜索，其中本地搜索集合包含两个依据搜索优先级顺序组织的MV，其中第一搜索MV对应指向给出参考列表中其他参考图像的MV(标记为数字3)，以及第二搜索MV对应指向其他参考列表中其他参考图像的MV(标记为数字4)。图19所示的搜索方案指定为搜索方案S14。当已选择MVP来自于指向其他参考图像的MV时，已选MVP将根据时域距离适当地进行缩放。
图20描述与图16相似的帧间模式的MVP选择示例。然而，图20所示的本发明实施例以交叉方式搜索第一本地搜索集合与第二本地搜索集合。对于第一本地搜索集合，从下至上然后从右至左执行搜索。如果未找到左MVP或上MVP，则对于第二本地搜索集合，从下至上(对于左MVP)或从右至左(对于上MVP)分别执行搜索。当发现第一MVP时，执行第二MVP(可为左MVP或上MVP)以搜索不等于第一MVP的MVP。第一本地搜索集合包含两个依据搜索优先级顺序组织的MV，其中第一搜索MV对应指向给出参考列表中目标参考图像的MV(标记为数字1)，以及第二搜索MV对应指向其他参考列表中目标参考图像的MV(标记为数字2)。第二本地搜索集合包含两个依据搜索优先级顺序组织的MV，其中第一搜索MV对应指向给出参考列表中其他参考图像的MV(标记为数字3)，以及第二搜索MV对应指向其他参考列表中其他参考图像的MV(标记为数字4)。图20所示的搜索方案指定为搜索方案S15。当已选择MVP来自于指向其他参考图像的MV时，已选MVP将根据时域距离适当地进行缩放。
图21描述与图13相似的帧间模式的MVP选择示例。对于图13的搜索方案S8，从下至上然后从右至左搜索指向给出参考列表中目标参考图像(标记为数字1)的第一可用MV。当发现第一MVP时，执行第二MVP(可为左MVP或上MVP)以搜索不等于第一MVP的MVP。如果从下至上或者从右至左的指向给出参考列表中目标参考图像不可用，则接着分别从下至上或从右至左搜索本地搜索集合。每个本地搜索集合包含三个依据搜索优先级顺序组织的MV，其中第一搜索MV对应指向其他参考列表中目标参考图像的MV(标记为数字2)，第二搜索MV对应指向给出参考列表中其他参考图像的MV(标记为数字3)，以及第三搜索MV对应指向其他参考列表中其他参考图像的MV(标记为数字4)。图21所示的搜索方案指定为搜索方案S16。当已选择MVP来自于指向其他参考图像的MV时，已选MVP将根据时域距离适当地进行缩放。
在本揭露中，已经提供了空域相邻区块的示例配置来描述本发明实施例。虽然已经为帧间/跳过模式与合并模式提供了单独示例配置，但是对于帧间/跳过模式的示例配置可应用于合并模式并且反之亦然。此外，已经为帧间/跳过模式与合并模式提供了单独示例搜索方案。然而，对于帧间/跳过模式的搜索方案可应用于合并模式并且反之亦然。
上述的根据本发明的MVP导出实施例可在各种硬件、软件编码或两者组合中进行实施。例如，本发明实施例可为集成入视频压缩芯片的电路或集成入视频压缩软件以执行上述过程的程序代码。本发明的实施例也可为在数据信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)中执行的执行上述程序的程序代码。本发明也可涉及计算机处理器、数字信号处理器、微处理器或现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)执行的多种功能。可根据本发明配置上述处理器执行特定任务，其通过执行定义了本发明揭示的特定方法的机器可读软件代码或固件代码来完成。可将软件代码或固件代码发展为不同的程序语言与不同的格式或形式。也可为了不同的目标平台编译软件代码。然而，根据本发明执行任务的软件代码与其他类型配置代码的不同代码样式、类型与语言不脱离本发明的精神与范围。
在不脱离本发明精神或本质特征的情况下，可以其他特定形式实施本发明。描述示例被认为说明的所有方面并且无限制。因此，本发明的范围由权利要求书指示，而非前面描述。所有在权利要求等同的方法与范围中的变化皆属于本发明的涵盖范围。

Claims (13)

1.一种导出第一运动矢量预测子与第二运动矢量预测子的方法，其中用于在帧间模式、合并模式或跳过模式中的当前区块运动矢量并且该运动矢量与该当前区块以及给出参考列表中目标参考图像的对应区块相关联，该导出第一运动矢量预测子与第二运动矢量预测子的方法包含：
接收与该当前区块的第一相邻区块组相关联的第一运动矢量；
接收与该当前区块的第二相邻区块组相关联的第二运动矢量；
确定第一搜索集合，其中该第一搜索集合包含第一搜索元素，该第一搜索元素对应于该第一相邻区块组的指向该给出参考列表中该目标参考图像的第一搜索运动矢量，以及该第一相邻区块组的指向该给出参考列表中其他参考图像、其他参考列表中该目标参考图像或该其他参考列表中该其他参考图像的至少一个第二搜索运动矢量；
确定第二搜索集合，其中该第二搜索集合包含第二搜索元素，该第二搜索元素对应于该第二相邻区块组的指向该给出参考列表中该目标参考图像的第三搜索运动矢量，以及该第二相邻区块组的指向该给出参考列表中其他参考图像、其他参考列表中该目标参考图像或该其他参考列表中该其他参考图像的至少一个第四搜索运动矢量；
确定该第一搜索集合与该第二搜索集合的搜索顺序；
基于该第一搜索集合与该搜索顺序确定该当前区块的该第一运动矢量预测子，其中该第一运动矢量预测子是根据该搜索顺序的位于该第一搜索集合中的该第一运动矢量的第一有效运动矢量；
基于该第二搜索集合与该搜索顺序确定该当前区块的该第二运动矢量预测子，其中该第二运动矢量预测子是根据该搜索顺序的位于该第二搜索集合中的该第二运动矢量的第一有效运动矢量；
提供该当前区块的该第一运动矢量预测子；以及
提供该当前区块的该第二运动矢量预测子。
2.如权利要求1所述的导出第一运动矢量预测子与第二运动矢量预测子的方法，其特征在于，该第一相邻区块组包含该当前区块的上部的最右区块、左上角区块与右上角区块，以及其中该搜索顺序为从该右上角区块至该上部的该最右区块，并且至该左上角区块。
3.如权利要求1所述的导出第一运动矢量预测子与第二运动矢量预测子的方法，其特征在于，该第二相邻区块组包含该当前区块的左侧的下区块与左下角区块，其中该搜索顺序为从该左下角区块至该左侧的该下区块。
4.如权利要求1所述的导出第一运动矢量预测子与第二运动矢量预测子的方法，其特征在于，如果该第一运动矢量预测子与指向该给出参考列表或该其他参考列表中该其他参考图像的该至少一个第二搜索运动矢量相关联，则在提供该第一运动矢量预测子之前缩放该第一运动矢量预测子。
5.如权利要求1所述的导出第一运动矢量预测子与第二运动矢量预测子的方法，其特征在于，如果该第二运动矢量预测子与指向该给出参考列表或该其他参考列表中该其他参考图像的该至少一个第四搜索运动矢量相关联，则在提供该第二运动矢量预测子之前缩放该第二运动矢量预测子。
6.如权利要求1所述的导出第一运动矢量预测子与第二运动矢量预测子的方法，其特征在于，将与每个该第一相邻区块组中区块相关联的一个该第一搜索运动矢量以及一个或多个该第二搜索运动矢量配置为具有本地搜索顺序的本地搜索集合，其中该搜索顺序包含从一个本地搜索集合搜索至下一个本地搜索集合。
7.如权利要求1所述的导出第一运动矢量预测子与第二运动矢量预测子的方法，其特征在于，将与每个该第一相邻区块组中区块相关联的两个或多个该第二搜索运动矢量配置为具有本地搜索顺序的本地搜索集合，其中该搜索顺序包含从一个本地搜索集合搜索至下一个本地搜索集合。
8.如权利要求1所述的导出第一运动矢量预测子与第二运动矢量预测子的方法，其特征在于，将与每个该第二相邻区块组中区块相关联的一个该第三搜索运动矢量以及一个或多个该第四搜索运动矢量配置为具有本地搜索顺序的本地搜索集合，其中该搜索顺序包含从一个本地搜索集合搜索至下一个本地搜索集合。
9.如权利要求1所述的导出第一运动矢量预测子与第二运动矢量预测子的方法，其特征在于，将与每个该第二相邻区块组中区块相关联的两个或多个该第四搜索运动矢量配置为具有本地搜索顺序的本地搜索集合，其中该搜索顺序包含从一个本地搜索集合搜索至下一个本地搜索集合。
10.一种导出第一运动矢量预测子与第二运动矢量预测子的装置，其中用于在帧间模式、合并模式或跳过模式中的当前区块运动矢量并且该运动矢量与该当前区块以及给出参考列表中目标参考图像的对应区块相关联，该导出第一运动矢量预测子与第二运动矢量预测子的装置包含：
第一接收模块，用于接收与该当前区块的第一相邻区块组相关联的第一运动矢量；
第二接收模块，用于接收与该当前区块的第二相邻区块组相关联的第二运动矢量；
第一确定模块，用于确定第一搜索集合，其中该第一搜索集合包含第一搜索元素，该第一搜索元素对应于该第一相邻区块组的指向该给出参考列表中该目标参考图像的第一搜索运动矢量，以及该第一相邻区块组的指向该给出参考列表中其他参考图像、其他参考列表中该目标参考图像或该其他参考列表中该其他参考图像的至少一个第二搜索运动矢量；
第二确定模块，用于确定第二搜索集合，其中该第二搜索集合包含第二搜索元素，该第二搜索元素对应于该第二相邻区块组的指向该给出参考列表中该目标参考图像的第三搜索运动矢量，以及该第二相邻区块组的指向该给出参考列表中其他参考图像、其他参考列表中该目标参考图像或该其他参考列表中该其他参考图像的至少一个第四搜索运动矢量；
第三确定模块，用于确定该第一搜索集合与该第二搜索集合的搜索顺序；
第四确定模块，用于基于该第一搜索集合与该搜索顺序确定该当前区块的该第一运动矢量预测子，其中该第一运动矢量预测子是根据该搜索顺序的位于该第一搜索集合中的该第一运动矢量的第一有效运动矢量；
第五确定模块，用于基于该第二搜索集合与该搜索顺序确定该当前区块的该第二运动矢量预测子，其中该第二运动矢量预测子是根据该搜索顺序的位于该第二搜索集合中的该第二运动矢量的第一有效运动矢量；
第一提供模块，用于提供该当前区块的该第一运动矢量预测子；以及
第二提供模块，用于提供该当前区块的该第二运动矢量预测子。
11.如权利要求10所述的导出第一运动矢量预测子与第二运动矢量预测子的装置，其特征在于，该第一相邻区块组包含该当前区块的上部的最右区块、左上角区块与右上角区块，以及其中该搜索顺序为从该右上角区块至该上部的该最右区块，并且至该左上角区块。
12.如权利要求10所述的导出第一运动矢量预测子与第二运动矢量预测子的装置，其特征在于，该第二相邻区块组包含该当前区块的左侧的下区块与左下角区块，其中该搜索顺序为从该左下角区块至该左侧的该下区块。
13.如权利要求10所述的导出第一运动矢量预测子与第二运动矢量预测子的装置，其特征在于，如果该第一运动矢量预测子与指向该给出参考列表或该其他参考列表中该其他参考图像的该至少一个第二搜索运动矢量相关联，则在提供该第一运动矢量预测子之前缩放该第一运动矢量预测子。
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