CN104380742B - 籍助于选择性遗传的编码方法、解码方法、编码器、解码器和系统 - Google Patents

籍助于选择性遗传的编码方法、解码方法、编码器、解码器和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种解码方法，适用于解码与第二图像的参考数据块有关的第一图像的至少一个当前编码数据块，所述第二图像包括至少一个与第一图像共有的元素且所述参考数据块之前已完成解码。所述解码方法包括以下步骤：对所述已解码参考数据块进行滤波(14)；仅基于已滤波的解码参考数据块，估计(15)已滤波的已解码参考数据块的至少一个局部特征值；基于估计的局部特征值，确定(16)用于解码当前数据块的解码信息集合和用于解码当前数据块的方法，基于估计的局部特征值、基于所确定的所述解码信息集合和根据所确定的解码方法，解码(17)当前数据块。

Description

籍助于选择性遗传的编码方法、解码方法、编码器、解码器和 系统
技术领域
本发明涉及信号编码/解码领域，尤其涉及视频信号的编码/解码领域。
它尤其涉及，但并不排他，来自不同相机的编码/解码图像的3D视频应用。本发明同样还适用于静止图像的编码/解码。
背景技术
视频的3D显示可通过单个立体设备的两个不同相机所记录的同一场景的两个视图(立体格式)的多路复用来获得。
MFC和MVC(“多视图框架兼容编码”和“多视图视频编码”)这两类编码可典型地运用于通过利用两幅视图之间的冗余来编码两个不同视图的图像。
虽然目前市场上立体编码格式为主流，但诸如3DTV(“3D电视”)或 FTV(“任意视点电视”)之类新的3D视频服务发展需要三维场景的流动描述，这可通过3D设备的多于两幅视图的同时复用来获得。为此，来自不同视点的至少三个视频可以MMV(“多视图视频”)格式来采集、编码和传输，并且MVC编码也可用于编码这些视频。然而，与MVC编码相关的开销很高，特别是当视点数量很多时。
一种新的视频编码格式，称之为MVD(“多视图+深度”)，目前正在研发。在这一格式中，除了纹理(颜色)相机外，还使用了深度相机。各个纹理视频都与深度视频相关。在编码和传输后，可将重新构建的纹理和深度视频发送至合成器，由其生成所需数量的中间视图。与来自深度视频的深度图像相关的优点为它们仅由亮度信道组成并且它们主要由通过边缘分开的平滑区域构成。因此，相对于由纹理视频产生的纹理图像来说，其编码的开销较小。此外，视图间的相关性(在两幅纹理图像之间或者两幅深度图像之间)以及组分间的相关性(在纹理图像和深度图像之间)可由MVD格式利用来提高编码效率，例如使用3DVC(“3D视频编码”)编解码器。
为了提高编码效率，标准包括基于进行先编码后解码的数据块的编码信息来预测当前数据块的编码信息。
这种编码信息可为例如运动矢量。因此，AMVP(Advanced Motion VectorPrediction，高级运动矢量预测)标准为当前数据块的运动矢量引入预测因子列表。仅将需编码的当前数据块的运动矢量和最佳预测因子(根据率失真)之间的差以及指示由预测因子列表所确定的最佳预测因子的索引发送给解码器，因此，减少了传输与当前数据块运动矢量相关的信息的开销。预测还可用于减少传输与帧内编码模式相关的信息的开销。帧内编码包括基于来自同一幅图像的一个或多个先编码后解码的数据块来编码同一图像的数据块。为此，定义了数个帧内模式，各个帧内模式一般都对应于一个预测方向。一些帧内模式还包括对当前数据块的相邻数据块所执行的平均值计算。这些帧内模式对于本领域技术人员来说都是熟知的，本文不再详述。
于是，基于帧内编码，可从同一图像的相邻数据块的帧内模式中推导出适用于图像数据块的“最使然模式”或者MPM。MPM因此可作为编码当前数据块所选择的编码帧内模式所使用的预测因子。
信息的遗传也可用于提高编码效率。在HEVC编码(“高效视频编码”) 中，“合并”模式允许当前数据块直接遗传相邻数据块或先前图像(在时间方面在前)相应数据块的参考图像的运动矢量和索引。遗传的运动矢量从而无需进行编码，这是因为在解码过程中可以应用相同的原则。然而，合并模式的使用取决于编码器所选择的率失真并因此需要发出信号，以便通知解码器编码所使用的合并模式。这一发出信号可籍助于在发送至解码器的数据中的“合并”标记来完成。
在以“合并”模式所确定和传输的残留在当前数据块和使用遗传的运动矢量所预测的数据块之间的残留数据时，该残留数据在“跳过”模式下是不传输的：在解码器中的重建样本它们自身是由运动矢量指向的数据块遗传的。于是，“跳过”模式会消除对残留数据的编码，但它的用法仍须发信号通知解码器。
响应于3D视频编码(3DV)的MPEG标准的需求，已经提出了使用预测和直接遗传两者的技术。
文档“Description of 3D Video Coding Technology Proposal by FraunhoferHHI(HEVC compatible configuration A)”(详见H.Schwarz等， m22570，2011年11月)系统地提出了将额外的预测因子添加至AMVP标准的预测因子列表。该额外的预测因子是对应相邻视图(视图间预测)中的当前数据块的数据块的运动矢量。也引入了残留数据的视图间预测，其中对应于相邻视图的当前数据块的数据块的残留数据可用于预测当前数据块的残留数据。
此外，在文档“Description of 3D video coding technology proposal byETRI and Kwangwoon University”(详见G.Bang等，m22625，2011年11 月)中介绍了额外的预测工具，其中在对应于相关深度图像(组分间预测) 中所要编码的当前数据块的纹理图像中的参考数据块所选择的帧内模式添加至预先确定的预测因子列表，以便为在深度图像中以帧内模式所要编码的当前数据块选择MPM。换句话说，以此方式所编码的当前数据块间接遗传了为参考数据块所选择的帧内模式。
在文档“Description of 3D Video Coding Technology Proposal byFraunhofer HHI(HEVC compatible,configuration A)”(详见H.Schwarz等) 中使用了间接遗传，它引入了运动参数遗传工具，其中用于对应于深度图像的当前数据块的纹理图像的数据块的整个分区结构和运动矢量运用于深度图像的当前数据块。然而，该遗传也必须通过信号通知解码器，以使能解码所传输的数据。
因此，不论所使用的编码的标准和类型，可通过评价率失真约束来确定遗传的实施。因此，选择使用遗传的编码模式，当遗传用于编码当前数据块时，就必须通过信号通知解码器，使得解码器获知在编码过程中所作出的选择。
由此可见，存在一种需要以提高使用编码/解码信息的遗传来编码/解码信号的技术的有效性。
发明内容
本发明旨在改进这一状况。
为此，本发明的第一方面涉及适于编码与第二图像的参考数据块相关的第一图像的至少一个当前数据块的编码方法，其中第二图像包括与第一图像共有的至少一个元素，参考数据块已先编码后解码。
该方法包括以下步骤：
对所述已解码参考数据块进行滤波；
仅基于已滤波的解码参考数据块，估计已滤波的解码参考数据块的至少一个局部特征值；
基于估计出的局部特征值，确定：
将用于编码当前数据块所需使用的编码信息集合，
用于编码当前数据块的方法；以及，
基于估计出的局部特征值、基于所确定的编码信息集合和根据所确定的编码方法编码当前数据块。
本发明的第二方面涉及适于解码与第二图像的参考数据块相关的第一图像的至少一个已编码当前数据块的方法，其中第二图像包括与第一图像共有的至少一个元素，参考数据块已先解码。
该方法包括以下步骤：
对所述已解码的参考数据块进行滤波；
仅基于已滤波的解码参考数据块，估计已滤波的解码参考数据块的至少一个局部特征值；
基于估计出的局部特征值，确定：
将用于解码当前数据块所需使用的解码信息集合，
用于解码当前数据块的方法；
基于估计出的局部特征值、基于所确定的解码信息集合和根据所确定的解码方法解码当前数据块。
于是，本发明有利于允许通过编码/解码信息的遗传来编码/解码当前数据块，所述编码/解码信息的遗传在仅分析已滤波的解码参考数据块的局部特征后确定。一般来说，“局部特征”可理解为是指与参考数据块的像素性质相关的任何信息，如同在对所述参考数据块进行滤波后获得的那样。这些局部特征包括，例如：
已滤波的解码参考数据块中的主要方向，已滤波的解码参考数据块的主要角度或主要方位，和/或，
主要方向的幅度/强度，和/或，
已滤波的解码参考数据块的平均强度信息，和/或，
已滤波的解码参考数据块的平均色度或亮度信息，和/或，
已滤波的解码参考数据块的平均失真信息，
等等。
假设第一和第二图像包含共有元素，例如相同场景呈现在第一和第二图像两者中，估计已滤波的解码参考数据块中的局部特征值有利于允许推导出第二图像和第一图像之间的相关性(高或低)。
因此，通过已滤波的解码参考数据块的局部特征值的高低来确定所遗传编码/解码信息的可靠性的高低。因为所述局部特征仅通过已滤波的解码参考数据块来计算，它也可在解码过程中独立地计算，从而解码无需接收信号位来指示局部特征的类型和数值。
应用于已解码参考数据块的滤波可是例如用于检测已解码参考数据块中出现的边缘。在这种情况下，局部特征值由此表示这些边缘的幅度和 /或方向。
根据某些实施例，分别根据所确定的编码或解码方法对当前数据块进行的编码或解码是：
直接的，其中所确定的集合的编码或解码信息用作预测当前数据块，
间接的，其中在编码过程中，所确定的集合的编码信息与基于编码性能标准所预先确定的编码信息进行竞争，以便选择出将用于预测当前数据块的最佳编码信息，并且其中在解码过程中，读取最佳编码信息，以便选择在所确定的解码信息集合中的相应解码信息来预测当前数据块。
因此，本发明允许通过取决于估计出的已滤波的解码参考数据块的局部特征值的直接或间接的遗传来实施编码/解码方法。
直接遗传方法允许直接使用参考图像的编码信息(或解码信息)来编码(或解码)当前数据块。与当前数据块的编码(或解码)相关的可靠性很高，这是由于估计出的已滤波的解码参考数据块的局部特征值很高。此外，在编码时，无须发送用于解码所确定集合的编码信息的信号。由此减少了编码器和解码器之间的传输开销。
当估计出的已滤波的解码参考数据块的局部特征值较低时，间接遗传方法仍允许遗传在编码(或解码)当前数据块所使用的确定的集合的编码信息(或解码)。在编码时，所确定的集合的编码信息形成至少一个新的预测因子，它随后可与预先确定的预测因子竞争以便选择出最佳预测因子。随后，将最佳预测因子发送到解码器。当发现新的预测因子具有相关性时，则可用新的预测因子来代替在预先确定的预测因子列表中的一个预测因子。
根据某些实施例，在编码和解码过程中，可预先确定第一阈值和第二阈值，且第一阈值大于第二阈值，以及：
如果估计出的局部特征值高于第一阈值，则使用直接编码和解码方法；
如果估计出的局部特征值介于第一阈值和第二阈值之间，则使用间接编码和解码方法；
否则，使用并非直接和间接方法的编码和解码方法。
这些实施例因此避免了当估计出的已滤波的解码参考数据块的局部特征值较低时(低于第二阈值)使用在那种情况下无关的新的预测因子来代替预测因子列表中的一个预测因子。应当注意的是，本发明并不限于两个阈值的使用。可提供额外的阈值，以便与估计出的局部特征值进行比较。
根据某些实施例，在编码过程中，编码信息包括至少一个编码模式，或者与编码模式相关的至少一个编码参数，或者它们两者，并且在解码过程中，解码信息包括至少一个解码模式，或者与解码模式相关的至少一个解码参数，或者它们两者。
“编码/解码模式”可理解为是指帧内编码/解码模式、帧间编码/解码模式、跳过编码/解码模式、宏数据块的分区形式、变换的类型(例如DCT4x4 或DCT8x8变换)、诸如运动矢量的运动信息或运动矢量分辨率的精度，等等。“与编码/解码模式相关的参数”可理解为是指作为编码模式固有参数的任何信息(例如去数据块滤波器的值或者编码/解码工具的激活或休止的阈值，等)。
作为实施例的变型，在由多个图像采集设备最初采集图像的编码和解码过程中，各幅图像表示一个指定的视图，第一图像对应于相邻第二图像的视图，并且当使用第一图像的视图和第二图像的视图之间的视差矢量来校正当前数据块的位置时，当前数据块和参考数据块分别在第一图像和第二图像中具有相同的位置。
这些实施例提高了在视图间编码和解码情况下的编码/解码效率。
根据实施例的另一变型，在由图像采集设备采集的暂时连续图像的编码和解码过程中，第一图像对应于在采集第二图像后所采集的一幅图像，并且当前数据块和参考数据块表示分别在第一和第二图像中的共有场景。
这些实施例提高了帧间模式编码和解码情况下的编码和解码效率。
在实施例的另一变型中，在与深度图像相关所采集的纹理图像的编码和解码过程中，第一图像是深度图像并且第二图像是与第一图像相关的纹理图像，并且当前数据块和参考数据块分别在第一图像和第二图像中具有相同的位置。
这些实施例提高了在诸如MVD格式的视图加上深度编码和解码情况下的编码和解码效率。
本发明的第三方面涉及包括指令的计算机程序，适用于当此程序由处理器执行时实施根据本发明第一方面或根据本发明第二方面的方法。
本发明的第四方面涉及用于编码与第二图像的参考数据块相关的第一图像的至少一个当前数据块的编码器，第二图像包括与第一图像共有的至少一个元素，参考数据块之前已先编码后解码。
编码器包括：
用于对已解码参考数据块进行滤波的单元；
用于仅基于已滤波的解码参考数据块来估计已滤波的解码参考数据块的至少一个局部特征值的单元；
用于确定的单元，基于估计出的局部特征值来确定：
将用于编码当前数据块的编码信息集合，
用于编码当前数据块的方法；以及，
基于估计出的局部特征值、基于确定的编码信息集合和根据所确定的编码方法来编码当前数据块的编码单元。
本发明的第五方面涉及用于解码与第二图像的参考数据块相关的第一图像的至少一个已编码当前数据块的解码器，第二图像包括与第一图像共有的至少一个元素，参考数据块已先解码，
解码器包括：
用于对已解码参考数据块进行滤波的单元；
用于仅基于已滤波的解码参考数据块来估计已滤波的解码参考数据块的至少一个局部特征值的单元；
用于确定的单元，基于估计出的局部特征值来确定：
将用于解码当前数据块的解码信息集合，
用于解码当前数据块的方法；以及，
基于估计出的局部特征值、基于确定的解码信息集合和根据所确定的解码方法来解码当前数据块的解码单元。
本发明的第六方面涉及包括根据本发明第四方面的编码器和根据本发明第五方面的解码器的系统，编码器进一步包括传输单元，用于将编码数据块传输至编码器，以便进行基于数据块的图像编码。
附图说明
本发明的其他特征和优点将通过下文的详细描述及其附图变得更为清晰，附图包括：
图1是表示根据本发明的编码方法的主要步骤的示意图；
图2是表示根据本发明的解码方法的主要步骤的示意图；
图3是表示图1所示编码方法在一个特定实施例中的详细步骤的示意图；
图4是表示图2所示解码方法在一个特定实施例中的详细步骤的示意图；
图5说明了根据本发明一个特定实施例在第一图像的当前数据块和第二图像的参考数据块之间的选择性遗传；
图6说明了根据本发明另一特定实施例在第一图像的当前数据块和第二图像的参考数据块之间的选择性遗传；
图7说明了包括根据一些实施例的编码器和解码器的系统。
具体实施方式
图1是表示根据本发明的编码方法的主要步骤的示意图。
根据本发明的该编码方法应用于与第二图像的参考数据块有关的第一图像的当前数据块，第二图像包括与第一图像共有的至少一个元素。“参考数据块”可理解为是指之前已先编码后解码的数据块。这一已解码的参考数据块可用于编码当前数据块。
在步骤10中，对已解码参考数据块进行滤波。
例如，可使用边缘检测滤波器来实施这一步骤，以便检测在所述已解码参考数据块中的边缘。这一滤波器可为Sobel滤波器，Canny滤波器，或者一些其它的边缘检测滤波器。
在步骤11中，通过仅基于已解码参考数据块的计算来估计已滤波的解码参考数据块的至少一个局部特征值。
这一局部特征为例如：
已滤波的解码参考数据块中的主要方向，已滤波的解码参考数据块的主要角度或主要方位，和/或，
主要方向的幅度/强度，和/或，
已滤波的解码参考数据块的平均强度信息，和/或，
已滤波的解码参考数据块的平均色度或亮度信息，和/或，
已滤波的解码参考数据块的平均失真信息，
等等。
取决于它的类型，局部特征可取一个或多个值。
在步骤12中，基于步骤11所计算的局部特征值来确定用于编码当前数据块的编码信息集合和编码当前数据块的方法。
在步骤13中，基于步骤11所计算的局部特征值、基于确定的编码信息集合和根据所确定的编码方法来编码当前数据块。
图2是表示根据本发明的解码方法的主要步骤的示意图。
最初接收根据本发明以数据块形式编码的图像。根据本发明的解码方法应用于与第二图像的参考数据块有关的第一图像的已编码当前数据块，第二图像包括与第一图像共有的至少一个元素。参考数据块已先解码。
在步骤14中，使用与编码所使用的相同滤波器对已解码参考数据块进行滤波。因此，在编码器和解码器之间并不发送所使用的滤波器的相关信息。
在步骤15中，通过计算来估计已滤波的解码参考数据块的至少一个局部特征值。此步骤与编码所实施的估计步骤11完全相同。
在步骤16中，基于步骤15所计算的局部特征值，确定将用于解码当前数据块的解码信息集合和解码当前数据块的方法。
在步骤17中，基于步骤15所计算的局部特征值、基于确定的解码信息集合和根据所确定的解码方法来解码当前数据块。
图3是表示根据本发明一个特定实施例的图1所示编码方法的详细步骤的示意图。
编码方法优选应用于来自至少一个视频序列的图像，例如可能包含来自具有不同视图的不同相机的图像的视频序列，纹理图像及其相应深度图像的视频序列，或者包括暂时连续图像(来自同一相机)的视频序列。在下文的描述中，图像编码是基于数据块的。
在步骤101中，由用于根据本发明进行编码的编码器接收第一图像的当前数据块。
在步骤102中，确定与当前数据块相关的第二图像的参考数据块：
第一图像和第二图像可为单一图像，因此参考块是当前数据块的相邻数据块(帧内编码)；
第一图像表示来自诸如相机的第一图像采集设备的指定视图，并且第二图像表示来自第二相机且相邻于指定视图的视图。当当前数据块的位置已经由在第一图像的视图和第二图像的视图之间的视差矢量进行校正时，当前数据块和参考数据块从而分别在第一和第二图像中具有相同的位置，正如下文参考图6所详述的那样(视图间编码)；
在采集第二图像后，通过同一相机采集第一图像，且当前数据块和参考数据块从而表示分别在第一图像和第二图像中的共有场景(帧间编码)；
第一图像是由深度相机所采集的深度图像而第二图像是由纹理(彩色)相机所采集的纹理图像，并且当前数据块和参考数据块分别在深度图像和纹理图像中具有相同的位置，正如下文参考图5所详述的那样(组分间编码)。
依然根据本发明，参考数据块是先前已编码的数据块。在步骤102中，解码参考数据块，使得在编码过程中所应用的下述步骤与在解码过程中所应用的步骤相同，如参考图2所示的那样。
在步骤103中，滤波器应用至于已解码的参考数据块。例如，这一滤波器实施在所述参考数据块中的边缘检测。这一滤波器可为Sobel滤波器， Canny滤波器，或者一些其它的边缘检测滤波器。
在步骤104中，仅基于先解码后滤波的参考数据块来计算已滤波的解码参考数据块的至少一个局部特征值。局部特征值是例如通过确定已滤波的解码参考数据块中的亮度或色度梯度的最大值、亮度或色度梯度的平均值、边缘检测的主要角度、或表示平均绝对失真(MAD)的索引、或者上述值得任意组合来获得。
在步骤105中，取决于步骤104所计算的局部特征值，确定将用于编码当前数据块的编码信息集合。该编码信息可能涉及编码模式、与编码模式相关的一个或多个编码参数，或者两者。“编码模式”可理解为是指帧内编码模式、帧间编码模式、跳过编码模式、宏数据块的分区形式、变换的类型(例如DCT4x4或DCT8x8变换)、诸如运动矢量的运动信息或运动矢量分辨率的精度，等等。“与编码模式相关的参数”可理解为是指作为编码模式固有参数的任何信息(例如去数据块滤波器的值或者编码工具的激活或休止的阈值，等)。
在下述步骤中，现在将描述基于所述步骤104所计算的局部特征值来确定编码方法的特定实施例。
在步骤106中，将步骤104所计算的局部特征值与第一阈值B进行比较。此第一阈值是固定的并且对于编码和解码两者来说是共用的。相同的第一阈值B可用于所有要编码的数据块。第一阈值B的值可根据局部特征值是否是平均值、最大值、MAD或者角度作不同的设置。
如果局部特征值大于第一阈值B，则在步骤107中可以推导出已滤波的解码参考数据块和当前数据块之间的相关性很高。从而选择直接遗传编码方法用于编码当前数据块。为此，步骤105所确定的编码信息可用作实施当前数据块的预测编码。
如果步骤104所计算的局部特征值小于第一阈值B，则在步骤108中将所述值与第二阈值A进行比较。同样的，该第二阈值A是固定的并且对于编码和解码两者来说是共用的。相同的第二阈值A可用于所有要编码的数据块。第二阈值A的值可根据局部特征值是否是平均值、最大值、MAD 或者角度作不同的设置。
如果计算出的局部特征值介于第一阈值B和第二阈值A之间，则步骤 105所确定的编码信息用于使用间接遗传方法来编码当前数据块。为此，在步骤109中，将所述编码信息添加至或代替候选的预测因子集合，以便在确定中根据编码性能标准(例如率失真)来竞争最佳编码信息。因此，在编码信息集合包括指定的运动矢量的情况下，可将指定运动矢量添加至当前数据块的候选运动矢量列表，例如添加至如上文所述的MVC编码环境中的AMVP候选列表。为了避免改变竞争候选列表中的矢量数量，指定的运动矢量可替代列表中的一个候选者。此外或者作为选择的，当步骤105 所确定的编码信息包括特定的编码模式时，举例来说，诸如帧内模式目前并不处于用于编码当前数据块的候选帧内模式列表中，举例来说诸如如上文所述的3DVC编码环境中的MPM候选列表，上述步骤109可包括将所述帧内模式添加(或代替)至候选帧内模式列表，以便用于确定最佳的帧内模式。
如果步骤104所计算的局部特征值小于第二阈值A，则在步骤110中使用并非直接或间接遗传方法的编码方法来编码当前数据块，这是因为当前数据块和已滤波的解码参考数据块之间的相关性被认为很低从而不能使用遗传编码方法。当前数据块例如以传统的方式进行编码，例如使用与之前采集的图像中对应于当前数据块的数据块相关所确定的运动矢量。传统编码的使用，当已滤波的解码参考数据块和当前数据块之间的相关性很低时，避免了由步骤105所确定的编码信息代替预先确定的候选列表中的编码信息，它在这种情况下是无关的。
在步骤107、109或110后，在步骤111中，根据确定的编码方法并基于之前所确定的编码信息来编码当前数据块。在步骤112中，将以此方式编码的数据块传输至例如解码器。应当注意的是，在间接遗传编码模式的情况下(在步骤109后)，除了已编码当前数据块外，还将最佳编码信息传输至解码器。
图4是表示根据本发明的一个特定实施例的图2所示解码方法的详细步骤的示意图。
在步骤201中，根据图3所示编码方法进行编码的数据块由例如解码器接收。如果某些数据块根据间接遗传方法进行编码，则在步骤201中还接收和读取最佳编码信息。
在步骤202中，接收上文所述的当前数据块。
在步骤203中，解码器确定将用于解码当前数据块的参考数据块。参考数据块和当前数据块之间相同的关系用于编码和解码两者(帧内编码、帧间编码、视图间编码或组分间编码)。因此，选择与编码所使用的相同的参考数据块。参考数据块之前由解码器接收并解码。编码所使用的已解码参考数据块因此与解码所使用的正是同一个，无需在编码器和解码器之间发送信号位来指示所使用的参考数据块。
在步骤204中，将滤波器应用于已解码的参考数据块。此滤波器与编码所使用的是同一滤波器。因此，在编码器和解码器之间不发送与将使用的滤波器相关的信息。
在步骤205中，仅基于先解码后滤波的参考数据块来计算已滤波的解码参考数据块的至少一个局部特征值。在解码过程中计算出的局部特征值相同于在编码过程中计算出的，这是因为在解码过程中考虑的是同一参考数据块。在解码过程中计算出的局部参考值要么为MAD、主要角度、已滤波的解码参考数据块的最大亮度或色度值，要么为所述数据块的平均亮度或色度值。在编码和解码过程中要分析的已滤波的解码参考数据块的局部特征在编码器和解码器之间可事先固定，以确保在编码器和解码器之间无需为此局部特征发送任何信号位。
在步骤206中，根据步骤205所计算的局部特征值来确定将用于解码当前数据块的解码信息集合。该解码信息可涉及解码模式，与该解码模式相关的一个或多个解码参数，或者它们两者。“解码模式”可理解为是指帧内解码模式、间解码模式、跳过解码模式、宏数据块的分区形式、变换的形式(例如DCT4x4或DCT8x8变换)，诸如运动矢量的运动信息或运动矢量分辨率的精度，等等。“与解码模式相关的参数”可理解为是指用作解码模式的固有参数的任何信息(例如用于去数据块滤波器的值或解码工具的激活或休止的阈值，等)。
现在，将以下述步骤描述基于步骤205所计算的局部特征来确定解码方法的特定实施例。
在步骤207中，比较步骤205所计算的局部特征值与第一阈值B，如上文所解释的，第一阈值为编码和解码两者所共用。
如果所述计算值大于第一阈值，则在步骤208中推断出已解码参考数据块和当前数据块之间的相关性很高。从而选择直接遗传解码方法来解码当前数据块。为此，在步骤206中，通过步骤205计算的局部特征值所确定的解码信息用于实施对当前数据块的预测解码。
如果计算的局部特征值小于第一阈值B，则在步骤209中比较所述值和第二阈值A，如上文所解释的，该第二阈值为编码和解码两者所共用。
如果所述计算值介于第一阈值B和第二阈值A之间，则在步骤201 中解码器已经接收并读取已编码数据块的最佳编码信息，选择直接遗传解码方法用于当前数据块。在步骤206中确定的解码信息之中并对应于最佳编码信息的信息在步骤210中选作为最佳解码信息来解码当前数据块。
如果所述计算值小于第二阈值A，则在步骤211中将并非直接和间接遗传方法的解码方法用于解码当前数据块，这是因为当前数据块和已滤波的解码参考数据块之间的相关性被认为很低。从而以传统方式来解码当前数据块。
在步骤208、步骤210或步骤211后，在步骤212中，基于步骤206 所确定的解码信息来解码当前数据块。以此方式解码的当前数据块随后可用于进一步处理，这并非本发明的一部分。
因此，本发明允许通过选择遗传方法进行编码和解码，这意味着基于在编码和解码两者中以相同方式所确定的已滤波的解码参考数据块的至少一个局部参考值，要么通过直接遗传进行编码/解码，要么通过间接遗传进行编码/解码，要么进行传统编码/解码。从而，减少了编码器和解码器之间的信号位码流。此外，当此新的预测因子并不相关时(当局部特征值低于第二阈值时)，本发明避免了使用新的预测因子来代替预先确定的预测因子列表中的预测因子。本发明的另一优点在于，它允许同时考虑用于解码或编码信息的直接和间接遗传的方法来编码或解码相同的数据块。
图5说明了根据本发明一个特定实施例的通过对与第二图像的参考数据块相关的第一图像的当前数据块的选择性遗传编码。
在此特定实施例中：
第一图像是由深度相机采集的深度图像21，此第一图像是需编码的当前图片，
第二图像是由纹理相机采集的纹理图像20，
以及在深度图像21中的当前数据块25与在纹理图像20中的参考数据块24具有相同的位置。
纹理图像20和深度图像21表示相同视图。在示出的例子中，它们具有相同的分区结构。因此，纹理图像20包括数据块集合22以及深度图像 21包括相应的数据块集合23。然而，当纹理图像20的分区结构与深度图像21的分区结构不同时，本发明以相同的方式应用。例如，当分区结构不同时，解码的参考数据块可确定为对应于当前数据块的数据块所包含的一个数据块，或者作为选择的，解码的参考数据块可包含对应于当前数据块的数据块。
因此，当前数据块25和参考数据块24分别在深度图像21和纹理图像20中具有相同的位置。
参考数据块24被认为已经进行了编码，例如基于帧内模式1。参考数据块24进行解码以用于编码或解码当前数据块。
在本发明中，随后对已解码的参考数据块24进行滤波。
基于已滤波的解码参考数据块的至少一个局部特征值，一个或多个帧内编码模式可确定为编码或解码信息。为此，局部特征值的各个范围可对应于一个或多个特定的帧内模式，它可能包括，在一个特定情况下，用于编码参考数据块24的帧内模式1。例如，对于介于1000和1500之间的局部特征值，可以确定为例如两个帧内模式2和9。对于介于1500和4000 之间的局部特征值，可确定为诸如帧内模式9的单一帧内模式。对于大于 4000的局部特征值，可确定为诸如帧内模式7的单一帧内模式。在此实例中，第一阈值可设置为4000以及第二阈值可设置为1000。然而，从本发明的意义上说，对于阈值的选择没有限制。
在这里，这些值和阈值的范围通过举例说明的方式给出并且取决于涉及的图像和已滤波的解码参考数据块涉及的局部特征。
如果局部特征值高于第一阈值，则使用直接遗传编码。由于局部特征值随后大于4000，帧内模式7(对应于值超过4000的范围)可直接遗传，以便用于编码当前数据块。如果局部特征值介于第一阈值和第二阈值之间，可将一个或多个帧内模式添加(或代替)至候选帧内模式列表，以便编码或解码当前数据块。因此，如果局部特征值介于1000和1500之间，可将帧内模式2和9添加(或替代)至候选帧内模式列表。如果局部特征值介于1500和4000之间，可将帧内模式9添加(或替代)至帧内模式候选列表。从而，最佳帧内模式可由编码器确定并发送至解码器，以便解码当前数据块。在3DVC编码中，帧内模式可例如添加至MPM列表。如果当前特征值低于第二阈值，则传统地确定用于编码当前数据块的帧内模式。
出于本发明的目的，对取值范围的数量没有限制，并且仅为了说明的目的提供上文的实例。
当Sobel滤波应用于作为已解码参考数据块的已解码纹理数据块时，通过这一滤波采集的最大梯度值是所述已解码纹理数据块中的边缘的宽度的可靠指示。如果检测到宽的边缘，这些边缘很可能呈现在对应的深度图像中，因此用于已解码参考数据块和用于当前数据块的最好帧内模式之间相关性很高，这是因为帧内模式都是主要方向性的。因此，在某些特定实施例中，为直接或间接遗传确定的帧内模式可为用于编码参考数据块的帧内模式。在已滤波的编码参考数据块中的边缘未被良好定义的情况下，则认为已滤波的编码参考数据块和当前数据块之间的相关性很低并且通过间接遗传编码比通过直接遗传编码更有效。
图6说明了根据本发明另一特定实施例通过对与第二图像的参考数据块相关的第一图像的当前数据块的选择遗传编码。
在此另一实施例中，第一图像31表示来自诸如相机的第一图像采集设备的指定视图，以及第二图像32表示来自第二相机的相邻该指定视图的视图。
参考数据块32之前已经使用运动矢量34进行编码。参考数据块32 进行解码，以允许编码或解码第一图像31的当前数据块33。
在两幅视图之间产生视差矢量37，使得第一图像31中当前数据块的位置可移动以匹配在显示共同场景30的第二图像30中的已解码数据块。此视差矢量37可通过第一和第二相机的各自位置获知并例如可从对应于两幅视图的深度图像中确定。
因此，已解码参考数据块32的左上的像素对应于通过视差矢量37移动的像素35。
与已解码参考数据块32相关的所需编码的当前数据块33因此定位于第一图像31中，使得当前数据块的左上的像素36对应于与第二图像30 中参考数据块32的左上的像素35的位置相同的位置。
为了当前数据块33的编码或解码，为参考数据块32确定已解码和已滤波参考数据块32的至少一个特征值，如上文所解释的那样。
同样的，基于计算出的局部特征值，确定一个或多个运动矢量为当前数据块的编码或解码信息。与上文所述的实施例相似，当前特征值的各个范围可对应于一个或多个特定运动矢量，在一个特定实施例中它可包括用于编码/解码当前数据块32的运动矢量34。例如，对于介于1000和1500 之间的局部特征值，则确定与运动矢量34不同的两个运动矢量。对于介于1500和4000之间的局部特征值，则确定同样不同于运动矢量34和所述两个运动矢量的另一运动矢量。对于大于4000的局部特征值，仍然确定另一不同的运动矢量。在此实例中，第一阈值可设置为4000以及第二阈值可设置为1000。然而，在本发明的意义中，对于阈值的选择没有限制。
如果局部特征值大于第一阈值，则将用于编码或解码当前数据块的运动矢量直接遗传在大于4000的取值范围内所确定的运动矢量。如果局部特征值介于第一阈值和第二阈值之间，在MVC编码或解码的上下文中，则将在第一和第二阈值限定的取值范围内所确定的运动矢量添加至用于当前数据块的AMVP候选列表。
两幅相邻视图的运动矢量场相关性很高，尤其是边缘。因此，从对已解码参考数据块32进行Sobel滤波(或任意其他边缘检测滤波器)中采集的最大梯度值是对已解码参考数据块32和当前数据块33之间存在相关性的良好估计。此外或作为替换的，在通过直接或间接遗传编码/解码的情况下，用于编码/解码参考数据块32的动作矢量因此也可用作当前数据块的运动矢量(编码或解码信息)。
图7说明了根据本发明一个特定实施例的包括编码器40和解码器50 的系统。
编码器40包括接收单元41，适于接收来自一个或多个视频序列的图像，将应用于基于数据块的图像编码。所述接收单元因此接收要根据本发明进行编码的当前数据块。
编码器还包括用于对参考数据块进行滤波的单元42，该参考数据块之前已经进行先编码后解码。所述参考数据块将用于编码当前数据块。如本说明书上文所述，滤波单元42为例如边缘检测滤波器。
滤波单元42能够将已滤波的解码参考数据块传输至估计单元43，该估计单元能够估计所述已滤波的解码参考数据块的至少一个特征值。
从估计出的局部特征值中，确定单元44确定用于当前数据块的编码信息集合和用于编码所述当前数据块的方法。如上文所解释的，确定单元 44因此确定：
编码信息集合，它可为一个或多个编码模式和/或与这些模式的其中一个相关的一个或多个编码参数，
和编码方法，它要么为直接遗传编码方法，要么为间接遗传编码方法，要么为传统的编码方法。
编码单元45基于所确定的编码信息集合和所确定的编码方法编码当前数据块。
传输单元46将已编码的当前数据块传输至解码器50。当已经使用直接遗传编码方法时，传输单元46将所确定的最佳编码信息发送至解码器单元50。在本发明中，对于编码器40和解码器50之间使用的通信装置没有限制。
以相应的方式，解码器50包括接收单元51，适于接收数据块形式的已编码图像(以及可能接收最佳编码信息，如果数据块是通过间接遗传方法编码的话)。接收单元51接收已由编码器40编码的当前数据块。
解码器50还包括滤波单元52，用于对之前已先编码后解码的参考数据块进行滤波，将该参考数据块用于解码当前数据块。所述参考数据块与用于编码当前数据块的参考数据块是同一参考数据块。如本说明书上文所述，滤波单元52为例如边缘检测滤波器。
滤波单元52将已滤波的解码参考数据块传输至估计单元53，该估计单元能够估计所述已滤波的解码参考数据块的至少一个局部特征值。
从估计的局部特征值中，确定单元54能够导出用于当前数据块的解码信息集合和用于解码当前数据块的方法。如之前所解释的，确定单元54 因此确定：
解码信息集合，它可为一个或多个解码模式和/或与这些模式的其中一个相关的一个或多个参数，
和解码方法，它要么为直接遗传解码方法，要么为间接遗传解码方法，要么为传统的解码方法。
然后，解码单元55能够基于所确定的解码信息集合和所确定的解码方法解码当前数据块。
传输单元56将已解码的当前数据块传输至用于已解码当前数据块的处理设备；所述设备并非本发明的一部分。
本发明因此可在本申请的引言部分所呈现的编码/解码和标准的范围内实现。
本文所提出的非限制性实例仅为说明的目的。
对于MVC编码，进行先解码后滤波的参考数据块的最大梯度值可用作为局部特征值，以确定当前数据块是否应当遗传参考数据块的运动矢量或者参考数据块的运动矢量是否应当添加至用于预测的AMVP候选列表。
对于3DVC编码，进行先解码后滤波的纹理参考数据块的最大梯度值可用作为局部特征值，以确定深度图像的帧内模式是否应当遗传纹理图像的帧内模式或者纹理图像的帧内模式是否应当添加至用于预测深度图像的帧内模式的MPM候选列表。
作为选择的，对于3DVC编码，先解码后滤波的纹理参考数据块的最大梯度值可用作为局部特征值，以确定深度数据块的分区结构是否应当直接遗传纹理数据块的分区结构，而并不提供预测。因此，本发明还可应用于第二阈值具有零值的情况下。然后，使用第一阈值仅作出一次比较以便确定是否将应用直接遗传。

Claims (11)

1.用于编码与第二图像的参考数据块相关的第一图像(21,31)的至少一个当前数据块(25,33)的编码方法，所述第二图像包括与所述第一图像(21,31)共有的至少一个元素，所述参考数据块(24,32)已先编码后解码，
其特征在于，所述方法包括以下步骤：
-对已解码参考数据块进行滤波(10)；
-仅基于所述已滤波的解码参考数据块，估计(11)该已滤波的解码参考数据块的至少一个局部特征值；
-基于估计出的局部特征值，确定(12)：
将用于编码当前数据块的编码信息集合，
用于编码当前数据块的方法；
仅基于估计出的局部特征值、基于所述确定的编码信息集合和根据所述确定的编码方法编码(13)当前数据块，
-将仅基于估计出的局部特征值编码的已编码当前数据块传输至解码器，无需将指示确定的解码方法的信号数据传输至解码器。
2.用于解码与第二图像的参考数据块相关的第一图像(21,31)的至少一个已编码当前数据块(25,33)的方法，所述第二图像包括与所述第一图像(21,31)共有的至少一个元素，所述参考数据块(24,32)之前已先进行解码，
其特征在于，所述方法包括以下步骤：
-对已解码参考数据块进行滤波(14)；
-仅基于所述已滤波的解码参考数据块，估计(15)该已滤波的解码参考数据块的至少一个局部特征值；
-基于估计出的局部特征值，确定(16)：
将用于解码当前数据块的解码信息集合，
用于解码当前数据块的方法；
-仅基于估计出的局部特征值、基于所述确定的解码信息集合和根据所述确定的解码方法解码(17)当前数据块。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，分别根据所述确定的编码或解码方法对当前数据块进行的编码或解码是：
直接的，其中所述确定的集合的编码或解码信息用作为预测当前数据块，
间接的，其中在编码过程中，所述确定的集合的编码信息与基于编码性能标准预先确定的编码信息进行竞争，以便选择出将用于预测当前数据块的最佳编码信息，并且其中在解码过程中，读取最佳编码信息以便选择在所述确定的解码信息集合中的相应解码信息，以便预测当前数据块。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，第一阈值和第二阈值是预先确定的，所述第一阈值大于第二阈值，并且其中：
如果估计出的局部特征值高于第一阈值，则使用(107,208)直接编码和解码方法；
如果估计出的局部特征值介于第一阈值和第二阈值之间，则使用(109,210)间接编码和解码方法；
否则，使用(110,211)并非所述直接和间接方法的编码和解码方法。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
所述编码信息包括至少一个编码模式，或者与所述编码模式相关的至少一个编码参数，或者它们两者；
所述解码信息包括至少一个解码模式，或者与所述解码模式相关的至少一个解码参数，或者它们两者。
6.根据权利要求1或2所述的方法，对于由多个图像采集设备最初采集的图像，其特征在于，各幅图像表示一幅指定视图，第一图像(21，31)对应于相邻第二图像(20,30)的视图，并且当使用第一图像的视图和第二图像的视图之间的视差矢量来校正当前数据块的位置时，其当前数据块(25,33)和参考数据块(24,32)分别在第一图像和第二图像中具有相同的位置。
7.根据权利要求1或2所述的方法，对于由图像采集设备采集的暂时连续图像，其特征在于，第一图像(21，31)对应于在采集第二图像(20,30)后所采集的一幅图像，并且其当前数据块(25,33)和参考数据块(24,32)分别表示第一和第二图像中的共有场景。
8.根据权利要求1或2所述的方法，对于与深度图像相关的采集的纹理图像，其特征在于，第一图像(21,31)是深度图像以及第二图像(20,30)是与第一图像相关的纹理图像，并且其当前数据块(25,33)和参考数据块(24,32)分别在第一图像和第二图像中具有相同的位置。
9.用于编码与第二图像的参考数据块相关的第一图像(21,31)的至少一个当前数据块(25,33)的编码器，所述第二图像包括与所述第一图像(21,31)共有的至少一个元素，所述参考数据块(24,32)之前已先编码后解码，
其特征在于，所述编码器(40)包括：
-用于对已解码参考数据块进行滤波的单元(42)；
-仅基于所述已滤波的解码参考数据块，估计该已滤波的解码参考数据块的至少一个局部特征值的单元(43)；
-确定单元(44)，用于基于所述估计出的局部特征值确定：
将用于编码当前数据块的编码信息集合，
用于编码当前数据块的方法；以及，
-仅基于估计出的局部特征值、基于所述确定的编码信息集合和根据所述确定的编码方法编码当前数据块的编码单元(45)，
-配置成将仅基于估计出的局部特征值编码的已编码当前数据块传输至解码器，无需将指示确定的解码方法的信号数据传输至解码器的单元。
10.用于解码与第二图像的参考数据块相关的第一图像(21,31)的至少一个已编码当前数据块(25,33)的解码器，所述第二图像包括与所述第一图像(21,31)共有的至少一个元素，所述参考数据块(24,32)之前已先解码，
其特征在于，所述解码器(50)包括：
对已解码参考数据块进行滤波的单元(52)；
仅基于所述已滤波的解码参考数据块，估计该已滤波的解码参考数据块的至少一个局部特征值的单元(53)；
确定单元(54)，用于基于估计出的局部特征值确定：
将用于解码当前数据块的解码信息集合，
用于解码当前数据块的方法；以及，
仅基于估计出的局部特征值、基于所述确定的解码信息集合和根据所述确定的解码方法解码当前数据块的解码单元(55)。
11.包括根据权利要求9所述的编码器和根据权利要求10所述的解码器的系统，所述编码器进一步包括传输单元(46)，用于将编码数据块传输至编码器，以便进行基于数据块的图像编码。
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