DE102010025816A1 - Verfahren und Systeme zum Abschätzen von Bewegung basierend auf rekonstruierten Referenzframes bei einem Videodecoder - Google Patents

Verfahren und Systeme zum Abschätzen von Bewegung basierend auf rekonstruierten Referenzframes bei einem Videodecoder Download PDF

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Abstract

Verfahren und Systeme, um Bewegungsabschätzung (motion estimation, ME) basierend auf rekonstruierten Referenzbildern in einem B-Frame oder in einem P-Frame bei einem Video-Decoder anzuwenden. Für einen P-Frame kann projektive ME durchgeführt werden, um einen Bewegungsvektor (motion vector, MV) für einen derzeitigen Eingabeblock zu erhalten. Bei einem B-Frame können sowohl projektive ME als auch Spiegel-ME durchgeführt werden, um einen MV für den derzeitigen Eingabeblock zu erhalten. Der ME-Prozess kann auf Unterpartitionen des Eingabeblocks durchgeführt werden, wodurch der Vorhersagefehler verringert werden kann, ohne die Menge an MV-Information im Bitstrom zu erhöhen. ME seitens des Decoders kann zur Vorhersage bestehender Codierungsmodi zwischen Frames angewendet werden und herkömmliche ME oder die ME seitens des Decoders kann adaptiv gewählt werden, um einen Codierungsmodus basierend auf einem Rate-Verzerrungs-Optimierungs-(rate distortion optimization, RDO)-Kriterium vorherzusagen.

Description

  • HINTERGRUND
  • Bewegungsabschätzung (motion estimation, ME) bei der Videocodierung kann verwendet werden, um die Videokomprimierungsleistung zu verbessern, indem temporäre Redundanz zwischen Videoframes entfernt oder verringert wird. Um einen Eingabeblock zu codieren, kann herkömmliche Bewegungsabschätzung bei einem Encoder innerhalb eines spezifizierten Suchfensters in Referenzframes durchgeführt werden. Dadurch kann ein Bewegungsvektor bestimmt werden, um die Gesamtabweichungen (sum of absolute differences, SAD) zwischen dem Eingabeblock und einem Referenzblock zu minimieren. Die Information des Bewegungsvektors (motion vector, MV) kann dann an einen Decoder zur Bewegungskompensation übertragen werden. Der Bewegungsvektor kann für nicht ganzzahlige Pixeleinheiten bestimmt werden, und Interpolationsfilter können verwendet werden, um nicht ganzzahlige Pixelwerte zu berechnen.
  • Die Bewegungsabschätzung kann vorwärts, rückwärts oder bidirektional sein, wobei bei der Codierung von Doppel-Vorhersage-Frames (hierin als B-Frames bezeichnet) Rückwärts-ME und bidirektionale ME verwendet werden kann, während Vorwärts-ME sowohl für B-Frames als auch für Vorhersage-Frames (hierin als P-Frames bezeichnet) verwendet werden kann. 1 zeigt ein Beispiel von ME für einen B-Frame 110, wobei MV0 ein Vorwärts-Bewegungsvektor ist, der durch eine Vorwärts-Bewegungssuche innerhalb eines Suchfensters 160 in einem Vorwärts-Referenzframe 120 erhalten wird. MV1 kann ein Rückwärts-Bewegungsvektor sein, der durch eine Rückwärts-Bewegungssuche innerhalb eines Suchfensters 170 in einem Rückwärts-Referenzframe 130 erhalten wird. Bei Vorwärts-ME wird der Referenzblock 150, auf den durch MV0 gedeutet wird, als die Vorhersage verwendet, die zu einem derzeitigen Block 140 gehört. Bei Rückwärts-ME kann der Referenzblock 180, auf den durch MV1 gedeutet wird, als die Vorhersage, in der Rückwärtsbewegung, des derzeitigen Blocks 140 verwendet werden. Bei bidirektionaler ME kann der Durchschnitt der beiden Referenzblöcke, auf die durch MV0 und MV1 gedeutet wird, als die Vorhersage des derzeitigen Blocks 140 verwendet werden. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass ein derzeitiger Block, wie z. B. Block 140, eine Bewegung aufweist, die derjenigen seiner temporären und räumlichen Nachbarblöcken ähnelt, kann MV-Vorhersage mittels der MVs von Nachbarblöcken durchgeführt werden, um einen vorhergesagten MV für einen derzeitigen Block zu erhalten. Der vorhergesagte MV kann als das Suchzentrum verwendet werden, und in einem Entropie-Codierungsprozess wird nur die Differenz zwischen dem gesuchten MV und dem vorhergesagten MV codiert, um MV-Redundanz zu verringern.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN/FIGUREN
  • 1 veranschaulicht Bewegungsabschätzung für einen bidirektionalen Videoframe.
  • 2 veranschaulicht Spiegelbewegungsabschätzung bei einem Decoder gemäß einer Ausführungsform.
  • 3 ist ein Ablaufdiagramm, das den Prozess der Spiegelbewegungsabschätzung gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
  • 4 veranschaulicht projektive Bewegungsabschätzung bei einem Decoder gemäß einer Ausführungsform.
  • 5 ist ein Ablaufdiagramm, das den Prozess projektiver Bewegungsabschätzung bei einem Decoder gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
  • 6 veranschaulicht projektive Bewegungsabschätzung basierend auf mehreren Blockpartitionen gemäß einer Ausführungsform.
  • 7 ist ein Ablaufdiagramm, das den Prozess zur Auswahl des Bewegungsabschätzungsmodus gemäß einer Ausführungsform zeigt.
  • 8 ist ein Blockdiagramm, das einen Computerkontext der hierin beschriebenen Systeme und Verfahren gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Ein digitaler Videoclip beinhaltet aufeinanderfolgende Videoframes. Die Bewegungen eines Objekts oder Hintergrunds in aufeinanderfolgenden Frames können eine saubere Kurve bilden und Bewegungen in aufeinanderfolgenden Frames können relativ starke zeitliche Korrelationen aufweisen. Indem diese Korrelation eingesetzt wird, kann ein Bewegungsvektor für einen derzeitigen Codierungsblock abgeleitet werden, indem Bewegung von rekonstruierten Referenzbildern abgeschätzt wird. Eine Bestimmung eines Bewegungsvektors bei einem Decoder kann die Übertragungsbandbreite in Bezug auf die Bewegungsabschätzung verringern, die an einem Encoder durchgeführt wird.
  • Wo die ursprünglichen Eingabeframes bei dem Decoder nicht verfügbar sind, kann ME bei dem Decoder mittels der rekonstruierten Referenzframes durchgeführt werden. Bei der Codierung eines P-Frames kann es mehrere Referenzframes in einem Vorwärts-Referenzpuffer geben. Bei der Codierung eines B-Frames kann es mehrere Referenzframes in dem Vorwärts-Referenzpuffer geben und zumindest einen Referenzframe in einem Rückwärts-Referenzpuffer.
  • Nachfolgend wird die Durchführung von ME bei einem Decoder zum Erhalt eines MV für einen derzeitigen Block gemäß einer Ausführungsform erörtert. Zur Codierung eines B-Frames kann Spiegel-ME oder projektive ME durchgeführt werden, um den MV zu erhalten. Zur Codierung eines P-Frames kann projektive ME durchgeführt werden, um den MV zu erhalten.
  • Spiegel-ME beim Decoder
  • Spiegel-ME kann sowohl Vorwärts- als auch Rückwärts-Referenzframes verwenden und wird demzufolge im Allgemeinen zur Codierung von B-Frames angewendet. 2 zeigt, wie Spiegel-ME gemäß einer Ausführungsform 200 durchgeführt werden kann. Bei der Ausführungsform von 2 kann es zwei B-Frames, 210 und 215, zwischen einem Vorwärts-Referenzframe 220 und einem Rückwärts-Referenzframe 230 geben. Frame 210 kann der derzeitige Codierungsframe sein. Bei der Codierung des derzeitigen Blocks 240 kann Spiegel-ME durchgeführt werden, um Bewegungsvektoren zu erhalten, indem Suchläufe in Suchfenstern 260 und 270 der Referenzframes 220 bzw. 230 durchgeführt werden. Wie vorstehend erwähnt, kann Spiegel-ME mit den zwei Referenzframes durchgeführt werden, wo der derzeitige Eingabeblock bei dem Decoder möglicherweise nicht verfügbar ist.
  • Eine beispielhafte Bewegungssuche kann, wie in Prozess 300 von 3 veranschaulicht, ablaufen. Bei 320 kann ein Suchfenster in dem Vorwärts-Referenzframe spezifiziert sein. Dieses Suchfenster kann sowohl bei dem Encoder als auch dem Decoder das gleiche sein. Bei 330 kann in dem Vorwärts-Suchfenster ein Suchpfad spezifiziert sein. Gesamtsuche oder jedes schnelle Suchschema kann hier verwendet werden, solange der Encoder und Decoder dem gleichen Suchpfad folgen. Bei 340 kann in dem Rückwärts-Suchfenster für einen MV0 in dem Suchpfad sein Spiegelbewegungsvektor MV1 erhalten werden. Hier kann davon ausgegangen werden, dass die Bewegungskurve während der zugehörigen Zeitdauer eine gerade Linie ist, die relativ kurz sein kann. MV1 kann als die folgende Funktion von MV0 erhalten werden, wobei d0 und d1 die Abstände zwischen dem derzeitigen Frame und jedem der entsprechenden Referenzframes sein können.
  • Figure 00040001
  • Bei 350 kann eine Metrik, wie z. B. eine Gesamtabweichung (sum of absolute differences, SAD) zwischen (i) dem Referenzblock, auf den MV0 in dem Vorwärts-Referenzframe deutet, und (ii) dem Referenzblock, auf den MV1 in dem Rückwärts-Referenzframe deutet, berechnet werden. Diese Referenzblöcke können als 250 bzw. 280 in 2 gezeigt sein. Bei 360 kann bestimmt werden, ob in dem Suchpfad irgendwelche zusätzliche Bewegungsvektoren MV0 vorhanden sind. Wenn ja, kann der Prozess zu 340 zurückkehren. In Folge dieser Iteration kann mehr als ein MV0 erhalten werden, wobei jeder MV0 einen zugehörigen MV1 aufweist. Außerdem kann für jedes solche zugehörige Paar eine Metrik, z. B. eine SAD, erhalten werden. Bei 370 wird der MV0, der den optimalen Wert für die Metrik generiert, z. B. die minimale SAD, ausgewählt. Ein niedrigerer Wert für die SAD-Metrik, d. h. ein Wert, der näher an Null liegt, kann einen bevorzugten Modus andeuten, da eine SAD-Metrik von Null einen theoretischen Optimalwert darstellt. Der Prozess endet bei 380.
  • Angesichts des Paares Bewegungsvektoren MV0 und MV1, das für den derzeitigen Block erhalten wird, können seine Vorwärts-Vorhersagen P0(MV0) mit MV0 erhalten werden, seine Rückwärts-Vorhersagen P1(MV1) können mit MV1 erhalten werden und seine Bidirektional-Vorhersagen können mit sowohl MV0 als auch MV1 erhalten werden. Die Bidirektional-Vorhersagen können beispielsweise der Mittelwert von P0(MV0) und P1(MV1) oder der gewichtete Mittelwert (P0(MV0)·d1 + P1(MV1)·d0)/(d0 + d1) sein. Eine alternative Funktion kann verwendet werden, um eine Bidirektional-Vorhersage zu erhalten. Bei einer Ausführungsform können der Encoder und Decoder das gleiche Vorhersageverfahren verwenden. Bei einer Ausführungsform kann das ausgewählte Vorhersageverfahren in einer Standardspezifikation identifiziert oder in dem codierten Bastrom signalisiert sein.
  • Projektive Bewegungsabschätzung bei Decoder
  • Projektive ME kann durchgeführt werden, um einen MV zur Codierung des derzeitigen Blocks abzuleiten. 4 zeigt einen beispielhaften Prozess zur projektiven ME 400, der zwei Vorwärts-Referenzframes verwenden kann, Vorwärts-Ref0 (gezeigt als Referenzframe 420) und Vorwärts-Ref1 (gezeigt als Referenzframe 430). Diese Referenzframes können verwendet werden, um einen Bewegungsvektor für einen Zielblock 440 in einem derzeitigen Frame 410 abzuleiten. Ein Suchfenster 470 kann in Referenzframe 420 spezifiziert sein, und ein Suchpfad kann in Suchfenster 470 spezifiziert sein. Für jeden Bewegungsvektor MV0 in dem Suchpfad kann sein projektiver Bewegungsvektor MV1 in Suchfenster 460 von Referenzframe 430 bestimmt werden. Für jedes Paar Bewegungsvektoren, MV0 und sein zugehöriger Bewegungsvektor MV1, kann eine Metrik, wie z. B. eine Gesamtabweichung, zwischen (1) dem Referenzblock 480, auf den durch den MV0 in Referenzframe 420 gedeutet wird, und (2) dem Referenzblock 450, auf den durch den MV1 in Referenzframe 430 gedeutet wird, berechnet werden. Der Bewegungsvektor MV0, der den Optimalwert für die Metrik ergibt, z. B. die minimale SAD, kann anschließend als der Bewegungsvektor für Zielblock 440 ausgewählt werden.
  • Dieser Prozess ist als Ablaufdiagramm 500 in 5 veranschaulicht. Bei 520 kann ein Suchfenster in einem ersten Vorwärts-Referenzframe spezifiziert sein. Dieses Fenster kann sowohl bei dem Encoder als auch dem Decoder das gleiche sein. Bei 530 kann ein Suchpfad in diesem Suchfenster spezifiziert sein. Gesamtsuche oder schnelle Suchschemata können hier verwendet werden, sodass beispielsweise der Encoder und Decoder dem gleichen Suchpfad folgen können. Bei 540 kann für einen Bewegungsvektor MV0 in dem Suchpfad sein projektiver Bewegungsvektor MV1 in dem zweiten Suchfenster erhalten werden. Hier kann davon ausgegangen werden, dass die Bewegungskurve über diese kurze Zeitdauer eine gerade Linie ist. MV1 kann als die folgende Funktion von MV0 erhalten werden, wobei d0 und d1 die Abstände zwischen dem derzeitigen Frame und jedem der entsprechenden Referenzframes sein können.
  • Figure 00060001
  • Bei 550 kann eine Metrik, wie z. B. eine SAD, zwischen (i) dem Referenzblock, auf den durch MV0 in dem ersten Referenzframe gedeutet wird, und (ii) dem Referenzblock, auf den durch MV1 in dem zweiten Referenzframe gedeutet wird, berechnet werden. Bei 560 kann bestimmt werden, ob es irgendwelche zusätzlichen Bewegungsvektoren MV0 gibt, die in dem Suchpfad verweilen und die noch nicht berücksichtigt worden sind. Wenn zumindest ein MV0 dort verweilt, kann der Prozess zu 540 zurückkehren, wobei für einen anderen MV0 sein entsprechender projektiver Bewegungsvektor MV1 bestimmt werden kann. Auf diese Art und Weise kann ein Satz von Paaren, MV0 und MV1, bestimmt und eine Metrik, z. B. eine SAD, für jeden Satz berechnet werden. Bei 570 kann einer der MV0s ausgewählt werden, wobei der ausgewählte MV0 den Optimalwert für die Metrik ergibt, z. B. die minimale SAD. Ein niedrigerer Wert für die SAD-Metrik, d. h. ein Wert, der näher an Null liegt, kann einen bevorzugten Modus andeuten, da eine SAD-Metrik von Null einen theoretischen Optimalwert darstellt. Dieser MV0 kann dann verwendet werden, um Bewegung für den derzeitigen Block vorherzusagen. Prozess 500 endet bei 580.
  • Die Vorhersagen für den derzeitigen Block können auf verschiedene Arten erhalten werden. Die Vorhersagen können beispielsweise P0(MV0)), P1(MV1), (P0(MV0) + P1(MV1))/2 oder (P0(MV0)·d1 + P1(MV1)·d0)/(d0 + d1) sein. Bei weiteren Ausführungsformen können andere Funktionen verwendet werden. Die Vorhersagen können sowohl bei dem Encoder als auch dem Decoder auf die gleiche Art und Weise erhalten werden. Bei einer Ausführungsform kann das Vorhersageverfahren in einer Standardspezifikation identifiziert oder in dem codierten Bitstrom signalisiert sein.
  • Partitionen basierend auf Bewegungsabschätzung mehrerer Blöcke
  • Bei der vorstehenden Erörterung von ME, wie durch einen Decoder für einen derzeitigen Block durchgeführt, kann der Bewegungssuchblock die gleichen Maße wie der derzeitige Block aufweisen. Beispielsweise kann eine 16 × 8-Blockbewegungssuche durchgeführt werden, wenn der derzeitige Block ein 16 × 8-Block ist, um die MVs abzuleiten. Die Bewegungssuche kann bei Blöcken durchgeführt werden, die jedoch unterschiedlich aufgeteilt sind. Dies ist als Ausführungsform 600 von 6 gezeigt. Wenn angenommen wird, dass bei dem derzeitigen Frame 610 der derzeitige Block 640 ein 16 × 16-Block ist, kann Block 640 in vier Unterblöcke partitioniert werden, die jeweils 8 × 8 sind, markiert als 0 ... 3 in der Figur. Anschließend kann für jeden 8 × 8-Unterblock die projektive ME durchgeführt werden, um einen MV, d. h. MVi0, für jeden 8 × 8-Unterblock i zu erhalten, um eine 8 × 8-Vorhersage für den Unterblock zu erhalten. Dieser projektive ME-Prozess kann analog zu dem Prozess sein, der vorstehend unter Bezugnahme auf 4 und 5 beschrieben wurde, kann aber für jeden Unterblock eines derzeitigen Blocks durchgeführt werden. Speziell kann für einen gegebenen Unterblock ein Suchfenster 670 bei einem ersten Referenzframe 620 spezifiziert sein, wobei Fenster 670 einen Referenzblock 680 beinhaltet, und ein Suchpfad kann in diesem Suchfenster spezifiziert sein. Für jeden MVi0 in dem Suchpfad kann sein projektiver Bewegungsvektor MVi1 in einem Suchfenster 660 (das einen Referenzblock 650 beinhaltet) des zweiten Referenzframes 630 bestimmt werden. Eine Metrik, wie z. B. eine SAD, kann für jedes Paar MVi0 und MVi1 berechnet werden, um das Paar mit der optimalen Metrik, z. B. der minimalen SAD, zu finden. Dieser Prozess kann anschließend für jeden der anderen Unterblöcke des derzeitigen Blocks 640 durchgeführt werden. In 6 sind zwei solcher Bewegungsvektoren MVi0 gezeigt, die als MV00 und MV30 markiert sind. Obwohl vier MVs bei dem veranschaulichten Beispiel erhalten werden können, muss es nicht notwendig sein, diese an die Decoderseite zu übertragen, da der Decoder diese selbst ableiten kann. Deshalb kann dieser auf Blockpartitionen basierende ME-Prozess den Vorhersagefehler verringern, da jeder 8 × 8 Block getrennt vorhergesagt wird. Ein auf Blockpartitionen basierender Spiegel-ME-Prozess kann auf gleiche Art und Weise durchgeführt werden.
  • Für einen Eingabeblock können mehrere Blockpartitionen zur ME verfügbar sein. Wenn die minimale Blockpartition beispielsweise als 4 × 4 definiert ist, sind verfügbare Blockpartitionen in der folgenden Tabelle gezeigt. Der Encoder und Decoder können die gleiche Partitionierung verwenden. Bei einer Ausführungsform kann die Partitionierung in einer Standardspezifikation spezifiziert oder in dem codierten Bitstrom signalisiert sein.
    Derzeitiger Block Verfügbare Partitionen
    16 × 16 16 × 16, 16 × 8, 8 × 16, 8 × 8, 8 × 4, 4 × 8, 4 × 4
    16 × 8 16 × 8, 8 × 8, 8 × 4, 4 × 8, 4 × 4
    8 × 16 8 × 16, 8 × 8, 8 × 4, 4 × 8, 4 × 4
    8 × 8 8 × 8, 8 × 4, 4 × 8, 4 × 4
    8 × 4 8 × 4, 4 × 4
    4 × 8 4 × 8, 4 × 4
    4 × 4 4 × 4
  • Codierungsmodi und Modusauswahl bei Decoder
  • Bei einer Ausführungsform kann die herkömmliche ME seitens des Encoders nicht mit der vorstehenden ME seitens des Decoders ersetzt werden. Bei dieser Ausführungsform kann jeder der vorstehend beschriebenen ME-Prozesse seitens des Decoders als ein zusätzlicher MB-Codierungsmodus behandelt werden. Hier kann der Modus basierend auf einer Statistik, wie z. B. einem Rate-Verzerrungs-Optimierungs-(rate distortion optimization, RDO)-Kriterium, ausgewählt werden. Dies ist als Prozess 700 von 7 gezeigte Verarbeitung durchführen. Bei 720 kann die herkömmliche ME seitens des Encoders zuerst für einen derzeitigen Block durchgeführt werden, um einen MV zu erhalten, der diesen Codierungsmodus verwendet. Bei 730 kann die entsprechende RDO-Kostenstatistik berechnet werden. Diese Kosten sollen J0 genannt werden. Bei 740 kann, wie bei irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen beschrieben, ME bei dem Decoder durchgeführt werden, um einen MV für diesen Codierungsmodus zu erhalten. Bei 750 kann die entsprechende RDO-Kostenstatistik so berechnet sein, dass sie J1 ist. Bei 760 können die beiden RDO-Kostenstatistiken verglichen werden. Wenn J1 < J0, dann kann bei 770 das auf der ME seitens des Decoders basierende Ergebnis ausgewählt werden. Ansonsten kann das Ergebnis von dem auf dem herkömmlichen ME basierenden Codierungsmodus bei 780 ausgewählt werden. Der Prozess endet bei 790. Bei einer alternativen Ausführungsform können mehr als zwei Modi gleichermaßen abgeschätzt werden, wobei der Modus mit der niedrigsten RDO-Kostenstatistik ausgewählt werden kann. Ein Flag kann verwendet werden, um den ausgewählten Modus bei der Kommunikation zwischen dem Encoder und Decoder zu signalisieren. Außerdem können bei alternativen Ausführungsformen ein oder mehr statistische Kriterien neben oder zusätzlich zu dem RDO-Kriterium verwendet werden.
  • Implementierung
  • Der vorstehend beschriebene Encoder und Decoder und die Verarbeitung, die wie vorstehend beschrieben von ihnen durchgeführt wird, kann in Hardware, Firmware oder Software oder einer Kombination davon implementiert sein. Zusätzlich können ein oder mehr hierin offenbarte Merkmale in Hardware, Software, Firmware oder Kombinationen davon implementiert sein, einschließlich separater und integrierter Schaltkreislogik, anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis-(application specific integrated circuit, ASIC)-Logik und Mikrocontrollern, und können als Teil eines Domgin-spezifischen integrierten Schaltkreisgehäuses oder einer Kombination von integrierten Schaltkreisgehäusen implementiert sein. Der Begriff Software, wie hierin verwendet, kann sich auf ein Computerprogramm-Produkt beziehen, einschließlich eines computerlesbaren Mediums, in dem Computerprogrammlogik gespeichert ist, um ein Computersystem zu veranlassen, ein oder mehr Merkmal(e) und/oder Kombinationen von Merkmalen, die hierin offenbart sind, auszuführen.
  • Eine Software- oder Firmwareausführungsform der vorstehend beschriebenen Verarbeitung ist in 8 veranschaulicht. System 800 kann einen Prozessor 820 und einen Speicherkörper 810 beinhalten, der ein oder mehr computerlesbare Medien beinhalten kann, die eine Computerprogrammlogik 840 speichern können. Speicher 810 kann als eine Festplatte und ein Laufwerk, ein Wechselmedium, wie z. B. Compact Disk und Compact Drive oder ein Read-Only-Memory-(ROM)-Gerät implementiert sein. Prozessor 820 und Speicher 810 können mittels einer von vielen Technologien, die einem Fachmann bekannt sind, wie z. B. einem Bus, in Kommunikation stehen. In Speicher 810 enthaltene Logik kann von Prozessor 820 gelesen und ausgeführt werden. Ein oder mehr Eingabe-/Ausgabe-(I/O)-Ports und/oder Eingabe-/Ausgabe-(I/O)-Geräte, insgesamt als I/O 830 gezeigt, kann/können ebenfalls mit Prozessor 820 und Speicher 810 verbunden sein.
  • Computerprogrammlogik 840 kann Bewegungsabschätzungslogik 845 beinhalten. Bewegungsabschätzungslogik 845 kann, wenn sie ausgeführt wird, die vorstehend beschriebene Bewegungsabschätzungsverarbeitung durchführen. Logik 845 kann beispielsweise projektive Bewegungsabschätzungslogik 850 beinhalten, die, wenn sie ausgeführt wird, Operationen durchführen kann, die unter Bezugnahme auf 4–6 vorstehend beschrieben sind. Logik 845 kann ebenfalls beispielsweise Spiegel-Bewegungsabschätzungslogik 860 beinhalten. Wenn Logik 860 auf Prozessor 820 ausgeführt wird, kann die Funktionalität, die vorstehend unter Bezugnahme auf 2 und 3 beschrieben ist, durchgeführt werden.
  • Computerprogrammlogik 840 kann ebenfalls Blockpartitionierungslogik 870 beinhalten, die, wenn sie ausgeführt wird, einen derzeitigen Block in Unterblöcke partitionieren kann, wie in 6 gezeigt. Nach der Partitionierung kann Bewegungsabschätzung auf jedem Unterblock durch beispielsweise projektive Bewegungsabschätzungslogik 850 durchgeführt werden. Computerprogrammlogik 840 kann ebenfalls Modusabschätzungs- und -auswahllogik 880 beinhalten. Wenn sie von Prozessor 820 ausgeführt wird, kann Logik 840 die als 730 und 750–780 in 7 gezeigte Verarbeitung durchführen.
  • Alternativ können jegliche der Logikmodule, die in Computerprogrammlogik 840 gezeigt sind, in Hardware implementiert sein.
  • Verfahren und Systeme werden hierin mit Hilfe funktionaler Bausteine offenbart, wie z. B. denjenigen, die vorstehend aufgeführt sind, die deren Funktionen, Merkmale und Beziehungen beschreiben. Zumindest einige der Grenzen dieser funktionalen Bausteine wurden zum besseren Verständnis der Beschreibung hierin willkürlich definiert. Alternative Grenzen können definiert werden, solange deren spezifizierten Funktionen und Beziehungen angemessen durchgeführt werden. Außerdem können der vorstehend beschriebene Encoder und Decoder in entsprechenden Systemen eingebaut sein, die ein Videosignal unter Verwendung der vorstehend angeführten Prozesse codieren bzw. das so erhaltene codierte Signal decodieren.
  • Obwohl hierin verschiedene Ausführungsformen offenbart sind, ist es selbstverständlich, dass diese lediglich beispielhaft und nicht einschränkend dargelegt wurden. Es ist für Fachleute offensichtlich, dass verschiedene Änderungen hinsichtlich Form und Detail vorgenommen werden können, ohne von dem Geist und Umfang der hierin offenbarten Verfahren und Systeme abzuweichen. Somit sollte die Bandbreite und der Umfang der Ansprüche nicht durch eine der beispielhaften Ausführungsformen, die hierin offenbart sind, eingeschränkt werden.

Claims (20)

  1. Ein Verfahren, umfassend: ein Suchfenster in einem ersten Vorwärts-Referenzframe bei einem Video-Decoder zu spezifizieren; einen Suchpfad in dem Suchfenster des ersten Vorwärts-Referenzframes zu spezifizieren; für jeden Bewegungsvektor MV0 in dem Suchpfad, wobei jeder MV0 von einem derzeitigen Block auf einen Referenzblock in dem Suchfenster deutet, einen entsprechenden zweiten Bewegungsvektor MV1 zu bestimmen, der auf einen Referenzblock in einem zweiten Referenzframe deutet, wobei der entsprechende zweite Bewegungsvektor MV1 eine Funktion von MV0 ist; eine Metrik für jedes Paar MV0 und MV1 zu berechnen, das in dem Suchpfad gefunden wird; und den MV0 zu wählen, dessen entsprechender Wert für die Metrik am nächsten zu einem Optimalwert für die Metrik liegt, wobei der gewählte MV0 als ein Bewegungsvektor für den derzeitigen Block verwendet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zweite Referenzframe einen Rückwärts-Referenzframe umfasst, und jeder MV1 ein Spiegel-Bewegungsvektor ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei sich der derzeitige Block in einem Doppel-Vorhersage-Frame befindet.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zweite Referenzframe einen zweiten Vorwärts-Referenzframe umfasst, und jeder MV1 ein projektiver Bewegungsvektor ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei sich der derzeitige Block in einem Vorhersage-Frame befindet.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei für jeden MV0 der entsprechende MV1 durch eine Funktion
    Figure 00130001
    bestimmt wird, wobei d0 ein zeitlicher Abstand zwischen dem derzeitigen Block und dem ersten Vorwärts-Referenzframe ist, und d1 ein zeitlicher Abstand zwischen dem derzeitigen Block und dem zweiten Referenzframe ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Metrik eine Gesamtabweichung (sum of absolute differences, SAD) zwischen dem Referenzblock in dem Suchfenster und dem Referenzblock in dem zweiten Referenzframe umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der derzeitige Block ein Unterblock eines größeren, partitionierten Blocks ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend: ein zweites Paar MV0 und MV1 mittels eines alternativen Codierungsverfahrens zu bestimmen; eine erste Rate-Verzerrungs-Statistik für das alternative Codierungsverfahren zu bestimmen; eine zweite Rate-Verzerrungs-Statistik für die Bestimmung, die Berechnung und die Auswahl des entsprechenden zweiten Bewegungsvektors zu bestimmen; und basierend auf einem Vergleich der ersten und zweiten Rate-Verzerrungs-Statistik ein bevorzugtes Codierungsverfahren auszuwählen.
  10. Ein Computerprogramm-Produkt einschließlich eines computerlesbaren Mediums, in dem Computerprogrammlogik gespeichert ist, wobei die Computerprogrammlogik beinhaltet: Bewegungsabschätzungslogik, um einen Prozessor zu veranlassen, einen Bewegungsvektor MV1 für jeden Bewegungsvektor MV0 zu bestimmen, der in einem Suchpfad in einem Suchfenster eines ersten Vorwärts-Referenzframes gefunden wird, wobei jeder MV0 von einem derzeitigen Block auf einen Referenzblock in dem Suchfenster deutet und wobei der MV1 eine Funktion des MV0 ist; den Prozessor weiter zu veranlassen, eine Metrik für jedes Paar MV0 und MV1 zu berechnen; und den Prozessor weiter zu veranlassen, den MV0 zu wählen, dessen entsprechender Wert für die Metrik am nächsten zu einem Optimalwert für die Metrik liegt, wobei der gewählte MV0 als ein Bewegungsvektor für den derzeitigen Block verwendet wird.
  11. Das Computerprogramm-Produkt nach Anspruch 10, wobei die Bewegungsabschätzungslogik Spiegel-Bewegungsabschätzungslogik umfasst und wobei der zweite Referenzframe einen Rückwärts-Referenzframe umfasst, jeder MV1 ein Spiegel-Bewegungsvektor ist und sich der derzeitige Block in einem Doppel-Vorhersage-Frame befindet.
  12. Das Computerprogramm-Produkt nach Anspruch 10, wobei die Bewegungsabschätzungslogik projektive Bewegungsabschätzungslogik umfasst und wobei der zweite Referenzframe einen zweiten Vorwärts-Referenzframe umfasst, jeder MV1 ein projektiver Bewegungsvektor ist und sich der derzeitige Block in einem Vorhersage-Frame befindet.
  13. Das Computerprogramm-Produkt nach Anspruch 10, wobei für jeden MV0 der entsprechende MV1 durch eine Funktion
    Figure 00150001
    bestimmt wird, wobei d0 ein zeitlicher Abstand zwischen dem derzeitigen Block und dem ersten Vorwärts-Referenzframe ist und d1 ein zeitlicher Abstand zwischen dem derzeitigen Block und dem zweiten Referenzframe ist.
  14. Das Computerprogramm-Produkt nach Anspruch 10, wobei die Metrik eine Gesamtabweichung (sum of absolute differences, SAD) zwischen dem Referenzblock in dem Suchfenster und dem Referenzblock in dem zweiten Referenzframe umfasst.
  15. Das Computerprogramm-Produkt nach Anspruch 10, wobei die Computerprogrammlogik weiter umfasst: Modusabschätzungs- und -auswahllogik, um den Prozessor zu veranlassen, ein zweites Paar MV0 und MV1 mittels eines alternativen Codierungsverfahrens zu bestimmen; eine erste Rate-Verzerrungs-Statistik für das alternative Codierungsverfahren zu bestimmen; eine zweite Rate-Verzerrungs-Statistik für das Verfahren nach Anspruch 1 zu bestimmen; und basierend auf einem Vergleich der ersten und zweiten Rate-Verzerrungs-Statistik ein bevorzugtes Codierungsverfahren zu wählen.
  16. Ein System, umfassend: einen Prozessor; und einen mit dem Prozessor in Kommunikation stehenden Speicher, wobei der Speicher zum Speichern einer Vielzahl von Verarbeitungsbefehlen dient, um den Prozessor anzuweisen, ein Suchfenster in einem ersten Vorwärts-Referenzframe bei einem Video-Decoder zu spezifizieren; einen Suchpfad in einem Suchfenster des ersten Vorwärts-Referenzframes zu spezifizieren; für jeden Bewegungsvektor MV0 in dem Suchpfad, wobei jeder MV0 von einem derzeitigen Block auf einen Referenzblock in dem Suchfenster deutet, einen entsprechenden zweiten Bewegungsvektor MV1 zu bestimmen, der auf einen Referenzblock in einem zweiten Referenzframe deutet, wobei der entsprechende zweite Bewegungsvektor MV1 eine Funktion von MV0 ist; eine Metrik für jedes Paar MV0 und MV1, das in dem Suchpfad gefunden wird, zu berechnen; und den MV0 zu wählen, dessen entsprechender Wert für die Metrik am nächsten zu einem Optimalwert für die Metrik liegt, wobei der gewählte MV0 als ein Bewegungsvektor für den derzeitigen Block verwendet wird.
  17. Das System nach Anspruch 16, wobei der zweite Referenzframe einen Rückwärts-Referenzframe umfasst, jeder MV1 ein Spiegel-Bewegungsvektor ist und sich der derzeitige Block in einem Doppel-Vorhersage-Frame befindet.
  18. Das System nach Anspruch 16, wobei der zweite Referenzframe einen zweiten Vorwärts-Referenzframe umfasst, jeder MV1 ein projektiver Bewegungsvektor ist und sich der derzeitige Block in einem Vorhersage-Frame befindet.
  19. Das System nach Anspruch 16, wobei die Vielzahl von Befehlen den Prozessor weiter anweist: ein zweites Paar MV0 und MV1 mittels eines alternativen Codierungsverfahrens zu bestimmen; eine erste Rate-Verzerrungs-Statistik für das alternative Codierungsverfahren zu bestimmen; eine zweite Rate-Verzerrungs-Statistik für das Verfahren nach Anspruch 1 zu bestimmen; und basierend auf einem Vergleich der ersten und zweiten Rate-Verzerrungs-Statistik ein bevorzugtes Codierungsverfahren zu wählen.
  20. Das System nach Anspruch 16, wobei die Metrik eine Gesamtabweichung (sum of absolute differences, SAD) zwischen dem Referenzblock in dem Suchfenster und dem Referenzblock in dem zweiten Referenzframe umfasst.
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