DE10300528B4 - Berechnungsverfahren für einen Vorhersage-Bewegungsvektor - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Berechnen eines Vorhersage-Bewegungsvektors eines zu decodierenden Blocks (E) in einem B-Bild beim Decodieren von bewegten Bildern, wobei das Verfahren umfasst
Erhalten wenigstens eines Bewegungsvektors eines anderen Blocks (A, B, C) als der zu decodierende Block (E) in dem B-Bild,
wobei der andere Block (A, B, C) auf wenigstens ein Referenzbild verweist, auf welches durch einen Referenzbildindex gezeigt wird;
dadurch gekennzeichnet, dass
einem jeden Bild ein Bildordnungszählerwert zugeordnet ist, wobei der Bildordnungszählerwert eine Anzeigeordnung eines jeden Bildes angibt; und
das Verfahren weiter umfasst
Vergleichen eines Bildordnungszählerwerts für das B-Bild mit einem Bildordnungszählerwert für wenigstens ein Referenzbild; und
Erhalten des Vorhersage-Bewegungsvektors des in dem B-Bild zu decodierenden Blocks (E) aus dem Bewegungsvektor des Blocks (A, B, C) anders als der zu decodierende Block (E), basierend auf dem Vergleichsschritt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Codiersystem für bewegte Bilder und insbesondere ein Berechnungsverfahren für einen Vorhersage-Bewegungsvektor durch Definieren eines Bewegungsvektors, welcher in einer Median-Operation zu verwenden ist, wenn ein um einen zu codierenden Block herum benachbarter Block eine Mehrzahl von Bewegungsvektoren aufweist, um einen Vorhersage-Bewegungsvektor ("prediction motion vector", PMV) des zu codierenden Blocks zu erhalten, und zwar unter Verwendung von Bewegungsvektorinformation benachbarter Blöcke, und um eine Codiereffizienz zu verbessern.
  • Das Dokument "Text of Committee draft of Joint Video Specification (ITU-T Rec. H-264 ISO/IEC 14496-10 AVC", aus International Standard ICO/IEC, May 2002, welches das dritte Treffen des Joint Video Team der ISO betrifft, offenbart die Merkmale des Oberbegriffes des unabhängigen Anspruches 1.
  • Die amerikanische Patentschrift US 6,289,049 B1 offenbart ein Verfahren zum Codieren eines Bewegungsvektors in einem Film. Das Verfahren reduziert Geamt-Bitraten in einem Verfahren des Codierens eines Films und umfasst ein Suchen eines Bewegungsvektor-Vorhersagekandidaten für einen ersten Block unter einer Vielzahl von Blöcken in einem Makroblock und ein Suchen einer Vielzahl von Bewegungsvektoren- Vorhersagekandidaten für jeden zusätzlichen Block der Vielzahl von Blöcken in der Reihenfolge nach Vollendung der Suche der Vielzahl von Bewegungsvektor-Vorhersagekandidaten für den ersten Block. Ein Bewegungsvektor-Median-Vorhersagewert für den ersten Block wird mit einem Grenz-Bewegungsvektor verglichen. Wenn festgestellt wird, dass der Bewegungsvektor-Median-Vorhersagewert innerhalb des Grenz-Bewegungsvektors liegt, wird der Bewegungsvektor-Median-Vorhersagewert als ein vorhergesagter Wert zum Codieren des ersten Blocks festgelegt. Wenn festgestellt wird, dass der Bewegungsvektor-Median-Vorhersagewert nicht innerhalb des Grenz-Bewegungsvektors liegt, wird ein Vektorwert, der innerhalb der Grenz-Bewegungsvektor-Vorhersagekandidaten der Vielzahl der Bewegungsvektor-Vorhersagekandidaten liegt, oder der Bewegungsvektor-Median-Vorhersagewert als der vorhergesagte Wert zum Codieren des ersten Blockes festgelegt. Die Schritte des Vergleichens eines Bewegungsvektor-Median-Vorhersagewerts mit dem Grenz-Bewegungsvektor und des Festlegens eines vorhergesagten Wertes werden für jeden der zusätzlichen Blöcke der Vielzahl von Blöcken des Makroblocks wiederholt.
  • Aus der US 5,905,535 ist ein Verfahren zum differentiellen Codieren eines einem Makroblock zugehörigen Bewegungsvektors bekannt. Das Verfahren umfasst die Schritte des Bestimmens der Komponenten des Bewegungsvektors und des Bestimmens eines Vorhersagevektors. Jede Komponente ist gleich dem Median-Wert der entsprechenden Komponenten von wenigstens drei Kandidaten-Bewegungsvektoren. Ein Kandidaten- Bewegungsvektor ist ein Vektor, der einem zuletzt codierten Makroblock zugeordnet ist. Weiter umfasst das Verfahren den Schritt des Subtrahierens der so erhaltenen Komponenten von den Komponenten des zu codierenden Vektors.
  • Die US 6,026,195 offenbart eine Technik zum Abschätzen und Kompensieren einer Bewegung für interlaced digital video (digitales Video mit Zwischenzeilen), wie beispielsweise video object planes (VOPs) (Videoobjektebenen). Vorhersage-Bewegungsvektoren zur Verwendung im differentiellen Decodieren eines gegenwärtigen feldcodierten Makroblocks werden unter Verwendung des Median-Wertes von Bewegungsvektoren von umgebenden Blöcken oder Makroblöcken erhalten. Wenn ein umgebender Makroblock selbst interlaced codiert ist, wird ein gemittelter Bewegungsvektor für diesen Makroblock verwendet, wobei teilweise Pixel-Werte auf halbe Pixel gemappt (abgebildet) werden. Wenn der gegenwärtige Block nicht interlaced codiert ist, sondern der umgebende Block interlaced codiert ist, können die Feld-Bewegungsvektoren individuell oder gemittelt verwendet werden. In einer sich wiederholenden Padding-Technik für ein interlaced codiertes VOP werden die geraden und ungeraden Linien des VOPs und ein umgebender Block gruppiert. Innerhalb jeden Feldes, werden äußere Pixel dadurch gepadded, dass sie auf den Wert des am nächsten angrenzenden Pixels gesetzt werden, oder auf einen Mittelwert von zwei angrenzenden Pixeln. Die Linien werden dann aufgezeichnet, um ein einfach gepaddetes Referenz-VOP-Bild bereitzustellen.
  • Um die Menge an Bits, die für die Übertragung von Bewegungsinformation zu verwenden ist, zu reduzieren, wird, anstatt einen Bewegungsvektor MV direkt an einen Decodierer zu senden, ein Codierer einen Median-Wert von Bewegungsvektoren von drei benachbarten Blöcken durch eine Median-Operation auswählen, den ausgewählten Median-Wert als einen Vorhersage-Bewegungsvektor PMV bestimmen, eine Differenz MVD zwischen dem MV und dem PMV erhalten (d.h. MVD = MV – PMV), und die erhaltene Differenz MVD an den Decodierer senden.
  • Dann erhält der Decodierer den Bewegungsvektor MV durch Erhalten des Vorhersage-Bewegungsvektors PMV auf die gleiche Weise wie der Codierer und Addiert den gesendeten MVD zu dem erhaltenen PMV. In 1 ist ein Block E ein zu codierender (oder zu decodierender) Block, und Blöcke A, B und C sind dem Block E benachbarte Blöcke. Unter Definition von Bewegungsvektoren der benachbarten Blöcke A, B bzw. C als MVA, MVB und MVC, kann ein Vorhersage-Bewegungsvektor PMV des Blocks E durch eine Median-Operation wie folgt erhalten werden: PMV = Median {MVA, MVB, MVC}
  • Ein Block D in 1 ist ein Block, welcher anstelle des Blocks C verwendet wird, wenn der Block C außerhalb eines Bilds existiert. Unter der Annahme, dass nur einer der drei Blöcke A, B und C oder A, B und D sich auf das gleiche Referenzbild bezieht, auf welches sich der Block E bezieht, wird ein Bewegungsvektor MV dieses Blocks als der Vorhersage-Bewegungsvektor PMV verwendet werden. Dieses Bewegungsinformationssendeverfahren wird auf alle Bilder angewandt, und zwar unabhängig davon, von welchem Typ sie sind.
  • Andererseits hat ein B-Bild ("B picture") fünf Typen von Vorhersagemoden ("predictive modes"), wie etwa einen Vorwärts-Modus ("forward mode"), einen Rückwärts-Modus ("backward mode"), einen Doppel-Vorhersage-Modus ("bipredictive mode"), einen Direkt-Modus ("direct mode") und einen Intra-Modus ("intra mode"). Im Allgemeinen hat ein benachbarter Block in dem Vorwärts-Modus einen Bewegungsvektor MVFW, welcher aus einem Vorwärts-Referenzbild mit einem Index ref_idx_fwd erhalten wird, und ein benachbarter Block in dem Rückwärts-Modus hat einen Bewegungsvektor MVBW, welcher aus einem Rückwärts-Referenzbild mit einem Index ref_idx_bwd erhalten wird.
  • In dem Doppel-Vorhersage-Modus des B-Bilds ist die Vorhersage aus verschiedenen Richtungen und den gleichen Richtungen erlaubt, wie etwa vorwärts/vorwärts, rückwärts/rückwärts und vorwärts/rückwärts. Jedes Referenzbild verwendet den Index ref_idx_fwd oder ref_idx_bwd unabhängig von seiner Richtung (vorwärts oder rückwärts), und jeder Bewegungsvektor wird auch als MVFW oder MVBW repräsentiert, und zwar unabhängig von seiner Richtung (der Grund ist der, dass die vordefinierten 'syntaxes' so verwendet werden, wie sie sind. Zum Ausdrücken der Syntaktiken können 'ref-idx-10' oder 'ref-idx-11' für jeden Index verwendet werden und 'mv_list0' oder 'mv_list1' können für jeden Bewegungsvektor verwendet werden). Der Direkt-Modus ("direkt mode") des B-Bildes ist ein Vorhersage-Modus, wo Bewegungsinformation nicht zu dem Decodierer gesendet wird, und Bewegungsvektoren MVf und MVb und Referenzbilder innerhalb des Decodierers hergeleitet werden. Die Tatsache, dass die hergeleiteten Bewegungsvektoren als MVf und MVb unabhängig von ihren Richtungen dargestellt werden, ist gleich wie in dem Doppel-Vorhersage-Modus ("bi-predictive mode").
  • Bei einem herkömmlichen Verfahren zum Berechnen eines Vorhersage-Bewegungsvektors PMV des B-Bilds wird ein Vorwärts-Vorhersage-Bewegungsvektor des Blocks E durch Extrahieren von nur Vorwärts-Bewegungsvektoren aus den benachbarten Blöcken und Durchführen einer Median-Operation in Bezug auf die extrahierten Vorwärts-Bewegungsvektoren erhalten. Wenn einer der benachbarten Blöcke keinen Vorwärts-Bewegungsvektor hat, wird dessen Bewegungsvektor zu 0 gesetzt, und die Median-Operation wird unter einer solchen Bedingung durchgeführt. Dieses Verfahren wird ähnlich angewendet auf einen Rückwärtt-Vorhersage-Bewegungsvektor des Blocks E, sodass nur Rückwärts-Bewegungsvektoren der benachbarten Blöcke verwendet werden. Wenn einer der benachbarten Blöcke in dem Intra-Modus ("intra mode") ist, wird dessen Bewegungsvektor zu 0 gesetzt, der benachbarte Block wird als ein Block betrachtet, der sich auf ein Referenzbild bezieht, welches von dem verschieden ist, auf welches sich der Block E bezieht, und der Vorhersage-Bewegungsvektor PMV wird unter einer solchen Bedingung erhalten.
  • Wenn jedoch, wie vorangehend beschrieben, in dem Doppel-Vorhersage-Modus des B-Bilds die Vorhersage aus verschiedenen Richtungen und den gleichen Richtungen erlaubt ist, wie etwa vorwärts/vorwärts, rückwärts/rückwärts und vorwärts/rückwärts, verwendet jedes Referenzbild den Index ref_idx_fwd oder ref_idx_bwd unabhängig von seiner Richtung (vorwärts oder rückwärts), und jeder Bewegungsvektor wird ebenfalls als MVFW oder MVBw unabhängig von seiner Richtung repräsentiert. Als Folge davon besteht ein Bedarf danach, ein Verfahren zum Berechnen eines Vorhersage-Bewegungsvektors PMV zu definieren, wenn ein benachbarter Block mit zwei Bewegungsvektoren existiert.
  • Unter der Annahme, dass ein benachbarter Block in dem Doppel-Vorhersage-Modus ("bi-predictive mode") (oder in dem Direkt-Modus) ist, können Bewegungsvektoren MVFW und MVBW (oder MVf oder MVb) von diesen die gleichen Richtungen haben, wie etwa vorwärts/vorwärts oder rückwärts/rückwärts, oder verschiedene Richtungen, wie etwa vorwärts/rückwärts. Diese Richtungsinformation der Bewegungsvektoren kann nicht von lediglich den Bewegungsvektorsyntaktiken 'MVFW' und 'MVBW' oder den Referenzbildindices 'ref_idx_fwd' und 'ref_idx_bwd' bestimmt werden. Das herkömmliche Verfahren zum Berechnen der PMV aus dem B-Bild gibt keine genaue Beschreibung eines solchen Problems an, was zu großer Verwirrung führt.
  • Beispielsweise in dem Fall, wo ein benachbarter Block in dem Doppel-Vorhersage-Modus mit zwei Bewegungsvektoren in den Vorwärts/Vorwärts-Richtungen ist, ergibt das herkömmliche PMV-Berechnungsverfahren keine klar definierte Bestimmung dahingehend, ob beide oder einer der beiden Bewegungsvektoren für die Berechnung des Vorwärts-Vorhersage-Bewegungsvektors PMV des Blocks E verwendet werden müssen/muss.
    •
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Berechnen eines Vorhersage-Bewegungsvektors eines zu decodierenden Blocks in einem B-Bild beim Decodieren von bewegten Bildern basierend auf Bewegungsvektoren eines Blocks anders als der zu decodierende Block bereitzustellen, welches eine erhöhte Effizienz aufweist.
  • Die vorstehende Aufgabe wird in einem Verfahren zum Berechnen eines Vorhersage-Bewegungsvektors mit den Merkmalen des Oberbegriffes des unabhängigen Anspruchs 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.
  • Gemäß eines Aspekts wird ein Verfahren zum Zuordnen von Richtungsinformation zu Referenzbildern und ein Verfahren zum Bestimmen der Richtungen der Referenzbilder bereitgestellt, wobei eindeutige Information, welche die Beschaffung von Richtungsinformation von Bewegungsvektoren ermöglicht, jedem Referenzbild zugeordnet wird, sodass Information hinsichtlich einer Richtung von jedem benachbarten Block hin zu jedem Referenzbild gewonnen werden kann.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts wird ein Vorhersage-Bewegungsvektor-Berechnungsverfahren durch Definieren eines in einer Median-Operation zu verwendenden Bewegungsvektors bereitgestellt, wenn ein einem zu codierenden Block benachbarter Block eine Mehrzahl von Bewegungsvektoren hat, sodass ein Vorhersage-Bewegungsvektor (PMV) des zu codierenden Blocks erhalten werden kann, und zwar unter Verwendung von Bewegungsvektorinformation des benachbarten Blocks, und um eine Codiereffizienz zu erhöhen.
  • Unter einem Aspekt der vorliegenden Erfindung können die obigen und weitere Ziele erreicht werden durch Zuordnen von Richtungsinformation zu einem Referenzbild als ein Merkmal ("feature") des Referenzbilds, sodass sich die Richtungsinformation des Referenzbilds, auf welches durch einen Referenzbildindex gezeigt wird, ergibt.
  • Vorzugsweise kann die Richtungsinformation, welche die Anzeigeordnung jedes Referenzbilds angibt, durch einen Bildordnungszählerwert, POC ("picture order count (POC) value") repräsentiert sein.
  • Unter einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bestimmen von Richtungen von Referenzbildern vorgeschlagen, auf welche jeweils durch Referenzbildindices gezeigt wird, umfassend den Schritt des Gewinnens von Anzeigeordnungsinformation jedes Referenzbilds, Vergleichen der gewonnenen Anzeigeordnungsinformation mit Anzeigeordnungsinformation eines gegenwärtig codierten Blocks, und Bestimmen einer Richtung (vorwärts oder rückwärts) jedes Referenzbilds gegenüber dem gegenwärtig codierten Block.
  • Vorzugsweise kann die Anzeigeordnungsinformation jedes Referenzbilds von einem POC-Wert erhalten werden.
  • Unter noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Berechnen eines Vorhersage-Bewegungsvektors (PMV) eines zu codierenden Blocks bereitgestellt, und zwar durch Durchführen einer Median-Operation unter Verwendung von Bewegungsvektoren benachbarter Blöcke, umfassend die Schritte a) wenn die benachbarten Blöcke die Bewegungsvektoren haben, Gewinnen von Richtungsinformation von Referenzbildern, auf welche durch die Bewegungsvektoren der benachbarten Blöcke gezeigt wird; und b) Auswählen einiger der Bewegungsvektoren der benachbarten Blöcke mit Bezug auf die gewonnene Richtungsinformation und Durchführen der Median-Operation unter Einschluss der ausgewählten Bewegungsvektoren, um den Vorhersage-Bewegungsvektor des zu codierenden Blocks zu erhalten.
  • Vorzugsweise kann der Schritt a) den Schritt des Bestimmens der Richtungsinformation der Bewegungsvektoren durch Vergleichen von Anzeigeordnungsinformation der Referenzbilder, auf welche durch die Bewegungsvektoren der benachbarten Blöcke gezeigt wird, mit Anzeigeordnungsinformation des zu codierenden Blocks umfassen.
  • Vorzugsweise kann der Schritt b) den Schritt umfassen, dass, wenn einer der benachbarten Blöcke zwei Bewegungsvektoren mit verschiedenen Richtungen hat, einer. der beiden Bewegungsvektoren ausgewählt wird, welcher die gleiche Richtung hat wie der Vorhersage-Bewegungsvektor, und Ausführen der Median-Operation unter Einschluss des ausgewählten Bewegungsvektors, um den Vorhersage-Bewegungsvektor zu erhalten.
  • Alternativ kann der Schritt b) den Schritt umfassen, dass, wenn einer der benachbarten Blöcke zwei Bewegungsvektoren mit den gleichen Richtungen hat, welche verschieden sind von der des Vorhersage-Bewegungsvektors, die beiden Bewegungsvektoren zu 0 gesetzt werden, betrachtet wird, ob der benachbarte Block Bezug nimmt auf ein Referenzbild, welches verschieden ist von dem, auf welches der zu codierende Block Bezug nimmt, und die Median-Operation unter Einschluss der Null-Bewegung durchgeführt wird, um den Vorhersage-Bewegungsvektor zu erhalten.
  • Alternativ hierzu kann der Schritt b) den Schritt b-1) umfassen, dass, wenn einer der benachbarten Blöcke zwei Bewegungsvektoren MV1 und MV2 mit den gleichen Richtungen hat, welche die gleichen sind wie der des Vorhersage-Bewegungsvektors, und beide Bewegungsvektoren MV1 und MV2 auf das gleiche Referenzbild Bezug nehmen, einer der beiden Bewegungsvektoren MV1 und MV2 ausgewählt wird und die Median-Operation unter Einschluss des ausgewählten Bewegungsvektors durchgeführt wird, um den Vorhersage-Bewegungsvektor zu erhalten.
  • Insbesondere bevorzugt kann der Schritt b-1) den Schritt b-2) umfassen, dass einer der beiden Bewegungsvektoren MV1 und MV2 dazu ausgewählt wird, welcher früher decodiert wird oder den gleichen Modus (MV1-Modus oder MV2-Modus) hat wie der Vorhersage-Bewegungsvektor, und die Median-Operation unter Einschluss des ausgewählten Bewegungsvektors durchgeführt wird, um den Vorhersage-Bewegungsvektor zu erhalten. Hier bezeichnet der Bewegungsvektor mit dem gleichen Modus einen Bewegungsvektor, welcher die gleiche Transkription aufweist wie die, welche den Vorhersage-Bewegungsvektor anzeigt.
  • Alternativ kann der Schritt b) den Schritt umfassen, dass, wenn einer der benachbarten Blöcke zwei Bewegungsvektoren MV1 und MV2 mit den gleichen Richtungen hat, welche gleich der des Vorhersage-Bewegungsvektors sind, und nur einer der Bewegungsvektoren MV1 und MV2 Bezug nimmt auf ein Referenzbild, auf welches durch den zu codierenden Block Bezug genommen wird, einer der Bewegungsvektoren MV1 und MV2 ausgewählt wird, welcher auf das Referenzbild Bezug nimmt, auf welches durch den zu codierenden Block Bezug genommen wird, und Durchführen der Median-Operation unter Einschluss des ausgewählten Bewegungsvektors, um den Vorhersage-Bewegungsvektor zu erhalten.
  • Alternativ hierzu kann der Schritt b) den Schritt umfassen, dass, wenn einer der benachbarten Blöcke zwei Bewegungsvektoren MV1 und MV2 mit den gleichen Richtungen hat, welche gleich der des Vorhersage-Bewegungsvektors sind, keiner der Bewegungsvektoren MV1 und MV2 Bezug nimmt auf ein Referenzbild, auf welches durch den zu codierenden Block Bezug genommen wird, und sie auf verschiedene Referenzbilder Bezug nehmen, einer der Bewegungsvektoren MV1 und MV2 ausgewählt wird, welcher auf ein Referenzbild Bezug nimmt, welches dem Referenzbild am Nächsten liegt, auf welches durch den zu codierenden Block Bezug genommen wird, oder auf ein Referenzbild, welches einem gerade zu codierenden Bild am Nächsten liegt, und die Median-Operation unter Einschluss des ausgewählten Bewegungsvektors durchgeführt wird, um den Vorhersage-Bewegungsvektor zu erhalten.
  • Alternativ hierzu kann der Schritt b) den Schritt umfassen, dass, wenn einer der benachbarten Blöcke einen Bewegungsvektor mit einer Richtung hat, die von der des Vorhersage-Bewegungsvektors verschieden ist, der Bewegungsvektor des benachbarten Blocks zu 0 gesetzt wird, in Betracht gezogen wird, ob der benachbarte Block auf ein Referenzbild Bezug nimmt, welches verschieden ist von dem, auf das durch den zu codierenden Block Bezug genommen wird, und die Median-Operation unter Einbeziehung der Null-Bewegung des benachbarten Blocks durchgeführt wird, um den Vorhersage-Bewegungswert zu erhalten.
  • Alternativ hierzu kann der Schritt b) den Schritt umfassen, dass, wenn einer der benachbarten Blöcke einen Bewegungsvektor mit der gleichen Richtung hat wie die des Vorhersage-Bewegungsvektors, die Median-Operation unter Einbeziehung des Bewegungsvektors des benachbarten Blocks durchgeführt wird, um den Vorhersage-Bewegungsvektor zu erhalten.
    •
  • Die obigen und andere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung deutlicher, wobei 1 eine Ansicht ist, welche die Berechnung eines Vorhersage-Bewegungsvektors eines Blocks E unter Verwendung von Bewegungsvektoren benachbarter Blöcke A, B und C erläutert.
  • Wenn ein einem zu codierenden Block benachbarter Block in einem Doppel-Vorhersage-Modus ("bi-predictive mode") (oder einem Direkt-Modus ("direct mode")) ist, können Bewegungsvektoren MVFW und MVBW (oder MVf und MVb) von diesen die gleichen Richtungen, wie etwa vorwärts/vorwärts und rückwärts/rückwärts, oder verschiedene Richtungen, wie etwa vorwärts/rückwärts, haben. Diese Richtungsinformation der Bewegungsvektoren kann nicht aus lediglich den Bewegungsvektorsyntaktiken 'MVFW' und 'MVBW' oder Referenzbildindices 'ref_idx_fwd' und 'ref_idx_bwd' bestimmt werden. Aus diesem Grund besteht ein Bedarf danach, die Richtungsinformation zu erhalten durch Bezugnahme auf andere eindeutige Information, die durch die Referenzbilder gehalten wird.
  • Die vorliegende Erfindung schlägt ein Verfahren zum Gewinnen von Richtungsinformation von Bewegungsvektoren durch Vergleichen der Anzeigeordnungen der Referenzbilder und Berechnen eines Vorhersage-Bewegungsvektors PMV auf der Grundlage der gewonnenen Richtungsinformation vor.
  • Nun werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung im Detail beschrieben.
  • 1. ERKENNEN VON BEWEGUNGSVEKTORRICHTUNGEN DURCH ANZEIGEORDNUNGSVERGLEICH
  • Richtungsinformation von Bewegungsvektoren von benachbarten Blöcken muss vor der Berechnung eines Vorhersage-Bewegungsvektors PMV eines zu codierenden Blocks gewonnen werden. Dann werden über die Richtungsinformation der Bewegungsvektoren der jeweiligen benachbarten Blöcke Bestimmungen dahingehend durchgeführt, ob die Bewegungsvektoren der benachbarten Blöcke in die Median-Operation einbezogen werden müssen.
  • Im Allgemeinen kann, wenn ein benachbarter Block in einem Vorwärts-Modus oder einem Rückwärts-Modus mit einem Bewegungsvektor ist, die Richtung des Bewegungsvektors aus einem Referenzbildindex bestimmt werden. In dem Fall, wo ein benachbarter Block in einem Doppel-Vorhersage-Modus oder Direkt-Modus mit zwei Bewegungsvektoren ist, ist es jedoch unmöglich, die tatsächlichen Richtungen von Referenzbildern, auf welche durch zwei Referenzbildindices Bezug genommen wird, zu erkennen.
  • Der Grund hierfür ist der Folgende. Ein Decoder eines Codiersystems für bewegte Bilder, welches mehrere Referenzbilder und ein als Referenzbild zu verwendendes B-Bild erlaubt, kann Richtungsinformation nicht aus lediglich Referenzbildindices schätzen, da er die genaue Zahl an Vorwärts-Referenzbildern und Rückwärts-Referenzbildern des gegenwärtig zu decodierenden B-Bilds nicht genau gewinnen kann, obwohl er die Beziehung zwischen einer vorgegebenen ("default") Vorwärts/Rückwärts-Indexordnung und einer relativen Vorwärts/Rückwärts-Indexordnung aus von einem Codierer gesendeter Umordnungsinformation ("re-mapping information") erkennen kann.
  • Mit der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass ein Referenzbild, auf welches durch einen Referenzbildindex gezeigt wird, eindeutige Information enthält, welche für dessen Anzeigeordnung zur Erkennung seiner Richtung kennzeichnend ist. Diese Anzeigeordnung wird durch einen Bildordnungszählerwert ("picture order count (POC) value") repräsentiert. Als eine Folge davon kann die Richtung jedes Bewegungsvektors einfach durch Vergleichen einer Anzeigeordnung jedes Referenzbilds, auf welches durch jeden Referenzbildindex gezeigt wird, mit einer Anzeigeordnung des gerade zu codierenden B-Bilds erhalten werden.
  • 2. MEDIAN-OPERATION ZUR BERECHNUNG DES VORHERSAGE-BEWEGUNGSVEKTORS PMV, WENN DER BENACHBARTE BLOCK IN DEM DOPPEL-VORHERSAGE-MODUS ODER DEM DIREKT-MODUS IST
  • Wenn ein einem zu codierenden Block benachbarter Block in dem Doppel-Vorhersage-Modus ("bi-predictive mode") oder dem Direkt-Modus ("direct mode") ist, hat er zwei Bewegungsvektoren. von diesen Bewegungsvektoren wird einer, der die gleiche Richtung hat wie die eines Vorhersage-Bewegungsvektors PMV des zu codierenden Blocks, für die Median-Operation zu verwenden sein. Eine genauere Beschreibung von dem durch die vorliegende Erfindung vorgeschlagenen effizienten Vorhersage-Bewegungsvektor-PMV-Berechnungsverfahren wird nachfolgend angegeben. Der einfacheren Beschreibung wegen sei angenommen, dass ein zu codierender Block E ist, benachbarte Blöcke A, B, C und D sind, und zwei Bewegungsvektoren jedes benachbarten Blocks MV1 und MV2 sind, wie dies in 1 gezeigt ist.
  • 2.1 DER FALL, WO ZWEI BEWEGUNGSVEKTOREN VON BENACHBARTEN BLÖCKEN VERSCHIEDENE RICHTUNGEN HABEN
  • Ein Bewegungsvektor, der die gleiche Richtung hat wie die eines Vorhersage-Bewegungsvektors PMV eines zu codierenden Blocks, wird ausgewählt, und der Vorhersage-Bewegungsvektor PMV wird dann durch die Median-Operation berechnet.
  • In anderen Worten, es wird ein Vorwärts-Bewegungsvektor zur Berechnung des PMV in Bezug auf einen Vorwärts-Vorhersage-Bewegungsvektor des Blocks E ausgewählt, und ein Rückwärts-Bewegungsvektor wird zur Berechnung des PMV in Bezug auf einen Rückwärts-Vorhersage-Bewegungsvektor des Blocks E ausgewählt. Dann wird der Vorhersage-Bewegungsvektor PMV für jede Richtung durch die Median-Operation erhalten.
  • 2.2 DER FALL, WO ZWEI BEWEGUNGSVEKTOREN BENACHBARTER BLÖCKE DIE GLEICHEN RICHTUNGEN HABEN, WELCHE DIE GLEICHE SIND WIE DIE DES VORHERSAGE-BEWEGUNGSVEKTORS PMV
  • Zunächst wird eine Bestimmung durchgeführt, ob zwei Bewegungsvektoren MV1 und MV2 eines benachbarten Blocks auf ein Referenzbild Bezug nehmen, auf welches der zu codierende Block E Bezug nimmt.
  • Wenn beide der Bewegungsvektoren MV1 und MV2 auf das gleiche Referenzbild Bezug nehmen, wird einer von diesen (z.B. ein Bewegungsvektor, der früher decodiert wird, oder ein Bewegungsvektor, der den gleichen Modus (MV1-Modus oder MV2-Modus) aufweist wie der eines Vorhersage-Bewegungsvektors) ausgewählt und in die Median-Operation zur Berechnung des Vorhersage-Bewegungsvektors PMV einbezogen. Hier bezeichnet der Bewegungsvektor mit dem gleichen Modus einen Bewegungsvektor, welcher die gleiche Transkription ("transcription") hat wie die, die für den Vorhersage-Bewegungsvektor kennzeichnend ist. Auch kann das Referenzbild, auf welches die Bewegungsvektoren MV1 und MV2 Bezug nehmen, das gleiche sein wie das oder verschieden sein von dem Referenzbild, auf welches der zu codierende Block E Bezug nimmt.
  • Wenn nur einer der Bewegungsvektoren MV1 und MV2 auf das Referenzbild Bezug nimmt, auf welches durch den Block E Bezug genommen wird, wird dieser in die Median-Operation zur Berechnung des Vorhersage-Bewegungsvektors PMV einbezogen.
  • Wenn keiner der Bewegungsvektoren MV1 und MV2 auf das Referenzbild von Block E Bezug nimmt und sie auf verschiedene Referenzbilder Bezug nehmen, wird einer von diesen, welcher auf ein Referenzbild Bezug nimmt, welches dem Referenzbild, auf welches durch den Block E Bezug genommen wird, am Nächsten ist, oder auf ein Referenzbild, welches einem gerade zu codierenden Bild am Nächsten liegt, ausgewählt und in die Median-Operation zum Berechnen des Vorhersage-Bewegungsvektors PMV einbezogen.
  • 2.3 DER FALL, WO ZWEI BEWEGUNGSVEKTOREN DES BENACHBARTEN BLOCKS DIE GLEICHEN RICHTUNGEN HABEN, WELCHE VERSCHIEDEN SIND VON DER DES VORHERSAGE-BEWEGUNGSVEKTORS PMV
  • Zwei Bewegungsvektoren MV1 und MV2 eines benachbarten Blocks werden zu 0 gesetzt, der benachbarte Block wird derart betrachtet, dass er auf ein Referenzbild Bezug nimmt, welches von dem Referenzbild verschieden ist, auf welches der Block E Bezug nimmt, und der Vorhersage-Bewegungsvektor PMV des zu codierenden Blocks wird erhalten durch die Median-Operation unter Einbeziehung der Null-Bewegung.
  • Auf diese Weise werden, wenn ein benachbarter Block zwei Bewegungsvektoren hat, die Richtungen der Bewegungsvektoren aus den Anzeigeordnungen der zugeordneten Referenzbilder erhalten und Bestimmungen werden durchgeführt, dahingehend ob sie die gleichen sind wie die Richtung des Vorhersage-Bewegungsvektors PMV, wodurch es möglich wird, einen PMV zu erhalten, der einen MV stärker approximiert. Dies führt zu einer Reduktion in der Größe einer Bewegungsvektordifferenz MVD (= MV – PMV), welche an den Decoder zu senden ist, und wiederum einer Reduktion der Menge an Bits, die an den Decoder zu senden sind. Entsprechend kann die gesamte Codiereffizienz erhöht werden.
  • Andererseits wird in dem Fall, wo ein benachbarter Block einen (einzigen) Bewegungsvektor hat, Richtungsinformation des Bewegungsvektors aus einer Anzeigeordnung eines zugeordneten Referenzbilds erhalten. Wenn die Richtung des Bewegungsvektors nicht die gleiche ist wie die des Vorhersage-Bewegungsvektors, wird der Bewegungsvektor zu 0 gesetzt, der benachbarte Block wird als ein solcher betrachtet, der Bezug nimmt auf ein Referenzbild, welches verschieden ist von dem Referenzbild, auf das durch den zu codierenden Block Bezug genommen wird, und der Vorhersage-Bewegungsvektor wird durch die Median-Operation unter Einbeziehung der Null-Bewegung erhalten.
  • Ferner wird in dem Fall, wo ein benachbarter Block einen (einzigen) Bewegungsvektor hat, Richtungsinformation des Bewegungsvektors aus einer Anzeigeordnung eines zugeordneten Referenzbilds erhalten. Wenn die Richtung des Bewegungsvektors die gleiche ist wie die des Vorhersage-Bewegungsvektors, wird der Bewegungsvektor in die Median-Operation zur Berechnung des Vorhersage-Bewegungsvektors einbezogen.
  • Wie aus der vorangehenden Beschreibung hervorgeht, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Zuordnen von Richtungsinformation zu Referenzbildern und ein Verfahren zum Bestimmen der Richtungen der Referenzbilder bereit, wobei Anzeigeordnungsinformation, welche die Gewinnung von Richtungsinformation von Bewegungsvektoren ermöglicht, jedem Referenzbild zugeordnet wird. Deshalb kann Information im Hinblick auf eine Richtung von einem gerade zu codierenden Block zu jedem Referenzbild gewonnen werden.
  • Ferner stellt die vorliegende Erfindung ein Vorhersage-Bewegungsvektor-Berechnungsverfahren bereit durch Definieren eines in einer Median-Operation zu verwendenden Bewegungsvektors bereit, wenn ein um einen zu codierenden Block benachbarter Block zwei Bewegungsvektoren aufgrund eines Doppel-Vorhersage-Modus oder Direkt-Modus eines B-Bilds hat. Als Folge davon kann ein Vorhersage-Bewegungsvektor (PMV) des zu codierenden Blocks vorhergesagt werden unter Verwendung von Bewegungsvektorinformation von benachbarten Blöcken, und eine Codiereffizienz kann verbessert werden.
  • Zusammenfassend wird ein Verfahren zum Berechnen eines Vorhersage-Bewegungsvektors eines zu codierenden Blocks durch Durchführen einer Median-Operation unter Verwendung von Bewegungsvektoren von benachbarten Blöcken vorgeschlagen. Wenn einer der benachbarten Blöcke Bewegungsvektoren MV1 und MV2 hat, wird Richtungsinformation (vorwärts oder rückwärts) von Referenzbildern, auf welche jeweils durch die Bewegungsvektoren Bezug genommen wird, gewonnen, und einer der Bewegungsvektoren wird in Bezug auf die gewonnene Richtungsinformation ausgewählt. Dann wird die Median-Operation unter Einbeziehung des ausgewählten Bewegungsvektors durchgeführt, um den Vorhersage-Bewegungsvektor des zu codierenden Blocks zu erhalten.

Claims (7)

  1. Verfahren zum Berechnen eines Vorhersage-Bewegungsvektors eines zu decodierenden Blocks (E) in einem B-Bild beim Decodieren von bewegten Bildern, wobei das Verfahren umfasst Erhalten wenigstens eines Bewegungsvektors eines anderen Blocks (A, B, C) als der zu decodierende Block (E) in dem B-Bild, wobei der andere Block (A, B, C) auf wenigstens ein Referenzbild verweist, auf welches durch einen Referenzbildindex gezeigt wird; dadurch gekennzeichnet, dass einem jeden Bild ein Bildordnungszählerwert zugeordnet ist, wobei der Bildordnungszählerwert eine Anzeigeordnung eines jeden Bildes angibt; und das Verfahren weiter umfasst Vergleichen eines Bildordnungszählerwerts für das B-Bild mit einem Bildordnungszählerwert für wenigstens ein Referenzbild; und Erhalten des Vorhersage-Bewegungsvektors des in dem B-Bild zu decodierenden Blocks (E) aus dem Bewegungsvektor des Blocks (A, B, C) anders als der zu decodierende Block (E), basierend auf dem Vergleichsschritt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Referenzbildindex eine Indexordnung-Information umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Referenzbildindex unter Verwendung von Umordnungsinformation eines Codierers umgeordnet wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der andere Block (A, B, C) in einem Doppel-Vorhersage-Modus oder in einem Direkt-Modus ist.
  5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Vorhersage-Bewegungsvektor eines zu decodierenden Blocks (E) in dem B-Bild durch Durchführen einer Median-Operation unter Verwendung des erhaltenen wenigstens einen Bewegungsvektors gewonnen wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das B-Bild ein bi-predictive-Bild ist, welches mehrere Typen von Vorhersagemoden aufweist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der in dem B-Bild zu decodierende Block (E) in einem Doppel-Vorhersage-Modus oder in einem Direkt-Modus ist.
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