專利名稱：采用改進直接模式的塊預測方法
技術領域：
本發明涉及運動圖像編碼系統，尤其涉及一種使用改進直接模式的B圖像塊預測方法。
在B圖像中，使用直接模式的塊預測方法，以計算前向運動矢量和后向運動矢量，作為直接模式的后向參考圖像中相同位置塊的運動矢量的縮放版本；使用上述運動矢量而獲得兩個不同的運動補償塊；以及通過平均兩個運動補償塊來最終獲得預測塊。
參考
圖1，下文將更詳細地描述如上所述的使用直接模式的塊預測方法。
圖1顯示了一個圖像模式，以解釋現有技術中的采用直接模式的塊預測方法。如圖1所示，該圖像模式包含使用僅僅由同一圖像內的解碼采樣而來的預測而進行編碼的I圖像(未顯示)，利用由先前解碼的參考圖像而來的最多一個運動矢量，通過幀間預測而進行編碼的P圖像P1、P4和P7，以及通過由先前解碼的參考圖像而來的兩個幀內預測塊而進行編碼的B圖像B2、B3、B5和B6。
另外，為方便起見，下文將首先描述圖1所示的參數。TRD表示在直接模式前向參考圖像P1和直接模式后向參考圖像P7之間的時間距離，TRB表示在直接模式前向參考圖像P1和當前B圖像B5之間的時間距離，MV表示直接模式后向參考圖像P7中相同位置塊的運動矢量，MVf表示指向直接模式前向參考圖像的直接模式前向運動矢量，以及MVb表示指向直接模式后向參考圖像的直接模式后向運動矢量。這里，直接模式前向參考圖像是指直接模式后向參考圖像中相同位置塊的運動矢量所指向的參考圖像。
下文將使用上述參數來描述直接模式的塊預測方法。
首先，通過使用以下公式(1)，根據直接模式后向參考圖像P7中相同位置塊Bs的運動矢量MV，得到直接模式前向運動矢量MVf。MVf=TRB×MVTRD············(1)]]>此外，通過使用以下公式(2)，根據直接模式后向參考圖像(P7)中的相同位置塊Bs的運動矢量MV，得到直接模式后向運動矢量MVb。MVb=(TRB-TRD)MVTRD·············(2)]]>從而，使用由公式(1)和(2)計算的MVf和MVb對塊Bf和Bb進行運動補償，然后，通過以下公式(3)平均這兩個塊，得到B圖像當前塊Bc的預測值Bc′。Bc′=Bf+Bb2·············(3)]]>然而，根據現有技術的直接模式塊預測方法，根據直接模式后向參考圖像中的相同位置塊的運動矢量來得到直接模式前向運動矢量，因此，所得到的值只是近似值，不是B圖當前塊的精確運動矢量。
另外，根據現有技術的直接模式塊預測方法，即使時間上接近于B圖像的參考圖像非常相似于B圖像，也使用兩個不同運動補償塊的平均值來進行塊預測，而不考慮參考圖像之間的時間距離。因此，預測塊的準確度較低。
尤其是，在具有淡出場景的序列中，因為連續B圖像的亮度可以逐漸變暗或逐漸變亮，通過簡單地平均兩個運動補償塊而獲得的預測值與原始值之間存在著很大的差值，從而整個系統的編碼效率非常低。
另外，本發明的另一個目的在于提供一種使用直接模式的塊預測方法，由最接近于當前B圖像的參考圖像而獲得直接模式前向運動矢量，并通過對兩個不同的運動補償塊進行插值預測而獲得當前要編碼的B圖像的預測塊，從而改善了預測塊的準確度并提高了編碼效率。
如這里所體現和廣泛描述的那樣，為達到本發明的目的，本發明提供一種改進的直接模式塊預測方法。該方法包含以下步驟第一步驟，計算B圖像中當前塊的直接模式前向和后向運動矢量；第二步驟，利用第一步驟所獲得的前向和后向運動矢量來獲得運動補償塊；以及第三步驟，對第二步驟所獲得的運動補償塊進行插值預測，從而對B圖像中當前即將編碼(解碼)的塊進行預測。
由以下的詳細說明，結合附圖，本發明的上述和其它目的、特征、方面和優點會變得更加清楚。
優選實施例說明下文將詳細描述本發明的優選實施例，該優選實施例是指附圖中所顯示的實施例。
在本發明的直接模式塊預測方法中，由直接模式后向參考圖像中的相同位置塊的運動矢量來計算直接模式前向運動矢量和后向運動矢量，使用上述運動矢量來得到兩個運動補償塊，最后，通過對兩個運動補償塊進行插值來得到預測塊。
另外，在本發明的使用直接模式的塊預測方法中，由直接模式后向參考圖像來計算得到后向運動矢量，由前向參考圖像中最接近于當前B圖像的參考圖像來計算直接模式前向運動矢量，以及由上述運動矢量來得到運動補償塊，最后，通過對該兩個運動補償塊進行插值而獲得預測塊。
參考附圖，下文將描述本發明的實施例。
圖2顯示了一個圖像模式，以說明本發明的直接模式塊預測方法。如圖2所示，該圖像模式包含使用僅僅由同一圖像內的解碼采樣而來的預測而編碼的I圖像(未顯示)，利用由先前解碼的參考圖像而來的最多一個運動矢量，通過幀間預測而編碼的P圖像P1、P4和P7，以及通過由先前解碼的參考圖像而來的兩個幀間預測塊而編碼的B圖像B2、B3、B5和B6。
為方便起見，下文將首先描述圖2所示的參數。TRD表示直接模式前向參考圖像P1和直接模式后向參考圖像P7之間的時間距離，TRB表示直接模式的前向參考圖像P1和當前B圖像B5之間的時間距離，TRN表示最接近于當前B圖像的參考圖像P4和當前B圖像B5之間的時間距離，MV表示直接模式后向參考圖像P7中的相同位置塊的運動矢量，MVf′表示指向最接近于當前B圖像的參考圖像P4的直接模式前向運動矢量，以及MVB表示指向直接模式后向參考圖像P7的直接模式后向運動矢量。
此時，在對當前B圖像進行編碼(或解碼)之前，在對直接模式后向參考圖像進行編碼(或解碼)的過程中，得到直接模式后向參考圖像P7中的相同位置塊Bs的運動矢量MV。
下文將描述如上構建的本發明的直接模式塊預測方法。
根據以下公式(4)可得到指向參考圖像P4的前向運動矢量MVf′，該參考圖像在前向參考圖像中具有最短的時間距離。MVf′=TRN+MVTRD···········(4)]]>此外，根據使用現有技術的以下公式(2)可獲得指向直接模式后向參考圖像P7的后向運動矢量MVb。MVb=(TRB-TRD)×MVTRD············(2)]]>因此，使用由公式(2)和公式(4)計算的運動矢量MVf′和MVb可獲得運動補償塊Bf和Bb。
另一方面，根據上述兩運動補償塊Bf和Bb，可獲得塊Bc的預測值Bc′。此時，B圖像的位置可以更接近于含有運動補償塊Bf的參考圖像和含有運動補償塊Bb的直接模式后向參考圖像中的一個。
本發明的使用直接模式的塊預測方法可應用于圖1和圖2，因此，含有運動補償塊Bf的參考圖像是直接模式前向參考圖像(例如，圖1中的P1圖像)或是離B圖像最近的參考圖像(例如，圖2中的P4圖像)。
另外，在具有淡出場景的序列中，連續B圖像的亮度可逐漸變暗或逐漸變亮，因此，象現有技術那樣通過簡單平均兩個運動補償塊Bf和Bb而得到的預測值與實際原始值之間有較大的差異。因此，其編碼效率顯著降低。
因此，本發明使用直接模式的塊預測方法執行插值預測，考慮當前B圖像和含有運動補償塊Bf的參考圖像(即，直接模式前向參考圖像或離B圖像最近的參考圖像)之間的時間距離，并考慮當前B圖像和直接模式后向參考圖像之間的時間距離，從而改善直接模式的預測塊的準確度。
如圖3所示，如果使用現有技術而得到直接模式前向運動矢量，直接模式運動補償塊Bf存在于前向參考圖像P1中，直接模式運動補償塊Bb存在于后向參考圖像P7中，則執行以下公式(5)所示的插值預測。這里，TRD指直接模式前向參考圖像P1和直接模式后向參考圖像P7之間的時間距離，TRB指直接模式前向參考圖像P1和當前B圖像B5之間的時間距離。尤其是，當B圖像位于直接模式前向參考圖像和直接模式后向參考圖像之間的中點時，該插值預測方法包括與現有技術一樣的平均計算。Bc′=Bf×(TRD-TRB)TRD+Bb×TRBTRD············(5)]]>另外，如圖4所示，當根據本發明而獲得直接模式前向運動矢量時，運動補償塊Bf存在于離當前B圖像最近的參考圖像P4中，運動補償塊Bb存在于直接模式后向參考圖像P7中。因此，執行以下公式(6)進行插值預測。這里，TRD指直接模式前向參考圖像P1和直接模式后向參考圖像P7之間的時間距離，TRB指直接模式前向參考圖像P1和當前B圖像之間的時間距離，TRN指離當前B圖像最近的參考圖像P4和當前B圖像之間的時間距離。Bc′=Bf×(TRD-TRB)(TRN+TRD-TRB)+Bb×TRN(TRN+TRD-TRB)············(6)]]>另一方面，使用圖像順序計數值，即顯示順序信息，表示各個圖像。
因此，利用各圖像的圖像順序計數值，即顯示順序信息，公式(5)和公式(6)可用以下公式(7)表示。這里，Tc是圖像順序計數值，即指定給當前B圖像的顯示順序信息，Tf是圖像順序計數值，即指定給直接模式前向參考圖像的顯示順序信息，或通過公式(4)而得到前向運動矢量時，是一個圖像順序計數值，即分配給離B圖像最近的參考圖像的顯示順序信息，以及Tb是一個圖像順序計數值，即分配給直接模式后向參考圖像的顯示順序信息。Bc′=Bf×(Tb-Tc)(Tb-Tf)+Bb×(Tc-Tf)(Tb-Tf)···········(7)]]>
如上所述，根據本發明，根據直接模式后向參考圖像中的相同位置塊的運動矢量而得到直接模式前向運動矢量，以及通過對運動補償塊值進行插值預測而得到將要進行編碼的B圖像的預測塊。因此，與現有技術相比，本發明的編碼效率得到提高。
另外，根據本發明，根據離即將被編碼(或解碼)的B圖像最近的參考圖像和與B圖像相似的參考圖像可得到直接模式前向運動矢量，以及通過對來自于直接模式的上述前向運動矢量和后向運動矢量的運動補償塊進行插值預測而獲得B圖像的預測塊。因此，預測塊的準確度可得到提高，并且編碼效率也可得到提高。
在不脫離本發明的精神或本質特征的情況下，本發明可以實施為多種形式，還應該理解，除非另外特別說明，以上實施例不限于上述的任何細節，而應在權利要求所限定的精神和范圍內廣義地解釋，因此，所附的權利要求涵蓋所有落在權利要求的界限或其等同物內的變化和改進。
權利要求
1.一種使用改進的直接模式的塊預測方法，該方法包含以下步驟第一步驟，計算當前將要編碼或解碼的B圖像的直接模式前向和后向運動矢量；第二步驟，使用由第一步驟所獲得的直接模式前向和后向運動矢量來獲得兩個不同的運動補償塊；以及第三步驟，通過對第二步驟所獲得的兩個不同的運動補償塊進行插值預測來預測當前將要編碼或解碼的B圖像的塊。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，由當前將要編碼或解碼的B圖像的直接模式前向參考圖像來得到第一步驟中的前向運動矢量，其中，直接模式前向參考圖像是直接模式后向參考圖像中的相同位置塊的運動矢量所指向的參考圖像。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，由前向參考圖像中最接近于即將編碼或解碼的B圖像的參考圖像來得到第一步驟中的前向運動矢量。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，由當前即將編碼或解碼的B圖像的直接模式后向參考圖像而得到第一步驟中的后向運動矢量。
5.一種使用改進的直接模式的塊預測方法，該方法包含以下步驟第一步驟，獲得B圖像的即將編碼或解碼的直接模式前向運動矢量；第二步驟，獲得B圖像的即將編碼或解碼的直接模式后向運動矢量；第三步驟，使用直接模式前向和后向運動矢量來獲得兩個不同的運動補償塊；以及第四步驟，利用各參考圖像間的時間距離，對兩個不同的運動補償塊進行插值預測，從而預測當前即將編碼或解碼的B圖像的塊。
6.根據權利要求5所述的方法，其中，由即將編碼或解碼的B圖像的直接模式前向參考圖像而得到第一步驟中的前向運動矢量，其中，直接模式前向參考圖像是直接模式后向參考圖像中的相同位置塊的運動矢量所指向的參考圖像。
7.根據權利要求6所述的方法，其中，通過以下公式得到直接模式前向運動矢量，MVf=TRB×MVTRD]]>這里，MVf是指向直接模式前向參考圖像的直接模式前向運動矢量，TRB是直接模式前向參考圖像和當前B圖像之間的時間距離，MV是直接模式后向參考圖像中的相同位置塊的運動矢量，TRD是直接模式前向參考圖像和直接模式后向參考圖像之間的時間距離。
8.根據權利要求5所述的方法，其中，由前向參考圖像中最接近于當前即將編碼或解碼的B圖像的參考圖像而得到第一步驟中的前向運動矢量。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，通過以下公式獲得直接模式前向運動矢量，MVf=TRN×MVTRD]]>這里，MVf是指向離當前B圖像最近的參考圖像的直接模式前向運動矢量，TRN是離當前B圖像最近的參考圖像和當前B圖像之間的時間距離，MV是直接模式后向參考圖像中的相同位置塊的運動矢量，TRD是直接模式前向參考圖像和直接模式后向參考圖像之間的時間距離，其中，直接模式前向參考圖像是直接模式后向參考圖像中的相同位置塊的運動矢量所指向的參考圖像。
10.根據權利要求5所述的方法，其中，由即將編碼或解碼的B圖像的直接模式后向參考圖像而得到第二步驟中的后向運動矢量。
11.根據權利要求5所述的方法，其中，第四步驟通過以下公式來預測B圖像的塊，Bc′=Bf×(TRD-TRB)TRD+Bb×TRBTRD]]>這里，Bc′是即將編碼或解碼的塊的預測值，Bf是由直接模式前向運動矢量得到的運動補償塊，Bb是由直接模式后向運動矢量得到的運動補償塊，TRD是直接模式前向參考圖像和直接模式后向參考圖像之間的時間距離，以及TRB是直接模式前向參考圖像和當前B圖像之間的時間距離，其中，直接模式前向參考圖像是直接模式后向參考圖像中的相同位置塊的運動矢量所指向的參考圖像。
12.根據權利要求5所述的方法，其中，第四步驟通過以下公式來預測B圖像的塊，Bc′=Bf×(TRD-TRB)(TRN+TRD-TRB)+Bb×TRN(TRN+TRD-TRB)]]>這里，Bc′是即將編碼或解碼的塊的預測值，Bf是由指向最接近于當前B圖像的參考圖像的直接模式前向運動矢量而得到的運動補償塊，Bb是由直接模式后向運動矢量得到的運動補償塊，TRD是直接模式前向參考圖像和直接模式后向參考圖像之間的時間距離，TRB是直接模式前向參考圖像和當前B圖像之間的時間距離，以及TRN是離當前B圖像最近的參考圖像和當前B圖像之間的時間距離，其中，直接模式前向參考圖像是直接模式后向參考圖像的相同位置塊的運動矢量所指向的參考圖像。
13.一種使用改進的直接模式的塊預測方法，該方法包含以下步驟第一步驟，獲得B圖像的即將編碼或解碼的直接模式前運動矢量；第二步驟，獲得B圖像的即將編碼或解碼的直接模式后運動矢量；第三步驟，使用直接模式的前向和后向運動矢量來獲得兩個不同的運動補償塊；以及第四步驟，利用各參考圖像間的顯示順序信息，通過對兩個不同的運動補償塊進行插值預測，從而預測即將編碼或解碼的B圖像的塊。
14.根據權利要求13所述的方法，其中，由即將編碼或解碼的B圖像的直接模式前向參考圖像來得到第一步驟中的前向運動矢量，其中，直接模式前向參考圖像是直接模式后向參考圖像中的相同位置塊的運動矢量所指向的參考圖像。
15.根據權利要求14所述的方法，其中，通過以下公式得到直接模式前向運動矢量，MVf=TRB×MVTRD]]>這里，MVf是指向直接模式前向參考圖像的直接模式前向運動矢量，TRB是直接模式前向參考圖像和當前B圖像之間的時間距離，MV是直接模式后向參考圖像中的相同位置塊的運動矢量，以及TRD是直接模式前向參考圖像和直接模式后向參考圖像之間的時間距離。
16.根據權利要求13所述的方法，其中，由前向參考圖像中最接近于即將編碼或解碼的B圖像的參考圖像而得到第一步驟中的前向運動矢量。
17.根據權利要求16所述的方法，其中，通過以下公式得到直接模式前向運動矢量，MVf=TRN×MVTRD]]>這里，MVf是指向離B圖像最近的參考圖像的直接模式前向運動矢量，TRN是離當前B圖像最近的參考圖像和當前B圖像之間的時間距離，MV是直接模式后向參考圖像中的相同位置塊的運動矢量，以及TRD是直接模式前向參考圖像和直接模式后向參考圖像之間的時間距離，其中，直接模式前向參考圖像是直接模式后向參考圖像中的相同位置塊的運動矢量所指向的參考圖像。
18.根據權利要求13所述的方法，其中，由當前將要編碼或解碼的B圖像的直接模式后向參考圖像來得到第二步驟中的后向運動矢量。
19.根據權利要求13所述的方法，其中，第四步驟通過以下公式來預測B圖像的塊，Bc′=Bf×(Tb-Tc)(Tb-Tf)+Bb×(Tc-Tf)(Tb-Tf)]]>這里，Bc′是即將編碼或解碼的塊的預測值，Bf是由直接模式前向運動矢量得到的運動補償塊，Bb是由直接模式后向運動矢量得到的運動補償塊，Tc是圖像順序計數值，即分配給當前B圖像的顯示順序信息，Tf是圖像順序計數值，即分配給直接模式前向參考圖像的顯示順序信息，該前向參考圖像是直接模式后向參考圖像中的相同位置塊的的運動矢量所指向的參考圖像，以及Tb是圖像順序計數值，即分配給直接模式后向參考圖像的顯示順序信息。
20.根據權利要求13所述的方法，其中，第四步驟，通過以下公式來預測B圖像的塊，Bc′=Bf×(Tb-Tc)(Tb-Tf)+Bb×(Tc-Tf)(Tb-Tf)]]>這里，Bc′是即將編碼或解碼的塊的預測值，Bf是由直接模式前向運動矢量得到的運動補償塊，Bb是由直接模式后向運動矢量得到的運動補償塊，Tc是圖像順序計數值，即分配給當前B圖像的顯示順序信息，如果由離B圖像最近的參考圖像得到直接模式前向運動矢量，則Tf是圖像順序計數值，即分配給離B圖像最近的參考圖像的顯示順序信息，以及Tb是圖像順序計數值，即分配給直接模式后向參考圖像的顯示順序信息。
全文摘要
本發明公開了一種在運動圖像編碼系統中利用改進的直接模式的B圖像塊預測方法，該方法利用前向和后向運動矢量得到兩個不同的運動補償塊，通過對上述塊進行插值預測而預測當前即將編碼或解碼的B圖像的塊，因此，所預測的塊的精確度可得到提高，編碼效率也得到提高。
文檔編號H04N7/36GK1450812SQ0310165
公開日2003年10月22日 申請日期2003年1月13日 優先權日2002年4月9日
發明者全炳文 申請人:Lg電子株式會社