專利名稱：解碼代表圖像序列的編碼數據流的方法和編碼圖像序列的方法
技術領域：
本發明涉及圖像編碼的一般領域。更具體地說，本發明涉及解碼代表圖像序列的編碼數據流的方法以及編碼圖像序列的方法。
背景技術：
將圖像序列編碼成編碼數據流的大多數方法以及解碼這種流的方法使用時間預測或圖像間預測和等效地使用空間預測或圖像內預測。圖像內預測或圖像間預測使得能夠改進圖像序列的壓縮。它包含針對當前塊生成預測塊，并編碼當前塊與預測塊之間的也稱作殘差塊的差值。預測塊與當前塊的相關性越高，編碼當前塊所需的位數越少，并因此壓縮越有效。但是，當序列的圖像之間(相應地在當前圖像中)存在光度(luminosity) 變化時，圖像間(相應地圖像內)預測喪失了其效率。這樣的光度變化是由例如照度 (illumination)的改變、漸變(fade)效果、閃爍等引起的。考慮到光度變化的編碼/解碼圖像序列的方法是已知的。因此，在ISO/ IEC14496-10文件中描述的MPEG-4 AVC/H. 264標準的框架內，已知在光度變化的情況下， 使用加權預測方法以改進壓縮。為此目的，MPEG-4 AVC/H. 264標準使得能夠按圖像切片在流中顯性發送加權預測參數，一個圖像切片包含一個或多個像素塊。因此，以相同方式將借助加權預測參數或一組幾個加權預測參數的照度校正應用于與該加權預測參數或該組加權預測參數相關聯的圖像切片的所有塊。例如，如圖1所示，通過使用諸如運動矢量MV之類的運動數據項計算當前塊Bc的平均值和與該當前塊相關聯的參考塊Br的平均值之間的比值為當前塊Bc確定加權預測參數。如果運動矢量MV具有低于像素的精度水平，則內插塊Br。一個塊的平均值是例如與該塊的像素相關聯的亮度(luminance)值的平均值。參考塊是例如在運動估計步驟期間確定的。當根據與當前塊相關聯的值確定當前塊的亮度變化時，這樣的預測方法是精確的。但是，就位速率而言，這樣的方法是昂貴的，因為這意味著按圖像切片并因此潛在地按塊在流中發送一組加權預測參數。校正局部光度變化以便在編碼器側和解碼器側以相同方式局部確定加權預測參數在本領域也是已知的。在這種情況下，不在流中顯性發送加權預測參數。例如，參考圖1， 通過計算當前塊Bc的鄰域(neighbourhood) Nc的平均值和與當前塊Bc相關聯的參考塊Br 的鄰域Nr的平均值之間的比值為當前塊Bc確定當前塊Bc的加權預測參數。鄰域的平均值是例如與所考慮的鄰域的像素相關聯的亮度值的平均值。Nc位于塊Bc的因果鄰域上。 因此，Nc在Bc之前編碼(相應地重構)。就位速率而言，這樣的方法是廉價的，因為不在流中顯性發送加權預測參數，而是在編碼器側和解碼器側以相同方式確定它們。但是，這樣的預測方法不如前面的方法精確，因為與當前塊Bc相關聯的(多個)加權預測參數未考慮該塊的內容
發明內容
本發明的目的是克服現有技術的至少一個缺點。為了這個目的，本發明涉及解碼代表劃分成塊的圖像序列的編碼數據流的方法，對于當前塊，該方法包含如下步驟-根據與當前塊有關的編碼數據流的第一部分的解碼重構殘差塊；-確定預測塊；以及-通過合并殘差塊和由加權預測參數加權的預測塊來重構當前塊。有利的是，加權預測參數按照如下步驟確定-計算預測塊的平均值；-重構當前塊的DC系數；-根據預測塊的平均值和DC系數計算當前塊的平均值；以及-計算作為當前塊的平均值與預測塊的平均值的比值的加權預測參數。按照第一實施例變型，在計算當前塊的平均值的步驟期間，通過從編碼數據流中解碼的初始加權預測參數加權預測塊的平均值。按照第二實施例變型，在計算當前塊的平均值的步驟期間，通過等于當前塊的鄰域的平均值和與所述當前塊相關聯的參考塊的相應鄰域的平均值之間的比值的初始加權預測參數來加權預測塊的平均值。本發明還涉及編碼劃分成塊的圖像序列的方法，對于當前塊，該方法包含如下步驟-確定當前塊的預測塊；-通過從當前塊中提取由加權預測參數加權的預測塊來確定殘差塊；以及-編碼殘差塊。有利的是，加權預測參數按照如下步驟確定-計算預測塊的平均值和當前塊的平均值；-計算當前塊的平均值與預測塊的平均值之間的預測誤差；-根據預測塊的平均值和相繼量化和去量化的預測誤差計算當前塊的校正平均值；以及-計算作為重構當前塊的平均值與預測塊的平均值之間的比值的加權預測參數。按照一種實施例變型，在計算所述預測誤差的步驟期間，通過初始加權預測參數加權所述預測塊的平均值，所述初始加權預測參數在所述編碼數據流中編碼。按照本發明的一個特定特征，按照如下步驟為當前塊所屬的圖像的一部分確定初始加權預測參數-確定稱作第一平均值的圖像部分的平均值；-確定稱作第二平均值的預測塊所屬的相應圖像部分的平均值；以及-計算作為第一平均值與第二平均值的比值的加權預測參數。按照本發明的一個特定特征，圖像部分是整個圖像或圖像切片。按照另一種實施例變型，在計算預測誤差的步驟期間，通過等于當前塊的鄰域的平均值和與所述當前塊相關聯的參考塊的相應鄰域的平均值之間的比值的初始加權預測參數加權預測塊的平均值。
通過參考附圖的非限制性的實施例和有利實現方式，將更好地理解和例示本發明，在附圖中-圖1示出當前塊Bc和參考塊Br以及它們各自的鄰域Nc和Nr；-圖2示出按照本發明的解碼方法；-圖3示出按照本發明的編碼方法；-圖4示出按照本發明的編碼設備；以及-圖5示出按照本發明的解碼設備。
具體實施例方式本發明涉及解碼代表圖像序列的編碼數據流F以便重構這個序列的方法，以及將圖像序列編碼成編碼數據流F的形式的方法。圖像序列是一系列的幾個圖像。每個圖像包含每一個與至少一項圖像數據相關聯的像素或像點。一項圖像數據是例如一項亮度數據項或一項色度數據。表述“發光(brightness)變化”在英文術語中也稱為“亮度變化”，“光度變化”或 “照度變化”。術語“運動數據”應該從最寬泛的意義上來理解。它包含運動矢量以及可能包含使參考圖像能夠從圖像序列中識別的參考圖像索引。它還可以包含指示必須應用于參考塊以便導出預測塊的內插類型的一項信息。術語“殘差數據(residual data) ”表示提取其它數據之后獲得的數據。該提取一般是源數據與預測數據的逐個像素相減。但是，該提取更一般，并且特別是包含加權相減。 這個術語與“殘余(residue)”術語同義。殘差塊是與殘差數據相關聯的像素塊。術語“變換殘差數據”表示已經應用變換的殘差數據。這樣變換的一個示例是在 J. Wiley & Sons 在 2003 年 9 月出版的 I. E. Richardson 的標題 “H. 264and MPEG-4 video compression”的書的第3. 4. 2. 2章中描述的DCT(離散余弦變換)。其它示例是在 I. E. Richardson的書第3. 4. 2. 3章中描述的小波變換和哈達瑪(Hadamard)變換。這樣的變換將圖像數據(例如，殘差亮度和/或色度數據)塊“變換”成也稱作“頻率數據塊”或 “系數塊”的“變換數據塊”。系數塊一般包含根據連續系數或DC系數的名稱的低頻系數和已知為AC系數的高頻系數。術語“預測數據”表示用于預測其它數據的數據。預測塊是與預測數據相關聯的像素塊。預測塊是從與預測(空間預測或圖像內預測)的塊所屬的圖像相同的圖像的一個塊或幾個塊中，或從與預測的塊所屬的圖像不同的圖像(時間預測或圖像間預測)的一個塊(單向預測)或幾個塊(雙向預測)中獲得的。術語“重構數據”表示將殘差數據與預測數據合并之后獲得的數據。該合并一般是預測數據與殘差數據的逐個像素的總和。但是，該合并更一般，并且特別是包含加權總和。 重構塊是與重構圖像數據相關聯的像素塊。圖2示出解碼代表圖像序列的編碼數據流F的方法。該方法是針對當前塊Bc描述的，并且可以應用于幾個圖像塊。在步驟1期間，為當前塊Bc確定預測塊Bpred。例如，從解碼與當前塊Bc有關的編碼數據流F的一部分獲得的運動數據中確定預測塊Bpred。按照一種變型，通過模板匹配型方法從重構運動數據中確定預測塊Bpred。這樣的方法在標題為“Decoder Side Motion Vector Derivation”并且在2007年10月20日在ITU-T的VCEG組的第33次會議期間在中國深圳發表的Meffen Kamp等人的文獻VCEG-AG16中描述。在步驟2期間，確定預測塊Bpred的平均值avrpred。作為一個簡單示例，平均值等于與預測塊Bpred的像素相關聯的亮度值的平均值。按照一種變型，平均值avrpred
等于與預測塊Bpred的像素相關聯的亮度和色度值的平均值。按照另一種變型，平均值 avrpred等于與預測塊Bpred的像素相關聯的色度值的平均值。在步驟4期間，從編碼數據流F中重構當前塊Bc的記為/￡^的DC系數。為了這個目的，通過熵解碼將與DC系數有關的編碼數據F解碼成對其應用逆量化(inverse quatization)以獲得的量化DC系數。注意，在這個步驟期間，也可以重構以后用于重構Bc的與當前塊(就殘差誤差而言)有關的AC系數。為了這個目的，通過熵解碼將與AC 系數有關的編碼數據F解碼成對其應用逆量化的量化AC系數。在步驟6期間，按如下從預測塊Bpred的平均值avrpral和DC系數中計算當前塊Bc的平均值avr dec avrcr_dec = Civrpred + I二c / scale其中scale是將一個塊的平均值和與所考慮的塊相關聯的DC系數的值相聯系的比例系數。該比例系數取決于用于從圖像域到DC系數所屬的變換域的變換(例如，DCT 8X8、DCT 16X16、Hadamard 等)。按照一種變型，在步驟6期間，按如下根據由初始加權預測參數WPra加權的預測塊的平均值avrpred和DC系數計算當前塊Bc的平均值avr。, dec avrcr_dec = avrpred_cr + I=c / scale其中 avrpred cr = wpcr*avrpred初始加權預測參數來自例如在現有技術中已知的方法之一。例如，從編碼數據流F中解碼初始加權預測參數wp 。按照一種變型，通過計算如圖1所示當前塊Bc的鄰域Nc的平均值和與參考塊Br相對應的鄰域Nr的平均值之間的比值確定初始加權預測參數 wpcro在步驟8期間，通過計算在步驟6中計算的當前塊的平均值。與在步驟2中計算的預測塊的平均值avrpred之間的比值確定加權預測參數de。，即，de。= avrcr_dec/ avrpredo在步驟10期間，為當前塊Bc重構殘差塊Bres。為此，通過解碼與當前塊Bc有關的編碼數據流F的一部分(如果在步驟4期間尚未解碼它們)重構與當前塊有關的AC系數。通過逆變換將包含取代DC系數的零值和重構AC系數的系數塊變換成殘差塊Bres。在步驟14期間，通過合并在步驟10中重構的殘差塊Bres和由加權預測參數
dec加權的預測塊Bpred重構當前塊Be。例如，當前塊Bc等于殘差塊Bres和由加權預測參數 WpCT dec 加權的預測塊 Bpred 的逐個像素和值Bc (i，j) = Bres (i, j)+wpcr dec*Bpred(i, j)，其中(i，j)是像素坐標。按照一種變型，當前塊Bc等于按照如下類型的方程的殘余塊和預測塊的過濾版本的和值
權利要求
1.一種解碼代表劃分成塊的圖像序列的編碼數據流(F)的方法，其特征在于，對于當前塊，該方法包含如下步驟-確定(1)預測塊；-計算⑵所述預測塊的平均值(avrpral)； -重構⑷所述當前塊的DC系數(IresDC)；-根據所述預測塊的所述平均值(avrpred)和所述DC系數(IresDC)計算(6)所述當前塊的平均值(avr dJ ；-計算(8)作為所述當前塊的平均值(avrra dJ與所述預測塊的平均值(avrpred)的比值的加權預測參數(wp —dJ ；-通過解碼與所述當前塊有關的AC系數，去量化所述解碼AC系數和變換所述去量化 AC系數以形成所述殘差塊來重構(10)殘差塊；-通過合并所述殘差塊和由加所述加權預測參數加權的所述預測塊重構(14)當前塊。
2.根據權利要求1所述的解碼方法，其中，在計算所述當前塊的平均值(avrCTdJ的步驟期間，通過從編碼數據流(F)中解碼的初始加權預測參數加權所述預測塊的所述平均值。
3.根據權利要求1所述的解碼方法，其中，在計算所述當前塊的平均值(avrCTdJ的步驟期間，通過等于當前塊的鄰域的平均值和與所述當前塊相關聯的參考塊的相應鄰域的平均值之間的比值的初始加權預測參數加權所述預測塊的所述平均值。
4.一種將劃分成塊的圖像序列在編碼數據流中編碼的方法，其特征在于，對于當前塊， 該方法包含如下步驟-為所述當前塊確定(1 預測塊；-計算(16)所述預測塊的平均值(avrpral)和所述當前塊的平均值(avr J ； -計算(18)所述當前塊的平均值(avrj與所述預測塊的平均值(avrpral J之間的預測誤差(IresDC)；-根據所述預測塊的所述平均值(avrpred)和相繼量化和去量化的預測誤差計算00) 所述當前塊的校正平均值(avrpMd_dJ ；-計算02)作為所述重構當前塊的平均值(avrpred_dJ與所述預測塊的平均值 (avrpred)之間的比值的加權預測參數(Wper dec)；-通過從所述當前塊中提取由加權預測參數加權的所述預測塊確定06)殘差塊；以及 -通過將所述殘差塊變換成DC系數和AC系數，通過量化所述AC系數以及通過由熵編碼編碼量化預測誤差(IresDC)和所述量化AC系數，將所述殘差塊在所述編碼數據流中編碼(28)。
5.根據權利要求4所述的編碼方法，其中，在計算所述預測誤差(IresDC)的步驟期間， 通過初始加權預測參數(wp J加權所述預測塊的所述平均值，在所述編碼數據流中編碼所述初始加權預測參數(WPct)。
6.根據權利要求5所述的編碼方法，其中，按照如下步驟為所述當前塊所屬的圖像的一部分確定所述初始加權預測參數(wpj -確定稱作第一平均值的所述圖像部分的平均值；-確定稱作第二平均值的與所述當前塊相關聯的參考塊所屬的相應圖像部分的平均值；以及-計算作為所述第一平均值與所述第二平均值的比值的所述加權預測參數。
7.根據權利要求6所述的編碼方法，其中，所述圖像部分是整個圖像。
8.根據權利要求6所述的編碼方法，其中，所述圖像部分是圖像切片。
9.根據權利要求4所述的編碼方法，其中，在計算所述預測誤差(IresDC)的步驟期間， 通過等于當前塊的鄰域的平均值和與所述當前塊相關聯的參考塊的相應鄰域的平均值之間的比值的初始加權預測參數(wpj加權所述預測塊的所述平均值。
全文摘要
本發明涉及解碼代表圖像序列的編碼數據流(F)的方法，對于當前塊，它包含如下步驟重構(10)殘差塊；確定(12)預測塊；以及通過合并殘差塊和由加權預測參數加權的預測塊重構(14)當前塊。按照本發明，加權預測參數按照如下步驟確定計算(2)預測塊的平均值(avrpred)；重構(4)當前塊的DC系數(IresDC)；根據預測塊的平均值(avrpred)和DC系數(IresDC)計算(6)當前塊的平均值(avrcr_dec)；以及計算(8)作為當前塊的平均值與預測塊的平均值(avrpred)的比值的加權預測參數。本發明還涉及編碼方法。
文檔編號H04N7/32GK102474608SQ201080033641
公開日2012年5月23日 申請日期2010年7月29日 優先權日2009年7月30日
發明者D.索羅, E.弗朗索瓦, F.雷卡普, J.維隆 申請人:湯姆森特許公司