错误恢复改进的视频编码和解码制造技术

本发明专利技术涉及一种错误恢复改进的视频编码和解码的技术。将数字图像序列编码成位流，其中图像的至少一部分是通过相对于参考图像部分的运动补偿来进行编码的。获得运动信息预测结果的目标数量(N

【技术实现步骤摘要】
错误恢复改进的视频编码和解码本申请是申请日为2012年1月11日、申请号为201280005312.0、专利技术名称为“错误恢复改进的视频编码和解码”的申请的分案申请。
本专利技术涉及一种用于对数字图像序列进行编码的方法和装置以及用于对相应的位流进行解码的方法和装置。本专利技术属于数字信号处理领域，尤其属于使用运动补偿来减少视频流中的空间冗余和时间冗余的视频压缩领域。
技术介绍
例如H.263、H.264、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、SVC等的许多视频压缩格式使用基于块的离散余弦变换(DCT)和运动补偿以去除空间冗余和时间冗余。这些格式可被称为预测视频格式。视频信号的各帧或图像被分割成编码后的并且能够独立进行解码的片(slice)。片通常是帧的矩形部分、或者更通常为帧的一部分或整个帧。此外，各片被分割成多个宏块(MB)，并且将各宏块被进一步分割成块、通常为8×8个像素的块。这些编码帧为(被称为P帧的根据一个参考帧而预测到的或者被称为B帧的根据两个参考帧而预测到的)时间预测帧和非时间预测帧(被称为内帧或I帧)这两种类型。时间预测在于从参考帧(视频序列的先前帧或将来帧)中发现最接近要编码的块的图像部分或参考区域。该步骤已知为运动估计。接着，连同与表示运动补偿要使用的参考区域的运动矢量有关的运动信息项一起，对要编码的块和参考部分之间的差进行编码(运动补偿)。为了进一步降低对运动信息进行编码的代价，已提出了利用相对于通常根据要编码的块周围的块的运动矢量所计算出的运动矢量预测结果的差来对运动矢量进行编码。在H.264中，针对根据位于要编码的块的因果邻域(例如根据位于要编码的块的上方和左方的块)的运动矢量所计算出的中值预测结果来对运动矢量进行编码。仅对中值预测结果和当前块运动矢量之间的差(还被称为残差运动矢量)进行编码。使用残差运动矢量的编码节省了若干位率，但需要解码器进行运动矢量预测结果的相同计算从而对要编码的块的运动矢量的值进行解码。近来，已提出了诸如使用多个可能运动矢量预测结果等的进一步改进。被称为运动矢量竞争的该方法在于在几个运动矢量预测结果或候选之间判断哪个运动矢量预测结果使残差运动信息的编码代价(通常为率失真代价)最小。该残差运动信息包括残差运动矢量(即，要编码的块的实际运动矢量和所选择的运动矢量预测结果之间的差)、以及例如所选择的运动矢量预测结果的索引的编码值等的表示所选择的运动矢量预测结果的信息项。在目前标准化期间的高效率视频编码(HEVC)中，已提出了使用如图1示意性示出的多个运动矢量预测结果：从位于要编码的块的邻域的块提取的3个所谓的空间运动矢量预测结果V1、V2和V3；基于三个空间运动矢量预测结果V1、V2和V3的分量所计算出的中值运动矢量预测结果；以及作为该序列的前一图像中的同一位置块(例如位于与图像N的块“编码中”相同的空间位置处的图像N-1的块)的运动矢量的时间运动矢量预测结果V0。当前在HEVC中，根据可用性的预定规则，从位于要编码的块的左方的块(V3)、位于上方的块(V2)、以及从位于要编码的块的各角部的块之一中提取3个空间运动矢量预测结果。该运动矢量预测结果选择方案被称为高级运动矢量预测(AMVP)。在图1的例子中，选择位于左上方的块的矢量V1。最终，获得了混合有空间预测结果和时间预测结果的5个运动矢量预测结果候选的集合。为了减少在位流中传送运动矢量预测结果的开销，通过除去重复的运动矢量、即具有相同值的运动矢量来缩减运动矢量预测结果的集合。例如，在图1的例示中，V1和V2相等，并且V0和V3也相等，因而应仅保持这四者中的两个(例如，V0和V1)作为运动矢量预测候选。在这种情况下，仅需要1位来向解码器指示运动矢量预测结果的索引。可以基于预测结果的值来进一步缩减运动矢量预测结果的集合。在得知运动矢量残差和编码器的代价优化标准的情况下，一旦选择了最佳的运动矢量预测结果并且计算出运动矢量残差，可以从该预测集合中进一步除去尚未选择的候选。由于可以使用较少的位来对所选择的运动矢量预测结果的指示进行编码，因此充分缩减预测结果的集合使得获得信令开销。在极限的情况下，例如如果所有的运动矢量预测结果都相等，则可以将候选的集合缩减为1，因此无需将与所选择的运动矢量预测结果有关的任何信息插入位流。概括而言，利用与运动矢量预测结果的差所进行的运动矢量的编码连同运动矢量预测结果候选的数量的缩减一起会导致压缩增益。然而，如上所述，对于给定要编码的块，运动矢量预测结果候选的数量的缩减基于该集合的运动矢量预测结果所取的值、特别是相邻块的运动矢量的值和同一位置块的运动矢量的值。此外，解码器需要能够对可能运动矢量预测结果的集合应用与编码器相同的分析，从而推知表示所选择的运动矢量预测结果所使用的位量、能够对运动矢量预测结果的索引进行解码、并且最终使用接收到的运动矢量残差对运动矢量进行解码。参考图1的示例，利用编码器将块“编码中”的运动矢量预测结果的集合缩减为V0和V1，因而将索引编码到一位上。在图像N-1的块“同一位置”在传输期间丢失的情况下，解码器无法获得V0的值，因此无法得出V0和V3相等。因此，解码器无法发现使用多少位来对块“编码中”的运动矢量预测结果的索引进行编码，结果解码器由于其无法发现索引编码在何处停止以及视频数据的编码在何处开始因此无法正确地解析片的数据。因此，在有损通信网络上将位流传输至解码器的情况下，发送运动矢量预测结果所使用的位数依赖于运动矢量预测结果所取的值这一事实使得该方法非常容易受通信错误所影响。实际上，该方法需要了解运动矢量预测结果的值以在解码器处正确地解析位流。在包丢失的情况下，当某些运动矢量残差值丢失时，解码器无法判断使用多少位来对表示运动矢量预测结果的索引进行编码，因而无法正确地解析位流。这种错误可能会传播，由此造成在解码器接收到随后的未经预测的编码后的同步图像之前发生解码器的去同步。期望即使在包丢失的情况下也至少能够在解码器处对编码位流进行解析，以使得随后可以应用某些去同步或错误隐藏。在2010年10月7～15日于广州召开的视频编码联合组(JTC-VC)第三次会议上K.Sato所发布的文献JCTVC-C166r1,“TE11:Studyonmotionvectorcoding(experiment3.3aand3.3c)”中提出了仅使用预测结果集合内的来自同一片的空间运动矢量预测结果。该解决方案解决了在片丢失的情况下在解码器处进行解析的问题。然而，由于不再使用时间运动矢量预测结果，因此编码效率显著下降。因此，该解决方案在压缩性能方面不令人满意。
技术实现思路
期望解决一个或多个现有技术的缺陷。根据本专利技术的一个方面，提供一种用于将数字图像序列编码成位流的方法，其中图像的至少一部分是通过相对于参考图像部分的运动补偿来进行编码的，所述方法包括以下步骤：针对要编码的图像部分获得运动信息预测结果的目标数量；使用所述目标数量来生成运动信息预测结果的集合；以及从所生成的运动信息预测结果的集合中选择用于所述要编码的图像部分的运动信息预测结果，并且在所述位流中发送所述目标数量和与所选择的运动信息预测结果有关的信息。根据本专利技术的另一方面，提供一种用于对包括编码后的数字图像序列的位流进行解码的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将数字图像序列编码成位流的方法，其中图像的至少一部分是通过相对于参考图像部分的运动补偿来进行编码的，所述方法包括以下步骤：针对要编码的图像部分获得运动信息预测结果的目标数量(N

【技术特征摘要】
2011.01.12 GB 1100462.91.一种用于将数字图像序列编码成位流的方法，其中图像的至少一部分是通过相对于参考图像部分的运动补偿来进行编码的，所述方法包括以下步骤：针对要编码的图像部分获得运动信息预测结果的目标数量(Nmax)；使用所述目标数量来生成具有受控多样性的运动信息预测结果的集合；以及从所生成的运动信息预测结果的集合中选择用于所述要编码的图像部分的运动信息预测结果，并且在所述位流中发送所述目标数量和与所选择的运动信息预测结果有关的信息。2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述目标数量插入在所述位流中所包括的头中。3.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述目标数量插入在所述位流中所包括的片头中。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，还包括：获得在第一编码模式下能够应用的运动信息预测结果的第一目标数量(Nmax1)；获得在第二编码模式下能够应用的运动信息预测结果的第二目标数量(Nmax2)；以及在应用所述第一编码模式的情况下在所述位流中发送所述第一目标数量，并且在应用所述第二编码模式的情况下在所述位流中发送所述第二目标数量。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，生成运动信息预测结果的所述集合的步骤包括以下步骤：获得运动信息预测...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·吉斯科特，G·拉罗彻，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP