动态参考运动矢量编码模式制造技术

本发明专利技术涉及动态参考运动矢量编码模式。描述了使用参考运动矢量来减小为帧间预测而编码运动矢量需要的位量的技术。动态运动矢量编码模式使用在先前编码块和当前块之间的距离，和那些先前编码块的运动矢量的使用频率产生运动矢量候选的排名的列表。该列表用于将有效的运动矢量分配给包括可变数目的参考运动矢量的不同的帧间预测模式。

【技术实现步骤摘要】
动态参考运动矢量编码模式
本公开通常涉及编码和解码视频数据，并且尤其是，涉及使用参考运动矢量的视频编码。
技术介绍
数字视频流可以表示使用帧序列或者静止图像的视频。数字视频可以用于各种各样的应用，例如包括视频会议、高分辨率视频娱乐、视频广告，或者用户产生的视频的共享。数字视频流可以包含大量的数据，并且耗费巨大的计算量或者用于视频数据的处理、传输或者存储的计算设备的通信资源。已经提出减小在视频流中的数据量的各种各样的方法，包括压缩和其它的编码技术。
技术实现思路
按照本公开的一个实施例的用于解码视频流的方法，包括：对于当前块识别用于编码在当前帧内的当前块的参考帧，使用参考块生成用于参考帧的参考运动矢量候选列表，通过从当前块到提供运动矢量的参考块的距离，并通过运动矢量的流行性值(popularityvalue)，排名在参考运动矢量候选列表内的每个运动矢量，运动矢量的流行性值表示运动矢量被参考块使用的水平，基于该排名将运动矢量分配给多个帧间预测模式，选择用于解码当前块的帧间预测模式，和使用帧间预测模式解码当前块。参考块可以包括当前帧的空间相邻块、在先前帧内的并置块，和在先前帧内的并置块的空间相邻块，或者其它参考块。也提供了用于解码视频流的对应装置，例如一种处理器和存储器装置，该存储器存储使得处理器执行以上方法的指令。按照本公开的一个实施例用于编码视频流的方法，包括：对于多个参考帧的每个，识别用于使用参考块编码在当前帧内的当前块的候选运动矢量，通过提供相应的候选运动矢量的相应参考块距当前块的距离，并且通过运动矢量的流行性值，排名在用于参考帧的参考运动矢量候选列表内的候选运动矢量，运动矢量的流行性值表示运动矢量被参考块使用的水平，基于该排名将运动矢量分配给多个帧间预测模式，选择用于编码当前块的帧间预测模式，和使用帧间预测模式编码当前块。也提供了用于编码视频流的对应装置，例如一种包括处理器和存储器的装置，该存储器存储使得处理器执行以上方法的指令。也提供了一种或多种计算机可读介质，其提供计算机程序代码，该供计算机程序代码被布置为挡在适合的计算机装置上执行时，实施在此描述的编码和/或解码方法和装置。在本公开的这些和其它的方面中的变化将在下面在附加的细节方面描述。附图说明在此处描述提到如下所述的伴随的附图，其中相同的参考数字贯穿几个视图涉及相同的部分。图1是视频编码和解码系统的示意图。图2是可以实现发送站或者接收站的计算设备示例的方框图。图3是要编码和随后解码的视频流的图。图4是按照在此处教导的一个方面的视频压缩系统的方框图。图5是按照在此处教导的另一个方面的视频解压缩系统的方框图。图6是按照本公开的一个实施例用于使用参考运动矢量编码视频流过程的流程图。图7是用于解释在图6的过程内的候选运动矢量的标识的帧序列的图。图8是按照本公开的实施例用于使用参考运动矢量解码编码的视频流过程的流程图。具体实施方式与编码视频流相关的压缩方案可以包括将每个图像分解为块，并且使用一个或多个技术产生数字视频输出位流以限制包括在该输出中的信息。接收的位流可以被解码以从有限的信息重新生成该块和源图像。编码视频流，或者其一部分，诸如帧或者块可以包括使用视频流中的时间和空间相似性以改善编码效率。例如，视频流的当前块可以通过基于视频流中的先前编码块预测用于当前块的运动和颜色信息，和识别在预测值和当前块之间的差值(残差)，基于先前编码块编码。以这种方法，仅仅用于产生其的残差和参数需要被添加到该位流，而不是包括当前块的整体。这种技术可以称为帧间预测。在帧间预测中的参数中的一个是运动矢量，其表示先前编码块相对于该当前块的空间位移。运动矢量可以使用运动估算的方法，诸如运动搜索。在运动搜索中，参考帧的一部分可以被转换为一连串的位置以形成预测块，其可以被从当前帧的一部分中减去以形成一系列的残差。对应于具有最小残差的位置的X和Y转换可以被选择为运动矢量。表示运动矢量的位可以包括在编码的位流中，以允许解码器再现预测块，并且解码与运动矢量相关联的编码的视频位流的该部分。对于视频压缩方案，用于编码运动矢量的位数目可能是很大的，特别地，对于以较低的数据速率或者较高的压缩比编码的视频流。为了改善编码效率，运动矢量可以使用参考运动矢量差分地编码，即，仅仅在运动矢量和参考运动矢量之间的差值被编码。在有些情况下，参考运动矢量可以是从在视频流中先前地使用的运动矢量中选择出来的，例如，来自相邻块的最后的非零运动矢量。选择先前地使用的运动矢量编码当前的运动矢量可以进一步减小包括在编码的视频位流中的位数，并且从而减小传输和存储带宽需求。运动矢量参考模式允许编码块从先前编码的相邻块推断运动信息。参考运动矢量候选列表可以按照在参考块和正在编码的当前块之间的距离构成。但是，仅按照该块距离排名忽略了运动矢量可以由多个块使用。在参考区域中多少像素正在使用运动矢量可以表示运动矢量是用于当前块的有效运动矢量的似然性。如提及的，相邻块可用于构成参考运动矢量候选列表。为了编码器和解码器使用相同的信息，使用先前编码块。当以光栅扫描顺序编码时，这在可用的程度将相邻块限制为当前块的左侧和上面的相邻块。也可以考虑来自先前帧(也称作最后的帧)的并置块。但是，并置块是位于具有与当前块相同的像素位置的最后的帧中的块，因此，潜在地来自当前块的右侧和底部的有用的运动信息仍然被省略。不考虑参考运动矢量候选列表如何构成，可能存在固定数目的运动矢量参考模式，诸如两个。固定数目的参考模式的使用可能是低效的。例如，如果参考运动矢量候选列表具有小于固定数目的运动矢量，可能需要零个运动矢量填充没有运动矢量的模式。在其它情况下，参考运动矢量候选列表可以具有大于固定数目的运动矢量。省略的运动矢量可能是比保留的更好的候选，也就是说，省略的运动矢量可能导致在编码当前块时更好的速率和/或更小的失真。在本公开的实施例中，压缩性能可以通过采用有效的参考运动矢量排名制度而改善，继之以动态运动矢量参考模式，其充分地考虑可用的运动矢量候选列表。在排名制度中，例如，用于具有单个参考帧的块的参考运动矢量候选可以按照离当前块和覆盖范围(例如，运动矢量的使用)两者的相对距离排名。对于具有复合(例如，两个)参考帧的块，来自共享相同的参考帧组合的参考块的候选运动矢量可以以较高优先级排名。在此下面排名的选择性地是来自具有单个参考帧的相邻块的运动矢量的组合。在确定运动矢量候选时，可以考虑与并置块的下面和右边的块相关联的运动信息以便获得其运动方向。最后，动态运动矢量参考模式可以使用许多的模式，其取决于参考运动矢量候选列表的大小，使得潜在地丢失有价值的参考信息的机会减小。参考运动矢量可以是基于在参考块和当前块之间的距离，和参考运动矢量的流行性(popularity)从候选运动矢量中选择出来的。例如，在参考块和当前块之间的距离可以基于在先前编码块中的像素和在当前块中的对应并置像素之间的以像素为单位测量的空间位移。例如，运动矢量的流行性可以基于使用该运动矢量的先前编码的像素量。使用该运动矢量的先前编码的像素越多，该运动矢量的概率越高。在一个示例中，流行性值是使用该运动矢量的先前编码的像素的数目。在另一个示例中，流行性值是在使用该运动矢量的区域内先前编码的像素的百分比。由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于解码视频流的方法，所述方法包括：对于当前块识别用于编码在当前帧内的所述当前块的参考帧；使用在所述视频流的至少一个帧内的多个参考块生成用于所述参考帧的参考运动矢量候选列表；通过从所述当前块到提供运动矢量的参考块的距离，并通过该运动矢量的流行性值，排名在所述参考运动矢量候选列表内的每个运动矢量，运动矢量的流行性值指示该运动矢量被所述多个参考块中的至少一些使用的水平；基于所述排名将所述参考运动矢量候选列表内的相应的运动矢量分配给多个帧间预测模式；选择用于解码所述当前块的帧间预测模式；和使用所选择的帧间预测模式解码所述当前块。

【技术特征摘要】
2016.01.29 US 62/288,553;2016.04.18 US 15/131,079;1.一种用于解码视频流的方法，所述方法包括：对于当前块识别用于编码在当前帧内的所述当前块的参考帧；使用在所述视频流的至少一个帧内的多个参考块生成用于所述参考帧的参考运动矢量候选列表；通过从所述当前块到提供运动矢量的参考块的距离，并通过该运动矢量的流行性值，排名在所述参考运动矢量候选列表内的每个运动矢量，运动矢量的流行性值指示该运动矢量被所述多个参考块中的至少一些使用的水平；基于所述排名将所述参考运动矢量候选列表内的相应的运动矢量分配给多个帧间预测模式；选择用于解码所述当前块的帧间预测模式；和使用所选择的帧间预测模式解码所述当前块。2.根据权利要求1的方法，其中，使用在所述参考运动矢量候选列表内的运动矢量的、在所述多个参考块中的所述至少一些内的先前编码的像素值的数目越大，该运动矢量的流行性值越高。3.根据权利要求1的方法，其中，流行性值包括使用在所述参考运动矢量候选列表内的运动矢量的、在所述参考块内的先前编码的像素的原始数目。4.根据权利要求1的方法，进一步包括：确定所述当前块使用单个预测还是复合预测被编码；响应于确定所述当前块被使用复合预测编码：识别用于编码所述当前块的所述参考帧包括识别用于编码所述当前块的第一参考帧和第二参考帧；生成用于所述参考帧的所述参考运动矢量候选列表包括使用所述多个参考块生成用于所述第一参考帧的第一参考运动矢量候选列表，和生成用于所述第二参考帧的第二参考运动矢量列表。5.根据权利要求1的方法，其中，分配相应的运动矢量包括：将在所述排名中具有最高流行性值的运动矢量分配给包括新运动矢量的差分编码的帧间预测模式。6.根据权利要求5的方法，其中，分配相应的运动矢量包括：将具有第二高的流行性值的运动矢量作为第一运动矢量分配给动态参考运动矢量帧间预测模式；和将具有第三高的流行性值的运动矢量作为第二运动矢量分配给动态参考运动矢量帧间预测模式。7.根据权利要求6的方法，其中，所述第一运动矢量被分配给NEARESTMV模式，并且所述第二运动矢量被分配给NEARMV模式。8.根据权利要求1的方法，进一步包括：对于在所述参考运动矢量候选列表内的每个运动矢量，确定从所述当前块到提供该运动矢量的参考块的距离，其中，排名每个运动矢量包括：将来自所述多个参考块中的、在所述当前帧中的任何参考块的那些运动矢量分组为第一候选运动矢量类别；和将任何剩余的运动矢量分组为第二候选运动矢量类别；和在所述参考运动矢量候选列表中将所述第一候选运动矢量类别排名在所述第二候选运动矢量类别前面。9.根据权利要求8的方法，其中，排名每个运动矢量包括：在所述第一候选运动矢量类别内基于相应的流行性值排名；和在所述第二候选运动矢量类别内基于相应的流行性值排名。10.一种用于解码视频流的装置，包括：处理器；和存储指令的存储器，所述指令使得所述处理器执行操作，所述操作包括：对于当前块识别用于编码在当前帧内的所述当前块的参考帧；使用多个参考块生成用于所述参考帧的参考运动矢量候选列表，所述多个参考块包括所述当前帧的空间相邻块、在先前帧内的并置块，和在所述先前帧内的所述并置块的空间相邻块；通过从所述当前块到提供运动矢...

【专利技术属性】
技术研发人员：许耀武，韩敬宁，
申请(专利权)人：谷歌公司，
类型：发明
国别省市：美国,US