以帧间预测模式编码的块的视频编码和解码方法技术

本发明专利技术提供一种利用单向预测运动矢量和与合并候选相关联的第二运动矢量的双向预测帧间预测模式的方法。在编码器侧，使用从运动矢量预测(MVP)候选列表中选择的运动矢量预测子来产生用于当前块的单个预测运动矢量的已编码的运动信息。此外，根据合并索引来识别具有指向另一预测方向的第二运动矢量的合并候选。单向预测运动矢量和来自合并候选的第二运动矢量用于当前块的双向预测编码。在解码器侧，揭示了相应的解码处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于来自单向预测的运动矢量和合并候选的双向预测视频编码方法交叉引用本专利技术主张在2014年11月18日提出的申请号为62/081,128的美国临时专利申请的优先权。因此在全文中合并参考这些专利申请案。
本专利技术是有关于视频编码，特别是有关于组合单向预测模式和其他预测方向上的合并模式以形成新型的双向预测的技术。
技术介绍
高效率视频编码(High-EfficiencyVideoCoding,HEVC)是由视频编码联合协作小组(JCT-VC)开发的新的国际视频编码标准。HEVC依据基于混合块的运动补偿的类DCT变换编码架构。称为编码单元(codingunit,CU)的基本压缩单元是2Nx2N的正方形块。CU可以以最大编码单元(largestCU,LCU)开始，其也被称为HEVC中的编码树单元(codedtreeunit,CTU)，并且每个CU可以递归地分成四个较小的CU，直到达到预定的最小尺寸为止。一旦完成了CU分层树的分割，每个CU根据预测类型和预测单元(predictionunits,PU)分区进一步分为一个或多个PU。为了实现HEVC中混合编码架构的最佳编码效率，针对每个PU自适应地确定预测模式以选择帧内预测或帧间预测。对于帧内预测模式，空间相邻重建像素可用于产生方向预测。HEVC最多有35个方向。对于帧间预测模式，时间重建参考帧可用于产生运动补偿预测。有三种不同的帧间模式，包括跳过(Skip)，合并(Merge)和帧间高级运动矢量预测(AdvancedMotionVectorPrediction,AMVP)模式。当PU以帧间AMVP模式编码时，利用已传输的运动矢量差值(motionvectordifferences,MVD)与运动矢量预测子(MotionVectorPredictors,MVP)一起使用来推导运动矢量，从而被执行运动补偿预测。为了在帧间AMVP模式中决定MVP，使用高级运动矢量预测(AMVP)方案来在AMVP候选集之间来选择运动矢量预测子，AMVP候选集包括两个空间MVP和一个时间MVP。在AMVP模式下，MVP的MVP索引和相应的MVD需要进行编码和传输。此外，帧间预测方向用于指定双向预测和单向预测(即，列表0(L0)或列表1(L1))之间的预测方向，帧间预测方向被编码并被发送。此外，每个列表的参考帧索引也被编码和发送。当PU以跳过或合并模式编码时，除了所选择的候选的合并索引之外，不发送运动信息。在跳过和合并模式下，运动矢量差值为零，无需传输运动矢量差值。因此，由于运动矢量差值等于零，所以使用运动推断方法(motioninferencemethods)来恢复解码的运动矢量(即MV＝MVP)。运动矢量预测子可以对应于位于同位置(co-located)图像中的空间相邻块(空间候选)或时间块(时间候选)。根据HEVC，同位置的图像是列表0或列表1中的第一个参考图像，如切片头中被发送。在跳过PU的情况下，也省略了残留信号。为了确定跳过和合并模式的合并索引，合并方案用于在包含四个空间MVP和一个时间MVP的合并候选集中选择运动矢量预测子。图1示出了涉及推导用于AMVP和合并方案的空间和时间MVP的相邻PU。在AMVP中，空间MVP包括左侧MVP和顶部MVP。左侧MVP是来自相邻块块A0和A1的第一个可用MVP，并且顶部MVP是来自相邻块块B0，B1和B2的第一可用MVP。另一方面，时间MVP是来自同位置参考块TBR或TCTR的第一个可用MV，其中首先使用TBR，并且如果TBR不可用，则使用TCTR。如果左侧MVP不可用，而顶部MVP是非缩放MVP，则如果在B0，B1和B2中存在缩放的MVP，则可以导出第二顶部MVP。在HEVC中，AMVP的MVP的列表尺寸为2。因此，在两个空间MVP和一个时间MVP的推导过程之后，只有前两个MVP可以被包括在MVP列表中。在删除冗余之后，如果可用MVP的数目小于2，则将零矢量候选添加到候选列表中。如图1所示，对于跳过和合并模式，从A0，A1，B0和B1导出多达四个空间合并索引，并且从TBR或TCTR导出一个时间合并索引。请注意，如果四个空间合并索引中的任何一个不可用，则位置B2然后用作替代位置以导出合并索引。在四个空间合并索引和一个时间合并索引的推导过程之后，应用去除冗余以去除任何冗余的合并索引。去除冗余后，如果可用合并索引的数量小于5，则可以导出三种类型的附加候选项并将其添加到候选列表中。基于原始合并候选来导出附加的双向预测合并候选。附加的候选分为三种候选类型：1.组合双向预测合并候选(候选类型1)2.缩放双向预测合并候选(候选类型2)3.零矢量合并/AMVP候选(候选类型3)在候选类型1中，通过组合原始合并候选来创建组合的双向预测合并候选。特别地，具有refIdxL0(即，列表0中的参考图像索引)的mvL0(即，列表0中的运动矢量)和具有refIdxL1(即，列表1中的参考图像索引)的mvL1(即，列表1中的运动矢量)的两个原始候选分别用于创建双向预测合并候选。组合双向预测合并候选的推导过程的一个例子如图2A和图2B所示，其中mvL0_A和mvL1_B是两个单向预测合并候选。图2A示出了原始合并候选列表(210)和在添加组合候选之后的合并候选列表(220)，其中添加的合并候选通过虚线背景突出显示。此外，合并索引0被分配给单向预测合并候选，mvL0_A，合并索引1被分配给单向预测合并候选，mvL1_B，合并索引2被分配给所添加的双向预测合并候选(mvL0_A，mvL1_B)。如图2B所示，候选mvL0_A指向参考列表L0中的参考图像ref0，并且候选mvL1_B指向参考列表L1中的参考图像ref0。如图2B所示，两个单向预测合并候选被组合成一个双向预测合并候选(230)。在候选类型2中，通过缩放原始合并候选来创建缩放的双重预测合并候选。特别地，使用具有运动矢量mvLX(即，列表X中的运动矢量)和相关联的参考图像refIdxLX(即，列表X中的参考图像索引)的原始候选来产生双向预测合并候选，其中X等于0或1。例如，候选A可以具有与列表0中的参考图像ref0相关联的单向预测运动矢量mvL0_A。参考索引ref0首先被复制到列表1中的参考索引ref0'。根据关于ref0和ref0'的图像顺序计数(pictureordercount,POC)的距离，通过缩放mvL0_A来计算矢量mvL0'_B。双向预测合并候选是从列表0中具有ref0的mvL0_A和列表1中具有ref0'的mvL0’_B产生的。产生的缩放的双向预测合并候选被添加到合并候选列表中。缩放的双向预测合并候选的推导过程的一个例子如图3A和图3B所示，其中mvL0_A和mvL1_B是两个单向预测合并候选。图3A示出了原始合并候选列表(310)和在添加缩放后的候选之后的合并候选列表(320)，其中添加的合并候选者通过虚线背景突出显示。合并索引2被分配给缩放的双向预测合并候选，((mvL0_A，ref0)，(mvL0'_B，ref0'))。合并索引3被分配给缩放的双向预测合并候选，((mvL1'_A，ref1')，(mvL1_B，ref1))。两个缩放的双向预测合并候选在图3B中示出。在候选类型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于以帧间预测模式编码的块的视频解码方法，其特征在于，包括：接收与当前块相关联的已编码的比特流；从该已编码的比特流确定该当前块的当前运动预测方向，其中该当前运动预测方向是双向预测或单向预测；如果该当前运动预测方向是具有第一参考列表的单向预测：根据在合并候选集中指向合并候选的合并索引，从该已编码的比特流确定该合并候选；从该已编码的比特流中，根据关于运动矢量预测候选集中的运动矢量预测子的已编码的运动信息，导出第一运动矢量，其中该第一运动矢量指向该第一参考列表中的第一参考图像；以及基于该第一运动矢量和指向不同于该第一参考列表的第二参考列表的合并候选的第二运动矢量，将双向预测运动补偿解码应用于该当前块。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.18 US 62/081,1281.一种用于以帧间预测模式编码的块的视频解码方法，其特征在于，包括：接收与当前块相关联的已编码的比特流；从该已编码的比特流确定该当前块的当前运动预测方向，其中该当前运动预测方向是双向预测或单向预测；如果该当前运动预测方向是具有第一参考列表的单向预测：根据在合并候选集中指向合并候选的合并索引，从该已编码的比特流确定该合并候选；从该已编码的比特流中，根据关于运动矢量预测候选集中的运动矢量预测子的已编码的运动信息，导出第一运动矢量，其中该第一运动矢量指向该第一参考列表中的第一参考图像；以及基于该第一运动矢量和指向不同于该第一参考列表的第二参考列表的合并候选的第二运动矢量，将双向预测运动补偿解码应用于该当前块。2.根据权利要求1用于以帧间预测模式编码的块的视频解码方法，其特征在于，关于该运动矢量预测子的该已编码的运动信息包括指向该第一参考图像的参考索引，指向该运动矢量预测候选集中的该运动矢量预测子的运动矢量预测索引，以及在第一运动矢量与该运动矢量预测子之间的运动矢量差值。3.根据权利要求1用于以帧间预测模式编码的块的视频解码方法，其特征在于，如果该单向预测对应于列表L0，则该合并候选的该第二运动矢量指向列表L1。4.根据权利要求1用于以帧间预测模式编码的块的视频解码方法，其特征在于，如果该单向预测对应于列表L1，则该合并候选的第二运动矢量指向列表L0。5.根据权利要求1用于以帧间预测模式编码的块的视频解码方法，其特征在于，根据用于合并模式编码的合并候选集产生过程，该合并候选集被导出。6.根据权利要求1用于以帧间预测模式编码的块的视频解码方法，其特征在于，通过将双向预测合并候选重新定位到两个单向预测候选或将单向预测合并候选重定位到初始合并候选集的空条目，该合并候选集自该初始合并候选集而被导出，其中根据用于合并模式编码的合并候选集产生过程，该初始合并候选集被产生。7.根据权利要求1用于以帧间预测模式编码的块的视频解码方法，其特征在于，通过将该合并候选集中插入与初始合并候选集的初始合并候选不同的合并候选，该合并候选集被产生，其中根据用于合并模式编码的合并候选集产生过程，初始合并候选被插入到初始合并候选集中。8.根据权利要求1用于以帧间预测模式编码的块的视频解码方法，其特征在于，用于该第二参考列表的合并候选集自用于该第一参考列表的另一合并候选集而被导出。9.根据权利要求1用于以帧间预测模式编码的块的视频解码方法，其特征在于，是否将双向预测运动补偿解码应用于该当前块是根据明确发送的标志来确定或根据隐含的推断来确定。10.根据权利要求1用于以帧间预测模式编码的块的视频解码方法，其特征在于，是否将该双向预测运动补偿解...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志玮，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71