运动图片编码和解码方法以及使用该方法的设备和程序技术

本发明专利技术寻求提供一种现有技术的编码方法中的运动补偿问题的解决方案，所述编码方法包含利用固定滤波器的小数点图片元素插值，因此不能实现根据运动图片本质和比特率的小数点图片元素的插值。滤波器／插值图像存储器（１０１）利用多个滤波器组来在参考图像中插值小数点位置的图片元素，运动矢量／滤波器检测器（１０２）检测滤波器与实现了最高编码效率的运动矢量的组合，预测值产生器（１０３）使用所检测到的滤波器和运动矢量组合以产生预测值，运动矢量／滤波器检测器（１０２）提供运动矢量的信息和所产生预测值的滤波器的信息，作为输出；由此，能够实现与运动图片的本质和比特率相对应的小数点图片元素插值，并且能够提高运动图片的编码效率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种运动图片编码和解码方法，具体地，涉及一种运 动图片编码/解码程序、方法和设备，其中自适应地切换滤波器系数， 以便对用于运动补偿的小数点图片元素的插值进行编码。
技术介绍
在数字广播系统或业务中，针对传输和存储，对大量的运动图片 信号进行了压缩和编码。图1是示出了用于运动图片信号的典型编码设备的结构的方框 图。图l所示的编码设备包括本地解码器并由以下装置构成频率转换器ll、量化器12、可变长度编码器13、反量化器14、反频率转换 器15、帧存储器16、运动补偿器17和运动矢量检测器18。将输入图像作为输入提供给编码器并划分为多个块。当对输入图 像进行帧间预测时，通过运动补偿器17在每个块中减去从已预先解码 图像中产生的预测值。帧间预测是一种使用预先重构的参考图像以编 码当前图像的方法。接下来，由频率转换器ll将这些图像块转换到频域。接下来，由 量化器12对已经转换到频域的图像块进行量化。最后，由可变长度编 码器对已经量化的图像块进行加密编码并存储。作为本地解码，由反量化器14和反频率转换器15将上述已量化的图像块再次返回到初始的空间域。在帧间预测的情况下，将上述预测值添加到图像块，以形成重构 的图像。该重构图像用于编码下一个图像，因此将其称为参考图像。 将上述参考图像存储在帧存储器16中并用于运动矢量检测器18和运 动补偿器17。运动矢量检测器18从输入图像块和上述参考图像中检测运动矢量。运动补偿器17从上述运动矢量和上述参考图像中产生预 测值。图2是示出了与图1所示的编码器相对应的解码器的结构的方框 图。图2所示的解码器包括可变长度解码器19、反量化器20、反频 率转换器21、运动补偿器22和帧存储器23。反量化器20、反频率转 换器21、运动补偿器22和帧存储器23的操作与编码器中的反量化器 14、反频率转换器15、运动补偿器17和帧存储器16的操作相同。在解码中，首先，利用可变长度解码器19，将输入从已编码的表 示中恢复为初始表示。接下来，对于已解码的转换系数执行反量化和 反频率转换，以便将转换系数恢复为空间域图像块。当执行帧间预测 时，将预测值添加到已经恢复到空间域的图像块中，以形成重构图像。 利用已经存储在帧存储器23中的参考图像和从可变长度解码器19提 供的运动矢量来产生这些预测值。重构图像用于接下来要解码的图像， 因此将其存储在帧存储器23中。用于提高编码上述运动图片信号的效率的手段包括使用预滤波器 或小数点图片元素精度的运动补偿。预滤波器通过使用滤波器以控制 输入图像的带宽来提高编码效率。相反，小数点图片元素精度的运动 补偿通过在参考图像中产生小数点精度的运动来提高编码效率。预滤波限制了输入图像的带宽，因此不能直接提高运动图片的编 码效率。现有技术中的小数点图片元素精度的运动补偿使用了固定的 滤波器来对小数点图片元素进行插值。结果，现有技术的方法不能实 现根据比特率和运动图片本质的小数点图片元素插值。
技术实现思路
考虑到以上现有技术来实现本专利技术，且本专利技术的目的是提供一种 能够增强运动补偿的效率并提高编码效率的编码/解码运动图片的方 法。本专利技术的第一实施例是一种用于检测小数点精度的运动图片编码 程序、方法或设备；由此通过多个滤波器组对参考图像中的小数点(decimal point)位置的图片元素进行插值；检测滤波器与实现了最高编码效率的运动矢量的组合； 将使用所检测到的滤波器和运动矢量以产生预测值；以及 提供运动矢量的信息和产生预测值的滤波器的信息，作为输出。 根据上述结构，检测滤波器和针对编码效率最高的运动矢量，并且将通过所检测到的滤波器和运动矢量所产生的预测值用于运动补偿，由此能够提高运动图片的编码效率。本专利技术的第二实施例是一种用于检测小数点精度的运动图片解码程序、方法或设备；由此根据已经作为输入应用的滤波器信息，切换滤波器或被参考的插值帧；以及使用已经切换的滤波器或被参考的插值帧以及己经作为输入应用 的运动矢量以产生预测值。本专利技术的第三实施例是第一实施例的运动图片编码程序、方法或 设备，其中将其中至少相位不同的多个滤波器用于插值小数点位置的图片元素。第三实施例增加了运动补偿的精度并提高了编码效率。 本专利技术的第四实施例是根据第二实施例的运动图片解码程序、方 法或设备，其中将其中至少相位不同的多个滤波器用于插值小数点位置的图片元素。本专利技术的第五实施例是根据第一实施例的运动图片编码程序、方法或设备，其中将其中至少带宽不同的多个滤波器用于插值上述小数点位置的图片元素。第五实施例能够通过保持参考图像的带宽或通过衰减参考图像的 噪声来提高编码效率。本专利技术的第六实施例是根据第二实施例的运动图片解码程序、方 法或设备，其中 将其中至少带宽不同的多个滤波器用于插值上述小数点位置的图 片元素。附图说明从参考附图的以下说明中，本专利技术的以上和其它目的、特点和优 点会变得显而易见，其中所述附图演示了本专利技术的实例。 图1是示出了现有技术的编码设备的方框图。图2是示出了现有技术的解码设备的方框图。图3是示出了当在本专利技术第一实施例中设置多个插值图像存储设 备时的结构的方框图。图4是示出了当在根据本专利技术的第一实施例中设置多个插值图像 存储设备时的操作的流程图。图5是示出了当在根据本专利技术的第二实施例中设置一个插值图像 存储设备时的结构的方框图。图6是示出了当在根据本专利技术的第二实施例中设置一个插值图像 存储设备时的操作的流程图。图7是示出了当在根据本专利技术的第三实施例中不设置插值图像存 储设备时的结构的方框图。图8是示出了当在根据本专利技术的第三实施例中设置多个插值图像 存储设备时的操作的流程图。图9是示出了当在根据本专利技术的第四实施例中设置多个插值图像 存储设备时的结构的方框图。图10是示出了当在根据本专利技术的第四实施例中设置多个插值图 像存储设备时的操作的流程图。图11示出了插值小数点图片元素的步骤。图12示出了无相移的插值小数点图片元素的情况。图13示出了有相移的插值小数点图片元素的情况。图14示出了插值二分之一图片元素的滤波器和插值四分之一图 片元素的滤波器之间的差别。图15示出了通过使用具有较宽带宽的插值来保持边缘。图16示出了宽带宽的滤波器如何还保留噪声。 图17示出了一种信息处理系统的典型示意方框图，其中实现了根 据本专利技术的运动图片编码/解码设备。具体实施例方式接下来，将参考附图，详细描述本专利技术的实施例。 图3是示出了本专利技术第一实施例的结构的方框图。通过使用典型 的计算机系统来实现该实施例，所述计算机系统包括控制设备、存储 设备和显示设备。图3只示出了实施例的主要组件。实施例包括滤波器/插值图像存储设备101、运动矢量/滤波器系数 检测器102和预测值产生器103。这些组件对应于图1所示的编码方 法的帧存储器/运动补偿/运动矢量检测，并且除了这些以外的部件具 有和图l所示的编码设备相同的构成。因此，本专利技术的以下说明还参 考图1。构造本实施例，用于其中包括本实施例的计算机系统的主存储器 具有剩余空间并且能够存储多个插值图像的情况。接下来，描述本发 明的结构和操作。滤波器/插值图像存储设备101包括多个组，在每个组中，滤波 器1011与插值图像存储设备1012相组合；以及开关1013，接收作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运动图片编码方法，用于对参考图像进行多个插值处理，以及之后基于已经进行了多个插值处理的所述参考图像和输入图像查找其编码效率最高的运动矢量和插值处理，其中：　　　　当从所述参考图像的图片元素的图片元素值中查找经过了插值处理的所述参考图像的图片元素的图片元素值时，所述插值处理执行滤波，执行了与对应于所述参考图像的图片元素以及经过了插值处理的所述参考图像的图片元素之间的位置差的相位量不同的相位量的移位。

【技术特征摘要】
JP 2002-4-24 2002-1223791.一种运动图片编码方法，用于对参考图像进行多个插值处理，以及之后基于已经进行了多个插值处理的所述参考图像和输入图像查找其编码效率最高的运动矢量和插值处理，其中当从所述参考图像的图片元素的图片元素值中查找经过了插值处理的所述参考图像的图片元素的图片元素值时，所述插值处理执行滤波，执行了与对应于所述参考图像的图片元素以及经过了插值处理的所述参考图像的图片元素之间的位置差的相位量不同的相位量的移位。2. 根据权利要求1的运动图片编码方法，其中经过了插值处理 的参考图像的图片元素的位置是由所述运动矢量表示的位置。3. 根据权利要求1或2的运动图片编码方法，其中所述不同的相位量的移位的精度是小数像素精度。4. 根据权利要求1至3之一的运动图片编码方法，其中所述运 动矢量的图片元素精度是小数像素精度。5. 根据权利要求1至4之一的运动图片编码方法，其中所述最 高编码效率使得标识运动矢量与具有不同数量的参考图像以及输入图 像的插值处理的代码的转换代码的数量加权的总和最小。6. —种运动图片解码方法，包括步骤根据作为输入接收的插 值处理信息从多个插值处理中选择一个插值处理；以及根据作为输入 接收的运动矢量信息以及选择的插值处理来预测运动补偿；其中当从所述参考图像的图片元素的图片元素值中查找经过了插值 处理的所述参考图像的图片元素的图片元素值时，所述插值处理执行 滤波，执行了与对应于所述参考图像的图片元素以及经过了插值处理 的所述参考图像的图片元素之间的位置差的相位量不同的相位量的移 位。7. 根据权利要求6的运动图片解码方法，其中经过了插值处 理的参考图像的图片元素的位置是由所述运动矢量表示的位置。8. 根据权利要求6或7的运动图片解码方法，其中所述不同的 相位量的移位的精度是小数像素精度。9. 根据权利要求6至8之一的运动图片解码方法，其中所述运 动矢量的像素精度是小数像素精度。10. —种运动图片编码方法，包括步骤利用多个滤波器来对由小数精度的运动矢量表示的参考图像的小数位置的多个图像进行插值；基于所述插值参考图像和输入图像检测其编码效率最高的滤波 器组以及运动矢量；使用与检测的滤波器和检测的运动矢量的小数位 置对应的参考图像来预测小数精度的运动补偿；以及对检测的滤波器 和运动矢量信息进行可变长度编码，其中在插值步骤中，所述滤波器的相位的小数精度与运动矢量的小数 精度不同。11. 一种运动图片解码方法，包括步骤根据作为输入接收的滤 波器信息对由小数精度的运动矢量表示的参考图像的小数位置进行插 值的滤波器；以及根据作为输入接收的运动矢量信息以及选择的滤波 器来预测小数精度的运动补偿；其中在选择滤波器步骤中，选择候选滤波器的相位彼此不相同。12. 根据权利要求11的运动图片解码方法，其中所述滤波器的 相位的小数精度与运动矢量的小数精度不同。13. —种运动图片编码设备，用于对参考图像进行多个插值处理， 以及基于输入图像和经过了多...

【专利技术属性】
技术研发人员：蝶野庆一，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]