CN101668212A - 编码装置和解码装置 - Google Patents

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Abstract

编码装置和解码装置。一种以直接模式作为预测模式的编码装置，例如，当参照从顶半帧到底半帧具有相反奇偶性的像素以获取直接模式中的基准矢量时，该编码装置通过向所获得的基准矢量的值加上对应于半个像素的值或者从所获得的基准矢量的值减去对应于半个像素的值来执行校正。当参照具有相反奇偶性的像素以便通过在时间上分割校正后的基准矢量来获取第一直接矢量和第二直接矢量时，该编码装置通过向所获得的基准矢量的值加上对应于半个像素的值或者从所获得的基准矢量的值减去对应于半个像素的值来执行校正。

Description

编码装置和解码装置
技术领域
这里所讨论的实施方式涉及编码装置和解码装置。
背景技术
H.264和运动图像专家组-4(MPEG-4)的第10部分(AVC：高级视频编码)已经被标准化作为对运动图像数据进行编码的方法，并广受关注。因为H.264和MPEG-4的第10部分(AVC)在技术上是相同的，因此下面将其称为H.264/AVC。
H.264/AVC具有五种编码模式(包括：帧内预测、前向预测、后向预测、双向预测和直接模式)，作为双向预测图片(B-picture)的编码模式。特别是，直接模式(direct mode)是新增设的模式，直接模式是这样一种方法，该方法着眼于运动图像数据的连续性、根据在时间上或空间上相邻宏块(macroblock)的运动矢量确定当前宏块的运动矢量。
现在参考图9来描述直接模式中的时间直接模式(temporal directmode)的原理。图9是直接矢量(帧结构)的示意图。时间直接模式简称为直接模式。
在直接模式中被选择作为基准矢量的是，在之前刚刚处理过的图片中与当前宏块处于同一位置的宏块的运动矢量；并且通过在时间上分割(scaling)所选择的基准矢量来确定当前宏块的运动矢量(此后称为直接矢量)。在运动图像数据的正常编码顺序中，对特定B图片的处理是紧跟着前向(在过去时间方向上)参照图片和后向(将来时间方向上)参照图片进行的。因此，在特定B图片之前刚刚处理过的图片是将来时间方向上的参照图片。
通常，过去方向上的参照图片被称为List0，而将来方向上的参照图片被称为List1。在直接模式中，如图9所示，与将来方向上的参照图片(colPic：List1中Ref_idx＝0的图片)处于同一位置的宏块(refPicCol为将要参照的图片)的运动矢量被选作基准矢量(mvCol)。通过在时间上分割(以图片顺序计数(POC：picture order count)的间隔比)所选择的基准矢量，确定了当前B图片(CurrPic)上的宏块在前向方向上的直接矢量(mvL0)和在后向方向上的直接矢量(mvL1)。
更具体地说，基于以下原理执行直接模式。假设与将来方向上的参照图片(colPic)处于同一位置的宏块借助于基准矢量(mvCol)预测并指示了过去方向上的参照图片上的一区域。在这种情况下可以认为，包括在将来方向上的参照图片(colPic)中的特定物体，在时间空间中(inspace time)从过去方向上的参照图片(refPicCol)沿着作为基准矢量(mvCol)的矢量移动。如果情况是这样，那么该物体还沿着基准矢量(mvCol)经过***在将来方向上的参照图片(colPic)和过去方向上的参照图片(refPicCol)之间的当前图片(CurrPic)。基于该假设，在直接模式中通过利用在时间空间上与基准矢量(mvCol)平行的矢量，根据将来方向上的参照图片(colPic)和过去方向上的参照图片(refPicCol)预测当前图片(CurrPic)上的宏块。下面说明的公式用于计算位于CurrPic与refPicCol之间和CurrPic与colPic之间的、与基准矢量(mvCol)平行的矢量，该基准矢量(mvCol)在时间空间上从将来方向上的参照图片(colPic)指向过去方向上的参照图片(refPicCol)。
用于计算通常的直接矢量的公式如下：mvL0是从当前图片(CurrPic)到过去方向上的参照图片(refPicCol)的直接矢量，而mvL1是从当前图片(CurrPic)到将来方向上的参照图片(colPic)的直接矢量。
mvL0＝mvCol×tb/td(1)
mvL1＝mvL0-mvCol(2)
其中，td是从将来方向上的参照图片(colPic)到过去方向上的参照图片(refPicCol)的时间距离，而tb是从当前图片(CurrPic)到过去方向上的参照图片(refPicCol)的时间距离。这里确定的直接矢量(mvL0和mvL1)是基于图片具有帧结构的假设来计算的。
这里将前向矢量和后向矢量作为示例，以便于解释直接矢量。然而，在H.264和MPEG-4第10部分(AVC)中，矢量mvL0和mvL1没有被固定为前向或者后向中的任何一个。因此，通过利用前向/前向或者后向/后向的组合的矢量也可以执行类似的计算。在以下关于直接矢量的描述中，用于计算的矢量mvL0和mvL1被称为第一矢量(直接矢量)和第二矢量(直接矢量)。
例如，已经公开了这样一种方法，其中，如果参照具有相反奇偶性的像素，而且具有半帧结构(field structure)的图片以直接模式编码，则根据时间距离切换系数。
例如，在日本特开2004-048632号公报和日本特表2005-510984号公报中公开了该技术。
在传统技术中，当具有半帧结构的图片以直接模式编码时，编码效率降低。换句话说，在传统技术中，如果参照具有相反奇偶性的像素而且具有半帧结构的图片以直接模式编码，则在该矢量中出现与奇偶性差异相对应的误差。因此，编码效率降低。
图10是直接矢量(半帧结构)的示意图。如图10所示，在具有半帧结构的图片中，与顶半帧(Top_field)中的像素相比，底半帧(Bottom_field)的像素在该半帧中沿向下方向移动了0.5像素。因此，在以直接模式对具有半帧结构的图片进行编码时，借助于通过参照具有相反奇偶性的像素获得的矢量，直接矢量mvL0和mvL1在时间空间上不会与基准矢量(mvCol)平行。这样的直接矢量不是最大似真，因此降低了编码效率。
发明内容
本发明是要解决传统***中的上述问题；本发明的一个目的是提供能够防止编码效率降低的编码装置和解码装置。
根据本发明的一个方面，提供一种以直接模式作为预测模式的编码装置，该编码装置包括：基准矢量校正单元，当参照具有相反奇偶性的像素以获取所述直接模式中的基准矢量时，该基准矢量校正单元通过向所获得的基准矢量的值加上对应于半个像素的值或者从所获得的基准矢量的值减去对应于半个像素的值来执行校正；以及，直接矢量校正单元，当参照具有相反奇偶性的像素以便通过在时间上分割由所述基准矢量校正单元校正的基准矢量来获取第一直接矢量和第二直接矢量时，该直接矢量校正单元通过向所获得的直接矢量的值加上对应于半个像素的值或者从所获得的直接矢量的值减去对应于半个像素的值来执行校正。
附图说明
图1A是根据本发明的第一实施方式的编码装置和解码装置的概要的示意图；
图1B是解释编码装置的概要的图；
图1C是解释编码装置的概要的公式；
图2是根据第一实施方式的编码装置的构成的框图；
图3是由根据第一实施方式的编码装置执行的处理过程的流程图；
图4是根据第一实施方式的解码装置的构成的框图；
图5是由根据第一实施方式的解码装置执行的处理过程的流程图；
图6A和6B是第一实施方式的优点的示意图；
图7是执行编码程序的计算机的示意图；
图8是执行解码程序的计算机的示意图；
图9是直接矢量(帧结构)的示意图；以及
图10是直接矢量(半帧结构)的示意图。
具体实施方式
参照附图来解释本发明的优选实施方式。首先描述根据本发明的第一实施方式的编码装置和解码装置的概要，然后描述根据第一实施方式的编码装置的构成及其处理过程、解码装置的构成及其处理过程以及第一实施方式的优点。最后解释其他实施方式。
[a]第一实施方式
[编码装置和解码装置的概要]
参照图1A到1C来描述根据本发明的第一实施方式的编码装置和解码装置的概要。图1A到1C描绘了根据第一实施方式的编码装置和解码装置的概要。
如图1A所示，如果参照具有相反奇偶性的像素而且具有半帧结构的图片以直接模式编码，则在该矢量中出现与该奇偶性差异相对应的误差。例如，如图1A中所示，如果一个顶半帧(Top_field)中的像素“2”参照另一个顶半帧(Top_field)中的像素“1”，则矢量的垂直分量为根据“2”-“1”推导得到的“一个像素”(见图1B)，而该矢量的垂直分量的值被正确地计算为“-4(1像素/0.25像素)”。
例如，如图1A所示，如果一个底半帧(Bottom_field)中的像素“2”参照顶半帧(Top_field)中的像素“1”，则矢量的垂直分量也是根据“2”-“1”推导得到的“一个像素”，并且该矢量的垂直分量值也被计算为“-4(1像素/0.25像素)”。然而，在如图1A所示的具有半帧结构的图片中，与Top_field中的像素相比，Bottom_field中的像素在该半帧中沿向下方向移动了0.5像素。因此，在通常情况下，该矢量的垂直分量应该是“1.5像素”(见图1B)，而该矢量的垂直分量值应当被计算为“-6(1.5像素/0.25像素)”。
这样，如果参照具有相反奇偶性的像素，则在该矢量中出现了与奇偶性差异相对应的0.5像素的误差。因此，根据第一实施方式的编码装置和解码装置要校正该误差。
更具体地说，根据第一实施方式的编码装置和解码装置通过利用图1C中所示的三个公式来校正基准矢量和直接矢量。图1C中的公式(A)是用于校正基准矢量的公式。如公式(A)所示，如果参照图片在过去方向上的奇偶性和参照图片在将来方向上的奇偶性不同，那么根据第一实施方式的编码装置和解码装置通过向基准矢量的值加上对应于0.5像素的“2”或者从基准矢量的值减去对应于0.5像素的“2”来执行校正。
图1C中的公式(B)是用于校正第一直接矢量的公式。如公式(B)所示，如果在过去方向上的参照图片的奇偶性和当前图片的奇偶性不同，那么根据第一实施方式的编码装置和解码装置通过向第一直接矢量的值加上对应于0.5像素的“2”或者从该第一直接矢量的值减去对应于0.5像素的“2”来执行校正。
图1C中的公式(C)是用于校正第二直接矢量的公式。如公式(C)所示，如果在将来方向上的参照图片的奇偶性和当前图片的奇偶性不同，那么根据第一实施方式的编码装置和解码装置通过向第二直接矢量的值加上对应于0.5像素的“2”或者从该第二直接矢量的值减去对应于0.5像素的“2”来执行校正。
这样，根据第一实施方式的编码装置和解码装置通过加上或者减去作为与奇偶性差异相对应的半像素的误差来执行校正。因此，正确地校正了矢量，由此防止编码效率降低。
[编码装置的构成]
现在来参照图2描述根据第一实施方式的编码装置的构成。图2是根据第一实施方式的编码装置的构成的框图。
如图2所示，根据第一实施方式的编码装置100包括帧存储器110、正交变换/量化单元111、逆正交变换/逆量化单元112、帧存储器113和运动补偿单元(内部预测单元)114。编码装置100还包括运动矢量检测单元115、直接矢量确定单元116、预测模式确定单元117和可变长度编码单元118。这些单元与传统编码装置中包含的单元相同。此外，根据第一实施方式的编码装置100包括图2中粗线框表示的基准矢量校正单元120和直接矢量校正单元121。
下面对由根据第一实施方式的编码装置100执行的普通处理进行说明。编码装置100将输入图像存储到帧存储器110中，并将该输入图像分成宏块单元。编码装置100按照宏块单元执行处理。
在编码装置100中，运动矢量检测单元115根据帧存储器113中存储的基准图象检测帧存储器110中存储的输入图像的运动矢量。然后运动补偿单元114通过利用帧存储器113中存储的基准图象和运动矢量检测单元115检测到的运动矢量生成预测图像。
预测模式确定单元117通过比较运动补偿单元114生成的预测图像的编码和输入图像的编码，确定能够进行高效编码的预测模式。如果预测模式确定单元117确定执行帧间编码，作为帧存储器110中存储的输入图像和运动补偿单元114生成的预测图像之间的差分的预测差分图像被输入到正交变换/量化单元111。如果预测模式确定单元117确定执行帧内编码，则将帧存储器110中存储的输入图像直接输入正交变换/量化单元111。
正交变换/量化单元111对预测差分图像进行正交变换和量化，并输入到可变长度编码单元118。可变长度编码单元118对预测差分图像进行编码并输出该图像作为比特流。由逆正交变换/逆量化单元112对通过正交变换/量化单元111正交变换和量化的预测差分图像进行逆正交变换和逆量化，以便在下一帧中执行运动补偿预测。通过利用运动补偿单元114生成的预测图像，对预测差分图像进行解码并将其存储在帧存储器113中。
根据第一实施方式的编码装置100包括基准矢量校正单元120和直接矢量校正单元121。当输入图像是具有半帧结构的图片并且处于时间直接模式时，基准矢量校正单元120和直接矢量校正单元121进行工作。
当运动矢量检测单元115检测到基准矢量时，基准矢量校正单元120确定是否参照了具有相反奇偶性的像素。如果确定是参照了具有相反奇偶性的像素，则基准矢量校正单元120通过向被检测到的基准矢量的值加上对应于0.5像素的值或者从被检测到的基准矢量的值减去对应于0.5像素的值来执行校正。然后基准矢量校正单元120向直接矢量确定单元116发送校正后的基准矢量。
更具体地说，基准矢量校正单元120通过利用以下公式来执行校正。基于0.25像素精度执行计算。现在来说明变量。
isBottomFieldCurr：当前图片(CurrPic)的奇偶性(Top：0，Bottom：1)
isBottomFieldCol：将来方向上的参照图片(colPic)的奇偶性(Top：0，Bottom：1)
isBottomFieldrefPicCol：过去方向上的参照图片(refPicCol)的奇偶性(Top：0，Bottom：1)
mvCol_correct：基准矢量(mvCol)的校正后的值
mvL0_correct：第一直接矢量(mvL0)的校正后的值
mvL1_correct：第二直接矢量(mvL1)的校正后的值
基准矢量校正单元120通过把将来方向上的参照图片(colPic)(其为基准矢量(mvCol)的参照源)的奇偶性和过去方向上的参照图片(refPicCol)(其为待参照的图片)的奇偶性考虑在内，利用公式(3)执行校正。
mvCol_correct＝mvCol+2×(isBottomFieldrefPicCol-isBottomFieldCol)(3)
通过利用公式(3)，能够与奇偶性无关地计算在时间空间上的基准矢量(mvCol)的正确方向。
如果确定不是参照具有相反奇偶性的像素，则基准矢量校正单元120向直接矢量确定单元116发送通过运动矢量检测单元115检测到的基准矢量。
直接矢量确定单元116通过利用从基准矢量校正单元120发送的校正后的基准矢量计算直接矢量，并将所计算的直接矢量发送给直接矢量校正单元121。
更具体地说，直接矢量确定单元116利用公式(4)和(5)执行校正。换句话说，直接矢量确定单元116通过利用校正后的基准矢量(mvCol_correct)和各图片在时间方向上的距离计算平行于校正后的基准矢量(mvCol_correct)的直接矢量。
mvL0＝mvCol_correct×tb/td(4)
mvL1＝mvL0-mvCol_correct(5)
直接矢量校正单元121确定从直接矢量确定单元116发送的直接矢量是否是通过参照具有相反奇偶性的像素获得的。如果确定是参照了具有相反奇偶性的像素，则直接矢量校正单元121通过向所发送的直接矢量的值加上对应于0.5像素的值或者从所发送的直接矢量的值减去对应于0.5像素的值来执行校正。然后直接矢量校正单元121向预测模式确定单元117发送校正后的直接矢量。
更具体地说，直接矢量校正单元121通过将当前图片(CurrPic)和过去方向上的参照图片(refPicCol)之间的奇偶性考虑在内，利用公式(6)对第一直接矢量(mvL0)执行校正。直接矢量校正单元121通过将当前图片(CurrPic)和将来方向上的参照图片(colPic)之间的奇偶性考虑在内，利用公式(7)对第二直接矢量(mvL1)执行校正。
mvL0_correct＝mvL0+2×(isBottomFieldrefPicCol-isBottomFieldCurr)(6)
mvL1_correct＝mvL1+2×(isBottomFieldCol-isBottomFieldCurr)(7)
如果确定不是参照具有相反奇偶性的像素，则直接矢量校正单元121向预测模式确定单元117发送从直接矢量确定单元116发送的直接矢量。
[编码装置执行的处理过程]
现在参照图3描述由根据第一实施方式的编码装置执行的处理过程。图3是由根据第一实施方式的编码装置执行的处理过程的流程图。图3所示的处理过程是在输入图像为具有半帧结构的图片并且处于时间直接模式时执行的详细的处理过程。
编码装置100确定输入图像是否具有半帧结构并且是否处于时间直接模式(步骤S101)。如果输入图像不具有半帧结构或者不处于时间直接模式(步骤S101处为否)，那么编码装置100执行普通处理(步骤S102)，并进行到步骤S106。
如果输入图像具有半帧结构并且处于时间直接模式(步骤S101处为是)，则基准矢量校正单元120通过将半帧关系考虑在内，校正基准矢量(步骤S103)。
然后直接矢量确定单元116计算直接矢量(步骤S104)。然后，直接矢量校正单元121通过将半帧关系考虑在内，校正第一直接矢量和第二直接矢量(步骤S105)。
然后预测模式确定单元117确定预测模式(步骤S106)。然后，通过正交变换/量化单元111和可变长度编码单元118对宏块进行编码(步骤S107)。
编码装置100确定是否完成了对一个图片的处理(步骤S108)。如果已经完成了对一个图片的处理(步骤S108处为是)，则编码装置100结束处理。如果还没有完成对一个图片的处理(步骤S108处为否)，则编码装置100返回到基准矢量校正单元120校正基准矢量的处理(步骤S103)。
[解码装置的构成]
现在参照图4描述根据第一实施方式的解码装置的构成。图4是根据第一实施方式的解码装置的构成的框图。
如图4所示，根据第一实施方式的解码装置200包括可变长度解码单元210、预测模式确定单元211和逆正交变换/逆量化单元212。解码装置200还包括矢量确定单元213、运动补偿单元(内部预测单元)214、帧存储器215和直接矢量确定单元216。这些单元与传统解码装置中包含的单元相同。此外，根据第一实施方式的解码装置200包括图4中以粗线框表示的基准矢量校正单元220和直接矢量校正单元221。
下面将描述根据第一实施方式的解码装置200执行的普通处理。解码装置200将从编码装置100发送的比特流输入到可变长度解码单元210。可变长度解码单元210对该输入比特流的上级报头信息(upper levelheader information)进行解码，并将该输入比特流分成宏块单元。解码装置200按照宏块单元执行处理。
在解码装置200中，预测模式确定单元211确定对宏块单元中的数据进行解码的预测模式。如果预测模式确定单元211确定执行帧间编码，则矢量确定单元213从比特流中提取运动矢量。然后运动补偿单元214通过利用由矢量确定单元213提取的运动矢量和帧存储器215中存储的解码图像生成预测图像。由运动补偿单元214生成的预测图像被添加到通过逆正交变换/逆量化单元212生成的预测差分图像的解码结果中，并输出作为解码图像。
如果预测模式确定单元211确定执行帧内编码，则通过逆正交变换/逆量化单元212直接对从比特流提取的信号进行解码，并输出作为解码图像。将解码图像存储在帧存储器215中，用于在下一帧中执行运动补偿处理。
根据第一实施方式的解码装置200包括基准矢量校正单元220和直接矢量校正单元221。当输入图像是具有半帧结构的图片并且处于时间直接模式时，基准矢量校正单元220和直接矢量校正单元221进行工作。
当通过矢量确定单元213确定基准矢量时，基准矢量校正单元220确定是否参照具有相反奇偶性的像素。如果确定是参照了具有相反奇偶性的像素，则基准矢量校正单元220通过向被检测到的基准矢量的值加上对应于0.5像素的值或者从被检测到的基准矢量的值减去对应于0.5像素的值来执行校正。然后基准矢量校正单元220向直接矢量确定单元216发送校正后的基准矢量。
更具体地说，基准矢量校正单元220通过利用以下公式来执行校正。基于0.25像素精度执行计算。现在来说明变量。
isBottomFieldCurr：当前图片(CurrPic)的奇偶性(Top：0，Bottom：1)
isBottomFieldCol：将来方向上的参照图片(colPic)的奇偶性(Top：0，Bottom：1)
isBottomFieldrefPicCol：过去方向上的参照图片(refPicCol)的奇偶性(Top：0，Bottom：1)
mvCol_correct：基准矢量(mvCol)的校正后的值
mvL0_correct：第一直接矢量(mvL0)的校正后的值
mvL1_correct：第二直接矢量(mvL1)的校正后的值
基准矢量校正单元220通过把将来方向上的参照图片(colPic)(其为基准矢量(mvCol)的参照源)的奇偶性和过去方向上的参照图片(refPicCol)(其为待参照的图片)的奇偶性考虑在内，利用公式(8)执行校正。
mvCol_correct＝mvCol+2×(isBottomFieldrefPicCol-isBottomFieldCol)(8)
通过利用公式(8)，能够与奇偶性无关地计算在时间空间上的基准矢量(mvCol)的正确方向。
如果确定不是参照具有相反奇偶性的像素，则基准矢量校正单元220向直接矢量确定单元216发送通过矢量确定单元213确定的基准矢量。
直接矢量确定单元216通过利用从基准矢量校正单元220发送的校正后的基准矢量计算直接矢量，并将计算得到的直接矢量发送给直接矢量校正单元221。
更具体地说，直接矢量确定单元216利用公式(9)和(10)执行校正。换句话说，直接矢量确定单元216通过利用校正后的基准矢量(mvCol_correct)和各图片在时间方向上的距离计算平行于校正后的基准矢量(mvCol_correct)的直接矢量。
mvL0＝mvCol_correct×tb/td(9)
mvL1＝mvL0-mvCol_correct(10)
直接矢量校正单元221确定从直接矢量确定单元216发送的直接矢量是否是通过参照具有相反奇偶性的像素获得的。如果确定是参照了具有相反奇偶性的像素，则直接矢量校正单元221通过向所发送的直接矢量的值加上对应于0.5像素的值或者从所发送的直接矢量的值减去对应于0.5像素的值来执行校正。然后直接矢量校正单元221向运动补偿单元214发送校正后的直接矢量。
更具体地说，直接矢量校正单元221通过将当前图片(CurrPic)和过去方向上的参照图片(refPicCol)之间的奇偶性考虑在内，利用公式(11)对第一直接矢量(mvL0)执行校正。直接矢量校正单元221通过将当前图片(CurrPic)和将来方向上的参照图片(colPic)之间的奇偶性考虑在内，利用公式(12)对第二直接矢量(mvL1)执行校正。
mvL0_correct＝mvL0+2×(isBottomFieldrefPicCol-isBottomFieldCurr)(11)
mvL1_correct＝mvL1+2×(isBottomFieldCol-isBottomFieldCurr)(12)
如果确定不是参照具有相反奇偶性的像素，则直接矢量校正单元221向运动补偿单元214发送从直接矢量确定单元216发送的直接矢量。
[解码装置执行的处理过程]
现在参照图5描述由根据第一实施方式的解码装置执行的处理过程。图5是由根据第一实施方式的解码装置执行的处理过程的流程图。图5所示的处理过程是在输入图像为具有半帧结构的图片并且处于时间直接模式时执行的详细的处理过程。
在解码装置200中，预测模式确定单元211确定输入流是否具有半帧结构并且是否处于时间直接模式(步骤S201)。如果输入流不具有半帧结构或者不处于时间直接模式(步骤S201处为否)，则解码装置200执行普通处理(步骤S202)，并进行到步骤S206。
如果输入流具有半帧结构并且处于时间直接模式(步骤S201处为是)，则基准矢量校正单元220通过将半帧关系考虑在内，校正基准矢量(步骤S203)。
然后直接矢量确定单元216计算直接矢量(步骤S204)。然后，直接矢量校正单元221通过将半帧关系考虑在内，校正第一直接矢量和第二直接矢量(步骤S205)。然后通过运动补偿单元214对宏块进行解码(步骤S206)。
解码装置200确定是否完成了对一个图片的处理(步骤S207)。如果已经完成了对一个图片的处理(步骤S207处为是)，则解码装置200结束处理。如果还没有完成对一个图片的处理(步骤S207处为否)，则解码装置200返回到基准矢量校正单元120校正基准矢量的处理(步骤S203)。
[有益效果]
如上所述，根据第一实施方式，如果参照具有相反奇偶性的像素以获得直接模式的基准矢量，则编码装置通过向所获得的基准矢量的值加上对应于半个像素的值或者从所获得的基准矢量的值减去对应于半个像素的值来执行校正。如果参照具有相反奇偶性的像素以从校正后的基准矢量获得直接矢量，则编码装置通过向所获得的直接矢量的值加上对应于半个像素的值或者从所获得的直接矢量的值减去对应于半个像素的值来执行校正。
这样，利用根据第一实施方式的编码装置，通过加上或者减去作为与奇偶性差异相对应的半像素的误差来执行校正。因此，正确地校正了矢量，由此防止编码效率降低。
换句话说，如图6A所示，在具有半帧结构的图片中，与顶半帧(Top_field)中的像素相比，底半帧(Bottom_field)中的像素在该半帧中沿向下方向移动了0.5像素。因此，在以直接模式对具有半帧结构的图片进行编码时，利用通过参照具有相反奇偶性的像素获得的矢量，直接矢量mvL0和mvL1在时间空间上不会与基准矢量(mvCol)平行。换句话说，例如，在图6A中，尽管基准矢量(mvCol)和直接矢量mvL0和mvl1都是0矢量，但是它们的方向在与奇偶性的关系上都是不同的。因为传统直接矢量不会成为最大似真，因此编码效率降低。
或者，利用根据第一实施方式的编码装置，对基准矢量和直接矢量执行校正。结果，如图6B所示，直接矢量mvL0和mvL1在时间空间上与基准矢量(mvCol)平行。因为直接矢量成为最大似真，因此能够防止编码效率降低。然而，基准矢量(mvCol)和直接矢量mvL0和mvL1不必一定是0矢量。
类似地，根据第一实施方式，如果参照具有相反奇偶性的像素以获得直接模式的基准矢量，则解码装置通过向所获得的基准矢量的值加上对应于半个像素的值或者从所获得的基准矢量的值减去对应于半个像素的值来执行校正。如果参照具有相反奇偶性的像素以便从校正后的基准矢量获得直接矢量，则解码装置通过向所获得的直接矢量的值加上对应于半个像素的值或者从所获得的直接矢量的值减去对应于半个像素的值来执行校正。
这样，利用根据第一实施方式的解码装置，通过加上或者减去作为与奇偶性差异相对应的半像素的误差来执行校正。因此，正确地校正了矢量，由此防止编码效率降低。
[b]其他实施方式
尽管已经描述了本发明的一些实施方式，应当理解的是，除本发明的这些实施方式外还可以作出各种其他修改。
[***构成等]
在第一实施方式中，描述了通过利用编码装置和解码装置两者来校正基准矢量和直接矢量的方法。然而，本发明并不限于此。本发明可以类似地应用于仅利用编码装置来校正的方法或者仅利用解码装置来校正的方法。
在本实施方式描述的处理中，被描述为自动执行的处理的全部或者部分可以手动执行，或者被描述为手动执行的处理的全部或者部分可以利用已知方法自动执行。包括说明书或者附图中描述的处理过程(例如图3和5)、具体名称和各种数据和参数在内的信息除非另有指明外可以任意改变。
附图中描述的各装置的各构成要素是功能概念上的，并且不必在物理上构造得如图中所示(例如图2和图4)。换句话说，各装置的分散与整合的具体模式不限于附图中描述的模式，装置的全部或者部分可以根据各种负荷和使用状态在功能上或者在物理上以任意单元分散或者整合。通过中央处理单元(CPU)和由CPU分析和执行的计算机程序来实现各装置中执行的各处理功能的全部或者任意部分，或者可以通过布线逻辑将其实现为硬件。
[编码程序和解码程序]
在这些实施方式中描述的各种处理可以通过利用诸如个人计算机和工作站这样的计算机执行预备好的计算机程序来实现。现在参照图7和图8描述具有与实施方式中的功能类似的功能的执行编码程序的计算机和执行解码程序的计算机的示例。图7是执行编码程序的计算机的示意图，而图8是执行解码程序的计算机的示意图。
如图7所示，编码程序(计算机)10经由总线16连接到高速缓存器12、随机存取存储器(RAM)11、硬盘驱动器(HDD)13、只读存储器(ROM)14和CPU 15。只读存储器14包含能够实现与上述实施方式的功能类似的功能的编码程序。换句话说，如图7所示，只读存储器14包含正交变换/量化程序14a、逆正交变换/逆量化程序14b、运动补偿程序14c、运动矢量检测程序14d、基准矢量校正程序14e、直接矢量确定程序14f、直接矢量校正程序14g、预测模式确定程序14h和可变长度编码程序14i。
CPU 15读取并执行程序14a到14i，因此如图7所示，程序14a到14i起到正交变换/量化处理15a、逆正交变换/逆量化处理15b、运动补偿处理15c、运动矢量检测处理15d、基准矢量校正处理15e、直接矢量确定处理15f、直接矢量校正处理15g、预测模式确定处理15h和可变长度编码处理15i的作用。处理15a到15i分别对应于正交变换/量化单元111、逆正交变换/逆量化单元112、运动补偿单元114、运动矢量检测单元115、基准矢量校正单元120、直接矢量确定单元116、直接矢量校正单元121、预测模式确定单元117和可变长度编码单元118，如图2所示。
如图7所示，随机存取存储器11包括帧存储器11a和帧存储器11b。帧存储器11a和帧存储器11b分别对应于图2中所示的帧存储器110和帧存储器113。
计算机程序14a到14i不必一定提前存储在只读存储器14中。例如，计算机程序14a到14i可以存储在：诸如能够插进计算机10的软盘(FD)、致密盘只读存储器(CD-ROM)、磁光(MO)盘、数字通用盘(DVD)、光盘和集成电路(IC)卡这样的“便携式物理介质”；诸如设置在计算机10内部和外部的硬盘驱动器(HDD)这样的“固定物理介质”；或者经由公共线路、互联网、局域网(LAN)或者广域网(WAN)连接到计算机10的“另一计算机(或者服务器)”。计算机10可以读出各计算机程序并执行该程序。
如图8所示，解码程序(计算机)20具有经由总线26连接到高速缓存器22、随机存取存储器21、硬盘23、只读存储器24和CPU 25的结构。只读存储器24包含能够实现与上述实施方式的功能类似的功能的解码程序。换句话说，如图8所示，只读存储器24包含可变长度解码程序24a、预测模式确定程序24b、逆正交变换/逆量化程序24c、运动补偿程序24d、矢量确定程序24e、基准矢量校正程序24f、直接矢量确定程序24g和直接矢量校正程序24h。
CPU 25读取并执行计算机程序24a到24h，因此如图8所示，计算机程序24a到24h起到可变长度解码处理25a、预测模式确定处理25b、逆正交变换/逆量化处理25c、运动补偿处理25d、矢量确定处理25e、基准矢量校正处理25f、直接矢量确定处理25g和直接矢量校正处理25h的功能。处理25a到25h分别对应于如图4所示的可变长度解码单元210、预测模式确定单元211、逆正交变换/逆量化单元212、运动补偿单元214、矢量确定单元213、基准矢量校正单元220、直接矢量确定单元216和直接矢量校正单元221。
如图8所示，随机存取存储器21包括帧存储器21a。帧存储器21a对应于图4中所示的帧存储器215。
计算机程序24a到24h不必一定提前存储在只读存储器24中。例如，计算机程序24a到24h可以存储在：诸如能够插进计算机20的软盘(FD)、致密盘只读存储器(CD-ROM)、磁光(MO)盘、数字通用盘(DVD)、光盘和集成电路(IC)卡这样的“便携式物理介质”；诸如设置在计算机20内部和外部的硬盘驱动器这样的“固定物理介质”；或者经由公共线路、互联网、局域网或者广域网连接到计算机20的“另一计算机(或者服务器)”。计算机20可以读出各计算机程序并执行该程序。
如上所述，根据一个实施方式的编码装置和解码装置能够防止编码效率降低。

Claims (4)

1.一种以直接模式作为预测模式的编码装置，该编码装置包括：
基准矢量校正单元，当参照具有相反奇偶性的像素以获取所述直接模式中的基准矢量时，该基准矢量校正单元通过向所获得的基准矢量的值加上对应于半个像素的值或者从所获得的基准矢量的值减去对应于半个像素的值来执行校正；和
直接矢量校正单元，当参照具有相反奇偶性的像素以便通过在时间上分割由所述基准矢量校正单元校正的基准矢量来获取第一直接矢量和第二直接矢量时，该直接矢量校正单元通过向所获得的直接矢量的值加上对应于半个像素的值或者从所获得的直接矢量的值减去对应于半个像素的值来执行校正。
2.根据权利要求1所述的编码装置，其中，
所述基准矢量校正单元利用下式对所述基准矢量执行校正：
mvCol_correct＝mvCol+2×(isBottomFieldrefPicCol-isBottomFieldCol)，
其中，mvCol为所述基准矢量，mvCol_correct为所述基准矢量的校正后的值，isBottomFieldrefPicCol为参照图片在第一直接矢量方向上的奇偶性，而isBottomFieldCol为参照图片在第二直接矢量方向上的奇偶性；并且
所述直接矢量校正单元利用下式对所述第一直接矢量执行校正：
mvL0_correct＝mvL0+2×(isBottomFieldrefPicCol-isBottomFieldCurr)，
其中，mvL0为所述第一直接矢量，mvL0_correct为所述第一直接矢量的校正后的值，而isBottomFieldCurr为当前图片的奇偶性，并且
所述直接矢量校正单元利用下式对所述第二直接矢量执行校正：
mvL1_correct＝mvL1+2×(isBottomFieldCol-isBottomFieldCurr)，
其中，mvL1为所述第二直接矢量，而mvL1_correct为所述第二直接矢量的校正后的值。
3.一种以直接模式作为预测模式的解码装置，该解码装置包括：
基准矢量校正单元，当参照具有相反奇偶性的像素以获取所述直接模式中的基准矢量时，该基准矢量校正单元通过向所获得的基准矢量的值加上对应于半个像素的值或者从所获得的基准矢量的值减去对应于半个像素的值来执行校正；和
直接矢量校正单元，当参照具有相反奇偶性的像素以便通过在时间上分割由所述基准矢量校正单元校正的基准矢量来获取第一直接矢量和第二直接矢量时，该直接矢量校正单元通过向所获得的直接矢量的值加上对应于半个像素的值或者从所获得的直接矢量的值减去对应于半个像素的值来执行校正。
4.根据权利要求3所述的解码装置，其中，
所述基准矢量校正单元利用下式对所述基准矢量执行校正：
mvCol_correct＝mvCol+2×(isBottomFieldrefPicCol-isBottomFieldCol)，
其中，mvCol为所述基准矢量，mvCol_correct为所述基准矢量的校正后的值，isBottomFieldrefPicCol为参照图片在第一直接矢量方向上的奇偶性，而isBottomFieldCol为参照图片在第二直接矢量方向上的奇偶性；并且
所述直接矢量校正单元利用下式对所述第一直接矢量执行校正：
mvL0_correct＝mvL0+2×(isBottomFieldrefPicCol-isBottomFieldCurr)，
其中，mvL0为所述第一直接矢量，mvL0_correct为所述第一直接矢量的校正后的值，而isBottomFieldCurr为当前图片的奇偶性；并且
所述直接矢量校正单元利用下式对所述第二直接矢量执行校正：
mvL1_correct＝mvL 1+2×(isBottomFieldCol-isBottomFieldCurr)，
其中，mvL1为所述第二直接矢量，而mvL1_correct为所述第二直接矢量的校正后的值。
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