CN105379265A - 视频编码装置、视频解码装置、视频***、视频编码方法、视频解码方法以及程序 - Google Patents

视频编码装置、视频解码装置、视频***、视频编码方法、视频解码方法以及程序 Download PDF

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fade
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Abstract

本发明的目的在于改善交叉淡化视频的预测准确性，从而提高交叉淡化视频的编码性能。允许加权运动补偿的视频编码装置和视频解码装置设有淡化视频估算模块，该淡化视频估算模块用于从交叉淡化视频中估算出构成该交叉淡化视频的淡出视频和淡入视频。另外，视频编码装置和视频解码装置分别从淡出预测视频的第(n-1)T个帧中生成淡出预测视频的第nT个帧，并且从交叉淡化视频的第nT个帧和淡出预测视频的第nT个帧中生成淡入视频的第nT个帧。

Description

视频编码装置、视频解码装置、视频***、视频编码方法、视频解码方法以及程序
技术领域
本发明涉及视频编码装置、视频解码装置、视频***、视频编码方法、视频解码方法以及程序。
背景技术
迄今为止，已经针对增强视频编码***技术的性能进行了研究，并且已经对例如H.264(例如，参见非专利文献1)和HEVC(例如，参见非专利文献2)进行了标准化。采用这类视频编码***，通过生成待编码视频的预测视频并且对该预测视频和待编码的视频之间的差异进行编码，来提高压缩率。如果在预测视频和待编码的视频之间的差异很小，则可以降低需要压缩的信息量，其结果是能够提高编码效率。
但是，在非专利文献1和非专利文献2中显示的视频编码***的前提是能够通过区块匹配来追踪物体的运动。因此，当简单地将运动补偿应用于整个画面的流明随时间变化的视频(例如淡出和淡入视频)上时，编码性能会降低。从此点出发，已经提出一种对暂时地设置在淡出开始视频和淡入结束视频之间的至少一个交叉淡化(cross-fade)视频进行编码的技术(例如，参见专利文献1)，以及一种使用参考图像与参考图像的加权的组合表来提供取决于参考图像的最佳加权系数的技术(例如，参见专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开No.2006-509467
专利文献2：日本专利特开No.2012-161092
非专利文献
非专利文献1：ISO/IECMPEG和ITU-TVCEG的联合视频工作组(JVT)的“ISO/IEC14496-10高级视频编码文本”。
非专利文献2：高效视频编码(HEVC)文本规范草案6，JCTVC-H1003。
发明内容
发明要解决的技术问题
此处，例如对于如图6所示的整个画面的亮度随时间线性变化的视频来说，通过简单地对帧内(inter-frame)预测误差应用加权系数，能够改善预测准确性。另一方面，对于如图7所示的会同时出现淡出和淡出的交叉淡化视频来说，通过简单地对针对帧内预测误差应用加权系数，不能充分地改善预测准确性。
专利文献1显示的技术在待编码的交叉淡化视频、淡出开始视频、淡入结束视频相似(即，几乎没有运动)的情况下，可有效地改善预测准确性。但是，在由于摄影机工作等原因而导致待编码的交叉淡化视频、淡出开始视频以及淡入结束视频之间的差异增大时，预测准确性降低。
专利文献2中的技术没有考虑包括两种不同类型的运动的待编码区块的运动向量。因此，对于在一个待编码区块中包括两种不同类型运动的待编码交叉淡化视频而言，预测准确性会降低。
鉴于上述问题，提出本发明，并且本发明目的在于通过提高交叉淡化视频的预测准确度来改善交叉淡化视频的编码性能。
解决课题的手段
本发明提出了以下事项以解决上述问题。
(1)本发明提出一种视频编码装置(例如，相当于图1中的视频编码装置AA)，其允许加权运动补偿并且包括淡化视频估算模块(例如，相当于图1中的淡出开始帧设定单元8和场景分离单元10)，该淡化视频估算模块用于从交叉淡化视频中估算出构成该交叉淡化视频的淡出视频和淡入视频。
根据本发明，可从交叉淡化视频中估算出构成交叉淡化视频的淡出视频和淡入视频。因此，通过使用估算出的淡出视频和淡入视频作为加权运动补偿中的参考帧，能够改善交叉淡化视频的预测准确性，这能够提高交叉淡化视频的编码性能。
(2)本发明提出一种视频编码装置，根据该装置，在(1)的视频编码装置中，淡化视频估算模块包括：淡出开始帧设定模块(例如，相当于图1中的淡出开始帧设定单元8)，其用于分辨待编码的帧是否为交叉淡化视频，并且在分辨出待编码的帧为交叉淡化视频时，基于混合系数估算出淡出视频；以及场景分离模块(例如，相当于图1中的场景分离单元10)，其使用交叉淡化视频和由淡出开始帧设定模块估算出的淡出视频，基于混合系数估算出淡入视频。
根据本发明，在(1)的视频编码装置中，基于混合系数估算出淡出视频，并且使用交叉淡化视频和估算出的淡出视频基于混合系数估算出淡入视频。因此，在考虑到淡出视频和淡入视频在交叉淡化视频中的结合比例的情况下，能够估算出淡出视频和淡入视频。相应地，能够以高准确性估算出淡出视频和淡入视频。
(3)本发明提出一种视频编码装置，根据该装置，在(2)的视频编码装置中，淡出开始帧设定模块使用混合系数，对淡出视频的第(n-1)T个帧(其中n是满足n≥2的任意整数，并且T是满足T≥1的任意整数)进行加权运动补偿预测，以生成淡出视频的第nT个帧，并且场景分离模块，求出交叉淡化视频的第nT个帧和已乘以混合系数的淡出视频的第nT个帧的差异，作为淡入视频的第nT个帧。
根据本发明，在(2)的视频编码装置中，使用混合系数对淡出视频的第(n-1)T个帧进行加权运动补偿预测，以生成淡出视频的第nT个帧。而且，求出交叉淡化视频的第nT个帧和已乘以混合系数的淡出视频的第nT个帧的差异，将其作为淡入视频的第nT个帧。由此，能够得到与上述效果相似的效果。
(4)本发明提出一种视频编码装置，其中，(3)的视频编码装置中包括加权运动补偿模块(例如，相当于图1中的加权运动补偿单元7)，其使用淡化视频估算模块估算出的淡出视频和淡入视频作为加权运动补偿的参考帧。
根据本发明，在(3)的视频编码装置中，使用估算出的淡出视频和淡入视频作为加权运动补偿的参考帧。由此，能够得到与上述效果相似的效果。
(5)本发明提出一种视频编码装置，根据该装置，在(4)的视频编码装置中，加权运动补偿模块使用由淡出开始帧设定模块估算出的淡出视频的第nT个帧和由场景分离模块估算出的淡入视频的第nT个帧，作为第nT个帧到第nT+(T-1)个帧的参考帧。
根据本发明，在(4)的视频编码装置中，使用估算出的淡出视频的第nT个帧和估算出的淡入视频的第nT个帧作为第nT个帧到第nT+(T-1)个帧的参考帧。因此，通过适宜地设定n和T，能够控制在对用作参考帧的淡出视频和淡入视频进行估算时所使用的频率，并且能够调节交叉淡化视频编码性能的改善度和抑制由于上述估算所导致的处理量增加。
(6)本发明提出一种视频解码装置(例如，相当于图5中的视频解码装置BB)，其包括淡化视频估算模块(例如，相当于图5中的淡出开始帧设定单元107和场景分离单元110)，该淡化视频估算模块用于从包括在解码视频中的交叉淡化视频中估算出构成该交叉淡化视频的淡出视频和淡入视频。
根据本发明，从交叉淡化视频中可以估算出构成交叉淡化视频的淡出视频和淡入视频。因此，通过使用估算出的淡出视频和淡入视频作为加权运动补偿中的参考帧，能够改善交叉淡化视频的预测准确性，这能够提高交叉淡化视频的编码性能。
(7)本发明提出一种视频解码装置，根据该装置，在(6)的视频解码装置中，淡化视频估算模块包括：淡出开始帧设定模块(例如，相当于图5中的淡出开始帧设定单元107)，其用于分辨待解码的帧是否为交叉淡化视频，并且在分辨出待解码的帧为交叉淡化视频时，基于混合系数估算出淡出视频；以及场景分离模块(例如，相当于图5中的场景分离单元110)，其使用交叉淡化视频和由淡出开始帧设定模块估算出的淡出视频，基于混合系数估算出淡入视频。
根据本发明，在(6)的视频解码装置中，基于混合系数估算出淡出视频，并且使用交叉淡化视频和估算出的淡出视频来基于混合系数估算出淡入视频。因此，在考虑了淡出视频和淡入视频在交叉淡化视频中的结合比例的情况下，能够估算出淡出视频和淡入视频。相应地，能够以高准确性估算出淡出视频和淡入视频。
(8)本发明提出一种视频解码装置，根据该装置，在(7)的视频解码装置中，淡出开始帧设定模块使用混合系数，对淡出视频的第(n-1)T个帧(其中n是满足n≥2的任意整数，并且T是满足T≥1的任意整数)进行加权运动补偿预测，以生成淡出视频的第nT个帧；并且场景分离模块求出交叉淡化视频的第nT个帧和已乘以混合系数的淡出视频的第nT个帧的差异，将其作为淡入视频的第nT个帧。
根据本发明，在(7)的视频解码装置中，使用混合系数，对淡出视频的第(n-1)T个帧进行加权运动补偿预测，以生成淡出视频的第nT个帧。而且，求出交叉淡化视频的第nT个帧和已乘以混合系数的淡出视频的第nT个帧的差异，将其作为淡入视频的第nT个帧。由此，能够得到与上述效果相似的效果。
(9)本发明提出一种视频解码装置，其中，(8)的视频解码装置包括：淡出视频运动补偿模块(例如，相当于图5中的淡出视频运动补偿单元109)，其根据运动向量，对由淡出开始帧设定模块估算出的淡出视频进行运动补偿；以及淡入视频运动补偿模块(例如，相当于图5中的淡入视频运动补偿单元112)，其根据运动向量，对由场景分离模块估算出的淡入视频进行运动补偿。
根据本发明，在(8)的视频解码装置中，根据运动向量对估算出的淡出视频和淡入视频进行运动补偿。由此，能够得到与上述效果相似的效果。
(10)本发明提出一种视频解码装置，其中，(9)的视频解码装置包括：加权运动补偿模块(例如，相当于图5中的加权运动补偿单元106)，其使用由淡化视频估算模块估算出的淡出视频和淡入视频作为加权运动补偿的参考帧。
根据本发明，在(9)的视频解码装置中，使用估算出的淡出视频和淡入视频作为加权运动补偿的参考帧。由此，能够得到与上述效果相似的效果。
(11)本发明提出一种视频解码装置，根据该装置，在(10)的视频解码装置中，加权运动补偿模块使用由淡出开始帧设定模块估算出的淡出视频的第nT个帧和由场景分离模块估算出的淡入视频的第nT个帧，来作为第nT个帧到第nT+(T-1)个帧的参考帧。
根据本发明，在(10)的视频解码装置中，使用估算出的淡出视频的第nT个帧和估算出的淡入视频的第nT个帧作为第nT个帧到第nT+(T-1)个帧的参考帧。因此，通过适宜地设定n和T，可以控制在对用作参考帧的淡出视频和淡入视频进行估算时所使用的频率，并且可以调节对交叉淡化视频编码性能的改善度，和抑制由于上述估算所导致的处理量增加。
(12)本发明提出一种视频***，其包括允许进行加权运动补偿的视频编码装置(例如，相当于图1中的视频编码装置AA)和视频解码装置(例如，相当于图5中的视频解码装置BB)，该视频编码装置包括编码端淡化视频估算模块(例如，相当于图1中的淡出开始帧设定单元8和场景分离单元10)，其用于从交叉淡化视频中估算出构成该交叉淡化视频的淡出视频和淡入视频；并且，该视频解码装置包括解码端淡化视频估算模块(例如，相当于图5中的淡出开始帧设定单元107和场景分离单元110)，其用于从包括在解码视频中的交叉淡化视频中估算出构成该交叉淡化视频的淡出视频和淡入视频。
根据本发明，在视频编码装置和视频解码装置两者中，可从交叉淡化视频中估算出构成该交叉淡化视频的淡出视频和淡入视频。因此，通过使用估算出的淡出视频和淡入视频作为加权运动补偿中的参考帧，能够改善交叉淡化视频的预测准确性，这能够提高交叉淡化视频的编码性能。
(13)本发明提出一种视频编码装置(例如，相当于图1中的视频编码装置AA)的视频编码方法，该视频编码装置包括淡化视频估算模块(例如，相当于图1中的淡出开始帧设定单元8和场景分离单元10)并且允许加权运动补偿，该方法包括以下步骤：淡化视频估算模块从交叉淡化视频中估算出构成该交叉淡化视频的淡出视频和淡入视频。
根据本发明，可从交叉淡化视频中估算出构成该交叉淡化视频的淡出视频和淡入视频。因此，通过使用估算出的淡出视频和淡入视频作为加权运动补偿中的参考帧，能够改善交叉淡化视频的预测准确性，这能够提高交叉淡化视频的编码性能。
(14)本发明提出一种视频解码装置(例如，相当于图5中的视频解码装置BB)的视频解码方法，视频解码装置包括淡化视频估算模块(例如，相当于图5中的淡出开始帧设定单元107和场景分离单元110)并且允许加权运动补偿，该方法包括以下步骤：淡化视频估算模块从包括在解码视频中的交叉淡化视频中估算出构成该交叉淡化视频的淡出视频和淡入视频。
根据本发明，可从交叉淡化视频中估算出构成交叉淡化视频的淡出视频和淡入视频。因此，通过使用估算出的淡出视频和淡入视频作为加权运动补偿中的参考帧，能够改善交叉淡化视频的预测准确性，这能够提高交叉淡化视频的编码性能。
(15)本发明提出一种促使计算机执行视频编码装置(例如，相当于图1中的视频编码装置AA)的视频编码方法的程序，该视频编码装置包括淡化视频估算模块(例如，相当于图1中的淡出开始帧设定单元8和场景分离单元10)并且允许加权运动补偿，该程序促使计算机执行以下步骤：淡化视频估算模块从交叉淡化视频中估算出构成该交叉淡化视频的淡出视频和淡入视频。
根据本发明，可从交叉淡化视频中估算出构成该交叉淡化视频的淡出视频和淡入视频。因此，通过使用估算出的淡出视频和淡入视频作为加权运动补偿中的参考帧，能够改善交叉淡化视频的预测准确性，这能够提高交叉淡化视频的编码性能。
(16)本发明提出一种促使计算机执行视频解码装置(例如，相当于图5中的视频解码装置BB)的视频解码方法的程序，该视频解码装置包括淡化视频估算模块(例如，相当于图5中的淡出开始帧设定单元107和场景分离单元110)并且允许加权运动补偿，该程序促使计算机执行以下步骤：淡化视频估算模块从包括在解码视频中的交叉淡化视频中估算出构成该交叉淡化视频的淡出视频和淡入视频。
根据本发明，可从交叉淡化视频中估算出构成该交叉淡化视频的淡出视频和淡入视频。因此，通过使用估算出的淡出视频和淡入视频作为加权运动补偿中的参考帧，能够改善交叉淡化视频的预测准确性，这能够提高交叉淡化视频的编码性能。
发明效果
根据本发明，能够改善交叉淡化视频的预测准确性，由此能够提高交叉淡化视频的编码性能。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的视频编码装置的框图。
图2是用于说明根据该实施例的视频编码装置的操作的视图。
图3是根据该实施例的视频编码装置的流程图。
图4是用于说明根据该实施例的视频编码装置的操作的视图。
图5是根据本发明的一个实施例的视频解码装置的框图。
图6是用于说明整个画面的亮度呈线性变化的视频的视图。
图7是用于说明同时发生淡入和淡出的交叉淡化视频的视图。
具体实施方式
以下，将参照附图对本发明的实施例进行说明。应当注意，下述实施例中的组成要素可以适宜地被置换为现有的组成要素等，并且那种包括了其他现有的组成要素的结合的各种变体也是可行的。因此，本发明在权利要求中描述的内容不限于以下实施例的描述。
视频编码装置AA的构造以及操作
图1是根据本发明的一个实施例的视频编码装置AA的框图。视频编码装置AA设有正交转换/量化单元1、熵编码单元2、逆正交转换/逆量化单元3、存储器4、帧内预测单元5、运动补偿单元6、加权运动补偿单元7、淡出开始帧设定单元8、淡出预测视频存储单元9、场景分离单元10以及淡入预测视频存储单元11。
正交转换/量化单元1接收预测值e相对于输入视频a的差异信号的输入。预测值e是从下述由帧内预测单元5输出的预测值e5、下述从运动补偿单元6输出的预测值e6以及下述从加权运动补偿单元7输出的预测值e7中被作为具有最高预测准确性的值而选出的那个值。正交转换/量化单元1对上述差异信号进行正交转换以求出转换系数，量化该转换系数，并且输出经正交转换和量化的差异信号f。
熵编码单元2接收经正交转换和量化的差异信号f的输入以及预测信息的输入。预测信息是指：与帧内预测方向相关的预测信息g、运动向量h、运动向量和加权系数i、表示淡化程度的混合系数w以及交叉淡化帧信息c，下文中将对这些信号分别进行讨论。该熵编码单元2对经正交转换和量化的差异信号f以及预测信息进行长度可变编码或算术编码，根据编码语法将其结果写作为压缩数据流，并且将该结果输出作为压缩数据d。
逆正交转换/逆量化单元3输入经正交转换和量化的差异信号f。该逆正交转换/逆量化单元3对该经正交转换和量化的差异信号f进行逆量化和逆正交转换，并且将其结果输出作为逆量化和逆转换差异信号j。
存储器4接收本地解码视频k的输入。本地解码视频k是预测值e与逆量化和逆转换差异信号j之和。该存储器4存储输入的本地解码视频k，并且在需要时，将存储的本地解码视频k供应给帧内预测单元5、运动补偿单元6、加权运动补偿单元7、淡出开始帧设定单元8、场景分离单元10以及淡入预测视频存储单元11。
帧内预测单元5接收从存储器4读出的本地解码视频k的输入。该帧内预测单元5使用本地解码视频k来生成与帧内预测相关的预测值e5，并且输出与帧内预测相关的预测值e5以及与帧内预测方向相关的预测信息g。
运动补偿单元6接收输入视频a的输入和从存储器4读出的本地解码视频k的输入。该运动补偿单元6通过在输入视频a和本地解码视频k之间进行区块匹配来计算运动向量h，通过根据运动向量h对本地解码视频k进行运动补偿来计算待编码的区块的预测值e6，并且输出待编码的区块的预测值e6和运动向量h。应当注意，使用绝对差值之和SAD作为区块匹配的评定量表。
如图2的(α)所示，淡出开始帧设定单元8每过T个帧就使用淡出视频的第(n-1)T个帧的预测视频(其中，n是满足n≥2的任意整数，并且T是满足T≥1的任意整数)，来生成淡出视频的第nT个帧的预测视频。具体地，淡出开始帧设定单元8接收下述从淡出预测视频存储单元9读出的淡出视频的预测视频q、从存储器4读出的本地解码视频k、交叉淡化帧信息c以及混合系数w的输入。该淡出开始帧设定单元8基于交叉淡化帧信息c来分辨处理中的帧是否为交叉淡化视频以及处理中的帧的帧序号是否为T的整数倍。视频编码装置AA中的交叉淡化帧信息c是能显示出从输入视频a的哪一帧到哪一帧会发生交叉淡化的信息，并且其包括交叉淡化开始的那一帧的序号的信息以及的交叉淡化结束的那一帧的序号的信息。当分辨出处理中的帧是交叉变淡视频并且帧序号是T的整数倍时，使用混合系数w对淡出视频的第(n-1)T个帧的预测视频q进行加权运动补偿预测，以生成淡出视频的第nT个帧的预测视频p，并且输出预测视频p。应当注意到，当n＝1时，即当生成淡出视频的第T个帧时，使用在交叉淡化开始的那一帧之前的紧接一帧的视频。而且，虽然在该实施例中，使用α混合的混合系数作为混合系数w，但是本发明不限于此，并且可以使用能表示交叉淡化视频中的淡出视频和淡入视频的结合比例的任何信息。
淡出预测视频存储单元9在每帧使用淡出视频的第nT个帧的预测视频，来生成淡出视频的第u个帧的预测视频(其中，u是满足nT≤u＜nT+1的任意整数)。具体地，淡出预测视频存储单元9接收从存储器4读出的本地解码视频k的输入和淡出视频的预测视频p的输入。该淡出预测视频存储单元9存储输入的淡出视频的预测视频p。随后，若需要，对淡出视频的第nT个帧的预测视频进行运动补偿预测以生成淡出视频的第u个帧的预测视频q，并且将该预测视频q供应给加权运动补偿单元7、淡出开始帧设定单元8以及场景分离单元10。
场景分离单元10每过T个帧就使用淡出视频的第nT个帧的预测视频，来生成淡入视频的第nT个帧的预测视频。具体地，场景分离单元10接收混合系数w的输入、从存储器4读出的本地解码视频k的输入，以及从淡出预测视频存储单元9读出的淡出视频的预测视频q的输入。该场景分离单元10输出本地解码视频k(其是交叉淡化视频的第nT个帧)与淡出视频的第nT个帧的预测视频q之间的差异，将其作为淡入视频的第nT个帧的预测视频r。此处，淡化效果不会体现在淡出视频的第nT个帧的预测视频q中。从此点出发，基于在以下公式(1)中显示的α混合公式，将淡出视频的第nT个帧的预测视频乘以混合系数w(n)。随后，求出交叉淡化视频的第nT个帧与已乘以混合系数w的淡出视频的第nT个帧的预测视频q的差异，并且设定该差异作为淡入视频的第nT个帧的预测视频r。
公式1
f(nT)＝w(nT)fa(nT)+(1-w(nT)fb(nT))…(1)
应当注意，在公式(1)中，f(nT)表示交叉淡化视频的第nT个帧，fa(nT)表示淡入视频的第nT个帧，并且fb(nT)表示淡出视频的第nT个帧。
淡入预测视频存储单元11在每帧使用淡入视频的第nT个帧的预测视频，来生成淡入视频的第u个帧的预测视频。具体地，淡入预测视频存储单元11接收从存储器4读出的本地解码视频k的输入和淡入视频的预测视频r的输入。该淡入预测视频存储单元11存储输入的淡入视频的预测视频r。随后，若需要，对淡入视频的第nT个帧的预测视频进行运动补偿预测，以生成淡入视频的第u个帧的预测视频s，并且将该预测视频s供应给加权运动补偿单元7。
加权运动补偿单元7接收输入视频a的输入、从存储器4读出的本地解码视频k的输入、从淡出预测视频存储单元9读出的淡出视频的预测视频q的输入、从淡入预测视频存储单元11读出的淡入视频的预测视频s的输入，以及混合系数w的输入。首先，该加权运动补偿单元7通过在淡出视频的第u个帧的预测视频和淡出视频的第(u-1)个帧的预测视频之间进行加权区块匹配来计算运动向量，并且通过在淡入视频的第u个帧的预测视频和淡入视频的第(u-1)个帧的预测视频之间进行加权区块匹配来计算运动向量。接着，根据这些运动向量来进行运动补偿，并且计算淡出视频的第u个帧的预测值和淡入视频的第u个帧的预测值。接下来，使用淡出视频的第u个帧的预测值、淡入视频的第u个帧的预测值以及混合系数w，基于α混合来生成交叉淡化视频的第u个帧的预测视频。接着，将交叉淡化视频的第u个帧的预测视频输出作为待编码区块的预测值e7，并且输出计算出的运动向量和加权系数i。
图3是显示具有上述结构的视频编码装置AA的部分操作的流程图。
在步骤S1中，视频编码装置AA通过淡出开始帧设定单元8来分辨处理中的帧是否为交叉淡化视频。如果分辨出处理中的帧不是交叉淡化视频，则处理移动到步骤S6，并且如果分辨出处理中的帧是交叉淡化视频，则处理移动到步骤S2。
在步骤S2中，视频编码装置AA通过淡出开始帧设定单元8来分辨处理中的帧的帧序号是否为T的整数倍。如果分辨出帧序号不是T的整数倍，则处理移动到步骤S5，如果分辨出帧序号是T的整数倍，则处理移动到步骤S3。
在步骤S3中，视频编码装置AA通过淡出开始帧设定单元8，使用混合系数，对淡出视频的第(n-1)T个帧的预测视频进行加权运动补偿预测，以生成淡出视频的第nT个帧的预测视频，并且处理移动到步骤S4。
在步骤S4中，视频编码装置AA通过场景分离单元10，求出本地解码视频(其是交叉淡化视频的第nT个帧)与淡出视频的第nT个帧的预测视频之间的差异，将其作为淡入视频的第nT个帧的预测视频，并且处理移动到步骤S5。
在步骤S5中，如图4所示，视频编码装置AA通过淡出预测视频存储单元9和淡入预测视频存储单元11来允许加权运动补偿单元7使用淡出视频的第nT个帧的预测视频以及淡入视频的第nT个帧的预测视频作为第nT个帧到nT+(T-1)个帧的参考帧，并且处理移动到步骤S6。
具体地，在步骤S5中，视频编码装置AA通过淡出预测视频存储单元9对淡出视频的第nT个帧的预测视频进行运动补偿预测，以生成淡出视频的第u个帧的预测视频，并且加权运动补偿单元7能够读出第nT个帧到nT+(T-1)个帧的预测视频。而且，视频编码装置AA通过淡入预测视频存储单元11对淡入视频的第nT个帧的预测视频进行运动补偿预测，以生成淡入视频的第u个帧的预测视频，并且加权运动补偿单元7能够读出第nT个帧到nT+(T-1)个帧的预测视频。由此，针对第nT个帧到nT+(T-1)个帧，若需要，则加权运动补偿单元7能够使用淡出视频的第nT个帧的预测视频和淡入视频的第nT个帧的预测视频作为参考视频。
在步骤S6中，视频编码装置AA分辨是否所有的帧都已经被加权运动补偿单元7处理过。如果分辨出所有的帧均已经被处理，则图3中的处理结束，并且如果并非所有的帧都被处理，则处理返回到步骤S1。
视频解码装置BB的构造以及操作
图5是根据本发明的一个实施例的视频解码装置BB的框图。视频解码装置BB设有熵解码单元101、逆量化/逆正交转换单元102、存储器103、帧内预测单元104、运动补偿单元105、加权运动补偿单元106、淡出开始帧设定单元107、淡出预测视频存储器108、淡出视频运动补偿单元109、场景分离单元110、淡入预测视频存储器111以及淡入视频运动补偿单元112。
熵解码单元101接收压缩数据d的输入。该熵解码单元101对压缩数据d进行熵解码，从压缩数据d中提取出预测信息B和差异信号C，并且输出该预测信息B和差异信号C。
逆量化/逆正交转换单元102接收差异信号C的输入。该逆量化/逆正交转换单元102对差异信号C进行逆正交转换和逆量化，并且将其结果输出作为逆正交转换和量化后的差异信号D。
存储器103接收解码视频A的输入。该解码视频A是逆正交转换和逆量化后的差异信号D和下述的预测值E之和。存储器103存储输入的解码视频A，并且若需要，则将解码视频A供应到帧内预测单元104、运动补偿单元105、加权运动补偿单元106、淡出开始帧设定单元107、淡出视频运动补偿单元109、场景分离单元110以及淡入视频运动补偿单元112。
帧内预测单元104接收从存储器103读出的解码视频A的输入以及预测信息B的输入。该帧内预测单元104根据包括在预测信息B中的帧内预测方向，从解码视频A中生成预测值E4，并且输出生成的预测值E4。
运动补偿单元105接收从存储器103读出的解码视频A的输入以及预测信息B的输入。该运动补偿单元105根据包括在预测信息B中的运动向量，对解码视频A进行运动补偿以计算预测值E5，并且输出算得的预测值E5。
如图2中的(α)所示，淡出开始帧设定单元107每过T个帧就使用淡出视频的第(n-1)T个帧的预测视频，来生成淡出视频的第nT个帧的预测视频。具体地，淡出开始帧设定单元107接收从存储器103读出的解码视频A的输入、预测信息B的输入以及下述从淡出预测视频存储器108读出的淡出视频的预测视频F的输入。该淡出开始帧设定单元107基于包括在预测信息B中的交叉淡化帧信息，来分辨处理中的帧是否为交叉淡化视频以及处理中的帧的帧序号是否为T的整数倍。当分辨出处理中的帧是交叉淡化帧并且帧序号是T的整数倍时，使用包括在预测信息B中的混合系数，对淡出视频的第(n-1)T个帧的预测视频F进行加权运动补偿预测，以生成淡出视频的第nT个帧的预测视频F，并且输出生成的预测视频F。应当注意的是，在n＝1，即生成淡出视频的第T个帧的情况下，使用在交叉淡化开始的那一帧之前的紧接一帧的视频。还应当注意的是，视频解码装置BB中的交叉淡化帧信息是显示出从解码视频A的哪一帧到哪一帧发生了交叉淡化的信息，并且其包括交叉淡化开始的那一帧的序号信息以及交叉淡化结束的那一帧的序号信息。
淡出预测视频存储器108接收从淡出开始帧设定单元107输出的淡出视频的预测视频F的输入。该淡出预测视频存储器108存储所输入的淡出视频的预测视频F，并且若需要，则将存储的淡出视频的预测视频F供应到淡出开始帧设定单元107、淡出视频运动补偿单元109以及场景分离单元110。
淡出视频运动补偿单元109在每帧使用淡出视频的第nT个帧的预测视频，来生成淡出视频的第u个帧的预测视频。具体地，淡出视频运动补偿单元109接收从存储器103读出的解码视频A的输入、预测信息B的输入以及从淡出预测视频存储器108读出的淡出视频的预测视频F的输入。该淡出视频运动补偿单元109根据包括在预测信息B中的运动向量，对淡出视频的第nT个帧的预测视频F进行运动补偿预测，以生成淡出视频的第u个帧的预测视频G，并且输出生成的预测视频G。
场景分离单元110每过T个帧就使用淡出视频的第nT个帧的预测视频，来生成淡入视频的第nT个帧的预测视频。具体地，场景分离单元110接收从存储器103读出的解码视频A的输入、预测信息B的输入以及从淡出预测视频存储器108读出的淡出视频的预测视频F的输入。该场景分离单元110将解码视频A(其为交叉淡化视频的第nT个帧)与淡出视频的第nT个帧的预测视频F的差异作为淡入视频的第nT个帧的预测视频H。此处，淡化效果不会体现在淡出视频的第nT个帧的预测视频F中。从此点出发，基于在上述公式(1)中显示的α混合公式，将淡出视频的第nT个帧的预测视频乘以包括在预测信息B中的混合系数w(n)。求出交叉淡化视频的第nT个帧和已乘以混合系数w的淡出视频的第nT个帧的预测视频F的差异，并且将其设定作为淡入视频的第nT个帧的预测视频H。
淡入预测视频存储器111接收从场景分离单元110输出的淡入视频的预测视频H的输入。该淡入预测视频存储器111存储所输入的淡入视频的预测视频H，并且若需要，则将存储的淡入视频的预测视频H供应到淡入视频运动补偿单元112。
淡入视频运动补偿单元112在每帧使用淡入视频的第nT个帧的预测视频，来生成淡入视频的第u个帧的预测视频。具体地，淡入视频运动补偿单元112接收从存储器103读出的解码视频A的输入、预测信息B的输入以及从淡入预测视频存储器111读出的淡入视频的预测视频H的输入。该淡入视频运动补偿单元112根据包括在预测信息B中的运动向量，对淡入视频的第nT个帧的预测视频H进行运动补偿预测，以生成淡入视频的第u个帧的预测视频I，并且输出生成的预测视频I。
加权运动补偿单元106接收从存储器103读出的解码视频A的输入、预测信息B的输入、淡出视频的预测视频G的输入，以及淡入视频的预测视频I的输入。首先，该加权运动补偿单元106通过在淡出视频的第u个帧的预测视频和淡出视频的第(u-1)个帧的预测视频之间进行加权区块匹配来计算运动向量，并且通过在淡入视频的第u个帧的预测视频和淡入视频的第(u-1)个帧的预测视频之间进行加权区块匹配来计算运动向量。接着，根据这些运动向量来进行运动补偿，并且计算淡出视频的第u个帧的预测值和淡入视频的第u个帧的预测值。接下来，根据包括在预测信息B内的运动向量和加权系数，使用淡出视频的第u个帧的预测值、淡入视频的第u个帧的预测值以及混合系数，基于α混合来生成交叉淡化视频的第u个帧的预测视频，并且将生成的预测视频输出作为预测值E6。
具有上述结构的视频解码装置BB的部分操作与在图3中显示的视频编码装置AA的部分操作相同。具体地，淡出开始帧设定单元107、淡出视频运动补偿单元109、场景分离单元110以及淡入视频运动补偿单元112分别进行图3中的由设置在视频编码装置AA中的淡出开始帧设定单元8、淡出预测视频存储单元9、场景分离单元10以及淡入预测视频存储单元11所分别进行的步骤中的处理。
根据视频编码装置AA和视频解码装置BB，可以得到以下效果。
视频编码装置AA和视频解码装置BB分别从交叉淡化视频中生成构成了该交叉淡化视频的淡出视频的预测视频和淡入视频的预测视频，并且使用淡出视频的预测视频和淡入视频的预测视频作为加权运动补偿中的参考帧。因此，可以改善交叉淡化视频的预测精确度，这能够提高交叉淡化视频的编码性能。
而且，视频编码装置AA和视频解码装置BB分别基于混合系数生成淡出视频的预测视频，并且使用该淡出视频的预测视频以及交叉淡化视频，基于混合系数生成淡入视频的预测视频。因此，可以考虑淡出视频和淡入视频在交叉淡化视频中的结合比例，来生成淡出视频的预测视频和淡入视频的预测视频。因此，能够以高准确性生成淡出视频的预测视频和淡入视频的预测视频。
而且，视频编码装置AA和视频解码装置BB分别使用淡出视频的第nT个帧的预测视频和淡入视频的第nT个帧的预测视频作为第nT个帧到第nT+(T-1)个帧的参考帧。因此，通过适宜地设定n和T，能够对生成用作参考帧的淡出视频的预测视频和淡入视频的预测视频所采用的频率进行控制，并且能够调节交叉淡化视频的编码性能的改善度，以及抑制由于上述估算所导致的处理量增大。
应当注意的是，可以通过将本发明的视频编码装置AA或视频解码装置BB的处理过程记录在非易失性电脑可读记录介质上，并且使得视频编码装置AA或视频解码装置BB读取并执行记录在该记录介质上的程序，来实现本发明。
此处，例如，可以应用非易失性存储器(比如EPROM或闪存、磁盘(比如硬盘)、CD-ROM等)作为上述记录介质。而且，可以通过设置在视频编码装置AA或视频解码装置BB中的处理器来读取并执行记录在该记录介质上的程序。
而且，上述程序可以从视频编码装置AA或视频解码装置BB(其均将该程序存储在存储装置等中)处，通过传输介质或通过传输介质中的传输波，传递至另一个电脑***。此处，用于传输程序的“传输介质”是具有传输信息的功能的介质，例如是因特网等网络(通信网络)或电话线等通信信道(通信线路)。
而且，上述程序可以是能实现一部分上述功能的程序。而且，上述程序可以是能够与已经记录在视频编码装置AA或视频解码装置BB上的程序相结合地实现上述功能的程序，即，所谓的补丁文件(差异程序)。
虽然上文中参照附图对本发明的实施例进行了详细说明，但是具体的构造并不限于这些实施例，并且意在使得那些不脱离本发明的要旨的设计等均落入本发明的范围内。
附图标记说明
7,106加权运动补偿单元
8,107淡出开始帧设定单元
9淡出预测视频存储单元
10,110场景分离单元
11淡入预测视频存储单元
108淡出预测视频存储器
109淡出视频运动补偿单元
111淡入预测视频存储器
112淡入视频运动补偿单元
AA视频编码装置
BB视频解码装置

Claims (16)

1.一种视频编码装置，其允许加权运动补偿，其包括：
淡化视频估算模块，其用于从交叉淡化视频中估算出构成所述交叉淡化视频的淡出视频和淡入视频。
2.根据权利要求1所述的视频编码装置，其特征在于，所述淡化视频估算模块包括：
淡出开始帧设定模块，其用于分辨待编码的帧是否为交叉淡化视频，并且在分辨出所述待编码的帧为交叉淡化视频时，基于混合系数估算出淡出视频；以及
场景分离模块，其使用所述交叉淡化视频和由所述淡出开始帧设定模块估算出的所述淡出视频，基于所述混合系数估算出淡入视频。
3.根据权利要求2所述的视频编码装置，其特征在于，
所述淡出开始帧设定模块，使用所述混合系数，对淡出视频的第(n-1)T个帧进行加权运动补偿预测，以生成淡出视频的第nT个帧，其中n是满足n≥2的任意整数，并且T是满足T≥1的任意整数，并且
所述场景分离模块，求出交叉淡化视频的第nT个帧和已乘以所述混合系数的淡出视频的第nT个帧的差异，将其作为淡入视频的第nT个帧。
4.根据权利要求3所述的视频编码装置，包括：
加权运动补偿模块，其使用所述淡化视频估算模块估算出的所述淡出视频和所述淡入视频作为加权运动补偿的参考帧。
5.根据权利要求4所述的视频编码装置，其特征在于，所述加权运动补偿模块，使用由所述淡出开始帧设定模块估算出的淡出视频的第nT个帧和由所述场景分离模块估算出的淡入视频的第nT个帧，作为针对第nT个帧到第nT+(T-1)个帧的所述参考帧。
6.一种视频解码装置，其允许加权运动补偿，其包括：
淡化视频估算模块，其用于从包括在解码视频中的交叉淡化视频中估算出构成所述交叉淡化视频的淡出视频和淡入视频。
7.根据权利要求6所述的视频解码装置，其特征在于，所述淡化视频估算模块包括：
淡出开始帧设定模块，其用于分辨待解码的帧是否为交叉淡化视频，并且在分辨出所述待解码的帧为交叉淡化视频时，基于混合系数估算出淡出视频；以及
场景分离模块，其使用所述交叉淡化视频和由所述淡出开始帧设定模块估算出的所述淡出视频，基于所述混合系数估算出淡入视频。
8.根据权利要求7所述的视频解码装置，其特征在于，
所述淡出开始帧设定模块，使用所述混合系数，对淡出视频的第(n-1)T个帧进行加权运动补偿预测，以生成淡出视频的第nT个帧，其中n是满足n≥2的任意整数，并且T是满足T≥1的任意整数，并且
所述场景分离模块，求出交叉淡化视频的第nT个帧和已乘以所述混合系数的淡出视频的第nT个帧的差异，将其作为淡入视频的第nT个帧。
9.根据权利要求8所述的视频解码装置，包括：
淡出视频运动补偿模块，其根据运动向量，对由所述淡出开始帧设定模块估算出的所述淡出视频进行运动补偿；以及
淡入视频运动补偿模块，其根据运动向量，对由所述场景分离模块估算出的所述淡入视频进行运动补偿。
10.根据权利要求9所述的视频解码装置，包括：
加权运动补偿模块，其使用由所述淡化视频估算模块估算出的所述淡出视频和所述淡入视频作为加权运动补偿的参考帧。
11.根据权利要求10所述的视频解码装置，其特征在于，所述加权运动补偿模块使用由所述淡出开始帧设定模块估算出的淡出视频的第nT个帧和由所述场景分离模块估算出的淡入视频的第nT个帧，作为针对第nT个帧到第nT+(T-1)个帧的所述参考帧。
12.一种视频***，其包括允许加权运动补偿的视频编码装置和视频解码装置，
所述视频编码装置包括编码端淡化视频估算模块，其用于从交叉淡化视频中估算出构成所述交叉淡化视频的淡出视频和淡入视频；并且
所述视频解码装置包括解码端淡化视频估算模块，其用于从包括在解码视频中的交叉淡化视频中估算出构成所述交叉淡化视频的淡出视频和淡入视频。
13.一种视频编码装置的视频编码方法，所述视频编码装置包括淡化视频估算模块并且允许加权运动补偿，所述方法包括以下步骤：
所述淡化视频估算模块从交叉淡化视频中估算出构成所述交叉淡化视频的淡出视频和淡入视频。
14.一种视频解码装置的视频解码方法，所述视频解码装置包括淡化视频估算模块并且允许加权运动补偿，所述方法包括以下步骤：
所述淡化视频估算模块从包括在解码视频中的交叉淡化视频中估算出构成所述交叉淡化视频的淡出视频和淡入视频。
15.一种促使计算机执行视频编码装置的视频编码方法的程序，所述视频编码装置包括淡化视频估算模块并且允许加权运动补偿，所述程序促使所述计算机执行以下步骤：
所述淡化视频估算模块从交叉淡化视频中估算出构成所述交叉淡化视频的淡出视频和淡入视频。
16.一种促使计算机执行视频解码装置的视频解码方法的程序，所述视频解码装置包括淡化视频估算模块并且允许加权运动补偿，所述程序促使所述计算机执行以下步骤：
所述淡化视频估算模块从包括在解码视频中的交叉淡化视频中估算出构成所述交叉淡化视频的淡出视频和淡入视频。
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