DE60315565T2

DE60315565T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Codierung und Decodierung von Bewegungsvektoren

Info

Publication number: DE60315565T2
Application number: DE2003615565
Authority: DE
Inventors: Woong-Il Choi; Byeung-Woo Jeon
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2002-07-16
Filing date: 2003-07-15
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2023-07-16
Also published as: US20070286506A1; US7447370B2; JP3863510B2; US20080013631A1; JP2004056823A; EP1389017A2; US7486831B2; US7483579B2; US7257263B2; US20070286505A1; KR100774296B1; US20040013309A1; EP1389017B1; DE60315565D1; CN1229999C; EP1389017A3; US20080013843A1; US7447371B2; KR20040007140A; CN1497981A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kodieren und Dekodieren von Bewegungsvektoren. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kodieren und Dekodieren von Bewegungsvektoren, die unter Bezugnahme auf eine Vielzahl von Bildern berechnet werden.
Nach den Kodierungsstandards MPEG-1 oder MPEG-2 wird eine P-Bildkodierung, die sich auf ein vorheriges Bild bezieht, oder eine B-Bildkodierung, die sich sowohl auf das vorherige als auch auf das folgende Bild bezieht, angepasst, um ein aktuelles Bild zu kodieren, und die Bewegungskompensation geschieht auf der Grundlage der Kodierungsart. Um die Kodierungsleistung zu verbessern, wird des Weiteren eine Vorhersagekodierung unter Verwendung von Bewegungsvektoren der Nachbarblöcke ausgeführt, so dass die Beziehung zwischen den Bewegungsvektoren der Nachbarblöcke widergespiegelt wird, anstatt dass der Bewegungsvektor des aktuellen Blocks selbst direkt kodiert wird.
Gelegentlich können sich die für die Vorhersagekodierung verwendeten Bewegungsvektoren der Nachbarblöcke nicht auf das gleiche Referenzbild beziehen wie das, auf das sich der Bewegungsvektor des aktuellen Blocks bezieht. Tritt ein solcher Fall ein, werden herkömmlicherweise die Bewegungsvektoren der Nachbarblöcke, die sich auf ein anderes Referenzbild beziehen, vom Prozess der Vorhersagekodierung ausgeschlossen, da die Kodierungsleistung in dem Falle verringert werden kann, dass die Bewegungsvektoren, die man auf der Grundlage des unterschiedlichen Referenzbildes erhält, in der Vorhersagekodierung verwendet werden. Im Falle, dass die Bewegungsvektoren der Nachbarblöcke, die sich auf das unterschiedliche Referenzbild beziehen, vom Prozess der Vorhersagekodierung ausgeschlossen werden, wird jedoch das Verhältnis zwischen den Bewegungsvektoren der Nachbarblöcke nicht ausreichend widergespiegelt und deshalb kann die Kodierungsleistung der Bewegungsvektoren entsprechend verringert werden. Das Problem ist noch viel schwerwiegender bei Bildern, die mehrere solche Blöcke einschließen, die sich auf unterschiedliche Referenzbilder beziehen.
Das Dokument JVT-B118R2 "Working Draft Number 2, Revision 2 (WD-2)" (Arbeitsentwurf Nr. 2) vom 29. Januar 2002 (29.01.2002), Seiten 1-10 XP001086630 legt ein Vor hersageverfahren offen, das die zuvor genannte Einschränkung aufweist. "Text of Committee Draft of Joint Video Specification (ITU-T REC. H-264 ISO/IEC 14496-10 AVC) MPEG02/N4810" ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 MPEG02/N4810, Fairfax, US, Mai 2002, Seiten 1-X, 1, XP001074690, ist eine spätere Version desselben Dokuments und legt ein äquivalentes Dekodierungsverfahren offen. Die vor-kennzeichnenden Abschnitte der beigefügten Ansprüche basieren entweder auf D1 oder D2, je nachdem, wo es zutrifft.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kodierung und Dekodierung von Bewegungsvektoren zur Verfügung zu stellen, wobei die Vorhersagekodierung viel wirksamer ausgeführt werden kann, selbst wenn sich die Bewegungsvektoren auf unterschiedliche Referenzbilder beziehen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kodierung und Dekodierung von Bewegungsvektoren zur Verfügung zu stellen, bei denen die Kodierungsleistung verbessert werden kann.
Nach der vorliegenden Erfindung werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung gestellt, wie in den beigefügten Ansprüchen dargestellt ist. Die bevorzugten Merkmale der Erfindung werden aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung ersichtlich.
Für ein besseres Verständnis der Erfindung und um darzustellen, wie die Ausführungsformen derselben umgesetzt werden können, wird nunmehr an Hand von Beispielen auf die beigefügten schematischen Zeichnungen Bezug genommen, wobei gilt:
1 ist ein Blockschema einer Bewegungsvektor-Kodiervorrichtung nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Blockschema einer Bilddaten-Kodiervorrichturig einschließlich der in 1 dargestellten Bewegungsvektor-Kodiervorrichtung nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 veranschaulicht ein Beispiel der Eingabebilddaten;
4 ist ein Blockschema einer Bewegungsvektor-Dekodiervorrichtung nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ist ein Blockschema einer Bilddaten-Dekodiervorrichtung einschließlich der in 4 dargestellten Bewegungsvektor-Dekodiervorrichtung nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 veranschaulicht ein Mehrfachreferenzverfahren nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 veranschaulicht Bewegungskompensationsblöcke, die die Einheiten der Bewegungskompensation nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausmachen;
8 veranschaulicht ein Verfahren, um einen Vorhersage-Bewegungsvektor nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erhalten;
9 veranschaulicht ein Verfahren, um einen Vorhersage-Bewegungsvektor zu erhalten;
10 veranschaulicht ein weiteres Verfahren, um einen Vorhersage-Bewegungsvektor zu erhalten und
11 veranschaulicht ein Verfahren, um einen Vorhersage-Bewegungsvektor in Bezug auf einen rechteckigen Bewegungskompensationsblock zu erhalten.
Eine Vorrichtung für die Kodierung von Bewegungsvektoren nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 1 als Blockschema dargestellt. Unter Bezugnahme auf 1 umfasst eine Kodiervorrichtung 70 für die Kodierung von Bewegungsvektoren einen Bewegungsvektor-Prädiktor 701 und einen Bewegungsvektor-Kodierer 702. Werden Bewegungsvektoren einer Vielzahl von Blöcken empfangen, schätzt der Bewegungsvektor-Prädiktor 701 die Bewegungsvektoren eines Typs ab, der mit dem des aktuellen Blocks identisch ist, und erstellt Vorhersage-Bewegungsvektoren in Bezug auf Nachbarblöcke aus einer Vielzahl von an den aktuellen Block angrenzenden Nachbarblöcken, die Bewegungsvektoren eines Typs aufweisen, der sich von dem des aktuellen Blocks unterscheidet, und berechnet aus den Bewegungsvektoren der Nachbarblöcke und den Vorhersage-Bewegungsvektoren einen repräsentativen Wert der Bewegungsvektoren des Typs, der mit dem des aktuellen Blocks identisch ist, und berechnet dann einen Differenzwert zwischen dem berechneten repräsentativen Wert und dem Bewegungsvektor des aktuellen Blocks. Der Bewegungsvektor-Kodierer 702 kodiert den Differenzwert, der vom Bewegungsvektor-Prädiktor 701 zur Verfügung gestellt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kodiert der Bewegungsvektor-Kodierer 702 einen Differentialwert als den Differenzwert.
2 ist ein Blockschema einer Bilddaten-Kodiervorrichtung einschließlich der in 1 dargestellten Bewegungsvektor-Kodiervorrichtung nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 2 umfasst die Vorrichtung zum Kodieren von Bilddaten des Typs, der ein Mehrfachreferenzverfahren enthält, eine Kodiersteuereinheit 100, einen ersten Quellkodierer 200 sowie einen zweiten Quellkodierer 700. Die Vorrichtung zum Kodieren von Bilddaten umfasst des Weiteren einen Quelldekodierer 300, einen Speicher 400, einen Bewegungskompensator 500 sowie einen Bewegungs-Prädiktor 600.
Eingabebilddaten bestehen aus Rahmen, die, wie in 3 dargestellt ist, von einer Kamera entlang einer Zeitachse geliefert werden, oder Blöcken, die man durch die Teilung der Rahmen in vorgegebene Größen erhält. Jeder Rahmen kann ein progressiv abgetasteter Rahmen sein, den man durch progressives Abtasten erhält, oder ein verschachtelt abgetastetes Feld oder Rahmen, die man durch Zeilensprungabtastung erhält. Die im Folgenden beschriebenen Bilddaten stellen demzufolge ein Bild dar, das das Format eines progressiv abgetasteten Rahmens, eines verschachtelt abgetasteten Rahmens, eines Felds oder Blocks aufweist.
Wird ein Bild eingegeben, bestimmt die Kodiersteuereinheit 100 einen Kodiertyp, d. h. einen Intrakodiertyp oder einen Interkodiertyp, und zwar ausgehend davon, ob eine Bewegungskompensation für das Eingabebild entsprechend der Merkmale des Eingabebildes oder eine von einem Benutzer gewünschte Funktion ausgeführt wird, und gibt ein entsprechendes Steuersignal an eine erste Schalteinheit S1 aus. Für die Bewegungskompensation wird die erste Schalteinheit S1 eingeschaltet, weil ein vorhergehendes oder nachfolgendes Eingabebild benötigt wird. Ist eine Bewegungskompensation nicht erforderlich, wird die erste Schalteinheit S1 ausgeschaltet, weil ein vorhergehendes oder nachfolgendes Eingabebild nicht benötigt wird. Ist die erste Schalteinheit S1 eingeschaltet, werden dem ersten Quellkodierer 200 Differenzbilddaten zwischen dem Eingabebild und dem vorhergehenden Bild zur Verfügung gestellt. Ist die erste Schalteinheit S1 ausgeschaltet, werden dem ersten Quellkodierer 200 die Eingabebilddaten zur Verfügung gestellt.
Der erste Quellkodierer 200 quantisiert die Transformationskoeffizienten, die er durch die Transformation der Eingabebilddaten nach einem vorgegebenen Quantisierungsprozess erhalten hat, und erzeugt N × M Daten, welche zweidimensionale Daten darstellen, die aus den quantisierten Transformationskoeffizienten bestehen. Ein Beispiel für die verwendete Transformation ist die Diskrete Kosinustransformation (DCT). Die Quantisierung erfolgt nach vorgegebenen Quantisierungsschritten oder Wavelet-Transformation.
Die durch den ersten Quellkodierer 200 empfangenen und kodierten Eingabebilddaten können als Referenzdaten für die Bewegungskompensation von folgenden oder vorhergehenden Eingabebilddaten verwendet werden. Demzufolge werden diese kodierten Eingangsbilddaten durch den ersten Quelldekodierer 300, der die Daten invers zum ersten Quellkodierer 200 verarbeitet, invers quantisiert und invers transformiert und danach im Speicher 400 gespeichert. Sind die vom ersten Quelldekodierer 300 ausgegebenen Daten Differenzbilddaten, schaltet die Kodiersteuereinheit 100 eine zweite Schalteinheit S2 ein, so dass die Differenzbilddaten dem Ausgangssignal des Bewegungskompensators 500 hinzugefügt und danach im Speicher 400 gespeichert werden.
Der Bewegungsprädiktor 600 vergleicht die Eingangsbilddaten mit den im Speicher 400 gespeicherten Daten und sucht nach Daten, die den aktuell vorliegenden Eingangsbilddaten am meisten ähneln. Nach dem Vergleichen der gesuchten Daten mit den aktuell vorliegenden Eingangsbilddaten gibt der Bewegungsprädiktor 600 einen Bewegungsvektor (MV) aus. Den Bewegungsvektor erhält man unter Bezugnahme auf zumindest ein Bild. Mit anderen Worten, der Bewegungsvektor kann unter Bezugnahme auf eine Vielzahl von vorherigen und/oder nachfolgenden Bildern erstellt werden. Wird der Bewegungsvektor dem Speicher 400 zur Verfügung gestellt, gibt der Speicher 400 die entsprechenden Daten an den Bewegungskompensator 500 aus. Auf der Grundlage der vom Speicher 400 zur Verfügung gestellten Daten erstellt der Bewegungskompensator 500 einen Kompensationswert, der den aktuell kodierten Bilddaten entspricht.
Der zweiter Quellkodierer 700 empfängt die quantisierten Transformationskoeffizienten vom ersten Quellkodierer 200 sowie die Informationen zum Bewegungsvektor vom Bewegungsprädiktor 600 und kodiert die Informationen zum Kodiertyp, die Quantisierungsinformationen und weitere für die Dekodierung erforderlichen Informationen und gibt diese aus, welche von der Kodiersteuereinheit 100 empfangen werden, und gibt letztendlich einen Bitstrom aus.
Die Bewegungsvektor-Kodiervorrichtung 70 nach der vorliegenden Erfindung ist im zweiten Quellkodierer 700 enthalten. Demzufolge wird ein Verfahren zur Kodierung von Bewegungsvektoren nach der vorliegenden Erfindung vom zweiten Quellkodierer 700 angewendet. Wie im Kodierstandard MPEG-4 oder im Kodierstandard H.263 führt der Quellkodierer 700 eine Vorhersage-Kodierung unter Verwendung der Bewegungsvektoren der Nachbarblöcke aus, so dass das Verhältnis zwischen den Bewegungsvektoren der Nachbarblöcke widergespiegelt und die Kodierleistung verbessert werden können, anstatt den Bewegungsvektor des aktuellen Blocks selbst direkt zu kodieren.
4 ist ein Blockschema einer Bewegungsvektor-Dekodiervorrichtung nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 4 umfasst die Bewegungsvektor-Dekodiervorrichtung 130 einen Bewegungsvektor-Dekodierer 131 sowie einen Bewegungsvektor-Vorhersagekompensator 132. Der Bewegungsvektor-Dekodierer 131 empfängt und dekodiert einen kodierten Bewegungsvektor-Differenzwert, um den Differenzwert wiederherzustellen. Um aus dem wiederhergestellten Differenzwert einen ursprünglichen Bewegungsvektor zu erhalten, muss ein Vorhersagewert, der bei der Berechnung des Differenzwertes verwendet wurde, herangezogen werden und dann zum Differenzwert addiert werden. Zu diesem Zweck schätzt der Bewegungsvektor-Vorhersagekompensator 132 die Bewegungsvektoren des Typs ein, der mit dem eines aktuellen Blocks identisch ist, und erstellt Vorhersage-Bewegungsvektoren in Bezug auf Nachbarblöcke, die unter einer Vielzahl von Nachbarblöcken, die an den aktuellen Block angrenzen, Bewegungsvektoren eines Typs aufweisen, der sich von dem des aktuellen Blocks unterscheidet, und berechnet aus den Bewegungsvektoren der Nachbarblöcke und dem Vorhersage-Bewegungsvektor einen repräsentativen Wert der Bewegungsvektoren des Typs, der mit dem des aktuellen Blocks identisch ist, und berechnet dann den Bewegungsvektor des aktuellen Blocks, indem er den berechneten repräsentativen Wert des Differenzwertes, der durch den Bewegungsvektor-Dekodierer 131 wiederhergestellt wurde, hinzufügt.
Ein Verfahren zum Dekodieren von Bewegungsvektoren nach der vorliegenden Erfindung wird durch die Bewegungsvektor-Dekodiervorrichtung 130 umgesetzt. Wie im Kodierstandard MPEG-4 oder im Kodierstandard H.263 führt die Bewegungsvektor-Dekodiervorrichtung 130 eine Vorhersage-Dekodierung unter Verwendung von Bewegungsvektoren der Nachbarblöcke aus, so dass das Verhältnis zwischen den Bewegungsvektoren der Nachbarblöcke widergespiegelt und die Kodierleistung verbessert werden können, anstatt den Bewegungsvektor des aktuellen Blocks selbst direkt zu kodieren.
5 ist ein Blockschema einer Bilddaten-Dekodiervorrichtung einschließlich der in 4 dargestellten Bewegungsvektor-Dekodiervorrichtung nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 5 umfasst die Bilddaten-Dekodiervorrichtung einen Demultiplexer 110 zum Demultiplexen eines Bitstroms, einen zweiten Quelldekodierer 710 sowie einen ersten Quelldekodierer 210. Des Weiteren umfasst die Bilddaten-Dekodiervorrichtung einen Kodiertypinformations-Dekodierer 120 zum Dekodieren er Kodiertypinformationen sowie einen Bewegungsvektor-Dekodierer 130 zum Dekodieren der Bewegungsvektoren nach der vorliegenden Erfindung.
Der Demultiplexer 110 demultiplext den Bitstrom in entropiekodierte und quantisierte Transformationskoeffizienten, Bewegungsvektorinformationen, Kodiertypinformationen usw. Der zweite Quelldekodierer 710 entropiekodiert die kodierten Transformationskoeffizienten und gibt quantisierte Transformationskoeffizienten aus. Der erste Quelldekodierer 210 quelldekodiert die quantisierten Transformationskoeffizienten. Das heißt, der erste Quelldekodierer 210 verarbeitet die Daten invers zum ersten Quellkodierer 200. Wenn zum Beispiel der erste Quellkodierer 200 eine Diskrete Kosinustransformation (DCT) ausführt, führt der erste Quelldekodierer 210 eine umgekehrte Diskrete Kosinustransformation (IDCT) aus. Dementsprechend werden die Bilddaten wiederhergestellt. Die wiederhergestellten Bilddaten werden für die Bewegungskompensation in einem Speicher 410 gespeichert.
Der Kodiertypinformations-Dekodierer 120 unterscheidet den Kodiertyp. Ist der Kodiertyp eine Interkodierung, die eine Bewegungskompensation erfordert, schaltet der Kodiertypinformations-Dekodierer 120 eine dritte Schalteinheit S30 ein, so dass ein von einem Bewegungskompensator 510 zur Verfügung gestellter Bewegungskompensationswert zu den Daten hinzugefügt wird, die vom ersten Quelldekodierer 210 bereit gestellt wurden, um die wiederhergestellten Bilddaten zu erzeugen. Der Bewegungsvektor-Dekodierer 130 gibt einen vom Bewegungsvektor, den man aus den Bewegungsvektorinformationen erhält, angewiesenen Ort an, und der Bewegungskompensator 510 erzeugt einen Bewegungskompensationswert aus den Referenzbilddaten, die vom Bewegungsvektor angewiesen wurden. Der Bewegungsvektor-Kodierer 130 ist hinsichtlich seiner Funktion und seines Aufbaus identisch mit der Bewegungsvektor-Dekodiervorrichtung 130, die in 4 dargestellt ist, deshalb wird auf eine detaillierte Beschreibung desselben verzichtet.
6 veranschaulicht ein Mehrfachreferenzverfahren nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 6 ist ein Bild I₀ ein Intra-Bild, das man ohne Bezugnahme auf andere Bilder erhält, die Bilder B₁, B₂ und andere sind bi-prädiktive Bilder, die man unter Bezugnahme auf zwei unterschiedliche Bilder erhält, und die Bilder P₄, P₈ und andere sind prädiktive Bilder, die man nur unter Bezugnahme auf das Intra-Bild erhält. Die Pfeile geben die Abhängigkeit der Bilder an, die für die Dekodierung benötigt werden. Insbesondere ist Bild B₂ abhängig von den Bildern I₀ und P₄, das Bild B₁ ist abhängig von den Bildern I₀, P₄ und B₂, und das Bild B₃ ist abhängig von den Bildern I₀, P₄, B₁ und B₂. Während die Reihenfolge der Anzeige I₀, B₁, B₂, B₃, P₄ usw. ist, ist demzufolge die Reihenfolge des Sendens I₀, P₄, B₂, B₁, B₃ und andere. Wie zuvor beschrieben erzeugt die in 1 dargestellte Bewegungsvektor-Kodiervorrichtung bi-prädiktive Bilder, die man unter Bezugnahme auf eine Vielzahl von Bildern erhält. Mit anderen Worten, die Bewegungsvektoren im Kodier- und Dekodierverfahren nach der vorliegenden Erfindung werden zumindest in einem Modus, einschließlich eines bi-prädiktiven Modus, von den vorhergesagten Vorwärts-, Rückwärts-, zweigerichteten und direkten Modi erzeugt. Im bi-prädiktiven Modus sind die zwei unterschiedlichen Referenzbilder beides vorhergehende Bilder oder beides nachfolgende Bilder.
7 veranschaulicht Bewegungskompensationsblöcke, die die Einheiten der Bewegungskompensation nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausmachen. Unter Bezugnahme auf 7 besteht ein Bild aus einer Vielzahl von Bewegungskompensationsblöcken. Die Bewegungskompensationsblöcke umfassen einen 16×16-Makroblock (MB) nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie einen 16×8-Block, den man durch die horizontale Teilung des 16×16-Makroblocks erhält, und einen 8×16-Block, den man durch die vertikale Teilung des 16×16-Makroblocks erhält, einen 8×8-Block, den man durch die horizontale und vertikale Teilung des 16×16-Makroblocks erhält, einen 8×4- oder 4×8-Block, den man durch eine nochmalige horizontale oder vertikale Teilung des 8×8-Blocks erhält, und einen 4×4-Block, den man durch eine nochmalige horizontale und vertikale Teilung des 8×8-Blocks erhält.
Das Verfahren zum Kodieren von Bewegungsvektoren nach der vorliegenden Erfindung verwendet die Differentialpulscodemodulation, die einen Differenzwert zwischen einem repräsentativen Wert von an den aktuellen Block angrenzenden Nachbarblöcken, z.B. einem Medianwert in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und einem Bewegungsvektor MV_X des aktuellen Blocks kodiert. Wenn die Bewegungsvektoren eines linken Blocks A, eines oberen Blocks B und eines oberen rechten Blocks C, welche an den aktuellen Block X angrenzende Nachbarblöcke sind, als MV_A, MV_B bzw. MV_C definiert werden, dann werden insbesondere ein Vorhersage-Bewegungsvektor PMV_X, welcher ein Vorhersagewert für die Kodierung eines Differenzvektors ist, und der Differenzvektor DMV_X, welcher ein Differenzwert unter Verwendung des Vorhersagewertes ist, nach der folgenden Gleichung berechnet: PMV_X = median (MV_A, MV_B, MV_C) DMV_X = MV_X – PMV_X ... (1)
Diese Berechnung wird für jeden der Komponentenwerte einzeln ausgeführt, d. h. für die Werte für die x-Komponente und die für die y-Komponente. Mittlerweile ist der linke Block A ein Block, der ein Pixel umfasst, welches links neben dem am weitesten links liegenden Pixel in einer ersten Reihe des aktuellen Blocks X angrenzt, der obere Block B ist ein Block, der ein Pixel umfasst, welches oberhalb des am weitesten links liegenden Pixel in einer ersten Reihe des aktuellen Blocks X angrenzt, und der obere rechte Block C ist ein Block, der ein Pixel umfasst, welches oben rechts vom am weitesten rechts liegenden Pixel in der ersten Reihe des aktuellen Blocks X angrenzt.
Das Verfahren zum Dekodieren von Bewegungsvektoren nach der vorliegenden Erfindung befolgt ein Dekodierverfahren, welches einen Bewegungsvektor MV_X des aktuellen Blocks erstellt, indem es einen repräsentativen Wert der Nachbarblöcke zum aktuellen Block hinzufügt, z.B. einen Medianwert in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, sowie einen dekodierten Differenzwert MVD_X. Wenn die Bewegungsvektoren eines linken Blocks A, eines oberen Blocks B und eines oberen rechten Blocks C, welche Nachbarblöcke des aktuellen Blocks X sind, als MV_A, MV_B bzw. MV_C definiert werden, dann werden insbesondere ein Vorhersage-Bewegungsvektor PMV_X, welcher ein Vorhersagewert für die Dekodierung ist, und der Bewegungsvektor MV_X, den man erhält, indem man einen dekodierten Differenzwert MVD_X zum Vorhersage-Bewegungsvektor PMV_X addiert, nach der folgenden Gleichung berechnet: PMV_X = median (MV_A, MV_B, MV_C) MV_X = DMV_X + PMV_X ... (2)
Diese Berechnung wird für jeden der Komponentenwerte einzeln ausgeführt, d. h. für die Werte für die x-Komponente und die für die y-Komponente.
Während es Ausnahmefälle geben kann, bei denen die Bewegungsvektoren nicht nach dem zuvor beschriebenen Verfahren zum Kodieren und Dekodieren ermittelt werden können, kann in diesen Ausnahmefällen die folgende Logik angewendet werden.
Erstens wird in einem Fall, wo sich ein beliebiger der Nachbarblöcke A, B, C und D außerhalb eines Bildes oder einer Scheibe befindet, die folgende Logik angewendet. Es ist anzumerken, dass die Scheibe eine kleinste Einheit einer Serie von Datenreihen mit einem Startcode ist. Die Scheibe hat eine vorgegebene Länge und besteht aus einem Makroblock. Des Weiteren existiert die Scheibe nicht über mehrere Bilder, sondern nur in einem Bild.

1) Befinden sich beide Blöcke A und D außerhalb des Bildes oder der Scheibe, wird angenommen, dass MV_A = MV_D = 0 und dass die Blöcke A und D ein anderes Referenzbild als das des aktuellen Blocks X aufweisen.
2) Befinden sich alle Blöcke B, C und D außerhalb des Bildes oder der Scheibe, wird angenommen, dass MV_B = MV_C = MV_A und dass für den Fall, dass ein Medianwert genommen wird, MV_A der Vorhersage-Bewegungsvektor PMV_X des aktuellen Blocks X ist.
3) Befindet sich Block C außerhalb des Bildes oder der Scheibe, wird Block C durch Block D ersetzt. Block D befindet sich oberhalb und links vom aktuellen Block X, welcher ein Pixel enthält, das oberhalb des am weitesten links liegenden Pixel der ersten Reihe des aktuellen Blocks X angrenzt.

Zweitens wird in einem Fall, wo die Nachbarblöcke intrakodiert sind, d. h. wenn sich unter den Nachbarblöcken A, B, C und D ein intrakodierter Block befindet, angenommen, dass der Bewegungsvektor des intrakodierten Blocks Null ist und ein anderes Referenzbild aufweist.
Drittens wird in einem Fall, wo die Nachbarblöcke ein Referenzbild aufweisen, das sich von dem des aktuellen Blocks unterscheidet, ein Vorhersage-Bewegungsvektor nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ermittelt, und dann wird der Vorhersage-Bewegungsvektor verwendet, um einen Medianwert zu ermitteln. Mit anderen Worten, weisen der aktuelle Block und die an der Vorhersagekodierung teilnehmenden Nachbarblöcke unterschiedliche Typen von Bewegungsvektoren auf, wird ein Vorhersage-Bewegungsvektor, dessen Typ identisch mit dem des aktuellen Blocks ist, nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ermittelt, und dann wird ein Medianwert ermittelt, indem man den Vorhersage-Bewegungsvektor in den zuvor beschriebenen Gleichungen (1) und (2) ersetzt.
8 veranschaulicht ein Verfahren, um einen Vorhersage-Bewegungsvektor nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erhalten. Unter Bezugnahme auf 8 weist der aktuelle Block X einen Vorwärtsbewegungsvektor MVf_X auf, und die Nachbarblöcke A und D weisen Vorwärtsbewegungsvektoren MVf_A bzw. MVf_D auf, deren Typ identisch mit dem des aktuellen Blocks X ist. Der Nachbarblock B weist jedoch einen Rückwärtsbewegungsvektor MVb_B auf, dessen Typ von dem des aktuellen Blocks X verschieden ist, und der Block C umfasst sowohl einen Vorwärtsbewegungsvektor MVf_C als auch einen Rückwärtsbewegungsvektor MVb_C.
Ein Medianwert entsprechend der Gleichungen (1) und (2) ist hinsichtlich der Bewegungsvektoren zu ermitteln, deren Typ mit dem des aktuellen Blocks X identisch ist, da die Bewegungsvektoren, deren Typ von dem des aktuellen Blocks verschieden ist, eine Verschlechterung der Kodier- und Dekodierleistungen verursachen können, wenn diese unterschiedlichen Typen von Bewegungsvektoren in die Kodierung und Dekodierung einbezogen werden. In dieser Hinsicht sollte zuerst ein Vorhersage-Bewegungsvektor für den Nachbarblock B ermittelt werden, da der Nachbarblock B keinen Bewegungsvektor eines mit dem aktuellen Block identischen Typs aufweist. Mit anderen Worten, es ist zuerst ein Vorwärtsbewegungsvektor des mit dem aktuellen Block X identischen Typs vorherzusagen.
9 veranschaulicht ein Verfahren, um einen Vorhersage-Bewegungsvektor zu erhalten. Unter Bezugnahme auf 9 kann man einen vorhergesagten Vorwärtsbewegungsvektor MVf (vorhergesagt) oder einen vorhergesagten Rückwärtsbewegungsvektor MVb (vorhergesagt) als einen Vorhersage-Bewegungsvektor eines Nachbarblocks aus der folgenden Gleichung ermitteln:
wobei gilt: Abstand_A ist ein Abstand zwischen den Referenzbildern 1 und 2, auf die sich das aktuelle Bild bezieht, einschließlich eines entsprechenden Nachbarblocks, und Abstand_B ist ein Abstand zwischen dem aktuellen Bild einschließlich eines entsprechenden Nachbarblocks und dem Referenzbild 1. In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Referenzbild 1 ein dem aktuellen Bild vorhergehendes Bild, und das Referenzbild 2 ist ein folgendes Bild.
10 veranschaulicht ein weiteres Verfahren, um einen Vorhersage-Bewegungsvektor zu erhalten. Unter Bezugnahme auf 10 kann ein vorgesagter Vorwärtsbewegungsvektor MVf (vorhergesagt) oder ein vorhergesagter Rückwärtsbewegungsvektor MVb (vorhergesagt) als Vorhersage-Bewegungsvektor eines Nachbarblocks aus der folgenden Gleichung ermittelt werden:
wobei gilt: TR_A ist eine Zeitdifferenz zwischen den Referenzbildern 1 und 2, auf die sich das aktuelle Bild bezieht, einschließlich eines entsprechenden Nachbarblocks, und TR_B ist eine Zeitdifferenz zwischen dem aktuellen Bild einschließlich eines entsprechenden Nachbarblocks und dem Referenzbild 1. Die Zeitdifferenz erhält man aus Gegenwerten TR, d.h. zeitliche Referenzen zur angabe der Reihenfolge, in welcher die Bilder angezeigt werden.
Mittlerweile ist das Verfahren zum Kodieren von Bewegungsvektoren nach der vorliegenden Erfindung besonders für bi-prädiktive Bilder tauglich. Im folgenden werden weitere Beschreibungen hinsichtlich der bi-prädiktiven Bilder angeführt.
Das bi-prädiktive Bild weist keine Einschränkung auf, wo eine Bewegungskompensation unter Verwendung des vorhergehenden und nachfolgenden Bildes in Bezug auf Zeit ausgeführt werden muss. Ein Bewegungsvektor eines aktuellen Blocks, der in dem biprädiktiven Bild enthalten ist, ist demzufolge unabhängig in Bezug auf Zeit oder Richtung. Mit anderen Worten, da man das bi-prädiktive Bild unter Bezugnahme auf eine Vielzahl von Bildern erhält, ist es sehr wahrscheinlich, dass der aktuelle Block und die Nachbarblöcke unterschiedliche Typen von Bewegungsvektoren aufweisen. Dennoch kann der Bewegungsvektor des aktuellen Blocks, der in dem bi-prädiktiven Bild enthalten ist, nach dem Verfahren zum Kodieren und Dekodieren der vorliegenden Erfindung kodiert und dekodiert werden, und zwar ungeachtet des Typs der Bewegungsvektoren der Nachbarblöcke.
Da das bi-prädiktive Bild vier Bewegungskompensationsmodi aufweist, gibt es vier Bewegungsvektoren einschließlich eines Vorwärtsbewegungsvektors MVf, eines Rückwärtsbewegungsvektors MVb, eines bi-prädiktiven Bewegungsvektors MVf und MVb sowie eines direkten Bewegungsvektors. Da keine Notwendigkeit besteht, den direkten Bewegungsvektor zu kodieren oder zu dekodieren, da es nicht notwendig ist, die Informationen zum Bewegungsvektor an eine Sendestufe zu senden, müssen die übrigen Bewegungsvektoren kodiert und dekodiert werden, und zwar unter Verwendung eines Vorhersage-Bewegungsvektors PMV, den man aus den Bewegungsvektoren der Nachbarblöcke wie für ein vorhergesagtes Bild erhält.
Da der Bewegungsvektor des aktuellen Blocks, der im bi-prädiktiven Bild enthalten ist, wie zuvor beschrieben hinsichtlich Zeit oder Richtung unabhängig ist, wird in einer bestimmten Zeit oder Richtung nicht notwendigerweise klassifiziert, ob der Bewegungsvektor des aktuellen Blocks vorwärts oder rückwärts ist. Des Weiteren ist es für den biprädiktiven Bewegungsvektor nicht erforderlich, dass er in einer bestimmten Zeit oder Richtung klassifiziert wird und dass er auf der Grundlage einer bestimmten Zeit oder eines bestimmten Orts vorherige und folgende Komponenten enthält.
Um einen Vorhersage-Bewegungsvektor PMV zu erhalten, verwenden MVf und MVb einen Bewegungsvektor eines mit dem der Nachbarblöcke identischen Typs. Mit anderen Worten, MVf nutzt nur Nachbar-MVfs, um einen Vorhersage-Bewegungsvektor zu erhalten, und MVb nutzt nur periphere MVfs. Da ein bi-prädiktiver Bewegungsvektor sowohl MVf als auch MVb enthält, verwenden jedoch MVf und MVb des bi-prädiktiven Bewegungsvektors die entsprechenden Typen der Bewegungsvektoren. Wenn ein Vorher sage-Bewegungsvektor PMV für das Kodieren oder Dekodieren von Bewegungsvektoren eines bi-prädiktiven Bildes ermittelt werden soll, können jedoch die Bewegungsvektoren, die einen identischen Typ aufweisen, nach dem Verfahren vorhergesagt werden, das unter Bezugnahme auf 9 und 10 beschrieben wurde, und zwar in einem Fall, wo die Typen des Bewegungsvektors der Nachbarblöcke unterschiedlich sind.
Nochmals unter Bezugnahme auf 7, wenn MVf_X = (1, 2), MVf_A = (4, 2), MVb_B = (–1, –1), MVf_C = (0, 3) und MVb_C = (–1, –2) ist, dann muss MVb_B = (–1, –1) ausgeschlossen werden und (0, 0) wird damit ersetzt, um nach einer herkömmlichen Methode einen Medianwert zu ermitteln, da MVb_B ein vom aktuellen Block verschiedener Typ eines Bewegungsvektors ist. Deshalb wird der Medianwert (0, 3) und ein Differenzwert DMV_X wird (1, –1). Nach der vorliegenden Erfindung wird jedoch ein Vorhersagewert (1, 1) anstatt MVb_B = (–1, –1) verwendet. Demzufolge wird der Medianwert (1, 1), und der Differenzwert DMV_X wird (0, 1).
Mittlerweile kann ein Bewegungskompensationsblock eine rechteckige Form annehmen. Da eine Richtung eines Bewegungsvektors im Falle eines solchen rechteckigen Bewegungskompensationsblocks vorhergesagt werden kann, muss der Vorhersage-Bewegungsvektor mit einem Verfahren ermittelt werden, das sich von dem Verfahren unter Verwendung eines Medianwertes der Bewegungsvektoren der drei Nachbarblöcke als Vorhersage-Bewegungsvektor unterscheidet.
11 veranschaulicht ein Verfahren, um einen Vorhersage-Bewegungsvektor in Bezug auf einen rechteckigen Bewegungskompensationsblock zu erhalten. Unter Bezugnahme auf 11 wird in einem Fall, bei dem ein Bewegungskompensationsblock ein 8×16-Block ist, ein Bewegungsvektor eines linken Nachbarblocks als Vorhersage-Bewegungsvektor des Blocks ➀ verwendet, und ein Bewegungsvektor eines oberen rechten Nachbarblocks wird als Vorhersage-Bewegungsvektor des Blocks ➁ verwendet.
In einem Fall, bei dem der Bewegungskompensationsblock ein 16×8-Block ist, wird ein Bewegungsvektor eines oberen Nachbarblocks als Vorhersage-Bewegungsvektor des Blocks ➂ verwendet, und ein Bewegungsvektor eines linken Nachbarblocks wird als Vorhersage-Bewegungsvektor des Blocks ➃ verwendet.
In einem Fall, bei dem der Bewegungskompensationsblock ein 8×4-Block ist, wird ein Vorhersage-Bewegungsvektor des Blocks ➄ ermittelt, indem ein Medianwert der vorhe rigen Blöcke verwendet wird, und ein Bewegungsvektor eines linken Nachbarblocks wird als Vorhersage-Bewegungsvektor des Blocks ➅ verwendet.
In einem Fall, bei dem der Bewegungskompensationsblock ein 4×8-Block ist, wird ein Vorhersage-Bewegungsvektor des Blocks ➆ ermittelt, indem ein Medianwert der vorherigen Blöcke verwendet wird, und ein Bewegungsvektor eines oberen Nachbarblocks wird als Vorhersage-Bewegungsvektor des Blocks ➇ verwendet.
Wenn jedoch ein Referenzbild des Bewegungsvektors, der als Vorhersage-Bewegungsvektor bestimmt wurde, sich von dem des aktuellen Blocks unterscheidet, wird der vorhandene Medianwert verwendet. In anderen Ausnahmefällen wird die Vorhersage eines Medianwertes wie zuvor beschrieben angewendet.
Die zuvor beschriebenen Verfahren zum Kodieren und Dekodieren können in ein Computerprogramm integriert werden. Ein Programmierer auf dem Gebiet der vorliegenden Erfindung kann leicht Codes oder Codesegmente herleiten, um das Computerprogramm aufzustellen. Des Weiteren kann das Programm in einem computer- lesbaren Informationsaufzeichnungsmedium gespeichert und für die Realisierung der Verfahren zum Kodieren und Dekodieren gelesen und umgesetzt werden. Das computer-lesbare Informationsaufzeichnungsmedium schließt magnetische Aufzeichnungsmedien, optische Aufzeichnungsmedien und Trägerwellenmedien ein.
Wie zuvor beschrieben ist, werden nach der vorliegenden Erfindung die Bewegungsvektoren kodiert und dekodiert, indem Bewegungsvektoren eines Typs vorhergesagt werden, der mit dem des aktuellen Blocks identisch ist, und zwar im Verhältnis zu Nachbarblöcken mit Bewegungsvektoren eines Typs, der von dem des aktuellen Blocks verschieden ist, indem auf der Grundlage der Vorhersage ein Medianwert ermittelt wird, ein Differenzwert auf der Grundlage des Medianwerts ermittelt wird und indem man einen Bewegungsvektor des aktuellen Blocks durch Hinzufügen des dekodierten Differenzwertes und des Medianwertes, den man auf der Basis der Vorhersage der Bewegungsvektoren eines mit dem Typ des aktuellen Blocks identischen Typs im Verhältnis zu den Nachbarblöcken mit Bewegungsvektoren eines vom Typ des aktuellen Blocks verschiedenen Typs ermittelt. Demzufolge kann die Kodier- und Dekodierleistung verbessert werden.
Mit anderen Worten, die Verwendung eines repräsentativen Wertes, d. h. eines Medianwertes in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, für die Bewegungsvektoren der Nachbarblöcke beim Kodieren und Dekodieren eines Bewegungsvektors des aktuellen Blocks basiert auf der Annahme, dass die Bewegungen der Nachbarblöcke ähnlich sind. Deshalb kann nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Kodieren und Dekodieren ein herkömmliches Problem des Ausschließens der Bewegungsvektoren von Nachbarblöcken, die sich auf unterschiedliche Referenzbilder beziehen, vom Vorhersage-Kodierprozess und der ungenügenden Widerspiegelung des Verhältnisses zwischen den Bewegungsvektoren der Nachbarblöcke gelöst werden. Des Weiteren kann die Kodier- und Dekodierleistung verbessert werden, selbst wenn sich die Bewegungsvektoren auf verschiedene Referenzbilder beziehen, indem man einen vorhergesagten Bewegungsvektor eines identischen Typs ermittelt und den vorhergesagten Bewegungsvektor widerspiegelt, um einen repräsentativen Wert, z. B. einen Medianwert zu erhalten.
Obwohl einige wenige bevorzugte Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurden, werden Kenner der Technik erkennen, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne dass vom Umfang der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert wurde, abgewichen wird.

Claims

Verfahren zum Kodieren von Bewegungsvektoren, die folgenden Schritte umfassend: Berechnen eines repräsentativen Bewegungsvektors eines Typs, der mit dem eines Bewegungsvektors eines aktuellen Blocks identisch ist, aus den Bewegungsvektoren einer Vielzahl von Nachbarblöcken, die an den aktuellen Block angrenzen, Berechnen eines Differenzwertes zwischen dem berechneten repräsentativen Bewegungsvektor und einem Bewegungsvektor des aktuellen Blocks und Kodieren des berechneten Differenzwertes, gekennzeichnet durch, wenn ein Nachbarblock einen Bewegungsvektor eines Typs hat, der von dem des aktuellen Blocks verschieden ist, Vorhersagen für diesen Nachbarblock eines Bewegungsvektors eines Typs, der mit dem des Bewegungsvektors des aktuellen Blocks identisch ist, unter Verwendung der Komponenten des Bewegungsvektors des Nachbarblocks und unter Verwendung des vorhergesagten Bewegungsvektors anstelle des Bewegungsvektors des Nachbarblocks in dem Schritt des Berechnens eines repräsentativen Bewegungsvektors.
Verfahren zum Kodieren nach Anspruch 1, wobei eine Vielzahl von Nachbarblöcken Blöcke enthält, die links von, über und oben rechts von dem aktuellen Block sind.
Verfahren zum Kodieren nach Anspruch 2, wobei der linke Block ein Block ist, der einen Pixel angrenzend an den und links von dem Pixel am weitesten links in der ersten Zeile des aktuellen Blocks enthält, der obere Block ein Block ist, der einen Pixel angrenzend an den und über dem Pixel am weitesten links enthält, und der Block oben rechts ein Block ist, der einen Pixel angrenzend und rechts von einem Pixel enthält, der an den und über dem Pixel am weitesten rechts in der ersten Zeile des aktuellen Blocks angrenzt.
Vorrichtung zum Kodieren von Bewegungsvektoren, umfassend: einen Bewegungsvektor-Kodierer (702) zum Kodieren eines berechneten Differenzwertes, gekennzeichnet durch einen Bewegungsvektor-Prädiktor (701), der für jeden angrenzenden Nachbarblock, mit einem Bewegungsvektor eines Typs, der von dem eines aktuellen Blocks verschieden ist, einen Bewegungsvektor eines Typs vorhersagt, der identisch mit dem des Bewegungsvektors des aktuellen Blocks ist, dabei die Komponenten des Bewegungsvektors des Nachbarblocks verwendend, und so einen Vorhersage-Bewegungsvektor für jeden angrenzenden Nachbarblock, der einen Bewegungsvektor eines Typs hat, der verschieden von dem aktuellen Block ist, erzeugt, einen repräsentativen Bewegungsvektor eines Typs, der identisch mit dem des aktuellen Blocks ist, aus den Bewegungsvektoren der Nachbarblöcke mit einem Bewegungsvektor eines Typs, der identisch mit dem des Bewegungsvektors des aktuellen Blocks ist, und aus den vorhergesagten Bewegungsvektoren der anderen Nachbarblöcke berechnet und einen Differenzwert zwischen dem berechneten repräsentativen Wert und dem Bewegungsvektor des aktuellen Blocks berechnet, der der berechnete Differenzwert ist, der zu kodieren ist.
Vorrichtung zum Kodieren nach Anspruch 4, wobei der Bewegungsvektor-Prädiktor, wenn der Bewegungsvektor des aktuellen Blocks ein Vorwärtsbewegungsvektor MVf ist und der Bewegungsvektor des Nachbarblocks ein Rückwärtsbewegungsvektor MVb ist, einen vorhergesagten Vorwärtsbewegungsvektor MVf(vorhergesagt) als den Vorhersage-Bewegungsvektor entsprechend der folgenden Gleichung berechnet:
wobei d1 ein Abstand zwischen einem aktuellen Bild, zu dem der Nachbarblock gehört, und einem vorhergehenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht, ist und d2 ein Abstand zwischen einem folgenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht und dem vorhergehenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht, ist.
Verfahren zum Kodieren nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Bewegungsvektor-Prädiktor, wenn der Bewegungsvektor des aktuellen Blocks ein Rückwärtsbewegungsvektor MVb ist und der Bewegungsvektor eines Nachbarblocks ein Vorwärtsbewegungsvektor MVf ist, einen Vorhersage-Rückwärtsbewegungsvektor MVb(vorhergesagt) als den Vorhersage-Bewegungsvektor entsprechend der folgenden Gleichung berechnet:
wobei d1 ein Abstand zwischen einem aktuellen Bild, zu dem der Nachbarblock gehört, und einem vorhergehenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht, ist und d2 ein Abstand zwischen einem folgenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht und dem vorhergehenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht, ist.
Vorrichtung zum Kodieren nach Anspruch 4, 5 oder 6, wobei der Bewegungsvektor-Prädiktor einen Vorhersagewert PMV_X als den repräsentativen Wert entsprechend der folgenden Gleichung berechnet: PMV_X = Median (MVf_A, MVf_B, MVf_C) oder Median (MVb-A, MVb_B, MVB_C)wobei MVf_A, MVf_B, MVf_C, MVb_A, MVb_B und MVb_C Komponenten von Bewegungsvektoren von Nachbarblöcken sind, in denen MVf_A ein Vorwärtsbewegungsvektor eines linken Blocks ist, MVf_B ein Vorwärtsbewegungsvektor eines oberen Blocks ist, MVf_C ein Vorwärtsbewegungsvektor eines oberen rechten Blocks ist, MVb_A ein Rückwärtsbewegungsvektor eines linken Blocks ist, MVb_B ein Rückwärtsbewegungsvektor eines oberen Blocks ist und MVb_C ein Rückwärtsbewegungsvektor eines oberen rechten Blocks ist und einer dieser Vektoren der Vorhersage-Bewegungsvektor sein kann.
Vorrichtung zum Kodieren nach Anspruch 7, wobei der Bewegungsvektor-Prädiktor einen Differenzwert zwischen dem berechneten repräsentativen Bewegungsvektor und dem Bewegungsvektor des aktuellen Blocks berechnet.
Vorrichtung zum Kodieren nach Anspruch 8, wobei der Bewegungsvektor-Prädiktor den Differenzwert kodiert.
Verfahren zum Dekodieren von Bewegungsvektoren, die folgenden Schritte umfassend: Berechnen eines repräsentativen Bewegungsvektors eines Typs, der mit dem eines aktuellen Blocks identisch ist, aus den Bewegungsvektoren einer Vielzahl von Nachbarblöcken, die an den aktuellen Block angrenzen, Berechnen des Bewegungsvektors des aktuellen Blocks durch Addieren des berechneten repräsentativen Bewegungsvektors und eines dekodierten Differenzwertes, gekennzeichnet durch, wenn ein Nachbarblock einen Bewegungsvektor eines Typs hat, der von dem des aktuellen Blocks verschieden ist, Vorhersagen für den Nachbarblock eines Bewegungsvektors eines Typs, der mit dem des Bewegungsvektors des aktuellen Blocks identisch ist, unter Verwendung der Komponenten des Bewegungsvektors des Nachbarblocks und unter Verwendung des vorbestimmten Bewegungsvektors anstelle des Bewegungsvektors des Nachbarblocks in dem Schritt des Berechnens eines repräsentativen Bewegungsvektors.
Verfahren zum Dekodieren nach Anspruch 10, wobei die Vielzahl von Nachbarblöcken Blöcke enthält, die links von, über und oben rechts von dem aktuellen Block sind.
Verfahren zum Dekodieren nach Anspruch 11, wobei der linke Block ein Block ist, der einen Pixel angrenzend an den und links von dem Pixel am weitesten links in einer ersten Zeile des aktuellen Blocks enthält, der obere Block ein Block ist, der einen Pixel angrenzend an den und über dem Pixel am weitesten links enthält, und der Block oben rechts ein Block ist, der einen Pixel angrenzend an den und rechts von einem Pixel enthält, der an den und über dem Pixel am weitesten rechts in der ersten Zeile des aktuellen Blocks angrenzt.
Verfahren zum Dekodieren nach Anspruch 10, 11 oder 12, wobei der repräsentative Bewegungsvektor ein Medianwert ist.
Verfahren zum Dekodieren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei, wenn der Bewegungsvektor des aktuellen Blocks ein Vorwärtsbewegungsvektor MVf ist und der Bewegungsvektor des Nachbarblocks ein Rückwärtsbewegungsvektor MVb ist, ein Vorhersage-Vorwärtsbewegungsvektor MVf(vorhergesagt) gemäß der folgenden Gleichung als der Vorhersage-Bewegungsvektor berechnet wird:
wobei t1 eine Zeitdifferenz zwischen einem aktuellen Bild, zu dem der Nachbarblock gehört, und einem vorhergehenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht, ist und t2 eine Zeitdifferenz zwischen einem folgenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht, und dem vorhergehenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht, ist.
Verfahren zum Dekodieren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei, wenn der Bewegungsvektor des aktuellen Blocks ein Rückwärtsbewegungsvektor MVb ist und der Bewegungsvektor eines Nachbarblocks ein Vorwärtsbewegungsvektor MVf ist, ein Vorhersage-Rückwärtsbewegungsvektor MVb(vorhergesagt) als der Vorhersage-Bewegungsvektor entsprechend der folgenden Gleichung berechnet wird:
wobei t1 eine Zeitdifferenz zwischen einem aktuellen Bild, zu dem der Nachbarblock gehört, und einem vorhergehenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht, ist und t2 eine Zeitdifferenz zwischen einem folgenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht, und dem vorhergehenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht, ist.
Verfahren zum Dekodieren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei, wenn der Bewegungsvektor des aktuellen Blocks ein Vorwärtsbewegungsvektor MVf ist und der Bewegungsvektor des Nachbarblocks ein Rückwärtsbewegungsvektor MVb ist, ein Vorhersage-Vorwärtsbewegungsvektor MVf(vorhergesagt) als der Vorhersage-Bewegungsvektor entsprechend der folgenden Gleichung berechnet wird:
wobei d1 ein Abstand zwischen einem aktuellen Bild, zu dem der Nachbarblock gehört, und einem vorhergehenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht, ist und d2 ein Abstand zwischen einem folgenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht, und dem vorhergehenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht, ist.
Verfahren zum Dekodieren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, wobei, wenn der Bewegungsvektor des aktuellen Blocks ein Rückwärtsbewegungsvektor MVb ist und der Bewegungsvektor eines Nachbarblocks ein Vorwärtsbewegungsvektor MVf ist, ein Vorhersage-Rückwärtsbewegungsvektor MVb(vorhergesagt) als der Vorhersage-Bewegungsvektor entsprechend der folgenden Gleichung berechnet wird:
wobei d1 ein Abstand zwischen einem aktuellen Bild, zu dem der Nachbarblock gehört, und einem vorhergehenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht, ist und d2 ein Abstand zwischen einem folgenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht, und dem vorhergehenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht, ist.
Verfahren zum Dekodieren nach einem der Ansprüche 10 bis 17, wobei der Schritt (b) Berechnen eines Vorhersagewertes PMV_X zum Dekodieren als den repräsentativen Bewegungsvektor gemäß der folgenden Gleichung enthält: PMV_X = Median (MVf_A, MVf_B, MVf_C) oder Median (MVb-A, MVb_B, MVB_C)wobei MVf_A, MVf_B, MVf_C, MVb_A, MVb_B und MVb_C Komponenten von Bewegungsvektoren von Nachbarblöcken sind, in denen MVf_A ein Vorwärtsbewegungsvektor eines linken Blocks ist, MVf_B ein Vorwärtsbewegungsvektor eines oberen Blocks ist, MVf_C ein Vorwärtsbewegungsvektor eines oberen rechten Blocks ist, MVb_A ein Rückwärtsbewegungsvektor eines linken Blocks ist, MVb_B ein Rückwärtsbewegungsvektor eines oberen Blocks ist und MVb_C ein Rückwärtsbewegungsvektor eines oberen rechten Blocks ist und einer dieser Vektoren der Vorhersage-Bewegungsvektor sein kann.
Verfahren zum Dekodieren nach einem der Ansprüche 10 bis 18, wobei der Schritt (c) das Addieren eines Differenzwertes zwischen dem repräsentativen Bewegungsvektor und den Bewegungsvektor des vorhandenen Blocks enthält.
Vorrichtung zum Dekodieren von Bewegungsvektoren, umfassend: einen Bewegungsvektor-Dekodierer (131) zum Dekodieren eines Differenzwertes, und gekennzeichnet durch einen Bewegungsvektorvorhersage-Kompensator (132), der für jeden angrenzenden Nachbarblock mit einem Bewegungsvektor eines Typs, der von dem eines aktuellen Blocks verschieden ist, einen Bewegungsvektor eines Typs vorhersagt, der identisch mit dem des Bewegungsvektors des aktuellen Blocks ist, dabei die Komponenten des Bewegungsvektors des Nachbarblocks verwendend, und so einen Vorhersage-Bewegungsvektor für jeden angrenzenden Nachbarblock, der einen Bewegungsvektor eines Typs hat, der verschieden von dem aktuellen Block ist, erzeugt, einen repräsentativen Bewegungsvektor eines Typs, der identisch mit dem des aktuellen Blocks ist, aus den Bewegungsvektoren der Nachbarblöcke mit einem Bewegungsvektor eines Typs, der identisch mit dem des Bewegungsvektors des aktuellen Blocks ist, und aus den vorhergesagten Bewegungsvektoren der Nachbarblöcke berechnet und den Bewegungsvektor des aktuellen Blocks durch Addieren des berechneten repräsentativen Bewegungsvektors und des dekodierten Differenzwertes berechnet.
Vorrichtung zum Dekodieren nach Anspruch 20, wobei die Vielzahl von Nachbarblöcken Blöcke enthält, die links von, über und oben rechts von dem aktuellen Block sind.
Vorrichtung zum Dekodieren nach Anspruch 21, wobei der linke Block ein Block ist, der einen Pixel angrenzend an den und links von dem Pixel am weitesten links in einer ersten Zeile des aktuellen Blocks enthält, der obere Block ein Block ist, der einen Pixel angrenzend an den und über dem Pixel am weitesten links enthält, und der Block oben rechts ein Block ist, der einen Pixel angrenzend und rechts von einem Pixel enthält, der an den und über dem Pixel am weitesten rechts in der ersten Zeile, zu der der aktuelle Block gehört, angrenzt.
Vorrichtung zum Dekodieren nach Anspruch 20, 21 oder 22, wobei der repräsentative Bewegungsvektor ein Medianwert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, wobei der Bewegungsvektorvorhersage-Kompensator, wenn der Bewegungsvektor des aktuellen Blocks ein Vorwärtsbewegungsvektor MVf ist und der Bewegungsvektor des Nachbarblocks ein Rückwärtsbewegungsvektor MVb ist, einen Vorhersage-Vorwärtsbewegungsvektor MVf(vorhergesagt) als den Vorhersage-Vorwärtsbewegungsvektor gemäß der folgenden Gleichung als den Vorhersage-Bewegungsvektor berechnet:
wobei t1 eine Zeitdifferenz zwischen einem aktuellen Bild, zu dem der Nachbarblock gehört, und einem vorhergehenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht, ist und t2 eine Zeitdifferenz zwischen einem folgenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht und dem vorhergehenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht, ist.
Vorrichtung zum Dekodieren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, wobei der Bewegungsvektorvorhersage-Kompensator, wenn der Bewegungsvektor des aktuellen Blocks ein Rückwärtsbewegungsvektor MVb ist und der Bewegungsvektor eines Nachbarblocks ein Vorwärtsbewegungsvektor MVf ist, einen Vorhersage-Rückwärtsbewegungsvektor MVb(vorhergesagt) als den Vorhersage-Bewegungsvektor entsprechend der folgenden Gleichung berechnet:
wobei t1 eine Zeitdifferenz zwischen einem aktuellen Bild, zu dem der Nachbarblock gehört, und einem vorhergehenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht, ist und t2 eine Zeitdifferenz zwischen einem folgenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht und dem vorhergehenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht, ist.
Vorrichtung zum Dekodieren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, wobei der Bewegungsvektorvorhersage-Kompensator, wenn der Bewegungsvektor des aktuellen Blocks ein Vorwärtsbewegungsvektor MVf ist und der Bewegungsvektor des Nachbarblocks ein Rückwärtsbewegungsvektor MVb ist, einen Vorhersage-Vorwärtsbewegungsvektor MVf(vorhergesagt) als den Vorhersage-Bewegungsvektor entsprechend der folgenden Gleichung berechnet:
wobei d1 ein Abstand zwischen einem aktuellen Bild, zu dem der Nachbarblock gehört, und einem vorhergehenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht, ist und d2 ein Abstand zwischen einem folgenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht und dem vorhergehenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht, ist.
Vorrichtung zum Dekodieren nach einem der Ansprüche 20 bis 26, wobei der Bewegungsvektorvorhersage-Kompensator, wenn der Bewegungsvektor des ak tuellen Blocks ein Rückwärtsbewegungsvektor MVb ist und der Bewegungsvektor eines Nachbarblocks ein Vorwärtsbewegungsvektor MVf ist, einen Vorhersage-Rückwärtsbewegungsvektor MVb(vorhergesagt) als den Vorhersage-Bewegungsvektor entsprechend der folgenden Gleichung berechnet:
wobei d1 ein Abstand zwischen einem aktuellen Bild, zu dem der Nachbarblock gehört, und einem vorhergehenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht, ist und d2 ein Abstand zwischen einem folgenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht und dem vorhergehenden Bild, auf das sich der Nachbarblock bezieht, ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 27, wobei der Bewegungsvektorvorhersage-Kompensator einen Vorhersagewert PMV_X zum Dekodieren als den repräsentativen Bewegungsvektor gemäß der folgenden Gleichung berechnet: PMV_X = Median (MVf_A, MVf_B, MVf_C) oder Median (MVb-A, MVb_B, MVB_C)wobei MVf_A, MVf_B, MVf_C, MVb_A, MVb_B und MVb_C Komponenten von Bewegungsvektoren von Nachbarblöcken sind, in denen MVf_A ein Vorwärtsbewegungsvektor eines linken Blocks ist, MVf_B ein Vorwärtsbewegungsvektor eines oberen Blocks ist, MVf_C ein Vorwärtsbewegungsvektor eines oberen rechten Blocks ist, MVb_A ein Rückwärtsbewegungsvektor eines linken Blocks ist, MVb_B ein Rückwärtsbewegungsvektor eines oberen Blocks ist und MVb_C ein Rückwärtsbewegungsvektor eines oberen rechten Blocks ist und einer dieser Vektoren der Vorhersage-Bewegungsvektor sein kann.