RU2338332C2 - Способ предсказания блока изображения с использованием усовершенствованного режима прямого предсказания - Google Patents
Способ предсказания блока изображения с использованием усовершенствованного режима прямого предсказания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2338332C2 RU2338332C2 RU2006128451/09A RU2006128451A RU2338332C2 RU 2338332 C2 RU2338332 C2 RU 2338332C2 RU 2006128451/09 A RU2006128451/09 A RU 2006128451/09A RU 2006128451 A RU2006128451 A RU 2006128451A RU 2338332 C2 RU2338332 C2 RU 2338332C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frame
- prediction mode
- block
- direct prediction
- reference frame
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
Изобретение относится к системе кодирования движущегося изображения, в частности к способу предсказания блока изображения с использованием усовершенствованного режима прямого предсказания для В-кадра. Сущность способа заключается в том, что вычисляют векторы движения вперед и назад блока изображения для В-кадра путем масштабирования вектора движения смещенного блока в последующем опорном кадре; получают предыдущий и последующий блоки с использованием, соответственно, векторов движения вперед и назад; и предсказывают блок изображения в текущем В-кадре по предыдущему и последующему блокам путем использования разности в информации о порядке отображения между текущим В-кадром и предыдущим опорным кадром или последующим опорным кадром, к которым относятся предыдущий и последующий блоки соответственно. Технический результат состоит в повышении точности предсказания блока изображения и эффективности кодирования и декодирования. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системе кодирования движущегося изображения и, в частности, к способу предсказания блока с использованием усовершенствованного режима прямого предсказания для В-кадров.
2. Описание уровня техники
Одно из преимуществ использования В-кадров в системе кодирования движущегося изображения заключается в том, что режим прямого предсказания, не привносящий дополнительной служебной информации, выбирается чаще других режимов предсказания (таких как предсказание вперед, обратное предсказание, двунаправленное предсказание, внутрикадровое предсказание и т.д.). Поэтому, используя В-кадры, а не только Р-кадры, можно повысить эффективность системы кодирования движущегося изображения.
Применительно к В-кадрам способ предсказания блока с использованием режима прямого предсказания сводится к пересчету вектора движения вперед и вектора движения назад в масштабированные версии вектора движения смещенного блока в последующем опорном кадре для режима прямого предсказания, к получению двух отдельных блоков с компенсацией движения с использованием вышеупомянутых векторов движения и к получению на завершающем этапе предсказанного блока путем осреднения двух блоков с компенсацией движения.
Более подробно вышеуказанный способ предсказания блока с использованием режима прямого предсказания можно рассмотреть со ссылкой на фиг.1.
На фиг.1 представлена схема изображения для описания способа предсказания блоков с использованием режима прямого предсказания в соответствии с известной технологией. Как видно из иллюстрации, схема изображения содержит I-кадр (не показан), закодированный с предсказанием только по декодированным образцам внутри самого кадра, Р-кадры Р1, Р4 и Р7, закодированные с межкадровым предсказанием на максимум один вектор движения по ранее декодированным опорным кадрам, и В-кадры В2, В3, В5 и В6, закодированные с помощью двух блоков с межкадровым предсказанием по ранее декодированным опорным кадрам.
Кроме того, для удобства будут в первую очередь описаны параметры, представленные на фиг.1. TRD - временной интервал между предыдущим опорным кадром для режима прямого предсказания (Р1) и последующим опорным кадром для режима прямого предсказания (Р7); TRB - временной интервал между предыдущим опорным кадром для режима прямого предсказания (Р1) и текущим В-кадром (В5); MV - вектор движения смещенного блока в последующем опорном кадре для режима прямого предсказания (Р7); MVf - вектор движения вперед в режиме прямого предсказания, указывающий на предыдущий опорный кадр для режима прямого предсказания, и MVb - вектор движения назад в режиме прямого предсказания, указывающий на последующий опорный кадр в режиме прямого предсказания. В данном случае предыдущий опорный кадр для режима прямого предсказания является опорным кадром, указанным вектором движения смещенного блока в последующем опорном кадре для режима прямого предсказания.
Используя вышеприведенные параметры, способ предсказания блока в режиме прямого предсказания можно описать следующим образом.
Прежде всего, вектор движения вперед в режиме прямого предсказания (MVf) получают по вектору движения (MV) смещенного блока Bs в последующем опорном кадре для режима прямого предсказания (Р7) по формуле (1)
Кроме того, вектор движения назад в режиме прямого предсказания (MVb) получают по вектору движения (MV) смещенного блока Bs в последующем опорном кадре для режима прямого предсказания (Р7) с помощью формулы (2)
Таким образом, движение блоков Bf и Вb компенсируется с помощью векторов движения MVf и MVb, рассчитанных с помощью формул (1) и (2), после чего два этих блока осредняются для получения значения предсказания В'с текущего блока Вс в В-кадре по формуле (3)
Однако в соответствии с известным способом предсказания блока в режиме прямого предсказания вектор движения вперед для режима прямого предсказания получают по вектору движения смещенного блока в последующем опорном кадре для режима прямого предсказания, вследствие чего полученное значение будет лишь приблизительным, а не точным вектором движения текущего блока В-кадра.
Кроме того, в соответствии с известным способом предсказания блока в режиме прямого предсказания, даже если опорный кадр близок по времени к В-кадру и имеет большое сходство с В-кадром, предсказание блоков осуществляется с помощью среднего значения двух отдельных блоков с компенсацией движения без учета временного интервала между опорными кадрами. Поэтому точность предсказанного блока снижается.
В частности, в последовательности, включающей меркнущий объект, из-за того, что яркость сплошных В-кадров может постепенно ослабляться или постепенно усиливаться, значение предсказания, получаемое с помощью простого осреднения двух блоков с компенсацией движения, сильно отличается от исходного, вследствие чего эффективность кодирования всей системы значительно снижается.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, целью настоящего изобретения является создание способа предсказания блока в режиме прямого предсказания, имеющего более высокую эффективность кодирования, путем получения вектора движения вперед в режиме прямого предсказания по вектору движения смещенного блока в последующем опорном кадре в режиме прямого предсказания и получения предсказанного блока в В-кадре, подлежащем в данный момент кодированию, с применением интерполяционного предсказания по двум отдельным блокам с компенсацией движения.
Другой целью настоящего изобретения является создание способа предсказания блока в режиме прямого предсказания, способного повысить точность предсказанного блока и эффективность кодирования путем получения вектора движения вперед в режиме прямого предсказания по опорному кадру, который является ближайшим к текущему В-кадру, и путем получения предсказанного блока в В-кадре, который в данный момент кодируют с применением интерполяционного предсказания по двум отдельным блокам с компенсацией движения.
Для достижения целей настоящего изобретения, как показано в нижеприведенных примерах его осуществления и подробном описании, разработан способ предсказания блока для усовершенствованного режима прямого предсказания, содержащий следующие операции: первая операция - получение вектора движения вперед в режиме прямого предсказания для В-кадра, подлежащего кодированию(или декодированию); вторая операция - получение вектора движения назад в режиме прямого предсказания для В-кадра, подлежащего кодированию(или декодированию); третья операция - получение двух отдельных блоков с компенсацией движения путем использования векторов движения вперед и назад в режиме прямого предсказания, полученных на первой и второй операциях; и четвертая операция - предсказание блока В-кадра, подлежащего кодированию (или декодированию) в данный момент, с применением интерполяционного предсказания по двум отдельным блокам с компенсацией движения, полученным на третьей операции.
Эти и другие цели, признаки, аспекты и преимущества данного изобретения будут более очевидны из нижеследующего подробного описания настоящего изобретения, которое дается со ссылками на прилагаемые чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Прилагаемые чертежи, которые помогают лучше уяснить суть изобретения и являются составной частью данного описания, иллюстрируют примеры осуществления изобретения и служат совместно с описанием для объяснения принципов, лежащих в его основе.
На чертежах представлено следующее:
на фиг.1 представлена диаграмма, иллюстрирующая известный способ предсказания блока в режиме прямого предсказания;
на фиг.2 представлена диаграмма, иллюстрирующая способ предсказания блока в режиме прямого предсказания в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.3 представлена диаграмма, иллюстрирующая способ интерполяционного предсказания в соответствии с одним примером осуществления настоящего изобретения, и
на фиг.4 представлена диаграмма, иллюстрирующая способ интерполяционного предсказания в соответствии с другим примером осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
В описании содержатся подробные ссылки на предпочтительные примеры осуществления настоящего изобретения и соответствующие им иллюстрации в прилагаемых чертежах.
В способе предсказания блока в режиме прямого предсказания по настоящему изобретению по вектору движения смещенного блока в предыдущем опорном кадре для режима прямого предсказания определяют векторы движения вперед и назад в режиме прямого предсказания, с помощью вышеупомянутых векторов движения получают два блока с компенсацией движения и, наконец, путем интерполяции двух блоков с компенсацией движения получают предсказываемый блок.
Кроме того, в способе предсказания блока с использованием режима прямого предсказания по настоящему изобретению вектор движения назад определяют по последующему опорному кадру в режиме прямого предсказания, вектор движения вперед в режиме прямого предсказания определяют по опорному кадру, ближайшему к текущему В-кадру среди последующих опорных кадров, а блоки с компенсацией движения получают по вышеупомянутым векторам движения и, наконец, предсказываемый блок получают путем интерполяции двух блоков с компенсацией движения.
Ниже следует описание примера осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые иллюстрации.
На фиг.2 представлена диаграмма, иллюстрирующая способ предсказания блока в режиме прямого предсказания по настоящему изобретению. Как видно из диаграммы, изображение включает I-кадр (не показан), закодированный с предсказанием только по декодируемым отсчетам внутри самого кадра, Р-кадры Р1, Р4 и Р7, закодированные с межкадровым предсказанием при использовании как максимум одного вектора движения по ранее декодированным опорным кадрам, и В-кадры В2, ВЗ, В5 и В6, закодированные двумя блоками с межкадровым предсказанием по ранее декодированным опорным кадрам.
Далее, для удобства приводится в первую очередь описание параметров, представленных на фиг.2. TRD - временной интервал между предыдущим опорным кадром для режима прямого предсказания (Р1) и последующим опорным кадром для режима прямого предсказания (Р7); TRB - временной интервал между предыдущим опорным кадром для режима прямого предсказания (Р1) и текущим В-кадром (В5); TRN - временной интервал между опорным кадром (Р4), ближайшим к текущему В-кадру, и текущим В-кадром (В5); MV - вектор движения смещенного блока в последующем опорном кадре для режима прямого предсказания (Р7); 
- вектор движения вперед в режиме прямого предсказания в направлении опорного кадра (Р4), ближайшего к текущему В-кадру, и MVb - вектор движения назад в режиме прямого предсказания в направлении последующего опорного кадра для режима прямого предсказания (Р7).
В данный момент вектор движения (MV) смещенного блока Bs в последующем опорном кадре для режима прямого предсказания (Р7) получают в процессе кодирования (или декодирования) последующего опорного кадра для режима прямого предсказания перед кодированием (или декодированием) текущего В-кадра.
Вышеизложенный способ предсказания блока в режиме прямого предсказания, по настоящему изобретению, описывается следующим образом. Вектор движения вперед 
направленный к опорному кадру (Р4), наиболее близкому по времени среди предыдущих опорных кадров, получают из уравнения (4)
Кроме того, вектор движения назад (MVb), указывающий на последующий опорный кадр в режиме прямого предсказания (Р7), получают обычным способом с помощью уравнения (2)
Соответственно, блоки с компенсацией движения Bf и Вb получают по векторам движения 
и MVb, рассчитанным по уравнениям (2) и (4).
С другой стороны, предсказанное значение 
для блока Вс получают по двум вышеупомянутым блокам с компенсацией движения Bf и Вb. В тот момент В-кадр может находиться ближе к тому кадру, который расположен между опорным кадром, содержащим блок с компенсацией движения Bf, и тем последующим опорным кадром для режима прямого предсказания, в котором находится блок с компенсацией движения Вb.
Способ предсказания блока с использованием режима прямого предсказания по настоящему изобретению можно применить к фиг.1 и 2, и, следовательно, опорный кадр, содержащий блок с компенсацией движения Bf, является предыдущим опорным кадром для режима прямого предсказания (например, кадр Р1 на фиг.1) или опорным кадром, ближайшим к В-кадру (например, кадр Р4 на фиг.2).
Кроме того, в последовательности, содержащей меркнущий объект, яркость сплошных В-кадров может постепенно ослабляться или постепенно усиливаться, и, следовательно, предсказанная величина, полученная с помощью простого осреднения двух блоков с компенсацией движения Bf и Вb, как это делается по известной технологии, намного отличается от первоначального значения. Как результат, эффективность кодирования всей системы значительно снижается.
Поэтому для повышения точности блока, предсказываемого в режиме прямого предсказания, в способе предсказания блока с использованием режима прямого предсказания по настоящему изобретению осуществляется интерполяционное предсказание с учетом временного интервала между текущим В-кадром и опорным кадром, в котором находится блок с компенсацией движения Bf (то есть, предыдущим опорным кадром для режима прямого предсказания или опорным кадром, ближайшим к В-кадру) и с учетом временного интервала между текущим В-кадром и последующим опорным кадром для режима прямого предсказания.
Как показано на фиг.3, если вектор движения вперед режима прямого предсказания получают с использованием известных средств, блок с компенсацией движения Bf находится в предыдущем опорном кадре для режима прямого предсказания (Р1), а блок с компенсацией движения Вb находится в последующем опорном кадре для режима прямого предсказания (Р7), то осуществляют интерполяционное предсказание по уравнению (5). В данном случае, TRD - временной интервал между предыдущим опорным кадром для режима прямого предсказания (Р1) и последующим опорным кадром для режима прямого предсказания (Р7), a TRB - временной интервал между предыдущим опорным кадром для режима прямого предсказания (Р1) и текущим В-кадром (В5). В частности, способ интерполяционного предсказания включает в себя те же усредняющие вычисления, что и известные средства на тот случай, если В-кадр расположен в центре между предыдущим опорным кадром для режима прямого предсказания и последующим опорным кадром для режима прямого предсказания.
К тому же, как следует из фиг.4, в случае получения вектора движения вперед в режиме прямого предсказания в соответствии с настоящим изобретением блок с компенсацией движения Bf находится в опорном кадре (Р4), ближайшем к текущему В-кадру, а блок с компенсацией движения Вb находится в последующем опорном кадре для режима прямого предсказания (Р7). Поэтому интерполяционное предсказание осуществляют по уравнению (6). В данном случае, TRD - это временной интервал между предыдущим опорным кадром для режима прямого предсказания (Р1) и последующим опорным кадром для режима прямого предсказания (Р7), TRB - временной интервал между предыдущим опорным кадром для режима прямого предсказания (Р1) и текущим В-кадром, а TRN - временной интервал между опорным кадром (Р4), ближайшим к текущему В-кадру, и текущим В-кадром.
С другой стороны, соответствующие кадры могут быть представлены с помощью счетчика очередности кадров, т.е. может быть представлена информация о порядке отображений.
Следовательно, уравнения (5) и (6) могут быть представлены в виде уравнения (7) с использованием значений отсчета порядка кадров, которые отображают информацию о порядке соответствующих кадров. В данном случае Тс - значение отсчета порядка кадров, т.е. информация о порядке отображения, закрепленная за текущим В-кадром; Тf - значение отсчета порядка кадров, т.е. информация о порядке отображения, закрепленная за предыдущим опорным кадром для режима прямого предсказания, или значение порядкового отсчета кадров, т.е. информация о порядке отображения, закрепленная за опорным кадром, ближайшим к В-кадру, если вектор движения вперед рассчитывается по уравнению (4), а Тb - значение отсчета порядка кадров, т.е. информация о порядке отображения, закрепленная за последующим опорным кадром для режима прямого предсказания.
Как было указано выше, согласно настоящему изобретению вектор движения вперед в режиме прямого предсказания получают по вектору движения смещенного блока в последующем опорном кадре для режима прямого предсказания, а предсказанный блок кодируемого В-кадра получают интерполяционным предсказанием значений блоков с временной компенсацией. Следовательно, эффективность кодирования повышается по сравнению с кодированием известными средствами.
Кроме того, согласно настоящему изобретению вектор движения вперед в режиме прямого предсказания получают по опорному кадру, ближайшему к В-кадру, подлежащему кодированию (или декодированию) в данный момент, и имеющему наибольшее сходство с В-кадром, а предсказываемый блок В-кадра получают путем применения интерполяционного предсказания по блокам с компенсацией движения по вышеупомянутым векторам движения вперед и назад в режиме прямого предсказания. Следовательно, точность предсказанного блока, а также эффективность кодирования могут быть повышены.
Так как данное изобретение может быть осуществлено по-разному, но без отступления от его сущности или существенных признаков, то следует иметь в виду, что вышеописанные примеры осуществления настоящего изобретения не ограничиваются никакими деталями вышеприведенного описания, если только на это нет иных указаний, а скорее должны толковаться в широком смысле в соответствии с сущностью и объемом изобретения, как это определено прилагаемой формулой изобретения, и, следовательно, все изменения и модификации, которые находятся в пределах этой формулы, или их эквиваленты, будут охватываться указанной формулой изобретения.
Claims (3)
1. Способ предсказания блока изображения в текущем В-кадре, содержащий:
вычисление векторов движения вперед и назад блока изображения в текущем В-кадре путем масштабирования вектора движения смещенного блока в последующем опорном кадре;
получение предыдущего и последующего блоков с использованием соответственно векторов движения вперед и назад и
предсказание блока изображения в текущем В-кадре по предыдущему и последующему блокам путем использования разности в информации о порядке отображения между текущим В- кадром и предыдущим опорным кадром или последующим опорным кадром, к которым относятся предыдущий и последующий блоки соответственно.
2. Способ по п.1, в котором каждая информация о порядке отображения представляется в виде значения порядкового номера кадра.
3. Способ по п.1, в котором на операции предсказания предсказывают блок изображения в текущем В-кадре при работе декодера в режиме прямого предсказания.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2002-0072862A KR100508798B1 (ko) | 2002-04-09 | 2002-11-21 | 쌍방향 예측 블록 예측 방법 |
| KR72862/2002 | 2002-11-21 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005108920/09A Division RU2333616C2 (ru) | 2002-04-09 | 2005-03-29 | Способ предсказания блока с использованием усовершенствованного режима прямого предсказания |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006128451A RU2006128451A (ru) | 2008-02-20 |
| RU2338332C2 true RU2338332C2 (ru) | 2008-11-10 |
Family
ID=39266656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006128451/09A RU2338332C2 (ru) | 2002-11-21 | 2006-08-07 | Способ предсказания блока изображения с использованием усовершенствованного режима прямого предсказания |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2338332C2 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2519525C2 (ru) * | 2010-02-09 | 2014-06-10 | Ниппон Телеграф Энд Телефон Корпорейшн | Способ кодирования с предсказанием вектора движения, способ декодирования с предсказанием вектора движения, устройство кодирования фильма, устройство декодирования фильма и их программы |
| RU2574831C2 (ru) * | 2011-06-20 | 2016-02-10 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Унифицированный выбор кандидатов для режима слияния и адаптивного режима предсказания вектора движения |
| US9497481B2 (en) | 2010-02-09 | 2016-11-15 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Motion vector predictive encoding method, motion vector predictive decoding method, moving picture encoding apparatus, moving picture decoding apparatus, and programs thereof |
-
2006
- 2006-08-07 RU RU2006128451/09A patent/RU2338332C2/ru active
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2519525C2 (ru) * | 2010-02-09 | 2014-06-10 | Ниппон Телеграф Энд Телефон Корпорейшн | Способ кодирования с предсказанием вектора движения, способ декодирования с предсказанием вектора движения, устройство кодирования фильма, устройство декодирования фильма и их программы |
| US9497481B2 (en) | 2010-02-09 | 2016-11-15 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Motion vector predictive encoding method, motion vector predictive decoding method, moving picture encoding apparatus, moving picture decoding apparatus, and programs thereof |
| US9838709B2 (en) | 2010-02-09 | 2017-12-05 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Motion vector predictive encoding method, motion vector predictive decoding method, moving picture encoding apparatus, moving picture decoding apparatus, and programs thereof |
| RU2574831C2 (ru) * | 2011-06-20 | 2016-02-10 | Квэлкомм Инкорпорейтед | Унифицированный выбор кандидатов для режима слияния и адаптивного режима предсказания вектора движения |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006128451A (ru) | 2008-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2333616C2 (ru) | Способ предсказания блока с использованием усовершенствованного режима прямого предсказания | |
| JP3604864B2 (ja) | 動画像符号化装置 | |
| US7058130B2 (en) | Scene change detection | |
| US6934335B2 (en) | Video encoder with embedded scene change and 3:2 pull-down detections | |
| US9124898B2 (en) | Method and apparatus of temporal motion vector prediction | |
| RU2003100072A (ru) | Способ прогнозирования блока с использованием усовершенствованного режима прямого предсказания | |
| JP4020789B2 (ja) | Ｂピクチャのダイレクトモード動きベクトル演算方法 | |
| US8265145B1 (en) | Management and selection of reference frames for long term prediction in motion estimation | |
| US7203238B2 (en) | 3:2 Pull-down detection | |
| JP2003319403A5 (ru) | ||
| JP5474838B2 (ja) | 改善された効率及び主観的な品質をサポートする予測フレームの選択方法及び装置 | |
| RU2004133542A (ru) | Способ кодирования движущегося изображения | |
| WO2006019093A1 (ja) | 画像符号化方法，画像復号方法，画像符号化装置，画像復号装置，画像符号化プログラムおよび画像復号プログラム | |
| JP2004007379A (ja) | 動画像符号化方法及び動画像復号化方法 | |
| WO2001058166A1 (en) | Video encoding with a two step motion estimation for p-frames | |
| RU2338332C2 (ru) | Способ предсказания блока изображения с использованием усовершенствованного режима прямого предсказания | |
| JP2002335529A (ja) | 動画像符号化方法および装置 | |
| KR100379383B1 (ko) | 인트라 프레임 부호화 방법 | |
| KR100619716B1 (ko) | 이미지 예측 방법 | |
| KR100508800B1 (ko) | 현재 픽쳐의 이미지 블록 예측 방법 | |
| JP2003219428A (ja) | 動画像符号化装置 | |
| KR100508799B1 (ko) | 이미지 예측 방법 | |
| WO2005036465A1 (en) | Video encoding method and device | |
| JPH0951542A (ja) | 動画像符号化方法と装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TZ4A | Amendments of patent specification |