TWI555387B - 視訊解碼裝置、視訊編碼裝置、視訊解碼方法、視訊編碼方法、及儲存媒體（二） - Google Patents

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Description

視訊解碼裝置、視訊編碼裝置、視訊解碼方法、視訊編碼方法、及 儲存媒體(二) 發明領域
於此所討論的實施例係有關於視訊解碼裝置、視訊編碼裝置、種視訊解碼方法、視訊編碼方法、及儲存媒體。
發明背景
於現今的視訊編碼技術中，一圖像係劃分為數個區塊，預測該等區塊中的像素，並且編碼預測差異以達到高的壓縮比。從欲編碼的圖像中之空間相鄰的像素以預測像素的預測模型係稱為畫面內預測模型(intra prediction mode)。同時，使用動作補償技術從先前編碼的參考圖像以預測像素的預測模型係稱為畫面間預測模型(inter prediction mode)。
於一視訊編碼裝置的畫面間預測模型中，用於預測像素的一參考區域係由稱為運動向量之包括一水平成分及一垂直成分的二維座標資料來表示，並且對運動向量資 料及原始像素與預測像素之間的差異像素資料編碼。為了減少碼的數量，係基於相鄰將被編碼的一目標區塊(可參照為一編碼目標區塊)之一區塊的運動向量而產生一向量預測子，並且對該目標區塊的運動向量與該向量預測子之間的差異向量編碼。藉由將較少數量的碼指定至一較小的差異向量，可能可減少對於該運動向量的碼的數量並改善編碼效率。
同時，於一視訊解碼裝置中，對每一區塊決定與該視訊編碼裝置中所產生的向量預測子相同的一向量預測子，並且藉由增加所編碼的該差異向量即該向量預測子而復原該運動向量。為此原因，該視訊編碼裝置及該視訊解碼裝置包括具有實質上相同組態的向量預測單元。
於該視訊解碼裝置中，一般係以光柵掃瞄技術或z掃瞄技術的順序而從左上至右下將數個區塊編碼。因此，僅有在該視訊解碼裝置解碼的一目標區塊的左側或上方之一區塊的運動向量，亦即於該目標區塊之前解碼的一運動向量，可被該視訊編碼裝置及該視訊解碼裝置的該等運動向量預測單元使用於預測。
同時，於MPEG(動態視訊壓縮標準)-4 AVC/H.264(此後可簡單地參照為H.264)中，可使用先前編碼/解碼的參考圖像的一運動向量代替將處理的一目標圖像的運動向量來決定一向量預測子(例如，見ISO/IEC 14496-10(MPEG-4 Part 10)/ITU-T Rec.H.264)。
同樣地，決定向量預測子的一種方法係揭露 於”WD3：Working Draft 3 of High-Efficiency Video Coding”JCTVC-E603,JCT-VC 5th Meeting,March 2011。高效率視訊編碼(High-Efficiency Video Coding,HEVC)為藉由ISO/IEC及ITU-T共同詳述其標準的一視訊編碼技術。已提出HEVC測試模型(HM)軟體(版本3.0)作為參考軟體。
HEVC的概要係敘述如下。於HEVC中，係提供編列有參考圖像的參考圖像列表L0及L1。對於每一區塊，至多兩個參考圖像之區域(亦即，對應該等參考圖像列表L0及L1的運動向量)可用於畫面間預測。
該等參考圖像列表L0及L1一般對應顯示時間的方向。該參考圖像列表L0編列相關於將被處理的一目標圖像的先前圖像，且該參考圖像列表L1編列未來圖像。該等參考圖像列表L0及L1的每一項目包括像素資料的一儲存位置及對應圖像的圖像序列號(POC)。
POCs係由整數表示，並代表圖像所按其顯示並與圖像的顯示時間相關的順序。假設POC”0”的一圖像係於顯示時間”0”時顯示，可藉由將一已知圖像的POC乘上一常數而取得該圖像的顯示時間。例如，當”fr”代表訊框的顯示週期(Hz)且”p”代表一圖像的POC時，該圖像的顯示時間可由下方的式(1)所表示。
顯示時間=p×(fr/2)...式(1)
於是，可以說POC以常數為單位代表一圖像的顯示時間。
當一參考圖像列表包括二或更多個項目時，係藉由該參考圖像列表中的索引數字(參考索引)以具體指定運動向量所參照的參考圖像。當一參考圖像列表僅包括一個項目(或一張圖像)時，對應該參考圖像列表的一運動向量的參考索引係自動設為”0”。於此情況下，沒有必要明確地指明該參考索引。
一區塊的運動向量包括一L0/L1列表識別符、一參考索引、及一向量資料(Vx,Vy)。係藉由該L0/L1列表識別符及該參考索引來識別一參考圖像，並且藉由該向量資料(Vx,Vy)來識別該參考圖像中的一區域。該向量資料中的Vx及Vy分別代表一參考區域於橫軸及縱軸的座標與將被處理的一目標區塊(或現行區塊)的座標之間的差異。例如，Vx及Vy可以四分之一像素的單位來表示。該L0/L1列表識別符及該參考索引可共同稱為一參考圖像識別符，且(0,0)可稱為一0向量。
一種決定HEVC中的向量預測子的方法係於下文中敘述。係針對由該L0/L1列表識別符及該參考索引所識別的每一參考圖像決定一向量預測子。在針對參照由列表識別符LX及參考索引refidx所識別的參考圖像之一運動向量決定一向量預測子的向量資料mvp時，至多三組向量資料係計算為向量預測子候選者。
空間及時序相鄰一目標區塊的數個區塊係分類為三組：於該目標區塊的左側的區塊(左側組)、於該目標區塊上方的區塊(上部組)、以及時序相鄰該目標區塊的區塊 (時間相鄰組)。從該等三組的每一者中，選擇至多一個向量預測子候選者。
所選擇的向量預測子候選者係以該等組的優先順序編列成表：該時間相鄰組、該左側組、以及該上部組。此表係安置於一陣列mvp-cand中。若所有該等組中皆沒有向量預測子候選者出現，則一0向量係加入知該陣列mvp-cand中。
一預測子候選者索引mvp_idx係使用以識別於該列表中將用作為向量預測子之該等向量預測子候選者中的一者。亦即，位於該陣列mvp_cand中第”mvp_idx”個位置的一向量預測子候選者的向量資料係用作為該項量預測子的向量資料mvp。
當mv代表一參照由該列表識別符LX及該參考索引refidx所識別的一參考圖像之編碼目標區塊的運動向量時，該視訊編碼裝置搜尋該陣列mvp_cand以找出最靠近該運動向量mv的一向量預測子候選者，並且將所找到的向量預測子候選者的索引設定為該預測子候選者索引mvp_idx。同樣地，該視訊編碼裝置使用下方的式(2)來計算一差異向量mvd，並且將refidx、mvd、及mvp_idex編碼作為針對該列表LX的運動向量資訊。
mvd=mv-mvp...式(2)
該視訊解碼裝置對refidx、mvd、及mvp_idex解碼，基於refidx決定mvp_cand，並且使用位於mvp_cand中 第”mvp_idx”個位置的向量預測子候選者作為該向量預測子mvp。該視訊解碼裝置基於下方的式(3)來復原該目標區塊的運動向量mv。
mv=mvd+mvp...式(3)
接著，係敘述空間相鄰一目標區塊的數個區塊。第1圖為例示說明空間相鄰一目標區塊的數個區塊之圖式。參照第1圖，敘述從該目標區塊左側的區塊及該目標區塊上方的區塊中選擇向量預測子候選者的範例程序。
首先，係敘述從該目標區塊左側的區塊中選擇一向量預測子候選者的一範例程序。係以該目標區塊左側的區塊I及H之順序來搜尋該等區塊I及H，直到找到具有列表識別符LX及參考索引refidx的一運動向量1。若找到具有列表識別符LX及參考索引refidx的該運動向量1，則選擇該運動向量1。
若未找到該運動向量1，則搜尋一運動向量2，其參照於參考圖像列表LY中並且與該參考圖像列表LX的參考索引refidx所代表的參考圖像相同的一參考圖像。若找到該運動向量2，則選擇該運動向量2。
若未找到該運動向量2，則搜尋針對畫面間預測的一運動向量3。若找到該運動向量3，則選擇該運動向量3。若於此程序中所選擇的運動向量並非參照與該參考圖像列表LX的參考索引refidx所代表的參考圖像相同的一參考圖像，則執行稍後所敘述的一縮放程序。
接著，係敘述從該目標區塊上方的區塊中選擇一向量預測子候選者的一範例程序。係以該目標區塊上方的區塊E、D、及A之順序來搜尋該等區塊E、D、及A，直到找到具有該列表識別符LX及該參考索引refidx的一運動向量1。若找到具有該列表識別符LX及該參考索引refidx的該運動向量1，則選擇該運動向量1。
若未找到該運動向量1，則搜尋一運動向量2，其參照於參考圖像列表LY中並且與該參考圖像列表LX的參考索引refidx所代表的參考圖像相同的一參考圖像。若找到該運動向量2，則選擇該運動向量2。
若未找到該運動向量2，則搜尋針對畫面間預測的一運動向量3。若找到該運動向量3，則選擇該運動向量3。若於此程序中所選擇的運動向量並非參照與該參考圖像列表LX的參考索引refidx所代表的參考圖像相同的一參考圖像，則執行稍後所敘述的一縮放程序。
接著，係敘述時序相鄰一目標區塊的數個區塊。第2圖為用來敘述從時序相鄰一目標區塊的數個區塊中選擇一向量預測子候選者之程序的一圖式。
首先，係選擇一時序相鄰參考圖像20，其包括一時序相鄰區塊並且被稱為並列圖像(ColPic)。該ColPic 20為該參考圖像列表L0或L1中之具有參考索引”0”的一參考圖像。亦即，一ColPic為該參考圖像列表L1中之具有參考索引”0”的一參考圖像。
係藉由下文所敘述之產生一向量預測子候選者 的一縮放方法來縮放一mvCol 22，其為位在ColPic 20中與一目標區塊11相同位置的一區塊(Col block)21的運動向量。
於下文敘述縮放一運動向量的範例方法。於此，係假設一輸入運動向量係由mvc=(mvcx,mvcy)所表示，一輸出向量(向量預測子候選者)係由mvc’=(mvcx’,mvcy’)所表示，且mvc為mvCol。
同樣地，ColRefPic 23代表mvc所參照的一圖像，ColPicPoc代表包括mvc的ColPic 20的POC，ColRefPoc代表ColRefPic 23的POC，CurrPoc代表一現行目標圖像10的POC，CurrPoc代表由RefPicList_LX及RefIdx所識別的一圖像25的POC。
當將被縮放的該運動向量為空間相鄰的區塊的一運動向量時，ColPicPoc等於CurrPoc。當將被縮放的該運動向量為時序相鄰的區塊的一運動向量時，ColPicPoc等於ColPic的POC。
如同下方的式(4)及(5)所代表的，係基於圖像的時間間隔之間的比率來縮放mvc。
mvcx’=mvcx×(CurrPoc-CurrRefPoc)/(ColPicPoc-ColRefPoc)...式(4)
mvcy’=mvcy×(CurrPoc-CurrRefPoc)/(ColPicPoc-ColRefPoc)...式(5)
然而，由於除法需要大量的計算，可例如用下方的算式以乘法及移位來近似mvc’。
DiffPocD=ColPicPoc-ColRefPoc...式(6)
DiffPocB=CurrPoc-CurrRefPoc...式(7)
TDB=Clip3(-128,127,DiffPocB)...式(8)
TDD=Clip3(-128,127,DiffPocD)...式(9)
iX=(0x4000+abs(TDD/2))/TDD...式(10)
Scale=Clip3(-1024,1023,(TDB×iX+32)>>6)...式(11)
abs( )：傳回一絕對值的函數
Clip3(x,y,z)：傳回x、y、及z的中位數的函數
>>：右算術移位
由式(11)所取得的“Scale”係使用作為一縮放因數。於此範例中，Scale=256代表係數”1”，亦即mv並未縮放。該縮放因數在小數點之後具有8位元的精度。於是，當乘以該縮放因數時，一運動向量的小數點之後的精度係增加8位元。
基於該縮放因數Scale，係使用下方的算式來執行一縮放運算。
mvcx’=(Scale×mvcx+128)>>8...式(12)
mvcy’=(Scale×mvcy+128)>>8...式(13)
於式(12)及(13)中，藉由將乘上該縮放因數的一值加上2N-1並將相加的結果向右位移N位元，小數點之後的N位元係結束於最接近的整數。一相似的縮放程序係揭露於ISO/IEC 14496-10(MPEG-4 Part 10)/ITU-T Rec.H.264。所取得的向量mvc’係使用作為一向量預測子候選者。
發明概要
實施例的一個觀點中的目的為提供一視訊解碼裝置、一視訊編碼裝置、一視訊解碼方法、一視訊編碼方法、以及一儲存媒體，該儲存媒體儲存可能改善一向量預測子的準確度的程式碼。
根據本發明的一觀點，係提供一視訊解碼裝置，其包括：一參考圖像列表儲存單元，其組構以儲存數個圖像的圖像資訊；一運動向量資訊儲存單元，其組構以儲存運動向量資訊，該運動向量資訊包括與將被解碼的一目標區塊空間及時序相鄰之區塊的運動向量、及指示該等運動向量所參照的圖像之參考圖像識別符；以及一向量預測子產生單元，其組構以基於該圖像資訊及該運動向量資訊以縮放對於該目標區塊的一運動向量的一向量預測子候選者、並將所縮放的向量預測子候選者朝向0修正一預定量。
1‧‧‧運動向量
2‧‧‧運動向量
11‧‧‧目標區塊
21‧‧‧Col區塊
22‧‧‧mvCol
100‧‧‧視訊解碼裝置
101‧‧‧熵解碼單元
102‧‧‧參考圖像列表儲存單元
103‧‧‧運動向量資訊儲存單元
104‧‧‧向量預測子產生單元
105‧‧‧運動向量復原單元
106‧‧‧預測像素產生單元
107‧‧‧反量化單元
108‧‧‧反正交變換單元
109‧‧‧解碼像素產生單元
110‧‧‧解碼影像儲存單元
201‧‧‧縮放因數計算單元
202‧‧‧向量資訊取得單元
203‧‧‧縮放運算單元
301‧‧‧縮放單元
302‧‧‧修正單元
303‧‧‧調整單元
304‧‧‧修正單元
305‧‧‧調整單元
306‧‧‧修正單元
361‧‧‧偏移計算單元
400‧‧‧向量預測子產生單元
401‧‧‧區塊判定單元
A402‧‧‧縮放運算單元
B403‧‧‧縮放運算單元
500‧‧‧向量預測子產生單元
501‧‧‧運動向量判定單元
A502‧‧‧縮放運算單元
B503‧‧‧縮放運算單元
600‧‧‧向量預測子產生單元
601‧‧‧時間差判定單元
A602‧‧‧縮放運算單元
B603‧‧‧縮放運算單元
700‧‧‧視訊編碼裝置
701‧‧‧運動向量偵測單元
702‧‧‧參考圖像列表儲存單元
703‧‧‧解碼影像儲存單元
704‧‧‧運動向量資訊儲存單元
705‧‧‧向量預測子產生單元
706‧‧‧差異向量計算單元
707‧‧‧預測像素產生單元
708‧‧‧預測錯誤產生單元
709‧‧‧正交變換單元
710‧‧‧量化單元
711‧‧‧反量化單元
712‧‧‧反正交變換單元
713‧‧‧解碼像素產生單元
714‧‧‧熵編碼單元
800‧‧‧影像處理裝置
801‧‧‧控制單元
802‧‧‧記憶體
803‧‧‧第二儲存單元
804‧‧‧驅動單元
805‧‧‧儲存媒體
806‧‧‧網路介面
807‧‧‧輸入單元
808‧‧‧顯示單元
第1圖為例示說明空間相鄰一目標區塊的數個區塊的一圖式；第2圖為用以敘述從時序相鄰一目標區塊的區塊中選擇一向量預測子候選者之程序的一圖式；第3圖為例示說明mvp’與mvCol之間的關係的一圖式；第4圖為例示說明mvp’為正數時之mv的出現機率分佈的一圖形； 第5圖為例示說明mvp’為負數時之mv的出現機率分佈的一圖形；第6圖為例示說明根據一第一實施例之視訊解碼裝置的範例組態的一方塊圖；第7圖為例示說明根據該第一實施例之向量預測子產生單元的範例組態的一方塊圖；第8圖為例示說明根據該第一實施例之縮放運算單元的範例組態的一方塊圖；第9圖為例示說明一縮放運算單元的組件之範例組態(1)的一方塊圖；第10圖為例示說明一縮放運算單元的組件之範例組態(2)的一方塊圖；第11圖為用以敘述一縮放運算單元之運作的一圖式；第12圖為例示說明一縮放運算單元的組件之範例組態(3)的一方塊圖；第13圖為例示說明由第一實施例的視訊解碼裝置所執行之一範例程序的一流程圖；第14圖為例示說明由第一實施例的向量預測子產生單元所執行之一範例程序(1)的一流程圖；第15圖為例示說明由第一實施例的向量預測子產生單元所執行之一範例程序(2)的一流程圖；第16圖為例示說明根據一第二實施例之向量預測子產生單元的範例組態的一方塊圖； 第17圖為例示說明由該第二實施例的向量預測子產生單元所執行之一範例程序的一流程圖；第18圖為例示說明根據一第三實施例之向量預測子產生單元的範例組態的一方塊圖；第19圖為例示說明由該第三實施例的向量預測子產生單元所執行之一範例程序(1)的一流程圖；第20圖為例示說明由該第三實施例的向量預測子產生單元所執行之一範例程序(2)的一流程圖；第21圖為例示說明根據一第四實施例之向量預測子產生單元的範例組態的一方塊圖；第22圖為例示說明由該第四實施例的向量預測子產生單元所執行之一範例程序(1)的一流程圖；第23圖為例示說明由該第四實施例的向量預測子產生單元所執行之一範例程序(2)的一流程圖；第24圖為例示說明根據一第五實施例之視訊編碼裝置的範例組態的一方塊圖；第25圖為例示說明由該第五實施例的視訊編碼裝置所執行之一範例程序的一流程圖；以及第26圖為例示說明一影像處理裝置的範例組態的一圖式。
較佳實施例之詳細說明
於HEVC及H.264技術中，訊框之間的移動係由各別區塊的運動向量來表示。一般，當從一時序相鄰區塊 中產生一向量預測子時，係縮放該時序相鄰區塊的運動向量。於此，一目標圖像的顯示時間與一目標區塊的運動向量所參照的圖像的顯示時間之間的差異T1，係相異於包括時序相鄰區塊的一圖像的顯示時間與該時序相鄰區塊的運動向量所參照的一圖像的顯示時間之間的差異T2。
因此，係以該差異T1與該差異T2之間的比率(T1/T2)縮放該時序相鄰區塊的運動向量，如此每單位時間的移動量則變為固定的。然而，如式(12)及(13)所表示之方法，其中係使用在小數點之後具有特定精度的一縮放因數以縮放該運動向量，且係由最靠近縮放後的運動向量之整數以表示一向量預測子，以此方式難以改善該向量預測子的準確性。
此揭露內容的一觀點可能可改善一向量預測子的準確性。
發明人已研究了向量預測子的準確性。第3圖為例示說明mvp’與mvCol之間的關係的一圖式。於第3圖中，mvCol 22代表與將要處理的一目標區塊11時序相鄰之一區塊(Col區塊21)的運動向量，mv代表該目標區塊11的運動向量。
同樣於第3圖中，mvp’代表以上文所述之該比率(T1/T2)縮放mvCol 22所取得的一運動向量(向量預測子候選者)，具有實數的無限精度。亦即，mvp’係由下方式(14)所表示。
mvp’=mvCol×(T1/T2)...式(14)
當選擇等於mv的一向量預測子候選者作為該向量預測子時，該差異向量變為”0”，所以編碼效率取得改善。因此，為了改善編碼效率，重要的是使mvp’變成等於或者接近mv。發明人已研究了mvp’與mv之間的差異。
第4圖為例示說明mvp’為正數時之mv的出現機率分佈的一圖形。第4圖的出現機率分佈係基於向量的水平成分。第5圖為例示說明mvp’為負數時之mv的出現機率分佈的一圖形。第5圖的出現機率分佈亦基於向量的水平成分。
當縮放mvCol 32所取得的mvp’與mv比較時，如第4及5圖中所例示說明，mv的出現頻率於較mvp’稍微接近0向量的一點上為最大。為此原因，於下文所述之實施例中，以縮放因數所縮放的一向量預測子候選者係朝向該0向量修正。
於下文中參考所附圖式以敘述本發明的較佳實施例。
《第一實施例》 〈組態〉
第6圖為例示說明根據一第一實施例之視訊解碼裝置的範例組態的一方塊圖。如第6圖中所例示說明，該視訊解碼裝置100可包括一熵解碼單元101、一參考圖像列表儲存單元102、一運動向量資訊儲存單元103、一向量預測子產生單元104、一運動向量復原單元105、一預測像素產生單元106、一反量化單元107、一反正交變換單元108、一 解碼像素產生單元109、及一解碼影像儲存單元110。
該熵解碼單元101對一壓縮串流執行熵解碼，藉此針對一目標區塊的L0與L1、及一正交變換係數以解碼參考索引、差異向量、及預測子候選者索引。
該參考圖像列表儲存單元102儲存包括複數個圖像的POCs之圖像資訊，該等圖像包括一目標區塊所參照之參考圖像，並且該參考圖像列表儲存單元102亦儲存影像資料的位置。
該運動向量資訊儲存單元103儲存運動向量資訊及參考圖像識別符，該運動向量資訊包括與一目標區塊時序且空間相鄰的區塊的運動向量，該參考圖像識別符代表該等運動向量所參照的圖像。該運動向量資訊係由該運動向量復原單元105所產生。
該向量預測子產生單元104從該熵解碼單元101取得L0及L1的該等參考索引(參考圖像識別符)，並且產生對於該目標區塊的一運動向量之向量預測子候選者的列表。該向量預測子產生單元104的細節稍後敘述。
該運動向量復原單元105從該熵解碼單元101取得對於L0及L1的該等預測子候選者索引及該等差異向量，並且將該等預測子候選者索引所代表的向量預測子候選者加上對應的差異向量以復原運動向量。
該預測像素產生單元106使用所復原的運動向量及儲存於該解碼影像儲存單元110中的一解碼影像以產生一預測像素信號。
該反量化單元107對從該熵解碼單元101所取得的正交變換係數執行反量化。該反正交變換單元108藉由對從該反量化單元107輸出之反量化信號執行反正交變換而產生一預測錯誤信號。該預測錯誤信號係輸出至該解碼像素產生單元109。
該解碼像素產生單元109該預測像素信號及該預測錯誤信號相加以產生解碼像素。
該解碼影像儲存單元110儲存一解碼影像，該解碼影像包括該解碼像素產生單元109所產生的該等解碼像素。儲存於該解碼影像儲存單元110中的該解碼影像係輸出至一顯示單元。
接著，係更詳細地敘述該向量預測子產生單元104。第7圖為例示說明根據第一實施例之該向量預測子產生單元104的範例組態的一方塊圖。如第7圖中所例示說明，該向量預測子產生單元104可包括一縮放因數計算單元201、一向量資訊取得單元202、及一縮放運算單元203。
該向量預測子產生單元104接收一目標區塊的參考圖像識別符以及一目標圖像的POC資訊。於此，LX代表一猜考列表識別符，refidx代表該目標區塊的參考圖像識別符中所包括的一參考索引。
該運動向量資訊儲存單元103儲存先前處理的區塊的運動向量資訊。一運動向量的運動向量資訊包括一包括該運動向量的區塊所屬之一圖像的識別符、該運動向量所參照的一圖像的識別符(參考圖像識別符)、及該運動向量 的水平與垂直成分的值。
該向量資訊取得單元202從該運動向量資訊儲存單元303取得相鄰一目標區塊的一區塊的運動向量資訊。該運動向量資訊包括一運動向量、包括該運動向量之區塊所屬的一圖像的識別符、及該運動向量所參照的一參考圖像的參考圖像識別符。
該向量資訊取得單元202相繼取得空間及時序相鄰一目標區塊的數個區塊的運動向量資訊。如同上文所述，首先搜尋該目標區塊左側之一區塊的一運動向量。該向量資訊取得單元202搜尋具有列表識別符LX及參考索引refidx的一運動向量1，若找到該運動向量1則選擇該運動向量1。
若未找到該運動向量1，則該向量資訊取得單元202搜尋參照一參考圖像的一運動向量2，該參考圖像係於一參考圖像列表LY中並且與該參考圖像列表LX的參考索引refidx所代表的參考圖像相同。若找到該運動向量2，則該向量資訊取得單元202選擇該運動向量2。
若未找到該運動向量2，則該向量資訊取得單元202針對畫面間預測搜尋一運動向量3。若找到該運動向量3，則該向量資訊取得單元202選擇該運動向量3。若於此程序中所選擇的運動向量並非參照與該參考圖像列表LX的參考索引refidx所代表的參考圖像相同的一參考圖像，則執行一縮放程序。該向量資訊取得單元202輸出所得到之選擇的運動向量的運動向量資訊至該縮放因數計算單元201。
該縮放因數計算單元201從該向量資訊取得單元202接收該運動向量資訊、從該參考圖像列表儲存單元102取得相關圖像的POCs、並計算一縮放因數。
於此，CurrPoc代表一目標圖像的POC。該縮放因數計算單元201從該參考圖像列表儲存單元102取得該目標區塊所參照的一圖像的POC(CurrRefPoc)、將被縮放的一運動向量所屬之圖像的POC(ColPicPoc)、及該運動向量所參照的一圖像的POC(ColRefPoc)。
該縮放因數計算單元201使用下式以計算一縮放因數。
DiffPocD=ColPicPoc-ColRefPoc...式(6)
DiffPocB=CurrPoc-CurrRefPoc...式(7)
TDB=Clip3(-128,127,DiffPocB)...式(8)
TDD=Clip3(-128,127,DiffPocD)...式(9)
iX=(0x4000+abs(TDD/2))/TDD...式(10)
Scale=Clip3(-1024,1023,(TDB×iX+32)>>6)...式(11)
abs(x)：傳回x的絕對值的函數
Clip3(x,y,z)：傳回x、y、及z的中位數的函數
>>：右算術移位
所計算的縮放因數Scale在小數點之後具有8位元的精度。該縮放因數計算單元201輸出所計算的縮放因數Scale至該縮放運算單元203。
該縮放運算單元203基於從該向量資訊取得單元202接收的該運動向量資訊以及從該縮放因數計算單元201 接收的該縮放因數以縮放該運動向量。
第8圖為例示說明根據該第一實施例之縮放運算單元203的範例組態的一方塊圖。該縮放運算單元203從該縮放因數計算單元201接收一縮放因數、從該向量資訊取得單元202接收將被縮放的一運動向量(mvcx,mvcy)。將被縮放的該運動向量(mvcx,mvcy)可被稱為預先縮放的向量預測子候選者。該縮放運算單元203輸出一縮放後的運動向量(mvcx’,mvcy’)。縮放後的該運動向量(mvcx’,mvcy’)可被稱為一縮放後的向量預測子候選者。
如同第8圖中所例是說明，該縮放運算單元203可包括一縮放單元301、一修正單元302、及一調整單元303。該縮放單元301將該預先縮放的向量預測子候選者乘以於小數點之後具有預定精度的一縮放因數，以取得一縮放後的向量預測子候選者。於是縮放後的該向量預測子候選者在小數點之後的精度係增加為該縮放因數的小數點後的精度。
該修正單元302將縮放後的該向量預測子候選者朝向0(或該0向量)修正(或調整)一預定量。該調整單元303將縮放並修正後的該向量預測子候選者捨入至最接近的整數。係於下文敘述該縮放單元301、該修正單元302、及該調整單元303的詳細運算。
該縮放單元301將該運動向量(mvcx,mvcy)乘以該縮放因數Scale。當該縮放因數於小數點之後具有N-位元的精度時，相乘(或縮放)後的該運動向量的小數點之後的精 度係增加至N-位元。
該修正單元302將縮放後的該運動向量的絕對值減去一預定量”a”，以將縮放後的該運動向量朝向0修正。該調整單元303將修正後的該運動向量的值(或成分)增加2N-1，並且將相加的結果向右移位N位元以將該等值捨入至最接近的整數。接著，該調整單元303將該等捨入後的值乘以縮放後的該運動向量的正負號。
上述由該縮放運算單元203所執行之縮放運算係由下式(15)及(16)所表示。
mvcx’=sign(Scale×mvcx)×{(abs(Scale×mvcx)-a+2N-1)>>N}...式(15)
mvcy’=sign(Scale×mvcy)×{(abs(Scale×mvcy)-a+2N-1)>>N}...式(16)
abs( )：傳回一絕對值的函數
sign( )：傳回一正負號的函數(1 or -1)
於式(15)及(16)中，係於減去該預定量”a”之後取得縮放後的該運動向量(Scale×mvcx,Scale×mvcy)的絕對值。這是為了修正縮放後的該運動向量的該等值，不管該等值為正數或負數。以式(15)及(16)，縮放後的該運動向量係朝向該0向量修正該預定量”a”。將縮放後的運動向量朝向0修正該預定量”a”可能使得該縮放運算單元203輸出的向量預測子候選者的一平均接近0。
當N=8時，式(15)及(16)可改寫為下式(17)及(18)。
mvcx’=sign(Scale×mvcx)×{(abs(Scale×mvcx)-a+128)>> 8}...式(17)
mvcy’=sign(Scale×mvcy)×{(abs(Scale×mvcy)-a+128)>>8}...式(18)
透過實驗，發明人發現當該預定量”a”在1≦a≦2N-2的範圍之內時，編碼效率獲得改善。因此，例如當N=8時，該預定量”a”較佳地在1≦a≦64的範圍之內。
該預定量”a”可設定在從範圍1≦a≦2N-2中所選擇的一固定值。或者，可依據一事件或該縮放因數以動態地決定對於該預定量”a”的一最佳值。稍後敘述依據該縮放因數以動態地改變該預定量”a”之值的一範例方法。
第9圖為例示說明該縮放運算單元203的組件之範例組態(1)的一方塊圖。下文中，使用一運動向量(mvcx,mvcy)中的mvcx敘述由該縮放運算單元203的組件所執行的計算。相似的計算亦可對mvcy執行。於第9圖的範例中，該縮放單元301計算式(15)中的(Scale×mvcx)。
該修正單元302取得(Scale×mvcx)的絕對值abs(Scale×mvcx)，並且從該絕對值減去該預定量”a”。該修正單元302亦計算sign(Scale×mvcx)以取得(Scale×mvcx)的正負號。
該調整單元303將”abs(Scale×mvcx)-a”加上2N-1，並且將”abs(Scale×mvcx)-a+2N-1”移位N位元。接著，該調整單元303將一位後的值乘以(Scale×mvcx)的正負號，以取得mvcx’。於一相似的方式中，取得mvcy’。然後，該調整單元303輸出縮放後的該運動向量(mvcx’,mvcy’)以作 為一向量預測子候選者。
第10圖為例示說明該縮放運算單元203的組件之範例組態(2)的一方塊圖。於第10的範例中，一修正單元304將abs(Scale×mvcx)加上”2N-1-a”。
一調整單元305將該修正單元304輸出的”abs(Scale×mvcx)+(2N-1-a)”移位N位元，並且將移位後的值乘以(Scale×mvcx)的正負號。第10圖的該縮放單元301的運算實質上與第9圖的該縮放單元301相同。
第11圖為用以敘述由該縮放運算單元203所執行之範例程序的一圖式。於第11圖的範例中，假設一輸入串流為一靜止物體的壓縮視訊。甚至當該視訊中的一物體為靜止時，由於圖像上的雜訊，會有非0的一小運動向量會被選擇的情況。
讓我們假設一情況，儘管一輸入串流為完全靜止且一0向量為預期的，但一時序相鄰的運動向量並非為0。於此範例中，假設一時序相鄰的運動向量(mvcx,mvcy)為(2,0)(亦即，2/4像素及0像素的移動)，且該時序相鄰的運動向量(mvcx,mvcy)係以一縮放因數Scale=64而縮放至四分之一。於此情況下，因為mvcx/4=0.5，mvcx’=0或mvcx’=1係被選擇為將被輸出的一向量預測子候選者。
當使用式(12)及(13)的縮放運算方法時，係選擇mvcx’=1(第11圖中的向量預測子候選者2)。同時，於使用式(15)及(16)之本實施例的該縮放運算單元203中該縮放單元301輸出2(mvcx)×64(Scale)=128。該修正單元302計算 128-a+128=256-a。當”a”係於上文所述之範圍內時，該調整單元303將”256-a”移位8位元並且輸出mvcx’=0(第11圖中的向量預測子候選者1)。
因此，本實施例的該縮放運算單元203係能夠取得(mvcx’,mvcy’)=(0,0)，亦即，所預期之靜止的向量預測子候選者。
於此，當代表mv由(0,0)表示之次數的N0大於代表mv由(1,0)表示之次數的N1(N0>N1)時，則代表本實施例相較於先前技藝，使得可能可增加該向量預測子由0向量所表示之次數。此情況接者使得可能可降低差異向量的碼數量並改善編碼效率。
亦可使用如下文所述之另一縮放運算方法。第12圖為例示說明該縮放運算單元203的組件之範例組態(3)的一方塊圖。於第12圖的範例中，係基於該縮放因數的大小計算該預定量”a”。於此，”2N-1-a”係稱為偏移。
於第12圖中，一修正單元306包括一偏移計算單元361。該偏移計算單元361從該縮放單元301取得該縮放因數，並且基於該縮放因數的大小計算該預定量”a”，以及計算該偏移(2N-1-a)。例如，該偏移計算單元361使用下式(19)計算該預定量”a”。
a=MIN(2N-2,abs(Scale)>>3)...式(19)
MIN(x,y)：回傳x及y中之較小者的一函數
以式(19)，當該縮放因數Scale的絕對值變大時，該預定量”a”同樣變大，且縮放後的值係朝向0向量修正較 大的程度。換言之，式(19)代表在該縮放因數增加時，該預定量”a”最多增加至2N-2。
如上文所述，朝向0向量修正一縮放後的向量預測子候選者使得可能可改善向量預測子的準確性。
〈組態〉
接著，係敘述第一實施例的該視訊解碼裝置100的範例運算。第13圖為例示說明由第一實施例的該視訊解碼裝置100所執行之一範例程序的一流程圖。於第13圖的程序中，係解碼一個為處理單位的區塊。
於步驟S101，該熵解碼單元101對一輸入串流資料進行熵解碼，並且藉此解碼該目標區塊的L0之一參考索引、一差異向量及一預測子候選者索引；該目標區塊的L1之一參考索引、一差異向量及一預測子候選者索引；及一正交變換係數。
於步驟S102，該向量預測子產生單元104基於所解碼之L0及L1的參考索引與運動向量資訊，產生L0及L1的向量預測子候選者的列表(向量預測子候選者列表)。
於步驟S103，該運動向量復原單元105取得該等預測子候選者索引、及由該熵解碼單元101所解碼之L0與L1的該等差異向量。該運動向量復原單元105基於該等預測子候選者索引，從該等向量預測子候選者列表中識別出L0及L1的向量預測子。然後，該運動向量復原單元105相加所識別的該等向量預測子及該等差異向量，以復原L0及L1的運動向量(L0及L1運動向量)。
於步驟S104，該運動向量復原單元105將包括以復原之L0及L1的該等運動向量的參考索引之運動向量資訊，儲存至該運動向量資訊儲存單元103中。所儲存的資訊係使用於接下來的區塊解碼過程中。
於步驟S105，該預測像素產生單元106取得L0運動向量及L1運動向量、從該解碼影像儲存單元110取得該等運動向量所參照之區域的像素資料、並且產生一預測像素信號。
於步驟S106，該反量化單元107對該熵解碼單元101所解碼的正交變換係數執行反量化。
於步驟S107，該反正交變換單元108藉由對該反量化信號執行反正交變換而產生一預測錯誤信號。
步驟S102到S104及步驟S106與S107並非必定以上述順序執行，且可平行地執行。
於步驟S108，該解碼像素產生單元109將該預測像素信號及該預測錯誤信號相加以產生解碼像素。
於步驟S109，該解碼影像儲存單元110儲存包括該等解碼像素的一解碼影像。透過上述步驟以完成一個區塊的解碼過程，且重覆該等步驟以解碼下一個區塊。
接著，進一步地敘述該向量預測子產生單元104的運算。
〈空間相鄰區塊的向量預測子候選者〉
係敘述產生與該目標區塊空間相鄰的數個區塊的向量預測子候選者之範例程序。第14圖為例示說明由第 一實施例的該向量預測子產生單元104所執行之一範例程序(1)的一流程圖。於第14圖的步驟S201，該向量資訊取得單元202接著取得與該目標區塊空間相鄰的區塊(上部及左側區塊)之(所選擇的運動向量的)運動向量資訊。該運動向量資訊係以上文所述之方式而取得。
於步驟S202，該向量資訊取得單元202判定是否已選擇一所欲的運動向量，所欲的運動向量參考至與參考圖像列表LX的參考索引refidx所代表的該參考圖像相同的一參考圖像。若已選擇該所欲的運動向量(於步驟S202，是)，該程序進行至步驟S205。同時，若並未選擇該所欲的運動向量(於步驟S202，否)，該程序進行至步驟S203。
於步驟S203，該縮放因數計算單元201使用上文所述之式(6)到(11)以計算一縮放因數。
於步驟S204，該縮放運算單元203使用所計算的縮放因數縮放一運動向量(其係由該向量資訊取得單元202所選擇、並且與該所欲的運動向量不同)、以及將縮放後的運動向量朝向0向量修正一預定量、並且對修正後的運動向量執行位元移位。
於步驟S205，該縮放運算單元203輸出縮放後並修正後的該運動向量作為一向量預測子候選者。同時，當已選擇該所欲的運動向量時，該縮放運算單元203在不執行該縮放運算的情況下輸出該所欲的運動向量作為一向量預測子候選者。
〈時序相鄰區塊的向量預測子候選者〉
接著，係敘述產生與該目標區塊時序相鄰的數個區塊的向量預測子候選者之範例程序。第15圖為例示說明由第一實施例的該向量預測子產生單元104所執行之一範例程序(2)的一流程圖。
於第15圖的步驟S301，該向量資訊取得單元202取得與該目標區塊時序相鄰的一區塊(時序相鄰區塊)之(所選擇的運動向量的)運動向量資訊。該運動向量資訊係以上文所述之方式而取得。
於步驟S302，該縮放因數計算單元201使用上文所述之式(6)到(11)以計算一縮放因數。
於步驟S303，該縮放因數計算單元201判定所計算之縮放因數是否為1。若該縮放因數並非為1(於步驟S303，否)，該程序進行至步驟S304。同時，若該縮放因數為1(於步驟S303，是)，該程序進行至步驟S305。
於步驟S304，該縮放運算單元304使用所計算的縮放因數縮放所選擇的該運動向量、以及將縮放後的運動向量朝向0向量修正一預定量、並且對修正後的運動向量執行位元移位。
於步驟S305，該縮放運算單元203輸出縮放後並修正後的該運動向量作為一向量預測子候選者。同時，當該縮放因數為1時，該縮放運算單元203在不執行該縮放運算的情況下輸出所選擇的運動向量作為一向量預測子候選者。
因此，根據第一實施例，一向量預測子候選者係 朝向0向量修正。此方法或組態使得可能可以改善向量預測子的準確性、減少差異向量的碼數量、並藉此改善編碼效率。
《第二實施例》
接著，係敘述根據一第二實施例的一視訊解碼裝置。於第二實施例中，依據包括使用作為向量預測子候選者之一運動向量的一圖像是否與該目標區塊空間相鄰或時序相鄰，執行不同的縮放運算。
〈組態〉
除了一向量預測子產生單元400之外，第二實施例的該視訊解碼裝置的組件實質上與第一實施例的該視訊解碼裝置100相同。因而，下文主要敘述該向量預測子產生單元400。
第16圖為例示說明根據第二實施例之該向量預測子產生單元400的範例組態的一方塊圖。於第16圖的範例組態中，該向量預測子產生單元400可包括一縮放因數計算單元201、一向量資訊取得單元202、一區塊判定單元401、及適應切換的縮放運算單元A402和B403。與第一實施例中相同的元件符號係指定第16圖中對應的組件，並且於此省略此等組件的敘述。
該區塊判定單元401判定一區塊是否與該目標區塊空間相鄰或時序相鄰，該區塊包括用以產生向量預測子候選者的一運動向量。該區塊判定單元401於該區塊時序相鄰該目標區塊時選擇該縮放運算單元A402，並於該區塊時 序相鄰該目標區塊時選擇該縮放單元B403。
該縮放運算單元A402使用式(15)及(16)以實質上與第一實施例的該縮放運算單元203相同的方式執行一縮放運算，並且藉此修正一縮放後的向量預測子候選者。
同時，該縮放運算單元B403使用式(12)及(13)對一向量預測子候選者執行一縮放運算。因此，由該等縮放運算單元A402及B403其中一者所產生的一運動向量係使用作為一向量預測子候選者。
第二實施例的組態係基於以下假設，mv的出現機率分佈之傾向依據包括用以產生向量預測子候選者的運動向量之一區塊是否與該目標區塊空間相鄰或時序相鄰而有所不同。於此，代表一區塊是否與該目標區塊空間相鄰或時序相鄰之資訊係稱作為相鄰資訊。
例如，當包括一運動向量的一區塊與該目標區塊時序相鄰時，該運動向量被縮放的機率較高。因而，於此情況，較佳的是如第一實施例中所述地修正該運動向量以改善編碼效率。同時，當包括一運動向量的一區塊與該目標區塊空間相鄰時，該運動向量被縮放的機率較低。因而，於此情況，使用式(12)及(13)以縮放該運動向量不會導致問題。
儘管第16圖的範例中係使用複數個縮放運算單元，第二實施例亦可使用一個縮放運算單元來實行。於此情況，該區塊判定單元401發出該相鄰資訊至該縮放運算單元。
若該相鄰資訊代表該區塊與該目標區塊時序相鄰，則該縮放運算單元使用式(15)及(16)執行；若該相鄰資訊代表該區塊與該目標區塊空間相鄰，則該縮放運算單元除了式(15)及(16)中減去該預定量”a”的減法之外執行一縮放運算。
因此，亦可使用一個縮放運算單元以實行第二實施例，該縮放單元基於該區塊判斷單元401的判斷結果判定是否從經縮放的運動向量減去該預定量”a”。
〈運算〉
下文係敘述第二實施例的該視訊解碼裝置的範例運算。第二實施例的該視訊解碼裝置所執行的解碼程序實質上與第13圖中所例是說明的相同，且因而於此省略其敘述。
第17圖為例示說明由該第二實施例的該向量預測子產生單元400所執行之一範例程序的一流程圖。
於步驟S401，該向量預測子產生單元400判定一區塊是否與該目標區塊空間相鄰或時序相鄰，該區塊包括用於向量預測子候選者的一向量。例如，可基於該參考圖像識別符以判定一區塊是否與該目標區塊空間相鄰或時序相鄰。若該區塊與該目標區塊時序相鄰(於步驟S401，是)，則該程序進行至步驟S402。同時，若該區塊與該目標區塊空間相鄰(於步驟S401，否)，則該程序進行至步驟S407。
由於步驟S402到S406實質上與第15圖的步驟S301到S305相同，於此係省略其等之敘述。步驟S405中的 縮放運算A係由該縮放運算單元A402使用式(15)及(16)所執行。
同樣地，由於步驟S407到S409及S411實質上與第14圖的步驟S201到S203及S205相同，於此係省略其等之敘述。
於步驟S410，該縮放運算單元B403使用式(12)及(13)以執行一縮放運算B。
如上文所述，基於包括用作為向量預測子候選者的運動向量之一區塊的相鄰資訊，第二實施例使得可能可以適應地切換縮放運算，並且藉此使得可能可以改善向量預測子的準確性。
《第三實施例》
接著，係敘述根據第三實施例的一視訊解碼裝置。於第三實施例中，依據包括使用作為向量預測子候選者之一運動向量的大小而執行不同的縮放運算。
〈組態〉
除了一向量預測子產生單元500之外，第三實施例的該視訊解碼裝置的組件實質上與第一實施例的該視訊解碼裝置100相同。因而，下文主要敘述該向量預測子產生單元500。
第18圖為例示說明根據第三實施例之該向量預測子產生單元500的範例組態的一方塊圖。於第18圖的範例組態中，該向量預測子產生單元500可包括一縮放因數計算單元201、一向量資訊取得單元202、一運動向量判定單元 501、及適應切換的縮放運算單元A502和B503。與第一實施例中相同的元件符號係指定第18圖中對應的組件，並且於此省略此等組件的敘述。
該運動向量判定單元501基於一輸入運動向量預先縮放(或者一預先縮放縮放的向量預測子候選者)的大小以切換該等縮放運算單元A502和B503。例如，該運動向量判定單元501判定一輸入運動向量的大小是否小於或等於一預定值(例如，16)。
若該運動向量的大小小於或等於該預定值，則該運動向量判定單元501選擇該縮放運算單元A502；若該運動向量的大小大於該預定值，則該運動向量判定單元501選擇該縮放運算單元B503。
該縮放運算單元A502使用式(15)及(16)以實質上與第一實施例的該縮放運算單元203相同之方式執行一縮放運算，並且藉此修正一經縮放的向量預測子候選者。
同時，該縮放運算單元B503使用式(12)及(13)對一向量預測子候選者執行一縮放運算。因此，由該等向量縮放運算單元A502和B503其中一者所產生的一運動向量係使用作為一向量預測子候選者。
第三實施例的組態係基於以下假設，mv的出現機率分佈之傾向依據一預先縮放的運動向量(或者一預先縮放的向量預測子候選者)的大小而有所不同。一向量預測子的錯誤的影響隨著該運動向量的絕對值變得較小而增加。為此原因，於第三實施例中，當一運動向量的絕對值 小的時候，係如第一實施例來修正該運動向量。
儘管於第18圖的範例中係使用平行的縮放運算單元，亦可使用一個縮放運算單元來實行第三實施例。於此情況，該運動向量判斷單元501發出指示該運動向量的大小是否小於或等於該預定值之資訊至該縮放運算單元。
若該運動向量的大小小於或等於該預定值，則該縮放運算單元使用式(15)及(16)執行一縮放運算；若該運動向量的大小大於該預定值，則該縮放運算單元除了式(15)及(16)中減去該預定量”a”的減法之外執行一縮放運算。
因此，亦可使用一個縮放運算單元以實行第三實施例，該縮放單元基於該運動向量判斷單元501的判斷結果判定是否從縮放後的運動向量減去該預定量”a”。
〈運算〉
下文係敘述第三實施例的該視訊解碼裝置的範例運算。第三實施例的該視訊解碼裝置所執行的解碼程序實質上與第13圖中所例是說明的程序相同，因而於此省略其敘述。下文係敘述該向量預測子產生單元500所執行的範例程序。
〈空間相鄰區塊的向量預測子候選者〉
第19圖為例示說明由該第三實施例的該向量預測子產生單元500所執行之一範例程序(1)的一流程圖。第19圖的步驟S501到S503實質上與第14圖的步驟S201到S203相同。
於步驟S504，該運動向量判定單元501判定一運 動向量(向量預測子候選者)的大小是否小於或等於該預定值。若該運動向量的大小小於或等於該預定值(於步驟S504，是)，則該程序進行至步驟S505。同時，若該運動向量的大小大於該預定值(於步驟S504，否)，則該程序進行至步驟S506。
於步驟S505，該縮放運算單元A502使用式(15)及(16)執行一縮放運算，其中一縮放後的向量預測子候選者係修正該預定量”a”。
於步驟S506，該縮放運算單元B503使用式(12)及(13)執行一縮放運算。
於步驟S507，該向量預測子產生單元500輸出該縮放運算單元A502或B503所計算的該運動向量作為一向量預測子候選者。同時，當已選擇一所欲的運動向量時，該向量預測子產生單元500在沒有執行縮放運算的情況下，輸出所欲的該運動向量作為一向量預測子候選者。
〈時序相鄰區塊的向量預測子候選者〉
第20圖為例示說明由第三實施例的該向量預測子產生單元500所執行之一範例程序(2)的一流程圖。
第20圖的步驟S601到S603實質上與第15圖的步驟S301到S303相同。
於步驟S604，該運動向量判定單元501判定一運動向量(向量預測子候選者)的大小是否小於或等於該預定值。若該運動向量的大小小於或等於該預定值(於步驟S604，是)，則該程序進行至步驟S605。同時，若該運動向 量的大小大於該預定值(於步驟S604，否)，則該程序進行至步驟S606。
於步驟S605，該縮放運算單元A502使用式(15)及(16)執行一縮放運算，其中一縮放後的向量預測子候選者係修正該預定量”a”。
於步驟S606，該縮放運算單元B503使用式(12)及(13)執行一縮放運算。
於步驟S607，該向量預測子產生單元500輸出該縮放運算單元A502或B503所計算的該運動向量作為一向量預測子候選者。同時，當該縮放因數為1時，該向量預測子產生單元500在沒有執行縮放運算的情況下，輸出該運動向量作為一向量預測子候選者。
如上文所述，第三實施例使得可能可基於使用作為一向量預測子候選者的一運動向量之大小而適應地切換縮放運算，並藉此使得可能可以改善向量預測子的準確性。
《第四實施例》
接著，係敘述根據第四實施例的一視訊解碼裝置。於第四實施例中，係基於包括一預先縮放的運動向量(向量預測子候選者)之圖像的顯示時間與該預先縮放的運動向量所參照的一圖像的顯示時間之間的差異，而執行不同的縮放運算。
〈組態〉
除了一向量預測子產生單元600之外，第四實施例的該視訊解碼裝置的組件實質上與第一實施例的該視訊 解碼裝置100的組件相同。因而，下文主要敘述該向量預測子產生單元600。
第21圖為例示說明根據第四實施例之該向量預測子產生單元600的範例組態的一方塊圖。於第21圖的範例組態中，該向量預測子產生單元600包括一縮放因數計算單元201、一向量資訊取得單元202、一時間差判定單元601、及適應地切換的縮放運算單元A602與B603。與第一實施例中相同的元件符號係指定第21圖中對應的組件，並且於此省略此等組件的敘述。
該時間差判定單元601基於包括一預先縮放的運動向量(向量預測子候選者)之圖像的顯示時間與該預先縮放的運動向量所參照的一圖像的顯示時間之間的差異，切換該等縮放運算單元A602與B603。
例如，該時間差判定單元601取得一目標區塊的參考圖像識別符以及一目標圖像的POC。再者，該時間差判定單元601取得一圖像的識別符，該圖像包括由該向量資訊取得單元202所選擇之一預先縮放的運動向量(向量預測子候選者)，並且取得預先縮放的該運動向量所參照的一圖像。
該時間差判定單元601從該參考圖像列表儲存單元102取得包括預先縮放的運動向量(向量預測子候選者)之該圖像的該等POCs、以及預先縮放的運動向量所參照的該圖像，並且計算該等POCs之間的時間差。接著，該時間差判定單元601判定該等POCs之間的時間差(或者該等圖像之 間的間隔)是否小於或等於一預定值(例如，4)。
若該時間差小於或等於該預定值，則該時間差判定單元601選擇該縮放運算單元A602；若該時間差大於該預定值，則該時間差判定單元601選擇該縮放運算單元B603。
該縮放運算單元A602使用式(15)及(16)以實質上與第一實施例的該縮放運算單元203相同之方式執行一縮放運算，並且藉此修正一縮放後的向量預測子候選者。
同時，該縮放運算單元B603使用式(12)及(13)對一向量預測子候選者執行一縮放運算。因此，由該等縮放運算單元A602及B603其中一者所產生的一運動向量係使用作為一向量預測子候選者。
第四實施例的組態係基於以下假設，依據包括一預先縮放的運動向量(向量預測子候選者)之圖像的顯示時間與該預先縮放的運動向量所參照的一圖像的顯示時間之間的差異，mv的出現機率分佈之傾向會有所不同。
儘管第21圖的範例中係使用複數個縮放運算單元，但亦可使用一個縮放運算單元來實行第四實施例。於此情況，該時間差判定單元601發送代表所計算之時間差是否小於或等於該預定值之資訊至該縮放運算單元。
若該時間差小於或等於該預定值，則該縮放運算單元使用式(15)及(16)執行一縮放運算；若該時間差大於該預定值，則該縮放運算單元除了式(15)及(16)中減去該預定量”a”的減法之外執行一縮放運算。
因此，亦可使用一個縮放運算單元以實行第四實 施例，該縮放單元基於該時間差判定單元601的判斷結果判定是否從縮放後的運動向量減去該預定量”a”。
〈運算〉
下文係敘述第四實施例的該視訊解碼裝置的範例運算。第四實施例的該視訊解碼裝置所執行的解碼程序實質上與第13圖中所例示說明之程序相同，因而於此省略其敘述。下文係敘述該向量預測子產生單元600所執行的範例程序。
〈空間相鄰區塊的向量預測子候選者〉
第22圖為例示說明由第四實施例的該向量預測子產生單元600所執行之一範例程序(1)的一流程圖。第22圖的步驟S701到S703實質上與第14圖的步驟S201到S203相同。
於步驟S704，該時間差判定單元601計算包括預先縮放的運動向量(向量預測子候選者)之圖像的顯示時間與預先縮放的該運動向量所參照的一圖像的顯示時間之間的時間差，並且判定該時間差是否小於或等於該預定值。若該時間差小於或等於該預定值(於步驟S704，是)，則該程序進行至步驟S705。同時，若該時間差大於該預定值(於步驟S704，否)，則該程序進行至步驟S706。
於步驟S705，該縮放運算單元A602使用式(15)及(16)執行一縮放運算，其中一縮放後的向量預測子候選者係修正該預定量”a”。
於步驟S706，該縮放運算單元B603使用式(12) 及(13)執行一縮放運算。
於步驟S707，該向量預測子產生單元600輸出該縮放運算單元A602或B603所計算的該運動向量作為一向量預測子候選者。同時，當已選擇一所欲的運動向量時，該向量預測子產生單元600在沒有執行縮放運算的情況下，輸出所欲的該運動向量作為一向量預測子候選者。
〈時序相鄰區塊的向量預測子候選者〉
第23圖為例示說明由第四實施例的該向量預測子產生單元600所執行之一範例程序(2)的一流程圖。
第23圖的步驟S801到S803實質上與第15圖的步驟S301到S303相同。
於步驟S804，該時間差判定單元601計算包括預先縮放的運動向量(向量預測子候選者)之圖像的顯示時間與預先縮放的該運動向量所參照的一圖像的顯示時間之間的時間差，並且判定該時間差是否小於或等於該預定值。若該時間差小於或等於該預定值(於步驟S804，是)，則該程序進行至步驟S805。同時，若該時間差大於該預定值(於步驟S804，否)，則該程序進行至步驟S806。
於步驟S805，該縮放運算單元A602使用式(15)及(16)執行一縮放運算，其中一縮放後的向量預測子候選者係修正該預定量”a”。
於步驟S806，該縮放運算單元B603使用式(12)及(13)執行一縮放運算。
於步驟S807，該向量預測子產生單元600輸出該 縮放運算單元A602或B603所計算的該運動向量作為一向量預測子候選者。同時，當該縮放因數為1時，該向量預測子產生單元600在沒有執行縮放運算的情況下，輸出該運動向量作為一向量預測子候選者。
因此，第四實施例使得可能可基於包括預先縮放的運動向量(向量預測子候選者)之圖像的顯示時間與預先縮放的該運動向量所參照的一圖像的顯示時間之間的時間差而適應地切換縮放運算，並藉此使得可能可以改善向量預測子的準確性。
《第五實施例》
接著，係敘述根據第五實施例的一視訊編碼裝置700。第五實施例的該視訊編碼裝置700可包括第一到第四實施例中的任一者的向量預測子產生器。
〈組態〉
第24圖為例示說明根據第五實施例之該視訊編碼裝置700的範例組態的一方塊圖。如同第24圖中所例示說明，該視訊編碼裝置700可包括一運動向量偵測單元701、一參考圖像列表儲存單元702、一解碼影像儲存單元703、一運動向量資訊儲存單元704、一向量預測子產生單元705、及一差異向量計算單元706。
該視訊編碼裝置700亦可包括一預測像素產生單元707、一預測錯誤產生單元708、一正交變換單元709、一量化單元710、一反量化單元711、一反正交變換單元712、一解碼像素產生單元713、及一熵編碼單元714。
該運動向量偵測單元701取得一原始影像、從該參考圖像列表儲存單元702取得一參考圖像的儲存位置、並從該解碼影像儲存單元703取得該參考圖像的像素資料。該運動向量偵測單元701偵測L1及L0的運動向量及參考索引。接著，該運動向量偵測單元701輸出偵測到的運動向量所參照的參考圖像的區域位置資訊至該預測像素產生單元707。
該參考圖像列表儲存單元702儲存圖像資訊，圖像資訊包括參考圖像的儲存位置及目標區塊可參照之參考圖像的POCs。
該解碼影像儲存單元703儲存數張圖像，該等圖像先前已被編碼並且已於該視訊編碼裝置700本機中解碼作為用來作為運動補償的參考圖像。
該運動向量資訊儲存單元704儲存運動向量資訊，其包括L0和L1的參考索引、及該運動向量偵測單元701所偵測的運動向量。例如，該運動向量資訊儲存單元704儲存運動向量資訊，其包括與一目標區塊時序及空間相鄰的區塊的運動向量、及指示該等運動向量所參照之圖像的參考圖像識別符。
該向量預測子產生單元705產生L0及L1的向量預測子候選者列表。可如同第一到第四實施例所述以產生向量預測子候選者。
該差異向量計算單元706從該運動向量偵測單元701取得L0及L1的該等運動向量、從該向量預測子產生單元 705取得L0及L1的該等向量預測子候選者列表、並且計算差異向量。
例如，該差異向量計算單元706從該等向量預測子候選者列表選擇最接近L0及L1的運動向量(L0和L1運動向量)之向量預測子，並且藉此判定向量預測子(L0和L1向量預測子)及L0和L1的預測子候選者索引。
接著，該差異向量計算單元706從L0運動向量減去L0向量預測子以產生L0差異向量，並且從L1運動向量減去L1向量預測子以產生L1差異向量。
該預測像素產生單元707基於從該運動向量偵測單元701所輸入之該等參考圖像的區域位置資訊，從該解碼影像儲存單元703取得參考像素，並且產生一預測相素信號。
該預測錯誤產生單元708取得該原始影像及該預測像素信號，並且計算該原始影像與該預測像素信號之間的差異以產生一預測錯誤信號。
該正交變換單元709在該預測錯誤信號執行例如離散餘弦變換的正交變換，並且輸出一正交變換係數至該量化單元710。該量化單元710使該正交變換係數量化。
該反量化單元711對已量化的正交變換係數執行反量化。該反正交變換單元712對反量化的係數執行反正交變換。
該解碼像素產生單元713將該預測錯誤信號與該預測像素信號相加，以產生解碼像素。包括所產生之該等 解碼像素的一解碼影像係儲存於該解碼影像儲存單元703中。
該熵編碼單元714對從該差異向量計算單元706與該量化單元710所取得之L0和L1的該等參考索引、該等差異向量和預測子候選者索引、以及該量化的正交變換係數執行熵編碼。接著，該熵編碼單元714輸出熵編碼資料作為一串流。
〈運算〉
接著，係敘述第五實施例的該視訊編碼裝置700的範例運算。第25圖為例示說明由第五實施例的該視訊編碼裝置700所執行之一範例程序的一流程圖。於第25圖的程序中，係解碼一個為處理單位的區塊。
於步驟S901，該運動向量偵測單元701取得一原始影像及一參考圖像的像素資料，並且偵測L0和L1的運動向量及參考索引。
於步驟S902，該向量預測子產生單元705產生L0及L1的向量預測子候選者列表。於此步驟，該向量預測子產生單元705將縮放後的向量預測子候選者朝向0向量修正該預定量”a”。
於步驟S903，該差異向量計算單元706從該等向量預測子候選者列表中選擇最靠近L0及L1的運動向量(L0及L1運動向量)之向量預測子，並且藉此判定向量預測子(L0及L1向量預測子)及L0和L1的預測子候選者索引。
接著，該差異向量計算單元706從該L0運動向量 減去該L0向量預測子以得到一L0差異向量，並且從該L1運動向量減去該L1向量預測子以得到一L1差異向量。
於步驟S904，該預測像素產生單元707基於從該運動向量偵測單元701輸入的參考圖像之區域位置資訊，從該解碼影像儲存單元703取得參考像素，並且產生一預測像素信號。
於步驟S905，該預測錯誤產生單元708接收該原始影像及該預測像素信號，並且計算該原始影像與該預測像素信號之間的差異以產生一預測錯誤信號。
於步驟S906，該正交變換單元709在該預測錯誤信號執行正交變換以產生一正交變換係數。
於步驟S907，該量化單元710使該正交變換係數量化。
於步驟S908，該運動向量資訊儲存單元704儲存運動向量資訊，該運動向量資訊包括從該運動向量偵測單元701輸出的該等參考索引及該等L0和L1的運動向量。所儲存的資訊係使用於隨後的區塊編碼程序中。
步驟S902及S903、步驟S904到S907、及步驟S908並非必定以上述順序執行，且可平行地執行。
於步驟S909，該反量化單元711對已量化的正交變換係數執行反量化以產生該正交變換係數。同樣於此步驟，該反正交變換單元712藉由對該正交變換係數執行反正交變換以產生該預測錯誤信號。
於步驟S910，該解碼像素產生單元713將該預測 錯誤信號與該預測像素信號相加以產生解碼像素。
於步驟S911，該解碼影像儲存單元703儲存一包括該等解碼像素的解碼影像。該解碼影像係使用於隨後的區塊編碼程序中。
於步驟S912，該熵編碼單元714對L0和L1的該等參考索引、該等差異向量和該等預測子候選者索引、以及經量化的正交變換係數執行熵編碼，並且輸出該熵編碼資料作為一串流。
因此，第五實施例使得可能可改善向量預測子的準確性，並且提供編碼效率獲得改善的一視訊編碼裝置。
第一到第四實施例其中任一者的向量預測子產生單元可使用於該視訊編碼裝置700的該向量預測子產生單元705。
透過實驗，發明人已發現，藉由使用上文實施例的該等向量預測子產生單元來計算向量預測子候選者，編碼效率可改善大約1%至2%。
《範例》
第26圖為例示說明一影像處理裝置800的範例組態的一圖式。該影像處理裝置800為上文實施例的視訊解碼裝置或視訊編碼裝置的範例實施。如第26圖中所例示說明，該影像處理裝置800可包括一控制單元801、一記憶體802、一第二儲存單元803、一驅動單元804、一網路介面(I/F)806、一輸入單元807、及一顯示單元808。此等組件係透過能夠傳輸與接收資料的一排線而彼此連接。
該控制單元801為一中央處理單元(CPU)，其控制該影像處理裝置800的其他組件並且執行計算與資料處理。例如，該控制單元801執行儲存於該記憶體802與該第二儲存單元803中的程式、處理從該輸入單元807與該第二儲存單元803接收的資料、並且輸出處理後的資料至該顯示單元808與該第二儲存單元803。
該記憶體802例如可由唯讀記憶體(ROM)或隨機存取記憶體(RAM)來實施，並且保留或暫時儲存資料及程式，例如將由該控制單元801所執行的基本軟體(作業系統(OS))及應用軟體。
該第二儲存單元803可由硬磁碟驅動機(HDD)來實施，並且例如儲存關於應用軟體的資料。
該驅動單元804從一儲存媒體805讀取程式，並且將該等程式安裝於該第二儲存單元803中。
該儲存媒體805儲存程式。儲存於該儲存媒體805中的該等程式透過該驅動單元804而安裝至該影像處理裝置800。所安裝的該等程式可由該影像處理裝置800所執行。
該網路I/F 806使該影像處理裝置800得以與藉由有線及/或無線資料通訊通道而透過網路連接之其他設備通訊，該網路例如為區域網路(LAN)或廣域網路(WAN)。
該輸入單元807可包括一鍵盤、及用於選擇該顯示單元808所顯示的螢幕上的項目之一滑鼠或觸控板，該鍵盤包括游標鍵、數字鍵、及功能鍵。因此，該輸入單元807為一使用者介面，其允許使用者輸入例如指令及資料至該 控制單元801。
該顯示單元808包括例如一液晶顯示器(LCD)，並且顯示從該控制單元801所接收的資料。該顯示單元808可裝配於該影像處理裝置800的外部。於此情況，該影像處理裝置800可包括一顯示控制單元。
於上文實施例中所述之該等視訊編碼及解碼方法(或程序)可由一電腦所執行的程式來實施。這樣的程式可從一伺服器下載並且安裝至一電腦中。
或者，用於實施上文實施例中所述之該等視訊編碼及解碼方法(或程序)的程式可儲存於例如該儲存媒體805的一非暫時性電腦可讀取媒體中，並且可從該儲存媒體讀取至一電腦或一可攜式設備中。
舉例來說，例如光學地、電性地、或磁性地記錄資訊之唯讀光碟記憶體(CD-ROM)、軟性磁碟和磁光碟的儲存媒體、及例如電性地記錄資訊之ROM和快閃記憶體的半導體記憶體可使用作為該儲存媒體805。再者，上文實施例中所述之該等視訊編碼及解碼方法(或程序)可由一或多個積體電路來實施。
203‧‧‧縮放運算單元
301‧‧‧縮放單元
302‧‧‧修正單元
303‧‧‧調整單元

Claims (1)

  1. 一種由一視訊解碼裝置所執行的方法，該方法包含下列步驟：基於圖像的圖像資訊及運動向量資訊以縮放將被解碼的一目標區塊之一向量預測子候選者(mvcx,mvcy)以獲得一縮放後的向量預測子候選者(mvcx’,mvcy’)，該運動向量資訊包括與該目標區塊空間或時序相鄰之區塊的運動向量(mvCol)、及指示該等運動向量(mvCol)所參照的圖像之參考圖像識別符；以及將該縮放後的向量預測子候選者朝向0修正一預定量“a”，其中當一縮放因數(Scale)在小數點之後具有8位元的一預定精度N時，該縮放與該修正係藉由下列公式而表示：mvcx’=sign(Scale×mvcx)×{(abs(Scale×mvcx)-a+128)>>8} mvcy’=sign(Scale×mvcy)×{(abs(Scale×mvcy)-a+128)>>8}abs( )：回傳一絕對值的函數sign( )：回傳一正負號的函數(1或-1)；以及其中該預定量“a”係大於或等於1並且小於或等於2N-2。
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