專利名稱：用于對圖像進(jìn)行編碼和解碼方法、編碼裝置和解碼裝置、相應(yīng)的數(shù)據(jù)流和計算機(jī)程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域涉及對圖像進(jìn)行編碼和解碼，尤其涉及由一系列的連續(xù)圖像組成的視頻流進(jìn)行編碼和解碼。具體而言，本發(fā)明涉及使用以塊表示的圖像來壓縮圖像或圖像序列。因此，本發(fā)明可尤其(但并不排他地)適用于在當(dāng)前的視頻編碼器及其修改 (MPEG,H. 264,H. 264 SVC,H. 264 MVC等)或未來的視頻編碼器(ITU-T/VCEG (H. 265)或 ISO/ MPEG(HVC))中實(shí)施的視頻編碼，并適用于對應(yīng)的解碼。
2.
背景技術(shù)：
數(shù)字圖像和圖像序列占據(jù)大量的存儲空間，從而在傳輸這些圖像時必需對這些圖像進(jìn)行壓縮，以避免用于此傳輸?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)中的擁塞問題。實(shí)際上，用于此網(wǎng)絡(luò)的位速率通常是有限的。目前已存在多種視頻數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。在這些技術(shù)中，大量的視頻編碼技術(shù)，尤其是 H. 264技術(shù)，使用相對于屬于同一圖像(幀內(nèi)預(yù)測)或?qū)儆谇耙换蚝笠粓D像(幀間預(yù)測)的其他像素對當(dāng)前圖像的像素進(jìn)行預(yù)測的技術(shù)。具體而言，根據(jù)此H. 264技術(shù)，例如相對于通過運(yùn)動補(bǔ)償進(jìn)行編碼/解碼的其他圖像I、P或B (幀間預(yù)測)而言，圖像I通過空間預(yù)測(幀內(nèi)預(yù)測)來進(jìn)行編碼，圖像P和圖像B通過時間預(yù)測(幀間預(yù)測)來進(jìn)行編碼。為此，圖像細(xì)分為宏塊，宏塊隨后細(xì)分為塊。一個塊由一組像素組成。編碼信息片段隨后針對每個塊進(jìn)行傳輸。傳統(tǒng)上，可通過以下方式完成對塊的預(yù)測對塊進(jìn)行預(yù)測，并對即將添加到預(yù)測中的預(yù)測殘余進(jìn)行編碼。所述預(yù)測通過已重建的信息(當(dāng)前圖像中的已編碼/解碼的前塊， 視頻編碼環(huán)境中已初步編碼的圖像等)來實(shí)現(xiàn)。進(jìn)行此預(yù)測性編碼之后，像素塊通過離散余弦變換型變換進(jìn)行變換，接著進(jìn)行量化。經(jīng)量化的像素塊的系數(shù)隨后按照讀取順序掃描以便能夠利用高頻中大量的零系數(shù)，并接著通過熵編碼進(jìn)行編碼。例如，根據(jù)H. 264技術(shù)，針對每個塊對以下內(nèi)容進(jìn)行編碼-編碼類型(幀內(nèi)預(yù)測、幀間預(yù)測、任何信息均未傳輸至解碼器時的默認(rèn)或跳躍預(yù)測)；-分區(qū)類型；-關(guān)于預(yù)測的信息(方向、參考圖像等)；-運(yùn)動信息(如有必要)；-已編碼系數(shù)，其對應(yīng)于量化和熵編碼后的變換殘余；-等等。解碼會逐個圖像完成，且對于每個圖像，解碼會逐個宏塊完成。對于每個宏塊，讀取流中的相應(yīng)元素。宏塊中塊的系數(shù)的反量化和反變換完成。然后計算宏塊的預(yù)測，并通過將預(yù)測添加到已解碼的預(yù)測殘余中來重建宏塊。這些壓縮編碼技術(shù)很有效，但對于壓縮包括具有類似特性(例如同質(zhì)紋理)區(qū)域而言，這些技術(shù)卻不是最佳的。具體而言，按照H. ^4/MPEG_4AVC標(biāo)準(zhǔn)，可相對于圖像中的塊對該同一圖像中的另一塊進(jìn)行空間預(yù)測，前提是所述另一塊是要預(yù)測的塊的鄰塊，且在相對于此塊的特定預(yù)定方向上，即通常在此塊的上方或左側(cè)，位于此塊附近，這稱為“因果”鄰近。類似地，圖像的塊的運(yùn)動矢量的預(yù)測是相對于鄰塊的運(yùn)動矢量的因果預(yù)測。因此，此類預(yù)測無法利用不相交區(qū)域中具有相同紋理的塊或在區(qū)域中彼此遠(yuǎn)離并具有相同紋理的塊的紋理相似性。換言之，此類技術(shù)無法使具有共用特性的塊同時作為單個整體。此外，同質(zhì)紋理區(qū)域從一個圖像到另一個圖像的運(yùn)動未在以下方面進(jìn)行最佳應(yīng)用 實(shí)際上，根據(jù)H. ^4/MPEG-4AVC標(biāo)準(zhǔn)的時間預(yù)測可利用塊從一個圖像到另一個圖像的運(yùn)動，而不可利用塊在具有同質(zhì)運(yùn)動的區(qū)域中的從屬關(guān)系。為解決這個問題，稱為區(qū)域編碼技術(shù)的某些技術(shù)已提議將視頻序列的圖像進(jìn)行分害ι]，以首先分離出這些圖像中的同質(zhì)運(yùn)動和同質(zhì)紋理區(qū)域，然后再對這些區(qū)域進(jìn)行編碼。這些區(qū)域確定這些圖像中的目標(biāo)，在這些目標(biāo)上，例如可選擇使用精密編碼，或反之使用粗糙編碼。但是，這些區(qū)域編碼技術(shù)必需向作為視頻序列目的地的編碼器發(fā)送分割圖，所述分割圖針對每個圖像在發(fā)送此視頻序列的編碼器中計算得出。就存儲空間而言，此分割圖十分昂貴，因?yàn)榇朔指顖D的邊界通常不對應(yīng)于所分割的圖像的像素塊的邊界。此外，將視頻序列分割為任意形狀的區(qū)域具有不確定性分割圖的邊界通常不對應(yīng)于實(shí)際目標(biāo)的邊界， 此分割圖試圖在視頻序列的圖像中細(xì)分這些實(shí)際目標(biāo)。因此，只對這些分割圖的表示和傳輸進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化(MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的第2部分)，而未對分割圖的形成進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。2009年2月20日代表當(dāng)前申請人申請的國際專利申請案No. PCT/FR2009/050278 提議，使用塊群集摂?shù)囊曨l壓縮技術(shù)可克服上述某些缺點(diǎn)。具體而言，根據(jù)此技術(shù)，當(dāng)圖像序列的某些宏塊共用例如有關(guān)運(yùn)動的信息片段等共用信息片段時，就會被組合到群集中。 然后，針對群集中的所有宏塊，僅對共用信息片段進(jìn)行一次編碼，并且在解碼側(cè)，屬于群集的宏塊從已解碼的群集中獲得有關(guān)運(yùn)動的信息。此技術(shù)可通過防止對冗余信息進(jìn)行編碼來實(shí)現(xiàn)壓縮增益。但是，根據(jù)此技術(shù)可證明，就位速率而言，在流中發(fā)送群集信號的成本很大。實(shí)際上，群集可包括圖像或圖像組的任何宏塊。此外，因?yàn)楹陦K中的某些塊或子塊可被排除在群集之外，所以必需針對每個宏塊報告所述宏塊中的某些塊或子塊是否被排除了。因此，需要新圖像編碼/解碼技術(shù)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的至少某些缺點(diǎn)，且優(yōu)化數(shù)據(jù)流的發(fā)送，從而優(yōu)化傳輸位速率。
3.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種不具有現(xiàn)有技術(shù)中的所有這些缺點(diǎn)的新方法，其形式為一種對至少一個圖像的序列進(jìn)行編碼的方法，所述圖像通過將像素塊組合在標(biāo)準(zhǔn)大小的組中而形成。根據(jù)本發(fā)明，此方法針對序列中圖像的至少一組實(shí)施以下步驟-針對組中的每個塊，確定所述塊的至少一個特性參數(shù)；-根據(jù)確定步驟的結(jié)果，形成至少一個群集，所述至少一個群集包括具有至少一個類似特性參數(shù)的塊；-對群集或各群集中的塊進(jìn)行編碼，以針對每個群集傳遞有關(guān)群集編碼的信息片段，與群集中的每個塊關(guān)聯(lián)的類似特性參數(shù)針對群集只編碼一次；-對組中不屬于任何群集的塊進(jìn)行編碼，所述塊稱為外部塊，針對每個外部塊提供有關(guān)外部塊編碼的信息片段，與每個外部塊關(guān)聯(lián)的一個或多個特性參數(shù)未進(jìn)行編碼；此方法還實(shí)施以下步驟-生成表示序列的數(shù)據(jù)流，所述數(shù)據(jù)流包括有關(guān)群集編碼的信息片段和有關(guān)外部塊編碼的信息片段；以及-將一個或多個組的至少一個有關(guān)分區(qū)的信息片段插入數(shù)據(jù)流中，以識別組中的一個或多個外部塊。因此，本發(fā)明基于一種對圖像進(jìn)行編碼的新發(fā)明方法，并提出一種技術(shù)，根據(jù)這種技術(shù)，不同塊的特定數(shù)據(jù)，例如有關(guān)紋理、顏色或運(yùn)動預(yù)測的數(shù)據(jù)，集中在具有類似紋理、顏色或類似運(yùn)動預(yù)測矢量的塊之間。換言之，如果相同類型的兩個特性參數(shù)之間(例如兩個運(yùn)動矢量之間)的差值低于預(yù)定閾值，則認(rèn)為這兩個特性參數(shù)類似。根據(jù)本發(fā)明，與現(xiàn)有技術(shù)相比，組中的塊的特定數(shù)據(jù)片段的集中方式十分靈活，其中所述塊屬于具有類似特性(例如紋理、顏色或同質(zhì)運(yùn)動)的區(qū)域。實(shí)際上，將組中具有類似特性(例如同質(zhì)紋理等)的塊組合在同一群集中可使同一組中彼此遠(yuǎn)離的塊，即不相鄰(未“直接”接觸)的塊，包括在此群集中。本發(fā)明還優(yōu)化了傳輸信息量，從而優(yōu)化了傳輸位速率。實(shí)際上，本發(fā)明無需將分割圖傳輸至解碼器，所述解碼器是已編碼的圖像或各圖像的目標(biāo)解碼器。與上文所述國際專利申請案n° PCT/FR2009/050278中描述的技術(shù)相比，本發(fā)明
還最小化群集信號發(fā)送成本。具體而言，在組合在標(biāo)準(zhǔn)大小的組中的像素塊中建立群集實(shí)際上使群集形成間隔規(guī)則化，在所述間隔中，一個或多個群集可形成于同一組中。例如，根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例，標(biāo)準(zhǔn)大小的組是正方形組，其每列包括八個像素塊，且每行包括八個像素塊。因此， 可認(rèn)為群集將一直建立在8 X 8像素塊的組中。就空間而言，這些組可形成于圖像中，就時間而言，這些組可形成在圖像序列中。此外，根據(jù)本發(fā)明，有關(guān)分區(qū)的信息片段會插入數(shù)據(jù)流中，從而可識別組中不屬于任何群集的一個或多個外部塊。有關(guān)分區(qū)的此信息片段可在塊組中-在分配至外部塊群集的塊之間設(shè)置“邊界”， 所述外部塊不具有與群集中的塊類似的任何特性參數(shù)。此外，如果組中包括若干個群集，則 “邊界”適應(yīng)于群集的輪廓，例如折線，從而可分隔外部塊與屬于群集的塊。此外，同一塊可屬于兩個不同的群集，例如一個是通過運(yùn)動矢量類型特性參數(shù)建立的，另一個是通過預(yù)測殘余類型特性參數(shù)建立的。
鑒于在上文所述的第PCT/FR2009/050278號國際專利申請案中描述的現(xiàn)有技術(shù)中，必須針對每個宏塊報告宏塊的特定塊或子塊是否被排除，因此對于每組，只可傳輸一個有關(guān)分區(qū)的信息片段，以使用信號發(fā)送組中群集的外部塊。最后，調(diào)整群集結(jié)構(gòu)的類似特性參數(shù)未針對外部塊進(jìn)行編碼，，其就信號發(fā)送而言，表示不可忽略的增益。根據(jù)本發(fā)明的一項特定實(shí)施例，組中的外部塊形成組的至少一行和/或至少一列。這樣，同一行或同一列中的所有塊均會排除。由于在組中，如果一個塊是外部塊，那么外部塊所屬的行和/或列也將是外部的， 因此本發(fā)明的編碼方法可限制信號發(fā)送和/或編碼的成本，且/或可提高處理速度。根據(jù)一項特定實(shí)施例，組的有關(guān)分區(qū)的信息片段表示以下任意一種-組的垂直分區(qū)，其通過按照預(yù)定的路線順序得到的相對第一個像素或塊的垂直位移量設(shè)定，所述垂直位移量的單位為一個像素或塊；-或者，組的水平分區(qū)，其按照相對于組中根據(jù)預(yù)定掃描順序確定的第一像素或塊的像素或塊數(shù)量，通過水平移位來設(shè)定；-或者，組的對角線分區(qū)，其通過按照預(yù)定的路線順序得到的相對第一個像素或塊的垂直和/或水平位移量以及相對于所述組的垂直軸或水平軸的傾角設(shè)定，所述垂直和/ 或水平位移量的單位為一個像素或塊。因此，本發(fā)明的編碼方法可在組中設(shè)定“邊界”，以分隔外部塊與組中屬于至少一個群集的塊。組中的此“邊界”可為垂直邊界(組中的外部塊隨后形成至少一列)、水平邊界(組中的外部塊隨后形成至少一行)或?qū)蔷€邊界，其具體取決于分區(qū)信息所表示的移位種類。例如，在實(shí)施“對角線邊界”的一項實(shí)施例中，具有類似特性參數(shù)的塊屬于同一群集，該群集的邊界在組中形成折線或“階梯”。對應(yīng)于此折線的有關(guān)分區(qū)的信息片段將以對角直線的形式進(jìn)行編碼，所述對角直線穿過形成“階梯臺階”的塊。解碼時，例如，對于只包含一個群集的組，解碼器將可對表示對角線邊界的有關(guān)分區(qū)的信息片段進(jìn)行解碼，且如果對角直線穿過的塊中的大部分像素相對于對角直線位于群集的一側(cè)，則認(rèn)為這個塊屬于該群集，否則，如果此塊中大部分像素相對于對角直線位于群集的相對側(cè)，則認(rèn)為這個塊是外部塊。根據(jù)實(shí)施“對角線邊界”的另一個實(shí)例，對角線上的第一個塊和最后一個塊可為不屬于任何群集的外部塊。此選擇以在組中形成至少一整列和/或行的外部塊形式來增加信號發(fā)送過程中的增益。這種分區(qū)規(guī)則將為解碼器所了解。根據(jù)本發(fā)明的一個特定方面，所述特性參數(shù)屬于包含以下參數(shù)的組-預(yù)測編碼類型值，例如幀內(nèi)預(yù)測、幀間預(yù)測、默認(rèn)或跳躍預(yù)測；-運(yùn)動矢量值；-零預(yù)測殘余值，也稱為“理想”預(yù)測；-變換類型值(在4X4像素、8X8像素、16X16像素等的塊上執(zhí)行的變換、定向變換等)；-光照補(bǔ)償系數(shù)值(此系數(shù)適用于從a*P+b型運(yùn)動補(bǔ)償?shù)贸龅念A(yù)測，其中a是加權(quán)系數(shù)，b是移位系數(shù)，P是預(yù)測值)；-各個預(yù)測的加權(quán)系數(shù)值；-等等。通過這種方式，可集中并減少信號發(fā)送成本，與現(xiàn)有技術(shù)相比，此方式較為靈活。例如，與群集中的塊關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)的值可對應(yīng)于當(dāng)前圖像的群集中的塊和參考圖像的塊之間的運(yùn)動矢量值。此外，根據(jù)具體情況，當(dāng)群集允許時，編碼方法針對組成群集的塊的集合確定若干類似特性參數(shù)。在此情況下，此若干參數(shù)針對群集進(jìn)行編碼。例如，如果同一組中的兩個塊具有類似預(yù)測方向值和類似運(yùn)動矢量值，那么由這兩個塊形成的群集包括具有兩個類似特性參數(shù)的塊。根據(jù)另一個實(shí)例，群集將具有相同的運(yùn)動參數(shù)(即運(yùn)動矢量或各運(yùn)動矢量)、圖像列表中用于運(yùn)動補(bǔ)償?shù)膱D像指數(shù)、運(yùn)動矢量的預(yù)測方向、運(yùn)動矢量的預(yù)測殘余的塊組合在一起。在預(yù)測模式指定兩個運(yùn)動矢量的特定情況下，群集的塊也可共用這些矢量的加權(quán)系數(shù)。應(yīng)注意的是，與群集關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)的值可對應(yīng)于與群集中的塊關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)的值。根據(jù)另一個實(shí)例，與群集關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)的值可對應(yīng)于與群集中的每個塊關(guān)聯(lián)的類似特性參數(shù)的中間值，或者對應(yīng)于群集中的塊的特性參數(shù)的舍入值。例如，如果組中的若干塊具有距離小于預(yù)定閾值(例如0.0005)的類似運(yùn)動矢量，那么這些塊可組合在同一群集中，且與群集關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)的值可對應(yīng)于群集中每個塊的運(yùn)動矢量的平均值。本發(fā)明的另一方面涉及一種對表示至少一個圖像的序列的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的方法，圖像由組合成標(biāo)準(zhǔn)大小的組的像素塊形成。根據(jù)本發(fā)明，此解碼方法針對數(shù)據(jù)流中已編碼的至少一組的塊實(shí)施以下步驟-提取數(shù)據(jù)流中至少一個有關(guān)分區(qū)的信息片段，從而可在所述組中識別稱為外部塊的塊，所述外部塊不屬于組中的任何群集，群集由組中具有至少一個類似特性參數(shù)的塊形成；-通過所述數(shù)據(jù)流中有關(guān)群集編碼的信息片段對所述組的至少一個群集中的塊進(jìn)行解碼，所述解碼包括以下步驟-對群集中的塊進(jìn)行解碼，其實(shí)施對只針對群集編碼一次的一個或多個特性參數(shù)的解碼；-根據(jù)所述之前已解碼的一個或多個特性參數(shù)對群集中的其他塊進(jìn)行解碼的步驟；-根據(jù)之前已解碼的鄰塊的至少一個特性參數(shù)，通過數(shù)據(jù)流中有關(guān)外部塊編碼的信息片段對所述外部塊進(jìn)行解碼。因此，本發(fā)明的解碼技術(shù)可在接收并讀取編碼和分區(qū)信息時，對各個組進(jìn)行解碼， 并重建圖像序列。如之前關(guān)于編碼所述，與組關(guān)聯(lián)的有關(guān)分區(qū)的信息尤其可在同一組中確定外部塊群集或各群集中的塊之間的“邊界”。此外，根據(jù)本發(fā)明，與外部塊中的每個塊關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)根據(jù)之前已解碼的鄰塊的特性參數(shù)來確定。換言之，此參數(shù)將通過獲取之前已解碼的鄰塊的特性參數(shù)獲得。因此應(yīng)了解的是，此獲取機(jī)制會形成新群集，在圖像序列中，所述新群集的“邊界”無需發(fā)送任何額外信號，即可延伸超過所述組。這種解碼方法尤其適用于對根據(jù)上文所述得編碼方法進(jìn)行編碼的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼。當(dāng)然，這種解碼方法可包括涉及本發(fā)明的編碼方法的不同特性。根據(jù)本發(fā)明的一項實(shí)施例，對于塊組，所述解碼方法如下-當(dāng)有關(guān)分區(qū)的信息片段表示垂直分區(qū)時，與外部塊關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)獲取與直接位于外部塊左側(cè)的鄰塊關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)的值；-當(dāng)有關(guān)分區(qū)的信息片段表示水平分區(qū)時，與外部塊關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)獲取與直接位于外部塊上方的鄰塊關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)的值；-當(dāng)有關(guān)分區(qū)的信息片段表示對角線分區(qū)時，根據(jù)所述分區(qū)信息片段設(shè)定的對角線分區(qū)線在所述組中的位置，與外部塊關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)等于與位于外部塊左側(cè)和/或上方和/或左上方的鄰塊關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)的值的組合。這樣，根據(jù)“邊界”種類，無論是垂直、水平還是對角線邊界，組中的“外部”塊分別從直接位于左側(cè)、上方或左上方的鄰塊獲取特性參數(shù)，所述鄰塊之前已解碼。本發(fā)明的另一方面涉及一種表示至少一個圖像的序列的數(shù)據(jù)流，圖像由組合成標(biāo)準(zhǔn)大小的組的像素塊形成。根據(jù)本發(fā)明，此數(shù)據(jù)流攜載-所述序列的圖像的至少一組的有關(guān)分區(qū)的信息片段，其可在組中識別稱為外部塊的塊，外部塊不屬于任何群集，群集由組中具有至少一個類似特性參數(shù)的塊形成；-有關(guān)群集編碼的信息片段，其是在對至少一個群集中的塊進(jìn)行編碼的過程中針對至少一組獲得的，與群集的塊中的每個塊關(guān)聯(lián)的至少一個類似特性參數(shù)針對所述群集只編碼一次；以及-有關(guān)外部塊編碼的信息片段，其是在對組中的外部塊進(jìn)行編碼的過程中針對至少一組獲得的，與外部塊中的每個塊關(guān)聯(lián)的所述至少一個特性參數(shù)未進(jìn)行編碼。這種數(shù)據(jù)流尤其可通過上文所述的編碼方法進(jìn)行發(fā)送。當(dāng)然，此數(shù)據(jù)流可包括涉及本發(fā)明的編碼方法的不同特性。在另一項實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種對至少一個圖像的序列進(jìn)行編碼的裝置，圖像由組合成標(biāo)準(zhǔn)大小的組的像素塊形成。根據(jù)本發(fā)明，此編碼裝置包括針對序列中圖像中的至少一組啟用的下列構(gòu)件-確定構(gòu)件，其用于針對組中的每個塊，確定所述塊的至少一個特性參數(shù)；-形成構(gòu)件，其用于根據(jù)確定構(gòu)件的結(jié)果，形成至少一個群集，所述至少一個群集包括具有至少一個類似特性參數(shù)的塊；-編碼構(gòu)件，其用于對群集或各群集中的塊進(jìn)行編碼，以針對每個群集傳遞有關(guān)群集編碼的信息片段，與群集中的每個塊關(guān)聯(lián)的類似特性參數(shù)針對群集只編碼一次；-外部塊編碼構(gòu)件，用于對組中不屬于任何群集的塊進(jìn)行編碼，所述塊稱為外部塊，針對每個外部塊提供有關(guān)外部塊編碼的信息片段，與外部塊中的每個外部塊關(guān)聯(lián)的類似特性參數(shù)或各類似特性參數(shù)未進(jìn)行編碼；且所述裝置的特征在于，所述裝置還包括-生成構(gòu)件，其用于生成表示序列的數(shù)據(jù)流，所述數(shù)據(jù)流包括有關(guān)群集編碼的信息片段和有關(guān)一個或多個外部塊編碼的信息片段；以及-插入構(gòu)件，其用于將一個或多個組的至少一個有關(guān)分區(qū)的信息片段插入數(shù)據(jù)流中，以識別組中的一個或多個外部塊。這種編碼裝置尤其適用于實(shí)施上文所述的編碼方法。例如，這種編碼裝置是MPEG 或H. 264型編碼器，或根據(jù)未來編碼標(biāo)準(zhǔn)的編碼器。在另一項實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種對表示至少一個圖像的序列的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的裝置，圖像由組合成標(biāo)準(zhǔn)大小的組的像素塊形成。根據(jù)本發(fā)明，所述裝置包括針對數(shù)據(jù)流中已解碼的至少一組的塊啟用的下列構(gòu)件-提取構(gòu)件，其用于提取數(shù)據(jù)流中組的至少一個有關(guān)分區(qū)的信息片段，從而可在所述組中識別稱為外部塊的塊，外部塊不屬于任何群集，群集由組中具有至少一個類似特性參數(shù)的塊形成；-解碼構(gòu)件，其通過所述數(shù)據(jù)流中有關(guān)群集編碼的信息片段對所述組中至少一個群集中的所述塊進(jìn)行解碼，所述解碼構(gòu)件包括-對所述群集中的一個塊進(jìn)行解碼的構(gòu)件，其對所述一個或多個特性參數(shù)實(shí)施解碼，所述一個或多個特性參數(shù)針對所述群集只編碼一次；-對所述群集中的其他塊進(jìn)行解碼的構(gòu)件，所述構(gòu)件會參考之前已解碼的一個或多個特性參數(shù)；-外部塊解碼構(gòu)件，其根據(jù)之前已解碼的鄰塊的至少一個特性參數(shù)，通過數(shù)據(jù)流中有關(guān)外部塊編碼的信息片段對外部塊進(jìn)行解碼。這種解碼裝置尤其適用于實(shí)施上文所述的解碼方法。例如，這種解碼裝置是MPEG 或H. 264型解碼器，或根據(jù)未來標(biāo)準(zhǔn)的解碼器。本發(fā)明的另一方面涉及至少一個計算機(jī)程序，所述至少一個計算機(jī)程序包括在處理器執(zhí)行所述程序時，執(zhí)行上文所述的編碼方法和/或上述解碼方法的指令。應(yīng)注意的是，實(shí)際上，編碼方法和解碼方法可通過多種方式實(shí)施，尤其是以有線形式或軟件形式實(shí)施。
4.


通過下文對一項特定實(shí)施例的描述，并借助于簡單的說明性而非詳盡的實(shí)例，本發(fā)明的其他特征及優(yōu)點(diǎn)將更加清楚，在這些附圖中-圖IA和圖IB所示為根據(jù)本發(fā)明的一項實(shí)施例分別使用垂直分區(qū)和對角線分區(qū)進(jìn)行編碼的塊組；-圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的一項特定實(shí)施例的編碼方法的主要步驟；-圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的一項特定實(shí)施例的解碼方法的主要步驟；-圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的一項實(shí)施例生成的數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)；-圖5所示為使用水平分區(qū)對塊組進(jìn)行解碼；-圖6和圖7所示分別為根據(jù)本發(fā)明的一項特定實(shí)施例的編碼裝置和解碼裝置的結(jié)構(gòu)。5.
具體實(shí)施例方式5.1 —般原理本發(fā)明的一般原理是在至少一組標(biāo)準(zhǔn)大小的塊中建立一個或多個塊群集。此類群集通過將同一組中具有類似特性參數(shù)的塊分組在一起來建立。這樣就會“排除”組中不具有與另一個塊類似的特性參數(shù)的塊。該組中這些由此不屬于任何群集的塊稱為外部塊。因此，本發(fā)明的術(shù)語“組”表示預(yù)定大小的正方形或矩形塊的集合，例如4X4塊、 8X8塊或8X4塊等的集合。群集相當(dāng)于該組中的塊的子集，其包括具有至少一個類似或相近特性參數(shù)的塊。一個組可包括零個、一個或多個群集。一個塊可屬于若干個群集。例如，組中的第一塊具有等于mvl的運(yùn)動矢量類型特性參數(shù)以及等于零的預(yù)測殘余類型特性參數(shù)，同一組中的第二塊具有實(shí)質(zhì)上等于mvl的運(yùn)動矢量類型特性參數(shù)，且同一組中的第三塊具有等于零的預(yù)測殘余類型特性參數(shù)。隨后，第一塊和第二塊形成與等于mvl的運(yùn)動矢量類型特性參數(shù)關(guān)聯(lián)的第一群集，且第一塊和第三塊形成與等于零的預(yù)測殘余類型特性參數(shù)關(guān)聯(lián)的第二群集。本發(fā)明的技術(shù)還可生成數(shù)據(jù)流，所述數(shù)據(jù)流尤其攜載有關(guān)分區(qū)的至少一個信息片段，其中分區(qū)會界定“邊界”以分隔組中屬于群集的塊與此同一組中的外部塊。與同一群集中的塊關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)對該群集只編碼一次，且有利地是，與每個外部塊關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)未進(jìn)行編碼，以便提供信號傳輸增益。最后，在解碼側(cè)上，有關(guān)分區(qū)的信息用于識別組中的外部塊。對由此識別的外部塊進(jìn)行解碼尤其可通過獲取之前已解碼的鄰塊中的一個鄰塊的特性參數(shù)來完成。5. 2編碼方法的實(shí)施例說明下文將描述本發(fā)明在編碼側(cè)上的運(yùn)作方式。具體而言，圖IA和圖IB所示為根據(jù)本發(fā)明的一項實(shí)施例的要編碼的塊組。 此項實(shí)施例的具體情況為，所述組規(guī)則地設(shè)于序列的每個圖像中，且具有(例如) 標(biāo)準(zhǔn)大小的8 X 8像素的4 X 4 ±夬。在至少一個塊組(參考標(biāo)號為1、2或3)中，對于該組的十六個塊中的每個塊，這個塊的至少一個特性參數(shù)的值(例如與此塊關(guān)聯(lián)的預(yù)測方向值和/或運(yùn)動矢量值)是確定的。根據(jù)這些參數(shù)，塊隨后在同一組中進(jìn)行分組，以形成群集?？苫叵肭拔?，群集是由組中具有類似特性參數(shù)的塊組成。例如，圖IA所示為參考標(biāo)號為1和2的兩個組。圖IA中的組1位于附圖左側(cè)，其對群集的概念進(jìn)行了很好的解釋。在用于確定與每個塊關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)的步驟進(jìn)行后，第一組1中的塊分別組合在三個群集11(對應(yīng)于第一組1中的前兩列)、12 (對應(yīng)于第一組1中后兩行和后兩列的重合部分)和18 (對應(yīng)于第一組1中前兩行和后兩列的重合部分，即塊13至塊16)中。例如，第一群集11中的塊均攜載實(shí)質(zhì)上等于mv6的運(yùn)動矢量，第二群集12中的塊均攜載實(shí)質(zhì)上等于mv4的運(yùn)動矢量，第三群集18中的塊均攜載實(shí)質(zhì)等于mv3的運(yùn)動矢量。根據(jù)本發(fā)明，每個群集中的塊均會進(jìn)行編碼，從而針對每個群集傳輸有關(guān)群集編碼的信息。與之相比，運(yùn)動矢量對每個群集只編碼一次。此特性參數(shù)可通過塊在有關(guān)群集編碼的信息中或有關(guān)群集編碼的信息“外”進(jìn)行編碼。
例如，運(yùn)動矢量mv6對形成第一群集11的八個塊只進(jìn)行一次編碼，運(yùn)動矢量mv4 對形成第二群集12的四個塊只進(jìn)行一次編碼，且運(yùn)動矢量mv3對形成第三群集18的四個塊只編碼一次。第一組11的特性參數(shù)的值對應(yīng)于，例如，塊100的運(yùn)動矢量。換言之，特性參數(shù)(運(yùn)動矢量mv6)對塊100進(jìn)行編碼，所述塊100按照組的預(yù)定掃描順序是群集11的第一塊，且所述特性參數(shù)不再對群集中的其他塊進(jìn)行編碼。根據(jù)一項替代性實(shí)施例，如果組中某些塊的運(yùn)動矢量非常相近，從而證明它們會組合在群集中，那么與群集關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)的值可等于組成該群集的塊的運(yùn)動矢量的平均值?？勺⒁獾氖?，根據(jù)本發(fā)明，組1不包括任何外部塊。在此情況下，不必傳輸任何分
區(qū)信息。圖IA中的組2所示的情況為，組包括至少一個群集以及外部塊。具體而言，在用于確定與每個塊關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)的步驟進(jìn)行后，位于附圖右側(cè)的第二組2中的某些塊組合在由組2的后三列形成的群集17中。組2中的其他塊形成該組的第一列，這些塊相當(dāng)于不具有與群集17中的塊類似的任何特性參數(shù)的外部塊。如圖IA所示，第二組2具有對應(yīng)于第二組2的垂直分區(qū)的“邊界”。此分區(qū)用于識別第二組2中位于邊界線1000左側(cè)的外部塊101、102、103和104。根據(jù)本發(fā)明，這些塊101至塊104通過組2的有關(guān)分區(qū)的信息片段報告為外部塊， 且它們的特性參數(shù)(例如它們的運(yùn)動矢量)未進(jìn)行編碼。此列外部塊的"未編碼"可能會獲得有效的編碼增益。第二組2中位于邊界線1000右側(cè)的塊將通過解碼獲取與群集17關(guān)聯(lián)的特性參數(shù) (例如運(yùn)動矢量mW)。外部塊101至外部塊104位于邊界線1000左側(cè)，其將通過解碼獲取與其之前已編碼/解碼的鄰塊或各鄰塊關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)。例如，如下文參照解碼所描述的那樣，塊101至塊104將獲取位于左側(cè)的鄰塊的特性參數(shù)，例如，塊101將獲取塊15的運(yùn)動矢量，塊102將獲取塊16的運(yùn)動矢量等。根據(jù)所使用的編碼方案，確定是否針對這些外部塊中的每個外部塊計算預(yù)測殘余，并根據(jù)具體情況確定隨后是否在數(shù)據(jù)流中傳輸該預(yù)測殘余。要將此組的分區(qū)用信號傳輸至解碼器，則有關(guān)分區(qū)的信息片段會插入表示圖像序列的數(shù)據(jù)流，并會在其中進(jìn)行編碼。例如，可對相對于塊組的起點(diǎn)的垂直移位進(jìn)行編碼，以表示與組的起點(diǎn)上的分區(qū)線的距離。例如，在圖IA中，垂直移位等于相對于第二組2的起點(diǎn)，即相對于第二組2的第一塊(101)移位一個塊。在解碼時，解碼器可對表示邊界的分區(qū)信息進(jìn)行解碼，并如下文所述的那樣，從中推斷出“未編碼的”特性參數(shù)的值。因此，組無論是攜載一個或多個群集還是未攜載任何群集，均會在數(shù)據(jù)流中使用信號進(jìn)行傳輸。如果組有一個群集，那么該群集中的所有塊可通過解碼獲取群集所攜載的參數(shù)的值。因此，組的信號傳輸可在兩個級上實(shí)現(xiàn)。第一信號級是固定的，且其對應(yīng)于圖像所細(xì)分成的標(biāo)準(zhǔn)大小的組，在所述組中可形成群集。第二級可將組劃分成群集，以使其適應(yīng)于圖像特性，且對形成群集的不同塊的類似特性參數(shù)進(jìn)行編碼，每個群集只編碼一次。這種在兩個級上進(jìn)行的組的信號傳輸成本較低，同時保持了適應(yīng)性。圖IA中的第二組2的實(shí)例所示為群集的垂直分區(qū)。
自然地，可設(shè)想其他分區(qū)，尤其是組的水平分區(qū)或?qū)蔷€分區(qū)。圖IB所示為參考標(biāo)號為3的組的另一個實(shí)例。圖IB中的組3采用對角線分區(qū)方式進(jìn)行劃分。圖IB中所示的用于劃分組3的邊界直線1050，或更嚴(yán)格地說是折線1060，界定了相對于參考標(biāo)號為5的外部塊集合的群集，該群集的參考標(biāo)號為6。實(shí)際上，根據(jù)所示實(shí)施例，具有類似特性參數(shù)的塊被視為屬于同一群集6，嚴(yán)格地說，群集6的邊界在組中形成的是折線1060或“階梯狀”線。對應(yīng)于此折線1060的有關(guān)分區(qū)的信息將以對角直線的形式進(jìn)行編碼，所述對角直線貫穿形成“階梯臺階”的塊。因此， 屬于群集6的塊1010、1020、1030和1040的特征均為大部分像素位于群集6中在對角直線 1050右側(cè)的“側(cè)面”上。解碼時，解碼器可(例如)針對包括群集6的組3，對表示對角線邊界的有關(guān)分區(qū)的信息片段進(jìn)行解碼，且如果對角直線1050穿過的塊的大部分像素相對于對角直線1050 位于群集6的側(cè)面，則認(rèn)為這個塊屬于群集6，否則，如果這個塊中的大部分像素相對于對角直線1050位于群集6的相對側(cè)面，則認(rèn)為這個塊是外部塊。根據(jù)另一項實(shí)施例，可假定強(qiáng)調(diào)塊群集形成的規(guī)則，以使該群集的外部塊形成至少一列和/或至少一行外部塊。這樣，塊1010和塊1040就不屬于群集6，而屬于一列或一行外部塊。塊1020和塊1030仍屬于群集6。這種分區(qū)規(guī)則將為解碼器所了解。在此特定情況下，即在對角線分區(qū)的情況下，例如可對表示垂直移位和相對于水平線的傾角的有關(guān)分區(qū)的信息片段進(jìn)行編碼。根據(jù)另一項特定實(shí)施例，該實(shí)施例是本發(fā)明所理解的非最佳實(shí)施例，要編碼的圖像的至少一組可根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行編碼。在此情況下，圖像的至少一組要進(jìn)行編碼，因此與不屬于此組中任何群集的塊關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)會進(jìn)行編碼。圖2更準(zhǔn)確地圖示了根據(jù)本發(fā)明的一項特定實(shí)施例的在對圖像序列進(jìn)行編碼的過程中實(shí)施的各個步驟。具體而言，考慮將當(dāng)前圖像20預(yù)先細(xì)分成標(biāo)準(zhǔn)大小的組，例如，如圖IA和圖IB所示的8X8像素的4X4塊的組。編碼方法針對當(dāng)前圖像20的至少一組，例如圖IA所示的第二組2，實(shí)施以下步驟。首先，針對此組2中的每個塊，確定21此塊的特性參數(shù)。例如，該特性參數(shù)是與此塊關(guān)聯(lián)的運(yùn)動矢量。然后，設(shè)法組合具有類似特性參數(shù)的塊，從而在組2中形成22群集。例如，具有實(shí)質(zhì)上等于mv2的運(yùn)動矢量的塊會分組在一起，從而獲得如圖IA所示的單個群集17。組2中不具有任何類似特性參數(shù)的其他塊為外部塊。例如，仍參考圖IA所示的實(shí)施例，組2中不屬于群集17的外部塊101至外部塊 104會進(jìn)行編碼23，以傳輸有關(guān)外部塊編碼的信息。應(yīng)注意的是，根據(jù)本發(fā)明，與這四個塊中的每個塊關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)(例如運(yùn)動矢量)未進(jìn)行編碼。然后，完成對群集17中的塊進(jìn)行編碼24，以傳輸有關(guān)群集編碼的信息。應(yīng)注意的是，根據(jù)本發(fā)明，由于群集17中的十二個塊具有實(shí)質(zhì)上等于mv2的運(yùn)動矢量，因此該特性參數(shù)對整個群集17只編碼一次。組中的群集或外部塊的編碼順序可根據(jù)組中的塊的掃描順序進(jìn)行更改。因此，如果遇到的第一塊是外部塊，則對這些外部塊進(jìn)行編碼，且隨后在遇到屬于群集的塊時對群集進(jìn)行編碼。如果先遇到屬于群集的塊，則先對群集中的塊進(jìn)行編碼，隨后按照塊的掃描順序逐個對未編碼的塊進(jìn)行編碼操作。如果此塊屬于新群集，則對屬于此新群集的所有塊進(jìn)行編碼。如果此塊是外部塊，則“單獨(dú)”對其進(jìn)行編碼，直至組中所有的塊都已進(jìn)行掃描。然后，數(shù)據(jù)流生成25，其攜載表示第二組2的至少一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括有關(guān)群集編碼的信息片段，其對應(yīng)于群集17的編碼，以及有關(guān)此群集的外部塊編碼的信息片段，其對應(yīng)于之前的階段23和M中塊101至塊104的編碼。最后，所述方法將有關(guān)分區(qū)的信息片段插入沈數(shù)據(jù)流或與組2有關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，其中所述分區(qū)對應(yīng)于可識別組2中的外部塊101至外部塊104的垂直邊界線1000。參考圖4，其所示為根據(jù)本發(fā)明的一項實(shí)施例實(shí)施編碼方法過程中獲得的數(shù)據(jù)流 4000的實(shí)例。在此實(shí)例中，屬于圖像序列的圖像的每組像素塊在此數(shù)據(jù)流4000中以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 40的形式進(jìn)行編碼。此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)40表示像素塊組(例如圖IA所示的組2)，所述像素塊組包括有關(guān)分區(qū)的信息片段41，其包括表示分區(qū)類型(垂直、水平、對角線)的字段42，表示可使邊界線位于組中的移位的字段43，以及表示邊界線傾斜程度的字段44。此外，此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也包括適用于外部塊(例如圖IA所示的組2中的塊101至塊104)的有關(guān)外部塊60 編碼的信息，以及涉及屬于組中一個或多個群集(例如圖IA所示的組2中的群集17)的塊的有關(guān)群集70編碼的信息?？上氲?，這些有關(guān)群集70編碼的信息片段包括與群集關(guān)聯(lián)的至少一個類似特性參數(shù)，所述特性參數(shù)對整個群集只編碼一次。在群集與某些特性參數(shù)關(guān)聯(lián)的特定情況下，插入數(shù)據(jù)流中的有關(guān)分區(qū)的信息片段還表示針對群集進(jìn)行編碼的特性參數(shù)的數(shù)量。例如，塊組的有關(guān)分區(qū)的信息片段表示根據(jù)以下兩個類似的特性參數(shù)建立的群集運(yùn)動矢量和用于運(yùn)動補(bǔ)償?shù)膱D像指數(shù)。可想到，分區(qū)以有關(guān)分區(qū)的信息片段的形式針對組只編碼一次。此外，在此特定情況下，群集外部塊的有關(guān)編碼的信息片段表示，某些塊因不具有相同的運(yùn)動矢量而成為外部塊，而其他塊因不具有相同的用于運(yùn)動補(bǔ)償?shù)膱D像指數(shù)而成為外部塊。此外，在群集與若干不同特性參數(shù)關(guān)聯(lián)的此特定情況下，本發(fā)明可將每個特性參數(shù)與優(yōu)先級數(shù)據(jù)片段關(guān)聯(lián)，以向解碼器指定與群集關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的解碼順序。5. 3解碼方法的實(shí)施例說明參考圖3，其所示為根據(jù)本發(fā)明的一項實(shí)施例的解碼方法的主要步驟。首先，解碼器接收30表示圖像序列的流F，例如參考圖4所述的流4000。對于表示像素塊組的至少一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所述方法實(shí)施以下步驟。所述方法提取31在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中進(jìn)行編碼的像素塊組的有關(guān)分區(qū)的信息片段。此提取步驟用于確定組中存在一個或多個群集以及不屬于進(jìn)行解碼的組中的任何群集的外部塊。為清晰起見，本文中應(yīng)考慮所述組包括進(jìn)行解碼的組中的單個群集的情況。自然地， 所屬領(lǐng)域一般技術(shù)人員將很容易地將此教示擴(kuò)展為在同一組中具有若干個群集的組。因此，解碼器可通過讀取分區(qū)信息來重新劃分組的邊界線，以將群集與外部塊隔開。如參考圖4所述，此有關(guān)分區(qū)的信息片段41包括，例如，關(guān)于邊界線類型、移位和傾斜程度的信息片段。隨后，解碼器對組中群集的塊進(jìn)行解碼32。此解碼包括兩個子步驟320和321
-第一子步驟320可針對群集中的塊(例如按照解碼的預(yù)定掃描順序的第一塊) 對群集的特性參數(shù)進(jìn)行解碼?？上氲剑颂匦詤?shù)針對整個群集只編碼一次；-第二解碼子步驟321對群集中的其他塊進(jìn)行解碼，其中涉及之前已解碼的特性參數(shù)。換言之，群集中的其他塊獲取之前已解碼的特性參數(shù)。最后，解碼器對群集的外部塊進(jìn)行解碼33，其中涉及之前已解碼的鄰塊的至少一個特性參數(shù)。具體而言，此解碼涉及，例如，可為垂直、水平或?qū)蔷€的邊界線。因此，根據(jù)本發(fā)明的一項實(shí)施例-當(dāng)有關(guān)分區(qū)的信息表示垂直分區(qū)時，與外部塊關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)獲取與直接位于外部塊左側(cè)的鄰塊關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)值；-當(dāng)有關(guān)分區(qū)信息片段表示水平分區(qū)時，與外部塊關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)獲取與直接位于外部塊上方的鄰塊關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)值；-當(dāng)有關(guān)分區(qū)的信息片段表示對角線劃分時，與外部塊關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)等于與位于外部塊左側(cè)和/或上方和/或左上方的鄰塊關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)值的組合。參考圖5，其所示為根據(jù)水平分區(qū)5000劃分的塊組中的外部塊進(jìn)行解碼的另一個實(shí)例。圖5所示為兩個組51和50，組51之前已解碼。水平邊界線5000表示塊組50的水平分區(qū)。此邊界實(shí)際上將特性參數(shù)為運(yùn)動矢量mv7的群集500與外部塊501至外部塊504 隔開。根據(jù)本發(fā)明的一項實(shí)施例，解碼器向外部塊501分配與組51中的鄰塊505關(guān)聯(lián)的運(yùn)動矢量mv8，所述鄰塊505位于組50中的塊501的上方。同樣地，解碼器分別向塊502、 503,504分配位于這些塊上方的塊506、507、508的運(yùn)動矢量mv9、mvlO、mvll。根據(jù)使用的編碼方案，解碼器借助于向外部塊分配的運(yùn)動矢量進(jìn)行運(yùn)動補(bǔ)償，并向外部塊的預(yù)測值添加數(shù)據(jù)流中可能接收的預(yù)測殘余。例如，根據(jù)一項替代性實(shí)施例，位于外部塊502的左上方、上方以及右上方的塊 505,506,507的運(yùn)動矢量的線性組合(例如平均值)會分配給外部塊502。由此可形成新群集，以擴(kuò)展之前已解碼的組中的群集。例如，塊505和塊501形成具有運(yùn)動矢量mv8作為特性參數(shù)的新群集。此外，在群集與若干特性參數(shù)關(guān)聯(lián)的特定情況，上文所述提取步驟可識別與所述群集關(guān)聯(lián)的不同特性參數(shù)。然后，本發(fā)明的解碼方法針對識別的每個特性參數(shù)重復(fù)對群集中的塊進(jìn)行解碼的步驟，以及對群集的外部塊進(jìn)行解碼的步驟。此外，在有關(guān)分區(qū)的信息片段表示對角線分區(qū)的特定情況下，解碼器會，例如針對包括單個群集的組，對表示對角線邊界的分區(qū)信息片段進(jìn)行解碼，且如果群集的大部分像素相對于對角邊界線位于群集一側(cè)，則解碼器可向此群集分配對角線所穿過的塊。5. 4編碼裝置和解碼裝置的結(jié)構(gòu)現(xiàn)參考圖6和圖7，其所示為根據(jù)上文所述各項實(shí)施例的編碼和解碼裝置的簡化結(jié)構(gòu)。如圖6所示，此類編碼裝置包括存儲器61，其包括緩沖存儲器；以及處理單元62， 其配備有(例如)微處理器μ P且受計算機(jī)程序63驅(qū)動；所述編碼裝置實(shí)施本發(fā)明的編碼方法。
例如，初始化時，計算機(jī)程序代碼指令63加載到RAM中，并隨后由處理單元62的處理器執(zhí)行。處理單元62輸入至少一個圖像的序列。處理單元62的微處理器根據(jù)計算機(jī)程序63的指令實(shí)施上文所述的編碼方法的步驟，以對圖像序列進(jìn)行編碼。為此，除了緩沖存儲器61之外，所述編碼裝置包括確定構(gòu)件，用于針對圖像的至少一個組中的每個塊，確定所述塊的至少一個特性參數(shù)；形成構(gòu)件，用于形成至少一個群集，所述群集包括具有至少一個類似特性參數(shù)的塊；用于對群集或各群集中的塊進(jìn)行編碼的構(gòu)件；用于對不屬于任何群集的外部塊組進(jìn)行編碼的構(gòu)件；生成構(gòu)件，用于生成表示序列的數(shù)據(jù)流；以及插入構(gòu)件， 用于將一個或多個組的至少一個有關(guān)分區(qū)的信息片段插入數(shù)據(jù)流中。這些構(gòu)件由處理單元 62的微處理器進(jìn)行驅(qū)動。因此，處理單元62向至少一個編碼裝置傳輸數(shù)據(jù)流，所述數(shù)據(jù)流表示包括有關(guān)分區(qū)、群集編碼和外部塊編碼的信息的圖像序列。如圖7所示，此類解碼裝置包括存儲器71，所述存儲器71包括緩沖存儲器；處理單元72，其配備有(例如)處理器μ P且受計算機(jī)程序73驅(qū)動；所述解碼裝置實(shí)施本發(fā)明的解碼方法。例如，初始化時，計算機(jī)程序73的代碼指令加載到RAM中，并隨后由處理單元72 的處理器執(zhí)行。處理單元72輸入表示圖像序列的數(shù)據(jù)流，所述圖像序列包括有關(guān)分區(qū)、群集編碼和外部塊編碼的信息。處理單元72的微處理器根據(jù)計算機(jī)程序73的指令實(shí)施上文所述的解碼方法的步驟，從而對已編碼的塊進(jìn)行解碼。為此，除了緩沖存儲器71外，解碼裝置除包括提取構(gòu)件，用于提取組的至少一個有關(guān)分區(qū)的信息片段；根據(jù)數(shù)據(jù)流中的群集編碼信息對組中一個群集的塊進(jìn)行解碼的構(gòu)件；以及通過數(shù)據(jù)流中的外部塊編碼信息對外部塊進(jìn)行解碼的構(gòu)件。這些構(gòu)件由處理單元72的微處理器驅(qū)動。
1權(quán)利要求
1.一種用于對至少一個圖像的序列進(jìn)行編碼的編碼方法， 圖像00)由組合成標(biāo)準(zhǔn)大小的組(1)的像素塊形成，所述編碼方法的特征在于，所述編碼方法針對所述序列中圖像的至少一組(1)實(shí)施以下步驟-針對所述組中的每個所述塊，確定所述塊的至少一個特性參數(shù)； -根據(jù)所述確定步驟的結(jié)果，形成02)至少一個群集(11)，所述至少一個群集(11)包括具有至少一個類似特性參數(shù)的塊；-對所述至少一個群集中的所述塊進(jìn)行編碼(M)，針對每個群集提供有關(guān)群集編碼的信息片段(70)，與群集(11)中的每個塊關(guān)聯(lián)的所述類似特性參數(shù)針對所述群集(11)只編碼一次；-對所述組中不屬于任何群集的塊進(jìn)行編碼(23)，所述塊稱為外部塊(101)，針對每個外部塊提供有關(guān)外部塊編碼的信息片段(60)，與所述外部塊中的每個塊關(guān)聯(lián)的所述一個或多個特性參數(shù)未進(jìn)行編碼；且所述編碼方法的特征在于，所述編碼方法還實(shí)施以下步驟-生成0 表示所述序列的數(shù)據(jù)流(4000)，所述數(shù)據(jù)流0000)包括所述有關(guān)群集編碼的信息片段和所述有關(guān)外部塊編碼的信息片段；以及-將所述一個或多個組的至少一個有關(guān)分區(qū)的信息片段Gl)插入06)所述數(shù)據(jù)流 (4000)中，以識別組中的所述一個或多個外部塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼方法，其特征在于，組(1)的所述外部塊(101)形成所述組的至少一行和/或至少一列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼方法，其特征在于，組(1)的所述有關(guān)分區(qū)的信息片段 (41)表示以下內(nèi)容-所述組的垂直分區(qū)(1000)，其通過按照預(yù)定的路線順序得到的相對第一個像素或塊的垂直位移量設(shè)定，所述垂直位移量的單位為一個像素或塊；-或者，所述組的水平分區(qū)(5000)，其通過按照預(yù)定的路線順序得到的相對第一個像素或塊的水平位移量設(shè)定，所述水平位移量的單位為一個像素或塊；-或者，所述組的對角線分區(qū)(1050)，其通過按照預(yù)定的路線順序得到的相對第一個像素或塊的垂直和/或水平位移量以及相對于所述組的垂直軸或水平軸的傾角設(shè)定，所述垂直和/或水平位移量的單位為一個像素或塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼方法，其特征在于，所述特性參數(shù)屬于包含以下參數(shù)的組預(yù)測編碼類型值； 運(yùn)動矢量值； 零預(yù)測殘余值； 變換類型值； 光照補(bǔ)償系數(shù)值； 各個預(yù)測的加權(quán)系數(shù)值。
5.一種用于對表示至少一個圖像的序列的數(shù)據(jù)流G000)進(jìn)行解碼的解碼方法， 圖像00)由組合成標(biāo)準(zhǔn)大小的組(1)的像素塊形成，所述解碼方法的特征在于，所述解碼方法針對所述數(shù)據(jù)流(F，4000)中進(jìn)行編碼的至少一組(1)的塊實(shí)施以下步驟-提取(31)所述數(shù)據(jù)流G000)中存在的所述組(1)的至少一個有關(guān)分區(qū)的信息片段 (41)，從而可在所述組中識別稱為外部塊(101)的塊，外部塊不屬于所述組中任何群集，群集(11)由所述組中具有至少一個類似特性參數(shù)的塊形成；-通過所述數(shù)據(jù)流G000)中有關(guān)群集編碼的信息片段(70)對所述組中至少一個群集 (11)中的所述塊進(jìn)行解碼(32)，所述解碼(3 包括以下步驟-對所述群集(11)中的塊進(jìn)行解碼(320)，實(shí)施對于所述群集僅被編碼一次的所述一個或多個特性參數(shù)的解碼；-根據(jù)所述之前已解碼的一個或多個特性參數(shù)，對所述群集(11)中的其他塊進(jìn)行解碼 (321)；-根據(jù)之前已解碼的鄰塊的至少一個特性參數(shù)，通過所述數(shù)據(jù)流G000)中有關(guān)外部塊編碼的信息片段(101)對所述外部塊進(jìn)行解碼(33)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的解碼方法，其特征在于-當(dāng)所述有關(guān)分區(qū)的信息片段表示垂直分區(qū)(1001)時，與外部塊(101)關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)獲取與直接位于所述外部塊左側(cè)的鄰塊關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)的值；-當(dāng)所述有關(guān)分區(qū)的信息片段Gl)表示水平分區(qū)(5000)時，與外部塊(101)關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)獲取與直接位于所述外部塊上方的鄰塊關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)的值；-當(dāng)所述有關(guān)分區(qū)的信息片段表示對角線分區(qū)(1050)時，根據(jù)所述分區(qū)信息片段設(shè)定的對角線分區(qū)線在所述組中的位置，與外部塊(101)關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)等于與位于所述外部塊左側(cè)和/或上方和/或左上方的鄰塊關(guān)聯(lián)的特性參數(shù)的值的組合。
7.一種表示至少一個圖像的序列的數(shù)據(jù)流(4000)，圖像由組合成標(biāo)準(zhǔn)大小的組的像素塊形成，所述序列的特征在于，所述數(shù)據(jù)流攜載-所述序列的圖像的至少一組的有關(guān)分區(qū)的信息片段(41)，其可在所述組中識別稱為外部塊的塊，外部塊不屬于任何群集，所述群集由所述組中具有至少一個類似特性參數(shù)的塊形成；-有關(guān)群集編碼的信息片段(70)，其是針對至少一組，在對至少一個群集中的塊進(jìn)行編碼的過程中獲得的，與群集的所述塊中的每個塊關(guān)聯(lián)的至少一個類似特性參數(shù)針對所述群集只編碼一次；以及-有關(guān)一個或多個外部塊編碼的信息片段(60)，其是針對至少一組，在對所述組中的所述外部塊進(jìn)行編碼的過程中獲得的，與所述外部塊中的每個外部塊關(guān)聯(lián)的所述至少一個特性參數(shù)未進(jìn)行編碼。
8.一種用于對至少一個圖像的序列進(jìn)行編碼的裝置， 圖像由組合成標(biāo)準(zhǔn)大小的組的像素塊形成，所述裝置的特征在于，所述裝置包以下構(gòu)件，所述裝置包括針對所述序列中所述圖像中的至少一組啟用的下列構(gòu)件-確定構(gòu)件，其用于針對所述組的所述塊中的每個塊確定所述塊的至少一個特性參數(shù)；-形成構(gòu)件，其用于根據(jù)所述確定構(gòu)件的結(jié)果，形成至少一個群集，所述至少一個群集包括具有所述至少一個類似特性參數(shù)的所述塊；-編碼構(gòu)件，其用于對所述至少一個群集中的所述塊進(jìn)行編碼，針對每個群集提供有關(guān)群集編碼的信息片段，與群集的所述塊中的每個塊關(guān)聯(lián)的所述一個或多個類似特性參數(shù)針對所述群集只編碼一次；-外部塊編碼構(gòu)件，其用于對所述組中不屬于任何群集的稱為外部塊的所述塊進(jìn)行編碼，從而針對每個外部塊傳遞有關(guān)外部塊編碼的信息片段，有關(guān)所述外部塊中每個塊的所述一個或多個特性參數(shù)未進(jìn)行編碼；且所述裝置的特征在于，所述裝置還包括-生成構(gòu)件，其用于生成表示所述序列的數(shù)據(jù)流，所述數(shù)據(jù)流包括所述有關(guān)群集編碼的信息片段和所述有關(guān)一個或多個外部塊編碼的信息片段；以及-插入構(gòu)件，其用于將所述一個或多個組的至少一個有關(guān)分區(qū)的信息片段插入數(shù)據(jù)流中，以識別所述組中的所述一個或多個外部塊。
9.一種用于對表示至少一個圖像的序列的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼的裝置， 圖像由組合成標(biāo)準(zhǔn)大小的組的像素塊形成，所述裝置的特征在于，所述裝置包括針對所述數(shù)據(jù)流中已解碼的至少一組的塊啟用的下列構(gòu)件-提取構(gòu)件，其用于提取所述數(shù)據(jù)流中所述組的至少一個有關(guān)分區(qū)的信息片段，從而可在所述組中識別稱為外部塊的塊，外部塊不屬于任何群集，群集由所述組中具有至少一個類似特性參數(shù)的塊形成；-解碼構(gòu)件，其通過所述數(shù)據(jù)流中有關(guān)群集編碼的信息片段對所述組中至少一個群集中的所述塊進(jìn)行解碼，所述解碼構(gòu)件包括-對所述群集中的一個塊進(jìn)行解碼的構(gòu)件，其對所述一個或多個特性參數(shù)實(shí)施解碼，所述一個或多個特性參數(shù)針對所述群集只編碼一次；-對所述群集中的其他塊進(jìn)行解碼的構(gòu)件，其會考慮所述之前已解碼的一個或多個特性參數(shù)；-外部塊解碼構(gòu)件，其根據(jù)之前已解碼的鄰塊的至少一個特性參數(shù)，通過所述數(shù)據(jù)流中有關(guān)外部塊編碼的信息片段對所述外部塊進(jìn)行解碼。
10.一種計算機(jī)程序，其包括在處理器執(zhí)行所述程序時，執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的編碼方法的指令。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對圖像序列進(jìn)行編碼的方法，對于圖像的至少一組的塊，所述方法包括以下步驟針對每個塊，確定(21)所述塊的至少一個特性參數(shù)；形成(22)至少一個群集，所屬群集包括具有至少一個類似特性參數(shù)的塊；對所述群集中的所述塊進(jìn)行編碼(24)，與所述群集關(guān)聯(lián)的所述類似特性參數(shù)只編碼一次；對不屬于任何群集的所述塊進(jìn)行編碼(23)，與所述塊中的每個塊關(guān)聯(lián)的所述特性參數(shù)未進(jìn)行編碼。所述方法還包括生成(25)數(shù)據(jù)流；以及插入(26)步驟，其用于在所述流中插入所述組的至少一個有關(guān)分區(qū)的信息片段，以識別組中的外部塊。
文檔編號H04N7/26GK102484698SQ201080028064
公開日2012年5月30日 申請日期2010年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月23日
發(fā)明者伊莎貝爾·阿莫努, 娜塔莉·伽瑪, 斯蒂芬·巴特 申請人:法國電信