本發(fā)明涉及用于處理視頻信號的方法和裝置，并且更具體地，涉及用于有效率地預(yù)測目標(biāo)區(qū)域的技術(shù)。

背景技術(shù)：

壓縮編譯指的是用于經(jīng)由通信線路發(fā)送數(shù)字化的信息或者以適用于存儲(chǔ)介質(zhì)的形式存儲(chǔ)數(shù)字化的信息的一系列的信號處理技術(shù)。諸如視頻、圖像和語音的媒體可以是壓縮編譯的對象。具體地，用于對視頻執(zhí)行壓縮編譯的技術(shù)稱作視頻壓縮。

下一代視頻內(nèi)容期待以高的空間分辨率、高的幀速率、和視頻場景呈現(xiàn)高維度為特色。這樣的內(nèi)容的處理將需要在存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)器存取速度和處理能力方面很大的增加。

因此，所希望的是設(shè)計(jì)解決預(yù)知的問題和提供一些方案的編譯工具。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

在現(xiàn)有的間預(yù)測(inter-prediction)方法中，目標(biāo)圖像由固定的區(qū)域，諸如長方形區(qū)域、矩形區(qū)域等等構(gòu)成，并且對于每個(gè)目標(biāo)區(qū)域，計(jì)算位移矢量。該位移矢量識(shí)別在錨定圖像或者參考圖像中相應(yīng)的區(qū)域?？梢酝ㄟ^諸如用于視頻序列的運(yùn)動(dòng)估計(jì)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)來計(jì)算這樣的位移矢量。

因此，必須提供一種在預(yù)測過程中更加有效率的預(yù)測方法以及設(shè)計(jì)用于提高編譯效率的預(yù)測濾波器。

技術(shù)方案

本發(fā)明的實(shí)施例提供設(shè)計(jì)用于高效率壓縮的編譯工具的方法。

此外，本發(fā)明的實(shí)施例提供在預(yù)測過程中更加有效率的預(yù)測方法。

此外，本發(fā)明的實(shí)施例提供如何設(shè)計(jì)用于提高編譯效率的預(yù)測濾波器。

此外，本發(fā)明的實(shí)施例提供如何以用于提高編譯效率的新穎的方式參數(shù)化預(yù)測濾波器。

此外，本發(fā)明的實(shí)施例提供設(shè)計(jì)在編碼或者解碼視頻信號的過程中應(yīng)用于間預(yù)測(inter-prediction)的圖片的預(yù)測濾波器的方法。

此外，本發(fā)明的實(shí)施例提供更好的預(yù)測目標(biāo)區(qū)域的方法。

有益效果

本發(fā)明可以允許設(shè)計(jì)用于高效率壓縮的編譯工具。本發(fā)明應(yīng)用于的壓縮工具可以通過在預(yù)測目標(biāo)區(qū)域中除去噪聲來獲得更高的編譯增益。

此外，本發(fā)明可以通過設(shè)計(jì)預(yù)測濾波器提供更加有效率的預(yù)測方法，可以通過在未來幀的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測中利用設(shè)計(jì)的預(yù)測濾波器來降低目標(biāo)圖像的噪聲，并且從而可以提高編譯效率。

附圖說明

圖1和2圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的處理視頻信號的編碼器和解碼器的示意性框圖。

圖3表示圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的如何基于錨定圖像預(yù)測目標(biāo)圖像的圖。

圖4和5圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的使用設(shè)計(jì)的濾波器處理視頻信號的編碼器和解碼器的示意性框圖。

圖6是圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的基于預(yù)測濾波器形成預(yù)測塊的方法的流程圖。

圖7圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的設(shè)計(jì)預(yù)測濾波器的編碼器和通過使用該預(yù)測濾波器處理視頻信號的解碼器的示意性框圖。

圖8是圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的編碼預(yù)測濾波器參數(shù)過程的流程圖。

圖9是圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的確定預(yù)測濾波器參數(shù)過程的流程圖。

圖10是圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的獲得最佳濾波器系數(shù)和最佳分割信息過程的流程圖。

圖11是圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的獲得對其應(yīng)用全分解的塊的分割信息過程的流程圖。

圖12是圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的獲得最佳濾波器系數(shù)的詳細(xì)過程的流程圖。

圖13是圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的獲得最佳分割信息的詳細(xì)過程的流程圖。

圖14是圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的計(jì)算分割塊的成本過程的流程圖。

圖15是圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的計(jì)算產(chǎn)生預(yù)測塊的成本過程的流程圖。

圖16是圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的基于預(yù)測濾波器參數(shù)來預(yù)測目標(biāo)區(qū)域過程的流程圖。

圖17是圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的解碼包括預(yù)測濾波器參數(shù)的視頻信號過程的流程圖。

圖18表示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的執(zhí)行預(yù)測濾波的預(yù)測濾波單元(470)的示意性框圖。

具體實(shí)施方式

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種編碼視頻信號的方法，包括：從濾波器庫選擇基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核集合；基于基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核集合來確定預(yù)測濾波器參數(shù)；基于預(yù)測濾波器參數(shù)來執(zhí)行對于目標(biāo)區(qū)域的參考區(qū)域的濾波；以及基于濾波的參考區(qū)域來預(yù)測目標(biāo)區(qū)域，其中預(yù)測濾波器參數(shù)包括調(diào)制標(biāo)量和分割信息中的至少一個(gè)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，確定的預(yù)測濾波器參數(shù)最小化成本函數(shù)，成本函數(shù)由包括調(diào)制標(biāo)量、分割信息和基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核的變量組成。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明進(jìn)一步包括：初始化分割函數(shù)；檢查是否目標(biāo)區(qū)域的尺寸大于預(yù)先確定的最小尺寸；如果目標(biāo)區(qū)域的尺寸大于預(yù)先確定的最小尺寸，則將目標(biāo)區(qū)域劃分為子塊，并且將劃分節(jié)點(diǎn)符號增加給分割函數(shù)，如果目標(biāo)區(qū)域的尺寸不大于預(yù)先確定的最小尺寸，則將葉節(jié)點(diǎn)符號增加給分割函數(shù)；以及基于分割函數(shù)獲得分割信息。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種解碼視頻信號的方法，包括：接收包括預(yù)測濾波器參數(shù)、濾波器選擇信息和運(yùn)動(dòng)信息的視頻信號，其中預(yù)測濾波器參數(shù)包括調(diào)制標(biāo)量和分割信息；通過使用運(yùn)動(dòng)信息來獲得參考塊；基于調(diào)制標(biāo)量和基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核來確定預(yù)測濾波器；以及執(zhí)行對于參考塊的濾波。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，對于分割塊的每個(gè)執(zhí)行濾波。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明進(jìn)一步包括基于濾波的分割塊獲得預(yù)測塊；以及通過使用預(yù)測塊重建視頻信號。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種編碼視頻信號的裝置，包括：配置為從濾波器庫選擇基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核集合的濾波器選擇單元；配置為基于基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核集合來確定預(yù)測濾波器參數(shù)的參數(shù)確定單元；配置為基于預(yù)測濾波器參數(shù)來執(zhí)行對于目標(biāo)區(qū)域的參考區(qū)域的濾波的濾波單元；以及配置為基于濾波的參考區(qū)域來預(yù)測目標(biāo)區(qū)域的預(yù)測單元，其中預(yù)測濾波器參數(shù)包括調(diào)制標(biāo)量和分割信息中的至少一個(gè)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，確定的預(yù)測濾波器參數(shù)最小化成本函數(shù)，成本函數(shù)由包括調(diào)制標(biāo)量、分割信息和基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核的變量組成。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，該參數(shù)確定單元被進(jìn)一步配置為：初始化分割函數(shù)，檢查是否目標(biāo)區(qū)域的尺寸大于預(yù)先確定的最小尺寸，如果目標(biāo)區(qū)域的尺寸大于預(yù)先確定的最小尺寸，則將目標(biāo)區(qū)域劃分為子塊，并且將劃分節(jié)點(diǎn)符號增加給分割函數(shù)，如果目標(biāo)區(qū)域的尺寸不大于預(yù)先確定的最小尺寸，則將葉節(jié)點(diǎn)符號增加給分割函數(shù)，以及基于分割函數(shù)來獲得分割信息。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種解碼視頻信號的裝置，包括：配置為接收包括預(yù)測濾波器參數(shù)、濾波器選擇信息和運(yùn)動(dòng)信息的視頻信號的比特流接收單元；以及配置為通過使用運(yùn)動(dòng)信息來獲得參考塊、基于調(diào)制標(biāo)量和基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核來確定預(yù)測濾波器、以及執(zhí)行對于參考塊的濾波的預(yù)測濾波單元，其中預(yù)測濾波器參數(shù)包括調(diào)制標(biāo)量和分割信息。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明進(jìn)一步包括：配置為基于濾波的分割塊來獲得預(yù)測塊的預(yù)測單元；以及配置為通過使用預(yù)測塊來重建視頻信號的重建單元。

用于發(fā)明的模式

在下文中，參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例性單元和操作。但是，注意到，參考附圖描述的本發(fā)明的單元和操作被僅僅作為實(shí)施例提供，并且本發(fā)明的技術(shù)精神和內(nèi)核配置和操作不受限于此。

此外，在本說明書中使用的術(shù)語是現(xiàn)在廣泛地使用的常用術(shù)語，但是，在特定情形下，使用由本申請人任意地選擇的術(shù)語。在這樣的情況下，相應(yīng)的術(shù)語的含義在對應(yīng)部分的詳細(xì)說明中清楚地描述。因此，應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明不應(yīng)該認(rèn)為是僅僅基于在本說明書的相應(yīng)的描述中使用的術(shù)語的名稱，并且本發(fā)明應(yīng)該通過甚至檢查相應(yīng)術(shù)語的含義來解釋。

此外，在本說明書中使用的術(shù)語是選擇描述本發(fā)明的常用術(shù)語，但是，如果存在具有類似含義的這樣的術(shù)語，可以以用于更加適宜的分析的其他的術(shù)語替換。例如，信號、數(shù)據(jù)、采樣、圖片、幀和塊可以在每個(gè)編譯過程中適當(dāng)?shù)靥鎿Q和解釋。

圖1和2圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的處理視頻信號的編碼器和解碼器的示意性框圖。

圖1的編碼器100包括變換單元110、量化單元120、去量化單元130、逆變換單元140、緩存器150、預(yù)測單元160和熵編碼單元170。

編碼器100接收原始視頻信號，并且通過從視頻信號減去由預(yù)測單元160輸出的預(yù)測信號產(chǎn)生預(yù)測誤差。

產(chǎn)生的預(yù)測誤差被發(fā)送給變換單元110。變換單元110通過將變換方案應(yīng)用于預(yù)測誤差產(chǎn)生變換系數(shù)。

量化單元120量化產(chǎn)生的變換系數(shù)，并且將量化的系數(shù)發(fā)送給熵編碼單元170。

熵編碼單元170對量化的信號執(zhí)行熵編譯，并且輸出熵編譯的信號。

同時(shí)，由量化單元120輸出的量化的信號可用于產(chǎn)生預(yù)測信號。例如，在編碼器100的環(huán)路內(nèi)的去量化單元130和逆變換單元140可以對量化的信號執(zhí)行去量化和逆變換，使得量化的信號被重建為預(yù)測誤差。重建的信號可以通過將重建的預(yù)測誤差增加給由預(yù)測單元160輸出的預(yù)測信號而產(chǎn)生。

緩存器150存儲(chǔ)重建的信號用于預(yù)測單元160未來參考。

預(yù)測單元160使用存儲(chǔ)在緩存器150中預(yù)先重建的信號產(chǎn)生預(yù)測信號。在這種情況下，本發(fā)明關(guān)注使用在錨定圖像的區(qū)域在目標(biāo)圖像中區(qū)域的有效預(yù)測。效率可以是在壓縮速率失真方面，或者是相關(guān)的量度，諸如均方誤差，其量化在預(yù)測誤差中的失真。

為了更好的預(yù)測該目標(biāo)區(qū)域，本發(fā)明的實(shí)施例將解釋如何設(shè)計(jì)用于提高編譯效率的預(yù)測濾波器，以及如何基于預(yù)測濾波器處理視頻信號。

圖2的解碼器200包括熵解碼單元210、去量化單元220、逆變換單元230、緩存器240和預(yù)測單元250。

圖2的解碼器200接收由圖1的編碼器100輸出的信號。

熵解碼單元210對接收的信號執(zhí)行熵解碼。去量化單元220基于有關(guān)量化步長的信息從熵解碼的信號獲得變換系數(shù)。逆變換單元230通過對變換系數(shù)執(zhí)行逆變換獲得預(yù)測誤差。重建的信號通過將獲得的預(yù)測誤差增加給由預(yù)測單元250輸出的預(yù)測信號而產(chǎn)生。

緩存器240存儲(chǔ)重建的信號用于預(yù)測單元250未來參考。

預(yù)測單元250使用存儲(chǔ)在緩存器240中預(yù)先重建的信號產(chǎn)生預(yù)測信號。

本發(fā)明應(yīng)用于的預(yù)測方法將在編碼器100和解碼器200這兩者中使用。

圖3表示圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的如何基于錨定圖像預(yù)測目標(biāo)圖像的圖。

目標(biāo)圖像可以由固定的區(qū)域，諸如長方形區(qū)域、矩形區(qū)域等等構(gòu)成，并且對于每個(gè)目標(biāo)區(qū)域，可以計(jì)算位移矢量。該位移矢量識(shí)別在錨定圖像中相應(yīng)的區(qū)域。這樣的位移矢量可以通過在諸如用于視頻序列的運(yùn)動(dòng)估計(jì)/補(bǔ)償技術(shù)的技術(shù)中公知的技術(shù)來計(jì)算。

專注于目標(biāo)區(qū)域和匹配的錨定區(qū)域，本發(fā)明的技術(shù)可以允許匹配的錨定區(qū)域以更好的預(yù)測目標(biāo)區(qū)域，以便于類似壓縮、去噪聲、空-時(shí)超分辨率等等的應(yīng)用。

錨定區(qū)域x可用于經(jīng)由以下的等式1預(yù)測目標(biāo)區(qū)域y。

[等式1]

＝>需要修改

在等式1中，k是整數(shù)(k＝1,2,4,17,179等等)，αi表示調(diào)制標(biāo)量，fi表示二維濾波器內(nèi)核，并且fi*x表示濾波器內(nèi)核fi與錨定區(qū)域的線性卷積。

可以看到，目標(biāo)區(qū)域y的預(yù)測可以通過使用等效濾波器線性地濾波錨定區(qū)域x形成。本發(fā)明提供有效地設(shè)計(jì)這樣的濾波器的方法。

圖4和5圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的使用設(shè)計(jì)的濾波器處理視頻信號的編碼器和解碼器的示意性框圖。

圖4的編碼器400包括變換單元410、量化單元420、去量化單元430、逆變換單元440、緩存器450、預(yù)測單元460、預(yù)測濾波單元470和熵編碼單元480。

將編碼器400與圖1的編碼器100比較，預(yù)測濾波單元470被新增加到編碼器100的框圖。因此，圖1的描述可以類似地應(yīng)用于圖4，并且在下文中將主要地解釋與預(yù)測濾波單元470相關(guān)的內(nèi)容。

此外，即使在圖4中預(yù)測濾波單元470在預(yù)測單元460之后被設(shè)置為單獨(dú)的功能單元，這是本發(fā)明的一個(gè)方面，并且本發(fā)明不受限于此。例如，預(yù)測濾波單元470的功能還可以在預(yù)測單元460中執(zhí)行。

該預(yù)測單元460可以使用用于當(dāng)前塊的位移矢量執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，并且搜索參考塊，即，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償塊。在這種情況下，編碼器400可以將運(yùn)動(dòng)參數(shù)發(fā)送給解碼器500。該運(yùn)動(dòng)參數(shù)表示與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償相關(guān)的信息。

在本發(fā)明的一個(gè)方面中，預(yù)測濾波器單元470可以構(gòu)成用于產(chǎn)生預(yù)測塊的預(yù)測濾波器。

并且，預(yù)測濾波單元470可以使用預(yù)測濾波器和參考塊的線性卷積產(chǎn)生預(yù)測塊。在這種情況下，參考塊可以表示作為錨定區(qū)域的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償塊。

在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)測濾波器可以通過使用濾波器內(nèi)核和調(diào)制標(biāo)量構(gòu)成。編碼器400和解碼器500可以共享濾波器參數(shù)，并且濾波器參數(shù)表示與預(yù)測濾波器相關(guān)的參數(shù)信息。例如，濾波器參數(shù)可以包括濾波器系數(shù)和分割信息中的至少一個(gè)。

同時(shí)，圖5的解碼器500包括熵解碼單元510、去量化單元520、逆變換單元530、緩存器540、預(yù)測單元550和預(yù)測濾波單元560。

如在圖5中描述的，在本發(fā)明的一個(gè)方面中，預(yù)測濾波單元560可以構(gòu)成用于產(chǎn)生預(yù)測塊的預(yù)測濾波器。

并且，預(yù)測濾波單元560可以使用預(yù)測濾波器和參考塊的線性卷積產(chǎn)生預(yù)測塊。

在這種情況下，濾波器參數(shù)中的至少一個(gè)可以從編碼器400被發(fā)送。例如，濾波器參數(shù)可以對于每個(gè)中間塊從編碼器400被發(fā)送，或者選擇性地從編碼器400被發(fā)送。

解碼器500與圖2的解碼器200比較，預(yù)測濾波單元560被新增加到解碼器200的框圖。因此，圖1、2和4的描述可以類似地應(yīng)用于圖5。

此外，即使在圖5中預(yù)測濾波單元560在預(yù)測單元550之后被設(shè)置為單獨(dú)的功能單元，這是本發(fā)明的一個(gè)方面，并且本發(fā)明不受限于此。例如，預(yù)測濾波單元560的功能還可以在預(yù)測單元550中執(zhí)行。

圖6是圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的基于預(yù)測濾波器形成預(yù)測塊的方法的流程圖。

本發(fā)明應(yīng)用于的編碼器可以構(gòu)成用于當(dāng)前塊的預(yù)測濾波器(s610)，如以下的等式2。預(yù)測濾波器可以通過使用濾波器參數(shù)構(gòu)成。例如，濾波器參數(shù)可以包括濾波器內(nèi)核fk和調(diào)制標(biāo)量αi(k＝1、…、k)。

[等式2]

在這個(gè)等式2中，m＝1、…、另一個(gè)字符，并且n＝1、…，并且k是整數(shù)，αi表示調(diào)制標(biāo)量，fk表示二維濾波器內(nèi)核，并且每個(gè)標(biāo)量是浮點(diǎn)數(shù)。

然后，編碼器可以基于該預(yù)測濾波器，使用線性卷積形成預(yù)測塊，如以下的等式3。

[等式3]

在這個(gè)等式3中，m＝1、…、b，并且n＝1、…、b，并且g*x表示預(yù)測濾波器與錨定區(qū)域的線性卷積。錨定區(qū)域可以表示在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償之后獲得的參考塊。

目標(biāo)區(qū)域y的預(yù)測可以通過使用等式2的預(yù)測濾波器線性地濾波錨定區(qū)域x形成。

在下文中，本發(fā)明將提供有效地設(shè)計(jì)這樣的濾波器的各種方法。

在視頻編譯的過程中，由于這樣的濾波器需要許多的參數(shù)，設(shè)計(jì)常規(guī)的濾波器是困難的，其必須從有限的數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)。具有降低參數(shù)的簡單的濾波器是容易獲悉的，但是導(dǎo)致令人不滿意的性能。因此，可以指定具有少的參數(shù)的有效的濾波器的技術(shù)因此是非常期望的。

在一個(gè)實(shí)施例中，濾波器內(nèi)核可以是固定的，并且調(diào)制標(biāo)量可以被計(jì)算以解決約束最小化，如以下的等式4。

[等式4]

在等式4中，α＝[α1…αf]^t，||.||q表示q-norm(對于n矢量e，q＝0，.11，1，2，2.561等等)，λ是用于強(qiáng)制約束c(α1，α2，...，αf)≤c0的拉格朗日乘數(shù)，c0是標(biāo)量，并且c(α1，α2，...，αf)是約束函數(shù)。

在壓縮中，設(shè)置c(α1，α2，...，αf)可以計(jì)算交流α所需的比特，使得該優(yōu)化找到α，其最小化經(jīng)歷發(fā)送比c0比特更少的預(yù)測誤差的q-norm。ω(α)還可以被設(shè)置為c(α)＝||α||p(p＝0,.11,1,2,2.561等)。

以上最小化可以關(guān)于α1，α2，...，αf聯(lián)合地解決該問題。

在一個(gè)實(shí)施例中，聯(lián)合最小化可以通過求解以下的等式5以一些精度損失被簡化為標(biāo)量最小化。

[等式5]

對于每個(gè)αi，

以下的等式5大體上導(dǎo)致更容易的解決方案。

在一個(gè)實(shí)施例中，基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核可以被選擇以滿足以下的等式6。

[等式6]

這里

在一個(gè)實(shí)施例中，基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核可以被限定如以下的等式7。

[等式7]

在等式7中，r＝(-π，π]×(-π，π]確定區(qū)域π²的矩形二維的間隔，并且可測量集合r1，...，rf表示r分解，使得每當(dāng)i≠j時(shí)，并且并且，fi是ri的指標(biāo)函數(shù)的反離散傅里葉變換。

這樣的濾波器可以最終成為空間域中的非緊湊的支持。

基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核可以通過使用視頻序列的訓(xùn)練集優(yōu)化。

在另一個(gè)實(shí)施例中，緊湊的支持濾波器可以被設(shè)計(jì)成近似非緊湊的支持濾波器。例如，濾波器，其支持可以在空間域中被限制為緊湊區(qū)域ω(例如，ω可以是長方形區(qū)域，其限制fi的抽頭的總數(shù)為規(guī)定的數(shù)目)。以表示fi的離散傅里葉變換，可以是ri的指標(biāo)函數(shù)。給定優(yōu)化權(quán)重βi≥0，那么，fi可以被選擇以最小化以下的等式8。

[等式8]

在這種情況下，如果(r＝0,.11,1,2,2.561等等)，且fi(k，l)＝0。

在另一個(gè)實(shí)施例中，ψi(ω1，ω2)是給定的濾波器集合，并且以上所述的最小化可以被改變，使得fi近似ψi，如以下的等式9。

[等式9]

這里，如果則并且fi(k，l)＝0。

在一個(gè)實(shí)施例中，fi可以在訓(xùn)練集的幫助下設(shè)計(jì)。給定的目標(biāo)和錨定圖像對以預(yù)測形式集中在該卷積上，使用卷積的定義，可以獲得等式10。

[等式10]

將數(shù)量按詞典排序?yàn)槭噶?，可以獲得等式11。

[等式11]

并且，在預(yù)測時(shí)對于所有像素(m，n)適應(yīng)，等式12可以獲得如下。

[等式12]

考慮詞典排序的目標(biāo)圖像，在訓(xùn)練集上的最佳濾波器如以下的等式13獲得。

[等式13]

minf{minα{||y-xfα||q+λc(α)}}

在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明可以經(jīng)訓(xùn)練集設(shè)計(jì)濾波器內(nèi)核，如以下的等式14。

[等式14]

在這種情況下，訓(xùn)練一對塊可以以(y1，x1)，(y2，x2)，...，(ys，xs)(s是大整數(shù)，例如，100、1000、119191等等)限定。

并且，等式14的內(nèi)部最小化可以以圖8的其他實(shí)施例，例如，等式15至18替換。

在一個(gè)實(shí)施例中，編碼器-解碼器對可以對視頻序列的預(yù)先發(fā)送的幀(或者幀的一部分)執(zhí)行相同的優(yōu)化，并且在未來幀(或者用于傳輸剩余的幀的一部分)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測中利用產(chǎn)生的濾波器。

在一個(gè)實(shí)施例中，四叉樹或者其他區(qū)域分解優(yōu)化可以與用于f的優(yōu)化一起進(jìn)行。在另一個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、流動(dòng)、去噪聲和其他處理相關(guān)的優(yōu)化可以與用于f的以上所述的優(yōu)化一起進(jìn)行。

在一個(gè)實(shí)施例中，在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償中使用的內(nèi)插濾波器可以與設(shè)計(jì)的濾波器結(jié)合以降低總的濾波復(fù)雜度。

圖7圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的設(shè)計(jì)預(yù)測濾波器的編碼器和通過使用該預(yù)測濾波器處理視頻信號的解碼器的示意性框圖。

本發(fā)明假設(shè)2d濾波器f的支持是k×l，這里k和l是大于或等于1的整數(shù)。例如，濾波器可以限定在偶數(shù)或者奇數(shù)尺寸的矩形上，k＝l＝2k(k＝1，2，3，...)，k＝l＝2k+1(k＝0，1，2，3，...)。

這樣的濾波器可以使用kl濾波器抽頭值被參數(shù)化。在本發(fā)明針對的壓縮應(yīng)用中，可以在編碼器出針對每個(gè)x，y對設(shè)計(jì)濾波器，并且濾波器參數(shù)可以被發(fā)送給解碼器。

應(yīng)該理解，參數(shù)越多，濾波器具有越多的困難，將以給定的目標(biāo)比特速率經(jīng)通信信道傳送這些參數(shù)。

降低參數(shù)的一種方式是約束f是均衡的。這樣的選擇可以粗略地通過在2d中的四個(gè)因素降低f的參數(shù)的數(shù)目。但是，濾波和預(yù)測功效可能被降低，因?yàn)閷ΨQ濾波器在錨定圖像區(qū)域中不足以提高和抑制方向性結(jié)構(gòu)。

另一個(gè)方式是通過使用帶寬、通帶和阻帶參數(shù)，在頻率域中限制濾波器，例如，約束f是低通、高通、帶通等等。但是，這樣的方法相對于方向性和其他復(fù)雜的錨定圖像區(qū)域也是不夠的。

在本發(fā)明中，濾波器f可以關(guān)于基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核集合fi，i＝1，…，i被參數(shù)化，如等式15。

[等式15]

這里i是整數(shù)常數(shù)(i＝1，2，4，17，179，等等)，αi是調(diào)制標(biāo)量，并且fi是二維的基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核。

在本發(fā)明中，基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核可以為編碼器和解碼器這兩者所知，并且人們僅需要發(fā)送調(diào)制標(biāo)量αi，i＝1，…，i。結(jié)果的預(yù)測濾波器將稱為縮聚預(yù)測濾波器(在下文中，“cpf”)。本發(fā)明的技術(shù)集中在設(shè)計(jì)這樣有效的濾波器上。

在本發(fā)明中，基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核可以為編碼器/解碼器對所知，并且濾波器適用性可以通過計(jì)算和發(fā)送調(diào)制標(biāo)量αi，i＝1，…，i實(shí)現(xiàn)。因此，所需要的是設(shè)計(jì)基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核，其可以在壓縮各種視頻序列時(shí)有利地使用。

本發(fā)明假設(shè)給定錨定圖像區(qū)域的訓(xùn)練集xr，并且相應(yīng)的目標(biāo)圖像區(qū)域yr，r＝1，…，t，這里t是訓(xùn)練對(t＝1，2，3，112，1000，1127276278，等等)的整數(shù)。這些區(qū)域的每對具有相同的空間尺寸，但是不同的對可以具有不同的空間尺寸。

對于r^th訓(xùn)練對，yr的預(yù)測可以使用cpf獲得。

[等式16]

[等式17]

使αr＝[α1，rα2，r…αi，r]^t，然后，在對于給定的基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核宅l2–norm方面中最好的調(diào)制標(biāo)量可以通過求解等式18向r^th對提供。

[等式18]

參考實(shí)現(xiàn)最小化為αr^*的調(diào)制標(biāo)量，最好的基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核可以通過求解等式19獲得。

[公式19]

在這種情況下，調(diào)制標(biāo)量對于每個(gè)r變化，而基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核是固定的。

在本說明書中，在論述優(yōu)化問題時(shí)便于使用矢量記號。假設(shè)yr和fi被詞典排序?yàn)槭噶俊Ｔ~典排序該值為矩陣xr的行，卷積fi*xr可以由矩陣矢量相乘xrfi表示。進(jìn)一步假設(shè)fi被設(shè)置為矩陣f的列。

[等式20]

[等式21]

[等式22]

[等式23]

在這個(gè)等式中，f是矩陣。

使用以上所述的矢量記號，本發(fā)明可以考慮統(tǒng)計(jì)模擬，這里目標(biāo)矢量被如等式24給出。

[等式24]

y＝xgr+ω，

在這種情況下，gr是未知的濾波器，并且ω是與其他數(shù)量無關(guān)的白噪聲。假設(shè)所有數(shù)量是零均值。在統(tǒng)計(jì)視點(diǎn)上，錨定和目標(biāo)塊的r^th對相對于r^th濾波器gr已經(jīng)被繪制而給出的以上模型模擬為隨機(jī)實(shí)現(xiàn)。

均方預(yù)測誤差(mse)可以如等式25獲得。

[公式25]

在這種情況下，e[.|r]，表示給定r下的期望。擴(kuò)展導(dǎo)致以下的等式26。

[等式26]

e[y^ty|r]-2e[y^tx|r]fαr+αr^tf^te[x^tx|r]fαr.

就調(diào)制權(quán)重而言最小化mse導(dǎo)致以下的等式27，αr可以從其求解。

[公式27]

f^te[x^ty|r]＝f^te[x^tx|r]fαr，

由于噪聲是白的，可以使用等式28。

[公式28]

e[x^ty|r]＝e[x^tx|r]gr.

在本發(fā)明的實(shí)施例中，假設(shè)e[x^tx|r]與r無關(guān)，即，e[x^tx|r]＝e[x^tx]＝r。令g表示具有r^th列等于gr·的矩陣?？梢垣@得以下的等式。

[公式29]

f^trgr＝f^trfαr，

等式29可以對于所有r改寫為等式30。

[等式30]

對于所有的r，f^trg＝f^trfc，

在這種情況下，c是r^th列等于αr·的矩陣。

將該解插入進(jìn)mse，可以獲得等式31。

[等式31]

e[y^ty|r]-gr^trfαr.

讓p(r)確定r.的概率。對r求平均值導(dǎo)致等式32。

[等式32]

等式32可以被簡化為等式33。

[公式33]

為了標(biāo)記方便起見，本發(fā)明假設(shè)r是均勻分布的。然后，在求和中的第二項(xiàng)變得與等式34成正比。

[等式34]

這里tr[.]表示矩陣的跡。

基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核和調(diào)制權(quán)重的聯(lián)合優(yōu)化可以如等式35提供。

[公式35]

maxf，ctr[g^trfc]，受制于f^trg＝f^trfc.

在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明對這個(gè)系統(tǒng)求解以導(dǎo)致基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核和調(diào)制權(quán)重。

在一個(gè)實(shí)施例中，訓(xùn)練對集可用于產(chǎn)生相關(guān)和互相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)值，其然后被用于獲得以上系統(tǒng)。

在另一個(gè)實(shí)施例中，公知的統(tǒng)計(jì)模擬技術(shù)可用于得到相關(guān)和互相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)值。

在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明可以使用以上提及的訓(xùn)練/設(shè)計(jì)實(shí)施例獲得基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核集合，并且在視頻壓縮中使用這些濾波器。在這個(gè)實(shí)施例中，編碼器/解碼器能訪問推導(dǎo)出的基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核。調(diào)制權(quán)重可以在壓縮期間確定，并且發(fā)送給解碼器。

在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)以上的基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核集可以被設(shè)計(jì)用于不同的訓(xùn)練集。這些基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核的集合可以放入字典(存儲(chǔ)器)或者數(shù)據(jù)庫中。然后，在壓縮期間，編碼器首先選擇基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核集合，并且將選擇的基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核示意給解碼器。其然后如在以上所述的段落中提及的進(jìn)行編碼視頻序列。

在一個(gè)實(shí)施例中，基礎(chǔ)濾波器內(nèi)核和調(diào)制標(biāo)量可以被縮放，并且調(diào)制標(biāo)量可以執(zhí)行更加有效的壓縮，同時(shí)通過使用變換過程獲得預(yù)測濾波相同的結(jié)果。例如，如果經(jīng)由y＝fc預(yù)先形成預(yù)測濾波，則當(dāng)作為y＝fct-1tc執(zhí)行時(shí)，能夠通過使用變換過程(tc分量)執(zhí)行更加有效的壓縮。

圖8是圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的編碼預(yù)測濾波器參數(shù)過程的流程圖。

在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明可以應(yīng)用于視頻編碼器或者解碼器。本發(fā)明可以從基礎(chǔ)預(yù)測濾波器庫(或者預(yù)測濾波器庫或者基礎(chǔ)預(yù)測濾波器存儲(chǔ)器ω)中選擇基礎(chǔ)預(yù)測濾波器f集合(s810)。例如，以上所述的過程可以通過預(yù)測濾波單元(470)和/或?yàn)V波器選擇單元(472)執(zhí)行。

要壓縮的參考幀或者錨定幀和塊可以提供到模塊中，該模塊確定運(yùn)動(dòng)矢量和cpf調(diào)制權(quán)重。該模塊可以確定目標(biāo)塊y的預(yù)測濾波器參數(shù)(s820)。例如，以上所述的過程可以通過預(yù)測濾波單元(470)、參數(shù)確定單元(473)和/或?yàn)V波器參數(shù)確定單元(475)執(zhí)行。

預(yù)測濾波器參數(shù)和選擇信息可以被編碼，并且以壓縮的比特流發(fā)送給解碼器(s830)。在解碼器上，這個(gè)過程可以反向地執(zhí)行。

使用優(yōu)化，基礎(chǔ)預(yù)測濾波器庫可以使用視頻序列的訓(xùn)練集構(gòu)成。

一旦預(yù)測濾波器參數(shù)被確定，使用在該領(lǐng)域中公知的方法它們可以被發(fā)送給解碼器。例如，類似于分割信息在視頻編譯系統(tǒng)中發(fā)送的方式，四叉樹分割被發(fā)送。類似于在視頻編譯系統(tǒng)中變換系數(shù)發(fā)送的方式，預(yù)測濾波器參數(shù)被發(fā)送。

圖9是圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的確定預(yù)測濾波器參數(shù)過程的流程圖。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，編碼器可以對于錨定塊四叉樹分解，確定用于每個(gè)葉節(jié)點(diǎn)的cpf調(diào)制權(quán)重。并且，編碼器可以基于相應(yīng)的cpf濾波葉節(jié)點(diǎn)，并且將濾波的結(jié)果作為預(yù)測塊使用。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以通過將本發(fā)明應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)矢量估計(jì)過程確定預(yù)測濾波器參數(shù)。

對于運(yùn)動(dòng)矢量的每個(gè)，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償塊可以通過使用運(yùn)動(dòng)矢量獲得(s910)。例如，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)暮蜻x者塊可以通過使用候選者運(yùn)動(dòng)矢量獲得。

預(yù)測濾波單元(470)可以找到濾波器系數(shù)cb和分割信息pb，其最小化成本函數(shù)cost(y,b,cb,pb,f)(s920)。

并且，該預(yù)測濾波單元(470)可以檢查是否成本函數(shù)cost(y,b,cb,pb,f)小于預(yù)先確定的最小值(mincost)(s930)。

如果成本函數(shù)cost(y,b,cb,pb,f)小于預(yù)先確定的最小值(mincost)，則濾波器系數(shù)cb*、分割信息pb*、運(yùn)動(dòng)矢量mv*和成本函數(shù)的最小值可以設(shè)置為滿足以上所述條件的值(s940)。

然后，預(yù)測濾波單元(470)可以檢查是否存在要另外搜索的運(yùn)動(dòng)矢量(s950)。

如果存在要另外搜索的運(yùn)動(dòng)矢量，以上所述的過程可以遞歸地執(zhí)行。但是，如果不存在要另外搜索的運(yùn)動(dòng)矢量，則預(yù)測濾波單元(470)可以將濾波器系數(shù)cb*、分割信息pb*、運(yùn)動(dòng)矢量mv*和成本函數(shù)的最小值作為最佳值輸出。

圖10是圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的獲得最佳濾波器系數(shù)和最佳分割信息過程的流程圖。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，最小化單元minunit、目標(biāo)塊y、參考塊b和基礎(chǔ)預(yù)測濾波器f、預(yù)測濾波單元(470)可以找到預(yù)測濾波器參數(shù)，其聯(lián)合地最小化成本函數(shù)。

首先，預(yù)測濾波單元(470)可以將初始分割信息pfull構(gòu)成為四叉樹(s1010)。該初始分割信息pfull可以如等式36限定。

[公式36]

pfull＝constructfulltree(y,minunit)

例如，最小化單元minunit的值可以被設(shè)置為4。

然后，預(yù)測濾波單元(470)可以基于初始分割信息pfull獲得最佳濾波器系數(shù)cb和最佳分割pb(s1020)。

例如，最佳濾波器系數(shù)cb和最佳分割信息pb可以通過等式37獲得。

[公式37]

cb,pb,cost＝findbestcoefficientandpartition(pfull,y,b,f)

圖11是圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的獲得對其應(yīng)用全分解的塊的分割信息過程的流程圖。

首先，初始分割信息pfull可以被初始化(s1110)。

該預(yù)測濾波單元(470)可以檢查是否目標(biāo)塊y的尺寸大于最小化單元minunit(s1120)。

如果目標(biāo)塊y的尺寸大于最小化單元minunit，則預(yù)測濾波單元(470)可以將目標(biāo)塊y劃分為4個(gè)子塊并且將劃分節(jié)點(diǎn)符號增加給分割函數(shù)p＝{p，d}(s1130)。

例如，對于i＝1,2,3,4，分割信息pb可以如等式38構(gòu)成。

[公式38]

但是，如果目標(biāo)塊y的尺寸不大于最小化單元minunit，則預(yù)測濾波單元(470)可以將葉節(jié)點(diǎn)符號增加給分割函數(shù)p＝{p，l}(s1140)。

圖12是圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的獲得最佳濾波器系數(shù)的詳細(xì)過程的流程圖。

在圖12的實(shí)施例中，本發(fā)明提供用于獲得最佳濾波器系數(shù)的詳細(xì)方法。

為了找到最佳預(yù)測濾波器參數(shù)，分割信息pb可以如等式39限定。

[公式39]

pb＝prune_tree(pfull,y,b,f)

對于在pb中的每個(gè)葉節(jié)點(diǎn)nl，預(yù)測濾波單元(470)可以從目標(biāo)塊y獲得對應(yīng)于nl的塊并且從運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償塊b獲得對應(yīng)于nl的塊γ(s1220)。在這種情況下，塊表示在目標(biāo)塊y內(nèi)對應(yīng)于每個(gè)葉節(jié)點(diǎn)的分割塊，并且塊γ表示在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償塊y內(nèi)對應(yīng)于每個(gè)葉節(jié)點(diǎn)的分割塊。

該預(yù)測濾波單元(470)可以如等式40基于塊塊γ和基礎(chǔ)預(yù)測濾波器來計(jì)算濾波器系數(shù)。

[等式40]

然后，計(jì)算的濾波器系數(shù)可以如等式41量化。

[公式41]

圖13是圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的獲得最佳分割信息的詳細(xì)過程的流程圖。

如等式39給出用于獲得分割信息的分割函數(shù)，預(yù)測濾波單元(470)可以檢查是否當(dāng)前塊對應(yīng)于葉節(jié)點(diǎn)(s1310)。

如果當(dāng)前塊對應(yīng)于葉節(jié)點(diǎn)，則預(yù)測濾波單元(470)可以將分割函數(shù)p構(gòu)成為分割信息p’。

但是，如果當(dāng)前塊不對應(yīng)于葉節(jié)點(diǎn)，則預(yù)測濾波單元(470)可以使用塊γ計(jì)算預(yù)測塊的成本而無需濾波(s1320)。經(jīng)由以上所述的計(jì)算，該預(yù)測濾波單元(470)可以獲得成本1。

此外，如果當(dāng)前塊不對應(yīng)于葉節(jié)點(diǎn)，該預(yù)測濾波單元(470)可以將塊塊γ劃分為4個(gè)子塊并且獲得相關(guān)的節(jié)點(diǎn)信息ni(s1330)。

并且，該預(yù)測濾波單元(470)可以基于等式42計(jì)算節(jié)點(diǎn)信息ni的成本(s1340)。

[公式42]

經(jīng)由等式42，該預(yù)測濾波單元(470)可以獲得成本2。

然后，預(yù)測濾波單元(470)可以檢查是否成本1小于或者等于成本2(s1350)。也就是說，在當(dāng)前塊不對應(yīng)于葉節(jié)點(diǎn)時(shí)，預(yù)測濾波單元(470)可以通過計(jì)算和比較無需濾波預(yù)測的塊的成本和劃分為子塊的節(jié)點(diǎn)的成本來選擇更加有效的方式。

如果成本1小于或者等于成本2，則預(yù)測濾波單元(470)可以從分割函數(shù)p刪除節(jié)點(diǎn)信息ni和所有后代(s1360)。

同時(shí)，如果成本1大于成本2，則預(yù)測濾波單元(470)可以將分割函數(shù)p構(gòu)成為分割信息p’。

圖14是圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的計(jì)算分割塊的成本過程的流程圖。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，將詳細(xì)地解釋如等式42計(jì)算分割塊成本的過程。

預(yù)測濾波單元(470)可以如等式42計(jì)算節(jié)點(diǎn)信息ni的成本。

首先，預(yù)測濾波單元(470)可以檢查是否節(jié)點(diǎn)信息ni對應(yīng)于葉節(jié)點(diǎn)(s1410)。

如果節(jié)點(diǎn)信息ni對應(yīng)于葉節(jié)點(diǎn)，則預(yù)測濾波單元(470)可以使用塊γ計(jì)算預(yù)測塊的成本(s1420)。用于計(jì)算預(yù)測塊成本的過程將在圖15中解釋。

但是，如果當(dāng)前塊不對應(yīng)于葉節(jié)點(diǎn)，則預(yù)測濾波單元(470)可以將塊塊γ劃分為4個(gè)子塊并且獲得相關(guān)的節(jié)點(diǎn)信息ni(i＝1,2,3,4)(s1430)。

并且，預(yù)測濾波單元(470)可以按照等式42計(jì)算節(jié)點(diǎn)信息ni的成本(s1440)。

圖15是圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的計(jì)算產(chǎn)生預(yù)測塊的成本過程的流程圖。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，本發(fā)明提供用于計(jì)算預(yù)測塊成本的方法。

預(yù)測濾波單元(470)可以基于塊塊γ和基礎(chǔ)預(yù)測濾波器f計(jì)算濾波器系數(shù)(s1510)。例如，等式40可以用于計(jì)算該濾波器系數(shù)。

并且，計(jì)算的濾波器系數(shù)可以被量化(s1520)。例如，等式41可以用于量化濾波器系數(shù)。

該預(yù)測濾波單元(470)可以通過使用如等式43的預(yù)測函數(shù)形成預(yù)測信號(s1530)。

[公式43]

ρ＝form_prediction(г,c)

在等式43中，ρ表示預(yù)測信號，并且г表示濾波的塊。г可以由гi＝y(tǒng)*fi表示，y表示塊，并且fi表示濾波器內(nèi)核。

同時(shí)，給定基礎(chǔ)預(yù)測濾波器f，預(yù)測濾波單元(470)可以通過使用基礎(chǔ)預(yù)測濾波器f執(zhí)行塊γ的濾波(s1540)。

濾波的塊г可以在s1530中用于形成預(yù)測信號。

然后，預(yù)測濾波單元(470)可以通過使用等式44計(jì)算預(yù)測塊的成本。

[公式44]

在等式44中，d表示在二個(gè)塊之間的失真(例如，mse)，并且r表示使用變換單元用于編碼獲得的速率。

圖16是圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的基于預(yù)測濾波器參數(shù)來預(yù)測目標(biāo)區(qū)域過程的流程圖。

本發(fā)明提供基于預(yù)測濾波器參數(shù)來預(yù)測目標(biāo)區(qū)域的編碼過程。

編碼器可以計(jì)算目標(biāo)區(qū)域的候選者運(yùn)動(dòng)矢量(s1610)，并且通過使用候選者運(yùn)動(dòng)矢量確定參考區(qū)域(s1620)。

編碼器可以基于基礎(chǔ)預(yù)測濾波器確定預(yù)測濾波器參數(shù)(s1630)。在這種情況下，預(yù)測濾波器參數(shù)包括濾波器系數(shù)和分割信息中的至少一個(gè)，并且被確定為最小化成本函數(shù)。

基礎(chǔ)預(yù)測濾波器可以是從預(yù)先確定的預(yù)測濾波器庫中選擇出來的。

用于確定預(yù)測濾波器參數(shù)的各種實(shí)施例能夠應(yīng)用于這個(gè)實(shí)施例。

編碼器可以基于預(yù)測濾波器參數(shù)來預(yù)測目標(biāo)區(qū)域(s1640)。

圖17是圖示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的解碼包括預(yù)測濾波器參數(shù)的視頻信號過程的流程圖。

本發(fā)明提供解碼包括預(yù)測濾波器參數(shù)的視頻信號的方法。

解碼器可以接收包括預(yù)測濾波器參數(shù)、濾波器選擇信息和運(yùn)動(dòng)信息中的至少一個(gè)的視頻信號(s1710)。

解碼器可以從視頻信號獲得預(yù)測濾波器參數(shù)，并且解碼預(yù)測濾波器參數(shù)(s1720)。在這種情況下，預(yù)測濾波器參數(shù)包括濾波器系數(shù)和分割信息中的至少一個(gè)。在另一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)測濾波器參數(shù)可以在解碼器中從其他信息中導(dǎo)出。

解碼器可以基于濾波器系數(shù)和濾波器選擇信息中的至少一個(gè)來確定預(yù)測濾波器(s1730)。在這種情況下，濾波器選擇信息可以從視頻信號中提取，或者從其他信息中導(dǎo)出。解碼器可以基于濾波器選擇信息從基礎(chǔ)預(yù)測濾波器庫選擇要使用的預(yù)測濾波器(s1740)。

解碼器可以基于分割信息執(zhí)行對于在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償塊中每個(gè)分割塊的濾波(s1750)。

同時(shí)，解碼器可以通過使用運(yùn)動(dòng)信息來獲得運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償塊(s1760)。獲得的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償塊可以在s1750中使用。

圖18表示根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于的實(shí)施例的執(zhí)行預(yù)測濾波的預(yù)測濾波單元(470)的示意性框圖。

本發(fā)明應(yīng)用于的預(yù)測濾波單元(470)包括濾波器選擇單元(472)和參數(shù)確定單元(473)，并且參數(shù)確定單元(473)包括成本計(jì)算單元(474)、濾波器參數(shù)確定單元(475)和mv(運(yùn)動(dòng)矢量)確定單元(476)。圖18示出預(yù)測濾波單元(470)被作為單獨(dú)的功能單元設(shè)置在編碼器中，但是，這是本發(fā)明的實(shí)施例，并且本發(fā)明不局限于此。例如，該預(yù)測濾波單元(470)可以設(shè)置在預(yù)測單元(460)中，或者設(shè)置在其他單元之間。此外，濾波器庫(741)也可以與預(yù)測濾波單元(470)分開地定位，但是，這也是本發(fā)明的實(shí)施例，并且本發(fā)明不局限于此。例如，濾波器庫(741)可以在預(yù)測濾波單元(470)或者預(yù)測單元(460)中包括和使用，或者可以在外部或者單獨(dú)的存儲(chǔ)器中包括和使用。這些可以類似地應(yīng)用于解碼器。

預(yù)測濾波單元(470)可以使用預(yù)測濾波器和參考塊的線性卷積來產(chǎn)生預(yù)測塊。

首先，濾波器選擇單元(472)可以從濾波器庫(471)(或者預(yù)測濾波器庫，或者基礎(chǔ)預(yù)測濾波器存儲(chǔ)器ω)中選擇基礎(chǔ)預(yù)測濾波器集合。

參數(shù)確定單元(473)可以通過參考參考幀(或者錨定幀)和編譯塊確定預(yù)測濾波器參數(shù)，并且基于預(yù)測濾波器參數(shù)確定運(yùn)動(dòng)矢量和cpf調(diào)制權(quán)重。預(yù)測濾波器參數(shù)和選擇信息中的至少一個(gè)可以被編碼和作為壓縮的比特流發(fā)送給解碼器，并且解碼器可以反向地執(zhí)行。

成本計(jì)算單元(474)可以利用等式36和37用于獲得最小化成本函數(shù)cost(y,b,cb,pb,f))的濾波器系數(shù)cb以及分割信息pb。

濾波器參數(shù)確定單元(475)可以檢查是否成本函數(shù)cost(y,b,cb,pb,f)小于預(yù)先確定的最小值(mincost)。例如，如果成本函數(shù)cost(y,b,cb,pb,f)小于預(yù)先確定的最小值(mincost)，則獲得的濾波器系數(shù)cb*和分割信息pb*可以被設(shè)置為預(yù)測濾波器參數(shù)的值。

并且，mv(運(yùn)動(dòng)矢量)確定單元(476)可以檢查是否存在要另外搜索的運(yùn)動(dòng)矢量。如果存在要另外搜索的運(yùn)動(dòng)矢量，則以上所述的過程可以遞歸地執(zhí)行。

但是，如果不存在要另外搜索的運(yùn)動(dòng)矢量，則最小化成本函數(shù)cost(y,b,cb,pb,f)的濾波器系數(shù)cb*、分割信息pb*和運(yùn)動(dòng)矢量mv*可以被確定為最佳值。

如上所述，在本發(fā)明中解釋的實(shí)施例可以在處理器、微處理器、控制器或者芯片上實(shí)現(xiàn)和執(zhí)行。例如，在圖1、2、4、5和18中解釋的功能單元可以在計(jì)算機(jī)、處理器、微處理器、控制器或者芯片上實(shí)現(xiàn)和執(zhí)行。

如上所述，本發(fā)明應(yīng)用于的解碼器和編碼器可以包括在多媒體廣播傳輸/接收裝置、移動(dòng)通信終端、家庭影院視頻裝置、數(shù)字影院視頻裝置、監(jiān)視相機(jī)、視頻聊天裝置、諸如視頻通信的實(shí)時(shí)通信裝置、移動(dòng)流裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)、攝錄一體機(jī)、vod服務(wù)提供裝置、因特網(wǎng)流服務(wù)提供裝置、三維(3d)視頻裝置、電話會(huì)議視頻裝置和醫(yī)學(xué)視頻裝置中，并且可用于編譯視頻信號和數(shù)據(jù)信號。

此外，本發(fā)明應(yīng)用于其的解碼/編碼方法可以以由計(jì)算機(jī)執(zhí)行，并且可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)中的程序的形式生成。具有根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的多媒體數(shù)據(jù)也可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)中。計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)包括由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可讀的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在其中的所有類型的存儲(chǔ)設(shè)備。計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)例如可以包括bd、usb、rom、ram、cd-rom、磁帶、軟盤和光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。此外，計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)包括以載波(例如，經(jīng)由因特網(wǎng)傳輸)的形式實(shí)現(xiàn)的介質(zhì)。此外，由編碼方法產(chǎn)生的比特流可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)中，或者可以經(jīng)有線/無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。

工業(yè)實(shí)用性

為了說明性的目的已經(jīng)公開了本發(fā)明示例性實(shí)施例，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在附加的權(quán)利要求中公開的本發(fā)明的技術(shù)精神和范圍內(nèi)改進(jìn)、變化、替換或者增加各種其他實(shí)施例。