专利名称：切分成线性形式的像素分区的图像或图像序列的编码和解码的制作方法
技术领域：
本发明总体上属于图像处理领域，更具体地，涉及对数字图像及数字图像序列进 行编码及解码。
背景技术：
数字图像及数字图像序列已知占据大量存储器空间，因而当这些图像被传输时， 需要压缩它们以便避免在用于此传输的通信网络上拥塞的问题，其上可用的吞吐量总体上 受限制。诸如文档IS0/IEC 14496-10 中阐述的 H. 264/MPEG-4 AVC 标准(AVC 表示 "Advanced Video Coding (高级视频编码)”)具体描述了以下技术，根据该技术，当前图像 的称为宏块(macroblock)的像素组在空间上相对于属于同一图像的其它宏块来预测。这 称为内部编码(Intra coding)(或“Intra-frame-coding(帧内编码)”)。在此预测编码 之后，像素块通过离散余弦变换类型的变换来变换，然后量化。此后，量化像素块的系数按 照使得能够利用高频的大量数目零系数的读取顺序来经历(traverse)，然后通过熵编码来 编码。更具体地说，在根据前述标准的宏块的预测编码期间，除16X16类型的宏块之 外，宏块被分割为更小尺寸的块，其形式为矩形或方形。图像中这样的宏块的空间预测存在 于相对于此同一图像的另一宏块的一个或多个块来预测形成此宏块的更小尺寸的各个块。 仅仅当此另一宏块是与要被预测的宏块相邻并存在于相对于其预定的特定方向(这就是 说，在所谓的“因果(causal)”相邻中通常为上方且在左方)的宏块时，此预测是可能的。如此，例如，在16X16类型的宏块的情况下，位于底部在此宏块右方的像素的预 测需要相对于位于上方且在该宏块左方的基准像素来执行。这样的基准像素空间上非常远 离要被预测的像素。特别是在具有高的空间活动性(spatial activity)的宏块的情况下，就是说在要 被编码的图像展示许多细节的情况下，这种类型的预测的精确性因而不是优化的。本发明的目的是，通过提供对在将被预测的像素和基准像素之间的预测距离最小 化的图像进行编码和解码的方法和设备，来解决现有技术的缺点。
发明内容
为此目的，本发明提出一种对图像或图像序列编码的方法，生成包含代表图像之 一中至少一个像素组的数据的数据流，其特征在于，它包括以下步骤-针对将被编码的像素组来选择预定线性形式的初始分区；-按照所选择的初始分区来拆分将被编码的像素组；-传播在将被编码的像素组中选择的初始分区，直到所述组整体拆分为预定形式 的多个分区；
_针对所拆分的像素组，选择分区的预定经历顺序；-根据所选择的经历顺序，相继地预测并编码分区。一方面由于这样的通过传播与通常的方形或矩形形式不同的特定形式的分区而 进行的宏块拆分，并且另一方面由于经历宏块分区的特定顺序，因此，假定利用更近的基准 像素来执行预测，使得根据本发明的如此获得的内部编码比常规内部编码精细得多。而且，分区不是方形或矩形的事实使得编码更好地适应于图像的特定结构或图案。最后，分区的经历顺序与常规的经历顺序不同的事实使得能够创建不同形式和尺 寸的新分区。这样的分区呈现能够使用产生于已经编码然后解码的几个分区的基准像素的 优点。根据有利特征，像素组中当前分区的预测和编码相对于至少一个基准分区来执 行，该至少一个基准分区是这样的分区，其在当前分区之前传播并且已经被编码然后被解 码。这样的提供由此使得能够以令人满意的方式减小在将被预测的像素和基准像素 之间的预测距离。根据其它有利特征-所选择的分区经历顺序与它们被传播的顺序相同这样的实施例使得能够 相对于与基准分区紧邻的像素来系统化地预测将被预测的当前分区的像素； 针对各个分区，应用更局部化的频率变换，并因而更好地适应于分区的内容；-所选择的分区经历顺序使得能够相对于与至少一个当前分区紧邻的两个基准分 区来预测并编码该至少一个当前分区这样的实施例由此使得能够提高预测精确性；_所选择的分区经历顺序为二分类型这样的实施例由此使得能够进一步提高预 测精确性。根据另一有利特征，数据流包括与所选择的分区的形式和所选择的经历顺序有关 的信息。由此，解码器能够以确定的方式针对将被解码的当前宏块来导出将被传播的分区 的形式和将解码这样的宏块的分区的顺序。本发明还涉及一种对代表图像或图像序列的数据流进行解码的方法，这样的数据 流包含代表图像之一中至少一个像素组的数据，其特征在于它包括以下步骤-在将被解码的流中确定预定线性形式的初始分区；-根据确定的初始分区来拆分将被解码的像素组；-传播在将被解码的像素组中确定的初始分区，直到所述组被整体拆分成预定形 式的多个分区；-在将被解码的流中确定分区经历顺序；-根据确定的经历顺序，来相继地解码分区。根据其它有利特征-相对于至少一个基准分区来执行像素组中当前分区的解码，该基准分区是在当 前分区之前传播并且已经被解码的分区；-分区的经历顺序与它们被传播的顺序相同；
-分区的经历顺序使得能够相对于紧邻至少一个当前分区的两个基准分区来解码 该至少一个当前分区；-分区的经历顺序为二分类型。本发明还涉及一种承载代表图像或图像序列的数据流的载波信号，该流包含代表 图像之一中至少一个像素组的数据，其特征在于-一些代表数据涉及当对像素组预测并编码时选择的初始分区的预定线性形式； 以及-一些其它代表数据涉及形成所述像素组并产生于所选择的初始分区的传播的分 区经历顺序，以便预测并编码分区。本发明还涉及一种对图像或图像序列进行编码的设备，生成包含代表图像之一中 至少一个像素组的数据的数据流，其特征在于，它包括-针对将被编码的像素组来选择预定线性形式的初始分区的装置；-按照所选择的初始分区来拆分将被编码的像素组的装置；-传播在将被编码的像素组中选择的初始分区直到所述组整体拆分为预定形式的 多个分区的装置；-针对所拆分的像素组来选择分区的预定经历顺序的装置；-根据所选择的经历顺序来相继地预测并编码分区的装置。本发明还涉及一种对代表图像或图像序列的数据流解码的设备，该流包含代表图 像之一中至少一个像素组的数据，其特征在于，它包括-在将被解码的流中确定预定线性形式的初始分区的装置；-根据确定的初始分区来拆分将被解码的像素组的装置；-传播在将被解码的像素组中确定的初始分区直到所述组被整体拆分成预定形式 的多个分区的装置；-在将被解码的流中确定分区经历顺序的装置；-根据预定的经历顺序来相继地解码分区的装置。本发明还涉及一种包含指令的计算机程序，当在计算机上执行该计算机程序时， 该指令实施根据本发明的方法之一。
当阅读参照附图描述的优选实施例时，其它特征和优点将变得明显，其中-图1示出按照本发明的编码方法的步骤；-图2示出按照本发明的编码设备的实施例；-图3示出在按照本发明的编码设备中倾向于将被选择的分区的各种线性形式；-图4示出通过传播图3所示的各种初始分区而分割的宏块；-图5示出已经根据三种可能的经历顺序预测的图4A的分割的宏块；-图6示出已经根据图5所示的三种经历顺序之一预测的图4C的分割的宏块；-图7示出由按照本发明的编码设备所编码的宏块的结构；-图8示出构成图7的编码的宏块的结构的字段的细节；-图9示出按照本发明的解码设备；
-图10示出按照本发明的解码方法的步骤。
具体实施例方式现在将描述本发明的实施例，其中，根据本发明的编码方法用来根据与通过按照 H. 264/MPEG-4 AVC标准进行编码而得到的二进制流接近的二进制流来编码图像序列。在此 实施例中，根据本发明的编码方法例如通过初始按照H. 264/MPEG-4 AVC标准的编码器的变 体以软件或硬件方式来实施。根据本发明的编码方法体现为图1所示的包括步骤Cl到C6 的算法的形式。应当注意，根据本发明的解码方法由初始按照H. 264/MPEG-4 AVC标准的解码器的 变体以软件或硬件方式来对称地实施。根据本发明的实施例，根据本发明的编码方法在图2所示的编码设备CO中实施。 由编码器CO执行的编码为内部类型。图1所示的第一步骤Cl为针对属于将被编码的图像序列的图像IE的像素组或宏 块来选择在预定线性形式的分区的预定集合中选定的特定分区。为此目的，如图2所示，尺 寸例如为8X8的属于图像IE的宏块MB被应用为到分区选择模块SP的输入。用于选择分区的此模块SP例如使用基于穷尽竞争的选定过程、或者另外使用 借助于先验(a-priori)算法的选定过程。这样的过程为本领域技术人员所熟知(参 阅G. J. Sullivan and Τ. ffiegand, “ Rate-distortion optimization for video compression，” IEEE Signal Proc. Mag. ,pp. 74-90,1998) 因而将不进一步描述它们。所述分区在编码器CO的数据库BDl中被分组到一起。它们的特征在于以下事实， 即它们具有线性形式，使它们与在现有编码技术中惯常使用的方形或矩形分区显著地区分 开。倾向于将由选择模块SP选择的尺寸例如为8X8的宏块的各种分区通过图3中的 非限制性例子来示出。图3A示出按照具有行形式的初始分区Pl拆分的宏块MB。图3B示出按照具有列形式的初始分区Pl拆分的宏块MB。图3C示出按照具有“L”形式的初始分区Pl拆分的宏块MB。图3D示出按照具有交叉形式的初始分区Pl拆分的宏块MB。图3E示出按照具有包含垂直、水平、和对角段的折线形式的初始分区Pl拆分的宏 块MB。图3F示出按照具有其两端合拢以便形成点的折线形式的初始分区Pl拆分的宏块 MB。诸如此类的折线例如由位于先前图像中同一位置(共位(colocated))的宏块的梯度 来确定。图1所示的随后的步骤C2是根据所选择的初始分区Pl来分割宏块MB。此分割由 图2所示的宏块分割模块PMB执行。为此目的，分割模块PMB包括意图按照如图3所示的 所选择的初始预测Pl来第一次拆分宏块MB的拆分子模块PART。参照图2，分割模块PMB进一步包括传播子模块PROP，该传播子模块PROP意图在 宏块MB中将所述所选择的初始分区Pl传播数目η次(η为整数)，直到宏块MB整体拆分为 预定形式的数目为η+1个的分区。U传播模块PMB使用传播算法，该传播算法例如使用数学形态学运算符，例如， 诸如本领域技术人员所熟知的膨胀(dilation)。这样的膨胀具体描述于以下作品
Fundamentals of Digital Image Processing”，A. K. Jain，由 Prentice Hall 出片反。因此，这样的算法优势地使得能够以确定的方式分割宏块，而不论初始分区的形 式如何。根据本发明的变体，一旦至少先前分区Pj-I已经被编码然后被解码，则传播算法 能够使用用于使在将被预测的当前分区Pj (1彡j彡n+1)和至少先前分区Pj-I之间的预 测距离最小化的计算函数。图4示出在按照图3所示的初始分区Pl进行拆分之后获得的宏块MBpart。可以注意，根据本发明的传播算法设计为这样获得分区P1，……，Pn+1 -具有与初始分区Pl相同的形式或基本上相同的形式；-不与宏块MBpart重叠；-以及不需要具有相同数目的像素。图4A示出分割的宏块MBpart，包括8个分区P1，……，P8，全部具有行的形式和 相同数目的像素。图4B示出分割的宏块MBpart，包括8个分区P1，……，P8，全部具有列的形式和 相同数目的像素。图4C示出分割的宏块MBpart，包括8个分区Pl,……，P8，除最后的分区P8之外 全部具有“L”的形式，但是各自具有不同数目的像素。图4D示出分割的宏块MBpart，包括4个分区P1，……，P4，几乎全部具有交叉的 形式，但是具有不同数目的像素。图4E示出分割的宏块MBpart，包括4个分区Pl，……，P4，几乎全部具有包含垂 直、水平、和对角段的折线的形式，但是各自具有不同数目的像素。图4F示出分割的宏块MBpart，包括4个分区Pl，……，P4，全部具有其两端合拢 的折线的形式，但是各个具有不同数目的像素。在分割步骤C2之后，在图1所示的步骤C3期间中，分割模块PMB把刚刚已经被分 割的宏块MBpart传输到图2所示的预测计算模块PRED。在图1所示的步骤C4期间中，预测计算模块PRED计算所接收的分割的宏块 MBpart的各种可能的预测。注意到编码器CO为内部类型的事实，预测计算模块PRED相对 于先前编码然后解码的最后分区来计算宏块MBpart的每个分区P1，……，Pn+1的可能的 空间预测。以特别优势的方式，预测计算模块PRED相继地预测宏块MBpart的分区，关于紧邻 在其之前并且已经被编码然后被解码以便用作基准分区的分区来预测要被预测的当前分 区。由此，由于相对于位于所述要被预测的分区的像素附近的基准像素来进行分区的 预测，因此预测距离被最小化。参照图2，这样的基准分区按照H. 264/MPEG-4 AVC标准进行编码，也就是说，它以 本质已知的方式经受-通过由变换和量化模块MTQ执行的离散余弦变换和量化而进行的编码；以及；
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-然后，通过由逆变换和量化模块MTQI执行的逆离散余弦变换和逆量化而进行的解码。在所描述的实施例中，设想了分别与分区的三种不同经历顺序01、02、03对应 的三种类型的空间预测，其中，预测计算模块PRED具有预测分割的宏块MBpart的分区 Pl、……、Pn+l的可能性。针对同一个形式的所选择的初始分区P1，参照图5示出已经根据三种前述经历顺 序而预测的三个宏块MBpred。在图5所示的例子中，假设要被预测的每个分割的宏块MBpart为图4A中的宏块 MBpart，也就是说，拆分为具有行形式的8个分区P1、……、P8。然而，当然，具有图4B到 图4F所示的其它形式的分区也适用于根据将要描述的三种经历顺序01、02、03而预测。参照图5A，宏块MBpart的分区Pl、……、P8按照它们在图4A中的传播的顺序相 继地预测。更确切地说，图2的预测计算模块PRED从左到右经历宏块MBpart的第一行，以便 预测称为初始分区的第一分区P1。所选定的第一预测行与宏块MBpart的第一行对应。如 先前解释的，预测计算模块PRED参照刚刚被编码然后被解码的相邻宏块(未示出)的基准 分区I3R的像素来预测所述分区Pl。预测计算模块PRED传递即将由变换和量化模块MTQ编 码、然后由逆变换和量化模块MTQI通过该模块进行解码的第一预测的分区。当完成这些操 作时，获得参考分区冊1，如图5A所示。此后，预测计算模块PRED从左到右经历宏块MBpart的第二行。所选定的第二行是 宏块MBpart的第二行。预测计算模块PRED选定把这个第二行分配到宏块MBpart的第二 分区P2的预测。预测计算模块PRED参照如上文所说明的刚刚被编码然后解码的分区PRl 的像素来预测所述分区P2。预测计算模块PRED传递即将由变换和量化模块MTQ编码、然后 由逆变换和量化模块MTQI解码的第二预测的分区。当完成这些操作时，如图5A所示，获得 基准分区冊2。预测计算模块PRED以上述方式处理图4A的宏块MBpart的分区P3、P4、P5、P6、 P7，然后是P8。当此预测完成时，并且参照图5A，获得预测的宏块MBpred，预测的分区冊1、 PR2>……、PR8在预测的宏块MBpred中按照关联的分区P1、P2、……、P8已经被传播的顺 序彼此跟随。现在参照图5B，宏块MB的分区被相继地、但是以与图4A中传播它们的顺序不同的 顺序来预测。更确切地说，图2的预测计算模块PRED从左到右经历意图被分配到初始分区Pl 的预测的、图4A所示的宏块MBpart的第一行。所选定的第一行与宏块MBpart的第二行相 对应。预测计算模块PRED然后参照刚刚被编码然后被解码的相邻宏块(未示出)的基准 分区I3R的像素来预测所述分区P1，如先前解释的。虽然基准分区I3R的基准像素并非紧靠 在要被预测的像素的附近，如图5A的例子中的情况那样，但是，这些基准像素足以用于要 被正确最小化的预测距离。预测计算模块PRED传递即将由变换和量化模块MTQ编码、然后 由逆变换和量化模块MTQI通过该模块进行解码的第一预测的分区。当完成这些操作时，获 得基准分区I3Rl,如图5B所示。此后，预测计算模块PRED从左到右经历意图分配到第二分区P2的预测的、宏块MBpart的第二行。所选定的第二行是宏块MBpart的第一行。预测计算模块PRED参照如上 文所说明的刚刚被编码然后解码的分区PRl的像素、而且还参照所述基准分区PR的像素来 预测所述分区P2。预测计算模块PRED传递即将由变换和量化模块MTQ编码、然后由逆变换和量化模 块MTQI解码的第二预测的分区。当完成这些操作时，如图5B所示，获得基准分区冊2。由于参照紧邻其的两个基准分区来预测分区P2，而不是参照单个基准分区来预测 分区P2，因此分区P2的预测比图5A的例子中精确得多。预测计算模块PRED以上述方式处理，对图4A的宏块MBpart的第四、第三、第六、 第五、第八和第七行分别执行分区？3、？4、？5、？6、？7和？8的预测。当此预测完成时，并且 参照图5B，获得预测的宏块MBpred，预测的分区ra2、rai、……、Pi+l、Pi、……、PR8、PR7 在预测的宏块MBpred中按照与分区Pl到P8的传播顺序不同的顺序彼此跟随。刚刚结合线性类型的分割而描述的经历顺序的选定使得可以相对于常规内部编 码中获得的增益而获得吞吐量的大约4%的增益。现在参照图5C，宏块MBpart的分区再次以与图4A中传播它们的顺序不同的顺序 来相继地预测。图5C中描述的经历顺序为二分(dichotomic)类型。更确切地说，图2的预测计算模块PRED从左到右经历意图被分配到初始分区Pl 的预测的、图4A所示的宏块MBpart的第一行。所选定的第一行与宏块MBpart的最后一行 相对应。如先前解释的，预测计算模块PRED然后参照刚刚被编码然后被解码的相邻宏块 (未示出)的基准分区I3R的像素来预测所述分区Pl。预测计算模块PRED传递即将由变换 和量化模块MTQ编码、然后由逆变换和量化模块MTQI解码的第一预测的分区。当完成这些 操作时，获得基准分区冊1，如图5C所示。此后，预测计算模块PRED从左到右经历意图分配到第二分区P2的预测的、宏块 MBpart的第二行。所选定的第二行是宏块MBpart的第四行。预测计算模块PRED参照如上 文所说明的刚刚被编码然后解码的分区PRl的像素、而且还参照所述基准分区I3R的像素来 预测所述分区P2。预测计算模块PRED传递即将由变换和量化模块MTQ编码、然后由逆变换和量化模 块MTQI解码的第二预测的分区。当完成这些操作时，获得基准分区冊2，如图5C所示。由于分区P2参照两个基准分区来预测，而不是参照单个基准分区来预测，因此分 区P2的预测虽然利用实质远离它的基准像素来执行，但是比图5A的例子中精确得多。此后，预测计算模块PRED从左到右经历意图分配到第三分区P3的预测的、宏块 MBpart的第三行。所选定的第三行是宏块MBpart的第二行。预测计算模块PRED参照如上 文所说明的刚刚被编码然后解码的分区PR2的像素，而且还参照所述基准分区PR的像素来 预测所述分区P3。 预测计算模块PRED传递即将由变换和量化模块MTQ编码、然后由逆变换和量化模 块MTQI解码的第三预测的分区。当完成这些操作时，获得基准分区冊3，如图5C所示。此后，预测计算模块PRED从左到右经历意图分配到第四分区P4的预测的宏块 MBpart的第四行。所选定的第四行是宏块MBpart的第六行。预测计算模块PRED参照最接 近它的基准分区的像素，即分区PRl的像素和分区PR2的像素来预测所述分区P4。预测计算模块PRED传递即将由变换和量化模块MTQ编码、然后由逆变换和量化模块MTQI解码的第四预测的分区。当完成这些操作时，获得基准分区PR4，如图5C所示。此后，预测计算模块PRED从左到右经历意图分配到第五分区P5的预测的宏块 MBpart的第五行。所选定的第五行是宏块MBpart的第一行。预测计算模块PRED参照最接 近它的基准分区的像素，即分区I3R的像素和分区PR3的像素来预测所述分区P5。预测计算模块PRED传递即将由变换和量化模块MTQ编码、然后由逆变换和量化模 块MTQI解码的第五预测的分区。当完成这些操作时，获得基准分区冊5，如图5C所示。此后，预测计算模块PRED从左到右经历意图分配到第六分区P6的预测的宏块 MBpart的第六行。所选定的第六行是宏块MBpart的第三行。预测计算模块PRED以以下方 式预测所述分区P6 -参照最接近它的基准分区的像素，即分区PR2和PR3的像素；_而且参照更远离它并相对于它移位相同数目分区的基准分区的像素，即分区ra 和PR4的像素。预测计算模块PRED传递即将由变换和量化模块MTQ编码、然后由逆变换和量化模 块MTQI解码的第六预测的分区。当完成这些操作时，获得基准分区PR6，如图5C所示。此后，预测计算模块PRED从左到右经历意图分配到第七分区P7的预测的宏块 MBpart的第七行。所选定的第七行是宏块MBpart的第五行。预测计算模块PRED以以下方 式预测所述分区P7 -参照最接近它的基准分区的像素，即分区PR2和PR4的像素；_而且参照更远离它并相对于它移位多个相同分区的基准分区的像素，即分区 PRl和PR5的像素。预测计算模块PRED传递即将由变换和量化模块MTQ编码、然后由逆变换和量化模 块MTQI解码的第七预测的分区。当完成这些操作时，获得基准分区冊7，如图5C所示。此后，预测计算模块PRED从左到右经历意图分配到第八分区P8的预测的宏块 MBpart的第八行。所选定的第八行是宏块MBpart的第七行。预测计算模块PRED参照最接 近它的基准分区的像素，即分区PRl和PR4的像素来预测所述分区P8。预测计算模块PRED传递即将由变换和量化模块MTQ编码、然后由逆变换和量化模 块MTQI解码的第八预测的分区。当完成这些操作时，获得基准分区PR8，如图5C所示。根据图5C所示的经历顺序，虽然参照实质上远离它们的像素来执行特定分区的 预测，但是考虑到一些分区参照两个基准分区预测以及一些其它分区可能参照四个基准分 区预测的事实，宏块MBpart的预测精确性整体上保持为高。当完成此预测时，参照图5C，按照与分区Pl到P8的传播顺序不同的二分顺序，获 得预测的宏块MEpred,预测的分区PR5、PR3、…、PR2、…、PR8、PRl在预测的宏块MBpred 中相继跟随。刚刚结合线性类型的分割而描述的经历顺序的选择使得可以相对于常规内部编 码中获得的增益而获得吞吐量的大约3%的增益。刚刚描述的分区的第三经历顺序特别适合于非统一纹理的宏块MBpart的预测， 这就是当图像IE在类似于该分区的图案上包含许多细节或亮度变化的情况。已经特别观 察到，通过选择如图3C所示的“L”形初始分区P1，在吞吐量和失真方面使用的编码成本实 质上降低。
基于“L”形初始分区Pl的传播的已经按照此第三经历顺序而预测的预测的宏块 MBPred如图6所示。当获得非常远离基准分区ra的第一预测的分区PRl时，在吞吐量和失真方面的成 本诚然很高。然而，此第一预测对如下的单个像素来执行，该单个像素呈现能够用于图4C 的宏块MBpart的其它分区的像素的预测的优点。最后，宏块MBpart的预测整体上比通过 块进行的常规预测的情况或者分区的其它上述经历顺序的情况具有更高的精确性。一旦已经通过预测计算模块PRED计算可能的预测，则在图1所示的步骤C5期间， 图2所示的决策模块DCN经历图像IE的分割的宏块，并且在此步骤C5中，选定用于对这些 宏块的每个进行编码的预测模式。从宏块的可能的预测之中，决策模块DCN根据本领域技 术人员熟知的失真吞吐量准则来选定最优预测。对于将被编码的当前宏块MB，决策模块DCN例如将以下置于竞争-图5所示的三个分区经历顺序，当前宏块MB已经例如如图4A所示而被分割；以 及-常规预测模式，当前宏块MB已经按照尺寸为8X8的方形形式的块而被分割。按照另一变体，决策模块DC例如将以下置于竞争-图5A和图5B分别示出的两个分区经历顺序01、02，当前宏块MB已经例如如图 4A所示而被分割；-图6所示的二分经历顺序03，当前宏块MB已经例如如图4C所示而被分割；以及-常规预测模式，当前宏块MB已经按照尺寸为8X8的方形形式的块而被分割。如同在H. 264/MPEG-4AVC标准中，在步骤C6期间，各个预测的宏块MBpred被编 码。更确切地说，参照图7，其中示出了图像IE的编码的宏块的切片T，每个编码的宏块包 括字段CH1，指定所考虑的宏块MB的编码类型，在所示的实施例的情况下为内部(Intra)； 字段CH2，指示所选择的分区的形式(方形、行、列、交叉、“L”、等等)；字段CH3，指示所使用 的预测模式(常规预测模式或诸如上述的经历顺序01、02、或03)；以及字段CH4，对预测的 宏块MBpred的残差值编码。如图可以在图8中看到的，在字段CH3中编码的信息先前包含在图2所示的编码 器CO的数据库BD2中。再次参照图8，这样的对应信息存储在具有四列的对应表TC中。第一列包括“分 区”字段，该“分区”字段以宏块MBpart的所有分区被传播的顺序列出宏块MBpart的所有 分区。如上所述，第二至第四列每个包括“经历顺序”字段01、02、03，“经历顺序”字段01、 02、03向各个传播的分区分配用于其预测的具体经历顺序号码。一旦此结构编码已经被决策模块DCN执行，则与图像IE的块相对应的残差系数如 果存在则被分派到变换和量化模块MTQ，以便经受离散余弦变换，随后是量化。此后，具有这 些量化的系数的宏块的切片被传输至熵编码模块CE，以便利用已经以与图像IE相同方式 编码的视频序列的其它图像来产生按照本发明编码的二进制视频流F。如此编码的二进制流F由通信网络传输至远程终端。远程终端包括按照本发明的 解码器DEC，如图9所示。二进制流F首先被分派到熵解码模块DE，其解码与图2所示的熵编码模块CE所执 行的编码相逆。然后，对于将被重建的各个图像宏块，模块DE解码的系数被分派到逆量化和逆变换模块QTI。图像重建模块RI然后在传输误差的范围内接收与在按照本发明的编码的步骤C5 中由模块DCN(图2)产生的数据相对应的已解码数据。模块RI实施按照本发明的解码方 法的步骤Dl到D4，诸如图10所示。第一步骤Dl是在要被解码的图像IE的当前宏块的切片T中编码的数据结构的解 码。以本质上已知的方式，重建模块RI在字段CHl (图7)中确定切片T的数据已经接受内 部类型的编码。在此同一步骤期间，重建模块RI根据按照本发明的解码方法来确定-依靠字段CH2(图7)而将被重建的初始分区Pl的形式；-依靠字段CH3而由决策模块DCN(图2)选择的最优预测模式。如果，例如，初始分区Pl具有如图4C所示的“L”的形式，并且最优预测模式是图 5C所示的经历顺序03，则重建模块RI由此导出当前宏块的各个分区Pl到P8将被解码的 顺序。这样的推导通过图8所示并存储在解码器DEC中的表TC来执行。图10中所示的下一步骤D2是按照在步骤Dl中确定的初始分区Pl而进行的对将 被解码的当前宏块的分割。此分割由在每个方面类似于图2所示的模块的、用于分割宏块 的模块PMB执行。为此目的，参照图10，分割模块PMB包括-拆分子模块PART，意图按照确定的初始分区Pl来第一次拆分要被解码的当前宏 块；-传播子模块PROP，意图把所述确定的初始分区Pl在宏块MB中传播数目η次(η 为整数)，直到宏块MB整体拆分成预定形式的数目为η+1个分区。传播模块PMB使用先前描述的那种类型的传播算法。在分割步骤D2之后，在图10所示的步骤D3期间，分割模块PMB把刚刚被分割为 η+1个分区的要被解码的当前宏块传输至图9所示的分区解码模块DECP。在图10所示的步骤D4期间，模块DECP然后按照步骤Dl中确定的解码顺序来执 行η+1个分区的解码。为此目的，针对将被解码的当前宏块的将被解码的各个分区，解码模块DECP使用 由如图9所示的预测计算模块PRED提供的之前紧邻的分区的预测值。预测计算模块PRED实际上接收由重建模块RI先前解码的分区的值，重建模块RI 把那些值保持在存储器中。使用在图7所示的字段CHl中指示的内部空间预测来解码图像IE的宏块的η+1 个分区。一旦图像IE的所有宏块已经被解码，则图像重建模块RI提供与图像IE的解码相 对应的图像ID，来作为来自解码器DEC的输出。
1权利要求
1. 一种对图像或图像序列编码的方法，生成包含代表所述图像(IE)之一中至少一个 像素组的数据的数据流(F)，其特征在于，所述方法包括以下步骤-针对将被编码的像素组(MB)来选择(C1)预定线性形式的初始分区(P1)； _按照所述所选择的初始分区来拆分(C2)所述将被编码的像素组； -传播(C2)在所述将被编码的像素组中选择的所述初始分区，直到所述组整体拆分为 预定形式的多个分区；-针对所述所拆分的像素组(MBpart)，选择所述分区的预定经历顺序； _根据所述所选择的经历顺序，相继地预测并编码(C4)所述分区。
2.按照权利要求1所述的编码方法，其中，所述像素组中当前分区的预测和编码相对 于至少一个基准分区来执行，所述基准分区是在当前分区之前传播并且已经被编码然后被 解码的分区。
3.按照权利要求2所述的编码方法，其中，所选择的分区经历顺序与它们被传播的顺 序相同(01)。
4.按照权利要求2所述的编码方法，其中，所选择的分区经历顺序(02)使得能够相对 于与至少一个当前分区紧邻的两个基准分区来预测并编码该至少一个当前分区。
5.按照权利要求2所述的编码方法，其中，所选择的分区经历顺序(03)为二分类型。
6.按照权利要求1至5中任意一项所述的编码方法，其中，数据流(F)包括与所述所选 择的分区的形式(CH2)并与所选择的经历顺序(01 ；02 ；03)相关的信息。
7.一种对代表图像或图像序列的数据流(F)进行解码的方法，所述流(F)包含代表所 述图像(IE)之一中至少一个像素组的数据，其特征在于所述方法包括以下步骤_在将被解码的所述流(F)中确定(D1)预定线性形式的初始分区； -根据所述确定的初始分区来拆分(D2)所述将被解码的像素组； -传播(D2)在所述将被解码的像素组中确定的所述初始分区，直到所述组被整体拆分 成预定形式的多个分区；-在所述将被解码的流(F)中确定所述分区的经历顺序； -根据所述确定的经历顺序，来相继地解码所述分区。
8.按照权利要求7所述的解码方法，其中，相对于至少一个基准分区来执行所述像素 组中当前分区的解码，所述基准分区是在当前分区之前传播并且已经被解码的分区。
9.按照权利要求8所述的解码方法，其中，分区的经历顺序与它们被传播的顺序相同 (01)。
10.按照权利要求8所述的解码方法，其中，分区的经历顺序(02)使得能够相对于紧邻 至少一个当前分区的两个基准分区来解码该至少一个当前分区。
11.按照权利要求8所述的解码方法，其中，分区的经历顺序(03)为二分类型。
12.—种承载代表图像或图像序列的数据流(F)的载波信号，所述流(F)包含代表所述 图像(IE)之一中至少一个像素组的数据，其特征在于-一些所述代表数据涉及当对所述像素组预测并编码时选择的初始分区的预定线性形 式；以及_一些其它所述代表数据涉及形成所述像素组并产生于所述所选择的初始分区的传播 的分区经历顺序，以便预测并编码所述分区。
13.一种对图像或图像序列进行编码的设备(CO)，生成包含代表所述图像(IE)之一中 至少一个像素组的数据的数据流(F)，其特征在于，所述设备包括-针对将被编码的像素组(MB)来选择预定线性形式的初始分区(P1)的装置(SP)； -按照所述所选择的初始分区来拆分所述将被编码的像素组的装置(PMB)； -传播在所述将被编码的像素组中选择的所述初始分区直到所述组整体拆分为预定形 式的多个分区的装置(PROP)；-针对所述所拆分的像素组来选择所述分区的预定经历顺序的装置(DCN)； -根据所述所选择的经历顺序来相继地预测并编码所述分区的装置。
14.一种对代表图像或图像序列的数据流(F)进行解码的设备(DEC)，所述流(F)包含 代表所述图像(IE)之一中至少一个像素组的数据，其特征在于，所述设备包括_在将被解码的所述流(F)中确定预定线性形式的初始分区的装置(DE)； _根据所述确定的初始分区来拆分所述将被解码的像素组的装置(PART)； -传播在所述将被解码的像素组中确定的所述初始分区直到所述组被整体拆分成预定 形式的多个分区的装置(PROP)；_在将被解码的所述流(F)中确定所述分区的经历顺序的装置(DE)； -根据所述确定的经历顺序来相继地解码所述分区的装置(DECP)。
15.—种包含指令的计算机程序，当在计算机上执行该计算机程序时，所述指令实施按 照权利要求1至11中任意一项所述的方法之一。
全文摘要
本发明涉及一种对图像或图像序列编码的方法，生成包含代表所述图像(IE)之一中至少一个像素组的数据的数据流(F)。所述方法包括以下步骤针对将被编码的像素组来选择(C1)预定线性形式的初始分区(P1)；按照所述所选择的初始分区来拆分(C2)所述将被编码的像素组；传播(C2)在所述将被编码的像素组中选择的所述初始分区，直到所述组整体拆分为预定形式的多个分区；针对所述所拆分的像素组选择所述分区的预定经历顺序；根据所述所选择的经历顺序，相继地预测并编码(C4)所述分区。
文档编号H04N7/34GK102007770SQ200980113253
公开日2011年4月6日 申请日期2009年4月6日 优先权日2008年4月15日
发明者乔尔·琼格, 吉劳姆·拉罗科 申请人:法国电信公司