CN1147153C - 对二进制形状信号的运动矢量进行编码的方法和装置 - Google Patents

对二进制形状信号的运动矢量进行编码的方法和装置 Download PDF

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Abstract

一装置通过选择地使用逐行和隔行编码技术对由纹理信息和形状信息组成的一视频信号进行编码。该形状信息被划分成多个具有第一和第二二进制值之一的M×N象素的二进制α块且该纹理信息具有多个与一二进制α块的象素数相同的象素的宏块。具体地，该装置按照预定的优先级，根据在多个候选运动矢量预估值中选择的一对应的运动矢量预估值，确定该形状信息的目标二进制α块的一运动矢量。

Description

对二进制形状信号的运动矢量进行编码的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种对二进制形状信号进行编码的方法和装置；且更具体地，涉及一种对二进制形状信号的运动矢量进行编码的方法和装置。
背景技术
在诸如可视电话、电视会议系统及高清晰度电视系统的数字电视系统中，由于视频帧信号中包括一序列称之为象素值的数字数据，因而需要大量数字数据来确定每一视频帧信号。然而，由于传统传输信道的可用频带宽度有限，为了经其传送大量数字数据，需要通过使用各种数据压缩技术来压缩或减少数据量，特别是在可视电话和电视会议系统这样的低比特率视频信号编码器的情形中。
用于对低比特率编码系统的视频信号进行编码的技术之一就是所谓的面向目标的分析一合成编码技术，其中输入视频图象被分为多个目标，并且通过不同的编码信道处理用来确定每个目标的运动、轮廓和象素数据的三组参数。
这样的面对目标的编码方案的例子之一是所谓的MPEG(活动图象专家组)阶段4(MPEG-4)，它用来提供允许基于内容的交互性的视听编码标准，提高在如低比特率通信、交互式多媒体(例如游戏、交互式电视)和区域监视这些运用中的编码效率和/或通用可访问性。
按照MPEG-4，一输入视频图象被分成多个视频目标平面(VOP)，它与用户能访问和操作的比特流中的实体相对应。可将一VOP称为一目标，并由围绕各目标的其宽度和高度为16个象素(一宏块大小)的最小倍数的界定矩形来表示，这样编码器可在逐个VOP的基础上处理输入视频图象。
MPEG-4中所述的一VOP包括形状信息和由亮度及色度数据组成的纹理信息，其中该以二进制形状信号表示的形状信号被称作为一α平面(alpha plane)。该α平面被划分成多个二进制α块，其中各二进制α块(BAB)具有16×16个二进制象素。各二进制象素被分类为背景象素或为目标象素，其中位于该α平面中的目标之外的背景象素被用于分配一二进制象素值，例如0，而该目标内的目标象素被用于分配另一象素值，例如255。
可通过使用例如基于上下文的算术编码(context-based arithmeticencoding)(CAE)规程的常规的基于比特图的形状编码方法对BAB中的各二进制象素进行编码。例如，在帧内(intra)模式中，一BAB的所有二进制象素通过使用帧内CAE(intra CAE)规程而被编码，从而产生一帧内编码的BAB，其中帧内CAE规程中的BAB的各二进制象素的上下文值通过使用围绕该BAB中所述各二进制象素的一预定数量，例如10个二进制象素的二进制象素值而被计算。另一方面，在帧间(inter)模式中，一当前BAB的所有二进制象素通过使用帧间CAE(inter CAE)规程而被编码，从而生成一帧间编码的BAB，其中帧间CAE规程中的该当前BAB的各二进制象素的上下文值通过使用围绕该当前BAB中的所述各二进制象素的一预定数量，例如4个二进制象素的二进制象素值以及一加边的运动补偿的BAB内一预定数量，例如5个二进制象素的二进制值而被计算(见 MPEG-4 Video Verification Model Version 7.0，International Origanisation forStandardisation，Coding of Moving Pictures And Associated AudioInformation，ISO/IEC JTEC/SC29/WG11 MPEG97/N1642，布理斯托尔，1997年4月，28-30页)。
同时，在常规的二进制形状编码规程中，表示或表征BAB的对应编码条件的一模式信号被编码以提高编码效率，从而生成且然后发送一相应的编码的模式信号。
例如，如果一BAB内的所有二进制象素为目标象素，不是编码这些目标象素的二进制象素值以生成待被发送的编码的二进制象素值，而是最好对指示该BAB内的所有二进制象素为目标象素的一模式信号进行编码。通过采用上述方法，即通过发送该相应的编码的模式信号作为该BAB的二进制形状信息，可能提高编码效率。
参见表1，有根据常规的模式编码规程的用于一BAB的二进制α信息的七种模式，其中BAB的形状的运动矢量差值(MVD)为用于形状的一运动矢量(MV)和用于形状的一运动矢量预估值(MVP)之间的差值；且通过使用一常规的运动估算规程来确定该MVP(见MPEG-4 Video Vertification Model Version 7.0，InternationalOrganization for Standardization，Coding of Moving Pictures AndAssociated Audio Information，ISO/IEC JTC1/SC29/WG11MPEG97/N1642，布里斯托尔，1997年4月，20-23页)。
         表1编码模式
   模式      编码条件
    0   MVD＝0&&no_update
    1   MVD！＝0&&no_update
    2   all_0
    3   all-255
    4   Intra_CAE
    5   MVD＝0&&inter_CAE
    6   MVD！＝0&&inter_CAE
模式0表示当前BAB的MVD为零且该当前BAB可由其一最相似的候选BAB表示，而模式1表示当前BAB的MVD具有一非零值且该当前BAB可由一最相似候选BAB表示。对于模式0的当前BAB，只有该模式信号被编码；而模式1的当前BAB由该模式信号及其MVD表示。在确定“no_update”中，通过该最相似的各象素与当前BAB中其对应象素之间的差形成一差值BAB且核查该差值BAB中包括的任一4×4象素的4×4子块的误差是否小于一预定阈值，一子块的误差例如为该子块中的绝对象素值的和。如果所有子块的误差值等于或小于该阈值，根据其MVD的值，该当前BAB被表示为模式0或1。
类似地，如果当该当前BAB中的象素被全部改为0时，任一4×4子块的误差等于或小于该阈值，该当前BAB被编码为“all_0”，即模式2。如果当该当前BAB中的象素被全部改为255时，任一4×4子块的误差等于或小于该阈值，该当前BAB被编码为“all_255”，即模式3。对于模式2或3的当前BAB，只为该当前BAB编码该模式信号。当一当前BAB不属于模式0至3中的任一种时，“intra CAE”或“inter CAE”被采用对该当前BAB进行编码，而模式4的当前BAB由该模式信号及被帧内CAE编码的数据表示。模式5的当前BAB由该模式信号及被帧间CAE编码的数据表示。及模式6的当前BAB由该模式信号、被帧间CAE编码的数据及一MVD表示。
采用上述的常规的模式编码方法的常规的二进制形状编码方法基本上为逐行编码(progressive coding)方法。即，在常规的二进制形状编码方法中，未采用通过使用基于场的运动估算方法而被执行的隔行编码(interlaced coding)技术。然而，为了提高在帧之间的空间和/或时间相关性低于场的空间和/或时间相关性时的编码效率，该隔行编码技术已被采用进行二进制形状信号的编码。在共有未决的，1997年12月22日递交的题为“用于二进制形状编码器中的模式信号编码方法和装置”，申请号为97122072.7的中国专利申请中公开了一种示例性的用于通过使用逐行编码和隔行编码技术而自适应地编码二进制形状信号的方法和装置。
如同二进制形状信号，即形状信息，纹理信息也可通过使用该逐行编码和隔行编码技术而被自适应地编码以提高其编码效率。
作为自适应编码处理的结果，如果通过逐行编码技术对形状信息和纹理信息进行编码，可根据基于帧的运动估算方法生成基于帧的运动矢量，否则，可根据基于场的运动估算方法生成基于场的运动矢量。
然而，常规的二进制形状编码方法仅使用基于帧的运动矢量对二进制形状信号的运动矢量进行编码。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于提供一种在通过使用逐行和隔行编码技术对二进制形状信号进行自适应编码中所用的，用于通过使用基于帧的运动矢量和基于场的运动矢量对二进制形状信号的运动矢量进行有效编码的方法及装置。
根据本发明的一个方面，提供有一种在通过选择地使用逐行或隔行编码技术对由纹理信息和形状信息组成的视频信号进行编码的编码器中所用的，用于对该形状信息的运动矢量进行编码的方法，其中该形状信息被划分成多个M×N二进制象素的二进制α块(BAB)且该纹理信息具有多个与一BAB的象素数相同的象素的宏块，M和N分别为正整数，该方法包括有步骤：(a)确定表示在逐行和隔行编码技术中的最有效的编码技术的一编码类型用于对一目标BAB进行编码；(b)响应于该编码类型，在包括该形状及纹理信息的基于帧的和基于场的运动矢量的多个候选运动矢量预估值中检测对应于该目标BAB的一运动矢量预估值；(c)根据该检测的运动矢量预估值，确定该目标BAB的运动矢量；及(d)对该目标BAB的运动矢量进行编码。其中这些候选运动矢量预估值包括围绕该目标BAB且已被先前编码的多个BAB的基于帧的和基于场的运动矢量及围绕对应于该目标BAB的宏块且也已被先前编码的多个宏块的基于场的运动矢量，其中各基于场的运动矢量具有分别对应于一BAB或一宏块的一顶部场和一底部场块的一顶部场和一底部场运动矢量。其中如果在步骤(a)确定逐行编码类型为目标BAB的编码类型，步骤(b)在以形状信息的基于帧的运动矢量、形状信息的基于场的运动矢量、纹理信息的基于帧的运动矢量和纹理信息的基于场的运动矢量的次序传送这些候选运动矢量预估值时，检测该运动矢量预估值。
根据本发明的另一个方面，提供有一种在通过选择地使用逐行或隔行编码技术对由纹理信息和形状信息组成的视频信号进行编码的编码器中所用的，用于对该形状信息的运动矢量进行编码的装置，其中该形状信息被划分成多个M×N二进制象素的BAB且该纹理信息具有多个与一BAB的象素数相同的象素的宏块，M和N分别为正整数，该装置包括有：编码类型确定单元，用于确定在逐行和隔行编码技术中的最有效的编码技术用于对一目标BAB进行编码，从而生成一编码类型信号；重形成单元，用于响应于该编码类型，提供该目标BAB或通过根据隔行编码技术划分该目标BAB而生成的场顶及场底BAB；运动矢量预估值(MVP)确定单元，用于在包括该形状及纹理信息的基于帧的和基于场的运动矢量的多个候选运动矢量预估值中检测对应于该目标BAB或这些场顶及场底BAB的一基于帧的或一基于场的运动矢量预估值；运动估算单元，用于通过使用该检测的运动矢量预估值，确定该目标BAB的运动矢量；及运动矢量编码单元，用于对对应于该目标BAB的运动矢量进行编码。其中这些候选运动矢量预估值包括围绕该目标二进制α块且已被先前编码的的多个二进制α块的基于帧的和基于场的运动矢量及围绕对应于该目标二进制α块的宏块且也已被先前编码的多个宏块的基于场的运动矢量，其中各基于场的运动矢量具有分别对应于一二进制α块或一宏块的一顶部场和一底部场块的一顶部场和一底部场运动矢量。其中如果在步骤(a)确定隔行编码类型为目标BAB的编码类型，步骤(b)包括有步骤：(b21)将该目标BAB划分成一顶部场和一底部场BAB；及(b22)在以形状信息的基于场的运动矢量、形状信息的基于帧的运动矢量、纹理信息的基于场的运动矢量和纹理信息的基于帧的运动矢量的次序传送这些候选运动矢量预估值时，确定具有分别对应于该顶部场和底部场BAB的一顶部场和一底部场运动矢量预估值的该运动矢量预估值。
根据本发明的再一方面，提供有一种在通过选择地使用逐行或隔行编码技术对由纹理信息和形状信息组成的视频信号进行编码的编码器中所用的，用于对该形状信息的运动矢量进行编码的装置，其中该形状信息被划分成多个M×N二进制象素的二进制α块且该纹理信息具有多个与一二进制α块的象素数相同的象素数的宏块，M和N分别为正整数，该装置包括有：编码类型确定装置，用于确定在逐行和隔行编码技术中的最有效的编码技术用于对一目标二进制α块进行编码，从而生成一编码类型信号；重形成装置，用于响应于该编码类型，提供该目标二进制α块或通过根据隔行编码技术划分该目标二进制α块而生成的场顶及场底二进制α块；运动矢量预估值确定装置，用于在包括该形状及纹理信息的基于帧的和基于场的运动矢量的候选运动矢量预估值中检测对应于该目标二进制α块或这些场顶及场底二进制α块的一基于帧的或一基于场的运动矢量预估值；运动估算装置，用于通过使用该检测的运动矢量预估值，确定该目标二进制α块的运动矢量；及运动矢量编码装置，用于对对应于该目标二进制α块的运动矢量进行编码。其中这些候选运动矢量预估值包括对应于围绕该目标二进制α块且已被先前编码的的多个二进制α块的基于帧的和基于场的运动矢量及对应于围绕对应于该目标二进制α块的宏块且也已被先前编码的多个宏块的基于场的运动矢量，其中各基于场的运动矢量具有分别对应于一二进制α块或一宏块的一顶部场和一底部场块的一顶部场和一底部场运动矢量。其中该MVP确定装置通过以形状信息的基于场的运动矢量、形状信息的基于帧的运动矢量、纹理信息的基于场的运动矢量和纹理信息的基于帧的运动矢量的次序传送这些候选运动矢量预估值，选择包括分别对应于该顶部场和底部场BAB的一顶部场和一底部场运动矢量预估值的该基于场的运动矢量预估值。
附图说明
从以下连同附图一起给出的对优选实施例的描述，本发明的上述和其他目的及特征将显示出来，其中
图1示出了视频信号编码器的方框图；
图2为根据本发明的图1中形状编码器200的方框图；
图3为图2中运动估算＆运动补偿电路260的详细方框图；
图4A至4C给出了表示根据本发明的运动矢量编码处理的流程图；及
图5A和5B说明了运动矢量预估值确定过程。
具体实施方式
参见图1，提供有用于对一帧(或VOP)中一目标的纹理信息及形状信息进行编码的视频信号编码器的方框图。该纹理信息由多个M×N象素，例如16×16象素的宏块表示且该形状信息由多个与一宏块的象素数相同的，即M×N象素的二进制α块(BAB)表示，M和N分别为正整数。
纹理编码器100通过使用逐行或隔行编码技术在一宏块的基础上对提供给其的纹理信息进行自适应地编码。根据隔行编码技术，一宏块被划分成一顶部和底部场宏块，各场宏块具有M/2×N象素，例如8×16象素，且在逐场的基础上对该两场宏块进行编码。另一方面，在逐行编码技术中，不作任何例如上述划分的处理，对一宏块进行编码。
作为以上纹理编码处理的结果，纹理编码器100将编码的纹理信息提供给数据MUX300并经线路L10将通过使用逐行或隔行编码技术编码该宏块所生成的，纹理的运动矢量信息提供给形状编码器200。在上述中，如果没有对应于该宏块的运动矢量，该纹理的运动矢量信息包括表示没有对应于该宏块的运动矢量的数据，而如果存在一运动矢量，它包括该运动矢量。
更具体地，如果通过使用逐行编码技术对该宏块进行帧间编码，有一对应于该宏块的基于帧的运动矢量。另一方面，如果通过使用隔行编码技术对该宏块进行帧间编码，有两基于场的运动矢量，即分别对应于顶部场和底部场宏块的顶部场和底部场运动矢量。同时，如果该宏块被进行帧内编码，其对应的运动矢量未被确定，而没有运动矢量。
形状编码器200还通过使用逐行或隔行编码技术在逐BAB的基础上对馈送给其的形状信息进行编码并将编码的形状信息提供给数据MUX300。
数据MUX300对自纹理编码器100提供的编码的纹理信息和自形状编码器200提供的编码的形状信息进行多路复用，从而提供一编码的视频信号给一发射机(未示出)进行发射。
参见图2，示出有根据本发明一实施例的图1中的形状编码器200的方框图。该形状信息被提供给帧模式检测电路210作为一当前BAB。
该帧模式检测电路210检查该当前BAB的编码模式是“all_0”还是“all_255”。具体地，该当前BAB被划分成T×S象素，例如4×4象素，T和S分别为正整数，且因此，该当前BAB具有4个子块，各子块包含4×4二进制象素。
如果该当前BAB的任一子块与一all_0 BAB的子块之间的误差小于或等于一预定阈值，指示该当前BAB的编码模式为“all_0”的类型1的一指示信号B1被从帧模式检测电路210提供给帧编码电路240，其中该all_0 BAB为一其中各象素值为0的BAB。
如果该当前BAB的任一子块与一all_255 BAB的子块之间的误差小于或等于该预定阈值，指示该当前BAB的编码模式为“all_255”的类型2的一指示信号B1被从帧模式检测电路210提供给帧编码电路240，其中该all_255 BAB为一其中各象素值为255的BAB。
如果该当前BAB的编码模式被确定为既非“all_0”也非“all_255”，帧模式检测电路210将该当前BAB经线路L20提供给一编码类型确定电路220，一开关230和一运动估算及运动补偿(ME&MC)电路260。
通过比较基于帧的当前BAB和基于场的当前BAB中的象素行之间的空间相关性，编码类型确定电路220在逐行和隔行编码技术中确定一最有效的编码技术，用于对自帧模式检测电路210提供的该当前BAB进行编码，并产生一表示该确定的编码技术的编码类型信号E1。该编码类型信号E1被提供给开关230，ME&MC电路260和多路复用器(MUX)270。
开关230响应于该编码类型信号E1，将经线路L20发送的该当前BAB经线路L22提供给帧编码电路240或经线路L24提供给场编码电路250。更具体地，如果该编码类型信号E1表示逐行编码技术，该当前BAB被提供给帧编码电路240，否则，该当前BAB被提供给场编码电路250。然后，该帧编码电路240或场编码电路250根据提供给其的该当前BAB执行其操作。
如果该当前BAB经线路L22提供给帧编码电路240，该帧编码电路240通过使用基于帧的编码，即逐行编码技术，与ME&MC电路260相合作地对该当前BAB进行编码，从而产生对应于该当前BAB的帧编码的数据和帧模式信号，其中该帧模式信号表示该帧编码的数据的编码条件并表示现有技术中的表1中所述的7种模式之一。具体地，仅根据自帧模式检测电路210提供的指示信号B1确定在模式2和3，即“all_0”和”all_255”之间的模式的选择。其中包含一编码的帧模式信号的该帧编码的数据通过线路L42被提供给MUX270且该帧模式信号经线路L26被传送给ME&MC电路260。
相反，如果该当前BAB经线路L24提供给场编码电路250，该场编码电路250通过使用基于场的编码，即隔行编码技术，与ME&MC电路260相合作地对该当前BAB进行编码，从而产生对应于该当前BAB的场编码的数据和场模式信号，其中场帧模式信号表示该场编码的数据的编码条件并表示表1中所述的除模式2和3以外的5种模式之一，因为如上所述，仅在帧编码电路240确定模式2和3。其中包含一编码的场模式信号的该场编码的数据通过线路L44被提供给MUX270且该场模式信号经线路L28被传送给ME&MC电路260。
MUX270对该帧编码的数据和场编码的数据连同编码类型信号E1进行多路复用，以将编码的形状信息提供给图1中的数据MUX300。
在上述中，将参照图3对帧编码电路240或场编码电路250与ME&MC电路260之间的合作进行描述。
ME&MC电路260根据线路L20上的当前BAB、编码类型信号E1、经线路L10自图1中的纹理编码器100提供的有关纹理的运动矢量信息，或者根据线路L26上的帧模式信号或线路L28上的场模式信号，对该当前BAB执行基于帧的或基于场的运动估算程序。
参见图3，示有根据本发明的实施例的图2中的ME&MC电路260的详细方框图。
自图1中的纹理编码器100提供的有关纹理的运动矢量信息被存储在纹理MV存储器269-2中。
经线路L20提供给ME&MC电路260的该当前BAB被输入给重形成单元262。响应于编码类型信号E1，重形成单元262或将该当前BAB划分成顶部场和底部场BAB并将这些顶部场和底部场BAB提供到线路L50上，或直接将该当前BAB提供到线路L50上，其中该顶部场BAB最好包含该当前BAB的各奇数行及该底部场BAB包含该当前BAB的各偶数行。自重形成单元262输出的或该当前BAB或该顶部场及底部场BAB经线路L50被提供给运动估算单元263和重建单元266。
同时，MVP确定单元261响应于该编码类型信号E1，按照根据本发明的预定规则，在形状MV存储器269-1和纹  MV存储器269-2中存储的多个候选MVP中检测对应于该当前BAB的形状的一运动矢量预估值(MVP)。后面将参照图4A至4C和图5A和5B说明该MVP检测程序。
根据本发明，由于通过使用逐行和隔行编码技术对视频信号的形状信息和纹理信息进行自适应地编码，形状MV存储器269-1还存储与存储在纹理MV存储器269-2中存储的有关纹理的运动矢量信息相类似有关形状的运动矢量信息。也就是说，如果没有对应于该当前BAB的运动矢量，该有关形状的运动矢量信息包含表示没有对应于该当前BAB的运动矢量的数据，而如果存在一运动矢量，它包括该运动矢量以及有关纹理的运动矢量。参照表1中所示的二进制形状信号的编码模式，如果该当前BAB的编码模式被确定为模式0、1、5和6中的一种，至少存在有一该当前BAB的运动矢量，而如果该编码模式变为模式2、3和4中的一种，由于未确定用于模式2、3和4的运动矢量，没有当前BAB的运动矢量。
而且，如果通过逐行编码技术对当前BAB进行编码，该有关与其对应的形状的运动矢量信息可包括一基于帧的运动矢量，而如果通过隔行编码技术对当前BAB进行编码，它可具有两个基于场的运动矢量，即对应于该当前BAB的顶部场和底部场BAB的顶部场和底部场运动矢量，由于这些顶部场和底部场BAB是在逐场的基础上被编码的。
上述中，根据线路L26或L28上的各BAB的模式信号及可在运动估算单元263为各BAB生成或不生成的在线路L55上的一运动矢量(MV)，在选择单元268确定有关形状的运动矢量信息。
即，如果一BAB的编码模式为模式2、3和4中的一种，尽管有一对应的运动矢量，该运动矢量是没有意义的。因此，在此情况下，选择单元268将表示没有运动矢量的有关形状的运动矢量信息提供给形状MV存储器269-1。另一方面，如果该BAB的编码模式为模式0、1、5和6中的一种，至少存在有一该BAB的运动矢量，因此包含该运动矢量的有关形状的该运动矢量信息被提供给形状MV存储器269-1。
根据上述说明，形状MV存储器269-1和纹理MV存储器269-2中存储的基于帧的运动矢量和基于场的运动矢量可以是候选MVP。因此，在这些候选MVP中，MVP确定单元261响应于编码类型信号E1，检测或者一基于帧的MVP或者一基于场的MVP。
如果通过逐行编码技术对当前BAB进行编码，即编码类型信号E1表示基于帧的编码，生成该当前BAB的基于帧的MVP。另一方面，如果通过隔行编码技术对当前BAB进行编码，即编码类型信号E1表示基于场的编码，生成该当前BAB的基于场的MVP，包括对应于顶部场和底部场BAB的一顶部场和底部场MVP。
然后，MVP确定单元261将确定的MVP，即基于帧的MVP或基于场的MVP，提供给运动估算单元263和MVD计算单元264。
运动估算单元263根据自MVP确定单元261提供的基于帧的MVP或基于场的MVP，或自重形成单元262输出的当前BAB或顶部场及底部场BAB和自帧存储器267抽取的一先前帧，确定该当前BAB的一基于帧的或基于场的运动矢量(MV)。
例如，如上述MPEG-4中所公开的，当前BAB的基于帧的MV是通过以下基于帧的运动估算程序，根据其基于帧的MVP而被确定的。通过比较由基于帧的MVP所指示的BAB和该当前BAB来计算一MC误差。如果对于任意4×4子块，该计算的MC误差小于或等于一预定阈值，该基于帧的MVP被直接被采用作为基于帧的MV，且该程序终止。
然而，如果上述条件未被满足，围绕该基于帧的MVP检索候选运动矢量，同时通过比较由这些候选运动矢量指示的BAB和该当前BAB来计算16×16MC误差。检索范围例如为沿水平和垂直方向围绕该基于帧的MVP的+/-16象素。
还以与如基于帧的运动估算程序中所示的相同方式，对各场BAB执行基于场的运动估算程序。
该当前BAB的MV，即或者为基于帧的MV或者为基于场的MV，经线路L55被提供给MVD计算单元264、运动补偿单元265和选择单元268。
MVD计算单元264计算对应于该当前BAB的形状的一运动矢量差值，该MVD表示该MV和该MVP之间的一差值，并根据该当前BAB的编码类型将该MVD提供到线路L30或L32上。
运动补偿单元265通过使用一常规的运动补偿方法，根据自运动估算单元263导出的该MV和自帧存储器267抽取的先前帧生成一经运动补偿的BAB，根据该当前BAB的编码类型将该经运动补偿的BAB提供到线路L34或L36上，并将其提供给重建单元266。
重建单元266响应于线路L26或L28上的该当前BAB的模式信号，通过选择自运动补偿单元265提供的经运动补偿的BAB或自重形成单元262导出的该当前BAB或顶部场及底部场BAB而生成一重建的BAB。另一方面，如果自帧编码电路240输出的线路L26上的该模式信号表示模式2和3中的一种，该重建的BAB变为或者为all_0 BAB或者为all_255 BAB。
根据该当前BAB的编码类型，该重建的BAB被提供到线路L38或L40上，并被提供给帧存储器267以生成一重建的当前帧，其中该重建的当前帧被存储在帧存储器267作为先前帧。
在上述中，如果根据逐行编码技术对该当前BAB进行编码，在逐帧的基础上生成MVD计算单元264、运动补偿单元265和重建单元266的输出信号并分别经线路L30、L34和L38输入给帧编码电路240，否则，在逐场的基础上生成这些信号并经线路L32、L36和L40馈送给场编码电路250。
然后，帧编码电路240以与现有技术中公开的相同方式，根据经开关230传送给其的指示信号B1、该当前BAB、线路L30上的基于帧的MVD、线路L34上的经运动补偿的BAB，确定该当前BAB的编码模式并生成经帧编码的数据。
类似地，场编码电路250根据经开关230提供给其的当前BAB、线路L32上的基于场的MVD、线路L36上的对应于顶部场和底部场BAB的经运动补偿的BAB和线路L40上的重建的BAB，确定对应于该当前BAB的顶部场和底部场BAB的编码模式并生成对应于这些顶部场和底部场BAB的经场编码的数据。
然后，将参照图4A至4C和图5A及5B更加详细地说明运动矢量确定及编码程序。
根据本发明，在由如图5A中所示的围绕该当前BAB，例如SB的BAB，例如S1至S3的形状的运动矢量和如图5B中所示的围绕对应于该当前BAB SB的宏块，例如TB的宏块，例如T1至T3的纹理的运动矢量组成的多个候选MVP中选择该当前BAB的MVP。
根据其编码类型，围绕该当前BAB的这些BAB和围绕对应于该当前BAB的宏块的这些宏块中的每一个或者具有一基于帧的运动矢量或者具有包括一顶部场和底部场运动矢量的基于场的运动矢量。
因此，为了确定该当前BAB的基于帧的MVP或基于场的MVP，根据由MPEG-4和该当前BAB的编码类型确定的优先级传送这些候选的MVP。根据MPEG-4，围绕当前BAB SB的BAB S1至S3具有S1、S2和S3的次序的一优先级，如图5A所示，且类似地，围绕宏块TB的宏块T1至T3被以T1、T2和T3的次序所传送。将参照图4A至4C描述依据于编码类型的优先级。
在图4A中，在步骤S10，检查在图2中的编码类型确定单元220确定的当前BAB的编码类型是否为逐行编码类型。如果在步骤S10确定当前BAB的编码类型为逐行编码类型，在候选MVP中，基于帧的运动矢量优先于基于场的运动类型被传送。因此，为了确定当前BAB的基于帧的MVP，程序首先进到步骤S20。
在步骤S20，以图5A中S1至S3的次序检测在候选MVP中是否存在一适当的用于形状的基于帧的运动矢量(MVs)。
如果有基于帧的MVs，程序进到步骤S70且在步骤S70将该检测的基于帧的MVs确定为当前BAB的基于帧的MVP。程序然后进到步骤S90。
否则，在步骤S30，以图5A中的S1至S3的次序检查在候选MVP中是否存在一适当的基于场的MVs。
作为在步骤S30检测处理的结果，如果有包括一顶部场和一底部场运动矢量的基于场的MVs，程序进到步骤S80。
在步骤S80，计算该基于场的MVs中包括的该顶部场和底部场运动矢量的平均值并将该平均值确定为该当前BAB的基于帧的MVP。然后程序进到步骤S90。
如果在步骤S30检测无基于场的MVs，在步骤S40，以图5B中T1至T3的次序检查在候选MVP中是否有一适当的用于纹理的基于帧的运动矢量(MVT)。
如果有该基于帧的MVT，在步骤S70将该基于帧的MVT确定为该当前BAB的基于帧的MVP，否则，程序进到步骤S50。
参见步骤S50，以与步骤S40中相同的顺序检查在候选MVP中是否存在一适当的基于场的MVT。如果有该包括一顶部场和一底部场运动矢量的基于场的MVT，程序进到步骤S80。
在步骤S80，计算该基于场的MVT中包括的该顶部场和底部场运动矢量的的平均值并将该平均值确定为该当前BAB的基于帧的MVP。程序然后进到步骤S90。
另一方面，作为在步骤S20至S50的检测处理的结果，如果展示出在候选MVP中既无基于帧的运动矢量也无基于场的运动矢量，在步骤S60，该当前BAB的基于帧的MVP被设至零。
在图3中的MVP确定单元261执行确定该当前BAB的基于帧的MVP的步骤S20至S80。
然后，程序进到图4C中的步骤S90，且在步骤S90，如在图3中所示的运动估算单元中所作的，根据上述MPEG-4，按照该当前BAB的基于帧的MVP确定该当前BAB的基于帧的MV。
在步骤S100，通过从该当前BAB的基于帧的MV中减去该基于帧的MVP，计算该当前BAB的基于帧的MVD。
然后，在步骤S110，如图2中所示，经线路L30将该基于帧的MVD传送给帧编码电路240，且该运动矢量确定及编码程序终止。
另一方面，在图4A中的步骤S10，如果该当前BAB的编码类型不是逐行编码类型，即如果通过隔行编码技术对该当前BAB进行编码，该基于场的运动矢量优先于基于帧的运动矢量被传送且程序进到图4B中的步骤S120。
在步骤S120，以图5A中的次序S1至S3检测在候选MVP中是否存在有包括一顶部场和一底部场运动矢量的基于场的MVs。如果有该基于场的MVs，程序进到步骤S160。
在步骤S160，根据该基于场的MVs确定包括该顶部场和底部场MVP的基于场的MVP，其中该顶部场和底部场MVP分别对应于该当前BAB的该顶部场和底部场BAB。
根据本发明的该实施例，该基于场的MVs的顶部场运动矢量被确定为顶部场MVP而底部场运动矢量被确定为该当前BAB的底部场MVP。
根据本发明的另一该实施例，该基于场的MVs的底部场运动矢量被确定为该当前BAB的顶部场MVP和底部场MVP。
另一方面，如果在步骤S120未选择该适当的基于场的MVs，在步骤S130，以S1至S3的次序检查在候选MVP中是否存在有一适当的基于帧的MVs。
如果有该基于帧的MVs，在步骤S160将该基于帧的MVs确定为当前BAB的顶部场MVP和底部场MVP，否则，程序进到步骤S140。
在步骤S140，以图5B中T1至T3的次序检查在候选MVP中是否有一包括一顶部场运动矢量和一底部场运动矢量的基于场的MVT。
如果确定有该基于场的MVT，以与如上所示的通过使用基于场的MVs确定基于场的MVP的相同方式，在步骤S160确定该当前BAB的基于场的MVP。
另一方面，如果在步骤S140未检测到基于场的MVT，在步骤S150，以与步骤S140中相同的次序检查在候选MVP中是否有一基于帧的MVT。
如果有该基于帧的MVT，在步骤S160将该基于帧的MVT确定为该当前BAB的顶部场MVP和底部场MVP。然后程序进到图4C中的步骤S180。
作为步骤S120至S150的结果，如果在候选MVP中发现既无基于帧的运动矢量也无基于场的运动矢量，在步骤S170将该当前BAB的基于场的MVP设至零。然后，程序进到图4C中的步骤S180。
在步骤S180，根据上述的MPEG-4在逐场的基础上确定该当前BAB的基于场的MV，从而生成该当前BAB的顶部场MV和底部场MV。
如果在步骤S180确定该基于场的MV，在步骤S190在逐场的基础上，通过使用该基于场的MV和该当前BAB的MVP计算基于场的MVD。
在步骤S200，如图2中所示，经线路L32将该基于场MVD传送给场编码电路250且该运动矢量确定及编码程序终止。
尽管只根据特定的优选实施例对本发明进行了描述，但也可作出其他的修改和变型而不脱离如在下面的权利要求中所提出的本发明的精神和范围。

Claims (12)

1.一种在通过选择地使用逐行或隔行编码技术对由纹理信息和形状信息组成的视频信号进行编码的编码器中所用的用于对该形状信息的运动矢量进行编码的方法，其中该形状信息被划分成多个M×N二进制象素的二进制α块且该纹理信息具有多个与一二进制α块的象素数相同的象素的宏块，M和N分别为正整数，该方法包括有步骤：
(a)确定表示在逐行和隔行编码技术中一编码技术的一编码类型用于对一目标二进制α块进行编码；
(b)响应于该编码类型，在包括该形状及纹理信息的基于帧的和基于场的运动矢量的多个候选运动矢量预估值中检测对应于该目标二进制α块的一运动矢量预估值；
(c)根据该检测的运动矢量预估值，确定该目标二进制α块的运动矢量；及
(d)对该目标二进制α块的运动矢量进行编码，
其中这些候选运动矢量预估值包括围绕该目标二进制α块且已被先前编码的多个二进制α块的基于帧的和基于场的运动矢量及围绕对应于该目标二进制α块的宏块且也已被先前编码的多个宏块的基于场的运动矢量，其中各基于场的运动矢量具有分别对应于一二进制α块或一宏块的一顶部场和一底部场块的一顶部场和一底部场运动矢量，
其中如果在步骤(a)确定逐行编码类型为目标二进制α块的编码类型，步骤(b)在以形状信息的基于帧的运动矢量、形状信息的基于场的运动矢量、纹理信息的基于帧的运动矢量和纹理信息的基于场的运动矢量的次序传送这些候选运动矢量预估值时，检测该运动矢量预估值。
2.根据权利要求1的方法，其中，在步骤(b)，如果这些基于场的运动矢量之一被选择以检测该运动矢量预估值，步骤(b)包括有步骤：
(b11)计算该被选择的基于场的运动矢量的顶部场和底部场运动矢量的一平均值；及
(b12)将该平均值确定为该运动矢量预估值。
3.一种在通过选择地使用逐行或隔行编码技术对由纹理信息和形状信息组成的视频信号进行编码的编码器中所用的  用于对该形状信息的运动矢量进行编码的方法，其中该形状信息被划分成多个M×N二进制象素的二进制α块且该纹理信息具有多个与一二进制α块的象素数相同的象素的宏块，M和N分别为正整数，该方法包括有步骤：
(a)确定表示在逐行和隔行编码技术中一编码技术的一编码类型用于对一目标二进制α块进行编码；
(b)响应于该编码类型，在包括该形状及纹理信息的基于帧的和基于场的运动矢量的多个候选运动矢量预估值中检测对应于该目标二进制α块的一运动矢量预估值；
(c)根据该检测的运动矢量预估值，确定该目标二进制α块的运动矢量；及
(d)对该目标二进制α块的运动矢量进行编码，
其中这些候选运动矢量预估值包括围绕该目标二进制α块且已被先前编码的的多个二进制α块的基于帧的和基于场的运动矢量及围绕对应于该目标二进制α块的宏块且也已被先前编码的多个宏块的基于场的运动矢量，其中各基于场的运动矢量具有分别对应于一二进制α块或一宏块的一顶部场和一底部场块的一顶部场和一底部场运动矢量，
其中如果在步骤(a)确定隔行编码类型为目标二进制α块的编码类型，步骤(b)包括有步骤：
(b21)将该目标二进制α块划分成一顶部场和一底部场二进制α块；及
(b22)在以形状信息的基于场的运动矢量、形状信息的基于帧的运动矢量、纹理信息的基于场的运动矢量和纹理信息的基于帧的运动矢量的次序传送这些候选运动矢量预估值时，确定具有分别对应于该顶部场和底部场二进制α块的一顶部场和一底部场运动矢量预估值的该运动矢量预估值。
4.根据权利要求3的方法，其中，在步骤(b22)，如果这些基于帧的运动矢量之一被选择以检测这些顶部场和底部场运动矢量预估值，步骤(b22)分别将该被选择的基于帧的运动矢量分配给这些顶部场和底部场二进制α块作为顶部场和底部场运动矢量预估值。
5.根据权利要求3的方法，其中，在步骤(b22)，如果这些基于场的运动矢量之一被选择以检测这些顶部场和底部场运动矢量预估值，步骤(b22)将所选择的基于场的运动矢量的顶部场运动矢量确定为该顶部场运动矢量预估值并将其底部场运动矢量确定为底部场运动矢量预估值。
6.根据权利要求3的方法，其中，在步骤(b22)，如果这些基于场的运动矢量之一被选择以检测这些顶部场和底部场运动矢量预估值，步骤(b22)将所选择的基于场的运动矢量的底部场运动矢量分别分配给目标二进制α块的顶部场和底部场二进制α块作为这些顶部场和底部场运动矢量预估值。
7.一种在通过选择地使用逐行或隔行编码技术对由纹理信息和形状信息组成的视频信号进行编码的编码器中所用的  用于对该形状信息的运动矢量进行编码的装置，其中该形状信息被划分成多个M×N二进制象素的二进制α块且该纹理信息具有多个与一二进制α块的象素数相同的象素数的宏块，M和N分别为正整数，该装置包括有：
编码类型确定装置，用于确定在逐行和隔行编码技术中的最有效的编码技术用于对一目标二进制α块进行编码，从而生成一编码类型信号；
重形成装置，用于响应于该编码类型，提供该目标二进制α块或通过根据隔行编码技术划分该目标二进制α块而生成的场顶及场底二进制α块；
运动矢量预估值确定装置，用于在包括该形状及纹理信息的基于帧的和基于场的运动矢量的候选运动矢量预估值中检测对应于该目标二进制α块或这些场顶及场底二进制α块的一基于帧的或一基于场的运动矢量预估值；
运动估算装置，用于通过使用该检测的运动矢量预估值，确定该目标二进制α块的运动矢量；及
运动矢量编码装置，用于对对应于该目标二进制α块的运动矢量进行编码，
其中这些候选运动矢量预估值包括对应于围绕该目标二进制α块且已被先前编码的的多个二进制α块的基于帧的和基于场的运动矢量及对应于围绕对应于该目标二进制α块的宏块且也已被先前编码的多个宏块的基于场的运动矢量，其中各基于场的运动矢量具有分别对应于一二进制α块或一宏块的一顶部场和一底部场块的一顶部场和一底部场运动矢量，
其中该运动矢量预估值确定装置通过以形状信息的基于帧的运动矢量、形状信息的基于场的运动矢量、纹理信息的基于帧的运动矢量和纹理信息的基于场的运动矢量的次序传送这些候选运动矢量预估值，选择该基于帧的运动矢量预估值。
8.根据权利要求7的装置，其中，如果在这些形状和纹理信息的基于场的运动矢量中检测到该基于帧的运动矢量预估值，该运动矢量预估值确定装置计算该被选择的基于场的运动矢量的顶部场和底部场运动矢量的一平均值并将该平均值确定为该运动矢量预估值。
9.一种在通过选择地使用逐行或隔行编码技术对由纹理信息和形状信息组成的视频信号进行编码的编码器中所用的用于对该形状信息的运动矢量进行编码的装置，其中该形状信息被划分成多个M×N二进制象素的二进制α块且该纹理信息具有多个与一二进制α块的象素数相同的象素数的宏块，M和N分别为正整数，该装置包括有：
编码类型确定装置，用于确定在逐行和隔行编码技术中一编码技术用于对一目标二进制α块进行编码，从而生成一编码类型信号；
重形成装置，用于响应于该编码类型，提供该目标二进制α块或通过根据隔行编码技术划分该目标二进制α块而生成的场顶及场底二进制α块；
运动矢量预估值确定装置，用于在包括该形状及纹理信息的基于帧的和基于场的运动矢量的候选运动矢量预估值中检测对应于该目标二进制α块或这些场顶及场底二进制α块的一基于帧的或一基于场的运动矢量预估值；
运动估算装置，用于通过使用该检测的运动矢量预估值，确定该目标二进制α块的运动矢量；及
运动矢量编码装置，用于对对应于该目标二进制α块的运动矢量进行编码，
其中这些候选运动矢量预估值包括对应于围绕该目标二进制α块且已被先前编码的的多个二进制α块的基于帧的和基于场的运动矢量及对应于围绕对应于该目标二进制α块的宏块且也已被先前编码的多个宏块的基于场的运动矢量，其中各基于场的运动矢量具有分别对应于一二进制α块或一宏块的一顶部场和一底部场块的一顶部场和一底部场运动矢量，
其中该运动矢量预估值确定装置通过以形状信息的基于场的运动矢量、形状信息的基于帧的运动矢量、纹理信息的基于场的运动矢量和纹理信息的基于帧的运动矢量的次序传送这些候选运动矢量预估值，选择包括分别对应于该顶部场和底部场二进制α块的一顶部场和一底部场运动矢量预估值的该基于场的运动矢量预估值。
10.根据权利要求9的装置，其中，如果在这些形状和纹理信息的基于帧的运动矢量中检测到该基于帧的运动矢量预估值，该运动矢量预估值确定装置将该被检测的基于帧的运动矢量分别分配给该顶部场和底部场二进制α块作为这些顶部场和底部场运动矢量预估值。
11.根据权利要求9的装置，其中如果在这些形状和纹理信息的基于帧的运动矢量中检测到该基于场的运动矢量预估值，该运动矢量预估值确定装置将该被检测的基于场的运动矢量的顶部场运动矢量确定为顶部场运动矢量预估值及将其底部场运动矢量确定为底部场运动矢量预估值。
12.根据权利要求9的装置，其中如果在这些形状和纹理信息的基于帧的运动矢量中检测到该基于场的运动矢量预估值，该运动矢量预估值确定装置将该被检测的基于场的运动矢量的底部场运动矢量分别分配给该目标二进制α块的顶部场和底部场二进制α块作为该顶部场和底部场运动矢量预估值。
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