Способ кодирования и декодирования видеосигнала с использованием взвешенного предсказания и устройство для его осуществления

Способ кодирования и декодирования видеосигнала с использованием взвешенного предсказания и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Способы и устройства, совместимые с настоящим изобретением, относятся к кодированию и декодированию видеосигнала с использованием взвешенного предсказания, а более конкретно, к кодированию и декодированию видеосигнала с использованием взвешенного предсказания, которые могут уменьшать величину разностного сигнала посредством формирования образа взвешенного предсказания умножением предсказываемого изображения текущего блока на заданный масштабный коэффициент и кодирования разностного сигнала, полученного вычитанием изображения взвешенного предсказания из текущего блока.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

С развитием информационных и коммуникационных технологий, мультимедийная связь продолжает расширяться в дополнение к текстовой и речевой связи. Существующие ориентированные на текст системы связи не удовлетворяют различным желаниям потребителей, и, соответственно, продолжают расширяться мультимедийные услуги, которые могут предоставлять разнообразные виды информации, такие как текст, изображения, музыка и прочие. Поскольку мультимедийные данные велики, требуются запоминающие носители данных большой емкости и широкие полосы пропускания, соответственно, для хранения и передачи мультимедийных данных. Соответственно, технологии кодирования со сжатием требуются для передачи мультимедийных данных, которые включают в себя текст, изображения и звуковые данные.

Основной принцип сжатия данных состоит в том, чтобы удалять избыточность данных. Данные могут сжиматься посредством удаления пространственной избыточности, такой как повторение одного и того же цвета или объекта в изображении, временной избыточности, такой как небольшое изменение соседних кадров в кадрах киноизображения или непрерывное повторение звуков в звуковом сигнале, и визуальной/перцепционной избыточности, которое учитывает невосприимчивость человека к высоким частотам. В общепринятом способе кодирования видеосигнала, временная избыточность удаляется временной фильтрацией, основанной на компенсации движения, а пространственная избыточность удаляется пространственным преобразованием.

Фиг.1 - схема, иллюстрирующая предсказание при традиционном способе кодирования видеосигнала.

Существующие видео кодеки, такие как кодеки MPEG-4 и H.264, повышают эффективность сжатия удалением подобия между соседними кадрами на основе компенсации движения. Обычно, предсказание подобного изображения в опорном кадре, предшествующем по времени текущему кадру 110, назван прямым предсказанием 120, а предсказание подобного изображения в опорном кадре, следующем за текущим кадром по времени, назван обратным предсказанием 130. Временное предсказание, использующее опережающий опорный кадр и отстающий опорный кадр, названо двунаправленным предсказанием 140.

Существующие однослойные видео кодеки могут улучшать свою эффективность посредством выбора и кодирования с использованием оптимального режима из числа различных режимов, которые описаны выше. С другой стороны, многослойные видеокодеки, такие как масштабируемое расширение H.264 (или масштабируемое кодирование видеосигнала MPEG), используют другой способ предсказания, то есть способ предсказания базового слоя, для того чтобы удалять подобие между слоями. То есть видеокодеки выполняют предсказание изображения с использованием изображения в кадре, который находится в том же временном положении, что и блок, который должен декодироваться в настоящий момент, в изображении базового слоя. В этом случае, если соответственные слои имеют разные разрешения, видеокодек выполняет временное предсказание после повышающей дискретизации изображения базового слоя и приведения разрешения изображения базового слоя в соответствии разрешению текущего слоя.

Хотя может существовать несколько причин для выбора режима предсказания, непосредственное кодирование может выполняться по отношению к соответственным способам предсказания, чтобы выбирать способ, который обладает более низкой стоимостью. Стоимость С может определяться различными путями, и типичная стоимость рассчитывается в качестве равенства (1) на основе искажения в зависимости от скорости передачи. Здесь E обозначает разность между исходным сигналом и сигналом, восстановленным посредством декодирования кодированных битов, а В обозначает количество битов, требуемых для выполнения соответствующих способов. К тому же, λ обозначает коэффициент Лагранжа, который может выравнивать скорость отражения E и B.

С=Е+λB (1)

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Традиционные способы кодирования видеосигнала с использованием временного предсказания раскрыты во многих патентных документах. Например, публикация № 2004-047977 нерассмотренной заявки на выдачу патента Кореи раскрывает пространственно масштабируемое сжатие и, в частности, способ кодирования видеосигнала, который включает в себя расчет векторов движения для соответственных кадров, основанный на сумме крупномасштабного базового слоя и слоя апертурной коррекции.

Однако, за исключением предсказания базового слоя, традиционные способы кодирования видеосигнала испытывают проблему, что они никогда не используют большой объем информации базового слоя.

Настоящее изобретение предлагает способ кодирования и декодирования видеосигнала с использованием взвешенного предсказания, и устройство для его осуществления, которые могут повысить эффективность кодирования видеосигнала посредством снижения ошибки текущего блока, который должен сжиматься, и предсказанного изображения.

Настоящее изобретение также предлагает способ кодирования и декодирования видеосигнала с использованием взвешенного предсказания и устройство для его осуществления, которые могут повышать эффективность кодирования видеосигнала посредством информации базового слоя при формировании предсказанного изображения.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения предложен способ кодирования видеосигнала, который включает в себя этапы: формирование предсказанного изображения для текущего блока; формирование коэффициента взвешенного предсказания, который является масштабным коэффициентом предсказанного изображения, который минимизирует разность между текущим блоком и предсказанным изображением; формирование изображения взвешенного предсказания умножением предсказанного изображения на коэффициент взвешенного предсказания; и кодирование разностного сигнала, сформированного вычитанием изображения взвешенного предсказания из текущего блока.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предложен способ кодирования многослойного видеосигнала, который включает в себя этапы: формирование предсказанного изображения для текущего блока; формирование коэффициента взвешенного предсказания, который является масштабным коэффициентом предсказанного изображения, который минимизирует разность между текущим блоком и предсказанным изображением; формирование изображения взвешенного предсказания умножением предсказанного изображения на коэффициент взвешенного предсказания; выбор изображения, которое повышает эксплуатационные показатели сжатия текущего блока, между предсказанным изображением и изображением взвешенного предсказания; кодирование разностного сигнала, сформированного вычитанием выбранного изображения из текущего блока; и вставку информации, которая указывает, следует ли использовать изображение взвешенного предсказания в отношении текущего блока согласно результату выбора.

Согласно еще одному другому аспекту настоящего изобретения предложен способ декодирования многослойного видеосигнала, который включает в себя этапы: восстановления разностного сигнала текущего блока, который должен быть восстановлен, из битового потока; восстановления предсказанного изображения текущего блока из битового потока; формирования изображения взвешенного предсказания умножением предсказанного изображения на коэффициент взвешенного предсказания; и восстановления текущего блока добавлением разностного сигнала к изображению взвешенного предсказания; при этом коэффициент взвешенного предсказания является масштабным коэффициентом предсказанного изображения, который минимизирует разность между текущим блоком и предсказанным изображением.

Согласно еще одному другому аспекту настоящего изобретения предложен кодировщик мультимедийного видеосигнала, который включает в себя: средство для формирования предсказанного изображения для текущего блока; средство для формирования коэффициента взвешенного предсказания, который является масштабным коэффициентом предсказанного изображения, который минимизирует разность между текущим блоком и предсказанным изображением; средство для формирования изображения взвешенного предсказания умножением предсказанного изображения на коэффициент взвешенного предсказания; и средство для кодирования разностного сигнала, сформированного вычитанием изображения взвешенного предсказания из текущего блока.

Согласно еще одному другому аспекту настоящего изобретения предложен кодировщик многослойного сигнала, который включает в себя: средство для формирования предсказанного изображения для текущего блока; средство для формирования коэффициента взвешенного предсказания, который является масштабным коэффициентом предсказанного изображения, который минимизирует разность между текущим блоком и предсказанным изображением; средство для формирования изображения взвешенного предсказания умножением предсказанного изображения на коэффициент взвешенного предсказания; средство для выбора изображения, которое повышает эксплуатационные показатели сжатия текущего блока, между предсказанным изображением и изображением взвешенного предсказания; и средство для кодирования разностного сигнала, сформированного вычитанием выбранного изображения из текущего блока, и вставки информации, которая указывает, следует ли использовать изображение взвешенного предсказания в отношении текущего блока согласно результату выбора.

Согласно еще одному другому аспекту настоящего изобретения предложен декодер многослойного сигнала, который включает в себя: средство для восстановления разностного сигнала текущего блока, который должен быть восстановлен, из битового потока; средство для восстановления предсказанного изображения текущего блока из битового потока; средство для формирования изображения взвешенного предсказания умножением предсказанного изображения на коэффициент взвешенного предсказания; и средство для восстановления текущего блока добавлением разностного сигнала к изображению взвешенного предсказания; при этом коэффициент взвешенного предсказания является масштабным коэффициентом предсказанного изображения, который минимизирует разность между текущим блоком и предсказанным изображением.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Вышеприведенные и другие аспекты настоящего изобретения будут более очевидны из последующего подробного описания примерных вариантов осуществления, взятых в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:

фиг.1 - схема, иллюстрирующая предсказание при традиционном способе кодирования видеосигнала;

фиг.2 - схема, иллюстрирующая идею взвешенного предсказания согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.3 - схема, иллюстрирующая идею еще одного взвешенного предсказания согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.4 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая последовательность операций кодирования видеосигнала с использованием взвешенного предсказания согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.5 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая последовательность операций кодирования видеосигнала с использованием взвешенного предсказания согласно другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.6 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая последовательность операций кодирования видеосигнала с использованием взвешенного предсказания согласно еще одному другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.7 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая последовательность операций декодирования видеосигнала согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.8 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая последовательность операций декодирования, которая соответствует последовательности операций кодирования по фиг.5;

фиг.9 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая последовательность операций декодирования, которая соответствует последовательности операций кодирования по фиг.6;

фиг.10 - представление, иллюстрирующее структуру данных для избирательного выполнения традиционного предсказания и взвешенного предсказания согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.11 - структурная схема, иллюстрирующая конструкцию кодировщика согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.12 - структурная схема, иллюстрирующая конструкцию декодера, который соответствует кодировщику по фиг.11;

фиг.13 - структурная схема, иллюстрирующая конструкцию кодировщика согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.14 - структурная схема, иллюстрирующая конструкцию декодера, который соответствует кодировщику по фиг.13;

фиг.15 - структурная схема, иллюстрирующая конструкцию кодировщика видеосигнала, использующего взвешенное предсказание согласно еще одному другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения; и

фиг.16 - структурная схема, иллюстрирующая конструкцию декодера, который соответствует кодировщику по фиг.15.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В дальнейшем, примерные варианты осуществления настоящего изобретения будут подробно описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи. Аспекты и признаки настоящего изобретения, и способы для достижения аспектов и признаков будут становиться очевидными при обращении к примерным вариантам осуществления, которые далее будут описаны подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи. Однако настоящее изобретение не ограничено примерными вариантами осуществления, раскрытыми ниже, и может быть реализовано в различных вариантах. Объекты, определенные в описании, такие как конструкция и элементы, предусмотрены для содействия исчерпывающему пониманию изобретения специалистами в данной области техники, и настоящее изобретение определено только в пределах объема прилагаемой формулы изобретения. Во всем описании настоящего изобретения одинаковые номера ссылок чертежей используются для идентичных элементов на различных фигурах.

В последующем описании предполагается, что блок включает в себя макроблок и подразделенные структурные элементы макроблока, и все операции выполняются в структурном элементе блока. К тому же, изображение, формируемое традиционным способом временного предсказания, которое описано выше со ссылкой на фиг.1, представлено в качестве предсказанного изображения. Эти определения приведены, чтобы помочь пониманию изобретения, но настоящее изобретение не ограничено такими определениями.

При кодировании видеосигнала согласно примерным вариантам осуществления настоящего изобретения, предсказанное изображение не используется как есть, а текущий блок предсказывается посредством умножения предсказанного изображения на масштабный коэффициент после того, как рассчитан масштабный коэффициент, который используется для оптимального предсказания текущего блока, который должен быть сжат. В последующем описании, для удобства разъяснения, предсказание текущего блока посредством умножения предсказанного изображения на масштабный коэффициент обозначено как взвешенное предсказание, а значение, полученное умножением предсказанного изображения на масштабный коэффициент, обозначено как изображение взвешенного предсказания. К тому же, масштабный коэффициент обозначен как коэффициент взвешенного предсказания. Эти определения даны, чтобы помочь пониманию изобретения, но настоящее изобретение не ограничено такими определениями.

Далее будет описан способ расчета коэффициента взвешенного предсказания согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Предполагается, что значения пикселей текущего блока представлены как x(i, j), а значения пикселей предсказанного изображения представлены как y(i, j). В случае выполнения предсказания посредством традиционного способа, как проиллюстрировано на фиг.1, среднеквадратическая ошибка E между текущим блоком и предсказанным изображением выражается как изложено ниже в равенстве (2).

В случае способа предсказания согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения, значения пикселей изображения α×y(i, j) взвешенного предсказания, которые получены умножением значений пикселей предсказанного изображения y(i, j) на коэффициент α взвешенного предсказания, используются вместо значений пикселей предсказанного изображения y(i, j), и, таким образом, среднеквадратическая ошибка E между текущим блоком и предсказанным изображением выражается как изложено ниже в равенстве (3).

Для того чтобы минимизировать среднеквадратическую ошибку E в равенстве (3), равенство 4 получают посредством выполнения нахождения частной производной равенства (3) по α и установления результата нахождения частной производной равным нулю.

Из равенства (4), получают α, как изложено ниже в равенстве (5).

В равенстве (5), x(i, j) и y(i, j) представлены в виде взаимной корреляции. В примерном варианте осуществления настоящего изобретения кодировщик рассчитывает α для каждого блока в текущем кадре, согласно равенству (5), и передает рассчитанное α на сторону декодера. Декодер восстанавливает изображение взвешенного предсказания умножением восстановленного предсказанного изображения на α, принятое из кодировщика, и восстанавливает соответствующий блок добавлением разностного сигнала к изображению взвешенного предсказания.

В еще одном примерном варианте осуществления настоящего изобретения, для того чтобы рассчитывать коэффициент α взвешенного предсказания, значения пикселей изображения z(i, j) базового слоя, которое находится в том же временном положении, что и текущий блок, используется вместо значений пикселей блока x(i, j) исходного кадра, и, поэтому, отдельная передача α не требуется. В этом случае, α рассчитывается с использованием равенства (6).

Если α рассчитывается с использованием равенства (6), декодер может узнавать и значения пикселей изображения z(i, j) базового слоя, и значения пикселей предсказанного изображения y(i, j), и, таким образом, может перерассчитывать α без отдельного приема α из кодировщика. Фиг.2 иллюстрирует идею взвешенного предсказания согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Кодировщик формирует предсказанное изображение 250 по текущему блоку 210 текущего кадра, который должен сжиматься, используя, по меньшей мере, одно из изображений 220 опережающего опорного кадра, который существует в том же самом слое текущего кадра, изображения 230 отстающего опорного кадра и изображения 240 кадра базового слоя. Кодировщик рассчитывает α согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения по равенству (6) (260) и формирует изображение взвешенного предсказания умножением предсказанного изображения 250 на α (270). Затем кодировщик получает разностный сигнал вычитанием изображения взвешенного предсказания из текущего блока 210 и кодирует разностный сигнал перед передачей кодированного разностного сигнала на сторону декодера.

В случае видео кодека, который формирует значения пикселей предсказанного изображения y(i, j) из значений, уже восстановленных посредством квантования, то есть видео кодека, который использует замкнутый цикл, кодирование и декодирование видеосигнала может выполняться в достаточной мере только с использованием способа, который описан выше со ссылкой на фиг.2. Однако, в случае видео кодека, который формирует значения пикселей предсказанного изображения y(i, j), соответствующие значениям исходного кадра, которые не были квантованы, то есть видео кодека, который использует разомкнутый цикл, значения предсказанного сигнала y(i, j) на стороне кодировщика могут быть отличными от таковых на стороне декодера, а это может служить причиной того, что α, рассчитанное кодировщиком, будет совершенно отличным от α, рассчитанного декодером. В этом случае, кодировщик и декодер могут выполнять кодирование и декодирование видеосигнала с одним и тем же α, используя информацию базового слоя вместо предсказанного сигнала y(i, j) в равенстве (6).

Фиг.3 схематично иллюстрирует последовательность операций расчета коэффициента α взвешенного предсказания с использованием информации базового слоя вместо предсказанного сигнала y(i, j).

Кодировщик формирует предсказанное изображение 350 по текущему блоку 310 текущего кадра, который должен сжиматься, используя, по меньшей мере, одно из изображений 320 опережающего опорного кадра, который существует в том же самом слое в качестве текущего кадра, изображения 330 отстающего опорного кадра и изображения 340 кадра базового слоя. Кодировщик рассчитывает коэффициент α взвешенного предсказания способом, подобным таковому по равенству (6) (390). Здесь значения y(i, j) пикселей предсказанного изображения 350 текущего блока замещаются значениями u(i, j) пикселей изображения предсказания базового слоя, сформированными согласно информации базового слоя. Значения u(i, j) пикселей изображения предсказания базового слоя получают как изложено ниже.

Если предсказанное изображение 350 формируется из, по меньшей мере, одного из опережающего опорного кадра 320 или отстающего опорного кадра 330 текущего слоя, кодировщик отыскивает опорные изображения 360 и 370 базового слоя, которые указаны такими же векторами 365 и 375 движения, как вектора 325 и 335 движения текущего блока, из опережающего кадра или отстающего кадра изображения 340 базового слоя, которые находятся в таком же временном положении, как текущий блок. В это же время, если предсказанное изображение 350 формируется из изображения 340 базового слоя, кодировщик использует значения пикселей изображения 340 базового слоя в качестве значений y(i, j) пикселей предсказанного изображения 350 и выполняет повышающую дискретизацию изображения базового слоя, когда разрешение базового слоя ниже, чем разрешение текущего слоя. Если используются значения u(i, j) вновь сформированного изображения 380 предсказания базового слоя, коэффициент α взвешенного предсказания согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения, рассчитывается как в равенстве (7).

Кодировщик формирует изображение взвешенного предсказания умножением предсказанного изображения 350 на α (395). Затем кодировщик получает разностный сигнал вычитанием изображения взвешенного предсказания из текущего блока 310, кодирует разностный сигнал и передает кодированный разностный сигнал на сторону декодера.

Примерные варианты осуществления, которые описаны выше со ссылкой на фиг.2 и 3, полезны, если исходный кадр текущего слоя подобен кадру базового слоя, и если качество кадра базового слоя выше предопределенного уровня, но они непригодны, если качество кадра базового слоя значительно снижено, и, таким образом, велика разница между исходным кадром и кадром базового слоя. В этом случае, традиционный способ предсказания может выполняться избирательно, без использования коэффициента взвешенного предсказания. Частности такого выбора будут пояснены позже, со ссылкой на фиг.10.

Фиг.4 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая последовательность операций кодирования видеосигнала с использованием взвешенного предсказания согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Ссылаясь на фиг.4, кодировщик формирует предсказанное изображение текущего блока согласно традиционному способу предсказания, как описано выше со ссылкой на фиг.1 (S410). Затем кодировщик рассчитывает коэффициент взвешенного предсказания, который является масштабирующим коэффициентом, который минимизирует разницу между текущим блоком и предсказанным изображением (S420), как в примерных вариантах осуществления, представленных равенствами с (5) по (7). Кодировщик формирует изображение взвешенного предсказания для выполнения более точного предсказания посредством умножения предсказанного изображения на коэффициент взвешенного предсказания (S430), формирует разностный сигнал вычитанием изображения взвешенного предсказания из текущего блока (S440), а затем кодирует разностный сигнал (S450).

Фиг.5 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая последовательность операций кодирования видеосигнала с использованием взвешенного предсказания согласно другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Ссылаясь на фиг.5, для того чтобы рассчитывать коэффициент α взвешенного предсказания, как описано выше со ссылкой на фиг.2, значения z(i, j) пикселей изображения базового слоя, которое находится в таком же временном положении, как текущий блок, используются вместо значений x(i, j) пикселей текущего блока текущего кадра, и, таким образом, отдельная передача коэффициента α взвешенного предсказания не требуется. Для этого кодировщик согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения формирует предсказанное изображение текущего блока, который должен сжиматься, согласно традиционному способу предсказания, как описано со ссылкой на фиг.1 (S510), и рассчитывает коэффициент α взвешенного предсказания с использованием значений z(i, j) пикселей соответствующего изображения кадра базового слоя, который находится в таком же временном положении, как текущий кадр, и значений y(i, j) пикселей предсказанного изображения (S520). В примерном варианте осуществления настоящего изобретения пример способа для расчета коэффициента α взвешенного предсказания представлен в равенстве (6). Кодировщик формирует изображение взвешенного предсказания для более точного предсказания посредством умножения предсказанного изображения на коэффициент взвешенного предсказания (S530), формирует разностный сигнал вычитанием изображения взвешенного предсказания из текущего блока (S540), а затем кодирует разностный сигнал (S550).

Фиг.6 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая последовательность операций кодирования видеосигнала с использованием взвешенного предсказания согласно еще одному другому примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Как описано выше со ссылкой на фиг.3, в видеокодеке, значение предсказанного сигнала y(i, j) на стороне кодировщика становится отличным от такового на стороне декодера вследствие ошибки из-за дрейфа, и, таким образом, если способ кодирования видеосигнала, который проиллюстрирован на фиг.5, используется как есть, коэффициент α взвешенного предсказания, рассчитанный в декодере, становится отличным от такового, рассчитанного в кодировщике. Соответственно возникает погрешность в значении блока видеосигнала, восстановленного стороной декодера. Способ кодирования видеосигнала согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения выполняет расчет коэффициента α взвешенного предсказания как изложено ниже.

Кодировщик формирует предсказанное изображение текущего блока согласно традиционному способу предсказания, как описано выше со ссылкой на фиг.1 (S610). Если предсказанное изображение текущего блока, который должен сжиматься, формируется с использованием по меньшей мере одного из опережающего кадра или отстающего кадра текущего слоя ('да' на S620), кодировщик отыскивает область, которая указана вектором движения, который является таким же, как вектор движения текущего блока, из опережающего кадра или отстающего кадра изображения базового слоя, которое находится в таком же временном положении, как текущий блок, и формирует изображение предсказания базового слоя с использованием такого же способа, как способ, который формировал предсказанное изображение (S630). Затем кодировщик рассчитывает коэффициент α взвешенного предсказания согласно равенству (7) с использованием изображения базового слоя, соответствующего текущему блоку, и изображения предсказания базового слоя (S640). В противоположность, если предсказанное изображение текущего блока формируется из изображения базового слоя ('нет' на S620), изображение базового слоя, соответствующее текущему блоку, становится изображением предсказания базового слоя, а значение z(i, j) используется вместо u(i, j) в равенстве (7) (S635).

Кодировщик формирует изображение взвешенного предсказания для выполнения более точного предсказания посредством умножения предсказанного изображения на коэффициент взвешенного предсказания (S650), а затем кодирует разностный сигнал, полученный вычитанием изображения взвешенного предсказания из текущего блока (S660).

фиг.7 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая последовательность операций декодирования видеосигнала согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Ссылаясь на фиг.7, декодер согласно этому примерному варианту осуществления настоящего изобретения восстанавливает разностный сигнал текущего блока, который должен быть восстановлен, из битового потока, передаваемого из кодировщика, и предсказанного изображения текущего блока (S710), и извлекает коэффициент взвешенного предсказания, сформированный и переданный кодировщиком, из битового потока (S720). В представленном примерном варианте осуществления настоящего изобретения декодер может использоваться в случае, где кодировщик рассчитывает коэффициент взвешенного предсказания и вставляет коэффициент взвешенного предсказания в битовый поток, который должен передаваться. Декодер формирует изображение взвешенного предсказания умножением восстановленного предсказанного изображения на извлеченный коэффициент взвешенного предсказания (S730), а затем восстанавливает текущий блок добавлением разностного сигнала к изображению взвешенного предсказания (S740).

Фиг.8 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая последовательность операций декодирования, которая соответствует последовательности операций кодирования по фиг.5.

Ссылаясь на фиг.8, декодер согласно этому примерному варианту осуществления настоящего изобретения восстанавливает разностный сигнал текущего блока, который должен быть восстановлен, из битового потока и предсказанного изображения текущего блока (S810). Декодер формирует коэффициент взвешенного предсказания, который минимизирует разницу между соответствующим изображением кадра базового слоя, который находится в таком же временном положении, как текущий кадр, где расположен текущий блок, и восстановленным изображением предсказания (S820). В это время, коэффициент взвешенного предсказания может рассчитываться согласно равенству (6). Декодер формирует изображение взвешенного предсказания умножением восстановленного изображения предсказания на коэффициент взвешенного предсказания (S830) и восстанавливает текущий блок добавлением восстановленного разностного сигнала к изображению взвешенного предсказания (S840).

Фиг.9 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая последовательность операций декодирования, которая соответствует последовательности операций кодирования по фиг.6.

Ссылаясь на фиг.9, декодер согласно этому примерному варианту осуществления настоящего изобретения восстанавливает разностный сигнал текущего блока, который должен восстанавливаться, из битового потока и предсказанного изображения текущего блока (S910). Если предсказанное изображение формируется из опорного кадра текущего слоя ('да' на этапе S920), декодер отыскивает опорное изображение базового слоя из опережающего кадра или отстающего кадра изображения базового слоя, которое соответствует текущему блоку, посредством использования векторов движения текущего блока как они есть, и формирует изображение предсказания базового слоя таким же образом, как способ формирования предсказанного изображения текущего блока, используя опорное изображение базового слоя (S930). С другой стороны, если предсказанное изображение не формируется из кадра базового слоя ('нет' на этапе S920), декодер формирует изображение предсказания базового слоя посредством использования изображения базового слоя текущего блока как он есть или посредством повышающей дискретизации изображения базового слоя (S935). Затем кодировщик формирует коэффициент взвешенного предсказания, который минимизирует разность между текущим блоком и предсказанным изображением, используя изображение базового слоя, соответствующее текущему блоку, и изображение предсказания базового слоя (S940). То есть декодер рассчитывает коэффициент взвешенного предсказания посредством использования значения пикселя изображения z(i, j) базового слоя и значений пикселей изображения u(i, j) предсказания базового слоя согласно равенству (7), как описано выше. Декодер формирует изображение взвешенного предсказания умножением восстановленного изображения предсказания на коэффициент взвешенного предсказания (S950) и восстанавливает текущий блок добавлением восстановленного разностного сигнала к изображению взвешенного предсказания (S960).

Фиг.10 - схема, иллюстрирующая структуру данных для избирательного выполнения традиционного предсказания и взвешенного предсказания согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Вышеописанный способ эффективен в случае, когда нет значительного различия между кадром базового слоя и текущим кадром, а предсказание не выполняется в достаточной мере посредством существующего способа. Соответственно, также возможно избирательно использовать существующий способ предсказания и способ взвешенного предсказания согласно настоящему изобретению. Для того чтобы избирательно использовать существующий способ предсказания и способ взвешенного предсказания, бит признака для указания, следует ли использовать способ взвешенного предсказания, может вставляться в битовый поток.

Как проиллюстрировано на фиг.10, если битом признака использования взвешенного предсказания, вставленным в битовый поток, является '1', декодер использует способ взвешенного предсказания, тогда как, если битом является '0', декодер использует существующий способ предсказания. В этом случае, является достаточным, что бит признака взвешенного предсказания является значением, посредством которого может различаться использование и отсутствие использования способа взвешенного предсказания. Бит признака взвешенного предсказания может вставляться в структурный элемент кадра или серии последовательных макроблоков, либо в структурный элемент макроблока. С другой стороны, бит признака может вставляться и в заголовок кадра или серии последовательных макроблоков, и заголовок макроблока, а предсказание выполняется посредством использования комбинации этих двух битов. Например, если значением признака заголовка серии последовательных макроблоков является '0', существующий способ предсказания может использоваться по всем кадрам, а если значением флага является '1', способ взвешенного предсказания может использоваться п