專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于視頻編碼的幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)數(shù)字視頻編碼技術(shù)領(lǐng)域，針對(duì)的是視頻編碼系統(tǒng)。具體的研究發(fā)明內(nèi)容為幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)。
背景技術(shù)：
為了在當(dāng)前有限的傳輸帶寬和存儲(chǔ)媒體中傳輸和存放圖像，我們必須對(duì)圖像進(jìn)行壓縮編碼處理。在動(dòng)態(tài)圖像的壓縮編碼技術(shù)中，編碼算法分幀內(nèi)編碼和幀間編碼兩種情況。其中對(duì)視頻序列中的第一幅圖像或景物變換后的第一幅圖像，采用幀內(nèi)變換編碼，其它圖像采用幀間編碼。在現(xiàn)有技術(shù)中，幀內(nèi)編碼使用空間預(yù)測(cè)以利用源信號(hào)中的空間統(tǒng)計(jì)相關(guān)性，幀間編碼使用基于塊的幀間預(yù)測(cè)以利用時(shí)域統(tǒng)計(jì)相關(guān)性。在具體編碼時(shí)，規(guī)定了圖像內(nèi)基本處理塊的預(yù)測(cè)方式，如果是采用幀間預(yù)測(cè)，按相應(yīng)的算法計(jì)算當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)向量，得到其預(yù)測(cè)值；否則是采用幀內(nèi)預(yù)測(cè)，利用當(dāng)前塊的相鄰的已重構(gòu)的像素按相應(yīng)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)做預(yù)測(cè)；進(jìn)而對(duì)預(yù)測(cè)殘差進(jìn)行變換以去除變換塊內(nèi)的空間相關(guān)性，再進(jìn)行量化；最后，使用現(xiàn)有JVT技術(shù)的變長(zhǎng)編碼或算術(shù)編碼對(duì)量化變換系數(shù)信息進(jìn)行編碼。
目前，由ITU-T和ISO/IEC JTC1兩個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織聯(lián)合形成的音視頻標(biāo)準(zhǔn)化聯(lián)合組織JVT推出的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)是目前國(guó)內(nèi)外十分流行的一種編碼標(biāo)準(zhǔn)，它廣泛應(yīng)用于電視圖像壓縮、多媒體通訊、多媒體計(jì)算機(jī)、圖像數(shù)據(jù)庫(kù)和通信等領(lǐng)域。在JVT中一個(gè)宏塊包括一個(gè)16×16的亮度樣值塊和兩個(gè)對(duì)應(yīng)的色度樣值塊，用作視頻編解碼過(guò)程的基本處理單元。
在JVT標(biāo)準(zhǔn)提供的5.0版本視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)中，亮度或色度樣值的預(yù)測(cè)采用的是基于p×q塊的預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)，其中p表示塊的列數(shù)，q表示塊的行數(shù)，它是利用該p×q塊上、右上、左、左上和左下邊(圖3)已經(jīng)重構(gòu)的像素樣值，按照某些預(yù)測(cè)模式及其計(jì)算規(guī)則來(lái)預(yù)測(cè)當(dāng)前塊的像素樣值，其中，i＝0，1，...，2q-1，表示像素行坐標(biāo)，j＝0，1，...，2p-1，表示像素列坐標(biāo)，ti表示當(dāng)前塊左邊一列第i行像素樣值，sj表示當(dāng)前塊上邊一行第j列像素樣值，aij表示當(dāng)前塊第i行j列的像素樣值；其中，在處理亮度樣值時(shí)，JVT標(biāo)準(zhǔn)定義當(dāng)塊為4×4塊、4×8塊、8×4塊和8×8塊時(shí)，即p＝4或p＝8時(shí)，q＝4或q＝8時(shí)，采用9種預(yù)測(cè)模式，這些預(yù)測(cè)模式和順序?yàn)槟Ｊ?垂直預(yù)測(cè)(vertical prediction)模式1水平預(yù)測(cè)(horizontal prediction)模式2DC預(yù)測(cè)(DC prediction)模式345度方向預(yù)測(cè)(diagonal down/left prediction)模式4135度方向預(yù)測(cè)(diagonal down/right prediction)模式5112.5度方向預(yù)測(cè)(vertical-right prediction)模式6157.5度方向預(yù)測(cè)(horizontal-down prediction)模式767.5度方向預(yù)測(cè)(vertical-left prediction)模式822.5度方向預(yù)測(cè)(horizontal-up prediction)其中，除了DC預(yù)測(cè)模式，剩余的8種預(yù)測(cè)模式稱(chēng)為方向預(yù)測(cè)模式，圖4中的數(shù)字標(biāo)明了各個(gè)方向預(yù)測(cè)模式的指向，未標(biāo)出的2表示DC預(yù)測(cè)模式。其中的DC預(yù)測(cè)模式定義為i.如果sj(j＝0，1，2，...，p-1)，ti(i＝0，1，2，...，q-1)都可用，則所有預(yù)測(cè)樣本 等于(Σj=0p-1sj+Σi=0q-1ti+(p+q)/2)/(p+q);]]>ii.如果ti(i＝0，1，2，...，q-1)不可用，sj(j＝0，1，2，...，p-1)可用，則所有預(yù)測(cè)樣本 等于(Σj=1p-1sj+p/2)p;]]>iii.如果sj(j＝0，1，2，...，p-1)不可用，ti(i＝0，1，2，...，q-1)可用，則所有預(yù)測(cè)樣本 等于(Σi=0q-1ti+q/2)/q;]]>iv.如果sj(j＝0，1，2，...，p-1)，ti(i＝0，1，2，...，q-1)都不可用，則所有預(yù)測(cè)樣本 等于128，i＝0，1，2，...，q-1，表示像素行坐標(biāo)，j＝0，1，2，...，p-1，表示像素列坐標(biāo)；在處理亮度樣值時(shí)，JVT標(biāo)準(zhǔn)還定義p＝q＝16時(shí)采用4種預(yù)測(cè)模式，這些預(yù)測(cè)模式為和順序?yàn)槟Ｊ?垂直預(yù)測(cè)(vertical prediction)模式1水平預(yù)測(cè)(horizontal prediction)模式2DC預(yù)測(cè)(DC prediction)模式3平板預(yù)測(cè)(plane prediction)其中的DC預(yù)測(cè)模式定義與亮度塊為4×4塊、4×8塊、8×4塊和8×8塊的預(yù)測(cè)模式定義一致。
在處理色度樣值時(shí)，JVT標(biāo)準(zhǔn)定義8×8塊的4種預(yù)測(cè)模式和順序?yàn)槟Ｊ?DC預(yù)測(cè)(DC prediction)模式1水平預(yù)測(cè)(horizontal prediction)模式2垂直預(yù)測(cè)(vertical prediction)模式3平板預(yù)測(cè)(plane prediction)其中的DC預(yù)測(cè)模式定義與亮度塊為4×4塊、4×8塊、8×4塊和8×8塊的預(yù)測(cè)模式定義一致。
JVT的預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)很細(xì)，但其在DC預(yù)測(cè)模式上的預(yù)測(cè)精準(zhǔn)性不夠高，并且其對(duì)樣值的預(yù)測(cè)模式比較多，如其對(duì)亮度樣值的預(yù)測(cè)在4×4塊、4×8塊、8×4塊和8×8塊塊的預(yù)測(cè)模式就有9種，導(dǎo)致整個(gè)算法的復(fù)雜度很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服DC預(yù)測(cè)模式預(yù)測(cè)不精準(zhǔn)的缺陷，降低編碼過(guò)程中幀內(nèi)預(yù)測(cè)算法的計(jì)算復(fù)雜度，提供一種用于視頻編碼的幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法。
本發(fā)明的系統(tǒng)框圖如圖1所示，這種用于視頻編碼的幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法，是通過(guò)視頻攝像機(jī)得到原始視頻序列作為輸入，通過(guò)視頻采集卡后變成視頻序列數(shù)據(jù)進(jìn)入計(jì)算機(jī)，并采用JVT提供的視頻編碼技術(shù)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理與運(yùn)算。其方法步驟為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接受采集卡處理好的原始視頻流，然后讀出接收到的視頻序列的一幅圖像，并將該圖像的像素樣值按從左至右，從上到下的順序分成16×16的宏塊；從計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器讀取到的宏塊被送到幀內(nèi)預(yù)測(cè)模塊，在具體編碼時(shí)，規(guī)定了圖像內(nèi)基本處理塊的預(yù)測(cè)方式，如果是采用幀間預(yù)測(cè)，按相應(yīng)的算法計(jì)算當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)向量，得到其預(yù)測(cè)值；否則采用幀內(nèi)預(yù)測(cè)，利用當(dāng)前塊的相鄰的已重構(gòu)的像素按相應(yīng)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)做預(yù)測(cè)，即按JVT的預(yù)測(cè)模式和本發(fā)明提出的幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法進(jìn)行樣值預(yù)測(cè)，或按本發(fā)明提出的簡(jiǎn)化的預(yù)測(cè)模式和預(yù)測(cè)模式計(jì)算方法進(jìn)行樣值預(yù)測(cè)，然后按JVT標(biāo)準(zhǔn)的方法對(duì)預(yù)測(cè)殘差進(jìn)行變換以去除變換塊內(nèi)的空間相關(guān)性，再進(jìn)行量化；接著，使用現(xiàn)有JVT技術(shù)的變長(zhǎng)編碼或算術(shù)編碼對(duì)量化變換系數(shù)信息進(jìn)行編碼，直到本圖像編碼完成為止，最后輸出本圖像編碼比特流；讀取接收到的序列中的下一幅圖像，以此類(lèi)推直至所有圖像均編碼完成為止，流程見(jiàn)圖6。
在JVT標(biāo)準(zhǔn)提供的5.0版本視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)中，亮度或色度樣值的預(yù)測(cè)采用的是基于p×q塊的預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)，其中p表示塊的列數(shù)，q表示塊的行數(shù)，它是利用該p×q塊上、右上、左、左上和左下邊已經(jīng)重構(gòu)的像素樣值，按照某些預(yù)測(cè)模式及其計(jì)算規(guī)則來(lái)預(yù)測(cè)當(dāng)前塊的像素樣值，其中，i＝0，1，...，2q-1，表示像素行坐標(biāo)，j＝0，1，...，2p-1，表示像素列坐標(biāo)，ti表示當(dāng)前塊左邊一列第i行像素樣值，sj表示當(dāng)前塊上邊一行第j列像素樣值，aij表示當(dāng)前塊第i行j列的像素樣值；其中，1).在處理亮度樣值時(shí)，JVT標(biāo)準(zhǔn)定義當(dāng)塊為4×4塊、4×8塊、8×4塊和8×8塊時(shí)，即p＝4或p＝8時(shí)，q＝4或q＝8時(shí)，采用9種預(yù)測(cè)模式，這些預(yù)測(cè)模式和順序?yàn)槟Ｊ?垂直預(yù)測(cè)模式1水平預(yù)測(cè)模式2DC預(yù)測(cè)模式345度方向預(yù)測(cè)模式4135度方向預(yù)測(cè)模式5112.5度方向預(yù)測(cè)模式6157.5度方向預(yù)測(cè)模式767.5度方向預(yù)測(cè)模式822.5度方向預(yù)測(cè)其中，除了DC預(yù)測(cè)模式，剩余的8種預(yù)測(cè)模式稱(chēng)為方向預(yù)測(cè)模式；2).在處理亮度樣值時(shí)，JVT標(biāo)準(zhǔn)還定義p＝q＝16時(shí)采用4種預(yù)測(cè)模式，這些預(yù)測(cè)模式為和順序?yàn)槟Ｊ?垂直預(yù)測(cè)模式1水平預(yù)測(cè)模式2DC預(yù)測(cè)模式3平板預(yù)測(cè)3).在處理色度樣值時(shí)，JVT標(biāo)準(zhǔn)定義8×8塊的4種預(yù)測(cè)模式和順序?yàn)槟Ｊ?DC預(yù)測(cè)模式1水平預(yù)測(cè)模式2垂直預(yù)測(cè)模式3平板預(yù)測(cè)本發(fā)明的特征在于，從計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器讀取宏塊數(shù)據(jù)后進(jìn)入幀內(nèi)預(yù)測(cè)模塊，所述對(duì)每個(gè)選擇幀內(nèi)預(yù)測(cè)的16×16宏塊中的像素樣值進(jìn)行預(yù)測(cè)由以下步驟順次組成(1).取一個(gè)16×16宏塊為當(dāng)前預(yù)測(cè)宏塊；(2).將該宏塊按從左至右，從上到下的順序分成p×q，p表示塊的列數(shù)，可等于4，8，或16，q表示塊的行數(shù)，可等于4，8，或16；(3)取一個(gè)p×q塊為當(dāng)前塊；(4)預(yù)測(cè)當(dāng)前塊p×q的像素亮度或色度樣值；(5)取下一個(gè)p×q塊作為當(dāng)前塊，重復(fù)第(3)至(5)步的過(guò)程，直到該宏塊預(yù)測(cè)完畢為止；其中，在進(jìn)行當(dāng)前塊p×q的像素亮度或色度樣值預(yù)測(cè)時(shí)，其中的DC預(yù)測(cè)模式方法的主要特征為當(dāng)前塊是利用相鄰塊(U，L，UR，UL，DL)中已解碼像素的樣值來(lái)計(jì)算其DC預(yù)測(cè)模式的，其中，定義符號(hào)C表示當(dāng)前塊，符號(hào)U表示與當(dāng)前塊相鄰的上塊，符號(hào)L表示與當(dāng)前塊相鄰的左塊，符號(hào)UL表示與當(dāng)前塊相鄰的左上塊，符號(hào)UR表示與當(dāng)前塊相鄰的右上塊，符號(hào)DL表示當(dāng)前塊表示與當(dāng)前塊相鄰的左下塊；1).與當(dāng)前塊相鄰的上、右上、左、左上和左下塊均可用時(shí)，定義DC預(yù)測(cè)模式下當(dāng)前塊所有像素預(yù)測(cè)值可用近似JVT標(biāo)準(zhǔn)的8個(gè)預(yù)測(cè)方向的方法求取，但與這8個(gè)預(yù)測(cè)方向的濾波方法不同；2).與當(dāng)前塊相鄰的上面塊可用時(shí)，定義DC預(yù)測(cè)模式下當(dāng)前塊所有像素預(yù)測(cè)值可用近似JVT標(biāo)準(zhǔn)的8個(gè)預(yù)測(cè)方向的方法求取，但與這8個(gè)預(yù)測(cè)方向的濾波方法不同；3).與當(dāng)前塊相鄰的左面塊可用時(shí)，定義DC預(yù)測(cè)模式下當(dāng)前塊所有像素預(yù)測(cè)值可用近似JVT標(biāo)準(zhǔn)的8個(gè)預(yù)測(cè)方向的方法求取，但與這8個(gè)預(yù)測(cè)方向的濾波方法不同；4).與當(dāng)前塊相鄰的上、左面塊均不可用時(shí)，定義DC預(yù)測(cè)模式下當(dāng)前塊所有像素預(yù)測(cè)值為128。
本發(fā)明所述一種用于視頻編碼的幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法，其特征還在于，在進(jìn)入幀內(nèi)預(yù)測(cè)模塊后，所述DC預(yù)測(cè)模式，可具體采用以下方法定義1)與當(dāng)前塊相鄰的上、右上、左、左上和左下面塊均可用時(shí)，定義DC預(yù)測(cè)模式下當(dāng)前塊所有像素預(yù)測(cè)值可用雙向預(yù)測(cè)方法求取，見(jiàn)圖5中DC0；2)與當(dāng)前塊相鄰的上面塊可用時(shí)，定義DC預(yù)測(cè)模式下當(dāng)前塊所有像素預(yù)測(cè)值可用近似垂直方向預(yù)測(cè)方法求取，見(jiàn)圖5中DC1；雖然該方法與垂直預(yù)測(cè)的方向一致，但運(yùn)算過(guò)程中選取的相鄰像素和濾波方法不同；3)與當(dāng)前塊相鄰的左面塊可用時(shí)，定義DC預(yù)測(cè)模式下當(dāng)前塊所有像素預(yù)測(cè)值也可用近似水平方向預(yù)測(cè)方法求取，見(jiàn)圖5中DC2；雖然該方法與水平預(yù)測(cè)的方向一致，但運(yùn)算過(guò)程中選取的相鄰像素和濾波方法不同；
4)與當(dāng)前塊相鄰的上、左面塊均不可用時(shí)，定義DC預(yù)測(cè)模式下當(dāng)前塊所有像素預(yù)測(cè)值為128，這與現(xiàn)有JVT標(biāo)準(zhǔn)相同。
本發(fā)明所述一種用于視頻編碼的幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法，其特征還在于，在進(jìn)入幀內(nèi)預(yù)測(cè)模塊后，所述DC預(yù)測(cè)模式，可具體采用以下方法定義數(shù)值(1)首先對(duì)當(dāng)前塊已重構(gòu)出的相鄰像素ti、sj和f，按JVT方法做相應(yīng)點(diǎn)的低通濾波，放到數(shù)組中，記該數(shù)組為EP，并記該數(shù)組中第m個(gè)數(shù)組變量為EPm，其中，i＝0，1，...，2q-1，表示像素行坐標(biāo)，j＝0，1，...，2p-1，表示像素列坐標(biāo)，p×q表示的塊大小，p表示塊的列數(shù)，可等于4，8，或16，q表示塊的行數(shù)，可等于4，8，或16，ti表示當(dāng)前塊左邊一列第i行像素樣值，sj表示當(dāng)前塊上邊一行第j列像素樣值，aij表示當(dāng)前塊第i行j列的像素樣值；m表示數(shù)組EP的下標(biāo)變量；在以下計(jì)算中，符號(hào)“＞＞”表示位右移運(yùn)算；EP由下列算法得到A.如果當(dāng)前宏塊有上邊相鄰的已重構(gòu)的像素，即sj可用，其中，j＝0，1，2，...，p-1，則a)EP(j+1)＝s(j)；j＝0，...，p-1b)如果當(dāng)前宏塊有右上邊相鄰的已重構(gòu)的像素，即sj可用，其中，j＝p，p+1，p+2，...，2p-1，則EP(1+j+p)＝s(p+j)； j＝0，…，p-1EP(1+j+p)＝s(p+p-1)；j＝p，…，q-1否則EP(1+j+p)＝EP(p)； j＝0，...，p-1c)EP(1+j+p)＝EP(p+j)； j ＝p，...，q+1d)EP(0)＝s0；
B.如果當(dāng)前宏塊有左邊相鄰的已重構(gòu)的像素，即ti可用，其中，i＝0，1，2，...，q-1，則a)EP(-1-i)＝t(i)；i＝0，…，q-1b)如果當(dāng)前宏塊有左下邊相鄰的已重構(gòu)的像素，即ti可用，其中，i＝q，q+1，q+2，...，2q-1，則EP(-1-i-q)＝t(q+i)；i＝0，…，q-1EP(-1-i-q)＝t(q+q-1)；i＝q，…，p-1否則EP(-1-i-q)＝EP(-q)；i＝0，...，q-1c)EP(-1-i-q)＝EP(-i-q)；i＝p，p+1d)EP(0)＝t0；C.如果sj可用，并且可用ti，其中，i＝0，1，2，...，q-1，其中，j＝0，1，2，...，p-1，則EP(0)＝f；D.定義變量last_pix等于EP(-(p+q))；取i等于-(p+q)，其中，i表示記數(shù)器，做以下步驟，a).令變量new_pix等于(last_pix+(EP(i)＜＜1)+EP(i+1)+2)＞＞2；b).令變量last_pix等于EP(i)；c).令下標(biāo)為i的數(shù)組變量EPi等于new_pix；d).i增1，轉(zhuǎn)至a)，直至i大于(p+q)為止；(2)DC預(yù)測(cè)模式的運(yùn)算規(guī)則
i.如果sj，ti都可用，則所有預(yù)測(cè)樣本 等于(EPi+EPj)＞＞1，見(jiàn)圖5中DC0其中，i＝0，1，2，...，q-1，表示像素行坐標(biāo)，j＝0，1，2，...，p-1，表示像素列坐標(biāo)；ii.如果ti不可用，sj可用，則所有預(yù)測(cè)樣本 等于EPj，見(jiàn)圖5中DCi；其中，i＝0，1，2，...，q-1，表示像素行坐標(biāo)，j＝0，1，2，...，p-1，表示像素列坐標(biāo)；iii.如果sj不可用，ti可用，則所有預(yù)測(cè)樣本 等于EPi，見(jiàn)圖5中DC2其中，i＝0，1，2，...，q-1，表示像素行坐標(biāo)，j＝0，1，2，...，p-1，表示像素列坐標(biāo)；iv.如果sj，ti都不可用，則所有預(yù)測(cè)樣本 等于128，其中，i＝0，1，2，...，q-1，表示像素行坐標(biāo)，j＝0，1，2，...，p-1，表示像素列坐標(biāo)。
本發(fā)明所述一種用于視頻編碼的幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法，其特征還在于，從硬件的實(shí)現(xiàn)上考慮，當(dāng)p×q塊為4×4或4×8或8×4或8×8大小時(shí)，亮度樣值9種預(yù)測(cè)模式的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，希望用一種更為簡(jiǎn)單的預(yù)測(cè)模式來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像的壓縮，而且又能保證圖像壓縮的性能不降低。因此本發(fā)明提出可以選取9種預(yù)測(cè)模式中的部分預(yù)測(cè)模式，并按編碼的需要對(duì)這些模式做重新的模式排序；如可采用一種基于5種預(yù)測(cè)模式的幀內(nèi)亮度樣值預(yù)測(cè)方法，即本發(fā)明提出的DC預(yù)測(cè)，以及JVT中采用的垂直預(yù)測(cè)、水平預(yù)測(cè)、45度方向預(yù)測(cè)、135度方向預(yù)測(cè)模式；模式0垂直預(yù)測(cè)(vertical prediction)模式1水平預(yù)測(cè)(horizontal prediction)模式2DC預(yù)測(cè)(DC prediction，本發(fā)明提出的DC預(yù)測(cè)模式)模式345度方向預(yù)測(cè)(diagonal down/left prediction)
模式4135度方向預(yù)測(cè)(diagonal down/right prediction)這種簡(jiǎn)化的預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)比原來(lái)JVT采用的9種預(yù)測(cè)模式少了4個(gè)方向的預(yù)測(cè)計(jì)算，大大減少了計(jì)算復(fù)雜度。
同樣地，對(duì)于16×16亮度塊和8×8色度塊，也可只采用本發(fā)明提出的DC預(yù)測(cè)模式以及與JVT中的垂直預(yù)測(cè)模式、水平預(yù)測(cè)模式和平板預(yù)測(cè)模式中的一種或兩種預(yù)測(cè)模式。
本發(fā)明一種用于視頻編碼的幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法與JVT標(biāo)準(zhǔn)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法相比，其DC預(yù)測(cè)模式使預(yù)測(cè)更為準(zhǔn)確，提高了圖像的編碼質(zhì)量；其簡(jiǎn)化的預(yù)測(cè)模式，在保證圖像編碼性能沒(méi)有下降的條件下，大大減少了計(jì)算的復(fù)雜度。


圖1系統(tǒng)框圖；圖2當(dāng)前塊與其相鄰塊位置圖；圖3 p×q塊樣值的預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)圖；圖4 p×q塊亮度樣值的8個(gè)預(yù)測(cè)方向圖；圖5 DC預(yù)測(cè)模式示意圖；圖6系統(tǒng)流程圖；圖7 8×8塊亮度樣值的預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)圖；圖8亮度樣值在9種預(yù)測(cè)模式下按本發(fā)明定義和JVT標(biāo)準(zhǔn)定義下樣值信噪比及比特率曲線圖；圖9亮度樣值在本發(fā)明定義的5種預(yù)測(cè)模式下和JVT標(biāo)準(zhǔn)定義的9種預(yù)測(cè)模式下樣值信噪比及比特率曲線圖；圖10色度兩個(gè)樣值中的第一個(gè)樣值U在本發(fā)明定義的DC預(yù)測(cè)和平板預(yù)測(cè)2種預(yù)測(cè)模式下和JVT標(biāo)準(zhǔn)定義的4種預(yù)測(cè)模式下樣值信噪比及比特率曲線圖；圖11色度兩個(gè)樣值中的第二個(gè)樣值V在本發(fā)明定義的DC預(yù)測(cè)和平板預(yù)測(cè)2種預(yù)測(cè)模式下和JVT標(biāo)準(zhǔn)定義的4種預(yù)測(cè)模式下樣值信噪比及比特率曲線圖；具體實(shí)施方式
根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案，按照?qǐng)D1，圖6所示，通過(guò)視頻攝像機(jī)得到原始的視頻序列作為輸入，通過(guò)視頻采集卡后變成視頻數(shù)據(jù)流進(jìn)入計(jì)算機(jī)，并采用JVT提供的視頻編碼技術(shù)，對(duì)序列中圖像的亮度樣值做基于8×8塊的幀內(nèi)預(yù)測(cè)，具體步驟如下1.讀取序列中的一幅圖像；2.將圖像按16×16大小劃分成一個(gè)個(gè)的宏塊；3.取一個(gè)16×16宏塊為當(dāng)前預(yù)測(cè)宏塊；4.將該宏塊按從左至右，從上到下的順序分成8×8的塊；5.取一個(gè)8×8塊為當(dāng)前塊；6.預(yù)測(cè)當(dāng)前塊8×8塊的像素亮度樣值；當(dāng)前的8×8塊周邊的已經(jīng)編碼完的像素亮度樣值位置如圖7所示，定義其9種預(yù)測(cè)模式極其順序?yàn)槟Ｊ?垂直預(yù)測(cè)(vertical prediction)模式1水平預(yù)測(cè)(horizontal prediction)模式2DC預(yù)測(cè)(DC prediction)模式345度方向預(yù)測(cè)(diagonal down/left prediction)模式4135度方向預(yù)測(cè)(diagonal down/right prediction)模式5112.5度方向預(yù)測(cè)(vertical-right prediction)模式6157.5度方向預(yù)測(cè)(horizontal-down prediction)模式767.5度方向預(yù)測(cè)(vertical-left prediction)模式822.5度方向預(yù)測(cè)(horizontal-up prediction)按本發(fā)明提出的一種用于視頻編碼的幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法，9種模式下本塊的預(yù)測(cè)模式定義如下1.首先對(duì)當(dāng)前塊已重構(gòu)出的相鄰像素ti、sj和f，按JVT方法做相應(yīng)點(diǎn)的低通濾波，放到數(shù)組中，記該數(shù)組為EP，并記該數(shù)組中第m個(gè)數(shù)組變量為EPm，其中，i＝0，1，...，2q-1，表示像素行坐標(biāo)，j＝0，1，...，2p-1，表示像素列坐標(biāo)，p×q表示的塊大小，p表示塊的列數(shù)，可等于4，8，或16，q表示塊的行數(shù)，可等于4，8，或16，ti表示當(dāng)前塊左邊一列第i行像素樣值，sj表示當(dāng)前塊上邊一行第j列像素樣值，aij表示當(dāng)前塊第i行j列的像素樣值；m表示數(shù)組EP的下標(biāo)變量；在以下計(jì)算中，符號(hào)“＞＞”表示位右移運(yùn)算。
EP由下列算法得到A.如果當(dāng)前宏塊有上邊相鄰的已重構(gòu)的像素，即sj(j＝0，1，2，...，7)可用，則a)EP(j+1)＝s(j)；j＝0，...，7b)如果當(dāng)前宏塊有右上邊相鄰的已重構(gòu)的像素，即sj(j＝7，8，...，15)可用，則EP(1+j+p)＝s(p+j)； j＝0，...，7否則EP(1+j+p)＝EP(p)；j＝0，...，7c)EP(1+j+p)＝EP(p+j)；j＝8，9d)EP(0)＝s0；B.如果當(dāng)前宏塊有左邊相鄰的已重構(gòu)的像素，即ti(i＝0，1，2，...，7)可用，則a)EP(-1-i)＝t(i)； i＝0，...，7b)如果當(dāng)前宏塊有左下邊相鄰的已重構(gòu)的像素，即ti(i＝8，9，...，15)可用，則EP(-1-i-q)＝t(q+i))；i＝0，...，7否則EP(-1-i-q)＝EP(-q)；i＝0，...，7
c)EP(-1-i-q)＝EP(-i-q)；i＝8，9d)EP(0)＝t0；C.如果sj(j＝0，1，2，...，7)可用，并且ti(i＝0，1，2，...，7)可用，則EP(0)＝f；E.定義變量last_pix等于EP(-16)；取i等于-16，其中，i表示記數(shù)器，做以下步驟，a).令變量new_pix等于(last_pix+(EP(i)＜＜1)+EP(i+1)+2)＞＞2；b).令變量last_pix等于EP(i)；c).令下標(biāo)為i的數(shù)組變量EPi等于new_pix；d).i增1，轉(zhuǎn)至a)，直至i大于16為止；2.計(jì)算各模式下的預(yù)測(cè)值a、模式0垂直預(yù)測(cè)(vertical Prediction)使用本模式的必要條件是sj(j＝0，1，2，...，7)可用，預(yù)測(cè)樣本 的產(chǎn)生方法如下a~000=a~010=a~020=···=a~070=s0;]]>a~001=a~011=a~021=···=a~071=s1;]]>a~000=a~012=a~022=···=a~072=s2;]]>a~007=a~017=a~027=···=a~077=s7;]]>b、模式1水平預(yù)測(cè)(horizontal prediction)
使用本模式的必要條件是ti(i＝0，1，2，...，7)可用，預(yù)測(cè)樣本 的產(chǎn)生方法如下a~100=a~101=a~102=···=a~107=t0;]]>a~110=a~111=a~112=···a~117=t1;]]>a~120=a~121=a~122=···=a~127=t2;]]>a~170=a~171=a~172=···=a~177=t7;]]>c、模式2DC預(yù)測(cè)(DC prediction)i.如果sj(j＝0，1，2，...，7)，ti(i＝0，1，2，...，7)都可用，則所有預(yù)測(cè)樣本 等于(EPi+EPj)＞＞1；ii.如果ti(i＝0，1，2，...，7)不可用，sj(j＝0，1，2，...，7)可用，則所有預(yù)測(cè)樣本 等于EPj；iii.如果sj(j＝0，1，2，...，7)不可用，ti(i＝0，1，2，...，7)可用，則所有預(yù)測(cè)樣本 等于EPi；iv.如果sj(j＝0，1，2，...，7)，ti(i＝0，1，2，...，7)都不可用，則所有預(yù)測(cè)樣本 等于128，i＝0，1，2，...，7，表示像素行坐標(biāo)，j＝0，1，2，...，7，表示像素列坐標(biāo)；其它預(yù)測(cè)模式和其運(yùn)算規(guī)則與JVT標(biāo)準(zhǔn)相同。
7.確定當(dāng)前塊的最優(yōu)預(yù)測(cè)模式a.定義k表示當(dāng)前預(yù)測(cè)模式，令其初始值為0；b.由下面的預(yù)測(cè)殘差公式，得到預(yù)測(cè)模式k下的預(yù)測(cè)殘差值Δk
Δk=aij-a~kij]]>這里，aij表示原始像素亮度樣值， 表示模式k下預(yù)測(cè)像素亮度樣值，k表示預(yù)測(cè)模式編碼號(hào)；i＝0，1，2，...，q-1表示像素行坐標(biāo)；j＝0，1，2，...，p-1表示像素列坐標(biāo)；c.采用JVT中的編碼方法，對(duì)各個(gè)像素的預(yù)測(cè)殘差做DCT變換(DCT變換指離散余弦變換)、量化和熵編碼，計(jì)算當(dāng)前塊在當(dāng)前模式下的編碼比特?cái)?shù)；并對(duì)各個(gè)像素的預(yù)測(cè)殘差做DCT變換和量化后，再進(jìn)行反量化和反DCT變換，然后加上預(yù)測(cè)值 重構(gòu)塊中的各個(gè)像素點(diǎn)的亮度樣值，記為 k表示預(yù)測(cè)模式編碼號(hào)；i＝0，1，2，...，q-1表示像素行坐標(biāo)；j＝0，1，2，...，p-1表示像素列坐標(biāo)；d.采用JVT中的方法計(jì)算該塊在當(dāng)前預(yù)測(cè)模式下的失真率，記為rdcost；distortion=Σi,j(aij-a^kij)2]]>rd cost＝distortion+lambda×rate；其中，distortion為當(dāng)前塊的所有像素的原始亮度樣值與預(yù)測(cè)值差的平方和，lambda為常數(shù)，rate為在當(dāng)前模式下編碼當(dāng)前塊所用比特?cái)?shù)；e.k值增1，重復(fù)第b，c，d，e步，直至本塊所有預(yù)測(cè)模式都執(zhí)行一遍為止；d.比較各個(gè)模式下的rdcost，選取rdcost最小的模式為當(dāng)前最優(yōu)預(yù)測(cè)模式；8.將最優(yōu)預(yù)測(cè)模式下的預(yù)測(cè)值作為該塊的最后預(yù)測(cè)值，記為 i＝0，1，2，...，q-1表示像素行坐標(biāo)；j＝0，1，2，...，p-1表示像素列坐標(biāo)；將最優(yōu)預(yù)測(cè)模式下的重構(gòu)值作為該塊的最后重構(gòu)值，記為 i＝0，1，2，...，q-1表示像素行坐標(biāo)；j＝0，1，2，...，p-1表示像素列坐標(biāo)；9.取下一個(gè)8×8塊作為當(dāng)前塊，重復(fù)第6至9步的過(guò)程，直到該宏塊完全編碼為止；
10.取下一個(gè)宏塊作為當(dāng)前預(yù)測(cè)宏塊，重復(fù)第3至10步的過(guò)程，直到完成整幅圖像的編碼為止。
11.取下一幅圖像，重復(fù)第2至11步的過(guò)程，直到完成整個(gè)序列的編碼為止。
如果選擇簡(jiǎn)化的預(yù)測(cè)模式，則每次只需計(jì)算第6步中根據(jù)需要挑選出的預(yù)測(cè)模式的預(yù)測(cè)值，如可只需計(jì)算前5種預(yù)測(cè)模式的預(yù)測(cè)值。
實(shí)例結(jié)果1.利用本發(fā)明提出的改進(jìn)DC預(yù)測(cè)模式的9種預(yù)測(cè)模式的預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)，對(duì)一幅1280×720的高清視頻序列，以8×8塊作為基本處理塊，做了10幀全幀內(nèi)預(yù)測(cè)測(cè)試，并且與現(xiàn)有JVT標(biāo)準(zhǔn)中幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)在不同量化值下的樣值信噪比及比特率做了比較(下表)，畫(huà)出了亮度樣值信噪比(記為PSNRY)與比特率(記為Bitrate)曲線圖(圖8)。
高清視頻序列測(cè)試結(jié)果(幀率30Hz，10幀，1280*720)

從圖中可以看出，利用本發(fā)明提出的改進(jìn)DC預(yù)測(cè)模式的9種預(yù)測(cè)方法求出的曲線在利用JVT幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法求出的曲線上方，這表明本發(fā)明在沒(méi)有增加任何復(fù)雜度的條件下，圖像在壓縮性能上的提高。
2.利用本發(fā)明提出的簡(jiǎn)化的預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)，如只取前5種預(yù)測(cè)模式，保持其原有順序，分別對(duì)一幅1280×720的高清視頻序列，做了10幀全幀內(nèi)測(cè)試，與現(xiàn)有JVT標(biāo)準(zhǔn)中幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)在不同量化值下的樣值信噪比及比特率做了比較(下表)，畫(huà)出了樣值信噪比與比特率曲線圖(圖9)。
高清視頻序列測(cè)試結(jié)果(幀率30Hz，10幀，1280*720)


從圖可以看出，利用本發(fā)明提出的簡(jiǎn)化預(yù)測(cè)模式方法求出的曲線與利用JVT幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法求出的曲線基本重合，這表明本發(fā)明在減少了大量的復(fù)雜度的條件下，仍能很好的保持圖像的壓縮性能。
3.利用本發(fā)明提出的簡(jiǎn)化的預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)對(duì)兩個(gè)色度樣值進(jìn)行DC預(yù)測(cè)(模式0)和平板預(yù)測(cè)(模式1)2種預(yù)測(cè)模式的預(yù)測(cè)，分別對(duì)一幅1280×720的高清視頻序列，做了10幀全幀內(nèi)測(cè)試，與現(xiàn)有JVT標(biāo)準(zhǔn)中幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)在不同量化值下的樣值信噪比及比特率做了比較(下表)，畫(huà)出了色度樣值信噪比(記為PSNRU和PSNRV)樣值信噪比與比特率曲線圖(圖10、圖11)。
高清視頻序列測(cè)試結(jié)果(幀率30Hz，10幀，1280*720)

從圖可以看出，利用本發(fā)明提出的簡(jiǎn)化預(yù)測(cè)模式方法求出的曲線與利用JVT幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法求出的曲線基本重合，這表明本發(fā)明在減少了大量的復(fù)雜度的條件下，仍能很好的保持圖像的壓縮性能。
權(quán)利要求
1.一種用于視頻編碼的幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法，其視頻編碼是通過(guò)視頻攝像機(jī)得到原始視頻流作為輸入，通過(guò)視頻采集卡后變成視頻數(shù)據(jù)流進(jìn)入計(jì)算機(jī)，并采用JVT提供的視頻編碼技術(shù)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理與運(yùn)算，其方法步驟為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接受采集卡處理好的原始視頻流，然后讀出接收到的視頻序列的一幅圖像，并將該圖像的像素樣值按從左至右，從上到下的順序分成16×16的宏塊；從計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器讀取到的宏塊被送到幀內(nèi)預(yù)測(cè)模塊，在具體編碼時(shí)，規(guī)定了圖像內(nèi)基本處理塊的預(yù)測(cè)方式，如果是采用幀間預(yù)測(cè)，按相應(yīng)的算法計(jì)算當(dāng)前塊的運(yùn)動(dòng)向量，得到其預(yù)測(cè)值；否則采用幀內(nèi)預(yù)測(cè)，利用當(dāng)前塊的相鄰的已重構(gòu)的像素按相應(yīng)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)做預(yù)測(cè)，然后按JVT標(biāo)準(zhǔn)的方法對(duì)預(yù)測(cè)殘差進(jìn)行變換以去除變換塊內(nèi)的空間相關(guān)性，再進(jìn)行量化；接著，使用JVT技術(shù)的變長(zhǎng)編碼或算術(shù)編碼對(duì)量化變換系數(shù)信息進(jìn)行編碼，直到本圖像編碼完成為止，最后輸出本圖像編碼比特流；讀取接收到的序列中的下一幅圖像，以此類(lèi)推直至所有圖像均編碼完成為止；在JVT標(biāo)準(zhǔn)提供的5.0版本視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)中，亮度或色度樣值的預(yù)測(cè)采用的是基于p×q塊的預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)，其中p表示塊的列數(shù)，q表示塊的行數(shù)，它是利用該p×q塊上、右上、左、左上和左下邊已經(jīng)重構(gòu)的像素樣值，按照某些預(yù)測(cè)模式及其計(jì)算規(guī)則來(lái)預(yù)測(cè)當(dāng)前塊的像素樣值，其中，i＝0，1，…，2q-1，表示像素行坐標(biāo)，j＝0，1，…，2p-1，表示像素列坐標(biāo)，ti表示當(dāng)前塊左邊一列第i行像素樣值，sj表示當(dāng)前塊上邊一行第j列像素樣值，aij表示當(dāng)前塊第i行j列的像素樣值；其中，1).在處理亮度樣值時(shí)，JVT標(biāo)準(zhǔn)定義當(dāng)塊為4×4塊、4×8塊、8×4塊和8×8塊時(shí)，即p＝4或p＝8時(shí)，q＝4或q＝8時(shí)，采用9種預(yù)測(cè)模式，這些預(yù)測(cè)模式和順序?yàn)槟Ｊ?垂直預(yù)測(cè)模式1水平預(yù)測(cè)模式2DC預(yù)測(cè)模式345度方向預(yù)測(cè)模式4135度方向預(yù)測(cè)模式5112.5度方向預(yù)測(cè)模式6157.5度方向預(yù)測(cè)模式767.5度方向預(yù)測(cè)模式822.5度方向預(yù)測(cè)其中，除了DC預(yù)測(cè)模式，剩余的8種預(yù)測(cè)模式稱(chēng)為方向預(yù)測(cè)模式；2).在處理亮度樣值時(shí)，JVT標(biāo)準(zhǔn)還定義p＝q＝16時(shí)采用4種預(yù)測(cè)模式，這些預(yù)測(cè)模式為和順序?yàn)槟Ｊ?垂直預(yù)測(cè)模式1水平預(yù)測(cè)模式2DC預(yù)測(cè)模式3平板預(yù)測(cè)3).在處理色度樣值時(shí)，JVT標(biāo)準(zhǔn)定義8×8塊的4種預(yù)測(cè)模式和順序?yàn)槟Ｊ?DC預(yù)測(cè)模式1水平預(yù)測(cè)模式2垂直預(yù)測(cè)模式3平板預(yù)測(cè)本發(fā)明的特征在于，從計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器讀取宏塊數(shù)據(jù)后進(jìn)入幀內(nèi)預(yù)測(cè)模塊，所述對(duì)每個(gè)選擇幀內(nèi)預(yù)測(cè)的16×16宏塊中的像素樣值進(jìn)行預(yù)測(cè)由以下步驟順次組成(1).取一個(gè)16×16宏塊為當(dāng)前預(yù)測(cè)宏塊；(2).將該宏塊按從左至右，從上到下的順序分成p×q，p表示塊的列數(shù)，可等于4，8，或16，q表示塊的行數(shù)，可等于4，8，或16；(3).取一個(gè)p×q塊為當(dāng)前塊；(4).預(yù)測(cè)當(dāng)前塊p×q的像素亮度或色度樣值；(5).取下一個(gè)p×q塊作為當(dāng)前塊，重復(fù)第(3)至(5)步的過(guò)程，直到該宏塊預(yù)測(cè)完畢為止；其中，在進(jìn)行當(dāng)前塊p×q的像素亮度或色度樣值預(yù)測(cè)時(shí)，其中的DC預(yù)測(cè)模式方法的主要特征為當(dāng)前塊是利用相鄰塊(U，L，UR，UL，DL)中已解碼像素的樣值來(lái)計(jì)算其DC預(yù)測(cè)模式的，其中，定義符號(hào)C表示當(dāng)前塊，符號(hào)U表示與當(dāng)前塊相鄰的上塊，符號(hào)L表示與當(dāng)前塊相鄰的左塊，符號(hào)UL表示與當(dāng)前塊相鄰的左上塊，符號(hào)UR表示與當(dāng)前塊相鄰的右上塊，符號(hào)DL表示當(dāng)前塊表示與當(dāng)前塊相鄰的左下塊；1).與當(dāng)前塊相鄰的上、右上、左、左上和左下塊均可用時(shí)，定義DC預(yù)測(cè)模式下當(dāng)前塊所有像素預(yù)測(cè)值可用近似JVT標(biāo)準(zhǔn)的8個(gè)預(yù)測(cè)方向的方法求取，但與這8個(gè)預(yù)測(cè)方向的的濾波方法不同；2).與當(dāng)前塊相鄰的上面塊可用時(shí)，定義DC預(yù)測(cè)模式下當(dāng)前塊所有像素預(yù)測(cè)值可用近似JVT標(biāo)準(zhǔn)的8個(gè)預(yù)測(cè)方向的方法求取，但與這8個(gè)預(yù)測(cè)方向的濾波方法不同；3).與當(dāng)前塊相鄰的左面塊可用時(shí)，定義DC預(yù)測(cè)模式下當(dāng)前塊所有像素預(yù)測(cè)值可用近似JVT標(biāo)準(zhǔn)的8個(gè)預(yù)測(cè)方向的方法求取，但與這8個(gè)預(yù)測(cè)方向的濾波方法不同；4).與當(dāng)前塊相鄰的上、左面塊均不可用時(shí)，定義DC預(yù)測(cè)模式下當(dāng)前塊所有像素預(yù)測(cè)值為128。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于視頻編碼的幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法，其特征在于，在進(jìn)入幀內(nèi)預(yù)測(cè)模塊后，所述DC預(yù)測(cè)模式，可具體采用以下定義1)與當(dāng)前塊相鄰的上、右上、左、左上和左下面塊均可用時(shí)，定義DC預(yù)測(cè)模式下當(dāng)前塊所有像素預(yù)測(cè)值可用雙向預(yù)測(cè)方法求??；2)與當(dāng)前塊相鄰的上面塊可用時(shí)，定義DC預(yù)測(cè)模式下當(dāng)前塊所有像素預(yù)測(cè)值可用近似垂直方向預(yù)測(cè)方法求取，雖然該方法與垂直預(yù)測(cè)的方向一致但運(yùn)算過(guò)程中選取的相鄰像素和濾波方法不同；3)與當(dāng)前塊相鄰的左面塊可用時(shí)，定義DC預(yù)測(cè)模式下當(dāng)前塊所有像素預(yù)測(cè)值也可用近似水平方向預(yù)測(cè)方法求取，雖然該方法與水平預(yù)測(cè)的方向一致但運(yùn)算過(guò)程中選取的相鄰像素和濾波方法不同；4)與當(dāng)前塊相鄰的上、左面塊均不可用時(shí)，定義DC預(yù)測(cè)模式下當(dāng)前塊所有像素預(yù)測(cè)值為128。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種用于視頻編碼的幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法，其特征在于，在進(jìn)入幀內(nèi)預(yù)測(cè)模塊后，所述DC預(yù)測(cè)模式，可具體采用以下定義數(shù)值(1)首先對(duì)當(dāng)前塊已重構(gòu)出的相鄰像素ti、sj和f，按JVT方法做相應(yīng)點(diǎn)的低通濾波，放到數(shù)組中，記該數(shù)組為EP，并記該數(shù)組中第m個(gè)數(shù)組變量為EPm，其中，i＝0，1，…，2q-1，表示像素行坐標(biāo)，j＝0，1，…，2p-1，表示像素列坐標(biāo)，p×q表示的塊大小，p表示塊的列數(shù)，可等于4，8，或16，q表示塊的行數(shù)，可等于4，8，或16，ti表示當(dāng)前塊左邊一列第i行像素樣值，sj表示當(dāng)前塊上邊一行第j列像素樣值，aij表示當(dāng)前塊第i行j列的像素樣值；m表示數(shù)組EP的下標(biāo)變量；在以下計(jì)算中，符號(hào)“＞＞”表示位右移運(yùn)算；EP由下列算法得到A.如果當(dāng)前宏塊有上邊相鄰的已重構(gòu)的像素，即sj可用，其中，j＝0，1，2，…，p-1，則a)EP(j+1)＝s(j)；j＝0，…，p-1b)如果當(dāng)前宏塊有右上邊相鄰的已重構(gòu)的像素，即sj可用，其中，j＝p，p+1，p+2，…，2p-1，則EP(1+j+p)＝s(p+j)；j＝0，…，p-1EP(1+j+p)＝S(p+p-1)；j＝p，…，q-1否則EP(1+j+p)＝EP(p)；j＝0，…，p-1c)EP(1+j+p)＝EP(p+j)；j＝p，…，q+1d)EP(0)＝s0；B.如果當(dāng)前宏塊有左邊相鄰的已重構(gòu)的像素，即ti可用，其中，i＝0，1，2，…，q-1，則a)EP(-1-i)＝t(i)；i＝0，…，q-1b)如果當(dāng)前宏塊有左下邊相鄰的已重構(gòu)的像素，即ti可用，其中，i＝q，q+1，q+2，…，2q-1，則EP(-1-i-q)＝t(q+i)；i＝0，…，q-1EP(-1-i-q)＝t(q+q-1)；i＝q，…，p-1否則EP(-1-i-q)＝EP(-q)；i＝0，…，q-1c)EP(-1-i-q)＝EP(-i-q)；i＝p，p+1d)EP(0)＝t0；C.如果sj可用，并且可用ti，其中，i＝0，1，2，…，q-1，其中，j＝0，1，2，…，p-1，則EP(0)＝f；D.定義變量last_ix等于EP(-(p+q))；取i等于-(p+q)，其中，i表示記數(shù)器，做以下步驟，a).令變量new_pix等于(last_pix+(EP(i)＜＜1)+EP(i+1)+2)＞＞2；b).令變量last_pix等于EP(i)；c).令下標(biāo)為i的數(shù)組變量EPi等于new_pix；d).i增1，轉(zhuǎn)至a)，直至i大于(p+q)為止；(2)DC預(yù)測(cè)模式的運(yùn)算規(guī)則i.如果sj，ti都可用，則所有預(yù)測(cè)樣本 等于(EPi+EPj)＞＞1，其中，i＝0，1，2，…，q-1，表示像素行坐標(biāo)，j＝0，1，2，…，p-1，表示像素列坐標(biāo)；ii.如果ti不可用，sj可用，則所有預(yù)測(cè)樣本 等于EPj，其中，i＝0，1，2，…，q-1，表示像素行坐標(biāo)，j＝0，1，2，…，p-1，表示像素列坐標(biāo)；iii.如果sj不可用，ti可用，則所有預(yù)測(cè)樣本 等于EPi，其中，i＝0，1，2，…，q-1，表示像素行坐標(biāo)，j＝0，1，2，…，p-1，表示像素列坐標(biāo)；iv.如果sj，ti都不可用，則所有預(yù)測(cè)樣本 等于128，其中，i＝0，1，2，…，q-1，表示像素行坐標(biāo)，j＝0，1，2，…，p-1，表示像素列坐標(biāo)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于視頻編碼中的幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法，其特征在于，也可以選取9種預(yù)測(cè)模式中的部分預(yù)測(cè)模式，并按編碼的需要對(duì)這些模式做重新的模式排序；如可采用一種基于5種預(yù)測(cè)模式的幀內(nèi)亮度樣值預(yù)測(cè)方法，即本發(fā)明提出的DC預(yù)測(cè)，以及JVT中采用的垂直預(yù)測(cè)、水平預(yù)測(cè)、45度方向預(yù)測(cè)、135度方向預(yù)測(cè)模式；同樣地，對(duì)于16×16亮度塊和8×8色度塊，也可只采用本發(fā)明提出的DC預(yù)測(cè)，JVT中采用的垂直預(yù)測(cè)、水平預(yù)測(cè)、和平板預(yù)測(cè)模式中的一種或兩種預(yù)測(cè)模式。
全文摘要
一種用于視頻編碼的幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法涉及計(jì)算機(jī)數(shù)字視頻編碼技術(shù)領(lǐng)域，其視頻編碼是通過(guò)攝像機(jī)得到原始視頻流作為輸入，通過(guò)視頻采集卡進(jìn)入計(jì)算機(jī)，并采用JVT提供的視頻編碼技術(shù)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理與運(yùn)算。本發(fā)明是基于空間預(yù)測(cè)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式編碼圖像的方法，著重定義了利用相鄰塊中已解碼像素的樣值來(lái)計(jì)算DC預(yù)測(cè)模式的運(yùn)算規(guī)則；并主要根據(jù)其上、右上、左、左上和左下塊是否可用來(lái)重新定義DC模式。具體編碼中，多種預(yù)測(cè)模式可以被重新組合，并按編碼的需要對(duì)這些模式做重新的模式排序。本發(fā)明的方法與JVT標(biāo)準(zhǔn)相比，在不增加任何計(jì)算復(fù)雜度的情況下提了視頻編碼質(zhì)量，也可適當(dāng)?shù)倪x取某些模式，在不降低任何圖像編碼性能的基礎(chǔ)上減少編碼的計(jì)算復(fù)雜度。
文檔編號(hào)H04N7/32GK1535027SQ20041000066
公開(kāi)日2004年10月6日 申請(qǐng)日期2004年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月16日
發(fā)明者孔德慧, 張楠, 尹寶才, 王雁來(lái), 孫艷豐, 岳文穎 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)