專(zhuān)利名稱(chēng)：一種視頻編解碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多媒體通信領(lǐng)域的視頻壓縮編解技術(shù)，尤其是涉及一種視頻編碼方法和一種視頻解碼方法。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)中，如MPEG或者ITU-T的H.26x系列，都是在編碼端利用序列幀之間的統(tǒng)計(jì)相關(guān)性來(lái)進(jìn)行幀間預(yù)測(cè)編碼的，為了能夠較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)當(dāng)前幀，現(xiàn)行的這些標(biāo)準(zhǔn)中無(wú)一例外的使用了運(yùn)動(dòng)估計(jì)算法，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)估計(jì)算法復(fù)雜度高，所以導(dǎo)致視頻編碼器復(fù)雜度一般比解碼器的復(fù)雜度高5到10倍。這種不對(duì)稱(chēng)的視頻編碼方案對(duì)于視頻點(diǎn)播和直播等應(yīng)用是非常適合的，因?yàn)樵谶@些應(yīng)用中對(duì)于視頻數(shù)據(jù)是一次壓縮多次播放，終端的任務(wù)只是進(jìn)行復(fù)雜度較低的視頻解碼即可。然而，一些應(yīng)用或許是相反的情況，例如在無(wú)線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)或衛(wèi)星視頻通信等應(yīng)用中，需要低處理能力的終端處理器把視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的視頻編碼，然后發(fā)送給中心服務(wù)器，此時(shí)傳統(tǒng)的視頻編碼方案就很難勝任，而是需要一種低編碼復(fù)雜度的視頻編碼方案來(lái)適應(yīng)終端的低處理能力。
隨著視頻通信技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的基于編碼端運(yùn)動(dòng)估計(jì)的混合視頻編碼技術(shù)在一些特殊應(yīng)用領(lǐng)域很難勝任，為此分布式信源編碼(Distributed SourceCoding)理論得到了越來(lái)越多學(xué)者的關(guān)注，分布式編碼是一種全新的視頻壓縮編碼框架，其理論基礎(chǔ)自20世紀(jì)70年代以來(lái)就已建立。它是一種編碼結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新，主要用于解決傳統(tǒng)視頻編碼在視頻通信中遇到的編碼復(fù)雜度高、可伸縮性差和容錯(cuò)能力差等問(wèn)題。UC伯克利大學(xué)的R.Ramchandran領(lǐng)導(dǎo)的小組開(kāi)發(fā)了分布式視頻編碼系統(tǒng)PRISM。在PRISM系統(tǒng)中為了在解碼端能夠準(zhǔn)確地構(gòu)造幀間宏塊的邊信息(Side Information)，在編碼過(guò)程中通過(guò)傳輸一些CRC(循環(huán)冗余校驗(yàn))比特來(lái)實(shí)現(xiàn)解碼端的運(yùn)動(dòng)估計(jì)。
雖然PRISM系統(tǒng)在編碼過(guò)程中CRC比特可以指導(dǎo)解碼端進(jìn)行較準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)估計(jì)，但CRC比特本身并不能用來(lái)重建圖像，其中還存在信息冗余，導(dǎo)致視頻編碼的效率降低，嚴(yán)重影響到視頻通信的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種視頻編碼方法，以降低視頻編碼端的信息冗余，從而提高視頻編碼的效率和視頻通信效果。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種視頻編碼方法，對(duì)輸入的視頻編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)編碼，包括幀間編碼模式和幀內(nèi)編碼模式，在進(jìn)行幀間編碼模式時(shí)，包括如下步驟對(duì)所述輸入幀間編碼宏塊的系數(shù)進(jìn)行變換和量化，然后對(duì)所述量化后的系數(shù)按頻率進(jìn)行重排，對(duì)所述重排系數(shù)的前N1個(gè)位平面進(jìn)行編碼，對(duì)重排前系數(shù)的N1位平面之后的所有位平面進(jìn)行編碼。
其中，對(duì)所述輸入幀間編碼宏塊的系數(shù)進(jìn)行的變換是離散余弦變換DCT變換。
其中，在進(jìn)行幀間編碼模式時(shí)，包括具體步驟如下步驟A，將輸入的宏塊劃分為相應(yīng)的4×4塊，并對(duì)每一個(gè)4×4塊系數(shù)進(jìn)行DCT變換和相應(yīng)的量化；步驟B，對(duì)步驟A中得到的量化后的DCT系數(shù)進(jìn)行重排；步驟C，對(duì)步驟B中重排后的DCT系數(shù)的前N1個(gè)位平面進(jìn)行位平面編碼，得到位平面碼流；步驟D，對(duì)步驟A中得到的量化后的DCT系數(shù)的N1個(gè)位平面之后的所有位平面進(jìn)行編碼，得到校驗(yàn)碼流。
其中，所述步驟A中相應(yīng)的量化，具體指根據(jù)碼流選擇量化尺度進(jìn)行量化。
其中，所述步驟B具體步驟如下步驟B1，對(duì)當(dāng)前宏塊中各組量化后的4×4DCT系數(shù)按照Z(yǔ)IAZIG掃描的方式進(jìn)行掃描，并對(duì)掃描后的系數(shù)按照頻率進(jìn)行相應(yīng)的編號(hào)；
步驟B2，把每組4×4DCT系數(shù)中相同編號(hào)的系數(shù)排在一起，組成新的宏塊系數(shù)。
其中，所述步驟C中的編碼方法采用JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)中的EBCOT算法、EZBC算法或SPIHT算法中的一種編碼方法。
其中，所述步驟C中N1可以選取固定常數(shù)或根據(jù)該幀圖像的自身特性自適應(yīng)選取N1。
其中，所述根據(jù)該幀圖像的自身特性自適應(yīng)選取N1具體指采用公式N1＝log10T+0.5，選取N1其中表示向下取整數(shù)函數(shù)運(yùn)算符，T為當(dāng)前宏塊與前一幀對(duì)應(yīng)位置的宏塊之間像素差的絕對(duì)值之和。
其中，所述步驟D中編碼方法采用Turbo Code編碼、LDPC編碼或IRA編碼中的一種編碼方法。
其中，在所述步驟A之前還包括根據(jù)視頻圖像的運(yùn)動(dòng)程度、及視頻圖像的紋理、細(xì)節(jié)等因素對(duì)輸入的圖像數(shù)據(jù)幀進(jìn)行宏塊劃分，分成16×16宏塊、16×8宏塊、8×16宏塊或8×8宏塊等宏塊類(lèi)型，將劃分后的宏塊作為幀間編碼的輸入。
其中，在所述步驟D之后還包括將宏塊類(lèi)型碼流、步驟C中得到的該宏塊N1位平面碼流和步驟D中得到的校驗(yàn)信息碼流共同組成最終的所述當(dāng)前宏塊的編碼碼流。
其中，對(duì)所述輸入幀間編碼宏塊的系數(shù)進(jìn)行的變換是Hadamard變換或整數(shù)變換。
本發(fā)明還提出了一種視頻解碼方法，解析輸入的視頻解碼碼流，判斷當(dāng)前宏塊的類(lèi)型，進(jìn)行相應(yīng)類(lèi)型的解碼，在進(jìn)行幀間解碼模式時(shí)，所述輸入的視頻解碼碼流包括N1位平面碼流和校驗(yàn)碼流，包括如下步驟對(duì)所述輸入的N1位平面碼流進(jìn)行解碼、反量化和反變換，得到N1位平面的重構(gòu)數(shù)據(jù)；利用所述N1位平面的重構(gòu)數(shù)據(jù)對(duì)所述輸入的校驗(yàn)碼流進(jìn)行解碼，得到當(dāng)前宏塊N1位平面之后的所有位平面重構(gòu)數(shù)據(jù)；將所示的兩個(gè)重構(gòu)數(shù)據(jù)合并，并對(duì)所述合并后的數(shù)據(jù)進(jìn)行反量化和反變換。
其中，在進(jìn)行幀間解碼模式時(shí)，具體包括如下步驟步驟E，對(duì)所述輸入的N1位平面碼流進(jìn)行相應(yīng)的解碼，其解碼方法與編碼端的編碼方法相對(duì)應(yīng)；步驟F，對(duì)步驟E中解碼后的系數(shù)進(jìn)行重排，其重排的方法與編碼端采用的重排方法相對(duì)應(yīng)，得到對(duì)應(yīng)的各個(gè)重排后的4×4塊系數(shù)；步驟G，對(duì)步驟F中得到的各個(gè)4×4塊系數(shù)進(jìn)行反量化和反變換，得到當(dāng)前宏塊的前N1位平面的變換系數(shù)的重構(gòu)數(shù)據(jù)；步驟H，針對(duì)步驟G中所述的重構(gòu)數(shù)據(jù)在參考幀內(nèi)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，得到此條件下當(dāng)前宏塊的最優(yōu)參考?jí)K；步驟I，把步驟H中得到的最優(yōu)參考?jí)K和所述輸入的校驗(yàn)碼流一起送入校驗(yàn)碼流解碼器進(jìn)行解碼，得到當(dāng)前宏塊N1位平面之后的所有位平面重構(gòu)數(shù)據(jù)；步驟J，把步驟F得到的重排系數(shù)和步驟I中得到的當(dāng)前宏塊N1位平面之后的所有位平面重構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，并對(duì)所述合并后的數(shù)據(jù)進(jìn)行反量化和反變換。
其中，所述步驟I中的解碼器和在編碼端中使用的編碼器相對(duì)應(yīng)，包括Turbo Code解碼器、LDPC解碼器碼或IRA解碼器。
本發(fā)明還提出了一種幀間編碼方法，包括如下步驟步驟A，將輸入的宏塊劃分為相應(yīng)的4×4塊，并對(duì)每一個(gè)4×4塊系數(shù)進(jìn)行變換和相應(yīng)的量化；步驟B，對(duì)步驟A中得到的量化后的變換系數(shù)進(jìn)行重排；步驟C，對(duì)步驟B中重排后的變換系數(shù)的前N1個(gè)位平面進(jìn)行位平面編碼，得到位平面碼流；步驟D，對(duì)步驟A中得到的量化后的變換系數(shù)的N1個(gè)位平面之后的所有位平面進(jìn)行編碼，得到校驗(yàn)碼流。
本發(fā)明還提出了一種幀間解碼方法，輸入的視頻解碼碼流包括N1位平面碼流和校驗(yàn)碼流，包括如下步驟步驟E，對(duì)所述輸入的N1位平面碼流進(jìn)行相應(yīng)的解碼，其解碼方法與編碼端的編碼方法相對(duì)應(yīng)；步驟F，對(duì)步驟E中解碼后的系數(shù)進(jìn)行重排，其重排的方法與編碼端采用的重排方法相對(duì)應(yīng)，得到對(duì)應(yīng)的各個(gè)重排后的4×4塊系數(shù)；步驟G，對(duì)步驟F中得到的各個(gè)4×4塊系數(shù)進(jìn)行反量化和反變換，得到當(dāng)前宏塊的前N1位平面的變換系數(shù)的重構(gòu)數(shù)據(jù)；步驟H，針對(duì)步驟G中所述的重構(gòu)數(shù)據(jù)在參考幀內(nèi)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，得到此條件下當(dāng)前宏塊的最優(yōu)參考?jí)K；步驟I，把步驟H中得到的最優(yōu)參考?jí)K和所述輸入的校驗(yàn)碼流一起送入校驗(yàn)碼流解碼器進(jìn)行解碼，得到當(dāng)前宏塊N1位平面之后的所有位平面重構(gòu)數(shù)據(jù)；步驟J，把步驟F得到的重排系數(shù)和步驟I中得到的當(dāng)前宏塊N1位平面之后的所有位平面重構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，并對(duì)所述合并后的數(shù)據(jù)進(jìn)行反量化和反變換。
本發(fā)明有益效果如下本發(fā)明由于在幀間編碼過(guò)程中對(duì)重排的DCT系數(shù)采用了子帶編碼的方法得到部分碼流數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)在解碼端即作為解碼圖像的一部分，又用來(lái)指導(dǎo)解碼端的運(yùn)動(dòng)估計(jì)，從而降低了視頻編碼端的計(jì)算復(fù)雜度，提高了視頻編碼的效率和視頻通信效果，同時(shí)在保證本方案在編碼端復(fù)雜度較低的情況下，在解碼端也得到較高的重建圖像質(zhì)量。


圖1為本發(fā)明視頻編碼方法中幀間編碼幀編碼的主要實(shí)現(xiàn)原理流程圖；圖2為本發(fā)明視頻編碼方法中對(duì)量化后的DCT系數(shù)進(jìn)行重排的示意圖；圖3為本發(fā)明視頻編碼方法中DCT系數(shù)的位平面示意圖；圖4為本發(fā)明視頻編碼方法中幀間編碼輸出碼流結(jié)構(gòu)的示意圖；圖5為本發(fā)明視頻編碼方法的主要實(shí)現(xiàn)原理流程圖；
圖6為本發(fā)明視頻解碼方法的主要實(shí)現(xiàn)原理流程圖；圖7為本發(fā)明視頻解碼方法中幀間解碼的主要實(shí)現(xiàn)原理流程圖；圖8為本發(fā)明視頻解碼方法中對(duì)解碼后的系數(shù)進(jìn)行重排的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的視頻編碼方法是通過(guò)在詳細(xì)分析現(xiàn)有技術(shù)分布式信源編碼方案所存在缺陷的基礎(chǔ)上而提出的，現(xiàn)有的分布式信源編碼方案中CRC比特可以指導(dǎo)解碼端進(jìn)行較準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)估計(jì)，但CRC比特本身并不能用來(lái)重建圖像，其中還存在信息冗余，本發(fā)明通過(guò)重排宏塊的離散余弦變換(Discrete CosineTransform，DCT)系數(shù)，并通過(guò)子帶編碼的方法產(chǎn)生高位平面的部分編碼信息，這部分信息既是重建圖像的一部分，同時(shí)也可以指導(dǎo)解碼端進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)。
因此，本發(fā)明的視頻編碼方法的核心思想在于根據(jù)分布式信源編碼的基本原理，首先對(duì)輸入的宏塊進(jìn)行分類(lèi)，在進(jìn)行幀間編碼模式時(shí)，先對(duì)幀間編碼宏塊的系數(shù)進(jìn)行DCT變換和量化，然后對(duì)量化后的系數(shù)按頻率進(jìn)行重排，利用子帶編碼技術(shù)對(duì)重排系數(shù)的前N1個(gè)位平面進(jìn)行編碼，最后對(duì)N1位平面之后的所有位平面進(jìn)行編碼，得到校驗(yàn)信息碼流。此N1位平面編碼信息在解碼端作為重建圖像的一部分信息的同時(shí)，并指導(dǎo)解碼端進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)來(lái)獲得更高質(zhì)量的邊信息，此邊信息與校驗(yàn)信息一起來(lái)解碼剩余位平面，進(jìn)而得到完整的重建幀間宏塊。
下面結(jié)合各個(gè)附圖，對(duì)能夠?qū)崿F(xiàn)上述特點(diǎn)的本發(fā)明視頻編碼方法的具體實(shí)施過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)的闡述。
請(qǐng)參閱圖5，該圖是本發(fā)明視頻編碼方法的主要實(shí)現(xiàn)原理流程圖，即對(duì)輸入的宏塊進(jìn)行分類(lèi)編碼，其主要實(shí)現(xiàn)過(guò)程包括如下步驟首先計(jì)算當(dāng)前宏塊與前一幀對(duì)應(yīng)位置的宏塊之間的各像素對(duì)應(yīng)差的絕對(duì)值之和T，并根據(jù)T判斷編碼類(lèi)型并編碼(在這里Tskip和Tintra分別為兩個(gè)預(yù)先設(shè)定的閾值)1)、如果T小于Tskip，則當(dāng)前宏塊不需要編碼，定義為SKIP類(lèi)型，并傳比特0到解碼端；2)、如果T大于Tintra，則當(dāng)前宏塊類(lèi)型定義為Intra類(lèi)型，按幀內(nèi)宏塊進(jìn)行編碼(與傳統(tǒng)編碼方式相同，即4×4DCT變換、量化和熵編碼)，并傳比特10到解碼端；3)、否則，當(dāng)前宏塊類(lèi)型定義為Inter類(lèi)型，按幀間方式進(jìn)行編碼，其編碼過(guò)程如上所述步驟S100——步驟S600，并傳比特11到解碼端。
請(qǐng)參閱圖1，該圖是本發(fā)明視頻編碼方法中幀間編碼幀編碼的主要實(shí)現(xiàn)原理流程圖，其主要實(shí)現(xiàn)過(guò)程包括如下步驟步驟S100，輸入宏塊；對(duì)輸入的圖像數(shù)據(jù)幀進(jìn)行宏塊劃分，可以根據(jù)視頻圖像的運(yùn)動(dòng)程度、及視頻圖像的紋理、細(xì)節(jié)等因素來(lái)劃分圖像數(shù)據(jù)幀，分成16×16宏塊、16×8宏塊、8×16宏塊或8×8宏塊等宏塊類(lèi)型，將劃分后的宏塊作為幀間編碼的輸入。
步驟S200，4×4DCT變換和量化；對(duì)步驟S100中所輸入的宏塊劃分為相應(yīng)的4×4宏塊，并對(duì)每一個(gè)4×4宏塊系數(shù)進(jìn)行DCT變換，在DCT變換后對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的量化，其中可以根據(jù)碼流選擇量化尺度。
步驟S300，對(duì)量化后的DCT系數(shù)進(jìn)行重排；對(duì)步驟S200中得到的所有量化后的DCT系數(shù)進(jìn)行重排，具體重排過(guò)程如下步驟S301，對(duì)各組量化后的4×4DCT變換系數(shù)按照“之字形”(ZIAZIG)掃描的方式進(jìn)行掃描，按照掃描后的頻率進(jìn)行編號(hào)(從1到16)，如圖2.(a)所示；步驟S302，為便于后面的系數(shù)編碼，把每組DCT系數(shù)相同頻率的系數(shù)排在一起(相同的頻率具有相同的特征)；假設(shè)步驟S100中將圖像數(shù)據(jù)幀劃分為16×16宏塊，則每一個(gè)16×16宏塊總共有16組4×4DCT宏塊，則把每組DCT系數(shù)中相同頻率的系數(shù)排在一起，如圖2.(b)所示的方式。
步驟S400，對(duì)前N1個(gè)位平面(Bit-plane)進(jìn)行位平面編碼，得到位平面碼流(DCT系數(shù)按照二進(jìn)制方式從高到低排列，所有系數(shù)的相同的二進(jìn)制位構(gòu)成一個(gè)位平面)如圖3所示，對(duì)重排后的DCT系數(shù)的前N1個(gè)位平面(Bit-plane)進(jìn)行位平面編碼，通過(guò)子帶編碼得到前N1個(gè)位平面的編碼碼流。其中，子帶編碼方法可以采用JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)中的EBCOT算法、EZBC算法或SPIHT算法等編碼方法，N1可以取固定常數(shù)，例如N1等于5；也可以根據(jù)該幀圖像的自身特性自適應(yīng)選取，其公式如下N1＝log10T+0.5，其中表示向下取整數(shù)，T為當(dāng)前宏塊與前一幀對(duì)應(yīng)位置的宏塊之間的絕對(duì)差。
步驟S500，對(duì)重排前的DCT系數(shù)的N1個(gè)位平面之后的所有位平面進(jìn)行編碼，得到校驗(yàn)碼流；對(duì)于得到的所有組DCT系數(shù)的N1位平面之后的所有位平面可以按照Turbo Code編碼、LDPC編碼或IRA編碼中的一種方法進(jìn)行編碼，從而得到校驗(yàn)信息碼流。
步驟S600，輸出位平面碼流和校驗(yàn)碼流；宏塊類(lèi)型碼流、將該宏塊的N1位平面碼流和校驗(yàn)信息碼流共同組成最終的該宏塊的編碼碼流，其碼流結(jié)構(gòu)如圖4所示，即宏塊類(lèi)型碼流最先，然后N1位平面碼流，最后是校驗(yàn)信息碼流。
在解碼端，與上述視頻編碼方法中相對(duì)應(yīng)的視頻解碼方法，如圖6所示，包括下述步驟對(duì)輸入的視頻編碼數(shù)據(jù)流首先進(jìn)行碼流解析，分析其編碼宏塊的編碼類(lèi)型1)、如果編碼宏塊類(lèi)型為SKIP類(lèi)型，則將當(dāng)前宏塊的前一幀對(duì)應(yīng)位置處的數(shù)據(jù)直接拷貝到當(dāng)前宏塊的對(duì)應(yīng)位置處，即不需要進(jìn)行解碼處理；2)、如果編碼宏塊類(lèi)型為Intra類(lèi)型，則按幀內(nèi)宏塊進(jìn)行解碼得到相關(guān)的原始視頻數(shù)據(jù)，即熵解碼、反量化和4×4DCT反變換等；3)、如果編碼宏塊類(lèi)型為Inter類(lèi)型，則按幀間宏塊進(jìn)行解碼得到相關(guān)的原始視頻數(shù)據(jù)，其解碼過(guò)程如圖7所示步驟S10，視頻輸入；輸入該宏塊的視頻編碼數(shù)據(jù)流，其中包括N1位平面碼流和校驗(yàn)信息碼流。
步驟S20，N1位平面解碼；對(duì)步驟S10中輸入的N1位平面碼流進(jìn)行相應(yīng)的解碼。其解碼方法與編碼端在步驟S400中進(jìn)行的編碼方法相對(duì)應(yīng)，即如果子帶編碼方法采用JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)中的EBCOT算法，則編碼端也采用對(duì)應(yīng)的JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)中的EBCOT解碼算法進(jìn)行解碼。
步驟S30，對(duì)解碼后的系數(shù)進(jìn)行重排；對(duì)步驟S20中得到的系數(shù)進(jìn)行重排的方法與編碼端在步驟S300中采用的重排方法相對(duì)應(yīng)，如圖8所示，得到對(duì)應(yīng)的各個(gè)重排后的4×4塊系數(shù)。
步驟S40，對(duì)重排后的系數(shù)進(jìn)行反量化和DCT反變換；對(duì)步驟S30中得到的各個(gè)4×4塊系數(shù)進(jìn)行反量化和DCT反變換，從而得到當(dāng)前宏塊的前N1個(gè)DCT系數(shù)的重構(gòu)數(shù)據(jù)。
步驟S50，在參考幀內(nèi)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)得到最優(yōu)參考?jí)K；針對(duì)步驟S40中得到的當(dāng)前宏塊的前N1個(gè)DCT系數(shù)的重構(gòu)數(shù)據(jù)在參考幀內(nèi)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，運(yùn)動(dòng)估計(jì)和補(bǔ)償方法可以是DS、MVFAST等算法，得到此條件下當(dāng)前宏塊的最優(yōu)參考?jí)K。
步驟S60，利用最優(yōu)參考?jí)K中的邊信息和視頻輸入中的校驗(yàn)碼流進(jìn)行校驗(yàn)解碼；把步驟S50中得到的最優(yōu)參考?jí)K和步驟S10中輸入的校驗(yàn)碼流一起送入校驗(yàn)碼流解碼器(所使用的解碼器和在編碼端步驟S500中使用的編碼方式相對(duì)應(yīng)，如Turbo Code解碼器、LDPC解碼器碼或IRA解碼器)進(jìn)行解碼，得到當(dāng)前宏塊N1位平面之后的所有位平面重構(gòu)數(shù)據(jù)。
步驟S70，把位平面解碼后的重排系數(shù)和校驗(yàn)系數(shù)進(jìn)行相加；把位平面解碼后的重排系數(shù)(步驟S30中得到的各個(gè)4×4塊系數(shù))和步驟S60中得到的校驗(yàn)系數(shù)相加，得到當(dāng)前宏塊的所有位平面的值。
步驟S80，反量化和DCT反變換；對(duì)步驟S70中得到當(dāng)前宏塊的所有位平面的值進(jìn)行反量化和DCT反變換，得到當(dāng)前宏塊的重構(gòu)數(shù)據(jù)。
步驟S90，輸出得到的當(dāng)前宏塊的重構(gòu)數(shù)據(jù)。
需要指出，本發(fā)明中針對(duì)編碼宏塊的系數(shù)進(jìn)行的變換是DCT變換，本領(lǐng)域人員可以理解，該變換也可以是其它變換方法，如Hadamard變換、整數(shù)變換等。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種視頻編碼方法，對(duì)輸入的視頻編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)編碼，包括幀間編碼模式和幀內(nèi)編碼模式，其特征在于，在進(jìn)行幀間編碼模式時(shí)，包括如下步驟對(duì)所述輸入幀間編碼宏塊的系數(shù)進(jìn)行變換和量化，然后對(duì)所述量化后的系數(shù)按頻率進(jìn)行重排，對(duì)所述重排系數(shù)的前N1個(gè)位平面進(jìn)行編碼，對(duì)重排前系數(shù)的N1位平面之后的所有位平面進(jìn)行編碼。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)所述輸入幀間編碼宏塊的系數(shù)進(jìn)行的變換是離散余弦變換DCT變換。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在進(jìn)行幀間編碼模式時(shí)，包括具體步驟如下步驟A，將輸入的宏塊劃分為相應(yīng)的4×4塊，并對(duì)每一個(gè)4×4塊系數(shù)進(jìn)行DCT變換和相應(yīng)的量化；步驟B，對(duì)步驟A中得到的量化后的DCT系數(shù)進(jìn)行重排；步驟C，對(duì)步驟B中重排后的DCT系數(shù)的前N1個(gè)位平面進(jìn)行位平面編碼，得到位平面碼流；步驟D，對(duì)步驟A中得到的量化后的DCT系數(shù)的N1個(gè)位平面之后的所有位平面進(jìn)行編碼，得到校驗(yàn)碼流。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟A中相應(yīng)的量化，具體指根據(jù)碼流選擇量化尺度進(jìn)行量化。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟B具體步驟如下步驟B1，對(duì)當(dāng)前宏塊中各組量化后的4×4 DCT系數(shù)按照Z(yǔ)IAZIG掃描的方式進(jìn)行掃描，并對(duì)掃描后的系數(shù)按照頻率進(jìn)行相應(yīng)的編號(hào)；步驟B2，把每組4×4 DCT系數(shù)中相同編號(hào)的系數(shù)排在一起，組成新的宏塊系數(shù)。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟C中的編碼方法采用JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)中的EBCOT算法、EZBC算法或SPIHT算法中的一種編碼方法。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟C中N1可以選取固定常數(shù)或根據(jù)該幀圖像的自身特性自適應(yīng)選取N1。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)該幀圖像的自身特性自適應(yīng)選取N1具體指采用公式N1＝log10T+0.5」，選取N1其中表示向下取整數(shù)函數(shù)運(yùn)算符，T為當(dāng)前宏塊與前一幀對(duì)應(yīng)位置的宏塊之間像素差的絕對(duì)值之和。
9.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟D中編碼方法采用TurboCode編碼、LDPC編碼或IRA編碼中的一種編碼方法。
10.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步驟A之前還包括根據(jù)視頻圖像的運(yùn)動(dòng)程度、及視頻圖像的紋理、細(xì)節(jié)等因素對(duì)輸入的圖像數(shù)據(jù)幀進(jìn)行宏塊劃分，分成16×16宏塊、16×8宏塊、8×16宏塊或8×8宏塊等宏塊類(lèi)型，將劃分后的宏塊作為幀間編碼的輸入。
11.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步驟D之后還包括將宏塊類(lèi)型碼流、步驟C中得到的該宏塊N1位平面碼流和步驟D中得到的校驗(yàn)信息碼流共同組成最終的所述當(dāng)前宏塊的編碼碼流。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)所述輸入幀間編碼宏塊的系數(shù)進(jìn)行的變換是Hadamard變換或整數(shù)變換。
13.一種視頻解碼方法，解析輸入的視頻解碼碼流，判斷當(dāng)前宏塊的類(lèi)型，進(jìn)行相應(yīng)類(lèi)型的解碼，其特征在于，在進(jìn)行幀間解碼模式時(shí)，所述輸入的視頻解碼碼流包括N1位平面碼流和校驗(yàn)碼流，包括如下步驟對(duì)所述輸入的N1位平面碼流進(jìn)行解碼、反量化和反變換，得到N1位平面的重構(gòu)數(shù)據(jù)；利用所述N1位平面的重構(gòu)數(shù)據(jù)對(duì)所述輸入的校驗(yàn)碼流進(jìn)行解碼，得到當(dāng)前宏塊N1位平面之后的所有位平面重構(gòu)數(shù)據(jù)；將所示的兩個(gè)重構(gòu)數(shù)據(jù)合并，并對(duì)所述合并后的數(shù)據(jù)進(jìn)行反量化和反變換。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，在進(jìn)行幀間解碼模式時(shí)，具體包括如下步驟步驟E，對(duì)所述輸入的N1位平面碼流進(jìn)行相應(yīng)的解碼，其解碼方法與編碼端的編碼方法相對(duì)應(yīng)；步驟F，對(duì)步驟E中解碼后的系數(shù)進(jìn)行重排，其重排的方法與編碼端采用的重排方法相對(duì)應(yīng)，得到對(duì)應(yīng)的各個(gè)重排后的4×4塊系數(shù)；步驟G，對(duì)步驟F中得到的各個(gè)4×4塊系數(shù)進(jìn)行反量化和反變換，得到當(dāng)前宏塊的前N1位平面的變換系數(shù)的重構(gòu)數(shù)據(jù)；步驟H，針對(duì)步驟G中所述的重構(gòu)數(shù)據(jù)在參考幀內(nèi)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，得到此條件下當(dāng)前宏塊的最優(yōu)參考?jí)K；步驟I，把步驟H中得到的最優(yōu)參考?jí)K和所述輸入的校驗(yàn)碼流一起送入校驗(yàn)碼流解碼器進(jìn)行解碼，得到當(dāng)前宏塊N1位平面之后的所有位平面重構(gòu)數(shù)據(jù)；步驟J，把步驟F得到的重排系數(shù)和步驟I中得到的當(dāng)前宏塊N1位平面之后的所有位平面重構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，并對(duì)所述合并后的數(shù)據(jù)進(jìn)行反量化和反變換。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述步驟I中的解碼器和在編碼端中使用的編碼器相對(duì)應(yīng)，包括Turbo Code解碼器、LDPC解碼器碼或IRA解碼器。
16.一種幀間編碼方法，其特征在于，包括如下步驟步驟A，將輸入的宏塊劃分為相應(yīng)的4×4塊，并對(duì)每一個(gè)4×4塊系數(shù)進(jìn)行變換和相應(yīng)的量化；步驟B，對(duì)步驟A中得到的量化后的變換系數(shù)進(jìn)行重排；步驟C，對(duì)步驟B中重排后的變換系數(shù)的前N1個(gè)位平面進(jìn)行位平面編碼，得到位平面碼流；步驟D，對(duì)步驟A中得到的量化后的變換系數(shù)的N1個(gè)位平面之后的所有位平面進(jìn)行編碼，得到校驗(yàn)碼流。
17.一種幀間解碼方法，其特征在于，輸入的視頻解碼碼流包括N1位平面碼流和校驗(yàn)碼流，包括如下步驟步驟E，對(duì)所述輸入的N1位平面碼流進(jìn)行相應(yīng)的解碼，其解碼方法與編碼端的編碼方法相對(duì)應(yīng)；步驟F，對(duì)步驟E中解碼后的系數(shù)進(jìn)行重排，其重排的方法與編碼端采用的重排方法相對(duì)應(yīng)，得到對(duì)應(yīng)的各個(gè)重排后的4×4塊系數(shù)；步驟G，對(duì)步驟F中得到的各個(gè)4×4塊系數(shù)進(jìn)行反量化和反變換，得到當(dāng)前宏塊的前N1位平面的變換系數(shù)的重構(gòu)數(shù)據(jù)；步驟H，針對(duì)步驟G中所述的重構(gòu)數(shù)據(jù)在參考幀內(nèi)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，得到此條件下當(dāng)前宏塊的最優(yōu)參考?jí)K；步驟I，把步驟H中得到的最優(yōu)參考?jí)K和所述輸入的校驗(yàn)碼流一起送入校驗(yàn)碼流解碼器進(jìn)行解碼，得到當(dāng)前宏塊N1位平面之后的所有位平面重構(gòu)數(shù)據(jù)；步驟J，把步驟F得到的重排系數(shù)和步驟I中得到的當(dāng)前宏塊N1位平面之后的所有位平面重構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，并對(duì)所述合并后的數(shù)據(jù)進(jìn)行反量化和反變換。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種視頻編碼方法，涉及多媒體通信領(lǐng)域的視頻壓縮編解技術(shù)，用以降低視頻編碼端的信息冗余，從而提高視頻編碼的效率和視頻通信效果。本發(fā)明的視頻編碼方法，在進(jìn)行幀間編碼模式時(shí)，包括如下步驟對(duì)所述輸入幀間編碼宏塊的系數(shù)進(jìn)行變換和量化，然后對(duì)所述量化后的系數(shù)按頻率進(jìn)行重排，對(duì)所述重排系數(shù)的前N
文檔編號(hào)H04N7/26GK101083767SQ200610060998
公開(kāi)日2007年12月5日 申請(qǐng)日期2006年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月30日
發(fā)明者丁貴廣, 熊聯(lián)歡 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司, 清華大學(xué)