專利名稱：一種視頻預(yù)測(cè)編碼方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及一種視頻預(yù)測(cè)編碼方法和
裝置。
背景技術(shù)：
目前，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用逐漸向多媒體業(yè)務(wù)方向發(fā)展。視頻作為多媒體業(yè)務(wù)的重要組成部 分，已經(jīng)成為信息傳播的主要載體之一。視頻的廣泛應(yīng)用對(duì)視頻的質(zhì)量提出了新的要求，現(xiàn) 在各種視頻的分辨率也越來越大。同時(shí)，視頻數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)速度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過存儲(chǔ)設(shè)備和網(wǎng) 絡(luò)帶寬的發(fā)展速度，因此視頻壓縮編碼技術(shù)受到了長(zhǎng)期廣泛的關(guān)注。 在現(xiàn)有的視頻壓縮編碼技術(shù)中， 一般將視頻分為I幀、P幀和B幀進(jìn)行編碼。I幀 是幀內(nèi)編碼幀，在編碼過程中只能利用幀內(nèi)的信息進(jìn)行預(yù)測(cè)，而解碼時(shí)也只需要利用本幀 的碼流即可解碼重構(gòu)該幀圖像。I幀的編解碼過程均是獨(dú)立的，與前后幀的信息無關(guān)。P幀 和B幀在編碼過程中，除了采用幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)，還可以進(jìn)行幀間預(yù)測(cè)，幀間預(yù)測(cè)技術(shù)需要在 參考幀中搜索出與當(dāng)前宏塊最相似的塊作為預(yù)測(cè)，而在解碼時(shí)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)向量信息從已解 碼的參考幀中找到預(yù)測(cè)塊實(shí)現(xiàn)解碼。P幀和B幀的編解碼過程均不獨(dú)立，時(shí)間復(fù)雜度高，但 利用了幀間的時(shí)間相關(guān)性和幀內(nèi)的空間相關(guān)性，能實(shí)現(xiàn)高效壓縮。與P幀和B幀的編碼過 程相比，I幀只利用幀內(nèi)的空間相關(guān)性進(jìn)行預(yù)測(cè)，編碼過程獨(dú)立，復(fù)雜度較低，但是I幀的壓 縮效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如P幀和B幀。 幀內(nèi)預(yù)測(cè)目前主要應(yīng)用在I幀的編碼過程中。不過，在P幀或B幀中，當(dāng)幀間運(yùn)動(dòng)
搜索技術(shù)難以搜索出準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)塊時(shí)，也會(huì)有少量的宏塊采用幀內(nèi)預(yù)測(cè)。 目前，在MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)中，幀內(nèi)預(yù)測(cè)采用簡(jiǎn)單的空域預(yù)測(cè)算法。編碼塊的每個(gè)像素
都采用像素值128進(jìn)行預(yù)測(cè)，而不是利用編碼幀本身的信息進(jìn)行預(yù)測(cè)。對(duì)大多數(shù)序列而言，
這種方法預(yù)測(cè)殘差較大，因此采用這種幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法的I幀壓縮效率很低。在MPEG-4標(biāo)
準(zhǔn)中，幀內(nèi)編碼塊采用了頻域的DC/AC預(yù)測(cè)算法，編碼塊首先進(jìn)行DCT變換到頻域，利用相
鄰塊的DC/AC系數(shù)對(duì)當(dāng)前塊的系數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，利用MPEG-4方法，I幀的壓縮有所提高。在
H. 264/AVC中，采用了方向預(yù)測(cè)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)算法。該算法對(duì)于每個(gè)16X16、8X8或者4X4
的像素塊，利用其上邊、左邊、左上和右上的已編碼塊從一定的方向進(jìn)行預(yù)測(cè)。方向預(yù)測(cè)技
術(shù)較大幅度的提高了 I幀的壓縮效率，但是在這種以塊為預(yù)測(cè)單元的預(yù)測(cè)過程中只利用了
塊間的像素的相關(guān)性，對(duì)于塊內(nèi)相鄰像素之間的相關(guān)性，仍然沒有加以充分利用。對(duì)于整個(gè)
塊而言，塊內(nèi)離預(yù)測(cè)像素較遠(yuǎn)的像素難以得到準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，因此幀內(nèi)預(yù)測(cè)殘差較大，特別是
對(duì)于具有復(fù)雜紋理信息的塊難以達(dá)到良好的預(yù)測(cè)效果，從而直接導(dǎo)致了幀內(nèi)編碼的壓縮效
率較低，進(jìn)而影響整個(gè)視頻序列的壓縮效率。 然而，內(nèi)容相同的視頻圖像，分辨率越高，像素之間的相關(guān)性也就越大，但現(xiàn)有的 幀內(nèi)編碼技術(shù)并沒有充分利用這種空間相關(guān)性。針對(duì)這個(gè)缺點(diǎn)，研究能充分利用像素間相 關(guān)性的預(yù)測(cè)算法，提高視頻編碼的壓縮效率，是具有重要意義的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施方式提供了一種視頻預(yù)測(cè)編碼方法，以提高視頻編碼的壓縮效率。
本發(fā)明實(shí)施方式還提供一種視頻預(yù)測(cè)編碼裝置，以提高視頻編碼的壓縮效率。
本發(fā)明實(shí)施方式的技術(shù)方案如下
—種視頻預(yù)測(cè)編碼方法，該方法包括 從當(dāng)前幀中取出像素塊，并將該像素塊劃分為主集像素和余集像素； 對(duì)所述主集像素進(jìn)行編碼，輸出主集像素碼流，并得到主集像素重構(gòu)值； 對(duì)包括所述主集像素重構(gòu)值在內(nèi)的已重構(gòu)像素值進(jìn)行插值以作為余集像素的預(yù)
測(cè)值，再對(duì)所述余集像素進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼，輸出余集像素碼流，并得到余集像素重構(gòu)值； 對(duì)所述主集像素重構(gòu)值和余集像素重構(gòu)值進(jìn)行組合，得到所述像素塊的重構(gòu)值。 —種視頻預(yù)測(cè)編碼裝置，該裝置包括像素劃分單元、主集像素編碼單元、余集像素
編碼單元和像素塊重構(gòu)值組合單元，其中 像素劃分單元，用于從當(dāng)前幀中取出像素塊，并將該像素塊劃分為主集像素和余 集像素； 主集像素編碼單元，用于對(duì)所述主集像素進(jìn)行編碼，輸出主集像素碼流，并得到主 集像素重構(gòu)值； 余集像素編碼單元，用于對(duì)包括所述主集像素重構(gòu)值在內(nèi)的已重構(gòu)像素值進(jìn)行插 值作為余集像素的預(yù)測(cè)值，再對(duì)所述余集像素進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼，輸出余集像素碼流，并得 到余集像素重構(gòu)值； 像素塊重構(gòu)值組合單元，用于對(duì)所述主集像素重構(gòu)值和余集像素重構(gòu)值按照與像 素劃分相對(duì)應(yīng)的方式進(jìn)行組合，得到所述像素塊的重構(gòu)值。 從上述技術(shù)方案可以看出，在本發(fā)明實(shí)施方式中，首先從當(dāng)前幀中取出像素塊，并 將該像素塊劃分為主集像素和余集像素，然后對(duì)主集像素進(jìn)行編碼，輸出主集像素碼流，并 得到主集像素重構(gòu)值，并對(duì)至少包括主集像素重構(gòu)值在內(nèi)的已重構(gòu)像素值進(jìn)行插值，對(duì)余 集像素進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼，輸出余集像素碼流，并得到余集像素重構(gòu)值，最后對(duì)主集像素重 構(gòu)值和余集像素重構(gòu)值進(jìn)行組合，得到像素塊的重構(gòu)值。由此可見，本發(fā)明實(shí)施方式充分利 用了幀內(nèi)像素間的相關(guān)性，提高了預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度，減小了預(yù)測(cè)殘差，因而能夠直接降低殘差的 碼流開銷，提高了壓縮效率。 而且，將本發(fā)明實(shí)施方式用于H. 264/AVC的I幀編碼，采用水平隔列抽樣分解為偶 宏塊和奇宏塊，可以降低編碼幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式標(biāo)志信息的碼流開銷，從而能夠進(jìn)一步提高壓 縮效率。對(duì)于奇宏塊，固定的預(yù)測(cè)模式節(jié)約了預(yù)測(cè)模式標(biāo)志信息的碼流開銷；而對(duì)于偶宏 塊，改進(jìn)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式預(yù)測(cè)編碼方法使幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式標(biāo)志信息的碼流開銷能得到較大限 度的節(jié)約。 不僅與此，本發(fā)明實(shí)施方式具有較低的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。利用已編碼偶宏塊的重構(gòu)像 素塊對(duì)奇宏塊進(jìn)行預(yù)測(cè)編碼時(shí)，6抽頭插值濾波器的計(jì)算只利用了 19X16個(gè)像素點(diǎn)，其中 有16X16個(gè)像素來自于當(dāng)前32X16塊中屬于偶宏塊的像素，3X16個(gè)像素來自于左邊的已 重構(gòu)鄰居宏塊，編碼過程中不需要緩存其他行的宏塊，因而極大地節(jié)省了內(nèi)存占用，提高了 高速緩存的命中率。尤其是對(duì)于數(shù)據(jù)量很大的高清視頻源，這種低內(nèi)存占用的方案易于芯 片實(shí)現(xiàn)。還有，本發(fā)明實(shí)施方式非常適合高度并行計(jì)算的實(shí)現(xiàn)，從而能對(duì)高清視頻源進(jìn)行快速的編碼壓縮。


圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的視頻預(yù)測(cè)編碼方法流程圖； 圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的隔行隔列抽樣示意圖； 圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的棋盤抽樣示意圖； 圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的抽樣單元為2X1像素塊的類棋盤抽樣示意圖； 圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的I幀亮度分量編碼流程圖； 圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的宏塊分解示意圖； 圖7為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的4X4亮度塊預(yù)測(cè)像素的選擇示意圖； 圖8為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的偶宏塊插值作為奇宏塊預(yù)測(cè)值的示意圖； 圖9為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的偶宏塊幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式的預(yù)測(cè)示意圖； 圖10為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的視頻預(yù)測(cè)編碼裝置總體框架結(jié)構(gòu)示意圖； 圖11為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的視頻預(yù)測(cè)編碼裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖12為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的BigShips序列的率失真曲線對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明實(shí)施方式的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)表達(dá)得更加清楚明白，下面結(jié)合附 圖及具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明再作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中幀內(nèi)編碼技術(shù)沒有充分利用幀內(nèi)固有的空間相關(guān)性的缺陷，本發(fā) 明實(shí)施方式提出一種基于相鄰像素相關(guān)性的視頻預(yù)測(cè)編碼方法，以實(shí)現(xiàn)克服上述缺陷和提 高編碼效率的目的。
圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的視頻預(yù)測(cè)編碼方法流程圖。
如圖1所示，該方法包括 步驟101 :從當(dāng)前幀中取出像素塊，并將該像素塊劃分為主集像素和余集像素。
比如，可以從當(dāng)前編碼幀中取出M承N大小的像素塊，將這M承N大小的像素稱為原 塊，其中M為像素塊的寬，N為像素塊的高。這M承N大小的像素塊既可以是亮度塊，還可以 是色度塊，本發(fā)明實(shí)施方式對(duì)此并無限定。然后，按某種取樣規(guī)則抽取該M*N大小的像素塊 內(nèi)的部分像素(設(shè)定這部分像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)為P)，這部分像素稱為主集像素；余下的像素記 為余集像素。也就是，從M承N大小的原塊中抽樣出P個(gè)像素點(diǎn)組成主集像素，并將其余像素 組成余集像素。在這里，M應(yīng)該小于或者等于當(dāng)前幀的幀寬，N小于或等于當(dāng)前幀的幀高，而 且P < M*N(即要求主集像素大小必須小于原塊大小)。 更具體地，可以根據(jù)隔行隔列抽樣方式或根據(jù)棋盤抽樣方式(或者類棋盤抽樣方 式)將該像素塊劃分為主集像素和余集像素。
下面對(duì)抽樣方式進(jìn)行詳細(xì)說明。 隔行隔列抽樣根據(jù)行抽樣周期(記為i;， i;為非0整數(shù)，K N)，列抽樣周期(記 為T。， T。為非0整數(shù)，T?！禡， L T。 # 1)，首行主集像素在像素塊中的行號(hào)(記為r， r = 1， . . . ， T》和首列主集像素在像素塊中的列號(hào)(記為c， c = 1， . . . ， T。)的不同表現(xiàn)為不同 的抽樣方式。
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圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的隔行隔列抽樣示意圖，其中參數(shù)c = 3，r = 4，T。= 4，Tr = 5?；疑綁K代表的像素組成主集像素，若將主集像素按初始位置順序排列成m^大 小的塊，即主集像素的寬為m，主集像素的高為n，則m、 n與M、 N之間的關(guān)系如式(1)。 <formula>formula see original document page 8</formula> 其中函數(shù)L」為向下取整函數(shù)。(類)棋盤抽樣包括棋盤抽樣和由棋盤抽樣轉(zhuǎn)化出的各種抽樣方法。棋盤抽樣時(shí)， 每個(gè)被抽樣出像素的上、下、左、右相鄰像素均未被抽樣。若被抽樣出單元不再是一個(gè)像素 點(diǎn)，而是固定大小的像素塊，但仍然采用棋盤抽樣的規(guī)則，稱這類抽樣為類棋盤抽樣。圖3 為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的棋盤抽樣示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的抽樣單元為2X 1 像素塊的類棋盤抽樣示意圖。如圖3所示，灰色方塊(或白色方塊)代表的像素被抽樣出 組成主集像素。 注意到，主集像素的大小根據(jù)抽樣方式的不同而不同，主集像素根據(jù)編碼需要可 以構(gòu)成編碼塊，余集像素由原塊中除去主集像素后余下的像素組成，因此，余集像素大小可 以與主集像素相同或者不同，余集像素組成的編碼塊在形狀、數(shù)量上并非一定與主集像素一致。 步驟102 :對(duì)主集像素進(jìn)行編碼，輸出主集像素碼流，并得到主集像素重構(gòu)值。
在這里，主集像素的預(yù)測(cè)方法根據(jù)當(dāng)前編碼幀類型的不同而不同。若當(dāng)前幀為I 幀，主集像素可以采用類似H. 264/AVC方向預(yù)測(cè)算法進(jìn)行預(yù)測(cè)；若當(dāng)前幀為P幀或B幀，主 集像素可以采用類似H. 264/AVC方向預(yù)測(cè)算法或者幀間運(yùn)動(dòng)搜索技術(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。
具體包括，首先判斷當(dāng)前幀的類型，并當(dāng)當(dāng)前幀的類型為I幀時(shí)，采用類似H. 264/ AVC方向預(yù)測(cè)算法對(duì)主集像素進(jìn)行編碼，如果當(dāng)前幀的類型為P幀或B幀時(shí)，可以采用類似 H. 264/AVC方向預(yù)測(cè)算法或者幀間運(yùn)動(dòng)搜索算法對(duì)所述主集像素進(jìn)行編碼。
更具體地，H. 264/AVC是目前壓縮效率最高的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，在H. 264/AVC中，幀 內(nèi)編碼的塊采用方向預(yù)測(cè)技術(shù)進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)。方向預(yù)測(cè)對(duì)不同尺寸的塊采用不同的預(yù)測(cè)模 式。對(duì)于亮度分量，塊尺寸有16X16和4X4兩種，其中16X16亮度塊(對(duì)應(yīng)的宏塊類型 為116MB)有4種預(yù)測(cè)模式，4X 4亮度塊(對(duì)應(yīng)的宏塊類型為I4MB)，有9種預(yù)測(cè)模式；對(duì)于 色度分量，塊尺寸為8X8，有4種預(yù)測(cè)模式。16X16亮度塊(或8X8色度塊)有4種預(yù)測(cè) 模式，分別為水平預(yù)測(cè)、豎直預(yù)測(cè)、DC預(yù)測(cè)和平面預(yù)測(cè)。水平預(yù)測(cè)時(shí)，每行像素的預(yù)測(cè)值相 等，預(yù)測(cè)值即為左邊相鄰已重構(gòu)塊在該行的邊界像素值；豎直預(yù)測(cè)時(shí)，每列像素的預(yù)測(cè)值相 等，預(yù)測(cè)值即為上邊相鄰已重構(gòu)塊在該列的邊界像素值；DC預(yù)測(cè)時(shí)，整個(gè)塊采用相同的預(yù) 測(cè)值，預(yù)測(cè)值由該塊上邊相鄰已重構(gòu)塊的16個(gè)(或8個(gè))邊界像素、左邊相鄰已重構(gòu)塊的 16個(gè)(或8個(gè))邊界像素和左上角的相鄰像素取平均得到，如果這些像素中有部分像素不 存在(當(dāng)前宏塊位于圖像上邊界或者左邊界時(shí))，則由存在的像素取平均得出預(yù)測(cè)值；平面 預(yù)測(cè)時(shí)，用當(dāng)前塊左邊和上邊相鄰已重構(gòu)塊的邊界像素通過一個(gè)線性函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前塊中 每個(gè)像素的預(yù)測(cè)。對(duì)于4X4亮度塊進(jìn)行方向預(yù)測(cè)時(shí)，對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)模式分別為豎直預(yù)測(cè)(模 式編號(hào)0)、水平預(yù)測(cè)(模式編號(hào)1)、對(duì)角線左下預(yù)測(cè)(模式編號(hào)3)、對(duì)角線右下預(yù)測(cè)(模式 編號(hào)4)、豎直向右預(yù)測(cè)(模式編號(hào)5)、水平向下預(yù)測(cè)(模式編號(hào)6)、豎直向左預(yù)測(cè)(模式編 號(hào)7)、和水平向左預(yù)測(cè)(模式編號(hào)8)，連同DC預(yù)測(cè)(模式編號(hào)2) —共9中預(yù)測(cè)模式，每種預(yù)測(cè)模式利用該模式對(duì)應(yīng)方向上的已重構(gòu)像素對(duì)當(dāng)前塊的像素進(jìn)行預(yù)測(cè)。
步驟103 :對(duì)包括所述主集像素重構(gòu)值在內(nèi)的已重構(gòu)像素值進(jìn)行插值得到余集像
素的預(yù)測(cè)值，再對(duì)所述余集像素進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼，輸出余集像素碼流，并得到余集像素重構(gòu)值。 在這里，已重構(gòu)像素值既可以就是主集像素重構(gòu)值自身，也可以包括主集像素重 構(gòu)值以及除了該像素塊之外的其它像素塊的重構(gòu)值。比如，當(dāng)前編碼的像素塊為第一個(gè)執(zhí) 行編碼的像素塊時(shí)，則沒有除了該像素塊之外的其它像素塊的重構(gòu)值，此時(shí)已重構(gòu)像素值 就只包括主集像素重構(gòu)值，則只對(duì)主集像素重構(gòu)值進(jìn)行插值得到余集像素的預(yù)測(cè)值，再對(duì) 余集像素進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼，輸出余集像素碼流，并得到余集像素重構(gòu)值。當(dāng)存在其它像素 塊的已重構(gòu)像素值時(shí)，則共同利用包括主集像素重構(gòu)值以及其它像素塊的已重構(gòu)像素值在 內(nèi)的所有已重構(gòu)像素值進(jìn)行插值得到余集像素的預(yù)測(cè)值，再進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼，輸出余集 像素碼流，并得到余集像素重構(gòu)值。 優(yōu)選的，根據(jù)余集像素中各像素所在的位置對(duì)所述余集像素中各像素進(jìn)行分類，
其中將相鄰信息已知程度相同的像素放在同一類別；然后，對(duì)于各個(gè)分類的余集像素，分別
對(duì)包括主集像素重構(gòu)值、已重構(gòu)的余集像素重構(gòu)值以及其它像素塊的已重構(gòu)像素值在內(nèi)的
所有已重構(gòu)像素值進(jìn)行插值得到預(yù)測(cè)值，再進(jìn)行分層結(jié)構(gòu)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼。 具體地，余集像素利用所有已重構(gòu)像素值特別是主集像素的重構(gòu)值進(jìn)行預(yù)測(cè)。根
據(jù)余集像素的大小，特別是當(dāng)余集像素大小遠(yuǎn)大于主集像素時(shí)(比如，余集像素大小是主
集像素的10倍時(shí))，可以對(duì)余集像素再分類，并采用分層結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測(cè)。余集像素主要根據(jù)
余集像素所在的位置進(jìn)行分類，像素位置決定像素的相鄰信息已知的程度，將相鄰信息已
知程度相同的余集像素放在同一類別。同類別的像素采用統(tǒng)一的預(yù)測(cè)方式，不同類別的余
集像素采用不同預(yù)測(cè)方式。余集像素在采用分層結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)編碼時(shí)，底層預(yù)測(cè)(即后編碼像
素的預(yù)測(cè))可以利用高層預(yù)測(cè)(即先編碼像素的預(yù)測(cè))編碼后的結(jié)果，較底層的預(yù)測(cè)具有
較高的準(zhǔn)確性。因此不同類別的像素在后續(xù)的量化過程中，可以根據(jù)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確程度選擇
不同的量化精度，對(duì)較高層的預(yù)測(cè)殘差數(shù)據(jù)采用較高的量化精度。 在具體實(shí)施中，余集像素的預(yù)測(cè)值主要采用插值濾波器對(duì)已重構(gòu)像素值進(jìn)行插值 得到。對(duì)于分層結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)，可以根據(jù)每層余集像素的情況設(shè)計(jì)多種濾波器。濾波器設(shè)計(jì)可 以有多種。既可以直接復(fù)制已重構(gòu)的相鄰像素值，也可以利用H. 264/AVC的6抽頭濾波器， 還可以設(shè)計(jì)其他類型的濾波器，也可以用多種濾波器分別插值并從中并選擇最佳的預(yù)測(cè)結(jié) 果。 步驟104 :對(duì)主集像素重構(gòu)值和余集像素重構(gòu)值進(jìn)行組合，得到像素塊的重構(gòu)值。
在這里，將步驟102得到的主集像素的重構(gòu)值和步驟103中得到的余集像素的重 構(gòu)值重新組合得到原塊的重構(gòu)值，組合方式為步驟101中取樣方式的逆過程。
以上詳細(xì)描述了本發(fā)明實(shí)施方式的編碼實(shí)現(xiàn)流程。 下面以視頻圖像的I幀亮度分量編碼為實(shí)例說明本發(fā)明實(shí)施方式的編碼過程。
圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的I幀亮度分量編碼流程圖。在這個(gè)實(shí)例中，以寬為 32，高為16的32X 16亮度塊(此處的32即對(duì)應(yīng)于前述的M， 16對(duì)應(yīng)于前述的N)為實(shí)例對(duì) 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)流程進(jìn)行說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以意識(shí)到，以32X 16亮度塊為實(shí)例進(jìn)行說明 僅是闡述性目的，并不用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。
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如圖5所示，該方法包括 步驟501 :在當(dāng)前編碼幀的位置取出32X16亮度塊(相當(dāng)于水平方向上連續(xù)的兩 個(gè)自然宏塊)，并對(duì)該32 X 16亮度塊進(jìn)行水平分解，其中由偶數(shù)列構(gòu)成偶宏塊，奇數(shù)列構(gòu)成 與偶宏塊對(duì)應(yīng)的奇宏塊。 更具體地，將32X16亮度塊的偶數(shù)列(編號(hào)為2、4、6.....16的列)抽取出構(gòu)成
偶宏塊，將32X16亮度塊的奇數(shù)列(編號(hào)為1、3、5.....15的列)抽取出構(gòu)成奇宏塊，具體
示意如圖6所示。 步驟502 :判斷當(dāng)前編碼位置是否到達(dá)該幀的右邊界宏塊，是否只剩一個(gè)單獨(dú)的
宏塊而無法取出32X 16的亮度塊，如果是則執(zhí)行步驟503，否則執(zhí)行步驟504。 步驟503 :對(duì)單獨(dú)宏塊采用方向預(yù)測(cè)算法進(jìn)行編碼，并執(zhí)行步驟507。具體地，對(duì)于
右邊界剩余的單獨(dú)的一個(gè)宏塊，采用方向預(yù)測(cè)算法進(jìn)行預(yù)測(cè)，并對(duì)預(yù)測(cè)殘差進(jìn)行變換、量化
和熵編碼以輸出該塊碼流，同時(shí)對(duì)量化系數(shù)進(jìn)行反量化反變換得到該塊的重構(gòu)塊。 步驟504 :對(duì)偶宏塊采用方向預(yù)測(cè)算法進(jìn)行預(yù)測(cè)，并對(duì)預(yù)測(cè)殘差進(jìn)行變換、量化和
熵編碼以輸出該塊碼流，同時(shí)對(duì)量化系數(shù)進(jìn)行反量化反變換得到該塊的重構(gòu)塊。 更具體地，該偶宏塊仍然要對(duì)116MB(對(duì)16X 16宏塊整體做幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼的宏塊
類型)的4種預(yù)測(cè)模式(即水平預(yù)測(cè)、豎直預(yù)測(cè)、DC預(yù)測(cè)和平面預(yù)測(cè))和14MB(將16X 16
宏塊分為16個(gè)4X4的塊，對(duì)每個(gè)塊分別做幀內(nèi)預(yù)測(cè)的宏塊類型)的9種預(yù)測(cè)模式(即豎
直預(yù)測(cè)(模式編號(hào)0)、水平預(yù)測(cè)(模式編號(hào)1)、對(duì)角線左下預(yù)測(cè)(模式編號(hào)3)、對(duì)角線右下
預(yù)測(cè)(模式編號(hào)4)、豎直向右預(yù)測(cè)(模式編號(hào)5)、水平向下預(yù)測(cè)(模式編號(hào)6)、豎直向左預(yù)
測(cè)(模式編號(hào)7)、水平向左預(yù)測(cè)(模式編號(hào)8)和DC預(yù)測(cè)(模式編號(hào)2))進(jìn)行模式判決，
以編碼計(jì)算選擇最優(yōu)的預(yù)測(cè)模式。當(dāng)前偶宏塊作為16X16的塊進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，預(yù)測(cè)方法和輸
入像素的位置，與現(xiàn)有技術(shù)中方向預(yù)測(cè)算法對(duì)16X 16亮度塊進(jìn)行預(yù)測(cè)的方法是一致的。若
當(dāng)前宏塊分解為16個(gè)4X4塊進(jìn)行預(yù)測(cè)，雖然預(yù)測(cè)模式保持為9種，但用來預(yù)測(cè)的像素的位
置有所改變。如圖6所示，灰色的圓點(diǎn)表示組成偶宏塊的像素點(diǎn)，白色的圓點(diǎn)表示組成奇宏
塊的像素點(diǎn)，長(zhǎng)方形框中的灰色圓點(diǎn)組成當(dāng)前編碼的4X4塊，用來預(yù)測(cè)的像素點(diǎn)為A-M，其
中像素A-D來自于當(dāng)前宏塊上方的相鄰偶宏塊，像素I-M來自于當(dāng)前宏塊左邊的相鄰偶宏
塊，這與現(xiàn)有技術(shù)中方向預(yù)測(cè)算法對(duì)4X4亮度塊進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)預(yù)測(cè)像素點(diǎn)的選擇是一致的，
但是像素E-H位置有所改變，像素E-H來自于當(dāng)前宏塊右上方最近的自然相鄰塊。 步驟505 :利用偶宏塊的重構(gòu)像素對(duì)奇宏塊進(jìn)行預(yù)測(cè)，這里利用H. 264/AVC的6抽
頭濾波器對(duì)重構(gòu)出的偶宏塊進(jìn)行插值，得到奇宏塊的預(yù)測(cè)值。對(duì)奇宏塊的預(yù)測(cè)殘差進(jìn)行變
換、量化和熵編碼以輸出碼流，同時(shí)對(duì)量化系數(shù)進(jìn)行反量化反變換得到該塊的重構(gòu)塊。 更具體地，利用偶宏塊的重構(gòu)像素塊對(duì)奇宏塊進(jìn)行預(yù)測(cè)。當(dāng)偶宏塊重構(gòu)后，即奇宏
塊左右的相鄰像素已被重構(gòu)，在這里，可以應(yīng)用6抽頭插值濾波器對(duì)偶宏塊的重構(gòu)像素值
進(jìn)行插值，得到當(dāng)前奇宏塊的預(yù)測(cè)值。如圖7所示，灰色的原點(diǎn)表示偶宏塊中已經(jīng)被重構(gòu)出
的像素，白色的原點(diǎn)表示當(dāng)前奇宏塊的待編碼像素。 對(duì)于當(dāng)前奇宏塊待編碼像素X，其預(yù)測(cè)值可以X，表示。可以用位于像素X左右的 已重構(gòu)像素A、B、C、D、E和F的重構(gòu)值，應(yīng)用下式(2)進(jìn)行插值作為當(dāng)前奇宏塊待編碼像素 X的預(yù)測(cè)值X，。XH= round ((A重構(gòu)-5B重構(gòu)+20Cffl+20Dffl-5Effl+Fitt)/32) 式(2);
其中round為四舍五入取整函數(shù)；
C^3為像素X左邊最接近的已重構(gòu)像素C的重構(gòu)值；
B^3為像素X左邊第二接近的已重構(gòu)像素B的重構(gòu)值；
A重構(gòu)為像素X左邊第三接近的已重構(gòu)像素A的重構(gòu)值；
D^3為像素X右邊最接近的已重構(gòu)像素D的重構(gòu)值；
E^3為像素X右邊第二接近的已重構(gòu)像素E的重構(gòu)值；
F^3為像素X右邊第三接近的已重構(gòu)像素F的重構(gòu)值。 在步驟505中，奇宏塊的每個(gè)像素均由其相鄰像素單獨(dú)預(yù)測(cè)，充分利用了像素間 的水平相關(guān)性，預(yù)測(cè)結(jié)果較方向預(yù)測(cè)更加準(zhǔn)確。尤其是對(duì)于具有復(fù)雜紋理的塊，這種預(yù)測(cè)方 式的預(yù)測(cè)效果顯著提高，這也直接帶來編碼性能的提高。步驟505的應(yīng)用還會(huì)帶來另一個(gè) 優(yōu)勢(shì)，即本發(fā)明實(shí)施方式的幀內(nèi)編碼方法較H. 264/AVC時(shí)間復(fù)雜度顯著降低。由于步驟505 的應(yīng)用，當(dāng)前編碼的I幀中，有接近一半或者一半的像素是用簡(jiǎn)單統(tǒng)一的6抽頭插值濾波器 進(jìn)行預(yù)測(cè)的，不需要進(jìn)行高復(fù)雜度的模式判決，這極大地降低了計(jì)算復(fù)雜度。
在現(xiàn)有技術(shù)中，在H. 264/AVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于采用I4MB類型的編碼的宏塊， 需要在碼流中記錄每個(gè)4X4塊的預(yù)測(cè)模式。為了節(jié)約這部分碼流開銷，需要對(duì)這些預(yù)測(cè)模 式進(jìn)行預(yù)測(cè)。由于步驟505的采用，奇宏塊無論采用哪種宏塊類型(14MB或I16MB)，只有固 定的一種預(yù)測(cè)模式，因此不需要在碼流中記錄。而對(duì)于偶宏塊，當(dāng)采用14MB宏塊類型時(shí)，仍 然需要記錄每個(gè)4X4塊的預(yù)測(cè)模式。為了更準(zhǔn)確對(duì)I4MB類型的偶宏塊的預(yù)測(cè)模式進(jìn)行預(yù) 測(cè)，用來預(yù)測(cè)的塊的位置有所改變。如圖9所示，傳統(tǒng)的幀內(nèi)編碼利用塊U和塊Lo的預(yù)測(cè) 模式對(duì)當(dāng)前塊(編號(hào)1)的預(yù)測(cè)模式進(jìn)行預(yù)測(cè)，而步驟505的使用使當(dāng)前偶宏塊的左邊相鄰 宏塊變?yōu)椴捎霉潭A(yù)測(cè)模式的奇宏塊，因此這里采用位于當(dāng)前偶宏塊左邊最近的偶宏塊中 的塊Le和塊U的預(yù)測(cè)模式對(duì)當(dāng)前塊(編號(hào)1)的預(yù)測(cè)模式進(jìn)行預(yù)測(cè)，同樣屬于這種情況的 還有當(dāng)前偶宏塊中編號(hào)為5、9、13的塊和其他偶宏塊中處于左邊界位置的塊。
步驟506 :將步驟504得到的偶宏塊的重構(gòu)塊和步驟505中得到的奇宏塊的重構(gòu) 塊進(jìn)行組合得到原32X 16亮度塊的重構(gòu)塊，其中偶宏塊的每一列對(duì)應(yīng)為32X 16塊中的偶 數(shù)列，奇宏塊的每一列對(duì)應(yīng)為32X 16塊中的奇數(shù)列。 步驟507 :判斷當(dāng)前幀是否編碼完成，若編碼完成，流程結(jié)束，否則跳轉(zhuǎn)至步驟501 繼續(xù)編碼下一個(gè)亮度塊。 基于上述詳細(xì)描述，本發(fā)明實(shí)施方式還提出了 一種視頻預(yù)測(cè)編碼裝置。
圖10為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的視頻預(yù)測(cè)編碼裝置總體框架結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖10所示，該裝置包括像素劃分單元1001、主集像素編碼單元1002、余集像素 編碼單元1003和像素塊重構(gòu)值組合單元1004，其中 像素劃分單元1001，用于從當(dāng)前幀中取出像素塊，并將該像素塊劃分為主集像素 和余集像素； 主集像素編碼單元1002，用于對(duì)所述主集像素進(jìn)行編碼，輸出主集像素碼流，并得 到主集像素重構(gòu)值； 余集像素編碼單元1003，用于對(duì)包括所述主集像素重構(gòu)值在內(nèi)的已重構(gòu)像素值進(jìn) 行插值作為余集像素的預(yù)測(cè)值，再對(duì)所述余集像素進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼，輸出余集像素碼流， 并得到余集像素重構(gòu)值；
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像素塊重構(gòu)值組合單元1004，用于對(duì)所述主集像素重構(gòu)值和余集像素重構(gòu)值按照 與像素劃分相對(duì)應(yīng)的方式進(jìn)行組合，得到所述像素塊的重構(gòu)值。 在一個(gè)實(shí)施方式中，主集像素重構(gòu)值獲取單元1002，用于判斷當(dāng)前幀的類型，并當(dāng)
當(dāng)前幀的類型為I幀時(shí)，采用H. 264/AVC方向預(yù)測(cè)算法進(jìn)行編碼，當(dāng)當(dāng)前幀的類型為P幀或
B幀時(shí)，采用類似H. 264/AVC方向預(yù)測(cè)算法或者幀間運(yùn)動(dòng)搜索算法進(jìn)行編碼。 在一個(gè)實(shí)施方式中，余集像素重構(gòu)值獲取單元1003，用于根據(jù)余集像素中各像素
所在的位置對(duì)余集像素中各像素進(jìn)行分類，其中將相鄰信息已知程度相同的像素放在同一
類別，并且對(duì)于各個(gè)分類的余集像素，利用插值濾波器分別對(duì)包括主集像素重構(gòu)值、已重構(gòu)
的余集像素重構(gòu)值以及其它像素塊的已重構(gòu)像素值在內(nèi)的所有已重構(gòu)像素值進(jìn)行插值得
到預(yù)測(cè)值，再進(jìn)行分層結(jié)構(gòu)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼。 其中，余集像素重構(gòu)值獲取單元1003包括的插值濾波器可以是H. 264/AVC的6抽 頭濾波器，也可以是其他濾波器。當(dāng)采用6抽頭濾波器時(shí)，6抽頭插值濾波器，可以用于對(duì)已 重構(gòu)像素進(jìn)行插值作為各個(gè)分類的余集像素預(yù)測(cè)值。 圖11為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的視頻預(yù)測(cè)編碼裝置結(jié)構(gòu)示意圖。在圖11中，該裝 置用于對(duì)一個(gè)M*N像素塊進(jìn)行預(yù)測(cè)編碼。 如圖ll所示，該裝置包括抽樣單元，用于從當(dāng)前編碼幀中取出MAN大小的塊，并按
照某種取樣規(guī)則抽取該塊內(nèi)的部分像素組為主集；余下的像素記為余集。 根據(jù)當(dāng)前幀的類型的不同，主集像素可以采用適合幀類型的預(yù)測(cè)方式進(jìn)行預(yù)測(cè)，
并對(duì)預(yù)測(cè)殘差進(jìn)行變換、量化和熵編碼以輸出主集像素碼流，同時(shí)對(duì)量化系數(shù)進(jìn)行反量化、
反變換，再加上主集像素的預(yù)測(cè)值得到主集像素的重構(gòu)值。 對(duì)于余集像素，先對(duì)包括主集像素重構(gòu)值在內(nèi)的已重構(gòu)像素值進(jìn)行插值作為余集
像素的預(yù)測(cè)值，再對(duì)預(yù)測(cè)殘差進(jìn)行變換、量化和熵編碼以輸出余集像素碼流，同時(shí)對(duì)量化系
數(shù)進(jìn)行反量化、反變換，再加上余集像素的預(yù)測(cè)值得到余集像素的重構(gòu)值。 最后對(duì)所述主集像素重構(gòu)值和余集像素重構(gòu)值按照與像素劃分相對(duì)應(yīng)的方式進(jìn)
行組合，得到所述像素塊的重構(gòu)值。如圖ll所示，圓圈表示對(duì)兩個(gè)數(shù)據(jù)流相加，加號(hào)是指這
個(gè)數(shù)據(jù)流取正，減號(hào)是指這個(gè)數(shù)據(jù)流取負(fù)。 下面對(duì)圖11進(jìn)行更加詳細(xì)的說明。首先，抽樣單元從當(dāng)前編碼幀中取出MAN大小 的塊，并按照某種取樣規(guī)則抽取該塊內(nèi)的部分像素組為主集像素；余下的像素記為余集像素。 針對(duì)主集像素，根據(jù)當(dāng)前幀的類型的不同，采用適合幀類型的預(yù)測(cè)方式進(jìn)行預(yù)測(cè)。 在節(jié)點(diǎn)A處，從主集像素原始值中減去主集像素預(yù)測(cè)值得到主集像素預(yù)測(cè)殘差，然后從節(jié) 點(diǎn)A向下依次運(yùn)算，對(duì)主集像素預(yù)測(cè)殘差進(jìn)行變換、量化和熵編碼以輸出主集像素碼流。其 中，節(jié)點(diǎn)A向下運(yùn)算經(jīng)過變換量化后的預(yù)測(cè)殘差系數(shù)，還需要依次經(jīng)歷反量化和反變化，得 到一個(gè)差分值。再在節(jié)點(diǎn)B將這個(gè)差分值與主集像素的預(yù)測(cè)值相加，得到主集像素的重構(gòu) 值。 類似地，針對(duì)余集像素，首先對(duì)包括主集像素重構(gòu)值在內(nèi)的已重構(gòu)像素值進(jìn)行插 值作為余集像素的預(yù)測(cè)值，再在節(jié)點(diǎn)D處從余集像素原始值中減去余集像素預(yù)測(cè)值，得到 余集像素預(yù)測(cè)殘差，然后余集像素預(yù)測(cè)殘差再依次經(jīng)過變換、量化和熵編碼后，輸出余集像 素碼流。其中，節(jié)點(diǎn)D向下運(yùn)算經(jīng)過變換量化后的預(yù)測(cè)殘差系數(shù)，還需要依次經(jīng)歷反量化和反變化，得到一個(gè)差分值，再在節(jié)點(diǎn)C將差分值與余集像素的預(yù)測(cè)值運(yùn)算，得到余集像素的 重構(gòu)值。 如圖5實(shí)例說明，對(duì)于每一個(gè)I幀應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式以后，由于有一半(或接近 一半)的像素采用了一種簡(jiǎn)單的、固定的、有效的插值濾波算法進(jìn)行預(yù)測(cè)，充分利用了幀內(nèi) 像素間的水平相關(guān)性，提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度，減小預(yù)測(cè)殘差，因而直接降低了殘差的碼流開銷， 提高了壓縮效率。 同時(shí)，本發(fā)明實(shí)施方式降低了幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式標(biāo)志信息的碼流開銷，這也是壓縮效 率提高的另一個(gè)原因。對(duì)于奇宏塊，固定的預(yù)測(cè)模式節(jié)約了預(yù)測(cè)模式標(biāo)志信息的碼流開銷； 而對(duì)于偶宏塊，改進(jìn)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式預(yù)測(cè)編碼方法使幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式標(biāo)志信息的碼流開銷能 得到較大限度的節(jié)約。 而且，本發(fā)明實(shí)施方式實(shí)例中的幀內(nèi)編碼方案對(duì)奇宏塊利用已編碼偶宏塊的重構(gòu) 像素塊，采用簡(jiǎn)單統(tǒng)一的6抽頭插值濾波器進(jìn)行預(yù)測(cè)編碼，這樣，在當(dāng)前編碼的I幀中，有接 近一半或者一半的像素不需要進(jìn)行高復(fù)雜度的模式判決計(jì)算，因此相對(duì)于H. 264/AVC的幀 內(nèi)預(yù)測(cè)算法，計(jì)算復(fù)雜度得到極大的降低。 另外，本發(fā)明技術(shù)方案具有較低的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。利用已編碼偶宏塊的重構(gòu)像素 塊對(duì)奇宏塊進(jìn)行預(yù)測(cè)編碼時(shí)，6抽頭插值濾波器的計(jì)算只利用了 19X 16個(gè)像素點(diǎn)，其中有 16 X 16個(gè)像素來自于當(dāng)前32 X 16塊中屬于偶宏塊的像素，3 X 16個(gè)像素來自于左邊的已重 構(gòu)鄰居宏塊，編碼過程中不需要緩存其他行的宏塊，因而極大地節(jié)省了內(nèi)存占用，提高高速 緩存的命中率。尤其是對(duì)于數(shù)據(jù)量很大的高清視頻源，這種低內(nèi)存占用的方案易于芯片實(shí) 現(xiàn)。 不僅與此，本發(fā)明技術(shù)方案適合高度并行計(jì)算的實(shí)現(xiàn)，從而能對(duì)高清視頻源進(jìn)行 快速的編碼壓縮。 將本發(fā)明實(shí)施方式的方法應(yīng)用到H. 264/AVC標(biāo)準(zhǔn)的基本檔次，參考軟件采用 H. 264/AVC標(biāo)準(zhǔn)的參考軟件JM15. 0，在分辨率為720p的序列上能獲得平均為0. 39dB的 PSNR增益或7. 31%的碼率節(jié)省。 圖12為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的BigShips序列的率失真曲線對(duì)比圖。圖12給出了 在分辨率為720p幀率為30fps的BigShips序列上率失真曲線對(duì)比。其中圖形上方的曲 線為應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式在分辨率為720p幀率為30fps的BigShips序列上率失真曲線； 圖像下方的曲線為應(yīng)用H. 264在分辨率為720p幀率為30fps的BigShips序列上率失真曲 線。在這個(gè)序列上，本發(fā)明實(shí)施方式能獲得0. 79dB的PSNR增益或15%的碼率節(jié)省。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種視頻預(yù)測(cè)編碼方法，其特征在于，該方法包括從當(dāng)前幀中取出像素塊，并將該像素塊劃分為主集像素和余集像素；對(duì)所述主集像素進(jìn)行編碼，輸出主集像素碼流，并得到主集像素重構(gòu)值；對(duì)包括所述主集像素重構(gòu)值在內(nèi)的已重構(gòu)像素值進(jìn)行插值以作為所述余集像素的預(yù)測(cè)值，再對(duì)所述余集像素進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼，輸出余集像素碼流，并得到余集像素重構(gòu)值；對(duì)所述主集像素重構(gòu)值和余集像素重構(gòu)值進(jìn)行組合，得到所述像素塊的重構(gòu)值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將該像素塊劃分為主集像素和余集 像素包括根據(jù)隔行隔列抽樣方式、棋盤抽樣方式或類棋盤抽樣方式將該像素塊劃分為主 集像素和余集像素。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)主集像素進(jìn)行編碼包括 判斷所述當(dāng)前幀的類型，并當(dāng)所述當(dāng)前幀的類型為I幀時(shí)，采用H. 264/AVC方向預(yù)測(cè)算法對(duì)所述主集像素進(jìn)行編碼，當(dāng)所述當(dāng)前幀的類型為P幀或B幀時(shí)，采用類似H. 264/AVC方 向預(yù)測(cè)算法或者幀間運(yùn)動(dòng)搜索算法對(duì)所述主集像素進(jìn)行編碼。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述已重構(gòu)像素值為所述主集像素重構(gòu)值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述主集像素重構(gòu)值包括所述主集像素 重構(gòu)值以及除了該像素塊之外的其它像素塊的重構(gòu)值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述對(duì)包括主集像素重構(gòu)值 在內(nèi)的已重構(gòu)像素值進(jìn)行插值作為所述余集像素的預(yù)測(cè)值，再對(duì)余集像素進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)編 碼包括根據(jù)所述余集像素中各像素所在的位置對(duì)所述余集像素中各像素進(jìn)行分類，其中將相 鄰信息已知程度相同的像素放在同一類別；對(duì)于各個(gè)分類的余集像素，分別對(duì)包括主集像素重構(gòu)值、已重構(gòu)的余集像素重構(gòu)值以 及其它像素塊的已重構(gòu)像素值在內(nèi)的所有已重構(gòu)像素值進(jìn)行插值得到預(yù)測(cè)值，再進(jìn)行分層 結(jié)構(gòu)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，對(duì)包括主集像素重構(gòu)值、已重構(gòu)的余集像 素重構(gòu)值以及其它像素塊的已重構(gòu)像素值在內(nèi)的所有已重構(gòu)像素值進(jìn)行插值得到預(yù)測(cè)值， 再進(jìn)行分層結(jié)構(gòu)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼包括利用H. 264/AVC的6抽頭濾波器，對(duì)所有已重構(gòu)像素進(jìn)行插值作為各個(gè)分類的余集像 素預(yù)測(cè)值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述像素塊為亮度塊或色度塊。
9. 一種視頻預(yù)測(cè)編碼裝置，其特征在于，該裝置包括像素劃分單元、主集像素編碼單 元、余集像素編碼單元和像素塊重構(gòu)值組合單元，其中像素劃分單元，用于從當(dāng)前幀中取出像素塊，并將該像素塊劃分為主集像素和余集像素；主集像素編碼單元，用于對(duì)所述主集像素進(jìn)行編碼，輸出主集像素碼流，并得到主集像 素重構(gòu)值；余集像素編碼單元，用于對(duì)包括所述主集像素重構(gòu)值在內(nèi)的已重構(gòu)像素值進(jìn)行插值作為所述余集像素的預(yù)測(cè)值，再對(duì)所述余集像素進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼，輸出余集像素碼流，并得 到余集像素重構(gòu)值；像素塊重構(gòu)值組合單元，用于對(duì)所述主集像素重構(gòu)值和余集像素重構(gòu)值進(jìn)行組合，得 到所述像素塊的重構(gòu)值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的視頻預(yù)測(cè)編碼裝置，其特征在于，所述像素劃分單元，用于根據(jù)隔行隔列抽樣方式或根據(jù)棋盤抽樣方式將該像素塊劃分 為主集像素和余集像素。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的視頻預(yù)測(cè)編碼裝置，其特征在于，所述主集像素編碼單元，用于判斷所述當(dāng)前幀的類型，并當(dāng)所述當(dāng)前幀的類型為I幀 時(shí)，采用H. 264/AVC方向預(yù)測(cè)算法進(jìn)行編碼，當(dāng)所述當(dāng)前幀的類型為P幀或B幀時(shí)，采用類 似H. 264/AVC方向預(yù)測(cè)算法或者幀間運(yùn)動(dòng)搜索算法進(jìn)行編碼。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的視頻預(yù)測(cè)編碼裝置，其特征在于，所述余集像素編碼單元，用于根據(jù)所述余集像素中各像素所在的位置對(duì)所述余集像 素中各像素進(jìn)行分類，其中將相鄰信息已知程度相同的像素放在同一類別，并且對(duì)于各個(gè) 分類的余集像素，對(duì)包括主集像素重構(gòu)值、已重構(gòu)的余集像素重構(gòu)值以及其它像素塊的已 重構(gòu)像素值在內(nèi)的所有已重構(gòu)像素值進(jìn)行插值得到預(yù)測(cè)值，再進(jìn)行分層結(jié)構(gòu)的幀內(nèi)預(yù)測(cè)編 碼。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9-12中任一項(xiàng)所述的視頻預(yù)測(cè)編碼裝置，其特征在于，所述余集像 素重構(gòu)值獲取單元包括H. 264/AVC的6抽頭濾波器；所述H. 264/AVC的6抽頭濾波器，對(duì)所有已重構(gòu)像素進(jìn)行插值作為各個(gè)分類的余集像 素預(yù)測(cè)值。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的視頻預(yù)測(cè)編碼裝置，其特征在于，所述主集像素為偶宏塊， 余集像素為奇宏塊；對(duì)于奇宏塊的任意像素X，其預(yù)測(cè)值X，為X預(yù)=round ((A重構(gòu)_5B重構(gòu)+20C重構(gòu)+20D重構(gòu)_5E重構(gòu)+F重構(gòu) )/32);其中round為四舍五入取整函數(shù)；C^3為像素X左邊最接近的已重構(gòu)像素C的重構(gòu)值； B^3為像素X左邊第二接近的已重構(gòu)像素B的重構(gòu)值；A重構(gòu)為像素X左邊第三接近的已重構(gòu)像素A的重構(gòu)值；D^3為像素X右邊最接近的已重構(gòu)像素D的重構(gòu)值； E^3為像素X右邊第二接近的已重構(gòu)像素E的重構(gòu)值；F重構(gòu)為像素X右邊第三接近的已重構(gòu)像素F的重構(gòu)值。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的視頻預(yù)測(cè)編碼裝置，其特征在于，所述像素劃分單元，用于根據(jù)隔行隔列抽樣方式將該像素塊劃分為主集像素和余集像素，其中主集像素的寬為m，主集像素的高為n，且m、 n具有<formula>formula see original document page 3</formula>其中函數(shù)L」為向下取整函數(shù)；M為該像素塊的寬；N為該像素塊的高； 7:+iT。為列抽樣周期A為行抽樣周期A為非0整數(shù)，i;《N ;T。為非0整數(shù)，T?！禡，W 1 ;r為首行主集像素在像素塊中的行號(hào)，r = 1，…，L ;c為首列主集像素在像素塊中的 列號(hào)，c = 1，…，Tc。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施方式提供了一種視頻預(yù)測(cè)編碼方法。首先從當(dāng)前幀中取出像素塊，并將該像素塊劃分為主集像素和余集像素，然后對(duì)主集像素進(jìn)行編碼，輸出主集像素碼流，并得到主集像素重構(gòu)值，對(duì)包括主集像素重構(gòu)值在內(nèi)的已重構(gòu)像素值進(jìn)行插值作為余集像素的預(yù)測(cè)值，再對(duì)余集像素進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼，輸出余集像素碼流，并得到余集像素重構(gòu)值，最后對(duì)主集像素重構(gòu)值和余集像素重構(gòu)值進(jìn)行組合，得到像素塊的重構(gòu)值。本發(fā)明實(shí)施方式還提供了一種視頻預(yù)測(cè)編碼裝置。應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式后，能夠提高視頻編碼的壓縮效率，而且具有較低的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度，節(jié)省了內(nèi)存占用，提高了高速緩存的命中率，非常適合高度并行計(jì)算的實(shí)現(xiàn)，能對(duì)高清視頻源進(jìn)行快速的編碼壓縮。
文檔編號(hào)H04N7/32GK101783957SQ201010123950
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2010年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者呂靜, 吳文婷, 溫江濤, 盛馥鐘, 肖謀, 谷沉沉, 陶品 申請(qǐng)人:清華大學(xué);騰訊科技(深圳)有限公司