專利名稱：幀內圖像預測編解碼方法及視頻編解碼器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及圖像視頻編解碼和幀內圖像預測技術領域，尤其涉及幀內圖像預測編解碼方法及視頻編解碼器。
背景技術：
圖像視頻壓縮編解碼總體上分為幀間圖像編解碼和幀內圖像編解碼兩種預測編解碼技術。幀內圖像編/解碼利用來自當前幀已經(jīng)編/解碼圖像單元的信息對當前編/解碼圖像單元進行預測編/解碼?，F(xiàn)有的幀內圖像預測編解碼方法利用當前預測單元的相鄰像素進行預測，但是，存在如下不足:幀內圖像預測的準確性不高，造成幀內圖像編解碼效率低下。首先，相鄰像素與當前預測單元內的像素相比，相關性較弱；其次，在圖像邊界，預測單元沒有相鄰像素可以作為參考像素。

發(fā)明內容
本發(fā)明實施例提供一種幀內圖像預測編碼方法，用以提高幀內圖像編碼效率，該方法包括:選擇當 前預測單元中的部分像素進行預測，獲得所選擇像素的預測像素；獲得所述預測像素的殘差信號；對所述殘差信號依次進行變換、量化、熵編碼、反量化及反變換處理；對處理后的信號進行重構，獲得重構像素；將所述重構像素作為當前預測單元的參考像素，進行幀內圖像預測編碼。本發(fā)明實施例還提供一種幀內圖像預測解碼方法，用以提高幀內圖像解碼效率，該方法包括:選擇當前預測單元中的部分像素進行預測，獲得所選擇像素的預測像素；獲得所述預測像素的殘差信號；對所述殘差信號依次進行變換、量化、熵編碼、反量化及反變換處理；對處理后的信號進行重構，獲得重構像素；將所述重構像素作為當前預測單元的參考像素，進行幀內圖像預測解碼。本發(fā)明實施例還提供一種視頻編碼器，用以提高幀內圖像編碼效率，該視頻編碼器包括:選擇預測模塊，用于選擇當前預測單元中的部分像素進行預測，獲得所選擇像素的預測像素；殘差信號獲得模塊，用于獲得所述預測像素的殘差信號；信號處理模塊，用于對所述殘差信號依次進行變換、量化、熵編碼、反量化及反變換處理；重構模塊，用于對處理后的信號進行重構，獲得重構像素；
幀內預測編碼模塊，用于將所述重構像素作為當前預測單元的參考像素，進行幀內圖像預測編碼。本發(fā)明實施例還提供一種視頻解碼器，用以提高幀內圖像解碼效率，該視頻解碼器包括:選擇預測模塊，用于選擇當前預測單元中的部分像素進行預測，獲得所選擇像素的預測像素；殘差信號獲得模塊，用于獲得所述預測像素的殘差信號；信號處理模塊，用于對所述殘差信號依次進行變換、量化、熵編碼、反量化及反變換處理；重構模塊，用于對處理后的信號進行重構，獲得重構像素；幀內預測解碼模塊，用于將所述重構像素作為當前預測單元的參考像素，進行幀內圖像預測解碼。本發(fā)明實施例的幀內圖像預測編解碼方法基于預先編碼重構當前預測單元中的部分像素，利用這部分像素的重構像素提高幀內圖像預測的準確性，從而提高幀內圖像編解碼效率；該方法不破壞現(xiàn)有視頻預測編解碼單元結構，而是保持了現(xiàn)有視頻預測編解碼單元的結構，有利于硬件實現(xiàn)。該方法可以應用于現(xiàn)有幀內圖像預測模式，提高預測的準確性。該方法還可以應用在幀內圖像編解碼時，邊界圖像預測單元的預測。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中:圖1為本發(fā)明實施例中幀內圖像預測編碼方法的處理流程圖；圖2A、圖2B為本發(fā)明實施例中幀內圖像預測編碼方法的一個具體實例的示意圖；圖3A、圖3B、圖3C為本發(fā)明實施例中幀內圖像預測編碼方法的另一具體實例的示意圖；圖4A、圖4B、圖4C、圖4D、圖4E為本發(fā)明實施例中幀內圖像預測編碼方法的又一具體實例的不意圖；圖5為本發(fā)明實施例中幀內圖像預測解碼方法的處理流程圖；圖6為本發(fā)明實施例中視頻編碼器的結構示意圖；圖7為本發(fā)明實施例中視頻解碼器的結構示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合附圖對本發(fā)明實施例做進一步詳細說明。在此，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。

如圖1所示，本發(fā)明實施例中，幀內圖像預測編碼方法的處理流程可以包括:步驟101、選擇當前預測單元中的部分像素進行預測，獲得所選擇像素的預測像素；例如，可以選擇當前預測單元中某個或某些像素(some certain pixel或pixels)進行預測；步驟102、獲得所述預測像素的殘差信號；例如，可以獲得所選擇的當前預測單元中的這個或這些(this/those)像素的預測像素的殘差信號；步驟103、對所述殘差信號依次進行變換(transform))、量化(quantization)、熵編碼、反量化(inverse quantization)及反變換(inverse transform)處理；步驟104、對處理后的信號進行重構，獲得重構像素；例如，可以重構所選擇的當前預測單元中的這個或這些(this/those)像素；步驟105、將所述重構像素作為當前預測單元的參考像素，進行幀內圖像預測編
碼。 由圖1所示流程可以得知，本發(fā)明實施例的幀內圖像預測編碼方法基于預先編碼重構當前預測單元中的部分像素，利用這部分像素的重構像素提高幀內圖像預測的準確性，從而提高幀內圖像編碼效率；該方法不破壞(break)現(xiàn)有視頻預測編碼單元結構，而是保持了現(xiàn)有視頻預測編碼單元的結構，有利于硬件實現(xiàn)。該方法可以應用于現(xiàn)有幀內圖像預測模式(prediction mode)，提高預測的準確性。該方法還可以應用在幀內圖像編碼時，邊界圖像預測單元的預測。具體實施時，選擇當前預測單元中的部分像素進行預測，獲得所選擇像素的預測像素，可以包括:若所選擇像素為非4n(n = 1，2，...)個像素，則對所選擇像素進行空間域量化編碼；若所選擇像素為4n(n = 1，2，...)個像素，則對所選擇像素先進行一維或二維變換，再進行量化編碼。如果所選擇像素是一行像素，則進行一維變換，如果所選擇像素是多行像素，則進行二維變換。具體實施時，將所述重構像素作為當前預測單元的參考像素，進行幀內圖像預測編碼，可以包括:將所述重構像素作為當前預測單元的相鄰像素，利用所述重構像素對當前預測單元進行幀內圖像預測編碼，或利用所述重構像素和當前預測單元的相鄰預先編碼像素對當前預測單元進行幀內圖像預測編碼；其中，在對當前預測單元進行幀內圖像預測編碼時，當前預測單元中的所述所選擇像素替換為所述重構像素。具體實施時，在當前預測單元中所述所選擇像素的位置進行預測編碼的是所述重構像素，而不是原先的所述所選擇像素。在對當前預測單元進行幀內圖像預測編碼時，還可以包括:將當前預測單元中替換所述所選擇像素的所述重構像素的殘差信號置零。這樣，可以減少殘差信號能量，降低運算復雜度。對于圖像邊界預測單元(boundary prediction unit),現(xiàn)有方法沒有或者只在一個邊界有參考圖像，因此預測準確性不好，產(chǎn)生了能量較大的殘差信號，不利于壓縮編碼。利用本發(fā)明實施例提出的方法，邊界預測單元同非邊界預測單元一樣有相同數(shù)目的參考圖像，從而提高預測的準確性，降低殘差信號的編碼效率。具體實施時，將所述重構像素作為當前預測單元的相鄰像素，可以包括:
將所述重構像素作為當前預測單元的上相鄰像素。舉一例如圖2A、2B所示。圖2A、2B中的粗線條是圖像預測單元邊界。圖2A中的斜線部分像素是用來預先編碼重構的像素(所選擇像素)位置。圖2B中的斜線部分像素是將圖2A中的所選擇像素的重構像素作為當前預測單元(圖2B中網(wǎng)格線部分像素)的上相鄰像素。其中，當前預測單元中已經(jīng)預先編碼重構的像素(即所述選像素的重構像素)仍會被預測，得到殘差信號，在當前預測單元進行變換、量化和熵編碼。另一實施例中，當前預測單元的某個或某些像素(例如右下角或最底行(bottom-right pixel或bottom pixel row)的像素)可以被預先編碼重構,該預測單元的預測方法修改為現(xiàn)有預測值與該預先編碼像素的加權和(weighted sum)，即綜合利用重構像素和當前預測單元的相鄰預先編碼像素對當前預測單元進行幀內圖像預測編碼。在具體實施時，選擇當前預測單元中的部分像素進行預測，可以包括:選擇當前預測單元中的右下角或最底行像素進行預測；將所述重構像素作為當前預測單元的相鄰像素，可以包括:將所述重構像素作為當前預測單元的下相鄰像素；利用所述重構像素和當前預測單元的相鄰預先編碼像素對當前預測單元進行幀內圖像預測編碼，可以包括:利用所述重構像素和當前預測單元的上相鄰和左相鄰預先編碼像素，對當前預測單元進行幀內圖像預測編碼。舉一例如圖3A、3B、3C所示。圖3A、3B、3C中粗線條是預測單元邊界。圖3A中豎直線部分像素是可以用做參考的相鄰預先編碼像素，網(wǎng)格線部分像素是當前編碼單元中需要預測的像素。圖3B 中斜線部分像素是當前預測單元中用來預先編碼重構的像素(所選擇像素)。圖3C中填黑部分像素是圖3B中所選擇像素的重構像素。其中，當前預測單元中已經(jīng)預先編碼重構的像素(即所述選像素的重構像素)仍會被預測，得到殘差信號，在當前預測單元進行變換、量化和熵編碼?？梢姳景l(fā)明實施例中，不僅現(xiàn)有幀內圖像預測方法中左相鄰和上相鄰重構像素可以做參考，之前最難被預測的最低行像素也有了更好的預測，并且可以用來做當前預測單元的參考像素。本發(fā)明實施例的巾貞內圖像預測編碼方法，在HEVC(High Efficiency VideoCoding,高效率視頻編解碼)工作草案中有相應的對編碼單元(coding unit)的語法修改(syntax modification),具體修改如表一所示,表一中標記出了修改處。表一
權利要求
1.一種幀內圖像預測編碼方法，其特征在于，該方法包括: 選擇當前預測單元中的部分像素進行預測，獲得所選擇像素的預測像素； 獲得所述預測像素的殘差信號； 對所述殘差信號依次進行變換、量化、熵編碼、反量化及反變換處理； 對處理后的信號進行重構，獲得重構像素； 將所述重構像素作為當前預測單元的參考像素，進行幀內圖像預測編碼。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，選擇當前預測單元中的部分像素進行預測，獲得所選擇像素的預測像素，包括: 若所選擇像素為非4n(n = 1，2，...)個像素，則對所選擇像素進行空間域量化編碼；若所選擇像素為4η (η = 1，2，...)個像素，則對所選擇像素先進行一維或二維變換，再進行量化編碼。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，將所述重構像素作為當前預測單元的參考像素，進行幀內圖像預測編碼，包括: 將所述重構像素作為當前預測單元的相鄰像素，利用所述重構像素對當前預測單元進行幀內圖像預測編碼，或利用所述重構像素和當前預測單元的相鄰預先編碼像素對當前預測單元進行幀內圖像預測編碼； 其中，在對當前預測單元進行幀內圖像預測編碼時，當前預測單元中的所述所選擇像素替換為所述重構像素。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，將所述重構像素作為當前預測單元的相鄰像素，包括: 將所述重構像素作為當前預測單元的上相鄰像素。
5.如權利要求3所述的方法，其特征在于，在對當前預測單元進行幀內圖像預測編碼時，還包括: 將當前預測單元中替換所述所選擇像素的所述重構像素的殘差信號置零。
6.如權利要求3所述的方法，其特征在于，選擇當前預測單元中的部分像素進行預測，包括: 選擇當前預測單元中的右下角或最底行像素進行預測； 將所述重構像素作為當前預測單元的相鄰像素，包括: 將所述重構像素作為當前預測單元的下相鄰像素； 利用所述重構像素和當前預測單元的相鄰預先編碼像素對當前預測單元進行幀內圖像預測編 碼，包括: 利用所述重構像素和當前預測單元的上相鄰和左相鄰預先編碼像素，對當前預測單元進行幀內圖像預測編碼。
7.—種幀內圖像預測解碼方法，其特征在于，該方法包括: 選擇當前預測單元中的部分像素進行預測，獲得所選擇像素的預測像素； 獲得所述預測像素的殘差信號； 對所述殘差信號依次進行變換、量化、熵編碼、反量化及反變換處理； 對處理后的信號進行重構，獲得重構像素； 將所述重構像素作為當前預測單元的參考像素，進行幀內圖像預測解碼。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，選擇當前預測單元中的部分像素進行預測，獲得所選擇像素的預測像素，包括: 若所選擇像素為非4n(n = 1，2，...)個像素，則對所選擇像素進行空間域量化編碼； 若所選擇像素為4η (η = 1，2，...)個像素，則對所選擇像素先進行一維或二維變換，再進行量化編碼。
9.如權利要求7所述的方法，其特征在于，將所述重構像素作為當前預測單元的參考像素，進行幀內圖像預測解碼，包括: 將所述重構像素作為當前預測單元的相鄰像素，利用所述重構像素對當前預測單元進行幀內圖像預測解碼，或利用所述重構像素和當前預測單元的相鄰預先解碼像素對當前預測單元進行幀內圖像預測解碼； 其中，在對當前預測單元進行幀內圖像預測解碼時，當前預測單元中的所述所選擇像素替換為所述重構像素。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，將所述重構像素作為當前預測單元的相鄰像素，包括: 將所述重構像素作為當前預測單元的上相鄰像素。
11.如權利要求9所述的方法，其特征在于，在對當前預測單元進行幀內圖像預測解碼時，還包括: 將當前預測單元 中替換所述所選擇像素的所述重構像素的殘差信號置零。
12.如權利要求 9所述的方法，其特征在于，選擇當前預測單元中的部分像素進行預測，包括: 選擇當前預測單元中的右下角或最底行像素進行預測； 將所述重構像素作為當前預測單元的相鄰像素，包括: 將所述重構像素作為當前預測單元的下相鄰像素； 利用所述重構像素和當前預測單元的相鄰預先解碼像素對當前預測單元進行幀內圖像預測解碼，包括: 利用所述重構像素和當前預測單元的上相鄰和左相鄰預先解碼像素，對當前預測單元進行幀內圖像預測解碼。
13.—種視頻編碼器，其特征在于，包括: 選擇預測模塊，用于選擇當前預測單元中的部分像素進行預測，獲得所選擇像素的預測像素； 殘差信號獲得模塊，用于獲得所述預測像素的殘差信號； 信號處理模塊，用于對所述殘差信號依次進行變換、量化、熵編碼、反量化及反變換處理； 重構模塊，用于對處理后的信號進行重構，獲得重構像素； 幀內預測編碼模塊，用于將所述重構像素作為當前預測單元的參考像素，進行幀內圖像預測編碼。
14.如權利要求13所述的視頻編碼器，其特征在于，所述選擇預測模塊具體用于: 若所選擇像素為非4η(η = 1，2，...)個像素，則對所選擇像素進行空間域量化編碼； 若所選擇像素為4η (η = 1，2，...)個像素，則對所選擇像素先進行一維或二維變換，再進行量化編碼。
15.如權利要求13所述的視頻編碼器，其特征在于，所述幀內預測編碼模塊具體用于: 將所述重構像素作為當前預測單元的相鄰像素，利用所述重構像素對當前預測單元進行幀內圖像預測編碼，或利用所述重構像素和當前預測單元的相鄰預先編碼像素對當前預測單元進行幀內圖像預測編碼； 其中，在對當前預測單元進行幀內圖像預測編碼時，當前預測單元中的所述所選擇像素替換為所述重構像素。
16.如權利要求15所述的視頻編碼器，其特征在于，所述幀內預測編碼模塊具體用于: 將所述重構像素作為當前預測單元的上相鄰像素。
17.如權利要求15所述的視頻編碼器，其特征在于，所述幀內預測編碼模塊還用于: 將當前預測單元中替換所述所選擇像素的所述重構像素的殘差信號置零。
18.如權利要求15所述的視頻編碼器，其特征在于，所述選擇預測模塊具體用于:選擇當前預測單元中的右下角或最底行像素進行預測； 所述幀內預測編碼模塊具體用于:將所述重構像素作為當前預測單元的下相鄰像素； 利用所述重構像素和當前預測單元的上相鄰和左相鄰預先編碼像素，對當前預測單元進行幀內圖像預測編碼。
19.一種視頻解碼器，其特征在于，包括: 選擇預測模塊，用于選擇當前預測單元中的部分像素進行預測，獲得所選擇像素的預測像素； 殘差信號獲得模塊，用于獲得所述預測像素的殘差信號；信號處理模塊，用于對所述殘差信號依次進行變換、量化、熵編碼、反量化及反變換處理； 重構模塊，用于對處理后的信號進行重構，獲得重構像素； 幀內預測解碼模塊，用于將所述重構像素作為當前預測單元的參考像素，進行幀內圖像預測解碼。
20.如權利要求19所述的視頻解碼器，其特征在于，所述選擇預測模塊具體用于: 若所選擇像素為非4n(n = 1，2，...)個像素，則對所選擇像素進行空間域量化編碼； 若所選擇像素為4n (n = 1，2，...)個像素，則對所選擇像素先進行一維或二維變換，再進行量化編碼。
21.如權利要求19所述的視頻解碼器，其特征在于，所述幀內預測解碼模塊具體用于: 將所述重構像素作為當前預測單元的相鄰像素，利用所述重構像素對當前預測單元進行幀內圖像預測解碼，或利用所述重構像素和當前預測單元的相鄰預先解碼像素對當前預測單元進行幀內圖像預測解碼； 其中，在對當前預測單元進行幀內圖像預測解碼時，當前預測單元中的所述所選擇像素替換為所述重構像素。
22.如權利要求21所述的視頻解碼器，其特征在于，所述幀內預測解碼模塊具體用于: 將所述重構像素作為當前預測單元的上相鄰像素。
23.如權利要求21所述的視頻解碼器，其特征在于，所述幀內預測解碼模塊還用于:將當前預測單元中替換所述所選擇像素的所述重構像素的殘差信號置零。
24.如權利要求21所述的視頻解碼器，其特征在于，所述選擇預測模塊具體用于:選擇當前預測單元中的右下角或最底行像素進行預測； 所述幀內預測解碼模塊具體用于: 將所述重構像素作為當前預測單元的下相鄰像素； 利用所述重構像素和當前預測單元的上相鄰和左相鄰預先解碼像素，對當前預測單元進行幀內圖像預測解碼。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種幀內圖像預測編解碼方法及視頻編解碼器，其中編碼方法包括選擇當前預測單元中的部分像素進行預測，獲得所選擇像素的預測像素；獲得所述預測像素的殘差信號；對所述殘差信號依次進行變換、量化、熵編碼、反量化及反變換處理；對處理后的信號進行重構，獲得重構像素；將所述重構像素作為當前預測單元的參考像素，進行幀內圖像預測編碼。采用本發(fā)明可以提高幀內圖像預測的準確性，從而提高幀內圖像編解碼效率；本發(fā)明不破壞現(xiàn)有視頻預測編解碼單元結構，有利于硬件實現(xiàn)。本發(fā)明可以應用于現(xiàn)有的幀內圖像預測模式，提高預測的準確性；還可以應用在幀內圖像編解碼時，邊界圖像預測單元的預測。
文檔編號H04N7/32GK103248885SQ201210033220
公開日2013年8月14日 申請日期2012年2月14日 優(yōu)先權日2012年2月14日
發(fā)明者賈杰 申請人:樂金電子(中國)研究開發(fā)中心有限公司