本發(fā)明涉及視頻編碼技術(shù)，尤其涉及一種視頻編碼幀內(nèi)預(yù)測(cè)掃描方法及視頻編碼方法。

背景技術(shù)：
在視頻編碼中，為了縮減圖像的空間冗余，在給定幀的圖像中充分利用相鄰塊的空間相關(guān)性，在對(duì)一給定的塊進(jìn)行編碼時(shí)，首先根據(jù)周圍的塊進(jìn)行預(yù)測(cè)，典型的是根據(jù)左上角塊，左邊塊和上面塊進(jìn)行預(yù)測(cè)，因?yàn)檫@些塊已經(jīng)被處理，然后對(duì)預(yù)測(cè)值與實(shí)際值的差值進(jìn)行編碼，這樣相對(duì)于直接對(duì)該幀編碼而言，可以大大減小碼率。由于塊中像素是以矩陣的形式排布，經(jīng)過差值計(jì)算后得到的也是殘差系數(shù)的二維數(shù)列，此時(shí)需要將此二維系數(shù)整理到一個(gè)一維數(shù)組中，然后對(duì)這個(gè)一維數(shù)組進(jìn)行熵編碼而達(dá)到壓縮的目的。在這幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼的過程中，整理后的一維殘差系數(shù)序列的排列特征直接影響最后一步熵編碼的壓縮效率。因?yàn)榉橇阆禂?shù)比較集中在前方的數(shù)字序列在進(jìn)行熵編碼的時(shí)候的效率會(huì)非常高，而非零系數(shù)不規(guī)則分布在數(shù)字序列不同位置的情況則很難獲得較高的熵編碼效率，從而幀內(nèi)編碼后壓縮效率會(huì)較低而得到的碼率也會(huì)比較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，有必要提供一種視頻編碼幀內(nèi)預(yù)測(cè)掃描方法及視頻編碼方法，其可以提升熵編碼的效率，降低視頻編碼的碼率。上述的視頻編碼幀內(nèi)預(yù)測(cè)掃描方法是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種視頻編碼幀內(nèi)預(yù)測(cè)掃描方法，其包括：提供像素塊的二維殘差系數(shù)陣列；將該二維殘差系數(shù)陣列拆分為多個(gè)子陣列；將每個(gè)子陣列內(nèi)的殘差系數(shù)按預(yù)定順序排列成為一維數(shù)列；將該多個(gè)子陣列的一維數(shù)列連接成該像素塊的一維殘差系數(shù)列；以及對(duì)該一維殘差系數(shù)列進(jìn)行熵編碼。上述的視頻編碼方法是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種視頻編碼方法，其包括：提供一幀圖像；將該圖像分為多個(gè)像素塊；針對(duì)該像素塊采用至少兩種幀內(nèi)預(yù)測(cè)掃描方法進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)以得到熵編碼，其中該至少兩種幀內(nèi)預(yù)測(cè)掃描方法之一為上述的幀內(nèi)預(yù)測(cè)掃描方法；選擇使用具有更高效率的熵編碼并記錄幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法所使用的掃描方法。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，上述多個(gè)子陣列排布形成N*N的矩陣，每個(gè)子陣列的序號(hào)為(r-1)*N+c，其中r為子陣列的行號(hào)，c為子陣列的列號(hào)，r、c取值范圍為1到N之間的整數(shù)，在將多個(gè)子陣列的一維數(shù)列連接成該一維殘差系數(shù)列時(shí)以子陣列的序號(hào)為序從小到大將與子陣列對(duì)應(yīng)的一維數(shù)列依次首尾相連得到該一維殘差系數(shù)列。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，上述子陣列為M*M的矩陣，子陣列中每個(gè)殘差系數(shù)的序號(hào)為((r-1)*N+c-1)*M2+(r’-1)*M+c’，其中r’為殘差系數(shù)在子陣列中的行號(hào)，c’為殘差系數(shù)在子陣列中的列號(hào)，r’、c’取值范圍為1到M之間的整數(shù)，在將子陣列內(nèi)的殘差系數(shù)排列為一維數(shù)列時(shí)以其序號(hào)從小到大為序。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，上述多個(gè)子陣列排布形成N*N的矩陣，每個(gè)子陣列的序號(hào)為(c-1)*N+r，其中r為子陣列的行號(hào)，c為子陣列的列號(hào)，r、c取值范圍為1到N之間的整數(shù)，在將多個(gè)子陣列的一維數(shù)列連接成該一維殘差系數(shù)列時(shí)以子陣列的序號(hào)從小到大將與子陣列對(duì)應(yīng)的一維數(shù)列依次首尾相連得到該一維殘差系數(shù)列。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，上述子陣列為M*M的矩陣，子陣列中每個(gè)殘差系數(shù)的序號(hào)為((c-1)*N+r-1)*M2+(c’-1)*M+r’，其中r’為殘差系數(shù)在子陣列中的行號(hào)，c’為殘差系數(shù)在子陣列中的列號(hào)，r’、c’取值范圍為1到M之間的整數(shù)，在將子陣列內(nèi)的殘差系數(shù)排列為一維數(shù)列時(shí)以其序號(hào)從小到大為序。由于圖像的空間相關(guān)性，一般來說，二維殘差系數(shù)陣列中非零系數(shù)均集中在陣列的一個(gè)頂點(diǎn)處，上述的視頻編碼幀內(nèi)預(yù)測(cè)掃描方法中，由于將二維殘差系數(shù)陣列拆分為多個(gè)子陣列，可使非零系數(shù)僅落入相鄰的幾個(gè)子陣列內(nèi)，可以避免Z型掃描方法中將過多的零引入最終得到的一維數(shù)列的非零系數(shù)中間，因此可以提高熵編碼的效率，降低碼率。進(jìn)一步地，上述視頻編碼方法中，通過同時(shí)使用三種幀內(nèi)預(yù)測(cè)掃描方法并選擇具有最高熵編碼效率的掃描方法，可以最大程度的提升熵編碼的效率，降低視頻編碼的碼率。為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。附圖說明圖1為幀內(nèi)預(yù)測(cè)Z型掃描順序示意圖。圖2為一個(gè)8*8像素塊對(duì)應(yīng)的殘差系數(shù)陣列的示意圖。圖3為另一個(gè)8*8像素塊對(duì)應(yīng)的殘差系數(shù)陣列的示意圖。圖4為第一實(shí)施例所揭示的視頻編碼幀內(nèi)預(yù)測(cè)掃描方法流程圖。圖5為第二實(shí)施例所揭示的視頻編碼幀內(nèi)預(yù)測(cè)掃描順序示意圖。圖6為第三實(shí)施例所揭示的視頻編碼幀內(nèi)預(yù)測(cè)掃描順序示意圖。圖7為第四實(shí)施例所揭示的視頻編碼方法流程圖。具體實(shí)施方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的視頻編碼幀內(nèi)預(yù)測(cè)掃描方法及視頻編碼方法的具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。圖1為一種已知的幀內(nèi)預(yù)測(cè)Z型掃描順序示意圖。如圖1所示，其為一個(gè)8*8的像素塊對(duì)應(yīng)的殘差系數(shù)陣列的掃描順序，其序號(hào)從0一直到63，共計(jì)64個(gè)系數(shù)，每個(gè)系數(shù)對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素點(diǎn)。總體上來說，掃描順序的路徑大體呈Z字形，從陣列的左上角至右下角，按照系數(shù)的序號(hào)大小將系數(shù)排列而得到一個(gè)一維殘差系數(shù)列。圖2為一個(gè)8*8像素塊對(duì)應(yīng)的殘差系數(shù)陣列的示意圖，其采用圖1所示的Z型掃描順序轉(zhuǎn)化后得到一維殘差系數(shù)列2,0,-5,0,-2,1,0…。圖3為另一個(gè)8*8像素塊對(duì)應(yīng)的殘差系數(shù)陣列的示意圖，其采用圖1所示的Z型掃描順序轉(zhuǎn)化后得到一維殘差系數(shù)列7,-1,-3,-2,-1,0,0,0,0,-1,0…可以看出，圖2中，非零系數(shù)存在于第0、1行內(nèi)，而圖3中非零系數(shù)存在于第0、1列中，采用圖1所示的Z型掃描轉(zhuǎn)化為一維數(shù)列后，圖2對(duì)應(yīng)的一維數(shù)列中非零系數(shù)中間夾雜有兩個(gè)0，而圖3對(duì)應(yīng)的一維數(shù)列中夾雜有4個(gè)零。第一實(shí)施例圖4為第一實(shí)施例所揭示的視頻編碼幀內(nèi)預(yù)測(cè)掃描方法流程圖。如圖4所示，該方法包括以下步驟：步驟110、提供像素塊的二維殘差系數(shù)陣列；步驟120、將該二維殘差系數(shù)陣列拆分為多個(gè)子陣列；步驟130、將每個(gè)子陣列內(nèi)的殘差系數(shù)按預(yù)定順序排列成為一維數(shù)列；步驟140、將該多個(gè)子陣列的一維數(shù)列連接成該像素塊的一維殘差系數(shù)列；以及步驟150、對(duì)該一維殘差系數(shù)列進(jìn)行熵編碼。在幀內(nèi)預(yù)測(cè)中，一般可以采用當(dāng)前塊的左上、左邊、或者上面的塊對(duì)當(dāng)前塊進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)計(jì)算。具體地，將當(dāng)前塊的系數(shù)陣列與預(yù)測(cè)塊的系數(shù)陣列相減，而得到相應(yīng)的二維殘差系數(shù)陣列。由于圖像的空間相關(guān)性，一般來說，二維殘差系數(shù)陣列中的非零系數(shù)集中在頂點(diǎn)處，如圖2、3所示。一般來說，像素塊的大小為8*8或者16*16，而子陣列的大小例如可為2*2。因此，對(duì)于8*8的像素塊，其對(duì)應(yīng)的二維殘差系數(shù)陣列可以分為16個(gè)2*2的子陣列，而這16個(gè)子陣列共同構(gòu)成一個(gè)4*4的矩陣。對(duì)于每個(gè)子陣列，其內(nèi)的二維殘差系數(shù)可以參考圖1所示的Z型掃描順序，將其轉(zhuǎn)換為一維數(shù)列，而后將所有的子陣列的一維數(shù)列連接起來得到與二維殘差系數(shù)陣列相對(duì)應(yīng)的一維殘差系數(shù)列。由于圖像的空間相關(guān)性，一般來說，二維殘差系數(shù)陣列中非零系數(shù)均集中在陣列的一個(gè)頂點(diǎn)處，上述的視頻編碼幀內(nèi)預(yù)測(cè)掃描方法中，由于將二維殘差系數(shù)陣列拆分為多個(gè)子陣列，可使非零系數(shù)僅落入相鄰的幾個(gè)子陣列內(nèi)，可以避免圖1所示Z型掃描方法中將過多的零引入最終得到的一維數(shù)列的非零系數(shù)中間，因此可以提高熵編碼的效率，降低碼率。第二實(shí)施例圖5為第二實(shí)施例揭示的視頻編碼幀內(nèi)預(yù)測(cè)掃描順序示意圖。如圖5所示，其為對(duì)應(yīng)于8*8的像素塊的二維殘差系數(shù)陣列。該二維殘差系數(shù)陣列分為16個(gè)2*2子陣列，而16個(gè)子陣列構(gòu)成4*4的矩陣，每個(gè)子陣列的序號(hào)為(r-1)*N+c，其中N為子陣列矩陣的行數(shù)或列數(shù)，r為子陣列在矩陣的行號(hào)，c為子陣列在矩陣中的列號(hào)?？梢岳斫猓緦?shí)施例中，N為4，r、c為1到N之間的整數(shù)。對(duì)于每個(gè)子陣列，其左上角為起第一位，右上角為第二位、左下角為第三位、右下角為第四位，按照此順序，可將子陣列轉(zhuǎn)換為一維數(shù)列。換言之，子陣列中每個(gè)殘差系數(shù)的序號(hào)為((r-1)*N+C-1)*M2+(r’-1)*M+c’。其中M為子陣列的行數(shù)或列數(shù)，r’為殘差系數(shù)在子陣列中的行號(hào)，c’為殘差系數(shù)在子陣列中的列號(hào)，在將子陣列內(nèi)的殘差系數(shù)排列為一維數(shù)列時(shí)以其序號(hào)從小到大為序?？梢岳斫?，本實(shí)施例中，M為2，r’、c’為1到M之間的整數(shù)。而在不同的子陣列之間，以其序號(hào)為序從小到大將各子陣列的一維數(shù)列相連形成一維殘差系數(shù)列。具體地，可將當(dāng)前子陣列的首位與前一子陣列的末位相連，而將其末位與下一子陣列的首位相連。而根據(jù)上述的序號(hào)，按殘差系數(shù)的序號(hào)從大到小依次相連即可。按照以上的掃描順序，圖2所示的殘差系數(shù)陣列轉(zhuǎn)換后的一維殘差系數(shù)列為2,0,-5,-2,1,0,…相比于圖1所示的Z型掃描，所得的一維殘差系數(shù)列中非零系數(shù)中夾雜的0數(shù)目少1，因此本實(shí)施例的視頻編碼幀內(nèi)預(yù)測(cè)掃描順序所得的一維殘差系數(shù)列具有更高的熵編碼效率。然而當(dāng)采用本實(shí)施例的掃描順序處理圖3所示的殘差系數(shù)陣列時(shí)可以發(fā)現(xiàn)會(huì)在非零系數(shù)中引入很多零，因此，本實(shí)施例的掃描順序適用于非零系數(shù)集中于前面幾行，例如第0、1行中的殘差系數(shù)陣列。第三實(shí)施例圖6為第二實(shí)施例揭示的視頻編碼幀內(nèi)預(yù)測(cè)掃描順序示意圖。如圖6所示，其為對(duì)應(yīng)于8*8的像素塊的二維殘差系數(shù)陣列。該二維殘差系數(shù)陣列分為16個(gè)2*2子陣列，而16個(gè)子陣列構(gòu)成4*4的矩陣，每個(gè)子陣列的序號(hào)為(c-1)*N+r，其中N為子陣列矩陣的行數(shù)或列數(shù)，r為子陣列在矩陣的行號(hào)，c為子陣列在矩陣中的列號(hào)。可以理解，本實(shí)施例中，N為4，r、c為1到N之間的整數(shù)。對(duì)于每個(gè)子陣列，其左上角為起第一位，左下角為第二位、右上角為第三位、右下角為第四位，按照此順序，可將子陣列轉(zhuǎn)換為一維數(shù)列。換言之，子陣列中每個(gè)殘差系數(shù)的序號(hào)為((c-1)*N+r-1)*M2+(c’-1)*M+r’。其中M為子陣列的行數(shù)或列數(shù)，r’為殘差系數(shù)在子陣列中的行號(hào)，c’為殘差系數(shù)在子陣列中的列號(hào)，在將子陣列內(nèi)的殘差系數(shù)排列為一維數(shù)列時(shí)以其序號(hào)從小到大為序?？梢岳斫?，本實(shí)施例中，M為2，r’、c’為1到M之間的整數(shù)。而在不同的子陣列之間，以其序號(hào)為序從小到大將各子陣列的一維數(shù)列相連形成一維殘差系數(shù)列。具體地，可將當(dāng)前子陣列的首位與前一子陣列的末位相連，而將其末位與下一子陣列的首位相連。而根據(jù)上述的序號(hào)，按殘差系數(shù)的序號(hào)從大到小依次相連即可。按照以上的掃描順序，圖3所示的殘差系數(shù)陣列轉(zhuǎn)換后的一維殘差系數(shù)列為7,-3,-1,-1,-2,-1,0,…相比于圖1所示的Z型掃描，所得的一維殘差系數(shù)列中非零系數(shù)中夾雜的0數(shù)目少4，因此本實(shí)施例的視頻編碼幀內(nèi)預(yù)測(cè)掃描順序所得的一維殘差系數(shù)列具有更高的熵編碼效率。然而當(dāng)采用本實(shí)施例的掃描順序處理圖2所示的殘差系數(shù)陣列時(shí)可以發(fā)現(xiàn)會(huì)在非零系數(shù)中引入很多零，因此，本實(shí)施例的掃描順序適用于非零系數(shù)集中于前面幾列，例如第0、1列中的殘差系數(shù)陣列。第四實(shí)施例以上共描述了三種幀內(nèi)預(yù)測(cè)掃描順序，如上所述，其可分別適用于不同分布的殘差系數(shù)陣列，而且基于圖像的空間相關(guān)性，以上三種掃描順序可以覆蓋絕大多數(shù)的殘差系數(shù)分布，當(dāng)然，具有一部分殘差系數(shù)分布采用以上三種掃描順序無法得到很好的結(jié)果，然而出現(xiàn)此種殘差系數(shù)分布的概率很低，不會(huì)明顯增加視頻編碼的碼率。為了進(jìn)一步提升熵編碼的效率，如圖7所示，本發(fā)明第四實(shí)施例還提供一種視頻編碼方法，其包括以下步驟：步驟210、提供一幀圖像；步驟220、將該圖像分為多個(gè)像素塊；步驟230、針對(duì)該像素塊采用至少兩種幀內(nèi)預(yù)測(cè)掃描方法進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)以得到熵編碼，其中該至少兩種幀內(nèi)預(yù)測(cè)掃描方法之一為第一實(shí)施例所述的幀內(nèi)預(yù)測(cè)掃描方法；步驟240、選擇使用具有更高效率的熵編碼并記錄幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法所使用的掃描方法。步驟210、220為視頻編碼領(lǐng)域所熟知的內(nèi)容，在此不再贅述。在步驟S230中例如可以分別采用圖1所示的Z型掃描、第二、第三實(shí)施例的掃描順序分別掃描得到一維殘差系數(shù)殘后進(jìn)行熵編碼，而后在步驟S240中，比較熵編碼的效率，采用具有最高效率的熵編碼并相應(yīng)記錄當(dāng)前像素塊采用的掃描方法?？梢岳斫?，對(duì)于三種規(guī)則，采用二位(Bit)的信息就足夠記錄采用的是何種掃描方法，例如Z型掃描可以記為00、第二實(shí)施例的掃描可以記為01、而第三實(shí)施例的掃描可以記為10。在解碼端，可以根據(jù)此信息正確地將熵編碼還原為二維殘差系數(shù)陣列。本實(shí)施例的視頻編碼方法中，通過同時(shí)使用三種幀內(nèi)預(yù)測(cè)掃描方法并選擇具有最高熵編碼效率的掃描方法，可以最大程度的提升熵編碼的效率，降低視頻編碼的碼率。例如針對(duì)圖2所示的殘差系數(shù)分布，就會(huì)采用第二實(shí)施例的掃描順序，而對(duì)于圖3所示的殘差系數(shù)分布，就會(huì)采用第三實(shí)施例的掃描順序。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)介修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。