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使用精細劃分塊匹配的圖像壓縮方法_2

文檔序號:8434233閱讀:來源:國知局
分,每種精細劃分有若干個子塊組成,以這些子塊,稱為被匹配子塊或當前子塊為單位,在已經(jīng)完成編碼和重構(包括完全重構和不同程度的部分重構)的歷史像素樣值區(qū)域(也稱已重構參考像素樣值區(qū))中搜索匹配子塊即參考子塊也稱為預測子塊。所述已重構參考像素樣值區(qū)由與所述當前編碼塊(從解碼器的角度也稱為解碼塊)位于同一巾貞圖像內(nèi)(即具有同樣的圖像次序計數(shù)picture order count簡稱poc)或位于同一條帶(slice)內(nèi)的其他編碼塊的已重構(包括完全重構和/或不同程度的部分重構)像素樣值和所述當前編碼塊內(nèi)的已重構子塊的已重構像素樣值構成。所述已重構參考像素樣值區(qū)包括所述其他編碼塊的已重構像素樣值和所述已重構子塊的已重構像素樣值的部分或全部。圖1是192種精細劃分。其中64種精細劃分的每種劃分的每個子塊都是由整數(shù)個4x1 (寬是高的4倍)扁平微塊構成,這64種精細劃分稱為以4x1微塊為基的精細劃分。其中另外64種精細劃分的每種劃分的每個子塊都是由整數(shù)個1x4 (高是寬的4倍)瘦高微塊構成,這64種精細劃分稱為以1x4微塊為基的精細劃分。其中最后64種精細劃分的每種劃分的每個子塊都是由整數(shù)個2x2 (高與寬相等)正方微塊構成,這64種精細劃分稱為以2x2微塊為基的精細劃分。所有這些劃分的每種劃分的子塊數(shù)都不超過4.。因此,每個所述編碼塊的匹配編碼的位移矢量(Displacement Vector簡稱DV)的數(shù)目也不超過4.。
[0021]在本發(fā)明和本發(fā)明專利申請中,“匹配子塊”、“參考子塊”、“預測子塊”是同義詞。
[0022]在本發(fā)明和本發(fā)明專利申請中,“被匹配子塊”和“當前子塊”是同義詞。
[0023]基于精細劃分的塊匹配編碼兼具位移矢量少從而復雜度和存儲器讀寫帶寬要求低的特征和匹配形狀眾多從而編碼效率高的特征。
[0024]圖1中表示的精細劃分可以是疊包格式的精細劃分,也可以是平面格式的一個分量(樣值)的精細劃分。因而本發(fā)明的方法,既可以適用于對疊包格式的編碼塊或解碼塊的像素的編碼或解碼,也可以適用于對平面格式的編碼塊或解碼塊的一個平面的像素樣值的編碼或解碼。
[0025]本發(fā)明的編碼方法中,最基本的特有技術特征就是,預先確定多種劃分,包括若干種(一般十幾種或幾十種)精細劃分,每一種用一個精細劃分模式來代表,在對當前編碼塊進行編碼時,對每一種精細劃分的K個被匹配子塊即當前子塊(如圖1所示,不同的精細劃分有不同的K,可以是2或3或4等),在已經(jīng)完成編碼的歷史像素樣值區(qū)域(也稱已重構參考像素樣值區(qū))中進行搜索,找到與所述K個被匹配子塊相匹配的一組K個匹配子塊即參考子塊。每個匹配子塊用一個參數(shù)稱為位移矢量來表示匹配距離即匹配相對位置,一共有一組K個位移矢量。匹配子塊的起始位置可以是已重構參考像素樣值區(qū)之中任意像素樣值的位置,與子塊的尺寸無關,即位移矢量以像素樣值為單位,其范圍是整幅當前圖像的部分或全部。在遍歷了預先確定的所有精細劃分的搜索之后,整體編碼性能最優(yōu)的那種精細劃分以及對應的那組位移矢量,就是對所述當前編碼塊進行精細劃分匹配編碼的最優(yōu)精細劃分,用精細劃分模式及位移矢量組這兩個參數(shù)來表征,并寫入視頻壓縮碼流。所述已重構參考像素樣值區(qū)由與所述當前編碼塊具有同樣poc的圖像或條帶內(nèi)的其他編碼塊的已重構像素樣值和所述當前編碼塊內(nèi)的已重構子塊的已重構像素樣值構成。所述已重構參考像素樣值區(qū)包括所述其他編碼塊的已重構像素樣值和所述已重構子塊的已重構像素樣值的部分或全部。
[0026]本發(fā)明的解碼方法中,最基本的特有技術特征就是在對當前解碼塊的壓縮碼流數(shù)據(jù)進行解碼時,從碼流數(shù)據(jù)中解析得到精細劃分模式及位移矢量組。然后,從當前解碼塊的位置和各位移矢量計算出已重構參考像素樣值區(qū)之中的各參考子塊的位置。接著,從已重構參考像素樣值區(qū)之中復制各參考子塊,將各參考子塊移動和粘貼到當前解碼中的各當前子塊的位置,即把所述各參考子塊的像素樣值的數(shù)值直接或間接賦值予所述各當前子塊,復原出整個當前解碼塊的像素樣值。與編碼時的情形一樣,參考子塊的起始位置可以是已重構參考像素樣值區(qū)之中任意像素樣值的位置,與子塊的尺寸無關,即位移矢量以像素樣值為單位,其范圍是整幅當前圖像的部分或全部。所述已重構參考像素樣值區(qū)由與所述當前解碼塊具有同樣poc的圖像或條帶內(nèi)的其他解碼塊的已重構像素樣值和所述當前解碼塊內(nèi)的已重構子塊的已重構像素樣值構成。所述已重構參考像素樣值區(qū)包括所述其他解碼塊的已重構像素樣值和所述已重構子塊的已重構像素樣值的部分或全部。
[0027]以上通過若干特定的具體實例說明本發(fā)明的技術特征。本領域技術人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用,本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用,在不背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。
[0028]本發(fā)明的編碼方法的流程示意圖如圖2所示。本發(fā)明的編碼方法包括但不限于如下步驟:
I)對一個輸入的編碼塊(包括但不限于CU)的像素樣值進行精細劃分匹配編碼,產(chǎn)生出(I)最優(yōu)的精細劃分模式和(2)相應的一組最優(yōu)的位移矢量即匹配相對位置;也就是遍歷預先確定的若干種精細劃分,在已重構參考像素樣值區(qū)之中的一個預定的搜索范圍內(nèi),按照預定的評估準則,搜索得到一個最優(yōu)的精細劃分模式以及對應的各最優(yōu)的位移矢量;所述各位移矢量是搜索確定的各最優(yōu)的匹配子塊(又稱參考子塊)的位置坐標與所述編碼塊的所述精細劃分模式中各被匹配子塊(又稱當前子塊)的位置坐標之差;所述位移矢量的單位是像素樣值(整像素樣值或二分之一、四分之一、八分之一像素樣值)的最小坐標單位;所述位移矢量指向的參考像素位于同一圖像或同一條帶內(nèi),其位置范圍是整幅當前圖像的已重構區(qū)域的部分或全部;精細劃分匹配編碼的輸出是所述精細劃分模式、所述位移矢量以及匹配殘差;所述匹配殘差是所述編碼塊中所述各當前子塊的像素樣值的數(shù)值與所述已重構參考像素樣值區(qū)之中所述各參考子塊的像素樣值的數(shù)值之差;
2)其余的常用編碼和重構步驟,如幀內(nèi)塊匹配、幀內(nèi)微塊匹配、幀內(nèi)條匹配、幀內(nèi)串匹配、幀內(nèi)矩形匹配、幀內(nèi)點匹配、調(diào)色板編碼、幀內(nèi)預測、幀間預測、變換、量化、逆變換、反量化、熵編碼、去塊效應濾波、樣值自適應補償(Sample Adaptive Offset);本步驟的輸入是上述步驟I)的輸出和輸入像素樣值;本步驟的輸出是重構像素(包括完全重構像素和不同程度的部分重構像素)和含精細劃分模式及位移矢量組和其他編碼結果的壓縮碼流;所述重構像素放入已重構參考像素樣值暫存區(qū)(即已重構參考像素樣值區(qū))中,用作后續(xù)精細劃分匹配編碼步驟、其余常用編碼和重構步驟所需要的參考像素;所述壓縮碼流也是本編碼方法的最后輸出。
[0029]以上精細劃分匹配、幀內(nèi)塊匹配、幀內(nèi)微塊匹配、幀內(nèi)條匹配、幀內(nèi)串匹配、幀內(nèi)矩形匹配、幀內(nèi)點匹配,從解碼的角度,通常稱為精細劃分復制、幀內(nèi)塊復制、幀內(nèi)微塊復制、幀內(nèi)條復制、幀內(nèi)串復制、幀內(nèi)矩形復制、幀內(nèi)點復制。
[0030]本發(fā)明的解碼方法的特征在于,包括
解析視頻碼流,獲得解碼塊的精細劃分模式及位移矢量組,以及所述解碼塊的其他參數(shù)數(shù)據(jù);其中,所述精細劃分模式代表預先確定的若干種精細劃分中的一種,用于指示將所述解碼塊劃分成一個或多個解碼子塊,所述位移矢量組用于指示對應解碼子塊的參考子塊的位置;
根據(jù)所述精細劃分模式及位移矢量組,將所述解碼子塊對應的所述位移矢量指向的已重構參考像素樣值區(qū)中與所述解碼子塊相同形狀覆蓋區(qū)域中的已重構參考像素樣值賦值予所述解碼子塊的預測子塊;其中,所述已重構參考像素樣值區(qū)中的參考像素樣值被設置為與所述解碼塊位于相同圖像或相同條帶中的其他解碼塊或其他解碼子塊中像素的解碼重構值,或所述解碼重構值經(jīng)過濾波處理后的值;其中,所述位移矢量指向的參考像素位于同一圖像或同一條帶內(nèi),其位置范圍是整幅當前圖像的已重構區(qū)域的部分或全部;
根據(jù)所述解碼塊中的所述解碼子塊的預測子塊和所述解碼塊的其他參數(shù)數(shù)據(jù),構造所述解碼塊的重構像素樣值。
[0031]本發(fā)明的解碼方法的流程示意圖如圖3所示。本發(fā)明的解碼方法包括但不限于如下步驟:
1)對含精細劃分模式及位移矢量組和其他編碼結果的壓縮碼流進行解析,輸出I)獲取的精細劃分模式及位移矢量組,2)其余獲取的解碼參數(shù)和數(shù)據(jù);所述精細劃分模式代表預先確定的若干種精細劃分中的一種;
2)使用精細劃分模式及位移矢量組進行一個解碼塊的精細劃分復制解碼;包括:從已重構參考像素樣值暫存區(qū)(即已重構參考像素樣值區(qū))中由所述移
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