視頻解碼中基於塊壓縮的幀的儲存的製作方法
2023-09-19 19:18:50
視頻解碼中基於塊壓縮的幀的儲存的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種在視頻解碼器中，基於塊壓縮的幀的儲存方法，主要步驟包括（1）壓縮方法的確定；（2）動態調整量化係數；（3）自適應分配固定的位數。其中本發明的主要依據是圖像周邊的相關性，從而可以利用這個相關性進行空間壓縮。與現有技術相比，本發明提出了一種全新的壓縮方法，充分利用了圖像很強的空間相關性，能自適應確定壓縮方法，動態調整量化係數，給壓縮的塊分配位數，大大節省了儲存空間和訪問帶寬，該方法能夠在基本不損失信噪比的同時減少參考幀的儲存容量和帶寬。
【專利說明】視頻解碼中基於塊壓縮的幀的儲存
【技術領域】
[0001]本發明涉及計算機領域中視頻圖像解碼的【技術領域】，特別是涉及一種基於塊解碼的視頻壓縮解壓方法。
【背景技術】
[0002]視頻壓縮和解壓是現在基於網絡視頻傳輸的一個必需技術，因為採用了基於塊匹配的運動估計的幀間壓縮方式，特別是多個參考幀的採用，使得編碼效率有很大的提高，然而這對解碼器端的性能要求也提高了很多，特別是有多個參考幀的儲存要求，需要解碼器端有很大的內存支持，這對解碼晶片的成本有著決定性影響；同時，多個參考幀的使用，使得解碼晶片的帶寬需求也成倍增加，成為了解碼器設計的瓶頸。為了節省晶片成本和降低帶寬瓶頸，解碼參考幀的壓縮儲存就被運用起來了。因為參考幀對視頻解壓的影響是連續的，而且解碼幀的壓縮必然會導致圖像損，所以很多複雜的技術就用在這個上面，比如熵編碼，自適應編碼等，但是這些算法對於實時性要求很高的視頻解碼來說過於複雜。
【發明內容】
[0003]因此，為解決上述問題，本發明提出了一種基於塊壓縮的參考幀儲存方法。該方法是利用碼流的塊編碼的特點，利用橫向和縱向的像素相近的原理，動態的分配量化係數，並且固定分配壓縮的位數；這樣既有較高的壓縮效率，又可以隨機訪問參考幀中的塊，而且結構簡單，易於實現，可以靈活的用在各種視頻解碼器上。仿真實驗結果表明，根據不同的運動序列，該方法基本不損失信噪比，視頻質量沒有下降。
[0004]本發明的目的是給出了一種視頻解碼器的參考幀壓縮儲存方法，該方法能自適應確定壓縮方法，動態調整量化係數，給壓縮的塊分配位數，大大節省了儲存空間和訪問帶寬。試驗表明，該方法能夠在基本不損失信噪比的同時減少參考幀的儲存容量和帶寬。
[0005]本發明的方法主要依據是:圖像周邊的相關性，從而可以利用這個相關性進行空間壓縮。視頻解碼的圖像利用這個方法可以壓縮儲存，這樣既減少了存儲容量，又可以降低訪問存儲器的帶寬。
[0006]根據本發明的目的，本發明提出了一種基於塊壓縮的參考幀儲存方法，主要包括以下步驟:壓縮方法的確定、動態調整量化係數、自適應分配固定的位數。
[0007]具體實施步驟如下:
1.圖像分割成4x4塊，確定橫向和縱向壓縮方法，如圖1所示:
首先，分別得到縱向和橫向的像素的最小值:m0=min (p_00, p_01, p_02, p_03),ml=min (p_l0，p_lI，p_l2，p_13 )，m2=min ( p_20，p_2I，p_22，p_23 )，m3=min(p—30，p—31，p—32，p—33)。
[0008]其次，判別縱向橫向模式:判斷的方法是選取SAD值小的:SAD=SUM(p—ij-mi)，
i，j=0，1,2,3ο
[0009]需要編碼的圖像數據是:d_00= p_00-m0, d_01=p_01-m0, d_02=p_02-m0, d_03=p_03-m0:至少一個是 O
d_10= p_10-ml, d_ll=p_ll-ml, d_12=p_12_ml，d_13=p_13_ml:至少一個是 O
d_20= p_20-m2, d_21=p_21-m2, d_22=p_22_m2，d_23=p_23_m2:至少一個是 O
d_30= p_30-m3, d_31=p_31-m3, d_32=p_32_m3，d_33=p_33_m3:至少一個是 O
2.最小值m0.ml.m2，m3的編碼，如圖2所示:
首先得到這四個值的最小值，min=min(mO, ml, m2, m3);然後分別計算dO=mO-min,dl=ml-min, d2=m2-min, d3=m3_min，這其中至少一個是O ;編碼的時候，把不是零的編碼。
[0010]3.確定量化係數:
計算 d_00, d_10, d_20, d_30, dO, dl, d2, d3 的最大值，max_d = max (d_00, d_10, d_20, d
_30, dO, dl, d2, d3);然後按照下面流程確定量化係數:
if (max_d〈=0) qp = O;
else if ((max_d〈=2) qp = I;
else if ((max_d <= 4) qp = 2;
else qp = 3;
4.壓縮位數的分配 :如圖3所示:
壓縮是把每個4x4塊的128位壓縮到96位。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]結合附圖，可以更清楚的了解本發明的目的、特性及其他優點。
[0012]圖1為壓縮塊和壓縮方法示意圖。
[0013]p_00到p_33是4x4塊的像素值，mO是p_0x (x=0, I, 2，3)的最小值，ml是P_lx(x=0, I, 2，3)的最小值，m2 是 p_2x(x=0, I, 2，3)的最小值，m3 是 p_3x(x=0, I, 2，3)的
最小值。
[0014]圖2為最小值壓縮示意圖。
[0015]圖3為壓縮位數分配表。
【具體實施方式】
[0016]下面，將參照附圖對本發明的的優選實施例進行詳細說明。提供以下優選實施例只是為了更好的理解本發明。因此本發明並不局限於這些優選實施例，在不背離所附權利要求書中所披露的本發明範圍與精神條件下，可以對這些優選實施例進行修改。
[0017]本發明提出了一種基於塊壓縮的參考幀儲存方法，其主要包括以下步驟:壓縮方法的確定、動態調整量化係數、自適應分配固定的位數。
[0018]上述方法主要包括以下部分:
(I)壓縮的方法:
本發明的壓縮方法根據圖像的相關原理，分為縱向和橫向兩種，採用最小絕對誤差(SAD)比較方法選取其中一種，這樣既簡化的壓縮的算法，又可以快速的找到最佳的雅俗方法。
[0019](2)編碼的方法:
縱向或者橫向最小的像素值是沒有壓縮編碼，這個編碼是按照最小值的誤差來編碼；其他的殘差按照量化的有損編碼。
[0020](3)基於4x4塊的固定壓縮位數分配:
視頻碼流是按照塊的順序組織，在本發明中，圖像按照空間每分成4x4的塊陣列，每個塊被壓縮成固定位數。
[0021](4)量化係數選取:
在壓縮中，量化分為四個等級，分別是1，2，4，8 ;量化係數選擇是根據可用的位數來計算匹配。
[0022]本實施例包括以下步驟:
1.圖像分割成4x4塊，確定橫向和縱向壓縮方法，如圖1所示:
首先，分別得到縱向和橫向的像素的最小值:m0=min (p_00, p_01, p_02, p_03),ml=min (p_l0，p_lI，p_l2，p_13 ) , m2=min (p_20, p_2I，p_22,p_23 ) , m3=min(p_30, p_31, p_32, p_33)。
[0023]其次，判別縱向橫向模式:判斷的方法是選取SAD值小的:SAD=SUM (p_i j-mi),
i,j=0,1,2,3。
[0024]需要編碼的圖像數據是:
d_00= p_00-m0, d_01=p_01-m0, d_02=p_02-m0, d_03=p_03-m0:至少一個是 0
d_10= p_10-ml, d_ll=p_ll-ml, d_12=p_12_ml，d_13=p_13_ml:至少一個是 0
d_20= p_20-m2, d_21=p_21-m2, d_22=p_22_m2，d_23=p_23_m2:至少一個是 0
d_30= p_30-m3, d_31=p_31-m3, d_32=p_32_m3，d_33=p_33_m3:至少一個是 0
2.最小值m0.ml.m2，m3的編碼，如圖2所示:
首先得到這四個值的最小值，min=min(mO, ml, m2, m3);然後分別計算dO=mO-min,dl=ml-min, d2=m2-min, d3=m3_min，這其中至少一個是O ;編碼的時候，把不是零的編碼。
[0025]3.確定量化係數:
計算 d_00, d_10, d_20, d_30, dO, dl, d2, d3 的最大值，max_d = max (d_00, d_10, d_20, d
_30, dO, dl, d2, d3);然後按照下面流程確定量化係數:
if (max_d〈=0) qp = O;
else if ((max_d〈=2) qp = I;
else if ((max_d <= 4) qp = 2;
else qp = 3;
4.壓縮位數的分配:如圖3所示:
壓縮是把每個4x4塊的128位壓縮到96位。
【權利要求】
1.一種在視頻解碼器中，基於塊壓縮的幀的儲存方法，所述方法中包括以下步驟: (1)壓縮方法的確定； (2)動態調整量化係數； (3)自適應分配固定的位數。
2.根據權利要求1中所述的一種在視頻解碼器中，基於塊壓縮的幀的儲存方法，其特徵在於，主要依據是圖像周邊的相關性，從而可以利用這個相關性進行空間壓縮。
3.根據權利要求1中所述的一種在視頻解碼器中，基於塊壓縮的幀的儲存方法，其特徵在於，包括: (O圖像分割成4x4塊，分橫向和縱向兩種壓縮方法； (2)最小值變化編碼方法； (3)確定量化係數的方法； (4)壓縮位數的分配方式。
【文檔編號】H04N19/124GK103974072SQ201310032471
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年1月29日 優先權日:2013年1月29日
【發明者】江山 申請人:江山