標識圖像塊幾何劃分模式的編解碼方法和設備的製作方法
2023-04-27 07:29:51
專利名稱：標識圖像塊幾何劃分模式的編解碼方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明實施例涉及圖像處理領域，並且更具體地，涉及用於標識圖像塊的幾何劃分模式的編碼方法、解碼方法、編碼設備和解碼設備。
背景技術：
在視頻編碼和解碼框架中，混合編碼結構通常用於視頻序列的編碼和解碼。混合編碼結構的編碼端通常包括預測模塊、變換模塊、量化模塊和熵編碼模塊；混合編碼結構的解碼端通常包括熵解碼模塊、反量化模塊、反變換模塊和預測補償模塊。這些編碼和解碼模塊的組合可以有效去除視頻序列的冗餘信息，並能保證在解碼端得到視頻序列的編碼圖像。在視頻編碼和解碼框架中，視頻序列的圖像通常劃分成圖像塊進行編碼。一幅圖像被劃分成若干圖像塊，這些圖像塊使用上述模塊進行編碼和解碼。在上述模塊中，預測模塊用於編碼端獲得視頻序列編碼圖像的圖像塊的預測塊信息，進而得到圖像塊的殘差，預測補償模塊用於解碼端獲得當前解碼圖像塊的預測塊信息， 再根據解碼得到的圖像塊殘差獲得當前解碼圖像塊。預測模塊通常包含幀內預測和幀間預測兩種技術。其中，幀內預測技術利用當前圖像塊的空間像素信息去除當前圖像塊的冗餘信息以獲得殘差；幀間預測技術利用當前圖像鄰近的已編碼或已解碼圖像像素信息去除當前圖像塊的冗餘信息以獲得殘差。在幀間預測技術裡，用於幀間預測的當前圖像鄰近的圖像被稱為參考圖像。在幀間預測技術中，編碼端為了有效去除當前圖像塊的冗餘信息，需要在參考圖像中獲得與當前圖像塊最相似的圖像塊，進而減少當前圖像塊的殘差。編碼端通常使用運動估計獲得上述參考圖像中的圖像塊。在現有的視頻編解碼技術中運動估計過程通常在編碼時以圖像塊為單位在參考圖像中搜索合適的匹配圖像塊，將當前宏塊與匹配圖像塊所對應像素值相減得到殘差，並將該殘差經變換與量化後得到的值進行熵編碼，最後將熵編碼得到的比特流寫入編碼碼流中，同時還將搜索所得的偏移量(即運動矢量)一併寫入編碼碼流中。與此對應，在解碼端預測補償(或稱運動補償)時首先獲得熵編碼比特流後進行熵解碼，得到相應的殘差，及相應的運動矢量，之後，根據運動矢量值在參考圖像中獲得相應匹配圖像塊(既上述當前解碼圖像塊的預測塊信息)，再將匹配的圖像塊與殘差值中對應像素點的值相加得到當前宏塊解碼後的值。在現有的視頻編解碼標準中，如MPEG-2 (Moving Pictures Experts Group ;動態畫面專家組_2)、H. 264/AVC,也可被稱為宏塊(macroblock)、超宏塊(super-macroblock) 等的一個圖像塊被劃分為若干子圖像塊。這些子圖像塊的尺寸為16X16、16X8、8X16、 8X8、8X4、4X8、4X4等。子圖像塊以這些尺寸進行上述的運動估計和運動補償。在現有的視頻編解碼標準中這些子圖像塊均為NXM(N和M均為大於O的整數)的矩形塊，並且N 和M具有倍數關係。現有視頻編解碼標準的圖像塊和子圖像塊劃分方式缺點在於沒有很好的考慮圖像的紋理信息，圖像通常包含了各種方向的紋理信息，這些紋理對應的往往不是一個矩形區域。此外，現有的圖像塊和子圖像塊劃分方式缺點還在於沒有很好的考慮物體的邊界信息。一幅圖像中一般包含了多個物體，物體與物體間或物體與圖像背景間會出現明顯的邊界。因此一個矩形區域可能會包含了兩個物體或一個物體與圖像背景的信息。從圖像內容本身的角度來看，該矩形區域被劃分成了兩個非矩形的區域(或可被稱為兩個非規則劃分區域)。此時，再使用現有標準中的NXM矩形塊的方式進行運動估計，沒發獲得好的預測結果，進而影響當前圖像塊的編碼效率。針對上述問題，在視頻編碼和解碼框架中，運動估計和預測補償模塊中可引入非方塊劃分模式。非方塊劃分是指將一個2NX2N的圖像塊劃分為兩個任意形狀子圖像塊，其中N為大於O的正整數，子圖像塊的形狀可以為三角形、四邊形、五邊形等。由於2NX2N圖像塊引入了非方塊劃分模式，圖像塊需要使用額外的標識方式來標識當前圖像塊所採用的非方塊劃分模式。目前已有的非方塊劃分標識方法有圖像塊幾何劃分模式(Geometry Partition)。但是由於現有的幾何劃分模式中的周期性，其標識編碼方式中存在一定的編碼冗餘度，並且由於幾何劃分標識參數是固定的定長碼編碼，所以無法去除幾何劃分模式中的編碼冗餘度。
發明內容
本發明實施例提供用於標識圖像塊的幾何劃分模式的編碼方法、解碼方法、編碼設備和解碼設備，能夠去除現有的幾何劃分模式的標識方法中的編碼/解碼冗餘度。本發明實施例提供了一種用於標識圖像塊的幾何劃分模式的編碼方法，包括根據幾何劃分模式確定圖像塊的劃分線的角度參數和距離參數；根據角度參數或距離參數確定是否編碼位置信息參數，該位置信息參數用於指示劃分線在圖像塊中的位置；編碼角度參數和距離參數或者編碼角度參數、距離參數和位置信息參數，以標識幾何劃分模式。。本發明實施例提供了一種用於標識圖像塊的幾何劃分模式的解碼方法，包括解碼角度參數和距離參數；根據角度參數或距離參數確定是否解碼位置信息參數，位置信息參數用於指示劃分線在圖像塊中的位置；根據角度參數和距離參數，或者根據角度參數、距離參數和位置信息參數，確定幾何劃分模式。本發明實施例提供了一種用於標識圖像塊的幾何劃分模式的編碼設備，包括參數確定單元，用於根據幾何劃分模式確定圖像塊的劃分線的角度參數和距離參數；編碼判斷單元，用於根據角度參數或距離參數確定是否編碼位置信息參數，該位置信息參數用於指示劃分線在圖像塊中的位置；編碼單元，用於編碼角度參數和距離參數或者編碼角度參數、距離參數和位置信息參數，以標識幾何劃分模式。本發明實施例提供了一種用於標識圖像塊的幾何劃分模式的解碼設備，包括解碼單元，用於解碼角度參數和距離參數；解碼判斷單元，用於根據角度參數或距離參數確定是否解碼位置信息參數，位置信息參數用於指示劃分線在圖像塊中的位置；模式確定單元， 用於根據角度參數和距離參數，或者根據角度參數、距離參數和位置信息參數，確定圖像塊的幾何劃分模式。本發明實施例根據用於標識劃分線的角度參數和距離參數，確定是否編碼或解碼位置信息參數(例如距離參數的符號位或角度參數的象限標誌位)，從而可以在無需位置信息參數的情況下不對位置信息參數進行編碼或解碼，有效地去除了幾何劃分模式的標識編碼中的冗餘度，提高了幾何劃分標識參數的編碼效率。
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例或現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明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I是示出幾何劃分模式的一個例子的示意圖。圖2是示出根據本發明實施例的用於標識圖像塊的幾何劃分模式的編碼方法的流程圖。圖3是示出根據本發明一個實施例的確定用於標識劃分線的角度參數和距離參數的一個例子的示意流程圖。圖4是示出根據本發明實施例的用於標識圖像塊的幾何劃分模式的解碼方法的示意流程圖。圖5是示出根據本發明實施例的編碼設備的一個例子的示意框圖。圖6是示出根據本發明實施例的解碼設備的一個例子的示意框圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。首先，詳細描述幾何劃分方法。圖I是示出幾何劃分方法的一個例子的示意圖。如圖I所示，對於圖像塊B，幾何劃分方法的基本原理是通過定義角度α和距離d擬合出圖像塊的劃分線L，通過該劃分線L將圖像塊B劃分成兩個子圖像塊。這兩個子圖像塊形狀可以為方塊或非方塊。其中距離d是指如圖I所示從坐標原點O到劃分線L的垂線的長度，即坐標原點到劃分線的距離。這裡，坐標原點O可以是圖像塊B的中心點或者近似中心點，也可以根據需要採用圖像塊B內的其他任意一點。角度α是上述垂線相對於X軸的旋轉角度，即垂線與X軸之間的夾角。α的值滿足O≤α < 360。劃分線L通過以下公式(I)進行擬合
權利要求
1.一種用於標識圖像塊的幾何劃分模式的編碼方法，其特徵在於，所述編碼方法包括根據幾何劃分模式確定圖像塊的劃分線的角度參數和距離參數；根據所述角度參數或距離參數確定是否編碼位置信息參數，所述位置信息參數用於指示所述劃分線在圖像塊中的位置；編碼所述角度參數和距離參數或者編碼所述角度參數、距離參數和位置信息參數，以標識所述幾何劃分模式。
2.如權利要求I所述的編碼方法，其特徵在於，確定圖像塊的劃分線的角度參數和距離參數包括確定圖像塊的中心點到所述劃分線的垂線的長度和所述垂線與坐標軸之間的夾角； 根據所述長度和夾角確定所述劃分線的角度參數和距離參數。
3.如權利要求2所述的編碼方法，其特徵在於，所述位置信息參數包括所述距離參數的符號位。
4.如權利要求3所述的編碼方法，其特徵在於，根據所述長度和夾角確定所述劃分線的角度參數和距離參數包括當所述長度為O時，確定所述距離參數為0，其中根據所述角度參數或距離參數確定是否編碼位置信息參數包括當所述距離參數為O時，確定不編碼所述符號位。
5.如權利要求3所述的編碼方法，其特徵在於，編碼所述距離參數包括編碼所述距離參數的索引值；其中根據所述角度參數或距離參數確定是否編碼位置信息參數包括當所述距離參數的索引值表示所述距離參數為O時，確定不編碼所述符號位。
6.如權利要求3所述的編碼方法，其特徵在於，根據所述長度和夾角確定所述劃分線的角度參數和距離參數包括當所述長度不為O時，確定所述距離參數等於所述長度的值，並根據所述夾角確定所述距離參數的符號，其中根據所述角度參數或距離參數確定是否編碼位置信息參數包括編碼所述符號位以指示所述距離參數的符號。
7.如權利要求3所述的編碼方法，其特徵在於，所述位置信息參數還包括所述角度參數的象限標誌位。
8.如權利要求7所述的編碼方法，其特徵在於，根據所述長度和夾角確定所述劃分線的角度參數和距離參數包括當所述夾角為90度的偶數倍時，確定所述角度參數為0，當所述夾角為90度的奇數倍時，確定所述角度參數為90，其中根據所述角度參數或距離參數確定是否編碼位置信息參數包括當所述角度參數為O或90時，確定不編碼所述象限標誌位。
9.如權利要求7所述的編碼方法，其特徵在於，編碼所述角度參數包括編碼所述角度參數的索引值；其中根據所述角度參數或距離參數確定是否編碼位置信息參數包括當所述角度參數的索引值表示所述角度參數為O或90時，確定不編碼所述象限標誌位。
10.如權利要求7所述的編碼方法，其特徵在於，根據所述長度和夾角確定所述劃分線的角度參數和距離參數包括當所述夾角不是90度的整數倍時，根據所述夾角確定所述角度參數的象限，其中根據所述角度參數或距離參數確定是否編碼位置信息參數包括編碼所述象限標誌位以指示所述角度參數的象限。
11.如權利要求I所述的編碼方法，其特徵在於，確定所述劃分線的角度參數和距離參數包括參照索引值映射表，獲取與所述角度參數和距離參數對應的索引值，其中在該索引值映射表中將每一對角度參數和距離參數的索引值組合與一個幾何劃分模式相對應，其中編碼所述角度參數和距離參數還包括對所述索引值進行編碼。
12.一種用於標識圖像塊的幾何劃分模式的解碼方法，其特徵在於，所述解碼方法包括解碼角度參數和距離參數；根據所述角度參數或距離參數確定是否解碼位置信息參數，所述位置信息參數用於指示所述劃分線在圖像塊中的位置；根據所述角度參數和距離參數，或者根據所述角度參數、距離參數和位置信息參數，確定所述幾何劃分模式。
13.如權利要求12所述的解碼方法，其特徵在於，所述位置信息參數包括所述距離參數的符號位。
14.如權利要求13所述的解碼方法，其特徵在於，根據所述角度參數或距離參數確定是否解碼位置信息參數包括當所述距離參數為O時，確定不解碼所述符號位。
15.如權利要求13所述的解碼方法，其特徵在於，解碼距離參數包括解碼距離參數的索引值，其中根據所述角度參數或距離參數確定是否解碼位置信息參數包括當所述距離參數的索引值表示所述距離參數為O時，確定不解碼所述符號位。
16.如權利要求13所述的解碼方法，其特徵在於，所述位置信息參數還包括所述角度參數的象限標誌位。
17.如權利要求16所述的解碼方法，其特徵在於，根據所述角度參數或距離參數確定是否解碼位置信息參數包括當所述角度參數為O或90時，確定不解碼所述象限標誌位。
18.如權利要求13所述的解碼方法，其特徵在於，解碼角度參數包括解碼角度參數的索引值，其中根據所述角度參數或距離參數確定是否解碼位置信息參數包括當所述角度參數的索引值表示所述角度參數為O或90時，確定不解碼所述象限標誌位。
19.如權利要求12所述的解碼方法，其特徵在於，對用於標識劃分線的角度參數和距離參數進行解碼包括對所述角度參數和距離參數的索引值進行解碼，其中根據解碼的結果確定圖像塊的幾何劃分模式包括根據所述角度參數和距離參數的索引值查找索引值映射表，以確定所述幾何劃分模式，其中在該索引值映射表中將每一對角度參數和距離參數的索引值的組合與一個幾何劃分模式相對應。
20.一種用於標識圖像塊的幾何劃分模式的編碼設備，其特徵在於，所述編碼設備包括參數確定單元，用於根據幾何劃分模式確定圖像塊的劃分線的角度參數和距離參數； 編碼判斷單元，用於根據所述角度參數或距離參數確定是否編碼位置信息參數，所述位置信息參數用於指示所述劃分線在圖像塊中的位置；編碼單元，用於編碼所述角度參數和距離參數或者編碼所述角度參數、距離參數和位置信息參數，以標識所述幾何劃分模式。
21.一種用於標識圖像塊的幾何劃分模式的解碼設備，其特徵在於，所述解碼設備包括解碼單元，用於解碼角度參數和距離參數；解碼判斷單元，用於根據所述角度參數或距離參數確定是否解碼位置信息參數，所述位置信息參數用於指示所述劃分線在圖像塊中的位置；模式確定單元，用於根據所述角度參數和距離參數，或者根據所述角度參數、距離參數和位置信息參數，確定圖像塊的幾何劃分模式。
全文摘要
本發明實施例提供了一種用於標識圖像塊的幾何劃分模式的編碼方法、解碼方法、編碼設備和解碼設備。該編碼方法包括根據幾何劃分模式確定圖像塊的劃分線的角度參數和距離參數；根據角度參數或距離參數確定是否編碼位置信息參數，該位置信息參數用於指示劃分線在圖像塊中的位置；編碼角度參數和距離參數或者編碼角度參數、距離參數和位置信息參數，以標識幾何劃分模式。本發明實施例可以在無需位置信息參數的情況下不對位置信息參數進行編碼或解碼，有效地去除了幾何劃分模式的標識編碼中的冗餘度，提高了幾何劃分標識參數的編碼效率。
文檔編號H04N7/66GK102611880SQ20111002155
公開日2012年7月25日 申請日期2011年1月19日 優先權日2011年1月19日
發明者何芸, 袁媛, 鄭蕭楨 申請人:華為技術有限公司, 清華大學