用於視頻或圖像壓縮的幀內預測模式編解碼的方法和裝置的製作方法
2023-06-10 16:00:11 1
專利名稱：用於視頻或圖像壓縮的幀內預測模式編解碼的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電數字數據處理技術，特別地，涉及一種運用於視頻或圖像壓縮的幀內預測模式編解碼的方法和裝置。
背景技術：
傳統的視頻編碼標準如國際電信聯盟ITU制定的H.261，H.263，H.26L，H.264標準以及國際標準化組織ISO的運動圖像專家組織MPEG制定的MEPG-1，MPEG-2，MPEG-4等都是基於混合編碼Hybrid Coding框架之上的。所謂混合編碼框架是綜合考慮預測，變換以及熵編碼的方法的編碼框架，有以下主要特點1、利用預測去除時間域的冗餘度；2、利用變換去除空間域的冗餘度；3、利用熵編碼去除統計上的冗餘度。
上述視頻編碼標準都具有幀內編碼幀，即I幀，和幀間編碼幀，即P幀，I幀和P幀採用不同的編碼方法。I幀的編碼過程如下對原始圖像數據或幀內預測得到的殘差塊進行二維變換；然後在變換域中對變換係數進行量化；對量化所得的二維變換係數塊作掃描，使之成為一維的變換係數序列；最後進行熵編碼，即Huffman編碼或者算術編碼等。P幀的編碼過程如下採用運動估計得到運動矢量，然後採用基於運動補償的幀間預測，接著對幀間預測得到的殘差塊進行二維變換，再對變換域係數進行量化，對量化所得的二維殘差塊係數作掃描，使之成為一維的殘差係數序列，最後進行熵編碼。
在幀內預測的時候，根據不同的幀內預測方向會有不同的模式。如在H.264中，幀內預測總共有9種模式。這些模式的信息是需要在碼流裡傳輸的，只有這樣解碼器才能正確解碼。為了提高幀內模式編碼的效率，幀內預測模式的編碼需要做預測。根據相鄰塊的信息可以得出當前塊最大可能預測模式(mostporbablymode)。如果當前塊的模式等於這個最大可能預測模式，那麼一個bit的預測模式標誌(pre_mode_flag)等於1。否則，如果不相同，這個預測模式標誌等於0，再傳一個代表幀內預測模式的值。解碼器通過這個預測模式標誌和當預測模式標誌為0時候的幀內預測模式的值，就可以得到當前塊實際的幀內預測模式。
現有的方法中，當一個包括大於等於一個塊的塊的集合裡，所有的預測模式標誌都是1的時候，每個集合需要N個bit來表示這個塊組裡所有的幀內預測模式都是預測出來的最大可能預測模式。這是比較浪費的。
發明內容
本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種視頻或圖像壓縮的幀內預測模式編解碼的方法。
該發明目的是通過以下技術方案來實現的一種用於視頻或圖像壓縮的幀內預測模式編解碼的方法，該方法中，至少存在一個塊的集合，其包含的塊的個數大於1，並且其使用一個類型信號指示各個塊的幀內預測模式信息在碼流中的存在方式；如果這個信號指示該塊的集合採用直接幀內模式，那麼碼流裡不再傳輸各個塊的幀內預測模式信息，如果這個信號指示該塊的集合採用非直接幀內模式，則碼流裡需要傳輸該塊的集合中各個塊的幀內預測模式信息。
進一步地，編碼過程包括1)編碼器根據優化策略決定塊的集合是否採用直接幀內模式，並在碼流裡用一個類型信號表示。
2)如果這個信號指示該塊的集合採用直接幀內模式，那麼碼流裡不再傳輸各個塊的模式信息。這些塊的模式為編解碼默認的模式。
3)如果這個信號指示該塊的集合採用非直接幀內模式，那麼在這個類型信號後碼流裡還有表示各個塊的幀內預測模式信息的信號。
解碼過程包括1)根據碼流中的類型信號，判斷塊的集合是否採用直接幀內模式。
2)如果採用直接幀內模式，該塊的集合中各個塊的幀內預測模式均為編解碼默認的模式。
3)如果採用非直接幀內模式，那麼該塊的集合中各個塊的幀內預測模式需要從後續的碼流中解碼得到。
本發明的目的還在於提供一種用於視頻或圖像壓縮的幀內預測模式編解碼的編碼裝置。
該發明目的是通過以下技術方案來實現的，編碼裝置包括一開關K1。一判斷裝置，根據一定規則選擇出使用哪種幀內預測模式，從而控制開關K1。一第一預測編碼裝置，採用直接幀內預測模式進行幀內預測模式的編碼。一第二預測編碼裝置，採用非直接幀內預測模式進行幀內預測模式的編碼。判斷裝置和開關K1相連。開關K1和第一預測編碼裝置、第二預測編碼裝置相連。
進一步地，所述判斷裝置是先算出用直接幀內預測模式需要的代價和用非直接模式需要的代價，然後判斷直接幀內模式需要的代價是不是小於非直接模式需要的代價。如果是則控制開關K1選擇到第一預測編碼裝置，如果不是則控制開關K1選擇到第二預測編碼裝置。所述第一預測編碼裝置是直接幀內模式的預測裝置，在編碼端用來在直接幀內模式情況下進行預測。
本發明的目的還在於提供一種用於視頻或圖像壓縮的幀內預測模式編解碼的解碼裝置。
該發明目的是通過以下技術方案來實現的，解碼裝置包括一開關K2，用於根據碼流中的類型信號，判斷是否採用第一預測解碼裝置或採用第二預測解碼裝置。一第一預測解碼裝置，採用直接幀內預測模式進行幀內預測模式的解碼。一第二預測解碼裝置，採用非直接幀內預測模式進行幀內預測模式的解碼。開關K2和第一預測解碼裝置、第二預測解碼裝置相連。
進一步地，所述第一預測解碼裝置是直接幀內模式的預測裝置，在解碼端用來在直接幀內模式情況下進行預測。
本發明具有以下技術效果本發明能夠極大地提高編解碼的性能，同時又不增加編解碼的複雜度。
圖1是目前現有方法的編碼裝置框圖；圖2是目前現有方法的解碼裝置框圖；圖3是本發明實施例1的編碼裝置框圖；圖4是本發明實施例1的解碼裝置框圖；圖5是本發明實施例1的編碼流程圖；圖6是本發明實施例1的解碼流程圖。
具體實施例方式
下面根據附圖詳細說明本發明。
附圖1示出了現有的幀內預測的編碼裝置，包括第一預測裝置。
用預測裝置1使用普通幀內預測的方法對當前宏塊進行幀內預測。
附圖2示出了現有的幀內預測的解碼裝置，包括第一預測裝置。
用預測裝置2使用普通幀內預測的方法對當前宏塊進行幀內預測。
現有方法的不足之處是對於模式預測較準的塊仍然要傳很多幀內模式的信息，開銷比較大。對於平坦的區域，以及量化比較厲害的情況，編碼效率不高。下面針對現有方法的不足，並參照附圖詳細說明本發明。
實施例1附圖3示出了一種運用於視頻或圖像壓縮的幀內預測的編碼裝置，包括用於嘗試直接幀內預測模式的第二模式選擇裝置，用於嘗試普通幀內預測模式的第一模式選擇裝置，用於直接幀內模式幀內預測的第二預測裝置、用於普通幀內模式幀內預測的第一預測裝置、根據控制信號選擇預測裝置的開關K1、判斷用那種幀內編碼方式的判斷裝置。
先通過第一模式選擇裝置和第二模式選擇裝置，求出這兩種模式下最佳模式的代價。把這兩個代價在判斷裝置裡面進行比較，選出一個好的作為使用的模式。根據這個模式來選擇用第一預測裝置或者第二預測裝置來進行幀內預測。
附圖4示出了一種運用於視頻或圖像壓縮的幀內預測的解碼裝置，包括用於直接幀內預測模式的第二預測裝置、用於普通幀內預測模式的第一預測裝置，用於選擇預測方式的開關K2。
碼流中的類型信息控制開關K2選擇用哪種預測方式。如果選擇的是直接幀內預測方式，則用第二預測裝置來進行幀內預測，如果選擇的是普通幀內預測方式，則選擇用第一預測裝置來進行幀內預測。
實施例2附圖5示出了一種運用於視頻或圖像壓縮的幀內預測的編碼流程。先計算直接幀內模式和普通幀內模式的代價，然後判斷哪中模式代價小，如果直接幀內模式代價小則用直接幀內模式進行編碼，如果普通幀內模式代價下則用普通幀內模式進行編碼。
附圖6示出了一種運用於視頻或圖像壓縮的幀內預測的解碼流程。先判斷類型信號表示什麼模式，如果是直接幀內模式則用直接幀內模式進行解碼，如果是普通幀內模式則用普通幀內模式進行解碼。
實施例3
一種運用於視頻或圖像壓縮的幀內預測的編碼裝置，碼流中有lbit表示宏塊是否是直接幀內模式。當16個4×4塊的預測模式全部是最大可能預測模式時，宏塊類型設為0，即直接幀內模式，此時16個4×4塊的預測模式的信息就不用分別寫入碼流。否則，宏塊類型設為1，各個塊的模式信息在碼流裡傳輸。
一種運用於視頻或圖像壓縮的幀內預測的解碼裝置，如果接收到的幀內預測塊的宏塊類型為0，即直接幀內模式，則當前宏塊中所有4×4塊的預測模式全部是最大可能預測模式，不需再從碼流中繼續讀取各個塊的模式信息。否則，繼續從碼流中讀出各個塊的模式信息。
實施例4一種運用於視頻或圖像壓縮的幀內預測的編碼裝置，碼流中有lbit表示宏塊是否是直接幀內模式。當16個4×4塊的預測模式全部是用一樣的預測模式(如都用dc)時，宏塊類型設為0，即直接幀內模式，此時16個4×4塊的預測模式的信息就不用分別寫入碼流，只需要把這些塊共用的模式在碼流中傳輸。否則，宏塊類型設為1，各個塊的模式信息在碼流裡傳輸。
一種運用於視頻或圖像壓縮的幀內預測的解碼裝置，如果接收到的幀內預測塊的宏塊類型為0，即直接類型，則當前宏塊中所有4×4塊的預測模式全部是共用的模式(如都用dc)，不需再從碼流中讀取預測模式的各個塊的模式信息，只需要讀出碼流中傳輸的這些塊共用的模式。否則，繼續從碼流中讀出各個塊的模式信息。
權利要求
1.一種用於視頻或圖像壓縮的幀內預測模式編解碼的方法，其特徵在於，1)至少存在一個塊的集合，其包含的塊的個數大於1，並且其使用一個類型信號指示各個塊的幀內預測模式信息在碼流中的存在方式。2)如果這個信號指示該塊的集合採用直接幀內模式，那麼碼流裡不再傳輸各個塊的幀內預測模式信息，如果這個信號指示該塊的集合採用非直接幀內模式，則碼流裡需要傳輸該塊的集合中各個塊的幀內預測模式信息。
2.根據權利要求1所述的幀內預測模式編解碼的方法，其特徵在於，編碼過程包括1)編碼器根據優化策略決定塊的集合是否採用直接幀內模式，並在碼流裡用一個類型信號表示。2)如果這個信號指示該塊的集合採用直接幀內模式，那麼碼流裡不再傳輸各個塊的模式信息。這些塊的模式為編解碼默認的模式。3)如果這個信號指示該塊的集合採用非直接幀內模式，那麼在這個類型信號後碼流裡還有表示各個塊的幀內預測模式信息的信號。
3.根據權利要求2所述的幀內預測模式編解碼的方法，其特徵在於，所述步驟(2)中，編解碼默認的模式是指各個塊都使用其最大可能預測模式。
4.根據權利要求1所述的幀內預測模式編解碼的方法，其特徵在於，解碼過程包括1)根據碼流中的類型信號，判斷塊的集合是否採用直接幀內模式。2)如果採用直接幀內模式，該塊的集合中各個塊的幀內預測模式均為編解碼默認的模式。3)如果採用非直接幀內模式，那麼該塊的集合中各個塊的幀內預測模式需要從後續的碼流中解碼得到。
5.根據權利要求4所述的幀內預測模式編解碼的方法，其特徵在於，所述步驟(2)中，編解碼默認的模式是指各個塊都使用其最大可能預測模式。
6.一種應用權利要求1所述的幀內預測模式編解碼的方法的編碼裝置，其特徵在於，它包括一開關K1。一判斷裝置，根據一定規則選擇出使用哪種幀內預測模式，從而控制開關K1。一第一預測編碼裝置，採用直接幀內預測模式進行幀內預測模式的編碼。一第二預測編碼裝置，採用非直接幀內預測模式進行幀內預測模式的編碼。判斷裝置和開關K1相連。開關K1和第一預測編碼裝置、第二預測編碼裝置相連。
7.根據權利要求6所述的編碼裝置，其特徵在於，所述判斷裝置中，判斷裝置是先算出用直接幀內預測模式需要的代價和用非直接模式需要的代價，然後判斷直接幀內模式需要的代價是不是小於非直接模式需要的代價。如果是則控制開關K1選擇到第一預測編碼裝置，如果不是則控制開關K1選擇到第二預測編碼裝置。
8.根據權利要求6所述的編碼裝置，其特徵在於，所述第一預測編碼裝置是直接幀內模式的預測裝置，在編碼端用來在直接幀內模式情況下進行預測。
9.一種應用權利要求1所述的幀內預測模式編解碼的方法的解碼裝置，其特徵在於，它包括一開關K2，用於根據碼流中的類型信號，判斷是否採用第一預測解碼裝置或採用第二預測解碼裝置。一第一預測解碼裝置，採用直接幀內預測模式進行幀內預測模式的解碼。一第二預測解碼裝置，採用非直接幀內預測模式進行幀內預測模式的解碼。開關K2和第一預測解碼裝置、第二預測解碼裝置相連。
10.根據權利要求9所述的解碼裝置，其特徵在於，所述第一預測解碼裝置是直接幀內模式的預測裝置，在解碼端用來在直接幀內模式情況下進行預測。
全文摘要
本發明公開了一種用於視頻或圖像壓縮的幀內預測模式編解碼的方法和裝置。本發明允許用一個類型信號來表示是否逐一傳送塊的集合裡各個塊的幀內預測模式。當類型信號指示為直接幀內模式時，塊的集合內所有塊的預測模式是編解碼端默認的，無需逐一傳送塊的集合裡各個塊的幀內預測模式。這一方法增加了幀內預測的靈活性，並且提高了編碼效率。本發明並不限於視頻或圖像編解碼領域，還可以推廣至其他信號處理的應用中。
文檔編號H04N7/26GK1658674SQ20051004931
公開日2005年8月24日 申請日期2005年3月9日 優先權日2005年3月9日
發明者虞露, 易峰, 董潔 申請人:浙江大學