基於空域預測的視頻和圖像編解碼方法和裝置的製作方法

2023-05-07 18:11:01

專利名稱：基於空域預測的視頻和圖像編解碼方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及多媒體通信領域，尤其涉及基於空域預測的視頻和圖像編解碼方法和 基於空域預測的視頻和圖像編解碼裝置。
背景技術：
視頻和圖像編碼技術是數字視頻和圖像這一重要多媒體信息得以被廣泛應用的 基礎和關鍵。在視頻和圖像編碼中，幀內編碼不依賴於已編碼幀，因而可以被解碼器獨立解 碼具有作為隨機訪問點和有效防止錯誤傳播等功能。然而採用該方法，幀內編碼壓縮率很 低，編碼信息量極大。為了提高編碼效率，在進行幀內編碼時，可以用當前編碼塊周圍已重 建的信息對編碼塊進行空域預測，利用圖像的空域相關性去除冗餘。這種空域預測的方法 也可應用於幀間編碼幀。在H. 264視頻編碼標準/高級視頻編碼標準(H. 264/Advanced Video Coding, H. 264/AVC)中，主要利用了空域預測技術來提高幀內編碼的壓縮率。H. 264/AVC支持4x4、 8x8和16x16像素宏塊的空域預測幀內編碼，在對當前編碼塊進行空域預測時，利用了編碼 塊左面和上面相鄰的已重建像素，按照某種特定的方向進行紋理外推生成當前塊預測值， 然後對去除一定空域冗餘後的殘差值進行編碼，如

圖1所示。該方法相對於直接對圖像數 據編碼而言，可以大大減小碼率。H. 264/AVC對4x4和8x8塊提供了 1種直流模式和8種 單方向紋理預測模式，如圖1所示。本質上，H. 264/AVC所採用的空域預測技術是將9個特 定方向(直流視為一種特殊方向)的預測濾波器組應用於當前編碼塊左面和上面相鄰的已 重建參考像素，進行濾波來獲得編碼塊的預測值，其所使用的預測濾波器組是固定的。使用 預測濾波器組來表達空域預測的通用方法可描述如下以4x4塊為例，記當前待編碼塊的 像素為a-p，其左面和上面的已重建參考像素為A-X，如圖2所示。用一維矢量；；表示參考
像素組成的矢量(例如圖2的A至X組成一個1x13的矢量1、，7a表示矢量^中參考像 素A對應的值，依次類推。用一維矢量；^表示空域預測生成的對當前編碼塊的預測值(例 如圖2的a至ρ組成一個1x16的矢量；)，義表示矢量；中a位置的預測值，依次類推。 進而，對一種空域預測模式m，可以通過定義一個預測濾波器矩陣Wm來表示，通過將預測濾 波器矩陣Wm與參考像素矢量；相乘可以生成預測值；。此處，Wm可以表示如下
權利要求
1.一種空域預測編碼方法，其特徵在於，該方法 使用一種或多種空域預測模式進行預測編碼。至少一種空域預測模式對當前待編碼區域的每個像素點分別指定一種使用一個或多 個參考像素經過預測濾波器生成像素點預測值的方法。將其中至少一種空域預測模式所用到的至少一個預測濾波器的信息進行編碼並寫入 編碼結果。
2.根據權利要求1所述的空域預測編碼方法，其特徵在於，所述被編碼的預測濾波器 至少具有以下特徵之一預測濾波器所對應的待編碼區域可以是任意特定形狀，如NxM矩形、三角形等。 預測濾波器所使用的一個或多個參考像素是當前幀內任意位置的已重建像素。 預測濾波器是線性濾波器。 預測濾波器是非線性波器。
3.根據權利要求1所述的空域預測編碼方法，其特徵在於，所述被編碼的預測濾波器 的信息至少具有以下特徵之一預測濾波器的信息可以是濾波器的抽頭係數或抽頭係數對應的冪次矩陣或二者的組 寫入預測濾波器信息的間隔是任意特定長度的視頻圖像內容。
4.一種空域預測解碼方法，其特徵在於，該方法 解碼過程中使用了一種或多種空域預測模式。至少一種空域預測模式對當前待解碼區域的每個像素點分別指定一種使用一個或多 個參考像素經過預測濾波器生成像素點預測值的方法。從編碼結果中獲得其中至少一種空域預測模式所用到的至少一個預測濾波器的信息， 根據所述預測濾波器信息構建預測濾波器，並使用該預測濾波器對待解碼區域進行解碼。
5.根據權利要求4所述的空域預測解碼方法，其特徵在於，所述獲得的預測濾波器至 少具有以下特徵之一預測濾波器對應的待解碼區域可以是任意特定形狀，如NxM矩形、三角形等。 預測濾波器所使用的一個或多個參考像素是當前幀內任意位置的已解碼重建像素。
6.根據權利要求4所述的空域預測解碼方法，其特徵在於，從編碼結果中獲得的所述 預測濾波器的信息，可以是濾波器的抽頭係數或抽頭係數對應的冪次矩陣或二者的組合。
7.—種空域預測編碼方法，其特徵在於，該方法為向編碼結果中寫入一個標識用於 指示在編碼結果中是否包含空域預測模式所使用的預測濾波器信息並且對一段特定的視 頻圖像內容使用所述的預測濾波器進行編碼。
8.—種空域預測解碼方法，其特徵在於，該方法為從編碼結果中獲得一個標識用於 指示在編碼結果中是否包含空域預測模式所使用的預測濾波器信息並且對一段特定的視 頻圖像內容使用所述的預測濾波器進行解碼。
9.一種空域預測編碼裝置，其特徵在於，它包含使用一種或多種空域預測模式進行預測編碼的空域預測編碼單元。 將空域預測編碼單元中至少一種空域預測模式所用到的至少一個預測濾波器的信息 編碼並寫入編碼結果的預測濾波器信息編碼寫入單元。
10.一種空域預測解碼裝置，其特徵在於，它包含從編碼結果中獲得空域預測模式所使用的預測濾波器信息的單元。 根據獲得的預測濾波器信息以及可能存在的其他空域預測模式信息來對編碼結果進 行解碼的單元。
11.一種空域預測編碼裝置，其特徵在於，它包含向編碼結果中寫入一個標識的單元，該標識用於指示在編碼結果中是否包含空域預測 模式所使用的預測濾波器信息並且對一段特定的視頻圖像內容使用所述的預測濾波器進 行編碼。
12.—種空域預測解碼裝置，其特徵在於，它包含從編碼結果中獲得一個標識的單元，該標識用於指示在編碼結果中是否包含空域預測 模式所使用的預測濾波器信息並且對一段特定的視頻圖像內容使用所述的預測濾波器進 行解碼。
全文摘要
本發明公開了一種基於空域預測的視頻和圖像編解碼方法和裝置，該編解碼方法和裝置允許空域預測模式所使用的預測濾波器根據視頻圖像內容的紋理特徵和頻域特性來變化更新，使得空域預測能夠捕捉視頻圖像內容的動態特性，提高空域預測的準確度，從而提高視頻圖像編碼性能。
文檔編號H04N7/34GK102045573SQ20091015339
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月22日 優先權日2009年10月22日
發明者虞露, 陳鈺 申請人:浙江大學