一種色度幀內預測方法和裝置的製作方法

2023-10-31 20:58:37 2

專利名稱：一種色度幀內預測方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及視頻編解碼領域，特別涉及ー種色度幀內預測方法和裝置。
背景技術：
在編解碼技術領域，現有的色度幀內預測方法是根據亮度和色度間的相關性，利用當前亮度塊周邊的已編碼或者已解碼的亮度值來預測色度值，在這個過程中需要對已經編碼或者已經解碼的亮度點進行下採樣得到下採樣點的亮度值，然後根據所述下採樣點的亮度值和已編碼或者已經解碼的色度點的色度值求得當前色度塊的縮放參數和偏置參數，再對當前亮度塊中的已編碼或已解碼的亮度點進行下採樣，並所述縮放參數和偏置參數來求得當前亮度塊中的色度點的色度預測值。在這個過程中，下採樣所採用的濾波器的不同會對運算複雜度以及增益有一定的影響，而業界也一直在努力的尋找合適的下採樣濾波器，以在不過多地増加硬體實現複雜度的基礎上，提高增益。

發明內容
本發明提供ー種色度幀內預測方法，其包括:獲得當前色度塊的左相鄰的色度像素點的參考色度值、上相鄰的色度像素點的參考色度值、左相鄰的亮度像素點的亮度值、以及上相鄰的亮度像素點的亮度值；根據所述左相鄰的亮度像素點的亮度值和垂直方向的I維4-tap下採樣濾波器對所述左相鄰的亮度像素點進行下採樣，得到左相鄰的下採樣點的亮度值；根據所述上相鄰的亮度像素點的亮度值以及水平方向的I維下採樣濾波器對所述上相鄰的亮度像素點進行下採樣，得到上相鄰的下採樣點的亮度值；根據所述當前色度塊的左相鄰的色度像素點的參考色度值、上相鄰的色度像素點的參考色度值、所述左相鄰的下採樣點的亮度值、以及所述上相鄰的下採樣點的亮度值進行參數估計，得到所述當前色度塊的縮放參數和偏置參數；獲得當前色度塊對應的亮度塊的內部的亮度像素點的亮度值，井根據I維下採樣濾波器或者2維下採樣濾波器對所述當前色度塊對應的亮度塊的內部的亮度像素點進行下採樣，得到所述當前色度塊對應的亮度塊的內部的下採樣點的亮度值；根據所述當前色度塊的縮放參數、所述偏置參數以及所述所述當前色度塊對應的亮度塊的內部的下採樣點的亮度值得到所述當前色度塊的內部的色度像素點的色度預測值。本發明還提供ー種色度幀內預測裝置，其包括:獲得模塊，用於獲得當前色度塊的左相鄰的色度像素點的參考色度值、上相鄰的色度像素點的參考色度值、左相鄰的亮度像素點的亮度值、以及上相鄰的亮度像素點的亮度值；相鄰塊下採樣模塊，用於根據所述左相鄰的亮度像素點的亮度值和垂直方向的I維4-tap下採樣濾波器對所述左相鄰的亮度像素點進行下採樣，得到左相鄰的下採樣點的亮度值，以及根據所述上相鄰的亮度像素點的亮度值以及水平方向的I維下採樣濾波器對所述上相鄰的亮度像素點進行下採樣，得到上相鄰的下採樣點的亮度值；參數獲得模塊，用於根據所述當前色度塊的左相鄰的色度像素點的參考色度值、上相鄰的色度像素點的參考色度值、所述左相鄰的下採樣點的亮度值、以及所述上相鄰的下採樣點的亮度值進行參數估計，得到所述當前色度塊的縮放參數和偏置參數；內部採樣模塊，用於獲得當前色度塊對應的亮度塊的內部的亮度像素點的亮度值，並根據I維下採樣濾波器或者2維下採樣濾波器對所述當前色度塊對應的亮度塊的內部的亮度像素點進行下採樣，得到所述當前色度塊對應的亮度塊的內部的下採樣點的亮度值；以及預測模塊，用於根據所述當前色度塊的縮放參數、所述偏置參數以及所述所述當前色度塊對應的亮度塊的內部的下採樣點的亮度值得到所述當前色度塊的內部的色度像素點的色度預測值。採用本發明實施例提供的色度幀內預測方法幫助色度預測採用I維4抽頭的下採樣濾波器，在提高增益的同時，不會過多增加硬體實現複雜度。


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的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1所示為本發明實施例提供的色度幀內預測方法的示意圖。圖2所示為本發明實施例的色度幀內預測方法的實驗結果示意圖。圖3所示為對色度塊邊界附近進行下採樣的示意圖。圖4所示為本發明實施例提供的色度幀內預測裝置的示意圖。圖5所示為本發明實施例的下採樣濾波器方案與現有技術中的下採樣濾波器方案的增益的對比示意圖。
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，所描述的實施例僅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。請參照圖1，本發明實施例提供一種色度幀內預測方法，包括:步驟101:獲得當前色度塊的左相鄰的色度像素點的參考色度值、上相鄰的色度像素點的參考色度值、左相鄰的亮度像素點的亮度值、以及上相鄰的亮度像素點的亮度值；步驟102:根據所述左相鄰的亮度像素點的亮度值和垂直方向的I維4-tap下採樣濾波器對所述左相鄰的亮度像素點進行下採樣，得到左相鄰的下採樣點的亮度值；步驟103:根據所述上相鄰的亮度像素點的亮度值以及水平方向的I維下採樣濾波器對所述上相鄰的亮度像素點進行下採樣，得到上相鄰的下採樣點的亮度值；步驟104:根據所述當前色度塊的左相鄰的色度像素點的參考色度值、上相鄰的色度像素點的參考色度值、所述左相鄰的下採樣點的亮度值、以及所述上相鄰的下採樣點的亮度值進行參數估計，得到所述當前色度塊的縮放參數和偏置參數；在本發明實施例中，可以根據所述當前色度塊的左相鄰的色度像素點的參考色度值、上相鄰的色度像素點的參考色度值、所述左相鄰的下採樣點的亮度值、以及所述上相鄰的下採樣點的亮度值進行參數估計，得到所述當前色度塊的左相鄰的色度像素點的縮放參數和偏置參數，以及所述當前色度塊的上相鄰的色度像素點的縮放參數和偏置參數。然後，根據所述當前色度塊的左相鄰的色度像素點的縮放參數和偏置參數，以及所述當前色度塊的上相鄰的色度像素點的縮放參數和偏置參數，獲得所述當前色度塊的縮放參數和偏置參數。所述獲得所述當前色度塊的縮放參數和偏置參數，可以首先根據公式根據公式
(I)Y(n) =aXx(n)+b公式(I)求得當前色度塊的各個上相鄰色度像素點和左相鄰色度像素點的縮放參數和偏置參數。其中，Y (η)表示色度像素點的參考色度值，所述Χ(η)表示與色度像素點相對應的下採樣點的亮度值，a表示色度像素點對應的縮放參數，b表示色度像素點對應的偏置參數。當前色度塊的各個上相鄰色度像素點和左相鄰色度像素點的縮放參數和偏置參數之後，採用最小二乘法，獲得Y(n)和χ(η)的殘差平方和最小時的縮放參數和偏置參數作為當前色度塊的縮放參數和偏置參數。步驟105:獲得當前色度塊對應的亮度塊的內部的亮度像素點的亮度值，並根據I維下採樣濾波器或者2維下採樣濾波器對所述當前色度塊對應的亮度塊的內部的亮度像素點進行下採樣，得到所述當前色度塊對應的亮度塊的內部的下採樣點的亮度值；步驟106:根據所述當前色度塊的縮放參數、所述偏置參數以及所述所述當前色度塊對應的亮度塊的內部的下採樣點的亮度值得到所述當前色度塊的內部的色度像素點的色度預測值。在本發明實施例中，當獲得了當前色度塊的縮放參數和偏置參數之後，再通過下採樣濾波器求得當前色寬度塊內部的各個下採樣點的亮度值就可以再根據公式(I)中所記錄的參數之間的關係求得當前色度塊中的各個色度點的色度值。在本發明實施例所提供的色度幀內預測方法中，採用I維4抽頭的下採樣濾波器對左相鄰的亮度像素點進行下採樣，在提高增益的情況下，也不會增加太多的硬體實現複雜度。而且，4-tap濾波器增加的tap數，有利於保證下採樣精度，同時不會增加額外的linebuffer ο從性能和硬體實現成本(line buffer)角度看,4_tap濾波器進行左相鄰塊的下採樣都是一個較佳的實施例。進一步的，在實際應用的過程中，本發明實施例還提供了根據實驗的得到的各個下採樣濾波器的較優方案。其中，經過實驗測得，所述對所述左相鄰的亮度像素點進行下採樣可以採用I維4-tap下採樣濾波器可以為垂直方向的I維4-tap的下採樣濾波器[1/8，3/8,3/8,1/8]或者也可以採用垂直方向的I維6-tap的下採樣濾波器；所述對所述上相鄰的亮度像素點進行下採樣可以採用水平方向的I維3-tap下採樣濾波器[1/4，2/4，1/4]；所述對所述當前色度塊的內部的亮 度像素點進行下採樣可以採用垂直方向的I維2-tap下採樣濾波器[I，I]，或者採用垂直方向的I維4-tap的下採樣濾波器[1/8，3/8，3/8，1/8]，或者 2x3 下採樣濾波器{[1/4，2/4，1/4] ； [1/4，2/4，1/4]}。請參照圖2，圖2所示為利用HEVC標準中的公用測試平臺HM4測試得到的採用本發明實施例的色度幀內預測方法相對於目前業界正在使用的一種下採樣濾波器方案的複雜度和増益的對比示意圖。其中，目前業界正在使用的下採樣濾波方案中，採用下採樣濾波器[1，1]對左相鄰亮度點進行下採樣，採用下採樣濾波器[1/2，1/2]對色度塊內部進行下採樣，採用下採樣濾波器[1/4，2/4，1/4]對上相鄰亮度點進行下採樣。根據數據可以看到，採用本發明實施例的方案，即色度塊內部的濾波器採用3x2下採樣濾波器(參照#1)，對左相鄰亮度點進行下採樣採用I維4抽頭下採樣濾波器[1/8，3/8，3/8，1/8](參照#2)，或者同時採用以上兩者時的増益效果，從圖中可以看到，採用本發明實施例提供的方案明顯可以獲得更好的増益效果。請進一歩的參照圖5，圖5所示為本發明實施例的左相鄰亮度像素點的下採樣濾波器方案[1/8,3/8,3/8,1/8]與另ー個現有技術CE6的左相鄰亮度像素點下米樣濾波器方案(左相鄰下採樣濾波器為{[1/4，2/4，1/4] ; [1/4，2/4，1/4]})相對於現有方案的増益數據圖。從圖中也可以看到，本發明實施例的方案的増益明顯要好於該下採樣濾波器方案。請參照圖3，圖3中的黒色圓圈代表色度點，方塊則代表亮度點。當對採用2x3濾波器對當前色度塊的靠近邊界的一列下採樣點進行下採樣時，由於左側一列的亮度點已經不屬於當前塊的內部象素而屬於參考象素，考慮到這一列數據，，僅用於當前塊左邊邊界進行下採樣時用，而無其他作用，因此沒有必要去產生和存儲該列數據，而可以採用簡單的處理方式，有如下2種簡單的做法。這兩種做法均無需增加額外的亮度參考像素。1、利用最接近的亮度像素來替代，包括亮度塊內部的像素和/或左相鄰塊的參考像素。如直接複製圖3中的3列數據中的中間那列亮度象素；或者，直接利用已經存在的亮度塊的左相鄰塊的亮度點進行下採樣的Left參考下崗尿素，如圖所示。在這種情況下，該left參考像素同時用於左相鄰塊的下採樣以及亮度塊內部邊界的下採樣。2、對當前塊左邊邊界進行下採樣時，採用I維的垂直方向的濾波器。這種情況下，無需增加額外的亮度參考像素。請參照圖4，圖4所示為本發明實施例提供的應用了本發明實施例的色度幀內預測方法的色度幀內預測裝置的模塊圖，所述色度幀內預測裝置包括:獲得模塊401，用於獲得當前色度塊的左相鄰的色度像素點的參考色度值、上相鄰的色度像素點的參考色度值、左相鄰的亮度像素點的亮度值、以及上相鄰的亮度像素點的亮度值。相鄰塊下採樣模塊402，用於根據所述左相鄰的亮度像素點的亮度值和垂直方向的I維4-tap下採樣濾波器對所述左相鄰的亮度像素點進行下採樣，得到左相鄰的下採樣點的亮度值，以及根據所述上相鄰的亮度像素點的亮度值以及水平方向的I維下採樣濾波器對所述上相鄰的亮度像素點進行下採樣，得到上相鄰的下採樣點的亮度值。參數獲得模塊403，用於根據所述當前色度塊的左相鄰的色度像素點的參考色度值、上相鄰的色度像素點的參考色度值、所述左相鄰的下採樣點的亮度值、以及所述上相鄰的下採樣點的亮度值進行參數估計，得到所述當前色度塊的縮放參數和偏置參數。內部採樣模塊404，用於獲得當前色度塊對應的亮度塊的內部的亮度像素點的亮度值，井根據I維下採樣濾波器或者2維下採樣濾波器對所述當前色度塊對應的亮度塊的內部的亮度像素點進行下採樣，得到所述當前色度塊對應的亮度塊的內部的下採樣點的亮度值。預測模塊405，用於根據所述當前色度塊的縮放參數、所述偏置參數以及所述所述當前色度塊對應的亮度塊的內部的下採樣點的亮度值得到所述當前色度塊的內部的色度像素點的色度預測值。本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬體完成，所述的程序可以存儲於ー種計算機可讀存儲介質中，例如只讀存儲器，磁碟或光碟等。以上對本發明實施例所提供的圖像編解碼方法、編解碼設備及網絡系統進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
1.一種色度幀內預測方法，其特徵在於，包括: 獲得當前色度塊的左相鄰的色度像素點的參考色度值、上相鄰的色度像素點的參考色度值、左相鄰的亮度像素點的亮度值、以及上相鄰的亮度像素點的亮度值； 根據所述左相鄰的亮度像素點的亮度值和垂直方向的I維4-tap下採樣濾波器對所述左相鄰的亮度像素點進行下採樣，得到左相鄰的下採樣點的亮度值； 根據所述上相鄰的亮度像素點的亮度值以及水平方向的I維下採樣濾波器對所述上相鄰的亮度像素點進行下採樣，得到上相鄰的下採樣點的亮度值； 根據所述當前色度塊的左相鄰的色度像素點的參考色度值、上相鄰的色度像素點的參考色度值、所述左相鄰的下採樣點的亮度值、以及所述上相鄰的下採樣點的亮度值進行參數估計，得到所述當前色度塊的縮放參數和偏置參數； 獲得當前色度塊對應的亮度塊的內部的亮度像素點的亮度值，並根據I維下採樣濾波器或者2維下採樣濾波器對所述當前色度塊對應的亮度塊的內部的亮度像素點進行下採樣，得到所述當前色度塊對應的亮度塊的內部的下採樣點的亮度值； 根據所述當前色度塊的縮放參數、所述偏置參數以及所述所述當前色度塊對應的亮度塊的內部的下採樣點的亮度值得到所述當前色度塊的內部的色度像素點的色度預測值。
2.按權利要求1所述的色度幀內預測方法，其特徵在於，所述對所述左相鄰的亮度像素點進行下採樣採用垂直方向的I維4-tap下採樣濾波器[1/8，3/8，3/8，1/8]。
3.按權利要求1所述的色度幀內預測方法，其特徵在於，所述對所述上相鄰的亮度像素點進行下採樣的水平方向的I維下採樣濾波器為水平方向的I維3-tap下採樣濾波器[1/4，2/4，1/4]。
4.按權利要求1所述的色度幀內預測方法，其特徵在於，所述對所述當前色度塊的內部的亮度像素點進行下採樣採用垂直方向的I維2-tap下採樣濾波器[1/2，1/2]，或者3x2的 6-tap 下採樣濾波器{[1/4，2/4，1/4] ; [1/4，2/4，1/4]}。
5.按權利要求4所述的色度幀內預測方法，其特徵在於，當採用3x2的6-tap下採樣濾波器{[1/4，2/4，1/4] ; [1/4，2/4，1/4]}對所述當前色度塊的內部的亮度像素點進行下採樣時，當進行下採樣的亮度點不在當前色度塊的內部時，採用最接近的亮度像素點的亮度值來作為不處於當前色度塊的內部的下採樣點的亮度值。
6.按權利要求5所述的色度幀內預測方法，其特徵在於，所述採用最接近的亮度像素點的亮度值來作為不處於色度塊的內部的下採樣點的亮度值包括: 將在當前色度塊的外部的最接近於所述下採樣亮度點的亮度像素點的亮度值作為不處於當前色度塊的內部的下採樣點的亮度值，或者 將在當前色度塊的內部的最接近於所述下採樣亮度點的亮度像素點的亮度值作為不處於當前色度塊的內部的下採樣點的亮度值。
7.按權利要求4所述的色度幀內預測方法，其特徵在於，對於靠近所述當前色度塊的左側邊界的下採樣點進行下採樣時，使用垂直方向的I維下採樣濾波器。
8.一種色度幀內預測裝置，其特徵在於，包括: 獲得模塊，用於獲得當前色度塊的左相鄰的色度像素點的參考色度值、上相鄰的色度像素點的參考色度值、左相鄰的亮度像素點的亮度值、以及上相鄰的亮度像素點的亮度值；相鄰塊下採樣模塊，用於根據所述左相鄰的亮度像素點的亮度值和垂直方向的I維4-tap下採樣濾波器對所述左相鄰的亮度像素點進行下採樣，得到左相鄰的下採樣點的亮度值，以及根據所述上相鄰的亮度像素點的亮度值以及水平方向的I維下採樣濾波器對所述上相鄰的亮度像素點進行下採樣，得到上相鄰的下採樣點的亮度值； 參數獲得模塊，用於根據所述當前色度塊的左相鄰的色度像素點的參考色度值、上相鄰的色度像素點的參考色度值、所述左相鄰的下採樣點的亮度值、以及所述上相鄰的下採樣點的亮度值進行參數估計，得到所述當前色度塊的縮放參數和偏置參數； 內部採樣模塊，用於獲得當前色度塊對應的亮度塊的內部的亮度像素點的亮度值，並根據I維下採樣濾波器或者2維下採樣濾波器對所述當前色度塊對應的亮度塊的內部的亮度像素點進行下採樣，得到所述當前色度塊對應的亮度塊的內部的下採樣點的亮度值；以及 預測模塊，用於根據所述當前色度塊的縮放參數、所述偏置參數以及所述所述當前色度塊對應的亮度塊的內部的下採樣點的亮度值得到所述當前色度塊的內部的色度像素點的色度預測值。
9.按權利要求8所述的色度幀內預測裝置，其特徵在於，所述相鄰塊下採樣模塊採用採用垂直方向的I維4-tap下採樣濾波器[1/8，3/8，3/8，1/8]對所述左相鄰的亮度像素點進行下採樣。
10.按權利要求8所述的色度幀內預測裝置，其特徵在於，所述相鄰塊下採樣模塊採用水平方向的I維下採樣濾波器為[1/4，2/4，1/4]對所述上相鄰的亮度像素點進行下採樣。
11.按權利要求8所述的色度幀內預測裝置，其特徵在於，所述內部採樣模塊採用垂直方向的I維2-tap下採樣濾波器[1/2，1/2]，或者3x2的6-tap下採樣濾波器{[1/4，2/4，1/4] ; [1/4，2/4， 1/4]}對所述當前色度塊的內部的亮度像素點進行下採樣。
全文摘要
本發明提供一種色度幀內預測方法，包括根據左相鄰的亮度像素點的亮度值和垂直方向的1維4-tap下採樣濾波器對左相鄰的亮度像素點進行下採樣，得到左相鄰的下採樣點的亮度值；採用水平方向的1維下採樣濾波器對上相鄰的亮度像素點進行下採樣，得到上相鄰的下採樣點的亮度值；進行參數估計，得到當前色度塊的縮放參數和偏置參數；根據1維或者2維下採樣濾波器對當前色度塊對應的亮度塊的內部進行下採樣；根據縮放參數、偏置參數以及當前色度塊對應的亮度塊的內部的下採樣點的亮度值得到當前色度塊的內部的色度預測值。本發明採用1維4-tap的下採樣濾波器對左相鄰的亮度像素點進行下採樣，在提高增益的同時，不會過多增加硬體實現複雜度。
文檔編號H04N7/26GK103096057SQ20111035051
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月8日 優先權日2011年11月8日
發明者林永兵 申請人:華為技術有限公司