一種權重因子的確定方法和裝置，以及一種幀內加權預測方法和裝置的製作方法

2023-12-06 16:11:31 2

專利名稱：一種權重因子的確定方法和裝置，以及一種幀內加權預測方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域，特別涉及視頻圖像幀內預測編解碼中加權預測的方法、裝置和系統。
背景技術：
幀內預測指使用周圍重建像素值來預測當前處理圖像塊像素值，是視頻圖像編解碼器中的重要模塊之一。為保證編碼器與解碼器得到相同的重建視頻圖像，編碼器與解碼器中的幀內預測模塊完全相同。具體地說，模塊輸入，模塊內算法流程，以及模塊輸出完全相同。巾貞內預測技術通常包括方向性預測(Directional Prediction)和直流預測(DCPrediction)兩類技術。當視頻圖像內容存在方向性紋理時，使用沿該方向的方向性預測 技術可以對當前處理塊的紋理進行準確預測，得到較高的編碼效率；當視頻圖像內容不存在明顯的方向性紋理時，使用直流預測技術可得到較高的編碼效率。下面以高效視頻編碼(High-efficiency Video Coding, HEVC)架構中的巾貞內預測技術為例進行介紹。在HEVC參考軟體HM中，以4x4大小圖像塊為例，共有34種幀內預測模式，包括I種直流預測模式與33種方向性預測模式。圖I中給出這33中預測模式對應的預測方向示例。如圖I所示，VER+8與H0R+8兩個預測方向落在同一條線內，但是指向相反。具體地說，VER+8方向預測模式使用當前處理塊上方的重建像素值沿左下45度方向進行外插獲取預測值；而H0R+8方向預測模式使用當前處理塊左側的重建像素值沿右上45度方向進行外插獲取預測值。顯然，這兩種預測模式的目的是處理相同方向的紋理內容。因此，當前處理塊中任一位置像素都可以在同時找到兩個參考像素點。在這種情況下，可以對這兩個參考點的像素值進行加權平均，獲得當前處理像素點的預測值。例如，圖I中點P(x，y)在VER+8與H0R+8兩個預測方向上找到的參考點像素值分別是Refl與Ref2，而P(x，y)位置到Refl與Ref2參考點的距離分別是dl與的d2，則可以按照下式計算Refl與Ref2的加權平均值，作為P(x，y)的預測值。p(x, y) = (Refl · d2+Ref2 · dl)/(dl+d2)上面加權平均計算式的原理在於，參考像素點的重要性與其到當前處理像素點的距離成反比。這種加權預測方法結合沿VER+8與H0R+8兩個方向預測模式的優點，將兩個獨立預測模式中的外插操作改為線性內插操作，能夠提高預測精度，進而提高幀內預測編碼效率。上述加權預測方法的缺點是計算複雜度過高。上述計算式中包含除法操作，而除數(dl+d2)可能為一定範圍內的任意整數。這種除法操作在實際應用中會帶來較大的硬體實現成本，同時會降低編解碼器處理速度，増加編解碼器件功耗。

發明內容
本發明實施例提供一種用於視頻圖像幀內預測編、解碼的加權預測方法、裝置和系統，提高編解碼器的處理速度，降低處理功耗。本發明實施例提供一種配對使用的兩個權重因子的確定方法，包括根據當前處理圖像塊中當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量的差值確定第二數值，所述橫坐標分量與縱坐標分量所參考的坐標系以當前處理圖像塊左上角像素點作為坐標原點，橫坐標方向水平向右，縱坐標方向豎直向下；根據第一數值與第二數值確定所述當前像素點的兩個權重因子，其中一個權重因 子為第一數值與第二數值的和，另ー個權重因子為第一數值與第二數值的差，兩個權重因子之和為第一數值的兩倍；其中，所述第一數值根據當前處理圖像塊的圖像塊尺寸確定或預先設定，所述圖像塊尺寸為NxN圖像塊的邊長N，所述NxN圖像塊為包含NxN個像素點的正方形圖像塊。本發明實施例提供一種幀內加權預測方法，包括根據當前處理圖像塊中當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量的差值確定第二數值，所述橫坐標分量與縱坐標分量所參考的坐標系以當前處理圖像塊左上角像素點作為坐標原點，橫坐標方向水平向右，縱坐標方向豎直向下；根據第一數值與第二數值確定所述當前像素點的兩個權重因子，其中一個權重因子為第一數值與第二數值的和，另ー個權重因子為第一數值與第二數值的差，兩個權重因子之和為第一數值的兩倍；其中，所述第一數值根據當前處理圖像塊的圖像塊尺寸確定或預先設定，所述圖像塊尺寸為NxN圖像塊的邊長N，所述NxN圖像塊為包含NxN個像素點的正方形圖像塊；根據所述兩個權重因子與兩個預測值計算當前像素點的加權預測值，所述兩個預測值為分別按兩種指定幀內預測模式獲取的預測值。本發明實施例提供一種基於查表的巾貞內加權預測方法，包括根據當前處理圖像塊中當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量的差值確定索引數值，所述橫坐標分量與縱坐標分量所參考的坐標系以當前處理圖像塊左上角像素點作為坐標原點，橫坐標方向水平向右，縱坐標方向豎直向下；根據所述索引數值從權重因子表中獲取兩個權重因子，所述兩個權重因子為所述權重因子表中對應於所述索引數值的兩個權重因子；根據所述兩個權重因子與兩個預測值計算當前像素點的加權預測值，所述兩個預測值為分別按兩種指定幀內預測模式獲取的預測值。本發明實施例提供一種配對使用的兩個權重因子的確定裝置，包括第一確定模塊，用於根據當前處理圖像塊中當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量的差值確定第二數值，所述橫坐標分量與縱坐標分量所參考的坐標系以當前處理圖像塊左上角像素點作為坐標原點，橫坐標方向水平向右，縱坐標方向豎直向下；第二確定模塊，用於根據第一數值與第二數值確定所述當前像素點的兩個權重因子，其中一個權重因子為第一數值與第二數值的和，另ー個權重因子為第一數值與第二數值的差，兩個權重因子之和為第一數值的兩倍；其中，所述第一數值根據當前處理圖像塊的圖像塊尺寸確定或預先設定，所述圖像塊尺寸為NxN圖像塊的邊長N，所述NxN圖像塊為包含NxN個像素點的正方形圖像塊。本發明實施例提供一種幀內加權預測裝置，包括第三確定模塊，用於根據當前處理圖像塊中當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量的差值確定第二數值，所述橫坐標分量與縱坐標分量所參考的坐標系以當前處理圖像塊左上角像素點作為坐標原點，橫坐標方向水平向右，縱坐標方向豎直向下；
第四確定模塊，用於根據第一數值與第二數值確定所述當前像素點的兩個權重因子，其中一個權重因子為第一數值與第二數值的和，另ー個權重因子為第一數值與第二數值的差，兩個權重因子之和為第一數值的兩倍；其中，所述第一數值根據當前處理圖像塊的圖像塊尺寸確定或預先設定，所述圖像塊尺寸為NxN圖像塊的邊長N，所述NxN圖像塊為包含NxN個像素點的正方形圖像塊；第一預測模塊，用於根據所述兩個權重因子與兩個預測值計算當前像素點的加權預測值，所述兩個預測值為分別按兩種指定幀內預測模式獲取的預測值。本發明實施例提供一種基於查表的幀內加權預測裝置，包括第五確定模塊，用於根據當前處理圖像塊中當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量的差值確定索引數值，所述橫坐標分量與縱坐標分量所參考的坐標系以當前處理圖像塊左上角像素點作為坐標原點，橫坐標方向水平向右，縱坐標方向豎直向下；第六確定模塊，用於根據所述索引數值從權重因子表中獲取兩個權重因子，所述兩個權重因子為所述權重因子表中對應於所述索引數值的兩個權重因子；第二預測模塊，用於根據所述兩個權重因子與兩個預測值計算當前像素點的加權預測值，所述兩個預測值為分別按兩種指定幀內預測模式獲取的預測值。本發明實施例提供的技術方案，通過根據當前處理圖像塊中當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量的差值確定第二數值，根據第一數值與第二數值確定所述當前像素點的兩個權重因子，其中一個權重因子為第一數值與第二數值的和，另ー個權重因子為第一數值與第二數值的差，兩個權重因子之和為第一數值的兩倍的技術手段，從而提高了編解碼器的處理速度，降低了處理功耗。


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為現有技術中預測方向示意圖；圖2為本發明實施例提供的一種配對使用的兩個權重因子的確定方法流程圖；圖3為本發明實施例提供的一種幀內加權預測方法流程圖；圖4為本發明實施例的兩種幀內預測模式示意圖；圖5為本發明實施例提供的一種基於查表的幀內加權預測方法流程圖；圖6為本發明實施例的權重因子表的構造方法流程圖；圖7為本發明實施例提供的一種配對使用的兩個權重因子的確定裝置示意圖；圖8為本發明實施例提供的一種幀內加權預測裝置示意圖9為本發明實施例提供的一種基於查表的幀內加權預測裝置示意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。如圖2所示，本發明實施例提供一種配對使用的兩個權重因子的確定方法，包括S101、根據當前處理圖像塊中當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量的差值確定第二數值，所述橫坐標分量與縱坐標分量所參考的坐標系以當前處理圖像塊左上角像素點作為坐標原點，橫坐標方向水平向右，縱坐標方向豎直向下；
S102、根據第一數值與第二數值確定所述當前像素點的兩個權重因子，其中ー個權重因子為第一數值與第二數值的和，另ー個權重因子為第一數值與第二數值的差，兩個權重因子之和為第一數值的兩倍；其中所述第一數值根據當前處理圖像塊的圖像塊尺寸確定或預先設定，所述圖像塊尺寸為NxN圖像塊的邊長N，所述NxN圖像塊為包含NxN個像素點的正方形圖像塊。本發明實施例提供的技術方案，通過根據當前處理圖像塊中當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量的差值確定第二數值，根據第一數值與第二數值確定所述當前像素點的兩個權重因子，其中一個權重因子為第一數值與第二數值的和，另ー個權重因子為第一數值與第二數值的差，兩個權重因子之和為第一數值的兩倍的技術手段，從而提高了編解碼器的處理速度，降低了處理功耗。下面結合圖2對本發明實施例提供的一種配對使用的兩個權重因子的確定方法進ー步說明如下S101、根據當前處理圖像塊中當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量的差值確定第二數值，所述橫坐標分量與縱坐標分量所參考的坐標系以當前處理圖像塊左上角像素點作為坐標原點，橫坐標方向水平向右，縱坐標方向豎直向下。本發明實施例中所述第二數值可以為當前像素點位置與基準線的位置偏移。所述當前像素點位置可以記做(X，y)其中X，y = O. .BlkSize-Ι。所述基準線指當前處理圖像塊中橫坐標分量與縱坐標分量相同的像素位置連接而成的線，可以記做(X，y)其中X，y =O. . BlkSize-1, x = y。所述位置偏移可以記做PosDev [x, y],其可以由當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量確定，所述確定方法可以有多種。例如，當第一數值確定為當前處理塊的圖像塊尺寸BlkSize時，位置偏移可以按照下面方法確定PosDev [x, y] = χ-y，其中 x, y = O. · BlkSize-I再例如，當第一數值確定為ー個固定值FixedBlkSize時,位置偏移可以按照下面方法確定PosDev [X，y] = (FixedBlkSize · PosDev [x，y]) /BlkSize,其中 x，y =O.·BlkSize-I或者等價的，將上式中的整數乘法與除法運算換為左移與右移操作，PosDev [X, y] = (PosDev [x, y] < > Iog2BlkSize,其中x,y = O..BlkSize-I可見，所述根據當前處理圖像塊中當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量的差值確定第二數值的方法可以為將當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量的差值作為第二數值，或對該差值進行操作後作為第二數值，對該差值的操作可以為縮放或取絕對值等。因為Iog2FixedBlkSize可以預先計算得到，無需為每ー個處理塊重複計算，而Iog2BlkSize可以通過查表方式獲得，所以第二種計算方法僅需兩次移位操作即可計算得到所述位置偏移，具有低計算複雜度的優點。某些實施方式中PosDev[X，y]可能是負整數，在移位操作時應根據負整數在所使用處理器內的表示方法進行相應的調整，保證移位操作與對應的乘法或除法能夠獲得相同的結果。S102、根據第一數值與第二數值確定所述當前像素點的兩個權重因子，其中ー個 權重因子為第一數值與第二數值的和，另ー個權重因子為第一數值與第二數值的差，兩個權重因子之和為第一數值的兩倍；其中，所述第一數值根據當前處理圖像塊的圖像塊尺寸確定或預先設定，所述圖像塊尺寸為NxN圖像塊的邊長N，所述NxN圖像塊為包含NxN個像素點的正方形圖像塊。所述第一數值可根據當前處理塊的圖像塊尺寸確定。若當前處理圖像塊尺寸為BlkSize，可將BlkSize作為第一數值。所述第一數值也可預先設定。例如，可將ー個固定值FixedBlkSize作為第一數值。所述當前像素點的兩個權重因子可以記做wl (x，y)與w2(x，y)。所述兩個權重因 子之和可以記做WeightSum,其以2為底的對數可以記做Log2WeightSum。當第一數值確定為當前處理塊的圖像塊尺寸BlkSize時，所述兩個權重因子可按照下面方法計算，wl (x, y) = BlkSize+PosDev [x, y],其中 x, y = O. · BlkSize-1w2 (x, y) = BlkSize-PosDev [x, y],其中 x, y = 0. · BlkSize-1所述兩個權重因子之和為WeightSum = wl (x, y) +w2 (x, y) = 2 · BlkSize所述兩個權重因子之和的以2為底的對數為Log2ffeightSum = Iog2WeightSum = Iog2 (2 · BlkSize) = log2BlkSize+l當第一數值確定為ー個固定值FixedBlkSize時，所述兩個權重因子可以按照下面方法計算，wl (x, y) = FixedBlkSize+PosDev [x, y],其中 x, y = O. · BlkSize-1w2 (x, y) = FixedBlkSize-PosDev [x, y],其中 x, y = 0. · BlkSize-1所述兩個權重因子之和為WeightSum = wl (x, y) +w2 (x, y) = 2 · FixedBlkSize所述兩個權重因子之和的以2為底的對數為Log2ffeightSum = Iog2WeightSum = Iog2 (2 · FixedBlkSize)=log2FixedBlkSize+l因為視頻編、解碼中的塊尺寸BlkSize或預先設定的固定塊尺寸FixedBlkSize總是可以表示為2N，其中N為正整數，所以兩個權重因子之和總是可以表示為2N+1，而兩個權重因子之和的以2為底的對數Log2WeightSum為N+1。本發明實施例通過特定的權重因子獲取方法，使得兩個權重因子之和總可以表示為2N+1，因此可以在使用所述兩個權重因子進行加權預測的過程中，使用移位操作代替除法運算，降低運算複雜度，從而能夠加快編、解碼器運行速度，同時節約編、解碼器件功耗；本發明實施例可避免在編、解碼晶片中存儲權重因子查找表，節約編、解碼器的固化存儲單元，從而降低器件成本；本發明實施例可靈活調整加權預測精度，可降低加權預測操作所需位寬，節約編解碼處理器中的帶寬，從而能夠增加並行處理能力並降低存取操作所需功耗。下面結合圖3對本發明實施例提供的一種幀內加權預測方法進行說明S201、根據當前處理圖像塊中當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量的差值確定第二數值，所述橫坐標分量與縱坐標分量所參考的坐標系以當前處理圖像塊左上角像素點
作為坐標原點，橫坐標方向水平向右，縱坐標方向豎直向下。本發明實施例中所述第二數值可以為當前像素點位置與基準線的位置偏移。所述當前像素點位置可以記做(X，y)其中X，y = O. .BlkSize-ι。所述基準線指當前處理圖像塊中橫坐標分量與縱坐標分量相同的像素位置連接而成的線，可以記做(X，y)其中X，y =O. . BlkSize-Iand x = y。所述位置偏移可以記做PosDev [x,y],其可以由當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量確定，所述確定方法可以有多種。例如，當第一數值確定為當前處理塊的圖像塊尺寸BlkSize時，位置偏移可以按照下面方法確定PosDev [x, y] = χ-y，其中 x, y = O. · BlkSize-I再例如，當第一數值確定為ー個固定值FixedBlkSize時,位置偏移可以按照下面方法進行歸一化處理來確定PosDev [X，y] = (FixedBlkSize · PosDev [x，y]) /BlkSize,其中 x，y =0.·BlkSize-1或者等價的，將上式中的整數乘法與除法運算換為左移與右移操作，PosDev [X, y] = (PosDev [x, y] < > Iog2BlkSize,其中x,y = O..BlkSize-I因為Iog2FixedBlkSize可以預先計算得到，無需為每ー個處理塊重複計算，而Iog2BlkSize可以通過查表方式獲得，所以第二種計算方法僅需兩次移位操作即可計算得到所述位置偏移，具有低計算複雜度的優點。某些實施方式中PosDev[X，y]可能是負整數，在移位操作時應根據負整數在所使用處理器內的表示方法進行相應的調整，保證移位操作與對應的乘法或除法能夠獲得相同的結果。S202、根據第一數值與第二數值確定所述當前像素點的兩個權重因子，其中ー個權重因子為第一數值與第二數值的和，另ー個權重因子為第一數值與第二數值的差，兩個權重因子之和為第一數值的兩倍；其中，所述第一數值根據當前處理圖像塊的圖像塊尺寸確定或預先設定，所述圖像塊尺寸為NxN圖像塊的邊長N，所述NxN圖像塊為包含NxN個像素點的正方形圖像塊。所述第一數值可根據當前處理塊的圖像塊尺寸確定。若當前處理圖像塊尺寸為BlkSize，可將BlkSize作為第一數值。所述第一數值也可預先設定。例如，可將ー個固定值FixedBlkSize作為第一數值。所述當前像素點的兩個權重因子可以記做wl(x，y)與w2(x，y)。所述兩個權重因子之和可以記做WeightSum,其以2為底的對數可以記做Log2WeightSum。當第一數值確定為當前處理塊的圖像塊尺寸BlkSize時，所述兩個權重因子可按照下面方法計算，wl (x, y) = BlkSize+PosDev [x, y],其中 x, y = O. · BlkSize-1w2 (x, y) = BlkSize-PosDev [x, y],其中 x, y = 0. · BlkSize-1所述兩個權重因子之和為WeightSum = wl (x, y) +w2 (x, y) = 2 · BlkSize所述兩個權重因子之和的以2為底的對數為Log2ffeightSum = Iog2WeightSum = Iog2 (2 · BlkSize) = log2BlkSize+l當第一數值確定為ー個固定值FixedBlkSize時，所述兩個權重因子可以按照下面方法計算，wl (x, y) = FixedBlkSize+PosDev [x, y],其中 x, y = O. · BlkSize-1w2 (x, y) = FixedBlkSize-PosDev [x, y],其中 x, y = 0. · BlkSize-1所述兩個權重因子之和為WeightSum = wl (x, y) +w2 (x, y) = 2 · FixedBlkSize所述兩個權重因子之和的以2為底的對數為Log2ffeightSum = Iog2WeightSum = Iog2 (2 · FixedBlkSize)=log2FixedBlkSize+l因為視頻編、解碼中的塊尺寸BlkSize或預先設定的固定塊尺寸FixedBlkSize總是可以表示為2N，其中N為正整數，所以兩個權重因子之和總是可以表示為2N+1，而兩個權重因子之和的以2為底的對數Log2WeightSum為N+1。S203、根據所述兩個權重因子與對應的兩個預測值計算當前像素點的加權預測值，所述兩個預測值為分別按兩種指定幀內預測模式獲取的預測值。所述兩種指定幀內預測模式可以為任意兩種不同的幀內預測模式，本發明實施例採用方法尤其適用於如圖4所示的兩種幀內預測模式，即圖4 (a)所示的第一模式與圖4 (b)所示的第二模式。其中第一模式為沿左下對角線方向的幀內預測模式，第二模式為沿右上對角線方向的幀內預測模式。所述兩個預測值為本發明實施例採用方法的輸入，下面對所述兩個預測值的獲取方法進行簡單介紹。可按照第一模式的預測方法，計算得到當前塊中每一像素位置的第一預測值，記做PredSamplel [X, y]其中x, y = 0. . BlkSize-I ;可按照第二模式的預測方法，計算得到當前塊中姆一像素的第二預測值，記做PredSample2[x, y]其中x, y =O..BlkSize-Ι。業內有多種預測方法可實現沿圖4所示預測方向的幀內預測，為公知技木。例如，按照在HEVC編碼框架中所描述的方向性幀內預測方法，當前塊內位置(X，y)的像素按第一預測模式預測得到的第一預測值為PredSamplel [x, y] = p (x+y+1,-I)其中 x, y = O. · BlkSize-1當前塊內位置(X，y)的像素按第二預測模式預測得到的第二預測值為
PredSampIe2 [x, y] = p (_1, χ+y+l)其中 x, y = O. · BlkSize-1其中p(x,y)其中x,y = 0. . 2 BlkSize-Ι為當前處理塊周圍的重建像素值,或當前處理塊周圍的重建像素值經平滑濾波等處理後的像素值。
本發明實施例中所述兩個權重因子與所述兩個預測值的對應關係可以有多種，下面舉例說明。為方便說明，指定第一權重因子與第一預測值對應，第二權重因子與第二預測值對應，第一權重因子，第二權重因子，第一預測值，第二預測值可以按下面方法選擇。指定所述兩個權重因子中其中一個權重因子為第一權重因子，另ー個權重因子為第二權重因子。所述第一權重因子與第二權重因子的指定方法與第一與第二預測值的確定方法，或第ニ數值的確定方法，或當前像素點位置，或上述三個影響因素中任意數量影響因素的組合影響有夫。例如，按上述指定的第一與第二預測值，並按照S201中方法計算第二數值，則可將S202中獲取的權重因子wl (x,y)作為第一權重因子,將權重因子w2 (x, y)作為第二權重因子。再例如，若將PredSamplel [x,y]作為第二預測值,將PredSa mple2 [x, y]作為第一預測值，則需對應地將wl (x，y)作為第二權重因子，將w2(x，y)作為第一權重因子。再例如，若將S201中獲取第二數值的計算式中的x-y替換為I x-y |，則需進一歩判斷當前像素點位置X分量與I分量的相對大小，若X分量大於或大於等於I分量，則將wl (X, y)作為第一權重因子，將w2(x，y)作為第二權重因子，若X分量小於等於或小於y分量，則將wl (x，y)作為第二權重因子，將w2 (X, y)作為第一權重因子,此時第一預測值為PredSamplel [x, y],第ニ預測值為 PredSample2[x, y]。為便於描述本發明實施例方法，在按所述方法確定位幹(X，y)位置像素點的第ー權重因子與第二權重因子之後，調整符號的表示，統ー使用符號《I表示第一權重因子，使用符號《2表示第二權重因子；在按所述方法確定位於(X，y)位置像素點第一預測值與第二預測值之後，調整符號的表示，統ー使用符號PredSamplel表示第一預測值，使用符號PredSampIe2表示第二預測值。所述根據所述兩個權重因子與對應的兩個預測值計算當前像素點的加權預測值包括使用除法操作的方式計算加權預測值或使用移位操作的方式計算加權預測值。可按照下式使用除法操作的方式計算當前像素點的加權預測值PredSamplePredSample = (wl · PredSamplel+w2 · PredSample2+(wl+w2)/2)/(wl+w2),因為(wl+w2)可使用其以2為底的對數L0g2WeightSUm等價地表示，上式可以等價的使用移位操作的方式表示為PredSample = (w I · PredSample I + w 2 · PredSample2 + (Iくく (Log2ffeightSum-l))) >> Log2WeightSum所述等價計算方法使用移位操作替代了原計算方法中的除法操作，可得到相同的計算結果。所述兩種計算方法分別引入(wl+w2)/2與Log2WeightSum >> I的目的是補償整數除法或以移位方式實現的整數除法引入的截斷誤差。本發明實施例通過使用移位操作代替加權預測中的除法運算，降低運算複雜度，從而能夠加快編、解碼器運行速度，同時節約編、解碼器件功耗；本發明實施例可避免在編、解碼晶片中存儲權重因子查找表，節約編、解碼器的固化存儲單元，從而降低器件成本；本發明實施例可靈活調整加權預測精度，可降低加權預測操作所需位寬，節約編解碼處理器中的帶寬，從而能夠增加並行處理能力並降低存取操作所需功耗。下面結合圖5對本發明實施例提供一種基於查表的幀內加權預測方法進行說明S301、根據當前處理圖像塊中當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量的差值確定索引數值，所述橫坐標分量與縱坐標分量所參考的坐標系以當前處理圖像塊左上角像素點作為坐標原點，橫坐標方向水平向右，縱坐標方向豎直向下。可按照SlOl中方法根據當前處理圖像塊中當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量的差值確定所述第二數值，再根據所述第二數值PosDeV[X，y]按照下式確定索引數值index[x, y]Index[x, y] = PosDev[x, y] | ,其中 x, y = 0· · BlkSize-1所述確定索引數值的方法中可以首先按照SlOl中方法獲取第二數值，再根據第ニ數值確定索引數值；也可以直接由當前處理圖像塊中當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量的差值按照下式確定索引數值
Index [x, y] = | χ-y | ,其中 x, y = O. · BlkSize-1或Index [x, y] = (FixedBlkSize · | χ-y |)/BlkSize,其中 x, y = 0. · BlkSize-1S302、根據所述索引數值從權重因子表中獲取兩個權重因子，所述兩個權重因子為所述權重因子表中對應於所述索引數值的兩個權重因子。在本發明實施例中，所述權重因子表可以為兩個ー維查找表WeightLUTl與WeightLUT2。當然可採用不同的數據結構來表示所述權重因子表，在查找操作中做對應的修改就可以得到完全相同的實施效果，這屬於本發明實施例的簡單變化，本領域技術人員根據本發明實施例提供的方法容易想到。例如兩個ー維查找表WeightLUTl與WeightLUT2可以合併表示為ー個等價的ニ維查找表WeightLUT。其它類似情況不在此一一列挙。根據所述索引數值從權重因子表中獲取兩個權重因子。若PosDevk，y] > O或PosDev[x, y]彡O或等價的x > y或x彡y,則使用索引數值Index[x, y]查找第一權重因子表WeightLUTl獲取第一權重因子wl (X，y)，使用索引數值Index[x，y]查找第二權重因子表 WeightLUT2 獲取第二權重因子 w2 (X, y);若 PosDev [x, y] < O 或 PosDev [x, y] <0 或等價的X彡y或X < y，則使用索引數值Index[x, y]查找第一權重因子表WeightLUTl獲取第二權重因子w2(x，y)，使用索引數值Index[x，y]查找第二權重因子表WeightLUT2獲取第一權重因子wl U，y)。所述根據所述索引數值從權重因子表中獲取兩個權重因子的方法可根據權重因子表的數據結構進行對應改變，這種改變可為位於(X，y)位置的像素獲取相同的第一權重因子與第二權重因子。因此所述改變為本發明實施例中查表方法的簡單變化，本領域技術人員根據本發明實施例提供的方法容易想到。S303、根據所述兩個權重因子與兩個預測值計算當前像素點的加權預測值，所述兩個預測值為分別按兩種指定幀內預測模式獲取的預測值。可按S203 中方法確定第一預測值 PredSamplel [x, y]其中 x, y = O. . BlkSize-I與第二預測值 PredSampIe2[x, y]其中 x, y = O. . BlkSize-I0可按S203中方法根據每ー像素點的第一權重因子wl，第二權重因子《2，第一預測值PredSamplel,第二預測值PredSample2,計算得到其加權預測值PredSample。此處第一權重因子wl，第二權重因子w2可按S302中所述方法確定。本發明實施例中，如圖6所示，權重因子表的構造方法可以通過如下方式實現S401、根據第一數值確定權重因子表的索引數值，所述索引數值包括小於第一數值的正整數與O ;;其中，所述第一數值根據當前處理圖像塊的圖像塊尺寸確定或預先設定，所述圖像塊尺寸為NxN圖像塊的邊長N，所述NxN圖像塊為包含NxN個像素點的正方形圖像塊。所述第一數值可根據當前處理塊的圖像塊尺寸確定。若當前處理圖像塊尺寸為BlkSize，可將BlkSize作為第一數值。所述第一數值也可預先設定。例如，可將ー個固定值FixedBlkSize作為第一數值。假設所確定第一數值為M，則所述索引為
集合內所有整數，包括O與M-1。S402、為每ー個索引數值確定與之對應的兩個權重因子，從而生成權重因子表；所述為每ー個索引數值確定與之對應的兩個權重因子的方法包括，根據當前索引數值確定當前第二數值，根據所述第一數值與所述第二數值確定對應於所述索引數值的兩個權重因 子，其中一個權重因子為第一數值與第二數值的和，另ー個權重因子為第一數值與第二數值的差，所述兩個權重因子之和為第一數值的兩倍。所述根據當前索引數值確定當前第二數值的方法包括直接將索引數值作為第二數值。所述根據所述第一數值與所述第二數值確定對應於所述索引數值的兩個權重因子的方法與S102中所述根據第一數值與第二數值確定所述當前像素點的兩個權重因子的方法相同。本發明實施例通過使用移位操作代替加權預測中的除法運算，降低運算複雜度，從而能夠加快編、解碼器運行速度，同時節約編、解碼器件功耗；本發明實施例可避免在編、解碼晶片中存儲權重因子查找表，節約編、解碼器的固化存儲單元，從而降低器件成本；本發明實施例可靈活調整加權預測精度，可降低加權預測操作所需位寬，節約編解碼處理器中的帶寬，從而能夠增加並行處理能力並降低存取操作所需功耗。如圖7所示，本發明實施例提供一種配對使用的兩個權重因子的確定裝置，包括 第一確定模塊701，用於根據當前處理圖像塊中當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量的差值確定第二數值，所述橫坐標分量與縱坐標分量所參考的坐標系以當前處理圖像塊左上角像素點作為坐標原點，橫坐標方向水平向右，縱坐標方向豎直向下；第二確定模塊702，用於根據第一數值與第二數值確定所述當前像素點的兩個權重因子，其中一個權重因子為第一數值與第二數值的和，另ー個權重因子為第一數值與第ニ數值的差，兩個權重因子之和為第一數值的兩倍；其中，所述第一數值根據當前處理圖像塊的圖像塊尺寸確定或預先設定，所述圖像塊尺寸為NxN圖像塊的邊長N，所述NxN圖像塊為包含NxN個像素點的正方形圖像塊。本發明實施例提供的技術方案，通過根據當前處理圖像塊中當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量的差值確定第二數值，根據第一數值與第二數值確定所述當前像素點的兩個權重因子，其中一個權重因子為第一數值與第二數值的和，另ー個權重因子為第一數值與第二數值的差，兩個權重因子之和為第一數值的兩倍的技術手段，從而提高了編解碼器的處理速度，降低了處理功耗。本發明實施例通過使用移位操作代替加權預測中的除法運算，降低運算複雜度，從而能夠加快編、解碼器運行速度，同時節約編、解碼器件功耗；本發明實施例可避免在編、解碼晶片中存儲權重因子查找表，節約編、解碼器的固化存儲單元，從而降低器件成本；本發明實施例可靈活調整加權預測精度，可降低加權預測操作所需位寬，節約編解碼處理器中的帶寬，從而能夠增加並行處理能力並降低存取操作所需功耗。如圖8所示，本發明實施例提供一種幀內加權預測裝置，包括第三確定模塊801，用於根據當前處理圖像塊中當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量的差值確定第二數值，所述橫坐標分量與縱坐標分量所參考的坐標系以當前處理圖像塊左上角像素點作為坐標原點，橫坐標方向水平向右，縱坐標方向豎直向下；第四確定模塊802，用於根據第一數值與第二數值確定所述當前像素點的兩個權重因子，其中一個權重因子為第一數值與第二數值的和，另ー個權重因子為第一數值與第ニ數值的差，兩個權重因子之和為第一數值的兩倍；其中，所述第一數值根據當前處理圖像塊的圖像塊尺寸確定或預先設定，所述圖像塊尺寸為NxN圖像塊的邊長N，所述NxN圖像塊為包含NxN個像素點的正方形圖像塊；第一預測模塊803，用於根據所述兩個權重因子與兩個預測值計算當前像素點的加權預測值，所述兩個預測值為分別按兩種指定幀內預測模式獲取的預測值。如圖9所示，本發明實施例提供一種基於查表的幀內加權預測裝置，包括第五確定模塊901，用於根據當前處理圖像塊中當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量的差值確定索引數值，所述橫坐標分量與縱坐標分量所參考的坐標系以當前處理圖像塊左上角像素點作為坐標原點，橫坐標方向水平向右，縱坐標方向豎直向下；第六確定模塊902，用於根據所述索引數值從權重因子表中獲取兩個權重因子，所述兩個權重因子為所述權重因子表中對應於所述索引數值的兩個權重因子；第二預測模塊903，用於根據所述兩個權重因子與兩個預測值計算當前像素點的加權預測值，所述兩個預測值為分別按兩種指定幀內預測模式獲取的預測值。某些實施方式中，所述裝置還包括權重因子表構造模塊904，用於根據所述第一數值確定權重因子表的索引數值，所述索引數值包括小於第一數值的正整數與O ;其中，所述第一數值根據當前處理圖像塊的圖像塊尺寸確定或預先設定，所述圖像塊尺寸為NxN圖像塊的邊長N，所述NxN圖像塊為包含NxN個像素點的正方形圖像塊；為每ー個索引數值確定與之對應的兩個權重因子，從而生成權重因子表；所述為每ー個索引數值確定與之對應的兩個權重因子的方法包括，根據當前索引數值確定當前第二數值，根據所述第一數值與所述第二數值確定對應於所述索引數值的兩個權重因子，其中一個權重因子為第一數值與第二數值的和，另ー個權重因子為第一數值與第二數值的差，所述兩個權重因子之和為第一數值的兩倍。本實施例提供的裝置可以用於執行方法實施例的方法，其實現原理和技術效果類似，此處不再贅述。本發明實施例提供的技術可以應用在數位訊號處理領域中，通過編碼器，解碼器實現。視頻編碼器，解碼器廣泛應用於各種通訊設備或電子設備中，例如數位電視、機頂盒、媒體網關，行動電話，無線裝置，個人數據助理(PDA)，手持式或可攜式計算機，GPS接收機/導航器，照相機，視頻播放器，攝像機，錄像機，監控設備，視頻會議和可視電話設備等等。這類設備中包括處理器，存儲器，以及傳輸數據的接ロ。視頻編解碼器可以直接由數字電路或晶片例如DSP(digital signal processor)實現,或者由軟體代碼驅動ー處理器執行軟體代碼中的流程而實現。
本領域普通技術人員可以理解實現上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬體來完成，前述的程序可以存儲於ー計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，執行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括R0M、RAM、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。最後應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然 可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。
權利要求
1.一種配對使用的兩個權重因子的確定方法，其特徵在於，包括 根據當前處理圖像塊中當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量的差值確定第二數值，所述橫坐標分量與縱坐標分量所參考的坐標系以當前處理圖像塊左上角像素點作為坐標原點，橫坐標方向水平向右，縱坐標方向豎直向下； 根據第一數值與第二數值確定所述當前像素點的兩個權重因子，其中一個權重因子為第一數值與第二數值的和，另ー個權重因子為第一數值與第二數值的差，兩個權重因子之和為第一數值的兩倍；其中，所述第一數值根據當前處理圖像塊的圖像塊尺寸確定或預先設定，所述圖像塊尺寸為NxN圖像塊的邊長N，所述NxN圖像塊為包含NxN個像素點的正方形圖像塊。
2.—種幀內加權預測方法，其特徵在於，包括 根據當前處理圖像塊中當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量的差值確定第二數值，所述橫坐標分量與縱坐標分量所參考的坐標系以當前處理圖像塊左上角像素點作為坐標原點，橫坐標方向水平向右，縱坐標方向豎直向下； 根據第一數值與第二數值確定所述當前像素點的兩個權重因子，其中一個權重因子為第一數值與第二數值的和，另ー個權重因子為第一數值與第二數值的差，兩個權重因子之和為第一數值的兩倍；其中，所述第一數值根據當前處理圖像塊的圖像塊尺寸確定或預先設定，所述圖像塊尺寸為NxN圖像塊的邊長N，所述NxN圖像塊為包含NxN個像素點的正方形圖像塊； 根據所述兩個權重因子與兩個預測值計算當前像素點的加權預測值，所述兩個預測值為分別按兩種指定幀內預測模式獲取的預測值。
3.一種基於查表的巾貞內加權預測方法，其特徵在於，包括 根據當前處理圖像塊中當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量的差值確定索引數值，所述橫坐標分量與縱坐標分量所參考的坐標系以當前處理圖像塊左上角像素點作為坐標原點，橫坐標方向水平向右，縱坐標方向豎直向下； 根據所述索引數值從權重因子表中獲取兩個權重因子，所述兩個權重因子為所述權重因子表中對應於所述索引數值的兩個權重因子； 根據所述兩個權重因子與兩個預測值計算當前像素點的加權預測值，所述兩個預測值為分別按兩種指定幀內預測模式獲取的預測值。
4.根據權利要求3所述方法，其特徵在於，所述權重因子表的構造方法包括 根據所述第一數值確定權重因子表的索引數值，所述索引數值包括小於第一數值的正整數與O ;其中，所述第一數值根據當前處理圖像塊的圖像塊尺寸確定或預先設定，所述圖像塊尺寸為NxN圖像塊的邊長N，所述NxN圖像塊為包含NxN個像素點的正方形圖像塊； 為每ー個索引數值確定與之對應的兩個權重因子，從而生成權重因子表； 所述為每ー個索引數值確定與之對應的兩個權重因子的方法包括，根據當前索引數值確定當前第二數值，根據所述第一數值與所述第二數值確定對應於所述索引數值的兩個權重因子，其中一個權重因子為第一數值與第二數值的和，另ー個權重因子為第一數值與第ニ數值的差，所述兩個權重因子之和為第一數值的兩倍。
5.一種配對使用的兩個權重因子的確定裝置，其特徵在於，包括 第一確定模塊，用於根據當前處理圖像塊中當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量的差值確定第二數值，所述橫坐標分量與縱坐標分量所參考的坐標系以當前處理圖像塊左上角像素點作為坐標原點，橫坐標方向水平向右，縱坐標方向豎直向下； 第二確定模塊，用於根據第一數值與第二數值確定所述當前像素點的兩個權重因子，其中一個權重因子為第一數值與第二數值的和，另ー個權重因子為第一數值與第二數值的差，兩個權重因子之和為第一數值的兩倍；其中，所述第一數值根據當前處理圖像塊的圖像塊尺寸確定或預先設定，所述圖像塊尺寸為NxN圖像塊的邊長N，所述NxN圖像塊為包含NxN個像素點的正方形圖像塊。
6.一種幀內加權預測裝置，其特徵在於，包括 第三確定模塊，用於根據當前處理圖像塊中當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量的差值確定第二數值，所述橫坐標分量與縱坐標分量所參考的坐標系以當前處理圖像塊左上角像素點作為坐標原點，橫坐標方向水平向右，縱坐標方向豎直向下； 第四確定模塊，用於根據第一數值與第二數值確定所述當前像素點的兩個權重因子，其中一個權重因子為第一數值與第二數值的和，另ー個權重因子為第一數值與第二數值的差，兩個權重因子之和為第一數值的兩倍；其中，所述第一數值根據當前處理圖像塊的圖像塊尺寸確定或預先設定，所述圖像塊尺寸為NxN圖像塊的邊長N，所述NxN圖像塊為包含NxN個像素點的正方形圖像塊； 第一預測模塊，用於根據所述兩個權重因子與兩個預測值計算當前像素點的加權預測值，所述兩個預測值為分別按兩種指定幀內預測模式獲取的預測值。
7.一種基於查表的幀內加權預測裝置，其特徵在於，包括 第五確定模塊，用於根據當前處理圖像塊中當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量的差值確定索引數值，所述橫坐標分量與縱坐標分量所參考的坐標系以當前處理圖像塊左上角像素點作為坐標原點，橫坐標方向水平向右，縱坐標方向豎直向下； 第六確定模塊，用於根據所述索引數值從權重因子表中獲取兩個權重因子，所述兩個權重因子為所述權重因子表中對應於所述索引數值的兩個權重因子； 第二預測模塊，用於根據所述兩個權重因子與兩個預測值計算當前像素點的加權預測值，所述兩個預測值為分別按兩種指定幀內預測模式獲取的預測值。
8.根據權利要求7所述裝置，其特徵在於，所述裝置還包括 權重因子表構造模塊，用於 根據所述第一數值確定權重因子表的索引數值，所述索引數值包括小於第一數值的正整數與O ;其中，所述第一數值根據當前處理圖像塊的圖像塊尺寸確定或預先設定，所述圖像塊尺寸為NxN圖像塊的邊長N，所述NxN圖像塊為包含NxN個像素點的正方形圖像塊；為每ー個索引數值確定與之對應的兩個權重因子，從而生成權重因子表；所述為每ー個索引數值確定與之對應的兩個權重因子的方法包括，根據當前索引數值確定當前第二數值，根據所述第一數值與所述第二數值確定對應於所述索引數值的兩個權重因子，其中一個權重因子為第一數值與第二數值的和，另ー個權重因子為第一數值與第二數值的差，所述兩個權重因子之和為第一數值的兩倍。
全文摘要
本發明實施例公開了一種權重因子的確定方法和裝置，以及一種幀內加權預測方法和裝置，包括根據當前處理圖像塊中當前像素點的橫坐標分量與縱坐標分量的差值確定第二數值，；根據第一數值與第二數值確定所述當前像素點的兩個權重因子，其中一個權重因子為第一數值與第二數值的和，另一個權重因子為第一數值與第二數值的差，兩個權重因子之和為第一數值的兩倍；其中，所述第一數值根據當前處理圖像塊的圖像塊尺寸確定或預先設定。提高編解碼器的處理速度，降低處理功耗。
文檔編號H04N7/32GK102695061SQ20111006732
公開日2012年9月26日 申請日期2011年3月20日 優先權日2011年3月20日
發明者周建同, 楊海濤 申請人:華為技術有限公司