專利名稱：一種圖像處理方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及圖像技術領域，尤其涉及一種圖像處理方法及裝置。
背景技術：
幀內(nèi)編碼是視頻編碼中的一項重要的技術，其原理是利用圖像內(nèi)部空間上相鄰像 素之間的相關性，最大程度地去除或減少空間冗余信息。并且，對預測殘差進行變換、量化 和熵編碼，去除或減少編碼冗余信息。H. 264中的幀內(nèi)預測技術是基于空間域執(zhí)行的，如圖1所示，a ρ是待預測的當 前4x4塊中的16個像素；A L表示在空間域上與當前4x4圖像塊相鄰的像素。H. 264中的 幀內(nèi)預測技術，是利用空間上相鄰像素之間的相關性來做預測的，然后對預測值與原始值 之間的差值(包括亮度差值和色度差值)，即預測殘差，做離散余弦變換(Discrete Cosine Transform，簡稱DCT變換)，得到的頻域上的直流(DC)系數(shù)和交流(AC)系數(shù)。但是，在將 編碼后的圖像信息傳輸給解碼端時，需要將每個圖像塊的DC系數(shù)和AC系數(shù)都進行傳輸，而 DC系數(shù)和AC系數(shù)的值(尤其是DC系數(shù)的值)比較大，因此傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量較大，即碼率較 尚ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供了一種圖像處理方法及裝置，用以提高預測殘差的預測精度， 進而降低編碼所需的碼字，提高編碼效率。本發(fā)明實施例提供的一種圖像編碼方法包括確定圖像當前塊的預測殘差，并對該預測殘差進行離散余弦變換DCT，得到當前塊 的DCT域系數(shù)；利用當前塊的相鄰的已編碼完成的塊的DCT域系數(shù)，確定當前塊的DCT域系數(shù)的 預測值；利用當前塊的同一像素位置的DCT域系數(shù)與預測值的差值，對當前塊進行編碼。本發(fā)明實施例提供的一種圖像解碼方法包括確定圖像當前塊的每一像素位置對應的離散余弦變換DCT域系數(shù)與DCT域系數(shù)的 預測值的差值；利用當前塊的相鄰的已解碼完成的塊的DCT域系數(shù)，確定當前塊的DCT域系數(shù)的 預測值；通過當前塊的同一像素位置對應的DCT域系數(shù)的預測值與差值，確定當前塊的 DCT域系數(shù)，并對當前塊的DCT域系數(shù)進行反離散余弦變換IDCT，得到當前塊的預測殘差；利用當前塊的預測殘差，確定當前塊中的像素值。本發(fā)明實施例提供的一種圖像編碼裝置包括DCT域系數(shù)確定單元，用于確定圖像當前塊的預測殘差，并對該預測殘差進行離散 余弦變換DCT，得到當前塊的DCT域系數(shù)；
預測值確定單元，用于利用當前塊的相鄰的已編碼完成的塊的DCT域系數(shù)，確定 當前塊的DCT域系數(shù)的預測值；差值處理單元，用于利用當前塊的同一像素位置的DCT域系數(shù)與預測值的差值， 對當前塊進行編碼。本發(fā)明實施例提供的一種圖像解碼裝置包括差值確定單元，用于確定圖像當前塊的每一像素位置對應的離散余弦變換DCT域 系數(shù)與DCT域系數(shù)的預測值的差值；預測值確定單元，用于利用當前塊的相鄰的已解碼完成的塊的DCT域系數(shù)，確定 當前塊的DCT域系數(shù)的預測值；預測殘差確定單元，用于通過當前塊的同一像素位置對應的DCT域系數(shù)的預測值 與差值，確定當前塊的DCT域系數(shù)，并對當前塊的DCT域系數(shù)進行反離散余弦變換IDCT，得 到當前塊的預測殘差；像素值確定單元，用于利用當前塊的預測殘差，確定當前塊中的像素值。本發(fā)明實施例，確定圖像當前塊的預測殘差，并對該預測殘差進行離散余弦變換 DCT,得到當前塊的DCT域系數(shù)；利用當前塊的相鄰的已編碼完成的塊的DCT域系數(shù)，確定當 前塊的DCT域系數(shù)的預測值；利用當前塊的同一像素位置的DCT域系數(shù)與預測值的差值，對 當前塊進行編碼，從而使得在將編碼后的圖像信息傳輸給解碼端時，不需要將每個圖像塊 的DC系數(shù)和AC系數(shù)都進行傳輸，提高了預測殘差的預測精度，降低了編碼所需的碼字，提 高了編碼效率。


圖1為在空間域上圖像的像素之間相關性的示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的一種圖像編碼方法的流程示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的當前塊與相鄰塊的同一相對像素位置的示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的一種圖像解碼方法的流程示意圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的圖像塊的DCT域系數(shù)的預測示意圖；圖6為本發(fā)明實施例提供的一種圖像編碼裝置的結構示意圖；圖7為本發(fā)明實施例提供的一種圖像解碼裝置的結構示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明實施例提供了一種圖像處理方法及裝置，用以提高預測殘差的預測精度， 進而降低編碼所需的碼字，提高編碼效率。現(xiàn)有技術采用基于空間域的幀內(nèi)預測編碼技術對圖像進行編碼，本發(fā)明實施例發(fā) 現(xiàn)相鄰圖像塊的DC系數(shù)和AC系數(shù)也有很強的相關性，因此本發(fā)明實施例提供的技術方案， 在頻域中，利用與當前待編碼塊相鄰的編碼完成的塊對應的DC系數(shù)和AC系數(shù)，對當前待編 碼塊的DC系數(shù)和AC系數(shù)進行預測，以減小相鄰圖像塊的DCT域系數(shù)之間的相關性，從而在 保證圖像質量的前提下，降低圖像編碼后得到的數(shù)據(jù)量，從而降低碼率。其中，DCT域系數(shù)， 包括DC系數(shù)和AC系數(shù)。下面結合附圖對本發(fā)明實施例提供的技術方案進行說明。
5
本發(fā)明實施例提供的一種圖像編碼方法包括將當前待編碼圖像劃分為多個待編碼塊，每一塊的大小可以是4x4或者16x16，單 位是像素。每一塊的每一像素位置對應一個DCT域系數(shù)，每一塊的第一行第一列的像素位 置對應的DCT域系數(shù)為DC系數(shù)，其他位置的DCT域系數(shù)為AC系數(shù)。對于每一塊，參見圖2，執(zhí)行下列操作步驟S101、確定圖像當前塊的預測殘差，并對該預測殘差進行離散余弦變換DCT， 得到當前塊的DCT域系數(shù)。較佳地，所述DCT域系數(shù)包括DC系數(shù)和AC系數(shù)。步驟S102、利用當前塊的相鄰的已編碼完成的塊的DCT域系數(shù)，確定當前塊的DCT 域系數(shù)的預測值。步驟S103、利用當前塊的同一像素位置的DCT域系數(shù)與預測值的差值，對當前塊 進行編碼。較佳地，所述確定當前塊的預測殘差包括對當前塊進行H.沈4空間幀內(nèi)預測，確定圖像當前待編碼塊的最優(yōu)幀內(nèi)預測模 式；確定所述最優(yōu)幀內(nèi)預測模式下的當前待編碼塊的預測殘差。較佳地，利用當前塊的相鄰的已編碼完成的塊的DCT域系數(shù)，確定當前塊的DCT域 系數(shù)的預測值，包括確定當前塊相鄰的左塊和上塊的同一相對位置的DCT域系數(shù)的平均值，將該平均 值作為當前塊同一相對位置的DCT域系數(shù)的預測值。例如，參見圖3，假設當前塊為塊C，當前塊C中的DC和AC系數(shù)由上塊B和左塊A 中的DC和AC系數(shù)，是通過在同一相對位置的值求平均得到的。例如塊A中第一行第一列 的DC值，和塊B中第一行第一列的DC值，與塊C中第一行第一列的DC值，為處于同一相對 位置的值。具體地，可以采用以下公式(一)和(二)進行求平均DCc = (DCa+DCb+1)/2......公式(一)ACc = (ACa+ACb+1)/2......公式(二 )其中的“+1”的操作是舍入操作，是求兩個值的平均值的通用做法，即向上取整，本 發(fā)明實施例這樣做的目的是為了更好地保留原始圖像，體現(xiàn)出原始圖像的特征。當然，本發(fā)明實施例中在利用當前塊的相鄰的已編碼完成的塊的DCT域系數(shù)，確 定當前塊的DCT域系數(shù)的預測值時，并不限于利用當前塊相鄰的左塊和上塊的同一相對位 置的DCT域系數(shù)的平均值，作為當前塊同一相對位置的DCT域系數(shù)的預測值，也可以利用 當前塊相鄰的其他塊的同一相對位置的DCT域系數(shù)的平均值，作為當前塊同一相對位置的 DCT域系數(shù)的預測值。較佳地，所述利用當前塊的同一像素位置的DCT域系數(shù)與預測值的差值，對當前 塊進行編碼，包括將當前塊的同一像素位置的DCT域系數(shù)與預測值的差值進行量化，并將量化后的 值進行熵編碼。
相對于上述圖像編碼方法，圖像解碼方法是該圖像編碼方法的逆過程。下面介紹一下本發(fā)明實施例提供的圖像解碼方法。參見圖4，本發(fā)明實施例提供的一種圖像解碼方法包括步驟S201、確定圖像當前塊的每一像素位置對應的離散余弦變換DCT域系數(shù)與 DCT域系數(shù)的預測值的差值。步驟S202、利用當前塊的相鄰的已解碼完成的塊的DCT域系數(shù)，確定當前塊的DCT 域系數(shù)的預測值。步驟S203、通過當前塊的同一像素位置對應的DCT域系數(shù)的預測值與差值，確 定當前塊的DCT域系數(shù)，并對當前塊的DCT域系數(shù)進行反離散余弦變換(IDCT，inverse discrete cosine transform)，得到當前塊的預測殘差。步驟S204、利用當前塊的預測殘差，確定當前塊中的像素值。較佳地，所述利用當前塊的相鄰的已解碼完成的塊的DCT域系數(shù)，確定當前塊的 DCT域系數(shù)的預測值，包括確定當前塊相鄰的已經(jīng)解碼完成的左塊和上塊的同一相對位置的DCT域系數(shù)的 平均值，將該平均值作為當前塊同一相對位置的DCT域系數(shù)的預測值。該步驟與上述編碼方法中的確定當前塊的DCT域系數(shù)的預測值相類似。較佳地，所述確定圖像當前塊的每一像素位置對應的離散余弦變換DCT域系數(shù)與 DCT域系數(shù)的預測值的差值，包括對圖像當前塊進行熵解碼以及反量化，確定當前塊的每一像素位置對應的DCT域 系數(shù)與DCT域系數(shù)的預測值的差值。較佳地，所述通過當前塊的同一像素位置對應的DCT域系數(shù)的預測值與差值，確 定當前塊的DCT域系數(shù)，包括對于當前塊的每一像素位置，將該位置對應的DCT域系數(shù)的預測值與步驟S201中 確定的該位置的差值相加，得到該位置的DCT域系數(shù)。較佳地，所述利用當前塊的預測殘差，確定當前塊中的像素值，包括對當前塊進行H. 264空間幀內(nèi)預測，將得到的當前塊的像素預測值與步驟S203中 得到的當前塊的空間域上的預測殘差進行相加，得到當前塊中像素的重構值。需要說明的是，如果當前塊的上塊和/或左塊的DCT域系數(shù)(DC系數(shù)和/或AC系 數(shù))不可用，則用0值代替。例如，當前塊為圖像的最左上角的塊，則該塊沒有相鄰的上塊 和左塊，因此上塊和左塊不能作為預測的參考，則用0值代替。本發(fā)明實施例中，可以只對每一塊的一部分DCT域系數(shù)進行預測，不一定要對所 有的DC系數(shù)和AC系數(shù)都進行預測，例如參見圖5，可以只對每一塊的最左邊的一列(第 一列)和最上邊的一行(第一行)的DCT域系數(shù)進行預測?；蛘?，只對圖中已標注DCT域 系數(shù)的像素位置上的系數(shù)進行預測，其他空白位置的系數(shù)不用預測，因為很可能這部分系 數(shù)的值是0，從而無需預測，降低運算量。參見圖6，本發(fā)明實施例提供的一種圖像編碼裝置，包括DCT域系數(shù)確定單元101，用于確定圖像當前塊的預測殘差，并對該預測殘差進行 離散余弦變換DCT，得到當前塊的DCT域系數(shù)。預測值確定單元102，用于利用當前塊的相鄰的已編碼完成的塊的DCT域系數(shù)，確定當前塊的DCT域系數(shù)的預測值。差值處理單元103，用于利用當前塊的同一像素位置的DCT域系數(shù)與預測值的差 值，對當前塊進行編碼。較佳地，所述預測值確定單元102，確定當前塊相鄰的左塊和上塊的同一相對位置 的DCT域系數(shù)的平均值，將該平均值作為當前塊同一相對位置的DCT域系數(shù)的預測值。較佳地，所述差值處理單元103，將當前塊的同一像素位置的DCT域系數(shù)與預測值 的差值進行量化，并將量化后的值進行熵編碼。參見圖7，本發(fā)明實施例提供的一種圖像解碼裝置，包括差值確定單元201，用于確定圖像當前塊的每一像素位置對應的離散余弦變換 DCT域系數(shù)與DCT域系數(shù)的預測值的差值。預測值確定單元202，用于利用當前塊的相鄰的已解碼完成的塊的DCT域系數(shù)，確 定當前塊的DCT域系數(shù)的預測值。預測殘差確定單元203，用于通過當前塊的同一像素位置對應的DCT域系數(shù)的 預測值與差值，確定當前塊的DCT域系數(shù)，并對當前塊的DCT域系數(shù)進行反離散余弦變換 IDCT，得到當前塊的預測殘差。像素值確定單元204，用于利用當前塊的預測殘差，確定當前塊中的像素值。較佳地，所述預測值確定單元202，確定當前塊相鄰的已經(jīng)解碼完成的左塊和上塊 的同一相對位置的DCT域系數(shù)的平均值，將該平均值作為當前塊同一相對位置的DCT域系 數(shù)的預測值。較佳地，所述差值確定單元201，對圖像當前塊進行熵解碼以及反量化，確定當前 塊的每一像素位置對應的DCT域系數(shù)與DCT域系數(shù)的預測值的差值。需要說明的是，上述本發(fā)明實施例提供的圖像編碼裝置和圖像解碼裝置，只是一 種較佳的實施例，本領域技術人員可以根據(jù)本發(fā)明實施例提供的技術方案，想到其他結構 類似的裝置，例如在本發(fā)明實施例基礎上增加或減少一個或多個單元等。綜上所述，本發(fā)明實施例，確定圖像當前塊的預測殘差，并對該預測殘差進行離散 余弦變換DCT，得到當前塊的DCT域系數(shù)；利用當前塊的相鄰的已編碼完成的塊的DCT域系 數(shù)，確定當前塊的DCT域系數(shù)的預測值；利用當前塊的同一像素位置的DCT域系數(shù)與預測值 的差值，對當前塊進行編碼，從而提高預測殘差的預測精度，降低編碼所需的碼字，提高編 碼效率。本領域內(nèi)的技術人員應明白，本發(fā)明的實施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計算機程序 產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結合軟件和硬件方面的實 施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機 可用存儲介質(包括但不限于磁盤存儲器和光學存儲器等)上實施的計算機程序產(chǎn)品的形 式。本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實施例的方法、設備(系統(tǒng))、和計算機程序產(chǎn)品的流程 圖和/或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一 流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合?？商峁┻@些計算 機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備的處理 器以產(chǎn)生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能 的裝置。這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備以特 定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括指 令裝置的制造品，該指令裝置實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或 多個方框中指定的功能。這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備上，使得在計 算機或其他可編程設備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計算機實現(xiàn)的處理，從而在計算機或 其他可編程設備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖 一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權利要求
1.一種圖像編碼方法，其特征在于，該方法包括確定圖像當前塊的預測殘差，并對該預測殘差進行離散余弦變換DCT，得到當前塊的 DCT域系數(shù)；利用當前塊的相鄰的已編碼完成的塊的DCT域系數(shù)，確定當前塊的DCT域系數(shù)的預測值；利用當前塊的同一像素位置的DCT域系數(shù)與預測值的差值，對當前塊進行編碼。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用當前塊的相鄰的已編碼完成的 塊的DCT域系數(shù)，確定當前塊的DCT域系數(shù)的預測值，包括確定當前塊相鄰的左塊和上塊的同一相對位置的DCT域系數(shù)的平均值，將該平均值作 為當前塊同一相對位置的DCT域系數(shù)的預測值。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述利用當前塊的同一像素位置的 DCT域系數(shù)與預測值的差值，對當前塊進行編碼，包括將當前塊的同一像素位置的DCT域系數(shù)與預測值的差值進行量化，并將量化后的值進 行熵編碼。
4.一種圖像解碼方法，其特征在于，該方法包括確定圖像當前塊的每一像素位置對應的離散余弦變換DCT域系數(shù)與DCT域系數(shù)的預測 值的差值；利用當前塊的相鄰的已解碼完成的塊的DCT域系數(shù)，確定當前塊的DCT域系數(shù)的預測值；通過當前塊的同一像素位置對應的DCT域系數(shù)的預測值與差值，確定當前塊的DCT域 系數(shù)，并對當前塊的DCT域系數(shù)進行反離散余弦變換IDCT，得到當前塊的預測殘差； 利用當前塊的預測殘差，確定當前塊中的像素值。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用當前塊的相鄰的已解碼完成的 塊的DCT域系數(shù)，確定當前塊的DCT域系數(shù)的預測值，包括確定當前塊相鄰的已經(jīng)解碼完成的左塊和上塊的同一相對位置的DCT域系數(shù)的平均 值，將該平均值作為當前塊同一相對位置的DCT域系數(shù)的預測值。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述確定圖像當前塊的每一像素位置 對應的離散余弦變換DCT域系數(shù)與DCT域系數(shù)的預測值的差值，包括對圖像當前塊進行熵解碼以及反量化，確定當前塊的每一像素位置對應的DCT域系數(shù) 與DCT域系數(shù)的預測值的差值。
7.一種圖像編碼裝置，其特征在于，該裝置包括DCT域系數(shù)確定單元，用于確定圖像當前塊的預測殘差，并對該預測殘差進行離散余弦 變換DCT，得到當前塊的DCT域系數(shù)；預測值確定單元，用于利用當前塊的相鄰的已編碼完成的塊的DCT域系數(shù)，確定當前 塊的DCT域系數(shù)的預測值；差值處理單元，用于利用當前塊的同一像素位置的DCT域系數(shù)與預測值的差值，對當 前塊進行編碼。
8.根據(jù)權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述預測值確定單元，確定當前塊相鄰的 左塊和上塊的同一相對位置的DCT域系數(shù)的平均值，將該平均值作為當前塊同一相對位置的DCT域系數(shù)的預測值。
9.根據(jù)權利要求7或8所述的裝置，其特征在于，所述差值處理單元，將當前塊的同一 像素位置的DCT域系數(shù)與預測值的差值進行量化，并將量化后的值進行熵編碼。
10.一種圖像解碼裝置，其特征在于，該裝置包括差值確定單元，用于確定圖像當前塊的每一像素位置對應的離散余弦變換DCT域系數(shù) 與DCT域系數(shù)的預測值的差值；預測值確定單元，用于利用當前塊的相鄰的已解碼完成的塊的DCT域系數(shù)，確定當前 塊的DCT域系數(shù)的預測值；預測殘差確定單元，用于通過當前塊的同一像素位置對應的DCT域系數(shù)的預測值與差 值，確定當前塊的DCT域系數(shù)，并對當前塊的DCT域系數(shù)進行反離散余弦變換IDCT，得到當 前塊的預測殘差；像素值確定單元，用于利用當前塊的預測殘差，確定當前塊中的像素值。
11.根據(jù)權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述預測值確定單元，確定當前塊相鄰 的已經(jīng)解碼完成的左塊和上塊的同一相對位置的DCT域系數(shù)的平均值，將該平均值作為當 前塊同一相對位置的DCT域系數(shù)的預測值。
12.根據(jù)權利要求10或11所述的裝置，其特征在于，所述差值確定單元，對圖像當前塊 進行熵解碼以及反量化，確定當前塊的每一像素位置對應的DCT域系數(shù)與DCT域系數(shù)的預 測值的差值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種圖像處理方法及裝置，用以提高預測殘差的預測精度，進而降低編碼所需的碼字，提高編碼效率。本發(fā)明提供的一種圖像編碼方法包括確定圖像當前塊的預測殘差，并對該預測殘差進行離散余弦變換DCT，得到當前塊的DCT域系數(shù)；利用當前塊的相鄰的已編碼完成的塊的DCT域系數(shù)，確定當前塊的DCT域系數(shù)的預測值；利用當前塊的同一像素位置的DCT域系數(shù)與預測值的差值，對當前塊進行編碼。
文檔編號H04N7/26GK102131093SQ201110006799
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月13日 優(yōu)先權日2011年1月13日
發(fā)明者季鵬飛 申請人:北京中星微電子有限公司