視頻編碼的參考圖像選擇方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種視頻編碼的參考圖像選擇方法，包括：步驟一：將一編碼塊進(jìn)行遞歸分層劃分成若干個多層次的子塊；步驟二：對當(dāng)前層的子塊進(jìn)行編碼，根據(jù)所述當(dāng)前層的下一層的子塊的最佳參考圖像預(yù)測當(dāng)前層的子塊的參考圖像。本發(fā)明根據(jù)上下層圖像塊之間的相關(guān)性，利用下一層圖像塊的最佳參考圖像作為當(dāng)前層圖像塊的候選參考圖像，從而減小需要遍歷的參考圖像數(shù)目，降低編碼復(fù)雜度。
【專利說明】視頻編碼的參考圖像選擇方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字視頻壓縮【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種視頻編碼的參考圖像選擇方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]視頻圖像在時域和空域上存在一定的相關(guān)性?？沼蛏?，圖像上相鄰像素點(diǎn)的值非常接近，往往使用幀內(nèi)預(yù)測編碼技術(shù)；時域上，沿同一時間軸方向的一幀序列，相鄰幀之間具有較大的相似性，往往使用幀間預(yù)測編碼技術(shù)。在視頻編碼技術(shù)中，最廣泛應(yīng)用的是基于塊混合編碼技術(shù)。如圖1編碼框圖所示，輸入圖像被分割成一個個互不重疊的編碼塊，稱之為最大編碼單元(Largest Coding Unit，IXU),而每個IXU又以四叉樹的形式分割成多層次的編碼單元(CU)。對每個LCU編碼時，首先以樹的后序遍歷方式由下而上，對每個子CU進(jìn)行幀內(nèi)、幀間預(yù)測，比較各個預(yù)測模式下的率失真代價值，將具有最小率失真代價值的預(yù)測模式作為最佳預(yù)測模式，然后將最佳預(yù)測模式獲得的預(yù)測CU與原始CU相減，獲得殘差值。對殘差值進(jìn)行變換和量化；對變換量化后的系數(shù)進(jìn)行熵編碼，生成碼流，進(jìn)行傳輸、存儲。其中，在幀間預(yù)測的運(yùn)動估計中需要用到參考圖像，所述參考圖像為對量化系數(shù)進(jìn)行反量化、反變換、預(yù)測補(bǔ)償、環(huán)路濾波等操作后生成的重建CU構(gòu)成的重建圖像。
[0003]圖2及圖3示出了一個LCU以四叉樹的形式分割成深度為3的CU。在編碼標(biāo)號為I的圖像塊時，首先嘗試按照4個⑶編碼(標(biāo)號為5、6、7和8)并依次編碼標(biāo)號為5、6、7、8的CU，然后嘗試按照I個CU編碼(標(biāo)號為I)，最后比較這兩種編碼方式的率失真代價，選擇率失真代價較小的方式作為標(biāo)號為I的圖像塊的編碼方式；用同樣的方法繼續(xù)依次編碼標(biāo)號為2、3、4的圖像塊，并得到圖像塊2、3、4的編碼方式；標(biāo)號為1、2、3和4的圖像塊編碼完成后，相當(dāng)于完成了將標(biāo)號為O的圖像塊劃分成4個圖像塊并分別編碼的嘗試，將每個圖像塊的率失真代價相加就得到這種方式的率失真代價；嘗試將標(biāo)號為O的圖像塊不進(jìn)行劃分即按照I個CU進(jìn)行編碼，并得到率失真代價；最后比較這兩種編碼方式的率失真代價，選擇率失真代價較小的編碼方式作為該LCU最終的編碼方式。
[0004]在基于塊的混合編碼技術(shù)中，幀間預(yù)測是一項(xiàng)非常重要的技術(shù)。編碼一個圖像塊時，需要在若干個參考圖像中尋找最佳匹配塊，記錄最佳匹配塊所在的參考圖像及其位置。
[0005]編碼一個圖像塊時，使用的參考圖像越多，找到好的匹配塊的機(jī)會越大。然而參考圖像越多，搜索的范圍越大，需要的計算量也越大。在參考圖像較多時，如何在保證找到最佳匹配塊的同時降低所需的計算量，是一個關(guān)鍵的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種視頻編碼的參考圖像選擇方法及系統(tǒng)，其利用上下層編碼塊之間參考圖像選擇的相關(guān)性，減小需要遍歷的參考圖像的數(shù)目，從而有效地降低編碼復(fù)雜度。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種視頻編碼的參考圖像選擇方法，包括:
[0008]步驟一:將一編碼塊進(jìn)行遞歸四叉樹劃分成若干個層次的圖像塊；
[0009]步驟二:對某一層(即當(dāng)前層)的圖像塊進(jìn)行編碼，根據(jù)所述當(dāng)前層的下一層的圖像塊的最佳參考圖像預(yù)測當(dāng)前層的圖像塊的參考圖像。
[0010]進(jìn)一步的，在所述的視頻編碼的參考圖像選擇方法中，在步驟二中，當(dāng)所述當(dāng)前圖像塊在最下層時，用全部可用的參考圖像作為候選參考圖像。
[0011]進(jìn)一步的，在所述的視頻編碼的參考圖像選擇方法中，在步驟二中，當(dāng)所述的下一層圖像塊沒有最佳參考圖像時，用全部可用的參考圖像作為候選參考圖像。
[0012]進(jìn)一步的，在所述的視頻編碼的參考圖像選擇方法中，在步驟二中，當(dāng)所述的下一層圖像塊有最佳參考圖像時，用下一層圖像塊的所有最佳參考圖像作為候選參考圖像。
[0013]相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種視頻編碼的參考圖像選擇系統(tǒng)，包括:
[0014]劃分模塊，用于將一圖像塊進(jìn)行遞歸四叉樹劃分成若干個層次的子塊；
[0015]編碼模塊，用于對當(dāng)前層的圖像塊進(jìn)行編碼，根據(jù)所述當(dāng)前層的下一層的圖像塊的最佳參考圖像預(yù)測當(dāng)前層的圖像塊的參考圖像。
[0016]進(jìn)一步的，在所述的視頻編碼的參考圖像選擇系統(tǒng)中，在編碼模塊中，當(dāng)所述圖像塊在最下層時，用全部可用的參考圖像作為候選參考圖像。
[0017]進(jìn)一步的，在所述的視頻編碼的參考圖像選擇方法中，在編碼模塊中，當(dāng)所述的下一層圖像塊沒有最佳參考圖像時，用全部可用的參考圖像作為候選參考圖像。
[0018]進(jìn)一步的，在所述的視頻編碼的參考圖像選擇系統(tǒng)中，在編碼模塊中，當(dāng)前層的下一層圖像塊有最佳參考圖像時，用下一層圖像塊的所有最佳參考圖像作為候選參考圖像。
[0019]本發(fā)明提供的視頻編碼的參考圖像選擇方法及系統(tǒng)，具有以下有益效果:本發(fā)明根據(jù)上下層圖像塊之間的相關(guān)性，利用下一層圖像塊的最佳參考圖像作為當(dāng)前層圖像塊的候選參考圖像，從而減小需要遍歷的參考圖像數(shù)目，降低編碼復(fù)雜度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是現(xiàn)有技術(shù)基于塊的編碼器框圖；
[0021]圖2和圖3是現(xiàn)有技術(shù)編碼單元的四叉樹劃分結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖4是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的視頻編碼的參考圖像選擇方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明提出的視頻編碼的參考圖像選擇方法及系統(tǒng)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0024]請參考圖4，其是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的視頻編碼的參考圖像選擇方法的流程圖。如圖4所示，本發(fā)明提供一種視頻編碼的參考圖像選擇方法，包括:
[0025]步驟一:通過四叉樹形式將一圖像塊進(jìn)行遞歸分層劃分成若干個層次的圖像塊；
[0026]舉例來說，編碼器對一圖像塊進(jìn)行劃分，編碼一個最大圖像塊(64X64尺寸)時，以遞歸的方法對其進(jìn)行四叉樹形式的不同深度劃分，劃分至最小圖像塊(8X8尺寸)結(jié)束。
[0027]步驟二:對當(dāng)前層的圖像塊進(jìn)行編碼，根據(jù)所述當(dāng)前層的下一層的圖像塊的最佳參考圖像預(yù)測當(dāng)前層的子塊的參考圖像。
[0028]舉例來說，在對劃分后的圖像塊進(jìn)行處理時，若當(dāng)前圖像塊所處位置是最小圖像塊的深度或同屬當(dāng)前圖像塊的下層所有圖像塊的都沒有最佳參考圖像(所有子塊都以幀內(nèi)編碼)，進(jìn)行運(yùn)動估計操作時，在全部可用的參考圖像作為候選參考圖像；否則，當(dāng)前圖像塊進(jìn)行運(yùn)動估計操作時，將同屬當(dāng)前編碼塊的下層圖像塊的所有最佳參考圖像作為當(dāng)前圖像塊的候選參考圖像，在其中尋找當(dāng)前圖像塊的最佳匹配塊，同時獲得當(dāng)前圖像塊的最佳參考圖像。
[0029]同理來說，若當(dāng)前層的圖像塊不是最大圖像塊(64X64尺寸)，則對同屬于同一個上層圖像塊的其余三個圖像塊采用上述方法進(jìn)行處理。
[0030]相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種視頻編碼的參考圖像選擇系統(tǒng)，包括:
[0031]劃分模塊，用于通過四叉樹形式將一圖像塊進(jìn)行遞歸分層劃分成若干個層次的圖像塊；
[0032]編碼模塊，用于對當(dāng)前層的圖像塊進(jìn)行編碼，根據(jù)所述當(dāng)前層的下一層的圖像塊的最佳參考圖像預(yù)測當(dāng)前層的圖像塊的參考圖像。進(jìn)一步的，當(dāng)所述圖像塊在最下層時，用全部可用的參考圖像作為候選參考圖像。又進(jìn)一步的，當(dāng)前層的下一層的圖像塊沒有最佳參考圖像時，用全部可用的參考圖像作為候選參考圖像。更進(jìn)一步的，當(dāng)前層的下一層圖像塊有最佳參考圖像時，用下一層圖像塊的所有最佳參考圖像作為候選參考圖像。
[0033]上述描述僅是對本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種視頻編碼的參考圖像選擇方法，其特征在于，包括: 步驟一:將一圖像塊進(jìn)行四叉樹遞歸劃分成若干個層次的圖像塊； 步驟二:對當(dāng)前層的圖像塊進(jìn)行編碼，根據(jù)所述當(dāng)前層的下一層的圖像塊的最佳參考圖像預(yù)測當(dāng)前層的圖像塊的參考圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的視頻編碼的參考圖像選擇方法，其特征在于，在步驟二中，當(dāng)所述圖像塊在最下層時，用全部可用的參考圖像作為候選參考圖像。
3.如權(quán)利要求1所述的視頻編碼的參考圖像選擇方法，其特征在于，在步驟二中，當(dāng)前層的下一層圖像塊沒有最佳參考圖像時，用全部可用的參考圖像作為候選參考圖像。
4.如權(quán)利要求1所述的視頻編碼的參考圖像選擇方法，其特征在于，在步驟二中，當(dāng)前層的下一層圖像塊有最佳參考圖像時，用下一層圖像塊的所有最佳參考圖像作為候選參考圖像。
5.一種視頻編碼的參考圖像選擇系統(tǒng)，其特征在于，包括: 劃分模塊，用于將一圖像塊進(jìn)行四叉樹遞歸劃分成若干個層次的子塊； 編碼模塊，用于對當(dāng)前層的圖像塊進(jìn)行編碼，根據(jù)所述當(dāng)前層的下一層的圖像塊的最佳參考圖像預(yù)測當(dāng)前層的圖像塊的參考圖像。
6.如權(quán)利要求5所述的視頻編碼的參考圖像選擇系統(tǒng)，其特征在于，在編碼模塊中，當(dāng)所述圖像塊在最下層時，用全部可用的參考圖像作為候選參考圖像。
7.如權(quán)利要求5所述的視頻編碼的參考圖像選擇系統(tǒng)，其特征在于，在編碼模塊中，當(dāng)前層的下一層圖像塊沒有最佳參考圖像時，用全部可用的參考圖像作為候選參考圖像。
8.如權(quán)利要求5所述的視頻編碼的參考圖像選擇系統(tǒng)，其特征在于，在編碼模塊中，當(dāng)前層的下一層圖像塊有最佳參考圖像時，用下一層圖像塊的所有最佳參考圖像作為候選參考圖像。
【文檔編號】H04N19/176GK104506860SQ201410782673
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月16日
【發(fā)明者】林琪, 仲登祥, 王賀, 趙海武 申請人:上海國茂數(shù)字技術(shù)有限公司