[發明專利]圖像編解碼方法和圖像編解碼裝置

有效

• 申請號: 200810056810.3
• 申請日: 2008-01-24
• 公開（公告）號: CN101222636A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 羅奇勇;黃建強;鄧凌
• 申請（專利權）人: 杭州華三通信技術有限公司
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/32
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司
• 代理人: 宋志強;麻海明

技術領域

本發明涉及圖像編解碼技術，尤其涉及一種圖像編碼方法、圖像解碼方法，以及圖像編碼裝置、圖像解碼裝置和圖像編解碼裝置。

背景技術

圖像編碼技術是將數字視頻等原始圖像信息壓縮，以便實現更有效地被傳送和存儲；圖像解碼技術則是對已編碼的視頻等圖像信息進行解析重建，得到重建的圖像。

在現有編碼標準中，通常采用基于運動補償和變換編碼的混合編碼架構，編碼時，先進行幀內、幀間的預測，得到預測值，以消除時間域的相關性；然后根據預測值與原始圖像實際值的差值，得到殘差圖像，對殘差圖像進行變換，以消除空間域的相關性；最后對變換后的數據進行熵編碼，以消除統計上的冗余度，將熵編碼后的數據與解碼所需的邊信息組成壓縮后的碼流，供后續傳輸和存儲用，達到壓縮圖像的目的。相應地，在解碼時，按照熵解碼、反變換以及預測補償等一系列解碼過程重建出圖像。

通常情況下，在編解碼時，先將整幀圖像劃分成各個帶狀的區域，即通常所稱的條帶(SLICE)，然后再將條帶分成各個塊，即通常所稱的宏塊，之后以宏塊為編解碼的基本處理單元進行編解碼，即幀內、幀間預測和變換常常是對宏塊進行。一個宏塊通常包括一個16×16的亮度樣值塊和對應的色度樣值塊，16×16的宏塊又可以進一步細分為小的宏塊，如16×8、8×16、8×8、8×4、4×8、4×4等。

幀內預測和幀間預測處理主要包括運動估計和運動補償，在解碼時只有運動補償，在編碼時既有運動估計又有運動補償。

幀間預測的運動估計，是指對于當前幀中的每一宏塊到作為參考幀的前一幀或后一幀某給定搜索范圍內根據一定的匹配準則找出與當前塊最相似的塊，即匹配塊，由匹配塊與當前塊的相對位移計算出運動矢量(MotionVector)。幀內預測的運動估計，是指對于當前幀中的每一宏塊到相鄰區域某給定搜索范圍內根據一定的匹配準則找出當前塊的匹配塊，由匹配塊與當前塊的相對位移計算出運動矢量。例如，對于一個16×16宏塊，如果運動估計搜索位置范圍為：水平[-32，+32)、垂直[-32，+32)，則該宏塊對應的搜索范圍為參考幀中對應于本宏塊及其周圍的位置圖像區域，即大小為(32+16+32)×(32+16+32)＝80×80的區域。所謂運動補償，就是根據運動矢量獲得對應區域匹配塊數據，運動補償輸出的參考宏塊圖像用于宏塊的重建。

其中，運動估計的越準確，運動向量的誤差越小，預測補償時的殘差就越小，編碼出來的圖像質量也就越好。

由于圖像編碼時的壓縮處理會帶來一定量的信息損失，當信息損失量較大時，人眼視力可以明顯察覺到原始圖像和重建圖像間細節的不同，為此，出現了高分辨率的編碼標準，如新一代高清分辨率1080P(P指逐行掃描采樣)，分辨率為1920×1080。應用這種高分辨率的編碼標準，人眼視力基本無法區分原始圖像和重建圖像間的差別，但這種高分辨率技術要求編碼處理芯片，如數字信號處理器(DIGITAL?SIGNAL?PROCESS，DSP)擁有超強的處理能力，但目前有些編碼處理芯片還無法單獨完成整幀圖像的高分辨率編碼，所以，現有技術中，通常使用多個編碼處理芯片(如多個DSP)共同完成整幀圖像的的高分辨率編碼。編碼過程包括：首先將圖像分割為多個條帶區域，一個條帶區域可包括多個條帶，條帶區域的劃分可根據實際需要而定，例如可根據編碼處理芯片的處理能力而定，然后對每個條帶區域進行單獨編碼，即每個條帶區域分別由一個編碼處理芯片進行編碼。相應地，解碼時，在解碼端對每個條帶區域進行單獨解碼，然后再將解碼的多個條帶區域直接拼合顯示。

上述方案中，各個條帶區域是獨立的，在對每個條帶區域單獨編碼時，對于條帶區域邊緣位置的宏塊，由于其在邊緣向外伸展的方向上的搜索范圍為0，即該方向上沒有相鄰塊的信息，因此該宏塊對應的搜索范圍會縮小。例如，對于前述大小為16×16的宏塊，若該宏塊位于條帶區域垂直方向的上邊緣，水平方向的中間位置，則如果運動估計搜索范圍為：水平[-32，+32)、垂直[-32，+32)，該宏塊所對應的搜索范圍只能是(32+16+32)×(16+32)＝80×48的區域，而非前述80×80的區域。可見，由于條帶區域的邊緣位置宏塊缺少進行預測的相鄰塊信息，因此邊緣位置塊的搜索范圍較小，運動向量誤差較大，即通常所稱的邊緣效應，邊緣效應的存在，使得邊緣位置的編碼質量較差。

發明內容

有鑒于此，本發明中一方面提供一種圖像編碼方法和圖像解碼方法，另一方面提供一種圖像編碼裝置、圖像解碼裝置及圖像編解碼裝置，以便提高條帶區域邊緣位置的編碼質量。

本發明所提供的圖像編碼方法，包括：