[發(fā)明專利]視頻編碼器、進(jìn)行內(nèi)部預(yù)測(cè)及進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)壓縮的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910177838.7
• 申請(qǐng)日: 2009-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN101945270A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 聯(lián)發(fā)科技(新加坡)私人有限公司
• 主分類號(hào): H04N7/26
• 分類號(hào): H04N7/26;H04N7/50
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及視頻處理領(lǐng)域，尤其涉及視頻數(shù)據(jù)編碼。

背景技術(shù)

視頻數(shù)據(jù)包括一系列的畫面(frame)，每一畫面都是一張圖片且被分割為多個(gè)區(qū)塊(block)以供各自分別進(jìn)行編碼處理。一視頻區(qū)塊可由內(nèi)部預(yù)測(cè)模式(intra-mode)或外部預(yù)測(cè)模式(inter-mode)進(jìn)行編碼。在內(nèi)部預(yù)測(cè)模式下，一視頻區(qū)塊的像素被與鄰近區(qū)塊的像素相比較，以減少用以編碼的數(shù)據(jù)量。在外部預(yù)測(cè)模式下，目前畫面的一視頻區(qū)塊的像素被與一參考畫面的對(duì)應(yīng)位置區(qū)塊的像素相比較，以減少用以編碼的數(shù)據(jù)量。

圖1A為依據(jù)內(nèi)部預(yù)測(cè)模式進(jìn)行視頻編碼的視頻編碼器(Video?encoder)100的區(qū)塊圖。視頻編碼器100包括內(nèi)部預(yù)測(cè)模塊102、減除模塊104、轉(zhuǎn)換模塊106、以及量化器108。視頻區(qū)塊首先被送至內(nèi)部預(yù)測(cè)模塊102。內(nèi)部預(yù)測(cè)模塊102對(duì)視頻區(qū)塊進(jìn)行內(nèi)部預(yù)測(cè)，以便依據(jù)該視頻區(qū)塊的鄰近像素產(chǎn)生一預(yù)測(cè)區(qū)塊。內(nèi)部預(yù)測(cè)模塊102依據(jù)多種內(nèi)部預(yù)測(cè)模式中的其中一種模式以對(duì)視頻區(qū)塊進(jìn)行內(nèi)部預(yù)測(cè)。圖2顯示符合VCEG-N54規(guī)格的九種內(nèi)部預(yù)測(cè)模式0～8。每一種內(nèi)部預(yù)測(cè)模式依據(jù)不同的鄰近像素產(chǎn)生預(yù)測(cè)區(qū)塊的預(yù)測(cè)像素值。減除模塊104接著將預(yù)測(cè)區(qū)塊的預(yù)測(cè)像素值自視頻區(qū)塊的原始像素值減除，以得到該視頻區(qū)塊的預(yù)測(cè)殘余值。轉(zhuǎn)換模塊106接著進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)壓縮以將視頻區(qū)塊的預(yù)測(cè)殘余值轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)量較少的轉(zhuǎn)換值。舉例來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)換模塊106可能對(duì)預(yù)測(cè)殘余值進(jìn)行離散余弦轉(zhuǎn)換(discrete?cosine?transform，DCT)或Karhunen-Loeve轉(zhuǎn)換(KLT)以得到轉(zhuǎn)換值。量化器108最后將轉(zhuǎn)換質(zhì)量化為數(shù)據(jù)量更少而適于數(shù)據(jù)儲(chǔ)存或傳輸?shù)牧炕怠?/p>

圖1B為依據(jù)內(nèi)部預(yù)測(cè)模式解碼視頻數(shù)據(jù)的視頻解碼器150的區(qū)塊圖。在一實(shí)施例中，視頻解碼器150包括反轉(zhuǎn)換模塊152、反內(nèi)部預(yù)測(cè)模塊154、以及相加模塊156。反轉(zhuǎn)換模塊152對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮以將視頻區(qū)塊的量化值轉(zhuǎn)換為預(yù)測(cè)殘余值。反內(nèi)部預(yù)測(cè)模塊154依據(jù)內(nèi)部預(yù)測(cè)模式進(jìn)行內(nèi)部預(yù)測(cè)以產(chǎn)生一預(yù)測(cè)區(qū)塊。相加模塊156將預(yù)測(cè)殘余值與預(yù)測(cè)區(qū)塊相加以產(chǎn)生一重建區(qū)塊。視頻解碼器150接著輸出重建區(qū)塊。

然而，圖1A的視頻編碼器100仍舊有缺點(diǎn)。首先，當(dāng)進(jìn)行內(nèi)部預(yù)測(cè)時(shí)，內(nèi)部預(yù)測(cè)模塊102依據(jù)鄰近區(qū)塊的像素產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于一目前區(qū)塊的一預(yù)測(cè)區(qū)塊。預(yù)測(cè)區(qū)塊的像素值因此與鄰近區(qū)塊的像素值相關(guān)聯(lián)。然而，目前區(qū)塊與鄰近區(qū)塊的內(nèi)部預(yù)測(cè)模式是各自獨(dú)立決定而無(wú)關(guān)聯(lián)。因此，鄰近區(qū)塊的預(yù)測(cè)區(qū)塊與目前區(qū)塊的預(yù)測(cè)區(qū)塊通常依據(jù)不同的內(nèi)部預(yù)測(cè)模式而產(chǎn)生，導(dǎo)致鄰近區(qū)塊的預(yù)測(cè)區(qū)塊與目前區(qū)塊的預(yù)測(cè)區(qū)塊的像素值之間發(fā)生不連續(xù)。因此，需要一種進(jìn)行內(nèi)部預(yù)測(cè)的方法，可以依據(jù)鄰近區(qū)塊的內(nèi)部預(yù)測(cè)模式對(duì)目前區(qū)塊進(jìn)行內(nèi)部預(yù)測(cè)。此外，轉(zhuǎn)換模塊106僅依據(jù)一組固定的轉(zhuǎn)換系數(shù)進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)壓縮。然而，依據(jù)不同內(nèi)部預(yù)測(cè)模式產(chǎn)生的預(yù)測(cè)殘余值需要不同的轉(zhuǎn)換系數(shù)以達(dá)到最佳的轉(zhuǎn)換效果。因此，需要一種進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)壓縮的方法，可依據(jù)視頻數(shù)據(jù)不同的內(nèi)部預(yù)測(cè)模式運(yùn)用不同的轉(zhuǎn)換系數(shù)以進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種進(jìn)行內(nèi)部預(yù)測(cè)(intra-prediction)的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。首先，決定一左方區(qū)塊的第一內(nèi)部預(yù)測(cè)模式，一上方區(qū)塊的第二內(nèi)部預(yù)測(cè)模式，以及一目前區(qū)塊的第三內(nèi)部預(yù)測(cè)模式，其中該左方區(qū)塊位于該目前區(qū)塊的左方，而該上方區(qū)塊位于該目前區(qū)塊的上方。接著，自目前區(qū)塊的多個(gè)像素選取一目標(biāo)像素。接著，依據(jù)該第一內(nèi)部預(yù)測(cè)模式計(jì)算該目標(biāo)像素的一第一預(yù)測(cè)值，依據(jù)該第二內(nèi)部預(yù)測(cè)模式計(jì)算該目標(biāo)像素的一第二預(yù)測(cè)值，依據(jù)該第三內(nèi)部預(yù)測(cè)模式計(jì)算該目標(biāo)像素的一第三預(yù)測(cè)值。最后，平均該第一預(yù)測(cè)值、該第二預(yù)測(cè)值、以及該第三預(yù)測(cè)值，以得到一加權(quán)平均預(yù)測(cè)值。

本發(fā)明提供一種進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)壓縮的方法。首先，決定一目標(biāo)區(qū)塊的一內(nèi)部預(yù)測(cè)模式。接著，自多個(gè)轉(zhuǎn)換型式選取對(duì)應(yīng)于該內(nèi)部預(yù)測(cè)模式的一目標(biāo)轉(zhuǎn)換型式。取得該目標(biāo)區(qū)塊的多個(gè)預(yù)測(cè)殘余值，并依據(jù)該目標(biāo)轉(zhuǎn)換型式將多個(gè)預(yù)測(cè)殘余值轉(zhuǎn)換為多個(gè)轉(zhuǎn)換值。其中對(duì)應(yīng)于該內(nèi)部預(yù)測(cè)模式的多個(gè)轉(zhuǎn)換型式依據(jù)預(yù)測(cè)殘余值的變異數(shù)大小被分類。