[發明專利]用于視頻編碼器中的計算有效的幀內模式預測的設備和方法

無效

• 申請號: 200980125042.5
• 申請日: 2009-04-21
• 公開（公告）號: CN102077598A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 周建;孔豪松
• 申請（專利權）人: 豪威科技有限公司
• 主分類號: H04N7/34
• 分類號: H04N7/34;H04N7/32
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 戴建波

相關申請

本申請要求2008年4月30日提交的名稱為“ApparatusAnd?Method?For?Computationally?Efficient?Intra?Mode?Prediction?In?AVideo?Coder”的美國專利申請No.：12/113,202的優先權，該美國專利申請的公開在此以參考的方式并入。

背景技術

數字視頻編碼技術使得組成數字視頻序列的大量可視化數據的有效存儲和傳輸成為可能。隨著國際數字視頻編碼標準的發展，數字視頻目前已在從視頻會議和DVD至數字TV、移動視頻、和因特網視頻流和共享的大量應用中變得普通。數字視頻編碼標準提供世界性地刺激數字視頻應用的增長所需的互用性和靈活性。

目前，負責開發和實現數字視頻編碼標準的兩個國際組織為：在國際電信聯盟-電信標準局(“ITU-T”)授權下的視頻編碼專家組以及在國際標準組織(“ISO”)與國際電工委員會(“IEC”)授權下的運動圖像專家組(“MPEG”)。ITU-T已開發了H.26x(例如H.261、H.263)系列視頻編碼標準，而ISO/IEC已開發了MPEG-x(例如MPEG-1、MPEG-4)系列視頻編碼標準。H.26x標準主要設計用于諸如視頻會議和視頻電話的實時視頻通信應用，而MPEG標準則設計用于解決視頻存儲、視頻廣播、和視屏流應用的需求。

ITU-T和ISO/IEC還共同開發高性能、高質量視頻編碼標準，包括先前的H.262(或MPEG-2)和新近的H.264(或MPEG-4Part10/AVC)標準。在2003年采用的H.264視頻編碼標準以明顯比先前的視屏編碼標準低的比特率(達到50％)而提供高的視頻質量。H.264標準提供了足夠的適用于各種應用的靈活性，包括低的和高的比特率應用以及低的和高的分辨率應用。新應用可在現有和將來網絡上開發出來。

H.264視頻解碼標準在與其它現有的視頻編碼標準共享共有特征的同時，也具有與這些其它現有標準相區別的許多優點。圖1顯示了H.264的基本視頻編碼結構。H.264視頻編碼器100將數字視頻序列的各視頻幀分成16×16像素塊(稱為“宏塊”)，使得能以塊級進行幀的處理。

各宏塊可利用來自其當前視頻幀的信息編碼成幀內編碼宏塊，或利用來自其先前幀的信息編碼成幀間編碼宏塊。對幀內編碼宏塊進行編碼，以便通過變化、量化、和熵(或可變長度)編碼(或稱亂度編碼)，而充分利用在給定的視頻幀內存在的空間性冗余。對幀內編碼宏塊進行編碼，以充分利用連續的幀中在宏塊之間存在的臨時性冗余，這樣，僅需要對連續幀之間的變化進行編碼。這可通過運動估計和補償而予以實現。

為了提高用于幀內編碼宏塊的幀內編碼過程的效率，通過利用幀內預測105充分利用在給定的幀中相鄰的宏塊之間的空間相關性。由于給定的幀中相鄰的宏塊傾向于具有相似的可視化特性，所以可從已編碼的周圍宏塊預測幀中給定的宏塊；然后，對給定的宏塊與其預測之間的差異進行編碼，這與對給定的宏塊直接編碼比較起來產生表示該給定的宏塊的較少的位(比特，比特)。圖2中示出了更詳細地顯示了幀內預測的方框圖200。

可對整個16×16的宏塊進行幀內預測，或者可對16×16的宏塊內各4×4的塊進行幀內預測。這兩種不同的預測類型分別由“Intra_16×16”和“Intra_4×4”表示。Intra_16×16模式更適于編碼視頻幀非常平滑的區域，而Inta_4×4模式更適于編碼具有重要細節的視頻幀的區域。

在Intra_4×4模式中，如圖3A-3B所示，從空間相鄰的樣本預測各4×4的塊。利用標記為“A-Q”的相鄰塊中在先解碼的即重構的樣本，預測標記為“a-p”的4×4的塊300的16個樣本。也就是說，從相鄰塊A310、B315、C320和D325的重構像素來預測塊X305。具體地，可以利用位于被預測塊之上方的和左側的塊中的數據，進行幀內預測，例如，通過取得在被預測塊之上方的和左側的塊的右下方像素、在被預測塊之上方的塊的下面行的像素、在被預測塊之上方的和右側的塊的下面行的像素、以及在被預測塊值左側的塊的右側列的像素，進行預測。

對于宏塊中的各4×4的塊，可使用由H.264視頻編碼標準限定的九種預測模式中的一種。圖4顯示了九種預測模式400。除“DC”預測模式(模式2)之外，指定了八種方向預測模式。這些模式適于預測視頻幀中的方向結構，例如各種角度的邊緣。