[發明專利]預測殘差塊的重排序、逆重排序方法及系統

無效

• 申請號: 201010232113.6
• 申請日: 2010-07-15
• 公開（公告）號: CN101895757A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 高文;趙欣;張莉;馬思偉
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/32
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 毛燕生

技術領域

本發明涉及一種視頻編碼方法，特別涉及一種預測殘差塊的重排序、逆重排序方法及系統。

背景技術

新一代的視頻編碼標準H.264/AVC在已有的視頻編碼標準的框架之下，實現了編碼效率的大幅度提高，成為今后視頻信息壓縮格式的主流標準。

在視頻編碼器中，視頻數據首先被劃分為若干個16×16大小的塊，其中每一個16×16大小的塊被稱為宏塊(Macroblock)，視頻編碼的過程以宏塊(Macroblock)為單位進行。在編碼器編碼一個宏塊的過程當中，會進一步將宏塊劃分為多個更小的單元，比如16個4×4的塊，如圖1所示，或者4個8×8的塊等。以H.264/AVC中4×4塊的幀內編碼為例，如圖2所示，編碼器首先利用每個4×4塊周圍的像素(A～L，Q，圖2左)根據某個預測方向(圖2右)生成一個4×4大小的預測塊(Predicted?block)，然后將4×4塊與這個預測塊逐個像素求差值，得到一個4×4大小的殘差塊(Residual?block)，殘差塊中的16個元素稱之為殘差采樣(Residual?sample)值。由于不同的預測方向對應的殘差的統計特性有所不同，近年來，有研究者提出模式相關的方向變換，即對不同的預測方向，采用不同的變換函數，在此基礎之上，又有研究者進一步提出率失真最優變換，即每個預測方向有若干個待選的變換函數，在編碼過程中，編碼器會針對每個殘差塊分別選擇對應的性能最優的變換函數。這些方法顯著地提高了H.264/AVC幀內編碼的性能，但同時也提高了編碼器和解碼器的復雜度，一個主要的方面就是變換函數數量的顯著增加導致更高的編解碼器的存儲復雜度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種預測殘差塊的重排序、逆重排序方法及系統，以降低了編解碼器的存儲復雜度。

第一方面，本發明公開了一種視頻編碼過程中的預測殘差塊的重排序方法，包括：根據統計得到的預測殘差塊的幅度分布，設置預測殘差塊的重排序方法，并且所有可能的預測殘差塊的重排序方法為兩種或兩種以上；根據設置重排序方法步驟中得到的殘差塊的重排序方法，在對殘差塊進行變換之前，對殘差塊內的殘差值進行重排序。

第二方面，本發明公開了一種視頻編碼過程中的預測殘差塊的重排序系統，包括：設置重排序方法模塊和重排序模塊。其中，設置重排序方法模塊，用于根據統計得到的預測殘差塊的幅度分布，設置預測殘差塊的重排序方法，并且所有可能的預測殘差塊的重排序方法為兩種或兩種以上；重排序模塊，用于根據設置重排序方法步驟中得到的殘差塊的重排序方法，在對殘差塊進行變換之前，對殘差塊內的殘差值進行重排序。

第三方面，本發明公開了一種視頻編碼的重構過程中的預測殘差塊的逆重排序方法，包括：根據編碼過程中所選用的重排序方法，設置重構過程中的逆重排序方法；對反變換之后得到的殘差塊中的殘差值進行逆重排序，使之恢復重排序之前的排列順序，逆重排序的方法為設置重排序方法步驟中得到的逆重排序方法。

第四方面，本發明公開了一種視頻編碼的重構過程中的預測殘差塊的逆重排序系統，包括：設置逆重排序方法模塊和逆重排序模塊，其中，設置逆重排序方法模塊，用于根據編碼過程中所選用的重排序方法，設置重構過程中的逆重排序方法；逆重排序模塊，用于對反變換之后得到的殘差塊中的殘差值進行逆重排序，使之恢復重排序之前的排列順序，逆重排序的方法為設置重排序方法模塊中得到的逆重排序方法。

第五方面，本發明公開了一種視頻解碼中預測殘差塊的逆重排序方法，包括：根據解碼得到的信息，設置殘差塊內殘差值的逆重排序方法；在解碼過程中，對反變換之后得到的殘差塊中的殘差值進行逆重排序，逆重排序的方法由設置逆重排序方法步驟得到。

第六方面，本發明公開了一種視頻解碼中預測殘差塊的逆重排序系統，包括：設置逆重排序方法模塊和逆重排序模塊。其中，設置逆重排序方法模塊用于根據解碼得到的信息，設置殘差塊內殘差值的逆重排序方法；逆重排序模塊用于在解碼過程中，對反變換之后得到的殘差塊中的殘差值進行逆重排序，逆重排序的方法由設置逆重排序方法模塊得到。

相對于現有技術而言，本發明通過在空域對殘差塊內的殘差采樣值進行重排序，使得不同模式的殘差統計特性近似相同，從而可以僅使用少量的變換函數實現與模式相關變換近似的性能，同時降低了編解碼器的存儲復雜度。

附圖說明

圖1是本發明一種視頻編碼中預測殘差的重排序方法實施例的步驟流程圖；

圖2是將單個宏塊劃分為16個4×4的塊的示意圖。

圖3是H.264/AVC中4×4塊的幀內預測示意圖。