[發明專利]一種多方向的幀內預測編解碼方法及裝置

有效

• 申請號: 201210546537.9
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN102984523A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 馬思偉;余琴;趙亮
• 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

本發明涉及多媒體視頻編解碼技術領域，尤其涉及一種多方向的幀內預測編解碼方法及裝置。

背景技術

在視頻序列中存在四種冗余：時域冗余，空域冗余，視覺冗余，編碼冗余。對于前兩種冗余，我們一般采用預測技術來減少這種冗余。按預測方式的不同，預測單元的預測模式可以分為幀內預測和幀間預測。其中，幀內預測是指只利用當前幀的空域信息進行預測編碼；而幀間預測則指，利用相鄰幀的時域信息進行預測編碼。一般來說，幀間預測的準確性要遠高于幀內預測，但是對于還沒有時域信息或者在時域找不到匹配塊的編碼塊而言，幀內預測就顯得尤其重要。例如，對于一個序列的第一幀，或者編碼過程中的隨機訪問點，他們不能參考時域上的信息，而只能采用當前幀的信息進行幀內預測。而且，序列第一幀或者隨機訪問點的幀的編碼性能對整個序列的編碼性能尤其重要。因為他們作為后續幀間預測的參考對象，可影響后續幀對的編碼。故準確地幀內預測技術在視頻編碼中有著十分重要的地位。

在現有已發布的視頻編碼標準中，如H.264、AVS?1.0，其幀內模式最多只有9種（8中方向預測加1種DC模式，如圖2所示），幀內預測塊的大小最大為16x16。然而在高效視頻編碼標準和下一代AVS標準AVS2.0中，編碼單元（Coding?Unit，CU）是視頻編碼的基本單元。編碼單元的采用四叉遞歸劃分模式，編碼單元最大可達64x64（如圖1（a）所示），而不再是16x16。在每個編碼單元中，做預測、變換量化、熵編碼、后處理以編碼。其中編碼單元在做預測的時候，編碼單元可以被劃分成不同大小的預測單元（Prediction?Unit，PU），預測單元是預測的基本單元。編碼單元中幀內預測單元的劃分如圖1（b）所示。幀內預測塊的尺寸最大可達64x64，最小為8x8，亦不再是以往標準中的16x16。如果在64x64的幀內預測塊中依然采用9種預測模式，預測的準確性將無法得到保證。

發明內容

為了克服現有技術結構的不足,本發明提供一種多方向的幀內預測編解碼方法及裝置。

本發明實施例公開了一種幀內預測編解碼方法，包括以下步驟：編碼端：

對于輸入的一個幀內預測單元，根據設定的幀內預測方向，選擇為執行該方向的幀內預測所需的參考像素；

使用所述參考像素對所述的預測單元，按設定的預測方向進行預測，得到預測單元的像素預測值，所述的像素預測值由所選取的參考像素進行濾波得到；

遍歷所有的預測方向，對最優的預測方向進行熵編碼；

解碼端：

采用所述編碼端熵編碼的逆過程解析幀內預測模式；

對于輸入的一個幀內預測單元，根據設定的幀內預測方向，選擇為執行該方向的幀內預測所需的參考像素；

使用所述參考像素對所述的預測單元，按設定的預測方向進行預測，得到預測單元的像素預測值，所述的像素預測值由所選取的參考像素進行濾波得到。

進一步，作為優選，將所設定的幀內預測方向通過預測單元的各個像素延長與已編碼像素的相交，延長線周圍所涉及的像素即選為參考像素。

進一步，作為優選，對一個預測單元使用33個方向預測和一個DC預測。

進一步，作為優選，所述的33個方向預測具體為將偏離水平或者垂直方向的角度劃分為8份，偏離水平或垂直方向的角度alpha=[3,7,12,18,24,31,38,45]/180*pi。

進一步，作為優選，采用1/32的方向精度，所述角度偏離水平或垂直方向的像素距離l＝[2,4,7,10,14,19,25,32]。

進一步，作為優選，采用該方向通過待預測像素位置的直線與參考像素所在直線交點周圍的3~4個像素進行濾波得到。

進一步，作為優選，所述濾波具體為：4tap插值濾波，該4tap插值濾波器系數值分別為[32-k,64-k,32+k,k]/128，其中k為待預測像素位置的直線與參考像素所在直線交點左邊或上邊的參考像素點離待預測像素位置的直線與參考像素所在直線交點的距離，k的取值范圍為[0,32]。

進一步，作為優選，當待預測像素位置的直線與參考像素所在直線交點為一個整像素的點的時候，即k為0或32，4tap的濾波器退化成一個3tap的濾波器，濾波器系數為[1,2,1]。

進一步，作為優選，所述熵編碼具體為：對所述幀內預測方向進行二值化，然后熵編碼，對幀內預測方向按出現的概率從高到低的順序排序，對概率高的方向分配較短的碼字，對出現概率低的方向分配相對較長的碼字。