[發(fā)明專利]幀內(nèi)預(yù)測及去塊濾波方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410805968.1
• 申請日: 2014-12-22
• 公開（公告）號: CN105791865B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韋磊;李秋生;郭闖;徐威;劉少君;嚴(yán)東;趙天成;梁立偉;劉強(qiáng);于培松;李成功;何銀環(huán);林彬
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇省電力公司南京供電公司;深圳中興力維技術(shù)有限公司
• 主分類號: H04N19/61
• 分類號: H04N19/61;H04N19/86
• 代理公司: 44287 深圳市世紀(jì)恒程知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 胡海國

本發(fā)明公開了一種幀內(nèi)預(yù)測及去塊濾波方法，在編碼端，在變換單元TU完成變換量化和反量化反變換后，計(jì)算得到當(dāng)前變換單元TU或當(dāng)前編碼單元CU的重建圖像；對所述重建圖像包含的縱向邊界進(jìn)行水平去塊濾波處理，之后依據(jù)所述對縱向邊界進(jìn)行水平去塊濾波處理過的重建圖像進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測。采用本發(fā)明，能夠提高視頻編碼中幀內(nèi)預(yù)測的準(zhǔn)確性，從而進(jìn)一步提高編碼壓縮率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于視頻編解碼領(lǐng)域，具體而言，涉及一種幀內(nèi)預(yù)測及去塊濾波方法。

背景技術(shù)

H.264標(biāo)準(zhǔn)引入幀內(nèi)預(yù)測和去塊濾波兩個功能，幀內(nèi)預(yù)測是利用臨近塊的像素來預(yù)測當(dāng)前塊，以更好的消除單幀圖像內(nèi)的空間冗余，這樣只需要對預(yù)測塊和當(dāng)前塊的殘差進(jìn)行編碼。當(dāng)一個宏塊采用幀內(nèi)預(yù)測模式編碼時，利用先前已經(jīng)編碼并重構(gòu)、但未進(jìn)行去塊濾波的塊構(gòu)造一個預(yù)測塊P。對于亮度分量，可以為每個4*4、8*8塊或者16*16宏塊創(chuàng)建預(yù)測塊P。在H.264標(biāo)準(zhǔn)中，如圖1所示，利用相鄰塊中已經(jīng)解碼的13個樣本點(diǎn)(A～L和Q)中的幾個或者所有的點(diǎn)，來預(yù)測當(dāng)前4×4亮度塊中的樣本點(diǎn)(a～p)。選擇9種預(yù)測模式中效果最好的一種，作為該塊的最佳預(yù)測模式，其中這9種預(yù)測模式包括：模式2的DC預(yù)測(均值預(yù)測)和8種方向預(yù)測，如圖2所示。這些方向預(yù)測模式對有方向的紋理結(jié)構(gòu)能夠很好的進(jìn)行預(yù)測，比如不同角度的物體邊緣。

去塊濾波是用于消除編解碼器反量化后圖像出現(xiàn)的方塊效應(yīng)。其產(chǎn)生方塊效應(yīng)的原因有兩個，其中最重要的一個原因在于：基于塊的幀內(nèi)和幀間預(yù)測殘差的DCT變換(Discrete Cosine Transform，離散余弦變換)量化，造成反量化恢復(fù)系數(shù)帶有誤差；第二個原因來自于基于塊的運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測，運(yùn)動補(bǔ)償塊的匹配不可能是絕對準(zhǔn)確的，會在補(bǔ)償塊邊界上產(chǎn)生不連續(xù)。對每個編碼圖像的濾波運(yùn)算必須按規(guī)定順序進(jìn)行。如圖3所示，H.264的濾波是基于宏塊基礎(chǔ)上的，先對垂直邊界進(jìn)行水平濾波，再對水平邊界進(jìn)行垂直濾波，對宏塊的兩個方向的濾波都完成后，才能進(jìn)行后面宏塊的濾波。其中，對圖像中宏塊的濾波按光柵掃描方式進(jìn)行。如果宏塊邊界同時也是圖像邊界的話，此邊界不需要進(jìn)行濾波。

在濾波方塊效應(yīng)時，應(yīng)該先判斷該邊界是圖像真實(shí)邊界還是方塊效應(yīng)所形成的邊界(假邊界)。具體處理時，對真實(shí)邊界不進(jìn)行濾波處理，而對假邊界則要根據(jù)周圍圖像塊的性質(zhì)和編碼方法采用不同強(qiáng)度的濾波。為了保持圖像的逼真度，要區(qū)分圖像真實(shí)邊界和虛假邊界，濾除假邊界以不致被看出的同時保持圖像真實(shí)邊界不被濾波。為了區(qū)分這兩種情況，如圖4和圖5所示，H.264定義兩個相鄰4×4塊邊界兩邊的樣點(diǎn)值p₃、p₂、p₁、p₀、q₀、q₁、q₂、q₃，兩塊的真實(shí)邊界在p₀和q₀之間。

在新一代視頻編碼國際標(biāo)準(zhǔn)H.265中，其繼續(xù)使用了幀內(nèi)預(yù)測和去塊濾波兩個編碼工具。其中幀內(nèi)預(yù)測依然是利用臨近塊的像素來預(yù)測當(dāng)前預(yù)測單元，當(dāng)一個預(yù)測單元PU(Prediction Unit)是采用幀內(nèi)模式編碼時，利用先前已經(jīng)編碼并重構(gòu)、但未進(jìn)行去塊濾波的單元構(gòu)造一個預(yù)測單元P。對于亮度分量，可以為每個4*4、8*8、16*16、32*32或者64*64的預(yù)測單元創(chuàng)建預(yù)測單元P。在H.265標(biāo)準(zhǔn)中，利用相鄰塊中已經(jīng)解碼的樣本點(diǎn)的幾個或者所有的點(diǎn)，來預(yù)測當(dāng)前的亮度樣本點(diǎn)，如圖6所示。選擇預(yù)測模式中效果最好的一種，作為該塊的最佳預(yù)測模式，預(yù)測模式包括：模式0的Planar預(yù)測、模式1的DC預(yù)測和31種方向預(yù)測，如圖7所示。