[發(fā)明專利]使用多種形式的參考像素存儲(chǔ)空間的圖像壓縮方法和裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510084195.7
• 申請(qǐng)日: 2015-02-16
• 公開（公告）號(hào): CN104853211A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海天荷電子信息有限公司
• 主分類號(hào): H04N19/423
• 分類號(hào): H04N19/423;H04N19/593;H04N19/96;H04N19/70;H04N19/44
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種數(shù)字視頻壓縮編碼及解碼系統(tǒng)，特別是含計(jì)算機(jī)屏幕圖像的復(fù)合圖像和視頻的編碼及解碼的的方法和裝置。

背景技術(shù)

圖像的數(shù)字視頻信號(hào)的自然形式是圖像的序列。一幀圖像通常是由若干像素組成的矩形區(qū)域，而數(shù)字視頻信號(hào)就是由幾十幀至成千上萬幀圖像組成的視頻圖像序列，有時(shí)也簡稱為視頻序列或序列。對(duì)數(shù)字視頻信號(hào)進(jìn)行編碼就是對(duì)一幀一幀圖像進(jìn)行編碼。

在幾乎所有視頻圖像編碼的國際標(biāo)準(zhǔn)如MPEG-1/2/4，H.264/AVC以及最新國際視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)HEVC（High?Efficiency?Video?Coding）中，對(duì)一幀圖像進(jìn)行編碼（以及相應(yīng)的解碼）時(shí)，把一幀圖像劃分成若干塊MxM像素的子圖像，稱為“編碼單元（Coding?Unit簡稱CU）”，以CU為基本編碼單位，對(duì)子圖像一塊一塊進(jìn)行編碼。常用的M的大小是8，16，32，64。因此，對(duì)一個(gè)視頻圖像序列進(jìn)行編碼就是對(duì)各幀的各個(gè)編碼單元依次進(jìn)行編碼。同樣，解碼時(shí)也是對(duì)各幀的各個(gè)編碼單元按照同樣的順序依次進(jìn)行解碼，最終重構(gòu)出整個(gè)視頻圖像序列。

為適應(yīng)一幀圖像內(nèi)各部分圖像內(nèi)容與性質(zhì)的不同，有針對(duì)性地進(jìn)行最有效的編碼，一幀圖像內(nèi)各CU的大小可以是不同的，有的是8x8，有的是64x64，等等。為了使不同大小的CU能夠無縫拼接起來，一幀圖像總是先劃分成大小完全相同具有NxN像素的“最大編碼單元（Largest?Coding?Unit簡稱LCU）”，然后每個(gè)LCU再進(jìn)一步劃分成樹狀結(jié)構(gòu)的多個(gè)大小不一定相同的CU。因此，LCU也稱為“編碼樹單元（Coding?Tree?Unit簡稱CTU）”。例如，一幀圖像先劃分成大小完全相同的64x64像素的LCU（N＝64）。其中某個(gè)LCU由3個(gè)32x32像素的CU和4個(gè)16x16像素的CU構(gòu)成，這樣7個(gè)成樹狀結(jié)構(gòu)的CU構(gòu)成一個(gè)CTU。而另一個(gè)LCU由2個(gè)32x32像素的CU、3個(gè)16x16像素的CU和20個(gè)8x8像素的CU構(gòu)成。這樣25個(gè)成樹狀結(jié)構(gòu)的CU構(gòu)成另一個(gè)CTU。對(duì)一幀圖像進(jìn)行編碼，就是依次對(duì)一個(gè)一個(gè)CTU中的一個(gè)一個(gè)CU進(jìn)行編碼。在任一時(shí)刻，正在編碼中的CU稱為當(dāng)前編碼CU。對(duì)一幀圖像進(jìn)行解碼，也是按照同樣的順序依次對(duì)一個(gè)一個(gè)CTU中的一個(gè)一個(gè)CU進(jìn)行解碼。在任一時(shí)刻，正在解碼中的CU稱為當(dāng)前解碼CU。當(dāng)前編碼CU或當(dāng)前解碼CU都通常為當(dāng)前CU。

在以MPEG-1/2/4，H.264/AVC以及HEVC等為代表的現(xiàn)有技術(shù)中，為了提高編碼效率，通常還將一個(gè)CU進(jìn)一步劃分成更小的子區(qū)域。所述子區(qū)域包括但不限于：預(yù)測(cè)單元（PU），變換單元（TU），不對(duì)稱劃分（AMP）的區(qū)域，宏塊，塊，微塊，條（寬度或高度為一個(gè)像素或一個(gè)像素分量的區(qū)域），可變大小的矩形區(qū)域，可變大小的像素串（段）或像素分量串（段）或像素索引串（段）。對(duì)一個(gè)CU進(jìn)行編碼（以及相應(yīng)的解碼）就是對(duì)一個(gè)一個(gè)子區(qū)域進(jìn)行編碼（以及相應(yīng)的解碼）。在編碼中，子區(qū)域稱為編碼子區(qū)域，而在解碼中，子區(qū)域稱為解碼子區(qū)域。編碼子區(qū)域和解碼子區(qū)域統(tǒng)稱為編解碼子區(qū)域。在現(xiàn)有技術(shù)中，所述子區(qū)域（特別是預(yù)測(cè)單元，變換單元，不對(duì)稱劃分的區(qū)域，宏塊，塊，微塊，條的情形）常稱為“塊”。所以，編碼子區(qū)域和解碼子區(qū)域在很多情況下常分別稱為編碼塊和解碼塊，統(tǒng)稱為編解碼塊。

一個(gè)彩色像素有3個(gè)分量（component）組成。最常用的兩種像素色彩格式（pixel?color?format）是由綠色分量、藍(lán)色分量、紅色分量組成的GBR色彩格式和由一個(gè)亮度（luma）分量及兩個(gè)色度（chroma）分量組成的通稱YUV色彩格式如YCbCr色彩格式。因此，對(duì)一個(gè)子區(qū)域進(jìn)行編碼時(shí)，可以把一個(gè)子區(qū)域分成3個(gè)分量平面（G平面、B平面、R平面或Y平面、U平面、V平面），對(duì)3個(gè)分量平面分別進(jìn)行編碼；也可以把一個(gè)像素的3個(gè)分量捆綁組合成一個(gè)3元組，對(duì)由這些3元組組成的子區(qū)域整體進(jìn)行編碼。前一種像素及其分量的排列方式稱為圖像（及其子區(qū)域）的平面格式（planar?format），而后一種像素及其分量的排列方式稱為圖像（及其子區(qū)域）的疊包格式（packed?format）。

以像素的GBR色彩格式p[x][y]＝{g[x][y],?b[x][y],?r[x][y]}為例，一種平面格式的排列方式是先排列寬度為W個(gè)像素高度為H個(gè)像素的一幀圖像（或者一個(gè)CU）的所有WxH個(gè)G分量，然后排列所有WxH個(gè)B分量，最后排列所有WxH個(gè)R分量：

g[1][1],g[2][1],…,g[W-1][1],g[W][1],