[發明專利]一種混合視頻編碼標準中幀間預測方法

有效

• 申請號: 201510415613.6
• 申請日: 2015-07-15
• 公開（公告）號: CN104935938B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 范曉鵬;張娜;趙德斌
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H04N19/51
• 分類號: H04N19/51;H04N19/503;H04N19/56
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 楊立超

技術領域

本發明涉及一種混合視頻編碼標準中幀間預測方法。

背景技術

隨著人們對視頻顯示質量要求的提高，高清和超高清視頻等新視頻應用形式應運而生。在這種高分辨率高質量視頻欣賞應用越來越廣泛的情況下，如何增強視頻壓縮效率變得至關重要。

圖像與視頻在數字化過程中，產生了大量的數據冗余，這使得視頻壓縮技術成為了可能。一般而言，冗余類型至少包括空間冗余、時間冗余、信息熵冗余。對于時間冗余的消除，一般采用基于預測的方法，即幀間預測編碼。其基本思想是從已編碼的相鄰幀中找到當前塊最匹配的塊，只需將殘差和與運動矢量傳給解碼端即可，有效地降低了視頻編碼中的時域冗余。由于現有的視頻編碼標準采用的是基于平移運動模型的塊匹配運動估計，它假設一個塊中的所有像素點都經歷相同的運動，即使是目前最先進的HEVC編碼標準，也無法對非平移運動的場景進行精確的描述。

為了克服塊匹配算法的缺點，Ouseb Lee,Yao Wang,“Motion-Compensated Prediction Using Nodal-Based Deformable Block Matching,”Journal of Visual Communication and Image Representation,vol.6,no.1,pp.26-34,Mar.1995提議使用基于節點的變形模型，它假設一個塊的給定數目的控制節點可以自由移動，塊內任意一點的MV可以通過控制節點的MV插值出來。該方法對初始值比較敏感，并且需要大量的計算。

Yao Wang,J.Ostermann,“Comparison of Block-Based and Mesh-Based Motion Estimation Algorithms,”IEEE International Symposium on Circuits and Systems,vol.2,pp.1157-1160,Jun.1997曾指出當存在非平移運動(比如頭部旋轉)的時候基于網格的模型比基于塊的模型預測效果好。然而，當一個塊包含多個朝不同方向運動的物體的時候，這兩個模型的預測效果都不好。

為了更好地模擬復雜運動，Roman C.Kordasiewicz,Michael D.Gallant,and Shahram Shirani,“Affine Motion Prediction Based on Translational Motion Vectors,”IEEE Trans.Circuits Syst.Video Technol.,vol.17,no.10,pp.1388-1394,Oct.2007提出一個基于平移運動矢量的仿射運動場預測，它處于模式決策和運動估計之后，作為一個后處理步驟。

為了更好地描述復雜運動，A.Glantz,M.Tok,A.Krutz,and T.Sikora,“A block adaptive skip mode for inter prediction based on parametric motion models,”IEEE International Conference on Image Processing,pp.1201-1204,Sept.2011提出一個基于高階參數運動模型的參數化skip模式。

與以前提出的方法不同的是，我們的方案在處理變形運動的時候不需要編碼運動參數而是利用相鄰已編碼塊的運動信息來獲取當前變形塊的運動信息，并且可以在多個預測模型中選擇一個最優的預測模型。

發明內容

本發明的目的是為了有效地處理視頻序列中存在的變形運動，而提出一種混合視頻編碼標準中幀間預測方法，以進一步提升視頻的編碼性能。

本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是：

一種混合視頻編碼標準中幀間預測方法，所述預測方法用于描述視頻序列中存在的變形運動，所述預測方法用于merge模式、skip模式或inter模式中；

所述預測方法的實現過程為：

步驟一：獲取當前編碼塊的周圍若干個相鄰已編碼塊的運動信息，當前編碼塊的尺寸為W*H，W為當前編碼塊的寬，H為當前編碼塊的高；所述運動信息包括參考索引和運動矢量；周圍若干個相鄰已編碼塊稱為鄰近編碼塊；

步驟二：根據步驟一獲取的鄰近編碼塊的參考索引獲取當前編碼塊中每個劃分單元的參考索引；