[發(fā)明專利]一種基于紋理角度預(yù)測(cè)模式的HEVC幀內(nèi)編碼幀差錯(cuò)掩蓋方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710422719.8
• 申請(qǐng)日: 2017-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN107277549B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡棟;范光賓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04N19/593
• 分類號(hào): H04N19/593;H04N19/61;H04N19/103;H04N19/176;H04N19/154
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 李吉寬

本發(fā)明公開了一種基于紋理角度預(yù)測(cè)模式的HEVC幀內(nèi)編碼幀差錯(cuò)掩蓋方法，具體涉及一種在HEVC編碼標(biāo)準(zhǔn)解碼端，針對(duì)HEVC碼流在傳輸過程中可能出現(xiàn)的差錯(cuò)，一種以最大編碼單元(LCU)為對(duì)象的、基于紋理角度預(yù)測(cè)模式的HEVC幀內(nèi)編碼幀差錯(cuò)掩蓋方法。本方法利用幀內(nèi)編碼模式的空域相關(guān)性，首先將丟失LCU分為左上、右上、右下、左下四部分，然后每一部分根據(jù)相鄰的正確接收塊的深度，推測(cè)出該部分合理的劃分；在該劃分模式下，參考相鄰塊的紋理角度模式，對(duì)丟失LCU每個(gè)劃分塊進(jìn)行紋理角度模式判別，并以此紋理角度模式按照幀內(nèi)預(yù)測(cè)的方式進(jìn)行差錯(cuò)掩蓋，如此進(jìn)行直至掩蓋完整個(gè)丟失LCU。實(shí)驗(yàn)表明本發(fā)明方法相比使用線性內(nèi)插方法進(jìn)行差錯(cuò)掩蓋能夠有效提高HEVC掩蓋質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于視頻編碼技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及在HEVC編碼標(biāo)準(zhǔn)解碼端針對(duì)HEVC碼流在傳輸過程中可能出現(xiàn)的差錯(cuò)，以最大編碼單元LCU(Largest Coding Unit,LCU)為對(duì)象的、基于紋理角度預(yù)測(cè)模式的HEVC幀內(nèi)編碼幀差錯(cuò)掩蓋方法。

背景技術(shù)

高效視頻編碼(High Efficiency Video Coding,HEVC)是ITU和ISO共同制定的新一代視頻編碼國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，在未來的高清和超高清視頻應(yīng)用中具有廣闊的前景。HEVC在編碼原理及基本結(jié)構(gòu)方面和前一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)H.264/AVC基本一致，即預(yù)測(cè)加變換的分塊混合編碼方式，但幾乎在每一個(gè)編碼環(huán)節(jié)上都采取了相應(yīng)的改進(jìn)措施，使得總體編碼效率比H.264/AVC提高了一倍。然而，在編碼效率提高的同時(shí)，與H.264/AVC碼流信號(hào)相比，HEVC碼流對(duì)差錯(cuò)的抗干擾能力卻更加脆弱，一個(gè)比特的錯(cuò)誤意味著更多信息的丟失，而且往往會(huì)影響后續(xù)碼流的正確解碼，從而嚴(yán)重降低圖像觀賞質(zhì)量。因此，在傳輸HEVC視頻碼流時(shí)，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)牟铄e(cuò)控制機(jī)制，以使差錯(cuò)的影響降到最小，最大程度保證視頻的解碼質(zhì)量。

基于解碼端處理的差錯(cuò)掩蓋技術(shù)，是利用已正確解碼的圖像信息對(duì)錯(cuò)傳部分進(jìn)行估計(jì)和替換，從而改善重建圖像觀賞效果的技術(shù)。由于不需要再?gòu)木幋a端獲得額外的信息，從而不會(huì)消耗額外的帶寬，不會(huì)帶來時(shí)延和其他的編碼冗余消耗，因此是一種非常有效的抵御傳輸差錯(cuò)影響的技術(shù)，并受到很大的關(guān)注。

HEVC編碼中，幀內(nèi)編碼幀是編碼圖像組中重要的參考幀，其質(zhì)量會(huì)影響后續(xù)預(yù)測(cè)重建幀的質(zhì)量。因此，對(duì)于幀內(nèi)編碼幀的差錯(cuò)掩蓋是HEVC差錯(cuò)掩蓋中不可或缺的技術(shù)。雙線性差值法(Bi-linear Interpolation，BI)以其實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，是一種常用的幀內(nèi)編碼幀差錯(cuò)掩蓋技術(shù)。前一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H.264/AVC參考軟件JM中，幀內(nèi)差錯(cuò)掩蓋就采用了BI方法。

HEVC編碼以LCU為基本單位分割圖像幀、作為最大編碼單元，類似于H.264/AVC中MB的概念，但LCU尺寸為64×64，是MB大小的16倍，這就意味著HEVC塊丟失會(huì)涉及到更多的圖像像素。在這種情況下，將LCU作為基本單元進(jìn)行差錯(cuò)掩蓋時(shí)，如果直接使用BI方法，則由于丟失塊(LCU)大部分丟失的像素離正確接收的像素距離更遠(yuǎn)，就會(huì)使得掩蓋效果大打折扣。

為了得到良好的差錯(cuò)掩蓋性能，需要結(jié)合出錯(cuò)幀的編碼模式進(jìn)行針對(duì)性的處理。由于HEVC幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼針對(duì)圖像紋理使用了相比于H.264/AVC更多的幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式，具體而言，亮度分量支持33種紋理角度模式、DC模式以及Planar模式共35種，使得劃分的紋理角度更加精確，也為差錯(cuò)掩蓋提供了提升掩蓋質(zhì)量的可能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)上述分析中直接使用BI方法存在的不足，研究以LCU為單位進(jìn)行HEVC差錯(cuò)掩蓋的方法，提出一種基于紋理角度預(yù)測(cè)模式的方法完成HEVC幀內(nèi)差錯(cuò)的掩蓋。該方法利用了幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式的空域相關(guān)性，參考丟失LCU周圍正確接收塊的編碼信息，對(duì)當(dāng)前丟失LCU的劃分模式及紋理角度模式進(jìn)行合理推測(cè)，并用來進(jìn)行差錯(cuò)掩蓋，從而提高掩蓋質(zhì)量。

為此，本發(fā)明采用的解決方案是一種基于紋理角度預(yù)測(cè)模式的HEVC幀內(nèi)編碼幀差錯(cuò)掩蓋方法，具體包括以下步驟：

步驟A：完成對(duì)丟失LCU的檢測(cè)及定位；