[發明專利]一種基于時空域預測的幀間圖像并行編碼方法

有效

• 申請號: 202111053623.1
• 申請日: 2021-09-09
• 公開（公告）號: CN113507609B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 蔣先濤;蔡佩華;張紀莊;郭詠梅;郭詠陽
• 申請（專利權）人: 康達洲際醫療器械有限公司
• 主分類號: H04N19/176
• 分類號: H04N19/176;H04N19/52
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務所(特殊普通合伙) 33243
• 代理人: 龍洋

本發明公開了一種基于時空域預測的幀間圖像并行編碼方法，涉及圖像處理技術領域，包括步驟：根據數據壓縮需求設置空域可靠性閾值和時域可靠性閾值，并獲取當前幀圖像編碼塊組的運動矢量候選列表；根據當前幀圖像的運動方向分別進行空域可靠性參數和時域可靠性參數的獲取；根據空域可靠性參數和時域可靠性參數的比例，以及它們與空域可靠性閾值和時域可靠性閾值的大小關系，選取當前編碼塊中更為合適的運動矢量作為并行區域內所有編碼塊的共享運動矢量；根據各編碼塊共享后的運動矢量集，進行編碼塊組內編碼塊的并行編碼。本發明通過編碼塊深度的下潛，降低并行編碼時所需處理圖像的紋理復雜度，使編碼塊在低比特率損失的同時實現并行編碼。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，具體涉及一種基于時空域預測的幀間圖像并行編碼方法。

背景技術

運動估計是一個對視頻連續幀圖像編碼過程中普遍采用的技術，如MPEG-2、MPEG-4、H.264/AVC、H.265/HEVC，而且它也是視頻編碼中非常關鍵的技術，占據了一半的編碼時間。在過去，很多運動估計算法和架構對高清、超高清的視頻應用不太適用，因此，為了實現高時效性的編碼環境，要對當前的運動估計算法和架構進行優化，而并行處理就是一個可行的方案。然而，目前HEVC只支持片（slice）層次的并行，對于編碼塊（CU）級別的并行并沒有很好地支持。

之所以目前的HEVC不能夠實現編碼塊級別的并行處理，是因為HEVC中各編碼塊之間存在依賴性，HEVC正是通過編碼塊之間的相互依賴性來去除冗余的信息。具體來說，HEVC的幀間預測過程中，是通過高級運動矢量預測（AMVP）技術尋找搜索中心，然后去尋找最佳匹配塊。AMVP技術就是利用周圍相鄰編碼塊可用的運動向量（MV）去預測搜索中心，在一個編碼塊內，當前編碼塊的MV可以由它的相鄰編碼塊的信息預測得到。而只有在相鄰編碼塊被編碼完成后，當前編碼塊才能夠進行編碼，所以很難將當前編碼塊和它的相鄰編碼塊同步的進行并行編碼。因此，如果要在編碼塊之間進行并行編碼，編碼塊之間的相互依賴性必須要消除。

發明內容

為了消除編碼塊之間的依賴性，提高幀間圖像壓縮編碼過程中時效性，本發明提出了一種基于時空域預測的幀間圖像并行編碼方法，所述并行編碼為編碼塊組內各編碼塊的并行編碼，各編碼塊中含有部分已知運動矢量和部分未知運動矢量，并行編碼主要包括步驟：

S1：根據數據壓縮需求設置空域可靠性閾值和時域可靠性閾值，并獲取當前幀圖像編碼塊組的運動矢量候選列表，所述運動矢量候選列表包括空域候選列表和時域候選列表；

S2：根據當前幀圖像的運動方向，提取空域候選列表中編碼塊組在運動方向處方向邊角以及與方向邊角相鄰兩個邊角上的空域運動矢量；

S3：根據當前編碼塊的深度以及所提取空域運動矢量之間在水平方向的差值進行基于深度縮放下的空域可靠性參數的獲取；

S4：根據編碼塊組方向邊角對角處的時域運動矢量，提取當前幀和上一幀時域候選列表中在當前編碼塊方向邊角對角處的時域運動矢量；

S5：根據當前編碼塊的深度以及所提取時域運動矢量水平分量和垂直分量之間的差值進行基于深度縮放下的時域可靠性參數的獲取；

S6：判斷空域可靠性參數是否小于空域可靠性閾值，以及時域可靠性參數是否小于時域可靠性閾值，若是，進入下一步驟，若否，在當前編碼塊深度大于預設閥值前，進入下一深度下的編碼塊并返回步驟S2；

S7：判斷空域可靠性參數是否大于等于預設比例的時域可靠性參數，若是，當前編碼塊并行區域內所有編碼塊共享當前編碼塊已知的時域運動矢量，若否，當前編碼塊并行區域內所有編碼塊共享當前編碼塊已知的空域運動矢量；

S8：根據各編碼塊共享后的運動矢量集，進行編碼塊組內編碼塊的并行編碼。

進一步地，所述步驟S6中，若判斷為否，且當前編碼塊深度大于預設閥值時，進入步驟S8。