[發明專利]一種空間可分級視頻編碼方法及解碼方法

在審

• 申請號: 202111193953.0
• 申請日: 2021-10-13
• 公開（公告）號: CN114051137A
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 李國平;王國中;范濤;侯世維;商習武;方中華;沈怡君
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: H04N19/105
• 分類號: H04N19/105;H04N19/119
• 代理公司: 上海唯智贏專利代理事務所(普通合伙) 31293
• 代理人: 姜曉艷

1.一種空間可分級視頻編碼方法，其特征在于：以視頻圖像中的各幀圖像作為原始圖像，將原始圖像采用下采樣方法得到各級增強層圖像和基本層圖像，其中，基本層圖像為最下層，其他層為增強層圖像；對基本層圖像采用已有視頻編碼標準進行編碼，輸出基本層編碼數據流，然后，采用圖像超分技術和圖像復原技術，計算當前增強層圖像編碼時需要的兩個參考圖像，從下至上逐一對各級增強層圖像進行編碼，輸出各級增強層編碼數據流，逐幀完成視頻圖像的編碼。

2.根據權利要求1所述的空間可分級視頻編碼方法，其特征在于：所述兩個參考圖像分別定義為第一參考圖像和第二參考圖像，通過對下一級的編碼重建圖像進行基于深度學習的視頻圖像超分處理，獲得與當前增強層圖像的分辨率相同的超分圖像即為第一參考圖像；

將當前增強層圖像所在幀之前的一幀或者多幀對應的增強層的編碼重建圖像與第一參考圖像經過圖像復原技術產生的圖像即為第二參考圖像。

3.根據權利要求2所述的空間可分級視頻編碼方法，其特征在于：將所需編碼的當前增強層圖像劃分成包含N*N個像素的編碼塊，以編碼塊為單位進行編碼，根據當前編碼塊圖像，從兩個所述參考圖像對應位置中擇優選擇一個參考塊圖像作為預測塊圖像，將當前編碼塊圖像與預測塊圖像相減得到殘差塊圖像；在殘差塊圖像中根據率失真優化代價選擇不同形狀的多個變換塊；最后對當前編碼塊中所有變換塊依次進行變換、量化和熵編碼，輸出當前編碼塊圖像編碼數據流，最終輸出當前增強層編碼數據流。

4.根據權利要求3所述的空間可分級視頻編碼方法，其特征在于：分別計算兩個所述參考塊圖像與當前編碼塊圖像之間的絕對誤差和SAD或者峰值信噪比PSNR或者結構相似性SSIM，比較計算結果擇優選擇一個參考塊圖像作為預測塊圖像。

5.根據權利要求1所述的空間可分級視頻編碼方法，其特征在于：從下至上、每相鄰兩層之間的圖像分辨率的比例關系設置為偶數倍。

6.一種基于權利要求1所述的空間可分級視頻編碼方法的空間可分級視頻圖像解碼方法，其特征在于：采用已有視頻解碼標準對基本層編碼數據流進行解碼，獲得基本層圖像；

然后從下至上依次計算增強層的兩個參考圖像，以編碼塊為單位，對各級增強層編碼數據流進行熵解碼、反量化、反變換，得到對應各級增強層圖像中對應的殘差塊圖像，再根據編碼時記錄在編碼塊中的參考塊圖像索引信息，從兩個參考圖像對應位置中確定預測塊圖像，最后將所述預測塊圖像和殘差塊圖像相加輸出當前編碼塊重建圖像即為解碼塊圖像，逐個編碼塊進行解碼完成整幀圖像的解碼，再逐幀完成視頻圖像的解碼。

7.根據權利要求6所述的空間可分級視頻圖像解碼方法，其特征在于：對下一級的解碼圖像進行基于深度學習的視頻圖像超分處理，得到與當前解碼圖像具有相同分辨率大小的超分圖像即為第一參考圖像，同時通過當前解碼圖像所在幀之前的一幀或者多幀對應解碼圖像和第一參考圖像經過圖像復原技術產生圖像即為第二參考圖像。

8.根據權利要求6所述的空間可分級視頻圖像解碼方法，其特征在于：從各級增強層編碼數據流中獲得每個編碼塊信息、每個編碼塊中所有變換塊類型和參考塊圖像索引信息，以及殘差系數和量化步長QP；然后根據編碼塊中所有變換塊的殘差系數進行熵解碼，再根據量化步長QP對熵解碼數據進行反量化，對所有變換塊的反量化數據進行反變換，得到對應各級增強層圖像中各個解碼塊對應的殘差塊圖像。