專利名稱：一種可分級視頻編碼的塊級別層間幀內(nèi)預(yù)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻壓縮技術(shù)，特別涉及視頻壓縮技術(shù)中一種可分級視頻編碼的塊級別層間幀內(nèi)預(yù)測方法。
背景技術(shù)：
作為H. ^4/AVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展，可分級視頻編碼Scalable Video Coding, SVC)提供了時域、空域以及質(zhì)量域三種分級方式，以解決視頻通信中傳輸、存儲系統(tǒng)中的異構(gòu)問題。其中，時域分級方式可以通過層級B幀(Hierarichal B)技術(shù)實現(xiàn)；空域分級和質(zhì)量域分級則采用分層編碼的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)——基本層(Base Layer, BL)編碼幀采用傳統(tǒng)的H. 264/AVC編碼方式，具有最小的空域分辨率和較差的質(zhì)量；增強(qiáng)層(Enhanced Layer, EL)編碼幀具有更大的空域分辨率和較高的質(zhì)量，其既可以采用傳統(tǒng)單層編碼模式，也可以采用層間預(yù)測模式進(jìn)行編碼。為了充分去除層間冗余，從而獲得與傳統(tǒng)單層H.沈4/ AVC編碼方式相近的編碼效率，在SVC中引入了 3種層間預(yù)測技術(shù)，分別為層間運(yùn)動預(yù) IlJ (Inter-Layer Motion Prediction, ILMP), M ^ 7B1 ^ M IlJ (Inter-Layer Residual Prediction, ILRP)和層間幀內(nèi)預(yù)測(Inter-Layer Intra Prediction, ILIP)。在空域分級方式中，為了遵循單次解碼限制，若當(dāng)前編碼宏塊為EL宏塊，采用 ILIP技術(shù)的前提是BL編碼幀對應(yīng)位置塊采用幀內(nèi)編碼模式。在此條件下，BL編碼幀對應(yīng)位置塊的解碼圖像在經(jīng)過去塊濾波后進(jìn)行上采樣操作，以獲取EL當(dāng)前編碼宏塊圖像的預(yù)測圖像。預(yù)測結(jié)果與實際EL圖像越接近，就有越多的EL宏塊采用INTRA_BL模式進(jìn)行編碼， 編碼效率也就越高。但是，SVC中采用的多相濾波器結(jié)構(gòu)簡單，在處理圖像這一復(fù)雜信號時上采樣性能不理想，進(jìn)而會影響ILIP的精確度以及最終的編碼器編碼效率。為了提高SVC中ILIP的準(zhǔn)確性，采用的優(yōu)化算法有在離散余弦變換(Discrete Cosine Transform，DCT)域進(jìn)行插值，可以獲得比雙線性、雙三次等空域線性上采樣濾波器更高質(zhì)量的插值結(jié)果，從而提升ILIP結(jié)果的準(zhǔn)確性。但是該方法得到的結(jié)果并不是最優(yōu)的。可以根據(jù)視頻信號的非平穩(wěn)特性，采用自適應(yīng)濾波技術(shù)(如維納濾波器)獲得統(tǒng)計意義上的最優(yōu)結(jié)果。但是，若以一幀為單位進(jìn)行維納濾波器系數(shù)訓(xùn)練并做濾波操作，濾波器控制不夠精確，因此SVC中ILIP信號的準(zhǔn)確性，還存在進(jìn)一步提高的空間。綜上，目前SVC中ILIP結(jié)果不夠精確，現(xiàn)有的優(yōu)化算法性能也有待進(jìn)一步提升。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種SVC的塊級別ILIP方法，能夠克服SVC 的傳統(tǒng)ILIP方法及其優(yōu)化方法在性能上的不足，獲得最有效的ILIP結(jié)果，從而提高編碼效率。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方法具體是這樣實現(xiàn)的一種可分級視頻編碼的塊級別層間幀內(nèi)預(yù)測方法，用于精確計算增強(qiáng)層(Enhancement Layer, EL)當(dāng)前編碼中頁的層|、司中頁內(nèi)預(yù)IlJ (Inter-Layer Intra Prediction, ILIP)信號，在編碼端，該方法包括A、采用H. 264SVC標(biāo)準(zhǔn)中的多相濾波器計算EL當(dāng)前編碼幀的ILIP信號，并為EL 當(dāng)前編碼幀的每個編碼塊對應(yīng)設(shè)置濾波器控制標(biāo)志位，用于指示相應(yīng)的編碼塊的ILIP信號是否進(jìn)行濾波操作；B、判斷所述EL當(dāng)前編碼幀中的每個編碼塊是否參與維納濾波器的系數(shù)訓(xùn)練；對參與維納濾波器的系數(shù)訓(xùn)練的各個編碼塊，計算編碼塊的原始EL信號和ILIP信號間的互相關(guān)以及ILIP信號間的自相關(guān)；C、將參與維納濾波器的系數(shù)訓(xùn)練的各個編碼塊的所述互相關(guān)和自相關(guān)的計算結(jié)果代入Wiener-Hopf方程，確定所述EL當(dāng)前編碼幀的維納濾波器系數(shù)；D、利用所述維納濾波器系數(shù)，對參與維納濾波器系數(shù)訓(xùn)練的各個編碼塊的ILIP 信號進(jìn)行濾波，并根據(jù)濾波結(jié)果判斷是否對相應(yīng)編碼塊的ILIP信號進(jìn)行維納濾波操作；將確定進(jìn)行濾波操作的各個編碼塊對應(yīng)的濾波器控制標(biāo)志位進(jìn)行置位，其他濾波標(biāo)志位不置位，并根據(jù)所述濾波器控制標(biāo)志位確定相應(yīng)編碼塊的ILIP結(jié)果；E、對所述EL當(dāng)前編碼幀的各個編碼塊對應(yīng)的濾波器控制標(biāo)志位和所述維納濾波器系數(shù)進(jìn)行編碼并發(fā)送。較佳地，判斷所述EL當(dāng)前編碼幀中的任一編碼塊是否參與維納濾波器系數(shù)訓(xùn)練的方式包括若所述任一編碼塊的圖像細(xì)節(jié)量超過預(yù)設(shè)門限，則判定該編碼塊參與維納濾波器的系數(shù)訓(xùn)練，否則，判定該編碼塊不參與維納濾波器的系數(shù)訓(xùn)練。較佳地，利用所述任一編碼塊的方差值代表所述圖像細(xì)節(jié)量，若所述任一編碼塊的方差值大于預(yù)設(shè)的閾值T，則確定所述任一編碼塊的圖像細(xì)節(jié)量超過預(yù)設(shè)門限，否則確定所述任一編碼塊的圖像細(xì)節(jié)。較佳地，T= 7。較佳地，對于基本層圖像為QCIF格式的序列，編碼塊的尺寸為8X8 ；對于基本層圖像為CIF格式的序列，編碼塊的尺寸為16X16 ；對于基本層圖像為4CIF格式的序列，編碼塊的尺寸為32X32。較佳地，在步驟B中進(jìn)一步包括將參與維納濾波器系數(shù)訓(xùn)練的各個編碼塊對應(yīng)的濾波器控制標(biāo)志位進(jìn)行置位，用于表示相應(yīng)編碼塊參與維納濾波器的系數(shù)訓(xùn)練。較佳地，步驟D所述濾波結(jié)果判斷是否對相應(yīng)編碼塊的ILIP信號進(jìn)行維納濾波操作的方式為
若
權(quán)利要求
1.一種可分級視頻編碼的塊級別層間幀內(nèi)預(yù)測方法，用于精確計算增強(qiáng)層 (Enhancement Layer, EL)當(dāng)前編碼中頁的層|、司中頁內(nèi)預(yù)IlJ (Inter-Layer Intra Prediction, ILIP)信號，其特征在于，在編碼端，該方法包括A、采用H.264SVC標(biāo)準(zhǔn)中的多相濾波器計算EL當(dāng)前編碼幀的ILIP信號，并為EL當(dāng)前編碼幀的每個編碼塊對應(yīng)設(shè)置濾波器控制標(biāo)志位，用于指示相應(yīng)的編碼塊的ILIP信號是否進(jìn)行濾波操作；B、判斷所述EL當(dāng)前編碼幀中的每個編碼塊是否參與維納濾波器的系數(shù)訓(xùn)練；對參與維納濾波器的系數(shù)訓(xùn)練的各個編碼塊，計算編碼塊的原始EL信號和ILIP信號間的互相關(guān)以及ILIP信號間的自相關(guān)；C、將參與維納濾波器的系數(shù)訓(xùn)練的各個編碼塊的所述互相關(guān)和自相關(guān)的計算結(jié)果代入Wiener-Hopf方程，確定所述EL當(dāng)前編碼幀的維納濾波器系數(shù)；D、利用所述維納濾波器系數(shù)，對參與維納濾波器系數(shù)訓(xùn)練的各個編碼塊的ILIP信號進(jìn)行濾波，并根據(jù)濾波結(jié)果判斷是否對相應(yīng)編碼塊的ILIP信號進(jìn)行維納濾波操作；將確定進(jìn)行濾波操作的各個編碼塊對應(yīng)的濾波器控制標(biāo)志位進(jìn)行置位，其他濾波標(biāo)志位不置位， 并根據(jù)所述濾波器控制標(biāo)志位確定相應(yīng)編碼塊的ILIP結(jié)果；E、對所述EL當(dāng)前編碼幀的各個編碼塊對應(yīng)的濾波器控制標(biāo)志位和所述維納濾波器系數(shù)進(jìn)行編碼并發(fā)送。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，判斷所述EL當(dāng)前編碼幀中的任一編碼塊是否參與維納濾波器系數(shù)訓(xùn)練的方式包括若所述任一編碼塊的圖像細(xì)節(jié)量超過預(yù)設(shè)門限，則判定該編碼塊參與維納濾波器的系數(shù)訓(xùn)練，否則，判定該編碼塊不參與維納濾波器的系數(shù)訓(xùn)練。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，利用所述任一編碼塊的方差值代表所述圖像細(xì)節(jié)量，若所述任一編碼塊的方差值大于預(yù)設(shè)的閾值T，則確定所述任一編碼塊的圖像細(xì)節(jié)量超過預(yù)設(shè)門限，否則確定所述任一編碼塊的圖像細(xì)節(jié)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，T= 7。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一所述的方法，其特征在于，對于基本層圖像為QCIF格式的序列，編碼塊的尺寸為8X8 ；對于基本層圖像為CIF格式的序列，編碼塊的尺寸為 16X16 ；對于基本層圖像為4CIF格式的序列，編碼塊的尺寸為32X32。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟B中進(jìn)一步包括將參與維納濾波器系數(shù)訓(xùn)練的各個編碼塊對應(yīng)的濾波器控制標(biāo)志位進(jìn)行置位，用于表示相應(yīng)編碼塊參與維納濾波器的系數(shù)訓(xùn)練。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟D所述濾波結(jié)果判斷是否對相應(yīng)編碼塊的ILIP信號進(jìn)行維納濾波操作的方式為若
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟E中對所述維納濾波器系數(shù)進(jìn)行編碼時，僅對所述維納濾波器系數(shù)的時域預(yù)測殘差采用指數(shù)哥倫布編碼，所述時域預(yù)測殘差的計算如下Clm (k，1) =hm(k，l)-hm-i (k, 1)其中，所述m代表所述EL當(dāng)前編碼幀在EL中的幀號；所述《&，1)代表第m幀濾波器系數(shù)的濾波窗口中坐標(biāo)為(k，1)處的時域預(yù)測殘差值；所述hm(k，1)代表第m幀的濾波器系數(shù)組中濾波窗口中坐標(biāo)為(k，1)處的系數(shù)值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)濾波器控制標(biāo)志位確定相應(yīng)編碼塊的ILIP結(jié)果為若濾波器控制標(biāo)志位被置位，則確定相應(yīng)編碼塊的ILIP結(jié)果為，對該編碼塊的所述ILIP信號進(jìn)行維納濾波的結(jié)果數(shù)據(jù)；若濾波器控制標(biāo)志位未被置位，則確定相應(yīng)編碼塊的ILIP結(jié)果為，該編碼塊的所述ILIP信號。
10.一種可分級視頻編碼的塊級別層間幀內(nèi)預(yù)測方法，其特征在于，在解碼端，該方法包括接收編碼端依照權(quán)利要求1到9中任一所述方法發(fā)送的濾波器控制標(biāo)志位和所述維納濾波器系數(shù)；若接收的任一編碼塊的濾波器控制標(biāo)志位被置位，則對編碼端發(fā)送的該任一編碼塊的基本層信號進(jìn)行上采樣后，利用接收的所述維納濾波器系數(shù)進(jìn)行濾波，將濾波結(jié)果作為相應(yīng)編碼塊的ILIP結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種SVC的塊級別ILIP方法，包括在編碼端，依次計算增強(qiáng)層當(dāng)前編碼幀中每個塊的方差，根據(jù)方差值設(shè)定濾波器控制標(biāo)志位。若標(biāo)志位為1，則計算該塊ILIP信號之間的自相關(guān)值以及原始EL信號與層間幀內(nèi)預(yù)測信號之間的互相關(guān)值；若一幀內(nèi)所有塊循環(huán)完畢，則計算當(dāng)前幀對應(yīng)的維納濾波器系數(shù)。其次，采用計算出的維納濾波器系數(shù)，對EL當(dāng)前編碼幀中濾波器控制標(biāo)志位為1的塊的層間幀內(nèi)預(yù)測結(jié)果進(jìn)行濾波操作，并根據(jù)濾波結(jié)果判斷是否應(yīng)該對該塊的層間幀內(nèi)預(yù)測結(jié)果進(jìn)行濾波。最后，將濾波器控制標(biāo)志位及維納濾波器系數(shù)經(jīng)過編碼后寫入條帶頭信息傳輸至解碼端。采用本發(fā)明所述的方法，可以有效地提高層間幀內(nèi)預(yù)測技術(shù)的準(zhǔn)確性，提高編碼器的編碼效率。
文檔編號H04N7/32GK102355583SQ20111030569
公開日2012年2月15日 申請日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者劉運(yùn)毅, 常侃, 覃團(tuán)發(fā) 申請人:廣西大學(xué)