圖像預(yù)測方法及相關(guān)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及圖像預(yù)測方法和相關(guān)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著光電采集技術(shù)的發(fā)展及不斷增長的高清數(shù)字視頻需求，視頻數(shù)據(jù)量越來越 大，有限異構(gòu)的傳輸帶寬、多樣化的視頻應(yīng)用不斷地對視頻編碼效率提出了更高的需求，高 性能視頻編碼（英文：highefficientvideocoding,縮寫：HEVC)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作因需啟 動。
[0003] 視頻編碼壓縮的基本原理是利用空域、時域和碼字之間的相關(guān)性，盡可能去除冗 余。目前流行做法是采用基于塊的混合視頻編碼框架，通過預(yù)測（包括幀內(nèi)預(yù)測和幀間預(yù) 測）、變換、量化、熵編碼等步驟實(shí)現(xiàn)視頻編碼壓縮。這種編碼框架，顯示了很強(qiáng)的生命力， HEVC也仍沿用這種基于塊的混合視頻編碼框架。
[0004] 在各種視頻編/解碼方案中，運(yùn)動估計(jì)/運(yùn)動補(bǔ)償是一種影響編/解碼性能的關(guān) 鍵技術(shù)。其中，在現(xiàn)有的各種各種視頻編/解碼方案中，假設(shè)物體的運(yùn)動總是滿足平動運(yùn) 動，整個物體的各個部分有相同的運(yùn)動。現(xiàn)有的運(yùn)動估計(jì)/運(yùn)動補(bǔ)償算法基本都是建立在 平動模型（英文：translationalmotionmodel)的基礎(chǔ)上的塊運(yùn)動補(bǔ)償算法。然而，現(xiàn)實(shí) 世界中運(yùn)動有多樣性，縮放、旋轉(zhuǎn)和拋物線運(yùn)動等非規(guī)則運(yùn)動普遍存在。上世紀(jì)90年代開 始，視頻編碼專家就意識到了非規(guī)則運(yùn)動的普遍性，希望通過引進(jìn)非規(guī)則運(yùn)動模型（即非 平動運(yùn)動模型）來提高視頻編碼效率，但是，現(xiàn)有的基于非平動運(yùn)動模型進(jìn)行圖像預(yù)測的 計(jì)算復(fù)雜度通常非常的高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種圖像預(yù)測方法和相關(guān)裝置，以期降低基于非平動運(yùn)動模型 進(jìn)行圖像預(yù)測的計(jì)算復(fù)雜度。
[0006] 本發(fā)明第一方面提供一種圖像預(yù)測方法，包括：
[0007] 確定當(dāng)前圖像塊中的K個像素樣本的運(yùn)動矢量預(yù)測值，其中，所述K為大于1的整 數(shù)，所述K個像素樣本包括所述當(dāng)前圖像塊的第一頂角像素樣本，所述第一頂角像素樣本 的運(yùn)動矢量預(yù)測值基于所述當(dāng)前圖像塊的預(yù)設(shè)的第一空域相鄰圖像塊的運(yùn)動矢量得到，所 述第一空域相鄰圖像塊與所述第一頂角像素樣本空域相鄰；
[0008] 基于非平動運(yùn)動模型和所述K個像素樣本的運(yùn)動矢量預(yù)測值對所述當(dāng)前圖像塊 進(jìn)行像素值預(yù)測。
[0009] 結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種可能的實(shí)施方式中，所述K個像素樣本包括 所述當(dāng)前圖像塊的左上像素樣本、右上像素樣本和左下像素樣本中的至少2個像素樣本；
[0010] 其中，所述當(dāng)前圖像塊的左上像素樣本為所述當(dāng)前圖像塊的左上頂點(diǎn)或所述當(dāng)前 圖像塊中的包含所述當(dāng)前圖像塊的左上頂點(diǎn)的像素塊；所述當(dāng)前圖像塊的左下像素樣本為 所述當(dāng)前圖像塊的左下頂點(diǎn)或所述當(dāng)前圖像塊中的包含所述當(dāng)前圖像塊的左下頂點(diǎn)的像 素塊；所述當(dāng)前圖像塊的右上像素樣本為所述當(dāng)前圖像塊的右上頂點(diǎn)或所述當(dāng)前圖像塊中 的包含所述當(dāng)前圖像塊的右上頂點(diǎn)的像素塊。
[0011] 結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，在第一方面的第二種可能的實(shí)施方式 中，所述第一空域相鄰圖像塊為圖像塊XI、圖像塊X2或圖像塊X3 ;
[0012] 其中，所述當(dāng)前圖像塊的左上像素樣本的運(yùn)動矢量預(yù)測值基于所述圖像塊XI的 運(yùn)動矢量得到，所述圖像塊XI為所述當(dāng)前圖像塊的空域相鄰圖像塊且所述圖像塊XI與所 述當(dāng)前圖像塊的左上像素樣本空域相鄰；
[0013] 所述當(dāng)前圖像塊的右上像素樣本的運(yùn)動矢量預(yù)測值基于所述圖像塊X2的運(yùn)動矢 量得到，所述圖像塊X2為所述當(dāng)前圖像塊的空域相鄰圖像塊且所述圖像塊X2與所述當(dāng)前 圖像塊的右上像素樣本空域相鄰；
[0014] 所述當(dāng)前圖像塊的左下像素樣本的運(yùn)動矢量預(yù)測值基于所述圖像塊X3的運(yùn)動矢 量得到，其中，所述圖像塊X3為所述當(dāng)前圖像塊的空域相鄰圖像塊且所述圖像塊X3與所述 當(dāng)前圖像塊的左下像素樣本空域相鄰。
[0015] 結(jié)合第一方面的第二種可能的實(shí)施方式，在第一方面的第三種可能的實(shí)施方式 中，
[0016] 所述第一頂角像素樣本為所述當(dāng)前圖像塊的左上像素樣本，所述第一空域相鄰圖 像塊為所述圖像塊XI，其中，所述圖像塊XI為所述當(dāng)前圖像塊的左上的空域相鄰圖像塊。
[0017] 結(jié)合第一方面的第三種可能的實(shí)施方式，在第一方面的第四種可能的實(shí)施方式 中，
[0018] 所述圖像塊X2為所述當(dāng)前圖像塊的上邊的空域相鄰圖像塊；
[0019] 或者，
[0020] 所述圖像塊X2的運(yùn)動矢量絕對值與所述圖像塊XI的運(yùn)動矢量絕對值之間的差值 的絕對值，大于或等于所述圖像塊X5的運(yùn)動矢量絕對值與所述圖像塊XI的運(yùn)動矢量絕對 值之間的差值的絕對值，所述圖像塊X5為所述當(dāng)前圖像塊的與所述右上頂點(diǎn)空域相鄰的 除所述圖像塊X2之剩余的至少部分空域相鄰圖像塊中的任意一個空域相鄰圖像塊。
[0021] 結(jié)合第一方面的第三種可能的實(shí)施方式或第一方面的第四種可能的實(shí)施方式，在 第一方面的第五種可能的實(shí)施方式中，
[0022] 所述圖像塊X3為所述當(dāng)前圖像塊的左邊的空域相鄰圖像塊；
[0023] 或者，
[0024] 所述圖像塊X3的運(yùn)動矢量絕對值與所述圖像塊XI的運(yùn)動矢量絕對值之間的差值 的絕對值，大于或等于所述圖像塊X6運(yùn)動矢量絕對值與所述圖像塊XI的運(yùn)動矢量絕對值 之間的差值的絕對值，所述圖像塊X6為所述當(dāng)前圖像塊的與所述左下頂點(diǎn)空域相鄰的除 所述圖像塊X3之外剩余的至少部分空域相鄰圖像塊中的任意一個空域相鄰圖像塊。
[0025] 結(jié)合第一方面或第一方面的第一至五種可能的實(shí)施方式中的任意一種可能的實(shí) 施方式，在第一方面的第六種可能的實(shí)施方式中，所述基于非平動運(yùn)動模型和所述K個像 素樣本的運(yùn)動矢量預(yù)測值對所述當(dāng)前圖像塊進(jìn)行像素值預(yù)測，包括：
[0026] 當(dāng)所述K個像素樣本之中的K1個像素樣本的運(yùn)動矢量預(yù)測值對應(yīng)的參考幀不為 參考幀Y1時，將所述K1個像素樣本的運(yùn)動矢量預(yù)測值縮放到所述參考幀Y1上；利用K2 個像素樣本的運(yùn)動矢量預(yù)測值和縮放到所述參考幀Y1上的所述K個像素樣本的運(yùn)動矢量 預(yù)測值，對所述K個像素樣本進(jìn)行運(yùn)動估計(jì)以得到所述K個像素樣本的運(yùn)動矢量；利用非平 動運(yùn)動模型和所述K個像素樣本的運(yùn)動矢量對所述當(dāng)前圖像塊進(jìn)行像素值預(yù)測，其中，所 述K2個像素樣本為所述K個像素樣本中除所述K1個像素樣本之外的剩余像素樣本，所述 K1和所述K2為正整數(shù)。
[0027] 結(jié)合第一方面的第六種可能的實(shí)施方式，在第一方面的第七種可能的實(shí)施方式 中，像素樣本i為所述K個像素樣本中除所述第一頂角像素樣本之外的任意一個像素樣本； 其中，若所述像素樣本i的運(yùn)動矢量預(yù)測值所對應(yīng)的預(yù)測方向，與所述第一頂角像素樣本 的運(yùn)動矢量預(yù)測值對應(yīng)的預(yù)測方向不同，所述像素樣本i的運(yùn)動矢量預(yù)測值對應(yīng)的參考幀 索引為〇。
[0028] 結(jié)合第一方面的第七種可能的實(shí)施方式，在第一方面的第八種可能的實(shí)施方式 中，所述參考幀Y1為所述第一頂角像素樣本的運(yùn)動矢量預(yù)測值對應(yīng)的參考幀；其中，將像 素樣本i的運(yùn)動矢量預(yù)測值縮放到參考幀Y1上，包括：若所述第一頂角像素樣本與所述像 素樣本i的運(yùn)動矢量預(yù)測值對應(yīng)的參考幀索引不同，將所述像素樣本i的運(yùn)動矢量預(yù)測值 縮放到參考巾貞Y1。
[0029] 結(jié)合第一方面的第六種可能的實(shí)施方式或第一方面的第七種可能的實(shí)施方式或 第一方面的第八種可能的實(shí)施方式，在第一方面的第九種可能的實(shí)施方式中，所述利用K2 個像素樣本的運(yùn)動矢量預(yù)測值和縮放到所述參考幀Y1上的所述K個像素樣本的運(yùn)動矢量 預(yù)測值，對所述K個像素樣本進(jìn)行運(yùn)動估計(jì)以得到所述K個像素樣本的運(yùn)動矢量，包括：
[0030] 利用K2個像素樣本的運(yùn)動矢量預(yù)測值和縮放到所述參考幀Y1上的所述K個像素 樣本的運(yùn)動矢量預(yù)測值，基于迭代搜索算法對所述K個像素樣本進(jìn)行運(yùn)動估計(jì)以得到所述 K個像素樣本的運(yùn)動矢量。
[0031] 結(jié)合第一方面或第一方面的第一至九種可能的實(shí)施方式中的任意一種可能的實(shí) 施方式，在第一方面的第十種可能的實(shí)施方式中，所述非平動運(yùn)動模型為如下模型中的任 意一個：仿射變換模型、拋物線運(yùn)動模型、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動模型、透視運(yùn)動模型，剪切運(yùn)動模型和縮 放運(yùn)動模型。
[0032] 結(jié)合第一方面或第一方面的第一至十種可能的實(shí)施方式中的任意一種可能的實(shí) 施方式，在第一方面的第十一種可能的實(shí)施方式中，
[0033] 所述圖像預(yù)測方法應(yīng)用于視頻編碼過程中或所述圖像預(yù)測方法應(yīng)用于視頻解碼 過程中。
[0034] 本發(fā)明第一方面提供一種圖像預(yù)測裝置，包括：
[0035] 確定單元，用于確定當(dāng)前圖像塊中的K個像素樣本的運(yùn)動矢量預(yù)測值，其中，所述 K為大于1的整數(shù)，所述K個像素樣本包括所述當(dāng)前圖像塊的第一頂角像素樣本，所述第一 頂角像素樣本的運(yùn)動矢量預(yù)測值基于所述當(dāng)前圖像塊的預(yù)設(shè)的第一空域相鄰圖像塊的運(yùn) 動矢量得到，所述第一空域相鄰圖像塊與所述第一頂角像素樣本空域相鄰；
[0036] 預(yù)測單元，用于基于非平動運(yùn)動模型和所述K個像素樣本的運(yùn)動矢量預(yù)測值對所 述當(dāng)前圖像塊進(jìn)行像素值預(yù)測。
[0037] 結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種可能的實(shí)施方式中，所述K個像素樣本包括 所述當(dāng)前圖像塊的左上像素樣本、右上像素樣本和左下像素樣本中的至少2個像素樣本；
[0038] 其中，所述當(dāng)前圖像塊的左上像素樣本為所述當(dāng)前圖像塊的左上頂點(diǎn)或所述當(dāng)前 圖像塊中的包含所述當(dāng)前圖像塊的左上頂點(diǎn)的像素塊；所述當(dāng)前圖像塊的左下像素樣本為 所述當(dāng)前圖像塊的左下頂點(diǎn)或所述當(dāng)前圖像塊中的包含所述當(dāng)前圖像塊的左下頂點(diǎn)的像 素塊；所述當(dāng)前圖像塊的右