一种可分级视频编码的块级别层间帧内预测方法

文档序号:7984332阅读:224来源:国知局
专利名称:一种可分级视频编码的块级别层间帧内预测方法
技术领域
本发明涉及视频压缩技术,特别涉及视频压缩技术中一种可分级视频编码的块级别层间帧内预测方法。
背景技术
作为H. ^4/AVC视频编码标准的扩展,可分级视频编码Scalable Video Coding, SVC)提供了时域、空域以及质量域三种分级方式,以解决视频通信中传输、存储系统中的异构问题。其中,时域分级方式可以通过层级B帧(Hierarichal B)技术实现;空域分级和质量域分级则采用分层编码的结构实现——基本层(Base Layer, BL)编码帧采用传统的H. 264/AVC编码方式,具有最小的空域分辨率和较差的质量;增强层(Enhanced Layer, EL)编码帧具有更大的空域分辨率和较高的质量,其既可以采用传统单层编码模式,也可以采用层间预测模式进行编码。为了充分去除层间冗余,从而获得与传统单层H.沈4/ AVC编码方式相近的编码效率,在SVC中引入了 3种层间预测技术,分别为层间运动预 IlJ (Inter-Layer Motion Prediction, ILMP), M ^ 7B1 ^ M IlJ (Inter-Layer Residual Prediction, ILRP)和层间帧内预测(Inter-Layer Intra Prediction, ILIP)。在空域分级方式中,为了遵循单次解码限制,若当前编码宏块为EL宏块,采用 ILIP技术的前提是BL编码帧对应位置块采用帧内编码模式。在此条件下,BL编码帧对应位置块的解码图像在经过去块滤波后进行上采样操作,以获取EL当前编码宏块图像的预测图像。预测结果与实际EL图像越接近,就有越多的EL宏块采用INTRA_BL模式进行编码, 编码效率也就越高。但是,SVC中采用的多相滤波器结构简单,在处理图像这一复杂信号时上采样性能不理想,进而会影响ILIP的精确度以及最终的编码器编码效率。为了提高SVC中ILIP的准确性,采用的优化算法有在离散余弦变换(Discrete Cosine Transform,DCT)域进行插值,可以获得比双线性、双三次等空域线性上采样滤波器更高质量的插值结果,从而提升ILIP结果的准确性。但是该方法得到的结果并不是最优的。可以根据视频信号的非平稳特性,采用自适应滤波技术(如维纳滤波器)获得统计意义上的最优结果。但是,若以一帧为单位进行维纳滤波器系数训练并做滤波操作,滤波器控制不够精确,因此SVC中ILIP信号的准确性,还存在进一步提高的空间。综上,目前SVC中ILIP结果不够精确,现有的优化算法性能也有待进一步提升。

发明内容
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种SVC的块级别ILIP方法,能够克服SVC 的传统ILIP方法及其优化方法在性能上的不足,获得最有效的ILIP结果,从而提高编码效率。为达到上述目的,本发明的技术方法具体是这样实现的一种可分级视频编码的块级别层间帧内预测方法,用于精确计算增强层(Enhancement Layer, EL)当前编码中页的层|、司中页内预IlJ (Inter-Layer Intra Prediction, ILIP)信号,在编码端,该方法包括A、采用H. 264SVC标准中的多相滤波器计算EL当前编码帧的ILIP信号,并为EL 当前编码帧的每个编码块对应设置滤波器控制标志位,用于指示相应的编码块的ILIP信号是否进行滤波操作;B、判断所述EL当前编码帧中的每个编码块是否参与维纳滤波器的系数训练;对参与维纳滤波器的系数训练的各个编码块,计算编码块的原始EL信号和ILIP信号间的互相关以及ILIP信号间的自相关;C、将参与维纳滤波器的系数训练的各个编码块的所述互相关和自相关的计算结果代入Wiener-Hopf方程,确定所述EL当前编码帧的维纳滤波器系数;D、利用所述维纳滤波器系数,对参与维纳滤波器系数训练的各个编码块的ILIP 信号进行滤波,并根据滤波结果判断是否对相应编码块的ILIP信号进行维纳滤波操作;将确定进行滤波操作的各个编码块对应的滤波器控制标志位进行置位,其他滤波标志位不置位,并根据所述滤波器控制标志位确定相应编码块的ILIP结果;E、对所述EL当前编码帧的各个编码块对应的滤波器控制标志位和所述维纳滤波器系数进行编码并发送。较佳地,判断所述EL当前编码帧中的任一编码块是否参与维纳滤波器系数训练的方式包括若所述任一编码块的图像细节量超过预设门限,则判定该编码块参与维纳滤波器的系数训练,否则,判定该编码块不参与维纳滤波器的系数训练。较佳地,利用所述任一编码块的方差值代表所述图像细节量,若所述任一编码块的方差值大于预设的阈值T,则确定所述任一编码块的图像细节量超过预设门限,否则确定所述任一编码块的图像细节。较佳地,T= 7。较佳地,对于基本层图像为QCIF格式的序列,编码块的尺寸为8X8 ;对于基本层图像为CIF格式的序列,编码块的尺寸为16X16 ;对于基本层图像为4CIF格式的序列,编码块的尺寸为32X32。较佳地,在步骤B中进一步包括将参与维纳滤波器系数训练的各个编码块对应的滤波器控制标志位进行置位,用于表示相应编码块参与维纳滤波器的系数训练。较佳地,步骤D所述滤波结果判断是否对相应编码块的ILIP信号进行维纳滤波操作的方式为

权利要求
1.一种可分级视频编码的块级别层间帧内预测方法,用于精确计算增强层 (Enhancement Layer, EL)当前编码中页的层|、司中页内预IlJ (Inter-Layer Intra Prediction, ILIP)信号,其特征在于,在编码端,该方法包括A、采用H.264SVC标准中的多相滤波器计算EL当前编码帧的ILIP信号,并为EL当前编码帧的每个编码块对应设置滤波器控制标志位,用于指示相应的编码块的ILIP信号是否进行滤波操作;B、判断所述EL当前编码帧中的每个编码块是否参与维纳滤波器的系数训练;对参与维纳滤波器的系数训练的各个编码块,计算编码块的原始EL信号和ILIP信号间的互相关以及ILIP信号间的自相关;C、将参与维纳滤波器的系数训练的各个编码块的所述互相关和自相关的计算结果代入Wiener-Hopf方程,确定所述EL当前编码帧的维纳滤波器系数;D、利用所述维纳滤波器系数,对参与维纳滤波器系数训练的各个编码块的ILIP信号进行滤波,并根据滤波结果判断是否对相应编码块的ILIP信号进行维纳滤波操作;将确定进行滤波操作的各个编码块对应的滤波器控制标志位进行置位,其他滤波标志位不置位, 并根据所述滤波器控制标志位确定相应编码块的ILIP结果;E、对所述EL当前编码帧的各个编码块对应的滤波器控制标志位和所述维纳滤波器系数进行编码并发送。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,判断所述EL当前编码帧中的任一编码块是否参与维纳滤波器系数训练的方式包括若所述任一编码块的图像细节量超过预设门限,则判定该编码块参与维纳滤波器的系数训练,否则,判定该编码块不参与维纳滤波器的系数训练。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,利用所述任一编码块的方差值代表所述图像细节量,若所述任一编码块的方差值大于预设的阈值T,则确定所述任一编码块的图像细节量超过预设门限,否则确定所述任一编码块的图像细节。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,T= 7。
5.根据权利要求1到4中任一所述的方法,其特征在于,对于基本层图像为QCIF格式的序列,编码块的尺寸为8X8 ;对于基本层图像为CIF格式的序列,编码块的尺寸为 16X16 ;对于基本层图像为4CIF格式的序列,编码块的尺寸为32X32。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤B中进一步包括将参与维纳滤波器系数训练的各个编码块对应的滤波器控制标志位进行置位,用于表示相应编码块参与维纳滤波器的系数训练。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤D所述滤波结果判断是否对相应编码块的ILIP信号进行维纳滤波操作的方式为若
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤E中对所述维纳滤波器系数进行编码时,仅对所述维纳滤波器系数的时域预测残差采用指数哥伦布编码,所述时域预测残差的计算如下Clm (k,1) =hm(k,l)-hm-i (k, 1)其中,所述m代表所述EL当前编码帧在EL中的帧号;所述《&,1)代表第m帧滤波器系数的滤波窗口中坐标为(k,1)处的时域预测残差值;所述hm(k,1)代表第m帧的滤波器系数组中滤波窗口中坐标为(k,1)处的系数值。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据滤波器控制标志位确定相应编码块的ILIP结果为若滤波器控制标志位被置位,则确定相应编码块的ILIP结果为,对该编码块的所述ILIP信号进行维纳滤波的结果数据;若滤波器控制标志位未被置位,则确定相应编码块的ILIP结果为,该编码块的所述ILIP信号。
10.一种可分级视频编码的块级别层间帧内预测方法,其特征在于,在解码端,该方法包括接收编码端依照权利要求1到9中任一所述方法发送的滤波器控制标志位和所述维纳滤波器系数;若接收的任一编码块的滤波器控制标志位被置位,则对编码端发送的该任一编码块的基本层信号进行上采样后,利用接收的所述维纳滤波器系数进行滤波,将滤波结果作为相应编码块的ILIP结果。
全文摘要
本发明公开了一种SVC的块级别ILIP方法,包括在编码端,依次计算增强层当前编码帧中每个块的方差,根据方差值设定滤波器控制标志位。若标志位为1,则计算该块ILIP信号之间的自相关值以及原始EL信号与层间帧内预测信号之间的互相关值;若一帧内所有块循环完毕,则计算当前帧对应的维纳滤波器系数。其次,采用计算出的维纳滤波器系数,对EL当前编码帧中滤波器控制标志位为1的块的层间帧内预测结果进行滤波操作,并根据滤波结果判断是否应该对该块的层间帧内预测结果进行滤波。最后,将滤波器控制标志位及维纳滤波器系数经过编码后写入条带头信息传输至解码端。采用本发明所述的方法,可以有效地提高层间帧内预测技术的准确性,提高编码器的编码效率。
文档编号H04N7/32GK102355583SQ20111030569
公开日2012年2月15日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者刘运毅, 常侃, 覃团发 申请人:广西大学
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