视频编码的参考图像选择方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种视频编码的参考图像选择方法，包括：步骤一：将一编码块进行递归分层划分成若干个多层次的子块；步骤二：对当前层的子块进行编码，根据所述当前层的下一层的子块的最佳参考图像预测当前层的子块的参考图像。本发明根据上下层图像块之间的相关性，利用下一层图像块的最佳参考图像作为当前层图像块的候选参考图像，从而减小需要遍历的参考图像数目，降低编码复杂度。
【专利说明】视频编码的参考图像选择方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及数字视频压缩【技术领域】，特别涉及一种视频编码的参考图像选择方法及系统。
【背景技术】
[0002]视频图像在时域和空域上存在一定的相关性。空域上，图像上相邻像素点的值非常接近，往往使用帧内预测编码技术；时域上，沿同一时间轴方向的一帧序列，相邻帧之间具有较大的相似性，往往使用帧间预测编码技术。在视频编码技术中，最广泛应用的是基于块混合编码技术。如图1编码框图所示，输入图像被分割成一个个互不重叠的编码块，称之为最大编码单元(Largest Coding Unit，IXU),而每个IXU又以四叉树的形式分割成多层次的编码单元(CU)。对每个LCU编码时，首先以树的后序遍历方式由下而上，对每个子CU进行帧内、帧间预测，比较各个预测模式下的率失真代价值，将具有最小率失真代价值的预测模式作为最佳预测模式，然后将最佳预测模式获得的预测CU与原始CU相减，获得残差值。对残差值进行变换和量化；对变换量化后的系数进行熵编码，生成码流，进行传输、存储。其中，在帧间预测的运动估计中需要用到参考图像，所述参考图像为对量化系数进行反量化、反变换、预测补偿、环路滤波等操作后生成的重建CU构成的重建图像。
[0003]图2及图3示出了一个LCU以四叉树的形式分割成深度为3的CU。在编码标号为I的图像块时，首先尝试按照4个⑶编码(标号为5、6、7和8)并依次编码标号为5、6、7、8的CU，然后尝试按照I个CU编码(标号为I)，最后比较这两种编码方式的率失真代价，选择率失真代价较小的方式作为标号为I的图像块的编码方式；用同样的方法继续依次编码标号为2、3、4的图像块，并得到图像块2、3、4的编码方式；标号为1、2、3和4的图像块编码完成后，相当于完成了将标号为O的图像块划分成4个图像块并分别编码的尝试，将每个图像块的率失真代价相加就得到这种方式的率失真代价；尝试将标号为O的图像块不进行划分即按照I个CU进行编码，并得到率失真代价；最后比较这两种编码方式的率失真代价，选择率失真代价较小的编码方式作为该LCU最终的编码方式。
[0004]在基于块的混合编码技术中，帧间预测是一项非常重要的技术。编码一个图像块时，需要在若干个参考图像中寻找最佳匹配块，记录最佳匹配块所在的参考图像及其位置。
[0005]编码一个图像块时，使用的参考图像越多，找到好的匹配块的机会越大。然而参考图像越多，搜索的范围越大，需要的计算量也越大。在参考图像较多时，如何在保证找到最佳匹配块的同时降低所需的计算量，是一个关键的问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种视频编码的参考图像选择方法及系统，其利用上下层编码块之间参考图像选择的相关性，减小需要遍历的参考图像的数目，从而有效地降低编码复杂度。
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供一种视频编码的参考图像选择方法，包括:
[0008]步骤一:将一编码块进行递归四叉树划分成若干个层次的图像块；
[0009]步骤二:对某一层(即当前层)的图像块进行编码，根据所述当前层的下一层的图像块的最佳参考图像预测当前层的图像块的参考图像。
[0010]进一步的，在所述的视频编码的参考图像选择方法中，在步骤二中，当所述当前图像块在最下层时，用全部可用的参考图像作为候选参考图像。
[0011]进一步的，在所述的视频编码的参考图像选择方法中，在步骤二中，当所述的下一层图像块没有最佳参考图像时，用全部可用的参考图像作为候选参考图像。
[0012]进一步的，在所述的视频编码的参考图像选择方法中，在步骤二中，当所述的下一层图像块有最佳参考图像时，用下一层图像块的所有最佳参考图像作为候选参考图像。
[0013]相应的，本发明还提供一种视频编码的参考图像选择系统，包括:
[0014]划分模块，用于将一图像块进行递归四叉树划分成若干个层次的子块；
[0015]编码模块，用于对当前层的图像块进行编码，根据所述当前层的下一层的图像块的最佳参考图像预测当前层的图像块的参考图像。
[0016]进一步的，在所述的视频编码的参考图像选择系统中，在编码模块中，当所述图像块在最下层时，用全部可用的参考图像作为候选参考图像。
[0017]进一步的，在所述的视频编码的参考图像选择方法中，在编码模块中，当所述的下一层图像块没有最佳参考图像时，用全部可用的参考图像作为候选参考图像。
[0018]进一步的，在所述的视频编码的参考图像选择系统中，在编码模块中，当前层的下一层图像块有最佳参考图像时，用下一层图像块的所有最佳参考图像作为候选参考图像。
[0019]本发明提供的视频编码的参考图像选择方法及系统，具有以下有益效果:本发明根据上下层图像块之间的相关性，利用下一层图像块的最佳参考图像作为当前层图像块的候选参考图像，从而减小需要遍历的参考图像数目，降低编码复杂度。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是现有技术基于块的编码器框图；
[0021]图2和图3是现有技术编码单元的四叉树划分结构图；
[0022]图4是本发明优选实施例的视频编码的参考图像选择方法的流程图。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图和具体实施例对本发明提出的视频编码的参考图像选择方法及系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0024]请参考图4，其是本发明优选实施例的视频编码的参考图像选择方法的流程图。如图4所示，本发明提供一种视频编码的参考图像选择方法，包括:
[0025]步骤一:通过四叉树形式将一图像块进行递归分层划分成若干个层次的图像块；
[0026]举例来说，编码器对一图像块进行划分，编码一个最大图像块(64X64尺寸)时，以递归的方法对其进行四叉树形式的不同深度划分，划分至最小图像块(8X8尺寸)结束。
[0027]步骤二:对当前层的图像块进行编码，根据所述当前层的下一层的图像块的最佳参考图像预测当前层的子块的参考图像。
[0028]举例来说，在对划分后的图像块进行处理时，若当前图像块所处位置是最小图像块的深度或同属当前图像块的下层所有图像块的都没有最佳参考图像(所有子块都以帧内编码)，进行运动估计操作时，在全部可用的参考图像作为候选参考图像；否则，当前图像块进行运动估计操作时，将同属当前编码块的下层图像块的所有最佳参考图像作为当前图像块的候选参考图像，在其中寻找当前图像块的最佳匹配块，同时获得当前图像块的最佳参考图像。
[0029]同理来说，若当前层的图像块不是最大图像块(64X64尺寸)，则对同属于同一个上层图像块的其余三个图像块采用上述方法进行处理。
[0030]相应的，本发明还提供一种视频编码的参考图像选择系统，包括:
[0031]划分模块，用于通过四叉树形式将一图像块进行递归分层划分成若干个层次的图像块；
[0032]编码模块，用于对当前层的图像块进行编码，根据所述当前层的下一层的图像块的最佳参考图像预测当前层的图像块的参考图像。进一步的，当所述图像块在最下层时，用全部可用的参考图像作为候选参考图像。又进一步的，当前层的下一层的图像块没有最佳参考图像时，用全部可用的参考图像作为候选参考图像。更进一步的，当前层的下一层图像块有最佳参考图像时，用下一层图像块的所有最佳参考图像作为候选参考图像。
[0033]上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
【权利要求】
1.一种视频编码的参考图像选择方法，其特征在于，包括: 步骤一:将一图像块进行四叉树递归划分成若干个层次的图像块； 步骤二:对当前层的图像块进行编码，根据所述当前层的下一层的图像块的最佳参考图像预测当前层的图像块的参考图像。
2.如权利要求1所述的视频编码的参考图像选择方法，其特征在于，在步骤二中，当所述图像块在最下层时，用全部可用的参考图像作为候选参考图像。
3.如权利要求1所述的视频编码的参考图像选择方法，其特征在于，在步骤二中，当前层的下一层图像块没有最佳参考图像时，用全部可用的参考图像作为候选参考图像。
4.如权利要求1所述的视频编码的参考图像选择方法，其特征在于，在步骤二中，当前层的下一层图像块有最佳参考图像时，用下一层图像块的所有最佳参考图像作为候选参考图像。
5.一种视频编码的参考图像选择系统，其特征在于，包括: 划分模块，用于将一图像块进行四叉树递归划分成若干个层次的子块； 编码模块，用于对当前层的图像块进行编码，根据所述当前层的下一层的图像块的最佳参考图像预测当前层的图像块的参考图像。
6.如权利要求5所述的视频编码的参考图像选择系统，其特征在于，在编码模块中，当所述图像块在最下层时，用全部可用的参考图像作为候选参考图像。
7.如权利要求5所述的视频编码的参考图像选择系统，其特征在于，在编码模块中，当前层的下一层图像块没有最佳参考图像时，用全部可用的参考图像作为候选参考图像。
8.如权利要求5所述的视频编码的参考图像选择系统，其特征在于，在编码模块中，当前层的下一层图像块有最佳参考图像时，用下一层图像块的所有最佳参考图像作为候选参考图像。
【文档编号】H04N19/176GK104506860SQ201410782673
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月16日 优先权日:2014年12月16日
【发明者】林琪, 仲登祥, 王贺, 赵海武 申请人:上海国茂数字技术有限公司