图像预测的方法及设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及视频图像处理领域，尤其涉及图像预测的方法及设备。
【背景技术】
[0002] 随着互联网科技的迅猛发展以及人们物质精神文化的日益丰富，在互联网中针 对视频的应用需求尤其是针对高清视频的应用需求越来越多，而高清视频的数据量非常 大，要想高清视频能在带宽有限的互联网中传输，必须首先解决的问题就是高清视频压缩 编码问题。目前，国际上有两个国际组织专门进行视频编码标准的制定工作，即国际标准 化组织（InternationalOrganizationforStandardization，简称为"ISO"）/国际电 工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission，简称为"IEC"）下的运动图 像专家组（MotionPictureExpertsGroup，简称为"MPEG"）和国际电信联盟电信标准 化组（InternationalTelecommunicationUnion-Telecommunicationstandardization sector，简称为"ITU-T"）的视频编码专家组（VideoCodingExpertsGroup，简称为 "VCEG"）。成立于1986年的MPEG专门负责制定多媒体领域内的相关标准，主要应用于存 储、广播电视、因特网或无线网上的流媒体等。ITU-T则主要制定面向实时视频通信领域的 视频编码标准，如视频电话、视频会议等应用。
[0003] 在过去的几十年里，国际上已经成功制定了面向各种应用的视频编码标准，主 要包括：用于影音光碟（VideoCompactDisc，简称为"VCD"）的MPEG-I标准，用于竖 直多功能光盘（DigitalVideoDisc，简称为"DVD"）和数字视频广播（DigitalVideo Broadcasting，简称为"DVB"）的MPEG-2标准，用于视频会议的H. 261标准以及H. 263标准、 H. 264标准，允许对任意形状的对象编码的MPEG-4标准，以及最新的高性能视频编码（High EfficiencyVideoCoding，简称为 "HEVC"）标准。
[0004] 相比于最新的视频编码标准HEVC，对于包含旋转、缩放运动的序列，基于线性变化 的运动矢量场的运动补偿预测技术可以显著提高编码性能，在现有的基于仿射变换的运动 补偿预测技术中，在获得图像块的仿射变换参数后，要计算图像块内每个点的运动矢量，根 据每个点的运动矢量做运动补偿预测，从而获取每个点的运动补偿预测信号。
[0005] 基于仿射变换的运动模型是一种针对旋转、缩放运动进行有效编码的方法，待处 理块中每个像素的运动矢量可以通过该块四个顶点的运动矢量推导出来。对于只存在旋 转和缩放的运动，只需要获得待处理块的任意两个控制点的运动矢量即可获得仿射变换模 型。所谓控制点利用其运动矢量计算仿射变换模型参数，进而计算获得当前块中每个像素 点的运动矢量。将仿射运动预测模式的率失真代价与视频编码标准中的帧间预测模式的 率失真代价进行比较，若仿射运动预测模式的率失真代价较小，则待处理块使用仿射运动 预测模式进行编码，这样的块称为仿射运动预测块，对应的预测单元称为仿射运动预测单 元。同时以4X4为基本单元存储仿射运动预测块四个顶点的运动信息和中心位置的运动 信息，中心位置的运动矢量值为两个控制点运动矢量值得平均值，运动信息包括运动矢量， 参考帧索引、预测方向等。
[0006] 为提高编码效率，待处理块控制点的运动信息可以直接复用其相邻块的运动信 息，而不需要进一步地使用相邻块的运动矢量作为搜索起始点进行运动搜索，也就无需编 码运动矢量差值，节省了编码运动矢量差值所消耗的比特。这样的方法就需要当前块所复 用的其相邻块的运动矢量信息的准确程度要求较高，而现有技术无法保证相邻块运动矢量 信息的准确程度，从而无法提高编码效率。
【发明内容】
[0007] 本发明提供了一种可以提高编码效率的图像预测的方法及设备。
[0008] 第一方面，提供了一种图像预测的方法，包括：
[0009] 获取图像单元的第一参考单元，该图像单元和该第一参考单元使用相同的仿射模 型获取各自的预测图像；
[0010] 获取该第一参考单元的至少两个预置位置的基本运动补偿单元的运动信息；
[0011] 根据该运动信息，获取该图像单元的基本运动补偿单元的运动信息。
[0012] 结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，获取图像单元的第一参 考单元，包括：
[0013] 按照预置的顺序，检查该图像单元的相邻预测单元是否使用该仿射模型获取预测 图像；
[0014] 若是，则停止该检查并将该预测单元作为该第一参考单元。
[0015] 结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，预置位置是该第一参考 单元中的单元角点位置。
[0016] 结合第一方面，第一方面的第一种可能的实现方式，第一方面的第二种可能的实 现方式中的任一可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，获取该第一参 考单元的至少两个预置位置的基本运动补偿单元的运动信息，包括：
[0017] 获取该第一参考单元的三个预置位置的基本运动补偿单元的运动信息；
[0018] 对应，根据该运动信息，获取该图像单元的基本运动补偿单元的运动信息，包括：
[0019] 根据该第一参考单元的三个预置位置的基本运动补偿单元的预测方向、参考帧索 引和运动矢量，获取该图像单元的基本运动补偿单元的预测方向、参考帧索引和运动矢量。
[0020] 结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式 中，根据该第一参考单元的三个预置位置的基本运动补偿单元的预测方向、参考帧索引和 运动矢量，获取该图像单元的基本运动补偿单元的预测方向、参考帧索引和运动矢量，包 括：
[0021] 赋予该图像单元的基本运动补偿单元和该第一参考单元的三个预置位置的基本 运动补偿单元相同的预测方向；
[0022] 赋予该图像单元的基本运动补偿单元和该第一参考单元的三个预置位置的基本 运动补偿单元相同的参考帧索引；
[0023] 根据该第一参考单元的三个预置位置的基本运动补偿单元的运动矢量，插值获取 该图像单元的基本运动补偿单元的运动矢量。
[0024] 结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式 中，根据该第一参考单元的三个预置位置的基本运动补偿单元的运动矢量，插值获取该图 像单元的基本运动补偿单元的运动矢量，通过如下方式实现：VX=ax-by-e[0025]vy=cx-dy-f
[0030]e=BX^by1-VX1
[0031] f = CXfdy1-Vy1
[0032] 其中，x和y分别为该图像单元的基本运动补偿单元的水平、竖直坐标，vx和vy为 对应的水平、竖直运动矢量，x2、13和ypy2、y3分别为该第一参考单元的三个预置位置的 基本运动补偿单元的水平、竖直坐标，vXl、vx2、vx#Pvypvy2、vy3为对应的水平、竖直运动 矢量。
[0033] 结合第一方面，第一方面的第一种可能的实现方式，第一方面的第二种可能的实 现方式中的任一可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，获取该第一参 考单元的至少两个预置位置的基本运动补偿单元的运动信息，包括：
[0034] 获取该第一参考单元的两个预置位置的基本运动补偿单元的运动信息；
[0035] 对应，根据该运动信息，获取该图像单元的基本运动补偿单元的运动信息，包括： 根据该第一参考单元的两个预置位置的基本运动补偿单元的预测方向、参考帧索引和运动 矢量，获取该图像单元的基本运动补偿单元的预测方向、参考帧索引和运动矢量。
[0036] 结合第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式 中，根据该第一参考单元的两个预置位置的基本运动补偿单元的预测方向、参考帧索引和 运动矢量，获取该图像单元的基本运动补偿单元的预测方向、参考帧索引和运动矢量，包 括：
[0037] 赋予该图像单元的基本运动补偿单元和该第一参考单元的两个预置位置的基本 运动补偿单元相同的预测方向；
[0038] 赋予该图像单元的基本运动补偿单元和该第一参考单元的两个预置位置的基本 运动补偿单元相同的参考帧索引；
[0039] 根据该第一参考单元的两个预置位置的基本运动补偿单元的运动矢量，插值获取 该图像单元的基本运动补偿单元的运动矢量。
[0040] 结合第一方面的第七种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式 中，根据该第一参考单元的两个预置位置的基本运动补偿单元的运动矢量，插值获取该图 像单元的基本运动补偿单元的运动矢量，通过如下方式实现：
[0041]vx=a2x-a3y-a〇
[0042]vy=a2y+a3x-a1
[0043] a〇= a 2x2-a3y2 -vx2
[0044] ai= a 2y2+a3x2_vy2
[0047]其中，x和y分别为该图像单元的基本运动补偿单元的水平、竖直坐标，vx和vy为 对应的水平、竖直运动矢量，xjPy2分别为该第一参考单元的两个预置位置的基本 运动补偿单元的水平、竖直坐标，vxpvxjPvyrvy2为对应的水平、竖直运动矢量。
[0048] 第二方面，提供了一种图像预测的设备，包括：
[0049] 第一获取模块，用于获取图像单元的第一参考单元，该图像单元和该第一参考单 元使用相同的仿射模型获取各自的预测图像；
[0050] 第二获取模块，用于获取该第一参考单元的至少两个预置位置的基本运动补偿单 元的运动信息；
[0051] 第三获取模块，用于根据该位置信息和运动信息，获取该图像单元的基本运动补 偿单元的运动信息。
[0052] 结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，第一获取模块用于：
[0053] 按照预置的顺序，检查该图像单元的相邻预测单元是否使用该仿射模型获取预测 图像；
[0054] 若是，则停止该检查并将该预测单元作为该第一参考单元。
[0055] 结合第二方面，在第二方面的第二种可能的实现方式中，预置位置是该第一参考 单元中的单元角点位置。
[0056] 结合第二方面，第二方面的第一种可能的实现方式，第二方面的第二种可能的实 现方式中的任一可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，第三获取模块 用于：
[0057] 获取该第一参考单元的三个预置位置的基本运动补偿单元的运动信息；
[0058] 对应，根据该运动信息，获取该图像单元的基本运动补偿单元的运动信息，包括：
[0059] 根据该第一参考单元的三个预置位置的基本运动补偿单元的预测方向、参考帧索 引和运动矢量，获取该图像单元的基本运动补偿单元的预测方向、参考帧索引和运动矢量。
[0060] 结合第二方面的第三种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式 中，第二获取模块还用于：
[0061] 赋予该图像单元的基本运动补偿单元和该第一参考单元的三个预置位置的基本 运动补偿单元相同的预测方向；
[0062] 赋予该图像单元的基本运动补偿单元和该第一参考单元的三个预置位置的基本 运动补偿单元相同的参考帧索引；
[0063] 根据该第一参考单元的三个预置位置的基本运动补偿单元的运动矢量，插值获取 该图像单元的基本运动补偿单元的运动矢量。
[0064] 结合第二方面的第四种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式 中，根据该第一参考单元的三个预置位置的基本运动补偿单元的运动矢量，插值获取该图 像单元的基本运动补偿单元的运动矢量，通过如下方式实现：
[0071] e=BX^by1-VX1
[0072] f = CXfdy1-Vy1
[0073] 其中，X和y分别为该图像单元的基本运动补偿单元的水平、竖直坐标，vx和vy为 对应的水平、竖直运动矢量，x2、13和ypy2、y3分别为该第一参考单元的三个预置位置的 基本运动补偿单元的水平、竖直坐标，vXl、vx2、vx#Pvypvy2、vy3为对应的水平、竖直运动 矢量。
[0074] 结合第二方面，第二方面的第一种可能的实现方式，第二方面的第二种可能的实 现方式中的任一可能的实现方式，在第二方面的第六种可能的实现方式中，第三获取模块 用于：
[0075] 获取该第一参考单元的两个预置位置的基本运动补偿单元的运动信息；
[0076] 对应，根据该运动信息，获取该图像单元的基本运动补偿单元的运动信息，包括：
[0077] 根据该第一参考单元的两个预置位置的基本运动补偿单元的预测方向、参考帧索 引和运动矢量，获取该图像单元的基本运动