根据方向帧内残余预测对视频信号编码和解码的方法和设备技术

一种根据方向帧内残余预测对视频信号进行编码和解码的方法和设备。根据本发明专利技术的视频编码方法包括：通过参考基本层的第二块对基本层的第一块执行方向帧内预测来计算第一残余数据；通过参考与基本层的第二块相应的增强层的第四块对与基本层的第一块相应的增强层的第三块执行方向帧内预测来计算第二残余数据；通过获得作为第一残余数据和第二残余数据之间的差的第三残余数据来根据方向帧内残余预测对第三块进行编码。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】才艮据方向帧内残余预测对视频信号编码和解码的方法和设备
根据本专利技术的方法和设备涉及视频编码和解码，更具体地讲，涉及根据 方向帧内残余预测对视频信号进行编码和解码。
技术介绍
由于包括文本、运动图像(下面称作视频)和音频的多媒体数据通常 很大，所以需要大容量的存储介质和宽的带宽来存储和发送数据。因此，需 要压缩编码技术来发送多媒体数据。在多媒体的压缩方法中，根据是否损失 源数据、是否是对各个帧独立执行压缩以及压缩和重构是否需要相同时间， 可分别将视频压缩方法划分成有损/无损压缩、帧内/帧间压缩和对称/不对称 压缩。在帧具有多种分辨率的情况下，可将相应的压缩称作可分级压缩。传统视频编码的目的在于发送优化到给定传输率的信息。然而，在比如 互联网流视频的网络视频应用中，网络的性能不是一成不变的，而是根据环 境不断变化，因此，除了需要优化到特定传输率的编码之外，还需要柔性编 码。可分级性是指解码器根据处理条件和网络条件有选4奪地对基本层和增强层进行解码的能力。具体地讲，精细粒度可分级(FGS)方法对基本层和增 强层进行编码，根据网络传输效率或解码器方的状态，可不发送增强层或者 不对增强层进行解码。因此，根据网络传输率可适当地发送数据。图1示出使用多层结构的可分级视频编解码器的示例。在该视频编解码 器中，基本层具有15Hz (帧率)的四分之一通用中间格式(QCIF)，第一增 强层具有30Hz的通用中间格式(CIF ),第二增强层具有60Hz的SD (标准 清晰度)格式。如果需要CIF0.5Mbps流，则基于具有CIF格式、30Hz的帧 率和0.7Mbps的比特率的第一增强层截断比特流以获得0.5Mbps的比特率。 在该方法中，可获得空间和时间上的SNR可分级性。如图l所示，具有相同时间位置的各个层的帧(例如IO、 20和30)，具 有彼此相似的图像。因此，已经提出了预测当前层的紋理并对当前层的预测值和实际紋理值之间的差进行编码的方法。在ISO/IEC 21000-13可分级视频 编码的可分级视频模式3.0 (下面称作SVM3.0)中，将这种方法称作帧内 BL预测。根据SVM3.0,除了在现有H.264中用于预测构成当前帧的块或宏块的 帧间预测和方向帧内预测之外，已经采用了通过使用当前块和相应的下层块 之间的相关性来预测当前块的方法。将这种预测方法称作帧内BL预测， 将使用这种预测方法执行编码的模式称作帧内BL模式。图2是示意性地解释上述三种预测方法的示图。对当前帧11的某一宏块 14执行第一种(①)帧内预测，使用在时间位置上与当前帧11不同的帧12 执行第二种(②)帧间预测，使用基本层帧13的与宏块14相应的区域16的 紋理数据来执行第三种(③)帧内BL预测。
技术实现思路
在时间帧间预测中，通过获得预测的结果和将根据预测的结果被编码的 视频之间的差，来对残余数据进行编码的情况下，提高了压缩效率。另外， 通过获得残余数据之间的差减小将被编码的数据量来提高压缩效率。结果， 需要以方向帧内预测来压缩残余数据的方法和设备。因此，本专利技术用于解决在现有技术中发生的上述问题，本专利技术的一方面 在于通过基于基本层的方向帧内预测数据获得增强层的残余数据来减小将被 编码的数据的大小。本专利技术的另 一方面在于通过减小分配给存在于方向帧内预测数据中的方 向信息的符号的大小而在执行帧内预测的同时减小将被编码的数据量并提高 压缩效率。本专利技术的其他方面将会在下面的描述中部分地阐述，在对下述内容进行 专利技术而被了解。为了实现这些方面，根据本专利技术，提供了一种根据方向帧内残余预测对 视频信号进行编码的方法，所述方法包括通过参考基本层的第二块对基本 层的第一块执行方向帧内预测来计算第 一残余数据；通过参考增强层的第四 块对增强层的第三块执行方向帧内预测来计算第二残余数据，所述增强层的 第三块与基本层的第 一块相应，所述增强层的第四块与基本层的第二块相应；通过获得作为第 一残余数据和第二残余数据之间的差的第三残余数据来根据 方向帧内残余预测对第三块进行编码。根据本专利技术的另 一方面，提供了 一种根据方向帧内残余预测对视频信号 进行解码的方法，所述方法包括从增强层残余流中提取第三残余数据，所述第三残余数据是对增强层的第三块执行方向帧内残余预测的数据；从基本 层的残余流中提取第 一残余数据，所述第一残余数据是对与第三块相应的基 本层的第 一块执行方向帧内预测的结果；通过将第三残余数据和第 一残余数 据相加来计算第二残余数据，所述第二残余数据是对第三块执行方向帧内预 测的结果；使用第二残余数据来恢复第三块。根据本专利技术的另 一方面，提供了 一种用于根据方向帧内残余预测对视频 信号进行编码的视频编码器，所述视频编码器包括基本层帧内预测单元， 通过参考基本层的第二块对基本层的第 一块执行方向帧内预测来计算第 一残 余数据；增强层帧内预测单元，通过参考增强层的第四块对增强层的第三块 执行方向帧内预测来计算第二残余数据，所述增强层的第三块对应于基本层 的第一块，所述增强层的第四块对应于基本层的第二块；残余编码单元，通 过获得作为第 一 残余数据和第二残余数据之间的差的第三残余数据来根据方 向帧内残余预测对第三块进行编码。根据本专利技术的另 一方面，提供了 一种用于根据方向帧内残余预测对视频 信号进行解码的视频解码器，所述视频解码器包括残余解码单元，从增强 层残余流中提取作为对增强层的第三块进行方向帧内残余预测的数据的第三 残余数据；基本层残余解码单元，从基本层残余流中提取作为对与第三块相 应的基本层的第 一块执行方向帧内预测的结果的第 一 残余数据；增强层残余 解码单元，通过将第三残余数据和第一残余数据相加来计算作为对第三块执 行方向帧内预测的结果的第二残余数据；增强层解码单元，使用第二残余数 据来恢复第三块。附图说明通过下面结合附图对本专利技术示例性实施例的详细描述，本专利技术的上述和 其他方面将会更清楚，其中图1是示出使用多层结构的可分级视频编解码器的示例的示图； 图2是示意性解释三种预测方法的示图；图3是解释获得通过分别对增强层和基本层执行帧内预测产生的残余数据之间的差的处理的示图；图4是示出根据本专利技术示例性实施例方向帧内预测的残余差机制的示图；图5A和图5B是解释现有帧内预测方向和根据本专利技术示例性实施例的扩 充的帧内预测方向的示图；图6是解释根据本专利技术示例性实施例的基于扩充的帧内预测参考的块的 关系的示图；据进行解码的处理的示图；图8是示出根据本专利技术示例性实施例的方向帧内残余预测的编码处理的 流程图；图9是示出根据本专利技术示例性实施例的方向帧内残余预测的解码处理的 流程图；图IO是示出根据本专利技术示例性实施例的视频编码器的结构的框图； 图11是示出根据本专利技术示例性实施例的视频解码器的结构的框图。具体实施方式下面将参照附图来对本专利技术示例性实施例进行详细描述。通过参照将参 考附图详细描述的示例性实施例，本专利技术的方面和特征以及实现这些方面和 特征的方法将会更清楚。然而，本专利技术并不限于下面公开的示例性实施例， 而可以以多种形式来实现本专利技术。在描述中定义的内容，比如详细的结构和 部件，只不过是帮助本领域的普通技术人员全面理解本专利技术的具体细节，本 专利技术只由权利要求的范围限定。在对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种根据方向帧内残余预测对视频信号进行编码的方法，所述方法包括：通过参考基本层的第二块对基本层的第一块执行方向帧内预测来计算第一残余数据；通过参考与基本层的第二块相应的增强层的第四块对与基本层的第一块相应的增强层的第三块执行方向帧内预测来计算第二残余数据；通过获得作为第一残余数据和第二残余数据之间的差的第三残余数据来根据方向帧内残余预测对第三块进行编码。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2005-11-18 10-2005-0110927;US 2005-7-21 60/701,1、一种根据方向帧内残余预测对视频信号进行编码的方法，所述方法包括通过参考基本层的第二块对基本层的第一块执行方向帧内预测来计算第一残余数据；通过参考与基本层的第二块相应的增强层的第四块对与基本层的第一块相应的增强层的第三块执行方向帧内预测来计算第二残余数据；通过获得作为第一残余数据和第二残余数据之间的差的第三残余数据来根据方向帧内残余预测对第三块进行编码。2、 如权利要求l所述的方法，其中，对第三块的编码包括对第三残余 数据进行编码。3、 如权利要求l所述的方法，其中，第一残余数据是第一块和第二块之 间的差值，并且所述第一残余数据包括第二块的方向信息。4、 如权利要求l所述的方法，其中，第二残余数据是第三块和第四块之 间的差值，并且所述第二残余数据包括第四块的方向信息。5、 如权利要求l所述的方法，其中，第三残余数据包括在第一残余数据 中包括的方向信息和在第二残余数据中包括的方向信息之间的差。6、 如权利要求l所述的方法，其中，第三残余数据包括关于指示方向帧 内残余预测的残余预测模式的信息。7、 如权利要求l所述的方法，其中，第三残余数据包括指示是否再次使 用包括在第一残余数据中的方向信息的标志信息。8、 如权利要求l所述的方法，其中，第三残余数据包括指示是否调整和 使用在第一残余数据中包括的方向信息的标志信息。9、 如权利要求l所述的方法，其中，第二块和第四块中的至少一个存在 于第三方向上，所述第三方向是用于方向帧内预测的彼此相邻的第一方向和 第二方向之间的方向。10、 如权利要求9所述的方法，其中，根据H.264帧内预测标准来确定 第一和第二方向。11、 一种根据方向帧内残余预测对视频信号进行解码的方法，所述方法包括从增强层残余流中提取第三残余数据，所述第三残余数据是对增强层的第三块执行方向帧内残余预测的数据；从基本层的残余流中提取第 一残余数据，所述第 一残余数据是对与第三块相应的基本层的第 一块执行方向帧内预测的结果；通过将第三残余数据和第一残余数据相加来计算第二残余数据，所述第 二残余数据是对第三块执行方向帧内预测的结果；使用第二残余数据来恢复第三块。12、 如权利要求11所述的方法，其中，第一残余数据是第一块和第二块 之间的差值，所述第二块是第一块根据方向帧内预测所参考的块，并且所述 第 一残余数据包括第二块的方向信息。13、 如权利要求11所述的方法，其中，第二残余数据是第三块和第四块 之间的差值，所述第四块是第三块根据方向帧内预测所参考的块，所述第二 残余数据包括第四块的方向信息。14、 如权利要求11所述的方法，其中，第三残余数据包括在第一残余数 据中包括的方向信息和在第二残余数据中包括的方向信息之间的差。15、 如权利要求11所述的方法，其中，所述第三残余数据包括关于指示 方向帧内残余预测的残余预测模式的信息。16、 如权利要求11所述的方法，其中，第三残余数据包括指示是否再次 使用包括在第 一残余数据中的方向信息的标志信息。17、 如权利要求11所述的方法，其中，第三残余数据包括指示是否调整 和使用包括在第 一残余数据中的方向信息的标志信息。18、 如权利要求11所述的方法，其中，分别通过参考第二块和第四块获 得第一残余数据和第二残余数据；其中，第二块和第四块中的至少一个存在于第三方向上，所述第三方向 是用于方向帧内预测的4皮此相邻的第 一 方向和第二方向之间的方向。19、 如权利要求18所述的方法，其中，根据H.264帧内预测标准来确定 第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩宇镇，车尚昌，李教爀，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]