二重预测视频编解码方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种二重预测视频编解码方法和装置，解码方法中，解码重建图像的重建过程包含二重预测补偿过程和第二重预测存储，其中二重预测补偿过程包括第一重预测补偿过程和第二重预测补偿过程，其中第二重预测补偿过程的输入包括重建后的第一重残差和重建后的第二重残差；编码方法包括二重预测过程和第二重预测存储，其中二重预测过程包括第一重预测过程和第二重预测过程，其中第二重预测过程的输入包括和第一重残差和第一重残差预测值；此编码方法产生相应码流；本发明专利技术使用二重预测编解码方法和装置去除冗余，得到编码性能的提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字数据处理
，特别地，涉及一种二重预测视频编解 码方法和装置。
技术介绍
数字图像、视频信号处理和编码技术的研究开始于20世纪50年代，最初 采用的编码方法是空间域上差分脉冲编码调制(简称DPCM)。到20世纪70年代， 变换编码技术和运动补偿预测技术开始出现。在1974年，Ahmed等引入基于块 的二维离散余弦变换(简称DCT)，成为现代先进视频编码框架中的一项核心技 术。这些技术逐渐成熟，在20世纪80年代发展为实用的编码技术，确立了基 于块的混合编码框架，集预测编码、变换编码和熵编码于一体的传统混合编码 框架，即Hybrid Coding框架。基于这个框架，在后面20多年中，出现了一系 列的国际视频编码标准，如ITU制定的H. 261， H. 263， H. 26L标准和ISO的MPEG 组织制定的MPEG-1， MPEG-2， MPEG-4等。到了 21世纪，随着技术的发展，人们对多媒体通信的进一步需求要求视频编码能够提供更高效的压縮技术和异质 网络的适应技术，新一代视频编码标准H. 264/MPEG-AVC (简称H.264)就是在 这样的背景下开始制定，并在2003年颁布的。与此同时，中国自主知识产权的 视频编码标准AVS第二部分也于2003年底制定完成，并于2006年2月获颁为 正式的国家标准(GB/T 20090.2)。 AVS、 H.264的压縮效率大约是MPEG-2的两 倍，同时复杂度也提高不少。同样，八￥3和化264都是基于传统混合编码框架的 视频编码标准。视频编码的一个重要目的就是对视频信号进行压縮，减少视频信号的数据 量，从而节约视频信号的存储空间和传输带宽。原始的未压縮的视频信号，数 据量是非常巨大的。举个例子， 一帧CIF的YUV图像，大小为352X288，格式 为4:2:0,亮度色度用8比特表示，这一帧图像就有1216512比特，在视频播放 时，按每秒25帧的速率，码率就高达30.4Mbps。对于标清、高清的视频序列，这个码率还要高几十倍。如此高的码率在传输和存储中都是很难实现的，因此 高效的视频压縮技术是保证视频通信、存储的必要手段。幸运的是，视频信号 巨大的数据量中存在着大量的冗余信息，这些冗余信息可以分成空间冗余信息、 时间冗余信息、数据冗余信息和视觉冗余信息。其中前面三种冗余信息仅仅只 是考虑像素间的冗余信息，统称像素间统计冗余信息，视觉冗余信息更加侧重 考虑人眼视觉系统的特性。视频编码的一个重要目的就是要降低冗余信息，压 縮视频数据量。传统混合编码框架是综合考虑预测编码、变换编码以及熵编码 方法的编码框架，着力降低视频信号像素间的冗余信息，传统视频混合编码框 架有以下主要特点1) 利用预测编码降低时间冗余信息和空间冗余信息；2) 利用变换编码进一步降低空间冗余信息；3) 利用熵编码降低数据冗余信息；传统视频混合编码框架中的预测编码包括帧内预测编码和帧间预测编码， 见H. 264/AVC标准和AVS标准。其中帧内预测编码包括像素域预测和变换域预测，像素域预测和变换域预测合称空域预测。使用帧内预测编码技术压縮的视 频帧，称为帧内编码帧(I帧)。帧内编码帧的编码方法如下首先，将编码帧 分成编码块(编码单元的一种形式)；对编码块进行帧内预测编码(空域预测)， 得到帧内预测编码(空域预测)的残差数据，帧内预测支持不同块大小及不同 方向预测模式；然后对残差数据进行二维变换编码；然后在变换域中对变换系 数进行量化；然后经过扫描将二维信号转换成一维信号；最后进行熵编码。用 帧间预测(时域预测)编码技术压縮的视频帧，称为帧间编码帧，帧间编码包 括前向、后向和双向的预测(P帧、B帧)，支持不同块大小。帧间编码帧的编 码方法如下首先，将编码帧分成编码块；对编码块采用运动搜索和运动预测 的运动估计技术得到运动矢量和参考块(参考单元的一种形式)；然后采用运动 补偿技术，得到帧间预测(时域预测)后的残差数据。此外，还有时空域结合 的予页领!l编石马，见Kenneth Andersson, Combined Intra Inter-predict ion Coding Mode , VCEG-ADll， 18 October 2006。预测编码之后对残差数据进行 二维变换编码；然后在变换域中对变换系数进行量化；然后经过扫描将二维信 号转换成一维信号；最后进行熵编码。残差数据，也就是残差信号，相对于原 始视频信号，空间冗余信息和时间冗余信息都减小了。如果这种空间冗佘信息 和时间冗余信息用数学上相关性来表示，则残差信号的空间相关性和时间相关 性都比原始视频信息小。然后对残差信号进行二维变换编码，进一步降低空间相关性，最后对变换系数进行量化和熵编码降低数据冗余信息。可见要继续提 高视频编码的压縮效率，需要更精确的预测编码技术，进一步降低预测后残差信号的空间相关性和时间相关性；同时也需要更有效的变换编码技术，进一步 降低空间相关性；同时在预测编码和变换编码后，设计相适应的扫描技术、量 化技术和熵编码技术。着眼于传统混合视频编解码框架的瓶颈，空域预测或时域预测后所获得的 残差块仍然存在冗余，进一步去除这些冗余能够实现更有效地编码，得到编码 性能的提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种二重预测视频编解码方法。该专利技术目的通过以下技术方案来实现 一种二重预测视频解码方法，解码 重建图像的重建过程包含二重预测补偿过程和第二重预测存储，其中二重预测 补偿过程包括第一重预测补偿过程和第二重预测补偿过程，其中第二重预测补 偿过程的输入包括重建后的第一重残差和重建后的第二重残差。 一种二重预测 视频编码方法，其特征在于，该方法包括二重预测过程和第二重预测存储，其 中二重预测过程包括第一重预测过程和第二重预测过程，其中第二重预测过程 的输入包括和第一重残差和第一重残差预测值；此编码方法产生相应码流。本专利技术的目的还在于，提供一种二重预测视频编解码装置。该专利技术该专利技术目的通过以下技术方案来实现 一种用于权利要求1所述二 重预测视频解码方法的二重预测视频解码装置，它包括一第二重预测器，接受码流中解码出的重建后的第二重残差，接受第二重 预测存储器输出的重建后的第一重残差，送出重建后的第一重残差；一第二重预测存储器，接受第二重预测器生成的重建后的第一重残差，送 出重建后的第一重残差；和一第一重预测器，接受第二重预测器生成的重建后的第一重残差，接受码 流中解码出的第一重模式；送出重建图像。一种用于权利要求6所述二重预测视频编码方法的二重预测视频编码装置， 它包括一第一重预测器，接受原始图像，送出第一重残差和第一重模式，接受重建图像；一第二重预测器，接受第一重预测器送出的第一重残差，接受第二重预测 存储器输出的重建后的第一重残差，送出第二重残差；和一第二重预测存储器接受重建后的第一重残差，送出重建后的第一重残差。 本专利技术的有益效果是针对现有
技术介绍
的不足，使用二重预测编解码方 法和装置去除冗余，得到编码性能的提高。附图说明图1是本专利技术二重预测视频解码装置示意图； 图2是本专利技术二重预测视频编码装置示意图； 图3是本专利技术二重预测视频编解码装置示意图; 图4是AO^I编码块原始数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二重预测视频解码方法，其特征在于，解码重建图像的重建过程包含二重预测补偿过程和第二重预测存储，其中二重预测补偿过程包括第一重预测补偿过程和第二重预测补偿过程，其中第二重预测补偿过程的输入包括重建后的第一重残差和重建后的第二重残差。

【技术特征摘要】
1.一种二重预测视频解码方法，其特征在于，解码重建图像的重建过程包含二重预测补偿过程和第二重预测存储，其中二重预测补偿过程包括第一重预测补偿过程和第二重预测补偿过程，其中第二重预测补偿过程的输入包括重建后的第一重残差和重建后的第二重残差。2. 根据权利要求1所述的二重预测视频解码方法，其特征在于，所述第 二重预测补偿过程由重建后的第二重残差和第一重残差预测值共同恢复出重建 后的第一重残差。3. 根据权利要求2所述的二重预测视频解码方法，其特征在于，.所述第 一重残差预测值的生成是由重建后的第一重残差根据第二重模式使用预测方法 生成第一重残差预测值，所述预测方法为空域预测或时域预测或时空域结合的 预测。以上，第一重残差预测值的生成称为第二重预测生成过程。4. 根据权利要求3所述的二重预测视频解码方法，其特征在于，所述第 二重模式由以下位置(1) 当前待处理单元，(2) 当前待处理单元周围可用单元，(3) 当前待处理单元所在图像的可用参考图像， 的以下信息；(1) 预定义值，(2) 重建图像像素值，(3) 图像像素的预测值，(4) 重建后的第一重残差，(5) 第一重残差预测值，(6) 第一重模式，(7) 重建后的第二重残差(8) 第二重模式，(9) 码流中的第二重模式语法元素， 的一种、多种或多种的组合产生。5. 根据权利要求1所述的二重预测视频解码方法，其特征在于，所述第 二重预测存储至少具有下述特征之一(1)生成第一重残差预测值使用的预测方法为空域预测时，第二重预 测存储中存储包括当前待处理单元周围可用单元的全部或部分的重建后的第一重残差。(2) 生成第一重残差预测值使用的预测方法为时域预测时，第二重预 测存储中存储包括当前待处理单元所在图像可用参考图像的重建后 的第一重残差。(3) 生成第一重残差预测值使用的预测方法为时空域结合的预测时，第二重预测存储中存储包括当前待处理单元周围可用单元的全部或 部分的重建后的第一重残差，和所在图像可用参考图像的重建后的第 一重残差。6. —种二重预测视频编码方法，其特征在于，该方法包括二重预测过程和 第二重预测存储，其中二重预测过程包括第一重预测过程和第二重预测过程， 其中第二重预测过程的输入包括和第一重残差和第一重残差预测值；此编码方 法产生相应码流。7. 根据权利要求6所述的二重预测视频编码方法，其特征在于，所述第 二重预测过程由第一重残差和第一重残差预测值生成第二重残差。8. 根据权利要求7所述的二重预测视频编码方法，其特征在于，所述第 一重残差预测值的生成是由重建后的第一重残差，根据第二重模式，使用预测 方法生成第一重残差预测值，其中的预测方...

【专利技术属性】
技术研发人员：虞露，陈思嘉，王建鹏，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]