專利名稱：一種可分級視頻編碼的塊級別層間幀內(nèi)預測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及視頻壓縮技術，特別涉及視頻壓縮技術中一種可分級視頻編碼的塊級別層間幀內(nèi)預測方法。
背景技術：
作為H. ^4/AVC視頻編碼標準的擴展，可分級視頻編碼Scalable Video Coding, SVC)提供了時域、空域以及質量域三種分級方式，以解決視頻通信中傳輸、存儲系統(tǒng)中的異構問題。其中，時域分級方式可以通過層級B幀(Hierarichal B)技術實現(xiàn)；空域分級和質量域分級則采用分層編碼的結構實現(xiàn)——基本層(Base Layer, BL)編碼幀采用傳統(tǒng)的H. 264/AVC編碼方式，具有最小的空域分辨率和較差的質量；增強層(Enhanced Layer, EL)編碼幀具有更大的空域分辨率和較高的質量，其既可以采用傳統(tǒng)單層編碼模式，也可以采用層間預測模式進行編碼。為了充分去除層間冗余，從而獲得與傳統(tǒng)單層H.沈4/ AVC編碼方式相近的編碼效率，在SVC中引入了 3種層間預測技術，分別為層間運動預 IlJ (Inter-Layer Motion Prediction, ILMP), M ^ 7B1 ^ M IlJ (Inter-Layer Residual Prediction, ILRP)和層間幀內(nèi)預測(Inter-Layer Intra Prediction, ILIP)。在空域分級方式中，為了遵循單次解碼限制，若當前編碼宏塊為EL宏塊，采用 ILIP技術的前提是BL編碼幀對應位置塊采用幀內(nèi)編碼模式。在此條件下，BL編碼幀對應位置塊的解碼圖像在經(jīng)過去塊濾波后進行上采樣操作，以獲取EL當前編碼宏塊圖像的預測圖像。預測結果與實際EL圖像越接近，就有越多的EL宏塊采用INTRA_BL模式進行編碼， 編碼效率也就越高。但是，SVC中采用的多相濾波器結構簡單，在處理圖像這一復雜信號時上采樣性能不理想，進而會影響ILIP的精確度以及最終的編碼器編碼效率。為了提高SVC中ILIP的準確性，采用的優(yōu)化算法有在離散余弦變換(Discrete Cosine Transform，DCT)域進行插值，可以獲得比雙線性、雙三次等空域線性上采樣濾波器更高質量的插值結果，從而提升ILIP結果的準確性。但是該方法得到的結果并不是最優(yōu)的。可以根據(jù)視頻信號的非平穩(wěn)特性，采用自適應濾波技術(如維納濾波器)獲得統(tǒng)計意義上的最優(yōu)結果。但是，若以一幀為單位進行維納濾波器系數(shù)訓練并做濾波操作，濾波器控制不夠精確，因此SVC中ILIP信號的準確性，還存在進一步提高的空間。綜上，目前SVC中ILIP結果不夠精確，現(xiàn)有的優(yōu)化算法性能也有待進一步提升。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種SVC的塊級別ILIP方法，能夠克服SVC 的傳統(tǒng)ILIP方法及其優(yōu)化方法在性能上的不足，獲得最有效的ILIP結果，從而提高編碼效率。為達到上述目的，本發(fā)明的技術方法具體是這樣實現(xiàn)的一種可分級視頻編碼的塊級別層間幀內(nèi)預測方法，用于精確計算增強層(Enhancement Layer, EL)當前編碼中頁的層|、司中頁內(nèi)預IlJ (Inter-Layer Intra Prediction, ILIP)信號，在編碼端，該方法包括A、采用H. 264SVC標準中的多相濾波器計算EL當前編碼幀的ILIP信號，并為EL 當前編碼幀的每個編碼塊對應設置濾波器控制標志位，用于指示相應的編碼塊的ILIP信號是否進行濾波操作；B、判斷所述EL當前編碼幀中的每個編碼塊是否參與維納濾波器的系數(shù)訓練；對參與維納濾波器的系數(shù)訓練的各個編碼塊，計算編碼塊的原始EL信號和ILIP信號間的互相關以及ILIP信號間的自相關；C、將參與維納濾波器的系數(shù)訓練的各個編碼塊的所述互相關和自相關的計算結果代入Wiener-Hopf方程，確定所述EL當前編碼幀的維納濾波器系數(shù)；D、利用所述維納濾波器系數(shù)，對參與維納濾波器系數(shù)訓練的各個編碼塊的ILIP 信號進行濾波，并根據(jù)濾波結果判斷是否對相應編碼塊的ILIP信號進行維納濾波操作；將確定進行濾波操作的各個編碼塊對應的濾波器控制標志位進行置位，其他濾波標志位不置位，并根據(jù)所述濾波器控制標志位確定相應編碼塊的ILIP結果；E、對所述EL當前編碼幀的各個編碼塊對應的濾波器控制標志位和所述維納濾波器系數(shù)進行編碼并發(fā)送。較佳地，判斷所述EL當前編碼幀中的任一編碼塊是否參與維納濾波器系數(shù)訓練的方式包括若所述任一編碼塊的圖像細節(jié)量超過預設門限，則判定該編碼塊參與維納濾波器的系數(shù)訓練，否則，判定該編碼塊不參與維納濾波器的系數(shù)訓練。較佳地，利用所述任一編碼塊的方差值代表所述圖像細節(jié)量，若所述任一編碼塊的方差值大于預設的閾值T，則確定所述任一編碼塊的圖像細節(jié)量超過預設門限，否則確定所述任一編碼塊的圖像細節(jié)。較佳地，T= 7。較佳地，對于基本層圖像為QCIF格式的序列，編碼塊的尺寸為8X8 ；對于基本層圖像為CIF格式的序列，編碼塊的尺寸為16X16 ；對于基本層圖像為4CIF格式的序列，編碼塊的尺寸為32X32。較佳地，在步驟B中進一步包括將參與維納濾波器系數(shù)訓練的各個編碼塊對應的濾波器控制標志位進行置位，用于表示相應編碼塊參與維納濾波器的系數(shù)訓練。較佳地，步驟D所述濾波結果判斷是否對相應編碼塊的ILIP信號進行維納濾波操作的方式為
若
權利要求
1.一種可分級視頻編碼的塊級別層間幀內(nèi)預測方法，用于精確計算增強層 (Enhancement Layer, EL)當前編碼中頁的層|、司中頁內(nèi)預IlJ (Inter-Layer Intra Prediction, ILIP)信號，其特征在于，在編碼端，該方法包括A、采用H.264SVC標準中的多相濾波器計算EL當前編碼幀的ILIP信號，并為EL當前編碼幀的每個編碼塊對應設置濾波器控制標志位，用于指示相應的編碼塊的ILIP信號是否進行濾波操作；B、判斷所述EL當前編碼幀中的每個編碼塊是否參與維納濾波器的系數(shù)訓練；對參與維納濾波器的系數(shù)訓練的各個編碼塊，計算編碼塊的原始EL信號和ILIP信號間的互相關以及ILIP信號間的自相關；C、將參與維納濾波器的系數(shù)訓練的各個編碼塊的所述互相關和自相關的計算結果代入Wiener-Hopf方程，確定所述EL當前編碼幀的維納濾波器系數(shù)；D、利用所述維納濾波器系數(shù)，對參與維納濾波器系數(shù)訓練的各個編碼塊的ILIP信號進行濾波，并根據(jù)濾波結果判斷是否對相應編碼塊的ILIP信號進行維納濾波操作；將確定進行濾波操作的各個編碼塊對應的濾波器控制標志位進行置位，其他濾波標志位不置位， 并根據(jù)所述濾波器控制標志位確定相應編碼塊的ILIP結果；E、對所述EL當前編碼幀的各個編碼塊對應的濾波器控制標志位和所述維納濾波器系數(shù)進行編碼并發(fā)送。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，判斷所述EL當前編碼幀中的任一編碼塊是否參與維納濾波器系數(shù)訓練的方式包括若所述任一編碼塊的圖像細節(jié)量超過預設門限，則判定該編碼塊參與維納濾波器的系數(shù)訓練，否則，判定該編碼塊不參與維納濾波器的系數(shù)訓練。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，利用所述任一編碼塊的方差值代表所述圖像細節(jié)量，若所述任一編碼塊的方差值大于預設的閾值T，則確定所述任一編碼塊的圖像細節(jié)量超過預設門限，否則確定所述任一編碼塊的圖像細節(jié)。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，T= 7。
5.根據(jù)權利要求1到4中任一所述的方法，其特征在于，對于基本層圖像為QCIF格式的序列，編碼塊的尺寸為8X8 ；對于基本層圖像為CIF格式的序列，編碼塊的尺寸為 16X16 ；對于基本層圖像為4CIF格式的序列，編碼塊的尺寸為32X32。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟B中進一步包括將參與維納濾波器系數(shù)訓練的各個編碼塊對應的濾波器控制標志位進行置位，用于表示相應編碼塊參與維納濾波器的系數(shù)訓練。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟D所述濾波結果判斷是否對相應編碼塊的ILIP信號進行維納濾波操作的方式為若
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟E中對所述維納濾波器系數(shù)進行編碼時，僅對所述維納濾波器系數(shù)的時域預測殘差采用指數(shù)哥倫布編碼，所述時域預測殘差的計算如下Clm (k，1) =hm(k，l)-hm-i (k, 1)其中，所述m代表所述EL當前編碼幀在EL中的幀號；所述《&，1)代表第m幀濾波器系數(shù)的濾波窗口中坐標為(k，1)處的時域預測殘差值；所述hm(k，1)代表第m幀的濾波器系數(shù)組中濾波窗口中坐標為(k，1)處的系數(shù)值。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)濾波器控制標志位確定相應編碼塊的ILIP結果為若濾波器控制標志位被置位，則確定相應編碼塊的ILIP結果為，對該編碼塊的所述ILIP信號進行維納濾波的結果數(shù)據(jù)；若濾波器控制標志位未被置位，則確定相應編碼塊的ILIP結果為，該編碼塊的所述ILIP信號。
10.一種可分級視頻編碼的塊級別層間幀內(nèi)預測方法，其特征在于，在解碼端，該方法包括接收編碼端依照權利要求1到9中任一所述方法發(fā)送的濾波器控制標志位和所述維納濾波器系數(shù)；若接收的任一編碼塊的濾波器控制標志位被置位，則對編碼端發(fā)送的該任一編碼塊的基本層信號進行上采樣后，利用接收的所述維納濾波器系數(shù)進行濾波，將濾波結果作為相應編碼塊的ILIP結果。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種SVC的塊級別ILIP方法，包括在編碼端，依次計算增強層當前編碼幀中每個塊的方差，根據(jù)方差值設定濾波器控制標志位。若標志位為1，則計算該塊ILIP信號之間的自相關值以及原始EL信號與層間幀內(nèi)預測信號之間的互相關值；若一幀內(nèi)所有塊循環(huán)完畢，則計算當前幀對應的維納濾波器系數(shù)。其次，采用計算出的維納濾波器系數(shù)，對EL當前編碼幀中濾波器控制標志位為1的塊的層間幀內(nèi)預測結果進行濾波操作，并根據(jù)濾波結果判斷是否應該對該塊的層間幀內(nèi)預測結果進行濾波。最后，將濾波器控制標志位及維納濾波器系數(shù)經(jīng)過編碼后寫入條帶頭信息傳輸至解碼端。采用本發(fā)明所述的方法，可以有效地提高層間幀內(nèi)預測技術的準確性，提高編碼器的編碼效率。
文檔編號H04N7/32GK102355583SQ20111030569
公開日2012年2月15日 申請日期2011年9月29日 優(yōu)先權日2011年9月29日
發(fā)明者劉運毅, 常侃, 覃團發(fā) 申請人:廣西大學