专利名称：一种帧内预测模式选取方法
技术领域：
本发明涉及一种视频压缩方法，尤其涉及使用帧内预测的方法对单帧图像进行压缩的方法。
背景技术：
目前，有些视频压缩标准引入帧内预测方法以消除单帧图像中的空间冗余信息，如H.264视频压缩标准，该方法先把一帧大小为M×N的图像划分为多个P×Q的块(P，Q＝4，8，16…)，如图1所示，然后按顺序先对第一块进行变换，量化，反量化，反变换，得到第一个重建块，在对第二个块进行编码时，先根据第一个重建块进行预测，如图2所示，进行水平方向预测，然后再对原始图像块和预测图像块的残差块进行编码；对于一帧图像中的大多数块，根据相邻像素预测出该块图像有很多种预测模式，其区别在于预测方向不同，如图3所示，图像块中x11-x44像素点的值可以根据该图像块相邻像素A-I，O-V预测出来。最好的预测模式可以使预测块和原始块相似程度最大，从而使残差块编码后数据量最小。
现有技术中，帧内预测一般采用的方法包括以下步骤a)对于待编码的块，根据已经编码和重建的块，判断周围哪些像素点是可用的，从而决定有哪些预测模式可供选择；b)对一种预测模式，进行预测，得到预测块；c)计算原始图像块和预测图像块的残差图像块，保存；
d)重复步骤b)和c)，对所有可用预测模式进行计算；e)根据残差图像块中所有像素绝对值的和(SAD)，从所有预测模式中，选取其SAD最小的预测模式为最佳预测模式；该方法需要对每一种预测模式进行计算，所需计算量大，不适于实时编码系统。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服已有的方法需要对每一种可能的预测模式进行计算，而带来的计算量大和计算繁琐的缺陷，为了有利于实时视频压缩系统的实现，从而提供一种不需对每一种可能的预测模式进行计算的，帧内预测模式选取方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种帧内预测模式选取方法，包括以下步骤a)对待编码图像进行分块；b)分析待编码图像块的纹理特征，尤其是图像中各区域的纹理方向特征，把这些方向特征在图像中标记出来；c)对于某待编码图像块，确定其理想的预测方向，也就是所在区域的纹理方向；d)选取其预测方向最接近理想预测方向的帧内预测模式作为本块的最优预测模式。
在上述方案中，步骤a)中根据视频压缩方法对图像进行分块。
在上述方案中，步骤b)中图像纹理特征的分析根据图像灰度梯度分析法和傅里叶频谱分析法。
在上述方案中，步骤c)包括以下步骤
c1)对一个数据块的数据进行纹理分析，得到这个数据块的纹理方向值；c2)根据压缩算法，计算所有预测模式对应的方向值direc[d]。
在上述方案中，步骤d)包括以下步骤d1)从所有预测模式的方向值中选取最接近该图像纹理方向的值bestdirec；d2)bestdirec所对应的预测模式为该图像块的最佳预测模式。
本发明的优点在于本发明提供的帧内预测模式选取方法，不需要对每一种可能的预测模式进行计算，可以快速选取帧内图像块的最佳预测模式，大大地减少了计算量，有利于实时视频压缩系统的实现。
图1为本发明现有技术图像划分编码图；图2为本发明现有技术中水平方向预测图；图3为本发明现有技术中预测模式选择图；图4为本发明方法流程图；图5为本发明实施例图像纹理特征方向图；图6为本发明实施例的方法流程图。
具体实施例方式
下面结合附图4和5详细说明本发明的技术方案。
图4为本发明的方法流程图，示出了一种根据图像的纹理特征直接选取某图像块帧内最佳预测模式的方法流程。
如图5所示，图像的纹理特征，特别是其方向特征，反映了图像在该纹理方向上的相似性。
如图4所示，一种快速帧内预测模式选取方法包括以下步骤步骤100，根据视频压缩算法的要求，对待编码图像进行分块，例如MPEG-4算法要求分成8×8的像素块；步骤110，分析待编码图像块的纹理特征，尤其是图像中各区域的纹理方向特征，把这些方向特征在图像中标记出来，如图5所示；图像纹理特征的分析可以根据目前图像处理已经成熟的算法，如图像灰度梯度分析法、傅里叶频谱分析法等；步骤120，对于某待编码图像块，根据所在区域的纹理方向，确定理想的预测方向；如图5中的左上角的6个图像块，所在区域的纹理方向为水平方向，那么它的理想预测方向就是水平方向；步骤130，选取其预测方向最接近理想预测方向的帧内预测模式作为本块的最优预测模式，如图5中的左上角的6个图像块最佳预测模式为水平预测模式1。
如图6所示，实施一种快速帧内预测模式选取方法包括以下步骤步骤200，处理开始；步骤210，从待处理的一帧图像读入数据，将其按照算法要求分成小的图像块，例如8*8，保存在数据组block[B][8][8]，在该步骤中，算法可以是MPEG-4算法；步骤220，按顺序读取一个数据块的数据ONE BLOCK[8][8]；步骤230，对一个数据块的数据进行纹理分析，得到这个数据块的纹理方向值；步骤240，根据压缩算法，计算所有预测模式对应的方向值direc[d]；
步骤250，从所有预测模式的方向值中选取最接近该图像纹理方向的值bestdirec；步骤260，bestdirec所对应的预测模式为该图像块的最佳预测模式；步骤270，是否处理完所有的图像块？如果是，执行下一步；否值执行步骤220；步骤280，处理结束。
综上所述，本发明提供的帧内预测模式选取方法，不需要对每一种可能的预测模式进行计算，可以快速选取帧内图像块的最佳预测模式，减少计算量，有利于实时视频压缩系统的实现。
权利要求
1.一种帧内预测模式选取方法，其特征在于包括以下步骤a)对待编码图像进行分块；b)分析待编码图像块的纹理特征，尤其是图像中各区域的纹理方向特征，把这些方向特征在图像中标记出来；c)对于某待编码图像块，确定其理想的预测方向就是所在区域的纹理方向；d)选取其预测方向最接近理想预测方向的帧内预测模式作为本块的最优预测模式。
2.如权利要求1所述的一种帧内预测模式选取方法，其特征在于，所述的步骤a)中根据视频压缩方法对图像进行分块。
3.如权利要求1所述的一种帧内预测模式选取方法，其特征在于，所述的步骤b)中图像纹理特征的分析根据图像灰度梯度分析法和傅里叶频谱分析法。
4.如权利要求1所述的一种帧内预测模式选取方法，其特征在于，所述的步骤c)包括以下步骤c1)对一个数据块的数据进行纹理分析，得到这个数据块的纹理方向值；c2)根据压缩算法，计算所有预测模式对应的方向值direc[d]。
5.如权利要求1所述的一种帧内预测模式选取方法，其特征在于，所述的步骤d)包括以下步骤d1)从所有预测模式的方向值中选取最接近该图像纹理方向的值bestdirec；d2)bestdirec所对应的预测模式为该图像块的最佳预测模式。
全文摘要
本发明涉及一种帧内预测模式选取方法，包括以下步骤对待编码图像进行分块；分析待编码图像块的纹理特征，尤其是图像中各区域的纹理方向特征，把这些方向特征在图像中标记出来；对于某待编码图像块，其理想的预测方向就是所在区域的纹理方向；选取其预测方向最接近理想预测方向的帧内预测模式作为本块的最优预测模式，本发明提供的预测模式选取方法不需要对每一种可能的预测模式进行计算，可以快速选取帧内图像块的最佳预测模式，减少计算量，有利于实时视频压缩系统的实现。
文档编号H04N7/32GK1662066SQ200410006340
公开日2005年8月31日 申请日期2004年2月26日 优先权日2004年2月26日
发明者邹立建, 黄庆明, 高文 申请人:中国科学院计算技术研究所