专利名称：基于空域预测的视频和图像编解码方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及多媒体通信领域，尤其涉及基于空域预测的视频和图像编解码方法和 基于空域预测的视频和图像编解码装置。
背景技术：
视频和图像编码技术是数字视频和图像这一重要多媒体信息得以被广泛应用的 基础和关键。在视频和图像编码中，帧内编码不依赖于已编码帧，因而可以被解码器独立解 码具有作为随机访问点和有效防止错误传播等功能。然而采用该方法，帧内编码压缩率很 低，编码信息量极大。为了提高编码效率，在进行帧内编码时，可以用当前编码块周围已重 建的信息对编码块进行空域预测，利用图像的空域相关性去除冗余。这种空域预测的方法 也可应用于帧间编码帧。在H. 264视频编码标准/高级视频编码标准(H. 264/Advanced Video Coding, H. 264/AVC)中，主要利用了空域预测技术来提高帧内编码的压缩率。H. 264/AVC支持4x4、 8x8和16x16像素宏块的空域预测帧内编码，在对当前编码块进行空域预测时，利用了编码 块左面和上面相邻的已重建像素，按照某种特定的方向进行纹理外推生成当前块预测值， 然后对去除一定空域冗余后的残差值进行编码，如
图1所示。该方法相对于直接对图像数 据编码而言，可以大大减小码率。H. 264/AVC对4x4和8x8块提供了 1种直流模式和8种 单方向纹理预测模式，如图1所示。本质上，H. 264/AVC所采用的空域预测技术是将9个特 定方向(直流视为一种特殊方向)的预测滤波器组应用于当前编码块左面和上面相邻的已 重建参考像素，进行滤波来获得编码块的预测值，其所使用的预测滤波器组是固定的。使用 预测滤波器组来表达空域预测的通用方法可描述如下以4x4块为例，记当前待编码块的 像素为a-p，其左面和上面的已重建参考像素为A-X，如图2所示。用一维矢量；；表示参考
像素组成的矢量(例如图2的A至X组成一个1x13的矢量1、，7a表示矢量^中参考像 素A对应的值，依次类推。用一维矢量；^表示空域预测生成的对当前编码块的预测值(例 如图2的a至ρ组成一个1x16的矢量；)，义表示矢量；中a位置的预测值，依次类推。 进而，对一种空域预测模式m，可以通过定义一个预测滤波器矩阵Wm来表示，通过将预测滤 波器矩阵Wm与参考像素矢量；相乘可以生成预测值；。此处，Wm可以表示如下
权利要求
1.一种空域预测编码方法，其特征在于，该方法 使用一种或多种空域预测模式进行预测编码。至少一种空域预测模式对当前待编码区域的每个像素点分别指定一种使用一个或多 个参考像素经过预测滤波器生成像素点预测值的方法。将其中至少一种空域预测模式所用到的至少一个预测滤波器的信息进行编码并写入 编码结果。
2.根据权利要求1所述的空域预测编码方法，其特征在于，所述被编码的预测滤波器 至少具有以下特征之一预测滤波器所对应的待编码区域可以是任意特定形状，如NxM矩形、三角形等。 预测滤波器所使用的一个或多个参考像素是当前帧内任意位置的已重建像素。 预测滤波器是线性滤波器。 预测滤波器是非线性波器。
3.根据权利要求1所述的空域预测编码方法，其特征在于，所述被编码的预测滤波器 的信息至少具有以下特征之一预测滤波器的信息可以是滤波器的抽头系数或抽头系数对应的幂次矩阵或二者的组 写入预测滤波器信息的间隔是任意特定长度的视频图像内容。
4.一种空域预测解码方法，其特征在于，该方法 解码过程中使用了一种或多种空域预测模式。至少一种空域预测模式对当前待解码区域的每个像素点分别指定一种使用一个或多 个参考像素经过预测滤波器生成像素点预测值的方法。从编码结果中获得其中至少一种空域预测模式所用到的至少一个预测滤波器的信息， 根据所述预测滤波器信息构建预测滤波器，并使用该预测滤波器对待解码区域进行解码。
5.根据权利要求4所述的空域预测解码方法，其特征在于，所述获得的预测滤波器至 少具有以下特征之一预测滤波器对应的待解码区域可以是任意特定形状，如NxM矩形、三角形等。 预测滤波器所使用的一个或多个参考像素是当前帧内任意位置的已解码重建像素。
6.根据权利要求4所述的空域预测解码方法，其特征在于，从编码结果中获得的所述 预测滤波器的信息，可以是滤波器的抽头系数或抽头系数对应的幂次矩阵或二者的组合。
7.—种空域预测编码方法，其特征在于，该方法为向编码结果中写入一个标识用于 指示在编码结果中是否包含空域预测模式所使用的预测滤波器信息并且对一段特定的视 频图像内容使用所述的预测滤波器进行编码。
8.—种空域预测解码方法，其特征在于，该方法为从编码结果中获得一个标识用于 指示在编码结果中是否包含空域预测模式所使用的预测滤波器信息并且对一段特定的视 频图像内容使用所述的预测滤波器进行解码。
9.一种空域预测编码装置，其特征在于，它包含使用一种或多种空域预测模式进行预测编码的空域预测编码单元。 将空域预测编码单元中至少一种空域预测模式所用到的至少一个预测滤波器的信息 编码并写入编码结果的预测滤波器信息编码写入单元。
10.一种空域预测解码装置，其特征在于，它包含从编码结果中获得空域预测模式所使用的预测滤波器信息的单元。 根据获得的预测滤波器信息以及可能存在的其他空域预测模式信息来对编码结果进 行解码的单元。
11.一种空域预测编码装置，其特征在于，它包含向编码结果中写入一个标识的单元，该标识用于指示在编码结果中是否包含空域预测 模式所使用的预测滤波器信息并且对一段特定的视频图像内容使用所述的预测滤波器进 行编码。
12.—种空域预测解码装置，其特征在于，它包含从编码结果中获得一个标识的单元，该标识用于指示在编码结果中是否包含空域预测 模式所使用的预测滤波器信息并且对一段特定的视频图像内容使用所述的预测滤波器进 行解码。
全文摘要
本发明公开了一种基于空域预测的视频和图像编解码方法和装置，该编解码方法和装置允许空域预测模式所使用的预测滤波器根据视频图像内容的纹理特征和频域特性来变化更新，使得空域预测能够捕捉视频图像内容的动态特性，提高空域预测的准确度，从而提高视频图像编码性能。
文档编号H04N7/34GK102045573SQ20091015339
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月22日 优先权日2009年10月22日
发明者虞露, 陈钰 申请人:浙江大学