专利名称：一种基于n-bit截尾量化和块内二维预测的参考帧压缩方法
技术领域：
本发明属于数字视频信号编解码技术领域，针对于HEVC视频标准，具体涉及参考帧压缩的算法。
背景技术：
HEVC(High efficiency video coding)是由国际电信组织(ITU)和运动图像专家组(MPEG)联合制定而成的最新国际视频编码标准。相对于旧的H.264标准，HEVC具有更高的压缩效率，更适合超高分辨率视频的编码，但其计算量与复杂度也剧增，巨大的外存访问量严重降低了系统的速度，增加了系统功耗。对于编解码器来说，外存的访问主要来自参考帧与播放帧的读写，要降低系统外存访问带宽，就要从此处如手。参考帧压缩是解决上述问题的一种有力手段，它对存储在外存的参考帧进行快速高效的压缩，减少参考帧传输时的数据量，从而降低系统带宽。该方法可以无缝的嵌入到任何视频编解码器中，不会对原始视频编解码器结构产生太大影响。附
图1中阐述了参考帧压缩模块系统中的位置:1-1为原始视频流的读入，1-2为压缩后的数据存向外存，1-3为编码器重构图像进入参考帧压缩器，1-4为参考帧解压器从外存读入压缩后的参考帧，1-5为将解压好的参考帧送向编码器。可见，该模块的加入不会影响原始编码器的结构。参考帧数据的形式一般为原始的YUV像素。参考帧在解码器中主要用于运动补偿(Motion Compensation),在编码器中用于运动估计(Motion estimation)和运动补偿。在进行运动估计、运动补偿时，编码器需要将参考帧中的原始像素从外存中载入到运动估计模块中进行运动估计。如果使用了参考帧压缩技术，存储在外存中的数据为已经压缩过的，这样载入参考帧时 就能大大降低数据量，从而达到降低带宽的目的。从外存中载入的已压缩后数据在使用前需要先经过解压，所以参考帧压缩模块由压缩器和解压器构成。参考帧压缩算法有以下几点要求:
1.较高的压缩效率；
2.简单的压缩和解压算法，确保不会影响编解码器的工作速度；
3.支持数据随机访问，满足编解码器的要求；
4.重构的参考帧无损或低损，保证编解码图像的质量；
压缩率是压缩算法的一个重要衡量依据，它定义为:
权利要求
1.一种基于n-bit截尾量化和块内二维预测的参考帧压缩方法，其特征在于，具体步骤如下: (1)输入原始像素，并处理为MXM块为单位的存储模式，其中M为4、8、16或32； (2)量化并存储量化残差: 将输入的原始的N-bit像素数据向右移η位进行截尾量化，移出的最后η位作为量化残差进行存储，所述N为任意bit数的像素数据； (3)量化后的(N-n)位作为块内预测的输入，块内预测后每个MXM块分为初始化像素P (O，O)、基本参考像素P (O，y)和Ρ(χ，0)和普通预测像素P(x，y)三种，其中x，y=l，2，3，…M-1 ;计算基本参考像素残差Residual (O, y)和Residual (x, O),其计算公式如下:
全文摘要
本发明属于数字视频信号编解码技术领域，具体为一种基于n-bit截尾量化和块内二维预测的参考帧压缩方法。该方法中，参考帧图像首先经过n-bit截尾量化得到量化后图像和量化残差，然后对量化后图像进行块内二维预测。本方法可根据使用要求提供不同质量的重构图像，以便对解码开销和图像质量进行平衡；适用于最新的视频编码标准，具有极高的压缩效率，可以无缝的嵌入到任何通用编解码器中。本方法符合参考帧压缩高速度的要求，在无损模式先可以达到50%~60%的压缩率，在有损模式下可以达到60%~75%的压缩率。
文档编号H04N7/26GK103248891SQ20131014486
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月24日 优先权日2013年4月24日
发明者范益波, 尚青, 刘聪, 曾晓洋 申请人:复旦大学