一种用于svac标准的图像预测方法
【专利摘要】本发明实施例提供了一种用于SVAC标准的图像预测方法，提高了预测的准确性，减少了编码码流长度。该用于SVAC标准的图像预测方法包括：对预测参考像素值进行滤波处理；利用滤波后的预测参考像素值计算当前块的预测像素值。其中，所述预测参考像素值包括：所述当前块上边、和/或左上、和/或右上、和/或左边、和/或左下的原始像素值。
【专利说明】-种用于SVAC标准的图像预测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及音视频处理技术，特别涉及一种用于SVAC标准的图像预测方法。 技术背景
[0002] 在符合SVAC标准的解码流程中，一般采用重建图像来做参考点以进行解码。而在 现有SVAC标准的编码器的硬件实现中，为了实现高性能编码器且降低硬件实现的难度，直 接利用当前块周边的原始像素作为当前块的预测参考像素。由于这些预测参考像素源于原 始图像数据，而非真实的重建图像数据，在计算预测值时必然会带来一些误差，导致预测的 不准确，最终导致编码码流变长。
【发明内容】
[0003] 有鉴于此，本发明实施例提供一种用于SVAC标准的图像预测方法，提高了预测的 准确性。
[0004] 为了达到上述目的，本发明实施例提供的一种用于SVAC标准的图像预测方法包 括：
[0005] 对预测参考像素值进行滤波处理；
[0006] 利用滤波后的预测参考像素值计算当前块的预测像素值。
[0007] 本发明实施例提供的一种用于SVAC标准的图像预测方法，在利用当前块的预测 参考像素为当前块做预测前，首先对这些预测参考像素做滤波处理，然后利用这些滤波后 的预测参考像素为当前块计算预测像素值。由于这些经过滤波处理的预测参考值更接近重 建值，从而提高了帧内预测的准确性。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 图1是本发明实施例提供的用于SVAC标准的图像预测方法的流程图。
[0009] 图2是本发明实施例中参考像素分布示意图。
[0010] 图 3 序列 Flowervase_416X240 的 RD 曲线图。
[0011] 图 4 序列 Basketbal IDril 1_832 X 480 的 RD 曲线图。
[0012] 图 5 序列 rush_hour_1088p 的 RD 曲线图。
【具体实施方式】
[0013] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步 的详细描述。
[0014] 图1是本发明实施例提供的一种用于SVAC标准的图像预测方法的流程图。如图 1所示，该方法包括如下步骤：
[0015] 步骤101 :对预测参考像素值进行滤波处理。滤波处理可使预测参考值更接近解 码中重建图像的重建值，从而提高了编码过程中帧内预测的准确性，且缩短了编码码流。具 体滤波处理的方式将在后文图2所示的实施例中进行详细说明。
[0016] 本领域技术人员可以理解，滤波处理的具体方式可以根据所要实现硬件的复杂度 和所要接近的重建值而定，本发明对此不做限定。
[0017] 步骤102 :利用滤波后的预测参考像素来计算当前块的预测像素值；
[0018] 在本发明一实施例中，计算预测像素值的预测模式可分为五种，分别为利用当前 块上边、左上、右上、左边、和左下的原始像素值计算当前块所有像素的预测像素值。若当前 块位于图像的边缘，当前块可能没有上边、左上、右上、左边、和左下的原始像素值中的一个 或多个，此时将该上边、左上、右上、左边、和左下的原始像素值中的一个或多个视为空值即 可。
[0019] 在本发明一实施例中，为了进一步提高预测准确性，可以选取当前块上边、左上、 右上、左边、和左下的原始像素值中的一种预测模式作为最佳预测模式进行预测像素值的 计算。此时该SVAC标准的图像预测方法可进一步包括：
[0020] 步骤103 :分别将利用所述当前块上边、和/或左上、和/或右上、和/或左边、和 /或左下的原始像素值计算得出的预测像素值与所述当前块的原始像素值进行绝对差值求 和运算。
[0021] 具体过程可以为：用当前块的原始像素值减去步骤102中分别通过五种预测模式 计算出的预测像素值，再对减法运算求得的差值求绝对值，最后把当前块的所有像素的绝 对值相加，得出当前块在相应预测模式下的绝对差值求和运算（后文以SAD表示）结果，每 一种预测模式对应一个SAD值。
[0022] 在本发明一实施例中，SAD运算中还包括将差值进行Hadamard变换，此时该SAD运 算其实成为了 SATD运算。
[0023] 步骤104 :将所述当前块上边、左上、右上、左边和左下中绝对差值求和运算结果 最小的预测参考值作为最佳预测参考值。
[0024] 具体过程可以为：将步骤103计算出的各预测模式的SAD值，按照由小到大顺序编 号，并根据该顺序编号将这些SAD值进行两两比较，每轮比较取其中SAD值较小者继续下一 轮比较，最终可得出具有最小SAD值的预测模式，该具有最小SAD值的预测模式即是当前块 的最佳预测模式，该模式中所利用的预测参考值也即为最佳预测参考值。
[0025] 下面通过一个实施例来详细说明滤波处理的具体过程。
[0026] 图2是本发明一实施例中参考像素分布示意图。如图2所示，以一 4x4亮度宏块 (图中的a至p)为例进行说明。该亮度宏块的上边、左上、右上、左边和左下边像素为A到 Q。其中，当前亮度宏块上边的像素为A?D ;左上的像素为Q ;右上的像素为E?H ;左边的 像素为I?L ;左下的像素为M?P。
[0027] 则滤波算法的输入为：预测参考值p[x，y]，其中，X = -1?7，y = -1和X = -l，y =〇?7。当然，实际情况下，当亮度宏块位于图像边缘时，有可能不具有上边、左上、右上、 左边和左下边像素的一个或多个，此时可以将对应的P[x，y]视为空值。
[0028] 滤波算法的输出为：滤波后的预测参考值f[x，y]，其中，X = -1?7, y = -1和X =-1，y = 0 ?7〇
[0029] 对当前块左上Q的预测参考值p [-1，-1]进行滤波处理，获得滤波后的预测参考值 f[-l，_l]的过程为：
[0030] 若值p [0, -1](对应I点）和p [-1，0](对应A点）都可用于预测，则Q点的预测 值 f[-l，-l] = (P[0，-l]+6*p[-l，-l]+p[-l，0]+4) >>3;
[0031] 其中，I、Q、A三点对f[-l，-l]的作用系数为I : 6 : 1，该值为经验值。
[0032] ">> 3"的目的是为了实现除8的效果，以保持最后的运算结果仍为像素长度。具 体而言，由于每一个像素点的比特位长度是8,则（ρ[0, -1]+6*ρ[-1，-1]+ρ[-1，0])的比特 位长度为11，通过">> 3"的操作，可以使得最后运算结果保持8bits。
[0033] "+4"的目的是为了实现硬件除法取整的精确度，或者说为了实现四舍五入的效 果。由于硬件移位操作后只能"保留整数部分，去掉小数部分"，这样当某些情况下除法结果 为（1.5,2)时，都会被认为1，显然这是不够精确的。通过"+4"的计算，就可以让大于0.5 的部分对整数部分贡献1，则对于原除法结果为（1. 5,2)的情况，现在均可以为认为是2 ;而 对于小于0.5的部分，即使"+4"，结果还是0,这样可以实现四舍五入，让运算结果更准确。
[0034] 以上对f(x，y)的说明也适用于下列公式。即，当前块的下边块的预测参考像素 值、当前块的预测参考像素值、当前块的右边块的预测参考像素值对所述块的滤波后的预 测参考像素值的作用系数为1 : 6 : 1。
[0035] 若值p[0，_l](对应I点）可用，但值p[_l，0](对应A点）不可用，用Q点的值替 换 A 点时，此时 f[-l，-l] = (p[0，-l]+7*p[-l，_l]+4) >>3;
[0036] 若值p[_l，0](对应A点）可用，但值ρ[0，-1](对应I点）不可用，用Q点的值替 换 I 点时，则 f[_l，-1] = (7*P[-1，-l]+p[-l，0]+4) >> 3。
[0037] 对当前块上边的预测参考值p[x，_l]，x = 0?3(对应I、J、K、L)进行滤波处理， 获得滤波后的预测参考值f[x，-1]的过程为：
[0038] 若p[_l，-1](对应Q)可用，则I点滤波后的预测参考值f[0, -1]= (P[_l，-l]+6*p[0, _l]+p[l，-l]+4) >> 3 ;
[0039] 若p[_l，-1](对应Q)不可用，则I点滤波后的预测参考值f [0, -1]= (7*p[0, _l]+p[l，_1]+4) >> 3 ;
[0040] J、K、L 点滤波后的预测参考值 f[x，-1] = (P[x-1，-l]+6*p[x，-1]+P[x+1，-l]+4 )>> 3,其中，x = 1，2,3。
[0041] 对当前块右上的预测参考值p[x，_l]，x = 4?7(对应M、N、0、P)进行滤波处理， 获得滤波后的预测参考值f[x，-1]的过程为：
[0042] Μ、Ν、0 点滤波后的预测参考值 f [X，-1] = (p[x-l，-l]+6*p[x，-l]+p[x+l，_1]+4 )>>3;其中，x = 4 ?6;
[0043] P 点滤波后的预测参考值 f [7, -1] = (p[6, _l]+6*p[7, -l]+4) >> 3。
[0044] 对当前块左边的预测参考值p[_l，y]，y = 0?3(对应A、B、C、D)进行滤波处理， 获得滤波后的预测参考值f[-l，y]的过程为：
[0045] 若P[-1，-1](对应Q)可用，则A点滤波后的预测参考值f[-l，0]= (P [-1，-1] +6*P [-1，0] +P [-1，1] +4) > > 3 ;
[0046] 若p[_l，-1](对应Q)不可用，则A点滤波后的预测参考值f [_1，0]= (7*p[0, -l]+p[-l，l]+4) >> 3 ;
[0047] B、C、D 点滤波后的预测参考值 f[_l，y] = (p[-l，y_l]+6*p[y，-l]+p[-l，y+l]+4) >> 3, y = I ?3。
[0048] 对当前块左下的预测参考值p[_l，y]，y = 4?7(对应E、F、G、H)进行滤波处理， 获得滤波后的预测参考值f[-l，y]的过程为：
[0049] E、F、G点滤波后的预测参考值f[-l，y] = (p[-l，y-l]+6*p[-l，y]+p[-l，y+l]+4) >>3,y = 4?7;
[0050] H 点滤波后的预测参考值 f[-l，7] = (p[-l，6]+7*p[-l，7]+4) >> 3。
[0051] 当然，在本发明一实施例中，当前块的下边块的预测参考像素值、当前块的预测参 考像素值、当前块的右边块的预测参考像素值对所述块的滤波后的预测参考像素值的作用 系数也可以是1 : 2 : 1。这种情况下，举例说明，若值P[0，-1](对应I点）和P[-1，0](对 应A 点）都可用于预测，则 Q 点的预测值 f[-l，-l] = (p[0，-l]+2*p[-l，-l]+p[-l，0]+2) >> 2 ；
[0052] 其中，">> 2"的目的是为了实现除4的效果，以缩短编码长度。具体而言，由于 每一点的编码长度均为8,则（ρ[0, -1]+2*ρ[-1，-1]+ρ[-1，0])的长度为10,通过">> 2" 的操作，可以使得编码长度又缩短为8。"+2"的目的是为了实现硬件除法取整的精确度，或 者说为了实现四舍五入的效果。对于8X8的亮度宏块，其预测方式与图2所示实施例相同， 其区别在于其预测参考值P[X，y]的范围为：X = -1?15, y = -1和X = -1，y = 0?15。
[0053] 下面以实际的实验数据对打开与关闭滤波算法进行比较测试。选取了 3个不同 的视频序列做测试实验，分别是：Flowervase_416X240，BasketballDrill_832X480 和 rush_hour_1088p。每个序列选100巾贞，以全I巾贞的方式进行编码。实验米用Hadamard变 换和VLCE编码，为了检验算法在不同码率下的效果，采用了 5个不同的QP值进行测试。
[0054] 图表说明：APSNR表示打开滤波算法后峰值信噪比的变化，ABitrate表示打开 滤波算法后码率变化的百分比，正值表示增加，负值表示减少。表1?表3分别是3个序列 的测试结果，图3至图5分别是3个序列的RD(Rate Distortion)曲线图，其中ON表示打 开算法，OFF表示关闭算法。
[0055] 表 1 序列 Flowervase_416 X 240 的结果
[0056]
【权利要求】
1. 一种用于SVAC标准的图像预测方法，其特征在于，包括： 对预测参考像素值进行滤波处理获得滤波后的预测参考像素值； 利用滤波后的预测参考像素值计算当前块的预测像素值。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预测参考像素值包括：所述当前块上 边、和/或左上、和/或右上、和/或左边、和/或左下的原始像素值。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括： 分别将利用所述当前块上边、和/或左上、和/或右上、和/或左边、和/或左下的原始 像素值计算得出的预测像素值与所述当前块的原始像素值进行绝对差值求和运算； 将所述当前块上边、左上、右上、左边和左下中绝对差值求和运算结果最小的预测参考 值作为最佳预测参考值。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述当前块上边、左上、右上、左边和左 下中绝对差值求和运算结果最小的预测像素值作为最佳预测像素值包括： 将所述当前块上边、左上、右上、左边和左下预测像素值的绝对差值求和运算结果按顺 序编号； 将所述按顺序编号的绝对差值求和运算结果按编号顺序两两进行比较；其中取绝对差 值求和运算结果较小的进行下一轮比较。
5. 根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述绝对差值求和运算包括将差值经 Hadamard 变换。
6. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述当前块位于图像边缘而不具备上 边、和/或左上、和/或右上、和/或左边、和/或左下的原始像素值时，所述方法进一步包 括： 将该上边、和/或左上、和/或右上、和/或左边、和/或左下的原始像素值视为空值。
7. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，某一块的滤波后的预测参考像素值与当 前块的预测参考像素值、当前块的下边块的预测参考像素值、当前块的右边块的预测参考 像素值相关。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当前块的下边块的预测参考像素值、当前 块的预测参考像素值、当前块的右边块的预测参考像素值对所述块的滤波后的预测参考像 素值的作用系数为1 : 6 : 1或1 : 2 : 1。
9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当当前块的下边块的预测参考像素值、当 前块的预测参考像素值、当前块的右边块的预测参考像素值对所述块的滤波后的预测参考 像素值的作用系数为1 : 6 : 1时；将当前块的下边块的预测参考像素值、当前块的预测参 考像素值和当前块的右边块的预测参考像素值的计算结果左移3位获得所述块的滤波后 的预测参考像素值。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在对当前块的下边块的预测参考像素 值、当前块的预测参考像素值和当前块的右边块的预测参考像素值的计算结果左移3位之 前，进一步包括： 在当前块的下边块的预测参考像素值、当前块的预测参考像素值和当前块的右边块的 预测参考像素值的计算结果基础上加4。
【文档编号】H04N19/593GK104333759SQ201410697769
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月26日 优先权日:2014年11月26日
【发明者】钟俊华, 吴克寿, 瞿艳梅 申请人:广东中星电子有限公司