混合视频编码标准中帧间预测方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种混合视频编码标准中帧间预测方法。
【背景技术】
[0002] 随着人们对视频显示质量要求的提高，高清和超高清视频等新视频应用形式应运 而生。在这种高分辨率高质量视频欣赏应用越来越广泛的情况下，如何增强视频压缩效率 变得至关重要。
[0003] 图像与视频在数字化过程中，产生了大量的数据冗余，这使得视频压缩技术成为 了可能。一般而言，冗余类型至少包括空间冗余、时间冗余、信息熵冗余。对于时间冗余的 消除，一般采用基于预测的方法，即帧间预测编码。其基本思想是从已编码的相邻帧中找到 当前块最匹配的块，只需将残差和与运动矢量传给解码端即可，有效的降低了视频编码中 的时域冗余。
[0004] 然而对于包含有亮度变化的序列，普通的帧间预测技术尤其是单向预测技术不能 进行有效地帧间预测，使得编码效率受到限制。
[0005] 为了改善帧间预测性能，H. 264/MPEG4AVC和HEVC编码标准集成了加权预测工具。 此标准中集成了两种加权预测模式：主要改善双向预测性能的隐式模式和主要补偿亮度的 渐变效应的显式模式。对于显式模式，编码端会根据当前帧和参考帧对每一个参考帧计算 加权预测参数，即加权因子和偏移。然后根据使用加权预测和未使用加权预测的参考帧相 对于当前帧的失真判定当前帧是否使用加权预测。对于判定要使用加权预测的帧，会在帧 头传输加权预测参数以便在解码端使用。隐式模式则不会传输加权预测参数，而是根据当 前帧和每一个参考帧的时域距离在编解码端计算得到。
[0006] 对于有全局均匀亮度变化的序列，当前帧从同一个参考帧进行预测时，使用一 组加权预测参数就能够进行有效地帧间预测。然而对于有局部亮度变化的序列，这种方 案将不再有效。为此，局部加权预测应运而生，正如N.M.M.Rodrigues,V.M.M.Silvaand S.M.M.Faria,"Hierarchicalmotioncompensationwithspatialandluminancetr ansformations"，ICIP,pp. 518-521，Oct. 2001即"对每一个块都要编码和传输加权预测 参数，考虑到编码这些参数的负担，该方案可能不会导致显著的性能提高"和"P.Yin，A. M.Tourapis,andJ.Boyce,"Localizedweightedpredictionforvideocoding, "in Proc.IEEEInt.Symp.CircuitsandSystems,vol. 5.May2005,pp. 4365 - 4368" 即"使用 当前块和其时域对应块的空域邻近块的均值差估计得到当前块和参考块的偏移来进行局 部加权预测，并在帧头中引入一个标志位来避免由于错误的偏移估计引入性能下降。然而 该方案只对有亮度变化的序列有性能提升"所提议的那样。
[0007]S.Jeong,andH.Park,aOffsetCompensationMethodforSkipModeinHybrid VideoCoding,''IEEETrans.CircuitsSyst.VideoTechnol. ,vol. 24,no. 10,pp. 1825-183 1，Oct. 2014提出应用于H. 264平台上的一个带偏移量的skip模式。该技术根据当前块和 其时域对应块的空域邻近块的均值差估计得到当前块和参考块的偏移量，并将skip模式 直接替换为带偏移量的Skip模式。然而该技术有效的前提是采用skip模式的块和其邻近 块有很强的相关性，估计得到的偏移量准确性很高。
[0008] 为此，提供一个更加鲁棒的加权预测方案来提升帧间预测性能变得尤为重要。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的是为了解决如何在现有的加权预测方案的中加强鲁棒性的问题，而 提出一种混合视频编码标准中帧间预测方法。
[0010] 步骤一：选定当前块，获取当前块的时域对应块作为当前块的预测块，选取当前块 的空域邻近像素和时域对应块的空域邻近像素利用线性加权预测模型=ax+b，求出当 前块的加权预测参数：加权因子a和附加的偏移b;式中，y表示当前块的空域邻近像素，x 表示时域对应块的空域邻近像素；
[0011]步骤二：根据步骤一求出的加权因子a和附加的偏移b，利用步骤一的线性加权预 测模型对预测块中的预测像素值进行处理，使处理后预测块与当前块接近；
[0012] 步骤三：利用步骤二获得的处理后的预测块进行帧间预测。
[0013] 本发明的有益效果为：
[0014] 本发明是通过建立加强鲁棒性能的加权预测方案，从而使帧间预测性能得到提 升。
[0015] 本发明提出的混合视频编码标准中帧间预测方法，不需要明确地编码和传输加权 预测参数，而是基于线性加权预测模型和带约束的最小二乘法，利用当前块和其空域邻近 块以及当前块的时域预测块和其空域邻近块的相关性，得到加强鲁棒性的参数估计方法， 利用这种局部加权预测方法增强帧间预测性能，从而提高视频编码的编码效率。
【附图说明】
[0016] 图1为本发明方法的流程框图；
[0017] 图2为本发明实施例1通过当前块和当前考查的运动矢量mv定位得到当前块的 时域对应块的示意图；图中，1为参考帧，2为当前帧，3为时域对应块，4为当前块，5为时域 对应块的空域邻近像素，6为当前块的空域邻近像素。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0018] 一：
[0019] 本实施方式的混合视频编码标准中帧间预测方法，如图1所示，所述预测方法通 过以下步骤实现：
[0020] 步骤一：选定当前块，获取当前块的时域对应块作为当前块的预测块，选取当前块 的空域邻近像素和时域对应块的空域邻近像素利用线性加权预测模型=ax+b，求出当 前块的加权预测参数：加权因子a和附加的偏移b;式中，y表示当前块的空域邻近像素，x 表示时域对应块的空域邻近像素；
[0021] 步骤二：根据步骤一求出的加权因子a和附加的偏移b，利用步骤一的线性加权预 测模型对预测块中的预测像素值进行处理，使处理后预测块与当前块接近；
[0022] 步骤三：利用步骤二获得的处理后的预测块进行帧间预测，以减少残差、提高编码 效率。
[0023] 根据率失真性能通过一个编码单元级别的标志位控制是否使用加权预测方法，或 者可以在帧头中加一个标志位决定一帧是否需要增强帧间预测，如果需要，再进行相应的 加权预测。
【具体实施方式】 [0024] 二：
[0025] 与【具体实施方式】一不同的是，本实施方式的混合视频编码标准中帧间预测方法， 步骤三中增强帧间预测，具体是对一帧中所有的帧间预测，或一帧中2Nx2N分割的帧间预 测，或一帧中merge2Nx2N和skip2Nx2N的帧间预测；其中，所述帧的类型为P帧或B帧。
【具体实施方式】 [0026] 三：
[0027] 与【具体实施方式】一不同的是，本实施方式的混合视频编码标准中帧间预测方法， 步骤三中增强帧间预测，具体是对亮度分量预测，或亮度分量与色度分量的预测；其中，所 述帧的类型为P帧或B帧。
【具体实施方式】 [0028] 四：
[0029] 与【具体实施方式】一不同的是，本实施方式的混合视频编码标准中帧间预测方法， 步骤一所述获取当前块的时域对应块的过程为，通过当前块和当前考查的运动矢量mv定 位得到