一种混合视频编码标准中帧间预测方法_2

文档序号:9220107阅读:来源:国知局
矢量才能确定所述透视投影系数。
[0027] 在步骤三中,所述获取当前编码块中每个划分单元的运动矢量的实现为:在所述 双线性插值模型、透视投影模型、六参数仿射模型、四参数仿射模型中为当前块选择一个最 优的预测模型。
[0028] 最优的预测模型的选择过程为:从步骤一中获取的若干邻近块中选取四个邻近 块,根据其相对位置计算双线性插值模型的参数,从步骤一中获取的若干邻近块中选取四 个邻近块,根据其相对位置和运动信息计算透视投影模型的参数,从步骤一中获取的若干 邻近块中选取三个邻近块,根据其相对位置和运动信息计算六参数仿射模型的参数,从步 骤一中获取的若干邻近块中选取两个邻近块,根据其相对位置和运动信息计算四参数仿射 模型的参数,然后在所有有效的预测模型构成的集合中,选择一个最优的预测模型或在所 有有效预测模型构成集合的任意子集中选择一个最优的预测模型,确定预测模型后即可获 取当前编码块中每个划分单元的运动矢量;
[0029] 所述获取当前块中每个划分单元的运动矢量,在选择最优的预测模型时,可按照 预测模型的预测性能或者使用率为候选预测模型集合中的候选预测模型排序。
[0030] 选择最优预测模型的判定准则为:采用最小均方误差、最小误差平方和、最小 Hadamard误差或率失真优化准则。
[0031] 对获取当前编码块先划分成N部分,为每一部分对应应用其中的一种预测模型, 其中N彡1。
[0032] 本发明的有益效果是:
[0033] 本发明预测方法可以有效地描述视频序列中存在的变形运动。
[0034] 本发明是通过借助当前块相邻已编码块的运动信息利用双线性插值模型、透视投 影模型、六参数仿射模型或者四参数仿射模型获取当前编码块每个划分单元的运动信息, 从而使帧间预测性能得到提升。
[0035] 本发明可以有效地处理视频序列中存在的变形运动,与目前编码标准中现有的块 匹配算法相比,我们的方案对包含变形运动的序列有明显的性能增益,总的来说,对不包含 变形运动的序列没有性能损失甚至还有些增益。所述的帧间预测方法可以用于merge模 式、skip模式或inter模式中。
[0036] 在帧间预测中,运动估计和运动补偿可以有效地降低视频编码中的时域冗余,提 高视频编码性能。由于现有的视频编码标准采用的是基于平移运动模型的块匹配运动估 计,即使是目前最先进的ffiVC编码标准,也无法对非平移运动的场景进行精确的描述。为 此,我们提出一个基于双线性插值模型、仿射模型和透视模型的帧间预测方法,利用当前编 码块周围若干个相邻已编码块的运动信息对当前块的运动信息进行预测,使得视频序列中 存在的变形运动(比如旋转,缩放等)得到有效地描述,编码效率得到进一步提高。
【附图说明】
[0037] 图1为本发明实施例方法中当前块四个角点控制MP的候选位置,其中(a)表示左 上、右上、左下角点控制MP的候选位置,是位于当前帧的空域邻近块;(b)表示右下角点控 制MP的候选位置,是位于时域参考帧中的时域邻近块。
[0038] 图2为本发明实施例方法中基于像素点的双线性插值模型示意图。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0039] 一:本实施方式所述的混合视频编码标准中帧间预测方法用于描述 视频序列中存在的变形运动,所述预测方法用于merge模式、skip模式或inter模式中;所 述预测方法的实现过程为:
[0040] 步骤一:获取当前编码块的周围若干个相邻已编码块的运动信息,当前编码块的 尺寸为W*H,W为当前编码块的宽,H为当前编码块的高;所述运动信息包括参考索引和运动 矢量;周围若干个相邻已编码块称为邻近编码块;
[0041] 步骤二:根据步骤一获取的邻近编码块的参考索引获取当前编码块中每个划分单 兀的参考索引;
[0042] 步骤三:根据步骤一获取的邻近编码块的参考索引和步骤二获取的当前编码块中 每个划分单元的参考索引对邻近编码块的运动矢量进行处理,获取当前编码块中每个划分 单元的运动矢量。
【具体实施方式】 [0043] 二:本实施方式所述的混合视频编码标准中帧间预测方法,其特征 在于:
[0044] 在步骤一中,所述邻近编码块是当前编码块的四个角点位置的邻近块、或是当前 编码块的四个角点位置和中心点位置的邻近块;所述邻近编码块是位于当前帧中的空域邻 近块或是位于时域参考帧中的时域邻近块;
[0045] 还支持选择更多数目的邻近块来获取当前编码块的运动信息,除了四个角点位置 和中心点位置,其他位置的邻近块也同样支持;
[0046] 例如,所述的四个角点相邻已编码块选取的是当前编码块左上、右上、左下、右下 角邻近4x4大小的块,记为控制MP(minimumpartition);其中,右下角控制MP位于时域参 考帧中;
[0047] 步骤二和步骤三中划分单元的大小为w*h,其中H,划分单元 的大小可以是统一的,也可以考虑当前块的纹理或其他特征设置为不同的;
[0048] 步骤二所述获取当前编码块中每个划分单元的参考索引的原则为:
[0049] 选取步骤一中获取的邻近编码块的使用次数最多的参考索引作为目标参考索引 (每个划分单元的参考索引),
[0050] 或者,为每个邻近编码块指定一个权值,将具有相同参考索引的邻近编码块的权 值累加,选取步骤一中获取的邻近编码块的权值最大的参考索引作为目标参考索引;
[0051] 步骤三所述对邻近编码块的运动矢量进行处理,其过程为:在使用邻近块的运动 矢量插值出当前块中目标划分单元的运动矢量之前对邻近块的运动矢量进行预处理,即如 果邻近块的参考索引跟本实施方式所获取的目标参考索引不同,就根据时域距离将邻近块 的运动矢量缩放到对应于目标参考索引的运动矢量。其它组成及连接关系与【具体实施方式】 一相同。
[0052] 例如:在上述实施方式中,所述的获取当前块中每个划分单元的参考索引,可以根 据步骤一中获取的控制MP的参考索引的使用次数利用某种规则(比如,使用次数最多)选 取目标参考索引;可以为每个控制MP指定一个权值,将具有相同参考索引的控制MP的权值 累加,根据步骤一中获取的控制MP的参考索引的权值利用某种规则(比如,权值最大)选 取目标参考索引;对于双线性插值模型来说,控制MP的权值可以是双线性插值模型为每个 控制MP计算的权值。
[0053] 例如:在上述实施方式中,所述的获取当前编码块中每个划分单元的运动矢量在 使用控制MP的运动矢量插值出当前块中目标划分单元的运动矢量之前对控制MP的运动矢 量进行预处理,即如果控制MP的参考索引跟步骤二中所获取的目标划分单元的参考索引 不同,就根据时域距离将控制MP的运动矢量缩放到对应于目标参考索引的运动矢量。
【具体实施方式】 [0054] 三:本实施方式所述的混合视频编码标准中帧间预测方法,在步骤 三中,所述获取当前编码块中每个划分单元的运动矢量的实现过程为:
[0055] 通过双线性插值模型计算得到所述运动矢量,其计算过程为:从步骤一中的若干 邻近块中选取四个邻近块,其运动信息必须全部存在且至少有一个选中邻近块的运动信息 和其他选中邻近块的运动信息不同;按照【具体实施方式】二所述方式利用被选中邻近块的参 考索引获取当前块中每个划分单元的目标参考索引;根据【具体实施方式】二所述方式对选中 邻近块的运动矢量进行预处理,然后就可以根据公3
"计算 出当前块目标划分单元的运动矢量,式中,Bm表示当前编码块,Ux表示当前块中的某个划分 单元,dm(Ux)表示当前块中目标划分单元的运动矢量MV,dm(MPk)表示Bm的第k个邻近块的 MV,插值核(K,k(x)依赖于Bm的第k个邻近块对Ux的贡献,可由目标划分单元相对于各个 控制MP的位置确定;
[0056] 以w= 1,h= 1为例,插值核的取值如下:
[0057]
[0058]
[0059]
[0060]
[0061] 式中,W代表当前块的宽,H代表当前块的高,dx表示当前块中要插值的目标像素 和左边控制MP的中心像素在水平方向的像素距离,dy表示要插值的目标像素和上边控制 MP的中心像素在垂直方向的像素距离。其它组成及连接关系与【具体实施方式】二相同。 [0062] 【具体实施方式】四:本实施方式所述的混合视频编码标准中帧间预测方法,在步骤 三中,所述获取当前编码块中每个划分单元的运动矢量的实现过程为:通过六参数的仿射 模型计算得到,其计算过程为:从步骤一中的若干邻近块中选取三个邻近块,其运动信息必 须全部存在且至少有一个选中邻近块的运动信息和其他选中邻近块的运动信息不同;按 照【具体实施方式】二所述方式利用被选中邻近块的参考索引获取当前块中每个划分单元的 目标参考索引;根据【具体实施方式】二所述方式对选中邻近块的运动矢量进行预处理,利用 选中邻近块的位置坐标及其运动矢量根据公式
t算出六个仿射变换系数, 进而可以根据当前块中相同坐标系下每个像素点的坐标求得对应的运动矢量(VX,vy);式 中,(x,y)为当前帧中某个像素点的坐标,(x',y')为该像素点在参考帧中对应点的坐标, &1,a2,a3,a4,a5, &6是仿射变换系数,至少需要三个邻近块的运动矢量才能确定所述仿射变 换系数。其它组成及连接关系与【具体实施方式】二相同。
[0063] 【具体实
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