专利名称：帧间图像预测编解码的参考帧序号编解码方法及编解码器的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像视频编解码和帧间图像预测技术领域，尤其涉及帧间图像预测编解码的參考帧序号编解码方法及编解码器。
背景技术：
图像视频压缩编解码总体上分为帧间图像编解码和帧内图像编解码两种预测编解码技木。帧内图像编/解码利用来自当前帧已经编/解码图像単元的信息对当前編/解码图像单元进行预测编/解码。帧间图像编/解码利用已经完成编/解码的图像帧信息对当前編/解码图像进行预测编/解码。 现有的帧间图像编解码方法中，对參考帧序号进行编解码时，直接对參考帧序号值进行编码，帧间图像预测编解码的效率不高。
发明内容
本发明实施例提供一种帧间图像预测编码的參考帧序号编码方法，用以提高帧间图像预测编码的效率，该方法包括对当前预测单元进行运动估计，获得当前预测单元的最优參考帧；计算当前预测单元的最大概率參考帧；若所述最大概率參考帧与所述最优參考帧相同，则指示所述最大概率參考帧与所述最优參考帧相同，并结束參考帧序号编码；若所述最大概率參考帧与所述最优參考帧不同，则指示所述最大概率參考帧与所述最优參考帧不同，并在对所述最大概率參考帧的序号与所述最优參考帧的序号的残差值进行编码后，结束參考帧序号编码。本发明实施例还提供一种帧间图像预测解码中的參考帧序号解码方法，用以提高帧间图像预测解码的效率，该方法包括解码确定当前预测单元的最大概率參考帧与当前预测单元的最优參考帧是否相同； 计算所述最大概率參考帧；若所述最大概率參考帧与所述最优參考帧相同，则确定所述最大概率參考帧为所述最优參考帧；若所述最大概率參考帧与所述最优參考帧不同，则解码获得所述最大概率參考帧的序号与所述最优參考帧的序号的残差值，井根据所述残差值和所述最大概率參考帧获得所述最优參考帧。本发明实施例还提供ー种视频编码器，用以提高帧间图像预测编码的效率，该视频编码器包括运动估计模块，用于对当前预测单元进行运动估计，获得当前预测单元的最优參考帧；
计算模块，用于计算当前预测单元的最大概率參考帧；编码处理模块，用于在所述最大概率參考帧与所述最优參考帧相同时，指示所述最大概率參考帧与所述最优參考帧相同，并结束參考帧序号编码；在所述最大概率參考帧与所述最优參考帧不同时，指示所述最大概率參考帧与所述最优參考帧不同，并在对所述最大概率參考帧的序号与所述最优參考帧的序号的残差值进行编码后，结束參考帧序号编码。本发明实施例还提供ー种视频解码器，用以提高帧间图像预测解码的效率，该视频解码器包括确定模块，用于解码确定当前预测单元的最大概率參考帧与当前预测单元的最优參考巾贞是否相同；计算模块，用于计算所述最大概率參考帧； 解码处理模块，用于在所述最大概率參考帧与所述最优參考帧相同时，确定所述最大概率參考帧为所述最优參考帧；在所述最大概率參考帧与所述最优參考帧不同时，解码获得所述最大概率參考帧的序号与所述最优參考帧的序号的残差值，井根据所述残差值和所述最大概率參考帧获得所述最优參考帧。本发明实施例的帧间图像预测编码的參考帧序号编码，对当前预测单元进行运动估计，获得当前预测单元的最优參考帧；计算当前预测单元的最大概率參考帧；若所述最大概率參考帧与所述最优參考帧相同，则指示所述最大概率參考帧与所述最优參考帧相同，并结束參考帧序号编码；若所述最大概率參考帧与所述最优參考帧不同，则指示所述最大概率參考帧与所述最优參考帧不同，并在对所述最大概率參考帧的序号与所述最优參考帧的序号的残差值进行编码后，结束參考帧序号编码；从而对现有帧间图像预测编码的參考帧序号编码进行了改进，提高了帧间图像预测编码的效率。本发明实施例的帧间图像预测解码中的參考帧序号解码，解码确定当前预测单元的最大概率參考帧与当前预测单元的最优參考帧是否相同；计算所述最大概率參考帧；若所述最大概率參考帧与所述最优參考帧相同，则确定所述最大概率參考帧为所述最优參考帧；若所述最大概率參考帧与所述最优參考帧不同，则解码获得所述最大概率參考帧的序号与所述最优參考帧的序号的残差值，井根据所述残差值和所述最大概率參考帧获得所述最优參考帧；从而对现有帧间图像预测解码中的參考帧序号解码进行了改进，提高了帧间图像预测解码的效率。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中图I为本发明实施例中帧间图像预测编码的參考帧序号编码方法的处理流程图；图2为本发明实施例中当前预测单元与相邻參考单元的位置及參考帧序号示意图；图3为本发明实施例中帧间图像预测解码中的參考帧序号解码方法的处理流程图；图4为本发明实施例中视频编码器的结构示意图；图5为本发明实施例中视频解码器的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进ー步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。如图I所示，本发明实施例中，帧间图像预测编码的參考帧序号编码方法的处理流程可以包括
步骤101、对当前预测单元(Prediction Unit, PU)进行运动估计,获得当前预测单兀的最优參考巾贞;步骤102、计算当前预测单元的最大概率參考巾贞(Most Probable Reference,MPR)；步骤103、若所述最大概率參考巾贞与所述最优參考巾贞相同(可表示为MPR= =当IU PU最优參考巾贞)，则指不所述最大概率參考巾贞与所述最优參考巾贞相同，并结束參考巾贞序号编码；若所述最大概率參考帧与所述最优參考帧不同(可表示为MPR !=当前最优參考帧)，则指示所述最大概率參考帧与所述最优參考帧不同，并在对所述最大概率參考帧的序号与所述最优參考帧的序号的残差值进行编码后，结束參考帧序号编码。由图I所示流程可以得知，本发明实施例的帧间图像预测编码的參考帧序号编码，对现有帧间图像预测编码的參考帧序号编码进行了改进，提高了帧间图像预测编码的效率。具体实施时，计算当前预测单元的最大概率參考帧可以有多种方式。例如，可以在当前预测单元的相邻參考单元的參考巾贞中，选择參考巾贞序号最小的參考巾贞为所述最大概率參考帧；又如，可以在当前预测单元的相邻參考单元的參考帧中，选择參考帧序号居中的參考帧为所述最大概率參考帧；又如，可以根据当前预测单元与当前预测单元的相邻參考单元的大小，在当前预测单元的相邻參考单元的參考巾贞中，选择所述最大概率參考巾贞；又如，可以在当前预测单元的相邻參考単元的參考帧中，选择使用频率最高的參考帧为所述最大概率參考帧。图2为当前预测单元与相邻參考単元的位置及參考帧序号示意图。图2中包括当前预测单元(Current I3U),相邻參考单元(PU_A、PU_B、PU_C、PU_D、PU_E)。其中各单元的參考巾贞序号包括 ref_idx_10、ref_idx_ll 和 ref_idx_lc。其中，在当前预测单元的相邻參考单元的參考帧中，选择參考帧序号最小的參考中贞为所述最大概率參考巾贞，可以表示为MPR = min(ref_idx_lx(A), .··, ref_idx_lx (E)),其中ref_idx_lx(A),,ref—idx—lx )均包括对应单兀的參考巾贞序号ref_idx_10、ref_idx_ll和 ref_idx_lc。在当前预测单元的相邻參考单元的參考帧中，选择參考帧序号居中的參考帧为所述最大概率參考巾贞，可以表示为MPR = median (ref_idx_lx (A),,refjdxjx )),其中ref_idx_lx (A), .··, ref_idx_lx (E)均包括对应单兀的參考巾贞序号 ref_idx_10、ref_idx_11 和 ref_idx_lc。在当前预测单元的相邻參考单元的參考帧中，选择使用频率最高的參考帧为所述最大概率參考巾贞，可以表不为MPR = mostFreqUsed (ref_idx_lx (A),…，ref_idx_lx(E)),其中ref_idx_lx (A), ***,ref_idx_lx (E)均包括对应单兀的參考巾贞序号ref_idx_10、ref_idx_ll 和 ref_idx_lc。具体实施时，根据当前预测单元与当前预测单元的相邻參考单元的大小，在当前预测单元的相邻參考单元的參考巾贞中，选择所述最大概率參考巾贞，可以包括根据当前预测单元中的像素个数，确定当前预测单元的大小；根据当前预测单元的相邻參考单元中的像素个数，确定当前预测单元的相邻參考单元的大小；
其中，像素个数与单元大小成正比，也就是说，像素越多，单元越大；像素越少，单元越小。图2中，Current I3U包括4NX4N个像素，PU_A包括2NX2N个像素，PU_B包括2NXN个像素、PU_C包括NX 2N个像素、PU_D包括2NX 2N个像素、PU_E包括2NX4N个像素。具体实施时，根据当前预测单元与当前预测单元的相邻參考单元的大小，在当前预测单元的相邻參考单元的參考巾贞中，选择所述最大概率參考巾贞，可以包括从当前预测单元的相邻參考单元中选择大小大于等于当前预测单元的參考单元；或，大小小于等于当前预测单元的參考单元，或，大小与当前预测单元的差别在ー设定范围内的參考单元；将选择的參考单元的參考帧确定为所述最大概率參考帧。其中，大小与当前预测单元的差别在ー设定范围内的參考单元，例如可以包括在水平方向和/或竖直方向上大小与当前预测单元大小相同的參考单元。具体实施时，指示所述最大概率參考帧与所述最优參考帧相同，可以包括将最大概率參考帧标识设为I;指示所述最大概率參考帧与所述最优參考帧不同，可以包括将最大概率參考帧标识设为O。最大概率參考帧标识具体数值的设定可以根据实际需要进行，此处的1、0仅为一例，实施中当然也可以设为其它值，以指示最大概率參考帧与最优參考帧相同或不同。实施时可以将最大概率參考帧标识记为mpr_flag_lx，若所述最大概率參考帧与所述最优參考帧相同，则将mpr_flag_lX设为1，并结束參考帧序号编码；若所述最大概率參考帧与所述最优參考帧不同，则将mpr_flag_lX设为0，先对所述最大概率參考帧的序号与所述最优參考帧的序号的残差值进行编码，再结束參考帧序号编码。其中參考帧序号编码的过程还包括，在设置mpr_flag_lx的值之后,对mpr_flag_lx的值进行编码。具体实施吋，由于參考帧序号与參考帧具有一一对应的关系，因此判断所述最大概率參考帧与所述最优參考帧是否相同，可以依据所述最大概率參考帧的序号与所述最优參考帧的序号是否相同来进行。也就是说，若所述最大概率參考帧的序号与所述最优參考帧的序号相同，则表示所述最大概率參考帧与所述最优參考帧相同；若所述最大概率參考帧的序号与所述最优參考帧的序号不同，则表示所述最大概率參考帧与所述最优參考帧不同。
本发明实施例的帧间图像预测编码的參考帧序号编码方法，在HEVC(HighEfficienc y Video Coding,高效率视频编解码)工作草案中有相应的对预测单元的语法修改(synt ax modif ication),具体修改如表I所示,表中标记出了修改行,修改部分将原有參考帧序号的编码更改为基于最大概率參考帧序号的编码。首先标识最大概率參考帧序号是否与当前预测单元最优參考帧序号相同(mpr_flag_lC[X0] [yO])，如果不同，则编码当前预测单元最优參考帧序号与最大概率參考帧序号的残差值(rem_ref_idx_lc[xO] [yO])；如果相同，则不需要任何操作。 表I预测单元语法修改
权利要求
1.一种帧间图像预测编码的參考帧序号编码方法，其特征在于，该方法包括 对当前预测单元进行运动估计，获得当前预测单元的最优參考帧； 计算当前预测单元的最大概率參考帧； 若所述最大概率參考帧与所述最优參考帧相同，则指示所述最大概率參考帧与所述最优參考帧相同，并结束參考帧序号编码； 若所述最大概率參考帧与所述最优參考帧不同，则指示所述最大概率參考帧与所述最优參考帧不同，并在对所述最大概率參考帧的序号与所述最优參考帧的序号的残差值进行编码后，结束參考帧序号编码。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在干，计算当前预测单元的最大概率參考帧，包括 在当前预测单元的相邻參考单元的參考巾贞中，选择參考巾贞序号最小的參考巾贞为所述最大概率參考帧； 或，在当前预测单元的相邻參考单元的參考帧中，选择參考帧序号居中的參考帧为所述最大概率參考帧； 或，根据当前预测单元与当前预测单元的相邻參考单元的大小，在当前预测单元的相邻參考单元的參考巾贞中，选择所述最大概率參考巾贞; 或，在当前预测单元的相邻參考单元的參考帧中，选择使用频率最高的參考帧为所述最大概率參考帧。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据当前预测单元与当前预测单元的相邻參考单元的大小，在当前预测单元的相邻參考单元的參考巾贞中，选择所述最大概率參考中贞，包括 根据当前预测单元中的像素个数，确定当前预测单元的大小； 根据当前预测单元的相邻參考单元中的像素个数，确定当前预测单元的相邻參考单元的大小； 其中，像素个数与单元大小成正比。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据当前预测单元与当前预测单元的相邻參考单元的大小，在当前预测单元的相邻參考单元的參考巾贞中，选择所述最大概率參考中贞，包括 从当前预测单元的相邻參考单元中选择大小大于等于当前预测单元的參考单元；或，大小小于等于当前预测单元的參考单元，或，大小与当前预测单元的差别在ー设定范围内的參考单元； 将选择的參考单元的參考巾贞确定为所述最大概率參考中贞。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在干，所述大小与当前预测单元的差别在ー设定范围内的參考单元，包括 在水平方向和/或竖直方向上大小与当前预测单元大小相同的參考单元。
6.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述指示所述最大概率參考帧与所述最优參考巾贞相同，包括将最大概率參考巾贞标识设为I ; 所述指示所述最大概率參考帧与所述最优參考帧不同，包括将最大概率參考帧标识设为O。
7.—种帧间图像预测解码中的參考帧序号解码方法，其特征在于，该方法包括 解码确定当前预测单元的最大概率參考帧与当前预测单元的最优參考帧是否相同； 计算所述最大概率參考帧； 若所述最大概率參考帧与所述最优參考帧相同，则确定所述最大概率參考帧为所述最优參考帧； 若所述最大概率參考帧与所述最优參考帧不同，则解码获得所述最大概率參考帧的序号与所述最优參考帧的序号的残差值，井根据所述残差值和所述最大概率參考帧获得所述最优參考帧。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述计算所述最大概率參考帧，包括 在当前预测单元的相邻參考单元的參考巾贞中，选择參考巾贞序号最小的參考巾贞为所述最大概率參考帧； 或，在当前预测单元的相邻參考单元的參考帧中，选择參考帧序号居中的參考帧为所述最大概率參考帧； 或，根据当前预测单元与当前预测单元的相邻參考单元的大小，在当前预测单元的相邻參考单元的參考巾贞中，选择所述最大概率參考巾贞; 或，在当前预测单元的相邻參考单元的參考帧中，选择使用频率最高的參考帧为所述最大概率參考帧。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据当前预测单元与当前预测单元的相邻參考单元的大小，在当前预测单元的相邻參考单元的參考巾贞中，选择所述最大概率參考中贞，包括 根据当前预测单元中的像素个数，确定当前预测单元的大小； 根据当前预测单元的相邻參考单元中的像素个数，确定当前预测单元的相邻參考单元的大小； 其中，像素个数与单元大小成正比。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据当前预测单元与当前预测单元的相邻參考单元的大小，在当前预测单元的相邻參考单元的參考巾贞中，选择所述最大概率參考中贞，包括 从当前预测单元的相邻參考单元中选择大小大于等于当前预测单元的參考单元；或，大小小于等于当前预测单元的參考单元，或，大小与当前预测单元的差别在ー设定范围内的參考单元； 将选择的參考单元的參考巾贞确定为所述最大概率參考中贞。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述大小与当前预测单元的差别在ー设定范围内的參考单元，包括 在水平方向和/或竖直方向上大小与当前预测单元大小相同的參考单元。
12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，解码确定当前预测单元的最大概率參考帧与当前预测单元的最优參考帧是否相同，包括 若解码获得的最大概率參考帧标识为1，则确定所述最大概率參考帧与所述最优參考帧相同； 若解码获得的最大概率參考帧标识为0，则确定所述最大概率參考帧与所述最优參考帧不同。
13.—种视频编码器，其特征在于，包括 运动估计模块，用于对当前预测单元进行运动估计，获得当前预测单元的最优參考帧； 计算模块，用于计算当前预测单元的最大概率參考帧； 编码处理模块，用于在所述最大概率參考帧与所述最优參考帧相同时，指示所述最大概率參考帧与所述最优參考帧相同，并结束參考帧序号编码；在所述最大概率參考帧与所述最优參考帧不同时，指示所述最大概率參考帧与所述最优參考帧不同，并在对所述最大概率參考帧的序号与所述最优參考帧的序号的残差值进行编码后，结束參考帧序号编码。
14.如权利要求13所述的视频编码器，其特征在于，所述计算模块包括 第一计算单元，用于在当前预测单元的相邻參考单元的參考帧中，选择參考帧序号最小的參考巾贞为所述最大概率參考巾贞; 或，第二计算单元，用于在当前预测单元的相邻參考単元的參考帧中，选择參考帧序号居中的參考帧为所述最大概率參考帧； 或，第三计算单元，用于根据当前预测单元与当前预测单元的相邻參考単元的大小，在当前预测单元的相邻參考单元的參考巾贞中，选择所述最大概率參考巾贞; 或，第四计算单元，用于在当前预测单元的相邻參考単元的參考帧中，选择使用频率最闻的參考巾贞为所述最大概率參考中贞。
15.如权利要求14所述的视频编码器，其特征在于，所述第三计算单元具体用于 根据当前预测单元中的像素个数，确定当前预测单元的大小； 根据当前预测单元的相邻參考单元中的像素个数，确定当前预测单元的相邻參考单元的大小； 其中，像素个数与单元大小成正比。
16.如权利要求14所述的视频编码器，其特征在于，所述第三计算单元具体用于 从当前预测单元的相邻參考单元中选择大小大于等于当前预测单元的參考单元；或，大小小于等于当前预测单元的參考单元，或，大小与当前预测单元的差别在ー设定范围内的參考单元； 将选择的參考单元的參考巾贞确定为所述最大概率參考中贞。
17.如权利要求16所述的视频编码器，其特征在于，所述第三计算单元具体用于 从当前预测单元的相邻參考单元中选择在水平方向和/或竖直方向上大小与当前预测单元大小相同的參考单元。
18.如权利要求13所述的视频编码器，其特征在于，所述编码处理模块具体用于将最大概率參考帧标识设为1，以指示所述最大概率參考帧与所述最优參考帧相同； 将最大概率參考帧标识设为O，以指示所述最大概率參考帧与所述最优參考帧不同。
19.ー种视频解码器，其特征在于，包括 确定模块，用于解码确定当前预测单元的最大概率參考帧与当前预测单元的最优參考帧是否相同； 计算模块，用于计算所述最大概率參考帧； 解码处理模块，用于在所述最大概率參考帧与所述最优參考帧相同时，确定所述最大概率參考帧为所述最优參考帧；在所述最大概率參考帧与所述最优參考帧不同时，解码获得所述最大概率參考帧的序号与所述最优參考帧的序号的残差值，井根据所述残差值和所述最大概率參考帧获得所述最优參考帧。
20.如权利要求19所述的视频解码器，其特征在于，所述计算模块包括 第一计算单元，用于在当前预测单元的相邻參考单元的參考帧中，选择參考帧序号最小的參考巾贞为所述最大概率參考巾贞; 或，第二计算单元，用于在当前预测单元的相邻參考単元的參考帧中，选择參考帧序号居中的參考帧为所述最大概率參考帧； 或，第三计算单元，用于根据当前预测单元与当前预测单元的相邻參考単元的大小，在当前预测单元的相邻參考单元的參考巾贞中，选择所述最大概率參考巾贞; 或，第四计算单元，用于在当前预测单元的相邻參考単元的參考帧中，选择使用频率最闻的參考巾贞为所述最大概率參考中贞。
21.如权利要求20所述的视频解码器，其特征在于，所述第三计算单元具体用于 根据当前预测单元中的像素个数，确定当前预测单元的大小； 根据当前预测单元的相邻參考单元中的像素个数，确定当前预测单元的相邻參考单元的大小； 其中，像素个数与单元大小成正比。
22.如权利要求20所述的视频解码器，其特征在于，所述第三计算单元具体用于 从当前预测单元的相邻參考单元中选择大小大于等于当前预测单元的參考单元；或，大小小于等于当前预测单元的參考单元，或，大小与当前预测单元的差别在ー设定范围内的參考单元； 将选择的參考单元的參考巾贞确定为所述最大概率參考中贞。
23.如权利要求22所述的视频解码器，其特征在于，所述第三计算单元具体用于 从当前预测单元的相邻參考单元中选择在水平方向和/或竖直方向上大小与当前预测单元大小相同的參考单元。
24.如权利要求19所述的视频解码器，其特征在于，所述确定模块具体用于 在解码获得的最大概率參考帧标识为I时，确定所述最大概率參考帧与所述最优參考帧相同； 在解码获得的最大概率參考帧标识为O时，确定所述最大概率參考帧与所述最优參考帧不同。
全文摘要
本发明公开了一种帧间图像预测编解码的参考帧序号编解码方法及编解码器，其中包括帧间图像预测编码的参考帧序号编码方法对当前预测单元进行运动估计，获得当前预测单元的最优参考帧；计算当前预测单元的最大概率参考帧；若所述最大概率参考帧与所述最优参考帧相同，则指示所述最大概率参考帧与所述最优参考帧相同，并结束参考帧序号编码；若所述最大概率参考帧与所述最优参考帧不同，则指示所述最大概率参考帧与所述最优参考帧不同，并在对所述最大概率参考帧的序号与所述最优参考帧的序号的残差值进行编码后，结束参考帧序号编码。本发明对现有帧间图像预测编解码中的参考帧序号编解码进行了改进，提高了帧间图像预测编解码的效率。
文档编号H04N7/32GK102843561SQ201110167639
公开日2012年12月26日 申请日期2011年6月21日 优先权日2011年6月21日
发明者贾杰, 金文成, 赵容浩 申请人:乐金电子(中国)研究开发中心有限公司