深度图像帧内编解码方法及视频编解码器的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种深度图像帧内编解码方法及视频编解码器，其中编码方法包括：按预设规则从深度预测单元的预测模式中确定可用的预测模式，所述预测模式为深度预测单元对应的三维高效视频编码3D-HEVC中深度模型模式3DMM3中的预测模式；对可用的预测模式，计算对应的所述深度预测单元的像素原始值与像素预测值的均方误差，得到失真代价；从可用的预测模式中，选择失真代价最小的预测模式为所述深度预测单元的最优预测模式；编码最优预测模式的索引信息，并根据最优预测模式进行深度图像帧内编码。本发明可降低视频解码器的复杂度并确保利用最优预测模式进行深度图像帧内编解码。
【专利说明】深度图像帧内编解码方法及视频编解码器
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像视频编解码和帧内图像预测【技术领域】，尤其涉及深度图像帧内编解码方法及视频编解码器。
【背景技术】
[0002]深度图像一般是由尖锐的边缘和平滑的非边缘物体组成。然而，传统的基于纹理图像的帧内预测方法却不能很好的刻画边缘信息。因此，在第98次MPEG会议中，HHI(Heinrich Hertz Institute,德国赫兹研究所)提出了基于深度模型的帧内预测方法编码深度图像(H.Schwarz, K.Wegner, “Test Model under Consideration for HEVC based 3Dvideo coding, IS0/IEC JTC1/SC29/WG11 MPEG, Doc.M12350, Nov.2011，Geneva, Switzerland)。该方法一共包括4种帧内预测模式。其中在DMM3 (Depth Modeling Mode，深度模型模式3)中，每个深度(depth) PU (预测单元)被一条直线划分成两部分进行预测，如图1所示，该预测方法称为Wedgelet (楔形)方法。对于划分出来的两个区域，每个区域用一个常数值进行预测。
[0003]对于Wedgelet方法，每种PU大小对应若干预测模式，PU大小与预测模式数N的对应关系如表1所示。
[0004]表1:PU的大小与DMM3预测模式个数的对应关系
[0005]
【权利要求】
1.一种深度图像帧内编码方法，其特征在于，包括: 按预设规则从深度预测单元的预测模式中确定可用的预测模式，所述预测模式为深度预测单元对应的三维高效视频编码3D-HEVC中深度模型模式3DMM3中的预测模式； 对可用的预测模式，计算对应的所述深度预测单元的像素原始值与像素预测值的均方误差，得到失真代价； 从可用的预测模式中，选择失真代价最小的预测模式为所述深度预测单元的最优预测模式； 编码所述最优预测模式的索引信息，并根据所述最优预测模式进行深度图像帧内编码。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按预设规则从深度预测单元的预测模式中确定可用的预测模式，包括: 若深度预测单元对应的纹理亮度单元左上角4X4块的帧内预测方向是O或1，则:在深度预测单元的预测模式为DMM3中第O个预测模式时，确定所述预测模式为可用的预测模式； 或者，若深度预测单元对应的纹理亮度单元左上角4X4块的帧内预测方向不是O或I，则:将深度预测单元的预 测模式映射至与所述预测模式差异度最小的帧内预测方向，所述帧内预测方向为3D-HEVC中亮度图像单元所允许采用的帧内预测方向；在所述预测模式映射的帧内预测方向与所述纹理亮度单元左上角4X4块的帧内预测方向的差别在预设范围内时，确定所述预测模式为可用的预测模式。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，将深度预测单元的预测模式映射至与所述预测模式差异度最小的帧内预测方向，包括: 按如下公式，确定预测模式与帧内预测方向的差异度:
D[i] = I ViX (Xs-Xe)-Hi X (Ye-Ys) 其中，D[i]为深度预测单元的预测模式与第i个帧内预测方向的差异度，S(Xs，Ys)为该预测模式的预测区域划分线起点坐标，E (Xe，Ye)为该预测模式的预测区域划分线终点坐标，(Hi1Vi)为第i个帧内预测方向的方向性信息，i = 2~34。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预测模式映射的帧内预测方向与所述纹理亮度单元左上角4X4块的帧内预测方向的差别在预设范围内，包括: 所述预测模式映射的帧内预测方向与所述纹理亮度单元左上角4X4块的帧内预测方向的绝对值之差小于等于2。
5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，对可用的预测模式，按如下公式，计算对应的所述深度预测单元的像素原始值与像素预测值的均方误差，得到失真代价: J=—w )f+Σ (4(0—俱))2
VCitlrcii2 其中，J为可用的预测模式的失真代价，Id为所述深度预测单元，ID(i)为所述深度预测单元中位置i的像素原始值，Id(R1)为所述深度预测单元中预测区域R1的像素预测值，Id(R2)为所述深度预测单元中预测区域R2的像素预测值。
6.一种深度图像帧内解码方法，其特征在于，包括: 按预设规则从深度预测单元的预测模式中确定可用的预测模式，所述预测模式为深度预测单元对应的3D-HEVC中DMM3中的预测模式； 解码深度预测单元的最优预测模式的索引信息； 根据所述索引信息，从可用的预测模式中确定所述深度预测单元的最优预测模式； 根据所述最优预测模式进行深度图像帧内解码。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，按预设规则从深度预测单元的预测模式中确定可用的预测模式，包括: 若深度预测单元对应的纹理亮度单元左上角4X4块的帧内预测方向是O或1，则:在深度预测单元的预测模式为DMM3中第O个预测模式时，确定所述预测模式为可用的预测模式； 或者，若深度预测单元对应的纹理亮度单元左上角4X4块的帧内预测方向不是O或I，则:将深度预测单元的预测模式映射至与所述预测模式差异度最小的帧内预测方向，所述帧内预测方向为3D-HEVC中亮度图像单元所允许采用的帧内预测方向；在所述预测模式映射的帧内预测方向与所述纹理亮度单元左上角4X4块的帧内预测方向的差别在预设范围内时，确定所述预测模式为可用的预测模式。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，将深度预测单元的预测模式映射至与所述预测模式差异度最小的帧内预测方向，包括: 按如下公式，确定预测模式与帧内预测方向的差异度:
D[i] = I ViX (Xs-Xe)-Hi X (Ye-Ys) 其中，D[i]为深度预测单元的预测模式与第i个帧内预测方向的差异度，S(Xs，Ys)为该预测模式的预测区域划分线起点坐标，E (Xe，Ye)为该预测模式的预测区域划分线终点坐标，(Hi1Vi)为第i个帧内预测方向的方向性信息，i = 2~34。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预测模式映射的帧内预测方向与所述纹理亮度单元左上角4X4块的帧内预测方向的差别在预设范围内，包括: 所述预测模式映射的帧内预测方向与所述纹理亮度单元左上角4X4块的帧内预测方向的绝对值之差小于等于2。
10.一种视频编码器，其特征在于，包括: 可用模式确定模块，用于按预设规则从深度预测单元的预测模式中确定可用的预测模式，所述预测模式为深度预测单元对应的3D-HEVC中DMM3中的预测模式； 均方误差计算模块，用于对可用的预测模式，计算对应的所述深度预测单元的像素原始值与像素预测值的均方误差，得到失真代价； 选择模块，用于从可用的预测模式中，选择所述均方误差最小的预测模式为所述深度预测单元的最优预测模式； 编码模块，用于编码所述最优预测模式的索引信息，并根据所述最优预测模式进行深度图像帧内编码。
11.如权利要求10所述的视频编码器，其特征在于，所述可用模式确定模块具体用于: 若深度预测单元对应的纹理亮度单元左上角4X4块的帧内预测方向是O或1，则:在深度预测单元的预测模式为DMM3中第O个预测模式时，确定所述预测模式为可用的预测模式；或者，若深度预测单元对应的纹理亮度单元左上角4X4块的帧内预测方向不是O或I，则:将深度预测单元的预测模式映射至与所述预测模式差异度最小的帧内预测方向，所述帧内预测方向为3D-HEVC中亮度图像单元所允许采用的帧内预测方向；在所述预测模式映射的帧内预测方向与所述纹理亮度单元左上角4X4块的帧内预测方向的差别在预设范围内时，确定所述预测模式为可用的预测模式。
12.如权利要求11所述的视频编码器，其特征在于，所述可用模式确定模块具体用于: 按如下公式，确定预测模式与帧内预测方向的差异度:
D[i] = I ViX (Xs-Xe)-Hi X (Ye-Ys) 其中，D[i]为深度预测单元的预测模式与第i个帧内预测方向的差异度，S(Xs，Ys)为该预测模式的预测区域划分线起点坐标，E (Xe，Ye)为该预测模式的预测区域划分线终点坐标，(Hi1Vi)为第i个帧内预测方向的方向性信息，i = 2~34。
13.如权利要求11所述的视频编码器，其特征在于，所述可用模式确定模块具体用于: 在所述纹理亮度单元左上角4X4块的帧内预测方向不是O或1，且所述预测模式映射的帧内预测方向与所述纹理亮度单元左上角4X4块的帧内预测方向的绝对值之差小于等于2时，确定所述预测模式为可用的预测模式。
14.如权利要求10至13任一项所述的视频编码器，其特征在于，所述均方误差计算模块具体用于: 对可用的预测模式，按如下公式，计算对应的所述深度预测单元的像素原始值与像素预测值的均方误差，得到失真代价:
15.一种视频解码器，其特征在于，包括: 可用模式确定模块，用于按预设规则从深度预测单元的预测模式中确定可用的预测模式，所述预测模式为深度预测单元对应的3D-HEVC中DMM3中的预测模式； 索引信息解码模块，用于解码深度预测单元的最优预测模式的索引信息； 确定模块，用于根据所述索引信息，从可用的预测模式中确定所述深度预测单元的最优预测模式； 帧内解码模块，用于根据所述最优预测模式进行深度图像帧内解码。
16.如权利要求15所述的视频解码器，其特征在于，所述可用模式确定模块具体用于: 若深度预测单元对应的纹理亮度单元左上角4X4块的帧内预测方向是O或1，则:在深度预测单元的预测模式为DMM3中第O个预测模式时，确定所述预测模式为可用的预测模式； 或者，若深度预测单元对应的纹理亮度单元左上角4X4块的帧内预测方向不是O或I，则:将深度预测单元的预测模式映射至与所述预测模式差异度最小的帧内预测方向，所述帧内预测方向为3D-HEVC中亮度图像单元所允许采用的帧内预测方向；在所述预测模式映射的帧内预测方向与所述纹理亮度单元左上角4X4块的帧内预测方向的差别在预设范围内时，确定所述预测模式为可用的预测模式。
17.如权利要求16所述的视频解码器，其特征在于，所述可用模式确定模块具体用于: 按如下公式，确定预测模式与帧内预测方向的差异度:
D[i] = I ViX (Xs-Xe)-Hi X (Ye-Ys) 其中，D[i]为深度预测单元的预测模式与第i个帧内预测方向的差异度，S(Xs，Ys)为该预测模式的预测区域划分线起点坐标，E (Xe，Ye)为该预测模式的预测区域划分线终点坐标，(Hi1Vi)为第i个帧内预测方向的方向性信息，i = 2~34。
18.如权利要求16所述的视频解码器，其特征在于，所述可用模式确定模块具体用于: 在所述纹理亮度单元左上角4X4块的帧内预测方向不是O或1，且所述预测模式映射的帧内预测方向与所述纹理亮度单元左上角4X4块的帧内预测方向的绝对值之差小于等于2时，确定所述预测模式为可`用的预测模式。
【文档编号】H04N19/44GK103686165SQ201210326165
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月5日 优先权日:2012年9月5日
【发明者】刘鸿彬, 贾杰, 马思伟, 王诗淇 申请人:乐金电子(中国)研究开发中心有限公司, 北京大学