高并行的块内预测方法及系统与流程

本发明涉及数字视频信号编解码，尤其涉及一种高并行的块内预测方法及系统。

背景技术：

1、在目标码率有上界的视频压缩体系中，参考帧越多，预测的精确度越高，使得压缩质量就越高，但随着当前输入图像数据分辨率、帧率等数据的提高，导致现有芯片的主频无法支持其对多个高分辨率的参考帧进行处理，损害压缩质量。

2、针对上述问题，当前主要的解决方案为：根据像素预测方法，对输入图像数据的参考帧进行帧内压缩处理，以减少参考帧的大小和其被处理时所占用的带宽，进而使芯片能更有效的对输入图像数据进行压缩，其中，现有的帧内压缩方法主要包括块内预测和块间预测两种，然而，当前像素预测方法存在以下两个问题：第一，现有块内预测在编码或者解码时，当前像素点需要等待先像素点的编码或者还原完成后才能进行相应的编码或者还原动作，使得大部分像素点之间存在强依赖关系；第二，现有块间预测在解码时，当前宏块的解压缩需要等待在先宏块完成解压缩后才能进行，使得各宏块之间存在块间依赖；上述问题导致当前像素预测方法的并发效率差，降低了芯片的像素处理效率。

技术实现思路

1、以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

2、本发明实施例提供了一种高并行的块内预测方法及系统，能够有效解除大部分像素点之间存在的强依赖关系，并解除各宏块之间存在块间依赖，进而提升预测方法的并发效率，实现高并行预测，以提高芯片的像素处理效率。

3、第一方面，本发明实施例提供了一种高并行的块内预测方法，应用于浅压缩系统的编码端，所述方法包括：

4、获取多个原始图像宏块，并根据量化步长对多个所述原始图像宏块进行量化处理，得到量化数据；

5、从多个待选的块内预测模式中确定目标预测模式，并根据所述目标预测模式和各个像素点的量化数据对应的量化后像素值同时对多个像素点进行预测处理，得到残差数据，所述待选的块内预测模式包括向上预测模式、左预测模式和中值预测模式；

6、对所述量化数据和所述残差数据进行编码处理，得到多个待选编码，所述待选编码包括：根据所述量化数据进行编码的无符号变长码和无符号定长码，根据所述残差数据进行编码的有符号变长码和有符号定长码；

7、从多个所述待选编码中确定出使用二进制位数最少的目标编码，并根据多个所述目标编码得到多个宏块编码数据；

8、将多个所述宏块编码数据和对应的编码信息发送至所述浅压缩系统的解码端，以使所述解码端根据所述编码信息对多个所述宏块编码数据进行解码处理得到多个所述原始图像宏块。

9、根据本发明提供的实施例的高并行的块内预测方法，至少具有如下有益效果：本发明通过根据所述目标预测模式和所述量化数据对应的预测数据进行预测处理的方式，得到残差数据，使得各待预测像素点的残差数据只需要根据宏块中参考像素点的量化像素值即可进行计算，由于编码时宏块内所有像素的预测值之间没有关联性，故在预测过程中本发明能同时对宏块中的多个像素点进行预测处理，而在解码时，各个待选预测模式均至少能对宏块中同行或者同列的多个像素点进行还原处理，进而能有效解除大部分像素点之间存在的强依赖关系，且各预测方法均为块内预测方式，支持解码端同时对多个宏块进行解码，故可以有效免除各宏块间的依赖关系，进而使本发明可以有效提高像素预测的并发效率，在保证预测精度的同时，有效提高芯片的像素处理效率。

10、在一些实施例中，在所述目标预测模式为所述向上预测模式或者所述左预测模式的情况下，所述宏块编码数据包括初始像素点的量化数据和多个待预测像素点对应的残差数据，所述根据所述目标预测模式和各个像素点的量化数据对应的量化后像素值同时对多个像素点进行预测处理，得到残差数据，包括：

11、根据所述目标预测模式和所述初始像素点计算出多个所述待预测像素点的预测值；

12、根据多个所述待预测像素点的量化后像素值和所述预测值的差值得到所述残差数据。

13、在一些实施例中，在所述目标预测模式为所述向上预测模式的情况下，所述根据所述目标预测模式和所述初始像素点计算出多个所述待预测像素点的预测值，包括：

14、对与所述初始像素点同行，且位于所述初始像素点右侧的各个首行待预测像素点进行预测，以使各个所述首行待预测像素点根据左侧相邻的像素点的量化后像素值计算出所述预测值；

15、对位于所述初始像素点所在行下方的各个次行待预测像素点进行预测，以计算出所述预测值。

16、在一些实施例中，所述对位于所述初始像素点所在行下方的各个次行待预测像素点进行预测，以计算出所述预测值，包括：

17、对位于所述初始像素点所在行下方的各个次行待预测像素点进行预测，以使各个所述次行待预测像素点根据上方相邻的像素点的量化后像素值计算出所述预测值；

18、或者，对位于所述初始像素点所在行下方的各个次行待预测像素点进行预测，以使各个所述次行待预测像素点中的次行首列待预测像素点根据上方相邻的像素点的量化后像素值计算出所述预测值；以使各个所述次行待预测像素点中的次行次列待预测像素点根据左上方相邻的像素点的量化后像素值计算出所述预测值；

19、或者，对位于所述初始像素点所在行下方的各个次行待预测像素点进行预测，以使各个所述次行待预测像素点中的次行末列待预测像素点根据上方相邻的像素点的量化后像素值计算出所述预测值；以使各个所述次行待预测像素点中的次行次列待预测像素点根据右上方相邻的像素点的量化后像素值计算出所述预测值。

20、在一些实施例中，在所述目标预测模式为所述左预测模式的情况下，所述根据所述目标预测模式和所述初始像素点计算出多个所述待预测像素点的预测值，包括：

21、对与所述初始像素点同列，且位于所述初始像素点下方的各个首列待预测像素点进行预测，以使各个所述首列待预测像素点根据上方相邻的像素点的量化后像素值计算出所述预测值；

22、对位于所述初始像素点所在列右侧的各个次列待预测像素点进行预测，以使各个所述次列待预测像素点根据左侧相邻的像素点的量化后像素值计算出所述预测值。

23、在一些实施例中，在所述目标预测模式为所述中值预测模式的情况下，所述宏块编码数据包括像素中值的量化数据和宏块内所有像素点的残差数据，根据所述目标预测模式和所述像素中值的量化数据对宏块内所有像素点的量化后数据进行预测处理，得到残差数据，包括：

24、根据图像像素位宽确定像素中值，然后量化所述像素中值得到量化后的中值编码值；

25、将所述中值编码值确定为宏块内所有像素点的预测值；

26、根据多个所述待预测像素点的量化后像素值和所述预测值的差值得到所述残差数据。

27、在一些实施例中，所述目标编码的定长码方式的二进制位数为m；其中，m为所述量化数据无符号定长码使用位数或者各个待选的块内预测模式中所述残差数据的有符号定长码最小使用位数。

28、在一些实施例中，在得到多个所述宏块编码数据之后，还执行以下步骤：

29、通过视频缓冲区验证器对所述宏块编码数据进行溢出判断处理；

30、在所述视频缓冲区验证器溢出的情况下，提高所述量化步长，并根据所述量化步长对所述原始图像宏块进行量化处理、预测处理和编码处理，确定所述目标编码，以重新生成所述宏块编码数据。

31、第二方面，本发明实施例提供了一种高并行的块内预测方法，应用于浅压缩系统的解码端，所述方法包括：

32、接收所述浅压缩系统的编码端发送的多个宏块编码数据和对应的编码信息，并根据所述编码信息确定目标编码；

33、在所述目标编码为无符号变长码或者无符号定长码的情况下，对多个所述宏块编码数据中的量化数据进行反量化处理得到多个原始图像宏块；在所述目标编码为有符号变长码或者有符号定长码的情况下，根据所述编码信息中的目标预测模式对多个所述宏块编码数据中的残差数据进行还原处理，得到多个所述量化数据，并对多个所述量化数据进行反量化处理得到多个原始图像宏块；

34、其中，所述目标预测模式由所述编码端从多个待选的块内预测模式中确定，所述待选的块内预测模式包括向上预测模式、中值预测模式和左预测模式。

35、在一些实施例中，所述根据所述编码信息中的目标预测模式对多个所述宏块编码数据中的所述残差数据进行还原处理，得到多个所述量化数据，包括：

36、在所述目标预测模式为向上预测模式或者左预测模式的情况下，从所述宏块编码数据中获取初始像素点的量化数据；根据所述初始像素点的量化数据和所述残差数据，对同一行或者同一列中的多个待预测像素点进行还原处理，得到多个所述待预测像素点的量化数据；

37、或者，在所述目标预测模式为中值预测模式的情况下，从所述宏块编码数据中获取像素中值的量化数据；根据所述像素中值的量化数据和所述残差数据，对同一宏块的所有像素点进行还原处理，得到各个所述待预测像素点对应的量化数据。

38、在一些实施例中，所述宏块编码数据包括第一宏块数据和第二宏块数据，所述第一宏块数据和所述第二宏块数据均携带字节长度信息，所述对多个所述宏块编码数据中的量化数据进行反量化处理得到多个原始图像宏块，包括；

39、在对所述第一宏块数据中的量化数据进行反量化处理时，根据所述第一宏块数据对应的所述编码信息确定所述第二宏块数据的数据地址，并根据所述数据地址对所述第二宏块数据中的量化数据进行反量化处理，得到多个原始图像宏块。

40、在一些实施例中，所述宏块编码数据包括第三宏块数据和第四宏块数据，所述第三宏块数据和所述第四宏块数据均携带字节长度信息，所述根据所述编码信息中的目标预测模式对多个所述宏块编码数据中的所述残差数据进行还原处理，得到多个所述量化数据，所述方法包括：

41、在对所述第三宏块数据中的残差数据进行还原处理时，根据所述第三宏块数据对应的所述编码信息确定所述第四宏块数据的数据地址，并根据所述数据地址对所述第四宏块数据中的残差数据进行还原处理，得到多个所述量化数据。

42、第三方面，本发明实施例提供了一种浅压缩系统，包括编码端和解码端；

43、所述编码端用于获取多个原始图像宏块，并根据量化步长对多个所述原始图像宏块进行量化处理，得到量化数据；从多个待选的块内预测模式中确定目标预测模式，并根据所述目标预测模式和各个像素点的量化数据对应的量化后像素值同时对多个像素点进行预测处理，得到残差数据，所述待选的块内预测模式包括向上预测模式、左预测模式和中值预测模式；对所述量化数据和所述残差数据进行编码处理，得到多个待选编码，所述待选编码包括：根据所述量化数据进行编码的无符号变长码和无符号定长码，根据所述残差数据进行编码的有符号变长码和有符号定长码；从多个所述待选编码中确定出使用二进制位数最少的目标编码，并根据多个所述目标编码得到多个宏块编码数据；将多个所述宏块编码数据和对应的编码信息发送至所述解码端；

44、所述解码端用于接收所述编码端发送的多个所述宏块编码数据和对应的所述编码信息，并根据所述编码信息确定所述目标编码；在所述目标编码为所述无符号变长码或者所述无符号定长码的情况下，对多个所述宏块编码数据中的所述量化数据进行反量化处理得到多个所述原始图像宏块；在所述目标编码为所述有符号变长码或者所述有符号定长码的情况下，根据所述编码信息中的目标预测模式对多个所述宏块编码数据中的所述残差数据进行还原处理，得到多个所述量化数据，并对多个所述量化数据进行反量化处理得到多个所述原始图像宏块。

45、在一些实施例中，所述解码端包括多个解码硬件，多个所述解码硬件用于分别处理对多个所述宏块编码数据进行解码处理，以得到多个所述原始图像宏块。

46、第四方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面的应用于浅压缩系统的编码端的高并行的块内预测方法，并实现如上述第二方面的应用于浅压缩系统的解码端的高并行的块内预测方法。

47、第五方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上述第一方面的应用于浅压缩系统的编码端的高并行的块内预测方法，并实现如上述第二方面的应用于浅压缩系统的解码端的高并行的块内预测方法。

48、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。