图像编码方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种图像编码方法和装置。
【背景技术】
[0002]目前使用的帧内预测技术是利用空间相关性来实现像素预测的。具体地，是将临近的像素值，例如上一行、左一列、左上角、右上角的像素值进行加权来预测当前块。这种帧内预测方法可以去除相邻块之间的空间冗余度，得到较好的压缩效果。但在有些图像中，由相邻行和/或列的像素值按照帧内预测的多种模式也不能生成当前块，会得到较差的编码性能。
【发明内容】
[0003]本发明实施例提供一种图像编码方法和装置，用于提高图像编码的效率。
[0004]一种图像编码方法，包括:
[0005]确定当前帧的已编码区域；
[0006]在所述已编码区域内确定搜索区域；
[0007]在所述搜索区域内搜索出与所述当前帧的待编码块相匹配的预测块；
[0008]利用所述预测块对所述待编码块进行编码。
[0009]一种图像编码装置，包括:
[0010]已编码区域确定模块，用于确定当前帧的已编码区域；
[0011]搜索区域确定模块，用于在所述已编码区域内确定搜索区域；
[0012]预测块确定模块，在所述搜索区域内搜索出与所述当前帧的待编码块相匹配的预测块；以及
[0013]编码模块，用于利用所述预测块对所述待编码块进行编码。
[0014]利用本发明实施例提供的编码方法，在当前帧的已编码区域确定出搜索区域，在该搜索区域，搜索出与当前帧的待编码块相匹配的预测块，利用该预测块对该待编码块进行编码。对于存在帧内块相关性的图片，与现有的帧内预测技术相比，利用该方法搜索出的预测块与待编码块的相似度会更高，因而可以提高编码压缩效率，进而能够提高图像编码的效率。
【附图说明】
[0015]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。
[0016]图1是本发明实施例的一种图像编码方法的流程示意图；
[0017]图2A为本发明实施例的一种编码的图像的示意图；
[0018]图2B为本发明实施例的另一种编码的图像的示意图；
[0019]图2C为本发明实施例的另一种编码的图像的示意图；
[0020]图3为步骤104中利用预测块对待编码块进行编码的方法的流程示意图；
[0021]图4为本发明实施例的存在帧内块相关性的图像的示意图；
[0022]图5为本发明实施例的另外一种图像编码方法的流程示意图；
[0023]图6为本发明实施例提供的一种图像编码装置的结构示意图；
[0024]图7为本发明实施例提供的另外一种图像编码装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026]图1为本发明实施例的一种图像编码方法的流程示意图。如图1所示，该方法包含如下步骤。
[0027]步骤101，确定当前帧的已编码区域。
[0028]步骤102，在该已编码区域内确定搜索区域。
[0029]步骤103，在该搜索区域内搜索出与该当前帧的待编码块相匹配的预测块。
[0030]步骤104，利用该预测块对该待编码块进行编码。
[0031]利用该实施例提供的编码方法，对单帧图像或视频流中的每帧图像进行编码时，在当前帧的已编码区域确定出搜索区域，在该搜索区域，搜索出与当前帧的待编码块相匹配的预测块，利用该预测块对该待编码块进行编码。对于存在帧内块相关性的图片，与现有的帧内预测技术相比，利用该方法搜索出的预测块与待编码块的相似度会更高，因而可以提尚编码压缩效率，进而能够提尚图像编码的效率。
[0032]在本发明一实施例中，上述步骤102中的在已编码区域内确定搜索区域可以通过如下方法执行。
[0033]第一、可以将该当前帧的已编码区域内的任意区域确定为该搜索区域。
[0034]例如，如图2A所示，图2A为本发明实施例的一种编码的图像的示意图。在该示意图中，该编码操作是从上到下，从左到右依次进行的。该搜索区域可以位于该已编码区域的任意区域。如图2A所示，图中的斜线部分表示已编码区域，空白区域表示未编码区域，与该已编码区域相邻的黑色块为待编码块，虚线框内的区域为搜索区域。可见该搜索区域位于已编码区域内，且不与该待编码块相邻。
[0035]再例如，如图2B所示，图2B为本发明实施例的另一种编码的图像的示意图。在该示意图中，编码操作是从下到上，从右到左依次进行的。在该图2B中，已编码区域是位于该待编码块的右方和下方的斜线区域，该搜索区域占该已编码区域的大部分区域，且与该待编码块相邻。
[0036]第二、可以将位于该待编码块的左边和上边，且与该待编码块相邻的已编码区域的部分区域确定为该搜索区域。
[0037]图2C为本发明实施例的另一种编码的图像的示意图。在该图2C中，该编码操作是从上到下，从左到右依次进行的。该搜索区域可以是位于该待编码块的左边和上边，且与该待编码块相邻的已编码区域的部分区域。如图2C所示，图中的斜线部分表示已编码区域，空白区域表示未编码区域，与该已编码区域相邻的黑色块为待编码块，虚线框内的区域为搜索区域。可见该搜索区域位于已编码区域内，且与该待编码块的两个边相邻。
[0038]图2A?图2C示出了确定的搜索区域的几种示例。由图2A?图2C可见，搜索区域的大小，即占用的面积并不相同。在本发明一实施例中，可以根据计算复杂度和编码性能确定搜索区域的大小。例如，如果确定的搜索区域比较大，那么计算复杂度和计算量会相应增加，同时，由于搜索的范围大，那么搜索到与该待编码块匹配度高的预测块的概率会增大，进而会改善编码性能。相反，如果确定的搜索区域比较小，那么计算复杂度和计算量会相应减小，同时搜索到与该待编码块匹配度高的预测块的概率会减小，因而编码性能较差。所以，在实际应用中，可以权衡计算复杂度和编码性能来确定搜索区域的大小。
[0039]在本发明一实施例中，可以利用运动估计算法在搜索区域内搜索出与该当前帧的该待编码块最相匹配的预测块。搜索预测块的方法包括:在该搜索区域内确定候选预测块，计算该待编码块和各候选预测块之间的率失真优化(RD0)值，找出最小的RD0值对应的候选预测块，将该候选预测块确定为该预测块。
[0040]在本发明实施例中，在确定使用本发明实施例提供的方法对该待编码块进行编码之前，进一步确定该待编码块的RD0值。确定该待编码块的RD0值的方法包括:确定该待编码块和该搜索区域内的各个候选预测块之间的RD0值，将最小的RD0值确定为该待编码块的RD0值。当该RD0值小于预定值时，确定当前帧的已编码区域，并执行上述图1所示实施例的后续步骤。在本发明一实施例中，该预定值可以是预先设定的RD0值，也可以是利用帧间运动估计得到的该待编码块的最小RD0值和利用帧内预测技术得到的该待编码块的最小RD0值中较小的一个RD0值。
[0041]图3为步骤104中利用预测块对待编码块进行编码的方法的流程示意图。该方法包括如下步骤。
[0042]步骤301，计算该预测块和该待编码块之间的运动残差。
[0043]该待编码块和预测块之前的差值为运动残差。
[0044]步骤302，对该运动残差执行离散余弦变换(DCT)，并对变换结果进行Z扫描。
[0045]步骤303，对Z扫描后的数据进行熵编码。
[0046]图4为本发明实施例的存在帧内块相关性的图像的示意图。如图4所示，图中的建筑物的墙壁和窗户有大量的具有相关性的帧块，即图中块的相关冗余度比较大。利用上述方法，根据预测块对待编码块进行编码可以有效地压缩数据。同时，因为块的相关性比较大，全零残差块的概率增加，所需的编码比特数降低，因而编码性能较高。此外，在存储待编码块时，仅需存储待编码块与预测块之间差异的编码信息，待编码块和预测块之间的差异的编码信息占用较少的存储空间。因此，使用本发明实施例提供的图像编码方案可以节省存储空间。
[0047]图5为本发明实施例的另外一种图像编码方法的流程示意图。如图5所示，该方法包括如下步骤。
[0048]步骤501，利用本发明上述实施例提供的上述方法，确定当前帧的待编码块与当前帧的搜索区域内的各候选预测块之间的RD0值，并从中确定最小的RD0值(称为第一 RD0值)。
[0049]步骤502，确定使用帧间运动估计得到的该待编码块的最小的RD0值(称为第二RD0 值)。
[0050]步骤503，确定使用帧内预测技术得到的该待编码块的最小的RD0值(称为第三RD0 值)。
[0051]步骤504，比较上述第一 RD0值、第二 RD0值和第三RD0值，如果第一 RD0值最小，执行步骤505。如果第二 RD0值最小，执行步骤506。如果第三RD0值最小，执行步骤507。
[0052]步骤505，利用本发明上述实施例提供的上述方法，即帧内运动估计对该待编码块进行编码。
[0053]步骤506，使用帧间运动估计对该待编码块进行帧间运动预测编码。
[0054]步骤507，使用帧内预测技术对该待编码块进行帧内预测编码。
[0055]上述步骤501?步骤503的执行