CN100413342C

CN100413342C - 用于视频或图像压缩的帧内预测模式编解码的方法和装置

Info

Publication number: CN100413342C
Application number: CNB2005100493122A
Authority: CN
Inventors: 虞露; 易峰; 董洁
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: XFusion Digital Technologies Co Ltd
Priority date: 2005-03-09
Filing date: 2005-03-09
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2025-03-09
Also published as: CN1658674A

Abstract

本发明公开了一种用于视频或图像压缩的帧内预测模式编解码的方法和装置。本发明允许用一个类型信号来表示是否逐一传送块的集合里各个块的帧内预测模式。当类型信号指示为直接帧内模式时，块的集合内所有块的预测模式是编解码端默认的，无需逐一传送块的集合里各个块的帧内预测模式。这一方法增加了帧内预测的灵活性，并且提高了编码效率。本发明并不限于视频或图像编解码领域，还可以推广至其他信号处理的应用中。

Description

用于视频或图像压缩的帧内预测模式编解码的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种电数字数据处理技术，特别地，涉及一种运用于视频或图像压缩的帧内预测模式编解码的方法和装置。

背景技术

传统的视频编码标准如国际电信联盟ITU制定的H.261，H.263，H.26L，H.264标准以及国际标准化组织ISO的运动图像专家组织MPEG制定的MEPG-1，MPEG-2，MPEG-4等都是基于混合编码Hybrid Coding框架之上的。所谓混合编码框架是综合考虑预测，变换以及熵编码的方法的编码框架，有以下主要特点：1、利用预测去除时间域的冗余度；2、利用变换去除空间域的冗余度；3、利用熵编码去除统计上的冗余度。

上述视频编码标准都具有帧内编码帧，即I帧，和帧间编码帧，即P帧，I帧和P帧采用不同的编码方法。I帧的编码过程如下：对原始图像数据或帧内预测得到的残差块进行二维变换；然后在变换域中对变换系数进行量化；对量化所得的二维变换系数块作扫描，使之成为一维的变换系数序列；最后进行熵编码，即Huffman编码或者算术编码等。P帧的编码过程如下：采用运动估计得到运动矢量，然后采用基于运动补偿的帧间预测，接着对帧间预测得到的残差块进行二维变换，再对变换域系数进行量化，对量化所得的二维残差块系数作扫描，使之成为一维的残差系数序列，最后进行熵编码。

在帧内预测的时候，根据不同的帧内预测方向会有不同的模式。如在H.264中，帧内预测总共有9种模式。这些模式的信息是需要在码流里传输的，只有这样解码器才能正确解码。为了提高帧内模式编码的效率，帧内预测模式的编码需要做预测。根据相邻块的信息可以得出当前块最大可能预测模式(mostporbablymode)。如果当前块的模式等于这个最大可能预测模式，那么一个bit的预测模式标志(pre_mode_flag)等于1。否则，如果不相同，这个预测模式标志等于0，再传一个代表帧内预测模式的值。解码器通过这个预测模式标志和当预测模式标志为0时候的帧内预测模式的值，就可以得到当前块实际的帧内预测模式。

现有的方法中，当一个包括大于等于一个块的块的集合里，所有的预测模式标志都是1的时候，每个集合需要N个bit来表示这个块组里所有的帧内预测模式都是预测出来的最大可能预测模式。这是比较浪费的。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种视频或图像压缩的帧内预测模式编解码的方法。

该发明目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于视频或图像压缩的帧内预测模式编解码的方法，该方法中，至少存在一个块的集合，其包含的块的个数大于1，并且其使用一个类型信号指示各个块的帧内预测模式信息在码流中的存在方式；如果这个信号指示该块的集合采用直接帧内模式，那么码流里不再传输各个块的帧内预测模式信息；如果这个信号指示该块的集合采用非直接帧内模式，则码流里需要传输该块的集合中各个块的帧内预测模式信息。

进一步地，编码过程包括：

1)编码器根据优化策略决定块的集合是否采用直接帧内模式，并在码流里用一个类型信号表示；

2)如果这个信号指示该块的集合采用直接帧内模式，那么码流里不再传输各个块的帧内预测模式信息。这些块的帧内预测模式信息为编解码默认的模式；

3)如果这个信号指示该块的集合采用非直接帧内模式，那么在这个类型信号后码流里还有表示各个块的帧内预测模式信息的信号。

解码过程包括：

1)根据码流中的类型信号，判断块的集合是否采用直接帧内模式；

2)如果采用直接帧内模式，该块的集合中各个块的帧内预测模式均为编解码默认的模式；

3)如果采用非直接帧内模式，那么该块的集合中各个块的帧内预测模式需要从后续的码流中解码得到；

本发明的目的还在于提供一种用于视频或图像压缩的帧内预测模式编解码的编码装置。

该发明目的是通过以下技术方案来实现的，编码装置包括：一开关K1。一判断装置，根据一定规则选择出使用哪种帧内预测模式，从而控制开关K1。一第一预测编码装置，采用普通帧内预测模式进行帧内预测模式的编码。一第二预测编码装置，采用直接帧内预测模式进行帧内预测模式的编码。判断装置和开关K1相连。开关K1和第一预测编码装置、第二预测编码装置相连。

进一步地，所述判断装置是先算出用直接帧内预测模式需要的代价和用非直接模式需要的代价，然后判断直接帧内模式需要的代价是不是小于非直接模式需要的代价。如果是则控制开关K1选择到第一预测编码装置，如果不是则控制开关K1选择到第二预测编码装置。所述第一预测编码装置是直接帧内模式的预测装置，在编码端用来在直接帧内模式情况下进行预测。

本发明的目的还在于提供一种用于视频或图像压缩的帧内预测模式编解码的解码装置。

该发明目的是通过以下技术方案来实现的，解码装置包括：一开关K2，用于根据码流中的类型信号，判断是否采用第一预测解码装置或采用第二预测解码装置。一第一预测解码装置，采用普通帧内预测模式进行帧内预测模式的解码。一第二预测解码装置，采用直接帧内预测模式进行帧内预测模式的解码。开关K2和第一预测解码装置、第二预测解码装置相连。

进一步地，所述第一预测解码装置是直接帧内模式的预测装置，在解码端用来在直接帧内模式情况下进行预测。

本发明具有以下技术效果：本发明能够极大地提高编解码的性能，同时又不增加编解码的复杂度。

附图说明

图1是目前现有方法的编码装置框图；

图2是目前现有方法的解码装置框图；

图3是本发明实施例1的编码装置框图；

图4是本发明实施例1的解码装置框图；

图5是本发明实施例1的编码流程图；

图6是本发明实施例1的解码流程图。

具体实施方式

下面根据附图详细说明本发明。

附图1示出了现有的帧内预测的编码装置，包括第一预测装置。

用预测装置1使用普通帧内预测的方法对当前宏块进行帧内预测。

附图2示出了现有的帧内预测的解码装置，包括第一预测装置。

用预测装置2使用普通帧内预测的方法对当前宏块进行帧内预测。

现有方法的不足之处是对于模式预测较准的块仍然要传很多帧内模式的信息，开销比较大。对于平坦的区域，以及量化比较厉害的情况，编码效率不高。下面针对现有方法的不足，并参照附图详细说明本发明。

实施例1

附图3示出了一种运用于视频或图像压缩的帧内预测的编码装置，包括：用于尝试直接帧内预测模式的第二模式选择装置，用于尝试普通帧内预测模式的第一模式选择装置，用于直接帧内模式帧内预测的第二预测装置、用于普通帧内模式帧内预测的第一预测装置、根据控制信号选择预测装置的开关K1、判断用那种帧内编码方式的判断装置。

先通过第一模式选择装置和第二模式选择装置，求出这两种模式下最佳模式的代价。把这两个代价在判断装置里面进行比较，选出一个好的作为使用的模式。根据这个模式来选择用第一预测装置或者第二预测装置来进行帧内预测。

附图4示出了一种运用于视频或图像压缩的帧内预测的解码装置，包括：用于直接帧内预测模式的第二预测装置、用于普通帧内预测模式的第一预测装置，用于选择预测方式的开关K2。

码流中的类型信息控制开关K2选择用哪种预测方式。如果选择的是直接帧内预测方式，则用第二预测装置来进行帧内预测，如果选择的是普通帧内预测方式，则选择用第一预测装置来进行帧内预测。

实施例2

附图5示出了一种运用于视频或图像压缩的帧内预测的编码流程。先计算直接帧内模式和普通帧内模式的代价，然后判断哪中模式代价小，如果直接帧内模式代价小则用直接帧内模式进行编码，如果普通帧内模式代价下则用普通帧内模式进行编码。

附图6示出了一种运用于视频或图像压缩的帧内预测的解码流程。先判断类型信号表示什么模式，如果是直接帧内模式则用直接帧内模式进行解码，如果是普通帧内模式则用普通帧内模式进行解码。

实施例3

一种运用于视频或图像压缩的帧内预测的编码装置，码流中有1bit表示宏块是否是直接帧内模式。当16个4×4块的预测模式全部是最大可能预测模式时，宏块类型设为0，即直接帧内模式，此时16个4×4块的预测模式的信息就不用分别写入码流。否则，宏块类型设为1，各个块的模式信息在码流里传输。

一种运用于视频或图像压缩的帧内预测的解码装置，如果接收到的帧内预测块的宏块类型为0，即直接帧内模式，则当前宏块中所有4×4块的预测模式全部是最大可能预测模式，不需再从码流中继续读取各个块的模式信息。否则，继续从码流中读出各个块的模式信息。

实施例4

一种运用于视频或图像压缩的帧内预测的编码装置，码流中有1bit表示宏块是否是直接帧内模式。当16个4×4块的预测模式全部是用一样的预测模式(如都用dc)时，宏块类型设为0，即直接帧内模式，此时16个4×4块的预测模式的信息就不用分别写入码流，只需要把这些块共用的模式在码流中传输。否则，宏块类型设为1，各个块的模式信息在码流里传输。

一种运用于视频或图像压缩的帧内预测的解码装置，如果接收到的帧内预测块的宏块类型为0，即直接类型，则当前宏块中所有4×4块的预测模式全部是共用的模式(如都用dc)，不需再从码流中读取预测模式的各个块的模式信息，只需要读出码流中传输的这些块共用的模式。否则，继续从码流中读出各个块的模式信息。

Claims

1. 一种用于视频或图像压缩的帧内预测模式编解码的方法，其特征在于，

1)至少存在一个块的集合，其包含的块的个数大于1，并且其使用一个类型信号指示各个块的帧内预测模式信息在码流中的存在方式；

2)如果这个信号指示该块的集合采用直接帧内模式，那么码流里不再传输各个块的帧内预测模式信息；如果这个信号指示该块的集合采用非直接帧内模式，则码流里需要传输该块的集合中各个块的帧内预测模式信息。

2. 根据权利要求1所述的帧内预测模式编解码的方法，其特征在于，编码过程包括：

A)编码器根据优化策略决定块的集合是否采用直接帧内模式，并在码流里用一个类型信号表示；

B)如果这个信号指示该块的集合采用直接帧内模式，那么码流里不再传输各个块的帧内预测模式信息，这些块的帧内预测模式信息为编解码默认的模式；

C)如果这个信号指示该块的集合采用非直接帧内模式，那么在这个类型信号后码流里还有表示各个块的帧内预测模式信息的信号。

3. 根据权利要求2所述的帧内预测模式编解码的方法，其特征在于，所述步骤B)中，编解码默认的模式是指各个块都使用其最大可能预测模式。

4. 根据权利要求1所述的帧内预测模式编解码的方法，其特征在于，解码过程包括：

a)根据码流中的类型信号，判断块的集合是否采用直接帧内模式；

b)如果采用直接帧内模式，该块的集合中各个块的帧内预测模式均为编解码默认的模式；

c)如果采用非直接帧内模式，那么该块的集合中各个块的帧内预测模式需要从后续的码流中解码得到。

5. 根据权利要求4所述的帧内预测模式编解码的方法，其特征在于，所述步骤(b)中，编解码默认的模式是指各个块都使用其最大可能预测模式。

6. 一种应用权利要求1所述的帧内预测模式编解码的方法的编码装置，其特征在于，它包括：

一开关K1；

一判断装置，所述判断装置先算出用直接帧内预测模式需要的代价和用非直接模式需要的代价，然后判断直接帧内模式需要的代价是不是小于非直接模式需要的代价；如果是则控制开关K1选择到第一预测编码装置，如果不是则控制开关K1选择到第二预测编码装置；

一第一预测编码装置，采用普通帧内预测模式进行帧内预测模式的编码；

一第二预测编码装置，采用直接帧内预测模式进行帧内预测模式的编码；

判断装置和开关K1相连；开关K1和第一预测编码装置、第二预测编码装置相连。

7. 一种应用权利要求1所述的帧内预测模式编解码的方法的解码装置，其特征在于，它包括：

一开关K2，用于根据码流中的类型信号，判断采用第一预测解码装置或采用第二预测解码装置；

一第一预测解码装置，采用普通帧内预测模式进行帧内预测模式的解码；

一第二预测解码装置，采用直接帧内预测模式进行帧内预测模式的解码；

开关K2和第一预测解码装置、第二预测解码装置相连。