CN102340661A

CN102340661A - 一种avs模式决策中反馈帧内预测重构数据的方法

Info

Publication number: CN102340661A
Application number: CN2010102351714A
Authority: CN
Inventors: 邓磊; 呼大明; 宋益波; 郑海鸥; 王佳薇
Original assignee: National Source Coding Center Digital Audio And Video Frequency Technology (beijing) Co Ltd
Current assignee: National Source Coding Center Digital Audio And Video Frequency Technology (beijing) Co Ltd
Priority date: 2010-07-23
Filing date: 2010-07-23
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2030-07-23
Also published as: CN102340661B

Abstract

本发明提供一种AVS模式决策中反馈帧内预测重构数据的方法，包括：将色度块4、5插入到亮度块0、1、2、3中间；模式决策根据帧内预测传送的亮度块0、1、2和3在不同模式的预测数据来得到重构数据，反馈亮度块0、1、2的竖直右边和水平底边；模式决策根据帧内预测传送的色度块4和5在不同模式的预测数据来得到重构数据，不进行反馈；宏块决策完成后，将整个重构宏块的亮度竖直右边和水平底边以及色度块4和5的竖直右边和水平底边反馈给帧内预测。本发明利用AVS模式决策中部分反馈帧内预测重构数据的方法，提高了编码器的速度，实现了实时的高清编码。

Description

一种AVS模式决策中反馈帧内预测重构数据的方法

技术领域

本发明涉及数字视频编解码技术领域，更具体地，本发明涉及一种AVS模式决策中反馈帧内预测重构数据的方法。

背景技术

在传统的视频压缩里，进行帧内预测(intra)的时候，当前块的预测往往需要模式决策模块来反馈前一个块的重构数据，大量重构数据的反馈常常会带来资源的浪费。

AVS标准是我国拥有独立产权和自主创新技术的新型视频编码技术，目前视频部分(AVS-P2)已经成为国家标准。AVS视频编码面向高清广播电视和音响视盘，在实时编码中，单位时间里所处理的大量数据信息进一步要求占用宝贵的资源。

在编码器的模式决策(mode decision，md)和帧内预测中，如图1所示，宏块分为亮度块为0，1，2，3，色度块为4，5。模式决策对包括帧间预测模式、帧内预测模式和直接模式的块的各种模式进行分析处理，然后选出模式决策所认为最好的一种模式，并将这种模式下的重构数据反馈给帧内预测，以备帧内预测进行下一个块的预测。整个宏块模式决策完成后，将整个宏块的重构数据反馈给帧内预测。由于模式决策本身需要一定的时钟周期才能处理完成，就会带来一定的流水线空闲，极大的影响了模式决策和帧内预测的工作效率。

发明内容

为克服现有帧内预测方式速度慢、效率低以及资源浪费大的缺陷，本发明提出一种AVS模式决策中反馈帧内预测重构数据的方法。

根据本发明的一个方面，提出了一种AVS模式决策中反馈帧内预测重构数据的方法，包括：

步骤10)、将色度块4、5插入到亮度块0、1、2、3中间；

步骤20)、模式决策根据帧内预测传送的亮度块0、1、2和3在不同模式的预测数据来得到重构数据，反馈亮度块0、1、2的竖直右边和水平底边；

步骤30)、模式决策根据帧内预测传送的色度块4和5在不同模式的预测数据来得到重构数据，不进行反馈；

步骤40)、宏块决策完成后，将整个重构宏块的亮度竖直右边和水平底边以及色度块4和5的竖直右边和水平底边反馈给帧内预测。

其中，对于块0，步骤20)还包括：

帧内预测将亮度0块dc模式、horizon模式、down_l模式、vertical模式和down_r模式的预测数据传送给模式决策，

模式决策选择代价最低的模式，将该模式下的重构数据的竖直右边和水平底边像素输出给帧内预测，作为亮度0块的反馈数据。

其中，步骤20)中，对于位于色度块4或者5直接后面的亮度1块或者2块，在帧内预测完成色度块4、5的帧内预测并接收到前一亮度块的反馈数据后，开始该亮度块的帧内预测，该亮度块的预测及反馈方式同对于亮度0块的操作。

其中，步骤20)中，对于位于色度块4或者5前面或者非直接后面的亮度1块或者2块，在接收到前一亮度块的反馈数据后，开始该亮度块的帧内预测，该亮度块的预测及反馈方式同对于亮度0块的操作。

其中对于色度块4，步骤30)中，帧内预测完成前一亮度块的预测后，将色度块4的dc模式、horizon模式、vertical模式和plane模式的预测数据传送给模式决策；模式决策选出代价最低的一种模式。

其中，步骤40)中，帧内预测完成亮度块3的帧内预测后，获取模式决策反馈的宏块重构数据的亮度竖直右边和水平底边和色度4和5的竖直右边和水平底边。

本发明利用AVS模式决策中部分反馈帧内预测重构数据的方法，提高了编码器的速度，实现了实时的高清编码。

附图说明

图1为现有AVS标准中的宏块划分方式示意图；

图2为模式决策块级反馈帧内预测重构数据示意图；

图3为模式决策宏块级反馈帧内预测重构数据示意图；

图4为帧内预测和模式决策之间块数据传输顺序示意图；

图5为根据本发明的帧内预测块0的执行流程示意图；

图6为根据本发明的帧内预测块4或者5的执行流程示意图；

图7为根据本发明的帧内预测块1/2的执行流程示意图；

图8为根据本发明的帧内预测块3的执行流程示意图；

图9为根据本发明的模式决策宏块反馈帧内预测重构执行流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种AVS模式决策中反馈帧内预测重构数据的方法进行详细描述。

为了提高编码器的速度，本发明对宏块内的执行顺序作了调整，将色度块4，5，插入到亮度块0、1、2、3中间执行。插入的方式包括：0，4，5，1，2，3或者0，1，4，5，2，3或者0，1，2，4，5，3或者0，4，1，5，2，3或者0，4，1，2，5，3等所有将4，5插入到0，1，2，3中间的方式。

减少反馈亮度块0、1、2、3的数据：根据AVS标准规定，帧内预测只需要所在块的水平上边和竖直左边像素，因此模式决策得到的重构数据只为右侧块提供其竖直左边像素，为下侧块提供其水平上边像素，如图2所示，亮度块0、1、2只反馈图中的竖直右边和水平底边。由于亮度块3与色度块4之间不存在相关性，因此如图2所示，在模式决策得到亮度块3的重构数据后，不给帧内预测反馈任何数据。

减少色度4，5的反馈数据：由于色度4、5块之间不存在相关性，因此在模式决策得到4，5的重构数据后，如图2中的块4，5所示，不给帧内预测反馈任何数据。

减少宏块决策完毕后的反馈数据：在整个宏块决策完成后，如图3所示，反馈给帧内预测整个重构宏块的亮度竖直右边和水平底边以及色度4和5的竖直右边和水平底边。

更具体地，以0，4，5，1，2，3为例说明该执行过程。帧内预测的执行顺序为0，4，5，1，2，3，同样地，模式决策的执行顺序为0，4，5，1，2，3，并按此顺序输出重构数据反馈给帧内预测。

块0的预测与反馈

宏块开始，帧内预测进行亮度0块的预测，根据AVS标准，得到亮度0块不同模式的预测数据，其中亮度块的模式如图5所示，分别是dc模式，horizon模式，down_l模式，vertical模式，down_r模式，帧内预测将这5种模式的预测数据传送给模式决策。

模式决策在这5种模式中根据代价函数cost＝D+λR选出代价最低一种模式，并将这种模式下的重构数据的竖直右边和水平底边像素输出给帧内预测，作为块0的反馈数据，其中D表示预测数据的失真度，R表示预测数据的码率。

块4的预测与反馈

按照图4所示帧内预测的执行顺序，帧内预测完成亮度块0的帧内预测后，便开始色度块4的帧内预测。其中，色度块的模式如图6所示，分别是dc模式，horizon模式，vertical模式，plane模式。帧内预测将这4种模式的预测数据传送给模式决策。

模式决策从这4种模式中根据代价函数cost＝D+λR选出代价最低的一种模式，其中D表示预测数据的失真度，R表示预测数据的码率。此时不需要输出任何数据给帧内预测，大大的减少了数据传输量。

块5的预测与反馈

块5的预测方法与原理与上述块4的预测与反馈相同。

块1的预测与反馈

如图7所示，帧内预测完成色度块4、5的帧内预测并接收到块0的反馈数据后，开始亮度块1的帧内预测。预测过程及反馈方式同“块0的预测与反馈”。

块2的预测与反馈：

帧内预测在完成亮度块1的帧内预测后，帧内预测开始等待，直到模式决策输出亮度块1的反馈数据，便开始亮度块2的帧内预测。预测过程及反馈方式同“块0的预测与反馈”。

块3的预测与反馈：

如图8所示，帧内预测在完成亮度块2的帧内预测后，帧内预测开始等待，直到模式决策输出亮度块2的反馈数据，便开始亮度块3的帧内预测。帧内预测将亮度块5种模式的预测数据传送给模式决策。

模式决策从5种模式中根据代价函数cost＝D+λR选出代价最低的一种模式，其中D表示预测数据的失真度，R表示预测数据的码率。此时不需要输出任何数据给帧内预测，减少了数据传输量。

宏块的数据反馈

帧内预测在完成亮度决3的帧内预测后，帧内预测开始等待模式决策输出该宏块的反馈数据。对于一个宏块来说，模式决策需要处理除了帧内预测模式以外，还包括inter16x16，inter16x8，inter8x16，inter8x8和direct16x16，总共6种模式。模式决策对宏块的各种模式进行分析处理，在整个宏块决策完成后，如图9所示将宏块重构数据中的亮度竖直右边和水平底边和色度4和5的竖直右边和水平底边输出给帧内预测。相比较现有需要反馈所有亮度块和宏块数据而言，反馈数量量大大降低。

最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本发明的技术方案而不是对本技术方法进行限制，本发明在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和实施例，并且因此认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的精神和教导范围内。

Claims

1.一种AVS模式决策中反馈帧内预测重构数据的方法，包括：

步骤10)、将色度块4、5插入到亮度块0、1、2、3中间；

步骤30)、模式决策根据帧内预测传送的色度块4和5在不同模式的预测数据来获取重构数据；

2.权利要求1的方法，其中，将色度块4和5相连或者分开插入到亮度块0、1、2和3中间，包括：0，4，5，1，2，3或者0，1，4，5，2，3或者0，1，2，4，5，3或者0，4，1，5，2，3或者0，4，1，2，5，3。

3.权利要求1的方法，其中，对于块0，步骤20)还包括：

帧内预测将亮度0块dc模式、horizon模式、down_le模式、vertical模式和down_r模式的预测数据传送给模式决策，

4.权利要求3的方法，其中，步骤20)中，模式决策根据代价函数cost＝D+λR选出代价最低的一种模式，其中D表示预测数据的失真度，R表示预测数据的码率。

5.权利要求3所述的方法，其中，步骤20)中，对于位于色度块4或者5直接后面的亮度1块或者2块，在帧内预测完成色度块4、5的帧内预测并接收到前一亮度块的反馈数据后，开始该亮度块的帧内预测，该亮度块的预测及反馈方式同对于亮度0块的操作。

6.权利要求3所述的方法，其中，步骤20)中，对于位于色度块4或者5前面或者非直接后面的亮度1块或者2块，在接收到前一亮度块的反馈数据后，开始该亮度块的帧内预测，该亮度块的预测及反馈方式同对于亮度0块的操作。

7.权利要求1的方法，其中对于色度块4，步骤30)中，帧内预测完成前一亮度块的预测后，将色度块4的dc模式、horizon模式、vertical模式和plane模式的预测数据传送给模式决策；模式决策选出代价最低的一种模式。

8.权利要求1的方法，其中对于色度块5，步骤30)中，帧内预测完成相邻的前一亮度块或者色度块4的预测后，将色度块5的dc模式、horizon模式、vertical模式和plane模式的预测数据传送给模式决策；模式决策选出代价最低的一种模式。

9.权利要求7或者8的方法，其中，步骤30)中，模式决策根据代价函数cost＝D+λR选出代价最低的一种模式，其中D表示预测数据的失真度，R表示预测数据的码率。

10.权利要求1的方法，其中，步骤40)中，帧内预测完成亮度块3的帧内预测后，获取模式决策反馈的宏块重构数据的亮度竖直右边和水平底边和色度4和5的竖直右边和水平底边。