CN102595117A - 一种编解码方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种编码方法和装置，其包括：将图像块进行划分，得到多个子图像块；确定第一子图像块的第一预测方向，并根据图像块的相邻图像块，按照第一预测方向，对第一子图像块进行预测，得到第一子图像块的预测像素值，以及预测像素值与子图像块的原始像素值之间的残差；根据预测像素值和残差得到第一子图像块的重构像素值；根据第一预测方向和第一子图像的重构像素值，对第二子图像块进行预测，得到第二子图像块的预测像素值，以及预测像素值与子图像块的原始像素值之间的残差；将第一预测方向写入码流中。应用了本发明实施例所提供的编码方法，编码端仅需要在码流中写入图像块的一个子图像块的预测方向即可，节省了码流。

Description

一种编解码方法和装置

技术领域

本发明涉及视频编解码技术，尤其涉及一种子图像块依次排列的编码方法。

背景技术

视频编码压缩的基本原理是，利用空域、时域和码字之间的相关性，尽可能去除冗余。目前流行的做法是采用基于块的混合视频编码框架，通过预测、变换、量化、熵编码等步骤来实现视频编码压缩。这一编码框架，显示了很强的生命力，从最早的MPEG-1到现在最新的视频编码标准H.264/AVC，甚至JCTVC工作组(MPEG和VECG成立的联合工作组)正在制定的下一代视频编码压缩标准HEVC，仍然沿用这种基于块的混合视频编码框架。

在视频编解码中一般都采用基于块的空域预测编码技术，基本原理是利用相邻块之间的相关性去除空域冗余。即利用相邻块作为参考块，对当前块进行预测。为了提高像素预测的准度，现有技术中一般都会将当前图像块进行十字形分割，得到四个完全相同的正方形的子图像块，然后分别以这四个子图像块为单位，根据所述当前图像块的相邻块的像素值进行预测。有时候为了进一步的提高预测的准度，还会对这四个子图像块中的一个进行进一步的划分，以得到四个更小的正方形的子图象块。比如，64×64规格的当前图像块可以划分成4个32×32规格的子图像块，一个32×32规格的子图像块可以划分成4个16×16规格的子图像块。

很显然，现有技术中的这种图像块的划分和预测方式，只是单纯的将图像块划分成四个正方形的子图像块，而子图像块也是单纯的依照当前图像块的相邻块进行预测，缺乏灵活性，很难保证预测的准度和编解码的效果。因此，就有必要在现有的方块划分的图像块划分的基础上，提供其他可选的非方块划分方式，以使得图像块的划分有更多的选择，可以对应于更多种的像素排列环境。而业界也一直在这方面做出了各种各样的尝试，并产生了越来越多的图像块的划分方法。而在实际的编码过程中，只需要通过遍历的方式，利用各种图像块划分方式将图像块划分一遍，然后根据像素预测的结果，选择最优的划分方式。而发明人就提出了一种将图像块划分成沿水平方向或垂直方向依次排列的子图像块的划分方法。

但是，无论采用何种划分方法，最后都需要将子图像块的预测方向写入码流中，以便于解码端可以根据预测方向得到所述子图像块的预测像素值，而当图像块被划分成数量很多的子图像块时，大量的子图像块的预测方向信息就为码流的传输带来了很大的压力。因此，业界也一直在努力研究，如何仅依靠少量的预测方向信息就可以对尽可能多的子图像块进行预测。

发明内容

本发明实施例提供一种编码方法，其包括：将当前编码对象进行划分，得到多个子图像块，其中，所述多个子图像块沿水平或竖直方向依次排列，且所述多个子图像块中至少包括处于所述当前编码对象的边界的第一子图像块，以及与所述第一子图像块相邻的第二子图像块；确定所述第一子图像块的第一预测方向，并根据所述当前编码对象的相邻图像块，按照所述第一预测方向，对所述第一子图像块进行预测，得到所述第一子图像块的预测像素值，以及所述预测像素值与所述子图像块的原始像素值之间的残差；根据所述预测像素值和所述残差得到所述第一子图像块的重构像素值；根据所述第一预测方向和所述第一子图像的重构像素值，对所述第二子图像块进行预测，得到所述第二子图像块的预测像素值，以及所述预测像素值与所述第二子图像块的原始像素值之间的残差；将所述当前编码对象的划分方式信息、所述第一预测方向、所述第一子图像块的所述残差和所述第二子图像块的所述残差写入码流中。

本发明实施例还提供相应的解码方法，其包括：从码流中获得所述当前解码对象的划分方式信息、所述第一预测方向、所述当前帧解码对象的第一子图像块的残差和所述当前帧解码对象的第二子图像块的残差；根据所述划分方式信息，将所述当前解码对象进行划分，得到沿水平或垂直方向依次排列的多个子图像块，其中所述多个子图像块中至少包括第一子图像块和第二子图像块；根据所述第一预测方向获得所述第一子图像块的参考图像块的重构像素值；根据所述第一预测方向、所述参考图像块的重构像素值、以及所述第一子图像块的残差获得所述第一子图像块的重构像素值；根据所述第一预测方向、所述第一子图像块的重构像素值、以及所述第二子图像块的残差，获得所述第二子图像块的重构像素值。

本发明实施例还相应提供了应用上述预测方法的编解码装置。

应用了本发明实施例所提供的方法进行编码，编码端仅需要在码流中写入当前编码对象的一个子图像块的预测方向即可，节省了码流。

附图说明

图1所示为本发明实施例所提供的编码方法的示意图。

图2所示为本发明实施例所提供的解码方法的示意图。

图3所示为本发明实施例所提供的编码装置的示意图。

图4所示为本发明实施例所提供的解码装置的示意图。

具体实施方式

请参照图1，本发明实施例提供一种编码方法，其包括：

步骤101：将当前编码对象进行划分，得到多个子图像块；

其中，所述多个子图像块沿水平或竖直方向依次排列，且所述多个子图像块中至少包括处于所述当前编码对象的边界的第一子图像块，以及与所述第一子图像块相邻的第二子图像块。

在本发明实施例中，所述当前编码对象可以为一个64×64规格的图像块的子图像块，其可以为采用现有方块划分技术划分出来的32×32规格的子图像块，也可以是在32×32规格的子图像块的基础上进一步划分出来的四个16×16规格的子图像块、或者四个8×32规格的子图像块、以及其他尺寸规格的矩形的子图像块。当然，这些16×16规格的子图像块、8×32规格的子图像块或者其它规格的子图像块也可以作为本发明实施例所述的当前编码对象，来做进一步的划分。

步骤102：确定所述第一子图像块的第一预测方向，并根据所述当前编码对象的相邻图像块，按照所述第一预测方向，对所述第一子图像块进行预测，得到所述第一子图像块的预测像素值，以及所述预测像素值与所述子图像块的原始像素值之间的残差；

其中，所述确定所述第一子图像块的第一预测方向的方法可以依照现有技术中的遍历的方法，以当前编码对象的相邻块中的像素值按照所遍历的预测方向对所述子图像块进行预测，得到多个预测方向所对应的所述子图像块的预测像素值，从所述多个预测像素值中选择编码效率最高的预测像素值所对应的预测方向，作为所述第一子图像块的预测方向，更或者如HEVC中提出的UDI预测技术中所提出的，从34或其它数字的多个预测方向中选择一个预测效果最好的方向。甚至可以预设一系列的预测方向，当所述第一子图像块满足一定条件时，从中选择相应的预测方向作为所述第一预测方向。

在其他可选择的实施例中，当所述多个子图像块为沿水平方向依次排列时，所述第一子图像块位于所述当前编码对象的左侧内边界，所述确定所述第一子图像块的第一预测方向包括：取所述当前编码对象的左相邻图像块中的、与所述第一子图像块相邻的子图像块的预测方向，作为所述第一子图像块的预测方向。可选的，还可以取所述当前编码对象的上相邻图像块中的、与所述第一子图像块相邻的子图像块的预测方向，作为所述第一子图像块的预测方向。以及，当所述多个子图像块为沿垂直方向依次排列时，所述第一子图像块位于所述当前编码对象的上侧边界，所述确定所述第一子图像块的第一预测方向包括：取所述当前编码对象的上相邻图像块中的、与所述第一子图像块相邻的子图像块的预测方向，作为所述第一子图像块的预测方向。可选的，还可以取所述当前编码对象的左相邻图像块中的、与所述第一子图像块相邻的子图像块的预测方向，作为所述第一子图像块的预测方向。

步骤103：根据所述预测像素值和所述残差得到所述第一子图像块的重构像素值。

其中，得到重构值的方法为在当前子块中，依次对当前编码对象的每个像素位置的像素点所对应的所述预测像素值和所述残差相加。

需要理解的是，在本发明实施例中，所述“第一预测方向”并不包含任何排序的含义，其仅仅为经过确定之后的第一子图像块的预测方向。

步骤104：根据所述第一预测方向和所述第一子图像的重构像素值，对所述第二子图像块进行预测，得到所述第二子图像块的预测像素值，以及所述预测像素值与所述子图像块的原始像素值之间的残差；

在本发明实施例中，所述第二子图像块依据第一子图像块的预测方向从所述第二子图像块的相邻块中获得参考像素，并根据所述参考像素获得第二子图像块的预测像素值和残差。

当然，如果所述当前编码对象划分后还包括与所述第二子图像块相邻的第三子图像块，则还要根据所述第二子图像块的预测像素值和残差得到所述第二子图像块的重构像素值，所述第三子图像块则根据所述第一预测方向和所述第二子图像块的重构像素值进行预测。可选的，所述第三子图像块还可以根据所述第一预测方向和所述第三子图像块的其它相邻块中的重构像素值进行预测。如果还有第四字图像块、第五子图像块则以此类推，直到所有子图像块编码完毕。

步骤105：将所述当前编码对象的划分方式信息、所述第一预测方向、所述第一子图像块的所述残差和所述第二子图像块的所述残差写入码流中。

其中，在本发明实施例中，所述划分方式信息包括用于指示所述当前编码对象被划分成沿水平或垂直方向依次排列的多个子图像块的信息。在实际应用中，划分方式信息可以为一个标识信息，以对应于不同的划分方式。

在本发明实施例所提供的编码方法中，将当前编码对象划分成依次排列的子图像块后，当处于首位的第一个子图像块的预测方向确定之后，其后的子图像块则以所述第一个子图像块的预测方向作为预测方向，并且依次以在先的所述子图像块的相邻块作为参考图像块进行像素预测。显然，当当前编码对象的像素值沿水平或垂直方向的变化较小时，采用将当前编码对象划分成沿水平或垂直方向依次排列的子图像块的的划分方法会取得较好的预测效果，而这时候，采用本发明实施例所提供的预测方法，使得所有子图像块仅依照排在首位的子图像块的预测方向进行像素预测，不仅可以保证较好的预测效果，而且只需要将所述第一预测方向信息写入码流中，就可以实现当前编码对象的所有子图像块的像素预测，极大地节省了码流。

请参照图2，本发明实施例还提供一种相应的解码方法，包括：

步骤201：从码流中获得所述当前解码对象的划分方式信息、所述第一预测方向、所述当前帧解码对象的第一子图像块的残差和所述当前帧解码对象的第二子图像块的残差；

其中，所述当前解码对象可以为任意待解码的图像块。比如可以为64×64规格图像块的子图像块，或者是64×64规格图像块的子图像块的子图像块，甚至是更下一级的子图像块，只要其没有超出预设的子图像块尺寸规格。

步骤202：根据所述划分方式信息，将所述当前解码对象进行划分，得到依次沿水平或垂直方向排列的多个子图像块，其中所述多个子图像块中至少包括第一子图像块和第二子图像块；

步骤203：根据所述第一预测方向获得所述第一子图像块的参考图像块的重构像素值；

可以理解的是，按照与编码相同的顺序进行解码，第一子图像块的参考图像块自然应该是已经重构完成了的，因此在这里可以直接获得所述参考图象块的重构像素值

步骤204：根据所述第一预测方向、所述参考图像块的重构像素值、以及所述第一子图像块的残差获得所述第一子图像块的重构像素值；

步骤205：根据所述第一预测方向、所述第一子图像块的重构像素值、以及所述第二子图像块的残差，获得所述第二子图像块的重构像素值。

实际上，在本发明实施例中，所述第二子图像块以所述第一子图像块作为参考图像块，根据第一预测方向从所述第一子图像块中获得第二子图像块的预测像素值。可选的，还可以根据第一预测方向从所述第二子图像块的其它相邻块中获得第二子图像块的预测像素值，根据所述预测像素值、所述第二子图像块的残差来获得第二子图像块的重构像素值。

需要理解的是，如果根据划分方式信息，所述当前解码对象还包括与所述第二子图像块相邻的第三子图像块，则从码流中获得所述第三子图像块的残差，跟据所述第一预测方向、以所述第二子图像块为参考图像块，获得所述第三子图像块的预测像素值，可选的，所述第三子图像块还可以根据所述第一预测方向和所述第三子图像块的其它相邻块中的重构像素值进行预测。然后再根据所述第三子图像块的残差和预测像素值获得所述第三子图像块的重构像素值。如果还存在与第三子图像块相邻的第四子图像块、与第四子图像块相邻的第五子图像块....，以此类推，参照处理。

请参照图3，本发明实施例还提供了与本发明方法实施例相对应的编码装置，其包括：

划分模块301，用于将当前编码对象进行划分，得到多个子图像块；

其中，所述多个子图像块沿水平或竖直方向依次排列，且所述多个子图像块中至少包括处于所述当前编码对象的边界的第一子图像块，以及与所述第一子图像块相邻的第二子图像块。

子图像块预测模块302，用于用于确定所述第一子图像块的第一预测方向，并根据所述当前编码对象的相邻图像块，按照所述第一预测方向，对所述第一子图像块进行预测，得到所述第一子图像块的预测像素值，以及所述预测像素值与所述子图像块的原始像素值之间的残差；以及，用于根据所述第一预测方向和所述第一子图像的重构像素值，对所述第二子图像块进行预测，得到所述第二子图像块的预测像素值，以及所述预测像素值与所述子图像块的原始像素值之间的残差；

重构像素值获得模块303，用于根据所述预测像素值和所述残差得到所述当前帧编码图像的子图像块的所述重构像素值；

写入模块304，用于将所述当前编码对象的划分方式信息、所述第一预测方向、所述第一子图像块的所述残差和所述第二子图像块的所述残差写入码流中。

可以理解，本发明实施例所提供的编码装置其实是一种应用于编码端的预测器。

请参照图4，本发明实施例还提供了一种与本发明方法实施例相对应的解码装置，其包括：

参数获得模块401，用于从码流中获得所述当前解码对象的划分方式信息、所述第一预测方向、所述当前帧解码对象的第一子图像块的残差和所述当前帧解码对象的第二子图像块的残差；

划分模块402，用于根据所述划分方式信息，将所述当前解码对象进行划分，得到多个子图像块，其中所述多个子图像块中至少包括第一子图像块和第二子图像块；

重构模块403，用于根据所述第一预测方向获得所述第一子图像块的参考图像块的重构像素值，根据所述第一预测方向、所述参考图像块的重构像素值、以及所述第一子图像块的残差获得所述第一子图像块的重构像素值；以及根据所述第一预测方向、所述第一子图像块的重构像素值、以及所述第二子图像块的残差，获得所述第二子图像块的重构像素值。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种编码方法，其特征在于，包括：

将当前编码对象进行划分，得到多个子图像块，其中，所述多个子图像块沿水平或竖直方向依次排列，且所述多个子图像块中至少包括处于所述当前编码对象的边界的第一子图像块，以及与所述第一子图像块相邻的第二子图像块；

确定所述第一子图像块的第一预测方向，并根据所述当前编码对象的相邻图像块，按照所述第一预测方向，对所述第一子图像块进行预测，得到所述第一子图像块的预测像素值，以及所述预测像素值与所述子图像块的原始像素值之间的残差；

根据所述预测像素值和所述残差得到所述第一子图像块的重构像素值；

根据所述第一预测方向和所述第一子图像的重构像素值，对所述第二子图像块进行预测，得到所述第二子图像块的预测像素值，以及所述预测像素值与所述子图像块的原始像素值之间的残差；

将所述当前编码对象的划分方式信息、所述第一预测方向、所述第一子图像块的所述残差和所述第二子图像块的所述残差写入码流中。

2.如权利要求1中所述的编码方法，其特征在于，所述确定所述第一子图像块的第一预测方向包括：

通过遍历或者直接指定的方式从预先定义的多个预测方向中选择一个预测方向，作为所述第一子图像块的预测方向。

3.如权利要求1中所述的编码方法，其特征在于，当所述多个子图像块为沿水平方向依次排列时，所述第一子图像块位于所述当前编码对象的左侧边界，所述确定所述第一子图像块的第一预测方向包括：

取所述当前编码对象的左相邻图像块中的、与所述第一子图像块相邻的子图像块的预测方向，作为所述第一子图像块的预测方向。

4.如权利要求1中所述的编码方法，其特征在于，当所述多个子图像块为沿垂直方向依次排列时，所述第一子图像块位于所述当前编码对象的上侧边界，所述确定所述第一子图像块的第一预测方向包括：

取所述当前编码对象的上相邻图像块中的、与所述第一子图像块相邻的子图像块的预测方向，作为所述第一子图像块的预测方向。

5.一种解码方法，其特征在于，包括：

从码流中获得所述当前解码对象的划分方式信息、所述第一预测方向、所述当前帧解码对象的第一子图像块的残差和所述当前帧解码对象的第二子图像块的残差；

根据所述划分方式信息，将所述当前解码对象进行划分，得到沿水平或垂直方向依次排列的多个子图像块，其中所述多个子图像块中至少包括第一子图像块和第二子图像块；

根据所述第一预测方向获得所述第一子图像块的参考图像块的重构像素值；

根据所述第一预测方向、所述参考图像块的重构像素值、以及所述第一子图像块的残差获得所述第一子图像块的重构像素值；

根据所述第一预测方向、所述第一子图像块的重构像素值、以及所述第二子图像块的残差，获得所述第二子图像块的重构像素值。

6.如权利要求5中所述的解码方法，其特征在于，所述根据所述第一预测方向、所述参考图像块的重构像素值、以及所述第一子图像块的残差获得所述第一子图像块的重构像素值包括：

根据所述第一预测方向和所述参考图象块的重构像素值获得所述第一子图像块的预测像素值；

根据所述第一子图像块的预测像素值和所述第一子图像块的残差获得所述第一子图像块的重构像素值。

7.如权利要求5中所述的解码方法，其特征在于，所述根据所述第一预测方向、所述第一子图像块的重构像素值、以及所述第二子图像块的残差，获得所述第二子图像块的重构像素值包括：

根据所述第一预测方向和所述第一子图像块的重构像素值获得所述第二子图像块的预测像素值；

根据所述第二子图像块的预测像素值和所述第二子图像块的残差获得所述第二子图像块的重构像素值。

8.一种编码装置，其特征在于，包括：

划分模块，将当前编码对象进行划分，得到多个子图像块，其中，所述多个子图像块沿水平或竖直方向依次排列，且所述多个子图像块中至少包括处于所述当前编码对象的边界的第一子图像块，以及与所述第一子图像块相邻的第二子图像块；

子图像块预测模块，用于确定所述第一子图像块的第一预测方向，并根据所述当前编码对象的相邻图像块，按照所述第一预测方向，对所述第一子图像块进行预测，得到所述第一子图像块的预测像素值，以及所述预测像素值与所述子图像块的原始像素值之间的残差；以及，用于根据所述第一预测方向和所述第一子图像的重构像素值，对所述第二子图像块进行预测，得到所述第二子图像块的预测像素值，以及所述预测像素值与所述子图像块的原始像素值之间的残差；

重构像素值获得模块，用于根据所述预测像素值和所述残差得到所述当前帧编码图像的子图像块的所述重构像素值；

写入模块，用于将所述当前编码对象的划分方式信息、所述第一预测方向、所述第一子图像块的所述残差和所述第二子图像块的所述残差写入码流中。

9.如权利要求8中所述的编码装置，其特征在于，所述重构像素值获得模块用于根据所述第一子图像块的残差和所述第一子图像块的预测像素值获得所述第一子图像块的重构图像值。

10.一种解码装置，其特征在于，包括：

参数获得模块，用于从码流中获得所述当前解码对象的划分方式信息、所述第一预测方向、所述当前帧解码对象的第一子图像块的残差和所述当前帧解码对象的第二子图像块的残差；

划分模块，用于根据所述划分方式信息，将所述当前解码对象进行划分，得到多个子图像块，其中所述多个子图像块中至少包括第一子图像块和第二子图像块；

重构模块，用于根据所述第一预测方向获得所述第一子图像块的参考图像块的重构像素值，根据所述第一预测方向、所述参考图像块的重构像素值、以及所述第一子图像块的残差获得所述第一子图像块的重构像素值；以及根据所述第一预测方向、所述第一子图像块的重构像素值、以及所述第二子图像块的残差，获得所述第二子图像块的重构像素值。

11.如权利要求10中所述的解码装置，其特征在于，所述根据所述第一预测方向、所述参考图像块的重构像素值、以及所述第一子图像块的残差获得所述第一子图像块的重构像素值包括：

根据所述第一预测方向和所述参考图象块的重构像素值获得所述第一子图像块的预测像素值；

根据所述第一子图像块的预测像素值和所述第一子图像块的残差获得所述第一子图像块的重构像素值。

12.如权利要求10中所述的解码装置，其特征在于，所述根据所述第一预测方向、所述第一子图像块的重构像素值、以及所述第二子图像块的残差，获得所述第二子图像块的重构像素值包括：

根据所述第一预测方向和所述第一子图像块的重构像素值获得所述第二子图像块的预测像素值；

根据所述第二子图像块的预测像素值和所述第二子图像块的残差获得所述第二子图像块的重构像素值。

Images