CN102695061B - 一种权重因子的确定方法和装置,以及一种帧内加权预测方法和装置 - Google Patents

一种权重因子的确定方法和装置,以及一种帧内加权预测方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种权重因子的确定方法和装置，以及一种帧内加权预测方法和装置，包括：根据当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值确定第二数值；根据第一数值与第二数值确定所述当前像素点的两个权重因子，其中一个权重因子为第一数值与第二数值的和，另一个权重因子为第一数值与第二数值的差，两个权重因子之和为第一数值的两倍；其中，所述第一数值根据当前处理图像块的图像块尺寸确定或预先设定。提高编解码器的处理速度，降低处理功耗。

Description

一种权重因子的确定方法和装置,以及一种帧内加权预测方法和装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及视频图像帧内预测编解码中加权预测的方法、装置和系统。
背景技术
帧内预测指使用周围重建像素值来预测当前处理图像块像素值，是视频图像编解码器中的重要模块之一。为保证编码器与解码器得到相同的重建视频图像，编码器与解码器中的帧内预测模块完全相同。具体地说，模块输入，模块内算法流程，以及模块输出完全相同。帧内预测技术通常包括方向性预测(Directional Prediction)和直流预测(DC Prediction)两类技术。当视频图像内容存在方向性纹理时，使用沿该方向的方向性预测技术可以对当前处理块的纹理进行准确预测，得到较高的编码效率；当视频图像内容不存在明显的方向性纹理时，使用直流预测技术可得到较高的编码效率。下面以高效视频编码(High-efficiency Video Coding，HEVC)架构中的帧内预测技术为例进行介绍。
在HEVC参考软件HM中，以4x4大小图像块为例，共有34种帧内预测模式，包括1种直流预测模式与33种方向性预测模式。图1中给出这33中预测模式对应的预测方向示例。
如图1所示，VER+8与HOR+8两个预测方向落在同一条线内，但是指向相反。具体地说，VER+8方向预测模式使用当前处理块上方的重建像素值沿左下45度方向进行外插获取预测值；而HOR+8方向预测模式使用当前处理块左侧的重建像素值沿右上45度方向进行外插获取预测值。
显然，这两种预测模式的目的是处理相同方向的纹理内容。因此，当前处理块中任一位置像素都可以在同时找到两个参考像素点。在这种情况下，可以对这两个参考点的像素值进行加权平均，获得当前处理像素点的预测值。例如，图1中点P(x，y)在VER+8与HOR+8两个预测方向上找到的参考点像素值分别是Ref1与Ref2，而P(x，y)位置到Ref1与Ref2参考点的距离分别是d1与的d2，则可以按照下式计算Ref1与Ref2的加权平均值，作为P(x，y)的预测值。
P(x，y)＝(Ref1·d2+Ref2·d1)/(d1+d2)
上面加权平均计算式的原理在于，参考像素点的重要性与其到当前处理像素点的距离成反比。这种加权预测方法结合沿VER+8与HOR+8两个方向预测模式的优点，将两个独立预测模式中的外插操作改为线性内插操作，能够提高预测精度，进而提高帧内预测编码效率。
上述加权预测方法的缺点是计算复杂度过高。上述计算式中包含除法操作，而除数(d1+d2)可能为一定范围内的任意整数。这种除法操作在实际应用中会带来较大的硬件实现成本，同时会降低编解码器处理速度，增加编解码器件功耗。
发明内容
本发明实施例提供一种用于视频图像帧内预测编、解码的加权预测方法、装置和系统，提高编解码器的处理速度，降低处理功耗。
本发明实施例提供一种配对使用的两个权重因子的确定方法，包括：
根据当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值确定第二数值，所述横坐标分量与纵坐标分量所参考的坐标系以当前处理图像块左上角像素点作为坐标原点，横坐标方向水平向右，纵坐标方向竖直向下；
根据第一数值与第二数值确定所述当前像素点的两个权重因子，其中一个权重因子为第一数值与第二数值的和，另一个权重因子为第一数值与第二数值的差，两个权重因子之和为第一数值的两倍；其中，所述第一数值根据当前处理图像块的图像块尺寸确定或预先设定，所述图像块尺寸为NxN图像块的边长N，所述NxN图像块为包含NxN个像素点的正方形图像块。
本发明实施例提供一种帧内加权预测方法，包括：
根据当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值确定第二数值，所述横坐标分量与纵坐标分量所参考的坐标系以当前处理图像块左上角像素点作为坐标原点，横坐标方向水平向右，纵坐标方向竖直向下；
根据第一数值与第二数值确定所述当前像素点的两个权重因子，其中一个权重因子为第一数值与第二数值的和，另一个权重因子为第一数值与第二数值的差，两个权重因子之和为第一数值的两倍；其中，所述第一数值根据当前处理图像块的图像块尺寸确定或预先设定，所述图像块尺寸为NxN图像块的边长N，所述NxN图像块为包含NxN个像素点的正方形图像块；
根据所述两个权重因子与两个预测值计算当前像素点的加权预测值，所述两个预测值为分别按两种指定帧内预测模式获取的预测值。
本发明实施例提供一种基于查表的帧内加权预测方法，包括：
根据当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值确定索引数值，所述横坐标分量与纵坐标分量所参考的坐标系以当前处理图像块左上角像素点作为坐标原点，横坐标方向水平向右，纵坐标方向竖直向下；
根据所述索引数值从权重因子表中获取两个权重因子，所述两个权重因子为所述权重因子表中对应于所述索引数值的两个权重因子；
根据所述两个权重因子与两个预测值计算当前像素点的加权预测值，所述两个预测值为分别按两种指定帧内预测模式获取的预测值。
本发明实施例提供一种配对使用的两个权重因子的确定装置，包括：
第一确定模块，用于根据当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值确定第二数值，所述横坐标分量与纵坐标分量所参考的坐标系以当前处理图像块左上角像素点作为坐标原点，横坐标方向水平向右，纵坐标方向竖直向下；
第二确定模块，用于根据第一数值与第二数值确定所述当前像素点的两个权重因子，其中一个权重因子为第一数值与第二数值的和，另一个权重因子为第一数值与第二数值的差，两个权重因子之和为第一数值的两倍；其中，所述第一数值根据当前处理图像块的图像块尺寸确定或预先设定，所述图像块尺寸为NxN图像块的边长N，所述NxN图像块为包含NxN个像素点的正方形图像块。
本发明实施例提供一种帧内加权预测装置，包括：
第三确定模块，用于根据当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值确定第二数值，所述横坐标分量与纵坐标分量所参考的坐标系以当前处理图像块左上角像素点作为坐标原点，横坐标方向水平向右，纵坐标方向竖直向下；
第四确定模块，用于根据第一数值与第二数值确定所述当前像素点的两个权重因子，其中一个权重因子为第一数值与第二数值的和，另一个权重因子为第一数值与第二数值的差，两个权重因子之和为第一数值的两倍；其中，所述第一数值根据当前处理图像块的图像块尺寸确定或预先设定，所述图像块尺寸为NxN图像块的边长N，所述NxN图像块为包含NxN个像素点的正方形图像块；
第一预测模块，用于根据所述两个权重因子与两个预测值计算当前像素点的加权预测值，所述两个预测值为分别按两种指定帧内预测模式获取的预测值。
本发明实施例提供一种基于查表的帧内加权预测装置，包括：
第五确定模块，用于根据当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值确定索引数值，所述横坐标分量与纵坐标分量所参考的坐标系以当前处理图像块左上角像素点作为坐标原点，横坐标方向水平向右，纵坐标方向竖直向下；
第六确定模块，用于根据所述索引数值从权重因子表中获取两个权重因子，所述两个权重因子为所述权重因子表中对应于所述索引数值的两个权重因子；
第二预测模块，用于根据所述两个权重因子与两个预测值计算当前像素点的加权预测值，所述两个预测值为分别按两种指定帧内预测模式获取的预测值。
本发明实施例提供的技术方案，通过根据当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值确定第二数值，根据第一数值与第二数值确定所述当前像素点的两个权重因子，其中一个权重因子为第一数值与第二数值的和，另一个权重因子为第一数值与第二数值的差，两个权重因子之和为第一数值的两倍的技术手段，从而提高了编解码器的处理速度，降低了处理功耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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。
图1为现有技术中预测方向示意图；
图2为本发明实施例提供的一种配对使用的两个权重因子的确定方法流程图；
图3为本发明实施例提供的一种帧内加权预测方法流程图；
图4为本发明实施例的两种帧内预测模式示意图；
图5为本发明实施例提供的一种基于查表的帧内加权预测方法流程图；
图6为本发明实施例的权重因子表的构造方法流程图；
图7为本发明实施例提供的一种配对使用的两个权重因子的确定装置示意图；
图8为本发明实施例提供的一种帧内加权预测装置示意图；
图9为本发明实施例提供的一种基于查表的帧内加权预测装置示意图；
具体实施方式
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作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。
如图2所示，本发明实施例提供一种配对使用的两个权重因子的确定方法，包括：
S101、根据当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值确定第二数值，所述横坐标分量与纵坐标分量所参考的坐标系以当前处理图像块左上角像素点作为坐标原点，横坐标方向水平向右，纵坐标方向竖直向下；
S102、根据第一数值与第二数值确定所述当前像素点的两个权重因子，其中一个权重因子为第一数值与第二数值的和，另一个权重因子为第一数值与第二数值的差，两个权重因子之和为第一数值的两倍；其中所述第一数值根据当前处理图像块的图像块尺寸确定或预先设定，所述图像块尺寸为NxN图像块的边长N，所述NxN图像块为包含NxN个像素点的正方形图像块。
本发明实施例提供的技术方案，通过根据当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值确定第二数值，根据第一数值与第二数值确定所述当前像素点的两个权重因子，其中一个权重因子为第一数值与第二数值的和，另一个权重因子为第一数值与第二数值的差，两个权重因子之和为第一数值的两倍的技术手段，从而提高了编解码器的处理速度，降低了处理功耗。
下面结合图2对本发明实施例提供的一种配对使用的两个权重因子的确定方法进一步说明如下：
S101、根据当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值确定第二数值，所述横坐标分量与纵坐标分量所参考的坐标系以当前处理图像块左上角像素点作为坐标原点，横坐标方向水平向右，纵坐标方向竖直向下。
本发明实施例中所述第二数值可以为当前像素点位置与基准线的位置偏移。所述当前像素点位置可以记做(x，y)其中x，y＝0..BlkSize-1。所述基准线指当前处理图像块中横坐标分量与纵坐标分量相同的像素位置连接而成的线，可以记做(x，y)其中x，y＝0..BlkSize-1，x＝y。所述位置偏移可以记做PosDev[x，y]，其可以由当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量确定，所述确定方法可以有多种。例如，当第一数值确定为当前处理块的图像块尺寸BlkSize时，位置偏移可以按照下面方法确定
PosDev[x，y]＝x-y，其中x，y＝0..BlkSize-1
再例如，当第一数值确定为一个固定值FixedBlkSize时，位置偏移可以按照下面方法确定
PosDev[x，y]＝(FixedBlkSize·PosDev[x，y])/BlkSize，其中x，y＝0..BlkSize-1
或者等价的，将上式中的整数乘法与除法运算换为左移与右移操作，
PosDev[x，y]＝(PosDev[x，y]＜＜log2FixedBlkSize)＞＞log2BlkSize，其中x，y＝0..BlkSize-1
可见，所述根据当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值确定第二数值的方法可以为将当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值作为第二数值，或对该差值进行操作后作为第二数值，对该差值的操作可以为缩放或取绝对值等。
因为log2FixedBlkSize可以预先计算得到，无需为每一个处理块重复计算，而log2BlkSize可以通过查表方式获得，所以第二种计算方法方法仅需两次移位操作即可计算得到所述位置偏移，具有低计算复杂度的优点。某些实施方式中PosDev[x，y]可能是负整数，在移位操作时应根据负整数在所使用处理器内的表示方法进行相应的调整，保证移位操作与对应的乘法或除法能够获得相同的结果。
S102、根据第一数值与第二数值确定所述当前像素点的两个权重因子，其中一个权重因子为第一数值与第二数值的和，另一个权重因子为第一数值与第二数值的差，两个权重因子之和为第一数值的两倍；其中，所述第一数值根据当前处理图像块的图像块尺寸确定或预先设定，所述图像块尺寸为NxN图像块的边长N，所述NxN图像块为包含NxN个像素点的正方形图像块。
所述第一数值可根据当前处理块的图像块尺寸确定。若当前处理图像块尺寸为BlkSize，可将BlkSize作为第一数值。
所述第一数值也可预先设定。例如，可将一个固定值FixedBlkSize作为第一数值。
所述当前像素点的两个权重因子可以记做w1(x，y)与w2(x，y)。所述两个权重因子之和可以记做WeightSum，其以2为底的对数可以记做Log2WeightSum。
当第一数值确定为当前处理块的图像块尺寸BlkSize时，所述两个权重因子可按照下面方法计算，
w1(x，y)＝BlkSize+PosDev[x，y]，其中x，y＝0..BlkSize-1
w2(x，y)＝BlkSize-PosDev[x，y]，其中x，y＝0..BlkSize-1
所述两个权重因子之和为
WeightSum＝w1(x，y)+w2(x，y)＝2·BlkSize
所述两个权重因子之和的以2为底的对数为
Log2WeightSum＝log2WeightSum＝log2(2·BlkSize)＝log2BlkSize+1
当第一数值确定为一个固定值FixedBlkSize时，所述两个权重因子可以按照下面方法计算，
w1(x，y)＝FixedBlkSize+PosDev[x，y]，其中x，y＝0..BlkSize-1
w2(x，y)＝FixedBlkSize-PosDev[x，y]，其中x，y＝0..BlkSize-1
所述两个权重因子之和为
WeightSum＝w1(x，y)+w2(x，y)＝2·FixedBlkSize
所述两个权重因子之和的以2为底的对数为
Log2WeightSum＝log2WeightSum＝log2(2·FixedBlkSize)＝log2FixedBlkSize+1
因为视频编、解码中的块尺寸BlkSize或预先设定的固定块尺寸FixedBlkSize总是可以表示为2N，其中N为正整数，所以两个权重因子之和总是可以表示为2N+1，而两个权重因子之和的以2为底的对数Log2WeightSum为N+1。
本发明实施例通过特定的权重因子获取方法，使得两个权重因子之和总可以表示为2N+1，因此可以在使用所述两个权重因子进行加权预测的过程中，使用移位操作代替除法运算，降低运算复杂度，从而能够加快编、解码器运行速度，同时节约编、解码器件功耗；本发明实施例可避免在编、解码芯片中存储权重因子查找表，节约编、解码器的固化存储单元，从而降低器件成本；本发明实施例可灵活调整加权预测精度，可降低加权预测操作所需位宽，节约编解码处理器中的带宽，从而能够增加并行处理能力并降低存取操作所需功耗。
下面结合图3对本发明实施例提供的一种帧内加权预测方法进行说明：
S201、根据当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值确定第二数值，所述横坐标分量与纵坐标分量所参考的坐标系以当前处理图像块左上角像素点作为坐标原点，横坐标方向水平向右，纵坐标方向竖直向下。
本发明实施例中所述第二数值可以为当前像素点位置与基准线的位置偏移。所述当前像素点位置可以记做(x，y)其中x，y＝0..BlkSize-1。所述基准线指当前处理图像块中横坐标分量与纵坐标分量相同的像素位置连接而成的线，可以记做(x，y)其中x，y＝0..BlkSize-1and x＝y。所述位置偏移可以记做PosDev[x，y]，其可以由当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量确定，所述确定方法可以有多种。例如，当第一数值确定为当前处理块的图像块尺寸BlkSize时，位置偏移可以按照下面方法确定
PosDev[x，y]＝x-y，其中x，y＝0..BlkSize-1
再例如，当第一数值确定为一个固定值FixedBlkSize时，位置偏移可以按照下面方法进行归一化处理来确定
PosDev[x，y]＝(FixedBlkSize·PosDev[x，y])/BlkSize，其中x，y＝0..BlkSize-1
或者等价的，将上式中的整数乘法与除法运算换为左移与右移操作，
PosDev[x，y]＝(PosDev[x，y]＜＜log2FixedBlkSize)＞＞log2BlkSize，其中x，y＝0..BlkSize-1
因为log2FixedBlkSize可以预先计算得到，无需为每一个处理块重复计算，而log2BlkSize可以通过查表方式获得，所以第二种计算方法方法仅需两次移位操作即可计算得到所述位置偏移，具有低计算复杂度的优点。某些实施方式中PosDev[x，y]可能是负整数，在移位操作时应根据负整数在所使用处理器内的表示方法进行相应的调整，保证移位操作与对应的乘法或除法能够获得相同的结果。
S202、根据第一数值与第二数值确定所述当前像素点的两个权重因子，其中一个权重因子为第一数值与第二数值的和，另一个权重因子为第一数值与第二数值的差，两个权重因子之和为第一数值的两倍；其中，所述第一数值根据当前处理图像块的图像块尺寸确定或预先设定，所述图像块尺寸为NxN图像块的边长N，所述NxN图像块为包含NxN个像素点的正方形图像块。
所述第一数值可根据当前处理块的图像块尺寸确定。若当前处理图像块尺寸为BlkSize，可将BlkSize作为第一数值。
所述第一数值也可预先设定。例如，可将一个固定值FixedBlkSize作为第一数值。所述当前像素点的两个权重因子可以记做w1(x，y)与w2(x，y)。所述两个权重因子之和可以记做WeightSum，其以2为底的对数可以记做Log2WeightSum。
当第一数值确定为当前处理块的图像块尺寸BlkSize时，所述两个权重因子可按照下面方法计算，
w1(x，y)＝BlkSize+PosDev[x，y]，其中x，y＝0..BlkSize-1
w2(x，y)＝BlkSize-PosDev[x，y]，其中x，y＝0..BlkSize-1
所述两个权重因子之和为
WeightSum＝w1(x，y)+w2(x，y)＝2·BlkSize
所述两个权重因子之和的以2为底的对数为
Log2WeightSum＝log2WeightSum＝log2(2·BlkSize)＝log2BlkSize+1
当第一数值确定为一个固定值FixedBlkSize时，所述两个权重因子可以按照下面方法计算，
w1(x，y)＝FixedBlkSize+PosDev[x，y]，其中x，y＝0..BlkSize-1
w2(x，y)＝FixedBlkSize-PosDev[x，y]，其中x，y＝0..BlkSize-1
所述两个权重因子之和为
WeightSum＝w1(x，y)+w2(x，y)＝2·FixedBlkSize
所述两个权重因子之和的以2为底的对数为
Log2WeightSum＝log2WeightSum＝log2(2·FixedBlkSize)＝log2FixedBlkSize+1
因为视频编、解码中的块尺寸BlkSize或预先设定的固定块尺寸FixedBlkSize总是可以表示为2N，其中N为正整数，所以两个权重因子之和总是可以表示为2N+1，而两个权重因子之和的以2为底的对数Log2WeightSum为N+1。
S203、根据所述两个权重因子与对应的两个预测值计算当前像素点的加权预测值，所述两个预测值为分别按两种指定帧内预测模式获取的预测值。
所述两种指定帧内预测模式可以为任意两种不同的帧内预测模式，本发明实施例采用方法尤其适用于如图4所示的两种帧内预测模式，即图4(a)所示的第一模式与图4(b)所示的第二模式。其中第一模式为沿左下对角线方向的帧内预测模式，第二模式为沿右上对角线方向的帧内预测模式。
所述两个预测值为本发明实施例采用方法的输入，下面对所述两个预测值的获取方法进行简单介绍。可按照第一模式的预测方法，计算得到当前块中每一像素位置的第一预测值，记做PredSample1[x，y]其中x，y＝0..BlkSize-1；可按照第二模式的预测方法，计算得到当前块中每一像素的第二预测值，记做PredSample2[x，y]其中x，y＝0..BlkSize-1。业内有多种预测方法可实现沿图4所示预测方向的帧内预测，为公知技术。例如，按照在HEVC编码框架中所描述的方向性帧内预测方法，当前块内位置(x，y)的像素按第一预测模式预测得到的第一预测值为
PredSample1[x，y]＝p(x+y+1，-1)其中x，y＝0..BlkSize-1
当前块内位置(x，y)的像素按第二预测模式预测得到的第二预测值为
PredSample2[x，y]＝p(-1，x+y+1)其中x，y＝0..BlkSize-1
其中p(x，y)其中x，y＝0..2·BlkSize-1为当前处理块周围的重建像素值，或当前处理块周围的重建像素值经平滑滤波等处理后的像素值。
本发明实施例中所述两个权重因子与所述两个预测值的对应关系可以有多种，下面举例说明。为方便说明，指定第一权重因子与第一预测值对应，第二权重因子与第二预测值对应，第一权重因子，第二权重因子，第一预测值，第二预测值可以按下面方法选择。指定所述两个权重因子中其中一个权重因子为第一权重因子，另一个权重因子为第二权重因子。所述第一权重因子与第二权重因子的指定方法与第一与第二预测值的确定方法，或第二数值的确定方法，或当前像素点位置，或上述三个影响因素中任意数量影响因素的组合影响有关。例如，按上述指定的第一与第二预测值，并按照S201中方法计算第二数值，则可将S202中获取的权重因子w1(x，y)作为第一权重因子，将权重因子w2(x，y)作为第二权重因子。再例如，若将PredSample1[x，y]作为第二预测值，将PredSample2[x，y]作为第一预测值，则需对应地将w1(x，y)作为第二权重因子，将w2(x，y)作为第一权重因子。再例如，若将S201中获取第二数值的计算式中的x-y替换为|x-y|，则需进一步判断当前像素点位置x分量与y分量的相对大小，若x分量大于或大于等于y分量，则将w1(x，y)作为第一权重因子，将w2(x，y)作为第二权重因子，若x分量小于等于或小于y分量，则将w1(x，y)作为第二权重因子，将w2(x，y)作为第一权重因子，此时第一预测值为PredSample1[x，y]，第二预测值为PredSample2[x，y]。
为便于描述本发明实施例方法，在按所述方法确定位于(x，y)位置像素点的第一权重因子与第二权重因子之后，调整符号的表示，统一使用符号w1表示第一权重因子，使用符号w2表示第二权重因子；在按所述方法确定位于(x，y)位置像素点第一预测值与第二预测值之后，调整符号的表示，统一使用符号PredSample1表示第一预测值，使用符号PredSample2表示第二预测值。
所述根据所述两个权重因子与对应的两个预测值计算当前像素点的加权预测值包括使用除法操作的方式计算加权预测值或使用移位操作的方式计算加权预测值。
可按照下式使用除法操作的方式计算当前像素点的加权预测值PredSample
PredSample＝(w1·PredSample1+w2·PredSample2+(w1+w2)/2)/(w1+w2)，
因为(w1+w2)可使用其以2为底的对数Log2WeightSum等价地表示，上式可以等价的使用移位操作的方式表示为
PredSample＝(w1·PredSample 1+w2·PredSample2+(1＜＜(Log2WeightSum-1)))＞＞Log2WeightSum所述等价计算方法使用移位操作替代了原计算方法中的除法操作，可得到相同的计算结果。
所述两种计算方法分别引入(w1+w2)/2与Log2WeightSum＞＞1的目的是补偿整数除法或以移位方式实现的整数除法引入的截断误差。
本发明实施例通过使用移位操作代替加权预测中的除法运算，降低运算复杂度，从而能够加快编、解码器运行速度，同时节约编、解码器件功耗；本发明实施例可避免在编、解码芯片中存储权重因子查找表，节约编、解码器的固化存储单元，从而降低器件成本；本发明实施例可灵活调整加权预测精度，可降低加权预测操作所需位宽，节约编解码处理器中的带宽，从而能够增加并行处理能力并降低存取操作所需功耗。
下面结合图5对本发明实施例提供一种基于查表的帧内加权预测方法进行说明：
S301、根据当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值确定索引数值，所述横坐标分量与纵坐标分量所参考的坐标系以当前处理图像块左上角像素点作为坐标原点，横坐标方向水平向右，纵坐标方向竖直向下。
可按照S101中方法根据当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值确定所述第二数值，再根据所述第二数值PosDev[x，y]按照下式确定索引数值Index[x，y]
Index[x，y]＝|PosDev[x，y]|，其中x，y＝0..BlkSize-1
所述确定索引数值的方法中可以首先按照S101中方法获取第二数值，再根据第二数值确定索引数值；也可以直接由当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值按照下式确定索引数值
Index[x，y]＝|x-y|，其中x，y＝0..BlkSize-1
或
Index[x，y]＝(FixedBlkSize·|x-y|)/BlkSize，其中x，y＝0..BlkSize-1
S302、根据所述索引数值从权重因子表中获取两个权重因子，所述两个权重因子为所述权重因子表中对应于所述索引数值的两个权重因子。
在本发明实施例中，所述权重因子表可以为两个一维查找表WeightLUT1与WeightLUT2。当然可采用不同的数据结构来表示所述权重因子表，在查找操作中做对应的修改就可以得到完全相同的实施效果，这属于本发明实施例的简单变化，本领域技术人员根据本发明实施例提供的方法容易想到。例如两个一维查找表WeightLUT1与WeightLUT2可以合并表示为一个等价的二维查找表WeightLUT。其它类似情况不在此一一列举。
根据所述索引数值从权重因子表中获取两个权重因子。若PosDev[x，y]＞0或PosDev[x，y]≥0或等价的x＞y或x≥y，则使用索引数值Index[x，y]查找第一权重因子表WeightLUT1获取第一权重因子w1(x，y)，使用索引数值Index[x，y]查找第二权重因子表WeightLUT2获取第二权重因子w2(x，y)；若PosDev[x，y]≤0或PosDev[x，y]＜0或等价的x≤y或x＜y，则使用索引数值Index[x，y]查找第一权重因子表WeightLUT1获取第二权重因子w2(x，y)，使用索引数值Index[x，y]查找第二权重因子表WeightLUT2获取第一权重因子w1(x，y)。
所述根据所述索引数值从权重因子表中获取两个权重因子的方法可根据权重因子表的数据结构进行对应改变，这种改变可为位于(x，y)位置的像素获取相同的第一权重因子与第二权重因子。因此所述改变为本发明实施例中查表方法的简单变化，本领域技术人员根据本发明实施例提供的方法容易想到。
S303、根据所述两个权重因子与两个预测值计算当前像素点的加权预测值，所述两个预测值为分别按两种指定帧内预测模式获取的预测值。
可按S203中方法确定第一预测值PredSample1[x，y]其中x，y＝0..BlkSize-1与第二预测值PredSample2[x，y]其中x，y＝0..BlkSize-1。
可按S203中方法根据每一像素点的第一权重因子w1，第二权重因子w2，第一预测值PredSample1，第二预测值PredSample2，计算得到其加权预测值PredSample。此处第一权重因子w1，第二权重因子w2可按S302中所述方法确定。
本发明实施例中，如图6所示，权重因子表的构造方法可以通过如下方式实现：
S401、根据第一数值确定权重因子表的索引数值，所述索引数值包括小于第一数值的正整数与0；；其中，所述第一数值根据当前处理图像块的图像块尺寸确定或预先设定，所述图像块尺寸为NxN图像块的边长N，所述NxN图像块为包含NxN个像素点的正方形图像块。
所述第一数值可根据当前处理块的图像块尺寸确定。若当前处理图像块尺寸为BlkSize，可将BlkSize作为第一数值。
所述第一数值也可预先设定。例如，可将一个固定值FixedBlkSize作为第一数值。
假设所确定第一数值为M，则所述索引为[0，M-1]集合内所有整数，包括0与M-1。
S402、为每一个索引数值确定与之对应的两个权重因子，从而生成权重因子表；所述为每一个索引数值确定与之对应的两个权重因子的方法包括，根据当前索引数值确定当前第二数值，根据所述第一数值与所述第二数值确定对应于所述索引数值的两个权重因子，其中一个权重因子为第一数值与第二数值的和，另一个权重因子为第一数值与第二数值的差，所述两个权重因子之和为第一数值的两倍。
所述根据当前索引数值确定当前第二数值的方法包括直接将索引数值作为第二数值。
所述根据所述第一数值与所述第二数值确定对应于所述索引数值的两个权重因子的方法与S102中所述根据第一数值与第二数值确定所述当前像素点的两个权重因子的方法相同。
本发明实施例通过使用移位操作代替加权预测中的除法运算，降低运算复杂度，从而能够加快编、解码器运行速度，同时节约编、解码器件功耗；本发明实施例可避免在编、解码芯片中存储权重因子查找表，节约编、解码器的固化存储单元，从而降低器件成本；本发明实施例可灵活调整加权预测精度，可降低加权预测操作所需位宽，节约编解码处理器中的带宽，从而能够增加并行处理能力并降低存取操作所需功耗。
如图7所示，本发明实施例提供一种配对使用的两个权重因子的确定装置，包括：
第一确定模块701，用于根据当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值确定第二数值，所述横坐标分量与纵坐标分量所参考的坐标系以当前处理图像块左上角像素点作为坐标原点，横坐标方向水平向右，纵坐标方向竖直向下；
第二确定模块702，用于根据第一数值与第二数值确定所述当前像素点的两个权重因子，其中一个权重因子为第一数值与第二数值的和，另一个权重因子为第一数值与第二数值的差，两个权重因子之和为第一数值的两倍；其中，所述第一数值根据当前处理图像块的图像块尺寸确定或预先设定，所述图像块尺寸为NxN图像块的边长N，所述NxN图像块为包含NxN个像素点的正方形图像块。
本发明实施例提供的技术方案，通过根据当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值确定第二数值，根据第一数值与第二数值确定所述当前像素点的两个权重因子，其中一个权重因子为第一数值与第二数值的和，另一个权重因子为第一数值与第二数值的差，两个权重因子之和为第一数值的两倍的技术手段，从而提高了编解码器的处理速度，降低了处理功耗。
本发明实施例通过使用移位操作代替加权预测中的除法运算，降低运算复杂度，从而能够加快编、解码器运行速度，同时节约编、解码器件功耗；本发明实施例可避免在编、解码芯片中存储权重因子查找表，节约编、解码器的固化存储单元，从而降低器件成本；本发明实施例可灵活调整加权预测精度，可降低加权预测操作所需位宽，节约编解码处理器中的带宽，从而能够增加并行处理能力并降低存取操作所需功耗。
如图8所示，本发明实施例提供一种帧内加权预测装置，包括：
第三确定模块801，用于根据当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值确定第二数值，所述横坐标分量与纵坐标分量所参考的坐标系以当前处理图像块左上角像素点作为坐标原点，横坐标方向水平向右，纵坐标方向竖直向下；
第四确定模块802，用于根据第一数值与第二数值确定所述当前像素点的两个权重因子，其中一个权重因子为第一数值与第二数值的和，另一个权重因子为第一数值与第二数值的差，两个权重因子之和为第一数值的两倍；其中，所述第一数值根据当前处理图像块的图像块尺寸确定或预先设定，所述图像块尺寸为NxN图像块的边长N，所述NxN图像块为包含NxN个像素点的正方形图像块；
第一预测模块803，用于根据所述两个权重因子与两个预测值计算当前像素点的加权预测值，所述两个预测值为分别按两种指定帧内预测模式获取的预测值。
如图9所示，本发明实施例提供一种基于查表的帧内加权预测装置，包括：
第五确定模块901，用于根据当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值确定索引数值，所述横坐标分量与纵坐标分量所参考的坐标系以当前处理图像块左上角像素点作为坐标原点，横坐标方向水平向右，纵坐标方向竖直向下；
第六确定模块902，用于根据所述索引数值从权重因子表中获取两个权重因子，所述两个权重因子为所述权重因子表中对应于所述索引数值的两个权重因子；
第二预测模块903，用于根据所述两个权重因子与两个预测值计算当前像素点的加权预测值，所述两个预测值为分别按两种指定帧内预测模式获取的预测值。
某些实施方式中，所述装置还包括：
权重因子表构造模块904，用于根据所述第一数值确定权重因子表的索引数值，所述索引数值包括小于第一数值的正整数与0；其中，所述第一数值根据当前处理图像块的图像块尺寸确定或预先设定，所述图像块尺寸为NxN图像块的边长N，所述NxN图像块为包含NxN个像素点的正方形图像块；为每一个索引数值确定与之对应的两个权重因子，从而生成权重因子表；所述为每一个索引数值确定与之对应的两个权重因子的方法包括，根据当前索引数值确定当前第二数值，根据所述第一数值与所述第二数值确定对应于所述索引数值的两个权重因子，其中一个权重因子为第一数值与第二数值的和，另一个权重因子为第一数值与第二数值的差，所述两个权重因子之和为第一数值的两倍。
本实施例提供的装置可以用于执行方法实施例的方法，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
本发明实施例提供的技术可以应用在数字信号处理领域中，通过编码器，解码器实现。视频编码器，解码器广泛应用于各种通讯设备或电子设备中，例如：数字电视、机顶盒、媒体网关，移动电话，无线装置，个人数据助理(PDA)，手持式或便携式计算机，GPS接收机/导航器，照相机，视频播放器，摄像机，录像机，监控设备，视频会议和可视电话设备等等。这类设备中包括处理器，存储器，以及传输数据的接口。视频编解码器可以直接由数字电路或芯片例如DSP(digital signal processor)实现，或者由软件代码驱动一处理器执行软件代码中的流程而实现。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种配对使用的两个权重因子的确定方法，其特征在于，包括：
根据当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值确定第二数值，所述横坐标分量与纵坐标分量所参考的坐标系以当前处理图像块左上角像素点作为坐标原点，横坐标方向水平向右，纵坐标方向竖直向下；
根据第一数值与第二数值确定所述当前像素点的两个权重因子，其中一个权重因子为第一数值与第二数值的和，另一个权重因子为第一数值与第二数值的差，两个权重因子之和为第一数值的两倍，两个权重因子之和表示为2n+1，n为正整数，在使用两个权重因子进行加权预测的过程中，使用移位操作代替除法运算；其中，所述第一数值根据当前处理图像块的图像块尺寸确定或预先设定，所述图像块尺寸为NxN图像块的边长N，所述NxN图像块为包含NxN个像素点的正方形图像块。
2.一种帧内加权预测方法，其特征在于，包括：
根据当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值确定第二数值，所述横坐标分量与纵坐标分量所参考的坐标系以当前处理图像块左上角像素点作为坐标原点，横坐标方向水平向右，纵坐标方向竖直向下；
根据第一数值与第二数值确定所述当前像素点的两个权重因子，其中一个权重因子为第一数值与第二数值的和，另一个权重因子为第一数值与第二数值的差，两个权重因子之和为第一数值的两倍，两个权重因子之和表示为2n+1，n为正整数，在使用两个权重因子进行加权预测的过程中，使用移位操作代替除法运算；其中，所述第一数值根据当前处理图像块的图像块尺寸确定或预先设定，所述图像块尺寸为NxN图像块的边长N，所述NxN图像块为包含NxN个像素点的正方形图像块；
根据所述两个权重因子与两个预测值计算当前像素点的加权预测值，所述两个预测值为分别按两种指定帧内预测模式获取的预测值。
3.一种基于查表的帧内加权预测方法，其特征在于，包括：
根据当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值确定索引数值，所述横坐标分量与纵坐标分量所参考的坐标系以当前处理图像块左上角像素点作为坐标原点，横坐标方向水平向右，纵坐标方向竖直向下；
根据所述索引数值从权重因子表中获取两个权重因子，所述两个权重因子为所述权重因子表中对应于所述索引数值的两个权重因子，两个权重因子之和表示为2n+1，n为正整数，在使用两个权重因子进行加权预测的过程中，使用移位操作代替除法运算；
根据所述两个权重因子与两个预测值计算当前像素点的加权预测值，所述两个预测值为分别按两种指定帧内预测模式获取的预测值；
其中，所述权重因子表的构造方法包括：
根据第一数值确定权重因子表的索引数值，所述索引数值包括小于第一数值的正整数与0；其中，所述第一数值根据当前处理图像块的图像块尺寸确定或预先设定，所述图像块尺寸为NxN图像块的边长N，所述NxN图像块为包含NxN个像素点的正方形图像块；
为每一个索引数值确定与之对应的两个权重因子，从而生成权重因子表；
所述为每一个索引数值确定与之对应的两个权重因子的方法包括，根据当前索引数值确定当前第二数值，根据所述第一数值与所述第二数值确定对应于所述索引数值的两个权重因子，其中一个权重因子为第一数值与第二数值的和，另一个权重因子为第一数值与第二数值的差，所述两个权重因子之和为第一数值的两倍。
4.一种配对使用的两个权重因子的确定装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，用于根据当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值确定第二数值，所述横坐标分量与纵坐标分量所参考的坐标系以当前处理图像块左上角像素点作为坐标原点，横坐标方向水平向右，纵坐标方向竖直向下；
第二确定模块，用于根据第一数值与第二数值确定所述当前像素点的两个权重因子，其中一个权重因子为第一数值与第二数值的和，另一个权重因子为第一数值与第二数值的差，两个权重因子之和为第一数值的两倍，两个权重因子之和表示为2n+1，n为正整数，在使用两个权重因子进行加权预测的过程中，使用移位操作代替除法运算；其中，所述第一数值根据当前处理图像块的图像块尺寸确定或预先设定，所述图像块尺寸为NxN图像块的边长N，所述NxN图像块为包含NxN个像素点的正方形图像块。
5.一种帧内加权预测装置，其特征在于，包括：
第三确定模块，用于根据当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值确定第二数值，所述横坐标分量与纵坐标分量所参考的坐标系以当前处理图像块左上角像素点作为坐标原点，横坐标方向水平向右，纵坐标方向竖直向下；
第四确定模块，用于根据第一数值与第二数值确定所述当前像素点的两个权重因子，其中一个权重因子为第一数值与第二数值的和，另一个权重因子为第一数值与第二数值的差，两个权重因子之和为第一数值的两倍，两个权重因子之和表示为2n+1，n为正整数，在使用两个权重因子进行加权预测的过程中，使用移位操作代替除法运算；其中，所述第一数值根据当前处理图像块的图像块尺寸确定或预先设定，所述图像块尺寸为NxN图像块的边长N，所述NxN图像块为包含NxN个像素点的正方形图像块；
第一预测模块，用于根据所述两个权重因子与两个预测值计算当前像素点的加权预测值，所述两个预测值为分别按两种指定帧内预测模式获取的预测值。
6.一种基于查表的帧内加权预测装置，其特征在于，包括：
第五确定模块，用于根据当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值确定索引数值，所述横坐标分量与纵坐标分量所参考的坐标系以当前处理图像块左上角像素点作为坐标原点，横坐标方向水平向右，纵坐标方向竖直向下；
第六确定模块，用于根据所述索引数值从权重因子表中获取两个权重因子，所述两个权重因子为所述权重因子表中对应于所述索引数值的两个权重因子，两个权重因子之和表示为2n+1，n为正整数，在使用两个权重因子进行加权预测的过程中，使用移位操作代替除法运算；
第二预测模块，用于根据所述两个权重因子与两个预测值计算当前像素点的加权预测值，所述两个预测值为分别按两种指定帧内预测模式获取的预测值；
权重因子表构造模块，用于根据第一数值确定权重因子表的索引数值，所述索引数值包括小于第一数值的正整数与0；其中，所述第一数值根据当前处理图像块的图像块尺寸确定或预先设定，所述图像块尺寸为NxN图像块的边长N，所述NxN图像块为包含NxN个像素点的正方形图像块；为每一个索引数值确定与之对应的两个权重因子，从而生成权重因子表；所述为每一个索引数值确定与之对应的两个权重因子的方法包括，根据当前索引数值确定当前第二数值，根据所述第一数值与所述第二数值确定对应于所述索引数值的两个权重因子，其中一个权重因子为第一数值与第二数值的和，另一个权重因子为第一数值与第二数值的差，所述两个权重因子之和为第一数值的两倍。
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