CN103379340A - 一种残差预测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种残差预测方法及装置，所述方法应用于三维视频编码或多视角视频编解码中，包括：当对一预测单元进行帧间图像预测编码时，查找预测单元在同一时刻已编码相邻视角中的对应单元；利用已编码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测预测单元的时间域预测残差。所述方法应用于三维视频解码或多视角视频解码中，包括：当对一预测单元进行帧间图像预测解码时，判断预测单元是否使用了残差预测；若判定预测单元使用了残差预测，则查找预测单元在同一时刻已解码相邻视角中的对应单元；利用已解码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测预测单元的预测残差。本发明提高了视频压缩率，提高了编解码效率。

Description

一种残差预测方法及装置
技术领域
本发明涉及视频编解码技术领域，尤其涉及一种残差预测方法及装置。
背景技术
在三维视频编码或多视角视频编码中，有多个视角的视频需要编码。为了充分利用相邻视角视频间的相关性，现有方法不仅用已编码视角的图像预测将要编码视角的图像，还用已编码视角的残差图像预测将要编码视角的残差图像。
由于不同视角的视间预测残差相关性不高，视间预测残差不被用来预测任何残差；另一方面，时间域预测残差则用来预测时间域预测残差和视间预测残差。然而，由于时间域预测残差和视间预测残差往往具有不同特性，使用时间域预测残差预测视间预测残差常常导致残差能量增加，降低编码效率。
发明内容
本发明实施例提供一种残差预测方法及装置，以提高视频压缩率，并提高编解码效率。
一方面，本发明实施例提供了一种残差预测方法，所述方法应用于三维视频编码或多视角视频编码中，所述方法包括：
当对一预测单元进行帧间图像预测编码时，查找所述预测单元在同一时刻已编码相邻视角中的对应单元；
利用所述已编码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的时间域预测残差。
可选的，在本发明一实施例中，所述当对一预测单元进行帧间图像预测编码时，查找所述预测单元在同一时刻已编码相邻视角中的对应单元，包括：当对一预测单元进行帧间图像预测编码时，判断所述预测单元是否采用时间域预测；若判定所述预测单元采用时间域预测，则查找所述预测单元在同一时刻已编码相邻视角中的对应单元。
可选的，在本发明一实施例中，所述利用所述已编码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的时间域预测残差，包括：判断所述已编码相邻视角中的对应单元中包含时间域预测残差且时间域预测残差非零；若判定所述已编码相邻视角中的对应单元中包含时间域预测残差且时间域预测残差非零，则利用所述已编码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的时间域预测残差；或者，当所述预测单元采用双向预测，且所述预测单元的两个预测块一个是时域预测块，另一个是相邻视预测块时，则利用加权后的所述已编码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的时间域预测残差；否则，则所述预测单元的预测残差中不包含时间域预测残差，不对它进行预测。
可选的，在本发明一实施例中，所述当对一预测单元进行帧间图像预测编码时，判断所述预测单元是否采用时间域预测，包括：根据一编码单元级的标志位判断所述预测单元采用无残差预测模式和有残差预测模式中的哪一种；若判定所述预测单元采用有残差预测模式，则进一步判断所述预测单元是否采用时间域预测。
另一方面，本发明实施例提供了一种残差预测装置，所述装置应用于三维视频编码或多视角视频编码中，所述装置包括：
编码对应查找单元，用于当对一预测单元进行帧间图像预测编码时，查找所述预测单元在同一时刻已编码相邻视角中的对应单元；
编码残差预测单元，用于利用所述已编码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的时间域预测残差。
可选的，在本发明一实施例中，所述编码对应查找单元包括：编码时间域判断模块，用于当对一预测单元进行帧间图像预测编码时，判断所述预测单元是否采用时间域预测；编码对应查找模块，用于若判定所述预测单元采用时间域预测，则查找所述预测单元在同一时刻已编码相邻视角中的对应单元。
可选的，在本发明一实施例中，所述编码残差预测单元包括：编码相邻视角判断模块，用于判断所述已编码相邻视角中的对应单元中包含时间域预测残差且时间域预测残差非零；编码残差预测模块，用于若判定所述已编码相邻视角中的对应单元中包含时间域预测残差且时间域预测残差非零，则利用所述已编码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的时间域预测残差；或者，当所述预测单元采用双向预测，且所述预测单元的两个预测块一个是时域预测块，另一个是相邻视预测块时，则利用加权后的所述已编码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的时间域预测残差；否则，则所述预测单元的预测残差中不包含时间域预测残差，不对它进行预测。
可选的，在本发明一实施例中，所述编码时间域判断模块，进一步用于根据一编码单元级的标志位判断所述预测单元采用无残差预测模式和有残差预测模式中的哪一种；若判定所述预测单元采用有残差预测模式，则进一步判断所述预测单元是否采用时间域预测。
又一方面，本发明实施例提供了一种残差预测方法，所述方法应用于三维视频解码或多视角视频解码中，所述方法包括：
当对一预测单元进行帧间图像预测解码时，判断所述预测单元是否使用了残差预测；
若判定所述预测单元使用了残差预测，则查找所述预测单元在同一时刻已解码相邻视角中的对应单元；
利用所述已解码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的预测残差。
可选的，在本发明一实施例中，所述当对一预测单元进行帧间图像预测解码时，判断所述预测单元是否使用了残差预测，包括：当对一预测单元进行帧间图像预测解码时，根据一编码单元级的标志位判断所述预测单元采用无残差预测模式和有残差预测模式中的哪一种；若判定所述预测单元采用有残差预测模式，则进一步判断所述预测单元是否采用时间域预测；若判定所述预测单元采用时间域预测，则查找所述预测单元在同一时刻已解码相邻视角中的对应单元；判断所述已解码相邻视角中的对应单元包含时间域预测残差且时间域预测残差非零；若判定所述已解码相邻视角中的对应单元包含时间域预测残差且时间域预测残差非零，则所述预测单元使用了残差预测。
可选的，在本发明一实施例中，所述利用所述已解码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的预测残差，包括：将所述已解码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，加到所述预测单元的预测残差上作为所述预测单元的更新后的预测残差，再用所述预测单元的更新后的预测残差加上所述预测单元的预测信号得到所述预测单元的重构；或者，当所述预测单元采用双向预测，且所述预测单元的两个预测块一个是时域预测块，另一个是相邻视预测块时，将加权后的所述已解码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，加到所述预测单元的预测残差上作为所述预测单元的更新后的预测残差，再用所述预测单元的更新后的预测残差加上所述预测单元的预测信号得到所述预测单元的重构；或者，当所述预测单元采用双向预测，且所述预测单元的两个预测块都是相邻视预测块时，直接用所述预测单元的预测残差加上所述预测单元的预测信号得到所述预测单元的重构。
再一方面，本发明实施例提供了一种残差预测装置，所述装置应用于三维视频解码或多视角视频解码中，所述装置包括：
解码残差预测判断单元，用于当对一预测单元进行帧间图像预测解码时，判断所述预测单元是否使用了残差预测；
解码对应查找单元，用于若判定所述预测单元使用了残差预测，则查找所述预测单元在同一时刻已解码相邻视角中的对应单元；
解码残差预测单元，用于利用所述已解码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的预测残差。
可选的，在本发明一实施例中，所述解码残差预测判断单元包括：解码时间域判断模块，用于当对一预测单元进行帧间图像预测解码时，根据一编码单元级的标志位判断所述预测单元采用无残差预测模式和有残差预测模式中的哪一种；若判定所述预测单元采用有残差预测模式，则进一步判断所述预测单元是否采用时间域预测；解码相邻视角判断模块，用于若判定所述预测单元采用时间域预测，则查找所述预测单元在同一时刻已解码相邻视角中的对应单元；判断所述已解码相邻视角中的对应单元是否包含时间域预测残差且时间域预测残差非零；解码残差预测判断模块，用于若判定所述已解码相邻视角中的对应单元包含时间域预测残差且时间域预测残差非零，则所述预测单元使用了残差预测。
可选的，在本发明一实施例中，所述解码残差预测单元，进一步用于将所述已解码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，加到所述预测单元的预测残差上作为所述预测单元的更新后的预测残差，再用所述预测单元的更新后的预测残差加上所述预测单元的预测信号得到所述预测单元的重构；或者，当所述预测单元采用双向预测，且所述预测单元的两个预测块一个是时域预测块，另一个是相邻视预测块时，将加权后的所述已解码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，加到所述预测单元的预测残差上作为所述预测单元的更新后的预测残差，再用所述预测单元的更新后的预测残差加上所述预测单元的预测信号得到所述预测单元的重构；或者，当所述预测单元采用双向预测，且所述预测单元的两个预测块都是相邻视预测块时，直接用所述预测单元的预测残差加上所述预测单元的预测信号得到所述预测单元的重构。
上述技术方案具有如下有益效果：所述方法或装置应用于三维视频编解码或多视角视频编解码中，所述方法包括：当对一预测单元进行帧间图像预测编解码时，查找所述预测单元在同一时刻已编解码相邻视角中的对应单元；利用所述已编解码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的预测残差，但不使用已编解码相邻视角的时间域预测残差预测当前视角的视间预测残差，本发明实施例提高了视频压缩率，并提高了编解码效率。本技术在提高编解码效率的基础上并未破坏现有图像单元的结构，有利于硬件的实现。
附图说明
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种残差预测方法流程图；
图2为本发明实施例一种残差预测装置结构示意图；
图3为本发明实施例编码对应查找单元结构示意图；
图4为本发明实施例编码残差预测单元结构示意图；
图5为本发明实施例另一种残差预测方法流程图；
图6为本发明实施例另一种残差预测装置结构示意图；
图7为本发明实施例解码残差预测判断单元结构示意图；
图8为本发明应用实例编解码残差预测示意图。
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。
本技术提案的发明目的是在不破坏现有图像编码单元结构的前提下，提高视频压缩率，并提高编解码效率。
如图1所示，为本发明实施例一种残差预测方法流程图，所述方法应用于三维视频编码或多视角视频编码中，所述方法包括：
101、当对一预测单元进行帧间图像预测编码时，查找所述预测单元在同一时刻已编码相邻视角中的对应单元。
可选的，所述当对一预测单元进行帧间图像预测编码时，查找所述预测单元在同一时刻已编码相邻视角中的对应单元，包括：当对一预测单元进行帧间图像预测编码时，判断所述预测单元是否采用时间域预测；若判定所述预测单元采用时间域预测，则查找所述预测单元在同一时刻已编码相邻视角中的对应单元。可选的，所述当对一预测单元进行帧间图像预测编码时，判断所述预测单元是否采用时间域预测，包括：根据一编码单元级的标志位判断所述预测单元采用无残差预测模式和有残差预测模式中的哪一种；若判定所述预测单元采用有残差预测模式，则进一步判断所述预测单元是否采用时间域预测。
102、利用所述已编码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的时间域预测残差。
可选的，所述利用所述已编码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的时间域预测残差，包括：判断所述已编码相邻视角中的对应单元中包含时间域预测残差且时间域预测残差非零；若判定所述已编码相邻视角中的对应单元中包含时间域预测残差且时间域预测残差非零，则利用所述已编码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的时间域预测残差；或者，当所述预测单元采用双向预测，且所述预测单元的两个预测块一个是时域预测块，另一个是相邻视预测块时，则利用加权后的所述已编码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的时间域预测残差；否则，则所述预测单元的预测残差中不包含时间域预测残差，不对它进行预测。
对应于上述方法实施例，如图2所示，为本发明实施例一种残差预测装置结构示意图，所述装置应用于三维视频编码或多视角视频编码中，所述装置包括：
编码对应查找单元21，用于当对一预测单元进行帧间图像预测编码时，查找所述预测单元在同一时刻已编码相邻视角中的对应单元；
编码残差预测单元22，用于利用所述已编码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的时间域预测残差。
如图3所示，为本发明实施例编码对应查找单元结构示意图，所述编码对应查找单元21包括：编码时间域判断模块211，用于当对一预测单元进行帧间图像预测编码时，判断所述预测单元是否采用时间域预测；编码对应查找模块212，用于若判定所述预测单元采用时间域预测，则查找所述预测单元在同一时刻已编码相邻视角中的对应单元。
如图4所示，为本发明实施例编码残差预测单元结构示意图，所述编码残差预测单元22包括：编码相邻视角判断模块221，用于判断所述已编码相邻视角中的对应单元中包含时间域预测残差且时间域预测残差非零；编码残差预测模块222，用于若判定所述已编码相邻视角中的对应单元中包含时间域预测残差且时间域预测残差非零，则利用所述已编码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的时间域预测残差；或者，当所述预测单元采用双向预测，且所述预测单元的两个预测块一个是时域预测块，另一个是相邻视预测块时，则利用加权后的所述已编码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的时间域预测残差；否则，则所述预测单元的预测残差中不包含时间域预测残差，不对它进行预测。可选的，所述编码时间域判断模块211，进一步用于根据一编码单元级的标志位判断所述预测单元采用无残差预测模式和有残差预测模式中的哪一种；若判定所述预测单元采用有残差预测模式，则进一步判断所述预测单元是否采用时间域预测。
上述技术方案具有如下有益效果：所述方法或装置应用于三维视频编码或多视角视频编码中，所述方案包括：当对一预测单元进行帧间图像预测编码时，查找所述预测单元在同一时刻已编码相邻视角中的对应单元；利用所述已编码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的预测残差，但不使用已编码相邻视角的时间域预测残差预测当前视角的视间预测残差，本发明实施例提高了视频压缩率，并提高了编码效率。本技术在提高编解码效率的基础上并未破坏现有图像单元的结构，有利于硬件的实现。
对应于上述编码方案，如图5所示，为本发明实施例另一种残差预测方法流程图，所述方法应用于三维视频解码或多视角视频解码中，所述方法包括：
501、当对一预测单元进行帧间图像预测解码时，判断所述预测单元是否使用了残差预测；
502、若判定所述预测单元使用了残差预测，则查找所述预测单元在同一时刻已解码相邻视角中的对应单元；
503、利用所述已解码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的预测残差。
可选的，所述当对一预测单元进行帧间图像预测解码时，判断所述预测单元是否使用了残差预测，包括：当对一预测单元进行帧间图像预测解码时，根据一编码单元级的标志位判断所述预测单元采用无残差预测模式和有残差预测模式中的哪一种；若判定所述预测单元采用有残差预测模式，则进一步判断所述预测单元是否采用时间域预测；若判定所述预测单元采用时间域预测，则查找所述预测单元在同一时刻已解码相邻视角中的对应单元；判断所述已解码相邻视角中的对应单元是否包含时间域预测残差且时间域预测残差非零；若判定所述已解码相邻视角中的对应单元包含时间域预测残差且时间域预测残差非零，则所述预测单元使用了残差预测。
可选的，所述利用所述已解码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的预测残差，包括：将所述已解码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，加到所述预测单元的预测残差上作为所述预测单元的更新后的预测残差，再用所述预测单元的更新后的预测残差加上所述预测单元的预测信号得到所述预测单元的重构；或者，当所述预测单元采用双向预测，且所述预测单元的两个预测块一个是时域预测块，另一个是相邻视预测块时，将加权后的所述已解码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，加到所述预测单元的预测残差上作为所述预测单元的更新后的预测残差，再用所述预测单元的更新后的预测残差加上所述预测单元的预测信号得到所述预测单元的重构；或者，当所述预测单元采用双向预测，且所述预测单元的两个预测块都是相邻视预测块时，直接用所述预测单元的预测残差加上所述预测单元的预测信号得到所述预测单元的重构。
对应于上述方法实施例，如图6所示，为本发明实施例另一种残差预测装置结构示意图，所述装置应用于三维视频解码或多视角视频解码中，所述装置包括：
解码残差预测判断单元61，用于当对一预测单元进行帧间图像预测解码时，判断所述预测单元是否使用了残差预测；
解码对应查找单元62，用于若判定所述预测单元使用了残差预测，则查找所述预测单元在同一时刻已解码相邻视角中的对应单元；
解码残差预测单元63，用于利用所述已解码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的预测残差。
如图7所示，为本发明实施例解码残差预测判断单元结构示意图，所述解码残差预测判断单元61包括：解码时间域判断模块611，用于当对一预测单元进行帧间图像预测解码时，根据一编码单元级的标志位判断所述预测单元采用无残差预测模式和有残差预测模式中的哪一种；若判定所述预测单元采用有残差预测模式，则进一步判断所述预测单元是否采用时间域预测；解码相邻视角判断模块612，用于若判定所述预测单元采用时间域预测，则查找所述预测单元在同一时刻已解码相邻视角中的对应单元；判断所述已解码相邻视角中的对应单元是否包含时间域预测残差且时间域预测残差非零；解码残差预测判断模块613，用于若判定所述已解码相邻视角中的对应单元包含时间域预测残差且时间域预测残差非零，则所述预测单元使用了残差预测。
可选的，所述解码残差预测单元63，进一步用于将所述已解码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，加到所述预测单元的预测残差上作为所述预测单元的更新后的预测残差，再用所述预测单元的更新后的预测残差加上所述预测单元的预测信号得到所述预测单元的重构；或者，当所述预测单元采用双向预测，且所述预测单元的两个预测块一个是时域预测块，另一个是相邻视预测块时，将加权后的所述已解码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，加到所述预测单元的预测残差上作为所述预测单元的更新后的预测残差，再用所述预测单元的更新后的预测残差加上所述预测单元的预测信号得到所述预测单元的重构；或者，当所述预测单元采用双向预测，且所述预测单元的两个预测块都是相邻视预测块时，直接用所述预测单元的预测残差加上所述预测单元的预测信号得到所述预测单元的重构。
上述技术方案具有如下有益效果：所述方法或装置应用于三维视频解码或多视角视频解码中，所述方案包括：当对一预测单元进行帧间图像预测解码时，查找所述预测单元在同一时刻已解码相邻视角中的对应单元；利用所述已解码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的预测残差，但不使用已解码相邻视角的时间域预测残差预测当前视角的视间预测残差，本发明实施例提高了视频压缩率，并提高了解码效率。本技术在提高编解码效率的基础上并未破坏现有图像单元的结构，有利于硬件的实现。
以下举应用实例进行说明，如图8所示，为本发明应用实例编解码残差预测示意图。其中，T0表示时刻0；T1表示时刻1；V0表示视角0；V1表示视角1；V2表示视角2；A表示当前编解码单元；PUA表示A中的预测单元；PUB表示A在V0中的对应单元；V0，V1，V2是三个需要编码的视角，T0，T1代表时间点。编码顺序是首先编码T0时刻三个视角中的图像，再编码T1时刻三个视角中的图像，三个视角的编码顺序是先V0，再V1，最V2。本发明所述方案作用在非独立编解码视角。
编码帧间图像中的编码单元(记为A)时，编码器在帧内图像编码模式和帧间图像编码模式之间进行率失真最优化选择(编码帧间图像中的编码单元时，有两种可以使用的编码模式：帧内图像编码模式和帧间图像编码模式。编码每一个编码单元时，都要在这两种模式中进行选择，确定最后采用哪种模式。选择的原因是这两种编码模式分别适用于不同的情况，某些情况下帧内图像编码模式压缩效率较高，另外一些情况则是帧间图像编码模式压缩效率更高)。执行帧间图像编码模式时，最多分两遍进行，第一遍进行正常的帧间预测编码，对A中每个预测单元的残差都不进行预测。如果A中至少有一个预测单元(记为PUA)满足以下条件：该预测单元在相同时刻已编码相邻视角中的对应单元(记为PUB)的时间域预测残差不为零，则对A进行第二遍帧间预测编码。在第二遍帧间预测编码中，对A中的预测单元PUA做运动估计时，找到PUA在相同时刻已编码相邻视角中的对应单元PUB。如果PUB中有时间域预测残差且时间域预测残差非零，需要根据以下条件判断是否对PUA做残差预测，否则，不对PUA做残差预测。判断条件如下：
1、当PUA采用单向预测时：如果PUA使用时间域预测，则用PUB的时间域预测残差预测PUA的预测残差，否则不对PUA的预测残差做预测。
2、当PUA采用双向预测时：这种情况下有三种可能，1).当PUA的两个预测块都是时域预测块时，用PUB的时间域预测残差预测PUA的预测残差；2).当PUA的两个预测块一个是时域预测块一个是相邻视预测块时，也采用残差预测方法，但使用的残差信号是加权后的PUB的时间域预测残差，权值等于运动补偿中时域预测块的权值(该权值在编码器和解码器都可以得到。当编码器不使用加权预测时，该权值等于1/2；当编码器使用加权预测时，该权值在编码器通过参数配置或计算得到，并被写入码流，从而解码器可以解码得到)；3).当PUA的两个预测块都是相邻视预测块时，不使用残差预测方法。
编码器在帧内预测，第一遍帧间预测和第二遍帧间预测中选择A的最优编码模式。当A使用帧间预测模式时，需要编码一个编码单元级的标志位来标识它采用了哪种帧间编码模式，即其中是否有预测单元采用残差预测。
解码采用帧间编码模式的编码单元A时，如果编码单元级的标志位表明A中有预测单元采用残差预测，则解码A中预测单元时需要判断该预测单元是否使用残差预测。对A中的预测单元(记为PUA)，找到它在相同时刻已解码相邻视角中的对应单元(记为PUB)，如果PUB中有时间域预测残差且时间域预测残差不为零，则根据以下条件判断PUA是否使用残差预测，否则PUA不使用残差预测。判断条件如下：
1、当PUA采用单向预测时：如果PUA使用时间域预测，则PUA使用了残差预测，否则没有使用残差预测。如果PUA使用了残差预测，需要将PUB的时间域预测残差加到PUA的预测残差上，再用PUA的预测残差加上PUA的预测信号得到PUA的重构值。
2、当PUA采用双向预测时：这种情况下有三种可能，1)当PUA的两个预测块都是时域预测块时，则PUA使用了残差预测，需要将PUB的时间域预测残差加到PUA的预测残差上，再用PUA的预测残差加上PUA的预测信号得到PUA的重构值；2).当PUA的两个预测块一个是时域预测块一个是相邻视预测块时，采用了加权(权值等于运动补偿中时域预测块的权值)的残差预测方法，需要将加权后的PUB的时间域预测残差加到PUA的预测残差上，再用PUA的预测残差加上PUA的预测信号得到PUA的重构值；3).当PUA的两个预测块都是相邻视预测块时，不使用残差预测方法，直接用PUA的预测残差加上PUA的预测信号得到PUA的重构。
上述应用实例方案也可以集成到3DV-HTM(three dimensional video coding-HighEfficiency Video Coding(HEVC)based test model，基于高性能视频编码标准的三维视频编码测试模型)0.3中，并进行了比较。测试序列采用了分辨率为1024x768的balloons(气球)，kendo(剑道)和(色彩校正后的)newspaper(报纸)。
实验结果如下表1所示，可以看出，提出的方案可以降低非独立视角(表中V1和V2)视频图像Y(亮度信号)的码率达-0.50％，-0.46％(表1中还给出了U(色差信号)和V(色差信号)的数据，但由于降低U、V的1％的码率大致相当于降低Y的0.1％的码率，此处不再对U、V码率改变情况进行描述)，提高了非独立视角(表中V1和V2)视频压缩率，并提高了非独立视角(表中V1和V2)编码效率。但由于提出的方案没有改变独立视角(表中V0)的编码方法，独立视角(表中V0)的编码效率没有改变。
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表1实验结果
本发明应用实例提出一种三维(3D)视频编码或多视角视频编解码中的残差预测方案，该方案使用已编码相邻视角中的时间域预测残差预测当前视角中的时间域预测残差。同时，由于时间域预测残差与视间预测残差具有不同特性，该方法不允许用时间域预测残差来预测视间预测残差，反之亦然。与现有方案用时间域预测残差同时预测时间域预测残差和视间预测残差相比，该方案避免了不同特性残差之间的预测，提高了视频压缩率，提高了编码效率。本技术在提高编解码效率的基础上并未破坏现有图像单元的结构，有利于硬件的实现。
本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrativelogical block)，单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability)，上述的各种说明性部件(illustrativecomponents)，单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。
本发明实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。
本发明实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中，ASIC可以设置于用户终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。
在一个或多个示例性的设计中，本发明实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以存储与电脑可读的媒介上，或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如，这样的电脑可读媒体可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置，或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外，任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介，例如，如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电脑、双绞线、数字用户线(DSL)或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片(disk)和磁盘(disc)包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘，磁盘通常以磁性复制数据，而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种残差预测方法，其特征在于，所述方法应用于三维视频编码或多视角视频编码中，所述方法包括：
当对一预测单元进行帧间图像预测编码时，查找所述预测单元在同一时刻已编码相邻视角中的对应单元；
利用所述已编码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的时间域预测残差。
2.如权利要求1所述残差预测方法，其特征在于，所述当对一预测单元进行帧间图像预测编码时，查找所述预测单元在同一时刻已编码相邻视角中的对应单元，包括：
当对一预测单元进行帧间图像预测编码时，判断所述预测单元是否采用时间域预测；
若判定所述预测单元采用时间域预测，则查找所述预测单元在同一时刻已编码相邻视角中的对应单元。
3.如权利要求1或2所述残差预测方法，其特征在于，所述利用所述已编码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的时间域预测残差，包括：
判断所述已编码相邻视角中的对应单元中包含时间域预测残差且时间域预测残差非零；
若判定所述已编码相邻视角中的对应单元中包含时间域预测残差且时间域预测残差非零，则利用所述已编码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的时间域预测残差；或者，当所述预测单元采用双向预测，且所述预测单元的两个预测块一个是时域预测块，另一个是相邻视预测块时，则利用加权后的所述已编码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的时间域预测残差；否则，则所述预测单元的预测残差不包括时间域预测残差，不对它进行预测。
4.如权利要求2所述残差预测方法，其特征在于，所述当对一预测单元进行帧间图像预测编码时，判断所述预测单元是否采用时间域预测，包括：
根据一编码单元级的标志位判断所述预测单元采用无残差预测模式和有残差预测模式中的哪一种；
若判定所述预测单元采用有残差预测模式，则进一步判断所述预测单元是否采用时间域预测。
5.一种残差预测装置，其特征在于，所述装置应用于三维视频编码或多视角视频编码中，所述装置包括：
编码对应查找单元，用于当对一预测单元进行帧间图像预测编码时，查找所述预测单元在同一时刻已编码相邻视角中的对应单元；
编码残差预测单元，用于利用所述已编码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的时间域预测残差。
6.如权利要求5所述残差预测装置，其特征在于，所述编码对应查找单元包括：
编码时间域判断模块，用于当对一预测单元进行帧间图像预测编码时，判断所述预测单元是否采用时间域预测；
编码对应查找模块，用于若判定所述预测单元采用时间域预测，则查找所述预测单元在同一时刻已编码相邻视角中的对应单元。
7.如权利要求5或6所述残差预测装置，其特征在于，所述编码残差预测单元包括：
编码相邻视角判断模块，用于判断所述已编码相邻视角中的对应单元中包含时间域预测残差且时间域预测残差非零；
编码残差预测模块，用于若判定所述已编码相邻视角中的对应单元中包含时间域预测残差且时间域预测残差非零，则利用所述已编码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的时间域预测残差；或者，当所述预测单元采用双向预测，且所述预测单元的两个预测块一个是时域预测块，另一个是相邻视预测块时，则利用加权后的所述已编码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的时间域预测残差；否则，则所述预测单元的预测残差不包括时间域预测残差，不对它进行预测。
8.如权利要求6所述残差预测装置，其特征在于，
所述编码时间域判断模块，进一步用于根据一编码单元级的标志位判断所述预测单元采用无残差预测模式和有残差预测模式中的哪一种；若判定所述预测单元采用有残差预测模式，则进一步判断所述预测单元是否采用时间域预测。
9.一种残差预测方法，其特征在于，所述方法应用于三维视频解码或多视角视频解码中，所述方法包括：
当对一预测单元进行帧间图像预测解码时，判断所述预测单元是否使用了残差预测；
若判定所述预测单元使用了残差预测，则查找所述预测单元在同一时刻已解码相邻视角中的对应单元；
利用所述已解码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的预测残差。
10.如权利要求9所述残差预测方法，其特征在于，所述当对一预测单元进行帧间图像预测解码时，判断所述预测单元是否使用了残差预测，包括：
当对一预测单元进行帧间图像预测解码时，根据一编码单元级的标志位判断所述预测单元采用无残差预测模式和有残差预测模式中的哪一种；若判定所述预测单元采用有残差预测模式，则进一步判断所述预测单元是否采用时间域预测；
若判定所述预测单元采用时间域预测，则查找所述预测单元在同一时刻已解码相邻视角中的对应单元；
判断所述已解码相邻视角中的对应单元是否包含时间域预测残差且时间域预测残差非零；
若判定所述已解码相邻视角中的对应单元包含时间域预测残差且时间域预测残差非零，则所述预测单元使用了残差预测。
11.如权利要求9或10所述残差预测方法，其特征在于，所述利用所述已解码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的预测残差，包括：
将所述已解码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，加到所述预测单元的预测残差上作为所述预测单元的更新后的预测残差，再用所述预测单元的更新后的预测残差加上所述预测单元的预测信号得到所述预测单元的重构；或者，当所述预测单元采用双向预测，且所述预测单元的两个预测块一个是时域预测块，另一个是相邻视预测块时，将加权后的所述已解码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，加到所述预测单元的预测残差上作为所述预测单元的更新后的预测残差，再用所述预测单元的更新后的预测残差加上所述预测单元的预测信号得到所述预测单元的重构；或者，当所述预测单元采用双向预测，且所述预测单元的两个预测块都是相邻视预测块时，直接用所述预测单元的预测残差加上所述预测单元的预测信号得到所述预测单元的重构。
12.一种残差预测装置，其特征在于，所述装置应用于三维视频解码或多视角视频解码中，所述装置包括：
解码残差预测判断单元，用于当对一预测单元进行帧间图像预测解码时，判断所述预测单元是否使用了残差预测；
解码对应查找单元，用于若判定所述预测单元使用了残差预测，则查找所述预测单元在同一时刻已解码相邻视角中的对应单元；
解码残差预测单元，用于利用所述已解码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，预测所述预测单元的预测残差。
13.如权利要求12所述残差预测装置，其特征在于，所述解码残差预测判断单元包括：
解码时间域判断模块，用于当对一预测单元进行帧间图像预测解码时，根据一编码单元级的标志位判断所述预测单元采用无残差预测模式和有残差预测模式中的哪一种；若判定所述预测单元采用有残差预测模式，则进一步判断所述预测单元是否采用时间域预测；
解码相邻视角判断模块，用于若判定所述预测单元采用时间域预测，则查找所述预测单元在同一时刻已解码相邻视角中的对应单元；判断所述已解码相邻视角中的对应单元是否包含时间域预测残差且时间域预测残差非零；
解码残差预测判断模块，用于若判定所述已解码相邻视角中的对应单元包含时间域预测残差且时间域预测残差非零，则所述预测单元使用了残差预测。
14.如权利要求12或13所述残差预测装置，其特征在于，
所述解码残差预测单元，进一步用于将所述已解码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，加到所述预测单元的预测残差上作为所述预测单元的更新后的预测残差，再用所述预测单元的更新后的预测残差加上所述预测单元的预测信号得到所述预测单元的重构；或者，当所述预测单元采用双向预测，且所述预测单元的两个预测块一个是时域预测块，另一个是相邻视预测块时，将加权后的所述已解码相邻视角中的对应单元的时间域预测残差，加到所述预测单元的预测残差上作为所述预测单元的更新后的预测残差，再用所述预测单元的更新后的预测残差加上所述预测单元的预测信号得到所述预测单元的重构；或者，当所述预测单元采用双向预测，且所述预测单元的两个预测块都是相邻视预测块时，直接用所述预测单元的预测残差加上所述预测单元的预测信号得到所述预测单元的重构。
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