CN103402094A - 一种变换域色度帧内预测编解码方法及系统 - Google Patents

一种变换域色度帧内预测编解码方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种变换域色度帧内预测编解码方法和系统。本发明实施例方法利用变换域的高聚能性和当前编码块与邻近已编码块的相关性,消除帧内信息的冗余度;其中编码流程粗略的可以分为“预测、变换、量化、重排序、熵编码等”模块,本发明实施例方法所使用的变换正是后续编码流程“变换模块”的变换算法,所以不额外增加计算量;此外,由于变换域相比较于空间域,具有高聚能性的特点,从而使得本发明实施例方法达到在帧内预测性能上的提升。

Description

一种变换域色度帧内预测编解码方法及系统
技术领域
本发明涉及视频编解码领域,尤其涉及一种变换域色度帧内预测编解码方法及系统。
背景技术
作为后续帧间预测编码帧的参考帧,帧内预测编码帧的压缩质量将影响到后续若干帧间预测编码帧的压缩质量,所以帧内预测编码技术在整个编码技术中占有非常重要的地位。另一方面,帧内信息的冗余度远小于帧间信息的冗余度,使得编码器对帧内预测技术的性能的要求相对也较高。
目前,常规的视频编码技术一般通过空间域帧内预测,来消除帧内信息冗余度。整个帧内预测算法体系通常包含:适用于平坦区域的大尺寸块(如16x16)亮度帧内预测、适用于复杂区域的小尺寸块(如4x4)亮度帧内预测及适用于色度信息的色度帧内预测。该类空间域帧内预测方法都是利用当前编码块周围已编码的最邻近像素的重构值来进行预测。然而,由于空间域信息的聚能性较差,这就使得基于少量预测模式的该类帧内预测技术的难以达到率失真性能的最优化实现。而采用增加预测模式的优化算法虽然可以达到预测效果的提升。但是,最佳预测模式获取往往需要遍历比较各个编码模式的率失真代价来实现。从而使得此类改进算法在率失真性能提升上的效果,与其带来的计算量增长相比显得差强人意。在资源有限的平台上,将会更加制约此类算法在实际应用中的实施。
发明内容
本发明实施例的目的在于提出一种变换域色度帧内预测编码方法,旨在解决现有技术常规的视频编码技术要么难以达到率失真性能的最优化实现,要么虽然可以达到预测效果的提升,但计算量庞大的问题。
本发明实施例是这样实现的,一种变换域色度帧内预测编码方法,其包括变换域U色度帧内预测编码方法和变换域V色度帧内预测编码方法,所述变换域U色度帧内预测编码方法包括以下步骤:
按变换模块中变换矩阵大小,将当前编码块的空间域U色度信息块划分成为分块矩阵;
对当前编码块的每个空间域子块进行变换,获取相应的当前编码块的变换域子块;
对当前编码块的每个变换域子块进行变换域帧内预测;
在每一种预测模式组合下,累加当前编码块所有变换域子块对应的误差作为当前编码块在该种预测模式组合下的帧内预测误差;
对当前编码块进行常规的RDO获取最佳帧内预测模式,完成当前编码块的变换域帧内预测;
变换域V色度帧内预测编码方法与变换域U色度帧内预测编码方法相同,将变换域U色度帧内预测编码方法中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”即可。
本发明实施例的第二目的在于提出一种变换域色度帧内预测解码方法,其包括变换域U色度帧内预测解码方法和变换域V色度帧内预测解码方法,变换域U色度帧内预测解码方法和变换域V色度帧内预测解码方法分别包括以下步骤:
对当前解码块的码流先进行熵解码、重排序,然后再进行反量化;
根据当前解码块的帧内预测模式,按如下第二预测模式组中的四种预测模式进行变换域帧内预测,获取当前解码块的变换域帧内预测值;
将当前解码块的变换域帧内预测值与获取的当前解码块反量化的数据累加,获取当前解码块的变换域重构值;
对当前解码块的变换域重构值进行(k)×(k)的反变换,获取当前解码块的空间域重构值;
当前解码块的空间域重构值进行滤波,完成当前解码块的解码。
本发明实施例的第三目的在于提出一种变换域色度帧内预测编码系统,,所述系统包括变换域U色度帧内预测编码系统和变换域V色度帧内预测编码系统,所述变换域U色度帧内预测编码系统包括:空间域U色度信息块划分模块、变换域子块获取模块、变换域帧内预测模块、帧内预测误差计算模块、最佳帧内预测模式获取模块,
空间域U色度信息块划分模块,用于按变换模块中变换矩阵大小,将当前编码块的空间域U色度信息块(原始块)划分成为分块矩阵;
变换域子块获取模块,用于对当前编码块的每个空间域子块进行变换,获取相应的当前编码块的变换域子块;
帧内预测误差计算模块,用于对当前编码块的每个变换域子块进行变换域帧内预测;
帧内预测误差计算模块,用于在每一种预测模式组合下,累加当前编码块所有变换域子块对应的误差作为当前编码块在该种预测模式组合下的帧内预测误差;
最佳帧内预测模式获取模块,用于对当前编码块进行常规的RDO,获取最佳帧内预测模式,完成当前编码块的变换域帧内预测,
变换域V色度帧内预测编码系统和变换域U色度帧内预测编码系统结构相同,将变换域U色度帧内预测编码系统中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”。
本发明实施例的第四目的在于提出一种变换域色度帧内预测解码系统,所述系统包括变换域U色度帧内预测解码系统和变换域V色度帧内预测解码系统,所述变换域U色度帧内预测解码系统和变换域V色度帧内预测解码系统分别包括:熵解码模块、重排序模块、反量化模块、解码块变换域帧内预测值获取模块、解码块变换域重构值获取模块、解码块空间域重构值获取模块、滤波模块。
熵解码模块,用于对当前解码块的码流进行熵解码;
重排序模块,用于对熵解码后的当前解码块的码流进行重排序;
反量化模块,用于对重排序后当前解码块的码流进行反量化;
解码块变换域帧内预测值获取模块,用于根据当前解码块的帧内预测模式,按第二预测模式组中的四种预测模式进行变换域帧内预测,获取当前解码块的变换域帧内预测值;
解码块变换域重构值获取模块,用于将当前解码块的变换域帧内预测值与反量化模块中反量化后的当前解码块的码流数据累加,获取当前解码块的变换域重构值。
解码块空间域重构值获取模块,用于对当前解码块的变换域重构值进行的反变换,获取当前解码块的空间域重构值;
滤波模块,用于对当前解码块的空间域重构值进行滤波,完成当前解码块的解码。
本发明实施例的第五目的在于提出一种变换域色度帧内预测编码方法,所述方法包括变换域U色度帧内预测编码方法和变换域V色度帧内预测编码方法,所述变换域U色度帧内预测编码方法包括以下步骤::
按变换模块中变换矩阵大小,将当前编码块的空间域U色度信息块(原始块)划分成为分块矩阵;
对当前编码块的每个空间域子块进行变换,获取相应的当前编码块的变换域子块;
对当前编码块的变换域信息块进行量化;
对当前编码块的每个变换域子块进行变换域帧内预测;
在每一种预测模式组合下,累加当前编码块所有变换域子块对应的误差作为当前编码块在该种预测模式组合下的帧内预测误差;
对当前编码块进行常规的RDO获取最佳帧内预测模式,
变换域V色度帧内预测编码方法与变换域U色度帧内预测编码方法相同,将变换域U色度帧内预测编码方法中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”即可。
本发明实施例的第六目的在于提出一种变换域色度帧内预测解码方法,所述方法包括变换域U色度帧内预测解码方法和变换域V色度帧内预测解码方法,变换域U色度帧内预测解码方法和变换域V色度帧内预测解码方法分别包括以下步骤:
对当前解码块的码流进行熵解码、重排序;
根据当前解码块的帧内预测模式,按第四预测模式组中的四种预测模式进行变换域帧内预测,获取当前解码块的变换域帧内预测值;
将当前解码块的变换域帧内预测值与获取的当前解码块重排序的数据累加,获取当前解码块的变换域重构值;
对当前解码块的变换域重构值进行反量化、然后再进行(k)×(k)的反变换,获取当前解码块的空间域重构值;
当前解码块的空间域重构值进行滤波,完成当前解码块的解码。
本发明实施例的第七目的在于提出一种变换域色度帧内预测编码系统,所述系统包括变换域U色度帧内预测编码系统和变换域V色度帧内预测编码系统,所述变换域U色度帧内预测编码系统包括:空间域U色度信息块划分模块、变换域子块获取模块、量化模块、第二变换域帧内预测模块、帧内预测误差计算模块、最佳帧内预测模式获取模块;
空间域U色度信息块划分模块,用于按变换模块中变换矩阵大小,将当前编码块的空间域U色度信息块(原始块)划分成为分块矩阵;
变换域子块获取模块,用于对当前编码块的每个空间域子块进行变换,获取相应的当前编码块的变换域子块;
量化模块,用于对当前编码块的变换域信息块进行量化;
第二变换域帧内预测模块,用于对当前编码块的每个变换域子块进行变换域帧内预测;
帧内预测误差计算模块,用于在每一种预测模式组合下,累加当前编码块所有变换域子块对应的误差作为当前编码块在该种预测模式组合下的帧内预测误差;
最佳帧内预测模式获取模块,对当前编码块进行常规的RDO(获取最佳帧内预测模式,完成当前编码块的变换域帧内预测,
变换域V色度帧内预测编码系统的结构与变换域U色度帧内预测编码系统相同,将变换域U色度帧内预测编码系统中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”即可。
本发明实施例的第八目的在于提出一种变换域色度帧内预测解码系统,所述系统包括变换域U色度帧内预测解码系统和变换域V色度帧内预测解码系统,变换域U色度帧内预测解码系统和变换域V色度帧内预测解码系统分别包括:熵解码模块、重排序模块、第二解码块变换域帧内预测值获取模块、第二解码块变换域重构值获取模块、第二解码块空间域重构值获取模块、滤波模块,
熵解码模块,用于对当前解码块的码流进行熵解码;
重排序模块,用于对熵解码后的当前解码块的码流进行重排序;
第二解码块变换域帧内预测值获取模块,用于根据当前解码块的帧内预测模式,按第四预测模式组中的四种预测模式进行变换域帧内预测,获取当前解码块的变换域帧内预测值;
第二解码块变换域重构值获取模块,用于将当前解码块的变换域帧内预测值与重排序模块中获取的当前解码块重排序的数据进行累加,获取当前解码块的变换域重构值;
第二解码块空间域重构值获取模块,用于对当前解码块的变换域重构值进行反量化、然后再进行(k)×(k)的反变换,获取当前解码块的空间域重构值;
滤波模块,用于对当前解码块的空间域重构值进行滤波,完成当前解码块的解码。
本发明的有益效果
本发明提出一种变换域色度帧内预测编解码方法及系统。本发明实施例方法利用变换域的高聚能性和当前编码块与邻近已编码块的相关性,消除帧内信息的冗余度。其中编码流程粗略的可以分为“预测、变换、量化、重排序、熵编码等”模块。本方法实施例方法所使用的变换正是后续编码流程“变换模块”的变换算法,所以不额外增加计算量。此外,由于变换域相比较于空间域,具有高聚能性的特点,从而使得本发明实施例方法达到在帧内预测性能上的提升。
附图说明
图1是本发明优选实施例1一种变换域U色度帧内预测编码方法流程图;
图2是图1流程图中步骤S103的方法流程图;
图3是当前编码块与预测块的位置关系图;
图4是本发明优选实施例2一种变换域U色度帧内预测解码方法流程图;
图5是本发明优选实施例3一种变换域U色度帧内预测编码系统结构图;
图6是图5编码系统中变换域帧内预测模块的详细结构图;
图7是本发明优选实施例4一种变换域U色度帧内预测解码系统结构图;
图8是本发明优选实施例5一种变换域U色度帧内预测编码方法流程图;
图9是图8流程图中步骤S304的方法流程图;
图10是本发明优选实施例6一种变换域U色度帧内预测解码方法流程图;
图11是本发明优选实施例7一种变换域U色度帧内预测编码系统结构图;
图12是图11编码系统中第二变换域帧内预测模块的详细结构图;
图13是本发明优选实施例8一种变换域U色度帧内预测解码系统结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图和实施例,对本发明进行进一步详细说明,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分。应当理解,此处所描写的具体实施例,仅仅用于解释本发明,并不用以限制本发明。
本发明提出一种变换域色度帧内预测编解码方法及系统。本发明实施例方法利用变换域的高聚能性和当前编码块与邻近已编码块的相关性,消除帧内信息的冗余度。其中编码流程粗略的可以分为“预测、变换、量化、重排序、熵编码等”模块。本方法实施例方法所使用的变换正是后续编码流程“变换模块”的变换算法,所以不额外增加计算量。此外,由于变换域相比较于空间域,具有高聚能性的特点,从而使得本发明实施例方法达到在帧内预测性能上的提升。
实施例1(编码方法1)
图1是本发明优选实施例的一种变换域U色度帧内预测编码方法流程图;所述方法包括以下步骤:
S101:按变换模块中变换矩阵大小,将当前编码块的空间域U色度信息块(原始块)划分成为分块矩阵;具体如下:
U ( 1,1 ) U ( 1,2 ) · · · U ( 1 , m ′ ) U ( 2,1 ) U ( 2,2 ) · · · U ( 2 , m ′ ) · · · · · · · · · · · · U ( m ′ , 1 ) U ( m ′ , 2 ) · · · U ( m ′ , m ′ ) = u ( 1,1 ) u ( 1 , 2 ) · · · u ( 1 , m ) u ( 2,1 ) u ( 2 , 2 ) · · · u ( 2 , m ) · · · · · · · · · · · · u ( m , 1 ) u ( m , 2 ) · · · u ( m , m ) .
其中, U ( i , j ) = u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) , I=(i-1)*k,J=(j-1)*k,m′=m/k,1≤i≤m/k,1≤j≤m/k。
其中, u ( 1,1 ) u ( 1 , 2 ) · · · u ( 1 , m ) u ( 2,1 ) u ( 2 , 2 ) · · · u ( 2 , m ) · · · · · · · · · · · · u ( m , 1 ) u ( m , 2 ) · · · u ( m , m ) 为原始矩阵,表示当前编码块的空间域U色度值矩阵,简称为当前编码块的空间域信息块,其为(m)×(m)的矩阵,m表示当前编码块的空间域U色度值矩阵的行数和列数,m≥8;u(i1,j1)表示当前编码块的空间域信息块第i1行第j1列的U色度值,1≤i1≤m、1≤j1≤m;
U ( 1,1 ) U ( 1,2 ) · · · U ( 1 , m ′ ) U ( 2,1 ) U ( 2,2 ) · · · U ( 2 , m ′ ) · · · · · · · · · · · · U ( m ′ , 1 ) U ( m ′ , 2 ) · · · U ( m ′ , m ′ ) 为分块矩阵,其为(m/k)×(m/k)的分块矩阵;
u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) 表示当前编码块的空间域信息块第i行第j列的子块(简称为当前编码块第i行第j列空间域子块),记为U(i,j);其为(k)×(k)的矩阵,k表示变换模块中变换矩阵的行数和列数,k≤8;
I、J、m′是为了方便表示公式而设置的三个中间变量符号;u(I+i2,J+j2)表示当前编码块的空间域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k。
步骤S101的作用其实就是将(m)×(m)的原始矩阵 u ( 1,1 ) u ( 1 , 2 ) · · · u ( 1 , m ) u ( 2,1 ) u ( 2 , 2 ) · · · u ( 2 , m ) · · · · · · · · · · · · u ( m , 1 ) u ( m , 2 ) · · · u ( m , m ) 划分成由(m/k)×(m/k)个大小为(k)×(k)子块构成的分块矩阵 U ( 1,1 ) U ( 1,2 ) · · · U ( 1 , m ′ ) U ( 2,1 ) U ( 2,2 ) · · · U ( 2 , m ′ ) · · · · · · · · · · · · U ( m ′ , 1 ) U ( m ′ , 2 ) · · · U ( m ′ , m ′ ) , 然后用分块矩阵表示原始矩阵。
S102:对当前编码块的每个空间域子块进行变换,获取相应的当前编码块的变换域子块。
ut ( I + 1 , J + 1 ) ut ( I + 1 , J + 2 ) · · · ut ( I + 1 , J + k ) ut ( I + 2 , J + 1 ) ut ( I + 2 , J + 2 ) · · · ut ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · ut ( I + k , J + 1 ) ut ( I + k , J + 2 ) · · · ut ( I + k , J + k ) = C * u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) * C T ,I=(i-1)*k,J=(j-1)*k,m′=m/k,1≤i≤m/k,1≤j≤m/k。
其中, C = c ( 1,1 ) c ( 1 , 2 ) · · · c ( 1 , k ) c ( 2,1 ) c ( 2 , 2 ) · · · c ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · c ( k , 1 ) c ( k , 2 ) · · · c ( k , k ) 表示变换矩阵,c(ic,jc)为变换矩阵第ic行第jc列的数值,1≤ic≤k,1≤jc≤k,CT表示变换矩阵的转置矩阵;变换矩阵可
以根据不同编码器的变换模块来选择,例如H.264中的DCT变换矩阵。
全文中, u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) 表示当前编码块的空间域信息块第i行第j列子块,简称为当前编码块第i行第j列空间域子块;u(I+i2,J+j2)表示当前编码块的空间域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
ut ( I + 1 , J + 1 ) ut ( I + 1 , J + 2 ) · · · ut ( I + 1 , J + k ) ut ( I + 2 , J + 1 ) ut ( I + 2 , J + 2 ) · · · ut ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · ut ( I + k , J + 1 ) ut ( I + k , J + 2 ) · · · ut ( I + k , J + k ) 表示当前编码块的变换域信息块第i行第j列子块,简称为当前编码块第i行第j列变换域子块,ut(I+i2,J+j2)表示当前编码块的变换域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
ut(I+i2,J+j2)是ut(I+i2,J+j2)经过变换以后,获取的当前编码块的变换域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值。
S103:对当前编码块的每个变换域子块进行变换域帧内预测。
所述“对当前编码块的每个变换域子块进行变换域帧内预测”具体包括以下步骤(图2是步骤S103的方法流程图):
S1030:初始化number。
number表示变换域子块最多进行帧内预测寻优次数,由编码器自行设置,number初始值越大,计算量越大,性能相应提升越多,一般0≤number≤k*k/2。
S1031:找到当前编码块的当前变换域子块中值最大的number个数据。
S1032:对所述number个数据中的每一个数据利用第一预测模式组中的四种预测模式分别进行中间帧内预测;然后再对当前编码块的当前变换域子块中余下所有数据利用第一预测模式组中的四种预测模式统一进行中间帧内预测。
图3是当前编码块与预测块的位置关系图,图中粗线方框表示大小为(m)×(m)当前编码块;双实线线方框表示大小为(k)×(k)当前编码块的第i行第j列的子块;其余每个方框都是预测块的子块,其大小均为(k)×(k);
在本文档所有实施例中,A表示当前编码块的左上侧预测块第m/k行第m/k列的子块;B(1)、B(2)、…、B(j)、…、B(m’)分别表示:当前编码块的上侧预测块第m/k行第1列的子块、当前编码块的上侧预测块第m/k行第2列的子块、…、当前编码块的上侧预测块第m/k行第j列的子块、…、当前编码块的上侧预测块第m/k行第m/k列的子块个子块;E表示当前编码块的右上侧预测块第m/k行第1列的子块;D(1)、D(2)、…、D(i)、…、D(m’)分别表示:当前编码块的左侧预测块第1行第m/k列的子块、当前编码块的左侧预测块第2行第m/k列的子块、…、当前编码块的左侧预测块第i行第m/k列的子块、…、当前编码块的左侧预测块第m/k行第m/k列的子块。
S1033:判断当前编码块的每个变换域子块是否都已经进行了变换域帧内预测,若是,则进入S104;若否,则进入S1031,即对当前编码块的下一个变换域子块经进行变换域帧内预测。
其中,所述第一预测模式组具体包括以下四种预测模式:
模式一:变换域左侧预测模式
如果D(i)已编码,则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugleft(I+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式二:变换域上侧预测模式
如果B(j)已编码,则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugup(m-k+i2,J+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式三:变换域左上侧预测模式
如果A已编码,则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式四:变换域右上侧预测模式
如果E已编码,则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugright_up(m-k+i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
其中,p_ut(I+i2,J+j2)表示ut(I+i2,J+j2)的变换域预测值;
ugleft(I+i2,m-k+j2):当前编码块左侧预测块第i行第m/k列子块的变换域信息块第I+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;
ugup(m-k+i2,J+j2):表示当前编码块上侧预测块第m/k行第j列子块的变换域信息块第m-k+i2行第J+j2列的U色度重构值;
ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2):表示当前编码块左上侧预测块第m/k行第m/k列子块的变换域信息块第m-k+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;
ugright_up(m-k+i2,j2):表示当前编码块右上侧预测块第m/k行第1列子块的变换域信息块第m-k+i2行第j2列的U色度重构值;
128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) × ( k ) 表示由(k)×(k)个等于128的值构成的矩阵,称为基本空间域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) 表示基本变换域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) = C * 128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) x ( k ) * C T ; ut128(i2,j2):表示基本变换域信息块第i2行第j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k。
所述“中间帧内预测”具体实现方法为:求取处理对象用模式一到模式四进行预测的四个误差。
所述“对所述number个数据中的每一个数据利用第一预测模式组中的四种预测模式分别进行中间帧内预测”,即对number个数据中每一个数据依次进行一次“中间帧内预测”,此时每一个数据就是一次“中间帧内预测”中的处理对象,求取number个数据中每一个数据的对应的四个误差。
所述“然后再对当前编码块的当前变换域子块中余下所有数据利用第一预测模式组中的四种预测模式统一进行中间帧内预测”,即对余下所有数据进行一次“中间帧内预测”,此时余下所有数据就是“中间帧内预测”中的处理对象,求取余下所有数据对应的四个误差。
S104:在每一种预测模式组合下,累加当前编码块所有变换域子块对应的误差作为当前编码块在该种预测模式组合下的帧内预测误差。
每一种预测模式组合包括:“一种number个数据的预测模式”和“一种余下数据的预测模式”;
在“一种number个数据的预测模式”中,所述number个数据中每个数据可采用所述第一预测模式组中四种模式中的任意一种,所述number个数据中每个数据采用的模式可相同也可不同;所述余下数据也可采用所述第一预测模式组中四种模式中的任意一种。
例如:假设number=3,所述number个数据分别为a、b、c,所述余下数据为d;其中一种预测模式组合为:“a在模式一+b在模式三+c在模式四”+d在模式二;a、b、c三个数据可分别采用所述四种模式中的任意一种,d数据也可采用所述四种模式中的任意一种。
S105:对当前编码块进行常规的RDO(Rate Distortion Optimisation)获取最佳帧内预测模式,完成当前编码块的变换域帧内预测。
实施例2(解码方法1)
如图4所示是本发明优选实施例的一种变换域U色度帧内预测解码方法流程图(实施例2是基于实施例1的一种变换域U色度帧内预测编码方法,提出相应的一种变换域色度帧内预测解码方法);所述解码方法包括以下步骤:
S201:对当前解码块的码流先进行熵解码、重排序,然后再进行反量化。
S202:根据当前解码块的帧内预测模式,按如下第二预测模式组中的四种预测模式进行变换域帧内预测,获取当前解码块的变换域帧内预测值。
所述第二预测模式组具体包括以下四种预测模式:
模式一:变换域左侧预测模式
如果D(i)’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugleft(I+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
模式二:变换域上侧预测模式
如果B(j)’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugup(m-k+i2,J+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
模式三:变换域左上侧预测模式
如果A’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
模式四:变换域右上侧预测模式
如果E’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugright_up(m-k+i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
其中,所有实施例中,A’表示当前解码块的左上侧预测块第m/k行第m/k列的子块;B(1)’、B(2)’、…、B(j)’、…、B(m’)’分别表示:当前解码块的上侧预测块第m/k行第1列的子块、当前解码块的上侧预测块第m/k行第2列的子块、…、当前解码块的上侧预测块第m/k行第j列的子块、…、当前解码块的上侧预测块第m/k行第m/k列的子块个子块;E’表示当前解码块的右上侧预测块第m/k行第1列的子块;D(1)’、D(2)’、…、D(i)’、…、D(m’)’分别表示:当前解码块的左侧预测块第1行第m/k列的子块、当前解码块的左侧预测块第2行第m/k列的子块、…、当前解码块的左侧预测块第i行第m/k列的子块、…、当前解码块的左侧预测块第m/k行第m/k列的子块,
p_utdec(I+i2,J+j2)表示当前解码块的变换域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值的变换域预测值;ugleft(I+i2,m-k+j2)′:当前编码块左侧预测块第i行第m/k列子块的变换域信息块第I+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;
ugup(m-k+i2,jk+j2)′表示当前编码块上侧预测块第m/k行第j列子块的变换域信息块第m-k+i2行第J+j2列的U色度重构值;ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2)′表示当前编码块左上侧预测块第m/k行第m/k列子块的变换域信息块第m-k+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;ugright_up(m-k+i2,j2)′表示当前编码块右上侧预测块第m/k行第1列子块的变换域信息块第m-k+i2行第j2列的U色度重构值;I=(i-1)*k,J=(j-1)*k,1≤i≤m/k,1≤j≤m/k。
128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) × ( k ) 表示由(k)×(k)个等于128的值构成的矩阵,称为基本空间域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) 表示基本变换域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) = C * 128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) x ( k ) * C T ; ut128(i2,j2):表示基本变换域信息块第i2行第j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k。
S203:将当前解码块的变换域帧内预测值与S201中获取的当前解码块反量化的数据累加,获取当前解码块的变换域重构值。
S204:对当前解码块的变换域重构值进行(k)×(k)的反变换,获取当前解码块的空间域重构值。
205:当前解码块的空间域重构值进行滤波,完成当前解码块的解码。
实施例3(编码方法1对应的系统)
图5是本发明优选实施例3一种变换域U色度帧内预测编码系统结构图;所述系统包括:空间域U色度信息块划分模块、变换域子块获取模块、变换域帧内预测模块、帧内预测误差计算模块、最佳帧内预测模式获取模块,
空间域U色度信息块划分模块,用于按变换模块中变换矩阵大小,将当前编码块的空间域U色度信息块(原始块)划分成为分块矩阵;
变换域子块获取模块,用于对当前编码块的每个空间域子块进行变换,获取相应的当前编码块的变换域子块;
帧内预测误差计算模块,用于对当前编码块的每个变换域子块进行变换域帧内预测;
帧内预测误差计算模块,用于在每一种预测模式组合下,累加当前编码块所有变换域子块对应的误差作为当前编码块在该种预测模式组合下的帧内预测误差;
最佳帧内预测模式获取模块,用于对当前编码块进行常规的RDO,获取最佳帧内预测模式,完成当前编码块的变换域帧内预测。
进一步地,所述“按变换模块中变换矩阵大小,将当前编码块的空间域U色度信息块(原始块)划分成为分块矩阵;”具体如下:
U ( 1,1 ) U ( 1,2 ) · · · U ( 1 , m ′ ) U ( 2,1 ) U ( 2,2 ) · · · U ( 2 , m ′ ) · · · · · · · · · · · · U ( m ′ , 1 ) U ( m ′ , 2 ) · · · U ( m ′ , m ′ ) = u ( 1,1 ) u ( 1 , 2 ) · · · u ( 1 , m ) u ( 2,1 ) u ( 2 , 2 ) · · · u ( 2 , m ) · · · · · · · · · · · · u ( m , 1 ) u ( m , 2 ) · · · u ( m , m ) .
其中, U ( i , j ) = u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) , I=(i-1)*k,J=(j-1)*k,m′=m/k,1≤i≤m/k,1≤j≤m/k。
其中, u ( 1,1 ) u ( 1 , 2 ) · · · u ( 1 , m ) u ( 2,1 ) u ( 2 , 2 ) · · · u ( 2 , m ) · · · · · · · · · · · · u ( m , 1 ) u ( m , 2 ) · · · u ( m , m ) 为原始矩阵,表示当前编码块的空间域U色度值矩阵,简称为当前编码块的空间域信息块,其为(m)×(m)的矩阵,m表示当前编码块的空间域U色度值矩阵的行数和列数,m≥8;u(i1,j1)表示当前编码块的空间域信息块第i1行第j1列的U色度值,1≤i1≤m、1≤j1≤m;
U ( 1,1 ) U ( 1,2 ) · · · U ( 1 , m ′ ) U ( 2,1 ) U ( 2,2 ) · · · U ( 2 , m ′ ) · · · · · · · · · · · · U ( m ′ , 1 ) U ( m ′ , 2 ) · · · U ( m ′ , m ′ ) 为分块矩阵,其为(m/k)×(m/k)的分块矩阵;
u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) 表示当前编码块的空间域信息块第i行第j列的子块(简称为当前编码块第i行第j列空间域子块),记为U(i,j);其为(k)×(k)的矩阵,k表示变换模块中变换矩阵的行数和列数,k≤8;
I、J、m′是为了方便表示公式而设置的三个中间变量符号;u(I+i2,J+j2)表示当前编码块的空间域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k。
进一步地,所述“对当前编码块的每个空间域子块进行变换,获取相应的当前编码块的变换域子块”具体为:
ut ( I + 1 , J + 1 ) ut ( I + 1 , J + 2 ) · · · ut ( I + 1 , J + k ) ut ( I + 2 , J + 1 ) ut ( I + 2 , J + 2 ) · · · ut ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · ut ( I + k , J + 1 ) ut ( I + k , J + 2 ) · · · ut ( I + k , J + k ) = C * u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) * C T ,I=(i-1)*k,J=(j-1)*k,m′=m/k,1≤i≤m/k,1≤j≤m/k。
其中, C = c ( 1,1 ) c ( 1 , 2 ) · · · c ( 1 , k ) c ( 2,1 ) c ( 2 , 2 ) · · · c ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · c ( k , 1 ) c ( k , 2 ) · · · c ( k , k ) 表示变换矩阵,c(ic,jc)为变换矩阵第ic行第jc列的数值,1≤ic≤k,1≤jc≤k,CT表示变换矩阵的转置矩阵;变换矩阵可
以根据不同编码器的变换模块来选择,例如H.264中的DCT变换矩阵。
全文中, u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) 表示当前编码块的空间域信息块第i行第j列子块,简称为当前编码块第i行第j列空间域子块;u(I+i2,J+j2)表示当前编码块的空间域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
ut ( I + 1 , J + 1 ) ut ( I + 1 , J + 2 ) · · · ut ( I + 1 , J + k ) ut ( I + 2 , J + 1 ) ut ( I + 2 , J + 2 ) · · · ut ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · ut ( I + k , J + 1 ) ut ( I + k , J + 2 ) · · · ut ( I + k , J + k ) 表示当前编码块的变换域信息块第i行第j列子块,简称为当前编码块第i行第j列变换域子块,ut(I+i2,J+j2)表示当前编码块的变换域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
ut(I+i2,J+j2)是ut(I+i2,J+j2)经过变换以后,获取的当前编码块的变换域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值。
进一步地,所述变换域帧内预测模块还包括number值初始化模块、查找模块、中间帧内预测模块、判断模块,(图6是变换域帧内预测模块的详细结构图)
number值初始化模块,用于初始化number;
number表示变换域子块最多进行帧内预测寻优次数,由编码器自行设置,number初始值越大,计算量越大,性能相应提升越多,一般0≤number≤k*k/2。
查找模块,用于找到当前编码块的当前变换域子块中值最大的number个数据;
中间帧内预测模块,用于对所述number个数据中的每一个数据利用第一预测模式组中的四种预测模式分别进行中间帧内预测;然后再对当前编码块的当前变换域子块中余下所有数据利用第一预测模式组中的四种预测模式统一进行中间帧内预测;
其中,所述第一预测模式组中具体包括以下四种预测模式:
模式一:变换域左侧预测模式
如果D(i)已编码,则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugleft(I+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式二:变换域上侧预测模式
如果B(j)已编码,则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugup(m-k+i2,J+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式三:变换域左上侧预测模式
如果A已编码,则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式四:变换域右上侧预测模式
如果E已编码,则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugright_up(m-k+i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
其中,p_ut(I+i2,J+j2)表示ut(I+i2,J+j2)的变换域预测值;
ugleft(I+i2,m-k+j2):当前编码块左侧预测块第i行第m/k列子块的变换域信息块第I+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;
ugup(m-k+i2,J+j2):表示当前编码块上侧预测块第m/k行第j列子块的变换域信息块第m-k+i2行第J+j2列的U色度重构值;
ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2):表示当前编码块左上侧预测块第m/k行第m/k列子块的变换域信息块第m-k+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;
ugright_up(m-k+i2,j2):表示当前编码块右上侧预测块第m/k行第1列子块的变换域信息块第m-k+i2行第j2列的U色度重构值;
128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) × ( k ) 表示由(k)×(k)个等于128的值构成的矩阵,称为基本空间域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) 表示基本变换域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) = C * 128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) x ( k ) * C T ; ut128(i2,j2):表示基本变换域信息块第i2行第j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k。
所述“中间帧内预测”具体实现方法为:求取处理对象用第一预测模式组中模式一到模式四进行预测的四个误差。
所述“对所述当前变换域子块中值最大的number个数据利用第一预测模式组中的四种预测模式都分别进行中间帧内预测”,即对number个数据中每一个数据依次进行一次“中间帧内预测”,此时每一个数据就是一次“中间帧内预测”中的处理对象,求取number个数据中每一个数据的对应的四个误差。
所述“然后再对对当前编码块的当前变换域子块中余下所有数据利用第一预测模式组中的四种预测模式进行统一中间帧内预测”,即对余下所有数据进行一次“中间帧内预测”,此时余下所有数据就是“中间帧内预测”中的处理对象,求取余下所有数据对应的四个误差。
判断模块,用于判断当前编码块的每个变换域子块是否都已经进行了变换域帧内预测,若是,则进入帧内预测误差计算模块;若否,则进入查找模块;
实施例4(解码方法1对应的系统)
图7是本发明优选实施例4一种变换域U色度帧内预测解码系统结构图;所述系统包括:熵解码模块、重排序模块、反量化模块、解码块变换域帧内预测值获取模块、解码块变换域重构值获取模块、解码块空间域重构值获取模块、滤波模块。
熵解码模块,用于对当前解码块的码流进行熵解码;
重排序模块,用于对熵解码后的当前解码块的码流进行重排序;
反量化模块,用于对重排序后当前解码块的码流进行反量化;
解码块变换域帧内预测值获取模块,用于根据当前解码块的帧内预测模式,按第二预测模式组中的四种预测模式进行变换域帧内预测,获取当前解码块的变换域帧内预测值;
解码块变换域重构值获取模块,用于将当前解码块的变换域帧内预测值与反量化模块中反量化后的当前解码块的码流数据累加,获取当前解码块的变换域重构值。
解码块空间域重构值获取模块,用于对当前解码块的变换域重构值进行的反变换,获取当前解码块的空间域重构值;
滤波模块,用于对当前解码块的空间域重构值进行滤波,完成当前解码块的解码。
进一步地,所述第一解码块变换域帧内预测值获取模块中,所述第二预测模式组包括以下四种模式:
模式一:变换域左侧预测模式
如果D(i)’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugleft(I+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
模式二:变换域上侧预测模式
如果B(j)’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugup(m-k+i2,J+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
模式三:变换域左上侧预测模式
如果A’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
模式四:变换域右上侧预测模式
如果E’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugright_up(m-k+i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
其中,p_utdec(I+i2,J+j2)表示当前解码块的变换域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值的变换域预测值;ugleft(I+i2,m-k+j2)′:当前编码块左侧预测块第i行第m/k列子块的变换域信息块第I+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;
ugup(m-k+i2,jk+j2)′表示当前编码块上侧预测块第m/k行第j列子块的变换域信息块第m-k+i2行第J+j2列的U色度重构值;ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2)′表示当前编码块左上侧预测块第m/k行第m/k列子块的变换域信息块第m-k+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;ugright_up(m-k+i2,j2)′表示当前编码块右上侧预测块第m/k行第1列子块的变换域信息块第m-k+i2行第j2列的U色度重构值;I=(i-1)*k,J=(j-1)*k,1≤i≤m/k,1≤j≤m/k。
128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) × ( k ) 表示由(k)×(k)个等于128的值构成的矩阵,称为基本空间域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) 表示基本变换域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) = C * 128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) x ( k ) * C T ; ut128(i2,j2):表示基本变换域信息块第i2行第j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k。
实施例5(编码方法2)
图8是本发明优选实施例5一种变换域U色度帧内预测编码方法流程图;所述编码方法包括以下步骤,
S301:按变换模块中变换矩阵大小,将当前编码块的空间域U色度信息块(原始块)划分成为分块矩阵;具体如下:
U ( 1,1 ) U ( 1,2 ) · · · U ( 1 , m ′ ) U ( 2,1 ) U ( 2,2 ) · · · U ( 2 , m ′ ) · · · · · · · · · · · · U ( m ′ , 1 ) U ( m ′ , 2 ) · · · U ( m ′ , m ′ ) = u ( 1,1 ) u ( 1 , 2 ) · · · u ( 1 , m ) u ( 2,1 ) u ( 2 , 2 ) · · · u ( 2 , m ) · · · · · · · · · · · · u ( m , 1 ) u ( m , 2 ) · · · u ( m , m ) .
其中, U ( i , j ) = u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) , I=(i-1)*k,J=(j-1)*k,m′=m/k,1≤i≤m/k,1≤j≤m/k。
其中, u ( 1,1 ) u ( 1 , 2 ) · · · u ( 1 , m ) u ( 2,1 ) u ( 2 , 2 ) · · · u ( 2 , m ) · · · · · · · · · · · · u ( m , 1 ) u ( m , 2 ) · · · u ( m , m ) 为原始矩阵,表示当前编码块的空间域U色度值矩阵,简称为当前编码块的空间域信息块,其为(m)×(m)的矩阵,m表示当前编码块的空间域U色度值矩阵的行数和列数,m≥8;u(i1,j1)表示当前编码块的空间域信息块第i1行第j1列的U色度值,1≤i1≤m、1≤j1≤m;
U ( 1,1 ) U ( 1,2 ) · · · U ( 1 , m ′ ) U ( 2,1 ) U ( 2,2 ) · · · U ( 2 , m ′ ) · · · · · · · · · · · · U ( m ′ , 1 ) U ( m ′ , 2 ) · · · U ( m ′ , m ′ ) 为分块矩阵,其为(m/k)×(m/k)的分块矩阵;
u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) 表示当前编码块的空间域信息块第i行第j列的子块(简称为当前编码块第i行第j列空间域子块),记为U(i,j);其为(k)×(k)的矩阵,k表示变换模块中变换矩阵的行数和列数,k≤8;
I、J、m′是为了方便表示公式而设置的三个中间变量符号;u(I+i2,J+j2)表示当前编码块的空间域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k。
步骤S301的作用其实就是将(m)×(m)的原始矩阵 u ( 1,1 ) u ( 1 , 2 ) · · · u ( 1 , m ) u ( 2,1 ) u ( 2 , 2 ) · · · u ( 2 , m ) · · · · · · · · · · · · u ( m , 1 ) u ( m , 2 ) · · · u ( m , m ) 划分成由(m/k)×(m/k)个大小为(k)×(k)子块构成的分块矩阵 U ( 1,1 ) U ( 1,2 ) · · · U ( 1 , m ′ ) U ( 2,1 ) U ( 2,2 ) · · · U ( 2 , m ′ ) · · · · · · · · · · · · U ( m ′ , 1 ) U ( m ′ , 2 ) · · · U ( m ′ , m ′ ) , 然后用分块矩阵表示原始矩阵。
S302:对当前编码块的每个空间域子块进行变换,获取相应的当前编码块的变换域子块。
ut ( I + 1 , J + 1 ) ut ( I + 1 , J + 2 ) · · · ut ( I + 1 , J + k ) ut ( I + 2 , J + 1 ) ut ( I + 2 , J + 2 ) · · · ut ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · ut ( I + k , J + 1 ) ut ( I + k , J + 2 ) · · · ut ( I + k , J + k ) = C * u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) * C T ,I=(i-1)*k,J=(j-1)*k,m′=m/k,1≤i≤m/k,1≤j≤m/k。
其中, C = c ( 1,1 ) c ( 1 , 2 ) · · · c ( 1 , k ) c ( 2,1 ) c ( 2 , 2 ) · · · c ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · c ( k , 1 ) c ( k , 2 ) · · · c ( k , k ) 表示变换矩阵,c(ic,jc)为变换矩阵第ic行第jc列的数值,1≤ic≤k,1≤jc≤k,CT表示变换矩阵的转置矩阵;变换矩阵可
以根据不同编码器的变换模块来选择,例如H.264中的DCT变换矩阵。
全文中, u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) 表示当前编码块的空间域信息块第i行第j列子块,简称为当前编码块第i行第j列空间域子块;u(I+i2,J+j2)表示当前编码块的空间域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
ut ( I + 1 , J + 1 ) ut ( I + 1 , J + 2 ) · · · ut ( I + 1 , J + k ) ut ( I + 2 , J + 1 ) ut ( I + 2 , J + 2 ) · · · ut ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · ut ( I + k , J + 1 ) ut ( I + k , J + 2 ) · · · ut ( I + k , J + k ) 表示当前编码块的变换域信息块第i行第j列子块,简称为当前编码块第i行第j列变换域子块,ut(I+i2,J+j2)表示当前编码块的变换域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
ut(I+i2,J+j2)是ut(I+i2,J+j2)经过变换以后,获取的当前编码块的变换域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值。
S303:对当前编码块的变换域信息块进行量化。
S304:对当前编码块的每个变换域子块进行变换域帧内预测。具体包括以下步骤,图9是图8流程图中步骤S304的方法流程图;
S3040:初始化number。
number表示变换域子块最多进行帧内预测寻优次数,由编码器自行设置,number初始值越大,计算量越大,性能相应提升越多,一般0≤number≤k*k/2。
S3041:找到当前编码块的当前变换域子块中值最大的number个数据。
S3042:对这number个数据中的每一个数据利用第三预测模式组中的四种预测模式分别进行中间帧内预测;然后再对对当前编码块的当前变换域子块中余下所有数据利用第三预测模式组中的四种预测模式统一进行中间帧内预测。
其中,第三预测模式组中的四种预测模式具体如下:
模式一:变换域左侧预测模式
如果(Di已编码),则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugleft(I+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式二:变换域上侧预测模式
如果(Bj已编码),则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugup(m-k+i2,J+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式三:变换域左上侧预测模式
如果(A已编码),则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式四:变换域右上侧预测模式
如果(E已编码),则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugright_up(m-k+i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
其中,p_ut(I+i2,J+j2)表示ut(I+i2,J+j2)的变换域预测值;
ugleft(I+i2,m-k+j2):当前编码块左侧预测块第i行第m/k列子块的变换域信息块第I+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;
ugup(m-k+i2,J+j2):表示当前编码块上侧预测块第m/k行第j列子块的变换域信息块第m-k+i2行第J+j2列的U色度重构值;
ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2):表示当前编码块左上侧预测块第m/k行第m/k列子块的变换域信息块第m-k+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;
ugright_up(m-k+i2,j2):表示当前编码块右上侧预测块第m/k行第1列子块的变换域信息块第m-k+i2行第j2列的U色度重构值;
128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) × ( k ) 表示由(k)×(k)个等于128的值构成的矩阵,称为基本空间域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) 表示基本变换域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) = C * 128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) x ( k ) * C T ; ut128(i2,j2):表示基本变换域信息块第i2行第j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k。
ug 128 ( 1,1 ) ug 128 ( 1 , 2 ) · · · ug 128 ( 1 , k ) ug 128 ( 2,1 ) ug 128 ( 2 , 2 ) · · · ug 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ug 128 ( k , 1 ) ug 128 ( k , 2 ) · · · ug 128 ( k , k ) 表示基本变换域信息块的重构块;
Figure BDA00003621345600243
即对基本变换域信息块进行量化操作,获取的就是基本变换域信息块的重构块;ug128(i,j)是对ut128(i,j)进行量化后获取的基本变换域信息块的重构块第i行第j列的重构值。
所述“中间帧内预测”具体实现方法为:求取处理对象用第三预测模式组中模式一到模式四进行预测的四个误差。
所述“对所述当前变换域子块中值最大的number个数据利用第三预测模式组中的四种预测模式都分别进行中间帧内预测”,即对number个数据中每一个数据依次进行一次“中间帧内预测”,此时每一个数据就是一次“中间帧内预测”中的处理对象,求取number个数据中每一个数据的对应的四个误差。
所述“然后再对对当前编码块的当前变换域子块中余下所有数据利用第三预测模式组中的四种预测模式进行统一中间帧内预测”,即对余下所有数据进行一次“中间帧内预测”,此时余下所有数据就是“中间帧内预测”中的处理对象,求取余下所有数据对应的四个误差。
S3043:判断当前编码块的每个变换域子块是否都已经进行了变换域帧内预测,若是,则进入S305;若否,则进入S3041,即对当前编码块的下一个变换域子块进行变换域帧内预测。
S305:在每一种预测模式组合下,累加当前编码块所有变换域子块对应的误差作为当前编码块在该种预测模式组合下的帧内预测误差。
每一种预测模式组合包括:“一种number个数据的预测模式”和“一种余下数据的预测模式”;
在“一种number个数据的预测模式”中,所述number个数据中每个数据可采用所述第三预测模式组中的四种模式中的任意一种,所述number个数据中每个数据采用的模式可相同也可不同;所述余下数据也可采用所述第三预测模式组中的四种模式中的任意一种。
例如:假设number=3,所述number个数据分别为a、b、c,所述余下数据为d;其中一种预测模式组合为:“a在模式一+b在模式三+c在模式四”+d在模式二;a、b、c三个数据可分别采用所述第三预测模式组中的四种模式中的任意一种,d数据也可采用所述四种模式中的任意一种。
S306:进行常规的RDO(Rate Distortion Optimisation)获取最佳帧内预测模式,完成当前编码块的变换域帧内预测。
实施例6(解码方法2)
图10是本发明优选实施例6一种变换域U色度帧内预测解码方法流程图(实施例6是基于实施例5一种变换域U色度帧内预测编码方法,提出相应的一种变换域U色度帧内预测解码方法);所述方法包括以下步骤:
S401:对当前解码块的码流进行熵解码、重排序。
S402:根据当前解码块的帧内预测模式,按第四预测模式组中的四种预测模式进行变换域帧内预测,获取当前解码块的变换域帧内预测值。
所述第四预测模式组具体包括以下四种预测模式:
模式一:变换域左侧预测模式
如果D(i)’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugleft(I+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
模式二:变换域上侧预测模式
如果B(j)’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugup(m-k+i2,J+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
模式三:变换域左上侧预测模式
如果A’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
模式四:变换域右上侧预测模式
如果E’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugright_up(m-k+i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
其中,p_utdec(I+i2,J+j2)表示当前解码块的变换域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值的变换域预测值;ugleft(I+i2,m-k+j2)′:当前编码块左侧预测块第i行第m/k列子块的变换域信息块第I+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;
ugup(m-k+i2,jk+j2)′表示当前编码块上侧预测块第m/k行第j列子块的变换域信息块第m-k+i2行第J+j2列的U色度重构值;ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2)′表示当前编码块左上侧预测块第m/k行第m/k列子块的变换域信息块第m-k+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;ugright_up(m-k+i2,j2)′表示当前编码块右上侧预测块第m/k行第1列子块的变换域信息块第m-k+i2行第j2列的U色度重构值;I=(i-1)*k,J=(j-1)*k,1≤i≤m/k,1≤j≤m/k。
128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) × ( k ) 表示由(k)×(k)个等于128的值构成的矩阵,称为基本空间域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) 表示基本变换域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) = C * 128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) x ( k ) * C T ; ut128(i2,j2):表示基本变换域信息块第i2行第j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k。
ug 128 ( 1,1 ) ug 128 ( 1 , 2 ) · · · ug 128 ( 1 , k ) ug 128 ( 2,1 ) ug 128 ( 2 , 2 ) · · · ug 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ug 128 ( k , 1 ) ug 128 ( k , 2 ) · · · ug 128 ( k , k ) 表示基本变换域信息块的重构块;
Figure BDA00003621345600265
即对基本变换域信息块进行量化操作,获取的就是基本变换域信息块的重构块;ug128(i,j)是对ut128(i,j)进行量化后获取的基本变换域信息块的重构块第i行第j列的重构值。
S403:将当前解码块的变换域帧内预测值与S401中获取的当前解码块重排序的数据累加,获取当前解码块的变换域重构值。
S404:对当前解码块的变换域重构值进行反量化、然后再进行(k)×(k)的反变换,获取当前解码块的空间域重构值。
S405:当前解码块的空间域重构值进行滤波,完成当前解码块的解码。
实施例7(编码方法2对应的系统)
图11是本发明优选实施例7一种变换域U色度帧内预测编码系统结构图;
所述系统包括:空间域U色度信息块划分模块、变换域子块获取模块、量化模块、第二变换域帧内预测模块、帧内预测误差计算模块、最佳帧内预测模式获取模块;
空间域U色度信息块划分模块,用于按变换模块中变换矩阵大小,将当前编码块的空间域U色度信息块(原始块)划分成为分块矩阵;
变换域子块获取模块,用于对当前编码块的每个空间域子块进行变换,获取相应的当前编码块的变换域子块;
量化模块,用于对当前编码块的变换域信息块进行量化;
第二变换域帧内预测模块,用于对当前编码块的每个变换域子块进行变换域帧内预测;
帧内预测误差计算模块,用于在每一种预测模式组合下,累加当前编码块所有变换域子块对应的误差作为当前编码块在该种预测模式组合下的帧内预测误差;
最佳帧内预测模式获取模块,对当前编码块进行常规的RDO(RateDistortion Optimisation)获取最佳帧内预测模式,完成当前编码块的变换域帧内预测。
进一步地,所述按变换模块中变换矩阵大小,将当前编码块的空间域U色度信息块(原始块)划分成为分块矩阵;具体如下:
U ( 1,1 ) U ( 1,2 ) · · · U ( 1 , m ′ ) U ( 2,1 ) U ( 2,2 ) · · · U ( 2 , m ′ ) · · · · · · · · · · · · U ( m ′ , 1 ) U ( m ′ , 2 ) · · · U ( m ′ , m ′ ) = u ( 1,1 ) u ( 1 , 2 ) · · · u ( 1 , m ) u ( 2,1 ) u ( 2 , 2 ) · · · u ( 2 , m ) · · · · · · · · · · · · u ( m , 1 ) u ( m , 2 ) · · · u ( m , m ) .
其中, U ( i , j ) = u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) , I=(i-1)*k,J=(j-1)*k,m′=m/k,1≤i≤m/k,1≤j≤m/k。
其中, u ( 1,1 ) u ( 1 , 2 ) · · · u ( 1 , m ) u ( 2,1 ) u ( 2 , 2 ) · · · u ( 2 , m ) · · · · · · · · · · · · u ( m , 1 ) u ( m , 2 ) · · · u ( m , m ) 为原始矩阵,表示当前编码块的空间域U色度值矩阵,简称为当前编码块的空间域信息块,其为(m)×(m)的矩阵,m表示当前编码块的空间域U色度值矩阵的行数和列数,m≥8;u(i1,j1)表示当前编码块的空间域信息块第i1行第j1列的U色度值,1≤i1≤m、1≤j1≤m;
U ( 1,1 ) U ( 1,2 ) · · · U ( 1 , m ′ ) U ( 2,1 ) U ( 2,2 ) · · · U ( 2 , m ′ ) · · · · · · · · · · · · U ( m ′ , 1 ) U ( m ′ , 2 ) · · · U ( m ′ , m ′ ) 为分块矩阵,其为(m/k)×(m/k)的分块矩阵;
u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) 表示当前编码块的空间域信息块第i行第j列的子块(简称为当前编码块第i行第j列空间域子块),记为U(i,j);其为(k)×(k)的矩阵,k表示变换模块中变换矩阵的行数和列数,k≤8;
I、J、m′是为了方便表示公式而设置的三个中间变量符号;u(I+i2,J+j2)表示当前编码块的空间域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k。
步骤S301的作用其实就是将(m)×(m)的原始矩阵 u ( 1,1 ) u ( 1 , 2 ) · · · u ( 1 , m ) u ( 2,1 ) u ( 2 , 2 ) · · · u ( 2 , m ) · · · · · · · · · · · · u ( m , 1 ) u ( m , 2 ) · · · u ( m , m ) 划分成由(m/k)×(m/k)个大小为(k)×(k)子块构成的分块矩阵 U ( 1,1 ) U ( 1,2 ) · · · U ( 1 , m ′ ) U ( 2,1 ) U ( 2,2 ) · · · U ( 2 , m ′ ) · · · · · · · · · · · · U ( m ′ , 1 ) U ( m ′ , 2 ) · · · U ( m ′ , m ′ ) , 然后用分块矩阵表示原始矩阵。
S302:对当前编码块的每个空间域子块进行变换,获取相应的当前编码块的变换域子块。
ut ( I + 1 , J + 1 ) ut ( I + 1 , J + 2 ) · · · ut ( I + 1 , J + k ) ut ( I + 2 , J + 1 ) ut ( I + 2 , J + 2 ) · · · ut ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · ut ( I + k , J + 1 ) ut ( I + k , J + 2 ) · · · ut ( I + k , J + k ) = C * u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) * C T ,I=(i-1)*k,J=(j-1)*k,m′=m/k,1≤i≤m/k,1≤j≤m/k。
其中, C = c ( 1,1 ) c ( 1 , 2 ) · · · c ( 1 , k ) c ( 2,1 ) c ( 2 , 2 ) · · · c ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · c ( k , 1 ) c ( k , 2 ) · · · c ( k , k ) 表示变换矩阵,c(ic,jc)为变换矩阵第ic行第jc列的数值,1≤ic≤k,1≤jc≤k,CT表示变换矩阵的转置矩阵;变换矩阵可
以根据不同编码器的变换模块来选择,例如H.264中的DCT变换矩阵。
全文中, u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) 表示当前编码块的空间域信息块第i行第j列子块,简称为当前编码块第i行第j列空间域子块;u(I+i2,J+j2)表示当前编码块的空间域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
ut ( I + 1 , J + 1 ) ut ( I + 1 , J + 2 ) · · · ut ( I + 1 , J + k ) ut ( I + 2 , J + 1 ) ut ( I + 2 , J + 2 ) · · · ut ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · ut ( I + k , J + 1 ) ut ( I + k , J + 2 ) · · · ut ( I + k , J + k ) 表示当前编码块的变换域信息块第i行第j列子块,简称为当前编码块第i行第j列变换域子块,ut(I+i2,J+j2)表示当前编码块的变换域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
ut(I+i2,J+j2)是ut(I+i2,J+j2)经过变换以后,获取的当前编码块的变换域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值。
进一步地,所述第二变换域帧内预测模块还包括:number初始值模块、查找模块、第二中间帧内预测模块、判断模块(图12是图11编码系统中第二变换域帧内预测模块的详细结构图),
number初始值模块,用于初始化number。
number表示变换域子块最多进行帧内预测寻优次数,由编码器自行设置,number初始值越大,计算量越大,性能相应提升越多,一般0≤number≤k*k/2。
查找模块,用于找到当前编码块的当前变换域子块中值最大的number个数据;
第二中间帧内预测模块,用于对所述number个数据中的每一个数据利用第三预测模式组中的四种预测模式分别进行中间帧内预测;然后再对对当前编码块的当前变换域子块中余下所有数据利用第三预测模式组中的四种预测模式统一进行中间帧内预测;
判断模块,用于判断当前编码块的每个变换域子块是否都已经进行了变换域帧内预测,若是,则进入帧内预测误差计算模块;若否,则进入查找模块;
进一步地,第三预测模式组中的四种预测模式具体如下:
模式一:变换域左侧预测模式
如果(Di已编码),则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugleft(I+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式二:变换域上侧预测模式
如果(Bj已编码),则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugup(m-k+i2,J+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式三:变换域左上侧预测模式
如果(A已编码),则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式四:变换域右上侧预测模式
如果(E已编码),则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugright_up(m-k+i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
其中,p_ut(I+i2,J+j2)表示ut(I+i2,J+j2)的变换域预测值;
ugleft(I+i2,m-k+j2):当前编码块左侧预测块第i行第m/k列子块的变换域信息块第I+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;
ugup(m-k+i2,J+j2):表示当前编码块上侧预测块第m/k行第j列子块的变换域信息块第m-k+i2行第J+j2列的U色度重构值;
ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2):表示当前编码块左上侧预测块第m/k行第m/k列子块的变换域信息块第m-k+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;
ugright_up(m-k+i2,j2):表示当前编码块右上侧预测块第m/k行第1列子块的变换域信息块第m-k+i2行第j2列的U色度重构值;
128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) × ( k ) 表示由(k)×(k)个等于128的值构成的矩阵,称为基本空间域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) 表示基本变换域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) = C * 128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) x ( k ) * C T ; ut128(i2,j2):表示基本变换域信息块第i2行第j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k。
ug 128 ( 1,1 ) ug 128 ( 1 , 2 ) · · · ug 128 ( 1 , k ) ug 128 ( 2,1 ) ug 128 ( 2 , 2 ) · · · ug 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ug 128 ( k , 1 ) ug 128 ( k , 2 ) · · · ug 128 ( k , k ) 表示基本变换域信息块的重构块;
Figure BDA00003621345600315
即对基本变换域信息块进行量化操作,获取的就是基本变换域信息块的重构块;ug128(i,j)是对ut128(i,j)进行量化后获取的基本变换域信息块的重构块第i行第j列的重构值。
所述“中间帧内预测”具体实现方法为:求取处理对象用第三预测模式组中模式一到模式四进行预测的四个误差。
所述“对所述当前变换域子块中值最大的number个数据利用第三预测模式组中的四种预测模式都分别进行中间帧内预测”,即对number个数据中每一个数据依次进行一次“中间帧内预测”,此时每一个数据就是一次“中间帧内预测”中的处理对象,求取number个数据中每一个数据的对应的四个误差。
所述“然后再对对当前编码块的当前变换域子块中余下所有数据利用第三预测模式组中的四种预测模式进行统一中间帧内预测”,即对余下所有数据进行一次“中间帧内预测”,此时余下所有数据就是“中间帧内预测”中的处理对象,求取余下所有数据对应的四个误差。
所述“帧内预测误差计算模块”中,所述每一种预测模式组合包括:“一种number个数据的预测模式”和“一种余下数据的预测模式”;
在“一种number个数据的预测模式”中,所述number个数据中每个数据可采用所述第三预测模式组中的四种模式中的任意一种,所述number个数据中每个数据采用的模式可相同也可不同;所述余下数据也可采用所述第三预测模式组中的四种模式中的任意一种。
实施例8(解码方法2对应的系统)
图13是本发明优选实施例8一种变换域U色度帧内预测解码系统结构图;所述系统包括:熵解码模块、重排序模块、第二解码块变换域帧内预测值获取模块、第二解码块变换域重构值获取模块、第二解码块空间域重构值获取模块、滤波模块。
熵解码模块,用于对当前解码块的码流进行熵解码;
重排序模块,用于对熵解码后的当前解码块的码流进行重排序;
第二解码块变换域帧内预测值获取模块,用于根据当前解码块的帧内预测模式,按第四预测模式组中的四种预测模式进行变换域帧内预测,获取当前解码块的变换域帧内预测值;
第二解码块变换域重构值获取模块,用于将当前解码块的变换域帧内预测值与重排序模块中获取的当前解码块重排序的数据进行累加,获取当前解码块的变换域重构值;
第二解码块空间域重构值获取模块,用于对当前解码块的变换域重构值进行反量化、然后再进行(k)×(k)的反变换,获取当前解码块的空间域重构值;
滤波模块,用于对当前解码块的空间域重构值进行滤波,完成当前解码块的解码。
进一步地,所述所述第第四预测模式组具体包括以下四种预测模式:
模式一:变换域左侧预测模式
如果D(i)’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugleft(I+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
模式二:变换域上侧预测模式
如果B(j)’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugup(m-k+i2,J+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
模式三:变换域左上侧预测模式
如果A’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
模式四:变换域右上侧预测模式
如果E’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugright_up(m-k+i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
其中,p_utdec(I+i2,J+j2)表示当前解码块的变换域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值的变换域预测值;ugleft(I+i2,m-k+j2)′:当前编码块左侧预测块第i行第m/k列子块的变换域信息块第I+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;
ugup(m-k+i2,jk+j2)′表示当前编码块上侧预测块第m/k行第j列子块的变换域信息块第m-k+i2行第J+j2列的U色度重构值;ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2)′表示当前编码块左上侧预测块第m/k行第m/k列子块的变换域信息块第m-k+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;ugright_up(m-k+i2,j2)′表示当前编码块右上侧预测块第m/k行第1列子块的变换域信息块第m-k+i2行第j2列的U色度重构值;I=(i-1)*k,J=(j-1)*k,1≤i≤m/k,1≤j≤m/k。
128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) × ( k ) 表示由(k)×(k)个等于128的值构成的矩阵,称为基本空间域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) 表示基本变换域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) = C * 128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) x ( k ) * C T ; ut128(i2,j2):表示基本变换域信息块第i2行第j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k。
ug 128 ( 1,1 ) ug 128 ( 1 , 2 ) · · · ug 128 ( 1 , k ) ug 128 ( 2,1 ) ug 128 ( 2 , 2 ) · · · ug 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ug 128 ( k , 1 ) ug 128 ( k , 2 ) · · · ug 128 ( k , k ) 表示基本变换域信息块的重构块;
Figure BDA00003621345600344
即对基本变换域信息块进行量化操作,获取的就是基本变换域信息块的重构块;ug128(i,j)是对ut128(i,j)进行量化后获取的基本变换域信息块的重构块第i行第j列的重构值。
实施例9
一种变换域V色度帧内预测编码方法,所述编码方法与实施例1的一种变换域U色度帧内预测编码方法步骤相同,将实施例1中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”即可,详细方法在此不再赘述;
实施例10
一种变换域V色度帧内预测解码方法,所述解码方法与实施例2的一种变换域U色度帧内预测解码方法步骤相同,将实施例2中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”即可,详细方法在此不再赘述;
实施例11
一种变换域V色度帧内预测编码系统,所述编码系统与实施例3的一种变换域U色度帧内预测编码系统结构相同,将实施例3中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”即可,详细方法在此不再赘述;
实施例12
一种变换域V色度帧内预测解码系统,所述解码系统与实施例4的一种变换域U色度帧内预测解码系统结构相同,将实施例4中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”即可,详细方法在此不再赘述;
实施例13
一种变换域V色度帧内预测编码方法,所述编码方法与实施例5的一种变换域U色度帧内预测编码方法步骤相同,将实施例5中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”即可,详细方法在此不再赘述;
实施例14
一种变换域V色度帧内预测解码方法,所述解码方法与实施例6的一种变换域U色度帧内预测解码方法步骤相同,将实施例6中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”即可,详细方法在此不再赘述;
实施例15
一种变换域V色度帧内预测编码系统,所述编码系统与实施例7的一种变换域U色度帧内预测编码系统结构相同,将实施例7中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”即可,详细方法在此不再赘述;
实施例16
一种变换域V色度帧内预测解码系统,所述解码系统与实施例8的一种变换域U色度帧内预测解码系统结构相同,将实施例8中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”即可,详细方法在此不再赘述。
本领域的普通技术人员可以理解,实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序指令相关硬件来完成的,所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中,所述的存储介质可以为ROM、RAM、磁盘、光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (35)

1.一种变换域色度帧内预测编码方法,其特征在于,其包括变换域U色度帧内预测编码方法和变换域V色度帧内预测编码方法,所述变换域U色度帧内预测编码方法包括以下步骤:
按变换模块中变换矩阵大小,将当前编码块的空间域U色度信息块划分成为分块矩阵;
对当前编码块的每个空间域子块进行变换,获取相应的当前编码块的变换域子块;
对当前编码块的每个变换域子块进行变换域帧内预测;
在每一种预测模式组合下,累加当前编码块所有变换域子块对应的误差作为当前编码块在该种预测模式组合下的帧内预测误差;
对当前编码块进行常规的RDO获取最佳帧内预测模式,完成当前编码块的变换域帧内预测;
变换域V色度帧内预测编码方法与变换域U色度帧内预测编码方法相同,将变换域U色度帧内预测编码方法中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”即可。
2.如权利要求1所述的一种变换域色度帧内预测编码方法,其特征在于,变换域U色度帧内预测编码方法中,所述“按变换模块中变换矩阵大小,将当前编码块的空间域U色度信息块划分成为分块矩阵”具体为:
U ( 1,1 ) U ( 1,2 ) · · · U ( 1 , m ′ ) U ( 2,1 ) U ( 2,2 ) · · · U ( 2 , m ′ ) · · · · · · · · · · · · U ( m ′ , 1 ) U ( m ′ , 2 ) · · · U ( m ′ , m ′ ) = u ( 1,1 ) u ( 1 , 2 ) · · · u ( 1 , m ) u ( 2,1 ) u ( 2 , 2 ) · · · u ( 2 , m ) · · · · · · · · · · · · u ( m , 1 ) u ( m , 2 ) · · · u ( m , m ) ,
其中, U ( i , j ) = u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) , I=(i-1)*k,J=(j-1)*k,m′=m/k,1≤i≤m/k,1≤j≤m/k;
其中, u ( 1,1 ) u ( 1 , 2 ) · · · u ( 1 , m ) u ( 2,1 ) u ( 2 , 2 ) · · · u ( 2 , m ) · · · · · · · · · · · · u ( m , 1 ) u ( m , 2 ) · · · u ( m , m ) 为原始矩阵,表示当前编码块的空间域U色度值矩阵,其为(m)×(m)的矩阵,m表示当前编码块的空间域U色度值矩阵的行数和列数,m≥8;u(i1,j1)表示当前编码块的空间域信息块第i1行第j1列的U色度值,1≤i1≤m、1≤j1≤m;
U ( 1,1 ) U ( 1,2 ) · · · U ( 1 , m ′ ) U ( 2,1 ) U ( 2,2 ) · · · U ( 2 , m ′ ) · · · · · · · · · · · · U ( m ′ , 1 ) U ( m ′ , 2 ) · · · U ( m ′ , m ′ ) 为分块矩阵,其为(m/k)×(m/k)的分块矩阵;
u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) 表示当前编码块的空间域信息块第i行第j列的子块,记为U(i,j);其为(k)×(k)的矩阵,k表示变换模块中变换矩阵的行数和列数,k≤8;
I、J、m′是三个中间变量符号;u(I+i2,J+j2)表示当前编码块的空间域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
变换域V色度帧内预测编码方法中,“按变换模块中变换矩阵大小,将当前编码块的空间域V色度信息块划分成为分块矩阵”的方法与变换域U色度帧内预测编码方法中的相同,将其中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”。
3.如权利要求1所述的一种变换域色度帧内预测编码方法,其特征在于,变换域U色度帧内预测编码方法中,所述“对当前编码块的每个空间域子块进行变换,获取相应的当前编码块的变换域子块”具体为:
ut ( I + 1 , J + 1 ) ut ( I + 1 , J + 2 ) · · · ut ( I + 1 , J + k ) ut ( I + 2 , J + 1 ) ut ( I + 2 , J + 2 ) · · · ut ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · ut ( I + k , J + 1 ) ut ( I + k , J + 2 ) · · · ut ( I + k , J + k ) = C * u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) * C T ,I=(i-1)*k,J=(j-1)*k,m′=m/k,1≤i≤m/k,1≤j≤m/k;
其中, C = c ( 1,1 ) c ( 1 , 2 ) · · · c ( 1 , k ) c ( 2,1 ) c ( 2 , 2 ) · · · c ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · c ( k , 1 ) c ( k , 2 ) · · · c ( k , k ) 表示变换矩阵,c(ic,jc)为变换矩阵第ic行第jc列的数值,1≤ic≤k,1≤jc≤k,CT表示变换矩阵的转置矩阵;
u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) 表示当前编码块的空间域信息块第i行第j列子块;u(I+i2,J+j2)表示当前编码块的空间域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
ut ( I + 1 , J + 1 ) ut ( I + 1 , J + 2 ) · · · ut ( I + 1 , J + k ) ut ( I + 2 , J + 1 ) ut ( I + 2 , J + 2 ) · · · ut ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · ut ( I + k , J + 1 ) ut ( I + k , J + 2 ) · · · ut ( I + k , J + k ) 表示当前编码块的变换域信息块第i行第j列子块,ut(I+i2,J+j2)表示当前编码块的变换域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
ut(I+i2,J+j2)是ut(I+i2,J+j2)经过变换以后,获取的当前编码块的变换域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值;
变换域V色度帧内预测编码方法中,所述步骤“对当前编码块的每个空间域子块进行变换,获取相应的当前编码块的变换域子块”与变换域U色度帧内预测编码方法中的所述步骤相同,将其中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”。
4.如权利要求1所述的一种变换域色度帧内预测编码方法,其特征在于,所述“对当前编码块的每个变换域子块进行变换域帧内预测”包括以下步骤:
初始化number,number表示变换域子块最多进行帧内预测寻优次数,0≤number≤k*k/2;
查找当前编码块的当前变换域子块中值最大的number个数据;
对所述number个数据中的每一个数据利用第一预测模式组中的四种预测模式分别进行中间帧内预测;然后再对当前编码块的当前变换域子块中余下所有数据利用第一预测模式组中的四种预测模式统一进行中间帧内预测;
判断当前编码块的每个变换域子块是否都已经进行了变换域帧内预测,若是,则进入步骤“在每一种预测模式组合下,累加当前编码块所有变换域子块对应的误差作为当前编码块在该种预测模式组合下的帧内预测误差”;若否,则进入步骤“查找当前编码块的当前变换域子块中值最大的number个数据”。
5.如权利要求4所述的一种变换域色度帧内预测编码方法,其特征在于,变换域U色度帧内预测编码方法中,所述第一预测模式组具体包括以下四种预测模式:
模式一:变换域左侧预测模式
如果D(i)已编码,则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugleft(I+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式二:变换域上侧预测模式
如果B(j)已编码,则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugup(m-k+i2,J+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式三:变换域左上侧预测模式
如果A已编码,则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式四:变换域右上侧预测模式
如果E已编码,则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugright_up(m-k+i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
其中,A表示当前编码块的左上侧预测块第m/k行第m/k列的子块;B(1)、B(2)、…、B(j)、…、B(m’)分别表示:当前编码块的上侧预测块第m/k行第1列的子块、当前编码块的上侧预测块第m/k行第2列的子块、…、当前编码块的上侧预测块第m/k行第j列的子块、…、当前编码块的上侧预测块第m/k行第m/k列的子块个子块;E表示当前编码块的右上侧预测块第m/k行第1列的子块;D(1)、D(2)、…、D(i)、…、D(m’)分别表示:当前编码块的左侧预测块第1行第m/k列的子块、当前编码块的左侧预测块第2行第m/k列的子块、…、当前编码块的左侧预测块第i行第m/k列的子块、…、当前编码块的左侧预测块第m/k行第m/k列的子块;
p_ut(I+i2,J+j2)表示ut(I+i2,J+j2)的变换域预测值;
ugleft(I+i2,m-k+j2):当前编码块左侧预测块第i行第m/k列子块的变换域信息块第I+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;
ugup(m-k+i2,J+j2):表示当前编码块上侧预测块第m/k行第j列子块的变换域信息块第m-k+i2行第J+j2列的U色度重构值;
ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2):表示当前编码块左上侧预测块第m/k行第m/k列子块的变换域信息块第m-k+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;
ugright_up(m-k+i2,j2):表示当前编码块右上侧预测块第m/k行第1列子块的变换域信息块第m-k+i2行第j2列的U色度重构值;
128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) × ( k ) 表示由(k)×(k)个等于128的值构成的矩阵,称为基本空间域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) 表示基本变换域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) = C * 128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) x ( k ) * C T ; ut128(i2,j2):表示基本变换域信息块第i2行第j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
变换域V色度帧内预测编码方法中,所述第一预测模式组具体包括的四种预测模式与变换域U色度帧内预测编码方法中的相同,将其中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”。
6.如权利要求5或4所述的一种变换域色度帧内预测编码方法,其特征在于,
所述“中间帧内预测”具体实现方法为:求取处理对象用模式一到模式四进行预测的四个误差;
所述“对所述当前变换域子块中值最大的number个数据利用第一预测模式组中的四种预测模式都分别进行中间帧内预测”,即对number个数据中每一个数据依次进行一次“中间帧内预测”,此时每一个数据就是一次“中间帧内预测”中的处理对象,求取number个数据中每一个数据的对应的四个误差;
所述“然后再对对当前编码块的当前变换域子块中余下所有数据利用第一预测模式组中的四种预测模式进行统一中间帧内预测”,即对余下所有数据进行一次“中间帧内预测”,此时余下所有数据就是“中间帧内预测”中的处理对象,求取余下所有数据对应的四个误差。
7.如权利要求6所述的一种变换域色度帧内预测编码方法,其特征在于,
所述每一种预测模式组合包括:“一种number个数据的预测模式”和“一种余下数据的预测模式”;
在“一种number个数据的预测模式”中,所述number个数据中每个数据可采用所述第一预测模式组中四种模式中的任意一种,所述number个数据中每个数据采用的模式可相同也可不同;
所述余下数据也可采用所述第一预测模式组中四种模式中的任意一种。
8.一种变换域色度帧内预测解码方法,其特征在于,其包括变换域U色度帧内预测解码方法和变换域V色度帧内预测解码方法,变换域U色度帧内预测解码方法和变换域V色度帧内预测解码方法分别包括以下步骤:
对当前解码块的码流先进行熵解码、重排序,然后再进行反量化;
根据当前解码块的帧内预测模式,按如下第二预测模式组中的四种预测模式进行变换域帧内预测,获取当前解码块的变换域帧内预测值;
将当前解码块的变换域帧内预测值与获取的当前解码块反量化的数据累加,获取当前解码块的变换域重构值;
对当前解码块的变换域重构值进行(k)×(k)的反变换,获取当前解码块的空间域重构值;
当前解码块的空间域重构值进行滤波,完成当前解码块的解码。
9.如权利要求8所述的一种变换域色度帧内预测解码方法,其特征在于,变换域U色度帧内预测解码方法中,
所述第二预测模式组具体包括以下四种预测模式:
模式一:变换域左侧预测模式
如果D(i)’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugleft(I+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
模式二:变换域上侧预测模式
如果B(j)’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugup(m-k+i2,J+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
模式三:变换域左上侧预测模式
如果A’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
模式四:变换域右上侧预测模式
如果E’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugright_up(m-k+i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k。
其中,A’表示当前解码块的左上侧预测块第m/k行第m/k列的子块;B(1)’、B(2)’、…、B(j)’、…、B(m’)’分别表示:当前解码块的上侧预测块第m/k行第1列的子块、当前解码块的上侧预测块第m/k行第2列的子块、…、当前解码块的上侧预测块第m/k行第j列的子块、…、当前解码块的上侧预测块第m/k行第m/k列的子块个子块;E’表示当前解码块的右上侧预测块第m/k行第1列的子块;D(1)’、D(2)’、…、D(i)’、…、D(m’)’分别表示:当前解码块的左侧预测块第1行第m/k列的子块、当前解码块的左侧预测块第2行第m/k列的子块、…、当前解码块的左侧预测块第i行第m/k列的子块、…、当前解码块的左侧预测块第m/k行第m/k列的子块,
p_utdec(I+i2,J+j2)表示当前解码块的变换域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值的变换域预测值;ugleft(I+i2,m-k+j2)′:当前编码块左侧预测块第i行第m/k列子块的变换域信息块第I+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;
ugup(m-k+i2,jk+j2)′表示当前编码块上侧预测块第m/k行第j列子块的变换域信息块第m-k+i2行第J+j2列的U色度重构值;ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2)′表示当前编码块左上侧预测块第m/k行第m/k列子块的变换域信息块第m-k+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;ugright_up(m-k+i2,j2)′表示当前编码块右上侧预测块第m/k行第1列子块的变换域信息块第m-k+i2行第j2列的U色度重构值;I=(i-1)*k,J=(j-1)*k,1≤i≤m/k,1≤j≤m/k;
128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) × ( k ) 表示由(k)×(k)个等于128的值构成的矩阵,称为基本空间域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) 表示基本变换域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) = C * 128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) x ( k ) * C T ; ut128(i2,j2):表示基本变换域信息块第i2行第j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
变换域V色度帧内预测解码方法中,第二预测模式组具体包括的四种预测模式与变换域U色度帧内预测解码方法中的相同,将其中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”。
10.一种变换域色度帧内预测编码系统,其特征在于,所述系统包括变换域U色度帧内预测编码系统和变换域V色度帧内预测编码系统,所述变换域U色度帧内预测编码系统包括:空间域U色度信息块划分模块、变换域子块获取模块、变换域帧内预测模块、帧内预测误差计算模块、最佳帧内预测模式获取模块,
空间域U色度信息块划分模块,用于按变换模块中变换矩阵大小,将当前编码块的空间域U色度信息块(原始块)划分成为分块矩阵;
变换域子块获取模块,用于对当前编码块的每个空间域子块进行变换,获取相应的当前编码块的变换域子块;
帧内预测误差计算模块,用于对当前编码块的每个变换域子块进行变换域帧内预测;
帧内预测误差计算模块,用于在每一种预测模式组合下,累加当前编码块所有变换域子块对应的误差作为当前编码块在该种预测模式组合下的帧内预测误差;
最佳帧内预测模式获取模块,用于对当前编码块进行常规的RDO,获取最佳帧内预测模式,完成当前编码块的变换域帧内预测,
变换域V色度帧内预测编码系统和变换域U色度帧内预测编码系统结构相同,将变换域U色度帧内预测编码系统中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”。
11.如权利要求10所述的一种变换域色度帧内预测编码系统,其特征在于,变换域U色度帧内预测编码系统中,所述“按变换模块中变换矩阵大小,将当前编码块的空间域U色度信息块(原始块)划分成为分块矩阵;”具体如下:
U ( 1,1 ) U ( 1,2 ) · · · U ( 1 , m ′ ) U ( 2,1 ) U ( 2,2 ) · · · U ( 2 , m ′ ) · · · · · · · · · · · · U ( m ′ , 1 ) U ( m ′ , 2 ) · · · U ( m ′ , m ′ ) = u ( 1,1 ) u ( 1 , 2 ) · · · u ( 1 , m ) u ( 2,1 ) u ( 2 , 2 ) · · · u ( 2 , m ) · · · · · · · · · · · · u ( m , 1 ) u ( m , 2 ) · · · u ( m , m ) ,
其中, U ( i , j ) = u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) , I=(i-1)*k,J=(j-1)*k,m′=m/k,1≤i≤m/k,1≤j≤m/k;
其中, u ( 1,1 ) u ( 1 , 2 ) · · · u ( 1 , m ) u ( 2,1 ) u ( 2 , 2 ) · · · u ( 2 , m ) · · · · · · · · · · · · u ( m , 1 ) u ( m , 2 ) · · · u ( m , m ) 为原始矩阵,表示当前编码块的空间域U色度值矩阵,其为(m)×(m)的矩阵,m表示当前编码块的空间域U色度值矩阵的行数和列数,m≥8;u(i1,j1)表示当前编码块的空间域信息块第i1行第j1列的U色度值,1≤i1≤m、1≤j1≤m;
U ( 1,1 ) U ( 1,2 ) · · · U ( 1 , m ′ ) U ( 2,1 ) U ( 2,2 ) · · · U ( 2 , m ′ ) · · · · · · · · · · · · U ( m ′ , 1 ) U ( m ′ , 2 ) · · · U ( m ′ , m ′ ) 为分块矩阵,其为(m/k)×(m/k)的分块矩阵;
u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) 表示当前编码块的空间域信息块第i行第j列的子块,记为U(i,j);其为(k)×(k)的矩阵,k表示变换模块中变换矩阵的行数和列数,k≤8;
I、J、m′是三个中间变量符号;u(I+i2,J+j2)表示当前编码块的空间域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
变换域V色度帧内预测编码系统中,所述“按变换模块中变换矩阵大小,将当前编码块的空间域U色度信息块(原始块)划分成为分块矩阵”的方法与变换域U色度帧内预测编码系统中的相同,将变换域U色度帧内预测编码系统中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”。
12.如权利要求10所述的一种变换域色度帧内预测编码系统,其特征在于,变换域U色度帧内预测编码系统中,所述“对当前编码块的每个空间域子块进行变换,获取相应的当前编码块的变换域子块”具体为:
ut ( I + 1 , J + 1 ) ut ( I + 1 , J + 2 ) · · · ut ( I + 1 , J + k ) ut ( I + 2 , J + 1 ) ut ( I + 2 , J + 2 ) · · · ut ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · ut ( I + k , J + 1 ) ut ( I + k , J + 2 ) · · · ut ( I + k , J + k ) = C * u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) * C T ,I=(i-1)*k,J=(j-1)*k,m′=m/k,1≤i≤m/k,1≤j≤m/k;
其中, C = c ( 1,1 ) c ( 1 , 2 ) · · · c ( 1 , k ) c ( 2,1 ) c ( 2 , 2 ) · · · c ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · c ( k , 1 ) c ( k , 2 ) · · · c ( k , k ) 表示变换矩阵,c(ic,jc)为变换矩阵第ic行第jc列的数值,1≤ic≤k,1≤jc≤k,CT表示变换矩阵的转置矩阵;
u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) 表示当前编码块的空间域信息块第i行第j列子块;u(I+i2,J+j2)表示当前编码块的空间域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
ut ( I + 1 , J + 1 ) ut ( I + 1 , J + 2 ) · · · ut ( I + 1 , J + k ) ut ( I + 2 , J + 1 ) ut ( I + 2 , J + 2 ) · · · ut ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · ut ( I + k , J + 1 ) ut ( I + k , J + 2 ) · · · ut ( I + k , J + k ) 表示当前编码块的变换域信息块第i行第j列子块,ut(I+i2,J+j2)表示当前编码块的变换域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
ut(I+i2,J+j2)是ut(I+i2,J+j2)经过变换以后,获取的当前编码块的变换域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值;
变换域V色度帧内预测编码系统中,所述“对当前编码块的每个空间域子块进行变换,获取相应的当前编码块的变换域子块”的方法与变换域U色度帧内预测编码系统中的相同,将变换域U色度帧内预测编码系统中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”即可。
13.如权利要求10所述的一种变换域色度帧内预测编码系统,其特征在于,所述变换域帧内预测模块还包括number值初始化模块、查找模块、中间帧内预测模块、判断模块,
number值初始化模块,用于初始化number;
number表示变换域子块最多进行帧内预测寻优次数,0≤number≤k*k/2;
查找模块,用于找到当前编码块的当前变换域子块中值最大的number个数据;
中间帧内预测模块,用于对所述number个数据中的每一个数据利用第一预测模式组中的四种预测模式分别进行中间帧内预测;然后再对当前编码块的当前变换域子块中余下所有数据利用第一预测模式组中的四种预测模式统一进行中间帧内预测;
判断模块,用于判断当前编码块的每个变换域子块是否都已经进行了变换域帧内预测,若是,则进入帧内预测误差计算模块;若否,则进入查找模块。
14.如权利要求13所述的一种变换域色度帧内预测编码系统,其特征在于,变换域U色度帧内预测编码系统中,所述第一预测模式组中具体包括以下四种预测模式:
如果D(i)已编码,则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugleft(I+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式二:变换域上侧预测模式
如果B(j)已编码,则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugup(m-k+i2,J+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式三:变换域左上侧预测模式
如果A已编码,则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式四:变换域右上侧预测模式
如果E已编码,则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugright_up(m-k+i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
其中,A表示当前编码块的左上侧预测块第m/k行第m/k列的子块;B(1)、B(2)、…、B(j)、…、B(m’)分别表示:当前编码块的上侧预测块第m/k行第1列的子块、当前编码块的上侧预测块第m/k行第2列的子块、…、当前编码块的上侧预测块第m/k行第j列的子块、…、当前编码块的上侧预测块第m/k行第m/k列的子块个子块;E表示当前编码块的右上侧预测块第m/k行第1列的子块;D(1)、D(2)、…、D(i)、…、D(m’)分别表示:当前编码块的左侧预测块第1行第m/k列的子块、当前编码块的左侧预测块第2行第m/k列的子块、…、当前编码块的左侧预测块第i行第m/k列的子块、…、当前编码块的左侧预测块第m/k行第m/k列的子块;
p_ut(I+i2,J+j2)表示ut(I+i2,J+j2)的变换域预测值;
ugleft(I+i2,m-k+j2):当前编码块左侧预测块第i行第m/k列子块的变换域信息块第I+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;
ugup(m-k+i2,J+j2):表示当前编码块上侧预测块第m/k行第j列子块的变换域信息块第m-k+i2行第J+j2列的U色度重构值;
ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2):表示当前编码块左上侧预测块第m/k行第m/k列子块的变换域信息块第m-k+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;
ugright_up(m-k+i2,j2):表示当前编码块右上侧预测块第m/k行第1列子块的变换域信息块第m-k+i2行第j2列的U色度重构值;
128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) × ( k ) 表示由(k)×(k)个等于128的值构成的矩阵,称为基本空间域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) 表示基本变换域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) = C * 128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) x ( k ) * C T ; ut128(i2,j2):表示基本变换域信息块第i2行第j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
变换域V色度帧内预测编码系统中,所述第一预测模式组中的四种预测模式与变换域U色度帧内预测编码系统中的相同,将变换域U色度帧内预测编码系统中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”即可。
15.如权利要求14或13所述的一种变换域色度帧内预测编码系统,其特征在于,
所述“中间帧内预测”具体实现方法为:求取处理对象用第一预测模式组中模式一到模式四进行预测的四个误差;
所述“对所述当前变换域子块中值最大的number个数据利用第一预测模式组中的四种预测模式都分别进行中间帧内预测”,即对number个数据中每一个数据依次进行一次“中间帧内预测”,此时每一个数据就是一次“中间帧内预测”中的处理对象,求取number个数据中每一个数据的对应的四个误差;
所述“然后再对对当前编码块的当前变换域子块中余下所有数据利用第一预测模式组中的四种预测模式进行统一中间帧内预测”,即对余下所有数据进行一次“中间帧内预测”,此时余下所有数据就是“中间帧内预测”中的处理对象,求取余下所有数据对应的四个误差。
16.一种变换域色度帧内预测解码系统,其特征在于,所述系统包括变换域U色度帧内预测解码系统和变换域V色度帧内预测解码系统,所述变换域U色度帧内预测解码系统和变换域V色度帧内预测解码系统分别包括熵解码模块、重排序模块、反量化模块、解码块变换域帧内预测值获取模块、解码块变换域重构值获取模块、解码块空间域重构值获取模块、滤波模块。
熵解码模块,用于对当前解码块的码流进行熵解码;
重排序模块,用于对熵解码后的当前解码块的码流进行重排序;
反量化模块,用于对重排序后当前解码块的码流进行反量化;
解码块变换域帧内预测值获取模块,用于根据当前解码块的帧内预测模式,按第二预测模式组中的四种预测模式进行变换域帧内预测,获取当前解码块的变换域帧内预测值;
解码块变换域重构值获取模块,用于将当前解码块的变换域帧内预测值与反量化模块中反量化后的当前解码块的码流数据累加,获取当前解码块的变换域重构值。
解码块空间域重构值获取模块,用于对当前解码块的变换域重构值进行的反变换,获取当前解码块的空间域重构值;
滤波模块,用于对当前解码块的空间域重构值进行滤波,完成当前解码块的解码。
17.如权利要求16所述的一种变换域色度帧内预测解码系统,其特征在于,变换域U色度帧内预测解码系统中,所述第一解码块变换域帧内预测值获取模块中,所述第二预测模式组包括以下四种模式:
模式一:变换域左侧预测模式
如果D(i)’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugleft(I+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式二:变换域上侧预测模式
如果B(j)’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugup(m-k+i2,J+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式三:变换域左上侧预测模式
如果A’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式四:变换域右上侧预测模式
如果E’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugright_up(m-k+i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ut128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
其中,A’表示当前解码块的左上侧预测块第m/k行第m/k列的子块;B(1)’、B(2)’、…、B(j)’、…、B(m’)’分别表示:当前解码块的上侧预测块第m/k行第1列的子块、当前解码块的上侧预测块第m/k行第2列的子块、…、当前解码块的上侧预测块第m/k行第j列的子块、…、当前解码块的上侧预测块第m/k行第m/k列的子块个子块;E’表示当前解码块的右上侧预测块第m/k行第1列的子块;D(1)’、D(2)’、…、D(i)’、…、D(m’)’分别表示:当前解码块的左侧预测块第1行第m/k列的子块、当前解码块的左侧预测块第2行第m/k列的子块、…、当前解码块的左侧预测块第i行第m/k列的子块、…、当前解码块的左侧预测块第m/k行第m/k列的子块,
p_utdec(I+i2,J+j2)表示当前解码块的变换域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值的变换域预测值;ugleft(I+i2,m-k+j2)′:当前编码块左侧预测块第i行第m/k列子块的变换域信息块第I+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;
ugup(m-k+i2,jk+j2)′表示当前编码块上侧预测块第m/k行第j列子块的变换域信息块第m-k+i2行第J+j2列的U色度重构值;ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2)′表示当前编码块左上侧预测块第m/k行第m/k列子块的变换域信息块第m-k+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;ugright_up(m-k+i2,j2)′表示当前编码块右上侧预测块第m/k行第1列子块的变换域信息块第m-k+i2行第j2列的U色度重构值;I=(i-1)*k,J=(j-1)*k,1≤i≤m/k,1≤j≤m/k;
128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) × ( k ) 表示由(k)×(k)个等于128的值构成的矩阵,称为基本空间域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) 表示基本变换域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) = C * 128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) x ( k ) * C T ; ut128(i2,j2):表示基本变换域信息块第i2行第j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
变换域V色度帧内预测解码系统中,所述第一解码块变换域帧内预测值获取模块中,所述第二预测模式组包括的四种模式与变换域U色度帧内预测解码系统中的相同,将变换域U色度帧内预测编码系统中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”即可。
18.一种变换域色度帧内预测编码方法,其特征在于,所述方法包括变换域U色度帧内预测编码方法和变换域V色度帧内预测编码方法,所述变换域U色度帧内预测编码方法包括以下步骤:
按变换模块中变换矩阵大小,将当前编码块的空间域U色度信息块(原始块)划分成为分块矩阵;
对当前编码块的每个空间域子块进行变换,获取相应的当前编码块的变换域子块;
对当前编码块的变换域信息块进行量化;
对当前编码块的每个变换域子块进行变换域帧内预测;
在每一种预测模式组合下,累加当前编码块所有变换域子块对应的误差作为当前编码块在该种预测模式组合下的帧内预测误差;
对当前编码块进行常规的RDO获取最佳帧内预测模式;
变换域V色度帧内预测编码方法与变换域U色度帧内预测编码方法相同,将变换域U色度帧内预测编码方法中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”即可。
19.如权利要求18所述的一种变换域色度帧内预测编码方法,其特征在于,变换域U色度帧内预测编码方法中,所述“按变换模块中变换矩阵大小,将当前编码块的空间域U色度信息块划分成为分块矩阵;”具体为:
U ( 1,1 ) U ( 1,2 ) · · · U ( 1 , m ′ ) U ( 2,1 ) U ( 2,2 ) · · · U ( 2 , m ′ ) · · · · · · · · · · · · U ( m ′ , 1 ) U ( m ′ , 2 ) · · · U ( m ′ , m ′ ) = u ( 1,1 ) u ( 1 , 2 ) · · · u ( 1 , m ) u ( 2,1 ) u ( 2 , 2 ) · · · u ( 2 , m ) · · · · · · · · · · · · u ( m , 1 ) u ( m , 2 ) · · · u ( m , m ) ;
其中, U ( i , j ) = u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) , I=(i-1)*k,J=(j-1)*k,m′=m/k,1≤i≤m/k,1≤j≤m/k;
其中, u ( 1,1 ) u ( 1 , 2 ) · · · u ( 1 , m ) u ( 2,1 ) u ( 2 , 2 ) · · · u ( 2 , m ) · · · · · · · · · · · · u ( m , 1 ) u ( m , 2 ) · · · u ( m , m ) 为原始矩阵,表示当前编码块的空间域U色度值矩阵,其为(m)×(m)的矩阵,m表示当前编码块的空间域U色度值矩阵的行数和列数,m≥8;u(i1,j1)表示当前编码块的空间域信息块第i1行第j1列的U色度值,1≤i1≤m、1≤j1≤m;
U ( 1,1 ) U ( 1,2 ) · · · U ( 1 , m ′ ) U ( 2,1 ) U ( 2,2 ) · · · U ( 2 , m ′ ) · · · · · · · · · · · · U ( m ′ , 1 ) U ( m ′ , 2 ) · · · U ( m ′ , m ′ ) 为分块矩阵,其为(m/k)×(m/k)的分块矩阵;
u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) 表示当前编码块的空间域信息块第i行第j列的子块,记为U(i,j);其为(k)×(k)的矩阵,k表示变换模块中变换矩阵的行数和列数,k≤8;
I、J、m′是三个中间变量符号;u(I+i2,J+j2)表示当前编码块的空间域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
变换域V色度帧内预测编码方法中,所述“按变换模块中变换矩阵大小,将当前编码块的空间域U色度信息块划分成为分块矩阵;”的方法与变换域U色度帧内预测编码方法中的相同,将变换域U色度帧内预测编码方法中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”即可。
20.如权利要求18所述的一种变换域色度帧内预测编码方法,其特征在于,变换域U色度帧内预测编码方法中,所述“对当前编码块的每个空间域子块进行变换,获取相应的当前编码块的变换域子块”具体为:
ut ( I + 1 , J + 1 ) ut ( I + 1 , J + 2 ) · · · ut ( I + 1 , J + k ) ut ( I + 2 , J + 1 ) ut ( I + 2 , J + 2 ) · · · ut ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · ut ( I + k , J + 1 ) ut ( I + k , J + 2 ) · · · ut ( I + k , J + k ) = C * u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) * C T ,I=(i-1)*k,J=(j-1)*k,m′=m/k,1≤i≤m/k,1≤j≤m/k;
其中, C = c ( 1,1 ) c ( 1 , 2 ) · · · c ( 1 , k ) c ( 2,1 ) c ( 2 , 2 ) · · · c ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · c ( k , 1 ) c ( k , 2 ) · · · c ( k , k ) 表示变换矩阵,c(ic,jc)为变换矩阵第ic行第jc列的数值,1≤ic≤k,1≤jc≤k,CT表示变换矩阵的转置矩阵;
u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) 表示当前编码块的空间域信息块第i行第j列子块;u(I+i2,J+j2)表示当前编码块的空间域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
ut ( I + 1 , J + 1 ) ut ( I + 1 , J + 2 ) · · · ut ( I + 1 , J + k ) ut ( I + 2 , J + 1 ) ut ( I + 2 , J + 2 ) · · · ut ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · ut ( I + k , J + 1 ) ut ( I + k , J + 2 ) · · · ut ( I + k , J + k ) 表示当前编码块的变换域信息块第i行第j列子块,ut(I+i2,J+j2)表示当前编码块的变换域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
ut(I+i2,J+j2)是ut(I+i2,J+j2)经过变换以后,获取的当前编码块的变换域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值;
变换域V色度帧内预测编码方法中,所述“对当前编码块的每个空间域子块进行变换,获取相应的当前编码块的变换域子块”的方法与变换域V色度帧内预测编码方法中的相同,将变换域U色度帧内预测编码方法中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”即可。
21.如权利要求18所述的一种变换域色度帧内预测编码方法,其特征在于,所述“对当前编码块的每个变换域子块进行变换域帧内预测”包括以下步骤:
初始化number,number表示变换域子块最多进行帧内预测寻优次数,0≤number≤k*k/2;
查找当前编码块的当前变换域子块中值最大的number个数据;
对所述number个数据中的每一个数据利用第三预测模式组中的四种预测模式分别进行中间帧内预测;然后再对对当前编码块的当前变换域子块中余下所有数据利用第三预测模式组中的四种预测模式统一进行中间帧内预测;
判断当前编码块的每个变换域子块是否都已经进行了变换域帧内预测,若是,则进步骤“在每一种预测模式组合下,累加当前编码块所有变换域子块对应的误差作为当前编码块在该种预测模式组合下的帧内预测误差”;若否,则进入“查找当前编码块的当前变换域子块中值最大的number个数据”。
22.如权利要求21所述的一种变换域色度帧内预测编码方法,其特征在于,变换域U色度帧内预测编码方法中,所述第三预测模式组中的四种预测模式具体如下:
模式一:变换域左侧预测模式
如果(Di已编码),则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugleft(I+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式二:变换域上侧预测模式
如果(Bj已编码),则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugup(m-k+i2,J+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式三:变换域左上侧预测模式
如果(A已编码),则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式四:变换域右上侧预测模式
如果(E已编码),则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugright_up(m-k+i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
其中,A表示当前编码块的左上侧预测块第m/k行第m/k列的子块;B(1)、B(2)、…、B(j)、…、B(m’)分别表示:当前编码块的上侧预测块第m/k行第1列的子块、当前编码块的上侧预测块第m/k行第2列的子块、…、当前编码块的上侧预测块第m/k行第j列的子块、…、当前编码块的上侧预测块第m/k行第m/k列的子块个子块;E表示当前编码块的右上侧预测块第m/k行第1列的子块;D(1)、D(2)、…、D(i)、…、D(m’)分别表示:当前编码块的左侧预测块第1行第m/k列的子块、当前编码块的左侧预测块第2行第m/k列的子块、…、当前编码块的左侧预测块第i行第m/k列的子块、…、当前编码块的左侧预测块第m/k行第m/k列的子块;
其中,p_ut(I+i2,J+j2)表示ut(I+i2,J+j2)的变换域预测值;
ugleft(I+i2,m-k+j2):当前编码块左侧预测块第i行第m/k列子块的变换域信息块第I+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;
ugup(m-k+i2,J+j2):表示当前编码块上侧预测块第m/k行第j列子块的变换域信息块第m-k+i2行第J+j2列的U色度重构值;
ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2):表示当前编码块左上侧预测块第m/k行第m/k列子块的变换域信息块第m-k+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;
ugright_up(m-k+i2,j2):表示当前编码块右上侧预测块第m/k行第1列子块的变换域信息块第m-k+i2行第j2列的U色度重构值;
128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) × ( k ) 表示由(k)×(k)个等于128的值构成的矩阵,称为基本空间域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) 表示基本变换域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) = C * 128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) x ( k ) * C T ; ut128(i2,j2):表示基本变换域信息块第i2行第j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
ug 128 ( 1,1 ) ug 128 ( 1 , 2 ) · · · ug 128 ( 1 , k ) ug 128 ( 2,1 ) ug 128 ( 2 , 2 ) · · · ug 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ug 128 ( k , 1 ) ug 128 ( k , 2 ) · · · ug 128 ( k , k ) 表示基本变换域信息块的重构块;
Figure FDA00003621345500195
即对基本变换域信息块进行量化操作,获取的就是基本变换域信息块的重构块;ug128(i,j)是对ut128(i,j)进行量化后获取的基本变换域信息块的重构块第i行第j列的重构值;
变换域V色度帧内预测编码方法中,所述第三预测模式组中的四种预测模式与变换域U色度帧内预测编码方法中的相同,将变换域U色度帧内预测编码方法中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”即可。
23.如权利要求22或21所述的一种变换域色度帧内预测编码方法,其特征在于,
所述“中间帧内预测”具体实现方法为:求取处理对象用第三预测模式组中模式一到模式四进行预测的四个误差;
所述“对所述当前变换域子块中值最大的number个数据利用第三预测模式组中的四种预测模式都分别进行中间帧内预测”,即对number个数据中每一个数据依次进行一次“中间帧内预测”,此时每一个数据就是一次“中间帧内预测”中的处理对象,求取number个数据中每一个数据的对应的四个误差;
所述“然后再对对当前编码块的当前变换域子块中余下所有数据利用第三预测模式组中的四种预测模式进行统一中间帧内预测”,即对余下所有数据进行一次“中间帧内预测”,此时余下所有数据就是“中间帧内预测”中的处理对象,求取余下所有数据对应的四个误差。
24.如权利要求23所述的一种变换域色度帧内预测编码方法,其特征在于,所述“在每一种预测模式组合下,累加当前编码块所有变换域子块对应的误差作为当前编码块在该种预测模式组合下的帧内预测误差”中,
所述每一种预测模式组合包括:“一种number个数据的预测模式”和“一种余下数据的预测模式”;
在“一种number个数据的预测模式”中,所述number个数据中每个数据可采用所述第三预测模式组中的四种模式中的任意一种,所述number个数据中每个数据采用的模式可相同也可不同;所述余下数据也可采用所述第三预测模式组中的四种模式中的任意一种。
25.一种变换域色度帧内预测解码方法,其特征在于,所述方法包括变换域U色度帧内预测解码方法和变换域V色度帧内预测解码方法,变换域U色度帧内预测解码方法和变换域V色度帧内预测解码方法分别包括以下步骤:
对当前解码块的码流进行熵解码、重排序;
根据当前解码块的帧内预测模式,按第四预测模式组中的四种预测模式进行变换域帧内预测,获取当前解码块的变换域帧内预测值;
将当前解码块的变换域帧内预测值与获取的当前解码块重排序的数据累加,获取当前解码块的变换域重构值;
对当前解码块的变换域重构值进行反量化、然后再进行(k)×(k)的反变换,获取当前解码块的空间域重构值;
当前解码块的空间域重构值进行滤波,完成当前解码块的解码。
26.如权利要求25所述一种变换域色度帧内预测解码方法,其特征在于,变换域U色度帧内预测解码方法中,所述第四预测模式组具体包括以下四种预测模式:
模式一:变换域左侧预测模式
如果D(i)’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugleft(I+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式二:变换域上侧预测模式
如果B(j)’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugup(m-k+i2,J+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式三:变换域左上侧预测模式
如果A’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式四:变换域右上侧预测模式
如果E’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugright_up(m-k+i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
其中,A’表示当前解码块的左上侧预测块第m/k行第m/k列的子块;B(1)’、B(2)’、…、B(j)’、…、B(m’)’分别表示:当前解码块的上侧预测块第m/k行第1列的子块、当前解码块的上侧预测块第m/k行第2列的子块、…、当前解码块的上侧预测块第m/k行第j列的子块、…、当前解码块的上侧预测块第m/k行第m/k列的子块个子块;E’表示当前解码块的右上侧预测块第m/k行第1列的子块;D(1)’、D(2)’、…、D(i)’、…、D(m’)’分别表示:当前解码块的左侧预测块第1行第m/k列的子块、当前解码块的左侧预测块第2行第m/k列的子块、…、当前解码块的左侧预测块第i行第m/k列的子块、…、当前解码块的左侧预测块第m/k行第m/k列的子块,
其中,p_utdec(I+i2,J+j2)表示当前解码块的变换域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值的变换域预测值;ugleft(I+i2,m-k+j2)′:当前编码块左侧预测块第i行第m/k列子块的变换域信息块第I+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;
ugup(m-k+i2,jk+j2)′表示当前编码块上侧预测块第m/k行第j列子块的变换域信息块第m-k+i2行第J+j2列的U色度重构值;ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2)′表示当前编码块左上侧预测块第m/k行第m/k列子块的变换域信息块第m-k+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;ugright_up(m-k+i2,j2)′表示当前编码块右上侧预测块第m/k行第1列子块的变换域信息块第m-k+i2行第j2列的U色度重构值;I=(i-1)*k,J=(j-1)*k,1≤i≤m/k,1≤j≤m/k;
128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) × ( k ) 表示由(k)×(k)个等于128的值构成的矩阵,称为基本空间域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) 表示基本变换域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) = C * 128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) x ( k ) * C T ; ut128(i2,j2):表示基本变换域信息块第i2行第j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
ug 128 ( 1,1 ) ug 128 ( 1 , 2 ) · · · ug 128 ( 1 , k ) ug 128 ( 2,1 ) ug 128 ( 2 , 2 ) · · · ug 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ug 128 ( k , 1 ) ug 128 ( k , 2 ) · · · ug 128 ( k , k ) 表示基本变换域信息块的重构块;
即对基本变换域信息块进行量化操作,获取的就是基本变换域信息块的重构块;ug128(i,j)是对ut128(i,j)进行量化后获取的基本变换域信息块的重构块第i行第j列的重构值;
变换域V色度帧内预测解码方法中,所述第四预测模式组具体包括的四种预测模式与变换域U色度帧内预测解码方法中的相同,将变换域U色度帧内预测解码方法中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”即可。
27.一种变换域色度帧内预测编码系统,其特征在于,所述系统包括变换域U色度帧内预测编码系统和变换域V色度帧内预测编码系统,所述变换域U色度帧内预测编码系统包括:空间域U色度信息块划分模块、变换域子块获取模块、量化模块、第二变换域帧内预测模块、帧内预测误差计算模块、最佳帧内预测模式获取模块;
空间域U色度信息块划分模块,用于按变换模块中变换矩阵大小,将当前编码块的空间域U色度信息块(原始块)划分成为分块矩阵;
变换域子块获取模块,用于对当前编码块的每个空间域子块进行变换,获取相应的当前编码块的变换域子块;
量化模块,用于对当前编码块的变换域信息块进行量化;
第二变换域帧内预测模块,用于对当前编码块的每个变换域子块进行变换域帧内预测;
帧内预测误差计算模块,用于在每一种预测模式组合下,累加当前编码块所有变换域子块对应的误差作为当前编码块在该种预测模式组合下的帧内预测误差;
最佳帧内预测模式获取模块,对当前编码块进行常规的RDO(获取最佳帧内预测模式,完成当前编码块的变换域帧内预测;
变换域V色度帧内预测编码系统的结构与变换域U色度帧内预测编码系统相同,将变换域U色度帧内预测编码系统中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”即可。
28.如权利要求27所述的一种变换域色度帧内预测编码系统,其特征在于,变换域U色度帧内预测编码系统中,所述按变换模块中变换矩阵大小,将当前编码块的空间域U色度信息块(原始块)划分成为分块矩阵;具体如下:
U ( 1,1 ) U ( 1,2 ) · · · U ( 1 , m ′ ) U ( 2,1 ) U ( 2,2 ) · · · U ( 2 , m ′ ) · · · · · · · · · · · · U ( m ′ , 1 ) U ( m ′ , 2 ) · · · U ( m ′ , m ′ ) = u ( 1,1 ) u ( 1 , 2 ) · · · u ( 1 , m ) u ( 2,1 ) u ( 2 , 2 ) · · · u ( 2 , m ) · · · · · · · · · · · · u ( m , 1 ) u ( m , 2 ) · · · u ( m , m ) ;
其中, U ( i , j ) = u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) , I=(i-1)*k,J=(j-1)*k,m′=m/k,1≤i≤m/k,1≤j≤m/k;
其中, u ( 1,1 ) u ( 1 , 2 ) · · · u ( 1 , m ) u ( 2,1 ) u ( 2 , 2 ) · · · u ( 2 , m ) · · · · · · · · · · · · u ( m , 1 ) u ( m , 2 ) · · · u ( m , m ) 为原始矩阵,表示当前编码块的空间域U色度值矩阵,其为(m)×(m)的矩阵,m表示当前编码块的空间域U色度值矩阵的行数和列数,m≥8;u(i1,j1)表示当前编码块的空间域信息块第i1行第j1列的U色度值,1≤i1≤m、1≤j1≤m;
U ( 1,1 ) U ( 1,2 ) · · · U ( 1 , m ′ ) U ( 2,1 ) U ( 2,2 ) · · · U ( 2 , m ′ ) · · · · · · · · · · · · U ( m ′ , 1 ) U ( m ′ , 2 ) · · · U ( m ′ , m ′ ) 为分块矩阵,其为(m/k)×(m/k)的分块矩阵;
u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) 表示当前编码块的空间域信息块第i行第j列的子块,记为U(i,j);其为(k)×(k)的矩阵,k表示变换模块中变换矩阵的行数和列数,k≤8;
I、J、m′是三个中间变量符号;u(I+i2,J+j2)表示当前编码块的空间域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
变换域V色度帧内预测编码系统中,所述“按变换模块中变换矩阵大小,将当前编码块的空间域V色度信息块(原始块)划分成为分块矩阵”的方法与变换域U色度帧内预测编码系统中的相同,将变换域U色度帧内预测编码系统中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”即可。
29.如权利要求27所述的一种变换域色度帧内预测编码系统,其特征在于,变换域U色度帧内预测编码系统中,所述对当前编码块的每个空间域子块进行变换,获取相应的当前编码块的变换域子块,具体为:
ut ( I + 1 , J + 1 ) ut ( I + 1 , J + 2 ) · · · ut ( I + 1 , J + k ) ut ( I + 2 , J + 1 ) ut ( I + 2 , J + 2 ) · · · ut ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · ut ( I + k , J + 1 ) ut ( I + k , J + 2 ) · · · ut ( I + k , J + k ) = C * u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) * C T ,I=(i-1)*k,J=(j-1)*k,m′=m/k,1≤i≤m/k,1≤j≤m/k;
其中, C = c ( 1,1 ) c ( 1 , 2 ) · · · c ( 1 , k ) c ( 2,1 ) c ( 2 , 2 ) · · · c ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · c ( k , 1 ) c ( k , 2 ) · · · c ( k , k ) 表示变换矩阵,c(ic,jc)为变换矩阵第ic行第jc列的数值,1≤ic≤k,1≤jc≤k,CT表示变换矩阵的转置矩阵;
u ( I + 1 , J + 1 ) u ( I + 1 , J + 2 ) · · · u ( I + 1 , J + k ) u ( I + 2 , J + 1 ) u ( I + 2 , J + 2 ) · · · u ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · u ( I + k , J + 1 ) u ( I + k , J + 2 ) · · · u ( I + k , J + k ) 表示当前编码块的空间域信息块第i行第j列子块,简称为当前编码块第i行第j列空间域子块;u(I+i2,J+j2)表示当前编码块的空间域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
ut ( I + 1 , J + 1 ) ut ( I + 1 , J + 2 ) · · · ut ( I + 1 , J + k ) ut ( I + 2 , J + 1 ) ut ( I + 2 , J + 2 ) · · · ut ( I + 2 , J + k ) · · · · · · · · · · · · ut ( I + k , J + 1 ) ut ( I + k , J + 2 ) · · · ut ( I + k , J + k ) 表示当前编码块的变换域信息块第i行第j列子块,ut(I+i2,J+j2)表示当前编码块的变换域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
ut(I+i2,J+j2)是ut(I+i2,J+j2)经过变换以后,获取的当前编码块的变换域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值;
变换域V色度帧内预测编码系统中,所述“对当前编码块的每个空间域子块进行变换,获取相应的当前编码块的变换域子块”的方法与变换域U色度帧内预测编码系统中的相同,将变换域U色度帧内预测编码系统中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”即可。
30.如权利要求27所述的一种变换域色度帧内预测编码系统,其特征在于,所述第二变换域帧内预测模块还包括:number初始值模块、查找模块、第二中间帧内预测模块、判断模块,
number初始值模块,用于初始化number,number表示变换域子块最多进行
帧内预测寻优次数,0≤number≤k*k/2;
查找模块,用于找到当前编码块的当前变换域子块中值最大的number个数据;
第二中间帧内预测模块,用于对所述number个数据中的每一个数据利用第三预测模式组中的四种预测模式分别进行中间帧内预测;然后再对对当前编码块的当前变换域子块中余下所有数据利用第三预测模式组中的四种预测模式统一进行中间帧内预测;
判断模块,用于判断当前编码块的每个变换域子块是否都已经进行了变换域帧内预测,若是,则进入帧内预测误差计算模块;若否,则进入查找模块。
31.如权利要求30所述的一种变换域色度帧内预测编码系统,其特征在于,变换域U色度帧内预测编码系统中,第三预测模式组中的四种预测模式具体如下:
模式一:变换域左侧预测模式
如果(Di已编码),则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugleft(I+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式二:变换域上侧预测模式
如果(Bj已编码),则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugup(m-k+i2,J+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式三:变换域左上侧预测模式
如果(A已编码),则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式四:变换域右上侧预测模式
如果(E已编码),则
p_ut(I+i2,J+j2)=ugright_up(m-k+i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则,p_ut(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
其中,A表示当前编码块的左上侧预测块第m/k行第m/k列的子块;B(1)、B(2)、…、B(j)、…、B(m’)分别表示:当前编码块的上侧预测块第m/k行第1列的子块、当前编码块的上侧预测块第m/k行第2列的子块、…、当前编码块的上侧预测块第m/k行第j列的子块、…、当前编码块的上侧预测块第m/k行第m/k列的子块个子块;E表示当前编码块的右上侧预测块第m/k行第1列的子块;D(1)、D(2)、…、D(i)、…、D(m’)分别表示:当前编码块的左侧预测块第1行第m/k列的子块、当前编码块的左侧预测块第2行第m/k列的子块、…、当前编码块的左侧预测块第i行第m/k列的子块、…、当前编码块的左侧预测块第m/k行第m/k列的子块;
其中,p_ut(I+i2,J+j2)表示ut(I+i2,J+j2)的变换域预测值;
ugleft(I+i2,m-k+j2):当前编码块左侧预测块第i行第m/k列子块的变换域信息块第I+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;
ugup(m-k+i2,J+j2):表示当前编码块上侧预测块第m/k行第j列子块的变换域信息块第m-k+i2行第J+j2列的U色度重构值;
ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2):表示当前编码块左上侧预测块第m/k行第m/k列子块的变换域信息块第m-k+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;
ugright_up(m-k+i2,j2):表示当前编码块右上侧预测块第m/k行第1列子块的变换域信息块第m-k+i2行第j2列的U色度重构值;
128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) × ( k ) 表示由(k)×(k)个等于128的值构成的矩阵,称为基本空间域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) 表示基本变换域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) = C * 128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) x ( k ) * C T ; ut128(i2,j2):表示基本变换域信息块第i2行第j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
ug 128 ( 1,1 ) ug 128 ( 1 , 2 ) · · · ug 128 ( 1 , k ) ug 128 ( 2,1 ) ug 128 ( 2 , 2 ) · · · ug 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ug 128 ( k , 1 ) ug 128 ( k , 2 ) · · · ug 128 ( k , k ) 表示基本变换域信息块的重构块;
Figure FDA00003621345500275
即对基本变换域信息块进行量化操作,获取的就是基本变换域信息块的重构块;ug128(i,j)是对ut128(i,j)进行量化后获取的基本变换域信息块的重构块第i行第j列的重构值;
变换域V色度帧内预测编码系统中,第三预测模式组中的四种预测模式与变换域U色度帧内预测编码系统中的相同,将变换域U色度帧内预测编码系统中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”即可。
32.如权利要求31或30所述的一种变换域色度帧内预测编码系统,其特征在于,
所述“中间帧内预测”具体实现方法为:求取处理对象用第三预测模式组中模式一到模式四进行预测的四个误差;
所述“对所述当前变换域子块中值最大的number个数据利用第三预测模式组中的四种预测模式都分别进行中间帧内预测”,即对number个数据中每一个数据依次进行一次“中间帧内预测”,此时每一个数据就是一次“中间帧内预测”中的处理对象,求取number个数据中每一个数据的对应的四个误差;
所述“然后再对对当前编码块的当前变换域子块中余下所有数据利用第三预测模式组中的四种预测模式进行统一中间帧内预测”,即对余下所有数据进行一次“中间帧内预测”,此时余下所有数据就是“中间帧内预测”中的处理对象,求取余下所有数据对应的四个误差。
33.如权利要求32所述的一种变换域色度帧内预测编码系统,其特征在于,
所述“帧内预测误差计算模块”中,所述每一种预测模式组合包括:“一种number个数据的预测模式”和“一种余下数据的预测模式”;
在“一种number个数据的预测模式”中,所述number个数据中每个数据可采用所述第三预测模式组中的四种模式中的任意一种,所述number个数据中每个数据采用的模式可相同也可不同;所述余下数据也可采用所述第三预测模式组中的四种模式中的任意一种。
34.一种变换域U色度帧内预测解码系统,其特征在于,所述系统包括变换域U色度帧内预测解码系统和变换域V色度帧内预测解码系统,变换域U色度帧内预测解码系统和变换域V色度帧内预测解码系统分别包括熵解码模块、重排序模块、第二解码块变换域帧内预测值获取模块、第二解码块变换域重构值获取模块、第二解码块空间域重构值获取模块、滤波模块,
熵解码模块,用于对当前解码块的码流进行熵解码;
重排序模块,用于对熵解码后的当前解码块的码流进行重排序;
第二解码块变换域帧内预测值获取模块,用于根据当前解码块的帧内预测模式,按第四预测模式组中的四种预测模式进行变换域帧内预测,获取当前解码块的变换域帧内预测值;
第二解码块变换域重构值获取模块,用于将当前解码块的变换域帧内预测值与重排序模块中获取的当前解码块重排序的数据进行累加,获取当前解码块的变换域重构值;
第二解码块空间域重构值获取模块,用于对当前解码块的变换域重构值进行反量化、然后再进行(k)×(k)的反变换,获取当前解码块的空间域重构值;
滤波模块,用于对当前解码块的空间域重构值进行滤波,完成当前解码块的解码。
35.如权利要求34所述的一种变换域色度帧内预测解码系统,其特征在于,变换域U色度帧内预测解码系统中,所述第四预测模式组具体包括以下四种预测模式:
模式一:变换域左侧预测模式
如果D(i)’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugleft(I+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式二:变换域上侧预测模式
如果B(j)’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugup(m-k+i2,J+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式三:变换域左上侧预测模式
如果A’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
模式四:变换域右上侧预测模式
如果E’已解码,则
p_utdec(I+i2,J+j2)=ugright_up(m-k+i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
否则p_utdec(I+i2,J+j2)=ug128(i2,j2),1≤i2≤k、1≤j2≤k;
其中,A’表示当前解码块的左上侧预测块第m/k行第m/k列的子块;B(1)’、B(2)’、…、B(j)’、…、B(m’)’分别表示:当前解码块的上侧预测块第m/k行第1列的子块、当前解码块的上侧预测块第m/k行第2列的子块、…、当前解码块的上侧预测块第m/k行第j列的子块、…、当前解码块的上侧预测块第m/k行第m/k列的子块个子块;E’表示当前解码块的右上侧预测块第m/k行第1列的子块;D(1)’、D(2)’、…、D(i)’、…、D(m’)’分别表示:当前解码块的左侧预测块第1行第m/k列的子块、当前解码块的左侧预测块第2行第m/k列的子块、…、当前解码块的左侧预测块第i行第m/k列的子块、…、当前解码块的左侧预测块第m/k行第m/k列的子块,
其中,p_utdec(I+i2,J+j2)表示当前解码块的变换域信息块第I+i2行第J+j2列的U色度值的变换域预测值;ugleft(I+i2,m-k+j2)′:当前编码块左侧预测块第i行第m/k列子块的变换域信息块第I+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;
ugup(m-k+i2,jk+j2)′表示当前编码块上侧预测块第m/k行第j列子块的变换域信息块第m-k+i2行第J+j2列的U色度重构值;ugleft_up(m-k+i2,m-k+j2)′表示当前编码块左上侧预测块第m/k行第m/k列子块的变换域信息块第m-k+i2行第m-k+j2列的U色度重构值;ugright_up(m-k+i2,j2)′表示当前编码块右上侧预测块第m/k行第1列子块的变换域信息块第m-k+i2行第j2列的U色度重构值;I=(i-1)*k,J=(j-1)*k,1≤i≤m/k,1≤j≤m/k;
128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) × ( k ) 表示由(k)×(k)个等于128的值构成的矩阵,称为基本空间域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) 表示基本变换域信息块;
ut 128 ( 1,1 ) ut 128 ( 1 , 2 ) · · · ut 128 ( 1 , k ) ut 128 ( 2,1 ) ut 128 ( 2 , 2 ) · · · ut 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ut 128 ( k , 1 ) ut 128 ( k , 2 ) · · · ut 128 ( k , k ) = C * 128 128 · · · 128 128 128 · · · 128 · · · · · · · · · · · · 128 128 · · · 128 ( k ) x ( k ) * C T ; ut128(i2,j2):表示基本变换域信息块第i2行第j2列的U色度值,1≤i2≤k、1≤j2≤k;
ug 128 ( 1,1 ) ug 128 ( 1 , 2 ) · · · ug 128 ( 1 , k ) ug 128 ( 2,1 ) ug 128 ( 2 , 2 ) · · · ug 128 ( 2 , k ) · · · · · · · · · · · · ug 128 ( k , 1 ) ug 128 ( k , 2 ) · · · ug 128 ( k , k ) 表示基本变换域信息块的重构块;
即对基本变换域信息块进行量化操作,获取的就是基本变换域信息块的重构块;ug128(i,j)是对ut128(i,j)进行量化后获取的基本变换域信息块的重构块第i行第j列的重构值;
变换域V色度帧内预测解码系统中,所述第四预测模式组具体包括的四种预测模式与变换域U色度帧内预测解码系统中的相同,将变换域U色度帧内预测解码系统中的所有“U”替换成“V”、所有的“u”替换成“v”即可。
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