CN103856780B - 视频编码方法、解码方法、编码器及解码器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种视频编码方法、解码方法、编码器及解码器。该视频编码方法包括：接收视频文件的原始YUV序列；对原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理，得到目标YUV序列和坐标转换参数；其中，坐标转换参数包括用于标识对原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法的坐标转换标志位和目标坐标转换方法对应的目标坐标转换规则；对目标YUV序列和坐标转换参数进行编码，得到编码比特流。本发明通过对视频文件的原始YUV序列中的像素进行坐标转换处理，使得到的目标YUV在时域或空域的相关性更强，可以减小预测残差，提高了编码性能。

Description

视频编码方法、解码方法、编码器及解码器

技术领域

本发明涉及视频编解码技术，尤其涉及一种视频编码方法、解码方法、编码器及解码器。

背景技术

原始视频文件需要占据很大的空间和带宽，不利于视频文件的存储和传输。视频编码就是对原始视频文件进行压缩，得到数据量较小的视频文件，通过视频编码可以更好地实现视频文件的存储和传输。原始视频文件存在一定的数据冗余，例如，时间冗余、空间冗余和信息熵冗余。

目前，为了消除视频文件中的时间冗余和空间冗余，多采用基于预测的编码方法，去除空间冗余的预测编码方法称为帧内预测，去除时间冗余的预测编码方法称为帧间预测，其中，帧内预测的编码方法是通过周边的像素点来预测当前像素点的数值，帧间预测主要是通过块的运动估计来搜索匹配块，利用匹配块的像素值预测当前块的像素值。在实际应用中，基于预测的编码方法在预测过程存在一定的预测残差，如何在编码过程中减小预测残差，成为提高视频文件编码性能的关键。

发明内容

本发明提供一种视频编码方法、解码方法、编码器及解码器，用以提高视频文件的编码性能。

为了实现上述目的，本发明提供视频编码方法，包括：

接收视频文件的原始YUV序列；

对所述原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理，得到目标YUV序列和坐标转换参数；其中，所述坐标转换参数包括用于标识对所述原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法的坐标转换标志位和所述目标坐标转换方法对应的目标坐标转换规则；

对所述目标YUV序列和所述坐标转换参数进行编码，得到编码比特流。

为了实现上述目的，本发明提供一种视频解码方法，包括：

接收视频文件的编码比特流；

对所述编码比特流进行解码，得到视频文件的目标YUV序列和坐标转换参数；其中，所述坐标转换参数包括用于标识对所述视频文件的原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法的坐标转换标志位和所述目标坐标转换方法对应的目标坐标转换规则；

根据所述坐标转换参数对所述目标YUV序列中像素的位置进行逆向坐标转换处理，得到所述原始YUV序列。

为了实现上述目的，本发明提供一种编码器，包括：

接收模块，用于接收视频文件的原始YUV序列；

转换处理模块，用于对所述原始YUV序列进行坐标转换处理，得到目标YUV序列和坐标转换参数；其中，所述坐标转换参数包括用于标识对所述原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法的坐标转换标志位和所述目标坐标转换方法对应的目标坐标转换规则；

编码模块，用于对所述目标YUV序列和所述坐标转换参数进行编码，得到编码比特流。

为了实现上述目的，本发明提供一种解码器，包括：

接收模块，用于接收视频文件的编码比特流；

解码模块，用于对所述编码比特流进行解码，得到视频文件的目标YUV序列和坐标转换参数；其中，所述坐标转换参数包括用于标识对所述视频文件的原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法的坐标转换标志位和所述目标坐标转换方法对应的目标坐标转换规则；

转换处理模块，用于根据所述坐标转换参数对所述目标YUV序列中像素的位置进行逆向坐标转换处理，得到所述原始YUV序列。

本发明提供的视频编码方法、解码方法、编码器及解码器，对视频文件的原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理，得到目标YUV序列和坐标转换参数，其中，坐标转换参数包括用于标识对原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法的坐标转换标志位和目标坐标转换方法对应的目标坐标转换规则，对目标YUV序列和坐标转换参数进行编码，得到编码比特流。本发明通过对视频文件原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理，使得到的视频文件的目标YUV序列在时域或空域的相关性更强，可以减小预测残差，提高了编码性能。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种视频编码方法示意图；

图2为本发明实施例提供的原始YUV序列XYZ坐标系示意图；

图3为本发明实施例提供的一种对原始YUV序列进行帧级XYZ坐标系转换得到目标YUV序列的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种对原始YUV序列进行帧级图像空间转换得到目标YUV序列的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种视频解码方法示意图；

图6为本发明实施例提供的一种编码器结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种解码器结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种视频编解码系统结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本发明提供的一种视频编码方法示意图。在本实施例中该视频编码方法的执行主体可以为编码器，该视频编码方法包括以下步骤：

101、接收视频文件的原始YUV序列。

102、对所述原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理，得到目标YUV序列和坐标转换参数；其中，所述坐标转换参数包括用于标识对所述原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法的坐标转换标志位和所述目标坐标转换方法对应的目标坐标转换规则。

103、对所述目标YUV序列和所述坐标转换参数进行编码，得到编码比特流。

编码器接收视频文件的原始YUV序列，在对该原始YUV序列进行编码前，编码器对原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理，得到目标YUV序列和坐标转换参数。该坐标转换参数包括坐标转换标志位和目标坐标转换规则，坐标转换标志位用于标识对原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法，而目标坐标转换规则与该原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理所采用的目标坐标转换方法是对应的。具体地，编码器确定对原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法以及该目标坐标转换方法对应的目标坐标转换规则，获得坐标转换参数。编码器在确定了对原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法以及该目标坐标转换方法对应的目标坐标转换规则之后，根据该目标坐标转换规则对原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理，得到转换YUV序列，进一步地，编码器根据预设的排序策略对转换YUV序列进行图像重排序，得到目标YUV序列。其中，对转换YUV序列进行图像重排序时所采用的排序策略为预先设置的。例如，可以按照像素某个坐标分量的大小进行排序。编码器获取到目标YUV序列和坐标转换参数后，对该目标YUV序列和该坐标转换参数进行编码，得到编码比特流。

在本实施例中，编码器可以采用帧级XYZ坐标系变换、块级XYZ坐标系变换、帧级图像空间变换和块级图像空间变换等方法及上述方法各自对应的目标坐标转换规则，对原始YUV序列中中像素的位置进行坐标转换处理，得到目标YUV序列和坐标转换参数。为了更好地说明本实施例中的XYZ坐标系转换方法，首先对原始YUV序列进行XYZ坐标系的设定，可选地，将图像的水平方向定义为X轴，图像的垂直方向定义为Y轴，图像的时序方向定义为Z轴。X轴、Y轴和Z轴设定完之后，原始YUV序列中的像素位置可以用XYZ坐标系的方式来表示，通过交换坐标的方式对原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理，例如，可以通过交换X轴与Y轴的位置，调整原始YUV序列中像素的位置。在XYZ坐标系转换方法中，坐标转换规则为交换至少两个坐标的位置，例如，X轴、Y轴、Z轴中任意两个坐标进行交换或者X轴、Y轴和Z轴三个坐标进行交换，如（X，Y，Z）可以通过交互坐标的方式变为（Y，Z，X）或（Z，X，Y）。本实施例中图像空间转换的方法为对图像通过上采样、下采样、图像拆分或图像拼接等方式，调整原始YUV序列中像素的坐标位置，即对原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理。在图像空间转换的方法中的坐标转换规则为上采样、下采样、图像拆分和图像拼接中的至少一个。

编码器在接收到原始YUV序列后，确定对原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法以及该目标坐标转换方法对应的目标坐标转换规则，以获得坐标转换参数。具体地，编码器从视频文件的原始YUV序列中获取表征该视频文件的特征参数，根据特征参数确定对原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换所采用的目标坐标转换方法。

例如，编码器可以获取原始YUV序列中各幅图像中各宏块的运动矢量，根据获取到的各图像中各宏块的运动矢量，得到各幅图像中各宏块之间的相对运动矢量，将各图像的各相对运动矢量与预设的第一矢量范围进行比较，如果各图像的各相对运动矢量均在该第一矢量范围内时，编码器确定对原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法为帧级XYZ坐标系转换，并且设定与该帧级XYZ坐标系转换相应的目标坐标转换规则。如果各图像的各相对运动矢量不在该第一矢量范围内时，编码器确定对原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法为块级XYZ坐标系转换，并且设定与该块级XYZ坐标系转换相应的目标坐标转换规则。其中，预设的第一矢量范围与运动矢量具有相同维度，需要将各相对运动矢量的每个分量与预设的第一矢量范围的对应分量进行比较。

编码器还可以获取原始YUV序列中每一幅图像的纹理特征矢量，将各图像的纹理特征矢量与预设的第二矢量范围进行比较，如果各图像的纹理特征矢量均在该第二矢量范围内，编码器确定对原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法为帧级空间图像转换，并且设定与该帧级图像空间转换相应的目标坐标转换规则。如果各图像的纹理特征矢量不在该第二矢量范围内，编码器确定对原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法为块级空间图像转换，并且设定与该块级图像空间转换相应的目标坐标转换规则。其中，预设的第二矢量范围与纹理特征矢量具有相同维度，在将各图像与纹理特征矢量与预设的第二矢量范围进行比较的过程中，与上述将各图像的各相对运动矢量与预设的第一矢量范围的比较过程类似，也需要将各纹理特征的矢量的每个分量与预设第二矢量范围对应分量进行比较。

进一步地，在通过运动矢量判断出该视频文件不能使用XYZ坐标系转换方法后，编码器还可以通过纹理特矢量征来判断该视频文件是否可以采用空间图像转换方法。或者，在通过纹理特征矢量来判断出该视频文件不可以采用空间图像转换方法后，编码器还可以通过运动矢量来判断该视频文件是否可以采XYZ坐标系转换方法。

可选地，根据视频文件的应用领域确定对原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理所使用的目标转换方法，例如，监控视频、视频会议等，由于这类视频中图像的变化较小，这类视频文件可以采用XYZ坐标系转换，并自适应地选取帧级XYZ坐标系转换或者块级XYZ坐标系转换，对原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理。而高分辨率视频，如高清晰度电视（High Definition Television，简称为HDTV），由于这类图像的纹理特征较强，这类视频文件可以采用图像空间转换，并自适应地选取帧级图像空间转换或块级图像空间转换，对原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理。在本实施例中通过视频应用领域的方式来进行判断为粗略的判断方式，这种判断方法一般只适用于特定的应用领域。

编码器在确定了对原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法以及该目标坐标转换方法对应的目标坐标转换规则之后，根据该目标坐标转换规则对原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理，得到转换YUV序列。

具体地，当目标坐标转换方法为块级XYZ坐标系变换，相应的目标坐标转换规则为将XYZ坐标系中指定的坐标进行交换。编码器根据预设的第一分块策略对原始YUV序列进行分块处理，得到至少两个第一分块序列，按照该目标坐标转换规则中指定交换的坐标，将每个第一分块序列中像素的原始坐标进行交换，得到每一个分块序列中像素的目标坐标，然后将每个第一分块序列中像素的位置从原始坐标的位置转换到目标坐标的位置，得到转换YUV序列。其中，第一分块策略为预先设置的，例如，第一分块策略可以设定为将图像均匀的分成4块，此处仅为示例的举例，并不仅限于此。

当目标坐标转换方法为帧级XYZ坐标系变换，相应的目标坐标转换规则为将XYZ坐标系中指定的坐标进行交换。编码器根据该目标坐标转换规则中指定交换的坐标，对原始YUV序列中像素的原始坐标进行交换，得到原始YUV序列中像素的目标坐标，然后将原始YUV序列中像素的位置从原始坐标的位置转换到目标坐标的位置，得到转换YUV序列。

当目标坐标转换为块级图像空间变换，相应的目标坐标转换规则为上采样、下采样、图像拆分和图像拼接中的至少一个。编码器根据预设的第二分块策略对原始YUV序列中像素的位置进行分块处理，得到至少两个第二分块序列，对每个第二分块序列中像素的位置，按照指定的坐标转换规则进行坐标转换处理，得到转换YUV序列。其中，预先设定的第二分块策略可以与第一分块策略相同，也可以与第一分块策略不同，如，可以预先设置第二分块策略为将图像均匀的分成8块，此处仅为示例的举例，并不仅限于此。

当目标坐标转换方法为帧级图像空间变换，相应的目标坐标转换规则为上采样、下采样、图像拆分和图像拼接中的至少一个。编码器根据该目标坐标转换规则对原始YUV序列中像素的位置，按照指定的目标坐标转换规则进行坐标转换处理，得到转换YUV序列。

进一步地，编码器在获取转换YUV序列后，将转换YUV序列按照预设的排序策略进行图像重排序，得到目标YUV序列。例如，编码器确定的目标转换方法为帧级XYZ坐标系转换方法，目标转换规则为对XYZ系坐标中指定的坐标进行交互，例如，指定交互X与Z的位置，则编码器根据目标坐标转换规则对原始YUV序列中像素的位置进行帧级坐标系转换处理，得到转换YUV序列，并且按照指定的坐标的升序进行图像重排序，得到目标YUV序列。此处排序策略为按照指定的坐标进行升序排序，该排序策略仅为示例的举例，并不仅限于此。

在编码器得到目标YUV序列和坐标转换参数后，对该目标YUV序列和该坐标转换参数进行编码，得到编码比特流。具体地，编码器根据预设的编码参数对目标YUV序列进行编码，得到序列比特流，将坐标转换参数写入序列比特流，得到编码比特流。可选地，在编码过程中，编码器可以通过减小编码参数中预测模式中预测块的大小，或者通过减少目标编码参数中预测方向的个数，例如，将预测方向限制为水平方向，或者通过减小编码参数中预测模式中预测块的大小和减少目标编码参数中预测方向的个数，来改变预设的编码参数，得到目标编码参数，然后编码器根据目标编码参数对目标YUV序列和坐标转换参数进行编码，得到编码比特流。本实施例中，通过在编码过程对预测模式和预测方向的限定，可以提高编码的速度，减少编码时间，降低编码复杂度。

本实施例提供的视频编码方法，对视频文件的原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理，得到目标YUV序列和坐标转换参数，对目标YUV序列和坐标转换参数进行编码，得到编码比特流。本发明通过对视频文件原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理，使得到的视频文件的目标YUV序列在时域或空域的相关性更强，减小预测残差，提高了编码性能。进一步地，在编码过程中可以限定预测模式和预测方向，可以提高编码的速度，减少编码时间，降低编码复杂度。

下面以两个具体的例子对本实施例提供的视频编码方法进行说明。

第一个例子为：视频文件的原始YUV序列的格式为YUV4:0:0，该原始YUV序列包括352帧，分辨率为352×288。首先将图像的水平方向定义为X轴，图像的垂直方向定义为Y轴，图像的时序方向定义为Z轴。图2为本发明实施例提供的一种原始YUV序列的XYZ坐标系示意图。编码器从原始YUV序列中获取特征参数，根据该特征参数确定对该原始YUV序列中的像素位置进行帧级XYZ坐标系转换，并设定的目标坐标转换规则为指定交互交换坐标系中X轴和Z轴，生成坐标转换参数。关于编码器根据特征参数确定该原始YUV序列的目标坐标转换方法的过程参见上述相关内容，此处不再赘述。编码器在确定的目标坐标转换方法以及该目标坐标转换方法相应的目标坐标转换规则之后，对如图2所示的原始YUV序列中的每个像素的原始坐标(X，Y，Z)，交换X和Z，变为目标坐标(Z，Y，X),将原始YUV序列中每个像素的位置，从原始坐标（X,Y,Z）转换至目标坐标位置（Z，Y，X），得到转换YUV序列，对该转换YUV序列按照X从小到大的顺序进行图像重排序，得到目标YUV序列。本实施例对原始YUV序列中像素的位置进行帧级XYZ坐标系转换得到目标YUV序列的过程，如图3所示。图3为本发明实施例提供的一种对原始YUV序列中像素的位置进行帧级XYZ坐标系转换得到的目标YUV序列的示意图。编码器在获取到目标YUV序列和坐标转换参数后，对目标YUV序列和坐标转换参数进行编码，得到编码比特流。在该具体例子的编码过程中，限制了预测方向为水平方向。

本实施例根据该例子中的目标坐标转换规则，对4个监控视频进行帧级XYZ坐标系转换，得到目标YUV序列，根据编码参数直接对目标YUV序列和坐标转换参数进行编码，可以得出该视频编码方法可以比常规编码平均节省20.83%码率，编码时间平均增加15.5%。而在对目标YUV序列进行编码的过程中，限定了预测方向为水平方向时，可以得出该视频编码方法比常规编码方式平均节省19.42%码率，编码时间平均减少7.25%。表1为详细的测试结果。

表1

第二个例子为：视频文件的原始YUV序列的格式为YUV4:2:0，该原始YUV序列包括240帧，分辨率为1920×1080。首先设置图像的水平方向为X轴，图像的垂直方向为Y轴，图像的时间方向为Z轴。像素坐标为(X，Y，Z)。编码器从原始YUV序列中获取特征参数，根据该特征参数确定对该原始YUV序列进行帧级图像空间转换，并设定的目标坐标转换规则，生成坐标转换参数，其中，目标坐标转换规则详见下面的具体例子。关于编码器根据特征参数确定该原始YUV序列的目标坐标转换方法的过程参见上述相关内容，此处不再赘述。取所有坐标分量X为奇数且Y也为奇数的像素，组成下采样的第1幅图像，取所有坐标分量X为偶数且Y为奇数的像素，组成下采样的第2幅图像，取所有坐标分量X为奇数且Y为偶数的像素，组成下采样的第3幅图像，取所有坐标分量Ｘ为偶数且Ｙ也为偶数的像素，组成下采样的第4幅图像。这样对于原始YUV序列中的每一幅图像，下采样为以上四幅图像，得到转换YUV序列，对转换YUV序列进行图像重排序，在该例子中，预设的排序策略为若坐标分量Z为奇数，则下采样后的四幅图像按照1，2，3，4的顺序排列，若坐标分量Z为偶数，则下采样后的四幅图像按照4，3，2，1的顺序排列，得到目标YUV序列，如图4所示。图4为本发明实施例提供的一种对原始YUV序列中像素的位置进行帧级图像空间转换得到目标YUV序列的示意图。在该例子中，得到的目标YUV序列的分辨率降低，编码器在编码时可以修改编码参数，将图像的长度和宽度均减半，将图像的帧数设置为原始YUV序列帧数的4倍。基于该例子中的帧级空间转换方法及相应的目标坐标转换规则对Kinomo序列进行坐标转换处理，再进行编码，与常规编码方法相比，可以节省码率6.3%。

图5为本发明实施例提供的一种视频解码方法示意图。该视频解码方法的执行主体可以为解码器，该方法包括以下步骤：

501、接收视频文件的编码比特流。

502、对所述编码比特流进行解码，得到视频文件的目标YUV序列和坐标转换参数；其中，所述坐标转换参数包括用于标识对所述视频文件的原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法的坐标转换标志位和所述目标坐标转换方法对应的目标坐标转换规则。

503、根据所述坐标转换参数对所述目标YUV序列中像素的位置进行逆向坐标转换处理，得到所述原始YUV序列。

解码器接收视频文件的编码比特流，在该编码比特流中包括该视频文件的坐标转换参数。其中，该坐标转换参数包括坐标转换标志位和目标坐标转换规则，坐标转换标志位用于标识对该视频文件的原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法，而目标坐标转换规则与该原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理所采用的目标坐标转换方法是对应的。解码器对该编码比特流进行解码，得到视频文件的目标YUV序列和坐标转换参数。具体地，解码器获取解码参数，根据解码编码参数对编码比特流进行解码，得到目标YUV序列和坐标转换参数。解码器根据坐标转换参数中的坐标转换标志位，可以确定在编码器端对视频文件的原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理时，采用的目标坐标转换方法以及与该目标坐标转换方法相应的目标坐标转换规则。解码器根据目标坐标转换规则对目标YUV序列中像素的位置进行逆向坐标转换处理，得到视频文件的原始YUV序列。具体地，解码器根据坐标转换参数中的坐标转换标志位来确定编码器对视频文件的原始YUV序列中像素的位置采用的目标坐标转换方法，该目标坐标转换方法可以为帧级XYZ坐标系转换、块级XYZ坐标系转换、帧级图像空间转换或块级图像空间转换，而且可以从坐标转换参数中获取到目标坐标转换方法相应的坐标转换规则。

具体地，当目标坐标转换方法为块级XYZ坐标系变换，相应的目标坐标转换规则为将XYZ坐标系中指定的坐标进行交换。解码器根据预设的第一分块策略对目标YUV序列进行分块处理，得到至少两个第一分块序列，按照该目标坐标转换规则中指定交换的坐标，将每个第一分块序列中的像素的目标坐标进行逆向交换，得到每个第一分块序列中像素的原始坐标，将每个第一分块序列中像素的位置从目标坐标转位置换至原始坐标位置，得到转换YUV序列。其中，第一分块策略为预先设置的与编码器在对原始YUV序列进行分块时采用的第一分块策略是相应的。

当目标坐标转换方法为帧级XYZ坐标系变换，相应的目标坐标转换规则为将XYZ坐标系中指定的坐标进行交换。解码器根据该目标坐标转换规则中指定交换的坐标，将目标YUV序列中像素的目标坐标进行逆向交换，得到目标YUV序列中像素的原始坐标，将目标YUV序列中像素的位置从目标坐标转位置换至原始坐标位置，得到转换YUV序列。

当目标坐标转换为块级图像空间变换，相应的目标坐标转换规则为上采样、下采样、图像拆分和图像拼接中的至少一个。解码器根据预设的第二分块策略对目标YUV序列进行分块处理，得到至少两个第二分块序列，对每个第二分块序列中的像素的位置，按照指定的坐标转换规则进行逆向坐标转换处理，得到转换YUV序列。其中，该第二分块策略为预先设置的与编码器在对原始YUV序列进行分块时采用的第二分块策略是相应的。

当目标坐标转换方法为帧级图像空间变换，相应的目标坐标转换规则为上采样、下采样、图像拆分和图像拼接中的至少一个。解码器根据该目标坐标转换规则对目标YUV序列中像素的位置，按照指定的目标坐标转换规则进行逆向坐标转换处理，得到转换YUV序列。

进一步地，解码器在获取转换YUV序列后，将转换YUV序列按照预设的排序策略进行图像重排序，得到原始YUV序列。其中，对转换YUV序列进行图像重排序时所采用的排序策略为预先设置的，该排序策略与编码器采用的排序策略是对应的。例如，解码器确定出目标转换方法为帧级XYZ坐标系转换方法，目标转换规则为对XYZ系坐标中指定的坐标进行交互，例如，指定交互X与Z，解码器根据目标坐标转换规则对目标YUV序列中的像素进行帧级坐标系转换的逆向处理，得到转换YUV序列，并且按照指定的坐标的升序进行图像重排序，例如，可以按照X从小到大的顺序对转换YUV序列进行排序，得到视频文件的原始YUV序列。

本实施例提供的视频解码方法，接收视频文件的编码比特流，对编码比特流进行解码，得到视频文件的目标YUV序列和坐标转换参数，其中，坐标转换参数包括用于标识对视频文件的原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法的坐标转换标志位和目标坐标转换方法对应的目标坐标转换规则，根据坐标转换参数对目标YUV序列中像素的位置进行逆向坐标转换处理，得到视频文件的原始YUV序列。由于视频文件的在编码过程中进行了坐标转换处理，使得到的视频文件在时域或空域的相关性更强，可以减小预测残差，得到的编码比特流具有较高的准确性，通过本实施例提供的解码器解码该编码比特流，可以得到较为准确的视频文件的原始YUV序列。

图6为本发明实施例提供的一种编码器结构示意图。该编码器包括：接收模块60、转换处理模块61和编码模块62。

接收模块60接收视频文件的原始YUV序列，在对该原始YUV序列进行编码前，转换处理模块61对原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理，得到目标YUV序列和坐标转换参数。该坐标转换参数包括坐标转换标志位和目标坐标转换规则，坐标转换标志位用于标识对原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法，而目标坐标转换规则与该原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理所采用的目标坐标转换方法是对应的。

在本实施例中，编码器中的转换处理模块61可以采用帧级XYZ坐标系变换、块级XYZ坐标系变换、帧级图像空间变换和块级图像空间变换等方法及上述方法各自对应的目标坐标转换规则，对原始YUV序列中中像素的位置进行坐标转换处理，得到目标YUV序列和坐标转换参数。关于XYZ坐标系转换方法、图像空间转换的方法以及相应的坐标转换规则的介绍参见上述实施例中的相关内容的记载，此处不再赘述。

可选地，转换处理模块61的一种具体的实现结构方式包括：确定单元611、处理单元612和排序单元613。

其中，确定单元611用于确定对原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法以及该目标坐标转换方法对应的目标坐标转换规则，并获得坐标转换参数。具体地，确定单元611从原始YUV序列中获取表征视频文件的特征参数，根据特征参数确定目标坐标转换方法。确定单元611根据特征参数确定对原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法以及该目标坐标转换方法对应的目标坐标转换规则，获得坐标转换参数的过程参见上述实施例中相关内容的记载，此处不再赘述。

在确定了对原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法以及该目标坐标转换方法对应的目标坐标转换规则之后，处理单元612根据该目标坐标转换规则对原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理，得到转换YUV序列。

具体地，当目标坐标转换方法为块级XYZ坐标系变换，相应的目标坐标转换规则为将XYZ坐标系中指定的坐标进行交换。处理单元612根据预设的第一分块策略对原始YUV序列进行分块处理，得到至少两个第一分块序列，按照该目标坐标转换规则中指定交换的坐标，将每个第一分块序列中像素的原始坐标进行交换，得到每一个分块序列中像素的目标坐标，然后将每个第一分块序列中像素的位置从原始坐标的位置转换到目标坐标的位置，得到转换YUV序列。其中，第一分块策略为预先设置的，例如，第一分块策略可以设定为将图像均匀的分成4块，此处仅为示例的举例，并不仅限于此。

当目标坐标转换方法为帧级XYZ坐标系变换，相应的目标坐标转换规则为将XYZ坐标系中指定的坐标进行交换。处理单元612根据该目标坐标转换规则中指定交换的坐标，对原始YUV序列中像素的原始坐标进行交换，得到原始YUV序列中像素的目标坐标，然后将原始YUV序列中像素的位置从原始坐标的位置转换到目标坐标的位置，得到转换YUV序列。

当目标坐标转换为块级图像空间变换，相应的目标坐标转换规则为上采样、下采样、图像拆分和图像拼接中的至少一个。处理单元612根据预设的第二分块策略对原始YUV序列进行分块处理，得到至少两个第二分块序列，对每个第二分块序列中像素的位置，按照指定的坐标转换规则进行坐标转换处理，得到转换YUV序列。其中，预先设定的第二分块策略可以与第一分块策略相同，也可以与第一分块策略不同，如，可以预先设置第二分块策略为将图像均匀的分成8块，此处仅为示例的举例，并不仅限于此。

当目标坐标转换方法为帧级图像空间变换，相应的目标坐标转换规则为上采样、下采样、图像拆分和图像拼接中的至少一个。处理单元612根据该目标坐标转换规则对原始YUV序列中像素的位置，按照指定的目标坐标转换规则进行坐标转换处理，得到转换YUV序列。

进一步地，在获取转换YUV序列后，排序单元613将转换YUV序列按照预设的排序策略进行图像重排序，得到目标YUV序列。关于预设的排序策略的介绍参见上述是实例中相关内容的记载，此处不再赘述。

在获取到目标YUV序列和坐标转换参数后，编码模块63对该目标YUV序列和该坐标转换参数进行编码，得到编码比特流。具体地，编码模块63根据预设的编码参数对YUV序列进行编码，得到序列比特流，然后将坐标转换参数写入序列比特流，得到编码比特流。可选地，在编码过程中，编码模块63可以通过减小编码参数中预测模式中预测块的大小，或者通过减少目标编码参数中预测方向的个数，例如，将预测方向限制为水平方向，或者通过减小编码参数中预测模式中预测块的大小和减少目标编码参数中预测方向的个数，来改变预设的编码参数，得到目标编码参数，然后编码器根据目标编码参数对目标YUV序列和坐标转换参数进行编码，得到编码比特流。本实施例提供的编码器在编码过程中可以对预测模式和预测方向进行限定，可以提高编码的速度，减少编码时间，降低编码复杂度。

本实施例提供的编码器，接收视频文件的原始YUV序列，对视频文件的原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理，得到目标YUV序列和坐标转换参数，对目标YUV序列和坐标转换参数进行编码，得到编码比特流。本发明通过对视频文件原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理，使得到的视频文件的目标YUV序列在时域或空域的相关性更强，减小预测残差，提高了编码性能。进一步地，本实施例提供的编码器在编码过程中可以限定预测模式和预测方向，可以提高编码的速度，减少编码时间，降低编码复杂度。

进一步地，可以通过上述实施例中两个例子对本实施例提供的编码器进行测试，具体过程和测试结果参见上述实施例中的相关内容的记载、图2、图3和4以及表1，此处不再赘述。

图7为本发明实施例提供的一种解码器结构示意图。该解码器包括：接收模块70、解码模块71和转换处理模块72。

接收模块70接收视频文件的编码比特流，在该编码比特流中包括该视频文件的坐标转换参数。其中，该坐标转换参数包括坐标转换标志位和目标坐标转换规则，坐标转换标志位用于标识对该视频文件的原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法，而目标坐标转换规则与该原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理所采用的目标坐标转换方法是对应的。

解码模块71对该编码比特流进行解码，得到视频文件的目标YUV序列和坐标转换参数。具体地，解码模块71获取解码参数，根据解码编码参数对编码比特流进行解码，得到目标YUV序列和坐标转换参数。转换处理模块72根据坐标转换参数对目标YUV序列中像素的位置进行逆向的坐标转换处理，得到视频文件的原始YUV序列。

转换处理模块72根据坐标转换参数中的坐标转换标志位可以确定编码器对视频文件的原始YUV序列中像素的位置采用的目标坐标转换方法，该目标坐标转换方法可以为帧级XYZ坐标系转换、块级XYZ坐标系转换、帧级图像空间转换或块级图像空间转换，而且可以从坐标转换参数中获取到目标坐标转换方法相应的坐标转换规则。

可选地，转换处理模块72的一种具体的实现方式包括：确定单元721根据坐标转换参数中的坐标转换标志位，确定在编码器端对视频文件的原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理时，采用的目标坐标转换方法。逆向处理单元722根据坐标转换参数中目标坐标转换规则对解码得到的目标YUV序列中像素的位置进行逆向的坐标转换处理，得到转换YUV序列。排序单元723根据预设的排序策略对转换YUV序列进行图像重排序，得到视频文件的原始YUV序列。其中，对转换YUV序列进行图像重排序时所采用的排序策略为预先设置的，该排序策略与编码器采用的排序策略是对应的。

具体地，当确定单元721确定出目标坐标转换方法为块级XYZ坐标系变换，相应的目标坐标转换规则为将XYZ坐标系中指定的坐标进行交换。逆向处理单元722根据预设的第一分块策略对目标YUV序列进行分块处理，得到至少两个第一分块序列，按照该目标坐标转换规则中指定交换的坐标，将每个第一分块序列中的像素的目标坐标进行逆向交换，得到每个第一分块序列中像素的原始坐标，将每个第一分块序列中像素的位置从目标坐标转位置换至原始坐标位置，得到转换YUV序列。其中，第一分块策略为预先设置的与编码器在对原始YUV序列进行分块时采用的第一分块策略是相应的。

当确定单元721确定出目标坐标转换方法为帧级XYZ坐标系变换，相应的目标坐标转换规则为将XYZ坐标系中指定的坐标进行交换。逆向处理单元722根据该目标坐标转换规则中指定交换的坐标，将目标YUV序列中像素的目标坐标进行逆向交换，得到目标YUV序列中像素的原始坐标，将目标YUV序列中像素的位置从目标坐标转位置换至原始坐标位置，得到转换YUV序列。

当确定单元721确定出目标坐标转换为块级图像空间变换，相应的目标坐标转换规则为上采样、下采样、图像拆分和图像拼接中的至少一个。逆向处理单元722根据预设的第二分块策略对目标YUV序列进行分块处理，得到至少两个第二分块序列，对每个第二分块序列中像素的位置，按照指定的坐标转换规则进行逆向的坐标转换处理，得到转换YUV序列。其中，该第二分块策略为预先设置的与编码器在对原始YUV序列进行分块时采用的第二分块策略是相应的。

当确定单元721确定出目标坐标转换方法为帧级图像空间变换，相应的目标坐标转换规则为上采样、下采样、图像拆分和图像拼接中的至少一个。逆向处理单元722根据该目标坐标转换规则对目标YUV序列中像素的位置，按照指定的目标坐标转换规则进行逆向坐标转换处理，得到转换YUV序列。

进一步地，在获取转换YUV序列后，排序单元723将转换YUV序列按照预设的排序策略进行图像重排序，得到原始YUV序列。例如，当确定单元721确定出目标转换方法为帧级XYZ坐标系转换方法，目标转换规则为对XYZ系坐标中指定的坐标进行交互，例如，指定交互X与Z，逆向处理单元722根据目标坐标转换规则对目标YUV序列中的像素进行帧级坐标系转换的逆向处理，得到转换YUV序列，排序单元723按照指定的坐标的升序进行图像重排序，例如，可以按照X从小到大的顺序对转换YUV序列进行排序，得到视频文件的原始YUV序列。

本实施例提供的解码器，接收视频文件的编码比特流，对编码比特流进行解码，得到视频文件的目标YUV序列和坐标转换参数，其中，坐标转换参数包括用于标识对视频文件的原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法的坐标转换标志位和目标坐标转换方法对应的目标坐标转换规则，根据坐标转换规则对目标YUV序列中像素的位置进行逆向坐标转换处理，得到视频文件的原始YUV序列。由于视频文件的在编码过程中进行了坐标转换处理，使得到的视频文件在时域或空域的相关性更强，可以减小预测残差，获取到的编码比特流的准确性较高，通过本实施例提供的解码器解码该编码比特流，可以得到较为准确的视频文件的原始YUV序列。

图8为本发明实施例提供的一种视频编解码系统，该系统中包括编码器80和解码器81。其中，该编码器80为上述实施例提供的编码器，具体作用和编码过程参见上述实施例中相关内容的记载，此处不再赘述，解码器81为上述实施例提供的解码器，具体作用和解码过程参见上述实施例中相关内容的记载，此处不再赘述。

本实施例提供的视频编解码系统，编码器接收视频文件的原始YUV序列，对视频文件的原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理，得到目标YUV序列和坐标转换参数，对目标YUV序列和坐标转换参数进行编码，得到编码比特流，将编码比特流发送给解码器，解码器对编码比特流进行解码，得到视频文件的目标YUV序列和坐标转换参数，根据坐标转换参数对目标YUV序列中像素的位置进行逆向坐标转换处理，得到视频文件的原始YUV序列。本发明在编码过程中对视频文件进行坐标转换处理，使得到的视频文件的目标YUV序列在时域或空域的相关性更强，可以减小预测残差，提高视频文件的编码性能。进一步地，在编码过程中可以限定预测模式和预测方向，可以提高编码的速度，减少编码时间，降低编码复杂度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种视频编码方法，其特征在于，包括：

接收视频文件的原始YUV序列；

对所述原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理，得到目标YUV序列和坐标转换参数；其中，所述坐标转换参数包括用于标识对所述原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法的坐标转换标志位和所述目标坐标转换方法对应的目标坐标转换规则；

对所述目标YUV序列和所述坐标转换参数进行编码，得到编码比特流；

其中，所述对所述原始YUV序列中的像素位置进行坐标转换处理，得到目标YUV序列和坐标转换参数包括：

确定对所述原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的所述目标坐标转换方法以及所述目标坐标转换方法对应的目标坐标转换规则，获得所述坐标转换参数；

根据所述目标坐标转换规则对所述原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理，得到转换YUV序列；

将所述转换YUV序列按照预设的排序策略进行图像重排序，得到所述目标YUV序列；

所述目标坐标转换方法为块级XYZ坐标系变换，所述目标坐标转换规则为将XYZ坐标系中指定的坐标进行交换；

所述根据所述坐标转换规则对所述原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理，得到转换YUV序列包括：

根据预设的第一分块策略对所述原始YUV序列进行分块处理，得到至少两个第一分块序列；

按照所述坐标转换规则中指定交换的坐标，将每个第一分块序列中像素的原始坐标进行交换，得到每一个分块序列中像素的目标坐标；

将每个第一分块序列中像素的位置从原始坐标的位置转换到目标坐标的位置，得到所述转换YUV序列；

或者，所述目标坐标转换方法为帧级XYZ坐标系变换，所述目标坐标转换规则为将XYZ坐标系中指定的坐标进行交换；

所述根据所述目标坐标转换规则对所述原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理，得到转换YUV序列包括：

按照所述目标坐标转换规则中指定交换的坐标，对所述原始YUV序列中像素的原始坐标进行交换，得到所述原始YUV序列中像素的目标坐标；

将所述原始YUV序列中像素的位置从原始坐标的位置转换到目标坐标的位置，得到所述转换YUV序列；

或者，所述目标坐标转换为块级图像空间变换，所述目标坐标转换规则为上采样、下采样、图像拆分和图像拼接中的至少一个；

所述根据所述目标坐标转换规则对所述原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理，得到转换YUV序列包括：

根据预设的第二分块策略对所述原始YUV序列进行分块处理，得到至少两个第二分块序列；

对每个第二分块序列中像素的位置，按照指定的所述目标坐标转换规则进行坐标转换处理，得到所述转换YUV序列；

或者，所述目标坐标转换方法为帧级图像空间变换，所述目标坐标转换规则为上采样、下采样、图像拆分和图像拼接中的至少一个；

所述根据所述目标坐标转换规则对所述原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理，得到转换YUV序列包括：

对所述原始YUV序列中像素的位置，按照指定的所述目标坐标转换规则进行坐标转换处理，得到所述转换YUV序列。

2.根据权利要求1所述的视频编码方法，其特征在于，所述确定对所述原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的所述目标坐标转换方法包括：

从所述原始YUV序列中获取表征所述视频文件的特征参数；

根据所述特征参数确定所述目标坐标转换方法。

3.根据权利要求1所述的视频编码方法，其特征在于，所述对所述目标YUV序列和所述坐标转换参数进行编码，得到编码比特流包括：

根据预设的编码参数对所述目标YUV序列进行编码，得到序列比特流；

将所述坐标转换参数写入所述序列比特流，得到编码比特流。

4.根据权利要求3所述的视频编码方法，其特征在于，所述根据预设的编码参数对YUV序列进行编码，得到序列比特流包括：

减小所述编码参数中预测模式中预测块的大小和/或减少所述编码参数中预测方向的个数，得到目标编码参数；

根据所述目标编码参数对所述目标YUV序列进行编码，得到所述序列比特流。

5.一种视频解码方法，其特征在于，包括：

接收视频文件的编码比特流；

对所述编码比特流进行解码，得到所述视频文件的目标YUV序列和坐标转换参数；其中，所述坐标转换参数包括用于标识对所述视频文件的原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法的坐标转换标志位和所述目标坐标转换方法对应的目标坐标转换规则；

根据所述坐标转换参数对所述目标YUV序列中像素的位置进行逆向的坐标转换处理，得到所述原始YUV序列；

所述根据所述目标坐标转换规则对所述目标YUV序列中像素的位置进行逆向坐标转换处理，得到所述原始YUV序列包括：

根据所述坐标转换参数中的所述坐标转换标志位，确定对所述原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法；

根据所述目标坐标转换方法和所述坐标转换参数中的所述目标坐标转换规则对所述目标YUV序列中像素的位置进行逆向坐标转换处理，得到转换YUV序列；

根据预设的排序策略对所述转换YUV序列进行图像重排序，得到所述原始YUV序列；

其中，所述目标坐标转换方法为块级XYZ坐标系变换，所述目标坐标转换规则为将XYZ坐标系中指定的坐标进行交换；或者，所述目标坐标转换方法为帧级XYZ坐标系变换，所述目标坐标转换规则为将XYZ坐标系中指定的坐标进行交换；或者，所述目标坐标转换为块级图像空间变换，所述目标坐标转换规则为上采样、下采样、图像拆分和图像拼接中的至少一个；或者，所述目标坐标转换方法为帧级图像空间变换，所述目标坐标转换规则为上采样、下采样、图像拆分和图像拼接中的至少一个。

6.一种编码器，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收视频文件的原始YUV序列；

转换处理模块，用于对所述原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理，得到目标YUV序列和坐标转换参数；其中，所述坐标转换参数包括用于标识对所述原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法的坐标转换标志位和所述目标坐标转换方法对应的目标坐标转换规则；

编码模块，用于对所述目标YUV序列和所述坐标转换参数进行编码，得到编码比特流；

其中，转换处理模块，包括：确定单元、处理单元和排序单元；

所述确定单元，用于确定对所述原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的所述目标坐标转换方法以及所述目标坐标转换方法对应的目标坐标转换规则，获得所述坐标转换参数；

所述处理单元，用于根据所述目标坐标转换规则对所述原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理，得到转换YUV序列；

所述排序单元，用于将转换YUV序列按照预设的排序策略进行图像重排序，得到所述目标YUV序列；

所述目标坐标转换方法为块级XYZ坐标系变换，所述目标坐标转换规则为将XYZ坐标系中指定的坐标进行交换；

所述处理单元，具体用于根据预设的第一分块策略对所述原始YUV序列进行分块处理，得到至少两个第一分块序列；按照所述坐标转换规则中指定交换的坐标，将每个第一分块序列中像素的原始坐标进行交换，得到每一个分块序列中像素的目标坐标；将每个第一分块序列中像素的位置从原始坐标的位置转换到目标坐标的位置，得到所述转换YUV序列；

或者，所述目标坐标转换方法为帧级XYZ坐标系变换，所述目标坐标转换规则为将XYZ坐标系中指定的坐标进行交换；

所述处理单元，具体用于按照所述目标坐标转换规则中指定交换的坐标，对所述原始YUV序列中像素的原始坐标进行交换，得到所述原始YUV序列中像素的目标坐标；将所述原始YUV序列中像素的位置从原始坐标的位置转换到目标坐标的位置，得到所述转换YUV序列；

或者，所述目标坐标转换为块级图像空间变换，所述目标坐标转换规则为上采样、下采样、图像拆分和图像拼接中的至少一个；

所述处理单元，具体用于根据预设的第二分块策略对所述原始YUV序列进行分块处理，得到至少两个第二分块序列；对每个第二分块序列中像素的位置，按照指定的所述目标坐标转换规则进行坐标转换处理，得到所述转换YUV序列；

或者，所述目标坐标转换方法为帧级图像空间变换，所述目标坐标转换规则为上采样、下采样、图像拆分和图像拼接中的至少一个；

所述处理单元，具体用于对所述原始YUV序列中像素的位置，按照指定的所述目标坐标转换规则进行坐标转换处理，得到所述转换YUV序列。

7.一种解码器，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收视频文件的编码比特流；

解码模块，用于对所述编码比特流进行解码，得到视频文件的目标YUV序列和坐标转换参数；其中，所述坐标转换参数包括用于标识对所述视频文件的原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法的坐标转换标志位和所述目标坐标转换方法对应的目标坐标转换规则；

转换处理模块，用于根据所述坐标转换规则对所述目标YUV序列中像素的位置进行逆向坐标转换处理，得到所述原始YUV序列；

其中，所述转换处理模块，具体包括：

确定单元，用于根据所述坐标转换参数中的所述坐标转换标志位，确定对所述原始YUV序列中像素的位置进行坐标转换处理使用的目标坐标转换方法；

逆向处理单元，用于根据所述目标坐标转换方法和所述坐标转换参数中的所述目标坐标转换规则对所述目标YUV序列中像素的位置进行逆向坐标转换处理，得到转换YUV序列；

排序单元，用于根据预设的排序策略对所述转换YUV序列进行图像重排序，得到所述原始YUV序列；

其中，所述目标坐标转换方法为块级XYZ坐标系变换，所述目标坐标转换规则为将XYZ坐标系中指定的坐标进行交换；或者，所述目标坐标转换方法为帧级XYZ坐标系变换，所述目标坐标转换规则为将XYZ坐标系中指定的坐标进行交换；或者，所述目标坐标转换为块级图像空间变换，所述目标坐标转换规则为上采样、下采样、图像拆分和图像拼接中的至少一个；或者，所述目标坐标转换方法为帧级图像空间变换，所述目标坐标转换规则为上采样、下采样、图像拆分和图像拼接中的至少一个。