CN104717513B - 一种双向帧间预测方法及装置 - Google Patents
一种双向帧间预测方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明实施例公开了一种双向帧间预测方法及装置，涉及视频编解码技术领域，包括：获得第一预测方向对应的第一参考帧列表、第一可用帧间预测模式集合和第二预测方向对应的第二参考帧列表、第二可用帧间预测模式集合；根据第一可用帧间预测模式集合，获得目标编码块BT的目标帧间预测模式M；获得BT在M下针对第一预测方向的帧间预测结果；根据所获得的针对第一预测方向的帧间预测结果，分别获得BT在第二可用帧间预测模式集合中的各个帧间预测模式下针对第二预测方向的帧间预测结果；获得BT在M下的双向帧间预测结果。应用本发明实施例提供的方案进行双向帧间预测，增加了可选的双向帧间预测模式。
Description
技术领域
本发明涉及视频编解码技术领域，特别涉及一种双向帧间预测方法及装置。
背景技术
由于视频中连续的若干帧图像之间存在较强时间相关性，所以在进行视频编码时，常利用各个视频帧之间的时间相关性来减少视频帧间的冗余，达到压缩数据的目的。视频中当前视频帧与其他视频帧之间的时间相关性不仅表现在当前视频帧与在其之前编码的视频帧之间存在时间相关性，也表现在当前视频帧与在其之后编码的视频帧之间存在时间相关性，基于此，在进行视频编码时，可以考虑双向帧间预测，以得到较佳的编码效果。
顾名思义，一次完整的双向帧间预测要包含两个方向的帧间预测，一般是指包括前向帧间预测和后向帧间预测，这两个方向的帧间预测分别对应各自的参考帧队列，例如，前向参考帧队列和后向参考帧队列。
现有技术中，在进行双向帧间预测时，获得目标编码块的目标帧间预测模式M后，可得到目标编码块的各个原始预测图像块，具体的，可以按照以下方式获得任一原始预测图像块BOP对应的双向帧间预测结果：
在前向参考帧队列所包含的各个参考帧上进行帧间预测，得到BOP的前向帧间预测结果；
根据所得到的前向帧间预测结果，在后向参考帧队列所包含的各个参考帧上进行帧间预测，得到BOP的后向帧间预测模式；
经过上述两个步骤即可得到BOP的双向帧间预测结果。进一步的，按照上述获得BOP双向帧间预测结果的方式，获得目标编码块的其他原始预测图像块的双向帧间预测结果后，即得到了目标编码块在M下的双向帧间预测结果。
可见，现有技术中是以原始预测图像块为单位进行的前向帧间预测和后向帧间预测的，对于一次双向帧间预测而言，前向帧间预测对应的帧间预测模式和后向帧间预测对应的帧间预测模式相同，这样，实际应用中目标编码块存在N种可用帧间预测模式时，只有N种双向帧间预测模式可供目标编码块选择，可选的双向帧间预测模式较少，不利用提高编码效率。
发明内容
本发明实施例公开了一种双向帧间预测方法及装置，以增加可选的双向帧间预测模式。
为达到上述目的，本发明实施例公开了一种双向帧间预测方法，所述方法包括：
获得第一预测方向对应的第一参考帧列表、第一可用帧间预测模式集合和第二预测方向对应的第二参考帧列表、第二可用帧间预测模式集合；
根据所述第一可用帧间预测模式集合，获得目标编码块BT的目标帧间预测模式M；
在所述第一参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，获得所述BT在所述M下针对所述第一预测方向的帧间预测结果；
根据所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果，在所述第二参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，分别获得所述BT在所述第二可用帧间预测模式集合中的各个帧间预测模式下针对所述第二预测方向的帧间预测结果；
根据所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果和针对所述第二预测方向的帧间预测结果，获得所述BT在所述M下的双向帧间预测结果。
在本发明的一种具体实现方式中，所述在所述第一参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，获得所述BT在所述M下针对所述第一预测方向的帧间预测结果，包括：
根据所述M，确定所述BT对应的原始预测图像块；
分别在所述第一参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，获得所确定的各个原始预测图像块针对第一预测方向的帧间预测结果；
根据所获的各个原始预测图像块针对第一预测方向的帧间预测结果，获得所述BT在所述M下针对所述第一预测方向的帧间预测结果。
在本发明的一种具体实现方式中，所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果中包含：在所述M下，所述BT针对所述第一预测方向的预测结果图像块BP；
所述根据所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果，在所述第二参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，分别获得所述BT在所述第二可用帧间预测模式集合中的各个帧间预测模式下针对所述第二预测方向的帧间预测结果，包括：
根据所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果中包含的BP和所述BT，确定针对所述第二预测方向的原始预测图像块BO；
在所述第二参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，分别获得所述BO在所述第二可用帧间预测模式集合中的各个帧间预测模式下的帧间预测结果，进而获得所述BT在所述第二可用帧间预测模式集合中的各个帧间预测模式下针对所述第二预测方向的帧间预测结果。
在本发明的一种具体实现方式中，所述根据所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果和针对所述第二预测方向的帧间预测结果，获得所述BT在所述M下的双向帧间预测结果，包括：
根据所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果和针对所述第二预测方向的帧间预测结果，确定在所述M分别与所述第二可用帧间预测模式集合中包含的帧间预测模式组成的各双向帧间预测模式下所述BT的率失真系数；
根据所确定的率失真系数中的最小率失真系数对应的针对所述第一预测方向的帧间预测结果和针对所述第二预测方向的帧间预测结果，获得所述BT在所述M下的双向帧间预测结果。
在本发明的一种具体实现方式中，所述第一可用帧间预测模式集合中包括：skip模式和/或merge模式。
在本发明的一种具体实现方式中，所述第二可用帧间预测模式集合中包括：三角形预测模式，其中，所述三角形预测模式中所包含的三角形图像块为：按照原始预测图像块的左向对角线和/或右向对角线划分得到的。
为达到上述目的，本发明实施例公开了一种双向帧间预测装置，所述装置包括：
列表和模式获得模块，用于获得第一预测方向对应的第一参考帧列表、第一可用帧间预测模式集合和第二预测方向对应的第二参考帧列表、第二可用帧间预测模式集合；
预测模式获得模块，用于根据所述第一可用帧间预测模式集合，获得目标编码块BT的目标帧间预测模式M；
第一预测结果获得模块，用于在所述第一参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，获得所述BT在所述M下针对所述第一预测方向的帧间预测结果；
第二预测结果获得模块，用于根据所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果，在所述第二参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，分别获得所述BT在所述第二可用帧间预测模式集合中的各个帧间预测模式下针对所述第二预测方向的帧间预测结果；
第三预测结果获得模块，用于根据所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果和针对所述第二预测方向的帧间预测结果，获得所述BT在所述M下的双向帧间预测结果。
在本发明的一种具体实现方式中，所述第一预测结果获得模块，包括：
第一图像块确定子模块，用于根据所述M，确定所述BT对应的原始预测图像块；
第一预测结果获得子模块，用于分别在所述第一参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，获得所确定的各个原始预测图像块针对第一预测方向的帧间预测结果；
第二预测结果获得子模块，用于根据所获的各个原始预测图像块针对第一预测方向的帧间预测结果，获得所述BT在所述M下针对所述第一预测方向的帧间预测结果。
在本发明的一种具体实现方式中，所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果中包含：在所述M下，所述BT针对所述第一预测方向的预测结果图像块BP；
所述第二预测结果获得模块，包括：
第二图像块确定子模块，用于根据所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果中包含的BP和所述BT，确定针对所述第二预测方向的原始预测图像块BO；
第三预测结果获得子模块，用于在所述第二参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，分别获得所述BO在所述第二可用帧间预测模式集合中的各个帧间预测模式下的帧间预测结果，进而获得所述BT在所述第二可用帧间预测模式集合中的各个帧间预测模式下针对所述第二预测方向的帧间预测结果。
在本发明的一种具体实现方式中，所述第三预测结果获得模块，包括：
系数确定子模块，用于根据所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果和针对所述第二预测方向的帧间预测结果，确定在所述M分别与所述第二可用帧间预测模式集合中包含的帧间预测模式组成的各双向帧间预测模式下所述BT的率失真系数；
第四预测结果获得子模块，用于根据所确定的率失真系数中的最小率失真系数对应的针对所述第一预测方向的帧间预测结果和针对所述第二预测方向的帧间预测结果，获得所述BT在所述M下的双向帧间预测结果。
在本发明的一种具体实现方式中，所述第一可用帧间预测模式集合中包括：skip模式和/或merge模式。
在本发明的一种具体实现方式中，所述第二可用帧间预测模式集合中包括：三角形预测模式，其中，所述三角形预测模式中所包含的三角形图像块为：按照原始预测图像块的左向对角线和/或右向对角线划分得到的。
由以上可见，本发明实施例提供的方案中，进行双向帧间预测时，先在第一参考帧列表所包含的各个参考帧中进行帧间预测，获得目标编码块在目标帧间预测模式下针对第一预测方向的帧间预测结果后，再根据所获得的针对第一预测方向的帧间预测结果，在第二参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，分别获得目标编码块在第二可用帧间预测模式集合中的各个帧间预测模式下针对第二预测方向的帧间预测结果，最后根据上述的帧间预测结果获得目标编码块在目标帧间预测模式下的帧间预测结果。可见，在第二可用帧间预测模式集合中所包含的帧间预测模式的数量为N的情况下，应用本发明实施例提供的方案进行双向帧间预测时，对于目标帧间预测模式，其第二预测方向上存在N种可选的帧间预测模式。若第一可用帧间预测模式集合中所包含帧间预测模式的数量也为N，则可选的双向帧间预测模式可由现有技术中的N种扩展为N2种，因此，能够增加可选的双向帧间预测模式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种双向帧间预测方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种立体视频编码的示意图；
图3a为本发明实施例提供的第一种三角形预测模式对应的图像块的示意图；
图3b为本发明实施例提供的第二种三角形预测模式对应的图像块的示意图；
图3c为本发明实施例提供的第三种三角形预测模式对应的图像块的示意图；
图4为本发明实施例提供的一种目标编码块与其原始预测图像块之间对应关系的示意图；
图5为一种现有技术中编码块进行双向帧间预测的示意图；
图6为本发明实施例提供的一种编码块进行双向帧间预测的示意图；
图7为本发明实施例提供的一种双向帧间预测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
先介绍一下本发明的各个实施例中涉及到的几个概念。
帧间预测是指以编码块为单位，利用当前视频帧与其参考帧之间的相关性进行的预测，当前视频帧可以存在一个或多个参考帧。
双向帧间预测可以理解为：利用当前视频帧与在其之前编码且在其之前播放的视频帧之间的相关性，和当前视频帧与在其之前编码且在其之后播放的视频帧之间的相关性进行的帧间预测，可见，双向帧间预测通常涉及两个方向的帧间预测，一般称为：前向帧间预测和后向帧间预测。
其中，前向帧间预测是指：利用当前视频帧与在其之前编码且在其之前播放的视频帧之间的相关性进行的帧间预测；
后向帧间预测是指：利用当前视频帧与在其之前编码且在其之后播放的视频帧之间的相关性进行的帧间预测。
前向帧间预测和后向帧间预测分别对应各自的参考帧列表，两个参考帧列表中所包含的参考帧的数量可以相同，也可以不同。
双向帧间预测的结果是根据前向帧间预测的结果和后向帧间预测的结果得到的，其中，一般会包括：前向帧间预测和后向帧间预测所采用的帧间预测模式、参考帧帧号、前向帧间预测和后向帧间预测得到的预测图像块等信息。
帧间预测模式是指在进行帧间预测时所采用的编码块划分模式。一个大小为2Nx2N的编码块，其常见的帧间预测模式有：Inter_2Nx2N模式、Inter_Nx2N模式、Inter_2NxN模式、Inter_NxN模式等等，当然，实际应用中常见的帧间预测模式并不仅限于上述几种，不同的视频编解码标准中对此做了不同规定，这里不再详述。
其中，Inter_2Nx2N模式是指将大小为2Nx2N的编码块划分为1个大小2Nx2N的图像块进行帧间预测；
Inter_Nx2N模式是指将大小为2Nx2N的编码块划分为2个大小Nx2N的图像块进行帧间预测；
Inter_2NxN模式是指将大小为2Nx2N的编码块划分为2个大小2NxN的图像块进行帧间预测；
Inter_NxN模式是指将大小为2Nx2N的编码块划分为4个大小NxN的图像块进行帧间预测。
下面通过几个具体实施例对本发明进行详细介绍。
图1为本发明实施例提供的一种双向帧间预测方法的流程示意图，包括：
S101：获得第一预测方向对应的第一参考帧列表、第一可用帧间预测模式集合和第二预测方向对应的第二参考帧列表、第二可用帧间预测模式集合。
本实施例所提供的双向帧间预测方法不仅可以应用于二维视频编码中，也可以应用于立体视频编码中。
当应用于二维视频编码中时，第一预测方向可以是前向，也可以是后向，第一预测方向和第二预测方向不同，在第一预测方向为前向的情况下，第二预测方向为后向；在第一预测方向为后向的情况下，第二预测方向为前向；与上述情况相对应，上述的第一参考帧列表和第二参考帧列表可以分别对应于前向参考帧列表和后向参考帧列表中的一个。
当应用于立体视频编码中时，第一预测方向可以是当前拍摄设备对应的时域预测方向，也可以是其他拍摄设备对应的参考帧视点方向，第一预测方向和第二预测方向不同，在第一预测方向为当前拍摄设备对应的时域预测方向的情况下，第二预测方向为其他拍摄设备对应的参考帧视点方向；在第一预测方向为其他拍摄设备对应的参考帧视点方向的情况下，第二预测方向为当前拍摄设备对应的时域预测方向；与上述情况相对应，上述的第一参考帧列表和第二参考帧列表可以分别对应于当前拍摄设备的时域参考帧列表和其他拍摄设备的视点间参考帧列表。
参见图2，提供了一种立体视频编码的示意图，其中，多个拍摄设备从不同视点进行拍摄，得到立体视频编码结果。
第一可用帧间预测模式集合中可以包括：skip模式和/或merge模式，当然，第一可用帧间预测模式中还可以包括其它帧间预测模式，例如，对于大小为2Nx2N的编码块，该第一可用帧间预测模式集合中可以包括：Inter_2Nx2N模式、Inter_Nx2N模式、Inter_2NxN模式、Inter_NxN模式等等，本申请并不对此进行限定。
其中，skip模式是指根据目标编码块在当前视频帧中的位置，确定目标编码块在当前视频帧的参考帧中对应的图像块，并以所确定的图像块为目标编码块的预测图像块的帧间预测模式，选中该模式后只需传输该模式的标识，无需传输目标编码块的残差等信息。
merge模式是指根据当前视频帧中目标编码块周围的编码块的运动矢量信息，预测目标编码块的运动矢量，并以预测得到的运动矢量在当前视频帧的参考帧中确定目标编码块的预测图像块的帧间预测模式，选中该模式后只需传输该模式的标识和目标编码块的残差信息，而无需传输目标编码块的运行矢量等信息。
第二可用帧间预测模式集合中可以包括：三角形预测模式，当然，第二可用帧间预测模式集合中还可以包括其它帧间预测模式，例如，对于大小为2Nx2N的编码块，该第一可用帧间预测模式集合中可以包括：Inter_2Nx2N模式、Inter_Nx2N模式、Inter_2NxN模式、Inter_NxN模式等等，本申请并不对此进行限定。
其中，三角形预测模式中所包含的三角形图像块为：按照原始预测图像块的左向对角线和/或右向对角线划分得到的。
参见图3a，提供了第一种三角形预测模式对应的图像块的示意图，该示意图中两个三角形图像块是按照原始预测图像块的左向对角线划分得到的。
参见图3b，提供了第二种三角形预测模式对应的图像块的示意图，该示意图中两个三角形图像块是按照原始预测图像块的右向对角线划分得到的。
参见图3c，提供了第三种三角形预测模式对应的图像块的示意图，该示意图中四个三角形图像块是按照原始预测图像块的左向对角线和右向对角线划分得到的。
需要说明的是，上述的第一可用帧间预测模式集合中所包括的帧间预测模式与第二可用帧间预测模式集合中所包括的帧间预测模式可以相同，也可以不同，本申请并不对此进行限定。
S102：根据第一可用帧间预测模式集合，获得目标编码块BT的目标帧间预测模式M。
S103：在第一参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，获得BT在M下针对第一预测方向的帧间预测结果。
具体的，可以先根据M，确定BT对应的原始预测图像块，再分别在第一参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，获得所确定的各个原始预测图像块针对第一预测方向的帧间预测结果，并根据所获的各个原始预测图像块针对第一预测方向的帧间预测结果，获得BT在M下针对第一预测方向的帧间预测结果。
其中，在第一参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，获得每一个原始预测图像块针对第一预测方向的帧间预测结果时，可以与现有技术中进行帧间预测的方式相同，这里不再赘述。
参见图4，提供了一种目标编码块与其原始预测图像块之间对应关系的示意图。
该图中目标编码块BT大小为2Nx2N，目标帧间预测模式M为Inter_NxN，则BT对应4个大小为NxN的原始预测图像块。
另外，所获的每个原始预测图像块针对第一预测方向的帧间预测结果中可以包括：该原始预测图像块所采用的帧间预测模式、所选择的第一参考帧列表中参考帧的帧号、该原始预测图像块对应的预测结果图像块等信息，本申请并不对上述的帧间预测结果中所包含的信息进行限定。
在第一参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，确定一个原始预测图像块对应的预测结果图像块时，可以通过SAD(Sum of Absolute Difference)、SATD(Sum ofAbsolute Transformed Difference)、SSE(Sum of Squared Error)等计算该原始预测图像块与其经预测得到的图像块之间的残差能量，进而确定该原始预测图像块对应的预测结果图像，也可以通过计算该原始预测图像块与其经预测得到的图像块之间率RDCost(失真系数，Rate Distortion Cost)确定该原始预测图像块对应的预测结果图像。
S104：根据所获得的针对第一预测方向的帧间预测结果，在第二参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，分别获得BT在第二可用帧间预测模式集合中的各个帧间预测模式下针对第二预测方向的帧间预测结果。
可选的，所获得的针对第一预测方向的帧间预测结果中可以包含：在M下，BT针对第一预测方向的预测结果图像块BP。
则根据所获得的针对第一预测方向的帧间预测结果，在第二参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，分别获得BT在第二可用帧间预测模式集合中的各个帧间预测模式下针对第二预测方向的帧间预测结果时，可以先根据所获得的针对第一预测方向的帧间预测结果中包含的BP和BT，确定针对第二预测方向的原始预测图像块BO，再在第二参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，分别获得BO在第二可用帧间预测模式集合中的各个帧间预测模式下的帧间预测结果，进而获得BT在第二可用帧间预测模式集合中的各个帧间预测模式下针对第二预测方向的帧间预测结果。
在本发明的一种具体实现方式中，根据BP和BT，确定BO时，可以按照以下关系式确定BO中各像素点的像素值：
Pixxo,yo＝2Pixxt,yt－Pixxp,yp，
其中，坐标为(xo，yo)的像素点为BO中的像素点，坐标为(xt，yt)的像素点为BT中的像素点，坐标为(xp，yp)的像素点为BP中的像素点，这三个像素点在各自图像块中的相对位置相同。
上述只是根据BP和BT，确定BO的一种方式，实际应用中，并不仅限于此。
本步骤中，若第二可用帧间预测模式集合中包含多个帧间预测模式，则可以获得多个BT针对第二预测方向的帧间预测结果。
S105：根据所获得的针对第一预测方向的帧间预测结果和针对第二预测方向的帧间预测结果，获得BT在M下的双向帧间预测结果。
由前面的描述可知，对于BT而言，在M下，所获得的针对第一预测方向的帧间预测结果一般为一个帧间预测结果，而针对第二预测方向的帧间预测结果则不同，一般针对第二预测方向的帧间预测结果的数量与第二可用帧间预测模式集合中帧间预测模式的数量相等，也就是说可以是多个帧间预测结果。
在本发明的一种优选实施方式中，可以先根据所获得的针对第一预测方向的帧间预测结果和针对第二预测方向的帧间预测结果，确定在M分别与第二可用帧间预测模式集合中包含的帧间预测模式组成的各双向帧间预测模式下BT的率失真系数，再根据所确定的率失真系数中的最小率失真系数对应的针对第一预测方向的帧间预测结果和针对第二预测方向的帧间预测结果，获得BT在M下的双向帧间预测结果。
本领域内的技术人员可以理解的是，上述的率失真系数也可以由SAD、SATD、SSE等的计算结果代替，本申请并不对此进行限定。
BT在M下的双向帧间预测结果中一般包括：针对第一预测方向的帧间预测所采用的帧间预测模式及参考帧帧号、针对第二预测方向的帧间预测所采用的帧间预测模式及参考帧帧号、针对第一预测方向的帧间预测得到的预测结果图像块、帧对第二预测方向的帧间预测得到的预测结果图像块等等，当然，该双向帧间预测结果中还可以包括其它信息，本申请并不对此进行限定。
其中，针对第一预测方向的帧间预测所采用的帧间预测模式与针对第二预测方向的帧间预测所采用的帧间预测模式可以相同，也可以不相同。
假设，M为Inter_NxN模式，第二可用帧间预测模式集合中包含的帧间预测模式有：Inter_2Nx2N模式、Inter_Nx2N模式、Inter_2NxN模式、Inter_NxN模式，则M分别与第二可用帧间预测模式集合中包含的帧间预测模式组成的各双向帧间预测模式中，针对第一预测方向的帧间预测所采用的帧间预测模式和针对第二预测方向的帧间预测所采用的帧间预测模式的组合，包括以下四种：
(Inter_NxN模式，Inter_2Nx2N模式)、(Inter_NxN模式，Inter_Nx2N模式)、(Inter_NxN模式，Inter_2NxN模式)、(Inter_NxN模式，Inter_NxN模式)。
可见，对于一种选定的针对第一预测方向的帧间预测所采用的帧间预测模式，本发明实施例提供的方案中，可以对应多种针对第二预测方向的帧间预测所采用的帧间预测模式，相对于现有技术中，后向帧间预测中所采用的帧间预测模式需与前向帧间预测中所采用的帧间预测模式相同的情况而言，本发明实施例提供的方案，将可选双向帧间预测模式由一种扩展为四种，能够增加可选的双向帧间预测模式。
假设，第一可用帧间预测模式集合中包括的帧间预测模式有：Inter_2Nx2N模式、Inter_Nx2N模式，第二可用帧间预测模式集合中包括的帧间预测模式有：Inter_2Nx2N模式、Inter_Nx2N模式，则根据本发明实施例提供的思路，双向帧间预测模式中所有可选组合包括：
(Inter_2Nx2N模式，Inter_2Nx2N模式)、(Inter_2Nx2N模式，Inter_Nx2N模式)、(Inter_Nx2N模式，Inter_2Nx2N模式)和(Inter_Nx2N模式，Inter_Nx2N模式)。
现有技术中，双向帧间预测模式中所有可选组合包括：
(Inter_2Nx2N模式，Inter_2Nx2N模式)和(Inter_Nx2N模式，Inter_Nx2N模式)。
可见，双向帧间预测模式的所有可选组合由两种扩展为了四种。
另外，确定目标编码块采用双向帧间预测后，需将针对第一预测方向的帧间预测所采用的帧间预测模式及参考帧帧号、针对第二预测方向的帧间预测所采用的帧间预测模式及参考帧帧号等信息写入编码码流中，以使得解码端能够对正确解码得到目标编码块。
由以上可见，本实施例提供的方案中，进行双向帧间预测时，先在第一参考帧列表所包含的各个参考帧中进行帧间预测，获得目标编码块在目标帧间预测模式下针对第一预测方向的帧间预测结果后，再根据所获得的针对第一预测方向的帧间预测结果，在第二参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，分别获得目标编码块在第二可用帧间预测模式集合中的各个帧间预测模式下针对第二预测方向的帧间预测结果，最后根据上述的帧间预测结果获得目标编码块在目标帧间预测模式下的帧间预测结果。可见，在第二可用帧间预测模式集合中所包含的帧间预测模式的数量为N的情况下，应用本实施例提供的方案进行双向帧间预测时，对于目标帧间预测模式，其第二预测方向上存在N种可选的帧间预测模式。若第一可用帧间预测模式集合中所包含帧间预测模式的数量也为N，则可选的双向帧间预测模式可由现有技术中的N种扩展为N2种，因此，能够增加可选的双向帧间预测模式。
下面通过两个具体实例，以与现有技术进行对比的方式，对上述的双向帧间预测方法进行说明。
假设，目标编码块的大小为2Nx2N，目标帧间预测模式为Inter_Nx2N模式，Inter_Nx2N模式下，目标编码块对应的两个原始预测图像块分别为PU0和PU1，前向预测对应的参考帧列表为List0，后向预测对应的参考帧列表为List1。
实例一：参见图5，提供了一种现有技术中编码块进行双向帧间预测的示意图。
现有技术中，
在List0包含的各个参考帧中进行帧间预测，得到前向帧间预测模式下PU0的前向帧间预测结果；
在List1包含的各个参考帧中进行帧间预测，得到后向帧间预测模式下PU0的后向帧间预测结果；
在List0包含的各个参考帧中进行帧间预测，得到前向帧间预测模式下PU1的前向帧间预测结果；
在List1包含的各个参考帧中进行帧间预测，得到后向帧间预测模式下PU1的后向帧间预测结果；
最后，根据PU0的前向帧间预测结果、PU0的后向帧间预测结果、PU1的前向帧间预测结果和PU1的后向帧间预测结果，获得目标编码块的双向帧间预测结果。
实例二：参见图6，提供了一种编码块进行双向帧间预测的示意图。
假设，针对后向预测的可用帧间预测模式集合中包括的帧间预测模式为Inter_Nx2N模式和Inter_2NxN模式，Inter_Nx2N模式下，目标编码块对应的两个原始预测图像块分别为PU2和PU3，则本发明实施例提供的方案中，
在List0包含的各个参考帧中进行帧间预测，得到前向帧间预测模式下PU0的前向帧间预测结果；
在List0包含的各个参考帧中进行帧间预测，得到前向帧间预测模式下PU1的前向帧间预测结果；
根据PU0的前向帧间预测结果和PU1的前向帧间预测结果，获得目标编码块的前向帧间预测结果；
在List1包含的各个参考帧中进行帧间预测，得到后向帧间预测模式下PU0的后向预测结果；
在List1包含的各个参考帧中进行帧间预测，得到后向帧间预测模式下PU1的后向帧间预测结果；
根据PU0的后向预测结果和PU1的后向帧间预测结果，获得Inter_Nx2N模式下目标编码块的后向帧间预测结果；
在List1包含的各个参考帧中进行帧间预测，得到后向帧间预测模式下PU2的后向帧间预测结果；
在List1包含的各个参考帧中进行帧间预测，得到后向帧间预测模式下PU3的后向帧间预测结果；
根据PU2的后向预测结果和PU3的后向帧间预测结果，获得Inter_2NxN模式下目标编码块的后向帧间预测结果；
根据目标编码块的前向帧间预测结果、Inter_Nx2N模式下目标编码块的后向帧间预测结果和Inter_2NxN模式下目标编码块的后向帧间预测结果，获得目标编码块的双向帧间预测结果。
与上述的双向帧间预测方法相对应，本发明实施例还提供了一种双向帧间预测装置。
图7为本发明实施例提供的一种双向帧间预测装置的结构示意图，该装置包括：列表和模式获得模块701、预测模式获得模块702、第一预测结果获得模块703、第二预测结果获得模块704和第三预测结果获得模块705。
其中，列表和模式获得模块701，用于获得第一预测方向对应的第一参考帧列表、第一可用帧间预测模式集合和第二预测方向对应的第二参考帧列表、第二可用帧间预测模式集合；
预测模式获得模块702，用于根据所述第一可用帧间预测模式集合，获得目标编码块BT的目标帧间预测模式M；
第一预测结果获得模块703，用于在所述第一参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，获得所述BT在所述M下针对所述第一预测方向的帧间预测结果；
第二预测结果获得模块704，用于根据所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果，在所述第二参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，分别获得所述BT在所述第二可用帧间预测模式集合中的各个帧间预测模式下针对所述第二预测方向的帧间预测结果；
第三预测结果获得模块705，用于根据所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果和针对所述第二预测方向的帧间预测结果，获得所述BT在所述M下的双向帧间预测结果。
具体的，所述第一预测结果获得模块701可以包括：第一图像块确定子模块、第一预测结果获得子模块和第二预测结果获得子模块(图中未示出)。
其中，第一图像块确定子模块，用于根据所述M，确定所述BT对应的原始预测图像块；
第一预测结果获得子模块，用于分别在所述第一参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，获得所确定的各个原始预测图像块针对第一预测方向的帧间预测结果；
第二预测结果获得子模块，用于根据所获的各个原始预测图像块针对第一预测方向的帧间预测结果，获得所述BT在所述M下针对所述第一预测方向的帧间预测结果。
具体的，所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果中包含：在所述M下，所述BT针对所述第一预测方向的预测结果图像块BP；
所述第二预测结果获得模块704可以包括：第二图像块确定子模块和第三预测结果获得子模块(图中未示出)。
其中，第二图像块确定子模块，用于根据所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果中包含的BP和所述BT，确定针对所述第二预测方向的原始预测图像块BO；
第三预测结果获得子模块，用于在所述第二参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，分别获得所述BO在所述第二可用帧间预测模式集合中的各个帧间预测模式下的帧间预测结果，进而获得所述BT在所述第二可用帧间预测模式集合中的各个帧间预测模式下针对所述第二预测方向的帧间预测结果。
具体的，所述第三预测结果获得模块705可以包括：系数确定子模块和第四预测结果获得子模块(图中未示出)。
其中，系数确定子模块，用于根据所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果和针对所述第二预测方向的帧间预测结果，确定在所述M分别与所述第二可用帧间预测模式集合中包含的帧间预测模式组成的各双向帧间预测模式下所述BT的率失真系数；
第四预测结果获得子模块，用于根据所确定的率失真系数中的最小率失真系数对应的针对所述第一预测方向的帧间预测结果和针对所述第二预测方向的帧间预测结果，获得所述BT在所述M下的双向帧间预测结果。
具体的，所述第一可用帧间预测模式集合中可以包括：skip模式和/或merge模式。
具体的，所述第二可用帧间预测模式集合中可以包括：三角形预测模式，其中，所述三角形预测模式中所包含的三角形图像块为：按照原始预测图像块的左向对角线和/或右向对角线划分得到的。
由以上可见，本实施例提供的方案中，进行双向帧间预测时，先在第一参考帧列表所包含的各个参考帧中进行帧间预测，获得目标编码块在目标帧间预测模式下针对第一预测方向的帧间预测结果后，再根据所获得的针对第一预测方向的帧间预测结果，在第二参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，分别获得目标编码块在第二可用帧间预测模式集合中的各个帧间预测模式下针对第二预测方向的帧间预测结果，最后根据上述的帧间预测结果获得目标编码块在目标帧间预测模式下的帧间预测结果。可见，在第二可用帧间预测模式集合中所包含的帧间预测模式的数量为N的情况下，应用本实施例提供的方案进行双向帧间预测时，对于目标帧间预测模式，其第二预测方向上存在N种可选的帧间预测模式。若第一可用帧间预测模式集合中所包含帧间预测模式的数量也为N，则可选的双向帧间预测模式可由现有技术中的N种扩展为N2种，因此，能够增加可选的双向帧间预测模式。
对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，这里所称得的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种双向帧间预测方法，其特征在于，所述方法包括：
获得第一预测方向对应的第一参考帧列表、第一可用帧间预测模式集合和第二预测方向对应的第二参考帧列表、第二可用帧间预测模式集合；
根据所述第一可用帧间预测模式集合，获得目标编码块BT的目标帧间预测模式M；
在所述第一参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，获得所述BT在所述M下针对所述第一预测方向的帧间预测结果；
根据所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果，在所述第二参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，分别获得所述BT在所述第二可用帧间预测模式集合中的各个帧间预测模式下针对所述第二预测方向的帧间预测结果；
根据所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果和针对所述第二预测方向的帧间预测结果，获得所述BT在所述M下的双向帧间预测结果；
其中，所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果中包含：在所述M下，所述BT针对所述第一预测方向的预测结果图像块BP；
所述根据所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果，在所述第二参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，分别获得所述BT在所述第二可用帧间预测模式集合中的各个帧间预测模式下针对所述第二预测方向的帧间预测结果，包括：
根据所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果中包含的BP和所述BT，确定针对所述第二预测方向的原始预测图像块BO；
在所述第二参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，分别获得所述BO在所述第二可用帧间预测模式集合中的各个帧间预测模式下的帧间预测结果，进而获得所述BT在所述第二可用帧间预测模式集合中的各个帧间预测模式下针对所述第二预测方向的帧间预测结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述第一参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，获得所述BT在所述M下针对所述第一预测方向的帧间预测结果，包括：
根据所述M，确定所述BT对应的原始预测图像块；
分别在所述第一参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，获得所确定的各个原始预测图像块针对第一预测方向的帧间预测结果；
根据所获的各个原始预测图像块针对第一预测方向的帧间预测结果，获得所述BT在所述M下针对所述第一预测方向的帧间预测结果。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果和针对所述第二预测方向的帧间预测结果，获得所述BT在所述M下的双向帧间预测结果，包括：
根据所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果和针对所述第二预测方向的帧间预测结果，确定在所述M分别与所述第二可用帧间预测模式集合中包含的帧间预测模式组成的各双向帧间预测模式下所述BT的率失真系数；
根据所确定的率失真系数中的最小率失真系数对应的针对所述第一预测方向的帧间预测结果和针对所述第二预测方向的帧间预测结果，获得所述BT在所述M下的双向帧间预测结果。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一可用帧间预测模式集合中包括：skip模式和/或merge模式。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二可用帧间预测模式集合中包括：三角形预测模式，其中，所述三角形预测模式中所包含的三角形图像块为：按照原始预测图像块的左向对角线和/或右向对角线划分得到的。
6.一种双向帧间预测装置，其特征在于，所述装置包括：
列表和模式获得模块，用于获得第一预测方向对应的第一参考帧列表、第一可用帧间预测模式集合和第二预测方向对应的第二参考帧列表、第二可用帧间预测模式集合；
预测模式获得模块，用于根据所述第一可用帧间预测模式集合，获得目标编码块BT的目标帧间预测模式M；
第一预测结果获得模块，用于在所述第一参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，获得所述BT在所述M下针对所述第一预测方向的帧间预测结果；
第二预测结果获得模块，用于根据所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果，在所述第二参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，分别获得所述BT在所述第二可用帧间预测模式集合中的各个帧间预测模式下针对所述第二预测方向的帧间预测结果；
第三预测结果获得模块，用于根据所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果和针对所述第二预测方向的帧间预测结果，获得所述BT在所述M下的双向帧间预测结果；
其中，所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果中包含：在所述M下，所述BT针对所述第一预测方向的预测结果图像块BP；
所述第二预测结果获得模块，包括：
第二图像块确定子模块，用于根据所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果中包含的BP和所述BT，确定针对所述第二预测方向的原始预测图像块BO；
第三预测结果获得子模块，用于在所述第二参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，分别获得所述BO在所述第二可用帧间预测模式集合中的各个帧间预测模式下的帧间预测结果，进而获得所述BT在所述第二可用帧间预测模式集合中的各个帧间预测模式下针对所述第二预测方向的帧间预测结果。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一预测结果获得模块，包括：
第一图像块确定子模块，用于根据所述M，确定所述BT对应的原始预测图像块；
第一预测结果获得子模块，用于分别在所述第一参考帧列表所包含的各参考帧中进行帧间预测，获得所确定的各个原始预测图像块针对第一预测方向的帧间预测结果；
第二预测结果获得子模块，用于根据所获的各个原始预测图像块针对第一预测方向的帧间预测结果，获得所述BT在所述M下针对所述第一预测方向的帧间预测结果。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第三预测结果获得模块，包括：
系数确定子模块，用于根据所获得的针对所述第一预测方向的帧间预测结果和针对所述第二预测方向的帧间预测结果，确定在所述M分别与所述第二可用帧间预测模式集合中包含的帧间预测模式组成的各双向帧间预测模式下所述BT的率失真系数；
第四预测结果获得子模块，用于根据所确定的率失真系数中的最小率失真系数对应的针对所述第一预测方向的帧间预测结果和针对所述第二预测方向的帧间预测结果，获得所述BT在所述M下的双向帧间预测结果。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一可用帧间预测模式集合中包括：skip模式和/或merge模式。
10.根据权利要求6-8中任一项所述的装置，其特征在于，所述第二可用帧间预测模式集合中包括：三角形预测模式，其中，所述三角形预测模式中所包含的三角形图像块为：按照原始预测图像块的左向对角线和/或右向对角线划分得到的。
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