CN104754353A - Vc-1编解码insc的实现方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种VC-1编解码INSC的实现方法及系统，其中方法包括以下步骤：选择输入的原始参考帧的像素分量或应用相应正确INSC运算处理后得到的输出结果作为INSC运算的输入，选择INSC运算相应的参数输入，进行INSC运算处理，实现INSC。其不需要将原始参考帧的每个像素分量和相应前一次INSC运算的输出结果的每个像素分量进行映射，完全移除了产生INSC参考帧的过程，带来了存储空间和访问存储空间的存储带宽的减少，还减少了INSC运算在整个编解码过程中所花费的时间和运算。
Description
技术领域
本发明涉及视频编解码领域，特别是涉及VC-1编解码INSC（intensitycompensation，强度补偿）的实现方法及系统。
背景技术
在大多数的视频编解码标准中，运动补偿(motion compensation，简称MC)是其中的一个重要环节，其通常做法是根据运动向量从参考帧中取出参考块进行插值，插值的结果作为当前块的预测值。VC-1（Video Codec-1，视频解码格式-1）作为一种应用较为广泛的视频编解码标准，其中包含了较多的新的算法，有效地提高了编码的压缩率，但同时也增加了运算和实现的复杂度。
发明内容
针对现有的VC-1编解码中算法运算和实现复杂度较高的问题，本发明提供一种不增加存储空间、不增加存储带宽及不增加运算的VC-1编解码INSC的实现方法及系统。
为达到技术目的，本发明实施例采用如下技术方案：
本发明提供一种VC-1编解码INSC的实现方法，包括以下步骤：
选择输入的原始参考帧的像素分量或应用相应正确INSC运算处理后得到的输出结果作为INSC运算的输入；
选择INSC运算相应的参数输入；
进行INSC运算处理，实现INSC。
作为一种可实施例，所述进行INSC运算处理，实现INSC后包括如下步骤：
将进行INSC运算处理后的最终输出结果作为对应帧MC的参考像素值。
作为一种可实施例，所述选择输入的原始参考帧的像素分量或应用相应正确INSC运算处理后得到的输出结果作为INSC运算的输入之前还包括如下步骤：
根据MC的运动向量从原始参考帧中获取MC所需要的像素分量。
作为一种可实施例，第一次应用相应正确INSC运算处理后，将本次INSC运算处理对应的前一次INSC运算处理后得到的输出结果进行保存；
选择与本次INSC运算处理相应的参数进行保存。
作为一种可实施例，所述INSC运算处理为多级INSC运算处理；
输入从原始参考帧中获取的MC所需要的像素分量，进行第一次相应正确INSC运算处理，得到的输出结果作为第一帧MC的参考像素值；
若第二帧与第一帧所参考的原始参考帧相同时，输入保存的第一次INSC运算处理后的输出结果和相应的参数，进行第二次相应正确INSC运算处理，得到的输出结果作为第二帧MC的参考像素值；
若第三帧与第一帧所参考的原始参考帧相同时，输入保存的第二次INSC运算处理后的输出结果和相应的参数，进行第三次相应正确INSC运算处理，得到的输出结果作为第三帧MC的参考像素值；
相应地，若第N帧与第一帧所参考的原始参考帧相同时，输入保存的第N-1次INSC运算处理后的输出结果和相应的参数，进行第N次相应正确INSC运算处理，得到的输出结果作为第N帧MC的参考像素值。
作为一种可实施例，当INSC运算处理不使能时，将从原始参考帧中获取的MC所需要的像素分量作为MC的参考像素值。
作为一种可实施例，所述将进行INSC运算处理后的最终输出结果作为对应帧MC的参考像素值或将从原始参考帧中获取的MC所需要的像素分量作为MC的参考像素值之后还包括如下步骤：
对当前相应的帧做MC。
作为一种可实施例，所述参数包括第一参数和第二参数；
所述第一参数为scale；
所述第二参数为shift。
本发明还提供一种VC-1编解码INSC的实现系统，包括INSC运算处理模块；
所述INSC运算处理模块包括第一选择输入单元、第二选择输入单元、INSC运算单元和MC参考像素值单元，其中：
所述第一选择输入单元，用于选择输入的原始参考帧的像素分量或应用相应正确INSC运算处理后得到的输出结果作为INSC运算的输入；
所述第二选择输入单元，用于选择INSC运算相应的参数输入；
所述INSC运算单元，用于进行INSC运算处理，实现INSC；
所述MC参考像素值单元，用于将进行INSC运算处理后的最终输出结果作为对应帧MC的参考像素值。
作为一种可实施例，还包括获取模块；
所述获取模块，用于根据MC的运动向量从原始参考帧中获取MC所需要的像素分量。
作为一种可实施例，所述INSC运算处理模块还包括第一保存单元和第二保存单元；
所述第一保存单元，用于第一次应用相应正确INSC运算处理后，将本次INSC运算处理对应的前一次INSC运算处理后得到的输出结果进行保存；
所述第二保存单元，用于选择与本次INSC运算处理相应的参数进行保存。
作为一种可实施例，所述INSC运算单元为多级INSC运算单元；
第一级INSC运算单元，用于输入从原始参考帧中获取的MC所需要的像素分量，进行第一次相应正确INSC运算处理，得到的输出结果作为第一帧MC的参考像素值；
第二级INSC运算单元，用于当二帧与第一帧所参考的原始参考帧相同时，输入保存的第一次INSC运算处理后的输出结果和相应的参数，进行第二次相应正确INSC运算处理，得到的输出结果作为第二帧MC的参考像素值；
第三级INSC运算单元，用于当三帧与第一帧所参考的原始参考帧相同时，输入保存的第二次INSC运算处理后的输出结果和相应的参数，进行第三次相应正确INSC运算处理，得到的输出结果作为第三帧MC的参考像素值；
相应地，第N级INSC运算单元，用于当第N帧与第一帧所参考的原始参考帧相同时，输入保存的第N-1次INSC运算处理后的输出结果和相应的参数，进行第N次相应正确INSC运算处理，得到的输出结果作为第N帧MC的参考像素值。
作为一种可实施例，包括INSC运算不使能模块；
所述INSC运算不使能模块，用于当INSC运算处理不使能时，将从原始参考帧中获取的MC所需要的像素分量作为MC的参考像素值。
作为一种可实施例，还包括MC模块；
所述MC模块，用于对当前相应的帧做MC。
作为一种可实施例，所述参数包括第一参数和第二参数；
所述第一参数为scale；
所述第二参数为shift。
本发明的有益效果：
本发明的VC-1编解码INSC的实现方法及系统，其不需要将原始参考帧的每个像素分量和相应前一次INSC运算的输出结果的每个像素分量进行映射，完全移除了产生INSC参考帧的过程，带来了存储空间和访问存储空间的存储带宽的减少，还减少了INSC运算在整个编解码过程中所花费的时间和运算。
附图说明
图1为现有技术的MC所对应参考帧的一实施例的变化示意图；
图2为本发明的VC-1编解码INSC的实现方法的一实施例的架构流程示意图；
图3为图2对应的INSC运算处理的一实施例的流程示意图；
图4为本发明的VC-1编解码INSC的实现系统的一实施例的结构示意图。
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，以下结合附图及实施例对本发明VC-1编解码INSC（intensity compensation，强度补偿）的实现方法及系统进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
VC-1是microsoft推出的一种视频编解码标准。INSC是VC-1编解码标准中较独特的算法，可应用于图像场景线性渐变的场合。在此情形下，前一帧的像素经过INSC变化后形成新帧，这样后一帧的像素可能较为接近于INSC变化后的新帧，因而应用该新帧作为参考帧显然可以减少编码率。VC-1编解码INSC中引入可变的scale，shift两个参数，将参考帧的每个像素的每个分量（Y，Cb，Cr）作为自变量（设为P_pre），再引入运算函数f(scale，shift，P_pre)，令P_ins=f（scale，shift，P_pre)，则可将原始参考帧像素的每个分量映射到另外的帧，称之为INSC参考帧，来实现图的变化，显然INSC参考帧的每个像素的每个分量的值即为P_ins。同时还可能存在INSC变化后的帧再经过另一次INSC后得到的帧来作为参考帧。
参见图1所示，为VC-1编解码中INSC使能时，MC所对应参考帧的变化示意图。当第一帧需要做MC并且INSC使能时，则做MC时应从第一帧的INSC参考帧中取数，如果INSC不使能时，则做MC还从与原始参考帧中取数；如果第二帧与第一帧所参考的原始参考帧相同且需要做INSC时，INSC使能时，第二帧做MC则从第二帧的INSC参考帧中取数，INSC不使能时，仍从原始参考帧中取数。第二帧的INSC参考帧是对第一帧的INSC参考帧再次进行INSC运算的结果，称之为多级INSC运算。从图1中可以看出，如果按如图所示的方式来实现VC-1编解码中的INSC，相对于没有此INSC功能的情形，需要增加存储空间来存储第一帧的INSC参考帧，甚至第二帧的INSC参考帧，同时还需要增加从一个参考帧到另一个参考帧所需要的访问存储空间的带宽及与之相对应的运算。
实施例一
参见图2、图3所示，为本发明的VC-1编解码INSC的实现方法的架构流程示意图和INSC运算处理的流程示意图。本发明提供一种VC-1编解码INSC的实现方法，包括步骤S200，INSC运算处理，具体步骤如下：
S210，选择输入的原始参考帧的像素分量或应用相应正确INSC运算处理后得到的输出结果作为INSC运算的输入；
S220，选择INSC运算相应的参数输入；
S230，进行INSC运算处理，实现INSC。
如图3所示，实现了INSC运算处理的功能，对其输入的原始参考帧的像素分量进行INSC运算处理，得到输出结果；特别地，针对可能存在的多级INSC运算，将前一次INSC运算处理的结果与输入的原始参考帧的像素做选择后作为INSC运算的真正输入，再选择与本次INSC运算相应的参数输入，再进行一次INSC运算处理，从而实现多级INSC运算。
本发明的VC-1编解码INSC的实现方法，不需要将原始参考帧的每个像素分量和相应前一次INSC运算的输出结果的每个像素分量进行映射，不需要增加多余的存储空间存储每次INSC运算的输出结果，减少了访问存储空间的带宽和与之相应的运算。
作为一种可实施方式，所述进行INSC运算处理，实现INSC后包括如下步骤：
将进行INSC运算处理后的最终输出结果作为对应帧MC的参考像素值。
INSC运算处理后得到的最终输出结果作为当前对应帧MC的参考像素值，以实现VC-1编解码的INSC。
作为一种可实施方式，所述选择输入的原始参考帧的像素分量或应用相应正确INSC运算处理后得到的输出结果作为INSC运算的输入之前还包括如下步骤：
S100，根据MC的运动向量从原始参考帧中获取MC所需要的像素分量。
在原始参考帧中取出MC所需要的像素分量，对其进行INSC运算处理，这样的结果是不需要INSC参考帧的存在，完全移除了产生INSC参考帧的过程，对于硬件的实现具有重要的意义。
作为一种可实施方式，第一次应用相应正确INSC运算处理后，将本次INSC运算处理对应的前一次INSC运算处理后得到的输出结果进行保存；
选择与本次INSC运算处理相应的参数进行保存。
每次INSC运算只保存与每次INSC相关的使能位和相应的参数，同样地仅对MC所需要的参考帧中的像素分量根据正确的次序，应用多组与之相应的INSC参数进行多次INSC运算处理，即可等价地实现多级INSC所具备的功能而得到相同的结果，且不需要多余的存储空间和访问带宽以及与之相应的运算。
作为一种可实施方式，所述INSC运算处理为多级INSC运算处理；
输入从原始参考帧中获取的MC所需要的像素分量，进行第一次相应正确INSC运算处理，得到的输出结果作为第一帧MC的参考像素值；
若第二帧与第一帧所参考的原始参考帧相同时，输入保存的第一次INSC运算处理后的输出结果和相应的参数，进行第二次相应正确INSC运算处理，得到的输出结果作为第二帧MC的参考像素值；
若第三帧与第一帧所参考的原始参考帧相同时，输入保存的第二次INSC运算处理后的输出结果和相应的参数，进行第三次相应正确INSC运算处理，得到的输出结果作为第三帧MC的参考像素值；
相应地，若第N帧与第一帧所参考的原始参考帧相同时，输入保存的第N-1次INSC运算处理后的输出结果和相应的参数，进行第N次相应正确INSC运算处理，得到的输出结果作为第N帧MC的参考像素值。
上述为VC-1多级INSC运算实现的具体方法步骤，当连续的多个帧与前面的帧参考同一原始参考帧时，就进行多级INSC，采用本发明的VC-1编解码INSC的方法可等价实现已有算法中VC-1编解码INSC运算的功能，有效地提高编码的压缩率，只保存与此算法相应的参数和输入，不需要增加相应帧的INSC参考帧的存储空间、以及访问存储空间的访问带宽和运算。
作为一种可实施方式，参见图2所示，当INSC运算处理不使能时，将从原始参考帧中获取的MC所需要的像素分量作为MC的参考像素值。
上述实施例的条件都是在INSC使能位使能的情况下进行的，若INSC使能位不使能，相应的当前帧只能将从原始参考帧中获取的MC所需的像素分量作为MC的参考像素值。
作为一种可实施方式，所述将进行INSC运算处理后的最终输出结果作为对应帧MC的参考像素值或将从原始参考帧中获取的MC所需要的像素分量作为MC的参考像素值之后还包括如下步骤：
S300，对当前相应的帧做MC。
当确定相应当前帧的MC的参考像素值后，对该当前相应的帧做MC。
作为一种可实施方式，所述参数包括第一参数和第二参数；
所述第一参数为scale；
所述第二参数为shift。
所述MC，其实质上就是由参考帧上参考像素值经过一定位移生成相应预测帧上预测像素值的过程。所述第一参数为scale参数，第二参数为shift参数，是参考帧上的参考像素值经过相应的第一参数和第二参数处理后生成相应预测帧上的预测像素值；第一参数和第二参数是对VC-1编解码INSC运算的具体限定。
实施例二
基于同一发明构思，本发明还提供了一种VC-1编解码INSC的实现系统，由于此系统解决问题的原理与前述一种VC-1编解码INSC的实现的方法相似，因此该系统的实施可以参见前述方法的实施，重复之处不再赘述。
本发明提供一种VC-1编解码INSC的实现系统，参见图4所示，包括INSC运算处理模块200；
所述INSC运算处理模块200包括第一选择输入单元210、第二选择输入单元220、INSC运算单元230和MC参考像素值单元240，其中：
所述第一选择输入单元210，用于选择输入的原始参考帧的像素分量或应用相应正确INSC运算处理后得到的输出结果作为INSC运算的输入；
所述第二选择输入单元220，用于选择INSC运算相应的参数输入；
所述INSC运算单元230，用于进行INSC运算处理，实现INSC；
所述MC参考像素值单元240，用于将进行INSC运算处理后的最终输出结果作为对应帧MC的参考像素值。
作为一种可实施方式，该系统还包括获取模块100；
所述获取模块100，用于根据MC的运动向量从原始参考帧中获取MC所需要的像素分量。
作为一种可实施方式，所述INSC运算处理模块200还包括第一保存单元211和第二保存单元221；
所述第一保存单元211，用于第一次应用相应正确INSC运算处理后，将本次INSC运算处理对应的前一次INSC运算处理后得到的输出结果进行保存；
所述第二保存单元221，用于选择与本次INSC运算处理相应的参数进行保存。
作为一种可实施方式，所述INSC运算单元为多级INSC运算单元；
第一级INSC运算单元，用于输入从原始参考帧中获取的MC所需要的像素分量，进行第一次相应正确INSC运算处理，得到的输出结果作为第一帧MC的参考像素值；
第二级INSC运算单元，用于当二帧与第一帧所参考的原始参考帧相同时，输入保存的第一次INSC运算处理后的输出结果和相应的参数，进行第二次相应正确INSC运算处理，得到的输出结果作为第二帧MC的参考像素值；
第三级INSC运算单元，用于当三帧与第一帧所参考的原始参考帧相同时，输入保存的第二次INSC运算处理后的输出结果和相应的参数，进行第三次相应正确INSC运算处理，得到的输出结果作为第三帧MC的参考像素值；
相应地，第N级INSC运算单元，用于当第N帧与第一帧所参考的原始参考帧相同时，输入保存的第N-1次INSC运算处理后的输出结果和相应的参数，进行第N次相应正确INSC运算处理，得到的输出结果作为第N帧MC的参考像素值。
作为一种可实施方式，该系统还包括INSC运算不使能模块300；
所述INSC运算不使能模块300，用于当INSC运算处理不使能时，将从原始参考帧中获取的MC所需要的像素分量作为MC的参考像素值。
作为一种可实施方式，该系统还包括MC模块400；
所述MC模块400，用于对当前相应的帧做MC。
作为一种可实施方式，所述参数包括第一参数和第二参数；
所述第一参数为scale；
所述第二参数为shift。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (15)
1.一种VC-1编解码INSC的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
选择输入的原始参考帧的像素分量或应用相应正确INSC运算处理后得到的输出结果作为INSC运算的输入；
选择INSC运算相应的参数输入；
进行INSC运算处理，实现INSC。
2.根据权利要求1所述的VC-1编解码INSC的实现方法，其特征在于，所述进行INSC运算处理，实现INSC后包括如下步骤：
将进行INSC运算处理后的最终输出结果作为对应帧MC的参考像素值。
3.根据权利要求2所述的VC-1编解码INSC的实现方法，其特征在于，所述选择输入的原始参考帧的像素分量或应用相应正确INSC运算处理后得到的输出结果作为INSC运算的输入之前还包括如下步骤：
根据MC的运动向量从原始参考帧中获取MC所需要的像素分量。
4.根据权利要求3所述的VC-1编解码INSC的实现方法，其特征在于，还包括如下步骤：
第一次应用相应正确INSC运算处理后，将本次INSC运算处理对应的前一次INSC运算处理后得到的输出结果进行保存；
选择与本次INSC运算处理相应的参数进行保存。
5.根据权利要求4所述的VC-1编解码INSC的实现方法，其特征在于，所述INSC运算处理为多级INSC运算处理；
输入从原始参考帧中获取的MC所需要的像素分量，进行第一次相应正确INSC运算处理，得到的输出结果作为第一帧MC的参考像素值；
若第二帧与第一帧所参考的原始参考帧相同时，输入保存的第一次INSC运算处理后的输出结果和相应的参数，进行第二次相应正确INSC运算处理，得到的输出结果作为第二帧MC的参考像素值；
若第三帧与第一帧所参考的原始参考帧相同时，输入保存的第二次INSC运算处理后的输出结果和相应的参数，进行第三次相应正确INSC运算处理，得到的输出结果作为第三帧MC的参考像素值；
相应地，若第N帧与第一帧所参考的原始参考帧相同时，输入保存的第N-1次INSC运算处理后的输出结果和相应的参数，进行第N次相应正确INSC运算处理，得到的输出结果作为第N帧MC的参考像素值。
6.根据权利要求5所述的VC-1编解码INSC的实现方法，其特征在于，当INSC运算处理不使能时，将从原始参考帧中获取的MC所需要的像素分量作为MC的参考像素值。
7.根据权利要求2或6所述的VC-1编解码INSC的实现方法，其特征在于，所述将进行INSC运算处理后的最终输出结果作为对应帧MC的参考像素值或将从原始参考帧中获取的MC所需要的像素分量作为MC的参考像素值之后还包括如下步骤：
对当前相应的帧做MC。
8.根据权利要求1至5任一项所述的VC-1编解码INSC的实现方法，其特征在于，所述参数包括第一参数和第二参数；
所述第一参数为scale；
所述第二参数为shift。
9.一种VC-1编解码INSC的实现系统，其特征在于，包括INSC运算处理模块；
所述INSC运算处理模块包括第一选择输入单元、第二选择输入单元、INSC运算单元和MC参考像素值单元，其中：
所述第一选择输入单元，用于选择输入的原始参考帧的像素分量或应用相应正确INSC运算处理后得到的输出结果作为INSC运算的输入；
所述第二选择输入单元，用于选择INSC运算相应的参数输入；
所述INSC运算单元，用于进行INSC运算处理，实现INSC；
所述MC参考像素值单元，用于将进行INSC运算处理后的最终输出结果作为对应帧MC的参考像素值。
10.根据权利要求9所述的VC-1编解码INSC的实现系统，其特征在于，还包括获取模块；
所述获取模块，用于根据MC的运动向量从原始参考帧中获取MC所需要的像素分量。
11.根据权利要求10所述的VC-1编解码INSC的实现系统，其特征在于，所述INSC运算处理模块还包括第一保存单元和第二保存单元；
所述第一保存单元，用于第一次应用相应正确INSC运算处理后，将本次INSC运算处理对应的前一次INSC运算处理后得到的输出结果进行保存；
所述第二保存单元，用于选择与本次INSC运算处理相应的参数进行保存。
12.根据权利要求11所述的VC-1编解码INSC的实现系统，其特征在于，所述INSC运算单元为多级INSC运算单元；
第一级INSC运算单元，用于输入从原始参考帧中获取的MC所需要的像素分量，进行第一次相应正确INSC运算处理，得到的输出结果作为第一帧MC的参考像素值；
第二级INSC运算单元，用于当二帧与第一帧所参考的原始参考帧相同时，输入保存的第一次INSC运算处理后的输出结果和相应的参数，进行第二次相应正确INSC运算处理，得到的输出结果作为第二帧MC的参考像素值；
第三级INSC运算单元，用于当三帧与第一帧所参考的原始参考帧相同时，输入保存的第二次INSC运算处理后的输出结果和相应的参数，进行第三次相应正确INSC运算处理，得到的输出结果作为第三帧MC的参考像素值；
相应地，第N级INSC运算单元，用于当第N帧与第一帧所参考的原始参考帧相同时，输入保存的第N-1次INSC运算处理后的输出结果和相应的参数，进行第N次相应正确INSC运算处理，得到的输出结果作为第N帧MC的参考像素值。
13.根据权利要求12所述的VC-1编解码INSC的实现系统，其特征在于，包括INSC运算不使能模块；
所述INSC运算不使能模块，用于当INSC运算处理不使能时，将从原始参考帧中获取的MC所需要的像素分量作为MC的参考像素值。
14.根据权利要求9或13所述的VC-1编解码INSC的实现系统，其特征在于，还包括MC模块；
所述MC模块，用于对当前相应的帧做MC。
15.根据权利要求9至12任一项所述的VC-1编解码INSC的实现系统，其特征在于，所述参数包括第一参数和第二参数；
所述第一参数为scale；
所述第二参数为shift。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |