CN113382248A - 帧间预测值修正方法、编码器及计算机可读存储介质 - Google Patents

帧间预测值修正方法、编码器及计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种帧间预测值修正方法、编码器及计算机可读存储介质，该帧间预测值修正方法包括：获取当前编码块的帧间预测值；构建与当前编码块对应的虚拟编码块，并获取虚拟编码块的像素值；利用虚拟编码块的像素值对帧间预测值进行修正。通过上述方式，本发明能够提高帧间预测的准确性。

Description

帧间预测值修正方法、编码器及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种帧间预测值修正方法、编码器及计算机可读存储介质。
背景技术
视频图像数据量比较大，通常需要对视频像素数据进行压缩，压缩后的数据称之为视频码流，视频码流通过有线或者无线网络传输至用户端，再进行解码观看。整个视频编码流程包括预测、变换、量化、编码等过程。其中预测分为帧内预测和帧间预测两部分。在进行帧间预测之后进行帧间修正，以提高预测值的准确性。而本申请的发明人在长期的研发过程中，发现目前帧间修正方法还存在一定的局限性，使得帧间预测值的准确性低。
发明内容
本发明实施例主要解决的技术问题是提供一种帧间预测值修正方法、编码器及计算机可读存储介质，能够提高帧间预测的准确性。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种帧间预测值修正方法，该帧间预测值修正方法包括：获取当前编码块的帧间预测值；构建与当前编码块对应的虚拟编码块，并获取虚拟编码块的像素值；利用虚拟编码块的像素值对帧间预测值进行修正。
其中，获取当前编码块的帧间预测值包括：获取当前编码块的单向预测值。
其中，构建与当前编码块对应的虚拟编码块，并获取虚拟编码块的像素值包括：构建与当前编码块大小相同的虚拟编码块；将虚拟编码块作为一个整体，利用当前编码块的单向预测值对虚拟编码块进行像素填充，得到虚拟编码块的像素值；虚拟编码块的像素值为当前编码块的所有像素点的单向预测值的统计分析值。
其中，虚拟编码块的像素值为当前编码块的所有像素点的单向预测值的平均值、最大值或最小值中的一种。
其中，构建与当前编码块对应的虚拟编码块，并获取虚拟编码块的像素值包括：构建与当前编码块大小相同的虚拟编码块；将虚拟编码块划分为多个虚拟编码子块；分别对多个虚拟编码子块进行像素填充，得到虚拟编码块的像素值。
其中，分别对多个虚拟编码子块进行像素填充，得到虚拟编码块的像素值包括：将当前编码块划分为多个当前编码子块；利用当前编码子块的单向预测值对虚拟编码子块进行像素填充；虚拟编码子块的像素值为每个当前编码子块中各个像素的单向预测值的平均值、最大值或最小值中的一种。
其中，利用虚拟编码块的像素值对帧间预测值进行修正包括：获取当前编码块的二值变量；响应于当前编码块的第一二值变量为1，第二二值变量为0，当前编码块的修正单向预测值为单向预测值与第一修正系数的和，第一修正系数为虚拟编码块的像素值减去单向预测值的差值与第一权重系数的乘积；响应于当前编码块的第一二值变量为1，第二二值变量为1，当前编码块的修正单向预测值为单向预测值与第二修正系数的和，第二修正系数为单向预测值减去虚拟编码块的像素值的差值与第二权重系数的乘积。
其中，利用虚拟编码块的像素值对帧间预测值进行修正包括：获取当前编码块的运动矢量的欧式距离；基于欧式距离选取修正系数，利用修正系数对帧间预测值进行修正。
其中，获取当前编码块的单向欧式距离和虚拟欧式距离，单向欧式距离为当前编码块的单向运动矢量的欧式距离，虚拟欧式距离为当前编码块中各个像素的单向欧式距离的统计分析值。
其中，获取当前编码块的单向运动矢量的单向欧式距离包括：
Figure BDA0003028892810000021
其中，v0x和v0y分别表示单向运动矢量在x方向和y方向的运动矢量。
其中，获取当前编码块的虚拟欧氏距离包括：计算当前编码块的每个像素的单向欧氏距离的平均值、最大值或最小值；将当前编码块的每个像素的单向欧氏距离平均值、最大值或最小值作为虚拟编码块的虚拟欧氏距离。
其中，获取当前编码块的虚拟欧氏距离包括：将编码块分为多个编码子块；分别计算编码子块的单向欧氏距离的平均值或最大值或最小值；将编码子块的单向欧氏距离的平均值或最大值或最小值作为编码子块的虚拟欧氏距离。
其中，基于欧式距离选取修正系数，利用修正系数对帧间预测值进行修正包括：响应于单向欧氏距离与虚拟欧式距离的差值小于第一阈值时，当前编码块的修正单向预测值为单向预测值与第三修正系数的和，第三修正系数为虚拟编码块的像素值减去单向预测值的差值与第三权重系数的乘积；响应于单向欧氏距离与第二欧式距离的差值大于第二阈值时，当前编码块的修正单向预测值为单向预测值与第四修正系数的和，第四修正系数为单向预测值减去虚拟编码块的像素值的差值与第四权重系数的乘积。
其中，述获取当前编码块的帧间预测值包括：获取当前编码块的单向预测值，单向预测值包括色度分量预测值和/或亮度分量预测值。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种帧间预测值修正方法，该帧间预测值修正方法包括：获取当前编码块的帧间预测值；获取当前编码块的运动矢量的欧式距离；基于欧式距离选取修正系数；利用修正系数对帧间预测值进行修正。
其中，获取当前编码块的帧间预测值包括：获取当前编码块的第一预测值和第二预测值；利用第一预测值和第二预测值获取双向预测值。
其中，获取当前编码块的运动矢量的欧式距离包括：获取当前编码块的第一双向运动矢量和第二双向运动矢量；分别计算第一双向运动矢量的欧式距离和第二双向运动矢量的欧式距离，得到当前编码块的第一欧式距离和第二欧式距离。
其中，获取当前编码块的第一双向运动矢量的第一欧式距离包括：
Figure BDA0003028892810000041
获取当前编码块的第二双向运动矢量的第二欧式距离包括：
Figure BDA0003028892810000042
其中，v1x和v1y分别表示第一双向运动矢量在x方向和y方向的运动矢量，v2x和v2y分别表示第二双向运动矢量在x方向和y方向的运动矢量。
其中，基于欧式距离选取修正系数，利用修正系数对帧间预测值进行修正包括：响应于第一欧氏距离与第二欧式距离的差值小于第三阈值时，当前编码块的修正帧间预测值为帧间预测值与第五修正系数的和，第五修正系数为第二预测值减去第一预测值的差值与第五权重系数的乘积；响应于第一欧氏距离与第二欧式距离的差值大于第四阈值时，当前编码块的修正帧间预测值为帧间预测值与第六修正系数的和，第六修正系数为第一预测值减去第二预测值的差值与第六权重系数的乘积。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种编码方法，该编码方法包括：至少利用上述的帧间预测值修正方法对帧间预测值进行修正，得到修正帧间预测值；基于修正预测值对当前编码块进行编码。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种编码器，包括处理器，处理器用于执行指令以实现上述的编码方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质用于存储指令/程序数据，指令/程序数据能够被执行以实现上述的帧间预测值修正方法。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提出一种帧间预测值修正方法，通过构建虚拟编码块，获取当前编码块两个方向的预测值，以对当前编码块的预测值进行修正，提高帧间预测的准确性。
附图说明
图1是本申请实施方式中一帧间预测值修正方法的流程示意图；
图2是本申请构建与当前编码块对应的虚拟编码块的一具体实施方式的流程示意图；
图3是本申请构建与当前编码块对应的虚拟编码块的另一具体实施方式的流程示意图；
图4是本申请利用虚拟编码块的像素值对单向预测值进行修正一具体实施方式的流程示意图；
图5是本申请利用虚拟编码块的像素值对单向预测值进行修正另一具体实施方式的流程示意图；
图6是本申请实施方式中另一帧间预测值修正方法的流程示意图；
图7是本申请实施方式中又一帧间预测值修正方法的流程示意图；
图8是本申请实施方式中帧间预测方法的流程示意图；
图9是本申请实施方式中编码器的结构示意图；
图10是本申请实施方式中计算机可读存储介质的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。
对视频图像处理时，整个视频编码流程包括预测、变换、量化、编码等过程。视频是由连续的图像帧组成的，图像帧分为I帧、P帧、B帧三种。I帧为帧内编码帧，进行帧内预测；P帧和B帧为帧间编码帧，需要进行帧间预测。其中，P帧进行单向帧间编码预测，B帧进行双向帧间编码预测。
本申请提供一种单向帧间修正方法，通过对单向帧间预测后的色度分量预测值和/或亮度分量预测值进行修正，提高预测值的准确度。
请参阅图1，图1是本申请实施方式中一帧间预测值修正方法的流程示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本实施例并不以图1所示的流程顺序为限。如图1所示，本实施方式包括：
S110：获取当前编码块的单向预测值。
将当前编码块的前向编码块的P帧和I帧作为参考帧，获取参考帧中对应编码块的运动矢量信息，利用该运动矢量信息对当前编码块的各像素值进行预测，得到当前编码块的单向预测值。
S130：构建与当前编码块对应的虚拟编码块，并获取虚拟编码块的像素值。
构建与前向编码块不同方向的虚拟编码块，虚拟编码块各像素点与当前编码块各像素点对应，对虚拟编码块的各像素进行赋值，得到虚拟编码块的像素值。
S150：利用虚拟编码块的像素值对单向预测值进行修正。
为使单向帧间预测更准确，利用虚拟编码块的各像素值对当前编码块各像素值的单向预测值进行修正。
该实施方式中，本申请提出一种单向帧间修正方法(UGC,UnidirectionalGradient Correction)，通过构建虚拟编码块，获取当前编码块两个方向的预测值，以对当前编码块的单向预测值进行修正，提高单向帧间预测的准确性。
请参阅图2，图2是本申请构建与当前编码块对应的虚拟编码块的一具体实施方式的流程示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本实施例并不以图2所示的流程顺序为限。如图2所示，本实施方式包括：
S210：构建与当前编码块大小相同的虚拟编码块。
构建与前向编码块不同方向的虚拟编码块，虚拟编码块与当前编码块大小相同，且虚拟编码块各像素与当前编码块各像素对应。
S230：将虚拟编码块作为一个整体，利用当前编码块的单向预测值对虚拟编码块进行像素填充，得到虚拟编码块的像素值。
将虚拟编码块作为一个整体，即虚拟编码块中的各像素值为同一取值。将当前编码块的所有像素点的单向预测值的统计分析值填充到虚拟编码块的各像素中，得到虚拟编码块的像素值。在一实施方式中，计算当前编码块所有像素点的单向预测值的平均值、最大值或最小值作为统计分析值填充到虚拟编码块的各像素中，得到虚拟编码块的像素值，设当前编码块的单向预测值为pred0，虚拟编码块的像素值为predUI，则虚拟编码块的像素值predUI的计算公式如下：
Figure BDA0003028892810000071
或predUI＝max(pred0)
或predUI＝min(pred0)
请参阅图3，图3是本申请构建与当前编码块对应的虚拟编码块的另一具体实施方式的流程示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本实施例并不以图3所示的流程顺序为限。如图3所示，本实施方式包括：
S310：构建与当前编码块大小相同的虚拟编码块。
构建与前向编码块不同方向的虚拟编码块，虚拟编码块各像素与当前编码块各像素对应。
S330：将虚拟编码块划分为多个虚拟编码子块。
在一实施方式中，将虚拟编码块均划分为多个N×N大小的虚拟编码字块。N×N虚拟编码子块小于虚拟编码块或当前编码块的大小，虚拟编码子块可以为2×2、4×4等。
S350：分别对多个虚拟编码子块进行像素填充，得到虚拟编码块的像素值。
将当前编码块划分为多个当前编码子块，每个当前编码子块与虚拟编码子块对应。将每个虚拟编码子块作为一个整体，即每个虚拟编码子块中的各像素值为同一取值。将当前编码子块的所有像素点的单向预测值的统计分析值填充到虚拟编码子块的各像素中，得到虚拟编码子块的像素值。其中，当前编码子块可以与虚拟编码子块一一对应填充，当前编码子块也可以按照一定填充规则与虚拟编码子块一对多或多对一填充，具体填充方法在此不进行限定。在一实施方式中，虚拟编码子块的像素值为每个对应当前编码子块中各个像素的单向预测值的平均值、最大值或最小值中的一种。
请参阅图4，图4是本申请利用虚拟编码块的像素值对单向预测值进行修正一具体实施方式的流程示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本实施例并不以图4所示的流程顺序为限。如图4所示，本实施方式包括：
S410：获取当前编码块的二值变量。
增加序列级语法元素ugc_enable_flag作为第一二值变量，第一二值变量决定序列是否启用修正方法，当第一二值变量为0时，不对单向预测值进行修正，当第一二值变量为1时，对单向预测值进行修正。增加序列级语法元素ugc_idx作为第二二值变量。第二二值变量决定启用哪种UGC修正模式。
S430：响应于当前编码块的二值变量，确定修正单向预测值。
响应于当前编码块的第一二值变量为0，不对单向预测值进行修正。
响应于当前编码块的第一二值变量为1，第二二值变量为0，采用第一UGC修正模式对单向预测值进行修正。修正单向预测值为单向预测值与第一修正系数的和，第一修正系数为虚拟编码块的像素值减去单向预测值的差值与第一权重系数的乘积；
响应于当前编码块的第一二值变量为1，第二二值变量为1，采用第二UGC修正模式对单向预测值进行修正。修正单向预测值为单向预测值与第二修正系数的和，第二修正系数为单向预测值减去虚拟编码块的像素值的差值与第二权重系数的乘积。
利用上述方法得到修正单向预测值为pred，计算公式如下：
Figure BDA0003028892810000081
其中，k为修正强度，为固定值，可选地，k可为3或其他值。
在一具体实施方式中，当前编码块的大小为64×64，根据运动矢量计算得到当前编码块的大小为64×64的单向预测值为pred0。基于单向预测值构建虚拟编码块，并将单项预测值中所有像素值的平均值填充到虚拟编码块的各像素中，得到虚拟编码块的像素值，虚拟编码块中的各像素值均为predUI，其中，
Figure BDA0003028892810000082
利用上述修正单向预测值的计算方法，选取最佳的UGC模式，该实施方式中，选用第一二值变量ugc_flag为1，第二二值变量ugc_idx为0，得到修正单向预测值为：
Figure BDA0003028892810000083
在该实施方式中，通过构建虚拟编码块，获取当前编码块两个方向的预测值，并将双向帧间梯度修正方法(BGC，Bi-directional Gradient Correction)应用于单向帧间预测，提出一种单向帧间修正方法，在二值变量的基础上选择最佳的单向帧间修正模式，以实现对当前编码块的单向预测值的修正，提高单向帧间预测的准确性。
在一实施方式中，除了通过二值变量来判定单向预测值是否需要修正或需要进行哪种UGC模式的修正，还可以通过运动矢量的距离来判定单向预测值是否需要修正或需要进行哪种UGC模式的修正。
请参阅图5，图5是本申请利用虚拟编码块的像素值对单向预测值进行修正另一具体实施方式的流程示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本实施例并不以图5所示的流程顺序为限。如图5所示，本实施方式包括：
S510：获取当前编码块的单向欧式距离和虚拟欧式距离。
单向欧式距离为当前编码块的单向运动矢量的欧式距离，获取当前编码块的单向运动矢量为mv0，单向运动矢量可以是运动搜索的运动矢量，也可以是经BIO运动矢量偏移后的运动矢量。根据单向运动矢量获取当前编码块的单向欧式距离，计算公式如下：
Figure BDA0003028892810000091
其中，v0x和v0y分别表示单向运动矢量在x方向和y方向的运动矢量。
将当前编码块中各个像素的单向欧式距离的统计分析值填充到虚拟编码块的各像素中，得到虚拟编码块的虚拟欧式距离。在一实施方式中，将虚拟编码块作为一个整体，即虚拟编码块中的各像素值对应同一虚拟欧式距离。计算当前编码块的所有像素点的单向欧式距离的平均值、最大值或最小值作为虚拟编码块的虚拟欧式距离，设虚拟编码块的虚拟欧式距离为SmvUI，则虚拟编码块的虚拟欧式距离的计算公式如下：
Figure BDA0003028892810000092
或SmvUI＝max(Smv0)
或SmvUI＝min(Smv0)。
在另一实施方式中，将当前编码块划分为多个当前编码子块，每个当前编码子块与虚拟编码子块对应。将每个虚拟编码子块作为一个整体，即每个虚拟编码子块中的各像素值对应同一虚拟欧式距离。将当前编码子块中各个像素的单向欧式距离的统计分析值填充到虚拟编码子块的各像素中，得到虚拟编码子块的虚拟欧式距离。其中，当前编码子块可以与虚拟编码子块一一对应填充，当前编码子块也可以按照一定填充规则与虚拟编码子块一对多或多对一填充，具体填充方法在此不进行限定。在一实施方式中，虚拟编码子块的虚拟欧式距离为每个当前编码子块中各个像素的单向欧式距离的平均值、最大值或最小值中的一种。
S530：响应于单向欧氏距离与虚拟欧式距离的差值，确定修正单向预测值。
利用单向欧氏距离与虚拟欧式距离的差值判断当前编码块的单向预测值是否进行修正，进行修正时采用哪种UGC模式对单向预测值进行修正。
响应于单向欧氏距离与虚拟欧式距离的差值大于或等于第一阈值且小于或等于第二阈值时，不对单向预测值进行修正。
响应于单向欧氏距离与虚拟欧式距离的差值小于第一阈值时，采用第一UGC模式对单向预测值进行修正。修正单向预测值为单向预测值与第三修正系数的和，第三修正系数为虚拟编码块的像素值减去单向预测值的差值与第三权重系数的乘积。
响应于单向欧氏距离与第二欧式距离的差值大于第二阈值时，采用第二UGC模式对单向预测值进行修正。修正单向预测值为单向预测值与第四修正系数的和，第四修正系数为单向预测值减去虚拟编码块的像素值的差值与第四权重系数的乘积。
利用上述修正单向预测值为pred，计算公式如下：
Figure BDA0003028892810000101
其中，第一阈值为-w，第二阈值为w，m为修正强度，为固定值，可选地，m可为3或其他值。
在一具体实施方式中，当前编码块的大小为64×64，根据运动矢量计算得到当前编码块的大小为64×64的单向预测值pred0。基于单向预测值构建虚拟编码块，并将单项预测值中所有像素值的最大值填充到虚拟编码块的各像素中，得到虚拟编码块的像素值，虚拟编码块中的各像素值均为predUI，其中，predUI＝max(pred0)。获取当前编码块的单向运动矢量mv0，根据单向运动矢量获取当前编码块的单向欧式距离Smv0，并将单向欧式距离中所有像素值的最小值填充到虚拟编码块的各像素中，得到虚拟编码块的虚拟欧式距离，虚拟编码块中的各像素值的虚拟欧式距离均为SmvUI，其中，SmvUI＝min(Smv0)。设向前编码块的单向运动矢量mv0(5,12)，其对应的欧氏距离计算公式如下：
Figure BDA0003028892810000111
计算得到的虚拟编码块的虚拟欧式距离为SmvUI＝7，预先设定第一阈值为-4，第二阈值为4，则可以利用上述修正单向预测值的计算方法，选取UGC模式，得到修正单向预测值为：
pred＝pred0+(pred0-max(pred0))>>m。
在该实施方式中，通过构建虚拟编码块，获取当前编码块两个方向的预测值，并将双向帧间梯度修正BGC方法应用于单向帧间预测，提出一种单向帧间修正UGC方法，同时，通过获取前向编码块和虚拟编码块两个方向运动矢量的欧氏距离，将欧氏距离与单向帧间梯度修正UGC结合，在编码端和解码端仅利用两欧氏距离之间的大小关系决定当前编码块采用的UGC模式，取代二值变量bgc_flag和bgc_idx，从而节省UGC语法元素，节省码率。
上述利用当前编码块的欧氏距离，选择相应的UGC模式对单向帧间预测值进行修正，同样的，该方法也可以应用于双向帧间预测，利用当前编码块的欧氏距离，选择相应的BGC模式对双向帧间预测值进行修正。因此，本申请还提供一种双向帧间修正方法，通过对双向帧间预测后的色度分量预测值和/或亮度分量预测值进行修正，提高预测值的准确度。
同样地，上述方法所构建的虚拟编码块也可以用于进行双向帧间预测值修正。构建与前向编码块不同方向的第一方向虚拟编码块，构建与后向编码块不同方向的第二方向虚拟编码块，利用前向编码块和第一方向虚拟编码块获取第一双向修正值，利用后向编码块和第二方向虚拟编码块获取第二双向修正值，利用前向编码块和后向编码块获取第三双向修正值，选取第一双向修正值、第二双向修正值和第三双向修正值中的一个值作为修正双向预测值或选取第一双向修正值、第二双向修正值和第三双向修正值两个或三个的统计分析值作为修正双向预测值。
上述方法利用欧氏距离判定对单向预测值修正时所采用的UGC模式，同样地，也可以利用欧氏距离判定对双向预测值修正时所采用的BGC模式。因此，本申请还提供一种双向帧间预测值修正方法，通过对双向帧间预测后的色度分量预测值和/或亮度分量预测值进行修正，提高双向预测值的准确度。
请参阅图6，图6是本申请实施方式中另一帧间预测值修正方法的流程示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本实施例并不以图6所示的流程顺序为限。如图6所示，本实施方式包括：
S610：获取当前编码块的双向预测值。
将当前编码块的前向编码块的P帧和I帧以及后向编码块的P帧作为参考帧，获取参考帧中对应编码块的运动矢量信息，利用该运动矢量信息对当前编码块的各像素值进行预测，得到当前编码块的双向预测值。可以使用高级运动矢量预测AMVP、仿射Affine或对称运动信息预测SMVD等进行双向预测，得到两个方向的第一预测值pred1和第二预测值pred2，取第一预测值和第二预测值的均值predBI作为当前编码块的双向预测值。
S630：获取当前编码块的运动矢量的欧式距离。
获取当前编码块的第一双向运动矢量mv1和第二双向运动矢量mv2，第一双向欧氏距离和第二双向欧式距离均只代表一个方向的欧氏距离，其中“第一双向”和“第二双向”仅为名称区分。其中，第一双向运动矢量和第二双向运动矢量分别为前向编码块和后向编码块的运动矢量，该运动矢量可以是运动搜索的运动矢量，也可以是经BIO运动矢量偏移后的运动矢量。分别根据第一双向运动矢量和第二双向运动矢量计算得到当前编码块的第一欧式距离和第二欧氏距离，计算公式如下：
Figure BDA0003028892810000131
Figure BDA0003028892810000132
其中，v1x和v1y分别表示第一双向运动矢量在x方向和y方向的运动矢量，v2x和v2y分别表示第二双向运动矢量在x方向和y方向的运动矢量。
S650：基于欧式距离选取修正系数，并利用修正系数对双向预测值进行修正，得到修正双向预测值。
利用第一欧氏距离与第二欧式距离的差值判断当前编码块的双向预测值是否进行修正，进行修正时采用哪种BGC修正模式对双向预测值进行修正。
响应于第一欧氏距离与第二欧式距离的差值大于或等于第三阈值且小于或等于第四阈值时，不对双向预测值进行修正。
响应于第一欧氏距离与第二欧式距离的差值小于第三阈值时，采用第一BGC修正模式对双向预测值进行修正。当前编码块的修正双向预测值为双向预测值与第五修正系数的和，第五修正系数为第二预测值减去第一预测值的差值与第五权重系数的乘积。
响应于第一欧氏距离与第二欧式距离的差值大于第四阈值时，采用第二BGC修正模式对双向预测值进行修正。当前编码块的修正双向预测值为双向预测值与第六修正系数的和，第六修正系数为第一预测值减去第二预测值的差值与第六权重系数的乘积。
利用上述修正双向预测值为pred，计算公式如下：
Figure BDA0003028892810000133
其中，第三阈值为-u，第四阈值为u，n为修正强度，为固定值，可选地，n可为3或其他值。
在一具体实施方式中，当前编码块的大小为64×64，根据运动矢量计算得到当前编码块的大小为64×64的双预测值pred1和pred2，同时，获取当前编码块的第一双向运动矢量mv1(3,4)和第二双向运动矢量mv2(-6，-8)，根据第一双向运动矢量获取当前编码块的第一欧式距离Smv1，根据第二双向运动矢量获取当前编码块的第二欧式距离Smv2，计算公式如下：
Figure BDA0003028892810000141
Figure BDA0003028892810000142
预先设定的第三阈值为-4，第四阈值为4，则可以利用上述修正双向预测值的计算方法，选取BGC模式，得到修正双向预测值为
pred＝predBI+(pred1-pred2)>>n。
在该实施方式中，在进行双向帧间预测的基础上，通过获取前向编码块和后向编码块两个方向运动矢量的欧氏距离，将欧氏距离与双向帧间梯度修正BGC结合，在编码端和解码端仅利用两欧氏距离之间的大小关系决定当前编码块采用的BGC模式，取代二值变量bgc_flag和bgc_idx，从而节省BGC语法元素，节省码率。
本申请还提供一种帧间预测值修正方法，通过对帧间预测后的色度分量预测值和/或亮度分量预测值进行修正，提高预测值的准确度。
请参阅图7，图7是本申请实施方式中又一帧间预测值修正方法的流程示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本实施例并不以图7所示的流程顺序为限。如图7所示，本实施方式包括：
S710：获取当前编码块的帧间预测值。
对于图像帧中的P帧，获取单向帧间预测值，同时，构建虚拟编码块，使用前述方法利用单向帧间预测值获取虚拟帧间预测值；对于图像帧中的B帧，获取双向帧间预测值。
S730：获取当前编码块的运动矢量的欧式距离。
对于图像帧中的P帧，获取前向编码块的运动矢量并计算单向欧氏距离，利用单向欧氏距离获取虚拟编码块的虚拟欧氏距离。
对于图像帧中的B帧，获取前向编码块和后向编码块的运动矢量并计算第一欧氏距离和第二欧氏距离。具体计算方法与前述方法相同，在此不再赘述。
S750：基于欧式距离选取修正系数，并利用修正系数对帧间预测值进行修正，得到修正帧间预测值。
对于图像帧中的P帧，响应于单向欧氏距离与虚拟欧式距离的差值，选择不同的UGC修正模式，选取修正系数，对单向帧间预测值进行修正，确定修正单向预测值。
对于图像帧中的B帧，响应于第一欧氏距离与第二欧式距离的差值，选择不同的BGC修正模式，选取修正系数，对双向帧间预测值进行修正，确定修正单向预测值。具体计算方法与前述方法相同，在此不再赘述。
在该实施方式中，在进行了帧间预测的基础上，对于进行单向帧间预测的当前编码块，通过构建虚拟编码块，获取当前编码块两个方向的预测值和欧氏距离，将欧氏距离与单向帧间梯度修正UGC结合，对单向帧间预测进行修正。对于进行双向帧间预测的当前编码块，获取前编码块两个方向的欧氏距离，将欧氏距离与双向帧间梯度修正BGC结合，对双向帧间预测进行修正。通过在帧间修正时，利用两方向欧氏距离的大小关系选择采用的UGC模式和BGC模式，取代二值变量bgc_flag和bgc_idx，从而节省UGC和BGC语法元素，节省码率。
请参阅图8，图8是本申请实施方式中帧间预测方法的流程示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本实施例并不以图8所示的流程顺序为限。如图8所示，本实施方式包括：
S810：获取当前编码块的帧间预测值。
对于图像帧中的P帧，采用单向帧间预测方法获取单向帧间预测值；对于图像帧中的B帧，采用双向帧间预测方法获取双向帧间预测值。
在一实施方式中，采用高级运动矢量预测AMVP方法，构建MV(运动矢量)候选列表，从候选列表中选出一个最佳候选MV作为当前编码块的MVP(MV预测值)，然后需要进行运动估计过程，即到参考帧中搜索当前编码块的最佳匹配块，最佳匹配块坐标和当前编码块坐标的差作为实际MV，最终传输的是实际MV减MVP得到的MVD(运动矢量差值)。
在另一实施方式中，采用对称运动信息预测SMVD方法，在参考帧list1中寻找参考帧list0中的参考图像的镜像参考图像，将此镜像图像在list1中的索引作为ref_idx_l1。若不存在镜像图像，则将list1中距离当前图像最近(指的是视频播放顺序上的距离最近)的参考图像的索引作为ref_idx_l1。则后向MVD1由前向MVD0推导获得：
Figure BDA0003028892810000161
在另一实施方式中，采用仿射Affine方法获取帧间预测值。
S830：对帧间预测值进行补偿。
当使用高级运动矢量预测AMVP或对称运动信息预测SMVD方法进行帧间预测后，需要进行双向光流BIO运动补偿。BDOF或BIO(bi-directional optical flow)是采样点级别的运动优化。双向光流首先利用当前编码块的前向预测值和后向预测值及梯度信息，推导出当前编码块内每个4*4块的运动位移，然后结合这个梯度值来获取当前编码块的预测值。
S850：对帧间预测值进行修正，得到修正帧间预测值。
使用上述单向帧间修正方法和双向帧间修正方法对帧间预测值进行修正，得到修正帧间预测值。
在该实施方式中，通过将帧间预测方法、运动补偿方法与本申请的单向帧间修正方法和双向帧间修正方法相结合，实现对单向帧间预测的修正，使预测结果更加准确，同时，改进双向帧间修正方法，节省UGC和BGC语法元素，节省码率。
请参阅图9，图9是本申请实施方式中编码器的结构示意图。该实施方式中，编码器10包括处理器11。
处理器11还可以称为CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)。处理器11可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器11还可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器11也可以是任何常规的处理器等。
编码器10可以进一步包括存储器(图中未示出)，用于存储处理器11运行所需的指令和数据。
处理器11用于执行指令以实现上述本申请帧间预测值修正方法任一实施例及任意不冲突的组合所提供的方法。
请参阅图10，图10是本申请实施方式中计算机可读存储介质的结构示意图。本申请实施例的计算机可读存储介质21存储有指令/程序数据22，该指令/程序数据22被执行时实现本申请帧间预测值修正方法任一实施例以及任意不冲突的组合所提供的方法。其中，该指令/程序数据22可以形成程序文件以软件产品的形式存储在上述存储介质21中，以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质21包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，或者是计算机、服务器、手机、平板等终端设备。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (22)

1.一种帧间预测值修正方法，其特征在于，所述方法包括：
获取当前编码块的帧间预测值；
构建与所述当前编码块对应的虚拟编码块，并获取所述虚拟编码块的像素值；
利用所述虚拟编码块的像素值对所述帧间预测值进行修正。
2.根据权利要求1所述的帧间预测值修正方法，其特征在于，
所述获取当前编码块的帧间预测值包括：
获取当前编码块的单向预测值。
3.根据权利要求2所述的帧间预测值修正方法，其特征在于，
所述构建与所述当前编码块对应的虚拟编码块，并获取所述虚拟编码块的像素值包括：
构建与所述当前编码块大小相同的虚拟编码块；
将所述虚拟编码块作为一个整体，利用所述当前编码块的单向预测值对所述虚拟编码块进行像素填充，得到所述虚拟编码块的像素值；
所述虚拟编码块的像素值为所述当前编码块的所有像素点的单向预测值的统计分析值。
4.根据权利要求3所述的帧间预测值修正方法，其特征在于，
所述虚拟编码块的像素值为所述当前编码块的所有像素点的单向预测值的平均值、最大值或最小值中的一种。
5.根据权利要求2所述的帧间预测值修正方法，其特征在于，
所述构建与所述当前编码块对应的虚拟编码块，并获取所述虚拟编码块的像素值包括：
构建与所述当前编码块大小相同的虚拟编码块；
将所述虚拟编码块划分为多个虚拟编码子块；
分别对所述多个虚拟编码子块进行像素填充，得到所述虚拟编码块的像素值。
6.根据权利要求5所述的帧间预测值修正方法，其特征在于，
所述分别对所述多个虚拟编码子块进行像素填充，得到所述虚拟编码块的像素值包括：
将所述当前编码块划分为多个当前编码子块；
利用所述当前编码子块的单向预测值对所述虚拟编码子块进行像素填充；
所述虚拟编码子块的像素值为每个所述当前编码子块中各个像素的单向预测值的平均值、最大值或最小值中的一种。
7.根据权利要求2所述的帧间预测值修正方法，其特征在于，
所述利用所述虚拟编码块的像素值对所述帧间预测值进行修正包括：
获取所述当前编码块的二值变量；
响应于所述当前编码块的第一二值变量为1，第二二值变量为0，所述当前编码块的修正单向预测值为所述单向预测值与第一修正系数的和，所述第一修正系数为所述虚拟编码块的像素值减去所述单向预测值的差值与第一权重系数的乘积；
响应于所述当前编码块的第一二值变量为1，第二二值变量为1，所述当前编码块的修正单向预测值为所述单向预测值与第二修正系数的和，所述第二修正系数为所述单向预测值减去所述虚拟编码块的像素值的差值与第二权重系数的乘积。
8.根据权利要求2所述的帧间预测值修正方法，其特征在于，
所述利用所述虚拟编码块的像素值对所述帧间预测值进行修正包括：
获取所述当前编码块的运动矢量的欧式距离；
基于所述欧式距离选取修正系数，利用所述修正系数对所述帧间预测值进行修正。
9.根据权利要求8所述的帧间预测值修正方法，其特征在于，
获取所述当前编码块的单向欧式距离和虚拟欧式距离，所述单向欧式距离为所述当前编码块的单向运动矢量的欧式距离，所述虚拟欧式距离为所述当前编码块中各个像素的单向欧式距离的统计分析值。
10.根据权利要求9所述的帧间预测值修正方法，其特征在于，
获取所述当前编码块的单向运动矢量的单向欧式距离包括：
Figure FDA0003028892800000031
其中，v0x和v0y分别表示所述单向运动矢量在x方向和y方向的运动矢量。
11.根据权利要求8所述的帧间预测值修正方法，其特征在于，
所述获取当前编码块的虚拟欧氏距离包括：
计算所述当前编码块的每个像素的单向欧氏距离的平均值、最大值或最小值；
将所述当前编码块的每个像素的单向欧氏距离平均值、最大值或最小值作为所述虚拟编码块的所述虚拟欧氏距离。
12.根据权利要求8所述的帧间预测值修正方法，其特征在于，
所述获取当前编码块的虚拟欧氏距离包括：
将所述编码块分为多个编码子块；
分别计算所述编码子块的所述单向欧氏距离的平均值或最大值或最小值；
将所述编码子块的所述单向欧氏距离的平均值或所述最大值或所述最小值作为所述编码子块的所述虚拟欧氏距离。
13.根据权利要求8所述的帧间预测值修正方法，其特征在于，
所述基于欧式距离选取修正系数，利用所述修正系数对所述帧间预测值进行修正包括：
响应于所述单向欧氏距离与所述虚拟欧式距离的差值小于第一阈值时，所述当前编码块的修正单向预测值为所述单向预测值与第三修正系数的和，所述第三修正系数为所述虚拟编码块的像素值减去所述单向预测值的差值与第三权重系数的乘积；
响应于所述单向欧氏距离与所述第二欧式距离的差值大于第二阈值时，所述当前编码块的修正单向预测值为所述单向预测值与第四修正系数的和，所述第四修正系数为所述单向预测值减去所述虚拟编码块的像素值的差值与第四权重系数的乘积。
14.根据权利要求1-13任一项所述的帧间预测值修正方法，其特征在于，
所述获取当前编码块的帧间预测值包括：
获取当前编码块的单向预测值，所述单向预测值包括色度分量预测值和/或亮度分量预测值。
15.一种帧间预测值修正方法，其特征在于，所述方法包括：
获取当前编码块的帧间预测值；
获取所述当前编码块的运动矢量的欧式距离；
基于所述欧式距离选取修正系数；
利用所述修正系数对所述帧间预测值进行修正。
16.根据权利要求15所述的帧间预测值修正方法，其特征在于，
所述获取当前编码块的帧间预测值包括：
获取当前编码块的第一预测值和第二预测值；
利用所述第一预测值和所述第二预测值获取双向预测值。
17.根据权利要求16所述的帧间预测值修正方法，其特征在于，
获取所述当前编码块的运动矢量的欧式距离包括：
获取所述当前编码块的第一双向运动矢量和第二双向运动矢量；
分别计算所述第一双向运动矢量的欧式距离和所述第二双向运动矢量的欧式距离，得到所述当前编码块的第一欧式距离和第二欧式距离。
18.根据权利要求17所述的帧间预测值修正方法，其特征在于，
获取所述当前编码块的第一双向运动矢量的第一欧式距离包括：
Figure FDA0003028892800000041
获取所述当前编码块的第二双向运动矢量的第二欧式距离包括：
Figure FDA0003028892800000042
其中，v1x和v1y分别表示所述第一双向运动矢量在x方向和y方向的运动矢量，v2x和v2y分别表示所述第二双向运动矢量在x方向和y方向的运动矢量。
19.根据权利要求17所述的帧间预测值修正方法，其特征在于，
所述基于所述欧式距离选取修正系数，利用所述修正系数对所述帧间预测值进行修正包括：
响应于所述第一欧氏距离与所述第二欧式距离的差值小于第三阈值时，所述当前编码块的修正帧间预测值为所述帧间预测值与第五修正系数的和，所述第五修正系数为所述第二预测值减去所述第一预测值的差值与第五权重系数的乘积；
响应于所述第一欧氏距离与所述第二欧式距离的差值大于第四阈值时，所述当前编码块的修正帧间预测值为所述帧间预测值与第六修正系数的和，所述第六修正系数为所述第一预测值减去所述第二预测值的差值与第六权重系数的乘积。
20.一种编码方法，其特征在于，包括：
至少利用权利要求1-19任一项所述的帧间预测值修正方法对帧间预测值进行修正，得到修正帧间预测值；
基于所述修正预测值对当前编码块进行编码。
21.一种编码器，其特征在于，包括处理器，所述处理器用于执行指令以实现如权利要求20所述的编码方法。
22.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储指令/程序数据，所述指令/程序数据能够被执行以实现如权利要求1-19任一项所述的帧间预测值修正方法。
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