CN115967802A - 一种串预测编码方法及装置和解码系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种串预测编码方法及装置和解码系统，根据串预测模式编解码过程中产生的串预测模式信息来得出串数目，然后根据串数目判断是否进行编解码残差信息。

Description

一种串预测编码方法及装置和解码系统

技术领域

本发明属于人工智能的数据处理领域，特别是一种串预测编码方法及装置和解码系统。

背景技术

数据集是由数据的样值也称元素(例如：字节、比特、像素、像素分量、空间采样点、变换域系数)组成的排列成一定空间(一维、二维、或多维)形状的有限数据的集合(例如：一个一维数据队列、一个二维数据文件、一帧图像、一个视频序列、一个变换域、一个变换块、多个变换块、一个三维场景、一个持续变化的三维场景的序列)。对数据集，特别是二维或以上数据集进行数据压缩的编码(以及相应的解码)时，以编码块或解码块为单位，按照预定的时间顺序，一块一块进行编码或解码。在任一时刻，正在编码中的编码块称为当前编码块。在任一时刻，正在解码中的解码块称为当前解码块。编码块或解码块包括宏块、最大编码单元LCU、编码树单元CTU、编码单元CU、CU的子区域、子编码单元SubCU、预测块、预测单元PU、PU的子区域、子预测单元SubPU、变换块、变换单元TU、TU的子区域、子变换单元SubTU等各种类型。对于具有一定形状的一个编码块或解码块，在很多场合需要将其划分成更精细的基元(基本单元)，按照预定的时间顺序，一个基元一个基元进行编码或解码。对一个基元内的所有样值，通常施行同一类型的编码或解码操作。在任一时刻，正在编码或解码中的基元称为当前基元。对一个基元进行编码的结果是一个或多个编码参数，最后产生含这些编码参数的压缩数据码流。对一个基元进行解码就是解析所述压缩数据码流获得一个或多个编码参数，从所述一个或多个编码参数复原出重构的数据的样值。

在现有的混合编码框架中，对不同特征的图像内容的编码块，采用日益增多的不同预测模式进行编码，即对图像中的各编码单元，依次采用各种预测模式进行预编码，并计算出各模式获得的率失真值，从中选择率失真值最小的模式作为编码单元的最佳模式进行编码。最新的国际视频VVC标准和我国音视频AVS3(thethirdgenerationofAudioVideoCodingStandard)标准及之前的版本或扩展版标准中，各种预测模式主要包括帧内预测模式、帧间预测模式、串预测(String Prediction，SP)或称帧内串复制(IntraStringCopy，ISC)模式(包括其特例帧内块复制(IntraBlockCopy，IBC)和Palette模式)等。串预测编码模式不编码残差，即码流中不存在残差信息，可以节省编码残差的比特数和减少残差编解码和残差值重建的复杂度，但可能导致重建值与原始值的误差变大。串预测编码模式的重建值等于预测值。编码残差的方案，需要消耗编码残差的比特数和增加残差编解码和残差值重建的复杂度。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是现有串预测编码模式重建值与原始值的误差变大。

本发明提出一种串预测编码方法，包括以下步骤：

S1，输入数据集,数据集由数据子集组成，对数据子集至少采用串预测模式进行编码，得到串预测模式信息；

S2,根据串预测模式信息是否满足预设条件A判断是否导出数据子集的串数目：满足，导出；不满足，跳过导出；

S3，根据串数目是否满足预设条件B判断是否对数据子集编码残差信息：满足，编码残差信息；不满足，跳过编码残差信息。

一种串预测编码装置，包括

串预测模式信息编码模块：采用串预测模式进行编码，产生表示串预测模式信息的数据码流；

串数目获得和条件判断模块：根据串预测模式信息得出串数目，根据串数目判断是否进行编码残差信息；

残差信息编码模块：编码残差信息，产生含残差信息的数据码流。

一种串预测解码方法，包括以下步骤：

S1，输入通过串预测模式编码过的数据集，数据集由数据子集组成，对数据子集进行解码，得到串预测模式信息；

S2,根据串预测模式信息是否满足预设条件A判断是否导出数据子集的串数目：满足，导出；不满足，跳过导出；

S3，根据串数目是否满足预设条件B判断是否对数据子集解码残差信息：满足，解码残差信息；不满足，跳过解码残差信息。

一种串预测解码装置，包括

串预测模式信息解码模块：对采用串预测模式进行编码过的数据集进行解码，获得串预测模式信息；

串数目获得和条件判断模块：根据串预测模式信息得出串数目，根据串数目判断是否进行编码残差信息；

残差信息解码模块：对包含残差信息的数据码流进行解码，获得残差信息。

一种串预测编解码系统，包括所述的串预测解码方法或所述的串预测解码装置中的任一项，所述串预测模式信息包括以下中的任一种或一种以上的任意组合：串矢量的信息；或串长度的信息；或串类型的信息；或串预测子模式的信息；或串扫描方式的信息；或数据子集的宽和/或高的信息；或未匹配样值的信息；或未匹配样值串的信息；或不完全匹配串的信息。

优选的，预设条件B包括：串数目等于预设值；或串数目小于预设值；或串数目小于等于预设值；或串数目大于预设值；或串数目大于等于预设值；其中，预设值的大小与数据子集的大小相适应。

优选的，根据串预测模式信息得出串数目时，预设条件A包括以下中的任一种或一种以上的任意组合：串预测模式是不是普通串子模式；或串预测模式是不是非普通串子模式；或串预测模式是不是帧间串预测子模式；或串预测模式是不是调色板子模式；或串预测模式是不是索引串子模式；或解码块的宽和/或高与预设阈值比较结果；或串类型是不是预设类型；或串的部分或全部参考像素是否在预设范围内；或有没有未匹配样值的串。

优选的，数据子集由像素单元组成，所述像素单元是m*n个像素或像素分量组成的阵列，串数目小于等于像素单元的总和，其中m和n的取值各自包括1或2或4或8或16。

优选的，所述预设值随数据子集的增大呈非递减关系。

优选的，所述预设条件B是串数目等于预设值，预设值为1或2或3。

本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：

本发明根据串预测模式或子模式中的串数目，自适应决定是否编解码残差信息，在保持较低的复杂度的前提下，达到消耗比特数和失真的最佳平衡，从而进一步提高图像编码效率。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明的编码流程图。

图2为本发明的解码流程图。

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。

实施例1：

一种串预测解码系统，包括串预测解码方法或串预测解码装置。其中，一种串预测解码方法，包括以下步骤：

S1，输入通过串预测模式编码过的数据集，数据集包含至少一个数据子集，对数据子集进行解码，得到串预测模式信息。数据集由至少一个数据子集组成，例如通过划分数据集，得到20个数据子集；或者不经过划分，数据集就只由一个数据子集构成。优选的，数据子集由像素单元组成，所述像素单元是m*n个像素或像素分量组成的阵列，串数目小于等于像素单元的总和，其中m和n的取值各自包括1或2或4或8或16。串预测模式信息可以为串矢量的信息或串长度的信息或串类型的信息或串预测子模式的信息或串扫描方式的信息或数据子集的宽和/或高的信息中的一个或一个以上的任意组合。

S2，根据串预测模式信息是否满足预设条件A判断是否导出数据子集的串数目：满足，导出；不满足，跳过导出。预设条件A包括以下中的任一种或一种以上的任意组合：串预测模式是不是普通串子模式；或串预测模式是不是非普通串子模式；或串预测模式是不是帧间串预测子模式；或串预测模式是不是调色板子模式；或串预测模式是不是索引串子模式；或解码块的宽和/或高与预设阈值比较结果；或串类型是不是预设类型；或串的部分或全部参考像素是否在预设范围内；或有没有未匹配样值的串。例如，对首个数据子集采用串预测模式进行解码，串预测模式信息为串类型的信息，预设条件A为串预测模式是不是普通串子模式以及串预测模式是不是帧间串预测子模式的组合，则预设条件A为是普通串子模式或不是普通串子模式两者中的一个和串预测模式是帧间串预测子模式或串预测模式不是帧间串预测子模式两者中的一个的组合，满足预设条件A，导出串数目；不满足，跳过导出。例如当串预测模式信息为数据子集中每个串长度的信息和数据子集的宽、高，如每个串长度的信息为4,8,4，数据子集的宽、高分别为4，则串数目为3。又例如当串预测模式信息为数据子集中每个串长度的信息、串类型信息和数据子集的宽、高，如每个串长度的信息为4,8,4，每个串的类型分别为完全匹配串、完全匹配串和不完全匹配串，数据子集的宽、高分别为4，则串数目为2。又例如当串预测模式信息为数据子集中每个串长度的信息、数据子集的宽、高和串扫描方式的信息，串扫描方式为弓形水平扫描，串长度的信息为16，数据子集的宽、高分别为4，则串数目为1；若扫描方式不是弓形水平扫描时，则不统计串数目。

S3，根据串数目是否满足预设条件B判断是否对数据子集解码残差信息：满足，解码残差信息；不满足，跳过解码残差信息。例如，对于当前正在解码的数据子集，预设条件B为串数目大于一预设值R；当串数目等于R时，则对数据信息解码残差信息；否则，在当前数据子集的解码中不解码残差信息。又例如，预设条件B可以是串数目等于预设值，预设值为1或2或3。又例如，预设条件B为串数目小于另一预设值P，其中P是当前数据子集的总像素数的单调递增函数。又例如，预设条件B为串数目等于预设值K，其中1≤K≤8，当前数据子集的总像素数为1024时，K取值为8；当前数据子集的总像素数为512时，K取值为6；当前数据子集的总像素数为256时，K取值为4；当前数据子集的总像素数为128时，K取值为2；当前数据子集的总像素数为64时，K取值为1。又例如，预设条件B为串数目小于另一预设值Q，其中Q＝M*CuSize/64，CuSize是当前数据子集的总像素数，1≤M≤16。

其中，一种串预测解码装置，包括串预测模式信息解码模块、串数目获得和条件判断模块和残差信息解码模块。串预测模式信息解码模块用于对采用串预测模式进行编码过的数据集进行解码并获得串预测模式信息。串数目获得和条件判断模块能够根据串预测模式信息得出串数目并根据串数目判断是否进行编码残差信息。残差信息解码模块用于对包含残差信息的数据码流进行解码并获得残差信息。

实施例2：

一种串预测编码装置包括串预测模式信息编码模块、串数目获得和条件判断模块和串数目获得和条件判断模块。串预测模式信息编码模块采用串预测模式进行编码，用于产生表示串预测模式信息的数据码流。串数目获得和条件判断模块能够根据串预测模式信息得出串数目并根据串数目判断是否进行编码残差信息。残差信息编码模块用于编码残差信息并产生含残差信息的数据码流。

一种串预测编码方法，包括以下步骤：

S1，输入数据集,数据集由至少一个数据子集组成。例如通过划分数据集，得到10个数据子集；或者不经过划分，数据集就只由一个数据子集构成。

S2,对数据子集至少采用串预测模式进行编码，产生包含串预测模式信息的数据码流，根据串预测模式信息是否满足预设条件A判断是否导出数据子集的串数目：满足，导出；不满足，跳过导出。预设条件A包括以下中的任一种或一种以上的任意组合：串预测模式是不是普通串子模式；或串预测模式是不是非普通串子模式；或串预测模式是不是帧间串预测子模式；或串预测模式是不是调色板子模式；或串预测模式是不是索引串子模式；或编码块的宽和/或高与预设阈值比较结果；或串类型是不是预设类型；或串的部分或全部参考像素是否在预设范围内；或有没有未匹配样值的串。例如，对首个数据子集采用串预测模式进行编码，产生包含串预测模式信息的数据码流，串预测模式信息为串类型的信息，预设条件A为串预测模式是不是普通串子模式以及串预测模式是不是帧间串预测子模式的组合，则预设条件A为是普通串子模式或不是普通串子模式两者中的一个和串预测模式是帧间串预测子模式或串预测模式不是帧间串预测子模式两者中的一个的组合，满足预设条件A，导出串数目；不满足，跳过导出。例如当串预测模式信息为数据子集中每个串长度的信息和数据子集的宽、高，如每个串长度的信息为4,8,4，数据子集的宽、高分别为4，则串数目为3。又例如当串预测模式信息为数据子集中每个串长度的信息、串类型信息和数据子集的宽、高，如每个串长度的信息为4,8,4，每个串的类型分别为完全匹配串、完全匹配串和不完全匹配串，数据子集的宽、高分别为4，则串数目为2。又例如当串预测模式信息为数据子集中每个串长度的信息、数据子集的宽、高和串扫描方式的信息，串扫描方式为弓形水平扫描，串长度的信息为16，数据子集的宽、高分别为4，则串数目为1；若扫描方式不是弓形水平扫描时，则不统计串数目。

S3，根据串数目是否满足预设条件B判断是否对数据子集解码残差信息：满足，解码残差信息；不满足，跳过解码残差信息。例如，对于当前正在编码的数据子集，判断条件为串数目等于一预设值K，其中1≤K≤8。当串数目等于K时，则对数据码流编码残差信息；否则，在当前数据子集的编码中不编码残差信息。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种串预测编码方法,其特征在于，包括以下步骤：

S1，输入数据集,数据集由数据子集组成，对数据子集至少采用串预测模式进行编码，得到串预测模式信息；

S2,根据串预测模式信息是否满足预设条件A判断是否导出数据子集的串数目：满足，导出；不满足，跳过导出；

S3，根据串数目是否满足预设条件B判断是否对数据子集编码残差信息：满足，编码残差信息；不满足，跳过编码残差信息。

2.一种串预测编码装置，其特征在于，包括

串预测模式信息编码模块：采用串预测模式进行编码，产生表示串预测模式信息的数据码流；

串数目获得和条件判断模块：根据串预测模式信息得出串数目，根据串数目判断是否进行编码残差信息；

残差信息编码模块：编码残差信息，产生含残差信息的数据码流。

3.一种串预测解码方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，输入通过串预测模式编码过的数据集，数据集由数据子集组成，对数据子集进行解码，得到串预测模式信息；

S2,根据串预测模式信息是否满足预设条件A判断是否导出数据子集的串数目：满足，导出；不满足，跳过导出；

S3，根据串数目是否满足预设条件B判断是否对数据子集解码残差信息：满足，解码残差信息；不满足，跳过解码残差信息。

4.一种串预测解码装置，其特征在于，包括

串预测模式信息解码模块：对采用串预测模式进行编码过的数据集进行解码，获得串预测模式信息；

串数目获得和条件判断模块：根据串预测模式信息得出串数目，根据串数目判断是否进行编码残差信息；

残差信息解码模块：对包含残差信息的数据码流进行解码，获得残差信息。

5.一种串预测解码系统，包括权利要求3所述的串预测解码方法或权利要求4所述的串预测解码装置中的任一项，其特征在于，所述串预测模式信息包括以下中的任一种或一种以上的任意组合：串矢量的信息；或串长度的信息；或串类型的信息；或串预测子模式的信息；或串扫描方式的信息；或数据子集的宽和/或高的信息；或未匹配样值的信息；或未匹配样值串的信息；或不完全匹配串的信息。

6.根据权利要求5所述的串预测解码系统，其特征在于，预设条件B包括：串数目等于预设值；或串数目小于预设值；或串数目小于等于预设值；或串数目大于预设值；或串数目大于等于预设值；其中，预设值的大小与数据子集的大小相适应。

7.根据权利要求5所述的串预测解码系统，其特征在于，预设条件A包括以下中的任一种或一种以上的任意组合：串预测模式是不是普通串子模式；或串预测模式是不是非普通串子模式；或串预测模式是不是帧间串预测子模式；或串预测模式是不是调色板子模式；或串预测模式是不是索引串子模式；或解码块的宽和/或高与预设阈值比较结果；或串类型是不是预设类型；或串的部分或全部参考像素是否在预设范围内；或有没有未匹配样值的串。

8.根据权利要求5所述的串预测解码系统，其特征在于，数据子集由像素单元组成，所述像素单元是m*n个像素或像素分量组成的阵列，串数目小于等于像素单元的总和，其中m和n的取值各自包括1或2或4或8或16。

9.根据权利要求6所述的串预测解码系统，其特征在于，所述预设值随数据子集的增大呈非递减关系。

10.根据权利要求6所述的串预测解码系统，其特征在于，所述预设条件B是串数目等于预设值，预设值为1或2或3。

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