WO2006026903A1

WO2006026903A1 - Method for image chorminance prediction based on intra-frame coding

Info

Publication number: WO2006026903A1
Application number: PCT/CN2005/000949
Authority: WO
Inventors: Lianhuan Xiong
Original assignee: Huawei Technologies Co., Ltd.
Priority date: 2004-09-08
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2006-03-16
Also published as: CN1747552A; CN100359953C

Description

基千帧内编码的图像色度预测方法

技术领域

本发明涉及视频编解码技术领域，更进一步涉及一种基于帧内编码的图像色度预测方法。

背景技术随着多媒体通信技术和多媒体通信应用业务的逐步发展和迅速推广 , 一系列的视频图像压缩标准技术得到了广泛的关注，特別是由运动图像专家组（MPEG, Motion picture experts group ) 和国际电信联盟（ITU, International Telecommunications Union ) 两个标准组织联合制定的先进视频压缩标准 H.264, 凭借其先进的压缩编码技术特点和较好的压缩性能，已经在会议电视应用领域、可视电话应用领域、流媒体应用领域、高清晰度激光视频光盘（ HD DVD, High definition digital video disc )应用领或以及视频监控应用领域等得到了广泛的应用，并将在发展极为迅速的广播电视技术领域及第三代移动通信（3G )技术领域得到广泛推广和应用。

请参阅图 1 , 该图是现有技术中 H.264压缩编码技术对图像进行压缩编码处理的处理过程示意图；由图 1可见， H.264压缩编码技术会将要处理的图像划分为 16x16象素大小的基本处理宏块，并对划分处理后的宏块进行多帧参考、帧内预测（Intra-frame Prediction ), 多宏块模式、 4x4整数变换 /缩^量化、去方块效应滤波、 1/4象素运动估计、基于上下文的自适应变长编码（CAVLC, Context-based Adaptive Variable Length Coding )和基于上下文的自适应二进制算术编码（CABAC, Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding ) 熇编码等先进图像处理技术的处理，其压缩编码效率相对于 MPEG-2压缩编码技术、 H.263压缩编码技术及 MPEG-4 ASP (高级的简单档次， Advanced simple profile )压缩编码技术的编码效率提高了一倍多。

由上述处理过程可见， H.264压缩编码技术的编码过程，其主要特点之一就是对要处理的图像数据进行了帧内编码（INTRA )预测处理，极大的提高了 INTRA帧的编码效率。其中在对图像数据进行帧内编码预测处理的过程中，其对图像亮度预测处理包括 16x16块预测和 4x4块预测两种预测单位。

请参阅图 2, 该图是现有技术亮度预测处理中， 16x16块预测所采用的四种预测模式示意图；其中在 Η.264压缩编码技术中， 16x16块预测处理包括：

垂直方向预测（vertical), 如图 2中图（a)所示；

水平方向预测（horizontal), 如图 2中图（b)所示；

水平和垂直平均预测（DC), 如图 2中图（c) 所示；和

水平和垂直加权预测（Plane), 图 2中图（d)所示；

因此 16x16块预测处理包括上述四种预测模式。

请参阅图 3, 该图是现有技术亮度预测处理中， 4x4块预测所采用的九种预测模式示意图；其中在 H.264压缩编码技术中， 4x4块预测处理包括：

垂直方向预测（vertical), 如图 3中图（a)所示；

水平方向预测（horizontal), 如图 3中图（b)所示；

水平和垂直平均预测（DC)，如图 3中图（c)所示；

左下方向对角预测（Diagonal Down-Left), 如图 3中图（d)所示；右下方向对角预测（ Diagonal Down-Right )，如图 3中图（ e )所示；垂直向右方向预测（Vertical-Right), 如图 3中图（f)所示；垂直向左方向预测（Vertical-Left), 如图 3中图（g)所示；

水平向下方向预测（Horizontal-Down), 如图 3中图（h)所示；和水平向上方向预测（Horizontal-Up), 如图 3中图（i)所示；因此 4x4块预测处理包括上述九种预测模式。

而在 H.264的帧内编码预测处理过程中，对图像色度预测处理只是以 8x8块为预测单位进行帧内编码预测的，其包括四种预测模式：垂直方向预测（ vertical )、水平方向预测（ horizontal )、水平和垂直平均预测（DC) 和水平和垂直加权预测（Plane), 该四种预测模式和亮度预测处理中的 16 x 16块预测所采用的四种预测模式相似，即具体请参阅图 2所示的四种预测模式。

由此可见，在 H.264帧内编码预测处理过程中，对图像色度预测处理只是以 8x8块为预测单位进行帧内编码预测的，而没有像亮度预测处理过程，对图像色度预测处理进一步考虑以 4x4块为预测单位进行帧内编码预测处理，即没有充分利用图像色度 4x4块之间的局部相关性（所谓块之间的局部相关性是指当前块的象素点与附近块的象素点之间具有的相似性）；这样就导致了在 H.264帧内编码预测技术中，图像色度的编码效率不是 4艮高的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提出一种可以有效提高视频图像编码技术中图像色度编码效率的基于帧内编码的图像色度预测方法。

为解决上述问题，本发明提出了一种基于帧内编码的图像色度预测方法，用于帧内编码预测处理过程中的图像色度预测处理，包括步骤： ( A1 )将宏块中的每个色度块划分成多个 2^η χ 2^η象素块，所述 n=0、

1或 2;

( A2 )以所述每个 2ⁿ 2ⁿ象素块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理。

其中所述每个宏块中划分出的多个 2ⁿ X 2ⁿ象素块采用相同的预测模式进行图像色度帧内编码预测处理，且每个宏块只编码传输一次该相同的色度帧内编码预测模式。

其中所述步骤（A1 )和（A2 )之间还包括步骤：

( A1-1 )判断是否以 16 x 16象素的亮度块作为预测单位进行图像亮度帧内编码预测处理，如果是，转至步骤（A1-2 ); 否则转至步骤（A2 );

( A1-2 )将每个 8 X 8象素的色度块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理。

其中所述步骤（A1 )和（A2 )之间还包括步骤：

( al )基于率失真优化分别计算以所述 2ⁿ X 2ⁿ象素块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理的编码效率 E1及以 8 X 8象素的色度块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理的编码效率 E2;

(a2) 比较 El是否大于 E2，如果是，转至步骤（A2); 否则转至步骤 (a3 );

(a3)将每个 8x 8 象素的色度块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理。

其中所述每个宏块中划分出的多个 2ⁿ X 2ⁿ象素块采用相同的预测模式进行图像色度帧内编码预测处理；或

采用不同的预测模式进行图像色度帧内编码预测处理。

其中所述步骤（A1)和（A2)之间还包括步驟：

(All )基于率失真优化分别计算以 8x 8象素的色度块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理的编码效率 El、以所述 2ⁿx2ⁿ象素块作为预测单位在采用相同预测模式下进行图像色度帧内编码预测处理的编码效率 E2、及以所述 2^Π X 2^η象素块作为预测单位在采用不同预测模式下进行图像色度帧内编码预测处理的编码效率 Ε3；

(A12)如果 E1大于 Ε2和 Ε3, 转至步骤（A13); 如果 Ε2大于 E1和 Ε3 ,则所述各个 2^η X 2^η象素块在采用相同预测模式条件下执行步骤 ( Α2 ); 如果 Ε3大于 E1和 Ε2, 则所述各个 2^η X 2^η象素块在采用不同预测模式条件下执行步骤 (Α2 );

( A13 )将每个 8 X 8象素的色度块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理。

所述相同预测模式的确定方式为：

基于率失真优化分别计算以每个 8 x 8 象素的色度块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理在各种预测模式下的编码效率，将最高编码效率对应的预测模式作为所述相同的预测模式；或

基于率失真优化分别计算以所述 2^η X 2^η象素块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理在各种预测模式下的编码效率，将最高编码效率对应的预测模式作为所述相同的预测模式；或

建立图像亮度帧内编码预测处理过程中以 16x 16象素的亮度块作为预测单位所采用的预测模式和图像色度帧内编码预测处理过程中以所述 2ⁿ x 2ⁿ象素块作为预测单位所采用的预测模式之间的第一映射关系表；及建立图像亮度帧内编码预测处理过程中以 4 x 4象素的亮度块作为预测单位所采用的预测模式组合和图像色度帧内编码预测处理过程中以所述 2ⁿ X 2ⁿ象素块作为预测单位所釆用的预测模式之间的第二映射关系表；并

根据图像亮度帧内编码预测处理过程中亮度块所采用的预测模式或预测模式组合查询第一映射关系表或第二映射关系表，确定对应的预测模式作为所述相同的预测模式。

其中所述 2ⁿ X 2ⁿ象素块采用的预测模式包括垂直方向预测、水平方向预测、水平和垂直平均预测和水平和垂直加权预测。

其中以所述 2ⁿ X 2ⁿ象素块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理过程中，以相应参考块相应点当时的预测值作为预测参考值。或以所述 2ⁿ X 2ⁿ象素块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理过程中，以相应参考块相应点的重构象素值作为预测参考值。

本发明基于帧内编码的图像色度预测方法提出将宏块中的每个色度块划分成多个 2^η χ 2^η象素块，其中所述 n=0、 1或 2; 再以每个 2^η χ 2^η象素块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理；基于此方案对 Η.264 压缩编码标准中的图像色度帧内编码预测进行了改进，以 4x4象素块、 1 X 2象素块或 1 X 1象素块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测，从而充分利用了色度图像划分出的多个块之间的局部相关性，因此提高了图像色度的编码效率，而又不需要增加各种预测模式下的编码开销。

附图说明图 1是现有技术中 Η.264压缩编码技术对图像进行压缩编码处理的处理过程示意图；

图 2是现有技术亮度预测处理中， 16x16块预测所采用的四种预测模式示意图；

图 3是现有技术亮度预测处理中， 4x4块预测所采用的九种预测模式示意图；图 4是本发明基于帧内编码的图像色度预测方法中所涉及宏块的格式示意图；

图 5是本发明基于帧内编码的图像色度预测方法的主要实现原理流程图；

图 6是本发明基于帧内编码的图像色度预测方法的第一实施例流程图；

图 7是本发明基于帧内编码的图像色度预测方法的第二实施例流程图；

图 8 是本发明基于帧内编码的图像色度预测方法的第三实施例流程图；

图 9是本发明基于帧内编码的图像色度预测方法确定预测值的示意图。

具体实施方式本发明基于帧内编码的图像色度预测方法对 H.264压缩编码标准中的帧内编码（ INTRA )预测进行了改进，以 4x4象素块、或更小的 2 x 2象素块和 1 X 1象素块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测，其中 4个象素块可以采用相同的预测模式，这样就可以充分利用色度块划分出的多个象素块之间的局部相关性，来提高图像色度的编码效率，而又不需要增加各种预测模式下的编码开销；当然 4个象素块也可以采用不同的预测模式。

下面结合各个附图对本发明基于帧内编码的图像色度预测方法的具体实施方式进行祥细的阐述。其中本发明基于帧内编码的图像色度预测方法所提及的多媒体视频图像中的宏块是指 4:2:0格式下的宏块，即一个宏块包括 16个 4x4象素的亮度块 Y, 4个 4x4象素的色度块 Cb和 4个 4x4 象素的色度块 Cr。请参阅图 4, 该图是本发明基于帧内编码的图像色度预测方法中所涉及宏块的格式示意图；其中编号 0 ~ 15分别为 16个 4x4象素的亮度块 Y; 编号 16 ~ 19分別为 4个 4x4象素的色度块 Cb; 编号 20 - 23分别为 4个 4x4象素的色度块 Cr。请参阅图 5, 该图是本发明基于帧内编码的图像色度预测方法的主要实现原理流程图；其主要实现过程包括：

步骤 S10, 将视频图像宏块中的每个色度块（包括色度块 Cb和 Cr) 划分成多个 2ⁿx2ⁿ象素块，其中 n=0、 1或 2; 即基于现有技术宏块中每个 8x8象素的色度块 Cb和 Cr, 如果 n=0时，则每个色度块可以划分成 64个 l x l象素块；如果 n=l时，则每个色度块可以划分成 16个 2x2象素块；如果 n=2时，则每个色度块可以划分成 4个 4x4象素块。经过多次实验测试分析，本发明这里将 n=2, 即将每个色度块划分成 4个 4x4 象素块作为最优选的实施方式来说明。

步驟 S20，以步骤 S10划分出的每个 2ⁿx2ⁿ象素块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理；这样在图像色度帧内编码预测处理过程中，由于 2^ηχ2^η象素块在 n=0、 1或 2的情况下相对于现有技术中以 8x8象素的色度块作为预测单位，其可以更好的利用不同象素块之间的局部相关性，因此可以提高图像色度的编码效率。

其中每个宏块中划分出的多个 2ⁿ X 2ⁿ象素块可以采用相同的预测模式进行图像色度帧内编码预测处理，且每个宏块只编码传输一次该相同的色度帧内编码预测模式，其中采用的相同预测模式可以在水平方向预测 ( vertical )、垂直方向预测（ horizontal )、水平和垂直方向预测（DC)及水平和垂直加权预测（Pl_ane)四种预测模式中进行选择，其中 2ⁿx2ⁿ象素块所应用的 Plane预测模式可以类似于 8x8象素的色度块所应用的 Plane 预测模式。

在上述多个 2ⁿ X 2ⁿ象素块采用相同的预测模式进行图像色度帧内编码预测处理的情况下，当然也有可能存在图像色度帧内编码预测处理过程中，以 8x8象素的色度块作为预测单位比以 2ⁿ X 2ⁿ象素块（如 4x4象素块）作为预测单位进行图像色度帧内预测处理更好的情况；因此，可以根据具体情况在图像色度帧内编码预测处理过程中取 8x8 象素的色度块或取 2ⁿ x2ⁿ象素块作为预测单位。请参阅图 6, 该图是本发明基于帧内编码的图像色度预测方法的第一实施例流程图；该第一实施例的具体实施过程为：步骤 S11, 将视频图像宏块中的每个色度块 (包括色度块 Cb和 Cr) 划分成多个 2^η χ 2^η象素块，其中 n=0、 1或 2;

步骤 S12, 判断在图像亮度帧内编码预测处理过程中，是否以 16 x 16 象素的亮度块作为预测单位进行图像亮度帧内编码预测处理，如果是，执行步骤 S13; 否则执行步骤 S14;

步骤 S13, 以每个 8 x 8象素的色度块（即整个色度块 Cb和 Cr )作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理；

步骤 S14, 以划分出的每个 2ⁿ X 象素块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理。

请参阅图 7，该图是本发明基于帧内编码的图像色度预测方法的第二实施例流程图；该第二实施例的具体实施过程为：

步骤 S21 , 将视频图像宏块中的每个色度块 (包括色度块 Cb和 Cr ) 划分成多个 2^η χ 2^η象素块，其中 η=0、 1或 2;

步驟 S22, 基于率失真优化（RDO, Rate-Distortion Optimize )分别计算以 2^Π 2^η象素块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理的编码效率 El、及以 8 x 8象素的色度块（即整个色度块 Cb和 Cr )作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理的编码效率 E2;

步骤 S23, 比较 E1和 E2的大小，判断 E1是否大于 E2, 如果是，执行步骤 S25; 否则执行步驟 S24;

步驟 S24, 以每个 8 x 8象素的色度块 (即整个色度块 Cb和 Cr )作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理；

步骤 S25, 以划分出的每个 2ⁿ X 2ⁿ象素块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理。

当然，每个宏块中划分出的多个 2ⁿ X 2ⁿ象素块也可以采用不同的预测模式进行图像色度帧内编码预测处理，这样基于每个宏块中的多个 2ⁿ X 2ⁿ 象素块采用相同的预测模式或采用不同的预测模式进行图像色度帧内编码预测处理的情况下，也有可能存在图像色度帧内编码预测处理过程中，每个宏块中的色度块 (包括色度块 Cr或 Cb )划分出的多个 2ⁿ X 2ⁿ象素块采用不同预测模式相对于采用相同预测模式进行图像色度帧内编码预测处理的编码效率更高的情况；因此，可以设立一个句法元素以用于指示图像色度帧内编码预测处理过程中，选取 8x8象素的色度块作为预测单位，或选取 2ⁿ X 2ⁿ象素块之间在选取相同预测模式下作为预测单元，或选取 2ⁿ χ 2^η象素块之间在选取不同预测模式下作为预测单元，再基于 RDO分别计算以这三种预测方式进行图像色度帧内编码预测处理的图像色度编码效率，然后比较这三种预测方式的编码效率，选取编码效率最高的预测方式进行最后的图像色度编码处理。

请参阅图 8, 该图是本发明基于帧内编码的图像色度预测方法的第三实施例流程图；该第三实施例的具体实施过程为：

步骤 S31 , 将视频图像宏块中的每个色度块（包括色度块 Cb和 Cr ) 划分成多个 2ⁿ x 2ⁿ象素块, 其中 n=0、 1或 2;

步骤 S32, 基于率失真优化 RDO计算以 8 x 8象素的色度块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理的编码效率 E1；

步骤 S33, 基于率失真优化 RDO计算以 2ⁿ X 2ⁿ象素块作为预测单位在采用相同预测模式下（即每个宏块中划分出的所有 2^η χ 2ⁿ象素块采用相同的预测模式）进行图像色度帧内编码预测处理的编码效率 E2;

步骤 S34, 基于率失真优化 RDO计算以 2ⁿ X 2ⁿ象素块作为预测单位在采用不同预测模式下（即每个宏块中划分出的所有 2ⁿ X 2ⁿ象素块采用不相同的预测模式）进行图像色度帧内编码预测处理的编码效率 E3;

步骤 S35，比较 El、 E2和 E3之间的大小，判断 E1是否大于 E2和 E3, 如果是，执行步骤 S36; 否则执行步骤 S37;

步骤 S36, 以每个 8 X 8象素的色度块 (即整个色度块 Cb和 Cr )作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理；

步骤 S37, 判断 E2是否大于 E1和 E3，如果是，执行步骤 S38; 否则执行步骤 S39;

步骤 S38，以每个 2^η χ 2^η象素块作为预测单位，并每个色度块（包括色度块 Cb和 Cr )划分出的所有 2ⁿ X 2ⁿ象素块采用相同的预测模式进行图像色度帧内编码预测处理；

步骤 S39, 以每个 2ⁿ X 2ⁿ象素块作为预测单位，并每个色度块 (包括色度块 Cb和 Cr )划分出的所有 2ⁿ X 2^Π象素块采用不相同的预测模式进行图像色度帧内编码预测处理。

其中上述，每个色度块（包括色度块 Cb和 Cr ) 划分出的所有 2^η χ 2^η 象素块在采用相同预测模式时，其所采用的相同预测模式可以通过如下方式来确定，具体如下：

1 )基于率失真优化 RDO分别计算以每个 8 x 8象素的色度块（包括色度块 Cb和 Cr )作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理在各种预测模式（包括 vertical、 horizontals DC和 Plane四种预测模式）下的编码效率，将最高编码效率对应的预测模式作为要确定的相同预测模式；即按照 H.264压缩编码标准中的率失真最优化（ RDO， Rate distortion optimized ) 分别计算以 8 x 8 象素的色度块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理在各种预测模式下的编码效率，将效率最高的编码模式作为每个色度块中所有 2ⁿ X 2ⁿ象素块所要采用的相同预测模式；即 "按 8x8象素的色度块作为预测单位来确定预测模式，并按 2ⁿ X 象素块作为预测单位来进行预测"。

2 )基于率失真优化 RDO分别计算以 2ⁿ 2ⁿ象素块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理在各种预测模式（包括 vertical、 horizontal、 DC 和 Plane四种预测模式）下的编码效率，并将最高编码效率对应的预测模式作为要确定的相同预测模式；即按照 H.264压缩编码标准中的 RDO计算以 2ⁿ 2ⁿ象素块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理在各种预测模式下的编码效率，然后取编码效率最高的预测模式作为最后所要确定的预测模式。

3 )建立图像亮度帧内编码（ INTRA )预测处理过程中以 16 X 16象素的亮度块作为预测单位所采用的预测模式（包括 vertical、 horizontaK DC和 Plane 四种预测模式）和图像色度帧内编码（INTRA )预测处理过程中以 2ⁿ X 象素块作为预测单位所采用的预测模式（包括 vertica horizontal DC和 Plane四种预测模式）之间的第一映射关系表；及

建立图像亮度帧内编码预测处理过程中以 4 x 4象素的亮度块作为预测单位所采用的预测模式组合 (包括垂直方向预测 vertica 水平方向预测 horizontal ^ 水平和垂直平均预测 DC、左下方向对角预测 Diagonal Down-Left、右下方向对角预测 Diagonal Down-Right、垂直向左方向预测 Vertical-Left、水平向下方向预测 Horizontal-Down、垂直向右方向预测 Vertical-Right和水平向上方向预测 Horizontal-Up九种预测模式所组成的预测模式组合）和图像色度帧内编码预测处理过程中以所述 2ⁿ X 2ⁿ象素块作为预测单位所采用的预测模式（包括 vertical、 horizontal, DC和 Plane 四种预测模式）之间的第二映射关系表；

然后在帧内编码预测处理过程中，才艮据图像亮度帧内编码预测处理过程中亮度块 (包括色度块 Cb和 Cr )所采用的预测模式或预测模式组合来查询上述建立的第一映射关系表或第二映射关系表，从而确定对应的预测模式来作为要选取的相同预测模式。

其中上述在以 2n x 2n象素块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理过程中，由于色度直流分量哈达码 ( DC HADAMARD )变换原因 , 当因 HADAMARD 变换而导致所需参考的象素值不可得时，则可以取该 2n x 2n象素块本身相应点当时的预测值作为预测参考值，请参阅图 9，该图是本发明基于帧内编码的图像色度预测方法确定预测值的示意图；图中所示，该 4个 4x4象素块中的块 2和块 4的水平方向参考象素分别取块 1 和块 3的最右一列象素当时的预测值作为预测参考值（图中块 1和块 3竖直虚线所示），而块 3和块 4的垂直方向参考象素分别取块 1和块 2的最下一行象素当时的预测值作为预测参考值（图中块 1 和块 2水平虚线所示），如块 4的图像色度帧内预测可以参考块 2的水平方向参考象素和块 3 的竖直方向参考象素来进行；这样，帧内预测编码方式还是按照原来的编码方式进行编码传输，而且不会增加编码开销，也不会增加处理复杂度。

而如果在帧内编码预测过程中忽略色度直流分量的 HADAMARD 变换这一过程，则在以 2n x 2n象素块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理过程中，就可以参照以 4x4象素大小的亮度块作为预测单位进行图像亮度帧内编码预测处理过程的预测方式，即直接取 2n x 2n象素块的重构象素值来作为预测值进行预测计算。

本发明经过多次实验测试分析，发现当 n=2时，即将每个色度块（包括色度块 Cb和 Cr )划分成 4个 4 X 4象素块，以每个 4 x 4象素块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理的实施效果是最好的。

以下实验结果只是针对上述的 "按 8x8象素的色度块作为预测单位来确定预测模式，并按 4 x 4象素块作为预测单位来进行预测" 这一实施方式而得出的，由于本发明只是针对 INTRA帧编码技术，故这里将所有测试序列的编码模式取为全 I帧情形。

利用本发明的这一实施方案,针对 bus.yuv、 football.yuv foreman.yuv、 mobile.yuv> news. uv、 paris.yuv和 tempete. uv七个图像序歹¹ J进行性能测试对比，对于通用中间格式（CIF, Common intermediate format ) 30 FPS ( 30 frame per second, 即每秒 30帧）、 CIF 15FPS、 QCIF ( Quarter CIF, 四分之一 CIF格式） 15FPS和 QCIF 5FPS四种情况，其性能测试结果如下表所示，由该表中数据记载可见，本发明能够达到的总体性能相对于现有技术而言会有 0.01505的平均增益。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

权利要求

1、一种基于帧内编码的图像色度预测方法，用于帧内编码预测处理过程中的图像色度预测处理，其特征在于，包括步骤：

(A1)将宏块中的每个色度块划分成多个 2^2"象素块，所述 n=0、 1 或 2;

(A2) 以所述每个 2ⁿx2ⁿ象素块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理。

2、根据权利要求 1 所述的基于帧内编码的图像色度预测方法，其特征在于，所述每个宏块中划分出的多个 2^η χ 2ⁿ象素块采用相同的预测模式进行图像色度帧内编码预测处理，且每个宏块只编码传输一次该相同的色度帧内编码预测模式。

3、根据权利要求 2所述的基于帧内编码的图像色度预测方法，其特征在于，所述步骤（A1)和（A2)之间还包括步骤：

(A1-1)判断是否以 16x 16 象素的亮度块作为预测单位进行图像亮度帧内编码预测处理，如果是，转至步骤（A1- 2); 否则转至步骤（A2);

(A1-2)将每个 8x 8 象素的色度块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理。

4、根据权利要求 2所述的基于帧内编码的图像色度预测方法，其特征在于，所述步骤（A1)和（A²)之间还包括步骤：

(al)基于率失真优化分别计算以所述 2ⁿ T象素块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理的编码效率 E1及以 8 X 8象素的色度块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理的编码效率 E2;

(&2)比较£1是否大于 E2,如果是，转至步骤（A2);否则转至步骤（a3); (a3)将每个 8 X 8象素的色度块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理。

5、根据权利要求 1 所述的基于帧内编码的图像色度预测方法，其特征在于，

所述每个宏块中划分出的多个 2ⁿ X 2ⁿ象素块采用相同的预测模式进行图像色度帧内编码预测处理；或采用不同的预测模式进行图像色度帧内编码预测处理。

6、根据权利要求 5所述的基于帧内编码的图像色度预测方法，其特征在于，所述步驟（A1 )和（A2)之间还包括步骤：

(All)基于率失真优化分别计算以 8 x 8 象素的色度块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理的编码效率 El、以所述 2^ηχ 2^π象素块作为预测单位在采用相同预测模式下进行图像色度帧内编码预测处理的编码效率 Ε2、及以所述 Τ X 2^η象素块作为预测单位在采用不同预测模式下进行图像色度帧内编码预测处理的编码效率 Ε3;

(A12)如果 E1大于 Ε2和 Ε3，转至步骤（A13); 如果 Ε2大于 E1和 Ε3，则所述各个 2^η X Τ象素块在采用相同预测模式条件下执行步骤（ Α2 ); 如果 Ε3大于 E1和 Ε2,则所述各个 2^η X 2^Π象素块在采用不同预测模式条件下执行步骤（ Α² );

(A13)将每个 8 8象素的色度块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理。

7、根据权利要求 2或 6所述的基于帧内编码的图像色度预测方法，其特征在于，所述相同预测模式的确定方式为：

基于率失真优化分别计算以每个 8x 8 象素的色度块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理在各种预测模式下的编码效率，将最高编码效率对应的预测模式作为所述相同的预测模式；或

基于率失真优化分别计算以所述 2^η Τ象素块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理在各种预测模式下的编码效率，将最高编码效率对应的预测模式作为所述相同的预测模式；或

建立图像亮度帧内编码预测处理过程中以 16x 16 象素的亮度块作为预测单位所采用的预测模式和图像色度帧内编码预测处理过程中以所述 Τ 2^η象素块作为预测单位所采用的预测模式之间的第一映射关系表；及建立图像亮度帧内编码预测处理过程中以 4 x 4 象素的亮度块作为预测单位所采用的预测模式组合和图像色度帧内编码预测处理过程中以所述 2^ηχ 2"象素块作为预测单位所采用的预测模式之间的第二映射关系表；并才艮据图像亮度帧内编码预测处理过程中亮度块所采用的预测模式或预测模式组合查询笫一映射关系表或第二映射关系表，确定对应的预测模式作为所述相同的预测模式。

8、根据权利要求 7所述的基于帧内编码的图像色度预测方法，其特征在于，所迷 2^ 2°象素块采用的预测模式包括垂直方向预测、水平方向预测、水平和垂直平均预测和水平和垂直加权预测。

9、根据权利要求 1 所述的基于帧内编码的图像色度预测方法，其特征在于，以所述 2ⁿ X T象素块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理过程中，以相应参考块相应点当时的预测值作为预测参考值。

10、根据权利要求 1所述的基于帧内编码的图像色度预测方法，其特征在于，以所述 2^π χ 2"象素块作为预测单位进行图像色度帧内编码预测处理过程中，以相应参考块相应点的重构象素值作为预测参考值。