[发明专利]帧内预测视频的照明补偿方法和装置

说明书

相互参考相关申请

本申请要求通过引用全文并入本文的2008年1月17日提交的美国临时申请第61/020,228号(代理人案号PU080002)的权益。

技术领域

本发明一般涉及视频编码和解码，尤其涉及帧内预测视频(intra-predictedvideo)的照明补偿方法和装置。

背景技术

人们已经提出了各种预测方法来改善帧内预测。最近，像达到相对可接受编码效率的位移帧内预测(displaced intra prediction，DIP)和模板匹配预测(template matching prediction，TMP)那样，人们已经引入了帧内预测的一些非局部(non-local)手段。非局部画面数据预测技术顾及了能够作为在解码器上已经可从正在编码的画面的其它区域中获得的解码数据的函数模拟/预测当前数据的那些东西。位移帧内预测和模板匹配预测手段之间的相似性是，它们两者都搜索正在编码的当前画面的以前编码帧内区域(即，它们将当前画面用作参考)，并通过进行例如区域匹配和/或自动回归模板匹配，按照某种编码成本找出最佳预测。位移帧内预测和模板匹配预测手段之间的差异是，位移帧内预测是在位流中显性编码位移向量的正向预测手段，而模板匹配预测是使用模块推断位移向量的反向预测手段。这样的手段的一个问题是，由于直接测量作为相似性准则的强度差，它们不能管理画面内由非均匀照明带来的失配。照明变化可以由非均匀光照、物体几何形状的变化或甚至材料特性的变化引起，这在自然视频序列中经常会遇到。的确，由于照明变化，两个结构上相似的画面小块可能具有显著不同的亮度特性。非局部预测手段不能总是使用非局部信息模拟像对比度和亮度那样的画面特征的变化。在存在非均匀照明影响的情况下，人们可以将非局部数据用作就其本身而言不足以有效代表要预测的信号的不完全信息集。在这种情况下，即使在已经解码画面数据中找到结构完全相同信号模式，预测和原始信号之间的失配也将生成可能需要大量位来编码的重要残量。

MPEG-4 AVC标准帧内预测

国际标准化组织/国际电工委员会(ISO/IEC)运动图像专家组-4(MPEG-4)第10部分高级视频编码(AVC)标准/国际电信联盟电信部门(ITU-T)H.264推荐标准(下文称为“MPEG-4AVC标准”)是将空间定向预测应用于帧内编码的第一视频编码标准。MPEG-4AVC标准提供了更灵活的预测框架，因此提供了比在变换域中进行帧内预测的先前标准更高的编码效率。在MPEG-4 AVC标准中，使用周围可用样本形成空间帧内预测，这些周围可用样本是相同切片内可用在解码器上的以前重构样本。对于亮度样本，可以以4×4块为基础(表示成Intra_4×4)，以8×8块为基础(表示成Intra_8×8)，和以16×16宏块为基础(表示成Intra_16×16)进行帧内预测。转到图1A，针对4×4块基(Intra_4×4)的MPEG-4 AVC标准定向帧内预测用附图标记100笼统表示。预测方向用附图标记110笼统表示，图像块用附图标记120笼统表示，和当前块用附图标记130表示。除了亮度预测之外，进行分立色度预测。对于Intra_4×4和Intra_8×8，总共有九种预测模式，对于Intra_16×16，有四种模式，和对于色度分量，也有四种模式。编码器通常选择使编码当前块的成本最小的预测模式。一种进一步的帧内编码模式I_PCM允许编码器简单地绕过预测和变换编码过程。I_PCM允许编码器精确地表示样本的值，并且不约束解码图像质量地对可能包括在编码宏块中的位数加以绝对限制。

转到图2，MPEG-4 AVC标准的Intra_4×4模式的预测样本的标记用附图标记200笼统表示。图2示出了以前已经编码和重构，因此可用在编码器和解码器上形成预测的在当前块上面和左边的样本(用大写字母A-M表示)。