[发明专利]视频编码中编码和重建图像块的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种视频编码方法，特别涉及一种用于视频编码预测残差的变换及反变换方法。

背景技术

在视频编码器中，视频数据首先被划分为若干个16×16大小的块，其中每一个16×16大小的块在国际视频编码标准H.264/AVC及中国自主知识产权的AVS标准中被称为宏块(Macroblock)，视频编码的过程正是以宏块(Macroblock)为基本单位进行。在编码一个宏块的过程当中，编码器会进一步将宏块划分为多个更小的单元，比如16个4×4的块，如图1所示，或者4个8×8的块等。以H.264/AVC中4×4块的帧内编码为例，如图2所示，编码器首先利用每个4×4块周围的像素(A～L，Q，图2左)根据某个预测方向(图2右)生成一个4×4大小的预测块(Predicted block)，然后将4×4块与这个预测块逐个像素求差值，得到一个4×4大小的残差块(Residual block)，残差块中的16个元素称之为残差采样(Residualsample)值。由于不同的预测方向对应的残差的统计特性有所不同，近年来，有研究者提出模式相关的方向变换(Mode-dependent Directional Transform，MDDT)(Y.Ye and M.Karczewicz，“Improved h.264 intra coding based on bi-directional intra prediction，directional transform，andadaptive coefficient scanning，”Proceedings of the 2008 IEEE International Conference on ImageProcessing(ICIP)，pp.2116-2119，Oct.2008)，即对不同的预测方向，采用不同的变换函数，如下式描述，

F＝C_i·X·R_i                    (1)

其中，C_i为预测模式i所对应的列变换矩阵，R_i为预测模式i所对应的行变换矩阵，X为残差块，F为计算变换所得到的变换系数矩阵。C_i，R_i，X和F均为N×N大小的矩阵。MDDT采用更加细化的变换，显著地提高了H.264/AVC的帧内编码性能。

在MDDT的基础之上，又有研究者进一步对图像像素进行建模，分析了某些预测方向对应的残差在水平方向和垂直方向上的协方差矩阵，推导得出对于某些预测方向，采用给定形式的离散正弦变换(Discrete Sine Transform，DST)(Chuohao Yeo，Yih Han Tan，Zhengguo Li，Susanto Rahardja，“TE7：Results for Mode-Dependent Fast Separable KLT for Block-based IntraCoding”，Joint Collaborative Team on Video Coding(JCT-VC)of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IECJTC1/SC29/WG11，JCTVC-C037，3rd JCT-VC Meeting，Guangzhou，China，Oct.，2010)优于离散余弦变换，给定形式的离散正弦变换如下式描述

Ci,j=22N+1sin((2i-1)jπ2N+1)---(2)]]>