[发明专利]一种权重因子的确定方法和装置，以及一种帧内加权预测方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及视频图像帧内预测编解码中加权预测的方法、装置和系统。

背景技术

帧内预测指使用周围重建像素值来预测当前处理图像块像素值，是视频图像编解码器中的重要模块之一。为保证编码器与解码器得到相同的重建视频图像，编码器与解码器中的帧内预测模块完全相同。具体地说，模块输入，模块内算法流程，以及模块输出完全相同。帧内预测技术通常包括方向性预测(Directional Prediction)和直流预测(DC Prediction)两类技术。当视频图像内容存在方向性纹理时，使用沿该方向的方向性预测技术可以对当前处理块的纹理进行准确预测，得到较高的编码效率；当视频图像内容不存在明显的方向性纹理时，使用直流预测技术可得到较高的编码效率。下面以高效视频编码(High-efficiency Video Coding，HEVC)架构中的帧内预测技术为例进行介绍。

在HEVC参考软件HM中，以4x4大小图像块为例，共有34种帧内预测模式，包括1种直流预测模式与33种方向性预测模式。图1中给出这33中预测模式对应的预测方向示例。

如图1所示，VER+8与HOR+8两个预测方向落在同一条线内，但是指向相反。具体地说，VER+8方向预测模式使用当前处理块上方的重建像素值沿左下45度方向进行外插获取预测值；而HOR+8方向预测模式使用当前处理块左侧的重建像素值沿右上45度方向进行外插获取预测值。

显然，这两种预测模式的目的是处理相同方向的纹理内容。因此，当前处理块中任一位置像素都可以在同时找到两个参考像素点。在这种情况下，可以对这两个参考点的像素值进行加权平均，获得当前处理像素点的预测值。例如，图1中点P(x，y)在VER+8与HOR+8两个预测方向上找到的参考点像素值分别是Ref1与Ref2，而P(x，y)位置到Ref1与Ref2参考点的距离分别是d1与的d2，则可以按照下式计算Ref1与Ref2的加权平均值，作为P(x，y)的预测值。

P(x，y)＝(Ref1·d2+Ref2·d1)/(d1+d2)

上面加权平均计算式的原理在于，参考像素点的重要性与其到当前处理像素点的距离成反比。这种加权预测方法结合沿VER+8与HOR+8两个方向预测模式的优点，将两个独立预测模式中的外插操作改为线性内插操作，能够提高预测精度，进而提高帧内预测编码效率。

上述加权预测方法的缺点是计算复杂度过高。上述计算式中包含除法操作，而除数(d1+d2)可能为一定范围内的任意整数。这种除法操作在实际应用中会带来较大的硬件实现成本，同时会降低编解码器处理速度，增加编解码器件功耗。

发明内容

本发明实施例提供一种用于视频图像帧内预测编、解码的加权预测方法、装置和系统，提高编解码器的处理速度，降低处理功耗。

本发明实施例提供一种配对使用的两个权重因子的确定方法，包括：

根据当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值确定第二数值，所述横坐标分量与纵坐标分量所参考的坐标系以当前处理图像块左上角像素点作为坐标原点，横坐标方向水平向右，纵坐标方向竖直向下；

根据第一数值与第二数值确定所述当前像素点的两个权重因子，其中一个权重因子为第一数值与第二数值的和，另一个权重因子为第一数值与第二数值的差，两个权重因子之和为第一数值的两倍；其中，所述第一数值根据当前处理图像块的图像块尺寸确定或预先设定，所述图像块尺寸为NxN图像块的边长N，所述NxN图像块为包含NxN个像素点的正方形图像块。

本发明实施例提供一种帧内加权预测方法，包括：

根据当前处理图像块中当前像素点的横坐标分量与纵坐标分量的差值确定第二数值，所述横坐标分量与纵坐标分量所参考的坐标系以当前处理图像块左上角像素点作为坐标原点，横坐标方向水平向右，纵坐标方向竖直向下；

根据第一数值与第二数值确定所述当前像素点的两个权重因子，其中一个权重因子为第一数值与第二数值的和，另一个权重因子为第一数值与第二数值的差，两个权重因子之和为第一数值的两倍；其中，所述第一数值根据当前处理图像块的图像块尺寸确定或预先设定，所述图像块尺寸为NxN图像块的边长N，所述NxN图像块为包含NxN个像素点的正方形图像块；

根据所述两个权重因子与两个预测值计算当前像素点的加权预测值，所述两个预测值为分别按两种指定帧内预测模式获取的预测值。

本发明实施例提供一种基于查表的帧内加权预测方法，包括：