[发明专利]一种多方向的帧内预测编解码方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及多媒体视频编解码技术领域，尤其涉及一种多方向的帧内预测编解码方法及装置。

背景技术

在视频序列中存在四种冗余：时域冗余，空域冗余，视觉冗余，编码冗余。对于前两种冗余，我们一般采用预测技术来减少这种冗余。按预测方式的不同，预测单元的预测模式可以分为帧内预测和帧间预测。其中，帧内预测是指只利用当前帧的空域信息进行预测编码；而帧间预测则指，利用相邻帧的时域信息进行预测编码。一般来说，帧间预测的准确性要远高于帧内预测，但是对于还没有时域信息或者在时域找不到匹配块的编码块而言，帧内预测就显得尤其重要。例如，对于一个序列的第一帧，或者编码过程中的随机访问点，他们不能参考时域上的信息，而只能采用当前帧的信息进行帧内预测。而且，序列第一帧或者随机访问点的帧的编码性能对整个序列的编码性能尤其重要。因为他们作为后续帧间预测的参考对象，可影响后续帧对的编码。故准确地帧内预测技术在视频编码中有着十分重要的地位。

在现有已发布的视频编码标准中，如H.264、AVS 1.0，其帧内模式最多只有9种（8中方向预测加1种DC模式，如图2所示），帧内预测块的大小最大为16x16。然而在高效视频编码标准和下一代AVS标准AVS2.0中，编码单元（Coding Unit，CU）是视频编码的基本单元。编码单元的采用四叉递归划分模式，编码单元最大可达64x64（如图1（a）所示），而不再是16x16。在每个编码单元中，做预测、变换量化、熵编码、后处理以编码。其中编码单元在做预测的时候，编码单元可以被划分成不同大小的预测单元（Prediction Unit，PU），预测单元是预测的基本单元。编码单元中帧内预测单元的划分如图1（b）所示。帧内预测块的尺寸最大可达64x64，最小为8x8，亦不再是以往标准中的16x16。如果在64x64的帧内预测块中依然采用9种预测模式，预测的准确性将无法得到保证。

发明内容

为了克服现有技术结构的不足,本发明提供一种多方向的帧内预测编解码方法及装置。

本发明实施例公开了一种帧内预测编解码方法，包括以下步骤：编码端：

对于输入的一个帧内预测单元，根据设定的帧内预测方向，选择为执行该方向的帧内预测所需的参考像素；

使用所述参考像素对所述的预测单元，按设定的预测方向进行预测，得到预测单元的像素预测值，所述的像素预测值由所选取的参考像素进行滤波得到；

遍历所有的预测方向，对最优的预测方向进行熵编码；

解码端：

采用所述编码端熵编码的逆过程解析帧内预测模式；

对于输入的一个帧内预测单元，根据设定的帧内预测方向，选择为执行该方向的帧内预测所需的参考像素；

使用所述参考像素对所述的预测单元，按设定的预测方向进行预测，得到预测单元的像素预测值，所述的像素预测值由所选取的参考像素进行滤波得到。

进一步，作为优选，将所设定的帧内预测方向通过预测单元的各个像素延长与已编码像素的相交，延长线周围所涉及的像素即选为参考像素。

进一步，作为优选，对一个预测单元使用33个方向预测和一个DC预测。

进一步，作为优选，所述的33个方向预测具体为将偏离水平或者垂直方向的角度划分为8份，偏离水平或垂直方向的角度alpha=[3,7,12,18,24,31,38,45]/180*pi。

进一步，作为优选，采用1/32的方向精度，所述角度偏离水平或垂直方向的像素距离l＝[2,4,7,10,14,19,25,32]。

进一步，作为优选，采用该方向通过待预测像素位置的直线与参考像素所在直线交点周围的3~4个像素进行滤波得到。

进一步，作为优选，所述滤波具体为：4tap插值滤波，该4tap插值滤波器系数值分别为[32-k,64-k,32+k,k]/128，其中k为待预测像素位置的直线与参考像素所在直线交点左边或上边的参考像素点离待预测像素位置的直线与参考像素所在直线交点的距离，k的取值范围为[0,32]。

进一步，作为优选，当待预测像素位置的直线与参考像素所在直线交点为一个整像素的点的时候，即k为0或32，4tap的滤波器退化成一个3tap的滤波器，滤波器系数为[1,2,1]。

进一步，作为优选，所述熵编码具体为：对所述帧内预测方向进行二值化，然后熵编码，对帧内预测方向按出现的概率从高到低的顺序排序，对概率高的方向分配较短的码字，对出现概率低的方向分配相对较长的码字。