[发明专利]一种模式信息的编解码方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及多媒体通信领域，具体而言，涉及一种视频序列模式信息的编解码方法及其对应的装置。

背景技术

●视频编码分层结构

采用H.264/AVC以及最新的HEVC等编码标准时，一帧图像可以划分为多个条带（slice），对每个条带分别进行编码和解码。编码条带产生条带码流，条带码流中同时包含了这个条带的一些编码参数，如该条带所引用的参数集序号等。在H.264/AVC中的分层结构中，使用了图像参数集和序列参数集两级参数集来描述视频序列的一些参数。序列参数集可以被图像参数集引用，图像参数集可以被条带引用，通过此机制，条带可以根据其含有的图像参数集序号，找到对应序号的图像参数集，进而找到其对应的图像参数集对应的序列参数集，从图像参数集或者序列参数集中获取参数。例如，条带能够根据其含有的图像参数集序号，在对应序号的图像参数集中获取该条带的帧序号等信息；条带能够根据其对应的图像参数集所含有的序列参数集序号，在对应序号的序列参数集中获取该条带所使用的编码档次（Profile）和编码级别（Level）等参数。在HEVC编码标准中，新加入了视频参数集的概念，视频参数集可以被序列参数集引用，序列参数集可以被图像参数集引用，图像参数集可以被条带引用，通过此机制，条带可以根据其含有的图像参数集序号，逐层向上引用，从图像参数集、序列参数集或者视频参数集中获取参数。

●模式信息

在视频压缩技术中，存在着各种各样的模式信息，如一个预测单元的预测模式，用来表示该预测单元是使用帧内预测还是帧间预测，以及哪一种帧内预测/帧间预测；再比如，当使用链码来表达轮廓的时候，需要传递方向信息，即轮廓中的下一个像素到其上一个像素的方向，方向信息也是模式信息的一种。

方向信息需要被编码并写入码流中，因此如何高效的编码模式信息，进而实现高效视频编码，是一个值得研究的问题。

一般来讲，在视频压缩技术中，支持的模式数越多，会带来两方面的好处：一方面，模式数越多，编码端可以尝试的模式就越多，如上文提到的预测模式，以帧内预测为例，编码端可以在支持的模式中选择一个预测效果最好的模式，当可能的帧内预测模式数越多的时候，编码端就有更高的可能性选择到预测效果更好的模式；另一方面，模式数越多，视频压缩技术的功能性往往更完善，例如上文提到的轮廓编码，理论上，七个相对方向（即可能的模式数有七个）链码可以达到轮廓的无损编码，当支持的方向数较少的时候，对于某些方向改变剧烈的轮廓，就无法达到无损编码。

然而，一般而言，可能的模式数越多，根据信息论的理论，模式信息的信息熵越大，即不确定性越大，就需要更多的比特数来表达该模式。

现有的技术中，往往是编解码端事先约定一个最大模式数，该最大模式数不需要在码流中进行传输，因此最大模式数不需要占用任何的码率。然而，在有些应用中，往往不需要如此多的模式数，例如有些要求实时快速压缩的应用中，编码器一般不会尝试太多模式，再比如有些不要求轮廓无损的应用中，上文提到的链码就可以用更少的方向来表达。甚至对于同一个应用，由于不同序列（甚至是同一序列的不同帧、同一帧的不同块）的图像性质不同，如纹理复杂度不同等，每个块最优编码需要的模式数也不同。此时，如果依然按照事先约定的最大模式数去传输模式信息，有时就会在表达模式信息的时候造成无谓的开销，进而带来码率的浪费，不利于编码效率的提高。此外，由于现有技术是事先约定一个最大模式数，这种方法的可拓展性和易修改性都不理想，如某种应用场景需要更多的模式数才能满足该应用的要求，那么该应用就无法使用该视频编码技术了。

●二值化