[发明专利]一种基于模板匹配的编解码方法及装置

说明书

一种基于模板匹配的编解码方法及装置，编码方法为，确定待编码单元的预测模式；根据所述预测模式对所述待编码单元进行帧内预测或者帧间预测，获得所述待编码单元的预测残差；当所述预测模式为模板匹配模式时，使用目标变换对所述预测残差进行变换，得到变换系数，所述目标变换的变换基矩阵的第一行系数呈从左向右递增分布，或者，第一列系数呈从上到下递增分布；对所述变换系数进行量化和熵编码，生成码流，由于模板匹配预测残差的能量分布与目标变换的变换基矩阵的特性相似，从而能够很好的去除相关性，提升了变换效果和编码效果。

技术领域

本申请涉及视频图像技术领域，尤其涉及一种基于模板匹配的编解码方法及装置。

背景技术

视频编码压缩技术最主要性能指标是压缩率，实现以最少的带宽传输最高质量的视频内容，压缩率的提高是通过去除视频内容本身的冗余信息来实现的。视频编码压缩标准的主流技术框架，都采用基于图像块的混合视频编码方案，视频编码的主要技术包括：预测，变换和量化，熵编码，通过预测技术去除空间和时间相关性，通过变换和量化技术去除频域相关性，通过熵编码技术进一步去除码字间的信息冗余。

随着视频编码压缩率的不断提高，编码码流中的运动信息的占比越来越大。基于模板匹配(template matching，TM)的运动信息预测技术，可实现在解码端导出运动信息，运动信息无需传送，大大节约编码比特，提高压缩率。基于TM的运动信息预测技术成为下一代视频编码标准的候选技术之一。

现有的基于模板匹配产生的预测残差的变换处理，是采用离散余弦变换(Discrete cosine transform，DCT变换)，DCT变换作为视频编码中最为常用的变换，有较好的能量集中性，并且具有快速算法便于实现，但是DCT变换没有考虑模板匹配预测残差的能量分布特性。DCT变换只适合平坦的残差能量分布，而基于模板匹配获得的预测残差并不具有平坦的能量分布特性，因此，DCT变换并不适合。

发明内容

本申请实施例提供一种基于模板匹配的编解码方法及装置，以选择一种合适的变换来处理模板匹配产生的残差，保证变换效果的同时降低复杂度，以提高编解码效率。

第一方面，提供一种基于模板匹配的编码方法，包括：确定待编码单元的预测模式；根据所述预测模式对所述待编码单元进行帧内预测或者帧间预测，获得所述待编码单元的预测残差；当所述预测模式为模板匹配模式时，使用目标变换对所述预测残差进行变换，得到变换系数，所述目标变换的变换基矩阵的第一行系数呈从左向右递增分布，或者，第一列系数呈从上到下递增分布，所述模板匹配模式用于所述帧内预测或者所述帧间预测，所述模板匹配模式包括在所述待编码单元的预设参考图像范围中进行当前模板的匹配搜索，获得所述待编码单元的预测值，所述预测值用于计算所述预测残差，所述当前模板包括所述待编码单元的邻域中预设位置和数量的多个重构像素；对所述变换系数进行量化和熵编码，生成码流。

该有益效果在于，编码端在编码时，由于模板匹配预测残差的能量分布与目标变换的变换基矩阵的特性相似，从而能够很好的去除相关性，提升了变换效果和编码效果，此外，相比于现有技术中多变换选择技术，无需将选择的目标变换的索引信息写入码流，能够节省编码时的比特开销。

结合第一方面，一种可能的设计中，所述目标变换，包括：DST-VII型变换，所述DST-VII型变换的变换基矩阵由所述DST-VII型变换的基函数确定，所述DST-VII型变换的基函数为其中，i，j表示行列索引，N表示变换点数。

该有益效果在于，由于DST-VII型变换的变换基函数特性符合模板预测残差的能量分布特性，能够获得较好的变换效果，进一步提高编码质量和编码效率。

结合第一方面，一种可能的设计中，所述使用目标变换对所述预测残差进行变换，包括根据下述表达式进行所述变换：C＝T1×I×T2，其中，I表示所述预测残差的矩阵，T1表示所述目标变换的变换基矩阵的第一种形式，T2表示所述目标变换的变换基矩阵的第二种形式，C表示所述变换系数的矩阵。