[发明专利]一种基于纹理角度预测模式的HEVC帧内编码帧差错掩盖方法

说明书

本发明公开了一种基于纹理角度预测模式的HEVC帧内编码帧差错掩盖方法，具体涉及一种在HEVC编码标准解码端，针对HEVC码流在传输过程中可能出现的差错，一种以最大编码单元(LCU)为对象的、基于纹理角度预测模式的HEVC帧内编码帧差错掩盖方法。本方法利用帧内编码模式的空域相关性，首先将丢失LCU分为左上、右上、右下、左下四部分，然后每一部分根据相邻的正确接收块的深度，推测出该部分合理的划分；在该划分模式下，参考相邻块的纹理角度模式，对丢失LCU每个划分块进行纹理角度模式判别，并以此纹理角度模式按照帧内预测的方式进行差错掩盖，如此进行直至掩盖完整个丢失LCU。实验表明本发明方法相比使用线性内插方法进行差错掩盖能够有效提高HEVC掩盖质量。

技术领域

本发明属于视频编码技术领域，具体涉及在HEVC编码标准解码端针对HEVC码流在传输过程中可能出现的差错，以最大编码单元LCU(Largest Coding Unit,LCU)为对象的、基于纹理角度预测模式的HEVC帧内编码帧差错掩盖方法。

背景技术

高效视频编码(High Efficiency Video Coding,HEVC)是ITU和ISO共同制定的新一代视频编码国际标准，在未来的高清和超高清视频应用中具有广阔的前景。HEVC在编码原理及基本结构方面和前一个标准H.264/AVC基本一致，即预测加变换的分块混合编码方式，但几乎在每一个编码环节上都采取了相应的改进措施，使得总体编码效率比H.264/AVC提高了一倍。然而，在编码效率提高的同时，与H.264/AVC码流信号相比，HEVC码流对差错的抗干扰能力却更加脆弱，一个比特的错误意味着更多信息的丢失，而且往往会影响后续码流的正确解码，从而严重降低图像观赏质量。因此，在传输HEVC视频码流时，应采用适当的差错控制机制，以使差错的影响降到最小，最大程度保证视频的解码质量。

基于解码端处理的差错掩盖技术，是利用已正确解码的图像信息对错传部分进行估计和替换，从而改善重建图像观赏效果的技术。由于不需要再从编码端获得额外的信息，从而不会消耗额外的带宽，不会带来时延和其他的编码冗余消耗，因此是一种非常有效的抵御传输差错影响的技术，并受到很大的关注。

HEVC编码中，帧内编码帧是编码图像组中重要的参考帧，其质量会影响后续预测重建帧的质量。因此，对于帧内编码帧的差错掩盖是HEVC差错掩盖中不可或缺的技术。双线性差值法(Bi-linear Interpolation，BI)以其实现简单的特点，是一种常用的帧内编码帧差错掩盖技术。前一代视频编码标准H.264/AVC参考软件JM中，帧内差错掩盖就采用了BI方法。

HEVC编码以LCU为基本单位分割图像帧、作为最大编码单元，类似于H.264/AVC中MB的概念，但LCU尺寸为64×64，是MB大小的16倍，这就意味着HEVC块丢失会涉及到更多的图像像素。在这种情况下，将LCU作为基本单元进行差错掩盖时，如果直接使用BI方法，则由于丢失块(LCU)大部分丢失的像素离正确接收的像素距离更远，就会使得掩盖效果大打折扣。

为了得到良好的差错掩盖性能，需要结合出错帧的编码模式进行针对性的处理。由于HEVC帧内预测编码针对图像纹理使用了相比于H.264/AVC更多的帧内预测模式，具体而言，亮度分量支持33种纹理角度模式、DC模式以及Planar模式共35种，使得划分的纹理角度更加精确，也为差错掩盖提供了提升掩盖质量的可能。

发明内容

本发明针对上述分析中直接使用BI方法存在的不足，研究以LCU为单位进行HEVC差错掩盖的方法，提出一种基于纹理角度预测模式的方法完成HEVC帧内差错的掩盖。该方法利用了帧内预测模式的空域相关性，参考丢失LCU周围正确接收块的编码信息，对当前丢失LCU的划分模式及纹理角度模式进行合理推测，并用来进行差错掩盖，从而提高掩盖质量。

为此，本发明采用的解决方案是一种基于纹理角度预测模式的HEVC帧内编码帧差错掩盖方法，具体包括以下步骤：

步骤A：完成对丢失LCU的检测及定位；