[发明专利]一种图像编码方法和装置及解码方法和装置

摘要

本发明的最基本的技术特征是在对当前编码单元进行编码时，按照一种或几种预先规定的匹配模式，在已经完成编码的历史像素（重构像素）集合中进行搜索，逐个找到多个与当前编码中编码单元的像素样值相匹配的最优的匹配串（块）。每个匹配串（块）可以具有任意形状并且可以用两个基本匹配参数，即匹配位置和匹配大小来表征。

主权项

一种图像编码方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1）      像素特性分析评估、前处理和编码方式选择步骤；对当前CU和邻近CU的像素样值特性进行分析评估，对输入像素样值进行必要的前处理，预先判断任意形状匹配编码方式是否适合用来对当前CU进行编码，本步骤是可选的，即可以跳过本步骤，直接进入下一步骤；步骤2）      任意形状匹配编码步骤；使用任意形状匹配编码方式和已编码的历史像素(重构像素)暂存区（也称为参考像素样值集）对当前CU进行任意形状匹配编码运算；所述任意形状匹配编码的输入是输入原始像素或其经过前处理的像素；所述任意形状匹配编码的输出是匹配串(块)的匹配位置及匹配大小或其变体，未匹配像素值或其变体，匹配残差和其他任意形状匹配编码结果参数和变量；所述匹配位置是用来表示与所述当前CU中匹配当前像素值相匹配的匹配参考像素值在所述参考像素样值集内的什么位置的变量参数；所述任意形状匹配编码方式以可变大小的像素样值串或块（称为匹配当前串或匹配当前块，其位置既可用一个2维坐标也可用一个线性地址来表示）为单位进行匹配编码，所述匹配参考像素值形成所述参考像素样值集内的一个匹配串或匹配块，称为匹配参考串或匹配参考块，其位置也是既可用一个2维坐标也可用一个线性地址来表示，因而在所述任意形状匹配编码方式中，所述匹配位置既可用匹配参考串(块)的2维坐标与匹配当前串(块)的2维坐标之差也可用匹配参考串(块)的线性地址与匹配当前串(块)的线性地址之差，通称为位移矢量来表示；由于匹配参考串(块)的大小（等于匹配当前串(块)的大小）是可变的，所以还需要另一个称为匹配大小的变量参数来表示其大小；所述未匹配像素值是依据预先确定的匹配准则在所述参考像素样值集内未找到匹配的输入原始像素样值或其经过前处理的像素样值；所述未匹配像素值是一个输入原始像素样值或其经过前处理的像素样值，所以也可以用其在当前CU中的位置来表示；所述未匹配像素值也可以用一个通过计算得到的有损或无损的仿匹配样值来近似；如果匹配大小为1，这个匹配串（块）也可以作为未匹配像素值来处理；所述匹配残差是输入原始像素样值与所述匹配参考像素值之差，如果任意形状匹配编码方式预先确定的匹配准则是绝对精确的无损匹配，则所述匹配残差为零，即这种任意形状匹配编码方式就没有匹配残差作为输出，如果一种任意形状匹配编码方式预先确定的匹配准则是近似的有损匹配，则所述匹配残差可能不为零，另一种有损匹配的情形是首先对输入原始像素样值进行样值量化、颜色量化或者基于颜色的像素聚类、用调色板和索引来近似表示输入原始像素的颜色的前处理，然后再进行任意形状匹配编码，在这种情形，由于样值量化、颜色量化或者基于颜色的像素聚类、调色板和索引表示的像素是有损的，即使任意形状匹配编码本身是无损的，所述匹配残差（即输入原始像素样值与所述匹配参考像素值之差）也可能不为零；对所述当前CU进行任意形状匹配编码的最基本和本质的结果是I（I ≥ 0）个匹配串(块)和J（J ≥ 0）个未匹配像素值，输出I对（匹配位置，匹配大小）和J个未匹配像素值；所述I个匹配串(块)和J个未匹配像素值无缝拼接正好形成当前编码CU完整的正方形状；步骤3）      其余的匹配方式和各种常用技术编码与重构运算步骤，完成当前CU的所有其余编码和重构运算，对输入视频图像的输入原始像素、各种参数和变量进行其他匹配方式和各种常用技术的编码与重构运算以及熵编码运算；所述其余的匹配方式是指编码方法中不同于所述步骤2）进行的任意形状匹配编码的匹配方式；本步骤的输入是上述步骤1）和步骤2）的输出和输入原始像素以及来自所述参考像素样值集的参考像素；本步骤的输出是重构像素（包括完全重构像素和不同程度的部分重构像素）和含任何形状匹配编码结果和其他编码结果的压缩码流；所述重构像素放入所述参考像素样值集之中，用作后续任意形状匹配编码运算、其余的匹配方式和各种常用技术编码与重构运算步骤所需要的参考像素；所述压缩码流是本编码方法的最后输出，包含了对应的解码方法进行解码与重构所需要的全部语法元素，特别是匹配位置及匹配大小或其变体、未匹配像素值或其变体等语法元素。