一种帧间预测编码方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种帧间预测编码方法和装置。所述方法包括对当前块的奇数行做运动估计，得到初始运动向量及其第一预测块，根据当前块的奇数行与第一预测块的奇数行的残差，对当前块的奇数行进行编码，以初始运动向量为中心，对重构的当前块的奇数行做运动估计子像素细化，将初始运动向量细化为精确运动向量，根据当前块的偶数行与精确运动向量的第二预测块的偶数行的残差，对当前块的偶数行进行编码，对于帧图像的场编码方式，引入运动向量细化，从而提高了第二场图像预测的准确度，使得当前块的偶数行和预测块的偶数行之间的误差更小，继而残差数据的数据量可以更小，在不提高第一场的编码复杂度的情况下，提高了总体的编码效率。

Interframe prediction coding method and device

The invention discloses a interframe predictive coding method and device. The method includes the motion estimation of the current block odd lines, and the first to obtain the initial motion vector prediction block, according to the residual current block number line with the first prediction block odd, encoding of the current block odd lines, with the initial motion vector as the center, to reconstruct the current block number line the motion estimation of sub-pixel refinement, the initial motion vector refinement for accurate motion vectors, even lines according to the residual current block and accurate motion vector prediction block second even rows, encoding the even lines of the current block for field encoding frame image, the motion vector refinement, so as to improve the second the prediction accuracy of the image, and even line between the current block prediction block even less error, then the residual data can be smaller, no increase in the first In the case of field coding complexity, the overall coding efficiency is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种帧间预测编码方法和装置
本专利技术涉及视频编码
，特别是涉及一种帧间预测编码方法和装置。
技术介绍
数字视频是由一系列的视频帧所组成，一帧通常就是一幅完整的图像。由于相邻视频帧的图像存在一定的相关性，所以将图像序列的每一帧分成许多互不重叠的宏块，然后对每个宏块到参考帧某一给定特定搜索范围内根据一定的匹配准则找出与当前块最相似的块，即预测块，预测块与当前块的相对位移即为运动向量。视频压缩的时候，只需保存运动向量和残差数据就可以完全恢复出当前块。最广泛被使用的视频编码技术是块基混合运动补偿DCT(DiscreteCosineTransform，离散余弦变换)变换视频编码技术。如图1所示的块基混合运动补偿DCT变换视频编码的示意图，输入帧被分成一个个块，然后从左到右，从上到下依次进行编码。对每个输入的待编码当前块，首先从多个重构的帧中选择一个对当前块的预测，并与当前块相减，残差依次执行DCT变换、量化，然后反量化、反DCT变换得到重构宏块，存入重构帧序列中，用于对其后编码的宏块产生预测信号。在实际的预测过程中，块常常被分割成更小的子块进行精确的预测。在块基混合运动补偿视频编码技术中，共有3种不同类型的帧，I帧、P帧和B帧。I帧中只使用当前帧中已编码块的信息来作为当前块的预测。而P帧和B帧使用时域上当前帧之外的其他帧的重构帧作为当前帧中待编码块的预测。对当前块的预测通常可以分为如图2所示的图像的前向预测、如图3所示的后向预测、如图4所示的双向预测和如图5所示的对称预测。在各图中，黑色当前块通过运动向量MV0、MV1指向其参考图像中的灰色预测块BLK0、BLK1。为了在限定带宽下提高时域分辨率，工业界引入了场视频格式。在这种格式中，一幅图像的奇数行和偶数行来自不相等的两个采样时间点，为了编码场格式视频，工业界引入了场编码、帧场自适应编码等编码方法来编码场视频。然后人们发现，场编码的一些方法对于帧图像也能提高其编码性能，如图6所示的视频帧的场编码方式的示意图，右边的是当前图像，左边的是参考图像，右边图像中的当前块BLKc通过运动向量mv0指向左边的块BLKr，BLKc的顶场是黑色的，底场是白色的，BLKr的顶场是灰色的，底场是白色的。假设BLKc的大小是宽为N高为2M，在相减得到残差后，场编码的变换编码方法和帧编码是不一样的，首先提取残差中的奇数行，得到一个N乘以M的块，然后对它进行变换编码。然后提取残差中的偶数行，得到一个N乘以M的块，然后对它进行变换编码，相比纯粹使用帧编码的方式，添加这种方式能提高编码效率。在视频编码采用帧间预测压缩编码时，无论帧编码还是场编码，以更高的像素精度查找当前块的预测块，可以使得当前块和预测块之间的误差更小，继而残差数据的数据量可以更小，就可以提高视频编码的压缩率。但是提高像素精度就意味着增加计算复杂度，编码的运算时间就会变长，使得总体的视频编码效率降低。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题是提供一种帧间预测编码方法及装置，使得对于帧图像的场编码方式，引入运动向量细化，从而提高了第二场(偶数行)图像预测的准确度，使得当前块的偶数行和预测块的偶数行之间的误差更小，继而残差数据的数据量可以更小，在不提高第一场(奇数行)的编码复杂度的情况下，提高了总体的编码效率。为了解决上述问题，本专利技术公开了一种帧间预测编码方法，包括：对当前块的奇数行做运动估计，得到初始运动向量及其对应的第一预测块；根据所述当前块的奇数行与所述第一预测块的奇数行的残差，对所述当前块的奇数行进行编码；以所述初始运动向量为中心，对重构的当前块的奇数行做运动估计子像素细化，将所述初始运动向量细化为精确运动向量；根据所述当前块的偶数行与所述精确运动向量对应的第二预测块的偶数行的残差，对所述当前块的偶数行进行编码。可选地，所述第一预测块包括前向参考帧中的初始前向预测块和后向参考帧中的初始后向预测块，所述对当前块的奇数行做运动估计，得到初始运动向量及其对应的第一预测块包括：对所述当前块的奇数行进行双向运动估计，得到初始前向运动向量及其对应的初始前向预测块和初始后向运动向量及其对应的初始后向预测块。可选地，所述第一预测块的奇数行为所述初始前向预测块和初始后向预测块的平均的奇数行；所述以所述初始运动向量为中心，对重构的当前块的奇数行做运动估计子像素细化，将所述初始运动向量细化为精确运动向量包括：以初始前向运动向量为中心，在所述前向参考帧中查找第一精确前向运动向量，以使所述第一精确前向运动向量对应的精确前向预测块和所述初始后向预测块的平均的奇数行与所述当前块的奇数行的残差最小；以初始后向运动向量为中心，在所述后向参考帧中查找第一精确后向运动向量，以使所述第一精确后向运动向量对应的精确后向预测块和所述第一精确前向预测块的平均的奇数行与所述当前块的奇数行的残差最小。可选地，所述以所述初始运动向量为中心，对重构的当前块的奇数行做运动估计子像素细化，将所述初始运动向量细化为精确运动向量还包括：步骤a，以细化的前向运动向量更新所述前向预测块；步骤b，在所述以细化的前向运动向量更新所述前向预测块之后，以后向运动向量为中心，在所述后向参考帧中查找精确后向运动向量，以使所述精确后向运动向量对应的精确后向预测块和更新的前向预测块的平均的奇数行与所述当前块的奇数行的残差最小。可选地，所述以所述初始运动向量为中心，对重构的当前块的奇数行做运动估计子像素细化，将所述初始运动向量细化为精确运动向量还包括：步骤c，以细化的后向运动向量更新所述后向预测块；步骤d，在所述以细化的后向运动向量更新所述后向预测块之后，以前向运动向量为中心，在所述前向参考帧中查找精确前向运动向量，以使所述精确前向运动向量对应的精确前向预测块和更新的后向预测块的平均的奇数行与所述当前块的奇数行的残差最小。可选地，所述步骤a、步骤b构成的第一执行流程和所述步骤c、d构成的第二执行流程交替重复执行，其中，第一执行流程执行第一设定次数，第二执行流程执行第二设定次数。可选地，所述精确运动向量对应的第二预测块的偶数行为所述精确前向预测块和精确后向预测块的平均的偶数行。相应的，本专利技术实施例还提供了一种帧间预测编码装置，所述装置包括：运动估计模块，用于对当前块的奇数行做运动估计，得到初始运动向量及其对应的第一预测块；奇数行编码模块，用于根据所述当前块的奇数行与所述第一预测块的奇数行的残差，对所述当前块的奇数行进行编码；子像素细化模块，用于以所述初始运动向量为中心，对重构的当前块的奇数行做运动估计子像素细化，将所述初始运动向量细化为精确运动向量；偶数行编码模块，用于根据所述当前块的偶数行与所述精确运动向量对应的第二预测块的偶数行的残差，对所述当前块的偶数行进行编码。可选地，所述第一预测块包括前向参考帧中的初始前向预测块和后向参考帧中的初始后向预测块，所述运动估计模块，具体用于对所述当前块的奇数行进行双向运动估计，得到初始前向运动向量及其对应的初始前向预测块和初始后向运动向量及其对应的初始后向预测块。可选地，所述第一预测块的奇数行为所述初始前向预测块和初始后向预测块的平均的奇数行；所述子像素细化模块包括：前向查找子模块，用于以初始前向运动向量为中心，在所述前向参考帧中查找第一精确前向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种帧间预测编码方法，其特征在于，包括：对当前块的奇数行做运动估计，得到初始运动向量及其对应的第一预测块；根据所述当前块的奇数行与所述第一预测块的奇数行的残差，对所述当前块的奇数行进行编码；以所述初始运动向量为中心，对重构的当前块的奇数行做运动估计子像素细化，将所述初始运动向量细化为精确运动向量；根据所述当前块的偶数行与所述精确运动向量对应的第二预测块的偶数行的残差，对所述当前块的偶数行进行编码。

【技术特征摘要】
1.一种帧间预测编码方法，其特征在于，包括：对当前块的奇数行做运动估计，得到初始运动向量及其对应的第一预测块；根据所述当前块的奇数行与所述第一预测块的奇数行的残差，对所述当前块的奇数行进行编码；以所述初始运动向量为中心，对重构的当前块的奇数行做运动估计子像素细化，将所述初始运动向量细化为精确运动向量；根据所述当前块的偶数行与所述精确运动向量对应的第二预测块的偶数行的残差，对所述当前块的偶数行进行编码。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预测块包括前向参考帧中的初始前向预测块和后向参考帧中的初始后向预测块，所述对当前块的奇数行做运动估计，得到初始运动向量及其对应的第一预测块包括：对所述当前块的奇数行进行双向运动估计，得到初始前向运动向量及其对应的初始前向预测块和初始后向运动向量及其对应的初始后向预测块。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一预测块的奇数行为所述初始前向预测块和初始后向预测块的平均的奇数行；所述以所述初始运动向量为中心，对重构的当前块的奇数行做运动估计子像素细化，将所述初始运动向量细化为精确运动向量包括：以初始前向运动向量为中心，在所述前向参考帧中查找第一精确前向运动向量，以使所述第一精确前向运动向量对应的精确前向预测块和所述初始后向预测块的平均的奇数行与所述当前块的奇数行的残差最小；以初始后向运动向量为中心，在所述后向参考帧中查找第一精确后向运动向量，以使所述第一精确后向运动向量对应的精确后向预测块和所述第一精确前向预测块的平均的奇数行与所述当前块的奇数行的残差最小。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述以所述初始运动向量为中心，对重构的当前块的奇数行做运动估计子像素细化，将所述初始运动向量细化为精确运动向量还包括：步骤a，以细化的前向运动向量更新所述前向预测块；步骤b，在所述以细化的前向运动向量更新所述前向预测块之后，以后向运动向量为中心，在所述后向参考帧中查找精确后向运动向量，以使所述精确后向运动向量对应的精确后向预测块和更新的前向预测块的平均的奇数行与所述当前块的奇数行的残差最小。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述以所述初始运动向量为中心，对重构的当前块的奇数行做运动估计子像素细化，将所述初始运动向量细化为精确运动向量还包括：步骤c，以细化的后向运动向量更新所述后向预测块；步骤d，在所述以细化的后向运动向量更新所述后向预测块之后，以前向运动向量为中心，在所述前向参考帧中查找精确前向运动向量，以使所述精确前向运动向量对应的精确前向预测块和更新的后向预测块的平均的奇数行与所述当前块的奇数行的残差最小。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤a、步骤b构成的第一执行流程和所述步骤c、d构成的第二执行流程交替重复执行，其中，第一执行流程执行第一设定次数，第二执行流程执行第二设定次数。7.根据权利要求3至6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述精确运动向量对应的第二预测块的偶数行为所述精确前向预测...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱洪波，
申请(专利权)人：北京奇艺世纪科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11