编码方法、装置和视频数据编码设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种编码方法、装置和视频数据编码设备，属于视频编码领域。本发明专利技术打破了现有标准中帧内预测只能参考空域的思想，引入了已经确定的父层PU的亮度帧内预测模式，来重构帧内预测模式候选列表，使得在进行帧内预测的过程中同时考虑了时域和空域，可以进一步提高视频数据的压缩率。

Coding method, device and video data encoding device

【技术实现步骤摘要】
编码方法、装置和视频数据编码设备
本专利技术涉及视频编码领域，特别涉及一种编码方法、装置和视频数据编码设备。
技术介绍
视频数据的原始数据量较大，在存储或者传输之前，需要对视频数据进行压缩，压缩也可以称为编码。在H.265/HEVC(HighEfficiencyVideoCoding，高效视频编码)标准中，在对图像内的CU(CodingUnit，编码单元)进行帧内预测时，首先，需要对CU对应的每个PU(PredictionUnit，预测单元)遍历所有帧内预测模式，确定每个PU的目标帧内预测模式，然后，根据确定下的目标帧内预测模式进行帧内预测。对于亮度分量的帧内预测，H.265/HEVC标准中提供35个亮度帧内预测模式，可以更好地匹配视频中复杂的纹理，得到更好的预测效果，更加有效地去除空间冗余。在对一个PU的亮度帧内预测模式进行编码时，现有标准中为了减少编码所需的比特数，参考空域构造一个帧内预测模式候选列表，也即根据该PU的左相邻PU和上相邻PU的目标亮度帧内预测模式，建立帧内预测模式候选列表(candModeList)，该PU与相邻PU的位置关系如图1所示。一般来说，帧内预测模式候选列表中包含有3个可能的亮度帧内预测模式，如果该PU的亮度帧内预测模式存在于帧内预测模式候选列表中，则可以利用2bit(比特，信息量单位)来编码其在帧内预测模式候选列表中的索引，如果不属于，则需要利用5bit来对该PU的亮度帧内预测模式的模式编号进行编码。利用帧内预测模式候选列表可以减少编码亮度帧内预测模式所需的比特数，提高视频数据的压缩率。但是参考空域的帧内预测模式候选列表中仅包含参考左相邻PU和上相邻PU得到的3个亮度帧内预测模式，使得选中基于帧内预测模式候选列表的编码方式的概率具有一定的局限性，给进一步提高压缩率带来限制。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种编码方法、装置和视频数据编码设备，在构造帧内预测模式候选列表时引入父层PU的亮度帧内预测模式，使得在进行帧内预测的过程中同时考虑了时域和空域，可以进一步提高视频数据的压缩率。本专利技术实施例提供的技术方案能够解决现有技术中选中基于帧内预测模式候选列表的编码方式的概率具有一定的局限性的问题，所述技术方案如下：一方面，提供了一种编码方法，该方法包括：在对目标预测单元PU的亮度分量进行帧内预测时，获取所述目标PU的亮度帧内预测模式；基于所述目标PU的父层PU和相邻PU的目标亮度帧内预测模式，确定帧内预测模式候选列表；基于所述帧内预测模式候选列表和所述目标PU的亮度帧内预测模式，对所述目标PU的亮度帧内预测模式进行编码。一方面，提供了一种编码装置，该装置包括：获取模块，用于在对目标预测单元PU的亮度分量进行帧内预测时，获取所述目标PU的亮度帧内预测模式；确定模块，用于基于所述目标PU的父层PU和相邻PU的目标亮度帧内预测模式，确定帧内预测模式候选列表；编码模块，用于基于所述帧内预测模式候选列表和所述目标PU的亮度帧内预测模式，对所述目标PU的亮度帧内预测模式进行编码。一方面，提供了一种视频数据编码设备，所述视频数据编码设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如第一方面所述的编码方法。一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如第一方面所述的编码方法。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术实施例中，在亮度帧内预测模式的编码过程中，视频数据编码设备在确定帧内预测模式候选列表时，同时考虑时域和空域，利用目标PU的父层PU和相邻PU的亮度帧内预测模式作为参考，增大了目标PU的帧内预测模式存在于帧内预测模式候选列表中的可能性，进一步减少编码亮度帧内预测模式所需的比特数，可以进一步提高视频数据的压缩率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种目标PU与相邻PU的位置关系示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种实施环境示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种CU四叉树划分示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种HEVC编码框架示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种亮度帧内预测模式的编码方法流程图；图6是本专利技术实施例提供的一种帧内预测PU划分示意图；图7是本专利技术实施例提供的一种获取目标亮度帧内预测模式流程示意图；图8是本专利技术实施例提供的一种建立帧内预测模式候选列表的流程示意图；图9是本专利技术实施例提供的一种建立帧内预测模式候选列表的流程示意图；图10是本专利技术实施例提供的一种建立帧内预测模式候选列表的流程示意图；图11是本专利技术实施例提供的一种建立帧内预测模式候选列表的流程示意图；图12是本专利技术实施例提供的一种编码亮度帧内预测模式的装置结构示意图；图13是本专利技术实施例提供的一种视频数据编码设备的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。本专利技术实施例提供了一种编码方法，该方法可以由视频数据编码设备来实现。视频数据编码设备可以包括处理器、存储器、收发器等部件。处理器，可以为CPU(CentralProcessingUnit，中央处理单元)等，可以用于确定目标PU的亮度帧内预测模式、确定帧内预测模式候选列表、对目标PU的亮度帧内预测模式进行编码等处理。存储器，可以为RAM(RandomAccessMemory，随机存取存储器)，Flash(闪存)等，可以用于存储接收到的数据、处理过程所需的数据、处理过程中生成的数据等，如每个PU的亮度帧内预测模式、帧内预测模式候选列表、亮度帧内预测模式的编码等。收发器，可以用于与其它设备进行数据传输。如图2所示的实施环境示意图，该方法可以应用于前端视频采集设备、视频数据编码设备、视频显示设备和视频存储设备构成的系统中。前端视频采集设备可以采集视频图像数据，然后，视频数据编码设备可以将获取上述视频图像数据，并且可以对视频图像数据进行编码，得到视频图像数据压缩后的码流，将压缩后的码流发送给视频显示设备。视频显示设备可以基于编码方法对应的解码方法，对压缩后的码流进行解码，并基于解码得到的视频图像数据，显示视频图像。上述前端视频采集设备和视频数据编码设备可以分别安装在不同的电子设备中，当然也可以安装在同一电子设备中，此处不作限定。视频数据编码设备还可以将上述压缩后的码流发送给视频存储设备，以便视频存储设备基于压缩后的码流进行存储。H.265/HEVC标准中提供了基于四叉树的图像划分模式，可以将视频图像逐层划分为各个单元，包括CU、PU和TU(TransformUnit，变换单元)。CU是进行预测、变换、量化和熵编码等处理的基本单元，可以对CU进行多层次的四叉树划分，同一层次上的CU具有相同的深度，首层CU的深本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种编码方法，其特征在于，所述方法包括：在对目标预测单元PU的亮度分量进行帧内预测时，获取所述目标PU的亮度帧内预测模式；基于所述目标PU的父层PU和相邻PU的目标亮度帧内预测模式，确定帧内预测模式候选列表；基于所述帧内预测模式候选列表和所述目标PU的亮度帧内预测模式，对所述目标PU的亮度帧内预测模式进行编码。

【技术特征摘要】
1.一种编码方法，其特征在于，所述方法包括：在对目标预测单元PU的亮度分量进行帧内预测时，获取所述目标PU的亮度帧内预测模式；基于所述目标PU的父层PU和相邻PU的目标亮度帧内预测模式，确定帧内预测模式候选列表；基于所述帧内预测模式候选列表和所述目标PU的亮度帧内预测模式，对所述目标PU的亮度帧内预测模式进行编码。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标PU的父层PU和相邻PU的目标亮度帧内预测模式，确定帧内预测模式候选列表，包括：基于所述目标PU的父层PU、左相邻PU和上相邻PU的目标亮度帧内预测模式，确定帧内预测模式候选列表。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标PU的父层PU、左相邻PU和上相邻PU的目标亮度帧内预测模式，确定帧内预测模式候选列表之前，还包括：将所述目标PU的父层PU、左相邻PU和上相邻PU的目标亮度帧内预测模式设置为初始亮度帧内预测模式；如果所述父层PU存在，则更新所述父层PU的目标亮度帧内预测模式；如果所述左相邻PU存在，则更新所述左相邻PU的目标亮度帧内预测模式；如果所述上相邻PU存在，则更新所述上相邻PU的目标亮度帧内预测模式。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标PU的父层PU、左相邻PU和上相邻PU的目标亮度帧内预测模式，确定帧内预测模式候选列表，包括：如果所述目标PU的父层PU、左相邻PU和上相邻PU的目标亮度帧内预测模式均相同，则根据第一规则确定帧内预测模式候选列表；如果所述目标PU的父层PU、左相邻PU和上相邻PU的目标亮度帧内预测模式均不相同，则根据第二规则确定帧内预测模式候选列表；如果所述目标PU的父层PU、左相邻PU和上相邻PU的目标亮度帧内预测模式中存在2个相同亮度帧内预测模式和1个不同亮度帧内预测模式，则根据第三规则确定帧内预测模式候选列表。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述如果所述目标PU的父层PU、左相邻PU和上相邻PU的目标亮度帧内预测模式均相同，则根据第一规则确定帧内预测模式候选列表，包括：如果所述目标PU的父层PU、左相邻PU和上相邻PU的目标亮度帧内预测模式均相同，且所述目标亮度帧内预测模式为模式0或模式1，则将模式0、模式1、模式10和模式26添加到帧内预测模式候选列表中；如果所述目标PU的父层PU、左相邻PU和上相邻PU的目标亮度帧内预测模式均相同，且所述目标亮度帧内预测模式不为模式0和模式1，则将所述目标亮度帧内预测模式、所述目标亮度帧内预测模式的左相邻亮度帧内预测模式、所述目标亮度帧内预测模式的右相邻亮度帧内预测模式和模式1添加到帧内预测模式候选列表中。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述如果所述目标PU的父层PU、左相邻PU和上相邻PU的目标亮度帧内预测模式均不相同，则根据第二规则确定帧内预测模式候选列表，包括：如果所述目标PU的父层PU、左相邻PU和上相邻PU的目标亮度帧内预测模式均不相同，则所述父层PU的目标亮度帧内预测模式、所述左相邻PU的目标亮度帧内预测模式、所述上相邻PU的目标亮度帧内预测模式添加到帧内预测模式候选列表中；如果所述目标PU的父层PU、左相邻PU和上相邻PU的目标亮度帧内预测模式均不为模式1，则将模式1添加到所述帧内预测模式候选列表中；如果所述目标PU的父层PU、左相邻PU和上相邻PU的目标亮度帧内预测模式均不为模式0，则将模式0添加到所述帧内预测模式候选列表中；如果所述目标PU的父层PU、左相邻PU和上相邻PU的目标亮度帧内预测模式均不为模式10，则将模式10添加到所述帧内预测模式候选列表中；如果所述目标PU的父层PU、左相邻PU和上相邻PU的目标亮度帧内预测模式均不为模式26，则将模式26添加到所述帧内预测模式候选列表中。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述如果所述目标PU的父层PU、左相邻PU和上相邻PU的目标亮度帧内预测模式中存在2个相同亮度帧内预测模式和1个不同亮度帧内预测模式，则根据第三规则确定帧内预测模式候选列表，包括：如果所述目标PU的父层PU、左相邻PU和上相邻PU的目标亮度帧内预测模式中存在2个相同亮度帧内预测模式和1个不同亮度帧内预测模式，且所述相同亮度帧内预测模式为模式0或模式1，则将模式0、模式1和所述不同亮度帧内预测模式添加到帧内预测模式候选列表中；如果所述不同亮度帧内预测模式为模式26，则将模式10添加到所述帧内预测模式候选列表中；如果所述不同亮度帧内预测模式不为模式26，则将模式26添加到所述帧内预测模式候选列表中。8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述如果所述目标PU的父层PU、左相邻PU和上相邻PU的目标亮度帧内预测模式中存在2个相同亮度帧内预测模式和1个不同亮度帧内预测模式，则根据第三规则确定帧内预测模式候选列表，包括：如果所述目标PU的父层PU、左相邻PU和上相邻PU的目标亮度帧内预测模式中存在2个相同亮度帧内预测模式和1个不同亮度帧内预测模式，且所述相同亮度帧内预测模式不为模式0和模式1，则将所述相同亮度帧内预测模式、所述相同亮度帧内预测模式的左相邻亮度帧...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏顺，
申请(专利权)人：腾讯科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44