An efficient plane and stereo digital video encoding and decoding method, through the ranks of the adjacent auxiliary component extraction method, encoding frame (field) in adjacent macroblock encoding and parity field difference estimation encoding method greatly improves the encoding efficiency, improve the compression ratio, the encoding method form corresponding decoding method; in the stereo video, will be around an image signal for stereo video encoding, basic preprocessing, another way to video difference, according to the requirements of video resolution, auxiliary components of video image encoding about the difference of horizontal and vertical differences in brightness or color or texture of residual residual texture efficiently, the stereo video encoding method, the encoding decoding the definition and corresponding method; stereo video encoding as a unified treatment, the definition of low signal level and high signal level By adding auxiliary information, high level resolution and stereoscopic high-efficiency coding are realized, and a plurality of efficient coding methods can be combined, thereby forming corresponding decoding method by encoding method.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种数字视频编与解码技术，特别涉及一种高效平面与立体数字视频编解码技术。
技术介绍
数字视频编码技术从MPEG-2发展到MPEG-4、 AVS及H. 264， 并朝H. 265方向发展，从 标准清晰度朝高清晰度发展，从平面视频编码发展到立体视频编码，为了满足不断发展的视 频编码要求，最大限度的节省带宽资源，具有高压縮比的多种清晰度的平面与立体视频编码 技术已成为迫切需要， 一方面，现有的MPEG-2、 MPEG-4、 AVS及H.加4编码效率还有待提高， 另一方面，在现有的MPEG-2、 MPEG-4、 AVS及H. 264架构下，如何实现立体视频高效编码有待 研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，在现有的MPEG-2、 MPEG-4、 AVS及H. 264的架构下通过相邻抽取 辅助分量编码法、帧(场)内邻宏块估计编码与奇偶场场差编码法大幅度提高编码效率，提 高压縮比，由此编码方法形成相应的解码方法；进一步地，在立体视频中，将左右视频立体信 号中的一幅图像作高效基本编码，另一路按视频差异进行预处理，再根据视频清晰度要求，对 左右视频图像的水平差异...
【技术保护点】
一种高效平面与立体视频编解码方法：它在现有的ＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ－４、ＡＶＳ及Ｈ．２６４的架构下，通过相邻抽取辅助分量编码法、帧（场）内邻宏块估计编码与奇偶场场差编码法大幅度提高编码效率，提高压缩比，由此编码方法形成相应的解码方法；进一步地，在立体视频中，将左右视频立体信号中的一幅图像作高效基本编码，另一路按视频差异进行预处理，再根据视频清晰度要求，对左右视频图像的水平差异与垂直差异或亮度残留纹理或色度残留纹理进行辅助分量编码，得到高效率立体视频编码方法，由此编码方法形成相应的解码方法；进一步地，将清晰度与立体视频编码作为统一的问题对待，将清晰度低一级的信号与平面信号作高...
【技术特征摘要】
1、一种高效平面与立体视频编解码方法它在现有的MPEG-2、MPEG-4、AVS及H.264的架构下，通过相邻抽取辅助分量编码法、帧(场)内邻宏块估计编码与奇偶场场差编码法大幅度提高编码效率，提高压缩比，由此编码方法形成相应的解码方法；进一步地，在立体视频中，将左右视频立体信号中的一幅图像作高效基本编码，另一路按视频差异进行预处理，再根据视频清晰度要求，对左右视频图像的水平差异与垂直差异或亮度残留纹理或色度残留纹理进行辅助分量编码，得到高效率立体视频编码方法，由此编码方法形成相应的解码方法；进一步地，将清晰度与立体视频编码作为统一的问题对待，将清晰度低一级的信号与平面信号作高效编码，通过增加辅助信息的方式实现高一级清晰度与立体高效编码，所述多种高效编码方法可以组合，由此编码方法形成相应的解码方法。2、根据权利要求l， 一种用于高效视频编码的4:1相邻抽取辅助信息编解码方法其编码特征在于它由4:]相邻抽取单元、基本图像存储单元、基本宏块DCT+量化+重 排序零编码+运动矢量编码单元、邻图像1存储单元、差异估计位移1单元、差异1及位移 存储单元、差异宏块DCT+量化+重排序零编码+位移矢量编码l单元、邻图像2存储单元、差 异估计位移l单元、差异2及位移存储单元、差异宏块DCT+量化+重排序零编码+位移矢量编 码2单元、邻图像3存储单元、差异估计位移1单元、差异3及位移存储单元、差异宏块0(^+ 量化+重排序零编码+位移矢量编码3单元组成。由相邻抽取单元对视频图像进行相邻抽取后，形成一个基本图像与3个差异图像分别输 入到基本图像存储单元、邻图像l存储单元、邻图像2存储单元及邻图像3存储单元存储， 基本邻图像存储单元经宏块DCT+量化+重,排序零编码+运动矢量编码单元进行宏块分割、DCT 变换、量化、Z字型扫描重排序、零编码及运动矢量编码输入到熵编码模块2;邻图像1 存储单元将信号输入到差异估计位移1单元，与来自基本图像存储单元的信号作差值估计与 位移确定,如基本图像是奇行奇列，邻图像1是奇行偶列，则位移1为左移一个像素，经差异1 及位移存储单元存储,输入到差异宏块DCT+量化+重排序零编码+位移矢量编码单元,对差异信 号进行宏块分割、DCT变换、量化、Z字型扫描重排序、零编码及位移矢量编码形成辅助 分量1输入到熵编码模块2;同样的方法得到辅助分量2与辅助分量3，因采用的是相邻抽取， 处理后将形成大量的0，辅助分量1、辅助分量2及辅助分量3所占的信息量很小，实现 了高效率编码压縮。其对应的解码特征在于它由相邻嵌套合成单元、基木图像存储单元、基本宏块10^+反量化+解重排序零编码+运 动矢量解码单元、邻图像i存储单元311、差异补偿位移1单元、差异1及位移存储单元、 差异宏块IDCT+反量化+解重排序零编码+位移矢量解码1单元、邻图像2存储单元、差异估 计位移2单元、差异2及位移存储单元、差异宏块IDCT+反量化+解重排序零编码+位移矢量 解码2单元、邻图像3存储争元、差异补偿位移3单元、差异3及位移存储单元、差异宏块 IDCT+反量化+解重排序零编码+位移矢量解码3单元组成。解码方法是编码方法的逆过程，编码流通过熵解码模块解码后，形成基本分量、辅助分 量l、辅助分量2及辅助分量3计4路信号，基本分量信号通过基本宏快IDCT+反量化+解重 排序零编码+运动矢量解码单元，依次进行运动矢量解码、零解码、反量化运算、反Z字 行扫描、IDCT变换及宏块合成，将解码信号输入到基本图像存储单元，辅助分量l的信号输 入到差异宏块IDCT+反量化+解重排序零编码+位移矢量解码单元，依次进行位移矢量解码、 零解码、反量化运算、反Z字行扫描及IDCT变换及差异宏块合成，将差异与位移1解码 信号依次输入到差异及位移1存储单元及差异补偿位移1单元，基本图像存储单元的信号同 时还输入到差异补偿位移1单元，两路信号作补偿形成邻图像l信号，存储到邻图像l存储单元；同样的方法可得到邻图像2信号及邻图像3信号；基本图像信号与邻图像l、邻图像2 及邻图像3信号在3个位移矢量的作用下作相邻嵌套合成，实现了完整的解码。3、 根据权利要求1与权利要求2， 一种用于高效视频编码的16:1 二级相邻抽取辅助信 息编解码方法，它在所述4: 1相邻抽取辅助分量高效编解码方法的基础上再一次进行了 4:1 抽取，使得基本图像分量像素数变为原来的1/16，再辅以15个辅助分量，由于相邻之间的相 关性，辅助分量信息量较小，从而实现了更大的压縮与更高的编码效率。其编码特征在于:它由4:1相邻抽取单元、 一次基本图像存储单元、4: 1基本分量二次 相邻抽取高效编码单元、邻图像1存储单元、差异估计位移1单元、差异1及位移存储单元、 4: 1辅助分量二次相邻抽取高效编码1单元、邻图像2存储单元、差异估计位移l单元、差 异2及位移存储单元、4: i辅助分量二次相邻抽取高效编码、邻图像3存储单元、差异估计 位移1单元、差异3及位移存储单元、4: l辅助分量二次相邻抽取高效编码3单元组成。由4: l相邻抽取单元l对视频图像进行相邻抽取后，形成一个基本图像与3个差异图像 分别输入到一次基本图像存储单元、邻图像1存储单元、邻图像2存储单元及邻图像3存储 单元存储， 一次基本图像存储单元经4:1基本分量二次相邻抽取高效编码单元处理，处理后 形成基本分量信号、基辅分量l信号、基辅分量2信号及基辅分量3信号输入到熵编码模块 2;邻图像1存储单元将信号输入到差异估计位移1单元，与来自基本图像存储单元的信号作 差值估计与位移确定,如基本图像是奇行奇列，邻图像1是奇行偶列，则位移1为左移一个像 素，经差异1及位移存储单元存储,输入到4: 1辅助分量二次相邻抽取高效编码1单元处理， 形成一路差异基本分量1及3路差异辅助分量1-3输入到熵编码模块2;同样的方法得到差 异基本分量2及3路差异辅助分量2-3与差异基本分量3及3路差异辅助分量3-3，因采用 的是二相邻抽取，所有处理后将形成大量的0，实现了更高高效率编码压縮。所述4:1基 本分量二次相邻抽取高效编码单元、4: 1辅助分量二次相邻抽取高效编码1单元、4: 1辅助 分量二次相邻抽取高效编码2单元124及4: 1辅助分量二次相邻抽取高效编码3单元的组成 与实现方法与所述4: 1相邻抽取辅助分量高效编码方法一致。其对应的解码特征在于:它由相邻嵌套合成单元、 一次基本图像存储单元、4:1基本分量 二次相邻抽取解码单元、邻图像1存储单元、差异补偿位移1单元、差异1及位移存储单元、 4:1辅助分量高效解码1单元、邻图像2存储单元、差异估计位移2单元、差异2及位移存 储单元、4:1辅助分量高效解码2单元、邻图像3存储单元、差异补偿位移3单元、差异3 及位移存储单元、4:1辅助分量高效解码3单元组成。解码方法是编码方法的逆过程，编码流通过熵解码模块解码后，形成基本分量、基辅助 分量1、 2及3计4路信号，差异基本辅助分量1与3路差异辅助分量1-3计4路信号，差异 基本辅助分量2与3路差异辅助分量2-3计4路信号，差异基本辅助分量3与3路差异辅助 分量3-3计4路信号；基本分量、基辅助分量1、 2及3计4路信号经4:1基本分量二次相邻 抽取解码单元处理，形成一次基本图像信号到一次基本图像存储单元存储；差异基本辅助分 量1与3路差异辅助分量1-3计4路信号经4:1辅助分量高效解码1单元高效解码后形成差 异l及位移矢量信号，输入到差异l及位移存储单元存储，存储后输入到差异补偿位移1单 元，在此单元中与来自一次基本图像存储单元的信号作补偿形成邻图像1信号，输入到邻图 像1存储单元；同样的方法形成邻图像2信号输入到邻图像1存储单元及形成邻图像3信号 输入到邻图像3存储单元； 一次基本图像信号与邻图像1、邻图像2及邻图像3信号在3个 位移矢量的作用下作相邻嵌套合成，实现了完整的解码。所述所述4:1基本分量二次相邻抽 取高效解码单元、4: 1辅助分量二次相邻抽取高效解码1单元、4: 1辅助分量二次相邻抽取高效解码2单元及4: 1辅助分量二次相邻抽取高效解码3单元的组成与实现方法与所述4:1相邻抽取辅助分量高效解码方法一致。4、 根据权利要求1、权利要求2及权利要求3， 一种用于高效视频编码的9:1相邻抽取 辅助信息编解码方法，其特征在于它充分利用一个像素点与周边8个像素点相关的特点实现更高效编解码，其组成与所述4: 1相邻抽取辅助分量高效编解码方法大体一致，所不同的 只是增加了 5路相邻图像处理，编码时，形成一路基本分量与8路辅助分量到熵编码器；解 码时，将一路基本分量与8路辅助分量处理，形成一路基本图像信号与8路邻图像信号，再 进行9: l相邻嵌套重建图像。本方法也可实现81: 1 二级相邻抽取辅助分量高效编解码方法；还可与l: 4相邻抽取辅 助分量高效编解码方法配合使用，实现36: 1 二级相邻抽取辅助分量高效编解码方法；还可 配合隔行扫描可以采用一次按列2: l抽取、二次按行列9: 1抽取的18: 1 二级相邻抽取高 效编解码方法。5、 根据权利要求l、权利要求2、权利要求3及权利要求4， 一种帧内相邻宏块估计相 邻抽取辅助信息编解码方法，其特征在于其编码特征是它由X个相邻抽取辅助分量高效编码宏块单元、第Y个相邻抽取辅助分量 高效编码相邻宏块单元、相邻宏块估计单元、相邻宏块Y差异编码单元及相邻宏块位移矢量编 码单元组成帧内相邻宏块估计相邻抽取编码模块。第Y个相邻抽取辅助分量高效编码相邻宏块 单元中的已编信息及X个相邻抽取辅助分量高效编码宏块单元中的已编信息输入到相邻宏块估 计单元，Y宏块与分别X个宏块中的上左相邻宏块、上相邻宏块、上右相邻宏块作差异估计， 确定一个差异最小的作基本宏快；将差异信息输入到相邻宏块Y差异编码单元，Y宏快以基本 宏快作参考的差异宏快Y替代，对差异宏快Y作编码，输入到熵编码模块2，差异宏快Y将由 许多0组成，这样就将Y宏快进行了大幅度的编码压縮，提高编码效率；同时Y宏快与相 邻宏快位移信息输入到相邻宏块位移矢量单元进行位移矢量编码，再输入到熵编码模块2，完 成编码。所述相邻宏快估计可采用绝对值最小或MSE均方误差最小或MAD平均绝对块差最小为 匹配判据，来找到与Y宏快最相近的块。它可只采用相邻宏快估计与相邻抽取中的一种；所述 相邻抽取可以是所述4: l或8: l或9: 1或18: 1等方式；所述场内相邻宏快估计相邻抽取 高效编码方法与所述帧内相邻宏块估计相邻抽取辅助信息编解码方法一致。其对应解码特征是它由X个相邻抽取辅助分量高效解码宏块单元、第Y个相邻抽取辅 助分量高效解码相邻宏块单元、相邻宏块补偿单元、相邻宏块Y差异解码单元及相邻宏块位 移矢量解码单元组成帧内相邻宏块估计相邻抽取高效解码模块。输入的编码流经熵解码模块解码后，输出三路信号， 一路输入到x个相邻抽取辅助分量高效编码宏块单元进行解码，重 建X个相邻宏快，同时解码后的信号输入到相邻宏块补偿单元； 一路输入到相邻宏块Y差异 解码单元进行解码，解码后输入到相邻宏块补偿单元； 一路输入到相邻宏块位移矢量解码单 元进行位移矢量解码，解码后输入到第Y个相邻抽取辅助分量高效解码相邻宏块单元；相邻 宏块补偿单元对输入的两路信号做补偿运算后，将结果输入到第Y个相邻抽取辅助分量高效 解码相邻宏块单元，补偿位移矢量后在第Y个相邻抽取辅助分量高效解码相邻宏块单元中重 建Y宏快。所述编码特征改变，其对应的解码特征作相应的改变。6、 根据权利要求l、权利要求2、权利要求3、权利要求4及权利要求5， 一种奇偶场差 估计场内相邻宏块估计相邻抽取高效编解码方法，其特征在于其编码特征是它由场形成单元、偶场存储单元、奇场存储单元、场差估计高效编码运动矢量编码单元及场内相邻宏快估计相邻抽取高效编码单元组成奇偶场差估计场内相邻宏块 估计相邻抽取高效编码模块。对隔行扫描信号直接将奇偶场信号分别输入到奇场存储单元与 偶场存储单元，对逐行扫描信号经场形成单元处理分出奇偶场信号分别输入到奇场存储单元与偶场存储单元；奇场存储单元输出两路信号， 一路输入到场内相邻宏快估计相邻抽取高效 编码单元作高效编码，其方法与所述帧内相邻宏快估计相邻抽取高效编码方法一致，再输入到熵编码模块进一步做高效编码； 一路输入到场差估计运动矢量单元；偶场存储单元将偶场 信号输入到场差估计运动矢量单元；在场差估计运动矢量单元中，偶场信号以奇场信号作为 参考作场差估计，同时偶场相对奇场位移为下移一行像素，对场差信号与运动矢量做高效编 码输入到熵编码模块进一步做高效编码，所述场差估计高效编码可采用与所述帧内相邻宏快估计相邻抽...
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