视频压缩方法及装置制造方法及图纸

在视频编码中，其中在输入图像值和图像预测值之间的差在基于块的变换中被变换，所述差在一系列并行的步骤中形成。在像素的第一子集像素上并行地进行的第一步骤使用完全基于先前处理的块的预测值。该第一子集可包括不与任何先前处理的块邻接的锚像素。在第二子集上并行地进行的第二步骤包括从第一子集像素的像素预测的像素。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】视频压缩方法及装置本专利技术涉及图像的压缩编码，且特别是涉及视频序列中的图像的编码。术语“图像”在这里用于包括场和帧。在被称为差分脉冲编码调制(DPCM)的图像的压缩中的早期构想是不传输像素值，而是传输像素值与该像素的预测值之间的差值。这种差分方法可以利用图像中的空间冗余，并且可利用图像的视频序列中的空间冗余和时间冗余。随着视频压缩技术向众所周知的MPEG压缩方案的发展，注意力集中在时间域中的差分技术的使用上。使用定义连续图像中的块之间的运动矢量的精确的运动测量技术，图像间差异可以非常小并被有效地编码。为了利用空间冗余，空间变换技术是优选的，并被应用于图像的运动预测(码间)及未预测(码内)的区域。因此，公认的视频编码器包括运动补偿预测、DCT或其它空间变换、量化和可变长度或其它熵编码。在MPEG和其它编码方案中已经继续进行了努力以提高编码效率并将编码能力扩展到HDTV及更高的图像清晰度。参考被指向特此通过引用被并入的WO2011/004027。包括在MPEG-4Part10/AVC/H.264中的一项技术是使用图像帧内预测来补充空间变换。在解码器中，来自已被解码和重构的块的数据可用于为当前块提供空间预测。在编码器中，这个帧内预测当然可通过本地解码器变得可用。已发现这个附加的空间预测显著地提高性能，尤其是对边缘细节和强定向纹理，例如对角条纹。然而，实验已表明，性能的提高在小块尺寸时最大，并且性能随着块尺寸的增大而降低。这是一个问题，首先因为变换编码增益对小块尺寸相对较差，并且有效的变换编码需要大块尺寸。其次，移动到更高清晰度必然涉及更大的块尺寸。给出一些例子，已发现帧内预测对4×4和8×8块尺寸工作良好。移动到较大的块可能给予更大的变换编码增益，但空间预测变得更加复杂且效率更低。在HD分辨率及以上，将需要16×16块或更大的变换(对UHDTV可能高达64×64)。在运动补偿预测中存在类似的矛盾：较大的块尺寸要求较少的运动矢量被编码，且允许在残差上使用较大的变换。然而，它增加了大块的某个部分将被很差地预测的可能性，可能是由于块区域内的某个小对象或对象的部分的运动。本专利技术处理在有效预测所需要的小块尺寸和有效变换编码增益所需要的(尤其是在增大的清晰度下)大块尺寸之间的矛盾。本专利技术还处理预测技术的有效处理的问题。因此，在一方面，本专利技术在于一种视频压缩编码器，其包括：接收图像信息并将所述图像信息分成像元的空间块的块分解器；为所述块提供预测值的预测器；接收图像信息和预测值并形成差值的减法器；对块预测值进行变换以提供变换系数的块变换；其中，所述预测器在所述块中的像元子集的像元上并行地操作，在所述块中有至少两个像元子集。有利地，像元第一子集包括完全从先前编码和重构的块预测的那些像元。适当地，所述像元第一子集包括不与任何先前处理的块邻接的至少一个像元。不与任何先前处理的块邻接的这样的像元的位置或值可与变换系数分开地在流中被单独地传输或以另外方式用信号通知给解码器。优选地，像元第二子集包括至少部分地从第一子集的像元预测的像元，预测器可以是定向预测器或运动补偿预测器。所述预测器可在一系列子集Si上顺序地操作并在每个子集的所述像元上并行地操作，对子集Si中的像元的预测至少部分地取决于前面的子集S0，...，Si-1中的像元。所述预测器可包括至少部分地基于当前块中的像元来生成预测的开环预测器和仅基于来自本地解码器的像元信息来生成预测的闭环预测器，且所述预测值可包括开环预测值与闭环预测值的加权和。优选地，所述闭环预测器基于来自本地解码器的像元信息为像元第一子集生成预测；并至少部分地基于当前块中的像元为像元第二子集和可选地为像元的后续子集生成预测。其中所述闭环预测器具有可选择的方向，开环预测器可根据所述闭环预测器的所选择的方向来选择。预测策略可以在子集内是恒定的，并可从一个子集到另一个子集变化。在另一个方面，本专利技术在于一种压缩编码方法，其包括下列步骤：形成输入图像值与图像预测值之间的差值；以及在基于块的变换中对所述差值进行变换；其中，形成块的差值的步骤包括在块中的像元第一子集上并行地进行的第一步骤；在块中的像元第二子集上并行地进行的第二步骤以及可选的另外的步骤。有利地，第一步骤使用完全基于先前处理的块的图像预测值。适当地，所述像元第一子集包括不与任何先前处理的块邻接的至少一个像元。优选地，像元第二子集包括至少部分地从第一子集的像元预测的像元。适当地，形成块的差值的步骤包括在一系列相应子集Si上顺序地进行并在每个子集中的像元上并行地进行的一系列步骤，子集Si中的像元的预测值至少部分地取决于前面的子集S0，...，Si-1中的像元。适当地，第一步骤对于不与先前处理的块邻接的那些像元使用第一预测器和对于不与先前处理的块邻接的至少一个像元使用第二预测器。所述第一和第二子集可采用棋盘配置，可包括相应的行并可包括相应的列。可使用SIMD、MMX或在CPU处理器内可用的其它内在并行操作来进行每一步骤。在又一方面，本专利技术在于一种视频压缩解码器，其包括：接收表示在块中组织的经变换的图像差值的压缩编码位流的输入端；提供再定标的变换系数的逆量化单元；对所述变换系数进行逆空间变换以提供解码图像差值的逆块变换部；以及对解码图像值操作以提供预测值用于与所述图像差值相加的预测器，其中，所述预测器在图像的子集的像元上并行地操作。在又一方面，本专利技术在于一种压缩编码方法，其包括下列步骤：形成输入图像值与图像预测值之间的差值；以及在基于块的变换中对所述差值进行变换；其中，在位于图像或图像内的分片(slice)的边界处的块处且使得图像的不足够数量的先前处理的块或没有先前处理的块可用来形成该块的预测值，该块中的至少一些图像值的图像预测值基于该块中的其它图像值。现在将参考附图作为例子描述本专利技术，其中：图1为说明已知的空间预测技术的图；图2为编码器的框图；图3至图14为说明本专利技术的技术的图：图15为解码器的框图；以及图16和图17为说明多次编码技术的框图。如已提到的，MPEGPart10/AVC/H.264(为了方便起见，此后被称为H.264)包含对先前的MPEG标准的附加部分，其是块的帧内预测的条款。沿块的顶部和在左侧的已解码和重构的数据可用于为现在被差分地编码的当前块提供预测。图1示出了可用于4×4块(先前重构的样本被加上阴影)的8个可能的方向预测。除了这些方向预测以外，还可从所述块的边缘处的像素的平均值预测出DC，给出总共9种模式。16×16和8×8块可采用其它预测。H264帧内预测工具示出了将空间预测编码与变换编码组合的优点。它对边缘细节和强定向纹理(例如对角条纹)特别有效。然而，在有效预测所需要的小块和有效变换编码增益所需要的大块之间的固有矛盾中有一个问题。空间预测编码中的效率随着块尺寸增大而降低可被理解为由当前像素与预测所基于的像素之间的距离(至少朝着光栅扫描块的末端)的增加而引起。当该距离增加时，像素之间的关联性减小并且差分编码效率也降低。同样地，自从MPEG-1以来，运动补偿预测已形成视频压缩标准的必要部分。关键问题是块尺寸与预测精确度之间的折衷。较大的块尺寸需要较少的运动矢量被编码，但具有较小的预测精确度，因为大块中的小对象或对象的部分相对于其余块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.23 GB 1021924.41.一种视频压缩编码器，包括：块分解器，其接收图像信息并将所述图像信息分成像元的空间块；预测器，其为所述空间块中的块提供预测值；减法器，其接收图像信息和预测值并形成差值；块变换部，其在基于所述块的变换中对所述差值进行变换以提供变换系数；其中，所述预测器对所述块进行操作，所述预测器首先对当前块中的像元第一子集的像元并行地操作，其中所述像元第一子集完全从先前编码和重构的块预测；所述预测器然后对所述当前块中的像元第二子集的像元并行地操作，其中所述像元第二子集至少部分地从所述像元第一子集的像元预测；以及其中每个子集包括多个像元。2.如权利要求1所述的编码器，其中所述像元第一子集包括不与任何先前处理的块邻接的至少一个像元。3.如权利要求2所述的编码器，其中不与任何先前处理的块邻接的这样的像元的位置或值与变换系数分开地在流中被单独地传输或以另外方式用信号通知给解码器。4.如权利要求1-3中的任一项所述的编码器，其中所述预测器是用于完全从先前编码和重构的块预测的那些像元的定向预测器。5.如权利要求1-3中的任一项所述的编码器，其中所述预测器是用于完全从先前编码和重构的块预测的那些像元的运动补偿预测器。6.如权利要求1-3中的任一项所述的编码器，其中所述预测器对一系列子集Si顺序地操作并对每个子集的像元并行地操作，对子集Si中的像元的预测至少部分地取决于前面的子集S0，...，Si-1中的像元。7.如权利要求1所述的编码器，其中所述预测器包括至少部分地基于当前块中的像元来生成预测的开环预测器和仅基于来自本地解码器的像元信息来生成预测的闭环预测器。8.如权利要求7所述的编码器，其中所述预测值包括开环预测值与闭环预测值的加权和。9.根据权利要求7或8所述的编码器，其中所述闭环预测器基于来自本地解码器的像元信息为所述像元第一子集生成预测；并至少部分地基于所述当前块中的像元为所述像元第二子集和可选地为像元的后续子集生成预测。10.如权利要求7或8所述的编码器，其中所述闭环预测器具有可选择的方向，并且其中所述开环预测器根据所述闭环预测器的所选择的方向来选择。11.如权利要求9所述的编码器，其中所述闭环预测器具有可选择的方向，并且其中所述开环预测器根据所述闭环预测器的所选择的方向来选择。12.如权利要求1-3、7-8、11中的任一项所述的编码器，其中预测策略在子集内是恒定的。13.如权利要求1-3、7-8、11中的任一项所述的编码器，其中预测策略从一个子集到另一个子集变化。14.如权利要求1-3、7-8、11中的任一项所述的编码器，其中所述像元第一子集和所述像元第二子集采用棋盘配置。15.一种压缩编码的方法，包括下列步骤：形成输入图像值与图像预...

【专利技术属性】
技术研发人员：玛塔·姆拉克，托马斯·戴维斯，大卫·约翰·弗林，安德里亚·加布里埃利尼，
申请(专利权)人：英国广播公司，
类型：
国别省市：