发明名称 降低先进视讯编码的计算复杂度之空间域资讯前处理演算法
摘要 本发明在提供一种先进视讯编码(Advanced Video Coding)之预先分割(pre-segmentation)方法以及内插码编码(intra-coding)之模式选择方法。本发明之该预先分割方法可减少巨集区块中之分割种类而降低计算复杂度。此外,本发明藉由空间域方面的前处理可减少先进视频编码之内插码编码模式之选择,以加速影像之处理。本发明之该预先分割方法将具有近似性之4×4小方区块进一步合并成符合先进视频编码标准之区块格式,如4×8、8×8、16×8、8x16等,藉由该事先合并区块之步骤而排除不必要之计算,以加速影像之处理。本发明之另一特征系先进视频编码之内插码编码模式选择方法,藉由特定之预测运算而得到所要预测之影像之特征,进而限定所需演算法之模式。本发明之功效系在先进视频编码规格中,利用空间域资讯之前处理,而减少影像压缩之计算复杂度并维持影像品质之最佳编码方法。
申请公布号 TWI245539 申请公布日期 2005.12.11
申请号 TW093128762 申请日期 2004.09.22
申请人 台湾新力国际股份有限公司 发明人 宋安
分类号 H04N1/04;G06F17/00 主分类号 H04N1/04
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路2段125号7楼
主权项 1.一种先进视频编码之预先分割方法,包含以下步 骤: 标的区块分割步骤,将一16x16巨集区块分割为多数 个8x8中方区块,将该每个8x8中方区块分割为多数个 4x4小方区块; 小方区块近似决定步骤,决定该每个中方区块内之 小方区块之间的近似性,并合并近似之该小方区块 ; 中方区块近似决定步骤,决定该巨集区块内之中方 区块之间的近似性,并合并近似之该中方区块;以 及 编码步骤,将该巨集区块之分割结果予以编码。 2.如申请专利范围第1项之预先分割方法,其中该小 方区块近似决定步骤系包括一近似性计算步骤以 及一近似性测试步骤,其中该近似性计算步骤计算 每个小方区块之平均値以及均方平均差値,而该近 似性测试步骤根据根据上述结果而决定小方区块 之近似性。 3.如申请专利范围第1项或第2项之预先分割方法, 其中该中方区块近似决定步骤系包括一近似性计 算步骤以及一近似性测试步骤,其中该近似性计算 步骤计算每个中方区块之平均値以及均方平均差 値,而该近似性测试步骤根据根据上述结果而决定 中方区块之近似性。 4.如申请专利范围第2项之预先分割方法,其中该平 均値系指小方区块之每个像素亮度之平均値。 5.如申请专利范围第2项之预先分割方法,其中该平 均値系指小方区块之每个像素亮度与彩度之平均 値。 6.如申请专利范围第3项之预先分割方法,其中该平 均値系指中方区块之每个像素亮度之平均値。 7.如申请专利范围第3项之预先分割方法,其中该平 均値系指中方区块之每个像素亮度与彩度之平均 値。 8.如申请专利范围第2项之预先分割方法,其中该均 方平均差値系指每个小方区块之每个像素亮度平 方之平均値减去该每个像素亮度平均値之绝对値 。 9.如申请专利范围第3项之预先分割方法,其中该均 方平均差値系指每个中方区块之每个像素亮度平 方之平均値减去该每个像素亮度平均値之绝对値 。 10.如申请专利范围第2项之预先分割方法,其中该 小方区块近似决定步骤之近似性测试步骤系以中 方区块为范围,以小方区块为标的,对于该中方区 块之每一列以及每一行而决定其近似性。 11.如申请专利范围第10项之预先分割方法,其中该 中方区块之列以及行之8种情形包括:(1)当第一列 、第二列、第一行、第二行皆不近似,则决定分割 为4块小方区块;(2)当第一列、第一行、第二行皆 不近似,而第二列近似,则决定分割为上侧2个小方 区块,而下侧一4x8区块;(3)当第二列、第一行、第 二行皆不近似,而第一列近似,则决定分割为下侧2 个小方区块,而上侧一4x8区块;(4)当第一列、第二 列皆近似,而第一行、第二行皆不近似,则决定分 割为上侧与下侧各为4x8区块;(5)当第一列、第二列 、第一行皆不近似,而第二行近似,则决定分割为 左侧2个小方区块,而右侧一8x4区块;(6)当第一列、 第二列、第二行皆不近似,而第一行近似,则决定 分割为右侧2个小方区块,而左侧一8x4区块;(7)当第 一列、第二列皆不近似,而第一行、第二行皆近似 ,则决定分割为左侧与右侧各为8x4区块;(8)否则,皆 决定合并为一8x8中方区块。 12.如申请专利范围第3项之预先分割方法,其中该 中方区块近似决定步骤之近似性测试步骤系以16x 16巨集区块为范围,以8x8中方区块为标的,对于该巨 集区块之每一列以及每一行而决定其近似性。 13.如申请专利范围第12项之预先分割方法,其中当 小方块近似决定步骤执行之后,若且唯若该16x16巨 集区块范围内决定分割为四个8x8中方区块时,则以 16x16巨集区块为范围,以该范围内之四个8x8中方区 块为标的,对于该巨集区块之每一列以及每一行而 决定其近似性,包括:(1)当第一列、第二列、第一 行、第二行皆不近似,则决定分割为4块中方区块;( 2)当第一列、第一行、第二行皆不近似,而第二列 近似,则决定分割为上侧2个中方区块,而下侧一8x16 区块;(3)当第二列、第一行、第二行皆不近似,而 第一列近似,则决定分割为下侧2个中方区块,而上 侧一8x16区块;(4)当第一列、第二列皆近似,而第一 行、第二行皆不近似,则决定分割为上侧与下侧各 为8x16区块;(5)当第一列、第二列、第一行皆不近 似,而第二行近似,则决定分割为左侧2个中方区块, 而右侧一16x8区块;(6)当第一列、第二列、第二行 皆不近似,而第一行近似,则决定分割为右侧2个中 方区块,而左侧一16x8区块;(7)当第一列、第二列皆 不近似,而第一行、第二行皆近似,则决定分割为 左侧与右侧各为16x8区块;(8)否则,皆决定合并为一 16x16巨集区块。 14.一种先进视频编码之预先处理之方法,包含以下 步骤: 标的区块分割步骤,将16x16巨集区块先分割为四块8 x8中方区块,将每块中区块分割为四块4x4小方区块, 该些小方区块以及中方区块系自左上、右上、左 下、右下依序为第一标的区块、第二标的区块、 第三标的区块、以及第四标的区块; 根据取样亮度値,计算每个小方区块之像素平均値 (第一数値)以及一该每个小方区块之平均变异値( 第二数値); 第一合并步骤,用以比较相邻之小方区块,该步骤 系以中方区块为范围,以小方区块为标的,执行一 近似决定程序,该程序决定一近似条件,当相邻标 的区块之第一数値差之绝对値小于一第一预设値 且相邻标的区块之第二数値差的绝对値小于一第 二预设値时,则近似测试条件为真,否则为假,其中: 根据每一列以及每一行之近似测试条件而决定是 否将个别列以及个别行合并; 一第二合并步骤,若且为若当第一合并步骤对于该 巨集区块之决定结果为四块中方区块,则以巨集区 块为范围,以中方区块为标的,执行近似决定程序, 其中:根据每一列以及每一行之近似测试条件而决 定是否将个别列以及个别行合并;以及 对于该些区块执行编码。 15.一种先进视频编码之内插码编码模式选择方法, 该方法对于16x16巨集区块提供所执行之可能预测 模式,该方法包含: 分割出一标的巨集区块之上缘与左缘之小方区块, 以及该些小方区块与相邻巨集区块之相邻小方区 块; 对于上述小方区块,计算平均値以及均方平均差値 ; 对于相邻巨集区块间之相邻小方区块执行近似测 试步骤,并以最上列以及最左行为标的,总和该近 似性; 其中: 当最上列近似性总和等于最左行近似性总和时,以 先进视频编码对于巨集区块之内插码编码中之模 式4执行; 当最上列近似性总和大于最左行近似性总和时,以 先进视频编码对于巨集区块之内插码编码中之模 式0执行; 当最上列近似性总和小于最左行近似性总和时,以 先进视频编码对于巨集区块之内插码编码中之模 式1执行。 16.一种先进视频编码之内插码编码模式选择方法, 该方法对于16x16巨集区块提供所执行之可能预测 模式,该方法包含: 分割出一标的巨集区块之最上列以及最左列共七 个4x4小方区块,其中上列四个4x4小方区块称为上小 方区块列,左列四个4x4小区块称为下小方区块列; 分割出该标的巨集区块的上邻巨集区块之最下列 共4个4x4小方区块称为上邻列区块,以及分割出该 标的巨集区块之左邻巨集区块之最右列共四个4x4 小方区块称为右邻行区块; 根据像素値,而计算每个小方区块中每个像素平均 値(第一数値)以及一每个像素値平方平均値减去 像素平均値后之绝对値(第二数値); 近似测试步骤,系对于标的区块的上小方区块列中 之每一个小方区块与上邻列区块中与每个该小方 区块相邻之小方区块相关联而成为跨巨集区块之 相邻小方区块,对于该跨巨集区块之相邻小方区块 执行近似条件程序,该程序系在当跨巨集区块之相 邻小方区块之第一数値差之绝对値小于一第一预 设値且跨巨集区块之相邻小方区块之第二数値差 的绝对値小于一第二预设値时,则相邻区块近似测 试条件为1,否则为0; 将跨巨集区块之相邻小方区块于列方向之测试条 件相加而得列近似加权値; 将跨巨集区块之相邻小方区块于行方向之测试条 件相加而得行近似加权値; 其中: 当列近似加权値等于行近似加权値时,以先进视频 编码对于巨集区块之内插码编码中之模式4执行; 当列近似加权値大于行近似加权値时,以先进视频 编码对于巨集区块之内插码编码中之模式0执行; 当列近似加权値小于行近似加权値时,以先进视频 编码对于巨集区块之内插码编码中之模式1执行。 17.一种提升视频编码之内插码编码模式选择方法, 该方法对于4x4小方区块提供运算以减少计算时间, 该方法包含: 分割出一标的巨集区块之上缘与左缘之小方区块 而为边界小方区块,并分割出该标的巨集区块内其 他的小方区块,为非边界小方区块; 对于该边界小方区块以及非边界小方区块,计算平 均値以及均方平均差値;对于该边界小方区块,执 行完整模式测试步骤,以绝对误差总和之最小値为 最佳边界小方区块; 对于非边界小方区块,执行该小方区块与左邻小方 区块的一左邻近似性测试以及该小方区块与上邻 小方区块的一上邻近似性测试,其中:当该非边界 小方区块之左邻以及上邻小方区块皆不具近似性, 则以先进视频编码对于小方区块之内插码编码中 之模式2执行预测;当该非边界小方区块之左邻小 方区块不具近似性且上邻小方区块具有近似性,则 以先进视频编码对于小方区块之内插码编码中之 模式0、3、7执行预测;当该非边界小方区块之左邻 小方区块具近似性且上邻小方区块不具有近似性, 则以先进视频编码对于小方区块之内插码编码中 之模式1、8执行预测;当该非边界小方区块之左邻 以及上邻小方区块皆具近似性,则以先进视频编码 对于小方区块之内插码编码中之模式4、5、6执行 预测。 18.一种提升视频编码之内插码编码模式选择方法, 该方法对于4x4之小区块提供运算以减少计算时间, 该方法包含: 分割出一标的巨集区块之最上列以及最左列共七 个4x4小方区块,称为边界小方区块,其中上列四个4x 4小方区块称为上子区块列,左列四个4x4小方区块 称为侧子区块列; 根据像素値,而计算每个小方区块中每个像素平均 値(第一数値)以及一每个像素値平方平均値减去 像素平均値后之绝对値(第二数値); 完整模式测试步骤,对于该边界小方区块,执行先 进视频编码对于4x4小方区块之完整9个模式,以藉 由绝对误差总和,分别得到每个该边界小区块之最 佳取样亮度; 对于非边界小方区块,执行该小方区块与左邻小方 区块的一左邻近似性测试以及该小方区块与上邻 小方区块的一上邻近似性测试,其中:当该非边界 小方区块之左邻以及上邻小方区块皆不具近似性, 则以先进视频编码对于小方区块之内插码编码中 之模式2执行预测;当该非边界小方区块之左邻小 方区块不具近似性且上邻小方区块具有近似性,则 以先进视频编码对于小方区块之内插码编码中之 模式0、3、7执行预测;当该非边界小方区块之左邻 小方区块具近似性且上邻小方区块不具有近似性, 则以先进视频编码对于小方区块之内插码编码中 之模式1、8执行预测;当该非边界小方区块之左邻 以及上邻小方区块皆具近似性,则以先进视频编码 对于小方区块之内插码编码中之模式4、5、6执行 预测。 图式简单说明: 图1a至图1j系对于先进视频编码之说明例; 图2系根据本发明实施例之预先分割方法之流程图 ; 图3系根据本发明实施例之预先分割方法之近似性 测试示意图; 图4a以及图4b系根据本发明实施例之预先分割方法 之说明例图; 图5a以及图5b系根据本发明实施例之预先分割方法 之说明例图; 图6系根据本发明实施例之16x16内插码编码方法之 示意图; 图7系根据本发明实施例之4x4内插码编码方法之示 意图; 图8系根据本发明实施例之预先分割方法所得初步 之预先分割图;以及 图9中系为将图8结果经由位元率-失真比最佳化后 运算后之最后结果图。
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