一种用于视频编码的帧内预测方法

摘要

一种用于视频编码的帧内预测方法涉及计算机数字视频编码技术领域，其视频编码是通过摄像机得到原始视频流作为输入，通过视频采集卡进入计算机，并采用JVT提供的视频编码技术，由计算机进行处理与运算。本发明是基于空间预测的帧内预测模式编码图像的方法，着重定义了利用相邻块中已解码像素的样值来计算DC预测模式的运算规则；并主要根据其上、右上、左、左上和左下块是否可用来重新定义DC模式。具体编码中，多种预测模式可以被重新组合，并按编码的需要对这些模式做重新的模式排序。本发明的方法与JVT标准相比，在不增加任何计算复杂度的情况下提了视频编码质量，也可适当的选取某些模式，在不降低任何图像编码性能的基础上减少编码的计算复杂度。

主权项

1.一种用于视频编码的帧内预测方法，其视频编码是通过视频摄像机得到原始视频流作为输入，通过视频采集卡后变成视频数据流进入计算机，并采用JVT提供的视频编码技术，由计算机进行处理与运算，其方法步骤为：计算机系统接受采集卡处理好的原始视频流，然后读出接收到的视频序列的一幅图像，并将该图像的像素样值按从左至右，从上到下的顺序分成16×16的宏块；从计算机存储器读取到的宏块被送到帧内预测模块，在具体编码时，规定了图像内基本处理块的预测方式，如果是采用帧间预测，按相应的算法计算当前块的运动向量，得到其预测值；否则采用帧内预测，利用当前块的相邻的已重构的像素按相应的帧内预测技术做预测，然后按JVT标准的方法对预测残差进行变换以去除变换块内的空间相关性，再进行量化；接着，使用JVT技术的变长编码或算术编码对量化变换系数信息进行编码，直到本图像编码完成为止，最后输出本图像编码比特流；读取接收到的序列中的下一幅图像，以此类推直至所有图像均编码完成为止；在JVT标准提供的5.0版本视频编码标准的帧内预测技术中，亮度或色度样值的预测采用的是基于p×q块的预测结构，其中p表示块的列数，q表示块的行数，它是利用该p×q块上、右上、左、左上和左下边已经重构的像素样值，按照某些预测模式及其计算规则来预测当前块的像素样值，其中，i＝0，1，…，2q-1，表示像素行坐标，j＝0，1，…，2p-1，表示像素列坐标，ti表示当前块左边一列第i行像素样值，sj表示当前块上边一行第j列像素样值，aij表示当前块第i行j列的像素样值；其中，1).在处理亮度样值时，JVT标准定义当块为4×4块、4×8块、8×4块和8×8块时，即p＝4或p＝8时，q＝4或q＝8时，采用9种预测模式，这些预测模式和顺序为：模式0：垂直预测模式1：水平预测模式2：DC预测模式3：45度方向预测模式4：135度方向预测模式5：112.5度方向预测模式6：157.5度方向预测模式7：67.5度方向预测模式8：22.5度方向预测其中，除了DC预测模式，剩余的8种预测模式称为方向预测模式；2).在处理亮度样值时，JVT标准还定义p＝q＝16时采用4种预测模式，这些预测模式为和顺序为：模式0：垂直预测模式1：水平预测模式2：DC预测模式3：平板预测3).在处理色度样值时，JVT标准定义8×8块的4种预测模式和顺序为：模式0：DC预测模式1：水平预测模式2：垂直预测模式3：平板预测本发明的特征在于，从计算机存储器读取宏块数据后进入帧内预测模块，所述对每个选择帧内预测的16×16宏块中的像素样值进行预测由以下步骤顺次组成：(1).取一个16×16宏块为当前预测宏块；(2).将该宏块按从左至右，从上到下的顺序分成p×q，p表示块的列数，可等于4，8，或16，q表示块的行数，可等于4，8，或16；(3).取一个p×q块为当前块；(4).预测当前块p×q的像素亮度或色度样值；(5).取下一个p×q块作为当前块，重复第(3)至(5)步的过程，直到该宏块预测完毕为止；其中，在进行当前块p×q的像素亮度或色度样值预测时，其中的DC预测模式方法的主要特征为：当前块是利用相邻块(U，L，UR，UL，DL)中已解码像素的样值来计算其DC预测模式的，其中，定义符号C表示当前块，符号U表示与当前块相邻的上块，符号L表示与当前块相邻的左块，符号UL表示与当前块相邻的左上块，符号UR表示与当前块相邻的右上块，符号DL表示当前块表示与当前块相邻的左下块；1).与当前块相邻的上、右上、左、左上和左下块均可用时，定义DC预测模式下当前块所有像素预测值可用近似JVT标准的8个预测方向的方法求取，但与这8个预测方向的的滤波方法不同；2).与当前块相邻的上面块可用时，定义DC预测模式下当前块所有像素预测值可用近似JVT标准的8个预测方向的方法求取，但与这8个预测方向的滤波方法不同；3).与当前块相邻的左面块可用时，定义DC预测模式下当前块所有像素预测值可用近似JVT标准的8个预测方向的方法求取，但与这8个预测方向的滤波方法不同；4).与当前块相邻的上、左面块均不可用时，定义DC预测模式下当前块所有像素预测值为128。