[发明专利]混合视频编码标准中帧间预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合视频编码标准中帧间预测方法。

背景技术

随着人们对视频显示质量要求的提高，高清和超高清视频等新视频应用形式应运而生。在这种高分辨率高质量视频欣赏应用越来越广泛的情况下，如何增强视频压缩效率变得至关重要。

图像与视频在数字化过程中，产生了大量的数据冗余，这使得视频压缩技术成为了可能。一般而言，冗余类型至少包括空间冗余、时间冗余、信息熵冗余。对于时间冗余的消除，一般采用基于预测的方法，即帧间预测编码。其基本思想是从已编码的相邻帧中找到当前块最匹配的块，只需将残差和与运动矢量传给解码端即可，有效的降低了视频编码中的时域冗余。

然而对于包含有亮度变化的序列，普通的帧间预测技术尤其是单向预测技术不能进行有效地帧间预测，使得编码效率受到限制。

为了改善帧间预测性能，H.264/MPEG4AVC和HEVC编码标准集成了加权预测工具。此标准中集成了两种加权预测模式：主要改善双向预测性能的隐式模式和主要补偿亮度的渐变效应的显式模式。对于显式模式，编码端会根据当前帧和参考帧对每一个参考帧计算加权预测参数，即加权因子和偏移。然后根据使用加权预测和未使用加权预测的参考帧相对于当前帧的失真判定当前帧是否使用加权预测。对于判定要使用加权预测的帧，会在帧头传输加权预测参数以便在解码端使用。隐式模式则不会传输加权预测参数，而是根据当前帧和每一个参考帧的时域距离在编解码端计算得到。

对于有全局均匀亮度变化的序列，当前帧从同一个参考帧进行预测时，使用一组加权预测参数就能够进行有效地帧间预测。然而对于有局部亮度变化的序列，这种方案将不再有效。为此，局部加权预测应运而生，正如N.M.M.Rodrigues,V.M.M.Silva and S.M.M.Faria,“Hierarchical motion compensation with spatial and luminance transformations”,ICIP,pp.518-521,Oct.2001即“对每一个块都要编码和传输加权预测参数，考虑到编码这些参数的负担，该方案可能不会导致显著的性能提高”和“P.Yin,A.M.Tourapis,and J.Boyce,“Localized weighted prediction for video coding,”in Proc.IEEE Int.Symp.Circuits and Systems,vol.5.May 2005,pp.4365–4368”即“使用当前块和其时域对应块的空域邻近块的均值差估计得到当前块和参考块的偏移来进行局部加权预测，并在帧头中引入一个标志位来避免由于错误的偏移估计引入性能下降。然而该方案只对有亮度变化的序列有性能提升”所提议的那样。

S.Jeong,and H.Park,“Offset Compensation Method for Skip Mode in Hybrid Video Coding,”IEEE Trans.Circuits Syst.Video Technol.,vol.24,no.10,pp.1825-1831,Oct.2014提出应用于H.264平台上的一个带偏移量的skip模式。该技术根据当前块和其时域对应块的空域邻近块的均值差估计得到当前块和参考块的偏移量，并将skip模式直接替换为带偏移量的skip模式。然而该技术有效的前提是采用skip模式的块和其邻近块有很强的相关性，估计得到的偏移量准确性很高。

为此，提供一个更加鲁棒的加权预测方案来提升帧间预测性能变得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是为了解决如何在现有的加权预测方案的中加强鲁棒性的问题，而提出一种混合视频编码标准中帧间预测方法。

步骤一：选定当前块，获取当前块的时域对应块作为当前块的预测块，选取当前块的空域邻近像素和时域对应块的空域邻近像素利用线性加权预测模型：y＝ax+b，求出当前块的加权预测参数：加权因子a和附加的偏移b；式中，y表示当前块的空域邻近像素，x表示时域对应块的空域邻近像素；

步骤二：根据步骤一求出的加权因子a和附加的偏移b，利用步骤一的线性加权预测模型对预测块中的预测像素值进行处理，使处理后预测块与当前块接近；

步骤三：利用步骤二获得的处理后的预测块进行帧间预测。

本发明的有益效果为：

本发明是通过建立加强鲁棒性能的加权预测方案，从而使帧间预测性能得到提升。