CN101895757A - 预测残差块的重排序、逆重排序方法及系统 - Google Patents
预测残差块的重排序、逆重排序方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101895757A CN101895757A CN 201010232113 CN201010232113A CN101895757A CN 101895757 A CN101895757 A CN 101895757A CN 201010232113 CN201010232113 CN 201010232113 CN 201010232113 A CN201010232113 A CN 201010232113A CN 101895757 A CN101895757 A CN 101895757A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reordering
- residual
- residual block
- inverse
- reverse
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 130
- 208000037170 Delayed Emergence from Anesthesia Diseases 0.000 title claims abstract description 60
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract description 23
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 19
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000005070 sampling Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 241000208818 Helianthus Species 0.000 description 1
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种预测残差块的重排序、逆重排序方法及系统。该方法包括：根据统计得到的预测残差块的幅度分布，设置预测残差块的排序方法，并且所有可能的预测残差块的排序方法为两种或两种以上；根据残差块的排序方法，在对残差块进行变换之前，对残差块内的残差值进行重排序。本发明通过在空域对残差块内的残差采样值进行重排序，使得不同模式的残差统计特性近似相同，从而可以仅使用少量的变换函数实现与模式相关变换近似的性能，同时降低了编解码器的存储复杂度。
Description
技术领域
本发明涉及一种视频编码方法，特别涉及一种预测残差块的重排序、逆重排序方法及系统。
背景技术
新一代的视频编码标准H.264/AVC在已有的视频编码标准的框架之下，实现了编码效率的大幅度提高，成为今后视频信息压缩格式的主流标准。
在视频编码器中，视频数据首先被划分为若干个16×16大小的块，其中每一个16×16大小的块被称为宏块(Macroblock)，视频编码的过程以宏块(Macroblock)为单位进行。在编码器编码一个宏块的过程当中，会进一步将宏块划分为多个更小的单元，比如16个4×4的块，如图1所示，或者4个8×8的块等。以H.264/AVC中4×4块的帧内编码为例，如图2所示，编码器首先利用每个4×4块周围的像素(A～L，Q，图2左)根据某个预测方向(图2右)生成一个4×4大小的预测块(Predicted block)，然后将4×4块与这个预测块逐个像素求差值，得到一个4×4大小的残差块(Residual block)，残差块中的16个元素称之为残差采样(Residual sample)值。由于不同的预测方向对应的残差的统计特性有所不同，近年来，有研究者提出模式相关的方向变换，即对不同的预测方向，采用不同的变换函数，在此基础之上，又有研究者进一步提出率失真最优变换，即每个预测方向有若干个待选的变换函数，在编码过程中，编码器会针对每个残差块分别选择对应的性能最优的变换函数。这些方法显著地提高了H.264/AVC帧内编码的性能，但同时也提高了编码器和解码器的复杂度，一个主要的方面就是变换函数数量的显著增加导致更高的编解码器的存储复杂度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种预测残差块的重排序、逆重排序方法及系统，以降低了编解码器的存储复杂度。
第一方面，本发明公开了一种视频编码过程中的预测残差块的重排序方法，包括：根据统计得到的预测残差块的幅度分布，设置预测残差块的重排序方法，并且所有可能的预测残差块的重排序方法为两种或两种以上；根据设置重排序方法步骤中得到的残差块的重排序方法，在对残差块进行变换之前，对残差块内的残差值进行重排序。
第二方面，本发明公开了一种视频编码过程中的预测残差块的重排序系统，包括：设置重排序方法模块和重排序模块。其中，设置重排序方法模块，用于根据统计得到的预测残差块的幅度分布，设置预测残差块的重排序方法，并且所有可能的预测残差块的重排序方法为两种或两种以上；重排序模块，用于根据设置重排序方法步骤中得到的残差块的重排序方法，在对残差块进行变换之前，对残差块内的残差值进行重排序。
第三方面，本发明公开了一种视频编码的重构过程中的预测残差块的逆重排序方法，包括：根据编码过程中所选用的重排序方法，设置重构过程中的逆重排序方法；对反变换之后得到的残差块中的残差值进行逆重排序，使之恢复重排序之前的排列顺序，逆重排序的方法为设置重排序方法步骤中得到的逆重排序方法。
第四方面，本发明公开了一种视频编码的重构过程中的预测残差块的逆重排序系统，包括：设置逆重排序方法模块和逆重排序模块，其中，设置逆重排序方法模块，用于根据编码过程中所选用的重排序方法，设置重构过程中的逆重排序方法；逆重排序模块，用于对反变换之后得到的残差块中的残差值进行逆重排序，使之恢复重排序之前的排列顺序，逆重排序的方法为设置重排序方法模块中得到的逆重排序方法。
第五方面，本发明公开了一种视频解码中预测残差块的逆重排序方法，包括：根据解码得到的信息，设置残差块内残差值的逆重排序方法；在解码过程中，对反变换之后得到的残差块中的残差值进行逆重排序，逆重排序的方法由设置逆重排序方法步骤得到。
第六方面，本发明公开了一种视频解码中预测残差块的逆重排序系统，包括：设置逆重排序方法模块和逆重排序模块。其中，设置逆重排序方法模块用于根据解码得到的信息，设置残差块内残差值的逆重排序方法；逆重排序模块用于在解码过程中，对反变换之后得到的残差块中的残差值进行逆重排序，逆重排序的方法由设置逆重排序方法模块得到。
相对于现有技术而言，本发明通过在空域对残差块内的残差采样值进行重排序，使得不同模式的残差统计特性近似相同，从而可以仅使用少量的变换函数实现与模式相关变换近似的性能，同时降低了编解码器的存储复杂度。
附图说明
图1是本发明一种视频编码中预测残差的重排序方法实施例的步骤流程图；
图2是将单个宏块划分为16个4×4的块的示意图。
图3是H.264/AVC中4×4块的帧内预测示意图。
图4是H.264/AVC中4×4块的帧内预测模式0和帧内预测模式1的残差幅值分布示意图。
图5是经过重排序后，H.264/AVC中4×4块的帧内预测模式0和帧内预测模式1的残差幅值分布示意图。
图6是H.264/AVC中4×4块的9个帧内预测模式的一种重排序方法的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图3，图3为本发明一种视频编码中预测残差的重排序方法实施例的步骤流程图，包括如下步骤：设置重排序方法步骤110，根据统计得到的预测残差块的幅度分布，设置预测残差块的重排序方法，并且所有可能的预测残差块的重排序方法为两种或两种以上；重排序步骤120，根据设置重排序方法步骤中得到的残差块的重排序方法，在对残差块进行变换之前，对残差块内的残差值进行重排序。
上述实施例通过在空域对残差块内的残差采样值进行重排序，使得不同模式的残差统计特性近似相同，从而可以仅使用少量的变换函数实现与模式相关变换近似的性能，同时降低了编解码器的存储复杂度。
上述实施例中，首先对各个模式下的残差的幅度分布进行统计，以H.264/AVC中4×4块的帧内预测模式0和帧内预测模式1为例，如图4所示，可以看出：模式0的残差呈现水平方向幅值相近，垂直方向幅值由上到下增大的统计特征，而模式1的残差呈现垂直方向幅值相近，水平方向幅值由左到右增大的统计特征。为了使预测模式0和帧内预测模式1的残差的分布特性近似相同，通过对预测模式0进行水平方向的逐行扫描，预测模式1进行垂直方向的逐行扫描，得到图5所示的重排序后的残差块的幅度值的分布特性，可以看出：通过重排序，预测模式0和帧内预测模式1的残差的分布特性都呈现水平方向幅值相近，垂直方向幅值由上到下增大的统计特征。
类似地，对其余的帧内模式的残差也按照统计特性近似相同的目标进行重排序，使得不同帧内模式的残差的统计特性近似相同。然后记录各个帧内模式下经过重排序后的残差块，训练一组变换函数用于编码和解码过程中的变换和反变换。图6为H.264/AVC中9个帧内预测模式的一种重排序方法的示意图。在帧内编码过程中，对宏块中的每个块，首先进行帧内预测，然后根据帧内预测模式选定重排序的方法对残差进行重排序，随后进行变换，量化，熵编码等运算；在解码以及重建过程中，根据帧内预测模式，对反变换后的残差块进行逆重排序，然后再对逆重排序后的残差块进行像素重建等运算。
编码过程：
以宏块的形式提供视频数据，将视频中的一帧(称为本帧)划分为宏块，然后将宏块划分为多个图像块，(图1即为将单个宏块划分为块的示意图)并按照以下步骤循环地对当前帧每个块进行编码；
根据当前帧内预测模式，利用当前块周围已经重建的像素值生成预测块，并计算预测块和图像块之间的差值，即残差块；
根据当前帧内预测模式，按照图5中所示的排序顺序，选定对应的重排序方法对残差块进行重排序；
根据步骤(三)中得到的重排序后的残差块，进行量化，变换，熵编码
重复上述步骤，继续下一帧的编码，直到视频最后一帧处理完毕。
按照本发明的一个具体实施方式，本发明所提出的方法可以直接应用在KTA参考软件中的帧内编码过程中。
表1和表2列出了本发明与已有的方法已有方法在KTA参考软件上的性能差异，其中分辨率分别为720p(1280×720)和1080p(1920×1080)，全部宏块采用帧内编码。实验表明，本发明能够保持和已有方法一致的性能，同时变换矩阵的数量大大减少，即存储复杂度降低。这里的已有方法是指“|Y.Ye and M.Karczewicz，“Improved h.264 intra coding based on bi-directional intra prediction，directional transform，and adaptive coefficient scanning，”Proceedings ofthe 2008 IEEE International Conference on Image Processing(ICIP)，pp.2116-2119，Oct.2008”中记载的方法。
表1本发明与已有方法的性能差异
| BD-YPSNR | BD-Rate |
| Rush_Hour(1080p) | -0.028 | 0.951 |
| Station2(1080p) | 0.009 | -0.260 |
| Sunflower(1080p) | -0.062 | 1.528 |
| Tennis(1080p) | 0.006 | -0.193 |
| Tractor(1080p) | -0.021 | 0.426 |
| BigShips(720p) | 0.023 | -0.484 |
| Night(720p) | 0.059 | -0.921 |
| Sailormen(720p) | 0.013 | -0.348 |
| City(720p) | 0.053 | -0.749 |
| Crew(720p) | 0.014 | -0.210 |
| Harbour(720p) | 0.003 | -0.026 |
| 平均 | 0.006 | -0.026 |
表2本发明与已有方法的所用到的变换矩阵的数量
| 帧内预测模式 | 已有方法 | 本发明方法 |
| I4MB | 18 | 3 |
| I8MB | 18 | 3 |
| I16MB | 8 | 3 |
虽然本发明是在KTA参考软件的帧内编码中，但可以它同样适用于其他的编解码平台，如H.264/AVC，VC-1，AVS等。本发明也同样适用于P帧和B帧的帧内编码模块。
上述系统实施例与方法实施例的原理相同，相关之处参考系统实施例即可，在此不再赘述。
以上对本发明所提供的一种预测残差块的重排序、逆排序、逆重排序方法及系统进行详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种视频编码过程中的预测残差块的重排序方法，其特征在于，包括：
设置重排序方法步骤，根据统计得到的预测残差块的幅度分布，设置预测残差块的重排序方法，并且所有可能的预测残差块的重排序方法为两种或两种以上；
重排序步骤，根据设置重排序方法步骤中得到的残差块的重排序方法，在对残差块进行变换之前，对残差块内的残差值进行重排序。
2.一种视频编码过程中的预测残差块的重排序系统，其特征在于，包括：
设置重排序方法模块，用于根据统计得到的预测残差块的幅度分布，设置预测残差块的重排序方法，并且所有可能的预测残差块的重排序方法为两种或两种以上；
重排序模块，用于根据设置重排序方法步骤中得到的残差块的重排序方法，在对残差块进行变换之前，对残差块内的残差值进行重排序。
3.一种视频编码的重构过程中的预测残差块的逆重排序方法，其特征在于，包括：
设置逆重排序方法步骤，根据编码过程中所选用的重排序方法，设置重构过程中的逆重排序方法；
逆重排序步骤，对反变换之后得到的残差块中的残差值进行逆重排序，使之恢复重排序之前的排列顺序，逆重排序的方法为设置重排序方法步骤中得到的逆重排序方法。
4.一种视频编码的重构过程中的预测残差块的逆重排序系统，其特征在于，包括：
设置逆重排序方法模块，用于根据编码过程中所选用的重排序方法，设置重构过程中的逆重排序方法；
逆重排序模块，用于对反变换之后得到的残差块中的残差值进行逆重排序，使之恢复重排序之前的排列顺序，逆重排序的方法为设置重排序方法模块中得到的逆重排序方法。
5.一种视频解码中预测残差块的逆重排序方法，其特征在于，包括：
设置逆重排序方法步骤，根据解码得到的信息，设置残差块内残差值的逆重排序方法；
逆重排序步骤，在解码过程中，对反变换之后得到的残差块中的残差值进行逆重排序，逆重排序的方法由设置逆重排序方法步骤得到。
6.一种视频解码中预测残差块的逆重排序系统，其特征在于，包括：
设置逆重排序方法模块，用于根据解码得到的信息，设置残差块内残差值的逆重排序方法；
逆重排序模块，用于在解码过程中，对反变换之后得到的残差块中的残差值进行逆重排序，逆重排序的方法由设置逆重排序方法模块得到。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010232113 CN101895757A (zh) | 2010-07-15 | 2010-07-15 | 预测残差块的重排序、逆重排序方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010232113 CN101895757A (zh) | 2010-07-15 | 2010-07-15 | 预测残差块的重排序、逆重排序方法及系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101895757A true CN101895757A (zh) | 2010-11-24 |
Family
ID=43104801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201010232113 Pending CN101895757A (zh) | 2010-07-15 | 2010-07-15 | 预测残差块的重排序、逆重排序方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101895757A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107071431A (zh) * | 2011-01-11 | 2017-08-18 | 索尼公司 | 图像处理设备和方法 |
| WO2023039856A1 (zh) * | 2021-09-17 | 2023-03-23 | Oppo广东移动通信有限公司 | 一种视频解码、编码方法及设备、存储介质 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1489391A (zh) * | 2002-10-09 | 2004-04-14 | 中国科学院计算技术研究所 | 用于视频编码的新型空间预测方法及其装置 |
| US20080192825A1 (en) * | 2007-02-14 | 2008-08-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Video encoding method and apparatus and video decoding method and apparatus using residual resizing |
| CN101682752A (zh) * | 2007-04-06 | 2010-03-24 | 三星电子株式会社 | 使用残差块的修改对图像编码和解码的方法和设备 |
| CN101743751A (zh) * | 2007-06-15 | 2010-06-16 | 高通股份有限公司 | 视帧内预测模式而定的残差块的自适应变换 |
-
2010
- 2010-07-15 CN CN 201010232113 patent/CN101895757A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1489391A (zh) * | 2002-10-09 | 2004-04-14 | 中国科学院计算技术研究所 | 用于视频编码的新型空间预测方法及其装置 |
| US20080192825A1 (en) * | 2007-02-14 | 2008-08-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Video encoding method and apparatus and video decoding method and apparatus using residual resizing |
| CN101682752A (zh) * | 2007-04-06 | 2010-03-24 | 三星电子株式会社 | 使用残差块的修改对图像编码和解码的方法和设备 |
| CN101743751A (zh) * | 2007-06-15 | 2010-06-16 | 高通股份有限公司 | 视帧内预测模式而定的残差块的自适应变换 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107071431A (zh) * | 2011-01-11 | 2017-08-18 | 索尼公司 | 图像处理设备和方法 |
| WO2023039856A1 (zh) * | 2021-09-17 | 2023-03-23 | Oppo广东移动通信有限公司 | 一种视频解码、编码方法及设备、存储介质 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101895756B (zh) | 视频图像块的编码、解码、重构方法及系统 | |
| CN103220528B (zh) | 通过使用大型变换单元编码和解码图像的方法和设备 | |
| JP5832646B2 (ja) | ビデオ復号化方法及びビデオ復号化装置 | |
| JP6389264B2 (ja) | エンコーディング方法及び装置並びにデコーディング方法及び装置 | |
| JP6004407B2 (ja) | ビデオ復号方法及びビデオデコーダ | |
| CN109792521A (zh) | 用于对图像进行编码/解码的方法和设备以及存储比特流的记录介质 | |
| CN102196256B (zh) | 一种视频编码方法及装置 | |
| CN103636203A (zh) | 内部预测模式编码的方法及装置 | |
| CN107105261A (zh) | 对帧内预测模式进行解码的方法 | |
| CN103250412A (zh) | 用于率失真优化的图像编码/解码方法和用于执行该方法的装置 | |
| CN106028038A (zh) | 用于解码图像的设备 | |
| CN104509112A (zh) | 视频编码方法、视频解码方法和使用其的装置 | |
| CN109905707A (zh) | 清除解块人为噪声的方法 | |
| CN108322745A (zh) | 一种基于不可分二次变换模式的帧内快速选择方法 | |
| CN1589023A (zh) | 一种基于上下文的多码表变长编解码方法及编解码装置 | |
| CN104038764A (zh) | 一种h.264到h.265的视频转码方法及转码器 | |
| CN105306957A (zh) | 自适应环路滤波方法和设备 | |
| CN1209928C (zh) | 一种基于预测块组的采用帧内预测的帧内编码帧编码方法 | |
| CN102196272A (zh) | 一种p帧编码方法及装置 | |
| CN104202605B (zh) | 一种通过降低分辨率预测高清图像编码单元cu的划分方式的方法及其实现装置 | |
| CN1268136C (zh) | 基于图像切片结构的帧场自适应编码方法 | |
| CN107343199B (zh) | 用于hevc中样点的快速自适应补偿方法 | |
| CN101895757A (zh) | 预测残差块的重排序、逆重排序方法及系统 | |
| CN102984522B (zh) | 一种亮度变换域帧内预测编解码方法和系统 | |
| CN103533351B (zh) | 一种多量化表的图像压缩方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20101124 |