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CN110312130B - 基于三角模式的帧间预测、视频编码方法及设备 - Google Patents

基于三角模式的帧间预测、视频编码方法及设备 Download PDF

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CN110312130B CN201910556646.0A CN201910556646A CN110312130B CN 110312130 B CN110312130 B CN 110312130B CN 201910556646 A CN201910556646 A CN 201910556646A CN 110312130 B CN110312130 B CN 110312130B
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Abstract

本申请公开了一种基于三角模式的帧间预测、视频编码方法及设备，该方法包括获取当前编码块的第一运动矢量候选列表，第一运动矢量候选列表是非三角模式下为当前编码块构建的运动矢量候选列表；基于第一运动矢量候选列表构建第二运动矢量候选列表，第二运动矢量候选列表是三角模式下当前编码块的运动矢量候选列表，第二运动矢量候选列表中包括至少一个双向运动矢量；利用第二运动矢量候选列表选择当前编码块在三角模式下最佳的运动矢量组合。通过上述方式，本申请能够提高三角模式帧间预测时预测值的准确性。

Description

基于三角模式的帧间预测、视频编码方法及设备
技术领域
本申请涉及视频编解码技术领域，特别是涉及基于三角模式的帧间预测、视频编码方法及设备。
背景技术
因为视频图像的数据量比较大，通常需要将视频像素数据(RGB，YUV等)压缩成为视频码流，从而降低视频的数据量，实现降低传输过程中的网络带宽和减少存储空间的目的。
视频编码系统主要分为视频采集、预测、变换量化和熵编码几大部分，其中预测分为帧内预测和帧间预测两部分，分别是为了去除视频图像在空间和时间上的冗余。
帧间预测是利用时间上相邻帧像素点的亮度和色度信号值比较接近，具有强相关性的原理，如果直接用采样数来表示亮度和色度信息，数据中存在较多的时间冗余。如果先去除冗余数据再编码，表示每个像素点的平均比特数就会下降，即以减少时间冗余进行数据压缩。
帧间预测模式分为常规高级运动向量预测(Advanced Motion VectorPrediction，AMVP)模式、常规Merge模式、三角模式、HASH模式和仿射模式等几大类，这些模式都是利用帧与帧之间的相关性采用不同的预测方式来得到最终的预测值。本申请的发明人在长期的研发过程中，发现目前基于三角模式的帧间预测方法还存在不足，在一定程度上影响了三角模式帧间预测时预测值的准确性。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种基于三角模式的帧间预测、视频编码方法及设备，能够提高三角模式帧间预测时预测值的准确性。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种基于三角模式的帧间预测方法，该方法包括获取当前编码块的第一运动矢量候选列表，第一运动矢量候选列表是非三角模式下为当前编码块构建的运动矢量候选列表；基于第一运动矢量候选列表构建第二运动矢量候选列表，第二运动矢量候选列表是三角模式下当前编码块的运动矢量候选列表，第二运动矢量候选列表中包括至少一个双向运动矢量；利用第二运动矢量候选列表选择当前编码块在三角模式下最佳的运动矢量组合。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种基于三角模式的帧间预测方法，该方法包括获取当前编码块的第一运动矢量候选列表，第一运动矢量候选列表是非三角模式下为当前编码块构建的运动矢量候选列表；基于第一运动矢量候选列表构建第二运动矢量候选列表，第二运动矢量候选列表是三角模式下当前编码块的运动矢量候选列表，第二运动矢量候选列表中包括至少一个单向运动矢量，且单向运动矢量直接来自于第一运动矢量候选列表的单向运动矢量；利用第二运动矢量候选列表选择当前编码块在三角模式下最佳的运动矢量组合。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种基于三角模式的帧间预测方法，该方法包括获取当前编码块的第一运动矢量候选列表，第一运动矢量候选列表是非三角模式下为当前编码块构建的运动矢量候选列表；基于第一运动矢量候选列表构建第二运动矢量候选列表，第二运动矢量候选列表是三角模式下当前编码块的运动矢量候选列表，第二运动矢量候选列表中包括至少一个单向运动矢量，且单向运动矢量在第二运动矢量候选列表中的索引与在第一运动矢量候选列表中的索引不同；利用第二运动矢量候选列表选择当前编码块在三角模式下最佳的运动矢量组合。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种视频编码方法，该方法包括：获取当前编码块在三角模式下最佳的运动矢量组合，最佳的运动矢量组合是利用上述的帧间预测方法获取的；基于最佳的运动矢量组合对当前编码块进行编码。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种计算机设备包括处理器和存储器，处理器耦接存储器，存储器用于存储程序，处理器用于执行程序以实现上述的基于三角模式的帧间预测、视频编码方法。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种装置存储有程序，程序被执行时能够实现上述的基于三角模式的帧间预测、视频编码方法。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请通过将双向运动矢量信息添加到三角模式运动矢量候选列表中，然后采用任意运动矢量组合预测的方式获取当前编码块的预测值，能够提高预测值的准确性，进一步去除时间冗余，提升帧间编码的压缩率。
附图说明
图1是本申请实施方式中基于三角模式的帧间预测方法的流程示意图；
图2是本申请实施方式中三角分割方式的示意图；
图3是本申请实施方式中亮度预测块的示意图；
图4是本申请实施方式中色度预测块的示意图；
图5是本申请实施方式中亮度预测块的示意图；
图6是本申请实施方式中当前编码块的示意图；
图7是本申请实施方式中基于三角模式的帧间预测方法的流程示意图；
图8是本申请实施方式中基于三角模式的帧间预测方法的流程示意图；
图9是本申请实施方式中当前编码块与空域块的位置关系示意图；
图10是本申请实施方式中当前编码块与时域块的位置关系示意图；
图11是本申请实施方式中视频编码方法的流程示意图；
图12是本申请实施方式中计算机设备的结构示意图；
图13是本申请实施方式中具有存储功能的装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本申请进一步详细说明。
请参阅图1，图1是本申请实施方式中基于三角模式的帧间预测方法的流程示意图。在该实施方式中，基于三角模式的帧间预测方法包括如下步骤：
S110：获取当前编码块的第一运动矢量候选列表，第一运动矢量候选列表是非三角模式下为当前编码块构建的运动矢量候选列表。
帧间预测的三角模式(Triangle partition mode，TPM)是将当前编码块划分成两个均等的三角形块，每个三角形块分别从周边继承运动矢量信息，运动矢量(MotionVector，MV)信息包括运动矢量值、参考帧索引和预测方向，为了便于描述，下文中将MV信息简称为MV。每个三角形块具有各自的MV，其MV选自三角模式MV候选列表，且两个三角形块所选的MV不能相同。三角模式MV候选列表是基于其他非三角模式MV候选列表(即第一MV候选列表)构建的。
S120：基于第一运动矢量候选列表构建第二运动矢量候选列表，第二运动矢量候选列表是三角模式下当前编码块的运动矢量候选列表，第二运动矢量候选列表中包括至少一个双向运动矢量。
其中，每个运动矢量包括两个指向运动矢量，两个指向MV分别对应两个不同的参考帧，两个不同参考帧的预测方向可以相同也可以不同，如可以是前向参考帧和后向参考帧，也可以是两个不同的前向参考帧或两个不同的后向参考帧。当两个指向MV都有效时，该MV为双向MV；当一个指向MV有效，另一指向MV无效时，该MV为单向MV。
S130：利用第二运动矢量候选列表选择当前编码块在三角模式下最佳的运动矢量组合。
通过该实施方式的实施，将双向MV添加到三角模式MV候选列表中，然后采用任意MV组合预测的方式获取当前编码块的预测值，能够提高预测值的准确性，进一步去除时间冗余，提升帧间编码的压缩率。
在一实施方式中，利用第一运动矢量候选列表构建三角模式MV候选列表(即第二运动矢量候选列表)。第一MV候选列表包括单向MV和/或双向MV，单向MV包括一个有效指向MV和一个无效指向MV；如可以是有效前向MV和无效后向MV的组合，或有效后向MV和无效前向MV的组合两种。双向MV包括两个有效指向MV，如可以是有效前向MV和有效后向MV。可以将单向MV和/或双向MV按照任意顺序填入三角模式候选列表内，所得三角模式候选列表的数目设置为N，N的范围为N>＝6。
在一实施方式中，三角模式MV候选列表中包括至少一个第一双向运动矢量和/或第二双向运动矢量，第一双向运动矢量为直接来自于第一运动矢量候选列表的双向运动矢量，第二双向运动矢量为利用第一运动矢量候选列表中的单向运动矢量构造得到的双向运动矢量。
在利用第一MV候选列表构建三角模式MV候选列表时，可以直接将第一MV候选列表中的双向MV加入到三角模式MV候选列表中(即第一双向MV)，也可以利用第一MV候选列表中的单向MV来构造双向MV，将构造得到的双向MV加入到三角模式MV候选列表中(即第二双向MV)。其中，不规定双向MV的填充顺序，可以按照任意顺序填充，也不规定双向MV的填充个数，可以将原有的双向MV和构造的双向MV都加入到三角模式MV候选列表中，也可以只选取其中的一部分双向MV。
在一实施方式中，可以通过下面方式中的至少一种利用单向MV构造形成双向MV。
其中，构造得到的双向MV(即第二双向MV)包括第一指向运动矢量MV1和第二指向运动矢量MV2。
若第一指向运动矢量MV1为单向运动矢量的有效指向运动矢量MV1，则利用该有效指向运动矢量MV1构造出另外一个指向运动矢量(即第二指向运动矢量MV2)，具体构造公式为：
MV2＝(POC-POC2)/(POC-POC1)*MV1+offset (1)
若第二指向运动矢量MV2为单向运动矢量的有效指向运动矢量MV2，则利用该有效指向运动矢量MV2构造出另外一个指向运动矢量(即第一指向运动矢量MV1)，具体构造公式为：
MV1＝(POC-POC1)/(POC-POC2)*MV2+offset (2)
其中POC为当前帧的播放顺序，POC1为第一指向运动矢量MV1对应的第一参考帧的播放顺序，POC2为第二指向运动矢量MV2对应的第二参考帧的播放顺序，且POC1和POC2不同，offset为预设范围内的像素偏移。Offset的范围可以选取为[T1，T2]，但不限于这个范围，-16<＝T1<＝16,-16<＝T2<＝16,T1<＝T2，POC是picture order count(图像序列号)的缩写，用于标识图像的播放顺序。
在一具体实施例中，设当前帧POC＝8，offset＝(4，4)，第一指向参考帧列表L0＝{0，16}，第二指向参考帧列表L1＝{16，0}，当前帧一个单向MV中的有效指向运动矢量MV1为(x,y)，有效指向参考帧POC1＝0，另一指向运动矢量MV2是无效的，所以需要去构建另一指向MV2，因为POC2不能等于POC1，所以在L1中选取的参考帧POC2＝16，通过数学关系公式1可知另一指向MV2＝(-x+4，-y+4)，MV1和MV2构造成一个双向MV。
在一实施方式中，三角模式MV候选列表还可以包括至少一个来自于第一MV候选列表的单向运动矢量，且单向运动矢量在三角模式MV候选列表中的索引与在第一MV候选列表中的索引不同。在其他实施方式中，单向运动矢量在三角模式MV候选列表中的索引与在第一MV候选列表中的索引也可以相同，即不限定单向MV的填充顺序。其中，单向MV可以是直接来自于第一MV候选列表中的单向MV，即可以直接将第一MV候选列表中的单向MV加入到三角模式MV候选列表中；也可以是利用第一MV候选列表中的双向MV构造出来的。利用双向MV构造单向MV是指，选取双向MV中的任意一个指向MV作为单向MV的有效指向MV，并将单向MV的无效指向MV设定为0。同时不规定单向MV的填充个数。
在一实施方式中，构建好三角模式MV候选列表后，可利用三角模式MV候选列表选择当前编码块在三角模式下最佳的运动矢量组合。其中运动矢量组合的选取分为粗选阶段和细选阶段。
粗选阶段：
利用三角模式MV候选列表生成多个运动矢量组合，每个运动矢量组合包括三角分割方式、第一块运动矢量和第二块运动矢量，第一块运动矢量为第一预测单元的运动矢量，第二块运动矢量为第二预测单元的运动矢量，且第一块运动矢量与第二块运动矢量不同；第一预测单元为按照三角分割方式对当前编码块进行分割得到的两个三角形块中的一个，第二预测单元为采用三角分割方式对当前编码块进行分割得到的两个三角形块中的另一个。
请参阅图2，图2是本申请实施方式中三角分割方式的示意图。在该实施方式中，当前编码块为矩形块，有两种三角分割方式，如可以通过连接左上和右下端点的分割线将矩形块划分成两个三角形块(图2a所示)，也可以通过连接右上和左下端点的分割线将矩形块划分成两个三角形块(图2b所示)，两种三角分割方式也可以分别称为45度分割和135度分割。即分割形成第一预测单元(PU1)和第二预测单元(PU2)。
利用三角模式MV候选列表分别选取第一预测单元和第二预测单元对应的MV(即分别选取第一块MV和第二块MV)。三角模式MV候选列表中有N个MV，可以将候选列表中的N个MV都拿来使用，也可以只选择其中的部分来使用，如选择候选列表中的L个MV来使用，L小于等于N。因为第一块MV与第二块MV不能相同，所以会选取L*(L-1)种第一块MV与第二块MV的组合，再加上有两种三角分割方式，因此总共会有2*L*(L-1)种MV组合。
分别利用多个MV组合中的每一个MV组合计算对应的预测块。可先计算亮度预测块，获取亮度分量Rdcost代价最小的K个MV组合，再对这K个MV组合进行亮度对应色度分量的预测，预测方式和亮度相同。
请参阅图3，图3是本申请实施方式中亮度预测块的示意图。在该实施方式中，运动矢量组合对应的预测块包括分割区域、第一预测区域(P1)和第二预测区域(P2)；分割区域包括预测块的分割线以及分割线至少一侧的指定范围，分割线可以是上述两种分割方式中任意一种所用的分割线；第一预测区域为预测块中对应第一预测单元的区域去除分割区域的部分；第二预测区域为预测块中对应第二预测单元的区域去除分割区域的部分。
第一预测区域的预测值为利用第一块运动矢量对第一预测区域进行预测得到的，第二预测区域的预测值为利用第二块运动矢量对第二预测区域进行预测得到的，分割区域的预测值为利用滤波器对第一预测值和第二预测值进行插值得到的，第一预测值为利用第一块运动矢量对分割区域进行预测得到的，第二预测值为利用第二块运动矢量对分割区域进行预测得到的。
请结合参阅图3和图4，图4是本申请实施方式中色度预测块的示意图。该实施方式中，亮度滤波器可以为：{7/8,6/8,5/8,4/8,3/8,2/8,1/8}，色度滤波器可以为：{6/8,4/8,2/8}。以8x8的编码块为例，如图3和4所示，图中分割区域中每个小框代表一个分割线像素，像素越靠近哪个三角块，哪个权重就越大。一个编码块的亮度块中共有7条三角分割方向的分割线像素，色度块共有3条分割线像素。
其中，因为三角模式MV候选列表中包括单向MV和双向MV，因此，第一/第二块运动矢量可能为单向MV，也可能为双向MV。对应的预测块包括单向和双向预测出来的预测块。
若第一/第二块运动矢量为构造得到的双向MV，双向MV包括两个指向MV，第一/第二块运动矢量对应的预测值为利用两个指向MV进行预测得到的预测值的加权平均值，其中两个指向MV中由构造得到的那一个指向运动矢量的权重小于或等于0.5。若第一/第二块运动矢量为直接选自第一MV候选列表的双向MV，双向预测的预测权重可根据需要设置，如可以参照第一候选列表中的双向MV自身的权重设置，如直接采用第一候选列表中的双向MV自身的权重。
因为引进了双向预测产生的预测块，分割区域的预测值可能是通过两个单向MV对应的预测值插值得到，也可能是一个单向MV和一个双向对应的预测值插值得到，还可能是两个双向MV对应的预测值插值得到。对于以上不同的情况，可以采用不同的方法来处理：
(1)如果两个MV都是单向或是双向，直接采用现有技术的插值方式处理。
(2)如果两个MV一个是单向，一个是双向，可以添加其中的一个预测值的权重因子q来修正现有技术中的滤波器，q的取值范围为[0，1]，然后利用修正后的滤波器进行插值。即至少部分滤波器是经过修正的，以降低分割区域的预测值的计算过程中单向运动矢量的预测值的权重。如，可以是在单向预测的那部分乘以权重因子q，也可以是在双向预测的那部分除以权重因子q，也可以同时对双向和单向都进行修正。
请参阅图5，图5是本申请实施方式中亮度预测块的示意图。在一具体实施例中，设P1是单向MV获取到的预测值，P2是双向MV获取到的预测值，单向MV预测值的权重因子q＝0.4，滤波器为：亮度{7/8,6/8,5/8,4/8,3/8,2/8,1/8}，色度{6/8,4/8,2/8}，则修正后的滤波器为：{7*0.4/8,6*0.4/8,5*0.4/8,4*0.4/8,3*0.4/8,2*0.4/8,1*0.4/8}，色度{6*0.4/8,4*0.4/8,2*0.4/8}。然后利用修正后的滤波器进行插值。
利用对应的预测块计算运动矢量组合的第一率失真代价，选出第一率失真代价最小的K个运动矢量组合，K为大于或等于3的整数。
可使用低复杂度的SATD(Sum of Absolute Transformed Difference，即对残差进行哈德曼变换后的系数绝对和)代价获取失真(原始图像-预测图像)，来计算率失真代价Rdcost(Rate distortion Cost)，Rdcost代价计算的数学关系如下：
Rdcost＝D+λ*R (3)
其中D、R表示采用不同预测模式时的失真和比特数，λ为拉格朗日因子。
细选阶段：
利用K个运动矢量组合中的每一个对应的重建块计算运动矢量组合的第二率失真代价，第二率失真代价最小的运动矢量组合为最佳的运动矢量组合。即对粗选出来的K组运动矢量组合进行细选，首先根据运动矢量组合中的三角分割方式、第一块运动矢量和第二块运动矢量按照粗选阶段的方式获取当前编码块的预测值，然后得到残差，再然后对残差进行变换量化、反量化反变换得到重建值，最后采用复杂度较高的SSE(Sum of SquaredError，即差值的平方和)计算失真，来比较K组运动矢量组合的Rdcost代价，代价最小的组合即为最佳运动矢量组合。
当两个三角形的MV以及三角分割方式已经确定后，还需要确定分界线上像素的MV。利用最佳的运动矢量组合确定分割线的运动矢量，分割线为按照最佳的运动矢量组合中的三角分割方式对当前编码块进行分割得到的分割线。
请参阅图6，图6是本申请实施方式中当前编码块的示意图。该实施方式中，MV是以4*4的块为单位存储的。预测区域直接采用最佳的MV(第一块MV和第二块MV)组合，由于最佳MV组合中可能会存在双向MV，所以分割区域的分割线像素对应的运动矢量Bi分以下几种情况按照一定的规则获取，规则如下：
若第一块运动矢量和第二块运动矢量中的一个为单向运动矢量，另一个为双向运动矢量，单向运动矢量包括有效指向运动矢量，双向运动矢量包括两个指向运动矢量，在双向运动矢量中选择一个方向与有效指向运动矢量不同的指向运动矢量，并将选出的指向运动矢量与有效指向运动矢量组合作为分割线的运动矢量。
若第一块运动矢量和第二块运动矢量均为双向运动矢量，双向运动矢量包括两个指向运动矢量，分别在第一块运动矢量和第二块运动矢量中选择一个指向运动矢量组成分割线的运动矢量，分割线的运动矢量中的两个指向运动矢量方向不同。
如果第一块运动矢量和第二块运动矢量都是单向，直接采用现有技术的规则进行选取分界线像素的运动矢量。
在一具体实施例中，设最佳MV组合中第一块MV为单向MV，单向MV包括有效指向MV(MV0)，第二块MV为双向MV，双向MV包括第一指向MV(MV1)和第二指向MV(MV2)，第一指向MV的方向与有效指向MV的方向相同，则将MV0和MV2的组合作为三角形分割线像素的MV。
在另一具体实施例中，设最佳MV组合中第一块MV、第二块MV都为双向MV，第一块的双向MV包括第一指向MV(MV1)和第二指向MV(MV2)，第二块的双向MV包括第三指向MV(MV3)和第四指向MV(MV4)，第一指向MV的方向与第三指向MV的方向相同，第二指向MV的方向与第四指向MV的方向相同，所以可以将MV1和MV3的组合作为三角形边界像素的MV，也可以将MV2和MV4的组合作为三角形分割线像素的MV。
请参阅图7，图7是本申请实施方式中基于三角模式的帧间预测方法的流程示意图。在该实施方式中，基于三角模式的帧间预测方法包括如下步骤：
S710：获取当前编码块的第一运动矢量候选列表，第一运动矢量候选列表是非三角模式下为当前编码块构建的运动矢量候选列表。
S720：基于第一运动矢量候选列表构建第二运动矢量候选列表，第二运动矢量候选列表是三角模式下当前编码块的运动矢量候选列表，第二运动矢量候选列表中包括至少一个单向运动矢量，且单向运动矢量直接来自于第一运动矢量候选列表的单向运动矢量。
S730：利用第二运动矢量候选列表选择当前编码块在三角模式下最佳的运动矢量组合。
该实施方式中，利用第一MV候选列表构建三角模式MV候选列表时，只选择第一MV候选列表中的至少一个单向MV作为三角模式MV候选列表中的单向MV，而不需要利用第一MV候选列表中的双向MV来构造单向MV。同样地，不限定单向MV的填充顺序和个数，可以按照任意顺序填充。通过该实施方式的实施，简化了单向MV的选取规则，能够减少计算量，提高编码效率。
在一实施方式中，三角模式MV候选列表中还可以包括至少一个双向MV，该双向MV可以是直接来自于第一运动矢量候选列表的双向运动矢量，也可以是利用第一运动矢量候选列表中的单向运动矢量构造得到的双向运动矢量。具体选取方式、构造方法、填充方式请参阅上述实施方式的描述，在此不再赘述。
请参阅图8，图8是本申请实施方式中基于三角模式的帧间预测方法的流程示意图。在该实施方式中，基于三角模式的帧间预测方法包括如下步骤：
S810：获取当前编码块的第一运动矢量候选列表，第一运动矢量候选列表是非三角模式下为当前编码块构建的运动矢量候选列表。
S820：基于第一运动矢量候选列表构建第二运动矢量候选列表，第二运动矢量候选列表是三角模式下当前编码块的运动矢量候选列表，第二运动矢量候选列表中包括至少一个单向运动矢量，且单向运动矢量在第二运动矢量候选列表中的索引与在第一运动矢量候选列表中的索引不同。
S830：利用第二运动矢量候选列表选择当前编码块在三角模式下最佳的运动矢量组合。
该实施方式中，利用第一MV候选列表构建三角模式MV候选列表时，对单向MV的填充顺序不限定其顺序必须与第一MV候选列表中的顺序一致，能够简化单向MV的选取及填充规则，减少计算量，提高编码效率。
在一实施方式中，三角模式MV候选列表中的单向MV可以是直接来自于第一运动矢量候选列表的单向运动矢量，也可以是利用第一运动矢量候选列表中的双向运动矢量构造得到的单向运动矢量。具体选取方式、构造方法、填充方式请参阅上述实施方式的描述，在此不再赘述。
在一实施方式中，三角模式MV候选列表中还可以包括至少一个双向MV，该双向MV可以是直接来自于第一运动矢量候选列表的双向运动矢量，也可以是利用第一运动矢量候选列表中的单向运动矢量构造得到的双向运动矢量。具体选取方式、构造方法、填充方式请参阅上述实施方式的描述，在此不再赘述。
以上方案，在现有三角模式帧间预测技术的基础上，将单向和/或双向MV添加到三角模式MV候选列表中，然后采用任意MV组合预测的方式获取预测值，提高预测值的准确性，进一步去除时间上的冗余，提升帧间编码的压缩率。
在一实施方式中，三角模式MV候选列表是基于其他非三角模式MV候选列表(即第一MV候选列表)构建的，因此，构建三角模式MV候选列表之前需要先构建非三角模式的MV候选列表，即获取当前编码块的第一运动矢量候选列表。其他非三角模式可以包括Merge模式，下面以非三角模式仅包括Merge模式为例介绍非三角模式MV候选列表的构建方法，但不限于此，非三角模式还可以包括其他模式，如AMVP模式等。
Merge模式的MV候选列表构建包含当前编码块的空域相邻块的MV、时域块的MV、HMVP(历史已编码块的MV)、平均MV、以及零MV。Merge模式的MV候选列表中MV的数目设置为M，M的范围为M>＝6。
请参阅图9，图9是本申请实施方式中当前编码块与空域块的位置关系示意图。该实施方式中，当前编码块左侧和上方各产生一个空域候选预测MV，空域最多提供4个候选空域MV，即最多使用图中5个相邻块中的4个相邻块的MV，列表按照A1-B1-B0-A0-(B2)的顺序建立，其中B2为替补，当A1，B1，B0，A0中至少有一个不存在且B2与A1和B1的MV都不相同时，需要使用B2的MV。
请参阅图10，图10是本申请实施方式中当前编码块与时域块的位置关系示意图。当前编码块的尺寸大于4x4、8x4和4x8时，需要将时域MV填充到Merge候选列表。时域MV是利用当前编码块在同位帧中对应位置的同位块的MV根据参考图像的位置关系做相应的比例伸缩调整而得到的。时域最多只提供一个候选MV，由图中C0位置同位块的MV伸缩得到。若C0位置同位块不可用，则用C1位置的同位块进行替换。
若Merge候选列表还未填满，将已编码块HMVP列表中的MV依次和空域A1和B1的MV进行比较，将不相同的MV填充到候选列表内，直到填满候选列表为止。
若Merge候选列表还未填满，则利用Merge列表中的前两个MV进行平均，前向和前向平均，后向和后向平均，最终将平均值填入Merge候选列表。
若Merge候选列表还未填满，则使用零MV进行填补达到规定数量。
在其他实施方式中，还可以利用其他方式构建Merge模式的MV候选列表。
基于此，本申请还提供一种视频编码方法，请参阅图11，图11是本申请实施方式中视频编码方法的流程示意图，该方法可由编解码器来执行。本实施例中，视频编码方法包括以下步骤：
S1110：获取当前编码块在三角模式下最佳的运动矢量组合。
其中，当前编码块在三角模式下最佳的运动矢量组合是利用上述的帧间预测方法获取的。
S1120：基于当前编码块在三角模式下最佳的运动矢量组合对当前编码块进行编码。
本实施例所提供的视频编码方法，通过利用如上任一实施例的帧间预测方法获取当前编码块在三角模式下最佳的运动矢量组合，从而可增加最佳MV组合选取的概率，有利于进一步去除空间冗余，提高帧间编码的压缩率。
基于此，本申请还提供一种计算机设备100，请参阅图12，图12是本申请实施方式中计算机设备的结构示意图，该实施方式中，计算机设备100包括处理器110和存储器120，处理器110耦接存储器120，存储器120用于存储程序，处理器110用于执行程序以实现上述任一实施例的基于三角模式的帧间预测、视频编码方法。
计算机设备100可以是编解码器。处理器110还可以称为CPU(Central ProcessingUnit，中央处理单元)。处理器110可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器110还可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器110可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
基于此，本申请还提供一种具有存储功能的装置200，请参阅图13，图13是本申请实施方式中具有存储功能的装置的结构示意图，该实施方式中，具有存储功能的装置200存储有程序210，程序210被执行时能够实现上述任一实施例的基于三角模式的帧间预测、视频编码方法。
其中，该程序210可以以软件产品的形式存储在上述具有存储功能的装置200中，包括若干指令用以使得一个设备或处理器执行本申请各个实施方式方法的全部或部分步骤。
具有存储功能的装置200是计算机存储器中用于存储某种不连续物理量的媒体。而前述的具有存储功能的装置200包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序210代码的介质。
在本申请所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。
另外，在本申请各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式方法的全部或部分步骤。
以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (17)

1.一种基于三角模式的帧间预测方法，其特征在于，包括：
获取当前编码块的第一运动矢量候选列表，所述第一运动矢量候选列表是非三角模式下为所述当前编码块构建的运动矢量候选列表；
基于所述第一运动矢量候选列表构建第二运动矢量候选列表，所述第二运动矢量候选列表是三角模式下所述当前编码块的运动矢量候选列表，所述第二运动矢量候选列表中包括至少一个双向运动矢量，所述双向运动矢量包括第一双向运动矢量或第二双向运动矢量，所述第一双向运动矢量为直接来自于所述第一运动矢量候选列表的双向运动矢量，所述第二双向运动矢量为利用所述第一运动矢量候选列表中的单向运动矢量构造得到的双向运动矢量；
利用所述第二运动矢量候选列表选择所述当前编码块在所述三角模式下最佳的运动矢量组合。
2.根据权利要求1所述的基于三角模式的帧间预测方法，其特征在于，所述第二运动矢量候选列表中包括第一双向运动矢量和第二双向运动矢量，所述第一双向运动矢量为直接来自于所述第一运动矢量候选列表的双向运动矢量，所述第二双向运动矢量为利用所述第一运动矢量候选列表中的单向运动矢量构造得到的双向运动矢量。
3.根据权利要求2所述的基于三角模式的帧间预测方法，其特征在于，所述第二双向运动矢量包括第一指向运动矢量MV1和第二指向运动矢量MV2；
若所述第一指向运动矢量MV1为单向运动矢量的有效指向运动矢量MV1，则构造所述第二指向运动矢量MV2的公式为：
MV2＝(POC-POC2)/(POC-POC1)*MV1+offset
若所述第二指向运动矢量MV2为单向运动矢量的有效指向运动矢量MV2，则构造所述第一指向运动矢量MV1的公式为：
MV1＝(POC-POC1)/(POC-POC2)*MV2+offset
其中POC为当前帧的播放顺序，POC1为所述第一指向运动矢量MV1对应的第一参考帧的播放顺序，POC2为所述第二指向运动矢量MV2对应的第二参考帧的播放顺序，且POC1和POC2不同，offset为预设范围内的像素偏移。
4.根据权利要求1所述的基于三角模式的帧间预测方法，其特征在于，所述第二运动矢量候选列表包括至少一个来自于所述第一运动矢量候选列表的单向运动矢量，且所述单向运动矢量在所述第二运动矢量候选列表中的索引与在所述第一运动矢量候选列表中的索引不同。
5.根据权利要求1所述的基于三角模式的帧间预测方法，其特征在于，所述利用所述第二运动矢量候选列表选择所述当前编码块在所述三角模式下最佳的运动矢量组合包括：
利用所述第二运动矢量候选列表生成多个运动矢量组合，每个所述运动矢量组合包括三角分割方式、第一块运动矢量和第二块运动矢量，所述第一块运动矢量为第一预测单元的运动矢量，所述第二块运动矢量为第二预测单元的运动矢量，且所述第一块运动矢量与所述第二块运动矢量不同；所述第一预测单元为按照所述三角分割方式对所述当前编码块进行分割得到的两个三角形中的一个，所述第二预测单元为采用所述三角分割方式对所述当前编码块进行分割得到的两个三角形中的另一个；
分别利用所述多个运动矢量组合中的每一个计算对应的预测块，利用对应的所述预测块计算所述运动矢量组合的第一率失真代价，选出第一率失真代价最小的K个运动矢量组合，K为大于或等于3的整数；
利用所述K个运动矢量组合中的每一个对应的重建块计算所述运动矢量组合的第二率失真代价，所述第二率失真代价最小的运动矢量组合为所述最佳的运动矢量组合。
6.根据权利要求5所述的基于三角模式的帧间预测方法，其特征在于，
所述运动矢量组合对应的预测块包括分割区域、第一预测区域和第二预测区域，所述分割区域包括所述预测块的分割线以及所述分割线至少一侧的指定范围，所述第一预测区域为所述预测块中对应所述第一预测单元的区域去除所述分割区域的部分，所述第二预测区域为所述预测块中对应所述第二预测单元的区域去除所述分割区域的部分；
所述第一预测区域的预测值为利用所述第一块运动矢量对所述第一预测区域进行预测得到的，所述第二预测区域的预测值为利用所述第二块运动矢量对所述第二预测区域进行预测得到的，所述分割区域的预测值为利用滤波器对第一预测值和第二预测值进行插值得到的，所述第一预测值为利用所述第一块运动矢量对所述分割区域进行预测得到的，所述第二预测值为利用所述第二块运动矢量对所述分割区域进行预测得到的。
7.根据权利要求6所述的基于三角模式的帧间预测方法，其特征在于，若所述第一/第二块运动矢量为构造得到的所述双向运动矢量，则所述第一/第二块运动矢量包括两个指向运动矢量，所述第一/第二块运动矢量对应的预测值为利用所述两个指向运动矢量进行预测得到的预测值的加权平均值，其中所述两个指向运动矢量中由构造得到的那一个指向运动矢量的权重小于或等于0.5。
8.根据权利要求6所述的基于三角模式的帧间预测方法，其特征在于，若第一块运动矢量和第二块运动矢量一个为单向运动矢量，另一个为所述双向运动矢量，至少部分所述滤波器是经过修正的，以降低所述分割区域的预测值的计算过程中单向运动矢量的预测值的权重。
9.根据权利要求5所述的基于三角模式的帧间预测方法，其特征在于，包括：
利用所述最佳的运动矢量组合确定分割线的运动矢量，所述分割线为按照所述最佳的运动矢量组合中的三角分割方式对所述当前编码块进行分割得到的分割线。
10.根据权利要求9所述的基于三角模式的帧间预测方法，其特征在于，所述利用所述最佳的运动矢量组合确定所述分割线的运动矢量包括：
若所述第一块运动矢量和所述第二块运动矢量中的一个为单向运动矢量，另一个为所述双向运动矢量，所述单向运动矢量包括有效指向运动矢量，所述双向运动矢量包括两个指向运动矢量，在所述双向运动矢量中选择一个方向与所述有效指向运动矢量不同的指向运动矢量，并将选出的所述指向运动矢量与所述有效指向运动矢量组合作为所述分割线的运动矢量；
若所述第一运动矢量和所述第二运动矢量均为所述双向运动矢量，所述双向运动矢量包括两个指向运动矢量，分别在所述第一块运动矢量和所述第二块运动矢量中选择一个指向运动矢量组成所述分割线的运动矢量，所述分割线的运动矢量中的两个指向运动矢量方向不同。
11.一种基于三角模式的帧间预测方法，其特征在于，包括：
获取当前编码块的第一运动矢量候选列表，所述第一运动矢量候选列表是非三角模式下为所述当前编码块构建的运动矢量候选列表；
基于所述第一运动矢量候选列表构建第二运动矢量候选列表，所述第二运动矢量候选列表是三角模式下所述当前编码块的运动矢量候选列表，所述第二运动矢量候选列表中包括至少一个单向运动矢量和至少一个双向运动矢量，且所述单向运动矢量直接来自于所述第一运动矢量候选列表的单向运动矢量，所述双向运动矢量包括第一双向运动矢量或第二双向运动矢量，所述第一双向运动矢量为直接来自于所述第一运动矢量候选列表的双向运动矢量，所述第二双向运动矢量为利用所述第一运动矢量候选列表中的单向运动矢量构造得到的双向运动矢量；
利用所述第二运动矢量候选列表选择所述当前编码块在所述三角模式下最佳的运动矢量组合。
12.根据权利要求11所述的基于三角模式的帧间预测方法，其特征在于，所述第二运动矢量候选列表中包括第一双向运动矢量和第二双向运动矢量，所述第一双向运动矢量为直接来自于所述第一运动矢量候选列表的双向运动矢量，所述第二双向运动矢量为利用所述第一运动矢量候选列表中的单向运动矢量构造得到的双向运动矢量。
13.一种基于三角模式的帧间预测方法，其特征在于，包括：
获取当前编码块的第一运动矢量候选列表，所述第一运动矢量候选列表是非三角模式下为所述当前编码块构建的运动矢量候选列表；
基于所述第一运动矢量候选列表构建第二运动矢量候选列表，所述第二运动矢量候选列表是三角模式下所述当前编码块的运动矢量候选列表，所述第二运动矢量候选列表中包括至少一个单向运动矢量和至少一个双向运动矢量，且所述单向运动矢量在所述第二运动矢量候选列表中的索引与在所述第一运动矢量候选列表中的索引不同，所述双向运动矢量包括第一双向运动矢量或第二双向运动矢量，所述第一双向运动矢量为直接来自于所述第一运动矢量候选列表的双向运动矢量，所述第二双向运动矢量为利用所述第一运动矢量候选列表中的单向运动矢量构造得到的双向运动矢量；
利用所述第二运动矢量候选列表选择所述当前编码块在所述三角模式下最佳的运动矢量组合。
14.根据权利要求13所述的基于三角模式的帧间预测方法，其特征在于，所述第二运动矢量候选列表中包括第一双向运动矢量和第二双向运动矢量，所述第一双向运动矢量为直接来自于所述第一运动矢量候选列表的双向运动矢量，所述第二双向运动矢量为利用所述第一运动矢量候选列表中的单向运动矢量构造得到的双向运动矢量。
15.一种视频编码方法，其特征在于，包括：
获取当前编码块在三角模式下最佳的运动矢量组合，所述最佳的运动矢量组合是利用权利要求1-14任一项所述的帧间预测方法获取的；
基于所述最佳的运动矢量组合对所述当前编码块进行编码。
16.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述处理器耦接所述存储器，所述存储器用于存储程序，所述处理器用于执行所述程序以实现如权利要求1-15任一项所述的方法。
17.一种具有存储功能的装置，其特征在于，所述装置存储有程序，所述程序被执行时能够实现如权利要求1-15任一项所述的方法。
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