[发明专利]根据方向帧内残余预测对视频信号编码和解码的方法和设备

说明书

技术领域

根据本发明的方法和设备涉及视频编码和解码，更具体地讲，涉及根据方向帧内残余预测对视频信号进行编码和解码。

背景技术

由于包括文本、运动图像(下面称作“视频”)和音频的多媒体数据通常很大，所以需要大容量的存储介质和宽的带宽来存储和发送数据。因此，需要压缩编码技术来发送多媒体数据。在多媒体的压缩方法中，根据是否损失源数据、是否是对各个帧独立执行压缩以及压缩和重构是否需要相同时间，可分别将视频压缩方法划分成有损/无损压缩、帧内/帧间压缩和对称/不对称压缩。在帧具有多种分辨率的情况下，可将相应的压缩称作可分级压缩。

传统视频编码的目的在于发送优化到给定传输率的信息。然而，在比如互联网流视频的网络视频应用中，网络的性能不是一成不变的，而是根据环境不断变化，因此，除了需要优化到特定传输率的编码之外，还需要柔性编码。

可分级性是指解码器根据处理条件和网络条件有选择地对基本层和增强层进行解码的能力。具体地讲，精细粒度可分级(FGS)方法对基本层和增强层进行编码，根据网络传输效率或解码器方的状态，可不发送增强层或者不对增强层进行解码。因此，根据网络传输率可适当地发送数据。

图1示出使用多层结构的可分级视频编解码器的示例。在该视频编解码器中，基本层具有15Hz(帧率)的四分之一通用中间格式(QCIF)，第一增强层具有30Hz的通用中间格式(CIF)，第二增强层具有60Hz的SD(标准清晰度)格式。如果需要CIF 0.5Mbps流，则基于具有CIF格式、30Hz的帧率和0.7Mbps的比特率的第一增强层截断比特流以获得0.5Mbps的比特率。在该方法中，可获得空间和时间上的SNR可分级性。

如图1所示，具有相同时间位置的各个层的帧(例如10、20和30)，具有彼此相似的图像。因此，已经提出了预测当前层的纹理并对当前层的预测值和实际纹理值之间的差进行编码的方法。在ISO/IEC 21000-13可分级视频编码的可分级视频模式3.0(下面称作“SVM 3.0”)中，将这种方法称作帧内BL预测。

根据SVM3.0，除了在现有H.264中用于预测构成当前帧的块或宏块的帧间预测和方向帧内预测之外，已经采用了通过使用当前块和相应的下层块之间的相关性来预测当前块的方法。将这种预测方法称作“帧内BL预测”，将使用这种预测方法执行编码的模式称作“帧内BL模式”。

图2是示意性地解释上述三种预测方法的示图。对当前帧11的某一宏块14执行第一种(①)帧内预测，使用在时间位置上与当前帧11不同的帧12执行第二种(②)帧间预测，使用基本层帧13的与宏块14相应的区域16的纹理数据来执行第三种(③)帧内BL预测。

发明内容

在时间帧间预测中，通过获得预测的结果和将根据预测的结果被编码的视频之间的差，来对残余数据进行编码的情况下，提高了压缩效率。另外，通过获得残余数据之间的差减小将被编码的数据量来提高压缩效率。结果，需要以方向帧内预测来压缩残余数据的方法和设备。

因此，本发明用于解决在现有技术中发生的上述问题，本发明的一方面在于通过基于基本层的方向帧内预测数据获得增强层的残余数据来减小将被编码的数据的大小。

本发明的另一方面在于通过减小分配给存在于方向帧内预测数据中的方向信息的符号的大小而在执行帧内预测的同时减小将被编码的数据量并提高压缩效率。

本发明的其他方面将会在下面的描述中部分地阐述，在对下述内容进行检查时，所述方面对本领域的技术人员来说部分地将是明显的或通过实施本发明而被了解。

为了实现这些方面，根据本发明，提供了一种根据方向帧内残余预测对视频信号进行编码的方法，所述方法包括：通过参考基本层的第二块对基本层的第一块执行方向帧内预测来计算第一残余数据；通过参考增强层的第四块对增强层的第三块执行方向帧内预测来计算第二残余数据，所述增强层的第三块与基本层的第一块相应，所述增强层的第四块与基本层的第二块相应；通过获得作为第一残余数据和第二残余数据之间的差的第三残余数据来根据方向帧内残余预测对第三块进行编码。