[发明专利]一种基于亮度变化的帧内预测方法

说明书

本发明属于视频编码技术领域，具体涉及一种基于亮度变化的帧内预测方法。本发明的方法包括选择适用于亮度变化的最优参考模板、建立一致性亮度补偿模型、进行帧内亮度补偿预测、执行率失真决策并编码最优模式共四个步骤。通过引入线性回归模型，提出了一致性亮度补偿预测的方法，最终解决了模板匹配中模板与对应重建块匹配不一致的问题，提升了编码性能。

技术领域

本发明属于视频编码技术领域，具体涉及一种基于亮度变化的帧内预测方法。

背景技术

帧内预测作为一种有效的预测方式，它是考虑到图像的空域信息冗余，利用空域编码块之间的相关性，从周围已编码块提取参考信息来预测待编码块。目前最新的视频编码标准中的帧内编码技术，都是利用当前块左边一列和上边一行的重建像素作为参考像素进行不同角度的帧内预测。实际上，当前待编码块的左边和上边的像素已经完成重建，可以用来作为预测当前待编码块的参考像素。在进行帧内预测时，可以从不同方向对当前待编码块进行预测，H.264帧内角度模式只有9种，H.265的帧内角度模式增加到35种，相比于H.265，H.266的帧内角度模式从35种增加到了67种。更加密集的角度可以带来更好的预测效果，图1给出了H.266的67种帧内角度模式进行帧内预测时的方向示意图，当模式号为0时，表示Planar模式；当模式号为1时，表示DC模式；黑色实箭头表示原来HEVC的角度预测方向(2,4,6,8,…,64,66)，黑色虚箭头是新增的角度预测方向(3,5,7,9,..,63,65)，更加密集的角度模式可以更加精确的预测当前待编码块，从而使得预测块更加接近原始编码块，编码当前块所需要传输的比特更少，从而编码性能更优。

然而，这些技术都只是考虑将当前块左边和上边的局部重建像素作为参考信息，实际上，在已编码的重建帧里面，有许多重建块可能更接近于当前块，或者在重建块里存在许多亮度与当前待编码块的亮度变化一致的块，这些重建块相比于局部的左边或上边的重建块更加接近当前原始块，因此在一定范围内的重建块都可以作为当前块的参考信息，使得编码当前块所需的比特更少，从而编码性能更优。

发明内容

本发明所要解决的，就是针对上述问题，提供了一种基于亮度变化的帧内预测方法。

本发明的技术方案是：

一种基于亮度变化的帧内预测方法，该方法基于当前帧已重建的所有像素作为参考信息，用于获取当前编码块，其特征在于，包括以下步骤：

S1、选择适用于亮度变化的最优参考模板，具体为：

S11、建立模板衡量标准如下公式1：

公式1中，T_Pred表示当前待编码块的模板，T_Rec表示已重建块的参考模板，T_avg表示T_Pred和T_Rec均值的差值，如下公式2，L表示模板的长度，MRSAD(T_Pred,T_Rec)表示T_Pred与T_Rec的匹配度；本方案中采用MRSAD(Mean-Removed Sum of Absolute Differences)作为衡量标准，来表征当前编码块的一致性匹配度。

其中，T_Pred的初始值为当前编码图像块的上面一行左边一列；

S12、根据步骤S11中的衡量标准，通过搜索当前帧已重建部分，获得最优参考模板T_{Rec_Best}，最优参考模板T_{Rec_Best}就是已重建的所有参考模板T_Rec中与当前模板T_Pred之间MRSAD最小的T_Rec，如下公式3：