一種視頻圖像編碼方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及視頻圖像處理領域，尤其涉及一種視頻圖像編碼方法和裝置。
【背景技術】
[0002] 隨著高清和超高清視頻W及相關多媒體技術的快速發(fā)展，視頻的數(shù)據(jù)量急劇增 長，JCT-VC(Joint Coll油orative Team on Video Coding,視頻編碼聯(lián)合協(xié)作團隊）工作 組制定了具有更高壓縮效率的新一代視頻壓縮標準肥VC化i曲時ficien巧Video Coding, 高效視頻編碼，即H. 265)。相比H. 264編碼標準，雖然肥VC能節(jié)約更多的碼率，但是海量的 視頻數(shù)據(jù)依然對數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡傳輸和存儲是一個重大的挑戰(zhàn)，因此研究具有更高壓縮效 率的編碼算法具有重大的意義，推動高清視頻的發(fā)展和應用，為高清視頻的產(chǎn)業(yè)技術提供 技術支持。
[0003] 為了更加靈活有效地表示各種分辨率的視頻圖像，肥VC中定義了一套新的圖像劃 分的語法單元，主要包括編碼單元（Coding Unit, CU)、預測單元（Prediction Unit, PU)和 變換單兀（Transform Unit, TU)。肥VC 義用 RQT(Residual 如ad-tree Transform,殘差四 叉樹變換）自適應變換技術，變換單元（Transform化it, TU)是編碼單元塊的預測內(nèi)容殘 差塊的新式表達形式，是進行變換和量化的基本單元。其通常是正方形形式，W亮度像素編 碼單元殘差塊為例，其可W產(chǎn)生4x4塊大小的變換單元，或大至32x32塊大小的變換單元 (最大變換編碼單元），即一個編碼單元可W產(chǎn)生一個或多個變換單元。變換單元也是依據(jù) 殘差內(nèi)容自適應的按照四叉樹形狀進行遞歸劃分，根據(jù)迭代劃分的深度的不同，其大小可 W為 32x32,16x16,8x8,4x4 中的一個。
[0004] 肥VC編碼器模型歷(肥VC test model,肥VC測試模型）根據(jù)遍歷每種預測模式 對當前視頻圖像待編碼頓中的PU進行預測，得到其預測塊，將當前編碼塊與預測塊的差值 確定為殘差塊，并將該殘差塊遞歸遍歷不同尺寸的TU進行變換量化，得到相應的量化系數(shù) (即殘差系數(shù)），HM采用基于率失真代價的原則來確定該量化系數(shù)是否需要進行編碼，對需 要進行編碼的量化系數(shù)進行編碼。
[0005] 在現(xiàn)有技術中，基于率失真代價的原則確定該量化系數(shù)是否需要進行編碼的過程 如下：
[0006] 圖1使出了現(xiàn)有技術中基于失真代價的原則的視頻圖像編碼方法的流程示意圖， 如圖1所示：
[0007] 步驟11~步驟12 ;編碼器獲得當前待編碼頓的殘差塊之后，對于殘差塊每一個分 量（亮度Y分量、色度U分量、色度V分量）進行變換和量化求得一個率失真代價C ;
[0008] 步驟13 ;編碼器將變換量化后的殘差的Y、U、V H個分量的量化系數(shù)假設為零，從 而得到一個零系數(shù)率失真代價C,w。。
[000引步驟14 ;編碼器將Cwf。和C進行代價比較，判斷Cwf。是否小于C，若是，則執(zhí)行步 驟15,否則，執(zhí)行步驟16。
[0010] 步驟15 ;如果零系數(shù)率失真代價Cwf。小于率失真代價C，說明將殘差全部舍棄要 更優(yōu)于保留殘差，因此將殘差全部舍棄，系數(shù)修改為全零，不對該分量的殘差系數(shù)進行編 碼；
[0011] 步驟16 ;如果零系數(shù)率失真代價C,w。不小于率失真代價C，說明將保留殘差要更 優(yōu)于殘差全部舍棄，對殘差進行編碼。
[0012] 當編碼器遍歷所有尺寸的TU之后，還會對最上層的殘差進行代價比較，也就是 說，假設所有TU尺寸的所有分量的變換系數(shù)都為零，得到一個總的零系數(shù)率失真代價，判 斷該零系數(shù)率失真代價是否更優(yōu)。由于肥VC支持多種TU尺寸，最大為32 X 32到最小4X 4， 當編碼器遍歷所有尺寸的TU時需要增加大量的計算量，浪費了大量編碼時間。
[0013] 可見，現(xiàn)有的技術主要是基于率失真代價比較來判斷殘差為零時是否更優(yōu)，從而 確定是否將殘差作舍棄處理。但是送種方法需要對每一個變換量化之后的殘差系數(shù)都要增 加一次零系數(shù)的代價計算和代價比較，送種方法雖然能提高編碼的率失真性能，但是引入 了大量額外的計算，浪費了大量的編碼碼率。另一方面，由于人眼對亮度變換的敏感度要比 對色彩變換的敏感度高出很多，因此，對于視頻的實際主觀質(zhì)量，亮度分量的貢獻要遠大于 色度分量。而現(xiàn)有技術中將亮度分量和色度分量同時基于率失真代價進行判斷，根據(jù)判斷 結果將亮度分量和色度分量同時舍棄或同時進行編碼?？梢?，現(xiàn)有技術未考慮亮度分量對 視頻的實際主觀質(zhì)量的貢獻，在將亮度分量和色度分量同時舍棄時，人眼更容易察覺到亮 度分量的失真，從而降低了視頻的實際主觀質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明提供一種視頻圖像編碼方法和裝置，用于節(jié)約視頻圖像編碼的編碼碼率， 提局編碼性能。
[0015] 本發(fā)明實施例提供一種視頻圖像編碼方法，該方法包括：
[0016] 獲取當前待編碼頓中各殘差塊中用于表示亮度Y分量的能量分布情況的亮度Y分 量殘差系數(shù)、用于表示色度U分量的能量分布情況的色度U分量殘差系數(shù)和用于表示色度 V分量的能量分布情況的色度V分量殘差系數(shù)；
[0017] 根據(jù)第一約束條件確定是否需要對所述亮度Y分量殘差系數(shù)進行編碼，根據(jù)第二 約束條件確定是否需要對所述色度U分量殘差系數(shù)進行編碼，根據(jù)第H約束條件確定是否 需要對所述色度V分量殘差系數(shù)進行編碼；所述第一約束條件用于對Y分量的能量的大 小和分散程度進行約束，所述第二約束條件用于對U分量的能量的大小和分散程度進行約 束，所述第H約束條件用于對V分量的能量的大小和分散程度進行約束；
[0018] 對確定出的需要進行編碼的殘差系數(shù)進行編碼。
[0019] 本發(fā)明實施例還提供一種視頻圖像編碼裝置，該裝置包括：
[0020] 殘差系數(shù)獲取單元，用于獲取當前待編碼頓中各殘差塊中用于表示亮度Y分量的 能量分布情況的Y分量殘差系數(shù)、用于表示色度U分量的能量分布情況的U分量殘差系數(shù) 和用于表示色度V分量的能量分布情況的V分量殘差系數(shù)；
[0021] 殘差舍棄判決單元，用于根據(jù)第一約束條件確定是否需要對所述亮度Y分量殘差 系數(shù)進行編碼，根據(jù)第二約束條件確定是否需要對所述色度U分量殘差系數(shù)進行編碼，根 據(jù)第H約束條件確定是否需要對所述色度V分量殘差系數(shù)進行編碼；所述第一約束條件用 于對Y分量的能量的大小和分散程度進行約束，所述第二約束條件用于對U分量的能量的 大小和分散程度進行約束，所述第H約束條件用于對V分量的能量的大小和分散程度進行 約束；
[0022] 視頻圖像編碼單元，用于對確定出的需要進行編碼的殘差系數(shù)進行編碼。
[0023] 從上述技術方案可W看出，本發(fā)明實施例分別獲取當前待編碼頓中各個殘差塊， 并分別獲取用于表示亮度Y分量的能量分布情況的亮度Y分量殘差系數(shù)、用于表示色度U 分量的能量分布情況的色度U分量殘差系數(shù)和用于表示色度V分量的能量分布情況的色度 V分量殘差系數(shù)，并分別根據(jù)亮度Y分量殘差系數(shù)所示出的能量大小和分散程度判斷是否 對亮度Y分量殘差系數(shù)進行編碼、根據(jù)色度U分量殘差系數(shù)所示出的能量大小和分散程度 判斷是否對色度U分量殘差系數(shù)進行編碼、根據(jù)色度V分量殘差系數(shù)所示出的能量大小和 分散程度判斷是否對色度V分量殘差系數(shù)進行編碼；可見，本發(fā)明實施例基于殘差系數(shù)的 統(tǒng)計特性的分析，設計了殘差編碼的約束條件，通過約束條件確定殘差是否被舍棄，相較于 現(xiàn)有技術中的基于率失真代價比較的方法，本發(fā)明實施例沒有引入大量的計算量，在基本 不提升編碼復雜度的前提下，節(jié)約了編碼碼率，提高了編碼性能。進一步的，本發(fā)明實施例 能夠考慮亮度分量和色度分量對主觀視頻質(zhì)量的貢獻，分別分析亮度分量和色度分量的殘 差特性，對不同的分量采用不同等的約束條件，在保證視頻主觀質(zhì)量的前提下，更好的節(jié)約 碼率。
【附圖說明】
[0024] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本 領域的普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可W根據(jù)送些附圖獲得其 他的附圖。
[0025] 圖1為現(xiàn)有技術中基于率失真代價的視頻圖像編碼方法的流程示意圖；
[0026] 圖2為本發(fā)明實施例提供的一種視頻圖像編碼方法的流程示意圖；
[0027] 圖3為本發(fā)明實施例提供的一種視頻圖像編碼裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0028] 為了使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明作進 一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部份實施例，而不是全部的實施 例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的 所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0029] 本發(fā)明實施例適用于所有基于肥VC化265)壓縮方案的視頻圖像，本發(fā)明實施例 提供的視頻圖像編碼方法可W應用于各種電視機設備、播放器、電腦及平板電腦、手機W及 其他具備視頻播放功能的裝置和設備。
[0030] 在本發(fā)明實施例中，分別獲取當前待編碼頓中各個殘差塊，并分別獲取用于表示 亮度Y分量的能量分布情況的亮度Y分量殘差系數(shù)、用于表示色度U分量的能量分布情況 的色度U分量殘差系數(shù)和用于表示色度V分量的能量分布情況的色度V分量殘差系數(shù)，并 分別根據(jù)亮度Y分量殘差系數(shù)所示出的能量大小和分散程度判斷是否對亮度Y分量殘差系 數(shù)進行編碼、根據(jù)色度U分量殘差系數(shù)所示出的能量大小和分散程度判斷是否對色度U分 量殘差系數(shù)進行編碼、根據(jù)色度V分量殘差系數(shù)所示出的能量大小和分散程度判斷是否對 色度V分量殘差系數(shù)進行編碼；可見，本發(fā)明實施例基于殘差的統(tǒng)計特性的分析，設計了殘 差編碼的約束條件，通過約束條件確定殘差是否被舍棄，相較于現(xiàn)有技術中的基于率失真 代價比較的方法，本發(fā)明實施例沒有引入大量的計算量，在基本不提升編碼復雜度的前提 下，節(jié)約了編碼碼率，提高了編碼性能。進一步的，本發(fā)明實施例能夠考慮亮度分量和色度 分量對主觀視頻質(zhì)量的貢獻，分別分析亮度分量和色度分量的殘差特性，對不同的分量采 用不同等的約束條件，在保證視頻主觀質(zhì)量的前提下，更好的節(jié)約碼率。
[0031] 下面對本發(fā)明實施例進行詳細說明。
[0032] 圖2示出了本發(fā)明實施例提供的一種視頻圖像編碼方法的流程示意圖，參照