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CN109688409B - 一种视频编码方法及装置 - Google Patents

一种视频编码方法及装置 Download PDF

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Abstract

一种视频编码方法及装置，获取当前图像中的当前编码块的量化参数的第一差分；获取参考图像中的参考编码块的量化参数的第二差分；其中，参考编码块在参考图像中的位置与当前编码块在当前图像中的位置相同，或者，参考编码块是当前编码块的运动向量指向的参考图像中的编码块；根据第一差分和第二差分确定编码值，并将编码值编入与当前编码块相对应的码流。通过引入参考图像，把时域预测引入了量化参数的差分的编码中，可以从参考图像中选择与当前编码块比较匹配的参考编码块作为当前编码块的预测块，将参考编码块的量化参数的差分用于为当前编码块进行编码，这样可以减少匹配误差，降低量化参数的差分的码率，提高了量化参数的差分的编码效率。

Description

一种视频编码方法及装置
技术领域
本申请涉及视频编码技术领域，特别涉及一种视频编码方法及装置。
背景技术
量化是当今视频编码中的核心步骤。在现在流行的基于块的预测/变换混合编码框架的视频编码器中，图像被分成块进行编码，每个块先执行预测得到预测块，然后和当前块相减得到残差，通过执行DCT变换以及量化得到量化变换系数，最后将量化变换系数和模式信息等一起编入码流。
量化参数(QP)是由编码器决定并编入码流的。为了节省量化参数的码率，在编码标准H.264及以前的编码标准中，QP和编码顺序中的上一个块使用QP相减得到差分，然后再将差分编入码流。在编码标准H.265中，这个算法得到了改进，具体为：将当前块左相邻块和上相邻块这两个块的QP的平均值作为当前块QP的空域预测，得到差分，然后将差分编入码流。如说明书附图1所示，当前块QP是QPC，左相邻块和上相邻块分别是QPL和QPT，那么QP的预测是QPP＝(QPT+QPL+1)>>1，然后QPD＝QPC-QPP被编入码流。
但是，现有的这种方法，QP差分的码率仍然较高，QP差分编码的效率较低。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种视频编码方法及装置，以实现通过引入参考图像，把时域预测引入到量化参数的差分的编码中，在为当前图像中的当前编码块进行编码时，可以从参考图像中选择与当前编码块比较匹配的参考编码块作为当前编码块的预测块，将参考编码块的量化参数的差分用于为当前编码块进行编码，从而可以减少匹配误差，降低量化参数的差分的码率，提高量化参数的差分的编码效率。
基于上述目的，本申请提供的技术方案如下：
一种视频编码方法，包括：
获取当前图像中的当前编码块的量化参数的第一差分；
获取参考图像中的参考编码块的量化参数的第二差分；其中，所述参考编码块在所述参考图像中的位置与所述当前编码块在所述当前图像中的位置相同，或者，所述参考编码块是所述当前编码块的运动向量指向的所述参考图像中的编码块；
根据所述第一差分和所述第二差分确定编码值，并将所述编码值编入与所述当前编码块相对应的码流。
优选地，所述获取当前图像中的当前编码块的量化参数的第一差分，包括：
分别获取所述当前编码块、所述当前编码块的左相邻块和所述当前编码块的上相邻块的量化参数；
计算所述当前编码块的左相邻块和所述当前编码块的上相邻块的量化参数的第一平均值；
获取所述当前编码块的量化参数和所述第一平均值的差值，作为所述第一差分。
优选地，所述获取参考图像中的参考编码块的量化参数的第二差分，包括：
分别获取所述参考编码块、所述参考编码块的左相邻块和所述参考编码块的上相邻块的量化参数；
计算所述参考编码块的左相邻块和所述参考编码块的上相邻块的量化参数的第二平均值；
获取所述参考编码块的量化参数和所述第二平均值的差值，作为所述第二差分。
优选地，所述根据所述第一差分和所述第二差分确定编码值，并将所述编码值编入与所述当前编码块相对应的码流，包括：
将所述第一差分和所述第二差分的差值确定为所述编码值，并将所述编码值编入与所述当前编码块相对应的码流。
优选地，所述根据所述第一差分和所述第二差分确定编码值，并将所述编码值编入与所述当前编码块相对应的码流，包括：
将所述第二差分确定为所述编码值，并将所述编码值编入与所述当前编码块相对应的码流。
一种视频编码装置，包括：
第一获取模块，用于获取当前图像中的当前编码块的量化参数的第一差分；
第二获取模块，用于获取参考图像中的参考编码块的量化参数的第二差分；其中，所述参考编码块在所述参考图像中的位置与所述当前编码块在所述当前图像中的位置相同，或者，所述参考编码块是所述当前编码块的运动向量指向的所述参考图像中的编码块；
编码模块，用于根据所述第一差分和所述第二差分确定编码值，并将所述编码值编入与所述当前编码块相对应的码流。
优选地，所述第一获取模块，包括：
第一获取单元，用于分别获取所述当前编码块、所述当前编码块的左相邻块和所述当前编码块的上相邻块的量化参数；
第一计算单元，用于计算所述当前编码块的左相邻块和所述当前编码块的上相邻块的量化参数的第一平均值；
第一差分单元，用于获取所述当前编码块的量化参数和所述第一平均值的差值，作为所述第一差分。
优选地，所述第二获取模块，包括：
第二获取单元，用于分别获取所述参考编码块、所述参考编码块的左相邻块和所述参考编码块的上相邻块的量化参数；
第二计算单元，用于计算所述参考编码块的左相邻块和所述参考编码块的上相邻块的量化参数的第二平均值；
第二差分单元，用于获取所述参考编码块的量化参数和所述第二平均值的差值，作为所述第二差分。
优选地，所述编码模块，具体用于：
将所述第一差分和所述第二差分的差值确定为所述编码值，并将所述编码值编入与所述当前编码块相对应的码流。
优选地，所述编码模块，具体用于：
将所述第二差分确定为所述编码值，并将所述编码值编入与所述当前编码块相对应的码流。
应用上述技术方案，本申请提供的一种视频编码方法，获取当前图像中的当前编码块的量化参数的第一差分；获取参考图像中的参考编码块的量化参数的第二差分；其中，所述参考编码块在所述参考图像中的位置与所述当前编码块在所述当前图像中的位置相同，或者，所述参考编码块是所述当前编码块的运动向量指向的所述参考图像中的编码块；根据所述第一差分和所述第二差分确定编码值，并将所述编码值编入与所述当前编码块相对应的码流。这样，通过引入参考图像，把时域预测引入到量化参数的差分的编码中，在为当前图像中的当前编码块进行编码时，可以从参考图像中选择与当前编码块比较匹配的参考编码块作为当前编码块的预测块，将参考编码块的量化参数的差分用于为当前编码块进行编码，从而可以减少匹配误差，降低量化参数的差分的码率，提高量化参数的差分的编码效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中的图像中的编码块的示意图；
图2为本申请提供的一种视频编码方法的流程示意图；
图3为本申请提供的一种当前图像与参考图像中的编码块的对应关系示意图；
图4为本申请提供的另一种当前图像与参考图像中的编码块的对应关系示意图；
图5为本申请提供的一种视频编码装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面，将通过具体实施例对本申请的方案做具体阐述：
图2为本申请提供的一种视频编码方法的流程示意图。
请参照图2所示，本申请实施例提供的一种视频编码方法，包括：
S100：获取当前图像中的当前编码块的量化参数的第一差分；
量化参数是量化步长的索引值，量化步长是视频编码中规定的量化区间长度。视频编码的标准中会规定多种量化步长用于量化，在量化时用量化参数作为索引选取其中的一个步长。
在本申请实施例中，如说明书附图3所示，当前图像是curr pic，当前编码块所使用的QP是QPCc，而其左相邻块和上相邻块所用QP分别是QPLc和QPTc。
所述获取当前图像中的当前编码块的量化参数的第一差分，包括：分别获取所述当前编码块、所述当前编码块的左相邻块和所述当前编码块的上相邻块的量化参数；计算所述当前编码块的左相邻块和所述当前编码块的上相邻块的量化参数的第一平均值；获取所述当前编码块的量化参数和所述第一平均值的差值，作为所述第一差分。
即第一差分QPDc＝QPCc-((QPTc+QPLc+1)>>1)。
S200：获取参考图像中的参考编码块的量化参数的第二差分；
其中，所述参考编码块在所述参考图像中的位置与所述当前编码块在所述当前图像中的位置相同，或者，所述参考编码块是所述当前编码块的运动向量指向的所述参考图像中的编码块。
运动向量是帧间预测中参考编码块相对于当前编码块的位移矢量，从当前编码块指向参考编码块。
参考图像和当前图像是不同的图像，参考图像是已编码图像，参考图像编码于当前图像之前已经编码完毕，它的每个块的QP是已知的，在当前图像编码时，可以引用参考图像中的信息来用于当前图像编码，可以提供更高的预测精度。
如说明书附图3所示，当前图像以参考图像ref pic进行QP编码的预测。参考图像中和当前编码块相同位置块的QP是QPCr，其相应左相邻块和上相邻块的QP分别是QPLr和QPTr。
所述获取参考图像中的参考编码块的量化参数的第二差分，包括：分别获取所述参考编码块、所述参考编码块的左相邻块和所述参考编码块的上相邻块的量化参数；计算所述参考编码块的左相邻块和所述参考编码块的上相邻块的量化参数的第二平均值；获取所述参考编码块的量化参数和所述第二平均值的差值，作为所述第二差分。
即第二差分QPDr＝QPCr-((QPTr+QPLr+1)>>1)。
在本申请实施例中，“在所述参考图像中的位置与所述当前编码块在所述当前图像中的位置相同的参考编码块”和“所述当前编码块的运动向量指向的所述参考图像中的编码块”可能是相同的块，也可能是不同的块，如说明书附图4所示，当前编码块通过运动向量mv指向的参考图像中的编码块也可以做当前编码块的参考编码块。
由于QP的分配总体上是根据场景复杂度分配的，“在所述参考图像中的位置与所述当前编码块在所述当前图像中的位置相同的参考编码块”与“当前编码块”的场景复杂度会比较匹配，所以通过该“参考编码块”进行预测，可以减少匹配误差，降低QP差分的码率。
同时，运动向量指向的参考编码块也往往是和当前编码块的场景复杂度接近的块，所以在选择“所述当前编码块的运动向量指向的所述参考图像中的编码块”做当前编码块的预测块时，也可以减少匹配误差，降低QP差分的码率。
其中，运动向量是帧间预测中参考编码块相对于当前编码块的位移矢量，从当前编码块指向参考编码块。
S300：根据所述第一差分和所述第二差分确定编码值，并将所述编码值编入与所述当前编码块相对应的码流。
在本申请实施例中，在根据所述第一差分和所述第二差分确定编码值时，可以将所述第一差分和所述第二差分的差值确定为所述编码值，也可以将所述第二差分确定为所述编码值，再将所述编码值编入与所述当前编码块相对应的码流。
在将所述第一差分和所述第二差分的差值确定为所述编码值时，编码值QPDc2＝QPDc-QPDr，编码器将QPDc2编入码流。
在将所述第二差分确定为所述编码值时，当前图像编码时，直接在图像头写入一个标记，表示当前图像所有QP差分全部使用参考图像中的QP差分，即直接约束上述的QPDc2全部为零，QPDc2＝0意味着QPDr＝QPDc，即QPDc＝QPDr＝QPCr-((QPTr+QPLr+1)>>1)，当前编码块的量化参数QPCc＝QPCr-((QPTr+QPLr+1)>>1)+((QPTc+QPLc+1)>>1)。
因为一个图像中QP的分配总体上是根据场景复杂度分配的，所以本申请实施例提供的方法，通过引入参考图像，把时域预测引入了量化参数的差分的编码中，在为当前图像中的当前编码块进行编码时，可以从参考图像中选择与当前编码块比较匹配的参考编码块作为当前编码块的预测块，将参考编码块的量化参数的差分用于为当前编码块进行编码，这样可以减少匹配误差，降低量化参数的差分的码率，提高了量化参数的差分的编码效率。
图5为本申请提供的一种视频编码装置的结构示意图。
请参照图5所示，本申请实施例提供的一种视频编码装置，包括：
第一获取模块1，用于获取当前图像中的当前编码块的量化参数的第一差分；
优选地，所述第一获取模块1，包括：
第一获取单元，用于分别获取所述当前编码块、所述当前编码块的左相邻块和所述当前编码块的上相邻块的量化参数；
第一计算单元，用于计算所述当前编码块的左相邻块和所述当前编码块的上相邻块的量化参数的第一平均值；
第一差分单元，用于获取所述当前编码块的量化参数和所述第一平均值的差值，作为所述第一差分。
第二获取模块2，用于获取参考图像中的参考编码块的量化参数的第二差分；
其中，所述参考编码块在所述参考图像中的位置与所述当前编码块在所述当前图像中的位置相同，或者，所述参考编码块是所述当前编码块的运动向量指向的所述参考图像中的编码块；
优选地，所述第二获取模块2，包括：
第二获取单元，用于分别获取所述参考编码块、所述参考编码块的左相邻块和所述参考编码块的上相邻块的量化参数；
第二计算单元，用于计算所述参考编码块的左相邻块和所述参考编码块的上相邻块的量化参数的第二平均值；
第二差分单元，用于获取所述参考编码块的量化参数和所述第二平均值的差值，作为所述第二差分。
编码模块3，用于根据所述第一差分和所述第二差分确定编码值，并将所述编码值编入与所述当前编码块相对应的码流。
优选地，所述编码模块3，具体用于：
将所述第一差分和所述第二差分的差值确定为所述编码值，并将所述编码值编入与所述当前编码块相对应的码流；或者，将所述第二差分确定为所述编码值，并将所述编码值编入与所述当前编码块相对应的码流。
因为一个图像中QP的分配总体上是根据场景复杂度分配的，所以本申请实施例提供的装置，通过引入参考图像，把时域预测引入了量化参数的差分的编码中，在为当前图像中的当前编码块进行编码时，可以从参考图像中选择与当前编码块比较匹配的参考编码块作为当前编码块的预测块，将参考编码块的量化参数的差分用于为当前编码块进行编码，从而可以减少匹配误差，降低量化参数的差分的码率，提高量化参数的差分的编码效率。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种视频编码方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个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)

1.一种视频编码方法，其特征在于，包括：
获取当前图像中的当前编码块的量化参数的第一差分；
获取参考图像中的参考编码块的量化参数的第二差分；其中，所述参考编码块在所述参考图像中的位置与所述当前编码块在所述当前图像中的位置相同，或者，所述参考编码块是所述当前编码块的运动向量指向的所述参考图像中的编码块；
根据所述第一差分和所述第二差分确定编码值，并将所述编码值编入与所述当前编码块相对应的码流，具体包括：
将所述第一差分和所述第二差分的差值确定为所述编码值，并将所述编码值编入与所述当前编码块相对应的码流；
或者，
将所述第二差分确定为所述编码值，并将所述编码值编入与所述当前编码块相对应的码流。
2.根据权利要求1所述的视频编码方法，其特征在于，所述获取当前图像中的当前编码块的量化参数的第一差分，包括：
分别获取所述当前编码块、所述当前编码块的左相邻块和所述当前编码块的上相邻块的量化参数；
计算所述当前编码块的左相邻块和所述当前编码块的上相邻块的量化参数的第一平均值；
获取所述当前编码块的量化参数和所述第一平均值的差值，作为所述第一差分。
3.根据权利要求2所述的视频编码方法，其特征在于，所述获取参考图像中的参考编码块的量化参数的第二差分，包括：
分别获取所述参考编码块、所述参考编码块的左相邻块和所述参考编码块的上相邻块的量化参数；
计算所述参考编码块的左相邻块和所述参考编码块的上相邻块的量化参数的第二平均值；
获取所述参考编码块的量化参数和所述第二平均值的差值，作为所述第二差分。
4.一种视频编码装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取当前图像中的当前编码块的量化参数的第一差分；
第二获取模块，用于获取参考图像中的参考编码块的量化参数的第二差分；其中，所述参考编码块在所述参考图像中的位置与所述当前编码块在所述当前图像中的位置相同，或者，所述参考编码块是所述当前编码块的运动向量指向的所述参考图像中的编码块；
编码模块，用于根据所述第一差分和所述第二差分确定编码值，并将所述编码值编入与所述当前编码块相对应的码流；
其中，所述编码模块，具体用于：
将所述第一差分和所述第二差分的差值确定为所述编码值，并将所述编码值编入与所述当前编码块相对应的码流；
或者，
所述编码模块，具体用于：
将所述第二差分确定为所述编码值，并将所述编码值编入与所述当前编码块相对应的码流。
5.根据权利要求4所述的视频编码装置，其特征在于，所述第一获取模块，包括：
第一获取单元，用于分别获取所述当前编码块、所述当前编码块的左相邻块和所述当前编码块的上相邻块的量化参数；
第一计算单元，用于计算所述当前编码块的左相邻块和所述当前编码块的上相邻块的量化参数的第一平均值；
第一差分单元，用于获取所述当前编码块的量化参数和所述第一平均值的差值，作为所述第一差分。
6.根据权利要求5所述的视频编码装置，其特征在于，所述第二获取模块，包括：
第二获取单元，用于分别获取所述参考编码块、所述参考编码块的左相邻块和所述参考编码块的上相邻块的量化参数；
第二计算单元，用于计算所述参考编码块的左相邻块和所述参考编码块的上相邻块的量化参数的第二平均值；
第二差分单元，用于获取所述参考编码块的量化参数和所述第二平均值的差值，作为所述第二差分。
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