圖像預(yù)測方法和相關(guān)設(shè)備技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)實施例公開了圖像預(yù)測方法和相關(guān)裝置。圖像預(yù)測方法包括確定當前圖像塊中的W個控制點的運動矢量；利用運動模型和W個控制點的運動矢量計算得到當前圖像塊的P個像素單元的運動矢量，確定的W個控制點的運動矢量的精度為1/n像素精度，計算得到的P個像素單元中的每個像素單元的運動矢量的精度為1/N像素精度，P個像素單元為當前圖像塊的部分或全部像素單元，N大于n；利用相位數(shù)為Q的插值濾波器對P個像素單元中的每個像素單元在參考圖像中的對應(yīng)參考像素單元的像素進行插值濾波，以得到P個像素單元中的每個像素單元的像素預(yù)測值，Q大于n。本發(fā)明專利技術(shù)實施例提供技術(shù)方案有利于降低圖像預(yù)測過程的計算復(fù)雜度。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及視頻編碼和視頻解碼領(lǐng)域，具體涉及一種圖像預(yù)測方法和相關(guān)設(shè)備。
技術(shù)介紹
隨著光電采集技術(shù)的發(fā)展及不斷增長的高清數(shù)字視頻需求，視頻數(shù)據(jù)量越來越大，有限異構(gòu)的傳輸帶寬、多樣化的視頻應(yīng)用不斷地對視頻編碼效率提出了更高的需求，高性能視頻編碼(英文：highefficientvideocoding，縮寫：HEVC)標準的制定工作因需啟動。視頻編碼壓縮的基本原理是利用空域、時域和碼字之間的相關(guān)性，盡可能去除冗余。目前流行做法是采用基于塊的混合視頻編碼框架，通過預(yù)測(包括幀內(nèi)預(yù)測和幀間預(yù)測)、變換、量化、熵編碼等步驟實現(xiàn)視頻編碼壓縮。這種編碼框架，顯示了很強的生命力，HEVC也仍沿用這種基于塊的混合視頻編碼框架。在各種視頻編/解碼方案中，運動估計/運動補償是一種影響編/解碼性能的關(guān)鍵技術(shù)。其中，現(xiàn)有很多視頻編/解碼方案中，一般假設(shè)物體的運動是滿足平動運動，整個物體的各個部分有相同的運動。現(xiàn)有的運動估計/運動補償算法基本都是建立在平動運動模型(英文：translationalmotionmodel)的基礎(chǔ)上的塊運動補償算法?，F(xiàn)有幀間預(yù)測主要采用基于平動運動模型的基于塊的運動補償預(yù)測(英文：motioncompensation)。針對非平動運動設(shè)計的一些非平動運動模型(例如彷射運動模型)也在逐步提出。在基于彷射運動模型進行預(yù)測的機制中，現(xiàn)有技術(shù)利用當前圖像塊的2個控制點的低精度運動矢量和彷射運動模型進行像素值預(yù)測可獲得當前圖像塊的低精度的像素預(yù)測值，上述像素值預(yù)測的過程中需要利用插值濾波器執(zhí)行插值濾波操作，這次獲得的當前圖像塊的像素預(yù)測值的精度與2個控制點的運動矢量的精度相同。若需獲得當前圖像塊的更高精度的像素預(yù)測值，還需要進一步的利用雙線性插值濾波器來對已獲得的當前圖像塊的較低精度像素預(yù)測值進行二次插值濾波。由于現(xiàn)有技術(shù)中若利用2個控制點的低精度運動矢量和彷射運動模型來獲得當前圖像塊的高精度像素預(yù)測值，那么其間就需要經(jīng)過至少兩步的插值濾波操作(每步插值濾波操作所需中間緩存和內(nèi)存操作次數(shù)都比較多)，這使得整體圖像預(yù)測過程所需中間緩存和內(nèi)存操作次數(shù)可能相對多，計算復(fù)雜度變得相對較高。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)實施例提供應(yīng)圖像預(yù)測方法和相關(guān)設(shè)備，以期能夠降低圖像預(yù)測過程中插值濾波所需要的中間緩存和內(nèi)存操作次數(shù)，降低圖像預(yù)測過程的計算復(fù)雜度。本專利技術(shù)實施例第一方面提供一種圖像預(yù)測方法，包括：確定當前圖像塊中的W個控制點的運動矢量；利用運動模型和所述W個控制點的運動矢量計算得到所述當前圖像塊的P個像素單元的運動矢量，其中，所述確定的所述W個控制點的運動矢量的精度為1/n像素精度，所述計算得到的所述P個像素單元中的每個像素單元的運動矢量的精度為1/N像素精度，所述P個像素單元為所述當前圖像塊的部分或全部像素單元，其中，所述P個像素單元中的每個像素單元的運動矢量用于確定相應(yīng)像素單元在參考圖像中的對應(yīng)參考像素單元，其中，所述W、所述n和所述N為大于1的整數(shù)，所述N大于所述n，所述P為正整數(shù)；利用相位數(shù)為Q的插值濾波器對所述P個像素單元中的每個像素單元在參考圖像中的對應(yīng)參考像素單元的像素進行插值濾波，以得到所述P個像素單元中的每個像素單元的像素預(yù)測值，所述Q為大于所述n的整數(shù)。結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種可能的實施方式中，所述N的取值為預(yù)設(shè)的固定大小的取值，所述Q小于或等于所述N。結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實施方式，在第一方面的第二種可能的實施方式中，在所述運動模型中利用所述N對所述W個控制點的運動矢量中的一個運動矢量的水平分量或者豎直分量放大N倍；或在所述運動模型中利用所述N對所述W個控制點中的任意兩個控制點的運動矢量分量差值放大N倍。結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實施方式或第一方面的第二種可能的實施方式，在第一方面的第三種可能的實施方式中，利用相位數(shù)為Q的插值濾波器對所述P個像素單元中的每個像素單元在參考圖像中的對應(yīng)參考像素單元的像素進行插值濾波，包括：利用所述P個像素單元中的每個像素單元的運動矢量，計算得到所述P個像素單元中的每個像素單元的相位，基于所述每個像素單元的相位確定相應(yīng)像素單元的相位數(shù)為Q的插值濾波器，所述插值濾波器使用的濾波器系數(shù)與所述相位對應(yīng)；利用確定的所述每個像素單元對應(yīng)的相位數(shù)為Q的插值濾波器對相應(yīng)像素單元在參考圖像中的相應(yīng)參考像素單元的像素進行插值濾波。結(jié)合第一方面的第三種可能的實施方式，在第一方面的第四種可能的實施方式中，所述利用所述P個像素單元中的每個像素單元的運動矢量，計算得到所述P個像素單元中的每個像素單元的相位包括：按照如下公式，利用所述P個像素單元中的每個像素單元的運動矢量計算得到所述P個像素單元中的每個像素單元的相位，X’＝abs(vNx)％N，或X’＝vNx&((1＜＜M)-1)；Y’＝abs(vNy)％N，或Y’＝vNy&((1＜＜M)-1)；其中，當N為2的整數(shù)次冪的情況下所述M＝log2N，其中，所述X’表示當前圖像塊中坐標為(x，y)的像素單元的水平相位，所述Y’表示當前圖像塊中坐標為(x，y)的像素單元的豎直相位，其中，所述vNx表示當前圖像塊中坐標為(x，y)的像素單元的1/N像素精度的運動矢量水平分量，所述vNy表示當前圖像塊中坐標為(x，y)的像素單元的1/N像素精度的運動矢量豎直平分量。結(jié)合第一方面的第三種可能的實施方式或第一方面的第四種可能的實施方式，在第一方面的第五種可能的實施方式中，所述相位包括水平相位和豎直相位，其中，所述基于所述每個像素單元的相位確定相應(yīng)像素單元的相位數(shù)為Q的插值濾波器，包括：基于所述每個像素單元的水平相位確定相應(yīng)像素單元的相位數(shù)為Q的水平插值濾波器，基于所述每個像素單元的豎直相位確定相應(yīng)像素單元的相位數(shù)為Q的豎直插值濾波器，其中，所述水平插值濾波器使用的濾波器系數(shù)與所述水平相位對應(yīng)，其中，所述豎直插值濾波器使用的濾波器系數(shù)與所述豎直相位對應(yīng)。結(jié)合第一方面的第五種可能的實施方式，在第一方面的第六種可能的實施方式中，所述利用確定的所述每個像素單元對應(yīng)的相位數(shù)為Q的插值濾波器對相應(yīng)像素單元在參考圖像中的相應(yīng)參考像素單元的像素進行插值濾波，包括：利用確定的像素單元i對應(yīng)的相位數(shù)為Q的水平插值濾波器，對所述像素單元i在參考圖像中的相應(yīng)參考像素單元的像素進行水平插值濾波，以得到水平插值濾波結(jié)果；利用確定的所述像素單元i對應(yīng)的相位數(shù)為Q的豎直插值濾波器對所述水平插值濾波結(jié)果進行豎直插值濾波，以得到所述像素單元i的像素預(yù)測值，其中，所述像素單元i為所述P像素單元中的任意1個像素單元；或者，利用確定的像素單元j對應(yīng)的相位數(shù)為Q的豎直插值濾波器，對所述像素單元j在參考圖像中的相應(yīng)參考像素單元的像素進行豎直插值濾波，以得到豎直插值濾波結(jié)果；利用確定的所述像素單元j對應(yīng)的相位數(shù)為Q的水平插值濾波器對所述水平插值濾波結(jié)果進行水平插值濾波，以得到所述像素單元j的像素預(yù)測值，其中，所述像素單元j為所述P個像素單元中的任意1個像素單元。結(jié)合第一方面或第一方面的第一種至六種可能的實施方式中的任意一種可能的實施方式，在第一方面的第七種可能的實施方式中，所述運動模型為平本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種圖像預(yù)測方法，其特征在于，包括：確定當前圖像塊中的W個控制點的運動矢量；利用運動模型和所述W個控制點的運動矢量計算得到所述當前圖像塊的P個像素單元的運動矢量，其中，所述確定的所述W個控制點的運動矢量的精度為1/n像素精度，所述計算得到的所述P個像素單元中的每個像素單元的運動矢量的精度為1/N像素精度，所述P個像素單元為所述當前圖像塊的部分或全部像素單元，其中，所述P個像素單元中的每個像素單元的運動矢量用于確定相應(yīng)像素單元在參考圖像中的對應(yīng)參考像素單元，其中，所述W、所述n和所述N為大于1的整數(shù)，所述N大于所述n，所述P為正整數(shù)；利用相位數(shù)為Q的插值濾波器對所述P個像素單元中的每個像素單元在參考圖像中的對應(yīng)參考像素單元的像素進行插值濾波，以得到所述P個像素單元中的每個像素單元的像素預(yù)測值，所述Q為大于所述n的整數(shù)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種圖像預(yù)測方法，其特征在于，包括：確定當前圖像塊中的W個控制點的運動矢量；利用運動模型和所述W個控制點的運動矢量計算得到所述當前圖像塊的P個像素單元的運動矢量，其中，所述確定的所述W個控制點的運動矢量的精度為1/n像素精度，所述計算得到的所述P個像素單元中的每個像素單元的運動矢量的精度為1/N像素精度，所述P個像素單元為所述當前圖像塊的部分或全部像素單元，其中，所述P個像素單元中的每個像素單元的運動矢量用于確定相應(yīng)像素單元在參考圖像中的對應(yīng)參考像素單元，其中，所述W、所述n和所述N為大于1的整數(shù)，所述N大于所述n，所述P為正整數(shù)；利用相位數(shù)為Q的插值濾波器對所述P個像素單元中的每個像素單元在參考圖像中的對應(yīng)參考像素單元的像素進行插值濾波，以得到所述P個像素單元中的每個像素單元的像素預(yù)測值，所述Q為大于所述n的整數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述N的取值為預(yù)設(shè)的固定大小的取值，所述Q小于或等于所述N。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述運動模型中利用所述N對所述W個控制點的運動矢量中的一個運動矢量的水平分量或者豎直分量放大N倍；或在所述運動模型中利用所述N對所述W個控制點中的任意兩個控制點的運動矢量分量差值放大N倍。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的方法，其特征在于，利用相位數(shù)為Q的插值濾波器對所述P個像素單元中的每個像素單元在參考圖像中的對應(yīng)參考像素單元的像素進行插值濾波，包括：利用所述P個像素單元中的每個像素單元的運動矢量，計算得到所述P個像素單元中的每個像素單元的相位，基于所述每個像素單元的相位確定相應(yīng)像素單元的相位數(shù)為Q的插值濾波器，所述插值濾波器使用的濾波器系數(shù)與所述相位對應(yīng)；利用確定的所述每個像素單元對應(yīng)的相位數(shù)為Q的插值濾波器對相應(yīng)像素單元在參考圖像中的相應(yīng)參考像素單元的像素進行插值濾波。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用所述P個像素單元中的每個像素單元的運動矢量，計算得到所述P個像素單元中的每個像素單元
\t的相位包括：按照如下公式，利用所述P個像素單元中的每個像素單元的運動矢量計算得到所述P個像素單元中的每個像素單元的相位，X’＝abs(vNx)％N，或X’＝vNx&((1＜＜M)-1)；Y’＝abs(vNy)％N，或Y’＝vNy&((1＜＜M)-1)；其中，當N為2的整數(shù)次冪的情況下所述M＝log2N，其中，所述X’表示當前圖像塊中坐標為(x，y)的像素單元的水平相位，所述Y’表示當前圖像塊中坐標為(x，y)的像素單元的豎直相位，其中，所述vNx表示當前圖像塊中坐標為(x，y)的像素單元的1/N像素精度的運動矢量水平分量，所述vNy表示當前圖像塊中坐標為(x，y)的像素單元的1/N像素精度的運動矢量豎直平分量。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述相位包括水平相位和豎直相位，其中，所述基于所述每個像素單元的相位確定相應(yīng)像素單元的相位數(shù)為Q的插值濾波器，包括：基于所述每個像素單元的水平相位確定相應(yīng)像素單元的相位數(shù)為Q的水平插值濾波器，基于所述每個像素單元的豎直相位確定相應(yīng)像素單元的相位數(shù)為Q的豎直插值濾波器，其中，所述水平插值濾波器使用的濾波器系數(shù)與所述水平相位對應(yīng)，其中，所述豎直插值濾波器使用的濾波器系數(shù)與所述豎直相位對應(yīng)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述利用確定的所述每個像素單元對應(yīng)的相位數(shù)為Q的插值濾波器對相應(yīng)像素單元在參考圖像中的相應(yīng)參考像素單元的像素進行插值濾波，包括：利用確定的像素單元i對應(yīng)的相位數(shù)為Q的水平插值濾波器，對所述像素單元i在參考圖像中的相應(yīng)參考像素單元的像素進行水平插值濾波，以得到水平插值濾波結(jié)果；利用確定的所述像素單元i對應(yīng)的相位數(shù)為Q的豎直插值濾波器對所述水平插值濾波結(jié)果進行豎直插值濾波，以得到所述像素單元i的像素預(yù)測值，其中，所述像素單元i為所述P像素單元中的任意1個像素單元；或者，利用確定的像素單元j對應(yīng)的相位數(shù)為Q的豎直插值濾波器，對所述像素單元j在參考圖像中的相應(yīng)參考像素單元的像素進行豎直插值濾波，以得到豎直
\t插值濾波結(jié)果；利用確定的所述像素單元j對應(yīng)的相位數(shù)為Q的水平插值濾波器對所述水平插值濾波結(jié)果進行水平插值濾波，以得到所述像素單元j的像素預(yù)測值，其中，所述像素單元j為所述P個像素單元中的任意1個像素單元。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任意一項所述的方法，其特征在于，所述運動模型為平動運動模型、仿射運動模型、旋轉(zhuǎn)運動模型、拋物線運動模型、剪切運動模型、縮放運動模型、透視運動模型或雙線性運動模型。9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任意一項所述的方法，其特征在于，在所述W等于2的情況下，所述運動模型表示為：vNx=((v1x-v0x)×NLx-(v1y-v0y)×NLy+Nv0x)/nvNy=((v1y-v0y)×NLx+(v1x-v0x)×NLy+Nv0y)/n;]]>或，vNx=(v1x-v0x)×(N/n)Lx-(v1y-v0y)×(N/n)Ly+(N/n)v0xvNy=(v1y-v0y)×(N/n)Lx+(v1x-v0x)×(N/n)Ly+(N/n)v0y;]]>其中，所述L表示所述當前圖像塊的寬或高，(v0x,v0y)和(v1x,v1y)表示2個控制點的1/n像素精度的運動矢量，所述vNx表示當前圖像塊中坐標為(x，y)的像素單元的1/N像素精度的運動矢量水平分量，所述vNy表示當前圖像塊中坐標為(x，y)的像素單元的1/N像素精度的運動矢量豎直平分量。10.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項所述的方法，其特征在于，在所述W等于3的情況下，所述運動模型表示為：vNx=((v1x-v0x)×Nwx+(v2x-v0x)×Nhy+Nv0x)/nvNy=((v1y-v0y)×Nwx+(v2y-v0y)×Nhy+Nv0y)/n;]]>或，vNx=(v1x-v0x)×(N/n)wx+(v2x-v0x)×(N/n)hy+(N/n)v0xvNy=(v1y-v0y)×(N/n)wx+(v2y-v0y)×(N/n)hy+(N/n)v0y;]]>其中，所述vNx表示當前圖像塊中坐標為(x，y)的像素單元的1/N像素精度的運動矢量水平分量，所述vNy表示當前圖像塊中坐標為(x，y)的像素單元的1/N像素精度的運動矢量豎直平分量，(v0x,v0y)、(v1x,v1y)和(v2x,v2y)表示3個控制點的1/n像素精度的運動矢量，所述w表示所述當前圖像塊的寬，所述h表示所述當前圖像塊的高。11.根據(jù)權(quán)利要求1至10任一項所述的方法，其特征在于，所述W個控制點的運動矢量預(yù)測自所述當前圖像塊周邊的已編碼圖像塊或已解碼圖像塊的精度為1/n像素精度的運動矢量。12.根據(jù)權(quán)利要求1至11任一項所述的方法，其特征在于，所述圖像預(yù)測方法應(yīng)用于視頻編碼過程中或應(yīng)用于視頻解碼過程中。13.一種圖像預(yù)測裝置，其特征在于，包括：第一確定單元，用于確定當前圖像塊中的W個控...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：林四新，黃若普，楊海濤，
申請(專利權(quán))人：華為技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東;44