專利名稱：一種幀內預測模式選取方法
技術領域：
本發明涉及一種視頻壓縮方法，尤其涉及使用幀內預測的方法對單幀圖像進行壓縮的方法。
背景技術：
目前，有些視頻壓縮標準引入幀內預測方法以消除單幀圖像中的空間冗余信息，如H.264視頻壓縮標準，該方法先把一幀大小為M×N的圖像劃分為多個P×Q的塊(P，Q＝4，8，16…)，如圖1所示，然后按順序先對第一塊進行變換，量化，反量化，反變換，得到第一個重建塊，在對第二個塊進行編碼時，先根據第一個重建塊進行預測，如圖2所示，進行水平方向預測，然后再對原始圖像塊和預測圖像塊的殘差塊進行編碼；對于一幀圖像中的大多數塊，根據相鄰像素預測出該塊圖像有很多種預測模式，其區別在于預測方向不同，如圖3所示，圖像塊中x11-x44像素點的值可以根據該圖像塊相鄰像素A-I，O-V預測出來。最好的預測模式可以使預測塊和原始塊相似程度最大，從而使殘差塊編碼后數據量最小。
現有技術中，幀內預測一般采用的方法包括以下步驟a)對于待編碼的塊，根據已經編碼和重建的塊，判斷周圍哪些像素點是可用的，從而決定有哪些預測模式可供選擇；b)對一種預測模式，進行預測，得到預測塊；c)計算原始圖像塊和預測圖像塊的殘差圖像塊，保存；
d)重復步驟b)和c)，對所有可用預測模式進行計算；e)根據殘差圖像塊中所有像素絕對值的和(SAD)，從所有預測模式中，選取其SAD最小的預測模式為最佳預測模式；該方法需要對每一種預測模式進行計算，所需計算量大，不適于實時編碼系統。
發明內容
本發明要解決的技術問題是克服已有的方法需要對每一種可能的預測模式進行計算，而帶來的計算量大和計算繁瑣的缺陷，為了有利于實時視頻壓縮系統的實現，從而提供一種不需對每一種可能的預測模式進行計算的，幀內預測模式選取方法。
為了解決上述技術問題，本發明提供一種幀內預測模式選取方法，包括以下步驟a)對待編碼圖像進行分塊；b)分析待編碼圖像塊的紋理特征，尤其是圖像中各區域的紋理方向特征，把這些方向特征在圖像中標記出來；c)對于某待編碼圖像塊，確定其理想的預測方向，也就是所在區域的紋理方向；d)選取其預測方向最接近理想預測方向的幀內預測模式作為本塊的最優預測模式。
在上述方案中，步驟a)中根據視頻壓縮方法對圖像進行分塊。
在上述方案中，步驟b)中圖像紋理特征的分析根據圖像灰度梯度分析法和傅里葉頻譜分析法。
在上述方案中，步驟c)包括以下步驟
c1)對一個數據塊的數據進行紋理分析，得到這個數據塊的紋理方向值；c2)根據壓縮算法，計算所有預測模式對應的方向值direc[d]。
在上述方案中，步驟d)包括以下步驟d1)從所有預測模式的方向值中選取最接近該圖像紋理方向的值bestdirec；d2)bestdirec所對應的預測模式為該圖像塊的最佳預測模式。
本發明的優點在于本發明提供的幀內預測模式選取方法，不需要對每一種可能的預測模式進行計算，可以快速選取幀內圖像塊的最佳預測模式，大大地減少了計算量，有利于實時視頻壓縮系統的實現。
圖1為本發明現有技術圖像劃分編碼圖；圖2為本發明現有技術中水平方向預測圖；圖3為本發明現有技術中預測模式選擇圖；圖4為本發明方法流程圖；圖5為本發明實施例圖像紋理特征方向圖；圖6為本發明實施例的方法流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖4和5詳細說明本發明的技術方案。
圖4為本發明的方法流程圖，示出了一種根據圖像的紋理特征直接選取某圖像塊幀內最佳預測模式的方法流程。
如圖5所示，圖像的紋理特征，特別是其方向特征，反映了圖像在該紋理方向上的相似性。
如圖4所示，一種快速幀內預測模式選取方法包括以下步驟步驟100，根據視頻壓縮算法的要求，對待編碼圖像進行分塊，例如MPEG-4算法要求分成8×8的像素塊；步驟110，分析待編碼圖像塊的紋理特征，尤其是圖像中各區域的紋理方向特征，把這些方向特征在圖像中標記出來，如圖5所示；圖像紋理特征的分析可以根據目前圖像處理已經成熟的算法，如圖像灰度梯度分析法、傅里葉頻譜分析法等；步驟120，對于某待編碼圖像塊，根據所在區域的紋理方向，確定理想的預測方向；如圖5中的左上角的6個圖像塊，所在區域的紋理方向為水平方向，那么它的理想預測方向就是水平方向；步驟130，選取其預測方向最接近理想預測方向的幀內預測模式作為本塊的最優預測模式，如圖5中的左上角的6個圖像塊最佳預測模式為水平預測模式1。
如圖6所示，實施一種快速幀內預測模式選取方法包括以下步驟步驟200，處理開始；步驟210，從待處理的一幀圖像讀入數據，將其按照算法要求分成小的圖像塊，例如8*8，保存在數據組block[B][8][8]，在該步驟中，算法可以是MPEG-4算法；步驟220，按順序讀取一個數據塊的數據ONE BLOCK[8][8]；步驟230，對一個數據塊的數據進行紋理分析，得到這個數據塊的紋理方向值；步驟240，根據壓縮算法，計算所有預測模式對應的方向值direc[d]；
步驟250，從所有預測模式的方向值中選取最接近該圖像紋理方向的值bestdirec；步驟260，bestdirec所對應的預測模式為該圖像塊的最佳預測模式；步驟270，是否處理完所有的圖像塊？如果是，執行下一步；否值執行步驟220；步驟280，處理結束。
綜上所述，本發明提供的幀內預測模式選取方法，不需要對每一種可能的預測模式進行計算，可以快速選取幀內圖像塊的最佳預測模式，減少計算量，有利于實時視頻壓縮系統的實現。
權利要求
1.一種幀內預測模式選取方法，其特征在于包括以下步驟a)對待編碼圖像進行分塊；b)分析待編碼圖像塊的紋理特征，尤其是圖像中各區域的紋理方向特征，把這些方向特征在圖像中標記出來；c)對于某待編碼圖像塊，確定其理想的預測方向就是所在區域的紋理方向；d)選取其預測方向最接近理想預測方向的幀內預測模式作為本塊的最優預測模式。
2.如權利要求1所述的一種幀內預測模式選取方法，其特征在于，所述的步驟a)中根據視頻壓縮方法對圖像進行分塊。
3.如權利要求1所述的一種幀內預測模式選取方法，其特征在于，所述的步驟b)中圖像紋理特征的分析根據圖像灰度梯度分析法和傅里葉頻譜分析法。
4.如權利要求1所述的一種幀內預測模式選取方法，其特征在于，所述的步驟c)包括以下步驟c1)對一個數據塊的數據進行紋理分析，得到這個數據塊的紋理方向值；c2)根據壓縮算法，計算所有預測模式對應的方向值direc[d]。
5.如權利要求1所述的一種幀內預測模式選取方法，其特征在于，所述的步驟d)包括以下步驟d1)從所有預測模式的方向值中選取最接近該圖像紋理方向的值bestdirec；d2)bestdirec所對應的預測模式為該圖像塊的最佳預測模式。
全文摘要
本發明涉及一種幀內預測模式選取方法，包括以下步驟對待編碼圖像進行分塊；分析待編碼圖像塊的紋理特征，尤其是圖像中各區域的紋理方向特征，把這些方向特征在圖像中標記出來；對于某待編碼圖像塊，其理想的預測方向就是所在區域的紋理方向；選取其預測方向最接近理想預測方向的幀內預測模式作為本塊的最優預測模式，本發明提供的預測模式選取方法不需要對每一種可能的預測模式進行計算，可以快速選取幀內圖像塊的最佳預測模式，減少計算量，有利于實時視頻壓縮系統的實現。
文檔編號H04N7/32GK1662066SQ200410006340
公開日2005年8月31日 申請日期2004年2月26日 優先權日2004年2月26日
發明者鄒立建, 黃慶明, 高文 申請人:中國科學院計算技術研究所