專利名稱：一種基于n-bit截尾量化和塊內二維預測的參考幀壓縮方法
技術領域：
本發明屬于數字視頻信號編解碼技術領域，針對于HEVC視頻標準，具體涉及參考幀壓縮的算法。
背景技術：
HEVC(High efficiency video coding)是由國際電信組織(ITU)和運動圖像專家組(MPEG)聯合制定而成的最新國際視頻編碼標準。相對于舊的H.264標準，HEVC具有更高的壓縮效率，更適合超高分辨率視頻的編碼，但其計算量與復雜度也劇增，巨大的外存訪問量嚴重降低了系統的速度，增加了系統功耗。對于編解碼器來說，外存的訪問主要來自參考幀與播放幀的讀寫，要降低系統外存訪問帶寬，就要從此處如手。參考幀壓縮是解決上述問題的一種有力手段，它對存儲在外存的參考幀進行快速高效的壓縮，減少參考幀傳輸時的數據量，從而降低系統帶寬。該方法可以無縫的嵌入到任何視頻編解碼器中，不會對原始視頻編解碼器結構產生太大影響。附
圖1中闡述了參考幀壓縮模塊系統中的位置:1-1為原始視頻流的讀入，1-2為壓縮后的數據存向外存，1-3為編碼器重構圖像進入參考幀壓縮器，1-4為參考幀解壓器從外存讀入壓縮后的參考幀，1-5為將解壓好的參考幀送向編碼器。可見，該模塊的加入不會影響原始編碼器的結構。參考幀數據的形式一般為原始的YUV像素。參考幀在解碼器中主要用于運動補償(Motion Compensation),在編碼器中用于運動估計(Motion estimation)和運動補償。在進行運動估計、運動補償時，編碼器需要將參考幀中的原始像素從外存中載入到運動估計模塊中進行運動估計。如果使用了參考幀壓縮技術，存儲在外存中的數據為已經壓縮過的，這樣載入參考幀時 就能大大降低數據量，從而達到降低帶寬的目的。從外存中載入的已壓縮后數據在使用前需要先經過解壓，所以參考幀壓縮模塊由壓縮器和解壓器構成。參考幀壓縮算法有以下幾點要求:
1.較高的壓縮效率；
2.簡單的壓縮和解壓算法，確保不會影響編解碼器的工作速度；
3.支持數據隨機訪問，滿足編解碼器的要求；
4.重構的參考幀無損或低損，保證編解碼圖像的質量；
壓縮率是壓縮算法的一個重要衡量依據，它定義為:
權利要求
1.一種基于n-bit截尾量化和塊內二維預測的參考幀壓縮方法，其特征在于，具體步驟如下: (1)輸入原始像素，并處理為MXM塊為單位的存儲模式，其中M為4、8、16或32； (2)量化并存儲量化殘差: 將輸入的原始的N-bit像素數據向右移η位進行截尾量化，移出的最后η位作為量化殘差進行存儲，所述N為任意bit數的像素數據； (3)量化后的(N-n)位作為塊內預測的輸入，塊內預測后每個MXM塊分為初始化像素P (O，O)、基本參考像素P (O，y)和Ρ(χ，0)和普通預測像素P(x，y)三種，其中x，y=l，2，3，…M-1 ;計算基本參考像素殘差Residual (O, y)和Residual (x, O),其計算公式如下:
全文摘要
本發明屬于數字視頻信號編解碼技術領域，具體為一種基于n-bit截尾量化和塊內二維預測的參考幀壓縮方法。該方法中，參考幀圖像首先經過n-bit截尾量化得到量化后圖像和量化殘差，然后對量化后圖像進行塊內二維預測。本方法可根據使用要求提供不同質量的重構圖像，以便對解碼開銷和圖像質量進行平衡；適用于最新的視頻編碼標準，具有極高的壓縮效率，可以無縫的嵌入到任何通用編解碼器中。本方法符合參考幀壓縮高速度的要求，在無損模式先可以達到50%~60%的壓縮率，在有損模式下可以達到60%~75%的壓縮率。
文檔編號H04N7/26GK103248891SQ20131014486
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月24日 優先權日2013年4月24日
發明者范益波, 尚青, 劉聰, 曾曉洋 申請人:復旦大學