СПОСОБ И УСТРОЙСТВО КОДИРОВАНИЯ ВИДЕО С ПРЕДСКАЗАНИЕМ

1. Способ кодирования видео с предсказанием, в котором предусмотрены следующие действия:
извлечение блока пикселей из текущего кадра и деление этого блока на основной и дополнительный наборы пикселей;
кодирование основного набора пикселей, вывод его кодового потока и получение значения восстановления этого набора пикселей;
интерполяция по восстановленным значениям пикселей, содержащим значение восстановления основного набора пикселей, использование результата в качестве предсказательного значения дополнительного набора пикселей, кодирование дополнительного набора пикселей с внутрикадровым предсказанием, вывод кодового потока дополнительного набора пикселей и получение значения восстановления дополнительного набора пикселей;
объединение значения восстановления основного набора пикселей со значением восстановления дополнительного набора пикселей и получение значения восстановления блока пикселей.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что деление блока пикселей на основной и дополнительный наборы пикселей выполняют с использованием одного из следующих режимов:
режима выборки по всем строкам и столбцам, режима выборки на доске или режима выборки на классной доске.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при кодировании основного набора пикселей выполняются следующие действия:
определение типа текущего кадра; если текущим является I-кадр, для кодирования основного набора пикселей используют алгоритм предсказания по направлению Н.264 или AVC (Advanced Video Coding); если текущим является Р- или В-кадр, для кодирования основного набора пикселей используют алгоритм предсказания по направлению Н.264 или AVC либо алгоритм межкадрового поиска вектора движения.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что восстановленными значениями пикселей являются значения восстановления основного набора пикселей.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что восстановленные значения пикселей содержат значение восстановления основного набора пикселей и значение восстановления другого блока пикселей.
6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что при интерполяции по восстановленным значениям пикселей, содержащим значение восстановления основного набора пикселей, использовании результата в качестве предсказательного значения дополнительного набора пикселей и кодировании дополнительного набора пикселей с внутрикадровым предсказанием выполняют следующие действия:
классифицируют все пиксели дополнительного набора пикселей согласно местоположению каждого пикселя в дополнительном наборе и относят пиксели с информацией о соседних пикселях одной и той же известной степени к одной категории;
интерполируют для дополнительного набора пикселей в каждой категории по всем восстановленным значениям пикселей, содержащим значение восстановления основного набора пикселей, значение восстановления восстановленного дополнительного набора пикселей и восстановленные значения пикселей другого блока пикселей, получают предсказательное значение и выполняют внутрикадровое кодирование с предсказанием для иерархической структуры.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что при интерполяции по всем восстановленным значениям пикселей, содержащим значение восстановления основного набора пикселей, значение восстановления восстановленного дополнительного набора пикселей и восстановленные значения пикселей другого блока пикселей, при получении предсказательного значения и внутрикадровом кодировании с предсказанием для иерархической структуры выполняют следующие действия:
применяют фильтр Н.264 или AVC с шестью ответвлениями для интерполяции по всем восстановленным значениям пикселей и используют результат в качестве предсказательного значения дополнительного набора пикселей в каждой категории.
предсказание
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что основным набором пикселей является четный макроблок, дополнительным набором пикселей является нечетный макроблок, и для любого пикселя Х нечетного макроблока предсказательное значение Х определяют по следующей формуле:
предсказание
восстановление
восстановление
восстановление
восстановление
восстановление
вocстaнoвлeниe
X= округление((А- 5В+ 20С+ 20D- 5E+ F)/32),
где округление - это функция, означающая округление до ближайшего целого;
восстановление
С - значение восстановления восстановленного пикселя С, расположенного рядом с пикселем Х с левой стороны;
восстановление
В - значение восстановления восстановленного пикселя В, расположенного во второй позиции слева от пикселя X;
восстановление
А - значение восстановления восстановленного пикселя А, расположенного в третьей позиции слева от пикселя X;
восстановление
D - значение восстановления восстановленного пикселя D, расположенного рядом с пикселем Х с правой стороны;
восстановление
Е - значение восстановления восстановленного пикселя Е, расположенного во второй позиции справа от пикселя X;
восстановление
F - значение восстановления восстановленного пикселя F, расположенного в третьей позиции справа от пикселя X.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, при извлечении блока пикселей из текущего кадра деление этого блока на основной и дополнительный наборы пикселей выполняют с использованием
режима выборки по всем строкам и столбцам,
причем ширина и высота основного набора пикселей - m и n, соответственно, и эти значения определяют по следующей формуле:
<mrow><mi>m</mi><mo>=</mo><mrow><mo>⌊</mo><mrow><mfrac><mrow><mi>M</mi><mo>−</mo><mi>c</mi></mrow><mrow><msub><mi>T</mi><mi>c</mi></msub></mrow></mfrac></mrow><mo>⌋</mo></mrow><mo>+</mo><mn>1,</mn><mi>n</mi><mo>=</mo><mrow><mo>⌊</mo><mrow><mfrac><mrow><mi>N</mi><mo>−</mo><mi>r</mi></mrow><mrow><msub><mi>T</mi><mi>r</mi></msub></mrow></mfrac></mrow><mo>⌋</mo></mrow><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow>
;
<mrow><mrow><mo>⌊</mo><mrow /><mo>⌋</mo></mrow></mrow>
где функция
означает округление к минус бесконечности;
М и N - ширина и высота блока пикселей;
c
r
r
r
c
с
r
c
Т - период выборки по столбцу, Т - период выборки по строке, T - целое, отличное от нуля, T≥N; Т - целое, отличное от нуля, Т≤М, Т×T≠1;
r
c
r - номер первой строки основного набора пикселей в блоке пикселей, r=1, …, T; с - номер первого столбца основного набора пикселей в блоке пикселей, с=1, …, Т.
10. Способ по любому из пп.1-5 или 7-9, отличающийся тем, что блоком пикселей является яркостный блок или блок цветности.
11. Устройство кодирования видео с предсказанием, содержащее блок деления пикселей, блок кодирования основного набора пикселей, блок кодирования дополнительного набора пикселей и блок объединения значений восстановления блока пикселей, причем
блок деления пикселей предназначен для извлечения блока пикселей из текущего кадра и деления этого блока на основной и дополнительный наборы пикселей;
блок кодирования основного набора пикселей служит для кодирования основного набора пикселей, вывода его кодового потока и получения значения восстановления этого набора пикселей;
блок кодирования дополнительного набора пикселей предназначен для интерполяции по восстановленным значениям пикселей, содержащим значение восстановления основного набора пикселей, использования результата в качестве предсказательного значения дополнительного набора пикселей, кодирования дополнительного набора пикселей с внутрикадровым предсказанием, вывода кодового потока дополнительного набора пикселей и получения значения восстановления дополнительного набора пикселей;
блок объединения значений восстановления блока пикселей служит для объединения значения восстановления основного набора пикселей со значением восстановления дополнительного набора пикселей и получения значения восстановления блока пикселей.
12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что блок деления пикселей предназначен для деления блока пикселей на основной и дополнительный наборы пикселей с использованием режима выборки по всем строкам и столбцам или режима выборки на доске.
13. Устройство по п.11, отличающееся тем, что блок кодирования основного набора пикселей предназначен для определения типа текущего кадра: если текущим является I-кадр, для кодирования используют алгоритм предсказания по направлению Н.264 или AVC (Advanced Video Coding); если текущим является Р- или В-кадр, для кодирования применяют алгоритм предсказания по направлению Н.264 или AVC либо алгоритм межкадрового поиска вектора движения.
14. Устройство по п.11, отличающееся тем, что блок кодирования дополнительного набора пикселей предназначен для классификации всех пикселей дополнительного набора по их местоположению в этом наборе, отнесения пикселей с информацией о соседних пикселях одной и той же известной степени к одной категории; интерполяции, для дополнительного набора пикселей в каждой категории, по всем восстановленным значениям пикселей, содержащим значение восстановления основного набора пикселей, значение восстановления восстановленного дополнительного набора пикселей и восстановленные значения пикселей другого блока пикселей, получения предсказательного значения и кодирования с внутрикадровым предсказанием для иерархической структуры.
15. Устройство по любому из пп.11-14, отличающееся тем, что блок кодирования дополнительного набора пикселей содержит фильтр Н.264 или AVC с шестью ответвлениями, предназначенный для интерполяции по всем восстановленным значениям пикселей и использования результата в качестве предсказательного значения дополнительного набора пикселей в каждой категории.
16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что основным набором пикселей является четный макроблок, а дополнительным набором пикселей является нечетный макроблок;
предсказание
для любого пикселя Х нечетного макроблока предсказательное значение Х определяется по следующей формуле:
предсказание
восстановление
восстановление
восстановление
восстановление
восстановление
X= округление((А- 5В+ 20С+ 20Dвосстановление - 5E+ F)/32), где
округление - функция, означающая округление до ближайшего целого;
восстановление
С - значение восстановления восстановленного пикселя С, расположенного рядом с пикселем Х с левой стороны;
восстановление
В - значение восстановления восстановленного пикселя В, расположенного во второй позиции слева от пикселя X;
восстановление
А - значение восстановления восстановленного пикселя А, расположенного в третьей позиции слева от пикселя X;
восстановление
D - значение восстановления восстановленного пикселя D, расположенного рядом с пикселем Х с правой стороны;
восстановление
Е - значение восстановления восстановленного пикселя Е, расположенного во второй позиции справа от пикселя X;
восстановление
F - значение восстановления восстановленного пикселя F, расположенного в третьей позиции справа от пикселя X.
17. Устройство по п.11, отличающееся тем, что блок деления пикселей предназначен для деления блока пикселей на основной и дополнительный наборы пикселей с использованием режима выборки по всех строкам и столбцам, причем ширина и высота основного набора пикселей - m и n соответственно, и эти значения определяют по следующей формуле:
<mrow><mi>m</mi><mo>=</mo><mrow><mo>⌊</mo><mrow><mfrac><mrow><mi>M</mi><mo>−</mo><mi>c</mi></mrow><mrow><msub><mi>T</mi><mi>c</mi></msub></mrow></mfrac></mrow><mo>⌋</mo></mrow><mo>+</mo><mn>1,</mn><mi>n</mi><mo>=</mo><mrow><mo>⌊</mo><mrow><mfrac><mrow><mi>N</mi><mo>−</mo><mi>r</mi></mrow><mrow><msub><mi>T</mi><mi>r</mi></msub></mrow></mfrac></mrow><mo>⌋</mo></mrow><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow>
;
<mrow><mrow><mo>⌊</mo><mrow /><mo>⌋</mo></mrow></mrow>
где функция
означает округление к минус бесконечности;
М и N - ширина и высота блока пикселей;
с
r
r
c
с
r
с
T - период выборки по столбцу, T - период выборки по строке, Tr - целое, отличное от нуля, Т≤N; Т - целое, отличное от нуля, Т≤М, Т·Т≠1;
r
с
r - номер первой строки основного набора пикселей в блоке пикселей, r=1, …, T; с - номер первого столбца основного набора пикселей в блоке пикселей, с=1, …, T.