CN113365080B - 串编码技术的编解码方法、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开基于串编码技术的编解码方法、设备及存储介质。其中，基于串编码技术的编码方法包括：遍历当前块内像素，只沿水平方向和/或垂直方向遍历所述当前块内当前串的参考像素点，所述参考像素点满足预设位置限制；选取代价值最小的所述参考像素点对应的像素值作为对应匹配串内像素的预测值。通过采用水平方向和垂直方向进行串预测的方法，一方面利用到了现有方法中水平和垂直方向不能被选中的参考像素，可保证当前串像素点预测值的精度，另一方面节省编码开销，整体提升了编码压缩率。

Description

串编码技术的编解码方法、设备及存储介质

技术领域

本申请属于视频编码技术领域，具体涉及串编码技术的编解码方法、 设备及存储介质。

背景技术

视频图像数据量比较大，通常需要对视频像素数据(RGB、YUV等) 其进行压缩，压缩后的数据称之为视频码流，视频码流通过有线或者无 线网络传输至用户端，再进行解码观看。整个视频编码流程包括预测、 变换、量化、编码等过程。

SP技术(串匹配预测技术)是一种独立的预测技术，针对的是图像 内不同区域却有相同图像内容的情况。当前块内连续的n个(n>＝1)像 素称为一个串，当前块内可以有若干个不同的串，每个串都有自己的一 个SV(串矢量)，SV指向空域上之前的已编码像素(参考像素)。若当 前块内有像素不能成串，则直接编码该像素值。然而目前SP技术存在 压缩率低的问题。

发明内容

本申请提供串编解码技术的编码方法、设备及存储介质，以进一步 提高sp技术的压缩率。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：一种基于串 编码技术的编码方法，所述方法包括：遍历当前块内像素，只沿水平方 向和/或垂直方向遍历当前块内当前串的参考像素点，所述参考像素点满 足预设位置限制；选取代价值最小的所述参考像素点对应匹配串的像素 值作为所述当前串内像素的预测值。

根据本申请一实施方式，所述只沿水平方向和/或垂直方向遍历当前 块内当前串的参考像素点包括：当前扫描方向为从左向右扫描时，在所 述当前串沿水平方向向左第一预定范围内，遍历所述当前串的参考像素 点，所述当前串不跨行；和/或，在所述当前串沿垂直方向向上第二预定 范围内，遍历所述当前串的参考像素点。

根据本申请一实施方式，所述只沿水平方向和/或垂直方向遍历当前 块内当前串的参考像素点包括：当前扫描方向为从右向左扫描时，在当 前串沿水平方向向右第一预定范围内，遍历所述当前串的参考像素点， 所述当前串不跨行；和/或，在所述当前串沿垂直方向向上第二预定范围 内，遍历所述当前串的参考像素点。

根据本申请一实施方式，所述只沿水平方向和/或垂直方向遍历当前 块内当前串的参考像素点包括：当前扫描方向为从右到左扫描，且所述 当前串的初始像素点为当前行左起第一个像素点时，在所述当前串沿水 平方向向左第一预定范围内，遍历所述当前串的参考像素点，和/或沿垂 直方向向上第二预定范围内，遍历当前串的参考像素点，所述当前串可 延续至下一行。

根据本申请一实施方式，所述参考像素点满足预设位置限制包括： 所述参考像素点位于当前最大编码单元及所述当前最大编码单元的左 侧最大编码单元内，且所述参考像素点是已重建像素。

根据本申请一实施方式，所述方法包括：对一组连续的匹配串中两 个前后相邻的匹配串的预测方向为，沿水平方向向左或沿水平方向向右 与沿垂直方向向上交替进行，所述一组连续的匹配串包括第一个预定匹 配串和后续若干个普通匹配串；其中，所述预定匹配串为第一个匹配串， 或者所述预定匹配串为未匹配像素之后的第一个匹配串，或者所述预定 匹配串为初始像素点为初始行左起第一个像素点、且所述初始行的扫描 方向为从右到左扫描的匹配串。

根据本申请一实施方式，所述只沿水平方向和/或垂直方向遍历当前 块内当前串的参考像素点包括：在所述当前串沿水平方向向左和向右第 一预定范围内，遍历所述当前串的参考像素点，所述当前串不跨行；和 /或，在所述当前串沿垂直方向向上第二预定范围内，遍历当前串的参考 像素点。

根据本申请一实施方式，所述当前串的长度为4的整数倍。

根据本申请一实施方式，所述方法包括：响应于所述当前串为匹配 串，且所述当前串为预定匹配串；其中，所述预定匹配串为第一个匹配 串，或者所述预定匹配串为未匹配像素之后的第一个匹配串，或者所述 预定匹配串为初始像素点为初始行左起第一个像素点，且所述初始行的 扫描方向为从右到左扫描的匹配串；编码所述当前串的串类型句法元素、 所述当前串的矢量方向句法元素、所述当前串的矢量长度句法元素和所 述当前串的串长度句法元素；响应于当前串为匹配串，且所述当前串为 普通匹配串；编码所述当前串的串类型句法元素、所述当前串的矢量长 度句法元素和所述当前串的串长度句法元素。

根据本申请一实施方式，所述方法包括：响应于所述当前串为匹配 串；编码所述当前串的串类型句法元素、所述当前串的串矢量相关句法 元素和所述当前串的串长度句法元素。

根据本申请一实施方式，所述方法可用于屏幕内容场景。

为解决上述技术问题，本申请采用的又一个技术方案是一种基于串 编码技术的编码方法，包括：获取编码块；其中，所述编码块是上述的 编码方法得到的；基于所述编码块信息对所述编码块进行解码和重建。

为解决上述技术问题，本申请采用的又一个技术方案是：一种电子 设备，包括相互耦接的存储器和处理器，所述处理器用于执行所述存储 器中存储的程序指令，以实现上述任一方法。

为解决上述技术问题，本申请采用的又一个技术方案是：一种计算 机可读存储介质，其上存储有程序数据，所述程序数据被处理器执行时 实现上述任一方法。

本申请的有益效果是：通过采用水平方向和垂直方向进行串预测的 方法，一方面利用到了现有方法中水平和垂直方向不能被选中的参考像 素，可保证当前串像素点预测值的精度，另一方面节省编码开销，整体 提升了编码压缩率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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 仅仅是本申请的一些实施例，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，其中：

图1是串编码技术中普通模式示意图；

图2是串编码技术中CU级运动搜索示意图；

图3是串编码技术中像素级运动搜索的扫描方式示意图；

图4是串编码技术中像素级匹配示意图；

图5是本申请的串编码技术的编码方法一实施例的流程示意图；

图6是本申请的串编码技术的编码方法一实施例中a规则的示意图；

图7是本申请的串编码技术的编码方法一实施例中b规则的示意图；

图8是本申请的串编码技术的编码方法一实施例中c规则的示意图；

图9是本申请的串编码技术的编码方法一实施例中从左往右扫描行 中串矢量的水平向左和垂直搜索范围；

图10是本申请的串编码技术的编码方法一实施例中从右往左扫描 行中串矢量的水平向右和垂直搜索范围；

图11是本申请的串编码技术的编码方法一实施例中从左往右扫描 行中串矢量的水平向左和垂直搜索范围；

图12是本申请的串编码技术的编码方法一实施例中从右往左扫描 行中串矢量的水平向右和垂直搜索范围；

图13是本申请的串编码技术的解码方法一实施例的流程示意图；

图14是本申请的串编码技术的解码方法一实施例的子流程示意图；

图15是本申请的串编码技术的解码方法一实施例中串内编码串分 割示意图；

图16是本申请的串编码技术的编码装置一实施例的框架示意图；

图17是本申请的串编码技术的解码装置一实施例的框架示意图；

图18是本申请的电子设备一实施例的框架示意图；

图19是本申请计算机可读存储介质一实施例的框架示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案 进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实 施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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 申请保护的范围。

以下先对SP技术做一个简单的介绍，便于理解本发明：

在视频编码中，最常用颜色编码方法有YUV、RGB等，本发明中 所采用的颜色编码方法为YUV。Y表示明亮度，也就是图像的灰度值； U和V(即Cb和Cr)表示色度，作用是描述图像色彩及饱和度。每个 Y亮度块都对应一个Cb和一个Cr色度块，每个色度块也只对应一个亮 度块。以4:2:0的采样格式为例，一个N*M的块对应亮度块大小为N*M， 对应的两个色度块的大小都为(N/2)*(M/2)，色度块为亮度块的1/4大小。

视频编码时，输入的是一个个图像帧，但对一帧图像进行编码时， 需要将一帧分割成若干LCU(最大编码单元)，然后再对每个编码单元 进行不同尺寸的CU(编码单元)分割，视频编码就是以CU为单元进 行的。

本申请与句法元素的设置相关，因此对句法元素进行介绍。句法元 素是一种标识，用于表明编码端所配置的一些参数或使用的编码技术和 方法等。在编码端需要将句法元素进行编码，也就是用特定的编码方式 将句法元素的值转换成计算机能读懂的“0”和“1”组成的一串字符。 将句法元素编码到码流中后传输到解码端。解码端通过解析这些编码后 的字符读懂句法元素所代表的含义，才能知道编码端的编码信息，并采 取对应的操作。例如，有一个句法元素SPCuFlag代表的是当前CU是否 采用SP技术(串匹配预测技术)，SPCuFlag＝1时采用SP技术， SPCuFlag＝0时不采用。在编码时就需要将SPCuFlag对应的值编码到码 流中，传输到解码端。解码端通过解析SPCuFlag对应的值就知道编码 端是否采用了SP技术，若采用了SP技术，解码端就要通过SP相关的 操作来解码。

本提案和SP技术下普通SP预测模式相关，因此对SP技术中普通 SP预测模式进行大致介绍。如图1所示，当前块内连续的n个(n>＝1) 像素称为一个串，当前块内可以有若干个不同的串，每个串都有自己的 一个SV(串矢量)，SV指向空域上之前的已编码像素(参考像素)。若 当前块内有像素不能成串，则直接编码该像素值。

SP预测技术的详细步骤如下：

(1)SP技术应用条件

SP技术只能用于宽和高都大于等于4且小于等于32的亮度块。且 对于某些小块，若这些小块再进一步划分后会产生边长小于4的色度块， 那么这些小块的色度块部分将不再进一步划分，并且这些小块不采用SP 模式，而采用传统帧内预测模式。

此外，像素级串预测方法还存在以下规范性限制：

参考像素位置限定左边LCU和当前LCU的区域，把LCU按64*64 区域大小进行平均划分，一个参考串的所有像素都来自同一个64*64区 域；

参考像素不能属于当前串；

每个CU所允许的串的个数(包括匹配像素串的个数加未匹配像素 的个数)必须不大于当前CU块内像素个数的1/4；

每个串像素个数必须是4的倍数。

(2)预测运动矢量候选列表的构建

在AVS3现有技术中，通常采用历史候选列表HBVP中的运动信息， 来构建预测运动矢量候选列表，并将HBVP列表中有效的运动信息按照 倒序的方式填入到预测运动矢量候选列表内。历史候选列表HBVP中存 放的是历史已编码且用IBC(帧内块拷贝)或串编码预测技术(SP技术) 编码的块的运动信息，包括BV/SV(块矢量/串矢量)以及相关的信息。 在运动估计过程中，利用预测运动矢量候选列表中的运动信息SV时， 若遍历到BV，可将其转换为SV。

(3)运动估计

运动估计的目的是找到当前块的最佳运动矢量，该部分采用CU级 运动搜索和像素级运动搜索两种方法来获取。先进行CU级运动搜索， 如果未找到匹配块，再进行像素级运动搜索。

1、CU级运动搜索

[a]设置搜索范围。

如图2所示，搜索方向为当前块左上角水平向左和垂直向上进行搜 索，垂直方向上侧不能超过当前LCU的上边界，左侧边界不能超过当 前LCU左边相邻LCU的左边界。

除了在上面两种搜索方向中搜索CU级匹配串，还需要把HBVP列 表中的运动矢量指向的块作为匹配块取过来进行cost计算。

[b]匹配块的选取

对于亮度块，在搜索范围内，搜索与当前块的相同尺寸块来进行匹 配，搜索块需要满足为已编码块，搜索按照先垂直后水平方向进行，通 过SAD的方式计算当前块和搜索块，最多选出8个最小的SAD，按照 SAD从小到大的方式，记录SAD列表和对应SAD的搜索块左上角和当 前块左上角坐标的差值(记为SV)列表。

对于色度块：

如果搜索亮度块左上角和当前块左上角坐标的差值(记为SV)列 表存在且该列表中第一个差值对应的SAD小于等于32，需要遍历SAD 列表和对应SAD的搜索块左上角和当前块左上角坐标的差值(记为SV) 列表，重新计算三个分量总的SAD，选出最小的SAD对应的差值列表 中对应的差值作为当前块和匹配块的坐标差值,即SV，指向当前块的匹 配块；

否则将亮度SAD对应的搜索块左上角和当前块左上角坐标的差值 列表第一个差值作为当前块和匹配块的坐标差值,即作为SV，指向当前 块的匹配块。

[c]获取重建块

获取的匹配块即为重建块，然后利用SSE计算当前块和重建块的 rdcost，其中rdcost中的比特为当前块和匹配块的坐标差值消耗的比特。

[d]需要保存的信息

如果rdcost小于之前最佳模式下的rdcost，那么需要保存该模式下 匹配flag，当前块和匹配块的坐标差值，匹配的像素个数，匹配串类型 (LAST_STR为最后一个串)。

2、像素级运动搜索

[a]像素扫描方式

在AVS3技术中，目前扫描方式为水平弓形扫描方式，如图3所示， 像素级预测是采用(0，-1)、(-1，0)、已预测块的运动信息和像素HASH 值相等时的运动矢量偏移，分别进行运动补偿后，比较率失真代价，代 价最小的运动信息即为最佳的运动信息SV。

遍历所有预测运动矢量候选列表中所有SVP，计算SVP的index与 SVD(最佳SV-SVP)的比特数和，比较比特数的大小，比特数最小的 即为该像素串的最佳SVP。

在此过程中，如果最佳SV是(0，-1)，该SV用一个flag来表达。

运动估计的目的是找到当前块的最佳运动矢量，该部分采用CU级 运动搜索和像素级运动搜索两种方法来获取。先进行CU级运动搜索， 如果未找到匹配块，再进行像素级运动搜索。

[b]构建运动搜索串运动矢量候选

水平方向扫描时，运动搜索候选：

(1).先放垂直方向，运动矢量对应为(0，-1)；

(2).再放水平方向，运动矢量对应为(-1，0)；

(3).然后放IBC模式最佳mv；

(4).然后放历史运动矢量(最多12个)；

(5).最后放与当前像素HASH值相等的且在搜索范围内的所有重建 像素和当前像素的运动矢量(最后的重建像素对应的运动矢量放在前面， 最早的放在后面)，搜索范围不超过当前LCU和左侧相邻LCU。

[c]匹配串的选取

如图4所示，在扫描方式确定的情况下，对亮度分量，遍历每一个 运动搜索候选。在对当前运动搜索候选进行操作时，需要对当前像素点 以及后面连续的像素点利用当前运动搜索候选进行匹配操作。设一个阈 值，其中该阈值和QP相关，QP越大，该阈值越大，如果若干个连续原 始像素值与对应参考像素的原始像素值的差值都小于该阈值，则记录运动搜索候选下的连续像素点个数(即串长度)。

接下来要进行最佳运动搜索候选的选择过程：

I、根据串长度比较进行一次粗选。若(当前运动搜索下的串长度)>＝ (之前最佳运动搜索下的长度-1)时，则选中当前运动搜索，并计算当 前串的总cost。否则直接剔除当前运动搜索。

II、根据串长度和cost进行细选。满足以下三种情况之一，则将当 前运动搜索作为最佳运动搜索：

i、若(当前运动搜索下的串长度)>＝(之前最佳运动搜索下的长 度)；

ii、若(当前运动搜索下的串长度＝＝之前最佳运动搜索下的长度) &&(当前串长度不为0)&&(当前串cost<之前最佳运动搜索下串cost)；

iii、若(当前运动搜索下的串长度＝＝之前最佳运动搜索下的长度 -1)&&(当前串长度不为0)&&(当前串中每个像素的平均cost<之前 最佳运动搜索下串中每个像素的平均cost)；

注意在搜索过程中，参考像素不能超过图像边界且是已编码像素。

对于色度分量，不参与运动搜索候选遍历，直接使用最佳的运动搜 索候选。

如果当前像素没有找到匹配像素，直接对当前像素值进行编码。

[d]获取重建块

当前块中可能会存在多个串和未成串的像素，对这些串，重建值即 为其匹配串的像素值(即预测值)，对这些未成串的像素，重建值即为 该原始像素值。然后利用SSE计算当前块和重建块的rdcost。

[e]需要保存的信息

如果rdcost小于之前最佳模式下的rdcost，那么需要保存该模式下 匹配flag，当前块中每个像素串和对应匹配串的坐标差值，每个匹配串 的像素个数，匹配串类型(是否到当前块的最后一个串)。

3、运动补偿

该模式下的重建值即为参考值，因此不需要进行变换量化操作。

4、句法元素

SP模式下不存在像素残差信息，但需要传递串匹配模式flag，是否 找到匹配串的flag，串长度，串运动矢量(或者是否在历史候选列表下 的index)，或者未匹配到的像素值信息来表示当前块运动搜索所需的所 有信息。

请参阅图5，图5是本申请的串编码技术的编码方法一实施例的流 程示意图。

本申请一实施例提供了一种串编码技术的编码方法，包括如下步骤：

S11：遍历当前块内的所有串，只沿水平方向和/或垂直方向遍历当 前块内当前串的参考像素点，参考像素点满足预设位置限制。

S12：选取代价值最小的参考像素点对应的像素值作为对应匹配串 内像素的预测值。

需要说明的是，参考像素点满足预设位置限制包括参考像素点位于 当前最大编码单元及当前最大编码单元的左侧最大编码单元内，且参考 像素点是已重建像素。

以下分别具体说明水平方向和垂直方向进行串预测的方法：

(1)水平方向串预测

在现有SP技术参考像素位置限制下，分两种扫描行，分别为从左 向右扫描行和从右向左扫描行，不同扫描行规则有些差异：

a.如图6所示，当前扫描方向为从左向右扫描时，在当前串沿水平 方向向左第一预定范围内，遍历当前串的参考像素点，选取代价值最小 的参考像素点对应的像素值作为当前串内所有像素的预测值，当前串不 跨行。

b.如图7所示，当前扫描方向为从右向左扫描时，在当前串沿水平 方向向右第一预定范围内，遍历当前串的参考像素点，选取代价值最小 的参考像素点对应的像素值作为当前串内所有像素的预测值，当前串不 跨行。

当然，在其他实施例中，当前扫描方向为从右向左扫描时，还可以 在当前串沿水平向左和向右第一预定范围内，遍历当前串的参考像素点， 选取代价值最小的参考像素点对应的像素值作为当前串内所有像素点 的预测值，当前串不跨行。

c.如图8所示，此处特别提出一种特殊情况，若扫描方向为从右到 左扫描，且当前串的初始像素点为当前行左起第一个像素点时，在当前 串沿水平方向向左第一预定范围内遍历当前串的参考像素点，选取代价 值最小的参考像素点对应的像素值作为当前串像素的预测值，当前串可 延续至下一行。

在c情况下，虽然扫描方向为从右到左扫描，但是初始像素点靠近 当前块左边界，左侧参考像素准确度更高，可提升编码压缩率，所以选 用沿水平方向向左的遍历方式。同时，当前行的下一行的扫描方式为从 左到右，同样采用水平向左的遍历方式，所以允许当前串继续延续至下 一行，当前串可跨行。需要说明的是，由于允许当前串跨行，当前串的上下两行需分别水平向左遍历，当前串内上下两行串矢量指向的两个参 考像素点必须保证在同一垂直方向上。

需要说明的是，第一预定范围可以为满足参考像素位置限制的全范 围或局部范围的参考像素点。其中，满足参考像素位置限制的局部范围 参考像素点可以是最大长度限制为2、3、4等，或者还可以是单位基矢 量范围，即最大长度限制为1。

(2)垂直方向串预测

当前扫描方向为从左向右扫描，或者从右向左扫描时，在当前串沿 垂直方向向上第二预定范围内，遍历当前串的参考像素点，选取代价值 最小的参考像素点对应的像素值，作为当前串在垂直方向上对应位置像 素的预测值，当前串允许跨行。

即不同扫描行均可采用垂直方向串预测方法，且当前串的每个参考 像素均在起垂直方向上对应有参考像素点，当前串的每个像素点的串矢 量相同。

需要说明的是，第二预定范围可以为满足参考像素位置限制的全范 围或局部范围的参考像素点。其中，满足参考像素位置限制的局部范围 参考像素点可以是最大长度限制为2、3、4等，或者还可以是单位基矢 量范围，即最大长度限制为1。

以下结合具体方式说明：

在一具体实施方式中，第一预定范围和第二预定范围为满足参考像 素位置限制的全范围参考像素点，当前行扫描方式为从左往右扫描，搜 索范围如图9所示。

在又一具体实施方式中，第一预定范围和第二预定范围为满足参考 像素位置限制的全范围参考像素点，当前行扫描方式为从右到左扫描， 搜索范围如图10所示。

在又一具体实施方式中，第一预定范围为最大长度限制为2，第二 预定范围为单位基矢量范围，当前行扫描方式为从左到右扫描，搜索范 围如图11所示。

在又一具体实施方式中，第一预定范围为单位基矢量范围，第二预 定范围为最大长度限制为2，当前行扫描方式为从右到左扫描，搜索范 围如图12所示。

通过采用水平方向和垂直方向进行串预测的方法，一方面利用到了 现有方法中水平和垂直方向不能被选中的参考像素，可保证当前串像素 点预测值的精度，另一方面节省编码开销，整体提升了编码压缩率。

本方法可用于屏幕内容场景编码中，由于屏幕内容主要表现为水平 和垂直纹理，本方法提出只在水平和垂直方向进行预测，可有效提高屏 幕内容编码效率。当然，本方法也可用于其他场景编码中，此处不作限 制。

以上分别说明了水平方向和垂直方向的串预测方法，进一步地，在 一实施例中，每个当前串的串预测方法包括：

A、若当前串为预定匹配串，可采用水平方向和垂直方向两个方向 遍历参考像素点，具体如下：

若当前串为当前块的第一个匹配串，其扫描方式为由左向右扫描， 可分别进行沿水平方向向左和垂直向上搜索，选取取代价值最小的参考 像素点对应的像素值作为当前串内像素的预测值。

若当前串为未匹配像素之后的第一个匹配串，根据其扫描方式，选 择相反方向的水平搜索和垂直向上搜索，选取取代价值最小的参考像素 点对应的像素值作为当前串内像素的预测值。(未匹配像素为搜索后未 匹配到合适参考像素点，其编码本身像素值。)

若当前串为上述c特殊情况中的匹配串，可分别进行沿水平方向向 左和垂直向上搜索，选取取代价值最小的参考像素点对应的像素值作为 当前串内像素的预测值。

B、若当前串为普通匹配串，即非预定匹配串，那么遍历方向需跟 普通匹配串的前一个匹配串的遍历方向不同，即对一组连续的匹配串中 两个前后相邻的匹配串的预测方向为，沿水平方向向左或沿水平方向右 与沿垂直方向向上交替进行。其中一组连续的匹配串包括第一个预定匹 配串和后续若干个普通匹配串。

具体地，若当前行的扫描方向为从左到右扫描，当前匹配串为的参 考像素点为水平向左遍历获取，下一普通匹配串的参考像素点需为垂直 向上遍历获取。若再下一普通匹配串仍在当前行，再下一普通匹配串的 参考像素点需为向左遍历获取，依次交替进行。

同样，若当前行的扫描方向为从右到左扫描，当前匹配串为的参考 像素点为水平向右遍历获取，下一普通匹配串的参考像素点需为垂直向 上遍历获取。若再下一普通匹配串仍在当前行，再下一普通匹配串的参 考像素点需为向右遍历获取，依次交替进行。

通过规定遍历方向交替进行的方法，符合编码端约定，可节省编码 比特，提高编码压缩率。

在又一实施例中，还可以不采用上述预测方向交替进行的方法，即 每个匹配串的搜索方向均可以采用：在当前串沿水平向左和水平向右第 一预定范围内，遍历当前串的参考像素点，当前串不跨行；在当前串沿 垂直方向向上第二预定范围内，遍历当前串的参考像素点。从而每个匹 配串均可采用水平方向和垂直方向两个方向遍历参考像素点。

为了对硬件实现友好，本方法还提出当前串的长度为4的整倍数， 4的整倍数符合硬件限制，可减少硬件实现成本。从而硬件可同时处理 该当前串所有像素点的预测，避免硬件处理时的空余，进而减少硬件实 现成本。

进一步地，本方法需要添加一些新的句法元素来标识本方法，包括：

串类型句法元素：标识当前串内是否为匹配串；

串矢量相关句法元素：串矢量方向句法元素：标识当前串是垂直矢 量还是水平矢量；串矢量长度句法元素：标识串矢量的长度；

串长度句法元素：标识当前串的长度。

在一实施例中，若匹配串采用了一组匹配串的预测方向交替进行的 方法，根据不同当前串的搜索范围选取，句法元素的表达形式有所不同， 主要区别在于串矢量相关句法元素表达，即串矢量方向句法元素和串矢 量长度句法元素的表达，具体如下：

(1)水平和垂直预测搜索范围都大于单位基矢量范围的情况下：

响应于当前串为匹配串，且当前串为预定匹配串；其中，预定匹配 串为第一个匹配串，或者预定匹配串为未匹配像素之后的第一个匹配串， 或者预定匹配串为初始像素点为初始行左起第一个像素点，且初始行的 扫描方向为从右到左扫描的匹配串。(预定匹配串为上述实施例中A情 况，具体不再赘述。)

编码当前串的串类型句法元素、当前串的串矢量方向句法元素、当 前串的串矢量长度句法元素和当前串的串长度句法元素。

响应于当前串为匹配串，且当前串为普通匹配串；

编码当前串的串类型句法元素、当前串的串矢量长度句法元素和当 前串的串长度句法元素。由于普通匹配串可根据前一个匹配串的遍历方 向及当前行信息，推算出普通匹配串的串矢量是垂直矢量还是水平矢量， 所以无需编码串矢量方向句法元素，减小编码量。

需要说明的是，本实施例中，串矢量相关句法元素包括串矢量方向 句法元素和串矢量相关句法元素，在其他实施例中，串矢量相关句法元 素还可以是串矢量坐标。

以一个具体实施方式说明：

在一具体实施方式中，如果预测时在能够搜索到的所有搜索范围内 进行遍历搜索，且采用交替预测，则对于第一个匹配串，或者未匹配像 素之后的第一个匹配串，或者规则[c]中的匹配串，先用一个串矢量方向 句法元素is_copyabove表明是垂直矢量还是水平矢量，为1代表是垂直 矢量，为0代表水平矢量。再用一个串矢量长度句法元素k代表矢量的长度减1的值。

对于其他情况的普通匹配串，只需要传输一个串矢量长度句法元素 k代表串矢量的长度减1的值。

以上各种串都需要传输一个串长度句法元素str_length表明当前串 长度。

以上各种串都需要传输一个串类型句法元素表明当前串为匹配串。

(2)水平或垂直预测搜索范围存在至少一个预测方向的搜索范围 只用单位基矢量范围的情况下：

响应于当前串为匹配串，当前串为预定匹配串，且约定水平和/或垂 直方向的搜索范围为单位基矢量范围；其中，预定匹配串为第一个匹配 串，或者预定匹配串为未匹配像素之后的第一个匹配串，或者预定匹配 串为初始像素点为初始行左起第一个像素点，且初始行的扫描方向为从 右到左扫描的匹配串。(预定匹配串为上述实施例中A情况，具体不再 赘述。)

编码当前串的串类型句法元素、当前串的串矢量方向句法元素、非 单位基矢量范围的搜索方向的当前串的串矢量长度句法元素、以及匹配 串的串长度句法元素。

响应于当前串为匹配串，当前串为普通匹配串，且约定水平和/或垂 直方向的搜索范围为单位基矢量范围；

编码当前串的串类型句法元素、非单位基矢量范围的搜索方向的当 前串的串矢量长度句法元素、以及当前串的串长度句法元素。由于普通 匹配串可根据前一个匹配串的遍历方向及当前行信息，推算出普通匹配 串的串矢量是垂直矢量还是水平矢量，所以无需编码串矢量方向句法元 素，减小编码量。

需要说明的是，本实施例中，串矢量相关句法元素包括串矢量方向 句法元素和串矢量相关句法元素，在其他实施例中，串矢量相关句法元 素还可以是串矢量坐标。

以下以两个具体实施方式说明：

在一具体实施方式中，如果预测时在局部范围内进行搜索，且采用 交替预测，例如设垂直方向只能用单位基矢量预测，水平方向串矢量的 最大长度限制为2。则对于第一个匹配串，或者未匹配像素之后的第一 个匹配串，或者规则[c]中的匹配串，先用一个串矢量方向句法元素 is_copyabove表明是垂直矢量还是水平矢量，为1代表是垂直矢量，为 0代表水平矢量。若是水平矢量，再用一个串矢量长度句法元素k代表 串矢量的长度减1的值，垂直矢量由于默认为约定的单位基矢量，则不 需要传输串矢量长度句法元素k。

对于其他情况的水平普通匹配串，只需要传输一个串矢量长度句法 元素k代表矢量的长度减1的值。对于其他情况的垂直预测匹配串，不 需要传输运动矢量相关句法元素(串矢量方向句法元素和串矢量长度句 法元素)。

以上各种串都需要传输一个串长度句法元素str_length表明当前串 长度。

以上各种串都需要传输一个串类型句法元素表明当前串为匹配串。

在又一具体实施方式中，如果水平方向和垂直方向都只用单位基矢 量进行预测，且采用交替预测，则对于第一个匹配串，或者未匹配像素 之后的第一个匹配串，或者规则[c]中的匹配串，需要用一个串矢量方向 句法元素is_copyabove表明是垂直矢量还是水平矢量，为1代表是垂直 矢量，为0代表水平矢量。由于默认为约定的单位基矢量，则不需要传输串矢量长度句法元素k。

对于其他情况的普通匹配串，则不需要传输串矢量方向句法元素 is_copyabove，也不需要传输串矢量长度句法元素k。

以上各种串都需要传输一个串长度句法元素str_length表明当前串 长度。

以上各种串都需要传输一个串类型句法元素表明当前串为匹配串。

通过添加一些新的句法元素来标识本方法，根据不同当前串的搜索 范围选取，句法元素的表达形式有所不同，可有效减小编码量，提高编 码压缩率。

在又一实施例中，若匹配串无需采用预测方向交替进行的方法，即 每个匹配串均可采用水平方向和垂直方向两个方向遍历参考像素点，句 法元素的表达具体如下：

(1)水平和垂直预测搜索范围都大于单位基矢量范围的情况下：

响应于当前串为匹配串；

编码当前串的串类型句法元素、当前串的串矢量相关句法元素和当 前串的串长度句法元素。其中，当前串的串矢量相关句法元素包括串矢 量方向句法元素和串矢量长度句法元素，或者，当前串的串矢量相关句 法元素为串矢量坐标。

以一个具体实施方式说明：

在一具体实施方式中，如果预测时在能够搜索到的所有搜索范围内 进行遍历搜索，且不用交替预测方式，则对所有匹配串，需要用一个串 矢量方向句法元素str_dir来代表串预测方向，str_dir为0代表垂直预测， str_dir为1代表水平向左预测，str_dir为2代表水平向右预测。再用一 个串矢量长度句法元素k代表矢量长度减1的值。每一个匹配串都需要 传输句法元素str_dir和k，以及一个串类型句法元素表明当前串为匹配 串。

(2)水平或垂直预测搜索范围存在至少一个预测方向的搜索范围 只用单位基矢量范围的情况下：

如果预测时在水平方向预测时要在所有搜索范围内进行遍历搜索， 垂直方向预测只能用单位基矢量预测。则对每一个匹配串，需要用一个 串矢量方向句法元素str_dir来代表串预测方向，str_dir为0代表垂直预 测，str_dir为1代表水平向左预测，str_dir为2代表水平向右预测。再 用一个串矢量长度句法元素k代表水平预测时的矢量长度减1的值。k 只需要在水平预测时传输，垂直预测时不传输。还需一个串类型句法元 素表明当前串为匹配串。

请参阅图13至图14，本申请又一实施例提供了一种基于串编码技 术的解码方法，包括如下步骤：

S21：获取编码块。

编码块是利用上述任一实施例中的编码方法得到的。

S22：基于编码块信息对编码块进行解码和重建。

基于编码块信息，可获得当前编码单元信息及当前串相关句法元素， 利用编码单元信息和当前串的预测信息，对当前串进行重建。

进一步地，本方法还包括：

S221：根据当前串的句法元素及当前编码单元信息，分析当前串的 跨行数及串矢量，以判断当前串是否出现串内参考。

获取当前串句法元素及当前编码单元信息，可以获得当前串的长度 L，当前串的串矢量长度k，当前编码单元的宽度x，当前串的起始像素 点位置等信息，那么可以计算获得当前串的跨行数i，若跨行数与串矢 量的比值大于1，说明当前串存在串内后面行参考串内前面行的情况。 可能会出现后面行所需参考的像素还未重建的情况，不利于硬件实现。需要说明的是，基于本方法编码端的规定，串内参考出现在垂直方向预 测时。

S222：响应于当前串出现串内参考，将当前串分割为非串内参考子 串。

所以解码时当前串出现串内参考时，将当前串分割为非串内参考的 子串，从而减少硬件实现成本。

以下结合一具体实施方式进行说明，如图15所示，设当前编码单 元块的宽度为4，当前串是在未分割前是一个长度为6的串，用串矢量 (0，-1)进行预测，当前串跨两行。后一行需要参考前一串，则需要将 当前串按图中虚线所示的分割线进行分割，分割为长度分别为4和2的 非串内参考子串。从而减少硬件实现成本和提高处理速度，提高解码速 率。

本方法可以与上述任一实施例中的基于串编码技术的编码方法结 合。

请参阅图16，本申请又一实施例提供了一种基于串编码技术的编码 装置30，包括像素遍历模块31和像素预测模块32，以实现上述对应实 施例的基于串编码技术的编码方法。

具体地，像素遍历模块31遍历当前块内像素，只沿水平方向和/或 垂直方向遍历当前块内当前串的参考像素点，参考像素点满足预设位置 限制。像素预测模块32选取代价值最小的参考像素点对应的像素值作 为当前匹配串内像素的预测值。

通过采用水平方向和/或垂直方向进行串预测的方法，一方面利用到 了现有方法中水平和垂直方向不能被选中的参考像素，可保证当前串像 素点预测值的精度，另一方面节省编码开销，整体提升了编码压缩率。

请参阅图17，本申请又一实施例提供了一种基于串编码技术的解码 装置40，包括获取模块41和处理模块42，以实现上述对应实施例的基 于串编码技术的解码方法。获取模块41根据当前串的句法元素及当前 编码单元信息，处理模块42分析当前串的跨行数及串矢量，以判断当 前串是否出现串内参考，响应于当前串出现串内参考，将当前串分割为 非串内参考子串。通过解码时当前串出现串内参考时，将当前串分割为 非串内参考的子串，从而减少硬件实现成本和提高处理速度，提高解码 速率。

请参阅图18，本申请又一实施例提供了一种电子设备50，包括相 互耦接的存储器51和处理器52，处理器52用于执行存储器51中存储 的程序指令，以实现上述任一实施例的基于串编码技术的编码方法，及 上述任一实施例的基于串编码技术的解码方法。在一个具体的实施场景 中，电子设备50可以包括但不限于：微型计算机、服务器，此外，电 子设备50还可以包括笔记本电脑、平板电脑等移动设备，在此不做限 定。

具体而言，处理器52用于控制其自身以及存储器51以实现上述任 一实施例的基于串编码技术的编码方法，及上述任一实施例的基于串编 码技术的解码方法。处理器52还可以称为CPU(Central Processing Unit， 中央处理单元)。处理器52可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理 能力。处理器52还可以是通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或 者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。 通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器 等。另外，处理器52可以由集成电路芯片共同实现。

请参阅图19，本申请又一实施例提供了一种计算机可读存储介质 60，其上存储有程序数据61，程序数据61被处理器执行时实现上述任 一实施例的基于串编码技术的编码方法，及上述任一实施例的基于串编 码技术的解码方法。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装 置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅 是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实 际实现时可以有另外的划分方式，例如单元或组件可以结合或者可以集 成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装 置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性、机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作 为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地 方，或者也可以分布到网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部 分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单 元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集 成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以 采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销 售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质60中。基于这样 的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或 者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机 软件产品存储在一个存储介质60中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器 (processor)执行本申请各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述 的存储介质60包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或 者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围， 凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或 直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保 护范围内。

Claims (14)

1.一种基于串编码技术的编码方法，其特征在于，所述方法包括：

遍历当前块内像素，只沿水平方向和/或垂直方向遍历所述当前块内当前串的参考像素点，所述参考像素点满足预设位置限制；

选取代价值最小的所述参考像素点对应的像素值作为对应匹配串内像素的预测值；

所述只沿水平方向和/或垂直方向遍历当前块内当前串的参考像素点包括：

在所述当前串沿水平方向向左和向右第一预定范围内，遍历所述当前串的参考像素点；和/或，在所述当前串沿垂直方向向上第二预定范围内，遍历当前串的参考像素点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述只沿水平方向和/或垂直方向遍历当前块内当前串的参考像素点包括：

当前扫描方向为从左向右扫描时，在所述当前串沿水平方向向左第一预定范围内，遍历所述当前串的参考像素点，所述当前串不跨行；和/或，在所述当前串沿垂直方向向上第二预定范围内，遍历所述当前串的参考像素点。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述只沿水平方向和/或垂直方向遍历当前块内当前串的参考像素点包括：

当前扫描方向为从右向左扫描时，在当前串沿水平方向向右第一预定范围内，遍历所述当前串的参考像素点，所述当前串不跨行；和/或，在所述当前串沿垂直方向向上第二预定范围内，遍历所述当前串的参考像素点。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述只沿水平方向和/或垂直方向遍历当前块内当前串的参考像素点包括：

当前扫描方向为从右到左扫描，且所述当前串的初始像素点为当前行左起第一个像素点时，在所述当前串沿水平方向向左第一预定范围内，遍历所述当前串的参考像素点，和/或沿垂直方向向上第二预定范围内，遍历当前串的参考像素点，所述当前串可延续至下一行。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述参考像素点满足预设位置限制包括：

所述参考像素点位于当前最大编码单元及所述当前最大编码单元的左侧最大编码单元内，且所述参考像素点是已重建像素。

6.根据权利要求1-2中任一所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

对一组连续的匹配串中两个前后相邻的匹配串的预测方向为，沿水平方向向左或沿水平方向向右与沿垂直方向向上交替进行，所述一组连续的匹配串包括第一个预定匹配串和后续若干个普通匹配串；其中，所述预定匹配串为第一个匹配串，或者所述预定匹配串为未匹配像素之后的第一个匹配串，或者所述预定匹配串为初始像素点为初始行左起第一个像素点、且所述初始行的扫描方向为从右到左扫描的匹配串。

7.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于，所述当前串的长度为4的整数倍。

8.根据权利要求6中所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

响应于所述当前串为匹配串，且所述当前串为预定匹配串；其中，所述预定匹配串为第一个匹配串，或者所述预定匹配串为未匹配像素之后的第一个匹配串，或者所述预定匹配串为初始像素点为初始行左起第一个像素点、且所述初始行的扫描方向为从右到左扫描的匹配串；

编码所述当前串的串类型句法元素、所述当前串的串矢量方向句法元素、所述当前串的串矢量长度句法元素和所述当前串的串长度句法元素；

响应于当前串为匹配串，且所述当前串为普通匹配串；

编码所述当前串的串类型句法元素、所述当前串的串矢量相关句法元素和所述当前串的串长度句法元素。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

响应于所述当前串为匹配串；

编码所述当前串的串类型句法元素、所述当前串的串矢量相关句法元素和所述当前串的串长度句法元素。

10.根据权利要求1-4中任一中所述的方法，其特征在于，所述方法可用于屏幕内容场景。

11.一种基于串编码技术的编码方法，其特征在于，包括：

获取编码块；其中，所述编码块是利用权利要求1至10任一项所述的编码方法得到的；

基于所述编码块信息对所述编码块进行解码和重建。

12.根据权利要求11所述的编码方法，其特征在于，所述对所述编码块进行解码和重建包括：

根据当前串的句法元素及当前编码单元信息，分析所述当前串的跨行数及串矢量，以判断所述当前串是否出现串内参考；

响应于所述当前串出现串内参考，将所述当前串分割为非串内参考子串。

13.一种电子设备，其特征在于，包括相互耦接的存储器和处理器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的程序指令，以实现权利要求1至12中任一项所述的方法。

14.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序数据，其特征在于，所述程序数据被处理器执行时实现权利要求1至12中任一项所述的方法。

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