專(zhuān)利名稱(chēng)：：通過(guò)擴(kuò)展方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)的應(yīng)用對(duì)視頻信號(hào)編碼和解碼的方法和設(shè)備的制作方法通過(guò)擴(kuò)展方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)的應(yīng)用對(duì)視頻信號(hào)編碼和解碼的方法和設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域：
與本發(fā)明一致的方法和設(shè)備涉及視頻編碼和解碼，更具體地講，涉及通過(guò)擴(kuò)展方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)的應(yīng)用來(lái)對(duì)視頻信號(hào)編碼和解碼。
背景技術(shù)：
：由于包括文本、運(yùn)動(dòng)畫(huà)面(以下稱(chēng)為"視頻")和音頻的多媒體數(shù)據(jù)通常較大，因此需要大的存儲(chǔ)介質(zhì)和帶寬來(lái)存儲(chǔ)和傳輸所述數(shù)據(jù)。因此，需要壓縮編碼技術(shù)來(lái)傳輸多媒體數(shù)據(jù)。在多媒體壓縮方法中，可依據(jù)源數(shù)據(jù)是否丟失將視頻壓縮方法分成有損/無(wú)損壓縮，依據(jù)是否對(duì)各個(gè)幀獨(dú)立執(zhí)行壓縮將視頻壓縮方法分成幀內(nèi)/幀間壓縮，以及依據(jù)壓縮和重構(gòu)是否需要相同的時(shí)間來(lái)將視頻壓縮方法分成對(duì)稱(chēng)/非對(duì)稱(chēng)壓縮。在幀具有不同分辨率的情況下，相應(yīng)的壓縮#皮稱(chēng)為可分級(jí)壓縮。傳統(tǒng)的視頻編碼的目的在于傳輸優(yōu)化到給定傳輸率的信息。然而，在網(wǎng)絡(luò)視頻應(yīng)用(例如，互聯(lián)網(wǎng)流視頻)中，網(wǎng)絡(luò)的性能不是恒定的，而是根據(jù)環(huán)境變化，因此，除了優(yōu)化到特定傳輸率的編碼之外，還需要柔性編碼。可分級(jí)性是解碼器根據(jù)處理情況和網(wǎng)絡(luò)情況有選擇地對(duì)基層和增強(qiáng)層解碼的性能。具體地講，精細(xì)可分級(jí)(FGS)方法對(duì)基層和增強(qiáng)層編碼，并可依據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸效率或解碼器層的狀態(tài)，不傳輸增強(qiáng)層或不對(duì)增強(qiáng)層解碼。因此，可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸率來(lái)適當(dāng)?shù)貍鬏敂?shù)據(jù)。圖1示出使用多層結(jié)構(gòu)的可分級(jí)視頻編解碼器的示例。在該視頻編解碼器中，基層是15Hz(幀率)的四分之一通用中間格式(QCIF),第一增強(qiáng)層是30Hz的通用中間格式(CIF)，第二增強(qiáng)層是60Hz的SD(標(biāo)準(zhǔn)清晰度)格式。如果需要CIF0.5Mbps的流，則基于具有CIF、幀率為30Hz、比特率為0.7Mbps的第一增強(qiáng)層來(lái)截?cái)啾忍亓饕垣@得0.5Mbps的比特率。在該方法中，可獲得空域和時(shí)域的SNR可分級(jí)性。如圖1所示，在各個(gè)層中的具有相同時(shí)域位置的幀(例如，10、20和30)具有彼此相似的圖像。因此，提出了預(yù)測(cè)當(dāng)前層的紋理并對(duì)當(dāng)前層的預(yù)測(cè)值和實(shí)際紋理值之間的差編碼的方法。在ISO/IEC21000-13可分級(jí)浮見(jiàn)頻編碼的可分級(jí)視頻模式3.0(以下，稱(chēng)為"SVM3.0")中，這種方法被稱(chēng)為intra-BL預(yù)測(cè)。根據(jù)SVM3.0，除了在現(xiàn)有的H.264中對(duì)構(gòu)成當(dāng)前幀的塊或宏塊進(jìn)行預(yù)測(cè)所使用的幀間預(yù)測(cè)和方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)之外，還采用了通過(guò)使用當(dāng)前塊和相應(yīng)低層塊之間的相關(guān)性來(lái)對(duì)當(dāng)前塊進(jìn)行預(yù)測(cè)的方法。該預(yù)測(cè)方法被稱(chēng)為"intra-BL預(yù)測(cè)"，使用這種預(yù)測(cè)方法執(zhí)行編碼的模式被稱(chēng)為"intra-BL模式"。圖2是示意性地解釋上述三種預(yù)測(cè)方法的示圖。關(guān)于當(dāng)前幀11的特定宏塊14來(lái)執(zhí)行第一種幀內(nèi)預(yù)測(cè)(①)，通過(guò)使用在與當(dāng)前幀11不同時(shí)域位置的幀12來(lái)執(zhí)行第二種幀間預(yù)測(cè)(②)，并通過(guò)使用與宏塊14相應(yīng)的基層幀13的區(qū)域16的紋理數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行第三種intra-BL預(yù)測(cè)(③)。
發(fā)明內(nèi)容對(duì)多層結(jié)構(gòu)中的每一層進(jìn)行量化的單元可能不同，這可能導(dǎo)致每一層所需的數(shù)據(jù)類(lèi)型不同。在這種情況下，可通過(guò)方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)來(lái)獲得較好的性能。因此，需要一種執(zhí)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)以匹配多層的特性的編碼和解碼方法和設(shè)備。本發(fā)明的示例性實(shí)施例克服了以上缺點(diǎn)和上面沒(méi)有描述的其他缺點(diǎn)。另外，本發(fā)明不需要克服上面描述的缺點(diǎn)，本發(fā)明的示例性實(shí)施例可以不克服上面描述的任何問(wèn)題。本發(fā)明提供了一種使用基層的紋理和符號(hào)信息通過(guò)方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)對(duì)增強(qiáng)層編碼和解碼的方法和設(shè)備。本發(fā)明還提供了一種通過(guò)使用根據(jù)基層信息的使用而減少比特的擴(kuò)展方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)的方向的方法和i殳備。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種對(duì)視頻數(shù)據(jù)編碼時(shí)執(zhí)行方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)的方法，所述方法包括搜索幀中的第二塊，以從與第一塊存在于相同幀中的第二塊預(yù)測(cè)視頻數(shù)據(jù)中包括的的第一塊的信息；計(jì)算第二塊的信息和第一塊的信息之間的殘差；和對(duì)計(jì)算的殘差編碼，其中，第二塊存在于與第一塊相鄰的位置，第一塊參考第三方向上的第二塊，4艮據(jù)H.264幀內(nèi)預(yù)測(cè)方向結(jié)構(gòu)，所述第三方向存在于在方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)中使用的彼此相鄰的第一方向和第二方向之間。在本發(fā)明的另一方面，提供了一種對(duì)根據(jù)方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼的視頻數(shù)據(jù)解碼的方法，所述方法包括對(duì)視頻數(shù)據(jù)中包括的第一塊的殘差數(shù)據(jù)解碼；通過(guò)參考與第一塊包括在相同幀中的第二塊來(lái)預(yù)測(cè)第一塊的視頻信息；和通過(guò)將殘差數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)的視頻信息相加來(lái)恢復(fù)第一塊的視頻信息，其中，第二塊存在于與第一塊相鄰的位置，第一塊參考第三方向上的第二塊，所述第三方向存在于在方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)中使用的彼此相鄰的第一方向和第二方向之間。這里，第一方向和第二方向中的每一個(gè)可對(duì)應(yīng)于8個(gè)H.264幀內(nèi)預(yù)測(cè)方向中的一個(gè)。在本發(fā)明的另一方面，提供了一種對(duì)視頻數(shù)據(jù)分級(jí)編碼的方法，所述方法包括對(duì)低層的數(shù)據(jù)進(jìn)行量化；計(jì)算在低層的量化處理中產(chǎn)生的第一誤差范圍；和對(duì)增強(qiáng)層的數(shù)據(jù)進(jìn)行量化。這里，不關(guān)于與第一誤差范圍相應(yīng)的量化區(qū)域執(zhí)行增強(qiáng)層的數(shù)據(jù)的量化，增強(qiáng)層的量化的數(shù)據(jù)被置于具有與第一誤差范圍不重疊的第二誤差范圍的區(qū)域中。在本發(fā)明的另一方面，提供了一種對(duì)視頻數(shù)據(jù)分級(jí)解碼的方法，所述方法包括對(duì)低層的數(shù)據(jù)進(jìn)行逆量化；對(duì)參考低層的高層進(jìn)行逆量化，其中，在高層的第二誤差范圍與低層的第一誤差范圍不重疊的情況下，高層的第二誤差范圍繼承低層的第一誤差范圍。在本發(fā)明的另一方面，提供了一種對(duì)視頻數(shù)據(jù)編碼時(shí)執(zhí)行方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)的視頻編碼器，所述視頻編碼器包括參考?jí)K預(yù)測(cè)單元，搜索幀中的第二塊，以從與第一塊存在相同幀中的第二塊預(yù)測(cè)視頻數(shù)據(jù)中包括的第一塊的信息；和殘差編碼單元，計(jì)算第二塊的信息和第一塊的信息之間的殘差，并對(duì)殘差編碼，其中，第二塊存在于與第一塊相鄰的位置，并且當(dāng)搜索第一塊所參考的第二塊時(shí)，參考?jí)K預(yù)測(cè)單元搜索第三方向上的第二塊，所述第三方向存在于在方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)中使用的彼此相鄰的第一方向和第二方向之間。在本發(fā)明的另一方面，提供了一種對(duì)根據(jù)方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼的視頻數(shù)據(jù)解碼的視頻解碼器，所述視頻解碼器包括殘差解碼單元，對(duì)視頻數(shù)據(jù)中包括的第一塊的殘差數(shù)據(jù)解碼；方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)單元，通過(guò)參考與第一塊包括在相同幀中的第二塊來(lái)預(yù)測(cè)第一塊的視頻信息；和恢復(fù)單元，通過(guò)將殘差數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)的視頻信息相加來(lái)恢復(fù)第一塊的視頻信息，其中，第二塊與第一塊相鄰，第一塊參考第三方向上的第二塊，所述第三方向存在于在方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)中使用的彼此相鄰的第一方向和第二方向之間。從下面結(jié)合附圖對(duì)示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的以上和其他方面將變得更清楚，其中圖1是示出使用多層結(jié)構(gòu)的可分級(jí)視頻編解碼器的示例的示圖；圖2是示意性地解釋三種預(yù)測(cè)方法的示圖；圖3A和圖3B是解釋現(xiàn)有的幀內(nèi)預(yù)測(cè)方向和根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的擴(kuò)展的幀內(nèi)預(yù)測(cè)方向的示圖；圖4是解釋根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的基于擴(kuò)展的幀內(nèi)預(yù)測(cè)而被參考的塊中的關(guān)系的示圖；圖5是解釋根據(jù)如圖4所示的擴(kuò)展的幀內(nèi)預(yù)測(cè)將權(quán)重賦予塊的預(yù)測(cè)的示例的示圖；圖6是解釋根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的從多個(gè)相鄰塊計(jì)算最可能模式的示圖；圖7是解釋根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的基于角度計(jì)算最可能模式的示圖；圖8是解釋根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的基于使用基層的紋理而重新評(píng)估的信息來(lái)對(duì)方向符號(hào)編碼的示例的示圖；圖9是解釋根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的調(diào)整可在層之間產(chǎn)生的誤差范圍的示例的示圖；圖10是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的編碼處理的流程圖；圖11是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的解碼處理的流程圖；圖12是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的視頻編碼器的結(jié)構(gòu)的框圖；和圖13是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的視頻解碼器的結(jié)構(gòu)的框圖。具體實(shí)施方式以下，將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。通過(guò)參照示例性實(shí)施例，本發(fā)明的各方面和特點(diǎn)和用于實(shí)現(xiàn)所述各方面和特點(diǎn)的方法將變得清楚，所述示例性實(shí)施例將通過(guò)參照附圖被詳細(xì)描述。然而，本發(fā)明并不限于以下公開(kāi)的示例性實(shí)施例，而是可以以不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。在描述中定義的內(nèi)容(例如，詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和部件)只是被提供以有助于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員全面理解本發(fā)明的特定細(xì)節(jié)，并且只在權(quán)利要求的范圍內(nèi)限定本發(fā)明。在本發(fā)明的整個(gè)描述中，在不同的附圖中，相同的標(biāo)號(hào)被用于相同的部件。將參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，所述附圖示出了根據(jù)本發(fā)明的通過(guò)擴(kuò)展方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)的應(yīng)用來(lái)對(duì)視頻信號(hào)編碼和解碼的方法和設(shè)備的框圖和流程圖。應(yīng)該理解，流程圖的每一方框和流程圖的方框的組合可通過(guò)計(jì)算機(jī)程序指令來(lái)實(shí)現(xiàn)。可將這些計(jì)算機(jī)程序指令提供給通用計(jì)算機(jī)、專(zhuān)用計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器，以產(chǎn)生機(jī)器，從而經(jīng)計(jì)算機(jī)或者其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令創(chuàng)建用于實(shí)現(xiàn)在一個(gè)流程圖方框或多個(gè)流程圖方框中描述的功能的裝置。這些計(jì)算機(jī)程序指令也可被存儲(chǔ)在可指導(dǎo)計(jì)算機(jī)或者其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，以便存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可用或計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令生產(chǎn)包括執(zhí)行在一個(gè)流程圖方框或多個(gè)流程圖方框中描述的功能的指令裝置的產(chǎn)品。擴(kuò)展的幀內(nèi)預(yù)測(cè)方向的示圖。如果層具有不同的空間分辨率或者deltaQp在層之間變大，則基層的紋理不適于預(yù)測(cè)當(dāng)前層(或者增強(qiáng)層)。另外，如果增強(qiáng)層的量化是不規(guī)則的，則在H.264規(guī)范中提出的方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)中的多個(gè)方向可能不適于預(yù)測(cè)。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，如圖3B所示來(lái)擴(kuò)展用于方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)的方向。換句話(huà)講，在圖3A中^皮表示為實(shí)線(xiàn)的用于現(xiàn)有幀內(nèi)預(yù)測(cè)的方向中添加在圖3B中被表示為虛線(xiàn)的用于擴(kuò)展的幀內(nèi)預(yù)測(cè)的方向。在圖中示出的8個(gè)方向和DC。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例所提出的擴(kuò)展的方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)多添加了7個(gè)方向，因此，幀內(nèi)預(yù)測(cè)方向的總數(shù)量是16。通過(guò)將關(guān)于intra-BL4'4的信息加到16個(gè)方向，幀內(nèi)預(yù)測(cè)方向的數(shù)量總共為17個(gè)。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例中的擴(kuò)展的幀內(nèi)預(yù)測(cè)，通過(guò)擴(kuò)展的方向來(lái)表示通過(guò)現(xiàn)有的方向無(wú)法準(zhǔn)確表示的信息，因此，提高了幀內(nèi)預(yù)測(cè)的性能。結(jié)果，幀內(nèi)預(yù)測(cè)可被應(yīng)用于如下情況由于基層和增強(qiáng)層之間的分辨率或量化大小的不同，導(dǎo)致用于基層的intra-BL不能具有高壓縮率。圖4是解釋根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的基于以上描述的擴(kuò)展的幀內(nèi)預(yù)測(cè)而被參考的塊中的關(guān)系的示圖。圖4中的標(biāo)號(hào)26表示在傳統(tǒng)H.264中幀內(nèi)預(yù)測(cè)所參考的塊。根據(jù)擴(kuò)展的幀內(nèi)預(yù)測(cè)，根據(jù)如圖3B所示的擴(kuò)展的幀內(nèi)預(yù)測(cè)方向參考在圖4中一皮表示為標(biāo)號(hào)28的相鄰塊。在這種情況下，必須將權(quán)重賦予相鄰像素。在圖4中的包括子塊的塊31、32、33、34、35、36和37表示在擴(kuò)展的幀內(nèi)預(yù)測(cè)期間被參考的相鄰像素之間的關(guān)系。圖5是解釋根據(jù)如圖4所示的擴(kuò)展的幀內(nèi)預(yù)測(cè)將權(quán)重賦予塊的預(yù)測(cè)的示例的示圖。在使用幀內(nèi)預(yù)測(cè)的情況下，可通過(guò)計(jì)算將加權(quán)值應(yīng)用于相鄰像素的結(jié)果來(lái)計(jì)算當(dāng)前像素。如圖5所示，可通過(guò)相應(yīng)像素分別占據(jù)的區(qū)域來(lái)判斷賦予相鄰像素的加權(quán)值的等級(jí)。參照?qǐng)D5，像素C和D影響像素40。具體地講，標(biāo)號(hào)41和42表示受像素C和D影響的像素40的部分，標(biāo)號(hào)43表示41和42之間的重疊部分。因此，可通過(guò)以下操作來(lái)預(yù)測(cè)像素40:確定像素部分41和42的貢獻(xiàn)比為7:3，確定重疊部分43的貢獻(xiàn)程度為5,然后計(jì)算(7xC+3xD+5)/10。如圖4所示，為了執(zhí)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)，需要17個(gè)方向，所述17個(gè)方向包括如圖3B所示的15個(gè)方向、DC和intra-BL4'4。為了有歲文;也表示關(guān)于17個(gè)方向的信息，需要l+4比特用于表示最可能模式的1比特和用于表示包括DC的16個(gè)方向的4比特。在最可能模式是'T，的情況下，下面的表l中的rem—intm4'4jred模式的值與表1中的左側(cè)表示的實(shí)際預(yù)測(cè)模式相匹配。由于通過(guò)l+4比特來(lái)設(shè)置所述信息，所以較高1的比特表示最可能模式的值，較4氐的4比特表示rem—intra4'4jred才莫式。表l視頻編碼才莫式<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>圖6是解釋根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的從多個(gè)相鄰塊計(jì)算最可能模式的示圖。獲得最可能模式的值作為左上幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式的最小值。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，提出了用于獲得最可能模式值的不同方法。假設(shè)預(yù)測(cè)所需的塊是A、B、C和D,則最可能^f莫式可以具有A、B和C的中值或者A、B和D的中值。另外，最可能才莫式可具有A和B的最小值，或者A或B的值。如果在預(yù)測(cè)期間將^^參考的塊是A、B和C,或者A、B和D，則可使用所述塊的中值，而如果將被參考的塊是A和B,則可使用H.264預(yù)測(cè)方法。如果將使用l個(gè)塊，則該塊可為最可能模式。圖7是解釋根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的基于角度計(jì)算最可能模式的示圖。參照?qǐng)D7，使用3個(gè)塊來(lái)計(jì)算最可能模式。在這種情況下，可基于如上所述的擴(kuò)展的方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)的方向來(lái)計(jì)算最可能模式。然而，在基于方向的預(yù)測(cè)模式的情況下，相鄰塊可具有相同或相似的值。例如，在幀內(nèi)預(yù)測(cè)中，當(dāng)基于圖7中被表示為101的角度來(lái)定義方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)的方向時(shí)，左塊A、上塊B和右上塊C可彼此相似或彼此相關(guān)，以使左塊A、上塊B和右上塊C分別對(duì)應(yīng)于模式4、模式5和模式6。因此，當(dāng)應(yīng)用三個(gè)塊以選擇其中值時(shí)，可對(duì)塊A和B之間的差執(zhí)行編碼，而不是對(duì)模式4、5和6執(zhí)行編碼。由于塊B的值比塊A的值大l,塊C的值比塊B的值大l,所以通過(guò)對(duì)關(guān)于相鄰塊的信息編碼來(lái)減小將被處理的數(shù)據(jù)的大小。圖8是解釋根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的基于使用基層的紋理而重新評(píng)估的信息來(lái)對(duì)方向符號(hào)編碼的示例的示圖。假設(shè)重構(gòu)的基層紋理是原始紋理，則通過(guò)使用當(dāng)前層的相鄰紋理來(lái)搜索具有最小比特成本(bitcost)的方向。來(lái)自于幀內(nèi)預(yù)測(cè)的搜索的比特成本與當(dāng)前層的相鄰紋理和基層的重構(gòu)紋理之間的差相應(yīng)。如果搜索到使用當(dāng)前層的相鄰紋理的方向，則將所有17個(gè)方向(圖7中的101)的比特成本相互比較。例如，如果在幀內(nèi)預(yù)測(cè)中左塊A對(duì)應(yīng)于模式4、上塊B對(duì)應(yīng)于模式5、右上塊C對(duì)應(yīng)于模式6，則選擇"5"作為它們的中值。通過(guò)使用當(dāng)前層的相鄰(例如，上、左和右上)紋理和對(duì)應(yīng)于當(dāng)前層的基層的紋理信息來(lái)評(píng)估最可能模式。在這種情況下，假設(shè)重構(gòu)的基層紋理是原始紋理，則通過(guò)使用當(dāng)前層的相鄰紋理來(lái)搜索最小比特成本的方向。例如，搜索的比特成本來(lái)自于當(dāng)前層的相鄰紋理和重構(gòu)的基層紋理之間的差。如果搜索到使用當(dāng)前層的相鄰紋理的方向，則通過(guò)使用等式(1)將所有17個(gè)方向(包括DC分量和intra-BL4'4)相互比較。Bitcost=(0B-Pc)+入R......(1)這里，OB表示重構(gòu)的基層紋理，Pc表示使用當(dāng)前層的相鄰紋理的17個(gè)方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)。通過(guò)使用可變長(zhǎng)度編碼(VLC)技術(shù)來(lái)評(píng)估R,A是常數(shù)。這種結(jié)構(gòu)可參看圖8。當(dāng)三個(gè)塊可用時(shí)，可存在當(dāng)前層的相鄰像素的13個(gè)紋理。左塊A、上塊B和右上塊C中的每一個(gè)提供4個(gè)像素，并且左上塊D提供1個(gè)像素，從而像素的總數(shù)量變成13。通過(guò)將上述17個(gè)方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)應(yīng)用于所述像素，可減小比特成本。圖9是解釋根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的調(diào)整可在層之間產(chǎn)生的誤差范圍的示例的示圖。在多層^(guān)L頻編碼中，多量化對(duì)于SNR、分辨率和時(shí)域可分級(jí)性是必要的。如圖9所示，考慮基層的量化的誤差范圍來(lái)執(zhí)行增強(qiáng)層的量化。例如，增強(qiáng)層的量化取決于基層的誤差范圍。增強(qiáng)層的量化步驟的誤差范圍在與基層的誤差范圍不重疊的情況下，可繼承基層的誤差范圍。另外，可通過(guò)不對(duì)基層的誤差范圍分配比特來(lái)減小整個(gè)將被編碼的比特大小。在圖9中，對(duì)于增強(qiáng)層，可向比特僅分配"+l"和"0",并可不向比特分配"-l"。在這種情況下，將被編碼的比特大小可從2比特減小為1比特。在圖9中，在基層的誤差范圍中包括的區(qū)域中，不執(zhí)行增強(qiáng)層的量化。結(jié)果，通過(guò)"-r、"o"和"+r對(duì)基層執(zhí)行量化，在不分配"-r，的情況下，僅通過(guò)分配"o"和"+r來(lái)對(duì)增強(qiáng)層執(zhí)行量化。盡管圖9示出了對(duì)基層量化i個(gè)增強(qiáng)層的情況，但逐漸減少了量化中包括的比特，這顯著影響整個(gè)編碼效率。可通過(guò)組合增強(qiáng)層的量化比特的范圍來(lái)減少當(dāng)前層的編碼比特。另外，通過(guò)提高當(dāng)前層的重放序列質(zhì)量，可為較高的增強(qiáng)層提供較好的基層。這種好處可從基層傳播到最上層。圖10是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的編碼處理的流程圖。參照?qǐng)D10，在S102搜索可基于擴(kuò)展的方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)的方向產(chǎn)生預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的塊。如上所述，擴(kuò)展的方向包括17個(gè)方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)。如果在S104存在將被參考的兩個(gè)或更多個(gè)預(yù)測(cè)塊，則在S106計(jì)算用于各個(gè)塊的重疊或受影響部分的加權(quán)值。然后，在S108基于參考?jí)K產(chǎn)生預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。如果產(chǎn)生了預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，則在S110計(jì)算將被編碼的塊的原始數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)之間的殘差。然后，在S112對(duì)計(jì)算的殘差數(shù)據(jù)編碼。在步驟S102從相鄰塊搜索擴(kuò)展的方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)的方向，并且所述擴(kuò)展的況下，如果兩個(gè)或更多個(gè)塊用于預(yù)測(cè)，則根據(jù)影響將被編碼的塊的相鄰塊的大小來(lái)將加權(quán)值賦予所述相鄰塊，并產(chǎn)生用于預(yù)測(cè)將被編碼的塊的數(shù)據(jù)。另外，為了選擇最可能模式值，如圖6所示，參考幾個(gè)塊。由于如圖7所示相鄰塊具有相似的方向，所以可對(duì)相鄰塊之間的殘差編碼。在參考三個(gè)或更多個(gè)塊的情況下，可使用所述塊的中值。圖11是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的解碼處理的流程圖。參照?qǐng)Dll,在S202對(duì)接收的比特流中包括的殘差數(shù)據(jù)解碼。如果在S204通過(guò)方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)對(duì)解碼的殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行了編碼并參考了兩個(gè)或更多個(gè)塊，則在S206需要這樣的處理，即獲得加權(quán)值的處理。在S208基于參考?jí)K產(chǎn)生預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。然后，在S210通過(guò)將解碼的殘差數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)相加來(lái)恢復(fù)視頻數(shù)據(jù)。當(dāng)對(duì)殘差數(shù)據(jù)解碼時(shí)，對(duì)最可能模式值解碼。在這種情況下，如上所述，確定最可能模式值的處理可根據(jù)所參考的相鄰塊而不同。圖12是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的視頻編碼器的結(jié)構(gòu)的框圖。現(xiàn)在將圍繞當(dāng)前層的編碼部分來(lái)解釋所述視頻編碼器。所述^L頻編碼器300包括參考?jí)K預(yù)測(cè)單元310、預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元320、殘差數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元330、量化單元340和熵編碼單元350。參考?jí)K預(yù)測(cè)單元310搜索幀中的第二塊，以從與第一塊存在于相同幀的第二塊預(yù)測(cè)在視頻數(shù)據(jù)中包括的第一塊的信息。這里，第一塊是將被編碼的數(shù)據(jù)，第二塊是產(chǎn)生預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的參考?jí)K。殘差數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元330計(jì)算搜索到的第二塊中包括的信息與第一塊中包括的信息之間的殘差。量化單元340對(duì)計(jì)算的殘差進(jìn)行量化，并且熵編碼單元350通過(guò)執(zhí)行量化的殘差的熵編碼來(lái)執(zhí)行無(wú)損壓縮。殘差數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元330、量化單元340和熵編碼單元350可組成殘差編碼部分。當(dāng)搜索第一塊所參考的第二塊時(shí)，參考?jí)K預(yù)測(cè)單元310搜索第三方向上的第二塊，所述第三方向存在于在H.264的方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)中使用的彼此相鄰的第一方向和第二方向之間。如果存在兩個(gè)或更多個(gè)塊，則預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元320通過(guò)將加權(quán)值賦予影響第一塊的第二塊的部分來(lái)產(chǎn)生用于預(yù)測(cè)第一塊的lt據(jù)。殘差數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元330產(chǎn)生最可能模式值。殘差數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元330參考與第一塊相鄰的塊，以選擇最可能模式值，并在根據(jù)第一方向、第二方向或第三方向而存在的參考?jí)K中獲得殘差值。如圖7所示，最可能模式值可以是第一塊的左相鄰塊、上相鄰塊和右上相鄰塊的中值，或者可以是左相鄰塊、左上相鄰塊和上相鄰塊的中值。圖13是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的視頻解碼器的結(jié)構(gòu)的框圖?，F(xiàn)在將圍繞當(dāng)前層的解碼部分來(lái)解釋視頻解碼器。在接收了相鄰塊和殘差流的數(shù)據(jù)的視頻解碼器600中，殘差解碼單元610對(duì)殘差流中包括的第一塊的殘差數(shù)據(jù)解碼。第一塊是將被解碼的塊。方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)單元630參考第二塊，并預(yù)測(cè)與第二塊包括在相同的幀中的第一塊的視頻信息。方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)單元參考相鄰塊，以執(zhí)行方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)?；謴?fù)單元640通過(guò)將殘差數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)相加來(lái)恢復(fù)第一塊的視頻信自如果存在兩個(gè)或更多個(gè)第二塊，則方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)單元630通過(guò)將加權(quán)值賦予影響第一塊的第二塊的部分來(lái)產(chǎn)生用于預(yù)測(cè)第一塊的數(shù)據(jù)。產(chǎn)業(yè)上的可利用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，可在方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)期間執(zhí)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。另外，當(dāng)設(shè)置最可能模式值時(shí)，可通過(guò)參考多個(gè)相鄰塊的信息減小殘差的大小來(lái)增加編碼效率。為了示出的目的描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離在權(quán)利要求中公開(kāi)的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可進(jìn)行各種修改、添加和替換。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)該由權(quán)利要求及其等同物限定。權(quán)利要求1、一種對(duì)視頻數(shù)據(jù)編碼時(shí)執(zhí)行方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)的方法，所述方法包括搜索視頻數(shù)據(jù)的幀中的第二塊，以從第二塊預(yù)測(cè)該幀中的第一塊的信息；計(jì)算第二塊的信息和第一塊的信息之間的殘差；和對(duì)殘差編碼，其中，第二塊存在于與第一塊相鄰的位置，第一塊參考第三方向上的第二塊，所述第三方向存在于在方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)中使用的彼此相鄰的第一方向和第二方向之間。2、如權(quán)利要求l所述的方法，還包括如果存在至少兩個(gè)第二塊，則通過(guò)根據(jù)第二塊的位置和第三方向?qū)⒓訖?quán)值賦予第二塊來(lái)產(chǎn)生用于預(yù)測(cè)第一塊的數(shù)據(jù)。3、如權(quán)利要求l所述的方法，其中，根據(jù)H.264幀內(nèi)預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)來(lái)確定第一方向和第二方向。4、如權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述編碼步驟包括對(duì)具有1比特的最可能模式值編碼；和對(duì)具有4比特的第一方向、第二方向或第三方向的值編碼，其中，根據(jù)最可能模式值來(lái)選擇第一方向、第二方向或第三方向。5、如權(quán)利要求4所述的方法，其中，參考與第一塊相鄰的塊，以選擇最可能模式值，并對(duì)根據(jù)第一方向、第二方向或第三方向而存在的參考?jí)K中的殘差值編碼。6、如權(quán)利要求4所述的方法，其中，最可能模式值是第一塊的左相鄰塊、上相鄰塊和右上相鄰塊的中值。7、如權(quán)利要求4所述的方法，其中，最可能模式值是第一塊的左相鄰塊、左上相鄰塊和上相鄰塊的中值。8、如權(quán)利要求4所述的方法，還包括計(jì)算用于獲得第一塊的左相鄰塊、上相鄰塊和右上相鄰塊的中值與第三塊之間的殘差的比特成本，并計(jì)算用于獲得第一塊的左相鄰塊、左上相鄰塊和上相鄰塊的中值和第三塊之間的殘差的比特成本，其中，第一塊和第三塊位于視頻數(shù)據(jù)的增強(qiáng)層和低層，第三塊是第一塊的相應(yīng)塊；和選擇最小比特成本作為計(jì)算的結(jié)果，其中，根據(jù)最小比特成本來(lái)確定第三方向。9、一種對(duì)根據(jù)方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼的視頻數(shù)據(jù)解碼的方法，所述方法包括:對(duì)視頻數(shù)據(jù)中包括的第一塊的殘差數(shù)據(jù)解碼；通過(guò)參考與第一塊位于相同幀中的第二塊來(lái)預(yù)測(cè)第一塊的視頻信息；和通過(guò)將殘差數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)的視頻信息相加來(lái)恢復(fù)第一塊的視頻信息，其中，第二塊存在于與第一塊相鄰的位置，第一塊參考第三方向上的第二塊，所述第三方向存在于在方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)中使用的彼此相鄰的第一方向和第二方向之間。10、如權(quán)利要求9所述的方法，還包括如果存在至少兩個(gè)第二塊，則通過(guò)根據(jù)第二塊的位置和第三方向?qū)⒓訖?quán)值賦予第二塊來(lái)產(chǎn)生用于預(yù)測(cè)第一塊的數(shù)據(jù)。11、如權(quán)利要求9所述的方法，其中，根據(jù)H.264幀內(nèi)預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)來(lái)確定第一方向和第二方向。12、如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述解碼步驟包括對(duì)具有1比特的最可能模式值解碼；和提取第一方向、第二方向或第三方向的4比特的解碼值，其中，根據(jù)最可能模式值來(lái)選擇第一方向、第二方向或第三方向。13、如權(quán)利要求12所述的方法，其中，參考與第一塊相鄰的塊，以選擇最可能模式值，并對(duì)根據(jù)第一方向、第二方向或第三方向而存在的參考?jí)K中的殘差值解碼。14、如權(quán)利要求12所述的方法，其中，最可能模式值是第一塊的左相鄰塊、上相鄰塊和右上相鄰塊的中值。15、如權(quán)利要求12所述的方法，其中，最可能模式值是第一塊的左相鄰塊、左上相鄰塊和上相鄰塊的中值。16、如權(quán)利要求12所述的方法，還包括計(jì)算用于獲得第一塊的左相鄰塊、上相鄰塊和右上相鄰塊的中值與第三塊之間的殘差的比特成本，并計(jì)算用于獲得第一塊的左相鄰塊、左上相鄰塊和上相鄰塊的中值和第三塊之間的殘差的比特成本，其中，第一塊和第三塊位于視頻數(shù)據(jù)的增強(qiáng)層和低層，第三塊是第一塊的相應(yīng)塊；和選擇最小比特成本作為計(jì)算的結(jié)果，其中，根據(jù)最小比特成本來(lái)確定第三方向。17、一種對(duì)視頻lt據(jù)分級(jí)編碼的方法，所述方法包括對(duì)低層的數(shù)據(jù)進(jìn)行量化；計(jì)算在對(duì)低層的數(shù)據(jù)進(jìn)行量化的步驟中產(chǎn)生的第一誤差范圍；和對(duì)增強(qiáng)層的數(shù)據(jù)進(jìn)行量化，其中，不關(guān)于與第一誤差范圍相應(yīng)的量化區(qū)域執(zhí)行增強(qiáng)層的數(shù)據(jù)的量化，增強(qiáng)層的量化的數(shù)據(jù)^L置于具有與第一誤差范圍不重疊的第二誤差范圍的區(qū)域中。18、如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述低層是基層。19、如權(quán)利要求17所述的方法，其中，對(duì)增強(qiáng)層的數(shù)據(jù)進(jìn)行量化的范圍被包括在第二誤差范圍內(nèi)。20、一種對(duì)視頻數(shù)據(jù)分級(jí)解碼的方法，所述方法包括對(duì)低層的數(shù)據(jù)進(jìn)行逆量化；和對(duì)參考低層的增強(qiáng)層進(jìn)行逆量化，其中，在增強(qiáng)層的第二誤差范圍與低層的第一誤差范圍不重疊的情況下，增強(qiáng)層的第二誤差范圍繼承低層的第一誤差范圍。21、一種在對(duì)視頻數(shù)據(jù)編碼中執(zhí)行方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)的視頻編碼器，所述視頻編碼器包括參考?jí)K預(yù)測(cè)單元，搜索視頻數(shù)據(jù)的幀中的第二塊，以從第二塊預(yù)測(cè)該幀中的第一塊的信息；和殘差編碼單元，計(jì)算第二塊的信息和第一塊的信息之間的殘差，并對(duì)殘差編碼，其中，第二塊存在于與第一塊相鄰的位置，并且當(dāng)搜索第一塊所參考的第二塊時(shí)，參考?jí)K預(yù)測(cè)單元搜索第三方向上的第二塊，所述第三方向存在于在方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)中使用的彼此相鄰的第一方向和第二方向之間。22、如權(quán)利要求21所述的視頻編碼器，如果存在至少兩個(gè)第二塊，則還包括預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元，通過(guò)根據(jù)第二塊的位置和第三方向?qū)⒓訖?quán)值賦予第二塊來(lái)產(chǎn)生用于預(yù)測(cè)第一塊的數(shù)據(jù)。23、如權(quán)利要求21所述的視頻編碼器，其中，根據(jù)H.264幀內(nèi)預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)來(lái)確定第一方向和第二方向。24、如權(quán)利要求21所述的—見(jiàn)頻編碼器，其中，殘差編碼單元對(duì)具有1比特的最可能模式值以及具有4比特的第一方向、第二方向或第三方向的值編碼，其中，根據(jù)最可能模式值來(lái)選擇第一方向、第二方向或第三方向。25、如權(quán)利要求24所述的視頻編碼器，其中，殘差編碼單元參考與第一塊相鄰的塊，以選4奪最可能模式值，并對(duì)根據(jù)第一方向、第二方向或第三方向而存在的參考?jí)K中的殘差值編碼。26、如權(quán)利要求24所述的視頻編碼器，其中，最可能模式值是第一塊的左相鄰塊、上相鄰塊和右上相鄰塊的中值。27、如權(quán)利要求24所述的視頻編碼器，其中，最可能模式值是第一塊的左相鄰塊、左上相鄰塊和上相鄰塊的中值。28、如權(quán)利要求24所述的視頻編碼器，其中，殘差編碼單元計(jì)算用于獲得第一塊的左相鄰塊、上相鄰塊和右上相鄰塊的中值與第三塊之間的殘差的比特成本，并計(jì)算用于獲得第一塊的左相鄰塊、左上相鄰塊和上相鄰塊的中值和第三塊之間的殘差的比特成本，其中，第一塊和第三塊位于視頻數(shù)據(jù)的增強(qiáng)層和低層，第三塊是第一塊的相應(yīng)塊，其中，殘差編碼單元還選擇最小比特成本作為計(jì)算的結(jié)果，其中，第三方向根據(jù)最、比特成本被確定。29、一種對(duì)根據(jù)方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼的視頻數(shù)據(jù)解碼的視頻解碼器，所述視頻解碼器包括殘差解碼單元，對(duì)視頻數(shù)據(jù)中包括的第一塊的殘差數(shù)據(jù)解碼；方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)單元，通過(guò)參考與第一塊包括在相同幀中的第二塊來(lái)預(yù)測(cè)第一塊的視頻信息；和恢復(fù)單元，通過(guò)將殘差數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)的視頻信息相加來(lái)恢復(fù)第一塊的視頻信息，其中，第二塊存在于與第一塊相鄰的位置，第一塊參考第三方向上的第二塊，所述第三方向存在于在方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)中使用的彼此相鄰的第一方向和第二方向之間。30、如權(quán)利要求29所述的視頻解碼器，其中，如果存在至少兩個(gè)第二塊，則方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)單元通過(guò)根據(jù)第二塊的位置和第三方向?qū)⒓訖?quán)值賦予第二塊來(lái)產(chǎn)生用于預(yù)測(cè)第一塊的數(shù)據(jù)。31、如權(quán)利要求29所述的視頻解碼器，其中，根據(jù)H.264幀內(nèi)預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)來(lái)確定第一方向和第二方向。32、如權(quán)利要求29所述的視頻解碼器，其中，殘差解碼單元對(duì)具有1比特的最可能模式值解碼，并提取第一方向、第二方向或第三方向的4比特的解碼值，其中，根據(jù)最可能模式值來(lái)選擇第一方向、第二方向或第三方向。33、如權(quán)利要求32所述的視頻解碼器，其中，殘差解碼單元參考與第一塊相鄰的塊，以選擇最可能模式值，并對(duì)根據(jù)第一方向、第二方向或第三方向而存在的參考?jí)K中的殘差值解碼。34、如權(quán)利要求32所述的視頻解碼器，其中，最可能模式值是第一塊的左相鄰塊、上相鄰塊和右上相鄰塊的中值。35、如權(quán)利要求32所述的視頻解碼器，其中，最可能模式值是第一塊的左相鄰塊、左上相鄰塊和上相鄰塊的中值。36、如權(quán)利要求32所述的視頻解碼器，其中，殘差解碼單元計(jì)算用于獲得第一塊的左相鄰塊、上相鄰塊和右上相鄰塊的中值與第三塊之間的殘差的比特成本，并計(jì)算用于獲得第一塊的左相鄰塊、左上相鄰塊和上相鄰塊的中值和第三塊之間的殘差的比特成本，其中，第一塊和第三塊位于視頻數(shù)據(jù)的增強(qiáng)層和低層，第三塊是第一塊的相應(yīng)塊，其中，殘差解碼單元還選擇最小比特成本作為計(jì)算的結(jié)果，其中，第三方向根據(jù)最小比特成本被確定。全文摘要一種通過(guò)擴(kuò)展方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)的應(yīng)用對(duì)視頻信號(hào)編碼和解碼的方法和設(shè)備。當(dāng)在視頻數(shù)據(jù)編碼期間執(zhí)行方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)時(shí)，搜索幀中的第二塊，以從與視頻數(shù)據(jù)中包括的第一塊存在于相同幀中的第二塊來(lái)預(yù)測(cè)所述第一塊的信息，計(jì)算搜索到的第二塊中包括的信息和第一塊中包括的信息之間的殘差，并對(duì)計(jì)算的殘差編碼。第二塊存在于與第一塊相鄰的位置，第一塊參考第三方向上的第二塊，所述第三方向存在于在方向幀內(nèi)預(yù)測(cè)中使用的彼此相鄰的第一方向和第二方向之間。文檔編號(hào)H04N7/34GK101228797SQ200680026564公開(kāi)日2008年7月23日申請(qǐng)日期2006年7月21日優(yōu)先權(quán)日2005年7月21日發(fā)明者李教爀,車(chē)尚昌,韓宇鎮(zhèn)申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社