可減少行存儲(chǔ)器的色度幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明揭露一種用于當(dāng)前色度塊的可減少行存儲(chǔ)器需求的色度幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法及裝置。色度幀內(nèi)預(yù)測(cè)子可利用具有多個(gè)參數(shù)的模型從當(dāng)前亮度塊的重建亮度像素中推導(dǎo)出來(lái)。在依據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)參數(shù)的推導(dǎo)依賴于來(lái)自當(dāng)前亮度塊的因果亮度相鄰區(qū)域的對(duì)應(yīng)于相鄰重建亮度像素的重建亮度像素集合，所述因果亮度相鄰區(qū)域包含對(duì)應(yīng)于當(dāng)前亮度塊上方的水平亮度塊邊界之上的重建亮度像素的第一區(qū)域，而包含于所述重建亮度像素集合中的來(lái)自所述第一區(qū)域的重建亮度像素則來(lái)自于緊鄰所述水平亮度塊邊界之上的亮度像素行。
【專利說(shuō)明】可減少行存儲(chǔ)器的色度幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法及裝置
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求如下申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán):序列號(hào)為61/498，969、2011年6月20日提交的、名稱為“Reducing Line Buffer for Intra Coding of Chroma with Reconstructed LumaPixels”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)。上述美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容在此一并作為參考。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明有關(guān)于視頻編碼，且特別地，本發(fā)明有關(guān)于與可減少行存儲(chǔ)器(linememory)需求的基于重建亮度像素的色度幀內(nèi)預(yù)測(cè)相關(guān)的編碼技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0004]運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償巾貞間(inter-frame)編碼被各種編碼標(biāo)準(zhǔn)廣泛采用，例如MPEG-1/2/4以及H.261/H.263/H.264/AVC。雖然運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償幀間編碼能夠有效降低壓縮視頻的比特率，但仍需要巾貞內(nèi)編碼(intra coding)來(lái)壓縮具有高速運(yùn)動(dòng)或高速場(chǎng)景變換(high motions orscene changes)的區(qū)域。除此之外,巾貞內(nèi)編碼也被用于處理原始圖像或周期性地插入I圖像(1-picture)或I塊(1-block)以用于隨機(jī)存取或減緩誤差傳播。幀內(nèi)預(yù)測(cè)是利用圖像內(nèi)或者區(qū)域內(nèi)的空間相關(guān)來(lái)進(jìn)行的。在實(shí)際應(yīng)用中，圖像或區(qū)域可被分為多個(gè)塊(block)，而幀內(nèi)預(yù)測(cè)可基于塊來(lái)執(zhí)行。當(dāng)前塊的幀內(nèi)預(yù)測(cè)可依賴于已經(jīng)處理過(guò)的相鄰塊的像素進(jìn)行。舉例來(lái)說(shuō)，若圖像或者圖像區(qū)域中的塊是按照從上到下、從左到右逐行處理的，當(dāng)前塊上方的相鄰塊和當(dāng)前塊左側(cè)的相鄰塊可被用于形成當(dāng)前塊中像素的預(yù)測(cè)子(predictor)。雖然處理過(guò)的相鄰塊中的任何像素都可以用于當(dāng)前塊中像素的幀內(nèi)預(yù)測(cè)，單通常只有相鄰塊中緊鄰當(dāng)前塊的上方和左側(cè)邊界(the current block boundaries on the top and on theleft)的像素被使用。
[0005]幀內(nèi)預(yù)測(cè)子通常被設(shè)計(jì)成利用圖像中的空間特性，例如平滑區(qū)(DC模式)、垂線或邊界(vertical line or edge)、水平線或邊界(horizontal line)、以及對(duì)角線或邊界(diagonal line or edge)。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，在亮度(luminance( luma))及色度(chrominance(chroma))分量中通常都會(huì)存在空間相關(guān)(spatial correlation)。因此,巾貞內(nèi)亮度預(yù)測(cè)模式可被用來(lái)作為巾貞內(nèi)色度預(yù)測(cè)模式的候選項(xiàng)。在當(dāng)前的高效視頻編碼(High EfficiencyVideo Coding,以下簡(jiǎn)稱HEVC)的開發(fā)中，考慮到亮度與色度分量之間的關(guān)聯(lián)，2011年I月20-28日在韓國(guó)大邱召開的ITU-T SG16WP3及IS0/IEC JTC1/SC29/WG11視頻編碼聯(lián)合組第 4 次會(huì)議上，Chen 等人在號(hào)碼為 JCTVC-D350 的文件 “CE6.a: Chroma intra predictionby reconstructed luma samples，，(“CE6.a:Chroma intra prediction by reconstructedluma samples”，Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-TSG16WP3and IS0/IEC JTC1/SC29/WG11, 4th Meeting:Daegu, KR, 20-28January, 2011, Document:JCTVC-D350)中提出了一種色度幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法。依照Chen等人的方法，重建的亮度塊可用來(lái)作為同位(co-located)色度塊的預(yù)測(cè)子。所述色度幀內(nèi)預(yù)測(cè)類型被稱為L(zhǎng)M預(yù)測(cè)(LMprediction)。[0006]依據(jù)LM預(yù)測(cè)，色度值可依據(jù)下述模型從相同塊的重建亮度值中預(yù)測(cè)得出:
[0007]Predc[x, y] = α.RecL，[x, y] + β，其中 x=0,…(N-1)，y=0,…(N-1) (I)
[0008]其中Predc [x, y]代表色度采樣在色度塊中[x, y]位置的預(yù)測(cè)子，Rec1/ [x, y]代表亮度采樣在對(duì)應(yīng)亮度塊中[x，y]位置的預(yù)測(cè)子，以及N代表被預(yù)測(cè)的色度塊的水平分辨率(即，垂直分辨率)。參數(shù)α和β是從當(dāng)前塊周圍的因果重建采樣(causal reconstructedsamples)推導(dǎo)出的。由于亮度分量通常具有比色度分量更高的分辨率，因此重建的亮度分量需要進(jìn)行抽取(decimated)以匹配色度分量的分辨率。舉例來(lái)說(shuō),對(duì)于4:2:0采樣格式來(lái)說(shuō)，U和V分量可在垂直及水平方向具有亮度分量一半數(shù)量的像素。因此，可在重建亮度采樣Recjx，y]上應(yīng)用垂直和水平方向上的2:1分辨率降低以推導(dǎo)RecJ [x, y]。所述分辨率的降低可利用降米樣處理(downsampling process)或子米樣(subsampling process)處理來(lái)實(shí)施。
[0009]所述降采樣處理涉及到在降采樣(在本領(lǐng)域也稱為子采樣-subsampling)前通過(guò)應(yīng)用適當(dāng)?shù)牡屯V波來(lái)進(jìn)行信號(hào)抽取以降低或避免可能的信號(hào)混疊(signal aliasing)。另一方面，所述子采樣處理則直接進(jìn)行降采樣而無(wú)需前面的濾波。在本發(fā)明敘述中，無(wú)論降采樣處理還是子采樣處理都被稱為抽取處理(decimation process)。雖然子采樣處理可能會(huì)導(dǎo)致信號(hào)混疊(signal aliasing)，但由于簡(jiǎn)單的緣故，其仍被用于某些信號(hào)處理系統(tǒng)中。對(duì)于利用LM模式的色度幀內(nèi)預(yù)測(cè)來(lái)說(shuō)，Chen等人在水平方向應(yīng)用了子采樣處理，而在垂直方向上應(yīng)用了降采樣處理，其中垂直的降采樣處理執(zhí)行如下:
[0010]RecL，[X，y] = (RecL[2x, 2y] +RecL[2x, 2y+l]) > > I, x=-l,..., (N-1), y=-l,...，(N-1) (2)
[0011]其中N代表被預(yù)測(cè)的色度塊以及分辨率降低的(即，被抽取的)亮度塊的水平分辨率(即，垂直分辨率)。
[0012]參數(shù)α和β是從當(dāng)前色度塊周圍的因果重建色度像素(causal reconstructedchroma pixels)推導(dǎo)出的，所述當(dāng)前色度塊周圍的因果重建色度像素如圖1所示。當(dāng)前色度塊110上方112和當(dāng)前塊左側(cè)114的因果重建色度像素，以及當(dāng)前亮度塊120的上方130和左側(cè)140的被抽取的重建亮度采樣分別如圖1A和圖1B所示。圖1A和圖1B中黑點(diǎn)所代表的因果相鄰像素可用于依照下述公式推導(dǎo)參數(shù)α和β:
[0013]
【權(quán)利要求】
1.一種用于當(dāng)前色度塊的色度幀內(nèi)預(yù)測(cè)方法，其中色度幀內(nèi)預(yù)測(cè)子是利用具有多個(gè)參數(shù)的模型從當(dāng)前亮度塊的重建亮度像素中推導(dǎo)出來(lái)，該方法包含: 接收對(duì)應(yīng)于該當(dāng)前亮度塊的因果亮度相鄰區(qū)域中的相鄰重建亮度像素的重建亮度像素集合，其中該因果亮度相鄰區(qū)域包含對(duì)應(yīng)于該當(dāng)前亮度塊上方的水平亮度塊邊界之上的重建亮度像素的第一區(qū)域，且包含于該重建亮度像素集合中的該第一區(qū)域中的該重建亮度像素來(lái)自于緊鄰該水平亮度塊邊界之上的亮度像素行； 接收對(duì)應(yīng)于該當(dāng)前色度塊的因果色度相鄰區(qū)域中的相鄰重建色度像素的重建色度像素集合； 基于該重建亮度像素集合與該重建色度像素集合推導(dǎo)該多個(gè)參數(shù)；以及 利用具有推導(dǎo)出的該多個(gè)參數(shù)的該模型，并基于該當(dāng)前亮度塊的該重建亮度像素，生成該當(dāng)前色度塊中被預(yù)測(cè)的色度像素的該色度幀內(nèi)預(yù)測(cè)子。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)該當(dāng)前色度塊的水平分辨率與該當(dāng)前亮度塊的水平分辨率不同時(shí)，該第一區(qū)域中的該重建亮度像素被執(zhí)行水平分辨率降低，以匹配該當(dāng)前色度塊中被預(yù)測(cè)的該色度像素的水平分辨率。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，該第一區(qū)域中的該重建亮度像素被利用降采樣處理或子采樣處理來(lái)執(zhí)行N:1的水平分辨率降低，其中N是該重建亮度像素與被預(yù)測(cè)的該色度像素的分辨率之比 。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，3抽頭的有限沖激響應(yīng)濾波被用于該降采樣處理。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，該3抽頭的有限沖激響應(yīng)濾波使用的系數(shù)對(duì)應(yīng)于1、2和I。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該因果亮度相鄰區(qū)域還包含第二區(qū)域，該第二區(qū)域?qū)?yīng)于與該當(dāng)前亮度塊左側(cè)的垂直亮度塊邊界相鄰的重建亮度像素，其中包含于該重建亮度像素集合中的該第二區(qū)域中的該重建亮度像素位于與該垂直亮度塊邊界左側(cè)相鄰的N個(gè)亮度像素列，且N為該重建亮度像素與被預(yù)測(cè)的該色度像素的水平分辨率之比。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，該第二區(qū)域中的該重建亮度像素被利用降采樣處理或子采樣處理來(lái)執(zhí)行R:1的水平分辨率降低。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，該第二區(qū)域中的該重建亮度像素被利用降采樣處理或子采樣處理來(lái)執(zhí)行N:1的垂直分辨率降低，其中N是該重建亮度像素與被預(yù)測(cè)的該色度像素的垂直分辨率之比。
9.一種用于當(dāng)前色度塊的色度幀內(nèi)預(yù)測(cè)裝置，其中色度幀內(nèi)預(yù)測(cè)子是利用具有多個(gè)參數(shù)的模型從當(dāng)前亮度塊的重建亮度像素中推導(dǎo)出來(lái)，該裝置包含: 一手段，用于接收對(duì)應(yīng)于該當(dāng)前亮度塊的因果亮度相鄰區(qū)域中的相鄰重建亮度像素的重建亮度像素集合，其中該因果亮度相鄰區(qū)域包含對(duì)應(yīng)于該當(dāng)前亮度塊上方的水平亮度塊邊界之上的重建亮度像素的第一區(qū)域，且包含于該重建亮度像素集合中的該第一區(qū)域中的該重建亮度像素來(lái)自于緊鄰該水平亮度塊邊界之上的亮度像素行； 一手段，用于接收對(duì)應(yīng)于該當(dāng)前色度塊的因果色度相鄰區(qū)域中的相鄰重建色度像素的重建色度像素集合； 一手段，用于基于該重建亮度像素集合與該重建色度像素集合推導(dǎo)該多個(gè)參數(shù)；以及一手段，用于利用具有推導(dǎo)出的該多個(gè)參數(shù)的該模型，并基于該當(dāng)前亮度塊的該重建亮度像素，生成該當(dāng)前色度塊中被預(yù)測(cè)的色度像素的該色度幀內(nèi)預(yù)測(cè)子。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，當(dāng)該當(dāng)前色度塊的水平分辨率與該當(dāng)前亮度塊的水平分辨率不同時(shí)，該第一區(qū)域中的該重建亮度像素被執(zhí)行水平分辨率降低，以匹配該當(dāng)前色度塊中被預(yù)測(cè)的該色度像素的水平分辨率。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，該第一區(qū)域中的該重建亮度像素被利用降采樣處理或子采樣處理來(lái)執(zhí)行N:1的水平分辨率降低，其中N是該重建亮度像素與被預(yù)測(cè)的該色度像素的分辨率之比。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，3抽頭的有限沖激響應(yīng)濾波被用于該降采樣處理。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，該3抽頭的有限沖激響應(yīng)濾波使用的系數(shù)對(duì)應(yīng)于1、2和I。
14.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，該因果亮度相鄰區(qū)域還包含第二區(qū)域，該第二區(qū)域?qū)?yīng)于與該當(dāng)前亮度塊左側(cè)的垂直亮度塊邊界相鄰的重建亮度像素，其中包含于該重建亮度像素集合中的該第二區(qū)域中的該重建亮度像素位于與該垂直亮度塊邊界左側(cè)相鄰的N個(gè)亮度像素列，且N為該重建亮度像素與被預(yù)測(cè)的該色度像素的水平分辨率之比。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，該第二區(qū)域中的該重建亮度像素被利用降采樣處理或子采樣處理來(lái)執(zhí)行R:1的水平分辨率降低。
16.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，該第二區(qū)域中的該重建亮度像素被利用降采樣處理或子采樣處理來(lái)執(zhí)行N:1的垂直分辨率降低，其中N是該重建亮度像素與被預(yù)測(cè)的該色度像素的垂直分辨率`之比。
【文檔編號(hào)】H04N11/04GK103688533SQ201280030203
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月20日
【發(fā)明者】國(guó)玫, 郭峋, 黃毓文, 雷少民 申請(qǐng)人:聯(lián)發(fā)科技（新加坡）私人有限公司