N為大于四的正整數(shù)的幀內(nèi)預測中處理2n×2n塊的方法與相關處理電路的制作方法
【專利摘要】一種幀內(nèi)預測中處理2N×2N塊的方法與相關處理電路，所述方法包含以下步驟：決定對應于上述2N×2N塊的宏塊種類信息以及編碼塊模式信息，其中N為大于四的正整數(shù)；以及利用編碼單元產(chǎn)生僅將上述宏塊種類信息以及上述編碼塊模式信息編碼于其中之一碼字。所述的幀內(nèi)預測中處理2N×2N塊的方法與相關處理電路可以改善整體編碼性能與圖像品質(zhì)。
【專利說明】N為大于四的正整數(shù)的幀內(nèi)預測中處理2N X 2N塊的方法與相關處理電路
[0001]本申請是申請日為2011年3月11日，申請?zhí)枮?01180001059.7，發(fā)明名稱為“N為大于四的正整數(shù)的幀內(nèi)預測中處理2NX 2N塊的方法與相關處理電路”的申請的分案申請。
[0002]相關_請的交叉引用
[0003]本申請要求于2010年3月12日提交的第61/313，174號美國臨時申請案的權(quán)益。本申請也要求于2011年3月9日提交的第13/044，489號美國申請案的權(quán)益。上述案件的內(nèi)容可為本案之參考。
【技術領域】
[0004]本發(fā)明的實施方式有關于視頻編碼，且特別有關于，幀內(nèi)預測中處理2NX2N塊的方法與相關處理電路，其中N為大于四的正整數(shù)。
【背景技術】
[0005]當前宏塊/塊的預測塊從已編碼的圖像樣本中獲得。預測塊從當前宏塊/塊中減去，且減法的結(jié)果(即余數(shù)數(shù)據(jù))，與譯碼器重復預測處理所需的信息一起，被壓縮并傳輸至譯碼器。譯碼器創(chuàng)建相同的預測塊，并將其加到譯碼的余數(shù)數(shù)據(jù)中。對于H.264中的幀內(nèi)預測，傳統(tǒng)4X4/8X8幀內(nèi)預測模式具有九種預測模式，包含垂直預測模式(模式0)、水平預測模式(模式I)、直流預測模式(模式2)、對角左下預測模式(模式3)、對角右下預測模式(模式4)、垂直向右預測模式(模式5)、水平向下預測模式(模式6)、水平向左預測模式(模式7)、以及水平向上預測模式(模式8)。
[0006]然而，對于H.264中的傳統(tǒng)16X 16巾貞內(nèi)預測模式,其僅具有四種預測模式,包含垂直預測模式(模式0)、水平預測模式(模式I)、直流預測模式(模式2)、以及平面預測模式(模式3)。另外，對于16X16塊的幀內(nèi)預測，預測模式信息與編碼塊模式(coded blockpattern,以下簡稱為cbp)信息一起編碼于宏塊種類(mb_type)語法元素中，且無論cbp是否為0，差值量化參數(shù)(delta QP)都要被傳輸。此外，對每ー 4X4塊邊緣執(zhí)行解塊濾波操作。這樣，當處理某些圖像內(nèi)容時，傳統(tǒng)16X16幀內(nèi)預測模式可能無法獲得最優(yōu)的編碼效率與圖像品質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提出幀內(nèi)預測中處理2NX2N塊的方法與相關處理電路，以改善整體編碼性能與圖像品質(zhì)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式，揭露ー種幀內(nèi)預測中處理2NX2N塊的方法。上述方法包含:利用幀內(nèi)預測單元通過利用多個預測模式對上述2NX2N塊執(zhí)行幀內(nèi)預測，以及產(chǎn)生分別對應于上述多個預測模式的多個幀內(nèi)預測結(jié)果，其中N為大于四的正整數(shù)，以及上述多個預測模式的數(shù)量大于四；以及從上述多個幀內(nèi)預測結(jié)果中決定目標幀內(nèi)預測結(jié)果。[0009]根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式，揭露ー種幀內(nèi)預測中處理2NX2N塊的方法。上述方法包含:通過利用多個預測模式對上述2NX2N塊執(zhí)行幀內(nèi)預測，以及產(chǎn)生分別對應于上述多個預測模式的多個幀內(nèi)預測結(jié)果，其中N為大于四的正整數(shù)，以及上述多個預測模式的數(shù)量大于四；從上述多個幀內(nèi)預測結(jié)果中決定目標幀內(nèi)預測結(jié)果；以及利用編碼單元，通過參考從上述2NX2N塊中的至少ー鄰近幀內(nèi)預測塊獲取的預測模式，對對應于上述目標幀內(nèi)預測結(jié)果的預測模式的模式信息執(zhí)行預測編碼。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式，揭露ー種幀內(nèi)預測中處理2NX2N塊的方法。上述方法包含:決定對應于上述2NX2N塊的宏塊種類信息以及cbp信息，其中N為大于四的正整數(shù)；以及利用編碼單元產(chǎn)生僅將宏塊種類信息以及上述cbp信息編碼于其中的碼字。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第四實施方式，揭露ー種幀內(nèi)預測中處理2NX2N塊的方法。上述方法包含:利用檢測單元檢查對應于上述2NX2N塊的cbp是否等于零，其中N為大于四的正整數(shù)；以及當cbp等于零時，不傳輸差值量化參數(shù)的信息。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第五實施方式，揭露ー種幀內(nèi)預測中處理塊的方法。上述方法包含:檢查上述塊是否為2NX2N塊，其中N為大于四的正整數(shù)；以及當上述塊為2NX2N塊時，利用解塊濾波單元僅對上述2NX2N塊的多個2NX2N塊邊緣執(zhí)行解塊濾波操作。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第六實施方式，揭露ー種處理電路，用于在幀內(nèi)預測中處理2NX2N塊，處理電路包含幀內(nèi)預測單元與決定單元。幀內(nèi)預測單元用于通過利用多個預測模式對2NX2N塊執(zhí)行幀內(nèi)預測，以及產(chǎn)生分別對應于上述多個預測模式的多個幀內(nèi)預測結(jié)果，其中N為大于四的正整數(shù)，以及上述多個預測模式的數(shù)量大于四。決定單元耦接于上述幀內(nèi)預測單元，用于從上述多個幀內(nèi)預測結(jié)果中決定目標幀內(nèi)預測結(jié)果。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第七實施方式，揭露ー種處理電路，用于在幀內(nèi)預測中處理2NX2N塊，處理電路包含幀內(nèi)預測單元、決定單元與編碼單元。幀內(nèi)預測單元用于通過利用多個預測模式對該2NX2N塊執(zhí)行幀內(nèi)預測，以及產(chǎn)生分別對應于上述多個預測模式的多個幀內(nèi)預測結(jié)果，其中N為大于四的正整數(shù)。決定單元耦接于幀內(nèi)預測單元，用于從上述多個幀內(nèi)預測結(jié)果中決定目標幀內(nèi)預測結(jié)果。編碼單元耦接于決定單元，用于通過參考上述2NX2N塊中的至少ー鄰近幀內(nèi)預測塊的預測模式，對對應于上述目標幀內(nèi)預測結(jié)果的預測模式的模式信息執(zhí)行預測編碼。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第八實施方式，揭露ー種處理電路，用于在幀內(nèi)預測中處理2NX2N塊，上述處理電路包含宏塊種類決定単元、cbp決定單元與編碼單元。宏塊種類決定単元用于決定對應于2NX2N塊的宏塊種類信息，其中N為大于四的正整數(shù)。cbp決定單元，用于決定對應于上述2NX2N塊的cbp信息。編碼單元耦接于上述宏塊種類決定單元以及上述cbp決定單元，用于產(chǎn)生僅將宏塊種類信息以及cbp信息編碼于其中的碼字。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第九實施方式，揭露ー種處理電路，用于在幀內(nèi)預測中處理2NX2N塊，上述處理電路包含檢測單元與控制單元。檢測單元用于檢查對應于2NX2N塊的cbp是否等于零，其中N為大于四的正整數(shù)?？刂茊卧罱佑跈z測單元，其中當cbp等于零時，控制単元不傳輸差值量化參數(shù)的信息。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的第十實施方式，揭露ー種處理電路，用于在幀內(nèi)預測中處理塊，處理電路包含檢測單元與解塊濾波単元。檢測單元用于檢查上述塊是否為2NX2N塊，其中N為大于四的正整數(shù)。解塊濾波単元耦接于檢測單元，其中當上述塊為2NX2N塊時，解塊濾波單元僅對上述2NX 2N塊的多個2NX 2N塊邊緣執(zhí)行解塊濾波操作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的用于在幀內(nèi)預測中處理2NX2N塊的處理電路的框圖。
[0019]圖2為根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的用于在幀內(nèi)預測中處理2NX2N塊的處理電路的框圖。
[0020]圖3為與圖2中所示的編碼單元產(chǎn)生的碼字關聯(lián)的編碼樹的示意圖。
[0021]圖4為根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的用于在幀內(nèi)預測中處理2NX2N塊的處理電路的框圖。
[0022]圖5為根據(jù)本發(fā)明第四實施方式的用于在幀內(nèi)預測中處理2NX2N塊的處理電路的框圖。
【具體實施方式】
[0023]在說明書及權(quán)利要求書當中使用了某些詞匯來稱呼特定的元件。本領域的技術人員應可理解，硬件制造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及權(quán)利要求書并不以名稱的差異來作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)分的準貝U。在通篇說明書及權(quán)利要求書當中所提及的“包含”是開放式的用語，故應解釋成“包含但不限定干”。此外，“耦接”ー詞在此是包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述第一裝置耦接于第二裝置，則代表第一裝置可直接電氣連接于第二裝置，或通過其它裝置或連接手段間接地電氣連接到第二裝置。
[0024]請注意，以下預測模式僅用于描述的目的，并非作為本發(fā)明的限定。舉例而言，本發(fā)明支持的幀內(nèi)預測模式的幀內(nèi)預測角度(angle)并非僅限定于下述段落所述的角度。
[0025]請參考圖1，其為根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的用于在幀內(nèi)預測中處理2NX2N塊的處理電路的框圖。處理電路100可由編碼器或譯碼器實施，并包含但不限于，幀內(nèi)預測單元102，決定單元104，以及編碼單元106。幀內(nèi)預測單元102用于通過利用多個預測模式對2NX2N塊執(zhí)行幀內(nèi)預測，以及產(chǎn)生分別對應于多個預測模式的多個幀內(nèi)預測結(jié)果。請注意，N為大于四的正整數(shù)。舉例而言，N等于8。因此，與使用四種預測模式的傳統(tǒng)幀內(nèi)預測模式不同，本發(fā)明實施方式提出的改進的16X16幀內(nèi)預測模式具有多于四種的預測模式。幀內(nèi)預測單元102采用的預測模式可包含起初由傳統(tǒng)4 X 4/8 X 8幀內(nèi)預測模式使用的八種預測模式以及起初由傳統(tǒng)16X16幀內(nèi)預測模式使用的ー種預測模式。作為范例而并非限定，幀內(nèi)預測單元102采用的預測模式可包含垂直預測模式(即傳統(tǒng)4X4/8X8幀內(nèi)預測模式中的模式0)，水平預測模式(即傳統(tǒng)4 X 4/8 X 8幀內(nèi)預測模式中的模式I)，直流預測模式(即傳統(tǒng)4 X 4/8 X 8幀內(nèi)預測模式中的模式2)，對角左下預測模式(即傳統(tǒng)4 X 4/8 X 8幀內(nèi)預測模式中的模式3)，平面預測模式(即傳統(tǒng)16X 16幀內(nèi)預測模式中的模式3)，垂直向右預測模式(即傳統(tǒng)4X4/8X8幀內(nèi)預測模式中的模式5)，水平向下預測模式(即傳統(tǒng)4 X 4/8 X 8幀內(nèi)預測模式中的模式6)，水平向左預測模式(即傳統(tǒng)4 X 4/8 X 8幀內(nèi)預測模式中的模式7)，以及水平向上預測模式(即傳統(tǒng)4X4/8X8幀內(nèi)預測模式中的模式8)。因使用對角右下預測模式(即傳統(tǒng)4X4/8X8幀內(nèi)預測模式中的模式4)找到期望預測塊的概率較低，即意味著使用通過對角右下預測模式定義的預測方向?qū)⑤^難預測到預測塊，因此本發(fā)明將對角右下預測模式替換為起初由傳統(tǒng)16X16幀內(nèi)預測模式使用的平面預測模式以獲得較佳編碼性能。
[0026]然而，上述范例僅用于描述的目的，并非作為本發(fā)明的限定。即，對于改進的16X16幀內(nèi)預測模式，只要采用的預測模式的數(shù)量大于四，就遵從本發(fā)明的精神。
[0027]處理電路100更包含決定單元104，耦接于幀內(nèi)預測單元102，用于決定從幀內(nèi)預測單元102獲取的幀內(nèi)預測結(jié)果中目標幀內(nèi)預測結(jié)果(即目標預測塊)。于幀內(nèi)預測單元102通過利用上述九種預測模式，對16X16塊執(zhí)行幀內(nèi)預測的情況下，從九種預測模式獲取到九個幀內(nèi)預測結(jié)果。接著，當特定幀內(nèi)預測結(jié)果與待編碼的16X16塊之間的差具有最小值時，決定単元104從幀內(nèi)預測結(jié)果中選擇特定幀內(nèi)預測結(jié)果作為目標幀內(nèi)預測結(jié)果，并通過目標幀內(nèi)預測結(jié)果的預測模式設置16X 16塊的預測模式。
[0028]如上文所述，對于傳統(tǒng)16X16幀內(nèi)預測模式，預測模式信息將與cbp信息一起編碼于宏塊種類(mb_type)語法元素中。在本發(fā)明實施方式提出的改進的16X16幀內(nèi)預測模式中，采用預測編碼機制。如圖1所示，處理電路100也包含編碼單元106，耦接決定單元104，用于對對應于目標幀內(nèi)預測結(jié)果(即目標預測塊)的預測模式的模式信息執(zhí)行預測編碼。預測編碼的范例包含參考2NX2N塊(例如16X16塊)中的至少ー鄰近幀內(nèi)預測塊的ー個或多個預測模式。待編碼的2NX2N塊的預測模式的選擇應被傳輸，且其潛在需要大量比持。然而，鄰近塊的預測模式的相關性很高。因此，采用預測編碼機制以降低傳輸比特的數(shù)量。在本實施方式中，鄰近16X16塊的兩個預先編碼的幀內(nèi)預測塊的預測模式用于編碼16X16塊的預測模式，其中預先編碼的幀內(nèi)預測塊可為4X4幀內(nèi)預測塊，8X8幀內(nèi)預測塊，或16X16幀內(nèi)預測塊。因此，對應于目標幀內(nèi)預測結(jié)果的預測模式可由決定單元104利用以預測2NX2N塊(例如16X16塊)的至少ー鄰近幀內(nèi)預測塊的預測模式。請注意，無論幀內(nèi)預測單元是否于16X16幀內(nèi)預測模式中使用超過四個預測模式，當對應于16X16塊的目標幀內(nèi)預測結(jié)果的模式信息被預測編碼時，就遵從本發(fā)明的精神。編碼單元106可采用任意可用預測編碼機制以編碼預測模式信息。所屬【技術領域】內(nèi)具有通常知識者可輕易理解編碼單元106采用的預測編碼機制的細節(jié)，故為簡潔起見詳細描述在此不再贅述。
[0029]請參考圖2，其為根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的用于在幀內(nèi)預測中處理2NX2N塊的處理電路的框圖。處理電路200可實現(xiàn)于編碼器或譯碼器中，并包含但不限于，宏塊種類決定單元202，cbp決定單元204，以及編碼單元206。宏塊種類決定單元202用于決定對應于2NX2N塊的宏塊種類信息I_MB_TYPE，其中N為大于四的正整數(shù)。cbp決定單元204用于決定對應于2NX2N塊的cbp信息I_CBP。舉例而言，N等于8，且2NX2N塊為16X16塊。
[0030]如上文所述，對于傳統(tǒng)16X16幀內(nèi)預測模式，預測模式信息將與cbp信息一起編碼于宏塊種類(mb_type)語法元素中。在本發(fā)明實施方式提出的改進的16X16幀內(nèi)預測模式中，僅cbp信息編碼于mb_type語法元素中，以及預測模式信息未編碼于mb_type語法元素中。如圖2所示，處理電路200更包含編碼單元206，耦接于宏塊種類決定単元202以及cbp決定單元204，用于產(chǎn)生碼字CW，其僅將宏塊種類信息I_MB_TYPE與cbp信息I_CBP編碼于其中。作為范例而并非限定，編碼單元206通過對宏塊種類信息I_MB_TYPE與cbp信息I_CBP執(zhí)行可變長度編碼(variable length coding, VLC)以產(chǎn)生碼字CW。
[0031]請參考圖3，其為與圖2中所示的編碼單元206產(chǎn)生的碼字關聯(lián)的編碼樹300的示意圖。如圖所示，當塊為4X4/8X8幀內(nèi)預測塊時，將碼字CW賦值為“0”;當塊為16X16中貞內(nèi)預測塊，色度(chroma) cbp等于0,且亮度(luma) cbp等于0時，將碼字CW賦值為“100”；當塊為16X16幀內(nèi)預測塊，色度cbp等于0，且亮度cbp等于I時，將碼字CW賦值為“101” ；當塊為16X16幀內(nèi)預測塊，色度cbp等于1，且亮度cbp等于0時，將碼字CW賦值為“1100”;當塊為16X16幀內(nèi)預測塊，色度cbp等于2，且亮度cbp等于0時，將碼字CW賦值為“1101” ；當塊為16X 16幀內(nèi)預測塊，色度cbp等于1，且亮度cbp等于I時，將碼字CW賦值為“1110”;當塊為16X16幀內(nèi)預測塊，色度cbp等于2，且亮度cbp等于I時，將碼字CW賦值為“ 11110 ” ；以及當采用無損PCM代表模式時，將碼字CW賦值為“11111”。請注意，賦值的碼字的碼字長度可反比(inversely proportional)于宏塊種類信息I_MB_TYPE與cbp信息I_CBP的組合的出現(xiàn)概率，以改善編碼效率。
[0032]請參考圖4，其為根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的用于在幀內(nèi)預測中處理2NX2N塊的處理電路的框圖。處理電路400可實現(xiàn)于編碼器或譯碼器中，并包含但不限干，檢測單元402與控制單元406。檢測單元402用于檢查對應于2NX 2N塊的cbp是否等于零，其中N為大于四的正整數(shù)。舉例而言，N等于8，且2NX2N塊為16X16塊。如上文所述，無論cbp是否為0，差值量化參數(shù)(delta QP)應根據(jù)傳統(tǒng)16X 16幀內(nèi)預測設計而傳輸。然而，當cbp等于零時，其意味著預測塊與2NX2N塊(例如16X 16塊)之間的余數(shù)的所有DCT系數(shù)皆為O。這樣，因不必調(diào)整量化步幅，不應傳輸差值QP的信息以調(diào)整QP。為解決上述問題，處理電路400更包含耦接于檢測單元402的控制單元406，其中當發(fā)現(xiàn)cbp等于零時(即亮度cbp與色度cbp皆等于0時)控制單元406不傳輸差值QP的信息。
[0033]請參考圖5，其為根據(jù)本發(fā)明第四實施方式的用于在幀內(nèi)預測中處理2NX2N塊的處理電路的框圖。處理電路500可實現(xiàn)于編碼器或譯碼器中，并包含但不限干，檢測單元502與解塊濾波單元(de-blocking filtering unit) 504。如上文所述,根據(jù)傳統(tǒng)16X 16幀內(nèi)預測設計，對每個4X4塊邊緣執(zhí)行解塊濾波操作。為解決此問題以獲得更優(yōu)的圖像品質(zhì)，使用檢測單元502以檢查待處理的塊是否為2NX2N塊，其中N為大于四的正整數(shù)。舉例而言，N等于8，以及因此檢測単元502檢查待處理的塊是否為16X16塊。對于耦接于檢測單元502的解塊濾波單元504，當檢測單元502偵測到塊為2NX2N塊時，其僅對2NX2N塊的2NX2N塊邊緣執(zhí)行解塊濾波操作。舉例而言，當檢測單元502發(fā)現(xiàn)待處理的塊為16X16塊時，解塊濾波單元504僅對16X 16塊的16X 16塊邊緣執(zhí)行解塊濾波操作。
[0034]簡而言之，通過使用上述對傳統(tǒng)16X16幀內(nèi)預測設計的至少ー改進，可改善編碼效率及/或圖像品質(zhì)。
【權(quán)利要求】
1.ー種幀內(nèi)預測中處理2NX2N塊的方法，其特征在于，包含: 決定對應于上述2NX 2N塊的宏塊種類信息以及編碼塊模式信息,其中N為大于四的正整數(shù)；以及 利用編碼單元產(chǎn)生僅將上述宏塊種類信息以及上述編碼塊模式信息編碼于其中之一碼字。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生上述碼字的步驟包含: 通過僅對上述宏塊種類信息以及上述編碼塊模式信息執(zhí)行可變長度編碼產(chǎn)生上述碼字。
3.ー種幀內(nèi)預測中處理2NX2N塊的方法，其特征在于，包含: 利用檢測單元檢查對應于上述2NX 2N塊的編碼塊模式是否等于零，其中N為大于四的正整數(shù)；以及 當上述編碼塊模式等于零時，不傳輸差值量化參數(shù)的信息。
4.一種幀內(nèi)預測中處理塊的方法，其特征在于，包含: 檢查上述塊是否為2NX2N塊，其中N為大于四的正整數(shù)；以及當上述塊為2NX2N塊時，利用解塊濾波單元僅對上述2NX2N塊的多個2NX2N塊邊緣執(zhí)行解塊濾波操作。
5.ー種處理電路，用于在幀內(nèi)預測中處理2NX2N塊，其特征在于，包含: 宏塊種類決定単元，用于決定對應于上述2NX2N塊的宏塊種類信息，其中N為大于四的正整數(shù)； 編碼塊模式?jīng)Q定單元，用于決定對應于上述2NX2N塊的編碼塊模式信息；以及編碼單元，耦接于上述宏塊種類決定單元以及上述編碼塊模式?jīng)Q定單元，用于產(chǎn)生僅將上述宏塊種類信息以及上述編碼塊模式信息編碼于其中ー個碼字。
6.如權(quán)利要求5所述的處理電路，其特征在于，上述編碼單元通過僅對上述宏塊種類信息以及上述編碼塊模式信息執(zhí)行可變長度編碼產(chǎn)生上述碼字。
7.ー種處理電路，用于在幀內(nèi)預測中處理2NX2N塊，其特征在于，包含: 檢測單元，用于檢查對應于上述2NX 2N塊的編碼塊模式是否等于零，其中N為大于四的正整數(shù)；以及 控制單元，耦接于上述檢測單元，其中當上述編碼塊模式等于零時，上述控制單元不傳輸差值量化參數(shù)的信息。
8.—種處理電路，用于在幀內(nèi)預測中處理塊，其特征在于，包含: 檢測單元，用于檢查上述塊是否為2NX2N塊，其中N為大于四的正整數(shù)；以及解塊濾波単元，耦接于上述檢測單元，其中當上述塊為2NX 2N塊時，上述解塊濾波單元僅對上述2NX 2N塊的多個2NX 2N塊邊緣執(zhí)行解塊濾波操作。
【文檔編號】H04N19/11GK103596005SQ201310579374
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2010年3月12日
【發(fā)明者】張凱, 雷少民 申請人:聯(lián)發(fā)科技（新加坡）私人有限公司