自適應(yīng)幀內(nèi)預(yù)測編碼和解碼方法
【專利說明】自適應(yīng)幀內(nèi)預(yù)測編碼和解碼方法
[0001 ] 本申請是分案申請，其原案申請是申請?zhí)枮镻CT/KR2011/008045、申請日為2011年10月26日的PCT申請并且于2013年6月19日進入中國國家階段，國家申請?zhí)枮?01180061228.6。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種用于視頻編碼和解碼，并且特別涉及一種能夠被應(yīng)用于圖像的幀內(nèi)預(yù)測編碼的自適應(yīng)幀內(nèi)預(yù)測編碼和解碼方法。
【背景技術(shù)】
[0003]常規(guī)的圖像編碼方法使用被設(shè)計成去除圖片之間的冗余以用于提高壓縮效率的幀間預(yù)測和幀內(nèi)預(yù)測技術(shù)。
[0004]在通過使用幀內(nèi)預(yù)測的視頻編碼的方法中，通過使用塊之間的像素內(nèi)相關(guān)性根據(jù)單元(或塊)中像素的值來預(yù)測待編碼的當(dāng)前單元(或塊)的像素值，所述單元(或塊)中像素已被編碼并且被定位靠近當(dāng)前待編碼的單元(或塊)(例如，相對于當(dāng)前塊的上、左、左上以及右上單元(或塊))，并且預(yù)測誤差被傳送。
[0005]而且，在幀內(nèi)預(yù)測編碼中，根據(jù)待編碼的圖像的特性從各種預(yù)測方向(例如，水平、垂直、對角線、平均值等)中選擇最佳預(yù)測方向(或預(yù)測模式)。
[0006]在常規(guī)H.264/AVC標(biāo)準(zhǔn)中，當(dāng)對以4X4像素為單位的塊應(yīng)用幀內(nèi)預(yù)測編碼時，最適當(dāng)?shù)念A(yù)測模式選自9種類型的預(yù)測模式(即，預(yù)測模式O至8)，一個預(yù)測模式用于每個4X4像素塊，并且所選預(yù)測模式以4X4像素塊為單位來編碼。
[0007]替代地，當(dāng)對以16X16像素為單位的塊應(yīng)用幀內(nèi)預(yù)測編碼時，最適當(dāng)?shù)念A(yù)測模式選自4種類型的預(yù)測模式(即垂直、水平、平均值、平面預(yù)測)，一個預(yù)測模式用于每個16X16像素塊，并且所選預(yù)測模式以16X 16像素塊為單位來編碼。
[0008]在常規(guī)的幀內(nèi)預(yù)測編碼中，如上所述，用具有預(yù)定數(shù)目的預(yù)測方向的MXM像素尺寸(M = 4、8或16)的正方形形狀的對稱像素塊來執(zhí)行幀內(nèi)預(yù)測編碼。換句話說，常規(guī)方法針對將正方形形狀的對稱塊用作為幀內(nèi)預(yù)測編碼的基本單元的幀內(nèi)預(yù)測編碼已經(jīng)應(yīng)用了具有MXM像素尺寸的對稱分割。
[0009]因為幀內(nèi)預(yù)測編碼的常規(guī)方法在執(zhí)行編碼中應(yīng)用來自尺寸4X4、8X8或16X16像素的對稱正方形像素塊的預(yù)測模式中的一個，所以在編碼效率方面受到限制。因此，需要用于提高編碼效率的方法。
[0010]具體地，當(dāng)編碼具有上述HD (高清晰度)級分辨率的高分辨率圖像時，常規(guī)方法在使用常規(guī)幀內(nèi)預(yù)測單元的編碼效率方面展現(xiàn)限制，所以需要最佳幀內(nèi)預(yù)測單元用于提高編碼效率，并且還需要針對每個幀內(nèi)預(yù)測單元優(yōu)化的預(yù)測模式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011][技術(shù)問題]
[0012]本發(fā)明的第一目的是提供能夠被應(yīng)用于具有HD (高清晰度)或更高的分辨率的高分辨率圖像的自適應(yīng)幀內(nèi)預(yù)測編碼方法。
[0013]而且，本發(fā)明的第二目的是提供能夠解碼用所述幀內(nèi)預(yù)測編碼方法所編碼的圖像的解碼的方法。
[0014][技術(shù)解決方案]
[0015]用于實現(xiàn)如上所述發(fā)明的一個目的的根據(jù)本發(fā)明的一個方面的自適應(yīng)幀內(nèi)預(yù)測編碼方法以下步驟:接收待編碼的預(yù)測單元；基于所述預(yù)測單元的尺寸來確定用于幀內(nèi)預(yù)測的預(yù)測模式的總數(shù)；從所確定總數(shù)的預(yù)測模式中選擇特定預(yù)測模式并且通過使用所選預(yù)測模式來執(zhí)行幀內(nèi)預(yù)測；以及對殘差執(zhí)行變換和量化以使得在變換和量化的結(jié)果上執(zhí)行熵編碼，所述殘差是通過所述幀內(nèi)預(yù)測預(yù)測的預(yù)測單元與當(dāng)前預(yù)測單元之間的差。
[0016]而且，用于實現(xiàn)如上所述的發(fā)明的一個目的的根據(jù)本發(fā)明的另一方面的自適應(yīng)幀內(nèi)預(yù)測編碼方法包括以下步驟:接收待編碼的預(yù)測單元；基于所述預(yù)測單元的尺寸來確定用于幀內(nèi)預(yù)測的預(yù)測模式的總數(shù)；在對于待編碼的像素所確定總數(shù)的預(yù)測模式內(nèi)選擇預(yù)測模式并且通過使用位于所選的預(yù)定預(yù)測模式中的參考像素和與當(dāng)前待編碼的所述像素相鄰的像素來執(zhí)行幀內(nèi)預(yù)測；以及對殘差執(zhí)行變換和量化以使得在變換和量化的結(jié)果上執(zhí)行熵編碼，所述殘差是通過所述幀內(nèi)預(yù)測預(yù)測的預(yù)測單元與當(dāng)前預(yù)測單元之間的差。
[0017]而且，用于實現(xiàn)如上所述的發(fā)明的一個目的的根據(jù)本發(fā)明的又一個方面的自適應(yīng)幀內(nèi)預(yù)測編碼方法包括以下步驟:接收待編碼的預(yù)測單元；當(dāng)幀內(nèi)預(yù)測模式是平面預(yù)測模式時，通過應(yīng)用所述平面模式來執(zhí)行幀內(nèi)預(yù)測；并且對殘差執(zhí)行變換和量化以使得在變換和量化的結(jié)果上執(zhí)行熵編碼，所述殘差是通過幀內(nèi)預(yù)測而預(yù)測的預(yù)測單元與當(dāng)前預(yù)測單元之間的差。
[0018]而且，用于實現(xiàn)如上所述的發(fā)明的另一目的的根據(jù)本發(fā)明的一個方面的自適應(yīng)幀內(nèi)預(yù)測解碼方法包括以下步驟:通過熵解碼接收到的比特流來重構(gòu)頭部信息和量化殘差；對量化殘差執(zhí)行逆量化和逆變換來重構(gòu)殘差；從多個預(yù)定預(yù)測中選擇預(yù)測模式并且通過使用所選預(yù)測模式來執(zhí)行幀內(nèi)預(yù)測以生成預(yù)測單元；以及通過把所述預(yù)測單元和所述殘差相加來重構(gòu)圖像。能夠根據(jù)所述預(yù)測單元的尺寸來確定預(yù)定預(yù)測模式的總數(shù)。當(dāng)所述預(yù)測單元的尺寸是64X64像素時，預(yù)定預(yù)測模式的總數(shù)可以是4。當(dāng)參考單元不存在于所述當(dāng)前預(yù)測單元左側(cè)或上側(cè)時，可不使用預(yù)測模式。參考單元存在于所述當(dāng)前預(yù)測單元左側(cè)或上偵牝如果在當(dāng)前預(yù)測單元左側(cè)或上側(cè)的參考單元可不用幀內(nèi)預(yù)測編碼，則預(yù)測模式是DC模式。當(dāng)當(dāng)前預(yù)測單元的幀內(nèi)模式與位于當(dāng)前預(yù)測單元左側(cè)的第一參考單元的幀內(nèi)模式、或位于當(dāng)前預(yù)測單元的上側(cè)的第二參考單元的幀內(nèi)模式中的一個相同時，該相同的幀內(nèi)模式能夠被用作預(yù)測模式。如果預(yù)測模式是DC模式并且如果不存在位于當(dāng)前預(yù)測單元左側(cè)的多個第一參考像素和位于當(dāng)前預(yù)測單元上側(cè)的多個第二參考像素中的至少一個參考像素，則位于當(dāng)前預(yù)測單元的預(yù)測像素可以不通過使用預(yù)測像素的相鄰參考像素來執(zhí)行濾波。如果預(yù)測模式是DC模式并且如果當(dāng)前預(yù)測單元屬于色差信號，則位于當(dāng)前預(yù)測單元中的預(yù)測像素可以不通過使用預(yù)測像素的相鄰參考像素來執(zhí)行濾波。如果在當(dāng)前預(yù)測單元的參考單元中的多個參考像素中的至少一個被指示為對于幀內(nèi)預(yù)測不存在，并且如果位于第一參考像素上側(cè)的參考像素和位于第一參考像素下側(cè)的參考像素都存在，第一參考像素被指示為對于幀內(nèi)預(yù)測不存在，則第一參考像素的預(yù)測像素值能夠被替換為位于所述第一參考像素上側(cè)的參考像素的值和位于第一參考像素下側(cè)的參考像素的值的平均值。
[0019]而且，用于實現(xiàn)如上所述的發(fā)明的另一目的的根據(jù)本發(fā)明的另一方面的自適應(yīng)幀內(nèi)預(yù)測解碼方法包括以下步驟:通過對接收到的比特流進行熵解碼來重構(gòu)頭部信息和量化殘差；對量化殘差執(zhí)行逆量化和逆變換來重構(gòu)殘差；從頭部信息中提取參考像素的預(yù)測模式，并且通過使用所提取的預(yù)測模式的參考像素和相鄰像素來執(zhí)行幀內(nèi)預(yù)測以生成預(yù)測單元；以及通過把預(yù)測單元和殘差相加來重構(gòu)圖像。
[0020]而且，用于實現(xiàn)如上所述的發(fā)明的另一目的的根據(jù)本發(fā)明的又一個方面的自適應(yīng)幀內(nèi)預(yù)測解碼方法包括以下步驟:通過對接收到的比特流進行熵解碼來重構(gòu)頭部信息和量化殘差；通過對量化殘差執(zhí)行逆量化和逆變換來重構(gòu)殘差；根據(jù)頭部信息來確定是否應(yīng)用平面預(yù)測模式，并且當(dāng)所述平面預(yù)測模式已被應(yīng)用時，通過使用所述平面預(yù)測模式來執(zhí)行幀內(nèi)預(yù)測以生成預(yù)測單元；以及通過把預(yù)測單元和殘差相加來重構(gòu)圖像。
[0021][有益效果]
[0022]根據(jù)如上所述的本發(fā)明的自適應(yīng)幀內(nèi)預(yù)測編碼和解碼方法，取決于預(yù)測單元的尺寸，最佳數(shù)目的預(yù)測方向被提供用于每個幀內(nèi)預(yù)測方法，從而優(yōu)化了比率失真(ratedistort1n)并且提高視頻的質(zhì)量和編碼速度。
[0023]而且，能夠通過根據(jù)預(yù)測單元的尺寸確定平面預(yù)測模式的激活來優(yōu)化比率失真，從而提高視頻的質(zhì)量和編碼速度。
【附圖說明】
[0024]圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個示例實施例的遞歸編譯碼單元的結(jié)構(gòu)的概念圖。
[0025]圖2-4是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個示例實施例的通過使用預(yù)測單元的幀內(nèi)預(yù)測編碼方法的概念圖。
[0026]圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明的另一示例實施例的通過使用預(yù)測單元的幀內(nèi)預(yù)測編碼方法的概念圖。