专利名称：一种图像信号帧内预测及解码的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种图像块信号分量采样点的预测帧内解码方法和装置和一种图像块信号分量采样点的预测方法和装置。
背景技术：
现有视频图像编码技术中包括帧内编码技术与帧间编码技术。帧内编码指仅利用当前编码图像块中的空间相关性对图像内容进行编码的技术。帧间编码指利用当前编码图像块与已编码图像块的时间相关性对当前编码图像块进行编码的技术。为提高图像的帧内编码效率，H.264/AVC标准首次引入帧内预测技术来去除当前编码图像块(以下简称当前块)与邻近已编码图像块的空间信息冗余。HEVC方案为当前国际标准化组织正在研究的新一代视频编码标准化方案，它继承了 H.264/AVC标准中的帧内预测编码技术并进行扩展。其中图像块色度分量的预测模式集合可以包括6种可选的预测模式:DM模式:使用当前块亮度分量的预测模式作为当前块色度分量的预测模式进行预测；LM模式:基于相关性模型用亮度分量采样点的重建值计算色度分量采样点的预测值，相关性模型参数由当前块正上方与正左侧的亮度分量与色度分量的采样点的重建值计算得到；DC模式:使用当前块正上方和正左侧邻近的色度分量采样点的重建值的平均值作为当前块色度分量采样点的预测值；平面(Planar)模式:基于色度分量采样点的值在空间线性平滑变化的假设计算当前块色度分量采样点的预测值；水平模式:使用当前块正左侧邻近的色度分量采样点的重建值作为当前块同一行内所有色度分量采样点的预测值；竖直模式:使用当前块正上方邻近的色度分量采样点的重建值作为当前块同一列内所有色度分量采样点的预测值。上述预测模式中，DC模式、竖直模式、水平模式以及平面模式与H.264/AVC标准中的对应预测模式基本原理相同，具体实施方法有所不同。LM模式与DM模式是新添加的两种预测模式。但在现有的HEVC方案中，色度分量的预测模式集合并不能适应当前块边缘位置的多样性，某些情况下，预测效果有待提高。
发明内容
本发明实施例提供一种图像块信号分量采样点的帧内解码方法和装置和一种图像块信号分量采样点的预测方法和装置，以提高当前块帧内预测的准确性。本发明实施例提供一种图像块信号分量采样点的预测方法，包括:
基于相关性模型，根据当前块第二信号分量采样点的重建值和所述相关性模型的参数计算当前块第一信号分量采样点的预测值；其中，所述相关性模型的参数根据当前块上方邻近的第一信号分量采样点的重建值和当前块上方邻近的第二信号分量采样点的重建值计算得到。本发明实施例还提供一种图像块信号分量采样点的预测方法，包括:基于相关性模型，根据当前块第二信号分量采样点的重建值和所述相关性模型的参数计算当前块第一信号分量采样点的预测值；其中，所述相关性模型的参数根据当前块左侧邻近的第一信号分量采样点的重建值和当前块左侧邻近的第二信号分量采样点的重建值计算得到。本发明实施例还提供一种图像块信号分量采样点的帧内解码方法，包括:从视频码流中获得当前块第一信号分量的预测模式信息；根据所述当前块第一信号分量的预测模式信息从当前块第一信号分量的预测模式集合中确定所述当前块第一信号分量的预测模式，所述当前块第一信号分量的预测模式集合包括LMA模式和LML模式中的至少一种；根据所述当前块第一信号分量的预测模式获得当前块第一信号分量采样点的预测值；根据所述当前块第一信号分量采样点的预测值获得当前块第一信号分量采样点
的重建值。本发明实施例还提供一种图像块信号分量采样点的帧内解码方法，包括:从视频码流中获得当前块第一信号分量的预测模式信息；根据所述当前块第一信号分量的预测模式信息从当前块第一信号分量的预测模式集合中确定所述当前块第一信号分量的预测模式，其中所述第一信号分量的预测模式集合包括基于相关性模型的预测模式，所述基于相关性模型的预测模式的确定取决于当前块第二信号分量的预测模式；根据所述当前块第一信号分量的预测模式获得当前块第一信号分量采样点的预测值；根据所述当前块第一信号分量采样点的预测值获得当前块第一信号分量采样点
的重建值。本发明实施例还提供一种图像块信号分量采样点的预测装置，包括:第一参数单元，用于根据当前块上方邻近的第一信号分量采样点的重建值和当前块上方邻近的第二信号分量采样点的重建值计算得到相关性模型的参数；第一预测单元，用于基于相关性模型，根据当前块第二信号分量采样点的重建值和所述相关性模型的参数计算当前块第一信号分量采样点的预测值。本发明实施例还提供一种图像块信号分量采样点的预测装置，包括:第二参数单元，用于根据当前块左侧邻近的第一信号分量采样点的重建值和当前块左侧邻近的第二信号分量采样点的重建值计算得到相关性模型的参数；第二预测单元，用于基于相关性模型，根据当前块第二信号分量采样点的重建值和所述相关性模型的参数计算当前块第一信号分量采样点的预测值。本发明实施例还提供一种图像块信号分量采样点的帧内解码装置，包括:
第一获取单元，用于从视频码流中获得当前块第一信号分量的预测模式信息；第一确定单元，用于根据所述当前块第一信号分量的预测模式信息从当前块第一信号分量的预测模式集合中确定所述当前块第一信号分量的预测模式，所述当前块第一信号分量的预测模式集合包括LMA模式和LML模式中的至少一种；第三预测单元，用于根据所述当前块第一信号分量的预测模式获得当前块第一信号分量采样点的预测值；第一计算单元，用于根据所述当前块第一信号分量采样点的预测值获得当前块第一信号分量米样点的重建值。本发明实施例还提供一种图像块信号分量采样点的帧内解码装置，包括:第二获取单元，用于从视频码流中获得当前块第一信号分量的预测模式信息；第二确定单元，用于根据所述当前块第一信号分量的预测模式信息从当前块第一信号分量的预测模式集合中确定所述当前块第一信号分量的预测模式，其中所述第一信号分量的预测模式集合包括基于相关性模型的预测模式，所述基于相关性模型的预测模式的确定取决于当前块第二信号分量的预测模式；第四预测单元，用于根据所述当前块第一信号分量的预测模式获得当前块第一信号分量采样点的预测值；第二计算单元，根据所述当前块第一信号分量采样点的预测值获得当前块第一信号分量采样点的重建值。本发明实施例提供的技术方案，通过在当前块帧内预测过程中引入LMA模式和LML模板的技术手段，从而提高了当前块帧内预测的准确性。
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为YUV格式示意图；图2为LM模式使用L型模板示意图；图3为L型模板内采样点与当前块内物体分布示意图；图4为LMA模式使用模板示意图；图5为LML模式使用模板示意图；图6为本发明一个实施例的图像块信号分量采样点的帧内解码方法流程图；图7为本发明另一实施例的图像块信号分量采样点的帧内解码方法流程图；图8为利用本发明实施例得到的重建图像的V分量效果图；图9为利用HEVC技术方案得到的重建图像的V分量效果图；图10为本发明实施例技术方案效果图；图11为本发明一个实施例的图像块信号分量采样点的预测装置示意图；图12为本发明另一个实施例的图像块信号分量采样点的预测装置示意图；图13为本发明一个实施例的图像块信号分量采样点的帧内解码装置示意图14为本发明另一个实施例的图像块信号分量采样点的帧内解码装置示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。视频图像信号通常包括一个亮度分量与两个色度分量。亮度分量通常使用符号Y表示，色度分量通常使用符号U、V表示。如图1(a)至(C)所示，常用的YUV格式包括如下格式，图1中叉表示亮度分量采样点，圈表示每色度分量采样点:4:4:4格式:表不色度分量没有下米样；4:2:2格式:表示色度分量相对于亮度分量进行2: I的水平下采样，没有竖直下米样。对于每两个U米样点或V米样点，每个扫描行都包含四个Y米样点；4:2:0格式:表示色度分量相对于亮度分量进行2: I的水平下采样与2: I的竖直下采样。在视频图像采用YUV4:2:0格式的情况下，若图像块的亮度分量为2Nx2N大小的图像块，则图像块的色度分量为NxN大小的图像块。本发明实施例将以4:2:0格式为例解释本发明方案技术。但可以理解的，本发明技术方案除了用于YUV4:2:0格式外，还可以用于YUV其它格式，或者其它视频图像格式中不同分量间的相互预测，如RGB格式等。另一方面，当前块可以是方形块，也可以是非方形的矩形块或其它形状区域，本发明实施例提供的技术方案同样适用。为方便叙述，本发明实施例采用第一信号分量和第二信号分量的表述。若图像信号包括亮度信号分量与色度信号分量，则第一信号分量可以是色度分量，第二信号分量可以是亮度分量；若图像信号包括R、G、B三个信号分量，则第一信号分量可以是R、G、B三个信号分量中任意一个信号分量，第二信号分量可以是与第一信号分量不同的R、G、B三个信号分量中的一个信号分量；若按照其它方式将图像信号分解为多个信号分量，则可采用类似的方法规定第一信号分量与第二信号分量。本发明实施例中，因为可使用相同的方法从亮度分量分别预测两个色度分量，所以下面可以用L表示亮度分量，用C表示任意一个色度分量来说明本发明实施例的技术方案。任意色度分量采样点的预测值可由同位置的亮度分量的采样点的重建值通过一个相关性函数关系f(x)映射得到。当色度分量采样点没有同位置的亮度分量采样点与之对应时(如图1所示YUV 4:2:0格式下亮度分量采样点与色度分量采样点的位置关系)，则可以先将亮度分量重采样至色度分量采样点的位置，得到L’，再进行预测，如式(2.1)。此时，每一个色度分量的采样点都有一个亮度分量值和一个色度分量值。
权利要求
1.种图像块信号分量采样点的预测方法，其特征在于，所述方法包括: 基于相关性模型，根据当前块第二信号分量采样点的重建值和所述相关性模型的参数计算当前块第一信号分量采样点的预测值； 其中，所述相关性模型的参数根据当前块上方邻近的第一信号分量采样点的重建值和当前块上方邻近的第二信号分量采样点的重建值计算得到。
2.据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一信号分量是色度分量，所述第二信号分量是亮度分量。
3.种图像块信号分量采样点的预测方法，其特征在于，所述方法包括: 基于相关性模型，根据当前块第二信号分量采样点的重建值和所述相关性模型的参数计算当前块第一信号分量采样点的预测值； 其中，所述相关性模型的参数根据当前块左侧邻近的第一信号分量采样点的重建值和当前块左侧邻近的第二信号分量采样点的重建值计算得到。
4.据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一信号分量是色度分量，所述第二信号分量是亮度分量。
5.种图像块信号分量采样点的帧内解码方法，其特征在于，所述方法包括: 从视频码流中获得当前块第一信号分量的预测模式信息； 根据所述当前块第一信号分量的预测模式信息从当前块第一信号分量的预测模式集合中确定所述当前块第一信号分量的预测模式，所述当前块第一信号分量的预测模式集合包括LMA模式和LML模式中的至少一种； 根据所述当前块第一信号分量的预测模式获得当前块第一信号分量采样点的预测值； 根据所述当前块第一信号分量采样点的预测值获得当前块第一信号分量采样点的重建值。
6.据权利要求5所述的方法，其特征在于，若根据所述当前块第一信号分量的预测模式信息从当前块第一信号分量的预测模式集合中确定所述当前块第一信号分量的预测模式为LMA模式，则所述根据所述当前块第一信号分量的预测模式获得当前块第一信号分量采样点的预测值包括: 基于相关性模型，根据当前块第二信号分量采样点的重建值和所述相关性模型的参数计算当前块第一信号分量采样点的预测值； 其中，所述相关性模型的参数根据当前块上方邻近的第一信号分量采样点的重建值和当前块上方邻近的第二信号分量采样点的重建值计算得到。
7.据权利要求5所述的方法，其特征在于，若根据所述当前块第一信号分量的预测模式信息从当前块第一信号分量的预测模式集合中确定所述当前块第一信号分量的预测模式为LML模式，则所述根据所述当前块第一信号分量的预测模式获得当前块第一信号分量采样点的预测值包括: 基于相关性模型，根据当前块第二信号分量采样点的重建值和所述相关性模型的参数计算当前块第一信号分量采样点的预测值； 其中，所述相关性模型的参数根据当前块左侧邻近的第一信号分量采样点的重建值和当前块左侧邻近的第二信号分量采样点的重建值计算得到。
8.据权利要求5至7任一项所述的方法，其特征在于，所述当前块第一信号分量的预测模式集合包括:DM模式，LM模式，LMA模式，LML模式，平面模式，竖直模式，水平模式，和DC模式。
9.据权利要求5至7任一项所述的方法，其特征在于，所述当前块第一信号分量的预测模式集合包括:DM模式，LM模式，LMA模式，LML模式。
10.据权利要求5至9任一项所述的方法，其特征在于: 所述LMA模式为基于当前块上方邻近的第一信号分量采样点的重建值，当前块上方邻近的第二信号分量采样点的重建值，和当前块第二分量采样点的重建值计算当前块第一分量采样点的预测值的预测模式； 所述LML模式为基于当前块左侧邻近的第一信号分量采样点的重建值，当前块左侧邻近的第二信号分量采样点的重建值，和当前块第二分量采样点的重建值计算当前块第一分量采样点的预测值的预测模式； 所述LM模式为基于当前块上方与左侧邻近的第一信号分量采样点的重建值，当前块上方与左侧邻近的第二信号分量采样点的重建值，和当前块第二分量采样点的重建值计算当前块第一分量采样点的预测值的预测模式。
11.据权利要求5至10任一项所述的方法，其特征在于，所述第一信号分量是色度分量，所述第二信号分量是亮度分量。
12.种图像块信号分量采样点的帧内解码方法，其特征在于，所述方法包括: 从视频码流中获得当前块第一信号分量的预测模式信息； 根据所述当前块第一信号 分量的预测模式信息从当前块第一信号分量的预测模式集合中确定所述当前块第一信号分量的预测模式，其中所述第一信号分量的预测模式集合包括基于相关性模型的预测模式，所述基于相关性模型的预测模式的确定取决于当前块第二信号分量的预测模式； 根据所述当前块第一信号分量的预测模式获得当前块第一信号分量采样点的预测值； 根据所述当前块第一信号分量采样点的预测值获得当前块第一信号分量采样点的重建值。
13.据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述基于相关性模型的预测模式为应用所述相关性模型根据当前块第二信号分量采样点的重建值和所述相关性模型的参数计算当前块第一信号分量采样点的预测值的预测模式； 所述基于相关性模型的预测模式为LM模式，LMA模式，和LML模式中的任意一种预测模式。
14.据权利要求13所述的方法，其特征在于: 所述LMA模式的所述相关性模型的参数根据当前块上方邻近的第一信号分量采样点的重建值和当前块上方邻近的第二信号分量采样点的重建值计算得到， 所述LML模式的所述相关性模型的参数根据当前块左侧邻近的第一信号分量采样点的重建值和当前块左侧邻近的第二信号分量采样点的重建值计算得到； 所述LM模式的所述相关性模型的参数根据当前块上方与左侧邻近的第一信号分量采样点的重建值和当前块上方与左侧邻近的第二信号分量采样点的重建值计算得到。
15.据权利要求12至14任一项所述的方法，其特征在于，若根据所述当前块第一信号分量的预测模式信息从当前块第一信号分量的预测模式集合中确定所述当前块第一信号分量的预测模式为LMA模式，则所述根据所述当前块第一信号分量的预测模式获得当前块第一信号分量采样点的预测值包括: 基于相关性模型，根据当前块第二信号分量采样点的重建值和所述相关性模型的参数计算当前块第一信号分量采样点的预测值； 其中，所述相关性模型的参数根据当前块上方邻近的第一信号分量采样点的重建值和当前块上方邻近的第二信号分量采样点的重建值计算得到。
16.据权利要求12至14所述的方法，其特征在于，若根据所述当前块第一信号分量的预测模式信息从当前块第一信号分量的预测模式集合中确定所述当前块第一信号分量的预测模式为LML模式，则所述根据所述当前块第一信号分量的预测模式获得当前块第一信号分量采样点的预测值包括: 基于相关性模型，根据当前块第二信号分量采样点的重建值和所述相关性模型的参数计算当前块第一信号分量采样点的预测值； 其中，所述相关性模型的参数根据当前块左侧邻近的第一信号分量采样点的重建值和当前块左侧邻近的第二信号分量采样点的重建值计算得到。
17.据权利要求12至16任一项所述的方法，其特征在于，所述当前块第一信号分量的预测模式集合包括:DM模式，平面模式，竖直模式，水平模式，DC模式，以及所述基于相关性模型的预测模式中的至少一种预测模式。
18.据权利要求13至17任一项所述的方法，其特征在于: 所述LMA模式为基于当前块上方邻近的第一信号分量采样点的重建值，当前块上方邻近的第二信号分量采样点的重建值，和当前块第二分量采样点的重建值计算当前块第一分量采样点的预测值的预测模式； 所述LML模式为基于当前块左侧邻近的第一信号分量采样点的重建值，当前块左侧邻近的第二信号分量采样点的重建值，和当前块第二分量采样点的重建值计算当前块第一分量采样点的预测值的预测模式； 所述LM模式为基于当前块上方与左侧邻近的第一信号分量采样点的重建值，当前块上方与左侧邻近的第二信号分量采样点的重建值，和当前块第二分量采样点的重建值计算当前块第一分量采样点的预测值的预测模式。
19.据权利要求12至18任一项所述的方法，其特征在于，所述第一信号分量是色度分量，所述第二信号分量是亮度分量。
20.种图像块信号分量采样点的预测装置，其特征在于，所述装置包括: 第一参数单元，用于根据当前块上方邻近的第一信号分量采样点的重建值和当前块上方邻近的第二信号分量采样点的重建值计算得到相关性模型的参数； 第一预测单元，用于基于相关性模型，根据当前块第二信号分量采样点的重建值和所述相关性模型的参数计算当前块第一信号分量采样点的预测值。
21.种图像块信号分量采样点的预测装置，其特征在于，所述装置包括: 第二参数单元，用于根据当前块左侧邻近的第一信号分量采样点的重建值和当前块左侧邻近的第二信号分量采样点的重建值计算得到相关性模型的参数；第二预测单元，用于基于相关性模型，根据当前块第二信号分量采样点的重建值和所述相关性模型的参数计算当前块第一信号分量采样点的预测值。
22.种图像块信号分量采样点的帧内解码装置，其特征在于，所述装置包括: 第一获取单元，用于从视频码流中获得当前块第一信号分量的预测模式信息； 第一确定单元，用于根据所述当前块第一信号分量的预测模式信息从当前块第一信号分量的预测模式集合中确定所述当前块第一信号分量的预测模式，所述当前块第一信号分量的预测模式集合包括LMA模式和LML模式中的至少一种； 第三预测单元，用于根据所述当前块第一信号分量的预测模式获得当前块第一信号分量采样点的预测值； 第一计算单元，用于根据所述当前块第一信号分量采样点的预测值获得当前块第一信号分量采样点的重建值。
23.种图像块信号分量采样点的帧内解码装置，其特征在于，所述装置包括: 第二获取单元，用于从视频码流中获得当前块第一信号分量的预测模式信息； 第二确定单元，用于根据所述当前块第一信号分量的预测模式信息从当前块第一信号分量的预测模式集合中确定所述当前块第一信号分量的预测模式，其中所述第一信号分量的预测模式集合包括基于相关性模型的预测模式，所述基于相关性模型的预测模式的确定取决于当前块第二信号分量的预测模式； 第四预测单元，用于根据所 述当前块第一信号分量的预测模式获得当前块第一信号分量采样点的预测值； 第二计算单元，根据所述当前块第一信号分量采样点的预测值获得当前块第一信号分量采样点的重建值。
全文摘要
本发明实施例提供一种图像块信号分量采样点的帧内解码方法，包括从视频码流中获得当前块第一信号分量的预测模式信息；根据所述当前块第一信号分量的预测模式信息从当前块第一信号分量的预测模式集合中确定所述当前块第一信号分量的预测模式，所述当前块第一信号分量的预测模式集合包括LMA模式和LML模式中的至少一种；根据所述当前块第一信号分量的预测模式获得当前块第一信号分量采样点的预测值；根据所述当前块第一信号分量采样点的预测值获得当前块第一信号分量采样点的重建值。
文档编号H04N7/32GK103096055SQ201110347750
公开日2013年5月8日 申请日期2011年11月4日 优先权日2011年11月4日
发明者张星宇, 區子廉, 杨海涛, 周建同 申请人:华为技术有限公司