可减少行存储器的色度帧内预测方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明揭露一种用于当前色度块的可减少行存储器需求的色度帧内预测方法及装置。色度帧内预测子可利用具有多个参数的模型从当前亮度块的重建亮度像素中推导出来。在依据本发明的多个实施例中，所述多个参数的推导依赖于来自当前亮度块的因果亮度相邻区域的对应于相邻重建亮度像素的重建亮度像素集合，所述因果亮度相邻区域包含对应于当前亮度块上方的水平亮度块边界之上的重建亮度像素的第一区域，而包含于所述重建亮度像素集合中的来自所述第一区域的重建亮度像素则来自于紧邻所述水平亮度块边界之上的亮度像素行。
【专利说明】可减少行存储器的色度帧内预测方法及装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求如下申请的优先权:序列号为61/498，969、2011年6月20日提交的、名称为“Reducing Line Buffer for Intra Coding of Chroma with Reconstructed LumaPixels”的美国临时专利申请。上述美国临时专利申请的全部内容在此一并作为参考。
【技术领域】
[0003]本发明有关于视频编码，且特别地，本发明有关于与可减少行存储器(linememory)需求的基于重建亮度像素的色度帧内预测相关的编码技术。
【背景技术】
[0004]运动补偿巾贞间(inter-frame)编码被各种编码标准广泛采用，例如MPEG-1/2/4以及H.261/H.263/H.264/AVC。虽然运动补偿帧间编码能够有效降低压缩视频的比特率，但仍需要巾贞内编码(intra coding)来压缩具有高速运动或高速场景变换(high motions orscene changes)的区域。除此之外,巾贞内编码也被用于处理原始图像或周期性地插入I图像(1-picture)或I块(1-block)以用于随机存取或减缓误差传播。帧内预测是利用图像内或者区域内的空间相关来进行的。在实际应用中，图像或区域可被分为多个块(block)，而帧内预测可基于块来执行。当前块的帧内预测可依赖于已经处理过的相邻块的像素进行。举例来说，若图像或者图像区域中的块是按照从上到下、从左到右逐行处理的，当前块上方的相邻块和当前块左侧的相邻块可被用于形成当前块中像素的预测子(predictor)。虽然处理过的相邻块中的任何像素都可以用于当前块中像素的帧内预测，单通常只有相邻块中紧邻当前块的上方和左侧边界(the current block boundaries on the top and on theleft)的像素被使用。
[0005]帧内预测子通常被设计成利用图像中的空间特性，例如平滑区(DC模式)、垂线或边界(vertical line or edge)、水平线或边界(horizontal line)、以及对角线或边界(diagonal line or edge)。进一步来说，在亮度(luminance( luma))及色度(chrominance(chroma))分量中通常都会存在空间相关(spatial correlation)。因此,巾贞内亮度预测模式可被用来作为巾贞内色度预测模式的候选项。在当前的高效视频编码(High EfficiencyVideo Coding,以下简称HEVC)的开发中，考虑到亮度与色度分量之间的关联，2011年I月20-28日在韩国大邱召开的ITU-T SG16WP3及IS0/IEC JTC1/SC29/WG11视频编码联合组第 4 次会议上，Chen 等人在号码为 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)中提出了一种色度帧内预测方法。依照Chen等人的方法，重建的亮度块可用来作为同位(co-located)色度块的预测子。所述色度帧内预测类型被称为LM预测(LMprediction)。[0006]依据LM预测，色度值可依据下述模型从相同块的重建亮度值中预测得出:
[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]代表色度采样在色度块中[x, y]位置的预测子，Rec1/ [x, y]代表亮度采样在对应亮度块中[x，y]位置的预测子，以及N代表被预测的色度块的水平分辨率(即，垂直分辨率)。参数α和β是从当前块周围的因果重建采样(causal reconstructedsamples)推导出的。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进行抽取(decimated)以匹配色度分量的分辨率。举例来说,对于4:2:0采样格式来说，U和V分量可在垂直及水平方向具有亮度分量一半数量的像素。因此，可在重建亮度采样Recjx，y]上应用垂直和水平方向上的2:1分辨率降低以推导RecJ [x, y]。所述分辨率的降低可利用降米样处理(downsampling process)或子米样(subsampling process)处理来实施。
[0009]所述降采样处理涉及到在降采样(在本领域也称为子采样-subsampling)前通过应用适当的低通滤波来进行信号抽取以降低或避免可能的信号混叠(signal aliasing)。另一方面，所述子采样处理则直接进行降采样而无需前面的滤波。在本发明叙述中，无论降采样处理还是子采样处理都被称为抽取处理(decimation process)。虽然子采样处理可能会导致信号混叠(signal aliasing)，但由于简单的缘故，其仍被用于某些信号处理系统中。对于利用LM模式的色度帧内预测来说，Chen等人在水平方向应用了子采样处理，而在垂直方向上应用了降采样处理，其中垂直的降采样处理执行如下:
[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代表被预测的色度块以及分辨率降低的(即，被抽取的)亮度块的水平分辨率(即，垂直分辨率)。
[0012]参数α和β是从当前色度块周围的因果重建色度像素(causal reconstructedchroma pixels)推导出的，所述当前色度块周围的因果重建色度像素如图1所示。当前色度块110上方112和当前块左侧114的因果重建色度像素，以及当前亮度块120的上方130和左侧140的被抽取的重建亮度采样分别如图1A和图1B所示。图1A和图1B中黑点所代表的因果相邻像素可用于依照下述公式推导参数α和β:
[0013]
【权利要求】
1.一种用于当前色度块的色度帧内预测方法，其中色度帧内预测子是利用具有多个参数的模型从当前亮度块的重建亮度像素中推导出来，该方法包含: 接收对应于该当前亮度块的因果亮度相邻区域中的相邻重建亮度像素的重建亮度像素集合，其中该因果亮度相邻区域包含对应于该当前亮度块上方的水平亮度块边界之上的重建亮度像素的第一区域，且包含于该重建亮度像素集合中的该第一区域中的该重建亮度像素来自于紧邻该水平亮度块边界之上的亮度像素行； 接收对应于该当前色度块的因果色度相邻区域中的相邻重建色度像素的重建色度像素集合； 基于该重建亮度像素集合与该重建色度像素集合推导该多个参数；以及 利用具有推导出的该多个参数的该模型，并基于该当前亮度块的该重建亮度像素，生成该当前色度块中被预测的色度像素的该色度帧内预测子。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当该当前色度块的水平分辨率与该当前亮度块的水平分辨率不同时，该第一区域中的该重建亮度像素被执行水平分辨率降低，以匹配该当前色度块中被预测的该色度像素的水平分辨率。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该第一区域中的该重建亮度像素被利用降采样处理或子采样处理来执行N:1的水平分辨率降低，其中N是该重建亮度像素与被预测的该色度像素的分辨率之比 。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，3抽头的有限冲激响应滤波被用于该降采样处理。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，该3抽头的有限冲激响应滤波使用的系数对应于1、2和I。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该因果亮度相邻区域还包含第二区域，该第二区域对应于与该当前亮度块左侧的垂直亮度块边界相邻的重建亮度像素，其中包含于该重建亮度像素集合中的该第二区域中的该重建亮度像素位于与该垂直亮度块边界左侧相邻的N个亮度像素列，且N为该重建亮度像素与被预测的该色度像素的水平分辨率之比。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该第二区域中的该重建亮度像素被利用降采样处理或子采样处理来执行R:1的水平分辨率降低。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该第二区域中的该重建亮度像素被利用降采样处理或子采样处理来执行N:1的垂直分辨率降低，其中N是该重建亮度像素与被预测的该色度像素的垂直分辨率之比。
9.一种用于当前色度块的色度帧内预测装置，其中色度帧内预测子是利用具有多个参数的模型从当前亮度块的重建亮度像素中推导出来，该装置包含: 一手段，用于接收对应于该当前亮度块的因果亮度相邻区域中的相邻重建亮度像素的重建亮度像素集合，其中该因果亮度相邻区域包含对应于该当前亮度块上方的水平亮度块边界之上的重建亮度像素的第一区域，且包含于该重建亮度像素集合中的该第一区域中的该重建亮度像素来自于紧邻该水平亮度块边界之上的亮度像素行； 一手段，用于接收对应于该当前色度块的因果色度相邻区域中的相邻重建色度像素的重建色度像素集合； 一手段，用于基于该重建亮度像素集合与该重建色度像素集合推导该多个参数；以及一手段，用于利用具有推导出的该多个参数的该模型，并基于该当前亮度块的该重建亮度像素，生成该当前色度块中被预测的色度像素的该色度帧内预测子。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，当该当前色度块的水平分辨率与该当前亮度块的水平分辨率不同时，该第一区域中的该重建亮度像素被执行水平分辨率降低，以匹配该当前色度块中被预测的该色度像素的水平分辨率。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，该第一区域中的该重建亮度像素被利用降采样处理或子采样处理来执行N:1的水平分辨率降低，其中N是该重建亮度像素与被预测的该色度像素的分辨率之比。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，3抽头的有限冲激响应滤波被用于该降采样处理。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，该3抽头的有限冲激响应滤波使用的系数对应于1、2和I。
14.如权利要求9所述的装置，其特征在于，该因果亮度相邻区域还包含第二区域，该第二区域对应于与该当前亮度块左侧的垂直亮度块边界相邻的重建亮度像素，其中包含于该重建亮度像素集合中的该第二区域中的该重建亮度像素位于与该垂直亮度块边界左侧相邻的N个亮度像素列，且N为该重建亮度像素与被预测的该色度像素的水平分辨率之比。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，该第二区域中的该重建亮度像素被利用降采样处理或子采样处理来执行R:1的水平分辨率降低。
16.如权利要求14所述的装置，其特征在于，该第二区域中的该重建亮度像素被利用降采样处理或子采样处理来执行N:1的垂直分辨率降低，其中N是该重建亮度像素与被预测的该色度像素的垂直分辨率`之比。
【文档编号】H04N11/04GK103688533SQ201280030203
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年6月15日 优先权日:2011年6月20日
【发明者】国玫, 郭峋, 黄毓文, 雷少民 申请人:联发科技（新加坡）私人有限公司