自适应帧内预测编码和解码方法
【专利说明】自适应帧内预测编码和解码方法
[0001 ] 本申请是分案申请，其原案申请是申请号为PCT/KR2011/008045、申请日为2011年10月26日的PCT申请并且于2013年6月19日进入中国国家阶段，国家申请号为201180061228.6。
技术领域
[0002]本发明涉及一种用于视频编码和解码，并且特别涉及一种能够被应用于图像的帧内预测编码的自适应帧内预测编码和解码方法。
【背景技术】
[0003]常规的图像编码方法使用被设计成去除图片之间的冗余以用于提高压缩效率的帧间预测和帧内预测技术。
[0004]在通过使用帧内预测的视频编码的方法中，通过使用块之间的像素内相关性根据单元(或块)中像素的值来预测待编码的当前单元(或块)的像素值，所述单元(或块)中像素已被编码并且被定位靠近当前待编码的单元(或块)(例如，相对于当前块的上、左、左上以及右上单元(或块))，并且预测误差被传送。
[0005]而且，在帧内预测编码中，根据待编码的图像的特性从各种预测方向(例如，水平、垂直、对角线、平均值等)中选择最佳预测方向(或预测模式)。
[0006]在常规H.264/AVC标准中，当对以4X4像素为单位的块应用帧内预测编码时，最适当的预测模式选自9种类型的预测模式(即，预测模式O至8)，一个预测模式用于每个4X4像素块，并且所选预测模式以4X4像素块为单位来编码。
[0007]替代地，当对以16X16像素为单位的块应用帧内预测编码时，最适当的预测模式选自4种类型的预测模式(即垂直、水平、平均值、平面预测)，一个预测模式用于每个16X16像素块，并且所选预测模式以16X 16像素块为单位来编码。
[0008]在常规的帧内预测编码中，如上所述，用具有预定数目的预测方向的MXM像素尺寸(M = 4、8或16)的正方形形状的对称像素块来执行帧内预测编码。换句话说，常规方法针对将正方形形状的对称块用作为帧内预测编码的基本单元的帧内预测编码已经应用了具有MXM像素尺寸的对称分割。
[0009]因为帧内预测编码的常规方法在执行编码中应用来自尺寸4X4、8X8或16X16像素的对称正方形像素块的预测模式中的一个，所以在编码效率方面受到限制。因此，需要用于提高编码效率的方法。
[0010]具体地，当编码具有上述HD (高清晰度)级分辨率的高分辨率图像时，常规方法在使用常规帧内预测单元的编码效率方面展现限制，所以需要最佳帧内预测单元用于提高编码效率，并且还需要针对每个帧内预测单元优化的预测模式。
【发明内容】
[0011][技术问题]
[0012]本发明的第一目的是提供能够被应用于具有HD (高清晰度)或更高的分辨率的高分辨率图像的自适应帧内预测编码方法。
[0013]而且，本发明的第二目的是提供能够解码用所述帧内预测编码方法所编码的图像的解码的方法。
[0014][技术解决方案]
[0015]用于实现如上所述发明的一个目的的根据本发明的一个方面的自适应帧内预测编码方法以下步骤:接收待编码的预测单元；基于所述预测单元的尺寸来确定用于帧内预测的预测模式的总数；从所确定总数的预测模式中选择特定预测模式并且通过使用所选预测模式来执行帧内预测；以及对残差执行变换和量化以使得在变换和量化的结果上执行熵编码，所述残差是通过所述帧内预测预测的预测单元与当前预测单元之间的差。
[0016]而且，用于实现如上所述的发明的一个目的的根据本发明的另一方面的自适应帧内预测编码方法包括以下步骤:接收待编码的预测单元；基于所述预测单元的尺寸来确定用于帧内预测的预测模式的总数；在对于待编码的像素所确定总数的预测模式内选择预测模式并且通过使用位于所选的预定预测模式中的参考像素和与当前待编码的所述像素相邻的像素来执行帧内预测；以及对残差执行变换和量化以使得在变换和量化的结果上执行熵编码，所述残差是通过所述帧内预测预测的预测单元与当前预测单元之间的差。
[0017]而且，用于实现如上所述的发明的一个目的的根据本发明的又一个方面的自适应帧内预测编码方法包括以下步骤:接收待编码的预测单元；当帧内预测模式是平面预测模式时，通过应用所述平面模式来执行帧内预测；并且对残差执行变换和量化以使得在变换和量化的结果上执行熵编码，所述残差是通过帧内预测而预测的预测单元与当前预测单元之间的差。
[0018]而且，用于实现如上所述的发明的另一目的的根据本发明的一个方面的自适应帧内预测解码方法包括以下步骤:通过熵解码接收到的比特流来重构头部信息和量化残差；对量化残差执行逆量化和逆变换来重构残差；从多个预定预测中选择预测模式并且通过使用所选预测模式来执行帧内预测以生成预测单元；以及通过把所述预测单元和所述残差相加来重构图像。能够根据所述预测单元的尺寸来确定预定预测模式的总数。当所述预测单元的尺寸是64X64像素时，预定预测模式的总数可以是4。当参考单元不存在于所述当前预测单元左侧或上侧时，可不使用预测模式。参考单元存在于所述当前预测单元左侧或上侦牝如果在当前预测单元左侧或上侧的参考单元可不用帧内预测编码，则预测模式是DC模式。当当前预测单元的帧内模式与位于当前预测单元左侧的第一参考单元的帧内模式、或位于当前预测单元的上侧的第二参考单元的帧内模式中的一个相同时，该相同的帧内模式能够被用作预测模式。如果预测模式是DC模式并且如果不存在位于当前预测单元左侧的多个第一参考像素和位于当前预测单元上侧的多个第二参考像素中的至少一个参考像素，则位于当前预测单元的预测像素可以不通过使用预测像素的相邻参考像素来执行滤波。如果预测模式是DC模式并且如果当前预测单元属于色差信号，则位于当前预测单元中的预测像素可以不通过使用预测像素的相邻参考像素来执行滤波。如果在当前预测单元的参考单元中的多个参考像素中的至少一个被指示为对于帧内预测不存在，并且如果位于第一参考像素上侧的参考像素和位于第一参考像素下侧的参考像素都存在，第一参考像素被指示为对于帧内预测不存在，则第一参考像素的预测像素值能够被替换为位于所述第一参考像素上侧的参考像素的值和位于第一参考像素下侧的参考像素的值的平均值。
[0019]而且，用于实现如上所述的发明的另一目的的根据本发明的另一方面的自适应帧内预测解码方法包括以下步骤:通过对接收到的比特流进行熵解码来重构头部信息和量化残差；对量化残差执行逆量化和逆变换来重构残差；从头部信息中提取参考像素的预测模式，并且通过使用所提取的预测模式的参考像素和相邻像素来执行帧内预测以生成预测单元；以及通过把预测单元和残差相加来重构图像。
[0020]而且，用于实现如上所述的发明的另一目的的根据本发明的又一个方面的自适应帧内预测解码方法包括以下步骤:通过对接收到的比特流进行熵解码来重构头部信息和量化残差；通过对量化残差执行逆量化和逆变换来重构残差；根据头部信息来确定是否应用平面预测模式，并且当所述平面预测模式已被应用时，通过使用所述平面预测模式来执行帧内预测以生成预测单元；以及通过把预测单元和残差相加来重构图像。
[0021][有益效果]
[0022]根据如上所述的本发明的自适应帧内预测编码和解码方法，取决于预测单元的尺寸，最佳数目的预测方向被提供用于每个帧内预测方法，从而优化了比率失真(ratedistort1n)并且提高视频的质量和编码速度。
[0023]而且，能够通过根据预测单元的尺寸确定平面预测模式的激活来优化比率失真，从而提高视频的质量和编码速度。
【附图说明】
[0024]图1是图示根据本发明的一个示例实施例的递归编译码单元的结构的概念图。
[0025]图2-4是图示根据本发明的一个示例实施例的通过使用预测单元的帧内预测编码方法的概念图。
[0026]图5是图示根据本发明的另一示例实施例的通过使用预测单元的帧内预测编码方法的概念图。