推导帧内预测模式的方法和设备的制造方法
【专利说明】推导帧内预测模式的方法和设备
[0001]本申请是分案申请，其母案为于2012年11月5日申请的题为“推导帧内预测模式的方法和设备”的申请号为201210436599.4的专利申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种推导帧内预测模式的方法和设备，更具体而言，涉及一种利用相邻帧内预测模式构造MPM组和利用MPM组和帧内预测信息推导帧内预测模式的方法。
【背景技术】
[0003]在诸如MPEG-l、MPEG-2、MPEG-4和H.264/MPEG-4AVC的图像压缩方法中，一幅图画被分成宏块以对图像编码。然后，利用帧间预测或帧内预测对相应宏块编码。
[0004]在帧内预测中，不利用参考图画，而是利用空间上与当前块相邻的重构像素的值对图画的当前块编码。通过比较利用相邻像素值产生的预测块和初始块从多个帧内预测模式中选择失真小的最佳预测模式。然后，利用所选的帧内预测模式和相邻像素值，计算当前块的预测值。计算初始当前块的预测值和像素值之间的差异，然后通过转换编码、量化和熵编码进行编码。也对帧内预测模式进行编码。
[0005]根据H.264标准，4X4帧内预测中有九种模式。九种模式是垂直模式、水平模式、DC模式、对角线左下模式、对角线右下模式、垂直右模式、垂直左模式、水平上模式和水平下模式。在九种模式中选择一种模式以产生当前块的预测块，将模式信息发送到解码器。
[0006]在发展中的HEVC标准中，帧内预测模式的数量增加到18或35个，编码单元的大小介于8X8和128X128之间。编码单元与H.264/AVC的宏块目的相似。
[0007]因此，如果利用H.264/AVC的相同方法对帧内预测模式编码，编码效率会下降，因为帧内预测模式的数量大于H.264/AVC的数量。而且，随着编码单元大小增加且帧内预测模式数量增加，应当改进量化方法和扫描方法以提高编码效率。
【发明内容】
[0008]【技术问题】
[0009]本发明涉及一种利用相邻帧内预测模式构造MPM组并利用MPM组和帧内预测信息导出帧内预测模式的方法和设备。
[0010]【技术方案】
[0011]本发明的一个方面提供了一种导出当前预测单元的帧内预测模式的方法，包括:对模式组指示符和预测模式索引进行熵解码；构造包括三个帧内预测模式的MPM组；判断所述模式组指示符是否表示MPM组；如果所述模式组指示符指示MPM组，将所述预测模式索引指定的MPM组的帧内预测确定为当前预测单元的帧内预测模式；以及如果所述模式组指示符不指示MPM组，利用所述预测模式索引和所述MPM组的三个预测模式导出所述当前预测单元的帧内预测模式。
[0012]【有利效果】
[0013]根据本发明的方法构造包括三个帧内预测模式的MPM组；如果所述模式组指示符指示MPM组，将所述预测模式索引指定的MPM组的帧内预测确定为当前预测单元的帧内预测模式；以及如果所述模式组指示符不指示MPM组，利用所述预测模式索引和所述MPM组的三个预测模式导出所述当前预测单元的帧内预测模式。因此，通过利用多个最可能的候选对当前块的帧内预测模式编码提高了帧内预测模式的编码效率。而且，通过产生非常类似于初始块的预测块并通过使对残余块编码所需的比特量最小化，提高了帧内预测模式的编码效率。
【附图说明】
[0014]图1是根据本发明的图像编码设备的方框图。
[0015]图2是示出了根据本发明的帧内预测模式的示意图。
[0016]图3是根据本发明的图像解码设备的方框图。
[0017]图4是流程图，示出了根据本发明在帧内预测中产生预测块的方法。
[0018]图5是流程图，示出了根据本发明恢复帧内预测模式的流程。
[0019]图6是示意图，示出了根据本发明当前块的参考像素的位置。
[0020]图7是方框图，示出了根据本发明在帧内预测中产生预测块的设备。
【具体实施方式】
[0021]在下文中，将参考附图详细描述本发明的各实施例。不过，本发明不限于下文公开的示范性实施例，而是可以通过各种方式实施。因此，本发明很多其他修改和变化都是可能的，要理解的是，在所公开的概念范围之内，可以通过与具体所述不同的方式实践本发明。
[0022]图1是根据本发明的图像编码设备100的方框图。
[0023]参考图1，根据本发明的图像编码设备100包括图画分割单兀101、变换单兀103、量化单元104、扫描单元105、；):商编码单元106、逆量化单元107、逆变换单元108、后期处理单元110、图画存储单元111、帧内预测单元112、帧间预测单元113、减法器102和加法器109。
[0024]图画分割单元101将图画或切片(slice)划分成多个最大编码单元(IXU)，并将每个LCU划分成一个或多个编码单元。图画分割单元101确定每个编码单元的预测模式和预测单元大小与变换单元大小。
[0025]IXU包括一个或多个编码单元。IXU具有递归的四叉树结构，以指定IXU的分割结构。指定编码单元的最大大小和最小大小的信息包括在序列参数集中。由一个或多个分裂编码单元标志(split_cu_flag)指定分割结构。编码单元的大小是2NX2N。
[0026]编码单元包括一个或多个预测单元。在帧内预测中，预测单元的大小是2NX2N或NXN。在帧间预测中，预测单元的大小是2NX2N、2NXN、NX2N或NXN。当预测单元在帧间预测中是不对称分割时，预测单元的大小也可以是hNX 2N、(2-h) NX 2N、2NX hN和2NX(2-h)N 之一。h 的值为 1/2。
[0027]编码单元包括一个或多个变换单元。变换单元具有递归的四叉树结构，以指定分割结构。由一个或多个分裂变换单元标记(split_tu_flag)指定分割结构。指定变换单元的最大大小和最小大小的信息包括在序列参数集中。
[0028]帧内预测单元112确定当前预测单元的帧内预测模式并利用帧内预测模式产生一个或多个预测块。预测块具有与变换单元同样的大小。如果当前块有不可用的参考像素，帧内预测单元112产生参考像素，根据当前块的大小和帧内预测模式自适应地对当前块的参考像素滤波并产生当前块的预测块。当前块具有与预测块同样的大小。
[0029]图2是示出了根据本发明的帧内预测模式的示意图。如图2所示，帧内预测模式的数量为35。DC模式和平面模式是非方向性帧内预测模式，其他是方向性帧内预测模式。
[0030]帧间预测单元113利用图画存储单元111中存储的一个或多个参考图画确定当前预测单元的运动信息并产生预测单元的预测块。运动信息包括指示参考图画的一个或多个参考图画索引和一个或多个运动矢量。
[0031]变换单元103利用初始块和预测块变换残余信号以产生变换块。在变换单元中变换残余信号。变换类型由预测模式和变换单元的大小确定。变换类型是基于DCT的整数变换或基于DST的整数变换。
[0032]量化单元104确定用于量化变换块的量化参数。量化参数是量化步长。针对大小等于或大于参考大小的每个量化单元确定量化参数。具有参考大小的量化单元被称为最小量化单元。如果编码单元的大小等于或大于参考大小，编码单元变为量化单元。最小量化单元中可以包括多个编码单元。参考大小是编码单元可允许大小之一。参考大小针对每幅图画被确定并包括在图画参数集中。
[0033]量化单元104产生量化参数预测器并通过从量化参数减去量化参数预测器来产生差分量化参数。对差分量化参数进行编码并发送到解码器。如果编码单元中没有要发送的残余信号，可以不发送编码单元的差分量化参数。
[0034]利用相邻编码单元的量化参数和/或先前编码单元的量化参数产生量化参数预测器。
[0035]量化单元104按照下述次序顺序检索左量化参数、上量化参数和前量化参数。在有至少两个量化参数可用时，将按照所述次序检索的前两个可用量化参数的平均值设置为量化参数预测器。在仅有一个量化参数可用时，将该可用的量化参数设置为量化参数预测器。左量化参数是左相邻编码单元的量化参数。上量化参数是上相邻编码单元的量化参数。前量化参数是编码次序中前编码单元的量化参数。
[0036]量化单元104利用量化矩阵和量化参数对变换块进行量化以产生量化块。向逆量化单元107和扫描单元105提供量化块。
[0037]扫描单元105确定扫描模式并向量化块应用该扫描模式。在将CABAC(语境自适应二进制算术编码)用于熵编码时，如下确定扫描模式。
[0038]在帧内预测中，由帧内预测模式和变换单元的大小确定扫描模式。在对角线扫描、垂直扫描和水平扫描间选择扫描模式。将量化块的量化变换系数分成显著系数、符号标记和级别。将所述扫描模式分别应用于显著系数、符号标记和级别。
[0039]在变换单元的大小等于或小于第一大小时，为垂直模式和垂直模式的预定数量的相邻帧内预测模式选择水平扫描，为水平模式和水平模式的预定数量的相邻帧内预测模式选择垂直扫描，为其他帧内预测模式选择对角线扫描。第一大小为8X8。
[0040]在变换单元的大小大于第一大小时