对图像进行编码和解码的方法及设备的制作方法
【专利摘要】根据本发明的一种对图像进行解码的方法包含以下步骤：通过对经熵解码的残差块执行逆量化和逆变换，来恢复残差块；通过对当前块执行帧内预测，来产生预测块；以及，通过将恢复的残差块添加到预测块，来恢复图像，其中所述产生预测块的步骤进一步包含以下步骤：基于包括在当前块中的要预测的像素的第一预测值、以及通过对要预测的像素的初始校正值的二互补整数表示执行1个二进制数位的算术右移而计算出的最终校正值，来产生要预测的像素的最终预测值。由此，可以减少图像编码/解码期间的运算复杂度。
【专利说明】对图像进行编码和解码的方法及设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及对图像进行编码和解码的方法及设备，并更具体地，涉及减少了计算复杂度的帧内预测和帧间预测方法。
【背景技术】
[0002]最近HD(高清)广播服务在全国和全世界的蔓延使得更多的用户熟悉高分辨率、高质量图像，并且很多组织将更多的精力投入到下一代成像设备的研发中。另外，更多的兴趣指向分辨率是HDTV的4倍或者更多的UHD (超高清)以及HDTV，从而要求针对更高分辨率、更高质量图像的图像压缩技术。
[0003]为了进行图像压缩，可以使用用于根据在时间上先前和/或随后的画面来预测当前画面中包括的像素值的帧间预测、用于通过使用当前画面中的像素信息来预测当前画面中包括的像素值的帧内预测、以及用于对较频繁的码元分配较短的码而对不太频繁的码元分配较长的码的熵编码。
【发明内容】
[0004]技术问题
[0005]本发明的目的在于提供一种可通过减少计算复杂度来增强图像编码/解码效率的图像编码方法及装置。
[0006]本发明的另一个目的在于提供一种通过减少计算复杂度来增强图像编码/解码效率的图像解码方法及装置。
[0007]本发明的又一个目的在于提供一种通过减少计算复杂度来增强图像编码/解码效率的预测块产生方法及装置。
[0008]本发明的又一个目的在于提供一种通过减少计算复杂度来增强图像编码/解码效率的帧内预测方法及装置。
[0009]本发明的又一个目的在于提供一种通过减少计算复杂度来增强图像编码/解码效率的帧间预测方法及装置。
[0010]技术方案
[0011]为了达成上述目的，根据本发明的图像解码方法包括以下步骤:通过对经熵解码的残差块进行逆量化和逆变换来重构残差块；通过对当前块执行帧内预测来产生预测块；以及，通过将重构的残差块添加到预测块来重构画面，所述产生预测块的步骤包括以下步骤:基于包括在当前块中的预测目标像素的第一预测值、以及通过对该预测目标像素的初始校正值的二互补整数表不(two，s complementary integer representat1n)执行 I 个二进制数位的算术右移而计算出的最终校正值，来产生该预测目标像素的最终预测值。
[0012]产生预测块的步骤可以包括以下步骤:取决于当前块的编码信息和当前块中的预测目标像素的位置，来确定是否校正帧内预测值；以及，基于确定的结果产生预测目标像素的最终预测值。
[0013]所述确定是否校正的步骤可以包括以下步骤:考虑当前块的帧内预测模式、亮度信号信息、色度信号信息以及块大小之中的至少一项，来确定是否校正帧内预测。
[0014]所述确定是否校正的步骤可以包括以下步骤:在当前块的帧内预测模式是垂直方向预测模式的情况下，确定可以对位于当前块中的左边界处的像素执行校正。
[0015]所述确定是否校正的步骤可以包括以下步骤:在当前块的帧内预测模式是水平方向预测模式的情况下，确定可以对位于当前块中的上边界处的像素执行校正。
[0016]在确定对帧内预测值执行校正的情况下，所述产生最终预测值的步骤可以包括以下步骤:使用邻近当前块的参考像素的值来获得第一预测值；取决于该块中的预测目标像素的水平或垂直位置来确定初始校正值；通过对初始校正值的二互补整数表示执行I个二进制数位的算术右移，来计算最终校正值；以及，基于第一预测值和最终校正值来计算最终预测值。
[0017]在帧内预测模式是垂直方向预测模式的情况下，可以对位于当前块的左边界处的像素执行校正，可以使用邻近当前块的上参考像素的值来产生第一预测值，可以使用与该块中的预测目标像素的垂直位置相对应的左参考像素的值、与邻近当前块的左上角参考像素的值之间的差，来确定初始校正值；并且在帧内预测模式是水平方向预测模式的情况下，可以对位于当前块的上边界处的像素执行校正，可以使用邻近当前块的左参考像素的值来产生第一预测值，可以使用与该块中的预测目标像素的水平位置相对应的上参考像素的值、与当前块的左上角像素的值之间的差，来确定初始校正值。
[0018]在确定不对帧内预测值执行校正的情况下，所述产生最终预测值的步骤可以包括以下步骤:在垂直方向预测模式下，基于邻近当前块的上参考像素的值，来产生预测目标像素的最终预测值；在水平方向预测模式下，基于邻近当前块的上参考像素的值，来产生预测目标像素的最终预测值。
[0019]该图像解码方法还可以包括以下步骤:确定用于对预测目标像素执行帧内预测的参考像素，所述确定参考像素的步骤可以包括以下步骤:使用邻近当前块的像素中的已经重构的像素来确定参考像素；以及，对该参考像素的像素值执行平滑滤波。
[0020]为了达成上述目的，根据本发明的图像解码装置可以包括:残差块重构单元，通过对经熵解码的残差块进行逆量化和逆变换来重构残差块；预测块产生单元，通过对当前块执行帧内预测来产生预测块；以及，画面重构单元，通过将重构的残差块添加到预测块来重构画面，该预测块产生单元基于包括在当前块中的预测目标像素的第一预测值、以及通过对该预测目标像素的初始校正值的二互补整数表示执行I个二进制数位的算术右移而计算出的最终校正值，来产生该预测目标像素的最终预测值。
[0021]为了达成上述目的，根据本发明的图像编码方法可以包括以下步骤:通过对输入图像执行帧内预测来产生预测块；以及，通过对作为通过帧内预测预测出的预测块与当前预测块之间的差的残差块进行变换和量化，来执行熵编码，所述产生预测块的步骤可以包括以下步骤:基于包括在当前块中的预测目标像素的第一预测值、以及通过对该预测目标像素的初始校正值的二互补整数表示执行I个二进制数位的算术右移而计算出的最终校正值，来产生该预测目标像素的最终预测值。
[0022]为了达成上述目的，根据本发明的图像编码装置可以包括:预测块产生单元，通过对输入图像执行帧内预测来产生预测块；以及，编码单元，通过对作为通过帧内预测预测出的预测块与当前预测块之间的差的残差块进行变换和量化，来执行熵编码，所述产生预测块的步骤可以包括以下步骤:基于包括在当前块中的预测目标像素的第一预测值、以及通过对该预测目标像素的初始校正值的二互补整数表示执行I个二进制数位的算术右移而计算出的最终校正值，来产生该预测目标像素的最终预测值。
[0023]为了达成上述目的，根据本发明的图像解码方法可以包括以下步骤:通过对经熵解码的残差块进行逆量化和逆变换来重构残差块；通过对当前块执行帧内预测来产生预测块；以及，通过将重构的残差块添加到预测块来重构画面，所述产生预测块的步骤包括以下步骤:确定当前块的参考画面是否与参考块的参考画面相同；以及，在确定当前块的参考画面与参考块的参考画面不相同的情况下，缩放参考块的运动向量，并将缩放后的运动向量用于关于当前块的预测。
[0024]在推导空间或时间运动向量时以及在推导时间合并候选时，所使用的参考块可以:i)在推导空间运动向量时，包括邻近当前块左侧的最下边的块、邻近左边最下边的块的下侧的块、当前块的左上角块、当前块的右上角块以及邻近当前块的上边最右边的块之中的至少一个；ii)在推导时间运动向量以及iii)在推导时间合并候选时，包括位于当前画面的并置(co-located)画面中的、在空间上与当前块相对应的并置块之内和之外的块之中的至少一个。
[0025]所述产生预测块的步骤可以包括以下步骤:基于画面之间的POC(画面次序计数)差来获得第一值和第二值；通过对第一值的绝对值的二互补整数表示执行I个二进制数位的算术右移、来计算偏移值，由此计算出第一值的反比例值；以及，基于第一值的反比例值和第二值来计算缩放因子。
[0026]i)在推导空间运动向量时，第一值可以是当前画面的POC与参考块所参考的参考画面的POC之间的差，并且第二值可以是当前画面的POC与当前块所参考的参考画面的POC之间的差；以及ii)在推导时间运动向量或者iii)在推导时间合并候选时，第一值可以是并置画面的P0C、与并置画面中的并置块和当前块所参考的参考画面的POC之间的差，而第二值可以是当前块画面的POC与当前块所参考的参考画面的POC之间的差。
[0027]所述计算缩放因子的步骤可以包括以下步骤:通过基于第一值的反比例值与第二值的乘法，来执行加法运算和算术右移运算，由此计算出缩放因子；以及，将缩放因子调整成被包括在特定范围内。
[0028]为了达成上述目的，根据本发明的图像解码装置可以包括:残差块重构单元，通过对经熵解码的残差块进行逆量化和逆变换来重构残差块；预测块产生单元，通过对当前块执行帧内预测来产生预测块；以及画面重构单元，通过将重构的残差块添加到预测块来重构画面，该预测块产生单元可以包括:相同度确定单元，确定当前块的参考画面是否与参考块的参考画面相同；以及缩放单元，在当前块的参考与参考块的参考画面不同的情况下，缩放参考块的运动向量并且将缩放后的运动向量用于当前块的预测。
[0029]为了达成上述目的，根据本发明的图像编码方法可以包括以下步骤:通过对输入图像执行帧内预测来产生预测块；以及，通过对作为当前输入块、与通过帧内预测预测出的预测块之间的差的残差块进行变换和量化，来执行熵编码，所述产生预测块的步骤可以包括以下步骤:确定当前块的参考画面是否与参考块的参考画面相同；以及，在当前块的参考与参考块的参考画面不同的情况下，缩放参考块的运动向量，并将缩放后的运动向量用于当前块的预测。
[0030]为了达成上述目的，根据本发明的图像编码装置可以包括:预测块产生单元，通过对输入图像执行帧内预测来产生预测块；以及编码单元，通过对作为当前输入块、与通过帧内预测预测出的预测块之间的差的残差块进行变换和量化，来执行熵编码，该预测块产生单元可以包括:相同度确定单元，确定当前块的参考画面是否与参考块的参考画面相同；以及缩放单元，在确定当前块的参考画面与参考块的参考画面不同的情况下，缩放参考块的运动向量，并将缩放后的运动向量用于当前块的预测。
[0031]有益效果
[0032]根据本发明的图像编码方法可以减少计算复杂度并提高图像编码/解码效率。
[0033]根据本发明的图像解码方法可以减少计算复杂度并提高图像编码/解码效率
[0034]根据本发明的预测块产生方法可以减少计算复杂度并提高图像编码/解码效率。
[0035]根据本发明的帧内预测方法可以减少计算复杂度并提高图像编码/解码效率。
[0036]根据本发明的帧间预测方法可以减少计算复杂度并提高图像编码/解码效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]图1是例示根据本发明的实施例的图像编码装置的配置的框图。
[0038]图2是例示根据本发明的实施例的图像解码装置的配置的框图。
[0039]图3是例示根据本发明的实施例的图像编码/解码方法中的产生当前块的最终预测值的过程的流程图。
[0040]图4是示意性地例示根据本发明的实施例生成用于帧内预测的参考像素的过程的流程图。
[0041]图5是示意性地例示根据本发明的实施例的生成用于帧内预测的参考画面的过程中的、不可用像素的替换的视图。
[0042]图6是示意性地例示取决于预测目标像素的位置以及当前块的编码信息、来确定是否校正帧内预测值的过程的流程图。
[0043]图7a是示意性地例示在垂直预测模式下将当前块中的像素的第一预测值用作最终预测值的实施例的视图。
[0044]图7b是示意性地例示在水平预测模式下将当前块中的像素的第一预测值用作最终预测值的实施例的视图。
[0045]图8是示意性地例示对当前块中的像素的第一预测值执行校正、以生成最终预测值的实施例的流程图。
[0046]图9a是示意性地例示在使用垂直模式时通过对第一预测值执行校正、来生成最终预测值的实施例的视图。
[0047]图9b是示意性地例示在使用水平模式时通过对第一预测值执行校正、来生成最终预测值的实施例的视图。
[0048]图10是示意性地例示根据本发明的另一个实施例的图像编码/解码方法中的执行缩放的过程的流程图。
[0049]图1la是例示当前画面与空间参考块的当前画面之间的POC差、以及当前画面与当前块的参考画面之间的POC差的视图。
[0050]图1lb是例示并置块的参考画面与并置画面之间的POC差、以及当前画面与当前块的参考画面之间的POC差的视图。
[0051]图12是示意性地例示基于画面之间的POC差、来计算运动向量的缩放因子的过程的流程图。
[0052]图13是示意性地例示基于tb以及td的反比例值、来计算最终缩放因子的配置的框图。
【具体实施方式】
[0053]下面将参考附图详细地描述本发明的实施例。在说明实施例的过程中，当确定使得本发明的要点不清楚时，将省略关于众所周知的配置或功能的详细说明。
[0054]当组件被“连接到”或“耦合到”另一组件时，该组件可以直接地连接或耦合到素数另一组件组件，或者其他组件也可以介于其间。另外，当“包括”特定组件时，并不排除其他组件，而是可以包括其他组件，并且这种配置也包括在本发明的范围内。
[0055]术语“第一”和“第二”可以用于描述各个组件，但是组件并不受其限制。这些术语仅用于将一个组件与另一个区分开。例如，也可以将第一组件称为第二组件，同样地，可以将第二组件称为第一组件。
[0056]独立示出实施例中的构成部分以表示不同的特征，但是这并不意味每个构成部分均由单独的硬件单元或一个软件构成单元形成。即，为了便于说明，将每个构成部分与其他部分分开。可以将至少两个构成部分结合成单一的构成部分，或者可以将一个构成部分划分成可以分别执行功能的多个构成部分。覆盖构成部分的结合或者其分开的实施例可以包括在本发明的范围内，而不脱离本发明的要点。
[0057]某些构成部分不是用于执行本发明的必需功能的基本部分，而是用于提高性能的可选的构成部分。可以仅通过对于实现本发明的要点所必需的构成部分来实现本发明，或者仅包括基本的构成部分并排除用于提高性能的可选的构成部分的这种配置也可以包括在本发明的范围内。
[0058]图1是例示根据本发明的实施例的图像编码装置的配置的框图。
[0059]参考图1，多视图视频图像解码装置100包括运动预测单元111、运动补偿单元112、帧内预测单元120、开关115、减法器125、变换单元130、量化单元140、熵编码单元150、逆量化单元160、逆变换单元170、加法器175、滤波器单元180以及参考图像缓冲器190。此处，可以使用术语“图像”以与下述的术语“画面”具有相同的含义。
[0060]图像编码装置100可以在帧内模式或帧间模式下对输入图像执行编码，并且可以输出比特流。巾贞内预测是指屏内预测(intra-screen predict1n),巾贞间预测是指屏间预测(inter-screen predict1n)。在巾贞内模式下,开关115可以换至巾贞内，在巾贞间模式下,开关115可以换至帧间。图像编码装置100可以对输入图像的输入块产生预测块，并然后可以对输入块与预测块之间的差值进行编码。
[0061]在帧内模式下，帧内预测单元120可以通过使用邻近当前块的已经编码的块的像素值执行空间预测，来产生预测块。
[0062]在帧间模式下，运动预测单元111可以通过计算出与在运动预测期间存储在参考图像缓冲器190中的参考图像的输入块最匹配的区域，来获得运动向量。运动补偿单元112可以通过使用运动向量执行运动补偿，来产生预测块。此处，运动向量是用于帧间预测的2D (二维)向量，并且可以表示当前编码/解码目标图像与参考图像之间的偏移。
[0063]减法器125可以基于输入块与产生的预测块之间的差值，来产生残差块。变换单元130可以对残差块执行变换，以输出变换系数。量化单元140可以基于量化参数对输入的变换系数执行量化，以输出量化后的系数。
[0064]熵编码单元150可以基于在编码过程期间生成的编码参数值或由量化单元140生成的值，来执行熵编码，从而输出比特流。
[0065]在应用熵编码时，对具有较高出现概率的码元分配较少数量的比特，而对具有较低出现概率的码元分配较多数量的比特，使得可以减少编码目标码元的比特流的大小。相应地，可以通过熵编码来提高图像编码的压缩性能。熵编码单元150可以采用诸如指数哥伦布(exponential golomb)、CAVLC (上下文自适应可变长度编码)、CABAC (上下文自适应二进制算术编码)这样的编码方案，用于熵编码的目的。
[0066]因为在图1中示出的图像编码装置进行帧间预测编码，即，帧间预测编码(inter-frame predict1n encoding),所以需要对当前编码的图像进行解码,并然后存储以用作参考图像。相应地，量化后的系数在逆量化单元160中进行逆量化并在逆变换单元170中进行逆变换。通过加法器175将经逆量化、逆变换的系数添加到预测块，由此生成重构块。
[0067]重构块经过滤波器单元180，该滤波器单元180可以对重构块或重构画面应用解块滤波器、SAO(采样自适应偏移)以及ALF(自适应环路滤波器)之中的至少一个或多个。也可以将滤波器单元180称为自适应环内滤波器(adaptive in-loop filter)。解块滤波器可以去除出现在块之间的边界处的失真。SAO可以将适当的偏移值添加到像素值，以便对编码错误进行补偿。ALF可以基于通过将重构图像与原始图像进行比较而获得的值，来执行滤波。可以将经过滤波器单元180的重构块存储在参考图像缓冲器190中。
[0068]图2是例示根据本发明的实施例的图像解码装置的配置的框图。
[0069]参考图2，图像解码装置200包括熵解码单元210、逆量化单元220、逆变换单元230、帧内预测单元240、运动补偿单元250、加法器255、滤波器单元260以及参考画面缓冲器 270。
[0070]图像解码装置200可以接收从编码器输出的比特流，在帧内模式下或帧间模式下执行解码，并且输出重构的图像(即重构图像)。在帧内模式下，开关可以换至帧内，而在帧间模式下，开关可以换至帧间。图像解码装置200可以从接收到的比特流中获得重构的残差块，产生预测块，并且将重构的残差块添加到预测块，由此产生重构的块(即重构块)。
[0071]熵解码单元210可以根据概率分布对输入比特流进行熵解码，由此产生包括量化后的系数类型的码元在内的码元。熵解码方案类似于上述的熵编码方案。
[0072]当应用熵解码方案时，对具有较高出现概率的码元分配较少数量的比特，而对具有较低出现概率的码元分配较多数量的比特，使得可以减少每个码元的比特流的大小。相应地，可以通过熵解码方案来提高图像解码的压缩性能。
[0073]量化后的系数可以在逆量化单元220中进行逆量化并且在逆变换单元230中进行逆变换。作为量化后的系数的逆量化/逆变换的结果，可以产生重构的残差块。
[0074]在帧内模式下，帧内预测单元240可以通过使用邻近当前块的已经编码/解码的块的像素值执行空间预测，来产生预测块。在帧间模式下，运动补偿单元250可以通过使用存储在参考画面缓冲器270中的参考图像和运动向量执行运动补偿，来产生预测块。
[0075]通过加法器255将重构的残差块和预测块彼此相加，并且结果块可以经过滤波器单元260。滤波器单元260可以对重构块或重构画面应用解块滤波器、SAO以及ALF之中的至少一个或多个。滤波器单元260可以输出重构的图像(即，重构图像)。重构图像可以存储在参考画面缓冲器270中，并且可以用于帧间预测。
[0076]此后，“单位”表示进行图像编码和解码的基础。在图像编码和解码时，用于编码或解码的单位是为了编码或解码的目的而从图像中分割出的单位，因此，也可以将单位称为块、编码单位(CU)、预测单位(TO)、变换单位(TU)等。另外，还可以将单位标注为在下面说明的某些实施例中的块。可以将一个单位进一步地分割成具有更小的大小的子单位。另夕卜，在本文中使用的“当前块”可以是指作为帧内预测或运动补偿的目标的块。在执行帧内预测的情况下，当前块可以是指预测单位、预测块、变换单位、和变换块之中的任何一种，而在执行运动补偿的情况下，当前块可以是指预测单位和预测块之一。
[0077]图3是例示根据本发明的实施例的图像编码/解码方法中的生成当前块的最终预测值的过程的流程图。
[0078]参考图3，根据本发明的实施例的图像编码/解码装置基于参考像素生成最终预测值，以产生关于当前块的预测块。为此目的，图像编码/解码装置获得要用于帧内预测的参考像素的像素值(S310)。可以将邻近当前块的像素中的已重构的像素用为参考像素。如果邻近像素是不可用的，则可以将不可用的像素的像素值替换为对应的参考像素的值。在获得参考像素之后，获得当前块的编码信息以及预测目标像素的块内(in-block)位置信息(S320)。然后，基于编码信息和预测目标像素的块内位置信息，来确定是否需要通过参考像素值校正第一预测值(S330)。此时，可以基于帧内(帧内)预测模式信息、辉度信号信息、色差信号信息以及块大小之中的至少一项，来改变该确定。
[0079]在确定不需要校正的情况下，图像编码/解码装置可以直接利用第一预测值作为当前块的最终预测值(S340)。相反，如果确定需要校正，则图像编码/解码装置可以首先获得第一预测值和校正值，并且可以将第一预测值添加到校正值，从而生成最终预测值(S350)。此时，与校正值的计算相关联的计算的复杂度一般非常高，因此为了降低这种复杂度，可以考虑进行算术右移运算。算术右移运算(“>>”)的特征在于，作为运算目标的值的符号不变，并且对比于给出四舍五入后接近于O的结果的普通整数除法运算(“/”)，算术右移运算留下四舍五入后达到负无穷大的结果。
[0080]图4是示意性地例示根据本发明的实施例的生成要用于帧内预测的参考像素的过程的流程图。
[0081]参考图4，编码/解码装置基于当前块的邻近块的像素信息，来确定是否可以使用邻近块的像素值(S410)。此时，邻近块的像素值不可以使用的情况可能是以下情况之一:i)当邻近块的像素在画面边界之外时；ii)当邻近块的像素在片段(slice)/拼接块(tile)边界之外时;以及iii)当CIP(约束_巾贞内_预测_标记(constrained_intra_pred_flag))为I时，即，在当前块是应用CIP的块、并且邻近块是通过帧间预测进行编码的块时。如此，在不可以将邻近块的像素值用作参考像素值的情况下，可以将对应的参考像素值替换为另一邻近块的可用像素值或特定默认值(S420)。
[0082]图5是示意性地例示根据本发明的实施例在生成要用于帧内预测的参考画面的过程中、替换不可用的像素的视图。
[0083]参考图5，可以使用当前块500的邻近块来获得参考像素值。此时，作为要用于获得参考像素值的邻近块，可能存在邻近当前块500的邻近块、在当前块500的高度上邻近左边且最下边的邻近块的下侧的邻近块、以及在当前块500的宽度上邻近上边且最右边的邻近块的右侧的邻近块。此时，在邻近块的像素中，可仅使用位于邻近当前块500的像素作为参考像素。
[0084]此时，在邻近块不能用于获得参考像素值的情况下，可以将其替换为另一邻近块的可用像素值。在图5中，在当前块500的邻近块中，带阴影的是可用块，而其他是不可用的块。
[0085]根据本发明的实施例，图像编码/解码装置可以确定定位在邻近当前块500的像素是否可用，并且可以存储确定的结果。例如，在图5中，装置可以确定带阴影的块中的像素是可用像素，而不带阴影的块中的像素是不可用的，并且可以存储结果。此时，在存在一个或多个不可用像素的情况下，可以将不可用像素值替换为可用像素值。
[0086]从作为开始点的位置A处的像素520移位至在位置B处的像素522,可以将不可用的像素替换为恰好在该不可用的像素之前出现的可用的像素。此时，在开始点处的像素520不可用的情况下，在从位置A移位至位置B时首先出现的可用像素512的像素值可被替换为开始点的像素520值。在邻近块510、530和532中，邻近块510是可用的，邻近块530和532是不可用的。相应地，在开始点处的像素520是不可用的像素。在开始点处的像素520可以被替换为在从位置A去往位置B时最先出现的可用像素512的像素值，邻近块530的像素可以被替换为像素512的像素值，并且邻近块532的像素可以被替换为作为恰好在其之前出现的可用像素的像素514的像素值。这样，可以将不可用的像素替换为可用的像素，直至到达位置B为止。
[0087]回到图4，在确定邻近块像素是否可用的结果示出邻近块的像素值可用的情况下，可以按照原样将邻近块的像素值用作参考像素值(S422)。
[0088]图像编码/解码装置可以对获得的参考像素值执行平滑滤波(S430)。此时，可以根据目标块的大小和/或帧内预测模式，以不同的方式来进行平滑滤波。
[0089]图6是示意性地例示取决于预测目标像素的位置以及当前块的编码信息、来确定是否校正帧内预测值的过程的流程图。
[0090]参考图6，图像编码/解码装置可以基于预测目标像素的块内位置和当前块编码信息，来确定是否执行校正。如上所述，用于确定是否执行校正的编码信息可以包括帧内预测模式信息、辉度信号信息、色差信号信息以及块大小之中的任何一项。
[0091]为了确定是否执行校正，图像编码/解码装置首先确定当前块的帧内预测模式是否为垂直预测模式(S610)。在垂直预测模式下，确定预测目标像素是否是位于当前块的左边界处的像素(S612)。如果确定为位于左边界处的像素，则确定执行校正(S632)。在帧内预测模式是垂直预测模式但像素不位于左边界的情况下，可以不执行校正(S630)。可以参考将在下面说明的内容，来进行关于垂直预测模式和水平预测模式的确定。在确定水平预测模式时，可以严格地确定预测方向就是水平方向，但是可以应用更宽松的条件，来确定预测方向是否接近于水平方向。作为使用缓和的条件的水平预测模式确定的例子，如果在水平预测模式确定时、目标预测模式的预测方向是在水平方向的30度以内，则可以将其确定为水平预测模式。此时，作为确定的参考的度数不必限制于30度，可以使用其他角度作为参考。而且，在确定垂直预测模式时，如同在确定水平预测模式中一样，也可以使用更平滑的条件来确定预测方向是否接近于垂直方向。尽管在随后的实施例中严格地确定预测方向是否是水平和垂直方向，但是本发明并不限于此，并且上述基于缓和的条件进行关于水平和/或垂直方向的确定的示例也属于本发明的范围。
[0092]然后，确定是否为水平预测模式(S620)。基本上，确定垂直预测模式和水平预测模式的步骤(S610和S620)不必彼此相关联，并且可以改变执行步骤S610和S620的次序。在水平预测模式的情况下，确定预测目标像素是否为位于当前块的上边界处的像素(S622)。如果确定预测目标像素是位于上边界的像素，则确定执行校正(S632)。在帧内预测模式是水平预测模式、但像素未位于上边界的情况下，可以不执行校正(S630)。在帧内预测模式不是垂直或水平预测模式的情况下，可以不进行关于当前块的预测值的校正(S630)。
[0093]根据本发明的实施例，可以考虑如上所述的帧内预测模式和块大小之中的至少一项，并仅针对辉度(亮度)信号而不针对色差(色度)信号，来对当前块的预测值进行校正。
[0094]根据本发明的另一个实施例，可以对大小为32X32或以下的块进行预测值校正。换言之，可以对大小为4X4、8X8以及16X16的块执行预测值校正。
[0095]根据本发明的又一个实施例，在帧间预测模式是DC模式的情况下，可以对位于当前块的左上边界处的像素进行校正。
[0096]图7a是示意性地例示在垂直预测模式下将当前块中的像素的第一预测值用作最终预测值的实施例的图，而图7b是示意性地例示在水平预测模式下将当前块中的像素的第一预测值用作最终预测值的实施例的图。
[0097]参考图7a和7b，图像编码/解码装置获得第一预测值，然后当在步骤S330中取决于帧预测模式、辉度信号、色差信号信息和块大小之中的至少一项确定出不对预测值执行校正时，确定第一预测值作为当前块710的最终预测值，而不进行校正。
[0098]此时，可以基于参考像素值获得第一预测值(predl[x，y])。将在下面说明的
p[x, y]表示在位置[X，y]处的参考像素值。此后，在实施例中，X = -1、......、BlockWidth-l,
y = -1、......、BlockHeight-1。此处，BlockWidth 是指当前块的宽度，而 BlockHeight 是指当前块的高度。在结合图7a和7b说明的实施例中，将4X4块描述为示例，并且在这种情况下，参考像素的范围可以是X =-1、……、3并且y = -l、……、3，当前块的像素的范围可以是x = 0、......、3并且y = 0、......、3。
[0099]参考图7a，在垂直方向预测的情况下，可以将第一预测值(predl[x，y])确定为邻近当前块的上参考像素的值(722，724，726，728)。
[0100][等式I]
[0101]predl [x, y] = p [x, -1] (x = 0、......、BlockWidth_l ；y = 0、......、BlockHeight_l)
[0102]假设当前块的左上侧定位在[0，O]，则使用相对于在当前块710的左边界的像素而定位在[0，-1]处的像素722的像素值、相对于在从左侧开始的第二列的像素而定位在[-1,-1]处的像素724的像素值、相对于在从左侧开始的第三列的像素而定位在[2，-1]处的像素726的像素值、以及相对于在右边界的像素而定位在[3，-1]处的像素728的像素值，来确定第一预测值(predl [X，y])。
[0103]图像编码/解码装置可以使用第一预测值(predl[x，y])作为最终预测值(predS[x, y])。
[0104][等式2]
[0105]predS [x, y] = pred[x, y] (x = 0、......> Blockffidth-1 ；y = 0、......、
BlockHeight-1)
[0106]此处，predS[x, y]是指最终预测值。
[0107]参考图7b，在水平方向预测的情况下，可以将第一预测值(predl [X，y])确定为邻近当前块的左参考像素(732，734，736，738)的值。
[0108][等式3]
[0109]predl [x, y] = p [-1, y] (x = 0、......、BlockWidth_l ；y = 0、......、BlockHeight_l)
[0110]使用相对于在上边界的像素而定位在[_1，0]处的像素732的像素值、相对于在从上侧开始的第二行的像素而定位在[-1，I]处的像素734的像素值、相对于在从上侧开始的第三行的像素而定位在[-1，2]处的像素736的像素值、以及相对于下边界而定位在[-1，3]处的像素738的像素值，来确定第一预测值(predl [X，y])。正如在垂直方向预测中，甚至在水平方向预测中，可以将第一预测值(predl[x，y])用作最终预测值(predS[x，y])。
[0111]图8是示意性地例示其中对当前块中的像素的第一预测值执行校正以生成最终预测值的实施例的流程图。
[0112]参考图8，图像编码/解码装置通过如下方案获得第一预测值(predl[X，y])(S810):如果在步骤330中根据帧内预测模式、辉度信息、色差信号信息以及块大小之中的至少一项确定出要对预测值执行校正，则利用上述参考像素值(参考图7a和7b)。
[0113]然后，装置确定预测目标像素的第一预测值(predl[X，y])的初始校正值(d[x, y]) (S820)。可以取决于块中的预测目标像素的水平或垂直位置，来确定初始校正值(d [X，y])。换言之，在垂直方向预测的情况下，可以根据块中的预测目标像素的垂直方向的位置，来确定初始校正值(d[x，y])，而在水平方向预测的情况下，可以根据块中的预测目标像素的水平方向的位置来确定初始校正值(d[x，y])。
[0114][等式4]
[0115]d[x，y] = d[y] = p[_l, y]_p[_l，_1](在垂直方向预测模式的情况下)
[0116]d[x, y] = d[x] = p [x, _1]_p [_1，-1](在水平方向预测模式的情况下)
[0117]在等式4中，可以关于方向改变差值，如等式4’。
[0118][等式4’]
[0119]d[x，y] = d[y] = p[_l,-l]-p[_l, y](在垂直方向预测模式的情况下)
[0120]d[x，y] = d[x] = p[_1，-1]_p[x,-1](在水平方向预测模式的情况下)
[0121]接下来，基于初始校正值(d[x, y])生成最终校正值(delta[x, y]) (S830)。此时，通过示出相对较低的计算复杂度的算术右移，而不执行具有较高的计算复杂度的除法或乘法，来生成最终校正值(delta[x，y])，由此可以提高计算效率。换言之，通过对初始校正值(d[x，y])的二互补整数表示进行M个二进制数位的算术右移，来获得最终校正值(delta[X，y])。此时,经算术右移的最终校正值(delta[x，y])的MSB (最高有效位)与初始校正值(d[x，y])的MSB相同，并且最终校正值(delta[x，y])的特征在于在接近负无穷大的方向上被舍入。
[0122][等式5]
[0123]delta[x, y] = d[x, y]>>M
[0124]此时，优选地，二进制数位M为I或2。
[0125]最后,将第一预测值(predl [X，y])添加到最终校正值(delta[x, y]),由此生成最终预测值(predS [X，y])。
[0126][等式6]
[0127]predS[x, y] = CliplY(predl [x, y]+delta[x, y])
X ； Z < X
[0128]此处
【权利要求】
1.一种图像解码方法，包括: 通过对经熵解码的残差块进行逆量化和逆变换，来重构残差块； 通过对当前块执行帧内预测，来产生预测块；以及 通过将所重构的残差块添加到所述预测块，来重构画面，其中，所述产生预测块的步骤包括基于包括在所述当前块中的预测目标像素的第一预测值、以及通过针对所述预测目标像素的初始校正值的二互补整数表示执行I个二进制数位的算术右移而计算出的最终校正值，来产生所述预测目标像素的最终预测值。
2.如权利要求1所述的图像解码方法，其中，所述产生预测块的步骤包括: 取决于所述当前块的编码信息、以及在所述当前块中的所述预测目标像素的位置，来确定是否校正帧内预测值；以及 基于所述确定的结果，来产生所述预测目标像素的最终预测值。
3.如权利要求2所述的图像解码方法，其中，所述确定是否校正的步骤包括:考虑所述当前块的帧内预测模式、亮度信号信息、色度信号信息、以及块大小之中的至少一项，来确定是否校正所述帧内预测值。
4.如权利要求2所述的图像解码方法，其中，所述确定是否校正的步骤包括以下步骤:在所述当前块的帧内预测模式是垂直方向预测模式的情况下，确定对定位在所述当前块中的左边界处的像素执行校正。
5.如权利要求2所述的图像解码方法，其中，所述确定是否校正的步骤包括:在所述当前块的帧内预测模式是水平方向预测模式的情况下，确定对定位在所述当前块中的上边界处的像素执行校正。
6.如权利要求2所述的图像解码方法，其中，在确定要对帧内预测值执行校正的情况下，所述产生最终预测值的步骤包括: 使用邻近所述当前块的参考像素的值，来获得第一预测值； 根据在所述块中的所述预测目标像素的水平或垂直位置，来确定初始校正值； 通过对所述初始校正值的二互补整数表示执行I个二进制数位的算术右移，来计算最终校正值；以及 基于所述第一预测值和所述最终校正值，来计算所述最终预测值。
7.如权利要求6所述的图像解码方法，其中:在所述帧内预测模式是垂直方向预测模式的情况下，对定位在所述当前块的左边界处的像素执行校正，其中，使用邻近所述当前块的上参考像素的值来产生所述第一预测值，使用与所述块中的所述预测目标像素的垂直位置相对应的左参考像素的值、与邻近所述当前块的左上角参考像素的值之间的差，来确定所述初始校正值，并且，其中在所述帧内预测模式是水平方向预测模式的情况下，对定位在所述当前块的上边界处的像素执行校正，其中，使用邻近所述当前块的左参考像素的值来产生所述第一预测值，使用与所述块中的所述预测目标像素的水平位置相对应的上参考像素的值、与所述当前块的左上角像素的值之间的差，来确定所述初始校正值。
8.如权利要求2所述的图像解码方法，其中，在确定不对所述帧内预测值执行校正的情况下，所述产生最终预测值的步骤包括: 在垂直方向预测模式下，基于邻近所述当前块的上参考像素的值，来产生所述预测目标像素的最终预测值；以及 在水平方向预测模式下，基于邻近所述当前块的上参考像素的值，来产生所述预测目标像素的最终预测值。
9.如权利要求2所述的图像解码方法，还包含确定用于对所述预测目标像素执行帧内预测的参考像素，其中，所述确定参考像素的步骤包括: 使用邻近所述当前块的像素中的、已经重构的像素，来确定参考像素；以及 对所述参考像素的像素值执行平滑滤波。
10.一种图像解码装置，包括: 残差块重构单元，通过对经熵编码的残差块进行逆量化和逆变换，来重构残差块； 预测块产生单元，通过对当前块执行帧内预测，来产生预测块；以及 画面重构单元，通过将所述残差块添加到所述预测块来重构画面，其中，所述预测块产生单元基于包括在所述当前块中的预测目标像素的第一预测值、以及通过对所述预测目标像素的初始校正值的二互补整数表示执行I个二进制数位的算术右移而计算出的最终校正值，来产生所述预测目标像素的最终预测值。
11.一种图像编码方法，包括: 通过对输入图像执行帧内预测，来产生预测块；以及 通过对作为由帧内预测预测的预测块与当前预测块之间的差的残差块进行变换和量化，来执行熵编码，其中，所述产生预测块的步骤包括基于包括在当前块中的预测目标像素的第一预测值、以及通过对所述预测目标像素的初始校正值的二互补整数表示执行I个二进制数位的算术右移而计算出的最终校正值，来产生所述预测目标像素的最终预测值。
12.—种图像编码装置，包括: 预测块产生单元，通过对输入图像执行帧内预测，来产生预测块；以及 编码单元，通过对作为由帧内预测预测的预测块与当前预测块之间的差的残差块进行变换和量化，来执行熵编码，其中，所述产生预测块的步骤包括基于包括在当前块中的预测目标像素的第一预测值、以及通过对所述预测目标像素的初始校正值的二互补整数表示执行I个二进制数位的算术右移而计算出的最终校正值，来产生所述预测目标像素的最终预测值。
13.一种图像解码方法，该方法包含: 通过对经熵解码的残差块进行逆量化和逆变换，来重构残差块； 通过对当前块执行帧内预测，来产生预测块；以及 通过将所重构的残差块添加到所述预测块，来重构画面，其中，所述产生预测块的步骤包括: 确定所述当前块的参考画面是否与参考块的参考画面相同；以及 在确定所述当前块的参考画面与所述参考块的参考画面不相同的情况下，对所述参考块的运动向量进行缩放，并且使用缩放后的运动向量用于所述当前块的预测。
14.如权利要求13所述的图像解码方法，其中，在推导空间或时间运动向量时以及在推导时间合并候选时，所使用的参考块包括: i)在推导空间运动向量时，邻近所述当前块左侧的最下边的块、邻近左边最下边的块的下侧的块、所述当前块的左上角的块、所述当前块的右上角的块、以及邻近当前块的上边最右边的块之中的至少一个；并且 ii)在推导时间运动向量时以及iii)在推导时间合并候选时，定位在当前画面的并置画面中的、在空间上对应于所述当前块的并置块之内和之外的块之中的至少一个。
15.如权利要求13所述的图像解码方法，其中，所述产生预测块的步骤包括: 基于画面之间的POC(画面次序计数)差，来获得第一值和第二值； 通过对所述第一值的绝对值的二互补整数表示执行I个二进制数位的算术右移，来计算偏移值，由此计算所述第一值的反比例值；以及 基于所述第一值的反比例值以及所述第二值，来计算缩放因子。
16.如权利要求13所述的方法，其中，i)在推导所述空间运动向量时，所述第一值是当前画面的POC、与所述参考块所参考的参考画面的POC之间的差，而所述第二值是所述当前画面的P0C、与所述当前块所参考的参考画面的POC之间的差；并且 ?)在推导所述时间运动向量时或者iii)在推导所述时间合并候选时，所述第一值是并置画面的P0C、与所述并置画面中的并置块和所述当前块所参考的参考画面的POC之间的差，而所述第二值是当前块画面的POC与所述当前块所参考的参考画面的POC之间的差。
17.如权利要求15所述的图像解码方法，其中，所述计算缩放因子的步骤包括: 通过基于所述第一值的反比例值和所述第二值的乘法、执行加法运算和算术右移运算，来计算所述缩放因子；以及 将所述缩放因子调整成被包括在特定范围内。
18.一种图像解码装置，包括: 残差块重构单元，通过对经熵解码的残差块进行逆量化和逆变换，来重构残差块； 预测块产生单元，通过对当前块执行帧内预测，来产生预测块；以及画面重构单元，通过将所重构的残差块添加到所述预测块，来重构画面，其中，所述预测块产生单元包括: 相同度确定单元，确定所述当前块的参考画面是否与参考块的参考画面相同；以及缩放单元，在所述当前块的参考与所述参考块的参考画面不同的情况下，对所述参考块的运动向量进行缩放，并且使用缩放后的运动向量用于所述当前块的预测。
19.一种图像编码方法，包括: 通过对输入图像执行帧内预测，来产生预测块；以及 通过对作为当前输入块、与由帧内预测预测的预测块之间的差的残差块进行变换和量化，来执行熵编码，其中，所述产生预测块的步骤包括: 确定当前块的参考画面是否与参考块的参考画面相同；以及 在所述当前块的参考与所述参考块的参考画面不相同的情况下，对所述参考块的运动向量进行缩放，并且使用缩放后的运动向量用于所述当前块的预测。
20.一种图像编码装置，包括: 预测块产生单元，通过对输入图像执行帧内预测，来产生预测块；以及编码单元，通过对作为当前输入块、与由帧内预测预测的预测块之间的差的残差块进行变换和量化，来执行熵编码，其中，所述预测块产生单元包括: 相同度确定单元，确定当前块的参考画面是否与参考块的参考画面相同；以及缩放单元，在所述当前块的参考与所述参考块的参考画面不相同的情况下，对所述参考块的运动向量进行缩放，并且使用缩放后的运动向量用于所述当前块的预测。
【文档编号】H04N19/593GK104137549SQ201380009877
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2013年1月18日 优先权日:2012年1月18日
【发明者】金晖容, 李镇浩, 林成昶, 崔振秀, 金镇雄 申请人:韩国电子通信研究院