帧内预测方法、帧内预测装置以及存储介质与流程

1.本申请涉及视频编码技术领域，特别是涉及一种帧内预测方法、帧内预测装置以及计算机可读的存储介质。


背景技术：

2.由于视频图像的数据量比较大，视频编码的主要作用是将视频像素数据(rgb，yuv等)压缩成为视频码流，从而降低视频的数据量，实现降低传输过程中的网络带宽和减少存储空间的目的。
3.视频编码系统主要分为视频采集、预测、变换量化和熵编码几大部分，其中预测分为帧内预测和帧间预测两部分，分别是为了去除视频图像在空间和时间上的冗余。
4.在帧内编码过程中，通过选择最优的帧内预测模式，消除一帧图像内相邻像素点之间的冗余，去除一定像素间的空间相关性。得到最优的预测模式后通过后续的编码过程，将最优模式传递给解码端。


技术实现要素：

5.本申请主要解决的技术问题是提供帧内预测方法、帧内预测装置以及计算机可读的存储介质，能够提高色度块的的帧内预测精度。
6.为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种一种帧内预测方法，该帧内预测方法包括：采用多种帧内预测模式计算当前块的帧内预测值，其中当前块为色度块，至少一种帧内预测模式为改进的帧内预测模式。分别基于每种帧内预测模式的帧内预测值计算帧内预测模式的预测代价。
7.为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种帧内预测装置，该帧内预测装置包括：预测模块，用于采用多种帧内预测模式计算当前块的帧内预测值，其中当前块为色度块，至少一种帧内预测模式为改进的帧内预测模式。计算模块，用于分别基于每种帧内预测模式的帧内预测值计算帧内预测模式的预测代价。
8.为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种一种帧内预测方法，该帧内预测方法包括：采用多种帧内预测模式计算当前块的帧内预测值，其中至少一种帧内预测模式为改进的帧内预测模式。分别基于每种帧内预测模式的帧内预测值计算帧内预测模式的预测代价，其中帧内预测值不经过细化处理。
9.为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种帧内预测装置，该帧内预测装置包括：预测模块，用于采用多种帧内预测模式计算当前块的帧内预测值，其中至少一种帧内预测模式为改进的帧内预测模式。计算模块，用于分别基于每种帧内预测模式的帧内预测值计算帧内预测模式的预测代价，其中帧内预测值不经过细化处理。
10.为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种一种帧内预测方法，该帧内预测方法包括：采用多种帧内预测模式计算当前块的帧内预测值。对至少部分帧内预测值进行细化处理。分别基于每种帧内预测模式的帧内预测值计算帧内预测模式的预
测代价。
11.为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种帧内预测装置，该帧内预测装置包括：预测模块，用于采用多种帧内预测模式计算当前块的帧内预测值。细化模块，用于对至少部分帧内预测值进行细化处理。计算模块，用于分别基于每种帧内预测模式的帧内预测值计算帧内预测模式的预测代价。
12.为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种帧内预测方法，该帧内预测方法包括：采用多种帧内预测模式计算当前块的帧内预测值，其中至少一种帧内预测模式为改进的角度预测模式。对包括改进的角度预测模式在内的至少部分帧内预测模式的帧内预测值进行细化处理，其中，对改进的角度预测模式的帧内预测值的细化处理所用的权重与角度预测模式的角度相关。分别基于每种帧内预测模式的帧内预测值计算帧内预测模式的预测代价。
13.为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种帧内预测装置，该帧内预测装置包括：预测模块，用于采用多种帧内预测模式计算当前块的帧内预测值，其中至少一种帧内预测模式为改进的角度预测模式。细化模块，用于对包括改进的角度预测模式在内的至少部分帧内预测模式的帧内预测值进行细化处理，其中，对改进的角度预测模式的帧内预测值的细化处理所用的权重与角度预测模式的角度相关。计算模块，用于分别基于每种帧内预测模式的帧内预测值计算帧内预测模式的预测代价。
14.为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种计算机可读的存储介质，存储介质存储有程序指令，程序指令被执行时实现上述任意一种帧内预测方法的步骤。
15.区别于现有技术，本申请提供的帧内预测方法采用多种帧内预测模式计算当前块的帧内预测值，其中当前块为色度块，至少一种帧内预测模式为改进的帧内预测模式。分别基于每种帧内预测模式的帧内预测值计算帧内预测模式的预测代价。通过上述方式，本方案能够通过增加运用于当前块的帧内预测模式的方式，即利用至少一种改进的帧内预测模式对当前块进行预测，进而提高色度块的帧内预测精度。
附图说明
16.图1是本申请实施例的帧内预测方法的流程示意图；
17.图2(a)是dc模式启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素一实施方式的分布示意图；
18.图2(b)是dc模式启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素又一实施方式的分布示意图；
19.图2(c)是dc模式启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素再一实施方式的分布示意图；
20.图3是plane模式不启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素一实施方式的分布示意图；
21.图4(a)是plane模式启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素一实施方式的分布示意图；
22.图4(b)是plane模式启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素
又一实施方式的分布示意图；
23.图4(c)是plane模式启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素另一实施方式的分布示意图；
24.图5是bi(bilinear)模式不启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素一实施方式的分布示意图；
25.图6是bi(bilinear)模式启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素一实施方式的分布示意图；
26.图7是角度模式不启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素一实施方式的分布示意图；
27.图8是角度模式启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素一实施方式的分布示意图；
28.图9是垂直模式不启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素一实施方式的分布示意图；
29.图10是垂直模式启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素一实施方式的分布示意图；
30.图11是水平模式不启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素一实施方式的分布示意图；
31.图12是水平模式启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素一实施方式的分布示意图；
32.图13是本申请实施例的帧内预测方法的第一实施方式的流程示意图；
33.图14是本申请提供的一种帧内预测装置第一实施例的结构示意图；
34.图15(a)是iip预测值细化过程中，当前块像素与其参考像素一实施方式的分布示意图；
35.图15(b)是iip预测值细化过程中，当前块像素与其参考像素另一实施方式的分布示意图；
36.图16是本申请提供的帧内预测方法第二实施方式的流程示意图；
37.图17是本申请提供的帧内预测方法第三实施方式的流程示意图；
38.图18是本申请提供的一种帧内预测装置第二实施例的结构示意图；
39.图19是本申请提供的帧内预测方法第四实施方式的流程示意图；
40.图20是本申请提供的帧内预测方法第五实施方式的流程示意图；
41.图21是本申请提供的一种帧内预测装置第三实施例的结构示意图；
42.图22是本申请提供的帧内预测方法第六实施方式的流程示意图；
43.图23(a)是本实施例iip预测值细化过程中，当前块像素与其参考像素一实施方式的分布示意图；
44.图23(b)是本实施例iip预测值细化过程中，当前块像素与其参考像素另一实施方式的分布示意图；
45.图24是本申请提供的一种帧内预测装置第四实施例的结构示意图；
46.图25是本申请提供的计算机可读存储介质一实施例的结构示意图。
具体实施方式
47.下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
48.本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
49.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
50.需要说明的是，在互相不冲突的前提下，本申请实施例可以进行组合。
51.现有技术中，对图像或视频的帧内预测过程引入improved intra prediction技术，该技术又称iip技术，iip技术是对至少一种帧内预测模式进行改进，并将改进后的帧内预测模式应用于帧内预测的过程。
52.传统的iip技术的启用需要满足以下四个条件，即
53.(1)当前块为亮度块。
54.(2)当前块的pu(predicting unit)划分模式为2nx2n。
55.(3)当前块不能采用intrapf。
56.(4)利用改进的dc模式对当前块进行预测时，当前块的宽和高需小于128，且64<＝宽x高<＝4096。
57.参阅图1，图1是本申请实施例帧内预测的模式示意图，如图1所示，模式0为dc模式。模式1为plane模式。模式2为bi模式。模式3
‑
32和34
‑
65为角度预测模式。其中模式12为垂直模式，模式24为水平模式。
58.本实施例可以对dc模式、plane模式、bi模式、角度预测模式、垂直模式或水平模式等帧内预测模式进行改进，即启用iip技术，并将改进的帧内预测模式运用于对当前块的预测过程。以下将利用改进的帧内预测模式对当前块进行预测的过程称为，启用iip技术的预测过程。
59.具体地，dc模式不启用iip技术的预测过程为，dc模式对应的预测值为当前块的参考像素的均值dc value，设r[i]为当前块上方的第i个参考像素，c[j]为当前块左方的第j个参考像素，当前块的宽为m，高为n。
[0060]
具体地，如果当前块上方的参考像素和左侧的参考像素均可用，则计算当前块上方和左侧所有参考像素的均值，作为当前块每一像素的预测值dc value，参阅以下公式：
[0061]
[0062]
其中，i＝1,
……
，m,j＝1,
……
，n。
[0063]
如果当前块上方的参考像素可用，左侧的参考像素不可用，则计算当前块上方所有的参考像素的均值，作为当前块每一像素的预测值dc value，参阅以下公式：
[0064][0065]
其中，i＝1,
……
，m。
[0066]
如果当前块左侧的参考像素可用，上方的参考像素不可用，则计算当前块左侧所有的参考像素的均值，作为当前块每一像素的预测值dc value，参阅以下公式：
[0067][0068]
其中，j＝1,
……
，n。
[0069]
如果当前块上方的参考像素和左侧的参考像素均可不可用，则根据以下公式获取当前块像素的预测值dc value：
[0070]
dc value＝2
bitdepth
‑1[0071]
其中，bitdepth是编码样本精度。
[0072]
获取dc value后，当前块的所有像素点的预测值都为dc value。
[0073]
dc模式启用iip技术的预测过程的第一步和dc模式没有启用iip技术的预测过程一致，但需进行第二步，即对前两行和前两列的像素预测值进行滤波。
[0074]
参阅图2(a)、图2(b)和图2(c)，图2(a)是dc模式启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素一实施方式的分布示意图，图2(b)是dc模式启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素又一实施方式的分布示意图。图2(c)是dc模式启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素再一实施方式的分布示意图。
[0075]
参阅图2(a),对位于当前块第一行第三列及其右侧的所有像素a，计算像素a正上方的参考像素a1、参考像素a1左右的参考像素a0、a2，以及像素a的预测值的加权平均值，将其作为滤波后像素a的预测值。
[0076]
对位于当前块第一列第三行及其下方的所有像素b，计算像素b左侧的参考像素b1，参考像素b1上下的参考像素b0和b2、以及像素b的预测值的加权平均值,将其作为滤波后像素b的预测值。
[0077]
对位于当前块左上角的像素c，以参考像素c0、c1、c2、c3、c4和像素c的预测值的加权平均值,将其作为滤波后像素c的预测值。
[0078]
参与图2(c),对位于当前块第一行第二列的像素g1，以参考像素g2、g3、g4、g5和像素g1的预测值的加权平均值,将其作为滤波后像素g1的预测值。
[0079]
对位于当前块第一列第二行的像素g0，以参考像素g0、g1、g2、g3和像素g0的预测值的加权平均值,将其作为滤波后像素g0的预测值。
[0080]
如图2(b)所示，对位于当前块第二行的所有像素d，除位于当前块第二行第二列左上角的像素f，以像素d正上方的参考像素d和像素d的预测值的加权平均值,将其作为滤波后像素d的预测值。
[0081]
对位于当前块第二列的所有像素e，除位于当前块第二行第二列左上角的像素f，
以像素e左侧的参考像素e和像素e的预测值的加权平均值,将其作为滤波后像素e的预测值。
[0082]
对位于当前块第二行第二列左上角的像素f，以像素f左侧的参考像素f0、正上方的参考像素f1和像素f的预测值的加权平均值,将其作为滤波后像素f的预测值。
[0083]
其中，不同位置参考像素及当前块的像素预测值的权重如下表所示：
[0084][0085]
参阅图3，图3是plane模式不启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素一实施方式的分布示意图。如图3所示，图3图中上方参考像素u(x)，左侧参考像素l(y)，(x_m,y_m)表示当前块的中心点。
[0086]
具体地，plane模式不启用iip技术的预测过程包括以下步骤：
[0087]
s1：计算当前块上方的参考像素和左侧的参考像素的梯度系数，其中，当前块上方的参考像素梯度系数可以根据以下公式获得：
[0088][0089]
当前块左侧的参考像素梯度系数可以根据以下公式获得：
[0090][0091]
具体如图3所示，
[0092]
ih＝(u(5)
‑
u(3))*1+(u(6)
‑
u(2))*2+(u(7)
‑
u(1))*3+(u(8)
‑
u(0))*4
[0093]
iv＝(l(3)
‑
l(1))*1+(u(4)
‑
u(0))*2
[0094]
s2：计算当前块的中心点(x_m,y_m)的像素值p(x_m,y_m)，公式如下：
[0095]
p(x_m,y_m)＝(a+b)/2
[0096]
其中，a为当前块右上顶点上方的参考像素，b为当前块左下顶点左侧的参考像素。如图3中a为u(8)的像素值，b为l(4)的像素值。
[0097]
s3：根据当前待预测点的位置与中心点的位置关系，预测待预测点的像素值p(x,y):
[0098]
p(x,y)＝p(x_m,y_m)+(xx_m)*ih*weight_h+(y
‑
y_m)*iv*weight_v，其中，weight_h和weight_v查表获得。
[0099]
plane模式启用iip技术的预测过程的第一步和plane模式没有启用iip技术的预测过程一致，但需进行第二步，即对当前块的前两行和前两列的像素预测值进行滤波。
[0100]
如图4(a)、图4(b)、图4(c)所示，图4(a)是plane模式启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素一实施方式的分布示意图。图4(b)是plane模式启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素又一实施方式的分布示意图。图4(c)是plane模式启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素另一实施方式的分布示意图。
[0101]
参与图4(a),对位于当前块第一行第三列及其右侧的所有像素a，计算像素a正上方的参考像素a1、其左右参考像素a0和a2、以及a的预测值的加权平均值，将其作为a的滤波后预测值。
[0102]
对位于当前块第一列第三行及其下方的所有像素b，计算像素b左侧的参考像素b1、其上下参考像素b0和b2、b的预测值的加权平均值，将其作为b的滤波后预测值。
[0103]
对位于当前块左上角的像素c，计算参考像素c0、c1、c2、c3、c4，5个参考像素和c的预测值的加权平均值，将其作为c的滤波后预测值。
[0104]
参阅图4(c)，对位于当前块第一行第二列的像素g1，计算g2、g3、g4、g5，4个参考像素和g1的预测值的加权平均值，将其作为g1的预测值。
[0105]
对位于当前块第一列的第二行的像素g0，计算g0、g1、g2、g3，4个参考像素和g0的预测值的加权平均值，将其作为g0的预测值。
[0106]
如图4(b)所示，对位于当前块第二行的所有像素d，除位于当前块第二行第二列左上角的像素f，计算像素d正上方的参考像素d和d的预测值的加权平均值，将其作为d的滤波后预测值。
[0107]
对位于当前块第二列的所有像素e，除位于当前块第二行第二列左上角的像素f，计算像素e左侧的参考像素e和e的预测值的加权平均值，将其作为e的滤波后预测值。
[0108]
对位于当前块第二行第二列左上角的像素f，以参考像素f0、f1和f的预测值的加权平均值作为f的滤波后预测值。
[0109]
不同位置的像素的参考像素及其像素预测值的权重为：
[0110][0111]
参阅图5，图5是bi(bilinear)模式不启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素一实施方式的分布示意图。如图5所示，图中当前块上方的参考像素t(x)，当前块左侧的参考像素l(y)，w和h分别为当前块的宽和高。bi模式不启用iip技术的预测过程为，
[0112]
(1)考虑当前块长宽关系，用a位置和b位置的参考像素预测c点像素，c点像素的预测值具体可根据当前块的宽和高的大小关系获取：
[0113]
当w＝h时，c＝(a+b)/2，
[0114]
当w>h时，c＝((w*a+h*b)*weight)/min(w,h)＝(a*w/h+b)*weight，
[0115]
当w<h时，c＝((w*a+h*b)*weight)/min(w,h)＝(a+b*h/w)*weight。
[0116]
(2)横向预测
[0117]
预测当前点所在行的最右侧位置像素值ac(w,y)：
[0118]
ac(w,y)＝a+(y/h)*(c
‑
a)
[0119]
p_横(x,y)＝[ac(w,y)
‑
l(y)]*(x/w)+l(y)。
[0120]
(3)纵向预测
[0121]
预测当前待预测点(x,y)所在列的最下面位置像素值bc(x,h)：
[0122]
bc(x,h)＝b+(x/w)*(c
‑
b)
[0123]
p_纵(x,y)＝[bc(w,y)
‑
t(x)]*(y/h)+t(x)
[0124]
(4)双向的预测加和平均，得到双向预测值，为最终预测值：
[0125]
p(x,y)＝(1/2)*(p_横(x,y)+p_纵(x,y))
[0126]
其中，weight根据长宽关系，查询下表获得：
[0127]
长宽关系weight系数max(w,h)/min(w,h)＝＝221/64max(w,h)/min(w,h)＝＝413/64max(w,h)/min(w,h)＝＝87/64
[0128]
参阅图6，图6是bi(bilinear)模式启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素一实施方式的分布示意图。如图6所示，bi模式启用iip技术的预测过程与不
启用时大体相同，区别在于，在进行横向预测和纵向预测时，即
[0129]
p_横(x,y)＝[ac(w,y)
‑
l(y)]*(x/w)+l(y)
[0130]
p_纵(x,y)＝[bc(w,y)
‑
t(x)]*(y/h)+t(x)
[0131]
中的l(y)和t(x)不再为单个参考像素值，而是由5个参考像素加权获得，如图6所示。5个参考像素从左到右(从上到下)的权重分别为{82,252,356,252,82}。
[0132]
具体而言，t(x)为t(0)、t(1)、t(2)、t(3)以及t(4)的加权平均获取，l(y)为l(0)、l(1)、l(2)、l(3)以及l(4)的加权平均获取,a为a(0)、a(1)、a(2)、a(3)以及a(4)的加权平均获取,b为b(0)、b(1)、b(2)、b(3)以及b(4)的加权平均获取。
[0133]
参阅图7，图7是角度模式不启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素一实施方式的分布示意图。如图7所示，像素(x,y)为当前块的一个像素，u(r)为当前块上方的参考像素，l(1)
‑
l(7)为当前块左侧的参考像素，角度模式不启用iip技术的预测过程为，采用4抽头滤波器产生分像素位置的预测值。即利用图7中的角度模式方向上的参考像素u(r
‑
1)、u(r)、u(r+1)以及u(r+2)产生像素(x，y)位置的预测值。
[0134]
参阅图8，图8是角度模式启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素一实施方式的分布示意图。图8中a
‑
h为当前块上方的参考像素，x为当前块中的一个像素。如图8所示，角度模式启用iip技术的预测过程为，采用8抽头滤波器产生分像素位置的预测值。即利用图8中的角度模式方向上的8个参考像素a
‑
h位置的预测值。
[0135]
参阅图9，图9是垂直模式不启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素一实施方式的分布示意图。图9中a为当前块中的一个像素，a为当前块上方的一个参考像素。如图9所示，垂直模式不启用iip技术的预测过程为，当前块所有位置的像素a都由像素a正上方的参考像素a直接预测。
[0136]
参阅图10，图10是垂直模式启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素一实施方式的分布示意图。图10中a为当前块中的一个像素，a0
‑
a4为当前块上方的多个参考像素。如图10所示，垂直模式启用iip技术的预测过程为，当前块所有位置像素a的预测值由像素a正上方的参考像素a2，及a2左右两侧的4个参考像素a0、a1、a3和a4共5个参考像素加权获得，a0、a1、a2、a3和a4的权重分别为{21,63,88,63,21}。
[0137]
参阅图11，图11是水平模式不启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素一实施方式的分布示意图。图11中i为当前块中的一个像素，l为当前块左侧的参考像素。如图11所示，水平模式不启用iip技术的预测过程为，当前块所有位置的像素l都由正左侧的参考像素l直接预测。
[0138]
参阅图12，图12是水平模式启用iip技术对当前块进行预测时，当前块像素与其参考像素一实施方式的分布示意图。图12中i为当前块中的一个像素，l0
‑
l4为当前块左侧的多个参考像素。如图12所示，水平模式启用iip技术的预测过程为，当前块所有位置像素l的预测值由l正左方的参考像素l2，及l2上下两侧的4个像素l0、l1、l3和l4共5个参考像素加权获得，l0、l1、l2、l3和l4的权重分别为{21,63,88,63,21}。
[0139]
本申请发明人经过长期研究发现，当前iip技术仅应用于帧内亮度预测，而不能用于帧内色度预测，但实验表明iip技术引入到帧内色度预测后可提升一定的编码压缩率。
[0140]
帧内色度预测包括多种帧内色度预测模式，例如dm模式、dc模式、水平模式、垂直模式、bi模式、tscpm模式、tscpm_l模式、tscpm_t模式和pmc模式等，从上述几种模式中选择
一种作为当前色度块的预测模式。
[0141]
其中，dc模式、水平模式、垂直模式、bi模式也为亮度预测模式，dm模式为该色度块对应的亮度块最终选择的预测模式，即可能为plane模式、dc模式、水平模式、垂直模式、bi模式和角度模式中的一种。
[0142]
tscpm模式、tscpm_l模式、tscpm_t模式和pmc模式为帧内色度预测独有的预测模式，这四种色度预测模式利用当前色度块的相邻参考像素和对应亮度块的相邻参考像素构建线性模型，采用亮度块的重建值预测对应色度块的预测值，tscpm模式、tscpm_l模式、tscpm_t模式和pmc模式无法启用iip技术。
[0143]
请参阅图13，图13是本申请实施例的帧内预测方法的第一实施例的流程示意图。在本实施例中，帧内预测方法可以包括以下步骤：
[0144]
s11：采用多种帧内预测模式计算当前块的帧内预测值，其中当前块为色度块，至少一种帧内预测模式为改进的帧内预测模式。
[0145]
在本步骤中，改进的帧内预测模式由dc模式、plane模式、bi模式、角度模式、垂直模式或水平模式中的至少一种改进得来。更具体地，由dc模式、plane模式、bi模式、角度模式、垂直模式或水平模式中的至少一种启动iip技术改进得来。关于各种帧内预测模式的改进过程即上述帧内预测模式启用iip技术的过程与上述描述一致，具体请参阅上文，在此不做过多赘述。
[0146]
s12：分别基于每种帧内预测模式的帧内预测值计算帧内预测模式的预测代价。
[0147]
可选地，预测代价可以是率失真代价,具体可用交差相关函数(ccf)、均方误差函数(mse)、平均绝对误差(mae)等代表预测代价。
[0148]
可以理解的是，本实施例还可以采用多种普通帧内色度预测模式计算当前块的帧内预测值，例如dc模式、plane模式、bi模式、角度模式、垂直模式、水平模式tscpm模式、tscpm_l模式、tscpm_t模式和pmc模式等。
[0149]
因此，本实施例实际上是通过对当前块启用iip技术，增加当前块的帧内预测模式，即增加至少一种改进的帧内预测模式对当前块进行预测，通过这种方式，能够提高色度块的帧内预测精度。
[0150]
综上，本实施例提供的帧内预测方法，采用多种帧内预测模式计算当前块的帧内预测值，其中当前块为色度块，至少一种帧内预测模式为改进的帧内预测模式。分别基于每种帧内预测模式的帧内预测值计算帧内预测模式的预测代价。通过上述方式，本方案能够通过增加运用于当前色度块的帧内预测模式的方式，即利用至少一种改进的帧内预测模式对当前色度块进行预测，进而提高色度块的帧内预测精度。
[0151]
图14是本申请提供的一种帧内预测装置第一实施例的结构示意图。如图14所示，该帧内预测装置100可以包括：预测模块101以及计算模块102。
[0152]
其中，预测模块101用于采用多种帧内预测模式计算当前块的帧内预测值，其中当前块为色度块，至少一种帧内预测模式为改进的帧内预测模式。
[0153]
计算模块102用于分别基于每种帧内预测模式的帧内预测值计算帧内预测模式的预测代价。
[0154]
本实施例提供的帧内预测装置100能够通过增加运用于当前色度块的帧内预测模式的方式，即利用至少一种改进的帧内预测模式对当前色度块进行预测，进而提高帧内色
度预测精度。
[0155]
iip预测值细化是指通过对当前块的像素预测值和其对应的参考像素进行加权平均，进一步修正像素预测值。若当前块利用启用iip技术的帧内预测模式进行预测，则在采用上述帧预测模式得到对应的预测值后，一定会进行iip预测值细化过程。
[0156]
参阅图15(a)，图15(b),图15(a)是iip预测值细化过程中，当前块像素与其参考像素一实施方式的分布示意图。图15(b)是iip预测值细化过程中，当前块像素与其参考像素另一实施方式的分布示意图。图15(a)中包括当前块的像素x1,以及x1的参考像素d1
‑
d4。图15(b)中包括当前块的像素x2,以及x1的参考像素d5
‑
d8。
[0157]
如图15(a)，对不位于第一行或第一列的像素x1，选择d1、d2、d3、d4位置的参考像素与当前像素x1预测值进行加权平均，获得细化后的预测值。
[0158]
如图15(b)，对位于第一行或第一列的像素x2，选择d5、d6、d7、d8位置的参考像素与当前像素x2的预测值进行加权平均，获得细化后的预测值。
[0159]
iip预测值细化过程中参考像素与当前像素的预测值的预测权重为：
[0160]
对位于前两行或前两列的像素x2，参考像素d5、d6、d7、d8的权重都为10，当前像素x2预测值的权重为216。
[0161]
对不位于前两行或前两列的像素x1，参考像素d1、d2、d3、d4的权重都为13，当前像素x1的预测值的权重为204。
[0162]
设当前像素的预测值pred
x
(x,y)经iip预测值细化后调整为pred
x
(x,y)’，若当前像素x2位于前两行或前两列，则pred
x
(x,y)’＝(pred
x
(x,y)*216+(d5+d6+d7+d8)*10)＞＞8
[0163]
若当前像素x1不位于前两行或前两列，则
[0164]
pred
x
(x,y)’＝(pred
x
(x,y)*204+(d1+d2+d3+d4)*13)＞＞8
[0165]
本申请发明人发现，现有的iip预测值细化过程存在以下缺陷，即目前帧内预测只要启用了iip技术，就一定会进行iip预测值细化，处理方式单一，未能实现可细化或可不细化的灵活性。
[0166]
参阅图16，图16是本申请提供的帧内预测方法第二实施方式的流程示意图。如图16所示，本实施例提供的帧内预测方法包括以下步骤：
[0167]
s21:采用多种帧内预测模式计算当前块的帧内预测值，其中至少一种帧内预测模式为改进的帧内预测模式。
[0168]
s22：分别基于每种帧内预测模式的帧内预测值计算帧内预测模式的预测代价，其中帧内预测值不经过细化处理。
[0169]
具体地，细化处理包括：对于帧内预测值的每个预测像素，计算预测像素对应的参考像素与预测像素的加权平均，得到细化后的预测像素。其中，预测像素对应的参考像素，为计算帧内预测值的预测像素时所用到的参考像素。
[0170]
也即，本实施例中的细化过程指的是iip预测值细化过程，关于iip预测值细化具体过程请参照上述描述，在此不做具体赘述。
[0171]
可选地，改进的帧内预测模式由dc模式、plane模式、bi模式、角度模式、垂直模式或水平模式中的至少一种改进得来。
[0172]
在一个具体实施方式中，参阅图17，图17是本申请提供的帧内预测方法第三实施方式的流程示意图，如图17所示，在步骤s22之后，还可以包括以下步骤：
[0173]
s23：确定当前块的最终预测模式，最终预测模式为改进的帧内预测模式。
[0174]
s24：对当前块进行编码，当前块的码流包括第一标记，第一标记用于指示最终预测模式的帧内预测值是否经过细化处理。
[0175]
在本实施例中，通过在当前块的码流中添加用于指示最终预测模式的帧内预测值是否经过细化处理的第一标识的方式，使得解码端能够获知当前块的最终预测模式的帧内预测值是否进行细化，提高预测的准确性。
[0176]
综上，本实施例提供的帧内预测方法，在当前块启动iip技术的情况下，可以选择不进行iip预测值细化过程，能够简化操作流程，提高预测速度，提高帧内预测灵活性。
[0177]
图18是本申请提供的一种帧内预测装置第二实施例的结构示意图。如图所示，该帧内预测装置200可以包括：预测模块201以及计算模块202。
[0178]
其中，预测模块201用于采用多种帧内预测模式计算当前块的帧内预测值，其中至少一种帧内预测模式为改进的帧内预测模式。
[0179]
计算模块202用于分别基于每种帧内预测模式的帧内预测值计算帧内预测模式的预测代价，其中帧内预测值不经过细化处理。
[0180]
本实施例提供的帧内预测装置200在当前块启动iip技术的情况下，可以选择不进行iip预测值细化过程，能够简化操作流程，提高预测速度，提高帧内预测灵活性。
[0181]
参阅图19，图19是本申请提供的帧内预测方法第四实施方式的流程示意图。如图19所示，帧内预测方法包括以下步骤：
[0182]
s31:采用多种帧内预测模式计算当前块的帧内预测值。
[0183]
s32:对至少部分帧内预测值进行细化处理。
[0184]
s33:分别基于每种帧内预测模式的帧内预测值计算帧内预测模式的预测代价。
[0185]
可选地，本申请的多种帧内预测模式可以是亮度预测模式也可以是色度预测模式，也即，本申请方案可以对当前块的亮度分量进行预测，也可以对当前块的色度分量进行预测，当前多种帧内预测模式可以也可以包括多种改进的帧内预测模式，在此不做限定。
[0186]
可选地，本实施例对至少部分帧内预测值进行细化处理具体为：
[0187]
对于帧内预测值的每个预测像素，计算预测像素对应的参考像素，与预测像素的加权平均，得到细化后的参考像素的预测像素。
[0188]
其中，预测像素对应的参考像素，为计算帧内预测值的预测像素时所用到的参考像素。
[0189]
也就是说，本实施例的细化过程指的是iip预测值细化过程，关于iip预测值细化具体过程请参照上述描述，在此不做具体赘述。
[0190]
在一个具体实施方式中，参阅图20，图20是本申请提供的帧内预测方法第五实施方式的流程示意图，如图20所示，多种帧内预测模式为普通的帧内预测模式。在步骤s33之后，本实施例提供的帧内预测方法还可以包括：
[0191]
s34:确定当前块的最终预测模式，最终预测模式为普通的帧内预测模式。
[0192]
其中，普通的帧内预测模式即没有启用iip技术改进的帧内预测模式，例如，dc模式、plane模式、bi模式、角度模式、垂直模式或水平模式等等。
[0193]
s35:对当前块进行编码，当前块的码流包括第二标记，第二标记用于指示最终预测模式的帧内预测值是否经过细化处理。
[0194]
在本实施例中，通过在当前块的码流中添加用于指示最终预测模式的帧内预测值是否经过细化处理的第二标识的方式，使得解码端能够获知当前块的最终预测模式的帧内预测值是否进行细化，提高预测的准确性。
[0195]
综上，本实施例提供的帧内预测方法，无论当前块是否启用iip技术进行帧内预测，会选择性地对多种帧内预测模式对应的预测值进行iip预测值细化过程，使得到的帧内预测模式的预测代价的代价最小。通过这种方式，既能够提高帧内预测精度，又能够提高预测灵活度。
[0196]
图21是本申请提供的一种帧内预测装置第三实施例的结构示意图。如图21所示，该帧内预测装置300可以包括：预测模块301、细化模块302以及计算模块303。
[0197]
其中，预测模块301用于采用多种帧内预测模式计算当前块的帧内预测值。细化模块302用于对至少部分帧内预测值进行细化处理。计算模块303用于分别基于每种帧内预测模式的帧内预测值计算帧内预测模式的预测代价。
[0198]
本实施例提供的帧内预测装置300无论当前块是否启用iip技术进行帧内预测，会选择性地对多种帧内预测模式对应的预测值进行iip预测值细化过程，使得到的帧内预测模式的预测代价的代价最小。通过这种方式，既能够提高帧内预测精度，又能够提高预测灵活度。
[0199]
参阅图22，图22是本申请提供的帧内预测方法第六实施方式的流程示意图，如图22所示，帧内预测方法包括以下步骤：
[0200]
s41:采用多种帧内预测模式计算当前块的帧内预测值，其中至少一种帧内预测模式为改进的角度预测模式。
[0201]
其中，改进的帧内预测模式由dc模式、plane模式、bi模式、角度模式、垂直模式或水平模式中的至少一种改进得来。
[0202]
实际上，本实施例利用至少改进的角度预测模式对当前块进行预测的过程就是对当前块启用iip技术的过程。也即，本实施例通过增加帧内预测模式以对当前块进行预测，提高帧内预测精度。
[0203]
具体地，细化过程为对于帧内预测值的每个预测像素，计算预测像素对应的参考像素与预测像素的加权平均，得到细化后的预测像素。其中，预测像素对应的参考像素，为计算帧内预测值的预测像素时所用到的参考像素。
[0204]
s42:对包括改进的角度预测模式在内的至少部分帧内预测模式的帧内预测值进行细化处理，其中，对改进的角度预测模式的帧内预测值的细化处理所用的权重与角度预测模式的角度相关。
[0205]
本申请发明人发现现有的iip预测值细化过程存在以下缺陷，即，所有角度预测模式下iip预测值细化过程中的参考像素的权重都相同，未考虑到不同角度预测模式的预测方向不同时，不同位置的参考像素的重要性不同。
[0206]
因此，本实施例对改进的角度预测模式的帧内预测值的细化处理所用的权重与角度预测模式的角度相关，通过这种方式改进iip预测值细化过程，使得到细化后的预测值更加准确，减小该角度预测模式对应的预测代价。
[0207]
由于在对当前块进行角度预测时，预测方向同侧的参考像素与当前块像素的相关性更强。比如在采用水平或接近水平方向的角度模式进行帧内预测时，当前预测块左侧的
参考像素与当前块像素的相关性更强，在采用参考像素对当前块预测值进行加权细化时，应提高左侧参考像素的权重，并相应降低上方参考像素的权重。基于这一原理，本实施例根据角度预测模式的角度，为iip预测值细化中当前块左侧和上方的参考像素重新赋予不同的权重。
[0208]
具体地，若角度预测模式的角度与水平方向所表示的角度之间的角度差，小于角度预测模式的角度与垂直方向所表示的角度之间的角度差，则位于当前块左侧的参考像素的权重大于位于当前块上侧的参考像素的权重。
[0209]
若角度预测模式的角度与水平方向所表示的角度之间的角度差，大于角度预测模式的角度与垂直方向所表示的角度之间的角度差，则位于当前块左侧的参考像素的权重小于位于当前块上侧的参考像素的权重。
[0210]
在一个具体实施方式中，当前块左侧和上方的参考像素具体权重可以为：
[0211]
若角度预测模式的角度与水平方向所表示的角度之间的角度差，小于角度预测模式的角度与垂直方向所表示的角度之间的角度差，若当前块的像素位于当前块的前两行或前两列，则当前块左侧的参考像素的权重为15，当前块上侧的参考像素的权重为5。否则，当前块左侧的参考像素的权重为20，当前块上侧的参考像素的权重为6。
[0212]
若角度预测模式的角度与水平方向所表示的角度之间的角度差，大于角度预测模式的角度与垂直方向所表示的角度之间的角度差，若当前块的像素位于当前块的前两行或前两列，则当前块左侧的参考像素的权重为5，当前块上侧的参考像素的权重为15。否则，当前块左侧的参考像素的权重为6，当前块上侧的参考像素的权重为20。
[0213]
在一个具体实施方式中，参阅图23(a)，图23(b),图23(a)是本实施例iip预测值细化过程中，当前块像素与其参考像素一实施方式的分布示意图。图23(b)是本实施例iip预测值细化过程中，当前块像素与其参考像素另一实施方式的分布示意图。
[0214]
如图23(a)，图23(b)所示，其中，x1表示当前块的一个像素，像素x1的参考像素为d1、d2、d3、d4，x2表示当前块的另一像素，像素x2的参考像素为d5、d6、d7、d8，设x1的预测值、d1、d2、d3、d4和x2的预测值、d5、d6、d7、d8在iip预测值细化过程中的加权系数分别为wx1,d1,d2,d3,d4和wx2,d5,d6,d7,d8,则在加权系数归一化后，应满足：
[0215]
wx1+d1+d2+d3+d4＝1
[0216]
wx2+d5+d6+d7+d8＝1
[0217]
若对x1进行预测所对应的改进的角度预测模式的角度与水平方向所表示的角度之间的角度差，小于该角度预测模式的角度与垂直方向所表示的角度之间的角度差，应有d1+d2>d3+d4。
[0218]
同理，若对x2进行预测所对应的改进的角度预测模式的角度与水平方向所表示的角度之间的角度差，小于该角度预测模式的角度与垂直方向所表示的角度之间的角度差，d5+d6>d7+d8。
[0219]
反之，若对x1进行预测所对应的改进的角度预测模式的角度之间的角度差，大于该角度预测模式的角度与垂直方向所表示的角度之间的角度差，应有d1+d2<d3+d4。
[0220]
同理，若对x2进行预测所对应的改进的角度预测模式的角度与水平方向所表示的角度之间的角度差，大于该角度预测模式的角度与垂直方向所表示的角度之间的角度差，则d5+d6<d7+d8。
[0221]
优选的，avs3中，满足角度预测模式的角度与水平方向所表示的角度之间的角度差，小于角度预测模式的角度与垂直方向所表示的角度之间的角度差的角度预测模式可为模式19
‑
32及51
‑
65。
[0222]
满足角度预测模式的角度与水平方向所表示的角度之间的角度差，小于角度预测模式的角度与垂直方向所表示的角度之间的角度差的角度预测模式，可为模式3
‑
18及34
‑
50。
[0223]
在一个具体实施方式中，角度预测模式23启用iip技术对当前块进行预测，显然角度预测模式23满足角度预测模式的角度与水平方向所表示的角度之间的角度差，小于角度预测模式的角度与垂直方向所表示的角度之间的角度差，则当前像素的预测值pred
x
(x,y)的iip预测值细化过程为，若当前像素位于前两行或前两列，则pred
x
(x,y)’[0224]
＝(pred
x
(x,y)*216+(d5+d6)*15+(d7+d8)*5)
[0225]
＞＞8
[0226]
若当前像素不位于前两行或前两列，则
[0227]
pred
x
(x,y)’[0228]
＝(pred
x
(x,y)*204+(d1+d2)*20+(d3+d4)*6)
[0229]
＞＞8
[0230]
其中，pred
x
(x,y)’为pred
x
(x,y)经iip细化后的预测值。
[0231]
可以理解的是，根据角度预测模式的角度与水平方向所表示的角度之间的角度差，与角度预测模式的角度与垂直方向所表示的角度之间的角度差，之间的大小关系，可以灵活设置当前块左侧或上方的权重，在此不做具体限定。
[0232]
可选地，当采用除角度预测模式以外的其他改进的预测模式对当前块进行预测时，iip预测值细化的中参考像素的权重不做改变，与现有方法相同。
[0233]
s43:分别基于每种帧内预测模式的帧内预测值计算帧内预测模式的预测代价。
[0234]
在本实施例中，使改进的角度预测模式的帧内预测值的细化处理所用的权重与角度预测模式的角度相关，以对传统的iip预测值细化过程进行改进，进而使细化后的预测值更加准确，提高帧内预测精度。
[0235]
图24是本申请提供的一种帧内预测装置第四实施例的结构示意图。如图24所示，该帧内预测装置400可以包括：预测模块401、细化模块302以及计算模块303。
[0236]
其中，预测模块401用于采用多种帧内预测模式计算当前块的帧内预测值，其中至少一种帧内预测模式为改进的角度预测模式。
[0237]
细化模块402用于对包括改进的角度预测模式在内的至少部分帧内预测模式的帧内预测值进行细化处理，其中，对改进的角度预测模式的帧内预测值的细化处理所用的权重与角度预测模式的角度相关。
[0238]
计算模块403用于分别基于每种帧内预测模式的帧内预测值计算帧内预测模式的预测代价。
[0239]
本实施例提供的帧内预测装置400使改进的角度预测模式的帧内预测值的细化处理所用的权重与角度预测模式的角度相关，以对传统的iip预测值细化过程进行改进，进而使细化后的预测值更加准确，提高帧内预测精度。
[0240]
图25是本申请提供的计算机可读存储介质一实施例的结构示意图。如图25所示，
本申请实施例的计算机可读存储介质120存储有程序指令121，该程序指令121被执行时实现本申请上述实施例提供的方法。其中，该程序指令121可以形成程序文件以软件产品的形式存储在上述计算机可读存储介质120中，以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的计算机可读存储介质120包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read
‑
only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，或者是计算机、服务器、手机、平板等终端设备。
[0241]
综上，本实施例提供的帧内预测方法，采用多种帧内预测模式计算当前块的帧内预测值，其中当前块为色度块，至少一种帧内预测模式为改进的帧内预测模式。分别基于每种帧内预测模式的帧内预测值计算帧内预测模式的预测代价。通过上述方式，本方案能够通过增加运用于当前色度块的帧内预测模式的方式，即利用至少一种改进的帧内预测模式对当前色度块进行预测，进而提高色度块的帧内预测精度。
[0242]
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0243]
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围。