图像编码方法和图像解码方法以及计算机可读记录介质与流程

本发明涉及一种图像编码/解码方法、图像编码/解码设备以及存储比特流的记录介质。更具体地，本发明涉及一种使用帧内预测的图像编码/解码方法和设备以及存储通过所述图像编码/解码方法和设备生成的比特流的记录介质。

背景技术：

1、数字视频技术可在各种数字视频装置(诸如数字电视、数字直接广播系统、无线广播系统、个人数字助理(pda)、膝上型或台式计算机、数字相机、数字记录装置、视频游戏装置和视频游戏机)中共同找到其应用。数字视频装置通过使用视频压缩技术(诸如mpeg-2、mpeg-4、itu-t h.264/mpeg-4、第10部分、高级视频编码(avc)和h.265/hevc(高效视频编码))来有效地发送和接收数字视频信息。视频压缩技术涉及空间预测和时间预测，以去除或减少视频序列中存在的固有冗余。

2、存在各种图像压缩技术，诸如用于从当前画面的先前画面或后续画面预测当前画面内的像素的值的帧间预测、用于从当前画面的另一区域预测当前画面的一区域内的像素的值的帧内预测、以及用于向频繁出现的像素值分配短码并向出现较少的像素值分配长码的熵编码。利用这些图像压缩技术，可有效地压缩、传输和存储视频数据。

3、为了经济有效地对这些应用中所需的图像的各种分辨率、各种帧速率等进行处理，需要一种能够根据应用中所需的性能和功能容易地对图像进行处理的视频解码设备。

4、例如，当压缩图像时，首先将画面划分为皆具有预定尺寸的多个块，然后基于每个块执行编码。为了提高压缩效率，将帧间预测技术和帧内预测技术用于消除画面中的冗余。

5、在这种情况下，可通过帧内预测或帧间预测来生成残差信号。当对残差信号执行编码时，数据量减少，并且因此数据压缩率提高。由于以较高的效率执行预测，因此可获得具有较小值的残差信号。因此，可使用该残差信号执行更有效的预测。

6、帧内预测技术使用位于当前块周围的像素来预测当前块的数据。当前块中的每个像素的实际值与预测值之间的差被称为残差信号块。对于帧内预测，与现有的支持9种预测模式的h.264/avc相比，hevc支持更多数量的预测模式(35种模式)。

7、对于帧间预测，将当前块与邻近画面中的块进行比较以找到与当前块最相似的块。所定位的块的位置信息(vx,vy)被称为运动矢量。当前块中的每个像素与基于运动矢量创建的预测块中的每个像素之间的差被称为残差信号或运动补偿残差块。

8、以这种方式，提高了帧内预测和帧间预测的精度。结果，在残差信号的数据量减少的同时，用于对运动图像进行处理的计算量大大增加。

9、具体地，为了更有效的图像压缩，可在现有技术中使用67种帧内预测模式。这些模式包括平面模式、dc模式和65种帧内方向模式，并且可更准确且更精确地对自然图像中的边缘的方向进行处理。

10、由于这些细分的帧内预测模式，极大地增加了对关于最佳帧内预测模式的信息进行编码所需的比特数，这导致了降低压缩效率的问题。

11、为了解决这个问题，即，为了减少信息量，可从关于先前已经被解码的其他块的信息推导当前块的最佳帧内模式。

12、然而，尽管推导用于预测当前块的帧内模式的技术可在某种程度上降低压缩率，但是该技术具有极大地增加用于编码和解码的计算复杂度的问题。

13、具体地，存在如下问题：在推导当前块的帧内模式期间，首先需要解析其他块的解码值或帧内模式。此外，当需要参考其他块以对当前块进行编码或解码时，解码设备具有先前块的解码处理与当前块的解码处理之间的解析依赖性(parsing dependency)。这不仅增加了计算复杂度，而且在实现设备的模块以及配置数据方面引起困难。

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明旨在提供一种能够提高图像质量和压缩效率的图像编码/解码方法和设备。

3、此外，本发明旨在提供一种通过帧内预测执行图像编码/解码的图像编码/解码方法和设备，所述方法和设备能够提高压缩效率。

4、此外，本发明旨在提供一种记录介质，其中，所述记录介质存储由图像编码/解码方法或设备生成的比特流。

5、技术方案

6、一种根据本发明的对图像进行解码的方法，所述方法可包括：从比特流获取邻近块的变换系数分布信息；根据邻近块的变换系数分布信息，方向自适应地确定将被解码的当前块的帧内预测模式；基于确定的帧内预测模式重建当前块，其中，方向自适应地确定将被解码的当前块的帧内预测模式的步骤包括：基于邻近块的变换系数分布信息，确定与邻近块对应的相似标志信息。

7、在根据本发明的对图像进行解码的方法中，其中，当邻近块位于当前块的左侧时，相似标志信息包括水平相似标志信息。

8、在根据本发明的对图像进行解码的方法中，其中，当邻近块位于当前块的上方时，相似标志信息包括垂直相似标志信息。

9、在根据本发明的对图像进行解码的方法中，其中，方向自适应地确定将被解码的当前块的帧内预测模式的步骤包括：根据相似标志信息，针对当前块的帧内预测模式，对特定方向上的帧内预测模式进行精细划分以增加所述特定方向上的候选模式的数量。

10、在根据本发明的对图像进行解码的方法中，其中，对特定方向上的帧内预测模式进行精细划分的步骤包括：根据相似标志信息，在预定水平方向范围或预定垂直方向范围中对在当前块中能够使用的帧内预测模式进行划分。

11、在根据本发明的对图像进行解码的方法中，其中，对特定方向上的帧内预测模式进行精细划分的步骤包括：根据相似标志信息，在针对当前块的最可能模式(mpm)候选列表内对与水平相似标志或垂直相似标志对应的模式进行精细划分；并且将划分得到的模式添加到mpm候选列表。

12、在根据本发明的对图像进行解码的方法中，还包括：获取邻近块的帧内预测模式信息，其中，方向自适应地确定将被解码的当前块的帧内预测模式的步骤包括：基于邻近块的帧内预测模式信息和变换系数分布信息，确定邻近块的水平相似标志信息或垂直相似标志信息。

13、在根据本发明的对图像进行解码的方法中，其中，对特定方向上的帧内预测模式进行精细划分的步骤包括：根据相似标志信息将在当前块中能够使用的帧内预测模式限制为水平方向或垂直方向。

14、一种根据本发明的对图像进行解码的设备，所述设备可包括：邻近块信息处理单元，被配置为从比特流获取邻近块的变换系数分布信息；模式确定单元，被配置为根据邻近块的变换系数分布信息来方向自适应地确定将被解码的当前块的帧内预测模式；以及帧内预测单元，被配置为基于确定的帧内预测模式重建当前块，其中，模式确定单元基于邻近块的变换系数分布信息来确定与邻近块对应的相似标志信息。

15、在根据本发明的对图像进行解码的设备中，其中，当邻近块位于当前块的左侧时，相似标志信息包括水平相似标志信息。

16、在根据本发明的对图像进行解码的设备中，其中，当邻近块位于当前块的上方时，相似标志信息包括垂直相似标志信息。

17、在根据本发明的对图像进行解码的设备中，其中，模式确定单元根据相似标志信息对用于当前块的帧内预测模式的候选模式进行精细划分。

18、在根据本发明的对图像进行解码的设备中，其中，模式确定单元根据相似标志信息在水平方向或垂直方向上的预定范围内对在当前块中能够使用的帧内预测模式进行精细划分。

19、在根据本发明的对图像进行解码的设备中，其中，模式确定单元根据相似标志信息在当前块的最可能模式(mpm)候选列表内对与水平相似标志或垂直相似标志对应的模式进行精细划分。

20、在根据本发明的对图像进行解码的设备中，还包括：邻近模式识别单元，被配置为获得邻近块的帧内预测模式信息，其中，模式确定单元基于邻近块的帧内预测模式信息和变换系数分布信息来确定邻近块的水平相似标志信息或垂直相似标志信息。

21、在根据本发明的对图像进行解码的设备中，模式确定单元根据相似标志信息将在当前块中能够使用的帧内预测模式限制为水平方向或垂直方向。

22、一种根据本发明的对图像进行编码的方法，包括：获取关于将被编码的当前块的邻近块的信息；根据关于邻近块的信息，方向自适应地确定将被编码的当前块的帧内预测模式；并且根据确定的帧内预测模式对当前块进行编码。

23、在根据本发明的对图像进行编码的方法中，其中，方向自适应地确定将被编码的当前块的帧内预测模式的步骤包括：基于邻近块的变换系数分布信息，确定与邻近块对应的相似标志信息。

24、在根据本发明的对图像进行编码的方法中，其中，根据基于关于邻近块的信息而确定的当前块的方向性信息，确定用于熵编码的查找表。

25、一种根据本发明的计算机可读记录介质可存储由根据本发明的图像编码方法生成的比特流。

26、将理解，前述概括的特征是本发明的以下详细描述的示例性方面，而不限制本发明的范围。

27、有益效果

28、根据本发明，可提供一种能够提高图像质量和压缩效率的图像编码/解码方法和设备。

29、此外，根据本发明，可提供一种通过帧内预测执行图像编码/解码的图像编码/解码方法和设备，所述方法和设备能够提高压缩效率。

30、此外，根据本发明，可提供一种记录介质，其中，所述记录介质存储由图像编码/解码方法或设备生成的比特流。