通过帧内预测来对图像进行编码和解码的方法和设备技术

一种通过帧内预测来对图像进行编码和解码的方法和设备，提供一种用于通过使用沿关于当前块内的像素的具有预定梯度的延长线的邻近块的像素进行帧内预测来对图像进行编码和解码的方法和设备。

【技术实现步骤摘要】
通过帧内预测来对图像进行编码和解码的方法和设备本申请是申请日为2011年7月15日、申请号为201180044566.9、题为“通过帧内预测来对图像进行编码和解码的方法和设备”的专利申请的分案申请。
本公开的示例性实施例涉及图像的编码和解码，更具体地说，涉及一种可通过使用具有各种方向性的帧内预测模式来提高图像压缩效率的用于通过帧内预测对图像进行编码和解码的方法和设备。
技术介绍
根据图像压缩标准(诸如运动图像专家组(MPEG)-1、MPEG-2、MPEG-4或H.264/MPEG-4先进视频编码(AVC))，画面被划分为宏块以对图像进行编码。在以帧间预测编码模式和帧内预测编码模式中的任一模式对每个宏块进行编码之后，根据对宏块进行编码所需的比特率以及原始宏块和重建宏块之间的可允许的失真来选择适当的编码模式，然后以选择的编码模式对宏块进行编码。随着用于再现和存储高分辨率或高质量图像内容的硬件的发展，对有效地对高分辨率或高质量视频内容进行编码或解码的视频编解码器的需求正在增加。
技术实现思路
技术问题在传统的视频编解码器中，以受限的编码模式基于具有预定尺寸的宏块来对视频进行编码。技术方案示例性实施例提供了一种通过使用具有各种方向性的帧内预测模式来通过帧内预测对图像进行编码和解码的方法和设备。示例性实施例还提供了一种可减少在帧内预测期间执行的计算的量的通过帧内预测对图像进行编码和解码的方法和设备。有益效果由于按照各种方向执行帧内预测，因此可提高图像压缩效率。可减少用于在帧内预测期间确定参考像素所执行的计算的量。附图说明图1是示出根据示例性实施例的用于对图像进行编码的设备的框图；图2是示出根据示例性实施例的根据当前块的尺寸的帧内预测模式的数量的示图；图3是用于解释根据示例性实施例的应用到具有预定尺寸的块的帧内预测模式的示图；图4是示出根据示例性实施例的图3的帧内预测模式的方向的示图；图5是用于解释根据示例性实施例的对图3中示出的块执行的帧内预测方法的示图；图6是用于解释根据另一示例性实施例的应用到具有预定尺寸的块的帧内预测模式的示图；图7是用于解释根据示例性实施例的具有各种方向性的帧内预测模式的参考图；图8是用于解释根据示例性实施例的当具有预定梯度的延长线在整数位置的邻近像素之间通过，而不是在整数位置的邻近像素通过时产生预测因子的处理的参考图；图9是用于解释根据另一示例性实施例的当具有预定梯度的延长线在整数位置的邻近像素之间通过时产生预测因子的处理的参考图；图10是用于解释根据示例性实施例的双线性模式的参考图；图11是用于解释根据示例性实施例的产生当前块的帧内预测模式的预测值的处理的示图；图12和图13是用于解释根据示全实施例的用于统一具有不同尺寸的块的帧内预测模式的映射处理的参考图；图14是用于解释根据示例性实施例的将邻近块的帧内预测模式映射到代表性帧内预测模式之一的处理的参考图；图15是用于解释根据示例性实施例的位于方向性为(dx,dy)的延长线上的当前像素和邻近像素之间的关系的示图；图16是用于解释根据示例性实施例的位于方向性为(dx,dy)的延长线上的邻近像素根据当前像素的位置的改变的示图；图17和图18是用于解释根据示例性实施例的确定帧内预测模式方向的方法的示图；图19是示出根据示例性实施例的通过帧内预测对图像进行编码的方法的流程图；图20是示出根据示例性实施例的对图像进行解码的设备的框图；图21是示出根据示例性实施例的通过帧内预测对图像进行解码的方法的流程图。最佳实施方式根据示例性实施例的一方面，提供了一种对图像进行帧内预测编码的方法，所述方法包括：将图像的当前画面划分为具有预定尺寸的至少一个块；沿着关于所述至少一个块的像素的具有预定梯度的延长线，从在所述至少一个块的像素之前被先前重建的邻近块的像素中，确定邻近块的像素；使用确定的邻近块的像素来预测所述至少一个块的像素。根据示例性实施例的另一方面，提供了一种对图像进行帧内预测解码的方法，所述方法包括：将图像的当前画面划分为具有预定尺寸的至少一个块；从比特流中提取指示应用于所述至少一个块的帧内预测模式的帧内预测模式信息；根据由提取的帧内预测模式信息指示的帧内预测模式，对所述至少一个块执行帧内预测，其中，在帧内预测模式中，邻近块的像素预测所述至少一个块的像素，使用关于所述至少一个块的像素的具有预定梯度的延长线，从在所述至少一个块的像素之前被先前重建的邻近块的像素中确定所述邻近块的像素。根据示例性实施例的另一方面，提供了一种用于对图像进行帧内预测编码的设备，所述设备包括：帧内预测单元，使用关于当前块的像素的具有预定梯度的延长线，从在图像的当前块的像素之前被先前重建的邻近块的像素中，确定邻近块的像素，并使用确定的邻近块的像素来预测当前块的像素。根据示例性实施例的另一方面，提供了一种用于对图像进行帧内预测解码的设备，所述设备包括：帧内预测单元，从比特流中提取指示应用于图像的当前块的帧内预测模式的帧内预测模式信息，根据由提取的帧内预测模式信息指示的帧内预测模式，对当前块执行帧内预测，其中，在帧内预测模式中，邻近块的像素预测当前块的像素，使用关于所当前块的像素的具有预定梯度的延长线，从在当前块的像素之前被先前重建的邻近块的像素中，确定所述邻近块的像素。具体实施方式现在，将参考附图更充分地描述示例性实施例，其中，示例性实施例在附图中示出。图1是示出根据示例性实施例的用于对图像进行编码的设备100的框图。参照图1，设备100包括帧内预测单元110、运动估计单元120、运动补偿单元125，频率变换单元130、量化单元140、熵编码器150、反量化单元160、频率反变换单元170、去块单元180和环路滤波单元190。运动估计单元120和运动补偿单元125执行这样的帧间预测：将当前画面的当前帧105划分为多个块(其中，每个块具有预定尺寸)，并在参考画面中搜索每个块的预测值。帧内预测单元110执行这样的帧内预测：通过使用当前画面的邻近块的像素来搜索当前块的预测值。具体地说，帧内预测单元110除了执行传统的帧内预测模式之外，还通过使用(dx,dy)参数附加地执行具有各种方向性的帧内预测模式。稍后将解释附加的根据本示例性实施例的帧内预测模式。基于从帧内预测单元110和运动补偿单元125输出的预测值来产生当前块的残差值，并且所述残差值通过频率变换单元130和量化单元140被输出为量化的变换系数。量化的变换系数通过反量化单元160和频率反变换单元170被恢复为残差值，恢复的残差值通过去块单元180和环路滤波单元190被后处理，并被输出为参考帧195。量化的变换系数可通过熵编码器150被输出为比特流155。将详细解释由图1的帧内预测单元110执行的帧内预测。将通过假设可通过使用具有大于或者小于16×16的尺寸的块作为编码单元来执行压缩编码的编解码器，而不是基于尺寸为16×16的宏块执行编码的传统编解码器(诸如H.264)，来解释用于提高图像压缩效率的帧内预测方法。图2是示出根据示例性实施例的根据当前块的尺寸的帧内预测模式的数量的示图。将被应用到块的帧内预测模式的数量可根据当前块的尺寸而改变。例如，参照图2，当将被预测的块的尺寸为N×N时，对分别具有尺寸2×2、4×4、8×8、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被配置用于对图像进行编码的设备，所述设备包括：帧内预测执行器，根据帧内预测模式，确定位于当前块的左侧或当前块的上侧的邻近像素的数量，其中，所述帧内预测模式指示多个方向之中的特定方向，所述特定方向是通过使用水平方向上的dx数和垂直方向上的固定数来指示的，或者是通过使用垂直方向上的dy数和水平方向上的固定数来指示的，其中，dx和dy是整数，所述帧内预测执行器使用基于当前像素(j,i)的位置以及指示所述特定方向的dx数或dy数的移位运算来确定位于当前块的左侧或当前块的上侧的邻近像素之中的一个或更多个邻近像素的位置，其中，j和i是整数，所述帧内预测执行器使用邻近像素的数量以及所述一个或更多个邻近像素的位置对当前块执行帧内预测；减法器，使用当前块的帧内预测值和当前块的像素值来获得残差；熵编码器，输出帧内预测模式的信息和所述残差，其中：dx数具有固定值32，dy数从{32,26,21,17,13,9,5,2,0,‑2,‑5,‑9,‑13,‑17,‑21,‑26}中确定，或者dy数具有固定值32，dx数从{32,26,21,17,13,9,5,2,0,‑2,‑5,‑9,‑13,‑17,‑21,‑26}中确定，位于当前块的上侧的一个或更多个邻近像素的位置基于i*dx>>m被确定，其中，i是当前像素在垂直方向上的位置，m与垂直方向上的固定数相关，>>是移位运算，位于当前块的左侧的一个或更多个邻近像素的位置基于j*dy>>n被确定，其中，j是当前像素在水平方向上的位置，n与水平方向上的固定数相关。...

【技术特征摘要】
2010.10.06 KR 10-2010-0097424;2010.07.16 US 61/3641.一种被配置用于对图像进行编码的设备，所述设备包括：帧内预测执行器，根据帧内预测模式，确定位于当前块的左侧或当前块的上侧的邻近像素的数量，其中，所述帧内预测模式指示多个方向之中的特定方向，所述特定方向是通过使用水平方向上的dx数和垂直方向上的固定数来指示的，或者是通过使用垂直方向上的dy数和水平方向上的固定数来指示的，其中，dx和dy是整数，所述帧内预测执行器使用基于当前像素(j,i)的位置以及指示所述特定方向的dx数或dy数的移位运算来确定位于当前块的左侧或当前块的上侧的邻近像素之中的一个或更多个邻近像素的位置，其中，j和i是整数，所述帧内预测执行器使用邻近像素的数量以及所述一个或更多个邻近像素的位置对当前块执行帧内预测；减法器，使用当前块的帧内预测值和当前块的像素值来获得残差；熵编码器，输出帧内预测模式的信息和所述残差，其中：dx数具有固定值32，dy数从{32,26,21,17,13,9,5,2,0,-2,-5,-9,-13,-17,-21,-26}中确定，或者dy数具有固定值32，dx数从{32,26,21,17,13,9,5,2,0,-2,-5,-9,-13,-17,-21,-26}中确定，位于当前块的上侧的一个或更多个邻近像素的位置基于i*dx>>m被确定，其中，i是当前像素在垂直方向上的位置，m与垂直方向上的固定数相关，>>是移位运算，位于当前块的左侧的一个或更多个邻近像素的位置基于j*dy>>n被确定，其中，j是当前像素在水平方向上的位置，n与水平方向上的固定数相关。2.一种对图像进行编码的方法，所述方法包括：根据帧内预测模式，确定位于当前块的左侧或当前块的上侧的邻近像素的数量，其中，所述帧内预测模式指示多个方向之中的特定方向，所述特定方向是通过使用水平方向上的dx数和垂直方向上的固定数来指示的，或者是通过使用垂直方向上的dy数和水平方向上的固定数来指示的，其中，dx和dy是整数；使用基于当前像素(j,i)的位置以及指示所述特定方向的dx数或dy数的移位运算来确定位于当前块的左侧或当前块的上侧的邻近像素之中的一个或更多个邻近像素的位置，其中，j和i是整数；使用邻近像素的数量以及所述一个或更多个邻近像素的位置对当前块执行帧内预测；使用帧内预测值和当前块来获得残差，其中：dx数具有固定值32，dy数从{32,26,21,17,13,9,5,2,0,-2,-5,-9,-13,-17,-21,-26}中确定，或者dy数具有固定值32，dx数从{32,26,21,17,13,9,5,2,0,-2,-5,-9,-13,-17,-21,-26}中确定，位于当前块的上侧的一个或更多个邻近像素的位置基于i*dx>>m被确定，其中，i是当前像素在垂直方向上的位置，m与垂直方向上的固定数相关，>>是移位运算，位于当前块的左侧的一个或更多个邻近像素的位置基于j*dy>>n被确定，其中，j是当前像素在水平方向上的位置，n与水平方向上的固定数相关。3.一种被配置用于对图像进行编码的设备，所述设备包括：帧内预测执行器，根据帧内预测模式，确定位于当前块的左侧或当前块的上侧的邻近像素的数量，其中，所述帧内预测模式指示多个方向之中的特定方向，所述特定方向是通过使用水平方向上的dx数和垂直方向上的固定数来指示的，或者是通过使用垂直方向上的dy数和水平方向上的固定数来指示的，其中，dx和dy是整数，所述帧内预测执行器使用基于当前像素(j,i)的位置以及指示所述特定方向的dx数或dy数的移位运算来确定位于当前块的左侧或当前块的上侧的邻近像素之中的一个或更多个邻近像素的位置，其中，j和i是整数，所述帧内预测执行器使用邻近像素的数量以及所述一个或更多个邻近像素的位置对当前块执行帧内预测；减法器，使用当前块的帧内预测值和当前块的像素值来获得残差；熵编码器，输出帧内预测模式的信息和所述残差，其中，当邻近像素的数量为1时，当前像素的值是基于邻近像素而获得的，当邻近像素的数量为2时，当前像素的预测值是基于邻近像素的加权平均而获得的，其中：dx数具有固定值32，dy数从{32,26,21,17,13,9,5,2,0,-2,-5,-9,-13,-17,-21,-26}中确定，或者dy数具有固定值32，dx数从{32,26,21,17,13,9,5,2,0,-2,-5,-9,-13,-17,-21,-26}中确定，位于当前块的上侧的一个或更多个邻近像素的位置基于i*dx>>m被确定，其中，i是当前像素在垂直方向上的位置，m与垂直方向上的固定数相关，>>是移位运算，位于当前块的左侧的一个或更多个邻近像素的位置基于j*dy>>n被确定，其中，j是当前像素在水平方向上的位置，n与水平方向上的固定数相关。4.一种对图像进行编码的方法，所述方法包括：根据帧内预测模式，确定位于当前块的左侧或当前块的上侧的邻近像素的数量，其中，所述帧内预测模式指示多个方向之中的特定方向，所述特定方向是通过使用水平方向上的dx数和垂直方向上的固定数来指示的，或者是通过使用垂直方向上的dy数和水平方向上的固定数来指示的，其中，dx和dy是整数；使用基于当前像素(j,i)的位置以及指示所述特定方向的dx数或dy数的移位运算来确定位于当前块的左侧或当前块的上侧的邻近像素之中的一个或更多个邻近像素的位置，其中，j和i是整数；使用邻近像素的数量以及所述一个或更多个邻近像素的位置对当前块执行帧内预测；使用帧内预测值和当前块来获得残差，其中：dx数具有固定值32，dy数从{32,26,21,17,13,9,5,2,0,-2,-5,-9,-13,-17,-21,-26}中确定，或者dy数具有固定值32，dx数从{32,26,21,17,13,9,5,2,0,-2,-5,-9,-13,-17,-21,-26}中确定，位于当前块的上侧的一个或更多个邻近像素的位置基于i*dx>>m被确定，其中，i是当前像素在垂直方向上的位置，m与垂直方向上的固定数相关，>>是移位运算，位于当前块的左侧的一个或更多个邻近像素的位置基于j*dy>>n被确定，其中，j是当前像素在水平方向上的位置，n与水平方向上的固定数相关。5.一种被配置用于对图像进行编码的设备，所述设备包括：帧内预测执行器，根据帧内预测模式，确定位于当前块的左侧或当前块的上侧的邻近像素的数量，其中，所述帧内预测模式指示多个方向之中的特定方向，所述特定方向是通过使用水平方向上的dx数和垂直方向上的固定数来指示的，或者是通过使用垂直方向上的dy数和水平方向上的固定数来指示的，其中，dx和dy是整数，所述帧内预测执行器使用基于当前像素(j,i)的位置以及指示所述特定方向的dx数或dy数的移位运算来确定位于当前块的左侧或当前块的上侧的邻近像素之中的一个或更多个邻近像素的位置，其中，j和i是整数，所述帧内预测执行器使用邻近像素的数量以及所述一个或更多个邻近像素的位置对当前块执行帧内预测；减法器，使用当前块的帧内预测值和当前块的像素值来获得残差；熵编码器，输出帧内预测模式的信息和所述残差，其中，当邻近像素的数量为1时，当前像素的值是基于邻近像素而获得的，当邻近像素的数量为2时，当前像素的预测值是基于邻近像素的加权平均而获得的，所述加权平均是基于dx数和dy数之一以及所述一个或更多个邻近像素的位置而确定的，其中：dx数具有固定值32，dy数从{32,26,21,17,13,9,5,2,0,-2,-5,-9,-13,-17,-21,-26}中确定，或者dy数具有固定值32，dx数从{32,26,21,17,13,9,5,2,0,-2,-5,-9,-13,-17,-21,-26}中确定，位于当前块的上侧的一个或更多个邻近像素的位置基于i*dx>>m被确定，其中，i是当前像素在垂直方向上的位置，m与垂直方向上的固定数相关，>>是移位运算，位于当前块的...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵正惠，李善一，韩宇镇，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR