用于使用帧内预测进行图像编码和解码的方法和设备技术

一种用于使用帧内预测进行图像编码和解码的方法和设备，所述方法和设备经由沿当前预测单元的水平和垂直方向的线性插值来产生预测值。所述方法包括：通过使用位于当前预测单元右上侧和左下侧的至少一个邻近像素来产生第一虚拟像素和第二虚拟像素；经由使用位于与第一虚拟像素相同行上的邻近左侧像素和当前像素的线性插值来获取当前像素的第一预测值；经由使用位于与第二虚拟像素相同列上的邻近上侧像素和当前像素的线性插值来获取当前像素的第二预测值；通过使用第一预测值和第二预测值获取当前像素的预测值。

【技术实现步骤摘要】
用于使用帧内预测进行图像编码和解码的方法和设备本申请是申请日为2012年6月28日、申请号为201280042446.X、题为“用于使用帧内预测进行图像编码和解码的方法和设备”的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及图像的编码和解码，更具体地，涉及一种用于图像的帧内预测编码和帧内预测解码的方法和设备，其中，通过使用各种方向和新的帧内预测模式提高了图像的压缩效率。
技术介绍
在图像压缩方法(诸如，运动图像专家组(MPEG)-1、MPEG-2、MPEG-4或H.264/MPEG-4先进的视频编码(AVC))中，为了对图像进行编码，画面被划分为宏块。按照所有编码模式(其中，所有编码模式可被用于帧间预测或帧内预测)对每个宏块进行编码，并随后按照根据用于对宏块进行编码的比特率和基于原始宏块的解码宏块的失真程度来选择的编码模式对每个宏块进行编码。随着用于再现和存储高分辨率或高质量视频内容的硬件的发展和提供，对于能够有效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要日益增加。在传统的视频编解码器中，以每个具有预定尺寸的宏块为单位对视频进行编码。
技术实现思路
本专利技术的技术目标本专利技术提供一种用于图像的帧内预测编码和帧内预测解码的方法和设备，其中，经由使用与当前预测单元邻近的像素的新的帧内预测方法，来根据图像特征提高了编码效率。实现本专利技术目标的方法本专利技术还提供一种使用与当前预测单元邻近的像素的新的帧内预测模式。有益效果根据本专利技术的一个或多个方面，通过经由使用邻近像素的各种帧内预测方法，根据图像特征来应用最优帧内预测方法，图像的编码效率可被提高。附图说明图1是示出根据本专利技术的实施例的用于对视频进行编码的设备的框图；图2是示出根据本专利技术的实施例的用于对视频进行解码的设备的框图；图3是用于描述根据本专利技术的实施例的编码单元的构思的示图；图4是示出根据本专利技术的实施例的基于编码单元的图像编码器的框图；图5是示出根据本专利技术的实施例的基于编码单元的图像解码器的框图；图6是示出根据本专利技术的实施例的根据深度的更深层编码单元和分区的更深层编码单元的示图；图7是用于描述根据本专利技术的实施例的编码单元和变换单元之间的关系的示图；图8是用于描述据本专利技术的实施例的与编码深度相应的编码单元的编码信息的示图；图9是示出根据本专利技术的实施例的根据深度的更深层编码单元的示图；图10至图12是用于描述根据本专利技术的实施例的编码单元、预测单元和变换单元之间的关系的示图；图13是用于描述根据表1的编码模式信息的编码单元、预测单元和变换单元之间的关系的示图；图14是示出根据本专利技术的实施例的根据预测单元的尺寸的帧内预测模式的数量的表格；图15是用于描述根据本专利技术的实施例的具有各种方向的帧内预测模式的参考示图；图16是用于描述根据本专利技术的实施例的当前像素和具有(dx,dy)的方向性的延长线上的邻近像素之间的关系的示图；图17和图18是示出根据本专利技术的实施例的帧内预测模式方向的示图；图19是用于示出本专利技术的实施例的具有33个方向性的帧内预测模式的方向；图20A和图20B是用于描述根据本专利技术的实施例的平面模式的示图；图21是示出根据本专利技术的实施例的在当前预测单元周围滤波的邻近像素的示图；图22是用于描述邻近像素的滤波处理的参考示图；图23是示出根据本专利技术的实施例的根据平面模式的帧内预测方法的流程图。最佳模式根据本专利技术的一方面，提供一种对图像进行帧内预测的方法，所述方法包括：通过使用位于当前预测单元的右上侧的至少一个邻近像素，来获取位于与当前预测单元的当前预测像素相同行上同时与位于当前预测单元的最右侧的像素相应的第一虚拟像素；通过使用位于当前预测单元的左下侧的至少一个邻近像素，来获取位于与当前预测像素相同列上同时与位于当前预测单元最下侧的像素相应的第二虚拟像素；经由使用第一虚拟像素和与当前预测像素相同行上的邻近左侧像素的线性插值获取当前预测像素的第一预测值；经由使用第二虚拟像素和与当前预测像素相同列上的邻近上侧像素的线性插值获取当前预测像素的第二预测值；通过使用第一预测值和第二预测值获取当前预测像素的预测值。根据本专利技术的另一方面，提供一种用于对图像进行帧内预测的设备，所述设备包括：帧内预测器，用于通过使用位于当前预测单元的右上侧的至少一个邻近像素，来获取位于与当前预测单元的当前预测像素相同行上同时与位于当前预测单元的最右侧的像素相应的第一虚拟像素，通过使用位于当前预测单元的左下侧的至少一个邻近像素，来获取位于与当前预测像素相同列上同时与位于当前预测单元最下侧的像素相应的第二虚拟像素，经由使用第一虚拟像素和与当前预测像素相同行上的邻近左侧像素的线性插值获取当前预测像素的第一预测值，经由使用第二虚拟像素和与当前预测像素相同列上的邻近上侧像素的线性插值获取当前预测像素的第二预测值，通过使用第一预测值和第二预测值获取当前预测像素的预测值。具体实施方式以下，将参照示出本专利技术的示例性实施例的附图更充分地描述本专利技术。图1是示出根据本专利技术的实施例的视频编码设备100的框图。视频编码设备100包括最大编码单元划分器110、编码单元确定器120和输出单元130。最大编码单元划分器110可基于用于图像的当前画面的最大编码单元，来对当前画面进行划分。如果当前画面大于最大编码单元，则当前画面的图像数据可被划分为至少一个最大编码单元。根据本专利技术的实施例的最大编码单元可以是具有32×32、64×64、128×128或256×256等尺寸的数据单元，其中，数据单元的形状是具有宽度和长度为2的幂次方的正方形。图像数据可根据所述至少一个最大编码单元被输出到编码单元确定器120。根据本专利技术的实施例的编码单元特点在于最大尺寸和深度。深度表示编码单元从最大编码单元空间划分的次数，并且随着深度加深，根据深度的更深层编码单元可从最大编码单元被划分为最小编码单元。最大编码单元的深度是最更高深度，最小编码单元的深度是最更低深度。由于随着最大编码单元的深度加深，与每个深度相应的编码单元的尺寸减小，因此与更高深度相应的编码单元可包括多个与更低深度相应的编码单元。如上所述，当前画面的图像数据根据编码单元的最大尺寸被划分为最大编码单元，并且每个最大编码单元可包括根据深度被划分的更深层编码单元。由于根据深度对根据本专利技术的实施例的最大编码单元进行划分，因此包括在最大编码单元中的空间域的图像数据可根据深度分层划分。可预先确定编码单元的最大深度和最大尺寸，所述最大深度和最大尺寸限制对最大编码单元的高度和宽度进行分层划分的次数。编码单元确定器120对通过根据深度对最大编码单元的区域进行划分而获取的至少一个划分区域进行编码，并且根据所述至少一个划分区域来确定最终编码结果将被输出的深度。也就是说，编码单元确定器120根据当前画面的每个最大编码单元，根据深度对根据更深层编码单元的图像数据进行编码，选择具有最小编码误差的深度。确定的编码深度和根据确定的编码深度的图像数据被输出到输出单元130。基于与等于或低于最大深度的至少一个深度相应的更深层编码单元对在最大编码单元中的图像数据进行编码，并且基于每个更深层编码单元中的每一个将对图像数据进行编码的结果进行比较。在将更深层编码单元的编码误差进行比较之后，可选择具有最小编码误差的深度。可针对每本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对图像进行帧内预测的编码设备，所述编码设备包括：编码信息确定器，被配置为：获取包括第一角样本、第二角样本、第一侧边样本和第二侧边样本的参考样本，其中，所述参考样本用于当前样本的预测，如果当前块的预测模式被确定为平坦模式，则将当前样本的预测值确定为第一角样本、第二角样本、第一侧边样本和第二侧边样本的样本值的加权和，基于当前样本的原始值和预测值之差来确定残差数据；输出单元，被配置为输出包括预测模式信息、帧内预测模式信息和残差数据的比特流，其中，第一角样本、第二角样本、第一侧边样本和第二侧边样本的权重是基于当前样本的位置和当前块的尺寸确定的，第一角样本位于当前块的上侧的行和当前块的右侧的列的交叉点，第二角样本位于当前块的下侧的行和当前块的左侧的列的交叉点，第一侧边样本位于当前样本所在的行和当前块的左侧的列的交叉点，第二侧边样本位于当前块的上侧的行和当前样本所在的列的交叉点。

【技术特征摘要】
2011.06.28 US 61/501,9691.一种对图像进行帧内预测的编码设备，所述编码设备包括：编码信息确定器，被配置为：获取包括第一角样本、第二角样本、第一侧边样本和第二侧边样本的参考样本，其中，所述参考样本用于当前样本的预测，如果当前块的预测模式被确定为平坦模式，则将当前样本的预测值确定为第一角样本、第二角样本、第一侧边样本和第二侧边样本的样本值的加权和，基于当前样本的原始值和预测值之差来确定残差数据；输出单元，被配置为输出包括预测模式信息、帧内预测模式信息和残差数据的比特流，其中，第一角样本、第二角样本、第一侧边样本和第二侧边样本的权重是基于当前样本的位置和当前块的尺寸确定的，第一角样本位于当前块的上侧的行和当前块的右侧的列的交叉点，第二角样本位于当前块的下侧的行和当前块的左侧的列的交叉点，第一侧边样本位于当前样本所在的行和当前块的左侧的列的交叉点，第二侧边样本位于当前块的上侧的行和当前样本所在的列的交叉点。2.一种对图像进行帧内预测的编码方法，所述编码方法包括：获取包括第一角样本、第二角样本、第一侧边样本和第二侧边样本的参考样本，其中，所述参考样本用于当前样本的预测；如果当前块的预测模式被确定为平坦模式，则将当前样本的预测值确定为第一角样本、第二角样本、第一侧边样本和第二侧边样本的样本值的加权和；基于当前样本的原始值和预测值之差来确定残差数据；输出包括预测模式信息、帧内预测模式信息和残差数据的比特流，其中，第一角样本、第二角样本、第一侧边样本和第二侧边样本的权重是基于当前样本的位置和当前块的尺寸确定的，第一角样本位于当前块的上侧的行和当前块的右侧的列的交叉点，第二角样本位于当前块的下侧的行和当前块的左侧的列的交叉点，第一侧边样本位于当前样本所在的行和当前块的左侧的列的交叉点，第二侧边样本位于当前块的上侧的行和当前样本所在的列的交叉点。3.一种对图像进行帧内预测的编码设备，所述编码设备包括：编码信息确定器，被配置为：获取包括第一角样本、第二角样本、第一侧边样本和第二侧边样本的参考样本，其中，所述参考样本用于当前样本的预测，如果当前块的预测模式被确定为平坦模式，则将当前样本的预测值确定为第一角样本、第二角样本、第一侧边样本和第二侧边样本的样本值的加权和，基于当前样本的原始值和预测值之差来确定残差数据；输出单元，被配置为输出包括预测模式信息、帧内预测模式信息和残差数据的比特流，其中，第一角样本、第二角样本、第一侧边样本和第二侧边样本的权重是基于当前样本的位置和当前块的尺寸确定的，第一角样本位于当前块的上侧的行和当前块的右侧的列的交叉点，第二角样本位于当前块的下侧的行和当前块的左侧的列的交叉点，第一侧边样本位于当前样本所在的行和当前块的左侧的列的交叉点，第二侧边样本位于当前块的上侧的行和当前样本所在的列的交叉点，当前块是通过确定包括在当前块中的样本的预测值而被预测得到的。4.一种对图像进行帧内预测的编码方法，所述编码方法包括：获取包括第一角样本、第二角样本、第一侧边样本和第二侧边样本的参考样本，其中，所述参考样本用于当前样本的预测；如果当前块的预测模式被确定为平坦模式，则将当前样本的预测值确定为第一角样本、第二角样本、第一侧边样本和第二侧边样本的样本值的加权和；基于当前样本的原始值和预测值之差来确定残差数据；输出包括预测模式信息、帧内预测模式信息和残差数据的比特流，其中，第一角样本、第二角样本、第一侧边样本和第二侧边样本的权重是基于当前样本的位置和当前块的尺寸确定的，第一角样本位于当前块的上侧的行和当前块的右侧的列的交叉点，第二角样本位于当前块的下侧的行和当前块的左侧的列的交叉点，第一侧边样本位于当前样本所在的行和当前块的左侧的列的交叉点，第二侧边样本位于当前块的上侧的行和当前样本所在的列的交叉点，当前块是通过确定包括在当前块中的样本的预测值而被预测得到的。5.一种对图像进行帧内预测的编码方法，所述编码方法包括：获取包括第一角样本、第二角样本、第一侧边样本和第二侧边样本的参考样本，其中，所述参考样本用于当前样本的预测；通过使用所述参考样本的邻近样本来对所述参考样本中的每个参考样本进行滤波；如果当前块的预测模式被确定为平坦模式，则将当前样本的预测值确定为第一角样本、第二角样本、第一侧边样本和第二侧边样本的样本值的加权和；基于当前样本的原始值和预测值之差来确定残差数据；输出包括预测模式信息、帧内预测模式信息和残差数据的比特流，其中，第一角样本、第二角样本、第一侧边样本和第二侧边样本的权重是基于当前样本的位置和当前块的尺寸确定的，第一角样本位于当前块的上侧的行和当前块的右侧的列的交叉点，第二角样本位于当前块的下侧的行和当前块的左侧的列的交叉点，第一侧边样本位于当前样本所在的行和当前块的左侧的列的交叉点，第二侧边样本位于当前块的上侧的行和当前样本所在的列的交叉点。6.一种包括比特流的非暂时性计算机可读记录介质，所述比特流包括：预测模式信息，指示从包括用于当前块的帧间模式和帧内模式的组选择的一个模式；帧内预测模式信...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泰美，陈建乐，
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