视频编码的色度分量的增强帧内预测的方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供组合帧内预测。该组合的帧内预测是通过组合依据第一色度帧内预测模式产生第一帧内预测与依据第二色度帧内预测模式产生的第二帧内预测而产生，用于编码或者解码当前色度区块。该第二色度帧内预测模式属于排除任一LM模式的一帧内预测模式组合。本发明专利技术也提供针对非‑444色彩视频数据的色度分量的多相位帧内预测。使用包含至少两种LM模式的模式组合来进行多相位帧内预测，其中该模式组合中两种LM模式的多个色度采样与对应的多个亮度采样之间的映射不同。更进一步，本发明专利技术也提供了具有使用扩展的相邻区域来获得LM模式参数的一个或者多个LM模式的色度帧内预测。

Method and Device for Enhanced Intra Prediction of Chromaticity Components in Video Coding

The invention provides combined intra prediction. The combined intra prediction is generated by combining the first intra prediction based on the first color intra prediction mode and the second intra prediction based on the second color intra prediction mode for encoding or decoding the current chroma block. The second color intra prediction mode belongs to an intra prediction mode combination excluding any LM mode. The present invention also provides multi-phase intra prediction for chroma components of non-444 color video data. A pattern combination comprising at least two LM modes is used for multiphase intra prediction, in which the mapping between multiple chroma samples of two LM modes and corresponding multiple brightness samples is different. Further, the present invention also provides a chroma intra prediction with one or more LM modes using extended adjacent regions to obtain LM mode parameters.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】视频编码的色度分量的增强帧内预测的方法与装置交叉引用本申请主张在2016年2月18日提出申请的申请号为PCT/CN2016/073998的PCT专利申请的优先权，且上述PCT专利申请以引用方式并入本文中。
本专利技术是关于视频编码。具体来说，本专利技术是关于色度帧内预测，色度帧内预测使用组合的帧内预测模型(Intrapredictionmodes)、扩展的相邻色度采样以及对应的亮度采样来获得线性模型预测参数、或者扩展的线性模型预测模式。
技术介绍
高效视频编码(HighEfficiencyVideoCoding，HEVC)标准是在ITU-T视频编码专家组(VideoCodingExpertsGroup，VCEG)标准与ISO/IEC运动图像专家组(MovingPictureExpertsGroup，MPEG)标准组合共同视频项目开发的，并且参与视频编码联合工作组(JointCollaborativeTeamonVideoCoding，JCT-VC)。在HEVC中，一个切片(slice)被分区为多个编码树单元(CTU)。CTU进一步被分割为多个编码单元(CU)，来适应多种局部特征。HEVC支持多种帧内预测模式(Intrapredictionmode)，并且对于帧内编码的CU，选择的帧内预测与模式是信号化的(signalled)。除了考虑到编码单元，预测单元(predictionunit，PU)的内容也被引进至HEVC。一旦CU垂直树的分割完成，每一个叶CU进一步依据预测类型以及预测单元分割被分割为一个或者多个预测单元。在预测之后，与CU相关的冗余进一步分割为转换区块、命名为转换区块(transformunits，TU)来进行转换流程。HEVC相比较之前的视频编码标准，例如AVC/H.264，使用更复杂的帧内预测。依据HEVC，针对亮度分量使用35种帧内预测模式，其中该35种这内预测模式包含DC、平面与各种角度预测模式。对于色度分量，通过利用亮度(Y)分量与色度分量之间的关联，线性模型预测模式(linearmodelpredictionmode，LMmode)被开发来增进色度分量(例如U/V分量或者Cb/Cr分量)的编码性能。在LM模式中，在亮度采样与色度采样之间假设存在一个线性模型，如公式(1)所示：C＝a*Y+b,(1)其中C代表色度采样的预测值，Y代表亮度采样的预测值，并且a与b是两个参数。对于一些彩色采样格式，例如4:2:0或者4:2:2，色度分量的采样与亮度分量的采样并非是一一映射。图1是针对4:2:0色彩格式的色度分量(如三角形所示)以及对应的亮度分量(如圆形所示)的示意图。在LM模式中，获得一个内插的亮度值，并且该亮度内插值是用来获得一个对应的色度采样值的预测值。在图1中，内插亮度值Y是依据Y＝(Y0+Y1)/2获得。该内插亮度值Y是用来获得对应的亮度采样C的的预测。参数a与b是依据来自顶部与左侧相邻区域的先前解码的亮度与色度采样而获得。图2是针对4:2:0色彩格式的4x4色度区块的相邻采样的举例说明，其中色度分量是用三角形来表示的。对于4:2:0色彩格式，该4x4色度是在一个对应的8x8亮度区块中收集，其中该亮度采样是使用圆形来表示。LM模式有一些扩展。在一个扩展中，参数a与b是仅仅用顶部相邻的已解碼的亮度与色度采样获得。图3是基于4x4色度区块310的顶部相邻采样获得参数a与b的示意图。该扩展的LM模式被称为LM_顶部模式。在另一个扩展中，参数a与b是仅仅依据左侧相邻的已解碼的亮度与色度分量而获得。图4是基于4x4色度区块410的左侧相邻采样获得参数a与b的示意图。该扩展的LM模式被称为LM_左侧模式。在另一个扩展中，在第一色度分量(例如Cb)的一个采样值与第二色度分量(例如Cr)的一个采样值之间的一个线性模型如等式(2)所示:C1＝a*C2+b,(2)其中C1代表第一色度分量(例如Cr)的一个采样值的预测值；C2代表第二色度分量(例如Cb)的对应采样值；a与b是两个参数，是从第一色度分量的顶部与左侧相邻采样与第二色度分量的对应采样而获得。该扩展的LM模式被称为LM_CbCr。尽管LM及其扩展能够显著地增进编码效率，还需要进一步增强色度帧内预测的编码效率。
技术实现思路
本专利技术提供一种由视频编码系统所执行的针对色度分量的内插预测方法与装置。依据该方法，通过组合依据第一色度帧内预测模式产生的第一帧内预测与依据第二色度帧内预测模式产生的第二帧内预测产生组合的帧内预测，来编码或者解码该当前色度区块。该第一色度帧内预测模式对应线性模型预测模式(LM模式)或者扩展的LM模式。该第二色度帧内预测模式属于一个帧内预测模式组合，其中该帧内预测模式组合排除了任意的LM模式，该任意的LM模式是使用线性模型基于重建亮度值来产生色度预测值。该组合的帧内预测是使用该第一帧内预测以及该第二帧内预测的加权和产生。该组合的帧内预测可使用包含乘法、加法以及算术位移的整数计算来计算，以避免需要进行除法计算。举例来说，该组合的帧内预测可使用该第一帧内预测与该第二帧内预测之和之后一次右侧位移操作来计算。在一个实施例中，该加权和的权重系数是位置相关的。在一个实施例中，该第一色度帧内预测模式对应扩展LM模式。举例来说，来扩展LM模式属于包含LM_顶部模式、LM_左侧模式、LM_顶部_右侧模式、LM_右侧模式、LM_左侧_底部模式、LM_底部模式、LM_左侧_顶部模式以及LM_CbCr模式的模式组合。另一方面，该第二色度帧内预测模式属于包含角度模式、DC模式、平面模式、平面_Ver模式、平面_Hor模式、当前亮度区块所使用模式、当前亮度区块的子区块所使用的模式、以及当前色度区块的先前处理的色度分量所使用的模式的模式组合。在另一个实施例中，融合模式包含在帧内预测候选列表中，其中该融合模式指示该第一色度帧内预测模式以及该第二色度帧内预测模式被使用，并且指示该组合的帧内预测模式被使用来编码或者解码该当前色度区块。该融合模式是插入至该帧内预测候选列表中在所有的LM模式之后，并且其中该融合模式的码字不短于任意LM模式的码字。更进一步，具有融合模式的色度帧内预测能够与多相位LM模式组合。在多相位LM模式中，第一LM模式与第二LM模式的多个色度采样与对应的多个亮度采样之间的映射是不同的。该第一LM模式插入至该帧内预测候选列表来代替一常规LM模式，该第二LM模式插入至该帧内预测候选列表中在该常规LM模式以及该融合模式之后的位置。本专利技术另提供一种由视频编码系统所执行的针对非-444色彩视频数据的色度分量的帧内预测的方法与装置。包含至少两种线性模型预测模式(LM模式)的模式组合被用于多相位帧内预测，其中针对来自该模式组合中的两种LM模式，其多个色度采样与对应的多个亮度采样之间的映射不同。对于4:2:0色彩视频资料，每一色度采样具有四个收集的亮度采样Y0、Y1、Y2与Y3，并且其中Y0位于每一当前色度采样的顶部，Y1位于每一当前色度采样的底部，Y2位于每一当前色度采样的顶部-右侧，并且Y3位于每一当前色度采样的底部-右侧。该每一色度采样对应的亮度采样对应于Y0、Y1、Y2、Y3、(Y0+Y1)/2、(Y0+Y2)/2、(Y0+Y3)/2、(Y1+Y2)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由视频编码系统所执行的针对色度分量的帧内预测方法，该方法包含：接收与当前色度区块相关的输入数据；决定来自模式组合的第一色度帧内预测模式与第二色度帧内预测模式，其中该第一色度帧内预测模式对应线性模型预测模式(LM模式)或者扩展的LM模式；以及通过组合依据该第一色度帧内预测模式产生的第一帧内预测与依据该第二色度帧内预测模式产生的第二帧内预测产生组合的帧内预测，来编码或者解码该当前色度区块。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.18 CN PCT/CN2016/0739981.一种由视频编码系统所执行的针对色度分量的帧内预测方法，该方法包含：接收与当前色度区块相关的输入数据；决定来自模式组合的第一色度帧内预测模式与第二色度帧内预测模式，其中该第一色度帧内预测模式对应线性模型预测模式(LM模式)或者扩展的LM模式；以及通过组合依据该第一色度帧内预测模式产生的第一帧内预测与依据该第二色度帧内预测模式产生的第二帧内预测产生组合的帧内预测，来编码或者解码该当前色度区块。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该第二色度帧内预测模式属于排除任意LM模式的帧内预测模式组合，其中该LM模式是使用线性模型依据重建亮度值来产生色度预测值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该组合的帧内预测是使用该第一帧内预测与该第二帧内预测的加权和而产生。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该组合的帧内预测是使用包含乘法、加法以及算术位移的整数计算来计算，以避免需要除法计算。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该组合的帧内预测是使用该第一帧内预测与该第二帧内预测之和之后一次右移操作而产生。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该加权和的加权系数是位置相关的。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该扩展LM模式属于包含LM_顶部模式、LM_左侧模式、LM_顶部_右侧模式、LM_右侧模式、LM_左侧_底部模式、LM_底部模式、LM_左侧_顶部模式以及LM_CbCr模式的模式组合。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该第二色度帧内预测模式属于包含角度模式、DC模式、平面模式、平面_Ver模式、平面_Hor模式、由对应该当前色度区块的当前亮度区块所使用的第一模式、由该当前亮度区块的子区块所使用的第二模式、以及由该当前色度区块的先前处理的色度分量所使用的第三模式的模式组合。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，融合模式是包含在帧内预测候选列表中，其中该融合模式指示该第一色度帧内预测模式以及该第二色度帧内预测模式被使用，并且该组合帧内预测是用来编码或者解码该当前色度区块。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该融合模式是插入至该帧内预测候选列表中在所有的LM模式之后，并且其中该融合模式的码字不短于任意LM模式的码字。11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该模式组合进一步包含第一LM模式以及第二LM模式，并且该第一LM模式与该第二LM模式的多个色度采样与对应的多个亮度采样之间的映射是不同的；并且其中该第一LM模式插入至该帧内预测候选列表来代替常规LM模式，该第二LM模式插入至该帧内预测候选列表中在该常规LM模式以及该融合模式之后的位置。12.一种通过视频编码系统执行的色度分量的帧内预测的装置，该装置包含一或多个电子电路或处理器，用来：接收与色度区块相关的输入数据；决定第一色度帧内预测模式与第二色度帧内预测模式，其中该第一色度帧内预测模式对应线性模型预测模式(LM模式)或者扩展的LM模式；以及通过组合依据该第一色度帧内预测模式产生的第一帧内预测与依据该第二色度帧内预测模式产生的第二帧内预测产生组合的帧内预测，来编码或者解码该当前色度区块。13.一种由视频编码系统所执行的针对非-444色彩视频数据的色度分量...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，安基程，黄晗，
申请(专利权)人：联发科技新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG