使用平面表达的增强帧内预测编码制造技术

使用平面表达的增强帧内预测编码。本发明专利技术提供一种低复杂度平面模式编码，其中，使用在相应水平边界像素的值和垂直边界像素其中一个的值之间的线性插值计算第一预测值，且使用在相应垂直边界像素的值和水平边界像素其中一个的值之间的线性插值计算第二预测值。第一和第二预测值然后被平均以得出预测块中的相应预测像素值。预测块和目标块之间的残差被以信号方式发送到解码器。

【技术实现步骤摘要】
使用平面表达的增强帧内预测编码本申请是原案申请号为201180062138.9的专利技术专利申请(国际申请号：PCT/US2011/066359，申请日：2011年12月21日，专利技术名称：使用平面表达的增强帧内预测编码)的分案申请。相关申请本申请要求2010年12月21日提交的临时美国专利申请序列号No.61/425,670和2011年3月4日提交的临时美国专利申请序列号No.61/449,528在35U.S.C§119(e)下的优先权，此处以引用的方式并入其全部内容。
本专利技术涉及视频编码且尤其涉及使用低复杂度平面预测模式编码增强的帧内预测。
技术介绍
数字视频需要大量数据来以压缩方式表达数字视频序列(例如帧系列)的每一个或每个帧。对于大多数应用而言，因为带宽限制，在计算机网络上发送非压缩数字视频是不切实际的。另外，非压缩数字视频需要大量存储空间。数字视频通常以一些方式编码以减小存储需求且减小带宽需求。用于编码数字视频的一种技术是帧间预测或间预测。帧间预测采用不同帧当中的时间冗余。视频的时间相邻帧典型地包括像素块，其基本上保持相同。在编码处理中，运动向量使得一个帧的像素的块的移动与另一帧中相似像素的块相互关联。因此，不需要系统两次编码像素块，而是一次编码像素块且提供运动向量以预测另一像素块。用于编码数字视频的另一技术是帧内预测或内预测。帧内预测编码帧或其一部分而不参考另一帧中的像素。帧内预测采用帧内像素块之间的空间冗余。因为空间相邻的像素块一股具有相似属性，通过参考相邻块之间的空间关联改善了编码处理的效率。基于在相邻块中使用的预测模式，这种关联可以被目标块的预测采用。典型地，编码器包括像素预测器，该像素预测器包括帧间预测器、帧内预测器和模式选择器。帧间预测器基于运动补偿参考帧针对接收的图像执行预测。帧内预测器基于当前帧或图片已经处理的部分针对接收的图像执行预测。帧内预测还包含多个不同帧内预测模式且在相应预测模式下执行预测。来自帧间预测器和帧内预测器的输出被提供到模式选择器。模式选择器确定使用哪种编码方法，帧间预测编码或帧内预测编码，且当使用帧内预测编码时，确定使用在多个帧内预测模式中的哪个帧内预测编码的模式。在确定处理中，模式选择器使用成本函数来分析哪个编码方法或哪个模式相对于编码效率和处理成本给出最有效的结果。帧内预测模式包括DC模式和定向模式。DC模式适当地表达像素值在块上恒定的块。定向模式适于表达在某一方向具有条纹图案的块。存在另一图像图案：其中图像是平滑的且其像素值在块中逐渐变化。DC模式和定向模式不适于预测图像内容中的小渐变，且尤其在低至中等码率可能形成恼人的块效应。这是因为当具有渐变像素值的块被编码时，块的AC系数倾向于量化为0，而DC系数具有非零值。为了应付这种问题，H.264/AVC标准下的帧内预测模式附加地包括平面模式以利用像素值随着小平面梯度逐渐变化的平滑图像来表达块。在H.264/AVC标准的平面模式下，平面梯度被估算且以比特流以信号方式发送到解码器。
技术实现思路
本专利技术提供一种可以改善帧内预测编码的编码效率的低复杂度平面模式编码。在本专利技术中，在平面预测模式下，编码器计算第一预测值和第二预测值。使用在相应水平边界像素的值和垂直边界像素其中一个的值之间的线性插值计算第一预测值。使用在相应垂直边界像素的值和水平边界像素其中一个的值之间的线性插值计算第二预测值。编码器还执行第一和第二预测值的平均以得出预测块中的相应预测值。在本专利技术的一个方面中，编码器以比特流向解码器以信号方式发送在预测块和目标块之间的残差。在本专利技术的另一方面中，主要变换核集HN(i.j)被切换为次要变换核集GN(i.，j)。编码器使用次要变换核集GN(i.，j)变换残差。次要变换核集GN(i.，j)可以通过以下等式其中一个来定义：(a)(b)以及(c)在本专利技术的另一方面中，用于尺寸N×N的次要变换核集GN(i.，j)通过用于尺寸M×M的主要变换核集HM(i.j)定义，其中M＞N。具体而言，如果支持尺寸2N×2N(H2N)的变换核，则次要变换核集GN(i.，j)可以通过GN(i，j)＝ki×H2N(2i，N+1-j)定义，或者在其它情况，GN(i，j)＝HN(i，j)。本专利技术还提供用于解码的低复杂度平面模式编码。在平面模式下，解码器计算第一预测值和第二预测值。使用在相应水平边界像素的值和垂直边界像素其中一个的值之间的线性插值计算第一预测值。使用在相应垂直边界像素的值和水平边界像素其中一个的值之间的线性插值计算第二预测值。解码器然后执行第一和第二预测值的平均以得出在预测块中的相应预测值。解码器解码从编码器以信号方式发送的由编码器在平面模式下产生的残差，且将经解码的残差相加到预测块以重构图像数据。附图说明图1是示出其上可以实施本专利技术的示例性硬件架构的框图。图2是示出可以应用本专利技术的视频编码器的一股视图的框图。图3是示出可以应用本专利技术的视频解码器的一股视图的框图。图4是示出根据本专利技术的实施方式的编码器的功能模块的框图。图5是示出根据本专利技术的实施方式的视频编码器执行的编码处理的流程图。图6是示出根据本专利技术的实施方式的解码器的功能模块的框图。图7是示出根据本专利技术的实施方式的视频解码器执行的解码处理的图。图8是包含8×8个像素P(i，j)的目标块和用于预测像素P(i，j)的参考像素的示意性表达。图9是示出根据JCT-VCA119中建议的平面模式编码产生预测像素的处理的示意性表达。图10是示出根据本专利技术的平面模式编码产生预测像素的处理的示意性表达。图11是示出根据本专利技术的平面模式编码产生预测像素的处理的另一示意性表达。图12是示出主要变换核集和次要变换核集之间的切换的处理的流程图。具体实施方式图1示出其上可以实施本专利技术的计算机100的示例性硬件架构。请注意，图1中示出的硬件架构在实施本专利技术的实施方式的视频编码器和视频解码器中可以通用。计算机100包括处理器101、存储器102、存储设备105以及经由本地接口107通信耦合的一个或更多输入和/或输出(I/O)设备106(或外围设备)。如本领域所已知，本地接口105例如可以是但不限于一个或更多总线或其它有线或无线连接。处理器101是用于执行尤其存储在存储器102中的软件的硬件设备。处理器101可以是任意客户定制或商业可得的处理器、中央处理单元(CPU)、与计算机100相关的若干处理器中的辅助处理器、基于半导体的微处理器(以微芯片或芯片集的形式)或一股用于执行软件指令的任意设备。存储器102包括计算机可读介质，该计算机可读介质可以包括易失性存储器元件(例如随机存取存储器(RAM，诸如DRAM、SRAM、SDRAM等))和非易失性存储器元件(例如ROM、硬盘驱动、带、CDROM等)其中任意一个或组合。此外，存储器102可以包含电子、磁性、光学和/或其它类型的存储介质。计算机可读介质可以是可以存储、通信、传播或传输被指令执行系统、装置或设备使用或与之结合使用的程序的任意装置。请注意，存储器102可以具有分布式架构，其中各个组件彼此远程布置，但是可以被处理器101接入。存储器102中的软件103可以包括一个或更多单独的程序，如下所述，程序中的每一个包含用于实施计算机100的逻辑功能的可执行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在包括DC模式、定向模式和平面模式的多个不同的帧内预测模式下预测目标块中的每一个目标像素的像素值的视频编码方法，该方法包括通过视频编码器的处理器执行的计算机可执行步骤以实施以下步骤：当使用所述平面模式时，使用在所述目标块的上侧的多个水平边界像素中的与每一个目标像素相同的水平位置的水平边界像素的像素值和在所述目标块的左侧的多个垂直边界像素中的一个垂直边界像素的像素值之间的线性插值来计算每一个目标像素的第一预测值；当使用所述平面模式时，使用在所述多个垂直边界像素中的与每一个目标像素相同的垂直位置的垂直边界像素的像素值和在所述多个水平边界像素中的一个水平边界像素的像素值之间的线性插值来计算每一个目标像素的第二预测值；以及当使用所述平面模式时，平均每一个目标像素的所述第一预测值和所述第二预测值以得出在预测块中的每一个预测像素值。

【技术特征摘要】
2010.12.21 US 61/425,670;2011.03.04 US 61/449,5281.一种用于在包括DC模式、定向模式和平面模式的多个不同的帧内预测模式下预测目标块中的每一个目标像素的像素值的视频编码方法，该方法包括通过视频编码器的处理器执行的计算机可执行步骤以实施以下步骤：当使用所述平面模式时，使用在所述目标块的上外侧的多个水平边界像素中的与每一个目标像素相同的水平位置的水平边界像素的像素值和在所述目标块的左外侧的多个垂直边界像素中的一个垂直边界像素的像素值之间的线性插值来计算每一个目标像素的第一预测值；当使用所述平面模式时，使用在所述多个垂直边界像素中的与每一个目标像素相同的垂直位置的垂直边界像素的像素值和在所述多个水平边界像素中的一个水平边界像素的像素值之间的线性插值来计算每一个目标像素的第二预测值；以及当使用所述平面模式时，平均每一个目标像素的所述第一预测值和所述第二预测值以得出在预测块中的每一个预测像素值。2.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括以信号方式发送在所述预测块和所述目标块之间的残差。3.根据权利要求2所述的方法，该方法还包括以下步骤：从主要变换核集HN(i，j)切换为次要变换核集GN(i，j)，使得当变换在不同于所述平面模式的预测模式下产生的所述残差时，使用所述主要变换核集HN(i，j)，当变换在所述平面模式下产生的所述残差时，使用所述次要变换核集GN(i，j)；以及使用所述次要变换核集GN(i，j)变换在所述平面模式下产生的所述残差，其中，1≤i，j≤N，N是正整数。4.一种用于预测目标块中的每一个目标像素的像素值的视频解码方法，该方法包括通过视频解码器的处理器执行的计算机可执行步骤以实施以下步骤：导出由编码器从包括DC模式、定向模式和平面模式的多个不同的帧内预测模式中选择的预测模式；当所述预测模式是所述平面模式时，使用在所述目标块的上外侧的多个水平边界像素中的与每一个目标像素相同的水平位置的水平边界像素的像素值和在所述目标块的左外侧的多个垂直边界像素中的一个垂直边界像素的像素值之间的线性插值来计算每一个目标像素的第一预测值；当所述预测模式是所述平面模式时，使用在所述多个垂直边界像素中的与每一个目标像素相同的垂直位置的垂直边界像素的像素值和在所述多个水平边界像素中的一个水平边界像素的像素值之间的线性插值来计算每一个目标像素的第二预测值；以及当所述预测模式是所述平面模式时，平均每一个目标像素的所述第一预测值和所述第二预测值以得出在预测块中的每一个预测像素值。5.根据权利要求4所述的方法，该方法还包括以下步骤：解码从编码器以信号方式发送的由所述编码器在...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·J·宝森，S·卡努木里，
申请(专利权)人：株式会社NTT都科摩，
类型：发明
国别省市：日本;JP