图像和视频编解码中用于帧内色度编解码的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种以推导模式帧内预测编解码的色度的视频编解码的方法及装置。如果推导模式帧内预测被选择用于当前色度块，则：通过定位对应于当前色度块相应亮度块区域的第一左上像素地址，确定相应亮度块区域；从包括相应亮度块区域的一个或多个子块的子块集中确定一个或多个候选亮度编解码模式，其中如果子块集仅包括一个子块，则子块集排除位于相应亮度块区域的左上角处的角子块；基于包括一个或多个候选亮度编解码模式的信息，推导出当前色度帧内模式以用于当前色度块；以及使用推导出的当前色度帧内模式，将帧内预测编码或者解码应用到当前色度块。

Method and device for intra-frame chroma encoding and decoding in image and video coding and decoding

The invention provides a video encoding and decoding method and device for predicting the chroma of encoding and decoding in a deduced mode intra frame. If the intra prediction of the derived mode is selected for the current chroma block, then the corresponding luminance block area is determined by locating the first upper left pixel address corresponding to the corresponding luminance block area of the current chroma block, and one or more candidate luminance codec modes are determined from the subset of one or more sub-blocks including the corresponding luminance block area, where only one sub-block is included in the subset. The subset excludes corner blocks located at the upper left corner of the corresponding luminance block area; deduces the current intra-frame mode of chroma for the current chroma block based on information including one or more candidate luminance codec modes; and applies intra-prediction coding or decoding to the current chroma block using the derived current intra-frame mode of chroma.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图像和视频编解码中用于帧内色度编解码的方法及装置交叉引用本专利技术主张在2016年10月04日提出的申请号为62/403,735的美国临时专利申请的优先权，主张在2016年11月11日提出的申请号为62/420,659的美国临时专利申请的优先权，其内容以引用方式整体并入本文中。
本专利技术涉及图像和视频编解码中的帧内编解码。具体而言，本专利技术涉及帧内预测模式推导以用于帧内推导模式(derived-mode，DM)编解码的颜色图像或者颜色视频的色度分量，以提高编解码效率。
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)标准组织与运动图像专家组(MovingPictureExpertsGroup，MPEG)标准组织的联合视频项目下发展的，特别是与视频编码联合小组(JointCollaborativeTeamonVideoCoding，JCT-VC)存在合作伙伴关系。在HEVC中，一个片段(slice)被分割成多个编码树单元(codingtreeunit，CTU)。在主文档中，编码树单元的最小尺寸和最大尺寸由序列参数集(sequenceparameterset，SPS)中的语法元素指定。所允许的编码树单元尺寸可以为8x8、16x16、32x32或者64x64。对于每个片段，根据光栅扫描连续处理这个片段内的编码树单元。编码树单元被进一步分割成多个编码单元(codingunit，CU)，以适应性各种本地特征。四叉树，表示为编码树，用于将编码树单元分割成多个编码单元。假设编码树单元尺寸为MxM，其中M为64、32或者16的值中的一个。编码树单元可以为单个编码单元(即没有分割)，或者可以被分割成四个相同尺寸(即M/2xM/2)的更小的单元，其对应于编码树的节点。如果这些单元为编码树的叶节点，则这些单元变成编码单元。否则，四叉树分割流程可以被重复直到节点的尺寸达到序列参数集中所指定的最小允许编码单元尺寸。此外，根据HEVC，每个编码单元可以被分割成一个或多个预测单元(predictionunit，PU)。结合(couple)编码单元，预测单元用作基础表示块以用于共享预测信息。在每个预测单元内部，相同的预测流程被使用，且基于预测单元，相关信息被发信到解码器。根据预测单元分割类型，编码单元可以被分割成1个、2个或者4个预测单元。HEVC定义了8种形状以用于将编码单元分割成预测单元，其包括2Nx2N分割类型、2NxN分割类型、Nx2N分割类型、NxN分割类型、2NxnU分割类型、2NxnD分割类型、nLx2N分割类型和nRx2N分割类型。不同于编码单元，预测单元可以仅被分割一次。2NxnU分割类型、2NxnD分割类型、nLx2N分割类型和nRx2N分割类型如第二行所示的分割对应于非对称分割，其中两个分割的部分具有不同尺寸。HEVC编解码包括帧间预测和帧内预测。对于帧内预测，生成帧内预测包括三个部分：帧内光滑滤波、帧内预测和帧内梯度滤波。首先，在计算预测之前，光滑操作被应用到参考样本，作为预处理步骤。这个光滑操作对应于将具有滤波器权重[1,2,1]>>2与低通特性的FIR(FiniteImpulseResponse)滤波器应用到属于当前变换单元(transformunit，TU)的左行和上列的样本。每个变换单元的帧内预测与相邻变换单元的重构样本一起被产生。涉及帧内光滑的样本如图1所示，其中块100对应于当前块，线110对应于水平分界线，线120对应于垂直分界线。是否使用这个光滑操作由变换单元尺寸和帧内预测模式来确定。其次，用某个帧内预测模式，当前块的帧内预测自相邻参考样本推导出，并且帧内预测模式由编码器自DC模式、平面模式和33种方向模式中选择，并被发信在比特流中。再次，如果帧内预测模式为DC模式、水平模式或者垂直模式，则帧内梯度滤波器被进一步应用到位于当前变换单元的左分界线和上分界线处的样本。在HEVC中的所有35种帧内预测模式中，三种模式被考虑成最大概率模式(mostprobablemode，MPM)，以用于预测当前预测块内的帧内预测模式。例如，左预测块中和上预测块中使用的帧内预测模式可以作为最大概率模式集的候选。在两个相邻块中的帧内预测模式相同且均为方向的，或者两个相邻块中仅一个可用且以帧内预测编解码，且同时这个帧内预测模式为方向的情况下，紧邻着这个方向的两个相邻方向在最大概率模式中也被使用。DC模式和平面模式也被考虑在最大概率模式集中，以填充最大概率模式中可用点(availablespot)，特别是如果上相邻块或者顶端相邻块不可用或者不以帧内预测编解码，或者相邻块中的帧内预测模式不是方向的。如果用于当前预测块的帧内预测模式为最大概率模式集中的模式中的一个，则1个二进制代码(bin)或者2个二进制代码用于发信其为哪个模式。否则，其与最大概率模式集中的任何条目不相同，则其被编解码成非最大概率模式模式。总共存在32种这样非最大概率模式模式，并且(5码元)固定长度编解码方法被应用到发信这个模式。33个方向如图2所示。在图2中，总共存在33种方向模式，即H,H+1,…,H+8,H-1,…,H-7,V,V+1,…,V+8,V-1,…,V-8。这个系统可以被扩展成常规情况，其中水平模式和垂直模式被表示为H模式和V模式。对于其他方向模式，其可以被表示为H+k模式或者V+k模式，其中k＝1,2等。例如，如图3所示，如果65种方向模式被使用，k可以从1到16、或从-1到-16变化。在HEVC的一些最近发展中，如图3所示，额外的32种方向模式被使用在已有的33种方向模式之间。在这种情况中，存在总共65种模式，包括方向模式和一些非方向模式。在HEVC中，一旦方向模式被确定，沿着预测方向，当前块中所有像素将使用相同的预测子值。如果预测子落入两个重构参考样本之间，则双线性滤波器将被使用以计算预测子作为两个相邻像素的加权平均。例如，根据P＝[P1*a+P2*(32-a)]/32，预测子发信P可以被推导出，其中P1和P2为两个相邻重构样本，整数a为从预测子P到P2的距离，其范围为0与32之间且包括端点。帧内梯度滤波器的概念将沿着帧内预测方向使用梯度信息来提高帧内预测质量。对于如图2所示的从垂直方向/水平方向(即v/h)到垂直+8方向/水平+8方向(即v+8/h+8)的帧内预测模式，左侧行相邻样本/上方列相邻样本可以沿着来自于上方列/左侧行的帧内预测方向而放置其相应的参考。用相邻样本计算的梯度可以用于改善帧内预测。用于垂直方向模式的示例如图4A所示，其中Pij表示位于i列和j行的预测子。AL表示位于当前块的左上角处的重构样本，而Li表示当前块的左侧列中的重构样本。新的预测子被计算成：P′ij＝Pij+α·(Li-AL),(1)其中α为从0到1的小数，且根据j而选择，例如，对于j＝0，α＝1/2，对于j＝1，α＝1/4。P’ij被用作最终预测子。对于水平方向模式，最终预测子P’ij被计算成P′ij＝Pij+α·(Aj-AL),(2)在上述等式中，Aj为上方列中的重构样本，其如图4A所示。对应方向模式v本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种视频编解码方法，其特征在于，分别由视频编码系统和视频解码系统使用，该方法包括：接收与当前色彩图像中的当前色度块相关的输入数据；如果推导模式帧内预测被选择用于该当前色度块，则：通过定位对应于该当前色度块的第二左上像素地址的相应亮度块区域的第一左上像素地址，确定相应亮度块区域，其中该相应亮度块区域对应于该当前色彩图像中与该当前色度块相同的区域；从包括该相应亮度块区域的一个或多个子块的子块集中确定一个或多个候选亮度编解码模式，其中如果该子块集仅包括一个子块，则该子块集排除位于该相应亮度块区域的左上角处的角子块；基于包括该一个或多个候选亮度编解码模式的信息，推导出当前色度帧内模式以用于该当前色度块；以及使用推导出的该当前色度帧内模式，将帧内预测编码或者解码应用到该当前色度块。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.04 US 62/403,735;2016.11.11 US 62/420,6591.一种视频编解码方法，其特征在于，分别由视频编码系统和视频解码系统使用，该方法包括：接收与当前色彩图像中的当前色度块相关的输入数据；如果推导模式帧内预测被选择用于该当前色度块，则：通过定位对应于该当前色度块的第二左上像素地址的相应亮度块区域的第一左上像素地址，确定相应亮度块区域，其中该相应亮度块区域对应于该当前色彩图像中与该当前色度块相同的区域；从包括该相应亮度块区域的一个或多个子块的子块集中确定一个或多个候选亮度编解码模式，其中如果该子块集仅包括一个子块，则该子块集排除位于该相应亮度块区域的左上角处的角子块；基于包括该一个或多个候选亮度编解码模式的信息，推导出当前色度帧内模式以用于该当前色度块；以及使用推导出的该当前色度帧内模式，将帧内预测编码或者解码应用到该当前色度块。2.如权利要求1所述的视频编解码方法，其特征在于，该当前色度块对应于一个色度编码单元，且该相应亮度块区域对应于一个亮度编码单元。3.如权利要求1所述的视频编解码方法，其特征在于，该相应亮度块区域的每个子块对应于一个最小亮度编码单元。4.如权利要求1所述的视频编解码方法，其特征在于，确定该一个或多个候选亮度编解码模式，包括：逐个检测与该子块集的n个子块相关的一个或多个亮度编解码模式，直到所检测的亮度编解码模式为帧内角度模式、DC模式或者平面模式；以及使用所检测的该亮度编解码模式作为该当前色度帧内模式；其中n为正整数。5.如权利要求4所述的视频编解码方法，其特征在于，如果与该子块集的该n个子块相关的该一个或多个亮度编解码模式中没有一个为该帧内角度模式、DC模式或者平面模式，则确定该一个或多个候选亮度编解码模式，包括：选择默认帧内模式作为该当前色度帧内模式。6.如权利要求4所述的视频编解码方法，其特征在于，根据所选择的顺序逐个检测该子块集的该n个子块。7.如权利要求6所述的视频编解码方法，其特征在于，该默认帧内模式被发信在序列参数集、图像参数集或者片段头中。8.如权利要求6所述的视频编解码方法，其特征在于，该默认帧内模式对应于平面模式、DC模式、垂直模式或者水平模式。9.如权利要求6所述的视频编解码方法，其特征在于，该默认帧内模式自与该当前色度块的一个或多个候选相邻色度块相关的一个或多个候选色度帧内模式而推导出。10.如权利要求9所述的视频编解码方法，其特征在于，该当前色度块的该一个或多个候选相邻色度块包括位于该当前色度块的左上、上方、右上、左侧或者左下处的多个相邻色度块。11.如权利要求10所述的视频编解码方法，其特征在于，该一个或多个候选色度帧内模式中使用最频繁的模式被选择作为该当前色度帧内模式。12.如权利要求4所述的视频编解码方法，其特征在于，如果与该子块集的该n个子块相关的该一个或多个亮度编解码模式中没有一个为该帧内角度模式、DC模式或者平面模式，则该推导模式帧内预测被认为对该当前色度帧内模式不可用。13.如权利要求1所述的视频编解码方法，其特征在于，该子块集包括位于左上角、右上角、左下角和右下角处的四个角子块。14.如权利要求13所述的视频编解码方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：夜静，许晓中，刘杉，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71