用于视频编码的设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种装置(100)，所述装置用于基于多个参考像素的多个参考像素值来对视频信号的帧的当前视频编码块的像素的像素值进行帧内预测。所述装置(100)包括帧内预测单元(103)，用于基于以下各项对所述当前视频编码块的当前像素的像素值进行帧内预测：所述多个参考像素中的第一参考像素的第一参考像素值，其中所述第一参考像素位于第一相邻视频编码块中；所述多个参考像素中的第二参考像素的第二参考像素值，其中所述第二参考像素位于第二相邻视频编码块中；所述当前像素与所述第一参考像素之间的距离，以及所述当前像素和所述第二参考像素之间的距离。

Equipment and methods for video coding

The invention relates to a device (100) for intra prediction of the pixel value of the current video coding block of a frame of a video signal based on multiple reference pixel values of a plurality of reference pixels. The device (100) includes an intra prediction unit (103) for intra prediction of the pixel value of the current pixel of the current video coding block based on the following items: the first reference pixel value of the first reference pixel in the plurality of reference pixels, where the first reference pixel is located in the first adjacent video coding block; and the second reference pixel of the plurality of reference pixels. The second reference pixel is located in the second adjacent video coding block, the distance between the current pixel and the first reference pixel, and the distance between the current pixel and the second reference pixel.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于视频编码的设备和方法
本专利技术涉及视频编码领域。更具体地，本专利技术涉及用于帧内预测视频编码块的装置和方法，以及包括这种帧内预测装置的编码装置和解码装置。
技术介绍
数字视频通信和存储应用由各种各样的数字设备来实现，例如数码相机、蜂窝无线电话、笔记本电脑、广播系统、视频会议系统等。这些应用面临的最重要和最具挑战性的一个任务是视频压缩。视频压缩的任务较为复杂，并且受到两个相互冲突的参数的限制：压缩效率和计算复杂度。ITU-TH.264/AVC或ITU-TH.265/HEVC等视频编码标准较好地均衡了这些参数。由于这个原因，对于这些视频编码标准的支持几乎是对所有视频压缩应用的强制性要求。现有技术的视频编码标准的基础在于将源图像分为视频编码块(或短块)。这些块的处理取决于其尺寸、空间位置和编码器指定的编码模式。根据预测类型，可以将编码模式分类为两组：帧内预测模式和帧间预测模式。帧内预测模式使用同一图像(也称为帧或图)的像素来生成参考样本以计算正在重构的块的像素的预测值。帧内预测也称为空间预测。帧间预测模式旨在用于时间预测，并使用前一个或后一个图像作为参考样本来预测当前图像的块的像素。在预测阶段之后，对预测误差执行变换编码，该预测误差是原始信号与其预测之间的差。然后，使用熵编码器(例如，用于AVC/H.264和HEVC/H.265的CABAC)对变换系数和边信息进行编码。最近通过的ITU-TH.265/HEVC标准(ISO/IEC23008-2：2013，《信息技术-异构环境中的高效率编码和媒体传送-第2部分：高效率视频编码》，2013年11月)公开了一套当时最先进的视频编码工具，合理地均衡了编码效率和计算复杂度。在《IEEE视频技术电路和系统汇刊》2012年12月第22卷第12期中的GaryJ.Sullivan撰写的《高效视频编码(HighEfficiencyVideoCoding，简称HEVC)标准概述》中给出了ITU-TH.265/HEVC标准概述。其全部内容通过引用并入本文。与ITU-TH.264/AVC视频编码标准类似，HEVC/H.265视频编码标准将源图像划分成块，例如编码单元(codingunit，简称CU)。每个CU可以进一步划分成更小的CU或预测单元(predictingunit，简称PU)。PU可以根据PU像素的处理类型进行帧内或帧间预测。在帧间预测的情况下，PU表示通过为PU指定的运动矢量进行运动补偿处理的像素区域。对于帧内预测，相邻块的相邻像素作为参考样本用于预测当前块。PU从所述帧内预测模式集中选择一个预测模式，并将其指定给该PU中包含的所有变换单元(transformunit，简称TU)。TU可以具有不同的大小(例如，4×4、8×8、16×16和32×32像素)，并且可以采用不同的方式进行处理。对于TU，执行变换编码，即利用离散余弦变换或离散正弦变换(在所述HEVC/H.265标准中，对帧内编码块采用)来变换所述预测误差，然后进行量化。因此，重建像素包含DBF、SAO和ALF等环内滤波器尝试抑制的量化噪声(可能因单元之间的块效应、环状伪影以及锐边等变得明显)。复杂的预测编码(例如，运动补偿和帧内预测)和分区技术(例如，用于CU和PU的QT以及用于TU的RQT)使得标准化委员会显著减少了PU中的冗余。实现这些视频编码标准的广泛应用的预测工具可以粗略地分为帧间和帧内预测工具。帧内预测仅依赖于当前图像中包含的信息，而帧间预测采用不同图像之间的冗余来进一步提高编码效率。因此，为实现典型视频信号的相同视觉质量，帧内预测通常需要比帧间预测高的比特率。然而，帧内编码是所有视频编码系统的必需部分，因为需要帧内编码启动视频传输、随机访问正在进行的传输以及执行差错隐藏。然而，在所述HEVC标准中，仅使用相邻一行/列像素作为当前处理的视频编码块(在HEVC的情况下，称为编码单元(codingunit，简称CU))的预测基础。此外，在基于角度预测的帧内预测的情况下，每个CU仅可以应用一个方向。由于这些限制，帧内编码CU的残差需要高比特率。因此，需要一种用于视频编码的设备和方法增加帧内预测的编码效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于视频编码的设备和方法，以增加帧内预测的编码效率。上述和其它目的通过独立权利要求的主题来实现。据从属权利要求、说明书以及附图，进一步的实现方式是显而易见的。下文采用多个术语，在各实施例中，这些术语具有以下含义：条带——独立编码/解码的图像在空间上的显著区域。条带头——用于发送与特定条带相关联的信息的数据结构。视频编码块(或短块)——像素或样本的M×N(M列×N行)阵列(每个像素/样本与至少一个像素/样本值相关联)或变换系数的M×N阵列。编码树单元(CodingTreeUnit，简称CTU)网格——用于将像素块分为宏块进行视频编码的网格结构。编码单元(CodingUnit，简称CU)——包含亮度样本的编码块、包含具有三个样本阵列的图的色度样本的两个对应编码块、或包含单色图像或使用三个单独色彩平面编码的图像的样本以及用于编码所述样本的语法的编码块。图像参数集(PictureParameterSet，简称PPS)——一种包含语法元素的语法结构，其中所述语法元素应用于零个或多个完整编码图像，由位于每个条带片段头中的语法元素确定。序列参数集(SequenceParameterSet，简称SPS)——一种包含语法元素的语法结构，其中所述语法元素应用于零个或多个完整编码视频序列，由位于每个条带片段头中的语法元素所引用的PPS中的语法元素的内容确定。视频参数集(VideoParameterSet，简称VPS)——一种包含语法元素的语法结构，其中所述语法元素应用于零个或多个完整编码视频序列。预测单元(PredictionUnit，简称PU)——包含亮度样本的预测块、包含具有三个样本阵列的图像的色度样本的两个对应预测块、或包含单色图像或使用三个单独色彩平面编码的图像的样本以及用于编码所述样本的语法的预测块。变换单元(TransformUnit，简称TU)——包含亮度样本的变换块、包含具有三个样本阵列的图像的色度样本的两个对应变换块、或包含单色图像或使用三个单独色彩平面编码的图像的样本以及用于预测所述变换块样本的语法的变换块。补充增强信息(Supplementalenhancementinformation，简称SEI)——可以插入视频比特流中增强视频使用的额外信息。亮度——指示图样本明亮程度的信息。色度——指示图样本颜色的信息，可以根据红色差色度分量(reddifferencechromacomponent，简称Cr)和蓝色差色度分量(bluedifferencechromacomponent，简称Cb)来描述。根据第一方面，本专利技术涉及一种装置，用于基于多个参考像素的多个参考像素值来对视频信号的帧的当前视频编码块的像素的像素值进行帧内预测。所述装置包括帧内预测单元，用于基于以下各项对所述当前视频编码块的当前像素的像素值进行帧内预测：所述多个参考像素中的第一参考像素的第一参考像素值，其中第一参考像素位于第一相邻视频编码块中；所述多个参考像素中的第二参考像素的第二参考像素值，其中第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置(100)，所述装置用于基于多个参考像素的多个参考像素值对视频信号的帧的当前视频编码块的像素的像素值进行帧内预测，其特征在于，所述装置(100)包括：帧内预测单元(103)，用于基于以下各项对所述当前视频编码块的当前像素的像素值进行帧内预测：所述多个参考像素中的第一参考像素的第一参考像素值，其中所述第一参考像素位于第一相邻视频编码块中，所述多个参考像素中的第二参考像素的第二参考像素值，其中所述第二参考像素位于第二相邻视频编码块中，所述当前像素和所述第一参考像素之间的距离，所述当前像素和所述第二参考像素之间的距离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置(100)，所述装置用于基于多个参考像素的多个参考像素值对视频信号的帧的当前视频编码块的像素的像素值进行帧内预测，其特征在于，所述装置(100)包括：帧内预测单元(103)，用于基于以下各项对所述当前视频编码块的当前像素的像素值进行帧内预测：所述多个参考像素中的第一参考像素的第一参考像素值，其中所述第一参考像素位于第一相邻视频编码块中，所述多个参考像素中的第二参考像素的第二参考像素值，其中所述第二参考像素位于第二相邻视频编码块中，所述当前像素和所述第一参考像素之间的距离，所述当前像素和所述第二参考像素之间的距离。2.根据权利要求1所述的装置(100)，其特征在于，所述帧内预测单元(103)用于基于以下各项对所述当前视频编码块的所述当前像素的所述像素值进行帧内预测：第一权重与所述第一参考像素值的乘积，其中所述第一权重是基于所述当前像素与所述第一参考像素之间的距离以及所述当前像素与所述第二参考像素之间的距离，第二权重与所述第二参考像素值的乘积，其中所述第二权重是基于所述当前像素与所述第一参考像素之间的距离以及所述当前像素与所述第二参考像素之间的距离。3.根据权利要求2所述的装置(100)，其特征在于，所述帧内预测单元(103)用于基于以下等式确定所述第一权重wrs0和所述第二权重wrs1：与其中drs1表示所述当前像素与所述第二参考像素之间的距离，drs0表示所述当前像素与所述第一参考像素之间的距离，D表示所述第一参考像素和所述第二参考像素之间的距离。4.根据权利要求2或3所述的装置(100)，其特征在于，所述帧内预测单元(103)用于帧内预测所述当前视频编码块的所述当前像素的所述像素值是所述第一权重与所述第一参考像素值的乘积同所述第二权重与所述第二参考像素值的乘积之和。5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(100)，其特征在于，所述当前像素、所述第一像素和所述第二像素位于同一直线上。6.根据前述权利要求中任一项所述的装置(100)，其特征在于，所述多个参考像素值包括多个主要参考像素值以及多个辅助参考像素值，所述多个主要参考像素值包括所述第一参考像素以及所述多个辅助参考像素值包括所述第二参考像素，其中所述装置(100)还包括参考像素单元(101)，其中所述参考像素单元(101)用于基于所述多个主要参考像素值生成所述多个辅助参考像素值，其中所述多个主要参考像素值与位于所述当前视频编码块的相邻视频编码块中的多个主要参考像素相关联，所述相邻视频编码块包括所述第一相邻视频编码块，其中所述多个辅助参考像素值与位于所述当前视频编码块的其它相邻视频编码块中的多个辅助参考像素相关联，所述其它相邻视频编码块包括所述第二相邻视频编码块，其中所述其它相邻视频编码块不同于所述相邻视频编码块。7.根据权利要求6所述的装置(100)，其特征在于，所述多个主要参考像素位于所述当前视频编码块正上方的像素行中以及位于所述当前视频编码块的左边或右边的像素列中，或者其中所述多个主要参考像素位于所述当前视频编码块正下方的像素行中以及位于所述当前视频编码块的左边或右边的像素列中。8.根据权利要求6或7所述的装置(100)，其特征在于，所述参考像素单元(101)还用于，针对所述多个辅助参考像素值的子集的每个辅助参考像素值，基于定向帧内预测确定所述辅助参考像素值的第一分量，并基于第一辅助参考像素值和第二辅助参考像素值之间的插值预测来确定所述辅助参考像素值的第二分量，并且将所述辅助参考像素值的所述第一分量与所述辅助参考像素值的所述第二分量结合来生成所述辅助参考像素值，其中所述第一辅助参考像素值和所述第二辅助参考像素值不是所述多个辅助参考像素的子集的一部分。9.根据权利要求8所述的装置(100)，其特征在于，所述参考像素单元(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿列克谢·康斯坦丁诺维奇·菲利波夫，瓦西里·亚历斯维奇·拉夫特斯基，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44