一种用于帧内预测的设备和方法技术

本发明专利技术涉及图像处理领域，例如，静止图像(picture/image)和/或视频图像(picture/image)编码。具体而言，本发明专利技术涉及一种用于对视频图像的预测块进行帧内预测的设备和相应的方法。所述设备用于从方向性帧内预测模式集合中选择方向性帧内预测模式，其中，每个方向性帧内预测模式对应于不同的帧内预测角度。所述设备还用于根据所述选择的方向性帧内预测模式，从滤波器集合中选择滤波器。所述设备还用于根据所述选择的方向性帧内预测模式，从参考像素集合中为所述预测块的给定预测像素确定参考像素，并将所述选择的滤波器应用于所述确定的参考像素。确定的参考像素。确定的参考像素。

【技术实现步骤摘要】
一种用于帧内预测的设备和方法
[0001]相关申请交叉引用
[0002]本申请是分案申请，原申请的申请号是201880094557.2，原申请日是2018年06月29日，原申请的全部内容通过引用结合在本申请中。


[0003]本专利技术实施例涉及图像处理领域，例如，静止图像(picture/image)和/或视频图像(picture/image)编码。具体而言，本专利技术涉及一种用于帧内预测的设备，即用于帧内预测视频图像的预测块的设备。该设备可以是视频图像编码器或视频图像解码器的一部分。该设备具体用于执行预测块的方向性帧内预测。本专利技术还涉及相应的帧内预测方法。

技术介绍

[0004]视频编码(视频编码和解码)广泛用于数字视频应用，例如广播数字电视、经由互联网和移动网络的视频传输、如视频聊天、视频会议等实时会话应用、DVD和蓝光光盘、视频内容采集和编辑系统以及可携式摄像机的安全应用。
[0005]自从1990年研发的H.261标准中基于块的混合视频编码方法以来，研发了新的视频编码技术和工具，为新的视频编码标准奠定了基础。与前代标准相比，大多数视频编码标准的目标之一是在保证图像质量的情况下，降低比特率。其它视频编码标准包括MPEG
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1视频、MPEG
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2视频、ITU
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T H.262/MPEG
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2、ITU
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T H.263、ITU
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T H.264/MPEG
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4，第10部分、高级视频编码(Advanced Video Coding，AVC)、ITU
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T H.265、高效视频编码(High Efficiency Video Coding，HEVC)以及这些标准的扩展，例如可扩展性和/或三维(three
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dimensional，3D)扩展。
[0006]视频压缩能够按照预期降低比特率，但是很复杂。具体而言，视频压缩受到两个相互矛盾的参数的限制：压缩效率和计算复杂度。视频编码标准(如ITU
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T H.264/AVC或ITU
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TH.265/HEVC)在这些参数之间进行了良好的权衡。因此，几乎所有视频压缩应用都要求必须支持视频编码标准。
[0007]最先进的视频编码标准基于将源图像划分成块。这些块的处理取决于其大小、空间位置和编码器指定的编码模式。
[0008]根据预测类型，编码模式可以分为两组：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的像素来生成参考像素，以计算正在重建的块的像素的预测值。帧内预测也称为空间预测。帧间预测模式用于时间预测，使用之前或后续图像的参考像素来预测当前图像的块的像素点。
[0009]在预测阶段之后，对预测误差(原始信号与其预测值之间的差值)进行变换编码。然后，使用熵编码器(例如，AVC/H.264和HEVC/H.265标准中的CABAC)对变换系数和边信息进行编码。最近采用的ITU
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T H.265/HEVC标准(ISO/IEC 23008
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2:2013,《信息技术
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异构环境下的高效编码和媒体传输》(第2部分)：高效视频编码”(2013年11月)宣布了一组最先进的视频编码工具，这些工具在编码效率和计算复杂度之间进行了合理的权衡。盖里J.苏利
文在《高效视频编码(HEVC)标准概述》(IEEE视频技术电路和系统学报第22卷第12期，2012年12月)中对ITU
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T H.265/HEVC标准进行了概述，其全部内容通过引用结合在本申请中。
[0010]与ITU
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T H.264/AVC视频编码标准类似，HEVC/H.265视频编码标准规定将源图像划分为块(例如，编码单元(coding unit，CU))。每个CU可以进一步分为更小的CU或预测单元(prediction unit，PU)。可以根据PU的像素应用的处理类型，对PU进行帧内或帧间预测。对于帧间预测，PU表示通过使用为PU指定的运动矢量进行运动补偿来处理的像素的区域。对于帧内预测，将相邻块的相邻像素作为参考像素来预测当前块。
[0011]PU指定了预测模式，所述预测模式是从该PU中包含的所有变换单元(transform unit，TU)的帧内预测模式集合中选择的。也就是说，对于PU的每个TU而言，帧内预测模式是相同的。TU可以具有不同的大小(例如，4
×
4、8
×
8、16
×
16和32
×
32像素)，处理方式可以不同。对TU进行变换编码，即通过离散余弦变换或离散正弦变换(在HEVC/H.265标准中，应用于帧内编码块)对预测误差进行变换和量化。因此，重建像素包含DBF、SAO、ALF等环内滤波器试图抑制的量化噪声(量化噪声可能变得如单元间的块状结构、沿锐边振铃伪影等一样明显)。使用HEVC/H.265标准中先进的预测编码(例如运动补偿和帧内预测)和划分技术(例如针对CU与PU的四叉树(Quad
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Tree，QT)以及针对TU的残差四叉树(Residual Quad
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Tree，RQT))，以及JEM
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3.0版本开始的联合探索模型(Joint Exploration Model，JEM)参考软件的四叉树联合二叉树(Quad
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Tree and Binary Tree，QTBT)，使得标准化委员会可以大幅降低PU的冗余。QT和QTBT划分机制的基本区别在于，后者基于四叉树和二叉树进行分区，使得不仅支持正方形块，而且还支持矩形块。本专利技术涉及方向性帧内预测，并引入对方向性帧内预测模式的新修改。
[0012]根据HEVC/H.265标准，有35种可用的帧内预测模式。如图9所示，该集合包含以下模式：
[0013]·
平面模式(帧内预测模式索引为0)；
[0014]·
DC模式(帧内预测模式索引为1)；
[0015]·
图9中实线箭头所示的方向性模式(帧内预测模式索引值为2～34)。通过将方向性帧内预测模式之间的角度步长减小2倍来将方向性帧内预测模式集合扩展到65个模式(即，几乎两倍)。这些附加模式如图9中的虚线箭头所示。
[0016]针对JEM
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3.0软件，提出了称为QTBT的新划分机制。如图10所示，通过QTBT划分不仅可以提供正方形块，还可以提供矩形块。当然，与例如在HEVC/H.265标准中使用的基于划分的传统QT相比，QTBT划分的代价是增加了编码器侧的一些信令开销和计算复杂度。然而，基于QTBT的划分具有更好的划分特性，因此，QTBT的编码效率比传统QT高得多。
[0017]然而，当引入QTBT时，可用的方向性帧内预测模式集合没有相应地改变。如图11所示，具体而言，没本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于帧内预测视频图像的预测块的方法，其特征在于，所述方法包括：从方向性帧内预测模式集合中选择方向性帧内预测模式，其中，每个方向性帧内预测模式对应于不同的帧内预测角度，所述方向性帧内预测模式集合包括扩展的方向性帧内预测模式，所述扩展的方向性帧内预测模式仅适用于矩形块；根据所述选择的方向性帧内预测模式从参考像素集合中为所述预测块的给定预测像素确定参考像素；根据所述选择的方向性帧内预测模式确定是否应用滤波器于所述确定的参考像素。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法包括：确定与所述选择的方向性帧内预测模式对应的所述帧内预测角度；根据所述确定的帧内预测角度确定是否应用滤波器于所述确定的参考像素。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述扩展的方向性帧内预测模式包括与帧内预测的锐角有关的模式；或所述扩展的方向性帧内预测模式包括大于66的帧内预测模式。4.根据权利要求1
‑
3任一所述方法，其特征在于，所述方法包括：根据所述选择的方向性帧内预测模式从滤波器集合中选择所述滤波器。5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述滤波器集合包括具有跨1、3或5个相邻参考像素的滤波器长度的滤波器。6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，根据所述选择的方向性帧内预测模式确定是否应用滤波器于所述确定的参考像素包括，根据所述选择的方向性帧内预测模式确定滤波器长度；当所述滤波器长度为1时，确定不应用滤波器于所述确定的参考像素；或当所述滤波器长度为3时，确定应用滤波器于所述确定的参考像素。7.根据权利要求4所述方法，其特征在于，当应用于所述确定的参考像素时，所述滤波器集合中的每个滤波器对所述确定的参考像素和一个或多个相邻参考像素执行不同的平滑操作。8.根据权利要求1至3中任一项所述方法，其特征在于：为从所述方向性帧内预测模式的第一子集中选择的每个方向性帧内预测模式选择相同的滤波器；为从所述方向性帧内预测模式的第二子集中选择的每个方向性帧内预测模式选择不同的滤波器。9.根据权利要求1至3中任一项所述方法，其特征在于，所述方法还包括：直接根据所述确定的参考像素对所述给定预测像素进行帧内预测，其中在对所述给定预测像素进行帧内预测之前或期间将所述选择的滤波器应用于所述确定的参考像素。10.根据权利要求1至3中任一项所述方法，其特征在于，所述方...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿列克谢，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：