空间预测方法、图像解码方法、以及图像编码方法技术

能够减少空间预测的复杂程度的空间预测方法，通过获得与预测对象块相邻的相邻块内的像素间的水平梯度(Gy)以及垂直梯度(Gx)，来检测与预测对象块重叠的边缘(E)(S10)；算出检测出的边缘的整数斜度(S11)；按预测对象块内的每个像素位置，决定作为线(430)与相邻块的边界的交点的小数像素位置(450)，该线是具有被算出的整数斜度且经过该像素位置(440)的线(S12)；以及按预测对象块内的每个像素位置，根据针对该像素位置决定的小数像素位置(450)上被插补的像素值，预测该像素位置(440)的像素值(S13)，相邻块的边界是相邻块中包含的像素的多个列或多个行中的、与预测对象块最近的列或行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及图像的编码以及解码的空间预测方法，尤其涉及伴随边缘检测的方向性空间插补、或者这样的插补的有效安装。
技术介绍
空间预测方法，換言之空间插补用于众多的应用中。空间插补尤其形成众多图像和运动图像的编码、以及处理应用的本质部分。在混合图像或者运动图像(视频)的编码算法中，根据已经编码/解码的块的像素，决定图像块的预测时，通常使用空间预測。另ー方面，空间插补，作为被解码的图像或者运动图像(视频)信号的后处理的一部分，尤其也有可能为了错误隐藏而使用。 被标准化的运动图像编码算法的大部分，都是基于混合运动图像编码。混合运动图像编码方法中，为了达到希望的压缩增益，通常将几个不同的可逆以及不可逆压缩方式组合起来。此外，混合运动图像编码不仅是IS0/IEC标准(MPEG-1，MPEG-2，以及MPEG-4等MPEG-X标准)的基础，也是ITU-T标准(H. 261和H. 263等H. 26x标准)的基础。最新且先进的运动图像编码标准，目前是示出为H. 264/MPEG-4 AVC (advanced video coding :高级视频编码)的标准。这个标准是由作为ITU-T以及IS0/IEC MPEG组的共同团队的JVT( jointvideo team :联合视频组)进行的标准化活动的结果。被输入到编码器(图像编码装置)的图像信号(输入信号或者输入运动图像信号)是被称为帧(视频帧)的图像的列，各个帧是像素的ニ维矩阵。基于混合运动图像编码的所述标准全部都包括将各个帧分别细分为由多个像素组成的更小的块的单元。通常，宏块(通常表示为16X16像素的块)是基本的图像要素，对其进行编码。然而，针对表示为子块信息和单纯块的8X8、4X4、16X8等尺寸更小的图像要素，可以进行各种各样的特定的编码步骤。在H. 264/MPEG-4 AVC的帧内编码方式中，为了减少空间的冗余度，针对尺寸为4\4、8父8、16\16像素的子块或宏块进行空间预测。另外，空间预测也称为空间插补、图片内预测，帧内预测，将利用空间的方向性的空间预测称为方向性空间预測。而且，使用这样的空间预测的编码称为帧内编码或者空间编码，被帧内编码的图像或者块称为帧内编码图像或者帧内编码块。帧内预测中使用帧内预测模式(含有方向性空间预测模式的空间预测的模式)的事先定义的组，所述帧内预测模式是使用已被编码的相邻块的边界像素基本预测编码对象(预测对象)块的模式。图I是概略地示出了用于4X4像素的子块的8个方向性空间预测模式的图。若方向性空间预测的类型(模式)不同，则会參考不同边缘方向，換言之，如图I所示的适用的ニ维外插的方向。针对尺寸4X4以及8X8的子块在空间预测中，存在8个不同的方向性空间预测模式和I个DC预测模式，针对16X 16像素的宏块，存在3个不同的方向性空间预测模式和I个DC预测模式。8个方向性空间预测模式，由{O, I, 3，4，5，6，7,8}的值302所示，与8个不同的方向301的预测相对应。剰余I个帧内预测模式(空间预测模式)以值2表示，被称为“DC预测模式”。在DC预测模式中，以周围的參考像素的I个平均值来预测块内的像素全部。在8个方向性空间预测模式的每ー个中，以沿着对应的方向301反复复制參考像素的方式，预测编码对象块。例如，作为“O”所示的方向性空间预测模式的垂直模式中，针对编码对象块的紧上面的行的參考像素在垂直方向上反复复制。在“I”所示的方向性空间预测模式的水平模式中，将编码对象块的紧左边列的參考像素在水平方向上反复复制。从3至8的值所示的剰余的方向性空间预测模式是倾斜方向的帧内预测模式，參考像素朝着与该模式对应的倾斜方向被反复复制。在视频编码中，被帧内编码的块，有利于视频顺序的刷新和使错误不传播。然而，在空间编码中，编码效率比时间编码(帧间编码)的性能低，所以不仅是作为结果产生的比特率有很大变化，而且也使整体的压缩增益降低。于是为了提高编码效率，公开了将预测块的像素的外插方向的数量，不限制为8 个的改良型空间预测(參考专利文献I)。更准确地说，在该专利文献I中，对已经被解码的相邻块内，进行边缘检測。根据被判断为优先的边缘的检测，块的像素，根据属于相邻块的像素间的子像素位置被外插或者内插。所述专利文献I中能够更精确地决定预测方向。这样，良好的空间预测变得精度更好，同时预测误差信号(编码对象块与预测块的差分)变得更小，所以成为更好的压缩。(现有专利文献)(专利文献)专利文献I :欧洲专利申请公开第2081386号说明书专利技术概要专利技术要解决的问题然而，边缘检测以及向检测出的优先边缘方向进行外插或者内插，需要除法运算等相当复杂的多个计算，所以复杂程度増加，降低了编码及/或解码的安装的容易程度。在很多应用中，需要至少使解码器(图像解码装置)的复杂程度尽可能減少。尤其是，在具有被限制的电源及/或处理方法的装置内使用时，需要编码器及/或解码器的安装是低复杂程度。
技术实现思路
于是，本专利技术为了解决所述问题，其目的在于提供ー种空间预测方法，能够减少空间预测的复杂程度。用于解决问题的手段为了达到上述目的，本专利技术的一个方案涉及的空间预测方法，对构成图像的预测对象块内的各个像素位置上的像素值进行预测，所述空间预测方法包括如下步骤通过获得与所述预测对象块相邻的相邻块内的像素间的水平梯度以及垂直梯度，来检测与所述预测对象块重叠的边缘；根据获得的所述水平梯度以及所述垂直梯度中的至少ー个，算出整数斜度，该整数斜度以整数值表示检测出的所述边缘的斜度；按所述预测对象块内的每个像素位置，决定作为线与所述相邻块的边界的交点的小数像素位置，该线是具有被算出的所述整数斜度且经过该像素位置的线；以及按所述预测对象块内的每个像素位置，根据针对该像素位置決定的所述小数像素位置上被插补的像素值，预测该像素位置的像素值，所述相邻块的边界是该相邻块中包含的像素的多个列或多个行中的、与所述预测对象块最近的列或行。这样，首先被算出与预测对象块重叠的边缘(进入预测对象块的边缘)的整数斜度，按照该整数斜度，决定针对预测对象块内的每个像素位置的的小数像素位置(子像素位置)。在此，利用整数斜度，就不用进行除法运算就能决定针对预测对象块内的每个像素位置的小数像素位置。因此，能够避免按照预测对象块内的每个像素位置，进行除法运算。换言之，能够避免如下的运算按照预测对象块内的每个像素位置，将该像素位置的水平方向或垂直方向的坐标值和边缘的水平分量以及垂直分量中的一方的分量相乘，进ー步将该相乘的结果除以该边缘的另一方的分量。其结果，为了算出边缘的整数斜度只需进行一次除法运算，能够避免针对预测对象块内的每个像素位置进行除法运算，能够减少空间预测的 复杂程度。換言之，能够控制复杂的运算。换句话说，本专利技术的一个方案涉及的空间预测方法具有如下特征首先，针对预测对象块进行一次算出，根据垂直梯度及水平梯度中的至少I个，算出被检测的边缘的整数斜度，决定该整数斜度的线和相邻块的边界像素的行或列的交点。此外，在算出所述整数斜度时，针对所述水平梯度或所述垂直梯度，进行2的c次方的缩放，利用缩放后的所述水平梯度或所述垂直梯度算出所述整数斜度，其中c是正整数，在决定所述小数像素位置时，将进行缩放而生成的所述整数斜度乘以在所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.12 EP 10003876.91.一种空间预测方法，对构成图像的预测对象块内的各个像素位置上的像素值进行预测，所述空间预测方法包括如下步骤 通过获得与所述预测对象块相邻的相邻块内的像素间的水平梯度以及垂直梯度，来检测与所述预测对象块重叠的边缘； 根据获得的所述水平梯度以及所述垂直梯度中的至少一个，算出整数斜度，该整数斜度以整数值表示检测出的所述边缘的斜度； 按所述预测对象块内的每个像素位置，决定作为线与所述相邻块的边界的交点的小数像素位置，该线是具有被算出的所述整数斜度且经过该像素位置的线；以及 按所述预测对象块内的每个像素位置，根据针对该像素位置决定的所述小数像素位置上被插补的像素值，预测该像素位置的像素值， 所述相邻块的边界是该相邻块中包含的像素的多个列或多个行中的、与所述预测对象块最近的列或行。2.如权利要求I所述的空间预测方法， 在算出所述整数斜度时， 针对所述水平梯度或所述垂直梯度，进行2的c次方的缩放，利用缩放后的所述水平梯度或所述垂直梯度算出所述整数斜度，其中c是正整数， 在决定所述小数像素位置时， 将进行缩放而生成的所述整数斜度乘以在所述预测对象块内成为预测的对象的像素位置的水平方向或垂直方向的坐标值，从而算出针对所述像素位置的所述小数像素位置。3.如权利要求2所述的空间预测方法， 所述空间预测方法，还根据所述水平梯度或所述垂直梯度的函数，算出所述C。4.如权利要求I 3中的任一项所述的空间预测方法， 在算出所述整数斜度时， 通过参考存储在存储器中的除法运算表，获得将表示所述垂直梯度以及所述水平梯度中的一方的梯度的值用作除数的除法运算的结果，并且利用获得的所述除法运算的结果算出所述整数斜度，所述除法运算表，按每个预先被规定的值，示出该预先被规定的值和将该预先被规定的值用作除数的除法运算的结果。5.如权利要求4所述的空间预测方法， 所述除法运算表示出的所述预先被规定的值的最大值是2的b次方，其中b是整数， 在算出所述整数斜度时， 在表示所述垂直梯度以及所述水平梯度中用作除数的梯度的值大于2的b次方的情况下，通过将表示所述梯度的值向右比特移位，从而缩放所述梯度，获得将表示缩放后的所述梯度的值用作除数的除法运算的结果。6.如权利要求I 5中的任一项所述的空间预测方法， 在算出所述整数斜度时， 通过表示所述垂直梯度以及所述水平梯度中的一方的梯度的值除以表示另一方的梯度的值，来算出所述整数斜度， 在按所述预测对象块内的每个像素位置预测该像素位置的像素值时， 在所述边界，按照针对该像素位置决定的所述小数像素位置和与该小数像素位置相邻的多个整数像素位置之间距离设定权重， 通过分别对所述多个整数像素位置的像素值的每一个附加所述权重并算出平均，从而插补所述小数像素位置上的像素值。7.如权利要求I 6中的任一项所述的空间预测方法， 在算出所述整数斜度时， 针对所述预测对象块只算出一个所述整数斜度， 在决定所述小数像素位置时， 分别对所述预测对象块内的所有的像素位置的每一个，利用共同的所述整数斜度决定所述小数像素位置。8.一种图像解码方法，对按每个块进行了编码的图像进行解码，所述图像解码方法包括如下步骤 通过利用权利要求I 7中的任一项所述的空间预测方法，预测在解码对象块内的各个像素位置上的像素值，从而生成预测块； 获得预测误差块；以及 将所述预测误差块与所述预测块相加。9.一种图像编码方法，按每个块编码图像，所述图像编码方法包括如下步骤 通过利用权利要求I 7中的任一项所述的空间预测方法，预测在编码对象块内的各个像素位置上的像素值，从而生成预测块；以及从所述编码对象块中减去所述预测块。10.一种空间预测装置，对构成图像的预测对象块内的各个像素位置上的像素值进行预测，所述空间预测装置具备 检测部，通过获得与所述预测对象块相邻的相邻块内的像素间的水平梯度以及垂直...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·德吕容，柴原阳司，西孝启，笹井寿郎，谷川京子，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：
国别省市：