用于幀內(nèi)預測的編碼/解碼圖像的裝置和方法
【專利說明】用于幀內(nèi)預測的編碼/解碼圖像的裝置和方法
[0001]本申請是分案申請，其原案申請是申請?zhí)枮镻CT/KR2011/004892、申請日為2011年7月4日的PCT申請并且于2013年2月I日進入中國國家階段，國家申請?zhí)枮?01180038054.1。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明針對編碼和解碼圖像，并且更具體地針對可以應用于幀內(nèi)預測的編碼/解碼圖像的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0003]在一般圖像壓縮方法中，一個圖片被分為多個塊，每個塊具有預定尺寸。幀間預測和幀內(nèi)預測技術(shù)用于去除圖片之間的冗余，以便增加壓縮效率。
[0004]使用幀間預測的編碼圖像的方法根據(jù)當前塊周圍的塊(已經(jīng)編碼的，諸如當前幀(或圖片)中上塊、左塊、左上塊和右上塊)中像素值基于塊之間的像素相關(guān)性來預測像素值，并且傳送它們的預測誤差。
[0005]在幀間編碼中，在若干預測方向之間(水平、垂直、對角或平均等)，選擇最佳預測模式(預測方向)以適合于要被編碼的圖像的特性。
[0006]在現(xiàn)有H.264/AVC標準中，在幀間預測編碼應用于4X4像素單元塊的情況下，在9個預測模式之中(預測模式O至8)，每4X4像素塊選擇一個最適當?shù)念A測模式，并且基于每4X4像素塊對選擇的預測模式(預測方向)進行編碼。此外，在幀間預測編碼應用于16X16像素單元塊的情況下，在4個預測模式之中(垂直預測、水平預測、平均預測和平面預測)，每16 X 16像素塊選擇一個最適當?shù)念A測模式，并且基于每16 X 16像素塊對選擇的預測模式(預測方向)進行編碼。
[0007]在現(xiàn)有幀內(nèi)編碼中，僅對MXM方型對稱像素塊(M = 4，8或16)預定義預定數(shù)目的預測方向，以執(zhí)行幀內(nèi)預測編碼。也就是說，傳統(tǒng)地，僅MXM尺寸對稱分割被應用于幀間預測編碼，使得方型對稱塊用作幀內(nèi)預測編碼的基本單元。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]技術(shù)問題
[0009]因為當僅使用傳統(tǒng)對稱像素塊執(zhí)行幀內(nèi)預測時增加編譯效率存在限制，所以需要增加編譯效率的方法。
[0010]特別地，因為當僅使用對稱像素塊對具有HD(高清)或更高分辨率的高分辨率圖像執(zhí)行幀內(nèi)預測時增加編譯效率存在限制，所以需要增加編譯效率的方法。
[0011 ] 本發(fā)明的第一個目的是提供一種可應用于具有HD (高清)或更高分辨率的高分辨率圖像的幀內(nèi)預測編碼方法和裝置。
[0012]本發(fā)明的第二個目的是提供一種可應用于具有HD (高清)或更高分辨率的高分辨率圖像的幀內(nèi)預測解碼方法和裝置。
[0013]技術(shù)方案
[0014]為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述第一個目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，對圖像編碼的方法包括如下步驟:通過選擇性地使用多個預測模式之一對通過將非對稱分割和幾何分割中的至少一種應用于輸入圖像劃分的預測單元執(zhí)行幀內(nèi)預測編碼，以便對輸入圖像進行預測編碼；以及對殘差執(zhí)行變換、量化和熵編碼，所述殘差是通過幀內(nèi)預測所預測的預測單元與當前的預測單元之間的差?？梢酝ㄟ^沿垂直方向、水平方向、平均值預測、對角右下方向和對角左下方向中的一個使用在早于預測單元編碼的塊中的像素值，預測非對稱分割的預測單元中的像素值。
[0015]為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述第二個目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，對圖像解碼的方法包括如下步驟:通過對接收到的比特流進行熵解碼并且通過對殘差執(zhí)行逆量化和逆變換來恢復殘差；通過選擇性地使用多個預測模式之一對通過應用非對稱分割和幾何分割中的至少一種劃分的預測單元執(zhí)行幀內(nèi)預測編碼，生成預測單元；以及通過將殘差與預測相加來恢復圖像。
[0016]可以通過沿垂直方向、水平方向、平均值預測、對角右下方向和對角左下方向中的一個使用在早于預測單元編碼的塊中的像素值，預測非對稱分割的預測單元中的像素值。可以通過沿在整個360°內(nèi)的全方向上以相同預定角度形成的線，使用在早于預測單元編碼的塊中的像素值，預測非對稱分割的預測單元中的像素值?？梢曰谙薅ㄐ甭实膁x和dy的信息，沿具有與具有沿水平方向的dx和沿垂直方向的dy的斜率相對應的角度的線，使得非對稱分割的預測單元中的像素值經(jīng)受幀內(nèi)預測?？梢允褂迷缬陬A測單元編碼的左側(cè)塊和上端塊中的垂直和/或水平方向?qū)袼刂?，獲得位于預測單元的最右和最下端的像素的預測像素值?？梢酝ㄟ^使用早于預測單元編碼的左側(cè)塊和上端塊中的垂直和/或水平方向的對應像素值以及預測單元中的垂直和/或水平方向的對應內(nèi)像素值，執(zhí)行線性插值，來獲得位于預測單元的最右和最下端的像素的像素值?？梢酝ㄟ^使用與當前預測單元相鄰放置的先前編碼的左側(cè)塊和上端塊中的垂直和/或水平方向的像素值以及與第N-1圖片的對應預測單元相鄰放置的先前編碼的左側(cè)塊和上端塊中的垂直和/或水平方向的對應像素值，獲得平均值或執(zhí)行線性插值，來獲得位于第N圖片的當前的預測單元的最右和最下端的像素的預測像素值。
[0017]為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述第二個目的，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于對圖像解碼的裝置包括:逆變換單元，該逆變換單元被配置為通過對接收到的比特流進行熵解碼并且通過對殘差執(zhí)行逆量化和逆變換來重構(gòu)殘差；幀內(nèi)預測單元，該幀內(nèi)預測單元被配置為通過選擇性地使用多個預測模式之一對通過應用非對稱分割和幾何分割中的至少一種劃分的預測單元執(zhí)行幀內(nèi)預測編碼，生成預測單元；以及加法器，該加法器被配置為通過將殘差與預測相加來重構(gòu)圖像。
[0018]有益效果
[0019]根據(jù)上述幀內(nèi)預測編碼/解碼方法和裝置，幀內(nèi)預測編碼/解碼方法和裝置可以通過對具有非對稱形狀或具有尺寸MXN的任何幾何形狀的像素塊應用幀內(nèi)預測編碼/解碼來增強具有HD或超HD分辨率的高分辨率圖像的編碼效率。
【附圖說明】
[0020]圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個示例實施例的遞歸編譯單元結(jié)構(gòu)的概念圖。
[0021]圖2至圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個示例實施例的非對稱分割方法的概念圖。
[0022]圖6是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個示例實施例的使用非對稱像素塊的幀內(nèi)預測編碼方法的概念圖。
[0023]圖7至圖9是圖示根據(jù)本發(fā)明的另一示例實施例的使用非對稱像素塊的幀內(nèi)預測編碼方法的概念圖。
[0024]圖10是圖示根據(jù)本發(fā)明的另一示例實施例的基于平面預測的幀內(nèi)預測編碼方法的概念圖。
[0025]圖11是圖示根據(jù)本發(fā)明的另一示例實施例的基于平面預測的幀內(nèi)預測編碼方法的概念圖。
[0026]圖12是圖示根據(jù)本發(fā)明的另一示例實施例的幾何分割處理的概念圖。
[0027]圖13是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個示例實施例的執(zhí)行幀內(nèi)預測編碼的圖像編碼裝置的配置的框圖。
[0028]圖14是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個示例實施例的應用幀內(nèi)預測編碼的圖像編碼方法的流程圖。
[0029]圖15是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個示例實施例的圖像解碼裝置的配置的框圖。
[0030]圖16是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個示例實施例的圖像解碼方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0031]可以對本發(fā)明進行各種修改，并且本發(fā)明可以具有多個實施例。參照附圖詳細描述具體實施例。
[0032]然而，本發(fā)明不限于特定實施例，并且應當理解本發(fā)明包括在本發(fā)明的精神和技術(shù)范圍內(nèi)包括的所有修改、等同物或替換。
[0033]術(shù)語“第一”和“第二”可以用于描述各種組件，但是組件不限于此。這些術(shù)語僅用于將組件彼此區(qū)分。例如，第一組件也可以命名為第二組件，并且類似地，第二組件可以命名為第一組件。術(shù)語“和/或”包括如在此描述的多個相關(guān)項的組合或者多個相關(guān)項的任何一個。
[0034]當組件“連接”或“耦合”到另一組件時，組件可以直接連接或耦合到另一組件。相反，當組件直接連接或耦合到另一組件時，沒有組件干預。
[0035]給出在此使用的術(shù)語來描述實施例，但是并不意在限制本發(fā)明。單數(shù)術(shù)語包括復數(shù)術(shù)語，除非明確指明。如在此使用的，術(shù)語“包括”或“具有”用于指示存在如在此描述的特征、數(shù)字、步驟、操作、組件、部分或其組合，但是不排除添加一個或多個特征、數(shù)字、步驟、操作、組件、部分或其組合的存在或可能性。
[0036]除非另有限定，在此使用的包括技術(shù)或科學術(shù)語的所有術(shù)語具有與本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常理解的含義相同的含義。如通常使用的在字典中定義的這樣的術(shù)語應當被解釋為與相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中理解的含義相同的含義，并且除非另外定義，不應當理想地或過于正式地被理解。
[0037]在下文中，將參照附圖更加詳細地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。為了方便描述，在整個附圖和說明書中，相同的參考標號用于表示相同的組件，并且不對其進行重復描述。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的示例實施例，可以使用可應用于具有HD(高清晰度)或更高分辨率的高分辨率圖像的尺寸32X32像素或更大的擴展宏塊來執(zhí)行包括幀間/幀內(nèi)預測、變換、量化和熵編碼的編碼和解碼，并且可以使用下面將描述的遞歸編譯單元(CU)結(jié)構(gòu)進行編碼和解碼。
[0039]圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的遞歸編譯單元結(jié)構(gòu)的概念圖。
[0040]參照圖1，每個編譯單元⑶具有正方形，并且可以具有可變尺寸2NX2N (單位:像素)?？梢曰诿總€編譯單元來執(zhí)行幀間預測、幀內(nèi)預測、變換、量化和熵編碼。編譯單元CU可以包括最大編譯單元LCU和最小編譯單元SCU。最大編譯單元LCU或最小編譯單元SCU的尺寸可以通過2的冪來表示