[发明专利]使用混合帧内预测的视频编码

说明书

一个示范实施例呈现了一种对在编码的视频序列的帧中的一组图像元素进行解码的方法。方法包括确定用于该组图像元素的帧内预测模式，并且根据该确定的帧内预测模式，提供该组图像元素的第一预测。方法进一步包括确定识别在该视频序列的帧中另一组图像元素的解码的版本的地点的地点标识符，并且使用该确定的地点标识符提供该组图像元素的第二预测。进一步，方法包括识别帧内预测模式的多个子集的哪个子集包含该确定的帧内预测模式，其中每个子集对应于被指派用于该子集的所有帧内预测模式的第一加权和第二加权，并且其中不同子集被指派不同的第一加权和不同的第二加权，以及执行如下操作至少之一：将被指派到该识别的子集的第一加权应用到第一预测以生成第一加权的预测，以及将被指派到该识别的子集的第二加权应用到第二预测以生成第二加权的预测。方法进一步包括使用第一预测和第二加权的预测的组合或者使用第一加权的预测和第二预测的组合或者使用第一加权的预测和第二加权的预测的组合，生成该组图像元素的解码的版本。

技术领域

本文中呈现的解决方案一般涉及视频数据管理和视频序列的编码与解码。具体地说，解决方案涉及编码和解码的方法、解码器、编码器、解码器设备、编码器设备和计算机程序产品。

背景技术

视频压缩是关于从视频数据减少和去除冗余信息。一般情况下，既有在图片内的但也有来自以前编码的图片的相邻图像元素或像素的信息用于进行视频的预测。由于压缩过程是有损的，即丢失关于视频序列的信息，因此，重构的视频将始终在一定程度上不同于原始视频。任何视频编解码器标准的主要目标是提供用来隐藏或最小化那些失真，同时仍保持高压缩比以得到尽可能小的视频文件的大小的工具。

像素或图像元素预测是诸如H.261、H.263、MPEG-4和H.264（ITU-T Rec. H.264和ISO/IEC 14496-10，“Advanced Video Coding”，2003）的视频编码标准的重要部分。在H.264中，利用有三种像素预测方法，即，帧内、帧间和双向预测。帧内预测从当前帧的以前解码的像素提供当前块的空间预测。帧间预测使用在以前解码的帧中对应但位移的块来给出当前块的时间预测。

在现有技术的视频编解码器中，帧内预测是用于为当前块创建图像元素的预测的重要方法。由于帧内编码往往在视频比特流中传输大多数信号能量，因此，有关预测和编码方法的任何改进对于在压缩视频序列时需要的比特的减少是重要的。

帧内预测使用与当前块相邻的参考图像元素来预测相同帧内的块。块被编码所采用的顺序是从左上角，并且随后按行通过整个帧。因此，帧中已经编码的图像元素将在下一块的左上部。在使用块的左侧和上方的图像元素来预测块内的图像元素时，帧内预测将此考虑在内。在最新标准HEVC中，帧内预测由三个步骤组成：参考图像元素阵列构建、图像元素预测、以及后处理。帧内预测能够被分类成两个类别：角度预测方法和DC/平面预测方法。第一类别在图1中被图示，并且被假设为采用带有方向的边缘对结构进行建模，并且第二类别估计平滑图像内容。

再使用相同的帧内的块来去除冗余数据的想法也已在后来被证明对屏幕内容编码是有效的。帧内块复制（IntraBC）是现有技术视频编解码器中的一种方法，其中在图像中的块被预测为与相同图像中已经重构的块的位移。它从一般在文本和图形区域中出现的重复形式中去除冗余，并且因此IntraBC在当今普遍地被用于压缩屏幕内容和计算机图形。由于在帧内块匹配中牵涉到的搜索，故与帧内预测相比，编码时间的成本增大。通过采用某一度量来比较块，来发现在当前块旁的指定搜索区域中最类似的块，其中在度量中经常包括平方误差或平方差之和（SSD）的计算。此方法类似于在HEVC中的帧间预测方法，其中来自其它参考帧的块被再用以预测在当前帧中的块，主要差别在于在IntraBC中，参考的块与当前块来自相同帧内。