[发明专利]帧内预测方法、装置、编解码装置和计算机可读存储介质

说明书

本发明涉及一种装置(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。

技术领域

本发明涉及视频编解码领域。更具体地，本发明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。

背景技术

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-T H.264/AVC或ITU-T H.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(简称块)。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-T H.265/HEVC标准(ISO/IEC 23008-2:2013，《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Gary J.Sullivan撰写的《高效视频编码(High Efficiency Video Coding，简称HEVC)标准概述》中给出了ITU-T H.265/HEVC标准概述。其全部内容通过引用并入本文。

与ITU-T H.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(coding unit，简称CU)。每个CU可以进一步划分成更小的CU或预测单元(predicting unit，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(transform unit，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。