[发明专利]用于图像和视频编解码的画面内预测融合的方法和装置

说明书

本发明涉及一种使用画面内预测进行视频编码的方法和装置。在一种方法中，使用角度预测得到当前块的紧邻右侧列的第一预测取样和当前块的紧邻下方行中的第二预测取样。对第一预测取样和与该第一预测取样相同行中的左侧列参考取样进行插值以产生水平预测子。对第二预测取样和与第二预测取样相同的行中的上方行参考取样进行插值以产生垂直预测子。垂直预测子和水平预测子被线性组合以生成基于角度与平面预测的画面内预测子。在另一种方法中，使用角度预测生成第一预测子，并且使用平面预测生成第二预测子。第一预测子和第二预测子被线性组合以生成融合的画面内预测子。

交叉申请

本发明主张在2017年11月13日提出的第62/585,001号的美国临时专利申请，以及在2017年11月24日提出的第62/590,408号的美国临时专利申请的优先权。美国临时专利申请的全部内容在此引入作为参考。

技术领域

本发明涉及图像和视频编解码中的画面内预测。具体而言，本发明涉及一种组合多个画面内预测模式以形成新的画面内预测模式以改善编码性能的技术。

背景技术

高效视频编码(High Efficiency Video Coding,HEVC)标准是在ITU-T视频编码专家组(Video Coding Experts Group,VCEG)和ISO/IEC运动图像专家组(MPEG)标准化组织的联合视频项目下开发的，特别是与称为视频编码联合协作小组(JCT-VC)的合作而开发。在HEVC中，将一个片段(slice)分割为多个编码树单元(Coding treeunits,CTU)。在主配置文件(profile)中，CTU的最小尺寸和最大尺寸由序列参数集(sequence parameterset,SPS)中的语法元素指定。允许的CTU尺寸可以是8x8,16x16,32x32或64x64。对于每个片段，依据循序扫描顺序处理片段内的CTU。

将CTU进一步分割为多个编码单元(Coding units,CU)以适应各种局部特性。表示为编码树的四叉树用于将CTU分割为多个CU。令CTU尺寸为MxM，其中M是64,32或16的值中的一个。CTU可以是单个CU(即，没有分割)或者可以分成四个相同尺寸的较小单元(即，每个尺寸为M/2xM/2)，对应于编码树的节点。如果单元是编码树的叶节点，则单元变为CU。否则，可以迭代四叉树分割过程，直到节点的尺寸达到序列参数集(Sequence Parameter Set,SPS)中指定的最小允许CU尺寸。

此外，依据HEVC，每个CU可以被分割成一个或多个预测单元(prediction units,PU)。与CU一起，PU作为共享预测信息的基本代表性块。在每个PU内部，应用相同的预测过程，并且以PU为基础将相关信息发送到解码器。可以依据PU分割类型将CU分成一个，两个或四个PU。HEVC定义了用于将CU分成PU的八种形状，包括分割类型2Nx2N，2NxN，Nx2N，NxN，2NxnU，2NxnD，nLx2N和nRx2N。与CU不同，PU可以仅依据HEVC分割一次。对于非对称分割，两个分割部分具有不同的尺寸。

HEVC编解码包括画面间预测和画面内预测。画面内预测是用于图像/视频编解码中的画面内预测的技术，其中相同图片中的空间相邻的已编码取样用于预测正被编码的当前块中的取样。在诸如高效视频编码(HEVC)的典型视频编解码器中，存在3种类型的画面内预测：角度画面内预测，直流(DC)预测和平面预测。在角度画面内预测中，当前块中的取样被定向地从之前重建的空间相邻而被预测。给定当前块中的取样位置，预测方向用于识别重建相邻取样中的参考取样的位置。该位置可以是非整数，表示子取样位置。在这种情况下，可以应用插值处理以获得参考取样值。DC预测模式使用参考取样的平均值来预测当前块中的所有取样。它假设当前块中的平坦表面具有与边界取样的平均值匹配的值。平面预测模式假设当前块具有从边界汇出的水平和垂直斜率变化的特性，因此将基于四个角参考取样的两个线性预测的平均值用于预测当前块中的取样。在下文中，描述了HEVC中的画面内预测技术的细节。