[发明专利]图像和视频处理中产生MPM以进行帧内预测的方法和装置

说明书

帧内预测方法包括：接收当前画面中当前块的输入数据，推导出将纳入于该当前块的MPM列表中的多个最可能模式(MPMs)，将其余的帧内预测模式设定为非MPM，以及依据选自该多个MPM与非MPM中的当前帧内预测模式来对该当前块进行编码或解码。在MPM列表中的第一MPM是平面(planar)模式来用于帧内预测中的被编码块或将被编码块，以及MPM列表中的一或多个其他MPM是依据当前块的一或多个相邻块的可用的角度模式的数目来推导出。

交叉申请

本申请要求在2018年8月31日提出申请号为62/725,299，标题为“The SimplifiedMPM Generation of Intra Mode Coding of Video Coding”的美国临时专利申请的优先权。上述美国临时专利申请整体以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明相关于影像和视频处理中的帧内预测，本发明尤其相关于对每一个帧内预测编码块建构最可能模式(Most Probable Modes，MPM)列表。

背景技术

帧内预测已广泛应用于各种影像和视频编解码标准中，以处理初始画面或周期性地插入帧内编码画面(I画面，I-picture)或帧内编码块(I块，I-blocks)以用于随机存取或用于缓解误差传播。帧内预测通常设计为利用影像或视频画面中的空间特征，如平滑区域，垂直线或边缘，水平线或边缘，以及对角线或边缘。帧内预测对于具有高运动或场景变化的区域也是有用的，这是由于在编解码这些区域时，帧内预测相对于帧间预测的效率更好。帧内预测利用画面内或画面区域内的空间相关性。对于基于块的视频编解码标准而言，对当前块的帧内预测是依赖于已经被处理的相邻块中的像素。例如，如果画面或画面区域中的块从上到下、并且从左到右逐行(row by row)地依次处理，则当前块的上方的相邻块和当前块左方的相邻块可以用于形成当前块中的像素的帧内预测子(predictor)。

高效率视频编解码(HEVC)标准支持35个帧内预测模式，包括33个角度模式、直流(DC)模式和平面(Planar)模式。图1示出了HEVC标准的33个角度帧内预测模式的预测方向，其中H表示水平方向模式，V表示垂直方向模式。通过包括帧内平滑滤波、帧内预测和帧内梯度滤波(intra gradient filter)的三个步骤，来生成以HEVC标准的帧内预测编码的或将要编码的当前块的帧内预测子。图2示出了通过帧内平滑滤波器进行滤波的示例性参考样本，以推导出当前块的帧内预测子。在计算当前块20的帧内预测子之前，对当前块20的参考样本22进行平滑操作(smoothing operation)。通过将帧内平滑滤波器应用于在当前块20的左方相邻列(column)和上方相邻行(row)中的参考样本22，平滑操作可减少由一些帧内预测模式所引入的不连续性。取决于帧内预测模式和当前块的大小而来适应性地应用该平滑操作。

第二步骤是依据从HEVC标准所支持35个帧内预测模式中所选择出的一个帧内预测模式，而从相邻参考样本中推导出帧内预测子。如果选择了角度模式，则依据所选择的角度模式的预测方向，通过从参考样本所外插出(extrapolating)的样本来预测当前块中每个样本的值。如果选择平面模式，则假定一个幅度(amplitude)表面后则可以来计算当前块中的每个样本值，而此幅度表面具有从相邻块的边界样本所推导出的水平和垂直平滑梯度。如果选择了DC模式，则当前块的每个样本值是参考样本的平均值。

如果帧内预测模式是DC模式，水平模式或垂直模式，则在第三步骤中将帧内梯度滤波应用于当前块的左方边界和上方边界处的样本。应用帧内梯度滤波器的概念是利用沿着帧内预测方向的梯度信息来提高帧内预测子的品质。当选择的帧内预测模式为DC模式时，当前块的第一行和第一列中的样本被帧内梯度滤波器进行滤波。当所选择的帧内预测模式为水平模式时，第一行中的样本被帧内梯度滤波器进行滤波，以及如果所选择的帧内预测模式是垂直模式，则第一列中的样本被帧内梯度滤波器滤波。