[发明专利]帧内预测模式的高效视频编码和解码的方法和装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年9月14日提交的美国临时申请序列号61/242,205（专利代理人案号PU090120）的权益，其通过引用而被整体合并于此。

技术领域

本原理总地涉及视频编码和解码，并且更具体地涉及帧内预测模式的高效视频编码和解码的方法和装置。

背景技术

国际标准化组织/国际电工委员会（ISO/IEC）运动图像专家组4（MPEG-4）第10部分高级视频编码（AVC）标准/国际电信联盟，电信部门（ITU-T）H.264建议书（下文称为“MPEG-4AVC标准”）是将空间定向预测应用于帧内编码的第一个视频编码标准。帧内编码的空间定向预测提供了更灵活的预测框架，因此较之于只在变换域中进行帧内预测的前标准极大地提高了编码效率。依照MPEG-4AVC标准，使用周围可用样本—可在相同切片内用在解码器上的以前重构样本进行空间帧内预测。对于亮度样本，可以基于4×4块（表示成Intra_4×4），基于8×8块（表示成Intra_8×8）和基于16×16宏块（表示成Intra_16×16）地进行帧内预测。转到图1，用标号100总体表示针对4×4块基（Intra_4×4）的MPEG-4AVC标准定向帧内预测。用标号110总体表示预测方向，用标号120总体表示图像块，以及用标号130总体表示当前块。除了亮度预测之外，还进行独立色度预测。对于Intra_4×4和Intra_8×8，总共存在九种预测模式，对于Intra_16×16，总共存在四种预测模式，以及对于色度成分，总共存在四种预测模式。编码器通常选择使预测块与要编码的原始块之间的差值最小化的预测模式。表示成I_PCM的另一帧内编码模式允许编码器可以简单地绕过预测和变换编码处理。它使编码器可以精确地表示样本的值并不会限制解码图像质量地对可能包含在编码宏块中的位数设置绝对极限。

转到图2，用标号200总体表示MPEG-4AVC标准的Intra_4×4模式的预测样本的标记。图2示出了以前编码和重构的并因此可用在编码器和解码器上形成预测的在当前块上方和左侧的样本（用大写字母A-M表示）。

转到图3B-J，用标号300总体表示MPEG-4AVC标准的Intra_4×4亮度预测模式。使用Intra_4×4亮度预测模式300并根据样本A-M计算预测块的样本a，b，c，...，p。图3B-J中的箭头表示每种Intra_4×4模式300的预测方向。Intra_4×4亮度预测模式300包括模式0-8，模式0（图3B，用标号310表示）对应于垂直预测模式，其中模式1（图3C，用标号311表示）对应于水平预测模式，模式2（图3D，用标号312表示）对应于DC模式，模式3（图3E，用标号313表示）对应于左下对角模式，模式4（图3F，用标号314表示）对应于右下对角模式，模式5（图3G，用标号315表示）对应于垂直偏右模式，模式6（图3H，用标号316表示）对应于水平偏下模式，模式7（图3I，用标号317表示）对应于垂直偏左模式，以及模式8（图3J，用标号318表示）对应于水平偏上模式。图3A示出了与每种Intra_4×4模式300相对应的一般预测方向330。

在模式3-8中，从预测样本A-M的加权平均中形成预测样本。Intra_8×8基本上使用与4×4预测相同的概念，但通过块大小8×8以及通过预测器的低通滤波来提高预测性能。

转到图4A-D，用标号400总体表示与MPEG-4AVC标准相对应的四种Intra_16×16模式。四种Intra_16×16模式400包括模式0-3，其中模式0（图4A，用标号411表示）对应于垂直预测模式，模式1（图4B，用标号412表示）对应于水平预测模式，模式2（图4C，用标号413表示）对应于DC预测模式，以及模式3（图4D，用标号414表示）对应于平面预测模式。帧内编码宏块的每种8×8色度成分从上方和/或左侧的以前编码色度样本中预测，并且两种色度成分使用相同预测模式。除了模式的编号不同之外，四种预测模式与Intra_16×16非常相似。这些模式是DC（模式0）、水平（模式1）、垂直（模式2）和平面（模式3）。