[发明专利]图像数据编码/解码的方法及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种编码图像数据的方法及其设备，还涉及一种解码图像数据的方法及其设备。

背景技术

这部分旨在向读者介绍可能与下面将要描述和/或主张保护的本发明的各个方面相关的技术领域的各个方面。这种讨论被认为有助于向读者提供背景信息以方便其更好地理解本发明的各个方面。因此，应该理解的是，应该从这个角度阅读这部分中的陈述，而非将其视为是对现有技术的承认。

各种视频编码标准，例如MPEG-4Part 10/AVC，应用利用图像内空间冗余性的基于空间的帧内预测算法。对于各种块大小（例如，4×4、8×8和16×16）都进行帧内预测。以4×4块的帧内预测为例，在AVC中存在九种用于预测的预定义空间预测值（predictor）和预测方向。AVC中使用的帧内预测方案的最大问题之一是它的复杂性。为了对当前块进行正确的预测，首先对位于当前块的左侧和上侧的块进行重构，这在对它们自身进行编码之后并且在其用作预测值之前进行。因此，图像编码只能够按照从左到右和从上到下的方向顺序进行。

现在，处理架构正在从高性能顺序处理器架构演进为并行处理器架构（例如，IBM的cell处理器、Intel的Larabee处理器以及nVidia或AMD的GPU等）。这些处理器的引入正在改变计算机进行计算的方式。应用程序具有的并行性越多，该应用程序在处理器上执行得就越好。然而，在AVC编码中，由于帧内预测固有是顺序处理问题的事实，因此无法使用这些处理器进行有效的帧内预测。

已经做出若干尝试以试图改进在视频编码和解码中的帧内预测的性能，这些尝试都针对像素级的并行化。这种方法可以根据预测模式对一行像素做出预测。虽然这些方法在DSP或FPGA实施方式中比较有效，但上述的并行处理器架构却无法利用所提出的这些方案。

发明内容

鉴于上述的，用于在并行处理平台上实施改进的帧内预测方法的解决方案仍然是一个待解决的问题。本发明提供了这样的解决方案，并且适用于改进至少在编码器侧的帧内预测的效率。在各个实施例中，在解码器侧也实现了改进。

本发明是基于认识到以下事实：图像预测可以基于估计的预测值而不是基于被准确重构的预测值，同时获得良好的预测结果和因此的高压缩效率。

在原理上，一种用于对图像数据进行编码的方法，所述图像数据是以块构建的，该方法包括：对图像（的至少一部分）中的每个块，在第一预测步骤中，基于相邻块的原始像素来预测块的两个边缘的像素，其中获得估计的预测像素；以及在第二预测步骤中，根据预测的至少相邻块的预测像素来预测块的剩余像素。

根据本发明的一个实施例，一种用于对图像数据进行编码的方法，所述图像数据是以块构建的，该方法包括：对图像（的至少一部分）中的每个块，在第一预测步骤中，预测块的两个边缘的像素，其中该预测基于来自原始图像的相邻块的像素，并且其中获得估计的预测像素，为估计的预测像素确定残差数据，对为估计的预测像素所确定的残差数据进行量化和逆量化，其中获得为估计的预测像素重构的残差数据，重构预测像素，其中获得原始像素和为估计的预测像素重构的残差数据之间的差；在第二预测步骤中，根据预测的至少相邻块的预测像素来预测块的剩余像素，确定从第一或第二预测步骤产生的每个预测的像素的残差数据，该残差数据是预测的像素与其对应的原始像素之间的差，并对残差数据进行熵编码。

进一步地，根据本发明另外一个实施例，一种用于对图像数据进行编码的装置，所述图像数据是以块构建的，所述装置包括：第一和第二预测部件、第一和第二残差确定部件、量化器和逆量化器部件、重构部件以及熵编码部件。该装置对图像的至少一部分中的每个块执行以下步骤：

在第一预测部件中，在第一预测步骤预测块的两个边缘的像素，其中该预测基于来自原始图像的相邻块的像素，并且其中获得估计的预测像素；

在残差确定部件中，为估计的预测像素确定残差数据；

在量化器和逆量化器部件中，对为估计的预测像素所确定的残差数据进行量化和逆量化，其中获得为估计的预测像素所重构的残差数据；

在重构部件中，重构预测像素，其中获得原始像素和为估计的预测像素所确定的残差数据之间的差；

在第二预测部件中，在第二预测步骤，根据预测的至少相邻块的预测像素来预测块的剩余像素；

在第二残差确定部件中，确定从第一或第二预测步骤产生的每个预测的像素的残差数据，残差数据是预测的像素与其对应的原始像素之间的差；以及

在熵编码部件中，对残差数据进行熵编码。