[发明专利]扩展参考像素样值集的图像编码或解码方法

说明书

本发明提供一种图像压缩方法。对一个当前PU或者当前CU或者当前CTU或者当前条带或者当前图像进行2维匹配方式的编码或解码时，每当有新的已重构的参考像素样值产生，即有新的参考区域产生从而有新的参考区域边界时，首先对已重构的参考像素样值的区域进行扩展，即在边界（包括所述新的参考区域边界和部分或全部已有边界）外一定范围内填充按照预先制定的规则得到的像素数值，从而在2维匹配编码或解码的过程中，允许匹配参考串块延伸到已重构的参考像素样值的区域之外，不需要时刻检查匹配参考串块是否出界，也可以得到更完整的匹配参考串块从而提高编码性能。从这个主要技术特征导出的一个从属技术特征是在整个编码或解码过程中的不同阶段允许对同一参考区域及其边界进行多次不同的扩展，即多次扩展时，扩展的像素样值的数值不一定每次都相同。

技术领域

本发明涉及一种数字视频压缩编码及解码系统，特别是计算机屏幕图像和视频的编码及解码的方法。

背景技术

图像的数字视频信号的自然形式是图像的序列。一帧图像通常是由若干像素组成的矩形区域，而数字视频信号就是由几十帧至成千上万帧图像组成的视频图像序列，有时也简称为视频序列或序列。对数字视频信号进行编码就是按照一定顺序对一帧一帧图像进行编码。在任一时刻，正在编码中的那一帧称为当前编码帧。同样，对压缩的数字视频信号的视频码流进行解码就是按照同样顺序对一帧一帧图像的视频码流进行解码。在任一时刻，正在解码中的那一帧称为当前解码帧。当前编码帧或当前解码帧都统称为当前帧。

在几乎所有视频图像编码的国际标准如MPEG-1/2/4，H.264/AVC以及最新国际视频压缩标准HEVC（High Efficiency Video Coding）中，对一帧图像进行编码（以及相应的解码）时，把一帧图像划分成若干块MxM像素的子图像，称为“编码单元（Coding Unit简称CU）”，以CU为基本编码单位，对子图像一块一块进行编码。常用的M的大小是8，16，32，64。因此，对一个视频图像序列进行编码就是对各帧的各个编码单元依次进行编码。同样，解码时也是对各帧的各个编码单元按照同样的顺序依次进行解码，最终重构出整个视频图像序列。

为适应一帧图像内各部分图像内容与性质的不同，有针对性地进行最有效的编码，一帧图像内各CU的大小可以是不同的，有的是8x8，有的是64x64，等等。为了使不同大小的CU能够无缝拼接起来，一帧图像总是先划分成大小完全相同具有NxN像素的“最大编码单元（Largest Coding Unit简称LCU）”，然后每个LCU再进一步划分成树状结构的多个大小不一定相同的CU。因此，LCU也称为“编码树单元（Coding Tree Unit简称CTU）”。与CTU同样大小的CU称为深度D为0（D=0）的CU。把一个D=0的CU四等分得到的四分之一大小的CU称为深度D为1（D=1）的CU。把一个D=1的CU再四等分得到的大小更小的CU称为深度D为2（D=2）的CU。把一个D=2的CU再四等分得到的大小更小的CU称为深度D为3（D=3）的CU。把一个D=3的CU再四等分得到的大小更小的CU称为深度D为4（D=4）的CU。例如，一帧图像先划分成大小完全相同的64x64像素的LCU（N＝64）。一个LCU可以如图1所示由2个32x32像素的D=1的CU（图1中编号为0和15的CU）、6个16x16像素的D=2的CU（图1中编号为1、2、3、4、9和10的CU）和8个8x8像素的D=3的CU（图1中编号为5、6、7、8、11、12、13和14的CU）构成。这样16个成树状结构的CU构成一个CTU。一个LCU也可以如图2所示由3个32x32像素的D=1的CU（图2中编号为0、5和6的CU）和4个16x16像素的D=2的CU（图2中编号为1、2、3和4的CU）构成，这样7个成树状结构的CU也构成一个CTU。对一帧图像进行编码，就是依次对一个一个CTU中的一个一个CU进行编码。在任一时刻，正在编码中的CU称为当前编码CU。对一帧图像进行解码，也是按照同样的顺序依次对一个一个CTU中的一个一个CU进行解码。在任一时刻，正在解码中的CU称为当前解码CU。当前编码CU或当前解码CU都统称为当前CU。图1和图2中的CU编号的顺序也正是对一个一个CU进行编码或解码的顺序。