[发明专利]用于视频编码的低复杂度帧内预测

说明书

用于视频编码的低复杂度帧内预测。本发明提供一种提高视频编码效率的独特帧内预测过程。H.264/AVC使用位于紧接待预测的目标块上方的水平边界中的参考像素和位于紧接该目标块的左侧的竖直边界中的参考像素。在本发明中，取出水平边界像素阵列和竖直边界像素阵列之一的至少一些像素。然后向其它边界像素添加取出的像素以扩展其阵列。仅基于扩展的边界像素阵列执行帧内预测。

本申请是申请号为201180034682.2、国际申请号为PCT/US2011/044014、申请日为2011年7月14日、发明名称为“用于视频编码的低复杂度帧内预测”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及视频编码，并且具体地涉及使用来自相同视频帧的先前编码并且重建的像素的、其中预测采样块的帧内预测。

背景技术

数字视频需要大量数据来以未压缩的方式代表数字视频序列(例如系列帧)的每一帧。对于多数应用而言跨越计算机网络发送未压缩的数字视频由于带宽限制而不可行。此外，未压缩的数字视频需要大量存储空间。通常以某一方式对数字视频编码以减少存储要求并且减少带宽要求。

一种用于对数字视频编码的技术是帧间预测。帧间预测利用在不同帧之间的时间冗余度。在时间上相邻的视频帧通常包括保持基本上相同的像素块。在编码过程期间，运动矢量将一帧中的像素块的移动与另一帧中的相似像素的块相关联。因而无需系统对像素块编码两次，而是对像素块编码一次并且提供用于预测其它像素块的运动矢量。

另一种用于对数字视频编码的技术是帧内预测。帧内预测对帧或者其部分编码而未参考其它帧中的像素。帧内预测利用在帧内的像素块之间的空间冗余度。由于在空间上相邻的像素块一般具有相似属性，所以通过参考在相邻块之间的空间相关性来提高编码过程的效率。通过基于在相邻块中使用的预测模式预测目标块可以利用这一相关性。

发明内容

本发明提供一种提高视频编码效率的独特帧内预测过程。H.264/AVC使用位于紧接待预测的目标块上方的水平边界中的参考像素和位于紧接该目标块的左侧的竖直边界中的参考像素。在本发明中，取出水平边界像素阵列或者竖直边界像素阵列的至少一些像素。然后向其它边界像素添加取出的像素以扩展其阵列。仅基于扩展的边界像素阵列执行帧内预测。在本发明的一个实施方式中，取出竖直边界像素中的至少一些像素并且向水平边界像素添加以扩展其阵列。

本发明消除选择从其取出参考像素的水平边界或者竖直边界的判决过程。本发明也消除计算与预测方向相交的竖直边界的位置的重复出现过程，其中重复出现计算过程通常包括除法操作。消除这些过程使帧内预测过程能够实施于单指令多数据 (SIMD)架构上，由此提高视频编码的计算效率。

在根据本发明的一个实施方式中，使用由下式表达的竖直像素标识符来取出竖直边界像素中的至少一些像素：

其中size代表待预测的目标块的大小，angle代表预测方向，并且col是从-1至angle递减1的计数器。向在水平像素标识符[col]标识的位置处的水平像素添加取出的像素。

在另一实施方式中，在取出竖直边界像素中的至少一些像素时根据下式计算InvAngle：

其中N是2的整数幂。然后使用由[col×InvAngle＞＞log₂N]表达的竖直像素标识符来取出竖直边界像素之中的至少一些像素。向在水平像素标识符[col]标识的位置处的水平像素添加取出的像素。

在另一实施方式中，从查找表获得InvAngle，查找表相对于angle的值列出了InvAngle的值。