[发明专利]一种用于帧内预测的设备和方法

说明书

本发明涉及图像处理领域，例如，静止图像(picture/image)和/或视频图像(picture/image)编码。具体而言，本发明涉及一种用于对视频图像的预测块进行帧内预测的设备和相应的方法。所述设备用于从方向性帧内预测模式集合中选择方向性帧内预测模式，其中，每个方向性帧内预测模式对应于不同的帧内预测角度。所述设备还用于根据所述选择的方向性帧内预测模式，从滤波器集合中选择滤波器。所述设备还用于根据所述选择的方向性帧内预测模式，从参考像素集合中为所述预测块的给定预测像素确定参考像素，并将所述选择的滤波器应用于所述确定的参考像素。

技术领域

本发明实施例涉及图像处理领域，例如，静止图像(picture/image)和/或视频图像(picture/image)编码。具体而言，本发明涉及一种用于帧内预测的设备，即用于帧内预测视频图像的预测块的设备。该设备可以是视频图像编码器或视频图像解码器的一部分。该设备具体用于执行预测块的方向性帧内预测。本发明还涉及相应的帧内预测方法。

背景技术

视频编码(视频编码和解码)广泛用于数字视频应用，例如广播数字电视、经由互联网和移动网络的视频传输、如视频聊天、视频会议等实时会话应用、DVD和蓝光光盘、视频内容采集和编辑系统以及可携式摄像机的安全应用。

自从1990年研发的H.261标准中基于块的混合视频编码方法以来，研发了新的视频编码技术和工具，为新的视频编码标准奠定了基础。与前代标准相比，大多数视频编码标准的目标之一是在保证图像质量的情况下，降低比特率。其它视频编码标准包括MPEG-1视频、MPEG-2视频、ITU-T H.262/MPEG-2、ITU-T H.263、ITU-T H.264/MPEG-4，第10部分、高级视频编码(Advanced Video Coding，AVC)、ITU-T H.265、高效视频编码(High EfficiencyVideo Coding，HEVC)以及这些标准的扩展，例如可扩展性和/或三维(three-dimensional，3D)扩展。

视频压缩能够按照预期降低比特率，但是很复杂。具体而言，视频压缩受到两个相互矛盾的参数的限制：压缩效率和计算复杂度。视频编码标准(如ITU-T H.264/AVC或ITU-TH.265/HEVC)在这些参数之间进行了良好的权衡。因此，几乎所有视频压缩应用都要求必须支持视频编码标准。

最先进的视频编码标准基于将源图像划分成块。这些块的处理取决于其大小、空间位置和编码器指定的编码模式。

根据预测类型，编码模式可以分为两组：帧内预测模式和帧间预测模式。帧内预测模式使用同一图像的像素来生成参考像素，以计算正在重建的块的像素的预测值。帧内预测也称为空间预测。帧间预测模式用于时间预测，使用之前或后续图像的参考像素来预测当前图像的块的像素点。

在预测阶段之后，对预测误差(原始信号与其预测值之间的差值)进行变换编码。然后，使用熵编码器(例如，AVC/H.264和HEVC/H.265标准中的CABAC)对变换系数和边信息进行编码。最近采用的ITU-T H.265/HEVC标准(ISO/IEC 23008-2:2013,《信息技术-异构环境下的高效编码和媒体传输》(第2部分)：高效视频编码”(2013年11月)宣布了一组最先进的视频编码工具，这些工具在编码效率和计算复杂度之间进行了合理的权衡。盖里J.苏利文在《高效视频编码(HEVC)标准概述》(IEEE视频技术电路和系统学报第22卷第12期，2012年12月)中对ITU-T H.265/HEVC标准进行了概述，其全部内容通过引用结合在本申请中。

与ITU-T H.264/AVC视频编码标准类似，HEVC/H.265视频编码标准规定将源图像划分为块(例如，编码单元(coding unit，CU))。每个CU可以进一步分为更小的CU或预测单元(prediction unit，PU)。可以根据PU的像素应用的处理类型，对PU进行帧内或帧间预测。对于帧间预测，PU表示通过使用为PU指定的运动矢量进行运动补偿来处理的像素的区域。对于帧内预测，将相邻块的相邻像素作为参考像素来预测当前块。