色彩间帧内预测的方法技术

本发明专利技术提出一种使用线性模型帧内模式的色彩间帧内预测方法，其使用多行或多列相邻重建像素或仅使用相邻像素的顶部像素或左侧像素，以用于线性模型参数的推导。本发明专利技术亦提出可以使用多个线性模型帧内模式。举例来说，可以使用三个线性模型帧内模式及其线性模型帧内模式的线性模型参数推导仅基于相邻重建像素的顶部像素、仅基于相邻重建像素的左侧像素、以及基于相邻重建像素的顶部像素和左侧像素。为了不需要额外的缓冲器来得到基于使用多行或多列相邻重建像素的线性模型参数，本发明专利技术提供的方法重复使用用于解区块的已有的缓冲器。另外，可以使用语法元素来指示选择的多个线性模型模式中的一个。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 夺叉引用 本专利技术主张在2013年03月26日提出的申请号为61/805, 310、标题为"Improved Chroma LM Mode"的美国临时专利申请的优先权。因此在全文中合并参考这些美国临时专 利申请案。
本专利技术是有关于视频编码，特别是有关于利用基于另一颜色的重建像素色彩间 (inter-color)线性模式的帧内预测相关的编码技术。
技术介绍
运动补偿帧间编码已经广泛地应用于在各种编码标准中，例如，MPEG-1/2/4和 H.261/H.263/H.264/AVC。尽管运动补偿帧间（inter-frame)编码可以有效地降低已压缩 视频的比特率，但是需要帧内（Intra)编码来压缩具有较大的运动或场景改变的区域。此 外，帧内编码也用于起始图片的处理或周期性地插入I图片或I区块以用于随机存取或用 于减轻误差传输。帧内预测利用图片或图片区域内的空间相关性。在实践中，图片或图片 区域被划分为区块，以及帧内预测以区块为基础来执行。当前区块的帧内预测可以依赖已 经处理的相邻区块中的像素。举例来说，若先从左到右再从上到下逐行处理在图片或图片 区域中的区块，则当前区块的顶部的相邻区块或左侧的相邻区块可产生用于当前区块中的 像素的帧内预测。尽管已处理的相邻区块中的任意像素可用于当前区块中像素的帧内预测 子，但是通常仅使用与当前区块顶部和左侧边界相邻的相邻区块的像素。 通常设计帧内预测子（Intra predictor)来提取图片中的空间特征，例如，平滑区 域（直流模式）、垂直线或边缘、水平线或边缘以及对角线或边缘。进一步，空间相关性通常 存在于亮度和色度组分之间。因此，重建的亮度像素可以用于得到帧内色度预测。在新一 代高效视频编码（High Efficiency Video Coding，HEVC)中，考虑基于重建的亮度信号的 色度帧内预测模式。在此种类型的色度帧内预测称为线性模型（Linear Model，以下简称 为LM)预测。图1描述了 LM模式的帧内预测的推导。首先，图1中色度区块（即，U区块或 V区块）的相邻重建像素（由圆形表示）和同一位置的亮度区块（即，Y区块）的相邻重建 像素（由圆形表示）用于推导在区块间的线性模块参数。利用亮度区块的参数和重建像素 来产生色度区块的预测像素。在参数推导中，使用顶部重建像素行和左侧重建像素列，顶部 重建像素行相邻于当前亮度区块的顶部区块边界，以及左侧重建像素列相邻于当前亮度区 块的左侧区块边界。请注意，为了匹配色度像素的采样位置，自左侧边界的第二左侧的重建 像素列代替左侧边界直接相邻的左侧列。为了匹配色度组分的4:2:0采样格式，使用亮度 区块的特定行和列。尽管图1描述了用于4:2:0采样格式的线性模块色度模式的示例，但 是用于其他色度采样格式的线性模型色度模式也可以相似地推导。 根据线性模型预测模式，自同一位置区块的重建亮度值预测色度值。与亮度组分 相比，色度组分可具有较低空间分辨率。为使用用于色度帧内预测的亮度信号，可降低亮度 信号的分辨率以匹配色度组分的分辨率。举例来说，对于4:2:0米样格式，U组分和V组分 在垂直和水平方向上具有的采样数目仅为亮度组分的一半。因此，在垂直和水平方向上降 低为原来的二分之一的分辨率应用于重建的亮度采样。分辨率降低可通过下采样过程或子 采样过程来完成。 在线性模块色度模式中，对于将要预测的色度采样V及其同一位置的重建亮度采 样VMl，产生LM预测子P的线性模型的公式如下所示： P= a ?Vcol+b 在上述公式中，a和b称为LM参数。LM参数可以自当前区块周围的相邻重建亮 度和色度采样得到，因此LM参数不需要在比特流中进行编码。在推导出LM参数之后，根据 线性模型，色度预测子也可自当前区块中的同一位置的重建亮度采样来产生。举例来说，如 图1所示，若视频格式为YUV420,则每一个8x8编码单元具有一个8x8亮度区块和两个4x4 色度区块。在图1中，每一个小方块对应于要编码的（对于亮度为2Nx2N以及对于色度为 NxN)当前编码单元中的一个像素。基于当前编码单元的相邻重建采样首先得到LM参数， 其用图1中的圆形表示。对于YUV420采样格式，同一位置的色度的位置在两个对应的垂直 亮度采样之间。两个对应的垂直亮度采样之间的平均值用于得到LM参数。对于在顶部区 块边界上的相邻像素，为降低线性缓冲器的要求，用垂直方向上的最近采样代替平均值。如 图1所示，当前亮度编码单元（Y)和色度编码单元（U或V)的相邻像素（由圆形表示）用 于得到各自色度组分的LM参数。在得到LM参数之后，基于线性模型和同一位置的亮度重 建采样来产生色度预测子。根据视频格式，将平均亮度值代替对应的亮度采样。 Zhang等揭露了一种用于LM参数推导的利用扩展相邻像素的色度帧内预测 方法(New Modes for Chroma Intra Prediction"，in Joint Collaborative Team on Video Coding(JCT-VC)of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11,7th Meeting:Geneva, CH, 21-30 November, 2011, document:JCTVC_G358)。图 2A ~20描述了根 据Zhang的利用扩展相邻像素的用于8x8色度区块的色度帧内预测的示意图。图2A对应 于HEVC考虑的矩形色度帧内预测。图2B描述了基于利用扩展水平相邻像素的额外的色度 帧内模式的LM参数推导的示意图，其中使用来自相邻右上侧的额外的N个像素。图2C描 述了基于利用扩展的垂直相邻像素的另一额外的色度帧内模式的LM参数推导的示意图， 其中使用来自相邻左下侧的额外的N个像素。尽管zhang的方法在性能上显著地得到了改 善，但是该方法也增加了计算的复杂性并增加了对缓冲器要求。 需要开发一种改善的方法，能进一步改善性能及/或减少色度帧内预测的缓冲器 要求。
技术实现思路
本专利技术揭示了一种基于另一颜色的重建像素的利用线性模型（称为线性模型或 线性帧内模型）的色彩间帧内预测方法。该方法基于另一颜色的当前区块（具有第二颜 色）和同一位置的区块（具有第一颜色）的多行或多列相邻重建像素，得到线性模型参数。 在一个实施方式中，使用两个或更多的线性模型帧内模式，以及仅基于相邻于各自顶部边 界的相邻重建第一颜色像素和相邻重建第二颜色像素的顶部像素、或仅基于相邻于各自左 侧边界的相邻重建第一颜色像素和相邻重建第二颜色像素的左侧像素，确定用于至少一线 性模型帧内模式的线性模型参数。举例来说，使用两个线性模型帧内模式，仅基于顶部像素 确定用于第一线性模型帧内模式的线性模型参数，以及仅基于左侧像素确定用于第二线性 模型帧内模式的线性模型参数。可使用三个线性模型帧内模式，以及基于顶部像素和左侧 像素确定用于第三线性模型帧内模式的线性模型参数。在另一实施方式中，仅基于顶部像 素的两行确定第一线性模型帧内模式的线性模型参数，以及仅基于左侧像素的两列确定第 二线性模型帧内模式的线性模型参数。进一步，自相邻重建第一颜色像素和相邻重建第二 颜色像素的一行顶部像素和一列本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于另一颜色组分的重建像素的色彩间帧内预测方法，其特征在于，该方法包括：接收当前第一颜色区块的相邻重建第一颜色像素和当前重建第一颜色像素；接收与该当前第一颜色区块同一位置的当前第二颜色区块的相邻重建第二颜色像素；基于相邻于各自顶部边界的多行相邻重建第一颜色像素和相邻重建第二颜色像素、或基于相邻于各自的左侧边界的多列相邻重建第一颜色像素和相邻重建第二颜色像素，根据用于一个或多个线性模型帧内模式的线性模型，确定线性模型参数；接收与该当前第二颜色区块的当前第二颜色像素相关的输入数据；利用与选择的线性模型帧内模式相关的线性模型参数，自该当前第一颜色区块的该当前重建第一颜色像素产生色彩间帧内预测子；以及利用用于该选择的线性模型帧内模式的该色彩间帧内预测子，对该当前第二颜色区块的该当前第二颜色像素应用色彩间帧内预测编码或解码。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆晔，徐志玮，蔡家扬，黄毓文，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71