圖像解碼裝置制造方法
【專利摘要】根據(jù)本發(fā)明的圖像解碼裝置包括：幀內(nèi)預測單元，所述幀內(nèi)預測單元用于通過以當前塊為單位或以當前塊的子塊為單位重構當前塊的幀內(nèi)預測模式來生成預測塊；逆掃描單元，所述逆掃描單元用于將殘差信號變換成二維量化塊；逆量化單元，所述逆量化單元用于利用量化參數(shù)對量化塊進行逆量化；逆變換單元，所述逆變換單元用于對逆量化塊進行逆變換。利用當前編碼單元（CU）的左和上的編碼單元的量化參數(shù)來生成用于重構量化參數(shù)的量化參數(shù)預測因子。因此，通過基于編碼大小自適應地控制量化參數(shù)提高了圖像質量，并且通過對量化參數(shù)進行有效的編碼和解碼減少用于發(fā)送量化參數(shù)所需的比特數(shù)而提高了圖像壓縮的效率。
【專利說明】圖像解碼裝置【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像解碼裝置，更具體地，涉及使用左編碼單元和上編碼單元的量化參數(shù)以推導出用于生成殘差塊的量化參數(shù)預測因子的裝置。
【背景技術】
[0002]圖像數(shù)據(jù)必須被編碼以有效地存儲或發(fā)送圖像數(shù)據(jù)。已知MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、H.264/MPEG-4AVC (高級視頻編碼)等為對圖像數(shù)據(jù)編碼的技術。在這些技術中，畫面被劃分成宏塊，按宏塊為單位確定應該執(zhí)行幀內(nèi)編碼或幀間編碼中的哪一個，并且利用確定的編碼方法對宏塊編碼。
[0003]在作為最新的圖像壓縮技術的H.264中，執(zhí)行幀內(nèi)預測以增強幀內(nèi)編碼的效率。即，代替參照參考畫面對當前塊編碼，利用與將被編碼的當前塊空間相鄰的像素值創(chuàng)建預測塊。具體地，利用相鄰像素值通過與原始宏塊的比較來選擇具有小的失真的幀內(nèi)預測模式，并且利用選擇的幀內(nèi)預測模式和相鄰像素值來創(chuàng)建將被編碼的當前塊的預測塊。創(chuàng)建包括當前塊和預測塊之間的差信號(difference signal)的殘差塊，并且對殘差塊進行變換、量化和熵編碼。還對用于創(chuàng)建預測塊的幀內(nèi)預測模式進行編碼。
[0004]然而，在H.264中，不管當前塊的左塊和上塊的幀內(nèi)預測模式的方向性來對當前塊的幀內(nèi)預測模式進行編碼，因此存在編碼效率低的問題。當幀內(nèi)預測模式的數(shù)量增加以增強殘差塊的編碼效率時，需要一種具有比H.264的幀內(nèi)預測模式編碼方法的效率更高的效率的幀內(nèi)預測編碼方法。
[0005]當與在H.264中不同允許具有不同大小的編碼單元時，量化參數(shù)可以自適應地改變以提高紋理的編碼效率。然而，在這種情況下，需要大量的比特用于發(fā)送量化參數(shù)。因此，需要一種能夠有效地降低比特數(shù)的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]技術問題
[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠通過根據(jù)編碼單元的大小自適應地調整當前塊的量化參數(shù)來提高圖像質量并通過對量化參數(shù)進行有效地編碼/解碼以減少發(fā)送量化參數(shù)所需的比特數(shù)來增強圖像的壓縮效率和解壓縮效率的裝置。
[0008]針對問題的方案
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種圖像解碼裝置，所述圖像解碼裝置包括:幀內(nèi)預測模塊，所述幀內(nèi)預測模塊用于重構幀內(nèi)預測模式，并且創(chuàng)建當前塊的預測塊或所述當前塊的子塊的預測塊；逆掃描模塊，所述逆掃描模塊用于將殘差信號轉換成二維量化塊；逆量化模塊，所述逆量化模塊用于利用量化參數(shù)對所述量化塊進行逆量化；以及逆變換模塊，所述逆變換模塊用于對經(jīng)逆量化的塊進行逆變換。利用當前編碼單元的左編碼單元的量化參數(shù)和所述當前編碼單元的上編碼單元的量化參數(shù)創(chuàng)建用于推導所述量化參數(shù)的量化參數(shù)預測因子。[0010]在圖像解碼裝置中，通過將所述量化參數(shù)預測因子與接收到的殘差量化參數(shù)相加來重構所述量化參數(shù)，所述量化參數(shù)預測因子被設置為所述左編碼單元的量化參數(shù)和所述上編碼單元的量化參數(shù)的平均值。
[0011]在圖像解碼裝置中，所述幀內(nèi)預測模塊利用所述當前塊的左塊和上塊的幀內(nèi)預測模式來構造包括三個幀內(nèi)預測模式的MPM組，并且利用所述MPM組和接收到的幀內(nèi)預測信息來重構所述當前塊的幀內(nèi)預測模式。另外，在所述當前塊的所述左塊和所述上塊的幀內(nèi)預測模式無效時，所述MPM組包括平面模式、DC模式和垂直模式。
[0012]有益效果
[0013]根據(jù)本發(fā)明的圖像解碼裝置包括:幀內(nèi)預測模塊，所述幀內(nèi)預測模塊用于重構幀內(nèi)預測模式，并且創(chuàng)建當前塊的預測塊或所述當前塊的子塊的預測塊；逆掃描模塊，所述逆掃描模塊用于將殘差信號轉換成二維量化塊；逆量化模塊，所述逆量化模塊用于利用所述量化參數(shù)對所述量化塊進行逆量化；以及逆變換模塊，所述逆變換模塊用于對經(jīng)逆量化的塊進行逆變換。利用當前編碼單元的左編碼單元的量化參數(shù)和所述當前編碼單元的上編碼單元的量化參數(shù)創(chuàng)建用于推導出所述量化參數(shù)的量化參數(shù)預測因子。
[0014]因此，可以通過根據(jù)編碼單元的大小自適應地調整當前塊的量化參數(shù)來提高圖像質量，并通過對量化參數(shù)進行有效地編碼/解碼以減少發(fā)送量化參數(shù)所需的比特數(shù)來增強圖像的壓縮效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的運動圖像編碼裝置的框圖。
[0016]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的運動圖像解碼裝置的框圖。
[0017]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的在運動圖像解碼裝置中創(chuàng)建幀內(nèi)預測塊的方法的示圖。
[0018]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的幀內(nèi)預測模式的概念示圖。
[0019]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的幀內(nèi)預測塊創(chuàng)建單元300的框圖。
[0020]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的殘差塊重構過程的框圖。
[0021]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的量化參數(shù)重構過程的框圖。
【具體實施方式】
[0022]下面，將參照附圖詳細描述本發(fā)明的各種實施方式。本發(fā)明可以以各種形式被修改，并且可以具有各種實施方式。這些實施方式?jīng)]有意圖限制本發(fā)明，而應該被理解為本發(fā)明包括屬于本發(fā)明的精神和技術范圍的所有修改、等同形式和替換。在參照附圖對本發(fā)明的描述中，用相同的編號表不相同的構成。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的運動圖像編碼裝置和運動圖像解碼裝置可以是諸如個人電腦、筆記本PC、個人數(shù)字助理、便攜式多媒體播放器、智能電話、無線通信終端和TV的用戶終端或提供服務的服務器。運動圖像編碼裝置和運動圖像解碼裝置可以是具有如下部件的設備:諸如用于與各種設備或者無線或有線通信網(wǎng)絡通信的通信調制解調器的通信裝置、存儲用于對圖像編碼和解碼的各種程序和數(shù)據(jù)的存儲器、以及執(zhí)行所述程序以執(zhí)行操作和控制的微處理器。[0024]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的運動圖像編碼裝置的框圖。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的實施方式的運動圖像編碼裝置100包括幀內(nèi)預測模塊110、幀間預測模塊120、變換和量化模塊130、熵編碼模塊140、逆量化和逆變換模塊150、后處理模塊160、畫面緩沖器170、減法模塊190、以及加法模塊195。
[0026]幀內(nèi)預測模塊110利用當前塊所屬的畫面或片(slice)的重構像素來創(chuàng)建幀內(nèi)預測塊。幀內(nèi)預測模塊110根據(jù)將被預測編碼的當前塊的大小來選擇預定數(shù)量的幀內(nèi)預測模式中的一種幀內(nèi)預測模式，并且根據(jù)選擇的幀內(nèi)預測模式來創(chuàng)建預測塊。
[0027]幀間預測模塊120利用存儲在畫面緩沖器170中的參考畫面來執(zhí)行運動估計操作，并且針對運動估計操作確定參考畫面索引和運動矢量。然后，幀間預測模塊120利用參考畫面索引和運動矢量來創(chuàng)建當前塊的幀內(nèi)預測塊。
[0028]變換和量化模塊130對由幀內(nèi)預測模塊110或幀間預測模塊120所創(chuàng)建的預測塊的殘差塊進行變換和量化。在水平和垂直方向上利用一維變換矩陣來執(zhí)行變換。利用根據(jù)變換塊的大小(即，殘差塊的大小)和幀內(nèi)預測模式所確定的變換矩陣來對用于幀內(nèi)預測的殘差塊進行變換。利用預定的變換矩陣來對用于幀間預測的殘差塊進行變換。
[0029]變換和量化模塊130利用量化步長對變換塊進行量化?？梢园吹扔诨虼笥陬A定大小的編碼單元來改變量化步長。
[0030]向逆量化和逆變換模塊150以及熵編碼模塊140提供量化的變換塊。
[0031]逆量化和逆變換模塊150對量化的變換塊進行逆量化并且對經(jīng)逆量化的變換塊進行逆變換，以重構殘差塊。加法模塊將由逆量化和逆變換模塊150重構的殘差塊與來自幀內(nèi)預測模塊110或幀間預測模塊120的預測塊相加以創(chuàng)建重構塊。
[0032]后處理模塊160用于提高重構畫面的圖像質量，并且包括去塊濾波器模塊161、偏移模塊162和環(huán)路濾波器模塊163。
[0033]去塊濾波器模塊161自適應地向預測塊和變換塊的邊界應用去塊濾波器。所述邊界可以被限制為8x8網(wǎng)格的邊界。去塊濾波器模塊161確定將被濾波的邊界，確定所述邊界的邊界強度，并且當邊界強度大于O時，確定是否應該向所述邊界應用去塊濾波器。當確定邊界應該被濾波時，去塊濾波器模塊161選擇將被應用于邊界的濾波器，并且利用選擇的濾波器對邊界濾波。
[0034]偏移模塊162確定應該由畫面還是片來應用偏移以減小經(jīng)受去塊濾波器模塊的圖像中的像素與相應原始像素之間的失真。另選地，片被劃分成多個偏移區(qū)域，并且可以確定各偏移區(qū)域的偏移類型。偏移類型可以包括預定數(shù)量個的邊緣偏移類型和帶偏移類型。當偏移類型是邊緣偏移類型時，確定各像素所屬的邊緣類型并且應用與其相對應的偏移?；谂c當前像素相鄰的兩個像素值的分布來確定邊緣類型。
[0035]環(huán)路濾波器模塊163基于經(jīng)歷了偏移模塊162的重構圖像與原始圖像的比較結果來對重構圖像進行自適應地環(huán)路濾波。確定是否應該按編碼單元對重構圖像進行環(huán)路濾波。可以按編碼單元改變將被應用的環(huán)路濾波器的大小和系數(shù)。指示是否應該按編碼單元應用自適應環(huán)路濾波的信息可以包括在各片報頭中。在色度信號的情況下，可以確定是否應該按畫面應用自適應環(huán)路濾波。因此，指示色度分量是否被濾波的信息可以包括在片報頭或畫面報頭中。
[0036]畫面緩沖器170從后處理模塊160接收經(jīng)后處理的圖像數(shù)據(jù)，并且以畫面為單位重構和存儲圖像。畫面可以是以幀為單位的圖像或以場為單位的圖像。
[0037]熵編碼模塊140對通過變換和量化模塊130量化的量化系數(shù)信息、從幀內(nèi)預測模塊140接收到的幀內(nèi)預測信息、從幀間預測模塊150接收到的運動信息等進行熵編碼。熵編碼模塊140包括掃描模塊145，所述掃描模塊145用于將量化的變換塊的系數(shù)變換成一維
量化系數(shù)。
[0038]掃描模塊145確定用于將量化的變換塊的系數(shù)變換成一維量化系數(shù)的掃描類型。所述掃描類型可以根據(jù)方向性幀內(nèi)預測模式和變換塊的大小而變化。按向后方向掃描量化系數(shù)。
[0039]當量化的變換塊大于預定大小時，變換系數(shù)被劃分成多個子塊并被掃描。應用于這些子塊的變換系數(shù)的掃描類型是相同的。應用于子塊的掃描類型可以是Z字形掃描，或者可以是與應用于子塊的變換系數(shù)的掃描類型相同的掃描類型。
[0040]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的運動圖像解碼裝置200的框圖。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的實施方式的運動圖像解碼裝置200包括熵解碼模塊210、逆量化模塊220、逆變換模塊230、幀內(nèi)預測模塊240、幀間預測模塊250、后處理模塊260、畫面緩沖器270和加法模塊280。
[0042]熵解碼模塊210對接收到的比特流進行解碼，并且將比特流區(qū)分成幀內(nèi)預測信息、幀間預測信息、量化系數(shù)信息等。熵解碼模塊210向幀內(nèi)預測模塊240提供解碼的幀內(nèi)預測信息，并且向幀間預測模塊250提供解碼的幀間預測信息。熵解碼模塊210包括逆掃描模塊215，所述逆掃描模塊215用于對解碼的量化系數(shù)信息進行逆向地掃描。
[0043]逆掃描模塊215將量化系數(shù)信息轉換成二維量化塊。針對轉換選擇多個掃描類型中的一種掃描類型。掃描類型可以根據(jù)方向性巾貞內(nèi)預測模式和變換塊的大小而改變。按向后方向掃描量化系數(shù)。當量化的變換塊大于預定大小時，變換系數(shù)被劃分成多個子塊并且被掃描。應用于這些子塊的變換系數(shù)的掃描類型是相同的。應用于子塊的掃描類型可以是Z字形掃描，或者可以是與應用于子塊的變換系數(shù)的掃描類型相同的掃描類型。
[0044]逆量化模塊220確定當前編碼單元的量化步長預測因子，并且將確定的量化步長預測因子與接收到的殘差量化步長相加以重構當前編碼單元的量化步長。逆量化模塊220利用量化步長和逆量化矩陣對量化塊進行逆量化。量化矩陣根據(jù)量化塊的大小和預測模式來確定。即，基于當前塊的預測模式和用于具有預定大小的量化塊的幀內(nèi)預測模式中的至少一方來選擇量化矩陣。
[0045]逆變換模塊230對經(jīng)逆量化的變換塊進行逆變換以重構殘差塊。可以根據(jù)預測模式和幀內(nèi)預測模式來確定將應用于逆量化塊的逆變換矩陣。
[0046]加法模塊280將由幀內(nèi)預測模塊240或幀間預測模塊250創(chuàng)建的預測塊與由逆變換模塊230重構的殘差塊相加，以創(chuàng)建重構塊。
[0047]幀內(nèi)預測模塊240基于從熵解碼模塊210接收到的幀內(nèi)預測信息來重構當前塊的幀內(nèi)預測模式。然后，幀內(nèi)預測模塊240根據(jù)重構的幀內(nèi)預測模式來創(chuàng)建預測塊。
[0048]幀間預測模塊250基于從熵解碼模塊210接收到的幀間預測信息來重構參考畫面索引和運動矢量。然后，幀間預測模塊250利用參考畫面索引和運動矢量來創(chuàng)建當前塊的預測塊。當應用具有十進制預測的運動補償時，應用選擇的插值濾波器以創(chuàng)建預測塊。
[0049]后處理模塊260的操作與圖1中示出的后處理模塊160的操作相同，因此不再進行描述。
[0050]畫面緩沖器270以畫面為單位存儲經(jīng)后處理模塊260進行了后處理的解碼圖像。
[0051]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的創(chuàng)建幀內(nèi)預測塊的方法的示圖。
[0052]首先，對來自接收的比特流的幀內(nèi)預測信息進行熵解碼(SI 10)。
[0053]幀內(nèi)預測信息包括幀內(nèi)預測模式組指示符和預測模式索引。幀內(nèi)預測模式組指示符指示當前塊的幀內(nèi)預測模式是屬于MPM組還是屬于除了 MPM組之外的組。預測模式索引是指示通過幀內(nèi)預測模式組指示符所指示的幀內(nèi)預測模式組中的特定幀內(nèi)預測模式的信肩、O
[0054]可以以無符號整數(shù)的形式接收幀內(nèi)預測模式組指示符。在這種情況下，幀內(nèi)預測模式組指示符可以在不進行熵解碼的情況下被使用。另選地，可以根據(jù)當前片的類型對幀內(nèi)預測模式組指示符自適應地進行熵編碼。例如，可以利用根據(jù)片類型所確定的上下文來對幀內(nèi)預測模式組指示符進行熵編碼。因此，可以利用根據(jù)當前片的類型所確定的上下文來對幀內(nèi)預測模式組指示符進行解碼。預測模式索引的熵編碼方法根據(jù)幀內(nèi)預測模式是否屬于MPM組而變化。因此，利用不同的方法來對預測模式索引進行熵解碼。具體地，當幀內(nèi)預測模式組指示符表示當前塊的幀內(nèi)預測模式屬于MPM組時，預測模式索引以截斷指數(shù)哥倫布碼(Exp-Golomb code)方式或截斷一元碼(unary)方式被二值化,然后被熵編碼。因此，在通過執(zhí)行熵解碼獲取了二進制信息之后，利用上面提到的方法來重構預測模式索引。當幀內(nèi)預測模式組指示符表示當前塊的幀內(nèi)預測模式不屬于MPM組時，預測模式索引可以被二值化為固定長度。因此，在通過執(zhí)行熵解碼獲取了二進制信息之后，可以重構預測模式索引。
[0055]然后，利用與當前塊相鄰的塊的幀內(nèi)預測模式來創(chuàng)建MPM組，然后利用MPM組來重構當前塊的幀內(nèi)預測模式(S120)。MPM組包括三個幀內(nèi)預測模式。這將參照圖4進行描述。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的幀內(nèi)預測模式的示圖。
[0056](I)在當前塊的上塊和左塊的幀內(nèi)預測模式都存在并且彼此不同時，MPM組包括這兩個幀內(nèi)預測模式和一個附加幀內(nèi)預測模式。
[0057]當這兩個幀內(nèi)預測模式中的一個是DC模式并且另一個不是平面模式時，附加幀內(nèi)預測模式可以是平面模式。類似地，當這兩個幀內(nèi)預測模式中的一個幀內(nèi)預測模式是平面模式并且另一個不是DC模式時，附加幀內(nèi)預測模式可以是DC模式。
[0058]當這兩個幀內(nèi)預測模式是DC模式和平面模式時，附加幀內(nèi)預測模式可以是垂直模式或水平模式。
[0059]當這兩個幀內(nèi)預測模式不是DC模式也不是平面模式時，附加幀內(nèi)預測模式可以是在這兩個幀內(nèi)預測模式之間具有方向性的幀內(nèi)預測模式、或DC模式、或平面模式。
[0060](2)在當前塊的上塊和左塊的幀內(nèi)預測模式都存在并且彼此相等時，MPM組包括該幀內(nèi)預測模式和兩個附加幀內(nèi)預測模式。
[0061]當該幀內(nèi)預測模式既不是DC模式也不是平面模式時，兩個附加幀內(nèi)預測模式被設置為與該幀內(nèi)預測模式相鄰的兩個幀內(nèi)預測模式。當該幀內(nèi)預測模式是DC模式時，兩個附加幀內(nèi)預測模式可以是平面模式和垂直模式。
[0062](3 )在當前塊的上塊和左塊的幀內(nèi)預測模式中僅一個幀內(nèi)預測模式存在時，MPM組包括該幀內(nèi)預測模式和兩個附加幀內(nèi)預測模式。兩個附加幀內(nèi)預測模式根據(jù)該幀內(nèi)預測模式來確定。
[0063](4)在當前塊的上塊和左塊的幀內(nèi)預測模式都不存在時，MPM組包括DC模式、平面模式和垂直模式。
[0064]當巾貞內(nèi)預測模式組指示符指示MPM組時,從MPM組中選擇由預測模式索引所指示的幀內(nèi)預測模式，并且選擇的幀內(nèi)預測模式被確定為當前塊的幀內(nèi)預測模式。幀內(nèi)預測模式組指示符可以是表示當前塊的幀內(nèi)預測模式是屬于MPM組還是屬于除了 MPM組之外的組的標記信息。
[0065]當幀內(nèi)預測模式組指示符不指示MPM組時，幀內(nèi)預測模塊240將除了屬于MPM組的幀內(nèi)預測模式之外的幀內(nèi)預測模式(下面稱為殘差幀內(nèi)預測模式)中的由預測模式索引所指示的幀內(nèi)預測模式確定為當前塊的幀內(nèi)預測模式。分配給殘差幀內(nèi)預測模式的預測模式索引根據(jù)MPM組的配置而變化。即，解碼的預測模式索引指示根據(jù)MPM組的配置重新排列的殘差幀內(nèi)預測模式的索引。因此，幀內(nèi)預測模塊240根據(jù)解碼的預測模式索引和屬于MPM組的幀內(nèi)預測模式從殘差幀內(nèi)預測模式中選擇當前塊的幀內(nèi)預測模式。
[0066]具體地，按模式編號順序重新排列當前塊的殘差幀內(nèi)預測模式，并且將與接收的預測模式索引相對應的幀內(nèi)預測模式選擇作為當前塊的幀內(nèi)預測模式。在這種情況下，可以重新排列殘差幀內(nèi)預測模式，但可以通過將屬于MPM組的幀內(nèi)預測模式編號與當前塊的幀內(nèi)預測模式索引進行比較來確定當前塊的幀內(nèi)預測模式。
[0067]該方法可以應用于將模式編號2分配給非方向性模式中的DC模式、將模式編號34分配給平面模式并且將方向性模式編號分配給其它模式的情況。然而，由于選擇平面模式和DC模式作為當前塊的幀內(nèi)預測模式的可能性高于選擇其它方向性模式作為當前塊的幀內(nèi)預測模式的可能性，所以將小的模式編號(例如，模式編碼O)分配給平面模式并且可以應用上面提到的方法。在這種情況下，其它排名較低模式的模式編號增加I。
[0068]另選地，可以將最低的索引分配給非方向性模式。例如，在當前塊的幀內(nèi)預測模式是平面模式并且殘差幀內(nèi)預測模式包括平面模式時，幀內(nèi)預測模式索引可以包括O。例如，當殘差幀內(nèi)預測模式包括平面模式和DC模式時，在平面模式、DC模式和方向性模式按該順序排列的狀態(tài)下與預測模式索引相對應的幀內(nèi)預測模式可以被設置為當前塊的幀內(nèi)預測模式。例如，可以將模式編號O和模式編號I分別分配給平面模式和DC模式，或者可以將模式編號O和模式編號I分別分配給DC模式和平面模式。在這種情況下，可以將當前塊的幀內(nèi)預測模式索引與屬于MPM組的幀內(nèi)預測模式編號相比較，以確定當前塊的幀內(nèi)預測模式。
[0069]然后，利用指示當前塊的變換大小的信息來確定預測塊的大小(S130)。
[0070]當預測塊的大小等于當前塊的大小時，利用當前塊的幀內(nèi)預測模式和當前塊的參考像素來創(chuàng)建預測塊。參考像素是在當前塊之前重構或創(chuàng)建的像素。
[0071]當預測塊的大小小于當前塊的大小時，即在當前塊可以被劃分成多個子塊并且對子塊執(zhí)行幀內(nèi)預測時，使用相同的幀內(nèi)預測模式(即，當前塊的幀內(nèi)預測模式)以創(chuàng)建各子塊的預測塊。利用先前子塊的重構像素來創(chuàng)建第二子塊或按解碼順序在第二子塊之后的子塊的預測塊。因此，在以子塊為單位創(chuàng)建了預測塊、殘差塊和重構塊之后，創(chuàng)建下一子塊的預測塊。
[0072]然后，確定與預測塊的大小相對應的塊的參考像素是否都是有效的(S140)。參考像素是先前被解碼和重構的像素。當確定參考像素中的至少一個是無效的時，創(chuàng)建參考像素(S150)。
[0073]具體地，當確定參考像素都不有效時，用值2L-1來代替參考像素值。這里，L表示的是表示亮度分量的灰階的比特數(shù)。
[0074]當相對于無效參考像素的位置僅在一個方向上存在有效參考像素時，有效參考像素中的最近的參考像素被復制以創(chuàng)建參考像素。
[0075]當相對于無效參考像素的位置在兩個方向上存在有效參考像素時，在預定方向上位于最近位置的參考像素可以被復制，或者在兩個方向上的兩個最近的參考像素可以被取平均，以創(chuàng)建參考像素。
[0076]然后，確定參考像素是否應被濾波(S160)。根據(jù)重構的幀內(nèi)預測模式和預測塊的大小來對參考像素進行自適應地濾波。
[0077]當幀內(nèi)預測模式是DC模式時，不對參考像素進行濾波。當幀內(nèi)預測模式是垂直模式和水平模式時，幀內(nèi)預測模塊240也不對參考像素濾波。然而，當幀內(nèi)預測模式是除了垂直模式和水平模式之外的方向性模式時，根據(jù)幀內(nèi)預測模式和預測塊的大小來對參考像素進行自適應地濾波。當預測塊的大小是4x4時，為了減小復雜度，不管幀內(nèi)預測模式都不對參考像素濾波。濾波用于使參考像素之間的像素值的變化平滑并且使用低通濾波器。低通濾波器可以是作為3抽頭濾波器的[1，2，I]或者作為5抽頭濾波器的[1，2，4，2，I]。當預測塊的大小在8x8到32x32的范圍內(nèi)時，隨著預測塊大小的增加按更多的幀內(nèi)預測模式來對參考像素進行濾波。
[0078]然后，根據(jù)幀內(nèi)預測模式來創(chuàng)建預測塊(S180)。用于預測塊的參考像素可以是根據(jù)預測塊的大小和幀內(nèi)預測模式被自適應濾波的像素。
[0079]在DC模式下，可以將位于(χ=0，...，Ν-1，7=-1)位置的N個上參考像素、位于(x=-l,y=0, - ,M-1)位置的M個左參考像素、和位于(x=-l，y=-l)位置的中心像素的平均值確定為預測塊的預測像素。然而，可以利用平均值和與預測像素相鄰的參考像素的加權平均來創(chuàng)建與參考像素相鄰的預測像素。在平面模式下，可以與在DC模式相同的方式創(chuàng)建預測像素。
[0080]在垂直模式下，將位于垂直方向的參考像素設置為預測像素。然而，可以利用位于垂直方向的參考像素以及左參考像素之間的變化來創(chuàng)建與左參考像素相鄰的預測像素。所述變化表示中心參考像素和與預測像素相鄰的左參考像素之間的變化。在水平模式下，除了方向，可以按與垂直模式相同的方式創(chuàng)建預測像素。
[0081]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實施方式的幀內(nèi)預測塊創(chuàng)建單元300的框圖。根據(jù)本發(fā)明的幀內(nèi)預測塊創(chuàng)建單元300包括解析模塊310、預測模式解碼模塊320、預測塊大小確定模塊330、參考像素有效性確定模塊340、參考像素創(chuàng)建模塊350、參考像素濾波模塊360、預測塊創(chuàng)建模塊370。
[0082]解析模塊310對接收到的比特流進行熵解碼，以獲取幀內(nèi)預測信息和變換塊大小信息。
[0083]幀內(nèi)預測信息包括幀內(nèi)預測模式組指示符和預測模式索引。幀內(nèi)預測模式組指示符表示當前塊的幀內(nèi)預測模式屬于MPM組和除了 MPM組之外的組中的哪一個。預測模式索引是表示由幀內(nèi)預測模式組指示符指示的幀預測模式組中的特定幀內(nèi)預測模式的信息。對幀內(nèi)預測信息進行熵解碼的方法與圖3的步驟SllO中相同。
[0084]變換塊大小信息包括表示變換塊大小以及從編碼器發(fā)送的至少一個標記(split_transform_flag)0
[0085]預測模式解碼模塊320利用與當前塊相鄰的塊的幀內(nèi)預測模式來創(chuàng)建MPM組，并且利用MPM組和經(jīng)熵解碼的幀內(nèi)預測信息來重構當前塊的幀內(nèi)預測模式。MPM組包括三個幀內(nèi)預測模式。
[0086](I)在當前塊的上塊和左塊的幀內(nèi)預測模式都存在并且彼此不同時，MPM組包括這兩個幀內(nèi)預測模式和一個附加幀內(nèi)預測模式。
[0087]當這兩個幀內(nèi)預測模式中的一個是DC模式并且另一個不是平面模式時，附加幀內(nèi)預測模式可以是平面模式。類似地，當這兩個幀內(nèi)預測模式中的一個幀內(nèi)預測模式是平面模式并且另一個不是DC模式時，附加幀內(nèi)預測模式可以是DC模式。
[0088]當這兩個幀內(nèi)預測模式是DC模式和平面模式時，附加幀內(nèi)預測模式可以是垂直模式或水平模式。
[0089]當這兩個幀內(nèi)預測模式不是DC模式也不是平面模式時，附加幀內(nèi)預測模式可以是在這兩個幀內(nèi)預測模式之間具有方向性的幀內(nèi)預測模式、或DC模式、或平面模式。
[0090](2)在當前塊的上塊和左塊的幀內(nèi)預測模式都存在并且彼此相等時，MPM組包括該幀內(nèi)預測模式和兩個附加幀內(nèi)預測模式。
[0091]當該幀內(nèi)預測模式既不是DC模式也不是平面模式時，兩個附加幀內(nèi)預測模式被設置為與該幀內(nèi)預測模式相鄰的兩個幀內(nèi)預測模式。當該幀內(nèi)預測模式是DC模式時，兩個附加幀內(nèi)預測模式可以是平面模式和垂直模式。
[0092](3 )在當前塊的上塊和左塊的幀內(nèi)預測模式中僅一個幀內(nèi)預測模式存在時，MPM組包括該幀內(nèi)預測模式和兩個附加幀內(nèi)預測模式。兩個附加幀內(nèi)預測模式根據(jù)該幀內(nèi)預測模式來確定。
[0093](4)在當前塊的上塊和左塊的幀內(nèi)預測模式都不存在時，MPM組包括DC模式、平面模式和垂直模式。
[0094]當幀內(nèi)預測模式組指示符指示MPM組時，從MPM組中選擇由預測模式索引所指示的幀內(nèi)預測模式，并且選擇的幀內(nèi)預測模式被確定為當前塊的幀內(nèi)預測模式。幀內(nèi)預測模式組指示符可以是表示當前塊的幀內(nèi)預測模式是屬于MPM組還是屬于除了 MPM組之外的組的標記信息。
[0095]當幀內(nèi)預測模式組指示符不指示MPM組時，幀內(nèi)預測模塊240將除了屬于MPM組的幀內(nèi)預測模式之外的幀內(nèi)預測模式(下面稱為殘差幀內(nèi)預測模式)中的由預測模式索引所指示的幀內(nèi)預測模式確定為當前塊的幀內(nèi)預測模式。分配給殘差幀內(nèi)預測模式的預測模式索引根據(jù)MPM組的配置而變化。即，解碼的預測模式索引指示根據(jù)MPM組的配置重新排列的殘差幀內(nèi)預測模式的索引。因此，幀內(nèi)預測模塊240根據(jù)解碼的預測模式索引和屬于MPM組的幀內(nèi)預測模式從殘差幀內(nèi)預測模式中選擇當前塊的幀內(nèi)預測模式。
[0096]具體地，按模式編號順序重新排列當前塊的殘差幀內(nèi)預測模式，并且將與接收的預測模式索引相對應的幀內(nèi)預測模式選擇作為當前塊的幀內(nèi)預測模式。在這種情況下，可以重新排列殘差幀內(nèi)預測模式，但可以通過將屬于MPM組的幀內(nèi)預測模式編號與當前塊的幀內(nèi)預測模式索引進行比較來確定當前塊的幀內(nèi)預測模式。[0097]MPM組構造方法可以應用于將模式編號2分配給非方向性模式中的DC模式、將模式編號34分配給平面模式并且將方向性模式編號分配給其它模式的情況。然而，由于選擇平面模式和DC模式作為當前塊的幀內(nèi)預測模式的可能性高于選擇其它方向性模式作為當前塊的幀內(nèi)預測模式的可能性，所以將小的模式編號(例如，模式編碼O)分配給平面模式并且可以應用上面提到的方法。在這種情況下，其它排名較低的模式的模式編號增加I。
[0098]另選地，可以將最低的索引分配給無方向性模式。例如，在當前塊的幀內(nèi)預測模式是平面模式并且殘差幀內(nèi)預測模式包括平面模式時，幀內(nèi)預測模式索引可以包括O。例如，當殘差幀內(nèi)預測模式包括平面模式和DC模式時，在平面模式、DC模式和方向性模式按該順序排列的狀態(tài)下與預測模式索引相對應的幀內(nèi)預測模式可以被設置為當前塊的幀內(nèi)預測模式。例如，可以將模式編號O和模式編號I分別分配給平面模式和DC模式，或者可以將模式編號O和模式編號I分別分配給DC模式和平面模式。在這種情況下，可以將當前塊的幀內(nèi)預測模式索引與屬于MPM組的幀內(nèi)預測模式編號相比較，以確定當前塊的幀內(nèi)預測模式。
[0099]預測塊大小確定模塊330利用塊變換大小確定當前塊的預測塊的大小。預測塊的大小可以具有當前塊的大小或當前塊的子塊的大小。
[0100]當預測塊的大小等于當前塊的大小時，利用當前塊的幀內(nèi)預測模式和當前塊的參考像素來創(chuàng)建預測塊。參考像素是在當前塊之前重構或創(chuàng)建的像素。
[0101]當預測塊的大小小于當前塊的大小時，即在當前塊可以被劃分成多個子塊并且對子塊執(zhí)行幀內(nèi)預測時，使用相同的幀內(nèi)預測模式(即，當前塊的幀內(nèi)預測模式)以創(chuàng)建各子塊的預測塊。利用先前子塊的重構像素來創(chuàng)建第二子塊或按解碼順序在第二子塊之后的子塊的預測塊。因此，在以子塊為單位創(chuàng)建了預測塊、殘差塊和重構塊之后，創(chuàng)建下一子塊的預測塊。
[0102]參考像素有效性確定模塊340確定與預測塊的大小相對應的塊的參考像素是否都是有效的。參考像素是先如被解碼和重構的像素。
[0103]當確定參考像素中的至少一個是無效的時，參考像素有效性確定模塊340創(chuàng)建參考像素。
[0104]具體地，當確定參考像素都不有效時，用值2L-1來代替參考像素值。這里，L表示的是表示亮度分量的灰階的比特數(shù)。
[0105]當相對于無效參考像素的位置僅在一個方向上存在有效參考像素時，有效參考像素中的最近的參考像素被復制以創(chuàng)建參考像素。
[0106]當相對于無效參考像素的位置在兩個方向上存在有效參考像素時，在預定方向上位于最近位置的參考像素可以被復制，或者在兩個方向上的兩個最近的參考像素可以被取平均，以創(chuàng)建參考像素。
[0107]參考像素濾波模塊360確定參考像素是否應被濾波。根據(jù)重構的幀內(nèi)預測模式和預測塊的大小來對參考像素進行自適應地濾波。
[0108]當幀內(nèi)預測模式是DC模式時，不對參考像素進行濾波。當幀內(nèi)預測模式是垂直模式和水平模式時，幀內(nèi)預測模塊240也不對參考像素濾波。然而，當幀內(nèi)預測模式是除了垂直模式和水平模式之外的方向性模式時，根據(jù)幀內(nèi)預測模式和預測塊的大小來對參考像素進行自適應地濾波。當預測塊的大小是4x4時，為了減小復雜度，不管幀內(nèi)預測模式都不對參考像素濾波。濾波用于使參考像素之間的像素值的變化平滑并且使用低通濾波器。低通濾波器可以是作為3抽頭濾波器的[1，2，I]或者作為5抽頭濾波器的[1，2，4，2，I]。當預測塊的大小在8x8到32x32的范圍內(nèi)時，隨著預測塊大小的增加按更多的幀內(nèi)預測模式來對參考像素進行濾波。
[0109]預測塊創(chuàng)建模塊370根據(jù)幀內(nèi)預測模式來創(chuàng)建預測塊。用于預測塊的參考像素可以是根據(jù)預測塊的大小和幀內(nèi)預測模式被自適應濾波的像素。
[0110]在DC模式下，可以將位于(χ=0，...，Ν-1，7=-1)位置的N個上參考像素、位于(x=-l,y=0, - ,M-1)位置的M個左參考像素、和位于(x=-l，y=-l)位置的中心像素的平均值確定為預測塊的預測像素。然而，可以利用平均值和與預測像素相鄰的參考像素的加權平均來創(chuàng)建與參考像素相鄰的預測像素。在平面模式下，可以與在DC模式相同的方式創(chuàng)建預測像素。
[0111]在垂直模式下，將位于垂直方向的參考像素設置為預測像素。然而，可以利用位于垂直方向的參考像素以及左參考像素之間的變化來創(chuàng)建與左參考像素相鄰的各預測像素。所述變化表示中心參考像素和與預測像素相鄰的左參考像素之間的變化。在水平模式下，除了方向，可以按與垂直模式相同的方式創(chuàng)建預測像素。
[0112]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的殘差塊重構過程的框圖。
[0113]對以當前塊或子塊為單位接收到的殘差信號進行解碼以創(chuàng)建二維量化塊(S210)。
[0114]利用量化參數(shù)對量化塊進行逆量化(S220 )。
[0115]對經(jīng)逆量化的塊進行逆變換，以重構殘差塊(S230)。
[0116]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明實施方式的量化參數(shù)重構過程的框圖?？梢杂蓤D2中示出的逆量化單元220來執(zhí)行量化參數(shù)重構過程。
[0117]對能夠改變量化參數(shù)的最小CU的大小(下面,稱為最小量化CU大小)進行重構(S310)。
[0118]可以利用下面方法中的一種方法來用信號發(fā)送最小量化CU大小。
[0119]在第一種方法中，可以利用過程參數(shù)集合中包括的cu_cip_delta_enabled_flag來指示QP應該以IXU為單位改變還是可以另外以IXU的子⑶改變。當cu_qp_delta_enabled_flag為I時，即，當以小于LCU的CU的QPy的改變被啟用時，可以利用畫面參數(shù)集合中所包括的max_cu_cip_delta_depth用信號發(fā)送最小量化⑶大小。
[0120]在第二種方法中，代替發(fā)送cu_qp_delta_enabled_flag 和 max_cu_cip_delta_depth 二者,通過聯(lián)合編碼利用一個信息條(cu_qp_delta_depth)來用信號發(fā)送最小量化CU大小。即，與最小量化CU大小有關的信息不是從過程參數(shù)集合發(fā)送的，而是通過畫面參數(shù)集合利用cu_cip_delta_depth發(fā)送最小量化⑶大小。
[0121]因此，可以減少發(fā)送關于最小量化⑶大小的信息所需的比特數(shù)并且可自適應地調整大小(該大小能夠通過PPS改變量化參數(shù))，從而提高編碼性能。
[0122]基于最小量化⑶大小來計算量化參數(shù)預測因子(S320)?？梢岳卯斍阿堑淖罅炕瘏?shù)和當前CU的上量化參數(shù)來創(chuàng)建量化參數(shù)預測因子。例如，可以將左量化參數(shù)和上量化參數(shù)的平均值設置為量化參數(shù)預測因子。
[0123]將量化參數(shù)預測因子和接收到的殘差量化參數(shù)相加以重構量化參數(shù)(S330 )。
[0124]在當前CU等于或大于最小量化CU大小時，當前CU的量化參數(shù)被重構。然而，在當前CU小于最小量化CU大小時，最小量化CU大小中所包括的多個CU具有相同的量化參數(shù)。
[0125]盡管已參照實施方式描述了本發(fā)明，但本領域技術人員能夠理解的是，在不脫離所附權利要求描述的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以按各種形式修改和改變本發(fā)明。
【權利要求】
1.一種圖像解碼裝置，所述圖像解碼裝置包括: 幀內(nèi)預測模塊，所述幀內(nèi)預測模塊用于重構幀內(nèi)預測模式，并且創(chuàng)建當前塊的預測塊或所述當前塊的子塊的預測塊； 逆掃描模塊，所述逆掃描模塊用于將殘差信號轉換成二維量化塊； 逆量化模塊，所述逆量化模塊用于利用量化參數(shù)對所述量化塊進行逆量化；以及 逆變換模塊，所述逆變換模塊用于對經(jīng)逆量化的塊進行逆變換， 其中，利用當前編碼單元的左編碼單元的量化參數(shù)和所述當前編碼單元的上編碼單元的量化參數(shù)創(chuàng)建用于推導出所述量化參數(shù)的量化參數(shù)預測因子。
2.根據(jù)權利要求1所述的圖像解碼裝置，其中，通過將所述量化參數(shù)預測因子與接收到的殘差量化參數(shù)相加來重構所述量化參數(shù)。
3.根據(jù)權利要求1所述的圖像解碼裝置，其中，所述量化參數(shù)預測因子被設置為所述左編碼單元的量化參數(shù)和所述上編碼單元的量化參數(shù)的平均值。
4.根據(jù)權利要求1所述的圖像解碼裝置，其中，所述幀內(nèi)預測模塊利用所述當前塊的左塊和上塊的幀內(nèi)預測模式來構造包括三個幀內(nèi)預測模式的MPM組，并且利用所述MPM組和接收到的幀內(nèi)預測信息來重構所述當前塊的幀內(nèi)預測模式。
5.根據(jù)權利要求4所述的圖像解碼裝置，其中，在所述當前塊的所述左塊和所述上塊的幀內(nèi)預測模式無效時，所述MPM組包括平面模式、DC模式和垂直模式。
6.根據(jù)權利要求4所述的圖像解碼裝置，其中，所述幀內(nèi)預測信息包括幀內(nèi)預測模式組指示符和預測模式索引。
7.根據(jù)權利要求4所述的圖像解碼裝置，其中，所述幀內(nèi)預測信息包括幀內(nèi)預測模式組指示符和預測模式索引。
【文檔編號】H04N19/44GK103931186SQ201280047349
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2012年4月20日 優(yōu)先權日:2011年10月24日
【發(fā)明者】樸信志 申請人:碼間私人有限公司