BR122021006833B1

BR122021006833B1 - Método de predição intra para decodificar uma imagem

Info

Publication number: BR122021006833B1
Application number: BR122021006833-0A
Authority: BR
Inventors: Jung-hye MIN; Sun-Il Lee; Woo-jin Han
Original assignee: Samsung Electronics Co., Ltd
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2011-07-15
Publication date: 2022-12-13
Also published as: CN105049857A; SI3280145T1; CA2891843C; NZ705190A; JP2016029827A; KR20170096616A; PH12015500305B1; MY178314A; IL224195A; TW201208387A; KR20150091456A; PT2594075T; RU2015120335A; EP3282705B1; CA2891843A1; JP6134761B2; RU2555236C2; US9661344B2; KR20150091455A; TR201900358T4

Abstract

Trata-se de um método e aparelho para codificação e decodificação de imagens através de predição usando um pixel do bloco vizinho ao longo de uma linha estendida tendo um gradiente predeterminado sobre um pixel dentro do bloco atual.

Description

Domínio Técnico

[0001] Formas de realização exemplares da presente divulgação referem-se à codificação e decodificação de uma imagem e, mais particularmente, a um método e aparelho para codificação e decodificação de uma imagem através de predição intra, que pode melhorar a eficiência de compressão de imagem usando modos de predição intra tendo vários diretividades.

Fundamentos da Técnica

[0002] De acordo com uma norma de compressão de imagens, como o ‘Grupo de Peritos de Quadros em Movimento’ (MPEG)-1, MPEG-2, MPEG-4, ou a codificação avançada de vídeo (AVC) H.264/MPEG-4, um quadro é dividido em macroblocos para codificar uma imagem. Depois de cada um dos macroblocos ser codificado em qualquer um dentre os modos de codificação por predição inter e predição intra, um modo de codificação apropriado é selecionado, de acordo com uma taxa de bits necessária para codificar o macrobloco e uma distorção permitida entre o macrobloco original e o macrobloco reconstruído e, então, o macrobloco é codificado no modo de codificação selecionado.

[0003] Como hardware para armazenamento e reprodução de conteúdo de imagem de alta resolução ou alta qualidade está sendo desenvolvido, cresce a necessidade de um codec de vídeo, que efetivamente codifique ou decodifique o conteúdo de vídeo de resolução alta ou de alta qualidade.

Divulgação da Invenção Problema Técnico

[0004] Em mm codec de vídeo convencional, um vídeo é codificado em um modo de codificação limitado com base em um macrobloco tendo um tamanho predeterminado.

Solução para o Problema

[0005] As formas de realização exemplares fornecem um método e aparelho para codificação e decodificação de uma imagem através de predição intra, usando modos de predição intra tendo várias diretividades.

[0006] As formas de realização exemplares também fornecem um método e aparelho para codificação e decodificação de uma imagem através de predição intra, que pode reduzir a quantidade de cálculo realizada durante a predição intra.

Efeitos Vantajosos da Invenção

[0007] Visto que a predição intra é executada em várias direções, a eficiência da compressão de imagens pode ser melhorada.

[0008] A quantidade de cálculo realizada, para determinar um pixel de referência durante a predição intra, pode ser reduzida.

Breve Descrição dos Desenhos

[0009] A Fig. 1 é um diagrama de blocos, ilustrando um aparelho para codificação de uma imagem, de acordo com uma forma de realização exemplar; a Fig. 2 é um diagrama, ilustrando uma série de modos de predição intra, de acordo com um tamanho de um bloco atual, de acordo com uma forma de realização exemplar; a Fig. 3 é um diagrama para explicar modos de predição intra aplicados a um bloco tendo um tamanho predeterminado, de acordo com uma forma de realização exemplar; a Fig. 4 é um diagrama, ilustrando as direções dos modos de predição intra da Fig. 3, de acordo com uma forma de realização exemplar; a Fig. 5 é um diagrama para explicar um método de predição intra realizado no bloco ilustrado na Fig. 3, de acordo com uma forma de realização exemplar; a Fig. 6 é um diagrama para explicar modos de predição intra aplicados a um bloco tendo um tamanho predeterminado, de acordo com outra forma de realização exemplar; a Fig. 7 é um diagrama de referência para explicar modos de predição intra tendo várias diretividades, de acordo com uma forma de realização exemplar; a Fig. 8 é um diagrama de referência para explicar um processo para gerar um preditor, quando uma linha estendida tendo um gradiente predeterminado passa entre, não através de, pixels vizinhos de locais de número inteiro, de acordo com uma forma de realização exemplar; a Fig. 9 é um diagrama de referência para explicar um processo para gerar um preditor, quando uma linha estendida tendo um predeterminado gradiente passa entre pixels vizinhos de locais de número inteiro, de acordo com outra forma de realização exemplar; a Fig. 10 é um diagrama de referência para explicar um modo bilinear, de acordo com uma forma de realização exemplar; a Fig. 11 é um diagrama para explicar um processo para gerar um valor de predição de um modo de predição intra de um bloco atual, de acordo com uma forma de realização exemplar; as Figs. 12 e 13 são diagramas de referência para explicar um processo de mapeamento para unificar modos de predição intra de blocos tendo tamanhos diferentes, de acordo com formas de realização exemplares; a Fig. 14 é uma diagrama de referência para explicar um processo para mapeamento de modos de predição intra de um bloco vizinho a um dos modos de predição intra representativos, de acordo com uma forma de realização exemplar; a Fig. 15 é um diagrama para explicar uma relação entre um pixel atual e pixels vizinhos localizados numa linha estendida tendo uma diretividade (dx, dy), de acordo com uma forma de realização exemplar; a Fig. 16 é um diagrama para explicar uma mudança em um pixel vizinho localizado numa linha estendida tendo uma diretividade (dx, dy), de acordo com a localização de um pixel atual, de acordo com uma forma de realização exemplar; as Figs. 17 e 18 são diagramas para explicar um método para determinação de uma direção do modo de predição intra, segundo formas de realização exemplares; a Fig. 19 é um fluxograma ilustrando um método de codificação de uma imagem através de predição intra, de acordo com uma forma de realização exemplar; a Fig. 20 é um diagrama de blocos ilustrando um aparelho para decodificação de uma imagem, de acordo com uma forma de realização exemplar; e a Fig. 21 é um fluxograma ilustrando um método de decodificação de uma imagem através de predição intra, de acordo com uma forma de realização exemplar.

Melhor Modo para Realizar a Invenção

[00010] De acordo com um aspecto de uma forma de realização exemplar, é fornecido um método para codificação de imagens através de predição intra, o método incluindo: divisão de um quadro atual da imagem em pelo menos um bloco tendo um tamanho predeterminado; determinação, entre os pixels de um bloco vizinho anteriormente reconstruídos antes de um pixel de pelo menos um bloco, de um pixel do bloco vizinho ao longo de uma linha estendida tendo um gradiente predeterminado sobre o pixel de pelo menos um bloco; e predição do pixel de pelo menos um bloco usando o pixel determinado do bloco vizinho.

[00011] De acordo com outro aspecto de uma forma de realização exemplar, é fornecido um método de decodificação de uma imagem através de predição intra, o método incluindo: divisão de um quadro atual da imagem em pelo menos um bloco tendo um tamanho predeterminado; extração de informações sobre modo de predição intra, que indicam um modo de predição intra aplicado a pelo menos um bloco de um fluxo de bits; e realização de predição intra em pelo menos um bloco, de acordo com o modo de predição intra indicado pelas informações sobre modo de predição intra extraídas, em que, no modo de predição intra, um pixel de um bloco vizinho prediz um pixel de pelo menos um bloco, o pixel do bloco vizinho determinado entre os pixels do bloco vizinho anteriormente reconstruídos antes do pixel de pelo menos um bloco usando uma linha estendida tendo um gradiente predeterminado sobre o pixel de pelo menos um bloco.

[00012] De acordo com outro aspecto de uma forma de realização exemplar, é fornecido um aparelho para codificação de uma imagem por predição intra, o aparelho incluindo uma unidade de predição intra que determina um pixel de um bloco vizinho entre os pixels do bloco vizinho, que são anteriormente reconstruídos antes de um pixel de um bloco atual da imagem usando uma linha estendida tendo um gradiente predeterminado sobre o pixel do bloco atual, e prediz o pixel do bloco atual usando o pixel determinado do bloco vizinho.

[00013] De acordo com outro aspecto de uma forma de realização exemplar, é fornecido um aparelho para decodificação de uma imagem através de predição intra, o aparelho incluindo uma unidade de predição intra que extrai informações sobre modo de predição intra, que indicam um modo de predição intra aplicado a um bloco atual da imagem de um fluxo de bits e executa predição intra no bloco atual, de acordo com o modo de predição intra indicado pelas informações sobre modo de predição intra extraídas, em que, no modo de predição intra, um pixel de um bloco vizinho prediz um pixel do bloco atual, o pixel do bloco vizinho determinado entre os pixels do bloco vizinho anteriormente reconstruídos antes do pixel do bloco atual usando uma linha estendida tendo um gradiente predeterminado sobre o pixel do bloco atual.

Modo para a Invenção

[00014] As formas de realização exemplares serão agora descritas mais plenamente, tendo como referência os desenhos anexos, em que as formas de realização exemplares são mostradas.

[00015] A Fig. 1 é um diagrama de blocos, ilustrando um aparelho 100 para codificação de uma imagem, de acordo com uma forma de realização exemplar.

[00016] Referindo-se à Fig. 1, o aparelho 100 inclui uma unidade de predição intra 110, uma unidade de estimativa de movimento 120, uma unidade de compensação de movimento 125, uma unidade de transformação de frequência 130, uma unidade de quantização 140, um codificador de entropia 150, unidade uma quantização inversa 160, uma unidade de transformação inversa de frequência 170, uma unidade de desbloqueio 180, e uma unidade de filtragem de circuito 190.

[00017] A unidade de estimativa de movimento 120 e a unidade de compensação de movimento 125 executam predição inter, que divide uma moldura atual 105 de um quadro atual em blocos, cada qual com um tamanho predeterminado, e procura por um valor de predição de cada um dos blocos em um quadro de referência.

[00018] A unidade de predição intra 110 executa predição intra, que procura por um valor de predição de um bloco atual usando pixels de blocos vizinhos de um quadro atual. Em particular, a unidade de predição intra 110 executa adicionalmente modos de predição intra tendo várias diretividades, usando parâmetros (dx, dy) além de um modo de predição intra convencional. Os modos de predição intra, adicionados de acordo com a presente forma de realização exemplar, serão mais tarde explicados.

[00019] Valores residuais do bloco atual são gerados com base em uma emissão do valor de predição através da unidade de predição intra 110 e da unidade de compensação de movimento 125, e são emitidos como coeficientes de transformada quantizados, através da unidade de transformação de frequência 130 e da unidade de quantização 140.

[00020] Os coeficientes de transformada quantizados são restaurados em valores residuais, através da unidade de quantização inversa 160 e da unidade de transformação inversa de frequência 170, e os valores residuais restaurados são pós- processados através da unidade de desbloqueio 180 e da unidade de filtragem de circuito 190, e são emitidos para uma moldura de referência 195. Os coeficientes quantizados de transformada podem ser emitidos como um fluxo de bits 155 através do codificador de entropia 150.

[00021] A predição intra executada pela unidade de predição intra 110 da Fig. 1 será explicada em detalhes. Um método de predição intra para melhorar a eficiência de compressão de imagem será explicado, assumindo um codec que pode executar codificação por compressão usando um bloco tendo um tamanho maior ou menor que 16 x 16, como uma unidade de codificação, não um codec convencional, como H.264, que realiza codificação com base em um macrobloco tendo um tamanho de 16 x 16.

[00022] A Fig. 2 é um diagrama ilustrando uma série de modos de predição intra, de acordo com um tamanho de um bloco atual, de acordo com uma forma de realização exemplar.

[00023] Um número de modos de predição intra a ser aplicado a um bloco pode variar, de acordo com um tamanho do bloco. Por exemplo, referindo-se à Fig. 2, quando um tamanho de um bloco a ser intra-predito for NxN, um número de modos de predição intra realmente executado em cada um dos blocos, tendo os respectivos tamanhos de 2 x 2, 4 x 4, 8 x 8, 16 x 16, 32 x 32, 64 x 64 e 128 x 128, pode ser definido como sendo 5, 9, 9, 17, 33, 5 e 5 (no caso do Exemplo 2). Assim sendo, um número de modos de predição intra realmente realizado varia, de acordo com um tamanho de um bloco, visto que a sobrecarga para codificação de informações sobre modo de predição varia de acordo com o tamanho do bloco. Em outras palavras, no caso de um bloco com um tamanho pequeno, embora o bloco ocupe uma pequena parte de uma imagem inteira, a sobrecarga para a transmissão de informações adicionais, como um modo de predição do bloco tendo o tamanho pequeno, pode ser alta. Da mesma forma, se um bloco tendo um tamanho pequeno é codificado usando muitos modos de predição, uma taxa de bits pode ser aumentada, reduzindo assim a eficiência de compressão. Além disso, visto que um bloco tendo um tamanho grande, por exemplo, um tamanho maior que 64 x 64, é muitas vezes selecionado como um bloco para uma área plana de uma imagem, quando o bloco tendo o tamanho grande é codificado usando muitos modos de predição, a eficiência de compressão pode ser reduzida.

[00024] Assim, na Fig. 2, se os tamanhos dos blocos forem aproximadamente classificados em pelo menos três tamanhos N1xN1 (2 = N1 = 8, N1 sendo um número inteiro), N2xN2 (16 = N2 = 32, N2 sendo um número inteiro) e N3xN3 (64 = N3, N3 sendo um número inteiro), um número de modos de predição intra a ser realizado no bloco tendo o tamanho de N1xN1 é A1 (A1 sendo um número inteiro positivo), um número de modos de predição intra a ser realizado no bloco tendo o tamanho de N2xN2 é A2 (A2 sendo um número inteiro positivo), e um número de modos de predição intra a ser realizado no bloco tendo o tamanho de N3xN3 é A3 (A3 sendo um número inteiro positivo), é preferível que um número de modos de predição intra, a ser executado de acordo com um tamanho de cada bloco, seja definido para satisfazer uma relação de A3 = A1 = A2. Ou seja, quando um quadro atual for aproximadamente dividido em um bloco com um tamanho pequeno, um bloco com um tamanho intermediário, e um bloco com um tamanho grande, é preferível que o bloco tendo o tamanho intermediário seja definido para ter um maior número de modos de predição, e o bloco tendo o tamanho pequeno e o bloco tendo o grande tamanho sejam definidos para ter um número relativamente pequeno de modos de predição. No entanto, a presente forma de realização exemplar não é por este aspecto limitada, e o bloco tendo o tamanho pequeno e o bloco tendo o grande tamanho podem ser configurados para ter um grande número de modos de predição. Um número de modos de predição, variando de acordo com um tamanho de cada bloco ilustrado na Fig. 2, é um exemplo, e pode ser alterado.

[00025] A Fig. 3 é um diagrama para explicar modos de predição intra aplicados a um bloco tendo um tamanho predeterminado, de acordo com uma forma de realização exemplar.

[00026] Referindo-se às Figs. 2 e 3, quando predição intra é executada em um bloco tendo um tamanho de 4 x 4, o bloco tendo o tamanho de 4 x 4 pode ter um modo vertical (modo 0), um modo horizontal (modo 1), um modo de corrente contínua (CC) (modo 2), um modo diagonal inferior esquerdo (modo 3), um modo diagonal inferior direito (modo 4), um modo direito vertical (modo 5), um modo inferior horizontal (modo 6), um modo vertical esquerdo (modo 7), e um modo superior horizontal (modo 8).

[00027] A Fig. 4 é um diagrama ilustrando direções dos modos de predição intra da Fig. 3, de acordo com uma forma de realização exemplar. Na Fig. 4, um numeral mostrado em uma extremidade de uma seta indica um valor correspondente de modo, quando predição é executada em uma direção marcada pela seta. Aqui, o modo 2 é um modo de predição de CC sem nenhuma diretividade e, portanto, não é mostrado.

[00028] A Fig. 5 é um diagrama para explicar um método de predição intra realizado no bloco ilustrado na Fig. 3, de acordo com uma forma de realização exemplar.

[00029] Referindo-se à Fig. 5, um bloco de predição é gerado, usando pixels vizinhos A-M de um bloco atual em um modo de predição intra disponível, determinado por um tamanho de um bloco. Por exemplo, uma operação de codificação por predição de um bloco atual tendo um tamanho de 4 x 4 no modo 0 da Fig. 3, ou seja, o modo vertical, será explicada. Primeiro, valores de pixel dos pixels A a D adjacentes acima do bloco atual tendo o tamanho de 4 x 4 são preditos para serem valores de pixel do bloco atual tendo o tamanho de 4 x 4. Ou seja, um valor de pixel do pixel A é predito, como sendo valores de pixel dos quatro pixels incluídos em uma primeira coluna do bloco atual tendo o tamanho de 4 x 4, um valor de pixel do pixel B é predito para ser valores de pixel de quatro pixels incluídos em uma segunda coluna do bloco atual tendo o tamanho de 4 x 4, um valor de pixel do pixel C é predito para ser valores de pixel de quatro pixels incluídos em uma terceira coluna do bloco atual tendo o tamanho de 4 x 4, e um valor de pixel do pixel D é predito para ser valores de pixel de quatro pixels incluídos em uma quarta coluna do bloco atual tendo o tamanho de 4 x 4. Em seguida, um residual entre valores de pixel reais de pixels incluídos no bloco atual de 4x4 original e valores de pixel dos pixels incluídos no bloco atual de 4x4 predito usando os pixels A a D é obtido e codificado.

[00030] A Fig. 6 é um diagrama para explicar modos de predição intra aplicados a um bloco tendo um tamanho predeterminado, de acordo com outra forma de realização exemplar.

[00031] Referindo-se às Figs. 2 e 6, quando a predição intra é executada em um bloco tendo um tamanho de 2 x 2 ou 128 x 128, o bloco tendo o tamanho de 2 x 2 ou 128 x 128 pode ter 5 modos: um modo vertical, um modo horizontal, um modo de CC, um modo plano, e um modo diagonal inferior direito.

[00032] Entretanto, se um bloco tendo um tamanho de 32 x 32 incluir 33 modos de predição intra, como mostrado na Fig. 2, é necessário definir direções dos 33 modos de predição intra. A fim de definir modos de predição intra tendo várias direções, que não sejam os modos de predição intra ilustrados nas Figs. 4 e 6, uma direção de predição para a seleção de um pixel vizinho, a ser usado como um pixel de referência sobre um pixel em um bloco, é definida usando parâmetros (dx, dy). Por exemplo, quando cada um dos 33 modos de predição for representado como um modo N (N sendo um número inteiro de 0 a 32), um modo 0 pode ser definido como um modo vertical, um modo 1 pode ser definido como um modo horizontal, um modo 2 pode ser definido como um modo de CC, um modo 3 pode ser definido como um modo plano, e cada um dos modos 4 a 32 pode ser definido como um modo de predição tendo uma diretividade de tan-1(dy/dx) representada como um dos (dx, dy), que é expresso como um dos (1, -1), (1, 1), (1, 2), (2, 1), (1, -2), (2, 1), (1, -2), (2, -1), (2, -11), (5, -7), (10, -7), (11, 3), (4, 3), (1, 11), (1, -1), (12, -3), (1, -11), (1, -7), (3, -10), (5, -6), (7, -6), (7, -4), (11, 1), (6, 1), (8, 3), (5, 3), (5, 7), (2, 7), (5, -7) e (4, -3), como mostrado na Tabela 1. Tabela 1

[00033] Um último modo 32 pode ser definido como um modo bilinear usando interpolação bilinear, conforme será descrito mais tarde com referência à Fig. 10.

[00034] A Fig. 7 é um diagrama de referência para explicar modos de predição intra tendo várias diretividades, de acordo com uma forma de realização exemplar.

[00035] Conforme descrito com referência à Tabela 1, modos de predição intra podem ter várias diretividades de tan-1(dy/dx) por meio de uma pluralidade de parâmetros (dx, dy).

[00036] Referindo-se à FIG. 7, pixels vizinhos A e B localizados numa linha estendida 700 tendo um gradiente de tan- 1(dy/dx), que é determinado de acordo com (dx, dy) de cada modo mostrado na Tabela 1 sobre um pixel atual P a ser predito em um bloco atual, podem ser utilizados como preditor para o pixel atual P. Neste caso, é preferível que os pixels vizinhos A e B, usados como um preditor, sejam pixels do bloco vizinho nos lados superior, esquerdo, superior direito, e inferior esquerdo do bloco atual, que são previamente codificados e restaurados. Além disso, se a linha estendida 700 passar entre os, e não através dos, pixels vizinhos de locais de números inteiros, pixels vizinhos mais próximos ao pixel atual P entre os pixels vizinhos perto da linha estendida 700 podem ser usados como um preditor, ou predição pode ser executada, usando pixels vizinhos perto da linha estendida 700. Por exemplo, um valor médio entre pixels vizinhos próximos da linha estendida 700, ou um valor médio ponderado, considerando uma distância entre uma interseção da linha estendida 700 e pixels vizinhos perto da linha estendida 700, pode ser usado como um preditor para o pixel atual P. Além disso, como mostrado na Fig. 7, pode ser sinalizado em unidades de blocos, quais pixels vizinhos, por exemplo, os pixels vizinhos A e B, devem ser usados como um preditor para o pixel atual P entre os pixels vizinhos em um eixo X e os pixels vizinhos em um eixo Y, que estão disponíveis, conforme as direções de predição.

[00037] A Fig. 8 é um diagrama de referência para explicar um processo para gerar um preditor, quando uma linha estendida 800 tendo um gradiente predeterminado passa entre, e não através de, pixels vizinhos de locais de números inteiros, de acordo com uma forma de realização exemplar.

[00038] Referindo-se à Fig. 8, se a linha estendida 800 com um ângulo de tan-1(dy/dx), que é determinado de acordo com (dx, dy) de cada modo, passar entre um pixel vizinho A 810 e um pixel vizinho B 820 de locais de número inteiro, um valor médio ponderado, considerando uma distância entre uma interseção da linha estendida 800 e os pixels vizinhos A 810 e B 820 perto da linha estendida 800, pode ser usado como um preditor para o pixel atual P, conforme descrito acima. Por exemplo, quando uma distância entre a interseção da linha estendida 800 tendo o ângulo de tan-1(dy/dx) e o pixel vizinho A 810 for f, e uma distância entre a interseção da linha estendida 800 e o pixel vizinho B 820 for g, um preditor para o pixel atual P pode ser obtido como (A*g+B*f)/(f+g). Aqui, é preferível que f e g possam ser, cada qual, uma distância normalizada usando um número inteiro. Se software ou hardware for usado, o preditor para o pixel atual P pode ser obtido por operação de deslocamento, como (g * f + * B + 2) >> 2. Como mostrado na Fig. 8, se a linha estendida 800 passar por um primeiro quadrante perto do pixel vizinho A 810 dentre quatro partes obtidas por quaternização de uma distância entre o pixel vizinho A 810 e o pixel vizinho B 820 dos locais de número inteiro, o preditor para o pixel atual P pode ser obtido, como (3 * A + B)/4. Tal operação pode ser realizada pela operação de deslocamento, considerando o arredondamento para um número inteiro mais próximo, como (3 * A + B + 2) >> 2.

[00039] A Fig. 9 é um diagrama de referência para explicar um processo para gerar um preditor, quando uma linha estendida tendo um gradiente predeterminado passar entre pixels vizinhos de locais de número inteiro, de acordo com outra forma de realização exemplar.

[00040] Referindo-se à Fig. 9, se uma linha estendida com um ângulo de tan-1(dy/dx), que é determinado de acordo com (dx, dy) de cada modo, passar entre um pixel vizinho A 910 e um pixel vizinho B 920 de locais de número inteiro, uma seção entre o pixel vizinho A 910 e o pixel vizinho B 920 pode ser dividida em um número predeterminado de áreas, e um valor médio ponderado, considerando uma distância entre uma interseção e o pixel vizinho A 910 e o pixel vizinho B 920 em cada área dividida, pode ser usado como um valor de predição. Por exemplo, uma seção entre o pixel vizinho A 910 e o pixel vizinho B 920 pode ser dividida em cinco seções P1 a P5, como mostrado na Fig. 9, um valor médio ponderado representativo, considerando uma distância entre uma interseção e o pixel vizinho A 151 e o pixel vizinho B 152 em cada seção, pode ser determinado, e o valor médio ponderado representativo pode ser utilizado como preditor para o pixel atual P. Em detalhes, se uma linha estendida passar através da seção P1, um valor do pixel vizinho A 910 pode ser determinado como um preditor para o pixel atual P. Se uma linha estendida passar através da seção de P2, um valor médio ponderado (3 * + 1 * B + 2) >> 2, considerando uma distância entre o pixel vizinho A 910 e o pixel vizinho 920 e um ponto médio da seção P2, pode ser determinado como um preditor para o pixel atual P. Se uma linha estendida passar através da seção P3, um valor médio ponderado (2 * A + 2 * B + 2) >> 2, considerando uma distância entre o pixel vizinho A 910 e o pixel vizinho B 920 e um ponto médio da seção P3, pode ser determinado como um preditor para o pixel atual P. Se uma linha estendida passar através da seção P4, um valor médio ponderado (1 * A + 3 * B + 2) >> 2, considerando uma distância entre o pixel vizinho A 910 e o pixel vizinho B 920 e um ponto médio da seção P4, pode ser determinado como um preditor para o pixel atual P. Se uma linha estendida passar através da seção P5, um valor do pixel vizinho 920 B pode ser determinado como um preditor para o pixel atual P.

[00041] Além disso, se dois pixels vizinhos, ou seja, o pixel vizinho A no lado superior, e o pixel vizinho B no lado esquerdo, encontrarem a linha estendida 700, como mostrado na Fig. 7, um valor médio do pixel vizinho A e do pixel vizinho B pode ser usado como um preditor para o pixel atual P. Alternativamente, se (dx * dy) for um valor positivo, o pixel vizinho A no lado superior pode ser usado, e se (dx * dy) for um valor negativo, o pixel vizinho B no lado esquerdo pode ser usado.

[00042] É preferível que os modos de predição intra tendo várias diretividades, conforme mostrado na Tabela 1, sejam definidos previamente em uma extremidade de codificação e uma extremidade de decodificação, e apenas um índice correspondente de um modo de predição intra definido para cada bloco seja transmitido.

[00043] A Fig. 10 é um diagrama de referência para explicar um modo bilinear, de acordo com uma forma de realização exemplar.

[00044] Referindo-se à Fig. 10, em um modo bilinear, um valor médio geométrico, considerando as distâncias até as bordas superior, inferior, esquerda e direita do pixel atual P e dos pixels localizados nas bordas superior, inferior, esquerda e direita sobre o pixel atual P a ser predito em um bloco atual, é calculado, e um resultado do cálculo é usado como um preditor para o pixel atual P. Ou seja, em um modo bilinear, um valor médio geométrico das distâncias até as bordas superior, inferior, esquerda e direita do pixel atual P e um pixel A 1061, um pixel B 1002, um pixel D 1006, e um pixel E 1007, localizados nas bordas superior, inferior, esquerda e direita do pixel atual P, pode ser usado como um preditor para o pixel atual P 1060. Neste caso, visto que o modo bilinear é um dos modos de predição intra, os pixels vizinhos nos lados superior e esquerdo, que são previamente codificados e, em seguida, restaurados, também devem ser usados como pixels de referência durante a predição. Assim, valores de pixel correspondentes no bloco atual não são utilizados como o pixel A 1061 e o pixel B 1002, mas valores de pixel virtual gerados, usando pixels vizinhos nos lados superior e esquerdo, são usados.

[00045] Em detalhes, um pixel virtual C 1003, em um lado inferior direito de um bloco atual, é calculado, usando-se um valor médio de um pixel vizinho RightUpPixel 1004 em um lado superior direito, e um pixel vizinho LeftDownPixel 1005 em um lado inferior esquerdo adjacente ao bloco atual, conforme mostrado na Equação 1. MathFigure 1

[00046] A Equação 1 pode ser calculada por operação de deslocamento, como C=0.5(LeftDownPixel+RightUpPixel+1) >> 1.

[00047] Quando o pixel atual P 1060 for estendido para baixo, considerando uma distância W1 até a borda esquerda e uma distância W2 até a borda direita do pixel atual P 1060, um valor do pixel virtual A 1061 localizado na borda inferior pode ser definido, usando um valor médio do pixel vizinho LeftDownPixel 1005 em um lado inferior esquerdo e o pixel C 1003. Por exemplo, o valor do pixel A 1061 pode ser calculado, utilizando uma equação mostrada na Equação 2. MathFigure 2 [Math 2]

[00048] Na Equação 2, quando um valor de W1 + W2 for uma potência de 2, como 2 A n, A=(C*W1+LeftDownPixel*W2+((W1+W2)/2))/(W1+W2)pode ser calculado por operação de deslocamento, como A=(C*W1+LeftDownPixel*W2+2A(n-1)) >> n sem divisão.

[00049] Da mesma forma, quando o pixel atual P 1060 for estendido para a direita, considerando uma distância h1 até a borda superior do pixel atual P 1060 e uma distância h2 até a borda inferior do pixel atual P 1060, um valor de um pixel virtual 1002 B localizado na borda direita pode ser definido, usando-se um valor médio do pixel vizinho RightUpPixel 1004 em um lado superior direito e o pixel C 1003, considerando as distâncias h1 e h2. Por exemplo, o valor do pixel B 1002 pode ser calculado, utilizando uma equação mostrada na Equação 3. MathFigure 3 [Math.3]

[00050] Na Equação 3, quando um valor de h1 + h2 for uma potência de 2 como 2 A m, B=(C*h1+RightUpPixel*h2+((h1+h2)/2))/(h1+h2) pode ser calculado por operação de deslocamento, como B=(C*h1+RightUpPixel*h2+2A(m- 1)) >> m sem uma divisão.

[00051] Uma vez que os valores do pixel virtual A 1061 na borda inferior do pixel atual P 1060, e do pixel virtual B 1002 na borda direita do pixel atual P 1060, forem determinados por meio das Equações 1 a 3, um preditor para o pixel atual P 1060 pode ser determinado, usando-se um valor médio de A + B + D + E. Em detalhes, um valor médio ponderado, considerando uma distância entre o pixel atual P 1060 e o pixel virtual A 1061, o pixel virtual B 1002, o pixel D 1006, e o pixel E 1007, ou um valor médio de A + B + D + E pode ser utilizado como preditor para o pixel atual P 1060. Por exemplo, se um tamanho de um bloco da Fig. 10 for 16 x 16 e um valor médio ponderado for usado, um preditor para o pixel atual P 1060 pode ser obtido como (h1 * + h2 * D + W1 * B + W2 * E + 16) >> 5. Assim sendo, tal predição bilinear é aplicada para todos os pixels em um bloco atual, e um bloco de predição do bloco atual em um modo de predição bilinear é gerado.

[00052] Visto que codificação de predição é realizada, de acordo com modos de predição intra, que variam de acordo com um tamanho de um bloco, compressão mais eficiente pode ser realizada, de acordo com as características de uma imagem.

[00053] Entretanto, visto que um maior número de modos de predição intra, do que modos de predição intra usados em um codec convencional, é utilizado, de acordo com a presente forma de realização exemplar, a compatibilidade com o codec convencional pode tornar-se um problema. Neste sentido, pode ser necessário mapear modos de predição intra disponíveis tendo várias direções para um dentre um menor número de modos de predição intra. Isto é, quando um número de modos de predição intra disponíveis de um bloco atual for N1 (N1 sendo um número inteiro), a fim de compatibilizar os modos de predição intra disponíveis do bloco atual com um bloco tendo N2 modos de predição intra (N2 sendo um número inteiro diferente de N1), os modos de predição intra do bloco atual podem ser mapeados para um modo de predição intra tendo uma direção mais similar entre os N2 modos de predição intra. Por exemplo, supõe-se que um total de 33 modos de predição intra estejam disponíveis no bloco atual, conforme mostrado na Tabela 1, e um modo de predição intra finalmente aplicado ao bloco atual é o modo 14, isto é, (dx, dy) = (4, 3), tendo uma diretividade de tan-1(3/4) == 36, 87 (graus). Neste caso, para corresponder o modo de predição de intra aplicado ao bloco atual a um dos 9 modos de predição intra, como mostrado na Fig. 4, o modo 4 (inferior direito), tendo uma diretividade mais semelhante à diretividade de 36,87 (graus), pode ser selecionado. Ou seja, o modo 14 na Tabela 1 pode ser mapeado para o modo 4 ilustrado na Fig. 4. Da mesma forma, se um modo de predição intra aplicado ao bloco atual for selecionado para o modo 15, isto é, (dx, dy) = (1, 11), entre os 33 modos de predição intra disponíveis da Tabela 1, visto que uma diretividade do modo de predição intra aplicada ao bloco atual é tan-1(11) == 84, 80 (graus), o modo 0 (vertical) da Fig. 4 tendo uma maior diretividade para a diretividade de 84,80 (graus) pode ser mapeado para o modo 15.

[00054] Enquanto isso, a fim de decodificar um bloco codificado através de predição intra, informações sobre modo de predição, através de cujo modo de predição intra, um bloco atual é codificado, são necessárias. Assim, quando uma imagem é codificada, informações sobre um modo de predição intra de um bloco atual são adicionadas a um fluxo de bits e, neste momento, se as informações sobre o modo de predição intra forem adicionadas no seu estado ao fluxo de bits para cada bloco, a sobrecarga é aumentada, reduzindo assim a eficiência de compressão. Neste sentido, as informações sobre o modo de predição intra do bloco atual, que é determinado como resultado da codificação do bloco atual, não podem ser transmitidas no seu estado, mas apenas um valor de diferença entre um valor de um modo de predição intra real e um valor de predição de um modo de predição intra predito dos blocos vizinhos pode ser transmitido.

[00055] Se modos de predição intra tendo várias direções forem usados, de acordo com a presente forma de realização exemplar, um número de modos de predição intra disponíveis pode variar, de acordo com um tamanho de um bloco. Neste sentido, a fim de predizer um modo de predição intra de um bloco atual, é necessário mapear modos de predição intra de blocos vizinhos para modos de predição intra representativos. Aqui, é preferível que os modos de predição intra representativos possam ser um menor número de modos de predição intra entre os modos de predição intra de blocos vizinhos disponíveis, ou 9 modos de predição intra, como mostrado na Fig. 14.

[00056] A Fig. 11 é um diagrama para explicar um processo para gerar um valor de predição de um modo de predição intra de um bloco atual, de acordo com uma forma de realização exemplar.

[00057] Referindo-se à Fig. 11, quando um bloco atual for A 110, um modo de predição intra do bloco atual A 110 pode ser predito a partir de modos de predição intra determinados a partir de blocos vizinhos. Por exemplo, se um modo de predição intra determinado a partir de um bloco esquerdo B 111 do bloco atual A 110 for um modo 3, e um modo de predição intra determinado a partir de um bloco superior C 112 for um modo 4, um modo de predição intra do bloco atual A 110 pode ser predito para ser o modo 3 tendo um valor menor entre os modos de predição do bloco superior C 112 e do bloco esquerdo B 111. Se um modo de predição intra determinado como resultado da codificação de predição intra real realizada no bloco atual A 110 for um modo 4, apenas uma diferença 1 do modo 3, que é um valor do modo de predição intra predito dos blocos vizinhos B 111 e C 112, é transmitida como informações sobre modo de predição intra. Quando uma imagem for decodificada, da mesma forma, um valor de predição de um modo de predição intra de um bloco atual é gerado, um valor de diferença de modo transmitido através de um fluxo de bits é adicionado ao valor de predição do modo de predição intra, e informações sobre modo de predição intra realmente aplicadas ao bloco atual são obtidas. Embora sejam utilizados apenas os blocos vizinhos localizados nos lados superior e esquerdo do bloco atual, um modo de predição intra do bloco atual A 110 pode ser predito, utilizando outros blocos vizinhos, como mostrado na Fig. 11E e FIG. 11D.

[00058] Entretanto, visto que modos de predição intra realmente realizados variam de acordo com um tamanho de um bloco, um modo de predição intra predito a partir dos blocos vizinhos não pode ser comparado a um modo de predição intra de um bloco atual. Neste sentido, a fim de predizer um modo de predição intra de um bloco atual a partir de blocos vizinhos tendo tamanhos diferentes, um processo de mapeamento unificador dos modos de predição intra dos blocos tendo diferentes modos de predição intra é necessário.

[00059] As Figs. 12 e 13 são diagramas de referência para explicar um processo de mapeamento unificador dos modos de predição intra de blocos tendo tamanhos diferentes, de acordo com formas de realização exemplares.

[00060] Referindo-se à Fig. 12, é suposto que um bloco atual A 120 tenha um tamanho de 16 x 16, um bloco esquerdo B 121 tenha um tamanho de 8 x 8, e um bloco superior C 122 tenha um tamanho de 4 x 4. Além disso, conforme mostrado no Exemplo 1 da Fig. 2, presume-se que números de modos de predição intra disponíveis dos blocos tendo o tamanho de 4 x 4, 8 x 8 e 16 x 16 sejam 9, 9 e 33. Neste caso, uma vez que os números dos modos de predição intra disponíveis do bloco esquerdo B 121 e o bloco superior C 122 são diferentes do número dos modos de predição intra disponíveis do bloco atual A 120, um modo de predição intra predito a partir do bloco esquerdo B 121 e do bloco superior C 122 não é adequado para ser usado como um valor de predição de um modo de predição intra do bloco atual A 120. Assim, na Fig. 12, modos de predição intra do bloco vizinho B 121 e do bloco vizinho C 122 são respectivamente mudados para os primeiro e segundo modos de predição intra representativos tendo uma direção mais semelhante entre um número predeterminado de modos de predição intra representativos, como mostrado na Fig. 14, e um modo tendo um menor valor de modo é selecionado a partir dos primeiro e segundo modos de predição intra representativos, como um modo de predição intra representativo final. Um modo de predição intra tendo uma direção mais semelhante ao modo de predição intra representativo final selecionado entre os modos de predição intra disponíveis, de acordo com um tamanho de bloco atual A 120, é predito para ser um modo de predição intra do bloco atual A 120.

[00061] Alternativamente, referindo-se à Fig. 13, supõe-se que um bloco atual A 130 tenha um tamanho de 16 x 16, um bloco esquerdo B 133 tenha um tamanho de 32 x 32, e um bloco superior C 132 tenha um tamanho de 8 x 8. Além disso, conforme mostrado no Exemplo 1 da Fig. 2, presume-se que números de modos de predição intra disponíveis dos blocos tendo os tamanhos de 8 x 8, 16 x 16, e 32 x 32 sejam 9, 9 e 32. Além disso, presume-se que um modo de predição intra do bloco esquerdo B 133 seja um modo 4, e um modo de predição intra do bloco superior C 132 seja um modo 31. Neste caso, visto que os modos de predição intra do bloco esquerdo B 133 e do bloco superior C 132 não são compatíveis entre si, cada um dos modos de predição intra do bloco esquerdo B 133 e do bloco superior C 132 é mapeado para um dos modos de predição intra representativos, como mostrado na Fig. 14. Visto que o modo 31, que é o modo de predição intra do bloco esquerdo B 133, tem uma diretividade de (dx, dy) = (4, -3), como mostrado na Tabela 1, o modo 31 é mapeado para um modo 5 tendo uma diretividade mais semelhante à tan-1(-3/4) entre os modos de predição intra representativos da Fig. 14 e, visto que o modo 4 tem a mesma diretividade que aquela de um modo 4 entre os modos de predição intra representativos da Fig. 14, o modo 4, que é o modo de predição intra do bloco superior C 132, é mapeado para o modo 4.

[00062] Em seguida, o modo 4 tendo um valor menor de modo entre o modo 5, que é o modo de predição intra mapeado do bloco esquerdo B 133, e o modo 4, que é o modo de predição intra mapeado do bloco superior C 132, pode ser determinado como um valor de predição de um modo de predição intra do bloco atual A 130, e somente um valor de diferença de modo entre um modo de predição intra real e um modo de predição intra predito do bloco atual A 130 pode ser codificado como informações sobre modo de predição do bloco atual A 130.

[00063] A Fig. 14 é um diagrama de referência para explicar um processo de mapeamento dos modos de predição intra de blocos vizinhos para um dos modos de predição intra representativos, de acordo com uma forma de realização exemplar. Na Fig. 14, como modos de predição intra representativos, um modo vertical 0, um modo horizontal 1, um modo de CC (não mostrado), um modo diagonal inferior esquerdo 3, um modo diagonal inferior direito 4, um modo vertical direito 5, um modo horizontal inferior 6, um modo vertical esquerdo 7, e um modo horizontal superior 8 são definidos. No entanto, os modos de predição intra representativos não estão limitados a este aspecto, e podem ser definidos como tendo um número variado de diretividades.

[00064] Referindo-se à Fig. 14, um número predeterminado de modos de predição intra representativos é previamente definido, e modos de predição intra de blocos vizinhos são mapeados para um modo de predição intra representativo tendo uma direção mais semelhante. Por exemplo, se um determinado modo de predição intra de um bloco vizinho for um modo de predição intra MODE_A 140 tendo uma diretividade, o modo de predição intra MODE_A 140 do bloco vizinho é mapeado para o MODE 1 tendo uma direção mais similar entre 9 modos de predição intra representativos predefinidos 1 a 9. Se um determinado modo de predição intra de um bloco vizinho for um modo de predição intra MODE_B 141 tendo uma diretividade, o modo de predição intra MODE_B 141 do bloco vizinho é mapeado para o MODE 5 tendo uma direção mais similar entre os 9 modos de predição intra representativos predefinidos 1 a 9.

[00065] Assim sendo, se modos de predição intra disponíveis dos blocos vizinhos não forem os mesmos, os modos de predição intra dos blocos vizinhos são mapeados para modos de predição intra representativos, e um modo de predição intra tendo um menor valor de modo é selecionado como um modo de predição intra representativo final dos blocos vizinhos entre os modos de predição intra mapeados dos blocos vizinhos. Assim sendo, o motivo de um modo de predição intra representativo ter um menor valor de modo é que um menor valor de modo é definido para modos de predição intra gerados com mais frequência. Ou seja, se diferentes modos de predição intra forem preditos a partir de blocos vizinhos, uma vez que um modo de predição intra tendo um menor valor de modo tem uma maior possibilidade de ocorrência, é preferível selecionar um modo de predição tendo um valor menor de modo como um preditor para um modo de predição de um bloco atual, quando existirem diferentes modos de predição.

[00066] Às vezes, embora um modo de predição intra representativo seja selecionado de blocos vizinhos, o modo de predição intra representativo pode não ser usado, quando o modo de predição intra representativo for um preditor para um modo de predição intra de um bloco atual. Por exemplo, se o bloco atual A 120 tiver 33 modos de predição intra e um modo de predição intra representativo tiver apenas 9 modos de predição intra representativos, conforme descrito com referência à Fig. 12, um modo de predição intra do bloco atual A 120 correspondente a um modo de predição intra representativo não existe. Neste caso, de maneira semelhante à utilizada para mapear os modos de predição intra de blocos vizinhos para um modo de predição intra representativo, como descrito acima, um modo de predição intra tendo uma direção mais semelhante a um modo de predição intra representativo selecionado a partir de modos de predição intra disponíveis, de acordo com um tamanho de um bloco atual, pode ser selecionado como preditor final para um modo de predição intra do bloco atual. Por exemplo, se um modo de predição intra representativo finalmente selecionado a partir de blocos vizinhos na Fig. 14 for um modo 6, um modo de predição intra tendo uma diretividade mais similar ao modo 6 entre os modos de predição intra disponíveis, de acordo com o tamanho do bloco atual, pode ser finalmente selecionado como preditor para o modo de predição intra do bloco atual.

[00067] Entretanto, como descrito acima com referência à FIG. 7, se um preditor para o pixel atual P for gerado usando pixels vizinhos sobre ou perto da linha estendida 700, a linha estendida 700 tem realmente uma diretividade de tan-1(dy/dx). Visto que a divisão (dy/dx) é necessária para calcular a diretividade, quando hardware ou software for usado, o cálculo é feito até casas decimais, aumentando assim a quantidade de cálculo. Assim, é preferível que, quando uma direção de predição para a seleção de pixels vizinhos, a serem usados como pixels de referência sobre um pixel em um bloco, for definida usando parâmetros (dx, dy) de forma semelhante à descrita tendo como referência a Tabela 1, dx e dy são definidos para reduzir a quantidade de cálculo.

[00068] A Fig. 15 é um diagrama para explicar uma relação entre um pixel atual e pixels vizinhos localizados numa linha estendida, tendo uma diretividade de (dx, dy), de acordo com uma forma de realização exemplar.

[00069] Referindo-se à Fig. 15, presume-se que um local de um pixel atual P 1510 localizado em um i° lugar (i sendo um número inteiro) com base em uma borda superior de um bloco atual, e um j° lugar (j sendo um número inteiro) baseado em uma borda esquerda do bloco atual é P(j,i), e um pixel superior vizinho e um pixel esquerdo vizinho localizados numa linha estendida, passando através do pixel atual P 1510 e tendo uma diretividade, ou seja, um gradiente, de tan-1(dy/dx) são, respectivamente, A 1520 e B 1530 B. Além disso, quando se presume que locais dos pixels superiores vizinhos correspondam a um eixo X em um plano de coordenadas, e locais de pixels esquerdos vizinhos correspondam a um eixo Y no plano de coordenadas, pode ser encontrado por meio de uma razão trigonométrica que o pixel vizinho superior A 1520 encontrando a linha estendida situa-se no (j + i * dx/dy, 0), e o pixel vizinho esquerdo B 1530 encontrando a linha estendida situa-se no (0,i + j * dy/dx). Neste sentido, para determinar qualquer um dentre o pixel superior vizinho A 1520 e o pixel esquerdo vizinho B 1530 para predizer o pixel atual P 1510, uma divisão, como dx/dy ou dy/dx, é necessária. Visto que a divisão é muito complexa, como descrito acima, uma velocidade de cálculo de software ou hardware pode ser reduzida.

[00070] Da mesma forma, um valor de pelo menos um dos dx e dy, representando uma diretividade de um modo de predição para determinar pixels vizinhos usados para predição intra, pode ser determinado, como uma potência de 2. Isto é, quando n e m são números inteiros, dx e dy podem ser respectivamente 2 A n e 2 A m.

[00071] Referindo-se à Fig. 15, se o pixel vizinho esquerdo B 1530 for usado como um preditor para o pixel atual P 1510, e dx tiver um valor de 2 A n, j * dy/dx necessário para determinar (0, i + j * dy/dx), que é um local do pixel vizinho esquerdo B 1530, torna-se (i*dy)/(2An), e uma divisão usando tal potência de 2 é facilmente obtida pela operação de deslocamento, como (i*dy) >> n, reduzindo assim a quantidade de cálculo.

[00072] Da mesma forma, se o pixel superior vizinho A 1520 for usado como um preditor para o pixel atual P 1510 e dy tiver um valor de 2 A m, i* dy/dx necessário para determinar (j + i * dx/dy, 0), que é um local do pixel superior vizinho A 1520, torna-se (i*dx)/(2Am), e uma divisão usando tal potência de 2 é facilmente obtida pela operação de deslocamento, como (i* dx) >> m.

[00073] A Fig. 16 é um diagrama para explicar uma mudança em um pixel vizinho localizado numa linha estendida tendo uma diretividade de (dx, dy), de acordo com a localização de um pixel atual, de acordo com uma forma de realização exemplar.

[00074] Um dentre um pixel superior vizinho e um pixel vizinho esquerdo localizado numa linha estendida, passando através de um pixel atual, é selecionado como um pixel vizinho necessário para predição, de acordo com a localização do pixel atual e um gradiente da linha estendida.

[00075] Referindo-se à Fig. 16, quando um pixel atual 1610 for P(j,i), e for predito por meio de um pixel vizinho localizado numa linha estendida tendo um gradiente, um pixel superior A é usado para predizer o pixel atual P 1610. Quando um pixel atual 1620 for Q(b,a), um pixel esquerdo B é usado para predizer o pixel atual Q 1620.

[00076] Se apenas um componente dy de uma direção do eixo Y entre (dx, dy) representando uma direção de predição tiver uma potência de 2, como 2 A m, o pixel superior A na Fig. 16 pode ser determinado por operação de deslocamento ou similar, como (j+(i*dx) >> m, 0) sem divisão, mas o pixel esquerdo B requer divisão, conforme (0, a + b * 2 A m/dx). Nesse sentido, de modo a evitar a divisão, quando um preditor for gerado para todos os pixels de um bloco atual, todos os dx e dy devem ter um tipo de potência de 2.

[00077] As Figs. 17 e 18 são diagramas para explicar um método de determinação de uma direção do modo de predição intra, segundo formas de realização exemplares.

[00078] Em geral, existem muitos casos onde padrões lineares, mostrados em uma imagem ou um sinal de vídeo, são verticais ou horizontais. Nesse sentido, quando modos de predição intra tendo várias diretividades são definidos, usando parâmetros (dx, dy), a eficiência de codificação de imagem pode ser melhorada, definindo valores de dx e dy. Por exemplo, valores absolutos de dx e dy são definidos, tais que a distância entre direções de predição perto uma direção horizontal ou de uma direção vertical seja estreita, e uma distância entre modos de predição perto de uma direção diagonal seja ampla.

[00079] Em pormenores, referindo-se à Fig. 17, se dy tiver um valor fixo de 2 A n, um valor absoluto de dx pode ser definido, de forma que uma distância entre as direções de predição perto de uma direção vertical seja estreita, e uma distância entre modos de predição mais perto de uma direção horizontal seja mais larga. Em outras palavras, um valor absoluto de dx pode ser definido, de forma que uma distância entre as direções de predição perto de uma direção vertical seja estreita, e uma distância entre modos de predição mais perto da direção diagonal (+ 45 ou -45 graus) seja maior. Ou seja, se dy tiver um valor fixo, que é uma potência de 2, uma distância pode ser definida para diminuir, quando um valor absoluto de dx estiver mais perto de 0, de forma que a distância diminua, à medida que uma direção de uma linha estendida fique mais perto de uma direção vertical, e a distância pode ser definida para aumentar, conforme o valor absoluto de dx fique mais distante de 0, de forma que a distância aumente, à medida que a direção da linha estendida fique mais perto de uma direção horizontal. Por exemplo, como mostrado na Fig. 17, se dy tiver um valor de 2 A 4, ou seja, 16, um valor de dx pode ser definido, como sendo 1,2,3,4,6,9,12, 16,0,-1,-2,-3,4,-6,-9,-12 e -16, de forma que uma distância entre linhas estendidas perto de uma direção vertical possa ser estreita, e uma distância entre linhas estendidas perto de uma direção horizontal possa ser grande.

[00080] Da mesma forma, quando dx tiver um valor fixo de 2 A n, um valor absoluto de dy pode ser definido, de forma que uma distância entre direções de predição perto de uma direção horizontal seja estreita, e uma distância entre modos de predição mais perto de uma direção vertical seja maior. Em outras palavras, um valor absoluto de dy pode ser definido, de forma que uma distância entre direções de predição perto de uma direção horizontal seja estreita, e uma distância entre modos de predição mais perto de uma direção diagonal (+ 45 ou -45 graus) seja maior. Ou seja, quando dx tiver um valor fixo, que é uma potência de 2, uma distância pode ser definida para ser reduzida, quando um valor absoluto de dy estiver mais perto de 0, de forma que a distância diminua, à medida que uma direção de uma linha estendida estiver mais perto de uma direção horizontal, e a distância pode ser definida para aumentar, quando um valor absoluto de dy estiver mais distante de 0, de forma que a distância aumente, quando a direção da linha estendida estiver mais perto da direção horizontal. Por exemplo, como mostrado na Fig. 18, quando dx tiver um valor de 2 A 4, ou seja, 16, um valor de dy pode ser definido como 1,2,3,4,6,9,12, 16,0,-1,-2,-3,-4,6,-9,-12, e -16, de forma que uma distância entre linhas estendidas perto de uma direção horizontal possa ser estreita, e uma distância entre linhas estendidas perto de uma direção vertical possa ser grande.

[00081] Além disso, quando um valor de qualquer entre dx e dy for fixo, um valor do outro pode ser definido para ser aumentado, de acordo com um modo de predição. Em detalhes, quando dy for fixo, uma distância entre dxs pode ser definida para aumentar por um valor predeterminado. Por exemplo, se um valor de dy for fixado como 16, dx pode ser definido, de forma que uma diferença de valor absoluto entre diferentes dxs seja aumentada por 1, como 0, 1, 3, 6 e 8. Além disso, um ângulo entre uma direção horizontal e uma direção vertical pode ser dividido em unidades predeterminadas, e essa maior quantidade pode ser definida em cada um dos ângulos divididos. Por exemplo, se dy for fixo, um valor de dx pode ser definido para ter uma maior quantidade de 'a' em uma seção inferior a 15 graus, uma maior quantidade de 'b' em uma seção entre 15 graus e 30 graus, e uma maior quantidade de 'c' em uma seção superior a 30 graus. Neste caso, a fim de ter um formato tal, como mostrado na Fig. 17, o valor de dx pode ser definido para satisfazer uma relação de a < b < c.

[00082] Modos de predição descritos com referência às Figs. 15 a 18 podem ser definidos como um modo de predição tendo uma diretividade de tan-1(dy/dx) usando (dx, dy), conforme mostrado nas Tabelas 2 a 4.

[00083] Conforme descrito acima com referência à Fig. 15, um local de um pixel atual P localizado em um i° lugar baseado em uma borda superior de um bloco atual e um j° lugar com base em uma borda esquerda do bloco atual é P(j,i), e um pixel vizinho superior A e um pixel vizinho esquerdo B localizados numa linha estendida, passando através do pixel atual P e tendo um gradiente de tan-1(dy/dx), estão localizados no (j + i * dx/dy, 0) e (0, i + j * dy/dx), respectivamente. Assim, quando predição intra for realizada por meio de software ou hardware, um cálculo como i* dx/dy ou j * dy/dx é necessário.

[00084] Quando um cálculo, como i* dy/dx, é necessário, valores disponíveis de dx/dy ou C * dx/dy obtidos multiplicando-se uma constante predeterminada C, podem ser armazenados em uma tabela, e localizações de pixels vizinhos usados para predição intra de um pixel atual podem ser determinadas, usando-se o valor armazenado na tabela, que é previamente preparada durante predição intra real. Ou seja, vários valores de (dx, dy) determinados de acordo com modos de predição, como mostrado na Tabela 1, e valores disponíveis de i * dx/dy, considerando um valor de I determinado de acordo com um tamanho de um bloco, podem ser previamente armazenados em uma tabela, e podem ser usados durante a predição intra. Em detalhes, se C * dx/dy tiver N números diferentes de valores, o número diferente N de valores de C * dx/dy pode ser armazenado como dyval_table [n] (n = 0... um número inteiro para N-1).

[00085] Da mesma forma, quando um cálculo como j * dy/dx for necessário, valores disponíveis de dy/dx ou C * dy/dx obtidos multiplicando-se uma constante predeterminada C podem ser previamente armazenados em uma tabela, e localizações de pixels vizinhos, usados para predição intra de um pixel atual, podem ser determinadas, utilizando os valores armazenados na tabela, que é previamente preparada durante predição intra real. Ou seja, vários valores de (dx, dy), determinados de acordo com modos de predição, como mostrado na Tabela 1, e valores disponíveis de j * dy/dx, considerando um valor de j determinado de acordo com um tamanho de um bloco, podem ser previamente armazenados em uma tabela, e podem ser utilizados para predição intra. Em detalhes, quando C * dy/dx tiver N números diferente de valores, os N números diferentes de valores de C * dy/dx podem ser armazenados como dxval_table [n] (n = 0... um número inteiro para N-1).

[00086] Assim sendo, uma vez que os valores de C * dx/dy ou C * dy/dx são anteriormente armazenados em uma tabela, locais de pixels de um bloco vizinho a ser usado para predizer um pixel atual podem ser determinados, usando valores armazenados na tabela correspondente ao i* dx/dy e j * dy/dx sem cálculo adicional.

[00087] Por exemplo, supõe-se que, a fim de formar modos de predição de forma semelhante àquela mostrada na Fig. 17, dy seja 32, dx seja um de {0, 2, 5, 9, 13, 17, 21, 26 e 32} e uma constante C seja 32. Neste caso, visto que C * dy/dx é 32 * 32/dx e tem um dentre os valores {0, 512, 205, 114, 79, 60, 49, 39 e 32}, de acordo com um valor de dx, os valores {0, 512, 205, 114, 79, 60, 49, 39 e 32} podem ser armazenados em uma tabela, e podem ser usados para predição intra.

[00088] A Fig. 19 é um fluxograma, que ilustra um método de codificação de uma imagem através de predição intra, de acordo com uma forma de realização exemplar.

[00089] Referindo-se à Fig. 19, na operação 1910, um quadro atual é dividido em pelo menos um bloco tendo um tamanho predeterminado. Conforme descrito acima, o quadro atual não está limitado a um macrobloco tendo um tamanho de 16 x 16, e pode ser dividido em blocos tendo tamanhos de 2 x 2, 4 x 4, 8 x 8, 16 x 16, 32 x 32, 64 x 64, 128 x 128, ou um tamanho maior.

[00090] Na operação 1920, um pixel de um bloco vizinho, a ser usado para predizer cada um dos pixels dentro do bloco atual, é determinado entre os pixels do bloco vizinho, que são anteriormente reconstruídos usando uma linha estendida tendo um gradiente predeterminado. Conforme descrito acima, um local de um pixel atual P, localizado em um i° lugar baseado em uma borda superior do bloco atual e localizado em um j° lugar com base em uma borda esquerda do bloco atual, é P(j,i), e um pixel superior vizinho e um pixel vizinho esquerdo localizados numa linha estendida, passando através do pixel atual P e tendo um gradiente de tan-1(dy/dx), localizam-se respectivamente no (j + i * dx /dy, 0) e (0, i + j * dy/dx). A fim de reduzir a quantidade de cálculo de dx/dy e dy/dx necessária para determinar a localização do pixel vizinho, é preferível que pelo menos um valor dos dx e dy seja uma potência de 2. Além disso, se valores disponíveis de dx/dy e dy/dx, ou valores obtidos, multiplicando-se os valores de dx/dy e dy/dx por uma constante predeterminada, forem anteriormente armazenados em uma tabela, o pixel do bloco vizinho pode ser determinado através da procura de valores correspondentes na tabela sem cálculo adicional.

[00091] Na operação 1930, cada um dos pixels dentro do bloco atual é predito, usando o pixel determinado do bloco vizinho. Ou seja, prediz-se um valor de pixel do bloco vizinho como um valor de pixel do bloco atual, e um bloco de predição do bloco atual é gerado pela execução repetitiva das operações acima em cada um dos pixels dentro do bloco atual.

[00092] A Fig. 20 é um diagrama de blocos que ilustra um aparelho 2000 para a decodificação de uma imagem, de acordo com uma forma de realização exemplar.

[00093] Referindo-se à Fig. 20, o aparelho 2000 inclui uma unidade de análise 2010, uma unidade decodificadora de entropia 2020, uma unidade de quantização inversa 2030, uma unidade de transformação inversa de frequência 2040, uma unidade de predição intra 2050, uma unidade de compensação de movimento 2060, uma unidade de desbloqueio 2070, e uma unidade de filtragem de circuito 2080. Aqui, a unidade de predição intra 2050 corresponde a um aparelho para decodificar uma imagem através de predição intra.

[00094] Um fluxo de bits 2005 atravessa a unidade de análise 2010, e informações sobre codificação necessárias, para decodificação e dados de imagem de um bloco atual a ser decodificado, são extraídas. Dados de imagem codificados são emitidos como dados inversos quantizados através da unidade decodificadora de entropia 2020 e da unidade de quantização inversa 2030, e são restaurados como valores residuais através da unidade de transformação inversa de frequência 2040.

[00095] A unidade de compensação de movimento 2060 e a unidade de predição intra 2050 geram um bloco de predição do bloco atual, usando as informações de codificação analisadas do bloco atual. Em especial, a unidade de predição intra 2050 determina um pixel de um bloco vizinho a ser usado para predizer cada um dos pixels dentro do bloco atual entre os pixels do bloco vizinho, que são previamente reconstruídos, usando uma linha estendida tendo um gradiente predeterminado, determinado de acordo com um modo de predição intra incluído no fluxo de bits. Conforme descrito acima, a fim de reduzir a quantidade de cálculo de dx/dy e dy/dx necessária para determinar uma localização do pixel vizinho, é preferível que pelo menos um valor dos dx e dy seja uma potência de 2. Além disso, a unidade de predição intra 2050 pode armazenar anteriormente valores disponíveis de dx/dy e dy/dx, ou valores obtidos, multiplicando-se os valores de dx/dy e dy/dx por uma constante predeterminada em uma tabela, determinar um pixel de um bloco vizinho pesquisando valores correspondentes na tabela, e executar intra predição usando o pixel determinado do bloco vizinho.

[00096] Um bloco de predição, gerado na unidade de compensação de movimento 2060 ou na unidade de predição intra 2050, é adicionado aos valores residuais para restaurar a moldura atual 2095. A moldura atual restaurada pode ser usada como moldura de referência 2085 de um próximo bloco, através da unidade de desbloqueio 2070 e da unidade de filtragem de circuito 2080.

[00097] A Fig. 21 é um fluxograma, que ilustra um método de decodificação de uma imagem através de predição intra, de acordo com uma forma de realização exemplar.

[00098] Referindo-se à Fig. 21, na operação 2110, um quadro atual é dividido em pelo menos um bloco tendo um tamanho predeterminado.

[00099] Na operação 2120, informações sobre modo de predição intra, aplicadas ao bloco atual a ser decodificado, são extraídas de um fluxo de bits. As informações sobre modo de predição intra podem ser um valor de diferença de modo entre um modo real de predição intra e um modo predito de predição intra, predito pelos blocos vizinhos de um bloco atual, ou valores de modo dos modos de predição intra tendo várias diretividades definidas, usando parâmetros (dx, dy), conforme descrito acima. Se o valor da diferença de modo for transmitido como informações sobre modo de predição, a unidade de predição intra 2050 pode predizer e determinar um modo predito de predição intra do bloco atual, a partir dos modos de predição intra de blocos vizinhos, que são previamente decodificados, e determinar um modo de predição intra do bloco atual, adicionando um valor de diferença de modo extraído do fluxo de bits para um valor de modo do modo predito de predição intra.

[000100] Na operação 2130, a unidade de predição intra 2050 determina um pixel de um bloco vizinho a ser usado para predizer cada um dos pixels dentro do bloco atual entre pixels do bloco vizinho, que são anteriormente reconstruídos usando uma linha estendida tendo um gradiente predeterminado, de acordo com o modo de predição extraído. Conforme descrito acima, um local de um pixel atual P localizado em um i° lugar baseado em uma borda superior do bloco atual, e um j° lugar com base em uma borda esquerda do bloco atual, é P(j,i), e um pixel vizinho superior e um pixel vizinho esquerdo localizados numa linha estendida, passando através do pixel atual P e tendo um gradiente de tan- 1(dy/dx), estão localizados respectivamente no (j + i * dx/dy,0) e (0, i + j * dy/dx). A fim de reduzir a quantidade de cálculo de dx/dy e dy/dx necessária para determinar uma localização de um pixel vizinho, é preferível que pelo menos um valor dos dx e dy seja uma potência de 2. Além disso, valores disponíveis de dx/dy e dy/dx, ou valores obtidos, multiplicando-se os valores de dx/dy e dy/dx por uma constante predeterminada, podem ser previamente armazenados em uma tabela, e um pixel de um bloco vizinho pode ser determinado através da procura de valores correspondentes na tabela. A unidade de predição intra 2050 prediz um valor de pixel do bloco vizinho determinado, como um valor de pixel do bloco atual, e um bloco de predição do bloco atual é gerado, por execução repetitiva das operações acima em cada um dos pixels dentro do bloco atual.

[000101] As formas de realização exemplares podem ser gravadas como programas de computador, e podem ser implementadas em computadores digitais de uso geral, que executam os programas, usando uma mídia de gravação legível por computador. Mídias de armazenamento magnético (p. ex., ROM, disquetes, discos rígidos etc.) e mídias de gravação óptica (por exemplo, CD-ROMs ou DVDs) são exemplos de mídia de gravação legível por computador.

[000102] Os aparelhos, codificadores, e decodificadores das formas de realização exemplares podem incluir um barramento acoplado a cada unidade do aparelho, pelo menos um processador (por exemplo, unidade central de processamento, microprocessador etc.), que é conectado ao barramento para controlar as operações dos aparelhos para implementar as funções descritas acima e executar os comandos, e uma memória conectada ao barramento para armazenar os comandos, mensagens recebidas e mensagens geradas.

[000103] Embora essa invenção tenha sido especialmente mostrada e descrita com referência a suas formas de realização preferidas, deve ficar claro para aqueles de habilidade comum na arte, que várias alterações na forma e detalhes podem ser feitas, sem abandonar o espírito e âmbito da invenção, como definidos pelas reivindicações acrescentadas. As formas de realização preferenciais devem ser consideradas somente no sentido descritivo, e não para fins de limitação. Portanto, o âmbito da invenção é definido, não pela descrição detalhada da invenção, mas pelas reivindicações acrescentadas, e todas as diferenças dentro do âmbito deverão ser interpretadas, como estando incluídas na presente invenção.

Claims

1. MÉTODO DE PREDIÇÃO INTRA PARA DECODIFICAR UMA IMAGEM, o método compreendendo: extrair um modo de predição intra de um bloco atual a partir de um fluxo de bits, o modo de predição intra indicando uma direção particular entre uma pluralidade de direções, a direção particular sendo indicada mediante usar um de um número dx em uma direção horizontal e um número fixo na direção vertical, ou um número dy na direção vertical e um número fixo na direção horizontal; e realizar predição intra no bloco atual de acordo com um de predição intra; e no qual realizar a predição intra compreende: determinar a localização de um ou dois pixels vizinhos do bloco vizinho previamente reconstruído antes do bloco atual mediante usar operação de deslocamento com base em uma posição de um pixel atual e um do número dx e o número dy indicando a direção particular, no qual os um ou dois pixels vizinhos são localizados em um lado esquerdo do bloco atual ou um lado superior do bloco atual, obter um valor de predição do pixel atual usando um ou dois pixels vizinhos, e a localização do um ou dois pixels vizinhos, no qual quando os dois pixels vizinhos são usados, o valor de predição do pixel atual é obtido com base em uma média pesada de dois pixels vizinhos, caracterizado por: a localização dos pixels vizinhos localizados no lado superior do bloco atual é determinada com base em i * dx >> 5, onde i é uma posição do pixel atual na direção vertical, e dx é o número dx na direção horizontal e >> é a operação de deslocamento bit a bit, e a localização dos pixels vizinhos localizados no lado esquerdo do bloco atual é determinada com base em j * dy >> 5, onde j é uma posição do pixel atual na direção horizontal e dy é o número dy na direção vertical, em que i) o número fixo na direção horizontal tem um valor fixo de 2A5 e o número dy é determinado entre {32, 26, 21, 17, 13, 9, 5, 2, 0, -2, -5 , -9, -13, -17, -21, -26, -32}, ou ii) o número fixo na direção vertical tem um valor fixo de 2A5 e o número dx é determinado entre {32, 26 , 21, 17, 13, 9, 5, 2, 0, -2, -5, -9, -13, -17, -21, -26, -32} de acordo com o modo de predição intra do bloco atual.