CN101658041A - 用于帧内译码的模式一致性信令 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用于有效地发信号通知用于宏块中的块的一个或一个以上预测模式的技术。针对每一宏块提供模式一致性指示符以指示所述宏块中的所有块是否将使用同一预测模式来预测。在一实施例中，编码器发信号通知模式一致性指示符及预测模式。在另一实施例中，解码器接收模式一致性指示符及预测模式，且在所述模式一致性指示符为真的情况下使用所述预测模式来预测所述宏块的至少两个块。

Description

用于帧内译码的模式一致性信令
优先权的主张
本专利申请案是基于2007年4月17日申请的第60/912,364号美国专利申请案且主张所述美国专利申请案的优先权，所述美国专利申请案转让给本发明的受让人且其内容在此以引用的方式明确地并入本文中。
技术领域
本发明涉及数字视频处理，且更明确地说，涉及用于帧内视频编码及解码的技术。
背景技术
在视频编码中，可将视频序列的帧分割成矩形区或块。可以帧内模式(I模式)或帧间模式(P模式)来编码视频块。
图1展示用于I模式的现有技术视频编码器的图。编码器可经配置以将帧分割成多个块且单独编码所述块中的每一者。作为实例，编码器可将帧分割成多个16×16“宏块”，其包括十六个像素行及十六个像素列。宏块可包含子分割块群组(本文中称作“块”)。作为实例，16×16宏块可含有十六个4×4块，或其它大小的子分割块。
在图1中，空间预测器102通过使用来自同一帧中的相邻块的像素来根据视频块100形成经预测块103。用于预测的相邻块可由预测模式101指定。加法器104计算预测误差106，即图像块100与经预测块103之间的差异。变换模块108将预测误差106投射到基底或变换函数集合上。在典型的实施方案中，变换函数可从离散余弦变换(DCT)、卡亨南-洛维(Karhunen-Loeve)变换(KLT)或任何其它变换导出。举例来说，可将变换函数集合表达为{f0，f1，f2，...，fN}，其中每一fn表示个别变换函数。
变换模块108输出对应于指派给所述变换函数中的每一者的权数的变换系数110的集合。举例来说，可计算对应于变换函数集合{f0，f1，f2，...，fN}的系数集合{c0，c1，c2，...，cN}。随后由量化器112对变换系数110进行量化以产生经量化的变换系数114。可将经量化系数114及预测模式101传输到解码器。
图1A描绘用于I模式的视频解码器。在图1A中，经量化系数1000由编码器提供到解码器，且供应到逆变换模块1004。逆变换模块1004基于系数1000及固定变换函数集合(例如，{f0，f1，f2，...，fN})而重构预测误差1003。将预测模式1002供应到逆空间预测模块1006，所述逆空间预测模块1006基于已经被解码的相邻块的像素值而产生经预测块1007。将经预测块1007与预测误差1003组合以产生经重构块1010。经重构块1010与图1中的原始块100之间的差异被称为重构误差。
本文中参考由ITU电信标准化部门在2005年3月公布的ITU-T建议H.264(下文中称作“H.264-2005”)的章节8.3.1来描述图1中的空间预测器102的实例。在H.264-2005中，译码器提供被标记为0到8的用于预测4×4块的9个预测模式，包括DC预测(模式2)及8个定向模式，如图2所示。每一预测模式指定用于编码每一像素的相邻像素集合，如图3所说明。在图3中，像素a到p待编码，且相邻像素A到L及X用于预测所述像素a到p。如果(例如)选择模式0，则通过将像素a、e、i及m设定为等于像素A来预测所述像素a、e、i及m，且通过将像素b、f、j及n设定为等于像素B来预测所述像素b、f、j及n，等等。类似地，如果选择模式1，则通过将像素a、b、c及d设定为等于像素I来预测所述像素a、b、c及d，且通过将像素e、f、g及h设定为等于像素J来预测所述像素e、f、g及h，等等。因此，模式0为垂直方向上的预测器；且模式1为水平方向上的预测器。
已注意到，时常地，一16×16宏块含有均使用同一预测模式来编码的若干4×4块。将需要提供用以向解码器发信号通知宏块中的所有块使用同一预测模式来编码的有效方式。
发明内容
本发明的一方面提供一种用于编码宏块的方法，所述宏块包含多个块，每一块包含像素值集合，所述方法包含：针对每一块，选择用于基于相邻像素而预测所述块中的像素的预测模式；以及提供用于所述宏块的模式一致性指示符，所述模式一致性指示符指示所述宏块中的多个块是否具有同一选定预测模式。
本发明的另一方面提供一种用于预测宏块的方法，所述宏块包含多个块，每一块包含像素值集合，所述方法包含：接收用于所述宏块的预测模式及模式一致性指示符；以及如果模式一致性指示符为真，则根据所接收的预测模式而预测所述宏块的至少两个块。
本发明的另一方面提供一种用于产生经编码宏块的设备，所述宏块包含多个块，每一块包含像素值集合，所述经编码宏块包含：对应于宏块中的至少一个块的预测模式，所述预测模式指定用以预测所述块中的像素的相邻像素的组合；以及模式一致性指示符，其指示所述宏块中的多个块是否具有同一预测模式。
本发明的又一方面提供一种用于预测宏块的设备，所述宏块包含多个块，每一块包含像素值集合，所述设备接收用于所述宏块的预测模式及模式一致性指示符，其中如果模式一致性指示符为真，则所述设备根据所接收的预测模式而预测所述宏块的至少两个块。
本发明的再一方面提供一种用于预测宏块的计算机程序产品，所述宏块包含多个块，每一块包含像素值集合，所述产品包含计算机可读媒体，所述计算机可读媒体包含：用于致使计算机接收用于所述宏块的预测模式及模式一致性指示符的代码；用于致使计算机在模式一致性指示符为真的情况下根据所接收的预测模式而预测所述宏块的至少两个块的代码。
附图说明
图1展示用于I模式的现有技术视频编码器的图。
图1A描绘用于I模式的现有技术视频解码器。
图2展示H.264-2005中所描述的预测模式。
图3说明使用若干预测模式的像素预测。
具体实施方式
本文中所揭示的是用以有效地发信号通知用于编码宏块中的块的预测模式的技术。
在H.264-2005中，针对16×16宏块中的每一4×4块导出预测模式。针对每一块，从编码器向解码器发信号通知预测模式，即每宏块16个模式。
根据本发明，可在宏块水平上发信号通知“模式一致性”指示符以指示宏块内的所有4×4块是否使用同一预测模式。在一实施例中，模式一致性指示符为位。如果所述位为真，则针对给定宏块中的所有4×4块，将预测模式仅发信号通知一次。在一实施例中，仅针对左上部4×4块来发信号通知预测模式。如果所述位为假，则针对每一4×4块来发信号通知预测模式，如H.264-2005所规定。
请注意，模式一致性指示符还可经界定以发信号通知用于宏块中的块的任何子集的模式一致性。因此，出于灵活性起见，可针对单一宏块提供多个模式一致性指示符。举例来说，可针对宏块的上半部中的八个4×4块提供第一模式一致性指示符，且可针对宏块的下半部中的八个4×4块提供第二模式一致性指示符。
请注意，所揭示的技术不需要应用于具有16×16个像素的宏块及/或具有4×4个像素的块。宏块与块大小的其它组合也可采纳所描述的信令。
基于本文中所描述的教示，应容易明白，本文中所揭示的一方面可独立于任何其它方面来实施，且可以各种方式来组合这些方面中的两者或两者以上。本文中所描述的技术可以硬件、软件、固件或其任何组合来实施。如果以硬件来实施，则可使用数字硬件、模拟硬件或其组合来实现所述技术。如果以软件来实施，则可至少部分地通过包括上面存储有一个或一个以上指令或代码的计算机可读媒体的计算机程序产品来实现所述技术。
以实例而非限制的方式，此类计算机可读媒体可包含RAM(例如同步动态随机存取存储器(SDRAM))、只读存储器(ROM)、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、ROM、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、快闪存储器、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置，或可用于以指令或数据结构的形式来携载或存储所要程序代码且可由计算机存取的任何其它有形媒体。
与计算机程序产品的计算机可读媒体相关联的指令或代码可由计算机执行，例如由一个或一个以上处理器(例如一个或一个以上数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、ASIC、FPGA或其它等效集成或离散逻辑电路)执行。
已描述了许多方面及实例。然而，对这些实例的各种修改是可能的，且本文中所呈现的原理同样可应用于其它方面。这些及其它方面均属于所附权利要求书的范围内。

Claims (25)

1.一种用于编码宏块的方法，所述宏块包含多个块，每一块包含像素值集合，所述方法包含：
针对每一块，选择用于基于相邻像素而预测所述块中的像素的预测模式；以及
提供用于所述宏块的模式一致性指示符，所述模式一致性指示符指示所述宏块中的多个块是否具有同一选定预测模式。
2.根据权利要求1所述的方法，所述模式一致性指示符指示所述宏块中的所有块是否具有同一选定预测模式。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述模式一致性指示符为模式一致性位。
4.根据权利要求1所述的方法，每一块包含4×4个像素，所述宏块包含16×16个像素。
5.一种用于预测宏块的方法，所述宏块包含多个块，每一块包含像素值集合，所述方法包含：
接收用于所述宏块的预测模式及模式一致性指示符；以及
如果所述模式一致性指示符为真，则根据所述所接收的预测模式而预测所述宏块的至少两个块。
6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包含在所述模式一致性指示符为真的情况下根据所述所接收的预测模式而预测所述宏块的所有块。
7.根据权利要求5所述的方法，所述模式一致性指示符为模式一致性位。
8.根据权利要求5所述的方法，每一块包含4×4个像素，所述宏块包含16×16个像素。
9.一种用于产生经编码宏块的设备，所述宏块包含多个块，每一块包含像素值集合，所述经编码宏块包含：
对应于所述宏块中的至少一个块的预测模式，所述预测模式指定用以预测所述块中的像素的相邻像素的组合；以及
模式一致性指示符，其指示所述宏块中的多个块是否具有同一预测模式。
10.根据权利要求9所述的设备，所述模式一致性指示符指示所述宏块中的所有块是否具有同一预测模式。
11.根据权利要求9所述的设备，其中所述模式一致性指示符为模式一致性位。
12.根据权利要求9所述的设备，每一块包含4×4个像素，所述宏块包含16×16个像素。
13.根据权利要求9所述的设备，其中所述设备为集成电路。
14.根据权利要求9所述的设备，其中所述设备为手持机。
15.一种用于预测宏块的设备，所述宏块包含多个块，每一块包含像素值集合，所述设备接收用于所述宏块的预测模式及模式一致性指示符，其中：
如果所述模式一致性指示符为真，则所述设备根据所述所接收的预测模式而预测所述宏块的至少两个块。
16.根据权利要求15所述的设备，所述设备进一步在所述模式一致性指示符为真的情况下根据所述所接收的预测模式而预测所述宏块的所有块。
17.根据权利要求15所述的设备，所述模式一致性指示符为模式一致性位。
18.根据权利要求15所述的设备，每一块包含4×4个像素，所述宏块包含16×16个像素。
19.根据权利要求15所述的设备，其中所述设备为集成电路。
20.根据权利要求15所述的设备，其中所述设备为手持机。
21.一种用于预测宏块的计算机程序产品，所述宏块包含多个块，每一块包含像素值集合，所述产品包含：
计算机可读媒体，其包含：
用于致使计算机接收用于所述宏块的预测模式及模式一致性指示符的代码；
用于致使计算机在所述模式一致性指示符为真的情况下根据所述所接收的预测模式而预测所述宏块的至少两个块的代码。
22.根据权利要求21所述的计算机程序产品，其包含用于致使计算机在所述模式一致性指示符为真的情况下根据所述所接收的预测模式而预测所述宏块的所有块的代码。
23.根据权利要求21所述的计算机程序产品，所述模式一致性指示符为模式一致性位。
24.根据权利要求21所述的计算机程序产品，每一块包含4×4个像素，所述宏块包含16×16个像素。
25.根据权利要求21所述的计算机程序产品，其中所述产品为手持机。
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