CN102668566B - 将dc帧内预测模式用于视频编码和解码的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了将DC帧内预测模式用于视频编码和解码的方法和装置。一种装置包括视频编码器（600），用于通过从预定常数中导出直流预测值并将所导出直流预测值用于直流帧内预测模式为输入画面的至少一部分编码图像数据。所述部分使用直流帧内预测模式来编码。

Description

将DC帧内预测模式用于视频编码和解码的方法和装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2009年10月22日提交的美国临时申请序列号61/254,095的权益，其通过引用而被整体合并于此。
技术领域
本原理总地涉及视频编码和解码，并且更具体地涉及将直流（DirectCurrent,DC）帧内预测模式用于视频编码和解码的方法和装置。
背景技术
预测编码是视频编码中的重要技术。受视频信号中的相邻像素往往具有相似值的事实启发，因此认为编码像素之间的差值更高效。在预测编码中，不直接编码样本。而是，首先从几个以前重构样本中预测输入样本。然后量化和熵编码预测误差（残差）。解码器上的重构值是预测值加量化残差。为了保证编码器和解码器使用完全相同的预测值，编码器必须使用与解码器相同的处理来再现重构样本。这叫做闭环预测。
国际标准化组织/国际电工委员会（ISO/IEC）运动图像专家组4（MPEG-4）第10部分高级视频编码（AVC）标准/国际电信联盟，电信部门（ITU-T）H.264建议书（下文称为“MPEG-4AVC标准”）是将空间定向预测应用于帧内编码的视频编码标准。当使用帧内预测时，当前块中的像素从它的因果邻近（neighboring）块中预测。除了应用空间域中的预测之外，编码器可以通过运动估计和补偿从以前帧中预测一个块。当底层内容静态时，这样的时间预测非常有效。
在MPEG-4AVC标准中，使用周围可用样本（相同切片内在编码器和解码器两者上可用的以前重构样本）形成空间帧内预测。当以低位速率编码画面时，由于量化误差大，重构样本相对于原始样本是失真的。由于以前重构样本用于当前块中的帧内预测，所以预测误差随着位速率变低而变大，使预测编码更加低效。
依照MPEG-4AVC标准进行的帧内编码的空间定向预测提供了更灵活的预测框架，因此编码效率与在变换域中进行帧内预测的前标准相比时更好。如上所述，在MPEG-4AVC标准中，使用周围可用样本（相同切片内在编码器和解码器两者上可用的以前重构样本）形成空间帧内预测。对于亮度样本，可以在4×4块基（表示成Intra_4×4），8×8块基（表示成Intra_8×8）和16×16宏块基（表示成Intra_16×16）上进行帧内预测。转到图1，用标号100总体表示关于4×4块基（Intra_4×4）的MPEG-4AVC标准定向帧内预测。用标号110总体表示预测方向，用标号120总体表示图像块，以及用标号130表示当前块。除了亮度预测之外，还进行独立色度预测。对于Intra_4×4和Intra_8×8，总共存在九种预测模式，对于Intra_16×16，总共存在四种预测模式，以及对于色度成分，总共存在四种预测模式。编码器典型选择使预测块与要编码的原始块之间的差值最小的预测模式。进一步的帧内编码模式I_PCM允许编码器简单地绕过预测和变换编码处理。它允许编码器精确地表示样本的值和不会限制解码图像质量地对可能包含在编码宏块中的位数设置绝对极限。
转到图2，用标号200总体表示MPEG-4AVC标准的Intra_4×4模式的预测样本的标记。图2示出了以前编码和重构的并因此可用在编码器和解码器上以形成预测的在当前块上方和左侧的样本（用大写字母A-M表示）。
转到图3B-J，用标号300总体表示MPEG-4AVC标准的Intra_4×4亮度预测模式。使用Intra_4×4亮度预测模式300根据样本A-M计算预测块的样本a，b，c，...，p。图3B-J中的箭头表示每个Intra_4×4模式300的预测方向。Intra_4×4亮度预测模式300包括模式0-8，模式0（图3B，用标号310表示）对应于垂直预测模式，模式1（图3C，用标号311表示）对应于水平预测模式，模式2（图3D，用标号312表示）对应于DC模式，模式3（图3E，用标号313表示）对应于左下对角模式，模式4（图3F，用标号314表示）对应于右下对角模式，模式5（图3G，用标号315表示）对应于垂直偏右模式，模式6（图3H，用标号316表示）对应于水平偏下模式，模式7（图3I，用标号317表示）对应于垂直偏左模式，以及模式8（图3J，用标号318表示）对应于水平偏上模式。图3A示出了与每个Intra_4×4模式300相对应的一般预测方向330。
在模式3-8中，从预测样本A-M的加权平均中形成预测样本。Intra_8×8基本上使用与4×4预测相同的概念，但通过块尺寸8×8以及通过预测器的低通滤波来提高预测性能。
转到图4A-4D，用标号400总体表示与MPEG-4AVC标准相对应的四个Intra_16×16模式。四个Intra_16×16模式400包括模式0-3，模式0（图4A，用标号411表示）对应于垂直预测模式，模式1（图4B，用标号412表示）对应于水平预测模式，模式2（图4C，用标号413表示）对应于DC预测模式，以及模式3（图4D，用标号414表示）对应于平面预测模式。帧内编码宏块的每个8×8色度成分从上方和/或左侧的以前编码色度样本中预测，并且两个色度成分使用相同预测模式。除了模式的编号不同之外，四个预测模式与Intra_16×16非常相似。这些模式是DC（模式0）、水平（模式1）、垂直（模式2）和平面（模式3）。
在ITU-TH.26L标准的发展过程中，提出了位移帧内预测。该建议重新使用了如MPEG-4AVC标准为帧内预测中规定的可变块尺寸帧内预测的概念。转到图5A，用标号550总体表示位移帧内预测的例子。位移帧内预测550涉及帧内编码区552、当前块554、和候选块556。一般说来，一个切片的以前编码帧内区（例如，帧内编码区552）可以通过用于预测当前帧内块（例如，当前块554）的位移矢量（例如，位移矢量556）来引用。位移帧内预测550在宏块基上实现。与MPEG-4AVC标准中的帧间运动矢量类似，通过邻近块的中值使用预测差分地编码位移矢量。
模板匹配预测（TMP）是处理像给定样本的连续纹理的生成的纹理合成的概念。已经提出了在MPEG-4AVC标准的背景下使用模板匹配的帧内预测。在该建议中，将方案综合成MPEG-4AVC标准中的Intra_4×4或Intra_8×8预测的附加模式。借助于模板匹配预测，将图像区的自相似性用于预测。可以将一个切片的以前编码帧内区重新用于预测。TMP算法通过选择解码数据的（一个或多个像素的）至少一个小片递归地确定正在预测的当前像素的数值。这些小片是按照匹配规则选择的，其中将小片邻近像素与当前块邻近像素相比较，并选择含有最相似邻近像素的小片。转到图5B，用标号570总体表示模板匹配帧内预测的例子。模板匹配帧内预测570涉及候选邻域572、候选小片574、模板576、和目标578。由于当前像素（例如，目标578）的探索区和邻域（例如，候选邻域572）在编码器和解码器侧都是已知的，所以无需发送附加边信息，在两侧实施相同的预测。
DIP和TMP两者都以高计算复杂性为代价提高了编码效率。与其它MPEG-4AVC标准空间帧内预测模式类似，DIP和TMP中的预测也使用周围可用样本形成。当以低位速率编码画面时，由于量化误差大，重构样本相对于原始样本是失真的，预测误差变大，预测编码更加低效。
发明内容
现有技术的这些和其它缺陷和缺点通过本原理来解决，本原理针对将DC帧内预测模式用于视频编码和解码的方法和装置。
按照本原理的一个方面，提供了一种装置。所述装置包括视频编码器，用于通过从预定常数中导出直流预测值并将所导出直流预测值用于直流帧内预测模式为输入画面的至少一部分编码图像数据。所述部分使用直流帧内预测模式来编码。
按照本原理的另一个方面，提供了一种在视频编码器中的方法。所述方法包括通过从预定常数中导出直流预测值并将所导出直流预测值用于直流帧内预测模式为输入画面的至少一部分编码图像数据。所述部分使用直流帧内预测模式来编码。
按照本原理的又一个方面，提供了一种装置。所述装置包括视频解码器，用于通过解析位流以便从中获取直流预测值并将解析直流预测值用于直流帧内预测模式为画面的至少一部分解码图像数据。所述部分使用直流帧内预测模式来解码。
按照本原理的再一个方面，提供了一种在视频解码器中的方法。所述方法包括通过解析位流以便从中获取直流预测值并将解析直流预测值用于直流帧内预测模式为画面的至少一部分解码图像数据。所述部分使用直流帧内预测模式来解码。
从应当结合附图阅读的对示例实施例的以下详细描述中，本原理的这些和其它方面、特征和优点将变得清楚。
附图说明
根据以下示例附图，将更好地理解本原理，在附图中：
图1是示出关于4×4块基（Intra_4×4）的MPEG-4AVC标准定向帧内预测的图；
图2是示出MPEG-4AVC标准的Intra_4×4模式的预测样本的标记的图；
图3A-J是分别示出MPEG-4AVC标准的Intra_4×4亮度预测模式的图；
图4A-D是分别示出与MPEG-4AVC标准相对应的四种Intra_16×16模式的图；
图5A是示出位移帧内预测的例子的图；
图5B是示出模板匹配帧内预测的例子的图
图6是示出依照本原理的实施例的、可以应用本原理的示例视频编码器的框图；
图7是示出依照本原理的实施例的、可以应用本原理的示例视频解码器的框图；
图8是示出依照本原理的实施例的、在视频编码器中利用新DC模式的一种示例方法的流程图；
图9是示出依照本原理的实施例的、在视频解码器中利用新DC模式的一种示例方法的流程图；
图10是示出依照本原理的实施例的、在视频编码器中编码DC模式的一种示例方法的流程图；
图11是示出依照本原理的实施例的、在视频解码器中解码DC模式的一种示例方法的流程图；
图12是示出依照本原理的实施例的、在视频编码器中利用新DC模式的另一种示例方法的流程图；
图13是示出依照本原理的实施例的、在视频解码器中利用新DC模式的另一种示例方法的流程图；
图14是示出依照本原理的实施例的、在视频编码器中导出DC预测值的一种示例方法的流程图；
图15是示出依照本原理的实施例的、在视频解码器中编码或存储阈值以便在DC帧内预测模式中使用的一种示例方法的流程图；以及
图16是示出依照本原理的实施例的、在视频解码器中解码或从存储体中获取阈值以便在DC帧内预测模式中使用的一种示例方法的流程图。
具体实施方式
本原理针对将DC帧内预测模式用于视频编码和解码的方法和装置。
本描述例示本原理。因此，将认识到：本领域技术人员将能够设计出实施本原理并被包括在本原理的精神和范围内的各种布置，尽管在这里没有明确地描述或示出所述布置。
在此叙述的所有示例和条件性语言意欲用于教导的目的以便帮助读者理解本原理以及由本发明人贡献以促进现有技术的构思，并且应该被解释为不限制这种具体叙述的示例和条件。
另外，在这里叙述本原理的原理、方面和实施例及其特定示例的所有陈述意欲包括其结构和功能等效物。另外，意图是：这样的等效物包括当前已知的等效物以及将来开发的等效物二者，即所开发的执行相同功能的任何元件，而不论其结构如何。
因此，例如，本领域技术人员将认识到：在此呈现的框图表示实施本原理的说明性电路的概念性视图。类似地，将认识到：任何流程图示(flowchart)、流程图(flowdiagram)、状态转换图、伪代码等表示实质上可以表示在计算机可读介质中并因此由计算机或处理器执行的各种处理，而不管是否明确地示出这样的计算机或处理器。
可以通过使用专用硬件以及与适当的软件相关联的能够执行软件的硬件来提供图中示出的各种元件的功能。当利用处理器来提供所述功能时，可以利用单个专用处理器、利用单个共享处理器、或者利用其中一些可被共享的多个独立处理器来提供所述功能。另外，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应该被解释为排他性地指代能够执行软件的硬件，而是可以隐含地无限制地包括数字信号处理器(“DSP”)硬件、用于存储软件的只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)、和非易失性存储器。
还可以包括其它传统的和/或定制的硬件。类似地，图中示出的任何开关只是概念性的。它们的功能可以通过程序逻辑的运行、通过专用逻辑、通过程序控制和专用逻辑的交互、或者甚至手动地来执行，如从上下文更具体地理解的那样，可以由实施者选择具体技术。
在其权利要求中，被表示为用于执行指定功能的部件的任何元件意欲包含执行那个功能的任何方式，例如包括：a)执行那个功能的电路元件的组合或者b)与适当电路相组合的任何形式的软件，所述软件因此包括固件或微代码等，所述适当电路用于执行该软件以执行所述功能。由这种权利要求限定的本原理在于如下事实，即，以权利要求所要求的方式将由各种所叙述的部件提供的功能组合和集合到一起。因此认为可以提供那些功能的任何部件与在此示出的那些部件等效。
在本说明书中提到的本原理的“一个实施例”或“实施例”以及其它变型是指结合所述实施例描述的特定特征、结构、特性等被包括在本原理的至少一个实施例中。因此，在说明书各处出现的短语“在一个实施例中”和“在实施例中”以及其它变型的出现不一定都指代相同的实施例。
应当认识到，例如在“A/B”、“A和/或B”和“A和B的至少一个”的情况中对于术语“/”、“和/或”和“至少一个”的使用意欲包括只对于第一个列出的选项(A)的选择、只对于第二个列出的选项(B)的选择、或者对于两个选项(A和B)的选择。作为另一示例，在“A、B和/或C”和“A、B和C的至少一个”的情况中，这种措辞意欲包括只对于第一个列出的选项(A)的选择、只对于第二个列出的选项(B)的选择、只对于第三个列出的选项(C)的选择、只对于第一个和第二个列出的选项(A和B)的选择、只对于第一个和第三个列出的选项(A和C)的选择、只对于第二个和第三个列出的选项(B和C)的选择、或者对于全部三个选项(A和B和C)的选择。如本领域和相关领域普通技术人员容易认识到的，这可以被扩展用于很多列出的项目。
此外，如这里所使用，词汇“画面”和“图像”可交换使用，并且都指代来自视频序列的静止图像或画面。众所周知，一个画面可以是一个帧或一个半帧。
此外，如这里所使用，短语“常规MPEG-4AVC标准模式”指代从MPEG-4AVC标准中排除DC格式的可用在MPEG-4AVC标准中的帧内编码模式。
并且，如这里所使用，短语“原始样本数据”指代来自输入画面的数据。
为了例示和描述的目的，这里在MPEG-4AVC标准的改进的背景下描述这些例子，将MPEG-4AVC标准作为基准用于我们的描述并说明超越MPEG-4AVC标准的改进和扩展。但是，应当认识到，本原理不只局限于MPEG-4AVC标准和/或它的扩展。给定这里提供的本原理的教导，本领域和相关领域的普通技术人员可以容易地明白本原理可同等应用，以及当应用于其它标准的扩展时，或当应用在和/或并入还未开发的标准内时，将至少提供类似的好处。还应该进一步认识到，本原理也可应用于不遵循标准，而符合专门定义的视频编码器和视频解码器。
转到图6，用标号600总体表示可以应用本原理的示例视频编码器。视频编码器600包括具有与组合器685的非反相输入端信号通信的输出端的帧排序缓冲器610。组合器685的输出端被连接成与变换器和量化器625的第一输入端信号通信。变换器和量化器625的输出端被连接成与熵编码器645的第一输入端和逆变换器和逆量化器650的第一输入端信号通信。熵编码器645的输出端被连接成与组合器690的第一非反相输入端信号通信。组合器690的输出端被连接成与输出缓冲器635的第一输入端信号通信。
编码器控制器605的第一输出端被连接成与帧排序缓冲器610的第二输入端、逆变换器和逆量化器650的第二输入端、画面类型判定模块615的输入端、宏块类型（MB类型）判定模块620的第一输入端、帧内预测模块660的第二输入端、去块滤波器665的第二输入端、运动补偿器670的第一输入端、运动估计器675的第一输入端、和参考画面缓冲器680的第二输入端信号通信。
编码器控制器605的第二输出端被连接成与补充增强信息（SEI）插入器630的第一输入端、变换器和量化器625的第二输入端、熵编码器645的第二输入端、输出缓冲器635的第二输入端、和序列参数集（SPS）和画面参数集（PPS）插入器640的输入端信号通信。
SEI插入器630的输出端被连接成与组合器690的第二非反相输入端信号通信。
画面类型判定模块615的第一输出端被连接成与帧排序缓冲器610的第三输入端信号通信。画面类型判定模块615的第二输出端被连接成与宏块类型判定模块620的第二输入端信号通信。
序列参数集（SPS）和画面参数集（PPS）插入器640的输出端被连接成与组合器690的第三非反相输入端信号通信。
逆变换器和逆量化器650的输出端被连接成与组合器619的第一非反相输入端信号通信。组合器619的输出端被连接成与帧内预测模块660的第一输入端和去块滤波器665的第一输入端信号通信。去块滤波器665的输出端被连接成与参考画面缓冲器680的第一输入端信号通信。参考画面缓冲器680的输出端被连接成与运动估计器675的第二输入端和运动补偿器670的第三输入端信号通信。运动估计器675的第一输出端被连接成与运动补偿670的第二输入端信号通信。运动估计器675的第二输出端被连接成与熵编码器645的第三输入端信号通信。
运动补偿器670的输出端被连接成与开关697的第一输入端信号通信。帧内预测模块660的输出端被连接成与开关697的第二输入端信号通信。宏块类型判定模块620的输出端被连接成与开关697的第三输入端信号通信。开关697的第三输入端确定开关的“数据”输入（如与控制输入，即，第三输入相比）由运动补偿器670提供还是由帧内预测模块660提供。开关697的输出端被连接成与组合器619的第二非反相输入端和组合器685的反相输入端信号通信。
帧排序缓冲器610的第一输入端和编码器控制器605的输入端可作为编码器600的输入端用于接收输入画面。此外，补充增强信息（SEI）插入器630的第二输入端可作为编码器600的输入端用于接收元数据。输出缓冲器635的输出端可作为编码器600的输出端用于输出位流。
转到图7，用标号700总体表示可以应用本原理的示例视频解码器。视频解码器700包括具有连接成与熵解码器745的第一输入端信号通信的输出端的输入缓冲器710。熵解码器745的第一输出端被连接成与逆变换器和逆量化器750的第一输入端信号通信。逆变换器和逆量化器750的输出端被连接成与组合器725的第二非反相输入端信号通信。组合器725的输出端被连接成与去块滤波器765的第二输入端和帧内预测模块760的第一输入端信号通信。去块滤波器765的第二输出端被连接成与参考画面缓冲器780的第一输入端信号通信。参考画面缓冲器780的输出端被连接成与运动补偿器770的第二输入端信号通信。
熵解码器745的第二输出端被连接成与运动补偿器770的第三输入端、去块滤波器765的第一输入端、和帧内预测器760的第三输入端信号通信。熵解码器745的第三输出端被连接成与解码器控制器705的输入端信号通信。解码器控制器705的第一输出端被连接成与熵解码器745的第二输入端信号通信。解码器控制器705的第二输出端被连接成与逆变换器和逆量化器750的第二输入端信号通信。解码器控制器705的第三输出端被连接成与去块滤波器765的第三输入端信号通信。解码器控制器705的第四输出端被连接成与帧内预测模块760的第二输入端、运动补偿器770的第一输入端、和参考画面缓冲器780的第二输入端信号通信。
运动补偿器770的输出端被连接成与开关797的第一输入端信号通信。帧内预测模块760的输出端被连接成与开关797的第二输入端信号通信。开关797的输出端被连接成与组合器725的第一非反相输入端信号通信。
输入缓冲器710的输入端可作为解码器700的输入端用于接收输入位流。去块滤波器765的第一输出端可作为解码器700的输出端用于输出输出画面。
如上所述，本原理针对将DC帧内预测模式用于视频编码和解码的方法和装置。依照本原理，我们公开了用于帧内预测的新DC预测模式。依照本原理，可以从预定常数而不是从因果邻近块中预测DC模式。本改进的一个方面是，当在内容中存在颜色相似的大区域时，有益地导致编码效率提高。
如上所述为了例示的目的，我们关于MPEG-4AVC标准来描述本原理，同时进一步注意本发明不只局限于这种标准。因此，关于MPEG-4AVC标准，如图2所示，在MPEG-4AVC标准的DC帧内预测模式下，预测块中的所有样本通过样本A，B，C，D，I，J，K和L的平均来预测。
新DC模式—实施例1
依照本原理，开发了新的DC帧内预测模块。在这种新模式下，从预定常数中而不是如同现有技术那样使用邻近重构样本的估计中获取对块的DC预测。
在这个实施例中，除了MPEG-4AVC标准模式之外，还提出了新DC模式。新DC模式通过模式索引来指示（例如，向解码器）。在一个实施例中，这可以通过额外开销中的附加位来完成。
转到图8，用标号800总体表示在视频编码器中利用新DC模式的一种示例方法。方法800包括将控制交给功能块810的开始块805。功能块810分析内容，根据分析判定内容的DC值（DCpic），并将控制交给循环限制块815。循环限制块815使用变量i开始循环，变量i具有，例如，与内容相对应的当前画面中的1，...，块数（#）的范围，并将控制交给功能块820和功能块825。功能块820测试新DC模式（DC值=DCpic），并将控制交给功能块830。功能块825测试MPEG-4AVC标准模式，并将控制交给功能块830。功能块830选择最佳模式（例如，在一个实施例中，选择率失真（RD）成本最低的模式），编码模式索引和块数据，并将控制交给循环限制块835。循环限制块835结束循环，并将控制交给结束块899。
转到图9，用标号900总体表示在视频解码器中利用新DC模式的一种示例方法。方法900包括将控制交给功能块910的开始块905。功能块910解析位流，从中获取DC值（DCpic），并将控制交给循环限制块915。循环限制块915使用变量i开始循环，变量i具有，例如，当前画面中的1，...，块数（#）的范围，并将控制交给功能块920。功能块920解析位流，从中获取当前块的模式索引，并将控制交给判定块925。判定块925确定当前模式是否是新DC模式。如果是，则将控制交给功能块930。否则，将控制交给功能块935。功能块930使用新DC模式（DC值=DCpic）解码当前块，并将控制交给循环限制块940。功能块935使用MPEG-4AVC标准模式解码当前块，并将控制交给循环限制块940。循环限制块940结束循环，并将控制交给结束块999。
DC模式的修改编码和解码—实施例2
在这个实施例，我们提出了不加入新模式的一种变型。而是，我们改变编码和解码DC模式的方式。这个实施例涉及比实施例1多一点的额外计算，但节省了加入额外模式的额外开销（实施例1隐含的）。
转到图10，用标号1000总体表示在视频编码器中编码DC模式的一种示例方法。应当认识到，通过方法1000编码DC模式与现有技术中通常编码DC模式的方式不同。方法1000包括将控制交给功能块1010的开始块1005。功能块1010分析内容，根据分析解码内容的DC值（DCpic），并将控制交给循环限制块1015。循环限制块1015使用变量i开始循环，变量i具有，例如，当前画面中的1，...，块数（#）的范围，并将控制交给功能块1020和功能块1025。功能块1020估计块的DC值DCest（例如，像在MPEG-4AVC标准中进行的那样），并将控制交给判定块1030。判定块1030确定|DCest-DCpic|<T是否成立。如果是，则将控制交给功能块1035。否则，将控制交给功能块1040。功能块1035使用新DC模式（DC值=DCpic）编码当前块，并将控制交给功能块1045。功能块1045选择最佳模式，编码模式索引和块数据，并将控制交给循环限制块1050。循环限制块1050结束循环，并将控制交给结束块1099。功能块1025测试其它常规（非DC）MPEG-4AVC标准模式，并将控制交给功能块1045。功能块1045使用常规（非DC）MPEG-4AVC标准模式（DC值=DCest）编码当前块，并将控制交给功能块1045。
转到图11，用标号1100总体表示在视频解码器中解码DC模式的一种示例方法。应当认识到，通过方法1100解码DC模式与现有技术中通常解码DC模式的方式不同。方法1100包括将控制交给功能块1110的开始块1105。功能块1110解析位流，获取DC值（DCpic）和阈值T，并将控制交给循环限制块1115。循环限制块1115使用变量i开始循环，变量i具有，例如，当前画面中的1，...，块数（#）的范围，并将控制交给功能块1120。功能块1120解析位流，从中获取当前块的模式索引，并将控制交给判定块1125。判定块1125确定当前模式是否是DC模式。如果是，则将控制交给判定块1130。否则，将控制交给功能块1145。判定块1130确定|DCest-DCpic|<T是否成立。如果是，则将控制交给功能块1135。否则，将控制交给功能块1140。功能块1135使用新DC模式（DC值=DCpic）解码当前块，并将控制交给循环限制块1150。功能块1140使用MPEG-4AVC标准DC模式解码当前块，并将控制交给循环限制块1150。功能块1145使用常规（非DC）MPEG-4AVC标准模式解码当前块，并将控制交给循环限制块1150。循环限制块1150结束循环，并将控制交给结束块1199。
DC模式的修改编码和解码—实施例3
在这个实施例，我们提出了不增加模式数量的另一种变型。而是，我们用提出的新DC模式取代MPEG-4AVC标准DC模式。因此，这不涉及额外开销。重要的是我们只将这个实施例应用于从新DC模式中获益区域。
转到图12，用标号1200总体表示在视频编码器中利用新DC模式的另一种示例方法。方法1200包括将控制交给功能块1210的开始块1205。功能块1210分析内容，根据分析判定内容的DC值（DCpic），并将控制交给循环限制块1215。循环限制块1215使用变量i开始循环，变量i具有，例如，与内容相对应的当前画面中的1，...，块数（#）的范围，并将控制交给功能块1220和功能块1225。功能块1220测试新DC模式（DC值=DCpic），并将控制交给功能块1230。功能块1225测试常规（即，非DC）MPEG-4AVC标准模式，并将控制交给功能块1230。功能块1230选择最佳模式（例如，在一个实施例中，选择率失真（RD）成本最低的模式），编码模式索引和块数据，并将控制交给循环限制块1235。循环限制块1235结束循环，并将控制交给结束块1299。
转到图13，用标号1300总体表示在视频解码器中利用新DC模式的另一种示例方法。方法1300包括将控制交给功能块1310的开始块1305。功能块1310解析位流，从中获取DC值（DCpic），并将控制交给循环限制块1315。循环限制块1315使用变量i开始循环，变量i具有，例如，当前画面中的1，...，块数（#）的范围，并将控制交给功能块1320。功能块1320解析位流，从中获取当前块的模式索引，并将控制交给判定块1325。判定块1325确定当前模式是否是新DC模式。如果是，则将控制交给功能块1330。否则，将控制交给功能块1335。功能块1330使用新DC模式（DC值=DCpic）解码当前块，并将控制交给循环限制块1340。功能块1335使用常规（即，非DC）MPEG-4AVC标准模式解码当前块，并将控制交给循环限制块1340。循环限制块1340结束循环，并将控制交给结束块1399。
DCpic推导
在下文中，我们描述推导DCpic的各种方法。当画面中的一个或多个大区域具有非常平滑内容时，新DC模式是最有用的。这样的大区域可以涉及，例如，176×144的整块尺寸或一个画面中具有352×288尺寸的类似尺寸非块状区域。当然，这样的大尺寸是相对于整个画面尺寸的。前面对大区域尺寸和相应画面尺寸的规定仅仅是为了例示的目的，并且因此，也可以依照本原理使用其它尺寸。
当这些大平滑区域中的样本值可以通过DCpic值适当表示时，即使量化参数大和邻近样本严重失真，我们也可以具有精确的DC预测。因此，重要的是检测是否存在大平滑区域。如果存在这样的区域，则我们将确定表示这样区域的最佳DCpic值。一种方法是计算输入画面的样本值的直方图，其中将直方图峰位上的数值用作DCpic。当画面有噪声时，我们可以在计算直方图之前首先滤波画面。
转到图14，用标号1400总体表示在视频编码器中导出DC预测值的一种示例方法。方法1400包括将控制交给功能块1410的开始块1405。可选地，如果有噪声，功能块1410就滤波画面，并将控制交给功能块1420。功能块1420从输入画面中计算原始样本数据的直方图，并将控制交给功能块1430。功能块1430将直方图峰位上的数值用作DC预测值，并将控制交给结束块1499。
阈值T考虑
阈值T的选择影响多么频繁地选择新DC模式。阈值T应该根据编码参数和/或视频序列自适应地选择。
当量化粗糙时，重构块更失真，并且具有较低质量。选择新DC模式可以比常规DC模式更有效。因此，对于较粗糙量化，阈值应该较大。
为了节省额外开销，也可以将阈值存储在编码器和解码器两者上的查阅表中，而不是在位流中发送。
转到图15，用标号1500总体表示在视频解码器中编码或存储阈值以便在DC帧内预测模式中使用的一种示例方法。方块1500包括将控制交给功能块1510的开始块1505。功能块1510响应于量化参数改变阈值，并将控制交给功能块1520。功能块1520编码阈值并在位流中发送阈值或将阈值存储在查阅表中，并将控制交给结束块1599。
转到图16，用标号1600总体表示在视频解码器中解码或从存储体中获取阈值以便在DC帧内预测模式中使用的一种示例方法。方法1600包括将控制交给功能块1610的开始块1605。功能块1610响应于量化参数改变阈值，并将控制交给功能块1620。功能块1620解码阈值（例如，从位流中）或从查阅表中获取阈值，并将控制交给结束块1699。
语法
为了使编码器和解码器同步，在解码器上要知道DCpic值和/或阈值T。表1示出了依照本原理的实施例的、在实施例2中使用的示例画面参数集（PPS）语法。但是，应当认识到，这样的语法也可以在切片的级（level）上规定。
表1
pic_parameter_set_rbsp(){ C 描述符
...
DC_picture 0 u(v)
T_DC 0 u(v)
...
}
在表1中示出的语法元素的语义如下：
DC_picture规定DCpic值。
T_DC规定阈值。当|DCpic-DCest|<T_DC时，将DCpic用作DC预测值。否则，使用DCest。
现在对其中一些上面已经提及的本发明的许多附带优点/特征的一些加以描述。例如，一个优点/特征是含有视频编码器的装置，所述视频编码器用于通过从预定常数中导出直流预测值并将所导出直流预测值用于直流帧内预测模式为输入画面的至少一部分编码图像数据。所述部分使用直流帧内预测模式来编码。
另一个优点/特征是如上所述的含有视频编码器的装置，其中所述直流预测值基于与输入画面相对应的原始样本数据。
又一个优点/特征是如上所述的含有视频编码器的装置，其中响应超过与不同直流模式有关的另一个直流预测值的改进的比较使用所导出直流预测值，所述不同直流模式对应于现有视频压缩标准或建议书
再一个优点/特征是如上所述的其中响应超过与不同直流模式有关的另一个直流预测值的改进的比较使用所导出直流预测值，所述不同直流模式对应于现有视频压缩标准或建议书的含有视频编码器的装置，其中所述比较基于改进的阈值。
此外，另一个优点/特征是如上所述的其中所述比较基于改进的阈值的含有视频编码器的装置，其中所述改进的阈值响应于量化参数而改变。
并且，另一个优点/特征是如上所述的其中所述比较基于改进的阈值的含有视频编码器的装置，其中将所述改进的阈值存储在查阅表中。
此外，另一个优点/特征是如上所述的其中响应超过与不同直流模式有关的另一个直流预测值的改进的比较使用所导出直流预测值，所述不同直流模式对应于现有视频压缩标准或建议书的含有视频编码器的装置，其中所述比较基于率失真成本。
另外，另一个优点/特征是如上所述的含有视频编码器的装置，其中通过分析输入画面以便从中导出直流预测值来导出直流预测值。
此外，另一个优点/特征是如上所述的其中通过分析输入画面以便从中导出直流预测值来导出直流预测值的含有视频编码器的装置，其中通过计算与输入画面相对应的原始样本数据的直方图，并将直方图峰位上的数值用作直流预测值来导出直流预测值。
并且，另一个优点/特征是如上所述的含有视频编码器的装置，其中编码直流预测值以便发送给相应解码器。
基于这里的教导，相关领域的普通技术人员可以容易地确定本原理的这些和其它特征及优点。应当理解，可以以硬件、软件、固件、专用处理器或它们的组合的各种形式来实现本原理的教导。
最优选地，作为硬件和软件的组合来实现本原理的教导。此外，可以作为在程序存储单元上有形地包含的应用程序来实现所述软件。所述应用程序可以被上载到包括任何适当架构的机器并由其执行。优选地，在具有诸如一个或多个中央处理单元(“CPU”)、随机存取存储器(“RAM”)和输入/输出(“I/O”)接口之类的硬件的计算机平台上实现所述机器。该计算机平台还可以包括操作系统和微指令代码。在此描述的各种处理和功能可以是可由CPU执行的微指令代码的一部分或应用程序一部分或者它们的任何组合。此外，诸如附加的数据存储单元和打印单元之类的各种其它外围单元可以连接到该计算机平台。
还应当理解，因为优选地用软件来实现在附图中示出的一些组成系统组件和方法，所以这些系统组件或处理功能块之间的实际连接可以根据本原理被编程的方式而不同。给出这里的教导，相关领域的普通技术人员将能够想到本原理的这些和类似的实现方式或配置。
尽管在这里参照附图描述了说明性实施例，但是应当理解，本原理不限于那些精确的实施例，并且相关领域的普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不背离本原理的范围或精神。所有这样的改变和修改都意欲被包括在如所附权利要求阐述的本原理的范围内。

Claims (14)

1.一种视频编码装置，其包含：
视频编码器(600)，通过导出用于直流帧内预测模式的直流预测值来编码输入画面的至少一部分的图像数据，其中计算与滤波后的输入画面对应的原始样本数据的直方图并且使用该直方图峰值处的值作为直流预测值(1420,1430)，所述至少一部分的图像数据是使用直流帧内预测模式而编码的。
2.一种在视频编码器中的方法，其包含：
导出用于直流帧内预测模式的直流预测值；
基于所导出的直流预测值来编码输入画面的至少一部分的图像数据，其中计算与滤波后的输入画面对应的原始样本数据的直方图并且使用该直方图峰值处的值作为直流预测值(1420,1430)，所述至少一部分的图像数据是使用直流帧内预测模式而编码的(830，1030，1230)。
3.如权利要求2所述的方法，其中响应于与不同直流预测模式有关的另一个直流预测值的比较而使用所导出的直流预测值来编码所述至少一部分的图像数据，所述不同直流预测模式对应于现有视频压缩标准或建议(830，1030，1045，1230)。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述比较基于一阈值(1030，1230)。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述阈值响应于量化参数而改变(1510)。
6.如权利要求4所述的方法，其中将所述阈值存储在查阅表中(1520)。
7.如权利要求3所述的方法，其中所述比较基于RD成本(830)。
8.如权利要求2所述的方法，进一步包含编码直流预测值以便发送给相应解码器。
9.一种视频解码装置，其包含：
视频解码器(700)，通过解析位流以便从中获取直流预测值并将解析的直流预测值用于直流帧内预测模式而解码画面的至少一部分的图像数据，其中计算与滤波后的输入画面对应的原始样本数据的直方图并且使用该直方图峰值处的值作为直流预测值，所述至少一部分的图像数据是使用直流帧内预测模式而解码的。
10.一种在视频解码器中的方法，其包含：
解析位流以便从中获取用于直流帧内预测模式的直流预测值；
基于所获取的直流预测值来解码画面的至少一部分的图像数据，其中计算与滤波后的输入画面对应的原始样本数据的直方图并且使用该直方图峰值处的值作为直流预测值，所述至少一部分的图像数据是使用直流帧内预测模式而解码的(910，1110，1310)。
11.如权利要求10所述的方法，其中响应于与不同直流预测模式有关的另一个直流预测值的比较而使用所获取的直流预测值来解码所述至少一部分的图像数据(1130)，所述不同直流预测模式对应于现有视频压缩标准或建议。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述比较基于一阈值(1130)。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述阈值响应于量化参数而改变(1610)。
14.如权利要求12所述的方法，其中将所述阈值存储在查阅表中(1620)。
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