CN102685473A - 一种帧内预测方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种帧内预测方法，包括：获得当前块的预测方向，以及获得所述当前块的第一参考边和第二参考边中的参考像素；根据所述当前块的第一参考边和第二参考边中的参考像素，以及所述预测方向对所述当前块进行预测。所述获得所述当前块的第一参考边和第二参考边中的参考像素包括：以所述第一参考边上的各参考像素点为起点，沿所述预测方向，从所述第二参考边中获得第一参考边上的各参考像素点的参照点，并将所述参照点的像素值作为所述第一参考边的参考像素。本发明实施例所提供的预测方法，由于预测方向与图像中的像素分布的关联性，根据预测方向从可用的或与当前块相似度更高的相邻块中获得参考像素，能够得到较好的编解码效果。

Description

一种帧内预测方法和装置

技术领域

本发明涉及视频编解码技术，特别涉及视频编解码技术中的帧内预测方法和装置。

背景技术

视频编码压缩的基本原理是，利用空域、时域和码字之间的相关性，尽可能去除冗余。目前流行的做法是采用基于块的混合视频编码框架，即在编码端通过预测、变换、量化、熵编码等步骤来实现视频编码压，而在解码端则相应的进行这些步骤来还原图像的像素值。其中，预测即为以当前待编码块的相邻图像块的像素值作为当前块的参考像素值，根据参考像素值对当前块的像素值进行预测。

请参照图1，图1所示为目前业界存在的一种编解码方法的示意图，在该预测方法中共给出了33种预测方向，在进行预测时，需要根据这33种预测方向分别从相邻块中获得参考像素来进行预测。但是在实际操作中，往往会遇到当前待编码块的相邻块的像素不能用作当前块的参考像素。目前，这种相邻块的不可用的情况包括：相邻块处于当前块所处的图象的边界外；相邻块与当前块处于不同条带(slice)中；以及在编码端相邻块还未被编码或在解码端相邻块还未被解码。在业界，只要相邻块满足上述的任意一条，则相邻块就被视为不可用，否则相邻块可用。而当用于提供参考像素的相邻块不可用时，业界的解决办法是使用预设的固定值来作为这些不可用的相邻块的参考像素。但是很明显，这种做法没有考虑到图像块间的相关性，很难保证编解码的效果。

发明内容

本发明提供一种帧内预测方法，包括：获得当前块的预测方向，以及获得所述当前块的第一参考边和第二参考边中的参考像素，其中，所述预测方向为从所述第一参考边指向所述第二参考边；根据所述当前块的第一参考边和第二参考边中的参考像素，以及所述预测方向对所述当前块进行预测。所述获得所述当前块的第一参考边和第二参考边中的参考像素包括：以所述第一参考边上的各参考像素点为起点，沿所述预测方向，从所述第二参考边中获得第一参考边上的各参考像素点的参照点，并将所述参照点的像素值作为所述第一参考边的参考像素。其中，所述第一参考边中包括所述当前块的上相邻块或右上相邻块中的参考像素点，而所述第二参考边中包括所述当前块的左相邻块或左下相邻块中的参考像素点；或者，所述第一参考边中包括所述当前块的左相邻块或左下相邻块中的参考像素点，而所述第二参考边中包括所述当前块的上相邻块或右上相邻块中的参考像素点。

本发明还提供一种帧内预测装置，包括：预测方向获得模块，用于获得当前块的预测方向；参考像素获得模块，用于获得得所述当前块的第一参考边和第二参考边中的参考像素；以及预测模块，用于根据所述当前块的第一参考边和第二参考边中的参考像素，以及所述预测方向对所述当前块进行预测，其中，所述预测方向为从所述第一参考边指向所述第二参考边。所述参考像素获得模块包括：参照像素获得子模块，用于以所述第一参考边上的各参考像素点为起点，沿所述预测方向，从所述第二参考边中获得第一参考边上的各参考像素点的参照点，并将所述参照点的像素值作为所述第一参考边的参考像素。

采用本发明实施例所提供的预测方法，当相邻块不可用、不可参考或当前块为长宽不一的非正方形块时，根据预测方向从可用的或与当前块相似度更高的相邻块中获得参考像素值。由于预测方向与图像中的像素分布的关联性，因此采用本发明实施例所提供的预测方法相对于现有技术中的“固定值”的方法，能够得到更好的编解码效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为现有技术中的编解码方法的示意图。

图2所示为本发明实施例所提供的帧内预测方法的示意图。

图3所示为本发明优选实施例所提供的帧内预测方法的示意图。

图4所示为本发明实施例所提供的帧内预测方法的应用示图。

图5所示为本发明实施例所提供的帧内预测方法的又一应用示图。

图6所示为本发明实施例所提供的帧内预测装置的示意图。

图7所示为本发明优选实施例所提供的帧内预测装置的示意图。

图8所示为本发明又一优选实施例所提供的帧内预测装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图2，图2所示为本发明实施例所提供的预测方法的示意图。本发明实施例所提供的帧内预测方法包括：

步骤201：获得当前块的预测方向，以及所述当前块的第一参考边和第二参考边中的参考像素，其中，所述预测方向为从所述第一参考边指向所述第二参考边；

步骤202：根据所述当前块的第一参考边和第二参考边中的参考像素，以及所述预测方向对所述当前块进行预测。

在本发明可选择的实施例中，所述第一参考边可以为所述当前块的上相邻块或右上相邻块中的参考象素点的集合，也可以为所述上相邻块和右上相邻块的参考象素点的集合，而所述第二参考边中可以为所述当前块的左相邻块或左下相邻块中的参考像素点的集合，也可以为所述左相邻块和左下相邻块的参考象素点的集合。在其他的实施例中，所述第一参考边也可以为左相邻块或左下相邻块的参考象素点的集合，或者为左相邻块和左下相邻块的参考像素点的集合；所述第二参考边则相应的为上相邻块或右上相邻块的参考像素点的集合，或者上相邻块和右上相邻块的参考像素点的集合。

本发明实施例所提供的像素预测方法是根据当前块的当前的预测方向，来获得不可用的相邻块的参考像素点的参考像素。

具体的，请参照图4，假定，所述第一参考边为上相邻块的参考像素点的集合，所述第二参考边为左相邻块的参考像素点的集合，而预测方向从第一参考边指向所述第二参考边，即从右上指向左下方向。在这时候，如果上相邻块不可用，而左相邻块可用，则可以依据所述预测方向，从左相邻块中获得与上相邻块的各参考像素点相对应的参照点的像素值，来作为上相邻块的参考像素值，当然，如果以上相邻块为起点，沿预测方向指向的是可用的左下相邻块，则也可以用左下相邻块的相应的参照点的像素值来作为上相邻块的参考像素。同样的，如果右上相邻块不可用，则也是依据预测方向从当前块的左相邻块和左下相邻块中获得参考像素。

同理的，当所述第一参考边为左相邻块参考像素点集合，第二参考边为上相邻块参考像素点的集合时，预测方向为从左下指向右上时。如果所述作相邻块对当前块不可用，则以左相邻块的参考象素点为起点，沿所述预测方向，从所述上相邻块中获得相应的参照点的像素值，来作为左相邻块的参考像素。

虽然本发明实施例是以第一参考边为上相邻块的参考象素点的集合，第二参考边为左相邻块的参考像素点的集合为例进行说明的。不过，需要理解的是，第一参考边也可以为左下相邻块的参考像素点的集合、右上相邻块的参考象素点的集合、左边相邻块和左下相邻块的参考像素点的共同集合、或者上相邻块和右上相邻块的参考像素点的共同集合，第二参考边则相应的为与第一参考边相对的相邻块的参考象素点的集合，但是无论如何，参考像素的获得方法都与图4所示相类似，在此不再一一赘述。

综上，在本发明实施例中，所述步骤202中所述的获得所述当前块的第一参考边和第二参考边中的参考像素还包括：

步骤2021：以所述第一参考边上的各参考像素点为起点，沿所述预测方向，从所述第二参考边中获得第一参考边上的各参考像素点的参照点，并将所述参照点的像素值作为所述第一参考边的参考像素。

虽然，在讲解本发明实施例所提供的上述实施方案均是以相邻块不可用为前提进行的，但是在相邻块可用时，其实也可以采用本发明实施例所提供的像素预测方法，来根据预测方向从其他相邻块中获得参考像素。在针对某些有特别应用场合也会取得较佳的预测结果。因此，相邻块不可用这一点并不应成为实施本发明实施例所提供的预测方法的限定条件。

在使用本发明实施例所提供的预测方法的过程中，可能会遇到这样的一种情况，以第一参考边中的某个参考象素点为起点，沿预测方向，在第二参考边中却并不存在相应的参照点，简单点说，就是预测方向偏离了第二参考边。在这种情况下，则可以依照现有技术中采用的“固定值”的方式来解决。不过，本发明同样提供了这种情况下的较佳的解决方案。

请参照图3，在本发明实施例中，所述步骤202还可以包括步骤2022：如果所述第一参考边上的第一参考像素点沿所述预测方向无法从所述第二参考边上获得参照点时，则将所述第一参考边上的与所述第一参考像素点相邻的第二参考像素点的参考像素作为所述第一参考像素点的参考像素。也就是说，如果所述第一参考边上的第一参考像素点沿所述预测方向无法从所述第二参考边上获得参照点时，则将所述第一参考边上的与所述第一参考像素点相邻的第二参考像素点的参考像素作为所述第一参考像素点的参考像素。

此外，在一些其他场景中如受限的帧内预测(Constrained Intra Prediction)应用场合，应用本发明提供的帧内像素预测方法，也可以得到不错的效果。

比如，第一参考边所对应的相邻块中包含了帧间块(inter块)，而第二参考边所对应的相邻块中没有包含帧间块。这种情况下，对于CIP而言，不应参考inter块，以提高抗误差扩善的能力，而第二参考边不存在inter块全部为Intra块，则可以参考第二参考边。这样对于CIP应用场合，也完全可以应用本发明提出的方法。具体过程类似，不再赘述。

此外，即使在第一参考边和第二参考边均可用的情况下，也可以在某些特殊场合应用本发明。

比如，请参照图5所示，如果当前块为长短不一的矩形块也可以使用本发明实施例所提供的帧内预测方法。假设当前块的在第一参考边延伸方向上的长度小于当前块在第二参考边延伸方向上的长度，在这种情况下，当前块与上相邻块的像素分布的差距要大于当前块与左相邻块的像素分布的差距，因此，通过左相邻块来进行预测或会取得更好的预测效果。也就是说，在这种情况下，当前块与第二参考边的相关性要大于其与第一参考边的相关性，因此可以基于本发明提出的方法，利用第二参考边对当前矩形块进行预测。

采用本发明实施例所提供的预测方法，当相邻块不可用、不可参考或当前块为长宽不一的非正方形块时，根据预测方向从可用的或与当前块相似度更高的相邻块中获得参考像素值。由于预测方向与图像中的像素分布的关联性，因此采用本发明实施例所提供的预测方法相对于现有技术中的“固定值”的方法，能够得到更好的编解码效果。

请参照图6，图6所示为本发明实施例所提供的用于执行本发明实施例帧内预测方法的帧内预测装置的示意图。本发明实施例所提供的像素预测装置包括：

预测方向获得模块401，用于获得当前块的预测方向；

参考像素获得模块402，用于获得得所述当前块的第一参考边和第二参考边中的参考像素；以及

预测模块403，用于根据所述当前块的第一参考边和第二参考边中的参考像素，以及所述预测方向对所述当前块进行预测，

其中，所述参考像素获得模块402进一步的包括：

参照像素获得子模块4021，用于以所述第一参考边上的各参考像素点为起点，沿所述预测方向，从所述第二参考边中获得第一参考边上的各参考像素点的参照点，并将所述参照点的像素值作为所述第一参考边的参考像素。

进一步的，请参照图7，作为优选的实施例，所述参考像素获得模块402还可以包括相邻参考像素获得子模块4022，用于如果所述第一参考边上的第一参考像素点沿所述预测方向无法从所述第二参考边上获得参照点时，则将所述第一参考边上的与所述第一参考像素点相邻的第二参考像素点的参考像素作为所述第一参考像素点的参考像素。

进一步的，请参照图8，所述参考像素获得模块还可以包括判断子模块4023，用于判断是否满足预设的条件，所述预设的条件包括：所述第一参考边不可用，所述第二参考边可用；或者，所述第一参考边所对应的相邻块中存在帧间块(inter块)，而所述第二参考边所对应的相邻快中不存在(inter块)；或者，所述当前块沿所述第一参考边延伸方向的长度小于所述当前块沿所述第二参考边延伸方向的长度，

当满足所述预设的条件之一时，所述参照像素获得子模块以所述第一参考边上的各参考像素点为起点，沿所述预测方向，从所述第二参考边中获得第一参考边上的各参考像素点的参照点，并将所述参照点的像素值作为所述第一参考边的参考像素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种帧内预测方法，包括：

获得当前块的预测方向，以及获得所述当前块的第一参考边和第二参考边中的参考像素，其中，所述预测方向为从所述第一参考边指向所述第二参考边；

根据所述当前块的第一参考边和第二参考边中的参考像素，以及所述预测方向对所述当前块进行预测，

其特征在于，所述获得所述当前块的第一参考边和第二参考边中的参考像素包括：

以所述第一参考边上的各参考像素点为起点，沿所述预测方向，从所述第二参考边中获得第一参考边上的各参考像素点的参照点，并将所述参照点的像素值作为所述第一参考边的参考像素，

其中，所述第一参考边中包括所述当前块的上相邻块或右上相邻块中的参考像素点，而所述第二参考边中包括所述当前块的左相邻块或左下相邻块中的参考像素点；或者，所述第一参考边中包括所述当前块的左相邻块或左下相邻块中的参考像素点，而所述第二参考边中包括所述当前块的上相邻块或右上相邻块中的参考像素点。

2.如权利要求1中所述的帧内预测方法，其特征在于，所述获得所述当前块的第一参考边和第二参考边中的参考像素还包括：

如果所述第一参考边上的第一参考像素点沿所述预测方向无法从所述第二参考边上获得参照点时，则将所述第一参考边上的与所述第一参考像素点相邻的第二参考像素点的参考像素作为所述第一参考像素点的参考像素。

3.如权利要求2中所述的帧内预测方法，其特征在于，所述第二参考像素的参考像素为沿所述预测方向从所述第二参考边上的参照点中获得的。

4.如权利要求1中所述的帧内预测方法，其特征在于，所述以所述第一参考边上的各参考像素点为起点，沿所述预测方向，从所述第二参考边中获得第一参考边上的各参考像素点的参照点包括：

判断是否满足预设的条件，其中，所述预设的条件包括：所述第一参考边不可用，所述第二参考边可用；或者，所述第一参考边所对应的相邻块中存在帧间块(inter块)，而所述第二参考边所对应的相邻快中不存在(inter块)；或者，所述当前块在所述第一参考边延伸方向上的长度小于所述当前块在所述第二参考边延伸方向上的长度；

当判断满足所述预设的条件之一时，以所述第一参考边上的各参考像素点为起点，沿所述预测方向，从所述第二参考边中获得第一参考边上的各参考像素点的参照点。

5.一种帧内预测装置，包括：

预测方向获得模块，用于获得当前块的预测方向；

参考像素获得模块，用于获得得所述当前块的第一参考边和第二参考边中的参考像素；以及

预测模块，用于根据所述当前块的第一参考边和第二参考边中的参考像素，以及所述预测方向对所述当前块进行预测，

其中，所述预测方向为从所述第一参考边指向所述第二参考边，

其特征在于，所述参考像素获得模块包括：

参照像素获得子模块，用于以所述第一参考边上的各参考像素点为起点，沿所述预测方向，从所述第二参考边中获得第一参考边上的各参考像素点的参照点，并将所述参照点的像素值作为所述第一参考边的参考像素。

6.如权利要求5中所述的帧内预测装置，其特征在于，所述参考像素获得模块还包括：

相邻参考像素获得子模块，用于如果所述第一参考边上的第一参考像素点沿所述预测方向无法从所述第二参考边上获得参照点时，则将所述第一参考边上的与所述第一参考像素点相邻的第二参考像素点的参考像素作为所述第一参考像素点的参考像素。

7.如权利要求6中所述的帧内预测装置，其特征在于，所述第二参考像素的参考像素为沿所述预测方向从所述第二参考边上的参照点中获得的。

8.如权利要求5中所述的帧内预测装置，其特征在于，所述参考像素获得模块还包括判断子模块，用于判断是否满足预设的条件，所述预设的条件包括：所述第一参考边不可用，所述第二参考边可用；或者，所述第一参考边所对应的相邻块中存在帧间块(inter块)，而所述第二参考边所对应的相邻快中不存在(inter块)；或者，所述当前块沿所述第一参考边延伸方向的长度小于所述当前块沿所述第二参考边延伸方向的长度，

当满足所述预设的条件之一时，所述参照像素获得子模块以所述第一参考边上的各参考像素点为起点，沿所述预测方向，从所述第二参考边中获得第一参考边上的各参考像素点的参照点，并将所述参照点的像素值作为所述第一参考边的参考像素。

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