CN102934441B

CN102934441B - 新的平面预测模式

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Publication number: CN102934441B
Application number: CN201180026091.0A
Authority: CN
Inventors: 林宰显; 全柄文; 朴胜煜; 成宰源; 金郑善; 全勇俊; 朴俊永; 崔瑛喜
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2010-05-25
Filing date: 2011-05-25
Publication date: 2015-09-23
Anticipated expiration: 2031-05-25
Also published as: KR20130118219A; ES2704296T3; KR20180118254A; EP2391129A1; EP3457689B1; US11010628B2; US20230362407A1; EP4336826A2; PL2391129T3; PL3745721T3; US11818393B2; US20190385002A1; US8798146B2; KR20170110162A; SI3745721T1; HUE041324T2; EP4336826A3; PT3457689T; KR102043218B1; KR20190127991A

Abstract

为预测数字视频数据介绍了新的帧内平面模式。作为所述新的帧内平面模式的一部分，提供了各种方法以用于预测预测单元内的第一样本，其中，在处理新的帧内平面模式时需要所述第一样本用于参照。并且一旦所述第一样本被成功地预测，所述新的帧内平面模式就能够通过处理四个先前重建的参考样本的双线性内插来预测所述预测单元内的视频数据的样本。

Description

新的平面预测模式

技术领域

本发明涉及一种用于对已经使用帧内平面模式型预测（intra planarmode type prediction）而编码的数字视频数据执行帧内平面模式型预测解码的方法和设备。

背景技术

数字视频信号由作为原始RGB视频信号的表示的一系列数字视频帧组成。作为模拟到数字信号变换的一部分，原始RGB视频信号的每个帧都被编码成包括数字视频信号的数据的数字视频帧。编码处理的目的是计算尽可能精确的原始RGB视频信号的数字预测，同时还尝试使作为原始RGB视频信号的数字表示的二进制数据的压缩最大化。虽然存在用于编码视频信号的帧间预测（inter prediction）方法和帧内预测（intra prediction）方法两者，但是本发明仅与还被称为空间预测方法的帧内预测方法有关。

为了实现编码处理，编码单元将在原始视频帧的一部分上处理预测以便将它编码成数字视频数据。所得到的编码的数字视频数据被称为预测单元。多个预测单元将通常包括视频数据的树形块（tree block），多个树形块将通常包括视频数据的条带（slice）并且多个条带然后通常包括数字视频数据的帧，尽管其它配置是可能的。具体地关于依靠于空间预测的帧内预测方法，将通过参照空间上邻接当前预测单元的先前预测的样本来预测正被处理的当前预测单元。一旦所有的数字视频帧已经被预测和编码，数字视频节目就被称为是被完全地压缩了，并且做好了作为数字视频数据或信号而存储或传输的准备。连同实际的数字视频数据一起，编码单元还包括指示哪一个预测模式已被应用来预测视频数据的每个预测单元的识别信息。

解码单元然后被分派以执行数字视频数据/信号的解码或解压缩工作。解码通过将已由编码单元应用的同一预测模式处理应用在每个预测单元上来处理。通过解析识别信息并且确定为预测视频数据的每个预测单元而识别的适当的预测模式来实现这个。通过将适当的预测应用在视频数据的每一个预测单元上，解码单元能够成功地重建原始视频。解码单元从而被分配了将数字视频信号重建成原始视频信号的可显示表示的任务。根据用于解码预测单元的帧内预测模式，来自先前重建的预测单元的先前重建的样本将被参照以重建目前正由解码单元处理的当前预测单元的样本。

在用于预测数字视频数据的预测单元的许多可用的帧内预测模式之中，本发明与帧内平面预测模式相关。通常知道帧内平面模式预测是首先通过参照已经被预先重建的相邻块来预测当前预测单元内的单个样本。然后在预测了当前预测单元内的第一样本之后，通过参照当前预测单元内的所预测的第一样本和来自邻接当前预测单元的块的重建样本来预测当前预测单元的剩余样本。

发明内容

技术问题

用于根据帧内平面预测模式处理帧内预测的新方法需要实现更高的效率。还存在对减少被编码成视频信号的信息比特的总数以便减少视频信号的总数据大小的需要。

问题的解决方案

本发明的目的是提供用于获得当前预测单元内的第一样本的预测的各种新方法，其中，当前预测单元正被根据本发明的新的帧内平面模式来预测。提供用于一旦当前预测单元内的第一样本已经被预测和重建就预测当前预测单元内的剩余样本的各种方法也是本发明的目的。根据本发明，这些方法将通过参照第一样本以及来自邻接当前预测单元的块的先前重建的样本来预测当前预测单元内的剩余样本。

发明的有益效果

根据本发明的用于处理帧内平面预测模式的新方法能够实现胜过先前版本的更高效率。本发明还能够减少视频信号的总数据大小。

要理解的是，本发明的前述一般实施方式和以下的具体实施方式是示例性和说明性的，并且旨在提供如要求保护的本发明的进一步解释。

附图说明

图1图示了根据本发明的用于获得预测单元的第一样本的第一实施例；

图2图示了根据本发明的用于获得预测单元的第一样本的第二实施例；

图3图示了根据本发明的用于获得预测单元的第一样本的第三实施例；

图4图示了根据本发明的用于获得预测单元的第一样本的第四实施例；

图5图示了根据本发明的用于在第一样本已经被预测之后预测剩余样本的第一实施例；

图6图示了根据本发明的用于在第一样本已经被预测之后预测剩余样本的第二实施例；

图7图示了从图6取的一部分的放大视图；

图8图示了根据本发明的用于在第一样本已经被预测之后预测剩余样本的第三实施例；

图9图示了从图8取的一部分的放大视图；

图10图示了根据本发明的用于在第一样本已经被预测之后预测剩余样本的第四实施例；

图11图示了根据本发明的用于在第一样本已经被预测之后预测剩余样本的第五实施例；

图12图示了根据本发明的用于在第一样本已经被预测之后预测剩余样本的第六实施例；

图13图示了根据本发明的用于过滤（filter）被确定为重要的特定参考样本的方法；

图14图示了根据本发明的用于处理预测单元的第一样本的示例；

图15图示了根据本发明的用于确定预测单元的第一样本的位置的示例；

图16图示了根据本发明的用于确定预测单元的第一样本的位置的另一示例；

图17图示了根据本发明的用于确定预测单元的第一样本的位置的示例；

图18图示了根据本发明的用于在已经接收到预测单元的第一样本之后处理预测单元的方法；

图19图示了根据本发明的预测单元与邻接该预测单元的视频数据的块之间的关系；

图20图示了根据本发明的解码单元，以及

图21图示了作为图20中图示的解码单元的一部分的预测单元的特写视图。

具体实施方式

现将对本发明的优选实施例进行详细的参考，优选实施例的示例被图示在附图中。在本说明书和权利要求中使用的术语或词语不被解释为限于一般的或字典意义，并且应该被基于发明人能够适当地定义术语概念以最可能地描述发明人的意图而解释为具有与本发明的技术思想匹配的意义和概念。在本公开中所公开的实施例和在附图中所示出的配置本质上是示例性的，并且本质上不意图是包含所有的。优选实施例不表示本发明的所有可能的技术变化。因此，要理解的是本发明涵盖此发明的修改和变化，只要在提交本申请时它们落入所附权利要求和它们的等同物的范围内。

要注意的是为了如下具体说明的目的，相邻块的所有叙述被理解为是关于邻接当前预测单元的块。当前预测单元被理解为包括正根据本发明的新的帧内平面模式而被预测处理的当前预测样本。距离H指的是以样本计的当前预测单元的高度，并且W指的是以样本计的当前预测单元的宽度。同样地任何灰色区域被图示为表示先前重建的样本。重建的样本（reconstructed sample）已经被预测并且与被包括在视频信号中的残差值（residual value）合并，然后这样的重建样本可以被参照用于根据本发明来预测样本。预测的样本（predicted sample）仍然尚未与待重建的残差值合并，但是已经被预测处理并且还可以被参照用于根据本发明来预测样本。术语“样本”的任何使用被理解为可与公知的术语“像素”互换。

图1图示了用于预测当前预测单元101内的第一当前预测样本RB以用于在根据本发明的新的帧内平面模式预测方法中进行参照的第一实施例。看到当前预测单元101具有位于邻近并且在当前预测单元101的左边的相邻左部块102。以及看到当前预测单元101具有位于邻近并且在当前预测单元101的上部的相邻上部块103。相邻左部块102和相邻上部块103两者被描绘为灰色区域以指示它们由先前重建的样本构成。尽管仅第一当前预测样本RB被具体地举例说明了，但是当前预测单元101此外还包含需要被预测并且最终重建的多个当前预测样本。此外，第一当前预测样本RB将是位于当前预测单元101的右下部处的样本。

根据用于预测当前预测单元101内的第一当前预测样本RB的第一实施例，将基于帧内DC模式预测来预测第一当前预测样本RB。帧内DC模式预测将参照样本T的样本值和样本L的样本值，并且确定这两个样本值的平均值。从相邻上部块103参照参考样本T，并且从相邻左部块102参照参考样本L。然后根据帧内DC模式预测，参考样本T和L的平均样本值将作为用于第一当前预测样本RB的预测值。现在利用此帧内DC模式预测值，用于RB的预测值可以被参照以预测当前预测单元101的剩余样本。尽管图1具体地标识了参考样本L和T的位置，但是从来自相邻左部块102的任何一个样本来参照参考样本L也在本发明的范围内，并且从来自相邻上部块103的任何一个样本来参照参考样本T也在本发明的范围内。

图2图示了用于预测当前预测单元201内的第一当前预测样本RB以用于在根据本发明的新的帧内平面模式预测方法中进行参照的第二实施例。根据此第二实施例，将基于先前重建的参考样本2H和先前重建的参考样本2W的平均值来预测第一当前预测样本RB。取决于在当前预测单元201的左边的相邻块的尺寸，参考样本2H可以被取自相邻左部块或相邻左下部块。取决于在当前预测单元201的上边的相邻块的尺寸，参考样本2W可以被取自相邻上部块或相邻右上部块。根据此第二实施例参考样本2H和2W的这个平均样本值将作为用于第一当前预测样本RB的预测值。现通过参照用于第一当前预测样本RB的这个预测，可以预测当前预测单元201的剩余样本。在参考样本2H不是可用的情况下，为了此第二实施例的目的，替代于参考样本2H，可以参照在相邻左部块内位于距离H处的参考样本。在参考样本2W不是可用的情况下，为了此第二实施例的目的，替代于参考样本2W，可以参照在相邻上部块内位于距离W处的参考样本。

图3图示了用于预测当前预测单元301内的第一当前预测样本RB以用于在根据本发明的新的帧内平面模式预测方法中进行参照的第三实施例。根据此第三实施例，来自相邻块的四个先前重建的参考样本的平均值将被参照以预测第一当前预测样本RB。具体地，参考样本T和参考样本2T将被参照以获得平均样本值T’。虽然从相邻上部块参照参考样本T，但是取决于相邻上部块的尺寸，可以从同一相邻上部块或单独的相邻右上部块参照参考样本2T。同样地，参考样本L和2L将被参照以获得平均样本值L’。虽然参考样本L被从相邻左部块获得，但是取决于相邻左部块的尺寸，可以从同一相邻左部块或单独的左下部相邻块参照参考样本2L。然后，根据第三实施例第一当前预测样本RB的预测将是T’和L’的平均值。现在通过参照第一当前预测样本RB的这个预测，可以预测当前预测单元301的剩余样本。

在图3中按移位函数（shift function）来表示用于确定两个参考样本的平均值的函数。例如参考样本L和2L的平均值由以下表示：

L’=(L+2L+1)>>1

根据上述移位函数，值1被添加到参考样本L和2L的总和，以便说明潜在的取舍误差（rounding error），然而放弃加1也在本发明的范围内。并且双箭头移位函数>>表示通过以二除总和来取总和的平均值。利用移位函数、针对图3中所图示的RB和T’平均样本值的剩余计算可以被理解为用相似的方式来运算。

图4图示了用于预测当前预测单元401内的第一当前预测样本RB以用于在根据本发明的新的帧内平面模式预测方法中进行参照的第四实施例。根据此第四实施例，通过参照来自相邻块的两个参考样本而获得第一预测样本RB的预测值。具体地，取决于相邻上部块的尺寸，可以从可以为相邻上部块或相邻右上部块的相邻块来参照第一参考样本T’。第一参考样本T’的区别性特征是从先前重建的样本T与2T之间来参照它。取决于相邻左部块的尺寸，从可以为相邻左部块或相邻左下部块的相邻块来参照第二参考样本L’。第二参考样本L’的区别性特征是从先前重建的样本L与2L之间来参照它。然后从参考样本的平均值T’和L’中获得第一当前预测样本RB的预测值。这个由图4中的移位函数表示为：

RB=(T’+L’+1)>>1

根据上述移位函数，值1被添加到参考样本T’和L’的总和，以便说明潜在的舍入误差，然而放弃加1也在本发明的范围内。以及双箭头移位函数>>表示通过以二除总和来取总和的平均值。

在通过平均参考样本T’和L’的值而获得了第一当前预测样本RB的预测值之后，第一当前预测样本RB可以被参照以用于根据本发明的新的帧内模式预测来预测当前预测单元401内的剩余样本。

图5图示了用于在首先获得第一当前预测样本RB的预测之后预测当前预测单元501内的剩余样本的第一实施例。一旦已经根据本发明所描述的任何方法预测了第一当前预测样本RB，来自相邻左块502的样本L和来自当前预测单元501内的样本RB将被参照以执行线性内插（linear interpolation）。来自参考样本L和参考样本RB的线性内插的结果在图5中被称为LI1。从参考样本L和RB的线性内插所得到的预测值LI1然后被水平地填充作为用于沿着当前预测单元501的底部行（bottom row）的所有当前预测样本的预测值。沿着当前预测单元501的底部行的这些样本现在可以被参照以用于预测当前预测单元501内的剩余样本。

同样地，来自相邻上部块503的样本T和来自当前预测单元501内的样本RB将被参照以执行线性内插。从参考样本T和参考样本RB的线性内插所得到的预测值在图5中被表示为LI2。从参考样本T和RB的线性内插所得到的预测值LI2然后被填充作为用于垂直地沿着当前预测单元501的最右部列（right-most column）的所有当前预测样本的预测值。垂直地沿着当前预测单元501的最右部列的这些样本现在可以被参照以用于预测当前预测单元501内的剩余样本。

继续图5，通过从来自左部相邻块502、上部相邻块503和来自当前预测单元501内的先前重建的样本之中所取的四个参考样本的双线性内插（bi-linear interpolation）来预测尚未被预测的当前预测单元501内的剩余样本。为了示例性目的，图5描绘了针对当前预测样本C的预测处理。因此根据第一实施例，针对当前预测样本C的预测将是参考样本Ly、LI2、Tx以及LI1的双线性内插。可以看见的是，参考样本Ly是来自与当前预测单元501邻接的相邻左部块502的先前重建的样本，并且还共享和当前预测样本C相同的y坐标。参考样本LI2是来自通过参考样本L和RB的线性内插而预测过的当前预测单元501内的预测的样本。还可以看见的是，参考样本Tx是来自与当前预测单元501邻接的相邻上部块503的先前重建的样本，并且还共享和当前预测样本C相同的x坐标。参考样本LI1是来自通过参考样本L和RB的线性内插而预测过的当前预测单元501内的预测的样本。Ly、LI2、Tx以及LI1的双线性内插将被同时地处理以便获得当前预测样本C的预测值。将用和当前预测样C相似的方式根据第一实施例来预测当前预测单元501内的剩余的当前预测样本。

作为替代，当前预测样本C的双线性内插还可以通过平均两个单独的线性内插来处理。根据这个替代，将与参考样本Tx和LI1的线性内插分开地处理参考样本Ly和LI2的线性内插，并且然后参考样本C的预测将基于这两个线性内插的平均值。将用和当前预测样本C相似的方式根据第一实施例的此替代来预测剩余的当前预测样本。

图6图示了用于在首先获得第一当前预测样本RB的预测之后预测当前预测单元601内的剩余样本的第二实施例。在图6中，看见的是通过取参考样本2L和参考样本2T的平均值来预测第一当前预测RB。在已经预测了第一当前预测样本RB之后，沿着当前预测单元601的底部行的剩余的当前预测样本被从如图6中所描绘的相邻块中复制。取决于相邻左部块的尺寸，被参照以复制当前预测单元601的底部行的参考样本可以来自与当前预测单元601相关的相邻左部块或相邻左下部块。同样地，沿着当前预测单元601的最右部垂直列的剩余的当前预测样本被从如图6中所描绘的相邻块中复制。取决于相邻上部块的尺寸，被参照以复制当前预测单元601中的最右部垂直列的参考样本可以来自相邻上部块或相邻右上部块。

图7是在图6中看见的当前预测单元601的特写视图。在通过如图6所见从相邻块复制样本而预测了沿着当前预测单元601的底部行和最右部垂直列的样本之后，根据双线性内插来预测当前预测单元601内的剩余样本。通过参照取自左部相邻块602、上部相邻块603和取自当前预测单元601内的四个样本来处理双线性内插。为了示例性目的，图7描绘了当前预测样本C的预测处理。因此根据此第二实施例，当前预测样本C的预测将是参考样本Ly、RC、Tx以及BC的双线性内插。参考样本Ly是来自与当前预测单元601邻接的相邻左部块602的样本，并且还在和当前预测样本C相同的y坐标线上。参考样本RC是来自当前预测样本601内的样本，该当前预测样本601已经如在上文参照图6所说明的通过从相邻块复制参考样本而预测过了，并且参考样本RC还在和当前预测样本C相同的y坐标线上。参考样本Tx是来自与当前预测单元601邻接的相邻上部块603的样本，并且还在和当前预测样本C相同的x坐标线上。参考样本BC是来自当前预测样本501内的样本，该当前预测样本501已经如在上文参照图6所说明的通过从相邻块复制参考样本而预测过了，并且参考样本BC还在和当前预测样本C相同的x坐标线上。Ly、Rc、Tx以及Bc的双线性内插将被同时地处理以便获得当前预测样本C的预测值。将用和当前预测样本C相似的方式根据此第二实施例来预测剩余的当前预测样本。

作为替代，当前预测样本C的双线性内插还可以通过平均两个单独的线性内插来处理。根据这个替代，将与参考样本Tx和Bc的线性内插分开地处理参考样本Ly和Rc的线性内插，并且然后当前参考样本C的预测将基于这两个线性内插的平均值。将用相似的方式根据第二实施例的此替代来预测剩余的当前预测样本。

图8图示了用于在首先获得第一当前预测样本RB的预测之后预测当前预测单元801内的剩余样本的第三实施例。在已经根据上文先前提到的实施例中的任何一个预测了第一当前预测样本RB之后，通过利用从两个相邻块参照的两个参考样本的线性内插来填充属于当前预测单元801的底部行的剩余的当前预测样本。为了示例性目的，用于预测当前预测样本B5的实例将被描述为用于预测沿着当前预测单元801的底部行的样本的示例性实例。从图8中可以看见的是，被参照以预测当前预测样本B5的两个参考样本沿着公共角线（common angularline）放置，并且还是来自两个单独的相邻块。取决于相邻左部块的尺寸，如由箭头α指示的第一参考样本可以被从相邻左部块或相邻左下部块参照。取决于相邻上部块的尺寸，如由箭头1-α指示的第二参考样本可以被从相邻上部块或相邻右上部块参照。因此第一参考样本和第二参考样本将被线性地内插以获得用于当前预测样本B5的预测值。将通过参照沿着相应角线放置的两个单独的参考样本以相似的方式来预测沿着当前预测单元801的底部行的剩余的当前预测样本。可以然后在预测当前预测单元801内的剩余样本时参照预测的当前预测样本。

同样地在图8中描绘的是根据此第三实施例的用于当前预测单元801内的最右部垂直列的样本的预测方法。为了示例性目的，预测当前预测样本R2的实例将被描述为用于预测沿着当前预测单元801的最右部垂直列的样本的示例性实例。从图8中可以看见的是，被参照以预测当前预测样本R2的两个参考样本沿着公共角线放置，并且还是来自两个单独的相邻块。取决于左部块的尺寸，如由箭头α指示的第一参考样本可以被从相邻左部块或相邻左下部块参照。取决于上部块的尺寸，如由箭头1-α指示的第二参考样本可以被从相邻上部块或相邻右上部块参照。因此第一参考样本和第二参考样本将被线性地内插以获得用于当前预测样本R2的预测值。将通过参照沿着相应角线放置的两个单独的参考样本以相似的方式来预测沿着当前预测单元801的最右部垂直列的剩余样本。可以然后在预测当前预测单元801内的剩余样本时参照预测的当前预测样本。

图9是在图8中看见的当前预测单元801的特写视图，其中沿着底部行的样本和沿着最右部垂直列的样本已经被预测。通过从来自左部相邻块802、上部相邻块803和来自当前预测单元801内的先前重建的样本之中所取的四个参考样本的双线性内插来预测尚未被预测的当前预测单元801内的剩余样本。为了示例性目的，图9描绘了当前预测样本C的预测处理的实例。因此根据此第三实施例，当前预测样本C的预测将是参考样本Ly、RC、Tx以及BC的双线性内插。参考样本Ly是来自与当前预测单元801邻接的相邻左部块802的样本，并且还在和当前预测样本C相同的y坐标线上。如在上文参照图8说明的那样，参考样本RC是来自当前预测样本801内的样本，该当前预测样本801已经基于沿着公共角线放置的来自相邻块的两个样本的线性内插而预测过了，并且参考样本RC还在和当前预测样本C相同的y坐标线上。参考样本Tx是来自与当前预测单元801邻接的相邻左部块803的样本，并且还在和当前预测样本C相同的x坐标线上。如在上文参照图8说明的那样，参考样本BC是来自当前预测样本801内的样本，该当前预测样本801已经基于沿着公共角线放置的来自相邻块的两个样本的线性内插而预测过了，并且参考样本RC还在和当前预测样本C相同的x坐标线上。Ly、Rc、Tx以及Bc的双线性内插将被同时地处理以便获得当前预测样本C的预测值。将用和当前预测样本C相似的方式根据此第三实施例来预测剩余的当前预测样本。

作为替代，当前预测样本C的双线性内插还可以通过单独地取参考样本Ly和RC的线性内插并且取参考样本Tx和BC的线性内插，并且然后取这两个线性内插的平均值来处理。将用相似的方式根据第三实施例的此替代来预测剩余的当前预测样本。

图10图示了用于在首先获得第一当前预测样本RB的预测之后预测当前预测单元1001内的剩余样本的第四实施例。在已经根据上文先前提到的实施例中的任何一个预测了第一当前预测样本RB之后，通过利用从相邻块所参照的四个参考样本的双线性内插来填充/预测属于当前预测单元1001的所有剩余的当前预测样本。因此无需单独地计算用于沿着当前预测单元1001的底部行放置的当前预测样本和沿着当前预测单元1001的最右部垂直列放置的当前预测样本的预测。为了示例性目的，图10描绘了根据此第四实施例的当前预测样本C的预测处理。

为了处理当前预测样本C的预测，四个参考样本的双线性内插将被做出：Ly、2T、Tx以及2L。参考样本Ly是来自与当前预测单元1001邻接的相邻左部块的样本，并且还在和当前预测样本C相同的y坐标线上。参考样本2T仅仅是取自相邻上部块或相邻右上部块的先前重建的参考样本2T的复制。参考样本Tx是来自与当前预测单元1001邻接的相邻上部块的样本，并且还在和当前预测样本C相同的x坐标线上。参考样本2L仅仅是取自相邻左部块或相邻左下部块的先前重建的参考样本2L的复制。Ly、2T、Tx以及2L的双线性内插然后将被同时地处理以便获得用于当前预测样本C的预测值。用和当前预测样本C相似的方式根据此第四实施例来预测剩余的当前预测样本。

要注意的是根据此第四实施例，参考样本2L和2T将对于为预测当前预测单元1001内的当前预测样本而做出的每个双线性内插保持恒定。然而参考样本Ly和Tx将变化以对应于正被预测的当前预测样本的x和y坐标。

作为此第四实施例的第一替代，双线性内插还可以被处理为两个单独的线性内插的平均值。根据此第一替代，通过参照样本Ly和2T来取第一线性内插。以及通过参照样本Tx和2L来取用第二线性内插。当前预测样本C的预测将是从样本Ly和2T的第一线性内插和样本Tx和2L的第二线性内插所得到的平均值。将用相似的方式根据第四实施例的此替代来预测剩余的当前预测样本。

在用于此第四实施例的第二替代中，在预测了第一当前预测样本RB之后并且在预测当前预测样本C之前，放置在当前预测单元1001的底部行中的当前预测样本可以利用2L的复制来填充。以及同样地，放置在当前预测单元1001的最右部列中的当前预测样本可以利用2T的复制来填充。

图11图示了用于在首先获得第一当前预测样本RB的预测之后预测当前预测单元1101内的剩余样本的第五实施例。在已经根据本发明的任何一个方法预测了第一当前预测样本RB之后，通过平均两个先前重建的参考样本的第一线性内插和来自相邻块的两个先前重建的参考样本的第二线性内插来预测当前预测单元1101内的所有剩余的当前预测样本。

在图11中，通过参照位于和当前预测样本C相同的y坐标处的、从相邻左部块参照的先前重建的参考样本Ly，以及参照来自当前预测单元1101的、作为来自与右上部样本邻接的相邻上部块的先前重建样本T的复制的样本T来做出第一线性内插。通过参照位于和当前预测样本C相同的x坐标处的、来自相邻上部块的先前重建的参考样本Tx，以及参照来自当前预测单元1101的、作为来自与左下部样本邻接的相邻左部块的先前重建样本L的复制的样本L来做出第二线性内插。

第一线性内插被加到第二线性内插，并且然后平均，以获得当前预测样本C的预测。平均函数在图11中由右移位函数>>通过图表表示。然后当前预测样本C的预测是第一线性内插和第二线性内插的平均。剩余样本将被以相似的方式来预测。第一线性内插将一直参照来自相邻上部块的复制样本T，并且然后变化地参照具有和当前预测样本C相同的y坐标的、来自相邻左部块的先前重建的样本Ly。以及第二线性内插将一直参照来自相邻左部块的复制样本L，并且然后变化地参照具有和当前预测样本C相同的x坐标、来自相邻上部块的先前重建的样本Tx。

在此第五实施例的替代中，在预测了第一当前预测样本RB之后并且在预测当前预测样本C之前，可以利用参考样本L的复制来填充放置在当前预测单元1101的底部行中的当前预测样本。以及同样地，可以利用参考样本T的复制来填充放置在当前预测单元1101的最右部列中的当前预测样本。

图12图示了用于在首先获得第一当前预测样本RB的预测之后预测当前预测单元1201内的剩余样本的第六实施例。在已经根据本发明的任何一个方法预测了第一当前预测样本RB之后，当前预测单元1201内的所有剩余的当前预测样本将基于两个加权的线性内插的组合来预测。

在图12中，通过参照位于和当前预测样本C相同的y坐标处的、从相邻左部块所参照的先前重建的参考样本Ly，以及参照作为来自与当前预测单元1201的右上部样本邻接的相邻上部块的先前重建样本T的复制的样本T来做出第一线性内插。通过参照位于和当前预测样本C相同的x坐标处的、从相邻上部块所参照的先前重建的参考样本Tx，以及参照作为来自与当前预测单元1201的左下部样本邻接的相邻左部块的先前重建样本L的复制的样本L来做出第二线性内插。

现在第一线性内插和第二线性内插中的每一个将被分配以它们自己的加权值。图12图示了第一线性内插将由第一加权值WH来加权，以及第二线性内插将由第二加权值WV来加权。因此，当前预测样本C的预测Pc将是总和：

Pc=WHx(第一线性内插)+WVx(第二线性内插)

假定当前预测样本C在当前预测单元1201内具有坐标(x,y)，则当前预测样本C的预测PC(x,y)将遵循以下等式：

PC(x,y)=(y+1)/(x+y+2)(第一线性内插)+(x+1)/(x+y+2)(第二线性内插)

根据上述等式，将被应用到第一线性内插的WH的值是(y+1)/(x+y+2)。

以及将被应用到第二线性内插的WV的值是(x+1)/(x+y+2)。

在此第六实施例的替代中，在预测了第一当前预测样本RB之后并且在预测当前预测样本C之前，可以利用参考样本L的复制来填充放置在当前预测单元1201的底部行中的当前预测样本。以及同样地，可以利用参考样本T的复制来填充放置在当前预测单元1201的最右部列中的当前预测样本。

图13图示了用于过滤邻接当前预测单元的特定样本的新方法，其中，在根据本发明处理新的帧内平面模式预测时可以参照被选择用于过滤的样本。通常与当前预测单元1301的右上部样本邻接的相邻样本T将是在新的帧内平面模式预测期间被重要地参照的样本之一。同样地，通常与当前预测单元1301的右下部样本邻接的相邻样本L将是在新的帧内平面模式预测期间被重要地参照的另一个样本。因此，存在使两个参考样本T和L优先化的期望。因此作为使参考样本T和L优先化的方法，本发明提供了通过过滤处理来处理参考样本T和L的解决方案，以便提高当前预测单元1301内的所得的预测样本的平滑性，并且提高总体视频信号压缩的效率。

因此，图13是通过1:2:1过滤处理来处理参考样本T和L的图解图示。为了实现根据本发明的过滤处理，还将利用与参考样本T和L邻接的先前重建的样本。例如，与参考样本T的左部邻接的样本T-1以及与参考样本T的右部邻接的T+1在图13中被突出了。同样地，与参考样本L的上部邻接的样本L-1以及与参考样本L的底部邻接L+1在图13中被突出了。由参考样本T和L的过滤处理产生的参考样本将被分别称为T’和L’。然后在根据本发明的新的帧内平面模式来预测当前预测单元1301内的样本时这些过滤的样本T’和L’将实际上被参照。

根据以下等式处理被应用到参考样本T的1:2:1过滤处理：

T^{'} = \frac{(1 \times T_{- 1}) + (2 \times T) + (1 \times T_{+ 1}) + 2}{4}

因为在数字数据的最基本级别处，实际的样本值由一串二进制比特来表示，所以上述等式可以以表示参考样本T的值的二进制比特来按移位函数书写。按移位函数书写的此等式可以被书写如下：

T′＝{T_-1+(T＜＜1)+T₊₁+2}＞＞2

参考按移位函数书写的上述等式，（<<1）左移位表示向左的单个移位，这在数学上被理解为相当于二倍或乘以二。（>>2）右移位表示向右的两个移位，这在数学上被理解为相当于除以四。

同样地，根据以下等式处理被应用到参考样本L的1:2:1过滤处理：

L^{'} = \frac{(1 \times L_{- 1}) + (2 \times L) + (1 \times L_{+ 1}) + 2}{4}

此等式还可以通过以下按移位函数来表示：

L′＝{L_-1+(L＜＜1)+L₊₁+2}＞＞2

在处理了参考样本L和T的过滤之后，新的过滤后的值L’和T’将代替原始参考样本L和T。通过这样做，可以在当前预测单元1301上处理新的帧内平面模式预测时参照新的过滤后的参考样本L’和T’。

然而，如果与参考样本T和L邻接的样本中的一个不是可用的，则用于该参考样本的值将需要被更大程度地加权。例如如果与参考样本T的右部邻接的样本T+1不是可用的，则参考样本T可以经历根据以下等式来处理的1:3过滤处理：

T^{'} = \frac{(1 \times T_{- 1}) + (3 \times T) + 2}{4}

从修订的过滤等式中明显的是，与原始的两倍相对的，用于参考样本T的值被加权三倍，以便补偿作为不可用的样本T+1。按移位函数此新的过滤处理可以被书写如下：

T′＝{T_-1+(T＜＜1)+T+2}＞＞2

同样地，如果与参考样本T的左部邻接的样本T-1不是可用的，则参考样本T可以经历根据以下等式来处理的3:1过滤处理：

T^{'} = \frac{(3 \times T) + (1 \times T_{+ 1}) + 2}{4}

按移位函数此新的过滤处理可以被书写如下：

T′＝{(T＜＜1)+T+T₊₁+2}＞＞2

在邻近样本L+1或L-1中的任一个不是可用的时，同一类型的补偿过滤处理可以适用于过滤参考样本L。

参照新的过滤后的参考样本L’和T’将对于当前预测单元1301内的样本产生更平滑的预测，以及提高数字视频信号的压缩效率。

到现在为止所描述的所有实施例要求在被解码单元接收到之后，在当前预测单元内的右下部样本是待预测的第一预测样本。然而，根据本发明的替代性方面，最初将原始视频信号编码成视频数据的预测单元的编码单元可以将根据本发明的新的帧内平面模式而预测的预测单元内的一个样本保持处于重建状态。通过然后传送处于重建状态的第一预测样本，这将从执行预测以获得在新的帧内平面模式预测期间用于参照的此第一预测样本的任务当中解放解码单元。此第一预测样本已经在上文被描述为对于根据本发明的新的帧内平面模式预测所要求的内插处理是必需的。

此外，本发明的此替代性方面还允许被作为重建样本而传送的此第一预测值位于预测单元内的任何点处。虽然先前的示例一直预见了预测单元内的此第一预测样本位于预测单元的右下部拐角处，但是本发明的此替代性方面允许此第一预测样本位于任何位置处。

为了示例性目的，图14图示了处于重建状态的第一当前预测样本C，该第一当前预测样本C被画灰色阴影以指示它已经被解码单元接收。此外，来自相邻左部块1402和相邻上部块的样本已经被画灰色阴影以指示它们已经先前被解码单元重建了。以重建状态传送的第一当前预测样本C还可以伴随坐标信息，该坐标信息指示当前预测单元1401内的第一当前预测样本C的位置。如果被以重建状态传送的第一当前预测样本C的坐标未被作为识别信息的一部分包括在视频信号中，则解码单元具有用于确定坐标的各种选项。

通常，在原始视频信号被编码成预测单元的编码单元侧，如果用于识别要以重建状态传送的第一预测样本的位置的信息未被与所传送的视频信号包括在一起，则编码单元将第一预测样本的位置与沿着相邻块的边缘相重合（coincide）。这是所希望的实践，因为存在用于接收预测单元以检测这些边缘的解码单元的各种方法。可以从编码单元选择用于第一预测样本C的位置以与边缘1504和1505相重合的图15的图示中看到此实践。边缘基本上是与预测单元1501邻接的相邻块的边缘。因此边缘1504是相邻左部块1502的边缘，并且边缘1505是来自相邻上部块1503的边缘。由于相邻块的分割这些边缘被形成为小于预测单元1501的尺寸。因此如果编码单元未在视频信号内明显地传送用于识别被以重建状态传送的预测样本C的位置的信息，则编码单元必须选择可以由解码单元容易地识别的预测单元内的位置。相邻块的边缘提供了可以由接收解码单元容易地识别的这样的标记点。因此编码单元将以第一预测样本的坐标作基础以对应于这些相邻边缘，因为一个块结束并且下一个块开始处的每个边缘点可以被接收包括预测单元1501的视频信号的解码单元容易地检测到。

图16图示了解码单元如何可以检测边缘的一个方法。图16中图示的方法能够通过发现两个邻近的先前重建的样本在样本值上具有最大差处的点来定位边缘位置。每个重建的样本具有它自己的对应样本值。然后因为每个相邻块可以被假定为已经被唯一地预测和重建，所以可以假定虽然同一块内的重建样本共享相似的样本值，但是属于分离的块的样本将不共享相似的样本值。因此推理出在一个块的结束变成下一个邻近块的开始的边缘点处，比较两个邻近样本，其中一个样本属于第一块并且第二样本属于第二块，将在样本值上产生最大差。因此在图16中，解码单元可以针对所有邻近样本来计算差，该所有邻近样本组成正好在当前预测单元1601的上部排成线（line up）的样本的行。然后，在解码单元在两个邻近样本之间的样本值中发现最大差时，这可以被认为是在两个邻近块之间存在边缘处的点。以及相应地，这是解码单元可以认为是用于以重建状态接收到的第一预测样本C的x坐标的点。同样地，解码单元将针对所有邻近样本来计算差，该所有邻近样本组成正好在当前预测单元1601的左部排成线的样本的列。然后，在解码单元在两个邻近样本之间的样本值中发现最大差的地方，这可以被认为是在两个邻近块之间存在边缘处的点。以及相应地，这是解码单元可以认为是用于以重建状态接收到的第一预测样本C的y坐标的点。

用于确定以重建状态的方式传送的第一预测样本的坐标的另一方法是解码单元接收预测单元以解析用于相邻块的分割信息。通常，由编码单元编码的视频信号将由视频数据和识别信息组成。预测单元可以被认为是视频数据的一部分，而分割信息可以被认为是识别信息的一部分。分割信息识别视频数据的每个块如何被分割成视频数据的更小块。例如数据的树形块（tree block）可以被分割成多个编码块，然后每个编码块可以被分割成多个预测块/单元，然后每个预测块/单元可以被分割成多个变换块/单元等等。将视频数据分割成样本数据的非方形区域也在本发明的范围内，在该情况下几何块分割信息还可以被包括作为识别信息的一部分。

在任何情况下，这样的分割信息被作为识别信息的一部分与包括视频数据的预测单元一道在视频信号中传送。因此在接收到包括预测单元和分割信息的视频信号之后，解码单元将能够解析该分割信息以确定邻接当前预测单元的每个预测单元的分割尺寸。这个被在图17中描述。

在图17中，如果解码单元接收到当前预测单元1701并且正根据本发明的新的帧内平面模式在当前预测单元1701上处理预测，则解码单元将还已经接收并且解析了与邻接当前预测单元1701的块相关的分割信息。因此分割信息将识别邻接到当前预测单元1701的上部的视频数据的每个分割块的尺寸。以及从这个分割信息中，解码单元能够识别相邻上部块NB1与NB2之间的分割出现在哪里。以及从此确定中，解码单元可以遵循所得到的边缘线来确定用于第一当前预测样本C的x坐标。同样地，分割信息将识别邻接到当前预测单元1701的左部的视频数据的每个分割块的尺寸。以及从这个分割信息中，解码单元能够识别相邻左部块NB3与NB4之间的分割出现在哪里。然后通过知道了相邻左部块NB3与NB4之间的分割出现在哪里，解码单元可以遵循所得到的边缘线来确定用于第一当前预测样本C的y坐标。

因此当被以重建状态传送的第一预测单元的位置被选择为与从相邻块的分割所得到的边缘线相重合时，解码单元可以成功地识别这些边缘线以确定被以重建状态传送的第一预测单元的位置。

现在在接收到包含处于重建状态的第一预测样本的预测单元，以及然后确定了第一预测样本的位置之后，根据本发明的新的帧内平面预测模式的针对预测单元内的剩余样本的预测可以被处理。因此在图18中，看到第一当前预测样本C已经被以重建状态接收到，并且第一当前预测样本C的位置已经被确定为具有对应的x坐标和y坐标。在当前预测单元1801内并且通过使第一当前预测样本C作为它的右下部样本而定义的、标记为1的块现在由用于本发明的新的帧内平面模式的任何一个实施例来预测。在预测了块1的样本之后，然后在当前预测单元1801内的剩余的当前预测样本被标记为块2、3以及4。这些剩余样本可以由本发明的新的帧内平面模式的任何一个实施例来预测。可以通过首先重建每个块2、3以及4内的右下部样本并且参照此右下部样本以用于单独地预测每个单独块2、3以及4来实现这个。或者块2、3以及4内的剩余样本可以被作为一个整体来预测。在任何情况下块2、3以及4中的剩余样本可以根据根据本发明的新的帧内平面模式的任何一个实施例来预测。

或者作为替代，可以通过复制已经被先前重建的任何相邻块（例如块1）内的重建样本来预测块2、3以及4内的剩余样本。

或者作为另一替代，可以通过参照来自被确定为优势块（dominantblock）的相邻块的样本来预测剩余块。优势块具有与正被预测处理的当前块最相似的样本特性。这个被图示在图19中，其中当前预测块1901目前正被预测。为了示例性目的，每个相邻块被描绘为具有灰色的各种阴影，其中较暗阴影指示更高的优势。看到相邻左上部块具有最高的优势，并且因此相邻左上部块将被参照来预测当前预测块1901。通过参照相邻左上部块，可以通过简单地复制来自相邻左上部块的样本或者通过参照相邻左上部块内的样本来预测当前预测块，以根据任何一个可用的帧内预测模式来执行预测处理。

为了识别用于当前预测块1901的最优势相邻块，优势块信息将被作为识别信息的一部分而包括，该识别信息被作为视频信号的一部分由编码单元传送。然后在解码单元接收到包括该优势块信息和当前预测块1901的视频信号时，解码单元将能够解析该优势块信息以确定哪一个相邻块将被参照用于预测当前预测块1901。

图20是可以被用来执行根据本发明的新的帧内平面模式预测的视频信号解码单元的示意框图。

参考图20，根据本发明的解码单元包括熵解码单元2010、逆量化单元2020、逆变换单元2025、去块过滤单元（deblocking filtering unit）2030、解码/重建图片存储单元2040、帧间预测单元2050以及帧内预测单元2060。

熵解码单元2010通过对由编码单元（未描绘）编码的视频信号比特流执行熵解码来提取视频数据的每个块的变换系数、运动矢量、参考图片索引等。逆量化单元2020逆量化熵解码后的变换系数，并且逆变换单元2025然后使用逆量化后的变化系数来恢复原始样本值。去块过滤单元2030被应用到视频数据的每个编码的块以减少块失真。经过过滤的图片被存储在解码图片存储单元2040中以被输出或用作参考图片。帧间预测单元2050使用存储在解码图片存储单元2040中的参考图片和从熵解码单元2010递送的帧内预测信息（例如参考图片索引、运动矢量等）来预测当前图片。特别地，邻近当前块的块（即相邻块）的运动矢量被从视频信号中提取。可以从相邻块中获得当前块的预测的运动矢量。相邻块可以包括位于当前块的左侧、上侧或右上侧处的块。例如，可以使用相邻块的运动矢量的水平分量和垂直分量的均值来获得当前块的预测的运动矢量。或者，在当前块的左部块具有用帧间模式编码的至少一个预测块的情况下，可以使用位于当前块的上侧处的预测块的运动矢量来获得当前块的预测的运动矢量。在当前块的上部块具有用帧间模式编码的至少一个预测块的情况下，可以使用位于最左侧处的预测块的运动矢量来获得当前块的预测的运动矢量。在相邻块之中的、位于当前块的上侧和右侧处的块位于图片或条带的边界以外的情况下，当前块的预测的运动矢量可以被设置为左部块的运动矢量。如果在相邻块之中存在具有当前块的相同参考图片索引的一个块，则该块的运动矢量可以被用于运动预测。

帧内预测单元2060通过参照来自当前图片内的先前重建的样本来执行帧内预测。当前图片内的重建样本可以包括去块过滤未被应用到的样本。然后通过将预测的当前图片和从逆变换单元2025输出的残差加在一起来重建原始图片。对于视频数据的每个预测单元，将由帧内预测单元2060根据本发明的新的帧内平面模式预测来处理当前预测单元的每个当前预测样本。然后通过将预测的样本与从逆变换单元2025输出的残差相合并来重建所预测的当前预测样本。

图21是图20所图示的解码单元的替代性视图的框图。图另外包括块类型确定单元2100和重建单元2170。块类型确定单元2100确定当前预测单元是帧间预测型单元还是帧内预测型单元。如果块类型确定单元确定当前预测单元是帧间预测型单元，则当前预测单元将被发送给帧间预测单元2150。以及如果块类型确定单元确定当前预测单元是帧内预测型单元，则当前预测单元将被发送给帧内预测单元2160。

图21还图示了帧内预测单元2160由预测尺寸确定单元2161和预测模式获得单元2162组成。预测尺寸确定单元2161能够通过解析由编码单元编码成视频信号并且由解码单元接收的识别信息来确定正被帧内预测单元2160预测的当前预测单元的尺寸，或者通过直接地处理当前预测单元来确定它的尺寸。因此根据第一方法，编码视频信号和伴随的识别信息的编码单元将包括被编码成视频信号的视频数据的每个预测单元的尺寸信息。然后解码单元仅需要从视频信息中解析识别信息来确定它接收到的每个预测单元的尺寸。根据第二方法，编码单元未明显地包括编码成视频信号的视频数据的每个预测单元的尺寸信息。替代地，解码单元的预测尺寸确定单元2161被分派了处理每一个预测单元以确定每个预测单元的尺寸的工作。应该注意的是根据第一方法，用于确定每个预测单元的识别信息的实际解析可以通过在图20中可见的预测尺寸确定单元2161或熵解码单元2010来处理。

预测模式获得单元2162被分派了解析被包括在视频信号中的识别信息以确定适当的帧内预测模式以便应用到正由帧内预测单元2160预测的每个当前预测单元的工作。因此根据本发明，预测模式获得单元2162将处理来自视频信号中所包括的识别信息的信令信息，并且从该信令信息确定用于预测的新的帧内平面模式应该被应用到当前预测单元。

以及一旦根据由预测模式确定单元2162所识别的适当的帧内预测模式通过帧内预测单元2160正确地预测了当前预测单元，就将通过重建单元2170来重建当前预测单元的预测样本。重建单元2170能够通过将它们与从逆变换单元2125获得的残差值相合并来重建预测的样本。

工业实用性

虽然已经在本文中参考本发明的优选实施例对本发明进行了描述和举例说明，但是对本领域的技术人员而言将显而易见的是在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以在本发明中做出各种修改和变化。因此，意图是，本发明涵盖落入所附权利要求和它们的等同物的范围内的此发明的修改和变化。

虽然已经在本文中参考本发明的优选实施例对本发明进行了描述和举例说明，但是对本领域的技术人员而言将显而易见的是在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以在本发明中做出各种修改和变化。因此，意图是，本发明涵盖落入所附权利要求和它们的等同物的范围内的此发明的修改和变化。可以在编码、传送、解码以及处理数字视频数据时应用本发明。

Claims

1.一种通过解码装置处理视频信号的方法，所述方法包括：

通过解码装置接收所述视频信号，所述视频信号包括当前块的比特流，所述当前块在帧内预测模式中被编码；

通过使用第一参考样本、第二参考样本、第三参考样本和第四参考样本通过所述解码装置来预测视频数据样本，

其中，预测所述视频数据样本包括：

通过所述解码装置在第一参考样本和第三参考样本的水平方向执行第一线性内插，以及在第二参考样本和第四参考样本的垂直方向执行第二线性内插，

其中，所述第一参考样本是与具有与所述视频数据样本相同的Y坐标的当前块邻接的左部相邻样本，所述第二参考样本是与具有与所述视频数据样本相同的X坐标的当前块邻接的上部相邻样本，所述第三参考样本是从与所述当前块邻接的右上部块取得的样本，并且定位在所述当前块内具有与所述视频数据样本相同的Y坐标的最右样本，以及所述第四参考样本是从与所述当前块邻接的左下部块取得的样本，并且定位在所述当前块内具有与所述视频数据样本相同的X坐标的最下样本，以及

通过所述解码装置平均从所述第一线性内插产生的值和从所述第二线性内插产生的值；以及

通过所述解码装置使用所述预测的视频数据样本重建所述当前块；

其中，所述右上部块是所述当前块的上部相邻块的右部相邻块，以及所述左下部块是所述当前块的左部相邻块的下部相邻块。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第三参考样本具有与所述右上部块内的左下角样本相同的值。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第四参考样本具有与所述左下部块内的右上角样本相同的值。

4.一种通过解码装置处理视频信号的方法，所述方法包括：

通过所述解码装置接收所述视频信号，所述视频信号包括当前块的比特流，所述当前块在帧内预测模式中被编码；

通过使用第一样本、第二样本、第三样本和第四样本通过所述解码装置来预测被包括在所述当前块中的视频数据样本；

其中，预测所述视频数据样本包括：

通过所述解码装置执行第一样本、第二样本、第三样本和第四样本的线性内插，

其中，所述第一样本是与具有与所述视频数据样本相同的Y坐标的当前块邻接的左部相邻样本，所述第二样本是与具有与所述视频数据样本相同的X坐标的当前块邻接的上部相邻样本，所述第三样本是从与所述当前块邻接的右上部块取得的样本，并且定位在所述当前块内具有与所述视频数据样本相同的Y坐标的最右样本，以及所述第四样本是从与所述当前块邻接的左下部块取得的样本，并且定位在所述当前块内具有与所述视频数据样本相同的X坐标的最下样本，以及

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第三样本被设置为所述右上部块内的左下角样本的值。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第四样本被设置为所述左下部块内的右上角样本的值。

7.根据权利要求5所述的方法，其中执行线性内测包括：

通过所述解码装置在第一样本和第三样本的水平方向执行第一线性内插，以及在第二样本和第四样本的垂直方向执行第二线性内插，以及

通过所述解码装置平均从所述第一线性内插产生的值和从所述第二线性内插产生的值。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，以第一加权值来加权所述第一线性内插，并且以第二加权值来加权所述第二线性内插。