CN102972028B

CN102972028B - 新的帧内预测模式

Info

Publication number: CN102972028B
Application number: CN201180024744.1A
Authority: CN
Inventors: 全勇俊; 成宰源; 朴胜煜; 朴俊永; 全柄文; 林宰显; 金郑善; 崔瑛喜
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2010-05-17
Filing date: 2011-05-17
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2031-05-17
Also published as: EP2388999A3; WO2011145862A2; US20110280304A1; EP2388999A2; KR101772459B1; WO2011145862A3; KR20130109963A; CN102972028A; EP2388999B1; US9083974B2

Abstract

提供新的帧内预测模式和解码方法，以用于在处理数字视频数据块的预测时提供更高的精确度。一个新方法考虑通过取沿着公共角线放置的两个先前重建的参考样本的线性内插来预测当前预测样本。另一个新方法提供了用于使来自相邻块的先前不可用的样本在预测当前预测样本时可用作为参考样本的方法。另一个新方法考虑利用局部均值来预测当前预测样本的新的组合帧内预测模式。以及新的解码方法提供以重排基于用于预测视频数据块的帧内预测模式来预测视频数据块的次序。

Description

新的帧内预测模式

技术领域

本发明涉及用于使用帧内预测型（intra prediction type）预测模式对已经被编码的数字视频数据执行帧内预测型解码的一种方法和设备。本发明还涉及用于将适当的信令提供给解码单元以便通知解码单元关于要应用适当的帧内预测模式的一种方法和设备。

背景技术

通常存在用于实现视频数据压缩以便消除在视频数据之中发现的时间冗余和空间冗余的两个方法。消除时间冗余和空间冗余是提高视频数据的压缩比的重要要求，这又将减少用于以后存储或传输的总的视频数据大小。

帧间预测（inter prediction）编码方法能够基于在先于包括当前视频数据块的当前图片的视频数据的先前已编码的图片上发现的相似区来预测当前视频数据块。而帧内预测编码方法能够基于邻近当前视频数据块并且在同一图片内的先前已编码的块来预测当前视频数据块。帧间预测方法被称为时间预测方法，而帧内预测方法被称为空间预测方法。

编码单元能够取原始RGB视频信号并且将它编码成作为原始RGB视频信号的数字表示的数字视频数据。通过在原始RGB视频信号上处理帧间预测和帧内预测两者，编码单元能够创建原始RGB视频信号的精确的数字视频表示。被预测处理的数字视频数据的每个块被称为预测单元。取决于预测单元是否被根据帧内预测模式或帧间预测模式处理过，预测单元可以以各种可用块尺寸出现。一旦编码单元已经将所有的原始RGB视频信号编码成数字视频数据的对应预测单元，所得到的数字视频数据就可以被传送到用于原始RGB视频信号的解码和再现的解码单元。为了便于接收解码单元再现原始RGB视频信号的精确再现，解码单元必须对预测单元执行和在编码单元处使用的预测模式相同的预测模式。

发明内容

技术问题

具体地关于用于预测处理数字视频数据的预测单元的帧内预测方法，存在现今已知用于实现空间预测的各种帧内预测模式，该空间预测定义帧内预测方法。然而即使利用目前可用的各种帧内预测模式，也一直需要更新现有的帧内预测模式，并且需要提供新的帧内预测模式以便实现更精确的预测。

在增加对帧内预测一预测单元可用的帧内预测模式的总数时，存在着时常忽视的以下结果：识别每一个可用的帧内预测模式所需要的最大二进制码字长度增加了。如上所述，在编码单元根据特定的帧内预测模式对预测单元执行预测处理时，解码单元必须然后根据同一特定的帧内预测模式对该预测单元执行预测处理以确保原始RGB视频信号的精确再现。用于通知解码单元关于哪一个特定的帧内预测模式被用来预测编码单元处的特定预测单元的唯一方式是将帧内预测模式识别信息附着到每个预测单元。这是提供新的帧内预测模式的不希望的结果。因此，解码单元能够解析帧内预测模式识别信息，并且确定用于在特定预测单元上处理的适当的帧内预测模式。

这是说，每个帧内预测模式识别信息将是由根据数字数据的‘0’和‘1’组成的二进制码字。并且随着需要被唯一地识别的新的帧内预测模式的数目增加，对应于帧内预测模式识别信息的二进制码字的最大长度也将增加。作为简单示例，可以仅要求最大3比特长的码字来唯一地识别四个独特的帧内预测模式。‘01’可以识别第一帧内预测模式，‘10’可以识别第二帧内预测模式，以及‘100’可以识别第三帧内预测模式。然而通过只添加两个新的帧内预测模式，识别每一个帧内模式的码字的最大比特长度可以增长到最大4比特长码字。为了识别新的第五帧内预测模式可以分配码字‘1001’，并且为了识别第六个新的帧内预测模式可以分配码字‘1101’。因此增加总的可用的帧内预测模式的数目的实际成本是在必须被传送以识别所有新的帧内预测模式的总的数字信息的数量上。这又导致需要与实际的视频数据比特一道传送的越来越多的信息比特，这明显地减小了总体视频信号压缩的效率。

因此还存在以下必要：通过减少被分配来识别每个新的帧内预测模式的码字的最大比特长度，来保存与视频数据一起传送的信息比特的总数。

问题的解决方案

因此，本发明的目的是提供新的帧内预测模式，新的帧内预测模式在与先前的帧内预测模式相比时提供解码单元所处理的预测单元的更加精确的预测。

本发明的另一目的是提供用信号发送新的帧内预测模式使得解码单元可以在预测当前预测单元时正确地识别新的帧内预测模式的方法。

本发明的另一目的是降低为了用信号发送每一个可用的帧内预测模式、被要求与数字视频数据一道传送的最大二进制码字长度。

本发明的附加优点、目的以及特征将在下面的描述和附图中部分地阐述，并且对于研究了以下部分的本领域的普通技术人员而言将变得显而易见，或者可以从本发明的实践中习得。

发明的有益效果

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，如在本文中所体现和广泛描述的，提供了多个新的角预测模式（angular prediction mode）。根据本发明的新的角预测模式中的一个能够从相邻块参照两个重建样本。沿着经过当前预测单元和两个参考样本的多个可用预定角度中的一个来获得被从相邻块参照的两个参考样本。根据与当前预测样本的接近程度来加权用来预测当前预测样本的两个参考样本中的每一个。这是胜过从相邻块仅参照单个重建样本的先前的角预测模式的改进。

根据本发明的另一方面，提供了新的增强的角帧内预测模式，其允许参照先前不可用份参考样本。以前，由于各种原因参考样本成为不可用的，原因诸如属于与当前预测单元分离的条带（slice），或未被先前重建。然而，不管先前不能够参照这样的样本的原因如何，本发明的新的增强的角帧内预测模式旨在提供在预测当前预测单元的样本时允许这样的先前不可用的样本被参照为参考样本的方法。这是胜过先前的角帧内预测模式的更灵活且精确的方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种新的组合帧内预测模式，其将三个相邻参考样本的加权局部均值与加权角预测相组合，以处理当前预测样本的预测。根据本发明的新的组合帧内预测模式将首先从邻接当前预测样本的三个参考样本获得局部均值，并且然后获得用于当前预测样本的角预测。新的组合帧内预测模式然后通过组合用于这些值两者的加权值来处理当前预测样本的预测。这提供了比在现有技术中看到的当前样本的更加精确的预测。

根据本发明的另一方面，提供了用于对当前单元预测单元内的样本将被预测处理的顺序进行排序的新方法。根据这个新方法，将被预测的当前预测样本的排序将取决于为预测当前预测单元而识别的当前帧内预测模式的特定方向。这个新方法提供了胜过在现有技术中已知的通用光栅扫描预测顺序（generalized raster scanning predictionsequence）的、用于对当前预测单元执行预测处理的更有效率的方法。

根据本发明的另一方面，实现了在需要被传送的总的码字比特方面的减少。本发明能够通过减少需要从编码单元传送到解码单元的总信息比特的数目来实现这个减少。这个通常通过在可能时使在时间上后来传送的信息依赖于在时间上早先传送的信息来实现。更具体的说明被提供在本公开内描述的细节和图中。

应理解的是，本发明的前述一般描述和以下具体描述两者都是示例性和解释性的，而旨在提供所要求保护的本发明的进一步说明。

附图说明

图1图示了根据本发明的帧内定向模式预测的示例；

图2图示了根据本发明的可以沿着其采用新的帧内角模式预测的一系列角度；

图3图示了根据本发明的新的帧内角模式预测；

图4图示了根据图3所图示的新的帧内角模式，相对于参考样本值与正被预测的当前预测样本的距离来加权参考样本值的图形解释；

图5图示了根据本发明的新的帧内角模式预测；

图6图示了根据图5所图示的新的帧内角模式，相对于参考样本值与正被预测的当前预测样本的距离来加权参考样本值的图形解释；

图7图示了可以要求本发明的填充功能方面的情形；

图8图示了如何可以应用本发明的填充功能方面；

图9图示了如何可以应用本发明的填充功能方面的另一示例；

图10图示了当前预测单元与相邻块的空间关系；

图11图示了相邻条带的空间关系，该条带中的一个条带包括当前块；

图12图示了相邻条带的空间关系的另一示例，该条带中的一个条带包括当前块；

图13图示了根据本发明的填充用于作为相邻块的参考值使用的样本值的示例；

图14图示了根据本发明的填充用于作为相邻块的参考值使用的样本值的另一示例；

图15图示了根据本发明的填充用于作为相邻块的参考值使用的样本值的另一示例；

图16图示了根据本发明的填充用于作为相邻块的参考值使用的样本值的另一示例；

图17图示了根据本发明所应用的填充功能创建了可以被处理以预测单个样本的帧内预测模式的冗余的场景；

图18图示了根据本发明的新的帧内组合模式预测；

图19图示了根据本发明的新的帧内组合模式预测；

图20图示了用于处理根据本发明的新的帧内组合模式预测的顺序；

图21图示了预测单元与变换单元之间的关系；

图22图示了根据本发明的、对在公共预测单元内的变换单元的处理预测的次序重新排序的一个示例；

图23图示了根据本发明的、对在公共预测单元内的变换单元的处理预测的次序重新排序的另一示例；

图24图示了根据本发明的、对在公共预测单元内的变换单元的处理预测的次序重新排序的另一示例；

图25图示了根据本发明的、对在公共预测单元内的变换单元的处理预测的次序重新排序的另一示例；

图26图示了根据本发明的、对在公共预测单元内的变换单元的处理预测的次序重新排序的另一示例；

图27图示了根据本发明的、对在公共预测单元内的变换单元的处理预测的次序重新排序的另一示例；

图28图示了根据本发明的解码单元，以及

图29图示了作为根据本发明的解码单元的一部分的预测单元的特写。

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单词不被解释为限于一般的或字典意义，并且应该基于发明人能够适当地定义术语的概念以最可能地描述发明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欲是无所不包的，优选实施例不代表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。

注意的是为了下面的详细说明的目的，相邻块的所有叙述被理解为关于邻接当前预测单元的块。当前预测单元被理解成包括正被根据本发明的新的帧内预测模式而预测处理的当前预测样本。同样地帧内角（intra angular）预测模式和帧内定向（intra directional）预测模式的所有叙述被认为是一个并且相同。帧内角预测模式和帧内定向预测模式将包括水平预测模式和垂直预测模式。

图1例示了根据本发明的方面可以利用的各种帧内预测模式。这些帧内预测模式对应于垂直预测模式、水平预测模式、下左角预测模式、下右角预测模式、垂直-右预测模式、水平-下预测模式、垂直-左预测模式以及水平-上预测模式。周围的粗体框A-M表示重建的视频数据样本，其在预测存在于当前预测单元中的每一个样本时可被用作参考样本。在由图1所图示的示例中，当前预测单元是具有穿过它的方向箭头的4x4大小的块。图2则是包括可根据本发明的方面而利用的附加的帧内预测角度的可视表示。

以及图3提供了取自在图1和图2两者中图示的帧内预测角的范围之中的帧内预测角度的一个示例。在图3中，4x4样本块可以被认为当前预测单元301。在当前预测单元301内是需要被预测处理以便被重建为原始视频数据的当前预测样本。当前预测样本被描绘为在当前预测单元301内的空圆点。根据在图3中所描绘的本发明的帧内角度预测模式的示例性说明，现将描述预测样本a、b、c以及d将如何被预测处理。

邻接当前预测单元301的先前重建样本由灰色圆点填充的来表示。特别地，图3描绘了属于与当前预测单元301的左部邻接的第一块的先前重建样本A，以及属于与当前预测单元301的上部邻接的第二块的先前重建样本B。根据由图3描绘的示例，贯穿重建样本A和B的角线（angular line）对应于当前帧内角预测的角度。重建样本A和B作为两个参考样本，这两个参考样本将被参照以提供用于预测放置在角线的路径中的当前预测样本a、b、c以及d的线性内插（linearinterpolation）。这是胜于仅利用单个参考样本来预测这样的当前预测样本的现有技术的改进。

此外，根据本发明的优选实施例，用于参考样本A和B的加权值在获得用于预测每一个当前预测样本的线性内插时将被使用。加权值将被采用以使得近似地较靠近当前预测样本的重建样本将比近似地更远离当前预测样本的重建样本更大地加权。这个关系被图4用图表表示。

因此回头看图3，在对于当前预测样本a执行帧内角预测时，参考样本A和B的线性内插将被处理使得用于参考样本A的样本值将比用于参考样本B的样本值更大地加权。这是因为与当前预测样本a到参考样本B相比，当前预测样本a近似地较靠近参考样本A。同样地，在对于当前样本d执行帧内角预测时，参考样本A和B的线性内插将被处理使得用于参考样本A的样本值将比用于参考样本B的样本值更小地加权。而这是因为与当前预测样本d到参考样本A相比，当前预测样本d近似地较靠近参考样本B。通过用这种方式对参考样本的值进行加权，根据本发明的优选实施例处理的线性内插可以为在当前预测单元301内的每一个单独的当前预测样本提供更精确的预测。

此加权原理能够为在当前预测单元301内的每一个当前预测样本提供更精确的预测，因为近似地较靠近当前预测样本放置的参考样本比近似地更远放置的参考样本具有更高的共享相似图形特性的可能性。

用于本发明的模式

本发明的另一方面考虑到如图5所图示的、待处理的帧内角预测处理。图5突出了贯穿当前预测样本a和b的角线不均匀地从相邻块通过两个先前重建的参考样本的情形。因此尽管能够看到在图5中描绘的角线贯穿位于左部相邻块中的参考样本A，但是角线不直接从上部相邻块贯穿参考样本。代替地可看到角线在标记为D的点处贯穿先前重建的样本B与C之间的点。因为重建样本实际上不存于位置D处，所以必须基于确实存在的重建样本B和C来估计用于参考样本D的样本值。用于样本D的表示的所估计的样本值可以由以下获得：

数学式1

[数学式1]

D＝(B+C+1)＞＞1

＞＞与移位1函数（shift 1 function）相互关联，移位1函数基本上通过以2除它来平均重建样本B和C的值。紧跟重建样本B和C的样本值的和之后的加1被添加，以说明来自上述计算的潜在的舍入误差。在本发明的可替代实施例中在对于参考样本D估计样本值时可以去除加1。

在基于重建样本B和C获得参考样本D之后，参考样本A和参考样本D的线性内插可以被用来处理当前预测样本a和b的帧内角预测。像参考图3给出的示例一样，如在图5中看见的参考样本A和D的样本值将取决于它们与当前预测样本的接近度来加权。例如在处理用于预测当前预测样本b的线性内插时，参考样本D将比参考样本A更大地加权，因为参考样本D近似地较靠近当前预测样本b。用于由图5给出的示例的加权函数被用图表表示在图6中。

尽管图5仅给出了角预测线（angular prediction line）的一个示例，该角预测线需要生成放置在两个实际的重建样本之间的代表性参考样本，但是包括其它这样的实例在本发明的范围内。在图2中所图示的可用角预测线之中的角预测线未贯穿作为端点的两个实际的重建样本时，类似于用于D的样本值在图5中如何被估计，代表性样本值可以被估计。所估计的参考样本可以落在两个实际的重建样本之间，并且可以通过上文提到的函数来估计。从邻接当前预测单元的任何一个相邻块来参照参考样本（无论实际的或估计的）也在本发明的范围内。同样地，对应于本发明的帧内角预测模式的角预测线需要处理在角预测线的两端的两个估计的参考样本也在本发明的范围内，因为实际的参考样本实际上不存在于任一端处。

根据当前发明的另一方面，甚至在仅单个相邻块是可用的时候本发明的新的帧内角预测模式仍然可以被处理。图3和5描述了在左部相邻块和上部相邻块两者都对于当前预测单元可用的假定之下的新的帧内角预测模式。通常，在位于块内的所有样本已经被预测处理和重建时块被称为可用的。然后因为在该块内的所有样本已经被重建，所以在对于相邻当前预测单元执行预测处理时然后样本被认为可被用作参考样本。相反，存在这样的相邻块以及相应样本被认为是不可用的各种情形。以前，这样的不可用样本不能够被参照以用于预测在预测单元内的样本。

然而利用填充功能以便补偿不可用的相邻块和样本是本发明的一个方面。因为根据本发明的新的帧内角预测模式的线性内插要求来自两个分离的相邻块的两个参考样本，所以填充功能在仅一个相邻块被发现为可用的情况下将是有价值的。将参考图7和8中图示的示例来给出填充功能的详细描述。

图7图示了作为本发明的一个方面的填充功能可能被需要的情形。在这种情况下，灰色圆点填充的表示被认为是可用的、先前重建的样本，而空圆点表示被认为是不可用的样本。图7中所示出的示例考虑了和图3中所示出的相同的角预测线。然而，在图7中在当前预测单元701上面的空圆点表示来自上部相邻块的样本是不可用的，而在图3的示例中它们是可用的。尽管参考样本A可以是来自已经被重建的左部相邻块的参考，但是根据本发明的新的帧内角预测模式的线性内插仍然需要在角线的另一端处的第二参考样本。图8然后图示了根据提供第二参考样本B的本发明的一个方面而应用的填充功能。用于被包括作为左部相邻块的一部分的先前重建样本P的值被取用并且水平地填充到右部。通过利用用于先前重建样本P的值来填充被看到在图7中先前不可用的上部相邻块的样本，仍然可以获得对于本发明的新的帧内角预测模式的线性内插所需要的参考样本B。来自左部相邻块的重建样本P是用于填充不可用的上部相邻块的样本的好的候选者，因为它接近上部相邻块。能够从图8看出的是，先前重建的样本P最接近上部相邻块。

图9图示了替代性场景，其中样本P未被包括作为左部相邻块的一部分，该左部相邻块也包括参考样本A。在此场景中，样本P实际上可以属于左上部相邻块。在这样的场景中，图9图示了来自最接近上部相邻块的左部相邻块的先前重建的样本可以被利用来填充不可用的上部相邻块的样本。通过基于来自左部相邻块的先前重建的样本来填充上部相邻块中的样本，仍然可以实现根据本发明的帧内角模式预测的线性内插所需要的第二参考样本。

尽管图8和9说明了来自左部相邻块的样本可用于参照并且上部相邻块是不可用的情况，但是说明相反的场景也在本发明的范围内。因此使用可用的来自上部相邻块的先前重构的样本来填充不可用的左部相邻块中的样本在本发明的范围内。

在处理帧内角预测模式时使属于单独条带的相邻块可用是本发明的进一步的方面，所述单独条带来自包括当前预测单元的条带。本发明的这个方面适用于本申请中提到的所有帧内预测模式。因此，在本公开内的相邻块的任何叙述可以指的是属于单独条带的相邻块，所述单独条带来自包括当前预测单元的条带。

不仅使属于当前预测单元的直接左部和上部的相邻块的样本可用于为帧内预测而参照，而且使属于如图10所示在所有方向上邻近当前预测单元的相邻块的样本可用也是本发明的进一步的方面。图10图示了来自当前预测块的左下部、左部、左上部、上部以及右上部的相邻块的样本可以被参照以用于预测当前预测单元。本发明的这个方面是胜过在预测当前预测模式时使特定的相邻块不可用于参照的先前的帧内预测模式的改进。同样地，本发明的这个方面将被参考图11至16来解释，并且被理解为适用于根据此发明所描述的所有帧内预测模式。

图11图示了在条带3中发现包含当前预测单元的当前块的示例。与条带3的上部邻接的条带1包含不可用的上部相邻块，并且在条带3的右上部的条带2包含可用的右上部块。

图12图示了现在在条带2中发现包含当前预测单元的当前块的另一示例。与条带2的左部邻接的条带1包含不可用的左部块，并且与条带2的左下部邻接的条带3包含可用的左下部块。

图13提供了特写视图，其中相对于当前预测单元1301，相邻左下部块和相邻右上部块是可用的，并且相邻上部块和相邻右上部块是不可用的。属于相邻左部块和相邻左下部块的样本已经被加阴影以指示这些样本先前已经被重建并且可用于在进行当前预测单元1301的帧内角模式类型预测时参考。属于相邻上部块和相邻右上部块的样本尚未被加阴影，因为这些样本被认为是不可用于在预测当前预测单元1301时参照。

在由图13所描绘的场景中，近似地最靠近相邻上部块的相邻左部块的先前重建的样本将被填充到属于相邻上部块的样本空间中。因此在图13中，先前重建的样本A被填充到直接位于其之上的样本空间中。然后如PA所指示的这个填充的样本值被水平地填充到右部，以便为属于先前被认为是不可用的相邻上部块和相邻右上部块的每一个样本分配样本值。通过利用PA的填充样本值来填充相邻上部块和相邻右上部块的样本，现在可以实现根据任意可用帧内预测模式的预测处理。唯一差别是代替于为预测而被参照的实际的重建样本值，取自可用相邻块中的一个的填充样本值被用在它的位置中。本发明的这个方面提供了改进，胜过在所需要的参考样本不可用时简单地使特定的帧内预测模式不可用。

要注意的是，尽管图13描绘了在索引0处的左上部拐角相邻样本被假定为相邻上部块的一部分的情形，但是在这个不是该情况的情形下，将样本A的重建的值直接地填充到不可用的相邻上部块的最近样本中也在本发明的范围内。然后在这样的情形下，PA可以被首先填充到位于索引1（而不是索引0）处的上部块的样本中。水平填充到右部以便填入其余的相邻样本保持相同。作为另一替代，由索引0所识别的相邻样本位置实际上可以属于可用的相邻左上部块。如果这是该情况，则这将指示位于索引0处的样本实际上是属于相邻左上部块的可用参考样本。然后根据这个替代，位于索引0处的先前重建的样本可以被分配为PA，并且被用来将不可用的相邻上部块和相邻右上部块部的相邻样本水平地填充到右部。

图14图示了相邻上部块和相邻右上部块是可用的并且相邻左部块和相邻左下部块是不可用的示例。要注意的是，与当前预测单元1401有关地做出所有定向参考（directional reference）。类似于图13中所图示的情形，在图14a中来自近似地最靠近不可用相邻块的可用相邻块的先前重建的样本被填充到由索引0所识别的相邻左部块的样本位置中。然后这个填充值PA被向下填充，以填充用于属于不可用的相邻左部块和相邻左下部块的相邻样本的重建样本。这些填充值以及来自上部和右上部的可用相邻块的任何实际重建样本都可以被利用来根据本发明的帧内预测模式来执行预测处理。

要注意的是，尽管图14描绘了在索引0处的左上部最拐角样本被假定为相邻上部块的一部分的情形，但是在这个不是该情况的情形中，将样本A的重建值直接地填充到相邻上部块的最近样本中也在本发明的范围内。然后在这样的情形中，PA可以被首先填充到在索引1而不是索引0处的左部块的样本中。向下垂直填充以便填入其余的相邻样本保持相同。作为另一替代，由索引0所识别的样本位置实际上可以属于可用的相邻左上部块。如果是这种情况，则这将指示位于索引0处的样本实际上是属于相邻左上部块的可用参考样本。然后根据这个替代，位于索引0处的先前重建的样本可以被分配为PA并且被用来向下地填充相邻左部块和相邻左下部块的相邻样本。

图15图示了利用先前重建的样本，相邻左部块、相邻左下部块以及相邻右上部块全都是可用的示例。然而，相邻上部块被看见是不可用的。要注意的是，与当前预测单元1501相关地做出所有定向参考。在这个场景中，可以根据取自单独可用相邻块的两个先前重建样本的内插来完成将相邻样本填充到当前块的上部。图15具体地标识了来自相邻左部块的样本A和来自相邻右上部块的样本B。样本A和B两者都已经被预先重建并且被认为是可用的。首先，参考样本A和参考样本B被内插以获得参考样本值PC。参考样本值PC然后被填充来自相邻上部块的先前不可用的样本。通过利用参考样本值PC填充来自相邻上部块的具有索引0至8的参考样本来描绘这个。

作为替代，代替于使用参考样本A和B的内插来将用于样本0至8的参考样本值填入在相邻上部块中，用于参考样本A和B中的任一个的样本值可以被用来直接地填充相邻上部块的样本0至8。虽然这个替代未通过图15直接地图示，但是使用参考样本A或B的样本值来填入相邻上部块的样本0至8的参考样本值是在本发明的范围内。

作为另一替代，位于索引0处的参考样本可以实际上不被包括作为相邻上部块的一部分。在位于索引0处的参考样本实际上属于相邻左上部块的这样的场景中，不可用的相邻上部块的填充将始于位于索引1处而不是索引0处的样本。这对于利用从参考样本A和B的内插获得的值来填充来自相邻上部块的不可用的样本、或者通过从参考样本A或B中的任一个拷贝样本值来简单地填充不可用的样本的情况也适用。

图16图示了利用先前重建的样本，相邻左下部块、相邻上部块以及相邻右上部块全都是可用的示例。然而，相邻左部块被看见为认为不可用。与当前预测单元1601有关地做出所有定向参考。在这个场景中，可以根据取自单独的可用相邻块的两个先前重建样本的内插来完成将不可用的相邻样本填充到当前块的左部。图16具体地标识了来自相邻上部块的可用参考样本A和来自相邻左下部块的可用参考样本B。然后首先与参考样本A和B相对应的样本值的内插被确定以获得参考样本值PC。然后从参考样本A和B的内插获得的参考样本值PC被用来填入属于相邻左部块的不可用样本。这些不可用的相邻左部块样本由索引0至8指示。

作为替代，代替于利用参考样本A和B的内插来填充相邻左部块的不可用样本，可以使用与参考样本A或B中的任一个相对应的样本值。因此根据这个替代，参考样本A或B的样本值可以被简单地拷贝以填入左部相邻块的不可用样本。

作为另一替代，位于索引0处的参考样本可以实际上不被包括作为相邻左部块的一部分。在位于索引0处的参考样本实际上属于相邻左上部块的这样的场景中，不可用的相邻左部块的填充将始于位于索引1处而不是索引0处的样本。这对于利用从参考样本A和B的内插获得的值来填充来自相邻左部块的不可用样本、或者通过从参考样本A或B中的任一个拷贝样本值来简单地填充不可用样本的情况也适用。

本发明的另一方面引入了用于处理帧内预测模式的冗余的解决方法，由于根据本发明而应用的填充功能，该帧内预测模式造成做出相同的预测结果。例如，在全部沿着属于与图17中所图示的当前预测单元1701相关的上部块和右上部块的相邻样本来水平地填充重建值PA时，存在着为预测当前预测样本C而需要被用信号发送的帧内预测模式的冗余。因为已经全部沿着上部相邻样本水平地填充了PA，所以根据参照位于索引8处的样本的帧内垂直预测模式的、用于当前预测样本C的预测结果将和根据参照位于索引9-16处的样本的每一个帧内角预测模式的预测相同。预测结果对于9个帧内预测模式将是相同的，因为它们全部参照了与PA相对应的同一参考样本值。这归因于参考样本值PA的填充。

因此在填充功能导致将全部引起当前预测样本的相同预测的多个帧内预测模式时，本发明能够识别出仅需要从所述多个冗余的帧内预测模式之中识别预测模式中的一个。因此在图17中所描绘的场景中，代替于识别对应于索引9-16处的参考样本的帧内角预测模式和帧内垂直预测模式的全部，可以在用信号发送用于当前预测样本C的预测模式时仅识别帧内预测模式中的一个。对应于当前预测样本C的适当的帧内预测模式由编码单元在编码处理期间识别。换句话说，在填充功能的应用导致了全部引起当前预测样本C的相同预测的多个冗余的帧内预测模式时，本发明能够识别这样的场景并且仅使对于当前预测样本C全部导致相同预测值的所述多个帧内预测模式之中的单个帧内预测模式可用。在这样的场景中被选择要用信号发送的帧内预测模式可以是随机的，或者简单地是在被分配给每一个帧内预测模式的帧内预测模式值方面具有最低值的帧内预测模式。

在存在着对于任何一个当前预测样本全部导致相同预测值的帧内预测模式的冗余的这样的场景中，仅使单个帧内预测模式可用的好处在考虑必须从编码单元侧传送的信息时变得显而易见。编码单元负责首先取原始RGB视频数据并且将它编码成用于视频数据压缩的预测单元。每个预测单元具有在编码处理期间适用于它的特定的帧内预测模式。然后为了确保接收解码单元将相同的帧内预测模式预测处理再应用到每个接收到的预测单元，编码单元另外地将识别信息分配给每个预测单元，该识别信息识别哪一个帧内预测模式应该被解码单元应用到数字视频数据的每个预测单元。通过如从所接收到的识别信息中所识别的来再应用适当的帧内预测模式处理，由解码单元接收到的每个预测单元被解码。现在取决于可以被应用到给定预测单元的可用帧内预测模式的数目，识别每个帧内预测模式的二进制码字的长度将变化。例如，如果存在可被利用来预测处理特定预测单元的五个帧内预测模式，则用于识别五个帧内预测模式中的每一个的最大二进制比特码字长度可以是3个比特（例如01、10、110、101、011）。通过只去除可用的五个帧内预测模式中的一个，使得现在存在需要被识别的四个可用的帧内预测模式，则最大二进制比特码字长度可以被缩短为最大长度为2个比特（例如0、1、01、10）。

回到在图17中描绘的场景，相同预测将产生在当前预测单元1701上，无论帧内垂直预测模式被应用了或者与位于索引9-16处的相邻样本相对应的帧内角预测模式中的任何一个被应用了。因此，在编码单元正在准备用于数据压缩的当前预测单元1701时，编码单元不需要单独地识别该帧内角预测模式。相反地，通过仅识别单个帧内垂直预测模式，可以实现识别待应用的帧内预测模式所需要的最大二进制比特码字长度的直接减少。这是作为本发明的一个方面描述的填充功能的附加好处。对于视频数据压缩来说二进制比特码字长度的任何减少都是希望的。应该注意的是，尽管帧内垂直预测模式被选择为用信号发送的单个帧内预测模式，但是任何可用的帧内预测模式可能已经被用信号发送了。

根据本发明的又一个方面，提供了新的组合帧内预测（combinedintra prediction）（CIP）模式。这个新的CIP模式提供了用于通过将加权帧内角预测与先前重建样本的加权局部均值预测（weighted localmean prediction）相组合来预测当前预测单元的新方法。

图18图示了根据本发明的新CIP模式的用于预测处理的示例。空圆点表示还没有被预测的当前预测单元1805的样本，而填充的圆点1802表示来自与先前已经被预测和重建的当前预测单元1805邻接的块的样本。第一局部均值1801在图18中通过来自上部相邻块的两个先前重建样本和来自当前预测单元1805的先前重建块的编组来表示。第四局部均值1804通过来自左部相邻块的两个先前重建样本和来自当前预测单元1805的先前重建样本的编组来表示。

第一局部均值1801是如在图18中所编组的三个先前重建样本的平均样本值。同样地，第四局部均值1804是如在图18中所编组的三个先前重建样本的平均样本值。为了获得在当前预测单元1805内的当前预测样本p1的CIP模式预测，将第一局部均值1801的加权值与从先前重建样本P参照的帧内角预测1803的加权值相组合。为了获得在当前预测单元1805内的当前预测样本p4的CIP模式预测，将第四局部均值1804的加权值与从先前重建样本P参照的帧内角预测1803的加权值相组合。

应用到帧内角预测1803的加权值随着正被预测的当前预测样本近似地较靠近参考样本P而变得更大，并且随着正被预测的当前预测样本近似地更远离参考样本P而变得更小。关于在图18中看到的当前预测样本p1至p4中的每一个的CIP模式预测可以因此由以下关系来表示：

数学式2

[数学式2]

p1=[w1*(帧内角预测)]+[(1-w1)*(第一局部均值)]

p2=[w2*(帧内角预测)]+[(1-w2)*(第二局部均值)]

p3=[w3*(帧内角预测)]+[(1-w3)*(第三局部均值)]

p4=[w4*(帧内角预测)]+[(1-w4)*(第四局部均值)]

以及根据本发明，加权值w1-w4可以取以下值：

表1

[表1]

	示例1	示例2
			w1	1	4/5
w2	2/3	3/5
			w3	1/3	2/5
w4	0	1/5

如可以根据上文来确定的，随着当前预测样本更远离从其获得帧内角预测分量的参考样本P，局部均值分量的权重对于当前预测样本的CIP预测变得更强。以及随着当前预测样本更远离从其获得帧内角预测分量的参考样本P，帧内角预测分量的权重对于当前预测样本的CIP预测变得更弱。这归因于随着当前预测样本近似地较靠近参考样本P，帧内角预测分量提供了当前预测样本的更精确预测。

根据本发明的CIP预测模式的第一实施例，待预测的当前预测单元1905的第一当前预测样本将是如图19所图示的最左上部的当前预测样本p1。在这种情况下，用于预测第一当前预测样本p1的局部均值1901由来自相邻块1902的先前重建的样本组成。这是局部均值1901所需要的所有三个参考样本将来自相邻块的唯一情形。帧内角预测还被取自相邻块的先前重建的参考样本P。然后用于当前预测样本p1的CIP模式预测将是与从参考样本P参照的帧内角预测1903的加权值相组合的用于局部均值1901的加权值的组合。从以下可以看出该关系：

数学式3

[数学式3]

p1=[w1*(帧内角预测)]+[(1-w1)*(局部均值)]

可以根据光栅扫描运动序列（raster scan motion sequence）中的CIP预测模式来预测尚未被重建的、在当前预测单元1905内的剩余的当前预测样本。

作为替代，代替于根据CIP模式来预测p1，可以首先根据任何其它可用的帧内预测模式来预测p1。然后在p1已经被预测和重建之后，p1可以被用作为对于第一CIP预测所计算的局部均值的一部分，该第一CIP预测以当前预测样本p2开始。

根据本发明的CIP模式预测的第二实施例，在图20中的步骤0中看到的场景始于当前预测单元2001，当前预测单元2001包括表示需要被预测和重建的当前预测样本的空圆点。邻近当前预测单元2001的被用黑色圆点填充，黑色圆点表示来自先前已经被重建的相邻块的样本。然后在步骤1中，首先四个当前预测样本被选择用于根据从相邻块的先前重建样本参照的帧内角预测模式的预测。被选择待预测的这些当前预测样本由灰色圆点填充的来表示。要注意的是，尽管图20图示了被选择待预测的四个预测样本的一个实例，但是选择在当前预测单元2001内的任何四个样本也在本发明的范围内。同样地，尽管图20图示了使用帧内角预测模式来初始地预测在当前预测单元2001内的初始四个样本，但是利用任何可用的帧内预测模式来预测在当前预测单元2001内的初始四个样本也在本发明的范围内。例如可以应用帧内水平模式预测或帧内垂直模式预测。

在步骤1中对四个已选择的当前预测样本执行了预测处理之后，四个样本被立即重建。在步骤2中在当前预测单元2001内的这些重建样本由四个黑色圆点填充的来表示。正是在步骤二期间根据CIP模式预测的第一预测将被处理。如图20中的灰色圆点填充的所表示的、在当前预测单元2001内的四个样本被选择为根据第二实施例的CIP模式预测来处理。对于如在步骤2中看到的CIP模式预测，不仅来自相邻块的重建样本可用于参照，而且在当前预测单元2001本身内的四个先前重建的样本也可用于参照。

根据CIP预测模式的这个第二实施例，来自局部均值的加权值将仍然与来自帧内角预测的加权值组合。然而，根据CIP预测模式的这个第二实施例局部均值可以由来自与当前预测样本邻近的至少三个重建样本的平均样本值组成。而且帧内角预测可以从至少一个先前重建的样本来参照。这要求在计算局部均值时可以参照超过三个参考样本，并且不止一个帧内定向预测可以被包括作为CIP预测的帧内定向预测分量。

在查看图20中正被根据CIP模式而预测的左上部当前预测样本（TL）时，在第一实例中可以根据在TL的左部、左上部以及上部的先前重建的样本的值来计算局部均值。这让帧内定向预测分量来自在TL的右下部的先前重建的预测样本。或者查看在步骤2中的相同的左上部当前预测样本（TL），可以根据在TL的右下部、左部以及左上部的先前重建的样本的值来计算局部均值。然后在这个第二实例中，这让帧内定向预测来自在TL的上部的先前重建的样本。

作为另一个示例，查看在步骤2中在当前预测单元2001内的四个已选择的当前预测样本之中的右上部样本（TR），可以根据在TR的左下部、左上部、上部以及右上部的先前重建的样本的值来计算局部均值。然后让帧内定向预测来自在TR的右下部的重建样本。在这个示例中来自四个先前重建的样本的值被用来计算局部均值。

步骤3然后图示了在步骤2中对于CIP预测而选择的、来自当前预测单元2001内的四个已选择的样本，在步骤3中其被完全重建为如黑色圆点填充的所表示的。现在利用来自相邻块的所有重建样本，并且在对于CIP预测可用于被参照的当前预测单元2001本身内，能够根据CIP模式预测剩余的当前预测样本。因此，只要存在邻近当前预测样本的至少三个重建样本以及从其来处理在当前预测样本上的帧内定向预测的至少一个重建样本，就可以根据本发明的CIP模式的这个第三实施例来处理当前预测样本。

在根据本发明的所有实施例获得用于CIP预测模式的局部均值时不止利用在当前预测样本的左部、左上部以及上部的重建样本也在本发明的范围内。在计算用于在本发明的CIP模式的所有实施例中使用的局部均值时使邻近当前预测样本的所有重建样本可用也在本发明的范围内。

根据本发明的另一方面，提供了重新安排对给定预测单元内的变换单元（TU）进行预测的次序的新方法。此外，本发明的这个当前方面引入了用于解码预测单元的新方法，该预测单元在它已经被预测之后要求TU的立即重建，以使得在已重建的TU内的样本可以被参照以用于执行在相同的预测单元中在其它TU内的样本的帧内预测。因为本发明的这个当前方面仅在单个预测单元内存在多个TU时适用，所以本发明的当前方面仅关心TU大小小于预测单元大小的情况。两个这样的示例，其不被认为是穷举的，被图示在图21中。在左边，较大的预测单元2101被看到在它之内包含四个更小的TU 2102。在左边的预测单元的尺寸大小可以被说是2个TU乘2个TU。而在右边，较大的预测单元2103被看到在它之内包含十六个更小的TU 2104。在右边的预测单元的尺寸大小可以被说是4个TU乘4个TU。

假定预测单元将被帧内预测，则预测单元的独特特性是整个预测单元将被根据相同的帧内预测模式来预测。因此在当前预测单元内存在多个更小的TU时，在当前预测单元内的所有TU将被根据相同的帧内预测模式来预测。在先前的解码方法中，将根据光栅扫描顺序次序来预测在预测单元内的每个TU。用于预测TU的这个先前的光栅扫描次序的示例可以在图21中看到，其中在左部预测单元中的每个TU编号对应于根据光栅扫描顺序次序来预测TU的次序。因此根据光栅扫描顺序，左上部TU被首先预测，其后是右上部TU，然后是左下部以及最后是右下部TU被预测。遵循相同的光栅扫描次序用于预测TU的风险在于，对于所有预测单元来说它可能不是最有效率的预测次序。因此本发明的当前方面通过允许以和被应用于当前预测单元的特定帧内预测模式相关的次序来预测同一预测单元内的TU，而脱离了先前的实践。本发明的当前方面还提供了通过立即重建在被较早预测的TU内的样本以使得这样的重建样本在预测同一预测单元中的后面的TU时可用于参照，来预测同一预测单元内的TU的更有效和精确的方法。图22至27提供了本发明的这个当前方面的示例。

对于图22-27，要理解的是，虚线块表示正被预测处理的当前预测单元，并且在当前预测单元内的四个块表示四个TU。还要理解的是，邻接当前预测块的灰色块是先前重建的样本的表示，该先前重建的样本将被参照以用于根据帧内预测模式来预测在当前预测块内的样本。

图22例示了胜过先前解码方法的、在处理帧内角（右下部）预测模式处理方面的本发明的当前方面的改进。在左边的描述一般地示出了如何根据先前的解码方法在当前预测单元2201上处理帧内角（右下部）预测。从左侧的描述所得的第一观察所得（observation）是从当前预测单元2201的左部相邻块和上部相邻块需要先前重建的参考样本，以便在当前预测单元2201上处理帧内角（右下部）预测模式。第二观察所得是右下部TU离由灰色块所表示的参考样本最远。考虑到这两个观察所得，在右边的描述图示了如何根据本发明的当前方面在当前预测单元2202上处理帧内角（右下部）预测。

在右边的描述还具有已经被先前重建的相邻参考样本，如由灰色圆点填充的所看到的。根据当前方面，将仅使用来自相邻块的参考样本首先预测TU 1。在预测了TU 1的样本之后，待预测的下一个TU是TU 2。对于TU 2，来自上部相邻块的参考样本被用来预测TU 2的左上部、右上部以及右下部样本。然而TU 2中的左下部样本被看到是通过参照位于TU 1处的右上部的参考样本来预测的。这是可能的，因为TU 1已经被预测和重建了，并且因此TU 1的样本现在可用于在预测剩余的TU时被参照。在TU 2内的样本被预测和重建之后，TU 3将开始被预测。对于TU 3，来自左部相邻块的参考样本被用来预测TU 3中的右下部、左下部以及左上部样本。然而TU 3中的右上部样本被看到是通过参照位于已被先前预测和重建的TU 1的左下部处的参考样本来预测的。在TU 3内的样本被预测和重建之后，TU 4将开始被预测。TU 4是独特的，因为用来预测TU 4的参考样本都不是从邻接当前预测单元2202的块参照的。用来预测TU 4内的样本的所有参考样本是从同一预测单元2202内的先前预测和重建的TU参照的。因此从TU 2中的左下部参考样本来预测TU 4中的右上部样本，从TU 1中的右下部参考样本来预测TU 4中的左上部样本和右下部样本，以及从TU 3中的右上部参考样本来预测TU 4中的左下部样本。

尽管用于当前预测单元2202中的TU的预测次序可以不从它在光栅扫描次序之下本应的样子而改变，但是通过在它的预测处理之后立即重建每个TU，仍然存在更加有效和精确预测的已实现的益处。这是因为以前（如在图22的左边所描述的）在当前预测单元2201内的所有样本已被基于来自在当前预测单元的左部和上部的相邻块的参考样本来预测。虽然通过使用来自相邻块的参考样本对于左下部TU应用时间预测处理，这可能已经为在近似地最靠近相邻块的左上部位置处的TU提供了充分预测，但是到相邻块的增加的距离导致了更加不精确的预测。相反，本发明的当前方面要求立即重建在同一预测单元内已经被预测的TU。因此可以在预测同一预测单元内的剩余TU时参照这些重建的样本。在预测给定TU内的样本时，这提供了更接近并且因而更相似的参考样本。在预测如图22中图示的右下部TU 4时这个好处被最佳地例示了。从已经被先前重建的邻近TU所取的参考样本的距离可以被看到比距来自相邻块的参考样本的距离更加显著地接近。

图23例示了胜过先前解码方法的、在处理帧内角（右上）预测模式处理方面的本发明的当前方面的改进。根据在左边描述的先前解码方法，用于预测预测单元2301的参考样本仅从预测单元2301的左部和左下部的相邻块中可用。第一观察所得是取自当前预测单元2301的左部相邻块和左下部相邻块的参考样本可以被用来预测在当前预测单元2301内的所有样本。第二观察所得是在当前预测单元2301内的右上部TU距离将被用于预测它的相邻块的参考样本最远。考虑到这两个观察所得，在右边的描述图示了如何根据本发明的当前方面在当前预测单元2302上处理帧内角（右下）预测。

根据当前方面，将仅使用来自左部和左下部的相邻块的参考样本来首先预测TU 1。在预测并且重建了TU 1的样本之后，待预测的下一个TU是TU 2。对于TU 2，来自左下部相邻块的参考样本被用来预测TU 2中的左下部、右下部以及右上部样本。然而TU 2中的左上部样本被看到是通过参照位于TU 1中的右下部处的参考样本来预测的。在预测并且重建了TU 2的样本之后，待预测的下一个TU是位于当前预测单元2302的左上部拐角处的TU 3。对于TU 3，来自当前预测单元2302的左部的相邻块的参考样本被用来预测TU 3的左上部、右上部以及左下部样本。然而图23图示了通过参照TU 1中的先前重建的左上部参考样本来预测TU 3中的右下部样本。在预测并且重建了TU 3的样本之后，TU 4是待预测的下一个。TU 4是独特的，在于在预测TU 4时没有参考样本被取自邻接当前预测单元2302的块。用来预测TU 4的所有参考样本被取自和TU 4相同的当前预测单元2302内的邻近TU。对于TU 4，通过参照TU 3中的先前重建的右下部参考样本来预测TU4中的左上部样本，通过参照来自TU 1的先前重建的右上部参考样本来预测TU 4中的左下部和右上部样本，以及通过参照TU 2中的先前重建的左上部参考样本来预测UT 4中的右下部样本。

图24例示了胜过先前解码方法的、在处理帧内角（左下部）预测模式处理方面的本发明的当前方面的改进。根据在左边描述的先前解码方法，用于预测预测单元2401的参考样本仅从当前预测单元2401的上部和右上部的相邻块中可用。第一观察所得是取自当前预测单元2401的上部相邻块和右上部相邻块的参考样本可以被用来预测在当前预测单元2401内的所有样本。第二观察所得是在当前预测单元2401内的左下部TU距离将被用来预测它的相邻块的参考样本最远。考虑到这两个观察所得，在右边的描述图示了如何根据本发明的当前方面在当前预测单元2402上处理帧内角（左下部）预测。

根据当前方面，将通过仅参照来自上部和右上部的相邻块的参考样本来首先预测TU 1。在预测了TU 1的样本之后，待预测的下一个TU是TU 2。对于TU 2，来自上部相邻块的参考样本被参照以预测TU2中的左下部、右上部以及左上部样本。然而TU 2中的右下部样本被看到是通过参照TU 1中的先前重建的左上部参考样本来预测的。在预测并且重建了TU 2的样本之后，待预测的下一个TU是位于当前预测单元2402的右下部拐角处的TU 3。对于TU 3，来自当前预测单元2402的右上部的相邻块的参考样本被参照以预测TU 3中的右上部、左下部以及右下部样本。然而图24图示了通过参照TU 1中的先前重建的右下部参考样本来预测TU 3中的左上部样本。在预测并且重建了TU 3的样本之后，TU 4是待预测的下一个。TU 4是独特的，在于在预测TU 4时没有参考样本被取自邻接当前预测单元2302的块。用来预测TU 4的所有参考样本是从和TU 4相同的当前预测单元2302内的邻近TU来参照的。对于TU 4，从TU 2中的先前重建的右下部参考样本来预测TU 4中的左上部样本，从来自TU 1的先前重建的左下部参考样本来预测TU 4中的左下部和右上部样本，以及从TU 3中的先前重建的左上部参考样本来预测UT 4中的右下部参考样本。

图25例示了胜过先前解码方法的、在处理帧内垂直预测模式方面的本发明的当前方面的改进。根据在左边描述的先前解码方法，用于预测预测单元2501的参考样本仅从当前预测单元2501的上部的相邻块中可用。第一观察所得是取自当前预测单元2501的上部相邻块的参考样本可以被参照以预测当前预测单元2501内的所有样本。第二观察所得是在当前预测单元2501内的最底部TU距离将被用来预测它的相邻块的参考样本最远。考虑到这两个观察所得，在右边的描述图示了如何根据本发明的当前方面在当前预测单元2502上处理帧内垂直预测。

根据当前方面，当前预测单元2502的左上部和右上部TU两者都被标记为TU 1，并且将仅使用来自如图25中所看到的上部的相邻块的参考样本来首先预测它们。标记为TU 1的两个TU能够在并行处理原理之下被同时预测，该并行处理原理被做成在当前预测单元2502上处理帧内垂直预测的解码单元中是可用的。在预测了两个TU 1变换单元的样本之后，待预测的下一个TU是标记为TU 2的左下部和右下部变换单元两者。对于标记为TU 2的每个变换单元，来自位于每个TU 2之上的变换单元TU 1的参考样本将被参照以预测每个TU 2中的样本。相对于位于当前预测单元2502的左下部处的TU 2，来自位于当前预测单元2502的左上部处的TU 1的底部行（bottom row）的先前重建的参考样本将被参照以预测位于左下部的TU 2的样本。相对于位于当前预测单元2502的右下部处的TU 2，来自位于当前预测单元2205的右上部处的TU 1的底部行的先前重建的参考样本将被参照以预测位于右下部处的TU 2的样本。

图26例示了胜过先前解码方法的、在处理帧内水平预测模式方面的本发明的当前方面的改进。根据在左边描述的先前解码方法，用于预测预测单元2601的参考样本仅从当前预测单元2601的左部的相邻块中可用。第一观察所得是取自当前预测单元2601的左部相邻块的参考样本可以被用来预测当前预测单元2601内的所有样本。第二观察所得是在当前预测单元2601内的最右部TU距离将被用来预测它的相邻块的参考样本最远。考虑到这两个观察所得，在右边的描述图示了如何根据本发明的当前方面在当前预测单元2602上处理帧内水平预测。

根据当前方面，当前预测单元2602的左上部和左下部TU两者都被标记为TU 1，并且将仅使用来自如图25中所看到的左部的相邻块的参考样本来首先预测它们。标记为TU 1的两个TU能够在并行处理原理之下被同时预测，该并行处理原理被做成在当前预测单元2602上处理帧内垂直预测的解码单元中是可用的。在预测了两个TU 1变换单元的样本之后，待预测的下一个变换单元是标记为TU 2的左下部和右上部变换单元两者。对于标记为TU 2的每个变换单元，来自位于每个TU2的左部的变换单元TU 1的参考样本将被参照以预测每个TU 2中的样本。相对于位于当前预测单元2502的右上部处的TU 2，来自位于当前预测单元2502的左上部处的TU 1的最右部列（right-most column）的先前重建的参考样本将被参照以预测位于右上部处的TU 2的样本。相对于位于当前预测单元2502的右下部处的TU 2，来自位于当前预测单元2205的左下部处的TU 1的最右边列的先前重建的参考样本将被参照以预测位于右下部处的TU 2的样本。

图27例示了胜过先前解码方法的、在处理帧内DC预测模式处理方面的本发明的当前方面的改进。根据在左边描述的先前解码方法，用于预测预测单元2701的参考样本仅从当前预测单元2701的左部和上部的相邻块中可用。第一观察所得是仅取自当前预测单元2701的左部相邻块和上部相邻块的参考样本可以被用来预测当前预测单元2701内的所有样本。第二观察所得是在当前预测单元2701内的右下部TU距离将被用来预测它的相邻块的参考样本最远。考虑到这两个观察所得，在右边的描述图示了如何根据本发明的当前方面在当前预测单元2702上处理帧内DC预测。

根据本发明的当前方面的帧内DC预测模式的示例性说明被在图27中做出，仅用于在当前预测单元2702内的每一个TU的右下部样本。然而，对于在当前预测单元2702的每一个TU内的每一个样本来处理相同的帧内DC预测模式也在本发明的范围之内。

参考在图27右侧的描述，TU 1是待预测的四个变换单元中的第一个。通过采用取自相邻上部块和相邻左部块的参考样本值的均值来预测TU 1的右下部样本。位于与左上部成四十五度角度处的参考样本可以是相邻上部块、相邻左部块或先前已经重建的单独的相邻左上部块的一部分。在TU 1被预测并且然后被重建之后，预测标记为TU 2的变换单元两者所需要的所有的参考样本已经被从TU 1或者相邻上部块和相邻左部块重建了。因此根据在处理当前预测单元2702的帧内DC预测的解码单元中可用的并行处理的原理，可以同时地预测标记为TU 2的两个变换单元。或者如果并行处理在解码单元中是不可用的，则可以首先预测标记为TU 2的变换单元中的任一个。在标记为TU 2的变换单元两者都已经被预测和重建之后，TU 3将被预测。TU 3是独特的，因为在TU 3上处理帧内DC预测所需要的参考样本都不必从相邻上部块和相邻左部块获得。预测TU 3所需要的所有的参考样本从来自TU 1和两个TU 2变换单元的先前重建的参考样本中可用。

通过对预测公共当前预测单元内的变换单元的次序进行重排并且立即按照它们被预测的样子而重建变换单元，在预测还没有被预测处理的剩余TU时，本发明的当前方面使TU内的重建样本可用，以被用作为参考样本。通过使参考样本从公共当前预测单元内的同伴变换单元（fellow transform unit）中可用，本发明还提供了解码的新方法，其导致在还没有被预测的变换单元中的剩余样本的更精确预测。通过减小参考样本关于当前预测样本之间的距离来实现更精确预测的结果。而先前的解码方法仅使来自相邻块的重建样本可用作为参考样本，在预测处理另一个同伴变换单元时本发明使来自公共当前预测单元内的同伴变换单元的重建样本可用作为参考样本。

图28是可以被用来执行根据本发明的新的帧内角模式预测的视频信号解码单元的示意框图。

参考图28，根据本发明的解码单元包括熵解码单元2810、逆量化单元2820、逆变换单元2825、去块滤波单元（deblocking filtering unit）2830、解码/重建图片存储单元2840、帧间预测单元2850以及帧内预测单元2860。

熵解码单元2810通过对由编码单元（未画出）所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2820逆量化熵解码的变换系数，并且逆变换单元2825然后使用逆量化的变换系数来恢复原始样本值。去块滤波单元2830被应用到视频数据的每个编码的块以减少块失真。经过滤波的图片被存储在解码图片存储单元2840中以被输出或者用作为参考图片。帧间预测单元2850使用存储在解码图片存储单元2840中的参考图片和从熵解码单元2810递送的帧间预测信息（例如，参考图片索引、运动矢量等）来预测当前图片。特别地，从视频信号提取邻近当前块的块（即相邻块）的运动矢量。可以从相邻块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中间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以帧间模式编码的至少一个预测块情况下，可以使用位于当前块的上侧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以帧间模式编码的至少一个预测块情况下，可以使用位于最左侧的预测块的运动矢量来获得当前块的预测的运动矢量。在相邻块当中的位于当前块的上侧和右侧的块位于图片或条带的边界之外的情况下，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2860通过参照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滤波未被应用到的样本。然后通过将预测的当前图片和从逆变换单元2825输出的残差（residual）加在一起来重建原始图片。对于视频数据的每个预测单元，通过帧内预测单元2860根据本发明的新的帧内角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2825输出的残差组合来重建预测的当前预测样本。

图29是图28所图示的解码单元的替代性视图的框图。图另外地包括块类型确定单元2900和重建单元2970。块类型确定单元2900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传送到帧间预测单元2950。并且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传送到帧内预测单元2960。

图29还图示了帧内预测单元2960由预测尺寸确定单元2961和预测模式获取单元2962组成。预测尺寸确定单元2961能够通过解析由编码单元编码进视频信号并且由解码单元接收的识别信息来确定正在被帧内预测单元2960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进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以确定它接收到的每个预测单元的尺寸。根据第二方法，编码单元没有明显地将视频数据的每个预测单元的尺寸信息包括进视频信号。相反地，解码单元的预测尺寸确定单元2961被分配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，可以通过在图18中看到的预测尺寸确定单元2961或熵解码单元2810来处理用于确定每个预测单元尺寸的识别信息的实际解析。

预测模式获取单元2962被分配了解析包括在视频信号中的识别信息的工作，以确定应用到正在被帧内预测单元2960预测的每个当前预测单元的适当的帧内预测模式。因此根据本发明，预测模式获取单元2962将处理来自包括在视频信号中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（intra planar mode）应被应用于当前预测单元。

以及一旦根据由预测模式确定单元2962所识别的适当的帧内预测模式通过帧内预测单元2960正确地预测了当前预测单元，就将通过重建单元2970来重建当前预测单元的预测样本。重建单元2970能够通过将它们与从逆变换单元2925获得的残差值相组合来重建预测的样本。

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情况下可以在其中进行各种修改和变化。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范围之内的本发明的修改和变化。

工业实用性

本发明可以应用于数字视频处理的领域。

Claims

1.一种处理视频信号的方法，包括：

接收所述视频信号，所述视频信号包括当前预测单元和与所述当前预测单元相对应的预测模式信息；

从邻接所述当前预测单元的第一相邻块来参照第一重建样本；

从邻接所述当前预测单元的第二相邻块来参照第二重建样本；

解析所述预测模式信息并且识别用于处理所述当前预测单元的预测模式，以及

当识别的预测模式对应于角预测时，基于所述第一重建样本和第二重建样本的线性内插来在所述当前预测单元上处理角预测，

其中，所述第一重建样本和第二重建样本的线性内插被加权，以使得较靠近当前样本的重建样本将被赋予较大的加权值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一相邻块和第二相邻块中的至少一个属于与包括所述当前预测单元的条带不同的条带。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一重建样本和第二重建样本放置在相同的角线上。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一相邻块是与所述第二相邻块不同的块。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一重建样本是在来自所述第一相邻块的两个重建样本之间存在的样本的投影。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第二重建样本是在来自所述第二相邻块的两个重建样本之间存在的样本的投影。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二相邻块填充有从所述第一相邻块选择的样本。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，从所述第一相邻块选择的样本是最靠近所述第二相邻块的在所述第一相邻块中的样本。

9.一种处理视频信号的方法，包括：

接收视频信号，所述视频信号包括当前预测单元和与所述当前预测单元相对应的预测模式信息；

参照邻接所述当前预测单元的视频数据的第一块，其中，来自所述第一块的样本已经被重建；

解析所述预测模式信息以获得用于处理所述当前预测单元的预测模式，以及

通过将第一分量与第二分量相结合来在所述当前预测单元中所包括的当前预测样本上处理组合预测，所述第一分量包括由邻接所述当前预测样本的至少三个重建样本的局部均值所获得的值，所述第二分量包括由从重建样本参照的所述当前预测样本的预测所获得的值，其中，当所述预测模式识别了组合预测模式时，在所述当前预测样本上处理所述组合预测。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一分量被以第一加权值来加权，并且所述第二分量被以第二加权值来加权。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一加权值随着所述当前预测样本更加远离参考样本而变得更大，所述参考样本被参照以获得所述第二分量的预测。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第二加权值随着所述当前预测样本较靠近参考样本而变得更大，所述参考样本被参照以获得所述第二分量的预测。

13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第二分量的预测是角预测。

14.根据权利要求9所述的方法，其中，所述局部均值取自于来自所述第一块的至少两个参考样本和来自所述当前预测单元内的一个参考样本。

15.根据权利要求9所述的方法，其中，所述局部均值取自于来自所述第一块的至少一个参考和来自与所述当前预测单元邻接的第二块的至少一个参考样本、以及来自与所述当前预测单元邻接的第三块的至少一个参考样本。

16.根据权利要求9所述的方法，其中，所述局部均值是取自来自所述第一块的至少一个参考样本和来自与所述当前预测单元邻接的第二块的至少两个样本。

17.根据权利要求9所述的方法，其中，在根据所述组合预测模式预测所述当前预测单元的剩余样本之前，在所述当前预测单元内的多个样本被预测和重建。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，在所述当前预测单元内的被重建的多个样本可用作为用于根据所述组合预测模式来预测所述当前预测单元的剩余样本的参考样本。