CN103283238A - 利用按照编码单元的并行帧内预测进行编码和解码的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施方式涉及利用按照编码单元的并行帧内预测进行编码和解码的方法和装置。更具体地，本发明的实施方式涉及进行图像编码/解码的装置和方法，该方法包括以下步骤：根据帧内预测模式相对于编码单元的方向，利用编码单元的最左原始像素值或编码单元的左上块像素值来生成编码单元的左外插像素；利用包括左外插像素的相邻像素对编码单元进行帧内预测，来生成预测块；对编码单元进行编码，并对包括执行帧内预测的预测模式的预测信息进行编码；以及对经编码的比特流进行解码。

Description

利用按照编码单元的并行帧内预测进行编码和解码的方法和装置
技术领域
本公开的实施方式涉及利用按照编码单元级的并行帧内预测进行编码和解码的方法和装置，更具体地，涉及能够通过利用原始图像的局部像素数据和预先重建块像素信息来同时执行多个编码单元块的帧内预测编码，并且使得能够使视频数据压缩并行以获得高速编码器和高速解码器的视频编码/解码方法和装置。
背景技术
该部分中的说明仅提供与本公开相关的背景信息而可能不构成现有技术。
在视频数据压缩装置中，通过经由变换技术、量化和熵编码处理有效压缩残差信号（通过有效去除帧或块中的空间冗余（redundancy）而获得残差信号），来执行帧内编码。
通常的帧内编码方法包括经由H.264/AVC的基于方向性的外插预测的帧内编码技术。
经由H.264/AVC的基于方向性的预测的帧内编码利用左像素和上像素（A至M）（如图1所示，基于包括直流或DC预测（模式2）的九个方向预先进行了编码和解码）执行外插预测。换言之，可以按照块中的一个像素值由沿预测方向取得的左像素值和上像素值填充的方式来执行外插预测。例如，在模式0的情况下，由于沿垂直方向执行外插预测，所以图1的4×4块具有沿箭头方向利用上像素的值A、B、C和D填充的值。
近来，为了支持超高分辨率，已经提出了使用各种方向和各种块大小的帧内预测方法。然而，在这些方法中，为了在预测中反映更精确的纹理方向，应当计算大量的预测模式，具体地，为了处理具有高分辨率的大视频，需要较长的时间。另外，在这些方法中，由于当前块的编码和解码结果用于后续块编码和解码，所以编码和解码的并行处理变得困难。即，为了对当前块进行解码，需要当前块的上块和左块的重建像素，当前块保有其编码像素，直到完成在先块的重建为止。
已经提出了在宏块中提供子块级并行的技术方案。然而，由于并行在宏块的框架内最多具有辅块（subsidiary block）形状，所以无法容易地在当前多分区结构下实现并行。此外，由于与当前辅块远离的像素值被用作外插预测值，所以会降低压缩效率。这给通过现有技术的多核处理器和图形处理单元（GPU：graphic processing unit）的并行处理系统进行的视频编码和解码带来限制因素。
发明内容
技术问题
为了解决以上和/或其它缺陷，本公开的一个方面通过在视频的编码或解码中，改进视频数据压缩和重建技术的并行，以通过利用原始图像的局部像素数据和预先重建块像素信息同时执行多个编码单元块的帧内预测编码操作，来提供增强的编码/解码效率。
解决技术问题的手段
本公开的实施方式提供了一种包括视频编码器和视频解码器的视频编码/解码装置。所述视频编码器被配置为：根据帧内预测模式相对于编码单元的方向，利用编码单元的左上块的像素或编码单元的最左原始像素值，来生成针对编码单元的左外插像素；利用包括左外插像素的相邻像素对编码单元进行帧内预测，以生成预测块；以及对编码单元进行编码。并且所述视频解码器被配置为：对包括帧内预测模式的预测信息进行解码；根据经解码的帧内预测模式的方向，利用编码单元的左上块的像素或包括在所述预测信息中的编码单元的最左原始像素值，来生成要重建的编码单元的左外插像素；生成编码单元的预测块；以及根据经解码的帧内预测模式，利用编码单元的相邻像素来重建编码单元。
本公开的另一个实施方式提供了一种视频编码装置，该视频编码装置包括左外插像素生成单元、帧内预测编码单元和预测信息编码单元。所述左外插像素生成单元被配置为：根据帧内预测模式相对于编码单元的方向，利用所述编码单元的左上块的像素或所述编码单元的最左原始像素值，来生成针对编码单元的左外插像素。所述帧内预测编码单元被配置为：利用包括所述左外插像素的相邻像素对所述编码单元进行帧内预测，以生成预测块；以及对所述编码单元进行编码。并且所述预测信息编码单元被配置为：对包括执行帧内预测的预测模式的预测信息进行编码。
当所述帧内预测模式的方向的延长线与所述左上块的最下像素相交时，将所述左外插像素的值生成为所述最下像素值。
当所述帧内预测模式的方向的延长线不与所述左上块的最下像素相交或者不存在左上块像素信息时，利用所述编码单元的最左原始像素值来生成所述左外插像素的值。
按照预设间隔来选择所述编码单元的用作所述左外插像素的值的所述最左原始像素。
在未选择的位置的左外插像素的值是通过对所选择的原始像素值进行内插而获得的值。
所述预测信息包含关于所选择的原始像素的信息。
当至少一个帧内预测模式的方向的延长线不与所述左上块的像素相交时，在存在未使用编码单元的左外插像素的帧内预测编码时的率失真比（rate-distortion ratio）在预设值范围内的帧内预测模式的情况下，所述帧内预测编码单元按照帧内预测模式对所述编码单元的左外插像素进行帧内预测。
在利用包括所述左外插像素的相邻像素对所述编码单元进行帧内预测，以生成所述预测块之后，所述帧内预测编码单元利用左编码单元的预测块来生成第二预测块并且利用所述第二预测块对当前要编码的编码单元进行编码。
用于对当前要编码的编码单元进行编码的预测块使用所述预测块和所述第二预测块当中的具有最优率失真比的一个。
所述预测信息包括表示是否使用所述第二预测块的预测块标记和被配置为生成被编码并被使用的第二预测块的第二帧内预测模式。
本公开的另一实施方式提供了一种视频解码装置，该视频解码装置包括预测信息解码单元、左外插像素生成单元和帧内预测解码单元。所述预测信息解码单元被配置为：对包括帧内预测模式的预测信息进行解码。所述左外插像素生成单元被配置为：根据经解码的帧内预测模式的方向，利用所述编码单元的左上块的像素或包括在所述预测信息中的所述编码单元的最左原始像素值，来生成要重建的编码单元的左外插像素。并且所述帧内预测解码单元被配置为：根据所述经解码的帧内预测模式，利用所述编码单元的相邻像素，来生成所述编码单元的预测块并重建所述编码单元。
另外，本公开的另一实施方式提供了一种包括预测模式解码器和帧内预测解码器的视频解码装置。所述预测模式解码器被配置为：在从比特流重建所述帧内预测模式之前，将仅使用用于帧内预测模式的像素当中的具有相似值的像素的帧内预测模式整合并合并为候选模式。所述帧内预测解码器被配置为：利用所述经重建的帧内预测模式生成要重建的当前块的预测块，并且重建所述当前块。
这里，当所述经解码的帧内预测模式的方向的延长线与所述左上块的最下像素相交时，将所述左外插像素的值生成为所述最下像素值。
当所述经解码的帧内预测模式的方向的延长线不与所述左上块的最下像素相交或者不存在左上块像素信息时，利用所述原始像素值来生成所述左外插像素的值。
用作所述左外插像素的值的所述原始像素具有按照预设间隔选择的值。
在未选择的位置的左外插像素的值是通过对所述原始像素值进行内插而获得的值。
所述预测信息包括代表用于预测所述编码单元的块的预测块标记和第二帧内预测模式的信息。
当所述预测块标记代表使用了第二预测块时，所述帧内预测解码单元利用包括所述左外插像素的所述相邻像素对所述编码单元进行帧内预测，以生成所述预测块并重建所述当前编码单元，然后利用所述左编码单元的重建块生成第二预测块，并且利用所述第二预测块并利用第二帧内预测模式来重建当前要重建的编码单元。
本公开的另一实施方式提供了一种包括视频编码步骤和视频解码步骤的视频编码/解码方法。所述视频编码步骤包括以下步骤：根据编码单元的帧内预测模式的方向，利用所述编码单元的左上块的像素或所述编码单元的最左原始像素值，来生成针对编码单元的左外插像素；利用包括所述左外插像素的相邻像素对所述编码单元进行帧内预测，以生成预测块；以及对所述编码单元进行编码。所述视频解码步骤包括以下步骤：对包括帧内预测模式的预测信息进行解码；根据所述经解码的帧内预测模式的方向，利用编码单元的左上块的像素或包括在所述预测信息中的所述编码单元的最左原始像素值，来生成要重建的所述编码单元的左外插像素；生成所述编码单元的预测块；以及根据所述经解码的帧内预测模式，利用所述编码单元的所述相邻像素来重建所述编码单元。
本公开的另一实施方式提供了一种视频编码方法，该视频编码方法包括以下步骤：根据编码单元的帧内预测模式的方向，利用所述编码单元的左上块的像素或所述编码单元的最左原始像素值，来生成针对所述编码单元的左外插像素；执行帧内预测编码步骤，该帧内预测编码步骤包括利用包括所述左外插像素的相邻像素对所述编码单元进行帧内预测，以生成预测块，并对所述编码单元进行编码；以及对包含进行帧内预测的预测模式的预测信息进行编码。
本公开的另一实施方式提供了一种视频解码方法，该视频解码方法包括以下步骤：对包括帧内预测模式的预测信息进行解码；根据经解码的帧内预测模式的方向，利用所述编码单元的左上块的像素或包括在所述预测信息中的所述编码单元的最左原始像素值，来生成要重建的编码单元的左外插像素；以及通过根据所述经解码的帧内预测模式，利用所述编码单元的相邻像素，生成所述编码单元的预测块并重建所述编码单元，来进行帧内预测解码。
有益效果
如上所述，根据本发明的实施方式，可以通过改进视频数据压缩和重建技术的并行，以利用原始数据的局部像素数据和预先重建的块像素信息同时执行多个编码单元块的帧内预测编码，来实现更高速的视频编码装置和视频解码装置。
另外，当仅利用最上编码单元的上部相邻像素按照帧内预测模式编码的率失真比在预设值范围内时，视频编码和解码可以省略原始左像素，不必发送用于帧内预测的原始像素，从而使编码和解码并行并同时实现可接受的编码效率。
附图说明
图1是H.264/AVC的帧内4×4预测模式的说明性视图；
图2是根据本公开的至少一个实施方式的视频编码装置的示意性框图；
图3是排列的多个编码单元的视图；
图4是8×8块中按照各种角度的用于预测的帧内预测方向的视图；
图5是利用设置在当前块左上的块的最下像素或当前块的一部分原始像素来配置左外插像素的示例的视图；
图6是帧内预测编码单元的构造的框图；
图7是根据本公开的至少一个实施方式的视频解码装置的构造的示意性框图；
图8是帧内预测解码单元的构造的框图；
图9是根据本公开的至少一个实施方式的视频编码方法的流程图；以及
图10是根据本公开的至少一个实施方式的视频解码方法的流程图。
具体实施方式
下面要描述的视频编码装置和/或视频解码装置可以是用户终端（诸如个人计算机（PC）、笔记本计算机、个人数字助理（PDA）、便携式多媒体播放器（PMP）、便携式游戏机（PSP：play station portable）、无线通信终端、智能电话、TV等）。根据一个或更多个实施方式的视频编码装置和/或视频解码装置可以是服务器终端（诸如应用服务器、服务服务器等）。根据一个或更多个实施方式的视频编码装置和/或视频解码装置可以是各种装置，上述各种装置各自包括（a）被配置为与各种类型的装置或有线/无线通信网络执行通信的通信装置（诸如通信调制解调器等）、（b）被配置为存储对视频进行编码或解码或执行用于编码和解码的帧间或帧内预测的各种程序和数据的存储器以及（c）被配置为执行程序，以便执行计算和控制等的微处理器等。
另外，通过有线/无线通信网络（诸如互联网、短距离无线通信网络、无线LAN网络、WiBro（无线宽带，又称为WiMax）网络、移动通信网络等）或通过各种通信接口（诸如电缆、通用串行总线（USB）等）向视频解码装置发送由视频编码装置编码为比特流的视频。根据一个更多个实施方式，可以在视频解码装置中对比特流进行解码，并且可以将比特流重建为视频，并可以回放该视频。
通常地，视频可以是一系列图片，并且可以将各个图片划分为诸如帧或块的预定域。当视频的域被划分为块时，通常可以根据编码方法将所划分的块分类为帧内块和帧间块。帧内块是通过帧内预测编码进行编码的块。帧内预测编码是一种通过利用经由执行当前编码的当前图片中的编码和解码而重建的块的像素对当前块的像素进行预测来生成预测块，并且对相对于当前块的像素的差值进行编码的方法。帧间块是通过帧间预测编码进行编码的块。帧间预测编码是一种通过参照至少一个过去图片或未来图片预测当前图片中的当前块来生成预测块，并对相对于当前块的差值进行编码的方法。这里，对当前图片进行编码或解码所参照的帧被称为参考帧。
图2是示意性地示出根据本公开的实施方式的视频编码装置的框图。
根据本公开的实施方式的视频编码装置200包括左外插像素生成单元21、帧内预测编码单元220和预测信息编码单元230。
左外插像素生成单元210根据帧内预测模式相对于当前块的方向，利用编码单元（即，当前块）的左上块的像素或编码单元的最左原始像素值来生成编码单元的左外插像素。
帧内预测编码单元220利用包括在左外插像素生成单元210中生成的左外插像素的相邻像素，对编码单元进行帧内预测和编码。
预测信息编码单元230对包括执行帧内预测的预测模式（即，帧内预测模式）的预测信息进行编码。
图3是示出排列的多个编码单元的视图。如图3所示，提供了本公开的同时执行多个编码单元（编码单元A、B和C）的并行处理的实施方式。
图4是例示8×8块中按照各种角度的用于预测的帧内预测方向的视图。
如图4所示，当前块的上或左外插像素需要按照各种方向执行帧内预测。
在本公开的实施方式中，由于去除了信息对一个帧或一个片中的同一行内的编码单元块之间的编码的依赖，所以可以执行多个块的帧内预测和编码。为了不使相邻块的信息依赖于当前块的编码，与利用当前编码单元块的上块和左块的编码信息的传统帧内预测（例如，参见图1和图4）不同，在本公开的实施方式中，在帧内预测时用于外插的左外插像素的构造中，左外插像素由设置在当前块左上的最下行的块的像素信息和当前块的原始像素的局部信息（例如，当前块的左行的局部像素信息，而不是当前块的左块的最右列的经解码的像素信息）构成。
图5是示出利用设置在当前块左上侧的块的最下像素或当前块的一部分原始像素来配置左外插像素的示例的视图。
如图5所示，左外插像素生成单元210构成当前块的帧内预测所需的左外插像素。在沿当前块的帧内预测所需的帧内预测模式的方向的延长线与左上块的像素相交时，左外插像素生成单元210生成具有左上块的最下像素值的对应位置（即，与和当前块的左块的最右像素相交的点对应的位置）的左外插像素。即，由于左上块的像素可以设置在沿帧内预测模式的外插方向的延长线上并且该像素是沿与对应帧内预测的方向相同的方向的延长线上的像素，所以该像素可以类似于当前块的左块的最右列的对应像素。因此，可以利用帧内预测时使用的左外插像素值来选择对应延长线上的当前块的左上块的最下像素。
然而，当沿帧内预测模式的外插方向的延长线上不存在左上块像素信息或者外插预测方向不与左上块相交时，可以选择原始块（即，当前块）的一些像素，并且将它们用作左外插像素的值。即，可以根据无法构成当前编码单元的左上块的像素的左外插像素的数量，来按照预定间隔将原始像素的数量设置为预定数量。
这里，可以按照预定间隔选择原始像素。例如，最下左外插像素o1可以使用当前块的原始像素，并且可以按照预定间隔（例如，如图5所示，o1、o2、o3和o4之间的三个间隔）提取原始像素，外插像素设置在原始像素上面，以用作左外插像素。即，可以在当前编码块的最左行的像素中预先确定重复原始像素并将原始像素用作左外插像素的位置。
另外，除了提取原始像素的预定位置的左外插像素的值之外的未选择的位置的左外插像素的值可以使用通过对所选择的原始像素值进行内插而获得的值。例如，可以通过对o1和o2的值进行线性内插来确定x1和x2的值，并且可以通过对o4和o1的值进行线性外插来确定x7的值。
可以向视频解码装置（下面要描述）发送编码时使用的原始像素的信息，以用于重建压缩信号。
可以向帧内预测编码单元220发送由左外插像素生成单元210生成的左外插像素的信息，以用于对编码单元进行帧内预测和编码，并且可以向预测信息编码单元230发送由左外插像素生成单元210生成的原始像素的信息，以用于对包括原始像素的信息的预测信息进行编码。
如图6所示，帧内预测编码单元220可以包括预测单元610、减法单元620、变换单元630、量化单元640、逆量化单元650、逆变换单元660、加法器单元670、比特流生成单元680、解块滤波器690和存储器692。可以不包括上述组件中的一些组件，并且可以根据实现选择性地包括一些或全部组件。
可以按照块为单位输入要编码的输入视频，并且在本公开的实施方式中，块可以是M×N型，M和N可以具有相同大小或者可以彼此不同。
预测单元610利用帧内预测法或帧间预测法来预测视频中的当前要编码的目标块，以生成预测块。即，当预测单元610执行帧内预测时，预测单元610根据确定的最优预测模式来预测视频中的要编码的目标块的各个像素的像素值，并且生成具有预测像素的预测像素值的预测块。这里，可以将最优预测模式确定为用于帧内预测的各种帧内预测模式当中的具有最小编码开销的预测模式（例如，在H.264/AVC中，在帧内8×8预测和帧内4×4预测中的每一个中为9个预测模式，在帧内16×16预测中为4个预测模式）。
例如，在如图1所示的帧内4×4预测中，9个预测模式包括垂直模式、水平模式、直流（DC）模式、对角左下模式、对角右下模式、垂直偏右模式、水平偏下模式、垂直偏左模式和水平偏上模式。在帧内4×4预测中，预测单元610可以利用上块的像素值M,A,B,……,H和由左外插像素生成单元210生成的左外插像素值I、J、K和L来计算当前块的各个预测模式的编码开销，并且将具有最小编码开销的预测模式确定为最优帧内预测模式，以生成预测块。
减法单元620从要编码的目标块（即，当前块）减去预测块，并且生成残差块。即，减法单元620计算要编码的目标块的各个像素的像素值与由预测单元610预测的预测块的各个像素的预测像素值之间的差，并且生成包括具有块形状的残差信号的残差块。
变换单元630将残差块变换到频域并且将残差块的各个像素值变换为频率参数。这里，变换单元630可以利用将空间轴的图像信号变换到频率轴的各种变换技术（诸如，哈达玛变换（Hadamard transform）、基于离散余弦变换的变换（基于DCT（discretecosine transform）的变换）等）将残差信号变换到频域，并且变换到频域的残差信号成为频率参数。
量化单元640对具有由变换单元630变换到频域的频率参数的残差块进行量化。这里，量化单元640可以利用死区均匀阈值量化（下文称作“DZUTQ”）、量化加权矩阵、通过改进上述而开发的量化技术等来对经变换的残差块进行量化。
比特流生成单元680利用熵编码技术等对量化频率参数列进行编码，以输出比特流。虽然熵编码技术可以用作这种编码技术，但是本公开不限于此，而是可以利用其它各种编码技术。
另外，比特流生成单元680可以包括通过对量化频率参数进行编码而获得的比特列和将经编码的比特列解码为编码数据所需的各种信息。即，编码数据可以包括编码块图案（CBP：coded block pattern）、对差量量化参数和量化频率参数进行编码的比特列、针对预测所需信息的比特列等。
逆量化单元650对由量化单元640量化的频率变换块进行逆量化。即，逆量化单元650对经量化的频率变换块的量化频率参数进行逆量化，以生成具有频率参数的残差块。
逆变换单元660对由逆量化单元650逆量化的频率变换块进行逆变换。即，逆变换单元660对由逆量化单元650重建的频率变换块的频率参数进行逆变换，以生成具有像素值的残差块（即，经重建的残差块）。这里，逆变换单元660可以利用变换单元630中使用的变换方法来进行逆变换。
加法器单元670将由预测单元610预测的预测块与由逆变换单元660重建的残差块相加，以重建作为目标块的当前块。经重建的目标块可以通过解块滤波器690，解块滤波器690可以对经重建的当前块进行解块滤波，以去除块失真等，并且当此后对目标块的后续块或下一块进行编码时，存储器692可以存储经解块滤波的当前块，以将该块用作参考图片。
预测信息编码单元230对包括执行帧内预测的预测模式（即，帧内预测模式）的预测信息进行编码。这里，根据生成预测块的帧内预测模式，预测信息可以包括构成左外插像素的原始像素的信息。这里，可以被编码的原始像素的信息可以包括所选择的原始像素的值。
此外，帧内预测编码单元220可以执行帧内预测，以在沿至少一个帧内预测模式的方向的延长线不与当前块的左上块的像素相交时按照不使用当前块的左外插像素的帧内预测模式生成预测块，并且在存在编码时的率失真比在预设值范围内的帧内预测模式时按照不使用当前块的左外插像素的帧内预测模式生成预测块。因此，在生成预测块时选择的帧内预测模式被选为率失真比在预设值范围内的帧内预测模式中的具有最优编码效率的帧内预测模式。
此外，当通过各个最上编码单元生成预测块并且利用所生成的预测块重建当前块时，帧内预测编码单元220可以利用当前要编码的编码单元的左编码单元的重建块值来执行二次预测。即，帧内预测编码单元220可以利用包括由左外插像素生成单元210生成的左外插像素的相邻像素来对编码单元进行帧内预测，以首先生成预测块并重建当前要编码的编码块，然后利用左编码单元的重建块的右像素值来生成左外插像素并利用包括所生成的左外插像素的相邻像素生成第二预测块，利用该第二预测块对当前要编码的编码单元进行编码。
这里，用于对当前要编码的编码单元进行编码的预测块可以使用首先生成的预测块和第二预测块中的具有最优率失真比的一个块。另外，预测信息编码单元230可以从帧内预测编码单元220接收是否使用第二预测块的信息和用于生成第二预测块的第二帧内预测模式的信息，并且将表示是否使用第二预测块的预测块标记的信息和包括在预测信息中的第二帧内预测模式编码为比特流。
图7是示意性示出本公开的实施方式的视频解码装置700的构造的框图。
根据本公开的实施方式的视频解码装置700包括预测信息解码单元710、左外插像素生成单元720和帧内预测解码单元730。
预测信息解码单元710对包括帧内预测模式的预测信息进行解码。
左外插像素生成单元720根据经解码的帧内预测模式的方向，利用要重建的编码单元的左上块的像素或包括在预测信息中的编码单元的最左原始像素值，来生成编码单元的左外插像素。
帧内预测解码单元730根据经解码的帧内预测模式，利用编码单元的相邻像素生成编码单元的预测块并重建编码单元。
由预测信息解码单元710解码的预测信息可以包括构成左外插像素的原始像素信息以及帧内预测模式，并且根据情况可以包括示出所使用的预测块的预测块标记。另外，当示出通过二次预测对预测块标记进行预测，以成为第二预测块时，经解码的预测信息可以包括第二帧内预测模式的信息。
在根据经解码的帧内预测模式的方向，使用视频编码装置200的要重建的当前编码单元的左上块的像素时，左外插像素生成单元720可以与左外插像素生成单元210类似地进行操作。即，当经解码的帧内预测模式的方向的延长线与左上块的最下像素相交时，左外插像素的值可以生成为最下像素值。
另外，当无法完全由当前编码单元的左上块的像素构成左外插像素时（即，当经解码的帧内预测模式的方向的延长线不与左上块的最下像素相交时，或者当不存在左上块像素的信息时），可以利用包括在经解码的预测信息中的原始像素的值来生成左外插像素的值。这里，可以根据无法由当前编码单元的左上块的像素构成的左外插像素的数量，按照预定间隔将经解码的原始像素的数量设置为预定数量。另外，这里，可以通过经解码的原始像素值的内插来确定在未被经解码的原始像素选择的位置处的左外插像素的值。由于已经描述了在视频编码装置200中利用原始像素的内插方法，所以将不重复其详细描述。
帧内预测解码单元730根据经解码的帧内预测模式，利用编码单元的相邻像素，来生成编码单元的预测块并重建编码单元。
如图8所示，帧内预测解码单元730可以包括比特流解码单元810、逆量化单元820、逆变换单元830、预测单元850、加法器单元860、解块滤波器870和存储器880。
比特流解码单元810可以对比特流进行解码，以提取量化频率参数列，并对量化频率参数列进行逆扫描，以生成具有量化频率参数的残差块。
由于逆量化单元820和逆变换单元830执行与参照图6描述的逆量化单元650和逆变换单元660相同或相似的功能，所以将不重复其详细描述。
预测单元850利用包括左外插像素的相邻像素的信息和经解码的帧内预测模式来生成预测块。
加法器单元860将由预测单元850生成的预测块与由逆变换单元830重建的残差块相加，以重建当前块。可以由解块滤波器870对经重建的当前块进行解块滤波，然后将其存储在存储器880中，以用作在重建目标块的下一块或再下一块时的参考图片。
此外，经解码的预测信息可以包括示出用于预测编码单元的块的预测块标记。这里，当预测块标记示出使用了第二预测块时，帧内预测解码单元730可以利用包括左外插像素的相邻像素对当前编码单元进行帧内预测，以生成预测块并重建当前块，然后利用左编码单元的重建块来生成第二预测块并且利用第二预测块和经解码的第二帧内预测模式重建当前要重建的编码单元。
可以通过将图2的视频编码装置200的比特流输出端子连接到图7的视频解码装置700的比特流输入端子，来实现根据本公开的实施方式的视频编码/解码装置。
根据本公开的实施方式的视频编码/解码装置包括视频编码器和视频解码器，该视频编码器被配置为：根据帧内预测模式相对于编码单元的方向，利用编码单元的左上块的像素或编码单元的最左原始像素值，来生成编码单元的左外插像素；利用包括左外插像素的相邻像素对编码单元进行帧内预测，以生成预测块；以及对编码单元进行编码，该视频解码器被配置为：对包括帧内预测模式的预测信息进行解码；根据经解码的帧内预测模式的方向，利用要重建的编码单元的左上块的像素或包括在预测信息中的编码单元的最左原始像素值，来生成编码单元的左外插像素；根据经解码的帧内预测模式，利用编码单元的相邻像素，来生成编码单元的预测块；以及重建编码单元。
这里，可以由根据本公开的实施方式的视频编码装置200来实现视频编码器，并且可以由根据本公开的实施方式的视频解码装置700来实现视频解码器。
图9是示出根据本公开的实施方式的视频编码方法的流程图。
根据本公开的实施方式的视频编码方法包括以下步骤：左外插像素生成步骤（S910），根据编码单元的帧内预测模式的方向，利用编码单元的左上块的像素或编码单元的最左原始像素值来生成编码单元的左外插像素；帧内预测编码步骤（S920），利用包括左外插像素的相邻像素对编码单元进行帧内预测，以生成预测块并对编码单元进行编码；以及预测信息编码步骤（S930），对包括执行帧内预测的预测模式的预测信息进行编码。
这里，由于左外插像素生成步骤（S910）可以对应于左外插像素生成单元210的操作，帧内预测编码步骤（S920）可以对应于帧内预测编码单元220的操作，并且预测信息编码步骤（S930）可以对应于预测信息编码单元230的操作，所以将不重复其详细描述。
图10是示出根据本公开的实施方式的视频解码方法的流程图。
根据本公开的实施方式的视频编码方法包括以下步骤：预测信息解码步骤（S1010），对包括帧内预测模式的预测信息进行解码；左外插像素生成步骤（S1020），根据经解码的帧内预测模式的方向，利用要重建的编码单元的左上块的像素或包括在预测信息中的编码单元的最左原始像素值，来生成编码单元的左外插像素；以及帧内预测解码步骤（S1030），根据经解码的帧内预测模式，利用编码单元的相邻像素，来生成编码单元的预测块并重建编码单元。
这里，由于预测信息解码步骤（S1010）可以对应于预测信息解码单元710的操作，左外插像素生成步骤（S1020）可以对应于左外插像素生成单元720的操作，并且帧内预测解码步骤（S1030）可以对应于帧内预测解码单元730的操作，所以将不重复其详细描述。
可以通过组合根据本公开的实施方式的视频编码方法和根据本公开的实施方式的视频解码方法来实现根据本公开的实施方式的视频编码/解码方法。
根据本公开的实施方式的视频编码/解码方法包括以下步骤：视频编码步骤，根据编码单元的帧内预测模式的方向，利用编码单元的左上块的像素或编码单元的最左原始像素值，来生成编码单元的左外插像素，并且利用包括左外插像素的相邻像素对编码单元进行帧内预测，以生成预测块并对编码单元进行编码；以及视频解码步骤，对包括帧内预测模式的预测信息进行解码，根据经解码的帧内预测模式的方向，利用要重建的编码单元的左上块的像素或包括在预测信息中的编码单元的最左原始像素值，来生成编码单元的左外插像素，并且根据经解码的帧内预测模式，利用编码单元的相邻像素，来生成编码单元的预测块并重建编码单元。
尽管出于示例性目的已经描述了本公开的示例性实施方式，但是本领域技术人员将理解的是，在不脱离本公开的实质特征的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。因此，为了简明和清楚的目的描述了本公开的示例性实施方式。因此，本领域技术人员将理解，本公开的范围不限于以上明确描述的实施方式，而是由权利要求及其等同物限定。
工业实用性
如上所述，根据本公开的实施方式，由于通过利用原始像素的局部像素数据和预先重建块像素信息同时执行多个编码单元块的帧内预测编码，所以改进了视频数据压缩和重建技术的并行，以实现更高速的视频编码装置和视频解码装置。
相关申请的交叉引用
如果可申请，则本申请根据35U.S.C§119（a））要求在韩国于2011年1月4日提交的专利申请No.10-2011-0000342的优先权，通过引用将其全部内容并入本文。另外，根据相同原因，此非临时申请在除美国之外的国家基于该韩国专利申请要求优先权，通过引用将其全部内容并入本文。

Claims (24)

1.一种视频编码/解码装置，该视频编码/解码装置包括：
视频编码器，该视频编码器被配置为，
根据帧内预测模式相对于编码单元的方向，利用所述编码单元的左上块的像素或所述编码单元的最左原始像素值，来生成针对所述编码单元的左外插像素；
利用包括所述左外插像素的相邻像素对所述编码单元进行帧内预测，以生成预测块；以及
对所述编码单元进行编码，以及
视频解码器，该视频解码器被配置为，
对包括帧内预测模式的预测信息进行解码；
根据所述经解码的帧内预测模式的方向，利用编码单元的左上块的像素或包括在所述预测信息中的所述编码单元的最左原始像素值，来生成要重建的所述编码单元的左外插像素；以及
根据所述经解码的帧内预测模式，利用所述编码单元的相邻像素，来生成所述编码单元的预测块，并且重建所述编码单元。
2.一种视频编码装置，该视频编码装置包括：
左外插像素生成单元，该左外插像素生成单元被配置为，根据帧内预测模式相对于编码单元的方向，利用所述编码单元的左上块的像素或所述编码单元的最左原始像素值，来生成针对所述编码单元的左外插像素；
帧内预测编码单元，该帧内预测编码单元被配置为，利用包括所述左外插像素的相邻像素对所述编码单元进行帧内预测，以生成预测块并对所述编码单元进行编码；以及
预测信息编码单元，该预测信息编码单元被配置为，对包括执行帧内预测的预测模式的预测信息进行编码。
3.根据权利要求2所述的视频编码装置，其中，当所述帧内预测模式的方向的延长线与所述左上块的最下像素相交时，将所述左外插像素的值生成为所述最下像素值。
4.根据权利要求2所述的视频编码装置，其中，当所述帧内预测模式的方向的延长线不与所述左上块的最下像素相交或者不存在左上块像素信息时，利用所述编码单元的最左原始像素值来生成所述左外插像素的值。
5.根据权利要求4所述的视频编码装置，其中，按照预设间隔来选择所述编码单元的用作所述左外插像素的值的最左原始像素。
6.根据权利要求5所述的视频编码装置，其中，未选择的位置处的左外插像素的值是通过对所选择的原始像素值进行内插而获得的值。
7.根据权利要求2所述的视频编码装置，其中，当至少一个帧内预测模式的方向的延长线不与所述左上块的像素相交时，在存在未使用所述编码单元的左外插像素的帧内预测编码时的率失真比在预设值范围内的帧内预测模式的情况下，所述帧内预测编码单元按照帧内预测模式对所述编码单元的左外插像素进行帧内预测。
8.根据权利要求2所述的视频编码装置，其中，在利用包括所述左外插像素的相邻像素对所述编码单元进行帧内预测，以生成所述预测块之后，所述帧内预测编码单元利用左编码单元的预测块生成第二预测块并且利用所述第二预测块对当前要编码的编码单元进行编码。
9.根据权利要求8所述的视频编码装置，其中，用于对当前要编码的编码单元进行编码的预测块使用所述预测块和所述第二预测块中的具有最优率失真比的一个，并且
所述预测信息包括表示是否使用了所述第二预测块的预测块标记和被配置为生成被编码并被使用的第二预测块的第二帧内预测模式。
10.一种视频解码装置，该视频解码装置包括：
预测信息解码单元，该预测信息解码单元被配置为，对包括帧内预测模式的预测信息进行解码；
左外插像素生成单元，该左外插像素生成单元被配置为，根据经解码的帧内预测模式的方向，利用所述编码单元的左上块的像素或包括在所述预测信息中的所述编码单元的最左原始像素值，来生成要重建的编码单元的左外插像素；以及
帧内预测解码单元，该帧内预测解码单元被配置为，根据所述经解码的帧内预测模式，利用所述编码单元的相邻像素，来生成所述编码单元的预测块并重建所述编码单元。
11.根据权利要求10所述的视频解码装置，其中，当所述经解码的帧内预测模式的方向的延长线与所述左上块的最下像素相交时，将所述左外插像素的值生成为所述最下像素值。
12.根据权利要求10所述的视频解码装置，其中，当所述经解码的帧内预测模式的方向的延长线不与所述左上块的最下像素相交或者不存在左上块像素信息时，利用所述原始像素值生成所述左外插像素的值。
13.根据权利要求12所述的视频解码装置，其中，用作所述左外插像素的值的所述原始像素具有按照预设间隔选择的值。
14.根据权利要求13所述的视频解码装置，其中，未选择的位置处的左外插像素的值是通过对所述原始像素值进行内插而获得的值。
15.根据权利要求10所述的视频解码装置，其中，所述预测信息包括代表用于预测所述编码单元的块的预测块标记和第二帧内预测模式的信息。
16.根据权利要求15所述的视频解码装置，其中，当所述预测块标记代表使用了第二预测块时，所述帧内预测解码单元利用包括所述左外插像素的所述相邻像素来对所述编码单元进行帧内预测，以生成所述预测块并重建当前编码单元，然后利用左编码单元的所重建的块生成第二预测块，并且利用所述第二预测块并利用所述第二帧内预测模式来重建当前要重建的所述编码单元。
17.一种视频编码/解码方法，该视频编码/解码方法包括以下步骤：
视频编码步骤，该视频编码步骤包括以下步骤：
根据帧内预测模式相对于编码单元的方向，利用所述编码单元的左上块的像素或所述编码单元的最左原始像素值，来生成针对所述编码单元的左外插像素；
利用包括所述左外插像素的相邻像素对所述编码单元进行帧内预测，以生成预测块；以及
对所述编码单元进行编码，以及
视频解码步骤，该视频解码步骤包括以下步骤：
对包括帧内预测模式的预测信息进行解码；
根据经解码的帧内预测模式的方向，利用编码单元的左上块的像素或包括在所述预测信息中的所述编码单元的最左原始像素值，来生成要重建的所述编码单元的左外插像素；以及
根据所述经解码的帧内预测模式，利用所述编码单元的相邻像素，来生成所述编码单元的预测块，并且重建所述编码单元。
18.一种视频解码方法，该视频解码方法包括以下步骤：
对包括帧内预测模式的预测信息进行解码；
根据经解码的帧内预测模式的方向，利用编码单元的左上块的像素或包括在所述预测信息中的所述编码单元的最左原始像素值，来生成要重建的所述编码单元的左外插像素；以及
通过根据所述经解码的帧内预测模式，利用所述编码单元的相邻像素，生成所述编码单元的预测块并重建所述编码单元，来进行帧内预测解码。
19.根据权利要求18所述的视频解码方法，其中，当所述经解码的帧内预测模式的方向的延长线与所述左上块的最下像素相交时，将所述左外插像素的值生成为所述最下像素值。
20.根据权利要求18所述的视频解码方法，其中，当所述经解码的帧内预测模式的方向的延长线不与所述左上块的最下像素相交或者不存在左上块像素信息时，利用所述原始像素值生成所述左外插像素的值。
21.根据权利要求20所述的视频解码方法，其中，用作所述左外插像素的值的所述原始像素具有按照预设间隔选择的值。
22.根据权利要求21所述的视频解码方法，其中，未选择的位置处的所述左外插像素的值是通过对所述原始像素值进行内插而获得的值。
23.根据权利要求18所述的视频解码方法，其中，所述预测信息包括代表用于预测所述编码单元的块的预测块标记和第二帧内预测模式的信息。
24.根据权利要求23所述的视频解码方法，其中，当所述预测块标记代表使用了第二预测块时，所述帧内预测解码单元利用包括所述左外插像素的相邻像素来对所述编码单元进行帧内预测，以生成所述预测块并重建当前编码单元，然后生成左编码单元的第二预测块，并且利用所述第二预测块并利用所述第二帧内预测模式来重建当前要重建的所述编码单元。
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