CN103299639A - 利用周围块的特征向量对图像编码/解码的方法和装置 - Google Patents

利用周围块的特征向量对图像编码/解码的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明的一个实施方式涉及一种利用周围块的特征向量来对图像编码/解码的方法和装置。本发明的实施方式涉及使用周围块的特征向量来对图像编码/解码的装置和方法，其从周围块的像素提取特征向量，通过参照图像的预设的特征向量分布来提取由所述特征向量显示的最优预测模式，将所提取的最优预测模式确定为MPM或当前块的帧内模式，以及利用与当前块相邻的周围块的像素，通过帧内预测来对当前块进行编码/解码。

Description

利用周围块的特征向量对图像编码/解码的方法和装置
技术领域
本公开在一个或更多个实施方式中涉及利用相邻块的特征向量对图像编码/解码的装置和方法。更具体地，本公开在一个或更多个实施方式中涉及利用相邻块的特征向量对图像编码/解码的装置和方法，通过使用相邻块的特征向量预测帧间模式来提高模式信息编码的效率，提高预测有效性的似然性。
背景技术
此部分中的说明仅仅提供与本公开有关的背景信息而可能不构成现有技术。
随着包括因特网在内的信息和通信技术的发展，视频以及文本和语音的形式的通信正在增长。对已有的面向文本的通信服务不满意的用户被提供了数量越来越多的包括文字、图像、音乐和各种类型的信息的多媒体服务。多媒体数据所特有的巨大的数量需要较大的存储容量和较宽的带宽。因此，在发送包括文本、视频和音频的多媒体数据方面，压缩编码技术已经变为必备。
数据压缩的基本原理包括去除数据冗余的处理。通过去除诸如图像中重复的相同颜色或物体的情况的空间冗余，诸如视频帧中几乎不改变的相邻帧的情况或音频中重复的相同音符的情况的时间冗余，或者考虑到人的视觉和感知能力对高频率不敏感的事实的心理视觉冗余，能够将数据压缩。
与已有的MPEG-4（运动图像专家组-4）相比，最新的H.264/AVC（高级视频编码）视频压缩方法因为高压缩效率而受到很大关注。作为一种提高压缩效率的方案，H.264使用定向帧内预测（在下文，简称为帧内预测）以便于去除每一帧的空间冗余。
帧间预测方案利用在一个子块的方向和左侧与该子块相邻的像素，通过预定方向上的副本来预测当前子块的值，并且仅编码预测值之间的差。图1示意性地示出了帧间预测（时间预测）方案，该方案通过参照位于不同时间位置处的帧20的区域40进行预测。如图1所示，帧间预测与帧内预测互补。也就是说，根据要编码的图像来选择两个预测方案中的优选的预测方案。
根据基于H.264标准的已有的帧内预测方案，基于具有先前编码顺序的另一个块生成当前块的预测块，并且通过从当前块减去预测块而获得的值接着被编码。对于亮度分量，以4×4块或16×16宏块为单位生成预测块。对于每一个4×4块，九种预测模式可选择，而对于每一个16×16宏块，四种预测模式可选择。H.264视频编码器在预测模式中选择针对每一个块在当前块和预测块之间具有最小差的预测模式。
如图2所示，H.264采用九种预测模式，包括八个方向的模式（0、1、和3到8）和使用八个相邻像素的平均值的DC模式（2），作为每一个4×4块的预测模式。
图3示出了用于描述针对九种预测模式进行标记的示例。在此情况下，利用预先解码的样本A到M来生成当前块（包括a到p的区域）的预测块。当样本E、F、G和H不能被预先解码时，可通过将样本D复制到样本E、F、G和H的位置来虚拟地生成样本E、F、G和H。
下面将参照图4详细描述九种预测模式。在预测模式0的情况下，利用上方样本A、B、C和D，在竖直方向上外推出预测块的像素。在预测模式1的情况下，利用左侧样本I、J、K、和L，在水平方向上外推出预测块的像素。在预测模式2的情况下，用上方样本A、B、C和D与左侧样本I、J、K、和L的平均值相等地替代预测块的像素。
在预测模式3的情况下，在左下方向和右上方向之间的45°角，内插出预测块的像素。在预测模式4的情况下，在右下方向的45°角，外推出出预测块的像素。在预测模式5的情况下，在竖直向右方向的大约26.6°角（宽度/高度=1/2），外推出预测块的像素。
在预测模式6的情况下，在水平向下方向的26.6°角，外推出预测块的像素。在预测模式7的情况下，在竖直向左方向的大约26.6°角，外推出预测块的像素。最后，在预测模式8的情况下，在水平向上方向的大约26.6°角，内插出预测块的像素。
图4的箭头指示各种预测模式的预测方向。在预测模式3到8中，预测块的样本可以从预先解码的基准样本A到M的加权平均值生成。例如，在预测模式4的情况下，可以通过下式（1）预测图3所示的位于预测块的右上侧的样本d。在式（1）中，round()函数是舍入到最近的整数的函数。
d=round(B/4+C/2+D/4)  式（1）
另外，亮度分量的16×16预测模型包括四个模式0、1、2和3。在模式0的情况下，从上方样本外推出预测块的像素。在模式1的情况下，从左侧样本外推出预测块的像素。在模式2的情况下，从上方样本和左侧样本的平均值计算出预测块的像素。最后，在模式3的情况下，可以使用适用于上方样本和左侧样本的线性“平面”函数。模式3更适用于亮度平滑改变的区域。
如上所述，在帧内预测后，必须将帧内模式编码。在H.264中，选择当前块的左侧块和上方块的预测模式中的具有较小模式号的预测模式作为预测模式。因此，需要一种新的方法来补偿可能在统计上发生的预测不准确。
发明内容
技术问题
因此，本公开旨在通过用图像的特征向量预测帧内模式来提高预测有效性的似然性，导致模式信息的编码效率提高。
技术方案
本公开的实施方式提供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从相邻块的像素提取特征向量，参照图像的预设的特征向量分布来提取由所述特征向量代表的最优预测模式，决定所提取的最优预测模式作为MPM（最可能模式）或当前块的帧内模式，并且利用与所述当前块相邻的所述相邻块的像素对所述当前块进行帧内预测和编码。所述视频解码器被配置为：利用从比特流提取出的帧内预测模式或通过从相邻块的像素提取出特征向量并且参照图像的预设的特征向量分布使用由提取出的特征向量代表的最优预测模式作为帧内预测模式来生成预测块，并且重构所述当前块。
本公开的另一个实施方式提供一种视频编码装置，该视频编码装置包括帧内预测编码器、特征向量提取器和预测模式编码器。所述帧内预测编码器被配置为利用与当前块相邻的相邻块的像素对所述当前块进行帧内预测和编码。所述特征向量提取器被配置为从相邻块的像素提取特征向量。所述预测模式编码器被配置为参照图像的预设的特征向量分布来提取由所述特征向量代表的最优预测模式，并且将所述最优预测模式编码为帧内模式的预测模式。
本公开的又一个实施方式提供一种视频编码装置，该视频编码装置包括特征向量提取器、预测模式决定器和帧内预测编码器。所述特征向量提取器被配置为从相邻块的像素提取特征向量。所述预测模式决定器被配置为参照图像的预设的特征向量分布来决定由所述特征向量代表的最优化预测模式作为当前块的帧内模式。所述帧内预测编码器被配置为利用与所述当前块相邻的所述相邻块的像素，按照所述帧内模式进行帧内预测和编码。
本公开的又一个实施方式提供一种视频解码装置，该视频解码装置包括特征向量提取器、预测模式决定器和帧内预测解码器。所述特征向量提取器被配置为从相邻块的像素提取特征向量。所述预测模式决定器被配置为参照图像的预设的特征向量分布来决定由所述特征向量代表的最优化预测模式作为当前块的帧内模式。所述帧内预测解码器被配置为利用与所述当前块相邻的所述相邻块的像素，通过按照所述帧内模式进行帧内预测而生成预测块，并且重构所述当前块。
本公开的再一个实施方式提供一种视频编码/解码方法，该方法包括执行视频编码和视频解码。所述视频编码包括：从相邻块的像素提取特征向量，参照图像的预设的特征向量分布来提取由所述特征向量代表的最优预测模式，决定所提取的最优预测模式作为MPM（最可能模式）或当前块的帧内模式，并且利用与所述当前块相邻的所述相邻块的像素对所述当前块进行帧内预测和编码。所述视频解码包括：利用从比特流提取出的帧内预测模式或通过从相邻块的像素提取特征向量并参照图像的预设的特征向量分布使用由所述特征向量代表的最优预测模式作为帧内预测模式来生成预测块，并且重构所述当前块。
本公开的再一个实施方式提供一种视频编码方法，该方法包括：利用与当前块相邻的相邻块的像素对当前块进行帧内预测和编码；从相邻块的像素提取特征向量；以及通过参照图像的预设的特征向量分布来提取由所述特征向量代表的最优预测模式，并且将所述最优预测模式编码为帧内模式的预测模式。
本公开的再一个实施方式提供一种视频编码方法，该方法包括：从相邻块的像素提取特征向量；参照图像的预设的特征向量分布决定由所述特征向量代表的最优化预测模式作为当前块的帧内模式；以及利用与所述当前块相邻的所述相邻块的像素，按照所述帧内模式进行帧内预测和编码。
本公开的再一个实施方式提供一种视频解码方法，该方法包括：从相邻块的像素提取特征向量；参照图像的预设的特征向量分布决定由所述特征向量代表的最优化预测模式作为当前块的帧内模式；以及利用与所述当前块相邻的所述相邻块的像素，通过按照所述帧内模式进行帧内预测而生成预测块并重构所述当前块。
所述特征向量可以包括相邻块的倾斜中的一个或更多个，包括竖直倾斜、水平倾斜、右下对角线方向倾斜、左下对角线方向倾斜、宽度/高度比=1/2的水平向下倾斜、宽度/高度比=1/2的水平向上倾斜、宽度/高度比=2的水平向下倾斜和宽度/高度比=2的水平向上倾斜。
所述倾斜可以是对应方向上的n个相邻像素中的均差值（其中，n是大于1的整数）。
所述特征向量分布可以通过针对每一个帧内模式将图像的特征向量分类而获得的。
有益效果
如上所述，根据本公开，通过利用相邻块的特征向量预测帧内模式，可以提高预测有效性的似然性，导致模式信息的编码效率提高。此外，按照与编码处理相似的方式，解码处理利用相邻块的特征向量来预测帧内模式。因此，经编码的比特流可以被解码。
另外，在利用相邻块的特征向量决定了帧内模式的情况下，可以省略对帧内模式的编码。
附图说明
图1是通过参照不同时间位置处的帧20的区域40进行预测的帧间预测（时间预测）方案的示意图；
图2是包括八个方向的模式和DC模式在内的九个帧内模式的图；
图3示出了用于描述九种预测模式的标记的示意图；
图4是九个帧内模式的图；
图5是根据本公开的一个或更多个实施方式的视频编码装置的构造的示意框图；
图6是当前块的像素和相邻块的像素的示意图；
图7是根据本公开另一个实施方式的视频编码装置的构造的示意框图；以及
图8是根据本公开的一个或更多个实施方式的视频解码装置的构造的示意框图。
具体实施方式
在下文中，以下描述的视频编码装置和视频解码装置可以是诸如个人计算机（PC）、笔记本计算机、个人数字助理（PDA）、便携式多媒体播放器（PMP）、PlayStationPortable（PSP）、无线通信终端、智能电话、TV等的用户终端或者诸如应用服务器、服务服务器等服务终端，并且可以是指包括诸如通信调制解调器等的用于与各种类型的装置或有线/无线通信网络进行通信的通信装置在内的各种装置、用于存储用于对视频编码或解码或者针对编码或解码进行帧间或帧内预测的各种类型的程序和数据的存储器、以及用于执行程序以进行操作和控制的微处理器等。
此外，被视频编码装置编码为比特流的视频可以通过诸如因特网、无线个人局域网（WPAN）、无线局域网（WLAN）、WiBro（无线宽带，也称为WiMax）网络、移动通信网络等的有线/无线通信网络或者通过诸如电缆、通用串行总线（USB）等各种通信接口以实时或非实时方式发送到视频解码装置，并因而在视频解码装置中被解码并重构和再现为视频。
视频通常可以包括一系列图片，每一个图片被划分为诸如帧或块这样的预定区域。当视频的区域被划分为块时，根据编码方法，划分出的块可以分类为帧内块或帧间块。帧内块是指通过帧内预测编码方法编码的块，帧内预测编码方法利用经历了先前编码和解码而重构的块的像素预测当前块的像素来产生预测块，并接着将预测块和进行当前编码的当前图片内的当前块的像素之间的差分值编码。帧间块是指通过帧间预测编码方法而编码的块，帧间预测编码方法通过参照一个或更多个过去图片或将来图片预测当前图片中的当前块而产生预测块，接着将预测块与当前块的差分值编码。在此，在对当前图片进行编码或解码过程中被参照的图片称为基准图片。
图5是示意性地示出根据本公开一个或更多个实施方式的视频编码装置的构造的框图。
参照图5，视频编码装置500可以包括预测器510、减法器520、变换器530、量化器540、解量化器550、逆变换器560、加法器570、编码器580、特征向量提取器581、预测模式编码器582、解块滤波器590和存储器592。取决于实现方式，以上元件的一部分可以不必须被包括在视频编码装置500中，并且以上元件的全部或一部分可以选择性地包括在视频编码装置500中。另外，根据本公开的一个或者更多个实施方式的帧内预测编码器500a可以配置有预测器510、减法器520、变换器530、量化器540、解量化器550、逆变换器560、加法器570、编码器580、解块滤波器590和存储器592。
要被编码的输入图像被逐块输入。在本公开中，块具有M×N的形式。M和N可以具有不同大小，并且M和N可以相等或彼此不同。
预测器510利用帧内预测或帧间预测方案，通过预测图像中当前要编码的块来生成预测块。也就是说，在使用帧内预测方案的情况下，预测器510根据所决定的最优预测模式来预测图像中要编码的块的每一个像素的像素值，并且生成具有所预测的每一个像素的像素值的预测块。最优预测模式可以是用于帧内预测的各个帧内模式中具有最低编码成本的预测模式（例如，在H.264/AVC中，针对帧内8×8预测和帧内4×4预测中的每一个的9种预测模式以及针对帧内16×16预测的4种预测模式）。
参照图2，在帧内4×4预测的情况下，存在九种预测模式，包括竖直模式、水平模式、直流（DC）模式、左下对角线方向模式、右下对角线方向模式、竖直向右模式、水平向下模式、竖直向左模式和水平向上模式。预测器510可以根据要编码的块模式或块大小来计算各种预测模式的编码成本，并且决定具有最低编码成本的预测模式作为最优帧内模式。
减法器520通过从要编码的块（也就是说，当前块）减去预测块来生成残留块。换句话说，减法器520通过计算要编码的块的每一个像素的像素值和由预测器510预测出的预测块的每一个像素的预测像素值之间的差来生成包括块形式的残留信号的残留块。
变换器530通过将残留块变换到频域而将残留块的每一个像素值变换为频率系数。在此情况下，变换器530可以利用诸如Hadamard变换、基于离散余弦变换（DCT）的变换等用于将空间域的图像信号变换到频率域的各种变换方法，将残留信号变换到频率域。在此情况下，被变换到频率域的残留信号变为频率系数。
量化器540将具有被变换器530变换到频率域的频率系数的残留块量化。在此情况下，量化器540可以利用死区均匀阈值量化（在下文中，称为“DZUTQ:Dead ZoneUniform Threshold Quantization”）、量化加权矩阵或其改进的量化方法来量化经变换的残留块。
编码器580利用熵编码方案等来将量化的频率系数串编码来输出比特流。可以使用熵编码技术作为编码技术，但本公开并不必须限于此，还可以使用各种编码技术。
另外，编码器580不仅可以包括通过对量化的频率系数编码而生成的比特串，而且还包括用于对编码数据中的编码的频率串进行解码而需要的各种信息。也就是说，编码的数据可以包括编码块图案（CBP:Coded Block Pattern）、增量量化（deltaquantization）参数、通过对量化的频率系数编码而产生的比特串、预测所必需的信息的比特串等。
解量化器550将量化器540量化的残留块解量化。也就是说，解量化器550通过将量化的残留块的量化的频率系数解量化而生成具有频率系数的残留块。
逆变换器560将解量化器550解量化的残留块逆变换。也就是说，逆变换器560通过逆变换被解量化的残留块的频率系数来生成具有像素值的残留块，即，重构的残留块。在此情况下，逆变换器560可以通过逆向地采用变换器530使用的变换方法而进行逆变换。
加法器570通过将预测器510预测出的预测块和逆变换器560重构的残留块相加而重构当前块，即，目标块。重构的目标块可以经过解块滤波器590。解块滤波器590通过对重构的当前块进行解块滤波而去除块失真。存储器592存储经过解块滤波的当前块，当对目标块的下一块或其它块进行编码时，可使用当前块作为基准图片。
特征向量提取器581从相邻块的像素提取特征向量。
预测模式编码器582通过参照图像的预设的特征向量分布来提取由特征向量代表的最优预测模式，并且将最优预测模式编码为帧内模式的预测模式。
特征向量提取器581和预测模式编码器582中的每一方都可以被实现为与编码器580分开的模块，或者可以被实现为与编码器580集成的单个模块。
例如，在基于H.264的帧内4×4模式下，特征向量可以包括但不限于相邻块的倾斜中的一个或更多个，这些倾斜包括竖直倾斜、水平倾斜、右下对角线方向倾斜、左下对角线方向倾斜、宽度/高度比=1/2水平向下倾斜、宽度/高度比=1/2的水平向上倾斜、宽度/高度比=2的水平向下倾斜和宽度/高度比=2的水平向上倾斜。另外，特征向量可以根据要使用的帧内模式的种类而改变，诸如帧内16×16模式。
另外，通过采用使用贝叶斯分类器的学习模块（未示出），针对每一个帧内模式对图像的特征向量进行分类，由此生成特征向量分布。
学习模块通过针对用于设定特征向量分布的图像序列而使用要编码的块的相邻基准像素，获得要在贝叶斯分类器中使用的输入特征向量，即，贝叶斯分类器要求的信息。如上所述，特征向量可以包括被限定为要编码的块的相邻像素的竖直差的总和的竖直倾斜、被定义为要编码的块的相邻像素的水平差的总和的水平倾斜、被限定为要编码的块的相邻像素的对角差的总和的左下对角线方向倾斜、右下对角线方向倾斜、宽度/高度=1/2的水平向下倾斜、宽度/高度=1/2的水平向上倾斜、宽度/高度=2的水平向下倾斜和宽度/高度=2的水平向上倾斜，作为特征向量的特征分量。如果特征分量的可允许的值范围过大，则值可以被量化。
在此情况下，可以从对应方向上的n个相邻像素中的均差值获得倾斜，其中n是大于1的整数。例如，在如图6中示出的当前块的像素和相邻块的像素的情况下，从两个相邻像素之间的差获得倾斜，因而竖直倾斜可以是[(A1-A0),(B1-B0),(C1-C0),(D1-D0)]或者是(A1-A0),(B1-B0),(C1-C0),(D1-D0)的均值。还利用[(A2-A0),(B2-B0),(C2-C0),(D2-D0)]从三个相邻像素间的差获得倾斜，但是本公开不限于此。
如上所述地获得的倾斜可以是一个特征向量x(x0,x1,...,xm-1)的特征分量。在此情况下，m代表组成该特征向量的特征分量的数量。因此，当获得了八个方向的全部倾斜时，特征向量x变为由八个特征分量组成的特征向量。明显的是，本公开还可以扩展基准像素的范围或者使用不同于倾斜的特征。
学习模块通过进行速率失真优化（RDO:Rate-Distortion Optimization）获得每一个图像块的最优帧内模式，存储针对所获得的帧内模式而获得的特征向量，并且存储针对用于设定特征向量分布的图像序列上的全部块的每一个帧内模式的特征向量以将其存储为针对每一个帧内模式的特征向量分布。
特征向量提取器581利用与学习模块的特征向量提取方法大致相似的方法从相邻块的像素提取特征向量。
预测模式编码器582通过参照由学习模块设定的图像的特征向量分布来提取由特征相向量提取器581提取的特征向量代表的最优预测模式，并且将提取的最优预测模式编码为帧内模式的预测模式。
预测模式编码器582可以从下式（1）获得由提取的特征向量代表的最优预测模式。
如果 k = arg max i P ( w i | x ) , x被分类为wk  式（1）
如式（1）所表示的，预测模式编码器582利用提取出的特征向量，参照特征向量分布，针对x计算可用帧模式(wi)的帧内模式概率P(wi|x)。预测模式编码器582计算具有概率P(wi|x)中的最大值的帧内模式i，并且将其编码为最可能模式（MPM）或帧内模式的预测模式。
因此，预测模式编码器582利用速率失真优化（RDO）获得当前块的帧内模式。当通过上述方法获得的MPM与被用于当前块的预测的帧内模式相同时，预测模式编码器528将帧内模式编码为1比特，而当通过上述方法获得的MPM与被用于当前块的预测的帧内模式不同时，将帧内模式编码为4比特。
图7是示意性地示出根据本公开另一个实施方式的视频编码装置700的构造的框图。
参照图7，视频编码装置700可以包括预测器710、减法器720、变换器730、量化器740、解量化器750、逆变换器760、加法器770、编码器780、特征向量提取器781、预测模式决定器782、解块滤波器790和存储器792。根据实现方式，以上元件的一部分可以不必须被包括在视频编码装置700中，并且以上元件的全部或一部分可以被选择性地包括在视频编码装置700中。另外，根据本公开的一个或者更多个实施方式的帧内预测编码器700a可以配置有预测器710、减法器720、变换器730、量化器740、解量化器750、逆变换器760、加法器770、编码器780、解块滤波器790和存储器792。
预测器710、减法器720、变换器730、量化器740、解量化器750、逆变换器760、加法器770、编码器780、解块滤波器790和存储器792的操作可以具有与根据本公开的一个或更多个实施方式的预测器510、减法器520、变换器530、量化器540、解量化器550、逆变换器560、加法器570、编码器580、解块滤波器590和存储器592相同或类似的功能。
预测模式决定器782参照图像的预设的特征向量分布来决定由特征向量代表的最优化预测模式作为当前块的帧内模式。由于在预测模式决定器782中用于决定帧内模式的方法与图5的预测模式编码器582中用于决定MPM的方法大致相同，所以将省略详细描述。
根据本公开另一个实施方式的视频编码装置700的预测器710与图5的预测器510的不同之处在于：在预测模式决定器782中决定帧内模式，而图5的预测器510决定最优帧内模式。由于其它部件可以进行相同操作，所以将省略进一步的详细描述。
图8是示意性地示出根据本公开一个或更多个实施方式的视频解码装置800的构造的框图。
根据本公开一个或更多个实施方式的视频解码装置800可以包括解码器810、解量化器820、逆变换器830、预测器850、加法器860、解块滤波器870、存储器880、特征向量提取器881和预测模式决定器882。根据本公开一个或更多个实施方式的帧内预测解码器800a可以包括解码器810、解量化器820、逆变换器830、预测器850、加法器860、解块滤波器870和存储器880。
解码器810可以通过对比特流解码来提取被量化的频率系数串，并且通过逆向地扫描被量化的频率系数串而生成具有被量化的频率系数的残留块。
由于解量化器820和逆变换器830所执行的功能与以上参照图5描述的解量化器550和逆变换器560执行的功能相同或相似，所以将省略详细描述。
特征向量提取器881从相邻块的像素提取特征向量。由于特征向量提取器881的操作与图5中的特征向量提取器581的操作相同或类似，所以省略详细描述。
预测模式决定器882参照图像的预设的特征向量分布来决定由提取的特征向量代表的最优化预测模式作为当前块的帧内模式。由于预测模式决定器882的操作与图7的预测模式决定器782的相同或相似，所以省略详细描述。
预测器850利用从比特流提取出的帧内预测模式或利用由预测模式决定器782决定的帧内预测模式来生成预测块。
加法器860通过将预测器850生成的预测块和逆变换器830重构的残留块相加来重构目标块。重构的目标块被解块滤波器870解块滤波并接着存储在存储器880中。因而，当目标块的下一块或其它块被重构时，可以将经过解块滤波的目标块用作基准图片。
通过将图5或图7的视频编码装置的比特流输出端子连接到图8的根据本公开的一个或更多个实施方式的视频解码装置800的比特流输入端子，可以实现根据本公开的一个或更多个实施方式的图像编码/解码装置。
根据本公开一个或更多个实施方式的图像编码/解码装置包括视频编码器，该视频编码器被配置为从相邻块像素提取特征向量，参照图像的预设的特征向量分布来提取由特征向量代表的最优预测模式，决定所提取的最优预测模式作为MPM或当前块的帧内模式并且利用与当前块相邻的相邻块像素对当前块进行帧内预测和编码。该图像编码/解码装置还包括视频解码器，该视频解码器被配置为利用从比特流提取出的帧内预测模式，或者通过从相邻块像素提取特征向量并且参照图像的预设的特征向量分布使用由提取出的特征向量代表的最优预测模式作为帧内预测模式来生成预测块，并且重构当前块。
在此情况下，可以用图5或图7的视频编码装置实现视频编码器，并且可以用图8的视频解码装置实现视频解码器。
根据本公开的实施方式的视频编码方法包括：帧内预测编码步骤（S910），利用与当前块相邻的相邻块像素对当前块进行帧内预测和编码；特征向量提取步骤（S920），从相邻块的像素提取特征向量；以及预测模式编码步骤（S930），通过参照图像的预设的特征向量分布来提取由特征向量代表的最优预测模式，并且将最优预测模式编码为帧内模式的预测模式。
由于帧内预测编码步骤（S901）、特征向量提取步骤（S920）和预测模式编码步骤（S930）分别对应于帧内预测编码器500a、特征向量提取器581和预测模式编码器582的操作，所以省略详细描述。
根据本公开另一个实施方式的视频编码方法包括：特征向量提取步骤（S1020），从相邻块像素提取特征向量；预测模式决定步骤（S1020），参照图像的预设的特征向量分布来决定由特征向量代表的最优化预测模式作为当前块的帧内模式；以及帧内预测编码步骤（S1030），利用与当前块相邻的相邻块像素，按照帧内模式进行帧内预测和编码。
由于特征向量提取步骤（S1010）、预测模式决定步骤（S1020）和帧内预测编码步骤（S1030）分别对应于特征向量提取器781、预测模式决定器782和帧内预测编码器700a的操作，所以省略详细描述。
根据本公开实施方式的视频解码方法包括：特征向量提取步骤（S1020），从相邻块像素提取特征向量；预测模式决定步骤（S1120），参照图像的预设的特征向量分布来决定由特征向量代表的最优化预测模式作为当前块的帧内模式；以及帧内预测解码步骤（S1130），利用与当前块相邻的相邻块像素，按照帧内模式进行帧内预测而生成预测块，并且重构当前块。
由于特征向量提取步骤（S1110）、预测模式决定步骤（S1120）和帧内预测解码步骤（S1130）对应于特征向量提取器881、预测模式决定器882和帧内预测解码器800a的操作，所以省略详细描述。
通过集成根据本公开一个或更多个视频编码方法或根据本公开另一个实施方式的视频编码方法和根据本公开一个或更多个实施方式的视频解码方法或根据本公开另一个实施方式的视频解码方法，可以实现根据本公开一个或更多个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：视频编码步骤，该步骤包括从相邻块像素提取特征向量，参照图像的预设的特征向量分布来提取由特征向量代表的最优预测模式，决定所提取的最优预测模式作为MPM或者当前块的帧内模式并且利用与当前块相邻的相邻块像素对当前块进行帧内预测和编码。图像编码/解码方法还包括：视频解码步骤，该步骤包括利用从比特流提取的帧内预测模式或通过从相邻块像素提取特征向量并且参照图像的预设的特征向量分布使用特征向量代表的最优预测模式作为帧内预测模式来生成预测块，并且重构当前块。
尽管为了示例性已经描述了本公开的各个示例性实施方式，但是本领域技术人员将理解的是，在不背离本公开的实质特征的情况下可以进行能够进行各种修改、添加和替换。因此，不是为了限制而描述本公开的示例性实施方式。因此，本公开的范围不被以上实施方式限制，而限制于权利要求和等同物。
工业实用性
如上所述，利用相邻块的特征向量来预测帧内模式，本公开对于模式信息的编码效率的领域中的应用非常有用，使得预测成功概率增加。
相关申请的交叉引用
如果可行，则本申请根据35U.S.C§119(a)要求在2010年12月28日在韩国提交的专利申请No.10-2010-0136400的优先权，其整个内容在此通过引用并入。另外，根据相同原因，基于这些韩国专利申请，这个非临时申请在除美国之外的其它国家要求优先权，其整体内容在此通过引用并入。

Claims (26)

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，其被配置为：
从相邻块的像素提取特征向量，
参照图像的预设的特征向量分布来提取由所述特征向量代表的最优预测模式，
决定所提取的最优预测模式作为最可能模式MPM或当前块的帧内模式，并且
利用与当前块相邻的相邻块的像素对所述当前块进行帧内预测和编码；以及
视频解码器，其被配置为：
通过利用从比特流提取出的帧内预测模式或通过从相邻块的像素提取特征向量并参照图像的预设的特征向量分布而使用由所提取的所述特征向量代表的最优预测模式作为所述帧内预测模式，生成预测块，并且
重构当前块。
2.一种视频编码装置，该视频编码装置包括：
帧内预测编码器，其被配置为利用与当前块相邻的相邻块的像素对所述当前块进行帧内预测和编码；
特征向量提取器，其被配置为从相邻块的像素提取特征向量；以及
预测模式编码器，其被配置为参照图像的预设的特征向量分布来提取由所述特征向量代表的最优预测模式，并且将所述最优预测模式编码为帧内模式的预测模式。
3.根据权利要求2所述的视频编码装置，其中，所述特征向量包括所述相邻块的倾斜中的一个或更多个，这些倾斜包括竖直倾斜、水平倾斜、右下对角线方向倾斜、左下对角线方向倾斜、宽度/高度比=1/2的水平向下倾斜、宽度/高度比=1/2的水平向上倾斜、宽度/高度比=2的水平向下倾斜和宽度/高度比=2的水平向上倾斜。
4.根据权利要求3所述的视频编码装置，其中，所述倾斜是对应方向上的n个相邻像素中的均差值，其中n是大于1的整数。
5.根据权利要求2所述的视频编码装置，其中，所述特征向量分布是通过针对每一个帧内模式将图像的特征向量分类而获得的。
6.一种视频编码装置，该视频编码装置包括：
特征向量提取器，其被配置为从相邻块的像素提取特征向量；
预测模式决定器，其被配置为参照图像的预设的特征向量分布来决定由所述特征向量代表的最优预测模式作为当前块的帧内模式；以及
帧内预测编码器，其被配置为利用与当前块相邻的相邻块的像素，按照所述帧内模式进行帧内预测和编码。
7.根据权利要求6所述的视频编码装置，其中，所述特征向量包括所述相邻块的倾斜中的一个或更多个，这些倾斜包括竖直倾斜、水平倾斜、右下对角线方向倾斜、左下对角线方向倾斜、宽度/高度比=1/2的水平向下倾斜、宽度/高度比=1/2的水平向上倾斜、宽度/高度比=2的水平向下倾斜和宽度/高度比=2的水平向上倾斜。
8.根据权利要求7所述的视频编码装置，其中，所述倾斜是对应方向上的n个相邻像素中的均差值，其中n是大于1的整数。
9.根据权利要求6所述的视频编码装置，其中，所述特征向量分布是通过针对每一个帧内模式将图像的特征向量分类而获得的。
10.一种视频解码装置，该视频解码装置包括：
特征向量提取器，其被配置为从相邻块的像素提取特征向量；
预测模式决定器，其被配置为参照图像的预设的特征向量分布来决定由所述特征向量代表的最优预测模式作为当前块的帧内模式；以及
帧内预测解码器，其被配置为利用与所述当前块相邻的所述相邻块的像素，通过按照所述帧内模式进行帧内预测而生成预测块，并重构所述当前块。
11.根据权利要求10所述的视频解码装置，其中，所述特征向量包括所述相邻块的倾斜中的一个或更多个，这些倾斜包括竖直倾斜、水平倾斜、右下对角线方向倾斜、左下对角线方向倾斜、宽度/高度比=1/2的水平向下倾斜、宽度/高度比=1/2的水平向上倾斜、宽度/高度比=2的水平向下倾斜和宽度/高度比=2的水平向上倾斜。
12.根据权利要求11所述的视频解码装置，其中，所述倾斜是对应方向上的n个相邻像素中的均差值，其中n是大于1的整数。
13.根据权利要求10所述的视频解码装置，其中，所述特征向量分布是通过针对每一个帧内模式将图像的特征向量分类而获得的。
14.一种视频编码/解码方法，该视频编码/解码方法包括：
执行视频编码，所述视频编码包括：
从相邻块的像素提取特征向量，
参照图像的预设的特征向量分布来提取由所述特征向量代表的最优预测模式，
决定所提取的最优预测模式作为最可能模式MPM或当前块的帧内模式，并且
利用与当前块相邻的相邻块的像素对所述当前块进行帧内预测和编码；以及
执行视频解码，所述视频解码包括：
利用从比特流提取出的帧内预测模式或者通过从相邻块像素提取的特征向量并且参照图像的预设的特征向量分布而使用由所述特征向量代表的最优预测模式作为帧内预测模式来生成预测块，并且
重构当前块。
15.一种视频编码方法，该视频编码方法包括：
利用与当前块相邻的相邻块的像素对所述当前块进行帧内预测和编码的帧内预编码步骤；
从相邻块的像素提取特征向量的特征向量提取步骤；以及
通过参照图像的预设的特征向量分布来提取由所述特征向量代表的最优预测模并且将所述最优预测模式编码为帧内模式的预测模式的预测模式编码步骤。
16.根据权利要求15所述的视频编码方法，其中，所述特征向量包括所述相邻的倾斜中的一个或更多个，这些倾斜包括竖直倾斜、水平倾斜、右下对角线方向倾、左下对角线方向倾斜、宽度/高度比=1/2的水平向下倾斜、宽度/高度比=1/2的水向上倾斜、宽度/高度比=2的水平向下倾斜和宽度/高度比=2的水平向上倾斜。
17.根据权利要求16所述的视频编码方法，其中，所述倾斜是对应方向上的n相邻像素中的均差值，其中n是大于1的整数。
18.根据权利要求15所述的视频编码方法，其中，所述特征向量分布是通过针每一个帧内模式将图像的特征向量分类而获得的。
19.一种视频编码方法，该视频编码方法包括：
从相邻块的像素提取特征向量的特征向量提取步骤；
参照图像的预设的特征向量分布来决定由所述特征向量代表的最优化预测模式作为当前块的帧内模式的预测模式决定步骤；以及
利用与当前块相邻的相邻块的像素，按照所述帧内模式进行帧内预测和编码的帧内预测编码步骤。
20.根据权利要求19所述的视频编码方法，其中，所述特征向量包括所述相邻块的倾斜中的一个或更多个，这些倾斜包括竖直倾斜、水平倾斜、右下对角线方向倾斜、左下对角线方向倾斜、宽度/高度比=1/2的水平向下倾斜、宽度/高度比=1/2的水平向上倾斜、宽度/高度比=2的水平向下倾斜和宽度/高度比=2的水平向上倾斜。
21.根据权利要求20所述的视频编码方法，其中，所述倾斜是对应方向上的n个相邻像素中的均差值，其中n是大于1的整数。
22.根据权利要求19所述的视频编码方法，其中，所述特征向量分布是通过针对每一个帧内模式将图像的特征向量分类而获得的。
23.一种视频解码方法，该视频解码方法包括：
从相邻块的像素提取特征向量的特征向量提取步骤；
参照图像的预设的特征向量分布来决定由所述特征向量代表的最优化预测模式作为当前块的帧内模式的预测模式决定步骤；以及
利用与当前块相邻的相邻块的像素，通过按照所述帧内模式进行帧内预测而生成预测块并重构当前块的帧内预测解码步骤。
24.根据权利要求23所述的视频解码方法，其中，所述特征向量包括所述相邻块的倾斜中的一个或更多个，这些倾斜包括竖直倾斜、水平倾斜、右下对角线方向倾斜、左下对角线方向倾斜、宽度/高度比=1/2的水平向下倾斜、宽度/高度比=1/2的水平向上倾斜、宽度/高度比=2的水平向下倾斜和宽度/高度比=2的水平向上倾斜。
25.根据权利要求24所述的视频解码方法，其中，所述倾斜是对应方向上的n个相邻像素中的均差值，其中n是大于1的整数。
26.根据权利要求23所述的视频解码方法，其中，所述特征向量分布是通过针对每一个帧内模式将图像的特征向量分类而获得的。
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