CN105474639A - 视频编码装置、视频解码装置、视频系统、视频编码方法、视频解码方法以及程序 - Google Patents

视频编码装置、视频解码装置、视频系统、视频编码方法、视频解码方法以及程序 Download PDF

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Abstract

本发明在抑制编码性能下降的同时，将减少为了减少色彩分量之间的冗余而供参考的参考像素的数量。执行帧内预测的帧内预测单元(20A)包括自适应子采样亮度参考像素获取单元(21A)和自适应子采样色度参考像素获取单元(22A)。在输入图像(a)为非YUV420格式的图像且编码单元为最小CU块的情况下，自适应子采样亮度参考像素获取单元(21A)基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素进行子采样，并获取每个经子采样的参考像素的像素值。在输入图像(a)为非YUV420格式的图像且编码单元为最小CU块的情况下，自适应子采样色度参考像素获取单元(22A)基于亮度帧内预测模式对邻近色度预测目标块的参考像素进行子采样，并获取每个经子采样的参考像素的像素值。

Description

视频编码装置、视频解码装置、视频系统、视频编码方法、视频解码方法以及程序
技术领域
本发明涉及视频编码装置、视频解码装置、视频系统、视频编码方法、视频解码方法以及程序。
背景技术
已提议将HEVC(HighEfficiencyVideoCoding，高效率视频编码)作为采用帧内预测、帧间预测和残差变换(例如，参见非专利文献1)的视频编码方法。
[视频编码装置MM的配置和操作]
图15是根据采用以上提及的视频编码方法来对视频图像进行编码的常规示例的视频编码装置MM的框图。视频编码装置MM包括帧间预测单元10、帧内预测单元20、变换及量化单元30、熵编码单元40、逆量化及逆变换单元50、环内滤波单元60、第一缓冲单元70和第二缓冲单元80。
将输入图像a和后续描述的由第一缓冲单元70提供的本地解码图像g输入给帧间预测单元10。该帧间预测单元10利用输入图像a和本地解码图像g进行帧间预测(inter-frameprediction，帧间预测)，以生成并输出帧间预测图像b。
将输入图像a和后续描述的由第二缓冲单元80提供的本地解码图像f输入给帧内预测单元20。该帧内预测单元20利用输入图像a和本地解码图像f进行帧内预测(intra-frameprediction，帧内预测)，以生成并输出帧内预测图像c。
将输入图像a与帧间预测图像b或帧内预测图像c的误差(残差)信号输入到变换及量化单元30。该变量及量化单元30对输入的残差信号进行变换和量化，以生成并输出量化系数d。
将量化系数d和边信息(未示出)输入到熵编码单元40。该熵编码单元40对输入的信号进行熵编码，并将经熵编码的信号作为比特流z输出。
将量化系数d输入到逆量化及逆变换单元50。该逆量化及逆变换单元50对量化系数d进行逆量化和逆变换，以生成并输出经逆变换的残差信号e。
第二缓冲单元80累积本地解码图像f并将累积的本地解码图像f适当地提供给帧内预测单元20和环内滤波单元60。本地解码图像f为通过使帧间预测图像b或帧内预测图像c与经逆变换的残差信号e相加而得到的信号。
将本地解码图像f输入给环内滤波单元60。该环内滤波单元60对本地解码图像f进行滤波(例如去块滤波)，以生成并输出本地解码图像g。
第一缓冲单元70累积本地解码图像g并将累积的本地解码图像g适当地提供给帧间预测单元10。
[视频解码装置NN的配置和操作]
图16是根据从由视频编码装置MM生成的比特流z中解码出视频图像的常规示例的视频解码装置NN的框图。视频解码装置NN包括熵解码单元110、逆变换及逆量化单元120、帧间预测单元130、帧内预测单元140、环内滤波器150、第一缓冲单元160和第二缓冲单元170。
将比特流z输入给熵解码单元110。该熵解码单元110对比特流z进行熵解码，生成并输出量化系数B。
逆变换及逆量化单元120、帧间预测单元130、帧内预测单元140、环内滤波单元150、第一缓冲单元160和第二缓冲单元170分别与在图15中所示的逆量化及逆变换单元50、帧间预测单元10、帧内预测单元20、环内滤波单元60、第一缓冲单元70和第二缓冲单元80执行相似的动作。
(帧内预测的细节)
下面将详细描述以上提及的帧内预测。关于帧内预测，非专利文献1指出针对每个色彩分量，利用作为已被编码的重构像素的参考像素的像素值来预测编码目标块中的像素值。另外，亮度分量预测方法共有35种模式，即DC、平面以及针对在图17中所示的33个方向的方向预测。对于色度分量预测方法，方法采用与亮度分量相同的预测分类、以及与所表示的针对亮度分量的方法不同的DC、平面、水平和垂直方法。根据以上结构，可减少针对每个色彩分量的空间冗余。
非专利文献2描述了作为用于减少色彩分量之间的冗余的技术的LM模式。例如，现在将利用图18来描述针对YUV420格式的图像使用LM模式的情况。
图18A示出了色度分量像素，图18B示出了亮度分量像素。在LM模式中，采用已被在图18B中的16个白色圆圈表示的像素中重构的亮度分量以及如下式(1)表示的预测式来线性预测色度分量。
[式1]
predc[x，y]＝α×((PL[2x，2y]+PL[2x，2y+1])＞＞β···(1)
在式(1)中，PL表示亮度分量的像素值，predc表示色度分量的预测像素值。α和β分别表示可利用由在图18A中的8个黑色圆圈和在图18B中的8个黑色圆圈表示的参考像素而获取的参数，其可通过下面的式(2)和式(3)来确定。
[式2]
α = R ( P ^ L , P ′ C ) R ( P ^ L , P ^ L ) ... ( 2 )
[式3]
β = M ( P ′ C ) - α × M ( P ^ L ) ... ( 3 )
式(2)中的R表示内积运算，式(3)中的M表示均值运算，并且式(2)和式(3)中的P’C表示亮度分量的参考像素的像素值。P^L表示在考虑到亮度和色度的相位的情况下得到的亮度分量的像素值，其可通过下式(4)来确定。
[式4]
P ^ L [ x , y ] = ( P L [ 2 x , 2 y ] + P L [ 2 x , 2 y + 1 ] ) > > 1... ( 4 )
要注意的是，上部的参考像素的相位有相移，以减少存储器访问。针对每个被称为TU(变换单元)的最小处理块进行色度预测。
在扩展针对以上提及的YUV420格式的图像的LM模式，并将经扩展的LM模式用于YUV422格式的图像的情况下，会增加竖直方向上的参考像素的数量，如图19所示。
图20是采用以上提及的LM模式进行帧内预测的帧内预测单元20,140的框图。每个帧内预测单元20,140包括亮度参考像素获取单元21、色度参考像素获取单元22、预测系数推导单元23和色度线性预测单元24。
将本地解码图像f的亮度分量输入到亮度参考像素获取单元21。该亮度参考像素获取单元21获取邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的每个参考像素的像素值，调整所获取的像素值的相位，并将经相位调整的像素值作为亮度参考像素值h进行输出。
将本地解码图像f的色度分量输入到色度参考像素获取单元22。该色度参考像素获取单元22获取邻近色度预测目标块的每个参考像素的像素值，并将所获取的像素值作为色度参考像素值i进行输出。
将亮度参考像素值h和色度参考像素值i输入到预测系数推导单元23。该预测系数推导单元23利用这些输入的像素值由以上的式(2)至式(4)得到参数α和β，并将参数α和β作为预测系数j进行输出。
将本地解码图像f的亮度分量和预测系数j输入到色度线性预测单元24。该色度线性预测单元24利用这些输入的信号由上式(1)得到色度分量的预测像素值，并将所得到的预测像素值作为色度预测像素值k进行输出。
顺便指出，随着半导体技术的发展，可用的存储器容量得以增加。然而，随着存储器容量的增加，存储器访问的粒度也变大了。同时，与存储器容量的增加相比，存储器带宽并没有明显变宽。由于在对视频图像进行编码和解码的过程中要用到存储器，因此存储器访问的粒度和存储器带宽已成为瓶颈。
此外，接近计算核心的存储器(例如SRAM)的制造成本和功率消耗要高于外部存储器(例如DRAM)的制造成本和功率消耗。为此，有利的是可尽可能地减少接近计算核心的存储器的存储容量。然而，由于即使在说明书提供的最坏值处也需要能够对视频图像进行解码，因此接近计算核心的存储器需要能够满足在最坏值处的存储需求，而不是平均存储需求(粒度、大小、数量等)。
在LM模式中，由于要针对以上提及的每个TU都进行参数推导，因此参考像素的数量增加了，并且计算次数和存储器访问次数也增加了。
例如，下面将考虑在针对YUV420格式的图像采用LM模式的情况下用于推导参数的计算次数和参考像素的数量。在非专利文献1的主文件中，作为最大处理块的LCU(最大编码单元)的大小为64×64，作为最小处理块的最小CU的大小为4×4。另外，因为在YUV420格式下的色度像素的数量为1/4，所以亮度分量的最小计算块为8×8。为此，用于进行参数推导的计算次数为(64/8)2＝64次，参考像素的数量为28×64次。
非专利文献2描述了用于针对每个CU(编码单元)进行参数推导，以减少用于针对非YUV420格式的图像进行参数推导的计算次数的最坏值的技术。图21示出了在针对每个TU进行参数推导的情况下以及在针对每个CU进行参数推导的情况下的计算次数和参考像素的数量。
如上所述，在LM模式中可减少色彩分量之间的冗余。然而，当考虑到CTU单元时，就出现了在推导参数时所用的最坏值的参考像素的数量较多的问题。
非专利文献3描述了用于在LM模式下减少针对非YUV420格式的图像的参考像素的数量的技术。
例如，现在将采用图22来描述将非专利文献3中的技术应用于YUV422格式的图像的情况。在此种情况下，与在图19中所示的情况相比，邻近预测目标块的长边的参考像素的数量减半。为此，如图24所示，亮度参考像素的数量和色度参考像素的数量均为8像素。
另外，将采用图23来描述将非专利文献3中的技术应用于YUV444格式的图像的情况。同样在此种情况下，邻近预测目标块的长边的参考像素的数量减半。为此，如图24所示，亮度参考像素的数量和色度参考像素的数量均为8像素。
现有技术文件
非专利文献
非专利文献1：JCTVC-L1003,HighEfficiencyVideoCoding(HEVC)RangeExtensionstextspecification:Draft2(forPDAM)。
非专利文献2：JCTVC-M0097,RCE1:Theperformanceofextendedchromamodefornon-4:2:0format。
非专利文献3：JCTVC-M0412,AHG5:CUbasedchromaintrapredictionwithreducedreference。
发明内容
本发明待解决的问题
在非专利文献3中描述的技术通过统一地对参考像素进行子采样来实现参考像素数量的减少。为此，当对参考像素进行子采样时，不会考虑到图像特征，且有可能造成编码性能的下降。
本发明是针对上述问题而完成的，且本发明的目的在于在抑制编码性能下降的同时，减少为了减少色彩分量之间的冗余而供参考的参考像素的数量。
解决问题的方法
为了解决上述问题，本发明提出了以下各项。
(1)本发明提出了一种用于对配置成包括多个色彩分量的视频图像进行编码的视频编码装置(例如，相当于图1中的视频编码装置AA)，包括：用于执行帧内预测的帧内预测装置(例如，相当于图1中的帧内预测单元20A)，帧内预测装置包括：用于基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素进行子采样的自适应子采样亮度参考像素子采样装置(例如，相当于图2中的自适应子采样亮度参考像素获取单元21A)；用于在自适应子采样亮度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值的自适应子采样亮度参考像素获取装置(例如，相当于图2中的自适应子采样亮度参考像素获取单元21A)；用于基于亮度帧内预测模式对邻近色度预测目标块的参考像素进行子采样的自适应子采样色度参考像素子采样装置(例如，相当于图2中的自适应子采样色度参考像素获取单元22A)；用于在自适应子采样色度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值的自适应子采样色度参考像素获取装置(例如，相当于图2中的自适应子采样色度参考像素获取单元22A)；用于利用由自适应子采样亮度参考像素获取装置获取的像素值和由自适应子采样色度参考像素获取装置获取的像素值来推导预测系数的预测系数推导装置(例如，相当于图2中的预测系数推导单元23)；以及用于利用与色度预测目标块相对应的亮度块的本地解码像素值和由预测系数推导装置推导的预测系数来线性预测构成色度预测目标块的每个像素的预测像素值的色度线性预测装置(例如，相当于图2中的色度线性预测单元24)。
根据本发明，在帧内预测过程中，基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素和邻近色度预测目标块的参考像素进行子采样。为此，可基于亮度分量预测方法对参考像素进行子采样，从而在考虑图像特征的同时，可使为了减少色彩分量之间的冗余而供参考的像素的数量减半。因此，在抑制编码性能下降的同时，可减少为了减少色彩分量之间的冗余而供参考的参考像素的数量。
(2)关于(1)中的视频编码装置，本发明提出了一种视频编码装置，其中自适应子采样亮度参考像素子采样装置和自适应子采样色度参考像素子采样装置仅在编码单元为预定的最小编码单元的情况下才执行子采样。
根据本发明，在(1)中的视频编码装置中，仅在编码单元为预定的最小编码单元的情况下才执行以上提及的子采样。为此，仅在编码单元为预定的最小编码单元的情况下才能减少为了减少色彩分量之间的冗余而供参考的参考像素的数量。
(3)关于(1)中的视频编码装置，本发明提出了一种视频编码装置，其中自适应子采样亮度参考像素子采样装置和自适应子采样色度参考像素子采样装置不顾及编码单元始终执行子采样。
根据本发明，在(1)中的视频编码装置中，不考虑编码单元而始终执行以上提及的子采样。为此，可在不考虑编码单元的情况下始终减少为了减少色彩分量之间的冗余而供参考的参考像素的数量。
(4)关于(1)至(3)中任一项的视频编码装置，本发明提出了一种视频编码装置，其中自适应子采样亮度参考像素子采样装置和自适应子采样色度参考像素子采样装置执行子采样，并将参考像素的数量减少至子采样之前参考像素的数量的1/n(其中n为满足n>0的2的任意次方)。
根据本发明，在(1)至(3)中任意一项的视频编码装置中，通过对参考像素进行子采样，可将参考像素的数量减少至子采样之前参考像素的数量的1/n。为此，可通过设置n的值来调整对编码性能下降的抑制以及为了减少色彩分量之间的冗余而供参考的参考像素的数目的下降。
(5)关于(1)至(4)中任一项的视频编码装置，本发明提出了一种视频编码装置，其中视频图像为YUV422格式的图像。
根据本发明，在(1)至(4)中任一项的视频编码装置中，视频图像为YUV422格式的图像。为此，即使色度分量的像素块为YUV422格式的视频图像中的矩形，也可对参考像素进行子采样，以使参考像素的数量变成2的次方，从而可通过移位运算来实现诸如除法的运算。
(6)关于(1)至(5)中任一项的视频编码装置，本发明提出了一种视频编码装置，其中处理块的尺寸为8×8。
这里，在处理块的大小为4×4的情况下，参考像素被过度子采样，因此降低了预测系数的准确性，并且在CTU(64×64)中的运算次数为16×16＝256，该次数过多。相反地，在处理块的大小为16×16的情况下，参考像素未被过度子采样，因此提高了预测系数的准确性，但是由于未能反映处理块的详细特征，所以降低了编码性能。
为此，根据本发明，在(1)至(5)中任一项的视频编码装置中，处理块的大小为8×8。为此，可在未过度地对参考像素进行子采样的同时提高预测系数的准确性，还可以在抑制每个CTU中的运算次数的同时反映处理块的具体特征，并可以提高编码性能。
(7)本发明提出了一种用于对配置成包括多个色彩分量的视频图像进行解码的视频解码装置(例如，相当于图9中的视频解码装置BB)，包括：用于执行帧内预测的帧内预测装置(例如，相当于图9中的帧内预测单元140A)，帧内预测装置包括：用于基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素进行子采样的自适应子采样亮度参考像素子采样装置(例如，相当于图2中的自适应子采样亮度参考像素获取单元21A)；用于在自适应子采样亮度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值的自适应子采样亮度参考像素获取装置(例如，相当于图2中的自适应子采样亮度参考像素获取单元21A)；用于基于亮度帧内预测模式对邻近色度预测目标块的参考像素进行子采样的自适应子采样色度参考像素子采样装置(例如，相当于图2中的自适应子采样色度参考像素获取单元22A)；用于在自适应子采样色度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值的自适应子采样色度参考像素获取装置(例如，相当于图2中的自适应子采样色度参考像素获取单元22A)；用于利用由自适应子采样亮度参考像素获取装置获取的像素值和由自适应子采样色度参考像素获取装置获取的像素值来推导预测系数的预测系数推导装置(例如，相当于图2中的预测系数推导单元23)；以及用于利用与色度预测目标块相对应的亮度块的本地解码像素值和由预测系数推导装置推导的预测系数来线性预测构成色度预测目标块的每个像素的预测像素值的色度线性预测装置(例如，相当于图2中的色度线性预测单元24)。
根据本发明，在帧内预测过程中，基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素和邻近色度预测目标块的参考像素进行子采样。为此，可基于亮度分量预测方法对参考像素进行子采样，从而在考虑图像特征的同时，可使为了减少色彩分量之间的冗余而供参考的像素的数量减半。因此，在抑制编码性能下降的同时，可减少为了减少色彩分量之间的冗余而供参考的像素的数量。
(8)关于(7)中的视频解码装置，本发明提出了一种视频解码装置，其中自适应子采样亮度参考像素子采样装置和自适应子采样色度参考像素子采样装置仅在解码单元为预定的最小解码单元的情况下才执行子采样。
根据本发明，在(7)中的视频解码装置中，仅在解码单元为预定的最小解码单元的情况下才执行以上提及的子采样。为此，仅在解码单元为预定的最小解码单元的情况下才能减少为了减少色彩分量之间的冗余而供参考的参考像素的数量。
(9)关于(7)中的视频解码装置，本发明提出了一种视频解码装置，其中自适应子采样亮度参考像素子采样装置和自适应子采样色度参考像素子采样装置不顾及解码单元始终执行子采样。
根据本发明，在(7)中的视频解码装置中，不考虑编码单元而始终执行以上提及的子采样。为此，可在不考虑解码单元的情况下始终减少为了减少色彩分量之间的冗余而供参考的参考像素的数量。
(10)关于(7)至(9)中任一项的视频解码装置，本发明提出了一种视频解码装置，其中自适应子采样亮度参考像素子采样装置和自适应子采样色度参考像素子采样装置执行子采样，并将参考像素的数量减少至子采样之前参考像素的数量的1/n(其中n为满足n>0的2的任意次方)。
根据本发明，在(7)至(9)中任意一项的视频解码装置中，通过对参考像素进行子采样，可将参考像素的数量减少至子采样之前参考像素的数量的1/n。为此，可通过设置n的值来调整对编码性能下降的抑制以及为了减少色彩分量之间的冗余而供参考的参考像素的数目的下降。
(11)关于(7)至(10)中任一项的视频解码装置，本发明提出了一种视频解码装置，其中视频图像为YUV422格式的图像。
根据本发明，在(7)至(10)中任一项的视频解码装置中，视频图像为YUV422格式的图像。为此，即使色度分量的像素块为YUV422格式的视频图像中的矩形，也可对参考像素进行子采样，以使参考像素的数量变成2的次方，从而可通过移位运算来实现诸如除法的运算。
(12)关于(7)至(11)中任一项的视频解码装置，本发明提出了一种视频解码装置，其中处理块的大小为8×8。
这里，在处理块的尺寸为4×4的情况下，参考像素被过度子采样，因此降低了预测系数的准确性，并且在CTU(64×64)中的运算次数为16×16＝256，该次数过多。相反地，在处理块的大小为16×16的情况下，参考像素未被过度子采样，因此提高了预测系数的准确性，但是由于未能反映处理块的具体特征，所以降低了编码性能。
为此，根据本发明，在(7)至(11)中任一项的视频解码装置中，处理块的大小为8×8。为此，可在未过度地对参考像素进行子采样的同时提高预测系数的准确性，还可以在抑制每个CTU中的运算次数的同时反映处理块的详细特征，并可以提高编码性能。
(13)本发明提出了一种视频系统，其包括用于对配置成包括多个色彩分量的视频图像进行编码的视频编码装置(例如，相当于图1中的视频编码装置AA)，以及用于对配置成包括多个色彩分量的视频图像进行解码的视频解码装置(例如，相当于图9中的视频解码装置BB)，视频编码装置包括用于执行帧内预测的编码侧帧内预测装置(例如，相当于图1中的帧内预测单元20A)，编码侧帧内预测装置包括：用于基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素进行子采样的编码侧自适应子采样亮度参考像素子采样装置(例如，相当于图2中的自适应子采样亮度参考像素获取单元21A)；用于在编码侧自适应子采样亮度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值的编码侧自适应子采样亮度参考像素获取装置(例如，相当于图2中的自适应子采样亮度参考像素获取单元21A)；用于基于亮度帧内预测模式对邻近色度预测目标块的参考像素进行子采样的编码侧自适应子采样色度参考像素子采样装置(例如，相当于图2中的自适应子采样色度参考像素获取单元22A)；用于在编码侧自适应子采样色度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值的编码侧自适应子采样色度参考像素获取装置(例如，相当于图2中的自适应子采样色度参考像素获取单元22A)；用于利用由编码侧自适应子采样亮度参考像素获取装置获取的像素值和由编码侧自适应子采样色度参考像素获取装置获取的像素值来推导预测系数的编码侧预测系数推导装置(例如，相当于图2中的预测系数推导单元23)；以及利用与色度预测目标块相对应的亮度块的本地解码像素值和由编码侧预测系数推导装置推导的预测系数来线性预测构成色度预测目标块的每个像素的预测像素值的编码侧色度线性预测装置(例如，相当于图2中的色度线性预测单元24)，视频解码装置包括用于执行帧内预测的解码侧帧内预测装置(例如，相当于图9中的帧内预测单元140A)，解码侧帧内预测装置包括：用于基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素进行子采样的解码侧自适应子采样亮度参考像素子采样装置(例如，相当于图2中的自适应子采样亮度参考像素获取单元21A)；用于在解码侧自适应子采样亮度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值的解码侧自适应子采样亮度参考像素获取装置(例如，相当于图2中的自适应子采样亮度参考像素获取单元21A)；用于基于亮度帧内预测模式对邻近色度预测目标块的参考像素进行子采样的解码侧自适应子采样色度参考像素子采样装置(例如，相当于图2中的自适应子采样色度参考像素获取单元22A)；用于在解码侧自适应子采样色度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值的解码侧自适应子采样色度参考像素获取装置(例如，相当于图2中的自适应子采样色度参考像素获取单元22A)；用于利用由解码侧自适应子采样亮度参考像素获取装置获取的像素值和由解码侧自适应子采样色度参考像素获取装置获取的像素值来推导预测系数的解码侧预测系数推导装置(例如，相当于图2中的预测系数推导单元23)；以及用于利用与色度预测目标块相对应的亮度块的本地解码像素值和由解码侧预测系数推导装置推导的预测系数来线性预测构成色度预测目标块的每个像素的预测像素值的解码侧色度线性预测装置(例如，相当于图2中的色度线性预测单元24)。
根据本发明，在帧内预测过程中，基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素和邻近色度预测目标块的参考像素进行子采样。为此，可基于亮度分量预测方法对参考像素进行子采样，从而在考虑图像特征的同时，可使为了减少色彩分量之间的冗余而供参考的像素的数量减半。因此，在抑制编码性能下降的同时，可减少为了减少色彩分量之间的冗余而供参考的参考像素的数量。
(14)本发明提出了一种对视频编码装置(例如，相当于图1中的视频编码装置AA)中的视频图像进行编码的方法，视频编码装置对配置成包括多个色彩分量的视频图像进行编码，视频编码装置包括用于执行帧内预测并具有以下各项的帧内预测装置(例如，相当于图1中的帧内预测单元20A)：自适应子采样亮度参考像素子采样装置(例如，相当于图2中的自适应子采样亮度参考像素获取单元21A)；自适应子采样亮度参考像素获取装置(例如，相当于图2中的自适应子采样亮度参考像素获取单元21A)；自适应子采样色度参考像素子采样装置(例如，相当于图2中的自适应子采样色度参考像素获取单元22A)；自适应子采样色度参考像素获取装置(例如，相当于图2中的自适应子采样色度参考像素获取单元22A)；预测系数推导装置(例如，相当于图2中的预测系数推导单元23)；以及色度线性预测装置(例如，相当于图2中的色度线性预测单元24)，方法包括：第一步骤，自适应子采样亮度参考像素子采样装置基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素进行子采样；第二步骤，自适应子采样亮度参考像素获取装置用于在自适应子采样亮度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值；第三步骤，自适应子采样色度参考像素子采样装置基于亮度帧内预测模式对邻近色度预测目标块的参考像素进行子采样；第四步骤，自适应子采样色度参考像素获取装置在自适应子采样色度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值；第五步骤，预测系数推导装置利用由自适应子采样亮度参考像素获取装置获取的像素值和由自适应子采样色度参考像素获取装置获取的像素值来推导预测系数；以及第六步骤，色度线性预测装置利用与色度预测目标块相对应的亮度块的本地解码像素值和由预测系数推导装置推导的预测系数来线性预测构成色度预测目标块的每个像素的预测像素值。
根据本发明，在帧内预测过程中，基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素和邻近色度预测目标块的参考像素进行子采样。为此，可基于亮度分量预测方法对参考像素进行子采样，从而在考虑图像特征的同时，可使为了减少色彩分量之间的冗余而供参考的像素的数量减半。因此，在抑制编码性能下降的同时，可减少为了减少色彩分量之间的冗余而供参考的参考像素的数量。
(15)本发明提出了一种对视频解码装置(例如，相当于图9中的视频解码装置BB)中的视频图像进行解码的方法，视频解码装置对配置成包括多个色彩分量的视频图像进行解码，视频解码装置包括用于执行帧内预测并具有以下各项的帧内预测装置(例如，相当于图9中的帧内预测单元140A)：自适应子采样亮度参考像素子采样装置(例如，相当于图2中的自适应子采样亮度参考像素获取单元21A)；自适应子采样亮度参考像素获取装置(例如，相当于图2中的自适应子采样亮度参考像素获取单元21A)；自适应子采样色度参考像素子采样装置(例如，相当于图2中的自适应子采样色度参考像素获取单元22A)；自适应子采样色度参考像素获取装置(例如，相当于图2中的自适应子采样色度参考像素获取单元22A)；预测系数推导装置(例如，相当于图2中的预测系数推导单元23)；以及色度线性预测装置(例如，相当于图2中的色度线性预测单元24)，所述帧内预测装置包括：第一步骤，自适应子采样亮度参考像素子采样装置基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素进行子采样；第二步骤，自适应子采样亮度参考像素获取装置在自适应子采样亮度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值；第三步骤，自适应子采样色度参考像素子采样装置基于亮度帧内预测模式对邻近色度预测目标块的参考像素进行子采样；第四步骤，自适应子采样色度参考像素获取装置在自适应子采样色度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值；第五步骤，预测系数推导装置利用由自适应子采样亮度参考像素获取装置获取的像素值和由自适应子采样色度参考像素获取装置获取的像素值来推导预测系数；以及第六步骤，色度线性预测装置利用与色度预测目标块相对应的亮度块的本地解码像素值和由预测系数推导装置推导的预测系数来线性预测构成色度预测目标块的每个像素的预测像素值。
根据本发明，在帧内预测过程中，基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素和邻近色度预测目标块的参考像素进行子采样。为此，可基于亮度分量预测方法对参考像素进行子采样，从而在考虑图像特征的同时，可使为了减少色彩分量之间的冗余而供参考的像素的数量减半。因此，在抑制编码性能下降的同时，可减少为了减少色彩分量之间的冗余而供参考的参考像素的数量。
(16)本发明提出了一种用于使计算机执行用于对视频编码装置(例如，相当于图1中的视频编码装置AA)中的视频图像进行编码的方法的程序，视频编码装置对配置成包括多个色彩分量的视频图像进行编码，视频编码装置包括用于执行帧内预测并具有以下各项的帧内预测装置(例如，相当于图1中的帧内预测单元20A)：自适应子采样亮度参考像素子采样装置(例如，相当于图2中的自适应子采样亮度参考像素获取单元21A)；自适应子采样亮度参考像素获取装置(例如，相当于图2中的自适应子采样亮度参考像素获取单元21A)；自适应子采样色度参考像素子采样装置(例如，相当于图2中的自适应子采样色度参考像素获取单元22A)；自适应子采样色度参考像素获取装置(例如，相当于图2中的自适应子采样色度参考像素获取单元22A)；预测系数推导装置(例如，相当于图2中的预测系数推导单元23)；以及色度线性预测装置(例如，相当于图2中的色度线性预测单元24)，程序包括：第一步骤，自适应子采样亮度参考像素子采样装置基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素进行子采样；第二步骤，自适应子采样亮度参考像素获取装置用于在自适应子采样亮度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值；第三步骤，自适应子采样色度参考像素子采样装置基于亮度帧内预测模式对邻近色度预测目标块的参考像素进行子采样；第四步骤，自适应子采样色度参考像素获取装置在自适应子采样色度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值；第五步骤，预测系数推导装置利用由自适应子采样亮度参考像素获取装置获取的像素值和由自适应子采样色度参考像素获取装置获取的像素值来推导预测系数；以及第六步骤，色度线性预测装置利用与色度预测目标块相对应的亮度块的本地解码像素值和由预测系数推导装置推导的预测系数来线性预测构成色度预测目标块的每个像素的预测像素值。
根据本发明，在帧内预测过程中，基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素和邻近色度预测目标块的参考像素进行子采样。为此，可基于亮度分量预测方法对参考像素进行子采样，从而在考虑图像特征的同时，可使为了减少色彩分量之间的冗余而供参考的像素的数量减半。因此，在抑制编码性能下降的同时，可减少为了减少色彩分量之间的冗余而供参考的像素的数量。
(17)本发明提出了一种用于使计算机执行用于对视频解码装置(例如，相当于图9中的视频解码装置BB)中的视频图像进行解码的方法的程序，视频解码装置对配置成包括多个色彩分量的视频图像进行解码，视频解码装置包括用于执行帧内预测并具有以下各项的帧内预测装置(例如，相当于图9中的帧内预测单元140A)：自适应子采样亮度参考像素子采样装置(例如，相当于图2中的自适应子采样亮度参考像素获取单元21A)；自适应子采样亮度参考像素获取装置(例如，相当于图2中的自适应子采样亮度参考像素获取单元21A)；自适应子采样色度参考像素子采样装置(例如，相当于图2中的自适应子采样色度参考像素获取单元22A)；自适应子采样色度参考像素获取装置(例如，相当于图2中的自适应子采样色度参考像素获取单元22A)；预测系数推导装置(例如，相当于图2中的预测系数推导单元23)；以及色度线性预测装置(例如，相当于图2中的色度线性预测单元24)，所述帧内预测装置包括：第一步骤，自适应子采样亮度参考像素子采样装置基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素进行子采样；第二步骤，自适应子采样亮度参考像素获取装置在自适应子采样亮度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值；第三步骤，自适应子采样色度参考像素子采样装置基于亮度帧内预测模式对邻近色度预测目标块的参考像素进行子采样；第四步骤，自适应子采样色度参考像素获取装置在自适应子采样色度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值；第五步骤，预测系数推导装置利用由自适应子采样亮度参考像素获取装置获取的像素值和由自适应子采样色度参考像素获取装置获取的像素值来推导预测系数；以及第六步骤，色度线性预测装置利用与色度预测目标块相对应的亮度块的本地解码像素值和由预测系数推导装置推导的预测系数来线性预测构成色度预测目标块的每个像素的预测像素值。
根据本发明，在帧内预测过程中，基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素和邻近色度预测目标块的参考像素进行子采样。为此，可基于亮度分量预测方法对参考像素进行子采样，从而在考虑图像特征的同时，可使为了减少色彩分量之间的冗余而供参考的像素的数量减半。因此，在抑制编码性能下降的同时，可减少为了减少色彩分量之间的冗余而供参考的像素的数量。
本发明的效果
根据本发明，在抑制编码性能下降的同时，可减少为了减少色彩分量之间的冗余而供参考的像素的数量。
附图说明
图1为根据本发明第一个实施例的视频编码装置的框图；
图2是根据以上提及的实施例的视频编码装置具有的帧内预测单元的框图；
图3是用于说明根据以上提及的实施例的视频编码装置具有的帧内预测单元的操作的图；
图4是用于说明根据以上提及的实施例的视频编码装置具有的帧内预测单元的动作的图；
图5是用于说明根据以上提及的实施例的视频编码装置具有的帧内预测单元的操作的图；
图6是用于说明根据以上提及的实施例的视频编码装置具有的帧内预测单元的操作的图；
图7是用于说明根据以上提及的实施例的视频编码装置具有的帧内预测单元的操作的图；
图8是用于说明根据以上提及的实施例的视频编码装置具有的帧内预测单元的操作的图；
图9是根据本发明第一个实施例的视频解码装置的框图；
图10是用于说明根据本发明第二个实施例的视频编码装置具有的帧内预测单元的操作的图；
图11是用于说明根据本发明的变形的视频编码装置和视频解码装置具有的帧内预测单元的操作的图；
图12是用于说明根据本发明的变形的视频编码装置和视频解码装置具有的帧内预测单元的操作的图；
图13是用于说明根据本发明的变形的视频编码装置和视频解码装置具有的帧内预测单元的操作的图；
图14是用于说明根据本发明的变形的视频编码装置和视频解码装置具有的帧内预测单元的操作的图；
图15是根据传统示例的视频编码装置的框图；
图16是根据传统示例的视频解码装置的框图；
图17是用于说明亮度分量预测方法的图；
图18是用于说明根据传统示例的视频编码装置和视频解码装置具有的帧内预测单元的操作的图；
图19是用于说明根据传统示例的视频编码装置和视频解码装置具有的帧内预测单元的操作的图；
图20是根据传统示例的视频编码装置和视频解码装置具有的帧内预测单元的框图；
图21是用于说明根据传统示例的视频编码装置和视频解码装置具有的帧内预测单元的操作的图；
图22是用于说明根据传统示例的视频编码装置和视频解码装置具有的帧内预测单元的操作的图；
图23是用于说明根据传统示例的视频编码装置和视频解码装置具有的帧内预测单元的操作的图；以及
图24是用于说明根据传统示例的视频编码装置和视频解码装置具有的帧内预测单元的操作的图。
具体实施方式
以下，将参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。注意的是，以下实施例中的构成要素可适当地与现有的构成要素等进行替换，并且可进行包括与其他现有的构成要素的组合在内的各种改变。因此，并不是基于以下实施方式的记载来限定权利要求书中记载的发明内容。
第一个实施例
[视频编码装置AA的配置和操作]
图1是根据本发明第一个实施例的视频编码装置AA的框图。视频编码装置AA与在图15中所示的根据传统示例的视频编码装置MM的区别在于，用帧内预测单元20A来代替帧内预测单元20。注意的是，用相同的标记来表示视频编码装置AA和视频编码装置MM中相同的构成要素，并且省略重复说明。
图2是帧内预测单元20A的框图。帧内预测单元20A与在图20中所示的根据传统示例的帧内预测单元20的区别在于，用自适应子采样亮度参考像素获取单元21A来代替亮度参考像素获取单元21，并且用自适应子采样色度参考像素获取单元22A来代替色度参考像素获取单元22。
将本地解码图像f的亮度分量输入给自适应子采样亮度参考像素获取单元21A。该自适应子采样亮度参考像素获取单元21A进行适用于编码单元的处理，生成并输出亮度参考像素值h。
具体地，在编码单元不同于作为CU的最小编码单元的最小CU块的情况下，自适应子采样亮度参考像素获取单元21A获取邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的每个参考像素的像素值，调整所获取的像素值的相位，并将经相位调整的像素值作为亮度参考像素值h进行输出。
另一方面，在输入图像a为非YUV420格式的图像且编码单元为最小CU块的情况下，自适应子采样亮度参考像素获取单元21A首先利用本地解码图像f来确定亮度帧内预测模式，以使输入图像a是最相似的。然后，自适应子采样亮度参考像素获取单元21A基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素进行子采样，获取每个经子采样的参考像素的像素值，并将所获取的像素值作为亮度参考像素值h进行输出。
将本地解码图像f的色度分量输入到自适应子采样色度参考像素获取单元22A。该自适应子采样色度参考像素获取单元22A进行适用于编码单元的处理，生成并输出色度参考像素值i。
具体地，在编码单元不是最小CU块的情况下，自适应子采样色度参考像素获取单元22A获取邻近色度预测目标块的每个参考像素的像素值，并将所获取的像素值作为色度参考像素值i进行输出。
另一方面，在输入图像a为非YUV420格式的图像且编码单元为最小CU块的情况下，自适应子采样色度参考像素获取单元22A首先利用本地解码图像f来确定亮度帧内预测模式，以使输入图像a是最相似的。然后，自适应子采样色度参考像素获取单元22A基于亮度帧内预测模式对邻近色度预测目标块的参考像素进行子采样，获得每个经子采样的参考像素的像素值，并将所获得的像素值作为色度参考像素值i进行输出。
自适应子采样亮度参考像素获取单元21A基于亮度帧内预测模式对参考像素进行子采样，自适应子采样色度参考像素获取单元22A将在下面进行描述。这里，可通过参考亮度帧内预测模式来确定亮度分量预测方法。
为此，在亮度分量预测方法为DC、平面或针对倾斜方向的方向预测的情况下，自适应子采样亮度参考像素获取单元21A统一地对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素进行子采样，以获得经子采样的参考像素的像素值，并且自适应子采样色度参考像素获取单元22A统一地对邻近色度预测目标块的参考像素进行子采样，以获得经子采样的参考像素的像素值。关于此种情况，图3示出了输入图像a为YUV422格式的图像的情况，图6示出了输入图像a为YUV444格式的图像的情况。图3和图6均表明，由于统一地对参考像素进行子采样，因此每隔一个参考像素获取一次参考像素的像素值。注意的是，针对倾斜方向的方向预测的情况指的是图17中的预测模式15至21的情况。
在亮度分量预测方法为针对水平方向或接近水平方向的方向进行预测的情况下，自适应子采样亮度参考像素获取单元21A仅获取位于与色度预测目标块相对应的亮度块的左侧的参考像素的像素值，并且自适应子采样色度参考像素获取单元22A仅获取位于色度预测目标块的左侧的参考像素的像素值。关于此种情况，图4示出了输入图像a为YUV422格式的图像的情况，图7示出了输入图像a为YUV444格式的图像的情况。注意的是，针对水平方向或接近水平方向的方向进行预测的情况指的是图17中的预测模式2至14的情况。
在亮度分量预测方法为针对竖直方向或接近竖直方向的方向进行预测的情况下，自适应子采样亮度参考像素获取单元21A仅获取位于与色度预测目标块相对应的亮度块的上方的参考像素的像素值，并且自适应子采样色度参考像素获取单元22A仅获取位于色度预测目标块的上方的参考像素的像素值。关于此种情况，图5示出了输入图像a为YUV422格式的图像的情况，图8示出了输入图像a为YUV444格式的图像的情况。注意的是，针对竖直方向或接近竖直方向的方向进行预测的情况指的是图17中的预测模式22至34的情况。
[视频解码装置BB的配置和操作]
图9是根据本发明第一个实施例的视频解码装置BB的框图。视频解码装置BB与在图16中所示的根据传统示例的视频解码装置NN的区别在于，用帧内预测单元140A来代替帧内预测单元140。注意的是，用相同的标记来表示视频解码装置BB和视频解码装置NN中相同的构成要素，并且省略重复说明。
与帧内预测单元20A一样，帧内预测单元140A包括在图2中所示的自适应子采样亮度参考像素获取单元21A、自适应子采样色度参考像素获取单元22A、预测系数推导单元23和色度线性预测单元24。
注意的是，视频编码装置AA具有的自适应子采样亮度参考像素获取单元21A进行适用于编码单元的处理，而视频解码装置BB具有的自适应子采样亮度参考像素获取单元21A进行适用于解码单元的处理。
具体地，在解码单元不是最小CU块的情况下，自适应子采样亮度参考像素获取单元21A获取邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的每个参考像素的像素值，以调整所获取的像素值的相位，并将经相位调整的像素值作为亮度参考像素值进行输出。
另一方面，在输入图像a为非YUV420格式的图像且解码单元为最小CU块的情况下，自适应子采样亮度参考像素获取单元21A确定亮度帧内预测模式，基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素进行子采样，获得每个经子采样的参考像素的像素值，并将所获得的像素值作为亮度参考像素值进行输出。
并且，视频编码装置AA具有的自适应子采样色度参考像素获取单元22A进行适用于编码单元的处理，而视频解码装置BB具有的自适应子采样色度参考像素获取单元22A进行适用于解码单元的处理。
具体地，在解码单元不是最小CU块的情况下，自适应子采样色度参考像素获取单元22A获取邻近色度预测目标块的每个参考像素的像素值，并将所获取的像素值作为色度参考像素值进行输出。
另一方面，在输入图像a为非YUV420格式的图像且解码单元为最小CU块的情况下，自适应子采样色度参考像素获取单元22A确定亮度帧内预测模式，基于亮度帧内预测模式对邻近色度预测目标块的参考像素进行子采样，获得每个经子采样的参考像素的像素值，并将所获得的像素值作为色度参考像素值进行输出。
根据上述视频编码装置AA和视频解码装置BB，可实现以下效果。
在编码单元为最小CU块的情况下，视频编码装置AA使自适应子采样亮度参考像素获取单元21A基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素进行子采样，从而基于亮度分量预测方法对这些参考像素进行子采样。并且，在编码单元为最小CU块的情况下，视频编码装置AA使用色度参考像素获取单元22A基于亮度帧内预测模式对邻近色度预测目标块的参考像素进行子采样，从而基于亮度分量预测方法对这些参考像素进行子采样。
在解码单元为最小CU块的情况下，视频解码装置BB使用自适应子采样亮度参考像素获取单元21A基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素进行子采样，从而基于亮度分量预测方法对这些参考像素进行子采样。并且，在解码单元为最小CU块的情况下，视频解码装置BB使用色度参考像素获取单元22A基于亮度帧内预测模式对邻近色度预测目标块的参考像素进行子采样，从而基于亮度分量预测方法对这些参考像素进行子采样。
根据上述结构，在考虑图像特征的同时，视频编码装置AA和视频解码装置BB可使为了减少色彩分量之间的冗余而供参考的像素的数量减半。因此，在抑制编码性能下降的同时，可减少为了减少色彩分量之间的冗余而供参考的像素的数量。
第二个实施例
[视频编码装置CC的配置和操作]
下面将描述根据本发明第二个实施例的视频编码装置CC。视频编码装置CC与在图1中所示的根据本发明第一个实施例的视频编码装置AA的区别在于，用帧内预测单元20B来代替帧内预测单元20A。注意的是，用相同的标记来表示视频编码装置CC和视频编码装置AA中相同的构成要素，并且省略重复说明。
帧内预测单元20B与在图1中所示的根据本发明第一个实施例的帧内预测单元20A的区别在于，用自适应子采样亮度参考像素获取单元21B来代替自适应子采样亮度参考像素获取单元21A，并且用自适应子采样色度参考像素获取单元22B来代替自适应子采样色度参考像素获取单元22A。
将本地解码图像f的亮度分量输入给自适应子采样亮度参考像素获取单元21B。该自适应子采样亮度参考像素获取单元21B不考虑编码单元而始终首先利用本地解码图像f来确定亮度帧内预测模式，以使输入图像a是最相似的。然后，自适应子采样亮度参考像素获取单元21B基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素进行子采样，获得每个经子采样的参考像素的像素值，并将所获得的像素值作为亮度参考像素值h进行输出。
将本地解码图像f的色度分量输入给自适应子采样色度参考像素获取单元22B。该自适应子采样色度参考像素获取单元22B不考虑编码单元而始终首先利用本地解码图像f来确定亮度帧内预测模式，以使输入图像a是最相似的。然后，自适应子采样色度参考像素获取单元22B基于亮度帧内预测模式对邻近色度预测目标块的参考像素进行子采样，获得每个经子采样的参考像素的像素值，并将所获得的像素值作为色度参考像素值i输出出去。
例如，图10示出了在编码单元为最小TU块且输入图像a为YUV444格式的图像的情况下统一地对参考像素进行子采样的示例。
[视频解码装置DD的配置和操作]
下面将描述根据本发明第二个实施例的视频解码装置DD。视频解码装置DD与在图9中所示的根据本发明第一个实施例的视频解码装置BB的区别在于，用帧内预测单元140B来代替帧内预测单元140A。注意的是，用相同的标记来表示视频解码装置DD和视频解码装置BB中相同的构成要素，并且省略重复说明。
与帧内预测单元20B一样，帧内预测单元140B包括自适应子采样亮度参考像素获取单元21B、自适应子采样色度参考像素获取单元22B、预测系数推导单元23和色度线性预测单元24。
注意的是，视频解码装置DD具有的自适应子采样亮度参考像素获取单元21B不考虑解码单元而始终确定亮度帧内预测模式，基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素进行子采样，获得每个经子采样的参考像素的像素值，并将所获得的像素值作为亮度参考像素值进行输出。
并且，视频解码装置DD具有的自适应子采样色度参考像素获取单元22B不顾及解码单元，始终确定亮度帧内预测模式，基于亮度帧内预测模式对邻近色度预测目标块的参考像素进行子采样，获得每个经子采样的参考像素的像素值，并将所获得的像素值作为色度参考像素值进行输出。
根据上述视频编码装置CC和视频解码装置DD，除了上述由视频编码装置AA和视频解码装置BB可实现的效果外，还可实现以下效果。
视频编码装置CC不考虑编码单元而始终对参考像素进行子采样。并且，视频解码装置DD不考虑解码单元而始终对参考像素进行子采样。为此，可在比最小CU块大的块中对参考像素进行子采样，从而可减少预测系数推导单元23的计算量。
注意的是，可通过将根据本发明的视频编码装置AA/CC和视频解码装置BB/DD的处理记录在计算机可读的非暂时性存储介质中，并使视频编码装置AA/CC和视频解码装置BB/DD读取并执行存储在这个存储介质中的程序，来实现本发明。
这里，可将例如非易失性存储器(例如EPROM或闪存存储器)、磁盘(例如硬盘)、CD-ROM等作为以上提及的存储介质来加以应用。通过视频编码装置AA/CC和视频解码装置BB/DD具有的处理器来读取并执行存储在该存储介质中的程序。
可经由传输介质或通过传输介质中的传输波，将以上提及的程序从将该程序保存在存储装置中的视频编码装置AA/CC和视频解码装置BB/DD传输给其他计算机系统。这里，用于传输程序的“传输介质”指的是具有传输信息功能的介质，例如包括互联网的网络(通信网络)或包括电话线路的通信线路。
以上提及的程序也可以是用于实现上述功能的一部分的程序。此外，以上提及的程序也可以是能够与视频编码装置AA/CC和视频解码装置BB/DD中已记录的程序组合来实现上述功能的所谓的差分文件(差分程序)。
虽然已参照附图对本发明的实施方式进行了详细说明，但是具体结构并不局限于这些实施方式，还包括不脱离本发明要旨的范围内的设计等。
例如，在上述第一个实施方式中，在输入图像a为非YUV420格式的图像且编码单元或解码单元为最小CU块的情况下，基于亮度帧内预测模式对参考像素进行子采样。然而，本发明并不局限于此，例如在输入图像a为YUV420格式的图像且编码单元或解码单元为最小CU块的情况下，也可基于亮度帧内预测模式对参考像素进行子采样。例如，图11示出了在输入图像a为YUV420格式的图像的情况下统一地对参考像素进行子采样的示例。
在上述实施例中，对参考像素进行子采样以使其数量减半，但本发明并不局限于此，可对参考像素进行子采样以使其数量减少至子采样之前的数量的1/n(其中n为满足n>0的2的任意次方)。例如，图12、13和14示出了输入图像a为YUV444格式的图像，且对参考像素进行子采样以使其数量减少至1/4的情况。
特别地，图12示出了统一地对参考像素进行子采样的情况。在图12中所示的示例中，与在图6中所示的本发明第一个实施例相比，每隔一个参考像素获取一次参考像素的像素值，并且亮度参考像素的数量和色度参考像素的数量均为4像素。相反地，在针对每个CU都进行参数推导的传统情况下，如结合图21和图24所述地，亮度参考像素的数量和色度参考像素的数量均为16像素。因此，参考像素的数量为在传统示例中的参考像素的数量的1/4。
图13示出了仅获取位于与色度预测目标块相对应的亮度块的左侧的参考像素、以及位于色度预测目标块的左侧的参考像素的像素值的情况。在图13中所示的示例中，与在图7中所示的本发明第一个实施例相比，每隔一个位于亮度块和色度预测目标块的左侧的参考像素获取一次参考像素的像素值，并且亮度参考像素的数量和色度参考像素的数量均为4像素。因此，参考像素的数量为在传统示例中的参考像素的数量的1/4。
图14示出了仅获取位于与色度预测目标块相对应的亮度块的上方的参考像素、以及位于色度预测目标块的上方的参考像素的像素值的情况。在图14中所示的示例中，与在图8中所示的本发明第一个实施例相比，每隔一个位于亮度块和色度预测目标块的上方的参考像素获取一次参考像素的像素值，并且亮度参考像素的数量和色度参考像素的数量均为4像素。因此，参考像素的数量为在传统示例中的参考像素的数量的1/4。
附图标记说明
AA,CC,MM...视频编码装置
BB,DD,NN...视频解码装置
20,20A,20B,140,140A,140B...帧内预测单元
21,21A,21B...自适应子采样亮度参考像素获取单元
22,22A,22B...自适应子采样色度参考像素获取单元
23...预测系数推导单元
24...色度线性预测单元

Claims (17)

1.一种用于对配置成包括多个色彩分量的视频图像进行编码的视频编码装置，包括：
用于执行帧内预测的帧内预测装置，
所述帧内预测装置包括：
用于基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素进行子采样的自适应子采样亮度参考像素子采样装置；
用于在所述自适应子采样亮度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值的自适应子采样亮度参考像素获取装置；
用于基于所述亮度帧内预测模式对邻近所述色度预测目标块的参考像素进行下采样的自适应子采样色度参考像素子采样装置；
用于在所述自适应子采样色度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值的自适应子采样色度参考像素获取装置；
用于利用由所述自适应子采样亮度参考像素获取装置获取的像素值和由所述自适应子采样色度参考像素获取装置获取的像素值来推导预测系数的预测系数推导装置；以及
用于利用与所述色度预测目标块相对应的亮度块的本地解码像素值和由所述预测系数推导装置推导的预测系数来线性预测构成所述色度预测目标块的每个像素的预测像素值的色度线性预测装置。
2.根据权利要求1所述的视频编码装置，
其中，所述自适应子采样亮度参考像素子采样装置和所述自适应子采样色度参考像素子采样装置仅在编码单元为预定的最小编码单元的情况下才执行子采样。
3.根据权利要求1所述的视频编码装置，
其中，所述自适应子采样亮度参考像素子采样装置和所述自适应子采样色度参考像素子采样装置不考虑编码单元而始终执行子采样。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的视频编码装置，
其中，所述自适应子采样亮度参考像素子采样装置和所述自适应子采样色度参考像素子采样装置执行子采样，并将参考像素的数量减少至子采样之前参考像素的数量的1/n，其中n为满足n>0的2的任意次方。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的视频编码装置，
其中，所述视频图像为YUV422格式的视频图像。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的视频编码装置，
其中，处理块的大小为8×8。
7.一种用于对配置成包括多个色彩分量的视频图像进行解码的视频解码装置，包括：
用于执行帧内预测的帧内预测装置，
所述帧内预测装置包括：
用于基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素进行子采样的自适应子采样亮度参考像素子采样装置；
用于在所述自适应子采样亮度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值的自适应子采样亮度参考像素获取装置；
用于基于所述亮度帧内预测模式对邻近所述色度预测目标块的参考像素进行子采样的自适应子采样色度参考像素子采样装置；
用于在所述自适应子采样色度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值的自适应子采样色度参考像素获取装置；
用于利用由所述自适应子采样亮度参考像素获取装置获取的像素值和由所述自适应子采样色度参考像素获取装置获取的像素值来推导预测系数的预测系数推导装置；以及
用于利用与所述色度预测目标块相对应的亮度块的本地解码像素值和由所述预测系数推导装置推导的预测系数来线性预测构成所述色度预测目标块的每个像素的预测像素值的色度线性预测装置。
8.根据权利要求7所述的视频解码装置，
其中，所述自适应子采样亮度参考像素子采样装置和所述自适应子采样色度参考像素子采样装置仅在解码单元为预定的最小解码单元的情况下才执行子采样。
9.根据权利要求7所述的视频解码装置，
其中，所述自适应子采样亮度参考像素子采样装置和所述自适应子采样色度参考像素子采样装置不考虑解码单元而始终执行子采样。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的视频解码装置，
其中，所述自适应子采样亮度参考像素子采样装置和所述自适应子采样色度参考像素子采样装置执行子采样，并将参考像素的数量减少至子采样之前参考像素的数量的1/n，其中n为满足n>0的2的任意次方。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的视频解码装置，
其中，所述视频图像为YUV422格式的图像。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的视频解码装置，
其中，处理块的大小为8×8。
13.一种视频系统，包括用于对配置成包括多个色彩分量的视频图像进行编码的视频编码装置，以及用于对配置成包括多个色彩分量的视频图像进行解码的视频解码装置，
所述视频编码装置包括用于执行帧内预测的编码侧帧内预测装置，
所述编码侧帧内预测装置包括：
用于基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素进行子采样的编码侧自适应子采样亮度参考像素子采样装置；
用于在所述编码侧自适应子采样亮度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值的编码侧自适应子采样亮度参考像素获取装置；
用于基于所述亮度帧内预测模式对邻近所述色度预测目标块的参考像素进行子采样的编码侧自适应子采样色度参考像素子采样装置；
用于在所述编码侧自适应子采样色度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值的编码侧自适应子采样色度参考像素获取装置；
用于利用由所述编码侧自适应子采样亮度参考像素获取装置获取的像素值和由所述编码侧自适应子采样色度参考像素获取装置获取的像素值来推导预测系数的编码侧预测系数推导装置；以及
利用与所述色度预测目标块相对应的亮度块的本地解码像素值和由所述编码侧预测系数推导装置推导的预测系数来线性预测构成所述色度预测目标块的每个像素的预测像素值的编码侧色度线性预测装置，
所述视频解码装置包括用于执行帧内预测的解码侧帧内预测装置，
所述解码侧帧内预测装置包括：
用于基于所述亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素进行子采样的解码侧自适应子采样亮度参考像素子采样装置；
用于在所述解码侧自适应子采样亮度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值的解码侧自适应子采样亮度参考像素获取装置；
用于基于所述亮度帧内预测模式对邻近所述色度预测目标块的参考像素进行子采样的解码侧自适应子采样色度参考像素子采样装置；
用于在所述解码侧自适应子采样色度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值的解码侧自适应子采样色度参考像素获取装置；
用于利用由所述解码侧自适应子采样亮度参考像素获取装置获取的像素值和由所述解码侧自适应子采样色度参考像素获取装置获取的像素值来推导预测系数的解码侧预测系数推导装置；以及
用于利用与所述色度预测目标块相对应的亮度块的本地解码像素值和由所述解码侧预测系数推导装置推导的预测系数来线性预测构成所述色度预测目标块的每个像素的预测像素值的解码侧色度线性预测装置。
14.一种对视频编码装置中的视频图像进行编码的方法，所述视频编码装置对配置成包括多个色彩分量的视频图像进行编码，所述视频编码装置包括用于执行帧内预测并具有以下各项的帧内预测装置：自适应子采样亮度参考像素子采样装置；自适应子采样亮度参考像素获取装置；自适应子采样色度参考像素子采样装置；自适应子采样色度参考像素获取装置；预测系数推导装置；以及色度线性预测装置，所述方法包括：
第一步骤，所述自适应子采样亮度参考像素子采样装置基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素进行子采样；
第二步骤，所述自适应子采样亮度参考像素获取装置用于在所述自适应子采样亮度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值；
第三步骤，所述自适应子采样色度参考像素子采样装置基于所述亮度帧内预测模式对邻近所述色度预测目标块的参考像素进行子采样；
第四步骤，所述自适应子采样色度参考像素获取装置在所述自适应子采样色度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值；
第五步骤，所述预测系数推导装置利用由所述自适应子采样亮度参考像素获取装置获取的像素值和由所述自适应子采样色度参考像素获取装置获取的像素值来推导预测系数；以及
第六步骤，所述色度线性预测装置利用与所述色度预测目标块相对应的亮度块的本地解码像素值和由所述预测系数推导装置推导的预测系数来线性预测构成所述色度预测目标块的每个像素的预测像素值。
15.一种对视频解码装置中的视频图像进行解码的方法，所述视频解码装置对配置成包括多个色彩分量的视频图像进行解码，所述视频解码装置包括用于执行帧内预测并具有以下各项的帧内预测装置：自适应-子采样亮度参考像素子采样装置；自适应子采样亮度参考像素获取装置；自适应-子采样色度参考像素子采样装置；自适应子采样色度参考像素获取装置；预测系数推导装置；以及色度线性预测装置，
所述帧内预测装置包括：
第一步骤，所述自适应子采样亮度参考像素子采样装置基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素进行子采样；
第二步骤，所述自适应子采样亮度参考像素获取装置在所述自适应子采样亮度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值；
第三步骤，所述自适应子采样色度参考像素子采样装置基于所述亮度帧内预测模式对邻近所述色度预测目标块的参考像素进行子采样；
第四步骤，所述自适应子采样色度参考像素获取装置在所述自适应-子采样色度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值；
第五步骤，所述预测系数推导装置利用由所述自适应子采样亮度参考像素获取装置获取的像素值和由所述自适应子采样色度参考像素获取装置获取的像素值来推导预测系数；以及
第六步骤，所述色度线性预测装置利用与所述色度预测目标块相对应的亮度块的本地解码像素值和由所述预测系数推导装置推导的预测系数来线性预测构成所述色度预测目标块的每个像素的预测像素值。
16.一种用于使计算机执行用于对视频编码装置中的视频图像进行编码的方法的程序，所述视频编码装置对配置成包括多个色彩分量的视频图像进行编码，所述视频编码装置包括用于执行帧内预测并具有以下各项的帧内预测装置：自适应子采样亮度参考像素子采样装置；自适应子采样亮度参考像素获取装置；自适应子采样色度参考像素子采样装置；自适应子采样色度参考像素获取装置；预测系数推导装置；以及色度线性预测装置，所述程序包括：
第一步骤，所述自适应子采样亮度参考像素子采样装置基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素进行子采样；
第二步骤，所述自适应子采样亮度参考像素获取装置用于在所述自适应子采样亮度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值；
第三步骤，所述自适应子采样色度参考像素子采样装置基于所述亮度帧内预测模式对邻近所述色度预测目标块的参考像素进行子采样；
第四步骤，所述自适应子采样色度参考像素获取装置在所述自适应子采样色度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值；
第五步骤，所述预测系数推导装置利用由所述自适应子采样亮度参考像素获取装置获取的像素值和由所述自适应子采样色度参考像素获取装置获取的像素值来推导预测系数；以及
第六步骤，所述色度线性预测装置利用与所述色度预测目标块相对应的亮度块的本地解码像素值和由所述预测系数推导装置推导的预测系数来线性预测构成所述色度预测目标块的每个像素的预测像素值。
17.一种用于使计算机执行用于对视频解码装置中的视频图像进行解码的方法的程序，所述视频解码装置对配置成包括多个色彩分量的视频图像进行解码，所述视频解码装置包括用于执行帧内预测并具有以下各项的帧内预测装置：自适应子采样亮度参考像素子采样装置；自适应子采样亮度参考像素获取装置；自适应子采样色度参考像素子采样装置；自适应子采样色度参考像素获取装置；预测系数推导装置；以及色度线性预测装置，
所述帧内预测装置包括：
第一步骤，所述自适应子采样亮度参考像素子采样装置基于亮度帧内预测模式对邻近与色度预测目标块相对应的亮度块的参考像素进行子采样；
第二步骤，所述自适应子采样亮度参考像素获取装置在所述自适应子采样亮度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值；
第三步骤，所述自适应子采样色度参考像素子采样装置基于所述亮度帧内预测模式对邻近所述色度预测目标块的参考像素进行子采样；
第四步骤，所述自适应子采样色度参考像素获取装置在所述自适应子采样色度参考像素子采样装置执行子采样之后获取参考像素的像素值；
第五步骤，所述预测系数推导装置利用由所述自适应子采样亮度参考像素获取装置获取的像素值和由所述自适应子采样色度参考像素获取装置获取的像素值来推导预测系数；以及
第六步骤，所述色度线性预测装置利用与所述色度预测目标块相对应的亮度块的本地解码像素值和由所述预测系数推导装置推导的预测系数来线性预测构成所述色度预测目标块的每个像素的预测像素值。
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