CN105556963A - 用于hevc范围扩展的残差差分脉冲编码调制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种残差差分脉冲编码调制的编码方法，包括统一的帧内和帧间残差差分脉冲编码调制的编码。相同的残差差分脉冲编码调制编码和解码步骤具有相同的处理顺序，并被应用于在帧内预测模式和帧间预测模式/帧内区块复制预测模式(帧内区块复制模式)中编码的区块。本发明还提供一种扩展帧间残差差分脉冲编码调制编码至在帧内区块复制预测模式中编码的区块的方法。在垂直或水平方向上的残差差分脉冲编码调制处理被应用于帧内区块复制残差。

Description

用于HEVC范围扩展的残差差分脉冲编码调制方法

交叉引用

本发明主张在2013年10月14日提出的申请号为61/890,365、名称为“UnificationandHarmonizationofResidueDifferentialPulse-CodeModulation(RDPCM)withTransform-SkipandResidueRotationforHEVCRangeExtension”的美国临时专利申请的优先权，以及主张在2013年10月14日提出的申请号为61/890,361、名称为“ModificationstotheTextSpecificationofHEVCRangeExtension”的美国临时专利申请的优先权。因此在全文中合并参考该些专利申请案。

技术领域

本发明是有关于用于高效视频编码(HighEfficiencyVideoCoding(HEVC)范围扩展(RangeExtension)的残差差分脉冲编码调制(ResidueDifferentialPulse-CodeModulation,以下简称为RDPCM)的编码，特别是有关于用于高效视频编码范围扩展或相似应用的帧内(Intra)RDPCM编码、帧内区块复制(Intra-blockcopy,IntraBC)、以及帧间(Inter)RDPCM编码模式。

背景技术

在当前开发的用于高效视频编码标准的范围扩展中，由于一些工具在用于屏幕内容的编码效率上的改进，而采用这些工具。特别是，利用残差差分脉冲编码调制以及残差旋转(residuerotation)工具以用于视频压缩。这些工具可应用于无损变换-量化略过区块(losslesstransform-quantizationbypassblocks)或有损变换-跳过区块(lossytransform-skip(TS)blocks)。变换-跳过编码模式为一种编码模式，在这个编码模式中，变换处理被跳过以使得残差直接被量化并熵编码。虽然用于区块的变换被跳过，但是用于变换编码区块的其他处理仍然被应用于该区块。相应地，缩放(scaling)仍然被应用于变换-跳过区块。两维区块残差需要被转换为一维信号。相应地，扫描(例如，垂直或水平扫描)被应用于残差区块。扫描也可应用于缩放之前或之后、或者量化之后。在解码器端，逆变换-跳过将应用于已编码的区块。逆变换-跳过包括逆缩放。需要注意的是，编码单元为应用编码处理的基本单元。残差形成于每一个编码单元，该编码单元被进一步分割为名为变换单元(transformunit)的区块，以用于在现有的编码处理(即，非变换-跳过)中的变换处理。进一步，也可以跳过变换和量化处理，以使能编码单元的无损编码。在无损编码的情况下，环路滤波也被关闭。

对于帧内区块，帧内预测基于自相邻区块的已重建像素利用预测而执行。帧内预测可自一组帧内模式而选择帧内模式，该组帧内模式包括垂直模式、水平模式、以及各种角度预测模式。对于除由帧内区块复制编码的区块之外的帧内区块来说，RDPCM的处理方向依赖于该区块的帧内模式。RDPCM仅应用于水平和垂直模式的帧内编码的区块，在相应的的水平和垂直方向上应用。对于帧间和帧内区块复制的区块，编码器决定是否通过发送一个标志来利用RDPCM。编码器也通过发送另一标志来确定RDPCM的方向。尽管用于帧内残差(除了帧内区块复制)和帧间残差的RDPCM使用水平差分脉冲编码调制或垂直差分脉冲编码调制，在帧内RDPCM处理和帧间RDPCM处理之间存在一些差异。用于帧内RDPCM处理的预测方向(即，水平或垂直方向)的选择基于用于区块的帧内模式而隐式确定。另一方面，是否利用RDPCM和预测方向在编码器侧被确定，以及该确定结果被明确地发送出去。在本申请中，RDPCM处理指的是应用于残差信号或已处理的残差信号(例如，由TS处理的残差信号)的差分脉冲编码调制过程。RDPCM编码指的是包括RDPCM处理的编码方法。

图1描述了无损垂直RDPCM处理的示意图。其中，帧内已编码区块的残差采样减去除顶行的采样之外的垂直相邻采样，以进一步降低冗余。对于具有N列M行采样的区块，令r_i,j,0≤i≤M-1,0≤j≤N-1为帧内预测之后的预测残差。假设跳过变换和量化。无损垂直RDPCM处理被应用于残差采样，如下所示：

${\tilde{r}}_{i,j}=\left\{\begin{array}{cc}{r}_{i,j},& i=0,0\≤j\≤(N-1)\\ r_{i,j}-r_{(i-1),j},& 1\≤i\≤(M-1),0\≤j\≤(N-1).\end{array}\right.---\left(1\right)$

对于RDPCM编码来说，差分脉冲编码调制处理的残差(即，)被进一步编码以代替残差信号(即，r_i,j)本身。对于无损水平RDPCM处理来说，除第一列中的采样之外，在当前采样和左相邻采样之间执行减法。对于有损的情况，残差差分受制于量化。公式(2)指示应用于残差采样的有损垂直RDPCM处理。

${\tilde{r}}_{i,j}=\left\{\begin{array}{cc}{r}_{i,j},& i=0,0\≤j\≤(N-1)\\ r_{i,j}-Q\left(r_{(i-1),j}\right),& 1\≤i\≤(M-1),0\≤j\≤(N-1),\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中，Q(r_(i-1),j)为残差采样r_(i-1),j的已量化版本。对于帧间RDPCM处理，残差差分脉冲编码调制被应用于帧间已编码区块。公式(1)也应用于帧间RDPCM处理。其中，残差信号对应于帧间预测残差，以代替用于帧内RDPCM情况下的帧内预测残差。对于无损水平RDPCM处理，除第一列中的采样之外，在当前采样和左相邻采样之间执行减法。对于有损的情况，残差差分受制于量化。

对于残差旋转(residuerotation,RR)，残差区块被180度旋转以可能使得可能的较大的差分脉冲编码调制预测残差从右下角被旋转至左上角。已旋转的差分脉冲编码调制预测残差将更适合于最初设计用于变换系数的熵编码器。图2描述了残差旋转处理的示意图。其中差分脉冲编码调制预测残差在右下角具有一些非零采样。非零采样通过残差旋转处理被旋转至左上角。

根据现有的RExt(RangeExtension的简称)实践，当RDPCM和残差旋转处理均被调用时，用于残差的编码和解码处理依赖帧间/帧内以及有损/无损的选择而改变。以下是残差信号的对应的编码和解码处理的要点。标记“inv-TS”表示逆变换-跳过、以及“inv-RDPCM”表示逆RDPCM。

请注意，RDPCM仅在变换-量化(transform-quantization,transquant)略过，或在变换-跳过的情况下才被调用。也请注意，残差旋转本身具有独立的控制标志，该控制标志不受RDPCM的约束而使能。换句话说，当使用RDPCM时，残差旋转可以开启或关闭，以及当使用残差旋转时，RDPCM可以开启或关闭。

编码处理

帧内(除帧内区块复制之外)编码：

若编码单元变换-量化略过而被编码：RDPCM→残差旋转

若变换单元变换-跳过而被编码：RDPCM→→量化

帧间以及帧内区块复制编码：

若编码单元变换-量化略过而被编码：RDPCM→残差旋转

若变换单元变换-跳过而被编码：→RDPCM→量化

解码处理

帧内(除帧内区块复制之外)解码：

若编码单元变换-量化略过而被编码：残差旋转→逆RDPCM

若变换单元变换-跳过而被编码：反量化(De-quantization)→ →逆RDPCM

帧间以及帧内区块复制解码：

若编码单元变换-量化略过而被编码：残差旋转→逆RDPCM

若变换单元变换-跳过而被编码：反量化→逆RDPCM→

在上述编码和解码过程中，“变换-量化略过”指的是特定无损编码模式，其中无损编码意味着略过离散余弦变换(DCT)和略过量化被应用。这两个过程用粗体来表示，例如和指示他们捆绑在一起。对于基于软件的实现，残差旋转可以在变换-跳过和逆变换-跳过功能中来执行。解码处理的不一致增加了实现的难度。因此，需要一致并统一对于RDPCM和残差旋转的组合的解码处理。

在现有的HEVC的RExt中，帧间-RDPCM仅应用于帧间区块。同一图片中的当前区块和参考区块之间而形成的帧内区块复制残差被视为帧内区块。因此，帧间-RDPCM不应用于由帧内区块复制预测模式处理的区块。另外，在帧内区块复制预测模式中编码的区块不利用水平或垂直帧内模式，因此，这些区块也不由帧内RDPCM处理。需要开发一种编码方案，以改善由帧内区块复制预测模式处理的区块的性能。

发明内容

根据本发明实施方式，揭示了一种残差差分脉冲编码调制的编码方法，包括统一的帧内和帧间残差差分脉冲编码调制的编码。用于当前区块的预测模式被确定。其中预测模式自第一组而选择，第一组包括帧内预测模式、和帧间预测模式和帧内区块复制预测模式中的至少一个。用于该当前区块的编码模式也被确定。其中编码模式自第二组而选择，第二组包括变换-量化略过模式以及变换-跳过模式。本发明的一个实施方式统一在帧内模式和帧间/帧内区块复制预测模式之间的残差差分脉冲编码调制编码。相应地，当当前区块利用帧内预测模式而被编码时，对该当前区块应用第一残差差分脉冲编码调制编码或解码。当当前区块利用帧间预测模式或帧内区块复制预测模式而被编码时，对当前区块应用第二残差差分脉冲编码调制编码或解码。第一残差差分脉冲编码调制编码以及第二残差差分脉冲编码调制利用应用于相同编码处理顺序中的相同编码步骤。并且第一残差差分脉冲编码调制解码和第二残差差分脉冲编码调制解码利用应用于相同解码处理顺序中的相同解码步骤。

对于变换量化略过模式，相同的编码步骤可包括残差旋转处理和残差差分脉冲编码调制处理，以及相同的解码步骤可包括残差旋转处理和逆残差差分脉冲编码调制处理。编码处理顺序可对应于残差旋转处理，随后对应于残差差分脉冲编码调制处理，以及解码处理顺序可对应于逆残差差分脉冲编码调制处理，随后对应于残差旋转处理。

对于变换跳过编码模式，相同的编码步骤可包括变换-跳过处理、残差旋转处理、残差差分脉冲编码调制处理、以及量化处理，以及相同的解码步骤可包括去量化处理、逆残差差分脉冲编码调制处理、残差旋转处理、以及逆变换跳过处理。编码处理顺序可对应于残差差分脉冲编码调制处理，之后依次对应于变换-跳过处理以及残差旋转处理，以及解码处理顺序对应于残差旋转处理，之后依次对应于逆变换跳过处理和逆残差差分脉冲编码调制处理。在另一实施方式中，编码处理顺序可对应于变换-跳过处理，之后依次对应于残差差分脉冲编码调制处理以及残差旋转处理，以及解码处理顺序可对应于残差旋转处理，之后依次对应于逆残差差分脉冲编码调制处理以及逆变换跳过处理。

在另一实施方式中，帧间残差差分脉冲编码调制编码被扩展至在帧内区块复制预测模式中编码的区块。换句话说，帧内区块复制残差被当成好像是帧间预测残差以及具有垂直或水平预测方向的帧间残差差分脉冲编码调制处理被应用于帧内区块复制残差或已处理的帧内区块复制残差。

附图说明

图1描述了在垂直方向上处理的残差差分脉冲编码调制的示意图。

图2为从右下角至左上角旋转可能的较大残差的残差旋转处理的示意图。

图3为包括本发明实施方式的在帧内预测、帧间预测以及帧内区块复制模式之间统一RDPCM编码的示范性系统的示意图。

图4A～4C描述了对应于本发明第三实施方式的统一RDPCM解码的示意图。

图5为包括本发明实施方式的扩展帧间RDPCM编码至利用帧内区块复制模式编码的区块的编码系统的流程图。

图6为包括本发明实施方式的扩展帧间RDPCM编码至利用帧内区块复制模式编码的区块的解码系统的流程图。

具体实施方式

为降低由于处理依赖于帧间/帧内以及有损/无损模式以用于残差差分脉冲编码调制编码的复杂度，本发明的实施方式利用统一的RDPCM编码处理以用于帧间/帧内以及有损/无损模式。

第一实施方式-修改帧间/帧内区块复制有损处理以与其他情况合并

基于先前描述的解码处理，请注意帧间/帧内区块复制有损(即，变换-跳过模式)处理是特别的情况，其中逆RDPCM在残差旋转和逆变换-跳过之前执行。相应地，第一实施方式仅在为与其他情况统一的情形下而修改，如下所示：

统一的RDPCM编码，方法1：

编码：若变换单元利用变换-跳过而编码：RDPCM→ →量化

解码：若变换单元利用变换-跳过而编码：去量化→ →逆RDPCM

请注意，残差旋转本身具有单独的控制标志，不会与RDPCM捆绑。

相应地，逆RDPCM将总是在无论帧间/帧内或有损/无损的残差信号的解码处理的最后一个步骤。这将简化解码处理。在编码器侧，RDPCM将总是先执行，(若果是有损的情况的话)随后是变换-跳过，其将应用左偏移(即，缩放)至残差并之后应用旋转和量化。

第二实施方式-协调对于帧间/帧内区块复制有损处理的所有情况

与第一实施方式不同的另一种方式是，将所有其他情况都协调如同帧间/帧内区块复制有损处理。换句话说，在残差解码处理过程中，残差旋转和逆变换-跳过移至逆RDPCM之后。在编码器侧，变换-跳过和残差旋转移至RDPCM之前。对应的处理如下所示：

统一的RDPCM编码，方法2：

编码处理

若编码单元利用变换-量化略过来编码：残差旋转→RDPCM

若变换单元利用变换-跳过来编码：→RDPCM→量化

解码处理

若编码单元利用变换-量化略过来编码：逆RDPCM→残差旋转

若变换单元利用变换-跳过来编码：去量化→逆RDPCM→

请注意，残差旋转本身具有单独的控制标志，不与RDPCM捆绑。

在统一的RDPCM处理的第二实施方式中，由于左移(left-shift)操作首先在编码器侧被执行以用于残差区块，后续的逐行/逐列的RDPCM和量化将在更高的精度范围内操作。因此，第二实施方式将在BD率方面的改善编码效率，BD率是对于视频编码的熟知的性能测量方式。

第三实施方式-具有残差旋转→逆RDPCM→逆变换-跳过的解码处理(编码器：变换-跳过→RDPCM→残差旋转)

尽管在编码器侧RDPCM之前放置变换-跳过可提供更好的编码效率，第三实施方式进一步考虑具有RDPCM的残差旋转的影响，特别是帧内区块。帧内RDPCM的效果来自沿帧内预测方向的残差中的利用冗余。举例来说，帧内RDPCM垂直模式通过逐行减去残差而利用垂直冗余。低端行具有最大残差。若在编码器侧残差旋转在RDPCM之前执行，在低端行可能的最大残差将被旋转至顶部行。这不会自RDPCM获益。因此，在第三实施方式中，变换-跳过→残差旋转和残差旋转→逆变换-跳过的捆绑被分开，这将导致具有RDPCM/逆RDPCM的编码/解码处理分别在变换-跳过→残差旋转和残差旋转→逆变换-跳过之间。对应的处理如下所示：

统一的RDPCM编码，方法3：

编码处理

若编码单元利用变换-量化略过来编码：RDPCM→残差旋转

若变换单元利用变换-跳过来编码：变换-跳过→RDPCM→残差旋转→量化

解码处理

若编码单元利用变换-量化略过来编码：残差旋转→逆RDPCM

若变换单元利用变换-跳过来编码：去量化→残差旋转→逆RDPCM→逆变换-跳过

请注意，残差旋转本身具有单独的控制标志，不与RDPCM捆绑。

为改善由帧内区块复制预测模式编码的区块的性能，本发明的另一方面扩展帧间-RDPCM至通过帧内区块复制预测模式编码的区块。

第四实施方式-扩展帧间RDPCM至帧内区块复制区块

为扩展帧间RDPCM编码处理至帧内区块复制预测区块以用于范围扩展HEVC，解析需要包括于帧内区块复制区块的语法RDPCM开启/关闭标志和RDPCM方向标志。此外，RDPCM处理需要被调用。支持第四实施方式的语法修改的示例如表1所示。

表1

如表1中的注解(1)所示，增加的文本(以粗斜体表示)已被增加至语法以扩展帧间RDPCM至通过帧内区块复制模式编码的区块。特别是，新文本“(CuPredMode[x0][y0]＝＝MODE_INTRA&&intra_bc_flag[x0][y0]&&residual_dpcm_intra_enabled_flag)”与扩展帧间RDPCM编码至帧内区块复制预测模式相关，其中MODE_INTRA具有的值为1，指示区块在帧内预测模式中被编码，intra_bc_flag[x0][y0]具有的值为1，指示区块为帧内区块复制编码，以及residual_dpcm_intra_enabled_flag具有的值为1，指示RDPCM被使能以用于帧内预测模式。如表1的注释(2)所示，增加的文本(以粗斜体表示)已被增加至语法以扩展帧间RDPCM编码至通过帧内区块复制编码的区块。特别是，新文本“(CuPredMode[xC][yC]＝＝MODE_INTRA&&intra_bc_flag[x0][y0]&&inter_rdpcm_flag[x0][y0][cIdx])”与扩展帧间RDPCM编码至帧内区块复制预测模式相关，其中inter_rdpcm_flag[x0][y0][cIdx]具有的值为1，指示RDPCM被使能以用于帧内预测模式。

根据本发明实施方式的扩展帧间RDPCM编码至帧内区块复制的区块的实践可被应用于亮度残差区块和色度残差区块。

第五实施方式-发送图片参数集标志而简化编码单元级变换-量化

在当前HEVC范围扩展规格中，自配置文件的编码参数被用于无损编码条件。当无损条件被断言，在相关图片/切片中的所有的编码单元会利用变换-量化略过模式而被编码。在解码器侧，标志cu_transquant_bypass_flag被解析以用于每一个编码单元，即使编码条件已强制每一个编码单元利用变换-量化略过模式而被编码。

本发明的实施方式通过利用图片级标志而避免冗余解析过程。当这样的无损编码条件被断言，如表2所示根据本发明实施方式的cu_transquant_bypass_flag的编码单元级解析需要做如下改变。此外，图片参数集标志(即，force_cu_transquant_bypass_flag)被用于指示在相关的图片中的所有编码单元利用变换-量化略过模式而被编码，如表3所示。

表2

表3

变换-量化略过模式被使能(即，transquant_bypass_enabled_flag＝＝1)以及编码单元不被强制使用变换-量化略过模式(即，force_cu_transquant_bypass_flag＝＝0)。相应地，可以避免解析cu_transquant_bypass_flag的冗余语法元素。

如表3所示，标志(即，force_cu_transquant_bypass_flag)出现在图片参数集中以指示在相关的图片中的所有编码单元是否利用变换-量化略过模式而被编码。当变换-量化略过模式如transquant_bypass_enabled_flag所示被使能，这个标志出现。当force_cu_transquant_bypass_flag等于1时，cu_transquant_bypass_flag不出现，以及cu_transquant_bypass_flag被推断为1。当force_cu_transquant_bypass_flag等于0，cu_transquant_bypass_flag出现。若force_cu_transquant_bypass_flag不出现，则force_cu_transquant_bypass_flag被推断为0。

包括本发明第四实施方式的系统的性能与现有的系统的性能进行比较。表4描述了在文献JCTVC-N1123中特定的测试条件下进行的性能比较(AnkurSaxena,etal.,“HEVCRangeExtensionsCoreExperiment3(RCE3):IntraPredictiontechniques”,JointCollaborativeTeamonVideoCoding(JCT-VC)ofITU-TSG16WP3andISO/IECJTC1/SC29/WG11,14thMeeting:Vienna,Austria,25Jul.–2Aug.2013,Document:JCTVC-N1123)。在性能比较中，软件库为HM-12.0(HEVC测试模型版本2.0)。比较参考将帧间RDPCM扩展至帧内区块复制的区块进行比较参考。测试数据(testdata)则不允许帧间RDPCM至帧内区块复制的区块。基于如第1列所示的各种测试数据执行比较。根据本发明的实施方式在比特率上的改进大于现有的方式。显示了对于包括所有帧内高效Main-tier、所有帧内高效High-tier、以及所有帧内高效超级High-tier的各种系统配置的上述改进。如表4所示，当帧间RDPCM不允许用于帧内区块复制的区块时，对于屏幕内容测试数据(即，SC(444)GBR和SC(444)YUV)来说，比特率增加更为显著，其中增加达到5.2％。编码时间和解码时间大致相同。

表4

将包括用于统一帧内和帧间编码的本发明两个实施方式的系统的性能彼此进行比较。第一系统对应于第一实施方式，以及第二系统对应于第三实施方式。表5～7描述了在文献JCTVC-N1123中特定的测试条件下进行的性能比较。第一实施方式用作性能比较的参照系统(anchorsystem)以及在表格中的负值意味着第二系统比第一系统的性能更好。表5描述了包括所有帧内高效Main-tier、所有帧内高效High-tier、以及所有帧内高效超级High-tier的配置的各种系统的结果。第三实施方式显示了对于第一实施方式的在比特率上的细微的改进。表6描述了对于随机存取高效Main-tier和随机存取高效High-tier的结果。第三实施方式显示了对于第一实施方式的在比特率方面的细微的改进。表7描述了用于低延迟B高效Main-tier和低延迟B高效High-tier的结果。第三实施方式显示了对于第一实施方式在比特率上的细微的改进。对于所有情况，编码时间和解码时间大致相同。

表5

表6

表7

将包括用于统一帧内和帧间编码的本发明两个实施方式的系统的性能彼此进行比较。第一系统对应于没有残差旋转的第一实施方式，以及第二系统对应于没有残差旋转的第三实施方式。表8～10描述了在文献JCTVC-N1123中特定的测试条件下进行的性能比较。没有残差旋转的第一实施方式用作性能比较的参照系统(anchorsystem)以及在表格中的负值意味着第二系统比第一系统的性能更好。表8描述了包括所有帧内高效Main-tier、所有帧内高效High-tier、以及所有帧内高效超级High-tier的配置的各种系统的结果。没有残差旋转的第三实施方式显示了对于没有残差旋转的第一实施方式的在比特率上的细微的改进。表9描述了对于随机存取高效Main-tier和随机存取高效High-tier的结果。没有残差旋转的第三实施方式显示了对于没有残差旋转的第一实施方式的在比特率方面的细微的改进。表10描述了用于低延迟B高效Main-tier和低延迟B高效High-tier的结果。没有残差旋转的第三实施方式显示了对于没有残差旋转的第一实施方式在比特率上的细微的改进。对于所有情况，编码时间和解码时间大致相同。

表8

表9

表10

图3描述了包括本发明实施方式的在帧内预测、帧间预测以及帧内区块复制之间统一RDPCM编码的系统的流程图。如步骤310所示，系统接收与当前区块相关的输入数据。对于编码侧来说，输入数据对应于要被编码的像素数据。对于解码侧来说，输入数据对应于要被解码的已编码的像素数据。输入数据可自存储器(例如，计算机存储器、缓冲器(RAM或DRAM)或其他媒体)或自处理器而接收。如步骤320所示，预测模式被确定以用于当前区块，其中自包括帧内预测模式、和帧间预测模式和帧内区块复制预测模式(帧内区块复制模式)中的至少一个组成的第一组选择预测模式。如步骤330所示，用于当前区块的编码模式被确定，其中自包括变换-量化略过模式和变换-跳过编码模式组成的第二组选择编码模式。在步骤340中，当当前区块利用帧内预测模式而被编码时，第一RDPCM编码被用于当前区块；以及当当前区块利用帧间预测模式或帧内区块复制预测模式而被编码时，第二RDPCM编码被应用于当前区块。第一RDPCM编码和第二RDPCM编码利用在相同编码处理顺序中应用的相同编码步骤。

图4A～图4C描述了分别用于第一实施方式至第三实施方式的统一解码处理。图4A对应于用于第一实施方式的统一解码过程。如图4A所示，首先应用去量化处理(410)，随后按顺序是可选的残差旋转(420)、逆变换-跳过(430)以及逆RDPCM(440)。图4B对应于用于第二实施方式的统一解码过程。如图4B所示，首先应用去量化处理(410)，随后按顺序是逆RDPCM(440)、可选的残差旋转(420)以及逆变换-跳过(430)。图4C对应于用于第三实施方式的统一解码过程。如图4C所示，首先应用去量化处理(410)，随后按顺序是可选的残差旋转(420)、逆RDPCM(440)以及逆变换-跳过(430)。

图5描述了包括本发明实施方式的扩展帧间RDPCM至利用帧内区块复制模式编码的区块的编码系统的流程图。在步骤510中，当前图片中与当前区块相关的输入数据被接收。在步骤520中，基于当前图片中的当前区块和参考区块，用于当前区块的帧内区块复制残差被得到。在步骤530中，用于帧内区块复制残差的RDPCM开启/关闭标志以及RDPCM预测方向标志被确定。如步骤540所示，根据已确定的RDPCM开启/关闭标志，具有RDPCM或不具有RDPCM的有损或无损编码被应用于帧内区块复制残差或已处理的帧内区块复制残差。当已确定的RDPCM开启/关闭标志开启，根据RDPCM预测方向标志，有损或无损RDPCM编码包括RDPCM处理。

图6描述了包括本发明实施方式的扩展帧间RDPCM编码至利用帧内区块复制模式编码的区块的解码系统的流程图。在步骤610中，当前图片中与当前区块相关的已编码的比特流被接收。在步骤620中，用于当前区块的RDPCM开启/关闭标志以及RDPCM预测方向标志自已编码的比特流而确定。在步骤630中，帧内已编码的残差数据自已编码的比特流而解析。在步骤640中，根据已确定的RDPCM开启/关闭标志，具有RDPCM或不具有RDPCM的有损或无损解码被应用于已编码的残差数据以得到已重建的帧内区块复制残差或已重建的、已处理的帧内区块复制残差。当已确定的RDPCM开启/关闭标志被开启，根据已确定的RDPCM预测方向标志，有损或无损RDPCM编码包括逆RDPCM处理。在步骤650中，已重建的当前区块基于在当前图片中的参考区块、和已重建的帧内区块复制残差或已重建的、已处理的帧内区块复制残差而得到。

上述的流程图用于描述根据本发明的扩展帧间RDPCM至帧内区块复制预测模式中已编码的区块的统一帧间/帧内RDPCM的示例。本领域技术人员可在不脱离本发明精神的前提下，修改、重排列、拆分、或组合各个步骤，以实现本发明。

在提供特定应用和其需求的情况下，以上描述使得本领域技术人员能够实现本发明。对本领域技术人员来说，各种修饰是清楚的，以及在此定义的基本原理可以应用与其他实施方式。因此，本发明并不限于描述的特定实施方式，而应与在此公开的原则和新颖性特征相一致的最广范围相符合。在上述详细描述中，为全面理解本发明，描述了各种特定细节。然而，本领域技术人员能够理解本发明可以实现。

以上描述的本发明的实施方式可在各种硬件、软件编码或两者组合中进行实施。例如，本发明的实施方式可为集成入视频压缩芯片的电路或集成入视频压缩软件以执行上述过程的程序代码。本发明的实施方式也可为在数据信号处理器(DigitalSignalProcessor,DSP)中执行上述程序的程序代码。本发明也可涉及计算机处理器、数字信号处理器、微处理器或现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray,FPGA)执行的多种功能。可根据本发明配置上述处理器执行特定任务，其通过执行定义了本发明揭示的特定方法的机器可读软件代码或固件代码来完成。可将软件代码或固件代码发展为不同的程序语言与不同的格式或形式。也可为了不同的目标平台编译软件代码。然而，根据本发明执行任务的软件代码与其他类型配置代码的不同代码样式、类型与语言不脱离本发明的精神与范围。

在不脱离本发明精神或本质特征的情况下，可以其他特定形式实施本发明。描述示例被认为仅在所有方面进行说明并且不是限制性的。因此，本发明的范围由权利要求书指示，而非前面描述。所有在权利要求等同的方法与范围中的变化都属于本发明的涵盖范围。

Claims (12)

1.一种用于图片的区块的残差差分脉冲编码调制的编码方法，其特征在于，该方法包括：

接收与当前区块相关的输入数据；

确定该当前区块的预测模式，其中该预测模式自第一组而选择，该第一组包括帧内预测模式、和帧间预测模式和帧内区块复制预测模式中的至少一个；

确定用于该当前区块的编码模式，其中该编码模式自第二组而选择，该第二组包括变换-量化略过模式以及变换-跳过模式；以及

当该当前区块利用帧内预测模式而被编码时，对该当前区块应用第一残差差分脉冲编码调制编码或解码；以及当该当前区块利用帧间预测模式或帧内区块复制预测模式而被编码时，对该当前区块应用第二残差差分脉冲编码调制编码或解码；其中该第一残差差分脉冲编码调制编码以及该二残差差分脉冲编码调制利用应用于相同编码处理顺序中的相同编码步骤，以及该第一残差差分脉冲编码调制解码和该第二残差差分脉冲编码调制解码利用应用于相同解码处理顺序中的相同解码步骤。

2.根据权利要求1所述的用于图片的区块的残差差分脉冲编码调制的编码方法，其特征在于，该相同编码步骤包括变换-跳过处理、残差差分脉冲编码调制处理、以及量化处理，以及该相同解码步骤包括去量化处理、逆残差差分脉冲编码调制处理，当该当前区块利用变换-跳过模式而被编码时，该相同解码步骤还包括逆变换-跳过处理。

3.根据权利要求2所述的用于图片的区块的残差差分脉冲编码调制的编码方法，其特征在于，该相同编码处理顺序对应于残差差分脉冲编码调制处理，之后依次对应于该变换-跳过处理以及可选的残差旋转处理，以及该相同解码处理顺序对应于该可选的残差旋转处理，之后依次对应于该逆变换-跳过处理以及逆残差差分脉冲编码调制处理。

4.根据权利要求2所述的用于图片的区块的残差差分脉冲编码调制的编码方法，其特征在于，该相同编码处理顺序对应于该变换-跳过处理，之后依次对应于残差差分脉冲编码调制处理以及可选的残差旋转处理，以及该相同解码处理顺序对应于该可选的残差旋转处理，之后依次对应于逆残差差分脉冲编码调制处理以及该逆变换-跳过处理。

5.根据权利要求1所述的用于图片的区块的残差差分脉冲编码调制的编码方法，其特征在于，

该第一组由该帧内预测模式、该帧间预测模式、以及帧内区块复制预测模式组成，以及当该当前区块利用该帧内预测模式、该帧间预测模式、以及帧内区块复制预测模式而被编码时，该相同编码步骤或该相同解码步骤应用于该当前区块。

6.根据权利要求1所述的用于图片的区块的残差差分脉冲编码调制的编码方法，其特征在于，

该相同编码步骤包括残差差分脉冲编码调制处理以及该相同解码步骤包括逆残差差分脉冲编码调制处理，其中预测方向对应于垂直方向或者水平方向，该预测方向与残差差分脉冲编码调制处理和该逆残差差分脉冲编码调制处理相关，对于使用该帧内预测模式来编码的该当前区块，该预测方向被隐式地确定，以及对于使用该帧间预测模式和该帧内区块复制预测模式来编码的该当前区块，该预测方向在编码器侧被明确地确定。

7.根据权利要求6所述的用于图片的区块的残差差分脉冲编码调制的编码方法，其特征在于，当该当前区块在帧内预测模式中被编码时，该预测方向基于该当前区块的帧内模式而被隐式地确定。

8.根据权利要求6所述的用于图片的区块的残差差分脉冲编码调制的编码方法，其特征在于，该预测方向在已编码的比特流中被发送，以用于在该帧间预测模式和该帧内区块复制预测模式中编码的该当前区块。

9.一种用于帧内区块复制区块的残差差分脉冲编码调制的编码方法，其特征在于，该方法包括：

接收在当前图片中与当前区块相关的输入数据；

基于在该当前图片中该当前区块和参考区块得到帧内区块复制残差以用于该当前区块；

基于非帧内模式信息确定残差差分脉冲编码调制开启/关闭标志以及预测方向标志以用于该帧内区块复制残差；

根据该已确定的残差差分脉冲编码调制开启/关闭标志，应用具有残差差分脉冲编码调制或不具有残差差分脉冲编码调制的有损或无损编码至该帧内区块复制残差或已处理的帧内区块复制残差，其中当该残差差分脉冲编码调制开启/关闭标志确定为开启时，根据该预测方向标志，该有损或无损残差差分脉冲编码调制编码包括残差差分脉冲编码调制处理。

10.根据权利要求9所述的用于帧内区块复制区块的残差差分脉冲编码调制的编码方法，其特征在于，该有损残差差分脉冲编码调制编码进一步包括变换-跳过处理和量化处理。

11.一种用于帧内区块复制区块的残差差分脉冲编码调制的解码方法，其特征在于，该方法包括：

接收在当前图片中与当前区块相关的已编码比特流；

自该已编码的比特流确定残差差分脉冲编码调制开启/关闭标志以及预测方向标志以用于该当前区块；

在该已编码的比特流解析已编码的残差数据；

根据该已确定的残差差分脉冲编码调制开启/关闭标志，应用具有残差差分脉冲编码调制处理或不具有残差差分脉冲编码调制处理的有损或无损编码至该已编码的残差数据以得到已重建的帧内区块复制残差或已重建的、已处理的帧内区块复制残差，其中当该已确定的残差差分脉冲编码调制为开启时，根据该预测方向标志，该有损或无损残差差分脉冲编码调制解码包括逆残差差分脉冲编码调制处理；以及

基于该该当前图片中的参考区块、以及该已重建的帧内区块复制残差或该已重建的、已处理的帧内区块复制残差，得到已重建的当前区块。

12.根据权利要求11所述的用于帧内区块复制区块的残差差分脉冲编码调制的解码方法，其特征在于，

该有损残差差分脉冲编码调制解码进一步包括逆变换-跳过处理和逆量化处理。