CN105812823A - Hevc中帧内预测的参考像素替换方法与装置 - Google Patents

Abstract

一种HEVC中帧内预测的参考像素替换方法，所述方法包括下列步骤。获取被预测区块的M个参考像素。将这些参考像素分群成P个参考群组。(P-1)个参考群组包括N个参考像素。判断这些参考群组为可用或不可用，以搜寻这些参考群组中的至少一待替换群组。此待替换群组中的参考像素为不可用。依据搜寻规则从这些参考像素中属于可用的参考像素中决定关联于待替换群组的替换像素。利用替换像素取代待替换群组中的每一参考像素。

Description

HEVC中帧内预测的参考像素替换方法与装置

技术领域

本发明是有关于一种视频编码技术，且特别是有关于一种HEVC中帧内预测的参考像素替换方法与装置。

背景技术

随着科技的演进，视频显示器的解析、规格、尺寸越来越高，人们对视频画面品质与尺寸的要求也随着不断上升。因此，为了在有限的储存容量和网路频宽下接收或传送影像数据，视频压缩的技术占有不可或缺的地位。相较于高阶视频编码(AdvancedVideoCoding，H.264/AVC)，最新发展的高效率视频编码(HighEfficiencyVideoCoding，H.265/HEVC)的视频压缩标准除了具有较高的压缩率与视频品质外，其最高可支持到超解析度(UltraHighDefinition，UHD)的影像规格。

对于H.265/HEVC的视频编码机制来说，同一编码单元(CodingUnit，CU)内的像素系采用同一种编码模式，并且依据其编码模式而进一步被分割为一、二个或四个预测单元(PredictionUnit，PU)。同一预测单元内的像素系采用同种预测方式，像是帧内预测(IntraPrediction)以及帧间预测(InterPrediction)等。H.265/HEVC的帧内预测所采用的预测方式是以邻近被预测区块的参考像素做为预测的取样样本，是一种基于空间资讯来进行预测的预测方式。此外，H.265/HEVC的帧内预测将预测的方向性增加到33种，并加入平面预测(PlanarPrediction)产生平滑的取样面。

再者，H.265/HEVC的视频编码机制还提出一种参考像素的替换程序(Substitutionprocess)。基此，无论邻近被预测区块的参考像素是否全部皆为可用的(available)，H.265/HEVC可依据进行替换程序后的所有参考像素来进行对应至各种预测方向的帧内预测。H.265/HEVC的替换程序系沿顺时钟方向(clock-wise)进行扫描，其中不可用的参考像素基于其像素位置而被替换为可用的参考像素。

图1A至图1C是习知的参考像素替换的范例示意图。请先参照图1A，用来预测被预测区块区块10的参考像素位于被预测区块区块10的左侧与上侧。被预测区块区块10的尺寸为4x4的区块(单位为像素)，且邻近被预测区块区块10的部份参考像素为不可用的。详细来说，第1个参考像素P1至第17个参考像素P17从左下角沿顺时钟方向依序排列。其中，位于左侧且分别具有像素值为A、B、C、D的第5个参考像素P5至第8个参考像素P8为可用的，位于上侧且分别具有像素值为E、F、G、H的第10个参考像素P10至第13个参考像素P13为可用的，而其余的参考像素为不可用的，像是参考像素P1以及参考像素P9。

请继续参照图1A，习知的像素替换程序包括三个步骤。第一替换步骤，若第1个参考像素P1为不可用的，沿搜寻方向S1依序寻找，直至找到可用的参考像素并进行替换。如图1所示，由于第5个参考像素P5为沿搜寻方向S1进行搜寻最先被搜寻到系为可用的参考像素，因此第1个参考像素P1被替换为第5个参考像素P。换言之，第1个参考像素P1的像素值被设定为等于第5个参考像素P5的像素值。

接着，请参照图1B，在确定第1个参考像素P1为可用的之后，第二替换步骤，沿搜寻方向S2对第2个参考像素P2至第9个参考像素P9依序进行判断与像素替换。举例来说，由于第二个参考像素P2被判断为不可用的，因此第1个参考像素P1被用来替换第二个参考像素P2。依此类推，原本为不可用的第3个参考像素P3以及第4个参考像素P4经替换后的像素值也都为A。之后，第三替换步骤，沿搜寻方向S3对第10个参考像素P10至第17个参考像素P17依序进行判断与像素替换。经过前述的三个替换步骤后所产生的所有参考像素如图1C所示，原先于图1A中属于不可用的参考像素都已经由替换而转换成可用的参考像素。如此，预测单元便可依据这些可用的参考像素来进行对应至各种预测方向的帧内预测。

然而，上述的参考像素替换方法虽可降低视频压缩的失真率，但由于需要对被预测区块的所有参考像素逐一地进行判断与替换，因此容易导致用以实现此参考像素替换方法的电路硬件面积庞大。再者，针对参考像素逐一地进行判断与替换，其运算复杂度也是无法忽略的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种HEVC中帧内预测的参考像素替换方法与装置，可有效降低运算量并节省电路硬件面积。

本发明提出一种HEVC中帧内预测的参考像素替换方法，所述方法包括下列步骤。获取被预测区块的M个参考像素。将这些参考像素分群成P个参考群组。(P-1)个参考群组包括N个参考像素，而第k个参考群组包括单一个参考像素且k＝(P+1)/2。同一参考群组中的参考像素依序相邻。M与P为依据被预测区块的尺寸而定的正整数，而N为大于1的预设整数。判断这些参考群组为可用或不可用，以搜寻这些参考群组中的至少一待替换群组。此待替换群组中的参考像素为不可用。依据搜寻规则从这些参考像素中属于可用的参考像素中决定关联于待替换群组的替换像素。利用替换像素取代待替换群组中的每一参考像素。

从另一观点来看，本发明提出一种HEVC中帧内预测的像素替换装置，其包括参考像素获取模块、参考像素分群模块、待替换群组搜寻模块、可用像素搜寻模块以及参考像素替换模块。参考像素获取模块获取被预测区块的M个参考像素。参考像素分群模块耦接参考像素获取模块，将这些参考像素分群成P个参考群组，其中(P-1)个参考群组各自包括N个参考像素，而第k个参考群组包括单一个参考像素，其中k＝(P+1)/2。同一参考群组中的参考像素依序相邻。M与P为依据被预测区块的尺寸而定的正整数，而N为大于1的预设整数。待替换群组搜寻模块耦接参考像素分群模块，判断这些参考群组为可用或不可用，以搜寻这些参考群组中的至少一待替换群组。此待替换群组中的参考像素为不可用。可用像素搜寻模块耦接待替换群组搜寻模块，依据搜寻规则从这些参考像素中属于可用的参考像素中决定关联于待替换群组的一替换像素。参考像素替换模块耦接可用像素搜寻模块，利用替换像素取代待替换群组中的每一参考像素。

基于上述，基于属于同一个编码区块(codingblock)的参考像素的可用属性为一致的，本发明所提出的HEVC中帧内预测的参考像素替换方法与装置先将参考像素分群成多的群组，再以群组为单位来进行参考像素的替换。如此，本发明可有效地节省参考像素替换时的运算量与编解码器的电路面积，由此提升编码效能并同时降低硬件制造成本。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1A至图1C是习知的参考像素替换的范例示意图。

图2是根据本发明一实施例所绘示的参考像素替换装置的方块图。

图3是根据本发明的一实施例所绘示的参考像素替换方法的流程图。

图4是依据本发明一实施例所绘示的参考像素与被预测区块的示意图。

图5A至图5B是依据本发明一实施例所绘示的参考像素与预测区块的示意图。

图6是依据本发明一实施例所绘示的可用像素搜寻模块的电路示意图。

附图标记说明

10、40：被预测区块

210：参考像素获取模块

220：参考像素分群模块

230：待替换群组搜寻模块

240、240a：可用像素搜寻模块

250：参考像素替换模块

130：去残影处理单元

S1、S2、S3：搜寻方向

P1、P2、P3、P4、P5、P8、P9、P10、P13、P14、P17、P1_1、P1_2、P1_3、P1_4、P1_5、P1_6、P1_7、P1_8、P2_1、P7_8、PS1、PS2、PS3、PS4：参考像素

G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7、G8、G9、BL3、BL2、BL1、BL0、L3、L2、L1、L0、AL、A0、A1、A2、A3、AR1、AR2、AR3、AR4：参考群组

mux1、mux2、mux3、mux4、mux5、mux6、mux7、mux8、mux9、mux10、mux11、mux12、mux13、mux14、mux15、mux16、mux17：多路复用器

f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8、f9、f10、f11、f12、f13、f14、f15、f16、f17：控制数据

P_value：平均像素值

S310～S350：本发明一实施例所述的参考像素替换方法的各步骤

具体实施方式

针对HEVC的帧内预测，本发明提出一种改良式的参考像素替换方法，以包括多个参考像素的参考群组为单位进行像素值的复制与替换。为了使本发明的内容更为明了，以下列举实施例作为本发明确实能够据以实施的范例。

图2是根据本发明一实施例所绘示的参考像素替换装置的方块图，但此仅是为了方便说明，并不用以限制本发明。请参照图2，HEVC中帧内预测的参考像素替换装置20包括参考像素获取模块210、参考像素分群模块220、待替换群组搜寻模块230、可用像素搜寻模块240以及参考像素替换模块250。本实施例的参考像素替换装置20可以是视频编解码器中的一部分，而参考像素获取模块210、参考像素分群模块220、待替换群组搜寻模块230、可用像素搜寻模块240以及参考像素替换模块250可被实作为一或多个集成电路，其中各个集成电路包括多个逻辑门(logicgate)。参考像素替换装置20中各个模块的详细功能将配合图3的HEVC中帧内预测的参考像素替换方法一并揭露。

图3是根据本发明的一实施例所绘示的参考像素替换方法的流程图，而图3的参考像素替换方法可以图2的参考像素替换装置20的各模块来实现。

需先说明的是，HEVC的结构中使用的是编码树状区块，编码树状区块的大小由编码器选择，通常为64x64，而编码树状区块可分割为一或多个编码区块(CB)。同一编码区块内的像素系采用同一种编码模式，并且依据其帧内预测模式而可进一步被分割为一或四个预测区块(PredictionBlock，PB)。另外，编码单元也会被依据残量(Residual)边码的方式而以四分树方式将编码单元切割成一个或多个方正矩形的转换区块(TransformBlock，TB)。

请同时参照图2以及图3。首先，于步骤S310，参考像素获取模块210获取被预测区块的M个参考像素。可以知道的是，HEVC的帧内预测是依据转换区块(TB)的大小来进行操作，而用以进行预测且已解码的参考像素是系位于空间上相邻的转换区块的边界上。换言之，编码器系依据转换区块(TB)的大小为处理单位来对被预测区块的参考像素进行替换或滤波处理。被预测区块的尺寸包括4x4、8x8、16x16以及32x32。所有的帧内预测模式(DC预测、角度预测、Planar预测)都利用了同样的參考像素组合，这个参考像素的组合是由被预测区块的左侧和上侧的边界像素组成。

接着，于步骤S320，参考像素分群模块220将这些参考像素分群成P个参考群组。M为参考像素的数量而P为参考群组的数量，M与P为依据被预测区块的尺寸而定的正整数。因此，参考像素的数量M包括为17、33、65以及129。需特别说明的是，参考像素分群模块220将这些参考像素分群成各自包括N个参考像素的(P-1)个参考群组以及仅具有位于被预测区块的对角线方向上的单一个参考像素的第k个参考群组，且此对角线方向是从被预测区块的左上方往右下方延伸。同一参考群组中的参考像素依序相邻，且N为大于1的预设整数。于一实施例中，(P-1)个参考群组包括N个参考像素，而第k个参考群组包括单一个参考像素，其中k＝(P+1)/2且P为奇数。具体来说，从左下开始依序排列第1个参考群组到第k-1个参考群组包括N个参考像素，第k个参考群组包括单一个参考像素，且第k个参考群组中的参考像素位于被预测区块的左上至右下的对角线方向上，从被预测区块上方开始依序排列第k+1个参考群组到第P个参考群组包括N个参考像素。

这些参考像素包括多个左边界参考像素、多个上边界参考像素以及一角落参考像素。左边界参考像素位于被预测区块的左方，上边界参考像素位于被预测区块的上方。角落参考像素位于左边界参考像素其中之一以及上边界参考像素其中之一之间。参考像素分群模块220将角落参考像素独自分群成第k个参考群组。参考像素分群模块220将左边界参考像素分群成各自包括N个参考像素的第1个参考群组至第k-1个参考群组，并将该些上边界参考像素分群成各自包括N个参考像素的第k+1个参考群组至第P个参考群组，其中M大于N且(M-1)/N＝P-1。

图4是依据本发明一实施例所绘示的参考像素与被预测区块的示意图。请参照图4，图4系以被预测区块的大小为16x16的区块且N＝8为例进行说明，但本发明并不以此为限。大小为16x16的被预测区块40可依据各种预测模式并利用参考像素来进行帧内预测。这些参考像素包括多个左边界参考像素、多个上边界参考像素以及一角落参考像素。左边界参考像素位于被预测区块40的左侧，上边界参考像素位于被预测区块40的上侧。角落参考像素位于左边界参考像素其中之一以及上边界参考像素其中之一之间。简单来说，角落参考像素位于被预测区块40的对角线方向上。

由于被预测区块40的大小为16x16，因此可用像素获取模块210可获取33个参考像素。参考像素分群模块220将33个参考像素分群成P＝9个参考群组。如图4所示，左边界参考像素被分群成第1个参考群组G1、第2个参考群组G2、第3个参考群组G3、第4个参考群组G4，上边界参考像素被分群成第6个参考群组G6、第7个参考群组G7、第8个参考群组G8、第9个参考群组G9。此外，第5个参考群组G5包括角落参考像素并且位于被预测区块40的从左上到右下的对角线方向上。第1个参考群组G1至第4个参考群组G4以及第6个参考群组G6至第9个参考群组G9都包括8个相互相邻的多个参考像素。

然而，图4所示范例仅用以示范说明，并非用以限定本发明。可以知道的是，编码区块(CB)的尺寸包括8x8、16x16、32x32以及64x64。由于对于同一个编码区块中的参考像素的可用属性为一致的且编码区块最小为8x8的区块，因此将左边界参考像素与上边界像素分群为具有N＝8个参考像素的参考群组为最佳的分群方式，但本发明并不以此为限。倘若一特定画帧的编码区块的大小都在16x16以上，则也可将左边界参考像素与上边界像素分群为具有N＝16个参考像素的参考群组。

回到图3的流程，于步骤S330，待替换群组搜寻模块230判断这些参考群组为可用或不可用，以搜寻这些参考群组中的至少一待替换群组。此待替换群组中的参考像素为不可用。详细来说，有些參考像素点也许无法在帧内预测模式中获得，比如在画帧的边界或在编码区块的边界上，但对于同一个编码区块中的参考像素的可用属性为一致的。基此，透过判断同一参考群组中的一个参考像素是否为可用的，待替换群组搜寻模块230可判断出整个参考群组内的参考像素是否皆为可用，并且将包括不可用的参考像素的参考群组视为待替换群组。

之后，于步骤S340，可用像素搜寻模块240依据搜寻规则从这些参考像素中属于可用的参考像素中决定关联于待替换群组的替换像素。于步骤S350，参考像素替换模块250利用替换像素取代待替换群组中的每一参考像素。也就是说，一旦待替换群组搜寻模块230搜寻到待替换群组，可用像素搜寻模块240开始为待替换群组寻找可用来进行替换的可用像素。

倘若是左边界的参考群组为待替换群组，则可用像素搜寻模块240将会直接用最靠近此待替换群组且位于待替换群组下方的參考群组中的多个参考像素其中之一来进行取代。倘若是上边界的参考群组为待替换群组，则可用像素搜寻模块240将会直接用最靠近此待替换群组且位于待替换群组左方的參考群组中的参考像素其中之一来进行取代。值得一题的是，倘若左边界上肢最下方的参考群组为待替换群组，则可用像素搜寻模块240将会直接用最靠近第1个待替换群组且位于第1个待替换群组上方的參考群组中的多个参考像素其中之一来进行取代。若是所有的参考群组皆为不可用的待替换群组，那么所有的参考像素将会用參考像素深度给定一个平均像素值(8bit资料将会给128)。

以图4为例进行说明，参考群组G1包括参考像素P1_1～P1_8，所有参考像素P1_1～P1_8的可用属性为一致的。也就是说，若参考像素P1_1为不可用的，则参考群组G1内的其他参考像素P1_2～P1_8也都为不可用的。基此，待替换群组搜寻模块230可搜寻到属于待替换群组的参考群组G1，而可用像素搜寻模块240开始为属于待替换群组的参考群组G1寻找可用来进行替换的可用像素。于本范例中，由于对于参考群组G1上方的参考群组G2包括可用的参考像素，因此可用像素搜寻模块240取参考群组G2最邻近参考群组G1的参考像素P2_1作为关联于参考群组G1的替换像素。接着，参考像素替换模块250利用参考像素P2_1取代参考群组G1中的每一参考像素P1_1～P1_8，即将参考像素P2_1的像素值复制至每一参考像素P1_1～P1_8。

为了进一步详细说明本发明，以下将另举一范例实施例来说明。图5A至图5B是依据本发明一实施例所绘示的参考像素与预测区块的示意图。于图5A以及图5B的范例中，被预测区块50的大小为32x32的区块，则参考像素获取模块210可获取M＝129个参考像素。参考像素分群模块220将被预测区块50的所有参考像素分群成P＝17个参考群组。详细来说，第1个参考群组BL3至第17个参考群组AR4从左下角沿顺时钟方向依序排列。

于本范例中，位于左侧的第4个参考群组BL0至第8个参考群组L0为可用的，位于角落的第9个参考群组AL为可用的，位于上侧的第10个参考群组A0至第17个参考群组AR4为可用的，而其余的参考群组为不可用的，像是参考群组BL3、BL2、BL1以及参考群组AR2、AR3、AR4。

基此，待替换群组搜寻模块230判断邻近被预测区块50的这些参考群组为可用或不可用，以搜寻这些参考群组中的待替换群组。于本范例中，待替换群组搜寻模块230可以位于被预测区块50的左边界且最下方的第1个参考群组BL3为起始点进行搜寻，直至搜寻到待替换群组。由于图5A中的第1个参考群组BL3包括不可用的参考像素，因此第1个参考群组BL3被识别为待替换群组。

承上述，若位于被预测区块50的左边界且最下方的第1个参考群组BL3为待替换群组，目标像素搜寻模块240可透过「折半查找」的方式来比对两两相邻的参考群组以进行搜寻，直至搜寻到可用的目标群组。值得一提的是，透过折半查找的方式可大幅降低目标像素搜寻模块240的电路面积，此特点将于下述实施例详细说明。于图5A所示的范例中，关联于第1个参考群组BL3的目标群组为第4个参考群组BL0。第4个参考群组BL0为所有参考群组中为可用的且最靠近待替换群组(即，第1个参考群组BL3)的参考群组，且第4个参考群组BL0包括8个皆可作为替换像素的可用像素。目标像素搜寻模块240从第4个参考群组BL0选择可用参考像素其中之一作为关联于待替换群组的替换像素。于本范例中，目标像素搜寻模块240从第4个参考群组BL0选择最下方的参考像素PS1作为关联于第1个参考群组BL3的替换像素。也就是说，目标群组中像素位置最靠近待替换群组的可用像素其中之一被选择作为替换像素。之后，参考像素PS1的像素值经由复制来取代第1个参考群组BL3中的每一个参考像素，致使第1个参考群组BL3中的每一个参考像素的像素值都参考像素PS1的像素值跟一样。

在完成第1个参考群组BL3的取代后，第1个参考群组BL3可被识别为可用的。之后，若待替换群组并非为位于被预测区块50的左边界且最下方的第1个参考群组BL3，可用像素搜寻模块240将被判断为可用的且最靠近待替换群组的参考群组作为目标群组。可用像素搜寻模块240选择可用参考像素其中之一作为关联于待替换群组的替换像素。

具体来说，由于左边界的第2个参考群组BL2以及第3个参考群组BL3也为待替换群组，则可用像素搜寻模块240将会直接用最靠近第2个参考群组BL2以及第3个参考群组BL3且位于第2个参考群组BL2以及第3个参考群组BL3下方的第1个参考群组BL3中的参考像素来进行取代。因此，如图5B所示，第2个参考群组BL2以及第3个参考群组BL3中的参考像素与第1个参考群组BL3中的参考像素经替换后皆转换成可用的，且第2个参考群组BL2以及第3个参考群组BL3中的参考像素与第1个参考群组BL3中的参考像素的像素值经替换后系为相同。

相似的，如图5B所示，由于上边界的参考群组AR2、AR3、AR4也为待替换群组，则可用像素搜寻模块240将会直接用最靠近参考群组AR2、AR3、AR4且位于参考群组AR2、AR3、AR4左方的第14个参考群组AR1中的参考像素其中之一来进行取代。具体来说，参考像素替换模块250将依照替代像素搜寻模块240的搜寻结果将第14个参考群组AR1中的参考像素PS2的像素值复制至整个第15个参考群组AR2。相似的，可用像素搜寻模块240选择可用参考像素其中之一作为关联于待替换群组的替换像素。经由重复运算后，参考像素替换模块250将第15个参考群组AR2中的最靠近参考群组AR3的参考像素PS3的像素值复制至整个第16个参考群组AR3，且参考像素替换模块250将第16个参考群组AR3中的参考像素PS4的像素值复制至整个第17个参考群组AR4。如此一来，邻近被预测区块50的不可用参考像素皆可透过上述流程而被替换成可用的参考像素。

为了说明透过折半查找的方式可大幅降低目标像素搜寻模块240的电路面积，图6是依据本发明一实施例所绘示的可用像素搜寻模块的电路示意图。需先说明的是，图6系以图5A所示的范例继续进行说明，即图6是以被预测区块的大小为32x32的区块为范例进行说明。请参照图6，图6所示的可用像素搜寻模块240a系用以搜寻第1个参考群组BL3的替代像素，其包括6级的多路复用器。多路复用器mux1～mux8位于第1级，多路复用器mux9～mux12位于第2级，多路复用器mux13～mux14位于第3级。多路复用器mux15位于第4级，多路复用器mux16位于第5级，多路复用器mux17位于第6级。

依据前述可知，若位于被预测区块的左边界且最下方的第1个参考群组BL3为待替换群组，可用像素搜寻模块240a藉由比对两两相邻的参考群组进行搜寻直至搜寻到目标群组，且此目标群组为所有参考群组中为可用的且最靠近待替换群组的参考群组。于一实施例中，代表像素值可为左边界参考群组中最下方的参考像素，代表像素值可为上边界参考群组中最左方的参考像素。基此，多路复用器mux1的输入端接收第2个参考群组BL2的代表像素值以及第3个参考群组BL1的代表像素值。多路复用器mux2的输入端接收第3个参考群组BL0的代表像素值以及第4个参考群组L3的代表像素值。多路复用器mux3的输入端接收第5个参考群组L2的代表像素值以及第6个参考群组L1的代表像素值。多路复用器mux4的输入端接收第7个参考群组L0的代表像素值以及第8个参考群组AL的代表像素值，依此类推。多路复用器mux5～mux8的输入端也分别接收上边界参考群组的代表像素值。

第二级的多路复用器mux9的输入端耦接多路复用器mux1以及多路复用器mux2的输出端，第二级的多路复用器mux10的输入端耦接多路复用器mux3以及多路复用器mux4的输出端。第二级的多路复用器mux11的输入端耦接多路复用器mux5以及多路复用器mux6的输出端，第二级的多路复用器mux12的输入端耦接多路复用器mux7以及多路复用器mux8的输出端。

第三级的多路复用器mux13的输入端耦接多路复用器mux9以及多路复用器mux10的输出端，第三级的多路复用器mux14的输入端耦接多路复用器mux11以及多路复用器mux12的输出端。第四级的多路复用器mux15的输入端耦接多路复用器mux13以及多路复用器mux114的输出端。第五级的多路复用器mux16的输入端分别耦接多路复用器mux15的输出端并接收第1个参考群组BL3的代表像素值。第六级的多路复用器mux17的输入端分别耦接多路复用器mux16的输出端并接收參考像素深度给定一个平均像素值。

再者，多路复用器mux1～mux17的控制端接收控制数据f1～f17，以决定多路复用器mux1～mux17的输出端数据。其中，控制数据f1～f17可为用以标示第2个参考群组BL2至第17个参考群组AR3是否为可用的旗标。如此一来，多路复用器mux1～mux8可依据所有参考群组的可用属性并透过两两比对相邻的参考群组来决定输出端的数据，从而搜寻到可用以取代第1个参考群组BL3的替代像素。

图6虽是以被预测区块的大小为32x32的区块为范例进行说明，但本发明并不限制于此。本领域技术人员应当可依据图6与前述说明而推知当被预测区块的大小为16x16、8x8或4x4时可用像素搜寻模块的其他实施态样。

综上所述，基于属于同一个编码区块的参考像素的可用属性为一致的，本发明所提出的HEVC中帧内预测的参考像素替换方法与装置先将参考像素分群成多的群组，再以群组为单位来进行参考像素的替换。如此，本发明可有效地节省参考像素替换时的运算量与编解码器的电路面积，由此提升编码效能并同时降低硬件制造成本。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (20)

1.一种HEVC中帧内预测的参考像素替换方法，其特征在于，所述方法包括：

获取一被预测区块的M个参考像素；

将该些参考像素分群成P个参考群组，其中(P-1)个参考群组各自包括N个参考像素，而该些参考群组中的第k个参考群组包括位于该被预测区块的对角线方向上的单一个参考像素，且同一参考群组中的参考像素依序相邻，M与P皆为依据该被预测区块而定的正整数，而N为大于1的预设整数，该对角线方向是从该被预测区块的左上方往右下方延伸；

判断该些参考群组为可用或不可用，以搜寻该些参考群组中的至少一待替换群组，其中该待替换群组中的参考像素为不可用；

依据一搜寻规则从该些参考像素中属于可用的参考像素中决定关联于该待替换群组的一替换像素；以及

利用该替换像素取代该待替换群组中的每一参考像素。

2.如权利要求1所述的HEVC中帧内预测的像素替换方法，其特征在于，该些参考像素包括多个左边界参考像素、多个上边界参考像素以及一角落参考像素，该些左边界参考像素位于该被预测区块的左方，该些上边界参考像素位于该被预测区块的上方，该角落参考像素位于该些左边界参考像素其中之一以及该上边界参考像素其中之一之间。

3.如权利要求2所述的HEVC中帧内预测的像素替换方法，其特征在于，将该些参考像素分群成P个参考群组的步骤包括：

将该角落参考像素独自分群成第k个参考群组；以及

将该些左边界参考像素分群成各自包括N个参考像素的第1个参考群组至第k-1个参考群组，并将该些上边界参考像素分群成各自包括N个参考像素的第k+1个参考群组至第P个参考群组，其中M大于N且(M-1)/N＝P-1。

4.如权利要求1所述的HEVC中帧内预测的像素替换方法，其特征在于，判断该些参考群组为可用或不可用，以搜寻该些参考群组中的该待替换群组的步骤包括：

以位于该被预测区块的左边界且最下方的第1个参考群组为起始点进行搜寻，直至搜寻到该待替换群组。

5.如权利要求1所述的HEVC中帧内预测的像素替换方法，其特征在于，依据该搜寻规则从该些参考像素中属于可用的参考像素中决定关联于该待替换群组的该替换像素的步骤包括：

若位于该被预测区块的左边界且最下方的第1个参考群组为该待替换群组，藉由比对两两相邻的该些参考群组进行搜寻直至搜寻到一目标群组，其中该目标群组为该些参考群组中为可用的且最靠近该待替换群组的参考群组，且该目标群组包括该些参考像素中的N个可用像素；以及

选择该些可用参考像素其中之一作为关联于该待替换群组的该替换像素。

6.如权利要求5所述的HEVC中帧内预测的像素替换方法，其特征在于，该目标群组中像素位置最靠近该待替换群组的该些可用像素其中之一被选择作为该替换像素。

7.如权利要求1所述的HEVC中帧内预测的像素替换方法，其特征在于，依据该搜寻规则从该些参考像素中属于可用的参考像素中决定关联于该待替换群组的该替换像素的步骤包括：

若该待替换群组并非为位于该被预测区块的左边界且最下方的第1个参考群组，将被判断为可用的参考群组作为一目标群组，其中该目标群组为最靠近该待替换群组的参考群组，且该目标群组包括该些参考像素中的N个可用像素；以及

选择该些可用参考像素其中之一作为关联于该待替换群组的该替换像素。

8.如权利要求7所述的HEVC中帧内预测的像素替换方法，其特征在于，该目标群组中像素位置最靠近该待替换群组的该些可用像素其中之一被选择作为该替换像素。

9.如权利要求1所述的HEVC中帧内预测的像素替换方法，其特征在于，该被预测区块的尺寸包括4x4、8x8、16x16以及32x32，而M包括为17、33、65以及129。

10.如权利要求1所述的HEVC中帧内预测的像素替换方法，其特征在于，编码区块的尺寸包括8x8、16x16、32x32以及64x64，且N＝8。

11.一种HEVC中帧内预测的像素替换装置，其特征在于，所述装置包括：

一参考像素获取模块，获取一被预测区块的M个参考像素；

一参考像素分群模块，耦接该参考像素获取模块，将该些参考像素分群成P个参考群组，其中(P-1)个参考群组各自包括N个参考像素，而该些参考群组中的第k个参考群组包括位于该被预测区块的对角线方向上的单一个参考像素，且同一参考群组中的参考像素依序相邻，M与P皆为依据该被预测区块而定的正整数，而N为大于1的预设整数，该对角线方向是从该被预测区块的左上方往右下方延伸；

一待替换群组搜寻模块，耦接该参考像素分群模块，判断该些参考群组为可用或不可用，以搜寻该些参考群组中的至少一待替换群组，其中该待替换群组中的参考像素为不可用；

一可用像素搜寻模块，耦接该待替换群组搜寻模块与该参考像素分群模块，依据一搜寻规则从该些参考像素中属于可用的参考像素中决定关联于该待替换群组的一替换像素；以及

一参考像素替换模块，耦接该可用像素搜寻模块以及该待替换群组搜寻模块，利用该替换像素取代该待替换群组中的每一参考像素。

12.如权利要求11所述的HEVC中帧内预测的像素替换装置，其特征在于，该些参考像素包括多个左边界参考像素、多个上边界参考像素以及一角落参考像素，该些左边界参考像素位于该被预测区块的左方，该些上边界参考像素位于该被预测区块的上方，该角落参考像素位于该些左边界参考像素其中之一以及该上边界参考像素其中之一之间。

13.如权利要求12所述的HEVC中帧内预测的像素替换装置，其特征在于，该参考像素分群模块将该角落参考像素分群成第k个参考群组，将该些左边界参考像素分群成各自包括N个参考像素的第1个参考群组至第k-1个参考群组，以及将该些上边界参考像素分群成各自包括N个参考像素的第k+1个参考群组至第P个参考群组，其中M大于N且(M-1)/N＝P-1。

14.如权利要求11所述的HEVC中帧内预测的像素替换装置，其特征在于，该待替换群组搜寻模块以位于该被预测区块的左边界且最下方的第1个参考群组为起始点进行搜寻，直至搜寻到该待替换群组。

15.如权利要求11所述的HEVC中帧内预测的像素替换装置，其特征在于，若位于该被预测区块的左边界且最下方的第1个参考群组为该待替换群组，该可用像素搜寻模块藉由比对两两相邻的该些参考群组进行搜寻直至搜寻到一目标群组，其中该目标群组为该些参考群组中为可用的且最靠近该待替换群组的参考群组，且该目标群组包括该些参考像素中的N个可用像素，

其中该可用像素搜寻模块选择该些可用参考像素其中之一作为关联于该待替换群组的该替换像素。

16.如权利要求15所述的HEVC中帧内预测的像素替换装置，其特征在于，该目标群组中像素位置最靠近该待替换群组的该些可用像素其中之一被选择作为该替换像素。

17.如权利要求11所述的HEVC中帧内预测的像素替换装置，其特征在于，若该待替换群组并非为位于该被预测区块的左边界且最下方的第1个参考群组，该可用像素搜寻模块将已被该待替换群组搜寻模块判断过且为可用的参考群组作为一目标群组，其中该目标群组为最靠近该待替换群组的参考群组，且该目标群组包括该些参考像素中的N个可用像素，

其中该可用像素搜寻模块将该些可用参考像素其中之一作为关联于该待替换群组的该替换像素。

18.如权利要求17所述的HEVC中帧内预测的像素替换装置，其特征在于，该目标群组中像素位置最靠近该待替换群组的该些可用像素其中之一被选择作为该替换像素。

19.如权利要求11所述的HEVC中帧内预测的像素替换装置，其特征在于，该被预测区块的尺寸包括4x4、8x8、16x16以及32x32，而M包括为17、33、65以及129。

20.如权利要求11所述的HEVC中帧内预测的像素替换装置，其特征在于，编码区块的尺寸包括8x8、16x16、32x32以及64x64，且N＝8。