CN107197257A - 内预测方法及使用该方法的编码装置和解码装置 - Google Patents

内预测方法及使用该方法的编码装置和解码装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种内预测方法及使用该方法的编码装置和解码装置。根据本发明的内预测方法包括以下步骤：将当前预测模式导致为用于当前块的预测模式；将当前块的外围采样构造为可用参考采样；滤波可用参考采样；以及基于滤波的修改的参考采样来产生用于当前块的预测采样，其中使用位于当前预测模式的预测方向中的可用参考采样、以及邻近于当前预测模式的所述预测方向布置的预先确定数目的可用参考采样来执行滤波步骤。

Description

内预测方法及使用该方法的编码装置和解码装置
本申请是2013年8月1日提交的、国际申请日为2011年12月8日的、申请号为201180066667.6(PCT/KR2011/009494)的，发明名称为“内预测方法及使用该方法的编码装置和解码装置”专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种图像信息处理方法和设备，并且更具体而言，涉及对在图像信息的内预测的过程中执行的邻近采样的滤波方法和使用该滤波方法的设备。
背景技术
近来，对高分辨率和高质量图像的需求已经在各种应用领域中增长。由于图像具有更高的分辨率和更高的质量，所以有关图像的信息量进一步增长。因此，当图像信息使用诸如现有的有线或者无线宽带线路的介质来传输，或者图像信息存储在现有的存储介质中时，信息传输成本和信息存储成本增长。因此，高效率的图像压缩技术可以用于有效地传输、存储和再现有关高分辨率和高质量图像的信息。
间预测(inter prediction)和内预测(intra prediction)可以用于提高图像压缩效率。
在间预测中，当前图片的像素值从临时先前的和/或后续的图片中预测。在内预测中，当前图片的像素值使用在当前图片中的像素信息来预测。
除了间预测和内预测之外，用于防止由于照明等的变化而在图像质量方面劣化的加权值预测技术，将短码指配给具有高出现频率的符号以及将长码指配给具有低出现频率的符号的熵编码技术可以用于进一步有效地处理图像信息。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种有效的图像压缩技术和使用该技术的设备。
本发明的另一个目的是提供一种可以增强预测效率的内预测方法以及使用该方法的设备。
本发明的再一个方面是提供一种方法和设备，其在内预测的过程中对邻近参考像素执行滤波处理，以便降低重建图像的伪像(artifact)。
本发明的再一个方面是提供一种方法和设备，其基于当前块的内预测模式对邻近参考采样执行滤波处理。
本发明的再一个方面是提供一种确定是否将基于当前块的大小和内预测模式对邻近参考采样执行滤波处理的方法以及使用该方法的设备。
本发明的再一个方面是提供一种方法和设备，其通过指定要滤波的邻近参考采样来降低内预测处理的复杂度。
本发明的再一个方面是提供一种方法和设备，当在内预测之前不执行滤波处理时，其通过执行后预测滤波处理来降低伪像。
(1)按照本发明的一个方面，提供了一种内预测方法，包括步骤：将当前预测模式推导为当前块的预测模式；利用可用参考采样来构造当前块的邻近采样；滤波可用参考采样；以及基于滤波的可用参考采样来产生当前块的预测采样，其中滤波步骤包括使用位于当前预测模式的预测方向中的可用参考采样、以及邻近于当前预测模式的预测方向的预先确定数目的可用参考采样来执行滤波。
(2)在按照(1)的内预测方法中，该滤波步骤可以包括将具有滤波系数[1 2 1]的3抽头滤波器应用于可用参考采样。
(3)在按照(1)的内预测方法中，该滤波步骤可以包括将使用3抽头滤波器的滤波应用于位于当前预测模式的预测方向中的第一可用参考采样、位于第一可用参考采样左侧的第二可用参考采样、以及位于第一可用参考采样右侧上的第三可用参考采样以在第一可用参考采样的位置处产生修改的参考采样。
(4)在按照(1)的内预测方法中，当前预测模式可以是具有在垂直预测模式的右侧上的第八预测方向的预测模式、具有在垂直预测模式的左侧上的第八预测方向的预测模式、以及具有在水平预测模式的下侧上的第八预测方向的预测模式中的任何一个。
(5)在按照(1)的内预测方法中，该滤波步骤可以包括仅滤波在当前预测模式中可使用的可用参考采样。
(6)在按照(5)的内预测方法中，在当前预测模式具有垂直预测模式的右预测方向时，仅在当前块的上侧和右上侧上的可用参考采样和邻近当前块的左上角的可用参考采样可以被滤波。
(7)在按照(5)的内预测方法中，在当前预测模式具有垂直预测模式的左预测方向，或者水平预测模式的向上预测方向时，在当前块的上侧和左侧上的可用参考采样和邻近当前块的左上角的可用参考采样可以被滤波。
(8)在按照(5)的内预测方法中，在当前预测模式具有水平预测模式的向下预测方向时，在当前块的左侧和左下侧上的可用参考采样和邻近当前块的左上角的可用参考采样可以被滤波。
(9)在按照(1)的内预测方法中，其可以确定是否该滤波步骤将根据当前块的大小和当前预测模式来执行。
(10)在按照(9)的内预测方法中，当其确定不执行该滤波步骤时，该预测采样可以基于可用参考采样而产生，以及使用2抽头滤波器的平滑处理可以对可用参考采样以及在预测的采样以外邻近可用参考采样的预测采样来执行。
(11)按照本发明的另一个方面，提供了一种编码设备，包括：预测模块，其对当前块执行预测以产生预测块；以及熵编码模块，其编码有关预测和预测块的信息，其中预测模块对当前块的邻近可用参考采样执行滤波，以及基于滤波的可用参考采样来产生当前块的预测块，以及其中对可用参考采样的滤波包括将3抽头滤波器应用于位于当前块的内预测模式的预测方向中的可用参考采样、以及邻近于当前预测模式的预测方向的预先确定数目的可用参考采样。
(12)在按照(11)的编码设备中，3抽头滤波器可以具有[1 2 1]的滤波系数。
(13)按照本发明的再一个方面，提供一种解码设备，包括：熵解码模块，其熵解码从编码器接收的信息；以及预测模块，其基于熵解码的信息对当前块执行预测，其中预测模块对当前块的邻近可用参考采样执行滤波，以及基于滤波的可用参考采样来产生当前块的预测块，以及其中对可用参考采样的滤波包括将3抽头滤波器应用于位于当前块的内预测模式的预测方向中的可用参考采样、以及邻近于当前预测模式的预测方向的预先确定数目的可用参考采样。
(14)在按照(13)的解码设备中，3抽头滤波器可以具有[1 2 1]的滤波系数。
有益效果
按照本发明，可以增强内预测效率和增强重建图像的质量。
按照本发明，可以去除在内预测的过程中会在重建图像中出现的伪像。
按照本发明，可以适应性地确定是否将根据当前块的大小、内预测模式等对邻近块执行滤波处理。
按照本发明，可以通过基于内预测模式指定要滤波的邻近采样来降低内预测处理的复杂度。
按照本发明，当在内预测之前不对参考采样执行滤波处理时，可以通过执行后预测处理来去除伪像。
附图说明
图1是示意地示出按照本发明实施例的图像编码设备的框图。
图2是示意地示出按照本发明实施例的图像解码设备的框图。
图3是示意地示出在内预测中使用的预测模式的示意图。
图4是示意地示出内预测模式的示意图。
图5是示意地示出将左下像素投影到上部以及将投影的像素用作参考像素方法的示意图。
图6是示意地示出根据内预测模式滤波参考像素以及使用该滤波的像素执行内预测处理的方法的示例的示意图。
图7是示意地示出在按照本发明的系统中指定CRSI将应用于其的目标的示例的示意图。
图8是示出在按照本发明的系统中CRSI应用于垂直+8模式的示例的示意图。
图9是示出在按照本发明的系统中CRSI应用于垂直-8模式的示例的示意图。
图10是示出在按照本发明的系统中CRSI应用于垂直-8模式的另一示例的示意图。
图11是示出在按照本发明的系统中CRSI应用于水平+8模式的示例的示意图。
图12是示出在按照本发明的系统中CRSI应用于垂直+8模式的另一示例的示意图。
图13是示出在按照本发明的系统中CRSI应用于垂直+8模式的另一示例的示意图。
图14是示出在按照本发明的系统中CRSI应用于垂直-8模式的另一示例的示意图。
图15是示出在按照本发明的系统中CRSI应用于水平+8模式的另一示例的示意图。
图16是示意地示出在对参考像素的值作为当前块的像素值采用执行预测处理之前将MDIS应用于滤波参考像素的示意图。
图17是示意地示出在按照本发明的系统中基于当前块的内预测模式被滤波之后用作参考像素的当前块的邻近采样的示意图。
图18是示意地示出在按照本发明的系统中基于当前块的内预测模式被滤波的邻近采样的示意图。
图19是示意地示出在表7和9中示出的内预测模式、内预测顺序和内预测角度的映射关系的示意图。
图20是示意地示出在当前块的内预测模式是垂直模式、水平模式和DC模式时在当前块的邻近采样以外经历MDIS滤波的采样的示意图。
图21是示意地示出在当前块的内预测模式是角度预测模式时在当前块的邻近采样以外经历MDIS滤波的采样的示意图。
图22是示意地示出在按照本发明的系统中在当前块的邻近采样以外基于内预测模式滤波的邻近采样的示意图。
图23是示意地示出使用3抽头滤波器应用MDIS的方法的示意图。
图24是示意地示出在当前块的内预测模式是DC模式时，应用滤波操作的方法的示意图。
图25是示意地示出根据当前块的内预测模式的在按照本发明的系统中MDTF应用的示意图。
图26是示意地示出在按照本发明的系统中的编码器操作的示意图。
图27是示意地示出在按照本发明的系统中的解码器操作的示意图。
图28是示意地示出在按照本发明的系统中在解码器的预测步骤中当前块上的内预测操作的流程图。
具体实施方式
本发明可以以各种形式来不同地修改，并且其特定的实施例将在该附图中描述和示出。但是，该实施例不意欲限制本发明。在以下的描述中使用的术语仅用于描述特定实施例，但是，不意欲限制本发明。单数的表示包括复数表示，只要其清楚不同地读取。诸如“包括”和“具有”的术语意欲指示存在以下的描述中使用的特点、数目、步骤、操作、元件、组件或者其组合，并且因此应该理解，不排除存在或者增加一个或多个不同的特点、数目、步骤、操作、元件、组件或者其组合的可能性。
另一方面，在本发明描述的附图中的元件在图像编码/解码装置中为解释不同的特定功能的便利的目的来独立地绘制，并且不意味该元件由独立的硬件或者独立的软件来实施。例如，元件中的两个或更多个元件可以组合以形成单个元件，或者一个元件可以被分成多个元件。在不脱离本发明的概念的情况下，该元件被组合和/或划分的实施例属于本发明的范围。
在下文中，本发明的示范性实施例将参考附图来详细描述。在该附图中的类似的组成将由类似的附图标记引用，并且将不重复描述。
图1是示意地示出按照本发明实施例的编码装置(编码器)的框图。参考图1，图像编码装置100包括图片分割模块105、预测模块110、变换模块115、量化模块120、重新布置模块125、熵编码模块130、去量化模块135、逆变换模块140、滤波模块145和存储器150。
该图片分割模块105可以将输入图片分成至少一个处理单元块。在这里，作为处理单元的块可以是预测单元(在下文中，称为“PU”)、变换单元(在下文中，称为“TU”)或者编译单元(在下文中，称为“CU”)。
如稍后描述的，该预测模块110包括执行间预测处理的间预测模块、以及执行内预测处理的内预测模块。该预测模块110对由图片分割模块105分割的图片的处理单元执行预测处理以产生预测块。在预测模块110中，图片的处理单元可以是CU、TU或者PU。该预测模块110可以确定是否对相应的处理单元执行的预测是间预测或者内预测，以及可以确定预测方法的特定细节(例如，预测模式)。经历该预测处理的处理单元可以不同于确定预测方法和特定细节的处理单元。例如，该预测方法和预测模式可以以PU的单元来确定，以及该预测处理可以以TU的单元来执行。
在间预测中，预测处理基于有关当前图片的先前图片和/或后续图片中的至少一个的信息来执行以产生预测块。在内预测中，基于当前图片的像素信息来执行预测处理以产生预测块。
在间预测中，参考图片被选择用于PU，以及具有与PU相同大小的参考块被以间像素采样为单位来选择。随后，产生其中来自当前PU的残留信号被最小化以及运动矢量量值被最小化的预测块。在间预测中，可以使用跳过模式、合并模式、MVP(运动矢量预测)模式等。该预测块可以以小于整数像素，诸如1/2像素采样和1/4像素采样的像素采样为单位来产生。在这里，该运动矢量也可以以小于整数像素的像素采样为单位来表示。例如，亮度像素可以以1/4像素为单位来表示，以及色度像素可以以1/8像素为单位来表示。
诸如通过间预测选择的参考图片的索引、运动矢量(例如，运动矢量预测器)和残留信号的信息被熵编码，以及被传送给解码器。
当执行内预测时，该预测模式可以以PU的单元来确定，以及该预测处理可以以PU的单元来执行。可替选地，该预测模式可以以PU的单元来确定，以及间预测可以以TU的单元来执行。
在内预测中的预测模式包括33个方向性预测模式以及至少2个无方向性模式。无方向性模式包括DC预测模式和平面模式。
在内预测中，预测块可以在滤波器应用于参考采样之后被产生。此时，其可以根据内预测模式和/或当前块的大小来确定是否滤波器将应用于参考采样。此时，当前块可以是对其执行预测的变换单元。另一方面，在本说明书中的“使用像素”指的是使用像素的信息，例如，像素值。为了解释便利的目的，应当注意到，“使用像素的信息”或者“使用像素值”的表示可以简单地描述为“使用像素”。特定内预测方法与稍后描述的相同。
PU具有各种大小和形状。例如，在间预测的情况下，PU可以是具有诸如2N×2N、2N×N、N×2N和N×N(这里N是整数)的大小的块。在内预测的情况下，PU可以是具有诸如2N×2N和N×N(这里N是整数)的大小的块。具有N×N大小的PU可以被设置为仅应用于特定情形。例如，具有N×N大小的PU可以被设置为仅用于最小的CU，或者可以设置为仅用于内预测。除了具有以上提及的大小的PU之外，诸如N×mN块、mN×N块、2N×mN块和mN×2N块(这里m<1)的PU可以另外被限定和使用。
在产生的预测块和初始块之间的残留值(残留块或者残留信号)被输入到变换模块115。用于预测的预测模式信息、运动矢量信息等通过熵编码模块130与残留值一起被编码，以及被传送给解码器。
变换模块115对在TU的单元中的残留块执行变换处理，并且产生变换系数。在变换模块115中的变换单元可以是TU，并且可以具有四叉树结构。变换单元的大小可以在预先确定的最大和最小的大小范围内确定。变换模块115可以使用DCT(离散余弦变换)和/或DST(离散正弦变换)来变换该残留块。
量化模块120可以量化由变换模块115变换的残留值，以及可以产生量化系数。由量化模块120计算的值可以供应给去量化模块135和重新布置模块125。
重新布置模块125可以重新布置从量化模块120供应的量化系数。通过重新布置量化系数，可以在熵编码模块130中提高编码效率。重新布置模块125可以通过使用系数扫描方法将以二维块的形式的量化系数重新布置为一维矢量的形式。重新布置模块125可以基于从量化模块传送的系数的随机统计、通过改变系数扫描的顺序、在熵编码模块130中提高熵编码效率。
熵编码模块130对通过重新布置模块125重新布置的量化系数执行熵编码处理。熵编码方法的示例包括指数哥伦布(golomb)方法、CAVLC(上下文适应性可变长度编译)方法、以及CABAC(上下文适应性二进制运算编译)方法。熵编码模块130可以编码各种信息，诸如编译单元的块类型信息和残留系数信息、预测模式信息、分割单元信息、预测单元信息、传输单元信息、运动矢量信息、参考图片信息、块内插信息、以及从重新布置模块125和预测模块110传送的滤波信息。
必要时，熵编码模块130可以对要传送的参数集合或者语法给出预先确定的改变。
去量化模块135逆量化由量化模块120量化的值。逆变换模块140逆变换由逆量化模块135逆量化的值。由去量化模块135和逆变换模块140产生的残留值可以与由预测模块110预测的预测块合并以产生重建块。
滤波模块145将去块滤波、ALF(适应性循环滤波)、SAO(采样适应性偏移)应用于重建图片。
去块滤波器在重建图片中去除块之间的边界处产生的块失真。ALF基于原始图片与重建图片(其中块由去块滤波器滤波)比较的结果值来执行滤波处理。只有当必需高效率时，可以应用ALF。SAO在具有去块滤波器应用于其的残留块和原始图片之间重建偏移差，并且以带偏移、边缘偏移等的形式来应用。
另一方面，滤波模块145可以不对用于间预测的重建块执行滤波处理。
存储器150存储重建块或者由滤波模块145计算的图片。存储在存储器150中的重建块或者图片被供应给执行间预测的预测模块110。
图2是示意地示出按照本发明实施例的图像解码设备的框图。参考图2，图像解码设备200包括熵解码模块210、重新布置模块215、去量化模块220、逆变换模块225、预测模块230、滤波模块235和存储器240。
当图像比特流从图像编码设备输入时，输入的比特流被基于由图像编码设备处理图像信息的顺序来解码。
例如，当图像编码设备使用诸如CAVLC的可变长度编译(在下文中，称为“VLC”)方法以执行熵编码处理时，图像解码模块210可以实现与在图像编码设备中使用的相同的VLC表，并且可以执行熵解码处理。当图像编码设备使用CABAC以执行熵编码处理时，熵解码模块210可以使用与其相对应的CABAC执行熵解码处理。
在由熵解码模块210解码的信息之外用于产生预测块的信息被供应给预测模块230，以及由熵解码模块熵解码的残留值被输入给重新布置模块215。
重新布置模块215基于在图像编码设备中的重新布置方法来重新布置由熵解码模块210熵解码的比特流。重新布置模块215将以一维矢量的形式表示的系数重建和重新布置为二维块形式的系数。重新布置模块215被提供有与由编码模块执行的系数扫描有关联的信息，以及可以基于其中由相应的编码模块执行扫描的扫描顺序，使用逆扫描系数的方法来执行重新布置。
去量化模块220基于从编码器提供的量化参数和块的重新布置的系数值来执行去量化。
逆变换模块225对来自图像编码设备的量化结果执行DCT和DST的逆DCT和逆DST，其已经由图像编码设备的变换模块来执行。基于由图像编码设备确定的图片的传输单元或者分割单元来执行逆变换。图像编码设备的变换模块根据诸如预测方法、当前块的大小和预测方向的多个信息元素来有选择地执行DCT和DST，以及图像解码设备的逆变换模块225基于有关由图像编码设备的变换模块执行的变换的变换信息来执行逆变换。
预测模块230基于从熵解码模块210提供的预测块产生信息、以及预先解码的块和/或从存储器240提供的图片信息来产生预测块。重建块可以使用由预测模块230产生的预测块和从逆变换模块225提供的残留块来产生。在当前PU的预测模式是内预测模式(内模式)时，可以执行基于在当前图片中的像素信息产生预测块的内预测处理。
在当前PU的预测模式是间预测模式(间模式)时，可以基于在当前图片的先前图片或者后续图片中的至少一个中包括的信息对当前PU执行间预测处理。此时，为从图像编码装置提供的当前PU的间预测所必需的运动信息，例如，有关运动矢量、参考图片索引等的信息可以从编码器接收的跳过标记、合并标记等中导出。
重建块和/或图片被提供给滤波模块235。滤波模块435对重建块和/或图片执行去块滤波处理、SAO(采样适应性偏移)处理和/或适应性循环滤波处理。
存储器240存储作为参考图片或者参考块的重建图片或者块，以及将重建图片提供给输出模块。
在当前块使用内预测被编码时，解码器推导出当前块属于的预测单元的内预测模式，以及使用推导出的内预测模式对当前块执行预测。解码器检查是否当前块的邻近块(或者邻近采样)是可用于内预测模式的块，以及构造要在当前块的预测中使用的参考块或者参考像素。可以用于当前块的内预测的参考块或者参考像素可以被称为候选参考块或者候选参考像素。接近于原始图片的图片可以通过将去块滤波、SAO、适应性循环滤波等应用于经由内预测重建的图片来输出。
在内预测处理中，解码器首先确定是否I_PCM应用于当前块。例如，解码器可以使用指示是否应用I_PCM的标记pcm_flag来确定是否I_PCM应用于当前块。当从编码器传送的pcm_flag的值是1时，解码器确定I_PCM应用于当前块，并且重建当前块的采样。由编码器应用PCM(脉冲编译调制)的块的采样值在无需经历预测、变换、熵编译等的情况下被传送给解码器。因此，解码器可以基于从编码器传送的信息来解码当前块。
当PCM没有应用于当前块(I_PCM)时，解码器确定是否当前块被另外分开。例如，解码器可以使用指示是否当前块被分开的标记IntraSplitFlag来确定是否当前块被另外划分。解码器可以通过确定是否当前块(例如，编译单元)被另外分开来指定在无需额外划分的情况下对其可以执行预测的目标块(例如，预测单元或者变换单元)。例如，在当前编译单元没有被分开(IntraSplitFlag＝0)时，解码器使用当前编译单元作为预测单元来执行预测，以及在当前编译单元被分解(IntraSplitFlag＝1)时，基于通过分割当前编译单元获得的块来执行预测。
图3是示意地示出在内预测中使用的预测模式的示意图。参考图3，内预测模式可以具有根据涉及的采样(参考像素)的位置的预测方向。模式的顺序基于垂直模式或者水平模式来确定，以及预先确定的模式值根据出现频率来指配。例如，块中的数字是模式索引(或者模式数目)的示例，其被指配给相应方向的预测模式。除了在图3中示出的预测模式之外，不具有预测方向的预测模式可以在内预测中使用。
图4是示意地示出内预测模式的另一个示意图。在图4中，与图3不同，预测模式没有基于水平模式或者垂直模式来示出，而是预测模式使用以预测模式的出现频率的顺序确定的模式索引来示出。根据预测模式的出现频率来指配索引的方法可以被认为是指配索引给预测模式的方法。参考在图4中示出的模式索引，具有模式索引0的平面模式和具有模式索引3的DC模式作为不具有预测方向的内预测模式给出。模式索引35被指配给模式Intra_FromLuma，其中在色度采样的情况下，内预测模式基于亮度采样的内预测模式来确定。具有方向性的其它预测模式的索引如图4所示。
在表1中，当内预测模式的索引如图4所示指配时，要指配的索引被示意地安排。
表1
相关的名称
0 Intra_Planar
1 Intra_Vertical
2 Intra_Horizontal
3 Intra_DC
其它的(4...34) Intra_Angular
35 Intra_FromLuma(仅供色度使用)
表2示意地示出索引被指配给在内预测模式以外具有预测方向的预测模式的示例。
表2
索引被从参考预测模式以指向左或者上(负的)侧的顺序，例如，Intra_Vertical或者Intra_Horizontal，或者从其以指向右或者下(正的)侧的顺序指配给IntraPredAngleID。
在表1中，与图3和4不同，索引被指配，诸如将内预测模式索引2指配给DC模式。
表3示意地示出索引根据在图3中示出的内预测模式和内预测模式索引被指配给在内预测模式以外具有预测方向的预测模式的示例。
表3
对其执行预测的当前块可以由左上角的位置来指定。例如，当前块(预测目标块)的左上亮度采样相对于当前图片的左上亮度采样的位置可以被指定为(xB，yB)。
解码器可以指定邻近块或者邻近采样的预测模式，以及在其基础上推导出当前块的内预测模式。为了这个目的，当前块的邻近块的内预测模式(intraPredMode)可以被指定。在当前块位于当前图片的上边缘或者左边缘处时，-1的值可以指配给不可用于当前块的内预测块，诸如当前块的上块和左块的块的内预测模式。DC模式可以指定用于除了在当前块的邻近块以外的内预测模式之外的块。另外，相应的邻近块的内预测模式可以以用于相应的块的内预测模式来指定。
另一方面，当预测单元的大小非常大或者小时，所有内预测模式不需要被使用，以及仅可以使用一些预测模式。
表4示出用于亮度采样的内预测模式的数目，其根据在图3或者4中示出的内预测模式以外的预测单元的大小是可用的。
表4
log2PUSize intraPredModeNum
2 18
3 35
4 35
5 35
6 4
参考表4，当预测单元的大小是8×8(log2PUSize＝3)时，当预测单元的大小是16×16(log2PUSize＝4)时，以及当预测单元的大小是32×32(log2PUSize＝5)时，所有预测模式的任何一个可以用于当前块。当预测单元的大小是4×4(log2PUSize＝2)时，以及当预测单元的大小是64×64(log2PUSize＝6)时，一些内预测模式中的任何一个可以用于该当前块。例如，当预测单元的大小是4×4时，18个内预测模式中的任何一个可以应用于当前块，以及当预测单元的大小是64×64时，4个内预测模式中的任何一个可以应用于当前块。
如上所述，当前块的预测模式可以从邻近块的预测模式中导出。因此，当根据大小来仅使用一些内预测模式时，邻近块的内预测模式需要映射到可用于当前块的内预测模式上。此时，其预测模式将被确定的当前块可以是如上所述的预测单元。
表5示意地示出当所有内预测模式不用于当前块时邻近块的内预测模式被映射在用于当前块的内预测模式上的示例。
表5
值 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
mapIntraPredMode4[值] 0 1 2 3 3 3 1 3 2 2 3 3 1 1 3 3 2
mapIntraPredMode10[值] 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 3 3 3 3 3 3 3
value 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34
mapIntraPredMode4[值] 2 3 3 3 3 1 1 1 3 3 3 3 2 2 2 2 3 3
mapIntraPredMode10[值] 3 3 4 5 5 1 1 6 6 7 4 8 8 2 2 9 9 3
例如，当可应用于当前块的预测模式的数目是4时，与邻近块的预测模式值相对应的内预测模式可以被指定为使用mapItraPredMode4[值]可用于当前块的相应邻近块的预测模式。
例如，当可应用于当前块的预测模式的数目是18时，与邻近块的预测模式值相对应的内预测模式可以被指定为使用mapItraPredMode0[值]可用于当前块的相应邻近块的预测模式。
在另一个情形中，相应的邻近块的内预测模式被指定为可用于当前块的内预测的内预测模式。
解码器可以构造在可以用于当前块的邻近块的内预测模式以外的候选模式。该候选模式可以由具有最高出现频率的模式构造。为了解释便利的目的，候选模式被称作MPM(最可能的模式)。可以选择预先确定数目的MPM，例如，可以选择2个MPM。
MPM可以在编码器中经由预测处理来确定，并且有关MPM的信息可以传送给解码器。可替选地，有关MPM是什么内预测模式的信息可以预先由编码器和解码器共享。
在选择2个MPM的示例中，解码器可以将预先确定的其它预测模式，例如与索引0或者3相对应的内预测模式设置为当2个MPM彼此相等时的MPM。
解码器可以基于从编码器接收的信息来确定是否邻近块的预先解码的内预测模式中的任何一个将应用于当前块。例如，编码器可以基于在编码器中的预测结果将指示是否邻近块的内预测模式中的任何一个将应用于块覆盖(xB，yB)，诸如prev_intra_pred_flag[xB][yB]的标记传送给解码器。当从编码器接收的prev_intra_pred_flag[xB][yB]的值是1时，解码器可以基于指示将应用候选内预测模式的什么模式的信息来确定当前块的预测模式。例如，编码器可以使用mpm_idx[xB][yB]将MPM指示为要应用于当前块覆盖(xB，yB)的内预测模式。
当prev_intra_pred_flag[xB][yB]的值是0时，解码器可以确定在除了MPM之外的模式以外要应用于当前块的内预测模式。要应用于当前块的内预测模式可以由编码器来指示。编码器可以使用语法元素，诸如rem_intra_pred_mode来指示在除了MPM之外的模式以外要应用于当前块的内预测模式。此时，由于指示信息(rem_intra_pred_mode)的模式被基于除了MPM之外的模式来编码，要应用于当前块的内预测模式可以基于来自MPM的量值差来指定。
例如，假设2个MPM的较小MPM被定义为MPM1，并且较大MPM被定义为MPM2。然后，当rem_intra_pred_mode的值小于MPM1的值时，由rem_intra_pred_mode的值指示的内预测模式可以在没有任何变化的情况下应用于当前块。当rem_intra_pred_mode的值大于或者等于MPM1的值并且小于MPM2的值时，通过对由rem_intra_pred_mode指示的内预测模式增加1获得的模式可以应用于该当前块。当rem_intra_pred_mode的值大于MPM2的值时，通过对由rem_intra_pred_mode指示的内预测模式增加2获得的模式可以应用于该当前块。
在当前块的内预测模式被确定时，当前块的预测采样被设置为位于内预测模式的方向中的邻近像素(参考像素)。例如，在当前块中位于位置(x，y)处的预测采样被设置为位于位置(x，-1)的参考像素，即邻近当前块上部的参考像素。在当前块的内预测模式是水平模式时，在当前块中位于位置(x，y)处的预测采样被设置为位于位置(-1，y)处的参考像素，即邻近当前块左侧的参考像素。
在具有除了垂直模式和水平模式之外的预测方向的内预测模式中，预测采样可以根据当前块的内预测模式的方向被设置为相应的参考像素。
此时，邻近左侧和左上角的像素可以被投影到上部，并且可以用作参考像素。
图5是示意地示出将左上像素投影到上部以及使用投影的像素作为参考像素的方法的示意图。参考图5，通过将邻近具有大小为N×N的当前块500的左侧和左上侧的具有长度为2N的采样510的位置投影到在当前块500的上侧和右上侧上的参考像素510的阵列上所获得的像素530可以被构造。此时，为了解释便利的目的，包括具有长度2N+1的上部和右上像素520和具有长度2N的左上像素530的具有长度4N+1的像素阵列被称为主参考阵列。解码器可以构造主参考阵列，以及必要时，对当前块执行内预测，例如，当左下像素仍然没有解码时。
另一方面，当邻近块的像素的至少一个不是不可用像素时，不可用像素被以其它邻近像素代替，然后可以用作参考像素。例如，在当前块的邻近像素中的任何一个没有以内预测模式预测并且当前块仅限于应用内预测模式时，邻近像素的像素值可以以其它像素代替。
例如，当邻近像素都是不可用像素时，邻近像素可以以较低比特深度的值代替。
当邻近像素中的任何一个是不可用像素时，邻近像素搜索可用像素，以及搜索的可用像素可以代替不可用像素。例如，该搜索可以在相对于不可用像素的至少一个方向中执行，以及首先在特定搜索方向中搜索的可用像素可以被确定为在相应方向中的替代的像素候选者。当可用的替代候选者像素在多个搜索方向中搜索时，不可用像素可以以2个像素候选者的组合代替。例如，当2个候选者是q和r时，不可用像素可以以((q+r+1)>>1)的值代替。当可用的替代候选者像素在仅一个方向中搜索时，不可用像素可以以搜索的可用候选者像素代替。
如上所述，解码器可以通过代替不可用像素来构造用于产生当前块的预测采样的所有参考像素。解码器可以使用构造的参考像素、基于当前块的内预测模式来产生当前块的预测采样。
为了提高预测性能，解码器可以对参考像素施加滤波，然后可以使用滤波的参考像素来产生当前块的预测采样。
图6是示意地示出根据内预测模式来滤波参考像素以及使用滤波的像素来执行内预测处理的方法的示例的示意图。参考图6，在除了由粗体箭头标记的预测模式之外的预测模式中，当前块的预测采样使用通过对围绕预测方向的2个像素执行双线性内插所获得的采样来产生。
相反地，在内预测模式中，在箭头方向上，例如，在图6中由索引0、1、3、4和9所指示的内预测模式使用在图3中示出的内预测模式索引来示出，在相应的预测方向中的参考像素在没有内插的情况下被复制以产生当前块的预测采样的块(预测块)。因此，当应用在由图6中的粗体箭头所指示的预测方向中的内预测模式时，会在重建的输出图片中出现伪像。
在图6示出的示例中，使用在图3中示出的内预测模式的索引，但是考虑到内预测模式的方向和特征的情况下，内预测模式的指示用于指示特定内预测模式，并且可以以各种方式来指配，如上所述。例如，当使用在图4中示出的内预测模式的索引时，在图6中示出的粗体箭头方向中的内预测模式包括内预测模式索引1、2、4、7和10。
因此，为了避免混淆，内预测模式可以根据内预测模式离参考内预测模式多远来指示。例如，在图6中，内预测模式索引0和1可以分别被定义为垂直模式和水平模式，其是参考内预测模式。具有索引3的内预测模式是从垂直模式的右侧的第八模式，并且因此可以由垂直+8(Ver+8)来表示。具有索引4的内预测模式是从垂直模式的左侧的第八模式，并且因此可以由垂直-8(Ver-8)来表示。在左下角处的内预测模式(具有内预测模式索引9)是从水平模式到下侧的第八模式，并且因此可以由水平+8(Hor+8)表示。
另一方面，在按照本发明的解码器中，可以通过在特定预测方向中应用内插来产生预测采样以便防止伪像的出现。在这里，为了解释便利的目的，使用“内插”，并且为了用作参考像素的目的，在考虑到其指的是对当前块的邻近块应用滤波的情况下，可以称为“滤波”或者“平滑”。如上所述，用于推导内预测模式的单元可以是编译单元，以及用于执行内预测的单元可以是变换单元。因此，在此处描述的邻近采样的滤波中，“当前块”可以是变换单元，以及对其应用滤波的邻近采样可以是变换单元的邻近采样。
如上所述，按照本发明，滤波可以在用作参考像素之前应用于位于特定预测方向中的参考像素。
例如，假设像素r(xr)用作用于当前块的采样c(xc)的参考像素。在这里，xc和xr指定相应的像素的位置。解码器可以使用预先确定的像素r(xr-1)、r(xr-2)、…、r(xr+1)和r(xr+2)(其是r(xr)的邻近像素)来产生通过经由滤波修改r(xr)的值所获得的rm(xr)。修改值rm(xr)被经由滤波复制到c(xc)。
在这里，xc或者xr是用于指示像素位置的值，并且尤其不指示在水平方向中的坐标或者在垂直方向中的坐标。当为了解释便利的目的来假设xc或者xr表示在水平方向中的坐标(x轴坐标)时，本发明可以如下同等地应用于垂直方向。
例如，假设像素r(yr)用作用于当前块的采样c(yc)的参考像素。在这里，yc和yr指定相应的像素的位置。解码器可以使用预先确定的像素r(yr-1)、r(yr-2)、…、r(yr+1)，和r(yr+2)(其是r(yr)的邻近像素)来产生通过经由滤波修改r(yr)的值所获得的rm(yr)。修改值rm(yr)被经由滤波复制到c(yc)。
如上所述，为了解释便利的目的，滤波用作参考像素的邻近块的方法以下简称为“CRSI(有条件的参考采样内插)”或者“MDIS(模式相关的内平滑)”。在这里，术语“有条件的”指的是CRSI可以根据内预测模式和/或当前块的大小来应用，如稍后描述的。
当应用CRSI时，使用位于经过预测目标像素的方向中的参考像素及其沿着当前块的内预测模式方向的方向的邻近像素来执行内插。
如上所述，CRSI可以应用于特定预测方向。在这里，例如，垂直+8、垂直-8和水平+8可以被认为是应用CRSI的特定预测方向。
图7是示意地示出在按照本发明的系统中指定CRSI的应用目标的示例的示意图。在图7示出的示例中，CRSI应用于垂直+8、垂直-8和水平+8的内预测模式。
图8是示出在按照本发明的系统中CRSI应用于垂直+8模式的示例的示意图。图8示出使用目标参考像素和邻近目标参考像素的2个参考像素执行CRSI的示例。
在图8示出的示例中，当没有应用CRSI时，参考像素r(x)被沿着内预测模式的方向(箭头)复制到当前块的采样c(x-1)。此时，x-1、x等指定像素的位置。
相反地，当按照本发明应用CRSI时，参考像素r(x)的像素值使用2个邻近参考像素r(x-1)和r(x+1)经由内插来修改。也就是说，在图8示出的示例中，使用3抽头滤波器对参考像素执行平滑。此时，预先确定的滤波系数可以用作该滤波系数。该滤波系数可以适应性地确定，以便提高预测效果和伪像去除效果。
参考图8，在垂直+8的内预测模式中，由穿过当前块的像素c(x-1)的预测方向所指示的参考像素是r(x)。因此，参考像素r(x)使用r(x-1)和r(x+1)经由内插来修改。当[1 21]用作3抽头滤波器的滤波系数时，通过经由内插(滤波)来修改参考r(x)获得的参考像素rm(x)可以如由数学式1表示的那样产生。
数学式1
rm(x)＝(r(x-1)+2*r(x)+r(x+1)+2)>>2
因此，当应用垂直+8的预测模式时，当前块的像素c(x-1)具有通过复制rm(x)由数学式2表示的值。
数学式2
c(x-1)＝(r(x-1)+2*r(x)+r(x+1)+2)>>2
图9是示出在按照本发明的系统中CRSI应用于垂直-8模式的示例的示意图。图9示出使用位于当前块的上侧的目标参考像素和邻近目标参考像素的2个参考像素来执行CRSI的示例。
参考图9，在垂直-8的内预测模式中，由穿过当前块的像素c(x+1)的预测方向所指示的参考像素是r(x)。当[1 2 1]用作3抽头滤波器的滤波系数时，修改的参考像素rm(x)可以如由数学式3表示的那样产生。
数学式3
rm(x)＝(r(x-1)+2*r(x)+r(x+1)+2)>>2
因此，当垂直-8的预测模式应用于当前块时，当前块的像素c(x+1)具有通过复制rm(x)由数学式4表示的值。
数学式4
c(x+1)＝(r(x-1)+2*r(x)+r(x+1)+2)>>2
另一方面，参考图7，在垂直-8的内预测模式中涉及的邻近采样除了在上侧上的邻近采样之外可以包括在左侧上的邻近采样。
图10是示出在按照本发明的系统中CRSI应用于垂直-8模式的另一示例的示意图。图10示出使用位于当前块的左侧的目标参考像素和邻近目标参考像素的2个参考像素执行CRSI的示例。
如上所述，在数学式1至4中的x是用于指示像素位置的值，并且尤其不指示在水平方向中的坐标或者在垂直方向中的坐标。当为了解释便利的目的假设在数学式1至4中的x表示在水平方向中的坐标(x轴坐标)时，本发明可以如下同等地应用于垂直方向。
参考图10，在垂直-8的内预测模式中，由穿过当前块的像素c(y+1)的预测方向所指示的参考像素是r(x)。当[1 2 1]用作3抽头滤波器的滤波系数时，修改的参考像素rm(y)可以如由数学式5表示的那样产生。
数学式5
rm(y)＝(r(y-1)+2*r(y)+r(y+1)+2)>>2
因此，当垂直-8的预测模式应用于当前块时，当前块的像素c(y+1)具有通过复制rm(y)由数学式6表示的值。
数学式6
c(y+1)＝(r(y-1)+2*r(y)+r(y+1)+2)>>2
图11是示出在按照本发明的系统中CRSI应用于水平+8模式的示例的示意图。图11示出使用目标参考像素和邻近目标参考像素的2个参考像素执行CRSI的示例。
参考图11，在水平+8的内预测模式中，由穿过当前块的像素c(y-1)的预测方向指示的参考像素是r(y)。当[1 2 1]用作3抽头滤波器的滤波系数时，修改的参考像素rm(y)可以如由数学式7表示的那样产生。
数学式7
rm(y)＝(r(y-1)+2*r(y)+r(y+1)+2)>>2
因此，当水平+8的预测模式应用于当前块时，当前块的像素c(y-1)具有通过复制rm(y)由数学式8表示的值。
数学式8
c(y-1)＝(r(y-1)+2*r(y)+r(y+1)+2)>>2
使用3抽头滤波器的方法可以通过扩展滤波抽头的数目应用。例如，参考像素可以使用位于内预测模式的方向中的五个像素、经由内插来修改，以及修改的参考像素可以复制到沿着预测模式的方向的当前块的像素。
图12是示出在按照本发明的系统中CRSI应用于垂直+8模式的示例的示意图。图12示出使用位于当前块的上侧的目标参考像素和邻近目标参考像素的四个参考像素执行CRSI的示例。
参考图12，在垂直+8的内预测模式中，由穿过当前块的像素c(x-1)的预测方向指示的参考像素是r(x)。当[1 2 4 2 1]用作5抽头滤波器的滤波系数时，修改的参考像素rm(x)可以如由数学式9表示的那样产生。
数学式9
rm(x)＝(r(x-2)+2*r(x-1)+4*r(x)+2*r(x+1)+r(x+2)+5)/10
因此，当如图12所示垂直+8的预测模式应用于当前块时，当前块的像素c(x-1)具有通过复制rm(x)由数学式10表示的值。
数学式10
c(x-1)＝(r(x-2)+2*r(x-1)+4*r(x)+2*r(x+1)+r(x+2)+5)/10
图13是示出在按照本发明的系统中CRSI应用于垂直-8模式的示例的示意图。图13示出使用位于当前块的上侧的目标参考像素和邻近目标参考像素的四个参考像素执行CRSI的示例。
参考图13，在垂直-8的内预测模式中，由穿过当前块的像素c(x+1)的预测方向指示的参考像素是r(x)。当[1 2 4 2 1]用作5抽头滤波器的滤波系数时，修改的参考像素rm(x)可以如由数学式11表示的那样产生。
数学式11
rm(x)＝(r(x-2)+2*r(x-1)+4*r(x)+2*r(x+1)+r(x+2)+5)/10
因此，当如图13所示垂直-8的预测模式应用于当前块时，当前块的像素c(x+1)具有通过复制rm(x)由数学式12表示的值。
数学式12
c(x+1)＝(r(x-2)+2*r(x-1)+4*r(x)+2*r(x+1)+r(x+2)+5)/10
图14是示出在按照本发明的系统中CRSI应用于垂直-8模式的另一示例的示意图。图14示出使用位于当前块的左侧的目标参考像素和邻近目标参考像素的4个参考像素执行CRSI的示例。
参考图14，在垂直-8的内预测模式中，由穿过当前块的像素c(y+1)的预测方向指示的参考像素是r(y)。当[1 2 4 2 1]用作5抽头滤波器的滤波系数时，修改的参考像素rm(y)可以如由数学式13表示的那样产生。
数学式13
rm(y)＝(r(y-2)+2*r(y-1)+4*r(y)+2*r(y+1)+r(y+2)+5)/10
因此，当如图14所示垂直-8的预测模式应用于当前块时，当前块的像素c(y+1)具有通过复制rm(y)由数学式14表示的值。
数学式14
c(y+1)＝(r(y-2)+2*r(y-1)+4*r(y)+2*r(y+1)+r(y+2)+5)/10
图15是示出在按照本发明的系统中CRSI应用于水平+8模式的示例的示意图。图15示出使用目标参考像素和邻近目标参考像素的2个参考像素执行CRSI的示例。
参考图15，在水平+8的内预测模式中，由穿过当前块的像素c(y-1)的预测方向指示的参考像素是r(y)。当[1 2 4 2 1]用作5抽头滤波器的滤波系数时，修改的参考像素rm(y)可以如由数学式15表示的那样产生。
数学式15
rm(y)＝(r(y-2)+2*r(y-1)+4*r(y)+2*r(y+1)+r(y+2)+5)/10
因此，当如图15所示水平+8的预测模式应用于当前块时，当前块的像素c(y-1)具有通过复制rm(y)由数学式16表示的值。
数学式16
c(y-1)＝(r(y-2)+2*r(y-1)+4*r(y)+2*r(y+1)+r(y+2)+5)/10
在数学式1至16的示例中，在当前块的像素以外位于具有邻近采样的边界和位于内预测模式的预测方向中的像素是从滤波的邻近采样(修改的参考采样)预测的。为了容易理解本发明的目的，这些示例使用像素作为预测目标，以及本发明不受限于此。作为已知的内预测方法，在当前块中的其它像素可以根据内预测方向、以相同的方式、基于修改的参考采样来预测。
在数学式1至16的示例中，在CRSI中使用的滤波系数(权重值)具有预先确定的值，例如，在3抽头滤波器的情况下，[1 2 1]的滤波系数、2的舍入偏移(rounding offset)以及2的除法量值，以及在5抽头滤波器的情况下，[1 2 4 2 1]的滤波系数、5的舍入偏移和10的分母。通常，舍入偏移对应于除法(或者移位)量值的一半。
在这点上，可以考虑除了用于CRSI的[1 2 1]/[1 2 4 2 1]之外的使用具有滤波系数(权重值)的滤波器的方法。例如，滤波系数可以被适应性地确定。此时，滤波系数(权重值)的适应性确定的值由编码器确定，并且传送给解码器。解码器可以使用邻近像素或者上下文来推导滤波系数(权重值)。
在使用邻近像素推导滤波系数的示例中，重建图片被分析，并且当在参考像素之间的采样值差大于预先确定的参考值时，以上提及的采样平滑滤波器(CRSI)的滤波系数被改变。例如，预测的采样可以通过将小的权重给予到在具有大的滤波值差的边界上的像素，以及将大的权重给予到其它像素来计算。
可以考虑在CRSI中没有邻近像素被用于参考像素的内插中的情形。例如，在当前块的大小是nS×nS，并且r(x)＝r(nS)或者r(y)＝r(nS)被建立时，CRSI可以不被应用，并且r(x)或者r(y)可以用作参考像素。
参考图4，当内预测模式是4、7和10时应用CRSI，但是本发明不局限于这种情形。CRSI可以以与执行预测相同的方式被应用于内预测模式。
另一方面，在考虑到当前块的大小和/或当前块的内预测模式的情况下，其可以确定是否在解码器的内预测处理中将应用CRSI。例如，其可以确定是否根据当前块的大小和内预测模式将应用CRSI。一种表可以用于确定是否CRSI将被应用于各种内预测模式和各种块大小。作为指示是否将应用CRSI的值，也就是说，是否将对参考像素执行滤波，可以构造信息，诸如指示是否将通过滤波器类型应用滤波的intraFilterType，当intraFilterType的值是1时，可以应用CRSI，并且当intraFilterType的值是0时，可以不应用CRSI。此时，intraFilterType的值可以根据当前块的大小和内预测模式来确定。
如上所述，其可以根据当前块的大小来确定是否CRSI将应用于4、7和10的内预测模式(索引)，如表6所示。
表6
表6的示例可以被认为是其确定是否CRSI将使用CRSI将不应用于过度小的块或者过度大的块的准则来应用的示例。
另一方面，为了解释便利的目的，迄今所描述的是在考虑到与附图一起的x坐标和y坐标中的仅一个的情况下，CRSI应用于参考像素，但是可以描述的是在考虑到x和y坐标这两者的情况下，CRSI应用于参考像素。在数学式17中，当应用3抽头滤波器时，布置参考数学式1、3、5和7描述的细节。在数学式17中，为了解释便利的目的，假设在当前块中的左上角的位置被设置为(0，0)，以及当前块的大小是nS×nS。
数学式17
rm(x,-1)＝(r(x+1,-1)+2*r(x,-1)+r(x-1,-1)+2)>>2,x＝0,…,nS*2-2
rm(-1,y)＝(r(-1,y+1)+2*r(-1,y)+r(-1,y-1)+2)>>2,y＝0,…,nS*2-2
在数学式17中，当在参考像素的左侧和右侧以及上侧和下侧上没有像素被用于内插中时，参考像素可以如上所述在没有任何变化的情况下使用。因此，可以设置rm(nS*2-1，-1)＝r(nS*2-1，-1)和rm(-1，nS*2-1)＝r(-1，nS*2-1)。
邻近当前块的左上角的参考像素r(-1，-1)可以使用r(-1，-1)的右像素r(0，-1)和下像素r(-1，0)如由数学式18表示的那样被滤波。
数学式18
rm(-1,-1)＝(r(-1,0)+2*r(-1,-1)+r(0,-1)+2)>>2
以上提及的CRSI可以被称为MDIS(模式相关的内平滑)，因为根据内预测模式对参考像素执行平滑。在执行内预测之前，当前块的邻近采样被使用如上所述的MDIS来滤波。此时，所有(4N+1)参考像素被滤波。
图16是示意地示出在内预测的过程中在执行采用参考像素的值作为当前块的像素值的预测之前使用MDIS来滤波参考像素的示例的示意图。
参考图16，作为邻近具有大小N×N的当前块1600的参考像素，在上侧和右上侧上具有长度2N的采样1610、在左侧和左下侧上具有长度2N的采样1620、和邻近当前块1600的左上侧的采样在如上所述的预测之前是要滤波的目标像素。
但是，在实际的内预测处理中，根据当前块的内预测模式，仅邻近采样的一部分(4N+1)用作参考块。因此，当在不考虑当前块的内预测模式的情况下，所有邻近块被滤波时，解码复杂度可以大大提高。在这点上，可以考虑仅滤波在当前块的邻近采样以外预先确定的采样以对应于当前块的内预测模式的方法。
图17是示意地示出在按照本发明的系统中根据当前块的内预测模式被滤波之后用作参考像素的当前块的邻近采样的示意图。参考图17，当内预测模式的预测方向是垂直模式的右方向(1710)时，位于当前块1740的上侧上的邻近采样1745A和位于左上侧上的邻近采样1745B被用于预测当前块1740，如17A所示。
当内预测模式是垂直模式时，位于当前块1750的上侧上的邻近采样1755用于预测当前块1750，如17B所示。
当内预测模式的预测方向是垂直模式的左方向和水平模式的上方向(1720)时，位于当前块1760的上侧上的邻近采样1765A、位于左侧上的邻近采样1765B、和邻近当前块1760的左上侧上的邻近采样被用于预测当前块1760，如17C所示。
当内预测模式是水平模式时，位于当前块1770的左侧上的邻近采样1775用于预测当前块1770，如17D所示。
当内预测模式的预测方向是水平模式的下方向(1730)时，位于当前块1780的左侧上的邻近采样1785A、位于左下侧上的邻近采样1785B和邻近当前块1780的左上侧上的邻近采样用于预测当前块1780，如17E所示。
因此，参考图17，在实际的内预测中用作参考像素的邻近采样的数目小于邻近采样总数的一半。因此，在考虑到当前块的内预测模式的情况下，通过对当前块的邻近采样执行滤波，可以大大降低MDIS的复杂度。
按照本发明，根据当前块的内预测模式，仅邻近采样的一部分可以使用MDIS来被滤波。如上所述，主参考阵列(其是参考像素的阵列)可以根据内预测模式intraPredMode来设置。
图18是示意地示出在按照本发明的系统中根据当前块的内预测模式滤波的邻近采样的示意图。
参考图18(a)，在当前块的内预测模式是垂直模式时，位于当前块1810的上侧上的采样1815将被滤波。
参考图18(b)，在当前块的内预测模式是水平模式时，位于当前块1820的左侧上的采样1825将被滤波。
参考图18(c)，在当前块1830的内预测模式的预测方向是垂直模式的右方向时，位于当前块1830的上侧上的邻近采样1835A、位于右上侧上的邻近采样1835B、以及邻近当前块1830的左上角的邻近采样将被滤波。
参考图18(d)，在当前块1840的内预测模式的预测方向是水平模式的下方向时，位于当前块1840的左侧上的邻近采样1845A、位于左下侧上的邻近采样1845B、以及邻近当前块1840的左上角的邻近采样将被滤波。
参考图18(e)，在当前块1850的内预测模式的预测方向是垂直模式的左方向或者水平模式的上方向时，位于当前块1850的上侧上的邻近采样1855A、位于左侧上的邻近采样1855B、以及邻近当前块1850的左上角的邻近采样将被滤波。
因此，在当前块具有N×N大小，并且所有邻近采样被滤波时，除了在当前块的内预测模式是DC模式时，4N+1个邻近采样被滤波。相反地，当按照如图18所示的本发明，在考虑到当前块的内预测模式的情况下设置滤波目标并且当前块的内预测模式是水平模式或者垂直模式时，仅N个邻近采样只需被滤波。甚至在当前块的内预测模式不是水平模式，也不是垂直模式时，至多仅2N+1个邻近采样只需被滤波。因此，与所有邻近采样被滤波的情形相比较，滤波次数数目被降低为一半。
另一方面，在内预测中，解码的内预测模式intraPredMode被映射到内预测顺序intraPredOrder和内预测角度intraPredAngle上。
表7示意地示出在内预测顺序上的内预测模式的映射。
表7
intraPredMode 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
intraPredOrder - - - 1 5 13 17 21 29 33 3 7 11 15 19 23 27
intraPredMode 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
intraPredOrder 31 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
通过考虑平面模式作为内预测模式，在表7中示出的相关性可以表示为表8。
表8
intraPredMode 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
intraPredOrder - - - - 1 5 13 17 21 29 33 3 7 11 15 19 23 27
intraPredMode 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34
intraPredOrder 31 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
表9示意地示出在内预测角度上的内预测模式的映射。
表9
intraPredOrder 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
intraPredAngle - -32 -26 -21 -17 -13 -9 -5 -2 - 2 5 9 13 17 21 26
intraPredOrder 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
intraPredAngle 32 -26 -21 -17 -13 -9 -5 -2 - 2 5 9 13 17 21 26 32
图19是示意地示出在表7和表9中示出的内预测模式intraPredMode、内预测顺序intraPredOrder以及内预测角度intraPredAngle的映射关系的示意图。
如参考图18描述的，在按照本发明的系统中，在当前块的邻近采样以外的当前块的内预测中仅可以用作参考采样的一些采样可以经历MDIS滤波。
图20是示意地示出在当前块的内预测模式是垂直模式、水平模式和DC模式时在当前块的邻近采样以外经历MDIS滤波的采样的示意图。
图20(a)示出当前块的内预测模式是垂直模式的情形。参考图20(a)，在当前块2010的内预测模式是垂直模式时，位于当前块2010的上侧上的邻近采样2015经历该滤波。
图20(b)示出当前块的内预测模式是水平模式的情形。参考图20(b)，在当前块2020的内预测模式是水平模式时，位于当前块2020的上侧上的邻近采样2025经历该滤波。
图20(c)示出当前块的内预测模式是DC模式的情形。参考图20(c)，在当前块2030的内预测模式是垂直模式时，当前块2030的邻近采样没有经历该滤波。
在除了垂直模式、水平模式和DC模式之外的模式中，例如，在执行所谓的“方向性预测”的角度预测模式，要滤波的邻近采样可以以同样的方式确定。
图21是示意地示出在当前块的内预测模式是角度预测模式时在当前块的邻近采样以外经历MDIS滤波的采样的示意图。
图21(a)示出当前块的内预测顺序小于18以及当前块的内预测角度小于0的情形。参考图19，图21(a)示出当前块的内预测模式方向是垂直模式的左方向的情形。
参考图21(a)，在当前块的内预测模式方向是垂直模式的左方向时，当前块2110的左邻近采样2115A、上邻近采样2115B、以及邻近当前块2110的左上角的邻近采样经历该滤波。
图21(b)示出当前块的内预测顺序小于18以及当前块的内预测角度大于0的情形。参考图19，图21(b)示出当前块的内预测模式方向是垂直模式的右方向的情形。
参考图21(b)，在当前块的内预测模式方向是垂直模式的右方向时，当前块2120的上邻近采样2125A、右上邻近采样2125B、以及邻近当前块2120的左上角的邻近采样经历该滤波。
图21(c)示出当前块的内预测顺序大于或者等于18以及当前块的内预测角度小于0的情形。参考图19，图21(c)示出当前块的内预测模式方向是水平模式的上方向的情形。
参考图21(c)，在当前块的内预测模式方向是水平模式的上方向时，当前块2130的左邻近采样2135A、上邻近采样2135B、以及邻近当前块2130的左上角的邻近采样经历该滤波。
图21(d)示出当前块的内预测顺序大于或者等于18以及当前块的内预测角度大于0的情形。参考图19，图21(d)示出当前块的内预测模式方向是水平模式的下方向的情形。
参考图21(d)，在当前块的内预测模式方向是水平模式的下方向时，当前块2140的左邻近采样2145A、左上邻近采样2145B、以及邻近当前块2140的左上角的邻近采样经历该滤波。
图20和21的细节可以布置到图22中。
图22是示意地示出在按照本发明的系统中在当前块的邻近采样以外根据内预测模式滤波的采样的示意图。
参考图22，当内预测模式是垂直模式的右方向(2210)时，位于当前块2240的上侧上的邻近采样2245A、以及位于左上侧上的邻近采样2245B被用于预测当前块2240，如22A所示。
当内预测模式是垂直模式时，位于当前块2250的上侧上的邻近采样2255被用于预测当前块2250，如22B所示。
当内预测模式的预测方向是垂直模式的左方向和水平模式的上方向(2220)时，位于当前块2260的上侧上的邻近采样2265A、位于左侧上的邻近采样2265B、以及邻近当前块2260的左上侧上的邻近采样被用于预测当前块2260，如22C所示。
当内预测模式是水平模式时，位于当前块2270的左侧上的邻近采样2275用于预测当前块2270，如22D所示。
当内预测模式的预测方向是水平模式的下方向(2230)时，位于当前块2280的左侧上的邻近采样2285A、位于左下侧上的邻近采样2285B、以及邻近当前块2280的左上侧上的邻近采样被用于预测当前块2280，如22E所示。
另一方面，如上所述，当应用MDIS(CRSI)时，根据当前块的内预测模式和大小，其可以确定是否当前块的邻近采样将被滤波。
如参考表6描述的，使用该表，对于当前块的每个大小和每个内预测模式，其确定是否当前块的邻近采样将被滤波。如上所述，可以构造指示是否将应用滤波的预先确定的信息，以及根据该信息的值，其可以确定是否将应用该滤波。例如，在表6中使用的intraFilterType可以用作用于确定是否将应用该滤波的字段值。当使用intraFilterType时，如参考表6描述的，在intraFilterType值是1情况下应用滤波，以及在intraFilterType是0的情况下不应用该滤波。
表10示出示意地图示根据当前块属于其的预测单元的大小和内预测模式来确定是否将应用滤波的方法的示例。与表6不同，表10示出所有内预测模式。
表10
在表10中，根据在图3中示出的内预测模式而不考虑平面模式的情形被说明。因此，作为考虑不具有方向性的所有内预测模式(用于色度采样的DC模式、平面模式和亮度参考模式)并且考虑所有垂直模式、垂直+1到垂直+8模式、垂直-1到垂直-8模式、水平模式、水平+1到水平+8模式、以及水平-1到水平-8模式的示例，可以考虑确定是否如表11的示例中将应用该滤波的方法。
表11
参考表10或者表11，当与当前块属于其的预测单元的大小和内预测模式相对应的intraFilterType的值是1时，滤波，即MDIS应用于当前块的邻近采样。通过使用MDIS来平滑当前块的邻近参考采样，可以改善内预测性能。此时，如上所述，可以使用3抽头滤波器或者5抽头滤波器来执行滤波(MDIS)。
当与当前块属于其的预测单元的大小和内预测模式相对应的intraFilterType的值是0时，滤波不应用于当前块的邻近采样。
图23是示意地示出使用3抽头滤波器应用MDIS的方法的示意图。参考图23，当前块2310的邻近采样2320和2330被使用3抽头滤波器来平滑。平滑的应用时间，即MDIS的应用时间是在以参考采样替换之后以及在通过使用预测将当前块的像素值设置为参考像素值之前，如上所述。
当使用3抽头滤波器来应用MDIS时，使用要滤波的邻近采样的左和右采样或者上和下采样来执行内插(滤波)。例如，当目标邻近采样2340b或者目标邻近采样2340b被滤波时，3抽头滤波器可以应用于左和右采样2340a和2340c以及目标邻近采样2340b。此时，[1 21]可以用作滤波系数的示例。当目标邻近采样2350b被滤波时，3抽头滤波器可以应用于上和下采样2350a和2350c以及目标邻近采样2350b。此时，[1 2 1]可以用作滤波系数的示例。
但是，另一个类型的平滑可以应用于不具有方向性的内预测模式，例如DC模式。例如，参考表10或者表11，该平滑没有应用于DC模式。在基于图3示出的内模式索引的表10中，可以看出，IntraPredMode 2(其是DC模式)的intraFilterType的值是0。在基于图4示出的内模式索引的表11中，可以看出，IntraPredMode 3(其是DC模式)的intraFilterType的值是0。
因此，在DC模式中，虽然诸如MDIS的平滑没有在内预测之前执行(也就是说，在通过预测填充当前块的像素值之前)，但是可以考虑执行滤波以将块边界的间断最小化。
图24是示意地示出在当前块的内预测模式是DC模式时应用滤波方法的示意图。参考图24，2抽头滤波器应用于预测的当前块2410的采样2440b和2450b以及当前块的邻近采样2440a和2450a。例如，当在当前块2410的上侧上的邻近采样2430被滤波时，2抽头滤波器可以应用于邻近在水平方向(x轴方向)与邻近采样2440a相同位置的当前块的邻近采样2440a和像素2440b。当在当前块2410的左侧上的邻近采样2420被滤波时，2抽头滤波器可以应用于邻近在垂直方向(y轴方向)与邻近采样2450a相同位置的当前块的邻近采样2450a和像素2450b。
此时，在图中示出的[2 8]可以用作要应用的滤波系数的示例，但是本发明不受限于此。例如，该滤波系数可以使用邻近上下文来适应性地确定，或者有关滤波系数的信息可以由编码器确定，并且可以被传送给解码器。
为了解释便利的目的，应用于如参考图23描述的DC模式的2抽头滤波器称为MDTF(模式相关的2个抽头滤波器)。
在本发明中，通过将MDTF应用于MDIS不被应用的情形以及当前块的内预测模式是DC模式的情形，可以有效地将块边界的间断最小化。当不应用MDIS时应用MDTF。因此，在考虑到当前块的大小和内预测模式的情况下，其可以使用表10或者表11来确定是否将应用MDTF。
在下文中，将具体地描述MDTF应用方法。
MDTF应用方法1
作为MDTF应用方法，将MDTF应用于MDIS不被应用的所有情形的方法。例如，MDTF应用于在表10或者表11中intraFilterType的值是0的情形。在这里，MDTF不应用于当前块的所有邻近采样，但是根据当前块的内预测模式，可以仅应用于当前块的上邻近像素或者左邻近像素。可替选地，MDTF可以仅应用于在当前块的内预测中实际使用的邻近参考像素。
图25是示意地示出根据当前块的内预测模式、在按照本发明的系统中应用MDTF的示例的示意图。
图25(a)示出在当前块2510的内预测模式是垂直模式时的MDTF应用示例。参考表10或者表11，MDIS不应用于垂直模式。参考图25(a)，在当前块2510的内预测模式是垂直模式时，MDTF应用于在当前块的内预测中使用的上邻近采样2515。因此，对当前块的邻近采样2520a和像素2520b执行2抽头滤波。在图25(a)示出的示例中，[2 8]用作滤波系数。
图25(b)示出在当前块2530的内预测模式是水平模式时的MDTF应用示例。参考表10或者表11，MDIS不应用于水平模式。参考图25(b)，在当前块2530的内预测模式是水平模式时，MDTF应用于在当前块的内预测中使用的左邻近采样2535。因此，对当前块的邻近采样2540a和像素2540b执行2抽头滤波。在图25(b)示出的示例中，[2 8]用作滤波系数。
图25(c)示出在当前块2550的内预测模式是方向模式并且MDIS不应用时的MDTF应用示例。参考图25(c)，由于当前块2550的所有上邻近采样2560和左邻近采样2555可以在当前块2550的内预测中使用，所以MDTF应用于当前块的上邻近采样2560和左邻近采样2555。因此，对当前块的邻近采样2565a、像素2565b和邻近采样2570a和2570b执行2抽头滤波。在图25(c)示出的示例中，[2 8]用作滤波系数。
因此，按照在图25中示出的示例，在表10和表11中intraFilterType的值可以被重新定义。例如，其可以定义当intraFilterType的值是0时，指令以将2抽头滤波应用于在当前块的内部或者外面的边界像素，并且当intraFilterType的值是1时，指令以将该滤波应用于参考采样。此时，对在当前块的内部或者外面的边界像素的2抽头滤波可以是MDTF，以及对参考采样的滤波可以是使用具有滤波系数[1 2 1]的3抽头滤波器的MDIS。
MDTF应用方法2
与在图25中示出的示例不同，当在表10或者表11中的intraFilterType的值是0时，应用MDTF的方法，以及当intraFilterType的值是1时，有选择地应用MDIS和MDTF。例如，当intraFilterType的值是1时，该编码器可以通过发送1-比特标记来指示是否将应用MDTF或者将应用MDIS。其还可以指示是否滤波将应用于参考采样，或者是否应用于DC模式的2抽头滤波器将被应用。此时，具有滤波系数[1 2 1]的3抽头滤波器可以在MDIS中使用，以及具有滤波系数[2 8]的2抽头滤波器可以在MDTF中使用。
MDTF应用方法3
与以上提及的应用方法不同，MDTF不能应用于在表10和表11中不应用MDIS的任何情形，以及MDTF可以仅应用于当前块的内预测模式是预先确定的内预测模式的情形。
例如，MDTF可以仅应用于在表10和表11中intraFilterType的值是0，以及当前块的内预测模式是垂直模式、水平模式和非方向性模式(例如，DC模式或者平面模式)的情形。
另一方面，在MDTF应用方法1和2中，虽然在当前块的内预测模式既不是垂直模式，也不是水平模式，以及是角度预测模式时，MDTF滤波应用于其的邻近采样的位置不是与在当前块中的目标像素相同的水平位置(在x轴中的位置)，或者相同的垂直位置(在y轴中的位置)，但是可以是在右上侧或者左上侧上的位置。
图26是示意地示出在按照本发明的系统中的编码器操作的示意图。参考图26，该编码器对当前块执行预测处理(S2610)。该编码器可以对当前块执行内预测操作或者间预测操作。该预测可以在考虑到当前块的分割大小、片段类型等的情况下执行。
该编码器可以确定CRSI(MDIS)的滤波系数，并且当在执行内预测的过程中应用CRSI(MDIS)时，可以将有关确定的滤波系数的信息传送给解码器。当不传送有关滤波系数的信息时，该解码器可以从如上所述的上下文信息中推导出滤波系数。当滤波系数由编码器和解码器预先确定时，编码器可以不独立地传送有关滤波系数的信息。
编码器熵编码当前块的预测结果(S2620)。如上所述，诸如CABAC和CAVLC的方法可以用于熵编码，以及码字可以在考虑到每个预测模式的出现频率或者预测类型的情况下被指配。
编码器用信号通知熵编码的信息(S2630)。在用信号通知有关预测模式的信息中，特定预测模式/预测类型的应用可以使用诸如标记的特定信息来用信号通知，或者预测类型的元素可以一次被联合编译，并且可以用信号通知应用多个预测模式的什么预测模式。
在考虑到预测类型/预测模式的出现频率的情况下指配码字的方法以及用信号通知有关预测的信息的方法的细节与如上所述的相同。
图27是示意地示出在按照本发明的系统中的解码器的操作的示意图。参考图27，解码器从编码器接收信息(S2710)。从编码器接收的信息可以被包括在比特流中，并且包括有关当前块的预测的信息。
随后，解码器执行熵解码处理以提取必要的信息(S2720)。解码器基于提取的信息来确定预测类型(诸如，PCM、间预测和内预测)的什么预测类型应用于当前块，以及在内预测中什么模式应用于当前块。确定预测模式的方法与如上所述的相同。
解码器对当前块执行预测处理(S2730)。解码器基于当前块的预测模式来执行预测处理。基于当前块的预测模式来执行预测处理的特定方法与如上所述的相同。
解码器基于预测的结果来重建当前块的图片(S2740)。
图28是示意地示出在按照本发明的系统中在解码器的预测步骤中对当前块的内预测操作的流程图。
参考图28，解码器推导出当前块的预测模式(S2810)。当前块的预测模式可以从邻近块选择出来的预先确定数目的MPM来确定，或者可以从独立地从编码器传送的残留模式来确定。
解码器确定当前块的邻近采样的可利用性，并且以参考采样来代替不可用的采样(S2820)。当位于不可用地址处的采样存在于当前块的邻近采样中时，解码器确定相应的采样是不可用于当前块的内预测的采样(不可用采样)。在当前块被仅以内预测模式预测，并且以除了内预测模式之外的模式预测的采样存在于当前块的邻近采样中时，相应的采样被确定为不可用于当前块的内预测的采样。解码器执行以可用采样代替不可用采样的参考采样代替。特定方法与如上所述的相同。解码器可以通过使用参考采样代替来构造要在当前块的内预测中使用的参考采样。
随后，解码器对邻近采样执行滤波处理(S2830)。滤波处理可以根据当前块的内预测模式，在内预测模式的方向中使用预先确定数目的邻近采样来执行。在滤波中使用的邻近采样的数目可以预先确定，或者有关在滤波中使用的邻近采样的数目的信息可以从编码器传送给解码器。在滤波中使用的滤波系数可以预先确定，或者可以由解码器从上下文中推导出，或者有关滤波系数的信息可以从编码器传送给解码器。此外，根据当前块的内预测模式，仅在内预测中可用的邻近采样可以被滤波。根据当前块的大小和内预测模式，解码器可以有选择地执行滤波处理。当执行滤波处理时，解码器可以构造要在当前块的内预测中使用的修改的参考采样。
解码器产生预测的采样(S2840)。解码器根据当前块的内预测模式，通过将位于预测方向中的(修改的)参考采样复制到当前块的像素位置来执行产生预测采样的预测处理。
另一方面，解码器可以对如上所述产生的预测采样来应用2抽头DC滤波(MDTF)。
虽然在以上提及的示范性系统中的方法已经基于包括一系列的步骤或者块的流程图来描述，但是本发明不局限于该步骤顺序，并且特定步骤可以以除了如上所述或者同时如上所述之外的步骤或者顺序来执行。以上提及的实施例可以包括各种示例。因此，本发明包括属于所附的权利要求的所有代替、修正和改进。
当如上所述元件被“连接到”或者“耦合到”另一元件时，应该理解，再一个元件可以被插入在其间，以及该元件可以直接连接或者耦合到另一元件。相反地，当其提及元件“直接连接到”或者“直接耦合到”另一元件时，应该理解，再一个元件没有被插入在其间。

Claims (6)

1.一种内预测方法，包括下述步骤：
推导当前预测模式为当前块的内预测模式，其中所述当前预测模式是33个方向性内预测模式之一；
推导所述当前块的多个邻近采样；
滤波所述多个邻近采样；以及
基于所述被滤波的多个邻近采样和所述当前预测模式产生所述当前块的多个预测采样，
其中，在所述多个邻近采样当中，通过使用与所述第一邻近采样相邻的第二邻近采样和第三邻近采样滤波位于所述当前预测模式的预测方向中的第一邻近采样，并且
其中，所述第二邻近采样位于所述第一邻近采样的上侧上并且所述第三邻近采样位于所述第一邻近采样的下侧上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中通过下述等式滤波所述第一邻近采样：
(r(y-1)+2*r(y)+r(y+1)+2)>>2，
其中r(y)表示所述第一邻近采样的采样值，r(y-1)表示位于所述第一邻近采样的上侧上的所述第二邻近采样的采样值，并且r(y+1)表示位于所述第一邻近采样的下侧上的所述第三邻近采样的采样值。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述滤波步骤包括，将使用3抽头滤波器的滤波应用于位于所述当前预测模式的预测方向中的所述第一邻近采样、位于所述第一邻近采样的上侧上的所述第二邻近采样、以及位于所述第一邻近采样的下侧上的所述第三邻近采样以在所述第一邻近采样的位置处产生被滤波的邻近采样。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述当前预测模式是在垂直预测模式的左侧上具有第八预测方向的所述内预测模式。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述当前预测模式是在水平预测模式的底侧上具有第八预测方向的所述内预测模式。
6.根据权利要求1所述的方法，其中确定是否取决于所述当前块的大小和当前预测模式执行所述滤波步骤。
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