CN108353175A - 使用系数引起的预测处理视频信号的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种对视频信号执行增强预测的方法，包括步骤：对目标块的邻近块执行熵解码和去量化；通过使用缩放矩阵对邻近块的去量化的变换系数执行缩放；通过对缩放的变换系数执行反变换来获得修改的邻近块；以及基于修改的邻近块来生成用于目标块的预测块。

Description

使用系数引起的预测处理视频信号的方法和装置
技术领域
本发明涉及使用系数引起的预测(CIP)编码、解码视频信号的方法和装置。具体地，本发明涉及滤除与原始像素相类似的邻近块的去量化的变换系数，并且然后在执行预测编译时，使用经由反变换生成的参考像素来执行预测的方法和装置。
背景技术
压缩编码指的是一系列的用于经由通信线路发送数字化的信息的信号处理技术，或者用于以适用于存储介质的形式存储信息的技术。包括图片、图像、音频等等的介质可以是用于压缩编码的目标，并且尤其是，用于执行针对图片的压缩编码的技术称为视频图像压缩。
下一代视频内容期望具有高的空间分辨率、高的帧速率和场景表示的高维度的特征。为了处理这样的内容，将导致储存容量、存储器存取速率和处理能力的急剧增加。
因此，有必要设计用于更加有效地处理下一代视频内容的编译工具。具体地，预测方法用于利用在原始数据和预测数据之间的相关性，但是具有生成量化噪声的问题。由于计算的复杂度而使用的简单的预测方法具有相关性减弱的问题。
发明内容
技术问题
本发明提供一种执行更好的预测的方法。
本发明提供一种在预测过程中增强参考像素的方法。
本发明提供一种在执行预测编译时滤除与原始像素相类似的邻近块的去量化的变换系数的方法。
本发明提供一种使用在参考数据和预测数据之间的相关性处理视频信号的方法。
本发明提供一种在预测中减小量化噪声的影响的方法。
本发明提供一种缩放去量化的变换系数的方法。
本发明提供一种定义指示是否对去量化的变换系数执行缩放的缩放应用标志的方法。
技术方案
本发明提供一种经由变换系数修改执行更好的预测的方法。
本发明提供一种通过对邻近块的变换系数执行缩放来执行更好的预测的方法。
本发明提供一种缩放去量化的变换系数的方法。
本发明提供一种基于压缩参数确定缩放矩阵的方法。
本发明提供一种用信号通知或者得到指示是否对去量化的变换系数执行缩放的缩放应用标志的方法。
本发明提供一种通过对残差块的变换系数执行缩放来执行更好的预测的方法。
本发明提供一种在预测下一个目标块时使用修改的残差块生成重建的像素以及使用重建的像素作为参考块的方法。
有益效果
本发明可以通过滤除与原始像素相类似的邻近块的去量化的变换系数并且然后在执行预测编译时使用经由反变换生成的参考像素执行预测来提高编译效率。
此外，本发明可以通过修改变换系数来执行更好的预测，并且可以通过减小预测差信号的能量来增强压缩效率。
此外，本发明可以在预测下一个目标块时通过使用修改的残差块生成重建的像素以及使用重建的像素作为参考块来提高编译效率。
此外，本发明可以经由预测滤波器设计来提高预测性能，可以增强重建的帧的质量，并且还可以提高编译效率。
此外，本发明可以通过提供用信号通知或者得到指示是否执行系数引起的预测(CIP)的标志的方法来减小用于数据处理的开销。
附图说明
图1示出按照本发明的一个实施例的用于编码视频信号的编码器的示意框图。
图2示出按照本发明的一个实施例的用于解码视频信号的解码器的示意框图。
图3是应用本发明的一个实施例，并且示出使用解码的像素作为下一个目标块的预测值的编码器和解码器的示意框图。
图4是应用本发明的一个实施例，并且示出使用系数引起的预测(CIP)执行编码的编码器的示意框图。
图5是应用本发明的一个实施例，并且示出使用系数引起的预测(CIP)执行解码的解码器的示意框图。
图6是应用本发明的一个实施例，并且示出用于图示如果使用系数引起的预测(CIP)执行解码则确定缩放矩阵方法的解码器的示意框图。
图7是应用本发明的一个实施例，并且示出使用系数引起的预测(CIP)和目标块的变换系数的缩放执行解码的解码器的示意框图。
图8是应用本发明的一个实施例，并且示出使用指示是否对目标块和/或邻近块的去量化的变换系数执行缩放的至少一个缩放应用标志执行解码的解码器的示意框图。
图9是应用本发明的一个实施例，并且示出使用参考块执行系数引起的预测(CIP)的解码器的示意框图。
图10是应用本发明的一个实施例，并且示出使用系数引起的预测(CIP)执行编码的流程图。
图11是应用本发明的一个实施例，并且示出使用系数引起的预测(CIP)执行解码的流程图。
最佳实施方式
本发明提供一种对视频信号执行增强预测的方法，包括：对目标块的邻近块执行熵解码和去量化，使用缩放矩阵对邻近块的去量化的变换系数执行缩放，对缩放的变换系数执行反变换以获得修改的邻近块，以及基于修改的邻近块生成用于目标块的预测块。
此外，在本发明中，基于编译参数得到缩放矩阵，并且编译参数包括内预测模式(intra prediction mode)、量化参数或者块大小中的至少一个。
此外，在本发明中，基于量化的变换系数矢量来确定缩放矩阵。
此外，在本发明中，该方法进一步包括从视频信号提取缩放应用标志。该缩放应用标志指示是否对去量化的变换系数执行缩放。
此外，在本发明中，该方法进一步包括从视频信号得到缩放应用标志。基于邻近块的编译信息和邻近块的缩放应用标志中的至少一个得到缩放应用标志。
此外，本发明提供一种对视频信号执行增强预测的方法，包括：对目标块的邻近块执行变换，量化邻近块的变换系数，去量化该量化的变换系数，使用缩放矩阵对去量化的变换系数执行缩放，通过对缩放的变换系数执行反变换来获得修改的邻近块，以及基于修改的邻近块生成用于目标块的预测块。
此外，在本发明中，该方法进一步包括编码指示已经对去量化的变换系数执行缩放的缩放应用标志值。
此外，本发明提供一种对视频信号执行增强预测的装置，包括：熵解码单元，该熵解码单元对目标块的邻近块执行熵解码；去量化单元，该去量化单元对熵解码的邻近块执行去量化；缩放单元，该缩放单元使用缩放矩阵对去量化的变换系数执行缩放；反变换单元，该反变换单元通过对缩放的变换系数执行反变换来获得修改的邻近块；以及预测单元，该预测单元基于修改的邻近块生成用于目标块的预测块。
此外，在本发明中，该装置进一步包括从视频信号提取缩放应用标志的分析单元。该缩放应用标志表示是否对去量化的变换系数执行缩放。
此外，本发明提供一种对视频信号执行增强预测的装置，包括：变换单元，该变换单元对目标块的邻近块执行变换；量化单元，该量化单元对变换系数执行量化；反变换单元，该反变换单元对量化的变换系数执行去量化；缩放单元，该缩放单元使用缩放矩阵对去量化的变换系数执行缩放；反变换单元，该反变换单元通过对缩放的变换系数执行反变换来获得修改的邻近块；以及预测单元，该预测单元基于修改的邻近块生成用于目标块的预测块。
具体实施方式
在下文中，将参考伴随的附图描述按照本发明的实施例的示例性单元和操作，但是，应当注意到，参考附图描述的本发明的单元和操作仅仅作为实施例提供，并且本发明的技术精神和核心配置和操作不受限于此。
此外，在本说明书中使用的术语是现在广泛地使用的通用的术语，但是，在特殊情况下，使用由该申请人随机地选择的术语。在这样的情况下，相应的术语的含义在相应的部分的详细说明中被清楚地描述。因此，应当注意到，本发明不应该被解释为仅仅基于在本说明书的相应的描述中使用的术语的名称，并且本发明应该甚至通过检查相应的术语的含义来解释。
此外，在本说明书中使用的术语是被选择为描述本发明的通用的术语，但是，如果存在具有类似的含义的这样的术语，则可以用其他术语替换以进行更适当的分析。例如，信号、数据、样本、图片、帧和块可以在每个编译过程中被适当地替换和解释。此外，分割、分解、拆分、划分也可以在每个编译过程中被适当地替换和解释。此外，滤除、修改、变化和缩放也可以在每个编译过程中被适当地代替和解释。
图1示出按照本发明的一个实施例的用于编码视频信号的编码器的示意框图。
参考图1，编码器100可以包括图像分割单元110、变换单元120、量化单元130、去量化单元140、反变换单元150、滤波单元160、DPB(解码的图片缓存器)170、间预测单元(interprediction unit)180、内预测单元185和熵编码单元190。
图像分割单元110可以将输入给编码器100的输入图像(或者图片、帧)划分为一个或多个处理单元。例如，处理单元可以是编译树单元(CTU)、编译单元(CU)、预测单元(PU)或者变换单元(TU)。
但是，该术语仅仅为了本公开的示例的方便起见使用。本发明不局限于该术语的定义。在本说明书中，为了说明的方便起见，采用术语“编译单元”作为在编码或者解码视频信号的过程中使用的单元。但是，本发明不局限于此。可以基于本公开的内容来适当地选择另一个处理单元。
编码器100可以通过从输入图像信号中减去由间预测单元180或者内预测单元185输出的预测信号而生成残差信号。生成的残差信号可以被传送给变换单元120。
变换单元120可以将变换技术应用于该残差信号以生成变换系数。变换过程可以被应用具有相同大小的矩形的像素块，或者除矩形以外的可变大小的块。
量化单元130可以量化变换系数，并且将量化的系数传送给熵编码单元190。熵编码单元190可以熵编码量化的信号，并且然后作为比特流输出熵编码的信号。
由量化单元130输出的量化的信号可以用于生成预测信号。例如，量化的信号可以在环路中分别地经由去量化单元140和反变换单元150经历反量化和反变换以重建残差信号。重建的残差信号可以与由间预测单元180或者内预测单元185输出的预测信号相加以生成重建信号。
同时，在压缩过程中，邻近块可以由不同的量化参数量化，使得可能发生块边界的恶化。这个现象被称作块效应(blocking artifacts)。这是用于评估图像质量的重要因素之一。可以执行滤波过程以减少这样的恶化。使用该滤波过程，可以除去块恶化，并且同时，可以减小当前图片的误差，从而改善图像质量。
滤波单元160可以将滤波应用于重建信号，并且然后将滤波的重建信号输出给再现设备或者解码的图片缓存器170。传送给解码的图片缓存器170的滤波信号可以在间预测单元180中用作参考图片。以这种方法，在中间图片预测模式中将滤波的图片作为参考图片使用，不仅可以改善图片质量，而且可以提高编译效率。
解码的图片缓存器170可以存储滤波的图片，以用作间预测单元180中的参考图片。
间预测单元180可以参考重建的图片执行时间预测和/或空间预测以消除时间冗余和/或空间冗余。在这种情况下，用于预测的参考图片可以是在先前的编码/解码中，在块基础上经由量化和反量化获得的变换的信号。因此，这可能导致块效应或者环效应。
因此，为了解决由于信号的不连续或者量化而导致的性能退化，间预测单元180可以使用低通滤波器在子像素基础上在像素之间插入信号。在这种情况下，子像素可以指的是通过应用内插滤波器生成的虚拟的像素。整数像素指的是存在于重建的图片中的实际的像素。内插方法可以包括线性内插、双线性内插和维纳滤波器(Wiener filter)等等。
内插滤波器可以应用于重建的图片以提高预测的精度。例如，间预测单元180可以将内插滤波器应用于整数像素以生成内插的像素。间预测单元180可以使用由内插的像素组成的内插块作为预测块来执行预测。
内预测单元185可以通过参考在当前要编码的块附近的样本来预测当前块。内预测单元185可以执行以下的过程以执行内预测。首先，内预测单元185可以准备生成预测信号所需要的参考样本。然后，内预测单元185可以使用准备的参考样本生成预测信号。此后，内预测单元185可以编码预测模式。此时，参考样本可以经由参考样本填充和/或参考样本滤波来准备。由于参考样本已经经历预测和重建过程，所以可能存在量化误差。因此，为了减小这样的误差，参考样本滤波过程可以针对用于内预测的每个预测模式来执行。
由间预测单元180或者内预测单元185生成的预测信号可以用于生成重建信号或者用于生成残差信号。在这种情况下，预测信号可以应用于在本说明书中描述的各种实施例。
在一个实施例中，在本发明中，可以使用缩放矩阵对用于邻近块的去量化的变换系数执行缩放。修改的邻近块可以通过对缩放的变换系数执行反变换来获得，并且可以用作预测块。
在这种情况下，可以基于编译参数来得到缩放矩阵。编译参数可以包括内预测模式、量化参数和块大小中的至少一个。
此外，缩放矩阵可以基于量化的变换系数矢量来确定。
此外，在本发明中，可以使用指示是否对去量化的变换系数执行缩放的缩放应用标志。
图2示出按照本发明的一个实施例的用于解码视频信号的解码器的示意框图。
参考图2，解码器200可以包括解析单元(未示出)、熵解码单元210、去量化单元220、反变换单元230、滤波单元240、解码的图片缓存器(DPB)250、间预测单元260和内预测单元265。
由解码器200输出的重建的视频信号可以使用再现设备再现。
解码器200可以接收由如图1所示的编码器输出的信号。接收的信号可以经由熵解码单元210熵解码。
去量化单元220可以使用量化步骤大小信息从熵解码的信号中获得变换系数。
反变换单元230可以反变换该变换系数以获得残差信号。
重建信号可以通过将获得的残差信号与由间预测单元260或者内预测单元265输出的预测信号相加来生成。在这种情况下，在说明书中公开的各种实施例可以应用于该预测信号。
滤波单元240可以将滤波应用于重建信号，并且可以将滤波的重建信号输出给再现设备或者解码的图片缓存器单元250。传送给解码的图片缓存器单元250的滤波信号可以在间预测单元260中用作参考图片。
在此处，用于编码器100的滤波单元160、间预测单元180和内预测单元185的详细说明可以分别地同样地应用于解码器200的滤波单元240、间预测单元260和内预测单元265。
图3是应用本发明的一个实施例，并且示出使用解码的像素作为下一个目标块的预测值的编码器和解码器的示意框图。
本发明提供一种在执行预测编译时，在滤除类似于原始像素的邻近块的去量化的变换系数之后，使用经由反变换生成的参考像素执行预测的技术。在本说明书中，这样的预测技术被称作“系数引起的预测(CIP)”。
此外，在本发明中，变换系数可以通过修改针对预测和重建量化的变换系数而与量化参数一起被修改，从而能够减小用于预测的量化噪声的影响。此外，变换系数修改可以以最小化整个计算的复杂度的方式与简单的预测方法相结合。在这种情况下，变换系数修改是非线性的，并且可以提供可以不通过现有线性预测方法获得的预测因子。
本发明可以在视频压缩过程中应用于内预测和/或间预测，但是，本发明不受限于此，并且可以应用于各种信号处理和压缩应用。
参考图3，应用本发明的编码器310可以包括变换单元311、量化单元312、熵编码单元313、去量化单元314、反变换单元315和预测单元316。解码器320可以包括熵解码单元321、去量化单元322、反变换单元323和预测单元324。
前面提到的功能单元的操作和特征可以应用于在本说明书的附图中描述的功能单元。在下文中，冗余描述被省略，并且仅仅描述不同的部分或者补充每个实施例所必需的部分。
首先，当接收到原始视频信号X的时候，编码器310可以经由变换单元311执行变换，并且经由量化单元312执行量化。量化的信号可以经由熵编码单元313传送给解码器320。在这种情况下，原始视频信号X例如可以包括视频帧的8×8块。此外，本发明不受限于此，并且原始视频信号X可以对应于残差信号或者通过从原始信号中减去预测信号获得的预测误差信号。在这种情况下，其他术语可以基于残差信号来解释，使得本发明的概念可以应用于该残差信号。
同时，量化的信号可以经由去量化单元314和反变换单元315来去量化/反变换。如上所述解码的信号可以表示为在这种情况下，如果在相同的视频帧内的邻近块是Y，则用于邻近块的预测信号可以经由预测单元316从解码的信号中产生。这以公式的形式表示为公式1至3。
【公式1】
在这种情况下，Q指示X的量化的变换系数的矢量，并且指示去量化的变换系数的矢量。
【公式2】
在这种情况下，是通过对去量化的变换系数的矢量执行反变换获得的结果，并且指示解码的信号。此外，T-1表示反变换矩阵，并且例如可以指的是逆DCT矩阵。
【公式3】
在这种情况下，指的是邻近目标块的邻近块Y的预测信号。例如，可以基于生成。
同时，解码器320可以接收熵编码的信号，可以经由熵解码单元321对熵编码的信号执行熵解码，并且可以经由去量化单元322/反变换单元323对该熵解码的信号执行去量化/反变换。此外，如编码器310中描述的，解码器320可以经由预测单元324从解码的信号生成用于邻近块的预测信号在下文中，冗余描述被省略。
图4是应用本发明的一个实施例，并且示出使用系数引起的预测(CIP)执行编码的编码器的示意框图。
参考图4，应用本发明的编码器400可以包括变换单元410、量化单元420、熵编码单元430、去量化单元440、反变换单元450和系数引起的预测单元460。此外，系数引起的预测单元460可以包括去量化单元461、系数修改单元462、反变换单元463和预测单元464。
前面提到的功能单元的操作和特征可以应用于在本说明书的附图中描述的功能单元。在下文中，冗余描述被省略，并且仅仅描述不同的部分或者补充每个实施例所必需的部分。
首先，当接收到原始视频信号X的时候，编码器310可以经由变换单元410执行变换，并且经由量化单元420执行量化。量化的信号可以经由熵编码单元430传送给解码器。在这种情况下，原始视频信号X例如可以包括视频帧的8×8块。
去量化单元440和反变换单元450可以通过去量化/反变换量化的信号来生成解码的信号
同时，量化的信号可以传送给系数引起的预测单元460，并且可以对量化的信号执行系数引起的预测。
系数引起的预测单元460可以滤除类似于原始像素的邻近块的去量化的变换系数，并且然后可以使用经由反变换生成的参考像素执行预测。
对于详细的示例，去量化单元461可以通过对量化的信号执行去量化来计算去量化的变换系数。
此外，系数修改单元462可以通过将缩放矩阵应用于去量化的变换系数来修改去量化的变换系数。例如，缩放矩阵可以指示具有缩放值的对角矩阵。
在本发明的一个实施例中，可以基于编译参数来确定或者得到缩放矩阵。例如，编译参数可以包括内预测模式、量化参数或者块大小中的至少一个。
反变换单元463可以对修改的变换系数执行反变换。预测单元464可以基于反变换的结果值生成预测信号在这种情况下，预测信号可以指的是用于邻近块Y的预测信号。用于邻近块的预测信号可以称作修改的邻近块。
反变换的结果值可以指的是具有不同于解码的信号的值的修改的信号。修改的信号可以表示为并且可以称作变化的信号或者缩放的信号。在这种情况下，信号可以用块、帧或者像素代替和解释。
这以公式的形式表示为公式4。
【公式4】
在这种情况下，S指示具有缩放值的对角矩阵，并且对角矩阵可以称作缩放矩阵。指的是邻近目标块的邻近块Y的预测信号。
可以基于编译参数来确定或者得到缩放矩阵。例如，编译参数可以包括内预测模式、量化参数或者块大小中的至少一个。假设编译参数作为矢量Ω被获得，则缩放矩阵可以表示为Ω的函数，也就是说，S(Ω)。
在本发明的一个实施例中，缩放矩阵S可以如公式5表示为Q的函数。缩放矩阵S(Q,Ω)可以基于Q和Ω中的至少一个来确定。
【公式5】
在这种情况下，f(i,Qi,Ω)指示所指示参数的函数，并且f可以称作系数引起的预测函数(CIP函数)。
图5是应用本发明的一个实施例，并且示出使用系数引起的预测(CIP)执行解码的解码器的示意框图。
参考图5，应用本发明的解码器500可以包括熵解码单元510、去量化单元520、反变换单元530和系数引起的预测单元540。此外，系数引起的预测单元540可以包括去量化单元541、系数修改单元542、反变换单元543和预测单元544。
前面提到的功能单元的操作和特征可以应用于在本说明书的附图中描述的功能单元。在下文中，冗余描述被省略，并且仅仅描述不同的部分或者补充每个实施例所必需的部分。
解码器500可以接收熵编码的信号，可以经由熵解码单元510对熵编码的信号执行熵解码，并且可以经由去量化单元520/反变换单元530对熵解码的信号执行去量化/反变换。
同时，熵解码的信号可以被传送给系数引起的预测单元540，并且可以对熵解码的信号执行系数引起的预测。
例如，系数引起的预测单元540可以使用缩放矩阵，通过缩放邻近块的去量化的变换系数来生成修改的变换系数。此外，系数引起的预测单元540可以对修改的变换系数执行反变换，并且可以使用从反变换系数生成的结果值作为参考像素来执行预测。
系数引起的预测单元540的功能单元可以与前面提到的编码器的系数引起的预测单元460相同地操作或者与其类似地操作，并且冗余描述在下文中被省略。
图6是应用本发明的一个实施例，并且示出用于说明在使用系数引起的预测(CIP)执行解码时确定缩放矩阵方法的解码器的示意框图。
参考图6，应用本发明的解码器600可以包括熵解码单元610、去量化单元620、反变换单元630和系数引起的预测单元640。此外，系数引起的预测单元640可以包括去量化单元641、系数修改单元642、反变换单元643和预测单元644。
前面提到的控制单元的操作和特征可以应用于在本说明书的附图中描述的功能单元。在下文中，冗余描述被省略，并且仅仅描述不同的部分或者补充每个实施例所必需的部分。
解码器600可以接收熵编码的信号，可以经由熵解码单元610对熵编码的信号执行熵解码，并且可以经由去量化单元620/反变换单元630对熵解码的信号执行去量化/反变换。
此外，熵解码的信号可以传送给系数引起的预测单元640，并且可以对熵解码的信号执行系数引起的预测。系数引起的预测单元640可以使用缩放矩阵，通过缩放邻近块的去量化的变换系数来生成修改的变换系数。此外，系数引起的预测单元640可以对修改的变换系数执行反变换，并且可以使用从反变换系数生成的结果值作为参考像素来执行预测。
对此进行更具体地描述。系数引起的预测单元640的系数修改单元642可以通过将缩放矩阵应用于邻近块的去量化的变换系数来生成修改的变换系数。在这种情况下，为了确定缩放矩阵，可以使用至少一个参数。例如，至少一个参数可以包括(X,Y,Ω)三元组的训练集。可替选地，至少一个参数可以包括编译参数。编译参数可以包括内预测模式、间预测模式、量化参数或者块大小中的至少一个。
对于另一个示例，系数修改单元642可以使用至少一个参数来生成修改的变换系数，并且其一个示例已经如上所述。
本发明的一个实施例提出一种确定缩放矩阵的方法。
首先，Ψ假设为(X,Y,Ω)三元组的训练集。缩放矩阵可以通过搜索最佳系数引起的预测函数(CIP函数)来获得。最佳系数引起的预测函数可以经由公式6获得。例如，最佳系数引起的预测函数可以对应于将在邻近块Y和邻近块的预测信号之间的差值最小化而得到的值。
【公式6】
在这种情况下，可以按照如上所述的公式5将S(Q,Ω)定义该函数。
图7是应用本发明的一个实施例，并且示出使用系数引起的预测(CIP)和用于目标块的变换系数的缩放来执行解码的解码器的示意框图。
除了通过对邻近块的去量化的变换系数执行系数引起的预测(CIP)之外，本发明可以通过将缩放矩阵应用于目标块的去量化的变换系数来执行更好的预测。
参考图7，应用本发明的解码器700可以包括熵解码单元710、去量化单元720、第一系数修改单元730、反变换单元740和系数引起的预测单元750。此外，系数引起的预测单元750可以包括去量化单元751、第二系数修改单元752、反变换单元753和预测单元754。
前面提到的功能单元的操作和特征可以应用于在本说明书的附图中描述的功能单元。在下文中，冗余描述被省略，并且仅仅描述不同的部分或者补充每个实施例所必需的部分。
首先，解码器700可以接收熵编码的信号，可以经由熵解码单元710对熵编码的信号执行熵解码，并且可以通过经由去量化单元720对熵解码的信号执行去量化来生成目标块的去量化的变换系数。
第一系数修改单元730可以通过将第一缩放矩阵应用于目标块的去量化的变换系数来生成目标块的修改的变换系数。在这种情况下，为了确定第一缩放矩阵，可以使用至少一个参数。例如，至少一个参数可以包括(X,Y,Ω)三元组的训练集。
这样的过程以公式的形式表示为公式7和8。
【公式7】
【公式8】
在这种情况下，S1指示第一缩放矩阵，并且指示修改的解码的信号。
此外，目标块的修改的变换系数可以通过经由反变换单元740执行反变换来解码。
同时，在图6中描述的内容可以应用于系数引起的预测单元750的去量化单元751、第二系数修改单元752、反变换单元753和预测单元754。在第二系数修改单元752中使用的缩放矩阵可以称作第二缩放矩阵。
经由系数引起的预测单元750获得的过程可以表示为公式9。
【公式9】
在这种情况下，S2可以指示第二缩放矩阵。
在本发明的一个实施例中，第一缩放矩阵和第二缩放矩阵可以具有不同的值。但是，本发明不受限于此，并且相同的矩阵可以应用于二个缩放矩阵。
第一缩放矩阵S1和第二缩放矩阵S2以公式的形式表示为公式10和11。
【公式10】
【公式11】
在这种情况下，f(i,Qi,Ω)指示所指示参数的函数，并且f可以称作系数引起的预测函数(CIP函数)。
在本发明的一个实施例中，缩放矩阵S1和S2的每个可以通过搜索最佳系数引起的预测函数(CIP函数)来获得。最佳系数引起的预测函数和可以经由公式12和13获得。例如，在公式12中，第一最佳系数引起的预测函数可以对应于将在目标块X和修改的解码的信号之间的差值最小化。此外，在公式13中，第二最佳系数引起的预测函数可以对应于将在邻近块Y和邻近块的预测信号之间的差值最小化而得到的值。
【公式12】
【公式13】
在这种情况下，Ψ指示(X,Y,Ω)三元组的训练集。
图8是应用本发明的一个实施例，并且示出使用指示是否对目标块和/或邻近块的去量化的变换系数执行缩放的至少一个缩放应用标志来执行解码的解码器的示意框图。
参考图8，应用本发明的解码器800可以包括熵解码单元810、去量化单元820、第一系数修改单元830、反变换单元840和系数引起的预测单元850。此外，系数引起的预测单元850可以包括去量化单元851、第二系数修改单元852、反变换单元853和预测单元854。图7的内容可以应用于解码器的功能单元。此外，前面提到的功能单元的操作和特征可以应用于解码器的功能单元。在下文中，冗余描述被省略，并且仅仅描述不同的部分或者补充每个实施例所必需的部分。
本发明定义指示是否对去量化的变换系数执行缩放的缩放应用标志。例如，指示是否对目标块的去量化的变换系数执行缩放的标志可以称作第一缩放应用标志或者目标缩放应用标志。指示是否对邻近块的去量化的变换系数执行缩放的标志可以称作第二缩放应用标志或者邻近缩放应用标志。
在这种情况下，在使用表达式“缩放应用标志”时，缩放可以用术语，诸如滤除、修改或者变化代替，并且可以如上所述地使用。
缩放应用标志可以以各种等级(例如，序列、帧、片段、编译单元、预测单元和变换单元)来定义，但是本发明不受限于此。缩放应用标志可以在至少一个等级中使用。
此外，缩放应用标志可以被用信号通知和传送给解码器，但是，本发明不受限于此。可以基于编译信息来得到缩放应用标志。例如，编译信息可以包括当前块或者邻近块的编译参数、为编码器/解码器所共有的信息和对应于Ω/Q的信息中的至少一个。
在本发明中，图3至7的前面提到的实施例可以基于缩放应用标志来执行。
例如，本发明可以基于缩放应用标志对邻近块的去量化的变换系数执行系数引起的预测(CIP)。此外，本发明可以基于缩放应用标志将缩放矩阵应用于目标块的去量化的变换系数。
在这种情况下，缩放矩阵可以如公式14和15定义。
【公式14】
【公式15】
图9是应用本发明的一个实施例，并且示出使用参考块执行系数引起的预测(CIP)的解码器的示意框图。
参考图9，应用本发明的解码器900可以包括熵解码单元910、去量化单元920、第一系数修改单元930、反变换单元940和系数引起的预测单元950。此外，系数引起的预测单元950可以包括去量化单元951、第二系数修改单元952、反变换单元953和预测单元954。图7和8的内容可以应用于解码器的功能单元。此外，前面提到的控制单元的操作和特征可以应用于解码器的功能单元。在下文中，冗余描述被省略，并且仅仅描述不同的部分或者补充每个实施例所必需的部分。
参考图9，与图7不同，解码器进一步包括加法单元。可以看到，加法单元使用参考数据R。在这种情况下，参考数据R可以指的是误差信号或者校正信号，但是，本发明不受限于此。参考数据R可以指的是预测信号，并且预测信号可以通过内预测或者间预测来获得。
解码器900可以接收熵编码的信号，可以经由熵解码单元910对熵编码的信号执行熵解码，并且可以通过经由去量化单元920对熵解码的信号执行去量化来生成目标块的去量化的变换系数。
第一系数修改单元930可以通过将第一缩放矩阵应用于目标块的去量化的变换系数来生成目标块的修改的变换系数。在这种情况下，为了确定第一缩放矩阵，可以使用至少一个参数。例如，至少一个参数可以包括(X,Y,Ω)三元组的训练集。
此外，目标块的修改的变换系数可以通过经由反变换单元740执行反变换来解码。解码的信号可以与参考数据R相加以生成修改的解码的信号在这种情况下，参考数据R可以指的是预测信号。例如，预测信号可以通过内预测或者间预测来获得，但是，本发明不受限于此。解码的信号可以对应于残差信号。在这种情况下，参考数据R可以指的是用于残差信号的误差信号或者校正信号。
以上所述的过程以公式的形式表示为公式16和17。
【公式16】
【公式17】
同时，在本说明书中描述的实施例可以应用于系数引起的预测单元950。经由系数引起的预测单元950获得缩放矩阵的过程可以表示为公式18。
【公式18】
在这种情况下，S2可以指示第二缩放矩阵。第二缩放矩阵可以具有不同于第一缩放矩阵的值，但是，本发明不受限于此。相同的矩阵可以应用于两个缩放矩阵。
第一缩放矩阵S1和第二缩放矩阵S2可以以公式的形式表示为公式19和20。
【公式19】
【公式20】
在这种情况下，f(i,Qi,Ω)指示所指示参数的函数，并且f可以称作系数引起的预测函数(CIP函数)。
在本发明的一个实施例中，缩放矩阵S1和S2可以通过搜索各个最佳系数引起的预测函数(CIP函数)来获得。最佳系数引起的预测函数和可以经由公式21和22来获得。例如，在公式21中，第一最佳系数引起的预测函数可以对应于将在目标块X和修改的解码的信号之间的差值最小化而得到的值。在这种情况下，修改的解码的信号与公式17相同。
此外，在公式22中，第二最佳系数引起的预测函数可以对应于将在邻近块Y和邻近块的预测信号之间的差值最小化而得到的值。在这种情况下，邻近块的预测信号与公式18相同。
【公式21】
【公式22】
图10是应用本发明的一个实施例，并且示出使用系数引起的预测(CIP)执行编码的流程图。
首先，编码器可以对目标块的邻近块执行变换(S1010)。
编码器可以量化邻近块的变换系数(S1020)，并且可以去量化该量化的变换系数(S1030)。
编码器可以使用缩放矩阵对邻近块的去量化的变换系数执行缩放(S1040)。
在这种情况下，基于编译参数来得到缩放矩阵。编译参数可以包括内预测模式、量化参数或者块大小中的至少一个。
此外，缩放矩阵可以基于量化的变换系数矢量来确定。
在本发明的一个实施例中，可以定义指示是否对去量化的变换系数执行缩放的缩放应用标志。缩放应用标志可以以各种等级(例如，序列、帧、片段、编译单元、预测单元和变换单元)来定义，但是，本发明不受限于此。缩放应用标志可以在至少一个等级中使用。
此外，缩放应用标志可以用信号通知和传送给解码器，但是，本发明不受限于此。可以基于编译信息来得到缩放应用标志。例如，编译信息可以包括当前块或者邻近块的编译参数、邻近块的缩放应用标志、为编码器/解码器所共有的信息和对应于Ω/Q的信息中的至少一个。
本发明可以基于缩放应用标志执行前面提到的图3至9的实施例。例如，本发明可以基于缩放应用标志对邻近块的去量化的变换系数执行系数引起的预测(CIP)。此外，本发明可以基于缩放应用标志将缩放矩阵应用于目标块的去量化的变换系数。
编码器可以通过对缩放的变换系数执行反变换来获得修改的邻近块(S1050)，并且可以基于修改的邻近块生成用于目标块的预测块(S1060)。
同时，编码器可以通过对目标块的去量化的变换系数执行反变换(S1070)来生成解码的块(S1080)。
图11是应用本发明的一个实施例，并且示出使用系数引起的预测(CIP)执行解码的流程图。
首先，解码器可以对目标块的邻近块执行熵解码(S1110)，并且可以对产生的块执行去量化(S1120)。
解码器可以使用缩放矩阵对邻近块的去量化的变换系数执行缩放(S1130)。
此外，解码器可以通过对缩放的变换系数执行反变换来获得修改的邻近块(S1140)，并且可以基于修改的邻近块生成用于目标块的预测块(S1150)。
同时，解码器可以通过对目标块的去量化的变换系数执行反变换(S1160)来生成解码的块(S1170)。
如上所述，在本发明中解释的实施例可以在处理器、微处理器、控制器或者芯片上实现和执行。例如，在图1至9中解释的功能模块可以在计算机、处理器、微处理器、控制器或者码片上实现和执行。
如上所述，应用本发明的解码器和编码器可以包括在多媒体广播发送/接收装置、移动通信终端、家庭影院视频装置、数字影院视频装置、监视摄像机(surveillancecamera)、视频聊天装置、诸如视频通信的实时通信装置、移动流装置、存储介质、摄录一体机、VoD服务提供装置、因特网流服务提供装置、三维3D视频装置、电话会议视频装置和医学视频装置中，并且可以用于编译视频信号和数据信号。
此外，应用本发明的解码/编码方法可以以要由计算机执行的程序的形式产生，并且可以存储在计算机可读的记录介质中。具有按照本发明的数据结构的多媒体数据也可以存储在计算机可读的记录介质中。计算机可读的记录介质包括所有类型的存储设备，由计算机系统可读的数据存储在该存储设备中。计算机可读的记录介质例如可以包括BD、USB、ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备。此外，计算机可读的记录介质包括以载波的形式，例如经由因特网传输实现的介质。此外，通过编码方法生成的比特流可以存储在计算机可读的记录介质中，或者可以经有线/无线通信网络传送。
工业实用性
本发明的示例性实施例已经为了说明性的目的而公开，并且本领域技术人员可以在所附的权利要求书中公开的本发明的技术精神和范围内改进、变化、替换或者增加各种其他实施例。

Claims (15)

1.一种对视频信号执行增强预测的方法，包括：
对目标块的邻近块执行熵解码和去量化；
使用缩放矩阵对所述邻近块的去量化的变换系数执行缩放；
对缩放的变换系数执行反变换以获得修改的邻近块；以及
基于所述修改的邻近块生成用于所述目标块的预测块。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
基于编译参数来得到所述缩放矩阵，以及
所述编译参数包括内预测模式、量化参数或者块大小中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，基于量化的变换系数矢量来确定所述缩放矩阵。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：从所述视频信号提取缩放应用标志，
其中，所述缩放应用标志指示是否对所述去量化的变换系数执行缩放。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：从所述视频信号得到缩放应用标志，
其中，基于所述邻近块的编译信息和所述邻近块的缩放应用标志中的至少一个来得到所述缩放应用标志。
6.一种对视频信号执行增强预测的方法，包括：
对目标块的邻近块执行变换；
量化所述邻近块的变换系数；
去量化所述量化的变换系数；
使用缩放矩阵对所述去量化的变换系数执行缩放；
通过对缩放的变换系数执行反变换来获得修改的邻近块；以及
基于修改的邻近块生成用于所述目标块的预测块。
7.根据权利要求6所述的方法，其中：
基于编译参数来得到所述缩放矩阵，以及
所述编译参数包括内预测模式、量化参数或者块大小中的至少一个。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，基于量化的变换系数矢量来确定所述缩放矩阵。
9.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：编码指示已经对所述去量化的变换系数执行缩放的缩放应用标志值。
10.一种对视频信号执行增强预测的装置，包括：
熵解码单元，所述熵解码单元被配置为对目标块的邻近块执行熵解码；
去量化单元，所述去量化单元被配置为对熵解码的邻近块执行去量化；
缩放单元，所述缩放单元被配置为使用缩放矩阵对去量化的变换系数执行缩放；
反变换单元，所述反变换单元被配置为通过对缩放的变换系数执行反变换来获得修改的邻近块；以及
预测单元，所述预测单元被配置为基于所述修改的邻近块生成用于所述目标块的预测块。
11.根据权利要求10所述的装置，其中：
基于编译参数来得到所述缩放矩阵，以及
所述编译参数包括内预测模式、量化参数或者块大小中的至少一个。
12.根据权利要求10所述的装置，其中，基于量化的变换系数矢量来确定所述缩放矩阵。
13.根据权利要求10所述的装置，进一步包括：解析单元，所述解析单元被配置为从所述视频信号提取缩放应用标志，
其中，所述缩放应用标志指示是否对所述去量化的变换系数执行所述缩放。
14.一种对视频信号执行增强预测的装置，包括：
变换单元，所述变换单元被配置为对目标块的邻近块执行变换；
量化单元，所述量化单元被配置为对变换系数执行量化；
反变换单元，所述反变换单元被配置为对量化的变换系数执行去量化；
缩放单元，所述缩放单元被配置为使用缩放矩阵对所述去量化的变换系数执行缩放；
反变换单元，所述反变换单元被配置为通过对缩放的变换系数执行反变换来获得修改的邻近块；以及
预测单元，所述预测单元被配置为基于所述修改的邻近块生成用于所述目标块的预测块。
15.根据权利要求14所述的装置，其中：
基于编译参数来得到所述缩放矩阵，以及
所述编译参数包括内预测模式、量化参数或者块大小中的至少一个。
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