CN109845261A - 图像和视频编解码中帧内色度编解码的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于色度帧内预测的方法及装置。根据一方法，生成包括六种以上帧内编解码模式的色度帧内模式集，并使用自亮度帧内模式集选择的当前亮度帧内模式，将亮度帧内预测编码或者解码应用到当前亮度块。根据另一方法，确定色度最可能模式列表，并在视频编码系统侧处，使用色度最可能模式流程标示当前色度帧内模式，或者在视频解码系统侧处使用色度最可能模式流程，解析当前色度帧内模式，其中色度最可能模式流程包括使用色度最可能模式旗标以指示当前色度帧内模式是否属于色度最可能模式列表。

Description

图像和视频编解码中帧内色度编解码的方法及装置

交叉引用

本发明主张在2016年10月7日提出的申请号为62/405,284的美国临时专利申请的优先权，其内容以引用方式整体并入本文中。

技术领域

本发明涉及图像和视频编解码中的帧内编解码。具体而言，本发明涉及一种用于颜色图像或者颜色视频的色度分量的新帧内预测，以提高编解码效率。

背景技术

高效视频编码(High Efficiency Video Coding，HEVC)标准，是在ITU-T视频编码专家组(Video Coding Experts Group，VCEG)标准组织与运动图像专家组(MovingPicture Experts Group，MPEG)标准组织的联合视频项目下发展的，特别是与视频编码联合小组(Joint Collaborative Team on Video Coding，JCT-VC)存在合作伙伴关系。在HEVC中，一个片段(slice)被分割成多个编码树单元(coding tree unit，CTU)。在主文档中，编码树单元的最小尺寸和最大尺寸由序列参数集(sequence parameter set，SPS)中的语法元素指定。所允许的编码树单元尺寸可以为8x8、16x16、32x32或者64x64。对于每个片段，根据光栅扫描连续处理这个片段内的编码树单元。

编码树单元被进一步分割成多个编码单元(coding unit，CU)，以适应各种本地特征。四叉树，表示为编码树，用于将编码树单元分割成多个编码单元。假设编码树单元尺寸为MxM，其中M为值64、值32或者值16中的一个。编码树单元可以为单个编码单元(即没有分割)，或者可以被分割成四个相同尺寸(即M/2xM/2)的更小的单元，其对应于编码树的节点。如果这些单元为编码树的叶节点，则这些单元变成编码单元。否则，四叉树分割流程可以被重复直到节点的尺寸达到序列参数集中所指定的最小允许编码单元尺寸。

此外，根据HEVC，每个编码单元可以被分割成一个或多个预测单元(predictionunit，PU)。结合编码单元，预测单元用作基础表示块以用于共享预测信息。在每个预测单元内部，相同的预测流程被使用，且基于预测单元，相关信息被发信到解码器。根据预测单元分割类型，编码单元可以被分割成1个、2个或者4个预测单元。HEVC定义了8种形状以用于将编码单元分割成预测单元，其包括2Nx2N分割类型、2NxN分割类型、Nx2N分割类型、NxN分割类型、2NxnU分割类型、2NxnD分割类型、nLx2N分割类型和nRx2N分割类型。不同于编码单元，预测单元可以仅被分割一次。第二行所示的分割对应于非对称分割，其中两个分割的部分具有不同尺寸。在帧内/帧间预测之后，每个编码单元的残差被分割成一个或多个变换单元(transform unit，TU)，并且2D变换被应用到每个变换单元，以用于残差压缩。

HEVC编解码包括帧间预测和帧内预测。在计算预测之前，平滑操作被应用到参考样本，作为预处理步骤。这个平滑操作对应于将具有滤波器权重[1,2,1]>>2与低通特性的FIR滤波器应用到属于当前变换单元的左行和上列的样本。每个变换单元的帧内预测与相邻变换单元的重构样本一起被产生。帧内预测模式由编码器自DC模式、平面模式和33种方向模式中选择，并被标示(signal)在比特流中。图1显示了33种方向帧内预测模式(即模式2到模式34)，其用于亮度帧内预测。方向预测模式也称为角度预测模式。

称为联合视频探索队(joint video exploration team，JVET)的国际标准化组织已由ITU-T VCEG和ISO/IEC MPEG建立，以研究下一代视频编解码技术。称为联合探索模型(joint exploration model，JEM)的参考软件基于HEVC的参考软件(HEVC’s referencesoftware，HM)而建立，其中DC模式、平面模式和65种方向帧内预测模式被包括在联合探索模型软件中以用于亮度帧内预测。图2显示了65种方向帧内预测模式(即从模式2到模式66)，其用于亮度帧内预测。因此，联合探索模型中总共存在67种亮度帧内预测模式。

在联合探索模型中所有67种帧内预测模式中，63种模式被考虑成最可能模式(most probable mode，MPM)，以用于预测当前预测块中的帧内预测模式。使用最可能模式索引和剩余模式，标示当前模式。当不使用最可能模式时，旗标selected_mode_flag被标示以指示正被选择的剩余模式，使用具有45的最大值或者4位固定长度码(Fixed-LengthCode，FLC)的截断二元码(Truncated Binary，TB)来编解码旗标selected_mode_flag。

在联合探索模型中，色度帧内预测模式的数量为6，其包括推导模式或者直接模式(derived mode or direct mode，DM)、垂直模式(Vertical mode，VER)、水平模式(horizontal mode，HOR)、对角线模式(diagonal mode，DIA)、DC模式和平面模式。当推导模式表示一模式为DC模式、平面模式、水平模式和垂直模式中的一个时，VDIA被使用来代替上述模式，其中VDIA对应于自右上角到左下角的对角线方向。对于推导模式编解码的色度块，用于色度的帧内模式自同位(collocated)亮度块的帧内模式继承而来。对于新型模型(linear model，LM)模式编解码的色度块，预测子基于同位亮度块的线性模型而推导出。

根据联合探索模型，对于标示色度帧内预测模式，表示这个模式是否为推导模式的旗标首先被标示。如果其为推导模式，则色度帧内预测模式与同位亮度块的帧内预测模式相同。如果其不为推导模式，则表示这个模式是否是为LM模式的另一个旗标被标示。使用基于上下文的编解码来编解码推导模式和LM模式。如果这个模式既不是推导模式也不是LM模式，则2位固定长度码用于指示这个模式的索引。

根据已有的HEVC标准的色度帧内预测不是很灵活。同时，HEVC对色度帧内预测具有非常有限的选择，这对具有大量颜色的高质量视频而言不是最好的。特别地，用于色度帧内模式的当前标示方法不是很有编解码效率以覆盖宽范围的帧内预测模式。需要开发更新或者更高级的色度帧内预测来提高编解码性能。

发明内容

本发明公开一种用于色度帧内模式预测的方法及装置。根据一方法，接收与当前色彩图像中对应于颜色块的当前亮度块和当前色度块相关的输入数据；生成包括多个亮度帧内编解码模式的亮度帧内模式集和包括六种以上帧内编解码模式的色度帧内模式集；使用自亮度帧内模式集选择的当前亮度帧内模式，将亮度帧内预测编码或者解码应用到当前亮度块，并使用自色度帧内模式集选择的当前色度帧内模式，将色度帧内预测编码或者解码应用到当前色度块。

在一个实施例中，生成色度帧内模式集的步骤包括：将三种以上角度预测模式包括在色度帧内模式集中。例如，色度帧内模式集可以包括17种或者9种角度预测模式。在另一实施例中，生成色度帧内模式集的步骤包括：将与亮度帧内模式集或者亮度帧内模式集的子集相同的角度预测模式包括在色度帧内模式集中。例如，亮度帧内模式集的子集包括17种、9种或者5种角度预测模式。在又一实施例中，生成色度帧内模式集的步骤包括：使用与亮度帧内模式集相同的总数的帧内模式。在又一实施例中，生成色度帧内模式集的步骤包括：基于当前色度块的块尺寸，确定色度帧内模式集中帧内模式的总数量。

在一个实施例中，生成亮度帧内模式集的步骤包括：基于当前亮度块的块尺寸，确定亮度帧内模式集中帧内模式的总数量。例如，越多帧内模式用于越大块尺寸，或者越多帧内模式用于越小块尺寸。

在一个实施例中，通过在视频编码系统侧处使用亮度最可能模式流程标示当前亮度帧内模式，且在视频解码系统侧处使用亮度最可能模式流程解析当前亮度帧内模式，并且通过在视频编码系统侧处使用色度最可能模式流程标示当前色度帧内模式，且在视频解码系统侧处使用色度最可能模式流程解析当前色度帧内模式，其中，亮度最可能模式流程包括使用亮度最可能模式旗标以指示当前亮度帧内模式是否属于亮度最可能模式列表，色度最可能模式流程包括使用色度最可能模式旗标以指示当前色度帧内模式是否属于色度最可能模式列表。

本发明还公开了一种用于色度帧内编解码的方法，其使用最可能模式流程。根据本方法，接收与当前色彩图像中对应于颜色块的当前亮度块和当前色度块相关的输入数据；确定亮度最可能模式列表和色度最可能模式列表；在视频编码系统侧处，使用亮度最可能模式流程标示当前亮度帧内模式，或者在视频解码系统侧处使用亮度最可能模式流程来解析当前亮度帧内模式，其中亮度最可能模式流程包括使用亮度最可能模式旗标以指示当前亮度帧内模式是否属于亮度最可能模式列表；在视频编码系统侧处，使用色度最可能模式流程标示当前色度帧内模式，或者在视频解码系统侧处使用色度最可能模式流程来解析当前色度帧内模式，其中色度最可能模式流程包括使用色度最可能模式旗标以指示当前色度帧内模式是否属于色度最可能模式列表；根据当前亮度帧内模式，将亮度帧内预测编码或者解码应用到当前亮度块；以及根据当前亮度帧内模式，将亮度帧内预测编码或者解码应用到当前亮度块。

在一个实施例中，确定色度最可能模式列表的步骤包括：一直将索引为0的推导模式和索引为1的LM模式包括在色度最可能模式列表中，而不管推导模式或者LM模式是否实际存在于用于推导出色度最可能模式列表的当前色度块的多个相邻块中。在另一个实施例中，当前亮度帧内模式先于当前色度帧内模式而被标示，并且确定色度最可能模式列表的步骤包括：将索引为0的当前亮度帧内模式包括在色度最可能模式列表中。在这种情况中，默认色度帧内模式列表用于色度帧内预测编码或者解码，并且若当前亮度帧内模式不位于默认色度帧内模式列表中，则将当前亮度帧内模式添加到默认色度帧内模式列表中，并将默认色度帧内模式列表的总数量增加1。在又一个实施例中，默认色度帧内模式列表用于色度帧内预测编码或者解码，并且若当前色度块的相邻色度块所使用的相邻色度帧内模式不位于默认色度帧内模式列表中，则将相邻色度帧内模式添加到默认色度帧内模式列表中，并将默认色度帧内模式列表的总数量增加1。

在一个实施例中，色度帧内模式列表列表用于色度帧内预测编码或者解码，并且生成剩余色度帧内模式列表列表以包括不属于色度最可能模式列表列表的多个剩余色度帧内模式；其中色度最可能模式流程还包括：若当前色度帧内模式属于剩余色度帧内模式列表列表，则基于多个剩余色度帧内模式的总数量，使用固定长度码编码或者解码当前色度帧内模式。在另一个实施例中，色度最可能模式流程还包括：若当前色度帧内模式属于剩余色度帧内模式列表列表，则使用截断二元码以编码或者解码当前色度帧内模式。在又一个实施例中，色度最可能模式流程还包括：若当前色度帧内模式属于剩余色度帧内模式列表列表，则使用色度固定长度码和色度截断二元码以编码或者解码当前色度帧内模式；以及亮度最可能模式流程还包括：若当前亮度帧内模式属于剩余亮度帧内模式列表列表，则使用亮度固定长度码和亮度截断二元码以编码或者解码当前亮度帧内模式。根据本实施例，若当前色度帧内模式属于剩余色度帧内模式列表列表，且当前色度帧内模式的相应模式编号为4的倍数，则发信为表示4的倍数的第一值的选择标志旗标被标示，并使用4码元位固定长度码编码或者解码当前色度帧内模式；以及若当前色度帧内模式属于剩余色度帧内模式列表列表，且当前色度帧内模式的相应模式编号不为4的倍数，发信为表示非4的倍数的第二值的选择标志旗标被标示，并使用色度截断二元码编码或者解码当前色度帧内模式。此外，一标志旗标被发信标示以指示当前色度帧内模式的相应模式编号是否为4的倍数。

在另一实施例中，亮度最可能模式流程还包括：若当前亮度帧内模式属于亮度最可能模式列表，在视频编码系统侧处，标示亮度最可能模式索引，或者在视频解码系统侧处解析亮度最可能模式索引，以及色度最可能模式流程还包括：若当前色度帧内模式属于色度最可能模式列表，在视频编码系统侧处，标示色度最可能模式索引，或者在视频解码系统侧处解析色度最可能模式索引；其中，亮度最可能模式索引为上下文编解码，色度最可能模式索引为上下文编解码。亮度最可能模式索引和色度最可能模式索引可使用多个单独上下文，或者亮度最可能模式索引和色度最可能模式索引可共享多个相同上下文。

附图说明

图1是根据HEVC的用于帧内预测模式的33种方向，其中这些方向被标记为2到34。

图2是联合探索模型中所指定的用于亮度分量的65种角度帧内预测模式。

图3是通过保留所有其他亮度角度帧内模式而自亮度角度帧内模式子集产生33种角度色度帧内模式的示例。

图4是通过保留每四种亮度角度帧内模式中的一种而自亮度角度帧内模式子集产生17种角度色度帧内模式的示例。

图5是通过保留每八种亮度角度帧内模式中的一种而自亮度角度帧内模式子集产生9种角度色度帧内模式的示例。

图6是通过保留每六种亮度角度帧内模式中的一种而自亮度角度帧内模式子集产生5种角度色度帧内模式的示例。

图7是产生剩余模式列表的示例，其中最可能模式为{0,1,4,8}，且当前模式为6(即，不属于最可能模式)。

图8是用于亮度帧内预测模式的二元码流程的示例。

图9是根据本发明实施例的用于色度帧内预测模式的二元码流程的示例。

图10是根据本发明实施例的用于色度块的帧内预测的一示例性编解码系统的流程图。

图11是根据本发明实施例的用于色度块的帧内预测的另一示例性编解码系统的流程图。

具体实施方式

以下描述是实现本发明的最佳实施方式。这一描述是为了说明本发明的一般原理，而不应被认为是限制性的。本发明的范围最好通过权利要求来确定。

如上所述，已有的色度帧内预测不是很灵活，并且可以有提高性能的空间。同时，已有的色度帧内模式的不是很有效。因此，下面公开了各种技术以提高色度帧内预测性能或者标示效率(signaling efficiency)。

色度帧内预测的数量

在已有的HEVC标准中，色度帧内预测模式被限制成较小范围的选择(即6种帧内预测模式)。根据本方法，色度帧内预测的数量可以大于6。在一个实施例中，色度帧内预测可以具有多于3种角度预测模式。

在一个示例中，色度帧内预测模式的数量可以与亮度帧内预测模式的数量相同。因此，如果亮度帧内模式的数量为67，则色度帧内模式的数量也为67。帧内预测模式可以包括显性角度模式集或者例如平面模式、DC模式和LM模式的一个或多个非角度模式。例如，色度帧内预测模式可以包括63种角度预测模式、平面模式、DC模式、LM模式和推导模式，使得帧内模式的总数(即67)与亮度讯号相同。63种角度预测模式可以是用于亮度帧内预测的65种角度模式的子集。图2标出了如联合探索模型所指定的用于亮度分量的65种角度帧内预测模式。如果使用更多非角度预测模式，则相应数量的角度预测模式可以被移除以保持色度帧内预测模式的总数相同。

在另一示例中，色度帧内预测模式的数量可以大于亮度帧内预测模式的数量。因此，如果亮度帧内预测模式的数量为67，则色度帧内预测模式的数量可以大于67。因此，色度帧内预测模式可以包括65种角度预测模式和两种以上其他非角度预测模式，例如，平面模式、DC模式、LM模式和推导模式。

在又一示例中，色度帧内预测模式的数量可以小于亮度帧内预测模式的数量。因此，如果亮度帧内预测模式的数量为67，则色度帧内预测模式的数量可以小于67，但大于6。在这种情况中，色度帧内预测模块可以是用于亮度帧内预测的预测模式的子集。色度帧内预测模式的数量可以小于亮度帧内预测模式的数量的情况的两种示例如下所示：

·用于色度的角度模式的数量为17，且通过添加LM模式、推导模式、平面模式和DC模式，色度帧内预测模式的最大数量可以为21。当存在更多非角度预测模式时，最大数量可以被增加。

·用于色度的角度模式的数量为9，且通过添加LM模式、推导模式、平面模式和DC模式，色度帧内预测模式的最大数量可以为13。当存在更多非角度预测模式时，最大数量可以被增加。

在又一示例中，用于色度的角度预测模式可以是用于亮度帧内预测的角度预测模式的子集。用于色度的角度预测模式可以是用于亮度帧内预测的角度预测模式的子集的情况的示例如下所示：

·如图2所示，亮度角度模式的数量为65，且色度角度模式的数量相同。

·色度角度模式的数量为33，其对应于图2中的偶数角度模式。具有33种角度模式的子集如图3所示，其中预测模式角度均匀分布，两个相邻预测方向相互间隔5.625°。图3中的模式编号对应于图2中的2,4,6,8,10,12,14,16,18/水平模式,20,22,24,26,28,30,32,34/对角线模式,36,38,40,42,44,46,50/垂直模式,54,58,62和66/VDIA。图3中的模式编号是为了示出与图2有关的相应的预测方向。可以根据需要重新编号这些模式编号以用于色度帧内模式(例如，1到33)。相邻预测模式之间的预测模式角度也可以是非均匀的。

·色度角度模式的数量为17。如图4所示，17种角度预测模式对应于图2中通过跳过每4种模式中的3种而得的模式子集。在这种情况中，两个相邻预测方向相互间隔11.25°。图4中的模式编号对应于图2中的2,6,10,14,18/水平模式,22,26,30,34/对角线模式,38,42,46,50/垂直模式,54,58,62和66/VDIA。图4中的模式编号是为了示出与图2有关的相应的预测方向。可以根据需要重新编号这些模式编号以用于色度帧内模式(例如，1到17)。相邻预测模式之间的预测模式角度也可以是非均匀的。

·色度角度模式的数量为9。如图5所示，这9种角度预测模式对应于图2中通过跳过每8种模式中的7种而得的模式子集。在这种情况中，两个相邻预测方向相互间隔22.5°。图5中的模式编号对应于图2中的2,10,18/水平模式,26,34/对角线模式,42,50/垂直模式,58和66/VDIA。图5中的模式编号是为了示出与图2有关的相应的预测方向。可以根据需要重新编号这些模式编号以用于色度帧内模式(例如，1到9)。相邻预测模式之间的预测模式角度也可以是非均匀的。

·色度角度模式的数量为5。如图6所示，这5种角度预测模式对应于图2中通过跳过每16种模式中的15种而得的模式子集。在这种情况中，两个相邻预测方向相互间隔45°。图6中的模式编号对应于图2中的2,18/水平模式,34/对角线模式,50/垂直模式和66/VDIA。图6中的模式编号是为了示出与图2有关的相应的预测方向。可以根据需要重新编号这些模式编号以用于色度帧内模式(例如，1到5)。相邻预测模式之间的预测模式角度也可以是非均匀的。

依赖于块尺寸的色度帧内预测模式的数量

色度帧内预测模式的数量可以随着编解码的块尺寸而变化。在一个示例中，当块尺寸更小时，数量降低。例如，包括9种角度模式与平面模式、DC模式、LM模式和推导模式的13种模式用于较小块，包括17种角度模式与平面模式、DC模式、LM模式和推导模式的21种模式用于中等尺寸块，包括63种角度模式与平面模式、DC模式、LM模式和推导模式的67种模式用于较大块。块尺寸可以被定义成块的宽度或者高度。基于块的宽度和高度，块尺寸可以被推导出，例如，宽度和高度的平均、中值、最小、最大、除法或者乘法。在另一示例中，块尺寸可以被定义成宽度*高度。

确定较小、中等和较大的阈值可以被设置成绝对值，或者由最大深度来确定。例如，宽度和高度小于16的块可以包括在较小块类别中。宽度和高度小于32且大于或等于16的块可以包括在中等块类别中。宽度和高度大于或等于32的块可以包括在较大块类别中。在这种情况中，色度帧内预测模式的数量可以不同，以用于不同尺寸的色度块。在另一示例中，根据块内的像素数量(即块的面积)，确定阈值。当像素数量小于16*16(即256)时，块将被处理为较小块；当像素数量小于32*32且大于或等于16*16时，块将被处理为中等块；以及当像素数量大于或等于32*32时，块将被处理为较大块。

亮度帧内预测模式的数量

亮度帧内预测模式的数量也可以随着编解码的块尺寸而变化。例如，67种模式用于较大块，35种模式用于中等块，19种模式用于较小块。又例如，19种模式用于较大块，35种模式用于中等块，67种模式用于较小块。本发明不限于上述具体的示例。其他角度预测可以被定义以用于更小数量的帧内预测模式。亮度帧内预测模式的数量也可以被设置成与色度帧内预测模式的数量相同，其可以是根据编解码的块尺寸而可变或者固定的。

色度帧内预测模式的标示

当色度帧内预测具有6种以上模式时，其可以与最可能模式索引一起被标示。对于每个色度块，产生一最可能模式集。如果当前色度块的模式与最可能模式中的一个相同，则最可能模式旗标被标示为真，并且表示当前色度块的这个模式的来自于最可能模式的索引被标示。如果这个模式与最可能模式集中的任何一个均不相同，则这个最可能模式旗标被标示为假，且一剩余模式被标示。剩余模式意味着可用帧内模式列表中模式的索引。由于这个模式不是最可能模式中的任何一个，最可能模式自可用帧内色度模式列表中移除，且通过考虑最可能模式集中已移除的模式，调整当前模式的索引。例如，根据下面伪代码，可以计算剩余模式，其中mpm[i]表示第i个最可能模式，Imode表示当前帧内预测模式。

for(i＝MPM_NUM-1；i>＝0；i--){Imode＝Imode>mpm[i]？(Imode-1):Imode}

图7示出了根据上述伪代码的一示例。假设最可能模式为{0,1,4,8}，且当前模式为6(即不属于最可能模式)，模式2、模式3和模式5将被移动到剩余模式列表中，且具有相应的索引0、索引1和索引2。模式6将被移动到剩余列表中对应于索引3的位置。

根据一个实施例，推导模式和LM模式可以总是包括在色度最可能模式列表中，且具有索引0和索引1，而不管其在相邻块中的实际位置。这个列表中的其他最可能模式模式可以通过任何方式获得。

根据另一实施例，推导模式可以被包括在色度最可能模式列表中，作为相应亮度分量的实际模式，而不是作为推导模式。如果这个模式不是来自于默认帧内色度模式列表中的一种，则将帧内色度模式列表的最大尺寸增加1。例如，当默认列表包括{LM模式,平面模式,DC模式,2,6,10,14,18,22,26,30,34,38,42,46,50,54,58,62,66}，且相应的亮度帧内预测模式为4，最大尺寸将为20。如果相应的亮度帧内预测模式为3，则由于包括模式3，将列表尺寸增加1。当四叉树加二叉树块分割被单独应用到色度分量和亮度分量时，色度块可以不与亮度块对齐。在本发明中，不限制相应的亮度分量的定义。

根据另一实施例，如果相邻块的模式不是来自于预设列表中的一种，则可以将这个列表增加1，以包括这个模式。

根据另一实施例，基于色度帧内模式的数量，剩余模式可以由固定长度码来标示。一些示例如下所示：

·当色度帧内模式的总数为67，且最可能模式的数量为6时，在剩余模式小于60时可以用6位固定长度码来标示剩余模式。否则，用4位固定长度码来标示其除以4后的商。当色度帧内预测模式的总数为21，且最可能模式的数量为6时，可以用4位固定长度码来标示剩余模式。

·当数量为67，且最可能模式的数量为3时，可以用6位固定长度码标示剩余模式。当数量为21，且最可能模式的数量为5时，可以用4位固定长度码标示剩余模式。

·也可以用截断二元码(truncated binary)来标示剩余模式。当列表尺寸为21，且最可能模式的数量为6时，剩余模式可以被标示为具有最大为15的截断二元码。当列表尺寸为67，且最可能模式的数量为6时，剩余模式可以被标示为具有最大为61的截断二元码。剩余模式也可以被混合标示为亮度帧内预测模式标示(signaling)。用4位固定长度码标示所选择的模式(例如模式编号为4的倍数)，用截断二元码标示剩余的模式。一个旗标(例如selected_flag)以指示这个模式是所选择模式中的一种(即为4的倍数的模式)，还是不是(即不为4的倍数的模式)。通过调整本方法，本方法可以被应用到任何数量的帧内预测模式，以选择所选择的模式。

·色度帧内预测模式标示(signaling)可以与亮度帧内预测模式标示共享相同的流程。图8示出了用于亮度帧内预测模式的二元码流程的示例。在步骤810中，先检测mpm_flag。如果mpm_flag的值对应于“真”(即“是”路径)，则在步骤820中，标示mpm_index。如果mpm_flag的值对应于“假”(即“否”路径)，则在步骤830中，检测selected_mode_flag。如果selected_mode_flag的值对应于“真”(即“是”路径)，则如步骤840所示，标示4位固定长度码。否则(即来自于步骤830的“否”路径)，如步骤850所示，使用具有最大值为45的截断二元码。在步骤860中，基于mpm_index、4位固定长度码或者截断二元码，确定帧内模式。

作为一示例，色度帧内预测可以使用67种色度模式。在这种情况中，色度分量的二元码将与用于亮度分量的二元码流程相同。虽然用于色度分量和亮度分量的流程相同，但是帧内预测模式的最终推导将不相同。

作为另一示例，色度帧内预测可以使用21种色度帧内预测模式。通过将所选择的模式旗标设置成总是为真(或者视实施方式而定的假)，并用4位固定长度码传送(signal)剩余模式，色度帧内预测标示与亮度帧内预测模式标示共享相同的流程。确定已编解码的位将与确定用于亮度分量的不同。

因此，根据本发明实施例的用于亮度帧内模式的二元码流程可以保持与图8所示的相同。根据本发明实施例的用于色度帧内模式的示例性二元码流程如图9所示。图9中的步骤与图8中的相似。因此，等同的参考标号(即910到960)用于图9。例如，步骤910等同于步骤810，步骤960等同于步骤860。但是，步骤930用于上述提及的两种示例。换言之，在67种色度帧内模式的示例中，步骤930中的selected_mode_flag的值可以使得流程跳转到步骤940(即4位固定长度码)或者步骤950(即最大值为45的截断二元码)。但是在21种色度帧内模式的示例中，一直是4位固定长度码(即这个流程一直是从步骤930到步骤940)。

本发明不限制翻译或者推导出用于已编解码的位的色度预测模式的方式。但是下面的流程描述了在使用最后一方法时的示例中的一个。

·如果最可能模式旗标mpm_flag为真，则最可能模式索引mpm_index在编码器侧处被编码，并在解码器侧处被解析。色度预测模式可以直接自最可能模式列表推导出。

·如果最可能模式旗标mpm_flag不为真，则4位固定长度码在编码器侧处被编码，在解码器侧处被解析。帧内预测模式可以根据下面示例性伪代码而确定，其中Imode表示解析值：

for(i＝0；i<MPM_NUM；i++)mode+＝(Imode>＝mpm[i])；

Chroma_intra_pred_mode＝Imode*4+2

用于色度帧内预测的最可能模式的上下文

当最可能模式索引标示使用基于上下文编解码时，亮度分量和色度分量可以共享上下文。例如，当第i个最可能模式索引具有用于亮度的上下文Ci和用于色度的上下文Ki时，Ci将与Ki相同。其也可以具有各自的上下文，并且在这种情况中，Ci将与Ki不同。当最可能模式为推导模式或者LM模式时，最可能模式索引标示可以具有其自身的上下文。当第i个最可能模式为推导模式时，其上下文Ki可以一直与其他上下文Kj不同(即j！＝i)。同样地，当第i个最可能模式为LM模式时，其上下文Ki可以一直与其他上下文Kj不同(即j！＝i)。其也可以与其他模式共享上下文。当第i个最可能模式为推导模式时，其上下文Ki可以与用于其他最可能模式的上下文Kj相同(即j！＝i)。同样地，当第i个最可能模式为LM模式时，其上下文Ki可以与用于其他最可能模式的上下文Kj相同(即j！＝i)。上下文Ki也可以由模式的索引来确定。在这种情况中，当第i个最可能模式与第j个最可能模式不同时，Ki与Kj不同。

上述所公开的可以以各种形式合并到各种视频编码系统或者视频解码系统中。例如，可以使用基于硬件的方式来实施本发明，例如专用集成电路(integrated circuit，IC)、现场可程序设计逻辑数组(field programmable logic array，FPGA)、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、中央处理单元(central processing unit，CPU)等。也可以使用计算机、笔记本电脑或者例如智能手机的移动设备上可执行的软件代码或者韧体代码来实施本发明。此外，软件代码或者韧体代码可以在混合型平台上可执行，例如，具有专用处理器(例如视频编解码引擎或者共同处理器)的CPU。

图10示出了根据本发明实施例的色度块的帧内预测的一示例性编解码系统的流程图。根据本方法，在步骤1010中，接收与当前色彩图像中对应于颜色块的当前亮度块和当前色度块相关的输入数据。在步骤1020中，生成包括亮度帧内编解码模式的亮度帧内模式集。在步骤1030中，生成包括6种以上帧内编解码模式的色度帧内模式集。在步骤1040中，使用自亮度帧内模式集中选择的当前亮度帧内模式，将亮度帧内预测编码或者解码应用到当前亮度块。在步骤1050中，使用自色度帧内模式集中选择的当前色度帧内模式，将色度帧内预测编码或者解码应用到当前色度块。

图11示出了根据本发明实施例的色度块的帧内预测的另一示例性编解码系统的流程图。根据本方法，在步骤1110中，接收与当前色彩图像中对应于颜色块的当前亮度块和当前色度块相关的输入数据。在步骤1120中，确定亮度最可能模式列表，在步骤1130中，确定色度最可能模式列表。在步骤1140中，在视频编码系统侧处，使用亮度最可能模式流程标示当前亮度帧内模式，或者在视频解码系统侧处使用亮度最可能模式流程，解析当前亮度帧内模式，其中亮度最可能模式流程包括使用亮度最可能模式旗标以指示当前亮度帧内模式是否属于亮度最可能模式列表。在步骤1150中，在视频编码系统侧处，使用色度最可能模式流程标示当前色度帧内模式，或者在视频解码系统侧处使用色度最可能模式流程，解析当前色度帧内模式，其中色度最可能模式流程包括使用色度最可能模式旗标以指示当前色度帧内模式是否属于色度最可能模式列表。在步骤1160中，根据当前亮度帧内模式，将亮度帧内预测编码或者解码应用到当前亮度块。在步骤1170中，根据当前色度帧内模式，将色度帧内预测编码或者解码应用到当前色度块。

本发明所示的流程图用于示出根据本发明的视频编解码的示例。在不脱离本发明的精神的情况下，本领域通常知识者可以修改每个步骤、重组这些步骤、将一个步骤进行分离或者组合这些步骤而实施本发明。在本发明中，已经使用特定语法和语义来示出不同示例，以实施本发明的实施例。在不脱离本发明的精神的情况下，通过用等价的语法和语义来替换该语法和语义，本领域通常知识者可以实施本发明。

上述说明被呈现，使得本领域的普通通常知识者能够在特定应用程序的内容及其需求中实施本发明。对本领域技术人员来说，所描述的实施例的各种变形将是显而易见的，并且本文定义的一般原则可以应用于其他实施例中。因此，本发明不限于所示和描述的特定实施例，而是将被赋予与本文所公开的原理和新颖特征相一致的最大范围。在上述详细说明中，说明了各种具体细节，以便透彻理解本发明。不仅如此，将被本领域的通常知识者能理解的是，本发明能够被实践。

本发明以不脱离其精神或本质特征的其他具体形式来实施。所描述的例子在所有方面仅是说明性的，而非限制性的。因此，本发明的范围由所附的权利要求来表示，而不是前述的描述来表示。权利要求的含义以及相同范围内的所有变化都应纳入其范围内。

Claims (24)

1.一种视频编解码方法，分别由视频编码系统和视频解码系统使用，其特征在于，该方法包括：

接收与当前色彩图像中对应于颜色块的当前亮度块和当前色度块相关的输入数据；

生成包括多个亮度帧内编解码模式的亮度帧内模式集；

生成包括六种以上帧内编解码模式的色度帧内模式集；

使用自该亮度帧内模式集选择的当前亮度帧内模式，将亮度帧内预测编码或者解码应用到该当前亮度块；以及

使用自该色度帧内模式集选择的当前色度帧内模式，将色度帧内预测编码或者解码应用到该当前色度块。

2.如权利要求1所述的视频编解码方法，其特征在于，

生成该色度帧内模式集包括：

将三种以上角度预测模式包括在该色度帧内模式集中。

3.如权利要求2所述的视频编解码方法，其特征在于，

该色度帧内模式集包括17种或者9种角度预测模式。

4.如权利要求1所述的视频编解码方法，其特征在于，

生成该色度帧内模式集包括：

将与该亮度帧内模式集或者该亮度帧内模式集的子集相同的角度预测模式包括在该色度帧内模式集中。

5.如权利要求4所述的视频编解码方法，其特征在于，

该亮度帧内模式集的该子集包括17种、9种或者5种角度预测模式。

6.如权利要求1所述的视频编解码方法，其特征在于，

生成该色度帧内模式集包括：

使用与该亮度帧内模式集相同的总数的帧内模式。

7.如权利要求1所述的视频编解码方法，其特征在于，

生成该色度帧内模式集包括：

基于该当前色度块的块尺寸，确定该色度帧内模式集中帧内模式的总数量。

8.如权利要求1所述的视频编解码方法，其特征在于，

生成该亮度帧内模式集包括：

基于该当前亮度块的块尺寸，确定该亮度帧内模式集中帧内模式的总数量。

9.如权利要求8所述的视频编解码方法，其特征在于，越多帧内模式用于较大块尺寸，或者越多帧内模式用于较小块尺寸。

10.如权利要求1所述的视频编解码方法，其特征在于，

通过在该视频编码系统侧处使用亮度最可能模式流程标示该当前亮度帧内模式，且在该视频解码系统侧处使用该亮度最可能模式流程解析该当前亮度帧内模式，并且通过在该视频编码系统侧处使用色度最可能模式流程标示该当前色度帧内模式，且在该视频解码系统侧处使用该色度最可能模式流程解析该当前色度帧内模式，其中，该亮度最可能模式流程包括使用亮度最可能模式旗标以指示该当前亮度帧内模式是否属于亮度最可能模式列表，该色度最可能模式流程包括使用色度最可能模式旗标以指示该当前色度帧内模式是否属于色度最可能模式列表。

11.一种视频编解码装置，分别由视频编码系统和视频解码系统使用，其特征在于，该装置包括一个或多个电子电路或一个或多个处理器，被配置为：

接收与当前色彩图像中对应于颜色块的当前亮度块和当前色度块相关的输入数据；

生成包括多个亮度帧内编解码模式的亮度帧内模式集；

生成包括六种以上帧内编解码模式的色度帧内模式集；

使用自该亮度帧内模式集选择的当前亮度帧内模式，将亮度帧内预测编码或者解码应用到该当前亮度块；以及

使用自该色度帧内模式集选择的当前色度帧内模式，将色度帧内预测编码或者解码应用到该当前色度块。

12.一种视频编解码方法，分别由视频编码系统和视频解码系统使用，其特征在于，该方法包括：

接收与当前色彩图像中对应于颜色块的当前亮度块和当前色度块相关的输入数据；

确定亮度最可能模式列表；

确定色度最可能模式列表；

在该视频编码系统侧处，使用亮度最可能模式流程标示当前亮度帧内模式，或者在该视频解码系统侧处，使用该亮度最可能模式流程解析当前亮度帧内模式，其中该亮度最可能模式流程包括使用亮度最可能模式旗标以指示该当前亮度帧内模式是否属于该亮度最可能模式列表；

在该视频编码系统侧处，使用色度最可能模式流程标示当前色度帧内模式，或者在该视频解码系统侧处，使用该色度最可能模式流程解析该当前色度帧内模式，其中该色度最可能模式流程包括使用色度最可能模式旗标以指示该当前色度帧内模式是否属于该色度最可能模式列表；

根据该当前亮度帧内模式，将亮度帧内预测编码或者解码应用到该当前亮度块；以及

根据该当前亮度帧内模式，将亮度帧内预测编码或者解码应用到该当前亮度块。

13.如权利要求12所述的视频编解码方法，其特征在于，

确定该色度最可能模式列表包括：

一直将索引为0的推导模式和索引为1的LM模式包括在该色度最可能模式列表中，而不管该推导模式或者该LM模式是否实际存在于用于推导出该色度最可能模式列表的该当前色度块的多个相邻块中。

14.如权利要求12所述的视频编解码方法，其特征在于，

该当前亮度帧内模式先于该当前色度帧内模式而被标示，

确定该色度最可能模式列表包括：

将索引为0的该当前亮度帧内模式包括在该色度最可能模式列表中。

15.如权利要求14所述的视频编解码方法，其特征在于，

默认色度帧内模式列表被用于该色度帧内预测编码或者解码，

若该当前亮度帧内模式不在该默认色度帧内列表中，则将该当前亮度帧内模式添加到该默认色度帧内模式列表中，并将该默认色度帧内模式列表的总数量增加1。

16.如权利要求12所述的视频编解码方法，其特征在于，

默认色度帧内模式列表被用于该色度帧内预测编码或者解码，

若该当前色度块的相邻色度块所使用的相邻色度帧内模式不在该默认色度帧内模式列表中，则将该相邻色度帧内模式添加到该默认色度帧内模式列表中，并将该默认色度帧内模式列表的总数量增加1。

17.如权利要求12所述的视频编解码方法，其特征在于，

色度帧内模式列表被用于该色度帧内预测编码或者解码，

生成剩余色度帧内模式列表以包括不属于该色度最可能模式列表的多个剩余色度帧内模式；

其中该色度最可能模式流程还包括：

若该当前色度帧内模式属于该剩余色度帧内模式列表，则基于该多个剩余色度帧内模式的总数量，使用固定长度码编码或者解码该当前色度帧内模式。

18.如权利要求12所述的视频编解码方法，其特征在于，

色度帧内模式列表被用于该色度帧内预测编码或者解码，

生成剩余色度帧内模式列表以包括不属于该色度最可能模式列表的多个剩余色度帧内模式；

其中该色度最可能模式流程还包括：

若该当前色度帧内模式属于该剩余色度帧内模式列表，则使用截断二元码以编码或者解码该当前色度帧内模式。

19.如权利要求12所述的视频编解码方法，其特征在于，

色度帧内模式列表被用于该色度帧内预测编码或者解码，

生成剩余色度帧内模式列表以包括不属于该色度最可能模式列表的多个剩余色度帧内模式；

其中该色度最可能模式流程还包括：

若该当前色度帧内模式属于该剩余色度帧内模式列表，则使用色度固定长度码和色度截断二元码以编码或者解码该当前色度帧内模式；以及

该亮度最可能模式流程还包括：

若该当前亮度帧内模式属于剩余亮度帧内模式列表，则使用亮度固定长度码和亮度截断二元码以编码或者解码该当前亮度帧内模式。

20.如权利要求19所述的视频编解码方法，其特征在于，

若该当前色度帧内模式属于该剩余色度帧内模式列表，且该当前色度帧内模式的相应模式编号为4的倍数，则表示该4的倍数的第一值的选择旗标被标示，并使用4位固定长度码编码或者解码该当前色度帧内模式；以及

若该当前色度帧内模式属于该剩余色度帧内模式列表，且该当前色度帧内模式的相应模式编号不为4的倍数，表示非4的倍数的第二值的该选择旗标被标示，并使用该色度截断二元码编码或者解码该当前色度帧内模式。

21.如权利要求20所述的视频编解码方法，其特征在于，

一个旗标被标示以指示该当前色度帧内模式的该相应模式编号是否为4的倍数。

22.如权利要求12所述的视频编解码方法，其特征在于，

若该当前亮度帧内模式属于该亮度最可能模式列表，在该视频编码系统侧处标示亮度最可能模式索引，或者在该视频解码系统侧处解析该亮度最可能模式索引，以及

该色度最可能模式流程还包括：

若该当前色度帧内模式属于该色度最可能模式列表，在该视频编码系统侧处，标示色度最可能模式索引，或者在该视频解码系统侧处解析该色度最可能模式索引；

其中，该亮度最可能模式索引为上下文编解码的，该色度最可能模式索引为上下文编解码的。

23.如权利要求22所述的视频编解码方法，其特征在于，

该亮度最可能模式索引和该色度最可能模式索引使用多个单独上下文，或者该亮度最可能模式索引和该色度最可能模式索引共享多个相同上下文。

24.一种视频编解码装置，分别由视频编码系统和视频解码系统使用，其特征在于，该装置包括一个或多个电子电路或一个或多个处理器，被配置为：

接收与当前色彩图像中对应于颜色块的当前亮度块和当前色度块相关的输入数据；

确定亮度最可能模式列表；

确定色度最可能模式列表；

在该视频编码系统侧处，使用亮度最可能模式流程标示当前亮度帧内模式，或者在该视频解码系统侧处使用该亮度最可能模式流程，解析当前亮度帧内模式，其中该亮度最可能模式流程包括使用亮度最可能模式旗标以指示该当前亮度帧内模式是否属于该亮度最可能模式列表；

在该视频编码系统侧处，使用色度最可能模式流程标示当前色度帧内模式，或者在该视频解码系统侧处使用该色度最可能模式流程，解析该当前色度帧内模式，其中该色度最可能模式流程包括使用色度最可能模式旗标以指示该当前色度帧内模式是否属于该色度最可能模式列表；

根据该当前亮度帧内模式，将亮度帧内预测编码或者解码应用到该当前亮度块；以及

根据该当前亮度帧内模式，将亮度帧内预测编码或者解码应用到该当前亮度块。