CN111989919B - 基于使用mpm列表的帧内预测的图像编码方法及设备 - Google Patents

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Abstract

根据本公开的由解码设备执行的图像解码方法包括：接收包括最可能模式(MPM)标志信息或平面标志信息中的至少一项的帧内预测信息，该MPM标志信息表示当前块的帧内预测模式是否是基于当前块的MPM候选推导出的，该平面标志信息表示当前块的帧内预测模式是否被确定为平面模式；基于MPM标志信息和平面标志信息，推导出当前块的帧内预测模式；基于当前块的帧内预测模式，推导出当前块的预测块；以及基于预测块生成重构图片。

Description

基于使用MPM列表的帧内预测的图像编码方法及设备
技术领域
本公开涉及图像编码技术，更具体地，涉及在图像编码系统中基于使用最可能模式(MPM)列表的帧内预测的图像编码方法及设备。
背景技术
近来，在各个领域中对诸如4K、8K或更高的超高清(UHD)图像/视频之类的高分辨率、高质量图像/视频的需求正在不断增长。随着图像/视频分辨率或质量变得更高，与传统图像/视频数据相比，传输相对更大量的信息或比特。因此，如果图像/视频数据经由诸如现有的有线/无线宽带线路之类的介质来传输或存储在传统储存介质中，则传输和储存的成本容易增加。
此外，对于虚拟现实(VR)和人工现实(AR)内容以及诸如全息图之类的沉浸式媒体的兴趣和需求正在增长；并且展现出与实际图像/视频的图像/视频特性不同的图像/视频特性的图像/视频(诸如游戏图像/视频)的广播也在增长。
因此，需要高效的图像/视频压缩技术来有效地压缩和传输、存储或播放如上所述的表现出各种特性的高分辨率、高质量的图像/视频。
发明内容
技术问题
本公开的目的是提供一种用于增强图像编码效率的方法及设备。
本公开的另一目的是提供一种用于增强帧内预测的效率的方法及设备。
本公开的又一目的是提供一种用于基于使用当前块的MPM列表的帧内预测来执行图像编码的方法及设备。
本公开的再一目的是提供一种用于基于表示当前块的帧内预测模式是否确定为平面模式的平面标志信息来执行基于MPM列表的帧内预测的方法及设备。
本公开的又一目的是提供一种用于配置当前块的MPM列表的方法及设备。
本公开的又一目的是提供一种用于对MPM索引进行编码的方法及设备。
技术方案
本公开的示例性实施方式提供了一种由解码设备执行的图像解码方法。图像解码方法包括：接收包括最可能模式(MPM)标志信息或平面标志信息中的至少一项的帧内预测信息，该MPM标志信息表示当前块的帧内预测模式是否是基于当前块的MPM候选推导出的，该平面标志信息表示当前块的帧内预测模式是否被确定为平面模式；基于MPM标志信息和平面标志信息，推导出当前块的帧内预测模式；基于当前块的帧内预测模式，推导出当前块的预测块；以及基于预测块生成重构图片，并且基于表示当前块的帧内预测模式是基于MPM候选推导出的MPM标志信息，将平面标志信息包括在帧内预测信息中。
在示例性实施方式中，当前块的帧内预测模式的推导步骤可以包括：基于表示当前块的帧内预测模式被推导为平面模式的平面标志信息，将当前块的帧内预测模式推导为平面模式。
在示例性实施方式中，帧内预测信息可以还包括与当前块的MPM候选当中除平面模式之外的MPM候选之一有关的MPM索引信息。基于表示当前块的帧内预测模式没有被推导为平面模式的平面标志信息，可以将MPM索引信息包括在帧内预测信息中。可以基于MPM索引信息推导出当前块的帧内预测模式。
在示例性实施方式中，在当前块的MPM候选当中除了平面模式之外的MPM候选的总数可以等于5。
在示例性实施方式中，MPM索引信息可以表示当前块的MPM候选当中除了平面模式之外的MPM候选中所包括的第0MPM候选、第1MPM候选、第2MPM候选、第3MPM候选或第4MPM候选。基于当前块的左相邻块的帧内预测模式和当前块的上相邻块的帧内预测模式相同并且左相邻块的帧内预测模式大于帧内DC模式的情况，第0MPM候选的帧内预测模式可以是当前块的左相邻块的帧内预测模式，第1MPM候选的帧内预测模式可以是2+((当前块的左相邻块的帧内预测模式+61)％64)，并且第2MPM候选的帧内预测模式可以是2+((当前块的左相邻块的帧内预测模式-1)％64)。
在示例性实施方式中，MPM索引信息可以表示当前块的MPM候选当中除了平面模式之外的MPM候选中所包括的第0MPM候选、第1MPM候选、第2MPM候选、第3MPM候选或第4MPM候选。基于当前块的左相邻块的帧内预测模式和当前块的上相邻块的帧内预测模式不相同，左相邻块的帧内预测模式小于或等于帧内DC模式，并且上相邻块的帧内预测模式小于或等于帧内DC模式的情况，第0MPM候选的帧内预测模式可以是帧内DC模式，第1MPM候选的帧内预测模式可以是第50帧内预测模式，第2MPM候选的帧内预测模式可以是第18帧内预测模式，第3MPM候选的帧内预测模式可以是第46帧内预测模式，并且第4MPM候选的帧内预测模式可以是第54帧内预测模式。
在示例性实施方式中，MPM索引信息可以是基于截断莱斯(TR)二值化过程的。
在示例性实施方式中，表示MPM索引信息的最大值的cMax可以等于4。
本公开的另一示例性实施方式提供了一种执行图像解码的解码设备。解码设备包括：熵解码器，该熵解码器接收包括最可能模式(MPM)标志信息或平面标志信息中的至少一项的帧内预测信息，该MPM标志信息表示当前块的帧内预测模式是否是基于当前块的MPM候选推导出的，该平面标志信息表示当前块的帧内预测模式是否被确定为平面模式；预测器，该预测器基于MPM标志信息和平面标志信息，推导出当前块的帧内预测模式，并且基于当前块的帧内预测模式推导出当前块的预测块；以及加法器，该加法器基于预测块生成重构图片，并且基于表示当前块的帧内预测模式是基于MPM候选推导出的MPM标志信息，将平面标志信息包括在帧内预测信息中。
在示例性实施方式中，预测器可以基于表示当前块的帧内预测模式被推导为平面模式的平面标志信息，将当前块的帧内预测模式推导为平面模式。
在示例性实施方式中，帧内预测信息可以还包括与当前块的MPM候选当中除平面模式之外的MPM候选之一有关的MPM索引信息。基于表示当前块的帧内预测模式没有被推导为平面模式的平面标志信息，可以将MPM索引信息包括在帧内预测信息中，并且可以基于MPM索引信息推导出当前块的帧内预测模式。
在示例性实施方式中，在当前块的MPM候选当中除了平面模式之外的MPM候选的总数可以等于5。
在示例性实施方式中，MPM索引信息可以表示当前块的MPM候选当中除了平面模式之外的MPM候选中所包括的第0MPM候选、第1MPM候选、第2MPM候选、第3MPM候选或第4MPM候选。基于当前块的左相邻块的帧内预测模式和当前块的上相邻块的帧内预测模式相同并且左相邻块的帧内预测模式大于帧内DC模式的情况，第0MPM候选的帧内预测模式可以是当前块的左相邻块的帧内预测模式，第1MPM候选的帧内预测模式可以是2+((当前块的左相邻块的帧内预测模式+61)％64)，并且第2MPM候选的帧内预测模式可以是2+((当前块的左相邻块的帧内预测模式-1)％64)。
在示例性实施方式中，MPM索引信息可以表示当前块的MPM候选当中除了平面模式之外的MPM候选中所包括的第0MPM候选、第1MPM候选、第2MPM候选、第3MPM候选或第4MPM候选。基于当前块的左相邻块的帧内预测模式和当前块的上相邻块的帧内预测模式不相同，左相邻块的帧内预测模式小于或等于帧内DC模式，并且上相邻块的帧内预测模式小于或等于帧内DC模式的情况，第0MPM候选的帧内预测模式可以是帧内DC模式，第1MPM候选的帧内预测模式可以是第50帧内预测模式，第2MPM候选的帧内预测模式可以是第18帧内预测模式，第3MPM候选的帧内预测模式可以是第46帧内预测模式，以及第4MPM候选的帧内预测模式可以是第54帧内预测模式。
在示例性实施方式中，MPM索引信息可以是基于截断莱斯(TR)二值化过程的。
在示例性实施方式中，表示MPM索引信息的最大值的cMax可以等于4。
本公开的又一示例性实施方式提供了一种由编码设备执行的编码方法。图像编码方法包括：推导出当前块的帧内预测模式；生成表示当前块的帧内预测模式是否是基于当前块的最可能模式(MPM)候选而推导出的MPM标志信息；基于表示MPM标志信息与表示当前块的帧内预测模式是否被确定为平面模式的平面标志信息有关的MPM，生成平面标志信息；以及对包括MPM标志信息或平面标志信息中的至少一项的图像信息进行编码。
在示例性实施方式中，基于当前块的帧内预测模式被推导为平面模式的情况，平面标志信息可以表示当前块的帧内预测模式被推导为平面模式。
在示例性实施方式中，帧内预测信息可以还包括与当前块的MPM候选当中除平面模式之外的MPM候选之一有关的MPM索引信息。图像编码方法可以还包括基于当前块的帧内预测模式没有被推导为平面模式的情况，生成MPM索引信息。
在示例性实施方式中，在当前块的MPM候选当中除了平面模式之外的MPM候选的总数可以等于5。
在示例性实施方式中，MPM索引信息可以表示当前块的MPM候选当中除了平面模式之外的MPM候选中所包括的第0MPM候选、第1MPM候选、第2MPM候选、第3MPM候选或第4MPM候选。基于当前块的左相邻块的帧内预测模式和当前块的上相邻块的帧内预测模式相同并且左相邻块的帧内预测模式大于帧内DC模式的情况，第0MPM候选的帧内预测模式可以是当前块的左相邻块的帧内预测模式，第1MPM候选的帧内预测模式可以是2+((当前块的左相邻块的帧内预测模式+61)％64)，并且第2MPM候选的帧内预测模式可以是2+((当前块的左相邻块的帧内预测模式-1)％64)。
在示例性实施方式中，MPM索引信息可以表示当前块的MPM候选当中除了平面模式之外的MPM候选中所包括的第0MPM候选、第1MPM候选、第2MPM候选、第3MPM候选或第4MPM候选。基于当前块的左相邻块的帧内预测模式和当前块的上相邻块的帧内预测模式不相同，左相邻块的帧内预测模式小于或等于帧内DC模式，并且上相邻块的帧内预测模式小于或等于帧内DC模式的情况，第0MPM候选的帧内预测模式可以是帧内DC模式，第1MPM候选的帧内预测模式可以是第50帧内预测模式，第2MPM候选的帧内预测模式可以是第18帧内预测模式，第3MPM候选的帧内预测模式可以是第46帧内预测模式，以及第4MPM候选的帧内预测模式可以是第54帧内预测模式。
在示例性实施方式中，MPM索引信息可以是基于截断莱斯(TR)二值化过程的。
在示例性实施方式中，表示MPM索引信息的最大值的cMax可以等于4。
本公开的又一示例性实施方式提供了一种执行图像编码的编码设备。编码设备包括：预测器，该预测器推导出当前块的帧内预测模式；以及熵编码器，该熵编码器生成表示当前块的帧内预测模式是否是基于当前块的最可能模式(MPM)候选而推导出的最可能模式(MPM)标志信息，基于表示MPM标志信息与表示当前块的帧内预测模式是否被确定为平面模式的平面标志信息有关的MPM，生成平面标志信息，并对包括MPM标志信息或平面标志信息中的至少一项的图像信息进行编码。
在示例性实施方式中，基于当前块的帧内预测模式被推导为平面模式的情况，平面标志信息可以表示当前块的帧内预测模式被推导为平面模式。
在示例性实施方式中，帧内预测信息可以还包括与当前块的MPM候选当中除平面模式之外的MPM候选之一有关的MPM索引信息。编码设备可以基于当前块的帧内预测模式没有被推导为平面模式的情况，生成MPM索引信息。
在示例性实施方式中，在当前块的MPM候选当中除了平面模式之外的MPM候选的总数可以等于5。
在示例性实施方式中，MPM索引信息可以表示当前块的MPM候选当中除了平面模式之外的MPM候选中所包括的第0MPM候选、第1MPM候选、第2MPM候选、第3MPM候选或第4MPM候选。基于当前块的左相邻块的帧内预测模式和当前块的上相邻块的帧内预测模式相同并且左相邻块的帧内预测模式大于帧内DC模式的情况，第0MPM候选的帧内预测模式可以是当前块的左相邻块的帧内预测模式，第1MPM候选的帧内预测模式可以是2+((当前块的左相邻块的帧内预测模式+61)％64)，并且第2MPM候选的帧内预测模式可以是2+((当前块的左相邻块的帧内预测模式-1)％64)。
在示例性实施方式中，MPM索引信息可以表示当前块的MPM候选当中除了平面模式之外的MPM候选中所包括的第0MPM候选、第1MPM候选、第2MPM候选、第3MPM候选或第4MPM候选。基于当前块的左相邻块的帧内预测模式和当前块的上相邻块的帧内预测模式不相同，左相邻块的帧内预测模式小于或等于帧内DC模式，并且上相邻块的帧内预测模式小于或等于帧内DC模式的情况，第0MPM候选的帧内预测模式可以是帧内DC模式，第1MPM候选的帧内预测模式可以是第50帧内预测模式，第2MPM候选的帧内预测模式可以是第18帧内预测模式，第3MPM候选的帧内预测模式可以是第46帧内预测模式，并且第4MPM候选的帧内预测模式可以是第54帧内预测模式。
在示例性实施方式中，MPM索引信息可以是基于截断莱斯(TR)二值化过程的，并且表示MPM索引信息的最大值的cMax可以等于4。
本公开的又一示例性实施方式提供了一种解码器可读储存介质，其存储关于使视频解码设备执行根据一些示例性实施方式的解码方法的指令的信息。
本公开的另一示例性实施方式提供了一种计算机可读储存介质，该计算机可读储存介质包括使解码设备执行图像解码方法的编码信息。图像解码方法包括：接收包括最可能模式(MPM)标志信息或平面标志信息中的至少一项的帧内预测信息，该MPM标志信息表示当前块的帧内预测模式是否是基于当前块的最可能模式(MPM)候选推导出的，该平面标志信息表示当前块的帧内预测模式是否被确定为平面模式；基于MPM标志信息和平面标志信息，推导出当前块的帧内预测模式；基于当前块的帧内预测模式，推导出当前块的预测块；以及基于预测块生成重构图片，并且基于表示当前块的帧内预测模式是基于MPM候选推导出的MPM标志信息，将平面标志信息包括在帧内预测信息中。
在示例性实施方式中，帧内预测信息可以还包括与当前块的MPM候选当中除平面模式之外的MPM候选之一有关的MPM索引信息。基于表示当前块的帧内预测模式没有被推导为平面模式的平面标志信息，可以将MPM索引信息包括在帧内预测信息中，并且可以基于MPM索引信息推导出当前块的帧内预测模式。
在示例性实施方式中，在当前块的MPM候选当中除了平面模式之外的MPM候选的总数可以等于5。
在示例性实施方式中，MPM索引信息可以表示当前块的MPM候选当中除了平面模式之外的MPM候选中所包括的第0MPM候选、第1MPM候选、第2MPM候选、第3MPM候选或第4MPM候选。基于当前块的左相邻块的帧内预测模式和当前块的上相邻块的帧内预测模式相同并且左相邻块的帧内预测模式大于帧内DC模式的情况，第0MPM候选的帧内预测模式可以是当前块的左相邻块的帧内预测模式，第1MPM候选的帧内预测模式可以是2+((当前块的左相邻块的帧内预测模式+61)％64)，并且第2MPM候选的帧内预测模式可以是2+((当前块的左相邻块的帧内预测模式-1)％64)。
在示例性实施方式中，MPM索引信息可以表示当前块的MPM候选当中除了平面模式之外的MPM候选中所包括的第0MPM候选、第1MPM候选、第2MPM候选、第3MPM候选或第4MPM候选。基于当前块的左相邻块的帧内预测模式和当前块的上相邻块的帧内预测模式不相同，左相邻块的帧内预测模式小于或等于帧内DC模式，并且上相邻块的帧内预测模式小于或等于帧内DC模式的情况，第0MPM候选的帧内预测模式可以是帧内DC模式，第1MPM候选的帧内预测模式可以是第50帧内预测模式，第2MPM候选的帧内预测模式可以是第18帧内预测模式，第3MPM候选的帧内预测模式可以是第46帧内预测模式，以及第4MPM候选的帧内预测模式可以是第54帧内预测模式。
在示例性实施方式中，MPM索引信息可以是基于截断莱斯(TR)二值化过程的。
在示例性实施方式中，表示MPM索引信息的最大值的cMax可以等于4。
有益效果
根据本公开，可以增强整体图像/视频压缩效率。
根据本公开，可以增强帧内预测的效率。
根据本公开，可以有效地执行基于MPM列表的帧内预测。
根据本公开，可以基于使用当前块的MPM列表的帧内预测来增强图像编码效率。
根据本公开，可以基于表示当前块的帧内预测模式是否被确定为平面模式的平面标志信息，来增强基于MPM列表的帧内预测的效率。
根据本公开，可以有效地配置当前块的MPM列表。
根据本公开，可以有效地对MPM索引进行编码。
附图说明
图1示意性地表示可以应用本公开的视频/图像编码系统的示例。
图2是示意性地例示了可以应用本公开的视频/图像编码设备的配置的图。
图3是示意性地例示了可以应用本公开的视频/图像解码设备的配置的图。
图4a和图4b是例示了由根据一个示例性实施方式的编码设备执行的图像编码方法的示例和由根据一个示例性实施方式的解码设备执行的图像解码方法的示例的图。
图5是例示了根据一个示例性实施方式的帧内预测方法的流程图。
图6是例示了方向帧内预测模式的示例的图。
图7是用于说明根据一个示例性实施方式的MPM列表的配置的图。
图8是用于说明根据另一示例性实施方式的MPM列表的配置的图。
图9是例示了根据一个示例性实施方式的MPM预测方法的流程图。
图10是例示了根据另一示例性实施方式的MPM预测方法的流程图。
图11是例示了根据一个示例性实施方式的编码设备的操作的流程图。
图12是例示了根据一个示例性实施方式的编码设备的配置的框图。
图13是例示了根据一个示例性实施方式的解码设备的操作的流程图。
图14是例示了根据一个示例性实施方式的解码设备的配置的框图。
图15是例示了可以应用本文档的公开内容的内容流系统的示例的图。
具体实施方式
尽管本公开可以易于进行各种变型并且包括各种实施方式，但是其特定实施方式已经通过示例的方式在附图中示出，并且现在将详细描述。然而，这非旨在将本公开限于本文公开的特定实施方式。本文所使用的术语仅出于描述特定实施方式的目的，并非旨在限制本公开的技术思想。除非上下文另外明确指出，否则单数形式可以包括复数形式。诸如“包括”、“包含”之类的术语旨在指示存在以下描述中所写的特征、数字、步骤、操作、元件、组件或其组合，因此不应被理解为预先排除存在或添加一个或更多个不同特征、数字、步骤、操作、元素、组件或其组合的可能性。
此外，为了便于描述彼此不同的特征功能，独立地描述了在本公开中描述的附图上的各个配置，但是并不意味着配置由单独的硬件或软件来实施。例如，两个或更多个配置可以组合以形成单个配置，并且一个配置可以划分为多个配置。具有通过整合和/或划分而形成的每个组件的实施方式只要不脱离本公开的实质，都将落入本公开的专利权的范围内。
在下文中，将参照附图更详细地解释本公开的优选实施方式。在下文中，相同的附图标记用于附图上的相同组件，并且可以省略对相同组件的重复描述。
图1例示了可以应用本公开的视频/图像编码系统的示例。
参照图1，视频/图像编码系统可以包括第一设备(源装置)和第二设备(接收装置)。源装置可以通过数字储存介质或网络以文件或流形式向接收装置传输编码视频/图像信息或数据。
源装置可以包括视频源、编码设备和发送器。接收装置可以包括接收器、解码设备和渲染器。编码设备可以称为视频/图像编码设备，并且解码设备可以称为视频/图像解码设备。发送器可以被包括在编码设备中。接收器可以被包括在解码设备中。渲染器可以包括显示器，并且显示器可以被配置为单独的装置或外部组件。
视频源可以通过用于捕获、合成或生成视频/图像的过程来获取视频/图像。视频源可以包括视频/图像捕获装置和/或视频/图像生成装置。视频/图像捕获装置可以包括例如一个或更多个相机、包括先前捕获的视频/图像的视频/图像档案等。视频/图像生成装置可以包括例如计算机、平板电脑和智能手机，并且可以(以电子方式)生成视频/图像。例如，可以通过计算机等生成虚拟视频/图像。在这种情况下，视频/图像捕获过程可以由用于生成相关数据的过程代替。
编码设备可以对输入的视频/图像进行编码。编码设备可以执行诸如预测、变换和量化的一系列过程，以实现压缩和编码效率。编码数据(编码视频/图像信息)可以以比特流的形式输出。
发送器可以通过数字储存介质或网络以文件或流形式向接收装置的接收器发送以比特流形式输出的编码图像/图像信息或数据。数字储存介质可以包括诸如USB、SD、CD、DVD、蓝光、HDD、SSD等的各种储存介质。发送器可以包括用于通过预定文件格式生成媒体文件的元件，并且可以包括用于通过广播/通信网络进行发送的元件。接收器可以接收/提取比特流，并向解码设备发送接收到的比特流。
解码设备可以通过执行与编码设备的操作相对应的、诸如反量化、逆变换和预测的一系列过程，来对视频/图像进行解码。
渲染器可以渲染经解码的视频/图像。经渲染的视频/图像可以通过显示器显示。
图2例示了可以应用本公开的视频/图像编码设备的结构。在下文中，视频编码设备可以包括图像编码设备。
参照图2，编码设备200包括图像分割器210、预测器220、残差处理器230和熵编码器240、加法器250、滤波器260和存储器270。预测器220可以包括帧间预测器221和帧内预测器222。残差处理器230可以包括变换器232、量化器233、反量化器234和逆变换器235。残差处理器230还可以包括减法器231。加法器250可以称为重配器或重构块生成器。根据示例性实施方式，图像分割器210、预测器220、残差处理器230、熵编码器240、加法器250和滤波器260可以由至少一个硬件组件(例如，编码器芯片组或处理器)构成。此外，存储器270可以包括解码图片缓冲器(DPB)或者可以由数字存储介质构成。硬件组件还可以包括作为内部/外部组件的存储器270。
图像分割器210可以将输入到编码设备200的输入图像(或图片或帧)分割到一个或更多个处理器中。例如，处理器可以被称为编码单元(CU)。在这种情况下，可以根据四叉树二叉树三叉树(QTBTTT)结构从编码树单元(CTU)或最大编码单元(LCU)来递归地分割编码单元。例如，一个编码单元可以基于四叉树结构、二叉树结构和/或三元结构，被分割为深度更深的多个编码单元。在这种情况下，例如，可以首先应用四叉树结构，随后可以应用二叉树结构和/或三元结构。另选地，可以首先应用二叉树结构。可以基于不再分割的最终编码单元来执行根据本公开的编码过程。在这种情况下，可以根据图像特性基于编码效率将最大编码单元用作最终编码单元，或者如果需要，可以将编码单元递归地分割为深度更深的编码单元并且可以将具有最佳尺寸的编码单元用作最终编码单元。这里，编码过程可以包括预测、变换和重构的过程，这将在后面描述。作为另一示例，处理器还可以包括预测器(PU)或变换单元(TU)。在这种情况下，可以从上述最终编码单元来分离或分割预测器和变换单元。预测器可以是样本预测的单元，并且变换单元可以是用于推导变换系数的单元和/或用于从变换系数推导残差信号的单元。
在一些情况下，单元可以与诸如块或区域之类的术语互换使用。在一般情况下，M×N块可以表示由M列和N行组成的样本或变换系数的集合。样本通常可以表示像素或像素值，可以仅表示亮度分量的像素/像素值，或者仅表示色度分量的像素/像素值。样本可用作与像素或画素的一幅图片(或图像)相对应的术语。
在编码设备200中，从输入图像信号(原始块、原始样本阵列)中减去从帧间预测器221或帧内预测器222输出的预测信号(预测块、预测样本阵列)，以生成残差信号(残差块、残差样本阵列)并且将所生成的残差信号发送到变换器232。在这种情况下，如图所示，用于在编码器200中从输入图像信号(原始块、原始样本阵列)减去预测信号(预测块、预测样本阵列)的单元可以称为减法器231。预测器可以对要处理的块(在下文中称为当前块)执行预测，并生成包括当前块的预测样本的预测块。预测器可以以当前块或CU为基础来确定是应用帧内预测还是应用帧间预测。如稍后在每个预测模式的描述中所述，预测器可以生成与预测有关的、诸如预测模式信息之类的各种信息，并向熵编码器240发送所生成的信息。关于预测的信息可以在熵编码器240中被编码并以比特流的形式输出。
帧内预测器222可以通过参考当前图片中的样本来预测当前块。根据预测模式，参考的样本可以位于当前块的附近，或者可以远离当前块。在帧内预测中，预测模式可以包括多个非定向模式和多个定向模式。非定向模式可以包括例如DC模式和平面模式。根据预测方向的详细程度，定向模式可以包括例如33个定向预测模式或65个定向预测模式。然而，这仅是示例，依据设置可以使用更多或更少的定向预测模式。帧内预测器222可以通过使用应用于相邻块的预测模式来确定应用于当前块的预测模式。
帧间预测器221可以基于由参考图片上的运动矢量指定的参考块(参考样本阵列)来推导当前块的预测块。这里，为了减少在帧间预测模式下发送的运动信息的量，可以基于相邻块和当前块之间的运动信息的相关性以块、子块或样本为单位来预测运动信息。运动信息可以包括运动矢量和参考图片索引。运动信息还可包括帧间预测方向(L0预测、L1预测、Bi预测等)信息。在帧间预测的情况下，相邻块可以包括存在于当前图片中的空间相邻块和存在于参考图片中的时间相邻块。包括参考块的参考图片和包括时间相邻块的参考图片可以相同或不同。时间相邻块可以称为并置参考块、共位CU(colCU)等，并且包括时间相邻块的参考图片可以称为并置图片(colPic)。例如，帧间预测器221可以基于相邻块来配置运动信息候选列表，并且生成指示哪个候选用于推导当前块的运动矢量和/或参考图片索引的信息。可以基于各种预测模式来执行帧间预测。例如，在跳过模式和合并模式的情况下，帧间预测器221可以将相邻块的运动信息用作当前块的运动信息。在跳过模式下，与合并模式不同，可能无法发送残差信号。在运动矢量预测(MVP)模式的情况下，可以将相邻块的运动矢量用作运动矢量预测器，并且可以通过发信号通知运动矢量差来指示当前块的运动矢量。
预测器220可以基于以下描述的各种预测方法来生成预测信号。例如，预测器不仅可以应用帧内预测或帧间预测来预测一个块，而且可以同时应用帧内预测和帧间预测。这可以称为帧间帧内组合预测(CIIP)。此外，预测器可以基于帧内块复制(IBC)预测模式或调色板模式来预测块。IBC预测模式或调色板模式可用于游戏等的内容图像/视频编码，例如，屏幕内容编码(SCC)。IBC基本上在当前图片中执行预测，但是可以类似于帧间预测来执行IBC，因为在当前图片中推导参考块。即，IBC可以使用本文中描述的帧间预测技术中的至少一种。调色板模式可以被视为帧内编码或帧内预测的示例。当应用调色板模式时，可以基于关于调色板表和调色板索引的信息来发信号通知图片内的样本值。
由预测器(包括帧间预测器221和/或帧内预测器222)生成的预测信号可以用于生成重构信号或生成残差信号。变换器232可以通过向残差信号应用变换技术来生成变换系数。例如，变换技术可以包括离散余弦变换(DCT)、离散正弦变换(DST)、Karhunen-Loève变换(KLT)、基于图的变换(GBT)或条件非线性变换(CNT)中的至少一种。这里，GBT表示当像素之间的关系信息由图表示时从图获得的变换。CNT是指基于使用所有先前重构的像素生成的预测信号而生成的变换。此外，变换处理可以应用于具有相同尺寸的正方形像素块，或者可以应用于具有可变尺寸而非正方形的块。
量化器233可以对变换系数进行量化，并且将它们发送给熵编码器240，并且熵编码器240可以对量化信号(关于量化变换系数的信息)进行编码并且输出比特流。关于量化变换系数的信息可以称为残差信息。量化器233可以基于系数扫描顺序将块类型量化变换系数重新布置为一维矢量形式，并且基于一维矢量形式的量化变换系数来生成关于量化变换系数的信息。可以生成关于变换系数的信息。熵编码器240可以执行各种编码方法，诸如，例如指数哥伦布(Golomb)、上下文自适应变长编码(CAVLC)、上下文自适应二进制算术编码(CABAC)等。熵编码器240可以对除了量化变换系数以外的视频/图像重构所需的信息(例如，语法元素的值等)一起或分开地进行编码。可以以比特流的形式以NAL(网络抽象层)为单位发送或存储编码信息(例如，编码视频/图像信息)。视频/图像信息还可以包括关于诸如自适应参数集(APS)、图片参数集(PPS)、序列参数集(SPS)或视频参数集(VPS)之类的各种参数集的信息。此外，视频/图像信息还可包括一般约束信息。在本文档中，从编码设备向解码设备发送/发信号通知的信息和/或语法元素可以被包括在视频/图片信息中。视频/图像信息可以通过上述编码过程被编码并且包括在比特流中。比特流可以通过网络发送，或者可以存储在数字存储介质中。网络可以包括广播网络和/或通信网络，并且数字存储介质可以包括诸如USB、SD、CD、DVD、蓝光、HDD、SSD等的各种存储介质。发送从熵编码器240输出的信号的发送器(未示出)和/或存储该信号的存储单元(未示出)可以作为编码设备200的内部/外部元件而被包括，另选地，发送器可以被包括在熵编码器240中。
从量化器233输出的量化变换系数可以用于生成预测信号。例如，可以通过利用反量化器234和逆变换器235对量化变换系数应用反量化和逆变换，来重构残差信号(残差块或残差样本)。加法器250将重构的残差信号与从帧间预测器221或帧内预测器222输出的预测信号相加，以生成重构信号(重构图片、重构块、重构样本阵列)。如果要处理的块没有残差(诸如应用了跳过模式的情况)，则可以将预测块用作重构块。加法器250可以称为重配器或重构块生成器。所生成的重构信号可以用于在当前图片中要处理的下一块的帧内预测，并且可以通过如下所述的滤波用于下一图片的帧间预测。
此外，在图片编码和/或重构期间，可以应用带有色度缩放的亮度映射(LMCS)。
滤波器260可以通过对重构信号应用滤波来改善主观/客观图像质量。例如，滤波器260可以通过对重构图片应用各种滤波方法来生成修正后的重构图片，并将修正后的重构图片存储在存储器270(具体地，存储器270的DPB)中。各种滤波方法可包括例如去块滤波、样本自适应偏移、自适应环路滤波器、双边滤波器等。滤波器260可以生成与滤波有关的各种信息，并且将生成的信息发送给熵编码器240，如稍后在各种滤波方法的描述中所述。与滤波有关的信息可以由熵编码器240编码并且以比特流的形式输出。
发送给存储器270的修正后的重构图片可以用作帧间预测器221中的参考图片。当通过编码设备应用帧间预测时，可以避免编码设备200与解码设备之间的预测不匹配，并且可以提高编码效率。
存储器270的DPB可以存储用作帧间预测器221中的参考图片的修正后的重构图片。存储器270可以存储从其中推导(或编码)出当前图片中的运动信息的块的运动信息和/或图片中已重构的块的运动信息。所存储的运动信息可以发送给帧间预测器221，并且用作空间相邻块的运动信息或时间相邻块的运动信息。存储器270可以存储当前图片中的重构块的重构样本，并且可以将重构样本传送给帧内预测器222。
图3例示了可以应用本公开的视频/图像解码设备的结构。
参照图3，解码设备300可以包括熵解码器310、残差处理器320、预测器330、加法器340、滤波器350、存储器360。预测器330可以包括帧间预测器331和帧内预测器332。残差处理器320可以包括反量化器321和逆变换器322。根据示例性实施方式，熵解码器310、残差处理器320、预测器330、加法器340和滤波器350可以由硬件组件(例如，解码器芯片组或处理器)构成。此外，存储器360可以包括解码图片缓冲器(DPB)，或者可以由数字存储介质构成。硬件组件还可以包括存储器360作为内部/外部组件。
当输入了包括视频/图像信息的比特流时，解码设备300可以与在图2的编码设备中处理视频/图像信息的处理相对应地重配图像。例如，解码设备300可以基于从比特流获得的块分割有关信息来推导单元/块。解码设备300可以使用在编码设备中应用的处理器来执行解码。因此，解码的处理器例如可以是编码单元，并且可以根据四叉树结构、二叉树结构和/或三叉树结构，从编码树单元或最大编码单元对编码单元进行分割。可以从编码单元推导一个或更多个变换单元。可以通过再现设备来再现经由解码设备300解码并输出的重构图像信号。
解码设备300可以接收以比特流形式从图2的编码设备输出的信号，并且可以通过熵解码器310对接收到的信号进行解码。例如，熵解码器310可以解析比特流，以推导图像重构(或图片重构)所需的信息(例如，视频/图像信息)。视频/图像信息还可以包括关于诸如自适应参数集(APS)、图片参数集(PPS)、序列参数集(SPS)或视频参数集(VPS)之类的各种参数集的信息。此外，视频/图像信息还可以包括一般约束信息。解码设备还可以基于关于参数集的信息和/或一般约束信息来对图片进行解码。本文中稍后描述的发信号通知的/接收的信息和/或语法元素可以通过解码过程来解码，并从比特流中获取。例如，熵解码器310基于诸如指数哥伦布编码、CAVLC或CABAC之类的编码方法对比特流中的信息进行解码，并输出图像重构所需的语法元素和残差的变换系数的量化值。更具体地，CABAC熵解码方法可以接收与比特流中的每个语法元素相对应的bin(位)，使用解码目标语法元素信息、解码目标块的解码信息或在先前级中解码的符号/bin的信息来确定上下文模型，并通过根据所确定的上下文模型预测bin的出现概率来对该bin进行算术解码，并且生成与每个语法元素的值相对应的符号。在这种情况下，在确定上下文模型之后，CABAC熵解码方法可以通过将经解码的符号/bin的信息用于下一符号/bin的上下文模型来更新上下文模型。由熵解码器310解码的信息当中与预测有关的信息可以提供给预测器(帧间预测器332和帧内预测器331)，并且在熵解码器310中对其执行了熵解码的残差值(即，量化变换系数和相关参数信息)可以输入到残差处理器320。残差处理器320可以推导残差信号(残差块、残差样本、残差样本阵列)。此外，由熵解码器310解码的信息当中关于滤波的信息可以提供给滤波器350。此外，用于接收从编码设备输出的信号的接收器(未示出)可以进一步被配置为解码设备300的内部/外部元件，或者接收器可以是熵解码器310的组件。此外，根据本文档的解码设备可以称为视频/图像/图片解码设备，并且解码设备可以分类为信息解码器(视频/图像/图片信息解码器)和样本解码器(视频/图像/图片样本解码器)。信息解码器可以包括熵解码器310，并且样本解码器可以包括反量化器321、逆变换器322、加法器340、滤波器350、存储器360、帧间预测器332和帧内预测器331中的至少一个。
反量化器321可以对量化变换系数进行反量化并且输出变换系数。反量化器321可以以二维块的形式重新布置量化变换系数。在这种情况下，可以基于在编码设备中执行的系数扫描顺序来执行重新布置。反量化器321可以通过使用量化参数(例如，量化步长信息)对量化变换系数执行反量化，并且获得变换系数。
逆变换器322对变换系数进行逆变换以获得残差信号(残差块、残差样本阵列)。
预测器可以对当前块执行预测，并生成包括当前块的预测样本的预测块。预测器可以基于从熵解码器310输出的关于预测的信息来确定向当前块应用帧内预测还是帧间预测，并且可以确定具体的帧内/帧间预测模式。
预测器320可以基于以下描述的各种预测方法来生成预测信号。例如，预测器不仅可以应用帧内预测或帧间预测来预测一个块，而且可以同时应用帧内预测和帧间预测。这可以称为帧间和帧内组合预测(CIIP)。此外，预测器可以基于帧内块复制(IBC)预测模式或调色板模式来预测块。IBC预测模式或调色板模式可以用于游戏等的内容图像/视频编码，例如，屏幕内容编码(SCC)。IBC基本上在当前图片中执行预测，但是可以类似于帧间预测来执行IBC，因为在当前图片中推导参考块。即，IBC可以使用本文件中描述的帧间预测技术中的至少一种。调色板模式可以被视为帧内编码或帧内预测的示例。当应用调色板模式时，可以基于关于调色板表和调色板索引的信息来发信号通知图片内的样本值。
帧内预测器331可以通过参考当前图片中的样本来预测当前块。根据预测模式，参考的样本可以位于当前块的附近，或者可以远离当前块。在帧内预测中，预测模式可以包括多个非定向模式和多个定向模式。帧内预测器331可以通过使用应用于相邻块的预测模式来确定应用于当前块的预测模式。
帧间预测器332可以基于由参考图片上的运动矢量指定的参考块(参考样本阵列)来推导当前块的预测块。在这种情况下，为了减少在帧间预测模式中发送的运动信息的量，可以基于相邻块和当前块之间的运动信息的相关性，以块、子块或样本为单位来预测运动信息。运动信息可以包括运动矢量和参考图片索引。运动信息还可包括帧间预测方向(L0预测、L1预测、Bi预测等)信息。在帧间预测的情况下，相邻块可以包括存在于当前图片中的空间相邻块和存在于参考图片中的时间相邻块。例如，帧间预测器332可以基于相邻块来配置运动信息候选列表，并基于接收到的候选选择信息来推导当前块的运动矢量和/或参考图片索引。可以基于各种预测模式来执行帧间预测，并且关于预测的信息可以包括指示针对当前块的帧间预测的模式的信息。
加法器340可以通过将所获得的残差信号与从预测器(包括帧间预测器332和/或帧内预测器331)输出的预测信号(预测块、预测样本阵列)相加来生成重构信号(重构图片、重构块、重构样本阵列)。如果要处理的块没有残差(例如当应用跳过模式时)，则可以将预测块用作重构块。
加法器340可以称为重配器或重构块生成器。所生成的重构信号可以用于当前图片中要处理的下一块的帧内预测，可以通过如下所述的滤波输出，或者可以用于下一图片的帧间预测。
此外，在图片解码处理中可以应用带有色度缩放的亮度映射(LMCS)。
滤波器350可以通过向重构信号应用滤波来改善主观/客观图像质量。例如，滤波器350可以通过对重构图片应用各种滤波方法来生成修正后的重构图片，并将修正后的重构图片存储在存储器360(具体地，存储器360的DPB)中。各种滤波方法可包括例如去块滤波、样本自适应偏移、自适应环路滤波器、双边滤波器等。
存储器360的DPB中存储的(修正后的)重构图片可以用作帧间预测器332中的参考图片。存储器360可以存储从中推导(或解码)当前图片中的运动信息的块的运动信息和/或图片中已重构的块的运动信息。所存储的运动信息可以发送给帧间预测器260，以作为空间相邻块的运动信息或时间相邻块的运动信息来利用。存储器360可以存储当前图片中的重构块的重构样本，并且可以将重构样本传送给帧内预测器331。
在本公开中，在编码设备200的滤波器260、帧间预测器221和帧内预测器222中描述的实施方式可以与解码设备300的滤波器350、帧间预测器332和帧内预测器331相同或者分别被应用以对应于解码设备300的滤波器350、帧间预测器332和帧内预测器331。相同的内容也可以应用于单元332和帧内预测器331。
如上所述，在执行视频编码中，执行预测以提高压缩效率。因此，可以生成包括作为要编码的块的当前块的预测样本的预测块。在此，预测块包括空间域(或像素域)中的预测样本。从编码设备和解码设备等同地推导出预测块，并且编码设备可以向解码设备用信号通知关于原始块和预测块之间的残差(残差信息)的信息，而不是原始块本身的原始采样值，从而提高图像编码效率。解码设备可以基于残差信息来推导出包括残差样本的残差块，通过组合残差块和预测块来生成包括重构样本的重构块，并且生成包括重构块的重构图片。
可以通过变换和量化过程来生成残差信息。例如，编码设备可以通过推导出原始块和预测块之间的残差块，通过对残差块中包括的残差样本(残差样本阵列)执行变换过程来推导出变换系数，并且通过对变换系数执行量化过程来推导出量化变换系数，来(通过比特流)向解码设备用信号通知相关残差信息。在此，残差信息可以包括量化变换系数的诸如值信息、位置信息、变换技术、变换核和量化参数之类的信息。解码设备可以基于残差信息执行反量化/逆变换过程，并推导出残差样本(或残差块)。解码设备可以基于预测块和残差块来生成重构图片。编码设备还可以通过对量化变换系数进行反量化/逆变换来推导出残差块，用作下一图片的帧间预测的参考，并且基于推导出的残差块来生成重构图片。
图4a和图4b是例示了根据一个示例性实施方式的由编码设备执行的图像编码方法的示例和根据一个示例性实施方式的由解码设备执行的图像解码方法的示例的图。
图4a例示了由视频编码设备执行的图像编码方法的示例。参照图4a，图像编码方法可以包括块分割、帧内/帧间预测、变换、量化和熵编码过程。例如，当前图片可以分割成多个块，可以通过帧内/帧间预测来生成当前块的预测块，并且可以通过从当前块的输入块中减去预测块来生成当前块的残差块。此后，可以通过残差块的变换来生成当前块的系数块，即，变换系数。变换系数可以被量化并且被熵编码并且以比特流存储。
图4b例示了由解码设备执行的图像解码方法的示例。参照图4b，图像解码方法可以包括熵解码、反量化、逆变换以及帧内/帧间预测过程。例如，解码设备可以执行编码方法的逆过程。具体地，可以通过对比特流的熵解码来获取量化的变换系数，并且可以通过对量化变换系数的反量化过程来获取当前块的系数块，即，变换系数。可以通过对变换系数的逆变换来推导出当前块的残差块，并且可以通过将通过帧内/帧间预测推导出的当前块的预测块与残差块相加来推导出当前块的重构块。
图5是例示了根据一个示例性实施方式的帧内预测方法的流程图。
如图5所例示，根据示例性实施方式的帧内预测方法可以包括以下三个步骤。即，根据示例性实施方式的帧内预测方法可以包括配置参考样本、预测样本以及执行后过滤。在样本的预测中，根据示例性实施方式的帧内预测方法可以使用已知的相邻参考样本和帧内预测模式来执行针对未知样本的预测。
图6是例示了方向帧内预测模式的示例的图。
当帧内预测被应用于当前块时，根据示例性实施方式的编码设备和/或解码设备可以推导出用于当前块的帧内预测模式，并且基于帧内预测模式推导出当前块的预测样本。也就是说，编码设备和/或解码设备可以通过基于当前块的相邻参考样本应用方向帧内预测模式或非方向帧内预测模式来推导出当前块的预测样本。
在示例中，帧内预测模式可以包括两个非方向(或非角度)帧内预测模式和65个方向(或角度)帧内预测模式。非方向帧内预测模式可以包括第0平面帧内预测模式和第一DC帧内预测模式，并且方向帧内预测模式可以包括65个帧内预测模式，该65个帧内预测模式包括第2帧内预测模式至第66帧内预测模式。基于65个方向帧内预测模式的帧内预测可以应用于所有尺寸的块，并且可以应用于亮度分量和色度分量中的全部。然而，这仅是示例性的，并且帧内预测模式的配置可以不同。
另选地，帧内预测模式可以包括两个非方向帧内预测模式和129个方向帧内预测模式。非方向帧内预测模式可以包括平面帧内预测模式和DC帧内预测模式，并且方向帧内预测模式可以包括第2帧内预测模式至第130帧内预测模式。
此外，除了上述帧内预测模式之外，帧内预测模式还可以包括用于色度样本的跨分量线性模型(CCLM)模式。CCLM模式可以依据是考虑左侧样本，考虑上侧样本还是同时考虑两者而分类为LT_CCLM、L_CCLM和T_CCLM，以用于推导LM参数，并且可以仅应用于色度分量。
例如，可以对帧内预测模式进行索引，如下表1所表示。
[表1]
帧内预测模式 关联名称
0 INTRA_PLANAR
1 INTRA_DC
2…66 INTRA_ANGULAR2…INTRA_ANGULAR66
81…83 INTRA_LT_CCLM、INTRA_L_CCLM、INTRA_T_CCLM
此外，帧内预测类型(或，附加帧内预测模式等)可以包括上述LIP、PDPC、MRL和ISP中的至少一种。可以基于帧内预测类型信息来指示帧内预测类型，并且可以以各种形式来实现帧内预测类型信息。在示例中，帧内预测类型信息可以包括指示帧内预测类型之一的帧内预测类型索引信息。在另一示例中，帧内预测类型信息可以包括以下信息当中的至少一个：表示MRL是否被应用于当前块以及如果应用了MRL则使用哪个参考样本行的参考样本行信息(例如，intra_luma_ref_idx)、表示ISP是否被应用于当前块的ISP标志信息(例如，intra_subpartitions_mode_flag)、指示如果应用了ISP则子分区指示分割类型的ISP类型信息(例如，intra_subpartitions_split_flag)、表示是否应用PDPC的标志信息、以及表示是否应用LIP的标志信息。
参照图6，具有水平方向性的帧内预测模式和具有垂直方向性的帧内预测模式可以基于具有左上对角线预测方向的第34帧内预测模式而彼此区分开。图6中的H和V分别是指水平方向性和垂直方向性，并且从-32到32的数字表示在样本栅格位置上以1/32为单位的偏移。第2帧内预测模式至第33帧内预测模式具有水平方向性，并且第34帧内预测模式至第66帧内预测模式具有垂直方向性。第18帧内预测模式和第50帧内预测模式分别表示水平帧内预测模式和垂直帧内预测模式，并且第2帧内预测模式可以称为左下对角线帧内预测模式，第34帧内预测模式可以称为左上对角线帧内预测模式，并且第66帧内预测模式可以称为右上对角线帧内预测模式。
通常，当分割图像的块时，要编码的当前块和相邻块具有相似的图像特性。因此，当前块和相邻块具有相同或相似的帧内预测模式的可能性很高。因此，编码器可以使用相邻块的帧内预测模式来对当前块的帧内预测模式进行编码。
在更具体的示例中，解码设备可以基于当前块的相邻块(例如，左相邻块和/或上相邻块)的帧内预测模式和附加候选模式来推导出最可能模式(MPM)列表，基于接收到的MPM索引在推导出的MPM列表中选择MPM候选之一，或者基于其余帧内预测模式信息选择未包括在MPM候选中的其余帧内预测模式之一。MPM列表还可以被表示为帧内预测模式候选列表，并且还可以被表示为candModeList。
如果相邻块是帧内编码的，则编码设备(或编码器)可以确认或推导出相邻块的预测模式。例如，可以基于左相邻块的预测模式和上相邻块的预测模式来确定当前块的预测模式，并且此时，相应相邻块的预测模式可以确定为最可能模式(MPM)。MPM的确定也可以表示为列出最可能模式(MPM)候选(或MPM列表)。
编码设备可以确认左相邻块的预测模式和上相邻块的预测模式是否相同。可以通过对两个相邻块的帧内预测模式执行修剪过程来形成初始MPM列表。
如果左相邻块的预测模式和上相邻块的预测模式不同，则第一MPM可以设置为左相邻块的预测模式，第二MPM可以设置为上相邻块的预测模式，并且第三MPM可以设置为帧内平面模式、帧内DC模式或帧内垂直模式(第50帧内预测模式)中的任意一个。具体地，当两个相邻块的帧内预测模式彼此不同时，两个帧内预测模式可以设置为MPM，并且在由MPM进行修剪检查之后，可以将默认帧内模式中的一个添加至MPM列表。在此，默认帧内模式可以包括帧内平面模式、帧内DC模式和/或帧内垂直模式(第50帧内预测模式)。
在示例中，MPM列表可以包括3个MPM候选、5个候选或6个MPM候选。例如，MPM列表可以包括基于相邻块的帧内预测模式、推导出的帧内预测模式和/或默认帧内预测模式而推导出的候选。编码设备/解码设备可以根据特定顺序搜索当前块的相邻块，并且推导出相邻块的帧内预测模式，作为具有推导顺序的MPM候选。例如，相邻块可以包括左相邻块、上相邻块、左下相邻块、右上相邻块和左上相邻块。
在示例中，可以配置包括三个MPM候选的MPM列表，并且可以基于相邻块(F)和相邻块(G)的帧内预测模式来推导出三个MPM候选。例如，基于当前块的包括相邻块(F)和相邻块(G)的相邻块的MPM预测方法可以例示在以下图7中。
图7是用于说明根据一个示例性实施方式的MPM列表的配置的图。
参照图7，当前块的相邻块可以包括相邻块(A)、相邻块(B)、相邻块(C)、相邻块(D)、相邻块(E)、相邻块(F)、和/或相邻块(G)。
这里，相邻块(A)可以表示位于当前块的左上样本位置的左上方的相邻块，相邻块(B)可以表示位于当前块的右上样本位置的顶部的相邻块，相邻块(C)可以表示位于当前块的右上样本位置的右上方的相邻块，相邻块(D)可以表示位于当前块的左下样本位置的左端的相邻块，相邻块(E)可以表示位于当前块的左下样本位置的左下方的相邻块，相邻块(G)可以表示位于当前块的左上样本位置的顶部的相邻块，并且相邻块(F)可以表示位于当前块的左上样本位置的左端的相邻块。
此外，例如，如果当前块的尺寸是WxH，当前块的左上样本位置的x分量是0，并且其y分量是0，则相邻块(A)可以是包括(-1，-1)坐标样本的块，相邻块(B)可以是包括(W-1，-1)坐标样本的块，相邻块(C)可以是包括(W，-1)坐标样本的块，相邻块(D)可以是包括(-1，H-1)坐标样本的块，相邻块(E)可以是包括(-1，H)坐标样本的块，相邻块(F)可以是包括(-1，0)坐标样本的块，并且相邻块(G)可以是包括(0，-1)坐标样本的块。
在示例性实施方式中，可以基于相邻块(F)的帧内预测模式和相邻块(G)的帧内预测模式来推导出三个MPM候选。例如，可以推导出相邻块(F)的帧内预测模式和相邻块(G)的帧内预测模式。此外，在以下三种情况下，可以将相邻块(F)的帧内预测模式或相邻块(G)的帧内预测模式推导为DC帧内预测模式。也就是说，如果相邻块(F)或相邻块(G)不可用，如果相邻块(F)或相邻块(G)不是以帧内预测模式编码的(如果相邻块(F)或相邻块(G)不是帧内编码块)，或者如果相邻块(F)或相邻块(G)在当前编码树单元之外，则可以将相邻块(F)的帧内预测模式或相邻块(G)的帧内预测模式推导为DC帧内预测模式。
如果确定了相邻块(F)的帧内预测模式或相邻块(G)的帧内预测模式，则可以例如基于下表2来推导出三个MPM候选。
[表2]
表2可以示例性地表示配置MPM列表的伪代码。
参照表2，可以确定相邻块(F)的帧内预测模式和相邻块(G)的帧内预测模式是否相同。
如果相邻块(F)的帧内预测模式和相邻块(G)的帧内预测模式相同，并且相邻块(F)的帧内预测模式的模式编号小于2，则当前块的MPM列表可以被推导为MPM列表1(MPMlist1)。即，如果相邻块(F)的帧内预测模式和相邻块(G)的帧内预测模式相同，并且相邻块(F)的帧内预测模式为第0帧内预测模式或第1帧内预测模式，可以将当前块的MPM列表推导为MPM列表1。这里，MPM列表1可以表示由MPM候选{F，F-1，F+1}组成的MPM列表。F可以表示相邻块(F)的帧内预测模式，F-1可以表示其中模式编号为通过从相邻块(F)的帧内预测模式的模式编号减去1而获得的值的帧内预测模式，并且F+1可以表示其中模式编号为通过将相邻块(F)的帧内预测模式的模式编号加1而获得的值的帧内预测模式。例如，如果相邻块(F)的帧内预测模式是第N帧内预测模式，则MPM列表1可以配置为包括第N帧内预测模式、第N-1帧内预测模式和第N+1帧内预测模式作为MPM候选的MPM列表。
此外，如果相邻块(F)的帧内预测模式和相邻块(G)的帧内预测模式相同，并且相邻块(F)的帧内预测模式的模式编号不小于2，则当前块的MPM列表可以被推导为MPM列表2。
此外，如果相邻块(F)的帧内预测模式和相邻块(G)的帧内预测模式不相同，并且相邻块(F)的帧内预测模式和相邻块(G)的帧内预测模式不是平面帧内预测模式，则当前块的MPM列表可以被推导为MPM列表3。
此外，如果相邻块(F)的帧内预测模式和相邻块(G)的帧内预测模式不相同，并且相邻块(F)的帧内预测模式的模式编号和相邻块(G)的帧内预测模式的模式编号之和小于2，则当前块的MPM列表可以被推导为MPM列表4。
此外，如果相邻块(F)的帧内预测模式和相邻块(G)的帧内预测模式不相同，相邻块(F)的帧内预测模式和相邻块(G)的帧内预测模式中的至少一种是平面帧内预测模式，并且相邻块(F)的帧内预测模式的模式编号和相邻块(G)的帧内预测模式的模式编号之和不小于2，则当前块的MPM列表可以被推导为MPM列表5。
此外，随着帧内预测模式的数量增加，MPM候选的数量需要增加。因此，MPM候选的数量可以根据帧内预测模式的数量而变化。通常，随着帧内预测模式的数量增加，MPM候选的数量可以增加。然而，当帧内预测模式的数量增加时，MPM候选的数量并不总是增加。例如，如果存在35个帧内预测模式或67个帧内预测模式，则根据设计，可以具有各种MPM候选，诸如3个、4个、5个和6个MPM候选。
例如，编码器/解码器还可以配置包括6个MPM的MPM列表。可以考虑默认帧内模式、相邻帧内模式和推导出的帧内模式来配置MPM列表。
在示例中，对于相邻帧内模式，两个相邻块，即，左相邻块(A)和上相邻块(B)。为了生成包括6个MPM的MPM列表，可以考虑基于下表3的初始化的默认MPM列表。
[表3]
在另一示例中，配置6个MPM候选的顺序可以是相邻块(D)、相邻块(B)，平面帧内预测模式、DC帧内预测模式、相邻块(E)、相邻块(C)和相邻块(A)的顺序。也就是说，可以按照相邻块(D)的帧内预测模式、相邻块(B)的帧内预测模式、平面帧内预测模式、DC帧内预测模式、相邻块(E)的帧内预测模式、相邻块(C)的帧内预测模式和相邻块(A)的帧内预测模式的顺序推导出帧内预测模式作为MPM候选，并且如果6个MPM候选与已经推导出的帧内预测模式相同，则可以不将帧内预测模式推导为MPM候选。
此外，如果MPM列表没有包括MPM候选的最大数量，即，如果推导出的MPM候选的数量小于候选的最大数量，则可以将与推导出的MPM候选相邻的方向帧内预测模式和预定义的默认帧内预测模式视为MPM候选，并且可以一起执行修剪检查过程。在此，与MPM候选相邻的方向帧内预测模式可以表示模式编号与MPM候选的模式编号相邻的帧内预测模式。前述相邻块搜索和连续修剪检查具有降低比特传输速率的优点，但是可以增加每个块的MPM列表的配置的硬件操作循环的数量。作为最坏的场景，3840×2160 4K图像可以被划分为4×4尺寸的块以进行帧内预测，并且每个4×4尺寸的块所增加的硬件操作循环数可以被认为对吞吐量很重要。此外，如果通过当前块的帧间预测编码的相邻块知道了相邻块的帧内预测模式，则可以使用相邻块的帧内预测模式来配置MPM列表。
如上所述，要编码的当前块和相邻块通常可以具有相似的图像特性，因此，当前块和相邻块具有相同或相似帧内预测模式的可能性很高，使得可以确定当前块的MPM列表以推导出应用于当前块的帧内预测模式。然而，当使用67种帧内预测模式进行帧内预测时，包括3个MPM候选的MPM列表可能不足以表示多个帧内预测模式的多样性。此外，包括相邻块搜索过程和修剪检查过程的用于配置6个MPM的列表的方法在复杂性和吞吐量方面可能是不利的。在本公开中，稍后将描述基于MPM预测来推导出当前块的帧内预测模式的各种方法。
图8是用于说明根据另一示例性实施方式的MPM列表的配置的图。
参照图8，在示例性实施方式中，可以使用左相邻块(可以表示为LEFT)A和上相邻块(可以表示为ABOVE)B，如下表4中所示来生成MPM列表。算法如下。非MPM编码可以是基于截断二进制码的。
[表4]
图9是例示了根据一个示例性实施方式的MPM预测方法的流程图。
本公开使用特定术语或语句来定义特定信息或概念。例如，在亮度帧内编码过程中可以在没有MPM索引信息的情况下被确定为当前块的帧内预测模式的特定帧内预测模式被称为“主要模式”，指示MPM列表中所包括的MPM候选之一的索引被称为“MPM索引”，指示是否应用亮度帧内编码的标志被称为“集成MPM标志”，并且当不应用MPM预测时除了MPM候选之外的其余帧内预测模式被称为“非MPM模式”。然而，“主要模式”可以用诸如significant_mode、默认模式和候选模式之类的各种术语代替，“MPM索引”可以用probable_mode_index、mpm_idx、intra_luma_mpm_idx等代替，“集成MPM标志”可以用unified_probable_mode_flag、MPM标志、intra_luma_mpm_flag等代替，并且“非MPM模式”可以用诸如non-MPMmodes、non_probable_modes、其余帧内预测模式和MPM其余预测模式之类的各种术语代替，使得在通过说明书解释用于定义本说明书中的特定信息或概念的特定术语或语句时，解释不应限于名称，而是需要通过关注根据术语内容的各种操作、功能和效果来解释特定术语和语句。
在示例中，主要模式可以是平面内模式。
在示例性实施方式中，可以执行统一亮度帧内编码和信令。在亮度帧内编码中，可以首先用信号通知至少一个主要亮度帧内模式，然后可以基于其余帧内模式来配置MPM列表，以在MPM列表中所包括的MPM候选当中选择最佳模式。
首先，可以确定是否已经使用了MRL或ISP。当使用了MRL或ISP时，unified_probable_mode_flag的值可以确定为1。如果没有使用MRL或ISP，则可以解析unified_probable_mode_flag。
如果unified_probable_mode_flag的值为0，则可以解析non_probable_mode_index。如果unified_probable_mode_flag的值为1，则可以解析significant_mode_flag。当significant_mode_flag的值为1时，当前块的帧内预测模式可以确定为主要模式(例如，帧内平面模式)，以及当significant_mode_flag的值为0时，可以解析probable_mode_index。
图10是例示了根据另一示例性实施方式的MPM预测方法的流程图。
在图10中，将在不依赖于是应用了基于多参考线(MRL)的帧内预测还是应用了基于帧内子分区(ISP)的预测的情况下基于集成方法(或算法)执行的帧内预测称为“统一亮度帧内模式编码”。然而，“集成亮度帧内模式编码”可以用诸如集成亮度帧内模式、集成帧内预测、集成MPM、集成MPM预测、unified_probable_mode、集成帧内编码和集成亮度帧内编码之类的各种术语代替。
根据示例性实施方式的用于推导出集成亮度帧内模式的特定方法如下。
首先，可以解析unified_probable_mode_flag。当unified_probable_mode_flag的值为0时，可以解析non_probable_mode_index，并且当unified_probable_mode_flag的值为1时，可以解析significant_mode_flag。当significant_mode_flag的值为1时，当前块的帧内预测模式可以确定为主要模式(例如，帧内平面模式)，并且当significant_mode_flag的值为0时，可以解析probable_mode_index。
另选地，根据示例性实施方式的用于推导出集成亮度帧内模式的特定方法可以表示在下表5中。
[表5]
提出了根据示例性实施方式的用于配置MPM列表的方法。可以配置具有长度k的MPM模式的列表。在示例中，k等于5，并且当配置5个不同的MPM列表时可以使用5个条件。图7的块(B)可以表示为A，并且块(D)可以表示为L。例如，根据本示例性实施方式的用于配置MPM列表的方法可以表示在下表6中。
[表6]
此外，示例性实施方式不限于仅在用信号通知集成MPM标志并且用信号通知的MPM标志的值为1时才执行集成亮度帧内编码。例如，即使不用信号通知集成MPM标志，根据示例性实施方式的解码设备也可以执行集成亮度帧内编码。
在示例性实施方式中，集成帧内预测信令和帧内模式信令可以与MPM列表的配置组合，并且可以配置非MPM列表。本示例性实施方式可以基于下表7的编码单元语法。
[表7]
例如，表7的编码单元语法可以基于以下表8的语义。
[表8]
在示例中，以帧内预测模式编码的编码单元的解码过程可以基于以下表9的算法(或说明)。
[表9]
在示例中，用于推导亮度帧内预测模式的过程可以基于以下表10的算法(或说明)。
[表10]
在示例中，帧内块的解码过程可以基于以下表11的算法(或说明)。
[表11]
在示例中，帧内样本预测可以基于以下表12的算法(或说明)。
[表12]
在示例中，帧内平面模式、帧内DC模式等可以基于以下表13的算法(或说明)。
[表13]
在示例中，用于变换缩放变换系数等的过程可以基于以下表14的算法(或说明)。
[表14]
在示例中，将ctxInc指派给包括上下文编码的bin的语法元素的示例可以基于以下表15。
[表15]
参照表7，可以确认基于intra_luma_mpm_flag的值为1的解码结果对intra_planar_flag进行解码。intra_luma_mpm_flag可以表示MPM标志的示例，并且intra_planar_flag可以表示平面标志的示例。
参照表10的(8-10)、(8-12)和(8-13)，可以确认，在包括于MPM列表中的MPM候选当中，candModeList[0]被确定为表示当前块的左相邻块的帧内预测模式的candIntraPredModeA，candModeList[1]被确定为2+((candIntraPredModeA+61)％64)，并且candModeList[2]被确定为2+((candIntraPredModeA-1)％64)。
参照表14，可以确认表示intra_luma_mpm_idx的最大值的cMax被确定为4。
示例性实施方式提出了一种用于执行集成MPM预测的方法以及一种用于编码和/或发信号通知关于相关帧内预测模式的信息的方法。此外，示例性实施方式提出了一种用于推导变换核的方法。根据示例性实施方式，可以配置/编码下表16至表24中表示的编码单元语法并将其用信号通知给解码设备，并且解码设备可以基于编码单元语法和MPM列表来推导当前块(CU)的帧内预测模式。
例如，根据本示例性实施方式，平面模式可以包括在MPM列表中作为候选模式，并且当MPM标志的值为1时，可以首先用信号通知平面标志(intra_planar_flag)以指示平面模式是否用作当前块的帧内预测模式。如果平面标志的值为0，则可以用信号通知MPM索引(intra_luma_mpm_idx)以指示除平面模式以外的其余MPM候选中的一个。此时，在示例中，包括平面模式以外的其余候选的MPM列表可以称为修正MPM列表。
如果包括平面模式的MPM候选总数为6，则除平面模式之外的修正MPM列表中的候选总数可以等于5，并且在这种情况下，MPM索引的值可以为0至4。即，MPM索引的最大值可以设置为4。此时，MPM索引的最大值可以表示为MPM索引的cMax。平面标志的bin可以基于如稍后在表16至表24中所描述的上下文模型被常规编码，并且如稍后在表16至表24中所描述的，用于指示上下文模型的ctxInc：i)可以仅使用一个特定值(例如，0)；ii)可以基于左相邻块是否可用和/或上相邻块是否可用以及平面标志(如果可用)的值来可变地推导出；或者iii)也可以具有取决于是否应用了MRL或ISP而可变地确定的值。此外，本示例性实施方式可以基于当前块的尺寸和/或帧内预测类型/模式，来推导出当前块的变换核(垂直变换核/水平变换核)。例如，如稍后在表16至表24中所描述的，如果ISP未被应用于当前块或不可用，则变换核(垂直变换核/水平变换核)可以进一步参照当前块的尺寸而被推导为值1或0。
根据本示例性实施方式，如果应用了MRL帧内预测(即，如果MRL索引大于0)，则平面模式或DC模式可以被应用于当前块，并且如果也应用了ISP帧内预测，则平面模式或DC模式也可以应用于当前块。因此，MPM列表可以基于集成MPM预测，而不取决于是否应用了MRL、ISP等，进行配置。表16至表24如下，并且本领域技术人员将容易理解表16至表24的细节。
以下表16表示编码单元语法的示例。
[表16]
表16的编码单元语法可以基于例如以下表17的语义。
[表17]
在示例中，以帧内预测模式编码的编码单元的解码过程可以基于以下表18的算法(或说明)。
[表18]
在示例中，用于亮度帧内预测模式的推导过程可以基于以下表19的算法(或说明)。
[表19]
在示例中，用于解码帧内块的过程可以基于以下表20的算法(或说明)。
[表20]
在示例中，帧内样本预测可以基于以下表21的算法(或说明)。
[表21]
在示例中，帧内平面模式、帧内DC模式等可以基于以下表22的算法(或说明)。
[表22]
在示例中，用于变换缩放变换系数等的过程可以基于以下表23的算法(或说明)。
[表23]
在示例中，将ctxInc指派给包括上下文编码的bin的语法元素的示例可以基于下表24。
[表24]
示例性实施方式提出了一种用于执行集成MPM预测的方法以及一种用于编码和/或发信号通知关于相关帧内预测模式的信息的方法。此外，示例性实施方式提出了一种用于推导变换核的方法。根据示例性实施方式，可以配置/编码表16至表24中表示的编码单元语法并向解码设备用信号通知该编码单元语法，并且解码设备可以基于编码单元语法和MPM列表来推导当前块(CU)的帧内预测模式。
例如，根据本示例性实施方式，MPM列表可以包括平面模式作为候选模式，并且如果MPM标志的值为1时，则可以首先用信号通知平面标志(intra_planar_flag)以指示平面模式是否用作当前块的帧内预测模式。如果平面标志的值为0，则可以用信号通知MPM索引(intra_luma_mpm_idx)以指示除平面模式以外的其余MPM候选中的一个。此时，在一个示例中，包括平面模式以外的其余候选的MPM列表可以称为修正MPM列表。
如果包括平面模式的MPM候选的总数为6，则除平面模式之外的修正MPM列表中的候选总数可以等于5，并且在这种情况下，MPM索引的值可以为0至4。即，MPM索引的最大值可以设置为4。此时，MPM索引的最大值可以表示为MPM索引的cMax。平面标志的bin可以基于如稍后在表25至表33中所描述的上下文模型被常规编码，并且如稍后在表25至表33中所描述的，用于指示上下文模型的ctxInc：i)可以仅使用一个特定值(例如，0)；ii)可以基于左相邻块和/或上相邻块是否可用以及平面标志(如果可用)的值来可变地推导出；或者iii)也可以具有取决于是应用了MRL或ISP而可变地确定的值。此外，根据本示例性实施方式，可以基于当前块的尺寸和/或帧内预测类型/模式，来推导出当前块的变换核(垂直变换核/水平变换核)。例如，如稍后在下表25至表33中所描述的，如果ISP未被应用于当前块或不可用，则变换核(垂直变换核/水平变换核)可以进一步参照当前块的尺寸而被推导为值1或0。
根据本示例性实施方式，MPM列表可以基于集成MPM预测，而不取决于是否应用了MRL、ISP等，进行配置。表25至表33如下，并且本领域技术人员将容易理解表25至表33的细节。
以下表25表示编码单元语法的示例。
[表25]
表25的编码单元语法可以基于例如以下表26的语义。
[表26]
在示例中，用于以帧内预测模式编码的编码单元的解码过程可以基于以下表27的算法(或说明)。
[表27]
在示例中，用于解码亮度帧内预测模式的过程可以基于以下表28的算法(或说明)。
[表28]
在示例中，用于解码帧内块的过程可以基于以下表29的算法(或说明)。
[表29]
在示例中，帧内样本预测可以基于以下表30的算法(或说明)。
[表30]
在示例中，平面内模式、DC内模式等可以基于以下表31的算法(或说明)。
[表31]
在示例中，用于变换缩放变换系数等的过程可以基于以下表32的算法(或说明)。
[表32]
在示例中，将ctxInc指派给包括上下文编码的bin的语法元素的示例可以基于下表33。
[表33]
参照表25，可以确认，基于intra_luma_ref_idx是否为0的检查结果来检查intra_planar_flag。intra_luma_ref_idx可以表示多参考线(MRL)索引的示例，并且intra_planar_flag可以表示平面标志的示例。
参照表27，可以确认与intra_planar_flag有关的bin的上下文索引(ctxInc或ctxIdx)的值为0或1。即，可以确认与intra_planar_flag有关的bin的上下文索引的值可以是两个不同整数中的一个。
参照表33，可以确认与intra_planar_flag有关的bin的上下文索引是基于intra_subpartitions_mode_flag的值。intra_subpartitions_mode_flag可以表示指示帧内子分区(ISP)模式是否应用于当前块的ISP标志的示例。
图11是例示了根据示例性实施方式的编码设备的操作的流程图，并且图12是例示了根据示例性实施方式的编码设备的配置的框图。
根据图11和图12的编码设备可以执行与根据图13和图14的解码设备相对应的操作。因此，稍后将参照图13和图14描述的解码设备的操作也可以应用于根据图11和图12的编码设备。
图11所示的每个步骤可以由图2所示的编码设备200执行。此外，根据S1100和S1110的操作是基于参照图4至图10描述的内容中的一些内容。因此，将省略或简化与上面参照图2以及图4至图10所描述的内容交叠的详细描述。
如图12所示，根据示例性实施方式的编码设备可以包括预测器220和熵编码器240。然而，在一些情况下，图12中示出的组件可能并非全部是编码设备的必要组件，并且编码设备可以由比图12所示的组件更多或更少的组件来实现。
在根据示例性实施方式的编码设备中，预测器220和熵编码器240可以实现为单独芯片，或者至少两个组件也可以通过一个芯片来实现。
根据示例性实施方式的编码设备可以基于当前块的帧内预测模式来生成MPM标志信息或平面标志信息中的至少一个，MPM标志信息表示是否基于当前块的MPM候选对帧内预测模式进行编码，平面标志信息表示当前块的帧内预测模式是否被确定为平面模式(S1100)。
例如，编码设备可以推导出当前块的帧内预测模式，生成表示是否基于当前块的MPM候选对帧内预测模式进行编码的MPM标志信息，并且基于表示MPM标志信息与表示当前块的帧内预测模式是否被确定为平面模式的平面标志信息有关的MPM，生成平面标志信息。
根据示例性实施方式的编码设备可以对包括MPM标志信息或平面标志信息中的至少一个的图像信息进行编码(S1110)。更具体地，编码设备的熵编码器240可以对包括MPM标志信息或平面标志信息中的至少一个的图像信息进行编码。
在示例性实施方式中，基于当前块的帧内预测模式被推导为平面模式的情况，平面标志信息可以表示当前块的帧内预测模式被推导为平面模式。
在示例性实施方式中，帧内预测信息还可以包括与当前块的MPM候选当中的除了平面模式之外的MPM候选中的一个有关的MPM索引信息。图像编码方法可以还包括：基于当前块的帧内预测模式没有被推导为平面模式的情况，生成MPM索引信息。
在示例性实施方式中，当前块的MPM候选当中的除平面模式之外的MPM候选的总数可以等于5。
在示例性实施方式中，MPM索引信息包括当前块的MPM候选当中的除平面模式之外的MPM候选中所包括的第0MPM候选、第1MPM候选、第2MPM候选、第3MPM候选或第4MPM候选。基于当前块的左相邻块的帧内预测模式和当前块的上相邻块的帧内预测模式相同并且左相邻块的帧内预测模式大于帧内DC模式的情况，第0MPM候选的帧内预测模式可以是当前块的左相邻块的帧内预测模式，第1MPM候选的帧内预测模式可以是2+((当前块的左相邻块的帧内预测模式+61)％64)，并且第2MPM候选的帧内预测模式可以是2+((当前块的左相邻块的帧内预测模式-1)％64)。
在示例性实施方式中，MPM索引信息可以表示当前块的MPM候选当中的除了平面模式之外的MPM候选中所包括的第0MPM候选、第1MPM候选、第2MPM候选、第3MPM候选或第4MPM候选。基于当前块的左相邻块的帧内预测模式和当前块的上相邻块的帧内预测模式不相同并且左相邻块的帧内预测模式小于或等于帧内DC模式，并且上相邻块的帧内预测模式小于或等于帧内DC模式的情况，第0MPM候选的帧内预测模式可以是帧内DC模式，第1MPM候选的帧内预测模式可以是第50帧内预测模式，第2MPM候选的帧内预测模式可以是第18帧内预测模式，第3MPM候选的帧内预测模式可以是第46帧内预测模式，以及第4MPM候选的帧内预测模式可以是第54帧内预测模式。
在示例性实施方式中，MPM索引信息可以是基于截断莱斯(TR)二值化过程的。
在示例性实施方式中，表示MPM索引信息的最大值的cMax可以等于4。
根据图11和图12所示的编码设备和用于操作编码设备的方法，编码设备可以基于当前块的帧内预测模式来生成MPM标志信息或平面标志信息中的至少一个，MPM标志信息表示是否基于当前块的MPM候选对帧内预测模式进行编码，平面标志信息表示当前块的帧内预测模式是否被确定为平面模式(S1100)，并对包括MPM标志信息或平面标志信息中的至少一个的图像信息进行编码(S1110)。
也就是说，本公开可以基于使用当前块的MPM列表的帧内预测来增强图像编码效率。另选地，本公开可以基于表示当前块的帧内预测模式是否被确定为平面模式的平面标志信息，来增强基于MPM列表的帧内预测的效率。另选地，本公开可以有效地配置当前块的MPM列表。另选地，本公开可以有效地对MPM索引进行编码。
图13是例示了根据示例性实施方式的解码设备的操作的流程图，并且图14是例示了根据示例性实施方式的解码设备的配置的框图。
图13所示的每个步骤可以由图3所示的解码设备300执行。因此，将省略或简化与前述内容交叠的详细描述。
如图14所示，根据示例性实施方式的解码设备可以包括熵解码器310、预测器330和加法器340。然而，在一些情况下，图14所示的组件可能并非全部都是解码设备的必要组件，并且解码设备可以由比图14所示的组件更多或更少的组件来实现。
在根据示例性实施方式的解码设备中，熵解码器310、预测器330和加法器340可以分别实现为单独芯片，或者至少两个或更多个组件也可以通过一个芯片来实现。
根据示例性实施方式的解码设备可以接收包括MPM标志信息或平面标志信息中的至少一个的帧内预测信息，该MPM标志信息表示是否基于当前块的最可能模式(MPM)候选来推导出当前块的帧内预测模式，该平面标志信息表示当前块的帧内预测模式是否被确定为平面模式最可能模式(S1300)。
在示例中，帧内预测信息可以被包括在编码单元语法中。
在示例中，MPM标志信息可以表示为intra_luma_mpm_flag，并且平面标志信息可以表示为intra_luma_not_planar_flag。如果intra_luma_not_planar_flag的值为1，则可以确定出当前块的帧内预测模式不是平面模式，并且如果intra_luma_not_planar_flag的值为0，则可以确定出当前块的帧内预测模式是平面模式。
在另一示例中，平面标志信息也可以表示为intra_luma_planar_flag或intra_planar_flag。如果intra_luma_planar_flag的值为1，则可以确定出当前块的帧内预测模式为平面模式，并且如果intra_luma_planar_flag的值为0，则可以确定出当前块的帧内预测模式不是平面模式。
在示例中，解码设备可以基于MPM标志信息的值为1的确定结果，确定出MPM标志信息的值与对平面标志信息的解码有关。即，解码设备可以基于MPM标志信息的值为1的确定结果对平面标志信息进行解码。
根据示例性实施方式的解码设备可以基于MPM标志信息和平面标志信息来推导出当前块的帧内预测模式(S1310)。
根据示例性实施方式的解码设备可以基于当前块的帧内预测模式来推导出当前块的预测块(S1320)。
根据示例性实施方式的解码设备可以基于预测块来生成重构图片(S1330)。
在示例性实施方式中，基于MPM标志信息表示当前块的帧内预测模式是基于MPM候选推导出的情况，可以将平面标志信息包括在帧内预测信息中。
在示例性实施方式中，当前块的帧内预测模式的推导可以包括：基于平面标志信息表示当前块的帧内预测模式被推导为平面模式的情况，将当前块的帧内预测模式推导为平面模式。
在示例性实施方式中，帧内预测信息可以还包括与当前块的MPM候选当中的除了平面模式之外的MPM候选中的一个有关的MPM索引信息。基于平面标志信息表示当前块的帧内预测模式没有被推导为平面模式的情况，MPM索引信息可以被包括在帧内预测信息中。该图像解码方法的特征在于，基于MPM索引信息来推导出当前块的帧内预测模式。在示例中，解码设备可以基于intra_luma_not_planar_flag的值为1的检查结果，来检查MPM索引信息。
在示例性实施方式中，当前块的MPM候选当中的除平面模式之外的MPM候选的数量可以等于5。在示例中，MPM候选可以包括第1MPM候选至第5MPM候选。第1MPM候选可以与MPM索引0相关，第2MPM候选可以与MPM索引1相关，第3MPM候选可以与MPM索引2相关，第4MPM候选可以与MPM索引3相关，并且第5MPM候选可以与MPM索引4有关。
在示例性实施方式中，MPM索引信息可以表示当前块的MPM候选当中除了平面模式之外的MPM候选中所包括的第0MPM候选、第1MPM候选、第2MPM候选、第3MPM候选或第4MPM候选。在示例中，基于当前块的左相邻块的帧内预测模式和当前块的上相邻块的帧内预测模式相同并且左相邻块的帧内预测模式大于帧内DC模式的情况，第0MPM候选的帧内预测模式可以是当前块的左相邻块的帧内预测模式，第1MPM候选的帧内预测模式可以是2+((当前块的左相邻块的帧内预测模式)+61)％64)，并且第2MPM候选的帧内预测模式可以是2+((当前块的左相邻块的帧内预测模式-1)％64)。
在示例中，MPM索引信息可以表示为intra_luma_mpm_idx，并且与MPM索引0至MPM索引4相对应的第0MPM候选至第4MPM候选可以分别表示为candModeList[0]、candModeList[1]、candModeList[2]、candModeList[3]和candModeList[4]。
在示例中，如果当前块的左相邻块的帧内预测模式是candIntraPredModeA，当前块的上相邻块的帧内预测模式是candIntraPredModeB，candIntraPredModeA和candIntraPredModeB相同，并且candIntraPredModeA大于INTRA_DC，则配置MPM列表的MPM候选当中的第0MPM候选、第1MPM候选和第2MPM候选可以如下确定。
式1
candModeList[0]＝candIntraPredModeA
candModeList[1]＝2+((candIntraPredModeA+61)％64)
candModeList[2]＝2+((candIntraPredModeA-1)％64)
在另一示例中，基于当前块的左相邻块的帧内预测模式与当前块的上相邻块的帧内预测模式不同，左相邻块的帧内预测模式小于或等于帧内DC模式，并且上相邻块的帧内预测模式小于或等于帧内DC模式的情况，第0MPM候选的帧内预测模式可以是帧内DC模式、第1MPM候选的帧内预测模式可以是第50帧内预测模式，第2MPM候选的帧内预测模式可以是第18帧内预测模式，第3MPM候选的帧内预测模式可以是第46帧内预测模式，并且第4MPM候选的帧内预测模式可以是第54帧内预测模式。
在示例性实施方式中，MPM索引信息可以是基于截断莱斯(TR)二值化过程的。
在示例性实施方式中，指示MPM索引信息的最大值的cMax可以等于4。
根据图13和图14所示的解码设备和用于操作解码设备的方法，解码设备可以接收包括MPM标志信息或平面标志信息中的至少一项的帧内预测信息，该MPM标志信息表示是否基于当前块的最可能模式(MPM)候选推导出当前块的帧内预测模式，该平面标志信息表示当前块的帧内预测模式是否被确定为平面模式(S1300)，基于MPM标志信息和平面标志信息，推导出当前块的帧内预测模式(S1310)，基于当前块的帧内预测模式推导出当前块的预测块(S1320)，并基于预测块生成重构图片(S1330)。此时，基于MPM标志信息表示当前块的帧内预测模式是基于MPM候选推导出的情况，可以将平面标志信息包括在帧内预测信息中。
也就是说，本公开可以基于表示当前块的帧内预测模式是否被确定为平面模式的平面标志信息，来增强基于MPM列表的帧内预测的效率。另选地，本公开可以通过基于MRL索引信息确定是否用信号通知平面标志信息来增强图像编码效率。另选地，本公开可以有效地配置当前块的MPM列表。另选地，本公开可以基于ISP模式是否应用于当前块来确定与平面标志信息有关的bin的上下文索引的值。
在前述实施方式中，尽管基于示出为一系列步骤或方框的流程图描述了方法，但是本公开不限于所述步骤的顺序，并且特定步骤可以以与以上描述的顺序不同的顺序发生或者以与以上描述的步骤不同的步骤同时发生。此外，本领域技术人员将理解，流程图中所示的步骤不是排他的，并且可以包括其他步骤，或者可以在不影响本公开范围的情况下删除流程图中的一个或更多个步骤。
根据本公开的前述方法可以以软件的形式实现，并且根据本公开的编码设备和/或解码设备可以被包括在例如TV、计算机、智能手机、机顶盒、显示装置等的用于执行图像处理的设备中。
当本公开中的实施方式以软件实现时，上述方法可以实现为用于执行上述功能的模块(过程、函数等)。该模块可以存储在存储器中，并由处理器执行。存储器可以位于处理器内部或外部，并且可以通过各种公知手段与处理器联接。处理器可以包括专用集成电路(ASIC)、其它芯片组、逻辑电路和/或数据处理装置。存储器可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、存储卡、储存介质和/或其它储存装置。即，本公开中描述的实施方式可以通过被实现在处理器、微处理器、控制器或芯片上来执行。例如，每个附图中所示出的功能单元可以通过被实现在计算机、处理器、微处理器、控制器或芯片上来执行。在这种情况下，用于实现的信息(例如，关于指令的信息)或算法可以存储在数字储存介质中。
此外，应用了本公开的解码设备和编码设备可以被包括在多媒体广播收发器、移动通信终端、家庭影院视频装置、数字影院视频装置、监控相机、视频通信装置、诸如视频通信之类的实时通信装置、移动流装置、储存介质、便携式摄像机、视频点播(VoD)服务提供器、过顶视频(OTT video)装置、互联网流服务提供器、三维(3D)视频装置、虚拟现实(VR)装置、增强现实(AR)装置、视频电话视频装置、运输终端(例如，车辆(包括自主驾驶车辆)终端、飞机终端、轮船终端等)以及医疗视频装置等中，并且可以用于处理视频信号或数据信号。例如，OTT视频装置可以包括游戏机、蓝光播放器、连接互联网的电视机、家庭影院系统、智能电话、平板PC、数字视频记录仪(DVR)等。
此外，应用本公开的处理方法可以以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记录介质中。根据本公开的具有数据结构的多媒体数据也可以存储在计算机可读记录介质中。计算机可读记录介质包括其中存储计算机可读数据的所有类型的储存装置和分布式储存装置。计算机可读记录介质可以包括例如蓝光盘(BD)、通用串行总线(USB)、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘和光学数据储存装置。此外，计算机可读记录介质包括以载波(例如，经由互联网的传输)形式实现的介质。此外，通过编码方法生成的比特流可以存储在计算机可读记录介质中或通过有线/无线通信网络来传输。
此外，本公开的实施方式可以通过程序代码实现为计算机程序产品，并且程序代码可以根据本公开的实施方式在计算机上执行。程序代码可以存储在计算机可读载体上。
本文档涉及视频/图像编码。例如，本文档中公开的方法/实施方式可以应用于在通用视频编码(VVC)标准、基本视频编码(EVC)标准、AOMedia Video 1(AV1)标准、第2代音频视频编码标准(AVS2)或下一代视频/图像编码标准(例如，H.267、H.268等)中公开的方法。
在该文档中，可以提供与视频/图像编码有关的各种实施方式，并且除非相反指定，否则实施方式可以彼此组合并执行。
在本文档中，视频可以是指一段时间上的一系列图像。图片通常是指表示在特定时间帧的一个图像的单位，而条带(slice)/切片(tile)是指就编码而言组成图片的单位。条带/切片可以包括一个或更多个编码树单元(CTU)。一个图片可以由一个或更多个条带/切片组成。一个图片可以由一个或更多个切片组组成。一个切片组可以包括一个或更多个切片。砖块(brick)可以表示图片中切片内CTU行的矩形区域。一个切片可以分区为多个砖块，每个砖块由切片内的一个或更多个CTU行组成。没有分区为多个砖块的切片也可以称为砖块。砖块扫描是分割图片的CTU的特定顺序排序，其中CTU在砖块中在CTU光栅扫描中是连续排序的，切片内的砖块在切片的砖块的光栅扫描中是连续排列的，并且图片中的切片在图片的切片光栅扫描中是连续排序的。切片是图片中特定切片列和特定切片行内的CTU的矩形区域。切片列是高度等于图片的高度并且宽度由图片参数集中的语法元素指定的CTU的矩形区域。切片行是高度由图片参数集中的语法元素指定并且宽度等于图片宽度的CTU的矩形区域。条带扫描是指分割图片的CTU的特定顺序排序，其中，CTU在条带中在CTU光栅扫描中是连续排序的，而图片中的切片在图片的切片光栅扫描中是连续排序的。条带包括可以唯一地包含在单个NAL单元中的图片的整数个砖块。条带可以由多个完整切片组成，也可以仅由一个切片的完整砖块的连续序列组成。在该文档中，切片组和条带可以互换使用。例如，在本文件中，切片组/切片组头也可以被称为条带/条带头。
像素或画素可以表示组成一幅图片(或图像)的最小单位。另外，“样本”可以用作与像素相对应的术语。样本通常可以表示像素或像素值，并且可以表示仅亮度分量的像素/像素值或仅色度分量的像素/像素值。
单元可以表示图像处理的基本单位。单元可以包括图片的特定区域和与该区域有关的信息中的至少一个。一个单元可以包括一个亮度块和两个色度(例如，cb、cr)块。在一些情况下，单元可以与诸如块或区域之类的术语互换使用。在一般情况下，M×N块可以包括M列和N行的样本(或样本阵列)或变换系数集合(或阵列)。
在本文中，术语“/”和“、”应解释为表示“和/或”。例如，表述“A/B”可以表示“A和/或B”。此外，“A、B”可以表示“A和/或B”。此外，“A/B/C”可以表示“A、B和/或C中的至少一个”。另外，“A/B/C”可以表示“A、B和/或C中的至少一个”。
此外，在本文中，术语“或”应解释为指示“和/或”。例如，表述“A或B”可包括1)仅A，2)仅B，和/或3)A和B两者。换句话说，本文中的术语“或”应解释为表示“附加或另选地。”
图15表示可以应用本文档的公开内容的内容流系统的示例。
参照图15，应用了本公开的内容流系统可以主要包括编码服务器、流服务器、网络服务器、媒体储存器、用户设备和多媒体输入装置。
编码服务器用于将从诸如智能电话、相机、便携式摄像机等的多媒体输入装置输入的内容压缩为数字数据，以生成比特流，并将其发送到流服务器。作为另一示例，在智能电话、相机、便携式摄像机等直接生成比特流的情况下，可以省略编码服务器。
可以通过应用了本公开的编码方法或比特流生成方法来生成比特流。并且，流服务器可以在用于发送或接收比特流的过程中临时存储比特流。
流服务器基于用户的请求通过网络服务器向用户设备传输多媒体数据，网络服务器起到通知用户存在哪些服务的仪器的作用。当用户请求他或她想要的服务时，网络服务器将其传送给流服务器，然后流服务器向用户发送多媒体数据。就此而言，内容流系统可以包括单独的控制服务器，并且在这种情况下，控制服务器起到控制内容流系统中的各个设备之间的命令/响应的作用。
流服务器可以从媒体储存器和/或编码服务器接收内容。例如，在从编码服务器接收到内容的情况下，可以实时接收内容。在这种情况下，流服务器可以存储比特流达预定时间段以平稳地提供流服务。
例如，用户设备可以包括移动电话、智能电话、膝上型计算机、数字广播终端、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、导航仪、触屏PC、平板PC、超级本、可穿戴装置(例如，手表型终端(智能手表)、眼镜型终端(智能眼镜)、头戴式显示器(HMD))、数字TV、台式计算机、数字标牌等。
内容流系统中的每个服务器可以作为分布式服务器来操作，并且在这种情况下，可以对每个服务器接收的数据进行分布式处理。

Claims (9)

1.一种由解码设备执行的图像解码方法，该图像解码方法包括以下步骤：
接收包括最可能模式MPM标志信息、平面标志信息、和MPM索引信息的帧内预测信息，该MPM标志信息与当前块的帧内预测模式是否是基于所述当前块的MPM候选推导出的相关，该平面标志信息与所述当前块的所述帧内预测模式是否被确定为平面模式相关，并且所述MPM索引信息与所述当前块的所述MPM候选当中的除了所述平面模式之外的5个MPM候选中的一个相关；
基于所述MPM标志信息的值、所述平面标志信息的值和所述MPM索引信息的值中的至少一项，推导出所述当前块的所述帧内预测模式；
基于所述当前块的所述帧内预测模式，推导出所述当前块的预测块；以及
基于所述预测块生成重构图片，
其中，在所述当前块的编码单元语法中解析所述MPM标志信息，
其中，当所述MPM标志信息的值等于1时，在所述编码单元语法中解析所述平面标志信息，
其中，当所述平面标志信息的值表示所述当前块的所述帧内预测模式不是所述平面模式时，在所述编码单元语法中解析所述MPM索引信息，并且
其中，在所述MPM标志信息之后并且在所述MPM索引信息之前发信号通知所述平面标志信息。
2.根据权利要求1所述的图像解码方法，其中，基于所述MPM标志信息的值等于0，在所述编码单元语法中解析其余帧内预测模式信息，并且
其中，所述当前块的所述帧内预测模式是基于所述其余帧内预测模式信息的值推导出的。
3.根据权利要求1所述的图像解码方法，其中，所述MPM索引信息是基于截断莱斯TR二值化过程的，并且
表示所述MPM索引信息的最大值的cMax等于4。
4.一种由编码设备执行的图像编码方法，该图像编码方法包括以下步骤：
推导出当前块的帧内预测模式；
基于推导出的帧内预测模式生成最可能模式MPM标志信息、平面标志信息、和MPM索引信息，其中，所述MPM标志信息与所述当前块的所述帧内预测模式是否是基于所述当前块的MPM候选而推导出的相关，所述平面标志信息与所述当前块的所述帧内预测模式是否被确定为平面模式相关，并且所述MPM索引信息与所述当前块的所述MPM候选当中的除了所述平面模式之外的5个MPM候选中的一个相关；以及
对包括所述MPM标志信息、所述平面标志信息、和所述MPM索引信息的图像信息进行编码，
其中，编码单元语法被配置为使得在所述当前块的所述编码单元语法中解析所述MPM标志信息，
其中，所述编码单元语法被配置为使得当所述MPM标志信息的值等于1时要在所述编码单元语法中解析所述平面标志信息，
其中，所述编码单元语法被配置为当所述平面标志信息的值表示所述当前块的所述帧内预测模式不是所述平面模式时要在所述编码单元语法中解析所述MPM索引信息，并且
其中，在所述MPM标志信息之后并且在所述MPM索引信息之前发信号通知所述平面标志信息。
5.根据权利要求4所述的图像编码方法，其中，基于所述MPM标志信息的值等于0，在所述编码单元语法中解析其余帧内预测模式信息，并且
其中，所述其余帧内预测模式信息被用于推导所述当前块的所述帧内预测模式。
6.根据权利要求4所述的图像编码方法，其中，所述MPM索引信息是基于截断莱斯TR二值化过程的，并且
表示所述MPM索引信息的最大值的cMax等于4。
7.一种非暂时性计算机可读储存介质，该非暂时性计算机可读储存介质存储通过图像编码方法生成的比特流，所述图像编码方法包括以下步骤：
推导出当前块的帧内预测模式；
基于推导出的帧内预测模式生成最可能模式MPM标志信息、平面标志信息、和MPM索引信息，其中，所述MPM标志信息与所述当前块的所述帧内预测模式是否是基于所述当前块的MPM候选而推导出的相关，所述平面标志信息与所述当前块的所述帧内预测模式是否被确定为平面模式相关，并且所述MPM索引信息与所述当前块的所述MPM候选当中的除了所述平面模式之外的5个MPM候选中的一个相关；以及
对包括所述MPM标志信息、所述平面标志信息、和所述MPM索引信息的图像信息进行编码，
其中，编码单元语法被配置为使得在所述当前块的所述编码单元语法中解析所述MPM标志信息，
其中，所述编码单元语法被配置为使得当所述MPM标志信息的值等于1时要在所述编码单元语法中解析所述平面标志信息，
其中，所述编码单元语法被配置为当所述平面标志信息的值表示所述当前块的所述帧内预测模式不是所述平面模式时要在所述编码单元语法中解析所述MPM索引信息，并且
其中，在所述MPM标志信息之后并且在所述MPM索引信息之前发信号通知所述平面标志信息。
8.根据权利要求7所述的计算机可读储存介质，其中，基于所述MPM标志信息的值等于0，在所述编码单元语法中解析其余帧内预测模式信息，并且
其中，所述当前块的所述帧内预测模式是基于所述其余帧内预测模式信息的值推导出的。
9.根据权利要求7所述的计算机可读储存介质，其中，所述MPM索引信息是基于截断莱斯TR二值化过程的，并且
表示所述MPM索引信息的最大值的cMax等于4。
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