CN112313955A - 对表示至少一个图像的数据流进行编码和解码的方法和装置 - Google Patents

对表示至少一个图像的数据流进行编码和解码的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112313955A
CN112313955A CN201980043037.3A CN201980043037A CN112313955A CN 112313955 A CN112313955 A CN 112313955A CN 201980043037 A CN201980043037 A CN 201980043037A CN 112313955 A CN112313955 A CN 112313955A
Authority
CN
China
Prior art keywords
current block
intra
mode
block
prediction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201980043037.3A
Other languages
English (en)
Inventor
F.亨利
M.阿布多利
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Orange SA
Original Assignee
Orange SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Orange SA filed Critical Orange SA
Publication of CN112313955A publication Critical patent/CN112313955A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/103—Selection of coding mode or of prediction mode
    • H04N19/11—Selection of coding mode or of prediction mode among a plurality of spatial predictive coding modes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/129—Scanning of coding units, e.g. zig-zag scan of transform coefficients or flexible macroblock ordering [FMO]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/146—Data rate or code amount at the encoder output
    • H04N19/147—Data rate or code amount at the encoder output according to rate distortion criteria
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/154—Measured or subjectively estimated visual quality after decoding, e.g. measurement of distortion
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/157—Assigned coding mode, i.e. the coding mode being predefined or preselected to be further used for selection of another element or parameter
    • H04N19/159—Prediction type, e.g. intra-frame, inter-frame or bidirectional frame prediction
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/17—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
    • H04N19/176—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a block, e.g. a macroblock
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/182—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being a pixel
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/189—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the adaptation method, adaptation tool or adaptation type used for the adaptive coding
    • H04N19/19—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the adaptation method, adaptation tool or adaptation type used for the adaptive coding using optimisation based on Lagrange multipliers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/46—Embedding additional information in the video signal during the compression process
    • H04N19/463—Embedding additional information in the video signal during the compression process by compressing encoding parameters before transmission
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/593—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving spatial prediction techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/60—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
    • H04N19/61—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding in combination with predictive coding
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/103—Selection of coding mode or of prediction mode

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

本发明涉及一种编码方法和一种用于对表示被拆分成块的至少一个图像的编码的数据流进行解码的方法。对于所述图像的被称为当前块的至少一个块，确定(E42)是根据图像内编码模式还是另一编码模式对当前块进行编码，所述图像内编码模式是使用根据与和当前块相邻的块相关联的至少一个图像内预测模式、从一组图像内预测模式中选择的图像内预测模式的编码模式。当根据所述帧内编码模式对当前块进行编码时，根据与图像的先前解码的块相关联的至少一个图像内预测模式，对于当前块确定(E431)所述一组帧内预测模式中的帧内预测模式，根据与所述当前块相关联的(E437)所述确定的帧内预测模式对当前块进行解码(E43)。当根据所述另一编码模式对当前块进行编码时，根据所述另一编码模式对当前块进行解码(E44)，帧内预测模式从所述一组帧内预测模式中确定(E449)，并与所述当前块关联(E450)。

Description

对表示至少一个图像的数据流进行编码和解码的方法和装置
技术领域
本发明的领域是编码和解码图像或图像序列，特别是视频流。
更具体地，本发明涉及使用图像的块表示来压缩图像或图像序列。
本发明尤其可以应用于在当前或未来编码器(JPEG、MPEG、H.264、HEVC等及其修改)中实施的图像或视频编码、以及对应的解码。
背景技术
数字图像和图像序列在内存方面占据大量空间，这需要在传输这些图像时对它们进行压缩，以避免在用于该传输的网络上出现拥塞问题。
用于压缩视频数据的许多技术是已知的。其中，HEVC压缩标准(“High EfficiencyVideo Coding，Coding Tools and Specification”，Matthias Wien，Signals andCommunication Technology，2015)提出实施当前图像的像素相对于属于相同图像(帧内预测)或者先前或后续图像(帧间预测)的其它像素的预测。
更具体地，帧内预测使用图像内的空间冗余。为此，将图像拆分为像素块。然后根据图像中的块的扫描顺序，使用对应于当前图像中的先前编码/解码的块的已经重构的信息，来预测像素块。
此外，以传统方式，使用当前块的预测(被称为预测器块)以及与当前块和预测器块之间的差对应的预测残差或“残差块”来执行当前块的编码。然后例如使用DCT(离散余弦变换)类型变换来变换所得到的残差块。然后对变换的残差块的系数进行量化，通过熵编码进行编码，并将其传送到解码器，解码器可以通过将该残差块添加到预测器块来重构当前块。
解码是逐图像进行的，并且对于每个图像，是逐块进行的。对于每个块，读取流的对应元素。执行残差块的系数的逆量化和逆变换。然后，计算块预测以获得预测器块，并且通过将预测(即，预测器块)添加到解码的残差块来重构当前块。
在HEVC标准中，可以根据35种不同的帧内预测模式来执行当前块的帧内预测。HEVC标准定义了两个预测模式列表，用于对选择来编码当前块的帧内预测模式进行编码：
-称为MPM(最可能模式)的第一列表，包括针对当前块的3个最可能帧内预测模式，这样的MPM列表是根据在当前块的相邻块的编码期间先前选择的预测模式定义的，
-称为非MPM列表的第二列表，包括32个其他帧内预测模式，即，不包括在MPM列表中的帧内预测模式。
根据HEVC标准，根据用于对分别位于当前块左侧和上方的当前块的相邻块进行编码的帧内预测模式来构造MPM列表。然而，HEVC标准的MPM列表的构造机制不需要对相邻块系统地可用的帧内预测模式。当相邻块中的至少一个没有使用帧内预测模式被先前编码时，MPM列表的构造机制使用一个或多个默认帧内预测模式来填充MPM列表。
似乎，根据帧内预测模式的这种编码机制(MPM列表的使用)，当相邻块没有根据帧内预测模式进行编码时，当前块的帧内预测模式的编码成本很高。此外，当除了现有的传统帧内预测模式(例如，HEVC或H.264或其他标准的帧内预测模式)之外使用新的帧内预测模式时，对当前块使用新的帧内预测模式或帧间预测模式影响用于以帧内模式编码的画面的后续块的帧内预测模式的编码成本。
因此，需要一种新的编码和解码方法来改进图像或视频数据的压缩。
发明内容
本发明改进了本领域的状态。为此，本发明涉及一种用于解码表示至少一个图像的已编码数据流的方法，所述图像被拆分成块，对于所述图像的称为当前块的至少一个块，所述解码方法包括以下步骤：
-确定根据帧内编码模式还是根据另一编码模式对当前块进行编码，所述帧内编码模式是使用根据与当前块的相邻块相关联的至少一个帧内预测模式、从一组帧内预测模式中选择的帧内预测模式的编码模式，
-当根据所述帧内编码模式对当前块进行编码时：
-根据与图像的先前解码块相关联的至少一个帧内预测模式，对于所述当前块确定所述一组帧内预测模式中的帧内预测模式，
-根据所述确定的帧内预测模式，解码所述当前块，
-将所述确定的帧内预测模式与所述当前块相关联，
-当根据所述另一编码模式对当前块进行编码时：
-根据所述另一编码模式解码所述当前块，
-对于所述当前块，确定所述一组帧内预测模式中的帧内预测模式，
-将所述确定的帧内预测模式与所述当前块相关联。
根据本发明，当根据与传统帧内编码模式不同的编码模式(即帧内编码模式，例如在HEVC标准中定义的模式)对块进行编码时，确定帧内预测模式并将其与该块相关联。这种与当前块相关联的帧内预测模式是“虚构的”，因为在这种情况下，它不用于解码当前块。与当前块相关联的这种帧内预测模式随后可用于解码图像中的后续块(如果其根据传统帧内编码模式编码)，或者如果根据另一编码模式对后续块进行编码，则可以将帧内预测模式与后续块相关联。
传统帧内编码模式对应于使用根据用于预测与当前块相邻的先前解码块的帧内预测模式、从一组帧内预测模式中选择的帧内预测模式的任何类型的帧内编码模式。例如，它可以是根据H.264/AVC标准或HEVC或其它的帧内编码模式。
所述另一编码模式可对应于不同于传统帧内编码模式的任何类型的编码模式，例如帧间编码模式、基于“模板匹配”技术的另一类型的帧内编码模式(基于DPCM-差分脉冲编码调制或ILR-环内残差)……。
本发明还涉及一种用于编码表示至少一个图像的编码数据流的方法，所述图像被拆分成块，对于所述图像的称为当前块的至少一个块，所述编码方法包括以下步骤：
-确定根据帧内编码模式还是根据另一编码模式对当前块进行编码，所述帧内编码模式是使用根据与当前块的相邻块相关联的至少一个帧内预测模式、从一组帧内预测模式中选择的帧内预测模式的编码模式，
-当根据所述帧内编码模式对当前块进行编码时：
-根据与图像的先前解码块相关联的至少一个帧内预测模式，对于所述当前块确定一组帧内预测模式中的帧内预测模式，
-根据所述确定的帧内预测模式编码所述当前块，
-将所述确定的帧内预测模式与所述当前块相关联，
-当根据所述另一编码方式对当前块进行编码时：
-根据所述另一编码模式对所述当前块进行编码，
-对于所述当前块，确定所述一组帧内预测模式中的帧内预测模式，
-将所述确定的帧内预测模式与所述当前块相关联。
根据本发明的特定实施例，根据与所述图像的先前解码块相关联的至少一个帧内预测模式，确定一组帧内预测模式中的帧内预测模式包括：构造列表，所述列表包括根据与图像的先前解码块相关联的所述至少一个帧内预测模式、从所述一组帧内预测模式中选择的帧内预测模式的子集。例如，这样的列表可以对应于根据HEVC标准定义的最可能预测模式的列表。
此外，根据本发明的这个特定实施例，当根据所述另一编码模式对当前块进行编码时，确定所述一组帧内预测模式中的帧内预测模式包括：对于所述当前块构造所述列表的至少一部分，并且所确定的帧内预测模式对应于所述列表中的第一帧内预测模式。
根据本发明的这个特定实施例，创建包括帧内预测模式子集的列表，例如，与HEVC标准的MPM列表的构造机制类似，当根据帧内编码模式编码时预测用于预测当前块的帧内预测模式。当根据另一编码模式对当前块进行编码时，实现类似的列表构造机制，根据该机制创建列表的至少一部分，以便选择该列表中的第一帧内预测模式将其与当前块相关联。
根据本发明的另一特定实施例，当根据所述另一编码模式对当前块进行编码时，所确定的帧内预测模式对应于预定预测模式。
根据本发明的这个特定实施例，没有用于编码/解码当前块的帧内预测模式的关联是快速的，因为它是预定预测模式，例如它可以是HEVC标准的平面帧内预测模式。它也可以是在图像或图像序列级别在流中传输的默认帧内预测模式。
根据本发明的另一特定实施例，当根据所述另一编码模式对当前块进行编码时，对于所述当前块确定的帧内预测模式对应于提供用于所述当前块的预测块的、从所述一组帧内预测模式的至少一个子集中选择的帧内预测模式，所述预测块和已解码的当前块之间计算的失真最小。
根据本发明的这个特定实施例，从可能的帧内预测模式，或仅从这些帧内预测模式中的一些模式中，选择最接近解码后的当前块的帧内预测模式。例如，可以测试所有帧内预测模式，或仅测试包含在最可能帧内预测模式的列表中的那些模式。
根据本发明的另一特定实施例，当根据所述另一编码模式对当前块进行编码时，所述当前块的解码包括所述当前块的预测，所述预测提供第一预测当前块，对于所述当前块确定的帧内预测模式对应于提供用于所述当前块的第二预测块的、从所述一组帧内预测模式的至少一个子集中选择的帧内预测模式，所述第二预测块和所述第一预测块之间计算的失真最小
根据本发明的这个特定实施例，所选择的帧内预测模式是最接近当解码当前块时获得的预测当前块的模式。
根据本发明的另一特定实施例，提供第一预测当前块的所述当前块的预测包括，对于当前块的每个像素，从另一先前解码的像素获得所述像素的预测，所述另一先前解码的像素属于所述当前块或所述图像的先前解码块，和
-当所述另一先前解码的像素属于所述当前块时，所述另一先前解码的像素通过以下步骤获得：
-解码与所述另一像素相关联的预测残差，
-通过将所述另一像素的预测添加到所述解码的残差，来重构所述另一像素。
根据本发明的本实施例变型，通过例如根据DPCM或ILR技术逐像素地对块进行编码/解码，来获得当前块的预测。
根据本发明的另一特定实施例，当根据所述另一编码模式对当前块进行编码时，所述当前块的解码包括：
-从一组预定的局部预测函数中确定当前块的局部预测函数，
-预测所述当前块包括，对于当前块的每个像素：
-使用与所述像素相邻的至少一个先前解码的像素，根据所述局部预测函数获得所述像素的预测，所述先前解码的像素属于所述当前块或所述图像的先前解码块，
-对于所述当前块确定的帧内预测模式对应于根据局部预测函数从所述一组帧内预测模式中选择的帧内预测模式。
根据本发明的这个特定实施例，通过使用与当前像素相邻的先前解码的像素根据局部预测函数逐像素地对当前块进行编码/解码，来获得当前块的预测。然后根据局部预测函数选择帧内预测模式。
根据本发明的另一特定实施例，用于当前块的帧内预测模式是根据将帧内预测模式与一组预定局部预测函数的局部预测函数相关联的对应表来确定的。
根据本发明的另一特定实施例，对于根据用于编码或解码的图像块的扫描顺序位于当前块之后的、所述当前块的相邻块，所述相邻块是根据所述帧内编码模式编码的，所述方法包括：
-对于所述当前块，至少根据与当前块相关联的帧内预测模式，确定一组帧内预测模式中的帧内预测模式，
-根据所述确定的帧内预测模式对所述相邻块进行解码或编码，
-将所述确定的帧内预测模式与所述相邻块相关联。
根据本发明的另一特定实施例，对于根据用于编码或解码的图像块的扫描顺序位于当前块之后的、当前块的相邻块，所述相邻块是根据所述另一编码模式编码的，所述方法包括：
-根据所述另一编码模式对所述相邻块进行解码或编码，
-根据与当前块相关联的帧内预测模式，对于所述相邻块确定所述一组帧内预测模式中的帧内预测模式，
-将所述确定的帧内预测模式与所述相邻块相关联。
本发明还涉及一种解码装置，被配置成实现根据上述定义的特定实施例中的任一个的解码方法。当然，该解码装置可以包括与根据本发明的解码方法有关的不同特性。因此，该解码装置的特性和优点与解码方法的相同，并且不进一步详细说明。
该解码装置特别包括处理器，配置为对于图像的称为当前块的至少一个块：
-确定根据帧内编码模式还是根据另一编码模式对当前块进行编码，所述帧内编码模式是使用根据与当前块的相邻块相关联的至少一个帧内预测模式、从一组帧内预测模式中选择的帧内预测模式的编码模式，
-当根据所述帧内编码模式对当前块进行编码时：
-根据与图像的先前解码块相关联的至少一个帧内预测模式，对于所述当前块确定一组帧内预测模式中的帧内预测模式，
-根据所述确定的帧内预测模式，解码所述当前块，
-将所述确定的帧内预测模式与所述当前块相关联，
-当根据所述另一编码模式对当前块进行编码时：
-根据所述另一编码模式解码所述当前块，
-对于所述当前块，确定所述一组帧内预测模式中的帧内预测模式，
-将所述确定的帧内预测模式与所述当前块相关联。
根据本发明的特定实施例，这种解码装置包括在终端中。
本发明还涉及一种编码装置，被配置为实现根据上述定义的特定实施例中的任一个的编码方法。当然，该编码装置可以包括与根据本发明的编码方法有关的不同特性。因此，该编码装置的特性和优点与编码方法相同，并且不进一步详细说明。
所述编码装置特别包括处理器，配置为对于图像的称为当前块的至少一个块：
-确定根据帧内编码模式还是根据另一编码模式对当前块进行编码，所述帧内编码模式是使用根据与当前块的相邻块相关联的至少一个帧内预测模式、从一组帧内预测模式中选择的帧内预测模式的编码模式，
-当根据所述帧内编码模式对当前块进行编码时：
-根据与图像的先前解码块相关联的至少一个帧内预测模式，对于所述当前块确定一组帧内预测模式中的帧内预测模式，
-根据所述确定的帧内预测模式编码所述当前块，
-将所述确定的帧内预测模式与所述当前块相关联，
-当根据所述另一编码方式对当前块进行编码时：
-根据所述另一编码模式对所述当前块进行编码，
-对于所述当前块，确定所述一组帧内预测模式中的帧内预测模式，
-将所述确定的帧内预测模式与所述当前块相关联。
根据本发明的特定实施例，这种编码装置包括在终端或服务器中。
根据本发明的解码方法(相应地编码方法)可以以各种方式实现，尤其是以有线形式或软件形式。根据本发明的特定实施例，解码方法(相应地编码方法)由计算机程序实现。本发明还涉及一种计算机程序，包括指令，当所述程序由处理器执行时，所述指令用于实现根据先前描述的任何一个特定实施例的解码方法或编码方法。这样的程序可以使用任何编程语言。它可以从通信网络下载和/或记录在计算机可读介质上。
该程序可以使用任何编程语言，并且可以是源代码、目标代码或源代码和目标代码之间的中间代码的形式，诸如部分编译的形式，或任何其它期望的形式。
本发明还涉及一种包括如上所述的计算机程序的指令的计算机可读存储介质或数据介质。上述记录介质可以是能够存储程序的任何实体或装置。例如，介质可以包括诸如存储器的储存部件。另一方面，记录介质可以对应于诸如电信号或光信号的可传输介质，其可以经由电缆或光缆、通过无线电或通过其它手段来承载。根据本发明的程序可以在互联网类型的网络上被特别地下载。
可替代地，记录介质可以对应于其中嵌入程序的集成电路，该电路适合于执行或用于执行所讨论的方法。
附图说明
在阅读作为简单说明性非限制性示例而提供的特定实施例的以下描述和附图时，本发明的其它特性和优点将更清楚地显现，其中：
-图1示出了根据本发明的特定实施例的编码方法的步骤；
-图2示出了根据本发明的特定实施例的用于确定帧内预测模式的当前块的相邻块的位置示例；
-图3示出了根据本发明的特定实施例的用于预测当前块的像素的参考像素的位置示例；
-图4示出了根据本发明的特定实施例的解码方法的步骤；
-图5示出了根据本发明的特定实施例的包括表示图像的至少一个块的编码的数据的信号示例；
-图6示出了适合于实施根据本发明的任何一个特定实施例的编码方法的编码装置的简化结构；
-图7示出了适合于实施根据本发明的任何一个特定实施例的解码方法的解码装置的简化结构。
具体实施方式
5.1一般原理
本发明的一般原理是将在对于帧内编码模式定义的一组帧内预测模式中确定的帧内预测模式、与根据和所述帧内编码模式不同的另一编码模式编码的图像块相关联。
经典地，当根据帧内编码模式对图像块进行编码时，在流中对用于编码该块的预测模式进行编码。根据用于对块的相邻块进行编码的帧内预测模式，来预测对于帧内编码模式定义的这种预测模式。根据本发明，当还没有根据帧内编码模式对相邻块进行编码、并且因此还没有使用对于帧内编码模式定义的帧内预测模式来对该相邻块进行编码时，该相邻块仍然具有与该相邻块相关联的帧内预测模式。因此，与相邻块相关联的帧内预测模式可用于预测根据帧内编码模式编码的块的帧内预测模式，或者当根据另一编码模式对该块进行编码时，用于确定要与该块相关联的帧内预测模式。
因此，本发明改进了压缩性能。
5.2实施例
图1示出了根据本发明的特定实施例的编码方法的步骤。例如，根据本发明的特定实施例，以编码的数据流STR的形式对图像序列I1、I2、......、INb进行编码。例如，这样的编码方法通过如稍后关于图6描述的进行编码的装置来实施。
图像序列I1、I2、......、INb作为编码方法的输入被提供，其中，Nb是要被编码的序列的图像的数量。所述编码方法输出表示作为输入被提供的图像序列的编码的数据流STR。
以已知的方式，根据先前建立并且解码器已知的编码顺序，逐图像地完成图像序列I1、I2、......、INb的编码。例如，可以按时间顺序I1、I2、......、INb或按另一顺序(例如I1、I3、I2、......、INb)对图像进行编码。
在步骤E0，将图像序列I1、I2、......、INb的要编码的图像Ij拆分成块，例如拆分成大小为32×32或64×64像素或更大的块。这样的块可以被细分为正方形或矩形子块，例如16×16、8×8、4×4、16×8、8×16......
在可选的步骤E10，根据本发明的特定实施例，量化参数QP在数据流STR中、在针对图像Ij编码的数据处或在针对图像序列编码的数据处被编码。
然后，在步骤E1，根据图像Ij的预定扫描顺序来选择图像Ij的要被编码的第一块或子块Xb。例如，它可以是图像的字典扫描顺序中的第一块。
在步骤E2，编码器选择编码模式以对当前块Xb进行编码。
根据这里描述的特定实施例，编码器从第一编码模式M1和第二编码模式M2中选择编码模式以对当前块Xb进行编码。可以使用附加的编码模式(这里未描述)。
根据这里描述的特定实施例，第一编码模式M1对应于通过例如根据HEVC标准定义的传统帧内预测对当前块的编码，并且第二编码模式M2对应于环内残差(ILR)预测编码。
本发明的原理可以扩展到其它类型的编码模式，无论针对第一编码模式M1还是第二编码模式M2。例如，第一编码模式可对应于任何类型的帧内编码模式，其中通过根据先前解码的相邻块(当存在时)的帧内预测模式的预测，对用于编码块的帧内预测模式进行编码。这是例如根据H.264或HEVC标准或在因特网地址(https://jvet.hhi.fraunhofer.de/)可用的实验JEM软件中的帧内编码模式的情况。
第二编码模式可以对应于编码器/解码器可用的任何类型的编码模式，例如图像间编码模式、模板匹配编码模式……
在步骤E2，编码器可以执行速率/失真优化以确定对当前块进行编码的最佳编码模式。在该速率/失真优化期间，可以测试与第一编码模式和第二编码模式不同的附加编码模式，例如帧间模式编码模式。在该速率/失真优化期间，编码器根据不同的可用编码模式模拟当前块Xb的编码，以便确定与每个编码模式相关联的速率和失真并且例如根据D+λR或R函数来选择提供最佳速率/失真折衷的编码模式，其中R是根据评估的编码模式对当前块进行编码所需的速率，并且D是在解码的块和原始当前块之间测量的失真，并且λ是拉格朗日乘数，例如通过用户输入或在编码器处定义。
在步骤E20中，在数据流STR中对指示为当前块选择的编码模式的信息项进行编码。
如果根据第一编码模式M1对当前块Xb进行编码，则该方法进行至步骤E21，以根据M1对块进行编码。如果根据第二编码模式M2对当前块Xb进行编码，则该方法进行至步骤E22，以根据M2对块进行编码。
下面描述根据本发明的特定实施例的用于根据第一编码模式M1对块进行编码的步骤E21。根据这里描述的特定模式，第一编码模式对应于传统帧内预测，诸如在HEVC标准中定义的帧内预测。
根据本发明的特定实施例，在步骤E210，确定量化步长δ1。例如，量化步长δ1可以由用户设置，或者使用在压缩和质量之间设置折衷、并且由用户输入或由编码器定义的量化参数来计算。因此，这样的量化参数可以是在速率失真成本函数D+λ*R中使用的参数λ，其中D表示由编码引入的失真，并且R表示针对编码使用的速率。使用该函数进行编码选择。通常寻求使该函数最小化的对图像进行编码的方式。
作为变型，量化参数可以是QP，其对应于在AVC或HEVC标准中传统使用的量化参数。因此，在HEVC标准中，量化步长δ1由等式δ1＝levelScale[QP％6]<<(QP/6))确定，其中，对于k＝0……5，levelScale[k]＝{40,45,51,57,64,72}。
在步骤E211，使用传统帧内预测模式来确定当前块的预测。根据这种传统帧内预测，仅根据源自位于当前块上方和当前块左侧的相邻块的解码的像素(参考像素)，来计算每个预测像素。从参考像素预测像素的方式取决于传送到解码器的预测模式，并且该预测模式由编码器从编码器和解码器已知的预定模式集合中选择。
因此，在HEVC中，存在35种可能的预测模式：在33个不同角度方向上内插参考像素的33种模式，以及2种其它模式：其中从参考像素的平均值产生预测块的每个像素的DC模式，以及执行平面和非定向内插的平面模式。该“传统帧内预测”是公知的，并且也在ITU-TH.264标准(其中仅存在9种不同模式)以及在互联网地址(https：// jvet.hhi.fraunhofer.de/)可获得的实验JEM软件(其中存在67种不同的预测模式)中被使用。在所有情况下，传统帧内预测都遵守上述两个方面(从相邻块预测像素，以及向解码器传送预测模式)。
在步骤E211，编码器因此从预定预测模式列表中选择可用预测模式中的一个。一种选择方式包括例如评估所有预测模式并保持使成本函数(诸如，经典地，速率失真成本)最小化的预测模式。
在步骤E212，从当前块的相邻块对为当前块选择的预测模式进行编码。图2示出了当前块Xb的相邻块Ab和Bb以对当前块Xb的预测模式进行编码的位置示例。
在步骤E212，使用与相邻块相关联的帧内预测模式，对为当前块选择的帧内预测模式进行编码。
根据这里描述的本发明的特定实施例，与块相关联的帧内预测模式是：
-用于预测块所使用的帧内预测模式，如果块是通过传统帧内预测编码模式编码的话。
-与块相关联的帧内预测模式，如果块是通过不同于传统帧内预测编码模式的另一编码模式编码的话。稍后参照步骤E229描述这样的关联的示例。
因此，可以使用HEVC标准中描述的用于对当前块的预测模式进行编码的方案。这样的方案包括，在图2的示例中，标识与位于当前块上方的块Ab相关联的帧内预测模式mA、以及与恰好位于当前块左侧的块Bb相关联的帧内预测模式mB。取决于mA和mB的值，创建包含3个帧内预测模式的称为MPM(最可能模式)的列表、以及包含32个其它预测模式的称为非MPM的列表。
根据这里描述的特定实施例，适配用于创建根据HEVC标准指定的MPM列表的机制，以便在没有根据传统帧内编码模式编码块时，在其编码期间考虑帧内预测模式与该块的关联(稍后描述的步骤E229)。由此，当前块的相邻块总是具有与其相关联的帧内预测模式，无论该块是根据帧内编码模式还是根据另一编码模式(ILR、帧间等)被编码。
用于创建MPM列表的机制的其余部分保持类似于根据HEVC标准指定的机制。如果mA及mB两者等于相同帧内预测模式并且该帧内预测模式为DC或平面预测模式，那么MPM列表包括以下预测模式:MPM[0]＝平面，MPM[1]＝DC，MPM[2]＝A(26)(其对应于HEVC帧内预测模式表的索引26处的角度预测模式)。
如果mA和mB都等于相同的角度预测模式m(n)，则MPM列表包括以下预测模式:MPM[0]＝m(n)，MPM[1]＝m(2+(n+29)mod32)，MPM[2]＝m(2+(n-1)mod32)。
如果mA和mB不同，则MPM列表包括以下预测模式：
MPM[0]＝mB,MPM[1]＝mA,MPM[2]＝Mlast，其中Mlast通过以下方式定义：
-如果mB不等于所述平面模式并且mA不等于所述平面模式，则Mlast等于所述平面模式，
-如果不是，如果mB不等于所述DC模式并且mA不等于所述DC模式，则Mlast等于所述DC模式，
-否则，Mlast等于角度模式A(26)。
所述非MPM列表包括未包括在所述MPM列表中的所有其它帧内预测模式。
根据HEVC标准，为了对当前块的帧内预测模式进行编码，传送语法元素：
-二进制指示符，指示要对于所述当前块编码的所述预测模式是否在所述MPM列表中，
-如果当前块的预测模式属于MPM列表，那么编码MPM列表中的对应于当前块的预测模式的索引，
-如果当前块的预测模式不属于MPM列表，那么编码非MPM列表中的对应于当前块的预测模式的索引。
在步骤E213，构造当前块的预测残差R。
在步骤E213，以传统方式，根据在步骤E211选择的预测模式来构造预测块P。然后，通过计算预测块P和原始当前块之间的每个像素的差来获得预测残差R。
在步骤E214，将预测残差R变换为RT。
在步骤E214，对残差块R应用频率变换，以便产生包括变换系数的块RT。例如，变换可以是DCT类型的变换。可能从预定的一组变换ET中选择要使用的变换，并向解码器通知所使用的变换。
在步骤E215，使用例如量化步长标量量化δ1来量化变换的残差块RT。这产生量化的变换的预测残差块RTQ。
在步骤E216，通过熵编码器对量化的块RTQ的系数进行编码。例如，可以使用HEVC标准中指定的熵编码。
根据这里描述的实施例变型，在步骤E217，将在步骤E211确定的预测模式与当前块相关联。
以已知的方式，通过对量化的块RTQ的系数进行反量化，来对当前块进行解码，然后将逆变换应用于反量化的系数以获得解码的预测残差。然后将预测添加到解码的预测残差，以便重构当前块并获得其解码的版本。然后，可以稍后使用当前块的解码的版本，以在空间上预测图像的其它相邻块或者通过图像间预测来预测其它图像的块。
下面描述根据本发明的特定实施例的用于根据第二编码模式M2对块进行编码的步骤E22。根据这里描述的特定实施例，第二编码模式对应于ILR预测编码。
在步骤E220，确定当前块的局部预测器PL。根据这里描述的编码模式，通过当前块的相邻块或当前块本身的先前重构的像素，来预测当前块的像素。
优选地，对于预测，选择尽可能接近要预测的像素的像素。这就是为什么它被称为局部预测器的原因。局部预测器PL也可以被同化到与第二编码模式M2相关联的当前块的预测模式。根据该解释，在这里描述的特定实施例中，第一编码模式使用第一组帧内预测模式，例如由HEVC标准定义的帧内预测模式，并且第二编码模式(这里是ILR模式)使用与第一组帧内预测模式不同的第二组预测模式。根据稍后描述的实施例变型，可以确定这两组预测模式之间的对应关系。
局部预测器PL可以是唯一的，或者可以从预定的局部预测器的集合(第二组预测模式)中选择。
根据实施例变型，定义了4个局部预测器。因此，如示出了当前块Xb的图3所示，如果我们将X称为要从当前块预测的当前像素，则A称为紧靠X左侧的像素，B称为紧靠X左上方的像素，C称为紧靠X上方的像素。4个局部预测器PL1、PL2、PL3、PL4可以定义如下：
PL1(X)＝min(A,B) 如果C≥max(A,B)
max(A,B) 如果C≤min(A,B)
A+B-C 其他情况
PL2(X)＝A
PL3(X)＝B
PL4(X)＝C
其中min(A,B)对应于返回A的值和B的值之间的最小值的函数，并且max(A,B)对应于返回A的值和B的值之间的最大值的函数。
在步骤E220，确定用于当前块所使用的局部预测器PL。换言之，相同的局部预测器将被用于当前块的所有像素，即相同的预测函数。为此，若干实施例变型是可能的。
可以模拟使用每个预测器对当前块进行编码(类似于优化以选择当前块的编码模式)，并且选择优化成本函数(例如，使D+λ.R函数最小化，其中R是用于编码块的速率，D是解码的块相对于原始块的失真，并且λ是由用户设置的参数)的局部预测器。
或者，为了限制为当前块选择局部预测器的复杂性，分析先前编码的像素的纹理的朝向。例如，使用Sobel型算子，来分析位于当前块上方或左侧的块中的先前编码的像素。如果确定：
-朝向是水平的，则选择局部预测器PL2，
-朝向是垂直的，则选择局部预测器PL3，
-朝向是对角线，则选择局部预测器PL4，
-如果没有出现朝向，则选择局部预测器PL1。
在数据流STR中对语法元素进行编码，以向解码器指示使用哪个局部预测器来预测当前块。
根据本发明的实施例，在步骤E221期间，确定量化步长δ2。根据这里描述的特定实施例，如果当前块是根据第一编码模式编码的，则量化步长δ2取决于与将在步骤E210确定的量化步长δ1相同的量化参数。
根据一个变型，可以根据量化步长δ1来确定量化步长δ2。例如，可以使用线性或多项式函数，诸如δ2＝a1*δ1+b1，其中a1和b1是预定整数或实数，或δ2＝c1*δ12+d1*δ1+e1，或者c1、d1和e1是预定整数或实数。例如，a1＝2，b1＝10，c1＝0.1，d1＝2和e1＝10。其它值也是可能的。
根据另一变型，量化步长δ2可以根据在压缩和质量之间设定折衷的参数λ来确定。该拉格朗日参数λ可以通过用户输入或通过编码器定义，类似于δ1，或者从先前提到的量化参数QP来确定。
根据另一变型，量化步长δ2可以由用户直接设置，然后它是取决于δ2的量化步长δ1。
在步骤E222，针对当前块计算预测残差R1。为此，一旦选择了局部预测器，就针对当前块的每个当前像素：
-由所选择的局部预测器PL使用块外部的已经重构(并且因此可用它们的解码的值)的像素或者在当前块中先前重构的像素或者两者，来预测当前块的当前像素X，以便获得预测值PRED。在所有情况下，预测器PL使用先前重构的像素。在图3中，可以看出，位于当前块的第一行和/或第一列上的当前块的像素将使用块外部并且已经重构的像素(图3中的灰色像素)以及可能当前块的已经重构的像素，作为参考像素(以构造预测值PRED)。对于当前块的其它像素，用于构造预测值PRED的参考像素位于当前块内部。
-通过量化步长标量量化器δ2，通过Q(X)＝ScalarQuant(DIFF)＝ScalarQuant(δ2,X-PRED)，将PRED和X之间的差DIFF量化为值Q(X)，标量量化器例如是最近邻域标量量化器，诸如:
Figure BDA0002859610570000161
Q(X)是与X相关联的量化残差。它是在空间域中计算的，即直接从像素X的预测值PRED和X的原始值之间的差计算的。像素X的这样的量化残差Q(X)被存储在稍后将被编码的量化的预测残差块R1Q中。
-通过将量化残差Q(X)的反量化值与预测值PRED相加，来计算X的解码的预测值P1(X)。由此通过P1(X)＝PRED+ScalarDequant(δ2，Q(X))，获得X的解码的预测值P1(X)。例如，最近标量量化反函数由下式给出：ScalarDequant(Δ,x)＝Δ×x。
因此，解码的预测值P1(X)使得可能预测当前块中仍待处理的可能像素。此外，包括当前块的像素的解码/重构值的块P1是当前块的ILR预测器(与传统的帧内预测器相反)。
对于当前块的所有像素，以确保用于从PL1、......、PL4中选择的预测所使用的像素可用的扫描顺序，执行上述子步骤。
根据实施例变型，当前块的扫描顺序是字典顺序，即从左到右，以及从上到下。
根据另一实施例变型，可以使用当前块的若干扫描顺序，例如：
-字典顺序，或
-从上到下扫描第一列，然后扫描紧靠其右侧的列等，或者，
-一个接一个地扫描对角线。
根据该另一变型，可能模拟与每个扫描顺序相关联的编码成本，并且在速率/失真方面为当前块选择最佳扫描顺序，然后为当前块编码表示所选扫描顺序的信息项。
在步骤E222结束时，确定量化的残差块R1Q。该量化的残差块R1Q必须被编码以传输到解码器。还确定了当前块的预测器P1。
在步骤E223，量化的残差块R1Q被编码以传输到解码器。可以使用诸如HEVC中描述的方法的任何已知方案，来对传统预测残差的量化的系数进行编码。例如，根据实施例变型，使用数据流STR中的熵编码器，对量化的残差块R1Q的值进行编码。
根据本发明的特定实施例，可能根据针对当前块获得的ILR预测器，来确定和编码附加的预测残差R2。然而，对附加的预测残差R2进行编码是可选的。实际上可能通过当前块的预测的版本P1和量化的残差R1Q，来对当前块进行简单地编码。
为了对当前块的附加的预测残差R2进行编码，实施以下步骤。
在步骤E224，计算预测器P1与原始当前块Xb之间的差R2，以形成附加的残差R2：R2＝Xb-P1。以下步骤对应于针对该残差R2的传统编码步骤。
在步骤E225，使用频率变换对残差R2进行变换，以便产生系数R2T块。
例如，变换可以是DCT类型的变换。可能从变换ET2的预定集合中选择要使用的变换，并向解码器通知所使用的变换。在这种情况下，集合ET2可以不同于集合ET，以便适应残差R2的特定统计。
在步骤E226，例如使用量化步长标量量化δ来量化系数的块R2T。这产生块R2TQ。
量化步长δ可以由用户设置。还可以使用在压缩和质量之间设置折衷并且由用户或编码器输入的另一参数λ，来计算该步长。例如，量化步长δ可以对应于量化步长δ1或与其类似地确定。
在步骤E227，然后以编码的方式传送量化的块R2TQ的系数。例如，可以使用HEVC标准中指定的编码。
以已知的方式，通过对量化的块R2TQ的系数进行反量化，来对当前块进行解码，然后将逆变换应用于反量化的系数以获得解码的预测残差。然后将预测P1添加到解码的预测残差，以便重构当前块并获得其解码的版本Xrec。然后，可以稍后使用当前块的解码的版本Xrec，来在空间上预测图像的其它相邻块或通过图像间预测来预测其它图像的块。
当根据第二编码模式M2编码当前块时，确定传统帧内预测模式并将其与当前块相关联。为此，在步骤E228，在传统帧内编码模式M1中可用的帧内预测模式列表中，确定针对当前块的帧内预测模式。
若干实施例变型是可能的。
根据变型，根据上述用于根据第一编码模式M1进行编码的机制，为当前块创建MPM预测模式列表。根据该变型，预测模式被确定为MPM列表中的第一模式。根据该变型，可能仅创建MPM列表的子部分，因为这涉及选择MPM列表的第一元素。
在另一变型中，预测模式是预定的。例如，它可以是默认定义的预测模式，或者在数据流中传送的预测模式。例如，预定预测模式是HEVC标准的平面模式。
根据另一变型，预测模式被确定为最接近解码的当前块Xrec的帧内预测模式。根据该变型，通过测量解码的当前块Xrec与通过评估的预测模式获得的预测块之间的失真，来评估所有预测模式或者仅它们中的一些(例如，MPM列表中包括的那些)。选择提供最小失真的帧内预测模式。
根据另一变型，预测模式被确定为最接近通过ILR预测获得的预测的当前块P1的帧内预测模式。根据该变型，通过测量预测当前块P1与通过评估的预测模式获得的预测块之间的失真，来评估所有预测模式或者仅它们中的一些(例如，MPM列表中包括的那些)。选择提供最小失真的帧内预测模式。
根据另一变型，当对于ILR编码的块、存在若干可能的局部预测器时，帧内预测模式可以取决于被选择用于预测当前块的局部预测器。例如，编码器和解码器已知的关联表根据所选择的局部预测器指示哪个帧内预测模式应该与当前块相关联。
在步骤E229，将所确定的帧内预测模式与当前块相关联。这里的想法是关联帧内预测模式，但不将其传送到解码器。确定要与当前块相关联的帧内模式的方法在解码器中是可再现的，并且不需要传输任何信息。
上面已经描述了若干实施例变型，但是编码器和解码器当然必须实现相同的变型。
与当前块相关联的帧内预测模式然后可以用于：
-预测将以传统帧内模式进行编码的后续块的帧内预测模式，或
-在适当的情况下，确定所述帧内预测模式与将根据不同于所述传统帧内预测模式的另一编码模式进行编码的后续块相关联。所述另一编码模式可以是ILR编码模式或其它(帧间等)。
在步骤E23，考虑到先前定义的扫描顺序，检查当前块是否是要通过编码方法处理的图像的最后块。如果是，则该方法进行至对视频的下一图像(如果有的话)进行编码(步骤E25)。如果否，则在步骤E24，根据先前定义的图像的扫描顺序，选择要处理的图像的后续块，并且编码方法进行至步骤E2，其中所选择的块成为要处理的当前块。
图4示出了根据本发明的特定实施例的用于对表示要被解码的图像序列I1、I2、......、INb的编码的数据流STR进行解码的方法的步骤。
例如，经由关于图1所示的编码方法生成数据流STR。如关于图7所描述的，数据流STR作为输入被提供到解码装置DEC。
该解码方法逐图像地对流进行解码，并且逐块地对每个图像进行解码。
在步骤E40，将要解码的图像Ij细分为块。每个块将经历由随后详细描述的一系列步骤组成的解码操作。块可以是相同大小或不同大小。
在可选的步骤E401，根据本发明的特定实施例，从数据流STR读取量化参数QP。
在步骤E41，根据图像Ij的预定扫描顺序，选择图像Ij的要被解码的第一块或子块Xb作为当前块。例如，它可以是图像的字典扫描顺序中的第一块。
在步骤E42，从数据流STR读取指示当前块的编码模式的信息项。根据这里描述的特定实施例，该信息项指示当前块是根据第一编码模式M1还是根据第二编码模式M2进行编码。根据这里描述的特定实施例，第一编码模式M1对应于当前块的传统帧内预测编码(例如根据HEVC标准定义的)，并且第二编码模式M2对应于环内残差(ILR)预测编码。
在其它特定实施例中，从流STR读取的信息项还可以指示使用其它编码模式来对当前块进行编码(这里未描述)。
下面描述当根据第一编码模式M1对当前块进行编码时、用于对当前块进行解码的步骤E43。
在步骤E430，确定量化步长δ1。例如，量化步长δ1是根据在步骤E401读取的量化参数QP确定的，或者类似于在编码器处完成的动作。例如，可以使用在步骤E401读取的量化参数QP来计算量化步长δ1。例如，量化参数QP可以是AVC或HEVC标准中传统使用的量化参数。因此，在HEVC标准中，量化步长δ1由等式δ1＝levelScale[QP％6]<<(QP/6))确定，其中，对于k＝0..5，levelScale[k]＝{40,45,51,57,64,72}。
在步骤E431，从相邻块中解码被选择用于对当前块进行编码的预测模式。为此，如在编码器处完成的，使用与当前块的相邻块相关联的帧内预测模式，对为当前块选择的帧内预测模式进行编码。
根据这里描述的本发明的特定实施例的变型，与块相关联的帧内预测模式是：
-用于预测块的帧内预测模式，如果块是通过传统帧内预测编码模式编码的话，
-与块相关联的帧内预测模式，如果块是通过与传统帧内预测不同的编码模式编码的话。稍后参照步骤E449和E450来描述这样的关联的示例。
MPM和非MPM列表的构造严格类似于在编码期间所做的构造。根据HEVC标准，解码以下类型的语法元素：
-二进制指示符，指示用于所述当前块的待编码的所述预测模式是否在所述MPM列表中，
-如果当前块的预测模式属于MPM列表，那么编码MPM列表中的对应于当前块的预测模式的索引，
-如果当前块的预测模式不属于MPM列表，那么编码非MPM列表中的对应于当前块的预测模式的索引。
因此，从数据流STR中读取当前块的二进制指示符和预测模式索引，以对当前块的帧内预测模式进行解码。
在步骤E432，解码器根据解码的预测模式来构造当前块的预测块P。
在步骤E433，解码器例如使用HEVC标准中指定的解码，来从数据流STR解码量化的块RTQ的系数。
在步骤E434，例如使用量化步长标量反量化δ1，对解码的块RTQ进行反量化。这产生反量化的系数的块RTQD。
在步骤E435，对反量化的系数的块RTQD应用逆频率变换，以便产生解码的预测残差块RTQDI。例如，变换可以是逆DCT类型的变换。可能通过从数据流STR解码指示符，来从变换ETI的预定集合中选择要使用的变换。
在步骤E436，从在步骤E432获得的预测的块P和在步骤E435获得的解码的残差块RTQDI来重构当前块，以便通过Xrec＝P+RTQDI来产生解码的当前块Xrec。
在步骤E437，将在步骤E431解码的帧内预测模式与当前块相关联。
下面描述用于当根据第二编码模式M2对当前块进行编码时、对当前块进行解码的步骤E44。
在步骤E440，确定用于预测当前块的像素的局部预测器PL。在其中仅一个预测器可用的情况下，本地预测器，例如在解码器级别被默认设置，并且不需要从流STR读取语法元素来确定它。
在其中若干局部预测器可用的情况下，例如上述预测器PL1-PL4，从数据流STR解码语法元素以标识使用了哪个局部预测器来预测当前块。因此，从该解码的语法元素确定局部预测器。
在步骤E441，确定量化步长δ2，类似于在编码器处完成的。
在步骤E442，从数据流STR中解码量化的残差R1Q。可以使用诸如HEVC中描述的方法的任何已知方案，来对传统预测残差的量化的系数进行解码。
在步骤E443，使用量化步长δ2对量化的残差块R1Q进行反量化，以便产生反量化的残差块R1QD。
在步骤E444，当获得反量化的残差块R1QD时，使用在步骤E440确定的局部预测器PL来构造预测块P1。
在步骤E444，如下预测和重构当前块的每个像素：
-由所选择的预测器PL使用块外部并且已经重构的像素或当前块的先前重构的像素或两者，来预测当前块的当前像素X，以便获得预测值PRED。在所有情况下，预测器PL使用先前解码的像素；
-通过将预测残差R1QD的反量化的值与预测值PRED相加，来计算当前像素X的解码的预测值P1(X)，使得P1(X)＝PRED+R1QD(X)。
对于当前块的所有像素，以确保从PL1、......、PL4中选择的用于预测的像素可用的扫描顺序，来实施这些步骤。
例如，扫描顺序是字典顺序(从左到右，然后行从上到下)。
根据本发明的特定实施例，包括当前块的每个像素的解码的预测值P1(X)的预测块P1在此形成解码的当前块Xrec。
根据本发明的另一特定实施例，这里考虑为当前块编码附加的预测残差。因此，有必要对该附加的预测残差进行解码，以便重构当前块Xrec的解码的版本。
例如，可以在编码器和解码器级别默认地激活或不激活该另一特定实施例。或者，可以利用块级别信息在数据流中对指示符进行编码，以针对根据ILR编码模式编码的每个块，指示是否对附加的预测残差进行编码。或者进一步地，可以利用图像或图像序列级别信息在数据流中对指示符进行编码，以针对根据ILR编码模式编码的图像或图像序列的所有块，指示是否对附加的预测残差进行编码。
当针对当前块对附加的预测残差进行编码时，在步骤E445，使用适合于在编码器处实施的手段(例如在HEVC解码器中实施的手段)从数据流STR对量化的预测残差的系数R2TQ进行解码。
在步骤E446，例如使用量化步长标量反量化δ1，对量化的系数的块R2TQ进行反量化。这产生反量化的系数块R2TQD。
在步骤E447，对块R2TQD应用逆频率变换，以便产生解码的预测残差块R2TQDI。
例如，逆变换可以是逆DCT类型的变换。
可能从变换ET2的预定集合中选择要使用的变换，并对向解码器通知要使用的变换的信息项进行解码。在这种情况下，集合ET2不同于集合ET，以便适应残差R2的特定统计。
在步骤E448，通过将在步骤E444获得的预测块P1与解码的预测残差R2TQDI相加，来重构当前块。
当解码当前块时，确定传统帧内预测模式并将其与当前块相关联。为此，在步骤E449，从传统帧内编码模式中可用的帧内预测模式列表中确定当前块的帧内预测模式。该确定与在编码器级实施的确定类似地实施。
在步骤E450，将所确定的帧内预测模式与当前块相关联。
在步骤E45，考虑到先前定义的扫描顺序，检查当前块是否是要由解码方法处理的图像的最后块。如果是，则该方法进行至对视频的下一图像(如果有的话)进行解码(步骤E47)。如果否，则在步骤E46，根据先前定义的图像扫描顺序，选择要处理的图像的后续块，并且解码方法进行至步骤E42，所选择的块成为要处理的当前块。
图5图示了根据本发明的特定实施例的包括表示图像的至少一个块的编码的数据的信号示例STR。例如，信号STR可以包括用于确定上述量化步长δ1和量化步长δ2的量化参数QP。当对视频进行编码时，可以在块级，或者在图像或图像序列级，对该量化参数QP进行编码。信号STR包括编码的指示符TY，该编码的指示符TY为图像的块指示该块的编码模式。当TY指示符指示根据第二编码模式(这里是ILR模式)对该块进行编码时，则该信号包括量化的预测残差R1Q的编码的值和可能的量化的变换的预测残差R2TQ的编码的值。当针对当前块可能有几个局部预测器时，信号还包括局部预测器PL编码的指示符。
当指示符TY指示根据第一编码模式(这里是传统帧内预测模式)对块进行编码时，信号包括量化的变换的预测残差RTQ的编码的值、指示当前块的待编码预测模式是否在MPM列表中的二进制指示符iMPM、以及指示对应列表中的当前块预测模式的索引的索引idxMPM。
图6示出了适合于实施根据本发明的任何一个特定实施例的编码方法的编码装置COD的简化结构。
根据本发明的特定实施例，编码方法的步骤由计算机程序指令来实施。为此，编码装置COD具有计算机的标准架构，并且特别地包括存储器MEM、配备例如有处理器PROC并且由存储在存储器MEM中的计算机程序PG驱动的处理单元UT。计算机程序PG包括用于在程序由处理器PROC执行时、实施如上所述的编码方法的步骤的指令。
在初始化时，计算机程序PG的代码指令例如在由处理器PROC执行之前被加载到RAM存储器(未示出)中。特别地，处理单元UT的处理器PROC根据计算机程序PG的指令实施上述编码方法的步骤。
图7示出了适合于实施根据本发明的任何一个特定实施例的解码方法的解码装置DEC的简化结构。
根据本发明的特定实施例，解码装置DEC具有计算机的标准架构，并且特别地包括存储器MEM0、配备有例如处理器PROC0并且由存储在存储器MEM0中的计算机程序PG0驱动的处理单元UT0。计算机程序PG0包括用于在程序由处理器PROC0执行时、实施如上所述的解码方法的步骤的指令。
在初始化时，计算机程序PG0的代码指令例如在由处理器PROC0执行之前被加载到RAM存储器(未示出)中。特别地，处理单元UT0的处理器PROC0根据计算机程序PG0的指令实施上述解码方法的步骤。

Claims (15)

1.一种用于解码表示至少一个图像的已编码数据流的方法，所述图像被拆分成块，对于所述图像的称为当前块的至少一个块，所述解码方法包括以下步骤：
-确定(E42)根据帧内编码模式还是根据另一编码模式对当前块进行编码，所述帧内编码模式是使用根据与当前块的相邻块相关联的至少一个帧内预测模式、从一组帧内预测模式中选择的帧内预测模式的编码模式，
-当根据所述帧内编码模式对当前块进行编码时：
-根据与图像的先前解码块相关联的至少一个帧内预测模式，对于所述当前块确定(E431)所述一组帧内预测模式中的帧内预测模式，
-根据所述确定的帧内预测模式，解码(E43)所述当前块，
-将所述确定的帧内预测模式与所述当前块相关联(E437)，
-当根据所述另一编码模式对当前块进行编码时：
-根据所述另一编码模式解码(E44)所述当前块，
-对于所述当前块，确定(E449)所述一组帧内预测模式中的帧内预测模式，
-将所述确定的帧内预测模式与所述当前块相关联(E450)。
2.一种用于编码表示至少一个图像的编码数据流的方法，所述图像被拆分成块，对于所述图像的称为当前块的至少一个块，所述编码方法包括以下步骤：
-确定(E20)根据帧内编码模式还是根据另一编码模式对当前块进行编码，所述帧内编码模式是使用根据与当前块的相邻块相关联的至少一个帧内预测模式、从一组帧内预测模式中选择的帧内预测模式的编码模式，
-当根据所述帧内编码模式对当前块进行编码时：
-根据与图像的先前解码块相关联的至少一个帧内预测模式，对于所述当前块确定(E211)一组帧内预测模式中的帧内预测模式，
-根据所述确定的帧内预测模式编码(E21)所述当前块，
-将所述确定的帧内预测模式与所述当前块相关联(E217)，
-当根据所述另一编码方式对当前块进行编码时：
-根据所述另一编码模式对所述当前块进行编码(E22)，
-对于所述当前块，确定(E228)所述一组帧内预测模式中的帧内预测模式，
-将所述确定的帧内预测模式与所述当前块相关联(E229)。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，
-其中，根据与所述图像的先前解码块相关联的至少一个帧内预测模式，确定一组帧内预测模式中的帧内预测模式包括：构造列表，所述列表包括根据与图像的先前解码块相关联的所述至少一个帧内预测模式、从所述一组帧内预测模式中选择的帧内预测模式的子集，以及
-其中，当根据所述另一编码模式对当前块进行编码时，确定所述一组帧内预测模式中的帧内预测模式包括：对于所述当前块构造所述列表的至少一部分，并且所确定的帧内预测模式对应于所述列表中的第一帧内预测模式。
4.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中当根据所述另一编码模式对当前块进行编码时，所确定的帧内预测模式对应于预定预测模式。
5.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中当根据所述另一编码模式对当前块进行编码时，对于所述当前块确定的帧内预测模式对应于提供用于所述当前块的预测块的、从所述一组帧内预测模式的至少一个子集中选择的帧内预测模式，所述预测块和已解码的当前块之间计算的失真最小。
6.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中当根据所述另一编码模式对当前块进行编码时，所述当前块的解码包括所述当前块的预测，所述预测提供第一预测当前块，对于所述当前块确定的帧内预测模式对应于提供用于所述当前块的第二预测块的、从所述一组帧内预测模式的至少一个子集中选择的帧内预测模式，所述第二预测块和所述第一预测块之间计算的失真最小。
7.根据权利要求6所述的方法，其中：
-提供第一预测当前块的所述当前块的预测包括，对于当前块的每个像素，从另一先前解码的像素获得所述像素的预测，所述另一先前解码的像素属于所述当前块或所述图像的先前解码块，和
-当所述另一先前解码的像素属于所述当前块时，所述另一先前解码的像素通过以下步骤获得：
-解码与所述另一像素相关联的预测残差，
-通过将所述另一像素的预测添加到所述解码的残差，来重构所述另一像素。
8.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中：
-当根据所述另一编码模式对当前块进行编码时，所述当前块的解码包括：
-从一组预定的局部预测函数中确定当前块的局部预测函数，
-预测所述当前块包括，对于当前块的每个像素：
-使用与所述像素相邻的至少一个先前解码的像素，根据所述局部预测函数获得所述像素的预测，所述先前解码的像素属于所述当前块或所述图像的先前解码块，
-对于所述当前块确定的帧内预测模式对应于根据局部预测函数从所述一组帧内预测模式中选择的帧内预测模式。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述当前块的帧内预测模式是根据将帧内预测模式与所述一组预定局部预测函数的局部预测函数相关联的对应表确定的。
10.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中，对于根据用于编码或解码的图像块的扫描顺序位于当前块之后的、与所述当前块相邻的块，所述相邻块是根据所述帧内编码模式编码的，所述方法包括：
-对于所述当前块，至少根据与当前块相关联的帧内预测模式，确定一组帧内预测模式中的帧内预测模式，
-根据所述确定的帧内预测模式对所述相邻块进行解码或编码，
-将所述确定的帧内预测模式与所述相邻块相关联。
11.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中，对于根据用于编码或解码的图像块的扫描顺序位于当前块之后的、当前块的相邻块，所述相邻块是根据所述另一编码模式编码的，所述方法包括：
-根据所述另一编码模式对所述相邻块进行解码或编码，
-根据与当前块相关联的帧内预测模式，对于所述相邻块确定所述一组帧内预测模式中的帧内预测模式，
-将所述确定的帧内预测模式与所述相邻块相关联。
12.一种用于对表示至少一个图像的编码数据流进行解码的装置，所述图像被拆分成块，所述解码装置包括处理器，配置为对于图像的称为当前块的至少一个块：
-确定根据帧内编码模式还是根据另一编码模式对当前块进行编码，所述帧内编码模式是使用根据与当前块的相邻块相关联的至少一个帧内预测模式、从一组帧内预测模式中选择的帧内预测模式的编码模式，
-当根据所述帧内编码模式对当前块进行编码时：
-根据与图像的先前解码块相关联的至少一个帧内预测模式，对于所述当前块确定一组帧内预测模式中的帧内预测模式，
-根据所述确定的帧内预测模式，解码所述当前块，
-将所述确定的帧内预测模式与所述当前块相关联，
-当根据所述另一编码模式对当前块进行编码时：
-根据所述另一编码模式解码所述当前块，
-对于所述当前块，确定所述一组帧内预测模式中的帧内预测模式，
-将所述确定的帧内预测模式与所述当前块相关联。
13.一种用于对表示至少一个图像的编码数据流进行编码的装置，所述图像被拆分成块，所述编码装置包括处理器，配置为对于图像的称为当前块的至少一个块：
-确定根据帧内编码模式还是根据另一编码模式对当前块进行编码，所述帧内编码模式是使用根据与当前块的相邻块相关联的至少一个帧内预测模式、从一组帧内预测模式中选择的帧内预测模式的编码模式，
-当根据所述帧内编码模式对当前块进行编码时：
-根据与图像的先前解码块相关联的至少一个帧内预测模式，对于所述当前块确定一组帧内预测模式中的帧内预测模式，
-根据所述确定的帧内预测模式编码所述当前块，
-将所述确定的帧内预测模式与所述当前块相关联，
-当根据所述另一编码方式对当前块进行编码时：
-根据所述另一编码模式对所述当前块进行编码，
-对于所述当前块，确定所述一组帧内预测模式中的帧内预测模式，
-将所述确定的帧内预测模式与所述当前块相关联。
14.一种计算机程序，包括指令，当所述程序由处理器执行时，所述指令用于实现根据权利要求1或3至11中任一项所述的解码方法或根据权利要求2至11中任一项所述的编码方法。
15.一种计算机可读存储介质，包括计算机程序指令，当所述程序由处理器执行时，所述指令用于实现根据权利要求1或3至11中任一项所述的解码方法或根据权利要求2至11中任一项所述的编码方法。
CN201980043037.3A 2018-06-27 2019-06-18 对表示至少一个图像的数据流进行编码和解码的方法和装置 Pending CN112313955A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1855792 2018-06-27
FR1855792A FR3081657A1 (fr) 2018-06-27 2018-06-27 Procedes et dispositifs de codage et de decodage d'un flux de donnees representatif d'au moins une image.
PCT/FR2019/051479 WO2020002796A1 (fr) 2018-06-27 2019-06-18 Procédés et dispositifs de codage et de décodage d'un flux de données représentatif d'au moins une image

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112313955A true CN112313955A (zh) 2021-02-02

Family

ID=63963141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980043037.3A Pending CN112313955A (zh) 2018-06-27 2019-06-18 对表示至少一个图像的数据流进行编码和解码的方法和装置

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11394964B2 (zh)
EP (1) EP3815369A1 (zh)
JP (2) JP7466470B2 (zh)
KR (1) KR20210024107A (zh)
CN (1) CN112313955A (zh)
BR (1) BR112020025069A2 (zh)
FR (1) FR3081657A1 (zh)
WO (1) WO2020002796A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210044938A (ko) * 2019-10-15 2021-04-26 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103024383A (zh) * 2012-12-14 2013-04-03 北京工业大学 一种基于hevc框架的帧内无损压缩编码方法
US20130230104A1 (en) * 2010-09-07 2013-09-05 Sk Telecom Co., Ltd. Method and apparatus for encoding/decoding images using the effective selection of an intra-prediction mode group
FR2987966A1 (fr) * 2012-03-12 2013-09-13 Assistance Tech Et Etude De Materiels Electroniques Codage et decodage d'un signal video

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BRPI0413988A (pt) * 2003-08-26 2006-11-07 Thomson Licensing método e aparelho para decodificar blocos intra-inter codificador hìbridos
US8542736B2 (en) * 2006-10-18 2013-09-24 Thomson Licensing Method and apparatus for video coding using prediction data refinement
KR101365574B1 (ko) * 2007-01-29 2014-02-20 삼성전자주식회사 영상 부호화 방법 및 장치, 복호화 방법 및 장치
WO2010086562A1 (fr) * 2009-01-28 2010-08-05 France Telecom Procede et dispositif de codage d'images mettant en oeuvre des modes de codage distincts, procede et dispositif de decodage, et programmes d'ordinateur correspondants
CN108235008A (zh) * 2011-12-05 2018-06-29 Lg 电子株式会社 帧内预测的方法和设备
WO2018062921A1 (ko) * 2016-09-30 2018-04-05 엘지전자 주식회사 영상 코딩 시스템에서 블록 분할 및 인트라 예측 방법 및 장치
CN117395403A (zh) * 2017-04-28 2024-01-12 英迪股份有限公司 图像解码方法、图像编码方法和用于发送比特流的方法
EP3422717A1 (en) * 2017-06-26 2019-01-02 Thomson Licensing Method and apparatus for most probable mode (mpm) sorting and signaling in video encoding and decoding
WO2021015524A1 (ko) * 2019-07-19 2021-01-28 주식회사 윌러스표준기술연구소 비디오 신호 처리 방법 및 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130230104A1 (en) * 2010-09-07 2013-09-05 Sk Telecom Co., Ltd. Method and apparatus for encoding/decoding images using the effective selection of an intra-prediction mode group
FR2987966A1 (fr) * 2012-03-12 2013-09-13 Assistance Tech Et Etude De Materiels Electroniques Codage et decodage d'un signal video
CN103024383A (zh) * 2012-12-14 2013-04-03 北京工业大学 一种基于hevc框架的帧内无损压缩编码方法

Also Published As

Publication number Publication date
BR112020025069A2 (pt) 2021-03-23
JP7466470B2 (ja) 2024-04-12
WO2020002796A1 (fr) 2020-01-02
US11394964B2 (en) 2022-07-19
KR20210024107A (ko) 2021-03-04
JP2021530141A (ja) 2021-11-04
FR3081657A1 (fr) 2019-11-29
EP3815369A1 (fr) 2021-05-05
JP2024056766A (ja) 2024-04-23
US20210266532A1 (en) 2021-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5788927B2 (ja) ハイブリッドビデオ符号化のための量子化
US11350106B2 (en) Method for encoding and decoding images, device for encoding and decoding images and corresponding computer programs
US20230199193A1 (en) Methods and devices for coding and decoding a data stream representing at least one image
JP2024056766A (ja) 少なくとも１つの画像を表すデータストリームをコーディングおよびデコーディングするための方法および装置
JP7466469B2 (ja) 少なくとも１つの画像を表すデータストリームをコーディングおよび復号するための方法およびデバイス
CN112740692B (zh) 用于编码和解码表示至少一个图像的数据流的方法和设备
CN112740690B (zh) 用于编码和解码代表至少一个图像的数据流的方法和设备
CN113412618B (zh) 用于编码和解码表示至少一个图像的数据流的方法和设备
JP7352364B2 (ja) 動画像符号化装置、動画像復号装置及びプログラム
JP2019075678A (ja) 画像符号化装置、画像復号装置、画像符号化プログラム、及び画像復号プログラム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination