CN113395515B - 对分量下采样格式数据进行点预测的编码解码方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对分量下采样格式数据进行点预测的编码解码方法及装置，通过指定主分量正位置及其正元素，建立主分量正元素与次分量元素之间的一一对应关系，当点预测的常现位置是主分量正位置时才将常现位置上的元素的次分量写入压缩数据码流，对下采样色度格式数据进行点预测与串预测融合的编码和解码。本发明适用于对数据进行有损压缩和无损压缩的编码和解码，本发明适用于一维数据如字符串数据或字节串数据或一维图形或分维图形的编码和解码，本发明也同样适用于二维或以上维度的数据如图像、图像序列或视频数据的编码和解码。

Description

对分量下采样格式数据进行点预测的编码解码方法及装置

技术领域

本发明涉及一种对数据进行有损或无损压缩的编码及解码系统，特别是对部分分量下采样格式的多分量数据进行压缩的编码方法和解码方法。

背景技术

随着人类社会进入人工智能、大数据、虚拟现实、增强现实、混合现实、云计算、移动计算、云-移动计算、超高清(4K)和特超高清(8K)视频图像分辨率、4G/5G通讯的时代，对各种数据，包括大数据、图像数据、视频数据、以及各种新形态的数据，进行超高压缩比和极高质量的数据压缩成为必不可少的技术。

数据集是由数据元素(例如：字节、比特、像素、像素分量、空间采样点、变换域系数)组成的集合。对数据集进行编码或解码(简称为编解码)时，通常将数据元素按照预定规则排序即规定前后顺序，依前后顺序进行编解码。

对排列成一定空间(一维、二维、或多维)形状的数据集(例如：一个一维数据队列、一个二维数据文件、一帧图像、一个视频序列、一个变换域、一个变换块、多个变换块、一个三维场景、一个持续变化的三维场景的序列)，特别是二维或以上数据集进行数据压缩的编码(以及相应的解码)时，有时还把此数据集划分成若干具有预定形状和/或大小(即元素数目)的子集，称为整压缩单元，以整压缩单元为单位，以预定的顺序，一个一个整压缩单元地进行编码或者解码。在任一时刻，正在编码或者解码中的整压缩单元称为当前整压缩单元。正在编码或者解码中的数据元素(有时也简称为元素)称为当前编码数据元素或者当前解码数据元素，统称为当前数据元素，简称为当前元素。元素由N个分量(通常1≤N≤5)组成，因此数据集和整压缩单元也都由N个分量组成。元素的分量也称为分量元素。

例如，一帧图像的元素即像素排列成矩形形状，具有1920(宽度)x1080(高度)的大小(分辨率)，由3个分量组成：G(绿色)分量，B(蓝色)分量，R(红色)分量或Y(亮度)分量，U(Cb色度)分量，V(Cr色度)分量。

作为编码对象的多分量数据集和整压缩单元的各分量的采样率之间的关系通常用采样格式来表示。例如，对于包括计算机产生的含图形和文字的图像的一类二维数据元素的阵列，通常采用一种称为4:4:4(简称444)的采样格式，就是数据集的3个分量都具有同样的采样率和大小(即分量样值的数目)。对于包括摄像机摄取的自然图像和视频的另一类二维数据元素的阵列，通常采用一种称为4:2:0(简称420)的采样格式，就是具有矩形形状和3个分量的数据集(如图像或视频)的2个称为次分量的分量(D分量和E分量)的采样率和尺寸分别是另一个称为主分量的分量(F分量)的四分之一，也就是主分量与次分量之间具有4:1的下采样关系。在这种情形，一个D分量D[i][j]和一个E分量E[i][j]对应于四个(2×2个)F分量F[2i][2j]，F[2i+1][2j]，F[2i][2j+1]，F[2i+1][2j+1]。如果F分量的分辨率是2M×2N(水平2M个分量元素，垂直2N个分量元素)，即数据集的F分量是F＝{F[m][n]：m＝0～2M-1，n＝0～2N-1}，那么D分量和E分量的分辨率分别都是M×N(水平M个分量元素，垂直N个分量元素)，即数据集的D分量和E分量分别是D＝{D[m][n]：m＝0～M-1，n＝0～N-1}和E＝{E[m][n]：m＝0～M-1，n＝0～N-1}。在对次分量也需要较高质量的场合，则常常使用一种称为4:2:2(简称422)的采样格式，就是具有矩形形状和3个分量的数据集(如图像或视频)的2个次分量(D分量和E分量)的采样率和尺寸分别是另一个主分量(F分量)的二分之一，也就是主分量与次分量之间具有2:1的下采样关系。在这种情形，在数据集(如图像或视频)的一个方向(如水平方向)，一个D分量D[i][j]和一个E分量E[i][j]对应于两个(2×1个)F分量F[2i][j]和F[2i+1][j]。如果F分量的分辨率是2M×N，，即数据集的F分量是F＝{F[m][n]：m＝0～2M-1，n＝0～N-1}，那么D分量和E分量的分辨率分别都是M×N，即数据集的D分量和E分量分别是D＝{D[m][n]：m＝0～M-1，n＝0～N-1}和E＝{E[m][n]：m＝0～M-1，n＝0～N-1}。在采用YUV色彩格式的图像和视频中，以上所述F、D、E分量通常分别是Y、U、V分量。在采用RGB色彩格式的图像和视频中，以上所述F、D、E分量通常分别是G、B、R分量或G、R、B分量。在数据是图像或视频的场合，采样格式也常称为色度格式。各分量都具有相同采样率的色度格式称为全色度格式。一部分分量与另一部分分量之间具有下采样关系的色度格式称为下采样色度格式。

在数据集划分成整压缩单元的情形，排序的一种预定规则是首先对整压缩单元排序，再对每个整压缩单元内的元素排序。

数据压缩的一种有效手段是串预测也称串匹配。串预测将一个当前整压缩单元的元素分割成长度可变的元素串，对一个当前元素串，简称为当前串，在一个称为参考集的已完成预定程度的编解码的元素的集合或其子集之中，获得与所述当前串具有相同或相近似的数值的参考元素串简称参考串，也称之为所述当前串的参考串或预测串或匹配串。对于一个当前串的参考串，仅需要使用若干参数来记录所述参考串在参考集内的位置和/或形状和/或大小和/或尺寸，而不需要逐个记录所述当前串内每个元素的数值本身，就能完整地表示所述当前串的所有元素及其数值，从而达到数据压缩的目的。

例如，一个按照一定扫描方式连续排序的当前串，如果能在参考集内找到相应的参考串，则仅需要使用当前串的第一个元素与参考串的第一个元素之间的位置关系和串长度这两个参数来记录所述参考串在参考集内的位置和大小，而不需要逐个记录所述当前串内每个元素的数值本身，就能完整地表示所述当前串的所有元素及其数值。记录所述两个参数所消耗的比特数常常远少于逐个记录所述当前串内每个元素的数值本身所消耗的比特数，从而达到了数据压缩的目的。

串预测中，也可能出现在参考集内找不到参考元素的不可预测元素。不可预测元素的分量、主分量、次分量分别被称为不可预测分量、不可预测主分量、不可预测次分量。

点预测是串预测的一种变体，也是数据压缩的一种有效手段。

点预测技术将若干其数值经常重复出现于当前整压缩单元内或附近的已完成预定程度的编解码的数据元素在数据集内的位置，称为常现位置，存放在一个常现位置数组中，数组中存放的每个常现位置用一个索引来标明。常现位置上的数据元素作为参考元素或称预测元素或称匹配元素来使用。当前整压缩单元内的具有相等数值的一个待编码或待解码的等数值串，仅需要使用一个索引参数和一个所述索引所标明的常现位置的重复次数参数来表示所述等数值串的所有元素的数值都等于这个索引标明的常现位置(这个常现位置可以是所述等数值串之前的数据集内的某一个元素的位置，也可以是所述等数值串的第一个元素的位置)上的元素的数值，而不需要逐个记录所述等数值串内每个元素的数值本身，从而达到数据压缩的目的。常现位置通常用点矢量来表示。

点预测技术中，参考元素都是单个数据元素(常现位置上的数据元素)，而对单个数据元素谈不上是否进行下采样，认为其具有全部分量。所以，即使在420采样格式和422采样格式等下采样色度格式的点预测中，每个参考元素也具有完整的3个分量。事实上，在下采样色度格式的点预测技术中，参考元素都是420采样格式和422采样格式的原始元素经过包括聚类和/或滤波在内的上采样处理后得到的具有444采样格式的全分量元素。

现有点预测技术中，由于参考元素都具有完整的3个分量，所以，在420采样格式或422采样格式的点预测中，即使在其次分量是并不会被用到的多余的分量的情形，也需要将参考元素的完整的3个分量都写入压缩数据码流，降低了420采样格式或422采样格式的点预测的编码效率。

发明内容

为了解决对下采样色度格式数据，也就是主分量与次分量之间存在多个主分量元素对应于一个次分量元素的下采样关系的数据，进行点预测与串预测融合的编码和解码时遇到的这些问题，本发明提供了一种指定主分量正位置及其正元素，建立主分量正元素与次分量元素之间的一一对应关系，当点预测的常现位置是主分量正位置时才将常现位置上的元素的次分量写入压缩数据码流的方式，对下采样色度格式数据进行点预测与串预测融合的编码和解码的方法。

预先在与一个次分量元素对应的多个位置(如2x2个位置或2x1个位置)上的主分量元素中指定一个主分量正元素(如指定2x2个主分量元素中位于左上角位置的主分量元素或2x1个主分量元素中位于左边位置的主分量元素为主分量正元素)作为与所述次分量元素一一对应的唯一正规的主分量元素，所述主分量正元素所在的位置则称为正位置。

在对下采样色度格式数据进行点预测编码和点预测解码时，编码器总是将一个新出现的常现位置的主分量写入压缩数据码流，如果该新常现位置是主分量正位置，则编码器还将该新常现位置上的次分量写入压缩数据码流，而解码器总是从压缩数据码流中获取一个新出现的常现位置的主分量，如果该新常现位置是主分量正位置，则解码器还从压缩数据码流中获取该新常现位置的次分量。仅有主分量的常现位置被标记为主分量常现位置，有主分量和次分量的常现位置被标记为全分量常现位置。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案实现的：

一种对下采样色度格式数据进行点预测的编码方法，至少包括完成下列功能和操作的步骤：

1)在与一个次分量元素对应的多个位置上的主分量元素中指定一个主分量正元素作为与所述次分量元素一一对应的唯一正规的主分量元素，所述主分量正元素所在的位置则称为主分量正位置；

2)在按照预定扫描方式对整压缩单元进行包括点预测的预测编码的过程中，每当出现一个具有新常现位置的新等数值串的时候，总是将表示所述新常现位置的主分量的数值的部分或全部信息写入压缩数据码流，将表示所述新常现位置的新点矢量指向所述新等数值串的起始位置，将所述新常现位置标记为主分量常现位置；

若所述新等数值串上有至少一个主分量正位置，则将表示所述新常现位置的次分量的数值的部分或全部信息写入压缩数据码流，将表示所述新常现位置的新点矢量重新指向所述新等数值串上的第一个主分量正位置，将所述新常现位置重新标记为全分量常现位置。

一种对下采样色度格式数据进行点预测的编码装置，至少包括完成下列功能和操作的模块：

1)在与一个次分量元素对应的多个位置上的主分量元素中指定一个主分量正元素作为与所述次分量元素一一对应的唯一正规的主分量元素，所述主分量正元素所在的位置则称为主分量正位置；

2)在按照预定扫描方式对整压缩单元进行包括点预测的预测编码的过程中，每当出现一个具有新常现位置的新等数值串的时候，总是至少将表示所述新常现位置的主分量的数值的部分或全部信息写入压缩数据码流，将表示所述新常现位置的新点矢量指向所述新等数值串的起始位置，将所述新常现位置标记为主分量常现位置；

如果所述新等数值串上有至少一个主分量正位置，则至少将表示所述新常现位置的次分量的数值的部分或全部信息写入压缩数据码流，将表示所述新常现位置的新点矢量重新指向所述新等数值串上的第一个主分量正位置，将所述新常现位置重新标记为全分量常现位置。

一种对下采样色度格式数据进行点预测的解码方法，至少包括完成下列功能和操作的步骤：

1)在与一个次分量元素对应的多个位置上的主分量元素中指定一个主分量正元素作为与所述次分量元素一一对应的唯一正规的主分量元素，所述主分量正元素所在的位置则称为主分量正位置；

2)在按照预定扫描方式对整压缩单元进行包括点预测的预测解码的过程中，解析压缩数据码流，每当出现一个具有新常现位置的新等数值串的时候，总是至少从压缩数据码流中获取表示所述新常现位置的主分量的数值的部分或全部信息，将表示所述新常现位置的新点矢量指向所述新等数值串的起始位置，将所述主分量的数值放入所述新点矢量指向的位置，将所述新常现位置标记为主分量常现位置；

若所述新等数值串上有至少一个主分量正位置，则至少从压缩数据码流中获取表示所述新常现位置的次分量的数值的部分或全部信息，将表示所述新常现位置的新点矢量重新指向所述新等数值串上的第一个主分量正位置，将原放在所述新等数值串的起始位置的所述主分量的数值重新放入所述新点矢量新指向的位置，将所述次分量的数值也放入所述新点矢量新指向的位置，将所述新常现位置重新标记为全分量常现位置。

一种对下采样色度格式数据进行点预测的解码装置，至少包括完成下列功能和操作的模块：

1)在与一个次分量元素对应的多个位置上的主分量元素中指定一个主分量正元素作为与所述次分量元素一一对应的唯一正规的主分量元素，所述主分量正元素所在的位置则称为主分量正位置；

2)在按照预定扫描方式对整压缩单元进行包括点预测的预测解码的过程中，解析压缩数据码流，每当出现一个具有新常现位置的新等数值串的时候，总是至少从压缩数据码流中获取表示所述新常现位置的主分量的数值的部分或全部信息，将表示所述新常现位置的新点矢量指向所述新等数值串的起始位置，将所述主分量的数值放入所述新点矢量指向的位置，将所述新常现位置标记为主分量常现位置；

若所述新等数值串上有至少一个主分量正位置，则至少从压缩数据码流中获取表示所述新常现位置的次分量的数值的部分或全部信息，将表示所述新常现位置的新点矢量重新指向所述新等数值串上的第一个主分量正位置，将原放在所述新等数值串的起始位置的所述主分量的数值重新放入所述新点矢量新指向的位置，将所述次分量的数值也放入所述新点矢量新指向的位置，将所述新常现位置重新标记为全分量常现位置。

进一步的，所述解码方法或者解码装置中，在原始数据是包括图像、图像的序列、视频的二维数据元素的阵列或阵列的序列的情形下，所述整压缩单元包括宏块、编码单元CU、CU的子区域、子编码单元SubCU、预测块、预测单元PU、PU的子区域、子预测单元SubPU、变换块、变换单元TU、TU的子区域、子变换单元SubTU。

进一步的，所述解码方法或者解码装置中，在原始数据是包括图像、图像的序列、视频的二维数据元素的阵列或阵列的序列的情形下，所述扫描方式包括：

水平光栅扫描：一个整压缩单元内的元素沿水平方向一个元素一个元素排列，排列完一行后接着排列下一行，所有行都从左至右排列或者所有行都从右至左排列；

水平来回扫描也称往返扫描或弓形扫描：一个整压缩单元内的元素沿水平方向一个元素一个元素排列，排列完一行后接着排列下一行，任何相邻的两行中一行从左至右排列而另一行从右至左排列，从左至右排列的行称之为正向行，从右至左排列的行称之为反向行；

垂直光栅扫描：一个整压缩单元内的元素沿垂直方向一个元素一个元素排列，排列完一列后接着排列下一列，所有列都从上至下排列或者所有行都从下至上排列；

垂直来回扫描也称往返扫描或弓形扫描：一个整压缩单元内的元素沿垂直方向一个元素一个元素排列，排列完一列后接着排列下一列，任何相邻的两列中一列从上至下排列而另一列从下至上排列，从上至下排列的列称之为正向列，从下至上排列的列称之为反向列。

进一步的，所述解码方法或解码装置中，数据是420采样格式的二维数据元素的阵列或阵列的序列，其包括一个主分量F和两个次分量D和E；

次分量D和E的采样率和尺寸分别是主分量F的四分之一，也就是主分量F与次分量D之间具有4:1的下采样关系；

一个D分量元素D[i][j]和一个E分量元素E[i][j]对应于2×2个即上下左右排列的4个F分量元素F[2i][2j]，F[2i+1][2j]，F[2i][2j+1]，F[2i+1][2j+1]；

F分量元素的分辨率是2M×2N，即F分量元素组成阵列F＝{F[m][n]：m＝0～2M-1，n＝0～2N-1}，

D分量元素的分辨率是M×N，即D分量元素组成阵列D＝{D[m][n]：m＝0～M-1，n＝0～N-1}，

E分量元素的分辨率也是M×N，即E分量元素组成阵列E＝{E[m][n]：m＝0～M-1，n＝0～N-1}。

进一步的，所述解码方法或者解码装置中，预先指定的所述主分量正元素是F[2i][2j]，称为左上角类型的主分量正元素；

或者，

所述解码方法或者解码装置中，预先指定的所述主分量正元素是F[2i+1][2j]，称为右上角类型的主分量正元素；

或者，

所述解码方法或者解码装置中，预先指定的所述主分量正元素是F[2i][2j+1]，称为左下角类型的主分量正元素；

或者，

所述解码方法或者解码装置中，预先指定的所述主分量正元素F[2i+1][2j+1]，称为右下角类型的主分量正元素。

进一步的，所述解码方法或者解码装置中，在原始数据是包括图像、图像的序列、视频的二维数据元素的阵列或阵列的序列，且主分量正元素的类型是左上角类型的情形下，

每当出现一个具有新常现位置的新等数值串的时候，从压缩数据码流中获取表示所述新常现位置的主分量的数值的部分或全部信息，将表示所述新常现位置的新点矢量指向所述新等数值串的起始位置，将所述主分量的数值放入所述新点矢量指向的位置；

优选地，将所述新常现位置标记为主分量常现位置的过程的语法描述表是：

其中，pixel_y_in_frequently_occurring_position表示存在于码流中的语法元素。

进一步的，所述解码方法或者解码装置中，在原始数据是包括图像、图像的序列、视频的二维数据元素的阵列或阵列的序列，且主分量正元素的类型是左上角类型的情形下，

如果长度为Len的新等数值串上有至少一个主分量正位置，则从压缩数据码流中获取表示所述新常现位置的次分量的数值的部分或全部信息，将表示所述新常现位置的新点矢量重新指向所述新等数值串上的第一个主分量正位置，将原放在所述新等数值串的起始位置的所述主分量的数值重新放入所述新点矢量新指向的位置，将所述次分量的数值也放入所述新点矢量新指向的位置；

优选地，将所述新常现位置重新标记为全分量常现位置的过程的语法描述表是：

其中，pixel_cb_in_frequently_occurring_position

和pixel_cr_in_frequently_occurring_position表示存在于码流中的语法元素。

本发明适用于对数据进行有损压缩的编码和解码，本发明也同样适用于对数据进行无损压缩的编码和解码。本发明适用于一维数据如字符串数据或字节串数据或一维图形或分维图形的编码和解码，本发明也同样适用于二维或以上维度的数据如图像、图像序列或视频数据的编码和解码。

有损压缩中，编码前的原始等数值串上的元素的数值允许有差别，但差别小于一个预定阈值。

本发明中，数据压缩所涉及的数据包括下列类型的数据之一或其组合。

1)一维数据；

2)二维数据；

3)多维数据；

4)图形；

5)分维图形；

6)图像；

7)图像的序列；

8)视频；

9)音频；

10)文件；

11)字节；

12)比特；

13)像素；

14)三维场景；

15)持续变化的三维场景的序列；

16)虚拟现实的场景；

17)持续变化的虚拟现实的场景的序列

18)像素形式的图像；

19)图像的变换域数据；

20)二维或二维以上字节的集合；

21)二维或二维以上比特的集合；

22)像素的集合；

23)单分量像素的集合；

24)三分量像素(R，G，B，A)的集合；

25)三分量像素(Y，U，V)的集合；

26)三分量像素(Y，Cb，Cr)的集合；

27)三分量像素(Y，Cg，Co)的集合；

28)四分量像素(C，M，Y，K)的集合；

29)四分量像素(R，G，B，A)的集合；

30)四分量像素(Y，U，V，A)的集合；

31)四分量像素(Y，Cb，Cr，A)的集合；

32)四分量像素(Y，Cg，Co，A)的集合。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

一种对下采样色度格式数据进行点预测的编码方法，至少包括完成下列功能和操作的步骤：

1)在与一个次分量元素对应的多个位置上的主分量元素中指定一个主分量正元素作为与所述次分量元素一一对应的唯一正规的主分量元素，所述主分量正元素所在的位置则称为主分量正位置；

2)在按照预定扫描方式对整压缩单元进行包括点预测的预测编码的过程中，每当出现一个具有新常现位置的新等数值串的时候，总是将表示所述新常现位置的主分量的数值的部分或全部信息写入压缩数据码流，将表示所述新常现位置的新点矢量指向所述新等数值串的起始位置，将所述新常现位置标记为主分量常现位置；

若所述新等数值串上有至少一个主分量正位置，则将表示所述新常现位置的次分量的数值的部分或全部信息写入压缩数据码流，将表示所述新常现位置的新点矢量重新指向所述新等数值串上的第一个主分量正位置，将所述新常现位置重新标记为全分量常现位置。

一种对下采样色度格式数据进行点预测的编码装置，至少包括完成下列功能和操作的模块：

1)在与一个次分量元素对应的多个位置上的主分量元素中指定一个主分量正元素作为与所述次分量元素一一对应的唯一正规的主分量元素，所述主分量正元素所在的位置则称为主分量正位置；

2)在按照预定扫描方式对整压缩单元进行包括点预测的预测编码的过程中，每当出现一个具有新常现位置的新等数值串的时候，总是至少将表示所述新常现位置的主分量的数值的部分或全部信息写入压缩数据码流，将表示所述新常现位置的新点矢量指向所述新等数值串的起始位置，将所述新常现位置标记为主分量常现位置；

如果所述新等数值串上有至少一个主分量正位置，则至少将表示所述新常现位置的次分量的数值的部分或全部信息写入压缩数据码流，将表示所述新常现位置的新点矢量重新指向所述新等数值串上的第一个主分量正位置，将所述新常现位置重新标记为全分量常现位置。

一种对下采样色度格式数据进行点预测的解码方法，至少包括完成下列功能和操作的步骤：

1)在与一个次分量元素对应的多个位置上的主分量元素中指定一个主分量正元素作为与所述次分量元素一一对应的唯一正规的主分量元素，所述主分量正元素所在的位置则称为主分量正位置；

2)在按照预定扫描方式对整压缩单元进行包括点预测的预测解码的过程中，解析压缩数据码流，每当出现一个具有新常现位置的新等数值串的时候，总是至少从压缩数据码流中获取表示所述新常现位置的主分量的数值的部分或全部信息，将表示所述新常现位置的新点矢量指向所述新等数值串的起始位置，将所述主分量的数值放入所述新点矢量指向的位置，将所述新常现位置标记为主分量常现位置；

若所述新等数值串上有至少一个主分量正位置，则至少从压缩数据码流中获取表示所述新常现位置的次分量的数值的部分或全部信息，将表示所述新常现位置的新点矢量重新指向所述新等数值串上的第一个主分量正位置，将原放在所述新等数值串的起始位置的所述主分量的数值重新放入所述新点矢量新指向的位置，将所述次分量的数值也放入所述新点矢量新指向的位置，将所述新常现位置重新标记为全分量常现位置。

一种对下采样色度格式数据进行点预测的解码装置，至少包括完成下列功能和操作的模块：

1)在与一个次分量元素对应的多个位置上的主分量元素中指定一个主分量正元素作为与所述次分量元素一一对应的唯一正规的主分量元素，所述主分量正元素所在的位置则称为主分量正位置；

2)在按照预定扫描方式对整压缩单元进行包括点预测的预测解码的过程中，解析压缩数据码流，每当出现一个具有新常现位置的新等数值串的时候，总是至少从压缩数据码流中获取表示所述新常现位置的主分量的数值的部分或全部信息，将表示所述新常现位置的新点矢量指向所述新等数值串的起始位置，将所述主分量的数值放入所述新点矢量指向的位置，将所述新常现位置标记为主分量常现位置；

若所述新等数值串上有至少一个主分量正位置，则至少从压缩数据码流中获取表示所述新常现位置的次分量的数值的部分或全部信息，将表示所述新常现位置的新点矢量重新指向所述新等数值串上的第一个主分量正位置，将原放在所述新等数值串的起始位置的所述主分量的数值重新放入所述新点矢量新指向的位置，将所述次分量的数值也放入所述新点矢量新指向的位置，将所述新常现位置重新标记为全分量常现位置。

实施例1

所述编码方法或者编码装置或者解码方法或者解码装置中，在原始数据是包括图像、图像的序列、视频的二维数据元素的阵列或阵列的序列的情形，

所述整压缩单元包括宏块、编码单元CU、CU的子区域、子编码单元SubCU、预测块、预测单元PU、PU的子区域、子预测单元SubPU、变换块、变换单元TU、TU的子区域、子变换单元SubTU。

实施例2

所述编码方法或者编码装置或者解码方法或者解码装置中，在原始数据是包括图像、图像的序列、视频的二维数据元素的阵列或阵列的序列的情形，所述扫描方式包括：

水平光栅扫描：一个整压缩单元内的元素沿水平方向一个元素一个元素排列，排列完一行后接着排列下一行，所有行都从左至右排列或者所有行都从右至左排列；

或者

水平来回扫描也称往返扫描或弓形扫描：一个整压缩单元内的元素沿水平方向一个元素一个元素排列，排列完一行后接着排列下一行，任何相邻的两行中一行从左至右排列而另一行从右至左排列，从左至右排列的行称之为正向行，从右至左排列的行称之为反向行；

或者

垂直光栅扫描：一个整压缩单元内的元素沿垂直方向一个元素一个元素排列，排列完一列后接着排列下一列，所有列都从上至下排列或者所有行都从下至上排列；

或者

垂直来回扫描也称往返扫描或弓形扫描：一个整压缩单元内的元素沿垂直方向一个元素一个元素排列，排列完一列后接着排列下一列，任何相邻的两列中一列从上至下排列而另一列从下至上排列，从上至下排列的列称之为正向列，从下至上排列的列称之为反向列。

实施例3

所述编码方法或者编码装置或者解码方法或者解码装置中，数据是420采样格式的二维数据元素的阵列或阵列的序列，有一个主分量F和两个次分量D和E；

次分量D和E的采样率和尺寸分别是主分量F的四分之一，也就是主分量与次分量之间具有4:1的下采样关系；

一个D分量元素D[i][j]和一个E分量元素E[i][j]对应于2×2个即上下左右排列的4个F分量元素F[2i][2j]，F[2i+1][2j]，F[2i][2j+1]，F[2i+1][2j+1]；

F分量元素的分辨率是2M×2N，即F分量元素组成阵列F＝{F[m][n]：m＝0～2M-1，n＝0～2N-1}，

D分量元素的分辨率是M×N，即D分量元素组成阵列D＝{D[m][n]：m＝0～M-1，n＝0～N-1}，

E分量元素的分辨率也是M×N，即E分量元素组成阵列E＝{E[m][n]：m＝0～M-1，n＝0～N-1}。

实施例4

实施例3所述编码方法或者编码装置或者解码方法或者解码装置中，预先指定的所述主分量正元素是F[2i][2j]，称为左上角类型的主分量正元素；

或者，

实施例3所述编码方法或者编码装置或者解码方法或者解码装置中，预先指定的所述主分量正元素是F[2i+1][2j]，称为右上角类型的主分量正元素；

或者，

实施例3所述编码方法或者编码装置或者解码方法或者解码装置中，预先指定的所述主分量正元素是F[2i][2j+1]，称为左下角类型的主分量正元素；

或者，

实施例3所述编码方法或者编码装置或者解码方法或者解码装置中，预先指定的所述主分量正元素F[2i+1][2j+1]，称为右下角类型的主分量正元素。

主分量正元素如下所示：

不同的数字表示串预测中不同的当前串，a和b表示不同的等数值串，u表示不可预测元素。扫描模式是垂直来回扫描，

实施例5

所述解码方法或者解码装置中，在原始数据是包括图像、图像的序列、视频的二维数据元素的阵列或阵列的序列，主分量正元素的类型是左上角类型的情形，每当出现一个具有新常现位置的新等数值串的时候，从压缩数据码流中获取表示所述新常现位置的主分量的数值的部分或全部信息，将表示所述新常现位置的新点矢量指向所述新等数值串的起始位置，将所述主分量的数值放入所述新点矢量指向的位置。

将所述新常现位置标记为主分量常现位置的过程的语法描述表是：

其中，pixel_y_in_frequently_occurring_position表示存在于码流中的语法元素。

如果长度为Len的新等数值串上有至少一个主分量正位置，则从压缩数据码流中获取表示所述新常现位置的次分量的数值的部分或全部信息，将表示所述新常现位置的新点矢量重新指向所述新等数值串上的第一个主分量正位置，将原放在所述新等数值串的起始位置的所述主分量的数值重新放入所述新点矢量新指向的位置，将所述次分量的数值也放入所述新点矢量新指向的位置，将所述新常现位置重新标记为全分量常现位置的过程的语法描述表是：

其中，pixel_cb_in_frequently_occurring_position

和pixel_cr_in_frequently_occurring_position表示存在于码流中的语法元素。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (12)

1.一种对下采样色度格式数据进行点预测的编码方法，其特征在于，至少包括完成下列功能和操作的步骤：

1)在与一个次分量元素对应的多个位置上的主分量元素中指定一个主分量正元素作为与所述次分量元素一一对应的唯一正规的主分量元素，所述主分量正元素所在的位置则称为主分量正位置；

2)在按照预定扫描方式对整压缩单元进行包括点预测的预测编码的过程中，每当出现一个具有新常现位置的新等数值串的时候，总是将表示所述新常现位置的主分量的数值的部分或全部信息写入压缩数据码流，将表示所述新常现位置的新点矢量指向所述新等数值串的起始位置，将所述新常现位置标记为主分量常现位置；

若所述新等数值串上有至少一个主分量正位置，则将表示所述新常现位置的次分量的数值的部分或全部信息写入压缩数据码流，将表示所述新常现位置的新点矢量重新指向所述新等数值串上的第一个主分量正位置，将所述新常现位置重新标记为全分量常现位置。

2.一种对下采样色度格式数据进行点预测的编码装置，其特征在于，至少包括完成下列功能和操作的模块：

1)在与一个次分量元素对应的多个位置上的主分量元素中指定一个主分量正元素作为与所述次分量元素一一对应的唯一正规的主分量元素，所述主分量正元素所在的位置则称为主分量正位置；

2)在按照预定扫描方式对整压缩单元进行包括点预测的预测编码的过程中，每当出现一个具有新常现位置的新等数值串的时候，总是至少将表示所述新常现位置的主分量的数值的部分或全部信息写入压缩数据码流，将表示所述新常现位置的新点矢量指向所述新等数值串的起始位置，将所述新常现位置标记为主分量常现位置；

如果所述新等数值串上有至少一个主分量正位置，则至少将表示所述新常现位置的次分量的数值的部分或全部信息写入压缩数据码流，将表示所述新常现位置的新点矢量重新指向所述新等数值串上的第一个主分量正位置，将所述新常现位置重新标记为全分量常现位置。

3.一种对下采样色度格式数据进行点预测的解码方法，其特征在于，至少包括完成下列功能和操作的步骤：

1)在与一个次分量元素对应的多个位置上的主分量元素中指定一个主分量正元素作为与所述次分量元素一一对应的唯一正规的主分量元素，所述主分量正元素所在的位置则称为主分量正位置；

2)在按照预定扫描方式对整压缩单元进行包括点预测的预测解码的过程中，解析压缩数据码流，每当出现一个具有新常现位置的新等数值串的时候，总是至少从压缩数据码流中获取表示所述新常现位置的主分量的数值的部分或全部信息，将表示所述新常现位置的新点矢量指向所述新等数值串的起始位置，将所述主分量的数值放入所述新点矢量指向的位置，将所述新常现位置标记为主分量常现位置；

若所述新等数值串上有至少一个主分量正位置，则至少从压缩数据码流中获取表示所述新常现位置的次分量的数值的部分或全部信息，将表示所述新常现位置的新点矢量重新指向所述新等数值串上的第一个主分量正位置，将原放在所述新等数值串的起始位置的所述主分量的数值重新放入所述新点矢量新指向的位置，将所述次分量的数值也放入所述新点矢量新指向的位置，将所述新常现位置重新标记为全分量常现位置。

4.一种对下采样色度格式数据进行点预测的解码装置，其特征在于，至少包括完成下列功能和操作的模块：

1)在与一个次分量元素对应的多个位置上的主分量元素中指定一个主分量正元素作为与所述次分量元素一一对应的唯一正规的主分量元素，所述主分量正元素所在的位置则称为主分量正位置；

2)在按照预定扫描方式对整压缩单元进行包括点预测的预测解码的过程中，解析压缩数据码流，每当出现一个具有新常现位置的新等数值串的时候，总是至少从压缩数据码流中获取表示所述新常现位置的主分量的数值的部分或全部信息，将表示所述新常现位置的新点矢量指向所述新等数值串的起始位置，将所述主分量的数值放入所述新点矢量指向的位置，将所述新常现位置标记为主分量常现位置；

若所述新等数值串上有至少一个主分量正位置，则至少从压缩数据码流中获取表示所述新常现位置的次分量的数值的部分或全部信息，将表示所述新常现位置的新点矢量重新指向所述新等数值串上的第一个主分量正位置，将原放在所述新等数值串的起始位置的所述主分量的数值重新放入所述新点矢量新指向的位置，将所述次分量的数值也放入所述新点矢量新指向的位置，将所述新常现位置重新标记为全分量常现位置。

5.根据权利要求3或4所述的对下采样色度格式数据进行点预测的解码方法或解码装置，其特征在于，

所述解码方法或者解码装置中，在原始数据是包括图像、图像的序列、视频的二维数据元素的阵列或阵列的序列的情形下，所述整压缩单元包括宏块、编码单元CU、CU的子区域、子编码单元SubCU、预测块、预测单元PU、PU的子区域、子预测单元SubPU、变换块、变换单元TU、TU的子区域、子变换单元SubTU。

6.根据权利要求3或4所述的对下采样色度格式数据进行点预测的解码方法或解码装置，其特征在于，

所述解码方法或者解码装置中，在原始数据是包括图像、图像的序列、视频的二维数据元素的阵列或阵列的序列的情形下，所述扫描方式包括：

水平光栅扫描：一个整压缩单元内的元素沿水平方向一个元素一个元素排列，排列完一行后接着排列下一行，所有行都从左至右排列或者所有行都从右至左排列；

或者

水平来回扫描也称往返扫描或弓形扫描：一个整压缩单元内的元素沿水平方向一个元素一个元素排列，排列完一行后接着排列下一行，任何相邻的两行中一行从左至右排列而另一行从右至左排列，从左至右排列的行称之为正向行，从右至左排列的行称之为反向行；

或者

垂直光栅扫描：一个整压缩单元内的元素沿垂直方向一个元素一个元素排列，排列完一列后接着排列下一列，所有列都从上至下排列或者所有行都从下至上排列；

或者

垂直来回扫描也称往返扫描或弓形扫描：一个整压缩单元内的元素沿垂直方向一个元素一个元素排列，排列完一列后接着排列下一列，任何相邻的两列中一列从上至下排列而另一列从下至上排列，从上至下排列的列称之为正向列，从下至上排列的列称之为反向列。

7.根据权利要求3或4所述的对下采样色度格式数据进行点预测的解码方法或解码装置，其特征在于，

所述解码方法或解码装置中，数据是420采样格式的二维数据元素的阵列或阵列的序列，其包括一个主分量F和两个次分量D和E；

次分量D和E的采样率和尺寸分别是主分量F的四分之一，也就是主分量F与次分量D之间具有4:1的下采样关系；

一个D分量元素D[i][j]和一个E分量元素E[i][j]对应于2×2个即上下左右排列的4个F分量元素F[2i][2j]，F[2i+1][2j]，F[2i][2j+1]，F[2i+1][2j+1]；

F分量元素的分辨率是2M×2N，即F分量元素组成阵列F＝{F[m][n]：m＝0～2M-1，n＝0～2N-1}，

D分量元素的分辨率是M×N，即D分量元素组成阵列D＝{D[m][n]：m＝0～M-1，n＝0～N-1}，

E分量元素的分辨率也是M×N，即E分量元素组成阵列E＝{E[m][n]：m＝0～M-1，n＝0～N-1}。

8.根据权利要求7所述的对下采样色度格式数据进行点预测的解码方法或解码装置，其特征在于，

所述解码方法或者解码装置中，预先指定的所述主分量正元素是F[2i][2j]，称为左上角类型的主分量正元素；

或者，

所述解码方法或者解码装置中，预先指定的所述主分量正元素是F[2i+1][2j]，称为右上角类型的主分量正元素；

或者，

所述解码方法或者解码装置中，预先指定的所述主分量正元素是F[2i][2j+1]，称为左下角类型的主分量正元素；

或者，所述解码方法或者解码装置中，预先指定的所述主分量正元素F[2i+1][2j+1]，称为右下角类型的主分量正元素。

9.根据权利要求8所述的对下采样色度格式数据进行点预测的解码方法或解码装置，其特征在于，

所述解码方法或者解码装置中，在原始数据是包括图像、图像的序列、视频的二维数据元素的阵列或阵列的序列，且主分量正元素的类型是左上角类型的情形下，

每当出现一个具有新常现位置的新等数值串的时候，从压缩数据码流中获取表示所述新常现位置的主分量的数值的部分或全部信息，将表示所述新常现位置的新点矢量指向所述新等数值串的起始位置，将所述主分量的数值放入所述新点矢量指向的位置。

10.根据权利要求9所述的对下采样色度格式数据进行点预测的解码方法或解码装置，其特征在于，将所述新常现位置标记为主分量常现位置的过程的语法描述表是：

其中，pixel_y_in_frequently_occurring_position表示存在于码流中的语法元素。

11.根据权利要求8所述的对下采样色度格式数据进行点预测的解码方法或解码装置，其特征在于，

所述解码方法或者解码装置中，在原始数据是包括图像、图像的序列、视频的二维数据元素的阵列或阵列的序列，且主分量正元素的类型是左上角类型的情形下，

如果长度为Len的新等数值串上有至少一个主分量正位置，则从压缩数据码流中获取表示所述新常现位置的次分量的数值的部分或全部信息，将表示所述新常现位置的新点矢量重新指向所述新等数值串上的第一个主分量正位置，将原放在所述新等数值串的起始位置的所述主分量的数值重新放入所述新点矢量新指向的位置，将所述次分量的数值也放入所述新点矢量新指向的位置。

12.根据权利要求11所述的对下采样色度格式数据进行点预测的解码方法或解码装置，其特征在于，将所述新常现位置重新标记为全分量常现位置的过程的语法描述表是：

其中，pixel_cb_in_frequently_occurring_position

和pixel_cr_in_frequently_occurring_position表示存在于码流中的语法元素。