CN113938683A - 点预测色度重建值来自多个参考位置的编解码方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了点预测色度重建值来自多个参考位置的编解码方法及装置。本发明适用于对数据进行有损压缩的编码和解码，同样适用于对数据进行无损压缩的编码和解码；本发明适用于对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，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，能够对整压缩单元中的部分或全部元素，从与一个次分量位置对应的多个位置的参考元素的次分量数值，按照预定规则，获得所述次分量位置的次分量重建值，提高次分量的重建元素的精度和质量，极大提高了点预测技术的编码效率。

Description

点预测色度重建值来自多个参考位置的编解码方法及装置

技术领域

本发明涉及数据解码、编码技术领域，尤其涉及到采用点预测对数据进行压缩的编码方法及装置和解码方法及装置。

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)x 1080 (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。N个分量都具有同样的采样率和大小(即分量样值的数目)的数据被称为全采样格式数据。N个分量具有不同的采样率和大小，其中N1个分量，称之为主分量，的采样率和大小是其余N－N1个分量，称之为次分量，的采样率和大小的整数倍的数据被称为下采样格式数据。所述整数倍通常是2倍、4倍、8倍、2x2倍、4x2倍等。全采样格式数据中，所有分量都被认为是主分量，没有次分量。下采样格式数据中，至少有一个分量是主分量并且至少有一个分量是次分量。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或YCbCr或YCgCo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分量或Y、Cb、Cr分量或Y、Cg、Co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。

在下采样格式中，一个次分量所在的位置(通常称为次分量位置)及其元素对应于多个主分量所在的位置(通常称为主分量位置，即使简称为位置也不会产生混淆)及其元素。这种一对多的对应关系具有不确定性。为了消除这种不确定性，通常在与一个次分量位置及其元素对应的多个位置(如420格式中的2x2个位置或422格式中的2x1个位置)及其元素中预先指定一个主分量正位置及其正元素(如指定2x2个位置及其元素中位于左上角的位置及其元素或2x1个位置及其元素中位于左边的位置及其元素为主分量正位置及其正元素)作为与所述次分量位置及其元素一一对应的唯一正规的主分量位置及其元素。主分量正位置与次分量位置之间具有一一对应关系，因此，主分量正位置与次分量位置合称为正位置，表示该位置既是主分量正位置也是次分量位置，正位置与次分量位置之间也同样具有一一对应关系，与一个次分量位置对应的多个位置中的除了正位置之外的其他位置都称为非正位置。主分量正元素与次分量元素之间也具有一一对应关系，因此，主分量正元素与次分量元素合称为正元素，表示该元素既是主分量正元素也是次分量元素，正元素与次分量元素之间也同样具有一一对应关系，与一个次分量元素对应的多个元素中的除了正元素之外的其他元素都称为非正元素。另一方面，在全采样格式中，所有位置都被认为是主分量正位置和正位置，所有元素都被认为是主分量正元素和正元素。

在数据是420采样格式的二维数据元素的阵列或阵列的序列的情形，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即2x2:1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}。

预先指定的正位置上的主分量正元素是F[2i][2j]，称为左上角类型的主分量正位置及其正元素；

或者，

预先指定的正位置上的主分量正元素是F[2i+1][2j]，称为右上角类型的主分量正位置及其正元素；

或者，

预先指定的正位置上的主分量正元素是F[2i][2j+1]，称为左下角类型的主分量正位置及其正元素；

或者，

预先指定的正位置上的主分量正元素是F[2i+1][2j+1]，称为右下角类型的主分量正位置及其正元素。

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，就能完整地表示并且在需要的时候随时随地重建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。重建所产生的当前串的元素称为重建元素，其数值称为当前串及其元素的重建值。元素的重建值等同于元素的原始值的数据压缩称为无损压缩。元素的重建值不等同于元素的原始值的数据压缩称为有损压缩。

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，就能完整地表示并且在需要的时候随时随地重建所述当前串的所有元素及其数值，获得当前串及其元素的重建值。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(也称为未匹配或不匹配或不可匹配)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。对于不可预测元素，只能将其精确或近似数值本身记录下来，按照预定方式对其进行压缩，并且在需要的时候随时随地重建不可预测元素，获得不可预测元素的重建值。

串预测中经常使用的扫描方式包括：

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，所有行内扫描方向都是从左至右排列或者所有行内扫描方向都是从右至左排列。

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的行内扫描方向是从左至右排列而另一行的行内扫描方向是从右至左排列，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，所有列内扫描方向都是从上至下排列或者所有列内扫描方向都是从下至上排列；

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的列内扫描方向是从上至下排列而另一列的列内扫描方向是从下至上排列，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。

串的扫描即排列中的第一个元素称为起始元素，串的扫描即排列中的最后一个元素称为终结元素。

串预测的一种特殊情形是块预测也称块匹配。在这种特殊情形，每个串都形成一个矩形形状的块。

点预测是串预测的另一种特殊情形，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，称其为常现位置索引。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中的一个元素的位置) 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，常现位置数组通常是点矢量数组即存放点矢量的参数的数组，点矢量的参数至少包括点矢量以及与点矢量有关的信息，点矢量通常用预定形式的坐标来表示。点矢量数组有时也称为点预测信息表。

常现位置元素，如果出现在正位置，即表示该常现位置的点矢量所指定的位置是正位置，则具有包括次分量的所有N个分量，压缩数据码流中存在包括次分量的所有N个分量，编码器将包括次分量的所有N个分量的数值写入压缩数据码流，而解码器从压缩数据码流中获得包括次分量的所有N个分量的数值，否则，仅具有主分量却没有次分量，压缩数据码流中仅存在主分量却不存在次分量，编码器仅将主分量的数值写入压缩数据码流，而解码器从压缩数据码流中仅获得主分量的数值。常现位置元素的次分量的数值存储在正位置上的次分量空间内。常现位置元素，一方面是所在位置的重建元素，另一方面也是其他元素的参考元素，用于获得其他元素的重建值，这时，该常现位置元素也被称为常现位置参考元素。

使用点预测技术进行编解码的整压缩单元中，有可能存在找不到参考元素的未匹配元素。未匹配元素，如果出现在正位置，则具有包括次分量的所有N个分量，压缩数据码流中存在包括次分量的所有N个分量，编码器将包括次分量的所有N个分量的数值写入压缩数据码流，而解码器从压缩数据码流中获得包括次分量的所有N个分量的数值，否则，仅具有主分量却没有次分量，压缩数据码流中仅存在主分量却不存在次分量，编码器仅将主分量的数值写入压缩数据码流，而解码器从压缩数据码流中仅获得主分量的数值。未匹配元素本身也允许作为其他元素的参考元素来使用，用于获得其他元素的重建值，这时，该未匹配元素也被称为未匹配参考元素。

点预测技术将一个整压缩单元的元素，沿着扫描路径即按照预定扫描方式连续排序所形成的路径，分割成长度可变的下列三种串类型的元素串：

串类型1：等数值串或称等值串。一个等数值串上的所有元素的数值都等于一个常现位置元素的数值；

串类型2：未匹配元素串。一个未匹配元素串上的所有元素都是未匹配元素即不可预测元素；

串类型3：单位基矢量串。单位基矢量串是参考串位于当前串正上方一个单位距离的串，其中，在水平扫描模式中，所述正上方是指直接相邻的上方，而在垂直扫描模式中，所述正上方是指直接相邻的左方。因此，单位基矢量串又称为复制上方串。

点预测技术还强制规定：单位基矢量串仅限于复制当前整压缩单元内部的元素，不能复制当前整压缩单元外部的元素。因此，一个整压缩单元内所有三种串类型的串上的每个元素，其最初的来源只能是常现位置元素或未匹配元素。也就是说，一个整压缩单元的所有元素，其参考元素都是毫无例外地直接来源于常现位置元素或未匹配元素。

因此，使用点预测技术进行编解码的整压缩单元中，重建元素的数值 (即元素的重建值)都是从常现位置元素或者未匹配元素获得。

点预测作为串预测的一种特殊情形，在重建一个元素时，与串预测一样，不管当前元素是否在正位置上，总是必须重建当前元素的主分量，如果当前元素在正位置上，则还必须重建当前元素的次分量，否则，不重建当前元素的次分量。

现有点预测技术中，重建元素的次分量的数值等于与该次分量一一对应的正位置的参考元素的次分量的数值。但是，在点预测技术中，并不一定仅仅正位置的参考元素有次分量，与该次分量对应的其他主分量位置(非正位置)的参考元素本身也可能在正位置上，所以，也可能有次分量。现有点预测技术的重建操作忽略了这些次分量，因而，降低了次分量的重建元素的精度和质量，显著降低了点预测技术的编码效率。

发明内容

本发明的目的是提供点预测色度重建值来自多个参考位置的编解码方法及装置，用于解决现有点预测技术中存在的问题。现有的点预测技术中，重建元素的次分量的数值等于与该次分量一一对应的正位置的参考元素的次分量的数值。但是，在点预测技术中，并不一定仅仅正位置的参考元素有次分量，与该次分量对应的其他主分量位置(非正位置)的参考元素本身也可能在正位置上，所以，也可能有次分量。现有点预测技术的重建操作忽略了这些次分量，因而，降低了次分量的重建元素的精度和质量，显著降低了点预测技术的编码效率。

本发明的上述技术目的是用过以下技术方案实现的：

点预测色度重建值来自多个参考位置的编码方法，所述编码方法至少包括以下步骤：

A1：至少输入一个整压缩单元的原始数据；

A2：对所述整压缩单元中的部分或全部元素，至少从与一个次分量位置对应的多个位置的参考元素的次分量，按照预定规则，获得所述次分量位置的次分量重建值；

A3：至少输出所述次分量重建值。

点预测色度重建值来自多个参考位置的编码装置，所述编码装置至少包括能够实现下列功能和操作的模块：

原始数据输入模块：至少输入一个整压缩单元的原始数据；

次分量重建模块：对所述整压缩单元中的部分或全部元素，至少从与一个次分量位置对应的多个位置的参考元素的次分量，按照预定规则，获得所述次分量位置的次分量重建值；

输出模块:至少输出所述次分量重建值。

点预测色度重建值来自多个参考位置的解码方法，所述解码方法至少包括以下步骤：

B1：至少输入一个整压缩单元的压缩数据码流；

B2：对所述整压缩单元中的部分或全部元素，至少从与一个次分量位置对应的多个位置的参考元素的次分量，按照预定规则，获得所述次分量位置的次分量重建值；

B3：至少输出所述次分量重建值。

点预测色度重建值来自多个参考位置的解码装置，所述解码装置至少包括以下模块：

压缩数据码流输入模块:用于至少输入一个整压缩单元的压缩数据码流；

次分量重建模块:用于对所述整压缩单元中的部分或全部元素，至少从与一个次分量位置对应的多个位置的参考元素的次分量，按照预定规则，获得所述次分量位置的次分量重建值；

输出模块:用于至少输出所述次分量重建值。

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。

优选地，所述多个位置是其参考元素位于正位置上因而所述参考元素本身具有次分量的位置；在仅有一个位置的参考元素位于正位置的情形，所述多个位置退化为仅有一个位置；在没有任何一个位置的参考元素位于正位置的情形，所述次分量重建值是一个预定的默认值；

优选地，所述次分量重建值的预定的默认值是零。

优选地，所述预定规则包括所述次分量重建值等于所述多个位置的参考元素的次分量的数值的平均值；在元素分量是固定比特长度的整数的情形，所述平均值也是按照预定取整规则得到的同样固定比特长度的整数；

优选地，所述预定规则还包括所述次分量重建值等于对应的正位置的参考元素的次分量的数值，还包括所述次分量重建值等于所述多个位置的参考元素的次分量的数值的平均值；在元素分量是固定比特长度的整数的情形，所述平均值也是按照预定取整规则得到的同样固定比特长度的整数；

优选地，所述预定规则包括：一部分所述次分量重建值等于对应的正位置的参考元素的次分量的数值，另一部分所述次分量重建值等于所述多个位置的参考元素的次分量的数值的平均值；在元素分量是固定比特长度的整数的情形，所述平均值也是按照预定取整规则得到的同样固定比特长度的整数；

优选地，所述预定规则包括：如果所述次分量所对应的正位置本身与所述多个位置的参考元素的位置之一重合，则所述次分量重建值等于所对应的正位置的参考元素的次分量的数值；否则，所述次分量重建值等于所述多个位置的参考元素的次分量的数值的平均值；在元素分量是固定比特长度的整数的情形，所述平均值也是按照预定取整规则得到的同样固定比特长度的整数。

优选地，所述参考元素是常现位置参考元素或者是未匹配参考元素；

优选地，所述整压缩单元中的每个串都有一个串类型标记，用于表示该串的串类型是单位基矢量串即复制上方串类型还是等数值串类型还是未匹配元素串类型；

所述整压缩单元中的每个元素都有一个元素类型标记，用于表示与该元素关联的串类型；等数值串和未匹配元素串上的元素的元素类型标记的值等于所在串的串类型标记的值；对于单位基矢量串上的元素，如果该元素的正上方元素的元素类型标记表示与该正上方元素关联的串类型是未匹配元素串类型，则该元素的元素类型标记的值等于该元素的正上方元素的元素类型标记的值，否则，该元素的元素类型标记的值等于所在串的串类型标记的值；

所述参考元素是常现位置参考元素或者是未匹配参考元素；

如果参考元素的元素类型标记表示与该参考元素关联的串类型是未匹配元素串类型，则该参考元素是未匹配参考元素，否则，该参考元素是常现位置参考元素；

优选地，所述整压缩单元中的每个串都有一个串类型标记，用于表示该串的串类型是单位基矢量串即复制上方串类型还是等数值串类型还是未匹配元素串类型；

所述整压缩单元中的每个元素都有一个元素类型标记，用于表示与该元素关联的串类型；等数值串和未匹配元素串上的元素的元素类型标记的值等于所在串的串类型标记的值；对于单位基矢量串上的元素，如果该元素的正上方元素的元素类型标记表示与该正上方元素关联的串类型是未匹配元素串类型，则该元素的元素类型标记的值等于该元素的正上方元素的元素类型标记的值，否则，该元素的元素类型标记的值等于所在串的串类型标记的值；

所述整压缩单元中的每个元素都有一个常现位置索引标记，如果该元素最初的来源是常现位置元素，则所述常现位置索引标记的值等于作为来源的该常现位置元素的常现位置索引的值，否则，所述常现位置索引标记无效；

所述整压缩单元中的未匹配元素的信息，都存放在一个未匹配元素数组或者一个未匹配元素位置数组中，数组中存放的每个未匹配元素用一个索引来标明，称其为未匹配元素索引或者未匹配元素位置索引；所述未匹配元素数组中存放的每个未匹配元素的信息包括该未匹配元素仅具有主分量还是具有主分量和次分量，还包括该未匹配元素所具有的各分量的数值；或者，所述未匹配元素位置数组中存放的每个未匹配元素的信息包括该未匹配元素在所述整压缩单元中的位置；未匹配元素位置的表示方式之一是预定形式的坐标；

所述整压缩单元中的每个元素都有一个未匹配元素索引标记或者一个未匹配元素位置索引标记，如果该元素最初的来源是未匹配元素，则所述未匹配元素索引标记的值或者未匹配元素位置索引标记的值等于作为来源的该未匹配元素的未匹配元素索引的值或者未匹配元素位置索引的值，否则，所述未匹配元素索引标记或者未匹配元素位置索引标记无效；

所述参考元素是常现位置参考元素或者是未匹配参考元素；

至少根据参考元素的元素类型标记、常现位置索引标记、未匹配元素索引标记或者未匹配元素位置索引标记，至少执行下列操作导出该参考元素所具有的各分量的值；

操作1：如果该参考元素的元素类型标记表示与该参考元素关联的串类型是未匹配元素串类型，则该参考元素是未匹配参考元素，执行操作3，否则，该参考元素是常现位置参考元素，执行操作2；

操作2：根据该参考元素的常现位置索引标记，从常现位置数组中获得对应的常现位置，再从该常现位置上获得所具有的各分量的值；

操作3：根据该参考元素的未匹配元素索引标记，从未匹配元素数组中获得对应的未匹配元素所具有的各分量的值或者根据该参考元素的未匹配元素位置索引标记，从未匹配元素位置数组中获得对应的未匹配元素位置，再从该未匹配元素位置上获得所具有的各分量的值。

优选地，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，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；

位置坐标为(i,j)的一个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位置坐标分别为(2i,2j)即左上位置， (2i+1,2j)即右上位置，(2i,2j+1)即左下位置，(2i+1,2j+1)即右下位置的4个F分量元素F[2i][2j]即左上元素，F[2i+1][2j]即右上元素， F[2i][2j+1]即左下元素，F[2i+1][2j+1]即右下元素；

位置坐标为(i,j)的次分量重建值等于所述左上位置，所述右上位置，所述左下位置，所述右下位置中其参考元素位于正位置上因而本身具有次分量的K个位置的参考元素的次分量的平均值，其中K满足0≤K≤4；在元素分量是固定比特长度的整数的情形，所述平均值也是按照预定取整规则得到的同样固定比特长度的整数；如果K等于0，所述次分量重建值等于0。

优选地，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，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Y和两个次分量Cb和Cr；；

记正在编码或解码中的当前整压缩单元的宽和高分别是width和 height；

当前整压缩单元中的未匹配元素的信息，都存放在一个未匹配元素数组或者一个未匹配元素位置数组中，数组中存放的每个未匹配元素用一个索引来标明，称其为未匹配元素索引或者未匹配元素位置索引；所述未匹配元素数组中存放的每个未匹配元素的信息包括该未匹配元素仅具有主分量还是具有主分量和次分量，还包括该未匹配元素所具有的各分量的数值；或者，所述未匹配元素位置数组中存放的每个未匹配元素的信息包括该未匹配元素在所述整压缩单元中的位置；未匹配元素位置的表示方式之一是预定形式的坐标；

当前整压缩单元中的每个串都有一个串类型标记StringType， StringType的值为0表示该串的串类型是单位基矢量串即复制上方串类型，StringType的值为1表示该串的串类型是等数值串类型，StringType 的值为2表示该串的串类型是未匹配元素串类型；

当前整压缩单元中的每个元素，记其序号为Snum，都有相应的元素类型标记PixelType[Snum]，常现位置索引标记PvAddr[Snum]，未匹配元素索引标记UpIdx[Snum]或者未匹配元素位置索引标记UpAddr[Snum]；所述序号从扫描起始元素的序号0开始，沿着扫描路径逐元素增一，所述序号实际上就是当前整压缩单元中在当前元素之前已经完成编解码的元素的数目；序号为Snum的元素在当前整压缩单元中的横坐标和纵坐标分别是sxInCu＝TravScan[Log(width)-2][Log(height)-2][Snum][0]和syInCu ＝TravScan[Log(width)-2][Log(height)-2][Snum][1]，其中TravScan 将序号Snum映射为横坐标sxInCu和纵坐标syInCu；

对于等数值串上的元素，PixelType[Snum]的值等于1，PvAddr[Snum] 的值等于所在等数值串的常现位置索引的值，UpIdx[Snum]的值或者 UpAddr[Snum]的值无效；

对于未匹配元素串上的元素，PixelType[Snum]的值等于2， PvAddr[Snum]的值无效，UpIdx[Snum]的值等于所在整压缩单元中在当前未匹配元素之前已经完成编解码的等数值串的数目加上单位基矢量串的数目加上未匹配元素的数目或者UpAddr[Snum]的值等于所在整压缩单元中在当前未匹配元素之前已经完成编解码的未匹配元素的数目；

对于单位基矢量串上的元素，对当前元素的PixelType[Snum]， PvAddr[Snum]，UpIdx[Snum]或者UpAddr[Snum]进行赋值的语法描述表至少包括；

StringType[i]＝0//单位基矢量串的串类型标记StringType的值等于0

for(k＝0；k<StrLen；++k){//对于单位基矢量串的每个元素执行下列操作

offsetAbove＝(syInCu&1)＝＝0？2*sxInCu+1:2*(width-sxInCu) -1

if(PixelType[Snum-offsetAbove]＝＝2){//如果当前元素的正上方元素的PixelType的值等于2

PixelType[Snum]＝2//当前元素的PixelType的值也等于2

UpIdx[Snum]＝UpIdx[Snum-offsetAbove]//当前元素的UpIdx的值等于其正上方元素的UpIdx的值，PvAddr无效，不需赋值

或者

UpAddr[Snum]＝UpAddr[Snum-offsetAbove]//当前元素的UpAddr 的值等于其正上方元素的UpAddr的值，PvAddr无效，不需赋值

}

else{//否则即如果当前元素的正上方元素的PixelType的值不等于 2

PixelType[Snum]＝0//当前元素的PixelType的值等于0

PvAddr[Snum]＝PvAddr[Snum-offsetAbove]//当前元素的PvAddr 的值等于其正上方元素的PvAddr的值，UpIdx或者UpAddr无效，不需赋值

}

Snum++//序号增一

}//对于单位基矢量串的每个元素执行以上操作

以上语法描述表中，StrLen是该单位基矢量串的串长度，offsetAbove 实际上是当前元素的序号Snum减去其正上方元素的序号，因此，其正上方元素的序号等于Snum–offsetAbove；

优选地，以上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，当当前元素的sxInCu和syInCu都为偶数时，从坐标分别为(sxInCu, syInCu)、(sxInCu+1,syInCu)、(sxInCu,syInCu+1)、(sxInCu+1,syInCu+1) 的四个位置的元素的参考元素的次分量计算当前元素的次分量重建值 recC，其中recC遍历两个次分量Cb和Cr的重建值recCb和recCr；

记所述四个位置的元素中，其参考元素具有次分量的元素的个数为K， K满足0≤K≤4；

当K大于0时，记所述K个参考元素为ref[k]，记ref[k]的序号为 Snum[k]，1≤k≤K；导出ref[k]的次分量的值refC[k]，1≤k≤K，的过程如下：

如果PixelType[Snum[k]]的值不等于2，refC[k]等于常现位置数组中常现位置索引为PvAddr[Snum[k]]的常现位置上的元素的次分量的值；

如果PixelType[Snum[k]]的值等于2，refC[k]等于未匹配元素数组中未匹配元素索引为UpIdx[Snum[k]]的未匹配元素的次分量的值或者refC[k] 等于未匹配元素位置数组中未匹配元素位置索引为UpAddr[Snum[k]]的未匹配元素位置上的未匹配元素的次分量的值；

当前元素的次分量重建值recC等于所述K个refC[k]的平均值；在元素分量是固定比特长度的整数的情形，所述平均值也是按照预定取整规则得到的同样固定比特长度的整数；

当K等于0时，当前元素的次分量重建值recC等于0；

优选地，记常现位置数组中的用点矢量表示的常现位置的坐标为 (PvX[p],PvY[p])，其中p是常现位置索引；

记未匹配元素数组中未匹配元素的次分量的值为UpC[p]，其中p是未匹配元素索引或者记未匹配元素位置数组中未匹配元素位置的坐标为 (UpX[p],UpY[p])，其中p是未匹配元素位置索引；

如果PixelType[Snum[k]]的值不等于2，refC[k]等于坐标为 (PvX[PvAddr[Snum[k]]],PvY[PvAddr[Snum[k]]])的常现位置上的元素的次分量的值；

如果PixelType[Snum[k]]的值等于2，refC[k]等于 UpC[UpIdx[Snum[k]]]或者refC[k]等于坐标为(UpX[UpAddr[Snum[k]]], UpY[UpAddr[Snum[k]]])的未匹配元素位置上的未匹配元素的次分量的值；

K个refC[k]和recC都是8或10或12或14或16比特的固定比特长度的整数；

令所述K个refC[k]加起来的和为refCsum，当前元素的次分量重建值 recC的计算公式是：

recC＝(refCsum+(K>>1))/K

其中，>>是二进制右移运算，/是整数除法。

本发明适用于对数据进行有损压缩的编码和解码，也同样适用于对数据进行无损压缩的编码和解码；本发明适用于对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，也同样适用于对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。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种对采用点预测进行编解码的方法和装置，能够对整压缩单元中的部分或全部元素，从与一个次分量位置对应的多个位置的参考元素的次分量数值，按照预定规则，获得所述次分量位置的次分量重建值，提高次分量的重建元素的精度和质量，极大提高了了点预测技术的编码效率。

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。

本发明提出的点预测色度重建值来自多个参考位置的编码方法，所述编码方法至少包括以下步骤：

A1：至少输入一个整压缩单元的原始数据；

A2：对所述整压缩单元中的部分或全部元素，至少从与一个次分量位置对应的多个位置的参考元素的次分量，按照预定规则，获得所述次分量位置的次分量重建值；

A3：至少输出所述次分量重建值。

点预测色度重建值来自多个参考位置的编码装置，所述编码装置至少包括能够实现下列功能和操作的模块：

原始数据输入模块：至少输入一个整压缩单元的原始数据；

次分量重建模块：对所述整压缩单元中的部分或全部元素，至少从与一个次分量位置对应的多个位置的参考元素的次分量，按照预定规则，获得所述次分量位置的次分量重建值；

输出模块:至少输出所述次分量重建值。

点预测色度重建值来自多个参考位置的解码方法，所述解码方法至少包括以下步骤：

B1：至少输入一个整压缩单元的压缩数据码流；

B2：对所述整压缩单元中的部分或全部元素，至少从与一个次分量位置对应的多个位置的参考元素的次分量，按照预定规则，获得所述次分量位置的次分量重建值；

B3：至少输出所述次分量重建值。

点预测色度重建值来自多个参考位置的解码装置，所述解码装置至少包括以下模块：

压缩数据码流输入模块:用于至少输入一个整压缩单元的压缩数据码流；

次分量重建模块:用于对所述整压缩单元中的部分或全部元素，至少从与一个次分量位置对应的多个位置的参考元素的次分量，按照预定规则，获得所述次分量位置的次分量重建值；

输出模块:用于至少输出所述次分量重建值。

实施例1

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

所述多个位置是其参考元素位于正位置上因而所述参考元素本身具有次分量的位置；在仅有一个位置的参考元素位于正位置的情形，所述多个位置退化为仅有一个位置；在没有任何一个位置的参考元素位于正位置的情形，所述次分量重建值是一个预定的默认值；

优选地，

在没有任何一个位置的参考元素位于正位置的情形，所述次分量重建值预定的默认值是零。

实施例3

所述预定规则包括所述次分量重建值等于所述多个位置的参考元素的次分量的数值的平均值；在元素分量是固定比特长度的整数的情形，所述平均值也是按照预定取整规则得到的同样固定比特长度的整数；

优选地，所述预定规则还包括所述次分量重建值等于对应的正位置的参考元素的次分量的数值，还包括所述次分量重建值等于所述多个位置的参考元素的次分量的数值的平均值；在元素分量是固定比特长度的整数的情形，所述平均值也是按照预定取整规则得到的同样固定比特长度的整数；

优选地，所述预定规则包括：一部分所述次分量重建值等于对应的正位置的参考元素的次分量的数值，另一部分所述次分量重建值等于所述多个位置的参考元素的次分量的数值的平均值；在元素分量是固定比特长度的整数的情形，所述平均值也是按照预定取整规则得到的同样固定比特长度的整数。

优选地，所述预定规则包括：如果所述次分量所对应的正位置本身与所述多个位置的参考元素的位置之一重合，则所述次分量重建值等于所对应的正位置的参考元素的次分量的数值；否则，所述次分量重建值等于所述多个位置的参考元素的次分量的数值的平均值；在元素分量是固定比特长度的整数的情形，所述平均值也是按照预定取整规则得到的同样固定比特长度的整数。

实施例4

所述参考元素是常现位置参考元素或者是未匹配参考元素；

优选地，所述整压缩单元中的每个串都有一个串类型标记，用于表示该串的串类型是单位基矢量串即复制上方串类型还是等数值串类型还是未匹配元素串类型；

所述整压缩单元中的每个元素都有一个元素类型标记，用于表示与该元素关联的串类型；等数值串和未匹配元素串上的元素的元素类型标记的值等于所在串的串类型标记的值；对于单位基矢量串上的元素，如果该元素的正上方元素的元素类型标记表示与该正上方元素关联的串类型是未匹配元素串类型，则该元素的元素类型标记的值等于该元素的正上方元素的元素类型标记的值，否则，该元素的元素类型标记的值等于所在串的串类型标记的值；

所述参考元素是常现位置参考元素或者是未匹配参考元素；

如果参考元素的元素类型标记表示与该参考元素关联的串类型是未匹配元素串类型，则该参考元素是未匹配参考元素，否则，该参考元素是常现位置参考元素；

优选地，所述整压缩单元中的每个串都有一个串类型标记，用于表示该串的串类型是单位基矢量串即复制上方串类型还是等数值串类型还是未匹配元素串类型；

所述整压缩单元中的每个元素都有一个元素类型标记，用于表示与该元素关联的串类型；等数值串和未匹配元素串上的元素的元素类型标记的值等于所在串的串类型标记的值；对于单位基矢量串上的元素，如果该元素的正上方元素的元素类型标记表示与该正上方元素关联的串类型是未匹配元素串类型，则该元素的元素类型标记的值等于该元素的正上方元素的元素类型标记的值，否则，该元素的元素类型标记的值等于所在串的串类型标记的值；

所述整压缩单元中的每个元素都有一个常现位置索引标记，如果该元素最初的来源是常现位置元素，则所述常现位置索引标记的值等于作为来源的该常现位置元素的常现位置索引的值，否则，所述常现位置索引标记无效；

所述整压缩单元中的未匹配元素的信息，都存放在一个未匹配元素数组或者一个未匹配元素位置数组中，数组中存放的每个未匹配元素用一个索引来标明，称其为未匹配元素索引或者未匹配元素位置索引；所述未匹配元素数组中存放的每个未匹配元素的信息包括该未匹配元素仅具有主分量还是具有主分量和次分量，还包括该未匹配元素所具有的各分量的数值；或者，所述未匹配元素位置数组中存放的每个未匹配元素的信息包括该未匹配元素在所述整压缩单元中的位置；未匹配元素位置的表示方式之一是预定形式的坐标；

所述整压缩单元中的每个元素都有一个未匹配元素索引标记或者一个未匹配元素位置索引标记，如果该元素最初的来源是未匹配元素，则所述未匹配元素索引标记的值或者未匹配元素位置索引标记的值等于作为来源的该未匹配元素的未匹配元素索引的值或者未匹配元素位置索引的值，否则，所述未匹配元素索引标记或者未匹配元素位置索引标记无效；

所述参考元素是常现位置参考元素或者是未匹配参考元素；

至少根据参考元素的元素类型标记、常现位置索引标记、未匹配元素索引标记或者未匹配元素位置索引标记，至少执行下列操作导出该参考元素所具有的各分量的值；

操作1：如果该参考元素的元素类型标记表示与该参考元素关联的串类型是未匹配元素串类型，则该参考元素是未匹配参考元素，执行操作3，否则，该参考元素是常现位置参考元素，执行操作2；

操作2：根据该参考元素的常现位置索引标记，从常现位置数组中获得对应的常现位置，再从该常现位置上获得所具有的各分量的值；

操作3：根据该参考元素的未匹配元素索引标记，从未匹配元素数组中获得对应的未匹配元素所具有的各分量的值或者根据该参考元素的未匹配元素位置索引标记，从未匹配元素位置数组中获得对应的未匹配元素位置，再从该未匹配元素位置上获得所具有的各分量的值。

实施例5

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，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；

位置坐标为(i,j)的一个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位置坐标分别为(2i,2j)即左上位置， (2i+1,2j)即右上位置，(2i,2j+1)即左下位置，(2i+1,2j+1)即右下位置的4个F分量元素F[2i][2j]即左上元素，F[2i+1][2j]即右上元素， F[2i][2j+1]即左下元素，F[2i+1][2j+1]即右下元素；

位置坐标为(i,j)的次分量重建值等于所述左上位置，所述右上位置，所述左下位置，所述右下位置中其参考元素位于正位置上因而本身具有次分量的K个位置的参考元素的次分量的平均值，其中K满足0≤K≤4；在元素分量是固定比特长度的整数的情形，所述平均值也是按照预定取整规则得到的同样固定比特长度的整数；如果K等于0，所述次分量重建值等于0。

实施例6

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，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Y和两个次分量Cb和Cr；

记正在编码或解码中的当前整压缩单元的宽和高分别是width和 height；

当前整压缩单元中的未匹配元素的信息，都存放在一个未匹配元素数组或者一个未匹配元素位置数组中，数组中存放的每个未匹配元素用一个索引来标明，称其为未匹配元素索引或者未匹配元素位置索引；所述未匹配元素数组中存放的每个未匹配元素的信息包括该未匹配元素仅具有主分量还是具有主分量和次分量，还包括该未匹配元素所具有的各分量的数值；或者，所述未匹配元素位置数组中存放的每个未匹配元素的信息包括该未匹配元素在所述整压缩单元中的位置；未匹配元素位置的表示方式之一是预定形式的坐标；

当前整压缩单元中的每个串都有一个串类型标记StringType， StringType的值为0表示该串的串类型是单位基矢量串即复制上方串类型，StringType的值为1表示该串的串类型是等数值串类型，StringType 的值为2表示该串的串类型是未匹配元素串类型；

当前整压缩单元中的每个元素，记其序号为Snum，都有相应的元素类型标记PixelType[Snum]，常现位置索引标记PvAddr[Snum]，未匹配元素索引标记UpIdx[Snum]或者未匹配元素位置索引标记UpAddr[Snum]；所述序号从扫描起始元素的序号0开始，沿着扫描路径逐元素增一，所述序号实际上就是当前整压缩单元中在当前元素之前已经完成编解码的元素的数目；序号为Snum的元素在当前整压缩单元中的横坐标和纵坐标分别是sxInCu＝TravScan[Log(width)-2][Log(height)-2][Snum][0]和syInCu ＝TravScan[Log(width)-2][Log(height)-2][Snum][1]，其中TravScan 将序号Snum映射为横坐标sxInCu和纵坐标syInCu；

对于等数值串上的元素，PixelType[Snum]的值等于1，PvAddr[Snum] 的值等于所在等数值串的常现位置索引的值，UpIdx[Snum]的值或者 UpAddr[Snum]的值无效；

对于未匹配元素串上的元素，PixelType[Snum]的值等于2，PvAddr[Snum]的值无效，UpIdx[Snum]的值等于所在整压缩单元中在当前未匹配元素之前已经完成编解码的等数值串的数目加上单位基矢量串的数目加上未匹配元素的数目或者UpAddr[Snum]的值等于所在整压缩单元中在当前未匹配元素之前已经完成编解码的未匹配元素的数目；

对于单位基矢量串上的元素，对当前元素的PixelType[Snum]， PvAddr[Snum]，UpIdx[Snum]或者UpAddr[Snum]进行赋值的语法描述表至少包括；

StringType[i]＝0//单位基矢量串的串类型标记StringType的值等于0

for(k＝0；k<StrLen；++k){//对于单位基矢量串的每个元素执行下列操作

offsetAbove＝(syInCu&1)＝＝0？2*sxInCu+1:2*(width-sxInCu) -1

if(PixelType[Snum-offsetAbove]＝＝2){//如果当前元素的正上方元素的PixelType的值等于2

PixelType[Snum]＝2//当前元素的PixelType的值也等于2

UpIdx[Snum]＝UpIdx[Snum-offsetAbove]//当前元素的UpIdx的值等于其正上方元素的UpIdx的值，PvAddr无效，不需赋值

或者

UpAddr[Snum]＝UpAddr[Snum-offsetAbove]//当前元素的UpAddr 的值等于其正上方元素的UpAddr的值，PvAddr无效，不需赋值

}

else{//否则即如果当前元素的正上方元素的PixelType的值不等于 2

PixelType[Snum]＝0//当前元素的PixelType的值等于0

PvAddr[Snum]＝PvAddr[Snum-offsetAbove]//当前元素的PvAddr 的值等于其正上方元素的PvAddr的值，UpIdx或者UpAddr无效，不需赋值

}

Snum++//序号增一 }//对于单位基矢量串的每个元素执行以上操作

以上语法描述表中，StrLen是该单位基矢量串的串长度，offsetAbove 实际上是当前元素的序号Snum减去其正上方元素的序号，因此，其正上方元素的序号等于Snum–offsetAbove；

优选地，在当前元素的sxInCu和syInCu都为偶数的情形，从坐标分别为(sxInCu,syInCu)、(sxInCu+1,syInCu)、(sxInCu,syInCu+1)、 (sxInCu+1,syInCu+1)的四个位置的元素的参考元素的次分量计算当前元素的次分量重建值recC，其中recC遍历两个次分量Cb和Cr的重建值recCb 和recCr；

记所述四个位置的元素中，其参考元素具有次分量的元素的个数为K， K满足0≤K≤4；

当K大于0时，记所述K个参考元素为ref[k]，记ref[k]的序号为 Snum[k]，1≤k≤K；导出ref[k]的次分量的值refC[k]，1≤k≤K，的过程如下：

如果PixelType[Snum[k]]的值不等于2，refC[k]等于常现位置数组中常现位置索引为PvAddr[Snum[k]]的常现位置上的元素的次分量的值；

如果PixelType[Snum[k]]的值等于2，refC[k]等于未匹配元素数组中未匹配元素索引为UpIdx[Snum[k]]的未匹配元素的次分量的值或者refC[k] 等于未匹配元素位置数组中未匹配元素位置索引为UpAddr[Snum[k]]的未匹配元素位置上的未匹配元素的次分量的值；

当前元素的次分量重建值recC等于所述K个refC[k]的平均值；在元素分量是固定比特长度的整数的情形，所述平均值也是按照预定取整规则得到的同样固定比特长度的整数；

当K等于0时，当前元素的次分量重建值recC等于0；

优选地，

记常现位置数组中的用点矢量表示的常现位置的坐标为(PvX[p], PvY[p])，其中p是常现位置索引；

记未匹配元素数组中未匹配元素的次分量的值为UpC[p]，其中p是未匹配元素索引或者记未匹配元素位置数组中未匹配元素位置的坐标为 (UpX[p],UpY[p])，其中p是未匹配元素位置索引；

如果PixelType[Snum[k]]的值不等于2，refC[k]等于坐标为 (PvX[PvAddr[Snum[k]]],PvY[PvAddr[Snum[k]]])的常现位置上的元素的次分量的值；

如果PixelType[Snum[k]]的值等于2，refC[k]等于 UpC[UpIdx[Snum[k]]]或者refC[k]等于坐标为(UpX[UpAddr[Snum[k]]], UpY[UpAddr[Snum[k]]])的未匹配元素位置上的未匹配元素的次分量的值；

K个refC[k]和recC都是8或10或12或14或16比特的固定比特长度的整数；

令所述K个refC[k]加起来的和为refCsum，当前元素的次分量重建值 recC的计算公式是：

recC＝(refCsum+(K>>1))/K

其中，>>是二进制右移运算，/是整数除法。

本发明所述一种对采用点预测进行编解码的方法和装置，能够对整压缩单元中的部分或全部元素，从与一个次分量位置对应的多个位置的参考元素的次分量数值，按照预定规则，获得所述次分量位置的次分量重建值，提高次分量的重建元素的精度和质量，极大提高了了点预测技术的编码效率，具有广泛的应用空间。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。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 (10)

1.点预测色度重建值来自多个参考位置的编码方法，其特征在于，所述编码方法至少包括以下步骤：

A1：至少输入一个整压缩单元的原始数据；

A2：对所述整压缩单元中的部分或全部元素，至少从与一个次分量位置对应的多个位置的参考元素的次分量，按照预定规则，获得所述次分量位置的次分量重建值；

A3：至少输出所述次分量重建值。

2.点预测色度重建值来自多个参考位置的编码装置，其特征在于，所述编码装置至少包括能够实现下列功能和操作的模块：

原始数据输入模块：至少输入一个整压缩单元的原始数据；

次分量重建模块：对所述整压缩单元中的部分或全部元素，至少从与一个次分量位置对应的多个位置的参考元素的次分量，按照预定规则，获得所述次分量位置的次分量重建值；

输出模块:至少输出所述次分量重建值。

3.点预测色度重建值来自多个参考位置的解码方法，其特征在于，所述解码方法至少包括以下步骤：

B1：至少输入一个整压缩单元的压缩数据码流；

B2：对所述整压缩单元中的部分或全部元素，至少从与一个次分量位置对应的多个位置的参考元素的次分量，按照预定规则，获得所述次分量位置的次分量重建值；

B3：至少输出所述次分量重建值。

4.点预测色度重建值来自多个参考位置的解码装置，其特征在于，所述解码装置至少包括以下模块：

压缩数据码流输入模块:用于至少输入一个整压缩单元的压缩数据码流；

次分量重建模块:用于对所述整压缩单元中的部分或全部元素，至少从与一个次分量位置对应的多个位置的参考元素的次分量，按照预定规则，获得所述次分量位置的次分量重建值；

输出模块:用于至少输出所述次分量重建值。

5.根据权利要求3或4所述的点预测色度重建值来自多个参考位置的解码方法或装置，其特征在于，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，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所述的点预测色度重建值来自多个参考位置的解码方法或装置，其特征在于，包括所述多个位置是其参考元素位于正位置上因而所述参考元素本身具有次分量的位置；在仅有一个位置的参考元素位于正位置的情形，所述多个位置退化为仅有一个位置；

还包括,

在没有任何一个位置的参考元素位于正位置的情形，所述次分量重建值是一个预定的默认值；

或者，

在没有任何一个位置的参考元素位于正位置的情形，所述次分量重建值预定的默认值是零。

7.根据权利要求3或4所述的点预测色度重建值来自多个参考位置的解码方法或装置，其特征在于，所述预定规则包括下列规则之一或其任一组合，

规则1：

所述次分量重建值等于所述多个位置的参考元素的次分量的数值的平均值；在元素分量是固定比特长度的整数的情形，所述平均值也是按照预定取整规则得到的同样固定比特长度的整数；

规则2：

一部分所述次分量重建值等于对应的正位置的参考元素的次分量的数值，另一部分所述次分量重建值等于所述多个位置的参考元素的次分量的数值的平均值；在元素分量是固定比特长度的整数的情形，所述平均值也是按照预定取整规则得到的同样固定比特长度的整数；

规则3：

如果所述次分量所对应的正位置本身与所述多个位置的参考元素的位置之一重合，则所述次分量重建值等于所对应的正位置的参考元素的次分量的数值；否则，所述次分量重建值等于所述多个位置的参考元素的次分量的数值的平均值；在元素分量是固定比特长度的整数的情形，所述平均值也是按照预定取整规则得到的同样固定比特长度的整数。

8.根据权利要求3或4所述的点预测色度重建值来自多个参考位置的解码方法或装置，其特征在于，包括下列特征之一或其任一组合，

特征1：

所述参考元素是常现位置参考元素或者是未匹配参考元素；

特征2：

所述整压缩单元中的每个串都有一个串类型标记，用于表示该串的串类型是单位基矢量串即复制上方串类型还是等数值串类型还是未匹配元素串类型；

所述整压缩单元中的每个元素都有一个元素类型标记，用于表示与该元素关联的串类型；等数值串和未匹配元素串上的元素的元素类型标记的值等于所在串的串类型标记的值；对于单位基矢量串上的元素，如果该元素的正上方元素的元素类型标记表示与该正上方元素关联的串类型是未匹配元素串类型，则该元素的元素类型标记的值等于该元素的正上方元素的元素类型标记的值，否则，该元素的元素类型标记的值等于所在串的串类型标记的值；

所述参考元素是常现位置参考元素或者是未匹配参考元素；

如果参考元素的元素类型标记表示与该参考元素关联的串类型是未匹配元素串类型，则该参考元素是未匹配参考元素，否则，该参考元素是常现位置参考元素；

特征3：

所述整压缩单元中的每个串都有一个串类型标记，用于表示该串的串类型是单位基矢量串即复制上方串类型还是等数值串类型还是未匹配元素串类型；

所述整压缩单元中的每个元素都有一个元素类型标记，用于表示与该元素关联的串类型；等数值串和未匹配元素串上的元素的元素类型标记的值等于所在串的串类型标记的值；对于单位基矢量串上的元素，如果该元素的正上方元素的元素类型标记表示与该正上方元素关联的串类型是未匹配元素串类型，则该元素的元素类型标记的值等于该元素的正上方元素的元素类型标记的值，否则，该元素的元素类型标记的值等于所在串的串类型标记的值；

所述整压缩单元中的每个元素都有一个常现位置索引标记，如果该元素最初的来源是常现位置元素，则所述常现位置索引标记的值等于作为来源的该常现位置元素的常现位置索引的值，否则，所述常现位置索引标记无效；

所述整压缩单元中的未匹配元素的信息，都存放在一个未匹配元素数组或者一个未匹配元素位置数组中，数组中存放的每个未匹配元素用一个索引来标明，称其为未匹配元素索引或者未匹配元素位置索引；所述未匹配元素数组中存放的每个未匹配元素的信息包括该未匹配元素仅具有主分量还是具有主分量和次分量，还包括该未匹配元素所具有的各分量的数值；或者，所述未匹配元素位置数组中存放的每个未匹配元素的信息包括该未匹配元素在所述整压缩单元中的位置；未匹配元素位置的表示方式之一是预定形式的坐标；

所述整压缩单元中的每个元素都有一个未匹配元素索引标记或者一个未匹配元素位置索引标记，如果该元素最初的来源是未匹配元素，则所述未匹配元素索引标记的值或者未匹配元素位置索引标记的值等于作为来源的该未匹配元素的未匹配元素索引的值或者未匹配元素位置索引的值，否则，所述未匹配元素索引标记或者未匹配元素位置索引标记无效；

所述参考元素是常现位置参考元素或者是未匹配参考元素；

至少根据参考元素的元素类型标记、常现位置索引标记、未匹配元素索引标记或者未匹配元素位置索引标记，至少执行下列操作导出该参考元素所具有的各分量的值；

操作1：如果该参考元素的元素类型标记表示与该参考元素关联的串类型是未匹配元素串类型，则该参考元素是未匹配参考元素，执行操作3，否则，该参考元素是常现位置参考元素，执行操作2；

操作2：根据该参考元素的常现位置索引标记，从常现位置数组中获得对应的常现位置，再从该常现位置上获得所具有的各分量的值；

操作3：根据该参考元素的未匹配元素索引标记，从未匹配元素数组中获得对应的未匹配元素所具有的各分量的值或者根据该参考元素的未匹配元素位置索引标记，从未匹配元素位置数组中获得对应的未匹配元素位置，再从该未匹配元素位置上获得所具有的各分量的值。

9.根据权利要求3或4所述的点预测色度重建值来自多个参考位置的解码方法或装置，其特征在于，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，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；

位置坐标为(i,j)的一个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位置坐标分别为(2i,2j)即左上位置，(2i+1,2j)即右上位置，(2i,2j+1)即左下位置，(2i+1,2j+1)即右下位置的4个F分量元素F[2i][2j]即左上元素，F[2i+1][2j]即右上元素，F[2i][2j+1]即左下元素，F[2i+1][2j+1]即右下元素；

位置坐标为(i,j)的次分量重建值等于所述左上位置，所述右上位置，所述左下位置，所述右下位置中其参考元素位于正位置上因而本身具有次分量的K个位置的参考元素的次分量的平均值，其中K满足0≤K≤4；在元素分量是固定比特长度的整数的情形，所述平均值也是按照预定取整规则得到的同样固定比特长度的整数；如果K等于0，所述次分量重建值等于0。

10.根据权利要求3或4所述的点预测色度重建值来自多个参考位置的解码方法或装置，其特征在于，包括，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，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Y和两个次分量Cb和Cr；

记正在编码或解码中的当前整压缩单元的宽和高分别是width和height；

当前整压缩单元中的未匹配元素的信息，都存放在一个未匹配元素数组或者一个未匹配元素位置数组中，数组中存放的每个未匹配元素用一个索引来标明，称其为未匹配元素索引或者未匹配元素位置索引；所述未匹配元素数组中存放的每个未匹配元素的信息包括该未匹配元素仅具有主分量还是具有主分量和次分量，还包括该未匹配元素所具有的各分量的数值；或者，所述未匹配元素位置数组中存放的每个未匹配元素的信息包括该未匹配元素在所述整压缩单元中的位置；未匹配元素位置的表示方式之一是预定形式的坐标；

当前整压缩单元中的每个串都有一个串类型标记StringType，StringType的值为0表示该串的串类型是单位基矢量串即复制上方串类型，StringType的值为1表示该串的串类型是等数值串类型，StringType的值为2表示该串的串类型是未匹配元素串类型；

当前整压缩单元中的每个元素，记其序号为Snum，都有相应的元素类型标记PixelType[Snum]，常现位置索引标记PvAddr[Snum]，未匹配元素索引标记UpIdx[Snum]或者未匹配元素位置索引标记UpAddr[Snum]；所述序号从扫描起始元素的序号0开始，沿着扫描路径逐元素增一，所述序号实际上就是当前整压缩单元中在当前元素之前已经完成编解码的元素的数目；序号为Snum的元素在当前整压缩单元中的横坐标和纵坐标分别是sxInCu＝TravScan[Log(width)-2][Log(height)-2][Snum][0]和syInCu＝TravScan[Log(width)-2][Log(height)-2][Snum][1]，其中TravScan将序号Snum映射为横坐标sxInCu和纵坐标syInCu；

对于等数值串上的元素，PixelType[Snum]的值等于1，PvAddr[Snum]的值等于所在等数值串的常现位置索引的值，UpIdx[Snum]的值或者UpAddr[Snum]的值无效；

对于未匹配元素串上的元素，PixelType[Snum]的值等于2，PvAddr[Snum]的值无效，UpIdx[Snum]的值等于所在整压缩单元中在当前未匹配元素之前已经完成编解码的等数值串的数目加上单位基矢量串的数目加上未匹配元素的数目或者UpAddr[Snum]的值等于所在整压缩单元中在当前未匹配元素之前已经完成编解码的未匹配元素的数目；

对于单位基矢量串上的元素，对当前元素的PixelType[Snum]，PvAddr[Snum]，UpIdx[Snum]或者UpAddr[Snum]进行赋值的语法描述表至少包括；

StringType[i]＝0//单位基矢量串的串类型标记StringType的值等于0

for(k＝0；k<StrLen；++k){//对于单位基矢量串的每个元素执行下列操作

offsetAbove＝(syInCu&1)＝＝0？2*sxInCu+1:2*(width-sxInCu)-1

if(PixelType[Snum-offsetAbove]＝＝2){//如果当前元素的正上方元素的PixelType的值等于2

PixelType[Snum]＝2//当前元素的PixelType的值也等于2

UpIdx[Snum]＝UpIdx[Snum-offsetAbove]//当前元素的UpIdx的值等于其正上方元素的UpIdx的值，PvAddr无效，不需赋值

或者

UpAddr[Snum]＝UpAddr[Snum-offsetAbove]//当前元素的UpAddr的值等于其正上方元素的UpAddr的值，PvAddr无效，不需赋值

}

else{//否则即如果当前元素的正上方元素的PixelType的值不等于2

PixelType[Snum]＝0//当前元素的PixelType的值等于0

PvAddr[Snum]＝PvAddr[Snum-offsetAbove]//当前元素的PvAddr的值等于其正上方元素的PvAddr的值，UpIdx或者UpAddr无效，不需赋值

}

Snum++//序号增一

}//对于单位基矢量串的每个元素执行以上操作

以上语法描述表中，StrLen是该单位基矢量串的串长度，offsetAbove实际上是当前元素的序号Snum减去其正上方元素的序号，因此，其正上方元素的序号等于Snum–offsetAbove；

其特征还包括下列特征1和/或下列特征2，

特征1：

当前元素的sxInCu和syInCu都为偶数的情形，从坐标分别为(sxInCu,syInCu)、(sxInCu+1,syInCu)、(sxInCu,syInCu+1)、(sxInCu+1,syInCu+1)的四个位置的元素的参考元素的次分量计算当前元素的次分量重建值recC，其中recC遍历两个次分量Cb和Cr的重建值recCb和recCr；

记所述四个位置的元素中，其参考元素具有次分量的元素的个数为K，K满足0≤K≤4；

当K大于0时，记所述K个参考元素为ref[k]，记ref[k]的序号为Snum[k]，1≤k≤K；导出ref[k]的次分量的值refC[k]，1≤k≤K，的过程如下：

如果PixelType[Snum[k]]的值不等于2，refC[k]等于常现位置数组中常现位置索引为PvAddr[Snum[k]]的常现位置上的元素的次分量的值；

如果PixelType[Snum[k]]的值等于2，refC[k]等于未匹配元素数组中未匹配元素索引为UpIdx[Snum[k]]的未匹配元素的次分量的值或者refC[k]等于未匹配元素位置数组中未匹配元素位置索引为UpAddr[Snum[k]]的未匹配元素位置上的未匹配元素的次分量的值；

当前元素的次分量重建值recC等于所述K个refC[k]的平均值；在元素分量是固定比特长度的整数的情形，所述平均值也是按照预定取整规则得到的同样固定比特长度的整数；

当K等于0时，当前元素的次分量重建值recC等于0；

特征2：

记常现位置数组中的用点矢量表示的常现位置的坐标为(PvX[p],PvY[p])，其中p是常现位置索引；

记未匹配元素数组中未匹配元素的次分量的值为UpC[p]，其中p是未匹配元素索引或者记未匹配元素位置数组中未匹配元素位置的坐标为(UpX[p],UpY[p])，其中p是未匹配元素位置索引；

如果PixelType[Snum[k]]的值不等于2，refC[k]等于坐标为(PvX[PvAddr[Snum[k]]],PvY[PvAddr[Snum[k]]])的常现位置上的元素的次分量的值；

如果PixelType[Snum[k]]的值等于2，refC[k]等于UpC[UpIdx[Snum[k]]]或者refC[k]等于坐标为(UpX[UpAddr[Snum[k]]],UpY[UpAddr[Snum[k]]])的未匹配元素位置上的未匹配元素的次分量的值；

K个refC[k]和recC都是8或10或12或14或16比特的固定比特长度的整数；

令所述K个refC[k]加起来的和为refCsum，当前元素的次分量重建值recC的计算公式是：

recC＝(refCsum+(K>>1))/K

其中，>>是二进制右移运算，/是整数除法。