CN117336510A - 图像编码/解码方法、发送方法和数字存储介质 - Google Patents

图像编码/解码方法、发送方法和数字存储介质 Download PDF

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Abstract

涉及一种图像编码/解码方法、发送方法和数字存储介质。提供了一种用于通过使用多条参考样点线执行帧内预测以对图像进行编码/解码的方法和装置。图像解码方法可包括：配置多条参考样点线；重建当前块的帧内预测模式；并且基于帧内预测模式和所述多条参考样点线对当前块执行帧内预测。

Description

图像编码/解码方法、发送方法和数字存储介质
本申请是原案申请号为201880044811.8的发明专利申请(申请日：2018年6月21日，发明名称：用于对图像进行编码/解码的方法和装置以及存储比特流的记录介质)的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于对图像进行编码/解码的方法和设备以及存储比特流的记录介质。特别地，本发明涉及一种用于使用帧内预测对图像进行编码/解码的方法和设备、以及一种存储通过本发明的图像编码方法/设备生成的比特流的记录介质。
背景技术
近来，在各种应用领域中，对诸如高清(HD)图像和超高清晰度(UHD)图像的高分辨率和高质量图像的需求已经增加。然而，与常规的图像数据相比，高分辨率和高质量的图像数据具有增加的数据量。因此，当通过使用诸如常规的有线和无线宽带网络的介质来发送图像数据时，或者当通过使用常规的存储介质来存储图像数据时，发送和存储的成本增加。为了解决随着图像数据的分辨率和质量的提高而出现的这些问题，对于更高分辨率和更高质量的图像，需要高效的图像编码/解码技术。
图像压缩技术包括各种技术，包括：帧间预测技术，从当前画面的先前或后续画面预测当前画面中包括的像素值；帧内预测技术，通过使用当前画面中的像素信息来预测当前画面中包括的像素值；变换和量化技术，用于压缩残差信号的能量；熵编码技术，将短码分配给具有高出现频率的值，将长码分配给具有低出现频率的值；等等。图像数据可通过使用这样的图像压缩技术被有效地压缩，并且可被发送或存储。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供一种用于对图像进行编码和解码以提高压缩效率的方法和设备。
本发明的另一目的是提供一种用于使用帧内预测对图像进行编码和解码以提高压缩效率的方法和设备。
本发明的另一目的是提供一种存储由本发明的图像编码方法/设备所生成的比特流的记录介质。
技术方案
根据本发明，可提供一种图像解码方法，其中，所述图像解码方法包括：配置多条参考样点线；重建当前块的帧内预测模式；并且基于帧内预测模式和所述多条参考样点线来对当前块执行帧内预测。
在根据本发明的图像解码方法中，配置多条参考样点线的步骤可对位于预定位置处的参考样点执行填充，而无需确定所述参考样点的可用性。
在根据本发明的图像解码方法中，当当前块的水平边的长度和垂直边的长度分别为W和H时，所述预定位置的x坐标或y坐标可等于或大于W+H。
在根据本发明的图像解码方法中，所述填充的步骤可以是使用与所述预定位置相邻的参考样点来执行的，该参考样点位于x坐标或y坐标为W+H-1的位置处。
在根据本发明的图像解码方法中，配置多条参考样点线的步骤可包括：对所述多条参考样点线中的每条执行滤波。
在根据本发明的图像解码方法中，可基于当前块的帧内预测模式、尺寸、形状以及目标参考样点线中的至少一个来自适应地确定是否应用所述滤波和滤波器类型中的至少一个。
在根据本发明的图像解码方法中，可基于当前块的帧内预测模式来自适应地确定所述多条参考样点线的数量。
在根据本发明的图像解码方法中，可基于是当前块的左边界还是当前块的上边界与预定图像区域的边界对应来自适应地确定所述多条参考样点线的数量。
在根据本发明的图像解码方法中，当当前块的左边界是所述预定图像区域的边界时，可将单条参考样点线用于当前块的左侧边中的样点，并且当当前块的上边界是所述预定图像区域的边界时，可将单条参考样点线用于当前块的上侧边中的样点。
在根据本发明的图像解码方法中，所述预定图像区域可以是画面、并行块、条带和编码树块(CTB)中的至少一个。
此外，根据本发明，可提供一种图像编码方法，所述图像编码方法包括：确定当前块的帧内预测模式；配置多条参考样点线；并且基于帧内预测模式和所述多条参考样点线来对当前块执行帧内预测。
在根据本发明的图像编码方法中，配置多条参考样点线的步骤可对位于预定位置处的参考样点执行填充，而无需确定所述参考样点的可用性。
在根据本发明的图像编码方法中，当当前块的水平边的长度和垂直边的长度分别是W和H时，所述预定位置的x坐标或y坐标可等于或大于W+H。
在根据本发明的图像编码方法中，所述填充的步骤可以是使用与所述预定位置相邻的参考样点来执行的，该参考样点位于x坐标或y坐标为W+H-1的位置处。
在根据本发明的图像编码方法中，配置多条参考样点线的步骤可包括：对所述多条参考样点线中的每条执行滤波。
在根据本发明的图像编码方法中，可基于当前块的帧内预测模式、尺寸、形状以及目标参考样点线中的至少一个来自适应地确定是否应用所述滤波和滤波器类型中的至少一个。
在根据本发明的图像编码方法中，可基于当前块的帧内预测模式来自适应地确定所述多条参考样点线的数量。
在根据本发明的图像编码方法中，可基于是当前块的左边界还是当前块的上边界与预定图像区域的边界对应来自适应地确定所述多条参考样点线的数量。
在根据本发明的图像编码方法中，当当前块的左边界是所述预定图像区域的边界时，可将单条参考样点线用于当前块的左侧边中的样点，并且当当前块的上边界是所述预定图像区域的边界时，可将单条参考样点线用于当前块的上侧边中的样点。
此外，根据本发明的记录介质可存储由根据本发明的图像编码方法所生成的比特流。
有益效果
根据本发明，可提供一种用于对图像进行编码和解码以提高压缩效率的方法和设备。
根据本发明，可提供一种用于使用帧内预测对图像进行编码和解码以提高压缩效率的方法和设备。
根据本发明，可提供一种存储由本发明的图像编码方法/设备所生成的比特流的记录介质。
附图说明
图1是示出根据本发明实施例的编码设备的配置的框图。
图2是示出根据本发明实施例的解码设备的配置的框图。
图3是示意性地示出当对图像进行编码和解码时图像的分区结构的示图。
图4是用于说明帧内预测的处理的实施例的示图。
图5是用于说明根据本发明的帧内预测的示图。
图6是示出亮度块与色度块之间的关系的示例性示图。
图7是用于描述多个重建样点线的示图。
图8是用于描述将不可用样点替换为可用样点的处理的示图。
图9示出各种滤波器形状。
图10是用于描述根据当前块的形状的帧内预测的示图。
图11是示出使用两条参考样点线的实施例的示图。
图12是用于描述当前块的用于推导用于从亮度分量预测色度分量的线性模型的参数的邻近样点的示图。
图13是示出重建颜色分量块的处理的示例性示图。
图14是示出通过使用多条上侧参考样点线和/或多条左侧参考样点线来执行重建的实施例的示图。
图15是示出根据相应块的帧内预测模式或编码参数用于重建操作的参考样点的示例性示图。
图16是示出当第二颜色分量预测目标块是4×4的块时的示例性的重建的第一颜色分量相应块的示图。
图17是示出第一颜色分量的样点和第二颜色分量的样点的示图。
具体实施方式
可对本发明进行各种修改，并且存在本发明的各种实施例，其中，现在将参照附图来提供本发明的各种实施例的示例并对其进行详细描述。然而，本发明不限于此，尽管示例性实施例可被解释为包括本发明的技术构思和技术范围内的所有修改、等同物或替代物。在各个方面，相似的附图标号指代相同或相似的功能。在附图中，为了清楚起见，可夸大元件的形状和尺寸。在本发明的以下详细描述中，参照了附图，其中，附图以图示的方式示出了可实践本发明的特定实施例。足够详细地描述了这些实施例以使本领域技术人员能够实施本公开。应当理解的是，本公开的各种实施例尽管不同，但不一定是互斥的。例如，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，结合一个实施例在此描述的特定特征、结构和特性可在其他实施例中实现。此外，应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可修改每个公开的实施例内的各个元件的位置或布置。因此，以下详细描述不应被视为具有限制意义，并且本公开的范围仅由所附权利要求(在合适的解释的情况下，还连同权利要求所要求的等同物的全部范围)来限定。
说明书中使用的术语“第一”、“第二”等可用于描述各种组件，但是组件不应解释为限于这些术语。这些术语仅用于区分一个组件与其他组件。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，“第一”组件可被命名为“第二”组件，并且“第二”组件也可被类似地命名为“第一”组件。术语“和/或”包括多个项目的组合或多个项目中的任何一个项目。
将理解的是，在本说明书中，当元件仅仅被称为“连接到”或“耦接到”另一元件而不是“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时，它可“直接连接到”另一元件或“直接耦接到”另一元件，或者在元件与另一元件之间介入有其他元件的情况下连接到或耦接到另一元件。相反，应当理解，当元件被称为“直接耦接”或“直接连接”到另一元件时，不存在中间元件。
此外，本发明的实施例中所示的构成部分被独立地示出，以表示彼此不同的特征功能。因此，这并不意味着每个构成部分都以单独的硬件或软件的构成单元构成。换言之，为了方便，每个构成部分包括列举的构成部分中的每个。因此，每个构成部分的至少两个构成部分可被组合以形成一个构成部分，或者一个构成部分可被划分为多个构成部分以执行每种功能。如果没有脱离本发明的实质，则将每个构成部分组合的实施例和将一个构成部分划分的实施例也包括在本发明的范围内。
本说明书中使用的术语仅用于描述特定实施例，而不旨在限制本发明。除非在上下文中具有明显不同的含义，否则以单数形式使用的表述包括复数形式的表述。在本说明书中，应当理解，诸如“包括”、“具有”等的术语旨在指示存在说明书中公开的特征、数字、步骤、动作、元件、部件或其组合，而并不旨在排除可存在或可添加一个或更多个其他特征、数字、步骤、动作、元件、部件或其组合的可能性。换言之，当特定元素被称为“被包括”时，并不排除除了对应元素之外的元素，而是可在本发明的实施例或本发明的范围中包括另外的元素。
此外，某些构成部分可能不是执行本发明的基本功能的必不可少的构成部分，而是仅改善其性能的选择性构成部分。可通过仅包括用于实现本发明的本质的必不可少的构成部分而不包括用于改善性能的构成部分来实现本发明。仅包括必不可少的构成部分而不包括仅用于提高性能的选择性构成部分的结构也包括在本发明的范围内。
在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例。在描述本发明的示例性实施例时，将不详细描述公知的功能或构造，因为它们可能不必要地模糊对本发明的理解。附图中相同的构成元件由相同的附图标号表示，并且对相同元件的重复描述将被省略。
在下文中，图像可以指构成视频的画面，或者可以指视频本身。例如，“对图像进行编码或解码或者进行编码和解码两者”可指“对运动画面进行编码或解码或者进行编码和解码两者”，并且可指“对运动画面的图像中的一个图像进行编码或解码或者进行编码和解码两者”。
在下文中，术语“运动画面”和“视频”可用作相同的含义并且彼此替换。
在下文中，目标图像可以是作为编码目标的编码目标图像和/或作为解码目标的解码目标图像。此外，目标图像可以是输入到编码设备的输入图像、以及输入到解码设备的输入图像。这里，目标图像可与当前图像具有相同的含义。
在下文中，术语“图像”、“画面”、“帧”和“屏幕”可被用作相同的含义并且彼此替换。
在下文中，目标块可以是作为编码目标的编码目标块和/或作为解码目标的解码目标块。此外，目标块可以是作为当前编码和/或解码目标的当前块。例如，术语“目标块”和“当前块”可被用作相同的含义并且彼此替换。
在下文中，术语“块”和“单元”可被用作相同的含义并且彼此替换。或者“块”可表示特定单元。
在下文中，术语“区域”和“片段”可彼此替换。
在下文中，特定信号可以是表示特定块的信号。例如，原始信号可以是表示目标块的信号。预测信号可以是表示预测块的信号。残差信号可以是表示残差块的信号。
在实施例中，特定信息、数据、标志、索引、元素和属性等中的每个可具有值。等于“0”的信息、数据、标志、索引、元素和属性的值可表示逻辑假或第一预定义值。换言之，值“0”、假、逻辑假和第一预定义值可彼此替换。等于“1”的信息、数据、标志、索引、元素和属性的值可表示逻辑真或第二预定义值。换句话说，值“1”、真、逻辑真和第二预定义值可彼此替换。
当变量i或j用于表示列、行或索引时，i的值可以是等于或大于0的整数、或者等于或大于1的整数。也就是说，列、行、索引等可从0开始计数，或者可从1开始计数。
术语描述
编码器：表示执行编码的设备。也就是说，表示编码设备。
解码器：表示执行解码的设备。也就是说，表示解码设备。
块：是M×N的样点阵列。这里，M和N可表示正整数，并且块可表示二维形式的样点阵列。块可指单元。当前块可表示在编码时成为目标的编码目标块，或者在解码时成为目标的解码目标块。此外，当前块可以是编码块、预测块、残差块和变换块中的至少一个。
样点：是构成块的基本单元。根据比特深度(Bd)，样点可被表示为从0到2Bd-1的值。在本发明中，样点可被用作像素的含义。也就是说，样点、pel、像素可具有彼此相同的含义。
单元：可指编码和解码单元。当对图像进行编码和解码时，单元可以是通过对单个图像进行分区而生成的区域。此外，当在编码或解码期间将单个图像分区为子划分单元时，单元可表示子划分单元。也就是说，图像可被分区为多个单元。当对图像进行编码和解码时，可以执行针对每个单元的预定处理。单个单元可被分区为尺寸小于该单元的尺寸的子单元。依据功能，单元可表示块、宏块、编码树单元、编码树块、编码单元、编码块、预测单元、预测块、残差单元、残差块、变换单元、变换块等。此外，为了将单元与块区分开，单元可包括亮度分量块、与亮度分量块相关联的色度分量块、以及每个颜色分量块的语法元素。单元可具有各种尺寸和形状，具体地，单元的形状可以是二维几何图形，诸如正方形、矩形、梯形、三角形、五边形等。此外，单元信息可包括指示编码单元、预测单元、变换单元等的单元类型以及单元尺寸、单元深度、单元的编码和解码的顺序等中的至少一个。
编码树单元：被配置有亮度分量Y的单个编码树块以及与色度分量Cb和Cr相关的两个编码树块。此外，编码树单元可表示包括块和每个块的语法元素。可通过使用四叉树分区方法、二叉树分区方法、三叉树分区方法等中的至少一个对每个编码树单元进行分区，以配置诸如编码单元、预测单元、变换单元等的更低等级的单元。编码树单元可被用作用于指定在对作为输入图像的图像进行编码/解码时成为处理单元的样点块的术语。这里，四叉树可表示四元树。
当编码块的尺寸落入第一预定范围内时，仅四叉树分区被允许用于编码块。这里，第一预定范围可通过仅由四叉树分区所能够分区的编码块的最大尺寸和最小尺寸中的至少一个来定义。可将指示允许进行四叉树分区的编码块的最大/最小尺寸的信息作为包括在比特流中的数据来用信号发送，并且可以以序列、画面参数和条带(段)中的至少一个为单位用信号发送该信息。可选地，编码块的最大/最小尺寸可以是在编码器/解码器中预设的固定尺寸。例如，当编码块的尺寸在从64×64至256×256的范围内时，仅可通过四叉树分区来对编码块进行分区。可选地，当编码块的尺寸大于变换块(TB)的最大尺寸时，仅可通过四叉树分区来对编码块进行分区。在这种情况下，将被分区为象限的块可以是编码块或变换块。在这种情况下，指示对编码块进行四叉树分区的信息(例如，split_flag)可以是指示是否通过四叉树分区对编码单元进行分区的标志。当编码块的尺寸落入第二预定范围内时，仅可通过二叉树分区或三叉树分区来对编码块进行分区。在这种情况下，以上对四叉树分区的描述也可被应用于二叉树分区或三叉树分区。
编码树块：可被用作用于指定Y编码树块、Cb编码树块和Cr编码树块中的任意一个的术语。
邻近块：可表示与当前块相邻的块。与当前块相邻的块可表示与当前块的边界接触的块、或者位于距当前块预定距离内的块。邻近块可表示与当前块的顶点相邻的块。这里，与当前块的顶点相邻的块可表示与水平相邻于当前块的邻近块垂直相邻的块、或者与垂直相邻于当前块的邻近块水平相邻的块。
重建的邻近块：可表示与当前块相邻并且已经在空间/时间上被编码或解码的邻近块。这里，重建的邻近块可表示重建的邻近单元。重建的空间邻近块可以是在当前画面内并且已经通过编码或解码或者编码和解码两者而被重建的块。重建的时间邻近块是在参考图像内的与当前画面的当前块相应的位置处的块或该块的邻近块。
单元深度：可表示单元的分区程度。在树结构中，最高节点(根节点)可与未被分区的第一单元对应。此外，最高节点可具有最小深度值。在这种情况下，最高节点的深度可以是等级0。深度为等级1的节点可表示通过对第一单元进行一次分区而生成的单元。深度为等级2的节点可表示通过对第一单元进行两次分区而生成的单元。深度为等级n的节点可表示通过对第一单元进行n次分区而生成的单元。叶节点可以是最低节点并且是不能被进一步分区的节点。叶节点的深度可以是最大等级。例如，最大等级的预定义值可以是3。根节点的深度可以是最低的，并且叶节点的深度可以是最深的。此外，当单元被表示为树结构时，单元存在于的等级可表示单元深度。
比特流：可表示包括编码图像信息的比特流。
参数集：与比特流内的配置之中的头信息对应。视频参数集、序列参数集、画面参数集和自适应参数集中的至少一个可被包括在参数集中。此外，参数集可包括条带(slice)头和并行块(tile)头信息。
解析：可表示通过执行熵解码来确定语法元素的值，或者可表示熵解码本身。
符号：可表示编码/解码目标单元的语法元素、编码参数和变换系数值中的至少一个。此外，符号可表示熵编码目标或熵解码结果。
预测模式：可以是指示利用帧内预测进行编码/解码的模式或利用帧间预测进行编码/解码的模式的信息。
预测单元：可表示当执行预测(诸如帧间预测、帧内预测、帧间补偿、帧内补偿和运动补偿)时的基本单元。单个预测单元可被分区为具有更小尺寸的多个分区，或者可被分区为多个更低等级的预测单元。多个分区可以是在执行预测或补偿时的基本单元。通过对预测单元进行划分而生成的分区也可以是预测单元。
预测单元分区：可表示通过对预测单元进行分区而获得的形式。
变换单元：可表示在执行编码/解码(诸如残差信号的变换、逆变换、量化、反量化、变换系数编码/解码)时的基本单元。单个变换单元可被分区为具有更小尺寸的多个更低等级的变换单元。这里，变换/逆变换可包括第一变换/第一逆变换和第二变换/第二逆变换中的至少一个。
缩放：可表示将量化的等级乘以因子的处理。可通过缩放量化的等级来生成变换系数。缩放也可被称为反量化。
量化参数：可表示当在量化期间使用变换系数生成量化的等级时使用的值。量化参数还可表示当在反量化期间通过缩放量化的等级来生成变换系数时使用的值。量化参数可以是被映射在量化步长上的值。
增量量化参数：可表示预测的量化参数与编码/解码目标单元的量化参数之间的差值。
扫描：可表示对单元、块或矩阵内的系数进行排序的方法。例如，将系数的二维矩阵改变为一维矩阵的操作可被称为扫描，将系数的一维矩阵改变为二维矩阵的操作可被称为扫描或逆扫描。
变换系数：可表示在编码器中执行变换之后生成的系数值。变换系数可表示在解码器中执行熵解码和反量化中的至少一个之后生成的系数值。通过对变换系数或残差信号进行量化而获得的量化的等级、或者量化的变换系数等级也可落入变换系数的含义内。
量化的等级：可表示在编码器中通过对变换系数或残差信号进行量化而生成的值。可选地，量化的等级可表示作为在解码器中要经历反量化的反量化目标的值。类似地，作为变换和量化的结果的量化的变换系数等级也可落入量化的等级的含义内。
非零变换系数：可表示具有除零之外的值的变换系数、或者具有除零之外的值的变换系数等级或量化的等级。
量化矩阵：可表示在被执行以提高主观图像质量或客观图像质量的量化处理或反量化处理中使用的矩阵。量化矩阵也可被称为缩放列表。
量化矩阵系数：可表示量化矩阵内的每个元素。量化矩阵系数也可被称为矩阵系数。
默认矩阵：可表示在编码器或解码器中预先定义的预定量化矩阵。
非默认矩阵：可表示在编码器或解码器中未被预先定义而是由用户用信号发送的量化矩阵。
统计值：针对编码具有可计算的特定值的变量、编码参数、常量值等之中的至少一个的统计值可以是相应特定值的平均值、加权平均值、加权和值、最小值、最大值、最频繁出现的值、中值、内插值之中的一个或更多个。
图1是示出根据应用了本发明的实施例的编码设备的配置的框图。
编码设备100可以是编码器、视频编码设备或图像编码设备。视频可包括至少一个图像。编码设备100可顺序地对至少一个图像进行编码。
参照图1，编码设备100可包括运动预测单元111、运动补偿单元112、帧内预测单元120、切换器115、减法器125、变换单元130、量化单元140、熵编码单元150、反量化单元160、逆变换单元170、加法器175、滤波器单元180和参考画面缓冲器190。
编码设备100可通过使用帧内模式或帧间模式或者帧内模式和帧间模式两者来对输入图像执行编码。此外，编码设备100可通过对输入图像进行编码来生成包括编码信息的比特流，并输出生成的比特流。生成的比特流可被存储在计算机可读记录介质中，或者可通过有线/无线传输介质被流传输。当帧内模式用作预测模式时，切换器115可切换到帧内。可选地，当帧间模式用作预测模式时，切换器115可切换到帧间模式。这里，帧内模式可表示帧内预测模式，帧间模式可表示帧间预测模式。编码设备100可生成针对输入图像的输入块的预测块。此外，编码设备100可在生成预测块之后使用输入块和预测块的残差对残差块进行编码。输入图像可被称为作为当前编码目标的当前图像。输入块可被称为作为当前编码目标的当前块，或者被称为编码目标块。
当预测模式是帧内模式时，帧内预测单元120可使用已被编码/解码并与当前块相邻的块的样点作为参考样点。帧内预测单元120可通过使用参考样点来对当前块执行空间预测，或者通过执行空间预测来生成输入块的预测样点。这里，帧内预测可表示帧内部的预测。
当预测模式是帧间模式时，运动预测单元111可在执行运动预测时从参考图像检索与输入块最佳匹配的区域，并且通过使用检索到的区域来推导运动矢量。在这种情况下，搜索区域可被用作该区域。参考图像可被存储在参考画面缓冲器190中。这里，当执行对参考图像的编码/解码时，参考图像可被存储在参考画面缓冲器190中。
运动补偿单元112可通过使用运动矢量对当前块执行运动补偿来生成预测块。这里，帧间预测可表示帧之间的预测或运动补偿。
当运动矢量的值不是整数时，运动预测单元111和运动补偿单元112可通过将插值滤波器应用于参考画面的部分区域来生成预测块。为了对编码单元执行帧间预测或运动补偿，可确定将跳过模式、合并模式、高级运动矢量预测(AMVP)模式和当前画面参考模式之中的哪个模式用于对相应编码单元中包括的预测单元的运动预测和运动补偿。然后，依据所确定的模式，可不同地执行帧间预测或运动补偿。
减法器125可通过使用输入块和预测块的残差来生成残差块。残差块可被称为残差信号。残差信号可表示原始信号与预测信号之间的差。此外，残差信号可以是通过对原始信号与预测信号之间的差进行变换或量化或者变换和量化而生成的信号。残差块可以是块单元的残差信号。
变换单元130可通过对残差块执行变换来生成变换系数，并输出生成的变换系数。这里，变换系数可以是通过对残差块执行变换而生成的系数值。当变换跳过模式被应用时，变换单元130可跳过对残差块的变换。
可通过将量化应用于变换系数或应用于残差信号来生成量化的等级。在下文中，量化的等级在实施例中也可被称为变换系数。
量化单元140可通过根据参数对变换系数或残差信号进行量化来生成量化的等级，并输出生成的量化的等级。这里，量化单元140可通过使用量化矩阵对变换系数进行量化。
熵编码单元150可通过根据概率分布对由量化单元140计算出的值或者对在执行编码时计算出的编码参数值执行熵编码来生成比特流，并输出生成的比特流。熵编码单元150可对图像的样点信息和用于对图像进行解码的信息执行熵编码。例如，用于对图像进行解码的信息可包括语法元素。
当熵编码被应用时，符号被表示使得较少数量的比特被分配给具有高生成可能性的符号，并且较多数量的比特被分配给具有低生成可能性的符号，因此，可减小用于将被编码的符号的比特流的大小。熵编码单元150可使用诸如指数哥伦布、上下文自适应可变长度编码(CAVLC)、上下文自适应二进制算术编码(CABAC)等的用于熵编码的编码方法。例如，熵编码单元150可通过使用变长编码/码(VLC)表来执行熵编码。此外，熵编码单元150可推导目标符号的二值化方法和目标符号/二进制位的概率模型，并且通过使用推导出的二值化方法和上下文模型来执行算术编码。
为了对变换系数等级(量化的等级)进行编码，熵编码单元150可通过使用变换系数扫描方法将二维块形式的系数改变为一维矢量形式。
编码参数可包括在编码器中被编码并且被用信号发送到解码器的诸如语法元素的信息(标志、索引等)以及在执行编码或解码时推导出的信息。编码参数可表示在对图像进行编码或解码时所需要的信息。例如，以下项中的至少一个值或以下项的组合形式可被包括在编码参数中：单元/块尺寸、单元/块深度、单元/块分区信息、单元/块形状、单元/块分区结构、是否进行四叉树形式的分区、是否进行二叉树形式的分区、二叉树形式的分区方向(水平方向或垂直方向)、二叉树形式的分区形式(对称分区或非对称分区)、是否进行三叉树形式的分区、三叉树形式的分区方向(水平方向或垂直方向)、三叉树形式的分区形式(对称分区或非对称分区)、是否进行多类型树形式的分区、多类型树形式的分区方向(水平方向或垂直方向)、多类型树形式的分区形式(对称分区或非对称分区)、多类型树形式的分区树、预测模式(帧内预测或帧间预测)、亮度帧内预测模式/方向、色度帧内预测模式/方向、帧内分区信息、帧间分区信息、编码块分区标志、预测块分区标志、变换块分区标志、参考样点滤波方法、参考样点滤波器抽头、参考样点滤波器系数、预测块滤波方法、预测块滤波器抽头、预测块滤波器系数、预测块边界滤波方法、预测块边界滤波器抽头、预测块边界滤波器系数、帧内预测模式、帧间预测模式、运动信息、运动矢量、运动矢量差、参考画面索引、帧间预测角度、帧间预测指示符、预测列表利用标志、参考画面列表、参考画面、运动矢量预测因子索引、运动矢量预测因子候选、运动矢量候选列表、是否使用合并模式、合并索引、合并候选、合并候选列表、是否使用跳过模式、插值滤波器类型、插值滤波器抽头、插值滤波器系数、运动矢量大小、运动矢量的表示精确度、变换类型、变换尺寸、初级(第一)变换是否被使用的信息、次级变换是否被使用的信息、初级变换索引、次级变换索引、残差信号是否存在的信息、编码块样式、编码块标志(CBF)、量化参数、量化参数残差、量化矩阵、是否应用帧内环路滤波器、帧内环路滤波器系数、帧内环路滤波器抽头、帧内环路滤波器形状/形式、是否应用去块滤波器、去块滤波器系数、去块滤波器抽头、去块滤波器强度、去块滤波器形状/形式、是否应用自适应样点偏移、自适应样点偏移值、自适应样点偏移类别、自适应样点偏移类型、是否应用自适应环路滤波器、自适应环路滤波器系数、自适应环路滤波器抽头、自适应环路滤波器形状/形式、二值化/逆二值化方法、上下文模型确定方法、上下文模型更新方法、是否执行常规模式、是否执行旁路模式、上下文二进制位、旁路二进制位、有效系数标志、最后一个有效系数标志、针对系数组的单元的编码标志、最后一个有效系数的位置、关于系数的值是否大于1的标志、关于系数的值是否大于2的标志、关于系数的值是否大于3的标志、关于剩余系数值的信息、符号信息、重建的亮度样点、重建的色度样点、残差亮度样点、残差色度样点、亮度变换系数、色度变换系数、量化的亮度等级、量化的色度等级、变换系数等级扫描方法、在解码器侧的运动矢量搜索区域的尺寸、在解码器侧的运动矢量搜索区域的形状、在解码器侧的运动矢量搜索的次数、关于CTU尺寸的信息、关于最小块尺寸的信息、关于最大块尺寸的信息、关于最大块深度的信息、关于最小块深度的信息、图像显示/输出顺序、条带标识信息、条带类型、条带分区信息、并行块标识信息、并行块类型、并行块分区信息、画面类型、输入样点的比特深度、重建样点的比特深度、残差样点的比特深度、变换系数的比特深度、量化的等级的比特深度、以及关于亮度信号的信息或关于色度信号的信息。
这里，用信号发送标志或索引可表示由编码器对相应的标志或索引进行熵编码并将相应的标志或索引包括在比特流中，并且可表示由解码器从比特流对相应的标志或索引进行熵解码。
当编码设备100通过帧间预测执行编码时，编码的当前图像可被用作针对随后被处理的另一图像的参考图像。因此，编码设备100可对编码的当前图像进行重建或解码，或者将重建或解码的图像作为参考图像存储在参考画面缓冲器190中。
量化的等级可在反量化单元160中被反量化，或者可在逆变换单元170中被逆变换。可由加法器175将经过反量化或逆变换的系数或者经过反量化和逆变换两者的系数与预测块相加。通过将经过反量化或逆变换的系数或者经过反量化和逆变换两者的系数与预测块相加，可生成重建块。这里，经过反量化或逆变换的系数或经过反量化和逆变换两者的系数可表示执行了反量化和逆变换中的至少一个的系数，并且可表示重建残差块。
重建块可通过滤波器单元180。滤波器单元180可将去块滤波器、样点自适应偏移(SAO)和自适应环路滤波器(ALF)中的至少一个应用于重建样点、重建块或重建图像。滤波器单元180可被称为环内滤波器。
去块滤波器可去除在块之间的边界中生成的块失真。为了确定是否应用去块滤波器，可基于被包括在块中所包括的若干行或列中的样点来确定是否将去块滤波器应用于当前块。当将去块滤波器应用于块时，可根据所需的去块滤波强度来应用另一滤波器。
为了补偿编码误差，可通过使用样点自适应偏移将合适的偏移值与样点值相加。样点自适应偏移可以以样点为单位对经过去块的图像与原始图像的偏移进行校正。可使用考虑关于每个样点的边缘信息来应用偏移的方法，或者可使用以下方法：将图像的样点分区为预定数量的区域，确定偏移被应用的区域，并对确定的区域应用偏移。
自适应环路滤波器可基于经过滤波的重建图像与原始图像的比较结果来执行滤波。可将包括在图像中的样点分区为预定组，可确定将被应用于每个组的滤波器，并且可对每个组执行差异化滤波。是否应用ALF的信息可通过编码单元(CU)被用信号发送，并且将被应用于每个块的ALF的形式和系数可变化。
已经通过滤波器单元180的重建块或重建图像可被存储在参考画面缓冲器190中。由滤波器单元180处理的重建块可以是参考图像的一部分。也就是说，参考图像是由滤波器单元180处理的重建块组成的重建图像。存储的参考图像可稍后在帧间预测或运动补偿时被使用。
图2是示出根据应用了本发明的实施例的解码设备的配置的框图。
解码设备200可以是解码器、视频解码设备或图像解码设备。
参照图2，解码设备200可包括熵解码单元210、反量化单元220、逆变换单元230、帧内预测单元240、运动补偿单元250、加法器225、滤波器单元260和参考画面缓冲器270。
解码设备200可接收从编码设备100输出的比特流。解码设备200可接收存储在计算机可读记录介质中的比特流，或者可接收通过有线/无线传输介质被流传输的比特流。解码设备200可通过使用帧内模式或帧间模式对比特流进行解码。此外，解码设备200可生成通过解码而生成的重建图像或解码图像，并输出重建图像或解码图像。
当在解码时使用的预测模式是帧内模式时，切换器可被切换到帧内。可选地，当在解码时使用的预测模式是帧间模式时，切换器可被切换到帧间模式。
解码设备200可通过对输入比特流进行解码来获得重建残差块，并生成预测块。当重建残差块和预测块被获得时，解码设备200可通过将重建残差块与预测块相加来生成成为解码目标的重建块。解码目标块可被称为当前块。
熵解码单元210可通过根据概率分布对比特流进行熵解码来生成符号。生成的符号可包括量化的等级形式的符号。这里，熵解码方法可以是上述熵编码方法的逆过程。
为了对变换系数等级(量化的等级)进行解码，熵解码单元210可通过使用变换系数扫描方法将一维矢量形式的系数改变为二维块形式。
可在反量化单元220中对量化的等级进行反量化，或者在逆变换单元230中对量化的等级进行逆变换。量化的等级可以是进行反量化或逆变换或者进行反量化和逆变换两者的结果，并且可被生成为重建残差块。这里，反量化单元220可将量化矩阵应用于量化的等级。
当使用帧内模式时，帧内预测单元240可通过对当前块执行使用与解码目标块相邻并且已经被解码的块的样点值的空间预测来生成预测块。
当使用帧间模式时，运动补偿单元250可通过对当前块执行使用存储在参考画面缓冲器270中的参考图像以及运动矢量的运动补偿来生成预测块。
加法器225可通过将重建残差块与预测块相加来生成重建块。滤波器单元260可将去块滤波器、样点自适应偏移和自适应环路滤波器中的至少一个应用于重建块或重建图像。滤波器单元260可输出重建图像。重建块或重建图像可被存储在参考画面缓冲器270中并且在执行帧间预测时被使用。由滤波器单元260处理的重建块可以是参考图像的一部分。也就是说，参考图像是由滤波器单元260处理的重建块组成的重建图像。存储的参考图像可稍后在帧间预测或运动补偿时被使用。
图3是示意性地示出当对图像进行编码和解码时图像的分区结构的示图。图3示意性地示出将单个单元分区为多个更低等级的单元的示例。
为了有效地对图像进行分区，当进行编码和解码时，可使用编码单元(CU)。编码单元可被用作当对图像进行编码/解码时的基本单元。此外，编码单元可被用作用于在对图像进行编码/解码时区分帧内预测模式和帧间预测模式的单元。编码单元可以是用于变换系数的预测、变换、量化、逆变换、反量化或编码/解码处理的基本单元。
参照图3，图像300按照最大编码单元(LCU)被顺序地分区，并且LCU单元被确定为分区结构。这里，LCU可以以与编码树单元(CTU)相同的含义被使用。单元分区可表示对与该单元相关联的块进行分区。在块分区信息中，可包括单元深度的信息。深度信息可表示单元被分区的次数或程度或者单元被分区的次数和程度两者。可基于树结构将单个单元分区为与深度信息层级地相关联的多个更低等级的单元。换句话说，单元和通过对该单元进行分区而生成的更低等级的单元可分别与节点和该节点的子节点对应。分区出的更低等级的单元中的每个可具有深度信息。深度信息可以是表示CU的尺寸的信息，并且可被存储在每个CU中。单元深度表示与对单元进行分区相关的次数和/或程度。因此，更低等级的单元的分区信息可包括关于更低等级的单元的尺寸的信息。
分区结构可表示CTU 310内的编码单元(CU)的分布。可根据是否将单个CU分区为多个(等于或大于2的正整数，包括2、4、8、16等)CU来确定这样的分布。根据分区的次数，通过分区而生成的CU的水平尺寸和垂直尺寸可分别是分区之前的CU的水平尺寸和垂直尺寸的一半，或者可分别具有小于分区之前的水平尺寸和垂直尺寸的尺寸。CU可被递归地分区为多个CU。通过递归分区，与分区之前的CU的高度和宽度之中的至少一个相比，分区之后的CU的高度和宽度之中的至少一个可减小。可递归地执行CU的分区，直到预定义的深度或预定义的尺寸为止。例如，CTU的深度可以是0，最小编码单元(SCU)的深度可以是预定义的最大深度。这里，如上所述，CTU可以是具有最大编码单元尺寸的编码单元，并且SCU可以是具有最小编码单元尺寸的编码单元。分区从CTU 310开始，当CU的水平尺寸或垂直尺寸或者水平尺寸和垂直尺寸两者通过分区而减小时，CU深度增加1。例如，对于每个深度，未被分区的CU的尺寸可以是2N×2N。此外，在被分区的CU的情况下，可将尺寸为2N×2N的CU分区为尺寸为N×N的四个CU。当深度增加1时，N的大小可减小一半。
此外，可通过使用CU的分区信息来表示CU是否被分区的信息。分区信息可以是1比特信息。除SCU之外的所有CU可包括分区信息。例如，当分区信息的值是第一值时，可不对CU进行分区，当分区信息的值是第二值时，可对CU进行分区。
参照图3，具有深度0的CTU可以是64×64的块。0可以是最小深度。具有深度3的SCU可以是8×8的块。3可以是最大深度。32×32的块和16×16的块的CU可分别被表示为深度1和深度2。
例如，当单个编码单元被分区为四个编码单元时，分区出的四个编码单元的水平尺寸和垂直尺寸可以是在被划分之前CU的水平尺寸和垂直尺寸的一半大小。在一个实施例中，当尺寸为32×32的编码单元被分区为四个编码单元时，分区出的四个编码单元中的每个的尺寸可以是16×16。当单个编码单元被分区为四个编码单元时，可称编码单元可被分区(四叉树分区)为四叉树形式。
例如，当单个编码单元被分区为两个编码单元时，所述两个编码单元的水平尺寸或垂直尺寸可以是在被划分之前的编码单元的水平尺寸或垂直尺寸的一半。例如，当沿垂直方向对尺寸为32×32的编码单元进行分区时，分区出的两个编码单元中的每个的尺寸可以是16×32。例如，当尺寸为8×32的编码单元被水平分区为两个子编码单元时，两个子编码单元中的每个的尺寸可以是8×16。当单个编码单元被分区为两个编码单元时，可称编码单元以二叉树形式被分区(二叉树分区)。
例如，当一个编码单元被分区为三个子编码单元时，可以以1:2:1的比例对编码单元的水平尺寸或垂直尺寸进行分区，从而产生水平尺寸或垂直尺寸的比例为1:2:1的三个子编码单元。例如，当尺寸为16×32的编码单元被水平分区为三个子编码单元时，三个子编码单元以从最上方子编码单元到最下方子编码单元的顺序可分别具有16×8、16×16和16×8的尺寸。例如，当尺寸为32×32的编码单元被垂直划分为三个子编码单元时，三个子编码单元以从左侧子编码单元到右侧子编码单元的顺序可分别具有8×32、16×32和8×32的尺寸。当一个编码单元被分区为三个子编码单元时，可称编码单元被三叉树分区或者通过三叉树分区结构被分区。
在图3中，编码树单元(CTU)320是CTU全部应用了四叉树分区结构、二叉树分区结构和三叉树分区结构的示例。
如上所述，为了对CTU进行分区，可应用四叉树分区结构、二叉树分区结构和三叉树分区结构中的至少一个。可根据预定的优先级顺序将各种树分区结构顺序地应用于CTU。例如，可将四叉树分区结构优先应用于CTU。不能再使用四叉树分区结构进行分区的编码单元可与四叉树的叶节点对应。与四叉树的叶节点对应的编码单元可用作二叉树和/或三叉树分区结构的根节点。也就是说，与四叉树的叶节点对应的编码单元可通过二叉树分区结构或三叉树分区结构被进一步分区，或者可不被进一步分区。因此，通过防止由与四叉树的叶节点对应的编码单元的二叉树分区或三叉树分区产生的编码块经历进一步四叉树分区，可有效地执行块分区和/或分区信息的信令。
可使用四分区信息用信号发送与四叉树的节点对应的编码单元被分区的事实。具有第一值(例如，“1”)的四分区信息可指示当前编码单元通过四叉树分区结构被分区。具有第二值(例如，“0”)的四分区信息可指示当前编码单元未通过四叉树分区结构被分区。四分区信息可以是具有预定长度(例如，一个比特)的标志。
二叉树分区与三叉树分区之间可没有优先级。也就是说，与四叉树的叶节点对应的编码单元可进一步经历二叉树分区和三叉树分区中的任意分区。此外，通过二叉树分区或三叉树分区生成的编码单元可经历进一步的二叉树分区或进一步的三叉树分区，或者可不被进一步分区。
在二叉树分区和三叉树分区中不存在优先级的树结构被称为多类型树结构。与四叉树的叶节点对应的编码单元可用作多类型树的根节点。可使用多类型树分区指示信息、分区方向信息和分区树信息中的至少一个来用信号发送是否对与多类型树的节点对应的编码单元进行分区。为了对与多类型树的节点对应的编码单元进行分区，可顺序地用信号发送多类型树分区指示信息、分区方向信息和分区树信息。
具有第一值(例如，“1”)的多类型树分区指示信息可指示当前编码单元将经历多类型树分区。具有第二值(例如，“0”)的多类型树分区指示信息可指示当前编码单元将不经历多类型树分区。
当与多类型树的节点对应的编码单元通过多类型树分区结构被分区时，所述编码单元还可包括分区方向信息。分区方向信息可指示当前编码单元将在哪个方向上通过多类型树分区被分区。具有第一值(例如，“1”)的分区方向信息可指示当前编码单元将被垂直分区。具有第二值(例如，“0”)的分区方向信息可指示当前编码单元将被水平分区。
当与多类型树的节点对应的编码单元通过多类型树分区结构被分区时，当前编码单元还可包括分区树信息。分区树信息可指示将被用于对多类型树的节点进行分区的树分区结构。具有第一值(例如，“1”)的分区树信息可指示当前编码单元将通过二叉树分区结构被分区。具有第二值(例如，“0”)的分区树信息可指示当前编码单元将通过三叉树分区结构被分区。
分区指示信息、分区树信息和分区方向信息皆可以是具有预定长度(例如，一个比特)的标志。
四叉树分区指示信息、多类型树分区指示信息、分区方向信息和分区树信息中的至少任意一个可被熵编码/熵解码。为了对那些类型的信息进行熵编码/熵解码，可使用关于与当前编码单元相邻的邻近编码单元的信息。例如，当前编码单元的左侧邻近编码单元和/或上方邻近编码单元的分区类型(被分区或未被分区、分区树和/或分区方向)与当前编码单元的分区类型相似的可能性很高。因此，可从关于邻近编码单元的信息推导用于对关于当前编码单元的信息进行熵编码/熵解码的上下文信息。关于邻近编码单元的信息可包括四分区信息、多类型树分区指示信息、分区方向信息和分区树信息中的至少任意一个。
作为另一示例，在二叉树分区和三叉树分区中，可优先执行二叉树分区。也就是说，当前编码单元可优先经历二叉树分区，并且随后可将与二叉树的叶节点对应的编码单元设置为用于三叉树分区的根节点。在这种情况下，可不对与三叉树的节点对应的编码单元执行四叉树分区或二叉树分区。
不能通过四叉树分区结构、二叉树分区结构和/或三叉树分区结构被分区的编码单元成为用于编码、预测和/或变换的基本单元。也就是说，所述编码单元不能被进一步分区以用于预测和/或变换。因此，在比特流中可不存在用于将编码单元分区为预测单元和/或变换单元的分区结构信息和分区信息。
然而，当编码单元(即，用于分区的基本单元)的尺寸大于最大变换块的尺寸时，可递归地对编码单元进行分区，直到将编码单元的尺寸减小到等于或小于最大变换块的尺寸为止。例如，当编码单元的尺寸为64×64时并且当最大变换块的尺寸为32×32时，可将编码单元分区为用于变换的四个32×32块。例如，当编码单元的尺寸为32×64并且最大变换块的尺寸为32×32时，可将编码单元分区为用于变换的两个32×32块。在这种情况下，不单独用信号发送编码单元的用于变换的分区，并且可通过编码单元的水平尺寸或垂直尺寸与最大变换块的水平尺寸或垂直尺寸之间的比较来确定编码单元的用于变换的分区。例如，当编码单元的水平尺寸(宽度)大于最大变换块的水平尺寸(宽度)时，可将编码单元垂直地二等分。例如，当编码单元的垂直尺寸(长度)大于最大变换块的垂直尺寸(长度)时，可将编码单元水平地二等分。
可在编码单元的更高等级用信号发送或确定编码单元的最大尺寸和/或最小尺寸的信息以及变换块的最大尺寸和/或最小尺寸的信息。该更高等级可以是例如序列级、画面级或条带级等。例如，可将编码单元的最小尺寸确定为4×4。例如，可将变换块的最大尺寸确定为64×64。例如，可将变换块的最小尺寸确定为4×4。
可在编码单元的更高等级用信号发送或确定与四叉树的叶节点对应的编码单元的最小尺寸(四叉树最小尺寸)的信息和/或多类型树的从根节点到叶节点的最大深度(多类型树的最大树深度)的信息。例如，该更高等级可以是序列级、画面级或条带级等。可针对帧内条带和帧间条带中的每个用信号发送或确定四叉树的最小尺寸的信息和/或多类型树的最大深度的信息。
可在编码单元的更高等级用信号发送或确定CTU的尺寸与变换块的最大尺寸之间的差信息。例如，该更高等级可以是序列级、画面级或条带级等。可基于编码树单元的尺寸和差信息来确定与二叉树的各个节点对应的编码单元的最大尺寸(在下文中，称为二叉树的最大尺寸)的信息。与三叉树的各个节点对应的编码单元的最大尺寸(在下文中，称为三叉树的最大尺寸)可依据条带的类型变化。例如，针对帧内条带，三叉树的最大尺寸可以是32×32。例如，针对帧间条带，三叉树的最大尺寸可以是128×128。例如，可将与二叉树的各个节点对应的编码单元的最小尺寸(在下文中，称为二叉树的最小尺寸)和/或与三叉树的各个节点对应的编码单元的最小尺寸(在下文中，称为三叉树的最小尺寸)设置为编码块的最小尺寸。
作为另一示例，可在条带级用信号发送或确定二叉树的最大尺寸和/或三叉树的最大尺寸。可选地，可在条带级别用信号发送或确定二叉树的最小尺寸和/或三叉树的最小尺寸。
依据上述各种块的尺寸信息和深度信息，四分区信息、多类型树分区指示信息、分区树信息和/或分区方向信息可被包括在比特流中或可不被包括在比特流中。
例如，当编码单元的尺寸不大于四叉树的最小尺寸时，编码单元不包含四分区信息。因此，可从第二值推导四分区信息。
例如，当与多类型树的节点对应的编码单元的尺寸(水平尺寸和垂直尺寸)大于二叉树的最大尺寸(水平尺寸和垂直尺寸)和/或三叉树的最大尺寸(水平尺寸和垂直尺寸)时，编码单元可不被二叉树分区或三叉树分区。因此，可不用信号发送多类型树分区指示信息，但是可从第二值推导多类型树分区指示信息。
可选地，当与多类型树的节点对应的编码单元的尺寸(水平尺寸和垂直尺寸)与二叉树的最大尺寸(水平尺寸和垂直尺寸)相同，和/或与三叉树的最大尺寸(水平尺寸和垂直尺寸)的两倍一样大时，编码单元可不被进一步二叉树分区或三叉树分区。因此，可不用信号发送多类型树分区指示信息，但是可从第二值推导多类型树分区指示信息。这是因为，当通过二叉树分区结构和/或三叉树分区结构对编码单元进行分区时，生成了小于二叉树的最小尺寸和/或三叉树的最小尺寸的编码单元。
可选地，当与多类型树的节点对应的编码单元的深度等于多类型树的最大深度时，可不对编码单元进行进一步二叉树分区和/或三叉树分区。因此，可不用信号发送多类型树分区指示信息，但是可从第二值推导多类型树分区指示信息。
可选地，只有当垂直方向二叉树分区、水平方向二叉树分区、垂直方向三叉树分区和水平方向三叉树分区中的至少一个对于与多类型树的节点对应的编码单元是可行的时，可用信号发送多类型树分区指示信息。否则，可能无法对编码单元进行二叉树分区和/或三叉树分区。因此，可不用信号发送多类型树分区指示信息，但是可从第二值推导多类型树分区指示信息。
可选地，只有当垂直方向二叉树分区和水平方向二叉树分区两者或者垂直方向三叉树分区和水平方向三叉树分区两者对于与多类型树的节点对应的编码单元是可行的时，可用信号发送分区方向信息。否则，可不用信号发送分区方向信息，但是可从指示可能的分区方向的值推导分区方向信息。
可选地，只有当垂直方向二叉树分区和垂直方向三叉树分区两者或者水平方向二叉树分区和水平方向三叉树分区两者对于与多类型树的节点对应的编码树是可行的时，可用信号发送分区树信息。否则，可不用信号发送分区树信息，但是可从指示可能的分区树结构的值推导分区树信息。
图4是示出帧内预测处理的示图。
图4中的从中心到外部的箭头可表示帧内预测模式的预测方向。
可通过使用当前块的邻近块的参考样点来执行帧内编码和/或解码。邻近块可以是重建的邻近块。例如，可通过使用包括在重建的邻近块中的参考样点的编码参数或值来执行帧内编码和/或解码。
预测块可表示通过执行帧内预测生成的块。预测块可与CU、PU和TU中的至少一个对应。预测块的单元可具有CU、PU和TU中的一个的尺寸。预测块可以是尺寸为2×2、4×4、16×16、32×32或64×64等的正方形块，或者可以是尺寸为2×8、4×8、2×16、4×16和8×16等的矩形块。
可根据针对当前块的帧内预测模式来执行帧内预测。当前块可具有的帧内预测模式的数量可以是固定值，并且可以是根据预测块的属性不同地确定的值。例如，预测块的属性可包括预测块的尺寸和预测块的形状等。
不管块尺寸为多少，可将帧内预测模式的数量固定为N。或者，帧内预测模式的数量可以是3、5、9、17、34、35、36、65、67或131等。可选地，帧内预测模式的数量可根据块尺寸或颜色分量类型或者块尺寸和颜色分量类型两者而变化。例如，帧内预测模式的数量可根据颜色分量是亮度信号还是色度信号而变化。例如，随着块尺寸变大，帧内预测模式的数量可增加。可选地，亮度分量块的帧内预测模式的数量可大于色度分量块的帧内预测模式的数量。
帧内预测模式可以是非角度模式或角度模式。非角度模式可以是DC模式或平面模式，并且角度模式可以是具有特定方向或角度的预测模式。帧内预测模式可由模式编号、模式值、模式数字、模式角度和模式方向中的至少一个来表示。帧内预测模式的数量可以是大于1的M，包括非角度模式和角度模式。
为了对当前块进行帧内预测，可执行确定是否可将包括在重建的邻近块中的样点用作当前块的参考样点的步骤。当存在不能用作当前块的参考样点的样点时，通过对包括在重建的邻近块中的样点中的至少一个样点值进行复制或执行内插或者执行复制和内插两者而获得的值可被用于替换样点的不可用样点值，因此经过替换的样点值被用作当前块的参考样点。
当进行帧内预测时，可基于帧内预测模式和当前块的尺寸将滤波器应用于参考样点和预测样点中的至少一个。
在平面模式的情况下，当生成当前块的预测块时，根据预测目标样点在预测块内的位置，可通过使用当前样点的上侧参考样点与左侧参考样点以及当前块的右上侧参考样点与左下侧参考样点的加权和来生成预测目标样点的样点值。此外，在DC模式的情况下，当生成当前块的预测块时，可使用当前块的上侧参考样点与左侧参考样点的平均值。此外，在角度模式的情况下，可通过使用当前块的上侧参考样点、左侧参考样点，右上侧参考样点和/或左下侧参考样点来生成预测块。为了生成预测样点值，可对实数单元执行内插。
可通过预测与当前块相邻存在的块的帧内预测模式来对当前块的帧内预测模式进行熵编码/熵解码。当当前块与邻近块的帧内预测模式相同时，可通过使用预定标志信息来用信号发送当前块与邻近块的帧内预测模式相同的信息。此外，可用信号发送与多个邻近块的帧内预测模式中的当前块的帧内预测模式相同的帧内预测模式的指示符信息。当当前块与邻近块的帧内预测模式不同时，可通过基于邻近块的帧内预测模式执行熵编码/熵解码来对当前块的帧内预测模式信息进行熵编码/熵解码。
图5是示出根据本发明的帧内预测的示图。
当前块的帧内预测可包括：推导帧内预测模式的步骤S510、配置参考样点的步骤S520和/或执行帧内预测的步骤S530。
在步骤S510中，可推导当前块的帧内预测模式。可通过利用使用邻近块的帧内预测模式的方法、对当前块的帧内预测模式进行熵编码/从比特流对当前块的帧内预测模式进行熵解码的方法、使用邻近块的编码参数的方法或使用颜色分量的帧内预测模式的方法来推导当前块的帧内预测模式。根据使用邻近块的帧内预测模式的方法，可通过使用通过使用邻近块的帧内预测模式而推导出的至少一个帧内预测模式、邻近块的至少一个帧内预测模式的组合以及至少一个MPM来推导当前块的帧内预测模式。
在步骤S520中，可通过执行参考样点选择、参考样点填充和参考样点滤波中的至少一个来配置参考样点。
在步骤S530中，可通过执行非角度预测、角度预测、基于预测的位置信息和颜色分量间预测中的至少一个来执行帧内预测。当执行角度预测时，可执行具有根据包括当前块的至少一个样点的预定单元而不同的角度或插值滤波器类型的预测。预定单元可以是例如单个样点、样点组、线和块中的至少一个。在步骤S530中，可另外执行对预测样点的滤波。滤波器类型可表示滤波器抽头、滤波器系数和滤波器形状中的至少一个。
可基于帧内预测模式、当前块的尺寸、当前块的形式和预测样点的位置中的至少一个来自适应地执行帧内预测。例如，可基于帧内预测模式、当前块的尺寸、当前块的形式和预测样点的位置中的至少一个来自适应地确定是否使用多条参考样点线、是否执行插值滤波、插值滤波器的系数、是否执行滤波、是否执行加权平均和/或用于加权平均的权重。稍后将解释针对上面的说明。
为了推导当前块的帧内预测模式，可使用至少一个重建的邻近块。重建的邻近块的位置可以是预定义的固定位置，或者可以是通过编码/解码推导的位置。在下文中，编码/解码可表示熵编码和熵解码。例如，当尺寸为W×H的当前块的左上角侧样点的坐标为(0,0)时，邻近块可以是以下块中的至少一个：与坐标(-1,H-1)相邻的块、与坐标(W-1,-1)相邻的块、与坐标(W,-1)相邻的块、与坐标(-1,H)相邻的块和与坐标(-1,-1)相邻的块以及上述块的邻近块。这里，W和H可表示当前块的宽度(W)和高度(H)的样点数或长度。
邻近块的不可用的帧内预测模式可被预定的帧内预测模式替换。预定的帧内预测模式可以是例如DC模式、平面模式、垂直模式、水平模式和/或对角线模式。例如，当邻近块位于画面、条带、并行块和编码树单元中的至少一个预定单元的边界的外侧时，对该邻近块进行帧间预测，或者当该邻近块在PCM模式下被编码时，可将相应块确定为不可用。可选地，当该邻近块不可用时，不替换且不使用该相应块的帧内预测模式。
可将当前块的帧内预测模式推导为预定位置的邻近块的帧内预测模式或至少两个邻近块的帧内预测模式的统计值。在本说明书中，统计值可表示平均值、最大值、最小值、众数、中值、加权平均值和内插值中的至少一个。
可选地，可基于邻近块的尺寸来推导当前块的帧内预测模式。例如，可将具有相对大的尺寸的邻近块的帧内预测模式推导为当前块的帧内预测模式。可选地，可通过将较大的权重分配给具有相对大的尺寸的块的帧内预测模式来计算统计值。可选地，可预定义或用信号发送被分配了相对大的权重的模式。例如，可将相对大的权重分配给垂直方向模式、水平方向模式、对角线方向模式和非方向模式中的至少一个。可将相同的权重分配给上述模式。
可选地，可考虑邻近块的帧内预测模式是否为角度模式。例如，当邻近块的帧内预测模式是非角度模式时，可将非角度模式推导为当前块的帧内预测模式。可选地，除了非角度模式之外，其它邻近块的帧内预测模式也可被推导为当前块的帧内预测模式。
为了推导当前块的帧内预测模式，可通过使用邻近块的帧内预测模式来配置一个或更多个最可能模式(MPM)列表。MPM列表中包括的候选模式的数量N可以是固定的，或者可以是根据当前块的尺寸或形式或者尺寸和形式两者来确定的。MPM列表可被配置为不包括重叠的模式。当可用候选模式的数量小于N时，可将可用候选模式中的预定候选模式(例如，通过将角度模式与预定偏移相加或将角度模式减去预定偏移而获得的模式)添加到一个或更多个MPM列表。可选地，可将水平模式、垂直模式、45角度模式、135角度模式、225角度模式和非角度模式中的至少一个添加到MPM列表。预定偏移可以是1、2、3、4或正整数。
MPM列表可基于邻近块的位置按照预定顺序被配置。例如，所述预定顺序可以是与当前块的左侧、左下角侧、右上角侧和左上角侧相邻的块的顺序。非角度模式可被包括在MPM列表中的任意位置处。例如，非角度模式可被添加到与左侧和上侧相邻的块的帧内预测模式的下一个。
基于当前块生成的MPM列表可被用作针对包括在当前块中的至少一个子块的MPM列表。可基于当前块的尺寸、形式和/或组成部分来确定在配置MPM列表的候选模式之间的顺序、包括在MPM列表中的候选模式的数量等。
可选地，可通过在未被包括在MPM列表中的模式中选择一部分模式来配置一组模式。配置的一组模式可被用作另一列表。例如，可使用通过在对不是MPM候选的模式进行排列之后以预定间隔采样而获得的模式来配置一组模式，或者使用通过将MPM候选模式与n(n是等于或大于1的整数)相加/将MPM候选模式与n相减而获得的模式来配置一组模式。
作为另一实施例，可通过使用经由使用MPM列表而推导出的帧内预测模式和邻近块的帧内预测模式来推导当前块的帧内预测模式。例如，当通过使用MPM列表而推导出的帧内预测模式是Pred_mpm时，可通过使用邻近块的帧内预测模式来改变Pred_mpm。例如，当Pred_mpm大于邻近块的帧内预测模式(或大于至少两个帧内预测模式的统计值)时，Pred_mpm可增大n，否则，Pred_mpm可减小n。这里，n可以是预定的整数，诸如+1、+2、+3、0、-1、-2、-3等。可将当前块的帧内预测模式推导为改变后的Pred_mpm。可选地，当Pred_mpm和邻近块的帧内预测模式中的至少一个是非角度模式时，可将当前块的帧内预测模式推导为非角度模式。可选地，可将当前块的帧内预测模式推导为角度模式。
根据本发明的涉及推导帧内预测模式的方法的另一实施例，可通过使用不同颜色分量的帧内预测模式来推导当前块的帧内预测模式。例如，当当前块是色度块时，可使用与该色度块对应的亮度块的帧内预测模式来推导该色度块的帧内预测模式。作为与色度块对应的亮度块，可存在一个或更多个亮度块。可依据色度块的尺寸、形状和编码参数中的至少任意一个来确定相应的亮度块。可选地，可依据亮度块的尺寸、形状和编码参数中的至少任意一个来确定相应的亮度块。
与色度块对应的亮度块可由多个分区组成。多个分区的全部或部分可具有其不同的帧内预测模式。可基于包括在相应的亮度块中的多个分区的全部或部分来推导色度块的帧内预测模式。在这种情况下，可选择性地使用一些分区，其中，所使用的分区是基于将色度块的块尺寸、形状、深度信息等与亮度块(多个分区的全部或部分)的块尺寸、形状、深度信息等进行比较来选择的。可选择性地使用与色度块中的预定位置对应的亮度块中的位置处的分区。预定位置可指色度块中的角样点(例如，左上样点)位置或色度块中的中心样点位置。
根据本发明的使用不同颜色分量块的帧内预测模式(即，帧间颜色分量帧内预测模式)来推导一个颜色分量块的帧内预测模式的方法不限于使用与色度块对应的亮度块的帧内预测模式的示例。例如，可通过使用或共享与色度块对应的亮度块的MPM列表和MPM索引mpm_idx中的至少任意一个来推导色度块的帧内预测模式。
图6是示出亮度块与色度块之间的关系的示例性示图。
在图6中示出的示例中，颜色分量的采样率为4:2:0，并且亮度块A、B、C和D中的至少一个与一个色度块对应。
参照图6，可通过使用与色度块中的左上位置(0,0)处的样点对应的亮度块A的帧内预测模式或与色度块中的中心位置(nS/2,nS/2)处的样点对应的亮度块D的帧内预测模式来推导一个色度块的帧内预测模式。色度块中的预定位置不限于左上位置(0,0)或中心位置(nS/2，nS/2)。例如，预定位置可以是右上位置、左下位置和/或右下位置。
可基于色度块的形状来选择预定位置。例如，在色度块具有正方形形状的情况下，预定位置可以是中心样点位置。在色度块具有长方形形状的情况下，预定位置可以是左上样点位置。可选地，预定位置可以是具有正方形形状的色度块中的左上样点的位置或具有长方形形状的色度块中的中心样点的位置。
根据另一实施例，可通过使用具有与色度块相同的尺寸的亮度块的一个或更多个帧内预测模式的统计值来推导色度块的帧内预测模式。
在图6中示出的示例中，与亮度块A和D的帧内预测模式的平均值对应的模式或与对应于色度块的尺寸的亮度块内的块A、B、C和D的帧内预测模式的平均值对应的模式被推导为色度块的帧内预测模式。
当存在可用的亮度块的多个帧内预测模式时，可选择它们的全部或部分。该选择是基于色度块中的预定位置或者基于色度块、亮度块或色度块和亮度块两者的尺寸、形状和/或深度来执行的。可通过使用亮度块的所选择的帧内预测模式来推导色度块的帧内预测模式。
例如，将与色度块中的左上样点位置(0,0)对应的亮度块A的尺寸和与色度块中的中心样点位置(nS/2,nS/2)对应的亮度块D的尺寸进行比较，并且可将具有更大尺寸的亮度块D的帧内预测模式用于推导色度块的帧内预测模式。
可选地，当与色度块中的预定位置对应的亮度块的尺寸等于或大于色度块的尺寸时，通过使用该亮度块的帧内预测模式来推导色度块的帧内预测模式。
可选地，当色度块的尺寸在预定范围内时，通过使用与色度块中的左上样点位置(0,0)对应的亮度块的帧内预测模式来推导色度块的帧内预测模式。
可选地，当色度块的尺寸在所述预定范围内时，将与色度块的预定位置(0,0)对应的亮度块的尺寸和布置在色度块的另一预定位置(nS/2,nS/2)处的亮度块的尺寸进行比较，并且通过使用具有更大尺寸的亮度块的帧内预测模式来推导色度块的帧内预测模式。
可从通过比特流用信号发送的信息、块(色度块、亮度块或色度块和亮度块两者)的尺寸(和/或深度)的信息以及在编码器或解码器中预定义的信息中的至少任意一条信息中推导所述预定范围。
可选地，当色度块具有长方形形状时，可通过使用与色度块中的中心样点位置(nS/2,nS/2)对应的亮度块的帧内预测模式来推导色度块的帧内预测模式。
在亮度块的多个分区中，可使用具有与色度块相同的形状的分区。例如，当色度块具有正方形形状或非正方形形状时，可使用在亮度块的多个分区中选择的具有正方形形状或非正方形形状的分区。
在参照图6描述的示例中，使用亮度块的帧内预测模式推导色度块的帧内预测模式的方法还适用于将亮度块的帧内预测模式直接用作色度块的帧内预测模式的情况。推导色度块的帧内预测模式的方法不限于使用相应的亮度块的帧内预测模式的方法。例如，可从用于推导亮度块的帧内预测模式的、包括MPM列表和MPM索引mpm_idx的信息推导色度块的帧内预测模式。
可选地，可使用与色度块中的预定位置的样点对应的亮度块的帧内预测模式来构建色度块的MPM列表。在这种情况下，色度块的mpm_idx信息可被编码并用信号发送。可以以与构建亮度块的MPM列表类似的方式构建色度块的MPM列表。色度块的MPM候选可包括邻近色度块的帧内预测模式和/或与该色度块对应的亮度块的帧内预测模式。
当MPM标志为0时，可配置包括至少一个帧内预测模式的第二MPM列表，并且可通过使用第二MPM索引(2nd_mpm_idx)来推导当前块的帧内预测模式。这里，可对指示当前块的帧内预测模式是否被包括在第二MPM列表中的第二指示符(例如，第二MPM标志)进行编码/解码。与第一MPM列表类似，可通过使用邻近块的帧内预测模式来配置第二MPM列表。这里，包括在第一MPM列表中的帧内预测模式可不被包括在第二MPM列表中。MPM列表的数量不限于1或2，可使用N个MPM列表。
当当前块的帧内预测模式没有被包括在多个MPM列表之一中时，可对当前块的亮度分量帧内预测模式进行编码/解码。此外，可基于相关联的亮度分量帧内预测模式来推导色度分量帧内预测模式并对色度分量帧内预测模式进行编码/解码。
当当前块被分区为多个子块时，可应用所描述的方法中的至少一种，以推导每个子块的帧内预测模式。
子块的尺寸或形式或者尺寸和形式两者可以是预定的尺寸或块或者预定的尺寸和块两者(例如，4×4)，或者可根据当前块的尺寸或形式或者尺寸和形式两者被确定。可选地，可基于当前块的邻近块是否被分区来确定子块的尺寸，或者可基于当前块的邻近块的帧内预测模式来确定子块的尺寸。例如，可基于以下边界来对当前块进行分区：邻近块的帧内预测模式在该边界处是不同的。可选地，可基于邻近块是帧内编码块还是帧间编码块来对当前块进行分区。
可对表示通过使用邻近块的帧内预测模式推导当前块的帧内预测模式的指示符(例如，NDIP_flag)进行编码/解码。指示符可通过当前块和子块中的至少一个单元被编码/解码。这里，当当前块或子块的尺寸与预定尺寸或预定尺寸范围对应时，可对指示符进行编码/解码。
可基于当前块的水平长度或垂直长度来执行确定当前块的尺寸是否与预定尺寸对应。例如，当水平长度或垂直长度是能够被分区的长度时，确定当前块的尺寸与预定尺寸对应。
当当前块被分区为多个子块时，可按照之字形顺序推导多个子块的帧内预测模式，或者可并行地推导多个子块的帧内预测模式。可通过推导当前块的帧内预测模式的方法中的至少一种来推导子块的帧内预测模式。这里，可将当前块的邻近块用作每个子块的邻近块。可选地，可将当前块内的子块用作每个子块的邻近块。
针对当前块内的子块中的第一子块的帧内预测模式可利用与其他子块不同的方法被推导。第一子块例如可以是按照扫描顺序的第一子块。
可通过使用当前块的帧内预测模式和与每个子块的位于(0,0)处的样点的左上侧相邻的块的帧内预测模式的平均值来推导包括在当前块中的子块的帧内预测模式。例如，当当前块的帧内预测模式大于上述平均值时，可从推导出的帧内预测模式减去上述平均值的一半。当当前块的帧内预测模式等于或小于上述平均值时，可将上述平均值的一半与推导出的帧内预测模式相加。
可通过视频参数集(VPS)、序列参数集(SPS)、画面参数集(PPS)、适配参数集(APS)、条带头和并行块头中的至少一个来用信号发送帧内预测信息。在预定的块尺寸或更小的块尺寸的情况下，可不用信号发送至少一条帧内预测信息。这里，可使用先前编码/解码的块(例如，更高等级的块)的帧内预测信息。
可基于推导出的帧内预测模式来配置用于帧内预测的参考样点。在下文的描述中，当前块可表示预测块或尺寸/形式小于预测块的尺寸/形式的子块。可通过使用邻近于当前块重建的至少一个样点或通过使用样点的组合来配置参考样点。此外，可对配置的参考样点应用滤波。
用于配置参考样点的重建样点线的数量或位置或者数量和位置两者可根据当前块在编码树块内的位置而变化。可将多条重建样点线上的每个重建样点作为参考样点直接使用。可选地，可将预定滤波器应用于重建样点，并且可通过使用滤波后的重建样点来生成参考样点。应用了滤波器的重建样点可被包括在相同的重建样点线中或不同的重建样点线中。
可将配置的参考样点表示为ref[m,n]，并且可将通过将滤波器应用于配置的参考样点而获得的样点表示为rec[m,n]。这里，m或n可以是表示样点的位置的预定整数值。当当前块内的左上侧样点的位置是(0,0)时，可将当前块的左上侧参考样点的位置设置为(-1,-1)。
图7是用于描述多条重建样点线的示图。
可通过选择与当前块相邻的一条或更多条重建样点线来构建参考样点。例如，在图7中，可选择多条重建样点线中的一条以构建参考样点。
例如，为了构建参考样点，可固定地或自适应地选择多条重建样点线中的特定重建样点线或者可自适应地选择任意重建样点线。
在另一实施例中，为了构建参考样点，可从图7中示出的多条重建样点线选择一条或更多条重建样点线，并且可组合所选择的重建样点线。
例如，如等式1中所示，可使用重建样点的加权平均值来构建参考样点，其中，重建样点的权重根据重建样点与当前块之间的距离而不同。
[等式1]
ref[-1,-1]＝(rec[-2,-1]+2×rec[-1,-1]+rec[-1,-2]+2)>>2
ref[x,-1]＝(rec[x,-2]+3×rec[x,-1]+2)>>2,(x＝0至H+W-1)
ref[-1,y]＝(rec[-2,y]+3×rec[-1,y]+2)>>2,(y＝0至H+W-1)
可选地，可基于从当前块到相应的重建样点的距离和当前块的帧内预测模式中的至少一个，使用多个重建样点的平均值、最大值、最小值、中值和众数值中的至少一个来构建参考样点。
可选地，可基于连续的重建样点的样点值中的每个之间的变化(变化量)来构建参考样点。例如，可基于以下中的至少一项来构建参考样点：确定两个连续的重建样点的值相差是否大于阈值，以及确定连续的重建样点的值是连续地变化还是不连续地变化。例如，当rec[-1,-1]的值与rec[-2,-1]的值相差大于阈值时，可将ref[-1,-1]的值确定为具有rec[-1,-1]的值或确定为与通过将预定权重应用于rec[-1,-1]的值而获得的加权平均值对应的值。例如，随着重建样点与当前块之间的距离减小，连续的重建样点的值中的每个改变n，并且因此将ref[-1,-1]的值表示为“ref[-1,-1]＝rec[-1,-1]-n”。
在不同的实施例中，参照图7，可选择两条或更多条重建样点线以构建参考样点。例如，可固定地选择包括重建样点线1和重建样点线2的两条线，或者可选择从重建样点线1至重建样点线4的四条线以构建参考样点。
可选地，可自适应地选择两条或更多条重建样点线以构建参考样点。例如，可固定地选择一条重建样点线，并且可在其它重建样点线中自适应地选择一条或更多条重建样点线以构建参考样点。
可在编码器/解码器中预定义固定选择的重建样点线。对于预定义固定选择的重建样点线的情况，可不用信号发送关于固定选择的重建样点线的信息。
可以以指示符或索引的形式用信号发送关于自适应地选择的重建样点线的信息。可基于当前块的编码参数或与当前块相邻的块的编码参数中的至少一个来确定自适应地选择的重建样点线。例如，可基于当前块的帧内预测模式和尺寸/形状或者与当前块相邻的块的帧内预测模式和尺寸/形状中的至少一个来确定自适应地选择的重建样点线。在这种情况下，可不用信号发送选择所必要的信息。
参考样点线可包括一个或更多个样点。例如，参考样点线可包括与等于当前块的宽度(即，水平尺寸)或高度(即，垂直尺寸)的长度对应的样点。作为另一示例，参考样点线可包括与长度为当前块的宽度或高度的两倍的长度对应的样点。作为又一示例，参考样点线可包括与长度等于N个样点(N为1、2、3、……)加上当前块的宽度和高度的总和的两倍的长度对应的样点。也就是说，参考样点线可包括与2X(W+H)+N(其中，W和H是当前块的宽度和高度，并且N是1或更大的整数)对应的参考样点。
构建与当前块的上部相邻的参考样点的方法和构建与当前块的左部相邻的参考样点的方法可不同。例如，位于当前块上方的参考样点线的数量和位于当前块左侧的参考样点线的数量可不同。例如，根据当前块的帧内预测模式和当前块的宽度或高度中的至少一个，与当前块的上部相邻的参考样点线的数量可以是一，而与当前块的左部相邻的参考样点线的数量可以是二。例如，当前块上方的参考样点线的长度和位于当前块的左侧的参考样点线的长度可不同。例如，参考样点线的长度可根据当前块的帧内预测模式和当前块的宽度或高度中的至少一个而变化。
每条参考样点线可具有不同的长度。例如，参照图7，重建样点线2至4的长度可比重建样点线1的长度长与一个或更多个样点对应的长度。
参考样点线的长度可针对每条重建样点线而不同。例如，重建样点线n可比重建样点线n-1长或短与m个样点对应的长度。在图7中示出的示例中，重建样点线n比重建样点线n-1长与一个样点对应的长度。
可选地，可通过根据当前块的帧内预测模式对参考样点线进行移位来重建参考样点线。例如，当在由特定帧内预测模式所参考的位置处不存在参考样点时，可对参考样点线进行移位，使得参考样点将在帧内预测模式所参考的位置处可用。可基于哪个帧内预测模式被用于当前块、预测方向的角度和/或参考样点线所处的位置，来确定哪条参考样点线将被移位或参考样点线将被移位多远。
如上所述，可对关于是仅使用最近的参考样点线还是使用多条参考样点线来构建参考样点的确定信息进行编码/解码。例如，可在序列、画面、条带、并行块、CTU、CU、PU和TU中的至少一个的级别上对所述确定信息进行编码/解码。此外，可在更高级别上用信号发送关于多条参考样点线中的每条参考样点线的可用性的信息。
当当前块的上边界或左边界与画面、条带、并行块和编码树块(CTB)中的至少一个的边界对应时，可不同地设置在构建参考样点时使用的重建样点线的数量、位置和配置中的至少一个。例如，当构建两条或更多条参考样点线时，在当前块的上边界与画面、并行块、条带和编码树块(CTB)中的至少一个的边界对应时可构建与当前块的上部相邻的一条参考样点线。例如，当当前块的上边界与CTU的上边界对应时，可配置一条参考样点线，否则，可配置两条或更多条参考样点线。在这种情况下，由于使用了在CTU的上边界处的仅一条参考样点线，因此可减小用于存储参考样点线的参考样点的数据的线缓冲器的大小。
当选择参考样点时，可对包含将被使用的参考样点的块执行可用性确定和参考样点填充。例如，当包含参考样点的块可用时，可使用相应的参考样点。另一方面，当包含参考样点的块不可用时，可利用一个或更多个可用邻近参考样点来填充块中的不可用参考样点。
当参考样点位于画面、并行块、条带或编码树块(CTB)中的至少一个的边界外侧时，可将参考样点确定为不可用。当利用约束帧内预测(CIP)对当前块进行编码时，在包括参考样点的块已经在帧间预测模式下被编码/解码的情况下，将参考样点确定为不可用。
图8是用于描述不可用样点被可用样点替换的处理的示图。
当确定重建的邻近样点不可用时，不可用样点可被作为可用样点的重建的邻近样点替换。例如，如图8中所示，当存在可用样点和不可用样点两者时，可使用一个或更多个可用样点来替换一个或更多个不可用样点。
可按照预定顺序将不可用样点的样点值替换为可用样点的值。用于替换不可用样点的可用样点可以是位置与不可用样点相邻的可用样点。当没有与不可用样点相邻的可用样点时，可使用最早的或最接近的可用样点来替换不可用样点。替换不可用样点的顺序可以是例如从左下方到右上方。可选地，替换顺序可以是从右上方到左下方。具体地，替换顺序可以是从左上角到右上方和/或左下方。可选地，替换顺序可以是从右上方和/或从左下方到左上角。
例如，可从作为左下样点位置的位置0开始利用可用样点的值填充不可用样点。也就是说，可将前四个不可用样点填充为值“a”，并且可将后续的13个不可用样点填充为值“b”。
例如，可将不可用样点填充为可用样点的组合值。例如，可将不可用样点填充为分别与不可用样点的线的两端相邻的可用样点的平均值或内插值。也就是说，将前四个不可用样点填充为值“a”，并且可将接下来的13个不可用样点填充为值“b”与值“c”的平均值，或者可通过对值“b”和值“c”进行内插来填充接下来的13个不可用样点。
可选地，可利用可用样点的样点值“b”与“c”之间的任意中间值来填充13个不可用样点。在这种情况下，不可用样点可被各个不同的值填充。例如，随着不可用样点到具有值“a”的可用样点的距离减小，将利用越接近值“a”的值填充该不可用样点。例如，不可用样点越接近具有值“b”的可用样点，则填充该不可用样点的值越接近值“b”。也就是说，可基于不可用样点与具有值“a”或“b”的可用样点之间的距离来确定不可用样点的值。为了将不可用样点替换为可用样点，可自适应地使用包括上述方法的一种或更多种替换方法。将不可用样点替换为可用样点的方法可被用信号发送为包含在比特流中的信息，或者可在编码器/解码器中被预先确定。可选地，可根据预定的确定方法来推导替换方法。例如，可基于值“a”与“b”之间的差或基于不可用样点的数量来确定替换方法。更具体地，可通过将两个可用样点的值之间的差与阈值进行比较和/或通过将不可用样点的数量与阈值进行比较来确定替换方法。例如，当两个可用样点的值之间的差大于阈值时，和/或当不可用样点的数量大于阈值时，可将不可用样点替换为具有彼此不同的值。可基于每个预定单元来执行对将不可用样点替换为可用样点的方法的选择。例如，可基于每个视频、每个序列、每个画面、每个条带、每个并行块、每个编码树单元(CTU)、每个编码单元(CU)、每个预测单元(PU)、每个变换单元(TU)或每个块来选择替换方法。此时，可基于以每个预定单元为基础被用信号发送的信息来确定对将不可用样点替换为可用样点的方法的选择，或者可基于每个预定单元来推导对将不可用样点替换为可用样点的方法的选择。可选地，可在编码器/解码器中预先确定用于替换方法的选择方法。
当参考样点位于预定位置处时，可自动执行填充而无需确定包括参考样点的块是否可用。例如，参照图7，当当前块的左上角样点的位置(x,y)是(0,0)时，针对位于x坐标或y坐标等于或大于W+H(x＝W+H或更大或者y＝W+H或更大)的(x,y)处的样点，可能无法确定样点可用性，并且可利用邻近参考样点来填充这些样点。
例如，可在不对样点ref[W+H,-2]执行可用性确定的情况下利用样点ref[W+H-1,-2]的值填充样点ref[W+H,-2]。作为另一示例，可在不对样点[W+H,-3]执行可用性确定的情况下利用样点ref[W+H-1,-3]的值填充样点ref[W+H,-3]。也就是说，可通过使用在同一条样点线上的最接近的样点来对位于这些位置(x,y：x等于或大于W+H或者y等于或大于W+H)处的样点执行填充，而无需对位于这些位置(x,y：x等于或大于W+H或者y等于或大于W+H)处的样点执行可用性确定。
当当前块的左上角样点的位置是(0,0)时，将针对位于当前块上方的样点中的位于这些位置(x,y：x等于或大于W且小于W+H)处的样点执行可用性确定，并且随后将根据可用性确定的结果执行填充。将针对位于当前块的左侧的样点中的位于这些位置(x,y：y等于或大于H且小于W+H)处的样点执行可用性确定，并且将根据可用性确定执行填充。
例如，当当前块的左上角样点的位置是(0,0)时，可针对与rec[x,-1](x的范围为从-1至W+H-1)对应的样点和/或与rec[-1,y](y的范围为从0至H+W-1)对应的样点执行可用性确定和填充。
对于填充，可使用多条参考样点线。例如，当对与当前块相邻(即，最接近)的第一参考样点线执行填充时，可使用与当前块第二最接近的第二参考样点线。例如，可根据等式2执行填充。也就是说，可通过使用从第一重建参考样点线选择的样点和从第二重建参考样点线选择的样点的加权平均值来推导第一参考样点线的样点值。在这种情况下，选择的重建样点可以是位于当前样点位置处的一个或与当前样点位置相邻的位置处的一个。
[等式2]
ref[x,-1]＝(rec[x,-2]+3×rec[x,-1]+2)>>2,(x＝0～H+W-1)
可对如上构建的样点中的一个或更多个参考样点执行滤波。可基于当前块的帧内预测模式、当前块的尺寸和当前块的形状中的至少一个来自适应地执行滤波。例如，可自适应地确定对是否应用滤波、滤波器类型、滤波器强度和滤波器系数的确定中的至少一个。
例如，可针对多条参考样点线中的每条确定是否应用滤波。例如，可将滤波应用于与当前块相邻的第一参考样点线，并且可不将滤波应用于第二参考样点线。例如，滤波后的值和未滤波的值都可被用于同一参考样点。
例如，可根据当前块的帧内预测模式、当前块的尺寸和当前块的形状中的至少一个来选择性地应用3抽头滤波器、5抽头滤波器、7抽头滤波器和N抽头滤波器中的至少一个。在这种情况下，M是等于或大于3的整数。
例如，可根据当前块的帧内预测模式、尺寸和形状中的至少一个来选择性地使用具有不同形状的滤波器。图9示出了各种滤波器形状。
可通过将当前块的宽度(水平尺寸)与当前块的高度(垂直尺寸)进行比较来确定当前块的形状。例如，可根据当前块是水平长方形块还是垂直长方形块来自适应地确定对是否应用滤波器、滤波器类型、滤波器强度和滤波器系数的确定中的至少一个。可选地，可根据当前块是矩形块还是正方形块来自适应地确定对是否应用滤波、滤波器类型、滤波器强度和滤波器系数的确定中的至少一个。
可基于推导出的帧内预测模式和构建的参考样点来执行针对当前块的帧内预测。
例如，可针对当前块执行非方向帧内预测。非方向帧内预测的模式可以是DC模式、平面模式和LM模式中的至少一个。
针对DC模式，可使用构建的参考样点中的一个或更多个参考样点的平均值来执行预测。在这种情况下，可将滤波应用于位于当前块的边界处的一个或更多个预测样点(也称为预测的样点)。可基于当前块的尺寸和当前块的形状中的至少一个来自适应地执行DC预测。此外，可基于当前块的尺寸和形状中的至少一个来确定在DC模式下使用的参考样点的范围。
图10是用于描述根据当前块的形状的帧内预测的示图。
例如，当当前块是正方形块时，如图10的(a)中所示，可通过使用位于当前块上方的参考样点和位于当前块的左侧的参考样点的平均值来执行DC预测。
例如，当当前块是非正方形块时，可选择性地使用与当前块的左端和上端相邻的邻近样点。当当前块是矩形块时，如图10的(b)中所示，可使用与当前块的左边和上边中的更长边相邻的参考样点的平均值来执行预测。
例如，当当前块的尺寸与预定尺寸对应或落入预定范围内时，在位于当前块的上方或左侧的参考样点中选择预定数量的参考样点，并且使用所选择的参考样点的平均值来执行预测。预定尺寸可以是在编码器/解码器中预设的N×M的固定尺寸。在这种情况下，N和M是大于0的整数，并且N和M可彼此相同或不同。预定范围可表示用于选择用于当前块的预测的参考样点的阈值。可利用最小值和最大值中的至少一个来设置该阈值。所述最小值和/或所述最大值可以是在编码器/解码器中预设的一个或更多个固定值，或者是由编码器编码并随后用信号发送的一个或更多个可变值。
例如，一个或更多个平均值可被用于执行预测。当当前块是正方形块或非正方形块时，可使用第一平均值或第二平均值中的至少一个，其中，第一平均值是位于当前块上方的参考样点的平均值，第二平均值是位于当前块左侧的参考样点的平均值。当前块的DC预测值可以是第一平均值或第二平均值。可选地，当前块的DC预测值可以是通过对第一平均值和第二平均值加权而获得的加权和。例如，第一平均值和第二平均值的权重可相同(即，1:1)。
根据上述方法，可使用移位运算来计算所有的DC值。例如，即使在表示当前块的宽度、高度或者宽度与高度之和的样点长度不是2的幂的情况下，也可使用所述方法。可将所述方法应用于亮度DC预测和色度DC预测两者。可选地，可将所述方法应用于亮度DC预测或色度DC预测。
例如，当当前块是非正方形块时，可基于当前块的宽度或高度来执行预测。例如，可通过将上方参考样点和左侧参考样点的值之和除以当前块的更长边(即，宽度或高度)的长度来获得预测值。在这种情况下，可通过移位运算来执行使用与宽度和高度中更长的一个对应的值的除法运算。
例如，可使用多条参考样点线来执行DC预测。例如，如图10的(c)中所示，可使用两条参考样点线来执行预测。
例如，可将包括在两条参考样点线中的参考样点的平均值确定为当前块的DC预测值。
可选地，可将不同的权重应用于当前块的第一邻近线的参考样点和第二邻近线的参考样点。例如，通过将权重3:1应用于第一参考样点线中的每个样点和第二参考样点线中的每个样点来计算第一参考样点线中的每个样点和第二参考样点线中的每个样点的加权平均值(即，(3×第一线的参考样点+第二线的参考样点+2)>>2)，并且可将加权平均值的平均值确定为当前块的DC预测值。可选地，可获得((3×第一线的样点-第二线的样点)>>1)的结果值，并且可将这些值的平均值确定为当前块的DC预测值。权重不限于以上示例，并且可使用任意权重。在这种情况下，参考样点线距当前块越近，应用于该参考样点线的权重就越大。可使用的参考样点线的数量不限于两个，并且可将三条或更多条参考样点线用于预测。
可利用使用一个或更多个参考样点而生成的一个或更多个平均值来执行预测。例如，可将如下平均值中的至少一个用于执行DC预测：位于当前块上方的第一参考样点线中的参考样点的平均值、位于当前块上方的第二参考样点线中的参考样点的平均值、位于当前块左侧的第一参考样点线中的参考样点的平均值和位于当前块左侧的第二参考样点线中的参考样点的平均值。
可选地，可将第一参考样点线中的参考样点与第二参考样点线中的参考样点之间的差值用于DC预测。例如，计算(第一参考样点线中的每个参考样点+(第一参考样点线中的每个参考样点-第二参考样点线中的每个参考样点)>>1)的结果值，并且可将这些差值的平均值确定为当前块的DC预测值。
针对平面模式，可利用加权和来执行预测，其中，所述加权和是从至少一个参考样点到位于当前块中的帧内预测目标样点的距离的函数。
可对当前块的参考样点或当前块的预测样点(即，预测的样点)执行滤波。例如，在将滤波应用于参考样点之后，可执行平面预测，并且随后可对一个或更多个预测样点执行滤波。在预测样点中，可对位于当前块的上边界或左边界的一条、两条或N条样点线中的样点执行滤波。
为了执行平面预测，可使用一个或更多个参考样点的加权和。例如，如图10的(d)中所示，可使用五个参考样点。例如，为了生成针对目标位置[x,y]的预测样点，可使用参考样点r[-1,-1]、r[x,-1]、r[-1,y]、r[W,-1]和r[-1,H]。在这种情况下，W和H分别是当前块的宽度和高度。例如，可使用等式3生成预测样点pred[x,y]。在等式3中，a、b、c、d和e表示权重。N可以是log2(a+b+c+d+e)。
[等式3]
pred[x,y]＝(a×r[-1,-1]+b×r[x,-1]+c×r[-1,y]+d×r[W,-1]+e×r[-1,H])>>N
作为另一示例，可使用多条参考样点线来执行平面预测。例如，可使用两条参考样点线的加权和来执行平面预测。作为另一示例，可使用两条参考样点线中的参考样点的加权和来执行平面预测。在这种情况下，从第二参考样点线选择的参考样点可以是与从第一参考样点线选择的参考样点相邻的样点。也就是说，当位于位置(-1,-1)处的参考样点被选择时，可选择位于位置(-2,-2)处的参考样点。可通过计算所选择的参考样点的加权和来执行平面预测，并且在这种情况下，可使用与用于DC预测的权重相同的权重。
方向预测模式是指水平模式、垂直模式和具有预定角度的角度模式中的至少一个。
在水平模式或垂直模式下，使用沿直线方向(即，沿水平方向或垂直方向)布置的一个或更多个参考样点来执行预测。可使用多条参考样点线。例如，当使用两条参考样点线时，可使用沿水平线或垂直线布置的两个参考样点来执行预测。类似地，当使用N条参考样点线时，可使用水平线或垂直线上的N个参考样点。
对于垂直模式，第一参考样点线上的第一参考样点(例如，r[x,-1])和第二参考样点线上的第二参考样点(例如，r[x,-2])的统计量可被用于执行方向预测。
例如，可通过计算(3×r[x,-1]+r[x,-2]+2)>>2的结果值来确定垂直模式的预测值。可选地，可通过计算(3×r[x,-1]-r[x,-2]+1)>>1的结果值来确定垂直模式的预测值。在另一种选择中，可通过计算(r[x,-1]+r[x,-2]+1)>>1的值来确定垂直模式的预测值。
例如，可考虑垂直线上的每个样点值之间的变化。例如，可通过计算(r[x，-1]+(r[x,-1]–r[x,-2])>>1)的结果值来确定垂直模式的预测值。在这种情况下，N可以是等于或大于1的整数。可将固定值用为N。可选地，N可随着预测目标样点的y坐标的增加而增加。例如，N＝y+1。
即使是针对水平模式，也可使用用于垂直模式的一种或更多种方法。
针对特定角度的角度模式，可使用从当前块的帧内预测目标样点沿倾斜方向布置的一个或更多个参考样点或者使用与位于所述倾斜方向的参考样点相邻的一个或更多个样点来执行预测。在这种情况下，可使用总共N个参考样点，其中，N可以是2、3、4、5或6。还可以通过将N抽头滤波器中的至少一个应用于N个参考样点来执行预测。N抽头滤波器的示例包括2抽头滤波器、3抽头滤波器、4抽头滤波器、5抽头滤波器和6抽头滤波器。此时，参考样点中的至少一个可位于当前块上方，而其余参考样点可位于当前块的左侧。位于当前块上方的参考样点(或位于当前块左侧的参考样点)可位于同一条线或不同的线中。
根据另一实施例，可基于位置信息执行帧内预测。在这种情况下，可对位置信息进行编码/解码，并且可将位于上述位置处的重建样点块推导为当前块的帧内预测块。可选地，可由解码器搜索与当前块相似的块，并且可将找到的块推导为当前块的帧内预测块。
根据另一实施例，执行颜色分量间帧内预测。例如，可从当前块的相应的重建亮度分量对色度分量进行帧内预测。可选地，可从当前块的一个重建色度分量Cb对相应的色度分量Cr进行帧内预测。
在上述各种实施例中，未滤波的参考样点可被用在用于帧内预测的参考样点构建处理中。也就是说，可通过使用未滤波的参考样点来执行方向预测或非方向预测。由于在参考样点构建处理中不执行滤波，因此可降低编码器/解码器的复杂度，并且可简化硬件配置。
在帧内预测中，一个或更多个参考样点可被用于插值预测。在帧内预测中，参考样点线的数量、插值滤波器抽头的数量、插值滤波器系数、关于滤波器的应用/不应用的信息、加权平均值计算方法和权重中的至少一个参数可依据当前块的帧内预测模式、当前块的尺寸和当前块的形状中的至少一个而变化。
例如，可使用一条或更多条参考样点线，并且所使用的参考样点线的数量可依据一个或更多个编码参数而变化。可使用多条参考样点线。图11是示出使用两条参考样点线的实施例的示图。
用于预测的参考样点线的数量依据当前块的帧内预测模式或帧内预测模式的方向性而变化。例如，当当前块的帧内预测模式是非方向模式(诸如DC模式或平面模式)时，可使用一条参考样点线。当当前块的帧内预测模式是方向模式时，可使用两条参考样点线。例如，参考样点线的数量可依据方向模式是否满足预定条件或是否落入预定范围内而变化。也就是说，当方向模式是偶数编号的模式时，可使用两条参考样点线。当方向模式是奇数编号的模式时，可使用一条参考样点线。例如，一条参考样点线可被用于水平模式或垂直模式。例如，当帧内预测模式落入预定范围内时，可使用多条参考样点线。否则，可使用单条参考样点线。
参考样点线的数量可依据当前块的尺寸和/或形状而变化。例如，当当前块小于预定尺寸时可使用一条参考样点线，而当当前块大于预定尺寸时可使用两条参考样点线。也就是说，当当前块小于或等于16×16的尺寸(即，256个样点)时，可使用一条参考样点线，而当当前块大于或等于16×16的尺寸时，可使用两条参考样点线。相反，两条参考样点线可被用于更小的块，而一条参考样点线可被用于更大的块。例如，当当前块是正方形块时，可使用两条参考样点线，而当当前块是非正方形块时，可使用一条参考样点线。参考样点线的数量可依据参考样点的位置(即，依据参考样点是位于当前块上方还是位于当前块左侧)而变化。
可选地，参考样点线的数量可依据当前块的宽度(水平尺寸)或高度(垂直尺寸)而变化。例如，当当前块的宽度或高度大于预定值时，可使用多条参考样点线。相反，当当前块的宽度或高度等于或小于预定值时，可使用一条参考样点线。例如，当当前块是4×N尺寸或N×4尺寸的块时，仅可使用一条参考样点线，否则，可使用两条或更多条参考样点线。可将相同的权重应用于两条或更多条参考样点线。例如，当当前块的宽度和高度的统计量在预定范围内时，可使用多条参考样点线。否则，可使用一条参考样点线。
参考样点线的数量可依据当前块的帧内预测模式和当前块的长度(水平尺寸或垂直尺寸，即，宽度或高度)而变化。例如，当帧内预测模式是垂直方向模式时，参考样点线的数量可依据当前块的宽度(水平尺寸)而变化。例如，当当前块的帧内预测模式是水平方向模式时，参考样点线的数量可依据当前块的高度(垂直尺寸)而变化。例如，当当前块的帧内预测模式是非方向模式时，参考样点线的数量可依据当前块的水平尺寸和/或垂直尺寸的长度是否与预定值对应或是否落入预定范围内而变化。
参考样点线的数量可依据当前块的颜色分量而变化。例如，多条(即，两条或更多条)参考样点线可被用于亮度分量，并且可将一条参考样点线用于每个色度分量。
当当前块的边界与预定单元的边界对应时，参考样点线的数量可被不同地设置。例如，当当前块的上边界与画面、条带、并行块、编码树单元(CTU)和任意尺寸的块中的至少一个的边界对应时，可将一条参考样点线用于当前块的上边界中的样点。类似地，当当前块的左边界与画面、条带、并行块、编码树单元(CTU)和任意尺寸的块中的至少一个的边界对应时，可将一条参考样点线用于当前块的左边界中的样点。可用信号发送或在编码器/解码器中预定义任意块尺寸。
当使用多条参考样点线时，可基于编码参数(例如，帧内预测模式)不同地设置使用哪些参考样点线。例如，当当前块的帧内预测模式是偶数编号的模式时可使用第一参考样点线，而当当前块的帧内预测模式是奇数编号的模式时可使用第二参考样点线。
当对当前块执行方向预测时，可使用插值滤波器。插值滤波器可以是具有2个抽头、4个抽头、6个抽头和N个抽头(N是正整数)中的至少一种的滤波器。每个插值滤波器抽头具有一个或更多个滤波器系数。
例如，可根据等式4将6抽头滤波器应用于图11的样点S00至S05，并且滤波器系数可在从a至f的范围内。
[等式4]
S_F＝(a×S00+b×S01+c×S02+d×S03+e×S04+f×S05+2g-1)>>g
滤波器系数的总和可以是32、64、128、256、512、1024和N中的至少一个，并且每个滤波器系数可以是整数值。滤波器系数的总和可等于2的g次方。例如，当滤波器系数的总和是1024时，g可以是10。
插值滤波器抽头或系数可依据当前块的尺寸、当前块的形状、预测目标样点的位置和当前块的帧内预测模式中的至少一个而变化。
插值滤波器抽头或系数可依据帧内预测模式而变化。例如，当帧内预测模式是预定模式时可应用4抽头滤波器，而当帧内预测模式不是预定模式时可应用2抽头滤波器。此外，滤波器系数可依据帧内预测模式的角度而变化。例如，如表1中所示，针对6抽头滤波器，可使用两种滤波器类型(即，滤波器1和滤波器2)。6抽头滤波器可具有滤波器系数{a,b,c,d,e,f}，并且滤波器系数可以以查找表(LUT)的形式被存储。在这种情况下，可对用于参考查找表的索引信息进行编码/解码。
[表1]
6抽头滤波器1 6抽头滤波器2
角度0 {0,256,512,256,0,0} {47,255,416,256,49,1}
角度1 {-3,246,509,267,6,-1} {43,247,416,264,53,1}
角度2 {-5,237,506,278,11,-3} {40,240,414,270,58,2}
角度3 {-7,228,502,288,17,-4} {37,233,413,277,62,2}
角度4 {-9,218,497,299,24,-5} {34,226,412,284,66,2}
角度5 {-10,210,493,309,29,-7} {31,218,410,292,71,2}
角度6 {-12,200,488,320,36,-8} {28,210,407,299,77,3}
角度7 {-13,191,482,330,43,-9} {26,203,404,306,82,3}
角度8 {-14,182,476,340,50,-10} {23,195,401,313,88,4}
角度9 {-15,173,470,350,57,-11} {21,188,398,320,93,4}
角度10 {-16,163,463,361,65,-12} {19,180,393,327,100,5}
角度11 {-16,155,456,370,72,-13} {17,173,389,333,106,6}
角度12 {-16,147,449,379,79,-14} {16,167,385,339,111,6}
角度13 {-16,138,440,388,88,-14} {14,159,380,346,118,7}
角度14 {-17,128,433,399,96,-15} {13,153,375,351,124,8}
角度15 {-16,121,425,407,103,-16} {11,145,370,358,131,9}
角度16 {-16,112,416,416,112,-16} {10,138,364,364,138,10}
如从表1可看出，与方向模式的角度线接近的参考样点可被赋予较大的权重。例如，当当前块的帧内预测模式是偶数编号的模式时可应用第一滤波器，而当当前块的帧内预测模式是奇数编号的模式时可应用第二滤波器。
可选地，当帧内预测模式是具有与45度的倍数对应的角度的模式时，可应用第一滤波器，而当帧内预测模式是具有其它角度中的一个角度的模式时，可应用第二滤波器。第一滤波器和第二滤波器在滤波器抽头、滤波器系数和滤波器形状中的至少一个方面不同。
插值滤波器抽头或系数可依据当前块内的预测目标样点的位置而变化。例如，当预测目标样点的位置接近参考样点时，可应用第一插值滤波器，而当预测目标样点的位置远离参考样点时，可应用第二插值滤波器。可根据预测目标样点的位置来应用第三插值滤波器、第四插值滤波器、……和第N插值滤波器，并且插值滤波器的数量可依据当前块的尺寸和/或形状而变化。多个插值滤波器可具有相同的滤波器抽头和不同的滤波器系数。可选地，多个插值滤波器可具有不同的滤波器抽头和不同的滤波器系数。
例如，当当前块的宽度或高度具有第一长度时可应用第一滤波器，而当当前块的宽度或高度具有第二长度时可应用第二滤波器。
例如，当与在方向预测模式下使用的参考样点区域对应的当前块的宽度或高度小于或等于8时可应用第一滤波器，而当所述宽度或高度大于8时可应用第二滤波器。
例如，当块尺寸为64或更小时，可使用第一滤波器。否则，可使用第二滤波器。可基于预测目标样点的位置来选择性地使用两种类型的滤波器。例如，当帧内预测模式落入34至66的范围内时，可将第一滤波器应用于位于当前块的上部的预测目标样点，并且可将第二滤波器应用于位于当前块的下部的预测目标样点。类似地，当帧内预测模式落入2至33的范围内时，可将第一滤波器应用于位于当前块的左部的预测目标样点，并且可将第二滤波器应用于位于当前块的右部的预测目标样点。在上述实施例中，第一滤波器可以是三次插值滤波器，并且第二滤波器可以是高斯插值滤波器。
例如，可根据当前块的宽度或高度来自适应地选择并应用滤波器系数。
插值滤波器抽头或滤波器系数可依据当前块的颜色分量而变化。例如，可将第一滤波器应用于亮度信号样点，并且可将第二滤波器应用于色度信号样点。例如，可将4抽头滤波器应用于亮度信号样点，并且可将2抽头(双线性)滤波器应用于色度信号样点。
当使用多条参考样点线时，插值滤波器抽头或滤波器系数可依据哪个参考样点线被使用而变化。例如，可将第一滤波器应用于与当前块相邻的第一参考样点线，并且可将第二滤波器应用于第二参考样点线。如图11中所示，当执行方向预测时，可将第一插值滤波器应用于位于第一参考样点线中的样点S00至S05，并且可将第二插值滤波器应用于位于第二参考样点线中的样点S12至S13。
例如，可将第一滤波器应用于所有的多个参考样点线。在这种情况下，应用于第一参考样点线的滤波系数和应用于第二参考样点线的滤波系数可彼此不同。
此时，当方向预测模式的方向穿过两个参考样点之间的预定位置时，从各个参考样点线选择的参考样点的位置可不同。例如，使用位于第一参考样点线中的样点S02和S03来执行2抽头插值滤波器，并且使用位于第二参考样点线中的样点S13和S14来执行2抽头插值滤波器。
当使用多个参考样点线时，插值滤波器可具有二维形状。例如，可应用具有与图9中示出的示例相同的形状的第一滤波器。
例如，未通过插值滤波器滤波的参考样点可被用于方向预测。例如，当与方向预测模式对应的参考样点存在于整数位置时，可使用未通过插值滤波器滤波的参考样点。可将3抽头、5抽头和N抽头滤波器中的至少一个应用于未应用插值滤波器的参考样点。例如，可将{1,2,1}滤波器应用于参考样点。可基于当前块的帧内预测模式、当前块的尺寸和当前块的形状中的至少一个来确定是否将滤波器应用于参考样点。
例如，当使用多个参考样点线时，可将插值滤波器或加权平均值应用于通过将插值滤波器应用于每条参考样点线而获得的多个值。例如，如在等式5中，可将值S-F1和值S_F2的加权平均值推导为预测值S_P，其中，值S_F1是通过将第一插值滤波器应用于第一参考样点线而获得的，并且值S_F2是通过将第二插值滤波器应用于第二参考样点线而获得的。这里，h和i可以是权重，h+i可以是与2的j次幂对应的值。例如，h＝3，i＝1，j＝2。可选地，h、i和j可全部为1。第一插值滤波器和第二插值滤波器可以是不同的滤波器类型。例如，第一插值滤波器和第二插值滤波器可在滤波器抽头和滤波器系数中的至少一个方面不同。
[等式5]
S_P＝(h×S_F1+i×S_F2+2j-1)>>j
可选地，可将通过考虑每条角度线之间的变化量(诸如，垂直预测)而获得的值(例如，S_F1+(S_F1-S_F2)>>j)确定为预测值。
在上文中，已经描述了对多条参考样点线中的与当前块相邻的第一参考样点线和第二参考样点线执行不同的内插。然而，上述操作不限于多条参考样点线中的第一参考样点线和第二参考样点线。例如，第一参考样点线和第二参考样点线可分别被多个参考样点线中的任意第一参考样点线和任意第二参考样点线替换。
在应用插值滤波器时，当使用位于所配置的参考样点区域之外的样点时可执行填充。例如，在方向预测模式与在图11中的参考样点S04与参考样点S05之间穿过的方向对应时，当应用6抽头滤波器时位于右侧的且偏离该方向预测模式的方向的两个样点可被可用参考样点S05填充，并且随后可应用插值滤波器。在角度模式的情况下，可基于角度预测模式来重新配置所配置的参考样点。例如，当角度预测模式是使用所有的左侧参考样点和上侧参考样点的模式时，可针对左侧参考样点或上侧参考样点配置一维阵列。可选地，可通过对左侧参考样点进行移位来配置上侧参考样点，或者可通过使用至少一个左侧参考样点的加权和来配置上侧参考样点。
可对当前块的预定样点组单元执行彼此不同的角度帧内预测或插值滤波。预定样点组单元可以是块、子块、线或单个样点。
根据本发明的另一实施例，可执行颜色分量间帧内预测。颜色分量间帧内预测包括颜色分量块重建步骤、预测参数推导步骤和/或颜色分量间预测执行步骤。术语“颜色分量”可指亮度信号、色度信号、红色、绿色、蓝色、Y、Cb和Cr中的至少任意一个。可通过使用第二颜色分量、第三颜色分量和第四颜色分量中的至少任意一个来执行第一颜色分量的预测。用于预测的颜色分量的信号可包括原始信号、重建信号、残差信号和预测信号中的至少任意一个。
当对第二颜色分量目标块执行帧内预测时，可使用与第二颜色分量目标块对应的第一颜色分量块相应块的样点、第一颜色分量相应块的邻近块的样点或第一颜色分量块相应块的样点和第一颜色分量相应块的邻近块的样点两者。例如，当对色度分量块Cb或Cr执行帧内预测时，可使用与色度分量块Cb或Cr对应的重建的亮度分量块Y。
当基于亮度分量来预测色度分量时，可根据等式6执行预测。
[等式6]
PredC(i,j)＝α·recL’(i,j)+β
在等式6中，PredC(i,j)表示当前块的经过预测的色度样点，recL(i,j)表示当前块的重建的亮度样点。此时，recL’(i,j)可以是经过下采样的重建的亮度样点。可通过将当前块周围的重建的邻近亮度样点与重建的邻近色度样点之间的回归误差最小化来推导参数α和β。
存在两种用于使用亮度分量来预测色度分量的模式。这两种模式可包括单模型模式和多模型模式。当针对当前块从亮度分量预测色度分量时，单模型模式可使用一个线性模型。多模型模式可使用两个线性模型。
在多模型模式下，可将与当前块相邻的样点(即，邻近亮度样点和邻近色度样点)分类为两组。也就是说，可推导针对两组中的每个组的参数α和β。此外，可根据用于对与当前块相邻的亮度样点进行分类的规则来对当前块的亮度样点进行分类。
例如，可计算用于将邻近样点分类为两组的阈值。可使用重建的邻近亮度样点的平均值来计算阈值。然而，阈值的计算不限于此。可使用本说明书中认可的各种统计值中的至少一个来代替平均值。当邻近样点的值大于阈值时，可将邻近样点分类为第一组。否则，可将邻近样点分类为第二组。
尽管在上述实施例中描述了多模型模式使用两个线性模型，但是本发明不限于此，并且可涵盖使用两个或更多个线性模型的其它情况。当使用N个线性模型时，可将样点分类为N个组。为此，可计算N-1个阈值。
如上所述，当从亮度分量预测色度分量时，可使用线性模型。在这种情况下，线性模型可包括简单线性模型(以下称为“LM1”)、复杂线性模型(以下称为“LM2”)和复杂滤波器线性模型(以下称为“LM3”)。可通过将当前块周围的重建的亮度样点与当前块周围的相应的重建的色度样点之间的回归误差最小化来推导上述模型的参数。
图12是用于描述用于推导模型的参数的“当前块的邻近样点”(以下称为“邻近数据集”)的示图。
用于推导LM1的参数的邻近数据集可由一对样点组成，其中，该一对样点包括图12中示出的线区域B和线区域C中的每个区域中的亮度样点和色度样点。用于推导LM2和LM3的参数的邻近数据集可由一对样点组成，其中，该一对样点包括图12中示出的线区域B、线区域C、线区域E和线区域F中的每个区域中的亮度样点和色度样点。
然而，邻近数据集不限于上述示例。例如，为了涵盖当前块中的亮度样点与色度样点之间的各种线性关系，可将N个邻近数据集用于每种模式。例如，N可以是2或更大的整数，并且特别是3。
可使用上方模板和左侧模板两者来计算线性模型的参数。可选地，存在两种LM模式(LM_A模式和LM_L模式)，并且可分别在LM_A模式和LM_L模式下使用上方模板和左侧模板。也就是说，在LM_A模式下，可仅使用上方模板来获得线性模型参数。当当前块的左上角样点的位置是(0,0)时，可将上方模板扩展到从(0,-n)至(W+H-1,-n)的范围。在这种情况下，n是等于或大于1的整数。也就是说，在LM_L模式下，可仅使用左侧模板来获得线性模型参数。可将左侧模板扩展到从(-n,0)至(-n,H+W-1)的范围。在这种情况下，n是等于或大于1的整数。
可使用若干样点的二次幂来推导线性模型的参数。当当前色度块是非正方形块时，可基于当前块的水平边和垂直边中的较短的边上的样点的数量来确定用于推导线性模型的参数的样点。根据一个实施例，当当前块的尺寸是n×m(其中，n＞m)时，可例如通过均匀地执行子采样来选择与当前块的上边界相邻的n个邻近样点中的m个样点。在这种情况下，用于推导线性模型的参数的样点的数量可以是2m。作为另一示例，当当前块的尺寸是n×m(其中，n＞m)时，可不使用与当前块的上边界相邻的n个邻近样点中的m个样点。例如，在n个样点中，可不使用距当前块的水平边和垂直边中的较短的一个边最远的m个样点。在这种情况下，用于推导线性模型的参数的样点的数量可以是n(与当前块的上边界相邻的n-m个样点+与当前块的左边界相邻的m个样点)。
可选地，当对色度分量块Cr执行帧内预测时，可使用色度分量块Cb。可选地，当对第四颜色分量块执行帧内预测时，可使用全部与第四颜色分量块对应的第一颜色分量块、第二颜色分量块和第三颜色分量中的至少一个。
可基于当前目标块的尺寸和形状中的至少任意一个来确定是否执行颜色分量间帧内预测。例如，当目标块的尺寸等于编码树单元(CTU)的尺寸、大于预定尺寸或在预定尺寸范围内时，可对目标块执行颜色分量间帧内预测。可选地，当目标块的形状是预定形状时，可对目标块执行颜色分量间帧内预测。预定形状可以是正方形形状。在这种情况下，当目标块具有长方形形状时，可不对目标块执行颜色分量间帧内预测。另外，当预定形状是长方形形状时，上述实施例相反地操作。
可选地，可基于从与预测目标块对应的相应块和所述相应块的邻近块中选择的至少任意一个块的编码参数来确定是否对所述预测目标块执行颜色分量间帧内预测。例如，当所述相应块在约束帧内预测(CIP)环境中通过帧内预测方法已经被预测时，可不对所述预测目标块执行颜色分量间帧内预测。可选地，当所述相应块的帧内预测模式是预定模式时，可对所述预测目标块执行颜色分量间帧内预测。进一步可选地，可基于所述相应块的CBF信息和所述相应块的邻近块的CBF信息中的至少任意一个来确定是否执行颜色分量间帧内预测。编码参数不限于块的预测模式，而是可使用能用于编码/解码的各种参数。
下面将描述颜色分量块重建步骤。
当通过使用第一颜色分量块来预测第二颜色分量块时，可重建第一颜色分量块。例如，当图像具有YCbCr颜色空间时并且当颜色分量的采样率为4:4:4、4:2:2和4:2:0中的一个时，颜色分量的块尺寸可彼此不同。因此，当使用具有与第二颜色分量块不同的尺寸的第一颜色分量块来预测第二颜色分量块时，可重建第一颜色分量块，使得第一颜色分量和第二颜色分量的块尺寸相等。重建块可包括作为相应块的第一颜色分量块中的样点和第一颜色分量块的邻近块中的样点中的至少任意一个。图13是示出重建颜色分量块的处理的示例性示图。
在图13的(a)中，p1[x,y]表示第一颜色分量块中的位置(x,y)处的样点。在图13的(b)中，p1’[x,y]表示通过重建第一颜色分量块而产生的重建块中的位置(x,y)处的样点。
当第一颜色分量块具有比第二颜色分量块更大的尺寸时，第一颜色分量块被下采样，以具有与第二颜色分量块的尺寸相等的尺寸。可通过将N抽头滤波器应用于一个或更多个样点(N是等于或大于1的整数)来执行下采样。针对下采样，可使用等式7至等式11中的至少任意一个等式。在选择性地使用各种下采样方法中的任意一种下采样方法的情况下，编码器可选择一种下采样方法作为预定的下采样方法。例如，编码器可选择具有最佳效果的下采样方法。所选择的下采样方法被编码并被用信号发送到解码器。用信号发送的信息可以是指示下采样方法的索引信息。
[等式7]
p1’[x,y]＝(p1[2x,2y]+p1[2x,2y+1]+1)>>1
[等式8]
p1’[x,y]＝(p1[2x+1,2y]+p1[2x+1,2y+1]+1)>>1
[等式9]
p1’[x,y]＝(p1[2x-1,2y]+2×p1[2x,2y]+p1[2x+1,2y]+2)>>2
[等式10]
p1’[x,y]＝(p1[2x-1,2y+1]+2×p1[2x,2y+1]+p1[2x+1,2y+1]+2)>>2
[等式11]
p1’[x,y]＝(p1[2x-1,2y]+2×p1[2x,2y]+p1[2x+1,2y]+p1[2x-1,2y+1]+2×p1[2x,2y+1]+p1[2x+1,2y+1]+4)>>3
对两个或更多个样点执行的下采样方法不限于等式7至等式11的示例中的任意一个。例如，可从由样点p1[2x,2y]和样点p1[2x,2y]的邻近样点组成的样点组选择用于计算下采样值p1’[x,y]的两个或更多个样点。所述邻近样点可以是在p1[2x-1,2y-1]、pl[2x-1,2y]、p1[2x-1,2y+1]、p1[2x,2y-1]、p1[2x,2y+1]、p1[2x+1,2y-1]、p1[2x+1,2y]和p1[2x+1,2y+1]中选择的样点。可通过计算两个或更多个样点的平均值或加权平均值来执行下采样。
可选地，可以以在一个或更多个样点中选择特定样点的方式来执行下采样。在这种情况下，以下等式(等式12至等式15)中的至少任意一个可被用于下采样。
[等式12]
p1’[x,y]＝p1[2x,2y]
[等式13]
p1’[x,y]＝p1[2x,2y+1]
[等式14]
p1’[x,y]＝p1[2x+1,2y]
[等式15]
p1’[x,y]＝p1[2x+1,2y+1]
当第一颜色分量块具有比第二颜色分量块更小的尺寸时，第一颜色分量块被上采样以被重建，使得第一颜色分量块和第二颜色分量块的尺寸相等。在这种情况下，根据等式16执行上采样。
[等式16]
p1’[2x,2y]＝p1[x,y],
p1’[2x+1,2y]＝(p1[x,y]+p1[x+1,y]+1)>>1,
p1’[2x,2y+1]＝(p1[x,y]+p1[x,y+1]+1)>>1,
p1’[2x+1,2y+1]＝(p1[x+1,y]+p1[x,y+1]+1)>>1
在重建处理中，可将滤波器应用于一个或更多个样点。例如，可将滤波器应用于包括在第一颜色分量块(即，相应块)、该相应块的邻近块、第二颜色分量块(即，目标块)和该目标块的邻近块中的至少任意一个中的一个或更多个样点。
在上述参考样点重建步骤中，可用信号发送与多个参考样点线中的预定参考样点线对应的指示符。在这种情况下，在重建处理中，使用与用信号发送的指示符对应的预定参考样点线来执行重建。
在重建处理中，当第二颜色分量块(目标块)的边界或第一颜色分量块(相应块)的边界是预定区域的边界时，可不同地选择用于重建操作的参考样点。在这种情况下，上侧的参考样点线的数量可与左侧的参考样点线的数量不同。预定区域可以是画面、条带、并行块、CTU和CU中的至少任意一个。
例如，当第一颜色分量相应块的上边界是预定区域的边界时，上侧的参考样点可不被用于重建操作，而仅左侧的参考样点可被用于重建操作。当第一颜色分量相应块的左边界是预定区域的边界时，左侧的参考样点可不被用于重建操作，而仅上侧的参考样点可被用于重建操作。可选地，上侧的N条参考样点线和左侧的M条参考样点线都可被用于重建操作，其中，N可小于M。例如，当上边界与预定区域的边界对应时，N可以是1。另外，当左边界与预定区域的边界对应时，M可以是1。
可选地，可通过使用第一颜色分量相应块的上侧的N条参考样点线和左侧的M条参考左样点线来执行重建操作，而不管预定区域的边界是第一颜色分量块的上边界还是第一颜色分量块的左边界。
图14是示出通过使用多个上侧参考样点线和/或多个左侧参考样点线来执行重建的实施例的示图。
如图14的(a)中所示，可使用四条上侧参考样点线和四条左侧参考样点线来执行重建操作。
例如，当第一颜色分量相应块的上边界或左边界是预定区域的边界时，用于重建操作的上侧参考样点线的数量和左侧参考样点线的数量可彼此不同。例如，如图14的(b)至图14的(d)中所示，可将以下组合中的任意组合用于重建操作：两条上侧参考样点线和四条左侧参考样点线；一条上侧参考样点线和三条左侧参考样点线；以及一条上侧参考样点线和两条左侧参考样点线。
用于重建操作的参考样点线的数量不限于以上组合。也就是说，可使用N条上侧参考样点线和M条左侧参考样点线，其中，N和M彼此相等或不同。当相应块的上边界和左边界都与预定区域的边界对应时，N和M可彼此相等。也就是说，N和M可均为1。可选地，在相同条件下，可将N设置为小于M。这是因为上侧参考样点线比左侧参考样点线需要更多的资源(存储器)。
可选地，如图14的(e)中所示，垂直长度和水平长度不大于第一颜色分量相应块的垂直长度和水平长度的区域内的一个或更多个参考样点可被用于重建操作。
当执行重建处理时，可依据在以下块中选择的至少任意一个块的块尺寸、块形状和编码参数中的任意一个来不同地设置第一颜色分量相应块的参考样点：第一颜色分量相应块、第一颜色分量相应块的邻近块、第二颜色分量目标块和第二颜色分量目标块的邻近块。
例如，在第一颜色分量相应块和第一颜色分量相应块的邻近块中的样点中，不使用编码模式为帧间编码模式的块中的样点，而仅将编码模式为帧内编码模式的块中的样点用于重建操作。
图15是示出根据相应块的帧内预测模式或编码参数用于重建操作的参考样点的示例性示图。可根据第一颜色分量相应块的帧内预测模式来不同地执行第一颜色分量块的参考样点的重建操作。例如，如图15的(a)中所示，当相应块的帧内预测模式是非角度模式(诸如DC模式和平面模式)或者是使用了上侧参考样点和左侧参考样点两者的角度模式时，将上侧参考样点和左侧参考样点中的至少一个用于重建操作。可选地，如图15的(b)中所示，当相应块的帧内预测模式是使用了上侧参考样点和右上侧参考样点两者的角度模式时，将上侧参考样点和右上侧参考样点中的至少一个用于重建操作。可选地，如图15的(c)中所示，当相应块的帧内预测模式是使用了左侧参考样点和左下侧参考样点两者的角度模式时，将左侧参考样点和左下侧参考样点的至少一个用于重建操作。
可选地，根据第一颜色分量相应块和第一颜色分量相应块的邻近块中的至少任意一个的量化参数来不同地选择用于对第一颜色分量相应块进行重建的参考样点。例如，如图15的(d)中所示，将布置在相应块的上侧的上方块中的参考样点用于相应块的重建操作，其中，所述上方块的邻近块具有相对小的量化参数值。
可选地，当第二颜色分量目标块具有长方形形状时，布置在具有正方形形状的第一颜色分量相应块周围的参考样点被用于重建操作。
可选地，当第二颜色分量目标块被分区为两个子块(例如，两个16×8尺寸的子块)时并且当第一颜色分量相应块是32×16尺寸的块时，可将布置在32×32尺寸的块周围的参考样点用于相应块的重建操作。在这种情况下，在重建的32×32尺寸的块周围的参考样点可被共享为与第二颜色分量目标块的分区出的两个子块中的布置在下侧的第二16×8尺寸的子块对应的第一颜色分量块的参考样点。
在下文中，将描述预测参数推导步骤。
可使用重建的第一颜色分量相应块的参考样点和第二颜色分量预测目标块的参考样点中的至少任意一个来推导预测参数。在下文中，术语“第一颜色分量”和“第一颜色分量块”可分别指重建的第一颜色分量和重建的第一颜色分量块。
图16是示出当第二颜色分量预测目标块是4×4的块时的示例性的重建的第一颜色分量相应块的示图。在这种情况下，参考样点线的数量可以是N。
如图16的(a)中所示，可使用布置在重建的第一颜色分量相应块或第二颜色分量预测目标块的上侧和左侧的参考样点来推导预测参数。
例如，可基于第一颜色分量相应块的帧内预测模式，通过自适应地使用重建的第一颜色分量的参考样点来推导预测参数。在这种情况下，可基于第一颜色分量相应块的帧内预测模式来自适应地使用第二颜色分量的参考样点。
如图16的(a)中所示，当第一颜色分量相应块的帧内预测模式是非角度模式(诸如DC模式或平面模式)或者是使用上侧参考样点和左侧参考样点两者的角度模式时，可使用在第一颜色分量相应块的上侧和左侧的参考样点。
如图16的(b)或图16的(c)中所示，当第一颜色分量相应块的帧内预测模式是使用上侧参考样点的非角度模式时，可使用在第一颜色分量相应块的上侧的参考样点。
如图16的(d)或图16的(e)中所示，当第一颜色分量相应块的帧内预测模式是使用左侧参考样点的角度模式时，可使用在第一颜色分量相应块的左侧的参考样点。
可选地，当第一颜色分量相应块的帧内预测模式是角度模式时，可将在每个预测模式中使用的参考样点用作第一颜色分量的参考样点。例如，当帧内预测模式是垂直模式时，可使用图16的(b)中所示的参考样点。当帧内预测模式是水平模式时，可使用图16的(d)中所示的参考样点。当帧内预测模式是右上对角线模式时，可使用图16的(c)中所示的参考样点。当帧内预测模式是左下对角线模式时，可使用图16的(e)中所示的参考样点。当帧内预测模式是垂直模式与右上对角线模式之间的模式时，可使用图16的(f)中所示的参考样点。当帧内预测模式是45°对角线方向的角度模式时，使用如图16的(g)中所示的右上参考样点、左下参考样点或右上参考样点和左下参考样点两者。以查找表的格式存储针对每个帧内预测模式被不同地选择的参考样点，以便于使用。
可根据第一颜色分量块和/或第二颜色分量块的尺寸和/或形状，通过自适应地使用第一颜色分量或第二颜色分量的参考样点来推导预测参数。
例如，当第二颜色分量目标块的尺寸为64×64时，可使用第一颜色分量块或第二颜色分量块的上侧或左侧处的参考样点中的32个、16个或8个参考样点。如上所述，当第二颜色分量目标块的尺寸是预定尺寸时，可自适应地使用第一颜色分量块或第二颜色分量块的参考样点。预定尺寸不限于64×64的尺寸，而可以是通过比特流用信号发送的尺寸或者是基于当前块或当前块的邻近块的编码参数推导出的尺寸。
可选地，当第二颜色分量目标块具有长方形形状时，可使用与第二颜色分量目标块的较长边相邻的参考样点，其中，所述较长边是垂直边或水平边。例如，当目标块的块尺寸为32×8时，可使用第一颜色分量块或第二颜色分量块的上侧的参考样点。
可选地，当第二颜色分量目标块具有长方形形状时，可使用在正方形块周围的参考样点。例如，当目标块是32×8的块时，可使用在32×32的块周围的参考样点。
可使用在重建的第一颜色分量块周围的参考样点和在第二颜色分量块周围的参考样点来推导预测参数。可基于包括颜色分量的相关性、改变、平均值和分布的因素中的任意一个因素来推导预测参数。在这种情况下，可使用最小二乘(LS)、最小均方(LMS)等的方法中的任意一种方法。
当通过LMS方法推导预测参数时，预测参数可以是a和b、α和β或者两者。可通过等式17推导能将第一颜色分量的参考样点与第二颜色分量的参考样点之间的误差最小化的预测参数。
[等式17]
在等式17中，p2n表示第二颜色分量的参考样点，并且p1′n表示重建的第一颜色分量的参考样点。N是沿垂直方向或水平方向布置的所使用的参考样点的数量，并且a和b表示预测参数。
在这种情况下，可通过等式18计算参考样点之间的相关性。
[等式18]
k＝Max(0,BitDepth+log2(N)-15)
在等式18中，BitDepth表示比特深度。p1′表示重建的第一颜色分量的样点，并且p2表示第二颜色分量的样点。图17是示出第一颜色分量的样点和第二颜色分量的样点的示图。
当在推导预测参数的处理中存在没有参考样点的区域时，可仅使用现有的样点来推导预测参数。
可推导一个或更多个预测参数。例如，可从用于推导预测参数的参考样点中的具有满足特定要求的值的参考样点推导第一预测参数。此外，可从具有不满足特定要求的值的参考样点推导第二预测参数。特定要求可以是参考样点的值小于统计值(例如，平均值)的条件。
根据本发明的另一实施例，可使用基本预测参数(默认参数)而无需从参考样点的值推导预测参数。可在编码器和解码器中预定义默认参数。例如，预测参数a和b可分别为1和0。
可选地，当从参考样点推导预测参数时，可对推导出的预测参数进行编码和解码。
当在颜色分量Y、Cb和Cr中执行颜色分量间预测时，可从颜色分量Y推导用于预测颜色分量Cb和Cr的预测参数。可从颜色分量Cb推导用于预测颜色分量Cr的预测参数。可选地，可直接将已经从颜色分量Y推导出的用于预测颜色分量Cb的预测参数用作用于预测颜色分量Cr的预测参数，而无需推导用于预测颜色分量Cr的新的预测参数。
在下文中，将描述颜色分量间预测执行步骤。
如上所述，在推导出预测参数之后，可使用推导出的预测参数中的至少任意一个来执行颜色分量间帧内预测。
例如，根据等式19，可通过将推导出的预测参数应用于重建的第一颜色分量的重建信号来执行第二颜色分量目标块的预测。
[等式19]
p2[x,y]＝a×p1′[x,y]+b
在等式19中，p2[x,y]表示第二颜色分量目标块的预测块。p1′[x,y]表示第一颜色分量块或重建的第一颜色分量块。
可选地，根据等式20，可通过将推导出的预测参数应用于重建的第一颜色分量的残差信号来执行第二颜色分量目标块的预测。
[等式20]
p2[x,y]＝p2_pred[x,y]+a×p1′_residual[x,y]
在等式20中，p1′_residual表示第一颜色分量的残差信号，并且p2_pred表示通过对第二颜色分量目标块执行帧内预测而获得的预测信号。
当推导出的预测参数的数量是一个或更多个时，可将一个或更多个预测参数应用于第一颜色分量的重建样点。例如，当第一颜色分量的重建样点满足特定要求时，可通过应用从满足特定要求的参考样点推导出的第一预测参数来执行颜色分量间帧内预测。另外，当第一颜色分量的重建样点不满足特定要求时，可通过应用从不满足特定要求的参考样点推导出的第二预测参数来执行颜色分量间帧内预测。特定要求表示参考样点的值小于第一颜色分量的参考样点的统计值(例如，平均值)的条件。
可在帧间预测模式下使用颜色分量间预测方法。例如，当对当前块执行帧间预测时，对第一颜色分量执行帧间预测，并且可对第二颜色分量执行颜色分量间预测或将帧间预测与颜色分量间预测组合的预测。例如，第一颜色分量可以是亮度分量，并且第二颜色分量可以是色度分量。此外，可根据第一颜色分量的编码参数来自适应地执行颜色分量间预测。例如，可根据第一颜色分量的CBF信息来确定是否执行颜色分量间预测。CBF信息可以是指示残差信号是否存在的信息。也就是说，当第一颜色分量的CBF为1时，可对第二颜色分量执行颜色分量间预测。当第一颜色分量的CBF为0时，可不对第二颜色分量执行颜色分量间预测，并且可对第二颜色分量执行帧间预测。可选地，可用信号发送指示是否执行颜色分量间预测的标志。
可通过将一个或更多个帧内预测模式组合来执行帧内预测。例如，可通过计算使用预定的非方向帧内预测模式预测的块和使用预定的方向帧内预测模式预测的块的加权平均值来构建当前块的帧内预测块。例如，可通过计算使用颜色分量间预测模式预测的值和使用预定的帧内预测模式预测的值的加权和来执行帧内预测。在这种情况下，权重可依据当前块的帧内预测模式、当前块的尺寸、当前块的形状和预测样点的位置中的至少一个而变化。例如，当组合一个或更多个帧内预测模式时，可通过计算使用当前块的帧内预测模式预测的值和使用存在于MPM列表中的预定模式预测的值的加权平均值来构建预测块。当组合一个或更多个帧内预测模式时，可确定代表性的帧内预测模式。例如，可基于代表性的帧内预测模式来执行基于当前块的帧内预测模式而自适应地执行的处理(例如，变换和扫描)。代表性的帧内预测模式可以是被分配了较大权重的帧内预测模式。可选地，用于组合操作的一个或更多个帧内预测模式可以是方向模式或非方向模式。在组合一个或更多个预测模式时，可将使用一种帧内预测模式预测的值和使用一种帧间预测模式预测的值组合。
可使用一个或更多个参考样点集来执行帧内预测。例如，可使用通过对未经过滤波的重建的参考样点执行帧内预测而获得的块和通过对经过滤波的参考样点执行帧内预测而获得的块的加权平均值来执行针对当前块的帧内预测。
在执行帧内预测的处理中，可执行使用邻近的重建样点的滤波处理。可基于当前块的帧内预测模式、当前块的尺寸和当前块的形状中的至少一个来确定是否执行滤波处理。滤波可作为一个步骤被包括帧内预测处理中。当执行滤波时，滤波器抽头、滤波器系数、滤波器形状、将应用滤波的参考样点线的数量和将应用滤波的样点的数量中的至少一个可依据当前块的帧内预测模式、尺寸和形状中的至少一个而变化。
在将当前块划分为子块，基于邻近块的帧内预测模式来推导每个子块的帧内预测模式，并且基于推导出的帧内预测模式来执行针对每个子块的帧内预测的处理中，可将滤波应用于当前块内的每个子块。例如，可将低通滤波器应用于当前块的整个区域。可选地，可将滤波器应用于位于每个子块的边界处的样点。
当将当前块划分为子块并基于子块执行帧内预测时，每个子块可以是编码块/解码块、预测块和变换块中的至少一个。例如，当当前块的尺寸为64×64并且子块的尺寸为16×16时，可针对每个子块推导帧内预测模式，使得可针对每个子块执行帧内预测。在这种情况下，当将一个或更多个子块进一步划分为更小的8×8或4×4的块时，每个8×8的块或4×4的块可以是变换块。在这种情况下，可将16×16的块的帧内预测模式用于预测8×8或4×4的块中的每个块。
在执行帧内预测以产生预测块之后，可将滤波应用于预测块。例如，可应用低通滤波器和双边滤波器中的至少一个。可基于当前块的帧内预测模式、预测样点的位置、当前块的尺寸和当前块的形状中的至少一个来确定是否应用滤波。可选地，仅当每个预测样点(即，每个预测的样点)满足特定条件时，才可应用滤波。当将滤波应用于预测块时，可使用多条参考样点线。例如，当对位于当前块与参考样点之间的边界处的预测样点进行滤波时，可使用两条或更多条相邻的参考样点线来执行滤波。
可将滤波应用于通过对当前块执行帧内预测而获得的预测块和使用残差块重建的块。例如，可应用低通滤波器和双边滤波器中的至少一个。可基于当前块的帧内预测模式以及尺寸和形状中的至少一个来确定是否应用滤波。可选地，仅当每个预测样点(即，每个预测的样点)满足特定条件时，才可应用滤波。
可在编码器和解码器中以相同的方法执行以上实施例。
应用以上实施例的顺序在编码器与解码器之间可不同，或者应用以上实施例的顺序在编码器和解码器中可相同。
可对每个亮度信号和色度信号执行以上实施例，或者可对亮度信号和色度信号相同地执行以上实施例。
应用本发明的以上实施例的块形状可具有正方形形状或非正方形形状。
可根据编码块、预测块、变换块、块、当前块、编码单元、预测单元、变换单元、单元和当前单元中的至少一个的尺寸来应用本发明的以上实施例。这里，尺寸可被定义为使得以上实施例被应用的最小尺寸或最大尺寸或者最小尺寸和最大尺寸两者，或者可被定义为以上实施例被应用于的固定尺寸。此外，在以上实施例中，可将第一实施例应用于第一尺寸，并且可将第二实施例应用于第二尺寸。换句话说，可根据尺寸组合地应用以上实施例。此外，当尺寸等于或大于最小尺寸且等于或小于最大尺寸时，可应用以上实施例。换句话说，当块尺寸被包括在特定范围内时，可应用以上实施例。
例如，当当前块的尺寸是8×8或更大时，可应用以上实施例。例如，当当前块的尺寸仅为4×4时，可应用以上实施例。例如，当当前块的尺寸是16×16或更小时，可应用以上实施例。例如，当当前块的尺寸等于或大于16×16且等于或小于64×64时，可应用以上实施例。
可根据时间层来应用本发明的以上实施例。为了识别以上实施例可被应用于的时间层，可用信号发送附加标识符，并且可将以上实施例应用于由相应标识符标识的指定时间层。这里，标识符可被定义为以上实施例可被应用于的最低层或最高层或最低层和最高层两者，或者可被定义为指示该实施例被应用于的特定层。此外，可定义实施例被应用于的固定时间层。
例如，当当前图像的时间层是最低层时，可应用以上实施例。例如，当当前图像的时间层标识符是1时，可应用以上实施例。例如，当当前图像的时间层是最高层时，可应用以上实施例。
可定义本发明的以上实施例被应用于的条带类型，并且可根据对应的条带类型来应用以上实施例。
在上述实施例中，基于具有一系列步骤或单元的流程图描述了方法，但是本发明不限于这些步骤的顺序，而是一些步骤可与其他步骤同时执行或以不同的顺序执行。此外，本领域的普通技术人员应该理解，流程图中的步骤并不互相排斥，并且在不影响本发明的范围的情况下，可将其他步骤添加到流程图或者可将步骤中的一些步骤从流程图删除。
实施例包括示例的各个方面。可不描述各个方面的所有可能的组合，但是本领域技术人员将能够认识到不同的组合。因此，本发明可包括权利要求范围内的所有替换、修改和改变。
本发明的实施例可以以程序指令的形式实现，其中，该程序指令可由各种计算机组件执行并且被记录在计算机可读记录介质中。计算机可读记录介质可单独地包括程序指令、数据文件、数据结构等，或者可包括程序指令、数据文件、数据结构等的组合。记录在计算机可读记录介质中的程序指令可以是为本发明专门设计和构建的，或者对于计算机软件技术领域的普通技术人员是公知的。计算机可读记录介质的示例包括磁记录介质(诸如，硬盘、软盘和磁带)、光学数据存储介质(诸如，CD-ROM或DVD-ROM)、磁光介质(诸如软光盘)以及被专门构造为存储和实现程序指令的硬件装置(诸如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存等)。程序指令的示例不仅包括由编译器格式化的机械语言代码，而且包括可由计算机使用解释器来实现的高级语言代码。硬件装置可被配置为由一个或更多个软件模块操作或者反之亦然，以进行根据本发明的处理。
尽管已经在特定项目(诸如，详细元件)以及有限的实施例和附图方面描述了本发明，但是它们仅被提供以帮助更全面地理解本发明，并且本发明不限于以上实施例。本发明所属领域的技术人员将理解，可根据以上描述进行各种修改和改变。
因此，本发明的精神将不应限于上述实施例，并且权利要求及其等同物的整个范围将落入本发明的范围和精神内。
工业适用性
本发明可被用于对图像进行编码/解码。

Claims (9)

1.一种由解码设备执行的图像解码方法，所述图像解码方法包括以下步骤：
接收用于编码树单元的分区信息以及尺寸信息；
基于所述分区信息将所述编码树单元中的划分目标块分区为多个编码单元；以及
针对所述多个编码单元中的每一个执行帧内预测，
其中，用于所述编码树单元的分区类型包括四叉树划分、二叉树划分和三叉树划分中的至少一个，
其中，基于所述划分目标块的尺寸大于二叉树的最大尺寸或三叉树的最大尺寸，不将所述划分目标块划分为所述二叉树或所述三叉树，
其中，基于所述划分目标块的尺寸等于所述二叉树的最小尺寸或者所述划分目标块的尺寸与所述三叉树的最小尺寸的两倍一样大，不将所述划分目标块划分为所述二叉树或所述三叉树，并且
其中，基于所述划分目标块的多类型树深度等于最大多类型树深度，不将所述划分目标块划分为所述二叉树或所述三叉树。
2.根据权利要求1所述的图像解码方法，其中，所述分区信息包括用于所述四叉树划分的四叉树划分信息和用于所述二叉树划分和所述三叉树划分的多类型树划分信息，
其中，所述多类型树划分信息包括关于所述划分目标块的划分方向的划分方向信息和指示用于多类型树划分的划分树的划分树信息，并且
其中，基于所述划分目标块未被划分为所述二叉树或所述三叉树，不用信号发送所述多类型树划分信息。
3.根据权利要求1所述的图像解码方法，其中，所述尺寸信息包括所述四叉树的最小尺寸信息以及与所述二叉树划分的最大尺寸或所述三叉树划分的最大尺寸相关的差信息，
其中，所述二叉树划分的所述最大尺寸或所述三叉树划分的所述最大尺寸是基于所述四叉树的所述最小尺寸信息和所述差信息推导的，并且
其中，在画面级用信号发送所述四叉树的所述最小尺寸信息和所述差信息。
4.根据权利要求1所述的图像解码方法，其中，所述二叉树的最小尺寸和所述三叉树的最小尺寸被设置为编码块的最小尺寸。
5.根据权利要求1所述的图像解码方法，其中，进一步接收最大多类型树深度信息，并且
其中，在画面级中用信号发送所述最大多类型树深度信息。
6.根据权利要求3所述的图像解码方法，其中，分别针对帧内条带和帧间条带用信号发送所述四叉树的所述最小尺寸信息或所述差信息。
7.一种由图像编码设备执行的图像编码方法，所述图像编码方法包括以下步骤：
将编码树单元中的划分目标块划分为多个编码单元；
针对所述多个编码单元中的每一个执行帧内预测；以及
对包括用于所述编码树单元的分区信息以及尺寸信息的图像信息进行编码，
其中，用于所述编码树单元的分区类型包括四叉树划分、二叉树划分和三叉树划分中的至少一个，
其中，基于所述划分目标块的尺寸大于二叉树的最大尺寸或三叉树的最大尺寸，不将所述划分目标块划分为所述二叉树或所述三叉树，
其中，基于所述划分目标块的尺寸等于所述二叉树的最小尺寸或者所述划分目标块的尺寸与所述三叉树的最小尺寸的两倍一样大，不将所述划分目标块划分为所述二叉树或所述三叉树，并且
其中，基于所述划分目标块的多类型树深度等于最大多类型树深度，不将所述划分目标块划分为所述二叉树或所述三叉树。
8.一种用于图像数据的发送方法，所述发送方法包括以下步骤：
获得用于编码的图像信息的比特流，其中，所述编码的图像信息是基于以下步骤生成的：将编码树单元中的划分目标块划分为多个编码单元；针对所述多个编码单元中的每一个执行帧内预测；以及对包括用于所述编码树单元的分区信息以及尺寸信息的图像信息进行编码；以及
发送包括所述比特流的图像数据，
其中，所述分区信息包括用于四叉树划分的四叉树划分信息和用于二叉树划分和三叉树划分的多类型树划分信息，
其中，基于所述划分目标块的尺寸大于二叉树的最大尺寸或三叉树的最大尺寸，不将所述划分目标块划分为所述二叉树或所述三叉树，
其中，基于所述划分目标块的尺寸等于所述二叉树的最小尺寸或者所述划分目标块的尺寸与所述三叉树的最小尺寸的两倍一样大，不将所述划分目标块划分为所述二叉树或所述三叉树，并且
其中，基于所述划分目标块的多类型树深度等于最大多类型树深度，不将所述划分目标块划分为所述二叉树或所述三叉树。
9.一种存储通过一种方法生成的比特流的计算机可读数字存储介质，所述方法包括以下步骤：
将编码树单元中的划分目标块划分为多个编码单元；
针对所述多个编码单元中的每一个执行帧内预测；以及
对包括用于所述编码树单元的分区信息以及尺寸信息的图像信息进行编码，
其中，所述分区信息包括用于四叉树划分的四叉树划分信息和用于二叉树划分和三叉树划分的多类型树划分信息，
其中，基于所述划分目标块的尺寸大于二叉树的最大尺寸或三叉树的最大尺寸，不将所述划分目标块划分为所述二叉树或所述三叉树，
其中，基于所述划分目标块的尺寸等于所述二叉树的最小尺寸或者所述划分目标块的尺寸与所述三叉树的最小尺寸的两倍一样大，不将所述划分目标块划分为所述二叉树或所述三叉树，并且
其中，基于所述划分目标块的多类型树深度等于最大多类型树深度，不将所述划分目标块划分为所述二叉树或所述三叉树。
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