SE1351441A1 - Metod och anordning för intraprediktion innanför bildskärm - Google Patents

Abstract

42 [SAM MAN DRAG] Den föreliggande uppfinningen hänför sig till en metod och en anordning förintraprediktion. lntraprediktionsmetoden för en avkodare omfattar, enligt den före-liggande uppfinningen, stegen att entropi-avkoda en mottagen bitström, att gene-rera referenspixlar som en prediktionsenhet använder till intraprediktion, att utifrånreferenspixlarna generera ett prediktionsblock baserat på en prediktionsmod hö-rande till prediktionsenheten och att rekonstruera en bild utifrån prediktionsblocketoch ett residualblock som uppnås som ett resultat av entropi-avkodning, varvidreferenspixlarna och/eller prediktionsblockpixlarna prediceras baserat på en bas-pixel, och det predicerade pixelvärdet kan vara summan av pixelvärdet för bas-pixeln och skillnaden mellan pixelvärdena för baspixeln och den genererade pix- eln. (Fig. 7)

Description

2 position av en interprediktionsmod avseende grannpixel och med hjälp av refe- renspixeln för intraprediktion när tvingad intraprediktion (CIP) används.

En ytterligare aspekt av den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en me- tod för att generera en referenspixel med hänsyn tagen till variationer av pixel- värde när referenspixeln genererats baserat på ett intramodalt grannblock i en position av en interprediktionsmod avseende grannpixel.

[Teknisk Lösning] En utföringsform av den föreliggande uppfinningen tillhandahåller en intrapredikt- ionsmetod avseende en kodare, varvid metoden omfattar att generera referens- pixlar för intraprediktion med hänsyn till en prediktionsenhet för indata, att be- stämma en intramod för prediktionsenheten, att generera ett prediktionsblock ba- serat på referenspixlarna och intramoden, och att generera ett residualblock för prediktionsenheten och prediktionsblocket, varvid minst en av referenspixlarna och pixlar tillhörande prediktionsblocket prediceras baserat på en baspixel, och ett pixelvärde av den predicerade pixeln är en summa av ett pixelvärde av baspixeln och en variation i pixelvärdet mellan baspixeln och den genererade pixeln.

En referenspixel av ett grannblock arrangerat i ett övre vänsterhörn av predikt- ionsblocket kan sättas till en första baspixel, ett värde som erhålls genom att till- lämpa en variation i pixelvärde från den första baspixeln till en lägsta pixel bland referenspixlar av ett grannblock arrangerat i ett vänster gränsområde av predikt- ionsblocket och en variation i pixelvärde från den första baspixeln till en pixel som är längst till höger bland referenspixlar av ett grannblock arrangerat i ett övre gränsområde av prediktionsblocket till baspixeln kan sättas till ett pixelvärde av en andra baspixel som en diagonalpixel i ett nedre högerhörn av prediktionsblocket, och pixelvärden tillhörande diagonalpixlar av prediktionsblocket kan prediceras utifrån den första och den andra baspixeln.

Icke-diagonalpixlar tillhörande prediktionsblocket prediceras här med hjälp av in- terpolering eller extrapolering med hjälp av diagonalpixlarna och pixlarna tillhö- 3 rande grannblocken i det övre och/eller vänstra gränsomrädet tillhörande predikt- ionsblocket.

Dessutom, en referenspixel tillhörande ett grannblock arrangerat i ett övre väns- terhörn av prediktionsblocket kan sättas till baspixeln, och ett värde som erhållits genom att tillämpa en variation i pixelvärde frän baspixeln till en grannpixel arran- gerad i den samma raden som en prediktionsmälpixel bland referenspixlarna till- hörande ett grannblock arrangerat i ett vänstra gränsomräde av prediktionsblocket och en variation i pixelvärde frän baspixeln till en grannpixel arrangerad i den samma kolonnen som prediktionsmälpixeln bland referenspixlarna tillhörande ett grannblock arrangerat i ett övre gränsomräde tillhörande prediktionsblocket rela- tivt baspixeln kan prediceras som ett pixelvärde av prediktionsmälpixeln.

Vidare, en pixel arrangerad i den samma raden eller kolonnen som en predikt- ionsmälpixel bland pixlarna tillhörande grannblocken arrangerade i vänstra eller övre gränsomräde tillhörande prediktionsblocket kan sättas till baspixeln, och ett värde som erhållits genom at tillämpa en variation i pixelvärde från baspixeln till baspixelns prediktionspixel kan prediceras som ett pixelvärde av prediktionsmäl- pixeln.

Prediktionsmälpixeln kan här vara en diagonalpixel tillhörande prediktionsblocket, och en icke-diagonalpixel tillhörande prediktionsblocket kan prediceras via inter- polering med hjälp av diagonalpixeln och pixlarna tillhörande grannblocken. lntraprediktionsmetoden kan ytterligare inkludera att generera en referenspixel arrangerad i ett gränsomräde mellan ett intermodblock och prediktionsenheten när ett grannblock till prediktionsenheten är intermodblocket, varvid en pixel ar- rangerad i ett gränsomräde tillhörande prediktionsenheten bland pixlar av ett in- tramodblock arrangerat på en vänstersida eller en nedre sida av referenspixeln kan sättas till en första baspixel, en pixel arrangerad i prediktionsenhetens gräns- omräde bland pixlar av ett intramodblock arrangerat pä en högersida eller en övre sida av referenspixeln kan sättas till en andra baspixel, och referenspixeln kan 4 genereras baserat på ett avstånd mellan den första baspixeln och referenspixeln och ett avstånd mellan den andra baspixeln och referenspixeln.

Ett pixelvärde av den första baspixeln kan här vara ett genomsnittligt pixelvärde av pixlar arrangerade i prediktionsenhetens gränsområde bland intramodblockets pixlar som den första baspixeln tillhör, och ett pixelvärde av den andra baspixeln kan här vara ett genomsnittligt pixelvärde av pixlar arrangerade i prediktionsen- hetens gränsområde bland intramodblockets pixlar som den andra basreferensen tillhör. Dessutom, ett pixelvärde av den första baspixeln kan vara ett pixelvärde av referenspixeln när ett intramodblock är arrangerat enbart på den vänstra sidan eller den nedre sidan relativt referenspixeln, och ett pixelvärde av den andra bas- pixeln kan vara ett pixelvärde av referenspixeln när ett intramodblock är arrange- rat enbart på den högra sidan eller den övre sidan relativt referenspixeln.

En ytterligare utföringsform av den föreliggande uppfinningen tillhandahåller en intraprediktionsmetod avseende en avkodare, varvid metoden inkluderar att entropi-avkoda en mottagen bitström, att generera en referenspixel som en pre- diktionsenhet använder till intraprediktion, att utifrån referenspixlarna generera ett prediktionsblock baserat på en prediktionsmod hörande till prediktionsenheten och att rekonstruera en bild utifrån prediktionsblocket och ett residualblock som uppnås som ett resultat av entropi-avkodning, varvid minst en av referenspixlarna och prediktionsblockpixlarna prediceras baserat på en baspixel, och ett pixelvärde av den predicerade pixeln är en summa av pixelvärdet för baspixeln och en variat- ion mellan pixelvärdena för baspixeln och den genererade pixeln.

En referenspixel av ett grannblock arrangerat i ett övre vänsterhörn av predikt- ionsblocket kan sättas som en första baspixel, ett värde som erhålls genom att tillämpa en variation i pixelvärde från den första baspixeln till en lägsta pixel bland referenspixlarna av ett grannblock arrangerat i ett vänstra gränsområde av pre- diktionsblocket och en variation i pixelvärde från den första baspixeln till en pixel som är längst till höger bland referenspixlar av ett grannblock arrangerat i ett övre gränsområde av prediktionsblocket till baspixeln kan sättas till ett pixelvärde av en andra baspixel som en diagonalpixel i ett nedre högerhörn av prediktionsblocket, och pixelvärden hörande till diagonalpixlar av prediktionsblocket kan prediceras utifrån den första och den andra baspixeln. lcke-diagonalpixlarna tillhörande prediktionsblocket kan här prediceras via inter- polering eller extrapolering med hjälp av diagonalpixlarna och pixlarna tillhörande grannblocken i det övre och/eller vänstra gränsomräde tillhörande prediktions- blocket.

En referenspixel tillhörande ett grannblock arrangerat i ett övre vänsterhörn av prediktionsblocket kan sättas till baspixeln, och ett värde som erhällits genom att tillämpa en variation i pixelvärde från baspixeln till en grannpixel arrangerad i den samma raden som en prediktionsmålpixel bland referenspixlar tillhörande ett grannblock arrangerat i ett vänstra gränsomräde av prediktionsblocket, och en variation i pixelvärde från baspixeln till en grannpixel arrangerad i den samma ko- lonnen som prediktionsmålpixeln bland referenspixlar tillhörande ett grannblock arrangerat i ett övre gränsomräde av baspixelns prediktionsblock, kan prediceras som ett pixelvärde av prediktionsmålpixeln.

Vidare, en pixel arrangerad i den samma raden eller kolonnen som en predikt- ionsmålpixel bland pixlar tillhörande grannblock arrangerade i ett vänstra eller ett övre gränsomräde tillhörande prediktionsblocket kan sättas till baspixeln, och ett värde som erhållits genom at tillämpa en variation i pixelvärde från baspixeln till baspixelns prediktionspixel kan prediceras som ett pixelvärde av prediktionsmäl- pixeln.

Prediktionsmälpixeln kan här vara en diagonalpixel tillhörande prediktionsblocket, och en icke-diagonalpixel tillhörande prediktionsblocket kan prediceras via inter- polering med hjälp av diagonalpixeln och pixlarna tillhörande grannblocken. lntraprediktionen kan ytterligare inkludera att generera en referenspixel arrange- rad i ett gränsomräde mellan ett intermodblock och prediktionsenheten när ett grannblock till prediktionsenheten är intermodblocket, varvid en pixel arrangerad i 6 ett gränsområde tillhörande prediktionsenheten bland pixlar av ett intramodblock arrangerat på en vänstersida eller en nedre sida av referenspixeln kan sättas till en första baspixel, en pixel arrangerad i prediktionsenhetens gränsområde bland pixlar av ett intramodblock arrangerat på en högersida eller en övre sida av refe- renspixeln kan sättas till en andra baspixel, och referenspixeln kan genereras ba- serat på ett avstånd mellan den första baspixeln och referenspixeln och ett av- stånd mellan den andra baspixeln och referenspixeln.

Ett pixelvärde av den första baspixeln kan här vara ett genomsnittligt pixelvärde av pixlar arrangerade i prediktionsenhetens gränsområde bland intramodblockets pixlar som den första baspixeln tillhör, och ett pixelvärde av den andra baspixeln kan här vara ett genomsnittligt pixelvärde av pixlar arrangerade i prediktionsen- hetens gränsområde bland intramodblockets pixlar som den första basreferensen tillhör. Dessutom, ett pixelvärde av den första baspixeln kan vara ett pixelvärde av referenspixeln när ett intramodblock är arrangerat enbart på den vänstra sidan eller på den nedre sidan relativt referenspixeln, och ett pixelvärde av den andra baspixeln kan vara ett pixelvärde av referenspixeln när ett intramodblock är ar- rangerat enbart på den högra sidan eller på den övre sidan relativt referenspixeln.

Avkodaren kan, med hjälp av entropi-avkodningen och baserat på baspixeln, för- värva en instruktion till att generera prediktionsblockets pixlar. Dessutom, avkoda- ren kan, med hjälp av entropi-avkodningen och baserat på baspixeln, förvärva en instruktion till att generera referenspixlarna.

[Positiva Effekter] Som framställt ovan och i enlighet med den föreliggande uppfinningen så kan ef- fektiv intraprediktion av en textur med inriktning uppnås med hänsyn tagen till va- riationer av referenspixlar tillhörande grannblock.

Dessutom, planprediktion kan utföras med hänsyn tagen till variationer av pixel- värden tillhörande grannblock relativt ett prediktionsblock, vilket effektiviserar pre- diktionen. 7 Dessutom, när tvingad intraprediktion (CIP) används så genereras en referens- pixel baserat på ett intramodalt grannblock i en position av en intermod avseende grannpixel, vilken referenspixel används för intraprediktion med hänsyn tagen till variationer av pixelvärden, vilket effektiviserar prediktionen.

[Beskrivning av Figurer] Fig. 1 är ett blockdiagram som schematiskt illustrerar en konfiguration tillhörande en videokodare i enlighet med en typisk utföringsform av den föreliggande uppfin- ningen.

Fig. 2 är ett blockdiagram som schematiskt illustrerar en konfiguration tillhörande en intraprediktionsmodul i enlighet med en typisk utföringsform av den förelig- gande uppfinningen.

Fig. 3 är ett blockdiagram som schematiskt illustrerar en konfiguration tillhörande en videoavkodare i enlighet med en typisk utföringsform av den föreliggande upp- finningen.

Fig. 4 schematiskt illustrerar en planprediktionsmetod.

Fig. 5 schematiskt illustrerar en alternativ planprediktionsmetod.

Fig. 6 schematiskt illustrerar att en diagonalpixel av ett aktuellt prediktionsblock prediceras först.

Fig. 7 schematiskt illustrerar en metod för att, baserat pä diagonalpixeln, härleda andra pixelvärden i prediktionsblocket.

Fig. 8 schematiskt illustrerar en metod för att predicera ett pixelvärde med hänsyn tagen till ett referenspixelvärde och en variation av en referenspixel. 8 Fig. 9 schematiskt illustrerar en metod för att härleda diagonalpixlar tillhörande ett prediktionsblock först och därefter pixelvärden av resterande pixlar.

Fig. 10 schematiskt illustrerar att diagonalpixlar härleds först och andra pixlar än diagonalpixlarna härleds med samma metod som använts för diagonalpixlarna.

Fig. 11 schematiskt illustrerar en CIP-metod.

Fig. 12 schematiskt illustrerar en alternativ CIP-metod.

Fig. 13 schematiskt illustrerar att ett system i enlighet med den föreliggande upp- finningen genomför CIP med hänsyn tagen till variationer i pixelvärde.

Fig. 14 är ett flödesschema som schematiskt illustrerar en operation av kodaren i systemet i enlighet med den föreliggande uppfinningen.

Fig. 15 illustrerar en prediktionsinriktning av en intraprediktionsmod.

Fig. 16 är ett flödesschema som schematiskt illustrerar en operation av avkodaren i systemet i enlighet med den föreliggande uppfinningen.

[Beskrivning av utföringsformerna av uppfinningen] Fastän element i ritningarna visats som oberoende för att beskriva olika särdrag och funktioner av en videokodare/videoavkodare så inbegriper inte en sådan kon- figuration att varje element är konstruerat av en separat hårdvaru- eller mjukvaru- beståndsdel. Det vill säga, elementen är oberoende anordnade och minst två element kan kombineras till ett enkelt element, eller så kan ett enkelt element uppdelas iflertal element för att utföra sin funktion. Det skall noteras att utförings- formerna i vilka flera element integrerats i ett kombinerat element och/eller ett element uppdelats i multipla separata element omfattas av den föreliggande upp- finningen - den föreliggande uppfinningens kärna har därmed inte frångåtts. 9 I det följande kommer typiska utföringsformer av den föreliggande uppfinningen att beskrivas i detalj och med hänvisning till de medföljande ritningarna. Ett hän- visningstal hänvisar till ett och samma element i alla ritningarna och överflödig beskrivning av ett och samma element i olika ritningar kommer inte att tas med.

Fig. 1 är ett blockdiagram som illustrerar en konfiguration tillhörande en video- kodare i enlighet med en typisk utföringsform av den föreliggande uppfinningen.

Med hänvisning till Fig. 1 sä inkluderar videokodaren en bilduppdelningsmodul 110, en interprediktionsmodul 120, en intraprediktionsmodul 125, en transforme- ringsmodul 130, en kvantiseringsmodul 135, en avkvantiseringsmodul 140, en inverstransformeringsmodul 145, ett avblockeringsfilter 150, ett minne 160, en omarrangeringsmodul 165 och en entropi-kodningsmodul 170.

Bilduppdelningsmodulen 110 kan motta input av en aktuell bild och dela den i minst en kodningsenhet. En kodningsenhet är en kodningsenhet som utförs av videokodaren och kan också hänvisas till som en CU. En kodningsenhet kan upp- repade gånger delas med ett djup baserat på en quadtree-struktur. En kodnings- enhet av en maximalstorlek hänvisas till som en största kodningsenhet (LCU), och en kodningsenhet av en minimalstorlek hänvisas till som en minsta kodningsenhet (SCU). En kodningsenhet kan ha en storlek på 8 x 8, 16 x 16, 32 x 32 eller 64 x 64. Bilduppdelningsmodulen 110 kan uppdela kodningsenheten för att generera en prediktionsenhet och en transformeringsenhet. Prediktionsenheten kan också hänvisas till som en PU och transformeringsenheten kan också hänvisas till som en TU.

I en interprediktionsmod så utför interprediktionsmodulen 120 estimering av rörel- sen (ME) och kompensering av rörelsen (MC). interprediktionsmodulen 120 gene- rerar ett prediktionsblock baserat på information om minst en av tidigare och efter- följande bilder relativt den aktuella bilden, vilket kan hänvisas till som interhel- bildsprediktion. interprediktionsmodulen 120 har ett uppdelat prediktionsmålblock och minst ett referensblock lagrat i minnet 160. interprediktionsmodulen 120 utför estimering av rörelsen med hjälp av prediktionsmålblocket och referensblocket. lnterpredikt- ionsmodulen 120 genererar rörelseinformation som omfattar en rörelsevektor (MV), ett referensblockindex och en prediktionsmod som ett resultat av estimering av rörelsen. lnterprediktionsmodulen 120 utför dessutom kompensering av rörelsen med hjälp av rörelseinformationen och referensblocket. Utifrån referensblocket genererar och matar interprediktionsmodulen 120 ut ett prediktionsblock motsvarande till ett inputblock.

Rörelseinformationen är entropi-kodad för att bilda en komprimerad dataström som överförs från videokodaren till videoavkodaren. lntraprediktionsmodulen 125 kan i en intraprediktionsmod generera ett predikt- ionsblock baserat på information gällande en pixel i den aktuella bilden. lntrapre- diktion kan också betecknas intrahelbildsprediktion. Ett prediktionsmålblock och ett block som är rekonstruerat genom kodning och avkodning matas i intrapredikt- ionsmoden in i lntraprediktionsmodulen 125. Det rekonstruerade blocket 125 är här en bild som inte passerat avblockeringsfiltret. Det rekonstruerade blocket kan vara ett tidigare prediktionsblock.

Fig. 2 är ett blockdiagram som schematiskt illustrerar en konfiguration tillhörande lntraprediktionsmodulen i enlighet med en typisk utföringsform av den förelig- gande uppfinningen. Med hänvisning till Fig. 2 så inkluderar lntraprediktionsmodu- len en modul 210 för generering av referenspixel, en modul 220 för bestämning av intraprediktionsmod, och en modul 230 för generering av ett prediktionsblock.

Modulen 210 för generering av referenspixel genererar en referenspixel nödvän- dig för intraprediktion. Pixlar i en vertikallinje som är längst till höger i ett vänster- block som är granne med ett prediktionsmålblock och pixlar i en horisontallinje som är längst ner i ett övre block som är granne med ett prediktionsmålblock an- vänds för att generera referenspixeln. Till exempel, när prediktionsmålblocket har en storlek N då används 2N pixlar i var och en av vänster och övre riktning som 11 referenspixlar. Referenspixeln kan användas som den är eller via adaptiv intraut- jämningsfiltrering (AIS). När referenspixeln utsätts för AIS-filtrering då signaleras information om AIS-filtrering.

Modulen 220 för bestämning av intraprediktionsmod tar emot input från predikt- ionsmålblocket och det rekonstruerade blocket. Modulen 220 för bestämning av intraprediktionsmod väljer ut en mod som minimerar mängd information till kod- ning bland predlktionsmoder med hjälp av inbilden och matar ut information gäl- lande prediktionsmoden. En förinställd kostnadsfunktion eller Hadamard- transform kan här användas.

Modulen 230 för generering av ett prediktionsblock tar emot input information gäl- lande prediktionsmoden och referenspixeln. Modulen 230 för generering av pre- diktionsblocket predicerar rumsligt och kompenserar ett pixelvärde hörande till prediktionsmålblocket med hjälp av informationen om prediktionsmoden och ett pixelvärde av referenspixeln och genererar därigenom ett prediktionsblock.

Informationen om prediktionsmoden är entropi-kodad för att bilda en komprimerad dataström som tillsammans med videodata överförs från videokodaren till video- avkodaren. Videoavkodaren använder informationen om prediktionsmoden när den genererar ett intraprediktionsblock.

Med återhänvisning till Fig. 1, ett differentierande block genereras av skillnad mel- lan prediktionsmälblocket och prediktionsblocket som genererats i intrapredikt- ionsmoden eller i interprediktionsmoden och matas in i transformeringsmodulen 130. Transformeringsmodulen 130 omvandlar det differentierande blocket i en transformeringsenhet för att generera en transformeringskoefficient.

Ett transformeringsblock med en transformeringsenhet har en quadtree-struktur innanför maximum- och minimumstorlek och är därmed inte begränsat till en för- utbestämd storlek. Varje transformeringsblock har en indikator som indikerar ifall det aktuella blocket är uppdelat i underblock, varvid när indikatorn har värde 1 då 12 kan det aktuella transformeringsblocket delas i fyra underblock. Diskret cosinus- transform (DCT) kan användas för omvandlingen.

Kvantiseringsmodulen 135 kan kvantisera värdena som omvandlats av transfor- meringsmodulen 130. En kvantiseringskoefficient kan ändras baserat på ett block eller bildens relevans. Den kvantiserade transformeringskoefficienten kan tillhan- dahållas till omarrangeringsmodulen 165 och till avkvantiseringsmodulen 140.

Omarrangeringsmodulen 165 kan genom skanning ändra ett tvädimensionellt (2D) block med transformeringskoefficienten till en endimensionell (1 D) vektor med transformeringskoefficienterna för att effektivisera entropi-kodningen. Omar- rangeringsmodulen 165 kan baserat på stokastisk statistik ändra skanningsord- ningen för att effektivisera entropi-kodningen.

Entropi-kodningsmodulen 170 entropi-kodar värdena som erhållits i omarrange- ringsmodulen 165 och de kodade värdena bildar en komprimerad dataström som lagras eller överförs genom en nätverksabstraktionsnivå (NAL). Avkvantiserings- modulen 140 tar emot och avkvantiserar transformeringskoefficienterna som kvantiserats med hjälp av kvantiseringsmodulen 135 och inverstransformerings- modulen 145 inverstransformerar transformeringskoefficienterna för att därigenom generera ett rekonstruerat, differentierande block. Det rekonstruerade, differentie- rande blocket slås ihop med prediktionsblocket som genererats med hjälp av in- terprediktionsmodulen 120 eller intraprediktionsmodulen 125 för att generera ett rekonstruerat block. Det rekonstruerade blocket tillhandahålls intraprediktionsmo- dulen 125 och avblockeringsfiltret 150.

Avblockeringsfiltret 150 filtrerar det rekonstruerade blocket för att avlägsna en distorsion i ett gränsområde mellan block, vilken distorsion uppstår under kod- nings- respektive avkodningsprocessen, och tillhandahåller ett filtrerat resultat till ett adaptivt loop-filter (ALF) 155. 13 ALF 155 filtrerar för att minimera ett fel mellan prediktionsmålblocket och det slut- liga rekonstruerade blocket. ALF 155 filtrerar baserat på ett värde som resulterat från en jämförelse av det rekonstruerade blocket som filtrerats med hjälp av av- blockeringsfiltret 150 och det aktuella prediktionsmålblocket, och en filterkoeffici- entinformation som hör ihop med ALF 155 laddas upp i en headerdel och överförs från kodaren till avkodaren.

Minnet 160 kan lagra det slutliga rekonstruerade blocket som erhållits med hjälp av ALF 155, och det (slutliga) lagrade rekonstruerade blocket kan tillhandahållas interprediktionsmodulen 120 för att utföra interprediktionen.

Fig. 3 är ett blockdiagram som illustrerar en konfiguration tillhörande en videoav- kodare i enlighet med en typisk utföringsform av den föreliggande uppfinningen.

Med hänvisning till Fig. 3, videoavkodaren inkluderar en entropi-avkodningsmodul 310, en omarrangeringsmodul 315, en avkvantiseringsmodul 320, en inverstrans- formeringsmodul 325, en interprediktionsmodul 330, en intraprediktionsmodul 335, ett avblockeringsfilter 340, en ALF 345 och ett minne 350.

Entropi-avkodningsmodulen 310 tar emot en komprimerad dataström från en NAL. Entropi-avkodningsmodulen 310 entropi-avkodar den mottagna dataström- men samt en prediktionsmod och rörelsevektorinformation om dataströmmen in- kluderar prediktionsmoden och rörelsevektorinformationen. En entropi-avkodad transformeringskoefficient eller differentierande signal tillhandahålls omarrange- ringsmodulen 315. Omarrangeringsmodulen 315 inversskannar transformerings- koefficienten eller den differentierande signalen för att generera ett 2D-block in- nehållande transformeringskoefficienter.

Avkvantiseringsmodulen 320 tar emot och avkvantiserar de entropi-avkodade och omarrangerade transformeringskoefficienter. lnverstransformeringsmodulen 325 inverstransformerar de avkvantiserade transformeringskoefficienterna för att ge- nerera ett differentierande block. 14 Det differentierande blocket kan slås ihop med ett prediktionsblock som genere- rats med hjälp av interprediktionsmodulen 330 eller intraprediktionsmodulen 335 för att generera ett rekonstruerat block. Det rekonstruerade blocket tillhandahålls intraprediktionsmodulen 335 och avblockeringsfiltret 340. lnterprediktionsmodulen 330 och intraprediktionsmodulen 335 kan utföra samma operationer som inter- prediktionsmodulen 120 och intraprediktionsmodulen 125 hörande till videokodar- en.

Avblockeringsfiltret 340 filtrerar det rekonstruerade blocket för att avlägsna en distorsion i ett gränsområde mellan block, vilken distorsion uppstår under kod- nings- respektive avkodningsprocessen, och tillhandahåller ett filtrerat resultat till ett ALF 345. ALF 345 filtrerar för att minimera ett fel mellan prediktionsmålblocket och det slutliga rekonstruerade blocket. Minnet 160 kan lagra det slutliga rekon- struerade blocket som erhållits med hjälp av ALF 345, och det (slutliga) lagrade rekonstruerade blocket kan tillhandahållas interprediktionsmodulen 330 för att utföra interprediktion.

Emellertid, i ett område med icke-signifikanta texturändringar, exempelvis en mo- noton himmels- eller havsbakgrund, används planintraprediktion för att ytterligare effektivisera kodningen. lntraprediktion klassificeras i riktningsprediktion, DC-prediktion och planprediktion, varvid planprediktion kan ses som en utvidgning av konceptet DC-prediktion.

Fastän planprediktion med ett brett synsätt kan inkluderas i DC-prediktion så kan planprediktion täcka en prediktionsmetod som inte omfattas av DC-prediktion. Till exempel, DC-prediktion ärföredragen för en enhetlig textur, medan planprediktion är effektiv för blockprediktion där pixelvärden har riktning.

Den föreliggande specifikationen illustrerar en metod för att förbättra effektiviteten av planprediktion med avseende på en textur med inriktning genom att använda variationer i pixelvärden hörande till referenspixlar som hör till grannblock.

Fig. 4 schematiskt illustrerar en planprediktionsmetod.

Med hänvisning till Fig. 4(A), ett pixelvärde 425 av en pixel i ett nedre högerhörn av ett aktuellt block 420 prediceras. Pixelvärdet 425 av pixeln i det nedre höger- hörn av det aktuella blocket 420 kan prediceras som ett DC-värde.

Med hänvisning till Fig. 4(B), pixelvärden av pixlar placerade i ett högre gränsom- råde av det aktuella blocket och pixelvärden av pixlar placerade i ett nedre gräns- område av det aktuella blocket prediceras. Till exempel, ett pixelvärde 445 place- rat i det högra gränsområdet av det aktuella blocket kan prediceras med hjälp av linjär interpolering av ett pixelvärde 450 av ett övre block och DC-värdet 425.

Dessutom, ett pixelvärde 435 placerat i det nedre gränsområdet av det aktuella blocket kan prediceras med hjälp av linjär interpolering av ett pixelvärde 430 av ett vänsterblock och DC-värdet 425. l\/led hänvisning till Fig. 4(C), pixelvärden av resterande pixlar, andra än pixlarna i det nedre högerhörnet, pixlarna i det högra gränsområdet och pixlarna i det nedre gränsområdet, i det aktuella blocket kan prediceras med hjälp av bilinjär interpole- ring av pixelvärdena av det övre och det vänstra blocket och de redan predicera- de pixelvärdena i det aktuella blocket. Till exempel, ett pixelvärde 475 i det aktu- ella blocket kan prediceras med hjälp av interpolering av ett pixelvärde 460 av det övre blocket, ett pixelvärde 455 av det vänstra blocket, det redan predicerade pix- elvärdet 445 placerat i det högra gränsområdet av det aktuella blocket och det redan predicerade pixelvärdet 435 placerat i det nedre gränsområdet av det aktu- ella blocket.

Med hänvisning till Fig. 4(D), prediktionssamplen (predicerade sampel) som erhål- lits via den ovannämnda processen kan förfinas. Till exempel, ett pixelvärde X 495 i det aktuella blocket kan förfinas med hjälp av ett övre sampelvärde T 480 och ett vänster sampelvärde L 490. Specifikt, X', som är en förfinad version av X, kan erhållas via X'= {(X<<1)+L+T+1}>>2. Här indikerar x< plementheltalsuttryck av x är aritmetiskt skiftat till vänster med en binärenhet y, 16 medan x>>y indikerar att tvåans komplementheltalsuttryck av x är aritmetiskt skif- tat till höger med binärenheten y.

Fig. 5 schematiskt illustrerar en alternativ planprediktionsmetod.

Enligt metoden av Fig. 5 så prediceras pixelvärden av pixlar placerade diagonalt i en aktuell pixel först och pixelvärden av resterande pixlar i det aktuella blocket prediceras med de predicerade pixelvärdena. För att underlätta läsning av be- skrivningen så hänvisar man i det följande till de pixlarna som utgör blocket som är placerade diagonalt med start från toppen och från vänster såsom diagonalpix- lar.

Med hänvisning till Fig. 5(A), pixelvärden av diagonalpixlar 540 hörande till ett ak- tuellt block 520 prediceras med hjälp av ett pixelvärde 510 av ett övre referens- block och ett pixelvärde 530 av ett vänster referensblock. Till exempel, ett pixel- värde av en diagonalpixel P i det aktuella blocket kan erhållas med hjälp av ett pixelvärde av en pixel ”AboveRef” placerad i ett gränsområde mellan det aktuella blocket och det övre blocket bland pixlar av det övre blocket och ett pixelvärde av en pixel ”LeftRef” placerad i ett gränsområde mellan det aktuella blocket och det vänstra blocket bland pixlar av det vänstra blocket med hjälp av P=(LeftRef+ Abo- veRef+1) >>1.

Med hänvisning till Fig. 5(B), pixelvärden av andra pixlar än diagonalpixlarna 540 i det aktuella blocket 510 kan erhållas med linjär interpolering genom att använda pixelvärdet som erhållits i Fig. 5(A) och pixelvärden tillhörande pixlarna i det övre och vänstra blocket i gränsområden. Till exempel, P1 kan erhållas med hjälp av pixeln ”AboveRef” tillhörande det övre blocket och den erhållna diagonalpixeln P genom P1=(AboveRef*d2 + P*d1)/(d1+d2). Dessutom, P2 kan erhållas genom P2=(LeftRef*d3 + P*d4)/(d3+d4).

Medan planprediktionsmetoderna illustrerade i Fig. 4 och Fig. 5 är effektiva för en enhetlig textur utan inriktning så kan dessa metoder ha reducerad effektivitet när 17 det gäller prediktion avseende en textur med inriktning, såsom luminiscenspixlar i vilka Iuminiscensen ändras väsentligt i en riktning, exempelvis en horisontalrikt- ning, men ändras knappt i en annan riktning, exempelvis en vertikalriktning.

Således, planintraprediktion som tar hänsyn till variationeri pixelvärde kan behö- vas. Planintraprediktion i enlighet med den föreliggande uppfinningen väljer eller predicerar ett baspixelvärde och tillämpar variationer i pixelvärden mellan en bas- pixel och en målpixel till baspixelvärde för att därigenom predicera ett pixelvärde för målpixeln.

I det följande kommer exempel av den föreliggande uppfinningen att beskrivas med hänvisning till ritningarna.

Exempel 1 Fig. 6 schematiskt illustrerar att en diagonalpixel Pii av ett aktuellt prediktionsblock prediceras först. Fastän Fig. 6 för bekvämlighets skull illustrerar ett 8 x 8 predikt- ionsblock så kan den föreliggande uppfinningen appliceras till ett N x N predikt- ionsblock och är alltså inte begränsad till ett 8 x 8 prediktionsblock.

I Exempel 1 som visas i Fig. 6 så prediceras diagonalpixlarna av det aktuella pre- diktionsblocket först och baserat på en referenspixel (RiO och/eller ROj, Osi, js8 i fallet av ett 8 x 8 prediktionsblock) hörande till referensblocket som är granne till det aktuella prediktionsblocket.

Det vill säga, efter det att diagonalpixlarna Pii erhållits så kan andra pixelvärden i prediktionsblocket härledas via antingen interpolering eller extrapolering med hjälp av referenspixelvärden (Rij) hörande till grannblocket och Pii.

Fig. 7 schematiskt illustrerar en metod för att, baserat på diagonalpixeln, härleda andra pixelvärden i prediktionsblocket. 18 Enligt den föreliggande uppfinningen så utförs planprediktion med hänsyn tagen till ändringar av pixelvärden. Till exempel, såsom visat i Fig. 7(A), när referenspix- elvärdena ökar i både en x-riktning (åt höger) och i en y-riktning (nedåt) så är sannolikheten större att pixelvärden i prediktionsblocket ökar i en nedåt-åt höger riktning. I detta fall så kan ett pixelvärde i P88 i ett nedre högerhörn av predikt- ionsblocket prediceras först och andra pixlar kan prediceras baserat på pixelvär- det i P88.

För att predicera värdet i P88, vilket definierar ett pixelvärde av referenspixel ROO i ett övre vänsterhörn av det aktuella prediktionsblocket som ett pixelvärde av baspixel, så kan en variation från baspixeln till prediktionsmålpixeln P88 i predikt- ionsblocket tillämpas på baspixelns pixelvärde. Till exempel, ett pixelvärde av målpixeln P88 kan erhållas med hjälp av Ekvation 1. Rij eller Pij som är illustre- rade i ritningarna och beskrivningen är för bekvämlighets skull betecknade RL,- el- lel' Piyj.

[Ekvation 1] f f? .. '> z == l -. .<.- \ \ .' \ .

När P88 erhållits så kan de andra diagonalpixlarna Pii erhållas med hjälp av Ek- vation 2.

[Ekvation 2] * \ ===1z¶+ifz> we gl 0,0; P ' Ifjf (351 Eftersom det aktuella exemplet illustrerar ett 8 x 8 prediktionsblock så kan här i vara 1, 2, ...8. Fastän Exempel 1 för bekvämlighets skull illustrerar prediktions- blocket 8 x 8 så kan Pii i ett N x N prediktionsblock erhållas som Pii=ROO+(i/N)P88. 19 Såsom visas i Fig. 7(B), även när referenspixelvärdet minskar i x-riktningen (åt höger) och i y-riktningen (nedåt) så kan ett pixelvärde i P88 i det nedre högerhör- net härledas med hänsyn tagen till variationer i minskande pixelvärden och de andra pixelvärdena kan prediceras baserat på pixelvärdet i P88. I detta fall kan P88 härledas med hjälp av Ekvation 3.

[Ekvation 3] f' \.~.. ..~ j : Å) t; m gate " Roy, " När P88 erhållits så kan de andra diagonalpixlarna i prediktionsblocket erhållas med hjälp av Ekvation 4.

[Ekvation 4] \ t J M' ~> > ä f:,:““3š::,<> * *g *#33 mi: Här kan i vara 1, 2, ...8.

Såsom visas i Fig. 7(C) och till skillnad från Fig. 7(A) och Fig. 7(B), när referens- pixelvärden ökar i en nedåt-åt höger riktning så härleds först diagonapixlarna pla- cerade från nere till vänster till uppe till höger i prediktionsblocket baserat på vari- ationer i pixelvärden. Till exempel, ett pixelvärde i P81 i ett nedre vänsterhörn av prediktionsblocket härleds och de resterande pixelvärdena kan prediceras baserat på pixelvärdet i P81. I detta fall kan P81 härledas med hjälp av Ekvation 5.

[Ekvation 5] f g , .z gg « R wj feâwlfajjíl, 1 M t.

Is f :ts wmf; se i t 3 W efter \ \_ När P81 erhållits så kan de andra diagonalpixlarna (från nere till vänster till uppe till vänster) i prediktionsblocket härledas med hjälp av Ekvation 6.

[Ekvation 6] k e ) M.. ' _) __ 3 *ige--f Roßiilq* (5831 Rflßš Här kan i vara 1, 2, ...8.

Dessutom, såsom visas i Fig. 7(D), när referenspixelvärden ökar i en nedåt-åt vänster riktning så härleds först diagonapixlarna placerade från nere till vänster till uppe till höger i prediktionsblocket baserat på variationer i pixelvärden. Till exem- pel, ett pixelvärde i P81 i ett nedre vänsterhörn av prediktionsblocket härleds och de resterande pixelvärdena kan prediceras baserat på pixelvärdet i P81. I detta fall kan P81 härledas med hjälp av Ekvation 7.

[Ekvation 7] 'S "3 2 _; .n *kim När P81 erhållits så kan de andra diagonalpixlarna (från nere till vänster till uppe till vänster) i prediktionsblocket härledas med hjälp av Ekvation 8.

[Ekvation 8] _ _ f _) __ 1 Här kan i vara 1, 2, ...8.

Med tanke på beräkningslaster så kan approximering av beräkningarna av kvadratrötter för att härleda diagonalpixlarna utföras som i Ekvation 9.

[Ekvation 9] 21 íkxf ~-l-- .Q :Xßíz + :Äxzfï De andra pixelvärdena i prediktionsblocket kan därefter härledas via interpolering eller extrapolering med hjälp av prediktionsvärdena hörande till diagonalpixlarna, övre referenspixelvärden och vänstra referenspixelvärden.

I Fig. 7(A) och Fig. 7(B) så kan pixlarna Pij i prediktionsblocket härledas via inter- polering med hjälp av diagonalpixlarna Pii och referenspixlar Rij hörande till grannblocket. Här kan en interpolering visad i Fig. 10 användas.

[Ekvation 10] z ». - X2 f » - '\ i) “___ 3 4* s. $ t \\ *e eller _ MW., - v å _ , - f! i 4 nnnuux å* fat? :ß \ .X Här är d1 ett avstånd från pixeln ROj eller Rj0 hörande till grannblocket som an- vänds för interpolering till prediktionsmålpixeln Pij, och d; är ett avstånd från dia- gonalpixeln Pii som används för interpolering till prediktionsmålpixeln Pij.

Dessutom och med hänvisning till Fig. 7(C) och 7(D) så kan pixeln Pi som härletts via interpolering bland pixlarna i prediktionsblocket härledas med hjälp av Ekvat- ion11.

[Ekvation 11] F' \ ~- - fait? -ê- å* :ii :gg si; »Mig eller 22 \ \ d: Här är i+j<9 och d1 är ett avstånd från pixeln ROj eller Rj0 hörande till grannblock- et som används för interpolering till prediktionsmålpixeln Pij, och d2 är ett avstånd från diagonalpixeln Pii som används för interpolering till prediktionsmålpixeln Pij.

Fastän Ekvation 11 används för att via interpolering härleda pixeln Pij hörande till prediktionsblocket så kan inom ramen för den föreliggande uppfinningen olika in- terpoleringsmetoder användas.

I Fig. 7(C) och Fig. 7(D) så härleds en pixel Pe via extrapolering bland pixlarna av prediktionsblocket. En extrapolering som visas i Ekvation 12 kan användas för att härleda pixeln i prediktionsblocket.

[Ekvation 12] .f \ Å) ...m _) of ..~ i, e- f wii: a, e; *sitt “i ' eller 'f \ \ \ \ \ (g q \ \ .--_.- »_ ; -~«~«««~ \ \ š _.- \ \ vx \ - \ 'L \ \ .\ _ .~ __. \ :y f: m. "ä J* ' \ Här är i+j>9 och P är en diagonalpixel som används till extrapolering. Dessutom och som beskrivet ovan, dl och dg är ett avstånd från referenspixeln till predikt- ionsmålpixeln Pij respektive ett avstånd från pixeln Pii till prediktionsmålpixeln Pij.

Exempel 2 Fig. 8 schematiskt illustrerar ytterligare en metod för att predicera ett pixelvärde med hänsyn tagen till ett referenspixelvärde och en variation av en referenspixel. 23 Fastän Fig. 8 för bekvämlighets skull illustrerar ett 8 x 8 prediktionsblock så kan den föreliggande uppfinningen appliceras till ett N x N prediktionsblock och är alltså inte begränsad till ett 8 x 8 prediktionsblock.

Fig. 8 illustrerar en referenspixel P00 placerad i det övre vänsterhörnet av predikt- ionsblocket såsom en baspixel. I Exempel 2 så härleds en prediktionsmålpixel Pij genom att tillämpa vertikala och horisontala variationer från referenspixeln till baspixelns värde. Målpixeln Pij härleds till exempel med hjälp av Ekvation 13.

[Ekvation 13] .šfåjå ff» fšíïšš ~§~ -§~ 533,12 Här är Ay=RiO-R0O, AX=ROj-ROO, Och 1Si, jS8 för prediktionsblocket 8 X 8.

Till exempel och med hänvisning till Fig. 8, en pixel P33 härleds, i enlighet med Ekvation 7, via P33=R00+Ax+Ay. Ax och Ay är här variationer i pixelvärde i x- riktningen och iy-riktningen från baspixeln ROO till P33.

Som ett alternativ och med hänvisning till Fig. 8, en pixel P76 härleds, i enlighet med Ekvation 13, via P76=ROO+Ax'+Ay'. Ax' och Ay' är här variationer i pixelvärde i x-riktningen och i y-riktningen från baspixeln ROO till P76.

Exempel 3 Fig. 9 schematiskt illustrerar ytterligare en metod för att härleda diagonalpixlar tillhörande ett prediktionsblock först och därefter pixelvärden av resterande pixlar.

Fastän Fig. 5 illustrerar att diagonalpixlarna härleds baserat på ett snittvärde av två pixlar i en horisontal/vertikal riktning av ett grannblock till det aktuella predikt- ionsblocket så härleder Exempel 3, visat i Fig. 9, diagonalpixlarna med hänsyn tagen till variationer. 24 Med hänvisning till Fig. 9(A) sä prediceras prediktionsbiockets diagonalpixlar med hjälp av pixelvärden tillhörande grannblock placerade i övre och/eller vänstra gränsomräde av prediktionsblocket. Till exempel, diagonalpixlarna Pii prediceras med hjälp av Ekvation 14.

[Ekvation 14] f - fällt: "t eller f. f: fikrif Till exempel och med hänvisning till Fig. 9(A), P33 prediceras i enlighet med Ek- vation 14 via P33=R03+Ay eller P33=R30+Ax. Ax och Ay är variationer i pixel- värde i x-riktningen frän en baspixel R30 till P33 och i y-riktningen från en baspixel R03 till P33.

Med hänvisning till Fig. 9(B), pixelvärden av andra pixlar Pij än diagonalpixlarna i det aktuella blocket kan prediceras med hjälp av linjär interpolering genom att an- vända prediktionsvärdena av diagonalpixlarna och referenspixlarna ROO, R10 till R80 och R01 till R08 hörande till grannblocken i det övre och det vänstra gräns- området av det aktuella blocket.

Ett pixelvärde Pij prediceras till exempel med hjälp av Ekvation 15.

[Ekvation 15] RQ; fi' Pšš xuíšš :fi «š- få. eller 3,, , iššfišš :tffå _Pši x; :Iš lf f ä: g . s :vi fi: ..-.f d1 är ett avstånd från pixeln R0j eller PiO hörande till grannblocket som används för interpolering till prediktionsmålpixeln Pij, och dg är ett avstånd från diagonal- pixeln Pii som används för interpolering till prediktionsmålpixeln Pij.

Exempel 4 Fig. 10 schematiskt illustrerar att diagonalpixlar härleds först och andra pixlar än diagonalpixlarna härleds med samma metod som använts för diagonalpixlarna.

Diagonalpixlarna kan i Fig. 10 prediceras på samma sätt som illustrerat i Fig. 9.

Således och med hänvisning till Fig. 10(A), en diagonalpixel P33 hörande till ett aktuellt prediktionsblock kan prediceras med hjälp av P33=RO3+Ay eller P33=R30+Ax.

Andra pixlar Pij än diagonalpixlarna i det aktuella blocket kan prediceras med hjälp av linjär interpolering genom att använda prediktionsvärdena av diagonalpix- larna och referenspixlarna ROO, R10 till R80 och R01 till R08 hörande till grann- blocken i det övre och det vänstra gränsområdet av det aktuella blocket.

Samma metod kan här användas för att härleda diagonapixlar. En pixel Pij predi- ceras till exempel med hjälp av Ekvation 16.

[Ekvation 16] Pgïj m ROJ' + âgv eller Pål' m Ršl§l+ :fix 26 Här är Ay=Ri0-R0O, AX=ROj-ROO, Och 1Si, jš8 för prediktionsblocket 8 X 8.

Till exempel och med hänvisning till Fig. 10, P37 härleds, i enlighet med Ekvation 16, via P37=RO7 +Ay eller P37=R70+Ax.

Långtidsackumulering av mindre fel som orsakas av heltalsaritmetiken som koda- ren eller avkodaren applicerar kan emellertid leda till ett allvarligt fel. Dessutom, när ett överföringsfel inträffar i ett grannblock till ett aktuellt block så matchas ko- daren och avkodaren ellerfelspridningen dåligt. Till exempel, när ett fel inträffar i grannblocket så ändras pixelvärden i ett gränsområde hörande till grannblocket. I detta fall, när avkodaren använder en pixel med ett ändrat pixelvärde som en refe- renspixel så sprids felet till det aktuella blocket. Således, ett verktyg för att för- hindra ett sådant problem behövs, exempelvis ett kodningsverktyg såsom tvingad intraprediktion (CIP).

Fig. 11 schematiskt illustrerar en CIP-metod.

Om något av interprediktionsmålblocken är granne med ett aktuellt makroblock T så används enligt metoden av Fig. 11 enbart DC-intraprediktionsmod och ett DC- prediktionsvärde är fixerat till 128.

Ett pixelvärde hörande till ett block som predicerats bland grannblocken med hjälp av intraprediktionsmoden används här inte som ett referenspixelvärde. Således, med hjälp av denna metod så blir användning av en DC-prediktionsmod obligato- risk, vilket också utesluter tillgänglig information, till exempel intraprediktions- modpixlar som är grannar.

Fig. 12 schematiskt illustrerar en alternativ CIP-metod. Ett pixelvärde hörande till ett block som i intraprediktionsmoden predicerats bland grannblock används enligt metoden av Fig. 12 som ett referenspixelvärde och ett pixelvärde av ett block som predicerats i intraprediktionsmoden härleds med hjälp av intraprediktions- 27 modblock som är grannar. Således, inte bara DC-moden, men även andra intraprediktionsmoder kan användas.

Med hänvisning till Fig. 12, bland grannblock till ett aktuellt prediktionsblock T, pixelvärden 1210, 1220 och 1230 av block A, B, D, E, F, H och I predicerade med hjälp av interprediktionsmod härleds genom att använda pixlar hörande till block som predicerats med hjälp av intraprediktionsmoden.

Till exempel, när predicerade pixlar hörande till intraprediktionsmod finns på såväl höger som vänster sida av ett målinterprediktionssampel så kan ett pixelvärde PT hörande till ett block predicerat med hjälp av interprediktionsmoden härledas med hjälp av Ekvation 17.

[Ekvation 17] -stf a» + lrgàj, :fl ss 1 Här är PT ett målintraprediktionssampel, PLB är ett vänster eller ett nedre intrapre- diktionssampel och PRA är ett höger eller ett övre intraprediktionssampel. Dessu- tom, när ett intraprediktionssampel finns enbart på ena sidan av målintrapredikt- ionssamplet så kan ett pixelvärde PT hörande till ett block predicerat med hjälp av intraprediktionsmoden härledas med hjälp av Ekvation 18.

[Ekvation 18] 'Ilš W Ilš eller få m. _11* s W 28 Metoden enligt Fig. 12 använder intraprediktionsmoden mer korrekt än metoden enligt Fig. 11, men använder ett snittvärde av tillgängliga pixelvärden hörande till intraprediktionsmod eller ett tillgängligt pixelvärde hörande till intraprediktionsmod som ett pixelvärde av ett grannblock som predicerats i intraprediktionsmoden utan att ta hänsyn till variation i pixelvärden. 29 Det behövs således en CIP-metod som tar hänsyn till variationer i pixelvärde.

Exempel 5 Fig. 13 schematiskt illustrerar att ett system i enlighet med den föreliggande upp- finningen genomför CIP med hänsyn tagen till variationer i pixelvärde. l\/letoden enligt Fig. 13, dvs. att använda variationer i pixelvärden av båda pixlarna för interpolering, uppnår mer precis prediktion av ett målpixelvärde än metoden enligt Fig. 12 som använder ett snittvärde av båda pixelvärden som ett pixelvärde som skall härledas. En målpixel PT bland pixelvärden 1310, 1320 och 1330 som skall härledas kan till exempel härledas med hjälp av Ekvation 19.

[Ekvation 19] R' x _g¿ji¿,š> f :íißwtfš Här är PT ett målprediktionssampel, PLB är ett vänster eller ett nedre intrapredikt- ionssampel och PRA är ett höger eller ett övre intraprediktionssampel. Dessutom och som visat i Fig. 13, d1 är ett avstånd från PLBtill PT och d2 är ett avstånd från PRAtill PT.

Till exempel och med hänvisning till Fig. 13, PT1 kan härledas via (PLB1*d21 + PRA1 *d11)/(d11+d21), och PT2 kan härledas via (PLB2*d22 + PRAZ *d12)/(d12+d22).

Om ett intraprediktionssampel som skall användas för interpolering enbart finns antingen på höger eller på vänster sida eller antingen på övre eller på nedre sida av målprediktionssamplet PT, då är PT=PLB eller PT=PRA. Dessutom, om det inte finns något predicerat block i intraprediktionsmoden, vilket block är granne med målprediktionsblocket T då kan ett pixelvärde i den samma position som i en före- gående bild kopieras för användning som ett referenspixelvärde.

Snittvärden hörande till intrapixlar i gränsområdet kan användas som PLB eller PRA. Som exemplifierat i Fig. 3, när PT är placerad in en nedre pixelrad 1320 hö- rande till antingen E-block eller D-block så kan ett snittvärde av fyra nedersta pix- lar hörande till en intraprediktionsmod C-block användas som PRAoch ett snitt- värde av åtta pixlar som är längst till höger och hör till ett G-block användas som PLB. I detta fall är d1 :s referenspunkt en övre pixel bland pixlarna som är längst till höger och hör till G-blocket och d2:s referenspunkt är en pixel som är längst till vänster och hör till G-blocket bland de nedersta pixlarna som hör till C-blocket.

Dessutom, linjär interpolering ger utjämningseffekter på gränsområdespixlar sä att adaptiv intrautjämning (AIS) kan stängas av. I DC-prediktionsmod kan pixelfiltre- ring i ett gränsområde av prediktionsblocket vara påslagen.

Fig. 14 är ett flödesschema som schematiskt illustrerar en operation av kodaren i systemet i enlighet med den föreliggande uppfinningen.

Med hänvisning till Fig. 14 så matas (S1410) det in en ny prediktionsenhet av en aktuell bild. Prediktionsenheten (PU) kan vara en basenhet för intraprediktion och interprediktion. Prediktionsenheten kan vara ett mindre block än en kodningsen- het (CU) och kan ha en rektangulär form, icke-nödvändigtvis kvadratisk. intrapre- diktion av prediktionsenheten utförs i grund och botten med ett block som är an- tingen 2N x 2N eller N x N.

En referenspixel som behövs för intraprediktion härleds (S1420) därefter. Pixlari en vertikallinje som är längst till höger i ett vänsterblock som är granne med ett aktuellt prediktionsblock och pixlar i en nedersta horisontallinje av ett övre block som är granne med det aktuella prediktionsblocket används för att generera refe- renspixlarna. När prediktionsblocket har storleken N då används totalt 2N pixlar av det vänstra och det övre blocket som referenspixlar. 31 Pixlarna i vertikallinjen som är längst till höger i vänsterblocket som är granne med det aktuella prediktionsblocket och pixlarna i den nedersta horisontallinjen av det övre blocket som är granne med det aktuella prediktionsblocket kan användas som referenspixlarna antingen som de är eller via utjämning.

När utjämningen används så kan utjämningsinformation signaleras till avkodaren.

Till exempel, när utjämningen utförs så kan ett AIS-filter, i vilket koefficienterna [1, 2, 1] eller [1, 1, 4, 1, 1] användas. Bland dessa två koefficienter så kan den se- nare filterkoefficienten ge en skarpare gräns. Som nämnt ovan, information omfat- tande huruvida man bör använda ett filter, filtertypen som bör användas och en filterkoefficient kan signaleras till avkodaren.

När CIP används för att generera referenspixeln då är CIP-indikators värde satt till 1. När CIP tillämpas då används enbart pixlar hörande till grannblock och kodade i intraprediktionsmoden som referenspixlar och pixlar hörande till grannblock och kodade i interprediktionsmoden används inte som referenspixlar. I detta fall och som visas i Fig. 13, pixlar (målprediktionssampel) svarande till positioner av pix- larna hörande till grannblocken och kodade i interprediktionsmoden genereras som referenspixlar genom interpolering av grannreferenspixlarna kodade i intraprediktionsmoden, eller så kopieras grannreferenspixlarna kodade i interpre- diktionsmoden och används som referenspixlar svarande till positioner av pixlarna hörande till grannblocken och kodade i interprediktionsmoden.

Till exempel, när prediktionspixlarna hörande till intraprediktionsmoden finns både på höger- och på vänster-sida samt på övre och på nedre sida av målprediktions- samplet, då kan målprediktionssamplet PT placerat i ett block som prediceras i interprediktionsmoden härledas med hjälp av Ekvation 11. Dessutom, när ett intraprediktionssampel enbart finns på ena sidan av målprediktionssamplet, då kan målprediktionssamplet PT placerat i ett block som prediceras i interpredikt- ionsmoden härledas med hjälp av Ekvation 12. Snittvärden av motsvarande intraprediktionsmodpixlarna kan användas som PLB och PRA värden i Ekvation 11 och/eller 12. Finns det inget grannblock predicerat i intraprediktionsmoden, då kan 32 ett pixelvärde i samma position som i en tidigare bild kopieras för användning som ett referenspixelvärde.

Eftersom linjär interpolering ger utjämningseffekt på gränspixlar kan det visa sig vara effektivt att stänga av AIS när CIP används.

En intraprediktionsmod (S1430) bestäms därefter. lntraprediktionsmoden bestäms med hjälp av en prediktionsenhet (PU) i vilken en optimal prediktionsmod bestäms med tanke på förhålande mellan erforderlig bit- hastighet och mängd distorsion.

Till exempel, när optimering av hastighetsdistorsion (RDO) är påslagen då kan en mod att minimera kostnad J=R+rD (R är bithastighet, D är mängd distorsion, och r är en Lagrange-variabel) väljas. Här behövs noggrann lokal avkodning vilket ökar kom plexiteten.

När RDO är avstängd då kan en prediktionsmod väljas för att minimera en medel- absolutdifferens (MAD) genom att utsätta ett prediktionsfel för Hadamard- transformen.

Tabell 1 illustrerar ett antal prediktionsmoder med hänsyn till en luminiscenskom- ponent i enlighet med storlek av ett prediktionsenhetsblock.

[Tabell 1] Blockstorlek Antal prediktionsmoder 4 x 4 17 8 x 8 34 16 x 16 34 32 x 32 34 64 x 64 3 33 Fig. 15 illustrerar en prediktionsinriktning av en intraprediktionsmod. Med hänvis- ning till Fig. 15, ett modnummer 0 är en vertikalmod i vilken prediktion genomförs i en vertikalriktning med hjälp av ett pixelvärde hörande till ett grannblock. Ett mod- nummer 1 är en horisontalmod i vilken prediktion genomförs i en horisontalriktning med hjälp av ett pixelvärde hörande till ett grannblock. Ett modnummer 2 är en DC-mod i vilken ett prediktionsblock genereras med hjälp av ett genomsnittligt pixelvärde hörande till ett aktuellt prediktionsmålblock, till exempel ett lumini- scensvärde i fallet med luminiscenspixlar och ett krominansvärde i fallet med krominanspixlar. I andra moder som visats i Fig. 15 så genomförs prediktion med hjälp av pixelvärden hörande till grannblock beroende på motsvarande vinklar. Övre prediktionspixlar och prediktionspixlar som är längst till höger kan i DC- moden filtreras för att effektivisera prediktionen. Filtreringsintensitet kan här stiga för ett mindre block. De andra interna pixlarna i det aktuella prediktionsblocket får inte filtreras.

För att avspegla riktningsberoende kan en planmod användas istället för DC- moden. I planmoden är indikatorns värde bland information som överförts från kodaren till avkodaren satt till 1. DC-moden används inte då planmoden används.

Således, indikatorns värde är satt till O när DC-moden används istället för plan- moden.

När planmoden används så kan samma prediktionsmetoder som beskrivits ovan i samband med Fig. 6 - Fig. 10 användas. Avkodaren kan här utföra en RDO- operation som beskrivits ovan för att välja optimal metod. Om nödvändigt, två eller fler metoder bland de föregående metoderna kan användas tillsammans. Kod- ningssignalerna till avkodningsinformationen gällande vilken metod kodaren väljer bland prediktionsmetoderna i planarmoden illustreras i Fig. 6 - Fig. 10.

När det gäller en referenspixel hörande till en krominanskomponent så kan före- nade riktningsberoende intraprediktion (UDI) av ett luminiscensblock kan använ- das som om den vore i mod 4, vilket hänvisas till som en DM-mod. I en mod 34 nummer 0 genereras ett prediktionsblock med hjälp av linjärt förhållande mellan luminiscens och krominans, vilket hänvisas till som en linjär modell (LM) mod. En mod nummer1 är en vertikalmod i vilken prediktion utförs i den vertikala riktning- en och svarar till luminiscensens mod nummer 0. En mod nummer 2 är en hori- sontallinje i vilken prediktion utförs i den horisontala riktningen och svarar till lumi- niscensens mod nummer 1. En mod nummer 3 är en DC-mod i vilken ett predikt- ionsblock genereras med hjälp av ett genomsnittligt krominansvärde hörande till ett aktuellt prediktionsmålblock och svarar till luminiscensens mod nummer 2.

Med återhänvisning till Fig. 14, kodaren kodar en prediktionsmod av det aktuella blocket (S1440). Kodaren kodar en prediktionsmod för ett luminiscenskompo- nentblock och ett krominanskomponentblock av det aktuella blocket. Eftersom prediktionsmoden av det aktuella prediktionsmälblocket i stor utsträckning korrele- rar med en prediktionsmod hörande till ett grannblock då kodas det aktuella pre- diktionsmälblocket med hjälp av prediktionsmoden hörande till grannblocket för att därigenom minska bitmängden. Dessutom, den mest sannolika moden (MPM) hörande till det aktuella prediktionsmälblocket bestäms och prediktionsmoden hö- rande till det aktuella prediktionsmälblocket kan följaktligen kodas med hjälp av MPM.

Ett pixelvärde hörande till det aktuella prediktionsmälblocket och ett med en pixel differentierande värde för pixelvärdet hörande till prediktionsblocket härleds däref- ter för att därigenom generera en residualsignal (S1450).

Den genererade residualsignalen transformeras och kodas (S1460). Residualsig- nalen kan kodas med en transformkärna, varvid transformkodningskärnan har en storlek på 2 x 2, 4 x 4, 8 x 8,16 x 16, 32 x 32 eller 64 x 64.

En transformeringskoefficient C genereras för transformen, vilket kan vara ett 2D- block av transformkoefficienter. Till exempel, för ett n X n block kan en transform- koefficient beräknas med hjälp av Ekvation 20.

[Ekvation 20] (Åfíiæflz, ft) m 31 n, fr) >< Bí rs, .»'«z:)>< YÄIÉf-z, f-:lfih Här är C(n, n) en n*n transformkoefficientmatris, T(n, n) är en n*n transformkärn- matris, och B(n, n) är en n*n matris för ett prediktionsmälblock.

När m=hN, n=2N och H=1/2, en transformkoefficient C för ett m*n eller n*m diffe- rentierande block kan erhållas via två metoder. Enligt den första metoden sä de- las det m*n eller n*m differentierande blocket i fyra m*m block och en transform- kärna tillämpas pä varje block för att därigenom generera transformkoefficienten.

Alternativt, en transformkärna tillämpas pä m*n eller n*m differentierande block för att därigenom generera transformkoefficienten.

Kodaren bestämmer vilken av residualsignalen och transformkoefficienten som skall överföras (S1470). Till exempel, när prediktionen är korrekt utförd sä kan residualsignalen överföras som den är, dvs. utan transformkodning.

Bestämning av vilken av residualsignalen och transformkoefficienten som skall överföras kan utföras med hjälp av RDO eller liknande. Kostnadsfunktioner före och efter transformkodningen jämförs för att immunisera kostnader. När en signal- typ som skall överföras, dvs. residualsignalen eller transformkoefficienten, för det aktuella prediktionsblocket bestämts så signaleras även en typ av den överförda signalen till avkodaren.

Kodaren skannar därefter transformkoefficienten (S1480). En kvantiserad 2D- block av transformkoefficienter kan med hjälp av skanning ändras till en 1D-vektor av transformkoefficienter. 36 Den skannade transformkoefficienten och intraprediktionsmoden entropi-kodas (S1490). Den kodade informationen bildar en komprimerad bitström som kan överföras eller lagras via en NAL.

Fig. 16 är ett flödesschema som schematiskt illustrerar en operation av avkodaren i systemet i enlighet med den föreliggande uppfinningen.

Med hänvisning till Fig. 16, avkodaren entropi-avkodar en mottagen bitström (S1610). Här kan blocktypen erhållas från en tabell avseende variabellängdkod- ning (VLC), och en prediktionsmod av ett aktuellt avkodningsmälblock kan härle- das. När den mottagna bitströmmen kan inkludera sidoinformation som behövs till avkodning, såsom information om en kodningsenhet, en prediktionsenhet och en transformenhet, information om AIS-filtrering, information om prediktionsmodens räknebegränsningar, information om oanvända prediktionsmoder, information om omarrangering av prediktionsmoder, information om transformmetoder och in- formation om skanningsmetoder, då entropi-avkodas sidoinformationen tillsam- mans med bitströmmen.

Den avkodade informationen kan bekräfta huruvida en överförd signal för det ak- tuella avkodningsmälblocket är en residualsignal eller en transformkoefficient för ett differentierande block. En residualsignal eller 1D vektor omfattande transform- koefficienter för det differentierande blocket erhålls för det aktuella avkodnings- målblocket.

Avkodaren genererar därefter ett residualblock (S1620).

Avkodaren inversskannar den entropi-avkodade residualsignalen eller transform- koefficienten för att generera ett 2D-block. Ett residualblock kan här genereras utifrån residualsignalen och ett 2D-block av transformkoefficienter kan genereras utifrån transformkoefficienten. 37 Transformkoefficienterna avkvantiseras. De avkvantiserade transformkoefficien- terna inverstransformeras och residualblocket för residualsignalen genereras via inverstransformen. lnverstransformen av ett n * n block kan uttryckas med hjälp av Ekvation 1 1 _ Avkodaren genererar referenspixlar (S1630). Avkodaren genererar här referens- pixeln genom att hänvisa till information om huruvida AIS-filtrering tillämpats och om filtertypen som använts, vilken filtertyp signaleras och överförs med hjälp av avkodaren. Analogt med kodningsprocessen, pixlar i en vertikallinje som är längst till höger i ett vänsterblock som redan är avkodat och rekonstruerat, och som är granne med det aktuella avkodningsmälblocket och pixlar i en horisontallinje som är längst ner i ett övre block som är granne med det aktuella avkodningsmäl- blocket används för att generera referenspixeln.

När ett värde för CIP-indikatorn som mottagits av avkodaren är satt till 1, vilket innebär att avkodaren använder CIP för en målbild, så genererar avkodaren refe- renspixeln. Till exempel, enbart pixlar tillhörande grannblock och kodade i intraprediktionsmod används som referenspixlar, varvid pixlar tillhörande grann- blocken och kodade i interprediktionsmod inte används som referenspixlar. I detta fall och som illustreras i Fig. 6, pixlar (mälprediktionssampel) svarande till posit- ioner av pixlarna tillhörande grannblocken och kodade i interprediktionsmoden genereras som referenspixlar genom interpolering av grannreferenspixlar kodade i intraprediktionsmoden eller så kan grannreferenspixlarna kodade i intrapredikt- ionsmoden kopieras och användas som referenspixlar svarande till positioner av pixlarna tillhörande grannblocken och kodade i interprediktionsmoden.

Till exempel, när predicerade pixlar hörande till intraprediktionsmod finns på säväl höger som på vänster sida av ett mälinterprediktionssampel så kan ett mälpredikt- ionssampel PT placerat i ett block predicerat med hjälp av interprediktionsmoden härledas med hjälp av Ekvation 17. Dessutom, när ett intrapredicerat sampel finns enbart på ena sidan av målprediktionssamplet så kan ett målprediktionssampel PT placerat i ett block predicerat med hjälp av interprediktionsmoden härledas med 38 hjälp av Ekvation 18. I Ekvation 17 och/eller Ekvation 18 så kan snittvärden hö- rande till motsvarande interprediktionsmodpixlar kan användas som PLB eller PRA värden. Finns det inga predicerade grannblock i intraprediktionsmoden så kan ett pixelvärde i samma position som i en tidigare bild kopieras för användning som ett referenspixelvärde.

När kodaren använder AIS-filtrering, dvs. när utjämning tillämpas och AIS är påslagen, då utför avkodaren även AIS-filtrering vid generering av referenspixeln i enlighet med genereringsmetod för referenspixeln som kodaren använder. Avko- daren kan bestämma en filterkoefficient baserat på information om filtertypen bland mottagen information. Till exempel, när det finns två filterkoefficienter [1, 2, 1] eller [1, 1, 4, 1, 1], då kan en filterkoefficient indikerad i informationen om filter- typen väljas bland dessa två filterkoefficienter.

Därefter genereras ett prediktionsblock för det avkodande målblocket med hjälp av referenspixeln och entropi-avkodade prediktionsmoden hörande till det aktuella kodande målblocket (S1640).

En process omfattande att generera prediktionsblocket är detsamma som en pro- cess för att bestämma prediktionsmoden och generera prediktionsblocket med hjälp av kodaren. När prediktionsmoden hörande till det aktuella blocket är en planmod då kan man identifiera en planeringsprediktionsmetod för att generera prediktionsblocket genom att analysera signalerad information. Här kan avkoda- ren generera prediktionsblocket baserat på den identifierade informationen i en- lighet med en använd mod bland planeringmoder illustrerade i Fig. 6 - Fig. 10.

Ett block rekonstrueras därefter genom att lägga till ett pixelvärde hörande till pre- diktionsblocket och ett pixelvärde hörande till det differentierande blocket, dvs. det rekonstruerade blocket genereras (S1670).

Claims (14)

38 Claims

1. A video encoding method comprising: deriving reference samples based on neighboring samples to a current block; and performing intra prediction on the current block using the reference samples, Wherein the deriving of the reference samples comprises performing substitution for an unavailable sample using a neighboring sample to the unavailable sample among the neighboring samples to the current block When the unavailable sample is present among the neighboring samples to the current block.

2. The video encoding method of claim l, Wherein the substitution forthe unavailable sample is performed using a sample located on one side of the unavailable sample among the neighboring samples to the current block.

3. The video encoding method of claim 2, Wherein When the substitution for the unavailable sample is performed, the unavailable sample is replaced by the sample located on the one side of the unavailable sample.

4. The video encoding method of claim 2, Wherein the sample located on the one side of the unavailable sample is located below the unavailable sample when the unavailable sample is a sample in a left neighboring block to the current block, and the sample disposed on the one side of the unavailable sample is located on a left side of the unavailable sample When the unavailable sample is a sample in an upper neighboring block to the current block.

5. The video encoding method of claim l, Wherein When an intra prediction mode for the current block is a planar mode, the performing of the intra prediction derives a prediction 39 sample in the current block based on variation With respect to a reference sample.

6. The video encoding method of claim 5, Wherein the variation With respect to the reference sample is a linear change in pixel value based on a distance from the reference sample.

7. The video encoding method of claim 5, Wherein the prediction sample in the current block is derived according to the variation With respect to the reference sample based on a distance from a position of the reference sample to a position of the prediction sample.

8. A video decoding method comprising: deriving reference samples based on neighboring samples to a current block; and performing intra prediction on the current block using the reference samples, Wherein the deriving of the reference samples comprises performing substitution foran unavailable sample using a neighboring sample to the unavailable sample among the neighboring samples to the current block When the unavailable sample is present among the neighboring samples to the current block.

9. The video decoding method of claim 8, Wherein the substitution forthe unavailable sample is performed using a sample located on one side of the unavailable sample among the neighboring samples to the current block.

10. The video decoding method of claim 9, Wherein When the substitution for the unavailable sample is performed, the unavailable sample is replaced by the sample located on the one side of the unavailable sample. 40

11. The video decoding method of claim 9, Wherein the sample located on the one side of the unavailable sample is located below the unavailable sample when the unavailable sample is a sample in a left neighboring block to the current block, and the sample located on the one side of the unavailable sample is located on a left side of the unavailable sample When the unavailable sample is a sample in an upper neighboring block to the current block.

12. The video decoding method of claim 8, Wherein When an intra prediction mode for the current block is a planar mode, the performing of the intra prediction derives a prediction sample in the current block based on variation With respect to a reference sample.

13. The video decoding method of claim 12, Wherein the variation With respect to the reference sample is a linear change in a pixel value based on a distance from the reference samples.

14. The video decoding method of claim 12, Wherein the prediction sample in the current block is derived according to the variation With respect to the reference sample based on a distance from a position of the reference samples to a position of the prediction sample.