SE538196C2 - Videoavkodningsmetod och videoavkodningsanordning innefattande intraprediktion - Google Patents

Abstract

[SAMMANDRAG] Den foreliggande uppfinningen hanfor sig till en metod och en anordning for intraprediktion. Intraprediktionsmetoden for en avkodare omfattar, enligt den fore- liggande uppfinningen, stegen att harleda ett differentierande block -Iran en data- strom, att erhalla ett prediktionsblock genom att utfora intraprediktion baserat pa grannsamplen som angransar till prediktionsblocket, och att erhalla ett rekonstruktionsblock genom att lagga ihop prediktionsblocket och det differentierande blocket, varvid ett sampel hOrande till prediktionsblocket erhalls genom att an- vanda ett ovre grannsampel som angransar till prediktionsblocket och en variation som hanfor sig till grannsamplen.

Description

[BESKRIVNING] [Titel] VIDEOAVKODNINGSMETOD OCH VIDEOAVKODNINGSANORDNING INNE5 FATTANDE INTRAPREDIKTION [Uppfinningens onnrade] Den foreliggande uppfinningen hanfor sig till en teknik f6r videobehandling och i synnerhet till en intraprediktionsmetod for kodning/avkodning av videodata.

[Kand teknik] Pa senare tid har efterfragan pa hogupplosta och hogkvalitativa bilder 6kat i olika tillampningsomraden. Eftersom bilder far alit hogre upplosning och hogre kvalitet sa 6kar aven informationsmangden f6rknippad med bilderna. Foljaktligen, nar vi- deodata overfors med hjalp av befintliga tradbaserade och tradlosa bredbands- uppkopplingar eller lagras med hjalp av konventionella lagringsmetoder sa stiger kostnader for dess overforing och lag ring.

Saledes, hogeffektiva videokomprimeringstekniker kan anvandas till att effektivt overfora, lagra eller reproducera bilder med overlagsen upplosning och kvalitet.

[Tekniskt Problem] En aspekt av den foreliggande uppfinningen är att tillhandahalla en metod for att uffora effektiv intraprediktion av en textur med inriktning med hansyn tagen till va- riationer av referenspixlar tillhorande grannblock.

En annan aspekt av den foreliggande uppfinningen är att tillhandahalla en metod fOr att utfOra planprediktion med hansyn tagen till variationer av pixelvarden tillhOrande angransande block relativt ett prediktionsblock under genomf6randet av intraprediktion.

En ytterligare aspekt av den foreliggande uppfinningen är att tillhandahalla en metod for att generera en referenspixel baserat pa ett intramodalt grannblock i en 1 position av en interprediktionsnnod avseende grannpixel och med hjalp av referenspixeln for intraprediktion nar tvingad intraprediktion (CIP) anvands.

En ytterligare aspekt av den foreliggande uppfinningen är att tillhandahalla en me- tod for att generera en referenspixel med hansyn tagen till variationer av pixel- varde nar referenspixeln genererats baserat pa ett intramodalt grannblock i en position av en interprediktionsmod avseende grannpixel.

[Teknisk LOsning] En utforingsform av den foreliggande uppfinningen tillhandahaller en intraprediktionsmetod avseende en kodare, varvid metoden omfattar att generera referenspixlar f6r intraprediktion med hansyn till en prediktionsenhet for indata, att bestamma en intramod for prediktionsenheten, att generera ett prediktionsblock ba- serat pa referenspixlarna och intramoden, och att generera ett residualblock for prediktionsenheten och prediktionsblocket, varvid minst en av referenspixlarna och pixlar tillhorande prediktionsblocket prediceras baserat pa en baspixel, och ett pixelvarde av den predicerade pixeln är en summa av ett pixelvarde av baspixeln och en variation i pixelvardet nnellan baspixeln och den genererade pixeln.

En referenspixel av ett grannblock arrangerat i ett ovre vansterhorn av prediktionsblocket kan sattas till en forsta baspixel, ett varde som erhalls genom att tilllampa en variation i pixelvarde fran den forsta baspixeln till en lagsta pixel bland referenspixlar av ett grannblock arrangerat i ett vanster gransomrade av predikt- ionsblocket och en variation i pixelvarde fran den forsta baspixeln till en pixel som är langst till hoger bland referenspixlar av ett grannblock arrangerat i ett ovre gransomrade av prediktionsblocket till baspixeln kan sattas till ett pixelvarde av en andra baspixel som en diagonalpixel i ett nedre hOgerhOrn av prediktionsblocket, och pixelvarden tillhorande diagonalpixlar av prediktionsblocket kan prediceras utifran den forsta och den andra baspixeln.

Icke-diagonalpixlar tillhorande prediktionsblocket prediceras har med hjalp av interpolering eller extrapolering med hjalp av diagonalpixlarna och pixlarna tillho- 2 rande grannblocken i det ovre och/eller vanstra gransonnradet tillhorande prediktionsblocket.

Dessutom, en referenspixel tillhorande ett grannblock arrangerat i ett ovre vans- terhorn av prediktionsblocket kan sattas till baspixeln, och ett varde som erhallits genom att tillampa en variation i pixelvarde Than baspixeln till en grannpixel arrangerad i den samma raden som en prediktionsmalpixel bland referenspixlarna tillhOrande ett grannblock arrangerat i ett vanstra gransomrade av prediktionsblocket och en variation i pixelvarde fran baspixeln till en grannpixel arrangerad i den samma kolonnen som prediktionsmalpixeln bland referenspixlarna tillhOrande ett grannblock arrangerat i ett ovre gransomrade tillhorande prediktionsblocket relativt baspixeln kan prediceras som ett pixelvarde av prediktionsmalpixeln.

Vidare, en pixel arrangerad i den samma raden eller kolonnen som en predikt- ionsmalpixel bland pixlarna tillhorande grannblocken arrangerade i vanstra eller ovre gransomrade tillhorande prediktionsblocket kan sattas till baspixeln, och ett varde som erhallits genom at tillampa en variation i pixelvarde Than baspixeln till baspixelns prediktionspixel kan prediceras som ett pixelvarde av prediktionsmalpixel n.

Prediktionsmalpixeln kan har vara en diagonalpixel tillhorande prediktionsblocket, och en icke-diagonalpixel tillhorande prediktionsblocket kan prediceras via interpolering med hjalp av diagonalpixeln och pixlarna tillhOrande grannblocken.

Intraprediktionsmetoden kan ytterligare inkludera att generera en referenspixel arrangerad i ett gransomrade mellan ett intermodblock och prediktionsenheten nar ett grannblock till prediktionsenheten är intermodblocket, varvid en pixel arrangerad i ett gransomrade tillhorande prediktionsenheten bland pixlar av ett intramodblock arrangerat pa en vanstersida eller en nedre sida av referenspixeln kan sattas till en f6rsta baspixel, en pixel arrangerad i prediktionsenhetens grans- omrade bland pixlar av ett intramodblock arrangerat pa en hOgersida eller en ovre sida av referenspixeln kan sattas till en andra baspixel, och referenspixeln kan 3 genereras baserat pa ett aystand mellan den f6rsta baspixeln och referenspixeln och ett avstand mellan den andra baspixeln och referenspixeln.

Ett pixelvarde av den forsta baspixeln kan har vara ett genomsnittligt pixelvarde av pixlar arrangerade i prediktionsenhetens gransomrade bland intramodblockets pixlar som den forsta baspixeln tillhor, och ett pixelvarde av den andra baspixeln kan har vara ett genomsnittligt pixelvarde av pixlar arrangerade i prediktionsenhetens gransomrade bland intramodblockets pixlar som den andra basreferensen tillhor. Dessutom, ett pixelvarde av den forsta baspixeln kan vara ett pixelvarde av referenspixeln nar ett intramodblock är arrangerat enbart pa den vanstra sidan eller den nedre sidan relativt referenspixeln, och ett pixelvarde av den andra baspixeln kan vara ett pixelvarde av referenspixeln nar ett intramod block är arrange-rat enbart pa den h6gra sidan eller den ovre sidan relativt referenspixeln.

En ytterligare utforingsform av den foreliggande uppfinningen tillhandahaller en intraprediktionsmetod avseende en avkodare, varvid metoden inkluderar att entropi-avkoda en mottagen bitstrom, att generera en referenspixel som en prediktionsenhet am/ander till intraprediktion, att utifran referenspixlarna generera ett prediktionsblock baserat pa en prediktionsmod horande till prediktionsenheten och att rekonstruera en bild utifran prediktionsblocket och ett residualblock som uppnas som ett resultat av entropi-avkodning, varvid minst en av referenspixlarna och prediktionsblockpixlarna prediceras baserat pa en baspixel, och ett pixelvarde av den predicerade pixeln är en summa av pixelvardet for baspixeln och en variation mellan pixelvardena for baspixeln och den genererade pixeln.

En referenspixel av ett grannblock arrangerat i ett Ovre vansterhOrn av prediktionsblocket kan sattas som en forsta baspixel, ett varde som erhalls genom att tillampa en variation i pixelvarde Than den fOrsta baspixeln till en lagsta pixel bland referenspixlarna av ett grannblock arrangerat i ett vanstra gransomrade av pre- diktionsblocket och en variation i pixelvarde fran den forsta baspixeln till en pixel som är langst till Niger bland referenspixlar av ett grannblock arrangerat i ett ovre gransomrade av prediktionsblocket till baspixeln kan sattas till ett pixelvarde av en 4 andra baspixel som en diagonalpixel i ett nedre hogerhorn av prediktionsblocket, och pixelvarden horande till diagonalpixlar av prediktionsblocket kan prediceras utifran den fOrsta och den andra baspixeln.

Icke-diagonalpixlarna tillhorande prediktionsblocket kan har prediceras via inter- polering eller extrapolering med hjalp av diagonalpixlarna och pixlarna tillhorande grannblocken i det ovre och/eller vanstra gransomrade tillhorande prediktionsblocket.

En referenspixel tillhorande ett grannblock arrangerat i ett ovre vansterhorn av prediktionsblocket kan sattas till baspixeln, och ett varde som erhallits genom att tillampa en variation i pixelvarde Than baspixeln till en grannpixel arrangerad i den samma raden som en prediktionsmalpixel bland referenspixlar tillhorande ett grannblock arrangerat i ett vanstra gransomrade av prediktionsblocket, och en variation i pixelvarde Than baspixeln till en grannpixel arrangerad i den samma ko- lonnen som prediktionsmalpixeln bland referenspixlar tillhorande ett grannblock arrangerat i ett ovre gransomrade av baspixelns prediktionsblock, kan prediceras som ett pixelvarde av prediktionsmalpixeln.

Vidare, en pixel arrangerad i den samma raden eller kolonnen som en prediktionsnnalpixel bland pixlar tillhorande grannblock arrangerade i ett vanstra eller ett ovre gransomrade tillhorande prediktionsblocket kan sattas till baspixeln, och ett varde som erhallits genom at tillampa en variation i pixelvarde Than baspixeln till baspixelns prediktionspixel kan prediceras som ett pixelvarde av prediktionsmal- pixel n.

Prediktionsmalpixeln kan har vara en diagonalpixel tillhorande prediktionsblocket, och en icke-diagonalpixel tillhOrande prediktionsblocket kan prediceras via inter- polering med hjalp av diagonalpixeln och pixlarna tillhorande grannblocken.

Intraprediktionen kan ytterligare inkludera att generera en referenspixel arrangerad i ett gransomrade mellan ett intermodblock och prediktionsenheten nar ett grannblock till prediktionsenheten är intermodblocket, varvid en pixel arrangerad i ett gransomrade tillhorande prediktionsenheten bland pixlar av ett intramodblock arrangerat pa en vanstersida eller en nedre sida av referenspixeln kan sattas till en forsta baspixel, en pixel arrangerad i prediktionsenhetens gransomrade bland pixlar av ett intramodblock arrangerat pa en hogersida eller en ovre sida av refe- renspixeln kan sattas till en andra baspixel, och referenspixeln kan genereras ba- serat pa ett avstand mellan den forsta baspixeln och referenspixeln och ett avstand nnellan den andra baspixeln och referenspixeln.

Ett pixelvarde av den forsta baspixeln kan har vara ett genomsnittligt pixelvarde av pixlar arrangerade i prediktionsenhetens gransomrade bland intramodblockets pixlar som den forsta baspixeln tillhor, och ett pixelvarde av den andra baspixeln kan har vara ett genomsnittligt pixelvarde av pixlar arrangerade i prediktionsenhetens gransomrade bland intramodblockets pixlar som den forsta basreferensen tillhor. Dessutom, ett pixelvarde av den forsta baspixeln kan vara ett pixelvarde av referenspixeln nar ett intramodblock är arrangerat enbart pa den vanstra sidan eller pa den nedre sidan relativt referenspixeln, och ett pixelvarde av den andra baspixeln kan vara ett pixelvarde av referenspixeln nar ett intramodblock är arrangerat enbart pa den hogra sidan eller pa den ovre sidan relativt referenspixeln.

Avkodaren kan, med hjalp av entropi-avkodningen och baserat pa baspixeln, forvarva en instruktion till att generera prediktionsblockets pixlar. Dessutom, avkodaren kan, med hjalp av entropi-avkodningen och baserat pa baspixeln, forvarva en instruktion till att generera referenspixlarna.

[Positiva Effekter] Som framstallt ovan och i enlighet med den foreliggande uppfinningen sa kan effektiv intraprediktion av en textur med inriktning uppnas med hansyn tagen till variationer av referenspixlar tillhorande grannblock.

Dessutom, planprediktion kan utforas med hansyn tagen till variationer av pixel- varden tillhorande grannblock relativt ett prediktionsblock, vilket effektiviserar prediktionen. 6 Dessutonn, nar tvingad intraprediktion (CIP) anvands sa genereras en referenspixel baserat pa ett intrannodalt grannblock i en position av en intermod avseende grannpixel, vilken referenspixel anvands for intraprediktion med hansyn tagen till variationer av pixelvarden, vilket effektiviserar prediktionen.

[Beskrivning av Figurer] Fig. 1 är ett blockdiagram som schematiskt illustrerar en konfiguration tillhorande en videokodare i enlighet med en typisk utf6ringsform av den foreliggande uppfinningen.

Fig. 2 är ett blockdiagram som schematiskt illustrerar en konfiguration tillhorande en intraprediktionsmodul i enlighet med en typisk utforingsform av den foreliggande uppfinningen.

Fig. 3 är ett blockdiagram som schematiskt illustrerar en konfiguration tillhorande en videoavkodare i enlighet med en typisk ufforingsform av den foreliggande uppfinningen.

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 forst.

Fig. 7 schematiskt illustrerar en metod for att, baserat pa diagonalpixeln, harleda andra pixelvarden i prediktionsblocket.

Fig. 8 schematiskt illustrerar en metod for att predicera ett pixelvarde med hansyn tagen till ett referenspixelvarde och en variation av en referenspixel. 7 Fig. 9 schennatiskt illustrerar en nnetod for att harleda diagonalpixlar tillhorande ett prediktionsblock forst och darefter pixelvarden av resterande pixlar.

Fig. 10 schematiskt illustrerar att diagonalpixlar harleds forst och andra pixlar an 5 diagonalpixlarna harleds med samma metod som anvants for 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 foreliggande uppfinningen genomfor CIP med hansyn tagen till variationer i pixelvarde.

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

Fig. 15 illustrerar en prediktionsinriktning av en intraprediktionsmod.

Fig. 16 är ett flodesschenna som schematiskt illustrerar en operation av avkodaren i systennet i enlighet med den foreliggande uppfinningen.

[Beskrivning av utfOringsformerna av uppfinningen] Fastan element i ritningarna visats som oberoende for att beskriva olika sardrag och fun ktioner av en videokodare/videoavkodare sa inbegriper inte en sadan kon- figuration att varje element är konstruerat av en separat hardvaru- eller mjukvaru- bestandsdel. Det vill saga, elementen är oberoende anordnade och minst tva element kan kombineras till ett enkelt element, eller sa kan ett enkelt element uppdelas i flertal element kir att utfOra sin fun ktion. Det skall noteras att utforingsformerna i vilka flera element integrerats i ett kombinerat element och/eller ett element uppdelats i multipla separata element omfattas av den foreliggande upp- finningen - den foreliggande uppfinningens !Kama har armed inte frangatts. 8 I det foljande konnnner typiska utforingsfornner av den foreliggande uppfinningen att beskrivas i detalj och med hanvisning till de medfoljande ritningarna. Ett hanvisningstal hanvisar till ett och samma element i alla ritningarna och overflodig beskrivning av ett och samma element i olika ritningar kommer inte att tas med.

Fig. 1 är ett blockdiagram som illustrerar en konfiguration tillhorande en videokodare i enlighet med en typisk utforingsform av den foreliggande uppfinningen. Med hanvisning till Fig. 1 sa 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 utfors av videokodaren och kan ocksa hanvisas till som en CU. En kodningsenhet kan upprepade ganger delas med ett djup baserat pa en quadtree-struktur. En kodningsenhet av en maximalstorlek hanvisas till som en storsta kodningsenhet (LCU), och en kodningsenhet av en nnininnalstorlek hanvisas till som en nninsta kodningsenhet (SCU). En kodningsenhet kan ha en storlek pa 8 x 8, 16 x 16, 32 x 32 eller 64 x 64. Bilduppdelningsmodulen 110 kan uppdela kodningsenheten for att generera en prediktionsenhet och en transformeringsenhet. Prediktionsenheten kan ocksa hanvisas till som en PU och transformeringsenheten kan ocksa hanvisas till som en TU.

I en interprediktionsmod sa utfOr interprediktionsmodulen 120 estimering av rOrelsen (ME) och kompensering av rorelsen (MC). Interprediktionsmodulen 120 genererar ett prediktionsblock baserat pa information om minst en av tidigare och efterfoljande bilder relativt den aktuella bilden, vilket kan hanvisas till som interhel- bildsprediktion.

Interprediktionsmodulen 120 har ett uppdelat prediktionsmalblock och minst ett referensblock lagrat i minnet 160. Interprediktionsmodulen 120 utfor estimering av 9 rorelsen med hjalp av prediktionsnnalblocket och referensblocket. Interprediktionsmodulen 120 genererar rorelseinformation som omfattar en rorelsevektor (MV), ett referensblockindex och en prediktionsmod som ett resultat av estimering av rorelsen.

Interprediktionsmodulen 120 utfor dessutom kompensering av rorelsen med hjalp av rorelseinformationen och referensblocket. Utifran referensblocket genererar och matar interprediktionsmodulen 120 ut ett prediktionsblock motsvarande till ett inputblock.

ROrelseinformationen är entropi-kodad fOr att bilda en komprimerad datastrOm som overfors fran videokodaren till videoavkodaren.

Intraprediktionsmodulen 125 kan i en intraprediktionsmod generera ett predikt- ionsblock baserat pa information gallande en pixel i den aktuella bilden. Intrapre- diktion kan ocksa betecknas intrahelbildsprediktion. Ett prediktionsmalblock och ett block som är rekonstruerat genom kodning och avkodning matas i intraprediktionsmoden in i intraprediktionsmodulen 125. Det rekonstruerade blocket 125 är har en bild som inte passerat avblockeringsfiltret. Det rekonstruerade blocket kan vara ett tidigare prediktionsblock.

Fig. 2 är ett blockdiagram som schematiskt illustrerar en konfiguration tillhorande intraprediktionsmodulen i enlighet med en typisk utforingsform av den foreliggande uppfinningen. Med hanvisning till Fig. 2 sa inkluderar intraprediktionsmodu- len en modul 210 fOr generering av referenspixel, en modul 220 fOr bestamning av intraprediktionsmod, och en modul 230 for generering av ett prediktionsblock.

Modulen 210 fOr generering av referenspixel genererar en referenspixel nOdvandig for intraprediktion. Pixlar i en vertikallinje som är langst till Niger i ett vanster- block som är granne med ett prediktionsmalblock och pixlar i en horisontallinje som är langst ner i ett ovre block som är granne med ett prediktionsmalblock anvands for att generera referenspixeln. Till exempel, nar prediktionsmalblocket har en storlek N da anyands 2N pixlar i var och en av vanster och ovre riktning som referenspixlar. Referenspixeln kan anvandas som den är eller via adaptiv intrautjamningsfiltrering (AIS). Nar referenspixeln utsatts for AIS-filtrering da signaleras information om AIS-filtrering.

Modulen 220 for bestamning av intraprediktionsmod tar emot input fran predikt- ionsmalblocket och det rekonstruerade blocket. Modulen 220 f6r bestamning av intraprediktionsmod valjer ut en mod som minimerar mangd information till kodning bland prediktionsmoder med hjalp av inbilden och matar ut information gallande prediktionsmoden. En fOrinstalld kostnadsfunktion eller Hadamard- transform kan har anvandas.

Modulen 230 f6r generering av ett prediktionsblock tar emot input information gallande prediktionsmoden och referenspixeln. Modulen 230 for generering av prediktionsblocket predicerar rumsligt och kompenserar ett pixelvarde horande till prediktionsmalblocket med hjalp av informationen om prediktionsmoden och ett pixelvarde av referenspixeln och genererar darigenom ett prediktionsblock.

Informationen om prediktionsmoden är entropi-kodad for att bilda en konnprinnerad datastrom som tillsammans med videodata overfors fran videokodaren till video-20 avkodaren. Videoavkodaren anvander infornnationen om prediktionsmoden nar den genererar ett intraprediktionsblock.

Med aterhanvisning till Fig. 1, ett differentierande block genereras av skillnad melIan prediktionsmalblocket 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 for att generera en transformeringskoefficient.

Ett transformeringsblock med en transformeringsenhet har en quadtree-struktur innanfor maximum- och minimumstorlek och är darmed inte begransat till en for- utbestamd storlek. Varje transformeringsblock har en indikator som indikerar ifall det aktuella blocket är uppdelat i underblock, varvid nar indikatorn har varde 1 da 11 kan det aktuella transfornneringsblocket delas i fyra underblock. Diskret cosinustransform (DOT) kan anvandas for omvandlingen.

Kvantiseringsmodulen 135 kan kvantisera vardena som omvandlats av transfor- meringsmodulen 130. En kvantiseringskoefficient kan andras baserat pa ett block eller bildens relevans. Den kvantiserade transformeringskoefficienten kan tillhandahallas till omarrangeringsmodulen 165 och till avkvantiseringsmodulen 140.

Omarrangeringsmodulen 165 kan genom skanning andra ett tvadimensionellt (2D) block med transformeringskoefficienten till en endimensionell (1D) vektor med transformeringskoefficienterna for att effektivisera entropi-kodningen. Omarrangeringsmodulen 165 kan baserat pa stokastisk statistik andra skanningsordningen f6r att effektivisera entropi-kodningen.

Entropi-kodningsnnodulen 170 entropi-kodar vardena som erhallits i onnarrange- ringsmodulen 165 och de kodade vardena bildar en komprimerad datastrom som lagras eller overfors genom en natverksabstraktionsniva (NAL). Avkvantiseringsmodulen 140 tar emot och avkvantiserar transformeringskoefficienterna som kvantiserats med hjalp av kvantiseringsnnodulen 135 och inverstransformerings- modulen 145 inverstransformerar transformeringskoefficienterna for att darigenom generera ett rekonstruerat, differentierande block. Det rekonstruerade, differentierande blocket slas ihop med prediktionsblocket som genererats med hjalp av interprediktionsmodulen 120 eller intraprediktionsmodulen 125 for att generera ett rekonstruerat block. Det rekonstruerade blocket tillhandahalls intraprediktionsmo- dulen 125 och avblockeringsfiltret 150.

Avblockeringsfiltret 150 filtrerar det rekonstruerade blocket fOr att avlagsna en distorsion i ett gransomrade mellan block, vilken distorsion uppstar under kodnings- respektive avkodningsprocessen, och tillhandahaller ett filtrerat resultat till ett adaptivt loop-filter (ALF) 155. 12 ALF 155 filtrerar for att nnininnera ett fel nnellan prediktionsnnalblocket och det slutliga rekonstruerade blocket. ALF 155 filtrerar baserat pa ett varde som resulterat fran en jamfOrelse av det rekonstruerade blocket som filtrerats med hjalp av avblockeringsfiltret 150 och det aktuella prediktionsmalblocket, och en filterkoeffici- entinformation som hOr ihop med ALF 155 laddas upp i en headerdel och overfOrs fran kodaren till avkodaren.

Minnet 160 kan lagra det slutliga rekonstruerade blocket som erhallits med hjalp av ALF 155, och det (slutliga) lagrade rekonstruerade blocket kan tillhandahallas interprediktionsmodulen 120 for att utfora interprediktionen.

Fig. 3 är ett blockdiagram som illustrerar en konfiguration tillhorande en videoavkodare i enlighet med en typisk utforingsform av den foreliggande uppfinningen. Med hanvisning 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 konnprimerad datastrom Than en NAL. Entropi-avkodningsnnodulen 310 entropi-avkodar den nnottagna datastronn- men samt en prediktionsmod och rorelsevektorinformation om datastrommen inkluderar prediktionsmoden och rorelsevektorinformationen. En entropi-avkodad transformeringskoefficient eller differentierande signal tillhandahalls omarrangeringsmodulen 315. Omarrangeringsmodulen 315 inversskannar transformerings- koefficienten eller den differentierande signalen for att generera ett 2D-block in- nehallande transformeringskoefficienter.

Avkvantiseringsmodulen 320 tar emot och avkvantiserar de entropi-avkodade och omarrangerade transformeringskoefficienter. Inverstransformeringsmodulen 3 inverstransformerar de avkvantiserade transformeringskoefficienterna for att ge- nerera ett differentierande block. 13 Det differentierande blocket kan slas ihop med ett prediktionsblock som genererats med hjalp av interprediktionsnnodulen 330 eller intraprediktionsmodulen 335 for att generera ett rekonstruerat block. Det rekonstruerade blocket tillhandahalls intraprediktionsmodulen 335 och avblockeringsfiltret 340. Interprediktionsmodulen 330 och intraprediktionsmodulen 335 kan utfOra samma operationer som inter- prediktionsmodulen 120 och intraprediktionsmodulen 125 horande till videokodaren.

Avblockeringsfiltret 340 filtrerar det rekonstruerade blocket fOr att avlagsna en distorsion i ett gransomrade mellan block, vilken distorsion uppstar under kod- nings- respektive avkodningsprocessen, och tillhandahaller ett filtrerat resultat till ett ALF 345. ALF 345 filtrerar for att mininnera ett fel mellan prediktionsmalblocket och det slutliga rekonstruerade blocket. Minnet 160 kan lagra det slutliga rekonstruerade blocket som erhallits med hjalp av ALF 345, och det (slutliga) lagrade rekonstruerade blocket kan tillhandahallas interprediktionsmodulen 330 for att utfora interprediktion.

Ennellertid, i ett onnrade med icke-signifikanta texturandringar, exempelvis en nnonoton himmels- eller havsbakgrund, anyands planintraprediktion for att ytterligare effektivisera kodningen.

Intraprediktion klassificeras i riktningsprediktion, DC-prediktion och planprediktion, varvid planprediktion kan ses som en utvidgning av konceptet DC-prediktion. Fastan planprediktion med ett brett synsatt kan inkluderas i DC-prediktion sa kan planprediktion tacka en prediktionsmetod som inte omfattas av DC-prediktion. Till exempel, DC-prediktion är fOredragen kir en enhetlig textur, medan planprediktion är effektiv for blockprediktion dar pixelvarden har riktning.

Den foreliggande specifikationen illustrerar en metod for att forbattra effektiviteten 30 av planprediktion med avseende pa en textur med inriktning genom att anvanda variationer i pixelvarden horande till referenspixlar som hor till grannblock. 14 Fig. 4 schennatiskt illustrerar en planprediktionsnnetod.

Med hanvisning till Fig. 4(A), ett pixelvarde 425 av en pixel i ett nedre hogerhOrn av ett aktuellt block 420 prediceras. Pixelvardet 425 av pixeln i det nedre hoger- hOrn av det aktuella blocket 420 kan prediceras som ett DC-varde.

Med hanvisning till Fig. 4(B), pixelvarden av pixlar placerade i ett hogre gransomrade av det aktuella blocket och pixelvarden av pixlar placerade i ett nedre gransomrade av det aktuella blocket prediceras. Till exempel, ett pixelvarde 445 place- rat i det hogra gransomr6det av det aktuella blocket kan prediceras med hjalp av linjar interpolering av ett pixelvarde 450 av ett ovre block och DC-vardet 425. Dessutom, ett pixelvarde 435 placerat i det nedre gransomradet av det aktuella blocket kan prediceras med hjalp av linjar interpolering av ett pixelvarde 430 av ett vansterblock och DC-vardet 425.

Med hanvisning till Fig. 4(C), pixelvarden av resterande pixlar, andra an pixlarna i det nedre hogerhornet, pixlarna i det hogra gransomradet och pixlarna i det nedre gransonnradet, i det aktuella blocket kan prediceras med hjalp av bilinjar interpolering av pixelvardena av det ovre och det vanstra blocket och de redan predicera- de pixelvardena i det aktuella blocket. Till exempel, ett pixelvarde 475 i det aktu- ella blocket kan prediceras med hjalp av interpolering av ett pixelvarde 460 av det ovre blocket, ett pixelvarde 455 av det vanstra blocket, det redan predicerade pixelvardet 445 placerat i det h6gra gransomradet av det aktuella blocket och det redan predicerade pixelvardet 435 placerat i det nedre gransomradet av det aktu- ella blocket.

Med hanvisning till Fig. 4(D), prediktionssamplen (predicerade sampel) som erhal- lits via den ovannamnda processen kan forfinas. Till exempel, ett pixelvarde X 495 i det aktuella blocket kan forfinas med hjalp av ett ovre sampelvarde T 480 och ett vanster sampelvarde L 490. Specifikt, X', som är en forfinad version av X, kan erhallas via X'= {(X<<1)+L+T+1}>>2. Har indikerar x<>y indikerar att tvaans konnplennentheltalsuttryck av x är aritnnetiskt skiftat till Niger med binarenheten y.

Fig. 5 schematiskt illustrerar en alternativ planprediktionsmetod.

Enligt metoden av Fig. 5 sA prediceras pixelvarden av pixlar placerade diagonalt i en aktuell pixel forst och pixelvarden av resterande pixlar i det aktuella blocket prediceras med de predicerade pixelvardena. For att underlatta lasning av beskrivningen sa hanvisar man i det fOljande till de pixlarna som utgOr blocket som är placerade diagonalt med start fran toppen och fran vanster sasom diagonalpix- lar.

Med hanvisning till Fig. 5(A), pixelvarden av diagonalpixlar 540 horande till ett aktuellt block 520 prediceras med hjalp av ett pixelvarde 510 av ett ovre referens- block och ett pixelvarde 530 av ett vanster referensblock. Till exempel, ett pixel- varde av en diagonalpixel P i det aktuella blocket kan erhallas med hjalp av ett pixelvarde av en pixel "AboveRef" placerad i ett gransomrade mellan det aktuella blocket och det ovre blocket bland pixlar av det ovre blocket och ett pixelvarde av en pixel "LeftRef' placerad i ett gransomrade mellan det aktuella blocket och det vanstra blocket bland pixlar av det vanstra blocket med hjalp av P=(LeftRef+ AboveRef+1) »1.

Med hanvisning till Fig. 5(B), pixelvarden av andra pixlar an diagonalpixlarna 540 i det aktuella blocket 510 kan erhallas med linjar interpolering genom att anvanda pixelvardet som erhallits i Fig. 5(A) och pixelvarden tillhOrande pixlarna i det ovre och vanstra blocket i gransomraden. Till exempel, P1 kan erhallas med hjalp av pixeln "AboveRef" tillhorande det ovre blocket och den erhallna diagonalpixeln P genom P1=(AboveRerd2 + P*d1)/(d1+d2). Dessutom, P2 kan erhallas genom P2=(LeftRefd3 + P*d4)/(d3+d4).

Medan planprediktionsmetoderna illustrerade i Fig. 4 och Fig. 5 är effektiva for en enhetlig textur utan inriktning sa kan dessa metoder ha reducerad effektivitet nar 16 det galler prediktion avseende en textur med inriktning, sasonn lunniniscenspixlar i vilka luminiscensen andras vasentligt i en riktning, exempelvis en horisontalriktning, men andras knappt i en annan riktning, exempelvis en vertikalriktning.

Saledes, planintraprediktion som tar hansyn till variationer i pixelvarde kan behti- vas. Planintraprediktion i enlighet med den foreliggande uppfinningen valjer eller predicerar ett baspixelvarde och tillampar variationer i pixelvarden mellan en bas-pixel och en malpixel till baspixelvarde fOr att darigenom predicera ett pixelvarde kir malpixeln.

I det foljande kommer exempel av den foreliggande uppfinningen att beskrivas med hanvisning till ritningarna.

Exempel 1 Fig. 6 schematiskt illustrerar att en diagonalpixel Pii av ett aktuellt prediktionsblock prediceras forst. Har, Exempel 1 och Fig. 6 har ett strikt exemplifierande syfte och deras respektive innehall skall inte tolkas som en utforingsform av den foreliggande uppfinningen. Fastan Fig. 6 fOr bekvannlighets skull illustrerar ett 8 x 8 prediktionsblock sa kan den foreliggande uppfinningen appliceras till ett N x N pre- diktionsblock och är alltsa inte begransad till ett 8 x 8 prediktionsblock.

I Exempel 1 som visas i Fig. 6 sa prediceras diagonalpixlarna av det aktuella prediktionsblocket forst och baserat pa en referenspixel (Ri0 och/eller ROL OK, j$8 i fallet av ett 8 x 8 prediktionsblock) horande till referensblocket som är granne till det aktuella prediktionsblocket.

Det vill saga, efter det att diagonalpixlarna Pii erhallits sa kan andra pixelvarden i prediktionsblocket harledas via antingen interpolering eller extrapolering med hjalp av referenspixelvarden (Rij) h6rande till grannblocket och Pii.

Fig. 7 schematiskt illustrerar en metod for att, baserat pa diagonalpixeln, harleda andra pixelvarden i prediktionsblocket. 17 Enligt den foreliggande uppfinningen sa utfors planprediktion med hansyn tagen till andringar av pixelvarden. Till exempel, sasom visat i Fig. 7(A), nar referenspix- elvardena okar i bade en x-riktning (at Niger) och i en y-riktning (nedat) sa är sannolikheten storre att pixelvarden i prediktionsblocket okar i en nedat-at Niger riktning. I detta fall sa kan ett pixelvarde i P88 i ett nedre hogerhorn av prediktionsblocket prediceras forst och andra pixlar kan prediceras baserat pa pixelvardet i P88.

For att predicera vardet i P88, vilket definierar ett pixelvarde av referenspixel ROO i ett ovre vansterhorn av det aktuella prediktionsblocket som ett pixelvarde av baspixel, sa kan en variation Than baspixeln till prediktionsmalpixeln P88 i prediktionsblocket tillampas pa baspixelns pixelvarde. Till exempel, ett pixelvarde av malpixeln P88 kan erhallas med hjalp av Ekvation 1. Rij eller Pij som är illustre- rade i ritningarna och beskrivningen är for bekvamlighets skull betecknade Ri,i el- ler P.

[Ekvation 1] Nar P88 erhallits sa kan de andra diagonalpixlarna Pii erhallas med hjalp av Ekvation 2.

[Ekvation 2] Eftersom det aktuella exemplet illustrerar ett 8 x 8 prediktionsblock sa kan har i vara 1, 2, ...8. Fastan Exempel 1 for bekvamlighets skull illustrerar prediktions- 18 blocket 8 x 8 sa kan Pii i ett N x N prediktionsblock erhallas som Pii=R00+(i/N)P88.

Sasom visas i Fig. 7(B), aven nar referenspixelvardet minskar i x-riktningen (at Niger) och i y-riktningen (nedat) sa kan ett pixelvarde i P88 i det nedre hogerhor- net harledas med hansyn tagen till variationer i minskande pixelvarden och de andra pixelvardena kan prediceras baserat pa pixelvardet i P88. I detta fall kan P88 harledas med hjalp av Ekvation 3.

[Ekvation 3] P 3,80,0 N\ 0,8 Nar P88 erhallits sa kan de andra diagonalpixlarna i prediktionsblocket erhallas med hjalp av Ekvation 4.

[Ekvation 4] H5r kan i vara 1, 2, ...8.

Sasom visas i Fig. 7(C) och till skillnad Than Fig. 7(A) och Fig. 7(B), när referens- pixelvarden akar i en nedat-at Niger riktning sa harleds forst diagonapixlarna pla- cerade fran nere till vanster till uppe till Niger i prediktionsblocket baserat pa variationer i pixelvarden. Till exempel, ett pixelvarde i P81 i ett nedre vansterhorn av prediktionsblocket harleds och de resterande pixelvardena kan prediceras baserat pa pixelvardet i P81. I detta fall kan P81 harledas med hjalp av Ekvation 5.

[Ekvation 5] 19 Nar P81 erhallits sa kan de andra diagonalpixlarna (fran nere till vanster till uppe till vanster) i prediktionsblocket harledas med hjalp av Ekvation 6.

[Ekvation 6] Har kan i vara 1, 2, ...8.

Dessutom, sasom visas i Fig. 7(D), nar referenspixelvarden 6kar i en nedat-at vanster riktning sa harleds forst diagonapixlarna placerade fran nere till vanster till uppe till Niger i prediktionsblocket baserat pa variationer i pixelvarden. Till exempel, ett pixelvarde i P81 i ett nedre vansterhorn av prediktionsblocket harleds och de resterande pixelvardena kan prediceras baserat pa pixelvardet i P81. I detta fall kan P81 harledas med hjalp av Ekvation 7.

[Ekvation 7] 4-1 R 8,190,80,0 Nar P81 erhallits sa kan de andra diagonalpixlarna (fran nere till vanster till uppe till vanster) i prediktionsblocket harledas med hjalp av Ekvation 8.

[Ekvation 8] Har kan i vara 1, 2, ...8.

Med tanke pa berakningslaster sá kan approximering av berakningarna av kvadratrotter fOr att harleda diagonalpixlarna utforas som i Ekvation 9.

[Ekvation 9] Lx+ De andra pixelvardena i prediktionsblocket kan darefter harledas via interpolering eller extrapolering med hjalp av prediktionsvardena horande till diagonalpixlarna, ovre referenspixelvarden och vanstra referenspixelvarden.

I Fig. 7(A) och Fig. 7(B) sa kan pixlarna Pij i prediktionsblocket harledas via inter- polering med hjalp av diagonalpixlarna Pii och referenspixlar Rij horande till grannblocket. Har kan en interpolering visad i Fig. 10 anvandas.

[Ekvation 10] Har är d1 ett avstand fran pixeln ROj eller Rj0 horande till grannblocket som an- vands f6r interpolering till prediktionsmalpixeln Pij, och d2 är ett avstand fran dia- gonalpixeln Pii som anvands for interpolering till prediktionsmalpixeln Pij.

Dessutom och med hanvisning till Fig. 7(C) och 7(D) sa kan pixeln Pi som harletts via interpolering bland pixlarna i prediktionsblocket harledas med hjalp av Ekvat- ion 11.

[Ekvation 11] 21 eller Har är i+j<9 och d1 är ett avstand Than pixeln ROj eller Rj0 horande till grannblock- et som anvands for interpolering till prediktionsmalpixeln Pij, och d2 är ett avstand fran diagonalpixeln Pii som anvands f6r interpolering till prediktionsmalpixeln Pij. Fastan Ekvation 11 anvands fOr att via interpolering harleda pixeln Pij hOrande till prediktionsblocket sa kan morn ramen f6r den foreliggande uppfinningen olika in- terpoleringsmetoder anvandas.

I Fig. 7(C) och Fig. 7(D) sa harleds en pixel Pe via extrapolering bland pixlarna av prediktionsblocket. En extrapolering som visas i Ekvation 12 kan anvandas for att harleda pixeln i prediktionsblocket.

[Ekvation 12] Har är i+j>9 och P är en diagonalpixel som anvands till extrapolering. Dessutom och som beskrivet ovan, d1 och d2 är ett avstand fran referenspixeln till prediktionsmalpixeln Pij respektive ett avstand fran pixeln Pii till prediktionsmalpixeln Pij. 22 Exempel 2 Fig. 8 schematiskt illustrerar ytterligare en metod for att predicera ett pixelvarde med hansyn tagen till ett referenspixelvarde och en variation av en referenspixel. Fastan Fig. 8 for bekvamlighets skull illustrerar ett 8 x 8 prediktionsblock sa kan den fOreliggande uppfinningen appliceras till ett N x N prediktionsblock och är alltsa inte begransad till ett 8 x 8 prediktionsblock.

Fig. 8 illustrerar en referenspixel POO placerad i det ovre vansterhornet av prediktionsblocket sasom en baspixel. I Exempel 2 sa harleds en prediktionsmalpixel Pij genom att tillampa vertikala och horisontala variationer Than referenspixeln till baspixelns varde. Malpixeln Pij harleds till exempel med hjalp av Ekvation 13.

[Ekvation 13] ROO + + Av Har är Ay=RiO-R00, Ax=R0j-R00, ochj$8 for prediktionsblocket 8 x 8.

Till exempel och med hanvisning till Fig. 8, en pixel P33 harleds, i enlighet med Ekvation 7, via P33=R0O+Ax+Ay. Ax och Ay är här variationer i pixelvarde i x- riktningen och i y-riktningen fran baspixeln ROO till P33.

Som ett alternativ och med hanvisning till Fig. 8, en pixel P76 harleds, i enlighet med Ekvation 13, via P76=R00+Ax'+Ay'. Ax' och Ay' är har variationer i pixelvarde i x-riktningen och i y-riktningen fran baspixeln ROO till P76.

Exempel 3 Fig. 9 schematiskt illustrerar ytterligare en metod for att harleda diagonalpixlar tillhorande ett prediktionsblock forst och darefter pixelvarden av resterande pixlar.

Fastan Fig. 5 illustrerar att diagonalpixlarna harleds baserat pa ett snittvarde av tva pixlar i en horisontal/vertikal riktning av ett grannblock till det aktuella predikt- 23 ionsblocket sa harleder Exempel 3, visat i Fig. 9, diagonalpixlarna med hansyn tagen till variationer.

Med hanvisning till Fig. 9(A) sa prediceras prediktionsblockets diagonalpixlar med hjalp av pixelvarden tillhorande grannblock placerade i ovre och/eller vanstra gransomrade av prediktionsblocket. Till exempel, diagonalpixlarna Pii prediceras med hjalp av Ekvation 14.

[Ekvation 14] eller X R A >€,;t Till exempel och med hanvisning till Fig. 9(A), P33 prediceras i enlighet med Ek- vation 14 via P33=R03+Ay eller P33=R3O+Ax. ,Ax och Ay är variationer i pixelvarde i x-riktningen fran en baspixel R30 till P33 och i y-riktningen Than en baspixel R03 till P33.

Med hanvisning till Fig. 9(B), pixelvarden av andra pixlar Pij an diagonalpixlarna i det aktuella blocket kan prediceras med hjalp av linjar interpolering genom att anvanda prediktionsvardena av diagonalpixlarna och referenspixlarna ROO, R10 till R80 och RO1 till R08 horande till grannblocken i det ovre och det vanstra gransomradet av det aktuella blocket.

Ett pixelvarde Pij prediceras till exempel med hjalp av Ekvation 15.

[Ekvation 15] 24 RO eller .RiOxd2+Pxdi .d1 d1 är ett avstand fran pixeln ROj eller Pi() horande till grannblocket som anvands fOr interpolering till prediktionsmalpixeln Pij, och d2 är ett avstand fran diagonalpixeln Pii som anvands for interpolering till prediktionsmalpixeln Pij.

Exempel 4 Fig. 10 schematiskt illustrerar att diagonalpixlar harleds forst och andra pixlar an diagonalpixlarna harleds med samma metod som anvants for diagonalpixlarna.

Diagonalpixlama kan i Fig. 10 prediceras pa samma satt som illustrerat i Fig. 9. Saledes och med hanvisning till Fig. 10(A), en diagonalpixel P33 horande till ett aktuellt prediktionsblock kan prediceras med hjalp av P33=R03-FAy eller P33=R30+Ax.

Andra pixlar Pij an diagonalpixlarna i det aktuella blocket kan prediceras med hjalp av linjar interpolering genom att anvanda prediktionsvardena av diagonalpix- larna och referenspixlarna ROO, R10 till R80 och RO1 till R08 h6rande till grann- blocken i det ovre och det vanstra gransomradet av det aktuella blocket.

Samma metod kan har anvandas fOr att harleda diagonapixlar. En pixel Pij prediceras till exempel med hjalp av Ekvation 16.

[Ekvation 16] Ro 40' eller P Ri0+ AA' Har är Ay=RiO-R00, Ax=R0j-R00, ochj$8 for prediktionsblocket 8 x 8.

Till exempel och med hanvisning till Fig. 10, P37 harleds, i enlighet med Ekvation 16, via P37=R07 +Ay eller P37=R7O-FAx.

Langtidsackumulering av mindre fel som orsakas av heltalsaritmetiken som koda- ren eller avkodaren applicerar kan emellertid leda till ett allvarligt fel. Dessutom, nar ett overfOringsfel intraffar i ett grannblock till ett aktuellt block sa matchas kodaren och avkodaren eller felspridningen daligt. Till exempel, nar ett fel intraffar i grannblocket sa andras pixelvarden i ett gransomrade horande till grannblocket. I detta fall, nar avkodaren am/ander en pixel med ett andrat pixelvarde som en refe- renspixel sa sprids felet till det aktuella blocket. Saledes, ett verktyg fOr att fOrhindra ett sadant problem behovs, exempelvis ett kodningsverktyg sasom tvingad intraprediktion (CIP).

Fig. 11 schematiskt illustrerar en CIP-metod.

Om nagot av interprediktionsmalblocken är granne med ett aktuellt makroblock T sa anyands enligt metoden av Fig. 11 enbart DC-intraprediktionsmod och ett DCprediktionsvarde ar fixerat till 128.

Ett pixelvarde horande till ett block som predicerats bland grannblocken med hjalp av intraprediktionsmoden anvands har inte som ett referenspixelvarde. Saledes, med hjalp av denna metod sa blir anvandning av en DC-prediktionsnnod obligato- 26 risk, vilket ocksa utesluter tillganglig information, till exennpel intraprediktionsmod pixlar som är grannar.

Fig. 12 schematiskt illustrerar en alternativ CIP-metod. Ett pixelvarde horande till ett block som i intraprediktionsmoden predicerats bland grannblock anvands enligt metoden av Fig. 12 som ett referenspixelvarde och ett pixelvarde av ett block som predicerats i intraprediktionsmoden harleds med hjalp av intraprediktionsmodblock som är grannar. Saledes, inte bara DC-moden, men aven andra intraprediktionsmoder kan anvandas.

Med hanvisning till Fig. 12, bland grannblock till ett aktuellt prediktionsblock T, pixelvarden 1210, 1220 och 1230 av block A, B, D, E, F, H och I predicerade med hjalp av interprediktionsmod harleds genom att anvanda pixlar horande till block som predicerats med hjalp av intraprediktionsmoden.

Till exempel, nar predicerade pixlar h6rande till intraprediktionsmod finns pa saval h6ger som vanster sida av ett malinterprediktionssampel sa kan ett pixelvarde PT horande till ett block predicerat med hjalp av interprediktionsmoden harledas med hjalp av Ekvation 17.

[Ekvation 17] Har är PTett malintraprediktionssampel, PLB är ett vanster eller ett nedre intrapre- diktionssampel och PRA är ett hoger eller ett ovre intraprediktionssampel. Dessutom, nar ett intraprediktionssampel finns enbart pa ena sidan av malintraprediktionssamplet sa kan ett pixelvarde PT h6rande till ett block predicerat med hjalp av intraprediktionsmoden harledas med hjalp av Ekvation 18.

[Ekvation 18] 27 TRJ eller Metoden enligt Fig. 12 anvander intraprediktionsmoden mer korrekt an metoden enligt Fig. 11, men anvander ett snittvarde av tillgangliga pixelvarden horande till intraprediktionsmod eller ett tillgangligt pixelvarde horande till intraprediktionsmod som ett pixelvarde av ett grannblock som predicerats i intraprediktionsmoden utan att ta hansyn till variation i pixelvarden. 28 Det behovs saledes en CIP-nnetod som tar hansyn till variationer i pixelvarde.

Exempel Exempel 5 och Fig. 13 har ett strikt exemplifierande syfte och deras respektive innehall skall inte tolkas som en utforingsform av den foreliggande uppfinningen.

Fig. 13 schematiskt illustrerar att ett system i enlighet med den foreliggande uppfinningen genomf6r CIP med hansyn tagen till variationer i pixelvarde.

Metoden enligt Fig. 13, dvs. att anvanda variationer i pixelvarden av !pada pixlarna fOr interpolering, uppnar mer precis prediktion av ett malpixelvarde an metoden enligt Fig. 12 som anvander ett snittvarde av !pada pixelvarden som ett pixelvarde som skall harledas. En malpixel PT bland pixelvarden 1310, 1320 och 1330 som skall harledas kan till exempel harledas med hjalp av Ekvation 19.

[Ekvation 19] 7 di+ d2 Har är PT ett nnalprediktionssannpel, PLB är ett vanster eller ett nedre intrapredikt- ionssampel och PRA är ett hoger eller ett ovre intraprediktionssampel. Dessutom och som visat i Fig. 13, dl är ett avstand fran PLB till PT och d2 är ett avstand Iran PRA till PT.

Till exempel och med hanvisning till Fig. 13, PT1 kan harledas via (PLB1*d21 PRA1*d11)/(d1i+d21), och PT2 kan harledas via (PLB2*d22 + PRA2*d12)/(d12+d22).

Om ett intraprediktionssampel som skall anvandas for interpolering enbart finns antingen pa hOger eller pa vanster sida eller antingen pa Ovre eller pa nedre sida av malprediktionssamplet PT, da är PT=PLB eller PT=PRA. Dessutom, om det inte finns nagot predicerat block i intraprediktionsmoden, vilket block är granne med 29 nnalprediktionsblocket T da kan ett pixelvarde i den sannnna position som i en foregaende bild kopieras for anvandning som ett referenspixelvarde.

Snittvarden horande till intrapixlar i gransomradet kan anvandas som PLB eller PRA. Som exemplifierat i Fig. 3, nar PT är placerad in en nedre pixelrad 1320 ho- rande till antingen E-block eller D-block sa kan ett snittvarde av fyra nedersta pixlar horande till en intraprediktionsmod C-block anvandas som PRA och ett snittvarde av atta pixlar som är langst till Niger och hor till ett G-block anvandas som PLB. I detta fall är dl :s referenspunkt en Ovre pixel bland pixlarna som är langst till hoger och hor till G-blocket och d2:s referenspunkt är en pixel som är langst till vanster och Mr till G-blocket bland de nedersta pixlarna som hor till C-blocket.

Dessutom, linjar interpolering ger utjamningseffekter pa gransomradespixlar sa att adaptiv intrautjamning (AIS) kan stangas ay. I DC-prediktionsmod kan pixelfiltre- ring i ett gransomrade av prediktionsblocket vara paslagen.

Fig. 14 är ett flodesschenna som schematiskt illustrerar en operation av kodaren i systennet i enlighet med den foreliggande uppfinningen.

Med hanvisning till Fig. 14 sa nnatas (S1410) det in en ny prediktionsenhet av en aktuell bild. Prediktionsenheten (PU) kan vara en basenhet for intraprediktion och interprediktion. Prediktionsenheten kan vara ett mindre block an en kodningsenhet (CU) och kan ha en rektangular form, icke-nodvandigtvis kvadratisk. Intraprediktion av prediktionsenheten utfors i grund och botten med ett block som är an- tingen 2N x 2N eller N x N.

En referenspixel som behovs for intraprediktion harleds (S1420) darefter. Pixlar i en vertikallinje som ar langst till Niger i ett vansterblock som är granne med ett aktuellt prediktionsblock och pixlar i en nedersta horisontallinje av ett ovre block som är granne med det aktuella prediktionsblocket anvands for att generera refe- renspixlarna. Nar prediktionsblocket har storleken N da anvands totalt 2N pixlar av det vanstra och det ovre blocket som referenspixlar.

Pixlarna i vertikallinjen som är langst till Niger i vansterblocket som är granne med det aktuella prediktionsblocket och pixlarna i den nedersta horisontallinjen av det ovre blocket som är granne med det aktuella prediktionsblocket kan anvandas som referenspixlarna antingen som de är eller via utjamning.

Nar utjamningen anyands sa kan utjamningsinformation signaleras till avkodaren. Till exempel, nar utjamningen utfors sa kan ett AIS-filter, i vilket koefficienterna [1, 2, 1] eller [1, 1,4, 1, 1] anyandas. Bland dessa tva koefficienter sa kan den se- nare filterkoefficienten ge en skarpare grans. Som namnt ovan, information omfat- tande huruvida man Mr anyanda ett filter, filtertypen som bar anvandas och en filterkoefficient kan signaleras till avkodaren.

Nar CIP anyands for att generera referenspixeln da är CIP-indikators varde satt till 1. Nar CIP tillampas da anyands enbart pixlar horande till grannblock och kodade i intraprediktionsmoden som referenspixlar och pixlar horande till grannblock och kodade i interprediktionsmoden anyands inte som referenspixlar. I detta fall och som visas i Fig. 13, pixlar (nnalprediktionssannpel) svarande till positioner av pixlarna horande till grannblocken och kodade i interprediktionsmoden genereras som referenspixlar genom interpolering av grannreferenspixlarna kodade i intraprediktionsmoden, eller sa kopieras grannreferenspixlarna kodade i interprediktionsmoden och anvands som referenspixlar svarande till positioner av pixlarna h6rande till grannblocken och kodade i interprediktionsmoden.

Till exempel, nar prediktionspixlarna horande till intraprediktionsnnoden finns bade pa Niger- och pa vanster-sida samt pa Ovre och pa nedre sida av malprediktionssamplet, da kan malprediktionssamplet P1 placerat i ett block som prediceras i interprediktionsmoden harledas med hjalp av Ekvation 11. Dessutom, nar ett intraprediktionssampel enbart finns pa ena sidan av malprediktionssamplet, da kan malprediktionssamplet PT placerat i ett block som prediceras i interpredikt- ionsmoden harledas med hjalp av Ekvation 12. Snittvarden av motsvarande intraprediktionsmodpixlama kan anyandas som PLB och PRA varden i Ekvation 11 31 och/eller 12. Finns det inget grannblock predicerat i intraprediktionsnnoden, da kan ett pixelvarde i samma position som i en tidigare bild kopieras for anvandning som ett referenspixelvarde.

Eftersom linjar interpolering ger utjamningseffekt pa granspixlar kan det visa sig vara effektivt att stanga av AIS nar CIP anvands.

En intraprediktionsmod (S1430) bestams darefter.

Intraprediktionsmoden bestams med hjalp av en prediktionsenhet (PU) i vilken en optimal prediktionsmod bestams med tanke pa forhalande mellan erforderlig bithastighet och mangd distorsion.

Till exempel, nar optimering av hastighetsdistorsion (RDO) är paslagen da kan en mod att minimera kostnad J=R+rD (R är bithastighet, D är mangd distorsion, och r är en Lagrange-variabel) valjas. Har behovs noggrann lokal avkodning vilket 6kar komplexiteten.

Nar RDO är avstangd cla kan en prediktionsmod valjas for att minimera en medel- absolutdifferens (MAD) genonn att utsatta ett prediktionsfel for Hadannard- transformen.

Tabell 1 illustrerar ett antal prediktionsmoder med hansyn till en luminiscenskomponent 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 32 64 x 643 Fig. 15 illustrerar en prediktionsinriktning av en intraprediktionsmod. Med hanvisfling till Fig. 15, ett modnumnner 0 är en vertikalmod i vilken prediktion genomfors i en vertikalriktning med hjalp av ett pixelvarde h6rande till ett grannblock. Ett modnumnner 1 är en horisontalmod i vilken prediktion genomfOrs i en horisontalriktning med hjalp av ett pixelvarde horande till ett grannblock. Ett modnummer 2 är en DC-mod i vilken ett prediktionsblock genereras med hjalp av ett genomsnittligt pixelvarde horande till ett aktuellt prediktionsmalblock, till exempel ett luminiscensvarde i fallet med luminiscenspixlar och ett krominansvarde i fallet med krominanspixlar. I andra moder som visats i Fig. 15 sa genomfOrs prediktion med hjalp av pixelvarden horande till grannblock beroende pa motsvarande vinklar.

Ovre prediktionspixlar och prediktionspixlar som är langst till hoger kan i DCmoden filtreras for att effektivisera prediktionen. Filtreringsintensitet kan har stiga for ett mindre block. De andra interna pixlarna i det aktuella prediktionsblocket far inte filtreras.

For att avspegla riktningsberoende kan en plan mod anvandas istallet for DCmoden. I planmoden är indikatorns varde bland information som overforts fran kodaren till avkodaren satt till 1. DC-moden anvands inte da planmoden anvands.

Saledes, indikatoms varde är satt till 0 nar DC-moden anvands istallet fOr plan- moden.

Nar planmoden anvands sa kan sannma prediktionsmetoder som beskrivits ovan i samband med Fig. 6 — Fig. 10 anvandas. Avkodaren kan har utfora en RDO- operation som beskrivits ovan for att valja optimal metod. Om nodvandigt, tva eller fler metoder bland de foregaende metoderna kan anvandas tillsammans. Kodningssignalerna till avkodningsinformationen gallande vilken metod kodaren valjer bland prediktionsmetoderna i planarmoden illustreras i Fig. 6— Fig. 10.

Nar det galler en referenspixel horande till en krominanskomponent sa kan fore- nade riktningsberoende intraprediktion (UDI) av ett luminiscensblock kan anvan- 33 das sonn onn den yore i mod 4, vilket hanvisas till sonn en DM-mod. I en mod nummer 0 genereras ett prediktionsblock med hjalp av linjart forhallande mellan luminiscens och krominans, vilket hanvisas till som en linjar modell (LM) mod. En mod nummer 1 är en vertikalmod i vilken prediktion utfors i den vertikala riktning- en och svarar till luminiscensens mod nummer 0. En mod nummer 2 är en horisontallinje i vilken prediktion utfors i den horisontala riktningen och svarar till luminiscensens mod nummer 1. En mod nummer 3 är en DC-mod i vilken ett prediktionsblock genereras med hjalp av ett genomsnittligt krominansvarde horande till ett aktuellt prediktionsmalblock och svarar till luminiscensens mod nummer 2.

Med aterhanvisning till Fig. 14, kodaren kodar en prediktionsmod av det aktuella blocket (S1440). Kodaren kodar en prediktionsmod f6r ett luminiscenskomponentblock och ett krominanskomponentblock av det aktuella blocket. Eftersom prediktionsmoden av det aktuella prediktionsmalblocket i stor utstrackning korrele- rar med en prediktionsmod horande till ett grannblock da kodas det aktuella pre- diktionsmalblocket med hjalp av prediktionsmoden horande till grannblocket for att darigenom minska bitmangden. Dessutom, den mest sannolika nnoden (MPM) h6rande till det aktuella prediktionsnnalblocket bestanns och prediktionsnnoden h6- rande till det aktuella prediktionsmalblocket kan foljaktligen kodas med hjalp av MPM.

Ett pixelvarde hOrande till det aktuella prediktionsmalblocket och ett med en pixel differentierande varde for pixelvardet h6rande till prediktionsblocket harleds darefter for att darigenom generera en residualsignal (S1450).

Den genererade residualsignalen transformeras och kodas (S1460). Residualsignalen kan kodas med en transformkarna, varvid transformkodningskarnan har en storlek pa 2 x 2,4 x4, 8 x 8, 16 x 16,32 x 32 eller 64 x 64.

En transformeringskoefficient C genereras for transformen, vilket kan vara ett 2D- block av transformkoefficienter. Till exempel, f6r ett n x n block kan en transformkoefficient beraknas med hjalp av Ekvation 20. 34 [Ekvation 20] Har är C(n, n) en n*n transformkoefficientmatris, T(n, n) är en n*n transformkarnmatris, och B(n, n) är en n*n matris for ett prediktionsmalblock.

Nar m=hN, n=2N och H=1/2, en transformkoefficient C for ett m*n eller n*m diffe- rent ierande block kan erhallas via tva metoder. Enligt den f6rsta metoden sa de- las det m*n eller n*m differentierande blocket i fyra nn*m block och en transformkarna tillampas pa varje block for att darigenom generera transformkoefficienten. Alternativt, en transformkarna tillampas pa m*n eller n*m differentierande block fOr att darigenom generera transformkoefficienten.

Kodaren bestammer vilken av residualsignalen och transformkoefficienten som skall overforas (S1470). Till exempel, nar prediktionen är korrekt utford sa kan residualsignalen overforas som den är, dvs. utan transformkodning.

Bestamning av vilken av residualsignalen och transformkoefficienten som skall overforas kan utforas med hjalp av RDO eller liknande. Kostnadsfunktioner fore och efter transformkodningen jamfors f6r att immunisera kostnader. Nar en signaltyp som skall overforas, dvs. residualsignalen eller transformkoefficienten, for det aktuella prediktionsblocket bestannts sa signaleras aven en typ av den overforda signalen till avkodaren.

Kodaren skannar darefter transformkoefficienten (S1480). En kvantiserad 2D-block av transformkoefficienter kan med hjalp av skanning andras till en 1D-vektor av transformkoefficienter.

Den skannade transfornnkoefficienten och intraprediktionsnnoden entropi-kodas (S1490). Den kodade informationen bildar en komprimerad bitstrom som kan overforas eller lagras via en NAL.

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

Med hanvisning till Fig. 16, avkodaren entropi-avkodar en mottagen bitstrom (S1610). Har kan blocktypen erhallas Than en tabell avseende variabellangdkod- ning (VLC), och en prediktionsmod av ett aktuellt avkodningsmalblock kan harle- das. Nar den mottagna bitstrommen kan inkludera sidoinformation som behoys till avkodning, sasom information om en kodningsenhet, en prediktionsenhet och en transformenhet, information om AIS-filtrering, information om prediktionsmodens raknebegransningar, information om oanyanda prediktionsmoder, information om omarrangering av prediktionsmoder, information om transformmetoder och in- formation om skanningsmetoder, da entropi-avkodas sidoinformationen tillsammans nned bitstrommen.

Den avkodade informationen kan bekrafta huruvida en overford signal for det ak- tuella avkodningsnnalblocket är en residualsignal eller en transfornnkoefficient for ett differentierande block. En residualsignal eller 1D vektor omfattande transformkoefficienter for det differentierande blocket erhalls for det aktuella avkodningsmalblocket.

Aykodaren genererar darefter ett residualblock (S1620).

Aykodaren inversskannar den entropi-avkodade residualsignalen eller transformkoefficienten fOr att generera ett 2D-block. Ett residualblock kan har genereras utifran residualsignalen och ett 2D-block av transformkoefficienter kan genereras utifran transformkoefficienten. 36 Transform koefficienterna avkvantiseras. De avkvantiserade transform koefficienterna inverstransformeras och residualblocket for residualsignalen genereras via inverstransformen. Inverstransfornnen av ett n * n block kan uttryckas med hjalp av Ekvation 11.

Avkodaren genererar referenspixlar (S1630). Avkodaren genererar har referenspixeln genom att hanvisa till information om huruvida AIS-filtrering tillampats och om filtertypen som anvants, vilken filtertyp signaleras och overfors med hjalp av avkodaren. Analogt med kodningsprocessen, pixlar i en vertikallinje som är langst till Niger i ett vansterblock som redan är avkodat och rekonstruerat, och som är granne med det aktuella avkodningsmalblocket och pixlar i en horisontallinje som är langst ner i ett ovre block som är granne med det aktuella avkodningsmalblocket anvands for att generera referenspixeln.

Nar ett varde for CIP-indikatorn som mottagits av avkodaren är satt till 1, vilket innebar att avkodaren anvander CIP for en malbild, sa genererar avkodaren referenspixeln. Till exempel, enbart pixlar tillhorande grannblock och kodade i intraprediktionsmod anvands som referenspixlar, varvid pixlar tillhorande grannblocken och kodade i interprediktionsmod inte anvands som referenspixlar. I detta fall och som illustreras i Fig. 6, pixlar (nnalprediktionssampel) svarande till posit- ioner av pixlarna tillhorande grannblocken och kodade i interprediktionsmoden genereras som referenspixlar genom interpolering av grannreferenspixlar kodade i intraprediktionsmoden eller sá kan grannreferenspixlarna kodade i intraprediktionsmoden kopieras och anvandas som referenspixlar svarande till positioner av pixlama tillhOrande grannblocken och kodade i interprediktionsmoden.

Till exempel, nar predicerade pixlar horande till intraprediktionsmod finns pa saval hOger som pa vanster sida av ett malinterprediktionssampel sa kan ett malprediktionssampel PT placerat i ett block predicerat med hjalp av interprediktionsmoden harledas med hjalp av Ekvation 17. Dessutom, nar ett intrapredicerat sampel finns enbart pa ena sidan av malprediktionssamplet sa kan ett malprediktionssampel PT placerat i ett block predicerat med hjalp av interprediktionsmoden harledas med 37 hjalp av Ekvation 18. I Ekvation 17 och/eller Ekvation 18 sa kan snittvarden horande till motsvarande interprediktionsmodpixlar kan anvandas som PLB eller PRA varden. Finns det inga predicerade grannblock i intraprediktionsmoden sa kan ett pixelvarde i samma position som i en tidigare bild kopieras for anvandning som ett referenspixelvarde.

När kodaren anvander AIS-filtrering, dvs. nar utjamning tillampas och AIS är paslagen, da utfor avkodaren aven AIS-filtrering vid generering av referenspixeln i enlighet med genereringsmetod for referenspixeln som kodaren anvander. Avkodaren kan bestamma en filterkoefficient baserat pa information om filtertypen bland nnottagen information. Till exempel, nar det finns tva filterkoefficienter [1, 2, 1] eller [1, 1,4, 1, 1], da kan en filterkoefficient indikerad i informationen om filtertypen valjas bland dessa tva filterkoefficienter.

Darefter genereras ett prediktionsblock f6r det avkodande malblocket med hjalp av referenspixeln och entropi-avkodade prediktionsmoden horande till det aktuella kodande malblocket (S1640).

En process onnfattande att generera prediktionsblocket är detsannnna som en process for att bestamma prediktionsmoden och generera prediktionsblocket med hjalp av kodaren. Nar prediktionsmoden horande till det aktuella blocket är en plan mod da kan man identifiera en planeringsprediktionsmetod for att generera prediktionsblocket genom att analysera signalerad information. Har kan avkodaren generera prediktionsblocket baserat pa den identifierade informationen i enlighet med en anvand mod bland planeringmoder illustrerade i Fig. 6— Fig. 10.

Ett block rekonstrueras darefter genom att lagga till ett pixelvarde hOrande till prediktionsblocket och ett pixelvarde horande till det differentierande blocket, dvs. det rekonstruerade blocket genereras (S1670). 38

Claims (3)

[PATENTKRAV]

1. Videoavkodningsmetod omfattande: att harleda ett differentierande block fran en datastrom; att erhalla ett prediktionsblock genom att utfora intraprediktion baserat pa grannsamplen som angransar till prediktionsblocket; och att erhalla ett rekonstruktionsblock genom att lagga ihop prediktionsblocket och det differentierande blocket, varvid ett sampel hOrande till prediktionsblocket erhalls genom att anvanda ett ovre grannsampel som angransar till prediktionsblocket och en variation som han- for sig till grannsamplen, och varvid variationen som hanfor sig till grannsamplen är representativ f6r ett differensvarde mellan ett ovre-vanstra grannsampel som angransar till prediktionsblocket och ett vanstra grannsampel som angransar till prediktions- blocket.

2. Videoavkodningsmetod i enlighet med krav 1, varvid det ovre grannsamplet är placerat pa sannnna x-koordinat som sannplet och det vanstra grannsannplet är placerat pa samma y-koordinat som samplet.

3. Videoavkodningsanordning omfattande: en differentierande avkodningsenhet for att harleda ett differentierande block fran en datastrom; en prediktionsenhet fOr att erhalla ett prediktionsblock genom att utfora intraprediktion baserat pa grannsamplen som angransar till prediktionsblocket; och en rekonstruktionsenhet fOr att erhalla ett rekonstruktionsblock genom att lagga ihop prediktionsblocket och det differentierande blocket, varvid ett sampel hOrande till prediktionsblocket erhalls genom att anvanda ett ovre grannsampel som angransar till prediktionsblocket och en variation som han- for sig till grannsamplen, och varvid variationen som hanfor sig till grannsamplen är representativ f6r ett differensvarde mellan ett ovre-vanstra grannsampel som angransar till 39 iar till prediktions- et ovre )t och det vanstra )t.