SE539822C2 - Metod och anordning för intraprediktionsavkodning av videodata - Google Patents

Abstract

39 [SAM MAN DRAG] Den föreliggande uppfinningen hänför sig till en metod och en anordning förintraprediktion. lntraprediktionsmetoden för en avkodare (300) omfattar, enligt denföreliggande uppfinningen, stegen att härleda referenssampel baserat på grann-samplen som angränsar till ett aktuellt block (S1630), att erhålla ett prediktions-block av det aktuella blocket genom att utföra intraprediktion på det aktuellablocket baserat på referenssamplen (S1640), och att erhålla ett rekonstruktions-block som hänför sig till det aktuella blocket genom att lägga ihop prediktions-blocket och ett differentierande block av det aktuella blocket (S1670).

Description

jßsskRivNiNcj [Titel]iviefoo ocH ANoRoNnvc FoR |NTRAPRED|knoNsAvkoDNnvc Av vioeooAfA [Uppfinningens område]Den föreliggande uppfinningen hänför sig till en teknik för videobehandling och i synnerhet till en intraprediktionsmetod för kodning/avkodning av videodata.

[Känd teknik] På senare tid har efterfrågan på högupplösta och högkvalitativa bilder ökat i olikatillämpningsområden. Eftersom bilder får allt högre upplösning och högre kvalitetså ökar även informationsmängden förknippad med bilderna. Följaktligen, när vi-deodata överförs med hjälp av befintliga trådbaserade och trådlösa bredbands-uppkopplingar eller lagras med hjälp av konventionella lagringsmetoder så stiger kostnader för dess överföring och lagring.

Således, högeffektiva videokomprimeringstekniker kan användas till att effektivt överföra, lagra eller reproducera bilder med överlägsen upplösning och kvalitet.

[Tekniskt Problem]En aspekt av den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en metod för attutföra effektiv intraprediktion av en textur med inriktning med hänsyn tagen till va- riationer av referenspixlar tillhörande grannblock.

En annan aspekt av den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en metodför att utföra planprediktion med hänsyn tagen till variationer av pixelvärden tillhö-rande angränsande block relativt ett prediktionsblock under genomförandet av intraprediktion.

En ytterligare aspekt av den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en me-tod för att generera en referenspixel baserat på ett intramodalt grannblock i en 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 enposition 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-pixlarför intraprediktion med hänsyn till en prediktionsenhet för indata, att be-stämma en intramod för prediktionsenheten, att generera ett prediktionsblock ba-serat pä referenspixlarna och intramoden, och att generera ett residualblock förprediktionsenheten och prediktionsblocket, varvid minst en av referenspixlarnaoch pixlar tillhörande prediktionsblocket prediceras baserat på en baspixel, och ettpixelvärde av den predicerade pixeln är en summa av ett pixelvärde av baspixelnoch 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 blandreferenspixlar av ett grannblock arrangerat i ett vänster gränsområde av predikt-ionsblocket och en variation i pixelvärde från den första baspixeln till en pixel somär längst till höger bland referenspixlar av ett grannblock arrangerat i ett övregränsområde av prediktionsblocket till baspixeln kan sättas till ett pixelvärde av enandra baspixel som en diagonalpixel i ett nedre högerhörn av prediktionsblocket,och pixelvärden tillhörande diagonalpixlar av prediktionsblocket kan predicerasutifrån 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 erhällitsgenom 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 prediktionsblocketoch en variation i pixelvärde frän baspixeln till en grannpixel arrangerad i densamma kolonnen som prediktionsmälpixeln bland referenspixlarna tillhörande ettgrannblock 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 ellerövre gränsomräde tillhörande prediktionsblocket kan sättas till baspixeln, och ettvärde som erhällits genom at tillämpa en variation i pixelvärde frän baspixeln tillbaspixelns 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 referenspixelarrangerad i ett gränsomräde mellan ett intermodblock och prediktionsenhetennär ett grannblock till prediktionsenheten är intermodblocket, varvid en pixel ar-rangerad i ett gränsomräde tillhörande prediktionsenheten bland pixlar av ett in-tramodblock arrangerat pä en vänstersida eller en nedre sida av referenspixelnkan sättas till en första baspixel, en pixel arrangerad i prediktionsenhetens gräns-omräde bland pixlar av ett intramodblock arrangerat pä en högersida eller en övresida av referenspixeln kan sättas till en andra baspixel, och referenspixeln kan 4 genereras baserat på ett avstånd mellan den första baspixeln och referenspixelnoch ett avstånd mellan den andra baspixeln och referenspixeln.

Ett pixelvärde av den första baspixeln kan här vara ett genomsnittligt pixelvärdeav pixlar arrangerade i prediktionsenhetens gränsområde bland intramodblocketspixlar som den första baspixeln tillhör, och ett pixelvärde av den andra baspixelnkan här vara ett genomsnittligt pixelvärde av pixlar arrangerade i prediktionsen-hetens gränsområde bland intramodblockets pixlar som den andra basreferensentillhör. Dessutom, ett pixelvärde av den första baspixeln kan vara ett pixelvärde avreferenspixeln när ett intramodblock är arrangerat enbart pä den vänstra sidaneller 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 pä den högra sidan eller den övre sidan relativt referenspixeln.

En ytterligare utföringsform av den föreliggande uppfinningen tillhandahåller enintraprediktionsmetod avseende en avkodare, varvid metoden inkluderar attentropi-avkoda en mottagen bitström, att generera en referenspixel som en pre-diktionsenhet använder till intraprediktion, att utifrån referenspixlarna generera ettprediktionsblock baserat pä en prediktionsmod hörande till prediktionsenhetenoch att rekonstruera en bild utifrån prediktionsblocket och ett residualblock somuppnås som ett resultat av entropi-avkodning, varvid minst en av referenspixlarnaoch prediktionsblockpixlarna prediceras baserat på en baspixel, och ett pixelvärdeav 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 atttillämpa en variation i pixelvärde från den första baspixeln till en lägsta pixel blandreferenspixlarna av ett grannblock arrangerat i ett vänstra gränsområde av pre-diktionsblocket och en variation i pixelvärde från den första baspixeln till en pixelsom är längst till höger bland referenspixlar av ett grannblock arrangerat i ett övregränsområde 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 predicerasutifrån den första och den andra baspixeln. lcke-diagonalpixlarna tillhörande prediktionsblocket kan här prediceras via inter-polering eller extrapolering med hjälp av diagonalpixlarna och pixlarna tillhörandegrannblocken i det övre och/eller vänstra gränsomräde tillhörande prediktions-blocket.

En referenspixel tillhörande ett grannblock arrangerat i ett övre vänsterhörn avprediktionsblocket kan sättas till baspixeln, och ett värde som erhällits genom atttillämpa en variation i pixelvärde från baspixeln till en grannpixel arrangerad i densamma raden som en prediktionsmälpixel bland referenspixlar tillhörande ettgrannblock arrangerat i ett vänstra gränsomräde av prediktionsblocket, och envariation i pixelvärde från baspixeln till en grannpixel arrangerad i den samma ko-lonnen som prediktionsmälpixeln bland referenspixlar tillhörande ett grannblockarrangerat i ett övre gränsomräde av baspixelns prediktionsblock, kan predicerassom ett pixelvärde av prediktionsmälpixeln.

Vidare, en pixel arrangerad i den samma raden eller kolonnen som en predikt-ionsmälpixel bland pixlar tillhörande grannblock arrangerade i ett vänstra eller ettövre gränsomräde tillhörande prediktionsblocket kan sättas till baspixeln, och ettvärde som erhällits genom at tillämpa en variation i pixelvärde från baspixeln tillbaspixelns 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 ettgrannblock till prediktionsenheten är intermodblocket, varvid en pixel arrangerad i 6 ett gränsområde tillhörande prediktionsenheten bland pixlar av ett intramodblockarrangerat på en vänstersida eller en nedre sida av referenspixeln kan sättas tillen första baspixel, en pixel arrangerad i prediktionsenhetens gränsområde blandpixlar 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 pixelvärdeav pixlar arrangerade i prediktionsenhetens gränsområde bland intramodblocketspixlar som den första baspixeln tillhör, och ett pixelvärde av den andra baspixelnkan här vara ett genomsnittligt pixelvärde av pixlar arrangerade i prediktionsen-hetens gränsområde bland intramodblockets pixlar som den första basreferensentillhör. Dessutom, ett pixelvärde av den första baspixeln kan vara ett pixelvärde avreferenspixeln när ett intramodblock är arrangerat enbart på den vänstra sidaneller på den nedre sidan relativt referenspixeln, och ett pixelvärde av den andrabaspixeln 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 pä ett intramodalt grannblock i en position av en intermod avseendegrannpixel, 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 tillhörandeen videokodare i enlighet med en typisk utföringsform av den föreliggande uppfin- ningen.

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

Fig. 3 är ett blockdiagram som schematiskt illustrerar en konfiguration tillhörandeen 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 ett exempel som inte hänför sig till en utföringsformav den föreliggande uppfinningen i vilket en diagonalpixel av ett aktuellt predikt- ionsblock 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 ettprediktionsblock 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 ett exempel som inte hänför sig till en utföringsformav den föreliggande uppfinningen i vilket ett system 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 särdragoch funktioner av en videokodare/videoavkodare så inbegriper inte en sådan kon-figuration att varje element är konstruerat av en separat härdvaru- eller mjukvaru-beståndsdel. Det vill säga, elementen är oberoende anordnade och minst tväelement kan kombineras till ett enkelt element, eller sä kan ett enkelt elementuppdelas i flertal element för att utföra sin funktion. Det skall noteras att utförings-formerna i vilka flera element integrerats i ett kombinerat element och/eller ettelement uppdelats i multipla separata element omfattas av den föreliggande upp-finningen - den föreliggande uppfinningens kärna har därmed inte frängätts.

I det följande kommer typiska utföringsformer av den föreliggande uppfinningenatt beskrivas i detalj och med hänvisning till de medföljande ritningarna. Ett hän-visningstal hänvisar till ett och samma element i alla ritningarna och överflödigbeskrivning av ett och samma element i olika ritningar kommer inte att tas med.Aktuellt block kan nedan motsvara ett transformeringsblock eller ett prediktions-block.

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 så inkluderar videokodaren en bilduppdelningsmodul110, en interprediktionsmodul 120, en intraprediktionsmodul 125, en transforme-ringsmodul 130, en kvantiseringsmodul 135, en avkvantiseringsmodul 140, eninverstransformeringsmoduI 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 iminst en kodningsenhet. En kodningsenhet är en kodningsenhet som utförs avvideokodaren 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), ochen 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 X64. Bilduppdelningsmodulen 110 kan uppdela kodningsenheten för att genereraen prediktionsenhet och en transformeringsenhet. Prediktionsenheten kan ocksåhänvisas till som en PU och transformeringsenheten kan också hänvisas till somen TU.

I en interprediktionsmod så utför interprediktionsmodulen 120 estimering av rörel-sen (ME) och kompensering av rörelsen (MC). lnterprediktionsmodulen 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. lnterprediktionsmodulen 120 har prediktionsblock och minst ett referensblock lag-rat i minnet 160. lnterprediktionsmodulen 120 utför estimering av rörelsen med hjälp av prediktionsblocket och referensblocket. lnterprediktionsmodulen 120 ge-nererar rörelseinformation som omfattar en rörelsevektor (MV), ett referensblock- index och en prediktionsmod som ett resultat av estimering av rörelsen. lnterprediktionsmodulen 120 utför dessutom kompensering av rörelsen med hjälpav rörelseinformationen och referensblocket. Utifrån referensblocket genereraroch matar interprediktionsmodulen 120 ut ett prediktionsblock motsvarande till ettinputblock.

Rörelseinformationen är entropi-kodad för att bilda en komprimerad dataströmsom 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 aktuellt block och ett blocksom är rekonstruerat genom kodning och avkodning matas i intraprediktionsmo-den in i intraprediktionsmodulen 125. Det rekonstruerade blocket 125 är här enbild som inte passerat avblockeringsfiltret. Det rekonstruerade blocket kan vara etttidigare prediktionsblock.

Fig. 2 är ett blockdiagram som schematiskt illustrerar en konfiguration tillhörandeintraprediktionsmodulen i enlighet med en typisk utföringsform av den förelig-gande uppfinningen. Med hänvisning till Fig. 2 sä inkluderar intraprediktionsmodu-len en modul 210 för generering av referenspixel, en modul 220 för bestämning avintraprediktionsmod, 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- 11 block som är granne med ett aktuellt block och pixlar i en horisontallinje som ärlängst ner i ett övre block som är granne med ett prediktionsmälblock används föratt generera referenspixeln. Till exempel, när det aktuella blocket har en storlek Ndå används 2N pixlar i var och en av vänster och övre riktning som referenspixlar.Referenspixeln kan användas som den är eller via adaptiv intrautjämningsfiltrering(AIS). När referenspixeln utsätts för AIS-filtrering dä signaleras information omAIS-filtrering.

Modulen 220 för bestämning av intraprediktionsmod tar emot input frän det aktu-ella blocket och det rekonstruerade blocket. Modulen 220 för bestämning avintraprediktionsmod väljer ut en mod som minimerar mängd information till kod-ning bland prediktionsmoder 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 detaktuella blocket med hjälp av informationen om prediktionsmoden och ett pixel-värde av referenspixeln och genererar därigenom ett prediktionsblock.

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

Med äterhänvisning till Fig. 1, ett differentierande block genereras av skillnad mel-lan det aktuella blocket och prediktionsblocket som genererats i intraprediktions-moden eller i interprediktionsmoden och matas in i transformeringsmodulen 130.Transformeringsmodulen 130 omvandlar det differentierande blocket i en trans-formeringsenhet för att generera en transformeringskoefficient. 12 Ett transformeringsbiock med en transformeringsenhet har en quadtree-struktur innanför maximum- och minimumstorlek och är därmed inte begränsat till en för-utbestämd storlek. Varje transformeringsbiock har en indikator som indikerar ifalldet aktuella blocket är uppdelat i underblock, varvid när indikatorn har värde 1 dåkan det aktuella blocket 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 pä ett blockeller bildens relevans. Den kvantiserade transformeringskoefficienten kan tillhan-dahållas till omarrangeringsmodulen 165 och till avkvantiseringsmodulen 140.

Omarrangeringsmodulen 165 kan genom skanning ändra ett tvådimensionellt(2D) block med transformeringskoefficienten till en endimensionell (1 D) vektormed 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 somlagras eller överförs genom en nätverksabstraktionsnivå (NAL). Avkvantiserings-modulen 140 tar emot och avkvantiserar transformeringskoefficienterna somkvantiserats med hjälp av kvantiseringsmodulen 135 och inverstransformerings-modulen 145 inverstransformerar transformeringskoefficienterna för att därigenomgenerera 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 ettrekonstruerat 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- 13 nings- respektive avkodningsprocessen, och tillhandahåller ett filtrerat resultat tillett adaptivt loop-filter (ALF) 155.

ALF 155 filtrerar för att minimera ett fel mellan prediktionsblocket och det slutligarekonstruerade blocket. ALF 155 filtrerar baserat på ett värde som resulterat frånen jämförelse av det rekonstruerade blocket som filtrerats med hjälp av avblocke-ringsfiltret 150 och det aktuella blocket, och en filterkoefficientinformation som hörihop med ALF 155 laddas upp i en headerdel och överförs från kodaren till avko- daren.

Minnet 160 kan lagra det slutliga rekonstruerade blocket som erhållits med hjälpav 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-avkodningsmodul310, en omarrangeringsmodul 315, en avkvantiseringsmodul 320, en inverstrans-formeringsmodul 325, en interprediktionsmodul 330, en intraprediktionsmodul335, ett avblockeringsfilter 340, en ALF 345 och ett minne 350.

Entropi-avkodningsmodulen 310 tar emot en komprimerad dataström från enNAL. Entropi-avkodningsmodulen 310 entropi-avkodar den mottagna dataström-men samt en prediktionsmod och rörelsevektorinformation om dataströmmen in-kluderar prediktionsmoden och rörelsevektorinformationen_ En entropi-avkodadtransformeringskoefficient 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 ochomarrangerade transformeringskoefficienter. Inverstransformeringsmodulen 325 14 inverstransformerar de avkvantiserade transformeringskoefficienterna för att ge- nerera ett differentierande block.

Det differentierande blocket kan slås ihop med ett prediktionsblock som genere-rats med hjälp av interprediktionsmodulen 330 eller intraprediktionsmodulen 335för att generera ett rekonstruerat block. Det rekonstruerade blocket tillhandahållsintraprediktionsmodulen 335 och avblockeringsfiltret 340. interprediktionsmodulen330 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 endistorsion i ett gränsområde mellan block, vilken distorsion uppstår under kod-nings- respektive avkodningsprocessen, och tillhandahåller ett filtrerat resultat tillett ALF 345. ALF 345 filtrerar för att minimera ett fel mellan prediktionsblocket ochdet slutliga rekonstruerade blocket. Minnet 160 kan lagra det slutliga rekonstrue-rade blocket som erhållits med hjälp av ALF 345, och det (slutliga) lagrade rekon-struerade 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 ytterligareeffektivisera 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 kanplanprediktion täcka en prediktionsmetod som inte omfattas av DC-prediktion. Tillexempel, DC-prediktion ärföredragen för en enhetlig textur, medan planprediktionär effektiv för blockprediktion där pixelvärden har riktning.

Den föreliggande specifikationen illustrerar en metod för att förbättra effektivitetenav planprediktion med avseende pä en textur med inriktning genom att användavariationer 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 högerhörnav 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-räde av det aktuella blocket och pixelvärden av pixlar placerade i ett nedre gräns-omräde av det aktuella blocket prediceras. Till exempel, ett pixelvärde 445 place-rat i det högra gränsomrädet av det aktuella blocket kan prediceras med hjälp avlinjär interpolering av ett pixelvärde 450 av ett övre block och DC-värdet 425.Dessutom, ett pixelvärde 435 placerat i det nedre gränsomrädet av det aktuellablocket kan prediceras med hjälp av linjär interpolering av ett pixelvärde 430 av ettvänsterblock och DC-värdet 425.

Med hänvisning till Fig. 4(C), pixelvärden av resterande pixlar, andra än pixlarna idet nedre högerhörnet, pixlarna i det högra gränsomrädet och pixlarna i det nedregränsomrädet, 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 detövre blocket, ett pixelvärde 455 av det vänstra blocket, det redan predicerade pix-elvärdet 445 placerat i det högra gränsomrädet av det aktuella blocket och detredan predicerade pixelvärdet 435 placerat i det nedre gränsomrädet 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 16 495 i det aktuella blocket kan förfinas med hjälp av ett övre sampelvärde T 480och 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<>y indikerar att tväans komplementheltalsuttryck av x är aritmetiskt skif-tat till höger med binärenheten y.

Fig. 5 schematiskt illustrerar en alternativ planprediktionsmetod.

Enligt metoden av Fig. 5 sä prediceras pixelvärden av pixlar placerade diagonalt ien aktuell pixel först och pixelvärden av resterande pixlar i det aktuella blocketprediceras med de predicerade pixelvärdena. För att underlätta läsning av be-skrivningen sä hänvisar man i det följande till de pixlarna som utgör blocket somär placerade diagonalt med start frän toppen och frän vänster säsom diagonalpix- lar.

Med hänvisning till Fig. 5(A), pixelvärden av diagonalpixlar 540 hörande till ett ak-tuellt block referensblock och ett pixelvärde 530 av ett vänster referensblock. Till exempel, ett Qjílgjprediceras med hjälp av ett pixelvärde ett övre pixelvärde av en diagonalpixel P i det aktuella blocket kan erhällas med hjälp avett pixelvärde av en pixel ”AboveRe1°' placerad i ett gränsomräde mellan det aktu-ella blocket och det övre blocket bland pixlar av det övre blocket och ett pixel-värde av en pixel ”LeftReP placerad i ett gränsomräde mellan det aktuella blocketoch det vänstra blocket bland pixlar av det vänstra blocket med hjälp avP=(LeftRef+ AboveRef+1) >>1.

Med hänvisning till Fig. 5(B), pixelvärden av andra pixlar än diagonalpixlarna 540 idet aktuella blocket 510 kan erhällas med linjär interpolering genom att användapixelvärdet som erhällits i Fig. 5(A) och pixelvärden tillhörande pixlarna i det övreoch vänstra blocket i gränsomräden. Till exempel, P1 kan erhällas med hjälp avpixeln ”AboveReP tillhörande det övre blocket och den erhållna diagonalpixeln P 17 genom P1=(AboveRef*d2 + P*d1)/(d1+d2). Dessutom, P2 kan erhållas genomP2=(LeftRef*d3 + P*d4)/(d3+d4).

Medan planprediktionsmetoderna illustrerade i Fig. 4 och Fig. 5 är effektiva för enenhetlig textur utan inriktning så kan dessa metoder ha reducerad effektivitet närdet gäller prediktion avseende en textur med inriktning, såsom luminiscenspixlar ivilka luminiscensen 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 variationer i pixelvärde kan behö-vas. Planintraprediktion i enlighet med den föreliggande uppfinningen väljer ellerpredicerar ett baspixelvärde och tillämpar variationer i pixelvärden mellan en bas-pixel och en målpixel till baspixelvärde för att därigenom predicera ett pixelvärdeför målpixeln.

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

Exempel 1Fig. 6 schematiskt illustrerar att en diagonalpixel Pii av ett aktuellt block predice- ras först. Här, Exempel 1 och Fig. 6 har ett strikt exemplifierande syfte och derasrespektive innehåll skall inte tolkas som en utföringsform av den föreliggande upp-finningen. Fastän Fig. 6 för bekvämlighets skull illustrerar ett 8 x 8 prediktions-block så kan den föreliggande uppfinningen appliceras till ett N x N prediktions- block och är alltså inte begränsad till ett 8 x 8 prediktionsblock.

I Exempel 1 som visas i Fig. 6 så prediceras diagonalpixlarna av det aktuellablocket först och baserat på en referenspixel (RiO och/eller ROj, Osi, js8 ifallet avett 8 x 8 prediktionsblock) hörande till referensblocket som är granne till det aktu-ella blocket. 18 Det vill säga, efter det att diagonalpixlarna Pii erhållits så kan andra pixelvärden iprediktionsblocket härledas via antingen interpolering eller extrapolering medhjälp av referenspixelvärden (Rij) hörande till grannblocket och Pii.

Fig. 7 schematiskt illustrerar en metod för att, baserat på diagonalpixeln, härledaandra pixelvärden i prediktionsblocket.

Enligt den föreliggande uppfinningen så utförs planprediktion med hänsyn tagentill 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 ärsannolikheten större att pixelvärden i prediktionsblocket ökar i en nedåt-åt högerriktning. 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 ROOi ett övre vänsterhörn av det aktuella blocket som ett pixelvärde av baspixel, såkan en variation från baspixeln till prediktionsmålpixeln P88 i prediktionsblockettillämpas på baspixelns pixelvärde. Till exempel, ett pixelvärde av målpixeln P88kan erhållas med hjälp av Ekvation 1. Rij eller Pij som är illustrerade i ritningarna och beskrivningen är för bekvämlighets skull betecknade Rij- eller Pij.

[Ekvation 1] 'ë .- “x ~^'~ 1 a Ran; R :ts M . sj; xä *Riigïi RXQMK 1.:: När P88 erhållits så kan de andra diagonalpixlarna Pii erhållas med hjälp av Ek- vation 2.

[Ekvation 2] 19 m, _ "" Rim + P *ïišcugf Eftersom det aktuella exemplet illustrerar ett 8 X 8 prediktionsblock så kan här ivara 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 somPii=R00+(i/N)P88.

Såsom visas i Fig. 7(B), även när referenspixelvärdet minskar i x-riktningen (åthöger) 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 deandra pixelvärdena kan prediceras baserat på pixelvärdet i P88. I detta fall kanP88 härledas med hjälp av Ekvation 3.

[Ekvation 3] ”ß\.-.. l t f *I M "" Kit: "f M Rip När P88 erhållits så kan de andra diagonalpixlarna i prediktionsblocket erhållas med hjälp av Ekvation 4.

[Ekvation 4] . \_, .\ axx i* fgšf~~æ :J (m u v ä" .' Qi? Här kan ivara 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 baseratpå pixelvärdet i P81. I detta fall kan P81 härledas med hjälp av Ekvation 5.

[Ekvation 5] .j q :iv ,~“ _ Ä aI I: [artis W å! W *Rätt å" f W gåta När P81 erhållits så kan de andra diagonalpixlarna (från nere till vänster till uppetill vänster) i prediktionsblocket härledas med hjälp av Ekvation 6.

[Ekvation 6] \ I* f 1 .__ * Is: feiggsy; Här kan ivara 1, 2, ...8.

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

[Ekvation 7] '7\_~ f fw > - ~ -ë _ i l _ 18,: w 'ígrtsfxšifeotx 'Root ägt: När P81 erhållits så kan de andra diagonalpixlarna (från nere till vänster till uppetill vänster) i prediktionsblocket härledas med hjälp av Ekvation 8.

[Ekvation 8] 21 P -- +í fi? :šê-fl" *få 8 ~ \ R 8,: "~ ss Här kan ivara 1, 2, ...8.

Med tanke på beräkningslaster sä kan approximering av beräkningarna av5 kvadratrötter för att härleda diagonalpixlarna utföras som i Ekvation 9.

[Ekvation 9] De andra pixelvärdena i prediktionsblocket kan därefter härledas via interpoleringeller extrapolering med hjälp av prediktionsvärdena hörande till diagonalpixlarna, övre referenspixelvärden och vänstra referenspixelvärden.

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

[Ekvation 10] \ \. eller Xt f Igfiiiti Mi: *fïfcf gift d: “N33 \ Här är d1 ett avständ frän pixeln ROj eller Rj0 hörande till grannblocket som an-25 vänds för interpolering till prediktionsmälpixeln Pij, och d2 är ett avstånd frän dia-gonalpixeln Pii som används för interpolering till prediktionsmälpixeln Pij. 22 Dessutom och med hänvisning till Fig. 7(C) och 7(D) sä kan pixeln Pi som härlettsvia interpolering bland pixlarna i prediktionsblocket härledas med hjälp av Ekvat- ion11.

[Ekvation 11] än 4 ä' 4% *sf-ey F.. .t $<íšx...,*š~.§3. .md :if *lwiíqLÅÉ šså i f; .i eller Här är i+j<9 och d1 är ett avstånd frän pixeln ROj eller Rj0 hörande till grannblock-et som används för interpolering till prediktionsmälpixeln Pij, och d2 är ett avståndfrän diagonalpixeln Pii som används för interpolering till prediktionsmälpixeln Pij.

Fastän Ekvation 11 används för att via interpolering härleda pixeln Pij hörande tillprediktionsblocket sä kan inom ramen för den föreliggande uppfinningen olika in- terpoleringsmetoder användas.I Fig. 7(C) och Fig. 7(D) sä härleds en pixel Pe via extrapolering bland pixlarna avprediktionsblocket. En extrapolering som visas i Ekvation 12 kan användas för att härleda pixeln i prediktionsblocket.

[Ekvation 12] xx Pwazz. :ß sß; a' eller.f 3 \_ s* > om > i f. .igšflš +ågš .ilfiàhš. i + gå; 23 Här är i+j>9 och P är en diagonalpiXel som används till eXtrapolering. Dessutomoch som beskrivet ovan, d1 och d2 är ett avstånd från referenspiXeln till predikt-ionsmälpiXeln Pij respektive ett avstånd från piXeln Pii till prediktionsmälpiXeln Pij.

Exempel 2Fig. 8 schematiskt illustrerar ytterligare en metod för att predicera ett piXelvärde med hänsyn tagen till ett referenspixelvärde och en variation av en referenspiXel.Fastän Fig. 8 för bekvämlighets skull illustrerar ett 8 X 8 prediktionsblock sä kanden föreliggande uppfinningen appliceras till ett N X N prediktionsblock och äralltsä 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 prediktionsmälpixel Pijgenom att tillämpa vertikala och horisontala variationer från referenspiXeln tillbaspiXelns värde. Mälpixeln Pij härleds till eXempel med hjälp av Ekvation 13.

[Ekvation 13]träff; park; i» trav si» w? Här är Ay=RiO-ROO, AX=R0j-R00, Och 1Si, jš8 för prediktionsblocket 8 X 8.

Till eXempel och med hänvisning till Fig. 8, en piXel P33 härleds, i enlighet medEkvation 7, via P33=ROO+AX+Ay. AX och Ay är här variationer i piXelvärde i X-riktningen och i y-riktningen från baspiXeln ROO till P33.

Som ett alternativ och med hänvisning till Fig. 8, en piXel P76 härleds, i enlighetmed Ekvation 13, via P76=R00+AX'+Ay'. AX' och Ay' är här variationer i piXelvärdei X-riktningen och i y-riktningen från baspiXeln ROO till P76. 24 Exempel 3Fig. 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 pä ett snittvärde avtvå pixlar i en horisontal/vertikal riktning av ett grannblock till det aktuella blocketsä härleder Exempel 3, visat i Fig. 9, diagonalpixlarna med hänsyn tagen till vari- ationer.

Med hänvisning till Fig. 9(A) så prediceras prediktionsblockets diagonalpixlar medhjälp av pixelvärden tillhörande grannblock placerade i övre och/eller vänstragränsomräde av prediktionsblocket. Till exempel, diagonalpixlarna Pii predicerasmed hjälp av Ekvation 14.

[Ekvation 14] 3 gå itä: -~eller j, m .ššïf j: + m: a, 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 frän en baspixelR03 till P33.

Med hänvisning till Fig. 9(B), pixelvärden av andra pixlar Pij än diagonalpixlarna idet aktuella blocket kan prediceras med hjälp av linjär interpolering genom att an-vända prediktionsvärdena av diagonalpixlarna och referenspixlarna ROO, R10 tillR80 och R01 till R08 hörande till grannblocken i det övre och det vänstra gräns-omrädet av det aktuella blocket.

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

[Ekvation 15] m .Ríšj å” .Pšš >=: at' i:få »§~ :få eller g .- Ršíš :få fššš :tålf .f M .' :Jflsíwiíš Fifj d1 är ett avstånd från pixeln ROj eller PiO hörande till grannblocket som användsför interpolering till prediktionsmålpixeln Pij, och d2 är ett avstånd från diagonal-pixeln Pii som används för interpolering till prediktionsmålpixeln Pij.

Exempel 4Fig. 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 ettaktuellt block kan prediceras med hjälp av P33=R03+Ay eller P33=R30+Ax.

Andra pixlar Pij än diagonalpixlarna i det aktuella blocket kan prediceras medhjälp 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. 26 [Ekvation 16] F' m RÛJ' + .tilyeller .Pzfj w .Ršíl + Ars* Här är Ay=RiO-ROO, AX=ROj-ROO, Och 1Si, jš8 för prediktionsblocket 8 X 8.

Till exempel och med hänvisning till Fig. 10, P37 härleds, i enlighet med Ekvation16, via P37=R07 +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 eller felspridningen dåligt. Till exempel, när ett fel inträffar igrannblocket så ändras pixelvärden i ett gränsområde hörande till grannblocket. Idetta 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 tvingadintraprediktion (CIP).

Fig. 11 schematiskt illustrerar en CIP-metod.Om något av interprediktionsmålblocken är granne med ett aktuellt makroblock Tså 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 hjälpav intraprediktionsmoden används här inte som ett referenspixelvärde. Således, 27 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 ClP-metod. Ett pixelvärde hörande tillett block som i intraprediktionsmoden predicerats bland grannblock används enligtmetoden av Fig. 12 som ett referenspixelvärde och ett pixelvärde av ett block sompredicerats i intraprediktionsmoden härleds med hjälp av intraprediktions-modblock som är grannar. Således, inte bara DC-moden, men även andraintraprediktionsmoder kan användas.

Med hänvisning till Fig. 12, bland grannblock till ett aktuellt block T, pixelvärden1210, 1220 och 1230 av block A, B, D, E, F, H och I predicerade med hjälp avinterprediktionsmod härleds genom att använda pixlar hörande till block som pre-dicerats med hjälp av intraprediktionsmoden.

Till exempel, när predicerade pixlar hörande till intraprediktionsmod finns pä såvälhöger som vänster sida av ett mälinterprediktionssampel sä kan ett pixelvärde PThörande till ett block predicerat med hjälp av interprediktionsmoden härledas medhjälp av Ekvation 17.

[Ekvation 17] t) “NA ¿. i, x) A _ Här är PT ett mälintraprediktionssampel, 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 pä ena sidan av mälintrapredikt-ionssamplet sä kan ett pixelvärde PT hörande till ett block predicerat med hjälp avintraprediktionsmoden härledas med hjälp av Ekvation 18. 28 [Ekvation 18]' 13 W Ilš*i f eller L? ,....... fl* Metoden enligt Fig. 12 använder intraprediktionsmoden mer korrekt än metodenenligt Fig. 11, men använder ett snittvärde av tillgängliga pixelvärden hörande tillintraprediktionsmod eller ett tillgängligt pixelvärde hörande till intraprediktionsmodsom ett pixelvärde av ett grannblock som predicerats i intraprediktionsmoden utanatt ta hänsyn till variation i pixelvärden.

Det behövs således en CIP-metod som tar hänsyn till variationer i pixelvärde.

Exempel 5Exempel 5 och Fig. 13 har ett strikt exemplifierande syfte och deras respektive innehåll skall inte tolkas som en utföringsform av den föreliggande uppfinningen.Fig. 13 schematiskt illustrerar att ett system i enlighet med den föreliggande upp- finningen genomför CIP med hänsyn tagen till variationer i pixelvärde.

Metoden enligt Fig. 13, dvs. att använda variationer i pixelvärden av båda pixlarnaför interpolering, uppnår mer precis prediktion av ett målpixelvärde än metodenenligt Fig. 12 som använder ett snittvärde av båda pixelvärden som ett pixelvärdesom skall härledas. En målpixel PT bland pixelvärden 1310, 1320 och 1330 somskall härledas kan till exempel härledas med hjälp av Ekvation 19.

[Ekvation 19] 29 R ü :i ~i~ å. x ai' l3 affiwlwfïïï Här är PT ett målprediktionssampel, PLB är ett vänster eller ett nedre intrapredikt-ionssampel och PRA är ett höger eller ett övre intraprediktionssampel. Dessutomoch som visat i Fig. 13, d1 är ett avstånd från PLBtill PT och d2 är ett avstånd frånPRAtill 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 finnsantingen på höger eller på vänster sida eller antingen på övre eller pä nedre sidaav målprediktionssamplet PT, då är PT=PLB eller PT=PRA. Dessutom, om det intefinns något predicerat block i intraprediktionsmoden, vilket block är granne meddet aktuella blocket 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 ellerPRA. 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 PRA och ett snitt-värde av åtta pixlar som är längst till höger och hör till ett G-block användas somPLB. I detta fall är d1 :s referenspunkt en övre pixel bland pixlarna som är längst tillhöger och hör till G-blocket och d2:s referenspunkt är en pixel som är längst tillvänster och hör till G-blocket bland de nedersta pixlarna som hör till C-blocket.

Dessutom, linjär interpolering ger utjämningseffekter på gränsområdespixlar så attadaptiv 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 isystemet i enlighet med den föreliggande uppfinningen.

Med hänvisning till Fig. 14 sä matas (S1410) det in en ny prediktionsenhet av enaktuell bild. Prediktionsenheten (PU) kan vara en basenhet för intraprediktion ochinterprediktion. Prediktionsenheten kan vara ett mindre block än en kodningsen-het (CU) och kan ha en rektangulär form, icke-nödvändigtvis kvadratisk. lntrapre-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. Pixlarien vertikallinje som är längst till höger i ett vänsterblock som är granne med ettaktuellt block och pixlar i en nedersta horisontallinje av ett övre block som ärgranne med det aktuella prediktionsblocket används för att generera referenspix-larna. När prediktionsblocket har storleken N dä används totalt 2N pixlar av detvänstra och det övre blocket som referenspixlar.

Pixlarna i vertikallinjen som är längst till höger i vänsterblocket som är grannemed det aktuella blocket och pixlarna i den nedersta horisontallinjen av det övreblocket som är granne med det aktuella prediktionsblocket kan användas som referenspixlarna antingen som de är eller via utjämning.

När utjämningen används sä kan utjämningsinformation signaleras till avkodaren.Till exempel, när utjämningen utförs sä kan ett AIS-filter, i vilket koefficienterna [1,2, 1] eller [1, 1, 4, 1, 1] användas. Bland dessa tvä koefficienter sä 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 enfilterkoefficient kan signaleras till avkodaren.

När CIP används för att generera referenspixeln dä är ClP-indikators värde satt till1. När CIP tillämpas dä används enbart pixlar hörande till grannblock och kodadei intraprediktionsmoden som referenspixlar och pixlar hörande till grannblock och 31 kodade i interprediktionsmoden används inte som referenspixlar. I detta fall ochsom visas i Fig. 13, pixlar (målprediktionssampel) svarande till positioner av pix-larna hörande till grannblocken och kodade i interprediktionsmoden genererassom referenspixlar genom interpolering av grannreferenspixlarna kodade iintraprediktionsmoden, 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 bådepå 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 iinterprediktionsmoden härledas med hjälp av Ekvation 11. Dessutom, när ettintraprediktionssampel enbart finns på ena sidan av målprediktionssamplet, dåkan målprediktionssamplet PT placerat i ett block som prediceras i interpredikt-ionsmoden härledas med hjälp av Ekvation 12. Snittvärden av motsvarandeintraprediktionsmodpixlarna kan användas som PLB och PRA värden i Ekvation 11och/eller 12. Finns det inget grannblock predicerat i intraprediktionsmoden, då kanett pixelvärde i samma position som i en tidigare bild kopieras för användning somett referenspixelvärde.

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

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

Till exempel, när optimering av hastighetsdistorsion (RDO) är påslagen då kan enmod att minimera kostnad J=R+rD (R är bithastighet, D är mängd distorsion, och r 32 är en Lagrange-variabel) väljas. Här behövs noggrann lokal avkodning vilket ökar kom plexiteten.

När RDO är avstängd dä 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 prediktionsmoder4 x 4 178 x 8 3416 x 16 3432 x 32 3464 x 64 3 Fig. 15 illustrerar en prediktionsinriktning av en intraprediktionsmod. Med hänvis-ning till Fig. 15, ett modnummer 0 är en vertikalmod i vilken prediktion genomförs ien vertikalriktning med hjälp av ett pixelvärde hörande till ett grannblock. Ett mod-nummer 1 är en horisontalmod i vilken prediktion genomförs i en horisontalriktningmed hjälp av ett pixelvärde hörande till ett grannblock. Ett modnummer 2 är enDC-mod i vilken ett prediktionsblock genereras med hjälp av ett genomsnittligtpixelvärde hörande till ett aktuellt block, till exempel ett luminiscensvärde i falletmed luminiscenspixlar och ett krominansvärde i fallet med krominanspixlar. Iandra moder som visats i Fig. 15 så genomförs prediktion med hjälp av pixelvär- den hörande till grannblock beroende pä motsvarande vinklar. 33 Övre prediktionspixlar och prediktionspixlar som är längst till höger kan i DC-moden filtreras för att effektivisera prediktionen. Filtreringsintensitet kan här stigaför ett mindre block. De andra interna pixlarna i det aktuella blocket får inte filtre- F88.

För att avspegla riktningsberoende kan en planmod användas istället för DC-moden. I planmoden är indikatorns värde bland information som överförts frånkodaren till avkodaren satt till 1. DC-moden används inte då planmoden används.Således, indikatorns värde är satt till 0 när DC-moden används istället för plan- moden.

När planmoden används så kan samma prediktionsmetoder som beskrivits ovan isamband med Fig. 6 - Fig. 10 användas. Avkodaren kan här utföra en RDO-operation som beskrivits ovan för att välja optimal metod. Om nödvändigt, två ellerfler 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 modnummer 0 genereras ett prediktionsblock med hjälp av linjärt förhållande mellanluminiscens och krominans, vilket hänvisas till som en linjär modell (LM) mod. Enmod nummer 1 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 block och svarar till luminiscensens mod nummer 2.

Med återhänvisning till Fig. 14, kodaren kodar en prediktionsmod av det aktuellablocket (S1440). Kodaren kodar en prediktionsmod för ett luminiscenskompo- 34 nentblock och ett krominanskomponentblock av det aktuella blocket. Eftersomprediktionsmoden av det aktuella blocket i stor utsträckning korrelerar med enprediktionsmod hörande till ett grannblock då kodas det aktuella blocket med hjälpav prediktionsmoden hörande till grannblocket för att därigenom minska bitmäng-den. Dessutom, den mest sannolika moden (MPM) hörande till det aktuella block-et bestäms och prediktionsmoden hörande till det aktuella blocket kan följaktligenkodas med hjälp av MPM.

Ett pixelvärde hörande till det aktuella blocket och ett med en pixel differentie-rande värde för pixelvärdet hörande till prediktionsblocket härleds därefter för attdärigenom generera en residualsignal (S1450).

Den genererade residualsignalen transformeras och kodas (S1460). Residualsig-nalen kan kodas med en transformkärna, varvid transformkodningskärnan har enstorlek pä 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](Kf-z, fi) w .TK fz, r-ßx B(n, Iz) >< npfzjäï; 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 aktuellt block.

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 tvä metoder. Enligt den första metoden så 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 somskall överföras (S1470). Till exempel, när prediktionen är korrekt utförd så kan residualsignalen överföras som den är, dvs. utan transformkodning.

Bestämning av vilken av residualsignalen och transformkoefficienten som skallöverföras kan utföras med hjälp av RDO eller liknande. Kostnadsfunktioner föreoch efter transformkodningen jämförs för att immunisera kostnader. När en signal-typ som skall överföras, dvs. residualsignalen eller transformkoefficienten, för detaktuella blocket 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 transform koefficienter.

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 block kan härledas. När denmottagna bitströmmen kan inkludera sidoinformation som behövs till avkodning,såsom information om en kodningsenhet, en prediktionsenhet och en transform-enhet, information om AIS-filtrering, information om prediktionsmodens räknebe- gränsningar, information om oanvända prediktionsmoder, information om omar- 36 rangering av prediktionsmoder, information om transformmetoder och informationom skanningsmetoder, då entropi-avkodas sidoinformationen tillsammans med bitströmmen.

Den avkodade informationen kan bekräfta huruvida en överförd signal för det ak-tuella blocket är en residualsignal eller en transformkoefficient för ett differentie-rande block. En residualsignal eller 1D vektor omfattande transformkoefficienterför det differentierande blocket erhålls för det aktuella blocket.

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 genererasutifrån residualsignalen och ett 2D-block av transformkoefficienter kan genererasutifrån transformkoefficienten.

Transformkoefficienterna avkvantiseras. De avkvantiserade transformkoefficien-terna inverstransformeras och residualblocket för residualsignalen genereras viainverstransformen. lnverstransformen av ett n * n block kan uttryckas med hjälpav Ekvation 11.

Avkodaren genererar referenspixlar (S1630). Avkodaren genererar här referens-pixeln genom att hänvisa till information om huruvida AIS-filtrering tillämpats ochom filtertypen som använts, vilken filtertyp signaleras och överförs med hjälp avavkodaren. Analogt med kodningsprocessen, pixlar i en vertikallinje som är längsttill höger i ett vänsterblock som redan är avkodat och rekonstruerat, och som ärgranne med det aktuella blocket och pixlar i en horisontallinje som är längst ner iett övre block som är granne med det aktuella blocket används för att genererareferenspixeln.

När ett värde för ClP-indikatorn som mottagits av avkodaren är satt till 1, vilket innebär att avkodaren använder CIP för en mälbild, så genererar avkodaren refe- 37 renspixeln. Till exempel, enbart pixlar tillhörande grannblock och kodade iintraprediktionsmod används som referenspixlar, varvid pixlar tillhörande grann-blocken och kodade i interprediktionsmod inte används som referenspixlar. I dettafall och som illustreras i Fig. 6, pixlar (målprediktionssampel) svarande till posit-ioner av pixlarna tillhörande grannblocken och kodade i interprediktionsmodengenereras som referenspixlar genom interpolering av grannreferenspixlar kodadei intraprediktionsmoden eller sä 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 pä sävälhöger som på vänster sida av ett målinterprediktionssampel sä kan ett mälpredikt-ionssampel PT placerat i ett block predicerat med hjälp av interprediktionsmodenhärledas med hjälp av Ekvation 17. Dessutom, när ett intrapredicerat sampel finnsenbart pä ena sidan av målprediktionssamplet så kan ett målprediktionssampel PTplacerat i ett block predicerat med hjälp av interprediktionsmoden härledas medhjälp av Ekvation 18. I Ekvation 17 och/eller Ekvation 18 sä kan snittvärden hö-rande till motsvarande interprediktionsmodpixlar kan användas som PLB eller PRAvärden. Finns det inga predicerade grannblock i intraprediktionsmoden sä kan ettpixelvärde i samma position som i en tidigare bild kopieras för användning som ettreferenspixelvärde.

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

Därefter genereras ett prediktionsblock för det avkodande mälblocket med hjälpav referenspixeln och entropi-avkodade prediktionsmoden hörande till det aktuellakodande mälblocket (S1640). 38 En process omfattande att generera prediktionsblocket är detsamma som en pro-cess för att bestämma prediktionsmoden och generera prediktionsblocket medhjälp av kodaren. När prediktionsmoden hörande till det aktuella blocket är enplanmod dä kan man identifiera en planeringsprediktionsmetod för att genereraprediktionsblocket genom att analysera signalerad information. Här kan avkoda-ren generera prediktionsblocket baserat pä 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--é-f-tfi \

Claims (4)

:

1. Videoavkodningsmetod omfattande: att härleda referenssampel baserat på grannsamplen som angränsar till ett aktuellt block(S1630); att erhålla ett prediktionsblock av det aktuella blocket genom att utföra intraprediktion pådet aktuella blocket baserat på referenssamplen (S1640); och att erhålla ett rekonstruktionsblock som hänför sig till det aktuella blocket genom att läggaihop prediktionsblocket och ett differentierande block av det aktuella blocket-š-íš-Lllsåššïalšsš, varvid ett sampel av prediktionsblocket av det aktuella blocket erhålls genom att användaett övre referenssampel som angränsar till det aktuella blocket och en variation som hänförsig till referenssamplen, och varvid variationen som hänför sig till referenssamplen är representativ för ett differensvärdemellan ett ësaffis1sa:~«»af Oas-referenssampel som angränsar till ax: detaktuella blocket och ett vänstra referenssampel som angränsar till det aktuella blocket.

2. Videoavkodningsmetod i enlighet med krav 1, varvid det övre referenssamplet har sammax-koordinat som samplet av prediktionsblocket och det vänstra referenssamplet har sammay-koordinat som samplet av prediktionsblocket.

3. Videoavkodningsanordning é}š\flš%-=1š-f:---omfattande: en prediktionssenhet (330) för att härleda referenssampel baserat på grannsamplen somangränsar till ett aktuellt block och för att erhålla ett prediktionsblock av det aktuella blocketgenom att utföra intraprediktion på det aktuella blocket baserat på referenssamplen; en rekonstruktionsenhet ~{-lf**“%ï:š~§-för att erhålla ett rekonstruktionsblock som hänför sig till detaktuella blocket genom att lägga ihop prediktionsblocket och ett differentierande block avdet aktuella blocket; varvid ett sampel av prediktionsblocket av det aktuella blocket erhålls genom att användaett övre referenssampel som angränsar till det aktuella blocket och en variation som hänförsig till referenssamplen, och varvid variationen som hänför sig till referenssamplen är representativ för ett differensvärdemellan ett övre-vänstra referenssampel som angränsar till det aktuella blocket och ettvänstra referenssampel som angränsar till det aktuella blocket.

4. Videoavkodningsanordning i enlighet med krav 3, varvid det övre referenssamplet harsamma x-koordinat som samplet av prediktionsblocket och det vänstra referenssamplet harsamma y-koordinat som samplet av prediktionsblocket.