WO2013067942A1 - 一种帧内预测方法和装置 - Google Patents

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Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to the field of image processing, and more particularly, to an intra prediction method and apparatus. Background technique
  • the intra prediction technique in the video coding standard utilizes the correlation of adjacent blocks and uses multi-directional prediction to improve prediction accuracy. For example, there are nine prediction directions for the prediction of luminance components in H.264.
  • the intra prediction technique in the HEVC standard draft is similar to the intra prediction technique used in H.264, but HEVC further expands the block partitioning type and the number of prediction directions, and the prediction direction allows up to 33 directions.
  • the predicted direction distribution is shown in the figure below.
  • the thick box indicates the current block, and each black line indicates the prediction direction.
  • the illustration shows that the prediction of the lowermost pixel of the current block using the reference pixels on the upper and left sides of the current block can be performed in 33 directions.
  • a prediction mode is first selected, and then reference pixels are obtained according to the direction of the prediction direction represented by the prediction mode, for example, if the prediction direction of the prediction mode is directed to the 90 degree direction from the current pixel point, Determining, according to the prediction direction, a pointed pixel point on a boundary of an upper adjacent block of the current block as a reference pixel point of a current pixel point, and then performing prediction according to a pixel value of the reference pixel point.
  • this is a one-way prediction technique that uses only reference pixels on one side of the prediction direction for prediction, and prediction accuracy is difficult to guarantee. Summary of the invention
  • the present invention provides an intra prediction method for predicting a current block according to pixel values of an upper neighboring block and a left neighboring block, which includes obtaining, according to a prediction direction, respective reference pixel points of the upper neighboring block in a left phase. Mapping pixel points in the neighboring block; averaging pixel values of respective reference pixel points of the upper neighboring block and their respective mapped pixel points; using the average pixel value, according to the prediction direction, The pixel values of the pixel points in the current block are predicted.
  • the present invention further provides an intra prediction apparatus, including: a mapping module, configured to obtain, according to a prediction direction, a mapped pixel point of each reference pixel of an upper neighboring block in a left neighboring block; a prediction pixel obtaining module, configured to: Placing pixel values of respective reference pixel points of the upper adjacent block and their respective mapped pixel points An average pixel value; a prediction module, configured to predict, by using the average pixel value, a pixel value of a pixel point in the current block according to the prediction direction.
  • a mapping module configured to obtain, according to a prediction direction, a mapped pixel point of each reference pixel of an upper neighboring block in a left neighboring block
  • a prediction pixel obtaining module configured to: Placing pixel values of respective reference pixel points of the upper adjacent block and their respective mapped pixel points An average pixel value
  • a prediction module configured to predict, by using the average pixel value, a pixel value of a pixel point in the current block according
  • the intra prediction method and apparatus provided by the present invention obtain pixel values of reference pixel points for prediction according to average values of reference pixel points of upper neighboring blocks and left neighboring blocks of the current block, and fully consider the spatial distribution characteristics of the pixels. , has a better predictive effect than the prior art.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an intra prediction method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an application of an intra prediction method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of an intra prediction apparatus according to an embodiment of the present invention. detailed description
  • an embodiment of the present invention provides an intra prediction method, including:
  • Step 101 Obtain, according to the prediction direction, a mapped pixel point of each reference pixel of the upper neighboring block in the left adjacent block.
  • Step 102 averaging pixel values of respective reference pixel points of the upper neighboring block and their respective mapped pixel points;
  • Step 103 Using the average pixel value, predict a pixel value of a pixel point in the current block according to the prediction direction.
  • predicting a pixel value of a pixel point in the current block according to the prediction direction includes:
  • the average pixel value is obtained by calculating the pixel value of the reference pixel and the average of the pixel values of the mapped pixel.
  • a reference pixel point of the upper adjacent block is a pixel point on a boundary of the upper adjacent block that is close to the current block
  • the left adjacent The reference pixel of the block is a pixel point on a boundary of the left adjacent block that is close to the current block.
  • the upper neighboring block of the current block includes a neighboring block above the current block and a neighboring block located at the upper right of the current block, and the left neighboring block of the current block includes an adjacent neighboring to the left of the current block a block, and an adjacent block at the lower left of the current block.
  • the reference pixel points in the upper adjacent block are found according to the forward or reverse direction of the current prediction direction, and the left adjacent blocks corresponding to the respective reference pixel points in the current prediction direction.
  • Map pixels The average pixel value of the reference pixel point and its corresponding mapped pixel point in the adjacent block is found, and the average pixel value is filled into the reference pixel point of the upper adjacent block.
  • the pixel in the current block is predicted according to the current prediction direction according to the filled pixel value in each reference pixel. .
  • prediction direction shown in FIG. 2 may be from the upper adjacent block to the left adjacent block, or from the left adjacent block to the upper adjacent block.
  • the upper adjacent block of the current block includes the adjacent block above the current block and the adjacent block at the upper right of the current block.
  • this division is based on the left-to-right, top-to-bottom encoding and decoding sequence of the current codec, and is affected by the optional way of predicting the direction specified by various standards. If the codec order is changed, or a new prediction direction is added, the composition of the upper neighboring block of the current block will change accordingly, such as including the adjacent block in the upper left direction of the current block. Similarly, the composition of the left neighboring block of the current block may also be changed according to the coding sequence or the change of the prediction direction, for example, including the adjacent block on the upper left of the current block.
  • the mapping of the reference pixels of each upper adjacent block in the left adjacent block The pixel points are all integer pixels. At this time, the pixel value of the reference pixel point in the left adjacent block pointed in the forward direction or the reverse direction of the prediction direction can be directly used as the pixel value of the mapped pixel point.
  • the prediction direction is not 45 degrees, when the mapped pixel points are obtained according to the prediction direction, "predictive direction finger bias" may occur, and the mapped pixel points are not exactly at the entire pixel position of the adjacent block, that is, the mapping The pixel point is a sub-pixel point. At this time, the pixel value of the mapped pixel point can be obtained by interpolation according to the pixel value of the integer pixel point around the mapped pixel point portion.
  • the pixel value of the reference pixel used for prediction is obtained according to the average value of the reference pixel points of the upper adjacent block and the left adjacent block of the current block, and full consideration is given.
  • the spatial distribution characteristics of pixels have better prediction effects than the prior art.
  • the intra prediction prediction apparatus includes:
  • the mapping module 301 is configured to obtain, according to the prediction direction, a mapped pixel point of each reference pixel of the upper neighboring block in the left adjacent block;
  • a prediction pixel obtaining module 302 configured to average pixel values of pixel values of respective reference pixel points of the upper adjacent block and their respective mapped pixel points;
  • the prediction module 303 is configured to use the average pixel value to predict a pixel value of a pixel point in the current block according to the prediction direction.
  • the prediction module 303 respectively fills the average value into the reference pixel points, and then, according to the prediction direction and the average pixel value of each reference pixel point, in the current block.
  • the pixel values of the pixels are predicted.
  • the prediction module includes: -, and a prediction submodule, configured to perform, according to the prediction direction and an average value of each reference pixel, a pixel value of a pixel in the current block. prediction.
  • the average pixel value is obtained as the average of the pixel value of the reference pixel point and the pixel value of the mapped pixel point.
  • the disclosed systems, devices, and methods may be implemented in other ways.
  • the device embodiments described above are merely illustrative.
  • the division of the unit is only a logical function division.
  • there may be another division manner for example, multiple units or components may be combined or Can be integrated into another system, or some features can be ignored, or not executed.
  • the mutual coupling or direct coupling or communication connection shown or discussed may be an indirect coupling or communication connection through some interface, device or unit, and may be in an electrical, mechanical or other form.
  • the components of the unit display; or it may be that the object unit 1 is located in one place, or may be distributed to a plurality of network units. Some or all of the units may be selected according to actual needs to achieve the purpose of the solution of the embodiment.
  • each functional unit in each embodiment of the present invention may be integrated into one processing unit, or each unit may exist physically separately, or two or more units may be integrated into one unit.
  • the above integrated unit can be implemented in the form of hardware or in the form of a software functional unit.
  • the integrated unit if implemented in the form of a software functional unit and sold or used as a standalone product, may be stored in a computer readable storage medium.
  • the technical solution may be embodied in the form of a software product in essence or in part or in the form of a software product, the computer software product being stored in a storage medium, comprising a plurality of instructions for making
  • a computer device which may be a personal computer, server, or network device, etc.
  • the foregoing storage medium includes: a U disk, a removable hard disk, a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM), a magnetic disk or an optical disk, and the like, which can store program codes. .

Abstract

本发明提供一种帧内预测方法，用于根据上相邻块和左相邻块的像素值对当前块进行预测，其包括根据预测方向，获得上相邻块的各个参考像素点在左相邻块中的映射像素点；将所述上相邻块的各个参考像素点与其各自的映射像素点的像素值进行求平均像素值；利用所述平均像素值，按照所述预测方向，对所述当前块中的像素点的像素值进行预测。本发明提供的帧内预测方法和装置根据当前块的上相邻块和左相邻块的参考像素点的平均值获得用于预测的参考像素点的像素值，充分考虑了像素的空间分布特性，相对于现有技术具有更好的预测效果。

Description

一种帧内预测方法和装置
技术领域
本发明实施例涉及图像处理领域， 更具体地， 涉及一种帧内预测方法和装 置。 背景技术
视频编码标准中的帧内预测技术， 利用相邻块的相关性， 釆用多方向预测， 提高预测精度。 比如， H.264中对亮度分量的预测有 9种预测方向。 HEVC标准草 案中的帧内预测技术， 与 H.264中所使用的帧内预测技术类似， 但 HEVC进一步 扩展了块划分类型以及预测方向数目， 预测方向最多允许 33个方向。 预测方向 分布如下图所示。 粗方框表示当前块， 各条黑线表示预测方向， 图示给出了利 用当前块上边和左边的参考象素对当前块最下角的像素的预测可以沿 33种方向 进行。 这些方向可以分为如下两类： 1 )从左上到右下的方向， 定义为负角度预 测方向； 2 )从右上到左下的方向， 或者从左下到右上的方向， 定义为正角度预 测方向。 在预测的过程中， 首先选定一种预测模式， 然后根据预测模式所代表 的预测方向的指向来获得参考像素点， 比如如果预测模式的预测方向是指向从 当前像素点的 90度方向， 则根据所述预测方向将所述当前块的上相邻块的边界 上的被指向的像素点作为当前像素点的参考像素点， 然后根据所述参考像素点 的像素值进行预测。 可是， 这是一种单向预测技术， 它仅利用预测方向一侧的 参考象素进行预测， 预测精度很难保证。 发明内容
本发明提供一种帧内预测方法， 用于根据上相邻块和左相邻块的像素值对 当前块进行预测， 其包括根据预测方向， 获得上相邻块的各个参考像素点在左 相邻块中的映射像素点； 将所述上相邻块的各个参考像素点与其各自的映射像 素点的像素值进行求平均像素值； 利用所述平均像素值， 按照所述预测方向， 对所述当前块中的像素点的像素值进行预测。
本发明还提供一种帧内预测装置， 包括： 映射模块， 用于根据预测方向， 获得 上相邻块的各个参考像素点在左相邻块中的映射像素点； 预测像素获得模块， 用于将所述上相邻块的各个参考像素点与其各自的映射像素点的像素值进行求 平均像素值； 预测模块， 用于利用所述平均像素值， 按照所述预测方向， 对所 述当前块中的像素点的像素值进行预测。
本发明提供的帧内预测方法和装置根据当前块的上相邻块和左相邻块的 参考像素点的平均值获得用于预测的参考像素点的像素值， 充分考虑了像素的 空间分布特性， 相对于现有技术具有更好的预测效果。 附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案， 下面将对实施例或现有技术 描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅 是本发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动 性的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。
图 1所示为本发明实施例提供的帧内预测方法的示意图。
图 2所示为本发明实施例提供的帧内预测方法的应用示图。
图 3所示为本发明实施例提供的帧内预测装置的示意图。 具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例是本发明一部分实施例， 而不是全部 的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳 动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。
请参照图 1,本发明实施例提供了一种帧内预测方法,其包括：
步骤 101 : 根据预测方向， 获得上相邻块的各个参考像素点在左相邻块中的 映射像素点；
步骤 102:将所述上相邻块的各个参考像素点与其各自的映射像素点的像素 值进行求平均像素值；
步骤 103: 利用所述平均像素值， 按照所述预测方向， 对所述当前块中的像 素点的像素值进行预测。
在本发明实施例中， 利用所述平均像素值， 按照所述预测方向， 对所述当 前块中的像素点的像素值进行预测包括：
将所述平均值分别填充入所述各个参考像素点中；
根据所述预测方向和所述各参考像素点的平均像素值， 对所述当前块中的 像素点的像素值进行预测。
在本发明实施例中， 平均像素值的求法即为参考像素点的像素值和映射像 素点的像素值的平均值。 请一并参照图 2, 在本发明实施例中， 所述上相邻块的参考像素点为所述上 相邻块中的靠近所述当前块的边界上的像素点， 所述左相邻块的参考像素点为 所述左相邻块中的靠近所述当前块的边界上的像素点。 当前块的上相邻块包括 处于所述当前块上方的相邻块以及处于所述当前块右上的相邻块， 所述当前块 的左相邻块包括处于所述当前块左方的相邻块， 以及处于所述当前块左下的相 邻块。 在进行预测的时候， 首先根据当前预测方向的正向或者反向找到处于上 相邻块中的参考像素点， 以及在当前预测方向下的与各个参考像素点对应的处 于左相邻块中的映射像素点。 求上相邻块中参考像素点和其对应的映射像素点 的平均像素值， 将平均像素值填充入上相邻块的参考像素点中。 当上相邻块的 各个参考像素点均填充入平均像素值之后， 即可根据各个参考像素点中的填充 后的像素值， 在根据所述当前预测方向， 对当前块中的像素点进行预测。
需要注意的是， 图 2 中所示的预测方向可以是从上相邻块指向左相邻块， 也可以是从左相邻块指向上相邻块。
需要注意的是， 虽然在本发明实施例中， 当前块的上相邻块包括处于当前 块的上方的相邻块， 以及处于当前块的右上的相邻块。 但是这种划分方式是基 于目前编解码的从左到右， 从上到下的编解码顺序， 并且受到各种标准规定的 预测方向的可选方式所影响的。 如果编解码顺序改变， 或者增加了新的预测方 向， 那当前块的上相邻块的组成也会相应的发生改变， 比如包含处于当前块左 上方向的相邻块。 同理， 当前块的左相邻块的组成也可以根据编解码顺序或者 预测方向的变化而改变， 比如包括处于当前块左上的相邻块。
还需要注意的是， 当预测方向为 45度 (：从左下指向右上；)或 225度时 (：从右上 指向左下）时,每个上相邻块的参考像素在左相邻块中的映射像素点均为整像素 点,这时候就可以直接将预测方向的正向或者反向指向的左相邻块中的参考像素 点的像素值作为映射像素点的像素值。而当预测方向不是 45度时,在根据预测方 向获得映射像素点时， 可能会发生 "预测方向指偏"， 映射像素点并不正好处于 相邻块的整像素位置上， 也就是说， 映射像素点是亚像素点， 这时候可以根据 所述映射像素点部分周围的整像素点的像素值， 通过插值获得所述映射像素点 的像素值。
在本发明实施例提供的帧内预测方法中， 用于预测的参考像素点的像素值 是根据当前块的上相邻块和左相邻块的参考像素点的平均值获得的， 充分考虑 了像素的空间分布特性， 相对于现有技术具有更好的预测效果。 的帧内预测方法的帧内预测装置的示意图。 所述帧内预测预测装置包括：
映射模块 301 , 用于根据预测方向， 获得上相邻块的各个参考像素点在左相 邻块中的映射像素点；
预测像素获得模块 302,用于将所述上相邻块的各个参考像素点与其各自的 映射像素点的像素值进行求平均像素值； 预测模块 303 , 用于利用所述平均像素值， 按照所述预测方向， 对所述当前 块中的像素点的像素值进行预测。
在本发明实施例中， 预测模块 303 将所述平均值分别填充入所述各个参考 像素点中， 然后根据所述预测方向和所述各参考像素点的平均像素值， 对所述 当前块中的像素点的像素值进行预测。
具体的， 所述预测模块包括: - 、 、、 预测子模块， 用于根据所述预测方向和所述各参考像素点的平均 ^素值， 对所述当前块中的像素点的像素值进行预测。
在本发明实施例中， 平均像素值的求法即为参考像素点的像素值和映射像 素点的像素值的平均值。
本领域普通技术人员可以意识到， 结合本文中所公开的实施例描述的各示 例的单元及算法步骤， 能够以电子硬件、 计算机软件或者二者的结合来实现， 为了清楚地说明硬件和软件的可互换性， 在上述说明中已经按照功能一般性地 描述了各示例的组成及步骤。 这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行， 取决 于技术方案的特定应用和设计约束条件。 专业技术人员可以对每个特定的应用 来使用不同方法来实现所描述的功能， 但是这种实现不应认为超出本发明的范 围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到， 为描述的方便和简洁， 上述描述 的系统、 装置和单元的具体工作过程， 可以参考前述方法实施例中的对应过程， 在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中， 应该理解到， 所揭露的系统、 装置和方 法， 可以通过其它的方式实现。 例如， 以上所描述的装置实施例仅仅是示意性 的， 例如， 所述单元的划分， 仅仅为一种逻辑功能划分， 实际实现时可以有另 外的划分方式， 例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统， 或 一些特征可以忽略， 或不执行。 另一点， 所显示或讨论的相互之间的耦合或直 接耦合或通信连接可以是通过一些接口， 装置或单元的间接耦合或通信连接， 可以是电性， 机械或其它的形式。 单元显示的部件;以是或者也可以 是物 单元 1 即 以位于一个地方， 或者 也可以分布到多个网络单元上。 可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部 单元来实现本实施例方案的目的。
另外， 在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中， 也可以是各个单元单独物理存在， 也可以两个或两个以上单元集成在一个单元 中。 上述集成的单元既可以釆用硬件的形式实现， 也可以釆用软件功能单元的 形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或 使用时， 可以存储在一个计算机可读取存储介质中。 基于这样的理解， 本发明 的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或 部分可以以软件产品的形式体现出来， 该计算机软件产品存储在一个存储介质 中， 包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机， 服务器， 或 者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。 而前述的 存储介质包括： U盘、 移动硬盘、 只读存储器（ROM, Read-Only Memory ), 随 机存取存储器（RAM, Random Access Memory ),磁碟或者光盘等各种可以存储 程序代码的介质。
以上所述， 仅为本发明的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局限于 此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内， 可轻易想到 变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 因此， 本发明的保护范围应 所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种帧内预测方法， 用于根据上相邻块和左相邻块的像素值对当前块进行预 测， 其特征在于， 包括：
根据预测方向， 获得上相邻块的各个参考像素点在左相邻块中的映射像素点； 将所述上相邻块的各个参考像素点与其各自的映射像素点的像素值进行求平均 像素值；
利用所述平均像素值， 按照所述预测方向， 对所述当前块中的像素点的像素值 进行预测。
2、 如权利要求 1所述的帧内预测方法， 其特征在于， 所述预测方向的正向或反 向， 从所述上相邻块的各个参考像素点指向所述左相邻块中的映射像素点。
3、如权利要求 1所述的帧内预测方法， 其特征在于， 所述利用所述平均像素值， 按照所述预测方向， 对所述当前块中的像素点的像素值进行预测包括： 将所述平均值分别填充入所述各个参考像素点中；
根据所述预测方向和所述各参考像素点的平均像素值， 对所述当前块中的像素 点的像素值进行预测。
4、 如权利要求 3所述的帧内预测方法， 其特征在于， 当所述上相邻块的所有参 考像素点均填充入各自的平均像素值之后， 才执行步骤 "利用所述平均像素值， 按照所述预测方向， 对所述当前块中的像素点的像素值进行预测"。
5、 如权利要求 1所述的帧内预测方法， 其特征在于， 所述当前块的上相邻块包 括处于所述当前块上方的相邻块以及处于所述当前块右上的相邻块， 所述当前 块的左相邻块包括处于所述当前块左方的相邻块， 以及处于所述当前块左下的 相邻块。
6、 如权利要求 1所述的帧内预测方法， 其特征在于， 当求得了所述当前块的上 相邻块的所有参考像素点和对应的映射像素点的平均像素值之后， 再利用所述 平均像素值， 按照所述预测方向， 对所述当前块中的像素点的像素值进行预测。
7、 如权利要求 1所述的帧内预测方法， 其特征在于， 所述上相邻块的参考像素 点为所述上相邻块中的靠近所述当前块的边界上的像素点， 所述左相邻块的参 考像素点为所述左相邻块中的靠近所述当前块的边界上的像素点。
8、 如权利要求 1所述的帧内预测方法， 其特征在于， 当所述映射像素点为亚像 素点时， 所述方法还包括：
根据所述映射像素点部分周围的整像素点的像素值， 通过插值获得所述映射像 素点的像素值。
9、 一种帧内预测装置， 其特征在于， 包括：
映射模块， 用于根据预测方向， 获得上相邻块的各个参考像素点在左相邻 块中的映射像素点；
预测像素获得模块， 用于将所述上相邻块的各个参考像素点与其各自的映 射像素点的像素值进行求平均像素值；
预测模块， 用于利用所述平均像素值， 按照所述预测方向， 对所述当前块中的 像素点的像素值进行预测。
10、 如权利要求 9 所述的帧内预测装置， 其特征在于， 所述预测方向的正向或 反向， 从所述上相邻块的各个参考像素点指向所述左相邻块中的映射像素点。
11、、如权利要求 9所述的帧内预测装置，、其特征在于 所述预测模块包括： 预测子模块， 用于根据所述预测方向和所述各参考像素点的平均 ^素值， 对所 述当前块中的像素点的像素值进行预测。
12、 如权利要求 11所述的帧内预测装置， 其特征在于， 在所述填充子模块将上 相邻块的所有参考像素点均填充入各自的平均像素值之后， 所述预测子模块才 对所述当前块中的像素点的像素值进行预测。
13、 如权利要求 9 所述的帧内预测装置， 其特征在于， 所述当前块的上相邻块 包括处于所述当前块上方的相邻块以及处于所述当前块右上的相邻块， 所述当 前块的左相邻块包括处于所述当前块左方的相邻块， 以及处于所述当前块左下 的相邻块。
14、 如权利要求 9 所述的帧内预测装置， 其特征在于， 在所述预测像素获得模 块求得了所述当前块的上相邻块的所有参考像素点和对应的映射像素点的平均 像素值之后， 所述预测模块才利用所述平均像素值， 按照所述预测方向， 对所 述当前块中的像素点的像素值进行预测。
15、 如权利要求 9 所述的帧内预测装置， 其特征在于， 所述上相邻块的参考像 素点为所述上相邻块中的靠近所述当前块的边界上的像素点， 所述左相邻块的 参考像素点为所述左相邻块中的靠近所述当前块的边界上的像素点。
16、 如权利要求 9 所述的帧内预测装置, 其特征在于， 当所述映射像素点为亚 像素点时， 所述方法还包括： 根据所述映射像素点部分周围的整像素点的像素值， 通过插值获得所述映 射像素点的像素值。
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