[發(fā)明專利]色度幀內(nèi)預(yù)測方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380019470.6
• 申請日: 2013-01-24
• 公開（公告）號: CN104471940B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱莉安娜·徐;國玫;郭峋
• 申請（專利權(quán)）人: 聯(lián)發(fā)科技（新加坡）私人有限公司
• 主分類號: H04N19/593
• 分類號: H04N19/593;H04N19/186;H04N19/42
• 代理公司: 北京萬慧達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11111
• 代理人: 張金芝,楊穎

交叉引用

本發(fā)明主張于2012年4月16日提交且發(fā)明名稱為“Improvements of Luma-based Chroma Intra Prediction”的申請?zhí)枮镻CT/CN2012/074118的PCT專利申請的優(yōu)先權(quán)，在此引用并合并參考該P(yáng)CT專利申請的全部內(nèi)容。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)于視頻編碼(video coding)，更具體地，本發(fā)明是有關(guān)于簡化的基于重建亮度像素(luma pixel)和色度像素(chroma pixel)的色度幀內(nèi)預(yù)測(intra prediction)有關(guān)的編碼技術(shù)。

背景技術(shù)

運(yùn)動補(bǔ)償性幀間(inter-frame)編碼已廣泛應(yīng)用于各種編碼標(biāo)準(zhǔn)，如MPEG-1/2/4及H.261/H.263/H.264/AVC。相比于運(yùn)動補(bǔ)償性幀間編碼可有效減少壓縮視頻的比特率(bitrate)，幀內(nèi)編碼(intra coding)用于壓縮具有較大運(yùn)動(motion)或場景(scene)改變的區(qū)域。另外，幀內(nèi)編碼也用于處理起始圖像(initial picture)，或?yàn)殡S機(jī)存取或緩和誤差傳遞(error propagation)而周期性插入I－圖像或I－區(qū)塊。幀內(nèi)預(yù)測使用圖片內(nèi)或圖片區(qū)域內(nèi)的空間相關(guān)。在實(shí)做中，圖片或圖片區(qū)域劃分為區(qū)塊，并在區(qū)塊基礎(chǔ)上執(zhí)行幀內(nèi)預(yù)測。當(dāng)前區(qū)塊的幀內(nèi)預(yù)測依靠已處理的相鄰區(qū)塊的像素。例如，若圖像或圖像區(qū)域中的區(qū)塊按行處理，先由左至右然后再由上(top)到下(bottom)，當(dāng)前區(qū)塊的頂部的相鄰區(qū)塊及左側(cè)的相鄰區(qū)塊用于形成對當(dāng)前區(qū)塊中的像素的幀內(nèi)預(yù)測。已處理的相鄰區(qū)塊中的任意像素可用于當(dāng)前區(qū)塊中的像素的幀內(nèi)預(yù)測，但經(jīng)常只使用靠近當(dāng)前區(qū)塊的頂部邊界和左側(cè)邊界的相鄰區(qū)塊的像素。

幀內(nèi)預(yù)測量(intra predictor)通常設(shè)計(jì)為使用圖像中的空間特征，如平滑區(qū)域(smooth area)(直流DC模式)、垂直線或邊緣(vertical line or edge)、水平線或邊緣(horizontal line or edge)及對角線或邊緣(diagonal line or edge)。此外，相關(guān)性經(jīng)常存在于亮度(Luminance,Luma)分量與色度(Chrominance,Chroma)分量之間。因此，重建亮度像素可用于推導(dǎo)幀內(nèi)色度預(yù)測。在高效視頻編碼(High Efficiency Video Coding,HEVC)的最新進(jìn)展中，揭露了一種基于同位(co-located)重建亮度區(qū)塊的色度幀內(nèi)預(yù)測方法。色度幀內(nèi)預(yù)測的類型定義為LM預(yù)測或LM模式。主要的概念是使用重建亮度像素來產(chǎn)生相應(yīng)的色度像素的預(yù)測量。圖1為預(yù)測操作的示意圖。圖1A為根據(jù)HM-5.0的基于用于色度幀內(nèi)預(yù)測的相鄰重建亮度像素和當(dāng)前重建亮度采樣的推導(dǎo)亮度采樣的示例示意圖。圖1B用于當(dāng)前色度采樣的色度幀內(nèi)預(yù)測的相鄰重建色度采樣的示意圖。首先，圖1A中的同位亮度區(qū)塊的相鄰重建像素及圖1B中色度區(qū)塊的相鄰重建像素用于推導(dǎo)兩個區(qū)塊之間的相關(guān)參數(shù)。然后，使用這些參數(shù)及亮度區(qū)塊的重建像素來產(chǎn)生色度區(qū)塊的預(yù)測像素。在參數(shù)推導(dǎo)過程中，使用了當(dāng)前亮度區(qū)塊的頂部第一行重建像素和左側(cè)第二列重建像素。使用亮度區(qū)塊的特定行和列是為了匹配色度分量的4:2:0采樣格式。下面的說明基于4:2:0采樣格式。用于其他采樣格式的LM模式色度幀內(nèi)預(yù)測可以類似地推導(dǎo)。

在測試模式版本5.0(HM-5.0)中，運(yùn)用LM模式以根據(jù)使用同位預(yù)測單元(prediction unit，PU)的重建亮度采樣的線性模型來預(yù)測色度采樣。線性模型的參數(shù)由斜率(slope)(a>>k)和y軸截距(intercept)(b)組成，其中“>>”對應(yīng)于由右移位(shift)操作。根據(jù)基于最小均方法則(least mean square criterion)的相鄰亮度和色度采樣推導(dǎo)參數(shù)。預(yù)測采樣，即在LM模式中待編碼的色度采樣predSamples[x,y]的推導(dǎo)如下，其中x,y＝0…nS-1and nS對應(yīng)于區(qū)塊大小。

首先，變量k3和采樣陣列p_Y’推導(dǎo)如下：

k3＝Max(0,BitDepth_C+Log2(nS)-14),(1)

其中，BitDepth_C表示內(nèi)部色度位深度(bit depth)(即，在視頻編碼過程期間處理的色度信號的位深度)，以及