用于改进的帧内色度编码和解码的方法及装置的制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请日为2010年8月11日、申请号为201080045914. X、发明名称为"用 于改进的帧内色度编码和解码的方法及装置"的发明专利申请的分案申请。
[0002] 相关申请的交叉引用
[0003] 本申请要求于2009年8月12日提交的美国临时申请序列号61/233,310(代理人 案号PU090108)的权益，在此通过引用以其整体并入。
技术领域
[0004] 本原理总地涉及视频编码和解码，更具体地，涉及用于改进的帧内色度编码和解 码的方法和装置。
【背景技术】
[0005] 多数现代视频编码标准采用各种编码模式来有效地减少空间和时间域中的相关 性。在国际标准化组织/国际电工委员会（IS0/IEC)移动画面专家组-4(MPEG-4)第10部 分高级视频编码（AVC)标准/国际电信联盟电信分部（ITU-T)H. 264推荐（下文的"MPEG-4 AVC标准"）中，可以对画面进行帧内编码或帧间编码。在帧内画面中，在利用了画面中的空 间相关性的同时，在帧内模式中编码宏块（16X16)。对于帧内亮度编码，可以将帧内模式 分类为以下三种分区类型：INTRA4X4 ;INTRA8X8 ;和INTRA16X16。INTRA4X4使用4X4 离散余弦变换（DCT)。INTRA8X8使用8X8变换。INTRA16X16使用通过4X4直流（DC) Hadamard变换级联的4X4整数DCT。对于帧内色度编码，仅仅允许一种分区类型。帧内 编码的宏块的每个8X8色度分量利用4种帧内预测模式进行预测并且使用通过2X2 DC Hadamard变换级联的4X4整数DCT。无论亮度分区类型是什么，色度分区类型是固定的。
[0006] MPEG-4 AVC标准帧内编码
[0007] MPEG-4 AVC标准使用帧内模式来利用画面中的空间相关性。对于帧内亮度编码， 帧内模式可以被分类为以下三种类型：INTRA4X4、INTRA8X8和INTRA16X16。INTRA4X4 和INTRA8X8支持9种帧内预测模式，而INTRA16X 16支持4种帧内预测模式。转到图1， 通过参考数字100来总地指示INTRA4X4和INTRA8X8预测模式。在图1中，参考数字0 指示垂直预测模式、参考数字1指示水平预测模式、参考数字3指示对角下/左预测模式、 参考数字4指示对角下/右预测模式、参考数字5指示垂直-右预测模式、参考数字6指示 水平-下预测模式、参考数字7指示垂直-左预测模式，而参考数字8指示水平-上预测模 式。未示出作为INTRA4X4和INTRA8X8预测模式的一部分的DC模式。转到图2,由参考 数字200总地指示INTRA16X 16预测模式。在图2中，参考数字0指示垂直预测模式、参考 数字1指示水平预测模式、参考数字3指示平面预测模式。未示出作为INTRA16X 16预测 模式的一部分的DC模式。
[0008] 由于MPEG-4 AVC标准中的基本编码单元是宏块，即，大小是16X16,宏块内部的 分区类型全部是16X16、8X8或4X4。在宏块内部不存在混合的分区类型，如图3所示。 转到图3,由参考数字300总地指示帧内16X 16块310的运动分区。该分区包括16X 16、 8X8和4X4分区。
[0009] 如上所述，INTRA4X4使用4X4DCT变换，INTRA8X8使用8X8变换，而 INTRA16X16使用级联的4X4变换。对于信令，INTRA4X4和INTRA8X8共享相同的宏块 类型（mb_type)0并且它们由变换大小标志（tranform_8X8_size_flag)来区分。然后，通 过最可能的模式对INTRA4X4或INTRA8X8中的帧内预测模式的选择发信号通知，可能具 有剩余模式，如果必要。对于INTRA16X16,在mb_type中对所有帧内预测模式以及编码块 的图案（cbp)类型发信号通知，其使用从1到24的mb_type值。对于帧内色度编码，使用 4个帧内预测模式并且使用利用2X2 DC Hadamard变换级联的4X4整数DCT来预测帧内 编码宏块的每个8X8色度分量。帧内色度编码是固定的，与亮度分区类型无关。帧内色度 编码不适配于内容，因此，减少了色度编码的保真度。
[0010] 在MPEG-4 AVC标准的4:4:4情况下，可以对所有三个色彩分量使用帧内亮度分区 类型和预测模式。支持共用模式和独立模式。在共用模式中，所有三个分量共享作为亮度分 量的完全相同的信息，包括分区类型和预测模式。在独立模式中，使用与亮度平面（plane) 相同的编码方法将三个色彩分量的每一个编码为单独的平面。
[0011] MPEG-4 AVC标准扩展中的大的帧内分区
[0012] 在第一种现有技术方法中，通过将帧内直接模式的数量增加到超过9个来为帧内 编码扩展预测块单元。然而，在第一种现有技术方法中，没有提到或者设想针对色度的情 况。在第二种现有技术方法中，色度分区类型被固定为Chroma_8X8,与在MPEG-4 AVC标 准中相同。对于帧内预测模式和变换，色度分区类型被保持为与MPEG-4 AVC标准中的亮度 intra_16X 16、intra_8X8和intra_4X4相同，即，使用4个色度预测模式和级联的4X4 变换。对于intra_32X 32,色度使用4个色度预测模式和级联的8X8变换，如在表1中所 示。也就是，表格1示出了用于4:2:0格式的每个帧内预测模式的预测分区大小和变换。在 第二种现有技术方法中使用的方案确实具有若干缺陷。第二种现有技术方法的一个缺陷在 于色度编码分区类型对于所有的亮度分区类型是固定的。第二种现有技术方法的另一个缺 陷在于对色度编码选择的编码模式或变换不是最佳的。第二种现有技术方法的又一个缺陷 在于色度编码具有很小的灵活性。
[0013] 表 1
[0014]
【发明内容】
[0015] 通过本原理解决现有技术的这些和其它缺点和缺陷，本原理针对用于改进的色度 编码和解码的方法和装置。
[0016] 根据本原理的一方面，提供了一种装置。该装置包括用于编码画面的至少一个块 的画面数据的编码器。支持用于该块的帧内色度编码的多种分区类型。多种分区类型包括 一组色度分区类型和一组亮度分区类型。该组色度分区类型与该组亮度分区类型不同。
[0017] 根据本原理的另一方面，提供了一种视频编码器中的方法。该方法包括编码画面 的至少一个块的画面数据。支持用于该块的帧内色度编码的多种分区类型。多种分区类型 包括一组色度分区类型和一组亮度分区类型。该组色度分区类型与该组亮度分区类型不 同。
[0018] 根据本原理的又一方面，提供了一种装置。该装置包括用于解码画面的至少一个 块的画面数据的解码器。支持用于该块的帧内色度解码的多种分区类型。多种分区类型包 括一组色度分区类型和一组亮度分区类型。该组色度分区类型与该组亮度分区类型不同。
[0019] 根据本原理的另一方面，提供了一种视频解码器中的方法。该方法包括解码画面 的至少一个块的画面数据。支持用于该块的帧内色度解码的多种分区类型。多种分区类型 包括一组色度分区类型和一种亮度分区类型。该组色度分区类型与该组亮度分区类型不 同。
[0020] 根据连同附图阅读的示例性实施例的以下详细描述，本原理的这些和其它方面、 特征和优点将变得明显。
【附图说明】
[0021] 根据以下的示例性附图可以更好地理解本原理，在图中：
[0022] 图1是示出可以应用本原理的INTRA4X4和INTRA8X8预测模式的图；
[0023] 图2是示出可以应用本原理的INTRA16X16预测模式的图；
[0024] 图3是示出可以应用本原理的用于16X16块的运动分区的图；
[0025] 图4是示出依据本原理的实施例、可以应用本原理的示例性视频编码器的框图；
[0026] 图5是示出依据本原理的实施例、可以应用本原理的示例性视频解码器的框图；
[0027] 图6是示出依据本原理的实施例、用于帧内色度编码的示例性方法的流程图；
[0028] 图7是示出依据本原理的实施例、用于帧内色度解码的示例性方法的流程图；
[0029] 图8是示出依据本原理的实施例、用于帧内色度编码的另一示例性方法的流程 图；以及
[0030] 图9是示出依据本原理的实施例、用于帧内色度解码的示例性方法的流程图。