CN108141585A - 视频编码***中的帧内预测方法和装置 - Google Patents

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Abstract

由根据本发明的解码设备执行的图像解码方法包括以下步骤：从接收的比特流获取关于当前块的帧内预测模式的信息；导出当前块的相邻参考样本；基于帧内预测模式和相邻参考样本导出当前块的当前样本的第一预测值；基于当前样本的相邻样本导出当前样本的第二预测值；以及基于第一预测值和第二预测值导出当前样本的预测值。根据本发明，可以基于当前块内的当前样本的相邻样本导出帧内预测值，并且可以借此提高帧内预测精度。

Description

视频编码***中的帧内预测方法和装置
技术领域
本发明涉及视频编码技术，并且更具体地涉及在视频编码***中的帧内预测方法和装置。
背景技术
对诸如HD(高清)图像和UHD(超高清)图像的高分辨率、高质量图像的需求在各个领域不断增加。由于图像数据具有高分辨率和高质量，所以相对于传统图像数据，要传输的信息或比特量增加。因此，当使用诸如常规有线/无线宽带线路之类的介质传输图像数据或者使用现有存储介质存储图像数据时，其传输成本和存储成本增加。
因此，需要高效率的图像压缩技术来有效地传输、存储和再现高分辨率和高质量图像的信息。
发明内容
本发明提供了用于提高图像编码效率的方法和装置。
本发明还提供了一种用于增强基于帧内预测的编码的效率的方法和装置。
本发明还提供了使用当前块的相邻块和当前块中的样本数据来提高基于帧内预测的编码的效率。
本发明还提供关于当前块中样本的恢复顺序的方法，以便使用当前块中的样本数据。
在一个方面，提供了一种由解码设备执行的图像解码方法。该方法包括：从接收的比特流获取关于当前块的帧内预测模式的信息；导出所述当前块的相邻参考样本；基于所述帧内预测模式和所述相邻参考样本导出所述当前块的当前样本的第一预测值；基于所述当前样本的相邻样本导出所述当前样本的第二预测值；以及，基于所述第一预测值和所述第二预测值导出所述当前样本的预测值。
在另一方面，提供了一种执行图像解码的解码设备。该设备包括：熵解码器，用于从接收的比特流获取关于当前块的帧内预测模式的信息；以及，预测器，用于导出所述当前块的相邻参考样本，基于所述帧内预测模式和所述相邻参考样本导出所述当前块的当前样本的第一预测值，基于所述当前样本的相邻样本导出所述当前样本的第二预测值，以及，基于所述第一预测值和所述第二预测值导出所述当前样本的预测值。
在又一方面，提供了一种由编码设备执行的图像编码方法。该方法包括：确定帧内预测模式；导出所述当前块的相邻参考样本；基于所述帧内预测模式和所述相邻参考样本导出当前样本的第一预测值；基于所述当前样本的相邻样本导出所述当前样本的第二预测值；基于所述第一预测值和所述第二预测值生成所述当前样本的预测值；以及，编码并输出指示所述当前块的帧内预测模式的预测模式信息。
在又一方面，提供了一种执行图像编码的编码设备。该设备包括：预测器，用于确定当前块的帧内预测模式，导出所述当前块的相邻参考样本，基于所述帧内预测模式和所述相邻参考样本导出当前样本的第一预测值，基于所述当前样本的相邻样本导出所述当前样本的第二预测值，基于所述第一预测值和所述第二预测值生成所述当前样本的预测值；以及，熵编码器，用于编码并输出指示所述当前块的帧内预测模式的预测模式信息。
根据本发明，可以基于当前块中的当前样本的相邻样本来导出帧内预测值，由此增强帧内预测精度。
根据本发明，可以获得基于相邻样本导出的帧内预测值，从而消除或减少远离相邻参考样本的样本的残差信号的数据量，并且提高整体编码效率。
根据本发明，可以根据块内帧内预测方法来改变当前块中的样本的重构顺序，并且可以增强帧内预测效率。
根据本发明，可以生成虚拟参考样本，并且虚拟参考样本被包括作为当前块中较低或者右样本的相邻样本以增强帧内预测效率。
附图说明
图1是示意性地示出根据本发明实施例的视频编码器的框图。
图2是示意性地示出根据本发明实施例的视频解码器的框图。
图3示例性地示出通过参考当前块中的相邻参考样本和重构样本来导出预测样本的过程。
图4示例性地示出了用于块内帧内预测的重构样本的位置。
图5示例性地示出了尺寸为N×N的当前块的相邻参考样本和生成的虚拟参考样本。
图6示意性地示出了根据本发明的编码设备的视频编码方法。
图7示意性地示出了根据本发明的解码设备的视频解码方法。
具体实施方式
本发明可以以各种形式进行修改，并且其具体实施例将在附图中进行描述和示出。然而，所述实施例不旨在限制本发明。以下描述中使用的术语仅用于描述具体实施例，而不旨在限制本发明。单数的表达包括复数的表达，只要其明显不同地被读取。诸如“包括”和“具有”的术语旨在表示存在在下面的描述中使用的特征、数字、步骤、操作、元件、组件或其组合，并且因此应该理解的是不排除存在或增加一个或多个不同特征、数量、步骤、操作、元件、组件或其组合。
另一方面，为了方便解释图像编码/解码设备中的不同特定功能，本发明中描述的附图中的元件是独立绘制的，并且不意味着元件由独立硬件或独立软件体现。例如，可以将元件的两个或更多元件组合以形成单个元件，或者可以将一个元件分成多个元件。在不偏离本发明的构思的情况下，元件被组合和/或分开的实施例属于本发明。
在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。
图1是示意性地示出根据本发明实施例的视频编码器的框图。
参见图1，视频编码器100包括图片分割器105、预测器110、变换器115、量化器120、重排器125、熵编码器130、去量化器135、逆变换器140、滤波器145和存储器150。
图片分割器105可以被配置为将输入图片划分成至少一个处理单元块。就此而言，作为处理单元的块可以是预测单元PU、变换单元TU或编译单元CU。图片可以由多个编译树单元CTU组成。每个CTU可以作为四叉树结构划分成CU。CU可以作为四叉树结构被划分为具有较低深度的CU。可以从CU获得PU和TU。例如，PU可以从CU分割为对称或不对称的方形结构。此外，TU可以从CU分成四叉树结构。
如稍后将描述的，预测器110包括执行帧间预测处理的帧间预测器和执行帧内预测处理的帧内预测器。预测器110对由图片分割器105划分的图片的处理单元执行预测处理，以创建包括预测样本或预测样本阵列的预测块。在预测器110中，图片的处理单元可以是CU、TU或PU。预测器110可以确定在对应的处理单元上执行的预测是帧间预测还是帧内预测，并且可以确定具体细节，例如预测方法的预测模式。经过预测处理的处理单元可以不同于其预测方法和特定细节被确定的处理单元。例如，可以以PU为单位确定预测方法和预测模式，并且可以以TU为单位执行预测处理。
在帧间预测中，可以基于关于当前图片的前一个图片和/或后一个图片中的至少一个的信息来执行预测过程以创建预测块。在帧内预测中，可以基于当前图片的像素信息来执行预测处理以创建预测块。
帧间预测可以使用跳过模式、合并模式或高级运动向量预测(AMVP)。在帧间预测中，可以为PU选择参考图片，并且可以选择与PU相对应的参考块。参考块可以是整数像素或样本单元，或者分数像素或样本单元。然后生成预测块，针对该预测块，相对于当前PU的残差信号被最小化并且运动向量大小被最小化。
预测块可以被生成为整数像素单元，或者被生成为诸如1/2像素单元或1/4像素单元的分数像素单元。就此而言，运动向量也可以表达为分数像素单元。
诸如经由帧间预测选择的参考图片的索引、运动向量差异MDV、运动向量预测器MVP、残差信号等等的信息可以被熵编码并且然后被传输到解码器。当应用跳过模式时，预测块可以被用作重构块，使得可以不生成、变换、量化或发送残差。
当执行帧内预测时，可以以PU为单位确定预测模式，并且可以以PU为单位执行预测过程。或者，可以以PU为单位确定预测模式，并且可以以TU为单位执行帧间预测。
作为示例，帧内预测中的预测模式可以包括33个定向预测模式和至少两个非定向模式。非定向模式可以包括DC预测模式和平面模式。
在帧内预测中，可以在将滤波器应用于参考样本之后构建预测块。此时，可以根据帧内预测模式和/或当前块的大小确定是否应该将滤波器应用于参考样本。
将所构建的预测块和原始块之间的残差值(残差块或残差信号)输入到变换器115。用于预测的预测模式信息和运动向量信息等与残差值一起由熵编码器130编码，并且被发送到解码器。
变换器115以TU为单位对残差块执行变换过程并创建变换系数。
变换块是样本的矩形块，并且是应用了相同变换的块。变换块可以是TU并且可以具有四叉树结构。
变换器115可以根据应用于残差块的预测模式和块的大小来执行变换过程。
例如，当帧内预测应用于残差块并且残差块具有4×4阵列时，使用离散正弦变换DST来变换残差块。否则，可以使用离散余弦变换DCT来变换残差块。
变换器115可以通过变换构建变换系数的变换块。
具体而言，变换器单元115基于DST或DCT将残差信号(或残差块)的一次变换从空间域应用到频域以生成临时变换系数(或一次变换系数)，并将临时变换系数的旋转变换作为二次变换来生成变换系数(或二次变换系数)。
量化器120可量化由变换器115变换的残差值，即，变换系数，并可产生量化系数。由量化器120计算的值可以被提供给去量化器135和重排器125。
重排器125可以重排从量化器120提供的变换系数。通过重排量化系数，可以增强在熵编码器130中的编码效率。
重排器125可以通过使用系数扫描方法将二维块形式的量化变换系数重排为一维向量的形式。
熵编码器130可以被配置为根据基于由重排器125重排的量化变换值或编码过程期间计算的编码参数值等的概率分布对符号进行熵编码，然后输出比特流。熵编码方法是接收具有各种值的符号，并将该符号表示为在去除其统计冗余同时可解码的二进制串的方法。
就此而言，符号表示将被编码/解码的语法元素、编译参数和残差信号值等。编码参数是编码和解码所必需的。编译参数可以包含可以在编码或解码期间被推断的信息，以及在编码器中编码并且像语法元素一样被传递到解码器的信息。编码参数是编码或解码图像所需的信息。编码参数可以包括统计或值，例如帧内/帧间预测模式、移动/运动向量、参考图片索引、编码块图案、残差信号存在或不存在、变换系数、量化变换系数、量化参数、块尺寸、块分割信息等。此外，残差信号可以表示原始信号与预测信号之间的差异。此外，原始信号和预测信号之间的差异可以被变换以定义残差信号，或者原始信号和预测信号之间的差异可以被变换和量化以定义残差信号。残差信号可以称为以块为单位的残差块，并且可称为以样本为单位的残差样本。
当应用熵编码时，可以表达符号以使得将少量比特分配给具有高出现概率的符号，并且将大量比特分配给具有低出现概率的符号。这可以减小待编码符号的比特串的大小。因此，经由熵编码可以增加图像编码的压缩性能。
诸如指数golomb、上下文自适应可变长度编码(CAVLC)和上下文自适应二进制算术编码(CABAC)之类的编码方案可用于熵编码。例如，熵编码器130可以在其中存储用于执行熵编码的表，诸如可变长度编译/代码(VLC)表。熵编码器130可以使用所存储的VLC表来执行熵编码。此外，熵编码器130导出相应符号的二值化方法和相应符号/bin的概率模型，然后使用导出的二值化方法或概率模型来执行熵编码。
如果需要，熵编码器130可以对要传输的参数集或语法给予预定的改变。
去量化器135对由量化器120量化的值变换系数进行去量化。逆变换器140对由去量化器135去量化的值进行逆变换。
由去量化器135和逆变换器140生成的残差值或残差样本或残差样本阵列以及由预测器110预测的预测块可以被组合以形成包括重构样本或重构样本阵列的重构块。
在图1中，通过加法器将残差块和预测块相加以创建重构块。此时，加法器可被认为是生成重构块的特定元件重构块生成器。
滤波器145将去块滤波器、ALF自适应环路滤波器、SAO样本自适应偏移应用于重构图片。
去块滤波器去除在重构图片中的块之间的边界处产生的块失真。ALF根据原始图像与其块被去块滤波器滤波的重构图片的比较的结果值执行滤波过程。ALF只适用于需要高效率的情况。SAO重构被应用了去块滤波器的残差块与原始图片之间的偏移差，并且以带偏移或边缘偏移等的形式应用。
另一方面，滤波器145可以不对在帧间预测中使用的重构块执行滤波操作。
存储器150可以存储由滤波器145计算的重构块或图片。存储在存储器150中的重构块或图片可以被提供给执行帧间预测的预测器110。
图2是示意性示出根据本发明实施例的视频解码器的框图。参考图2，视频解码器200可以包括熵解码器210、重排器215、去量化器220、逆变换器225、预测器230、滤波器235和存储器240。
当从视频编码器输入视频比特流时，可以基于视频编码器处理视频信息的顺序来对输入比特流进行解码。
熵解码器210可以根据概率分布对输入比特流进行熵解码以生成量化系数形式的符号。熵解码方法是接收二进制数序列并使用该序列生成每个符号的方法。熵解码方法类似于上述的熵编码方法。
例如，当诸如CAVLC的可变长度编码VLC(在下文中被称为'VLC')用于在视频编码器中执行熵编码时，熵解码器210可以使用与编码器中使用的编码器相同的VLC表来执行解码。此外，当CABAC用于在视频编码器中执行熵编码时，熵解码器210可以使用CABAC来执行熵解码。
更具体地说，CABAC熵解码方法可以包括：接收对应于比特流中的每个语法元素的bin，使用待解码语法元素信息确定上下文模型，解码相邻块和将要被解码的块的信息或者在先前的步骤中解码的符号/bin的信息，并且根据确定的上下文模型预测bin的出现概率，并且从而执行bin的算术解码以生成与每个语法元素的值对应的符号。就此而言，在确定上下文模型之后，CABAC熵解码方法可以进一步包括使用解码后的符号/bin的信息来更新上下文模型以确定下一个符号/bin的上下文模型的步骤。
由熵解码器210解码的信息中的用于构造预测块的信息可以被提供给预测器230，并且由熵解码器210熵解码的残差值即量化的变换系数可以被输入到重排器215。
重排器215可以基于视频编码器中的重排方法重排由熵解码器210熵解码的比特流信息，即，量化的变换系数。
重排器215可以将以一维向量的形式表达的系数重构并重排为二维块形式的系数。重排器215可以基于应用于当前块变换块的预测模式和变换块的大小来扫描系数，并且可以以二维块的形式创建系数量化变换系数阵列。
去量化器220可以基于从视频编码器提供的量化参数和重排块的系数值来执行去量化。
逆变换器225可以相对于在视频编码设备中执行的量化结果对由编码设备的变换器执行的变换和旋转变换执行逆旋转变换和逆变换。
可以基于在编码设备中确定的图像的传输单元或划分单元来执行逆旋转变换和逆变换。编码设备的变换器可以根据包括预测方法、当前块的尺寸和预测方向等的多个信息来选择性地执行DCT和/或DST，并且解码设备的逆变换器可以基于由编码设备的变换器执行的变换信息执行逆旋转变换和逆变换。相对于解码设备200，逆旋转变换和逆变换可被简单地称为旋转变换和变换。
预测器230基于由熵解码器210提供的预测块生成相关信息和先前解码的块和/或从存储器240提供的图片信息，生成包括预测样本或预测样本阵列的预测块。
如果当前PU的预测模式是帧内预测模式，则预测器230可以基于当前图片中的像素信息来执行帧内预测以生成预测块。
如果用于当前PU的预测模式是帧间预测模式，则预测器230可以被配置为基于包括在当前图片的先前图片或后续图片的至少一个图片中的信息来对当前PU执行帧间预测。就此而言，可以通过检查从编码器接收到的跳过标志和合并标志来推断关于在视频编码器中提供的当前PU的帧间预测所必需的运动信息的信息，诸如运动向量和参考图片索引。
预测器230可以生成预测块，使得当对当前图片执行帧间预测时，相对于当前块的残差信号被最小化并且运动向量大小被最小化。
另一方面，可以根据当前块的预测模式来改变运动信息导出方法。应用于帧间预测的预测模式可以包括高级运动向量预测(AMVP)模式和合并模式等。
在一个示例中，当应用合并模式时，编码器和解码器可以使用用于重构的空间相邻块的运动向量和/或与作为时间相邻的块的Col块对应的运动向量来生成合并候选列表。在合并模式中，从合并候选列表中选择的候选块的运动向量被用作当前块的运动向量。编码器可以向解码器发送指示具有从在合并候选列表中包括的候选块中选择的最优运动向量的候选块的合并索引。就此而言，解码器可以使用合并索引来导出当前块的运动向量。
在另一示例中，当应用AMVP(高级运动向量预测)模式时，编码器和解码器使用重构的空间相邻块的运动向量和/或与作为时间相邻块的Col块对应的运动向量来生成运动向量预测器候选列表。也就是说，重构的空间相邻块的运动向量和/或与作为时间相邻块的Col块相对应的运动向量可以用作运动向量候选。编码器可以向解码器发送指示从在运动向量预测器候选列表中包括的运动向量候选中选择的最优运动向量的预测运动向量索引。就此而言，解码器可以使用运动向量索引从在运动向量候选列表中包括的运动向量候选中选择当前块的预测运动向量。
编码器可以获得在当前块的运动向量与运动向量预测器之间的运动向量差MVD，对MVD进行编码，并将编码的MVD发送到解码器。也就是说，MVD可以是通过从当前块的运动向量(MV)中减去运动向量预测器(MVP)而获得的值。就此而言，解码器可以解码接收到的运动向量差，并且通过经解码的运动向量差与运动向量预测器之间的相加来导出当前块的运动向量。
此外，编码器可以将指示参考图片的参考图片索引发送到解码器。
解码器可以使用相邻块的运动信息来预测当前块的运动向量，并且使用从编码器接收到的残差来导出当前块的运动向量。解码器可以基于导出的运动向量和从编码器接收的参考图片索引信息来生成当前块的预测块。
在另一示例中，当应用合并模式时，编码器和解码器可以使用重构的相邻块的运动信息和/或Col块的运动信息来生成合并候选列表。也就是说，当存在重构的相邻块和/或Col块的运动信息时，编码器和解码器可以使用重构的相邻块和/或Col块的运动信息作为当前块的合并候选。
编码器可以将在合并候选列表中包括的合并候选当中的提供最优编码效率的合并候选选择为当前块的运动信息。就此而言，指示所选择的合并候选的合并索引可以被包括在被发送到解码器的比特流中。解码器可以使用发送的合并索引来选择在合并候选列表中包括的合并候选之一，并且解码器可以将选择的合并候选确定为当前块的运动信息。因此，当应用合并模式时，可以将重构的相邻块和/或Col块的运动信息照原样用作当前块的运动信息。解码器可以通过将预测块和从编码器发送的残差彼此相加来重构当前块。
在上述AMVP和合并模式中，可以使用重构的相邻块的运动信息和/或Col块的运动信息来导出当前块的运动信息。
在作为用于图片间预测的其他模式之一的跳过模式中，相邻块信息可以照原样用于当前块。因此，在跳过模式的情况下，除了指示哪个块的运动信息用作当前块的运动信息的信息之外，编码器不向解码器发送诸如残差的语法信息。
编码器和解码器可以通过基于导出的运动信息对当前块执行运动补偿来生成当前块的预测块。就此而言，预测块可以指的是通过对当前块执行运动补偿而生成的运动补偿块。此外，多个运动补偿块可以构成单个运动补偿图像。
可以使用由预测器230生成的预测块和由逆变换器225提供的残差块来生成重构块。图2示出了使用加法器来组合预测块和残差块以生成重构块。就此而言，加法器可被视为被配置为生成重构块的单独元件(重构块生成器)。就此而言，重构块包括如上所述的重构样本或重构样本阵列；预测块包括预测样本或预测样本阵列；残差块可以包括残差样本或残差样本阵列。因此，可以认为通过组合对应的预测样本或预测样本阵列与对应的残差样本或残差样本阵列来生成重构样本或重构样本阵列。
对于应用跳过模式的块，可以不发送残差信号，并且预测块可以用作重构块。
可以将重构块和/或重构图片提供给滤波器235。滤波器235可以对重构块和/或重构图片执行去块滤波操作、SAO操作和/或ALF操作。
存储器240可以存储重构图片或重构块以用作参考图片或参考块，并且可以将重构图片提供给输出模块。
可以将在包括在视频解码器200中的熵解码器210、重排器215、去量化器220、逆变换器225、预测器230、滤波器235和存储器240中的与解码图像直接相关的元件——例如，熵解码器210、重排器215、去量化器220、逆变换器225、预测器230和滤波器235等——表示为与其他元件区分的解码器或解码单元。
另外，视频解码器200可以进一步包括附图中未示出的解析器，该解析器解析与包括在比特流中的编码图像有关的信息。解析器可以包括熵解码器210，并且可以被包括在熵解码器210中。这种解析器单元也可以被实现为解码单元的元件。
如上所述，当帧内预测模式被应用于当前视频编码***中的当前块时，可以执行用于基于当前块的相邻参考样本来生成预测块的帧内预测。在这种情况下，对于位于用于帧内预测的参考样本附近的当前块中的样本的预测精度可能较高，而对于当前块中远离参考样本的样本的预测精度可能较低。例如，在一些情况下，当前块中靠近参考样本的样本的残差值可能接近于0，但是当前块中的远离参考样本的样本的残差值，并且在这种情况下，编码效率可能会降低。另外，根据帧内预测的方向特征，在当前块中的相邻样本之间的预测值中可能出现不连续的边缘。不连续的边缘可能会影响残差信号并降低转换效率。在本发明中，当执行帧内预测时，不仅重构当前块的相邻参考样本，而且还重构当前块中的先前预测的样本，并且参考重构样本以预测目标样本(或当前样本)，结果，帧内预测的准确度增加，并且不连续边缘被减轻以提高编码效率。
图3示例性地示出通过参考当前块中的相邻参考样本和重构样本来导出预测样本的过程。
参照图3，可以从通过基于当前块的相邻参考样本执行帧内预测而导出的Pconv以及通过基于当前块中的重构样本执行帧内预测(块内帧内预测)而导出的Pinner来导出用于当前样本的预测值Pnew。通过基于相邻参考样本执行帧内预测而获得的预测值可以被称为第一预测值，并且通过执行块内帧内预测而获得的预测值可以被称为第二预测值。如图3所示，Pnew可以被获得作为基于相邻参考样本导出的Pconv和基于当前块中重构样本导出的Pinner的加权和。可以基于以下等式导出Pnew。
[等式1]
α＊Pconv+(1-α)＊Pinner＝Pnew
这里，α表示用于生成Pnew的权重。α可以是固定的常数值或可以根据帧内预测模式或当前块的大小具有不同的值。
用于导出Pinner的当前块中的重构样本可以包括在各个位置处的样本。当前块中样本的重构顺序可以根据用于导出Pinner的方法即用于块内帧内预测的当前块中的重构样本而变化。
图4示例性地示出了用于块内帧内预测的重构样本的位置。
参考图4A，在图4A中示出的当前样本的相邻样本可以用于当前块中的帧内预测。具体地，当当前样本的坐标为(x,y)时，可以基于作为坐标(x-1,y-1)的重构样本的Rec(x-1,y-1)、作为坐标(x,y-1)的重构样本的Rec(x,y-1)和作为坐标(x-1,y)的重构样本的Rec(x-1,y)执行块内帧内预测。可以通过基于重构样本在当前块中执行帧内预测而导出第
二预测值PinnerA(x,y)。可以根据下面的等式导出PinnerA(x,y)。
[等式2]
PinnerA(x，y)＝(Aa*Rec(x-1，y-1)+Ab*Rec(x，y-1)+Ac*Rec(x-1，y)+(Aa+Ab+Ac)/2)/(Aa+Ab+Ac)
这里，PinnerA(x,y)表示具有当前块中的样本位置(x,y)的第二预测值，并且Rec(x-1,y-1)、Rec(x，y-1)和Rec(x-1,y)分别表示坐标(x-1,y-1)的样本的重构值、坐标(x,y-1)的样本的重构值以及坐标(x-1,y)的样本的重构值，并且Aa、Ab和Ac表示用于导出第二预测值的权重。Aa、Ab和Ac可以采用预定的常数值，或者可以取决于帧内预测模式或当前块的大小采用不同值。编码设备向解码设备发送附加的辅助信息以确定当前块中的帧内预测模式和权重。
参见图4B，图4B中所示的当前样本的相邻样本可以用于当前块中的帧内预测。具体而言，当当前样本的坐标为(x,y)时，可以基于作为坐标(x-1,y)的重构样本的Rec(x-1,y)、作为坐标(x-1,y+1)的重构样本的Rec(x-1,y+1)和作为坐标(x,y+1)的重构样本的Rec(x,y+1)执行块内帧内预测。可以通过基于重构样本在当前块中执行帧内预测而导出第二预测值PinnerB(x,y)。可以根据下面的等式导出PinnerB(x,y)。
[等式3]
PinnerB(x，y)＝(Ba*Rec(x-1，y)+Bb*Rec(x-1，y+1)+Bc*Rec(x，y+1)+(Ba+Bb+Bc)/2)/(Ba+Bb+Bc)
这里，PinnerB(x,y)表示当前块中具有样本位置(x,y)的第二预测值，并且Rec(x-1,y)、Rec(x-1,y+1)以及Rec(x,y+1)分别表示坐标(x-1,y)的样本的重构值、坐标(x-1,y+1)的样本的重构值以及坐标(x,y+1)的样本的重构值，Ba、Bb和Bc表示用于导出第二预测值的权重。Ba、Bb和Bc可以采用预定的常数值，或者可以采用取决于帧内预测模式或当前块的大小的不同值。编码设备向解码设备发送附加的辅助信息以确定当前块中的帧内预测模式和权重。
参考图4C，图4中所示的当前样本的相邻样本可以用于当前块中的帧内预测。具体地，当当前样本的坐标为(x,y)时，可以基于作为坐标(x,y-1)的重构样本的Rec(x,y-1)、作为坐标(x+1,y-1)的重构样本的Rec(x+1,y-1)和作为坐标(x+1,y)的重构样本的Rec(x+1,y)执行块内帧内预测。可以通过基于重构样本在当前块中执行帧内预测而导出第二预测值PinnerC(x,y)。可以根据下面的等式导出PinnerC(x,y)。
[等式4]
PinnerC(x，y)＝(Ca*Rec(x，y-1）+Cb*Rec(x+1，y-1)+Cc*Rec(x+1，y)+(Ca+Cb+Cc)/2)/(Ca+Cb+Cc)
这里，PinnerC(x,y)表示具有当前块中的样本位置(x,y)的第二预测值，并且Rec(x,y-1)、Rec(x+1，y-1)和Rec(x+1,y)分别表示坐标(x,y)的样本的重构值、坐标(x+1,y-1)的样本的重构值和坐标(x+1,y)的样本的重构值，Ca、Cb和Cc表示用于导出第二预测值的权重。Ca、Cb和Cc可以采用预定的常数值，或者可以根据帧内预测模式或当前块的大小采用不同的值。编码设备将附加辅助信息发送到解码设备以确定当前块中的帧内预测模式和权重。
参见图4D，在图4D中示出的当前样本的相邻样本可以用于当前块中的帧内预测。具体而言，当当前样本的坐标为(x,y)时，可以基于作为坐标(x+1,y)的重构样本的Rec(x+1,y)、作为坐标(x,y+1)的重构样本的Rec(x,y+1)和作为坐标(x+1,y+1)的重构样本的Rec(x+1y+1)执行块内帧内预测。可以通过基于重构样本在当前块中执行帧内预测而导出第二预测值PinnerD(x,y)。可以根据下面的等式导出PinnerD(x,y)。
[等式5]
PinnerD(x，y)＝(Da*Rec(x+1，y)+Db*Rec(x，y+1)+Dc*Rec(x+1，y+1)+(Da+Db+Dc)/2)/(Da+Db+Dc)
这里，PinnerD(x,y)表示当前块中具有样本位置(x,y)的第二预测值，并且Rec(x+1,y)、Rec(x,y+1)和Rec(x+1,y+1)分别表示坐标(x+1,y)的样本的重构值、坐标(x,y+1)的样本的重构值和坐标(x+1,y+1)的样本的重构值，Da、Db和Dc表示用于导出第二预测值的权重。Da、Db和Dc可以采用预定的常数值，或者可以取决于帧内预测模式或当前块的大小采用不同值。编码设备将附加辅助信息发送到解码设备以确定当前块中的帧内预测模式和权重。
当如上所述使用块内帧内预测时，当使用块内帧内预测时，可以首先重构在当前块中的帧内预测中使用的相邻样本。也就是说，可以在导出当前样本的第二预测值之前重构位于当前块中的相邻样本。在这种情况下，可以通过将残差样本加到比当前块中的当前样本更早预测的样本来生成重构样本，而不等待直到当前块中的所有预测样本都被导出并且当前块中的重构样本可以用于预测当前样本。
如图4A至图4D所示，要用于块内帧内预测的重构样本可以是不同的，并且当前块中的样本的重构顺序可以根据每种情况而变化。
当如图4A所示使用当前样本的左、左上和上相邻样本时，当前块中样本的重构顺序可以基于光栅扫描顺序。也就是说，当前块中的上一行被顺序地重构为较低的行，并且样本可以从每一行中的左样本到右样本被顺序地重构。作为具体示例，当当前样本的坐标为(x,y)时，在上述相邻样本中，可以比Rec(x,y-1)更早地重构Rec(x-1,y-1)，并且可以比Rec(x-1,y)更早地重构Rec(x,y-1)。当当前块中左上样本位置的坐标为(0,0)时，重构顺序可以被表示为伪码，如下表1所示。
[表1]
这里，int x和int y分别表示重构顺序中的第一样本(即，具有坐标(0,0)的左上样本)的x坐标值和y坐标值，BlkWidth和BlkHeight分别表示当前块的宽度和高度，Rec(x,y)表示当前块中坐标(x,y)的样本的重构值，Pnew(x,y)表示该样本的预测值，并且Resi(x,y)表示当前块中坐标(x,y)的样本的残差值。当按照表1中的伪代码所指示的循环的索引的顺序来执行在每个当前块中的样本的重构时，可以根据块内帧内预测方法而在样本之间没有依赖性问题地执行帧内预测。
当如图4B所示使用当前样本的左、左下和下相邻样本时，当前块中的样本被顺序地从当前块中的较高行重构到较低行，并且可以在每一行中从左样本到右样本顺序重构。作为具体示例，当当前样本的坐标为(x,y)时，在上述相邻样本中，可以比Rec(x,y+1)更早地重构Rec(x-1,y+1)，并且可以比Rec(x-1,y)更早地重构Rec(x,y+1)。这样的重构方案可以被称为水平反转的光栅扫描顺序。当当前块中左上样本位置的坐标为(0,0)时，重构顺序可以如下表2所示表示为伪代码。
[表2]
这里，int x和int y分别表示重构顺序中的第一样本(即，具有坐标(0,BlkHeight-1)的左下样本)的第一样本的x坐标值和y坐标值，BlkWidth和BlkHeight分别表示当前块的宽度和高度，Rec(x,y)表示当前块中坐标(x,y)的样本的重构值，Pnew(x,y)表示该样本的预测值，并且Resi(x,y)表示当前块中坐标(x,y)的样本的残差值。当按照表2中的伪代码所指示的循环的索引的顺序来执行每个当前块中的样本的重构时，可以根据块内帧内预测方法在没有样本之间的依赖性问题的情况下执行帧内预测。
当如图4C所示使用当前样本的上、右上和右相邻样本时，当前块中的样本被从当前块中的较高行到较低行顺序地重构，并且可以在每一行中从右样本到左样本被顺序地重构。作为具体示例，当当前样本的坐标为(x,y)时，在上述相邻样本中，可以比Rec(x,y-1)更早地重构Rec(x+1,y-1)，并且可以比Rec(x+1,y)更早地重构Rec(x,y-1)。这样的重构方案可以被称为垂直反转的光栅扫描顺序。当当前块中左上样本位置的坐标为(0,0)时，重构顺序可以如下表3所示被指示为伪代码。
[表3]
这里，int x和int y分别表示重构顺序中的第一样本(即，具有坐标(BlkWidth-1,0)的右上样本)的x坐标值和y坐标值，BlkWidth和BlkHeight分别表示当前块的宽度和高度，Rec(x,y)表示当前块中坐标(x,y)的样本的重构值，Pnew(x,y)表示该样本的预测值，Resi(x,y)表示当前块中坐标(x,y)的样本的残差值。当按照表3中的伪代码所指示的循环的索引的顺序来执行在每个当前块中的样本的重构时，可以根据块内帧内预测方法在不存在样本之间的依赖性问题的情况下执行帧内预测。
当如图4D所示使用当前样本的右、右下和下相邻样本时，当前块中的样本被从当前块中的较高行向较低行顺序地重构，并且可以在每一行中从右样本到左样本顺序重构。作为具体示例，当当前样本的坐标为(x,y)时，在上述相邻样本中，可以比Rec(x,y+1)更早地重构Rec(x+1,y+1)，并且可以比Rec(x+1,y)更早地重构Rec(x,y+1)。这样的重构方案可以被称为反转光栅扫描顺序。当当前块中左上样本位置的坐标为(0,0)时，重构顺序可以如下表4所示表示为伪码。
[表4]
这里，int x和int y分别表示重构顺序中的第一样本(即，具有坐标(BlkWidth-1，BlkHeight-1)的右下样本)的第一样本的x坐标值和y坐标值，BlkWidth和BlkHeight分别表示当前块的宽度和高度，Rec(x,y)表示当前块中坐标(x,y)的样本的重构值，Pnew(x,y)表示该样本的预测值，并且Resi(x,y)表示当前块中的坐标(x,y)的样本的残差值。当按照表4中的伪代码所指示的循环的索引的顺序来执行每个当前块中的样本的重构时，可以根据块内帧内预测方法在没有样本之间的依赖性问题的情况下执行帧内预测。
同时，当如图4B至4D所示基于当前样本的右、下和右下相邻样本中的至少一个执行帧内预测时，可以生成虚拟参考样本。例如，当前样本可能与当前块的右边界或下边界相邻。在这种情况下，在某些情况下可能不重构当前样本的右、下或右下样本。在这种情况下，可以生成虚拟参考样本以用作当前样本的右、下或右下样本。
图5示例性地示出了尺寸为N×N的当前块的相邻参考样本和生成的虚拟参考样本。但是，这是示例，并且当前块的宽度和高度可以彼此不同。
参考图5，在由B0至BN-1、R0至RN-1和BR指示的位置处生成虚拟参考样本。可以基于当前块的相邻参考样本来导出虚拟参考样本B0至BN-1、R0至RN-1和BR。也就是说，可以基于AL、A0至A2N-1以及L0至L2N-1来导出虚拟参考样本。可以基于以下等式来导出虚拟参考样本。
[等式6]
BR＝(A2N-1+L2N-1)/2
其中，BR表示坐标(N,N)的虚拟参考样本，Bx表示坐标(x,N)的虚拟参考样本，Ry表示坐标(N,y)的虚拟参考样本，Ax表示坐标(x,-1)的相邻参考样本，并且Ly表示坐标(-1,y)的相邻参考样本。当导出在图4B到4D的方法中所示的第二预测值时，由上述方法生成的虚拟参考样本可以用作上述相邻样本的一个或多个。也就是说，当用于当前块中的右样本和较低样本的第二预测值时，虚拟参考样本可以用作相邻样本的Rec(m,n)值。
同时，编码设备可以向解码设备发送内部预测标志。编码设备可通过内部预测标志发送指示是否应用导出当前样本的第二预测值的预测的信息。例如，当内部预测标志的值是1时，可以导出当前样本的第二预测值。例如，当内部预测标志的值为0时，不导出当前样本的第二预测值，并且可以导出第一预测值作为当前样本的预测值。可以通过下面的表5中所示的语法来发送内部预测标志。
[表5]
参考表5，语法元素inner_pred_flag可以对应于内部预测标志。也就是说，当语法元素inner_pred_flag的值是1时，解码设备可以导出当前样本的第二预测值，并且可以是根据本发明的改进的帧内预测方法。例如，语法元素inner_pred_flag可以在CU级发送并由在CU中的PU的单元发送。也就是说，可以与CU中的PU的数量一样大地发送语法元素inner_pred_flag。一个或多个TU可以存在于一个PU区域中，并且如果当前块是TU，则可以将PU的语法元素inner_pred_flag所指示的信息应用于位于PU区域中的TU。
图6示意性地示出了根据本发明的编码设备的视频编码方法。在图6中公开的方法可以由图1中公开的编码设备执行。具体地说，例如，图6的S600至S640可以由编码设备的预测器执行，并且S650可以由编码设备的熵编码器执行。
编码设备确定当前块的帧内预测模式(S600)。编码设备可以基于各种预测模式执行预测，并且可以导出具有最优比率失真(RD)成本的帧内预测模式作为当前块的帧内预测模式。
编码设备导出当前块的相邻样本(S610)。相邻参考样本可以包括当前块的左相邻样本、左上相邻样本和上相邻样本。
例如，当当前块的左上样本位置被视为(0,0)时，可以导出左相邻样本p[-1][2H-1]，...，p[-1][0]、左上相邻样本p[-1][-1]和上相邻样本p[0][-1]，...，p[2W-1][-1]。这里，[m][n]可以表示样本位置(m,n)的样本(或像素)。这里，W和H可以分别对应于当前块的宽度和高度。
编码设备基于帧内预测模式和相邻参考样本来导出当前样本的第一预测值(S620)。编码设备可以根据帧内预测模式通过使用当前块的相邻参考样本来导出当前样本的第一预测值。例如，当帧内预测模式是定向预测模式时，可以基于当前样本使用在相邻参考样本中位于预测方向上的特定参考样本导出第一预测值。或者，当帧内预测模式是非定向预测模式时，可通过一些相邻参考样本的平均或双向内插来导出第一预测值。
编码设备基于当前样本的相邻样本导出当前样本的第二预测值(S630)。相邻样本可以包括与当前样本相邻的若干样本。
作为一个示例，当当前块的左上样本位置的坐标是(0,0)并且当前样本的样本位置的坐标是(x,y)时，当前样本的相邻样本可以包括坐标(x-1,y-1)的样本、坐标(x,y-1)的样本和坐标(x-1,y)的样本。可以基于相邻样本来导出第二预测值。在这种情况下，可以基于上述等式2来导出第二预测值。当使用相邻样本时，可以将光栅扫描顺序方案应用于当前块中样本的重构顺序。也就是说，当前块中的较高行被顺序地重构到较低行，并且样本可以在每一行中从左样本到右样本被顺序地重构。具体而言，当当前样本的样本位置的坐标为(x,y)时，在相邻样本中，坐标(x-1,y-1)的样本可以比坐标(x,y-1)的样本更早地重构，并且坐标(x,y-1)的样本可以比坐标(x-1,y)的样本更早地重构。在这种情况下，重构顺序可以在上面的表1中示出。
作为另一示例，当当前块的左上样本位置的坐标是(0,0)并且当前样本的样本位置的坐标是(x,y)时，当前样本的相邻样本可以包括坐标(x-1,y)的样本、坐标(x-1,y+1)的样本和坐标(x,y+1)的样本。可以基于相邻样本来导出第二预测值。在这种情况下，可以基于上述等式3导出第二预测值。当使用相邻样本时，当前块中的样本可以从当前块中的较低行到当前块中的较高行被顺序地重构，并且可以从每一行中的左样本到右样本被顺序地重构。具体而言，在当前样本的坐标为(x,y)的情况下，在相邻样本中，坐标(x-1,y+1)的样本可以比坐标(x,y+1)的样本更早地重构，并且坐标(x,y+1)的样本可以比坐标(x-1,y)的样本更早地重构。这种重构方案可以被称为水平反转光栅扫描顺序。在这种情况下，重构顺序可以在上面的表2中示出。
作为另一示例，当当前块的左上样本位置的坐标是(0,0)并且当前样本的样本位置的坐标是(x,y)时，当前样本的相邻样本可以包括坐标(x,y-1)的样本、坐标(x+1,y-1)的样本和坐标(x+1,y)的样本。可以基于相邻样本来导出第二预测值。在这种情况下，可以基于上述等式4导出第二预测值。当使用相邻样本时，当前块中的样本可以从当前块中的较高行到当前块中的较低行被顺序地重构，并且可以在每一行中从右样本到左样本被顺序地重构。具体地，在相邻样本中，当当前样本的坐标为(x,y)时，坐标(x+1,y-1)的样本可以比坐标(x,y-1)的样本更早重构，并且坐标(x,y-1)的样本可以比坐标(x+1,y)的样本更早地重构。这样的重构方案可以被称为垂直反转光栅扫描顺序。在这种情况下，重构顺序可以在上面的表3中示出。
作为另一示例，当当前块的左上样本位置的坐标是(0,0)并且当前样本的样本位置的坐标是(x,y)时，当前样本的相邻样本可以包括坐标(x,y-1)的样本、坐标(x+1,y-1)的样本和坐标(x+1,y)的样本。可以基于相邻样本来导出第二预测值。在这种情况下，可以基于上述等式5导出第二预测值。当使用相邻样本时，当前块中的样本可以从当前块中的较低行到当前块中的较高行被顺序重构，并且可以在每一行中从右样本到左样本被顺序地重构。具体而言，当当前样本的坐标为(x,y)时，在相邻样本中，坐标(x+1,y+1)的样本可以比坐标(x,y+1)的样本更早重构，坐标(x,y+1)的样本可以比坐标(x+1,y)的样本更早地重构。这样的重构方案可以被称为反转光栅扫描顺序。在这种情况下，重构顺序可以在上面的表4中示出。
相邻样本可以是位于当前块中并且在用于当前样本的第二预测值被导出之前重构的样本。
另外，编码设备可以基于当前块的相邻参考样本来生成虚拟参考样本，并且使虚拟参考样本被包括在相邻样本中。具体而言，在当前块的大小为N×N并且当前块的左上样本位置的坐标为(0,0)的情况下，可以基于坐标(x,-1)的相邻参考样本和坐标(-1,y)的相邻参考样本来生成坐标(N,N)的虚拟参考样本、坐标(x,N)的虚拟参考样本和坐标(N,y)的虚拟参考样本。在这种情况下，可以基于上面的等式6生成虚拟参考样本。
同时，编码设备可以设置指示第一预测值和第二预测值是否用于预测当前块的样本的内部预测标志。例如，当第二预测值被使用或导出用于当前块的帧内预测时，编码设备可以将内部预测标志的值设置为1。
编码设备基于第一预测值和第二预测值生成当前样本的预测值(S640)。可以基于第一预测值和第二预测值的加权和导出当前样本的预测值。用于导出当前样本的预测值的权重可以是固定的常数值，或者可以根据帧内预测模式或当前块的大小具有不同的值。在这种情况下，可以基于上述等式1导出当前样本的预测值。
编码设备编码并输出指示帧内预测模式的预测模式信息(S650)。编码设备可对预测模式信息进行熵编码并以比特流的形式输出经熵编码的预测模式信息。此外，编码设备可以生成并编码内部预测标志并以比特流的形式输出内部预测标志。预测模式信息和内部预测标志可以以比特流的形式被发送到解码设备。比特流可以通过网络或存储介质发送到解码设备。
虽然未示出，但编码设备可以编码和输出关于当前块的残差样本的信息。有关残差样本的信息可以包括与残差样本有关的变换系数。
图7示意性地示出了根据本发明的解码设备的视频解码方法。在图7中公开的方法可以由图2中公开的解码设备执行。具体而言，例如，图7的S700可以由解码设备的熵解码器执行，并且S710至S740可以由解码设备的预测器执行。
解码设备获得关于当前块的帧内预测模式的信息(S700)。解码设备可以对从编码设备接收的比特流进行解码并且获得关于帧内预测模式的信息。关于帧内预测模式的信息可以包括指示帧内预测模式的索引信息。可以通过网络或存储介质来接收比特流。此外，解码设备可以通过比特流接收内部预测标志。例如，内部预测标志可以在被包括在上述表5所示的语法中的同时被接收。
解码设备导出当前块的相邻样本(S710)。相邻参考样本可以包括当前块的左相邻样本、左上相邻样本和上相邻样本。
例如，当当前块的左上样本位置被视为(0,0)时，可以导出左相邻样本p[-1][2H-1],...,p[-1][0]、左上相邻样本p[-1][-1]和上相邻样本p[0][-1],...,p[2W-1][-1]。这里，[m][n]可以表示样本位置(m,n)的样本(或像素)。这里，W和H可以分别对应于当前块的宽度和高度。
解码设备基于帧内预测模式和相邻参考样本导出当前样本的第一预测值(S720)。解码设备可以根据帧内预测模式通过使用当前块的相邻参考样本来导出当前样本的第一预测值。例如，当帧内预测模式是定向预测模式时，可以使用基于当前样本的相邻参考样本中位于预测方向上的特定参考样本导出第一预测值。或者，当帧内预测模式是非定向预测模式时，可通过一些相邻参考样本的平均或双向内插来导出第一预测值。
解码设备基于当前样本的相邻样本导出当前样本的第二预测值(S730)。相邻样本可以包括与当前样本相邻的若干样本。
作为一个示例，当当前块的左上样本位置的坐标是(0,0)并且当前样本的样本位置的坐标是(x,y)时，当前样本的相邻样本可以包括坐标(x-1,y-1)的样本、坐标(x,y-1)的样本和坐标(x-1,y)的样本。可以基于相邻样本来导出第二预测值。在这种情况下，可以基于上述等式2来导出第二预测值。当使用相邻样本时，当前块中样本的重构顺序可以基于光栅扫描顺序。也就是说，当前块中的较高行被顺序地重构到较低行，并且样本可以在每一行中从左样本到右样本被顺序地重构。具体而言，在相邻样本之中，当当前样本的样本位置的坐标为(x,y)时，坐标(x-1,y-1)的样本可以比坐标(x,y-1)的样本更早地被重构，并且坐标(x,y-1)的样本可以比坐标(x-1,y)的样本更早地被重构。在这种情况下，重构顺序可以在如上所述的表1中示出。
作为另一示例，当当前块的左上样本位置的坐标是(0,0)并且当前样本的样本位置的坐标是(x,y)时，当前样本的相邻样本可以包括坐标(x-1,y)的样本、坐标(x-1,y+1)的样本和坐标(x,y+1)的样本。可以基于相邻样本来导出第二预测值。在这种情况下，可以基于上述等式3导出第二预测值。当使用相邻样本时，当前块中的样本可以从当前块中的较低行到当前块中的较高行被顺序地重构，并且可以从每一行中的左样本到右样本被顺序地重构。具体而言，在当前样本的坐标为(x,y)的情况下，在相邻样本中，坐标(x-1,y+1)的样本可以比坐标(x,y+1)的样本更早地重构，并且坐标(x,y+1)的样本可以比坐标(x-1,y)的样本更早地重构。这种重构方案可以被称为水平反转光栅扫描顺序。在这种情况下，重构顺序可以在如上所述的表2中示出。
作为另一示例，当当前块的左上样本位置的坐标是(0,0)并且当前样本的样本位置的坐标是(x,y)时，当前样本的相邻样本可以包括坐标(x,y-1)的样本、坐标(x+1,y-1)的样本和坐标(x+1,y)的样本。可以基于相邻样本来导出第二预测值。在这种情况下，可以基于上述等式4导出第二预测值。当使用相邻样本时，当前块中的样本可以从当前块中的上一行到当前块中的下一行被顺序地重构，并且可以在每一行中从右样本到左样本被顺序地重构。具体地，当当前样本的坐标为(x,y)时，在相邻样本中，坐标(x+1,y-1)的样本可以比坐标(x,y-1)的样本更早重构，并且样本坐标(x,y-1)的坐标可以比坐标(x+1,y)的样本更早地重构。这样的重构方案可以被称为垂直反转光栅扫描顺序。在这种情况下，重构顺序可以在如上所述的表3中示出。
作为另一示例，当当前块的左上样本位置的坐标是(0,0)并且当前样本的样本位置的坐标是(x,y)时，当前样本的相邻样本可以包括坐标(x,y-1)的样本、坐标(x+1,y-1)的样本和坐标(x+1,y)的样本。可以基于相邻样本来导出第二预测值。在这种情况下，可以基于上述等式5导出第二预测值。当使用相邻样本时，当前块中的样本可以从当前块中的较低行到当前块中的较高行被顺序重构，并且可以在每一行中从右样本到左样本被顺序地重构。具体而言，当当前样本的坐标为(x,y)时，在相邻样本中，坐标(x+1,y+1)的样本可以比坐标(x,y+1)的样本更早重构，样本坐标(x,y+1)的坐标可以比坐标(x+1,y)的样本更早地重构。这样的重构方案可以被称为反转光栅扫描顺序。在这种情况下，可以在如上所述的表4中示出重构顺序。
相邻样本可以是位于当前块中并且在用于当前样本的第二预测值被导出之前重构的样本。另外，解码设备可以基于当前块的相邻参考样本来生成虚拟参考样本，并且使得虚拟参考样本被包括在相邻样本中。具体而言，在当前块的大小为N×N并且当前块的左上样本位置的坐标为(0,0)的情况下，可以基于坐标(x,-1)的相邻参考样本和坐标(-1,y)的相邻参考样本来生成坐标(N,N)的虚拟参考样本、坐标(x,N)的虚拟参考样本和坐标(N,y)的虚拟参考样本。在这种情况下，可以基于上述等式6生成虚拟参考样本。同时，当内部预测标志的值等于1时，解码设备可以导出当前块的第二预测值。
解码设备基于第一预测值和第二预测值导出当前样本的预测值(S740)。可以基于第一预测值和第二预测值的加权和导出当前样本的预测值。根据帧内预测模式或当前块的大小，用于导出当前样本的预测值的权重可以是固定的常数值或者可以具有不同的值。在这种情况下，可以基于上述等式1导出当前样本的预测值。
解码设备可以基于预测值生成当前样本的重构样本。解码设备可以从从编码设备接收的比特流中获得残差信号并且生成当前样本的残差样本。在这种情况下，解码设备可以基于预测样本和残差样本来生成当前样本的重构样本。解码设备可以基于重构样本生成重构图片。
根据本发明，可以基于当前块中的当前样本的相邻样本来导出帧内预测值，由此增强帧内预测精度。
此外，根据本发明，可以获得基于相邻样本导出的帧内预测值，由此消除或减少远离相邻参考样本的样本的残差信号的数据量，并且提高整体编码效率。
另外，根据本发明，可以根据块内帧内预测方法来改变当前块中的样本的重构顺序，并且可以增强帧内预测效率。
此外，根据本发明，可以生成虚拟参考样本并且将虚拟参考样本包括为当前块中的较低样本或右样本的相邻样本以增强帧内预测效率。
在上述实施例中，基于具有一系列步骤或块的流程图来描述方法。本公开不限于上述步骤或块的顺序。一些步骤或块可以与上述的其他步骤或块同时或以不同的顺序进行。此外，本领域的技术人员将理解，上述流程图中所示的步骤不是排他性的，可以包括进一步的步骤，或者可以删除流程图中的一个或多个步骤而不影响本公开的范围。
根据本发明的上述方法可以以软件形式来实现。根据本发明的编码器和/或解码器可以被包括于在例如TV、计算机、智能电话、机顶盒和显示设备等中执行图像处理的设备中。
当以软件实现本发明的实施例时，可以通过执行上述功能的模块(过程和功能等)来实现上述方法。这样的模块可以存储在存储器中并由处理器执行。存储器可以在处理器的内部或外部，并且可以使用各种众所周知的手段将存储器耦合到处理器。处理器可以包括专用集成电路(ASIC)、其他芯片集、逻辑电路和/或数据处理设备。存储器可以包括ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、闪存、存储卡、存储介质和/或其他存储设备。

Claims (15)

1.一种由解码设备执行的图像解码方法，包括：
从接收的比特流获取关于当前块的帧内预测模式的信息；
导出所述当前块的相邻参考样本；
基于所述帧内预测模式和所述相邻参考样本导出所述当前块的当前样本的第一预测值；
基于所述当前样本的相邻样本导出所述当前样本的第二预测值；
以及
基于所述第一预测值和所述第二预测值导出所述当前样本的预测值。
2.根据权利要求1所述的解码方法，其中，基于所述第一预测值和所述第二预测值的加权和来导出所述当前样本的所述预测值。
3.根据权利要求2所述的解码方法，其中，基于以下等式导出所述预测值，
α＊Pconv+(1-α)＊Pinner＝Pnew
其中，Pconv表示所述第一预测值，Pinner表示所述第二预测值，Pnew表示所述预测值，并且α表示权重。
4.根据权利要求1所述的解码方法，其中，当所述当前块的左上样本位置的坐标是(0,0)并且所述当前样本的样本位置的坐标是(x,y)时，所述当前样本的相邻样本包括坐标(x-1,y-1)的样本、坐标(x,y-1)的样本和坐标(x-1,y)的样本。
5.根据权利要求4所述的解码方法，其中，所述相邻样本位于所述当前块中，并且在导出所述当前样本的所述第二预测值之前重构所述相邻样本。
6.根据权利要求4所述的解码方法，其中，基于以下等式导出所述第二预测值，
PinnerA(x，y)＝(Aa*Rec(x-1，y-1)+Ab*Rec(x，y-1)+Ac*Rec(x-1，y)+(Aa+Ab+Ac)/2)/(Aa+Ab+Ac)
其中，PinnerA(x,y)表示所述当前块中坐标(x,y)的所述当前样本的所述第二预测值，并且Rec(x-1,y-1)、Rec(x,y-1)和Rec(x-1,y)分别表示坐标(x-1,y-1)的样本的重构值、坐标(x,y-1)的样本的重构值以及坐标(x-1,y)的样本的重构值，并且Aa、Ab和Ac表示用于导出所述第二预测值的权重。
7.根据权利要求1所述的解码方法，其中，当所述当前块的左上样本位置的坐标是(0,0)并且所述当前样本的样本位置的坐标是(x,y)时，所述当前样本的相邻样本包括坐标(x-1,y)的样本、坐标(x-1,y+1)的样本和坐标(x,y+1)的样本，并且
在所述当前块中的样本从所述当前块中的较低行到所述当前块中的较高行被顺序地重构，并且从每一行中的左样本到右样本被顺序地重构。
8.根据权利要求7所述的解码方法，其中，基于以下等式导出所述第二预测值，
PinnerB(x，y)＝(Ba*Rec(x-1，y)+Bb*Rec(x-1，y+1)+Bc*Rec(x，y+1)+(Ba+Bb+Bc)/2)/(Ba+Bb+Bc)
其中，PinnerB(x,y)表示在所述当前块中的坐标(x,y)的所述当前样本的所述第二预测值，并且，Rec(x-1,y)、Rec(x-1,y+1)和Rec(x,y+1)分别表示坐标(x-1,y)的样本的重构值、坐标(x-1,y+1)的样本的重构值以及坐标(x,y+1)的样本的重构值，并且Ba、Bb和Bc表示用于导出所述第二预测值的权重。
9.根据权利要求1所述的解码方法，其中，当所述当前块的左上样本位置的坐标是(0,0)并且所述当前样本的样本位置的坐标是(x,y)时，所述当前样本的相邻样本包括坐标(x,y-1)的样本、坐标(x+1,y-1)的样本和坐标(x+1,y)的样本，并且
在所述当前块中的样本从所述当前块中的较高行到所述当前块中的较低行被顺序地重构，并且从每一行中的右样本到左样本被顺序地重构。
10.根据权利要求9所述的解码方法，其中，基于以下等式导出所述第二预测值，
PinnerC(x，y)＝(Ca*Rec(x，y-1)+Cb*Rec(x+1，y-1)+Cc*Rec(x+1，y)+(Ca+Cb+Cc)/2)/(Ca+Cb+Cc)
其中，PinnerC(x,y-1)表示所述当前块中坐标(x,y)的所述当前样本的所述第二预测值，并且Rec(x,y-1)、Rec(x+1,y-1)和Rec(x+1,y)分别表示坐标(x,y-1)的样本的重构值、坐标(x+1,y-1)的样本的重构值以及坐标(x+1,y)的样本的重构值，并且Ca、Cb和Cc表示用于导出所述第二预测值的权重。
11.根据权利要求1所述的解码方法，其中，当所述当前块的左上样本位置的坐标是(0,0)并且所述当前样本的样本位置的坐标是(x,y)时，所述当前样本的相邻样本包括坐标(x,y-1)的样本、坐标(x+1,y-1)的样本和坐标(x+1,y)的样本，并且
在所述当前块中的样本从所述当前块中的较低行到所述当前块中的较高行被顺序地重构，并且从每一行中的右样本到左样本被顺序地重构。
12.根据权利要求11所述的解码方法，其中，基于以下等式导出所述第二预测值，
PinnerD(x，y)＝(Da*Rec(x+1，y)+Db*Rec(x，y+1)+Dc*Rec(x+1，y+1)+(Da+Db+Dc)/2)/(Da+Db+Dc)
其中，PinnerD(x,y)表示在所述当前块中坐标(x,y)的所述当前样本的所述第二预测值，并且Rec(x+1,y)、Rec(x,y+1)和Rec(x+1,y+1)分别表示坐标(x+1,y)的样本的重构值、坐标(x,y+1)的样本的重构值以及(x+1,y+1)的样本的重构值，并且Da、Db和Dc表示用于导出所述第二预测值的权重。
13.根据权利要求1所述的解码方法，还包括：
生成用于导出所述第二预测值的虚拟参考样本，
所述相邻样本中的至少一个被包括在虚拟参考样本中，并且
当所述当前块的大小为N×N并且所述当前块的左上样本位置的坐标为(0,0)时，
基于以下等式导出所述虚拟参考样本预测值，
BR＝(A2N-1+L2N-1)/2
其中，BR表示坐标(N,N)的虚拟参考样本，Bx表示坐标(x,N)的虚拟参考样本，Ry表示坐标(N,y)的虚拟参考样本，Ax表示坐标(x,-1)的相邻参考样本，并且Ly表示坐标(-1,y)的相邻参考样本。
14.根据权利要求1所述的解码方法，还包括：
通过所述比特流接收内部预测标志，
当所述内部预测标志的值是1时，导出所述第二预测值。
15.一种由编码设备执行的图像编码方法，包括：
确定当前块的帧内预测模式；
导出所述当前块的相邻参考样本；
基于所述帧内预测模式和所述相邻参考样本导出当前样本的第一预测值；
基于所述当前样本的相邻样本导出所述当前样本的第二预测值；
基于所述第一预测值和所述第二预测值导出所述当前样本的预测值；以及
编码并输出指示所述当前块的所述帧内预测模式的预测模式信息。
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