[发明专利]图像编码装置、图像解码装置及图像处理方法

说明书

提供了一种图像编码装置、图像解码装置及图像处理方法。该图像编码装置在图像中对通过划分图像而获得的块执行帧内预测，以对块进行编码，该图像编码装置包括：块选择单元，用于选择矩形块作为块；以及预测方向确定单元，用于在矩形块被选择时将特定预测方向添加作为选择目标帧内预测方向，其中，所述特定预测方向是参考与矩形块的短边相邻的像素的预测方向中的一个，并且在与特定预测方向180度相反的另一预测方向上参考与矩形块的长边相邻的左块或上块中的相邻像素。

技术领域

本文中所讨论的实施方式涉及图像编码装置、图像解码装置及图像处理方法。

背景技术

帧内预测被用于H.264/AVC(用于视频的国际标准视频压缩方案)和HEVC(ISO/IEC23008：高效视频编码)。在帧内预测中，帧图像被划分成块，并且选择指示如何根据帧图像中的经编码左相邻块中的像素和帧图像中的经编码上相邻块中的像素(相邻像素)对帧图像中的处理目标块执行帧内预测的预测模式。然后，使用所选择的预测模式来执行帧内预测，以生成处理目标块的预测图像。接下来，在处理目标块中，生成与原始图像和预测图像之间的差对应的预测残差(预测误差)信号。使用离散余弦变换(DCT)或离散小波变换(DWT)将预测残差信号变换为空间频域中的信号，然后量化空间频域中的信号。使用熵编码，量化的信号和关于用于帧内预测的预测模式的信息一起被二值化，并且被输出为经编码图像信号。类似的编码方案可应用于静止图像。

在HEVC中，针对被称为编码单元(CU)的每个块执行编码。每个CU被划分为块，所述块中的每个块被称为预测单元(PU)并且对该块执行预测，并且PU用于帧内预测。在HEVC标准之前的视频编码标准应用确定是否要执行四叉树分割以划分CU的递归处理。此外，关于作为执行帧内预测的单元的PU，HEVC标准之前的视频编码标准还应用确定CU的大小是要保持不变还是要使用四叉树分割对CU进行划分的处理。因此，通过划分获得的所有块具有正方形形状。另一方面，由ISO/IEC SC29/WG11(MPEG)和ITU-T SG16 WP3/Q6(VCEG)联合建立的联合视频探索组(JVET)对下一代视频编码进行了研究。在JVET中已经提出了被称为四叉树加二叉树(QTBT)块分割的块分割，其使得不仅可以执行四叉树块分割而且还可以执行二叉树块分割，以对CU进行划分。当使用QTBT块分割时，可以对CU执行二叉树块分割以生成PU，并且这导致不仅能够选择方块而且还能够选择矩形块作为PU块。

如上所述，当使用帧内预测时，使用经编码左相邻块和经编码上相邻块中的相邻像素生成用于处理目标块的预测图像，因此需要一种根据相邻像素对矩形块高效地执行帧内预测的技术。

如下技术是已知的作为高效地执行帧内预测的常规技术(例如，参见日本特开专利公报第2016-027756号)。首先，在同一帧中生成预测信号的帧内预测中，根据解码的像素信号设置参考像素信号。接下来，获取识别预测模式的预测模式识别信息。接下来，基于参考像素信号和预测模式识别信息来生成预测信号。接下来，在由预测模式识别信息识别的预测模式中，使用距预测目标像素距离较短的参考像素来执行关于预测信号的校正的确定。此外，根据确定的结果校正所生成的预测信号。该确定包括根据指示函数的形状的参数来确定预测目标像素的校正范围，该函数是使用与预测目标块的左上边相邻的经解码像素作为原点而限定的。在该配置中，当使用帧内预测时，使用更靠近预测目标像素的解码的参考像素来生成预测信号，这导致能够减少预测残差能量并且改善主观图像质量和编码效率。

如上所述，在HEVC标准之前的帧内预测中，所有处理目标块具有正方形形状，因此在从左相邻像素进行的预测和从上相邻像素进行的预测之间在距离上没有差异。然而，如果由于上述QTBT块分割的使用而导致可以使用具有矩形形状的处理目标块并且对矩形块执行帧内预测，则这种关系将被改变。例如，在水平方向上长的矩形块的情况下，左相邻像素远离矩形块中的相应的预测目标像素。另一方面，在竖直方向上长的矩形块的情况下，上相邻像素远离矩形块中的相应预测目标像素。

因此，通常，如果对矩形块执行帧内预测并且使用远的相邻像素生成预测图像，则预测效率将降低并且上述预测残差信号的能量更有可能增加。这导致编码效率下降。