视频编码设备、视频译码设备、视频压缩传输系统、视频编码方法、视频译码方法和程序

摘要

本发明降低了线性预测中的处理时序的限制，提出了一种解码具有多个颜色分量的视频译码设备(100)，所述视频译码设备(100)包括预测系数推导单元、通道间参考像素生成单元及帧内预测像素生成单元。预测系数推导单元和通道间参考像素生成单元利用用于亮度分量的帧内预测的参考像素进行色度分量的参考像素的线性预测。帧内预测像素生成单元利用通过预测系数推导单元和通道间参考像素生成单元进行的线性预测而获得的色度分量的参考像素来进行色度分量的预测目标子块的帧内预测。

说明书

技术领域

本发明涉及视频编码设备、视频译码设备、视频压缩传输系统、视频编码方法、视频译码方法和程序。

背景技术

使用帧内预测(intra-frame prediction)、帧间预测(inter-frame prediction)和残差转换的视频编码方法已经被提出(例如，见非专利参考文献1)。

一方面，将给出对应于前述视频编码方法的根据传统示例的视频编码设备的说明。首先，根据传统示例的视频编码设备将输入图像划分为多个子块。接下来，以划分的子块为单位通过转换与量化从输入图像和帧间预测图像或帧内预测图像中得到的误差(残差)信号，获得量化系数水平。然后，通过对获得的量化系数水平和边信息(例如重建像素值所必须的预测模式或运动向量的相关信息)一起进行熵编码获得比特流。

另一方面，对应于前述视频编码方法的根据传统示例的视频译码设备通过与在根据传统示例的前述视频编码设备中实施的过程相反的过程来从比特流中获取输出图像。具体地，通过反向量化和反向转换从比特流中得到的量化系数水平以生成残差信号，将生成的残差信号与帧内预测或帧间预测的图像进行组合获得未滤波的局部译码图像。该未滤波的局部译码图像用于帧内预测。此外，通过对未滤波的局部译码图像进行回路滤波(例如去子块滤波)获得滤波后的局部译码图像并在帧缓冲区中累积。这些滤波后的局部译码图像用于进行帧间预测。应理解，从比特流中获取边信息和量化系数水平的过程称为解析过程，利用这些边信息和量化系数水平重建像素值的过程称为译码过程。

对根据传统示例的前述视频编码设备和视频译码设备执行的根据传统示例的帧内预测进行了说明。在根据传统示例的帧内预测中，关于亮度和色度生成帧内参考像素和帧内预测像素。

在生成亮度的帧内参考像素时，首先，将在目标子块m之前被译码的子块i的从局部译码缓存中输出的亮度局部译码像素作为输入(i＜m)，通过验证参考可行性来确认与参考像素位置相应的像素的译码状态，如果参考不可行，则进行填充处理，其中采用从其余位置复制的方式来获得参考像素。然后，采用三阶滤波器对获得的参考像素进行平滑处理，输出亮度帧内参考像素。色度与亮度的情况类似，先生成帧内参考像素，然后输出色度的帧内参考像素。

例如，在生成亮度的帧内预测像素时，按照非特定的预测模式进行水平的、竖直的、直流的(DC)、平面的或定向的预测并输出亮度帧内预测像素。色度与亮度的情况类似，先生成帧内预测像素，然后输出色度的帧内预测像素。

应理解， 当解析过程完成时，亮度和色度的译码处理可以独立进行。

关于HEVC第2版本， 已经对格式范围扩展RExt进行了研究以支持更多的颜色格式，例如YUV 4:2:2、YUV 4:4:4和RGB 4:4:4。同时也研究了提高4:4:4颜色格式的编码效率的方法， 因为在4:4:4颜色格式中，和U/V和B/R一样，色度分量的像素数是在4:2:0颜色格式中的4倍。

另一方面，关于HEVC第3版本，已经有了专用于除了相机捕获的图像以外的屏幕内容的编码和译码方法的研究，例如，PC屏幕和电脑图形(例如，见非专利文献2)。在非专利文献2中描述了编码效率得到提高的亮度/色度预测，因为通过将亮度重建信号作为参考信号对色度信号进行了线性预测。在亮度/色度预测中，接收亮度信号的重建信号和色度信号的局部译码的信号并作为输入，然后通过帧内预测模式之一的线性预测输出色度预测信号。

前述的线性预测可以通过如下的数学表达式(1)实现。

【数学表达式1】

Pred_c[x，y]＝α×Rec_L[x，y]+β…(1)

在数学表达式(1)中，Pred_c表示色度子块的预测信号，Rec_L表示亮度信号的重建信号，>

【数学表达式2】

R(A，B)＝M((A-M(A))×(B-M(B)))…(2)

【数学表达式3】

【数学表达式4】

β＝M(P_C)-α×M(P_R)…(4)

引文列表

非专利文献

非专利文献1：JCTVC-R1013_v2，起草了高效视频编码HEVC第2版本，包括格式范围扩展RExt，可扩展性SHVC以及多视点(MV-HEVC)扩展(JCTVC-R1013_v2,Draft highefficiency video coding(HEVC)version 2,combined format range extensions(RExt),scalability(SHVC),and multi-view(MV-HEVC)extensions.)。

非专利文献2：JCTVC-R0072,SCCE5 3.1.2:扩展的分量间预测(JCTVC-Q0036)(JCTVC-R0072,SCCE5 3.1.2:Extended inter-component prediction(JCTVC-Q0036).)。

发明内容

技术问题

图21显示了基于前述的根据传统实施例的线性预测的亮度/色度预测所必须的参考像素。色度信号需要与预测目标子块P0的左边相邻的帧内预测参考像素P5、与预测目标子块P0的左边相邻且在预测目标子块P0之上的帧内预测参考像素P6及与预测目标子块P0的上面相邻的帧内预测参考像素P7。另一方面，亮度信号需要与预测目标子块相对应的且应用在亮度信号的亮度/色度预测中的参考子块P1、与参考子块P1的左侧相邻的帧内预测参考像素P2、与参考子块P1的左上相邻的帧内预测参考像素P3及与参考子块P1的上侧相邻的帧内预测参考像素P4。

因此，在基于前述的根据传统实施例的线性预测的亮度/色度预测中，亮度信号的参考子块P1对于色度信号的预测目标子块P0的预测而言是必须的。基于这个原因，为了预测色度子块m，必须要完成亮度子块m的局部译码(重建)，这就提出了一个问题：由于处理时序的原因，降低了硬件安装的自由度。

为解决上述问题，本发明旨在降低基于线性预测的帧内预测中的处理时序限制。

问题的解决方案

为解决上述问题，本发明提出了如下内容。

(1)本发明提出了一种视频编码设备(例如，相当于图1中的视频编码设备1)，所述视频编码设备编码具有多个颜色分量的视频，所述视频编码设备包括：用于利用参考像素对预测目标颜色分量(例如，后面描述的色度分量)的参考像素进行线性预测的线性预测装置(例如，相当于图3中的预测系数推导单元2211和通道间参考像素生成单元2212)，所述参考像素使用于在多个颜色分量中的除了目标颜色分量之外的颜色分量(例如，后面描述的亮度分量)的帧内预测中；以及利用预测目标颜色分量的参考像素对预测目标颜色分量的预测目标子块进行帧内预测的帧内预测装置(例如，相当于图3中的帧内预测像素生成单元223)，通过线性预测装置进行的线性预测而获得所述预测目标颜色分量的参考像素。

根据上述的发明，所述线性预测装置利用参考像素对预测目标颜色分量的参考像素进行线性预测，所述参考像素使用于在多个颜色分量中的除了目标颜色分量之外的颜色分量的帧内预测中。进一步地，所述帧内预测装置利用预测目标颜色分量的参考像素对预测目标颜色分量的预测目标子块进行帧内预测，通过线性预测装置进行的线性预测而获得所述预测目标颜色分量。因此，提供了一种子块，所述子块从属于在多个颜色分量中的除了预测目标颜色分量之外的颜色分量且对应于预测目标子块而作为特定子块，特定子块相对于预测目标子块在基于线性预测的帧内预测进行中不是必须的。由于这个原因，相对于预测目标子块在基于线性预测的帧内预测进行中，所述特定子块的局部译码(重建)不需要全部完成。结果，基于线性预测的帧内预测中的处理时序的限制可得到降低。

(2)在(1)中描述的视频编码设备中，本发明提供了一种子块，所述子块从属于在多个颜色分量中的除了预测目标颜色分量之外的颜色分量且对应于预测目标子块(例如相当于图6中的预测目标子块P0)而作为特定子块(例如相当于图6中的参考子块P1)，线性预测装置对下述像素进行线性预测，所述像素包括与预测目标子块的左边相邻的像素(例如，其相当于图6中的参考像素P5)、相邻于所述预测目标子块的左上的像素(例如，相当于图6中的参考像素P6)以及与所述预测目标子块的上面相邻的像素(例如，相当于图6中的参考像素P7)，利用与所述特定子块的左边相邻的像素(例如，相当于图6中的参考像素P2)、相邻于所述特定子块的左上的像素(例如，相当于图6中的参考像素P3)以及与所述特定子块的上面相邻的像素(例如，相当于图6中的参考像素P4)来实现，以及帧内预测装置利用如下的通过线性预测装置进行的线性预测而获得的像素进行所述预测目标子块的帧内预测：与所述预测目标子块的左边相邻的像素，与所述预测目标子块的左上相邻的像素，及与所述预测目标子块的上面相邻的像素。

根据上述的发明，在(1)中描述的视频编码设备中，线性预测装置对下述像素进行线性预测，所述像素包括与预测目标子块的左边相邻的像素、所述像素相邻于所述预测目标子块的左上的像素以及与所述预测目标子块的上面相邻的像素，利用与所述特定子块的左边相邻的像素、相邻于所述特定子块的左上的像素以及与所述特定子块的上面相邻的像素来实现。进一步地，帧内预测装置利用如下的通过线性预测装置进行的线性预测而获得的像素进行所述预测目标子块的帧内预测：与所述预测目标子块的左边相邻的像素，与所述预测目标子块的左上相邻的像素，及与所述预测目标子块的上面相邻的像素。因此，可获得与前述提及的有益效果相似的有益效果。

(3)本发明提出了在(1)和(2)中描述的视频编码设备进一步包括帧内参考像素生成装置(例如，相当于图3中的帧内参考像素生成单元121和222)，用于执行：参考可行性验证处理，所述参考可行性验证处理用于确认对应于参考像素位置的像素的局部译码状态；当参考可行性验证处理中确定了所述参考为不可行时，用于从与参考像素位置不同的位置生成参考像素的填充处理；以及针对于所述参考像素的平滑处理。

根据上述发明，在(1)和(2)中描述的视频编码设备，所述帧内参考像素生成装置执行：参考可行性验证处理，所述参考可行性验证处理用于确认对应于参考像素位置的像素的局部译码状态；当参考可行性验证处理中确定了所述参考为不可行时，用于从与参考像素位置不同的位置生成参考像素的填充处理；以及针对于所述参考像素的平滑处理。因此，可生成帧内参考像素。

(4)在(1)至(3)中任一项描述的视频编码设备中，本发明提出了线性预测装置包括预测系数推导装置(例如，相当于图3中的预测系数推导单元2211)，所述预测系数推导装置用于利用预测目标颜色分量的参考像素以及在多个颜色分量中的除了预测目标颜色分量之外的颜色分量的参考像素来推导预测系数。

根据上述的发明，在(1)至(3)中任一项描述的视频编码设备中，预测系数推导装置利用预测目标颜色分量的参考像素以及在多个颜色分量中的除了预测目标颜色分量之外的颜色分量的参考像素来推导预测系数。因此，可获得预测系数。

(5)在(1)至(3)中任一项描述的视频编码设备中，本发明提出了线性预测装置包括预测系数推导装置(例如，相当于图8中的预测系数推导单元2211A)，所述预测系数推导装置用于从多个预设的预测系数中选取预测系数。

根据上述的发明，在(1)至(3)中任一项描述的视频编码设备中，预测系数推导装置从多个预设的预测系数中选取预测系数。因此，可获得预测系数。

(6)在(1)至(5)中任一项描述的视频编码设备进一步包括确定装置(例如，相当于图12中的确定单元2213A)，所述确定装置用于确定是否在视频译码设备中进行预测目标子块的线性预测，并且作为色度帧内预测模式之一而将表明确定结果的信号发送给视频译码设备，其中当所述确定装置已确定将要在视频译码设备中进行所述预测目标子块的线性预测时，发送表明确定结果的信号后，使得用于预测目标颜色分量的预测模式与用于在多个颜色分量中的除了预测目标颜色分量之外的颜色分量的预测模式相同。

根据上述的发明，在(1)至(5)中任一项描述的视频编码设备中，确定装置确定是否在视频译码设备中进行预测目标子块的线性预测，并且作为色度帧内预测模式之一而将表明确定结果的信号发送给视频译码设备。进一步地，当所述确定装置已确定将要在视频译码设备中进行所述预测目标子块的线性预测时，发送表明确定结果的信号后，使得用于预测目标颜色分量的预测模式与用于在多个颜色分量中的除了预测目标颜色分量之外的颜色分量的预测模式相同。因此，是否在视频译码设备中进行预测目标子块的线性预测可作为色度帧内预测模式之一而传输给视频译码设备。

(7)本发明提出了在(1)至(5)中任一项描述的视频编码设备进一步包括确定装置(例如，相当于图16中的确定单元2213B)，所述确定装置用于当用于预测目标颜色分量的预测模式与用于在多个颜色分量中的除了预测目标颜色分量之外的颜色分量的预测模式相同时，确定是否在视频译码设备中进行所述预测目标子块的线性预测并且将表明确定结果的信号发送给所述视频译码设备。

根据上述的发明，在在(1)至(5)中任一项描述的视频编码设备中，当用于预测目标颜色分量的预测模式与用于在多个颜色分量中的除了预测目标颜色分量之外的颜色分量的预测模式相同时，确定装置确定是否在视频译码设备中进行所述预测目标子块的线性预测，并且将表明确定结果的信号发送给所述视频译码设备。因此，当用于预测目标颜色分量的预测模式与用于在多个颜色分量中的除了预测目标颜色分量之外的颜色分量的预测模式相同时，可将是否在视频译码设备中进行预测目标子块的线性预测传输给视频译码设备。

(8)本发明提出了一种视频译码设备(例如，相当于图1中的视频译码设备100)，所述视频译码设备解码具有多个颜色分量的视频，所述视频译码设备包括：用于利用参考像素对预测目标颜色分量(例如，后面描述的色度分量)的参考像素进行线性预测的线性预测装置(例如，相当于图5中的预测系数推导单元12811和通道间参考像素生成单元12812)，所述参考像素使用在多个颜色分量中的除了目标颜色分量之外的颜色分量(例如，后面描述的亮度分量)的帧内预测中；以及用于利用预测目标颜色分量的参考像素而进行预测目标颜色分量的预测目标子块的帧内预测的帧内预测装置(例如，相当于图5中的帧内预测像素生成单元1283)，所述预测目标颜色分量的参考像素通过线性预测装置进行的线性预测而获得。

根据上述的发明，线性预测装置利用参考像素对预测目标颜色分量的参考像素进行线性预测，所述参考像素使用在多个颜色分量中的除了目标颜色分量之外的颜色分量的帧内预测中。进一步地，帧内预测装置利用预测目标颜色分量的参考像素而进行预测目标颜色分量的预测目标子块的帧内预测，所述预测目标颜色分量通过线性预测装置进行的线性预测而获得。因此，提供了一种子块，所述子块从属于在多个颜色分量中的除了预测目标颜色分量之外的颜色分量，且对应于预测目标子块而作为特定子块，特定子块相对于预测目标子块在基于线性预测的帧内预测进行中不是必须的。由于这个原因，相对于预测目标子块在基于线性预测的帧内预测进行中，特定子块的局部译码(重建)不需要全部完成。结果，基于线性预测的帧内预测中的处理时序的限制可得到降低。

(9)在(8)中描述的视频译码设备，本发明提供了一种子块，所述子块从属于在多个颜色分量中的除了预测目标颜色分量之外的颜色分量，并且对应于预测目标子块(例如，相当于图6中的预测目标子块P0)而作为特定子块(例如，相当于图6中的参考子块P1)，线性预测装置进行下述像素的线性预测，所述像素包括与所述预测目标子块的左边相邻的像素(例如，相当于图6中的参考像素P5)、与所述预测目标子块的左上相邻且的像素(例如，相当于图6中的参考像素P6)以及与所述预测目标子块的上面相邻的像素(例如，相当于图6中的参考像素P7)，利用与所述特定子块的左边相邻的像素(例如，相当于图6中的参考像素P2)、与所述特定子块的左上相邻的像素(例如，相当于图6中的参考像素P3)及与所述特定子块的上面相邻的像素(例如，相当于图6中的参考像素P4)来实现，以及帧内预测装置利用如下的通过线性预测装置进行的线性预测而获得的像素进行所述预测目标子块的帧内预测：与所述预测目标子块的左边相邻的像素、与所述预测目标子块的左上相邻的像素以及与所述预测目标子块的上面相邻的像素。

根据前述的发明，在(8)中描述的视频译码设备中，线性预测装置进行下述像素的线性预测，所述像素包括与所述预测目标子块的左边相邻的像素、与所述预测目标子块的左上相邻的像素以及与所述预测目标子块的上面相邻的像素，利用与所述特定子块的左边相邻的像素、与所述特定子块的左上相邻的像素及与所述特定子块的上面相邻的像素来实现。进一步地，帧内预测装置利用如下的通过线性预测装置进行的线性预测而获得的像素进行所述预测目标子块的帧内预测：与所述预测目标子块的左边相邻的像素，与所述预测目标子块的左上相邻的像素，以及与所述预测目标子块的上面相邻的像素。因此，可获得与前述提及的有益效果相似的有益效果。

(10)本发明提出了在(8)或(9)中描述的视频译码设备进一步包括帧内参考像素生成装置(例如，相当于图5中的帧内参考像素生成单元1121，1282)，所述帧内参考像素生成装置用于执行：用于确认对应于参考像素位置的像素的局部译码状态的参考可行性验证处理；当参考可行性验证处理中确定了所述参考为不可行时，用于从与参考像素位置不同的位置生成参考像素的填充处理，以及针对于所述参考像素的平滑处理。

根据上述的发明，在(8)或(9)中描述的视频译码设备中，所述帧内参考像素生成装置执行：用于确认对应于参考像素位置的像素的局部译码状态的参考可行性验证处理；当参考可行性验证处理中确定了所述参考为不可行时，用于从与参考像素位置不同的位置生成参考像素的填充处理，以及针对于所述参考像素的平滑处理。因此，可生成帧内参考像素。

(11)在(8)至(10)中任一项描述的视频译码设备中，本发明提出了所述线性预测装置包括预测系数推导装置(例如，相当于图5中的预测系数推导单元12811)，所述预测系数推导装置用于利用预测目标颜色分量的参考像素以及在多个颜色分量中的除了预测目标颜色分量之外的颜色分量的参考像素来推导预测系数。

根据上述发明，在(8)至(10)中任一项描述的视频译码设备中，所述预测系数推导装置利用预测目标颜色分量的参考像素以及在多个颜色分量中的除了预测目标颜色分量之外的颜色分量的参考像素来推导预测系数。因此，可获得预测系数。

(12)在(8)至(10)中任一项描述的视频译码设备中，本发明提出了所述线性预测装置包括预测系数推导装置(例如，相当于图10中的预测系数推导单元12811A)，所述预测系数推导装置用于从多个预设的预测系数中选取预测系数。

根据上述发明，在(8)至(10)中任一项描述的视频译码设备中，所述预测系数推导装置从多个预设的预测系数中选取预测系数。因此，可获得预测系数。

(13)在(8)至(12)中任一项描述的视频译码设备中，本发明提出了线性预测装置，所述线性预测装置确定是否进行基于从视频编码设备获取的信号的线性预测，所述线性预测是用于预测目标颜色分量的预测模式之一，以及当已确定将进行线性预测时，使得用于预测目标颜色分量的预测模式与用于在多个颜色分量中的除了预测目标颜色分量之外的颜色分量的预测模式相同。

根据上述发明，在(8)至(12)中任一项描述的视频译码设备中，所述线性预测装置确定是否进行基于从视频编码设备获取的信号的线性预测，所述线性预测是用于预测目标颜色分量的预测模式之一，进一步地，当已确定将进行线性预测时，使得用于预测目标颜色分量的预测模式与用于在多个颜色分量中的除了预测目标颜色分量之外的颜色分量的预测模式相同。这就使得进行根据从视频编码设备获得的信号的线性预测以及使得用于预测目标颜色分量的预测模式与用于在多个颜色分量中的除了预测目标颜色分量之外的颜色分量的预测模式相同成为可能。

(14)在(8)至(12)中任一项描述的视频译码设备中，本发明提出了当用于预测目标颜色分量的预测模式与用于在多个颜色分量中的除了预测目标颜色分量之外的颜色分量的预测模式相同时，所述线性预测装置确定是否进行基于从视频编码设备获取的信号的线性预测。

根据上述发明，在(8)至(12)中任一项描述的视频译码设备中，当用于预测目标颜色分量的预测模式与用于在多个颜色分量中的除了预测目标颜色分量之外的颜色分量的预测模式相同时，所述线性预测装置确定是否进行基于从视频编码设备获取的信号的线性预测。因此，可根据从视频编码设备获得的信号而进行所述线性预测。

(15)本发明提出了一种视频压缩/传输系统，所述视频压缩/传输系统包括视频编码设备(例如，相当于图1中的视频编码设备1)和视频译码设备(例如，相当于图1中的视频译码设备100)，所述视频编码设备编码具有多个颜色分量的视频，所述视频译码设备解码具有多个颜色分量的视频，所述视频编码设备包括：编码侧的线性预测装置(例如，相当于图3中的预测系数推导单元2211和通道间参考像素生成单元2212)，用于利用参考像素对预测目标颜色分量(例如，后面描述的色度分量)的参考像素进行线性预测，所述参考像素使用于除了在多个颜色分量中的目标颜色分量之外的颜色分量(例如，后面描述的亮度分量)的帧内预测中；以及编码侧的帧内预测装置(例如，相当于图3中的帧内像素生成单元223)，用于利用预测目标颜色分量的参考像素对预测目标颜色分量的预测目标子块进行帧内预测，通过编码侧的线性预测装置进行的线性预测而获得所述预测目标颜色分量，所述视频译码设备包括：译码侧的线性预测装置(例如，相当于图5中的预测系数推导单元12811和通道间参考像素生成单元12812)，用于利用参考像素对预测目标颜色分量的参考像素进行线性预测，所述参考像素使用于在多个颜色分量中的除了目标颜色分量之外的颜色分量的帧内预测中；以及译码侧的帧内线性预测装置(例如，相当于图5中的帧内预测像素生成单元1283)，用于利用预测目标颜色分量的参考像素对预测目标颜色分量的预测目标子块进行帧内预测，通过译码侧的线性预测装置进行的线性预测而获得所述预测目标颜色分量的参考像素。

上述发明可获得与前述有益效果相似的有益效果。

本发明提出了一种视频编码设备(例如，相当于图1中的视频编码设备1)的视频编码方法，所述视频编码设备包括线性预测装置(例如，相当于图3中的预测系数推导单元2211和通道间参考像素生成单元2212)及帧内预测装置(例如，相当于图3中的帧内预测像素生成单元223)，且编码具有多个颜色分量的视频，所述视频编码方法包括：步骤一：使得所述线性预测装置利用参考像素对预测目标颜色分量(例如，后面描述的色度分量)的参考像素进行线性预测，所述参考像素使用于在多个颜色分量中的除了目标颜色分量之外的颜色分量(例如，后面描述的亮度分量)的帧内预测中；以及步骤二：使得所述帧内预测装置利用预测目标颜色分量的参考像素对预测目标颜色分量的预测目标子块进行线性预测，通过在所述步骤一中进行的线性预测而获得所述预测目标颜色分量的参考像素。

上述发明可获得与前述有益效果相似的有益效果。

(17)本发明提出了一种视频译码设备(例如，相当于图1中的视频译码设备100)的视频译码方法，所述视频译码设备包括线性预测装置(例如，相当于图5中的预测系数推导单元12811和通道间参考像素生成单元12812)及帧内预测装置(例如，相当于图5中的帧内预测像素生成单元1283)，且解码具有多个颜色分量的视频，所述视频译码方法包括：步骤一：使得所述线性预测装置利用参考像素对预测目标颜色分量(例如，后面描述的色度分量)的参考像素进行线性预测，所述参考像素使用于在多个颜色分量中的除了目标颜色分量之外的颜色分量(例如，后面描述的亮度分量)的帧内预测中；以及步骤二：使得所述帧内预测装置利用预测目标颜色分量的参考像素对预测目标颜色分量的预测目标子块进行线性预测，通过在所述步骤一中进行的线性预测而获得所述预测目标颜色分量的参考像素。

上述发明可获得同前述的有益效果相同的有益效果。

(18)本发明提出了一种程序，所述程序用于使得计算机执行视频编码设备(例如，相当于图1中的视频编码设备1)的视频编码方法，所述视频编码设备包括线性预测装置(例如，相当于图3中的预测系数推导单元2211和通道间参考像素生成单元2212)和帧内预测装置(例如，相当于图3中的帧内预测像素生成单元223)，且编码具有多个颜色分量的视频，所述程序使得计算机执行：步骤一：使得所述线性预测装置利用参考像素对预测目标颜色分量(例如，后面描述的色度分量)的参考像素进行线性预测，所述参考像素使用于除了在多个颜色分量中的目标颜色分量之外的颜色分量(例如，后面描述的亮度分量)的帧内预测中；以及步骤二：使得所述帧内预测装置利用预测目标颜色分量的参考像素对预测目标颜色分量的预测目标子块进行帧内预测，通过在所述步骤一中进行的线性预测而获得所述预测目标颜色分量的参考像素。

上述发明可获得与前述有益效果相似的有益效果。

(19)本发明提出了一种程序，所述程序用于使得计算机执行视频译码设备(例如，相当于图1中的视频译码设备100)的视频译码方法，所述视频译码设备包括线性预测装置(例如，相当于图5中的预测系数推导单元12811和通道间参考像素生成单元12812)和帧内预测装置(例如，相当于图5中的帧内预测像素生成单元1283)，且解码具有多个颜色分量的视频，所述程序使得计算机执行：步骤一：使得所述线性预测装置利用参考像素对预测目标颜色分量(例如，后面描述的色度分量)的参考像素进行线性预测，所述参考像素使用于除了在多个颜色分量中的目标颜色分量之外的颜色分量(亮度分量)的帧内预测中；以及步骤二：使得所述帧内预测装置利用预测目标颜色分量的参考像素对预测目标颜色分量的预测目标子块进行线性预测，通过在所述步骤一中进行的线性预测而获得所述预测目标颜色分量的参考像素。

上述发明可获得与前述的有益效果相似的有益效果。

发明的技术效果

本发明可以减少对线性预测中处理时序的限制。

附图说明

图1为根据本发明的视频压缩传输系统的实施案一的框图。

图2为根据本发明的视频编码设备的实施案一的框图。

图3为根据本发明的帧内预测单元的实施案一的框图。

图4为根据本发明的视频译码设备的实施案一的框图。

图5为根据本发明的帧内预测单元的实施案一的框图。

图6为根据本发明的描述视频编码设备和视频译码设备的操作方法的实施案一的示意图。

图7为根据本发明的视频编码设备的实施案二的框图。

图8为根据本发明的帧内预测单元的实施案二的框图。

图9为根据本发明的视频译码设备的实施案二的框图。

图10为根据本发明的帧内预测单元的实施案二的框图。

图11为根据本发明的视频编码设备的实施案三的框图。

图12为根据本发明的帧内预测单元的实施案三的框图。

图13为根据本发明的视频译码设备的实施案三的框图。

图14为根据本发明的帧内预测单元的实施案三的框图。

图15为根据本发明的视频编码设备的实施案四的框图。

图16为根据本发明的帧内预测单元的实施案四的框图。

图17为根据本发明的视频译码设备的实施案四的框图。

图18为根据本发明的帧内预测单元的实施案四的框图。

图19为根据本发明的视频编码设备的实施案五的框图。

图20为根据本发明的帧内预测单元的实施案五的框图。

图21为根据常规示例的描述视频编码设备和视频译码设备的操作方法的框图。

具体实施方式

根据附图如下内容描述了本发明。比如，注意到如下实施案中的组成部件可适当地被现有的相应部件替换，并且因此可有多个变化，包括与其他现存的组成部件的组合。因此，如下实施案的描述并不限制权利要求书中的发明内容。

实施案一

图1为根据本发明第一个实施案的视频压缩/传输系统AA的框图。视频压缩/传输系统AA包括视频编码设备1，视频编码设备1通过编码视频而生成编码数据(看图2和图4中的比特流SIG2)，以及视频译码设备100，视频译码设备100解码由视频编码设备1生成的编码数据。这些视频编码设备1和视频译码设备100通过例如传输通道1传输前述的编码数据。

【视频编码设备1的构造及操作】

图2是视频编码设备1的框图。所述视频编码设备1包括帧间预测单元11，21，帧内预测单元12，22，转换/量化单元13，23，反向量化/反向转换单元14，24，局部译码缓冲区15，25，回路滤波器16，26，帧缓冲区17，27，分量间预测单元31，以及熵编码单元32。

(对亮度信号的处理)

作为输入，帧间预测单元11收到后面描述的滤波后的从帧缓冲区17处得到的亮度局部译码图像SIG11。帧间预测单元11通过利用滤波后的亮度局部译码图像SIG11进行帧间预测而生成亮度帧间预测像素SIG13，且输出生成的像素。

作为输入，帧内预测单元12收到后面描述的未滤波的从局部译码缓冲区15得到的亮度局部译码图像SIG12。帧间预测单元12通过利用未滤波的亮度局部译码图像SIG12进行帧内预测而生成亮度帧内预测像素14，且输出生成的像素。帧内预测单元12也生成且输出亮度帧内参考像素SIG34。帧内预测单元12将利用图3详细地进行描述。

作为输入，转换/量化单元13收到亮度残差信号SIG16。转换/量化单元13通过转换且量化亮度残差信号SIG16来生成亮度量化系数SIG17并且输出生成的系数。注意到亮度残差信号SIG16表明输入图像SIG1的亮度信号和亮度预测像素SIG15之间的误差(残差)，而且亮度预测像素SIG15是亮度帧间预测像素SIG13或亮度帧内预测像素SIG14。

作为输入，反向量化/反向转换单元14收到亮度量化系数SIG17。反向量化/反向转换单元14通过反向地量化且反向地转换亮度量化系数SIG17来生成反向转换亮度残差信号SIG18，并且输出生成的信号。

局部译码缓冲区15积累未滤波的亮度局部译码图像SIG12，并且将它们适当地馈送给帧内预测单元12和回路滤波器16。注意到，未滤波的亮度局部译码图像SIG12是通过组合亮度预测像素SIG15和反向转换亮度残差信号SIG18而获得的一种信号。

作为输入，回路滤波器16收到为滤波的局部译码图像SIG12。回路滤波器16通过将回路滤波(例如去子块滤波)应用到未滤波的亮度局部译码图像SIG12而生成滤波的亮度局部译码图像SIG11，且输出生成的图像。

帧缓冲区17累积滤波的亮度局部译码图像SIG11，且将它们适当地馈送给帧间预测单元11。

(色度信号的处理)

作为输入，帧间预测单元21收到后面描述的从帧缓冲区27被馈送的经滤波的色度局部译码图像SIG21。帧间预测单元21通过利用滤波的色度局部译码图像SIG21进行帧间预测而生成色度帧间预测像素SIG23，且输出生成的像素。

作为输入，帧内预测单元22收到后面描述的从局部译码缓冲区25馈送来的未滤波的色度局部译码图像SIG22，及从帧内预测单元12馈送来的前述亮度帧内参考像素SIG34。帧内预测单元22通过利用未滤波的色度帧内局部译码图像SIG22及亮度帧内参考像素SIG34进行帧内预测而生成色度帧内预测像素SIG24，并且输出生成的像素。将利用图3详细地在后面描述帧内预测单元22。

作为输入，转换/量化单元23收到色度残差信号SIG32。转换/量化单元23通过转换且量化色度残差信号SIG32而生成色度量化系数SIG27，并且输出生成的系数。注意到，色度残差信号SIG32表明了色度残差信号SIG26和后面描述的从帧间分量预测单元31馈送来的色度残差修正信号SIG31之间的误差(残差)。色度残差信号SIG26表明了输入图像SIG1的色度信号与色度预测像素SIG25之间的误差(残差)，且色度预测像素SIG25是色度帧间预测像素SIG24或色度帧内预测像素SIG24。

作为输入，反向量化/反向转换单元24收到收到色度量化系数SIG27。反向量化/反向转换单元24通过反向量化且反向转换色度量化系数SIG27而生成反向转换色度残差信号SIG33，并且输出生成的信号。

局部译码缓冲区25累积未滤波的色度局部译码图像SIG22，且将它们适当地馈送给帧内预测单元22和回路滤波器26。注意到，未滤波的色度局部译码图像SIG22是通过组合色度预测像素SIG25和色度残差信号SIG28而获得的信号，且色度残差信号SIG28是通过组合色度残差修正信号SIG31和反向转换色度残差洗好SIG33而获得的。未滤波的色度局部译码图像SIG22可利用如下的数学表达式计算(5)。

【数学表达式5】

SIG22＝Pred_c[x，y]+SIG33

＝α×Rec_L[x，y]+β+SIG33

＝α×(Pred_L[x，y]+Res_L[x，y])+β+SIG33

＝α×IntraPred(P_L)β+α×Res_L[x，y]+SIG33

＝IntraPred(α×P_L+β)+CCP+SIG33

＝SIG25+SIG31+SIG28

＝SIG25+SIG28…(5)

作为输入，回路滤波器26收到未滤波的色度局部译码图像SIG22。回路滤波器26通过对未滤波的色度局部译码图像SIG22进行回路滤波(例如去子块滤波)获得滤波后的色度局部译码图像SIG21，并将获得的图像输出。

帧缓冲区27累积滤波后的色度局部译码图像SIG21，并适当地馈送给帧间预测单元21。

作为输入，分量间预测单元31接收反向转换的亮度残差信号SIG18和预测系数(未示出)作为边信息。分量间预测单元31通过如下的数学表达式(6)获得色度残差修正信号SIG31，并输出获得的信号。

【数学表达式6】

SIG31＝CCP

＝α×Res_L[x，y]

＝(SIG18×ResScaleVal)＞＞3…(6)

注意到在数学表达式(6)中，ResScaleVal表示输入到分量间预测单元31中的预测系数。

作为输入，熵编码单元32接收亮度量化系数SIG17、色度量化系数SIG27和未图示的边信息。熵编码单元32对输入信号进行熵编码，并输出熵编码的结果作为比特流SIG2。

图3为帧内预测单元12和22的框图。帧内预测单元12包括帧内参考像素生成单元121和帧内预测像素生成单元122。

作为输入，帧内参考像素生成单元121接收子块i的未滤波的亮度局部译码图像SIG12，该子块i在目标子块m(i<m)之前被译码。帧内参考像素生成单元121首先进行参考可行性验证来确认与参考像素位置相对应的像素的局部译码状态。如果参考不可行，则通过从其它位置复制的方式进行填充处理来生成参考像素。然后，采用三阶滤波器对参考像素进行平滑处理，并将子块i的亮度帧内参考像素SIG34输出。

作为输入，帧内预测像素生成单元122接收亮度帧内参考像素SIG34。帧内预测像素生成单元122通过使用亮度帧内参考像素SIG34的预测模式进行例如水平的、竖直的、DC的、平面的或者定向的预测以生成亮度帧内预测像素SIG14，并输出获得的像素。

帧内预测单元22包括通道间预测单元221、帧内参考像素生成单元222和帧内预测像素生成单元223。通道间预测单元221包括预测系数导出单元2211、通道间参考像素生成单元2212和确定单元2213。

作为输入，帧内参考像素生成单元222接收子块j的未滤波色度局部译码图像SIG22，该子块j在目标子块n之前被译码(j≤n≤m)。帧内参考像素生成单元222首先进行参考可行性验证来确认与参考像素位置相对应的像素的局部译码状态。如果参考不可行，则通过从其余位置复制的方式进行填充处理来生成参考像素。然后，对参考像素采用三阶滤波器进行平滑处理，并将子块j的色度帧内参考像素SIG41输出。

作为输入，帧内预测像素生成单元223接收色度帧内参考像素SIG44。帧内预测像素生成单元223通过使用色度帧内参考像素SIG44的预测模式进行例如水平的、竖直的、DC的、平面的或者定向的预测以生成色度帧内预测像素SIG24，并输出生成的像素。应理解，色度帧内参考像素SIG44为色度帧内参考像素SIG41和后面描述的由通道间参考像素生成单元2212馈送的色度帧内预测像素SIG43中的一种。

作为输入，预测系数导出单元2211接收子块i的亮度帧内参考像素SIG34和子块j的色度帧内参考像素SIG41。预测系数导出单元2211按照例如最小二乘法或如非专利文献2中所示的方法利用子块i的亮度帧内参考像素SIG34和子块j的色度帧内参考像素SIG41导出预测系数SIG42，并输出导出的系数。

为输入，通道间参考像素生成单元2212接收子块i的亮度帧内参考像素SIG34和预测系数SIG42。通道间参考像素生成单元2212通过如下的数学表达式(7)生成色度帧内预测像素SIG43，并输出生成的像素。

【数学表达式7】

SIG43＝α×P_L+β

＝α×SIG34+β…(7)

在数学表达式(7)中α和β可以从预测系数SIG42中得到。

作为输入，确定单元2213输入图像SIG1的色度信号和色度帧内预测像素SIG24。确定单元2213生成基于输入图像SIG1的色度信号和色度帧内预测像素SIG24的控制信号SIG45，以便于选出色度帧内参考像素SIG41或色度帧内预测像素SIG43作为馈送到帧内预测像素生成单元223的色度帧内参考像素SIG44。

【视频译码设备100的构造和操作方法】

图4为视频译码设备100的框图。视频译码设备100包括熵译码单元101、分量间预测单元102、帧间预测单元111和127、帧内预测单元112和128、反向量化/反向转换单元113和123、局部译码缓冲区114和124、回路滤波器115和125以及帧缓存区116和126。

熵译码单元101接收比特流SIG2作为输入。熵译码单元101通过对比特流SIG2进行熵译码导出量化系数水平SIG101和相关信息(边信息)——例如，对于重建像素值必需的预测模式和运动向量，并输出导出的量化系数水平和相关信息。

(亮度信号的处理)

作为输入，帧间预测单元11接收后面描述的由帧缓冲区116馈送的滤波后的亮度局部译码图像SIG111。帧间预测单元111通过利用滤波后的亮度局部译码图像SIG111的帧间预测生成亮度帧间预测像素SIG113，并输出生成的像素。

作为输入，帧内预测单元112接收后面描述的由局部译码缓存114馈送的未滤波的亮度局部译码图像SIG112。帧内预测单元112通过利用未滤波的亮度局部译码图像SIG112的帧内预测生成亮度帧内预测像素SIG114，并输出生成的像素。帧内预测单元112也生成并输出亮度帧内参考像素SIG104。帧内预测单元112将在图5中详细描述。

反向量化/反向转换单元113接收量化系数水平SIG101的亮度信号作为输入。反向量化/反向转换单元113通过反向量化和反向转换量化系数水平SIG101的亮度信号生成反向转换的亮度残差信号SIG115，并将生成的信号输出。

局部译码缓冲区114累积未滤波的亮度局部译码图像SIG112，并适当地发送给帧内预测单元112和回路滤波器115。应理解，未滤波的亮度预测译码图像SIG112是由亮度预测像素SIG116和反向转换的亮度残差信号SIG115合并得到的信号，亮度预测像素SIG116可以是亮度帧间预测像素SIG113或亮度帧内预测像素SIG114。

回路滤波器115接收未滤波的亮度局部译码图像SIG112作为输入。回路滤波器115通过对未滤波的亮度局部译码图像SIG112进行回路滤波(例如去子块滤波)生成滤波后的亮度局部译码图像SIG111，并输出生成的图像。

帧缓冲区116累积滤波后的亮度局部译码图像SIG111并适当地馈送给帧间预测单元111。

作为输入，分量间预测单元102接收反向转换的亮度残差信号SIG115和预测系数(未给出)作为边信息。分量间预测单元102采用如下的数学表达式(8)来生成色度残差修正信号SIG102，并输出生成的信号。

【数学表达式8】

SIG102＝CCP

＝α×Res_L[x，y]

＝(SIG115×ResScaleVal)＞＞3…(8)

在数学表达式(8)中，ResScaleVal表示输入到分量间预测单元102中的预测系数。

(色度信号的处理)

作为输入，帧间预测单元127接收后面描述的由帧缓冲区126馈送的色度局部译码图像SIG121。帧间预测单元127通过使用过滤后的色度局部译码图像SIG121进行帧间预测生成色度帧间预测像素SIG123，并输出生成的像素。

作为输入，帧内预测单元128由局部译码缓冲区124馈送的未滤波的色度局部译码图像SIG122和由帧内预测单元112馈送的前述亮度帧内参考像素SIG104。帧内预测单元128通过采用未滤波的色度局部译码图像SIG122和亮度帧内参考像素SIG104的帧内预测生成色度帧内预测像素SIG124，并输出生成的像素。帧内预测单元128将会在图5中作详细描述。

反向量化/反向转换单元123接收量化系数水平SIG101的色度信号作为输入。反向量化/反向转换单元123通过反向量化和反向转换量化系数水平SIG101的色度信号来生成反向转换后的色度残差信号SIG125，并输出生成的信号。

局部译码缓冲区124累积未滤波的色度局部译码图像SIG122，并适当地馈送给帧内预测单元128和回路滤波器125。应理解，未滤波的色度局部译码图像SIG122是由色度预测像素SIG126和色度残差信号SIG103结合获得的信号，色度残差信号SIG103是由反向转换后的色度残差信号SIG125和色度残差修正信号SIG102结合得到的信号。未滤波的色度局部译码图像SIG122可以由如下的数学表达式(9)计算得到。色度预测像素SIG126可以是色度帧间预测像素SIG123或色度帧内预测像素SIG124。

【数学表达式9】

SIG122＝Pred_c[x，y]+SIG125

＝α×Rec_L[x，y]+β+SIG125

＝α×(Pred_L[x，y]+Res_L[x，y])+β+SIG125

＝α×IntraPred(P_L)+β+α×Res_L[x，y]+SIG125

＝IntraPred(α×P_L+β)+CCP+SIG125

＝SIG126+SIG102+SIG125

＝SIG126+SIG103…(9)

回路滤波器125接收未滤波的色度局部译码图像SIG122作为输入。回路滤波器125通过对未滤波的色度局部译码图像SIG122进行回路滤波，例如去子块滤波，以生成滤波后的色度局部译码图像SIG121，并输出生成的图像。

帧缓冲区126累积滤波后的色度局部译码图像SIG121，并适当地馈送给帧间预测单元127。

图5为帧内预测单元112和128的框图。帧内预测单元112包括帧内参考像素生成单元1121和帧内预测像素生成单元1122。

作为输入，帧内参考像素生成单元1121接收子块i的未滤波的亮度局部译码图像SIG112，该子块i在目标子块m(i＜m)之前被译码。帧内参考像素生成单元1121进行参考首先执行参考可行性验证来确认与参考像素位置相对应的像素的局部译码状态。如果参考不可行，则通过从其它位置复制的方式进行填充处理来生成参考像素。然后，采用三阶滤波器对参考像素进行平滑处理，并将子块i的亮度帧内参考像素SIG04输出。

作为输入，帧内预测像素生成单元1122接收亮度帧内参考像素SIG104。帧内预测像素生成单元1122通过使用亮度帧内参考像素SIG104的预测模式进行例如水平的、竖直的、DC的、平面的或者定向的预测以生成亮度帧内预测像素SIG114，并输出获得的像素。

帧内预测单元128包括通道间预测单元1281、帧内参考像素生成单元1282和帧内预测像素生成单元1283。通道间预测单元1281包括预测系数导出单元12811、通道间参考像素生成单元12812和确定单元12813。

作为输入，帧内参考像素生成单元1282接收子块j的未滤波色度局部译码图像SIG122，该子块j在目标子块n之前被译码(j≤n≤m)。帧内参考像素生成单元1282首先进行参考可行性验证来确认与参考像素位置相应的像素的局部译码状态。如果参考不可行，则通过从其余位置复制的方式进行填充处理来生成参考像素。然后，对参考像素采用三阶滤波器进行平滑处理，并将子块j的色度帧内参考像素SIG131输出。

作为输入，帧内预测像素生成单元1283接收色度帧内参考像素SIG134。帧内预测像素生成单元1283通过使用色度帧内参考像素SIG134的预测模式进行例如水平的、竖直的、DC的、平面的或者定向的预测以生成色度帧内预测像素SIG124，并输出获得的像素。应理解，色度帧内参考像素SIG134为色度帧内参考像素SIG131和后面描述的由通道间参考像素生成单元12812馈送的色度帧内预测参考像素SIG133中的其中一个。

作为输入，预测系数导出单元12811接收子块i的亮度帧内参考像素SIG104和子块j的色度帧内参考像素SIG131。预测系数导出单元12811按照例如最小二乘法或如非专利文献2中所示的方法采用子块i的亮度帧内参考像素SIG104和子块j的色度帧内参考像素SIG131导出预测系数SIG132，并输出导出的系数。

作为输入，通道间参考像素生成单元12812接收子块i的亮度帧内参考像素SIG104和预测系数SIG132。通道间参考像素生成单元12812通过如下的数学表达式(10)由线性预测生成色度帧内预测参考像素SIG133，并输出生成的像素。

【数学表达式10】

SIG133＝α×P_L+β

＝α×SIG104+β…(10)

在数学表达式(10)中α和β可以从预测系数SIG132中得到。

作为输入，确定单元12813接收未图示译码侧确定的信号。确定单元12813生成基于上述信号的控制信号SIG135以便于选出色度帧内参考像素SIG131或色度帧内预测像素SIG133作为馈送到帧内预测像素生成单元1283的色度帧内参考像素SIG134。

图6示出了在视频编码设备1和视频译码设备100中进行基于线性预测的亮度/色度预测所必需的参考像素。

在视频编码设备1中，为了对色度信号的预测目标子块P0进行预测，预测系数导出单元2211和通道间参考像素生成单元2212首先采用亮度信号的已预测的帧内预测参考像素P2、P3和P4(如图3中所示的子块i的亮度帧内参考像素SIG34)对色度信号的预测目标子块P5、P6和P7(如图3中所示的子块i的色度度帧内参考像素SIG43)进行线性预测。然后，帧内预测像素生成单元223通过将色度信号的预测目标子块P5至P7作为参考像素对预测目标子块P0(如图3中所示的色度度帧内预测像素SIG24)进行帧内预测。

在视频译码装置100中，为了对色度信号的预测目标子块P0进行预测，预测系数导出单元12811和通道间参考像素生成单元12812首先采用亮度信号的已预测的帧内预测参考像素P2、P3和P4(如图5中所示的子块i的亮度帧内参考像素SIG104)对色度信号的预测目标子块P5、P6和P7(如图5中所示的子块i的色度度帧内参考像素SIG133)进行线性预测。然后，帧内预测像素生成单元1283通过将色度信号的预测目标子块P5至P7作为参考像素对预测目标子块P0(如图5中所示的色度度帧内预测像素SIG124)进行帧内预测。

因此，在基于线性预测的亮度/色度预测中，视频编码设备1和视频译码设备100并不需要色度亮度信号的参考子块P1来对色度信号的预测目标子块P0进行预测。为此，对色度子块m的预测并不要求完成对亮度子块m的局部译码(重建)。

上述的视频编码设备1可以获得如下的有益效果。

在视频编码设备1中，预测系数导出单元2211和通道间参考像素生成单元2212通过在亮度分量帧内预测中用到的参考像素P2至P4对色度分量参考像素P5至P7进行线性预测。帧内预测像素生成单元223通过色度分量的参考像素P5至P7对色度分量的预测目标子块P0进行帧内预测，该参考像素P5至P7是由预测系数导出单元2211和通道间参考像素生成单元2212进行线性预测得到。因此，在基于针对色度分量的预测目标子块P0的线性预测的帧内预测当中，亮度信号的参考子块P1并不是必需的。为此，在进行基于针对色度分量的预测目标子块P0的线性预测的帧内预测时，并不需要完成对亮度信号的参考子块P1的局部译码(重建)。因此，线性预测中处理时序的限制可以降低。

另外，在视频编码设备1中，帧内参考像素生成单元121进行参考可行性验证处理来确认与参考像素位置相对应的像素的局部译码状态，如果在参考可行性验证处理过程中确定参考不可行，则通过在与参考像素位置不同的位置进行填充处理来生成参考像素，并针对生成的参考像素进行平滑处理。因此，能够获得帧内参考像素。

而且，在视频编码设备1中，预测系数导出单元2211通过预测目标颜色分量的参考像素和多个颜色分量中除了预测目标颜色分量以外的颜色分量的参考像素来导出预测系数。因此，可以获得预测系数。

上述视频译码设备100可以获得如下的有益效果。

在视频译码设备100中，预测系数导出单元12811和通道间参考像素生成单元12812通过在亮度分量帧内预测中用到的参考像素P2至P4对色度分量参考像素P5至P7进行线性预测。帧内预测像素生成单元1283通过色度分量的参考像素P5至P7对色度分量的预测目标子块P0进行帧内预测，该参考像素P5至P7是由预测系数导出单元12811和通道间参考像素生成单元12812进行线性预测得到的。因此，在基于针对色度分量的预测目标子块P0的线性预测的帧内预测当中，亮度信号的参考子块P1并不是必需的。为此，在进行基于针对色度分量的预测目标子块P0的线性预测的帧内预测时，并不需要完成对亮度信号的参考子块P1的局部译码(重建)。因此，在基于线性预测的帧内预测中处理时序的限制可以降低。

另外，在视频译码设备100中，帧内参考像素生成单元1121进行参考可行性验证处理来确认与参考像素位置相对应的像素的局部译码状态，如果在参考可行性验证处理过程中确定参考不可行，则通过在与参考像素位置不同的位置进行填充处理来生成参考像素，并针对生成的参考像素进行平滑处理。因此，能够获得帧内参考像素。

而且，在视频译码设备100中，预测系数导出单元12811通过预测目标颜色分量的参考像素和多个颜色分量中除了预测的目标颜色分量以外的颜色分量的参考像素来导出预测系数。因此，可以获得预测系数。

实施案二

【视频编码设备1A的构造及操作】

图7是根据本发明的第二个实施案的视频编码设备1A的框图。视频编码设备1A在包括帧内预测单元22A代替帧内预测单元22中不同于根据图2所示的本发明第一个实施案的视频编码设备1。注意到，其中与视频编码设备1的部件相同的视频编码设备1A的部件将用相同的附图标记表示，且其描述将会省略。

图8是帧内预测单元12，22A的框图。帧内预测单元22A包括通道间预测单元221A，帧内参考像素生成单元222，及帧内预测像素生成单元223。通道间预测单元221A包括预测系数推导单元2211A，通道间参考像素生成单元2212，及确定单元2213。

作为输入，预测系数推导单元2211A收到子块i的亮度帧内参考像素SIG34及子块j的色度帧内参考像素SIG41。预测系数推导单元2211A从多个预设的预测系数中选取预测系数，且输出选取的作为预测系数SIG42的预测系数。预测系数推导单元2211A也将选取的预测系数的指数转换成二进制值，并且发送作为边信息的表明二进制值的信号。

【视频译码设备100A的构造和操作】

图9是根据本发明第二个实施案的视频译码设备100A的框图。视频译码设备100A在包括帧内预测单元128A代替帧内预测单元128中不同于根据图4所示的本发明第一个实施案的视频译码设备100。注意到，其中与视频译码设备100的部件相同的视频译码设备100A的部件将用相同的附图标记表示，且其描述将会省略。

图10是帧内预测单元112，128A的框图。帧内预测单元128A包括通道间预测单元1281A、帧内参考像素生成单元1282及帧内预测像素生成单元1283。通道间预测单元1281A包括预测系数推导单元12811A和通道间参考像素生成单元12812。

作为输入，预测系数推导单元12811A收到附图中未示出的预测系数信号。预测系数推导单元12811A选取预测系数，从多个预设的预测系数而来的输入预测系数信号指定所述预测系数，并且作为预测系数SIG132输出选取的预测系数。注意到，前述的预测系数信号表示了从视频编码设备1A的预测系数推导单元2211A中而来的信号指示的边信息。

除了前述的由视频编码设备1获得的有益效果外，上述的视频编码设备1A可获得如下的有益效果。

在视频编码设备1A中，预测系数推导单元2211A从多个预设的预测系数中选取预测系数。因此，可获得预测系数。

除了前述的由视频译码设备100获得的有益效果外，上述的视频译码设备100A可获得如下的有益效果。

在视频译码设备100A中，预测系数推导单元12811A从多个预设的预测系数中选取预测系数，选取的预测系数对应于从视频编码设备1A中而来的信号。因此，可获得预测系数。

实施案三

【视频编码设备1B的构造及操作】

图11是根据本发明第三个实施案的视频编码设备1B的框图。视频编码设备1B在包含替换了帧内预测单元22的帧内预测单元22B在内的方面不同于根据如图2所示的本发明第一个实施案的视频编码设备1。注意到，其中与视频编码设备1相同的视频编码设备1B的部件将以相同的附图标记呈现，同时省略对其的描述。

图12是帧内预测单元12，22B的框图。帧内预测单元22B包括通道间预测单元221B，帧内参考像素生成单元222，及帧内预测像素生成单元223。通道间预测单元221B包括预测系数推导单元2211，通道间参考像素生成单元2212，及确定单元2213A。

作为输入，确定单元2213A收到输入图像SIG1的色度信号及色度帧内预测像素SIG24。确定单元2213A生成基于输入图像SIG1的色度信号及色度帧内预测像素SIG24的控制信号SIG45，以便于选取色度帧内参考像素SIG41或色度帧内预测参考像素SIG43作为馈送给帧内预测像素生成单元223的色度帧内参考像素SIG44。确定单元2213A还确定基于输入图像SIG1的色度信号及色度帧内预测像素SIG24的视频译码设备100B(看后面描述的图14)的预测系数推导单元12811和通道间参考像素生成单元12812是否进行线性预测，并且发送表明作为色度帧内预测模式之一的确定结果。相应地，增加了色度帧内预测模式的数目。

进一步地，当确定单元2213A已确定将进行线性预测时，使得色度帧内预测模式与亮度帧内预测模式相同。

【视频译码设备100B的构造及操作】

图13是根据本发明第三个实施案的视频译码设备100B的框图。视频译码设备100B在包含替代了帧内预测单元128的帧内预测单元128B在内的方面不同于根据图4中的本发明的第一个实施案的视频译码设备100。注意到，其中与视频译码设备100的部件相同的视频译码设备100B的部件将给以相同的附图标记，同时省略其中的描述。

图14是帧内预测单元112，128B的框图。帧内预测单元128B包括通道间预测单元1281B、帧内参考像素生成单元1282及帧内预测像素生成单元1283A。通道间预测单元1281B包括预测系数推导单元12811和通道间参考像素生成单元12812。

作为输入，帧内预测像素生成单元1283A收到色度帧内参考像素SIG131，色度帧内预测参考像素SIG133，及未示出的预测模式信号。当输入预测模式信号表明利用了色度帧内预测参考像素SIG133时，帧内预测像素生成单元1283A利用色度帧内预测参考像素SIG133而生成SIG124，同时输出生成的像素。另一方面，当输入预测模式信号表明利用了色度帧内参考像素子块SIG131时，帧内预测像素生成单元1283A利用色度帧内参考像素SIG131而生成色度帧内预测像素SIG124，同时输出生成的像素。注意到，前述输入预测模式信号是从视频编码设备1B的确定单元2213A而来的信号表明的色度帧内预测模式。

当输入预测模式信号表明利用了色度帧内预测参考像素SIG133时，帧内预测像素生成单元1283A使色度帧内预测模式与亮度帧内预测模式相同。

除了前述的视频编码设备1获得的有益效果外，上述的视频编码设备1B还可获得如下的有益效果。

在视频编码设备1B中，确定单元2213A确定在视频译码设备100B中是否进行预测目标子块的线性预测，同时发送作为色度帧内预测模式之一的表明确定结果的信号给视频译码设备100B。当确定单元2213A确定了在视频译码设备100B中将进行预测目标子块的线性预测时，制作一种以使得预测目标颜色分量的预测模式与多个颜色分量中的预测目标颜色分量的预测模式相同。因此，在视频译码设备100B中是否进行预测目标子块的线性预测可作为色度帧内预测模式之一传输给视频译码设备100B。

除了前述的由视频译码设备100获得的有益效果之外，上述的视频译码设备100B还可获得如下的有益效果。

视频译码设备100B可根据从视频编码设备1B而来的信号而进行线性预测。

实施案四

【视频编码设备1C的构造及操作】

图15是根据本发明的第四个实施案的视频编码设备1C的框图。视频编码设备1C在包含替换了帧内预测单元22的帧内预测单元22C在内的方面不同于根据图2所示的本发明第一个实施案的视频编码设备1。注意到，其中与视频编码设备1的部件相同的视频编码设备1C的部件将给以相同的附图标记，同时省略其中的描述。

图16是帧内预测单元12，22C的框图。帧内预测单元22C包括通道间预测单元221C、帧内参考像素生成单元222及帧内预测像素生成单元223。通道间预测单元221C包括预测系数推导单元2211，通道间参考像素生成单元2212，及确定单元2213B。

作为输入，确定单元2213B收到输入图像SIG1的色度信号和色度帧内预测像素SIG24。确定单元2213B生成基于输入图像SIG1的色度信号和色度帧内预测像素SIG24的控制信号信号SIG45，以便于选取作为馈送给帧内预测像素生成单元223的色度帧内参考像素SIG44的色度帧内参考像素SIG41或色度帧内预测参考像素SIG43。只有当与亮度帧内预测模式相同的色度帧内预测模式应用到色度帧内预测模式中时，确定单元2213B确定基于输入图像SIG1和色度帧内预测像素SIG24的色度信号的视频译码设备100C的预测系数推导单元12811和通道间参考像素生成单元12812是否将进行线性预测，同时发送表明确定结果的信号。例如，可利用个位的二进制值表明的标记发送信号。

【视频译码设备100C的构造及操作】

图17是根据本发明第四个实施案的视频译码设备100C的框图。视频译码设备100C在包含替代了帧内预测单元128的帧内预测单元128C在内的方面不同于根据图4所示的本发明第一个实施案的视频译码设备100。注意到，其中与视频译码设备100的部件相同的视频译码设备100C的部件将给以相同的附图标记，同时将省略其中的描述。

图18是帧内预测单元112，128C的框图。帧内预测单元128C包括通道间预测单元1281B、帧内参考像素生成单元1282及帧内预测像素生成单元1283B。通道间预测单元1281B包括预测系数推导单元12811和通道间参考像素生成单元12812。

作为输入，帧内预测像素生成单元1283B收到色度帧内参考像素SIG131，色度帧内预测参考像素SIG133及未示出的信号。当输入信号表明将利用色度帧内预测参考像素SIG133时，帧内预测像素生成单元1283B利用色度帧内预测参考像素SIG133生成色度帧内预测像素SIG124，同时输出生成的像素。另一方面，当输入信号表明将利用色度帧内参考像素SIG131时，帧内预测像素生成单元1283B利用色度帧内参考像素SIG131生成色度帧内预测像素SIG124，同时输出生成的像素。注意到，前述的输入信号是从视频编码设备1C的确定单元2213B而来的信号。

除了前述的由视频编码设备1获得的有益效果之外，上述的视频编码设备1C还可获得如下的有益效果。

在视频编码设备1C中，当色度分量的预测模式与亮度分量的预测模式相同时，确定单元2213B确定在视频译码设备100C中是否进行预测目标子块的线性预测，同时发送表明确定结果的信号给视频译码设备100C。因此，当色度分量的预测模式与亮度分量的预测模式相同时，在视频译码设备100C中是否进行预测目标子块的线性预测可传输给视频译码设备100C。

除了前述的由视频译码设备100获得的有益效果之外，上述的视频译码设备100C还可获得如下的有益效果。

视频译码设备100C可根据从视频编码设备1C而来的信号而进行线性预测。

实施案五

【视频编码设备1D的构造及操作】

图19是根据本发明的第五个实施案的视频编码设备1D的框图。视频编码设备1D在包含替换了帧内预测单元22的帧内预测单元22D在内的方面不同于根据图2所示的本发明第一个实施案的视频编码设备1。注意到，其中与视频编码设备1的部件相同的视频编码设备1D的部件将给以相同的附图标记，同时省略其中的描述。

图20是帧内预测单元12，22D的框图。帧内预测单元22D包括通道间参考像素生成单元2212、帧内参考像素生成单元222及帧内预测像素生成单元223A，预测系数表224，编码成本推导单元225，残差成本推导单元226及预测系数确定单元227。

作为输入，预测系数表224收到后面描述的从预测系数确定单元227输出的预测系数索引SIG51。预测系数表224存储多个预设的的预测系数，确定对应于预测系数索引SIG51的多个预测系数之一，并且输出作为预测系数SIG42的预测系数。

作为输入，编码成本推导单元225收到预测系数SIG42。编码成本推导单元225推导出编码成本SIG48，编码成本SIG48是关于预测系数SIG42所产生的编码量概算和由量化参数QP而确定的系数λ的乘积所得，且输出推导出的编码成本。注意到，量化参数QP确定的系数λ可利用如下数学表达式进行计算(11)。

[数学表达式11]

作为输入，残差成本推导单元226收到输入图像SIG1的色度信号和后面描述的从帧内预测像素生成单元223A输出的色度预测信号SIG46的差分信号SIG47。对于每个关于编码目标子块的转换前及量化前的亮度和色度的预测残差信号而取得的预测系数，残差成本推导单元226推导用于作为残差成本SIG49的差分信号SIG47的Hadamard变换系数的绝对值的总和，即SATD，同时输出推导出的残差成本。

作为输入，预测系数确定单元227收到编码成本SIG48的总和及残差成本SIG49。预测系数确定单元确定最优的预测系数，最优的预测系数在储存于预测系数表224中的多个预测系数中呈现最小的编码成本SIG48和残差成本SIG49，同时输出表明已确定的预测系数的预测系数索引SIG51。

作为输入，帧内预测像素生成单元223A收到色度帧内参考像素SIG44。当预测系数确定单元227确定了最优的预测系数时，帧内预测像素生成单元223A根据利用色度帧内参考像素SIG44的预测模式而进行的例如水平的、竖直的、DC、平面的或定向的预测来生成色度预测信号SIG46，同时输出生成的信号。预测系数确定单元227确定了最优的预测系数后，帧内预测像素生成单元223A根据利用色度帧内参考像素SIG44的预测模式而进行的例如水平的、竖直的、DC、平面的或定向的预测来生成帧内预测像素SIG24，同时输出生成的像素。

上述的视频编码设备1D可获得与前述的由视频便设备1获得的有益效果相似的有益效果。

注意到，本发明可通过将本发明的视频编码设备1、1A、1B、1C及1D和视频译码设备100、100A、100B及100C的处理记录到计算机可读的永久性记录媒介中，同时使得视频编码设备1、1A、1B、1C及1D和视频译码设备100、100A、100B及100C读入且执行在此记录媒介中记录的程序。

此记录媒介的实施例包括：非易失性存储器，例如EPROM和闪存；磁盘，例如硬盘；及光盘。视频编码设备1、1A、1B、1C及1D和视频译码设备100、100A、100B及100C中的处理器读入并执行在此记录媒介中记录的程序。

上述程序一旦存储进存储装置和视频编码设备1、1A、1B、1C及1D和视频译码设备100、100A、100B及100C的类似物中，就可通过传输媒介或传输媒介的传输波而将所述程序从这些设备传输到另一个计算机系统。其中，用于传输程序的所述“传输媒介”指的是具有传输信息功能的媒介，且此媒介的实施例包括：网络(传输网络)，例如互联网；及传输线，例如电话线。

上述的程序可实现上述功能中的一部分。上述的程序可以是所谓的差异文件(差异程序)，所述差异文件(差异程序)通过结合在视频编码设备1、1A、1B、1C及1D和视频译码设备100、100A、100B及100C已记录的程序可实现上述功能。

虽然目前已参照附图对本发明的实施案进行了详细说明，这些实施案并不是对特定构造的限制，并且其他的设计和类似物只要不脱离本发明的概念也是可行的。

例如，在上述第三个实施案中，根据第二个实施案的预测系数推导单元2211A(看图8)可替换预测系数推导单元2211(看图12)，且根据第二个实施案的预测系数推导单元12811A(看图10)可替换预测系数推导单元12811(看图14)。

进一步地，在上述的第四个实施案中，根据第二个实施案的预测系数推导单元2211A(看图8)可替换预测系数推导单元2211(看图16)，且根据第二个实施案的预测系数推导单元12811A(看图10)可替换预测系数推导单元12811(看图18)。

附图标记列表

AA 视频压缩/传输系统

1、1A、1B、1C及1D 视频编码设备

22、22A、22B、22C及22D 帧内预测单元

100、100A、100B及100C 视频译码设备

128、128A、128B、128C及128D 帧内预测单元