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DCC2022:高階幀内預測

本文來自DCC2022論文《High-order Intra Prediction for Future Video Coding》

DCC2022:高階幀内預測

幀内預測

幀内預測是去除空域備援的重要工具,它從上方或左側重建像素中為目前像素選擇參考像素,參考像素的具體位置由像素投影法獲得,它通過選擇的模式的角度計算投影後的位置,它們通過線性模型實作。對于方向性很強的線性紋理,這種幀内預測方式效果很好,但是對于一些彎曲的紋理結構不能很好的處理。是以論文提出了一種通過二次模型計算參考像素位置的方法。

DCC2022:高階幀内預測

Fig.2(a)是傳統的幀内預測方法,Fig.2(b)是論文提出的高階幀内預測方法(HOIP)。

傳統角度幀内預測

傳統的角度幀内預測可以分為兩類:垂直類和水準類。文中以垂直類為例說明。Fig.2(a)是一個垂直類的角度預測的例子,預測像素 

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 由上方參考像素求得,對應參考像素的坐标(c,0),

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由目前位置和角度按公式(1)可求得參考像素位置,

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然後可以得到參考像素p[c][0]

高階幀内預測

高階幀内預測和傳統幀内預測原理相似,但是不再直接通過角度方向去取參考像素,其映射方式通過二次函數實作。Fig.2(b)中曲線就是二次函數,通過角度alpha和beta描述,曲線進入CU的切角是tan(alpha),曲線離開CU的切角是tan(beta),

DCC2022:高階幀内預測

假設x是y的二次函數,可以用公式(3)描述,其導數是公式(4)。導數公式裡有兩個參數a和b,由于曲線進入CU的切角是tan(alpha),曲線離開CU的切角是tan(beta),是以曲線在y=0時導數是tan(alpha),曲線在y=h時導數是tan(beta),代入公式可以求得參數a和b,

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是以最終的二次函數為,

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當alpha=beta時公式(7)退化為(1)。

為了友善将三角函數參數化表示,

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最終參考像素的位置c如公式(11),

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獲得參考像素p[c][0]後,通過一個4抽頭三次插值濾波器計算預測像素,如公式(12)。

對于水準類模式類似,

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為了降低複雜度,在将HOIP內建進編碼器時論文提出一些快速算法,具體可參考原文。