CN100568976C - 用于图像的帧内预测编码和解码的方法以及装置 - Google Patents

Abstract

提供一种根据基于输入图像的方向选择的帧内预测模式执行帧内预测的对图像进行帧内预测编码和解码的方法和装置。在所述方法和装置中，对输入块进行频率变换，确定输入块中的像素的方向，并根据具有与确定的像素的方向最相似的方向的帧内预测模式执行帧内预测。

Description

用于图像的帧内预测编码和解码的方法以及装置

本申请要求于2005年12月12日在韩国知识产权局提交的第10-2005-0121897号韩国专利申请的优先权，该申请全部公开于此以资参考。

技术领域

根据本发明的方法和设备涉及图像的帧内预测，更具体地说，涉及通过根据基于输入图像的方向选择帧内预测模式执行帧内预测，来提高编码数率并减少帧内预测的复杂度的图像的帧内预测编码和解码。

背景技术

用于实现高数据压缩的数字视频编码标准，即，H.264/MPEG-4高级视频编码(H.264/MPEG-4AVC)，采用了用于改进压缩比的各种技术，如多参考运动补偿(multiple reference motion compensation)、环滤路波(loop flitering)、可变块大小运动补偿、诸如基于上下文的自适应二进制算术编码(CABAC)的熵编码等。

为了对画面进行编码，所述画面根据H.264被分为宏块(macroblock)。在帧间预测和帧内预测的所有可用编码模式下对每个宏块进行编码后，基于对宏块进行编码的比特率以及解码的宏块与原始宏块之间的失真来确定用于对宏块进行编码的合适的编码模式。

在帧内预测中，为了对当前画面的块进行编码，不使用参考画面，而计算使用将被编码的当前块的空间相邻像素值预测的当前块的预测值，并且对预测值和真实像素值之间的差进行编码。在这种情况下，帧内预测模式被分为亮度分量的4×4帧内预测模式、8×8帧内预测模式(在high profile的情况下)、16×16帧内预测模式以及色度分量的帧内预测模式。

图1示出了符合H.264标准的亮度分量的16×16帧内预测模式，图2示出了符合H.264标准的亮度分量的4×4帧内预测模式。

参照图1，16×16帧内预测模式被分为包括垂直模式、水平模式、直流(DC)模式和平面模式的四种模式。参照图2，4×4帧内预测模式被分为包括垂直模式、水平模式、DC模式、左下对角(diagonal down-left)模式、右下对角(diagonal down-right)模式、垂直向右(vertical right)模式、垂直向左(verticalleft)模式、水平向上(horizontal-up)模式和水平向下(horizontal-down)模式的九种模式。

例如，根据模式0，即图2中的垂直模式来说明4×4当前块的预测编码。首先，位于4×4当前块的最上面一行的像素A到D的像素值被预测为该4×4当前块的像素值。也就是说，像素值A被预测为当前块的第一列的4个像素值，像素值B被预测为当前块的第二列的4个像素值，像素值C被预测为当前块的第三列的4个像素值，像素值D被预测为当前块的第四列的4个像素值。随后，在获得使用像素A到D预测的4×4当前块与原始的4×4当前块之间的差值之后，对该差值进行编码。

在根据H.264标准对图像进行编码中，在使用包括4×4帧内预测模式和16×16帧内预测模式的13种模式对当前宏块进行编码之后，使用率失真代价(RD代价)最小的模式执行帧内预测编码。具体来说，通过在当前宏码上执行四种16×16帧内预测模式来从所述四种16×16帧内预测模式中选择。RD代价最小的16×16帧内预测模式，并且通过另外对每个4×4子块依次执行九种4×4帧内预测模式来选择用于每个子块的RD代价最小的模式。然后，通过将所选的16×16帧内预测模式的RD代价与4×4帧内预测模式的RD代价(即，子块的RD代价之和)进行比较来选择RD代价最小的帧内预测模式。因此，在传统帧内预测编码中，存在这样一种缺点，即，为确定一种帧内预测模式重复大量相似运算。因此，增加了压缩比，但也增加了运算的次数和复杂度。

发明内容

本发明示例性实施例克服上述的缺点以及以上没有描述的其他缺点。此外，本发明不需要克服上述的缺点，本发明的示例性实施例可不克服上述的任何问题。

本发明提供一种对图像进行帧内预测编码和解码的方法和装置，能够通过仅以由输入块的特征确定的预定帧内预测模式执行帧内预测，而不是执行所有的预定帧内预测模式的帧内预测，来降低帧内预测的计算的复杂度和计算量。

根据本发明的一方面，提供了一种图像的帧内预测编码方法，所述方法包括：对输入块进行频率变换；使用经频率变换的输入块的系数确定该输入块中像素的方向；使用确定的像素方向从预定帧内预测模式中选择执行帧内预测的帧内预测模式；和根据所选的帧内预测模式对输入块执行帧内预测。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于对图像进行帧内预测编码的装置，所述装置包括：频率变换器，对输入块进行频率变换；方向确定器，使用经频率变换的输入块的系数确定输入块中像素的方向；帧内预测模式候选选择器，使用确定的像素的方向从预定帧内预测模式中选择执行帧内预测的帧内预测模式；和帧内预测器，根据所选的帧内预测模式执行对输入块的帧内预测。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于对图像进行帧内预测解码的方法，所述方法包括：接收比特流，根据基于从经频率变换的输入块的系数确定的像素的方向选择的帧内预测模式对所述比特流进行了帧内预测编码；使用包括在接收的比特流的头中的帧内预测模式信息确定将被解码的当前块的帧内预测模式；和根据确定的帧内预测模式执行帧内预测解码。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于对图像进行帧内预测解码的装置，所述装置包括：帧内预测器，接收比特流，根据基于从经频率变换的输入块的系数确定的像素的方向选择的帧内预测模式对所述比特流进行了帧内预测编码；帧内预测解码器，根据包括在接收的比特流的头中的帧内预测模式执行帧内预测解码。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例的详细描述，本发明的以上和/或其他方面将变得更加清楚，其中：

图1示出了符合H.264标准的亮度分量的16×16帧内预测模式；

图2示出了符合H.264标准的亮度分量的4×4帧内预测模式；

图3是根据本发明示例性实施例的用于对图像进行帧内预测编码的装置所应用于的图像编码装置的框图；

图4是根据本发明示例性实施例的图3中示出的图像编码装置的帧内预测单元的框图；

图5是用于说明在根据本发明示例性实施例的对图像进行帧内预测编码的方法和装置中使用的经频率变换的块系数的特征的示图；

图6是用于说明在根据本发明示例性实施例的对图像进行帧内预测编码的方法和装置中确定输入块的方向的处理的示图；

图7A和图7B是用于说明根据本发明示例性实施例的图5中所示的在帧内预测模式候选选择器中选择帧内预测模式的处理的示图；

图8是示出根据本发明示例性实施例的对图像进行帧内预测编码的方法的流程图；

图9是根据本发明示例性实施例的用于对图像进行帧内预测解码的装置所应用于的图像解码装置的框图；和

图10是示出根据本发明示例性实施例的对图像进行帧内预测解码的方法的流程图。

具体实施方式

以下，将参照附图对本发明示例性实施例进行详细描述。

图3是根据本发明示例性实施例的用于对图像进行帧内预测编码的装置所应用于的图像编码装置300的框图。以下，尽管为了便于说明，根据本发明示例性实施例的帧内预测编码装置被应用于根据H.264标准的图像编码装置，但是根据本发明示例性实施例的帧内预测编码装置还可被应用于使用帧内预测的其他压缩方法和标准。

参照图3，图像编码装置300包括：运动估计器302、运动补偿器304、帧内预测器330、变换器308、量化器310、重排器(realigner)312、熵编码器314、逆量化器316、逆变换器318、滤波器320和帧存储器322。帧内预测器330与所述根据本发明示例性实施例的帧内预测编码装置相对应。

为了执行帧间预测，运动估计器302执行在参考画面中搜索当前画面的宏块的预测值。当以1/2像素或者1/4像素为单位搜索参考块时，运动补偿器304通过计算中间像素值来确定参考块的数据值。如上所述，帧间预测在运动估计器302和运动补偿器304中被执行。

帧内预测器330通过在当前画面中搜索当前块的预测块来执行帧内预测。如下所述，帧内预测器330将预定大小的输入块变换到频域，从经频率变换的输入块的系数中选择影响输入块的方向的系数，并使用所选的系数确定包括在输入块中的像素的方向。与不考虑输入块的特征而对所有帧内预测模式执行帧内预测的传统方法不同，帧内预测器330通过仅在具有与确定的输入块像素的确定的方向最相似的方向的帧内预测模式下执行帧内预测，改进了编码速率(coding rate)并降低了复杂度。

当执行帧间预测或者帧内预测，并且形成与当前输入块相应的预测块时，计算预测块和当前输入块之间的残差(recidual)。变换器308变换所述残差，并且量化器310量化所述残差。量化的残差通过重排器312以在熵编码器314中被编码。量化的画面通过逆量化器316和逆变换器318，从而重建当前画面以获得用于帧间预测的参考画面。重建的当前画面通过执行去块滤波(deblocking filtering)的滤波器320，并被随后存储到帧存储器322中，并被用于对下一画面的帧间预测。

图4是根据本发明示例性实施例的图3中示出的图像编码装置300的帧内预测单元330的框图。

参照图4，帧内预测器330包括：频率变换器331、方向确定器332、帧内预测模式候选选择器333和帧内预测器334。

频率变换器331执行对预定大小的输入块的频率变换。在本发明示例性实施例中，频率变换器331使用离散余弦变换(DCT)对输入块进行频率变换。如本领域中所公知的，DCT变换是用于将输入图像分解为二维频率分量的处理。假设N×N输入块的第i行第j列的像素是f(i，j)，且经频率变换的输入块的第u行第v列的DCT系数是F(u，v)，则F(u，v)表示如下。

[等式1]

$F(u,v)=C\left(u\right)\·C\left(v\right)\underset{x=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{y=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}f(x,y)\cos \frac{(2x+1)\mathrm{u\π}}{2N}\cos \frac{(2y+1)\mathrm{v\π}}{2N}$

这里， $C\left(u\right),C\left(v\right)=\sqrt{\frac{1}{N}}$ (当u，v是0时)， $C\left(u\right),C\left(v\right)=\sqrt{\frac{2}{N}}$ (当u，v不是0时)。

方向确定器332使用经频率变换的输入块的系数确定包括在输入块中的像素的方向。

图5是用于说明在根据本发明示例性实施例的对图像进行帧内预测编码的方法和装置中使用的经频率变换的块系数的特征的示图，图6是用于说明在根据本发明示例性实施例的对图像进行帧内预测编码的方法和装置中确定输入块的方向的处理的示图。

参照图5，DCT的第一行第一列的系数F(0，0)指示直流(DC)分量，并且除F(0，0)之外的DCT的系数指示交流(AC)分量，其中，随着沿行从左到右移动并沿列向下移动，频率增加。DC分量表示输入块的像素值的平均值，AC分量表示包括在输入块中的边界(edge)的效果。参照图6，所述边界由输入块中的像素的像素值间的差引起。在图6中，输入块被所述边界分为两个区域，边界的方向是从左下到右上的对角。

如上所述，输入块中的像素的方向受边界部分的影响，并且边界部分影响经频率变换的块系数的AC分量。因此，方向确定器332使用AC分量的系数估计边界方向。方向确定器332受到边界部分的影响，而不受低频系数的太多影响，并利用边界方向确定输入块的方向。具体来说，方向确定器332利用由频率变换器331变换的经DCT变换的块的系数中的包括水平方向的边界信息的系数的能量(energy)与包括垂直方向的边界信息的系数的能量之比来确定方向。水平方向的边界信息反映在经DCT变换的块的最右上方的系数以及最右上方的系数的相邻系数中。垂直方向的边界信息反映在经DCT变换的块的最左下方的系数以及最左下方的系数的相邻系数中。在图6中，当垂直方向(y轴方向)和边界的方向间的角度是θ时，方向确定器332可使用包括水平方向的边界信息的系数的能量与包括垂直方向的边界信息的系数的能量之比来估计角θ。

例如，如下面的等式2，方向确定器332使用图5中经频率变换的块55的系数中的包括水平方向的边界信息的系数56(即，F(0，2)、F(0，3)和F(1，3))与包括垂直方向的边界信息的系数57(即，F(2，0)、F(3，0)和F(3，1))之比来计算表示输入块50中的像素的方向的角θ。

[等式2]

$\mathrm{\θ}={\tan }^{-1}\left(\frac{F{\left(\mathrm{0,2}\right)}^2+F{\left(\mathrm{0,3}\right)}^2+F{\left(\mathrm{1,3}\right)}^2}{F{\left(\mathrm{2,0}\right)}^2+F{\left(\mathrm{3,0}\right)}^2+F{\left(\mathrm{3,1}\right)}^2}\right)$

在上述等式2中， $\left(\frac{F{\left(\mathrm{0,2}\right)}^2+F{\left(\mathrm{0,3}\right)}^2+F{\left(\mathrm{1,3}\right)}^2}{F{\left(\mathrm{2,0}\right)}^2+F{\left(\mathrm{3,0}\right)}^2+F{\left(\mathrm{3,1}\right)}^2}\right)$ 表示包括水平方向的边界信息的系数56的能量与包括垂直方向的边界信息的系数57的能量之比，所述能量之比的反正切值表示用于表示输入块50的方向的角θ。

帧内预测模式候选选择器333基于由方向确定器332确定的方向从预定的帧内预测模式中选择实际执行帧内预测的帧内预测模式。帧内预测模式候选选择器333在所述预定的帧内预测模式中根据输入块的大小选择具有与确定的方向最相似的方向的帧内预测模式，并且帧内预测器334仅根据所选的帧内预测模式实际执行帧内预测。

图7A和图7B是用于说明根据本发明示例性实施例的图5中所示的在帧内预测模式候选选择器333中选择帧内预测模式的处理的示图。

参照图7A，如上所述，根据H.264标准的4×4帧内预测模式包括九种帧内预测模式，即，模式0到模式8。当如图7A中所示，方向确定器332确定的输入块的方向与模式7相比更接近于模式3时，帧内预测模式候选选择器333可将模式3选为实际执行帧内预测的帧内预测模式。帧内预测器334根据所选的模式3执行帧内预测。

此外，当确定的数据块的方向位于相邻帧内预测模式之间时，帧内预测模式候选选择器333可选择这两个相邻的帧内预测模式，而不是仅选择相邻的帧内预测模式中的一个。例如，参考图7B，当确定的方向位于模式8和模式1之间的中间区域时，帧内预测模式候选选择器333选择模式8和模式1二者。当相邻模式之间的区域被分为三个子区域时，中间区域与子区域中的中间部分相对应。所述3个子区域可具有相同的角度，或者中间区域可具有比其他子区域更大的角度以提高压缩比。当确定的方向位于中间区域时，根据两种帧内预测模式而不是一种帧内预测模式来执行帧内预测。以所选模式执行帧内预测的情况下的编码比传统的以所有九种模式执行帧内预测的情况下的编码执行得更快。

如上所述，当仅基于输入块的方向选择帧内预测模式时，不能选择DC模式。因此，帧内预测模式候选选择器333计算AC分量的能量与全部能量之比D_DC，并且当所述比小于预定阈值时，DC模式被选为帧内预测模式。具体来说，当输入块的大小是m×n，并且经频率变换的输入块的第u行第v列(u＝0，1，2...，m-1；v＝0，1，2...，n-1)是F(u，v)时，可使用以下的等式3计算输入块的AC分量的能量与全部能量之比。

[等式3]

$D_{\mathrm{DC}}=\frac{\underset{v=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{u=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}\{F{(u,v)}^2\}-F{\left(\mathrm{0,0}\right)}^2}{\underset{v=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{u=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}F{(u,v)}^2}$

当输入块的AC分量的能量与全部能量的比率与具有平滑像素值的输入块的情况一样小时，优选地，与执行根据预定方向的帧内预测相反，最好选择输入块的平均值形成预测块的DC模式。因此，如上所述，帧内预测模式候选选择器333可另外确定所选的帧内预测模式是否是DC模式。

帧内预测器334执行所选帧内预测模式的帧内预测，从而提高了编码速率。因此，与传统的不考虑输入块的特征而以所有帧内预测模式来执行帧内预测的情况相比，降低了编码复杂度。

图8是示出根据本发明示例性实施例的对图像进行帧内预测编码的方法的流程图。

参照图8，在处理810中，预定大小的输入块使用诸如DCT的频率变换算法被变换到频域。

在处理820中，通过使用经频率变换的输入块的系数中的包括水平方向的边界信息的系数的能量与包括垂直方向的边界信息的系数的能量之比确定包括在输入块中的边界方向，确定输入块中的像素的方向。如上所述，经DCT变换的块的最右上方的系数和最右上方的系数的相邻系数包括水平方向的边界信息，最左下方的系数和最左下方的系数的相邻系数包括垂直方向的边界信息。因此，使用包括水平方向的边界信息的系数的能量与包括垂直方向的边界信息的系数的能量之比来确定输入块的方向。

在处理830中，选择具有与确定的方向最相似的方向的帧内预测模式。诸如H.264的图像压缩标准包括根据输入块的大小的预定的帧内预测模式。根据本发明示例性实施例，在多个帧内预测模式中，选择一个或者多个具有与确定的方向最相似的方向的帧内预测模式。

在处理840中，仅根据所选的帧内预测模式而不是所有可用的帧内预测模式执行帧内预测。这可使帧内预测编码速率提高并减少帧内预测运算的次数。

确定的帧内预测模式信息作为模式信息被包括在比特流头中并被发送到解码器。接收该比特流的解码器使用所述模式信息确定帧内预测模式并执行帧内预测解码。

图9是根据本发明示例性实施例的用于对图像进行帧内预测解码的装置所应用于的图像解码装置900的框图。

参照图9，图像解码装置900包括：熵解码器910、重排器920、逆量化器930、逆变换器940、运动补偿器950、帧内预测器960和滤波器970。帧内预测器960与根据本发明示例性实施例的帧内预测解码器相对应。

熵解码器910和重排器920接收压缩的比特流，执行熵解码，提取帧内预测模式信息和量化的系数信息。逆量化器930和逆变换器940通过关于提取的帧内预测模式信息和量化的系数执行逆变换和逆量化，来提取变换系数、运动矢量信息、头信息和帧内预测模式信息。运动补偿器950和帧内预测器960根据编码的画面类型使用解码的头信息生成预测块。预测块被加到表示误差值的D’_n以生成uF’_n。uF’_n通过滤波器970以生成重建的画面F’_n。

图10是示出根据本发明示例性实施例的对图像进行帧内预测解码的方法的流程图。

在处理1010中，接收使用根据本发明示例性实施例的帧内预测编码方法进行编码的比特流，并且确定将使用包括在比特流的头中的帧内预测模式信息进行解码的当前输入块的帧内预测模式。

在处理1020，通过根据确定的帧内预测模式信息执行帧内预测来生成与当前块相应的预测块，并且所述预测块被加到包括在预测块和比特流中的残差值，以重建当前块。

根据本发明示例性实施例的对图像进行帧内预测的方法还可被实现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。所述计算机可读记录介质是任何一种可存储能够随后被计算机系统读取的数据的数据存储装置。计算机可读记录介质的示例包括：只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光学数据存储装置。所述计算机可读记录介质还可通过联网的计算机系统被分发，从而该计算机可读代码以分布方式被存储和执行。

尽管已参照其示例性实施例对本发明进行了详细的示出和描述，但是本领域普通技术人员应当理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可在形式和细节上做出各种改变。

如上所述，根据本发明示例性实施例，通过减少计算量来保持实时图像压缩的性能，并且通过增加计算速度来提高图像实时处理的性能。例如，当对实时因特网流中的图像进行编码时，可通过增加帧内预测速度来实现有效的流服务。

Claims (18)

1、一种图像的帧内预测编码方法，所述方法包括：

对输入块进行频率变换；

使用经频率变换的输入块的系数确定该输入块中像素的方向；

从多个帧内预测模式中选择具有与确定的方向最相似的方向的帧内预测模式作为执行帧内预测的帧内预测模式；和

根据所选的帧内预测模式对输入块执行帧内预测，

其中，在确定像素的方向的步骤中，使用从包括水平方向的边界信息的系数的能量与包括垂直方向的边界信息的系数的能量之比计算出的边界方向来确定所述像素的方向，其中，具有水平方向的边界信息的系数包括经频率变换的块的最右上方的系数和所述最右上方的系数的相邻系数，具有垂直方向的边界信息的系数包括经频率变换的块的最左下的系数和所述最左下的系数的相邻系数。

2、如权利要求1所述的方法，其中，频率变换的步骤包括：对输入块执行离散余弦变换。

3、如权利要求1所述的方法，其中，如果能量之比是R，输入块的垂直方向与输入块中的边界方向之间的角度是θ，则R＝{(包括水平方向的边界信息的系数的平方和)/(包括垂直方向的边界信息的系数的平方和)}，θ＝tan^-1R。

4、如权利要求3所述的方法，其中，如果输入块的大小是4×4，经频率变换的输入块的第u行第v列的系数是F(u，v)，其中u＝0，1，2，3，v＝0，1，2，3，则垂直方向和边界方向之间的角度θ通过 $\mathrm{\θ}={\tan }^{-1}\left(\frac{F{\left(\mathrm{0,2}\right)}^2+F{\left(\mathrm{0,3}\right)}^2+F{\left(\mathrm{1,3}\right)}^2}{F{\left(\mathrm{2,0}\right)}^2+F{\left(\mathrm{3,0}\right)}^2+F{\left(\mathrm{3,1}\right)}^2}\right)$ 来计算。

5、如权利要求1所述的方法，其中，选择帧内预测模式的步骤包括：如果确定的输入块中像素的方向位于相邻方向上的帧内预测模式之间的中间区域，则选择所述相邻的两个帧内预测模式。

6、如权利要求1所述的方法，其中，选择帧内预测模式的步骤包括：计算交流分量的能量与总能量之比，并且如果所述比小于预定阈值，则将直流模式选择为帧内预测模式候选。

7、如权利要求6所述的方法，其中，如果输入块的大小是m×n，并且经频率变换的输入块的第u行第v列是F(u，v)，其中u＝0，1，2...，m-1，v＝0，1，2...，n-1，则通过 $D_{\mathrm{DC}}=\frac{\underset{v=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{u=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}\left\{F{(u,v)}^2\right\}-F{\left(\mathrm{0,0}\right)}^2}{\underset{v=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{u=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}F{(u,v)}^2}$ 计算输入块的交流分量的能量与总能量之比D_DC。

8、如权利要求1所述的方法，其中，所选的帧内预测模式基于H.264标准。

9、一种用于对图像进行帧内预测编码的装置，所述装置包括：

频率变换器，对输入块进行频率变换；

方向确定器，使用经频率变换的输入块的系数确定输入块中像素的方向；

帧内预测模式候选选择器，从多个帧内预测模式中选择具有与确定的方向最相似的方向的帧内预测模式作为执行帧内预测的帧内预测模式；和

帧内预测器，根据所选的帧内预测模式对输入块执行帧内预测，

其中，方向确定器使用从包括水平方向的边界信息的系数的能量与包括垂直方向的边界信息的系数的能量之比计算出的边界方向来确定所述像素的方向，其中，具有水平方向的边界信息的系数包括经频率变换的块的最右上方的系数和所述最右上方的系数的相邻系数，具有垂直方向的边界信息的系数包括经频率变换的块的最左下方的系数和所述最左下方的系数的相邻系数。

10、如权利要求9所述的装置，其中，频率变换器对输入块执行离散余弦变换。

11、如权利要求9所述的装置，其中，如果能量之比是R，输入块的垂直方向与输入块中的边界方向之间的角度是θ，则R＝{(包括水平方向的边界信息的系数的平方和)/(包括垂直方向的边界信息的系数的平方和)}，θ＝tan^-1R。

12、如权利要求11所述的装置，其中，如果输入块的大小是4×4，经频率变换的输入块的第u行第v列的系数是F(u，v)，其中u＝0，1，2，3，v＝0，1，2，3，则垂直方向和边界方向之间的角度θ通过 $\mathrm{\θ}={\tan }^{-1}\left(\frac{F{\left(\mathrm{0,2}\right)}^2+F{\left(\mathrm{0,3}\right)}^2+F{\left(\mathrm{1,3}\right)}^2}{F{\left(\mathrm{2,0}\right)}^2+F{\left(\mathrm{3,0}\right)}^2+F{\left(\mathrm{3,1}\right)}^2}\right)$ 来计算。

13、如权利要求9所述的装置，其中，如果确定的输入块中像素的方向位于相邻方向上的帧内预测模式之间的中间区域，则帧内预测模式候选选择器选择所述相邻的两个帧内预测模式。

14、如权利要求9所述的装置，其中，帧内预测模式候选选择器计算交流分量的能量与总能量之比，并且如果所述比小于预定阈值，则将直流模式选择为帧内预测模式候选。

15、如权利要求14所述的装置，其中，如果输入块的大小是m×n，并且经频率变换的输入块的第u行第v列是F(u，v)，其中u＝0，1，2...，m-1，v＝0，1，2...，n-1，则可通过 $D_{\mathrm{DC}}=\frac{\underset{v=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{u=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}\left\{F{(u,v)}^2\right\}-F{\left(\mathrm{0,0}\right)}^2}{\underset{v=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{u=0}{\overset{m-1}{\mathrm{\Σ}}}F{(u,v)}^2}$ 计算输入块的交流分量的能量与总能量之比D_DC。

16、如权利要求9所述的装置，其中，所选的帧内预测模式基于H.264标准。

17、一种用于对图像进行帧内预测解码的方法，所述方法包括：

接收比特流，所述比特流是根据帧内预测模式进行了帧内预测编码的比特流，所述帧内预测模式具有与从经频率变换的输入块的系数确定的像素方向最相似的方向；

使用包括在接收的比特流的头中的帧内预测模式信息确定将被解码的当前块的帧内预测模式；和

根据确定的帧内预测模式执行帧内预测解码，

其中，在对所述比特流进行帧内预测编码过程中，使用了从包括水平方向的边界信息的系数的能量与包括垂直方向的边界信息的系数的能量之比计算出的边界方向来确定所述像素方向，其中具有水平方向的边界信息的系数包括经频率变换的块的最右上方的系数和所述最右上方的系数的相邻系数，具有垂直方向的边界信息的系数包括经频率变换的块的最左下的系数和所述最左下的系数的相邻系数。

18、一种用于对图像进行帧内预测解码的装置，所述装置包括：

帧内预测器，接收比特流，所述比特流是根据帧内预测模式进行了帧内预测编码的比特流，所述帧内预测模式具有与从经频率变换的输入块的系数确定的像素方向最相似的方向；

帧内预测解码器，根据包括在接收的比特流的头中的帧内预测模式执行帧内预测解码，

其中，在对所述比特流进行帧内预测编码过程中，使用了从包括水平方向的边界信息的系数的能量与包括垂直方向的边界信息的系数的能量之比计算出的边界方向来确定所述像素方向，其中具有水平方向的边界信息的系数包括经频率变换的输入块的最右上方的系数和所述最右上方的系数的相邻系数，具有垂直方向的边界信息的系数包括经频率变换的输入块的最左下的系数和所述最左下的系数的相邻系数。

Images