CN103250416A - 通过使用任意块的帧间预测编码/解码图像的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施方式涉及通过使用任意块的帧间预测来编码/解码图像的方法和装置。本发明的实施方式提供了用于编码/解码图像的方法和装置,其中,用于编码/解码图像的方法包括图像编码步骤,在该步骤中,包括:将被编码的当前块被划分成一个或多个各种块形状;确定在各种块形状中的具有最佳编码效率的块的划分形状;针对所述确定的划分形状的划分块,在多个比例因子中的最佳比例因子被应用以执行运动补偿;以及,预测所述划分块以对图像进行编码并且对经编码的图像进行解码。

Description

通过使用任意块的帧间预测编码/解码图像的方法和装置
技术领域
在一个或多个实施方式中,本发明涉及通过使用任意形状的块的帧间预测编码/解码图像的装置和方法。更具体地,本发明涉及通过使用任意形状的块的帧间预测编码/解码图像的装置和方法,其执行预测块形状和块尺寸的步骤,以适于根据参考块预测图像的当前块并且编码和解码当前块以使初始当前块和预测的当前块之间的差异最小,从而提高视频压缩效率。
背景技术
这个部分中的陈述只是提供与本发明相关的背景信息并且可能不构成现有技术。
运动图像专家组(MPEG)或视频编码专家组(VCEG)共同领先于现有的MPEG-4第二部分和H.263标准方法,开发出更好且更优异的视频压缩技术。新标准被称为H.264/AVC(先进视频编码)并且是与MPEG-4第十部分AVC和ITU-T推荐H.264同时颁布的。H.264/AVC(下文中,被称为“H.264”)通过使用各种编码方法,促进了改进图片质量和性能方面的大发展。另外,称为视频编码的联合协作组(JCT-VC)的MPEG和VCEG的联合组针对新标准进行标准化会议,新标准涵盖高清晰度(HD)水平或更高水平下的图片质量。
传统的视频编码方法以块为单元划分输入图像并且根据帧间预测模式或帧内预测模式按子块的尺寸预测每个块,以产生残余块,使所产生的残余块以4×4或8×8个块为单元经受基于离散余弦变换(DCT)设计的整数变换,以产生变换系数,然后根据给定量化参数(QP)量化变换系数。另外,通过环路过滤,减弱由于变换处理和量化处理而导致产生的分块效应。
为了提高H.264/AVC中执行的运动补偿的精确度,就亮度分量而言,通过不仅在具有整数像素的整数样本中而且在直至具有1/8样本的分辨率的子样本的位置处搜索运动矢量,使用找到更精确的运动矢量的方法。
由于在图像上的各种运动,导致传统固定的块尺寸不能够进行精确预测和对像素改变的补偿,从而导致视频编码效率降低。也就是说,在预测和补偿各种视频运动,如缩放、晃动、摇动、旋转等的过程中,将以除了4×4块尺寸或8×8块尺寸之外的各种形状和尺寸的块,有效地执行预测。然而,使用固定尺寸的块的传统预测和补偿方法不能以适应视频特性的方式编码视频,从而使编码效率降低。
发明内容
技术问题
根据实施方式的本发明在编码和解码预测的当前块之前根据参考块预测图像的具有合适形状和尺寸的当前块,以使初始的当前块和预测的当前块之间的差异最小,从而提高压缩效率并且提高主观图片质量。
技术方案
本发明的实施方式提供了一种视频编码/解码装置,该视频编码/解码装置包括:视频编码器,其用于在将被编码的当前块被划分成任意形状所采取的一个或多个候选划分形式当中确定具有最佳编码效率的划分形式,用于通过以将最佳比例因子应用到基于确定的划分形式而划分的一个或多个划分块的方式执行运动补偿来产生预测的块,用于基于从所述划分块中减去所述预测的块来产生一个或多个残余块,用于变换各个残余块或者变换通过组合各个划分块的相应残余块而产生的组合残余块,用于量化变换块,并且用于将经量化的变换块、关于所述确定的划分形式的信息和所述最佳比例因子编码为比特流。该视频编码/解码装置还包括:视频解码器,其用于根据比特流重构经量化的变换块、关于划分形式的信息和比例因子,用于通过反量化经量化的变换块来重构变换块,用于通过逆变换所述变换块来重构残余块,用于通过使用所述关于划分形式的信息和所述比例因子来产生一个或多个划分的预测块,并且用于通过将重构的残余块加上所述划分的预测块来重构划分块或者用于通过将所述重构的残余块加上通过按所述划分形式组合所述划分的预测块而产生的组合预测块来重构当前块。
根据本发明的另一个实施方式提供了一种视频编码装置,该视频编码装置包括:块划分单元,其用于在将被编码的当前块被划分成任意形状所采取的一个或多个候选划分形式当中确定具有最佳编码效率的划分形式。该编码装置还包括:预测单元,其用于通过以将最佳比例因子应用到基于确定的划分形式而划分的一个或多个划分块的方式执行运动补偿来产生一个或多个预测的块。该编码装置还包括:减法器,其用于通过从所述划分块中减去所述预测的块来产生残余块。该编码装置还包括:变换器,其用于通过变换所述残余块来产生变换块。该编码装置还包括:量化器,其用于通过量化所述变换块来产生经量化的变换块。该编码装置还包括:编码器,其用于将所述经量化的变换块、关于所述确定的划分形式的信息和所述最佳比例因子编码为比特流。
本发明的又一个实施方式提供了一种视频编码装置,该视频编码装置包括:块划分单元,其用于在将被编码的当前块被划分成任意形状所采取的一个或多个候选划分形式当中确定具有最佳编码效率的划分形式。该编码装置还包括:预测单元,其用于通过以将多个比例因子当中的最佳比例因子应用到基于确定的划分形式而划分的一个或多个划分块的方式执行运动补偿来产生一个或多个预测的块。该编码装置还包括:减法器,其用于基于从所述划分块中减去所述预测的块来产生一个或多个残余块。该编码装置还包括:组合残余块产生单元,其用于通过组合各个划分块的残余块来产生组合残余块。该编码装置还包括:变换器,其用于通过变换所述组合残余块来产生变换块。该编码装置还包括:量化器,其用于通过量化所述变换块来产生经量化的变换块。该编码装置还包括:编码器,其用于将所述经量化的变换块、关于所述确定的划分形式的信息和所述最佳比例因子编码为比特流。
本发明的又一个实施方式提供了一种视频解码装置,该视频解码装置包括:解码器,其用于根据比特流重构经量化的变换块、关于划分形式的信息和比例因子。该解码装置还包括:反量化器,其用于通过反量化所述经量化的变换块来重构变换块。该解码装置还包括:逆变换器,其用于通过逆变换所述变换块来重构残余块。该解码装置还包括:预测单元,其用于通过使用所述关于划分形式的信息和所述比例因子来产生一个或多个划分的预测块。该解码装置还包括:加法器,其用于通过将重构的残余块加上所述划分的预测块来重构一个或多个划分块。该解码装置还包括:块组合单元,其用于通过组合所述划分块的各个重构来产生当前块。
本发明的又一个实施方式提供了一种视频解码装置,该视频解码装置包括:解码器,其用于根据比特流重构经量化的变换块、关于划分形式的信息和比例因子。该解码装置还包括:反量化器,其用于通过反量化所述经量化的变换块来重构变换块。该解码装置还包括:逆变换器,其用于通过逆变换所述变换块来重构残余块。该解码装置还包括:预测单元,其用于通过使用所述关于划分形式的信息和所述比例因子来产生一个或多个划分的预测块。该解码装置还包括:组合预测块产生单元,其用于通过基于所述划分形式组合所述划分的预测块来产生组合预测块。该解码装置还包括:加法器,其用于通过将重构的残余块加上所述组合预测块来重构当前块。
本发明的又一个实施方式提供了一种视频编码/解码方法,该视频编码/解码方法包括编码视频,所述编码步骤包括以下步骤:在将被编码的当前块被划分成任意形状所采取的一个或多个候选划分形式当中确定具有最佳编码效率的块划分形式,通过以将最佳比例因子应用到基于确定的划分形式而划分的一个或多个划分块的方式执行运动补偿来产生预测的块,通过从所述划分块中减去所述预测的块来产生一个或多个残余块,变换各个残余块或者变换通过组合各个划分块的相应残余块而产生的组合残余块,量化变换块,以及,将经量化的变换块、关于所述确定的划分形式的信息和所述最佳比例因子编码为比特流。该视频编码/解码方法包括解码视频,所述解码步骤包括以下步骤:根据所述比特流重构经量化的变换块、关于所述划分形式的所述信息和所述比例因子,通过反量化所述经量化的变换块来重构所述变换块,通过逆变换所述变换块来重构残余块,通过使用关于所述划分形式的所述信息和所述比例因子来产生一个或多个划分的预测块,以及,通过将重构的残余块加上所述划分的预测块来重构划分块,或者,通过将重构的残余块加上通过组合所述划分的预测块而产生的组合预测块来重构当前块。
本发明的又一个实施方式提供了一种视频编码方法,该视频编码方法包括:在当前将被编码的当前块被划分成任意形状所采取的一个或多个候选划分形式当中确定具有最佳编码效率的块划分形式。该编码方法还包括:通过以将最佳比例因子应用到基于确定的划分形式而划分的一个或多个划分块的方式执行运动补偿来产生预测的块。该编码方法还包括:通过从所述划分块中减去所述预测的块来产生残余块。该编码方法还包括:通过变换所述残余块来产生变换块。该编码方法还包括:通过量化所述变换块来产生经量化的变换块。该编码方法还包括:将所述经量化的变换块、关于所述确定的划分形式的信息和最佳比例因子编码为比特流。
本发明的又一个实施方式提供了一种视频编码方法,该视频编码方法包括:在将被编码的当前块被划分成任意形状所采取的一个或多个候选划分形式当中确定具有最佳编码效率的块划分形式。该编码方法还包括:通过以将多个比例因子当中的最佳比例因子应用到基于确定的划分形式而划分的一个或多个划分块的方式执行运动补偿来产生预测的块。该编码方法还包括:通过从所述划分块中减去所述预测的块来产生一个或多个残余块。该编码方法还包括:通过组合各个划分块的残余块来产生组合残余块。该编码方法还包括:通过变换所述组合残余块来产生变换块。该编码方法还包括:通过量化所述变换块来产生经量化的变换块。该编码方法还包括:将所述经量化的变换块、关于所述确定的划分形式的信息和所述最佳比例因子编码为比特流。
本发明的又一个实施方式提供了一种视频解码方法,该视频解码方法包括:根据比特流对经量化的变换块、关于划分形式的信息和比例因子执行重构解码。该解码方法还包括:通过反量化所述经量化的变换块来重构变换块。该解码方法还包括:通过逆变换所述变换块来重构残余块。该解码方法还包括:通过使用所述关于划分形式的信息和所述比例因子来产生一个或多个划分的预测块。该解码方法还包括:通过将重构的残余块加上所述划分的预测块来重构一个或多个划分块。该解码方法还包括:通过组合所述划分块的各个重构来产生当前块。
本发明的又一个实施方式提供了一种视频解码方法,该视频解码方法包括:根据比特流对经量化的变换块、关于划分形式的信息和比例因子执行重构解码。该解码方法还包括:通过反量化所述经量化的变换块来重构变换块。该解码方法还包括:通过逆变换所述变换块来重构残余块。该解码方法还包括:通过使用所述关于划分形式的信息和所述比例因子来产生一个或多个划分的预测块。该解码方法还包括:通过基于所述划分形式组合所述划分的预测块来产生组合预测块。该解码方法还包括:通过将重构的残余块加上所述组合预测块来重构当前块。
有利效果
根据如上所述的本发明,存在以下效果:通过预测形状和块尺寸以适于根据参考块预测视频的当前块并且编码和解码当前块以使初始的当前块和预测的当前块之间的差异最小而提高压缩效率并提高主观图片质量。
附图说明
图1是根据本发明的至少一个实施方式的视频编码装置的示意性框图;
图2是具有矩形形状的块划分的示例性图示;
图3是具有各种可用形状的各种块划分形式的示例性图示;
图4是示出其中具有矩形形状的子块被划分成任意形状的块的例子的图示;
图5是示出将块划分成矩形块的方法的例子的图示;
图6是其中通过以在运动补偿中向划分块应用比例因子的方式来放大或缩小而执行运动补偿的情况的示意性图示;
图7是根据本发明的另一个实施方式的视频编码装置的构造的框图;
图8是根据本发明的至少一个实施方式的视频解码装置的构造的框图;
图9是根据本发明的另一个实施方式的视频解码装置的构造的框图;
图10是根据本发明的至少一个实施方式的视频编码方法的流程图。
图11是根据本发明的另一个实施方式的视频编码方法的流程图。
图12是根据本发明的至少一个实施方式的视频解码方法的流程图。
图13是根据本发明的另一个实施方式的视频解码方法的流程图。
具体实施方式
下文中,下述的视频编码装置和视频解码装置可以是用户终端如个人计算机(PC)、笔记本计算机、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、便携式游戏站(PSP)、无线通信终端、智能电话、TV等、或者服务器终端如应用服务器、服务服务器等。另外,视频编码装置和视频解码装置可以对应于各种装置,包括用于执行与各种类型的装置或有线/无线通信网络、存储各种类型的程序和数据以供编码或解码视频的存储器的通信、或执行帧间或帧内预测以供编码或解码的通信装置如通信调制解调器等、和执行程序以执行操作和控制的微处理器等。
另外,可以通过有线/无线通信网络如互联网、无线个人区域网(WPAN)、无线局域网(WLAN)、WiBro(无线宽带,也称为WiMax)网络、移动通信网络等或者通过各种通信接口如线缆、通用串行总线(USB)等,将被视频编码装置编码成比特流的视频实时或非实时发送到视频解码装置,因此在视频解码装置中被解码并且被重构并再现为视频。
视频通常可以包括一系列图片,每个图片被分成或划分成预定区域,如帧或块。当视频的区域被划分成块时,根据编码方法,划分块可以被分类成帧内块或帧间块。帧内块是指通过帧内预测编码方法编码的块。帧内预测编码方法通过使用其中执行当前编码的当前图片中的之前经受编码和解码的重构块的像素,预测当前块的像素,以产生预测的块,然后编码预测的块的像素和当前块的像素之间的差值。帧间块是指通过帧间预测编码而被编码的块,帧间预测编码通过参考一个或多个过去的图片或将来的图片预测当前图片中的当前块并随后编码预测的块与当前块的差值来产生预测的块。这里,在编码或解码当前图片的过程中参考的图片被称为参考图片。
图1是是根据本发明的至少一个实施方式的视频编码装置的示意性框图。
根据本发明的实施方式的视频编码装置100用于通过使用当前在视频中将被编码的块的亮度分量计算运动矢量和比例因子来编码视频。视频编码装置100包括如图1中所示的块划分单元110、预测单元120、减法器130、变换器140、量化器150、编码器160、反量化器和逆变换器170、加法器180和帧存储器190。
可以按宏块为单元输入视频,并且在本发明中,宏块可以具有M×N形状,其中,M和N相同或不同。
块划分单元110将要被编码的当前块划分成具有任意形状的一个或多个块,并且从任意形状中选择具有最佳编码效率的块的划分形式。
图2是示出具有矩形形状的块划分形式的例子的图示,并且图3是示出具有各种可用形状的各种块划分形式的例子的图示。
为了划分当前块而不将划分形式限于矩形形状,可以通过以各种方式改变划分边界的角度和长度(或划分边界的斜率或开始位置(y-截距或x-截距))来确定划分边界,或者可以通过连接块的外围像素的两个任意点产生划分边界。具有最佳速率-失真比率的划分形式可以是通过比较任意形式的候选划分之间的编码成本而选择的进行编码的划分形式。
例如,当确定8×8尺寸块中的划分块的边界(划分边界)的角度(或斜率)时,所述角度可以是指通过在长达代表对应角度(或斜率)下划分边界的长度(或截距)内连接块的任意一个外围点和其它外围像素而产生的角度(或斜率)。可以用对应划分边界的水平或垂直像素的数量表达长度。另外,可以通过使用划分边界的开始位置(y-截距或x-截距)和斜率表达划分块的边界。用以下的等式1计算划分边界。
y=(-1/tanθ)x+ρ/sinθ=mx+c    等式1
在等式1中,θ表示自块的中点的与划分块的线垂直的直线的角度,ρ表示块划分线和块中点之间的长度,m表示直的块划分线的斜率,并且c表示直的块划分线的y-截距。
图4是示出其中具有矩形形状的子块被划分成任意形状的块的例子的图示。
如图4中所示,用划分块中的一些,可以在具有各种形状的划分形式当中确定划分边界。
尽管已经示出确定各种划分边界的方法,但是本发明不限于此并且可以通过各种方法实现候选的划分块的边界。
图5是示出将块划分成矩形块的方法的例子的图示。
在图5中,块被划分成两个块,其中,一个块具有矩形形状,是块的1/4尺寸,另一个块具有矩形形状,是块的3/4尺寸。这里,本发明不限于将块划分成具有矩形形状的块的例子,而是可以通过各种方法划分块,并且例如,一个块可以被划分成不止两个矩形形状的划分块。
块划分单元110可以从图5中示出的四个预先设置的候选划分形式当中选择具有最佳编码效率的块划分形式。可以通过比较图5中示出的四个候选划分形式的编码成本,确定具有最佳速率-失真比率的划分形式为划分形式。
预测单元120根据通过使用关于由块划分单元110产生的划分形式的信息和最佳比例因子而确定的最佳划分形式获取参考块,并且产生预测的块。
预测单元120通过向由块划分单元110确定的划分形式的块应用亮度分量的比例因子,在任意子样本(例如,1/4、1/8、1/16或1/32的子样本)的参考图片中执行运动补偿,并且预测划分块,以便产生预测的块。作为运动补偿的结果,通过同时应用最佳运动矢量和多个比例因子之中的最佳比例因子,预测划分块,使得可以在通过相机运动如相机的放大、缩小等反映图像改变的同时,执行预测。
图6是示意性示出其中通过以向划分块应用比例因子的方式来放大或缩小而执行运动补偿的情况的图示。
例如,可以存在如图6中所示的当前将被运动补偿的划分块,该划分块具有在其三角形右上区域切除的4×4块,其中,可以通过以向要编码的当前的划分块应用比例因子的方式来放大或缩小而执行运动补偿,这样根据通过使用确定的最佳比例因子而确定的最佳划分形式来提供参考块。例如,当使用直至1/8子样本的子样本时,可以用初始尺寸(也就是说,ZF=8)执行运动补偿。另外,可以通过缩短将通过缩小比例因子7/8(也就是说,ZF=7)被运动补偿的像素之间的距离来执行运动补偿,或者可以通过放大比例因子9/8(也就是说,ZF=9)来执行运动补偿。在图6中,用7/8的比例因子,经受了运动补偿的像素被标识为星形(☆)。
如上所述,根据通过以向当前将被编码的划分块应用比例因子的方式来放大或缩小而执行的运动补偿,可以通过向各种子样本如1/2、1/4、1/16和1/32子样本以及1/8子样本应用比例因子,执行运动补偿,从而获取实现最佳预测结果的最佳比例因子。例如,对于1/4子样本,3/4比例因子(也就是说,3/4倍的放大倍数)、4/4比例因子和5/4比例因子可以是候选比例因子。对于1/8子样本,6/8比例因子、7/8比例因子、1/8比例因子、9/8比例因子和10/8比例因子可以是候选比例因子。在以上列出的比例因子之中,可以选择具有最佳编码成本的比例因子作为最佳比例因子。这里,所提及的针对每个子样本的比例因子只是示例性的,并且可以针对每个子样本尺寸选择各种其它的候选比例因子。如上所述,作为预测结果而产生的比例因子和运动矢量可以被发送到编码器160并随后被编码成比特流。
减法器130产生包括残余信号的残余块,该残余信号是由将被编码的划分块的像素值和由预测单元120预测的预测的块的像素值之间的差值计算得到的。
变换器140通过将减法器130产生的残余块转换到频域,产生频率变换块。这里,变换器140可以通过使用各种变换方案将残余块变换到频域,这些转换方案将时间轴上的视频信号变换成频率轴上的视频信号,如,离散余弦变换(下文中,称为“DCT”)和小波变换。
量化器150将由变换器140变换到频域的残余块(也就是说,频率变换块)量化。作为量化方法,可以使用各种量化方案,如,死区均匀阈值量化(下文中,称为“DZUTQ”)或量化加权矩阵。
编码器160将由量化器150量化的变换块编码成比特流。在各种编码技术当中,这种编码技术可以是熵编码技术,尽管本发明不限于此。
另外,编码器160可以将对经编码的比特流以及从量化的频率系数编码而来的比特流进行解码所需的各种信息插入经编码的数据。也就是说,经编码的数据可以包括包含编码块样式(CBP)、δ量化参数的字段,并且从经量化的频率系数编码而来的比特流包括如下的字段,即该字段包含用于预测(例如,帧内预测中的帧内预测模式或帧间预测中的运动矢量)所需的信息的比特。
另外,编码器160可以将关于由块划分单元110确定的划分形式的信息和预测单元120产生的划分块的最佳比例因子以及解码经编码的比特流所需的运动矢量编码成比特流。这里,如上所述,关于角度和长度的信息可以用于关于划分形式的信息,但是本发明不限于此,并且可以使用编码表,编码关于角度和长度(或开始位置(也就是说,y-截距或x-截距))的信息。例如,在8×8块中,通过连接块内的任意一个点和二十八个外围像素,产生28个角度,并且可以参考角度编码表来分配比特,在角度编码表中,二十八个角度中的每个角度与对应的编码比特匹配。为了对长度进行编码,可以参照长度编码表来分配将被编码的比特,在长度编码表中,对应角度的水平或垂直像素的数量与对应的编码比特匹配。当用划分边界的开始位置(也就是说,y-截距或x-截距)和斜率表示划分边界时,可以参照划分边界开始位置(y-截距或x-截距)编码表和斜率编码表来分配将被编码的比特。
另外,在其中使用1/8子样本的情况下,当可以应用从1/8比率到16/8比率的比例因子作为候选比例因子时,可以参照比例因子编码表来分配编码对应比例因子的比特,在比例因子编码表中,确定的比例因子与编码比特匹配。
反量化器和逆变换器170通过反量化和逆变换经变换和量化的残余块(也就是说,经量化的变换块)重构残余块。这里,可以通过分别由变换器140执行变换处理并且由量化器150执行量化处理来实现反量化和逆变换。也就是说,反量化器和逆变换器170可以通过使用由变换器140和量化器150产生并发送的关于变换和量化的信息来执行反量化和逆变换。
加法器180通过将预测单元120产生的预测的块加上反量化器和逆变换器170重构的残余块来产生重构的块。
帧存储器190存储由加法器180重构的块,并且在帧内或帧间预测中将重构的块用作参考块来产生预测的块。
图7是示意性示出根据本发明的另一个实施方式的视频编码装置的框图。
根据本发明的另一个实施方式的视频编码装置700是通过使用当前将被编码的块的亮度分量来计算运动矢量和比例因子从而编码视频的装置,并且可以包括如图7中所示的块划分单元710、预测单元720、减法器730、组合残余块产生单元732、变换器740、量化器750、编码器760、反量化和逆变换器770、加法器780和帧存储器790。这里,因为块划分单元710、预测单元720、减法器730、量化器750、编码器760、反量化和逆变换器770、加法器780和帧存储器790的操作与图1的块划分单元110、预测单元120、减法器130、量化器150、编码器160、反量化器和逆变换器170、加法器180和帧存储器190的操作相同或类似,所以将省去对其的详细描述。
组合残余块产生单元732通过组合各个划分块的残余块来产生组合残余块。例如,在被划分成具有任意划分形式(并非矩形)的划分块中,产生组合残余块,使得在通过组合各个划分块的所有残余块来产生初始尺寸的块之后执行频率变换,而不针对每个残余块执行频率变换。
此时,变换器740通过变换组合残余块来产生频率变换块。
图8是示出根据本发明的实施方式的视频解码装置的构造的框图。
如图8中所示,根据本发明的实施方式的视频解码装置800包括解码器810、反量化器820、逆变换器830、加法器840、预测单元850、块组合单元860和帧存储器870。
解码器810根据比特流重构经量化的变换块、关于划分形式的信息和比例因子。
解码器810可以通过解码经编码的数据(比特流),来解码或提取解码所需的信息以及量化的频率变换块。解码所需的信息是指解码经编码的数据(也就是说,比特流)内的经编码的比特流所需的信息,并且可以包括例如关于块类型的信息、关于运动矢量的信息、关于变换和量化类型的信息和其它各种信息。
也就是说,解码器810通过解码比特流(即,由视频编码装置编码的数据)来提取包括与视频的当前块相关的像素信息的经量化的频率变换块,并且将所提取的进行预测所需的信息发送到预测单元850。
预测单元850可以通过使用与划分形式和比例因子相关的经解码的信息来产生划分的预测块。也就是说,解码器810可以针对由经解码的运动矢量指示的参考块,通过使用位置以比例因子大小改变(减小或放大)改变的像素来产生预测块。
反量化器820反量化由解码器810从比特流提取的经量化的频率变换块。逆变换器830将由反量化器820反量化的频率变换块逆变换到空间区域。
加法器840将通过逆变换器830进行逆变换而重构的残余信号加上预测单元850产生的预测像素值,从而重构划分块的初始像素值。由加法器840重构的当前块被发送到帧存储器870,然后可以被预测单元850用于预测另一个块。
块组合单元860通过组合经重构的划分块来重构当前块。
帧存储器870存储经重构的视频,以允许产生帧内预测块或帧间预测块。
作为参考,可以通过用连接当前块的外围像素的两个任意点的直线划分当前块来确定划分形式。一个划分块可以具有矩形形状,是当前块的1/4尺寸,并且另一个划分块可以具有矩形形状,是当前块的3/4尺寸。因为以上已经提供了对划分形式的描述,所以将不再重复相同的详细描述。
如在对视频编码装置100的描述中讨论的,可以通过划分边界的斜率和开始位置指定划分块的划分边界。另外,在解码关于划分形式的信息中,解码器810可以参照与针对视频编码装置100中使用的划分形式的编码表(角度编码表和长度编码表)相同的编码表,重构与划分边界的斜率和划分边界的开始位置相关的经解码的信息。另外,还可以参照与视频编码装置100中使用的比例因子编码表相同的比例因子编码表,重构比例因子。此外,可以通过使用与当前块的1/4、1/8、1/16和1/32尺寸当中的一个整数倍数对应的比例,使用比例因子进行预测。
图9是示出根据本发明的另一个实施方式的视频解码装置的构造的框图。
如图9中所示,根据本发明的至少一个实施方式的视频解码装置900包括解码器910、反量化器920、逆变换器930、加法器940、预测单元950、组合预测块产生单元960和帧存储器970。这里,因为解码器910、反量化器920、逆变换器930、加法器940、预测单元950和帧存储器970的操作与图8的解码器810、反量化器820、逆变换器830、预测单元850和帧存储器870相同或类似,所以将省去对其的详细描述。
组合预测块产生单元960通过根据经解码的划分形式组合由预测单元950产生的经划分的预测块来产生组合的预测块。也就是说,组合的预测块变成将被重构的当前块的预测的块。
加法器940通过将重构的残余块加上组合的预测块来重构当前块。帧存储器970存储经重构的视频,以允许产生帧内预测块和帧间预测块。
根据本发明的实施方式的视频编码/解码装置可以通过将图1或图7的视频编码装置100的比特流输出端与图8或图9的视频解码装置800或900的比特流输入端连接来实现。
根据本发明的实施方式的视频编码/解码装置包括视频编码器,视频编码器用于在将被编码的当前块被划分成任意形状所采取的一个或多个候选划分形式之中确定具有最佳编码效率的划分形式,用于通过在将最佳比例因子应用到一个或多个划分块的确定划分形式时执行运动补偿来产生预测块,用于通过从划分块中减去预测块来产生一个或多个残余块,用于变换残余块或者变换通过组合各个划分块的残余块而产生的组合残余块,用于量化变换块,并且用于将经量化的变换块、关于确定划分形式的信息和最佳比例因子编码为比特流。视频编码/解码装置还包括视频解码器,视频解码器用于根据比特流重构经量化变换块、关于划分形式的信息和比例因子,用于通过反量化经量化变换块来重构变换块,用于通过逆变换变换块来重构残余块,用于通过使用关于划分形式的信息和比例因子来产生一个或多个经划分预测块,并且用于通过将经重构残余块加上经划分预测块来重构划分块或者用于通过将经重构残余块加上通过按划分形式组合经划分预测块而产生的组合预测块来重构当前块。
这里,可以通过视频编码装置100或700实现视频编码器,并且可以通过视频解码装置800或900实现视频解码器。
图10是用于描述根据本发明的至少一个实施方式的视频编码方法的流程图。
根据本发明的实施方式的视频编码方法通过块划分步骤S1010、预测步骤S1020、减法步骤S1030、变换步骤S1040、量化步骤S1050和编码步骤S1060来编码视频。块划分步骤S1010在将被编码的当前块被划分成任意形状所采取的一个或多个候选划分形式之中确定具有最佳编码效率的划分形式。预测步骤S1020通过在将最佳比例因子应用到一个或多个划分块的确定的划分形式时执行运动补偿来产生预测的块。减法步骤S1030通过从划分块中减去预测的块来产生残余块。变换步骤S1040通过变换残余块来产生变换块。量化步骤S1050通过量化变换块来产生经量化的变换块。最后,编码步骤S1060将经量化的变换块、关于划分形式的确定的信息和最佳比例因子编码为比特流。
这里,因为块划分步骤S1010对应于块划分单元110的操作,所以预测步骤S1020对应于预测单元210的操作,减法步骤S1030对应于减法器130的操作,变换步骤S1040对应于变换器140的操作,量化步骤S1050对应于量化器150的操作,并且编码步骤S1060对应于编码器160的操作,所以将省去对其的详细描述。
图11是用于描述根据本发明的另一个实施方式的视频编码方法的流程图。
本发明的这个实施方式中的视频编码方法包括块划分步骤S1110、预测步骤S1120、减法步骤S1130、组合残余块产生步骤S1140、变换步骤S1150、量化步骤S1160和编码步骤S1170。块划分步骤S1110在将被编码的当前块被划分成任意形状所采取的一个或多个候选划分形式之中确定具有最佳编码效率的划分形式。预测步骤S1120通过在将最佳比例因子应用到至少一个划分块的确定的形式时执行运动补偿来产生预测的块。减法步骤S1130通过从划分块中减去预测的块来产生残余块。组合残余块产生步骤S1140通过组合各个划分块的残余块来产生组合残余块。变换步骤S1150通过变换残余块来产生变换块。量化步骤S1160通过量化变换块来产生经量化的变换块。最后,编码步骤S1170将经量化的变换块、关于划分形式的确定的信息和最佳比例因子编码为比特流。
这里,块划分步骤S1110对应于块划分单元710的操作,预测步骤S1120对应于预测单元720的操作,减法步骤S1130对应于减法器730的操作,组合残余块产生步骤S1140对应于组合残余块产生单元732的操作,变换步骤S1150对应于变换器740的操作,量化步骤S1160对应于量化器750的操作,并且编码步骤S1170对应于编码器760的操作,将省去对其的详细描述。
图12是用于描述根据本发明的至少一个实施方式的视频解码方法的流程图。
本发明的这个实施方式中的视频解码方法通过根据比特流重构经量化的变换块、关于划分形式的信息和比例因子的解码步骤S1210、通过反量化经量化的变换块来重构变换块的反量化步骤S1220、通过逆变换变换块来重构残余块的逆变换步骤S1230、通过使用关于划分形式的信息和比例因子来产生经划分的预测块的预测步骤S1240、通过将经重构的残余块加上预测的块来重构划分块的加法步骤S1250和通过组合经重构的划分块来产生当前块的块组合步骤S1260来解码视频。
这里,解码步骤S1210对应于解码器810的操作,反量化步骤S1220对应于反量化器820的操作,逆变换步骤S1230对应于逆变换器830的操作,预测步骤S1240对应于预测单元850的操作,加法步骤S1250对应于加法器840的操作,并且块组合步骤S1260对应于块组合单元860的操作,将省去对其的详细描述。
图13是用于描述根据本发明的另一个实施方式的视频解码方法的流程图。
根据本发明的另一个实施方式的视频解码方法通过根据比特流重构经量化的变换块、关于划分形式的信息和比例因子的解码步骤S1310、通过反量化经量化的变换块来重构变换块的反量化步骤S1320、通过逆变换变换块来重构残余块的逆变换步骤S1330、通过使用关于划分形式的信息和比例因子来产生经划分的预测块的预测步骤S1340、通过根据划分形式组合经划分的预测块来产生组合预测块的组合预测块产生步骤S1350和通过将经重构的残余块加上组合预测块来重构当前块的加法步骤S1360来解码视频。
这里,解码步骤S1310对应于解码器910的操作,反量化步骤S1320对应于反量化器920的操作,逆变换步骤S1330对应于逆变换器930的操作,预测步骤S1340对应于预测单元950的操作,组合预测块产生步骤S1350对应于组合预测块产生单元960的操作,并且加法步骤S1360对应于加法器940的操作,将省去对其的详细描述。
根据本发明的至少一个实施方式的视频编码/解码方法可以通过组合上述一个视频编码方法和上述一个视频解码方法来实现。
根据本发明的实施方式的视频编码/解码方法包括通过以下步骤来编码视频:在将被编码的当前块被划分成任意形状所采取的一个或多个候选划分形式之中确定具有最佳编码效率的划分形式,通过在将最佳比例因子应用到一个或多个划分块的确定的划分形式时执行运动补偿来产生预测的块,通过从划分块中减去预测的块来产生一个或多个残余块,变换残余块或者变换通过组合各个划分块的残余块而产生的组合残余块,量化变换块并且将经量化的变换块、关于确定的划分形式的信息和最佳比例因子编码为比特流。视频编码/解码方法还包括通过以下步骤来解码视频:根据比特流重构经量化的变换块、关于划分形式的信息和比例因子,通过反量化经量化的变换块来重构变换块,通过逆变换变换块来重构残余块,通过使用关于划分形式的信息和比例因子来产生一个或多个经划分的预测块,并且通过将经重构的残余块加上经划分的预测块来重构划分块或者通过将经重构的残余块加上通过按划分形式组合经划分的预测块而产生的组合预测块重构当前块。
尽管已经出于示例性目的描述了本发明的示例性实施方式,但是本领域的技术人员将理解,在不脱离本发明的本质特性的情况下,各种修改形式,添加形式和取代形式是可能的。因此,本发明的示例性实施方式不是出于限制目的而描述的。因此,本发明的范围不受以上实施方式限制而是受权利要求书及其等同物的限制。
工业应用性
如上所述,对于通过预测形状和块尺寸以适于根据参考块预测图像的当前块并且编码和解码当前块以使初始的当前块和预测的当前块之间的差异最小而在视频编码和解码方面产生巨大的效果,本发明是极为有用的。
相关申请的交叉引用
如果可应用,在35U.S.C§119(a)下,本申请要求2010年12月6日在韩国提交的专利申请No.10-2010-0123512的优先权,该专利申请的全部内容以引用方式并入本文。另外,因为基于全部内容以引用方式并入的上述韩国专利申请的相同原因,这个非临时申请要求除了美国之外的其它国家的优先权。

Claims (32)

1.一种视频编码/解码装置,该视频编码/解码装置包括:
视频编码器,其用于在将被编码的当前块被划分成任意形状所采取的一个或多个候选划分形式当中确定具有最佳编码效率的划分形式,用于通过以将最佳比例因子应用到基于确定的划分形式而划分的一个或多个划分块的方式执行运动补偿来产生预测的块,用于基于从所述划分块中减去所述预测的块来产生一个或多个残余块,用于变换各个残余块或者变换通过组合各个划分块的相应残余块而产生的组合残余块,用于量化变换块,并且用于将经量化的变换块、关于所述确定的划分形式的信息和所述最佳比例因子编码为比特流;以及
视频解码器,其用于根据比特流重构经量化的变换块、关于划分形式的信息和比例因子,用于通过反量化经量化的变换块来重构变换块,用于通过逆变换所述变换块来重构残余块,用于通过使用所述关于划分形式的信息和所述比例因子来产生一个或多个划分的预测块,并且用于通过将重构的残余块加上所述划分的预测块来重构划分块或者用于通过将所述重构的残余块加上通过按所述划分形式组合所述划分的预测块而产生的组合预测块来重构当前块。
2.一种视频编码装置,该视频编码装置包括:
块划分单元,其用于在将被编码的当前块被划分成任意形状所采取的一个或多个候选划分形式当中确定具有最佳编码效率的划分形式;
预测单元,其用于通过以将最佳比例因子应用到基于确定的划分形式而划分的一个或多个划分块的方式执行运动补偿来产生一个或多个预测的块;
减法器,其用于通过从所述划分块中减去所述预测的块来产生残余块;
变换器,其用于通过变换所述残余块来产生变换块;
量化器,其用于通过量化所述变换块来产生经量化的变换块;以及
编码器,其用于将所述经量化的变换块、关于所述确定的划分形式的信息和所述最佳比例因子编码为比特流。
3.根据权利要求2所述的视频编码装置,其中,所述候选划分形式用于将所述当前块划分成两个块,一个块具有矩形形状,是所述当前块的尺寸的1/4,并且另一个块具有矩形形状,是所述当前块的尺寸的3/4。
4.一种视频编码装置,该视频编码装置包括:
块划分单元,其用于在将被编码的当前块被划分成任意形状所采取的一个或多个候选划分形式当中确定具有最佳编码效率的划分形式;
预测单元,其用于通过以将多个比例因子当中的最佳比例因子应用到基于确定的划分形式而划分的一个或多个划分块的方式执行运动补偿来产生一个或多个预测的块;
减法器,其用于基于从所述划分块中减去所述预测的块来产生一个或多个残余块;
组合残余块产生单元,其用于通过组合各个划分块的残余块来产生组合残余块;
变换器,其用于通过变换所述组合残余块来产生变换块;
量化器,其用于通过量化所述变换块来产生经量化的变换块;以及
编码器,其用于将所述经量化的变换块、关于所述确定的划分形式的信息和所述最佳比例因子编码为比特流。
5.根据权利要求4所述的视频编码装置,其中,所述关于所述确定的划分形式的信息是通过所述当前块的划分边界的斜率和所述划分边界的开始位置来定义的。
6.根据权利要求2或4所述的视频编码装置,其中,通过在所述当前块的所述候选划分形式的编码成本之间进行比较,具有所述最佳编码效率的划分形式因为具有最佳速率-失真比率而被确定。
7.根据权利要求2或4所述的视频编码装置,其中,参照划分形式编码表来编码所述关于所述确定的划分形式的信息。
8.根据权利要求2或4所述的视频编码装置,其中,参照比例因子编码表来编码所述最佳比例因子。
9.根据权利要求2或4所述的视频编码装置,其中,所述比例因子指示与从1/4、1/8、1/16和1/32中选择的一个的整数倍对应的比率。
10.一种视频解码装置,该视频解码装置包括:
解码器,其用于根据比特流重构经量化的变换块、关于划分形式的信息和比例因子;
反量化器,其用于通过反量化所述经量化的变换块来重构变换块;
逆变换器,其用于通过逆变换所述变换块来重构残余块;
预测单元,其用于通过使用所述关于划分形式的信息和所述比例因子来产生一个或多个划分的预测块;
加法器,其用于通过将重构的残余块加上所述划分的预测块来重构一个或多个划分块;以及
块组合单元,其用于通过组合所述划分块的各个重构来产生当前块。
11.一种视频解码装置,该视频解码装置包括:
解码器,其用于根据比特流重构经量化的变换块、关于划分形式的信息和比例因子;
反量化器,其用于通过反量化所述经量化的变换块来重构变换块;
逆变换器,其用于通过逆变换所述变换块来重构残余块;
预测单元,其用于通过使用所述关于划分形式的信息和所述比例因子来产生一个或多个划分的预测块;
组合预测块产生单元,其用于通过基于所述划分形式组合所述划分的预测块来产生组合预测块;以及
加法器,其用于通过将重构的残余块加上所述组合预测块来重构当前块。
12.根据权利要求10或11所述的视频解码装置,其中,所述划分形式用于将所述当前块划分成两个块,一个块具有矩形形状,是所述当前块的尺寸的1/4,并且另一个块具有矩形形状,是所述当前块的尺寸的3/4。
13.根据权利要求10或11所述的视频解码装置,其中,所述关于划分形式的信息是通过所述当前块的划分边界的斜率和所述划分边界的开始位置来定义的。
14.根据权利要求10或11所述的视频解码装置,其中,参照划分形式编码表来重构所述关于所述划分形式的信息。
15.根据权利要求10或11所述的视频解码装置,其中,参照比例因子编码表来重构所述比例因子。
16.根据权利要求10或11所述的视频解码装置,其中,所述比例因子指示与从1/4、1/8、1/16和1/32中选择的一个的整数倍对应的比率。
17.一种视频编码/解码方法,该视频编码/解码方法包括以下步骤:
编码步骤,其编码视频,所述编码步骤包括以下步骤:
在将被编码的当前块被划分成任意形状所采取的一个或多个候选划分形式当中确定具有最佳编码效率的块划分形式,
通过以将最佳比例因子应用到基于确定的划分形式而划分的一个或多个划分块的方式执行运动补偿来产生预测的块,
通过从所述划分块中减去所述预测的块来产生一个或多个残余块,
变换各个残余块或者变换通过组合各个划分块的相应残余块而产生的组合残余块,
量化变换块,以及
将经量化的变换块、关于所述确定的划分形式的信息和所述最佳比例因子编码为比特流;以及
解码步骤,其解码视频,所述解码步骤包括以下步骤:
根据所述比特流重构经量化的变换块、关于所述划分形式的所述信息和所述比例因子,
通过反量化所述经量化的变换块来重构所述变换块,
通过逆变换所述变换块来重构残余块,
通过使用关于所述划分形式的所述信息和所述比例因子来产生一个或多个划分的预测块,以及
通过将重构的残余块加上所述划分的预测块来重构划分块,或者,通过将重构的残余块加上通过组合所述划分的预测块而产生的组合预测块来重构当前块。
18.一种视频编码方法,该视频编码方法包括以下步骤:
在当前将被编码的当前块被划分成任意形状所采取的一个或多个候选划分形式当中确定具有最佳编码效率的块划分形式;
通过以将最佳比例因子应用到基于确定的划分形式而划分的一个或多个划分块的方式执行运动补偿来产生预测的块;
通过从所述划分块中减去所述预测的块来产生残余块;
通过变换所述残余块来产生变换块;
通过量化所述变换块来产生经量化的变换块;以及
将所述经量化的变换块、关于所述确定的划分形式的信息和最佳比例因子编码为比特流。
19.根据权利要求18所述的视频编码方法,其中,所述候选划分形式用于将所述当前块划分成两个块,一个块具有矩形形状,是所述当前块的尺寸的1/4,并且另一个块具有矩形形状,是所述当前块的尺寸的3/4。
20.一种视频编码方法,该视频编码方法包括以下步骤:
在将被编码的当前块被划分成任意形状所采取的一个或多个候选划分形式当中确定具有最佳编码效率的块划分形式;
通过以将多个比例因子当中的最佳比例因子应用到基于确定的划分形式而划分的一个或多个划分块的方式执行运动补偿来产生预测的块;
通过从所述划分块中减去所述预测的块来产生一个或多个残余块;
通过组合各个划分块的残余块来产生组合残余块;
通过变换所述组合残余块来产生变换块;
通过量化所述变换块来产生经量化的变换块;以及
将所述经量化的变换块、关于所述确定的划分形式的信息和所述最佳比例因子编码为比特流。
21.根据权利要求20所述的视频编码方法,其中,所述关于所述确定的划分形式的信息是通过所述当前块的划分边界的斜率和所述划分边界的开始位置来定义的。
22.根据权利要求18或20所述的视频编码方法,其中,通过在所述当前块的所述候选划分形式的编码成本之间进行比较,具有所述最佳编码效率的划分形式因为具有最佳速率-失真比率而被确定。
23.根据权利要求18或20所述的视频编码方法,其中,参照划分形式编码表来编码所述关于所述确定的划分形式的信息。
24.根据权利要求18或20所述的视频编码方法,其中,参照比例因子编码表来编码所述最佳比例因子。
25.根据权利要求18或20所述的视频编码方法,其中,所述比例因子指示与从1/4、1/8、1/16和1/32中选择的一个的整数倍对应的比率。
26.一种视频解码方法,该视频解码方法包括以下步骤:
根据比特流对经量化的变换块、关于划分形式的信息和比例因子执行重构解码;
通过反量化所述经量化的变换块来重构变换块;
通过逆变换所述变换块来重构残余块;
通过使用所述关于划分形式的信息和所述比例因子来产生一个或多个划分的预测块;
通过将重构的残余块加上所述划分的预测块来重构一个或多个划分块;以及
通过组合所述划分块的各个重构来产生当前块。
27.一种视频解码方法,该视频解码方法包括以下步骤:
根据比特流对经量化的变换块、关于划分形式的信息和比例因子执行重构解码;
通过反量化所述经量化的变换块来重构变换块;
通过逆变换所述变换块来重构残余块;
通过使用所述关于划分形式的信息和所述比例因子来产生一个或多个划分的预测块;
通过基于所述划分形式组合所述划分的预测块来产生组合预测块;以及
通过将重构的残余块加上所述组合预测块来重构当前块。
28.根据权利要求26或27所述的视频解码方法,其中,所述划分形式用于将所述当前块划分成两个块,一个块具有矩形形状,是所述当前块的尺寸的1/4,并且另一个块具有矩形形状,是所述当前块的尺寸的3/4。
29.根据权利要求26或27所述的视频解码方法,其中,所述关于划分形式的信息是通过所述当前块的划分边界的斜率和所述划分边界的开始位置来定义的。
30.根据权利要求26或27所述的视频解码方法,其中,参照划分形式编码表来重构所述关于划分形式的信息。
31.根据权利要求26或27所述的视频解码方法,其中,参照比例因子编码表来重构所述比例因子。
32.根据权利要求26或27所述的视频解码方法,其中,所述比例因子指示与从1/4、1/8、1/16和1/32中选择的一个的整数倍对应的比率。
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