CN104041048A - 利用跳过模式进行视频编码和解码的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种图像编码设备、用于对图像进行解码的图像解码设备以及图像编码/解码方法，该图像编码设备包括：预测单元，其根据帧间预测方法和帧内预测方法预测当前块并生成预测块；残差数据编码单元，其对通过将当前块与预测块相减而生成的残差块进行变换和量化；残差数据解码单元，其通过对经变换和量化的残差块执行逆量化和逆变换，来对残差块进行解码；以及滤波器单元，其对通过将预测块与经解码的残差块相加而生成的重构块进行滤波。

Description

利用跳过模式进行视频编码和解码的方法和设备
技术领域
本公开在一个或更多个实施方式中涉及视频编码和解码。更具体地讲，本公开涉及一种利用快速确定的跳过(SKIP)编码模式进行视频编码和解码的方法和设备。
背景技术
此部分中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，可能不构成现有技术。
根据H.264/AVC的相关传统标准进行视频编码和解码需要将单个画面分割成多个宏块。各个宏块具有16×16像素的固定大小。以使用帧间预测方法的所有可用编码模式(称为帧间预测模式)以及使用帧内预测方法的所有可用编码模式(称为帧内预测模式)对各个宏块编码，然后确定满足预定标准的单个最优编码模式，以便利用所确定的最优编码模式执行视频编码和解码操作。在这种情况下，H.264/AVC标准中使用的预定标准是率失真(R-D)最优化标准。因此，通过将对各个宏块编码所需的比特率以及原始宏块与重构宏块之间的失真程度一起考虑来确定单个最优模式。
帧内预测模式用在帧内预测方法中。为了对当前画面的宏块编码，帧内预测方法不参照基准画面，而是利用与目标宏块空间相邻的像素的值来预测要首先编码的宏块的预测值，然后对所预测的像素值与宏块之差编码。根据帧内预测的方向存在多种帧内预测模式。参照附图，H.264/AVC标准对于图1a中的4×4帧内块和8×8帧内块使用九种方向帧内预测模式，对于图1b中的16×16帧内块使用四种帧内预测模式。
帧间预测模式用在帧间预测方法中。为了对当前画面的宏块编码，帧间预测方法对代表选自基准画面的一个或多个块的运动信息(例如，运动矢量、基准画面索引等)以及利用运动信息生成的预测像素值与宏块之差进行编码。H.264/AVC标准可采用最多五个基准画面，它们可以是当前画面之前的画面或之后的画面。根据分割宏块以执行运动预测和补偿的方式，存在各种预测模式。如图2所示，H.264/AVC标准使用五种帧间预测模式：跳过、P16×16、P16×8、P8×16和P8×8。P8×8模式可被再分成适用于子块的四种预测模式：P8×8、P16×8、P8×16和P8×8。
因此，在多种帧内预测模式和多种帧间预测模式当中确定最优模式是决定视频编码性能的非常重要的处理。如上所述，传统H.264/AVC标准对所有可用的帧内预测模式和帧间预测模式计算其率失真开销，以选择具有最低开销的模式作为最优预测模式。然而，这种最优模式决策处理需要非常高的复杂性。另外，为了实现更高的编码性能而使用的帧内预测模式和帧间预测模式越多，最优模式决策处理的复杂性变得越高。然而，使用编码模式当中的跳过模式可使编码和解码处理更简单，并且如果较容易知道以跳过模式对给定图像数据编码是否适当，则可在防止编码性能劣化的同时减少计算量。因此，利用跳过模式进行视频编码和解码是非常重要的技术挑战。
本公开提供了一种利用跳过模式进行视频编码和解码以在不使编码效率劣化的情况下降低编码复杂性的方法和设备。
发明内容
技术问题
因此，本公开致力于在视频编码处理过程中利用快速确定的编码模式更有效地进行视频编码和解码。
发明内容
根据本公开的至少一个实施方式，一种视频编码/解码设备包括视频编码器和视频解码器。所述视频编码器被配置为(a)如果对具有预定大小并且预测模式被设定为跳过模式的当前块执行运动估计导致当前块的运动矢量和基准画面索引分别与候选块中的块的运动矢量和基准画面索引相同，并且对表示当前块与预测块之差的残差数据块执行变换和量化得到全零系数，或者(b)当利用由当前块的邻近块组成的候选块中的块的单个运动参数执行运动补偿时并且如果对表示当前块与预测块之差的残差数据块执行变换和量化得到全零系数，则对当前块执行预测编码。所述视频解码器被配置为从比特流提取预测模式信息，并且如果所提取的预测模式信息是跳过模式，则重构从提取运动参数标识信息生成的运动参数所指示的块，作为当前块。
根据本公开的另一实施方式，一种视频编码设备被配置为如果对具有预定大小并且预测模式被设定为跳过模式的当前块执行运动估计导致当前块的运动矢量和基准画面索引分别与候选块中的块的运动矢量和基准画面索引相同，并且对表示当前块与预测块之差的残差数据块执行变换和量化得到全零系数，则对当前块执行预测编码。
所述预定大小可以是编码单位的大小。
所述视频编码设备可将跳过模式的代表信息和运动参数的标识信息发送给视频解码设备。
如果对表示当前块与预测块之差的残差数据块执行变换和量化得到全零系数，则所述视频编码设备可放弃比较除跳过模式之外的预测模式的编码开销的处理，并对预测模式被设定为跳过模式的当前块执行预测编码。
根据本公开的另一实施方式，一种视频编码设备包括：帧间预测单元，其被配置为通过利用由预定大小的当前块的邻近块组成的候选块中的单个块的运动参数执行运动补偿来生成当前块的预测块。然后，如果对表示当前块与预测块之差的残差数据块执行变换和量化得到全零系数，则对预测模式被设定为跳过模式的当前块执行预测编码。
所述预定大小可以是编码单位的大小。
所述视频编码设备可将跳过模式的代表信息和单个运动参数的标识信息发送给视频解码设备。
所述运动参数可包括运动矢量和基准画面索引。
另外，所述运动参数可以是用于从由当前块的邻近块组成的候选块中标识单个块的信息，并且所述运动参数可包括运动矢量和基准画面索引。
所述运动参数可以是用于从由当前块的邻近块组成的候选块中标识单个块的信息。
如果对所述残差数据块执行变换和量化得到全零系数，则所述视频编码设备利用所述运动参数对具有跳过模式的当前块执行预测编码。
根据本公开的另一实施方式，一种视频解码设备可被配置为从比特流提取预测模式信息，如果所提取的预测模式信息是跳过模式，则重构从提取运动参数标识信息生成的运动参数所指示的块，作为当前块，并且如果所提取的预测模式信息不是跳过模式，则通过基于所提取的预测模式信息生成预测块来对当前块进行预测编码。
所述运动参数可包括运动矢量和基准画面索引，并且所述运动参数的标识信息可以是用于从由当前块的邻近块组成的候选块中标识单个块的信息。
根据本公开的另一实施方式，一种视频编码/解码方法包括进行视频编码和进行视频解码。进行视频编码包括以下步骤：(a)如果对具有预定大小并且预测模式被设定为跳过模式的当前块执行运动估计导致当前块的运动矢量和基准画面索引分别与候选块中的块的运动矢量和基准画面索引相同，并且对表示当前块与预测块之差的残差数据块执行变换和量化得到全零系数，或者(b)当利用由当前块的邻近块组成的候选块中的块的单个运动参数执行运动补偿时并且如果对表示当前块与预测块之差的残差数据块执行变换和量化得到全零系数，则对当前块执行预测编码。进行视频解码包括以下步骤：从比特流提取预测模式信息，并且如果所提取的预测模式信息是跳过模式，则重构从提取运动参数标识信息生成的运动参数所指示的块，作为当前块。
根据本公开的另一实施方式，一种视频编码方法包括以下步骤：如果对具有预定大小并且预测模式被设定为跳过模式的当前块执行运动估计导致当前块的运动矢量和基准画面索引分别与候选块中的块的运动矢量和基准画面索引相同，并且对表示当前块与预测块之差的残差数据块执行变换和量化得到全零系数，则对当前块执行预测编码。
根据本公开的另一实施方式，一种视频编码方法包括以下步骤：当利用由预定大小的当前块的邻近块组成的候选块中的块的单个运动参数执行运动补偿时并且如果对表示当前块与预测块之差的残差数据块执行变换和量化得到全零系数，则执行预测编码处理，以利用所述单个运动参数对预测模式被设定为跳过模式的当前块进行预测编码。
根据本公开的另一实施方式，一种视频解码方法包括以下步骤：从比特流提取预测模式信息；如果所提取的预测模式信息是跳过模式，则重构从提取运动参数标识信息生成的运动参数所指示的块，作为当前块；以及如果所提取的预测模式信息不是跳过模式，则通过基于所提取的预测模式信息生成预测块来对当前块进行预测编码。
有益效果
根据如上所述一些实施方式中的本公开，在视频编码处理过程中利用确定的跳过编码模式更有效地进行视频编码和解码。
附图说明
图1是H.264/AVC标准中的九种方向帧内预测模式(4×4和8×8帧内块)和四种帧内预测模式(16×16帧内块)的示图。
图2是使用五种帧间预测模式跳过、P16×16、P16×8、P8×16和P8×8的H.264/AVC标准的示图。
图3是根据至少一个实施方式的应用了快速模式决策设备的视频编码设备的框图。
图4是根据至少一个实施方式的预测单元的示意图。
图5是根据至少一个实施方式的快速模式决策方法的流程图。
图6是根据另一实施方式的快速模式决策方法的流程图。
图7是根据至少一个实施方式的视频解码设备的框图。
具体实施方式
以下，将参照附图利用一些实施方式详细描述本公开。
在以下描述中，根据一个或更多个实施方式的视频编码设备和/或视频解码设备可对应于用户终端，例如PC(个人计算机)、笔记本计算机、PDA(个人数字助理)、PMP(便携式多媒体播放器)、PSP(便携式游戏机)、无线终端、智能电话、TV等。根据一个或更多个实施方式的视频编码设备和/或视频解码设备可对应于服务器终端，例如应用服务器、服务服务器等。根据一个或更多个实施方式的视频编码设备和/或视频解码设备可对应于各自包括以下部件的各种设备：(a)用于与各种类型的装置或有线/无线通信网络执行通信的通信设备(例如，通信调制解调器等)、(b)用于存储进行视频编码或解码或者为编码或解码执行帧间/帧内预测的各种程序和数据的存储器以及(c)执行程序以执行计算和控制的微处理器等。
另外，由视频编码设备编码为比特流的视频可通过有线/无线通信网络(例如，互联网、无线个人区域网(WPAN)、无线局域网(WLAN)、WiBro(无线宽带，也就是WiMax)网络、移动通信网络等)或者通过各种通信接口(例如，线缆、通用串行总线(USB)等)来实时或非实时地发送给视频解码设备。根据一个或更多个实施方式，比特流可在视频解码设备中进行解码，并可被重构为视频，该视频可被回放。
通常，视频可由一系列画面(本文中也称作“图像”或“帧”)形成，各个画面被分成诸如块的预定区域。分成的块可根据编码方案分类为帧内块或帧间块。帧内块是指基于帧内预测编码方案进行编码的块。帧内预测编码方案利用将要执行编码的当前画面中先前被编码并解码以重构的块的像素来预测当前块的像素，以生成预测块，并且对预测块与当前块之间的像素差进行编码。帧间块是指基于帧间预测编码方案进行编码的块。帧间预测编码方案参照至少一个先前画面和/或至少一个后续画面来预测当前画面中的当前块，以生成预测块，并且对预测块与当前块之差进行编码。这里，在对当前画面(即，当前帧)进行编码或解码时所参照的帧称为基准帧。
图3是根据本公开的一个方面的应用了快速模式决策设备的视频编码设备300的框图。参照图3，该方面的应用了快速模式决策设备的视频编码设备300包括预测器310、残差数据编码器320、残差数据解码器330、熵编码器340、编码数据生成器350、环路滤波器360、减法器370和加法器380。
待编码的视频可按照预定大小的块来输入，所述块可以是H.264/AVC标准的传统情况下的16×16类型的宏块。为了方便起见，本公开的一些实施方式像H.264/AVC标准中一样将块限定为2N×2N类型，但是更一般地，块可为2M×2N类型，其中，M和N具体地分别等于或大于8，并且是彼此相等或不同的整数。另外，大小为2N×2N的输入块可被再分为大小为N×N的较低输入块。
预测单元310生成当前块的预定大小的预测块。换言之，通过利用帧内预测或帧间预测等预测当前块，预测单元310生成以预测像素值作为其像素值的预测块。减法器370从当前块中减去利用帧内预测或帧间预测等生成的预测块，以便生成残差数据块。换言之，减法器370向残差数据编码器320提供以残差数据生成的残差数据块，所述残差数据是通过计算当前块的各个像素的原始像素值与预测块的各个像素的预测像素值之差而生成的。
为此，预测单元310可被配置为包括帧内预测单元410、帧间预测单元420和最优模式确定单元430。帧内预测单元410利用当前块可具有的所有帧内预测模式生成预测块，帧间预测单元420利用当前块可具有的所有帧间预测模式生成预测块。针对可由帧内预测单元410和帧间预测单元420生成的所有帧内预测模式和帧间预测模式中的每一个，最优模式确定单元430计算对应的率失真开销，并将具有最低开销的模式确定为最优预测模式。
帧内预测单元410利用当前块及其具有可用像素值的紧邻的块生成当前块的帧内预测块。尽管本公开的一个实施方式如图1所示具有九种方向帧内预测模式(在N/2×N/2、N×N帧内块的情况下)和四种帧内预测模式(在2N×2N帧内块的情况下)，但是可按照更加多样化的方式来定义帧内预测模式。例如，对于2M×2N形式的帧内预测模式，可使用K种方向帧内预测模式和L种非方向帧内预测模式的组合。具体地讲，M和N可为8或者大于或小于8，其中M和N是相同的整数或彼此不同的整数。另外，可根据帧内块的大小来使用不同数量的K或L种帧内预测模式。
对于当前块及其可使用的所有时间上邻近(先前、当前或后续)的基准画面，帧间预测单元420计算各个帧间预测块与当前块之间的误差值，并通过具有最小误差值的基准画面的帧间预测块来生成当前块的帧间预测块。在这种情况下，帧间预测单元420基于相对于当前块具有最小误差值的帧间预测块的位置来估计运动矢量。具体地讲，如果率失真最优化标准应用于运动估计处理，则可不仅考虑帧间预测块与当前块之间的误差值，而且考虑对运动信息(运动矢量、基准画面索引等)进行编码所涉及的比特量来确定帧间预测块。
具体地讲，为了使运动信息所需的比特量降至最低，传统H.264/AVC标准利用邻近块的运动矢量当中的中值来确定单个预测运动矢量(PMV)，使用PMV作为当前运动矢量的预测值，并且仅发送或存储差分运动矢量。因此，通过减少运动信息(差分运动矢量、基准画面索引等)的量来有效地实现编码效率。为了更一般地说明起见，本公开的一个示例性实施方式提出了一种用于确定从多个候选预测运动矢量中挑选出的最优预测运动矢量的方法。在这种情况下，预测运动矢量索引可被一起发送或存储，以便表示使用哪一候选预测运动矢量。这意味着，在运动估计的处理中，考虑对包括预测运动矢量索引、差分运动矢量和基准画面索引在内的运动信息进行编码所需的比特。本公开的一个实施方式如图2所示，其示出具有五种帧间预测模式(跳过、P2N×2N、P2N×N、PN×2N和PN×N)的H.264/AVC标准，但是它们可按照更多种方法来定义。例如，可增加各种其它帧间预测模式，例如2M×N/2、M/2×2N。
最优模式确定单元430针对通过帧内预测单元410和帧间预测单元420生成的当前块的所有可用帧内预测模式和帧间预测模式计算率失真开销，并将具有最低开销的模式确定为当前块模式的最优预测模式。在本公开的一个实施方式中，预定最优决策标准被举例说明为常见的率失真最优化方法，但是在更一般的实现方式中可应用各种决策标准。例如，根据实施方式，可应用失真作为决策标准。另外，一些实施方式可通过放弃针对当前块可用的所有各个帧内预测模式和/或帧间预测模式计算率失真开销来确定当前块的最优预测模式。
然而，如上所述，计算当前块可用的所有帧内预测模式和/或帧间预测模式的各个率失真开销涉及非常高的复杂性。因此，本公开在一些实施方式中提供了最优模式确定单元430，其被设置为执行：(a)当需要确定可具有多种帧内预测模式和帧间预测模式的预定大小的块的最优模式时，确定块是否满足与第一模式完全对应的预定条件；以及(b)如果满足第一模式的条件，则将第一模式确定为块的最优模式，并利用所确定的第一模式对块进行编码。换言之，在一些实施方式中，最优模式确定单元430放弃计算当前块可用的所有帧内预测模式和帧间预测模式的各个率失真开销，并且优先确定是否满足第一模式的预定条件。如果当前块满足第一模式的条件，则最优模式确定单元430放弃计算除第一模式之外的所有预测模式的率失真开销，以将第一模式确定为块的最优预测模式。如果当前块不满足第一模式的条件，则最优模式确定单元430执行所有预测模式的率失真开销的计算，并将具有最低率失真开销的模式确定为块的最优预测模式。
根据本公开的一些实施方式，与第一模式完全对应的预定条件是：(a)用于运动预测和补偿的块具有诸如2N×2N的编码单位(即，P2N×2N模式)；(b)当前块的运动矢量和基准画面索引分别对应于多个候选块中的一个；并且(c)从预定输入块与预测块之间的残差数据块的变换和量化得到全零系数。
第一模式可优选为仅发送或存储输入块的编码模式信息的跳过模式。与仅发送或存储输入块的编码模式信息的传统跳过模式不同，本公开在一些实施方式中使时间和空间上相邻的多个候选邻近块的运动参数(运动矢量和基准画面索引)挑选出预测运动参数，作为响应，其还发送或存储候选块索引信息以用于使得能够标识具有选择的预测运动参数的候选块。
图5是根据本公开的至少一个实施方式的上述高速模式确定方法的流程图。
如图5所示，当接收到2N×2N形式的当前块时，基于预定条件优先检查是否可提早将输入的当前块确定为具有跳过模式。如上所述，跳过模式适于仅将输入的当前块的编码模式信息存储或发送给视频解码设备，如果需要，跳过模式适于发送附加邻近块索引(表示多个候选邻近块当中的候选块)，作为使残差运动矢量为零的运动参数的标识信息。这适合于视频的背景部分或者很可能使当前画面的给定块被相等地像素化为基准画面的对应基准块的部分，在这种情况下没有必要发送或存储额外的编码信息(例如残差数据或运动矢量信息)，而仅发送或存储编码模式信息(和/或邻近块索引)。
为了检查将编码模式提早确定为跳过模式的可能性，此实施方式在步骤S501中对当前块的P2N×2N模式执行运动预测，然后确定运动矢量、预测运动矢量索引和基准画面索引。在上述运动估计过程中，优选地如式1中一样应用率失真最优化。
( pmv , dmv ) = arg min dmv i ∈ SR { arg min pmv j ∈ CS J ( pmv j , dmv i ) }
J(pmvj，dmvi)＝D(pmvj+dmvi)+λ{Rdmv(dmvi)+Rpmv(pmvj)}
式1
在式1中，J和D分别表示率失真最优化函数和失真函数。Rdmv是对与预定运动估计范围或搜索范围中所包括的候选预测运动矢量对应的差分运动矢量dmvi进行编码所需的比特量的测量函数，Rpmv是对预定候选预测运动矢量集合或候选集合中包括的候选预测运动矢量pmvj进行编码所需的比特量的测量函数，λ是拉格朗日乘子。因此，如式1所示，对于当前块的P2N×2N模式，本实施方式选择使率失真最优化函数J最小的差分运动矢量dmv和预测运动矢量pmv，并计算率失真开销。此后，基于预定条件检查是否可提早将当前块确定为具有跳过模式(S502)。如果当前块满足与跳过模式完全对应的条件，则实施方式放弃对除跳过模式之外的所有其它预测模式的率失真开销计算的处理，以将跳过模式确定为当前块的最优模式(S503)。如果当前块不满足相同条件，未能对应于跳过模式，则实施方式对所有预测模式执行率失真开销计算(S504-S507)，并将具有最低率失真开销的模式确定为当前块的最优模式(S508)。
根据本公开的一些实施方式，所述预定条件是：(a)用于运动预测和补偿的块大小为2N×2N；并且(b)从预定输入块与预测块之间的残差数据块的变换和量化得到全零系数。
第一模式可优选为仅发送或存储输入块的编码模式信息的跳过模式。与通常仅发送或存储输入块的编码模式信息的传统跳过模式不同，本公开在一些实施方式中使时间和空间上相邻的多个邻近块的运动参数(运动矢量和基准画面索引)选择最优预测运动参数，因此，其还将用于标识多个候选预测运动矢量的预测运动矢量索引信息存储或发送给视频解码设备。
图6是示出根据本公开的另一实施方式的快速模式决策方法的流程图。
如图6所示，当接收到2N×2N形式的当前块时，帧间预测单元420通过放弃对P2N×2N模式的总体运动预测，而是仅分别对多个候选预测运动矢量应用率失真最优化处理，来检查提早将当前块确定为具有跳过模式的可能性。这里，候选预测运动矢量是指空间和时间上邻近的块的运动矢量，其中，空间邻近块是与当前块相邻的块，时间邻近块是在先前画面中与当前块的位置相似位置处的块。与当前块的位置相似位置处的块表示与当前块位于同一处的块或几乎位于同一处的块。另外，候选预测运动矢量可不限于此，可根据实施方式使用各种其它块。
在候选预测运动参数就像用于运动估计一样使用的情况下，本实施方式可将差分运动矢量假设为(0,0)。因此，实施方式使用各个候选预测运动参数来执行运动估计，并应用率失真最优化处理来确定最优的一个预测运动参数，并使用其来计算率失真开销(S601)。此后，最优模式确定单元430基于预定条件检查是否可提前将当前块确定为具有跳过模式(S602)。基于差分运动矢量为(0,0)的初始假设，此实施方式仅有两个条件待验证。具体地讲，此实施方式检查满足以下条件就足够了：(a)执行的编码为2N×2N的形式；并且(b)从预定输入块与预测块之间的残差数据块的变换和量化得到全零系数，所述预测块是利用选择运动参数生成的，所述选择运动参数是利用选择的一个候选邻近块的选择运动参数从运动补偿生成的。
如果当前块满足与跳过模式完全对应的条件，则最优模式确定单元430放弃对除跳过模式之外的所有其它预测模式的率失真开销计算的处理，以将跳过模式确定为当前块的最优模式(S603)。如果当前块不满足相同条件，未能对应于跳过模式，则最优模式确定单元430对所有预测模式执行率失真开销计算(S604-S608)，并将具有最低率失真开销的模式确定为当前块的最优模式(S609)。
减法器370从当前块中减去预测块，以生成残差块。
残差数据编码器320对残差数据块执行变换和量化，以生成经变换和量化的残差数据块。在这种情况下，变换可以使用将空域信号变换为频域信号的各种方案，例如哈达玛(Hadamard)变换、离散余弦变换等。量化可使用各种量化技术，包括包含死区的均匀量化、量化矩阵等。在这种情况下，进行变换和量化的变换块的适用大小以及形状可在不超过输入的当前块的大小的范围内变化。例如，假设当前块的大小为2N×2N，预测块为N×N，则使用的可用变换块的单位包括2N×2N、2N×N、N×2N、N×N、N×N/2、N/2×N和N/2×N/2，不超过2N×2N单位。变换块的大小也可按照率失真最优化标准来选择。换言之，可在不超过输入的当前块的大小的范围内按照预定标准来选择进行变换和量化的变换块的各种大小以及形状。
残差数据解码器330对来自残差数据编码器320的经变换和量化的残差块执行逆量化和逆变换，以重构残差块。逆量化和逆变换可通过将残差数据编码器320的量化和变换处理逆转来按照各种方式进行配置。例如，残差数据编码器320和残差数据解码器330不必使用其变换和逆变换或者量化和逆变换的共享处理。相反，残差数据解码器330可通过利用通过残差数据编码器320的变换和量化处理生成并传送的变换和量化处理信息(例如，变换大小、变换形状、量化类型等数据)逆转地执行残差数据编码器320的量化和变换处理，来执行逆量化和逆变换。通过将由残差数据解码器330输出的残差块与由预测单元310重构的预测值组合，可生成重构的视频。
熵编码器340对来自残差数据编码器320的残差数据块执行熵编码，以输出熵编码的残差数据块。尽管本实施方式中未示出，但是如果需要，熵编码器340可不仅对残差数据块进行编码，而且对将编码的比特流解码所需的各种信息进行编码。除了别的以外，这里提及的所需的各种信息是指关于块类型、为预测设定的帧内预测模式、为预测设定的帧间预测模式以及变换和量化类型的信息。
另外，熵编码器340所使用的熵编码方法可包括于上下文自适应变长编码、上下文自适应二进制算术编码以及各种其它方法。
编码数据生成器350将熵编码的残差数据、宏块模式和编码的预测信息(在帧内编码的情况下是关于帧内预测模式的信息，在帧间编码的情况下是运动矢量、候选运动矢量索引、基准画面索引等)对齐并比特流化。
滤波器单元360对重构的当前块进行滤波，以便降低由预测和量化生成的失真的影响。根据本公开的示例性实施方式，滤波器单元360可利用随重构的当前块一起发送的基于块的预测相关信息或变换和量化相关信息来执行自适应滤波，其中，例如，预测相关信息在帧内编码的情况下是指关于帧内预测模式的信息，在帧间编码的情况下是指关于基准画面索引和运动矢量的信息，变换和量化相关信息是指关于(例如)变换的块的大小和形状、量化参数等的信息。在这种情况下，预测相关或量化相关信息可被直接传递给编码设备的滤波器单元360，或者可被编码数据生成器350比特流化并传送给解码设备。另外，滤波器单元360补偿输入的当前块与重构的当前块之差，以使由预测量化引起的失真的影响降至最低，从而使得对应的差能够被编码数据生成器350比特流化并传送给解码设备。
加法器380将由残差数据编码器330重构的残差块与由预测单元310生成的预测块相加，以重构当前块。
图7是示出根据本公开的示例性实施方式的视频解码设备700的框图。
此示例中的视频解码设备700包括比特流解码器710、残差数据解码器720、预测单元730、加法器740和滤波器750。
比特流解码器710可对比特流执行解码，以不仅对量化的频率变换的块进行解码或提取，而且对解码所需的信息进行解码或提取。解码所需的信息是指将编码数据(即，比特流)内的编码比特串解码所需的信息，所述信息包括(例如)编码单位(CU)、预测单位(PU)、变换单位(TU)的大小信息、关于编码块模式(cbp)和编码块标志(cbf)的信息、预测所需的信息、运动矢量相关信息、关于变换和量化类型的信息以及各种其它信息。
换言之，比特流解码器710将来自视频编码设备300的编码数据比特流解码，从其提取预测所需的信息以及包括视频的当前块像素信息的量化的频率变换的块，并将所提取的预测所需的信息传送给预测单元730。
预测单元730可利用从比特流解码器710传送来的预测所需的信息，按照与视频编码设备300的预测单元310相同的方式预测当前块。
残差数据解码器720对由比特流解码器710从比特流提取的量化的频率变换的块执行逆量化和逆变换，以重构残差块。
加法器740将来自残差数据解码器720的重构的残差信号与由预测单元730生成的预测像素值相加，以重构当前块的原始像素值。如果预测模式为跳过模式，则加法器740无需将由预测单元生成的预测像素值相加以重构残差信号，因为当预测模式为跳过模式时，不存在残差信号。
对于重构的当前块，滤波器750执行与视频编码设备300对其重构的当前块所进行的操作相同的操作。
此外，比特流解码器710检查跳过模式是否为所提取的用于预测的信息(通过从比特流提取关于预测模式的信息而提供)的预测模式。如果是，则预测单元730重构从所提取的运动参数标识信息生成的运动参数所指示的块，作为当前块。由预测单元730重构的当前块用作当前块，而没有与来自残差信号解码器720的重构的残差信号相加。
如果预测模式不是跳过模式，则预测单元730通过基于所提取的预测模式信息生成预测块来预测当前块。
根据本公开的实施方式的视频编码/解码设备可通过将图3的视频编码设备300的比特流输出端子连接到图7的视频解码设备700的比特流输入端子而制成。
视频编码/解码设备可包括视频编码器和视频解码器。视频编码器被配置为(a)如果对具有预定大小并且预测模式被设定为跳过模式的当前块执行运动估计导致当前块的运动矢量和基准画面索引分别与候选块中的块的运动矢量和基准画面索引相同，并且对残差数据块(表示当前块与预测块之差)执行变换和量化得到全零系数，或者(b)当利用由当前块的邻近块组成的候选块中的块的单个运动参数执行运动补偿时并且如果对残差数据块(表示当前块与预测块之差)执行变换和量化得到全零系数，则对当前块执行预测编码。视频解码器被配置为从比特流提取预测模式信息，如果所提取的预测模式信息是跳过模式，则重构从提取运动参数标识信息生成的运动参数所指示的块，作为当前块。
在这里，视频编码器可由根据本公开的示例性实施方式的视频编码设备300实现，视频解码器可由根据本公开的示例性实施方式的视频解码设备700实现。
根据本公开的一些实施方式的视频编码方法包括以下步骤：如果对具有预定大小并且预测模式被设定为跳过模式的当前块执行运动估计导致当前块的运动矢量和基准画面索引分别与候选块中的块的运动矢量和基准画面索引相同，并且对残差数据块(表示当前块与预测块之差)执行变换和量化得到全零系数，则对当前块执行预测编码。
这里，如果对残差数据块(表示当前块与预测块之差)执行变换和量化得到全零系数，则根据本公开的一些实施方式的视频编码方法可放弃比较除跳过模式之外的预测模式的编码开销的处理，并对预测模式被设定为跳过模式的当前块执行预测编码。
根据本公开的一些实施方式的另一视频编码方法包括以下步骤：当利用由预定大小的当前块的邻近块组成的候选块中的块的单个运动参数执行运动补偿时并且如果对残差数据块(表示当前块与预测块之差)执行变换和量化得到全零系数，则执行预测编码处理，以利用所述单个运动参数对预测模式被设定为跳过模式的当前块进行预测编码。
这里，如果对残差数据块(表示当前块与预测块之差)执行变换和量化得到全零系数，则根据本公开的一些实施方式的另一视频编码方法利用所述单个运动参数对具有跳过模式的当前块执行预测编码。
这里所述的视频编码方法对应于视频编码设备300的操作，因此将省略其详细描述。
根据本公开的一些实施方式的视频解码方法包括以下步骤：从比特流提取预测模式信息；如果所提取的预测模式信息是跳过模式，则重构从提取运动参数标识信息生成的运动参数所指示的块，作为当前块；如果所提取的预测模式信息不是跳过模式，则通过基于所提取的预测模式信息生成预测块来对当前块进行预测编码。
这里所述的视频解码方法对应于视频解码设备700的操作，因此将省略其详细描述。
根据本公开的实施方式的视频编码/解码方法可通过将根据一些实施方式的视频编码方法与根据一些实施方式的视频解码方法组合来实现。
视频编码/解码方法可包括视频编码处理和视频解码处理。视频编码处理包括以下步骤：(a)如果对具有预定大小并且预测模式被设定为跳过模式的当前块执行运动估计导致当前块的运动矢量和基准画面索引分别与候选块中的块的运动矢量和基准画面索引相同，并且对残差数据块(表示当前块与预测块之差)执行变换和量化得到全零系数，或者(b)当利用由当前块的邻近块组成的候选块中的块的单个运动参数执行运动补偿时并且如果对残差数据块(表示当前块与预测块之差)执行变换和量化得到全零系数，则对当前块执行预测编码。视频解码处理包括以下步骤：从比特流提取预测模式信息，并且如果所提取的预测模式信息是跳过模式，则重构从提取运动参数标识信息生成的运动参数所指示的块，作为当前块。
在以上描述中，尽管本公开的实施方式的所有组件可能被描述为组装或操作地连接成一个单元，但是本领域普通技术人员将理解，本公开不限于这些实施方式。相反，在本公开的一些实施方式内，各个组件按照任意多种方式选择性地操作地组合。每一个组件均能够单独在硬件中实现，或者部分或全部地组合并且在具有程序模块的计算机程序中实现，所述程序模块驻留在计算机可读介质中，并使得处理器或微处理器执行硬件等同物的功能。本领域技术人员理解构成这种程序的代码或代码段。计算机程序存储在非瞬时性计算机可读介质中，其在操作时实现本公开的实施方式。在一些实施方式中，计算机可读介质包括磁记录介质、光学记录介质或载波介质。
尽管为了示意性目的描述了本公开的示例性实施方式，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的基本特性的情况下，各种修改、添加和置换也是可以的。因此，为了简明的目的，描述了本公开的示例性实施方式。因此，普通技术人员将理解，本公开的范围不由以上明确描述的实施方式限定，而是由权利要求及其等同物限定。
工业实用性
如以上通过一些实施方式所述，本公开特别适用于视频编码领域的应用，其中，编码处理利用跳过编码模式来进行图像编码，这些图像被有效地解码回视频。
相关申请的交叉引用
如果可申请，本申请要求2011年11月09日在韩国提交的专利申请No.10-2011-0116686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，该非临时申请在除美国之外的国家出于相同原因要求该韩国专利申请的优先权，所述专利申请的全部内容以引用方式并入本文。

Claims (17)

1.一种视频编码/解码设备，该视频编码/解码设备包括：
视频编码器，其被配置为(a)如果对具有预定大小并且预测模式被设定为跳过模式的当前块执行运动估计导致所述当前块的运动矢量和基准画面索引分别与候选块中的块的运动矢量和基准画面索引相同，并且对表示所述当前块与预测块之差的残差数据块执行变换和量化得到全零系数，或者(b)当利用由所述当前块的邻近块组成的候选块中的块的单个运动参数执行运动补偿时并且如果对表示所述当前块与预测块之差的残差数据块执行变换和量化得到全零系数，则对所述当前块执行预测编码；以及
视频解码器，其被配置为从比特流提取预测模式信息，并且如果所提取的预测模式信息是跳过模式，则重构从提取运动参数标识信息生成的运动参数所指示的块，作为当前块。
2.一种视频编码设备，其被配置为如果对具有预定大小并且预测模式被设定为跳过模式的当前块执行运动估计导致所述当前块的运动矢量和基准画面索引分别与候选块中的块的运动矢量和基准画面索引相同，并且对表示所述当前块与预测块之差的残差数据块执行变换和量化得到全零系数，则对所述当前块执行预测编码。
3.根据权利要求2所述的视频编码设备，其中，所述预定大小是编码单位的大小。
4.根据权利要求2所述的视频编码设备，其中，所述跳过模式的代表信息和运动参数的标识信息被发送给视频解码设备。
5.根据权利要求2所述的视频编码设备，其中，如果对表示所述当前块与所述预测块之差的所述残差数据块执行变换和量化得到全零系数，则所述视频编码设备放弃用于比较除所述跳过模式之外的预测模式的编码开销的处理，并对预测模式被设定为所述跳过模式的所述当前块执行预测编码。
6.一种视频编码设备，其被配置为当利用由具有预定大小的当前块的邻近块组成的候选块中的单个块的运动参数执行运动补偿时并且如果对表示所述当前块与预测块之差的残差数据块执行变换和量化得到全零系数，则使用所述运动参数对预测模式被设定为跳过模式的所述当前块执行预测编码。
7.根据权利要求6所述的视频编码设备，其中，所述预定大小是编码单位的大小。
8.根据权利要求6所述的视频编码设备，其中，所述跳过模式的代表信息和所述单个运动参数的标识信息被发送给视频解码设备。
9.根据权利要求6所述的视频编码设备，其中，所述运动参数包括运动矢量和基准画面索引。
10.根据权利要求6所述的视频编码设备，其中，所述运动参数是用于从由所述当前块的所述邻近块组成的所述候选块中标识单个块的信息。
11.根据权利要求6所述的视频编码设备，其中，如果对所述残差数据块执行变换和量化得到全零系数，则利用所述运动参数对具有所述跳过模式的所述当前块执行预测编码。
12.一种视频解码设备，其被配置为从比特流提取预测模式信息，如果所提取的预测模式信息是跳过模式，则重构从提取运动参数标识信息生成的运动参数所指示的块，作为当前块，并且如果所提取的预测模式信息不是所述跳过模式，则通过基于所提取的预测模式信息生成预测块来对所述当前块进行预测编码。
13.根据权利要求12所述的视频解码设备，其中，所述运动参数包括运动矢量和基准画面索引，并且其中，所述运动参数的标识信息是用于从由所述当前块的邻近块组成的候选块中标识单个块的信息。
14.一种视频编码/解码方法，该视频编码/解码方法包括以下步骤：
通过以下步骤进行视频编码：
(a)如果对具有预定大小并且预测模式被设定为跳过模式的当前块执行运动估计导致所述当前块的运动矢量和基准画面索引分别与候选块中的块的运动矢量和基准画面索引相同，并且对表示所述当前块与预测块之差的残差数据块执行变换和量化得到全零系数，或者(b)当利用由所述当前块的邻近块组成的候选块中的块的单个运动参数执行运动补偿时并且如果对表示所述当前块与预测块之差的残差数据块执行变换和量化得到全零系数，则对所述当前块执行预测编码；以及
通过以下步骤进行视频解码：
从比特流提取预测模式信息，并且如果所提取的预测模式信息是跳过模式，则重构从提取运动参数标识信息生成的运动参数所指示的块，作为当前块。
15.一种视频编码方法，该视频编码方法包括以下步骤：
如果对具有预定大小并且预测模式被设定为跳过模式的当前块执行运动估计导致所述当前块的运动矢量和基准画面索引分别与候选块中的块的运动矢量和基准画面索引相同，并且对表示所述当前块与预测块之差的残差数据块执行变换和量化得到全零系数，则对所述当前块执行预测编码。
16.一种视频编码方法，该视频编码方法包括以下步骤：
当利用由预定大小的当前块的邻近块组成的候选块中的块的单个运动参数执行运动补偿时并且如果对表示所述当前块与预测块之差的残差数据块执行变换和量化得到全零系数，则执行预测编码处理，以利用所述单个运动参数对预测模式被设定为跳过模式的所述当前块进行预测编码。
17.一种视频解码方法，该视频解码方法包括以下步骤：
从比特流提取预测模式信息；
如果所提取的预测模式信息是跳过模式，则重构从提取运动参数标识信息生成的运动参数所指示的块，作为当前块；以及
如果所提取的预测模式信息不是所述跳过模式，则通过基于所提取的预测模式信息生成预测块来对所述当前块进行预测编码。
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