CN104885463A - 编码/解码图像的方法和使用其的设备 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于解码图像的方法和使用其的设备。用于解码图像的方法包括步骤：基于指示对应于亮度分量采样的色度分量采样的色度格式信息，导出对应于亮度分量块的色度分量块；基于指示第一块是否已经被划分为用于变换的第二块的分割信息，将色度分量块划分为用于变换的色度分量的变换块；以及通过基于色度分量的变换块执行反变换和反量化的至少一个，获得有关色度分量的变换块的残留信息。

Description

编码/解码图像的方法和使用其的设备
技术领域
本发明涉及用于编码/解码图像的方法和使用其的设备，尤其是，涉及用于包括亮度分量和色度分量的图像的编译技术。
背景技术
对于高分辨率和高质量图像的需要近来已经在各种领域中增长。但是，由于图像的分辨率和质量被改善，在图像中的数据量也同样地增长。
因此，如果图像数据被使用诸如现有的有线/无线宽带线路的介质发送，或者图像数据被使用现有的存储介质存储，则发送和存储数据的成本也增长。
为了有效地发送、存储和播放在高分辨率和高质量图像内的信息，可以使用运用高效的图像压缩技术。
为了改善图像压缩效率，可以使用中间预测和内部预测。在中间预测方法中，使用在其它的图片找到的信息作为参考，预测在当前图片内的像素值。在内部预测方法中，使用在相同的图片内的像素之间的相关性预测当前图片的像素值。
各种方法可以应用于使得图像与用于预测的图像的处理单元，例如块的原始图像相同。经由这些，解码装置可以更加精确地(更加精确地匹配原始)解码相应的图像，并且编码装置可以编码相应的图像以更加精确地恢复。
因此，可能需要研究如何调整在图片中处理单元的每个，如何配置和处理在图片中的色彩分量。
发明内容
技术问题
本说明书的一个目的是提出一种用于在视频编码/解码时提高压缩效率的方法和装置。
本说明书的另一个目的是提出一种用于编码/解码对应于亮度分量的色度分量的图像的方法和装置。
本说明书的再一个目的是提出一种用于划分对应于亮度分量的色度分量的图像的方法和装置。
技术方案
在一个方面中，提供了一种用于解码图像的方法。用于解码图像的方法包括：基于色度格式信息导出对应于亮度分量块的色度分量块，色度格式信息指示对应于亮度分量采样的色度分量采样；将色度分量块分割为用于色度分量的变换块以基于分割信息变换色度分量块，分割信息表示第一块是否被分割为用于执行变换的第二块；以及通过基于用于色度分量的变换块执行反变换和去量化的至少一个，获得用于色度分量的变换块的残留信息。
在导出色度分量块时，如果色度格式信息指示4:2:2色度格式，并且亮度分量块的大小是2N×2N，则色度分量块被导出为N×2N大小。
有益效果
在用于在色度分量之中根据色度形式执行采样的编码/解码装置中，通过应用根据本发明的具有色度分量的变换块的分割过程，硬件实现的负荷可以被降低，并且表示的常态性可以提高。
此外，通过允许除了方形色度块之外还对于非方形色度块执行有效地分割，用于编码和解码的处理效率可以被提高。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例示意地图示视频编码器的方框图。
图2是根据本发明的一个实施例示意地图示视频解码器的方框图。
图3是示意地图示一个单元被分割为多个子单元的实施例的示意图。
图4是图示4:2:0色度格式的示意图。
图5是图示4:2:2色度格式的示意图。
图6是图示4:4:4色度格式的示意图。
图7图示亮度变换单元和色度变换单元以4:2:2色度格式的分割形式的示例。
图8是用于描述根据本发明的一个实施例的亮度块和色度块以4:2:2的分割过程的示意图。
图9和图10图示根据如上所述的图8的实施例的亮度块和色度块以4:2:2色度格式的分割形式的示例。
图11是用于描述根据本发明的另一个实施例的亮度块和色度块以4:2:2色度格式的分割过程的示意图。
图12是用于描述根据本发明的又一个实施例的亮度块和色度块以4:2:2色度格式的分割过程的示意图。
图13是图示根据如上所述的图12的实施例的色度块以4:2:2色度格式的分割形式的示意图。
图14是用于描述根据本发明的又一个实施例的亮度块和色度块以4:2:2色度格式的分割过程的示意图。
图15是图示根据如上所述的图14的实施例的色度块以4:2:2色度格式的分割形式的示意图。
图16是示意地图示根据本发明的一个实施例用于色度块的解码方法的流程图。
具体实施方式
本发明可以以各种形式修改，并且其特定的实施例将在附图中描述和示出。但是，该实施例不意欲限制本发明。在以下的描述中使用的术语仅仅用于描述特定的实施例，但是，不意欲限制本发明。单数的表示包括多数表示，只要其不同地清楚解读。术语，诸如“包括”和“具有”意欲表示存在在以下的描述中使用的特点、数目、步骤、操作、单元、分量，或者其组合，并且因此，应该理解，不排除存在或者增加一个或多个不同的特点、数目、步骤、操作、单元、分量，或者其组合的可能性。
另一方面，在本发明描述的附图中的单元在图像编码/解码装置中为解释不同的特定功能的便利的目的独立地绘制，并且不意味该单元由单独的硬件或者单独的软件实施。例如，单元的两个或更多个单元可以合并以形成单个单元，或者一个单元可以被分成多个单元。不脱离本发明的概念，单元被合并和/或分解的实施例属于本发明的范围。
在下文中，本发明示范的实施例将参考附图详细描述。在附图中类似的组成单元将由类似的附图标记引用，并且不会重复地描述。
图1是根据本发明的一个实施例示意地图示视频编码器的方框图。
参考图1，视频编码器100包括图片分割模块105、预测模块110、变换模块115、量化模块120、重新排列模块125、熵编码模块130、去量化模块135、反变换模块140、滤波器模块145，和存储器150。
图片分割模块105可以将输入图像分割为至少一个处理单元块。在这里，作为处理单元的块可以是预测单元(在下文中，称为“PU”)，变换单元(在下文中，称为“TU”)，或者编译单元(在下文中，称为“CU”)。
由图片分割模块105分割的处理单元块可以具有四树结构。
如稍后将描述的，预测模块110包括执行中间预测处理的中间预测模块，和执行内部预测处理的内部预测模块。该测模块110对由图片分割模块105分割的图片的处理单元执行预测处理以生成预测块。在预测模块110中，图片的处理单元可以是CU、TU或者PU。预测模块110可以确定是否对相应的处理单元执行的预测是中间预测或者内部预测，并且可以确定预测方法的特定的细节(例如，预测模式)。经历该预测处理的处理单元可以不同于确定预测方法和特定的细节的处理单元。例如，预测方法和预测模式可以以PU为单位确定，并且预测处理可以以TU为单位执行。
在中间预测中，预测过程可以基于有关当前图片的先前图片和/或后续图片的至少一个的信息执行以生成预测的块。在内部预测中，预测过程可以基于当前图片的像素信息执行以生成预测的块。
在中间预测中，可以使用跳过模式、合并模式、MVP(运动矢量预测)模式等等。在中间预测中，可以对于PU选择参考图片，并且具有与PU相同的大小的参考块可以通过整数像素采样选择。然后，创建相对于当前PU的残留信号被最小化并且运动矢量幅值被最小化的预测块。
预测块可以以整数像素采样为单位，或者以小于整数像素的像素采样为单位，诸如1/2像素单位或者1/4像素单位构造。在这里，运动矢量也可以以小于整数像素的像素采样为单位表示。
信息，诸如经由中间预测选择的参考图片的索引、运动矢量(例如，运动矢量预测器)，和残留信号，被熵编码，并且被发送给解码器。当应用跳过模式的时候，预测块可以用作重建的块，并且因此，残留信号能够根本不被生成、变换、量化和发送。
当执行内部预测的时候，预测模式可以以PU为单位确定，并且预测过程可以以PU为单位执行。做为选择，预测模式可以以PU为单位确定，并且中间预测可以以TU为单位执行。
在内部预测中，预测模式可以包括33个方向预测模式，和至少2个无方向模式。无方向模式可以包括DC预测模式和平面模式。
在内部预测中，在滤波应用于参考采样之后，可以构造预测块。此时，取决于当前块的内部预测模式和/或大小，可以确定是否滤波将应用于参考采样。
PU可以是具有各种大小和形状的块。例如，在中间预测的情况下，PU可以是具有诸如2N×2N、2N×N、N×2N和N×N大小的块(这里N是整数)。在内部预测的情况下，PU可以是具有诸如2N×2N和N×N大小的块(这里N是整数)。具有N×N大小的PU可以被设置为仅仅应用于特定的情形。例如，具有N×N大小的PU可以被设置为仅仅供最小的CU使用，或者可以被设置为仅仅供内部预测使用。除了具有以上提及的大小之外，诸如N×mN块、mN×N块、2N×mN块，和mN×2N块(这里m<1)的PU可以另外限定和使用。
在构造的预测块和初始块之间的残留值(残留块或者残留信号)被输入给变换模块115。用于预测的预测模式信息、运动矢量信息等等通过熵编码模块130与残值一起编码，并且发送给解码器。
变换模块115以TU为单位对残留块执行变换过程，并且生成变换系数。
变换块是矩形的采样块，并且是对其应用相同的变换的块。变换块可以是TU，并且可以具有四树结构。
变换模块115可以取决于应用于残留块的预测模式和块的大小执行变换过程。
例如，当内部预测应用于残留块，并且该残留块具有4×4阵列的时候，该残留块被使用离散正弦变换(DST)变换。另外，该残留块可以被使用离散余弦变换(DCT)变换。
变换模块115可以经由变换构造变换系数的变换块。
量化模块120可以量化残留值，也就是说，由变换模块115变换的变换系数，并且可以生成量化系数。由量化模块120计算的值可以被提供给去量化模块135和重新排列模块125。
重新排列模块125可以重新排列从变换模块120提供的变换系数。通过重新排列该量化系数，能够提高在熵编码模块130中的编码效率。
重新排列模块125可以通过使用系数扫描方法以二维块的形式到一维矢量的形式重新排列量化的变换系数。
熵编码模块130可以对通过重新排列模块125重新排列的量化系数执行熵编码操作。熵编码方法的示例包括指数golomb方法、CAVLC(上下文自适应可变长度编译)方法，和CABAC(上下文自适应的二进制算数编译)方法。熵编码模块130可以编码各种信息，诸如从重新排列模块125和预测模块110发送的CU的量化系数信息和块类型信息、预测模式信息、分割单元信息、PU信息、传输单元信息、运动矢量信息、参考图片信息、块内插信息，和滤波信息。
熵编码模块130必要时可以将预先确定的变化赋予给要发送的参数集或者语法。
去量化模块135去量化由量化模块120量化的值(变换系数)。反变换模块140反向地变换由去量化模块135去量化的值。
由去量化模块135和反变换模块140生成的残留值可以与由预测模块110预测的预测模块合并以构造重建的块。
在图1中，通过加法器残留块和预测块被相加以生成重建的块。此时，加法器可以被认为是生成重建的块的特定的模块(重建块生成模块)。
滤波器模块145对重建的图片应用去块滤波、ALF(自适应环路滤波)、SAO(采样自适应偏移)。
去块滤波可以在重建的图片中除去在块之间的边界上产生的块失真。ALF基于将原始图片与其块由去块滤波器滤波的重建的图片比较的结果值执行滤波过程。只有当需要高效率时可以使用ALF。SAO重建在对其应用去块滤波的残留块和原始图片之间的偏移差，并且以带偏移、边缘偏移等等的形式应用。
另一方面，滤波器模块145可以不必对在中间预测中使用的重建的块执行滤波操作。
存储器150可以存储由滤波器模块145计算的图片或者重建的块。存储在存储器150中的重建的块或者图片可以被提供给执行中间预测的预测模块110。
图2是根据本发明的一个实施例示意地图示视频解码器的方框图。
参考图2，视频解码器200可以包括熵解码模块210、重新排列模块215、去量化模块220、反变换模块225、预测模块230、滤波器模块235，和存储器240。
当视频比特流从编码器被输入的时候，输入的比特流可以基于视频信息由视频编码器处理的顺序被解码。
例如，当视频编码器使用可变长度编译(在下文中，称为“VLC”)方法，诸如CAVLC方法来执行熵编码操作的时候，熵解码模块210可以实现与在视频编码器中使用的VLC表相同的VLC表，并且可以执行熵解码操作。当视频编码器使用CAVLC方法执行熵编码处理的时候，熵解码模块210可以使用对应于其的CABAC方法执行熵解码操作。
在由熵解码模块210解码的信息之中用于构造预测块的信息可以提供给预测模块230，并且由熵解码模块210熵解码的残留值，也就是说，量化的变换系数可以输入给重新排列模块215。
重新排列模块215可以基于在视频编码器中使用的重新排列方法重新排列由熵解码模块210熵解码的比特流，也就是说，量化的变换系数。
重新排列模块215可以将以一维的矢量的形式表示的系数重建和重新排列为以二维的形式块的系数。重新排列模块215可以基于应用于当前块(变换块)的预测模式和变换块的大小扫描系数，并且可以以二维块的形式生成系数阵列(量化的变换系数)。
去量化模块220可以基于从视频编码器提供的量化参数和重新排列的块的系数值执行去量化。
反变换模块225可以对来自视频编码器的量化结果执行已经由视频编码器的变换模块执行的DCT和/或DST的反DCT和/或反DST。
反变换可以基于由视频编码器确定的图片的传输单元或者分割单元执行。视频编码器的变换模块可以取决于多条信息，诸如预测方法、当前块的大小，和预测方向有选择地执行DCT和/或DST，并且视频解码器的反变换模块225可以基于有关由视频编码器的变换模块执行变换的变换信息执行反变换。
预测模块230可以基于从熵解码模块210提供的预测块结构信息，和从存储器240提供的先前解码的块和/或图片信息构造预测块。
在当前PU和/或PU的预测模式是内部预测模式的时候，预测模块230可以基于当前图片的像素信息执行构造预测块的内部预测操作。
当用于当前PU的预测模式是中间预测模式的时候，预测模块230可以基于包括在当前图片的先前图片和后续图片的至少一个中的信息对当前PU执行中间预测操作。此时，用于当前PU的中间预测的运动信息，例如，从视频编码器提供的有关运动矢量和参考图片索引的信息可以从视频编码器接收的跳过标记、合并标记等等中推导出。
重建的块可以使用由预测模块230构造的预测块和从反变换模块225提供的残留块构造。图2图示残留块和预测块通过加法器相加以构造重建的块。在这里，加法器可以被认为是构造重建的块的特定的模块(重建的块构造模块)。
当使用跳过模式的时候，残留信号可以不被发送，并且预测块可以用作重建块。
重建的块和/或图片可以提供给滤波器模块235。滤波器模块235可以对重建的块和/或图片执行去块滤波操作、SAO操作和/或ALF操作。
存储器240可以存储重建的图片或者模块用作参考图片或者参考模块，并且可以将重建的图片提供给输出模块。
在解码装置200中包括的熵解码模块210、重新排列模块215、去量化模块220、反变换模块225、预测模块230、滤波器模块235和存储器240之中直接与解码图像相关的元件，例如，熵解码模块210、重新排列模块215、去量化模块220、反变换模块225、预测模块230、滤波器模块235等等可以表示为不同于其它的元件的解码器或者解码单元。
此外，解码装置200可以进一步包括解析单元(在图中未示出)，其解析与在比特流中包括的编码图像相关的信息。该解析单元可以包括熵解码模块210，并且可以包括在熵解码模块210中。如此，解析单元也可以作为解码单元的元件实现。
图3是示意地图示一个单元被分割为多个子单元的实施例的示意图。在图3中，为了描述的方便起见，示范和描述了编译单元(CU)。
编译单元指的是在以上提及的处理图像的过程，例如，内部/中间预测、变换、量化和/或熵编码的过程中用于处理图片的基本单位。在编译图片中使用的编译单元的大小可以不必是恒定的。
编译单元可以具有矩形形状，并且单个编译单元可以被分割为多个编译单元。例如，具有2N×2N大小的编译单元可以被分割为具有N×N大小的四个编译单元。编译单元这样的分割可以递归地执行，并且所有编译单元不需要以相同的形状分割。在这里，在编码和处理的过程中为了便利的目的，编译单元的最大大小或者最小大小可以被限制。当编译单元的最大大小被确定的时候，其指的是最大编译单元大小，并且当编译单元的最小大小被确定的时候，其指的是最小编译单元大小。
表示是否编译单元应被分割的信息可以对于每个编译单元指定。例如，当表示分割的标记的值是1的时候，对应于节点的块可以分割为四个块，并且块不再分割，并且当该标记的值是0的时候，可以对编译单元执行处理。
如上所述的编译单元的分割的结构可以使用树形结构表示。例如，分割可以通过使用图片或者具有最大大小的编译单元作为根执行。当前分割的编译单元变为父节点，并且从父节点分割的编译单元变为子节点。此刻，当前分割的编译单元(父节点)具有和分割的编译单元的数目一样多的子节点。并且，编译单元不再分割变为叶节点。叶节点被称作不具有子节点的节点。
假设对于一个编译单元执行方形分割，由于一个编译单元可以被分割为最多四个下层编译单元，所以编译单元的分割结构可以是四树结构。
在下文中，在本说明书中，为了描述的方便起见，具有最大编译单元大小的编译单元指的是最大编译单元(LCU)，并且具有最小编译单元大小的编译单元指的是最小编译单元(SCU)。
取决于视频图像的特征(诸如，分辨率)，或者考虑到编译效率，编码器确定最大的和最小编译单元大小，并且关于其的信息或者能够推导大小的信息可以包括在比特流中。此外，具有树形结构的编译单元可以以具有深度信息的分层的方式分割。被分割的每个下层单元可以具有深度信息。由于深度信息表示被分割的单元的数目和/或程度，所以深度信息可以包括下层单元大小的信息。
例如，假设编译单元的最大大小和树形的最大深度可以限定，并且执行方形分割，编译单元的大小是父节点的编译单元的一半大小，并且因此，通过使用编译单元的最大大小和最大深度信息，其可用于获得编译单元的最小大小。相比之下，如果编译单元的最小大小和树形的最大深度被预先确定，则编译单元的最大大小可以被推导出和使用。由于在方形分割中单元的大小可以以2的倍数的形式获得，所以编译单元的实际大小可以通过表示为基2的对数值发送，从而提高传输效率。
解码器可以获得有关是否当前的编译单元被分割的分割信息。通过在编码器中获得在特定条件之下的分割信息或者仅仅在特定条件之下发送这样的信息，编码/解码效率可以提高。例如，如果当前的编译单元是最小编译单元(SCU)，则编译单元不再分割为更小的编译单元，并且在这个情形下，不需要获得该分割信息。
参考图3，最高的编译单元310可以被称作根节点，并且不具有父节点。因此，最高的编译单元310是没有从比其更高的编译单元分割的单元，并且可以是最大编译单元(LCU)。例如，最高的编译单元310可以具有最小的深度值。
最高的编译单元310可以以四树形式分割。因此，可以产生具有等级1深度的四个下层编译单元320。在这里，在具有等级1深度的下层编译单元320之中的至少一个下层编译单元可以以四树形式分割，或者可以不必再分割。也就是说，基于最高的编译单元310，编译单元可以被以四树形式递归地分割，直到其达到编译单元的最大深度(或者最高等级)为止。
例如，如图3所示，当编译单元的最大可容许的深度是等级3的时候，最高的编译单元310可以被以四树形式递归地分割直至等级3的深度，并且下层编译单元320、330和340可以产生。在这里，下层编译单元320、330和340在最高的编译单元(也就是说，一个LCU)内被分割，并且可以具有如在图3中参考数字350示出的分割形式。
在如上所述的图3的实施例中，虽然编译单元的分割过程被描述为一个示例，但是如上所述的四树结构也可以应用于作为执行变换的基本单元的变换单元的分割过程。也就是说，变换单元可以在不再被分割的编译单元(叶节点)内以四树形式被分割。
同时，图片包括一个或多个像素或者采样阵列，并且一个像素(或者采样)包括色彩分量，其是形成色彩空间的元素。色彩分量可以包括红(R)、绿(G)和蓝(B)，其表示光的三原色，并且也可以包括亮度分量和色度分量。亮度分量是表示屏幕亮度的分量，并且由Y表示，并且色度分量是表示屏幕颜色的分量，并且由U和V，或者Cb和Cr，或者Cg和Co表示。
例如，图片可以仅仅包括亮度(Y或者单色)分量。或者，图片可以包括一个亮度分量和二个色彩分量(YUV或者YCbCr或者YCgCo)。或者，图片可以包括R、G和B分量。
根据如上所述的色度分量的表示方法，色彩格式或者色度格式可以被限定。例如，在仅仅包括亮度分量的采样阵列的情况下，单色色度格式可以限定。在包括一个亮度分量和二个色度分量的情况下，4:2:0、4:2:2和4:4:4色度格式可以根据对应于亮度分量的采样阵列的色度分量的采样阵列被限定。如果色度分量的采样阵列是亮度分量的水平和垂直采样阵列的1/2，则4:2:0色度格式可以被限定。如果色度分量的采样阵列与亮度分量的垂直采样阵列相同，并且是亮度分量的水平采样阵列的1/2，则4:2:2色度格式可以被限定。如果色度分量的采样阵列与亮度分量的水平和垂直采样阵列相同，则4:4:4色度格式可以被限定。
编码器/解码器通过根据色度格式执行在色彩分量之中的采样来编码/解码图片。换句话说，当编码图片时，编码器可以执行对应于亮度分量采样的色度分量采样，并且解码器可以根据在执行编码时使用的色彩分量之中的采样(色度格式)解码图片。因此，解码器需要当执行编码时使用的色度分量的信息。这样的色度分量的信息可以使用语法从编码器示意。
例如，在使用一个亮度分量和两个色度分量表示图片的情况下，色度格式的信息可以是根据对应于亮度分量的采样阵列的色度分量的采样阵列表示单色、4:2:0、4:2:2和4:4:4色度格式的信息。例如，单色、4:2:0、4:2:2和4:4:4色度格式的一个可以使用语法，诸如chroma_format_idc表示。
表1表示使用chroma_format_idc指定色度格式的示例。
[表1]
chroma_format_idc separate_colour_plane_flag 色度格式 SubWidthC SubHeightC
0 0 单色 1 1
1 0 4∶2∶0 2 2
2 0 4∶2∶2 2 1
3 0 4∶4∶4 1 1
3 1 4∶4∶4 1 1
参考表1，如果chroma_format_idc值是0，可以表示单色色度格式，并且如果chroma_format_idc值是1，则可以表示4:2:0色度格式。此外，如果chroma_format_idc值是2，则可以表示4:2:2色度格式，并且如果chroma_format_idc值是3，则可以表示4:4:4色度格式。
如上所述，在色度格式不是4:2:0格式的情况下，用于色度分量的变换单元的大小小于用于亮度分量的变换单元的水平和垂直大小的一半。也就是说，在色度格式是4:4:4的情况下，由于色度分量的采样阵列与亮度分量的采样阵列相同，所以用于色度分量的编译单元的大小与用于亮度分量的编译单元的大小相同。在这种情况下，当编译单元被分割为用于执行变换的变换单元的时候，用于色度和亮度分量的编译单元具有相同的分割深度(或者等级)，用于色度分量的变换单元的大小可以保持为与用于亮度分量的变换单元的大小相同。在色度格式是4:2:2的情况下，由于色度分量的采样阵列被下采样为在亮度分量的采样阵列的水平方向的1/2，所以用于色度分量的编译单元的大小是用于亮度分量的编译单元的水平大小的一半。
在下文中，在本说明书中，为了描述的方便起见，用于色度(或者亮度)分量的变换单元可以表示为术语，诸如，色度(或者亮度)分量变换单元、色度(或者亮度)变换单元、色度(或者亮度)分量块、色度(或者亮度)块等等。此外，用于色度(或者亮度)分量的编译单元也可以表示为术语，诸如，色度(或者亮度)分量编译单元、色度(或者亮度)编译单元、色度(或者亮度)分量块、色度(或者亮度)块等等。
图4是图示4:2:0色度格式的示意图。
在图4中，以4:2:0色度格式示出亮度分量(或者亮度采样)的采样和色度分量(或者色度采样)的采样的垂直和水平方向位置。此刻，对应于亮度采样的色度采样的数目是在亮度采样的垂直方向和水平方向中的采样数目的1/2。
图5是图示4:2:2色度格式的示意图。
在图5中，以4:2:2色度格式示出亮度分量(或者亮度采样)的采样和色度分量(或者色度采样)的采样的垂直和水平方向位置。此刻，在对应于亮度采样的垂直方向中色度采样的数目与在亮度采样的垂直方向中采样数目相同，并且在对应于亮度采样的水平方向中色度采样的数目是在亮度采样的水平方向中采样数目的1/2。
图6是图示4:4:4色度格式的示意图。
在图6中，以4:2:0色度格式示出亮度分量(或者亮度采样)的采样和色度分量(或者色度采样)的采样的垂直和水平方向位置。此刻，对应于亮度采样的色度采样的数目与在亮度采样的垂直方向和水平方向中的采样数目相同。
在图5示出的4:2:2色度格式中，在色度和亮度编译单元被分割为具有相同的分割深度的变换单元的情况下，亮度变换单元可以具有方形的大小，并且用于方形亮度变换单元的色度变换单元可以具有矩形的大小。
图7图示亮度变换单元和色度变换单元以4:2:2色度格式的分割形式的示例。
参考图7，当亮度变换单元700具有以4:2:2色度格式的2N×2N的大小(方形大小)的时候，色度变换单元710和720可以具有N×2N的大小(矩形大小)。在这里，色度变换单元710可以是用于Cb色度分量的块，并且色度变换单元720可以是用于Cr色度分量的块。
在亮度变换单元700被分割为四个下层变换单元的情况下，如同图7所示，亮度变换单元700可以被分割为以四树形式的N×N大小的四个下层变换单元。此刻，如果对应于亮度变换单元700的色度变换单元710和720的分割深度与亮度变换单元700的分割深度相同，则色度变换单元710和720也保持四树形式，并且可以被分割为矩形大小的四个下层变换单元，如图7所示。
如上所述的矩形大小的变换单元(或者编译单元)可以在硬件实现中以其自身的形式加载。此外，支持4:2:2色度格式的编码器和解码器将必然地支持4:2:0色度格式。因此，为了与支持4:2:0色度格式的编解码器(例如，高效视频编译：HEVC)的基本结构保持兼容性，可能需要额外的硬件实现。在下文中，在本发明中，将描述无需诸如硬件实现的额外的负荷可以支持4:2:2色度格式的方法。
图8是用于描述根据本发明的一个实施例的亮度块和色度块以4:2:2的分割过程的示意图。
参考图8，当亮度块800具有以4:2:2色度格式的2N×2N的大小(方形大小)的时候，对应于亮度块800的色度块810和820可以具有N×2N的大小(矩形大小)。在这里，色度块810可以是用于Cb色度分量的块，并且色度块820可以是用于Cr色度分量的块。
此刻，为了在硬件实现和表示中提高常态性，并且提高在编码/解码过程中的处理效率，可以使用将方形形状块两次应用于N×2N大小的色度块810和820的方法。也就是说，N×2N大小的色度块810和820可以以两个N×N大小的方形形状的块排列。
例如，在N×2N大小的色度块810和820被以四树形式分割以便执行变换的情况下，N×2N大小的色度块810和820可以被首先分割为N×N大小的第一变换块812和822以及第二变换块814和824。并且，第一变换块812和822以及第二变换块814和824可以基于分割信息的每个以四树形式递归地分割。此刻，用于第一变换块812和822和第二变换块814和824的分割形式可以是如图9和图10的实施例所示的四树结构。
在这里，分割信息可以是表示是否第一块被分割为四个第二块的信息，并且split_transform_flag信息例如可以用于在执行变换的过程中使用的分割信息。如果split_transform_flag值是0，则这指的是第一块没有分割为四个第二块，并且如果split_transform_flag值是1，则这指的是第一块被分割为四个第二块。
在执行变换而无需N×2N大小的色度块810和820被分割的情况下，例如，如果对于N×2N大小的色度块810和820，分割信息split_transform_flag值是0，则可以获得用于N×2N大小的色度块810和820的变换系数信息。此刻，用于N×2N大小的色度块810和820的变换系数信息包括用于第一变换块812和822的变换系数信息和用于第二变换块814和824的变换系数信息。
在这里，变换系数信息可以是表示是否变换块包括一个或多个但是不是零个变换系数的信息。例如，变换系数信息可以使用一个标记表示。用于Cb色度分量的变换系数信息可以表示为cbf_cb标记值，并且用于Cr色度分量的变换系数信息可以表示为cbf_cr标记值。
如上所述，根据图8的实施例，可以知道N×2N大小的色度块810和820用作用于以N×N大小的二个色度块排列的变换的处理单元。
图9和图10图示根据如上所述的图8的实施例的亮度块和色度块以4:2:2色度格式的分割形式的示例。
图9的实施例示出以4:2:2色度格式的亮度块900和色度块910和920以相同的分割深度被分割的情形，换言之，色度块910和920被与用于亮度块900的变换的分割形式同等地分割的情形。在这里，色度块910可以是用于Cb色度分量的块，并且色度块920可以是用于Cr色度分量的块。
例如，当亮度块900被以四树形式分割为四个变换块的时候，色度块910和920可以被以四树形式分割。此刻，如上图8所述，色度块910和920可以包括两个方形形状的色度块，并且对于两个方形形状的色度块的每个以四树形式递归地分割。
图10的实施例示出在包括在以4:2:2色度格式的亮度块中的变换块以彼此不同的分割深度被分割的情况下，用于对应于亮度块的色度块的分割形式。
如图10(a)所示，当包括在亮度块1000中的变换块以互相不同的分割深度被分割的时候，包括在色度块1010和1020中的变换块也可以以与亮度块1000的变换块相同的分割深度被分割。也就是说，包括在亮度块1000和色度块1010和1020中的变换块的每个可以以相同的形式分割。在这里，色度块1010可以是用于Cb色度分量的块，并且色度块1020可以是用于Cr色度分量的块。
例如，当对应于2N×2N大小的亮度块1000的N×2N大小的色度块1010和1020被以N×N大小的第一色度块和第二色度块排列的时候，第一色度块和第二色度块的每个可以以四树形式递归地被分割，以便包括具有包括在亮度块1000中的变换块的分割深度和相同的分割深度的变换块。
或者，如图10(b)所示，当包括在亮度块1050中的变换块以互相不同的分割深度被分割的时候，变换块可以在对应于亮度块1050的色度块1060和1070的位置中以变换块相同的分割形式被分割。在这里，色度块1060可以是用于Cb色度分量的块，并且色度块1070可以是用于Cr色度分量的块。
例如，当对应于2N×2N大小的亮度块1050的N×2N大小的色度块1060和1070被以N×N大小的第一色度块和第二色度块排列的时候，对应于亮度块1050的色度块1060和1070的位置可以是排列在顶端上的第一色度块。排列在顶端上的第一块可以被分割，以便包括具有与在亮度块1050中包括的变换块的分割深度相同的分割深度的变换块。
图11是用于描述根据本发明的另一个实施例的亮度块和色度块以4:2:2色度格式的分割过程的示意图。
参考图11，当亮度块1100具有以4:2:2色度格式的2N×2N的大小(方形大小)的时候，对应于亮度块1100的色度块1110和1120可以具有N×2N的大小(矩形大小)。在这里，色度块1110可以是用于Cb色度分量的块，并且色度块1120可以是用于Cr色度分量的块。
编码器可以通过下采样对应于亮度块1100的色度块1110和1120，产生N×N大小的色度块1115和1125。然后，由于色度块的大小变得与4:2:0色度格式的相同，所以N×N大小的色度块1115和1125可以以与4:2:0色度格式相同的方法被编码。也就是说，类似4:2:0色度格式，编码器可以执行用于对应于2N×2N大小的亮度块1100的N×N大小的色度块1115和1125的编码处理。
类似4:2:0色度格式，解码器可以执行用于对应于2N×2N大小的亮度块1100的N×N大小的色度块1115和1125的解码处理，并且可以通过上采样N×N大小的色度块1115和1125，产生N×2N大小的色度块1110和1120。
图12是用于描述根据本发明的又一个实施例的亮度块和色度块以4:2:2色度格式的分割过程的示意图。
参考图12，当亮度块具有以4:2:2色度格式的2N×2N的大小(方形大小)的时候，对应于亮度块的色度块1200可以具有N×2N的大小(矩形大小)。
此刻，可以使用一种方法，使得N×2N大小的色度块1200被放大为2N×2N大小，并且在执行编码/解码处理之后再次减小。作为放大块为2N×2N大小的方法，可以使用填充方法，而不是上采样和下采样的常规概念。
例如，如图12所示，N×2N大小的虚拟块1210可以被加到N×2N大小的色度块1200，并且被重建为2N×2N大小的色度块。在这里，虚拟(dummy)块是在编码或者解码处理中不影响的块，并且可以是配置为例如零值的块。
图13是图示根据如上所述的图12的实施例的色度块以4:2:2色度格式的分割形式的示意图。
如在以上的图12中描述的，在N×2N大小的色度块1200经由填充被重建为色度块2N×2N大小的情况下，色度块2N×2N大小可以像常规4:4:4色度格式的色度分量块一样被编码/解码。
如上所述，在2N×2N大小的色度块1300通过增加(填充)虚拟块1320和1340被重建的情况下，为了不使用增加的虚拟信息(例如，零值)，分割深度可以在变换块的分割过程中提高一次(一级)。
例如，如图13所示，在通过以四树形式分割一次构造为四个变换块1310、1320、1330和1340之后，包括虚拟块1320和1340的2N×2N大小的色度块1300可以始终被处理。此刻，由于变换块01310和变换块21330是具有色度分量的块，所以可以进行常规的变换和相关的处理。并且，由于变换块11320和变换块31340是具有虚拟信息的块，所以通过将所有信息视为零可以不必执行变换。因此，在编码器中，与变换相关的所有信息，例如，变换系数信息(cbf)、分割信息(split_transform_flag)、变换系数等等可以不被发送。
如上在图12和图13中所述的方法具有降低在4:2:2色度格式和4:4:4色度格式之间的硬件实现中差别的优点，并且提高在实现和表示方面的标准。
图14是用于描述根据本发明的又一个实施例的亮度块和色度块以4:2:2色度格式的分割过程的示意图。
参考图14，当亮度块具有以4:2:2色度格式的2N×2N的大小(方形大小)的时候，对应于亮度块的色度块1400可以具有N×2N的大小(矩形大小)。
此刻，编码器可以以交织方法重新组合N×2N大小的色度块1400，并且构造N×N大小的二个色度块1410和1420。然后，N×N大小的色度块1410和1420的每个可以以4:2:0色度格式相同的方式被编码。在这里，交织方法指的是可以通过分解为两个字段，例如，偶数和奇数行字段，来压缩图片的技术。
例如，N×N大小的第一色度块1410可以通过在N×2N大小的色度块1400内位于偶数行中的采样来构造，并且N×N大小的第二色度块1420可以通过在N×2N大小的色度块1400内位于奇数行中的采样来构造。
在以4:2:0色度格式相同的方式对于N×N大小的二个色度块1410和1420执行解码处理之后，解码器可以通过以原始格式组合N×N大小的两个色度块1410和1420来构造N×2N大小的色度块1400。
如上所述，当N×2N大小的色度块1400由其与偶数行上的采样组合的N×N大小的第一色度块1410和其与在奇数行上的采样组合的N×N大小的第二色度块1420形成的时候，第一色度块1410和第二色度块1420大体上包括与N×2N大小的色度块1400类似的信息。此外，与通过下采样N×2N大小的色度块1400编码和通过上采样N×2N大小的色度块1400解码情形相比，需要更少的计算负荷，并且丢失的信息也可以被降低。此外，由于通过交织方法构造的第一色度块1410和第二色度块1420具有与N×2N大小的色度块1400类似的趋势，即使其以与亮度块相同的方式被分割为变换块，偏离实际图片信息(错误)的程度也可以被降低。
图15是图示根据如上所述的图14的实施例的色度块以4:2:2色度格式的分割形式的示意图。
在2N×2N大小的亮度块1500被分割，并且包括图15中示出相同的形式的变换块的情况下，如果对应于2N×2N大小的亮度块1500的N×2N大小的色度块1510也被以相同的分割深度(分割信息)分割，则以在图15(a)中示出的分割形式分割是合理的。
但是，如果用于色度分量的变换块的大小被限制于方形形状，如图14的实施例所示，则N×2N大小的色度块1510包括其通过在偶数行上的采样被组合的N×N大小的第一色度块1520和其通过在奇数行上的采样被组合的N×N大小的第二色度块1530，然后，如图15(b)所示，可以被分割为用于第一色度块1520和第二色度块1530每个的方形大小的变换块。
图16是示意地图示根据本发明的一个实施例用于色度块的解码方法的流程图。图16的方法可以在图2的解码器中执行。
参考图16，基于色度格式信息，解码器可以导出色度块，其具有对应于亮度块的色度分量，亮度块具有亮度分量(步骤S 1600)。
如上所述，色度格式信息可以是表示对应于亮度分量采样的色度分量采样的信息。例如，在使用一个亮度分量和两个色度分量表示图片的情况下，色度格式信息可以是根据对应于亮度分量的采样排列的色度分量的采样排列表示单色、4:2:0、4:2:2、4:4:4色度格式的一个的信息(例如，chroma_format_idc)。
如果色度格式信息表示4:2:2色度格式，则对应于2N×2N大小的亮度块的色度块可以由N×2N大小的块导出。也就是说，色度块的水平长度可以与亮度块的垂直长度相同，并且色度块的水平长度可以是亮度块的水平长度的1/2。
解码器可以基于用于执行供色度块变换的分割信息执行分割为变换块(步骤S1610)。
如上所述，分割信息可以是是否第一块被分割为四个第二块的信息，并且作为在执行变换的过程中使用的分割信息，例如，可以使用split_transform_flag信息。
由于参考图8至图15描述了当色度格式信息表示4:2:2色度格式并且对应于2N×2N大小的亮度块的色度块由N×2N大小的块导出时，N×2N大小的色度块基于分割信息以四树格式被分割的过程，所以在这个实施例中对于这些的描述将被省略。
解码器可以基于变换块执行反变换和去量化的一个(步骤S1620)。
解码器可以基于由编码器提供的量化参数和变换块的系数值执行去量化，并且对于去量化的结果以变换块单元执行反变换。残留信息可以经由去量化和反变换获得。
如上所述的步骤S1600至S1620可以在编码器中以相同的方式执行，并且可以由包括在如上图1所述的编码器和如上图2所述的解码器中的模块实现。
在以上示范的系统中，虽然已经以一系列的步骤或者块的形式描述该方法，本发明不局限于该步骤的顺序，并且一些步骤可以以与其它的不同的顺序执行，或者可以与其它的步骤同时地执行。此外，以上描述的实施例包括各种形式的示例。因此，本发明应该认为是包括落在权利要求书范围内的所有其它的替换、改进和变化。

Claims (8)

1.一种用于解码图像的方法，包括：
基于色度格式信息导出对应于亮度分量块的色度分量块，所述色度格式信息指示对应于亮度分量采样的色度分量采样；
将所述色度分量块分割为用于所述色度分量的变换块以基于分割信息变换所述色度分量块，所述分割信息表示第一块是否被分割为用于执行变换的第二块；以及
通过基于用于所述色度分量的变换块执行反变换和去量化的至少一个，获得用于所述色度分量的变换块的残留信息，
在导出所述色度分量块的步骤中，
如果所述色度格式信息指示4:2:2色度格式并且所述亮度分量块的大小是2N×2N，则所述色度分量块被导出为N×2N大小。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：如果所述分割信息指示所述第一块没有被分割为所述用于执行变换的第二块，则获得用于所述N×2N大小的色度分量块的变换系数信息，
其中，获得所述变换系数信息的步骤包括：
获得用于N×N大小的第一色度分量块的变换系数信息，所述N×N大小的第一色度分量块被包括在所述N×2N大小的色度分量块中；以及
获得用于N×N大小的第二色度分量块的变换系数信息，所述N×N大小的第二色度分量块被包括在所述N×2N大小的色度分量块中。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在将所述色度分量块分割为用于所述色度分量的变换块的步骤中，
如果所述分割信息指示所述第一块被分割为所述用于执行变换的第二块，则所述N×2N大小的色度分量块被分割为N×N大小的第一变换块和第二变换块。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，在将所述色度分量块分割为用于所述色度分量的变换块的步骤中，
其中，基于用于所述第一变换块的所述分割信息，所述第一变换块以四树格式被分割为四个变换块，以及
其中，基于用于所述第二变换块的所述分割信息，所述第二变换块以四树格式被分割为四个变换块。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在将所述色度分量块分割为用于所述色度分量的变换块的步骤中包括：
通过N×N大小的第一色度分量块和第二色度分量块构造所述N×2N大小的色度分量块；以及
以与用于变换所述亮度分量块的分割形式相同的分割形式分割所述第一色度分量块和第二色度分量块的至少一个。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在将所述色度分量块分割为用于所述色度分量的变换块的步骤中包括：
通过下采样所述N×2N大小的色度分量块构造N×N大小的色度分量块；以及
基于所述分割信息，以四树格式分割所述N×N大小的色度分量块。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，在将所述色度分量块分割为用于所述色度分量的变换块的步骤中包括：
通过将N×2N大小的虚拟块添加到所述N×2N大小的色度分量块构造2N×2N大小的色度分量块；以及
将所述2N×2N大小的色度分量块分割为N×N大小的四个变换块，
其中，所述虚拟块是具有零值的块，以及
其中，从所述虚拟块分割的所述N×N大小的变换块不执行所述反变换。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，在将所述色度分量块分割为用于所述色度分量的变换块的步骤中包括：
通过N×N大小的第一色度分量块和N×N大小的第二色度分量块构造所述N×2N大小的色度分量块，所述N×N大小的第一色度分量块由位于所述N×2N大小的色度分量块内的偶数行的采样组成，所述N×N大小的第二色度分量块由位于所述N×2N大小的色度分量块内的奇数行的采样组成；以及
基于所述分割信息，以四树格式分割所述第一色度分量块和第二色度分量块。
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