CN105744273A - 对视频进行编码和解码的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种对视频进行编码和解码的方法和设备。编码方法包括：将画面分割为最大编码单元；根据依据深度分层构成的更深编码单元的编码深度来单独确定用于输出编码结果的编码单元；基于编码单元确定用于执行环路滤波的滤波单元，以便使最大编码单元和原始画面之间的误差最小化，并基于滤波单元执行环路滤波。

Description

对视频进行编码和解码的方法和设备
本申请是申请日为2011年4月5日，申请号为“201180027574.2”，标题为“通过基于树结构的数据单元执行环路滤波来对视频进行编码的方法和设备，以及通过基于树结构的数据单元执行环路滤波来对视频进行解码的方法和设备”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
与示例性实施例一致的设备和方法涉及对视频进行编码和解码。
背景技术
随着用于再现和存储高分辨率或高质量视频内容的硬件的发展和供应，对有效地对高清晰度或高质量视频内容编码或解码的视频编解码器的需求正在增加。在现有技术的视频编解码器中，基于具有预定尺寸的宏块，根据有限的编码方法来对视频进行编码。
在视频编码或解码期间恢复的图像会局部存在缺陷像素。关于局部缺陷像素的滤波操作会恶化，由于缺陷像素会降低视频压缩率。因此，视频编解码器执行环路滤波，以便增加视频压缩率，通过减少原始图像和恢复图像之间的误差来提高恢复的图像的质量。
发明内容
技术问题
与示例性实施例一致的设备和方法涉及通过执行环路滤波对视频进行编码和解码。
技术方案
根据示例性实施例的一方面，提供一种通过基于编码单元执行环路滤波来对视频进行编码的方法，所述方法包括：将画面分割为作为数据单元的最大编码单元，其中，最大编码单元具有最大尺寸；根据更深编码单元的编码深度来单独确定用于输出编码结果的编码单元，更深编码单元根据深度分层构成，深度表示从最大编码单元空间分割编码单元的次数，确定根据树结构的编码单元，其中，编码单元根据最大编码单元中的相同区域中的深度被分层，并且根据其他区域中的编码深度独立；基于根据最大编码单元的树结构的编码单元来确定用于执行环路滤波以便使最大编码单元和原始画面之间的误差最小化的滤波单元；基于确定的滤波单元执行环路滤波。
有益效果
在根据另一示例性实施例的通过基于根据树结构的编码单元执行环路滤波的视频编码和解码中，使用已经过环路滤波的参考画面，从而可执行预测编码，同时减少预测的画面和原始画面之间的误差。此外，基于确定的编码单元来确定用于环路滤波的滤波单元，从而可减少用于发送对于环路滤波的附加信息的比特量。
附图说明
图1是根据示例性实施例的用于通过基于根据树结构的编码单元执行环路滤波来对视频进行编码的设备的框图；
图2是根据另一示例性实施例的用于通过基于根据树结构的编码单元执行环路滤波来对视频进行解码的设备的框图；
图3是根据示例性实施例的用于描述根据树结构的编码单元的概念的示图；
图4是根据示例性实施例的基于根据树结构的编码单元的图像编码器的框图；
图5是根据示例性实施例的基于根据树结构的编码单元的图像解码器的框图；
图6是示出根据示例性实施例的根据深度的更深编码单元和分区的示图；
图7是根据示例性实施例的用于描述编码单元和变换单元之间的关系的示图；
图8是根据示例性实施例的用于描述与编码深度相应的编码单元的编码信息的示图；
图9是根据示例性实施例的根据深度的更深编码单元的示图；
图10至图12是根据示例性实施例的用于描述编码单元、预测单元和变换单元之间的关系的示图；
图13是用于描述根据表1的编码模式信息的编码单元、预测单元或分区与变换单元之间的关系的示图；
图14是示出根据示例性实施例的执行环路滤波的视频编码和解码系统的框图；
图15和图16示出根据示例性实施例的包括在最大编码单元中的根据树结构的滤波单元、滤波单元分割信息和滤波性能信息的示例；
图17示出根据示例性实施例的最大编码单元和包括在每个最大编码单元中的数据单元，数据单元包括分区并包括根据树结构的编码单元；
图18至图21分别示出关于图17的数据单元的滤波层的滤波单元；
图22示出关于图17的数据单元的滤波层的滤波单元和环路滤波性能信息；
图23是根据示例性实施例的通过基于根据树结构的编码单元执行环路滤波来对视频进行编码的方法的流程图；以及
图24是根据另一示例性实施例的通过基于根据树结构的编码单元执行环路滤波来对视频进行解码的方法的流程图。
本发明的最佳实施方式
根据示例性实施例的一方面，提供一种通过基于编码单元执行环路滤波来对视频进行编码的方法，所述方法包括：将画面分割为作为数据单元的最大编码单元，其中，最大编码单元具有最大尺寸；根据更深编码单元的编码深度来单独确定用于输出编码结果的编码单元，更深编码单元根据深度被分层构成，深度表示编码单元从最大编码单元被空间分割的次数，确定根据树结构的编码单元，其中，编码单元根据最大编码单元中的相同区域中的深度被分层，并且根据其他区域中的编码深度独立；基于根据最大编码单元的树结构的编码单元来确定用于执行环路滤波的滤波单元，以便使最大编码单元和原始画面之间的误差最小化；基于确定的滤波单元执行环路滤波。
确定滤波单元的步骤可包括：基于根据最大编码单元的树结构的编码单元确定滤波单元。
确定滤波单元的步骤可包括：基于根据最大编码单元的树结构的编码单元并基于分区来确定滤波单元，所述分区是用于根据编码深度对每个编码单元进行预测编码的数据单元。
确定滤波单元的步骤可包括：将数据单元确定为滤波单元，其中，通过分割或合并根据树结构的编码单元中的一个或更多获得所述数据单元。
确定滤波单元的步骤可包括：将根据树结构的编码单元用作滤波单元的预测值。
确定滤波单元的步骤可包括：在依据根据树结构的编码单元的深度的层中确定滤波层，并将直到滤波层的分层的数据单元确定为滤波单元。
滤波层可被确定为从每个最大编码单元的起始层到最后层的层中的一个，所述最后层表示根据最大编码单元的树结构的编码单元中的最低深度。
关于滤波层，可在起始层和最后层之间进行设置上界限层和下界限层。
所述方法还可包括：对关于环路滤波的信息进行编码，并根据滤波单元，发送编码的关于环路滤波的信息、编码的画面的数据和关于根据每个最大编码单元的树结构的编码单元的编码模式信息。
关于环路滤波的信息可包括以下信息中的至少一种：关于滤波层的滤波层信息，滤波层被确定为更深编码单元的层中的一个以便确定关于根据树结构的编码单元的滤波单元；指示滤波单元的环路滤波的性能的环路滤波性能信息；用于环路滤波的滤波器系数信息；以及关于滤波层的上界限层和下界限层的信息。
执行环路滤波的步骤可包括：设置指示滤波单元的环路滤波的性能的环路滤波性能信息。
确定滤波单元的步骤可包括：单独确定针对彩色分量的亮度分量的滤波单元和针对彩色分量的色度分量的滤波单元。
确定滤波单元的步骤可包括：通过参考针对彩色分量的亮度分量的滤波单元来预测针对色度分量的滤波单元。
确定滤波单元的步骤可包括：将相同的滤波单元应用到当前画面中的所有最大编码单元。
滤波单元可根据包括画面、画面序列、帧、场和最大编码单元的数据单元中的一个而被单独确定。
执行环路滤波的步骤可包括：通过在多个滤波器类型中选择一个滤波器类型来执行环路滤波。
执行环路滤波的步骤还可包括：针对滤波单元中的每个设置环路滤波性能信息，其中，所述环路滤波性能信息指示环路滤波的性能，并指示从多个滤波器类型中选择的滤波器类型。
环路滤波性能信息可包括用于区分使用预定滤波器类型的环路滤波被执行的情况和使用预定滤波器类型的环路滤波未被执行的情况的标记。
环路滤波性能信息可被设置以便区分根据滤波单元的预定图像特性或根据滤波单元的编码符号进行分类的滤波器类型。
执行环路滤波的步骤还可包括：生成滤波器系数以便对滤波单元执行环路滤波。
发送的步骤可包括：将环路滤波信息插入到画面的序列参数集(SPS)或画面参数集(PPS)，并发送插入的环路滤波信息。
根据另一示例性实施例的一方面，提供一种通过基于编码单元执行环路滤波来对视频进行解码的方法，所述方法包括：解析接收的比特流，并基于包括在通过分割当前画面获得的最大编码单元中的根据树结构的编码单元来提取针对编码单元中的每个编码的图像数据，提取关于根据树结构的编码单元的编码模式信息，提取关于最大编码单元的环路滤波的信息；基于针对最大编码单元而提取的提取的编码模式信息对提取的图像数据进行解码；使用关于环路滤波器的信息，基于根据最大编码单元的树结构的编码单元确定用于环路滤波的滤波单元；根据滤波单元对最大编码单元的解码的图像数据执行环路滤波。
确定滤波单元的步骤可包括：通过参考提取的关于环路滤波的信息，基于根据最大编码单元的树结构的编码单元确定滤波单元。
确定滤波单元的步骤可包括：通过参考关于环路滤波的信息，基于根据最大编码单元的树结构的编码单元并基于分区来确定滤波单元，所述分区是用于根据编码深度的每个编码单元的预测编码的数据单元。
确定滤波单元的步骤可包括：通过参考关于环路滤波的信息，将数据单元确定为滤波单元，其中，通过分割或合并根据树结构的编码单元中的一个或更多获得所述数据单元。
确定滤波单元的步骤可包括：通过参考关于环路滤波的信息，将根据树结构的编码单元用作滤波单元的预测值。
确定滤波单元的步骤可包括：根据滤波层信息将直到滤波层的分层的数据单元确定为滤波单元。
执行环路滤波的步骤可包括：基于环路滤波性能信息，确定针对根据最大编码单元的树结构的编码单元中的每个的环路滤波的性能。
执行环路滤波的步骤可包括：基于环路滤波性能信息，通过在多个滤波器类型中选择一个滤波器类型来执行环路滤波。
所述方法还可包括：通过参考已执行环路滤波的当前画面来对下一画面执行预测解码。
根据另一示例性实施例的一方面，提供一种用于通过基于编码单元执行环路滤波来对视频进行编码的视频编码设备，所述视频编码设备包括：编码单元确定单元，将画面分割为作为数据单元的最大编码单元，其中，最大编码单元具有最大尺寸，根据更深编码单元的编码深度来单独确定用于输出编码结果的编码单元，更深编码单元根据深度被分层构成，深度表示编码单元从最大编码单元被空间分割的次数，确定根据树结构的编码单元，其中，编码单元根据最大编码单元中的相同区域中的深度被分层，并且根据其他区域中的编码深度独立；环路滤波单元，基于根据最大编码单元的树结构的编码单元来确定用于执行环路滤波的滤波单元，以便使最大编码单元和原始画面之间的误差最小化，基于滤波单元执行环路滤波；发送单元，对关于环路滤波的信息进行编码，并以滤波单元为单位，发送编码的关于环路滤波的信息、编码的画面的数据和关于根据最大编码单元的树结构的编码单元的编码模式信息。
根据另一示例性实施例的一方面，提供一种用于通过基于编码单元执行环路滤波来对视频进行解码的视频解码设备，所述视频解码设备包括：接收和提取单元，解析接收的比特流，并基于包括在通过分割当前画面获得的最大编码单元中的根据树结构的编码单元来提取针对编码单元中的每个编码的图像数据，提取关于根据树结构的编码单元的编码模式信息，提取关于最大编码单元的环路滤波的信息；解码单元，基于针对最大编码单元提取的关于根据树结构的编码单元的编码模式信息来对针对每个编码单元编码的图像数据进行解码；环路滤波执行单元，通过使用关于环路滤波的信息，确定用于基于根据最大编码单元的树结构的编码单元进行环路滤波的滤波单元，并根据滤波单元对最大编码单元的解码的图像数据执行环路滤波。
根据另一示例性实施例的一方面，提供一种在其上记录有用于执行通过基于编码单元执行环路滤波来对视频进行编码的方法的程序的计算机可读记录介质。
根据另一示例性实施例的一方面，在于提供一种在其上记录有用于执行通过基于编码单元执行环路滤波来对视频进行解码的方法的程序的计算机可读记录介质。
具体实施方式
以下，将参照附图详细描述示例性实施例。
图1是根据示例性实施例的用于通过基于根据树结构的编码单元执行环路滤波来对视频进行编码的设备100的框图。
用于通过基于根据树结构的编码单元执行环路滤波来对视频进行编码的设备100(以下，称为“视频编码设备100”)包括编码单元确定单元110、环路滤波单元120和发送单元130。
编码单元确定单元110接收视频的一个画面的图像数据，并通过使用最大编码单元来分割图像数据，最大编码单元是具有最大尺寸的数据单元。根据示例性实施例的最大编码单元可以是尺寸为32×32、64×64、128×128、256×256等的数据单元，其中，数据单元的形状是宽和高各为2的平方并大于8的正方形。
针对每个最大编码单元，编码单元确定单元110对被空间分割的区域中的每个确定根据树结构的编码单元。最大编码单元的编码单元基于深度来表示，深度指示编码单元从最大编码单元被空间分割的次数。根据树结构的编码单元包括在最大编码单元中包括的根据深度的所有更深编码单元中的根据被确定为编码深度的深度的编码单元。在最大编码单元的相同区域中，根据编码深度的编码单元可根据深度被分层确定，在不同的区域中，根据编码深度的编码单元可被独立地确定。
编码单元确定单元110可对包括在当前最大编码单元中的根据深度的更深编码单元进行编码，可比较关于根据每个区域的更高的深度和更低的深度的编码单元的编码结果，并可确定编码单元和与输出最佳编码结果的编码单元相应的编码深度。此外，当前区域的编码深度可与另一区域的编码深度被单独确定。
因此，编码单元确定单元110可确定由针对每个区域和针对每个最大编码单元被单独确定的根据编码深度的编码单元组成的根据树结构的编码单元。此外，当根据编码深度的编码单元被确定时，编码单元确定单元110执行预测编码。编码单元确定单元110可确定作为数据单元的预测单元或分区，根据编码深度的编码单元按照预测单元或分区执行预测编码以便输出最佳编码结果。例如，关于尺寸为2N×2N的编码单元的分区类型可包括尺寸为2N×2N、2N×N、N×2N和N×N的分区。根据示例性实施例的分区类型可不仅包括通过根据对称率分割编码单元的高或宽所获得的对称分区，而且选择性地包括根据1:n或n:1的不对称率分割的分区、几何分割的分区、具有随机形状的分区等。分区类型的预测模式可包括帧间模式、帧内模式、跳过模式等。
根据示例性实施例的编码单元可由最大尺寸和深度来表征。深度表示从最大编码单元空间分割编码单元的次数，并且随着深度加深，根据深度的更深编码单元可从最大编码单元被分割为最小编码单元。最大编码单元的深度是最高深度，最小编码单元的深度是最低深度。由于与每个深度相应的编码单元的尺寸随着最大编码单元的深度加深而减小，因此，与更高的深度相应的编码单元可包括多个与更低的深度相应的编码单元。
最高深度表示图像数据的编码单元从最大编码单元到最小编码单元的分割次数。此外，最高深度可表示从最大编码单元到最小编码单元的分割次数的总数。例如，当最大编码单元的深度为0时，最大编码单元被分割一次获得的编码单元的深度可被设置为1，最大编码单元被分割两次获得的编码单元的深度可被设置为2。在这种情况下，如果最小编码单元表示最大编码单元被分割四次的编码单元，则深度级包括深度0、1、2、3和4，最大深度可被设置为4。
将参照图3至图13详细描述根据示例性实施例的确定根据最大编码单元的树结构的编码单元和分区的方法。
环路滤波单元120基于由编码单元确定单元110确定的根据最大编码单元的树结构的编码单元来确定用于执行环路滤波的滤波单元，并根据滤波单元执行环路滤波。
环路滤波单元120可基于根据最大编码单元的树结构的编码单元和分区来确定滤波单元。例如，可通过对根据树结构的编码单元和分区的一个或更多数据单元进行分割或合并来确定滤波单元。此外，以将根据树结构的编码单元和分区用作滤波单元的预测值的方式来预测滤波单元。
根据示例性实施例的环路滤波单元120可从依据根据最大编码单元的树结构的编码单元之中的编码单元的深度的层中确定滤波层，可根据滤波层将分层的编码单元和分区确定为滤波单元。
根据另一示例性实施例的环路滤波单元120可由包括根据编码单元的深度的层和分区层确定滤波层，可将直到滤波层的分层的编码单元和分区确定为滤波单元。因此，根据示例性实施例的滤波层可以是从最大编码单元的起始层到指示根据最大编码单元的树结构的编码单元中的最小编码单元或预测单元的最后层的层中的一个。
此外，上界限层和下界限层可在起始层和最后层之间设置，从而滤波层可在上界限层和下界限层之间被确定。
关于每个滤波单元，环路滤波单元120可设置指示环路滤波的性能的环路滤波性能信息、关于滤波层的起始层和最后层的信息以及关于上界限层和下界限层的信息。
环路滤波单元120可对色彩分量的亮度分量、色度分量单独执行环路滤波。因此，环路滤波单元120可单独确定针对亮度分量的滤波单元和针对色度分量的滤波单元。此外，环路滤波单元120可通过参考针对亮度分量的滤波单元来预测针对色度分量的滤波单元。
环路滤波单元120可将相同的滤波单元应用于画面中的所有最大编码单元。环路滤波单元120可将相同的滤波单元应用于当前帧。
然而，环路滤波单元120可将不同的滤波单元应用于画面中的最大编码单元。例如，滤波单元可根据包括序列、画面、帧、场和最大编码单元的数据单元中的一个被确定，以便相同的滤波单元可被应用于相同的数据单元。
环路滤波单元120可针对每个滤波单元设置指示环路滤波的性能的环路滤波性能信息。此外，环路滤波单元120可通过选择多个滤波器类型中的一个来执行环路滤波。因此，针对每个确定的滤波单元，环路滤波单元120可设置表示环路滤波的性能和从多个滤波器类型选择的滤波器类型两者的环路滤波性能信息。
环路滤波性能信息可以是用于区分使用预定滤波器类型的环路滤波被执行的情况和使用预定滤波器类型的环路滤波未被执行的情况的标记。此外，环路滤波性能信息可被设置以便在环路滤波中使用的并根据预定特性分类的滤波器类型之间进行区分。此外，环路滤波性能信息可被设置以便在根据编码符号分类的滤波器类型之间进行区分。
环路滤波被执行以使预测的画面和原始画面之间的误差最小化。因此，环路滤波单元120可使用自适应滤波器以便使预测的画面的最大编码单元和原始画面的相应区域之间的误差最小化。因此，环路滤波单元120可生成滤波单元中的滤波器系数以便执行环路滤波，并可设置滤波器系数信息。
发送单元130可对由环路滤波单元120确定的环路滤波信息进行编码，并可将环路滤波信息与编码的画面的数据和关于根据最大编码单元的树结构的编码单元的编码模式信息一起发送。发送单元130以滤波单元为单位发送环路滤波信息、编码的数据和关于编码单元的编码模式信息。
环路滤波信息可包括关于根据树结构的编码单元的滤波层信息、指示针对每个滤波单元的环路滤波的性能的环路滤波性能信息、用于环路滤波的滤波器系数信息和关于滤波层的上界限层和下界限层的信息。
发送单元130可将环路滤波信息插入到画面的序列参数集(SPS)或画面参数集(PPS)，并随后发送环路滤波信息。
将参照图14至图24详细描述根据示例性实施例的用于环路滤波的滤波单元的确定和环路滤波性能信息的编码。
编码单元确定单元110可基于考虑当前画面的特性所确定的最大编码单元的尺寸和最大深度，针对最大编码单元中的每个确定具有最佳形状和最佳尺寸的编码单元。此外，由于可通过使用各种预测模式和变换中的任何一个来对每个最大编码单元执行编码，因此可考虑各种图像尺寸的编码单元的特性来确定最佳编码模式。
因此，如果以现有技术中的固定尺寸为16×16或8×8的宏块对具有高分辨率或大数据量的图像进行编码，则每个画面的宏块的数量过度增加。因此，针对每个宏块生成的压缩信息的条数增加，因此难以发送压缩信息，数据压缩效率降低。然而，通过使用编码单元确定单元110，由于在考虑图像的尺寸的同时增加编码单元的最大尺寸，同时在考虑图像的特性的同时调整编码单元，因此可提高图像压缩效率。
此外，通过基于根据树结构的编码单元执行环路滤波，已经过环路滤波的参考画面被使用，从而可执行预测编码，同时减小预测的画面和原始画面之间的误差。此外，环路滤波单元120基于确定的编码单元来确定用于环路滤波的滤波单元，从而可减少用于发送针对环路滤波的附加信息的比特量。
图2是根据另一示例性实施例的用于通过基于根据树结构的编码单元执行环路滤波来对视频进行解码的设备200的框图。
用于通过基于根据树结构的编码单元执行环路滤波来对视频进行解码的设备200(以下，称为“视频解码设备200”)包括接收和提取单元210、解码单元220和环路滤波执行单元230。
接收和提取单元210接收并解析编码的视频的比特流，并提取编码的图像数据、关于编码单元的编码模式信息以及针对根据树结构的编码单元中的每个和针对最大编码单元中的每个的环路滤波信息。接收和提取单元210可从解析的比特流提取环路滤波信息、编码的图像数据和编码模式信息，其中，以滤波单元为单位执行所述提取。接收和提取单元210还可从画面的SPS或PPS提取环路滤波信息。
解码单元220基于通过接收和提取单元210提取的关于根据树结构的编码单元的编码模式信息来针对解码单元中的每个对编码的图像数据进行解码。
解码单元220可基于关于根据最大编码单元的树结构的编码单元的编码模式信息，根据包括在最大编码单元的编码单元的编码深度和分区类型、预测模式、变换模式等读取编码单元。
解码单元220可基于从根据最大编码单元的树结构的编码单元中的每个读取的分区类型、预测模式和变换模式来对编码的图像数据进行解码，从而解码单元220可对最大编码单元的编码的图像数据进行解码。
通过解码单元220解码的图像数据以及通过接收和提取单元210提取的环路滤波信息被输入到环路滤波执行单元230。
环路滤波执行单元230通过使用环路滤波信息，基于根据最大编码单元的树结构的编码单元来确定用于环路滤波的滤波单元。例如，环路滤波执行单元230可基于环路滤波信息，通过对根据树结构的编码单元中的一个或更多编码单元进行分割或合并来确定滤波单元。在另一示例中，环路滤波执行单元230可基于环路滤波信息，通过将根据树结构的编码单元用作预测值来预测针对当前最大编码单元的滤波单元。此外，环路滤波执行单元230可基于最大编码单元的滤波单元，通过使用环路滤波信息来确定是否对解码图像数据执行环路滤波。
根据另一示例性实施例的环路滤波执行单元230可通过使用环路滤波信息，基于根据最大编码单元的树结构的编码单元和分区来确定用于环路滤波的滤波单元。
关于环路滤波信息更详细的是，接收和提取单元210可提取滤波层信息、环路滤波性能信息、滤波器系数信息以及关于滤波层的上界限层和下界限层的信息，并可将提取的信息发送到环路滤波执行单元230。
环路滤波执行单元230可将滤波层的编码单元确定为滤波单元，其中，该编码单元来自根据树结构的编码单元。此外，环路滤波执行单元230可基于环路滤波性能信息来确定是否对根据最大编码单元的树结构的编码单元中的每个执行环路滤波。
环路滤波执行单元230可根据滤波层信息单独确定针对亮度分量的滤波单元和针对色度分量的滤波单元，并可对亮度分量和色度分量中的每个单独执行环路滤波。此外，环路滤波执行单元230可根据滤波层信息，通过参考针对亮度分量的滤波单元来预测针对色度分量的滤波单元，并可对亮度分量和色度分量中的每个单独执行环路滤波。
环路滤波执行单元230可将相同的滤波单元应用到画面中的最大编码单元，或可将相同的滤波单元应用到当前帧。
环路滤波执行单元230可根据包括当前序列、画面、帧、场和最大编码单元的数据单元之一确定滤波单元。
环路滤波执行单元230可通过基于环路滤波性能信息选择多个滤波器类型中的一个来执行环路滤波。此外，环路滤波执行单元230可基于环路滤波性能信息确定是否对每个滤波单元执行环路滤波，如果确定执行环路滤波，则环路滤波执行单元230还可从多个滤波器类型中确定一个滤波器类型。
环路滤波性能信息可以是用于区分使用预定滤波器类型的环路滤波被执行的情况和使用预定滤波器类型的环路滤波未被执行的情况的标记。因此，环路滤波执行单元230可确定是否对每个滤波单元执行环路滤波。
环路滤波执行单元230可通过使用环路滤波性能信息，通过在根据预定特性分类的滤波器类型之间进行区分来执行环路滤波。例如，根据考虑滤波区域的图像特性而确定的用于分类滤波器类型的环路滤波性能信息，环路滤波执行单元230可选择未执行环路滤波的情况、当执行环路滤波时使用用于平坦区的滤波器类型的情况、使用用于边缘区的滤波器类型的情况以及用于纹理区的滤波器类型的情况，并可执行环路滤波。
环路滤波执行单元230可通过使用环路滤波性能信息，通过在根据编码符号分类的滤波器类型之间进行区分来执行环路滤波。编码符号可包括运动向量(MV)、运动向量差(MVD)值、编码块模式(CBP)、预测模式等。
环路滤波执行单元230可根据滤波器系数信息生成用于环路滤波的滤波器。例如，用于环路滤波的滤波器可以是维纳(Wiener)滤波器。在滤波器系数信息是关于维纳滤波器系数的差分信息的情况下，环路滤波执行单元230可通过使用现有滤波器系数和差分信息来预测当前滤波器系数。
可通过使用2维滤波器或通过串联1维滤波器来执行环路滤波。
通过参考已由环路滤波执行单元230执行环路滤波的当前画面可预测解码下一画面。在根据本示例性实施例的视频解码设备200中，通过使用已经过环路滤波的参考画面来预测解码下一画面，从而可减小原始图像和恢复图像之间的误差。
图3是根据示例性实施例的用于描述根据树结构的编码单元的概念的示图。
编码单元的尺寸可按照宽度×高度来表达，可以是64×64、32×32、16×16和8×8。64×64的编码单元可被分割为64×64、64×32、32×64或32×32的分区，32×32的编码单元可被分割为32×32、32×16、16×32或16×16的分区，16×16的编码单元可被分割为16×16、16×8、8×16或8×8的分区，8×8的编码单元可被分割为8×8、8×4、4×8或4×4的分区。
在视频数据310中，分辨率是1920×1080，编码单元的最大尺寸是64，最大深度是2。在视频数据320中，分辨率是1920×1080，编码单元的最大尺寸64，最大深度是3。在视频数据330中，分辨率是352×288，编码单元的最大尺寸是16，最大深度是1。图3中示出的最大深度表示从最大编码单元到最小编码单元的分割总数。
如果分辨率高或者数据量大，则编码单元的最大尺寸可以为大以便不仅增加编码效率而且准确地反映图像的特性。因此，视频数据310和视频数据320的编码单元的最大尺寸可以是64，其中，视频数据310和视频数据320的分辨率高于视频数据330的分辨率。
由于视频数据310的最大深度是2并且通过分割最大编码单元两次而深度被加深到两层，因此视频数据310的编码单元315可包括长轴尺寸为64的最大编码单元以及长轴尺寸为32和16的编码单元。同时，由于视频数据330的最大深度是1并且通过分割最大编码单元一次而深度被加深到一层，因此视频数据330的编码单元335可包括长轴尺寸为16的最大编码单元以及长轴尺寸为8的编码单元。
由于视频数据320的最大深度是3并且通过分割最大编码单元三次而深度被加深到3层，因此视频数据320的编码单元325可包括长轴尺寸为64的最大编码单元以及长轴尺寸为32、16和8的编码单元。随着深度加深，可精确地表达详细的信息。
图4是根据示例性实施例的基于根据树结构的编码单元的图像编码器400的框图。图像编码器400执行视频编码设备100的编码单元确定器120的操作以对图像数据编码。换句话说，帧内预测器410在帧内模式下对当前帧405中的编码单元执行帧内预测，运动估计器420和运动补偿器425在帧间模式下通过使用当前帧405和参考帧495对当前帧405中的编码单元执行帧间估计和运动补偿。
从帧内预测器410、运动估计器420和运动补偿器425输出的数据经由变换器430和量化器440被输出为量化的变换系数。量化的变换系数经由反量化器460和反变换器470被恢复为空间域中的数据，并且恢复的空间域中的数据在经由去块单元480和环路滤波单元490后处理之后被输出为参考帧495。量化的变换系数可经由熵编码器450被输出为比特流455。
为了使图像编码器400应用于视频编码设备100，图像编码器400的所有元件(即，帧内预测器410、运动估计器420、运动补偿器425、变换器430、量化器440、熵编码器450、反量化器460、反变换器470、去块单元480和环路滤波单元490)在考虑每个最大编码单元的最大深度的同时，基于具有树结构的多个编码单元中的每个编码单元执行操作。
具体地讲，帧内预测器410、运动估计器420和运动补偿器425在考虑当前最大编码单元的最大尺寸和最大深度的同时，确定具有树结构的多个编码单元中的每个编码单元的分区和预测模式，变换器430确定具有树结构的多个编码单元的每个编码单元中的变换单元的尺寸。
图5是根据示例性实施例的基于根据树结构的编码单元的图像解码器500的框图。解析器510从比特流505解析将被解码的编码的图像数据以及解码所需的关于编码的信息。编码的图像数据经由熵解码器520和反量化器530被输出为反量化的数据，所述反量化的数据经由反变换器540被恢复为空间域中的图像数据。
帧内预测器550对于空间域中的图像数据在帧内模式下对多个编码单元执行帧内预测，运动补偿器560通过使用参考帧585在帧间模式下对多个编码单元执行运动补偿。
经过帧内预测器550和运动补偿器560的空间域中的图像数据可在经由去块单元570和环路滤波单元580后处理之后被输出为恢复的帧595。另外，经由去块单元570和环路滤波单元580后处理的图像数据可被输出为参考帧585。
为了在视频解码设备200的图像数据解码器230中对图像数据解码，图像解码器500可执行在解析器510之后执行的操作。
为了使图像解码器500应用于视频解码设备200，图像解码器500的所有元件(即，解析器510、熵解码器520、反量化器530、反变换器540、帧内预测器550、运动补偿器560、去块单元570和环路滤波单元580)针对每个最大编码单元基于具有树结构的多个编码单元执行操作。
具体地讲，帧内预测器550和运动补偿器560基于针对具有树结构的多个编码单元中的每个编码单元的分区和预测模式来执行操作，反变换器540基于针对每个编码单元的变换单元的尺寸来执行操作。
图6是示出根据示例性实施例的根据深度的更深编码单元和分区的示图。视频编码设备100和视频解码设备200使用分层的编码单元以考虑图像的特性。编码单元的最大高度、最大宽度和最大深度可根据图像的特性被自适应地确定，或者可由用户不同地设置。根据深度的更深编码单元的尺寸可根据编码单元的预定最大尺寸被确定。
根据示例性实施例，在编码单元的分层结构600中，编码单元的最大高度和最大宽度都是64，并且最大深度是4。由于深度沿着分层结构600的纵轴加深，因此更深编码单元的高度和宽度都被分割。另外，作为用于每个更深编码单元的预测编码的基础的预测单元和分区沿分层结构600的横轴被显示。
换句话说，编码单元610是分层结构600中的最大编码单元，其中，深度是0，尺寸(即，高度乘宽度)是64×64。深度沿纵轴加深，并且存在尺寸为32×32和深度为1的编码单元620、尺寸为16×16和深度为2的编码单元630、尺寸为8×8和深度为3的编码单元640以及尺寸为4×4和深度为4的编码单元650。尺寸为4×4和深度为4的编码单元650是最小编码单元。
编码单元的预测单元和分区根据每个深度沿横轴排列。换句话说，如果尺寸为64×64和深度为0的编码单元610是预测单元，则该预测单元可被分割为包括在编码单元610中的多个分区，即尺寸为64×64的分区610、尺寸为64×32的多个分区612、尺寸为32×64的多个分区614、或者尺寸为32×32的多个分区616。
类似地，尺寸为32×32和深度为1的编码单元620的预测单元可被分割为包括在编码单元620中的多个分区，即尺寸为32×32的分区620、尺寸为32×16的多个分区622、尺寸为16×32的多个分区624以及尺寸为16×16的多个分区626。
类似地，尺寸为16×16和深度为2的编码单元630的预测单元可被分割为包括在编码单元630中的多个分区，即包括在编码单元630中的尺寸为16×16的分区、尺寸为16×8的多个分区632、尺寸为8×16的多个分区634以及尺寸为8×8的多个分区636。
类似地，尺寸为8×8和深度为3的编码单元640的预测单元可被分割为包括在编码单元640中的多个分区，即包括在编码单元640中的尺寸为8×8的分区、尺寸为8×4的多个分区642、尺寸为4×8的多个分区644以及尺寸为4×4的多个分区646。
尺寸为4×4和深度为4的编码单元650是最小编码单元和最低深度的编码单元。编码单元650的预测单元被分配给尺寸为4×4的分区。此外，编码单元650的预测单元可包括在编码单元650中包括的尺寸为4×4的分区、尺寸为4×2的多个分区652、尺寸为2×4的多个分区654以及尺寸为2×2的多个分区656。
为了确定组成最大编码单元610的多个编码单元的至少一个编码深度，视频编码设备100的编码单元确定器120对包括在最大编码单元610中的与每个深度相应的编码单元执行编码。
随着深度的加深，包括相同范围和相同尺寸中的数据的根据深度的更深编码单元的数量增加。例如，需要四个与深度为2相应的编码单元覆盖包括在一个与深度为1相应的编码单元中的数据。因此，为了根据深度比较相同数据的多个编码结果，与深度为1相应的编码单元和与深度为2相应的四个编码单元都被编码。
为了对多个深度中的当前深度执行编码，沿分层结构600的横轴，通过对与当前深度相应的多个编码单元中的每个预测单元执行编码来对当前深度选择最小编码误差。可选择地，可通过随着深度沿分层结构600的纵轴加深对每个深度执行编码，通过根据深度比较最小编码误差，来搜索最小编码误差。在编码单元610中的具有最小编码误差的深度和分区可被选择为编码单元610的编码深度和分区类型。
图7是根据示例性实施例的用于描述编码单元710和变换单元720之间的关系的示图。视频编码设备100或视频解码设备200针对每个最大编码单元根据尺寸小于或等于最大编码单元的多个编码单元来对图像进行编码或解码。可基于不大于相应编码单元的数据单元来选择在编码期间用于变换的变换单元的尺寸。
例如，在视频编码设备100或视频解码设备200中，如果编码单元710的尺寸是64×64，则可通过使用尺寸为32×32的变换单元720来执行变换。
另外，可通过对尺寸小于64×64的尺寸为32×32、16×16、8×8和4×4的每个变换单元执行变换，来对尺寸为64×64的编码单元710的数据进行编码，可随后选择具有最小编码误差的变换单元。
图8是根据示例性实施例的用于描述与编码深度相应的编码单元的编码信息的示图。视频编码设备100的输出单元130可将如下信息作为关于编码模式的信息进行编码并发送：关于分区类型的信息800、关于预测模式的信息810以及关于与编码深度相应的每个编码单元的变换单元的尺寸的信息820。
信息800指示关于通过分割当前编码单元的预测单元而获得的分区的形状的信息，其中，所述分区是用于对当前编码单元进行预测编码的数据单元。例如，尺寸为2N×2N的当前编码单元CU_0可被分割为如下分区中的任何一个：尺寸为2N×2N的分区802、尺寸为2N×N的分区804、尺寸为N×2N的分区806以及尺寸为N×N的分区808。这里，关于分区类型的信息800被设置以指示如下分区之一：尺寸为2N×N的分区804、尺寸为N×2N的分区806以及尺寸为N×N的分区808。
信息810指示每个分区的预测模式。例如，信息810可指示对由信息800指示的分区执行的预测编码的模式，即帧内模式812、帧间模式814或跳过模式816。
信息820指示当对当前编码单元执行变换时将被基于的变换单元。例如，变换单元可以是第一帧内变换单元822、第二帧内变换单元824、第一帧间变换单元826或第二帧内变换单元828。
视频解码设备200的图像数据和编码信息提取器220可根据每个更深编码单元来提取并使用用于解码的信息800、810和820。
图9是根据示例性实施例的根据深度的更深编码单元的示图。分割信息可用于指示深度的改变。分割信息指示当前深度的编码单元是否被分割为更低深度的多个编码单元。
用于对深度为0和尺寸为2N_0×2N_0的编码单元900进行预测编码的预测单元910可包括如下分区类型的多个分区：尺寸为2N_0×2N_0的分区类型912、尺寸为2N_0×N_0的分区类型914、尺寸为N_0×2N_0的分区类型916以及尺寸为N_0×N_0的分区类型918。图9仅示出通过对预测单元910对称分割而获得的分区类型912至918，但是分区类型不限于此，预测单元910的多个分区可包括多个不对称分区、具有预定形状的多个分区和具有几何形状的多个分区。
根据每个分区类型对如下分区重复地执行预测编码：尺寸为2N_0×2N_0的一个分区、尺寸为2N_0×N_0的两个分区、尺寸为N_0×2N_0的两个分区和尺寸为N_0×N_0的四个分区。可对尺寸为2N_0×2N_0、N_0×2N_0、2N_0×N_0和N_0×N_0的多个分区执行帧内模式和帧间模式下的预测编码。仅对尺寸为2N_0×2N_0的分区执行跳过模式下的预测编码。
比较包括以分区类型912至918的预测编码的编码误差，在多个分区类型中确定最小编码误差。如果以分区类型912至916之一的编码误差最小，则预测单元910可不向更低深度被分割。
如果以分区类型918的编码误差最小，则在操作920，深度从0改变为1以分割分区类型918，并且对深度为2和尺寸为N_0×N_0的编码单元930重复地执行编码以搜索最小编码误差。
用于对深度为1和尺寸为2N_1×2N_1(＝N_0×N_0)的编码单元930进行预测编码的预测单元940可包括如下分区类型的多个分区：尺寸为2N_1×2N_1的分区类型942、尺寸为2N_1×N_1的分区类型944、尺寸为N_1×2N_1的分区类型946以及尺寸为N_1×N_1的分区类型948。
如果以分区类型948的编码误差最小，则在操作950，深度从1改变为2以分割分区类型948，并且对深度为2和尺寸为N_2×N_2的编码单元960重复地执行编码以搜索最小编码误差。
当最大深度是d时，可执行根据每个深度的分割操作直到当深度变为d-1，并且分割信息可被编码直到当深度是0至d-2之一。换句话说，当执行编码直到在操作970与深度为d-2相应的编码单元被分割之后深度是d-1时，用于对深度为d-1和尺寸为2N_(d-1)×2N_(d-1)的编码单元980进行预测编码的预测单元990可包括如下分区类型的多个分区：尺寸为2N_(d-1)×2N_(d-1)的分区类型992、尺寸为2N_(d-1)×N_(d-1)的分区类型994、尺寸为N_(d-1)×2N_(d-1)的分区类型996以及尺寸为N_(d-1)×N_(d-1)的分区类型998。
可对分区类型992至998中的如下分区重复地执行预测编码：尺寸为2N_(d-1)×2N_(d-1)的一个分区、尺寸为2N_(d-1)×N_(d-1)的两个分区、尺寸为N_(d-1)×2N_(d-1)的两个分区、尺寸为N_(d-1)×N_(d-1)的四个分区，以搜索具有最小编码误差的分区类型。
即使当分区类型998具有最小编码误差时，由于最大深度是d，因此深度为d-1的编码单元CU_(d-1)不再被分割到更低深度，组成当前最大编码单元900的多个编码单元的编码深度被确定为d-1，并且当前最大编码单元900的分割类型可被确定为N_(d-1)×N_(d-1)。另外，由于最大深度是d并且具有最低深度d-1的最小编码单元980不再被分割到更低深度，因此最小编码单元980的分割信息不被设置。
数据单元999可以是当前最大编码单元的“最小单元”。根据示例性实施例的最小单元可以是通过按照4分割最小编码单元980而获得的矩形数据单元。通过重复地执行编码，视频编码设备100可通过根据编码单元900的多个深度比较多个编码误差来选择具有最小编码误差的深度以确定编码深度，并且将相应的分区类型和预测模式设置为编码深度的编码模式。
同样地，根据多个深度的多个最小编码误差在所有的深度为1至d中被比较，并且具有最小编码误差的深度可被确定为编码深度。编码深度、预测单元的分区类型以及预测模式可被编码并作为关于编码模式的信息被发送。另外，由于编码单元从深度为0至编码深度被分割，因此仅该编码深度的分割信息被设置0，除了编码深度之外的多个深度的分割信息被设置为1。
视频解码设备200的图像数据和编码信息提取器220可提取并使用关于编码单元900的编码深度以及预测单元的信息以对分区912进行解码。视频解码设备200可通过使用根据多个深度的分割信息来将分割信息是0的深度确定为编码深度，并且使用关于相应深度的编码模式的信息用于解码。
图10至图12是根据示例性实施例的用于描述编码单元1010、预测单元1060和变换单元1070之间的关系的示图。编码单元1010是最大编码单元中的与由视频编码设备100确定的编码深度相应的具有树结构的编码单元。预测单元1060是编码单元1010的每个的预测单元的分区，变换单元1070是编码单元1010的每个的变换单元。
当在编码单元1010中最大编码单元的深度是0时，编码单元1010和1054的深度是1，编码单元1014、1016、1018、1028、1050和1052的深度是2，编码单元1020、1022、1024、1026、1030、1032和1048的深度是3，编码单元1040、1042、1044和1046的深度是4。
在多个预测单元1060中，通过分割编码单元1010的编码单元来获得一些编码单元1014、1046、1022、1032、1048、1050、1052和1054。换句话说，编码单元1014、1022、1050和1054中的分区类型的尺寸为2N×N，编码单元1016、1048和1052中的分区类型的尺寸为N×2N，编码单元1032的分区类型的尺寸为N×N。编码单元1010的预测单元和分区小于或等于每个编码单元。
以小于编码单元1052的数据单元对变换单元1070中的编码单元1052的图像数据执行变换或反变换。另外，变换单元1070中的编码单元1014、1016、1022、1032、1048、1050和1052在尺寸和形状上与预测单元1060的编码单元1014、1016、1022、1032、1048、1050和1052不同。换句话说，视频编码设备100和视频解码设备200可对相同编码单元中的数据单元独立地执行帧内预测、运动估计、运动补偿、变换和反变换。
因此，对最大编码单元的每个区域中的具有分层结构的多个编码单元的每个执行递归编码，以确定最佳编码单元，从而可获得具有递归树结构的多个编码单元。编码信息可包括关于编码单元的分割信息、关于分区类型的信息、关于预测模式的信息以及关于变换单元的尺寸的信息。表1示出可由视频编码设备100和视频解码设备200设置的编码信息。
表1
【表1】
视频编码设备100的输出单元130可输出关于具有树结构的编码单元的编码信息，视频解码设备200的图像数据和编码信息提取器220可从接收的比特流提取关于具有树结构的编码单元的编码信息。
分割信息指示当前编码单元是否被分割为更低深度的多个编码单元。如果当前深度d的分割信息是0，则当前编码单元不再被分割为更低深度的深度是编码深度，从而可针对编码深度定义关于分区类型、预测模式以及变换单元的尺寸的信息。如果当前编码单元根据分割信息被进一步分割，则对更低深度的四个分割编码单元独立地执行编码。
预测模式可以是帧内模式、帧间模式和跳过模式中的一个。可在所有分区类型中定义帧内模式和帧间模式，仅在尺寸为2N×2N的分区类型定义跳过模式。
关于分区类型的信息可指示通过对称地分割预测单元的高度或宽度而获得的尺寸为2N×2N、2N×N、N×2N和N×N的对称分区类型、以及通过不对称地分割预测单元的高度或宽度而获得的尺寸为2N×nU、2N×nD、nL×2N和nR×2N的不对称分区类型。可通过按1:3和3:1分割预测单元的高度来分别获得尺寸为2N×nU和2N×nD的不对称分区类型，可通过按1:3和3:1分割预测单元的宽度来分别获得尺寸为nL×2N和nR×2N的不对称分区类型。
变换单元的尺寸可被设置为帧内模式下的两种类型以及帧间模式下的两种类型。换句话说，如果变换单元的分割信息是0，则变换单元的尺寸可以是2N×2N，2N×2N是当前编码单元的尺寸。如果变换单元的分割信息是1，则可通过分割当前编码单元来获得变换单元。另外，如果尺寸为2N×2N的当前编码单元的分区类型是对称分区类型，则变换单元的尺寸可以是N×N，如果当前编码单元的分区类型是不对称分区类型，则变换单元的尺寸可以是N/2×N/2。
关于具有树结构的编码单元的编码信息可包括与编码深度相应的编码单元、预测单元和最小单元中的至少一个。与编码深度相应的编码单元可包括：包含相同编码信息的预测单元和最小单元中的至少一个。
因此，通过比较相邻数据单元的编码信息来确定相邻数据单元是否包括在与编码深度相应的相同的编码单元中。另外，通过使用数据单元的编码信息来确定与编码深度相应的相应编码单元，因此最大编码单元中的多个编码深度的分布可被确定。
因此，如果基于相邻数据单元的编码信息来预测当前编码单元，则与当前编码单元相邻的更深编码单元中的数据单元的编码信息可被直接参考和使用。
可选择地，如果基于相邻数据单元的编码信息来预测当前编码单元，则使用数据单元的编码的信息来搜索与当前编码单元相邻的数据单元，搜索到的相邻编码单元可被参考用于预测当前编码单元。
图13是用于根据表1的编码模式信息描述编码单元、预测单元或分区与变换单元之间的关系的示图。最大编码单元1300包括多个编码深度的多个编码单元1302、1304、1306、1312、1314、1316和1318。这里，由于编码单元1318是编码深度的编码单元，因此划分信息可被设置为0。关于尺寸为2N×2N的编码单元1318的分区类型的信息可被设置为以下分区类型之一：尺寸为2N×2N的分区类型1322、尺寸为2N×N的分区类型1324、尺寸为N×2N的分区类型1326、尺寸为N×N的分区类型1328、尺寸为2N×nU的分区类型1332、尺寸为2N×nD的分区类型1334、尺寸为nL×2N的分区类型1336和尺寸为nR×2N的分区类型1338。
当分区类型被设置为对称(即，分区类型1322、1324、1326或1328)时，如果变换单元的分割信息(TU尺寸标记)为0，则设置尺寸为2N×2N的变换单元1342，如果TU尺寸标记为1，则设置尺寸为N×N的变换单元1344。
当分区类型被设置为不对称(即，分区类型1332、1334、1336或1338)时，如果TU尺寸标记为0，则设置尺寸为2N×2N的变换单元1352，如果TU尺寸标记为1，则设置尺寸为N/2×N/2的变换单元1354。
参照图13，TU尺寸标记是值为0或1的标记，但是TU尺寸标记不限于1比特，在TU尺寸标记从0增加的同时，变换单元可被分层划分以具有树结构。
图14是执行环路滤波的视频编码和解码系统1400的框图。
视频编码和解码系统1400的编码器1410发送视频的编码的数据流，解码器1450接收和解码该数据流，并输出恢复的图像。
解码器1410的预测器1415通过执行帧间预测和帧内预测来输出参考图像。参考图像和当前输入图像之间的残余分量经过变换/量化单元1420，并随后被输出为量化的变换系数。该量化的变换系数经过熵编码器1425，并随后被输出为解码的数据流。量化的变换系数经过反量化/反变换单元1430，并随后被恢复为空间域的数据，恢复的空间域的数据经过去块滤波器1435和环路滤波单元1440，并随后被输出为恢复的图像。恢复的图像可经过预测器1415，并随后可被用作下一输入图像的参考图像。
由解码器1450接收的数据流的编码的图像数据经过熵解码器1445和反量化/反变换单元1460，并随后被恢复为空间域的残余分量。通过合成从预测器1475输出的参考图像和残余分量来创建空间域的图像数据，当前原始图像的恢复图像可通过经由去块滤波器1465和环路滤波单元1470被输出。恢复的图像可被用作下一原始图像的参考图像。
视频编码和解码系统1400的环路滤波单元1440通过使用根据用户输入或系统设置的滤波器信息来执行环路滤波。由环路滤波单元1440使用的滤波器信息被输出到熵编码器1425，随后，滤波器信息和编码的图像数据被发送到熵解码器1450。解码器1450的环路滤波单元1470可基于从解码器1450接收的滤波器信息来执行环路滤波。
图15和图16示出根据示例性实施例的包括在最大编码单元1500中的根据树结构1600的滤波单元、滤波单元分割信息和滤波性能信息的示例。
当编码器1410的环路滤波单元1440和解码器1450的环路滤波单元1470的滤波单元形成根据最大编码单元1500中的区域分层的数据单元(与之前的示例性实施例中描述的根据树结构的编码单元类似)，滤波器信息可包括数据单元的分割标记，以便指示根据树结构1600的滤波单元，并包括指示关于滤波单元的环路滤波的性能的环路滤波标记。
包括在最大编码单元1500中的根据树结构1600的滤波单元分层地包括：层1的滤波单元1510和1540，层2的滤波单元1550、1552、1554、1562、1564和1566，层3的滤波单元1570、1572、1574、1576、1592、1594和1596，层4的滤波单元1580、1582、1584和1586。
包括在最大编码单元1500中的滤波单元的树结构1600示出根据数据单元的多个层的分割标记和滤波标记。圆形标记指示关于相应数据单元的分割标记，钻石形标记指示滤波标记。
各个圆形标记旁的各自的标号指示最大编码单元1500中的数据单元。如果圆形标记是1，则这意味着当前层的数据单元被分割为更低层的数据单元，如果圆形标记是0，则这意味着当前层的数据单元不再被分割，并被确定为滤波单元。
由于根据滤波单元确定滤波标记，因此仅当圆形标记是0时设置钻石形标记。如果钻石形标记是1，则这意味着对相应滤波单元执行环路滤波，如果钻石形标记是0，则这意味着不执行环路滤波。
在最大编码单元1500包括0、1、2、3、4五个滤波层的情况下，可如下面的表2中所示对环路滤波的分割信息和性能进行编码。
表2
【表2】
也就是，根据数据单元的层的分割标记被编码并作为滤波器信息被发送以便确定将由环路滤波单元1440和环路滤波单元1470进行滤波的根据树结构1600的滤波单元。
根据树结构的编码单元形成为多种形状，以使与最大编码单元1500相应的原始图像和基于根据树结构的编码单元进行解码的恢复图像之间的误差最小化，从而提高了编码单元内部的像素的空间相关性。因此，通过基于编码单元确定滤波单元，可省略与编码单元的确定步骤单独的用于确定滤波单元的操作。另外，通过基于根据树结构的编码单元确定滤波单元，可省略根据滤波单元的多个层的分割标记，从而能够减少关于滤波器信息的传输比特率。以下，将参照图17至图22详细描述根据示例性实施例的确定滤波单元和滤波器信息的方法。
图17示出根据示例性实施例的最大编码单元和包括分区并包括在每个最大编码单元中的每个中包括的根据树结构的编码单元的数据单元。
数据单元组1700包括根据9个最大编码单元的编码深度的编码单元，每个最大编码单元的尺寸为32×32。另外，每个最大编码单元包括根据树结构的编码单元和分区。通过使用实线来表示根据编码深度的编码单元，通过使用虚线来表示通过分割根据编码深度的编码单元而获得的分区。根据树结构的编码单元的编码深度可包括0、1和2，与最大分层的数量相应的最大深度可被设置为3。
图18至图21分别示出关于图17的数据单元的滤波层0、1、2和3的滤波单元。
环路滤波单元120和环路滤波执行单元230可在根据深度的多个层以及根据最大编码单元的树结构的编码单元和分区中的每个编码单元的分区层中确定滤波层，并可将根据多个层的数据单元确定为滤波单元，其中，根据多个层的数据单元是从最大编码单元中的每个到确定的滤波层的数据单元。
环路滤波单元120和环路滤波执行单元230使用滤波层确定滤波单元。例如，参照数据组1700，相同的滤波层信息可被设置为9个最大编码单元。根据滤波层信息，从最大编码单元到滤波层的深度的编码单元可被确定为滤波单元，其中，编码单元是在根据深度从0到编码深度的编码单元中。然而，根据编码深度的编码单元根据滤波层不被分割到更低深度。
更详细地，在滤波层0的情况下，根据深度为0的编码单元(即，最大编码单元)可被确定为滤波单元。因此，滤波单元组1800可包括根据深度为0的编码单元。
在滤波层1的情况下，最大编码单元直到根据深度为1的编码单元可被确定为滤波单元。因此，滤波单元组1900可包括根据深度为0的编码单元和深度为1的编码单元。然而，根据深度为1的编码单元不被包括在根据深度为0的最大编码单元中。
在滤波层2的情况下，最大编码单元直到根据深度为2的编码单元可被确定为滤波单元。因此，滤波单元组2000可包括根据深度为0的编码单元、根据深度为1的编码单元和根据深度为2的编码单元。然而，根据深度为1的编码单元和根据深度为2的编码单元不被包括在根据深度为0的最大编码单元中，根据深度为2的编码单元不被包括在根据深度为1的编码单元中。
在滤波层3的情况下，滤波层可对应于编码深度的最大深度，最大编码单元、根据所有深度的编码单元和分区可被确定为滤波单元。因此，滤波单元组2100可包括根据深度为0的编码单元、根据深度为1的编码单元和根据深度为2的编码单元和分区。类似地，根据深度为1的编码单元和根据深度为2的编码单元不被包括在根据深度为0的最大编码单元中，根据深度为2的编码单元不被包括在根据深度为1的编码单元中。
图22示出关于图17的数据单元的滤波层1的滤波单元和环路滤波性能信息。
在滤波层被设置为1的情况下，滤波单元组1900可被最终确定为滤波单元组2200。因此，滤波单元组2200的滤波单元包括根据深度为0的数据单元和根据深度为1的编码单元，环路滤波性能信息可被设置为滤波单元中的每个。图22的环路滤波性能信息是指示是否对相应的滤波单元执行环路滤波的标记，环路滤波性能信息0或1可被应用到滤波单元组2200的滤波单元中的每个。在这种情况下，关于滤波单元组2200的滤波单元的信息可包括指示滤波层1的滤波层信息和以标记形式的环路滤波性能信息。
环路滤波性能信息可被设置为不仅指示环路滤波的性能而且指示从多个滤波器类型中选择的滤波器类型。例如，在环路滤波性能信息分别指示0、1、2和3的情况下，环路滤波性能信息可分别定义“不执行环路滤波的情况”、“使用滤波器类型1的情况”、“使用滤波器类型2的情况”和“使用滤波器类型3的情况”。
另外，环路滤波性能信息可被设置以在根据滤波单元的预定图像特性分类的滤波器类型之间进行区分。例如，考虑滤波区域的图像特性，环路滤波性能信息可被设置为指示不执行环路滤波的情况或者执行环路滤波的另一情况，其中，所述另一情况被分为“使用用于平坦区的滤波器类型的情况”、“使用用于边缘区的滤波器类型的情况”和“使用用于纹理区的滤波器类型的情况”。
另外，环路滤波性能信息可被设置以在根据编码符号分类的滤波器类型之间进行区分。所述编码符号包括运动向量(MV)、运动向量差(MVD)值、编码块模式(CBP)、预测模式等。
MVD值指示MVD的垂直分量和水平分量的绝对值的总和。另外，如果当前区域中存在非零量化系数，则编码块模式信息被设置为1，如果不存在非零量化系数，则编码块模式信息被设置为0。
编码符号作为图像编码的结果被生成，因此，设置有类似编码符号的区域可具有类似的图像特性。例如，通常，MVD值大于预定阈值或编码块模式信息被设置为1的区域可具有许多纹理分量，MVD值小于预定阈值或编码块模式信息被设置为0的区域可以是由于准确执行预测编码而使量化误差最小化的区域，或者可以是平坦区域。
因此，用于预定滤波单元的滤波器类型可被分类为用于滤波单元的MVD值小于预定阈值的区域的滤波器和用于滤波单元的MVD值大于预定阈值的区域的滤波器。另外，用于预定滤波单元的滤波器类型可被分类为用于编码块模式信息被设置为0的区域的滤波器和用于编码块模式信息被设置为1的区域的滤波器。另外，根据关于MVD值和编码块模式信息的4种组合情况，用于预定滤波单元的滤波器类型可被分类为：用于MVD值小于预定阈值和编码块模式信息被设置为0的区域的滤波器、用于MVD值小于预定阈值和编码块模式信息被设置为1的区域的滤波器、用于MVD值大于预定阈值和编码块模式信息被设置为0的区域的滤波器以及用于MVD值大于预定阈值和编码块模式信息被设置为1的区域的滤波器。
由于预测模式是作为考虑图像的空间时间特性来执行编码的结果而生成的信息，因此可根据滤波单元的预测模式来确定滤波器类型。
视频编码设备100的环路滤波单元120可对每个滤波单元设置滤波器信息，其中，滤波器信息包括关于根据树结构的编码单元的滤波层信息、环路滤波性能信息、用于环路滤波的滤波器系数信息以及关于滤波层的上界限层和下界限层的信息。视频编码设备100的发送单元130可发送关于环路滤波的信息、编码的数据和关于编码单元的编码信息。
视频解码设备200的接收和提取单元210可基于滤波信息识别滤波单元，可分析每个滤波单元的滤波的性能或滤波器类型，并可执行环路滤波。
因此，从编码单元单独确定用于环路滤波的滤波单元的计算被简化，通过仅使用滤波层信息而不使用根据多个层的分割信息来设置滤波单元，从而还可减少传输比特率。
图23是根据示例性实施例的通过基于根据树结构的编码单元执行环路滤波来对视频进行编码的方法的流程图。
在操作2310中，画面被分割为最大编码单元，最大编码单元是每个具有最大尺寸的数据单元。在操作2320中，针对包括在每个最大编码单元中的根据多个深度的更深编码单元，单独确定根据编码深度的编码单元，从而确定根据树结构的编码单元。
在操作2330中，基于根据每个最大编码单元的树结构的编码单元来确定用于执行环路滤波的滤波单元，并随后基于滤波单元执行环路滤波。
在操作2340中，编码关于环路滤波的信息，根据滤波单元发送编码的关于环路滤波的信息、编码的画面的数据和关于根据每个最大编码单元的树结构的编码单元的编码模式信息。根据示例性实施例的滤波器信息可包括滤波层信息、滤波性能信息、滤波器系数信息和关于滤波层的上界限层和下界限层的信息。
图24是根据另一示例性实施例的通过基于根据树结构的编码单元执行环路滤波来对视频进行解码的方法的流程图。
在操作2410，解析接收的比特流，针对包括在当前画面的每个最大编码单元中的根据树结构的编码单元中的每个提取编码的图像数据、关于根据树结构的编码单元的编码模式信息和关于每个最大编码单元的环路滤波的信息。滤波层信息、滤波性能信息、滤波器系数信息和关于滤波层的上界限层和下界限层的信息可被提取作为滤波器信息。
在操作2420中，基于针对每个最大编码单元提取的关于根据树结构的编码单元的编码模式信息，根据编码单元对编码的图像数据进行解码。在操作2430中，通过使用提取的关于环路滤波的信息，基于根据每个最大编码单元的树结构的编码单元来确定用于环路滤波的滤波单元，根据滤波单元对每个最大编码单元的解码的图像数据执行环路滤波。
示例性实施例可被写为计算机程序，并可在使用计算机可读记录介质执行所述程序的通用数字计算机中被实现。计算机可读记录介质的示例包括磁存储介质(例如ROM、软盘、硬盘等)和光记录介质(例如CD-ROM或DVD)。此外，上述设备和系统的一个或更多单元可包括执行存储在计算机可读介质中的计算机程序的处理器或微处理器。
尽管已经参照附图具体地显示和描述了示例性实施例，但是本领域的普通技术人员将理解，在不脱离权利要求所限定的本发明构思的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。示例性实施例应被认为仅是描述的意义，而不是限制的目的。因此，本发明的范围不是由示例性实施例的详细描述限定，而是由权利要求限定，并且该范围内的所有差别将被解释为包括在本发明中。

Claims (6)

1.一种通过基于编码单元执行环路滤波来对视频进行解码的方法，所述方法包括：
从接收到的比特流解析指示最大编码单元是否是当环路滤波被执行时的滤波单元的信息；
通过使用指示所述最大编码单元的尺寸的信息来确定所述最大编码单元，其中，画面被划分为包括所述最大编码单元的至少两个最大编码单元；
通过使用从接收到的比特流解析出的指示分层结构的信息，确定包括在所述最大编码单元中的具有分层结构的至少一个编码单元；
对所述至少一个编码单元进行解码以产生所述最大编码单元的重构图像数据；
使用指示所述最大编码单元是否是当环路滤波被执行时的滤波单元的信息，确定所述最大编码单元是否是当环路滤波被执行时的滤波单元；
对所述最大编码单元执行环路滤波，
其中，所述最大编码单元中的至少一个编码单元之中的编码单元包括用于对所述编码单元执行预测的至少一个预测单元，
其中，所述编码单元被划分为独立于所述至少一个预测单元的至少一个变换单元，
其中，所述至少一个预测单元是通过使用从接收到的比特流中解析出的指示分区类型的信息而被确定的。
2.如权利要求1所述的方法，其中，执行环路滤波的步骤包括：通过参考从接收到的比特流获取的关于环路滤波的信息，基于所述最大编码单元中的根据树结构的编码单元并基于分区来确定滤波单元，其中，所述分区是用于根据编码深度的每个编码单元的预测编码的数据单元。
3.如权利要求2所述的方法，其中，基于编码单元确定滤波单元的步骤包括以下步骤中的至少一个：
通过参考提取的关于环路滤波的信息，将数据单元确定为滤波单元，其中，所述数据单元是通过分割或合并根据树结构的编码单元中的一个或更多个编码单元而获得的；
通过参考提取的关于环路滤波的信息，将根据树结构的编码单元用作滤波单元的预测值；
根据滤波层信息，将直到滤波层的分层的数据单元确定为滤波单元。
4.如权利要求2所述的方法，其中，关于环路滤波的信息包括以下信息中的至少一种：关于滤波层的滤波层信息，其中，滤波层被确定为更深编码单元的多个层中的一个以便确定关于根据树结构的编码单元的滤波单元；指示针对滤波单元的环路滤波的性能的环路滤波性能信息；用于环路滤波的滤波器系数信息；以及关于滤波层的上界限层和下界限层的信息。
5.如权利要求4所述的方法，其中，执行环路滤波的步骤包括：基于环路滤波性能信息，确定针对所述最大编码单元中的根据树结构的编码单元中的每个编码单元的环路滤波的性能。
6.如权利要求1所述的方法，其中，
包括在所述最大编码单元中的根据树结构的编码单元根据所述最大编码单元中的一个区域中的深度被分层，并且根据其他区域中的编码深度独立；
编码单元被确定以独立输出根据更深编码单元的编码深度的编码结果，其中，更深编码单元根据深度被分层构成，深度表示编码单元从所述最大编码单元被空间分割的次数。
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