CN106233334B - 一种将视频块分割模式和视频编码块关联的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种将视频块分割模式(503、505、507、509、511、513)和视频编码块(301)关联的装置(200)，其中，所述装置(200)包括：获得器(201)，用于获得一组分割掩码样本(A、B、C、D、E、F)的值，其中，该组分割掩码样本中的每个分割样本代表用于定义所述视频编码块的视频编码块分区的分割掩码(409)中的不同位置；选择器(203)，用于基于该组分割掩码样本中的分割掩码样本值，从一组(501)预定的视频块分割模式(503、505、507、509、511、513)中选择视频块分割模式(503、505、507、509、511、513)；关联器(205)，用于将所述选择的视频块分割模式(503、505、507、509、511、513)和所述视频编码块(301)关联。

Description

一种将视频块分割模式和视频编码块关联的装置和方法
技术领域
本发明涉及视频编码领域。
背景技术
在现代的视频编解码器中，视频信号的视频帧可划分为视频编码块，也称为宏块或编码单元。视频编码块可分割为具有规则或不规则形状的视频块分区。
一种示例性的能够提供形状不规则的视频编码块分区的块分割技术为基于深度的块分割(depth-based block partitioning，DBBP)。在基于深度的块分割(DBBP)中，视频编码块分区的形状是基于视频编码块的深度信息确定的。为了指示视频编码块的视频编码块分区，提供了分割掩码。
为了高效处理形状不规则的视频编码块分区，例如，为了运动估计或预测的目的，可以使用一种虚拟的分割技术，将视频块分割模式映射到分割掩码上。然而，常用的技术，例如，基于交叉关联的技术，计算十分复杂，从而限制了现代视频编解码器可达到的编码效率。
在2013年的图像编码研讨会(Picture Coding Symposium，PCS)上，F.Jaeger在“针对3D视频编码的基于深度的块分割”中说明了基于深度的块分割方法。
在2010年的IEEE ICIP会议上，L.Guo、P.Yin、Y.Zheng、X.Lu、Q.Xu和J.Sole在“针对视频编码的简化的几何自适应块分割”中说明了统计块分割方法。
在2006年的IEEE ICIP会议上，E.M.Hung、R.L.De Queiroz和D.Mukherjee在“针对运动补偿的宏块分区”中说明了基于边缘检测的块分割方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效地将视频编码分割模式和视频编码块关联的方法。
该目的是通过独立权利要求的特征实现。结合从属的权利要求、说明书和附图会使具体实施例更易于理解。
本发明基于一种发现：可以基于若干与视频编码块关联的分割掩码中的样本值，从一组视频块分割模式中选择视频块分割模式。将样本布置在分割掩码中的预定位置，例如，分割掩码的角落区域或边界区域。样本值可共同指示视频块分割模式。因此，为了选择视频块分割模式，仅对少量的分割掩码的样本值进行处理，例如，仅对四至六个值进行处理，从而将任意视频编码块分区映射到一组6个预定的视频编码块分割模式。
可以通过决策树实现视频块分割模式的选择，其中，可针对每对值进行是否相等或不等的比较。还可以通过逻辑门实现视频块分割模式的选择，其中，可通过组合逻辑将这些值组合，以指示视频块分割模式。还可以通过查看表实现视频块分割模式的选择，其中，所述查看表可包括值的预定组合，以指示视频块分割模式。决策树、逻辑门或查看表是用于基于预定位置上的分割掩码的样本值来选择视频块分割模式的决策规则的可能实现方式。针对具有二进制值的分割掩码，可通过标准的数字电路来高效实现决策树、逻辑门或查看表。
为描述本发明，将使用以下术语、缩写和符号(等等)：
AVC-高级视频编码
HEVC-高性能视频编码
CU-编码单元
DBBP-基于深度的块分割
视频序列：一组呈现运动图片的连续图像或图片，在视频上下文中也称为帧。
3D视频：一种包括纹理图像或视图及其至少一个对应的深度或视差图的信号。
视觉场景：3D视频中表现的真实世界或合成场景。
深度图：灰度图像或图片，其中，该图片每个点的值确定该点所代表的视觉场景到照相机的距离。或者，可采用视差图，视差图的值与深度图的值成反比。
纹理图像：从特定视角获取的图像或图片，其包括视觉场景的颜色和纹理信息，通常以RGB或YUV格式表示。
编码块：编码单元，通常为规则的矩形形状，其通过针对所述块而选择的编码模式的语法来描述了图像的编码区域。
编码模式：描述一组用于编码图像的编码块的手段和方法。
参考块：一种在当前处理的块之前就已经解码的图像块，其用作当前块的预测编码的参考。
第一方面，本发明涉及一种将视频块分割模式与视频编码块关联的装置，其中，所述装置包括：获得器，用于获得分割掩码样本值，其中，一组分割掩码样本中的每个分割样本代表用于定义所述视频编码块的视频编码块分区的分割掩码中的不同位置；选择器，用于基于该组分割掩码样本中的分割掩码样本值，从一组预定的视频块分割模式中选择视频块分割模式；关联器，用于将所述选择的视频块分割模式和所述视频编码块关联。
所述选择器可用于通过，例如决策树、逻辑门或查看表，从该组视频块分割模式中选择所述视频块分割模式。通过决策树，可对每对值，例如第一值和第二值进行是否相等或不等的比较。基于IF-THEN-ELSE条件语句，能够实现决策树。通过逻辑门，可使用组合逻辑对各个值，例如第一值和第二值进行组合，以指示视频块分割模式。基于AND-OR逻辑语句，能够实现逻辑门。通过查看表，各个值，例如第一值和第二值的预定组合可用于指示视频块分割模式。
所述关联器可用于将所述选择的视频块分割模式和所述视频编码块关联。该组视频块分割模式中的每个视频块分割模式可通过预定的索引号进行索引。所述关联器可用于将所述选择的视频块分割模式的索引号和所述视频编码块关联。
因此，针对与视频编码块关联的分割掩码所定义的任一种分区，例如规则和不规则的分区，可高效地将预定的视频块分割模式和所述视频编码块关联。
所述视频编码块可为视频帧的一部分。所述视频编码块可包括纹理信息和深度信息。视频编码块分区可具有规则或不规则的形状。
纹理信息和深度信息可为单独视频帧的一部分，即，可有包括纹理信息的第一视频帧和包括对应的深度信息的第二视频帧。视频编码块可与第一视频帧和/或第二视频帧相关。所述第一视频帧中的视频编码块可包括纹理信息，所述第二视频帧中的视频编码块可包括对应的深度信息。
该组预定的视频块分割模式可包括多个视频块分割模式。视频块分割模式支持规则的形状，特别是矩形。该组预定的视频块分割模式中的视频块分割模式也可以称为预定的视频块分割模式。
所述分割掩码与所述视频编码块关联。分割掩码样本指示分割掩码的分段和视频编码块的视频编码块分区。相同分段中的每个样本的值都是相同的，但与视频编码块中分配给其他分段的值不同。
根据第一方面，在所述装置的第一种实现形式中，所述视频编码块的视频编码块分区具有不规则的形状，特别是非矩形，和/或该组预定的视频块分割模式中的视频块分割模式支持规则的形状，特别是矩形。
形状不规则的视频编码块分区可通过块分割技术，例如基于深度的块分割(DBBP)确定。预定的形状规则的视频块分割模式涉及视频编码块的虚拟分割，其中，所述视频编码块的虚拟分割代表视频编码块的不规则分割。
根据第一方面或第一方面的第一种实现形式，在所述装置的第二种实现形式中，该组预定的视频块分割模式包括以下视频块分割模式中的至少一种：用于在所述视频编码块的高度的四分之一处水平分割所述视频编码块的视频块分割模式、用于在所述视频编码块的高度的一半处水平分割所述视频编码块的视频块分割模式、用于在所述视频编码块的高度的四分之三处水平分割所述视频编码块的视频块分割模式、用于在所述视频编码块的宽度的四分之一处垂直分割所述视频编码块的视频块分割模式、用于在所述视频编码块的宽度的一半处垂直分割所述视频编码块的视频块分割模式和用于在所述视频编码块的宽度的四分之三处垂直分割所述视频编码块的视频块分割模式。
根据第一方面或第一方面的前述任一种实现形式，在所述装置的第三种实现形式中，该组分割样本中的第一分割样本和第二分割掩码样本代表所述分割掩码或所述视频编码块的相邻角落位置，或者，该组分割样本中的第一分割样本和第二分割掩码样本代表所述分割掩码或所述视频编码块的相邻角落的角落区域中的位置，其中，所述角落区域与从所述角落起在水平方向上延伸了视频编码块的四分之一宽度以及在垂直方向上延伸了视频编码块的四分之一高度的区域相关。
所述角落区域可位于所述分割掩码的左上角或左上角外角点、所述分割掩码的右上角或右上角外角点、所述分割掩码的左下角或左下角外角点或所述分割掩码的右下角或右下角外角点。所述角落区域可包括所述分割掩码的多个样本。所述角落区域可包括所述分割掩码的角落。
根据第一方面或第一方面的前述任一种实现形式，在所述装置的第四种实现形式中，该组分割样本中的第三分割样本和第四分割掩码样本代表所述分割掩码或所述视频编码块的相对水平边界上的边界位置，和/或代表关于分割掩码的中心位置中心对称的边界位置；该组分割样本中的第五分割样本和第六分割掩码样本代表所述分割掩码或所述视频编码块的相对垂直边界上的边界位置，和/或代表关于分割掩码的中心位置中心对称的边界位置；或者
该组分割样本中的第三分割样本和第四分割掩码样本代表所述分割掩码的相对水平边界的边界区域中的位置，其中，每个边界区域与从所述边界起在垂直方向上延伸了所述分割掩码或所述视频编码块的四分之一高度的区域相关，和/或仅与从所述分割掩码或所述视频编码块的宽度的一半处起在水平方向上延伸了所述分割掩码或所述视频编码块的四分之一宽度的区域相关，这些从宽度的一半处起延伸的水平边界区域在相反的水平方向上延伸到彼此；
该组分割样本中的第五分割样本和第六分割掩码样本代表所述分割掩码的相对垂直边界的边界区域中的位置，其中，所述边界区域与从所述边界起在水平方向上延伸了所述分割掩码的四分之一宽度的区域相关，且还可仅与从所述分割掩码的高度的一半处起在垂直方向上延伸了所述分割掩码的四分之一高度的区域相关，这些从高度的一半处起延伸的垂直边界区域在相反的垂直方向上延伸到彼此。
根据第一方面或第一方面的前述任一种实现形式，在所述装置的第五种实现形式中，该组分割样本中的第一分割样本代表所述分割掩码的左上角位置；该组分割样本中的第二分割样本代表所述分割掩码的左下角或右上角位置；该组分割样本中的第三分割样本代表所述分割掩码的水平N/4–1、N/4、N/2、N–1–N/2(N/2–1)、3/4N或者N–1–N/4(3/4N–1)样本位置上(例如，在水平方向上从左到右数)的上边界样本；该组分割样本中的第四分割样本代表所述分割掩码的水平N/4–1、N/4、N/2、N–1–N/2(N/2–1)、3/4N或者N–1–N/4(3/4N–1)样本位置上(例如，在水平方向上从左到右数)，优选地，与所述第三分割样本的水平位置中心对称的位置上的下边界样本；该组分割样本中的第五分割样本代表所述分割掩码的垂直N/4–1、N/4、N/2、N–1–N/2(N/2–1)、3/4N或者N–1–N/4(3/4N–1)样本位置上(例如，在垂直方向上从上到下数)的左边界样本；该组分割样本中的第六分割样本代表所述分割掩码的水平N/4–1、N/4、N/2、N–1–N/2(N/2–1)、3/4N或者N–1–N/4(3/4N–1)样本位置上(例如，在垂直方向上从上到下数)，优选地，与所述第四分割样本的垂直位置中心对称的位置上的右边界样本。
根据第一方面或第一方面的前述任一种实现形式，在所述装置的第六种实现形式中，所述分割掩码样本具有指示视频编码块分区的二进制值。
因此，能够高效实现从一组视频块分割模式中选择视频块分割模式。
第一二进制值，例如0，可以指示第一视频编码块分区。所述第一二进制值还可以指示分割掩码样本属于所述第一视频编码块分区。第二二进制值，例如1，可以指示第二视频编码块分区。所述第二二进制值还可以指示分割掩码样本属于所述第二视频编码块分区。在进一步的实现形式中，所述第一二进制值可为1，所述第二二进制值可为0。
根据第一方面或第一方面的前述任一种实现形式，在所述装置的第七种实现形式中，所述装置还包括转换器，用于转换所述分割掩码样本的二进制值。
因此，可以从一组预定的视频块分割模式中更多数量的视频块分割模式中选择视频块分割模式。
可将分割掩码样本的第一二进制值，例如0替换为分割掩码样本的第二二进制值，例如1，反之亦然，从而实现转换所述分割掩码的二进制值。
根据第一方面或第一方面的前述任一种实现形式，在所述装置的第八种实现形式中，所述装置还包括降下采样器，用于根据预定的下采样因子对所述分割掩码的空间分辨率进行下采样。因此，能够减少分割掩码样本的数量。
对分割掩码进行下采样可包括对分割掩码进行低通滤波。所述预定的下采样因子可以为数字，例如2或4。
根据第一方面或第一方面的前述任一种实现形式，在所述装置的第九种实现形式中，所述视频编码块包括纹理信息和深度信息，其中，所述深度信息的样本指示所述纹理信息的样本深度或视差，所述获得器用于基于所述深度信息获得该组分割掩码样本值。
所述获得器可用于基于所述深度信息获得分割掩码样本值。所述获得器可用于例如，通过求深度信息的样本值的平均值来确定阈值，并将深度信息的样本值与阈值进行比较从而获得分割掩码样本值。因此，视频编码块分区可与视频编码块的深度信息相关。
所述深度信息可以为深度图或视差图，且所述深度信息可包括多个样本，其中，深度信息的每个样本与预定义数量的纹理样本，例如，单像素、2×2像素块或4×4像素块对应。所述深度信息可指示深度或视差。所述纹理信息可为纹理图，且所述纹理信息可包括多个样本。
所述纹理信息和所述深度信息可具有不同的空间分辨率。为适应纹理信息，可以对深度信息进行调整。为与所述纹理信息的样本位置对应，可确定所述深度信息的样本位置。
根据第一方面或第一方面的前述任一种实现形式，在所述装置的第十种实现形式中，所述装置为视频编解码器，例如视频编码器或视频解码器。
第二方面，本发明涉及一种将视频块分割模式和视频编码块关联的方法，其中，所述方法包括：获得分割掩码样本值，其中，一组分割掩码样本中的每个分割样本代表用于定义所述视频编码块的视频编码块分区的分割掩码中的不同位置；基于该组分割掩码样本中的分割掩码样本值，从一组预定的视频块分割模式中选择视频块分割模式；将所述选择的视频块分割模式和所述视频编码块关联。
根据第二方面，在所述方法的第一种实现形式中，所述视频编码块的视频编码块分区具有任意的，例如不规则的形状和/或非矩形，和/或该组预定的视频块分割模式中的视频块分割模式支持规则的形状，例如矩形。
根据第二方面或第二方面的第一种实现形式，在所述方法的第二种实现形式中，该组预定的视频块分割模式包括以下视频块分割模式中的至少一种：用于在所述视频编码块的高度的四分之一处水平分割所述视频编码块的视频块分割模式、用于在所述视频编码块的高度的一半处水平分割所述视频编码块的视频块分割模式、用于在所述视频编码块的高度的四分之三处水平分割所述视频编码块的视频块分割模式、用于在所述视频编码块的宽度的四分之一处垂直分割所述视频编码块的视频块分割模式、用于在所述视频编码块的宽度的一半处垂直分割所述视频编码块的视频块分割模式或用于在所述视频编码块的宽度的四分之三处垂直分割所述视频编码块的视频块分割模式。
根据第二方面或第二方面的前述任一种实现形式，在所述方法的第三种实现形式中，该组分割样本中的第一分割样本和第二分割掩码样本代表所述分割掩码或所述视频编码块的相邻角落位置，或者，该组分割样本中的第一分割样本和第二分割掩码样本代表所述分割掩码或所述视频编码块的相邻角落的角落区域中的位置，其中，所述角落区域与从所述角落起在水平方向上延伸了视频编码块的四分之一宽度和在垂直方向上延伸了视频编码块的四分之一高度的区域相关。
根据第二方面或第二方面的前述任一种实现形式，在所述方法的第四种实现形式中，该组分割样本中的第三分割样本和第四分割掩码样本代表所述分割掩码或所述视频编码块的相对水平边界上的边界位置，和/或代表关于分割掩码的中心位置中心对称的边界位置；该组分割样本中的第五分割样本和第六分割掩码样本代表所述分割掩码或所述视频编码块的相对垂直边界上的边界位置，和/或代表关于分割掩码的中心位置中心对称的边界位置；或者
该组分割样本中的第三分割样本和第四分割掩码样本代表所述分割掩码的相对水平边界的边界区域中的位置，其中，每个边界区域与从所述边界起在垂直方向上延伸了所述分割掩码或所述视频编码块的四分之一高度的区域相关，和/或仅与从所述分割掩码或所述视频编码块的宽度的一半处起在水平方向上延伸了分割掩码或视频编码块的四分之一宽度的区域相关，这些从宽度的一半处起延伸的水平边界区域在相反的水平方向上延伸到彼此；
该组分割样本中的第五分割样本和第六分割掩码样本代表所述分割掩码的相对垂直边界的边界区域中的位置，其中，所述边界区域与从所述边界起在水平方向上延伸了所述分割掩码的四分之一宽度的区域相关，和/或与从所述分割掩码的高度的一半处起在垂直方向上延伸了所述分割掩码的四分之一高度的区域相关，这些从高度的一半处起延伸的垂直边界区域在相反的垂直方向上延伸到彼此。
根据第二方面或第二方面的前述任一种实现形式，在所述方法的第五种实现形式中，该组分割样本中的第一分割样本代表所述分割掩码的左上角位置；该组分割样本中的第二分割样本代表所述分割掩码的左下角或右上角位置；该组分割样本中的第三分割样本代表所述分割掩码的水平N/4–1、N/4、N/2、N–1–N/2(N/2–1)、3/4N或者N–1–N/4(3/4N–1)样本位置上的上边界样本；该组分割样本中的第四分割样本代表所述分割掩码的水平N/4–1、N/4、N/2、N–1–N/2(N/2–1)、3/4N或者N–1–N/4(3/4N–1)样本位置上(例如，在水平方向上从左到右数)，优选地，与所述第三分割样本的水平位置中心对称的位置上的下边界样本；该组分割样本中的第五分割样本代表所述分割掩码的垂直N/4–1、N/4、N/2、N–1–N/2(N/2–1)、3/4N或者N–1–N/4(3/4N–1)样本位置上(例如，在垂直方向上从上到下数)的左边界样本；该组分割样本中的第六分割样本代表所述分割掩码的水平N/4–1、N/4、N/2、N–1–N/2(N/2–1)、3/4N或者N–1–N/4(3/4N–1)样本位置上(例如，在垂直方向上从上到下数)，优选地，与所述第四分割样本的垂直位置中心对称的位置上的右边界样本。
根据第二方面或第二方面的前述任一种实现形式，在所述方法的第六种实现形式中，所述分割掩码样本具有指示视频编码块分区的二进制值。
根据第二方面或第二方面的前述任一种实现形式，在所述方法的第七种实现形式中，所述方法还包括：转换所述分割掩码样本的二进制值。
根据第二方面或第二方面的前述任一种实现形式，在所述方法的第八种实现形式中，所述方法还包括：根据预定的下采样因子对所述分割掩码的空间分辨率进行下采样。
根据第二方面或第二方面的前述任一种实现形式，在所述方法的第九种实现形式中，所述视频编码块包括纹理信息和深度信息，其中，所述深度信息的样本指示所述纹理信息的样本深度或视差，所述获得器用于基于所述深度信息获得该组分割掩码样本值。
根据第二方面或第二方面的前述任一种实现形式，在所述方法的第十种实现形式中，所述方法涉及视频编码或视频解码。
与第一方面及其实现形式所述的装置相关的解释同样适用于第二方面及其对应的实现形式所述的方法。
第三方面，本发明涉及一种装置，该装置包括处理器，其中，所述处理器的实现形式用于执行第二方面或其任一种实现形式所述的方法。
第四方面，本发明涉及一种计算机程序，包括程序编码，用于当程序编码在计算机上运行时，执行第二方面或者第二方面任一种实现形式所述的方法。因此，该方法可通过自动和重复的方式进行。
该计算机程序可以机器可读代码的形式提供。该计算机程序可以包括一系列计算机处理器的命令。所述计算机的处理器可用于执行该计算机程序。所述计算机可以包括处理器、存储器、和/或输入/输出工具。
该计算机程序可由第一方面或第一方面的任一种实现形式的所述装置的获得器、选择器和/或关联器执行。
该计算机程序还可以由第三方面或第三方面的任一种实现形式的所述装置的处理器执行。
第五方面，本发明涉及一种计算机可读存储介质，包括第四方面所述的计算机程序。因此，该计算机程序可以存储并高效执行。
根据第五方面的计算机可读存储介质的进一步实现形式包括第四方面的实现形式所述的计算机程序。
本发明可以通过硬件和/或软件来实现。
附图说明
本发明的具体实施例将结合以下附图进行描述，其中：
图1示出了一实现形式提供的一种将视频块分割模式和视频编码块关联的方法图；
图2示出了一实现形式提供的一种将视频块分割模式和视频编码块关联的装置，例如视频编码器的图；
图3示出了一实现形式提供的视频编码块和相邻视频编码块的视频编码块分区图；
图4示出了一实现形式提供的视频帧的纹理信息和深度信息图；
图5示出了一实现形式提供的一组预定的视频块分割模式图；
图6示出了一实现形式提供的一组预定的视频块分割模式图；
图7示出了一实现形式提供的分割掩码中的样本位置图(6点分割掩码样本模式)；
图8示出了一实现形式提供的分割掩码中的样本位置图(另一种6点分割掩码样本模式)；
图9A示出了一实现形式提供的用于从一组预定的视频块分割模式中选择视频块分割模式的决策树图；
图9B示出了一实现形式提供的用于从一组预定的视频块分割模式中选择视频块分割模式的逻辑门结构的电路图；
图9C示出了一实现形式提供的分割掩码中的样本位置图(5点分割掩码样本模式)；
图9D示出了一实现形式提供的用于从一组预定的视频块分割模式中选择视频块分割模式的决策树图(图9C中的5点分割掩码样本模式)；
图9E示出了一实现形式提供的分割掩码中的样本位置图(4点分割掩码样本模式)；
图9F示出了一实现形式提供的用于从一组预定的视频块分割模式中选择视频块分割模式的决策树图(图9E中的4点分割掩码样本模式)；
图9G示出了一种视频编码块和将视频编码块分为视频编码块的两半、四份和十六份的网格；
图10示出了一实现形式提供的一种将视频块分割模式和视频编码块关联的方法图。
相同的参考记号指相同或至少等效的特征。
具体实施方式
图1示出了一实施例提供的一种将视频块分割模式和视频编码块关联的方法100的图。
所述方法100包括：101、获得一组分割掩码样本值，例如每个分割掩码样本值，其中，该组分割掩码样本中的每个分割样本代表用于定义视频编码块的视频编码块分区的分割掩码中的不同位置。如下所述，例如，依据各实施例，获得预定数量的分割掩码样本中的每个分割掩码样本值(例如，针对4点模式的实施例或针对6点模式查找表或门的实施例)，或者仅获得那些基于之前的估计所需的分割掩码样本值(例如，针对6点模式决策树的实施例)。
多个分割掩码样本中的每个分割掩码样本值指示分割掩码样本属于或是指哪个分段。换言之，第一样本值，例如0，指示分割样本属于分割掩码的第一分段且是指与所述第一分段对应的第一视频编码块分区。第二样本值，例如1，指示分割样本属于分割掩码的第二分段且是指与所述第二分段对应的第二视频编码块分区，等等。二进制分割掩码仅由两个分割样本值，即第一和第二分割样本值定义。
所述方法还包括：103、基于该组分割掩码样本中的分割掩码样本值，从一组预定的视频块分割模式中选择视频块分割模式，例如，如基于图5和图6中更详细的示例描述所示。
所述方法100还包括：105、将所述选择的视频块分割模式和所述视频编码块关联。
所述视频编码块可为视频帧的一部分。所述视频编码块可包括纹理信息和深度信息。视频编码块分区可具有规则或不规则的形状。
该组预定的视频块分割模式可包括多个视频块分割模式。视频块分割模式支持规则的形状，特别是矩形。
分割掩码与视频编码块关联。分割掩码样本可与预定义数量的纹理样本，例如，单像素、2×2像素块或4×4像素块对应，其指示所述视频编码块的视频编码块分区。
可以通过决策树实现视频块分割模式的选择，其中，可针对每对值进行是否相等或不等的比较。还可以通过逻辑门实现视频块分割模式的选择，其中，可通过组合逻辑将各个值组合，以指示视频块分割模式。还可以通过查看表实现视频块分割模式的选择，其中，所述查看表可包括各个值的预定组合，以指示视频块分割模式。
下文结合图3至图10对所述方法100的进一步实施例进行描述。
图2示出了一实施例提供的一种将视频块分割模式和视频编码块关联的装置200，例如，视频编解码器200的图。所述装置200的实施例包括获得器201、选择器203和关联器205。
所述获得器201用于获得值，其中，一组分割掩码样本中的每个分割样本代表用于定义视频编码块的视频编码块分区的分割掩码中的不同位置。
所述选择器203用于基于该组分割掩码样本中的分割掩码样本值，从一组预定的视频块分割模式中选择视频块分割模式。
所述关联器205用于将所述选择的视频块分割模式和所述视频编码块关联。
所述装置200可为视频编解码器200，特别是视频解码器或视频编码器。
所述获得器201可用于从分割掩码中提取第一分割掩码样本和第二分割掩码样本，从而得到所述第一分割掩码样本的第一值和所述第二分割掩码样本的第二值。
所述选择器203可用于通过，例如，决策树、逻辑门或查看表从该组视频块分割模式中选择视频块分割模式。通过决策树，可对每对值，例如第一值和第二值进行是否相等或不等的比较。基于IF-THEN-ELSE条件语句，能够实现决策树。通过逻辑门，可使用组合逻辑对各个值，例如第一值和第二值进行组合，以指示视频块分割模式。基于AND-OR逻辑语句，能够实现逻辑门。通过查看表，各个值，例如第一值和第二值的预定组合可用于指示视频块分割模式。
所述关联器205可用于将所述选择的视频块分割模式和所述视频编码块关联。该组视频块分割模式中的每个视频块分割模式可通过预定的索引号进行索引。所述关联器205可用于将所述选择的视频块分割模式的索引号和所述视频编码块关联。
所述装置200的实施例用于执行图1的方法100的实施例。所述视频编解码器200的进一步特征，可直接来自图1的方法100的功能。
下文结合图3至图10对所述装置200的进一步实施例进行描述。
图3示出了一实施例提供的视频编码块301和相邻视频编码块的视频编码块分区图。当前视频编码块的视频编码块分区可指，例如，相邻视频编码块301的预测上下文。当前视频编码块的视频编码块分区可指相邻视频编码块的左(L)分区、上(T)分区、左上(LT)分区、右上(RT)分区和左下(LB)分区。
本发明涉及计算机视觉领域，尤其涉及称为3D视频处理和3D视频编码的主题。在3D视频信号中，深度信息可由一组与各视频帧的纹理信息对应的深度图表示。深度图每个样本的强度或值描述该样本表示的视觉场景到照相机的距离。或者，可使用视差图，视差图的值与深度图的值成反比，且描述了投影到组成立体像对的两个视图的图像平面上的视觉场景相同点上的图像平面位置的区别。
在3D视频编码中，除常规的纹理信息或视频数据之外，可对每个视图的深度图像进行编码。为了保持非3D编解码器的后向兼容性，可先对基本视图的纹理信息进行编码。剩余组成部分的编码顺序可以调整。可使用两种主要的编码顺序：纹理优先和深度优先。使用这两种顺序，能够有机会充分利用组成部分间，即纹理和深度间的相关性，从而提高3D视频编解码器的整体编码性能。通过纹理优先的编码顺序，高级的纹理相关的编码工具能用来编码深度信息。另一方面，通过深度优先的编码顺序，高级的深度相关的编码工具能用来编码纹理信息。本发明可应用两种编码顺序。
在3D视频编码标准，例如3D-HEVC中，纹理优先的编码顺序用于常规测试条件(common test condition，CTC)下。然而，即使在纹理优先编码的情况下，在编码纹理信息时，仍然能够利用编码视图的深度信息近似值，这是根据其他视图，例如参考视图合成的虚拟深度信息而确定的。
在视频编解码器中，编码的视频帧可分为较小的部分，称为视频编码块(例如，4×4、8×8、16×16、32×32和64×64)、宏块或编码单元。在编码过程中，编码器可为各部分决定出编码模式，包括将每个视频编码块或部分分成较小子部分的可能性。该过程称为块分割。因此，每个视频编码块可包括一个或多个视频编码块分区。纹理图像和深度图的块可通过相同的方式进行编码，但可能具有不同的空间分辨率。
特定的视频编解码器支持规则形状，例如矩形的视频编码块分区。然而，可将视频编码块分区的形状自由调整到编码的视频内容。该调整通过将视频编码块分区分为较小的部分，例如垂直或水平的两半或四等分实现。在能够利用形状不规则的视频编码块分区的方法，即基于深度的块分割(DBBP)中，视频编码块分区的任意形状可基于与编码的纹理信息块关联的深度信息确定。
在视频编解码器，例如MPEG-2、AVC或HEVC编解码器中，可通过预测机制编码当前处理的视频编码块301，从而提高编码性能。该预测可基于赋予给与预测的视频编码块301最接近的相邻视频编码块的矩形分区的值实现。特别地，如图3所示，位于当前视频编码块301的上方和左方的相邻视频编码块的已编码分区可用于当前视频编码块301及其视频编码块分区的预测，组成了当前视频编码块301和其视频编码块分区的编码句法元素，例如运动向量的上下文。
另外，可为每个分区、部分和/或子部分选择预测模式。由于预测性编码是一种高效地编码视频信号或内容的方法，因此，如果已编码的视频编码块301的各分区被进一步分割，就为其选择参考块或参考块的分区，其中，所述参考块或参考块的分区在已编码的视频编码块301之前就已经编码。将该种视频编码块设置为已编码的视频编码块301的参考，已编码的视频信号的比特流中仅会通过信令指示与该参考视频编码块有关的预测错误。可以从与已编码的视频编码块301具有相同视频帧的视频编码块或之前已编码的视频帧的视频编码块中选择参考视频编码块。在前一种情况下，可使用帧内预测。在后一种情况下，可使用帧间预测。
在帧内预测下，可通过选择的定向预测器预测已编码的视频编码块301的每个分区。在帧间预测下，可应用一种称为运动估计的方法。该方法使用运动向量指定参考视频帧中的样本与当前视频帧中的已编码的视频编码块301的空间位置相对的空间位置。运动向量指向参考图像的图像区域，即重建的(解码的)样本，且可与规则的编码块网格不同(例如，其边界可跨越两个或以上编码块)。并且，指定了参考视频帧，该参考视频帧是通过，例如参考视频帧索引来指示。针对已编码的视频编码块301的每个分区，编码器可选择一组独立的运动向量和参考视频帧索引。因此，各分区的帧间预测可能不同。最后，可对预测错误或残差，即已编码的视频编码块和原来已编码的视频编码块的预测差异进行编码，并在比特流中传输。
3D视频的组合编码旨在充分利用组成部分间的相关性，从而提高整体编码性能。因此，可应用不同的方法。可通过两个方向，即纹理到深度和深度到纹理的方向，来计算组成部分间的相关性，通过利用组成部分间的相关性，能够提高整体编码效率。
图4示出了一实施例提供的视频帧的纹理信息401和深度信息403，例如与纹理帧401关联的深度图403的示例图。该图还示出了纹理信息405、深度信息407，例如深度值407以及视频帧的第一视频编码块的或与第一视频编码块关联的分割掩码409。
视频编码块的分割掩码409包括两个分段或视频编码块分区，即第一分段或第一视频编码块分区P1以及第二分段或第二视频编码块分区P2。视频编码块的分割掩码409与函数mD1(x，y)相关。下文将针对一般的分割掩码mD(x，y)对该函数进行更详细的解释。
该图涉及到称为基于深度的块分割(DBBP)的块分割。从左边开始，该图示出了已编码的纹理信息401和405、关联的深度信息403和407，即视差图以及由此所导致的以分割掩码409形式存在的块分割，根据mD1(x，y)，所述分割掩码409包括两个视频编码块P1和P2。
组成部分间的相关性可用来确定视频编码块的视频编码块分区的任意形状，从而通过更好地将已编码的视频编码块或单元的形状调整为视觉场景中的物体的实际形状，进一步提高压缩效率。为此，由于深度图较好地保存了物体边界，例如403和407中的边界，因此可通过深度信息组成部分来确定视频编码块分区的形状。
下文，本发明一实施例描述了例如基于深度的块分割(DBBP)确定和使用形状不规则的视频编码块分割。DBBP支持引入可基于已编码的视频编码块所关联的深度信息确定的形状不规则的视频编码块分区，从而改进纹理信息编码。DBBP模式下的每个视频编码块可划分成预定义数量个，例如，两个不规则形状的分区或分段。为构成相邻视频编码块的预测上下文，通过矩形的视频编码块分割来近似得到不规则的视频块分割。该近似法也称为虚拟分割。通过虚拟分割，当前视频编码块可通过与形状规则的分区所使用的同一方法，参考相邻参考视频编码块的形状不规则的分区。该方法使得通过不规则形状分割，例如DBBP，对编码工具的使用简单得多。另外，与现有的编解码器，例如HEVC编解码器的集成也简单得多。
为了基于深度信息407，例如以深度图形式存在的深度信息407，确定分割掩码409，可根据以下等式使用阈值机制：
Figure GDA0001011889860000221
在该等式中，
Figure GDA0001011889860000222
表示阈值，且与深度图平均值对应，2N表示视频编码块的宽度和/或高度，d(x，y)表示对应的深度信息，例如对应的深度值407。
根据以下等式，可基于
Figure GDA0001011889860000232
生成二进制分割掩码mD(x，y)：
Figure GDA0001011889860000231
换言之，根据上述实施例，基于与视频编码块关联的深度图的深度值确定平均深度值d。这些深度值与该平均深度值d进行比较，若深度值大于或等于该平均深度值d，则设为第一二进制值，此处为二进制“1”；若深度值小于该平均深度值d，则设为第二二进制值，此处为二进制“0”。其中，所述第一二进制值表示对应的分割掩码样本属于第一分区，例如P1，且所述第二二进制值表示对应的分割掩码样本属于第二分区，例如P2。
可通过，例如，确定2个或以上阈值将深度值分为三个或以上深度值范围，其中，每个深度值范围与三个或以上分段中的一个分段关联，或基于上述算法，即，为特定分区的深度值确定平均深度值，并基于这些深度值和平均深度值的比较，将分割样本分配到两个子分段中的一个分段的算法，进一步将分区按照另一个二进制分割掩码进行分割，从而确定包括三个或以上分段的非二进制分割掩码。
图5和图6示出了一实施例提供的一组501预定的示例性视频块分割模式503、505、507、509、511和513，例如HEVC中使用的一组非正方形分割模式或视频块分割模式的图。该组视频块分割模式包括六个不同的矩形分割模式，其中，视频块分割模式503、507和509组成三个水平的分割模式，视频块分割模式505、511和513组成三个垂直的分割模式。
图5的下方还示出了下采样分割掩码515，其中，分割掩码515中的每个样本与原来的非下采样的分割掩码的4×4样本块或部分相关，每个样本具有一个二进制样本值，“0”和“1”表示原来的非下采样的分割掩码的4×4样本块属于哪个分区。
所述视频块分割模式503用于在所述视频编码块的高度的一半处水平分割所述视频编码块，也称为2N×N视频块分割模式。换言之，所述视频块分割模式503将所述视频编码块分割为两个分区，即包括所述视频编码块的上半个区域的上半个分区以及包括所述视频编码块的下半个区域的下半个分区。
所述视频块分割模式505用于在所述视频编码块的宽度的一半处垂直分割所述视频编码块，也称为N×2N视频块分割模式。换言之，所述视频块分割模式505将所述视频编码块分割为两个分区，即包括所述视频编码块的左半边区域的左半边分区以及包括所述视频编码块的右半边区域的右半边分区。
所述视频块分割模式507用于在所述视频编码块的高度的四分之三处水平分割所述视频编码块，也称为2N×nU视频块分割模式。换言之，所述视频块分割模式507将所述视频编码块分割为两个分区，即包括所述视频编码块的上边四分之一水平区域的上边四分之一分区以及包括所述视频编码块的下边四分之三水平区域的下边四分之三分区。
所述视频块分割模式509用于在所述视频编码块的高度的四分之一处水平分割所述视频编码块，也称为2N×nD视频块分割模式。换言之，所述视频块分割模式509将所述视频编码块分割为两个分区，即包括所述视频编码块的上边四分之三水平区域的上边四分之三水平分区以及包括所述视频编码块的下边四分之一水平区域的下边四分之一分区。
所述视频块分割模式511用于在视频编码块的宽度的四分之一处垂直分割所述视频编码块，也称为nL×2N视频块分割模式。换言之，所述视频块分割模式511将所述视频编码块分割为两个分区，即包括所述视频编码块的左边四分之一垂直区域的左边四分之一垂直分区以及包括所述视频编码块的右边四分之三垂直区域的右边四分之三垂直分区。
所述视频块分割模式513用于在所述视频编码块的宽度的四分之三处垂直分割所述视频编码块，也称为nR×2N视频块分割模式。换言之，所述视频块分割模式513将所述视频编码块分割为两个分区，即包括所述视频编码块的左边四分之三垂直区域的左边四分之三垂直分区以及包括所述视频编码块的右边四分之一垂直区域的右边四分之一垂直分区。
图5还示出了半透明和全透明示出的常规视频块划分模式503至513的叠加以及黑白色示出的示例性的基于深度的块分割。示出的示例性的基于深度的块分割与图4中的分割掩码409对应。选择最佳的匹配视频块分割模式，即iopt代表DBBP中形状不规则的视频块分割。在DBBP中，可使用虚拟分割，作为一种方法来将形状不规则的视频块分区表示为一组矩形视频块分割模式中的一个模式，以达到预测和数据存储的目的。
在DBBP中，可代表任意形状视频块分割的像素掩码，即分割掩码能映射到可用的规则的，即矩形的视频编码块模式或分区上。例如，图5和图6示出了预定的视频编码块分割模式503至513，用来为已编码的视频编码块存储编码信息，包括视频编码块分割，从而方便供后来的编码或解码的视频编码块的预测参考和/或供其预测使用。根据DBBP，可通过对原来的，即像素分割掩码或分割掩码进行下采样来映射到2×2、4×4、8×8、16×16、32×32和64×64等样本或像素网格上，或者，通过编解码器使用的块树中当前水平下最相似的规则视频编码块分割模式来代表掩码，即通过所谓的虚拟分割来进行映射。
虚拟分割可能会减少能够反映视觉场景中物体边界的对不规则的视频编码块进行分割的优势。然而，通过虚拟分割，降低了DBBP实现以及将DBBP集成到使用常规分割模式的编解码器，例如HEVC编解码器的复杂度。特别地，确定虚拟分区的角落用于选择相邻参考视频编码块可能是一个简单的任务，可利用编解码器所使用的特定方法。因此，计算虚拟分割的过程是DBBP在，例如3D-HEVC编解码器中实际实现的重要部分。
DBBP中使用的一种方法可包括相关性分析，该方法用于获取虚拟分割，例如将二进制分割掩码映射到HEVC中六个可用的矩形非正方形的视频编码块分割模式中的一个模式上。
针对每个视频编码块分割模式，可生成两个二进制掩码m2i(x，y)和m2i+1(x，y)，其中，m2i+1(x，y)可与m2i(x，y)相反。为了找到针对当前基于深度的分割掩码mD(x，y)的最佳匹配视频编码块分割模式iopt，可进行以下算法：
Figure GDA0001011889860000261
Figure GDA0001011889860000262
Figure GDA0001011889860000263
布尔变量binv可以定义推导出的分割掩码mD(x，y)是否可以转换。在某些情况下，常规视频编码块分割方案的索引可能与分割掩码中的索引互补，此时，布尔变量binv可能是可取的。在常规视频编码块分割模式中，索引0可以定义当前视频编码块左上角的视频编码块分区，而分割掩码中的相同索引可以定义深度值较低的分段，例如背景物体。为了对齐mD(x，y)和iopt间的对应的运动信息组的布置，如果设置了binv，可转换mD(x，y)中的索引。
可以应用若干方法来确定视频编码块分割模式，例如，替代常规矩形编码块分割模式的模式。并且，可以例如，基于边缘检测，使用简化方法来决定视频编码块分割模式的视频编码块分区的形状。然而，将不规则形状映射到和/或近似为常规的，例如，矩形视频编码块分割可能是可取的。
为了确定虚拟分割，在掩码代表六个矩形视频编码块分割方案中的每个方案的情况下，DBBP算法可以通过，例如二进制分割掩码，对形状不规则的视频编码块分割的相关性系数进行计算。可以分配相关性系数最高的矩形视频编码块分割。该过程可通过扫描分配给码块中的样本的分割掩码值进行，从而对相关性系数进行计算。该过程包括两个对分配给码块中的样本的深度信息值的扫描通道：确定阈值将视频编码块分为两个分区的第一扫描通道，即，确定二进制分割掩码，以及计算相关性系数的第二扫描通道。
换言之，针对基于相关性的将任意形状的分割或分区映射到形状规则的分割模式的计算较复杂。
本发明实施例方便实现了一种相对简单的对深度信息值的单式扫描，即，降低了推导矩形视频编码块分割的复杂度，并缩短了时间。
本发明具体实施例涉及一种确定二进制分割掩码到六个可用的两分段形状规则的视频编码块分割模式中的一个模式的映射的方法，如图5和图6所示，即涉及可在DBBP中用于视频编码的虚拟分割。
根据本发明实施例，可以通过比较二进制分割掩码中选择的样本的二进制值，并基于样本值确定虚拟分割，从而将任意分割掩码映射到虚拟规则的分割模式。
可使用用于选择比较所用的二进制分割掩码样本的若干变体。下文实施例，进一步描述了根据选择的分割掩码样本确定虚拟分割。
根据一实施例，确定代表二进制分割掩码定义的形状不规则的视频编码块分割的矩形视频编码块分割，即虚拟分割。其中，使用了一种预定义的决策规则，该规则考虑了预先选择的二进制分割掩码样本的二进制分割掩码值。二进制分割掩码定义了DBBP编码工具所用的不规则视频编码块分割，其中，二进制分割掩码样本与已编码的视频编码块的样本对应。根据预定义的选择模式，选择用来决定所导致的矩形视频编码块分割，即虚拟分割的样本，该分割代表二进制分割掩码中输入的形状不规则的视频编码块分割。可应用若干选择模式。
图7示出了一实施例提供的示例性的分割掩码409中的样本A、B、C、D、E和F的位置图。该图描述了6个样本A、B、C、D、E和F的位置布置以及网格(如图7中的虚线)，该网格将分割掩码409在分割掩码的高度或宽度的四分之一、一半以及四分之三处进行分割。因此，该图涉及样本位于角落或四分之一掩码或块位置的6点布置模式。
该布置模式包括2个位于掩码或块边界的角落样本，即样本A和B，以及4个位于掩码或块不同边界的样本，即样本C、D、E和F。特别地，2个样本C和E位于N/4样本位置的1/4掩码或块的位置，其中，N为掩码或块的单个边界上的样本数量(根据图7的方向，针对C在水平方向上从左到右数，针对E在垂直方向上从上到下数)，2个样本D和F位于N·3/4–1样本位置的3/4掩码或块的位置(根据图7的方向，针对D在水平方向上从左到右数，针对F在垂直方向上从上到下数)。
角落样本A和B的位置可以修改，即位于掩码或块的不同边界。类似地，边界样本的位置可以修改。特别地，样本C和D可分别位于块的上边界1/4位置和块的下边界3/4位置，或者块的上边界3/4位置和块的下边界1/4位置。类似地，样本E和F可分别位于块的左边界1/4位置和块的右边界3/4位置，或者块的左边界3/4位置和块的右边界1/4位置。
图8示出了另一实施例提供的示例性的分割掩码409中的样本A、B、C、D、E和F的位置图。该图描述了样本A、B、C、D、E和F的位置布置以及网格(如图8中的虚线)，该网格将分割掩码409在分割掩码的高度或宽度的一半处进行分割。因此，该图涉及样本位于角落或掩码或块的一半处位置的6点布置模式。
该布置模式包括2个位于掩码或块边界的角落样本，即样本A和B，以及4个位于掩码或块不同边界的样本，即样本C、D、E和F。特别地，2个样本位于N/2–1位置(根据图8的方向，针对C在水平方向上从左到右数，针对E在垂直方向上从上到下数)，其中，N为掩码或块的单个边界上的样本数量，2个样本位于N/2位置(根据图8的方向，针对D在水平方向上从左到右数，针对F在垂直方向上从上到下数)。
角落样本A和B的位置可以修改，即，位于掩码或块的不同边界。类似地，边界样本的位置可以修改。特别地，样本C和D可分别位于块的上边界N/2–1样本位置(在水平方向上从左到右数)(如图8所示)和块的下边界N/2样本位置(也在水平方向上从左到右数)(如图8所示)，或者块的上边界N/2样本位置和块的下边界N/2–1样本位置。类似地，样本E和F可分别位于块的左边界N/2–1样本位置(在垂直方向上从上到下数)(如图8所示)和块的右边界N/2样本位置(在垂直方向上从上到下数)(如图8所示)，或者块的左边界N/2样本位置和块的右边界N/2–1样本位置。
另外，在6点布置模式下，可以选择不在边界样本的1/4、1/2和3/4掩码或块位置的其他位置。掩码或块的相对边界上的边界样本的位置可关于掩码或块的中心对称。
图9G示出了一种视频编码块，其中，网格将该视频编码块分为两半(每半区域分别包括视频编码块的整个区域的半个矩形区域)、四等份(每部分区域分别包括视频编码块的整个区域的四分之一矩形区域)以及十六等份(每部分区域分别包括视频编码块的整个区域的十六分之一矩形区域)。
图例记号LB指所述视频编码块的左边界(left border，LB)，图例记号RB指所述视频编码块的右边界(right border，RB)，图例记号TB指所述视频编码块的上边界(topborder，TB)，图例记号BB指所述视频编码块的下边界(bottom border，BB)。
图例记号THF指所述视频编码块的上部的水平四分之一(top horizontalfourth，THF)区域，图例记号MTHF指所述视频编码块的中上部的水平四分之一(mid tophorizontal fourth，MTHF)区域，图例记号MBHF指所述视频编码块的中下部的水平四分之一(mid bottom horizontal fourth，MBHF)区域，图例记号BHF指所述视频编码块的下部的水平四分之一(bottom horizontal fourth，BHF)区域。
图例记号LVF指所述视频编码块的左边的垂直四分之一(left vertical fourth，LVF)区域，图例记号MLVF指所述视频编码块的中左边的垂直四分之一(mid left verticalfourth，MLVF)区域，图例记号MRVF指所述视频编码块的中右边的垂直四分之一(mid rightvertical fourth，MRVF)区域，图例记号RVF指所述视频编码块的右边的垂直四分之一(right vertical fourth，RVF)区域。
图例记号TLS指所述视频编码块的左上十六分之一(top left sixteenth，TLS)区域，图例记号TMLS指所述视频编码块的中左上十六分之一(top mid left sixteenth，TMLS)区域，图例记号TMRS指所述视频编码块的中右上十六分之一(top mid rightsixteenth，TMRS)区域，图例记号TRS指所述视频编码块的右上十六分之一(top rightsixteenth，TRS)区域，图例记号MTLS指所述视频编码块的中左上十六分之一(mid topleft sixteenth，MTLS)区域，图例记号MTMLS指所述视频编码块的中上中左十六分之一(mid top mid left sixteenth，MTMLS)区域，图例记号MTMRS指所述视频编码块的中上中右十六分之一(mid top mid right sixteenth，MTMRS)区域，图例记号MTRS指所述视频编码块的中右上十六分之一(mid top right sixteenth，MTRS)区域，图例记号MBLS指所述视频编码块的中左下十六分之一(mid bottom left sixteenth，MBLS)区域，图例记号MBMLS指所述视频编码块的中下中左十六分之一(mid bottom mid left sixteenth，MBMLS)区域，图例记号MBMRS指所述视频编码块的中下中右十六分之一(mid bottom mid rightsixteenth，MBMRS)区域，图例记号MBRS指所述视频编码块的中右下十六分之一(midbottom right sixteenth，MBRS)区域，图例记号BLS指所述视频编码块的左下十六分之一(bottom left sixteenth，BLS)区域，图例记号BMLS指所述视频编码块的中左下十六分之一(bottom mid left sixteenth，BMLS)区域，图例记号BMRS指所述视频编码块的中右下十六分之一(bottom mid right sixteenth，BMRS)区域，图例记号BRS指所述视频编码块的右下十六分之一(bottom right sixteenth，BRS)区域。
参考基于图7和图8描述的6点空间分割掩码模式，六个分割掩码样本A至F的位置并不限于图7和图8中所示的6个特定位置。在进一步的实施例中，例如，样本A可代表区域TLS(或TRS、BLS或BRS)中的任意位置，对应地，样本B可代表区域BLS(或与A共享同一个边界的TRS、BLS或BRS中的任意一个)中的任意位置，样本C可代表区域TMLS中的任意位置，样本D可代表区域BMRS中的任意位置，样本E可代表区域MTLS中的任意位置，样本F可代表区域MBRS中的任意位置。
可以基于可使用选择的二进制分割掩码样本值的预定义决策规则来确定代表二进制分割掩码的形状规则的视频编码块分割，即虚拟分割。可使用不同的决策规则。
图9A示出了一实施例提供的基于图5和图6的描述，从一组501预定的视频块分割模式503、505、507、509、511和513中选择视频块分割模式503、505、507、509、511和513的决策树901的图。该图涉及针对以决策树901形式存在的6点布置模式的决策规则，并且，示出了针对示例性的分割掩码409的选择结果(圆圈中的N×2N)。
参见图9A，根据以下步骤选择预定的视频编码块分区。
首先，基于角落样本A和B的值比较，决定垂直或水平的视频编码块分割。由于样本A和B位于掩码或块的垂直边界，如图7至图8中示出的左上角和左下角，如果样本A的值等于样本B的值，从可用的垂直视频块分割模式505、511和513中选择一个，否则，从水平的视频块分割模式503、507和509的一组中进行选择。
其次，从上个步骤中选择的一组水平或垂直模式中，决定特定的视频编码块分割。
如果选择了垂直的视频块分割模式，基于上边界和下边界样本C和D的比较来决定。如果样本C的值不等于样本D的值，选择N×2N视频块分割模式，否则，将边界样本C或D(此时值相同)中的一个和角落样本A或B(此时值也相同)中的一个进行比较。如果样本C(或D)的值等于样本A(或B)的值，选择nR×2N视频块分割模式，否则，选择nL×2N视频块分割模式。
如果选择了水平的视频块分割模式，基于左边界和右边界样本E和F的比较来决定。如果样本E的值不等于样本F的值，选择2N×N视频块分割模式，否则，将此时值相同的边界样本E或F中的一个和角落样本A或B(根据图9A中描述的决策树，此时值不同)中的一个进行比较。如果样本E(或F)的值不等于样本A的值，选择2N×nU视频块分割模式，否则，选择2N×nD视频块分割模式(如图9A所示)。如果样本E(或F)的值等于样本B的值，选择2N×nU视频块分割模式，否则，选择2N×nD视频块分割模式(图9A中未示出)。
在替换的实施例中，角落样本A和B位于或涉及右边界的角落位置，例如，A在右上角，B在右下角。第一个比较步骤(A＝＝B)与上述描述的相同(区分垂直和水平视频块分割模式)，且除了与决策树的左边第三个比较步骤不同以外，连续的步骤(例如，决策树右边的水平分割选择的步骤和决策树左边的第二个比较步骤(C＝＝D))与上述描述的也是相同的。由于分割掩码样本A和B此时涉及的边界不同(此时不在左边界，而在右边界)，决策树左边的第三个比较步骤与上述相反。即，决策包括：如果样本C的值等于样本D的值，将边界样本C或D(此时值相同)中的一个和角落样本A或B(此时值也相同)中的一个进行比较。如果样本C(或D)的值等于样本A(或B)的值，选择nL×2N视频块分割模式，否则，选择nR×2N视频块分割模式。
在进一步的实施例中，样本A和B位于块的水平边界，例如，左上角和右上角或左下角和右下角。在这些实施例中，根据以下步骤进行选择视频编码块分区的过程。
首先，基于角落样本A和B的值比较，决定垂直或水平的视频编码块分割。由于样本A和B位于掩码或块的水平边界，即左上角和右上角，如果样本A的值不等于样本B的值，从可用的垂直视频块分割模式505、511和513中选择一个，否则，从水平的视频块分割模式503、507和509的一组中进行选择。
其次，从上个步骤中选择的一组水平或垂直模式中，决定特定的视频编码块分割。
如果选择了垂直的视频块分割模式，基于上边界和下边界样本C和D的比较来决定。如果样本C的值不等于样本D的值，选择N×2N视频块分割模式，否则，将边界样本C或D(此时值相同)中的一个和角落样本A或B(此时值不同)中的一个进行比较。如果样本C(或D)的值等于样本A的值，选择nR×2N视频块分割模式，否则，选择nL×2N视频块分割模式。如果样本C(或D)的值不等于样本B的值，选择nR×2N视频块分割模式，否则，选择nL×2N视频块分割模式。
如果选择了水平的视频块分割模式，基于左边界和右边界样本E和F的比较来决定。如果样本E的值不等于样本F的值，选择2N×N视频块分割模式，否则，将边界样本E或F(此时值相同)中的一个和角落样本A或B(此时值相同)中的一个进行比较。如果样本E(或F)的值不等于样本A(或B)的值，选择2N×nU视频块分割模式，否则，选择2N×nD视频块分割模式。
在进一步的实施例中，角落分割掩码样本涉及左下角和右下角，选择过程如下。
首先，如果样本A的值不等于样本B的值，从可用的垂直视频块分割模式505、511和513中选择一个，否则，从水平视频块分割模式503、507和509的一组中进行选择。
其次，从上个步骤中选择的一组水平或垂直模式中，决定特定的视频编码块分割。
如果选择了垂直的视频块分割模式，基于上边界和下边界样本C和D的比较来决定。如果样本C的值不等于样本D的值，选择N×2N视频块分割模式，否则，将边界样本C或D(此时值相同)中的一个和角落样本A或B(此时值不同)中的一个进行比较。如果样本C(或D)的值等于样本A的值，选择nR×2N视频块分割模式，否则，选择nL×2N视频块分割模式。相应地，如果样本C(或D)的值不等于样本B的值，选择nR×2N视频块分割模式，否则，选择nL×2N视频块分割模式。
如果选择了水平的视频块分割模式，基于左边界和右边界样本E和F的比较来决定。如果样本E的值不等于样本F的值，选择2N×N视频块分割模式，否则，将边界样本E或F(此时值相同)中的一个和角落样本A或B(此时值相同)中的一个进行比较。如果样本E(或F)的值等于样本A(或B)的值，选择2N×nU视频块分割模式，否则，选择2N×nD视频块分割模式。
基于图9描述的决策树或选择算法的实施例提供了仅仅2对最多3对分割样本值的比较后的选择结果。依据角落分割掩码样本A和B的第一对比较结果，只需要获得并比较额外的一对样本值，即C和D(为进一步垂直区分选择一个非对半垂直分割模式)或E和F(为进一步水平区分选择一个非对半的水平分割模式)。因此，只需要获得4个分割样本值，以通过2个或3个比较步骤，从一组501预定的分割模式中选择最佳的匹配矩形分割模式。
虽然图9示出了基于图7描述的空间分割掩码样本模式A至F，在基于图8描述的空间分割掩码样本模式A至F的替换实施例中也可以使用相同的决策树。
除了6点布置模式之外，一些多于6点的扩展情况也可应用到布置模式和决策树中。虽然该布置模式可能包括多余的点，但能够提高决策过程的准确性和鲁棒性。
特别地，为了降低决策过程的复杂度，上述提到的决策规则可以决策树的形式实现，包括将选择的样本值作为输入的IF/ELSE语句的组合，或者可以逻辑门的形式实现，包括将选择的样本值作为输入的AND/OR语句的组合，或者以查看表的形式实现，包括将选择的样本值的所有可能组合映射到匹配的视频块分割模式。
下面示出了从一组六个视频编码块分区503至513中选择一个的分割掩码样本模式的查看表的一实施例(查看表与图9描述的决策树对应)：
Figure GDA0001011889860000361
Figure GDA0001011889860000371
Figure GDA0001011889860000381
Figure GDA0001011889860000391
根据一实施例，一种将视频块分割模式，例如503、505、507、509、511和513与视频编码块301关联的装置200包括获得器201、选择器203和关联器205。
所述获得器201用于获得一组分割掩码样本值，例如，一组分割掩码样本A、B、C、D、E和F的6个值，其中，该组分割掩码样本中的每个分割掩码代表用于定义所述视频编码块的视频编码块分区的分割掩码409中的不同位置。
所述选择器203用于基于该组分割掩码样本的分割掩码样本值和查看表，从一组，例如501，预定的视频块分割模式，例如503、505、507、509、511和513中选择视频块分割模式，例如503、505、507、509、511和513，其中，所述查看表将值的组合映射到该组视频编码块分区的一个视频编码块分区上，例如，映射到上表中示出的6个视频编码块分区503至513中的一个。
所述关联器205用于将所述选择的视频块分割模式(503、505、507、509、511、513)和所述视频编码块(301)关联。
图9B示出了基于图7和图8中的分割掩码样本模式从该组六个视频编码块分区503至513中选择一个的门阵列或门结构的实施例(该门结构与图9中描述的决策树对应)。
所述门结构包括6个输入端口A至F，该6个输入端口与6个分割掩码样本A至F对应，并用于获得6个分割掩码样本A至F的值。所述门结构包括图9B示出的相连接的与门、异或门和同或门。所述门结构包括6个输出端口a至f，6个输出端口a至f的值或比特{a，b，c，d，e，f}组成指示对应的选择结果，即6个视频编码分割模式503至513中的一个的二进制码。
在替换的实施例中，可使用或多或少的分割掩码样本选择6个视频编码分割模式503至513或其他包括6个或多于或少于6个视频编码分割模式的分组中的其他视频编码分割模式。
在进一步的实施例中，例如，仅使用5个分割掩码样本选择6个视频编码分割模式503至513。
图9C示出了用于仅基于5个分割掩码样本A至E选择6个视频编码分割模式503至513的示例性的空间分割掩码样本模式。图9D示出了图9C中的示例性的空间分割掩码样本模式对应的决策树或决策算法的实施例。
如上所述，在使用6点模式的实施例中，内存访问的数量均为4，而在上述5点方案中，内存访问的最小数量为3，然而，最差情况下数量为5。另外，针对6点模式的比较数量为2至3，而在5点模式下，比较数量为2至4。
此外，与5点模式相比，6点模式中额外的点可提高视频块分割选择的准确性。
与基于图7描述的6点空间分割掩码样本模式相比，图9C中的样本A的位置与图7中样本B的位置相关，图9C中样本B的位置与图7中样本E的位置相关，图9C中样本C的位置与图7中样本D的位置相关，图9C中样本D的位置与图7中样本C的位置相关，图9C中样本E的位置与图7中样本F的位置相关。
在5点空间分割掩码样本模式的进一步实施例中，分割掩码样本可涉及左上角、右上角或右下角位置。
如基于图7和图8的描述，五个分割掩码样本的位置不限于图9C中所示的5个特定位置。在进一步的实施例中，例如，样本A可代表区域BLS、TLS、TRS或BRS中的任意位置，样本B可代表区域MTLS中的任意位置，样本C可代表区域BMRS中的任意位置，样本D可代表区域TMLS中的任意位置，样本E可代表区域MBRS中的任意位置。
关于与图9A描述的替换的决策树相同的这些替换实施例中决策树。
在进一步的实施例中，例如，仅使用4个分割掩码样本选择6个视频编码分割模式503至513。
图9E示出了用于仅基于4个分割掩码样本A至D选择6个视频编码分割模式503至513的示例性的4点空间分割掩码样本模式。图9F示出了图9E中的示例性的空间分割掩码样本模式对应的决策树或决策算法的实施例。
针对上述4点模式的内存访问操作的数量为3至4，针对上述描述的6点模式的内存访问操作的数量均为4。针对4点模式和6点模式的比较数量均为2至3。然而，6点模式中的额外2点可提高视频块分割选择的准确性。
如基于图7和图8的描述，四个分割掩码样本的位置不限于图9E中所示的四个特定位置。在进一步的实施例中，例如，样本A可代表区域TMRS中的任意位置，样本B可代表区域MTLS中的任意位置，样本C可代表区域MBLS中的任意位置，样本D可代表区域MBRS中的任意位置。在更进一步的实施例中，例如，样本A可代表区域TMLS中的任意位置，样本B可代表区域MBLS中的任意位置，样本C可代表区域BMRS中的任意位置，样本D可代表区域MTRS中的任意位置。
关于与图9A描述的替换的决策树相同的这些替换实施例中决策树。
关于分割掩码样本所指的样本位置，除了允许从预定的视频编码分割模式中进行可靠的选择这一特性之外，特别是由于编码视频序列必须进行的大量选择，为访问分割掩码样本值而进行的地址计算的复杂度对选择过程的效率影响较大。
通过使用分割掩码样本，即角落样本或位于N/4、N/2、N–1–N/2(N/2–1)、3/4N或N–1–N/4(3/4N–1)样本位置的样本的位置，使得待访问的块中样本地址的计算复杂度保持最小。为了计算这些地址，只需要向右位移一个或两个位置或/和进行减少(减1)操作。这降低了访问存储在内存中的分割掩码样本所需要的计算复杂度。
通过JCT-3V标准组的常规测试条件(CTC)，测试二进制分割掩码样本布置和决策规则的性能。该方法在计算复杂度较低的前提下，提供了优异的编码性能。
可以预先选择、自适应选择或通过信令清楚地指示样本布置和决策规则。在通过编码器预先选择或自适应布置的情况下，无需通过信令向解码器通知额外的信息。如果编码器通过信令清楚地指示选择的样本布置模式和决策规则，可通过信令向解码器通知该信息。该信息可以为可交换的每个顺序、每个GOP(图片组)、每个帧内周期、每个图片、每个条带、每个编码单元和/或每个分区。
通过像素分割或分区掩码，例如DBBP中的像素分割掩码或其下采用版本，即2×2、4×4、8×8、16×16、32×32和64×64等样本或像素网格，例如，DBBP中的成对分割掩码，可运用样本布置，其中，该对可指4×4样本或像素单元。
可以实现多个优势。该方法能够提供快速且复杂度低的方法，用来确定矩形视频编码块分割，即虚拟分割，从而代表例如DBBP中的形状不规则的视频编码块分区。不需要对所有的二进制分割掩码值进行扫描。根据选择的决策规则，至多可访问4个二进制分割掩码样本值。该方法易于应用到例如，3D-HEVC或3D-AVC标准的编码算法中。特别地，确定代表二进制分割掩码的矩形视频编码块分割的方法可以用于AVC或HEVC视频编解码器及其多视图或3D变体的编码中。
图10示出了一实施例提供的一种将视频块分割模式和视频编码块关联的方法100的图。该图涉及确定代表二进制分割掩码的矩形视频编码块分割的框图。
该方法100可用于确定代表二进制分割掩码的矩形视频编码块分割。描述已编码的视频编码块或分段的分割掩码可提供给步骤1001。在步骤1001中，可选择分割掩码样本进行比较。在步骤1003中，可基于选择的二进制分割掩码样本，即步骤1001的输出的值选择或确定代表二进制分割掩码的矩形视频编码块分割。步骤1003可提供代表已编码的视频编码块或分段的矩形视频编码块分割。
本发明涉及一种基于深度信息进行基于样本的分割推到的方法和视频编解码器。
本发明可涉及一种基于二进制分割掩码确定已编码的视频编码块的形状规则的视频编码块分割的方法。该方法包括：根据预定的布置模式，选择二进制分割掩码的样本，并通过预定的决策方案，基于选择的样本值，将二进制分割掩码的形状不规则的视频编码块分割映射到形状规则的视频编码块分割。该方法可同时用于编码和解码视频信号。可以基于深度信息生成所述二进制分割掩码。
可应用一种用于选择样本布置模式，例如包括6点和多于或少于6点的样本布置模式的方法。并且，可应用一种用于基于以决策树形式存在的样本来确定形状规则的视频编码块分割的方法。同时，可应用一种用于通过信令向解码器通知样本布置模式和决策规则的方法。且可实现不同的决策规则。
本发明可涉及一种用于基于深度信息样本的对应值推导出视频编码块分割的方法。该方法能够提供快速且复杂度低的单式扫描算法，用于基于分配给视频编码块的样本的深度信息，推导视频编码块分割。

Claims (15)

1.一种将视频块分割模式(503、505、507、509、511、513)和视频编码块(301)关联的装置(200)，其特征在于，所述装置(200)包括：
获得器(201)，用于获得一组分割掩码样本(A、B、C、D、E、F)的值，其中，该组分割掩码样本中的每个分割样本代表用于定义所述视频编码块的视频编码块分区的分割掩码(409)中的不同位置；
选择器(203)，用于通过预设的决策树，比较该组分割掩码样本中的至少两个分割掩码样本值，并且根据所述比较的结果从一组(501)预定的视频块分割模式(503、505、507、509、511、513)中选择视频块分割模式(503、505、507、509、511、513)；
关联器(205)，用于将所述选择的视频块分割模式(503、505、507、509、511、513)和所述视频编码块(301)关联。
2.根据权利要求1所述的装置(200)，其特征在于，所述视频编码块(301)的视频编码块分区为任意形状，和/或该组(501)预定的视频块分割模式(503、505、507、509、511、513)中的视频块分割模式(503、505、507、509、511、513)为规则的形状。
3.根据权利要求1或2所述的装置(200)，其特征在于，该组(501)预定的视频块分割模式(503、505、507、509、511、513)包括以下视频块分割模式(503、505、507、509、511、513)中的至少一种：
用于在所述视频编码块(301)的高度的四分之一处水平分割所述视频编码块(301)的视频块分割模式(509)；
用于在所述视频编码块(301)的高度的一半处水平分割所述视频编码块(301)的视频块分割模式(503)；
用于在所述视频编码块(301)的高度的四分之三处水平分割所述视频编码块(301)的视频块分割模式(507)；
用于在所述视频编码块(301)的宽度的四分之一处垂直分割所述视频编码块(301)的视频块分割模式(511)；
用于在所述视频编码块(301)的宽度的一半处垂直分割所述视频编码块(301)的视频块分割模式(505)；
用于在所述视频编码块(301)的宽度的四分之三处垂直分割所述视频编码块(301)的视频块分割模式(513)。
4.根据权利要求1或2所述的装置(200)，其特征在于，该组分割样本中的第一分割样本和第二分割掩码样本代表分割掩码(409)的相邻角落位置(A、B)；或者
该组分割样本中的第一分割样本和第二分割掩码样本代表分割掩码(409)的相邻角落的角落区域中的位置，且所述角落区域与从所述角落起在水平方向上延伸了视频编码块的四分之一宽度以及在垂直方向上延伸了视频编码块的四分之一高度的区域相关。
5.根据权利要求1或2所述的装置(200)，其特征在于，该组分割样本中的第三分割样本和第四分割掩码样本代表所述分割掩码(409)的相对水平边界上的边界位置，和/或代表关于分割掩码的中心位置中心对称的边界位置；
该组分割样本中的第五分割样本和第六分割掩码样本代表所述分割掩码(409)的相对垂直边界上的边界位置，和/或代表关于分割掩码的中心位置中心对称的边界位置；或者
该组分割样本中的第三分割样本和第四分割掩码样本代表所述分割掩码的相对水平边界的边界区域中的位置，其中，所述边界区域与从所述边界起在垂直方向上延伸了所述分割掩码的四分之一高度的区域相关，且与从所述分割掩码(409)的宽度的一半处起在水平方向上延伸了所述分割掩码的四分之一宽度的区域相关，这些从宽度的一半处起延伸的水平边界区域在相反的水平方向上延伸到彼此；
该组分割样本中的第五分割样本和第六分割掩码样本代表所述分割掩码的相对垂直边界的边界区域中的位置，其中，所述边界区域与从所述边界起在水平方向上延伸了所述分割掩码的四分之一宽度的区域相关，且与从所述分割掩码(409)的高度的一半处起在垂直方向上延伸了所述分割掩码的四分之一高度的区域相关，这些从高度的一半处起延伸的垂直边界区域在相反的垂直方向上延伸到彼此。
6.根据权利要求1或2所述的装置(200)，其特征在于：
该组分割样本中的第一分割样本代表所述分割掩码(409)的左上角位置；
该组分割样本中的第二分割样本代表所述分割掩码(409)的左下角或右上角位置；
该组分割样本中的第三分割样本代表所述分割掩码(409)的水平N/4、N/2、N–1–N/2(N/2–1)、3/4N或者N–1–N/4(3/4N–1)样本位置上的上边界样本；
该组分割样本中的第四分割样本代表所述分割掩码(409)的水平N/4、N/2、N–1–N/2(N/2–1)、3/4N或者N–1–N/4(3/4N–1)样本位置上；
该组分割样本中的第五分割样本代表所述分割掩码(409)的垂直N/4、N/2、N–1–N/2(N/2–1)、3/4N或者N–1–N/4(3/4N–1)样本位置上的左边界样本；
该组分割样本中的第六分割样本代表所述分割掩码(409)的水平N/4、N/2、N–1–N/2(N/2–1)、3/4N或者N–1–N/4(3/4N–1)样本位置上。
7.根据权利要求1或2所述的装置(200)，其特征在于，分割掩码样本具有指示所述视频编码块分区的二进制值。
8.根据权利要求1或2所述的装置(200)，其特征在于，还包括：
转换器，用于转换所述分割掩码样本的二进制值。
9.根据权利要求1或2所述的装置(200)，其特征在于，还包括：
下采样器，用于根据预定的下采样因子对所述分割掩码(409)的空间分辨率进行下采样。
10.根据权利要求1或2所述的装置(200)，其特征在于，所述视频编码块(301)包括纹理信息(401、405)和深度信息(403、407)，其中，所述深度信息(403、407)的样本指示所述纹理信息(401、405)的样本深度或视差；
所述获得器用于基于所述深度信息(403、407)获得该组分割掩码样本值。
11.根据权利要求1或2所述的装置(200)，其特征在于，所述装置为视频编解码器。
12.一种将视频块分割模式(503、505、507、509、511、513)和视频编码块(301)关联的方法(100)，其特征在于，所述方法(100)包括：
获得(101)一组分割掩码样本(A、B、C、D、E、F)的值，其中，该组分割掩码样本中的每个分割样本代表用于定义所述视频编码块的视频编码块分区的分割掩码(409)中的不同位置；
通过预设的决策树，比较该组分割掩码样本中的至少两个分割掩码样本值，从一组(501)预定的视频块分割模式(503、505、507、509、511、513)中选择(103)视频块分割模式(503、505、507、509、511、513)；
将所述选择的视频块分割模式(503、505、507、509、511、513)和所述视频编码块(301)关联(105)。
13.根据权利要求12所述的方法(100)，其特征在于：
该组分割样本中的第一分割样本代表所述分割掩码(409)的左上角位置；
该组分割样本中的第二分割样本代表所述分割掩码(409)的左下角或右上角位置；
该组分割样本中的第三分割样本代表所述分割掩码(409)的水平N/4、N/2、N–1–N/2(N/2–1)、3/4N或者N–1–N/4(3/4N–1)样本位置上的上边界样本；
该组分割样本中的第四分割样本代表所述分割掩码(409)的水平N/4、N/2、N–1–N/2(N/2–1)、3/4N或者N–1–N/4(3/4N–1)样本位置上；
该组分割样本中的第五分割样本代表所述分割掩码(409)的垂直N/4、N/2、N–1–N/2(N/2–1)、3/4N或者N–1–N/4(3/4N–1)样本位置上的左边界样本；
该组分割样本中的第六分割样本代表所述分割掩码(409)的水平N/4、N/2、N–1–N/2(N/2–1)、3/4N或者N–1–N/4(3/4N–1)样本位置上。
14.根据权利要求12或13所述的方法(100)，其特征在于，所述视频编码块(301)的视频编码块分区为任意形状；
该组(501)预定的视频块分割模式(503、505、507、509、511、513)包括以下视频块分割模式(503、505、507、509、511、513)中的至少一种：
用于在所述视频编码块(301)的高度的四分之一处水平分割所述视频编码块(301)的视频块分割模式(509)；
用于在所述视频编码块(301)的高度的一半处水平分割所述视频编码块(301)的视频块分割模式(503)；
用于在所述视频编码块(301)的高度的四分之三处水平分割所述视频编码块(301)的视频块分割模式(507)；
用于在所述视频编码块(301)的宽度的四分之一处垂直分割所述视频编码块(301)的视频块分割模式(511)；
用于在所述视频编码块(301)的宽度的一半处垂直分割所述视频编码块(301)的视频块分割模式(505)；
用于在所述视频编码块(301)的宽度的四分之三处垂直分割所述视频编码块(301)的视频块分割模式(513)。
15.一种计算机程序，其特征在于，所述计算机程序存储在存储器中，所述计算机程序包括：程序编码，用于当所述程序编码在计算机上运行时，执行权利要求12至14任一项所述的方法(100)。
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