CN106464870B - 用于对帧内画面进行编码和解码的基于模板匹配的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于对图像进行解码的装置和方法。更具体地说，用于对图像进行解码的装置包括模板匹配预测单元，用于通过使用指示当前编码单元是否在基于模板匹配的预测模式下被编码的标志信息来确定是否生成用于当前编码单元的基于模板匹配的预测信号，其中，在当前编码单元的尺寸满足要在预测模式下被编码的编码单元的最小尺寸和最大尺寸的范围条件时使用所述标志信息。

Description

用于对帧内画面进行编码和解码的基于模板匹配的方法和 装置
技术领域
本发明大体上涉及视频处理技术，并且更具体地涉及在视频被编码/解码时在基于模板匹配的预测模式下对帧内画面块进行编码/解码的方法。
背景技术
近来，随着对高分辨率和高视频质量的需求的增加，已需要用于下一代视频服务的高效视频压缩技术。应这样的市场需求，动态画面专家组(MPEG)和视频编码专家组(VCEG)在2010年组织了视频编码联合协作组(JCT-VC)，并且此后开始开发被称为高效视频编码(HEVC)的下一代视频标准技术。HEVC版本1标准技术的开发在2013年1月完成，并且与先前被认为在现有的视频压缩标准中展现出最高压缩效率的H.264/AVC高端类型(highprofile)相比，基于同一主观视频质量HEVC使得压缩效率能够提高大约50％。
近来，由于HEVC版本1的标准化，JCT-VC已将范围扩展开发为扩展的标准技术，用以支持位深度达诸如4：0：0、4：2：2和4：4：4以及最多16位的色彩格式。此外，JCT-VC在2014年1月公布了联合提案，以开发视频压缩技术，用以基于HEVC对屏幕内容进行有效编码。
同时，韩国专利申请公开第2010-0132961号(题为“图像METHOD AND APPARATUSFOR ENCODING AND DECODING TO IMAGE USING TEMPLATE MATCHING”)公开了包括以下步骤的技术：确定用于编码目标块的模板，使用所确定的模板来确定在其上要进行基于匹配的搜索的基于匹配的搜索目标图像，使用所确定的基于匹配的搜索目标图像和所确定的模板来确定最佳预测块，以及使用最佳预测块和编码目标块来生成残差块。
发明内容
技术问题
本发明的某些实施例的目的是提供一种编码/解码装置，其可以在通过在基于模板匹配的预测的执行范围上施加限制而满足预定条件时进行基于模板匹配的预测。
本发明的某些实施例的另一目的是提供一种装置和方法，其使得当在基于模板匹配的预测模式下对某些帧内画面块进行编码/解码时能够使用跳过模式技术。
本发明的某些实施例的另一目的是提供一种装置和方法，其可以在一起使用基于模板匹配的预测和非基于模板匹配的预测时确定去块滤波过程中的边界强度。
本发明的某些实施例的另一目的是提供一种装置和方法，其可以在任意编码单元中同时进行基于模板匹配的预测模式和非基于模板匹配的预测模式。
然而，通过本实施例要实现的技术目的并不限于上述技术目的，并且可以存在其他技术目的。
技术方案
为了实现以上目的，根据本发明的实施例的一种视频解码装置包括模板匹配预测单元，用于使用指示当前编码单元(CU)是否已在基于模板匹配的预测模式下被编码的标志信息来确定是否生成用于当前CU的基于模板匹配的预测信号，其中，在当前CU的尺寸满足要在该预测模式下被编码的每个CU的最小尺寸和最大尺寸的范围条件时使用所述标志信息。
为了实现以上目的，根据本发明的另一实施例的一种视频解码装置包括模板匹配预测单元，用于使用编码树单元(CTU)的区域标志信息来确定是否在空间上相互邻近的多个CTU上进行基于模板匹配的预测模式，并且用于使用附加标志信息来确定是否生成基于模板匹配的预测信号，所述附加标志信息指示被确定进行该预测模式的CTU中的每个CU是否已在基于模板匹配的预测模式下被编码。
此外，根据本发明的另一实施例的一种视频解码装置包括模板匹配预测单元，用于使用跳过标志信息来确定是否生成用于当前CU的基于模板匹配的预测信号，其中，在包括当前CU的画面、条带和条带段中的任何一个被帧内编码时，在当前CU在基于模板匹配的预测模式下被编码时，在当前CU的块向量与在空间上邻近于当前CU的相邻区域的块向量相同时，并且在当前CU的残差信号不存在时，使用所述跳过标志信息。
此外，根据本发明的另一实施例的一种视频解码装置包括模板匹配预测单元，用于使用指示当前CU是否已在基于模板匹配的预测模式下被编码的标志信息来确定是否生成用于当前CU的基于模板匹配的预测信号，并且用于设置用于在当前CU的边缘边界处去块滤波的边界强度，其中，根据当前CU和关于边缘边界而邻近于当前CU的相邻CU的预测模式、残差信号以及块向量，不同地设置当前CU与每个相邻CU之间的边界强度。
此外，根据本发明的实施例的一种视频解码方法包括：在当前CU的尺寸满足要在基于模板匹配的预测模式下被编码的每个CU的最小尺寸和最大尺寸的范围条件时，使用指示当前CU是否已在预测模式下被编码的标志信息，来确定是否生成用于当前CU的基于模板匹配的预测信号。
此外，根据本发明的另一实施例的一种视频解码方法包括：使用编码树单元(CTU)的区域标志信息来确定是否在空间上相互邻近的多个CTU上进行基于模板匹配的预测模式；使用附加标志信息来确定是否生成基于模板匹配的预测信号，所述附加标志信息指示被确定进行预测模式的CTU中的每个CU是否已在基于模板匹配的预测模式下被编码。
此外，根据本发明的另一实施例的一种视频解码方法包括：在包括当前CU的画面、条带和条带段中的任何一个被帧内编码时，在当前CU在基于模板匹配的预测模式下被编码时，在当前CU的块向量与在空间上邻近于当前CU的相邻区域的块向量相同时，并且在当前CU的残差信号不存在时，使用跳过标志信息来确定是否生成用于当前CU的基于模板匹配的预测信号。
此外，根据本发明的另一实施例的一种视频解码方法包括：使用指示当前CU是否已在基于模板匹配的预测模式下被编码的标志信息来确定是否生成用于当前CU的基于模板匹配的预测信号；以及设置用于在当前CU的边缘边界处去块滤波的边界强度，其中，根据当前CU和关于边缘边界而邻近于当前CU的相邻CU的预测模式、残差信号以及块向量，不同地设置当前CU与每个相邻CU之间的边界强度。
有益效果
根据本发明的技术方案，在满足与编码单元的尺寸有关的预定条件时，从条带、条带段或画面中的先前解码区进行基于模板匹配的解码，以便要被传送的相关位数据的量被适当控制，从而优化编码/解码效率。另外，由于在高级别语法中的基于模板匹配的预测的执行范围或要在基于模板匹配的预测模式下被编码的编码单元的尺寸上施加限制，因此可以改善整体编码/解码速率。
此外，根据上述实施例，区域标志信息被使用，并且于是可被有效利用以改善字幕区域和视频区域分离的屏幕内容的字段中的编码效率。
此外，根据上述实施例，将用在现有的基于帧间预测的预测模式中的跳过模式应用于基于模板匹配的预测模式，从而改善视频编码/解码效率。
此外，根据上述实施例，根据预测模式、残差信号以及块向量而不同地设置当前编码单元与相邻编码单元之间的边界强度，从而使得去块滤波能够更有效率地进行。
附图说明
图1是示出了根据本发明的实施例的视频解码装置的整体配置的块；
图2a是图示了在编码树单元(CTU)中的编码单元(CU)中进行的基于模板匹配的预测编码/解码的图；
图2b是图示了与是否使用在CU中描述的模板匹配有关的语法元素的图；
图3a是图示了在画面参数集和编码单元等级中描述的语法元素的图；
图3b是示出了用于确定模板匹配预测单元中的CU的尺寸的详细配置的框图；
图4a是示出了用于在基于模板匹配的预测模式下进行编码的视频编码装置的详细配置的框图；
图4b是示出了用于在基于模板匹配的预测模式下进行解码的视频解码装置的详细配置的框图；
图5a是图示了与在CU的尺寸与CU的最小尺寸相等时是否使用模板匹配有关的语法元素的图；
图5b是简要示出了用于根据CU的尺寸在每个CU上或对每个预测单元(PU)进行解码的视频解码装置的操作的图；
图6是图示了在CU的尺寸与CU的最小尺寸相等时，在CU中的预测单元中，首先对在基于模板匹配的预测模式下被编码的预测单元进行解码的示例的图；
图7是图示了参照在图6中所示的CU中的在基于模板匹配的预测模式下先前被解码的区，对在帧内预测模式下编码的预测单元进行解码的示例的图；
图8a是图示了用于以CTU的行为单位描述是否进行基于模板匹配的预测解码的结构的图；
图8b是图示了用于以CTU的列为单位描述是否进行基于模板匹配的预测解码的结构的图；
图9a是图示了用于基于CTU的起始位置以及连续CTU的数目描述是否进行基于模板匹配的预测解码的结构的图；
图9b是图示了用于基于组成CTU的任意矩形区域描述是否进行基于模板匹配的预测解码的结构的图；
图10a是图示了用于在跳过模式下对当前CU进行编码的算法的图；
图10b是示出了用于在跳过模式下对当前CU进行编码的详细配置的框图；
图10c是示出了用于在跳过模式下对当前CU进行解码的详细配置的框图；
图11是示出了根据示例的用于设置在边缘边界处进行去块滤波的边界强度的算法的图；
图12是示出了根据另一示例的用于设置在边缘边界处进行去块滤波的边界强度的算法的图；
图13是示出了根据本发明的实施例的视频解码方法的流程图；
图14是示出了根据本发明的另一实施例的视频解码方法的流程图；
图15是示出了根据本发明的另外的实施例的视频解码方法的流程图；
图16是示出了根据本发明的又一实施例的视频解码方法的流程图。
具体实施方式
参照附图描述本发明的实施例，以详细描述本发明以便本发明所属的技术领域的普通技术人员可以容易地实践本发明。然而，本发明可以以各种形式来实现，而不受以下实施例所限制。在附图中，为了清楚描述本发明，将省略不直接涉及本发明的组件的图示，并且相同的参考标号用来指定贯穿附图的相同或相似的元素。
此外，贯穿整个说明书，应当理解的是，指示将第一组件“连接”到第二组件的表示可以包括以某些其他组件插入第一组件和第二组件之间的方式将第一组件电连接到第二组件的情况，以及将第一组件“直接连接”到第二组件的情况。此外，应当理解的是，指示第一组件“包括”第二组件的表示意味着还可以包括其他组件，而没有排除将添加其他组件的可能性，除非上下文中特别指出相反的说明。
贯穿本说明书，指示第一组件“包括”第二组件的表示意味着还可以包括其他组件，而没有排除将添加其他组件的可能性，除非上下文中特别指出相反的说明。贯穿本说明书所使用的术语“进行～的步骤”或“～的步骤”并不意味着“用于～的步骤”。
诸如“第一”和“第二”之类的术语可以用来描述各种元素，但是这些元素不受该术语所限制。该术语仅用来将一个元素与另一个元素区分。
此外，在本发明的实施例中描述的元素单元被独立地示出，以指示不同的和特有的功能，但这并不意味着每个元素单元由单独的硬件或软件形成。也就是说，为了描述的方便起见而布置和包括元素单元，并且元素单元中的至少两个可以形成一个元素单元或者一个元素单元可以被划分成多个元素单元以进行其自己的功能。元素单元被集成的实施例以及元素单元被分离的实施例包括在本发明的范围内，除非其脱离本发明的实质。
在下文中，将参考图1详细描述在本发明中提出的一种视频解码装置。图1是示出了根据本发明的实施例的视频解码装置的整体配置的框图。
作为参考，由于视频编码处理和视频解码处理在很多方面可以相互对应，因此本领域技术人员参照稍后将描述的视频解码处理可以容易地理解视频编码处理。
参照图1，在本发明中提出的视频解码装置可以包括熵解码单元100、逆量化单元110、逆变换单元120、帧间预测单元130、模板匹配预测单元140、帧内预测单元150、加法器155、去块滤波器单元160、样本自适应偏移(SAO)单元170、以及参考图像(画面)缓冲器180。
熵解码单元100对输入比特流进行解码并输出解码信息，诸如语法元素和量化系数。
这里，被包括在语法元素中的预测模式信息是指示在其中每个编码单元(CU)已被编码或要被解码的预测模式的信息。在本发明中，也可以进行与帧内预测、帧间预测和基于模板匹配的预测中的任何一个相对应的预测模式。
逆量化单元110和逆变换单元120可以接收量化系数，依次进行逆量化和逆变换，然后输出残差信号。
帧间预测单元130使用从编码装置传送的运动向量和存储在重构画面缓冲器180中的重构图像通过进行运动补偿来生成基于帧间预测的预测信号。
帧内预测单元150使用与要被解码的当前块邻近的先前解码的相邻块的像素值通过进行空间预测来生成基于帧内预测的预测信号。
模板匹配预测单元140从正被解码的当前画面或条带中的先前解码区通过进行基于模板匹配的补偿来生成基于帧内块副本的预测信号。类似于帧间预测，在每块的基础上进行基于模板匹配的补偿，并且在语法元素中描述关于用于模板匹配的运动向量(下文中称为“块向量”)的信息。
加法器155将通过帧间预测单元130、模板匹配预测单元140或帧内预测单元150输出的预测信号添加到残差信号，并且从而在每块的基础上生成的重构信号包括重构图像。
将重构块单元图像传送到去块滤波器单元160和SAO单元170。将应用了去块滤波和样本自适应偏移(SAO)的重构画面存储在重构画面缓冲器180中，并且该重构画面可以用作帧间预测单元130中的参考画面。
图2a是图示了在编码树单元(CTU)中的CU中进行的基于模板匹配的预测编码/解码的图。
参见图2a，描绘了包括当前要被编码/解码的CU 200的当前CTU(CTU(n))，以及包括先前编码/解码区的先前CTU(CTU(n-1))。当在CU 200上进行基于模板匹配的预测编码/解码时，与当前画面、条带或条带段中的先前重构区进行模板匹配。
由块向量表示关于在其上进行模板匹配的块的信息，该信息是对应预测块220的位置信息的210。在根据相邻块的向量预测该块向量之后，可以只描述其间的差值。
图2b是图示了与是否使用在诸如CU的单元中描述的模板匹配有关的语法元素的图。
参见图2b，当在基于模板匹配的预测模式下对当前CU 250进行编码时，可以以基于CU的标志260的形式来描述关于编码的信息。在当前CU 250的intra_bc_flag的值是1时，其意味着可以使用基于模板匹配的预测对对应CU进行编码，而在当前CU 250的intra_bc_flag的值是0时，可以在基于帧内预测或帧间预测的预测模式下对CU进行编码。
同时，根据本发明的实施例的视频解码装置可以包括模板匹配预测单元。
模板匹配预测单元可以接收从比特流提取的预测模式信息，检查指示当前CU(要被解码的CU)是否已在基于模板匹配的预测模式下被编码的标志信息，并且使用对应标志信息来确定是否生成用于当前CU的基于模板匹配的预测信号。此外，模板匹配预测单元可以生成用于已在基于模板匹配的预测模式下被编码的当前CU的基于模板匹配的预测信号。此外，模板匹配预测单元可以从包括当前CU的画面、条带和条带段中的任何一个中的先前解码区生成基于模板匹配的预测信号。
这里，在用于当前CU的语法中描述标志信息，并且可以在当前CU的尺寸满足在基于模板匹配的预测模式下编码所需要的CU的最小尺寸和最大尺寸的范围条件时使用标志信息。
这里，可以在序列参数集、画面参数集或条带首标中描述关于范围条件的信息，其与高级别语法相对应。以这种方式，在高级别语法中，在对基于模板匹配的预测的执行范围或对要在基于模板匹配的预测模式下被编码的CU的尺寸施加限制时，可以减少与基于模板匹配的预测有关的语法元素的位数。此外，由于在每CU的基础上对与基于模板匹配的预测有关的语法元素进行编码，因此归因于位数的减少可以提高整体编码速率。此外，在满足限定的范围条件时，对与基于模板匹配的预测有关的语法元素进行解码，并且从而可以改善整体解码速率。
在与基于模板匹配的预测有关的解码处理中，当在序列参数集中描述的intra_block_copy_enabled_flag语法元素的值是0时，经由帧内预测或帧间预测对当前CU进行解码。此外，在相应语法元素的值是1时，经由基于模板匹配的预测对当前CU进行解码。由于现有方案并不定义上述范围条件，因此针对各个CU对与基于模板匹配的预测有关的语法元素进行编码/解码，无论是否满足范围条件。
图3a是图示了在画面参数集和编码单元等级中描述的语法元素的图。
参见图3a，使用标志“intra_bc_flag”306来描述是否在编码单元等级中进行基于模板匹配的预测编码。具体而言，根据本发明的实施例，为了更有效率地表示相应标志位，可以在诸如序列参数集、画面参数集或条带首标的高级别语法中描述使得模板匹配能够进行的CU的尺寸信息。
也就是说，关于要在基于模板匹配的预测模式下进行编码的CU的最小尺寸和最大尺寸的范围条件的信息可以被包括在包含当前CU的序列的序列参数集、包含当前CU的画面组或画面的画面参数集、或包含当前CU的条带或条带段的条带首标中。
如在图3a中所示的示例的情况下，可以在与高级别语法相对应的画面参数集301中附加地描述语法元素“log2_min_bc_size_minus2”302和语法元素“log2_diff_max_min_bc_size”303。
语法元素“log2_min_bc_size_minus2”302表示描述可以进行基于模板匹配的预测编码的CU的最小尺寸的语法元素，在条带段中指的是对应画面参数集301。
语法元素“log2_diff_max_min_bc_size”303表示与可以进行基于模板匹配的预测编码的CU的最小尺寸和最大尺寸之间的差有关的语法元素。尽管可以直接描述指示可以进行基于模板匹配的预测编码的CU的最大尺寸的语法元素，但是描述该差值的语法元素301，而不是描述指示最大尺寸的语法元素，从而减少被包括在画面参数集301中的位数。
此外，除非语法元素302和303都被显式描述，否则可以进行基于模板匹配的预测编码的CU的最小尺寸与当前条带的CU的最小尺寸相等，并且可以进行基于模板匹配的预测编码的CU的最大尺寸可以与当前条带的CU的最大尺寸相等。也就是说，在当前CU的尺寸满足包括当前CU的条带的最小尺寸和最大尺寸的范围条件时，模板匹配预测单元可以使用上述标志信息来确定是否生成用于当前CU的基于模板匹配的预测信号。
此外，如在图3a中所示的示例的情况下，在编码单元等级304中，可以描述在本发明中提出的现有语法元素“log2CbSize”、以及语法元素“log2MinBcSize”和“log2MaxBcSize”。
“log2CbSize”表示当前CU的尺寸，“log2MinBcSize”表示可以进行基于模板匹配的预测的CU的最小尺寸，而“log2MaxBcSize”表示可以进行基于模板匹配的预测的CU的最大尺寸。可以通过在高级别语法中描述的语法元素“log2_min_bc_size_minus2”302和语法元素“log2_diff_max_min_bc_size”303来获得“log2MaxBcSize”。
根据范围条件305，在当前CU的尺寸等于或大于CU的最小尺寸并且小于或等于最大尺寸(可以进行基于模板匹配的预测)时，指示编码已在基于模板匹配的预测模式下进行的标志信息可被用于解码过程。
根据本发明的实施例，在诸如画面参数或条带段首标的高级别语法中描述可以进行基于模板匹配的预测编码的CU的最小尺寸和最大尺寸。因此，在要被编码/解码的CU的尺寸是可以进行基于模板匹配的预测的尺寸时(在满足范围条件时)，可以使用语法元素“intra_bc_flag”306在每CU的基础上进行基于模板匹配的预测。
图3b是示出了用于确定模板匹配预测单元中的CU的尺寸的详细配置的框图。
模板匹配预测单元可以包括模板CU尺寸参数解析单元350、模板CU尺寸确定单元360、以及模板CU标志解析单元370，并且可以描述基于模板匹配编码的CU的尺寸信息，从而使对各个块的标志位的描述最小化。
在基于模板匹配对任意画面的某些CU进行编码时，在高级别语法中描述关于可以进行基于模板匹配的预测模式的CU的最小尺寸和最大尺寸的信息。
模板CU尺寸参数解析单元350可以对关于CU的最小尺寸和最大尺寸的信息进行解码。
模板CU尺寸确定单元360可以基于由模板CU尺寸参数解析单元350解码的信息，在画面、条带或条带段内确定需要在基于模板匹配的预测模式下被编码的CU的最小尺寸和最大尺寸。这里，可以使用CU的最大尺寸和最小尺寸之间的差值。
模板CU标志解析单元370可以仅在要被解码的每个CU的尺寸是使得基于模板匹配的预测能够进行的允许尺寸时(即，在满足范围条件时)，对为每个块指示CU是否已在基于模板匹配的预测模式下被编码的标志信息进行解析。
图4a是示出了用于在基于模板匹配的预测模式下进行编码的视频编码装置的详细配置的框图。
模板匹配预测单元可以包括滤波器应用单元420、内插滤波单元425、块搜索单元430、以及运动补偿单元435，并且可以在进行基于模板匹配的编码时减少先前编码区的误差率。
参见图4a，参照画面、条带或条带段400中的先前编码区410进行针对当前块415的基于模板匹配的预测编码。
滤波器应用单元420进行滤波以使画面、条带或条带段中的先前编码区410中的误差最小化。例如，可以使用低延迟滤波器、去块滤波器、自适应样本偏移等。
内插滤波单元425进行内插以在进行基于模板匹配的预测时进行更精确的搜索。
块搜索单元430在内插区中搜索与要被编码的当前块最相似的块，并且运动补偿单元435生成用于经由模板匹配所找到的块的预测值。
图4b是示出了用于在基于模板匹配的预测模式下进行解码的视频解码装置的详细配置的框图。
模板匹配预测单元可以包括滤波器应用单元470、内插滤波单元480、以及运动补偿单元490，可以在进行基于模板匹配的编码时减少先前解码区的误差率，并且可以参照由上述组件所运动补偿的区执行基于模板匹配的预测模式。
参见图4b，参照画面、条带或条带段450中的先前解码区460进行当前块465上的基于模板匹配的预测解码。
滤波器应用单元470进行滤波以使画面、条带或条带段中的先前解码区460中的误差最小化。例如，可以使用低延迟滤波器、去块滤波器、样本自适应偏移等。
内插滤波单元480在先前解码区460上进行内插以进行基于模板匹配的运动补偿，并且运动补偿单元490根据接收到的块向量的位置信息生成预测值。
也就是说，运动补偿单元可以基于块向量生成基于模板匹配的预测信号，该块向量是与先前解码区中的当前CU相对应的区域的位置信息。
图5a是图示了与在CU的尺寸等于其最小尺寸时是否使用模板匹配有关的语法元素的图。
要被编码/解码的画面、条带或条带段500中的CU可以具有指示是否进行基于模板匹配的预测编码的标志信息。可以对每个CU描述这样的标志信息。
然而，在当前CU的尺寸等于CU的最小尺寸时，标志信息510可以指示当前CU中的每个预测单元(PU)是否已在基于模板匹配的预测模式下被编码。
此外，在当前CU的尺寸等于CU的最小尺寸时，可以通过模板匹配预测单元、帧间预测单元和帧内预测单元中的至少一个选择性地生成用于当前CU中的每个预测单元(PU)的预测信号。也就是说，对于PU，可以选择性地应用帧内预测、帧间预测、或基于模板匹配的预测。此外，帧间预测单元可以基于当前CU的运动向量和参考图像来生成用于当前CU的基于帧间预测的预测信号，而帧内预测单元可以基于关于在空间上邻近于当前CU的相邻区域的编码信息来生成用于当前CU的基于帧内预测的预测信号。
图5b是简要示出了用于根据CU的尺寸在每个CU或PU上进行解码的视频解码装置的操作的图。
参见图5b，视频解码装置可以包括最小尺寸CU检查单元550、PU模板匹配/不匹配标志解析单元560、CU模板匹配/不匹配标志解析单元570、块解码单元575、模板块解码单元580、以及非模板块解码单元590，并且可以根据CU的尺寸进行基于模板匹配的编码或非基于模板匹配的编码。
最小尺寸CU检查单元550可以检查当前CU的尺寸是否等于CU的最小尺寸。
在期望被编码的当前CU的尺寸不同于CU的最小尺寸时，可以由CU模板匹配/不匹配标志解析单元570对为每个CU指示是否进行基于模板匹配的编码的标志信息进行解析。
在这种情况下，块解码单元575可以根据指示是否每个CU已在基于模板匹配的预测模式下被编码的标志信息，在每个CU上进行基于模板匹配的解码或非基于模板匹配的解码。
如果期望被编码的当前CU的尺寸等于其最小尺寸，则可以由PU模板匹配/不匹配标志解析单元560对为每个PU指示是否进行基于模板匹配的编码的标志信息进行解析。
在这种情况下，模板块解码单元580可以根据z扫描顺序在当前CU中基于模板匹配的预测模式下被编码的PU上进行基于模板匹配的预测解码，并且诸如帧内预测单元或帧间预测单元的非模板块解码单元590可以根据z扫描顺序在非基于模板匹配的预测模式下被编码的剩余的PU上进行预测解码。这里，可以基于经解析的标志信息来确定某些PU和剩余的PU。
此外，图6是图示了在CU的尺寸等于其最小尺寸时，在CU中的多个PU中，首先对在基于模板匹配的预测模式下被编码的PU进行解码的示例的图。
参见图6，在要被解码的当前CU 600的尺寸等于CU的最小尺寸时，可以对每个PU描述指示是否进行基于模板匹配的编码的标志信息intra_bc_flag。
在当前CU 610被划分成四个预测块(PU)时，在多个预测块中，可以根据z扫描顺序620在基于模板匹配的预测模式下对具有“1”的标志信息(intra_bc_flag)的预测块进行解码，并且然后可以根据z扫描顺序620在非基于模板匹配的预测模式下对具有“0”的标志信息(intra_bc_flag)的预测块进行解码。
也就是说，上述模板匹配预测单元可以根据z扫描顺序来对每个PU确定是否生成基于模板匹配的预测信号，并且可以对每个PU生成用于当前CU中的某些PU的预测信号。
图7是图示了参照在图6中所示的CU中的在基于模板匹配的预测模式下被先前解码的区，对在帧内预测模式下编码的PU进行解码的示例的图。
参见图7，在以标志信息(intra_bc_flag)的形式来描述关于对具有最小尺寸的当前CU中的每个PU是否进行模板匹配的信息时，可以在基于模板匹配的预测模式下对当前CU中的某些PU(PU0，PU3)进行解码。此后，可以在现有的帧内预测或帧间预测模式下对CU中的剩余PU(PU1，PU3)进行解码。可以根据z扫描顺序720在每PU的基础上进行用于各个PU的预测信号的生成。
具体而言，当在帧内预测模式下对预定PU 700进行解码时，可以参考包括在基于模板匹配的预测模式下被先前解码的区(阴影区)的参考区710。也就是说，上述帧内预测单元可以基于由对应CU中的模板匹配预测单元所先前解码的区，来生成基于帧内预测的预测信号。
根据已描述的本发明的实施例的视频解码装置包括与当前CU的尺寸有关的预定条件，以便适当地控制被传送的相关位数，从而优化编码/解码效率。
同时，根据本发明的另一实施例的视频解码装置可以包括模板匹配预测单元。
模板匹配预测单元可以使用CTU的区域标志信息来确定是否在空间上相互邻近的多个CTU上进行基于模板匹配的预测模式。
此外，模板匹配预测单元可以使用指示被确定进行基于模板匹配的预测模式的CTU中的每个CU是否已在基于模板匹配的预测模式下被编码的标志信息，来确定是否生成基于模板匹配的预测信号。
更具体地说，在确定生成对应预测信号时，模板匹配预测单元可以从在包括每个CU的画面、条带和条带段中的任何一个中存在的先前解码区生成基于模板匹配的预测信号。
此外，模板匹配预测单元可以对CTU的每个行或列确定是否进行基于模板匹配的预测模式，并且下面将参照图8a和图8b描述该操作。
图8a是图示了用于描述是否对CTU的每个行进行基于模板匹配的预测解码的结构的图。
参见图8a，描述了为在画面、条带或条带段800中存在的CTU的每个行指示是否进行基于模板匹配的预测模式的多条区域标志信息intra_block_copy_henabled_flag 810和820。
例如，在CTU的所有CU都在intra_block_copy_henabled_flag的值是“1”的第二行中的情况下，可以对每个CU附加地描述指示是否进行基于模板匹配的预测解码的标志信息。
相反，在CTU的所有CU都在intra_block_copy_henabed_flag的值是“0”的第四行中的情况下，不描述指示是否进行基于模板匹配的预测解码的标志信息。
图8b是图示了用于描述是否对CTU的每个列进行基于模板匹配的预测解码的结构的图。
参见图8b，描述了指示是否为在画面、条带或条带段830中的CTU的每个列进行基于模板匹配的预测模式的多条区域标志信息intra_block_copy_venabled_flag 840和850。
例如，在CTU的所有CU都在intra_block_copy_venabled_flag的值是“1”的第五列中的情况下，对每个CU附加地描述指示是否进行基于模板匹配的预测解码的标志信息。
相反，在CTU的所有CU都在intra_block_copy_venabled_flag的值是“0”的第八列中的情况下，不描述指示是否进行基于模板匹配的预测解码的标志信息。
此外，模板匹配预测单元可以基于关于预定CTU的位置的索引信息以及关于范围从作为起点的预定CTU开始的连续CTU的数目的信息，来确定是否进行基于模板匹配的预测模式，并且下面将参照图9a描述该操作。
图9a是图示了用于描述基于CTU的起始位置以及连续CTU的数目是否进行基于模板匹配的预测解码的结构的图。
参见图9a，当在基于模板匹配的预测模式下对画面、条带或条带段900的部分区域进行编码时，可以同时描述关于预定CTU的位置的索引信息(start_idx)910以及关于范围从作为起点的位置开始的连续CTU的数目的信息(数目信息，ibc_run)920，以便指示该部分区域。
以这种方式，在基于模板匹配的预测模式下对区域进行编码的情况下，可以借助于索引信息910以及数目信息920对在对应区域中的每个CU附加地描述指示是否在基于模板匹配的预测模式下进行解码的标志信息。
此外，模板匹配预测单元可以基于关于预定CTU的位置的索引信息以及关于位于具有作为顶点的预定CTU的矩形的水平侧(宽度)和垂直侧(高度)的CTU的数目的信息两者，来确定是否进行基于模板匹配的预测模式，并且下面将参照图9b描述该操作。
图9b是图示了用于描述基于组成CTU的任意矩形区域是否进行基于模板匹配的预测解码的结构的图。
参见图9b，当在基于模板匹配的预测模式下对画面、条带或条带段930中的部分矩形区域进行编码时，可以同时描述关于位于矩形区域的左上位置的CTU的索引信息(start_idx)940以及关于位于矩形区域的水平侧和垂直侧的CTU的数目的数目信息(region_width，region_height)950和960，以便指示该矩形区域。
以这种方式，在基于模板匹配的预测模式下对矩形区域进行编码的情况下，可以对在对应区域中的每个CU附加地描述指示是否在基于模板匹配的预测模式下进行解码的标志信息。
此外，如以上参照图4a和图4b所描述的，模板匹配预测单元可以包括滤波器应用单元、内插滤波单元、以及运动补偿单元。
滤波器应用单元可以在先前解码区上进行滤波，而内插滤波单元可以在先前解码区上进行内插。
运动补偿单元可以在块向量上生成基于模板匹配的预测信号，其是与当前画面的先前解码区中的每个CU相对应的区域的位置信息。
通过利用区域标志信息，根据已描述的本发明的另一实施例的视频解码装置可以得以有效利用以改善字幕(文本)区和视频区分离的屏幕内容的场中的编码效率。
同时，根据本发明的另外的实施例的视频解码装置可以包括模板匹配预测单元。
模板匹配预测单元可以使用跳过标志信息来确定是否生成用于当前CU的基于模板匹配的预测信号。
这里，在以下情况下可以在语法元素中描述和使用跳过标志信息：包括当前CU的画面、条带和条带段中的任何一个被帧内编码，当前CU在基于模板匹配的预测模式下被编码，当前CU的块向量与在空间上邻近于当前CU的相邻区域的块向量相等，以及当前CU的残差信号不存在。
关于跳过标志信息，下面将参照图10a至图10c进行描述。
图10a是图示了用于在跳过模式下对当前CU进行编码的算法的图。
参见图10a，在满足下列条件1000时，可以生成指示在跳过模式下对当前CU进行编码的跳过标志信息。
条件1000可以包括与以下相关的条目：包括当前CU的条带是否已被帧内编码，当前CU是否已在基于模板匹配的预测模式(帧内块副本：IBC)下被编码，当前CU的块向量是否与在空间上邻近于当前CU的相邻区域的块向量相等，以及是否不存在当前CU的残差信号。
在满足所有的条件10000时(1010)，可以生成指示将帧内画面中的要被编码的当前CU设置为跳过模式的跳过标志信息(intra_cu_skip_flag＝1)，并且从而可以最低限度地发出信号通知当前CU的语法元素的数目。
在条件1000中的至少一个未被满足时(1020)，可以生成指示不将要被编码的当前CU设置为跳过模式的跳过标志信息(intra_cu_skip_flag＝0)，并且从而可以将当前CU的语法元素描述为块向量、差分系数、块分割信息等，如在现有方案的情况下。
图10b是示出了用于在跳过模式下对当前CU进行编码的详细配置的框图。
视频编码装置的模板匹配预测单元可以包括帧内画面跳过模式确定单元1030以及帧内画面跳过模式标志插入单元1040，并且可以在跳过模式下对某些帧内画面CU进行编码。
帧内画面跳过模式确定单元1030可以确定被帧内画面编码的当前CU是否满足跳过模式的条件。
如果从率失真优化的立场将跳过模式下对当前CU的编码确定为是最优的，则帧内画面跳过模式标志插入单元1040可以插入指示当前CU已在跳过模式下被编码的跳过标志信息。
如果从速失真优化的立场将跳过模式下对当前CU的编码确定为不是最优的，则帧内画面跳过模式标志插入单元1040可以插入指示当前CU未在跳过模式下被编码的跳过标志信息。
图10c是示出了用于在跳过模式下对当前CU进行解码的详细配置的框图。
视频解码装置的模板匹配预测单元可以包括帧内画面跳过模式标志解析单元1050以及块单元解码单元1060，并且可以对在帧内画面跳过模式或现有的预测模式下被编码的CU进行选择性地解码。
帧内画面跳过模式标志解析单元1050可以对每个CU的跳过标志信息的位进行解析。跳过标志信息是指示每个帧内画面CU是否已在跳过模式下被编码的信息。
在当前CU已在帧内画面跳过模式下被编码时，块单元解码单元1060可以根据跳过模式对当前CU进行解码。
当前CU尚未在帧内画面跳过模式下被编码时，块单元解码单元1060可以通过基于现有的帧内预测或帧间预测进行预测模式来重构图像。
以这种方式，将现有的基于帧间预测的预测模式中使用的跳过模式应用到帧内画面中的基于模板匹配的预测模式，从而改善视频编码/解码效率。
同时，根据本发明的另外的实施例的视频编码装置可以包括模板匹配预测单元。
模板匹配预测单元可以使用指示当前CU是否已在基于模板匹配的预测模式下被编码的标志信息，来确定是否生成用于当前CU的基于模板匹配的预测信号。
此外，模板匹配预测单元可以设置在当前CU中的边缘边界处去块滤波的边界强度。
在这种情况下，根据当前CU和每个相邻CU的预测模式、残差信号以及块向量，当前CU和每个相邻CU之间的边界强度可被不同地设置，其中每个相邻CU基于边缘边界而邻近于当前CU。
下面将参照图11和图12描述对边界强度的设置。
图11是示出了根据示例的用于设置在边缘边界处进行去块滤波的边界强度的算法的图。
参见图11，当经由帧内预测、帧间预测、或基于模板匹配的预测对块进行编码时，在块的边缘边界上进行去块滤波。使用图11中所计算出的边界强度(Bs)值来进行块的边缘边界处的滤波。
假设位于块边界的左侧或上侧的块是P且位于块边界的右侧或下侧的块是Q，首先确定两个块编码模式(1100)。在P块和Q块中的至少一个通过现有的帧内预测被编码时(1110)，将边界强度的值设置为2。否则(1120)，确定是否P块和Q块中都不存在除0以外的差分系数，以及是否两个块都在邻近位置处被运动补偿(1130)。当满足两个条件时(1150)，在两个块的边界处不存在中断，并且从而将边界强度的值设置为0。否则(1140)，将边界强度的值设置为1。
所计算出的边界强度值用来在进行去块滤波的过程期间确定滤波强度等。
图12是示出了根据另一示例的用于设置在边缘边界处进行去块滤波的边界强度的算法的图。
参见图12，基于相对于边缘边界相互邻近的两个块P和Q的编码模式、运动信息、存在/不存在差分系数等来设置边界强度。
在P和Q都基于帧内预测被编码时(1210)，将边界强度的值设置为2。在P基于帧内预测被编码而Q基于帧间预测被编码时，或者，另一方面，在P基于帧间预测被编码而Q基于帧内预测被编码时(1220)，将边界强度的值设置为2。
在P块和Q块基于帧间预测被编码，并且两个块模式中都不存在除0以外的差分系数时，并且在两个块的运动向量在整数(integer)像素单元中彼此相等时(1230)，将边界强度的值设置为0。在P块和Q块基于帧间预测被编码并且两个块的运动向量在整数像素单元中彼此不相等时(1240)，将边界强度的值设置为1。
在P块基于帧内预测被编码而Q块基于帧内块副本(IBC)被编码时，或者，另一方面，在P块基于IBC被编码而Q块基于现有的帧内预测被编码时(1250)，将块边界处的边界强度的值设置为2，其中该帧内块副本(IBC)是基于模板匹配的编码模式。
在P块基于帧间预测被编码而Q块基于IBC被编码时，或者，另一方面，在P块基于IBC被编码而Q块基于帧间预测被编码时(1260)，将块边界处的边界强度的值设置为1。
在P块和Q块都基于IBC被编码，并且任一个块中都不存在除0以外的差分系数时，并且在两个块的块向量在整数像素单元中彼此相等时(1270)，将两个块的边缘边界处的边界强度的值设置为0。
在P块和Q块都基于IBC被编码并且两个块的块向量在整数像素单元中彼此不相等时(1280)，将块的边缘边界处的边界强度的值设置为“1”。
以这种方式，根据预测模式、残差信号以及块向量来不同地设置当前CU和每个相邻CU之间的边界强度，从而使得去块滤波能够更有效率地进行。
在下文中，将参照图13至图16来描述视频解码方法。对此，上述视频解码装置已被利用，但本发明并不限于此。然而，为了便于描述，下面将描述使用视频解码装置对视频进行解码的方法。
可以使用如图13中所示的以下步骤来进行根据本发明的实施例的视频解码方法。图13是示出了根据本发明的实施例的视频解码方法的流程图。
首先，确定当前CU的尺寸是否满足要在基于模板匹配的预测模式下被编码的CU的最小尺寸和最大尺寸的范围条件(S1310)。
在满足上述范围条件时，使用指示当前CU是否已在基于模板匹配的预测模式下被编码的标志信息来确定是否生成用于当前CU的基于模板匹配的预测信号(S1320)。
在不满足上述条件时，在当前CU上进行非基于模板匹配的预测解码(S1330)。
此外，可以使用如图14中所示的以下步骤来进行根据本发明的另一实施例的视频解码方法。图14是示出了根据本发明的另一实施例的视频解码方法的流程图。
首先，使用在空间上相互邻近多个CTU的区域标志信息来确定是否在每个CTU上进行基于模板匹配的预测模式(S1410)。
接下来，使用附加标志信息来确定是否生成基于模板匹配的预测信号(S1420)，该附加标志信息指示被确定进行基于模板匹配的预测模式的CTU中的每个CU是否已在基于模板匹配的预测模式下被编码。
此外，可以使用如图15中所示的以下步骤来进行根据本发明的另外的实施例的视频解码方法。图15是示出了根据本发明的另外的实施例的视频解码方法的流程图。
首先，确定包括当前CU的画面、条带和条带段中的任何一个是否被帧内编码，当前CU是否已在基于模板匹配的预测模式下被编码，当前CU的块向量是否与在空间上邻近于当前CU的相邻区域的块向量相等，以及是否不存在当前CU的残差信号(S1510)。
在满足所有这些条件时，使用跳过标志信息来确定是否生成用于帧内画面当前CU的基于模板匹配的预测信号(S1520)。
此外，可以使用如图16中所示的以下步骤来进行根据本发明的又一实施例的视频解码方法。图16是示出了根据本发明的又一实施例的视频解码方法的流程图。
首先，使用指示当前CU是否已在基于模板匹配的预测模式下被编码的标志信息来确定是否生成用于当前CU的基于模板匹配的预测信号(S1610)。
然后，设置用于在当前CU的边缘边界处去块滤波的边界强度(S1620)。
这里，根据当前CU和每个相邻CU的预测模式、残差信号以及块向量，当前CU和相邻CU之间的边界强度可被不同地设置，其中每个相邻CU关于边缘边界而邻近于当前CU。
同时，图1、图3b、图4a、图4b、图5b、图10b和图10c中所示的各个组件可被实现为各种“模块”。术语“模块”意指软件组件或硬件组件，诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)，并且各个模块进行某些功能。然而，这样的模块并不具有受限于软件或硬件的含义。这样的模块可被实现为存在于可寻址存储介质中或被配置为执行一个或多个处理器。可以将由组件和模块所提供的功能合并成更少的组件和模块，或者可以进一步分离成另外的组件和模块。
尽管已经关于具体实施例描述了根据本发明的装置和方法，但是可以使用具有通用硬件架构的计算机系统来实现其所有或某些组件或操作。
此外，本发明的实施例还可以以包括由计算机执行的指令(诸如由计算机执行的程序模块)的存储介质的形式来实现。计算机可读介质可以是可由计算机访问的任意可用介质，并且可以包括所有的易失性和非易失性介质以及可移动和不可移动介质。此外，计算机可读介质可以包括所有的计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括所有的易失性和非易失性介质以及可移动和不可移动介质，其使用用于存储信息的任何方法或技术来实现，诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或另外的数据。通信介质通常包括用于针对受调制的数据信号的计算机可读指令、数据结构、程序模块，或附加数据的传输介质，诸如载波，或另外的传送机制，并且包括任意信息传递介质。
对本发明的描述意在用于说明，并且本领域技术人员将理解的是，可以以其他详细形式来容易地修改本发明，而不改变本发明的技术精神或必要特征。因此，上述实施例应被理解为是示例性的而非限制性的。例如，被描述为单个组件的每个组件可以是分布式的并且被实践，同样，被描述为分布式的组件也可以以集成的形式来实践。
本发明的范围应当由所附权利要求而不是由详细描述来限定，并且源自权利要求的含义和范围及其等效物的所有改变或修改应被理解为被包括在本发明的范围中。

Claims (2)

1.一种视频解码装置，包括：
模板匹配预测单元，使用指示CU是否已在基于模板匹配的预测模式下被编码的标志信息来确定是否生成用于当前CU的基于模板匹配的预测信号，并且设置用于在当前CU的边缘边界处去块滤波的边界强度，
其中，根据当前CU和关于边缘边界而邻近于当前CU的相邻CU的标志信息，不同地设置当前CU与每个相邻CU之间的边界强度。
2.一种视频解码方法，包括：
使用指示CU是否已在基于模板匹配的预测模式下被编码的标志信息来确定是否生成用于当前CU的基于模板匹配的预测信号；以及
设置用于在当前CU的边缘边界处去块滤波的边界强度，
其中，根据当前CU和关于边缘边界而邻近于当前CU的相邻CU的标志信息，不同地设置当前CU与每个相邻CU之间的边界强度。
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