CN107431813A - 使用基于图的变换处理视频信号的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种使用基于图的变换解码视频信号的方法，包括步骤：从视频信号中提取当前编码单元的预测单元分割信息；基于预测单元分割信息，从预先设置的表信息中获得基于图的变换核；以及使用基于图的变换核对变换单元执行反变换，其中基于图的变换核对应于预测单元分割信息和边权重中的至少一个，并且边权重是表示像素之间相关性的预先设置的值。

Description

使用基于图的变换处理视频信号的方法和装置
技术领域
本发明涉及使用基于图的变换编码和解码视频信号的方法和装置。尤其是，本发明涉及基于块单元之间的异构性自适应地应用基于图的变换的方法，和应用可分离的基于图的变换的方法。
背景技术
压缩编码指的是用于经由通信线路发送数字化的信息或者以适宜于存储介质的形式存储数字化的信息的一系列的信号处理技术。诸如视频、图像和语音的媒体可以是压缩编码的目标，特别地，使用视频作为目标执行压缩编码的技术称为视频压缩。
下一代视频内容将具有高空间分辨率、高帧速率和场景表示的高维度的特征。为了处理这样的内容，存储器、存储器存取速率和处理能力技术将显著地增长。
因此，必须设计更加有效地处理下一代视频内容的编码工具。
特别地，图是在描述在像素之间的关系信息时有用的数据表示形式，并且使用以图表示和处理在像素之间的这样的关系信息的基于图的信号处理方法。在这样的基于图的信号处理中，每个信号采样表示顶点，并且信号的关系可以使用以具有正的权重的图边表示的图概括概念，诸如采样、滤波和变换。因此，除了视频压缩领域之外，在许多的应用领域中需要更加有效的基于图的信号处理方法。
发明内容
技术问题
本发明提供一种基于在块内的边界信息应用自适应的基于图的变换的方法。
本发明提供一种当块被复杂地分解的时候自适应地应用基于图的变换的方法。
本发明提供一种降低用于编码图信息的开销的方法。
本发明提供一种定义基于图的变换的模板和用信号发送该模板的方法。
本发明提供一种根据基于图的变换模板的出现频率，在编码模式基础上分配码字的方法。
本发明提供一种在编码块的行方向和列方向应用不同的可分离的基于图的变换的方法。
技术方案
本发明提供一种基于在块内的边界信息应用自适应的基于图的变换的方法。
本发明提供一种根据编码单元的预测单元分割信息应用基于图的变换的方法。
本发明提供一种根据编码单元或者变换单元的配置应用不同的基于图的变换的方法。
本发明定义表示基于图的变换的标志信息，以在编码单元或者变换单元级应用。
本发明提供一种合并邻近变换单元去应用一个变换的方法。
本发明提供一种使用关于变换单元的分割信息应用变换的方法。
本发明提供一种使用关于外围块的基于图的变换的信息预测当前块的基于图的变换的方法。
本发明提供一种根据编码单元的预测单元分割信息应用非正方形基于图的变换的方法。
本发明提供一种降低用于编码图信息的开销的方法。
本发明提供一种定义基于图的变换的模板和用信号发送该模板的方法。
本发明提供一种根据基于图的变换模板的出现频率，在编码模式基础上分配码字的方法。
本发明提供一种在编码块的行方向和列方向中应用不同的可分离的基于图的变换的方法。
有益效果
根据本发明，通过基于在块内的边界信息应用自适应的基于图的变换，视频信号可以被更加有效地处理，并且特别地，当块被复杂地分解的时候，视频信号可以被更加有效地处理。
此外，根据本发明，通过提供定义基于图的变换模板和用信号发送该模板的方法，用于编码图信息的开销可以被显著地降低。
此外，通过根据基于图的变换模板的出现频率在编码模式基础上提供分配码字的方法，发送数据的量可以被降低，并且通过在编码块的行方向和列方向中应用不同的可分离的基于图的变换，可以执行更加有效的编码。
此外，根据本发明，可以保证能够自适应地应用变换的灵活性，并且计算复杂度可以被降低。
此外，根据本发明，可以执行对不同的视频片段中的变化的统计特性更快的应用，并且当执行变换的时候，可以提供可变性。
此外，根据本发明，通过使用可分离的变换，用于编码视频信号的计算复杂度可以被降低，并且变换矩阵的传输和在变换选择中的开销可以被显著地降低。
附图说明
图1是图示根据本发明的一个实施例，用于编码视频信号的编码器的配置的方框图。
图2是图示根据本发明的一个实施例，用于解码视频信号的解码器的配置的方框图。
图3是图示根据本发明的一个实施例的编码单元的划分结构的图。
图4是图示根据本发明的一个实施例，基于一维图和二维图获得基于图的变换矩阵的过程的图。
图5是图示根据本发明的一个实施例，基于编码单元的PU分割信息执行变换的基于图的变换单元的配置的方框图。
图6是图示根据本发明的一个实施例，当2N×2N编码单元被分解为nL×2N的时候，在水平方向应用以一维图生成的变换方法的图。
图7是图示根据本发明的一个实施例，基于编码单元的PU分割信息应用GBT的过程的流程图。
图8是图示根据本发明的一个实施例，当2N×2N编码单元被分解为四个N×N变换单元的时候，根据块内的边界信息应用不同的变换的方法的图。
图9是图示根据本发明的一个实施例，根据预测单元的运动信息值之间的差应用不同的变换的方法的图。
图10是图示根据本发明的一个实施例，当在编码单元内的变换单元具有类似的特性的时候，通过合并多个变换单元执行变换的方法的图。
图11是图示根据本发明的一个实施例，使用变换单元的分割信息执行变换的方法的图。
图12是图示根据本发明的一个实施例，基于图信号的边权重应用GBT的解码过程的流程图。
图13是图示根据本发明的一个实施例，使用外围块的基于图的变换信息预测当前块的基于图的变换信息的方法的图。
图14是图示根据本发明的一个实施例，基于编码单元的预测单元分割信息应用非正方形基于图的变换的方法的图。
图15是图示根据本发明的一个实施例，将可分离的变换应用于二维图的每条线的方法的图。
图16是图示根据本发明的一个实施例，可以变为用于应用可分离的变换的变换基础的一维图示例的图。
图17是图示根据本发明的一个实施例，用信号发送基于块内的边界信息权重被应用于的模板的方法的图，并且图18是图示根据本发明的一个实施例，基于块内的边界信息应用一维的可分离的变换的方法的图。
图19和20是图示根据本发明的一个实施例，编码/解码表示基于图的变换模板的索引的方法的流程图。
具体实施方式
按照本发明的一个方面，一种使用基于图的变换解码视频信号的方法，包括步骤：从视频信号中提取当前的编码单元的预测单元分割信息；基于预测单元分割信息，从预先确定的表信息中获得基于图的变换核；以及使用基于图的变换核执行变换单元的反变换，其中基于图的变换核对应于预测单元分割信息和边权重中的至少一个，并且边权重是表示在像素之间相关性的预先确定的值。
此外，在本发明中，边权重在预测单元的划分边界处具有相对小的值。
此外，在本发明中，当以多个变换单元配置编码单元的时候，不同的变换类型被应用于与划分边界重叠的第一变换单元和不与划分边界重叠的第二变换单元。
按照本发明的另一个方面，一种使用基于图的变换解码视频信号的装置，包括：比特流提取单元，其从视频信号中提取当前的编码单元的预测单元分割信息；和反变换单元，其基于预测单元分割信息，从预先确定的表信息中获得基于图的变换核，并且使用基于图的变换核执行变换单元的反变换，其中基于图的变换核对应于预测单元分割信息和边权重中的至少一个，并且边权重是表示在像素之间相关性的预先确定的值。
按照本发明的另一个方面，一种使用基于图的变换解码视频信号的方法，包括步骤：接收在对应于编码单元的图内的边权重，其中边权重是表示在像素之间相关性的值；基于边权重获得变换单元的基于图的变换核；以及使用基于图的变换核重建变换单元，其中基于预测单元的编码信息确定边权重。
按照本发明的另一个方面，一种使用基于图的变换编码视频信号的方法，包括步骤：计算在对应于编码单元的图内的边权重，其中边权重是表示在像素之间相关性的值；基于预测单元的编码信息，分别生成用于变换单元的行和列的基于图的变换核；以及使用基于图的变换核执行变换单元的变换，其中基于图的变换核是基于边权重生成的，并且边权重在划分边界处具有相对小的值。
此外，在本发明中，当以多个变换单元配置编码单元的时候，不同的变换类型被应用于与划分边界重叠的第一变换单元和不与划分边界重叠的第二变换单元，基于图的变换核被应用于第一变换单元，并且代替基于图的变换核的另一个变换核被应用于第二变换单元。
此外，在本发明中，预测单元的编码信息包括分割信息和运动信息中的至少一个。
此外，在本发明中，当以多个预测单元配置编码单元的时候，如果在多个预测单元的运动信息之间的差值大于预先确定的阈值，则应用基于图的变换核。
按照本发明的另一个方面，一种使用基于图的变换解码视频信号的装置，包括：反变换单元，其接收在对应于编码单元的图内的边权重，其中边权重是表示在像素之间相关性的值，并且基于边权重获得变换单元的基于图的变换核，以及使用基于图的变换核重建变换单元，其中基于预测单元的编码信息确定边权重。
按照本发明的另一个方面，一种使用基于图的变换编码视频信号的装置，包括：基于图的变换单元，其计算在对应于编码单元的图内的边权重，其中边权重是表示在像素之间相关性的值，并且基于预测单元的编码信息分别生成用于变换单元的行和列的基于图的变换核，以及使用基于图的变换核执行变换单元的变换，其中基于图的变换核是基于边权重生成的，并且边权重在划分边界处具有相对小的值。
按照本发明的另一个方面，一种使用基于图的变换解码视频信号的方法，包括步骤：接收表示基于图的变换模板的索引信息，其中基于图的变换模板对应于残差信号的图案；获得对应于索引信息的基于图的变换核；以及使用基于图的变换核重建变换单元。
按照本发明的另一个方面，一种使用基于图的信号编码视频信号的方法，包括步骤：确定残差信号的图案；确定对应于残差信号的图案的基于图的变换模板；以及编码表示确定的基于图的变换模板的索引。
按照本发明的另一个方面，一种用于使用基于图的变换解码视频信号的装置，包括：反变换单元，其接收表示基于图的变换模板的索引信息，其中基于图的变换模板对应于残差信号的图案，并且获得对应于索引信息的基于图的变换核，以及使用基于图的变换核重建变换单元。
按照本发明的另一个方面，一种使用基于图的信号编码视频信号的装置，包括基于图的变换单元，其确定残差信号的图案，并且确定对应于残差信号的图案的基于图的变换模板，以及编码表示确定的基于图的变换模板的索引。
按照本发明的另一个方面，一种使用基于图的变换编码视频信号的方法，包括步骤：推导在目标单元内的每行或者列的一维的边权重，其中边权重是表示在像素之间相关性的值；调用对应于一维的边权重的一维的基于图的变换核；通过组合一维的基于图的变换核生成在目标单元处优化的基于图的变换核；以及使用基于图的变换核执行目标单元的变换。
此外，在本发明中，对应于一维的基于图的变换核的一维的图的两个端顶点中的至少一个包括自权重。
发明的模式
在下文中，将参考伴随的附图详细描述本发明的实施例的配置和操作，参考附图描述的本发明的配置和操作被作为实施例描述，并且本发明的范围、核心配置和操作不受限于此。
此外，在本发明中使用的术语是从当前广泛地使用的常规术语中选择出来的，但是，在特定的情形下，使用由申请人随机地选择的术语。在这样的情况下，在相应的部分的详细描述中，因为清楚地描述了其含义，所以将不会简单地仅以在本发明的描述中使用的术语的名称来解释术语，而是应理解和解释相应的术语的含义。
此外，当存在用于描述本发明而选择的常规术语或者具有类似的含义的另一个术语的时候，在本发明中使用的术语可以为了更加适宜的解释而被替换。例如，在每个编码过程中，信号、数据、采样、图片、帧和块可以被适当地替换和解释。此外，在每个编码过程中，分割、分解、分开和划分可以被适当地替换和解释。
图1示出按照本发明的一个实施例的用于编码视频信号的编码器的示意框图。
参考图1，编码器100可以包括图像分割单元110、变换单元120、量化单元130、反量化单元140、反变换单元150、滤波单元160、DPB(解码的图片缓存器)170、帧间预测单元180、帧内预测单元185和熵编码单元190。
图像分割单元110可以将输入给编码器100的输入图像(或者图片、帧)划分为一个或多个处理单元。例如，处理单元可以是编码树单元(CTU)、编码单元(CU)、预测单元(PU)或者变换单元(TU)。
但是，这些术语被使用仅仅是为了本公开的示例的方便使。本发明不局限于这些术语的定义。在本说明书中，为了示例的方便起见，术语“编码单元”被作为在编码或者解码视频信号的过程中使用的单元采用。但是，本发明不受限于此。另一个处理单元可以基于本公开的内容适当地选择。
编码器100可以通过从输入图像信号中减去从帧间预测单元180或者帧内预测单元185输出的预测信号来生成残差信号。生成的残差信号可以被发送给变换单元120。
变换单元120可以将变换技术应用于该残差信号去产生变换系数。该变换过程可以被应用于具有与正方形相同大小的像素块，或者被应用于除正方形以外的可变大小的块。
在本发明的一个实施例中，变换单元120可以基于块内的边界信息应用自适应的基于图的变换。
在本发明的另一个实施例中，变换单元120可以根据编码单元的预测单元(PU)分割信息应用基于图的变换。
在本发明的另一个实施例中，变换单元120可以根据编码单元或者变换单元的配置应用不同的基于图的变换。
在本发明的另一个实施例中，变换单元120可以合并邻近变换单元以应用一个变换。
在本发明的另一个实施例中，变换单元120可以使用变换单元的分割信息应用变换。
在本发明的另一个实施例中，变换单元120可以使用关于外围块的基于图的变换的信息预测当前块的基于图的变换。
在本发明的另一个实施例中，变换单元120可以根据编码单元的PU分割信息应用非正方形基于图的变换。
在本发明的另一个实施例中，变换单元120可以在编码单元的行方向和列方向中应用不同的单独的基于图的变换。
量化单元130可以量化变换系数，并且将量化的系数发送给熵编码单元190。熵编码单元190可以对量化的信号进行熵编码，并且然后，作为比特流输出熵编码的信号。
从量化单元130输出的量化的信号可用于生成预测信号。例如，量化的信号可以经由在环路中的反量化单元140和反变换单元150分别地经历反量化和反变换以重建残差信号。重建的残差信号可以被加到从帧间预测单元180或者帧内预测单元185输出的预测信号以生成重建的信号。
另一方面，在压缩过程中，邻近块可以通过不同的量化参数量化，使得可能出现块边界的劣化。这个现象被称作块伪影(block artifact)。这是用于评估图像质量的重要因素之一。可以执行滤波处理以减少这样的劣化。使用滤波处理，块劣化可以被消除，并且同时，当前的图片的误差可以被降低，从而改善图像质量。
滤波单元160可以将滤波应用于重建的信号，并且然后，将滤波的重建的信号输出给再现设备或者解码的图片缓存器170。发送给解码的图片缓存器170的滤波的信号可以在帧间预测单元180中用作参考图片。以这种方法，在图片间预测模式中将滤波的图片作为参考图片使用，不仅可以改善图片质量，而且可以提高编码效率。
解码的图片缓存器170可以存储滤波的图片，以在帧间预测单元180中作为参考图片使用。
帧间预测单元180可以参考重建的图片执行时间预测和/或空间预测，以除去时间冗余和/或空间冗余。在这种情况下，用于预测的参考图片可以是在先前的编码/解码中在块基础上经由量化和反量化获得的变换的信号。因此，这可能导致块伪影或者振铃效应。
因此，为了解决由于信号的不连续或者量化而导致的性能下降，帧间预测单元180可以使用低通滤波器在子像素基础上在像素之间内插信号。在这种情况下，子像素可以指通过应用内插滤波器生成的虚拟像素。整数像素指的是存在于重建的图片中的实际像素。内插方法可以包括线性内插、双线性内插和维纳(Wiener)滤波器等等。
内插滤波器可以被应用于重建的图片以提升预测的精度。例如，帧间预测单元180可以将内插滤波器应用于整数像素以生成内插的像素。帧间预测单元180可以使用由内插的像素组成的内插块作为预测块来执行预测。
帧内预测单元185可以通过参考在当前要编码的块附近的采样来预测当前块。帧内预测单元185可以执行以下的过程去执行帧内预测。首先，帧内预测单元185可以准备生成预测信号所需要的参考采样。然后，帧内预测单元185可以使用准备的参考采样生成预测信号。其后，帧内预测单元185可以对预测模式进行编码。此时，可以通过参考采样填充和/或参考采样滤波来准备参考采样。由于参考采样已经经历预测和重建过程，所以可能存在量化误差。因此，为了降低这样的误差，可以对于用于帧内预测的每个预测模式执行参考采样滤波处理。
经由帧间预测单元180或者帧内预测单元185生成的预测信号可用于生成重建的信号或者用于生成残差信号。
图2示出按照本发明的一个实施例的用于解码视频信号的解码器的简略方框图。
参考图2，解码器200可以包括熵解码单元210、反量化单元220、反变换单元230、滤波单元240、解码的图片缓存器(DPB)250、帧间预测单元260和帧内预测单元265。
从解码器200输出的重建的视频信号可以使用再现设备再现。
解码器200可以接收从如图1所示的编码器输出的信号。接收的信号可以经由熵解码单元210熵解码。
反量化单元220可以使用量化步长信息从熵解码的信号中获得变换系数。在这种情况下，获得的变换系数可以与如上参考图1所描述的变换单元120的操作相关联。
反变换单元230可以对变换系数进行反变换以获得残差信号。
重建的信号可以通过将获得的残差信号加到从帧间预测单元260或者帧内预测单元265输出的预测信号而生成。
滤波单元240可以将滤波应用于重建的信号，并且可以将滤波的重建信号输出给再现设备或者解码的图片缓存器单元250。发送给解码的图片缓存器单元250的滤波的信号可以在帧间预测单元260中用作参考图片。
在此处，用于编码器100的滤波单元160、帧间预测单元180和帧内预测单元185的详细描述同样地可以被分别地应用于解码器200的滤波单元240、帧间预测单元260和帧内预测单元265。
图3是图示根据本发明的实施例的编码单元的划分结构的图。
编码器可以以四边形形式的编码树单元(CTU)分解一个视频(或者图片)。编码器以栅格扫描顺序顺序地编码CTU。
例如，CTU的大小可以被确定为64×64、32×32和16×16中的任何一个，但是，本发明不受限于此。编码器可以根据输入图像的分辨率或者输入图像的特征选择和使用CTU的大小。CTU可以包括亮度分量的编码树块(CTB)和与其对应的两个色度分量的编码树块(CTB)。
一个CTU可以以四叉树(在下文中，称为“QT”)结构分解。例如，一个CTU可以被分割为四个单元，其中每个边的长度降低一半，同时具有正方形形式。这样的QT结构的分解可以被递归地执行。
参考图3，QT的根节点可以与CTU有关。QT可以被分解直到达到叶节点为止，并且在这种情况下，叶节点可以称为编码单元(CU)。
CU可以指的是输入图像的处理过程的基本单位，处理过程例如是执行帧内/帧间预测的编码。CU可以包括亮度分量的编码块(CB)和与其对应的两个色度分量的CB。例如，CU的大小可以确定为64×64、32×32、16×16和8×8中的任何一个，但是，本发明不受限于此，并且当视频是高分辨率视频的时候，CU的大小可以进一步增加，或者可以是各种大小。
参考图3，CTU对应于根节点，并且具有最小的深度(即，等级0)值。可以不根据输入图像的特征分解CTU，并且在这种情况下，CTU对应于CU。
CTU可以以QT形式被分解，并且因此，可以生成具有等级1的深度的下级节点。在具有等级1的深度的下级节点中，不再分解的节点(即，叶节点)对应于CU。例如，如图3B所示，对应于节点a、b和j的CU(a)、CU(b)和CU(j)被以CTU分解一次，并且具有等级1的深度。
具有等级1的深度的节点中的至少一个可以以QT形式被再次分解。在具有等级2的深度的下级节点中，不再分解的节点(即，叶节点)对应于CU。例如，如图3B所示，对应于节点c、h和i的CU(c)、CU(h)和CU(i)以CTU被分解两次，并且具有等级2的深度。
此外，具有等级2的深度的节点中的至少一个可以以QT形式被再次分解。在具有等级3的深度的下级节点中，不再分解的节点(即，叶节点)对应于CU。例如，如图3B所示，对应于d、e、f和g的CU(d)、CU(e)、CU(f)和CU(g)以CTU被分解三次，并且具有等级3的深度。
编码器可以根据视频的特征(例如，分辨率)或者考虑到编码效率来确定CU的最大大小或者最小大小。其信息或者可以推导出的信息可以被包括在比特流中。具有最大大小的CU可以称为最大编码单元(LCU)，并且具有最小大小的CU可以称为最小编码单元(SCU)。
此外，具有树结构的CU可以以预先确定的最大深度信息(或者最大等级信息)被分层地分解。每个分解的CU可以具有深度信息。因为深度信息表示分解的数目和/或CU的等级，所以深度信息可以包括关于CU大小的信息。
因为LCU被以QT形式分解，所以，当使用LCU的大小和最大深度信息的时候，可以获得SCU的大小。可替选地，相比之下，当使用SCU的大小和树的最大深度信息的时候，可以获得LCU的大小。
对于一个CU，表示是否分解相应的CU的信息可以被传送给解码器。例如，该信息可以被定义为分解标志，并且可以以“split_cu_flag”表示。除SCU之外，该分解标志可以被包括在整个CU中。例如，当分解标志的值是“1”的时候，相应的CU被再次分解为四个CU，并且当分解标志的值是“0”的时候，相应的CU不再分解，并且可以执行相应的CU的编码过程。
在图3的实施例中，示例了CU的分解过程，但是，以上描述的QT结构甚至可以被应用于作为执行变换的基本单元的变换单元(TU)的分解过程。
TU可以从要编码的CU以QT结构被分层地分解。例如，CU可以对应于变换单元(TU)的树的根节点。
因为TU被以QT结构分解，所以从CU分解的TU可以被再次分解为更小的下级TU。例如，TU的大小可以被确定为32×32、16×16、8×8和4×4中的任何一个，但是，本发明不受限于此，并且当TU是高分辨率视频的时候，TU的大小可以增加，或者可以是各种大小。
对于一个TU，表示是否分解相应的TU的信息可以被传送给解码器。例如，该信息可以被定义为分解变换标志，并且可以以“split_transform_flag”表示。
除最小大小的TU之外，分解变换标志可以包括在整个TU中。例如，当分解变换标志的值是“1”的时候，相应的TU被再次分解为四个TU，并且当分解变换标志的值是“0”的时候，相应的TU不再分解。
如上所述，CU是执行帧内预测或者帧间预测的编码的基本单元。为了更加有效地编码输入图像，CU可以被分解为预测单元(PU)。
PU是生成预测块的基本单元，并且甚至在一个CU内预测块可以在PU单元中被不同地生成。根据是否使用帧内预测模式或者帧间预测模式作为PU属于的CU的编码模式，PU可以被不同地分解。
图4是图示根据本发明的实施例的基于一维图和二维图获得基于图的变换矩阵过程的图。
在本发明的实施例中，可以参考图4描述可以用于处理在图像内的像素块的图类型。例如，图4A表示对应于像素块的每条线的一维图，并且图4B表示对应于像素块的二维图。
图顶点与像素块的每个像素有关，并且图顶点的值可以以像素值表示。图边可以指的是连接图顶点的线。图边用于表示信号内的任何形式的统计相关性，并且表示其强度的值可以称为边权重。
例如，图4A表示一维图，0、1、2和3表示每个顶点的位置，w0、w1和w2表示顶点之间的边权重。图4B表示二维图，并且aij(i＝0,1,2,3，j＝0,1,2)和bkl(k＝0,1,2，l＝0,1,2,3)表示顶点之间的边权重。
每个顶点可以连接到整个其它的顶点，并且0的边权重可以被分配给连接顶点(其是无关或者弱相关)的边。但是，为了表示的简化，具有0的边权重的边可以被完全地除去。
在本发明的实施例中，从图信号中获得的变换可以定义为基于图的变换(在下文中，称为“GBT”)。例如，当在构成TU的像素之间的关系信息以图表示的时候，从图中获得的变换可以被称为GBT。
像素之间的关系信息可以以各种方法表示。例如，可以基于像素值之间的相似性，是否像素属于相同的PU以及是否像素属于相同的对象来表示像素之间的关系信息。像素之间的关系信息可以以在像素之间是否存在边以及当每个像素对应于图的顶点的时候的边权重来表示。在这种情况下，GBT可以通过以下的过程获得。例如，编码器或者解码器可以从视频信号的目标块获得图信息。在从获得的图信息中获得拉普拉斯(Laplacian)矩阵之后，通过对拉普拉斯矩阵执行特征分解，如等式1，可以获得GBT核。
[等式1]
L＝UΛUT
在等式1中，L是拉普拉斯矩阵，U是特征矩阵，并且UT是U的转置矩阵。在这里，满足等式1的U可以指的是GBT核。
图5是图示根据本发明的实施例的基于编码单元的PU分割信息执行变换的基于图的变换单元的配置的方框图。
参考图5A，根据本发明的一个实施例的基于图的变换单元500可以包括边界确定单元510、变换核获取单元520和变换执行单元530。基于图的变换单元500可以作为单独的功能单元存在，如图5所示，并且在这种情况下，基于图的变换单元500可以被放置在图1的变换单元120的前面，但是，本发明不受限于此。此外，基于图的变换单元500可以被包括在图1的变换单元120内。
当目标单元被分解为多个块的时候，边界确定单元510可以确定分割信息。例如，目标单元可以是CTB、CU、PU、TU、处理单元、块和帧中的任何一个。在详细的示例中，在当前的CU被分解为多个PU的时候，边界确定单元510可以从PU分割信息中检测边界。
变换核获取单元520可以基于分割信息获得变换核。在这里，考虑到边权重，变换核可以是基于图的变换核，并且可以从存储在编码器或者解码器处的预先确定的表中获得基于图的变换核。边权重是表示在像素之间的相关性的值，并且可以确定当边权重接近于例如1的时候，边权重具有高的相关性，并且当边权重接近于例如0的时候，边界权重具有低的相关性。
此外，根据分割信息，边权重可以是预先确定的固定值。例如，与分割边界重叠的图边可以具有小于不与分割边界重叠的图边的边权重。这是因为与分割边界重叠的图边表示在属于另一个分割的像素之间的相关性。
变换执行单元530可以使用获得的变换核执行变换。
参考图5B，在根据本发明的另一个实施例中，基于图的变换单元500可以包括图信号发生器560、PU划分确定单元570和边权重设置单元580。
图信号发生器560可以生成对应于目标单元的图。例如，目标单元可以是CTB、CU、PU、TU、处理单元、块和帧中的任何一个。等式1的图的拉普拉斯矩阵可以用于处理基于图的信号。
当目标单元被分解为PU的各种形状的时候，PU划分确定单元570可以确定PU分割信息。
边权重设置单元580可以根据PU分割信息自适应地对图信号的边设置边权重。例如，与PU分割边界重叠的图边可以具有小于不与PU分割边界重叠的图边的边权重。
基于图的变换单元500可以使用边权重生成相应的基于图的变换核。
在这样的情况下，编码器可以将边权重和基于图的变换核中的至少一个发送给解码器。边权重和基于图的变换核中的至少一个可以在序列参数集(SPS)、图片参数集(PPS)、片、编码单元(CU)、预测单元(PU)、块、多边形、处理单元和特定的单元中的至少一级中被发送。
在根据本发明的另一个实施例中，当可用的边权重的组合可能受限的时候，编码器或者解码器可以对于边权重的整个组合预先地生成变换核。在这样的情况下，编码器可以将每个组合的索引发送给解码器以获得相应的变换核。
图6是图示根据本发明的一个实施例，当2N×2N编码单元被分解为nL×2N的时候，在水平方向应用以一维的图生成的变换的方法的图。
基于CU的PU分割信息应用GBT的实施例
本发明提供基于在块单元之间的边界信息应用GBT的实施例。在一个实施例中，当CU被分解为各种形式的PU的时候，可以基于在PU之间的边界信息应用GBT。
GBT可以被划分和定义为可分离的GBT和不可分离的GBT。在这里，可分离的GBT可以被定义为分别地在水平方向和垂直方向应用一维变换，并且不可分离的GBT可以被定义为对整个N×N图像应用一次变换。例如，不可分离的GBT可以是从N×N二维图中获得的N2×N2变换核。在下文中，可分离的GBT称为SGBT，并且不可分离的GBT称为NSGBT。
此外，在本说明书中，基于CU内的PU分割信息应用的GBT称为PGBT，并且在PGBT中，可分离的GBT称为PSGBT，并且不可分离的GBT称为PNSGBT。
根据本发明的一个实施例的PGBT如下。如图6A所示，当2N×2N个CU被分解为nL×2N大小的时候，如果以与相应的CU相同的大小应用变换，则在图6A的1D图中生成的变换可以在水平方向被应用。例如，参考图6B，因为估计属于不同的分割A和B的像素具有小的相关性，所以小于应用于另一个图边的边权重α的边权重β可以被赋予在分割A和分割B之间的边界上存在的图边。在这里，边权重是表示在像素之间相关等级的值。
在图6B的1D图中，生成拉普拉斯矩阵，并且通过在拉普拉斯矩阵中执行等式1的特征分解获得的特征向量矩阵变为在相应的1D图中生成的变换核。
图7是图示根据本发明的一个实施例的基于编码单元的PU分割信息应用GBT的过程的流程图。
本发明提供编码和解码的实施例，其基于编码单元的PU分割信息应用GBT。例如，当CU被分解为各种形式的PU的时候，可以基于在PU之间的边界信息应用GBT。
首先，当CU被分解为多个PU的时候，编码器可以确定PU分割信息。编码器可以从PU分割信息检测分割边界(S710)。
编码器可以从预先确定的表中获得对应于PU分割信息和预先确定的边权重中的至少一个的基于图的变换核(S720)。在这里，边权重可以是根据PU分割信息设置的固定值。例如，与PU分割边界重叠的图边的边权重可以被设置为小于不与PU分割边界重叠的图边的边权重。
编码器可以使用获得的基于图的变换核执行变换单元的变换(S730)。
在本发明的另一个实施例中，提供了一个解码的实施例，其基于CU的PU分割信息应用GBT。例如，当CU被分解为各种形式的PU的时候，可以基于在PU之间的边界信息应用反GBT。在解码器中，执行类似于在编码器中执行的处理。
解码器可以从视频信号中提取块分解信息以确定块分解信息。例如，块分解信息可以包括PU分割信息，并且解码器可以从PU分割信息检测分割边界。包括块分解信息的语法信息可以由在解码器内的比特流提取器(未示出)提取。
解码器可以从预先确定的表中获得对应于PU分割信息和预先确定的边权重中的至少一个的基于图的变换核。在这里，边权重可以是根据PU分割信息设置的固定值。例如，与PU分割边界重叠的图边的边权重可以被设置为小于不与PU分割边界重叠的图边的边权重。
解码器可以使用获得的基于图的变换核执行变换单元的反变换。
在根据本发明的另一个实施例中，编码器可以计算在对应于编码单元的图内的边权重。在这里，边权重可以指的是表示在像素之间相关性的值。
当CU被分解为各种形式的PU的时候，编码器可以基于预测单元(PU)的编码信息，对于变换单元(TU)的行和列分别地生成基于图的变换核。在这种情况下，基于图的核可以基于边权重生成，并且边权重可以在PU分割边界处具有相对小的值。
编码器可以使用生成的基于图的变换核执行变换单元的变换。
在另一个示例中，当编码单元被配置以多个变换单元的时候，不同的变换类型可以被应用于与PU分割边界重叠的第一变换单元和不与PU分割边界重叠的第二变换单元。例如，变换类型可以包括GBT、SGBT、NSGBT、PGBT、PSGBT、PNSGBT、DCT、DST和KLT中的至少一个。
在详细的示例中，基于图的变换核被应用于第一变换单元，并且代替基于图的变换核的另一个变换核可以被应用于第二变换单元。
图8是图示根据本发明的一个实施例，当2N×2N编码单元被分解为四个N×N变换单元的时候，根据块内的边界信息应用不同的变换的方法的图。
如图8A所示，当2N×2N个CU被分解为nL×2N的大小的时候，左侧的分割称为分割A，并且右侧分割称为分割B。在这种情况下，2N×2N个CU可以被分解为要被变换的四个N×NTU，并且在这种情况下，变换的不同的方法可以被应用于每个TU。例如，PSGBT可以被应用于包括分割边界的变换块TU1和TU3，并且DCT可以应用于不包括分割边界的TU2和TU4。也就是说，通过将PSGBT应用于包括分割边界的变换块，可以执行更多的自适应变换。
在这种情况下，每个PSGBT可以在行和列基础上被应用，或者从相应的2D图中获得的PNSGBT可以被同时应用。因此，即使在任何分割方法或者编码结构中，GBT也可以被适当地应用。
参考图8B，因为估计属于其它分割A和B的像素具有小的相关性，所以小于应用于其它的图边的边权重α的边权重β可以被赋予在分割A和分割B之间的边界处存在的图边。
图9是图示根据本发明的一个实施例，根据在预测单元的运动信息值之间的差应用不同的变换的方法的图。
根据CU或者TU的配置应用不同种类的GBT
可以基于信息，诸如是否已经以帧内预测方法或者帧间预测方法执行编码、CU大小和PU分割的异构来将不同种类的GBT应用于一个CU。
可以基于信息，诸如TU大小或者是否包括PU分割边界来将不同种类的GBT应用于一个TU。例如，常规的可分离的GBT可以被应用于小的TU，并且PGBT可以被应用于大的TU。
在另一个示例中，当邻近PU的运动矢量值差在一个PU边界处是很大的时候，确定两个PU具有不同的特征，并且如图9A所示，PGBT可以被应用于包括相应的边界的PU。
可替选地，如图9B所示，当运动矢量值差很大的时候，PGBT不能被应用，并且根据分割边界分解TU，而且GBT或者DCT可以被应用于每个TU。在这种情况下，可以不定义分解标志。
在根据本发明的另一个实施例中，在CU或者TU级中，要应用的GBT可以通过标志指定。
例如，在CU或者TU级中，当变换块满足PU边界的时候，通过发送表示是否应用PSGBT或者DCT(或者GBT)的标志，可以指定要应用的变换类别。
在另一个示例中，当CU(或者TU)的大小较小的时候，可以无需标志应用特定变换，并且当CU(或者TU)的大小较大的时候，可以通过标志有选择地应用特定变换。
图10是图示根据本发明的一个实施例，当在编码单元内的变换单元具有类似的特性的时候，通过合并多个变换单元来执行变换的方法的图。
参考图10，通过合并几个邻近的TU，可以应用一个变换方法。例如，如图10所示，在一个CU内存在四个TU，并且当四个TU(TU1，TU2，TU3和TU4)具有类似的特性或者编码信息的时候，四个TU被合并为一个TU，并且可以应用一个变换方法。在这种情况下，作为类似的特性或者编码信息的一个示例，四个TU可以具有相同的运动信息，但是，本发明不受限于此。
在根据本发明的另一个实施例中，参考图8描述的实施例可以应用于本发明。例如，使用PU边界信息可以确定是否应用PGBT或者应用常规的GBT。在详细的示例中，当合并的TU块包括PU边界的时候，可以应用PGBT，并且当合并的TU块不包括PU边界的时候，可以应用常规的GBT。
在根据本发明的另一个实施例中，关于要合并的TU的信息可以被分别地用信号发送。例如，通过发送最小的TU单元的位图数据，具有1的值的TU可以被合并为一个TU。此外，在CU内的TU和超出CU边界的TU可以被合并。
在根据本发明的另一个实施例中，通过发送关于要合并的TU的标志信息(例如，TU合并标志)，要合并的TU可以被确定。例如，可以确定16个TU的TU合并标志信息，并且因此，可以选择具有1的TU合并标志的TU。确定是否具有1的TU合并标志的TU是邻近的，并且对于邻近TU，可以执行合并。一次变换可以被应用于合并的TU。例如，当图8中的TU1、TU2、TU3和TU4的TU合并标志是1的时候，并且当剩余的TU的TU合并标志是0的时候，通过合并邻近TU1、TU2、TU3和TU4，可以应用一个变换方法。
图11是图示根据本发明的一个实施例，使用变换单元的分割信息执行变换的方法的图。
使用TU的分割信息应用变换
在本发明的一个实施例中，与用于TU的QT技术的分解标志分开地，可以考虑关于TU的分割信息来应用变换方法。
例如，如图11A所示，假设TU被分解。TU1在水平方向被分解，并且在这种情况下，可以根据TU1的分割信息应用图11B或者11C的变换方法。如图11B所示，非正方形DCT(NSDCT)可以在TU1内的分割区域基础上被应用。可替选地，如图11C的情形，PGBT可以基于分割信息被应用。
在另一个示例中，为了降低关于TU分割的信息量，可以发送表示是否TU分割信息对应于PU分割信息或者是否TU分割信息被对准的标志信息。例如，当TU分割对应于PU分割的时候，通过发送TU分割对应于PU分割的标志信息，TU分割信息可以被减少。
在另一个示例中，如图10所示，在中间部分中浮动的四方形的形状可以被定义为TU分割(粗的虚线)的一个形式。此外，内部分割可以被以更深的等级，如以图10的TU1、TU2、TU3和TU4来分解。
图12是图示根据本发明的一个实施例，基于图信号的边权重应用GBT的解码过程的流程图。
在本发明的一个实施例中，提供了一种基于图信号的边权重应用GBT的解码过程。
首先，解码器可以接收在对应于编码单元的图内的边权重(S1210)。在这里，边权重可以指的是表示像素之间相关性的值。当CU被以各种形式的PU分解和编码的时候，边权重可以基于预测单元的编码信息被确定。在这种情况下，编码信息可以包括PU分割信息和运动信息中的至少一个。边权重在预测单元的分割边界处可以具有相对小的值。
解码器可以基于边权重获得变换单元的基于图的变换核(S1220)。
解码器可以使用基于图的变换核重建变换单元(S1230)。在这种情况下，当以多个变换单元配置编码单元的时候，不同的变换类型可以被应用于与分割边界重叠的第一变换单元和不与分割边界重叠的第二变换单元。例如，变换类型可以包括GBT、SGBT、NSGBT、PGBT、PSGBT、PNSGBT、DCT、DST和KLT中的至少一个。
图13是图示根据本发明的一个实施例，使用外围块的基于图的变换信息预测当前块的基于图的变换信息的方法的图。
通过外围的GBT信息预测当前的GBT
当要应用于当前的TU的GBT的类型类似于外围的TU的GBT的类型的时候，为了编码要应用于当前的TU的GBT，可以使用外围的TU的GBT信息。例如，当编码表示当前的TU的GBT类型的索引的时候，指示外围的TU的GBT类型的索引可以用作预测值。在详细的示例中，因为图13的垂直地邻近TU 0和TU 2共享相同的分割边界，所以存在可以应用相同的GBT的高的可能性。相同的1D GBT可以在水平方向被应用。因此，当确定当前的TU的最佳GBT的时候，可以使用外围TU的GBT信息。
在根据本发明的另一个实施例中，在可分离的GBT中，垂直方向(或者水平方向)GBT可以用作来自左侧TU的预测器，并且水平方向(或者垂直方向)GBT可以用作来自上层TU的预测器。
在另一个实施例中，当外围TU属于另一个PU的时候，可以不参考GBT信息。
此外，在帧内编码中，在当前的TU属于的PU和外围TU属于的PU处于类似的方向或者相同的方向的角度预测模式的时候，可以参考GBT信息。
图14是图示根据本发明的一个实施例，基于编码单元的预测单元分割信息应用非正方形基于图的变换的方法的图。
应用非正方形GBT
在本发明的一个实施例中，可以基于CU的PU分割信息应用非正方形GBT。例如，如图14A所示，当PU分割存在的时候，N×2N个可分离的GBT(SGBT)或者N×2N个不可分离的GBT(NSGBT)可以被应用于每个PU分割。
在另一个实施例中，当TU被分解的时候，两个非正方形GBT可以被应用于包括PU分割边界的TU，并且在其它的情形下，可以应用正方形GBT或者DCT。例如，如图14B所示，PU分割边界可以在PU0和PU1之间存在，并且非正方形GBT可以被应用于TU，即，包括PU分割边界的TU0和TU2。在这种情况下，两个非正方形GBT可以基于PU分割边界被应用于TU0和TU2中的每个。正方形GBT或者DCT可以被应用于TU，即，不包括PU分割边界的TU1和TU3。
图15是图示根据本发明的一个实施例，将可分离的变换应用于二维图中的每条线的方法的图。
图15表示对应于像素块的二维图，图顶点与像素块的每个像素有关，并且图顶点的值可以以像素值表示。在这里，连接图顶点的线指的是图边。如上所述，图边用于表示在信号内任何形式的统计相关性，并且表示其强度的值可以称为边权重。例如，图15表示二维图，并且aij(i＝0、1、2、3，j＝0，1，2)，和bkl(k＝0、1、2,l＝0、1、2、3)表示在顶点之间的边权重。
在本发明的一个实施例中，在垂直方向将图边仅连接到邻近像素的2D图(这称为4连通图)中，可以应用2D不可分离的GBT(NSGBT)，但是，1D可分离的GBT(SGBT)可以被应用于行方向和列方向中的每个。
例如，因为图15的2D图的每个顶点具有最多四个邻近顶点，其可以称为4连通图，并且在这里，可以使用每侧的边权重(aij，bkl)生成和应用2D不可分离的GBT(NSGBT)核。
在详细的示例中，在行方向中，以第i行的边权重ai0、ai1和ai2形成的图的1D SGBT可以被应用于每个行，并且以第j列的边权重b0j、b1j和b2j形成的图的1D SGBT可以被应用于每个列。
在另一个实施例中，在任意的4连通图中，不同的1D SGBT可以应用于每条线(水平方向和垂直方向两者)。例如，如图15所示，当边权重的组合在每行和列中是不同的时候，可以应用每个组合的1D SGBT。
当以M个4连通图配置N×N个TU的一个GBT模板集的时候，应准备总共M个N2×N2变换矩阵，并且因此，需要用于存储变换矩阵的量的存储器增加。因此，当以至少一个1D图元素的组合配置一个4连通图可以的时候，仅需要至少一个1D图元素的变换，并且因此，需要用于存储变换矩阵的量的存储器可以减少。
在本发明的一个实施例中，各种4连通2D图可以用有限数目的1D图元素来生成，并且因此，可以定制适用于每个模式组合的GBT模板集。即使总的GBT模板的数目增加，形成基础的1D变换的数目也是相同的，并且因此，必需的存储器量可以被最小化。例如，如图15所示，准备有限数目的(ai0，ai1，ai2)和(b0j，b1j，b2j)的组合，并且当使用单元中的每个组合的1D图适当地连接该组合的时候，可以生成一个4连通2D图。
例如，在当前的编码块中，当图边信息、分割信息和在像素之间的相关性信息可以从比特流被接收的时候，或者当图边信息、分割信息和在像素之间的相关性信息可以从外围信息被导出的时候，可以使用该信息定制1D变换的组合。
图16是图示根据本发明的一个实施例，可以变为用于应用可分离的变换的变换基础的一维图示例的图。
可以是一行的基础的1D图的实施例可以被描述如下。
在第一个实施例中，因为仅在像素对中相关性较小，所以仅相应的边的权重可以被设置为较小。例如，因为在包括块边界的像素对中相关性相对小，所以小的边权重可以被设置到包括块边界的图边。
在第二个实施例中，可能存在两端处自环存在或者不存在以及自环仅在一侧处存在的情形。例如，图16A和16B表示自环仅存在于1D图的两端的一侧处的情形，图16C表示自环存在于1D图的两端处的情形，并且图16D表示自环在1D图的两端处都不存在的情形。在这里，自环表示与邻近顶点的相关性，并且可以指的是，例如，自权重。也就是说，权重可以被进一步赋予给自环存在的部分。
在本发明的另一个实施例中，单独的1D可分离的变换集可以根据TU大小来定义。在不可分离的变换中，当TU大小增加时，变换系数数据增长到O(N4)，但是，在可分离的变换中，变换系数数据增长到O(N2)。因此，通过合并形成基础的几个1D可分离的变换，以下的配置是可用的。
例如，1D可分离的变换模板可以包括如图16A所示自环在左侧处存在的模板，如图16B所示自环在右侧处存在的模板，如图16C所示自环在两端处存在的模板，以及如图16D所示自环在两端的任何一个处均不存在的模板。当其整个情形是可用的时候，四个情形在行和列中是可用的，并且因此，可以定义总共16个组合的模板索引。
在另一个实施例中，当分割边界或者对象边界存在于TU的中间部分中的时候，用信号发送模板索引，并且另外赋予小的权重的单独的模板可以仅被应用于对应于边界的边。
图17是图示根据本发明的一个实施例，用信号发送基于块内的边界信息权重被应用于的模板的方法的图，并且图18是图示根据本发明的一个实施例，基于块内的边界信息应用一维的可分离的变换的方法的图。
在本发明的一个实施例中，通知应用考虑边界信息的模板的信息可以通过标志被单独地用信号发送。例如，如图17所示，当一个CU被以nR×2N的形式分割的时候，PU分割边界可以以实线形成。当以四个TU(TU0、TU1、TU2和TU3)配置CU的时候，TU1和TU3共享PU分割边界。因此，从在中间部分中以具有小的权重的边(由虚线指示)表示的1D图中获得的1D可分离的GBT(SGBT)可以被应用于TU1和TU3，如图18所示。
此外，适用于每个方向的1D可分离的GBT(SGBT)可以被应用和合并为甚至矩形形状的TU，并且不同的1D SGBT可以在水平/垂直方向中被应用。
图19和20是图示根据本发明的一个实施例，编码/解码表示基于图的变换模板的索引的方法的流程图。
在本发明的一个实施例中，预先确定的图案的GBT可以被定义为GBT模板，并且可以确定要应用于每个TU的GBT模板。
当构成TU的残差数据可以被表示为几个图案的时候，可以获得相应的图案的GBT。可以选择要应用于每个TU的GBT的图案。
当与相应的图相关的整个信息应在每个残差数据中被编码的时候，将出现相当大的开销。因此，如上所述，通过确定代表性图案和编码指示该图案的索引，开销可以被显著地降低。
在本说明书中，图案称为GBT模板，并且在本发明的一个实施例中，可以用信号发送指定要应用于每个TU的GBT模板的索引信息。在以下的实施例中，描述编码/解码索引信息的方法，将描述使用几个编码模式信息降低开销的方法，以及在编码模式基础上调整应用的GBT模板的类别和数目的方法。
首先，编码器可以确定残差信号的图案(S1910)。
编码器可以确定对应于残差信号的图案的基于图的变换模板(GBT模板)(S1920)。在这种情况下，编码器和解码器可能已经知道关于GBT模板的信息，或者可以在编码时确定GBT模板的信息。
编码器可以编码表示所确定的基于图的变换模板的索引(S1930)。可以通过图1的变换单元120或者图5的基于图的变换单元500执行编码。
解码器可以接收表示基于图的变换模板的索引信息(S2010)。在这里，基于图的变换模板可以对应于残差信号的图案。
解码器可以获得对应于索引信息的基于图的变换核(S2020)。
解码器可以使用基于图的变换核重建变换单元(S2030)。这可以由在解码器内的反变换单元执行，并且因此，残差信号被重建和加到预测的信号，从而重建视频信号。
在本发明的另一个实施例中，当在GBT模板基础上分配码字和编码边信息的时候，不同长度的码字可以根据GBT模板的出现频率来分配。例如，短长度的码字可以被分配给具有高出现频率的模板，并且长长度的码字可以被分配给具有低的出现频率的模板。
在另一个实施例中，GBT模板的出现频率可以根据编码模式变化。例如，在帧内预测中，GBT模板的出现频率可以根据YUV分量、TU大小和角度预测模式变化。在帧间预测中，GBT模板的出现频率可以根据YUV分量、TU大小、是否PU分割边界在TU内存在，以及运动矢量的分数部分的值变化。因此，在本发明中，提出在编码模式基础上不同地分配GBT模板的码字的方法。
在第一个实施例中，第一比特可以作为指示第0个GBT模板的标志被分配，并且剩余的GBT模板可以以以下的比特来区分。例如，当整个GBT模板的数目是9的时候，作为码字的0可以分配给第0个GBT模板(标志功能)，并且3比特固定长度的码字被增加给剩余的第1到第8GBT模板，并且1000-1111可以被分配给剩余的第1到第8GBT模板。
在另一个示例中，作为变化的形式，对应于索引0(仅分配1比特标志)的GBT模板可以根据编码模式被不同地设置。例如，第0个GBT模板可以在YUV分量、TU大小和帧内预测模式的组合基础上被不同地设置。在每个模式组合基础上以最高的频率应用的GBT模板可以被布置在第0个位置处。
在第二个实施例中，当存在表示类似地大的概率的多个GBT模板的时候，可以使用两个或更多个比特，而不是1比特标志来分解多个GBT模板，并且如在第一个实施例中，可以以以下的比特来分类剩余的GBT模板。
在另一个示例中，当整个GBT模板被分解为具有类似的概率的组的时候，码字的不同的长度可以根据概率被赋予给每个组。当在模式组合基础上概率分布是不同的时候，不同的GBT模板可以在模式组合基础上与每个码字匹配。例如，表1和2表示以GBT模板索引的增加顺序分配码字的示例。
[表1]
模板索引 码字
0 0
1 10
2 110
3 1110
4 1111
[表2]
模板索引 码字
0 00
1 01
2 10
3 110
4 1110
5 1111
在本发明的另一个实施例中，不同的码字集可以被分配给每个模式组合。此外，可以对每个模式组合不同地设置码字集的大小。这是因为GBT模板的概率分布在每个模式组合中是不同的，并且在特定的GBT模板中出现频率是非常小的，并且因此，即使当码字集被从GBT模板列表中除去时，也没有大的问题。
在本发明的另一个实施例中，可以根据模式组合定义不同类型的GBT模板集。例如，可以从GBT模板A、B、C和D中选择模式组合1，并且可以从GBT模板B、C、E、F和G中选择模式组合2。
在本发明的另一个实施例中，在色度分量Cb和Cr中，通过对于每个处理单元(例如，TU)使用相同的GBT模板，色度分量的GBT模板索引的信令可以被降低一半。可替选地，通过扩展用信号发送GBT模板索引给大于TU的单元(例如，CU)的处理单元的大小，侧信息的量可以被降低。
在本发明的另一个实施例中，单独的1D可分离的GBT(SGBT)可以在水平方向和垂直方向被应用。在这种情况下，水平方向和垂直方向的GBT模板索引可以被分别地编码。因为在模式组合基础上在水平方向中GBT模板的分布和在垂直方向中GBT模板的分布是不同的，所以不同的码字集可以根据方向被应用于相应的GBT模板。此外，不同的GBT模板集可以在模式组合基础上在水平方向和垂直方向应用，并且构成相应的GBT模板集的GBT模板的数目可以不同地配置。
垂直(或者水平)方向的变换使用频率分布可以根据水平(或者垂直)方向的变换方法而变化。因此，模板集配置或者码字分配方法可以根据一个侧向的GBT模板被分开地设置到另一个方向的GBT。
在本发明的另一个实施例中，模式编码可以基于在外围块的GBT模板索引和当前块的GBT模板索引之间的相似性执行。例如，当外围块的GBT模板索引和当前块的GBT模板索引相似的时候，外围块的GBT模板索引可以被确定为最可能的模式(MPM)。
在详细的示例中，当第0个GBT模板索引的标志是0的时候，可以选择第0个GBT模板，当第0个GBT模板索引的标志是1的时候，可以发送mpm_flag。在这种情况下，当mpm_flag是1的时候，可以选择外围块的GBT模板中的一个，并且当mpm_flag是0的时候，可以直接地发送GBT模板索引。在这种情况下，GBT模板索引可以以固定长度比特行来表示。
如上所述，在本发明中解释的实施例可以在处理器、微处理器、控制器或者芯片上实现和执行。例如，在图1和图2中解释的功能模块可以在计算机、处理器、微处理器、控制器或者芯片上实现和执行。
如上所述，本发明应用于的解码器和编码器可以被包括在多媒体广播发送/接收装置、移动通信终端、家庭影院视频装置、数字影院视频装置、监视摄像头、视频聊天装置、诸如视频通信的实时通信装置、移动流装置、存储介质、摄录一体机、VoD服务提供装置、因特网流服务提供装置、三维(3D)视频装置、电话会议视频装置，和医学视频装置中，并且可用于编码视频信号和数据信号。
此外，本发明应用于的解码/编码方法可以以由计算机执行并且可以存储在计算机可读的记录介质中的程序的形式来生成。具有根据本发明的数据结构的多媒体数据也可以存储在计算机可读的记录介质中。计算机可读的记录介质包括存储计算机系统可读的数据的所有类型的存储设备。计算机可读的记录介质例如可以包括BD、USB、ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘，和光数据存储设备。此外，计算机可读的记录介质包括以载波，例如，经由因特网传输的形式实现的介质。此外，由编码方法生成的比特流可以被存储在计算机可读的记录介质中，或者可以经有线/无线通信网络发送。
工业实用性
为了说明性的目的已经公开了本发明示例性实施例，并且本领域技术人员可以在附加的权利要求所公开的本发明的技术精神和范围内改进、变化、替换或者增加各种其它的实施例。

Claims (15)

1.一种使用基于图的变换解码视频信号的方法，包括：
从所述视频信号中提取当前的编码单元的预测单元分割信息；
基于所述预测单元分割信息，从预先确定的表信息中获得基于图的变换核；以及
使用所述基于图的变换核执行变换单元的反变换，
其中，所述基于图的变换核对应于所述预测单元分割信息和边权重中的至少一个，并且所述边权重是表示像素之间相关性的预先确定的值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述边权重在预测单元的划分边界处具有相对小的值。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，当以多个变换单元配置所述当前的编码单元的时候，不同的变换类型被应用于与所述划分边界重叠的第一变换单元，和不与所述划分边界重叠的第二变换单元。
4.一种使用基于图的变换编码视频信号的方法，所述方法包括：
计算在对应于编码单元的图内的边权重，其中所述边权重是表示在像素之间相关性的值；
基于预测单元的编码信息，分别地生成用于变换单元的行和列的基于图的变换核；以及
使用所述基于图的变换核执行用于所述变换单元的变换，
其中，所述基于图的变换核是基于所述边权重生成的，并且所述边权重在划分边界处具有相对小的值。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，当以多个变换单元配置所述编码单元的时候，不同的变换类型被应用于与所述划分边界重叠的第一变换单元，和不与所述划分边界重叠的第二变换单元。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述基于图的变换核被应用于所述第一变换单元，并且代替所述基于图的变换核的另一个变换核被应用于所述第二变换单元。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述预测单元的所述编码信息包括分割信息和运动信息中的至少一个。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，当以多个预测单元配置所述编码单元的时候，如果在所述多个预测单元的运动信息之间的差值大于预先确定的阈值，则应用所述基于图的变换核。
9.一种使用基于图的变换解码视频信号的装置，包括：
比特流提取单元，所述比特流提取单元从所述视频信号中提取当前编码单元的预测单元分割信息；和
反变换单元，所述反变换单元基于所述预测单元分割信息，从预先确定的表信息中获得基于图的变换核，并且使用所述基于图的变换核执行变换单元的反变换，
其中，所述基于图的变换核对应于所述预测单元分割信息和边权重中的至少一个，并且所述边权重是表示像素之间相关性的预先确定的值。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述边权重在所述预测单元的划分边界处具有相对小的值。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，在以多个变换单元配置所述当前编码单元的时候，不同的变换类型被应用于与所述划分边界重叠的第一变换单元，和不与所述划分边界重叠的第二变换单元。
12.一种使用基于图的变换编码视频信号的装置，所述装置包括：
基于图的变换单元，所述基于图的变换单元计算在对应于编码单元的图内的边权重，其中所述边权重是表示像素之间相关性的值；并且基于预测单元的编码信息分别地生成用于变换单元的行和列的基于图的变换核；以及使用所述基于图的变换核执行所述变换单元的变换，
其中，所述基于图的变换核是基于所述边权重生成的，并且所述边权重在划分边界处具有相对小的值。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，当以多个变换单元配置所述编码单元的时候，不同的变换类型被应用于与所述划分边界重叠的第一变换单元，和不与所述划分边界重叠的第二变换单元。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述基于图的变换核被应用于所述第一变换单元，并且代替所述基于图的变换核的另一个变换核被应用于所述第二变换单元。
15.根据权利要求12所述的装置，其中，所述预测单元的编码信息包括分割信息和运动信息中的至少一个，并且
当以多个预测单元配置所述编码单元的时候，如果所述多个预测单元的运动信息之间的差值大于预先确定的阈值，则应用所述基于图的变换核。
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