CN107439014A - 编码/解码视频信号的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于解码视频信号的方法，该方法包括步骤：获得当前编译单元的块分割信息；基于块分割信息导出分割块的帧内预测模式；以及基于导出的帧内预测模式生成分割块的预测信号，其中根据预测方向帧内预测模式被定义为数目受限的。

Description

编码/解码视频信号的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于编码/解码视频信号的方法和装置，更具体地，涉及用于编码/解码帧内图片的方法和装置。
背景技术
压缩编码是指通过通信线路发送数字化信息或以适合于存储介质的形式存储数字化信息的一系列信号处理技术。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，使用将视频作为目标执行压缩编码的技术被称为视频压缩。
下一代视频内容将具有高空间分辨率、高帧率和高维度场景表示的特征。为了处理这些内容，存储器存储、存储器访问速率和处理能力技术将显著增加。
因此，有必要设计一种用于更有效地处理下一代视频内容的编译工具。
特别地，帧内预测使用方形的分割，并且当预测位于参考样本附近的样本时这种方法几乎没有错误，但是随着参考样本和预测样本之间的距离增加精度可能降低。因此，为了减少预测误差需要补充缺点。
发明内容
技术问题
本发明是要定义预测单元，该预测单元是矩形或线形的帧内块的预测的单元，并且提出对其进行编译的方法。
此外，在帧内块的预测单元被定义为矩形的情况下，本发明要提出一种将其编译成方形的四叉树变换单元的方法。
此外，在帧内块的预测单元被定义为矩形的情况下，本发明要提出一种用于将其编译为矩形的四叉树变换单元的方法。
技术方案
本发明提供一种当执行帧内编译时基于预测模式的方向与块分割信息之间的关系的编译方法。
此外，本发明提供一种用于基于块分割信息导出预测模式的方法。
此外，本发明提供一种基于编译单元的大小在RD成本方面确定预测单元的最佳形状的方法。
此外，本发明提供一种当帧内块被分割为多个预测块时定义变换单元的方法。
此外，本发明提供一种用于基于离参考像素的距离来执行预测的方法。
技术效果
根据本发明，作为帧内块的预测的单元的预测单元被定义为矩形或线形，并且因此，可以以较小的矩形或线形执行编译块的内部的预测和重建，从而预测误差减小。
此外，根据本发明，通过减少当对静止图像或视频图像进行编码时产生的残留信号的数据量，可以更加有效地处理视频信号。
此外，根据本发明，在编译单元包括多个预测单元的情况下，因为每个预测单元可以具有不同的帧内预测模式，可以执行更详细的帧内预测。
此外，根据本发明，在生成预测块的情况下，可以根据由预测模式确定的参考像素位置来生成更精确的预测块，并且因此，残留信号的数据量可能被减少，从而用于发送信号的能量的量减少。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的、用于编码视频信号的编码器的配置的框图。
图2是示出根据本发明的实施例的、用于解码视频信号的解码器的配置的框图。
图3是示出根据本发明的实施例的编译单元的分割结构的图。
图4和图5是用于描述作为应用本发明的实施例的基于块分割信息和编译模式的方向性之间的关系执行帧内预测的方法的图。
图6示出用于描述作为应用本发明的实施例的基于短距离帧内预测(SDIP)方向信息导出预测模式的过程的语法结构。
图7和图8是用于描述作为应用本发明的实施例的用于基于短距离帧内预测(SDIP)方向信息配置最可能模式(MPM)索引的方法的图。
图9是用于描述作为本发明的实施例的基于编译单元的大小来确定最佳预测单元的过程的流程图。
图10是用于描述作为本发明的实施例的当编译单元包括多个变换单元时的解码过程的流程图。
图11和图12是用于描述作为应用本发明的实施例的当将帧内块划分为多个预测单元时定义矩形形状的变换单元的方法的图。
图13和图14是用于描述作为本发明应用的实施例的当将帧内块被分裂为多个预测单元时基于编译单元或预测单元以矩形形状分割变换单元的方法的图。
图15和图16是用于描述作为本发明被应用的实施例的当将帧内块划分为多个预测单元时定义方形的变换单元的方法的图。
图17是用于描述作为应用本发明的实施例的在RC成本方面确定最佳分割信息的过程的流程图。
具体实施方式
本发明提供一种用于解码视频信号的方法，包括获得当前编译单元的块分割信息；基于块分割信息导出分割块的帧内预测模式；以及基于导出的帧内预测模式生成分割块的预测信号，并且基于预测方向由有限的数目定义分割块的帧内预测模式。
此外，本发明还包括接收指示是否基于离参考样本的距离分割当前编译单元的标志信息。
此外，在本发明中，当基于离参考样本的距离对当前编译单元进行分割时，导出分割块的帧内预测模式。
此外，本发明还包括，当基于离参考样本的距离分割当前编译单元时，接收指示当前编译单元的分割方向的方向信息。
此外，在本发明中，当前编译单元的分割方向指示水平方向或垂直方向。
此外，在本发明中，通过发送的预测模式值和偏移值的和导出帧内预测模式。
此外，在本发明中，基于方向信息来确定偏移值。
此外，在本发明中，偏移值对应于当方向信息指示水平方向时指示垂直方向的预测模式的值当中的最小值，否则指示0。
此外，本发明提供一种编码视频信号的方法，包括：执行关于当前编译单元的第一预测单元的帧内预测；确定关于第一预测单元的最佳帧内预测模式；检查当前编译单元的大小；在当前编译单元对应于预定大小时，执行关于第二预测单元的帧内预测；确定关于所述第二预测单元的最佳帧内预测模式；基于第一预测单元和第二预测单元的速率失真成本确定最佳预测单元的大小；以及基于最佳预测单元的大小生成预测块。
此外，在本发明中，最佳预测单元是矩形或方形。
此外，在本发明中，根据最佳预测单元的形状来确定当前编译单元中的变换单元的形状。
此外，在本发明中，基于当前编译单元以四叉树或八叉树分解变换单元。
此外，在本发明中，变换单元包括当前编译单元中的至少一个矩形类型或方形类型。
此外，在本发明中，最佳预测单元的分割信息被包括在序列参数集、图片参数集、片或编译单元报头中的至少一个中。
发明的模式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例的构造和操作，参考附图描述的本发明的构造和操作被描述为实施例，并且本发明的范围、核心构造和操作不限于此。
此外，从当前广泛使用的一般术语中选择本发明中使用的术语，但是在特定情况下，使用申请人任意选择的术语。在这种情况下，在对相应部分的详细描述中，由于其含义被清楚地描述，所以不应该仅使用在本发明的描述中使用的术语的名称简单地解释术语，并且相应术语的含义应该被理解和解释。
此外，当存在被选择来用于描述本发明的一般术语或具有相似含义的另一术语时，可以替换本发明中使用的术语以进行更合适的解释。例如，在每个编码处理中，可以适当地替换和解释信号、数据、样本、图片、帧和块。此外，在每个编码处理中，可以适当地替换和解释分割、分解、分裂和划分。
图1示出了根据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性框图。
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、逆量化单元140、逆变换单元150、滤波单元160、DPB(解码图片缓冲器)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可以将输入到编码器100的输入图像(或图片、帧)划分成一个或多个处理单元。例如，处理单可以是编译树单元(CTU)、编译单元(CU)、预测单元(PU)或变换单元(TU)。
然而，术语仅用于说明本公开的方便，本发明不限于术语的定义。在本说明书中，为了便于说明，使用术语“编译单元”作为在对视频信号进行编码或解码的处理中使用的单元，但是本发明不限于此，也可以基于本公开的内容适当选择另一处理单元。
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或帧内预测单元185输出的预测信号来产生残差信号。产生的残差信号可以被发送到变换单元120。
变换单元120可以对残差信号应用变换技术以产生变换系数。变换处理可以应用于具有相同尺寸的方形的像素块，或者可应用于除了方形之外的可变大小的块。
量化单元130可以量化变换系数并将量化的系数发送到熵编码单元190。熵编码单元190可对量化的信号进行熵编码，然后将熵编码的信号作为比特流输出。
从量化单元130输出的量化信号可以用于产生预测信号。例如，量化信号可以分别经由环路中的逆量化单元140和逆变换单元150进行逆量化和逆变换，以重建残差信号。可以将重建的残差信号加到从帧间预测单元180或帧内预测单元185输出的预测信号，以产生重建信号。
同时，在压缩处理中，可以通过不同的量化参数量化相邻块，从而可能发生块边界的劣化。这种现象称为成块伪影。这是评估图像质量的重要因素之一。可以进行滤波处理以减少这种劣化。使用滤波处理，可以消除成块劣化，并且同时可能降低当前图片的误差，从而提高图像质量。
滤波单元160可以对重建的信号应用滤波，然后将经滤波的重建信号输出到再现设备或解码图片缓冲器170。发送到解码图片缓冲器170的滤波信号可以在帧间预测单元180用作参考图片。以这种方式，在帧间预测模式中使用滤波图片作为参考图片，不仅可以提高图片质量，而且可以提高编译效率。
解码图片缓冲器170可以将滤波图片存储在帧间预测单元180中作为参考图片。
帧间预测单元180可以参考重建的图像来执行时间预测和/或空间预测，以消除时间冗余和/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/解码中基于块经由量化和逆量化获得的变换信号。因此，这可能导致成块伪影或振荡伪影。
因此，为了解决由于信号的不连续性或量化造成的性能劣化，帧间预测单元180可以使用低通滤波器在子像素的基础上在像素之间内插信号。在这种情况下，子像素可以表示通过应用内插滤波器而产生的虚拟像素。整数像素表示存在于重建图像中的实际像素。插值方法可以包括线性插值、双线性插值和维纳滤波器等。
可以将内插滤波器应用于重建图像，以提高预测的精度。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产生内插像素。帧间预测单元180可以使用由内插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可以通过参考当前要编码的块的附近的样本来预测当前块。帧内预测单元185可以执行以下过程来执行帧内预测。首先，帧内预测单元185可以准备生成预测信号所需的参考样本。然后，帧内预测单元185可以使用准备的参考样本来生成预测信号。此后，帧内预测单元185可以对预测模式进行编码。此时，可以通过参考样本填充和/或参考样本过滤来制备参考样本。由于参考样本已经历了预测和重建过程，因此可能存在量化误差。因此，为了减少这种误差，可以针对用于帧内预测的每个预测模式执行参考样本滤波处理。
通过帧间预测单元180或帧内预测单元185产生的预测信号可以用于产生重建信号或用于产生残差信号。
图2示出了根据本发明的一个实施例的用于解码视频信号的解码器的示意性框图。
参见图2，解码器200可以包括熵解码单元210、逆量化单元220、逆变换单元230、滤波单元240、解码图片缓冲器(DPB)250、帧间预测单元260和帧内预测单元265。
可以使用再现设备再现从解码器200输出的重建视频信号。
解码器200可以接收从编码器输出的信号，如图1所示。接收到的信号可以经由熵解码单元210进行熵解码。
逆量化单元220可以使用量化步长信息从熵解码信号获得变换系数。这里，所获得的变换系数可以是应用各种实施例的变换系数，其在图1的变换单元120中被描述。
逆变换单元230可以对变换系数进行逆变换以获得残差信号。
可以通过将所获得的残差信号与从帧间预测单元260或帧内预测单元265输出的预测信号相加来产生重建信号。
滤波单元240可以对重建的信号应用滤波，并且可以将滤波的重建信号输出到再现设备或解码图片缓冲单元250。发送到解码图片缓冲单元250的滤波信号可以在帧间预测单元260中用作参考图片。
这里，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的详细描述可以等同地应用于解码器200的滤波单元240、帧间预测单元260和帧内预测单元265。
图3是示出根据本发明的实施例的编译单元的分割结构的图。
编码器可以在四边形形状的编译树单元(CTU)中分裂一个视频(或图片)。编码器以光栅扫描顺序通过一个CTU依序编码。
例如，CTU的尺寸可以被确定为64×64、32×32和16×16中的任一个，但是本发明不限于此。编码器可以根据输入图像的分辨率或输入图像的特性来选择和使用CTU的大小。CTU可以包括亮度分量的编译树块(CTB)和对应于其的两个色度分量的编译树块(CTB)。
一个CTU可以以四叉树(以下称为“QT”)结构分解。例如，一个CTU可以被分裂成四个单元同时具有方形形状，在每个单元中每边的长度减少一半。可以递归地执行这种QT结构的分解。
参考图3，QT的根节点可以与CTU有关。QT可以被分裂直到到达叶节点，并且在这种情况下，叶节点可以被称为编译单元(CU)。
CU可以表示输入图像的处理过程的基本单元，例如执行帧内/帧间预测的编码。CU可以包括亮度分量的编译块(CB)和对应于其的两个色度分量的CB。例如，CU的尺寸可以被确定为64×64、32×32、16×16和8×8中的任一个，但是本发明不限于此，并且当视频是高分辨率视频时，CU的大小可以进一步增加或可以是各种尺寸。
参考图3，CTU对应于根节点并且具有最小深度(即，级别0)值。CTU可能不会根据输入图像的特性进行分裂，并且在这种情况下，CTU对应于CU。
CTU可以以QT形式分解，因此可以产生具有级别1的深度的下级节点。在具有级别1的深度的下级节点中，不再被分裂的节点(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)在CTU中被分裂一次，并具有1级的深度。
具有级别1的深度的节点中的至少一个可以再次以QT形式分裂。在具有级别2的深度的下级节点中，不再被分裂的节点(即，叶节点)对应于CU。例如，如图3B中所示，对应于节点c、h和I的CU(c)、CU(h)和CU(i)在CTU中被分裂两次，并具有级别2的深度。
此外，具有级别2的深度的节点中的至少一个可以再次以QT形式分裂。在级别3的深度的下级节点中，不再分裂的节点(即，叶节点)对应于CU。例如，如图3B中所示，对应于d、e、f和g的CU(d)、CU(e)、CU(f)和CU(g)在CTU中被分裂三次，并且具有级别3的深度。
编码器可以根据视频的特性(例如，分辨率)或考虑编译效率来确定CU的最大尺寸或最小尺寸。可以将其信息或可导出该信息的信息包括在比特流中。具有最大尺寸的CU可以被称为最大编译单元(LCU)，并且具有最小尺寸的CU可以被称为最小编译单元(SCU)。
此外，具有树结构的CU可以以预定的最大深度信息(或最大级别信息)被分层分裂。每个分裂的CU可以具有深度信息。由于深度信息表示分裂数量和/或CU的级别，因此深度信息可以包括关于CU的大小的信息。
由于LCU以QT形式分裂，因此当使用LCU的大小和最大深度信息时，可以获得SCU的大小。或者，相反，当使用SCU的大小和树的最大深度信息时，可以获得LCU的大小。
对于一个CU，表示对应的CU是否被分裂的信息可以被传送到解码器。例如，可以将该信息定义为分裂标志，并且可以用“split_cu_flag”表示。分裂标志可以包括在整个CU中，除了SCU。例如，当分裂标志的值为“1”时，相应的CU再次分为四个CU，当分裂标志的值为“0”时，对应的CU不再分裂，可以执行相应的CU的编译处理。
在图3的实施例中，例示了CU的分裂处理，但是上述QT结构甚至可以应用于作为执行变换的基本单元的变换单元(TU)的分裂处理。
TU可以从要编译的CU在QT结构中被分层分裂。例如，CU可以对应于变换单元(TU)的树的根节点。
由于TU被以QT结构分裂，所以从CU分裂的TU可以再次分裂成较小的从属TU。例如，TU的尺寸可以被确定为32×32、16×16、8×8和4×4中的任一个，但是本发明不限于此，并且当TU是高分辨率视频时，TU的大小可以增加或可以是各种尺寸。
对于一个TU，表示对应的TU是否被分裂的信息可以被传送到解码器。例如，可以将该信息定义为分裂变换标志，并且可以用“split_transform_flag”表示。
除了最小尺寸的TU之外，分裂变换标志可以被包括在整个TU中。例如，当分裂变换标志的值为“1”时，对应的TU再次分裂为四个TU，分裂变换标志的值为“0”，对应的TU不再分裂。
如上所述，CU是执行帧内预测或帧间预测的基本编译单元。为了更有效地编码输入图像，CU可以被分裂成预测单元(PU)。
PU是产生预测块的基本单元，并且即使在一个CU内也可以在PU单元中不同地产生预测块。可以根据是否使用帧内预测模式或使用帧间预测模式作为PU所属的CU的编译模式，来不同地分裂PU。
图4和图5是用于描述作为应用本发明的实施例的用于基于块分割信息和编译模式的方向性之间的关系来执行帧内预测的方法的图。
帧内预测可以被应用于方形的分割块。然而，使用这种方法，当预测靠近参考样本的位置的样本时，几乎没有错误，但是随着参考样本和预测位置之间的距离增加预测精度可能降低。因此，在本发明中，为了补充，引入了减小参考样本与预测位置之间的距离的方法。在本说明书中，将其称为短距离帧内预测(SDIP)。
在本发明的实施例中，当执行帧内预测时预测块的形状可以被定义为矩形或线。正因如此，在块中以较小的矩形或线为单位执行预测和重建，并且因此，预测误差可能被更多地降低。
在本发明中，预测和重建过程以矩形或线为单位进行，并且因此，取决于预测方向可能存在精度差异。例如，在当前块处于如图5(a)中所示的垂直方向模式的情况下，通过考虑离参考样本的距离，可以将当前块分割成四个水平方向可以有效地降低预测误差。
作为另一示例，在当前块处于如图5(b)中所示的水平方向模式的情况下，通过将当前块分割成垂直方向，使得与上侧相比，离参考样本的距离更加靠近左侧，可以有效地降低预测误差。
图6图示用于描述作为应用本发明的实施例的基于短距离预测(SDIP)方向信息导出预测模式的过程的语法结构。
在应用本发明的解码器接收比预测模式更快的块分割信息的情况下(步骤S610)，可以基于块分割信息导出预测模式。
例如，当编号2到编号17帧内预测模式指示水平方向模式并且编号18到编号34帧内预测模式指示垂直方向模式时，在当前块分割信息处于水平形状的情况下，可以实现只有编号18到编号34可以接收用于块分割的帧内预测模式。在这种情况下，用于当前块的预测模式的数目可以减少一半，并且因此，可以节省用于指示预测模式的指示比特。
可以检查当前块的编译模式是否为帧内预测模式。在当前块的编译模式是帧内预测模式的情况下，解码器可以获得SDIP标志信息(步骤S620)。这里，SDIP标志信息可以意指是否应用SDIP的信息，其可以由sdip_flag表示。在当前块被分割的情况下，SDIP可以意指基于块分割的形状限制性地接收预测模式的情况。
根据SDIP标志信息，在应用SDIP的情况下，解码器可以接收SDIP方向信息(步骤S630)。这里，SDIP方向信息可以意指指示应用SDIP的方向的信息，其可以由sdip_direction表示。例如，SDIP方向信息可以指示垂直方向或水平方向，但是本发明不限于此。否则，可以通过标志来定义SDIP方向信息。
此外，在当前编码块是帧内模式，sdip_flag＝1和sdip_direction＝1时，可以获得prev_intra_luma_pred_flag[i](步骤S640)。这里，prev_intra_luma_pred_flag[i]、mpm_idx[i]和rem_intra_luma_pred_mode[i]可以被用于指示用于亮度样本的帧内预测模式。当prev_intra_luma_pred_flag[i]＝1时，通过mpm_idx[i]从邻近的帧内预测单元导出帧内预测模式(步骤S660)。在prev_intra_luma_pred_flag[i]不是1的情况下，可以获得rem_intra_luma_pred_mode[i](步骤S670)。这里，rem_intra_luma_pred_mode[i]指示从编码器发送的帧内预测模式。
根据本发明，在检查SDIP方向信息之后，可以通过如下面的等式1和等式2所示的归纳公式导出当前块的精确帧内预测模式。
[等式1]
currIntraMode＝rem_intra_luma_pred_mode[][]+偏移量
[等式2]
偏移量＝(sdip_direction＝＝DIR_HORIZONTAL？18：0)
参考上述等式1，可以通过使用指示与发送的帧内预测模式的差值的偏移值来获得更准确的帧内预测模式。在这种情况下，当sdip_direction是水平方向时偏移值指示18，并且否则偏移值指示0。
图7和图8是用于描述作为应用本发明的实施例的用于基于短距离预测(SDIP)方向信息配置最可能模式(MPM)索引的方法的图。
根据本发明的实施例，当在其中使用两个或更多个最可能模式(MPM)的环境中构建最可能模式(MPM)时，左块和上块的优先级可以根据SDIP方向信息sdip_direction被不同地应用。正因如此，通过根据SDIP方向信息sdip_direction不同地应用构成最可能模式(MPM)的左块和上块的优先级，MPM索引信息可能在向前方向中偏斜。通过此，当进行熵编译(例如，CABAC)时可以获得增益。
例如，如图7所示，当SDIP方向信息sdip_direction指示垂直方向时，MPM索引1可以被分配给上块的帧内预测模式candIntraPredModeA，并且MPM索引2可以被分配给左块的帧内预测模式candIntraPredModeB。
另外，如图8所示，当SDIP方向信息sdip_direction指示水平方向时，MPM索引1可以被分配给左块的帧内预测模式candIntraPredModeA，并且MPM索引2可以被分配给上块的帧内预测模式candIntraPredModeB。
图9是用于描述作为本发明的实施例的基于编译单元的大小来确定最佳预测单元的过程的流程图。
本发明提供一种定义矩形和线形的作为帧内块的预测的单元的预测单元并对其进行编译的方法。
此外，在帧内块的预测单元被定义为矩形形状的情况下，本发明提出一种将其编译为方形或矩形的四叉树变换单元的方法。
作为应用本发明的实施例，图9描述帧内块被编码的过程。
当在帧内预测单元中输入输入图像时，为了获得最佳PU类型，可以针对所有PU类型执行帧内预测。
或者，为了优化编码器，可以根据条件对一部分PU执行帧内预测。在这种情况下，对于每个PU，可以选择在关于约定解码的所有帧内模式或一部分帧内模式的速率失真(RD)成本方面哪种模式是最合适的。
例如，在为某种PU类型选择最佳模式的情况下，在根据编译单元(CU)的大小执行用于不同PU类型相同的操作之后，可以在速率失真(RD)成本方面选择最佳PU类型。当确定最佳帧内预测模式和PU类型时，将PU类型和帧内预测模式和变换单元(TU)信息变换为频域，并将量化残差信号等发送到解码器。
作为特定示例，首先，编码器可以检查当前块的帧内模式(步骤S910)。此外，关于最小RD成本的2N×2N PU，可以选择最佳帧内预测模式(步骤S920)。
编码器可以检查当前编译单元的大小是否为8×8(步骤S930)。此时，在当前编译单位的大小不是8×8的情况下，可以将所选择的2N×2N PU有关的最佳帧内预测模式确定为最终帧内预测模式。
然而，在当前编译单元的大小为8×8的情况下，可以检查当前编译单元的帧内模式(步骤S940)，并且可以选择与最低RD成本的N×N PU有关的最佳帧内预测模式(步骤S950)。
此外，可以确定对应于最小RD成本的最佳PU大小(步骤S960)。
图10是用于描述作为本发明的实施例的描述当编译单元包括多个变换单元时解码过程的流程图。
当在解码器中输入通过在编码器中被编码而被发送的比特流时，为了对输入比特流进行解码，可能需要解析附加信息。在用于要解码的图像的信息被解析的情况下，可以解析用于每个CU的信息。在帧内模式下当前要被解码的CU被编码的情况下，可以解析用于残差信号的TU信息和被变换的用于量化的残差信号的信息(步骤S1010、S1020和S1030)。
在通过使用与当前要解码的块有关的解析信息和已经解码的邻近信息来生成用于当前块的预测信号(步骤S1040)之后，可以通过逆量化和逆变换解码帧内块(步骤S1050)。此时，因为帧内块使用解码的邻近像素生成预测块和残差信号，所以出现TU的大小不大于PU的大小的限制，使得尽可能多地利用邻近像素的信息。实际上，可以执行为如同TU的大小是帧内预测的单元一样。因此，在单个TU中存在多个TU的情况下，因为以PU为单位发送预测模式信息，所以每个PU使用相同的帧内预测模式，并且可以以TU为单位产生预测块。
图11和图12是用于描述作为应用本发明的实施例的当将帧内块划分为多个预测单元时定义矩形形状的变换单元的方法的示意图。
作为应用本发明的实施例，在帧内块被划分为多个预测单元的情况下，提供用于根据其定义TU的方法。
关于帧内预测块的矩形形状的PU和TU
当以帧内模式预测输入图像时，如图11和图12中所示，输入图像可以被分裂成具有CU的1/2大小的矩形形状的PU。
作为实施例，在通过应用TU的大小不大于PU的大小的限制的，在帧内块编码中，在单个CU中存在多个PU的情况下，作为TU的分裂信息的残差四叉树(RQT)的深度可以被定义为大于0的值。另外，CU可以是划分为四叉树的参考。
作为本发明的另一实施例，当分裂TU时，可以根据PU的形状来定义TU的形状。例如，四叉树结构可以通过在横向和纵向方向上分裂成四个部分被维持。
同时，当分裂TU时，可以增加TU深度，直到根据PU的形状横向或纵向长度值不能除以4。在单个CU中存在多个PU的情况下，因为对于每个PU存在不同的帧内预测模式，所以更详细的帧内预测是可用的。此外，通常，当执行帧内块预测时，因为所生成的预测像素值的精度降低，所以残留信号的大小也可能增加。
在使用本发明执行编码的情况下，与使用方形的帧内块单元的情况相比，参考像素之间的距离变窄。可以根据预测模式(方向和DC、非定向模式，如平面)改变帧内预测的参考像素的位置，在使用本发明生成预测块的情况下，根据由预测模式确定的参考像素位置产生更多精确预测块是可用的。
因此，可以使用本发明生成更加准确的预测块，并且因此，残留信号的大小变小，因此用于发送的能量的量减少。
图13和图14是用于描述作为本发明应用的实施例的当将帧内块被划分为多个预测单元时基于编译单元或预测单元以矩形形状分裂变换单元的方法的图。
关于帧内预测块的矩形形状的PU和TU
当以帧内模式预测输入图像时，如图13和图14中所示，输入图像可以被分裂成具有CU的1/2大小的矩形形状的PU。在单个CU中存在多个PU的情况下，通过应用TU的大小不大于PU的大小的限制，假定当TU深度为0时的大小为与PU的相同。此外，PU可以被指定为构造四叉树TU结构的参考。否则，可以定义为参考CU以八叉树进行分裂。
当分裂TU时，保持PU的形状，并且通过将横向侧和纵向侧的长度除以2将其分裂成四个部分来维持四叉树。当分裂TU时，TU深度可以被增加直到根据PU的形状，横向或纵向长度值不能被除以2。
在多个PU存在于单个CU内的情况下，因为每个PU可以具有不同的帧内预测模式，所以可以执行更加详细的帧内预测。此外，通常，当执行帧内块预测时，因为所生成的预测像素值的精度降低，所以残留信号的大小也可能增加。
在使用本发明执行编码的情况下，与使用方形的帧内块单元的情况相比，参考像素之间的距离变窄。可以根据预测模式(方向和DC，非定向模式，如平面)改变帧内预测的参考像素的位置，在使用本发明生成预测块的情况下，根据由预测模式确定的参考像素位置产生更加精确的预测块是可用的。
因此，可以使用本发明产生更加精确的预测块，并且因此，残留信号的大小变小，从用于发送的能量的量减少。
图15和图16是用于描述作为本发明被应用的实施例的当将帧内块划分为多个预测单元时定义方形变换单元的方法的图。
关于帧内预测块的矩形的PU和方形的TU
当以帧内模式预测输入图像时，如图15和图16中所示，输入图像可以被分裂成具有CU的1/2大小的矩形形状的PU。在单个CU中存在数个PU的情况下，在帧内块编码中，通过应用TU的大小不大于PU的大小的限制，作为TU的分裂信息的残留四叉树(RQT)的深度被固定为大于0的值。另外，CU是划分为四叉树的参考。
此外，当分裂TU时，通过将可以在PU内部定义的大小(在其中TU的大小不大于PU的大小的范围内)分裂成方形的四个部分来保持四叉树。当分裂TU时，可以增加TU深度，直到横向或纵向长度值根据PU的形状不能被除以2。
在单个CU中存在数个PU的情况下，因为对于每个PU存在不同的帧内预测模式，所以更详细的帧内预测是可用的。此外，通常，当执行帧内块预测时，因为所生成的预测像素值的精度降低，所以残留信号的大小也可能被增加。
在使用本发明执行编码的情况下，与使用方形的帧内块单元的情况相比，参考像素之间的距离变窄。可以根据预测模式(方向和DC，非定向模式，如平面)改变帧内预测的参考像素的位置，在使用本发明生成预测块的情况下，根据由预测模式确定的参考像素位置生成更加精确的预测块是可用的。
因此，可以使用本发明生成更准确的预测块，并且因此，残留信号的大小变小，因此用于发送的能量的量减少。
关于帧内预测块的矩形的PU和混合形状的TU
当以帧内模式预测输入图像时，可以混合使用方形或矩形TU的形状。根据PU和TU的块大小，在能够被除以2或者4的分裂的情况下，可以混合使用矩形形状和方形形状。
为了让解码器区分其是方形形状的分割还是矩形形状的分割，可以直接从编码器接收分割信息，可以根据TU深度来定义规则，或者可以根据CU、PU或TU的块的大小来定义规则。
例如，当从编码器接收分割信息时，可以通过VPS、SPS、PPS等来控制整个图像，可以通过片报头来控制图像的片，或者可以通过包含在CU报头中控制每个块。
图17是用于描述作为应用本发明的实施例的在RC成本方面确定最佳分割信息的过程的流程图。
应用本发明的编码器可以执行与当前块的2N×2N PU有关的帧内预测(步骤S1710)，执行与下一个2N×N PU有关的帧内预测(步骤S1720)，执行与N×2N PU有关的帧内预测(步骤S1730)，并且执行与N×N PU有关的帧内预测(步骤S1740)。
正因如此，在执行与各种类型的PU有关的帧内预测之后，可以根据RC成本确定最佳分割信息(步骤S1750)。
作为应用本发明的另一实施例，对于帧内块或帧间块，当PU未被分割成矩形形状时，TU深度可以以从0开始的上述矩形形状的四叉树形式被分割。
作为应用本发明的另一实施例，上述矩形形状的TU分割可以被类似地应用于编码器或解码器的帧内预测单元。
作为应用本发明的另一实施例，在接收到指示是否使用矩形的TU或上述的方形的TU的分割信息的情况下，通过被包含在VPS、SPS、PPS或片报头中可以接收分割信息。否则，可以为包括在CU报头中的每个块接收分割信息。
作为应用本发明的另一实施例，当对帧内块编码/解码时，可以根据PU的形状来定义TU的形状。例如，在与当前帧内块有关的PU被定义为诸如2N×2N和N×N的方形的情况下，TU的形状也可以被定义为方形。
作为另一示例，在帧内块的PU被定义为诸如2N×N和N×2N的矩形的情况下，TU可以被定义为不大于PU的类似形状。
如上所述，在本发明中描述的实施例可以通过在处理器、微处理器、控制器或芯片上实现来执行。例如，图1和图2描述的功能单元可以通过在计算机、处理器、微处理器、控制器或芯片上实现来执行。
如上所述，应用本发明的解码器和编码器可以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、数字电影视频装置、监视摄像机、视频聊天设备、诸如视频通信的实时通信设备、移动流式发送设备、存储介质、摄像机、VoD服务提供设备、因特网流服务提供设备、三维3D视频设备、电话会议视频设备和医疗视频设备，并且可以用于对视频信号和数据信号进行编码。
此外，应用本发明的解码/编码方法可以以由计算机执行的程序的形式产生，并且可以存储在计算机可读记录介质中。根据本发明的具有数据结构的多媒体数据也可以存储在计算机可读记录介质中。计算机可读记录介质包括其中存储有可由计算机系统读取的数据的所有类型的存储设备。计算机可读记录介质可以包括例如BD、USB、ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘和光学数据存储设备。此外，计算机可读记录介质包括以载波形式(例如通过因特网的发送)实现的介质。此外，由编码方法产生的比特流可以存储在计算机可读记录介质中，或者可以通过有线/无线通信网络发送。
工业实用性
为了说明的目的，已经公开了本发明的示例性实施例，并且本领域技术人员可以在所附权利要求中公开的本发明的技术精神和范围内改进、改变、替换或添加各种其他实施例。

Claims (14)

1.一种解码视频信号的方法，包括：
获取当前编译单元的块分割信息；
基于所述块分割信息导出分割块的帧内预测模式；以及
基于导出的帧内预测模式生成所述分割块的预测信号，
其中，基于预测方向，由有限数目来定义所述分割块的所述帧内预测模式。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括
接收标志信息，所述标志信息指示是否基于离参考样本的距离分割所述当前编译单元。
3.根据权利要求2所述的方法，
其中，当基于离所述参考样本的距离分割所述当前编译单元时，导出所述分割块的所述帧内预测模式。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括
当基于离所述参考样本的距离分割所述当前编译单元时，接收指示所述当前编译单元的分割方向的方向信息。
5.如权利要求4所述的方法，
其中，所述当前编译单元的所述分割方向指示水平方向或垂直方向。
6.根据权利要求4所述的方法，
其中，通过发送的预测模式值和偏移值的求和来导出所述帧内预测模式。
7.根据权利要求6所述的方法，
其中，基于所述方向信息确定所述偏移值。
8.根据权利要求7所述的方法，
其中，当所述方向信息指示水平方向时所述偏移值对应于指示垂直方向的预测模式的值中的最小值，否则指示0。
9.一种用于编码视频信号的方法，包括：
执行关于当前编译单元的第一预测单元的帧内预测；
确定关于所述第一预测单元的最佳帧内预测模式；
检查所述当前编译单元的大小；
当所述当前编译单元对应于预定大小时，执行关于第二预测单元的帧内预测；
确定关于所述第二预测单元的最佳帧内预测模式；
基于所述第一预测单元和所述第二预测单元的速率失真成本确定最佳预测单元的大小；以及
基于所述最佳预测单元的大小生成预测块。
10.根据权利要求9所述的方法，
其中，所述最佳预测单元是矩形或方形。
11.根据权利要求10所述的方法，
其中，基于所述最佳预测单元的形状确定所述当前编译单元中的变换单元的形状。
12.根据权利要求11所述的方法，
其中，基于所述当前编译单元在四叉树或八叉树中分解所述变换单元。
13.根据权利要求11所述的方法，
其中，所述变换单元包括所述当前编译单元中的至少一个矩形类型或方形类型。
14.根据权利要求9所述的方法，
其中，所述最佳预测单元的分割信息被包括在序列参数集、图片参数集、片报头或编译单元报头中的至少一个中。
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