CN108886613B - 用于处理视频信号的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的用于处理视频信号的方法可以包括：确定用于当前块的包括多个变换类型候选的变换集的步骤；从多个变换类型候选中确定当前块的变换类型的步骤；以及基于当前块的变换类型对当前块执行逆变换的步骤。

Description

用于处理视频信号的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于处理视频信号的方法和装置。
背景技术
近来，在各种应用领域中对高分辨率和高质量图像(例如，高清晰度(HD)图像和超高清晰度(UHD)图像)的需求已经增加了。然而，与常规图像数据相比，分辨率和质量更高的图像数据的数据量增加了。因此，当通过使用介质(例如，常规的有线和无线宽带网络)传送图像数据时，或者当通过使用常规的存储介质存储图像数据时，传送和存储的成本增加了。为了解决随着图像数据的分辨率和质量的提高而出现的这些问题，可以利用高效的图像编码/解码技术。
图像压缩技术包括各种技术，各种技术包括：根据当前图片的先前图片或后续图片来对包括在当前图片中的像素值进行预测的帧间预测技术；通过使用当前图片中的像素信息对包括在当前图片中的像素值进行预测的帧内预测技术；将短代码分配给出现频率高的值并且将长代码分配给出现频率低的值的熵编码技术等。可以通过使用这样的图像压缩技术来有效地压缩图像数据，并且图像数据可以进行传送或存储。
同时，随着对高分辨率图像的需求的增加，对作为新的图像服务的立体图像内容的需求也在增加。正在探讨的是用于有效地提供具有高分辨率和超高分辨率的立体图像内容的视频压缩技术。
发明内容
技术问题
本发明的目的旨在提供在对视频信号进行编码/解码时用于对编码块进行分级划分的方法和装置。
本发明的目的旨在提供用于在对视频信号进行编码/解码时选择性地执行对编码/解码的目标块的逆变换的方法和装置。
本发明的目的旨在提供用于在对编码/解码的目标块进行逆变换时根据编码/解码目标块自适应地确定变换类型的方法和装置。
本发明的目的旨在提供用于在对视频信号进行编码/解码时根据编码/解码目标块的特性得到量化参数残差值的方法和装置。
本发明要实现的技术目的不限于以上提及的技术问题。并且，本领域的技术人员将从下面描述中清楚地理解未提及的其他技术问题。
技术方案
根据本发明的用于对视频信号进行解码的方法和装置可以确定包括用于当前块的多个变换类型候选的变换集，从多个变换类型候选中确定当前块的变换类型，并且基于当前块的变换类型对当前块执行逆变换。
在根据本发明的用于对视频信号进行解码的方法和装置中，可以根据当前块是否满足预定条件来从多个变换类型候选中自适应地选择当前块的变换类型。
在根据本发明的用于对视频信号进行解码的方法和装置中，可以根据当前块的尺寸自适应地确定预定条件。
在根据本发明的用于对视频信号进行解码的方法和装置中，逆变换可以包括用于当前块的水平方向变换和垂直方向变换，并且变换集可以包括用于水平方向变换的第一变换集和用于垂直方向变换的第二变换集。
在根据本发明的用于对视频信号进行解码的方法和装置中，可以由从比特流获得的索引信息来指定变换集。
在根据本发明的用于对视频信号进行解码的方法和装置中，变换集可以基于在当前块之前解码的块中的具有与当前块相同或类似的预测模式的块的变换集来确定。
在根据本发明的用于对视频信号进行解码的方法和装置中，方法和装置可以解码指示是否针对当前块跳过逆变换的信息，并且基于该信息确定是否执行用于当前块的逆变换。
在根据本发明的用于对视频信号进行解码的方法和装置中，信息可以包括指示是否跳过当前块的水平方向逆变换的信息和指示是否跳过当前块的垂直方向逆变换的信息。
在根据本发明的用于对视频信号进行解码的方法和装置中，当信息指示针当前块跳过逆变换时，可以根据当前块的形状跳过水平方向变换或垂直方向变换中的至少一个。
根据本发明的用于对视频信号进行编码的方法和装置可以确定包括用于当前块的多个变换类型候选的变换集，从多个变换类型候选中确定当前块的变换类型，并且基于当前块的变换类型对当前块执行变换。
在根据本发明的用于对视频信号进行编码的方法和装置中，方法和装置可以确定用于当前块的量化参数残差值，基于量化参数残差值确定用于当前块的量化参数，并且基于量化参数对当前块执行量化。
在根据本发明的用于对视频信号进行编码的方法和装置中，可以基于与当前块有关的平均值来确定量化参数残差值，并且可以基于作为变换的结果而生成的DC系数和当前块的预测信号来确定平均值。
在根据本发明的用于对视频信号进行编码的方法和装置中，量化参数残差值可以通过参考定义平均值与量化参数残差值之间的映射关系的查找表来确定，并且查找表可以基于当前块的尺寸、帧内预测模式、变换类型或像素值中的至少一个来确定。
上面的对本发明简要概述的特征仅是下面对本发明的详细描述的说明性方面，但不限制本发明的范围。
有益效果
根据本发明，可以通过编码块的分级/自适应划分来提高编码/解码效率。
根据本发明，可以通过选择性地执行用于编码/解码目标块的逆变换来提高编码/解码效率。
根据本发明，可以通过自适应地确定用于编码/解码目标块的变换类型来提高编码/解码效率。
根据本发明，可以通过根据编码/解码目标块的特性得到量化残差值来提高编码/解码效率。
本发明可获得的效果不限于以上提及的效果，并且本领域的技术人员可以从下面的描述中清楚地理解未提及的其他效果。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施方式的用于对视频进行编码的设备的框图。
图2是示出根据本发明的实施方式的用于对视频进行解码的设备的框图。
图3是示出根据本发明的实施方式的基于树结构对编码块进行分级划分的示例的视图。
图4是示出根据本发明的实施方式的用于对视频进行编码/解码的设备的预定义的帧内预测模式的类型的视图。
图5是简要示出根据本发明的实施方式的帧内预测方法的流程图。
图6是示出根据本发明的实施方式的基于相邻样本的差分信息来对当前块的预测样本进行校正的方法的视图。
图7和图8是示出根据本发明的实施方式的基于预定的校正滤波器对预测样本进行校正的方法的视图。
图9是示出根据本发明的实施方式的基于偏移对预测样本进行校正的方法的视图。
图10至图14是示出根据本发明的实施方式的当前块的帧内预测方式的示例的视图。
图15是示出根据本发明的实施方式的使用帧内块复制技术来执行预测的方法的视图。
图16示出了根据应用本发明的实施方式的用于帧内预测的参考样本的范围。
图17至图19示出了对参考样本进行滤波的示例。
图20是示出将编码单元划分成具有正方形形状的块的示例的图。
图21是示出将编码单元划分成具有非正方形形状的块的示例的图。
图22是示出执行用于当前块的逆变换的处理的流程图。
图23示出了基于预测单元的帧内预测模式确定变换单元的变换集的示例。
图24是示出根据本发明的实施方式的得到量化参数差值的方法的流程图。
具体实施方式
可以对本发明进行各种修改，并且存在本发明的各种实施方式，现在将参照附图提供实施方式的示例，并且详细描述它们。然而，本发明不限于此，并且示例性实施方式可以被解释为包括本发明的技术构思和技术范围内的全部修改、等同物或替代方案。在所描述的附图中，相似的附图标记指代相似的元件。
说明书中使用的术语“第一”、“第二”等可以用于描述各种部件，但是这些部件不被解释为限制于这些术语。这些术语仅用于区分一个部件与其他部件。例如，在不偏离本发明的范围的情况下，“第一”部件可以被称为“第二”部件，并且“第二”部件也可以被类似地称为“第一”部件。术语“和/或”包括多个项或者多个术语中的任意一个术语的组合。
应当理解的是，在本说明书中，当元件被简单地称为“连接至”或“耦接至”另一元件而不是“直接连接至”或“直接耦接至”另一元件时，该元件可以是“直接连接至”或“直接耦接至”另一个元件，或者该元件可以被连接至或耦接至另一元件，并且存在其他元件介于它们之间。相反地，应该理解的是，当元件被称为“直接耦接”或“直接连接”至另一元件时，不存在中间元件。
本说明书中使用的术语仅用于描述特定实施方式，而并不旨在限制本发明。以单数形式使用的表述包含复数形式的表述，除非该表述在上下文中有明显不同的含义。在本说明书中，应当理解的是，诸如“包括”、“具有”等术语旨在指示本说明书中公开的特征、数字、步骤、动作、元件、部分或其组合的存在，并且不旨在排除可以存在或可以添加一个或更多个其他特征、数字、步骤、动作、元件、部分或其组合的可能性。
在下文中，将参照附图详细描述本公开内容的优选实施方式。在下文中，附图中的相同组成元件用相同的附图标记来表示，并且将省略对相同元件的重复描述。
图1是示出根据本发明的实施方式的用于对视频进行编码的设备的框图。
参照图1，用于对视频进行编码的设备100可以包括：图片划分模块110、预测模块120和125、变换模块130、量化模块135、重排模块160、熵编码模块165、逆量化模块140、逆变换模块145、滤波器模块150和存储器155。
图1所示的组成部分被独立地示出，以表示用于对视频进行编码的设备中彼此不同的特征功能。因此，并不意味着每个组成部分是由分开的硬件或软件的组成单元组成的。换句话说，为了方便起见，每个组成部分包括列举的组成部分中的每一个。因此，每个组成部分的至少两个组成部分可以被组合，以形成一个组成部分，或者一个组成部分可以被分成多个组成部分以执行每个功能。在不偏离本发明的本质的情况下，组合每个组成部分的实施方式和分割一个组成部分的实施方式也被包括在本发明的范围内。
此外，组成部分中的一些可以不是执行本发明的基本功能的不可缺少的组成部分，而是仅用于改善本发明的性能的可选组成部分。可以通过排除用于改善性能的组成部分之外仅包括用于实现本发明的实质的不可缺少的组成部分来实现本发明。排除仅用于改善性能的可选组成部分之外仅包括不可缺少的组成部分的结构也被包括在本发明的范围内。
图片划分模块110可以将输入图片划分成一个或更多个处理单元。此处，处理单元可以是预测单元(PU)、变换单元(TU)或编码单元(CU)。图片划分模块110可以将一个图片划分成多个编码单元、预测单元和变换单元的组合，并且可以通过使用预定准则(例如，成本函数)选择编码单元、预测单元和变换单元的一个组合来对图片进行编码。
例如，一个图片可以被划分成多个编码单元。可以使用递归树结构(例如，四叉树结构)来将图片划分成编码单元。在一个图片或最大编码单元作为根的情况下被划分成其他编码单元的编码单元可以以子节点与所划分的编码单元的数目对应的方式进行划分。按照预定限制不能再划分的编码单元用作叶节点。也就是说，当假设对于一个编码单元仅正方形划分可行时，一个编码单元可以最多被划分成四个其他编码单元。
在下文中，在本发明的实施方式中，编码单元可以意指执行编码的单元或者执行解码的单元。
预测单元可以是被划分成在单个编码单元中具有相同尺寸的正方形形状或矩形形状的划分中的一个，或者预测单元可以是被划分成在单个编码单元中具有不同的形状/尺寸的划分中的一个。
当基于编码单元生成要进行帧内预测的预测单元并且编码单元不是最小编码单元时，可以在不将编码单元划分成多个预测单元N×N的情况下执行帧内预测。
预测模块120和125可以包括执行帧间预测的帧间预测模块120和执行帧内预测的帧内预测模块125。可以确定对于预测单元是执行帧间预测还是帧内预测，并且可以确定根据每个预测方法的详细信息(例如，帧内预测模式、运动向量、参考图片等)。此处，要进行预测的处理单元可以不同于对其确定了预测方法和详细内容的处理单元。例如，可以由预测单元确定预测方法、预测模式等，并且可以由变换单元执行预测。所生成的预测块与原始块之间的残差值(残差块)可以被输入至变换模块130。此外，用于预测的预测模式信息、运动向量信息等可以与残差值一起由熵编码模块165进行编码，并且可以被传送至用于对视频进行解码的设备。当使用特定编码模式时，可以通过按原样对原始块进行编码来传送至用于对视频进行解码的设备，而不通过预测模块120和125生成预测块。
帧间预测模块120可以基于当前图片的先前图片或后续图片中的至少一个的信息来预测预测单元，或者在一些情况下，可以基于当前图片中的一些编码区域的信息来预测预测单元。帧间预测模块120可以包括参考图片插值模块、运动预测模块以及运动补偿模块。
参考图片插值模块可以从存储器155接收参考图片信息，并且可以根据参考图片来生成整像素或小于整像素的像素信息。在亮度像素的情况下，可以使用具有不同滤波器系数的基于DCT的8抽头插值滤波器以1/4像素为单位生成整像素或小于整像素的像素信息。在色度信号的情况下，可以使用具有不同滤波器系数的基于DCT的4抽头插值滤波器以1/8像素为单位生成整像素或小于整像素的像素信息。
运动预测模块可以基于由参考图片插值模块进行插值的参考图片来执行运动预测。作为用于计算运动向量的方法，可以使用诸如基于全搜索的块匹配算法(FBMA)、三步搜索(TSS)和新三步搜索算法(NTS)等的各种方法。基于插值像素，运动向量可以具有以1/2像素或1/4像素为单位的运动向量值。运动预测模块可以通过改变运动预测方法来预测当前预测单元。作为运动预测方法，可以使用诸如跳过方法、合并方法、AMVP(高级运动向量预测)方法、帧内块复制方法等的各种方法。
帧内预测模块125可以基于与作为当前图片中的像素信息的当前块相邻的参考像素信息来生成预测单元。在当前预测单元的相邻块是要进行帧间预测的块并且因此参考像素是要进行帧间预测的像素时，可以使用要进行帧内预测的相邻块的参考像素信息来代替要进行帧间预测的块的参考像素。也就是说，当参考像素不可用时，可以使用可用参考像素中的至少一个参考像素来代替不可用的参考像素信息。
帧内预测中的预测模式可以包括根据预测方向使用参考像素信息的方向预测模式和在执行预测时不使用方向信息的无方向性预测模式。用于预测亮度信息的模式可以与用于预测色度信息的模式不同，并且为了预测色度信息，可以利用用于预测亮度信息的帧内预测模式信息或者可以利用预测的亮度信号信息。
在执行帧内预测时，当预测单元的大学与变换单元的大学相同时，可以基于位于该预测单元的左侧、左上侧和上侧的像素对预测单元执行帧内预测。然而，在执行帧内预测时，当预测单元的尺寸与变换单元的尺寸不同时，可以使用基于变换单元的参考像素来执行帧内预测。此外，可以使用仅针对最小编码单元使用N×N划分的帧内预测。
在帧内预测方法中，可以在根据预测模式将AIS(自适应帧内平滑)滤波器应用于参考像素之后生成预测块。应用于参考像素的AIS滤波器的类型可以不同。为了执行帧内预测方法，可以根据与当前预测单元相邻的预测单元的帧内预测模式来预测当前预测单元的帧内预测模式。在通过使用根据相邻预测单元预测到的模式信息来预测当前预测单元的预测模式的过程中，在当前预测单元的帧内预测模式与相邻预测单元的帧内预测模式相同时，可以使用预定的标记信息来传送指示当前预测单元的预测模式与相邻预测单元的预测模式彼此相同的信息。在当前预测单元的预测模式与相邻预测单元的预测模式不同时，可以执行熵编码，以对当前块的预测模式信息进行编码。
此外，可以基于由预测模块120和125生成的预测单元来生成包括关于残差值的信息的残差块，残差值是要进行预测的预测单元与预测单元的原始块之间的差。可以将所生成的残差块输入到变换模块130。
变换模块130可以通过使用变换方法(例如，离散余弦变换(DCT)、离散正弦变换(DST)和KLT)来对包括关于原始块与由预测模块120和125生成的预测单元之间的残差值的信息的残差块进行变换。可以基于用于生成残差块的预测单元的帧内预测模式信息来确定是应用DCT、DST还是KLT来对残差块进行变换。
量化模块135可以对由变换模块130变换到频域的值进行量化。量化系数可以根据图片的块或重要性而变化。可以将由量化单元135计算的值提供至逆量化模块140和重排模块160。
重排模块160可以对经量化的残差值的系数进行重排。
重排模块160可以通过系数扫描方法将二维块形式的系数变为一维向量形式的系数。例如，重排模块160可以使用之字形扫描方法从DC系数扫描至高频域的系数，以便将系数变为一维向量形式。根据变换单元的尺寸和帧内预测模式，可以使用沿列方向扫描二维块形式的系数的垂直方向扫描或沿行方向扫描二维块形式的系数的水平方向扫描来代替之字形扫描。也就是说，可以根据变换单元的尺寸和帧内预测模式来确定使用之字形扫描、垂直方向扫描和水平方向扫描中的哪种扫描方法。
熵编码模块165可以基于由重排模块160计算的值来执行熵编码。熵编码可以使用各种编码方法，例如，指数哥伦布(Golomb)编码、上下文自适应变长编码(CAVLC)和上下文自适应二进制算术编码(CABAC)。
熵编码模块165可以对来自重排模块160以及预测模块120和125的各种信息(例如，编码单元的残差值系数信息和块类型信息、预测模式信息、划分单元信息、预测单元信息、变换单元信息、运动向量信息、参考帧信息、块插值信息、滤波信息等)进行编码。
熵编码模块165可以对从重排模块160输入的编码单元的系数进行熵编码。
逆量化模块140可以对由量化模块135量化的值进行逆量化，并且逆变换模块145可以对由变换模块130变换的值进行逆变换。可以将由逆量化模块140和逆变换模块145生成的残差值与由预测模块120和125的运动估计模块、运动补偿模块和帧内预测模块预测的预测单元进行组合，使得可以生成重构块。
滤波器模块150可以包括去块滤波器、偏移校正单元以及自适应环路滤波器(ALF)中的至少一个。
去块滤波器可以去除由于重构图片中的块之间的边界而出现的块失真。为了确定是否执行去块，包括在块的若干行或若干列中的像素可以是确定是否对当前块应用去块滤波器的基础。当对块应用去块滤波器时，可以根据所需的去块滤波强度来应用强滤波器或弱滤波器。此外，在应用去块滤波器时，可以并行地处理水平方向滤波和垂直方向滤波。
偏移校正模块可以针对要进行去块的图片以像素为单位校正与原始图片的偏移。为了对特定图片执行偏移校正，可以使用考虑每个像素的边缘信息来施加偏移的方法，或者可以使用下述方法：将图片的像素划分为预定数目的区域、确定要执行偏移的区域，并且对所确定的区域施加偏移。
可以基于通过将经滤波的重构图片与原始图片进行比较而获得的值来执行自适应环路滤波(ALF)。可以将包括在图片中的像素分成预定组，可以确定要应用于每个组的滤波器，并且可以针对每个组单独地执行滤波。可以通过编码单元(CU)传送关于是否应用ALF和亮度信号的信息。用于ALF的滤波器的形状和滤波器系数可以根据每个块而不同。此外，无论应用目标块的特征如何，都可以应用相同形状(固定形状)的用于ALF的滤波器。
存储器155可以存储通过滤波器模块150计算的重构块或重构图片。可以在执行帧间预测时将所存储的重构块或重构图片提供至预测模块120和125。
图2是示出根据本发明的实施方式的用于对视频进行解码的设备的框图。
参照图2，用于对视频进行解码的设备200可以包括：熵解码模块210、重排模块215、逆量化模块220、逆变换模块225、预测模块230和235、滤波器模块240以及存储器245。
当从用于对视频进行编码的设备输入视频比特流时，可以根据用于对视频进行编码的设备的逆过程来对输入比特流进行解码。
熵解码模块210可以根据由用于对视频进行编码的设备的熵编码模块进行的熵编码的逆过程来执行熵解码。例如，对应于由用于对视频进行编码的设备执行的方法，可以应用各种方法，例如，指数哥伦布编码、上下文自适应变长编码(CAVLC)和上下文自适应二进制算术编码(CABAC)。
熵解码模块210可以对关于由用于对视频进行编码的设备执行的帧内预测和帧间预测的信息进行解码。
重排模块215可以基于在用于对视频进行编码的设备中使用的重排方法对由熵解码模块210进行熵解码的比特流执行重排。重排模块可以将一维向量形式的系数重构和重排为二维块形式的系数。重排模块215可以通过接收与在用于对视频进行编码的设备中执行的系数扫描有关的信息，并且可以基于在用于对视频进行编码的设备中执行的扫描顺序经由对系数进行逆扫描的方法来执行重排。
逆量化模块220可以基于从用于对视频进行编码的设备接收的量化参数和经重排的块的系数来执行逆量化。
逆变换模块225可以执行逆变换，即，逆DCT、逆DST和逆KLT，这是由变换模块对由用于对视频进行编码的设备的量化结果执行的变换的逆过程，即DCT、DST和KLT。可以基于由用于对视频进行编码的设备所确定的传输单元来执行逆变换。用于对视频进行解码的设备的逆变换模块225可以根据多条信息(例如，预测方法、当前块的尺寸、预测方向等)来选择性地执行变换方案(例如，DCT、DST、KLT)。
预测模块230和235可以基于关于从熵解码模块210接收到的预测块生成的信息和从存储器245接收到的图片信息或先前解码的块来生成预测块。
如上所述，类似于用于对视频进行编码的设备的操作，在执行帧内预测时，当预测单元的尺寸与变换单元的尺寸相同时，可以基于位于预测单元的左侧、左上侧和上侧的像素对预测单元执行帧内预测。在执行帧内预测时，当预测单元的尺寸与变换单元的尺寸不同时，可以使用基于变换单元的参考像素来执行帧内预测。此外，可以使用仅针对最小编码单元使用N×N划分的帧内预测。
预测模块230和235可以包括预测单元确定模块、帧间预测模块以及帧内预测模块。预测单元确定模块可以从熵解码模块210接收各种信息(例如，预测单元信息、帧内预测方法的预测模式信息、关于帧间预测方法的运动预测的信息等)，可以将当前编码单元分成预测单元，并且可以确定对预测单元执行帧间预测还是帧内预测。通过使用从用于对视频进行编码的设备接收的当前预测单元的帧间预测所需的信息，帧间预测模块230可以基于关于包括当前预测单元的当前图片的先前图片或后续图片中的至少一个的信息来对当前预测单元执行帧间预测。可替选地，可以基于关于包括当前预测单元的当前图片中的一些预先重构区域的信息来执行帧间预测。
为了执行帧间预测，可以针对编码单元来确定将跳过模式、合并模式、AMVP模式和帧间块复制模式中的哪一个用作为包括在编码单元中的预测单元的运动预测方法。
帧内预测模块235可以基于当前图片中的像素信息来生成预测块。当预测单元是要进行帧内预测的预测单元时，可以基于从用于对视频进行编码的设备接收到的预测单元的帧内预测模式信息来执行帧内预测。帧内预测模块235可以包括自适应帧内平滑(AIS)滤波器、参考像素插值模块以及DC滤波器。AIS滤波器对当前块的参考像素执行滤波，并且可以根据当前预测单元的预测模式来确定是否应用滤波器。可以通过使用从用于对视频进行编码的设备接收到的预测单元的预测模式和AIS滤波器信息来对当前块的参考像素执行AIS滤波。在当前块的预测模式是不执行AIS滤波的模式时，可以不应用AIS滤波器。
当预测单元的预测模式是基于通过对参考像素进行插值而获得的像素值来执行帧内预测的预测模式时，参考像素插值模块可以对参考像素进行插值，以生成整像素或小于整像素的参考像素。在当前预测单元的预测模式是在没有对参考像素进行插值的情况下生成预测块的预测模式时，可以不对参考像素进行插值。在当前块的预测模式是DC模式时，DC滤波器可以通过滤波来生成预测块。
可以将重构块或重构图片提供至滤波器模块240。滤波器模块240可以包括去块滤波器、偏移校正模块以及ALF。
可以从用于对视频进行编码的设备接收关于是否将去块滤波器应用于相应的块或图片的信息以及关于在当应用去块滤波器时应用强滤波器和弱滤波器中的哪个滤波器的信息。用于对视频进行解码的设备的去块滤波器可以从用于对视频进行编码的设备接收关于去块滤波器的信息，并且可以对相应的块执行去块滤波。
偏移校正模块可以基于在执行编码时应用于图片的偏移校正的类型和偏移值信息来对重构图片执行偏移校正。
可以基于从用于对视频进行编码的设备接收到的关于是否应用ALF的信息和ALF系数信息等来将AFL应用于编码单元。ALF信息可以被提供为被包括在特定参数集中。
存储器245可以存储重构图片或重构块以用作参考图片或参考块，并且可以将重构图片提供至输出模块。
如上所述，在本发明的实施方式中，为了便于说明，编码单元被用作表示用于编码的单元的术语，然而，编码单元可以用作执行解码以及编码的单元。
图3是示出根据本发明的实施方式的基于树结构对编码块进行分层划分的示例的视图。
以预定的块单元对输入视频信号进行解码。用于对输入视频信号进行解码的这样的默认单元是编码块。编码块可以是执行帧内/帧间预测、变换以及量化的块。编码块可以是具有在8×8至64×64的范围内的任意尺寸的正方形块或非正方形块，或者可以是具有128×128、256×256或更大的尺寸的正方形块或非正方形块。
具体地，可以基于四叉树和二叉树中的至少一个来对编码块进行分级划分。此处，基于四叉树的划分可以意指将2N×2N的编码块划分成四个N×N的编码块，并且基于二叉树的划分可以意指将一个编码块划分成两个编码块。基于二叉树的划分可以对称地执行或者非对称地执行。基于二叉树划分的编码块可以是正方形块或非正方形块(例如，长方形形状)。可以对不再执行基于四叉树的划分的编码块执行基于二叉树的划分。可以不再对基于二叉树划分的编码块执行基于四叉树的划分。
为了实现基于四叉树或二叉树的自适应划分，可以使用下述信息：指示基于四叉树划分的信息、关于允许基于四叉树的划分的编码块的尺寸/深度的信息、指示基于二叉树的划分的信息、关于允许基于二叉树的划分的编码块的尺寸/深度的信息、关于不允许基于二叉树的划分的编码块的尺寸/深度的信息、关于是沿垂直方向还是沿水平方向执行基于二叉树的划分的信息等。
如图3所示，可以基于四叉树将划分深度(拆分深度)为k的第一编码块300划分成多个第二编码块。例如，第二编码块310至340可以是具有第一编码块的一半宽度和一半高度的正方形块，并且第二编码块的划分深度可以增加至k+1。
具有k+1的划分深度的第二编码块310可以被划分为具有k+2的划分深度的多个第三编码块。第二编码块310的划分可以根据划分方法通过选择性地使用四叉树和二叉树中的一个来执行。此处，可以基于指示基于四叉树划分的信息和指示基于二叉树划分的信息中的至少一个来确定划分方法。
当基于四叉树对第二编码块310进行划分时，第二编码块310可以被划分成具有第二编码块的一半宽度和一半高度的四个第三编码块310a，并且第三编码块310a的划分深度可以增加至k+2。相比之下，当基于二叉树对第二编码块310进行划分时，第二编码块310可以被划分成两个第三编码块。此处，两个第三编码块中的每一个可以是具有第二编码块的一半宽度和一半高度中的一个的非正方形块，并且划分深度可以增加至k+2。可以根据划分方向将第二编码块确定为水平方向或垂直方向的非正方形块，并且可以基于关于是沿垂直方向还是沿水平方向执行基于二叉树的划分的信息来确定划分方向。
同时，第二编码块310可以被确定为不再基于四叉树或二叉树划分的叶编码块。在该情况下，叶编码块可以被用作为预测块或变换块。
类似于第二编码块310的划分，第三编码块310a可以被确定为叶编码块，或者可以基于四叉树或二叉树被进一步划分。
同时，基于二叉树划分的第三编码块310b可以基于二叉树被进一步划分成垂直方向的编码块310b-2或水平方向的编码块310b-3，并且相关编码块的划分深度可以增加至k+3。可替选地，第三编码块310b可以被确定为不再基于二叉树划分的叶编码块310b-1。在该情况下，编码块310b-1可以被用作为预测块或变换块。然而，可以基于以下信息中的至少一个来限制性地执行上述划分处理：关于允许基于四叉树的划分的编码块的尺寸/深度的信息、关于允许基于二叉树的划分的编码块的尺寸/深度的信息以及关于不允许基于二叉树的划分的编码块的尺寸/深度的信息。
图4是示出根据本发明的实施方式的用于对视频进行编码/解码的设备的预定义的帧内预测模式的类型的视图。
用于对视频进行编码/解码的设备可以使用预定义的帧内预测模式之一来执行帧内预测。用于帧内预测的预定义帧内预测模式可以包括无方向性预测模式(例如，平面模式、DC模式)和33个方向预测模式。
可替选地，为了提高帧内预测的准确性，可以使用多于33个方向预测模式的更大数目的方向预测模式。也就是说，可以通过对方向预测模式的角度进行细分来限定M个扩展的方向预测模式(M>33)，并且可以使用33个预定义的方向预测模式中的至少一个来得到具有预定角度的方向预测模式。
图4示出了扩展的帧内预测模式的示例，并且扩展的帧内预测模式可以包括两个无方向预测模式和65个扩展的方向预测模式。相同数目的扩展帧内预测模式可以用于亮度分量和色度分量，或者可以针对每个分量使用不同数目的帧内预测模式。例如，67个扩展的帧内预测模式可以用于亮度分量，并且35个帧内预测模式可以用于色度分量。
可替选地，根据色度格式，可以在执行帧内预测时使用不同数目的帧内预测模式。例如，在4:2:0格式的情况下，67个帧内预测模式可以用于亮度分量以执行帧内预测，并且35个帧内预测模式可以用于色度分量。在4:4:4格式情况下，67个帧内预测模式可以用于亮度分量和色度分量二者，以执行帧内预测。
可替选地，取决于块的尺寸和/或形状，可以使用不同数目的帧内预测模式来执行帧内预测。也就是说，根据PU或CU的尺寸和/或形状，可以使用35个帧内预测模式或67个帧内预测模式来执行帧内预测。例如，当CU或PU具有小于64×64的尺寸或者被非对称地划分时，可以使用35个帧内预测模式来执行帧内预测。当CU或PU的尺寸等于或大于64×64时，可以使用67个帧内预测模式来执行帧内预测。对于Intra_2N×2N，可以允许65个方向帧内预测模式，而对于Intra_N×N，可以仅允许35个方向帧内预测模式。
图5是简要示出根据本发明的实施方式的帧内预测方法的流程图。
参照图5，可以在步骤S500处确定当前块的帧内预测模式。
具体地，可以基于候选者列表和索引来得到当前块的帧内预测模式。此处，候选者列表包括多个候选者，并且可以基于与当前块邻近的相邻块的帧内预测模式来确定多个候选者。相邻块可以包括位于当前块的上侧、下侧、左侧、右侧以及角上的块中的至少一个。索引可以指定候选者列表的多个候选者中的一个候选者。由索引指定的候选者可以被设置成当前块的帧内预测模式。
可以将用于相邻块中的帧内预测的帧内预测模式设置为候选者。此外，可以将具有与相邻块的帧内预测模式的方向性类似的方向性的帧内预测模式设置为候选者。此处，可以通过将使相邻块的帧内预测模式加上预定的恒定值或者从相邻块的帧内预测模式减去预定的恒定值来确定具有类似的方向性的帧内预测模式。预定的恒定值可以是整数，例如，一、二或更大。
候选者列表还可以包括默认模式。默认模式可以包括平面模式、DC模式、垂直模式和水平模式中的至少一个。在考虑可以包括在当前块的候选者列表中的候选者的最大数目的情况下，可以自适应地添加默认模式。
可以包括在候选者列表中的候选者的最大数目可以是三、四、五、六或更大。可以包括在候选者列表中的候选者的最大数目可以是在用于对视频进行编码/解码的设备中预设的固定值，或者可以基于当前块的特性而不同地确定。特性可以意指块的位置/尺寸/形状、块可以使用的帧内预测模式的数目/类型等。可替选地，可以单独地用信号传送指示可以包括在候选者列表中的候选者的最大数目的信息，并且可以使用该信息来不同地确定可以包括在候选者列表中的候选者的最大数目。可以以序列级别、图片级别、片级别和块级别中的至少一个来用信号传送指示候选者的最大数目的信息。
当选择性地使用扩展的帧内预测模式和35个预定义的帧内预测模式时，可以将相邻块的帧内预测模式变换成与扩展的帧内预测模式对应的索引，或者变换成与35个帧内预测模式对应的索引，由此可以得到候选者。为了变换成索引，可以使用预定义的表格，或者可以使用基于预定值的缩放操作。此处，预定义的表格可以定义不同的帧内预测模式组(例如，扩展的帧内预测模式和35个帧内预测模式)之间的映射关系。
例如，当左侧相邻块使用35个帧内预测模式并且左侧相邻块的帧内预测模式是10(水平模式)时，该帧内预测模式可以被变换成与扩展的帧内预测模式中的水平模式对应的索引16。
可替选地，当上侧相邻块使用扩展的帧内预测模式并且上侧相邻块的帧内预测模式具有索引50(垂直模式)时，该帧内预测模式可以被变换成与35个帧内预测模式中的垂直模式相对应的索引26。
基于上述确定帧内预测模式的方法，可以针对亮度分量和色度分量中的每一个来独立地得到帧内预测模式，或者可以根据亮度分量的帧内预测模式来得到色度分量的帧内预测模式。
具体地，如下表1所示，可以基于亮度分量的帧内预测模式来确定色度分量的帧内预测模式。
[表1]
Figure BDA0001813643320000171
在表1中，intra_chroma_pred_mode意指被用信号传送以指定色度分量的帧内预测模式的信息，并且IntraPredModeY指示亮度分量的帧内预测模式。
参照图5，在步骤S510处，可以得到用于当前块的帧内预测的参考样本。
具体地，可以基于当前块的相邻样本来得到用于帧内预测的参考样本。相邻样本可以是相邻块的重构样本，并且重构样本可以是在应用环路滤波器之前的重构样本，或者在应用环路滤波器之后的重构样本。
在当前块之前重构的相邻样本可以用作参考样本，并且基于预定的帧内滤波器滤波的相邻样本可以用作参考样本。帧内滤波器可以包括应用于位于同一水平线上的多个相邻样本的第一帧内滤波器和应用于位于同一垂直线上的多个相邻样本的第二帧内滤波器中的至少一个。根据相邻样本的位置，可以选择性地应用第一帧内滤波器和第二帧内滤波器中的一个，或者可以两个帧内滤波器都应用。
可以基于当前块的帧内预测模式和当前块的变换块的尺寸中的至少一个来自适应地执行滤波。例如，在当前块的帧内预测模式是DC模式、垂直模式或水平模式时，可以不执行滤波。当变换块的尺寸是N×M时，可以不执行滤波。此处，N和M可以是相同的值或不同的值，或者可以是4、8、16或更大的值。可替选地，可以基于将预定义的阈值与当前块的帧内预测模式与垂直模式(或水平模式)之间的差进行比较的结果来选择性地执行滤波。例如，在当前块的帧内预测模式与垂直模式之间的差大于阈值时，可以执行滤波。如表2所示，可以针对变换块的每个尺寸来定义阈值。
[表2]
8x8变换 16x16变换 32x32变换
阈值 7 1 0
帧内滤波器可以被确定为在用于对视频进行编码/解码的设备中预定义的多个帧内滤波器候选者中的一个。为此，可以用信号传送在多个帧内滤波器候选者中指定当前块的帧内滤波器的索引。可替选地，可以基于以下中的至少一个来确定帧内滤波器：当前块的尺寸/形状、变换块的尺寸/形状、关于滤波器强度的信息以及相邻样本的变化。
参照图5，在步骤520处，可以使用当前块的帧内预测模式和参考样本来执行帧内预测。
也就是说，可以使用在步骤S500处确定的帧内预测模式和在步骤S510处得到的参考样本来获得当前块的预测样本。然而，在帧内预测的情况下，可以使用相邻块的边界样本，并且因此可能降低预测图片的质量。因此，可以对通过上述预测处理生成的预测样本执行校正处理，并且将参照图6至图14来详细描述校正处理。然而，校正处理不限于仅应用于帧内预测样本，并且校正处理可以应用于帧间预测样本或重构样本。
图6是示出根据本发明的实施方式的基于相邻样本的差分信息来对当前块的预测样本进行校正的方法的视图。
可以基于当前块的多个相邻样本的差分信息来校正当前块的预测样本。可以对当前块中的所有预测样本执行校正，或者可以对一些预定区域中的预定样本执行校正。一些区域可以是一行/列或多行/列，或者可以是用于在用于对视频进行编码/解码的设备中校正的预设区域，或者可以基于当前块的尺寸/形状和帧内预测模式中的至少一个来不同地确定。
相邻样本可以属于位于当前块的上侧、左侧、左上角的相邻块。用于校正的相邻样本的数目可以是二、三、四或更大。可以根据作为当前块中的校正目标的预测样本的位置来不同地确定相邻样本的位置。可替选地，无论作为校正目标的预测样本的位置如何，相邻样本中的一些样本可以具有固定的位置，并且根据作为校正目标的预测样本的位置，其余相邻样本可以具有不同的位置。
相邻样本的差分信息可以意指相邻样本之间的差分样本，或者可以意指通过将差分样本缩放预定的恒定值(例如，一、二、三等)而获得的值。此处，可以在考虑作为校正目标的预测样本的位置、包括作为校正目标的预测样本的行或列的位置、预测样本在行或列内的位置等的情况下来确定预定的恒定值。
例如，在当前块的帧内预测模式是垂直模式时，如等式1所示，可以使用左上侧相邻样本p(-1，-1)和与当前块的左边界相邻的相邻样本p(-1，y)之间的差分样本来获得最终预测样本。
[等式1]
P′(0，y)＝P(0，y)+((p(-1，y)-p(-1，-1))＞＞1其中y＝0…N-1
例如，在当前块的帧内预测模式是水平模式时，如等式2所示，可以使用左上侧相邻样本p(-1，-1)和与当前块的上边界邻近的相邻样本p(x，-1)之间的差分样本来获得最终预测样本。
[等式2]
P′(x，0)＝p(x，0)+((p(x，-1)-p(-1，-1))＞＞1其中x＝0…N-1
例如，在当前块的帧内预测模式是垂直模式时，可以使用左上侧相邻样本p(-1，-1)和与当前块的左边界邻近的相邻样本p(-1，y)之间的差分样本来获得最终预测样本。此处，可以将差分样本添加至预测样本，或者可以将差分样本缩放预定的恒定值，并且然后添加至预测样本。可以根据行和/或列来不同地确定在缩放时使用的预定的恒定值。例如，可以如等式3和等式4所示地校正预测样本。
[等式3]
P′(0，y)＝P(0，y)+((p(-1，y)-p(-1，-1))＞＞1其中y＝0…N-1
[等式4]
P′(1，y)＝P(1，y)+((p(-1，y)-p(-1，-1))＞＞2其中y＝0…N-1
例如，在当前块的帧内预测模式是水平模式时，可以使用左上侧相邻样本p(-1，-1)和与当前块的上边界邻近的相邻样本p(x，-1)之间的差分样本来如在垂直模式的情况下描述地获得最终预测样本。例如，可以如等式5和等式6所示地校正预测样本。
[等式5]
P′(x，0)＝p(x，0)+((p(x，-1)-p(-1，-1))＞＞1其中x＝0…N-1
[等式6]
P′(x，1)＝p(x，1)+((p(x，-1)-p(-1，-1))＞＞2其中x＝0…N-1
图7和图8是示出根据本发明的实施方式的基于预定的校正滤波器对预测样本进行校正的方法的视图。
可以基于作为校正目标的预测样本的相邻样本和预定的校正滤波器来对预测样本进行校正。此处，相邻样本可以通过当前块的方向预测模式的角度线来指定，或者相邻样本可以是与作为校正目标的预测样本位于同一角度线上的至少一个样本。此外，相邻样本可以是当前块中的预测样本，或者可以是在当前块之前重构的相邻块中的重构样本。
可以基于以下中的至少一个来确定校正滤波器的抽头数目、强度和滤波器系数中的至少一个：作为校正目标的预测样本的位置、作为校正目标的预测样本是否位于当前块的边界、当前块的帧内预测模式、方向预测模式的角度、相邻块的预测模式(帧间模式或帧内模式)以及当前块的尺寸/形状。
参照图7，当方向预测模式具有索引2或34时，可以使用位于作为校正目标的预测样本的左下侧的至少一个预测/重构样本和预定的校正滤波器来获得最终预测样本。此处，左下侧处的预测/重构样本可以属于包括作为校正目标的预测样本的行的前一行。左下侧处的预测/重构样本可以属于与当前样本相同的块，或者属于与当前块相邻的相邻块。
可以仅对位于块边界的行执行对于预测样本的滤波，或者可以对多个行执行对于预测样本的滤波。可以使用滤波器抽头数目和滤波器系数中的至少一个针对每个行不同的校正滤波器。例如，(1/2，1/2)滤波器可以用于最接近块边界的左侧第一行，(12/16，4/16)滤波器可以用于第二行，(14/16，2/16)滤波器可以用于第三行，并且(15/16，1/16)滤波器可以用于第四行。
可替选地，当方向预测模式具有3至6或30至33的索引时，可以如图8所示对块边界执行滤波，并且可以使用3抽头校正滤波器来校正预测样本。可以使用作为校正目标的预测样本的左下侧样本、左下侧样本的下侧样本以及将作为校正目标的预测样本作为输入的3抽头校正滤波器来执行滤波。可以基于方向预测模式来不同地确定由校正滤波器使用的相邻样本的位置。可以根据方向预测模式来不同地确定校正滤波器的滤波器系数。
根据是以帧间模式还是帧内模式对相邻块进行编码，可以应用不同的校正滤波器。当以帧内模式对相邻块进行编码时，与当以帧间模式对相邻块进行编码时相比，可以使用对预测样本给予更多权重的滤波方法。例如，在帧内预测模式是34的情况下，当以帧间模式对相邻块进行编码时，可以使用(1/2，1/2)滤波器，并且当以帧内模式对相邻块进行编码时，可以使用(4/16，12/16)滤波器。
当前块中要滤波的行的数目可以根据当前块(例如，编码块或预测块)的尺寸/形状而变化。例如，在当前块的尺寸等于或小于32×32时，可以仅对块边界处的一行执行滤波；否则，可以对包括块边界处的一行的多个行执行滤波。
图7和图8是基于使用图4中的35个帧内预测模式的情况，但是还可以等同地/类似地应用于使用扩展的帧内预测模式的情况。
当基于方向性帧内预测模式对当前块执行帧内预测时，由于所使用的参考样本的范围有限(例如，仅使用与当前块相邻的相邻样本来执行帧内预测)，因此所生成的预测样本可能不能反映原始图片的特征。例如，在当前块中存在边缘时，或者在当前块的边界周围出现新的对象时，根据预测样本在当前块中的位置，预测样本与原始图片之间的差异可能较大。
在该情况下，残差值相对较大，并且因此要进行编码/解码的比特数可能增加。特别地，在距当前块的边界相对较远的区域中的残差值可能包括大量的高频分量，这可能导致编码/解码效率下降。
为了解决上述问题，可以使用在子块的单元中生成或更新预测样本的方法。据此，距块边界相对较远的区域中的预测准确度可以提高。
为了便于说明，在以下实施方式中，基于方向性帧内预测模式生成的预测样本称为第一预测样本。此外，基于无方向性帧内预测模式生成的预测样本或通过执行帧间预测生成的预测样本也可以被包括在第一预测样本的类别中。
将参照图9详细描述基于偏移校正预测样本的方法。
图16是示出根据本发明的实施方式的基于偏移对预测样本进行校正的方法的视图。
参照图9，对于当前块，可以在步骤S900处确定是否使用偏移来更新第一预测样本。可以通过从比特流解码的标记来确定是否使用偏移来更新第一预测样本。例如，可以通过比特流来用信号传送指示是否使用偏移来更新第一预测样本的句法‘is_sub_block_refinement_flag’。当is_sub_block_refinement_flag的值是1时，可以在当前块中使用利用偏移来更新第一预测样本的方法。当is_sub_block_refinement_flag的值是0时，在当前块中不使用利用偏移来更新第一预测样本的方法。然而，步骤S900旨在选择性地执行对第一预测样本的更新，并且不是用于实现本发明的目的的必要配置，因此在某些情况下可以省略步骤S900。
当确定使用利用偏移来更新第一预测样本的方法时，可以在步骤S910处确定当前块的帧内预测方式。通过帧内预测方式，可以确定当前块的施加偏移的全部或一些区域、当前块的划分类型、是否对包括在当前块中的子块施加偏移、分配给每个子块的偏移的尺寸/符号等。
可以将在用于对视频进行编码/解码的设备中预定义的多个方式中的一个选择性地用作当前块的帧内预测方式，并且为此，可以自比特流用信号传送指定当前块的帧内预测方式的索引。作为另一示例，可以基于以下来确定当前块的帧内预测方式：当前块的预测单元或编码单元的划分模式、块的尺寸/形状、是否使用方向性帧内预测模式、方向性帧内预测模式的角度等。
通过经由比特流用信号传送的预定的标记信息来确定是否用信号传送指示当前块的帧内预测方式的索引。例如，当标记信息指示从比特流用信号传送了指示当前块的帧内预测方式的索引时，可以基于从比特流解码的索引来确定当前块的帧内预测方式。此处，可以以图片级别、片级别和块级别中的至少一个来用信号传送标记信息。
当标记信息指示并未从比特流用信号传送指示当前块的帧内预测方式的索引时，可以基于当前块的预测单元或编码单元的划分模式等来确定当前块的帧内预测方式。例如，当前块被划分成子块的方式可以与编码块被划分成预测单元的方式相同。
当确定了当前块的帧内预测方式时，可以在步骤S920处获得子块单元中的偏移。可以以片、编码单元或预测单元为单位用信号传送偏移。作为另一示例，可以根据当前块的相邻样本来得到偏移。偏移可以包括偏移值信息和偏移符号信息中的至少一个。此处，偏移值信息可以在等于或大于零的整数范围内。
当确定了偏移时，可以在步骤S930处针对每个子块获得第二预测样本。可以通过向第一预测样本施加偏移来获得第二预测样本。例如，可以通过给第一预测样本加上偏移或从第一预测样本减去偏移来获得第二预测样本。
图10至图14是示出根据本发明的实施方式的当前块的帧内预测方式的示例的视图。
例如，在图10所示的示例中，当索引为“0”或“1”时，当前块可以被划分成上子块和下子块。可以不对上子块设置偏移，并且可以对下子块设置偏移“f”。因此，第一预测样本(P(i,j))可以以本来的样子在上子块中使用，并且通过对第一预测样本加上偏移或从第一预测样本减去偏移而生成的第二预测样本(P(i,j)+f或P(i,j)-f)可以在下子块中使用。在本发明中，“不设置”可以意指偏移未被分配至块，或者意指可以将具有值“0”的偏移分配至块。
当索引为“2”或“3”时，当前块被划分成左子块和右子块。可以不对左子块设置偏移，并且可以对右子块设置偏移“f”。因此，第一预测样本(P(i,j))可以以本来的样子在左子块中使用，并且通过对第一预测样本加上偏移或从第一预测样本减去偏移而生成的第二预测样本(P(i,j)+f或P(i,j)-f)可以在右子块中使用。
可以基于当前块的帧内预测模式来限制可用帧内预测方式的范围。例如，在当前块的帧内预测模式是垂直方向帧内预测模式或沿与垂直方向帧内预测模式类似的方向的预测模式时(例如，在33个方向预测模式中，当帧内预测模式具有索引22至30时)，可以仅将沿水平方向划分当前块的帧内预测方式(例如，图17中的索引0或1)应用于当前块。
作为另一示例，在当前块的帧内预测模式是水平方向帧内预测模式或沿与水平方向帧内预测模式类似的方向的预测模式时(例如，在33个方向预测模式中，当帧内预测模式具有索引6至14时)，可以仅将沿垂直方向划分当前块的帧内预测方式(例如，图17中的索引2或索引3)应用于当前块。
在图10中，不对包括在当前块中的子块中的一个子块设置偏移，但是对另一子块设置偏移。可以基于针对每个子块用信号传送的信息来确定是否对子块设置偏移。
可以基于子块的位置、用于标识在当前块中的子块的索引等来确定是否对子块设置偏移。例如，基于当前块的预定边界，可以不对与预定边界相邻的子块设置偏移，并且可以对与预定边界不相邻的子块设置偏移。
当假设预定边界是当前块的上边界时，在与索引“0”或“1”对应的帧内预测方式下，可以不对与当前块的上边界相邻的子块设置偏移，并且可以对与当前块的上边界不相邻的子块设置偏移。
当假设预定边界是当前块的左边界时，在与索引“2”或“3”对应的帧内预测方式下，可以不对与当前块的左边界相邻的子块设置偏移，并且可以对与当前块的左边界不相邻的子块设置偏移。
在图10中，假设不对包括在当前块中的子块中的一个子块设置偏移，但是对另一子块设置偏移。作为另一示例，可以对包括在当前块中的子块设置不同的偏移值。
将参照图11来描述针对每个子块设置不同偏移的示例。
参照图11，当索引为“0”或“1”时，可以对当前块的上子块设置偏移“h”，并且可以对当前块的下子块设置偏移“f”。因此，可以在上子块中通过对第一预测样本加上偏移“h”或从第一预测样本减去偏移“h”来生成第二预测样本(P(i,j)+h或P(i,j)-h)，并且可以通过对第一预测样本加上偏移“f”或从第一预测样本减去偏移“f”来生成第二预测样本(P(i,j)+f或P(i,j)-f)。
参照图11，当索引为“2”或“3”时，可以对当前块的左子块设置偏移“h”，并且可以对当前块的右子块设置偏移“f”。因此，可以在左子块中通过对第一预测样本加上偏移“h”或从第一预测样本减去偏移“h”来生成第二预测样本(P(i,j)+h或P(i,j)-h)，并且可以在右子块中通过对第一预测样本加上偏移“f”或从第一预测样本减去偏移“f”来生成第二预测样本(P(i,j)+f或P(i,j)-f)。
在图10和图11中，当前块被划分成具有相同尺寸的两个子块，但是包括在当前块中的子块的数目和/或子块的尺寸不限于图10和图11所示的示例。包括在当前块中的子块的数目可以是三个或更多，并且子块可以具有不同的尺寸。
当多个帧内预测方式可用时，可用帧内预测方式可以被分组成多个类别。在该情况下，可以基于用于标识类别的第一索引和标识该类别中的帧内预测方式的第二索引来选择当前块的帧内预测方式。
将参照图12来描述基于第一索引和第二索引来确定当前块的帧内预测方式的示例。
在图12所示的示例中，可以将12个帧内预测方式分成三个类别，每个类别包括四个帧内预测方式。例如，与索引0至3对应的帧内预测方式可以被归类为类别0，与索引4至7对应的帧内预测方式可以被归类为类别1，并且与索引8至11对应的帧内预测方式可以被归类为类别2。
用于对视频进行解码的设备可以从比特流解码第一索引，以指定包括至少一个帧内预测方式的类别。在图12所示的示例中，第一索引可以指定类别0、1和2中的一个。
当基于第一索引指定类别时，可以基于从比特流解码的第二索引来确定当前块的帧内预测方式。当由第一索引指定类别1时，第二索引可以指定类别1的四个帧内预测方式(即，索引4至索引7)中的一个。
在图12中，示出了类别包括相同数目的帧内预测方式。但是类别并不需要包括相同数目的帧内预测方式。
可以以序列或片为单位来确定可用帧内预测方式的数目或类别的数目。此外，可以通过序列头或片头来用信号传送可用的帧内预测方式的数目和类别的数目中的至少一个。
作为另一示例，可以基于当前块的预测单元或编码单元的尺寸来确定可用的帧内预测方式的数目和/或类别的数目。例如，在当前块(例如，当前块的编码单元)的尺寸等于或大于64×64时，可以从图13所示的五个帧内预测方式中选择当前块的帧内预测方式。相反，在当前块(例如，当前块的编码单元)的尺寸小于64×64时，可以从图10、图11或图12所示的帧内预测方式中选择当前块的帧内预测方式。
在图10至图13中，描绘的是包括在各帧内预测方式中的子块具有长方形形状。作为另一示例，可以使用子块的尺寸和形状中的至少一个彼此不同的帧内预测方式。例如，图14是示出具有不同尺寸和形状的子块的帧内预测方式的示例的视图。
每个子块的偏移(例如，图10至图14所示的每个子块的偏移h、f、g或i)可以从比特流解码出，或者可以从与当前块相邻的相邻样本得到。
作为另一示例，可以考虑距当前块中的特定位置处的样本的距离来确定子块的偏移。例如，可以与表示当前块中的预定位置处的样本与子块中的预定位置处的样本之间的距离的值成比例地确定偏移。
作为另一示例，可以通过加上或减去基于当前块中的预定位置处的样本与子块中的预定位置处的样本之间的距离来确定的值来确定子块的偏移。
作为另一示例，可以基于表示当前块的尺寸的值与表示当前块中的预定位置处的样本与子块中的预定位置处的样本之间的距离的值的比率来确定偏移。
此处，当前块中的预定位置处的样本可以包括与当前块的左边界相邻的样本、位于当前块的上边界处的样本、与当前块的左上角相邻的样本等。
图15是示出根据本发明的实施方式的使用帧内块复制方案来执行预测的方法的视图。
帧内块复制(IBC)是使用已经在与当前块相同的图片中重构的块(在下文中被称作“参考块”)来预测/重构当前块的方法。如果图片包含大量文字(例如，韩语字母、字母等)并且在重构当前块时包含在当前块中的字包含在已经解码的块中，则帧内块复制可以提高编码/解码性能。
帧内块复制方法可以被归类为帧内预测方法或帧间预测方法。当帧内块复制方法被归类为帧内预测方法时，可以定义用于帧内块复制方法的帧内预测模式。当帧内块复制方法被归类为帧间预测方法时，比特流可以包括指示是否对当前块应用帧内块复制方法的标记。可替选地，可以通过当前块的参考图片索引来确认当前块是否使用帧内块复制。也就是说，在当前块的参考图片索引指示当前图片时，可以使用帧内块复制对当前块执行帧间预测。为此，可以将预先重构的当前图片添加至当前块的参考图片列表。当前图片可以存在于参考图片列表中的固定位置(例如，参考图片索引为0的位置或最后的位置)处。可替选地，当前图片可以在参考图片列表中具有不同的位置，并且为此，可以分别用信号传送指示当前图片的位置的参考图片索引。
为了指定当前块的参考块，可以将当前块与参考块之间的位置差定义为运动向量(在下文中被称作块向量)。
可以通过预测块向量与差分块向量的和来得到块向量。用于对视频进行编码的设备可以通过预测编码来生成预测块向量，并且可以对指示块向量与预测块向量之间的差的差分块向量进行编码。在该情况下，用于对视频进行解码的设备可以通过使用利用预先解码信息得到的预测块向量和从比特流解码的差分块向量来得到当前块的块向量。
此处，可以基于以下各项来得到预测块向量：与当前块相邻的相邻块的块向量、当前块的LCU中的块向量、当前块的LCU行/列中的块向量等。
用于对视频进行编码的设备可以在不执行对块向量的预测编码的情况下对块向量进行编码。在该情况下，用于对视频进行解码的设备可以通过对通过比特流用信号传送的块向量信息进行解码来获得块向量。可以对通过帧内块复制方法生成的预测/重构样本执行校正处理。在该情况下，可以同样地/类似地应用参照图6至图14描述的校正方法，并且因此将省略其详细描述。
图16示出了根据应用本发明的实施方式的用于帧内预测的参考样本的范围。
参照图16，可以通过使用位于当前块的边界处的参考样本P(-1，-1)，P(-1，y)(0<＝y<＝2N-1)和P(x，-1)(0<＝x<＝2N-1)来执行帧内预测。此时，基于当前块的帧内预测模式(例如，帧内预测模式的索引、方向性、角度等)或与当前块有关的变换块的尺寸中的至少一个来选择性地执行对参考样本的滤波。
可以选择多个帧内滤波器候选中的至少一个来对参考样本执行滤波。此处，多个帧内滤波器候选可以在滤波强度、滤波系数或抽头数目(例如，滤波系数的数目、滤波长度)中的至少一个方面彼此不同。可以以序列级别、图片级别、片级别和块级别中的至少一个来限定多个帧内滤波器候选。也就是说，包括当前块的序列、图片、片或块可以使用相同的多个帧内滤波器候选。
在下文中，为了便于说明，假设多个帧内滤波器候选包括第一帧内滤波器和第二帧内滤波器。还假设第一帧内滤波器是(1,2,1)3抽头滤波器，并且第二帧内滤波器是(2,3,6,3,2)5抽头滤波器。
当通过应用第一帧内滤波器对参考样本进行滤波时，可以如等式7所示地得到经滤波的参考样本。
[等式7]
P(-1，-1)＝(P(-1，0)+2P(-1，-1)+P(0，-1)+2)＞＞2
P(-1，y)＝(P(-1，y+1)+2P(-1，y)+P(-1，y-1)+2)＞＞2
P(x，-1)＝(P(x+1，-1)+2P(x，-1)+P(x-1，-1)+2)＞＞2
当通过应用第二帧内滤波器对参考样本进行滤波时，可以如下面的等式8所示地得到经滤波的参考样本。
[等式8]
P(-1，-1)＝(2P(-2，0)+3P(-1，0)+6P(-1，-1)+3P(0，-1)+2P(0，-2)+8)＞＞4
P(-1，y)＝(2P(-1，y+2)+3P(-1，y+1)+6P(-1，y)+3P(-1，y-1)+2P(-1，y-2)+8)＞＞4
P(x，-1)＝(2P(x+2，-1)+3P(x+1，-1)+6P(x，-1)+3P(x-1，-1)+2P(x-2，-1)+8)＞＞4
基于参考样本的位置，可以确定多个帧内滤波器候选中的一个，并且用于通过使用所确定的一个帧内滤波器来对参考样本执行滤波。例如，第一帧内滤波器可以应用于当前块的边界处的参考样本，并且第二帧内滤波器可以应用于其他参考样本。具体地，如图17所示，通过应用如等式7所示的第一帧内滤波器来对参考样本P(-1，-1)、P(-1，0)、P(-1，1)……P(-1，N-1)和P(0，-1)、P(1，-1)……执行滤波，并且通过应用如等式8所示的第二参考滤波器来对其他参考样本执行滤波。
可以基于用于当前块的变换类型来选择多个帧内滤波器候选中的一个，并且使用所选择的一个帧内滤波器来对参考样本执行滤波。此处，变换类型可以意指：(1)变换方案，例如，DCT、DST或KLT，(2)变换模式指示符，例如，2D变换、1D变换或非变换，或者(3)变换的数目，例如，第一变换和第二变换。在下文中，为了便于描述，假设变换类型意指变换方案(例如，DCT、DST和KLT)。
例如，如果使用DCT对当前块进行编码，则可以使用第一帧内滤波器来执行滤波，并且如果使用DST对当前块进行编码，则可以使用第二帧内滤波器来执行滤波。或者，如果使用DCT或DST对当前块进行编码，则可以使用第一帧内滤波器来执行滤波，并且如果使用KLT对当前块进行编码，则可以使用第二帧内滤波器来执行滤波。
可以使用基于当前块的变换类型和参考样本的位置选择的滤波器来执行滤波。例如，如果使用DCT对当前块进行编码，则可以通过使用第一帧内滤波器来对参考样本P(-1，-1)、P(-1，0)、P(-1，1)……P(-1，N-1)和P(0，-1)、P(1，-1)……P(N-1，-1)执行滤波，并且可以通过使用第二帧内滤波器来对其他参考样本执行滤波。如果使用DST对当前块进行编码，则可以通过使用第二帧内滤波器来对参考样本P(-1，-1)、P(-1,0)、P(-1,1)……P(-1，N-1)和P(0，-1)、P(1，-1)……P(N-1，-1)执行滤波，并且可以通过使用第一帧内滤波器来对其他参考样本执行滤波。
可以基于包括参考样本的相邻块的变换类型与当前块的变换类型是否相同来选择多个帧内滤波器候选中的一个，并且可以使用所选择的帧内滤波器候选来执行滤波。例如，在当前块与相邻块使用相同的变换类型时，使用第一帧内滤波器执行滤波，并且在当前块与相邻块的变换类型彼此不同时，第二帧内滤波器可以用于执行滤波。
可以基于相邻块的变换类型来选择多个帧内滤波器候选中的任何一个，并且使用所选择的一个帧内滤波器对参考样本执行滤波。也就是说，可以考虑包括参考样本的块的变换类型来选择特定的滤波器。例如，如图18所示，如果与当前块的左侧/左下侧相邻的块是使用DCT进行编码的块，并且与当前块的上侧/右上侧相邻的块是使用DST进行编码的块，则通过应用第一帧内滤波器对与当前块的左侧/左下侧相邻的参考样本执行滤波，并且通过应用第二帧内滤波器来对与当前块的上侧/右上侧相邻的参考样本执行滤波。
在预定区域的单元中，可以限定可在相应区域中使用的滤波器。在本文中，预定区域的单元可以是以下中的任何一个：序列、图片、片、块组(例如，编码树单元的行)或块(例如，编码树单元)。或者，可以限定共享一个或更多个滤波器的另外的区域。可以通过使用映射到包括当前块的区域的滤波器来对参考样本进行滤波。
例如，如图19所示，可以使用CTU单元中的不同的滤波器对参考样本执行滤波。在该情况下，可以经由序列参数集(SPS)或图片参数集(PPS)用信号传送指示在序列或图片中是否使用相同滤波器的信息、用于每个CTU的滤波器的类型、在可用的帧内滤波器候选中指定的相应CTU中使用的滤波器的索引。
编码单元可以被划分成至少一个或更多个变换单元。此时，根据用于变换单元的划分模式，变换单元可以具有正方形形状或非正方形形状。
可以通过将编码单元划分成上和下的水平线或将编码单元划分成左和右的垂直线中的至少一个来将编码单元划分成两个或更多个变换单元。作为示例，可以使用四叉树划分，在四叉树划分中，使用将编码单元划分成上和下的水平线和将编码单元划分成左和右的垂直线来将编码单元划分成四个变换单元。或者，可以使用二叉树划分，在二叉树划分中，使用水平线或垂直线来将编码单元划分成两个变换单元。除了以上所述的示例之外，还可以使用以下划分方案：使用多个垂直线或多个水平线来将编码单元划分成多个变换单元。
可以由自比特流用信号传送的句法元素指定是否以四叉树类型来划分编码单元。这可以是1比特的标志，但不限于此。
此外，可以由从自特流用信号传送的句法元素指定是否以二叉树类型来划分编码单元。这可以是1比特的标志，但不限于此。当指示以二叉树类型划分编码单元时，可以另外地用信号传送指示编码单元的划分方向的信息。此时，划分方向可以指示编码单元是由垂直线还是由水平线划分。
可以将通过对编码单元进行划分而生成的变换单元再次划分成至少一个变换单元。例如，可以以四叉树或二叉树类型来划分通过对编码单元进行划分而生成的变换单元。
图20是示出将编码单元划分成具有正方形形状的块的示例的图。
当确定以四叉树类型划分编码单元时，编码单元可以被划分成四个变换单元。当编码单元被划分成四个变换单元时，可以针对每个变换单元确定是否进一步划分变换单元。作为示例，对于四个变换单元，可以确定是否以四叉树或二叉树类型分割每个变换单元。
例如，在图20所示的示例中，示出了通过以四叉树类型对编码单元进行划分而生成的四个变换单元中的第一和第二变换单元再次以四叉树类型进行划分。此外，示出了通过对第二变换单元进行划分而生成的四个变换单元中的第一和第三变换单元再次以四叉树类型进行划分。
这样，可以递归地划分变换单元。因此，如图20所示，编码单元可以包括不同尺寸的变换单元。
图21是示出将编码单元划分成具有非正方形形状的块的示例的图。
类似于预测单元，编码单元可以被划分成具有非正方形形状。在一个示例中，编码单元可以被划分为N×2N或2N×N的形状。当编码单元被划分成具有非正方形形状时，可以针对每个变换单元确定是否进一步划分变换单元。作为示例，对于两个变换单元，可以确定是否进一步以四叉树类型或二叉树类型分割每个变换单元。
例如，在图21(a)所示的示例中，示出了以四叉树类型对通过将编码单元划分成具有非正方形形状而生成的N×2N块中的第一块进行划分。此外，示出了再次以四叉树类型对通过以四叉树类型对第一变换单元进行划分而生成的四个变换单元中的第一变换单元进行划分。
此外，在图21(b)所示的示例中，示出了以2N×N二叉树类型对通过以四叉树类型对编码单元进行划分而生成的2N×2N块中的第一和第二块进行划分。此外，示出了以四叉树类型对通过以2N×N二叉树类型对第一变换单元进行划分而生成的两个变换单元中的第一变换单元进行划分。
用于变换单元的划分模式或者是否进一步划分变换单元可以根据以下中的至少一个来确定：变换单元的尺寸、变换单元的形状、用于预测单元的预测模式或划分模式。
例如，变换单元的划分模式可以由变换单元的形状来限制。作为具体示例，当变换单元具有高度比宽度更长的形状时，用于变换单元的划分模式可以被限制成作为变换单元的划分的结果而生成的下节点变换单元具有宽度比高度更长的形状。
例如，当上节点变换单元具有2N×N的形状时，包括在上节点变换单元中的下节点变换单元可以被限制成具有2N×N的形状。因此，用于上节点变换单元的划分模式可以被限制为四叉树类型。
可替选地，当变换单元的高度大于宽度时，用于变换单元的划分模式可以被限制成作为变换单元的划分的结果而生成的下节点变换单元具有高度比宽度更长的形状。
例如，当上节点变换单元具有N×2N的形状时，包括在上节点变换单元中的下节点变换单元可以被限制成具有N×2N的形状。因此，用于上节点变换单元的划分模式可以被限制成四叉树类型。
作为另一示例，可以基于用于预测单元的划分模式来确定用于变换单元的划分模式。作为具体示例，当预测单元被划分为正方形形状(例如，2N×2N)时，变换单元可以仅被划分为正方形形状。另一方面，当预测单元被划分为非正方形形状(例如，2N×N或N×2N)时，变换单元可以仅被划分为非正方形形状。
可以设置的是，当变换单元具有非正方形形状时，仅可以以四叉树类型划分变换单元并且不可以以二叉树类型划分变换单元。例如，当变换单元具有N×2N或2N×N的形状时，变换单元可以以四叉树类型划分成包括四个N×2N块或四个2N×N块。
作为另一示例，可以设置的是当变换单元具有非正方形形状时不可以进一步划分变换单元。
变换单元是变换的基本单元，并且可以对每个变换单元执行逆变换。
在下文中，将参照图22详细描述对当前块执行逆变换的示例。此处，当前块可以表示作为执行逆变换的单元的变换单元(变换块)。
图22是示出对当前块执行逆变换的处理的流程图。
首先，解码器可以对指示是否针对当前块从比特流跳过逆变换的信息进行解码(S2210)。
信息指示是否针对当前块跳过用于垂直方向的逆变换或用于水平方向的逆变换中的至少一个。此处，信息可以是1比特的标志(例如，‘transform_skip_flag’)，但不限于此。
如果信息指示针对当前块跳过逆变换，则可以跳过用于当前块的垂直方向逆变换或水平方向逆变换中的至少一个。此时，基于当前块的尺寸、形状或预测模式自适应地确定是否针对当前块跳过垂直方向逆变换和水平方向逆变换中的一个。
例如，如果当前块是具有宽度大于高度的非正方形形状(例如，在当前块具有2N×N形状时)，则可以跳过垂直方向逆变换，但是不可以跳过水平方向逆变换。如果当前块是具有高度大于宽度的非正方形形状(例如，在当前块具有N×2N形状时)，则可以跳过水平方向逆变换，但是不可以跳过垂直方向逆变换。另一方面，在当前块是正方形形状时，垂直方向逆变换和水平方向逆变换两者都可以跳过。
作为另一示例，如果信息指示跳过用于当前块的逆变换，则解码器可以进一步从比特流解码指示逆变换的跳过方向的信息。此处，指示逆变换的跳过方向的信息可以指示水平方向、垂直方向或两个方向。
解码器可以基于指示逆变换的跳过方向的信息来跳过用于当前块的水平方向逆变换和垂直方向逆变换中的至少一个。
指示是否跳过用于当前块的逆变换的信息可以包括指示是否针对当前块跳过水平方向的逆变换的信息以及指示是否针对当前块跳过垂直方向的逆变换的信息。每条信息可以是1比特的标记(例如，指示是否跳过水平方向逆变换的‘hor_trasnform_skip_flag’或者指示是否跳过垂直方向逆变换的‘ver_transform_skip_flag’)，但不限于此。
此时，可以根据当前块的尺寸、类型或预测模式自适应地用信号传送指示是否是水平方向的逆变换的信息和指示是否是垂直方向的逆变换的信息。
例如，在当前块具有非正方形形状时，解码器可以仅从比特流解码指示是否跳过水平方向的逆变换的信息或者指示是否跳过垂直方向的逆变换的信息中的一个。作为具体示例，在当前块是具有宽度大于高度的非正方形形状时，可以通过比特流用信号传送指示是否跳过垂直方向的逆变换的信息，同时不会通过比特流用信号传送指示是否跳过水平方向的逆变换的信息。在当前块是具有高度大于宽度的非正方形形状时，可以通过比特流用信号传送指示是否跳过水平方向的逆变换的信息，同时不会通过比特流用信号传送指示跳过垂直方向的逆变换的信息。
另一方面，在当前块具有正方形形状时，解码器可以从比特流解码指示是否跳过水平方向的逆变换的信息和指示是否跳过垂直方向的逆变换的信息两者。
如果确定对当前块执行用于垂直方向或水平方向中的至少一个的逆变换(S2220)，则解码器可以确定用于当前块的变换类型(S2230)。解码器可以基于用于当前块的变换类型对当前块执行逆变换(S2240)。
变换类型包括诸如DCT、DST或KLT的变换方案。此处，DCT包括DCT-II或DCT-VIII中的至少一个，并且DST包括DST-I或DST-VII中的至少一个。
可以基于当前块的预测模式和当前块的尺寸来确定当前块的变换类型。例如，如果当前块是以帧内模式编码的4×4的块，则使用DST-VII执行逆变换，并且如果当前块不满足那些条件，则可以使用DCT-II执行逆变换。
作为示例，用于4×4的块的DST-VII矩阵可以被表示为下面的A4。
Figure BDA0001813643320000331
使用DST-VII的逆变换可以使用逆DST-VII矩阵A4 T来执行。
用于8×8的块的DCT-II矩阵可以表示为下面的T8。
Figure BDA0001813643320000341
使用DCT-II的逆变换可以使用逆DCT-II矩阵T8 T来执行。
作为另一示例，解码器可以确定用于当前块的变换集并且基于所确定的变换集来确定用于当前块的变换类型。此处，可以以变换单元、编码单元或编码树单元为单位获得变换集。作为另一示例，可以针对尺寸或深度大于或等于预定值的变换单元或编码单元获得变换集。
为了便于说明，在下面描述的实施方式中，假设针对包括多个变换单元的变换单元或者针对包括多个变换单元的编码单元获得变换集。并且，获得变换集的单元将被称为“基本单元”。
首先，当以编码单元或变换单元为单位确定变换集时，可以基于所确定的变换集来确定包括在基本单元中的多个变换单元的变换类型。此时，变换集可以包括多个变换类型。
包括在基本单元中的变换单元的变换类型可以被确定为包括在变换集中的多个变换类型中的至少一个。例如，可以根据变换单元的形状、变换单元的尺寸或预测模式自适应地确定变换单元的变换类型。作为具体示例，当假设变换集包括两个变换类型时，当要被逆变换的变换单元满足预定条件时，可以将变换单元的变换类型确定为两个变换类型中的第一变换类型。另一方面，当要被逆变换的变换单元不满足预定条件时，可以将变换单元的变换类型确定为两个变换类型中的第二变换类型。
表3是示出变换集候选的图表。
[表3]
变换集索引 变换集候选0 变换集候选1
0 DST-VII DCT-II
1 DST-VII DST-I
2 DST-VII DCT-VIII
可以通过变换集索引来标识变换集，并且可以通过指示变换集索引的索引信息来指定当前块的变换集。可以从比特流解码与当前块的变换集有关的索引信息。
在表3中，“变换类型候选0”指示当变换单元满足预定条件时使用的变换类型，并且“变换类型候选1”指示当变换单元不满足预定条件时使用的变换类型。此处，预定条件可以表示变换单元是否具有正方形形状、变换单元的尺寸是否小于或等于预定值、编码单元是否以帧内预测模式编码等。
例如，预定条件可以指示变换单元是否是以帧内预测模式编码的、等于或小于4×4的块。在该情况下，将变换类型候选0应用于满足预定条件的以帧内预测模式编码的4×4变换单元，并且将变换类型候选1应用于不满足预定条件的其他变换单元。例如，当将变换集0选择为当前块的变换集时，如果当前块是以帧内预测模式编码的、等于或小于4×4的块，则将DST-VII确定为变换类型。并且如果当前块不是以帧内预测模式编码的、等于或小于4×4的块，则可以应用DCT-II。
可以根据变换集可变地设置预定条件。例如，当将变换集0或变换集1选择为用于当前块的变换集时，可以根据当前块是否是以帧内预测模式编码的、等于或小于4×4的块而将变换类型候选0或变换类型候选1中的一个确定为当前块的变换类型。另一方面，当将变换集2选择为用于当前块的变换集时，可以根据当前块是否是以帧内预测模式编码的、等于或小于8×8的块而将变换类型候选0或变换类型候选1中的一个确定为当前块的变换类型。
因此，当将用于基本单元的变换集确定为变换集0时，可以将DST-VII应用于包括在基本单元中的以帧内预测模式编码的4×4的变换单元，并且可以将DCT-II应用于其他变换单位。另一方面，当将用于基本单元的变换集确定为变换集2时，可以将DST-VII应用于包括在基本单元中的以帧内预测模式编码的4×4的变换单元或以帧内预测模式编码的8×8的变换单元，并且可以将DCT-VIII应用于其他变换单位。
可以根据基本单元的尺寸、形状或预测模式自适应地确定预定条件。例如，当基本单元(例如，编码单元)的尺寸小于或等于32×32时，预定条件可以指示变换单元是否是以帧内预测模式编码的、等于或小于4×4的块。另一方面，当基本单元(例如，编码单元)的尺寸大于32×32时，预定条件可以指示变换单元是否是以帧内预测模式编码的、等于或小于8×8的块。
因此，当基本单元的尺寸小于或等于32×32时，变换类型候选0可以应用于包括在基本单元中的以帧内预测模式编码的4×4的变换单元，并且变换类型候选1可以应用于其他变换单位。另一方面，当基本单元的尺寸大于32×32时，变换类型候选0可以应用于包括在基本单元中的以帧内预测模式编码的4×4的变换单元或以帧内预测模式编码的8×8的变换单元，并且变换类型候选1可以应用于其他变换单位。
如果确定对当前块执行水平方向的逆变换和垂直方向的逆变换两者，则可以分别确定用于当前块的水平方向的变换集和用于当前块的垂直方向的变换集。例如，使用变换集0来执行当前块的水平方向的逆变换，并且使用变换集1来执行当前块的垂直方向的逆变换。
可以基于当前块或基本单元的尺寸、形状或预测模式来自适应地确定是否针对当前块的水平方向和垂直方向使用不同的变换集。
例如，图23示出了基于预测单元的帧内预测模式确定变换单元的变换集的示例。
可以根据与当前块对应的预测单元的帧内预测模式来确定是否针对水平方向和垂直方向使用不同的变换集。例如，当预测单元的帧内预测模式是垂直方向或水平方向时，或者当预测单元的帧内预测模式类似于垂直方向或类似于水平方向时，可以针对当前块的水平方向和垂直方向使用不同的变换集。如果预测单元的帧内预测模式是无方向性模式，或者不与垂直方向或水平方向相同或类似，则可以针对当前块的水平方向和垂直方向使用相同的变换集。
此处，与垂直方向或水平方向类似的帧内预测模式是具有与具有垂直方向或水平方向的帧内预测模式类似的方向的帧内预测模式。并且与垂直方向或水平方向类似的帧内预测模式意味着与具有垂直方向或水平方向的帧内预测模式的差小于或等于阈值的帧内预测模式。例如，如在图23所示的示例中，如果帧内预测模式包括33个方向帧内预测模式，则可以将与具有水平方向或垂直方向(10，26)的帧内预测模式的差等于或小于±3的帧内预测模式确定为与垂直方向或水平方向类似的帧内预测模式。
如上所述，可以基于通过比特流用信号传送的索引信息来确定基本单元的变换集。此时，对于基本单元，可以单独地确定水平方向的变换集和垂直方向的变换集。可以通过第一索引信息指定用于基本单元的水平方向的变换集，并且可以通过第二索引信息指定用于基本单元的垂直方向的变换集。可以基于针对基本单元确定的变换集来确定包括在基本单元中的变换单元的变换类型。
作为另一示例，可以基于以下中的至少一个来确定用于当前块的变换集：当前块的尺寸、当前块的形状、当前块的预测模式或在当前块之前解码的单元的变换集。
例如，可以将在包括在编码单元或变换单元中的多个单元中具有相同帧内预测模式的单元设置成使用相同的变换集。
作为具体示例，假设扫描顺序中的第一变换单元具有垂直方向的帧内预测模式，并且假设变换集2用于水平方向并且变换集0用于第一变换单位的垂直方向。在该情况下，具有垂直方向的帧内预测模式的变换单元可以具有与具有垂直方向的帧内预测模式的第一变换单元相同的变换集。因此，与具有垂直方向的帧内预测模式的第一变换单元一样，具有垂直方向的帧内预测模式的变换单元可以使用用于水平方向的变换集2和用于垂直方向的变换集0。
在该情况下，可以仅针对具有垂直方向的帧内预测模式的第一变换单元用信号传送索引信息，并且不会针对具有垂直方向的帧内预测模式的其他变换单元用信号传送索引信息。
此外，可以将在包括在编码单元或变换单元中的多个变换单元中具有类似帧内预测模式的单元设置成使用相同的变换集。此时，可以将包括在与沿预定方向的帧内预测模式的差等于或小于阈值的范围内的帧内预测模式确定为彼此类似。例如，当预定方向是水平方向或垂直方向时，可以将包括在与水平或垂直帧内预测模式差距±3或更小的范围内的帧内预测模式确定为相互类似。
作为具体示例，假设扫描顺序中的第一变换单元具有垂直方向或接近垂直方向的帧内预测模式，并且假设变换集2用于水平方向并且变换集0用于第一变换单位的垂直方向。在该情况下，具有垂直方向或接近垂直方向的帧内预测模式的变换单元可以具有与具有垂直方向或接近垂直方向的帧内预测模式的另一变换单元相同的变换集。当假设与垂直方向的差等于或小于3的帧内预测模式与垂直方向类似时，与具有23-29中任意一个的帧内预测模式的第一变换单元一样，具有23-29中的任意一个的帧内预测模式的变换单元可以使用用于水平方向的变换集2和用于垂直方向的变换集0。
在该情况下，可以仅针对具有垂直方向或接近于垂直方向的帧内预测模式的第一变换单元用信号传送索引信息，并且不会针对具有垂直方向或接近于垂直方向的帧内预测模式的其他变换单元用信号传送索引信息。
可以根据与当前块有关的预测单元的帧内预测模式来确定用于当前块的变换集。例如，表4示出了根据当前块的帧内预测模式的水平方向和垂直方向的变换集索引。
[表4]
帧内模式 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
水平(H) 2 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1
垂直(V) 1 1 0 1 0 1 0 1 2 2 2 2 2 1 0 1 0 1
帧内模式 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34
水平(H) 0 1 0 1 0 1 2 2 2 2 2 1 0 1 0 1 0
垂直(V) 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0
如表4所示，可以根据与当前块有关的预测单元的帧内预测模式来确定当前块的变换集。
如果用帧间预测对基本单元进行编码，则可以省略确定用于当前块的变换集的处理。也就是说，如果用帧间预测对基本单元进行编码，则可以在不使用变换集的情况下对当前块进行逆变换。在该情况下，可以根据当前块的尺寸和形状将当前块的变换类型确定为DCT、DST或KLT。
当用帧间预测对基本单元进行编码时，确定用于当前块的变换集，并且仅包括在变换集中的多个变换类型候选的一部分可以用于当前块的逆变换。例如，当假设当前块的变换集包括如表3所示的变换类型候选0和变换类型候选1时，不管当前块是否满足预定条件，都可以将当前块的变换类型确定为变换类型候选0或者变换类型候选1。
在上面的表3中，示出了变换集包括两个变换类型候选。包括在变换集中的变换类型候选的数目不限于两个。包括在变换集中的变换类型候选的数目可以是一个、三个、四个或更多个。
可以基于自比特流用信号传送的信息来确定变换集可以包括的最大变换类型候选的数目。例如，经由片头或序列头用信号传送与变换集中的最大候选的数目有关的信息，并且可以通过该信息确定片或序列中可用的最大变换类型候选的数目。
同时，可以根据指示在图片中是否允许逆变换跳过的信息来调整包括在变换集中的候选的数目或者包括在变换集中的变换类型候选。此处，指示在图片中是否允许逆变换跳过的信息可以是1比特的标记(例如，‘transform_skip_enabled_flag’)，但不限于此。
例如，如果‘transform_skip_enabled_flag’指示在图片中允许逆变换跳过，则变换集还可以包括“变换跳过”作为候选，如表5的示例。如果‘transform_skip_enabled_flag’指示在图片中不允许逆变换跳过，则变换集不将“变换跳过”包括作为候选，如表5的示例。
[表5]
变换集索引 变换候选0 变换候选1 变换候选2
0 DST-VII DCT-II 变换跳过
1 DST-VII DST-I 变换跳过
2 DST-VII DCT-VIII 变换跳过
由于变换集包括多个变换类型候选，因此使用变换类型的逆变换方案可以被称为AMT(自适应多变换)。同时，可以根据当前块或基本单元的尺寸或深度来选择性地确定是否使用AMT(即，是否使用变换集确定当前块的变换类型)。例如，仅当包括当前块的编码单元的尺寸小于或等于预定尺寸时，当前块可以使用变换集来确定变换类型。此处，可以通过片头或序列头来用信号传送允许AMT的编码单元的最大尺寸。
接下来，将描述获得用于当前块的量化参数的处理。
在编码过程中，量化参数确定变换处理之后的图像的质量。量化的变换系数可以通过将通过变换处理获得的变换系数除以由量化参数指定的值来获得。
在解码步骤中，通过逆量化获得解量化的变换系数，通过将量化的变换系数乘以由量化参数指定的值来执行该逆量化。
可以对图片内的每个块或每个区域应用不同的量化参数。此处，应用相同量化参数的块或区域可以称为“量化组”(QG)。
为了获得量化组的量化参数，可以用信号传送图片或片的量化参数和量化参数差值(DeltaQP，dQp)。量化参数差值指示量化组的量化参数与量化参数预测值之间的差值。此时，当量化组是图片中或片中的第一组时，可以将图片或片的量化参数设置为量化组的量化参数预测值。
可以根据指示量化组的尺寸和编码树单元的尺寸的句法元素来确定量化组的尺寸。例如，表6示出了根据表示量化组的尺寸和编码树单元的尺寸的‘diff_cu_qp_delta_depth’的量化组的尺寸。
[表6]
Figure BDA0001813643320000401
此处，‘diff_cu_qp_delta_depth’表示编码树单元的尺寸与量化组的尺寸之间的差值。
可以针对具有非零变换系数的编码单元或变换单元用信号传送量化参数差值。当编码树单元被划分成多个编码单元时，可以针对具有非零变换系数的编码单元或变换单元用信号传送量化参数差值。
在编码步骤中，编码器可以基于与要进行编码的当前块有关的值(例如，平均值)来得到量化参数差值。在下文中，将参照附图详细描述基于与当前块有关的值得到量化参数差值的方法。为了便于说明，在稍后描述的实施方式中，与当前块有关的值被称为当前块的平均值。
图24是示出根据本发明的实施方式的得到量化参数差值的方法的流程图。在稍后描述的实施方式中，当前块可以意指与获得量化参数的单元对应的量化组、编码树单元、编码单元或变换单元。
为了得到量化参数差值，可以计算当前块的平均值(S2410)。可以基于预测样本和变换系数来获得当前块的平均值。
具体地，可以通过将当前块中的预测样本的平均值与通过衡量变换系数的DC分量(即，DC系数)获得的值相加来获得当前块的平均值。此时，DC分量可以意指与通过变换残差样本而生成的变换系数中的DC分量对应的系数。等式9示出了得到当前块的平均值的方法。
[等式9]
intL＝Mean(预测)+标度*DC_系数
用于DC系数的标度值可以是根据当前块的尺寸确定的固定值或变量。
在等式9中，Mean(预测)表示预测样本的平均值。
如果计算出了当前块的平均值，则可以基于当前块的平均值确定当前块的量化参数差值(S2420)。可以通过参考定义平均值与量化参数差值之间的关系的查找表(LUT)来得到量化参数差值。
此处，查找表可以被限定为使得在图片的暗部中使用少量的比特(即，使用大量化参数)并且在图片的亮部中使用大量的比特(即，使用小的量化参数)。因此，随着当前块的平均值增大，量化参数差值可以趋于减小。
例如，表7示出了根据平均值限定量化参数差值的查找表。
[表7]
块中的平均值范围 dQP
intL<301 3
301≤intL<367 2
367≤intL<434 1
434≤intL<501 0
501≤intL<567 -1
567≤intL<634 -2
634≤intL<701 -3
701≤intL<767 -4
767≤intL<834 -5
intL>＝834 -6
在表7中，intL表示平均值，并且dQp表示量化参数差值。
可以根据当前块的尺寸来确定涉及用于得到量化参数差值的查找表。例如，可以根据编码树单元、编码单元、变换单元或预测单元的尺寸来自适应地确定要用于得到量化参数差值的查找表。
以编码树单元为例，存在以下可能：包括具有小尺寸的编码树单元的区域可以具有比包括具有大尺寸的编码树单元的区域更复杂的纹理或更多的对象。另一方面，包括具有大尺寸的编码树单元的区域可以是比包括具有小尺寸的编码树单元的区域更均匀的包括简单纹理或背景的区域。因此，可以通过将更多比特分配给可能具有许多复杂纹理的小编码树单元(即，使用小量化参数)来提升主观图像质量并且可以提高编码性能。
为此，通过根据编码树单元的尺寸使用不同的查找表，小尺寸编码树单元可以具有小的量化参数差值并且大尺寸编码树单元可以具有大的量化参数差值。例如，如果编码树单元的尺寸大于32×32，则使用下面的表8的查找表，并且如果编码树单元的尺寸小于32×32，则可以使用表7的查找表。
[表8]
块中的平均值范围 dQP
intL<401 3
401≤intL<434 2
434≤intL<501 1
501≤intL<567 0
567≤intL<634 -1
634≤intL<701 -2
701≤intL<767 -3
767≤intL<834 -4
834≤intL<902 -5
intL>＝902 -6
作为另一示例，可以根据当前块的预测模式来确定涉及用于得到量化参数差值的查找表。例如，根据编码单元是以帧内预测模式编码、以帧间预测模式编码还是以帧内块复制编码，可以自适应地确定要用于得到量化参数差值的查找表。
例如，当以帧内预测对编码单元进行编码时，可以通过使用表7中的查找表来得到量化参数差值。并且，当以帧内预测模式或帧内块复制对编码单元进行编码时，可以通过使用表8中的查找表来得到量化参数差值。
作为另一示例，可以根据当前块的变换类型或当前块的变换集来确定涉及用于得到量化参数差值的查找表。例如，当变换单元的变换类型是DCT时，可以通过使用表7中的查找表来得到量化参数差值。并且，当变换单元的变换类型是DST时，可以通过使用表8中的查找表来得到量化参数差值。
作为另一示例，可以根据是否对当前块执行第二变换来确定涉及用于得到量化参数差值的查找表。例如，当将第二变换应用于变换单元时，可以通过使用表7中的查找表来得到量化参数差值。并且，当并未将第二变换应用于变换单元时，可以通过使用表8中的查找表来得到量化参数差值。
作为另一示例，可以基于当前块中的最大像素值、最小像素值或最大像素值与最小像素值之间的差来确定涉及用于得到量化参数差值的查找表。例如，当编码树单元中的最大像素值小于特定阈值时，可以通过使用表7中的查找表来得到量化参数差值。并且，当编码树单元中的最大像素值大于特定阈值时，可以通过使用表8中的查找表来得到量化参数差值。
在上面的示例中，描述了通过使用当前块的平均值来确定量化参数残差值，并且还描述了通过当前块的预测样本和DC系数来确定平均值。与描述不同的是，量化参数残差值可以由预测样本或DC系数来确定。可替选地，可以基于当前块的平均值来确定预测样本，并且可以基于变换系数、量化变换系数等而不是DC系数来计算当前块的平均值。
此外，在上面的示例中，描述了关于在编码过程中确定量化参数残差值。然而，还可以以与编码过程中相同的方式确定解码过程中的量化参数残差值。针对编码器还可以用信号传送指定用于在解码器中得到量化参数残差值的查找表的信息。在该情况下，解码器可以使用由该信息指定的查找表来得到量化参数。
作为另一示例，可以通过比特流向解码器用信号传送在编码过程中确定的量化参数残差值。
尽管已经基于一系列步骤或流程图描述了上述实施方式，但是它们不限制本发明的时序，并且可以根据需要同时或以不同顺序执行。此外，构成上述实施方式中的框图的部件(例如，单元、模块等)中的每一个可以由硬件设备或软件以及多个部件来实现。或者，可以由单个硬件设备或软件来组合并且实现多个部件。上述实施方式可以以程序指令的形式实现，所述程序指令可以通过各种计算机部件执行并且被记录在计算机可读记录介质中。计算机可读记录介质可以包括程序命令、数据文件、数据结构等中的一个或其组合。计算机可读介质的示例包括磁介质(例如，硬盘、软盘和磁带)、光学记录介质(例如，CD-ROM和DVD)、磁光介质(例如，光磁软盘)、和专门配置成存储和执行程序指令的硬件设备和介质(例如，ROM、RAM、闪速存储器)等。硬件设备可以被配置成作为一个或更多个软件模块来操作，以用于执行根据本发明的处理，并且反之亦然。
工业适用性
本发明可以应用于能够对视频进行编码/解码的电子设备。

Claims (9)

1.一种对视频进行解码的方法，所述方法包括：
从比特流中解码变换跳过标志；
基于所述变换跳过标志确定是否在水平方向和垂直方向中的至少一个方向上针对当前块跳过逆变换；
当确定不在水平方向和垂直方向中的至少一个方向上跳过逆变换时，确定所述当前块的变换核是否被隐含地确定；
确定所述当前块的变换核；以及
基于所确定的变换核对所述当前块执行逆变换，
其中，当确定所述变换核被隐含地确定时，基于所述当前块的尺寸来确定所述当前块的变换核，
其中，当确定所述变换核不是被隐含地确定时，确定所述当前块的变换核包括：
对指示多个变换核集中的一个变换核集的索引信息进行解码，以及
基于由所述索引信息指示的变换核集确定所述当前块的变换核，其中，所述多个变换核集中的每个变换核集由第一变换核和第二变换核构成，所述第一变换核和所述第二变换核中的每一个是DCT2、DST7和DCT8中的一个，以及
其中，当所述当前块是通过对编码块应用水平划分类型或垂直划分类型而生成的划分中的一个时，使得针对所述当前块在垂直方向和水平方向中的至少一个方向不跳过逆变换。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述当前块的尺寸等于或小于预定值时，执行从所述比特流解析所述索引信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，通过参考由所述索引信息指定的单个变换核集来确定所述当前块的水平方向变换类型和垂直方向变换类型。
4.一种对视频进行编码的方法，所述方法包括：
对变换跳过标志进行编码，所述变换跳过标志指定是否在水平方向上和垂直方向中的一个方向上跳过变换；
确定当前块的变换核是否被隐含地确定；
确定所述当前块的变换核；以及
基于所述变换核对所述当前块执行变换，
其中，当确定所述变换核被隐含地确定时，基于所述当前块的尺寸来确定所述当前块的变换核，
其中，当确定所述变换核不是被隐含地确定时，基于从多个变换核集中选择的变换核集来确定所述当前块的变换核，并且将指示变换核集的索引信息编码到比特流中，
其中，所述多个变换核集中的每个变换核集由第一变换核和第二变换核构成，所述第一变换核和所述第二变换核中的每一个是DCT2、DST7和DCT8中的一个，以及
其中，当所述当前块是通过对编码块应用水平划分类型或垂直划分类型而生成的划分中的一个时，使得针对所述当前块在垂直方向和水平方向中的至少一个方向不跳过变换。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，当所述当前块的尺寸等于或小于预定值时，执行将所述索引信息编码到比特流中。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述当前块的量化参数残差值是基于与所述当前块有关的平均值来确定的，并且
其中，所述平均值是基于作为变换的结果而生成的DC系数和所述当前块的预测信号来确定的。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述当前块的量化参数残差值是通过参考定义与所述当前块有关的平均值与所述量化参数残差值之间的映射关系的查找表来确定的，并且
其中，所述查找表是基于所述当前块的尺寸、帧内预测模式、变换类型或像素值中的至少一个来确定的。
8.一种用于对视频进行解码的装置，所述装置包括：
解码单元，用于：从比特流中解码变换跳过标志，以及
从比特流中解码对从多个变换核集中指定变换核集的索引信息；以及
逆变换单元，用于：基于所述变换跳过标志确定是否在水平方向和垂直方向中的至少一个方向上跳过逆变换，
当确定不在水平方向和垂直方向中的至少一个方向上跳过逆变换时，确定当前块的变换核是否被隐含地确定，
确定所述当前块的变换核，并且
基于所确定的变换核对所述当前块执行逆变换，
其中，当确定所述变换核被隐含地确定时，基于所述当前块的尺寸来确定所述当前块的变换核，
其中，当确定所述变换核不是被隐含地确定时，基于由所述索引信息指示的变换核集确定所述当前块的变换核，
其中，所述多个变换核集中的每个变换核集由第一变换核和第二变换核构成，所述第一变换核和所述第二变换核中的每一个是DCT2、DST7和DCT8中的一个，以及
其中，当所述当前块是通过对编码块应用水平划分类型或垂直划分类型而生成的划分中的一个时，使得针对所述当前块在垂直方向和水平方向中的至少一个方向不跳过逆变换。
9.一种用于对视频进行编码的装置，所述装置包括：
变换单元，用于：当确定不在水平方向和垂直方向中的至少一个方向上跳过变换时，确定当前块的变换核是否被隐含地确定，
确定所述当前块的变换核，并且
基于所述变换核对所述当前块执行变换；以及
编码单元，用于：将所述当前块的变换跳过标志编码到比特流中，以及
对从多个变换核集中指定变换核集的索引信息进行编码，
其中，当确定所述变换核被隐含地确定时，基于所述当前块的尺寸来确定所述当前块的变换核，
其中，当确定所述变换核不是被隐含地确定时，基于从多个变换核集中选择的变换核集来确定所述当前块的变换核，并且将指示变换核集的索引信息编码到比特流中，
其中，所述多个变换核集中的每个变换核集由第一变换核和第二变换核构成，所述第一变换核和所述第二变换核中的每一个是DCT2、DST7 和DCT8中的一个，以及
其中，当所述当前块是通过对编码块应用水平划分类型或垂直划分类型而生成的划分中的一个时，使得针对所述当前块在垂直方向和水平方向中的至少一个方向上不跳过变换。
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