CN109565592B - 一种使用基于分割的视频编码块划分的视频编码设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及编码装置(100)和解码装置。所述编码装置(100)用于处理视频信号，所述视频信号包括多个帧，每个帧可划分成多个视频编码块，每个视频编码块包括多个像素。所述编码装置(100)包括：划分器(121)，用于将所述视频信号的第一帧的多个视频编码块中的第一视频编码块划分为第一分段和第二分段，其中所述第一分段包括所述第一视频编码块的多个像素的第一集合，所述第二分段包括所述第一视频编码块的多个像素的第二集合；确定器(115)，用于基于所述第一视频编码块的多个像素中的至少一些像素和所述视频信号的第二帧中的至少一个扩展区域，确定所述视频信号的第二帧中的同位置(co‑located)块的第一分段的位置，其中所述扩展区域与所述第二帧中的同位置块相邻；以及处理器(105)，用于基于所述视频信号的第二帧中第一分段的位置对所述第一视频编码块和所述扩展区域进行编码。

Description

一种使用基于分割的视频编码块划分的视频编码设备和方法
技术领域
总体来说，本发明涉及视频编码领域。更具体地，本发明涉及一种通过基于分割的视频编码块划分来处理视频信号的编码装置和解码装置。
背景技术
在当前的视频编码方案中，例如H.264/AVC(“高级视频编码”)、HEVC(“高效视频编码”)等，帧间预测图像(也称为帧)中的运动信息被划分为可配置大小的矩形视频编码块。而在H.264/AVC中，运动信息被划分为最大尺寸为16×16像素的对称视频编码块，即所谓的宏块，它可以进一步细分为最小为4×4像素。在HEVC中，采用最大尺寸为64×64像素的编码树单元(coding tree unit，简称CTU)代替宏块。CTU不仅是一个更大的宏块，在四叉树(quadtree，简称QT)分解方案中它可以划分为更小的编码单元(coding unit，简称CU)，而这些编码单元又可以被细分为最小尺寸为8×8像素。而且，与H.264/AVC相比，HEVC还支持将编码单元(CU)通过非对称运动划分(asymmetric motion partitioning，简称AMP)划分为预测单元(prediction unit，简称PU)。
基于速率失真优化标准，在编码过程中对每个CTU的分解和划分进行确定。虽然AMP已经改善了编码效率，但在视频序列中移动对象的边界上仍存在编码效率问题。若对象边界不完全垂直或水平，沿着对象边界可能出现细微的四叉树分解和块划分。由于沿边界的块包含类似的运动信息，因此引入了冗余，这降低了编码效率。
解决这一问题的一种方法称为几何运动划分(geometric motion partitioning，简称GMP)。其理念为通过一条直线将一个矩形视频编码块划分成两个分段，该直线实际上可以为任何方向。该方法使得运动划分具有更大的灵活性，从而更接近实际运动。然而，在穷举搜索中寻找视频编码块的最优GMP极大地增加了计算复杂度。此外，还须提供一个用于附加GMP信息的有效预测编码方案。
在一种更通用和高级的划分方法中，包含对象边界的视频编码块沿实际对象边界被划分为两个(或多个)分段，其中所述两个或多个分段携带相干但不同的运动信息。由于边界形状的可能的复杂性，鉴于数据速率，对边界进行编码并将其作为边信息传输给解码器通常不是一个有效的选择。这个问题可以通过根据已经可用的信息例如可用的参考图像确定解码器(和编码器)侧的对象边界来解决。寻找正确的对象边界是图像分割领域的典型问题。可以根据多种图像特征进行分割，如像素亮度、色度、纹理或其组合。
在WO2008150113中公开了H.264/AVC上下文中基于分割的划分方法的一个示例。参考块用于通过编码额外运动矢量获得当前块的分区(partition)。
WO2013165808将基于分割的视频编码划分方法扩展到可缩放的视频编码。
WO2015007348涉及基于深度的块分区(depth based block partitioning，简称DBBP)，其例如用作HEVC的3D扩展中的编码工具，并且公开了在视频编码块的同位(co-located)位置使用深度图而非参考图像以获得适当的分割。
尽管与其它现有技术方法相比，上述传统方法已经有了一定的改进，但使用基于分割的视频编码块划分的视频编码设备和方法仍需改进。
发明内容
本发明的一个目的为提供一种改进的使用基于分割的视频编码块划分的视频编码设备和方法。
上述和其它目的通过独立权利要求的主题来实现。进一步的实现方式在从属权利要求、说明书以及附图中显而易见。
为详细描述本发明，将使用以下术语、缩写和符号：
HEVC高效视频编码
CU 编码单元
CTU 编码树单元
PU 预测单元
PB 预测块
MV 运动矢量
GMP 几何运动划分
SBP 基于分割的划分
AMP 非对称运动分割
此处使用的视频信号或视频序列为呈现运动图像的一组后续帧。换句话说，视频信号或视频序列由多个帧(也称为图像)组成。
此处使用的分割(segmentation)是指将图像或图像区域，特别是视频编码块，划分为两个或更多个分段的过程。
此处使用的编码树单元(CTU)表示预定义大小的视频序列的编码结构的根，包含帧的一部分(例如，64×64像素)。CTU可划分为若干CU。
此处使用的编码单元(CU)表示预定义大小的视频序列的基本编码结构，包含帧的一部分，属于CTU。CU可以进一步划分为多个CU。
此处使用的预测单元(PU)表示编码结构，其是CU的划分结果。
此处使用的术语同位置(co-located)在本文中表示第二帧即参考帧中的块或区域，对应于第一帧即当前帧中的实际块或区域。
第一方面，本发明涉及一种用于处理视频信号的编码装置，其中所述视频信号包括多个帧，每个帧可划分成多个视频编码块，每个视频编码块包括多个像素。所述编码装置包括：划分器，用于将所述视频信号的当前处理的第一帧的多个视频编码块中的第一视频编码块划分为至少一个第一分段(segment)和至少一个第二分段，其中所述第一分段包括所述第一视频编码块的多个像素的第一集合，所述第二分段包括所述第一视频编码块的多个像素的第二补集(complementary set)；以及确定器，用于基于所述第一视频编码块的多个像素中的至少一些像素，例如基于所述第一视频编码块的多个像素中的至少一些像素的强度值，和所述视频信号的第二帧中的至少一个扩展区域(extension region)，确定所述视频信号的第二帧，特别是参考帧，中的同位置块(亦称为同位置视频编码块，即co-located coding block)的第一分段的位置，其中所述扩展区域与所述第二帧中的同位置块相邻。所述编码装置还包括编码处理器，用于基于所述视频信号的第二帧中第一分段的位置对所述第一视频编码块的编码信息和所述扩展区域的边信息进行编码，其中所述编码信息包括预测误差(prediction error)和运动信息中的至少一个。
如此，提供了一种改进的用于视频编码的编码装置，其采用基于分割的视频编码块划分。本发明基于以下大体理念：通过使用附加样本，即来自相邻视频编码块定义的扩展区域的像素，扩展当前处理的视频编码块的采样区域。在这个较大的采样空间的基础上，可以更精确地估计分段的位置。这特别有利于当当前处理的视频编码块较小并且表示移动场景时，不能基于分段的信息正确地估计分割部分的情况。
根据第一方面，在所述编码装置的第一种可能的实现方式中，所述扩展区域为与所述第二帧的同位置块相邻的一个或多个视频编码块的子集。
根据第一方面的第一种实现方式，在所述编码装置的第二种可能的实现方式中，所述扩展区域呈帧状(frame-shaped)，其中所述确定器用于基于所述第一视频编码块的大小(size)调整所述扩展区域的扩展区域宽度(即extension region width of theextension region)。
根据第一方面的第二种实现方式，在所述编码装置的第三种可能的实现方式中，所述确定器用于在所述第一视频编码块的像素数量减少的情况下增加所述扩展区域宽度。
根据第一方面的第三种实现方式，在所述编码装置的第四种可能的实现方式中，所述确定器用于在所述第一视频编码块包括32×32像素的情况下将所述扩展区域宽度调整为16个像素，或在所述第一视频编码块包括64×64像素的情况下将所述扩展区域宽度调整为8个像素。
根据第一方面的第三种实现方式，在所述编码装置的第五种可能的实现方式中，所述确定器用于在所述第一视频编码块包括8×8像素的情况下将所述扩展区域宽度调整为16个像素，或在所述第一视频编码块包括16×16像素的情况下将所述扩展区域宽度调整为8个像素。
根据第一方面的第一种至第五种实现方式中的任意一种，在所述编码装置的第六种可能的实现方式中，所述确定器用于基于使用第一采样密度(即first samplingdensity)采样获得的所述第一视频编码块的多个像素中的至少一些像素和使用第二采样密度(即second sampling density)采样获得的所述扩展区域的多个像素中的至少一些像素，确定所述视频信号的第二帧中第一分段的位置，其中，所述第一采样密度和/或第二采样密度取决于所述第一视频编码块的大小(size)。在一种示例实现方式中，所述第一采样密度可以等于所述第二采样密度。
根据第一方面的第六种实现方式，在所述编码装置的第七种可能的实现方式中，所述确定器用于在所述第一视频编码块的像素数量减少的情况下增加所述第一采样密度。
根据第一方面的第六或第七种实现方式，在所述编码装置的第八种可能的实现方式中，所述第一采样密度大于所述第二采样密度。
根据第一方面或其前述实现方式的任意一个，在所述编码装置的第九种可能的实现方式中，所述编码处理器用于基于所述视频信号的第二帧中第一分段的位置以及所述扩展区域的至少一个像素的信息对所述第一视频编码块进行编码。
根据第一方面或其前述实现方式的任意一个，在所述编码装置的另一种可能的实现方式中，所述确定器还用于对多个相邻视频编码块的多个像素进行预处理，特别是通过使用低通或中值滤波器。
根据第一方面或其前述实现方式的任意一个，在所述编码装置的另一种可能的实现方式中，所述边信息包括所述扩展区域的形状(即shape of the extension region)、所述扩展区域的大小(即size of the extension region)和采样模式(即samplingpattern)中的至少一个，在编码块级、条带级、图像级和序列级中的其中之一接收所述边信息。
在所述编码装置的又一种可能的实现方式中，所述边信息通过基于上下文的自适应二进制算术编码，其中所述上下文由至少一个相邻块的边信息定义。
第二方面，本发明涉及一种用于处理视频信号的解码装置，其中所述视频信号包括多个帧，每个帧可划分成多个视频编码块，每个视频编码块包括多个像素。所述解码装置包括解码处理器，用于对当前帧中的第一视频编码块的编码信息和所述视频信号的参考帧中同位置块的扩展区域的边信息进行解码，其中所述扩展区域与所述参考帧中的同位置块相邻。所述解码装置还包括：划分器，用于根据接收的即解码后的编码信息和边信息将所述参考帧中的同位置块划分为第一分段和第二分段，其中所述第一分段包括所述同位置块的多个像素的第一集合，所述第二分段包括所述同位置块的多个像素的第二补集；以及重构单元，用于基于所述解码后的编码信息和所述参考帧中的第一分段和第二分段重构所述第一视频编码块。
根据第二方面，在所述解码装置的第一种可能的实现方式中，所述扩展区域为与所述第二帧的同位置块相邻的一个或多个视频编码块的子集。
根据第二方面的第一种实现方式，在所述解码装置的第二种可能的实现方式中，所述扩展区域呈帧状，其中所述扩展区域的扩展区域宽度取决于所述第一视频编码块的大小。
根据第二方面的第二种实现方式，在所述解码装置的第三种可能的实现方式中，在所述第一视频编码块的像素数量减少的情况下，增加所述扩展区域宽度。
根据第二方面的第三种实现方式，在所述解码装置的第四种可能的实现方式中，在所述第一视频编码块包括32×32像素的情况下，所述扩展区域宽度为16个像素，或在所述第一视频编码块包括64×64像素的情况下，所述扩展区域宽度为8个像素。
根据第二方面的第三种实现方式，在所述解码装置的第五种可能的实现方式中，在所述第一视频编码块包括8×8像素的情况下，所述扩展区域宽度调整为16个像素，或在所述第一视频编码块包括16×16像素的情况下，所述扩展区域宽度调整为8个像素。
根据第二方面或其前述实现方式的任意一个，在所述解码装置的第六种可能的实现方式中，所述边信息包括所述扩展区域的形状、所述扩展区域的大小和采样模式中的至少一个，在编码块级、条带级、图像级和序列级中的其中之一接收所述边信息。
根据第二方面的第六种实现方式，在所述解码装置的第七种可能的实现方式中，所述边信息通过基于上下文的自适应二进制算术编码，其中所述上下文由至少一个相邻块的边信息定义。
第三方面，本发明涉及一种用于处理视频信号的方法，其中所述视频信号包括多个帧，每个帧可划分成多个视频编码块，每个视频编码块包括多个像素。所述方法包括以下步骤：将所述视频信号的第一帧的多个视频编码块中的第一视频编码块至少划分为第一分段和第二分段，其中所述第一分段包括所述第一视频编码块的多个像素的第一集合，所述第二分段包括所述第一视频编码块的多个像素的第二补集；基于所述第一视频编码块的多个像素中的至少一些像素的强度值，和所述视频信号的第二帧中的至少一个扩展区域，确定所述视频信号的第二帧，特别是参考帧，中的第一分段或第二分段的位置，其中所述扩展区域与所述第二帧中的同位置块相邻；以及基于所述视频信号的第二帧中第一分段的位置对所述第一视频编码块的编码信息和所述扩展区域的边信息进行编码，其中所述编码信息包括预测误差和运动信息中的至少一个。
根据第三方面，在所述方法的第一种可能的实现方式中，所述扩展区域为与所述第二帧的同位置块相邻的一个或多个视频编码块的子集。
根据第三方面的第一种实现方式，在所述方法的第二种可能的实现方式中，所述扩展区域呈帧状，其中所述扩展区域的扩展区域宽度基于所述第一视频编码块的大小进行调整。
根据第三方面的第二种实现方式，在所述方法的第三种可能的实现方式中，在所述第一视频编码块的像素数量减少的情况下，增加所述扩展区域宽度。
根据第三方面的第三种实现方式，在所述方法的第四种可能的实现方式中，在所述第一视频编码块包括32×32像素的情况下，所述扩展区域宽度调整为16个像素，或在所述第一视频编码块包括64×64像素的情况下，所述扩展区域宽度调整为8个像素。
根据第三方面的第三种实现方式，在所述方法的第五种可能的实现方式中，在所述第一视频编码块包括8×8像素的情况下，所述扩展区域宽度调整为16个像素，或在所述第一视频编码块包括16×16像素的情况下，所述扩展区域宽度调整为8个像素。
根据第三方面的第一种至第五种实现方式中的任意一种，在所述方法的第六种可能的实现方式中，基于使用第一采样密度采样获得的所述第一视频编码块的多个像素中的至少一些像素和使用第二采样密度采样获得的所述扩展区域的多个像素中的至少一些像素，确定所述视频信号的第二帧中第一分段的位置，其中，所述第一采样密度和/或第二采样密度取决于所述第一视频编码块的大小。在一种实现方式中，所述第一采样密度可以等于所述第二采样密度。
根据第三方面的第六种实现方式，在所述方法的第七种可能的实现方式中，在所述第一视频编码块的像素数量减少的情况下增大所述第一采样密度。
根据第三方面的第六或第七种实现方式，在所述方法的第八种可能的实现方式中，所述第一采样密度大于所述第二采样密度。
根据第三方面或其前述实现方式的任意一个，在所述方法的第九种可能的实现方式中，基于所述视频信号的第二帧中第一分段的位置以及所述扩展区域的至少一个像素的信息对所述第一视频编码块进行编码。
根据第三方面或其前述实现方式的任意一个，在所述方法的另一种可能的实现方式中，对多个相邻视频编码块的多个像素进行预处理，特别是通过使用低通或中值滤波器。
根据第三方面或其前述实现方式的任意一个，在所述方法的另一种可能的实现方式中，所述边信息包括所述扩展区域的形状、所述扩展区域的大小和采样模式中的至少一个，在编码块级、条带级、图像级和序列级中的其中之一接收所述边信息。
根据第三方面或其前述实现方式的任意一个，在所述方法的又一种可能的实现方式中，所述边信息通过基于上下文的自适应二进制算术编码，其中所述上下文由至少一个相邻块的边信息定义。
根据本发明第三方面所述的方法可以由根据本发明第一方面所述的编码装置执行。根据本发明第三方面所述的方法的进一步特征和实现方式可以直接从根据本发明第一方面及其不同实现方式所述的编码装置的功能中得到。
第四方面，本发明涉及一种用于处理视频信号的方法，其中所述视频信号包括多个帧，每个帧可划分成多个视频编码块，每个视频编码块包括多个像素。所述方法包括对当前帧中多个视频编码块中的第一视频编码块的编码信息和所述视频信号的参考帧中同位置块的扩展区域的边信息进行解码，其中所述扩展区域与所述参考帧中的同位置块相邻。基于解码后的编码信息和边信息将所述参考帧中的同位置块划分为第一分段和第二分段，其中所述第一分段包括所述同位置块的多个像素的第一集合，所述第二分段包括所述同位置块的多个像素的第二集合。基于所述解码后的编码信息和所述参考帧中的第一分段和第二分段重构所述第一视频编码块。
根据第四方面，在所述方法的第一种可能的实现方式中，所述扩展区域为与所述第二帧的同位置块相邻的一个或多个视频编码块的子集。
根据第四方面的第一种实现方式，在所述方法的第二种可能的实现方式中，所述扩展区域呈帧状，其中所述扩展区域的扩展区域宽度取决于所述第一视频编码块的大小。
根据第四方面的第二种实现方式，在所述方法的第三种可能的实现方式中，在所述第一视频编码块的像素数量减少的情况下，增加所述扩展区域宽度。
根据第四方面的第三种实现方式，在所述方法的第四种可能的实现方式中，在所述第一视频编码块包括32×32像素的情况下，所述扩展区域宽度为16个像素，或在所述第一视频编码块包括64×64像素的情况下，所述扩展区域宽度为8个像素。
根据第四方面的第三种实现方式，在所述方法的第五种可能的实现方式中，在所述第一视频编码块包括8×8像素的情况下，所述扩展区域宽度调整为16个像素，或在所述第一视频编码块包括16×16像素的情况下，所述扩展区域宽度调整为8个像素。
根据第四方面或其前述实现方式的任意一个，在所述方法的第六种可能的实现方式中，所述边信息包括所述扩展区域的形状、所述扩展区域的大小和采样模式中的至少一个，在编码块级、条带级、图像级和序列级中的其中之一接收所述边信息。
根据第四方面的第六种实现方式，在所述方法的第七种可能的实现方式中，所述边信息通过基于上下文的自适应二进制算术编码。
第五方面，本发明涉及一种计算机可读存储介质，包括：程序代码，用于在计算机上运行时，执行根据本发明第三、四方面或其任意一种实现方式所述的方法。
本发明可以硬件和/或软件的方式来实现。
附图说明
本发明的具体实施例将结合以下附图进行描述，其中：
图1示出了根据一个实施例提供的一种编码装置的示意图；
图2示出了根据一个实施例提供的一种解码装置的示意图；
图3示出了根据一个实施例提供的图1的编码装置或图2的解码装置的组件的更详细的视图的示意图；
图4示出了在本发明实施例中实现的基于分割(segmentation)的划分方法的不同方面的示意图；
图5示出了在本发明实施例中实现的基于分割(segmentation)的划分方法的不同方面的示意图；
图6示出了一种分割装置的更详细的视图的示意图，根据一个实施例，该分割装置可以在图1的编码装置或图2的解码装置中实现；
图7示出了在本发明实施例中实现的基于分割(segmentation)的划分方法的不同方面的示意图；
图8示出了根据一个实施例提供的一种视频信号编码方法的示意图；
图9示出了根据一个实施例提供的一种视频信号解码方法的示意图。
在各附图中，相同的或至少功能等同的特征使用相同的标号。
具体实现方式
以下结合附图进行描述，所述附图是本发明的一部分，并通过图解说明的方式示出可以实施本发明的具体方面。可以理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以利用其它方面，并可以做出结构上或逻辑上的改变。因此，以下详细的描述并不视为具有限制意义，本发明的范围由所附权利要求书界定。
例如，可以理解的是，与所描述的方法有关的内容对于与用于执行所述方法的对应的设备或系统也同样适用，反之亦然。例如，如果描述了一个具体的方法步骤，则对应的设备可以包括用于执行所描述的方法步骤的单元，即使此类单元未在图中详细阐述或说明。此外，应理解，除非而且具体指出，否则本文中描述的各种示例性方面的特征可彼此组合。
图1示出了根据一个实施例提供的一种编码装置100的示意图。所述编码装置100用于处理，特别是编码，视频信号。所述视频信号包括多个帧，每个帧可划分成多个视频编码块，每个视频编码块包括多个像素。
所述编码装置100包括划分器121，其在图1所示的实施例中以基于分割的划分单元121的形式实现。进一步参照图4，所述划分器121用于将所述视频信号的第一帧405的多个视频编码块中的第一视频编码块403划分为第一分段403a和第二分段403b，其中所述第一分段403a包括所述第一视频编码块403的多个像素的第一集合，所述第二分段403b包括所述第一视频编码块的多个像素的第二集合。
而且，所述编码装置100包括确定器115，其在图1所示的实施例中以帧间预测单元115的形式实现。所述确定器115用于基于所述第一视频编码块403的多个像素中的至少一些像素和所述视频信号的第二帧405'中的至少一个扩展区域407'，确定所述视频信号的第二帧405'中的同位置块(co-located block)403'的第一分段403a'的位置，其中所述扩展区域407'与所述第二帧405'中的同位置块403'相邻。所述扩展区域可以包括一个或多个像素。
此外，所述编码装置100包括编码处理器，其在图1所示的实施例中以编码单元103和/或熵编码单元105的形式实现。所述处理器用于基于所述视频信号的第二帧405′中第一分段403a′的位置对所述第一视频编码块403的编码信息和所述扩展区域407′的边信息进行编码。
所述第一视频编码块的编码信息可以包括预测误差ek和运动信息中的至少一个。可以通过如下在图1的编码装置(亦可称为编码器)的进一步描述中所阐释的方式获得所述预测误差ek。所述运动信息可以包括与第一视频编码块403相关联的块运动矢量、与第一分段403a相关联的第一分段运动矢量、与第二分段403b相关联的第二分段运动矢量和与所述第一分段403a和第二分段403b之间边界相关联的边界运动矢量中的至少一个。可以编码码流中当前运动矢量和先前运动矢量之间的差值而非编码完整运动矢量。该方法使得相邻块的运动向量之间的冗余可以得到利用。
除了上述特征之外，图1中所示的编码器还示出了以下将讨论的其它组件。虽然这些组件可以存在于根据本发明的编码器的可能实现中，但相对于本文中所讨论的发明构思，这些组件并不是必需的。
在混合视频编码中，视频信号的第一帧通常是帧内编码帧，只能通过帧内预测进行编码。图1所示的编码装置100的帧内预测单元113可以执行帧内预测处理。帧内编码帧可以独立解码，无需参考其它帧的信息。所述第一帧之后的帧的视频编码块可以是帧间或帧内编码。
图1所示的编码装置100的帧间预测单元115可以执行运动估计、运动补偿等操作，用于选取运动数据，其包括所选参考图像、运动矢量、划分(partitioning)和模式判决等信息，如下将在图3的上下文中进一步详细描述。
如上所述，大体为矩形的视频编码块由基于分割的划分单元121划分为两个或更多个各自具有不规则(或任意)形状的分段，即由所述视频编码块的多个像素的第一集合组成的第一分段和由视频编码块的多个像素的第二集合组成的第二分段。所述第二集合与所述视频编码块的多个像素的第一集合互补。所述第一分段和所述第二分段界定了彼此之间的边界。
所述帧间预测单元115接收重构帧或第二帧S″k-1(用作参考帧)以及当前帧或第一帧Sk作为输入。在图1所示的实现中，可选地，可以对所述重构帧进行滤波以获得滤波后的重构帧
Figure GDA0001916397410000081
所述重构帧S″k-1或滤波后的重构帧
Figure GDA0001916397410000082
可以存储在帧缓冲器119中，并用作在帧间预测单元或帧内预测单元中执行运动补偿预测的参考帧。此外，所述帧间预测单元115还可以接收输入帧Sk。所述输入帧Sk和所述重构帧S″k-1或滤波后的重构帧
Figure GDA0001916397410000083
可以直接或通过基于分割的划分单元121输入到帧间预测单元。下面重点描述帧间预测单元115的操作。所述帧间预测单元115对当前块403和/或所述块分割成的分段，例如所述第一分段403a和所述第二分段403b，进行运动补偿预测。特别地，所述帧间预测单元115可以预测当前块例如块403、分段403和403b以及所述当前块403中的第一分段和第二分段之间的边界中的至少一个的运动矢量。
在图1所示的实施例中，将帧内/帧间图像预测的预测误差ek，即输入帧Sk的原始视频编码块与预测帧S′k中的相应块之间的差值，输入到所述编码处理器102。所述预测误差ek可由所述编码装置100的编码单元103编码，该编码单元可以进行变换、变换跳转、缩放和量化等处理。所述编码单元103的输出可以由所述编码装置100的熵编码单元105进一步进行编码。除所述编码单元103的输出之外，所述熵编码单元还可以接收所述帧内预测单元113、所述帧间预测单元115和/或滤波单元117(图1中虚线)提供的附加预测相关信息。所述附加预测相关信息可以包括预测模式、正在编码的块的大小以及所述扩展区域的边信息。所述扩展区域的边信息例如可以包括所述扩展区域的大小、所述扩展区域的位置和所述扩展区域的采样密度中的至少一个。术语采样密度是指扩展区域中每单位面积的采样点数量。所述扩展区域的采样点例如可以是用于定位所述参考帧中的第一分段的像素。
虽然上述描述仅提到所述第二帧(参考帧)中的扩展区域407’，但是本发明也可以实现为在当前帧中也具有扩展区域。在这种情况下，所述第二帧中的扩展区域407′可以表示为参考扩展区域，而当前帧中的扩展区域(图中未示出)可以表示为当前扩展区域。
可以将当前扩展区域定义为上述参考扩展区域。特别地，可以选择当前扩展区域以与所述第一视频编码块相邻。
如果使用参考扩展区域和当前扩展区域来实现本发明，那么所述确定器115、115a可以用于基于所述第一视频编码块403的多个像素中的至少一些像素、至少一个第一扩展区域(所述当前扩展区域)和所述视频信号的第二帧405′中的至少一个第二扩展区域407′(所述参考扩展区域)，确定所述视频信号的第二帧405′中的同位置块403′的第一分段403a的位置，其中所述第一扩展区域与所述第一视频编码块403相邻，所述扩展区域407′与所述第二帧405′中的同位置块403′相邻。
在图1所示的实施例中，所述编码装置100复制相应解码装置200的处理，这将在图2的上下文中进一步详细描述，从而所述编码装置100和所述解码装置200均生成相同的重构预测误差e′k。图1所示的编码装置100的解码单元107用于执行与所述编码单元103相反的操作并复制预测误差/残余数据ek的解码近似值。然后将解码后的预测误差/残余数据与所述预测帧(或者预测块)S′k的结果相加。所述编码装置100的重构单元109获取将残差与预测帧相加的结果。换句话说，所述重构单元接收所述预测帧S′k和所述预测误差/残余数据e′k之和作为输入，并处理所述输入以获得重构帧S″k。所述重构帧S″k可以用作参考帧。在一个实施例中，所述重构单元109的输出，即所述重构帧S″k可以由在滤波单元117中实现的一个或多个滤波器进行进一步处理，以消除任何编码伪影。
最终图像存储在所述编码装置100的帧缓冲器119中，可用于所述视频信号的后续帧的预测。所述最终图像可以是重构帧S″k或处理后的重构帧
Figure GDA0001916397410000091
其中处理可以包括例如滤波单元117进行的滤波。在一个实施例中，所述基于分割的划分单元121可以执行基于对象边界的划分的步骤，包括可能的预处理和后处理。所述基于分割的划分单元121用于自适应地从所述参考图像/帧中生成当前块的分割。分割相关参数可编码并作为边信息传输到所述解码装置200。在一个示例中，可以将边信息从所述基于分割的划分单元121输入到所述帧间预测单元115以及从所述帧间预测单元115输入到所述熵编码单元105(图1中的虚线)。或者，可以将边信息直接从所述基于分割的划分单元121输入到所述熵编码单元105(未示出)。然后可以将所述边信息连同编码后的视频信号一起传输到解码装置200。或者，所述边信息可以编码在视频信号中，以作为码流传输到所述解码装置200。
图2示出了根据一个实施例提供的一种解码装置200的示意图。所述解码装置用于处理视频信号，特别是由图1所示的编码装置100编码并作为码流传输的视频信号。
所述解码装置200包括解码处理器202，用于对当前帧中多个视频编码块中的第一视频编码块403的编码信息和所述视频信号的参考帧405'中同位置块403'的扩展区域407'的边信息进行解码，其中所述扩展区域407'与所述参考帧405'中的同位置块403'相邻，如图4所示的示例性场景中所示。所述解码处理器可以包括熵解码单元205和解码单元207。
此外，所述解码装置200包括划分器221，其在图2所示的实施例中以基于分割的划分单元221的形式实现。如下将在图3的上下文中进行更详细地描述，所述解码装置200的基于分割的划分单元221可以与图1所示的编码装置100的基于分割的划分单元121基本相同。因此，下文将不再对其进行描述。所述解码装置200的划分器221用于基于接收到的编码信息和边信息将所述参考帧405'中的同位置块403'划分为第一分段403a'和第二分段403b'，其中所述第一分段403a包括所述同位置块403'的多个像素的第一集合，所述第二分段403b'包括所述同位置块403'的多个像素的第二集合。
此外，所述解码装置200包括重构单元209，用于基于所述解码后的编码信息和所述参考帧中的第一分段403a'和第二分段403b'重构所述第一视频编码块。
除了上述特征之外，图2中所示的解码装置(又称为解码器)进一步示出了其它组件，如下文所述。虽然这些组件可以存在于根据本发明的解码器的可能实现中，但相对于本文中所讨论的发明构思，这些组件并不是必需的。
在图2所示的实施例中，所述熵解码单元205用于对预测误差、运动数据和其它边信息进行熵解码，其可以用于所述解码设备200的其它组件，例如帧内预测单元213、帧间预测单元215、基于分割的划分单元221和/或滤波单元217。所述帧内预测单元213、帧间预测单元215、基于分割的划分单元221和滤波单元217的操作与图1所示的编码装置100的相应组件，即所述帧内预测单元113、帧间预测单元115、基于分割的划分单元(即segmentationbased partition unit)121和滤波单元117执行的操作基本上相同，其已经在图1的上下文中进行了描述。这是为了确保所述编码装置100以及所述解码装置200均能生成相同的预测。具体地，参考所述解码器的帧间预测单元215，对运动矢量进行解码，并将解码后的运动矢量用于运动补偿过程。
图3详细说明了编码装置100和解码装置200的功能块的可能实现，其实现了根据本发明实施例的基于分割的划分(即segmentation based partitioning)。在图3所示的实施例中，基于分割的划分单元121包括分割缓冲器121a和分割装置121b，并且帧间预测单元115包括“运动估计：分割”块115a，“运动估计”块115b和“运动矢量预测”块115c。如上所述，这些块也可以在所述解码装置200的帧间预测单元215和基于分割的划分单元221中实现。能够理解的是，为了清晰起见，图3中未明确指定现代混合视频编解码器中存在的其它典型组件，例如变换编码块和熵编码块。
在图3所示的实施例中，SBP控制块301用于在第一步中判断是否对当前编码树或四叉树深度等级进行分割。在一个实施例中，所述SBP控制块301用于在当前深度等级k处检查是否应为所有深度等级进行分割，以及深度是否不大于阈值深度kMaxDepth。虽然在图3描述的实现中，所述SBP控制块301被描述为连接在基于分割的划分单元121上游的独立块，但这种块的功能也可以在基于分割的划分单元121内实现。在这种情况下，无需指示出任何独立的块，如图1和图2中所示。
如果是这种情况，则在第二步中，可以将与当前视频编码块关联的图像区域分割为二进制掩码并存储在基于分割的划分单元121的分割缓冲器121a中。否则，即如果所述SBP控制块301检查的任何一个条件不满足，则可以从分割缓冲器121a中加载与深度等级k-1相关联的分割图像区域，并且处理在步骤6中继续(稍后在本文中描述)。
在第三步中，所述分割可以由基于分割的划分单元121的分割装置121b进行，其中包括所有可能的预处理和后处理步骤。分割相关参数可以作为边信息传输到所述解码装置200。如上所述，结合所述编码装置，可以在码流中将边信息连同编码后的视频信号一起传输到所述解码装置200。或者，所述边信息可以编码在视频信号中，以作为码流传输到所述解码装置200。在第四步中，对于与当前图像(或帧)相关联的、属于分割参考图像列表的每个参考图像(或参考帧)，可以根据以下步骤5和6估计边界运动矢量MVb。在一个实施例中，可以基于速率失真成本标准选择位移矢量MVb。
在第五步中，分析当前处理的视频编码块的同位位置(co-located position)处的参考图像的图像区域，其中图像区域的大小可以取决于可配置的搜索窗口大小和所述当前处理的视频编码块的大小。根据上述步骤3对图像区域进行分割。
在第六步中，可以通过运动估计块115a和115b对当前分割图像区域和分割参考图像区域进行运动估计。在一个示例中，所述“运动估计：分割”块115a确定所述边界位移矢量MVb。在第七步中，可以对所述参考图像列表中的所有参考图像重复执行步骤5和6。在找到最优位移矢量后，可以使用边界位移矢量对分割参考图像区域进行运动补偿，并将其存储在所述基于分割的划分单元121的分割缓冲器121a中。所选择的分割参考图像可以与参考图像索引相关联，将该索引作为边信息传输到所述解码装置200。
在第八步中，可以使用针对每个分段的经补偿的分割掩码对当前处理的视频编码块按分段进行运动估计，从而得到每个分段的一个运动矢量。可以采用单向和双向的方式以及采用加权预测方案进行运动估计。
在第九步中，可以预测各个分段的运动矢量。最后，可以预测所述边界运动矢量。
如上说明，图4阐释了在本发明实施例中特别是在图1所示的编码装置100和图2所示的解码装置200中实现的基于分割的划分方法(即segmentation based partitioning)的不同方面。在本发明实施例中实现的基于分割的划分方法基于以下理念：通过使用附加样本，即来自相邻视频编码块定义的扩展区域407'的像素，扩展当前处理的视频编码块403的采样区域。在这个较大的采样空间的基础上，可以使得分割结果稳定，即可以更精确地估计分段的位置。这特别有利于当当前处理的视频编码块403较小并且视频编码块指的是(快速)移动场景时，即在视频编码块中观察运动时的情况。如图4所示，可以在参考图像405'中同位置块403'的之外定义扩展区域407'。此外或可选地，可以在当前处理的帧405中当前处理的视频编码块403之外定义扩展区域。
使用当前处理的和/或同位置块403、403'之外的扩展区域407、407'中的采样像素，其可以扩展到相邻的视频编码块(CU和/或CTU)，可以看做在分割过程中使用滑动窗口，从而最小化视频编码块边界处的分割参考图像中的强边缘。
为了能够进行例如帧间预测，通常将若干参考图像保留在图1所示的编码装置和图2所示的解码装置200的帧缓冲器119、219中。像素访问可以按块进行，其中参考图像内参考块的地址，即位置是根据同位位置(co-located position)和与运动矢量的偏移确定的。对于使用扩展区域进行基于分割的划分，如在本发明实施例中所实现的，可以使用类似的方法，其中总是在所选择的参考图像内的同位区域(co-located region)上进行分割。
在一个实施例中，如在编码装置100中所实现的，图3所示的分割装置121b的输入是包含当前处理的视频编码块403的像素的像素阵列，其定义一组像素C，以及来自相邻视频编码块的附加像素，其属于扩展区域407并定义一组像素E。
如此，表示分割装置121b的输入的结果块可以记做集合B，其中B＝C∪E。在一个实施例中，块403的尺寸为固定值，而扩展区域407、407′的尺寸是可配置的。扩展区域越大，远处的像素的权重越大。
在一个实施例中，预处理可应用于视频编码块403、403′和/或视频编码块的扩展区域407、407′中的像素，例如低通或中值滤波。在一个实施例中，将两个可配置的采样网格应用于所述像素阵列。一个采样网格应用于所述扩展区域407、407′，另一个应用于(当前处理的或同位的co-located)视频编码块403、403′。应用于所述扩展区域407、407′的采样网格所定义的采样密度可以与应用于视频编码块403、403′的采样网格所定义的采样密度相同或不同。
可使用采样矩阵D1和D2生成应用于所述视频编码块403、403′和所述扩展区域407、407′的采样网格，例如：
si(x，y)＝Di·[x y]T
其中si，i＝1，2表示视频编码块403、403′的x和y方向的采样位置以及扩展区域407、407′的x和y方向的采样位置。Di为表征采样过程的非唯一矩阵，在本领域中用于在视频帧中生成采样点阵，并且可以是任意的。
为了在编码装置100和解码装置200处具有匹配的分段，所述编码装置100使用的采样矩阵D1和D2也应该在所述解码装置200处是已知的。在一个实施例中，这可以通过将采样配置，例如采样矩阵D1和D2，明确地发信号通知给所述解码装置200或者通过使用已确定的合适的预设值来实现。
从图5可以看出，根据本发明的实施例，所述采样配置，特别是采样密度，对于所述视频编码块403、403′和所述扩展区域407、407′可以是相同的或者不同的。在图5a所示的示例中，所述视频编码块403中使用的采样密度与所述扩展区域407中使用的采样密度相同。在图5b所示的示例中，所述同位置块403′中使用的采样密度与所述扩展区域407′中使用的采样密度也相同，但采样密度小于图5a所示的示例中使用的采样密度。在图5c所示的示例中，所述视频编码块403中使用的采样密度大于所述扩展区域407中使用的采样密度。
在所述扩展区域407、407′和所述视频编码块403、403′中使用不同的采样密度的目的是使分割过程更加灵活。在一个实施例中，通过相应地改变扩展区域的大小和/或采样密度，可以使所述分割过程适应所述视频编码块的大小。
在一个实施例中，可以实现一组预定义规则，该规则将所述扩展区域407、407′的采样密度和大小指定为所述视频编码块403的大小的函数。在一个可能的实现中，可以指定在当前处理的视频编码块403周围应用帧状的扩展区域407、407′，其具有如下两个方向上的扩展区域的采样密度和大小。
如图5b所示，对于大小大于或等于32×32像素的扩展区域大小不同的所有块，在所述扩展区域407'和所述视频编码块403'中应用统一的二次采样。对于大于64×64像素的块，不选择扩展区域。对于大小为64×64像素的视频编码块403、403'，可以选择具有8个像素宽度的扩展区域407、407'。对于大小为32×32像素的视频编码块403、403'，可以选择具有16个像素宽度的扩展区域407、407'。
如图5c所示，对于非均匀采样，视频编码块403、403'的采样密度高于扩展区域407、407'的采样密度。对于大小为16×16像素的视频编码块403、403'，可以选择具有8个像素宽度的扩展区域407、407'。对于大小为8×8像素的视频编码块403、403'，可以选择具有16个像素宽度的扩展区域407、407'。
在一个实施例中，可以考虑采用其它标准，以适应所述扩展区域407、407'内的采样密度和/或所述扩展区域407、407'的大小，例如在对当前处理的图像或帧进行预分析期间观察到的移动量或相邻视频编码块的运动矢量所指示的移动量。
图6示出了图3所示的基于分割的划分单元121的分割装置121b的一个实施例的更详细的视图的示意图，其可以在图1的编码装置或图2的解码装置中实现。因此，图6阐释了扩展区域方案的相对位置和处理链中输入图像数据的二次采样。在一个实施例中，扩展区域407、407'的采样(图6中的块601a-c、603和605)在其它处理步骤如颜色变换(图6中的块607)等之前进行，从而降低后续步骤的复杂度。在一个实施例中，块609和611可以实现一种称为“Otsu's Thresholding”的分割方法，其可以最小化类内方差同时最大化各个特征，如亮度，的类间方差。在一个实施例中，可以使用采样值的直方图。
图6中的块613表示掩码标记的过程，例如根据确定的类为每个像素分配索引。对于两个分段-两个类，在一种可能的实现中，可以使用索引0和1。在多于两个分段的情况下，该二进制或8位整数表示使得分割掩码可以在内存较小的情况下存储。
图6中的块615执行对分割结果的有效性检查。可以通过连接组件标记法来检测分割的碎片，其中统计共享相同标记索引的隔离的紧凑区域的数量。基于碎片计数，可以进行分割优化，或当不能执行相关分割时，可以在早期阶段使用该信息跳过运动估计。
如上所述，用于扩展区域407、407'和采样密度的参数可以由所述编码装置100确定或者设置为固定值，该值通过其它方法确定。如果选择第一选项，则可以根据上述传输方案之一将所述参数作为边信息传输到所述解码装置200。图7示出了如下一种可能的方式：在视频流的序列级上对这些参数，如区域扩展参数703b和网格即采样参数703c，进行编码作为其它分割相关参数703的一部分，例如预处理参数703a、颜色变换参数703d、分割设置703e和后处理参数703f。也可能有其它实现，例如在图像级或块级编码此信息。
图8示出了根据一个实施例提供的一种视频信号处理方法800的示意图。特别是，图8阐释了一种视频信号编码方法。
所述方法800包括：第一步骤801，将所述视频信号的第一帧405的多个视频编码块中的第一视频编码块403划分为第一分段403a和第二分段403b，其中所述第一分段403a包括所述第一视频编码块403的多个像素的第一集合，所述第二分段403b包括所述第一视频编码块403的多个像素的第二集合。
所述方法800包括：进一步的步骤803，基于所述第一视频编码块403的多个像素中的至少一些像素和所述视频信号的第二帧405'中的至少一个扩展区域407'，确定所述视频信号的第二帧405'中的同位置块403'的第一分段403a的位置，其中所述扩展区域407'与所述第二帧405'中的同位置块403'相邻。
所述方法800包括：进一步的步骤805，基于所述视频信号的第二帧405'中第一分段403a'的位置对所述第一视频编码块403和所述扩展区域407'进行编码，其中所述编码信息包括预测误差和运动信息中的至少一个。
图9示出了根据一个实施例提供的一种视频信号处理方法的示意图。特别是，图9阐释了一种视频信号解码方法。
所述方法900包括：第一步骤901，对当前帧中多个视频编码块中的第一视频编码块403的编码信息和所述视频信号的参考帧405'中同位置块403'的扩展区域407'的边信息进行解码。所述扩展区域407'与所述参考帧405'中的同位置块403'相邻。
在第二步骤903中，基于解码后的编码信息和边信息将所述参考帧405'中的同位置块403'划分为第一分段403a'和第二分段403b'。所述第一分段403a'包括所述同位置块403'的多个像素的第一集合，所述第二分段403b'包括所述同位置块403'的多个像素的第二集合。
在第三步骤905中，基于所述接收的编码信息和所述参考帧中的第一分段403a'和第二分段403b'重构所述第一视频编码块403。
进行分析以根据当前块周围的扩展支持区域的大小并基于HM-14-KTA-1.0测量当前软件实现中SBP模式的使用情况。在当前图像区域和扩展图像区域上测试的二次采样配置类似于图5c所示的二次采样配置，其中对与当前块相关联的像素进行了更密集的采样。所测试的扩展图像区域是一个围绕当前块的对称正方形，如此选择是因为该区域的采样位置计算复杂度较低。SBP模式使用率通过如下方式测量：用所有SBP块的面积除以每张图像的总面积。使用了以下详细配置。
SBP具体设置：
-扩展图像区域二次采样矩阵DE＝[2，0；0，2]，例如每个维度的二次采样系数为2。
-当前图像区域二次采样矩阵DC＝[1，0；0，1]，例如，当前块上没有二次采样。
-通过自适应阈值对亮度分量进行分割
-按3x3中值内核进行后处理，如果关闭则进行1次迭代
经测试的支持区域：
-无支持区域作为参考
-所有方向均为8个像素(px)
-所有方向16px
-所有方向32px
KTA具体设置：
-最大CU尺寸：128×128
-OBMC关闭
-Sub-PU-TMVP关闭
-EMT开启
-64×64转换
低延迟模式，测试的QP：22，27，32，37
测试结果如下表所示。
Figure GDA0001916397410000151
实验结果表明，所提出的SBP区域扩展方法有助于提高SBP模式的使用率。通过本发明，可以显著提高分割算法的稳定性和准确性。
尽管本发明的特定特征或方面可能已经仅结合几种实现方式或实施例中的一种进行公开，但此类特征或方面可以和其它实现方式或实施例中的一个或多个特征或方面相结合，只要对任何给定或特定的应用有需要或有利即可。而且，在一定程度上，术语“包括”、“有”、“具有”或这些词的其它变形在详细的说明书或权利要求书中使用，这类术语和所述术语“包括”是类似的，都是表示包括的含义。同样，术语“示例性地”，“例如”仅表示为示例，而不是最好或最佳的。可以使用术语“耦合”和“连接”及其派生词。应当理解，这些术语可以用于指示两个元件彼此协作或交互，而不管它们是直接物理接触还是电接触，或者它们彼此不直接接触。
尽管本文中已说明和描述特定方面，但本领域普通技术人员应了解，多种替代和/或等效实现方式可在不脱离本发明的范围的情况下所示和描述的特定方面。该申请旨在覆盖本文论述的特定方面的任何修改或变更。
尽管以上权利要求书中的元件是利用对应的标签按照特定顺序列举的，除非对权利要求的阐述另有暗示用于实施部分或所有这些元件的特定顺序，否则这些元件不必限于以所述特定顺序来实施。
通过以上启示，对于本领域技术人员来说，许多替代、修改和变化是显而易见的。当然，所属领域的技术人员容易认识到除本文所述的应用之外，还存在本发明的众多其它应用。虽然已参考一个或多个特定实施例描述了本发明，但所属领域的技术人员将认识到在不偏离本发明的范围的前提下，仍可对本发明作出许多改变。因此，应理解，只要是在所附权利要求书及其等效物的范围内，可以用不同于本文具体描述的方式来实践本发明。

Claims (28)

1.一种用于处理视频信号的编码装置(100)，其特征在于，所述视频信号包括多个帧，每个帧可划分成多个视频编码块，每个视频编码块包括多个像素，所述编码装置(100)包括：
划分器(121；121b)，用于将所述视频信号的第一帧(405)的多个视频编码块中的第一视频编码块(403)划分为第一分段(403a)和第二分段(403b)，其中所述第一分段(403a)包括所述第一视频编码块(403)的多个像素的第一集合，所述第二分段(403b)包括所述第一视频编码块的多个像素的第二集合；
确定器(115；115a)，用于基于所述第一视频编码块(403)的多个像素中的至少一些像素和所述视频信号的第二帧(405')中的至少一个扩展区域(407')，确定所述视频信号的第二帧(405')中的同位置块(403')的第一分段(403a)的位置，其中所述扩展区域(407')与所述第二帧(405')中的同位置块(403')相邻；以及
编码处理器(103、105)，用于基于所述视频信号的第二帧(405')中第一分段(403a')的位置对所述第一视频编码块(403)的编码信息和所述扩展区域(407')的边信息进行编码，其中所述编码信息包括预测误差和运动信息中的至少一个；
其中，所述扩展区域(407')为与所述第二帧(405')的同位置块(403')相邻的一个或多个视频编码块的子集；所述扩展区域(407’)呈帧状，其中所述确定器(115；115a)用于基于所述第一视频编码块(403)的大小调整所述扩展区域(407、407’)的扩展区域宽度。
2.根据权利要求1所述的编码装置(100)，其特征在于，所述确定器(115；115a)用于在所述第一视频编码块(403)的像素数量减少的情况下增加所述扩展区域宽度。
3.根据权利要求2所述的编码装置(100)，其特征在于，所述确定器(115；115a)用于在所述第一视频编码块(403)包括32×32像素的情况下将所述扩展区域宽度调整为16个像素，或在所述第一视频编码块(403)包括64×64像素的情况下将所述扩展区域宽度调整为8个像素。
4.根据权利要求2所述的编码装置(100)，其特征在于，所述确定器(115；115a)用于在所述第一视频编码块(403)包括8×8像素的情况下将所述扩展区域宽度调整为16个像素，或在所述第一视频编码块(403)包括16×16像素的情况下将所述扩展区域宽度调整为8个像素。
5.根据权利要求1至4任一项所述的编码装置(100)，其特征在于，所述确定器(115；115a)用于基于使用第一采样密度采样获得的所述第一视频编码块(403)的多个像素中的至少一些像素和使用第二采样密度采样获得的所述扩展区域(407')的多个像素中的至少一些像素，确定所述视频信号的第二帧(405')中第一分段(403a')的位置，其中，所述第一采样密度和/或第二采样密度取决于所述第一视频编码块(403)的大小。
6.根据权利要求5所述的编码装置(100)，其特征在于，所述确定器(115；115a)用于在所述第一视频编码块(403)的像素数量减少的情况下增大所述第一采样密度。
7.根据权利要求5所述的编码装置(100)，其特征在于，所述第一采样密度大于所述第二采样密度。
8.根据权利要求6所述的编码装置(100)，其特征在于，所述第一采样密度大于所述第二采样密度。
9.根据权利要求1至4、6至8中任一项所述的编码装置(100)，其特征在于，所述边信息包括所述扩展区域的形状、所述扩展区域的大小和采样模式中的至少一个，在编码块级、条带级、图像级和序列级中的其中之一接收所述边信息。
10.根据权利要求5所述的编码装置(100)，其特征在于，所述边信息包括所述扩展区域的形状、所述扩展区域的大小和采样模式中的至少一个，在编码块级、条带级、图像级和序列级中的其中之一接收所述边信息。
11.一种用于处理视频信号的解码装置(200)，其特征在于，所述视频信号包括多个帧，每个帧可划分成多个视频编码块，每个视频编码块包括多个像素，所述解码装置(200)包括：
解码处理器(205、207)，用于对当前帧中多个视频编码块中的第一视频编码块(403)的编码信息和所述视频信号的参考帧(405')中同位置块(403')的扩展区域(407')的边信息进行解码，其中所述扩展区域(407')与所述参考帧(405')中的同位置块(403')相邻；
划分器(221)，用于基于解码后的编码信息和边信息将所述参考帧(405')中的同位置块(403')划分为第一分段(403a')和第二分段(403b')，其中所述第一分段(403a')包括所述同位置块(403')的多个像素的第一集合，所述第二分段(403b')包括所述同位置块(403')的多个像素的第二集合；以及
重构单元(209)，用于基于所述解码后的编码信息和所述参考帧中的第一分段(403a')和第二分段(403b')重构所述第一视频编码块；
其中，所述扩展区域(407')为与所述参考帧(405')的同位置块(403')相邻的一个或多个视频编码块的子集；所述扩展区域(407’)呈帧状，所述扩展区域(407、407’)的扩展区域宽度基于所述第一视频编码块(403)的大小可调整。
12.根据权利要求11所述的解码装置(200)，其特征在于，所述边信息包括所述扩展区域(407')的形状、所述扩展区域(407')的大小和采样模式中的至少一个，在编码块级、条带级、图像级和序列级中的其中之一接收所述边信息。
13.根据权利要求12所述的解码装置(200)，其特征在于，所述边信息通过基于上下文的自适应二进制算术编码，其中所述上下文由至少一个相邻块的边信息定义。
14.一种用于处理视频信号的方法(800)，其特征在于，所述视频信号包括多个帧，每个帧可划分成多个视频编码块，每个视频编码块包括多个像素，所述方法(800)包括：
(801)将所述视频信号的第一帧(405)的多个视频编码块中的第一视频编码块(403)划分为第一分段(403a)和第二分段(403b)，其中所述第一分段(403a)包括所述第一视频编码块(403)的多个像素的第一集合，所述第二分段(403b)包括所述第一视频编码块(403)的多个像素的第二集合；
(803)基于所述第一视频编码块(403)的多个像素中的至少一些像素和所述视频信号的第二帧(405')中的至少一个扩展区域(407')，确定所述视频信号的第二帧(405')中的同位置块(403')的第一分段(403a)的位置，其中所述扩展区域(407')与所述第二帧(405')中的同位置块(403')相邻；以及
(805)基于所述视频信号的第二帧(405')中第一分段(403a')的位置对所述第一视频编码块(403)的编码信息和所述扩展区域(407')的边信息进行编码，其中所述编码信息包括预测误差和运动信息中的至少一个；
其中，所述扩展区域(407')为与所述第二帧(405')的同位置块(403')相邻的一个或多个视频编码块的子集；所述扩展区域(407’)呈帧状，其中所述确定器(115；115a)用于基于所述第一视频编码块(403)的大小调整所述扩展区域(407、407’)的扩展区域宽度。
15.根据权利要求14所述的方法(800)，其特征在于，在所述第一视频编码块(403)的像素数量减少的情况下，增加所述扩展区域的宽度。
16.根据权利要求15所述的方法(800)，其特征在于，在所述第一视频编码块(403)包括32×32像素的情况下将所述扩展区域宽度调整为16个像素，或在所述第一视频编码块(403)包括64×64像素的情况下将所述扩展区域宽度调整为8个像素。
17.根据权利要求15所述的方法(800)，其特征在于，在所述第一视频编码块(403)包括8×8像素的情况下将所述扩展区域宽度调整为16个像素，或在所述第一视频编码块(403)包括16×16像素的情况下将所述扩展区域宽度调整为8个像素。
18.根据权利要求14至17任一项所述的方法(800)，其特征在于，所述确定所述视频信号的第二帧(405')中的同位置块(403')的第一分段(403a)的位置，包括：基于使用第一采样密度采样获得的所述第一视频编码块(403)的多个像素中的至少一些像素和使用第二采样密度采样获得的所述扩展区域(407')的多个像素中的至少一些像素，确定所述视频信号的第二帧(405')中第一分段(403a')的位置，其中，所述第一采样密度和/或第二采样密度取决于所述第一视频编码块(403)的大小。
19.根据权利要求18所述的方法(800)，其特征在于，在所述第一视频编码块(403)的像素数量减少的情况下增大所述第一采样密度。
20.根据权利要求18所述的方法(800)，其特征在于，所述第一采样密度大于所述第二采样密度。
21.根据权利要求19所述的方法(800)，其特征在于，所述第一采样密度大于所述第二采样密度。
22.根据权利要求14至17、19至21中任一项所述的方法(800)，其特征在于，所述边信息包括所述扩展区域的形状、所述扩展区域的大小和采样模式中的至少一个，在编码块级、条带级、图像级和序列级中的其中之一接收所述边信息。
23.根据权利要求18所述的方法(800)，其特征在于，所述边信息包括所述扩展区域的形状、所述扩展区域的大小和采样模式中的至少一个，在编码块级、条带级、图像级和序列级中的其中之一接收所述边信息。
24.一种用于处理视频信号的方法(900)，其特征在于，所述视频信号包括多个帧，每个帧可划分成多个视频编码块，每个视频编码块包括多个像素，所述方法包括：
对当前帧中多个视频编码块中的第一视频编码块(403)的编码信息和所述视频信号的参考帧(405')中同位置块(403')的扩展区域(407')的边信息进行解码，其中所述扩展区域(407')与所述参考帧(405')中的同位置块(403')相邻；
基于解码后的编码信息和边信息将所述参考帧(405')中的同位置块(403')划分为第一分段(403a')和第二分段(403b')，其中所述第一分段(403a')包括所述同位置块(403')的多个像素的第一集合，所述第二分段(403b')包括所述同位置块(403')的多个像素的第二集合；以及
基于所述解码后的编码信息和所述参考帧中的第一分段(403a')和第二分段(403b')重构所述第一视频编码块；
其中，所述扩展区域(407')为与所述参考帧(405')的同位置块(403')相邻的一个或多个视频编码块的子集；所述扩展区域(407’)呈帧状，所述扩展区域(407、407’)的扩展区域宽度基于所述第一视频编码块(403)的大小可调整。
25.根据权利要求24所述的方法(900)，其特征在于，所述边信息包括所述扩展区域(407')的形状、所述扩展区域(407')的大小和采样模式中的至少一个，在编码块级、条带级、图像级和序列级中的其中之一接收所述边信息。
26.根据权利要求25所述的方法(900)，其特征在于，所述边信息通过基于上下文的自适应二进制算术编码，其中所述上下文由至少一个相邻块的边信息定义。
27.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括：计算机程序，用于在计算机上运行时，执行根据权利要求14至23任一项所述的方法(800)。
28.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括：计算机程序，用于在计算机上运行时，执行根据权利要求24至26任一项所述的方法(900)。
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