CN110169065B - 用于对图像进行编码或解码的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种QTBT划分结构和一种用于高效地发信号通知划分结构的方法，该QTBT划分结构使得块能够具有各种形状并且能够更高效地反映各种图像的局部特性。为了反映图像的给定特性，本发明包括三角形块划分形状、矩形块划分形状和具有凹‑凸部的块划分形状。

Description

用于对图像进行编码或解码的设备和方法
技术领域
本发明涉及用于对视频进行高效编码的视频编码或解码。更具体地，本发明涉及能够更积极地考虑视频的各种特性的块分离方法和用于发信号通知对应分离信息的技术。
背景技术
该部分中的陈述仅仅提供了与本公开相关的背景信息，不会构成现有技术。
图1是用于编码树单元(CTU)的示例性四叉树块结构的概念图。根据高效视频编码(HEVC)标准，使用四叉树结构作为编码树将CTU划分成编码单元(CU)，以反映视频中的各种局部特性。如图1中例示的，在使用四叉树方案将具有最大大小64×64的CTU递归地划分成直到最小大小4×4时，选择得到最佳编码效率的CU分离结构。每个CU被划分成预测单元(PU)。在确定PU并且执行预测操作之后，将CU划分成用于残余块的变换单元(TU)。在图1中，例示了由虚线划分的矩形PU。
最近，已重新讨论了四叉树加二叉树(QTBT)结构，并且已尝试在消除现有的CU、PU和TU概念的同时反映视频数据的各种局部特性。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供使得能够更高效地反映视频的各种局部特性的各种形状的块的QTBT分离结构以及高效地发信号通知分离结构的方法。
技术方案
按照本发明的一方面，提供了一种用于对视频数据进行解码的方法，该方法包括以下步骤：接收包括经编码的视频数据的块和与所述视频数据的块相关的分离信息的比特流；以及使用所述分离信息来确定所述视频数据的块的四叉树加二叉树(QTBT)分离结构。本文中，所述QTBT分离结构被配置为使得二叉树根植于四叉树的叶节点，其中，由用于将父节点分离成两个子节点的分离类型来限定所述二叉树，所述分离类型包括三角形分离类型和矩形分离类型。所述方法还包括以分别与QTBT的叶节点对应的块为单位对所述经编码的视频数据的块进行解码。在二叉树中，根据三角形分离类型分离的父节点的子节点不被进一步分离，而根据矩形分离类型分离的父节点的子节点被允许分离成两个子节点。
按照本发明的另一方面，提供了一种用于对视频数据进行解码的设备，该设备包括：存储器；以及一个或更多个处理器。即，所述一个或更多个处理器被配置为执行以下操作：接收包括经编码的视频数据的块和与所述视频数据的块相关的分离信息的比特流；使用所述分离信息来确定所述视频数据的块的四叉树加二叉树(QTBT)分离结构；以及以分别与QTBT的叶节点对应的块为单位对所述经编码的视频数据的块进行解码。
按照本发明的另一方面，提供了一种用于对视频数据进行解码的方法，该方法包括以下步骤：接收包括经编码的视频数据的块和与所述视频数据的块相关的分离信息的比特流；使用所述分离信息来确定所述视频数据的块的四叉树加二叉树(QTBT)分离结构；以及以分别与QTBT的叶节点对应的块为单位对所述经编码的视频数据的块进行解码。本文中，所述QTBT分离结构被配置为使得二叉树根植于四叉树的叶节点，其中，所述四叉树的叶节点被允许分离成两个子节点，所述两个子节点是凹块和凸块。
按照本发明的另一方面，提供了一种用于对视频数据进行解码的方法，该方法包括以下步骤：接收包括经编码的视频数据的编码树单元(CTU)和与所述视频数据的所述CTU相关的分离信息的比特流；使用所述分离信息来确定所述CTU的四叉树加二叉树(QTBT)分离结构；使用所述分离信息来确定QTBT的每个叶节点的预测分区模式；以及根据用于所述QTBT的每个叶节点的所述预测分区模式对所述经编码的视频数据的块进行解码。在QTBT的二叉树中，给定块可以被分离成相同大小的两个矩形。所述预测分区模式允许QTBT的叶节点通过被分离成相同大小的两个三角形而被预测。
附图说明
图1是CTU的示例性四叉树块结构的概念图。
图2是例示被分离成正方形的块的类型(a)和被分离成正方形和三角形的组合的块的类型(b)的图。
图3a和图3b是例示三角形块分离类型的图。
图4是例示按凹-凸形状分离的块的图。
图5是可以实现本公开的技术的示例性视频编码设备的框图。
图6示出了多种帧内预测模式的示例。
图7是当前块的邻近块的示例性图。
图8是可以实现本公开的技术的示例性视频解码设备的框图。
图9是根据本发明的实施方式的BT分离中允许的分离分区的概念图。
图10是例示向图9中例示的四种BT分离类型分配比特的方法的示例的树形图。
图11a是根据本发明的实施方式的示例性QTBT分离结构的概念图，图11b是例示树结构中的图11a的QTBT分离结构的表示的图。
图12是例示向图4中例示的凹-凸分离类型分配比特的方法的示例的树形图。
图13是例示使得能够进行矩形分离的BT分离的比特分配方法的示例的树形图。
图14a是根据本发明的实施方式的示例性CU分区和PU分区的概念图，图14b是例示图14a的CU分区的树形图。
图15是例示对视频进行编码的视频编码设备的示例性操作的流程图。
图16是例示对视频进行解码的视频解码设备的示例性操作的流程图。
图17是例示对视频进行解码的视频解码设备的另一示例性操作的流程图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细地描述本发明的一些实施方式。应当注意，在将附图标记添加到相应附图中的组成元件时，相似的附图标记指定相似的元件，尽管这些元件是在不同附图中被示出的。另外，在对本发明的以下描述中，当对并入到本文中的已知功能和配置的详细描述会使本发明的主题相当不清楚时，将省略该详细描述。
图2是例示被分离成正方形的块的类型(a)和被分离成正方形和三角形的组合的块的类型(b)的图。如图2的(a)中所示，传统的四叉树分离方法可以通过将块划分成具有各种大小的正方形来在一定程度上反映视频的给定特性(即，对象的位置、大小和形状)。然而，应该注意，如图2的(b)中例示地分离成正方形和三角形的组合可以比图2的(a)中的分离更高效地反映视频的给定特性(并因此更有利于编码操作)。
图3a和图3b是例示三角形块分离类型的图。图3a例示了将正方形块分离成相同大小的两个三角形。图3b例示了将矩形块分离成相同大小的两个三角形。当在矩形中存在对角边缘时，所提出的三角形块将是可用的，如图2的(b)的示例中一样。即，具有相似纹理的三角形区域可以分别被设置为一个块，因此能增强编码效率。
图4是例示按凹-凸形状分离的块的图。图4示出了按凹-凸形状分离正方形块的四种类型。图4中例示的分离类型按凸块相对于凹块的相对位置而彼此相区分。当视频被分离成这种凹块和凸块与矩形的组合时，能更高效地反映视频的给定特性。
本公开总体上涉及能够更积极地考虑视频的特性的块分离方法和发信号通知对应分离信息的技术。本公开的技术使得能够进行更灵活的方法，该方法能够在视频编码中使用除了正方形形状或矩形形状之外的各种形状的块分区，由此提供了改善编码压缩和/或视频质量的额外机会。
图5是可以实现本公开的技术的示例性视频编码设备的框图。
视频编码设备包括块分离器510、预测器520、减法器530、变换器540、量化器345、编码器550、逆量化器560、逆变换器565、加法器570、滤波器单元580和存储器590。视频编码设备的每个元件可以被实现为硬件芯片，或者可以被实现为软件，并且微处理器可以被实现为执行与相应元件对应的软件的功能。
块分离器510将构成视频的每个图片分离成多个编码树单元(CTU)，然后使用树结构来递归地分离CTU。树结构中的叶节点是编码单元(CU)，CU是编码的基本单元。可以使用其中节点(或父节点)被分离成相同大小的四个从节点(或子节点)的四叉树(QT)结构或者包括QT结构和其中节点被分离成两个从节点的二叉树(BT)结构的四叉树加二叉树(QTBT)结构作为树结构。即，可以使用QTBT来将CTU分离成多个CU。
在四叉树加二叉树(QTBT)结构中，可以首先根据QT结构分离CTU。可以重复进行四叉树分离，直到分离块的大小达到QT中允许的叶节点的最小块大小MinQTSize。如果QT的叶节点不大于BT中允许的根节点的最大块大小MaxBTSize，则它可以按BT结构进一步分离。BT可以具有多种分离类型。例如，在一些示例中，可以使用将节点的块分离成相同大小的两个矩形的矩形分离类型。在一些其它示例中，可以在BT分离中附加地使用将节点的块分离成相同大小的两个三角形的三角形分离类型。在其它示例中，可以使用将给定块分离成凹块和凸块的凹-凸分离类型。可以根据分离方向将矩形分离类型分为水平分离类型和垂直分离类型。可以根据分离方向将三角形分离类型分为下-右分离类型和上-右分离类型。可以根据分离方向(即，凹块和凸块的相对位置)将凹-凸分离类型分成四种分离类型，如图4中所示。
由块分离器510通过按QTBT结构分离CTU而生成的分离信息由编码器550编码并被发送到视频解码设备。
下文中，与待编码或解码的CU(即，QTBT的叶节点)对应的块被称为“当前块”。
预测器520通过预测当前块来生成预测块。预测器520包括帧内预测器522和帧间预测器524。
帧内预测器522使用包括当前块的当前图片中的位于当前块周围的像素(参考样本)来预测当前块中的像素。根据预测方向存在多种帧内预测模式，并且根据每种预测模式不同地限定待使用的邻近像素和待使用的计算式。特别地，帧内预测器522可以确定将用于对当前块进行编码的帧内预测模式。在一些示例中，帧内预测器522可以使用多种帧内预测模式来对当前块进行编码，并且从经测试的模式当中选择要使用的适当的帧内预测模式。例如，帧内预测器522可以使用多种经测试的帧内预测模式的速率-失真分析来计算速率-失真值，并且选择经测试的模式当中的具有最佳速率失真特性的帧内预测模式。
图6示出了多种帧内预测模式的示例。
如图6中所示，多种帧内预测模式可以包括两种非定向模式(平面模式和DC模式)和65种定向模式。
帧内预测器522从多种帧内预测模式当中选择一种帧内预测模式，并且使用根据所选择的帧内预测模式确定的邻近像素(其可以被称为参考像素或参考样本)和式来预测当前块。关于所选择的帧内预测模式的信息由编码器550编码并被发送到视频解码设备。
为了对指示多种帧内预测模式中的哪一种被用作当前块的帧内预测模式的帧内预测模式信息进行高效编码，帧内预测器522可以确定帧内预测模式中的最有可能被用作当前块的帧内预测模式的一些帧内预测模式作为最可能模式(MPM)。然后，帧内预测器522生成指示是否从MPM当中选择当前块的帧内预测模式的模式信息，并且将模式信息发送到编码器550。当从MPM当中选择了当前块的帧内预测模式时，帧内预测器向编码器发送用于指示选择MPM中的哪一种模式作为当前块的帧内预测模式的第一帧内识别信息。另一方面，当未从MPM当中选择当前块的帧内预测模式时，用于指示除了MPM之外的模式中的哪一种被选择为当前块的帧内预测模式的第二帧内识别信息被发送到编码器。另选地，根据本发明的一方面的帧内预测器522可以对MPM和/或非MPM进行分组，并且发信号通知用于预测当前块的帧内模式所属的组的索引，而不是显式地发信号通知MPM和/或非MPM当中的哪一种被选择为用于预测当前块的帧内预测模式。
下文中，将描述构造MPM列表的方法。虽然描述了用六个MPM构造MPM列表，但是本发明不限于此。可以在3至10的范围内选择MPM列表中所包括的MPM的数目。
首先，使用当前块的邻近块的帧内预测模式来配置MPM列表。在一示例中，如图7中所示，邻近块可以包括当前块的左块L、上块A、左下块BL、右上块AR和左上块AL的部分或全部。
这些邻近块的帧内预测模式被包括在MPM列表中。这里，可用块的帧内预测模式被按左块L、上块A、左下块BL、右上块AR和左上块AL的顺序包括在MPM列表中，并且通过在邻近块的帧内预测模式中添加平面模式和DC模式来配置候选。另选地，可以按左块L、上块A、平面模式、DC模式、左下块BL、右上块AR和左上块AL的顺序在MPM列表中添加可用模式。另选地，可以按左块L、上块A、平面模式、左下块BL、右上块AR、左上块AL和DC模式的顺序在MPM列表中添加可用模式。
MPM列表中只包括不同的帧内预测模式。即，当存在重复的模式时，MPM列表中只包括重复的模式中的一种。
当列表中的MPM的数目小于预定数目(例如，6)时，可以通过向列表中的定向模式添加-1或+1来推导MPM。另外，当列表中的MPM的数目小于预定数目时，按垂直模式、水平模式、对角线模式等的顺序在MPM列表中添加模式。
帧间预测器524在比当前图片更早被编码和解码的参考图片中搜索与当前块最相似的块，并且使用搜索到的块来生成当前块的预测块。然后，帧间预测器524生成与当前图片中的当前块和参考图片中的预测块之间的位移对应的运动矢量。包括关于用于预测当前块的参考图片的信息和关于运动矢量的信息的运动信息由编码器550编码并被发送到视频解码设备。
减法器530从当前块中减去由帧内预测器522或帧间预测器524生成的预测块，以生成残余块。
变换器540将空间域中的具有像素值的残余块中的残余信号变换为频域中的变换系数。变换器540可以通过使用当前块的大小作为变换单元来变换残余块中的残余信号，或者可以将残余块分离成多个更小的子块并且以与子块的大小对应的变换单元变换残余信号。可以存在将残余块分离成更小的子块的各种方法。例如，残余块可以被分离成相同预限定大小的子块，或者可以以将残余块作为根节点的四叉树(QT)的方式分离残余块。
量化器545量化从变换器540输出的变换系数并且将量化后的变换系数输出到编码器550。
编码器550使用诸如CABAC这样的编码方案对量化后的变换系数进行编码，以生成比特流。编码器550对诸如与块分离关联的CTU大小、MinQTSize、MaxBTSize、MaxBTDepth、MinBTSize、QT_split_flag和BT_split_flag这样的信息进行编码，使得视频解码设备以与视频编码设备中相同的方式分离块。
编码器550对关于指示当前块是通过帧内预测还是帧间预测进行编码的预测类型的信息进行编码，并且根据预测类型对帧内预测信息或帧间预测信息进行编码。
逆量化器560对从量化器545输出的量化后的变换系数进行逆量化，以生成变换系数。逆变换器565将从逆量化器560输出的变换系数从频域变换到空间域并且重构残余块。
加法器570将重构后的残余块添加到由预测器520生成的预测块，以重构当前块。重构后的当前块中的像素被用作按顺序在执行下一个块的帧内预测中的参考样本。
滤波器单元580对重构后的块之间的边界进行去块滤波，以便去除由逐块编码/解码引起的块效应(blocking artifact)并且将块存储在存储器590中。当重构一个图片中的所有块时，重构后的图片被用作对待编码的后续图片中的块进行帧间预测的参考图片。
下文中，将描述视频解码设备。
图8是可以实现本公开的技术的示例性视频解码设备的框图。
视频解码设备包括解码器810、逆量化器820、逆变换器830、预测器840、加法器850、滤波器单元860和存储器870。如在图2的视频编码设备的情况下一样，视频编码设备的每个元件可以被实现为硬件芯片，或者可以被实现为软件，并且微处理器可以被实现为执行与相应元件对应的软件的功能。
解码器810对从视频编码设备接收的比特流进行解码，提取与块分离相关的用于确定待解码的当前块的信息，并且提取重构当前块所需的预测信息和关于残余信号的信息。
解码器810从诸如序列参数集(SPS)或图片参数集(PPS)这样的高级语法中提取关于CTU大小的信息，确定CTU的大小，并且将图片分离成所确定的大小的CTU。然后，解码器确定CTU为树结构的最上层(即，根节点)，并且提取关于CTU的分离信息，以使用树结构(例如，QTBT结构)来分离CTU。
当通过分离树结构来确定待解码的当前块时，解码器810提取关于指示当前块是被帧内预测还是被帧间预测的预测类型的信息。
当预测类型信息指示帧内预测时，解码器810提取关于当前块的帧内预测信息(帧内预测模式)的语法元素。首先，解码器810提取指示是否从MPM列表当中选择当前块的帧内预测模式的模式信息(即，MPM标志)。通常，当模式信息指示从MPM当中选择当前块的帧内预测模式时，解码器提取用于指示MPM的哪一种模式被选择为当前块的帧内预测模式的第一帧内识别信息。当帧内预测模式编码信息指示不从MPM当中选择当前块的帧内预测模式时，解码器提取用于指示除了MPM之外的模式中的哪一种被选择为当前块的帧内预测模式的第二帧内识别信息。另选地，根据本发明的一方面的帧内预测器522可以对MPM和/或非MPM进行分组，并且提取指示用于预测当前块的帧内模式所属的组的帧内识别信息(例如，组的索引)，而不是提取指示MPM和/或非MPM当中的哪一种模式被选择为用于预测当前块的帧内预测模式的帧内识别信息。
解码器810提取关于当前块的量化后的变换系数的信息作为关于残余信号的信息。
逆量化器820对量化后的变换系数进行逆量化。逆变换器830将逆量化后的变换系数从频域逆变换到空间域以重构残余信号，并由此生成当前块的残余块。
预测器840包括帧内预测器842和帧间预测器844。当当前块的预测类型是帧内预测时，帧内预测器842被激活，并且当当前块的预测类型是帧间预测时，帧间预测器844被激活。
帧内预测器842通过使用从解码器810提取的帧内预测模式的语法元素来从多种帧内预测模式当中确定当前块的帧内预测模式，并且根据所确定的帧内预测模式使用与当前块邻近的参考样本来预测当前块。
为了确定当前块的帧内预测模式，帧内预测器842用当前块周围的邻近块来构造包括预定数目的MPM的MPM列表。构造MPM列表的方法与用于图2的帧内预测器522的方法相同。
通常，当帧内预测模式信息(即，MPM标志)指示从MPM当中选择当前块的帧内预测模式时，帧内预测器842选择MPM列表中的MPM当中的第一帧内识别信息所指示的MPM作为当前块的帧内预测模式。另一方面，当模式信息指示不从MPM当中选择当前块的帧内预测模式时，帧内预测器842使用第二帧内识别信息来从MPM列表中的除了MPM之外的帧内预测模式当中选择当前块的帧内预测模式。
另选地，如上所述，根据本发明的一方面的视频编码设备的帧内预测器522对MPM和/或非MPM进行分组，并且发信号通知用于预测当前块的帧内模式所属的组的索引，而不是显式地发信号通知MPM和/或非MPM当中的哪一种模式被选择为用于预测当前块的帧内预测模式。在这种情况下，视频解码设备的帧内预测器842可以通过评估属于该组的帧内模式来确定最终帧内模式(即，用于预测当前块的帧内模式)。例如，在一些示例中，帧内预测器842可以为属于组的多种帧内模式生成重构后的块，并且评估重构后的块以确定最终帧内模式。
帧间预测器844使用由解码器810提取的帧间模式的语法元素来确定关于当前块的运动信息，并且使用所确定的运动信息来预测当前块。
加法器850将从逆变换器输出的残余块与从帧间预测器或帧内预测器输出的预测块相加，以重构当前块。重构后的当前块中的像素被用作用于对稍后待解码的块进行帧内预测的参考样本。
滤波器单元860对重构后的块之间的边界进行去块滤波以便去除由逐块编码引起的块效应，并且将去块滤波后的块存储在存储器870中。当重构一个图片中的所有块时，重构后的图片被用作对待解码的后续图片中的块进行帧间预测的参考图片。
本公开的技术总体上涉及发信号通知表示QTBT块分离结构的分离信息的技术以及用于根据分离信息确定块分区的技术，QTBT块分离结构不仅允许矩形块而且允许三角形或凹-凸块。本公开的技术的一方面可以由图5中例示的视频编码设备的编码器550和/或图8中例示的视频解码设备的解码器810来执行。在其它示例中，视频编码设备和/或视频解码设备的一个或更多个其它单元可以附加地或另选地负责执行本公开的技术。可以使用QTBT块分区将CTU分成CU。即，QTBT的根节点可以是CTU，并且QTBT的叶节点可以是CU。
在QTBT结构中，可以首先根据QT结构分离作为根节点的CTU。视频编码设备使用QT分离标志QT_split_flag来发信号通知是否根据QT结构来分离QTBT的根节点。如表1中所示，QT_split_flag＝0指示根节点不是QT-split，并且QT_split_flag＝1指示根节点被分离成相同大小的四个块。
[表1]
QT分离标志 值
不分离 0
分离 1
可以递归地反复每个节点的QT分离。可以对未经历QT分离的块(即，QT的叶节点)执行BT分离。在本公开中提出的BT分离可以具有多种分离类型。例如，在一些示例中，可以使用将节点的块分离成相同大小的两个矩形的矩形分离类型。在一些其它示例中，可以在BT分离中附加地使用将节点的块分离成相同大小的两个三角形的三角形分离类型。在其它示例中，可以使用将给定块分离成凹块和凸块的凹-凸分离类型。
下文中，将描述与BT分离中允许的分离类型以及发信号通知分离类型的方法相关的一些实施方式。
第一实施方式(BT分离-矩形分离和三角形分离的组合)
图9是根据本发明的实施方式的BT分离中允许的分离分区的概念图。
在该实施方式中，矩形分离和三角形分离被用于BT分离。矩形分离是将给定(正方形或矩形)块分离成相同大小的两个矩形，三角形分离是将给定(正方形或矩形)块分离成相同大小的两个三角形。图9的(a)和图9的(b)是两种类型的矩形分离的示例，并且图9的(c)和图9的(d)是两种类型的三角形分离的示例。矩形分离根据分离方向被分成水平分离和垂直分离，并且三角形分离根据分离方向被分成下-右分离和上-右分离。因此，在该实施方式中，根据形状和方向将BT分离分成四种类型。
尽管图9例示了将正方形块划分成两个矩形或两个三角形的情况，但是应该注意，矩形块可以被划分成两个矩形或两个三角形。因此，矩形块可以被进一步划分成两个矩形或两个三角形。另一方面，三角形块不被进一步分离。
图10是例示向图9中例示的四种BT分离类型分配比特的方法的示例的树形图。
参照图10，指派1比特来指示是否选择BT分离。当选择BT分离时，附加地分配用于指示BT分离的类型(即，是选择三角形分离还是选择矩形分离)的1比特以及用于指示分离方向的1比特。因此，可以用3比特表示给定块的BT分离类型。
表2总结了指派给每种BT分离类型的比特。如表2中所示，BT分离标志的第一bin指示块是否经历BT分离，第二bin指示BT分离的类型(即，分离是矩形分离还是三角形分离)，第三bin指示BT分离的分离方向(即，矩形分离的方向或三角形分离的方向)。
[表2]
BT分离标志 值
不分离 0
分离矩形(水平) 100
分离矩形(垂直) 101
分离三角形(下-右) 110
分离三角形(上-右) 111
图11a是根据本发明的实施方式的示例性QTBT分离结构的概念图，并且图11b是例示树结构中的图11a的QTBT分离结构的表示的图。在图11b中，黑圆圈指示QTBT分离结构的叶节点，白圆圈指示经历QT分离或BT分离的节点。另外，在每个节点上标记的比特是指基于表1和表2的QT分离标志和BT分离标志。在指派给每个节点的比特当中，加下划线的比特是QT分离标志，而其余的比特是BT分离标志。注意的是，在图11b中，比特“0”未被指派给被指派斜体“110”和“110”的节点中的子节点。如上所述，三角形块与未被进一步分离的叶节点对应。因此，当给定节点经历三角形分离时，不必发信号通知给定节点的子节点不进一步经历BT分离。
另选地，当块被分离成三角形块时，三角形块可以具有子节点。在这种情况下，子节点可以是通过将其父节点二等分而获得的三角形块。针对作为父节点的两个三角形块中的每一个，独立地确定三角形分离。如果不执行分离，则可以将对应的分离标志设置为“0”，并且如果执行分离，则可以将对应的分离标志设置为“1”。
第二实施方式(BT分离-矩形分离和凹-凸分离的组合)
在该实施方式中，图4中例示的凹-凸分区用于BT分离。根据分离方向(即，根据凸块相对于凹块的相对位置)将凹-凸分区分为四种类型。
图12是例示向图4中例示的凹-凸分离类型分配比特的方法的示例的树形图。参照图12，分配1比特来指示是否选择BT分离。当选择BT分离时，进一步分配2比特来指示所选择的凹-凸分离的类型。在表3中总结了指派给各个分离图案的比特。如表3中所示，BT分离标志的第一bin指示块是否经历BT分离，第二bin和第三bin指示所应用的凹-凸分离的类型。
[表3]
BT分离标志 值
不分离 0
分离矩形(水平) 100
下分离类型 101
左分离类型 110
右分离类型 111
在该实施方式中，一旦正方形(或矩形)块按凹-凸形状分离，分离块就不按BT结构进一步划分。因此，不必发信号通知BT分离节点的凹-凸子节点的BT分离标志。
第三实施方式(使得能够针对PU进行三角形分离)
在该实施方式中提出的技术中，图9的(a)和图9的(b)中例示的矩形分离被用于确定编码单元(CU)的CTU的QTBT分离结构中的BT分离，并且图9的(c)和图9的(d)中例示的三角形分离被用于确定预测单元(PU)的CU的分离。即，虽然第一实施方式使得能够进行三角形CU，但是该实施方式使得能够进行三角形PU。这里，三角形PU可以被描述为用于预测对应CU的分区模式。
图13是例示使得能够进行矩形分离的BT分离的比特分配方法的示例的树形图。参照图13，指派1比特来指示是否选择BT分离。当选择BT分离时，附加地指派1比特来指示BT分离的方向(即，矩形分离的方向)。因此，可以用2比特表示给定块的BT分离类型。表4总结了指派给每种类型的BT分离的比特。如表4中所示，BT分离标志的第一bin指示块是否经历BT分离，并且第二bin指示BT分离的分离方向(即，矩形分离的方向)。
[表4]
BT分离标志 值
不分离 0
水平分离 10
垂直分离 11
图14a是根据本发明的实施方式的示例性CU分区和PU分区的概念图，并且图14b是例示图14a的CU分区的树形图。在图14a中，实线指示QTBT分离结构中的CU分离，并且虚线指示PU分离。在图14b中，黑圆圈指示QTBT分离结构的叶节点，并且白圆圈指示经历QT分离或BT分离的节点。另外，在每个节点上标记的比特是指基于表1的QT分离标志和基于表4的BT分离标志。
一旦确定了CU分区，视频编码设备应该发信号通知关于对应CU的PU分区信息(或模式类型)。针对与图14b中的叶节点对应的所有CU执行发信号通知模式类型。可以如表5中所示地指示关于一个CU的模式类型的信息。
[表5]
BT分离标志 值
四边形 0
三角形(下-右) 10
三角形(上-右) 11
图15是例示用于对视频进行编码的视频编码设备的示例性操作的流程图。
在图15的示例中，视频编码设备确定用于对视频数据的块进行编码的QTBT分离结构(S1510)。QTBT块分区结构是二叉树根植于四叉树的叶节点的结构。在一些示例中，二叉树由其中父节点被分离成两个子节点的多种分离类型限定。分离类型可以包括三角形分离类型和矩形分离类型。在二叉树中，通过根据三角形分离类型进行分离而生成的节点不被进一步分离。在二叉树中，通过根据矩形分离类型进行分离而生成的节点被允许进一步分离成两个子节点。在一些其它示例中，四叉树的叶节点被允许分离成两个子节点，并且这两个子节点可以是凹块和凸块。在这种情况下，子节点可以不被进一步分离。
视频编码设备基于所确定的QTBT分离结构来生成包括视频数据的块和表示所确定的QTBT分离结构的分离信息的编码比特流(S1520)。
图16是例示用于对视频进行解码的视频解码设备的示例性操作的流程图。
在图16的示例中，视频解码设备接收包括经编码的视频数据的块和与视频数据的块相关的分离信息的比特流(S1610)。
视频解码设备使用分离信息来确定视频数据的块的QTBT分离结构(S1620)。QTBT分离结构是二叉树根植于四叉树的叶节点的结构。在一些示例中，二叉树由其中父节点被分离成两个子节点的多种分离类型限定。分离类型可以包括三角形分离类型和矩形分离类型。在二叉树中，通过根据三角形分离类型进行分离而生成的节点不被进一步分离。在二叉树中，通过根据矩形分离类型进行分离而生成的节点被允许进一步分离成两个子节点。在一些其它示例中，四叉树的叶节点被允许分离成两个子节点，并且这两个子节点可以是凹块和凸块。在这种情况下，子节点可以不被进一步分离。
视频解码设备以分别与QTBT的叶节点对应的块为单位对经编码的视频数据的块进行解码(S1630)。
图17是示出用于对视频进行解码的视频解码设备的另一示例性操作的流程图。
在图17的示例中，视频解码设备接收包括经编码的视频数据的编码树单元(CTU)和与视频数据的CTU相关的分离信息的比特流(S1710)。
视频解码设备使用分离信息来确定CTU的QTBT分离结构(S1720)。这里，QTBT分离结构是二叉树根植于四叉树的叶节点的结构。在二叉树中，给定块被分离成相同大小的两个矩形。通过根据矩形分离类型进行分离而生成的节点被允许进一步分离成两个子节点。因此，QTBT的叶节点(即，CU)可以具有正方形或矩形形状。
视频解码设备使用模式类型信息来确定QTBT的每个叶节点的预测分区模式(S1730)。预测分区模式允许QTBT的叶节点通过被分离成相同大小的两个三角形而被预测。因此，PU可以具有正方形、矩形或三角形形状。
视频解码设备根据用于QTBT的每个叶节点的预测分区模式对经编码的视频数据的块进行解码(S1740)。
虽然已经出于例示目的描述了示例性实施方式，但是本领域技术人员应该领会的是，能够在不脱离实施方式的构思和范围的情况下进行各种修改和改变。为了简明扼要，已经描述了示例性实施方式。因此，普通技术人员将理解，实施方式的范围不由以上明确描述的实施方式限制，而是包括在权利要求及其等同物中。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年1月9日在韩国提交的专利申请No.10-2017-0003156以及于2018年1月4日在韩国提交的专利申请No.10-2018-0001062的优先权，这两个专利申请的全部内容以引用方式并入本文中。

Claims (9)

1.一种用于对视频数据进行解码的方法，该方法包括以下步骤：
接收包括经编码的视频数据的块和与所述视频数据的块相关的分离信息的比特流；
使用所述分离信息来确定所述视频数据的块的分离结构，所述分离结构包括四叉树和二叉树，其中，所述分离结构被配置为使得所述二叉树根植于所述四叉树的叶节点，其中，由用于将父节点分离成两个子节点的分离类型来限定所述二叉树，所述分离类型包括三角形分离类型和矩形分离类型，所述分离结构的叶节点是编码单元；
提取预测类型信息，所述预测类型信息指示所述分离结构的所述叶节点是被帧内预测还是被帧间预测；以及
通过基于所述预测类型信息对所述叶节点进行预测来对所述分离结构的所述叶节点进行解码。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述二叉树中，根据所述三角形分离类型分离的节点的子节点不被进一步分离。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述二叉树中，根据所述矩形分离类型分离的节点的子节点被允许分离成两个子节点。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，根据分离方向将所述三角形分离类型分为下-右分离类型和上-右分离类型。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，根据分离方向将所述矩形分离类型分为水平分离类型和垂直分离类型。
6.一种用于对视频数据进行解码的设备，该设备包括：
存储器；以及
一个或更多个处理器，
其中，所述一个或更多个处理器被配置为：
接收包括经编码的视频数据的块和与所述视频数据的块相关的分离信息的比特流；
使用所述分离信息来确定所述视频数据的块的分离结构，所述分离结构包括四叉树和二叉树，其中，所述分离结构被配置为使得所述二叉树根植于所述四叉树的叶节点，其中，由用于将父节点分离成两个子节点的分离类型来限定所述二叉树，所述分离类型包括三角形分离类型和矩形分离类型，所述分离结构的叶节点是编码单元；
提取预测类型信息，所述预测类型信息指示所述分离结构的所述叶节点是被帧内预测还是被帧间预测；以及
通过基于所述预测类型信息对所述叶节点进行预测来对所述分离结构的所述叶节点进行解码。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，在所述二叉树中，根据所述三角形分离类型分离的节点的子节点不被进一步分离。
8.根据权利要求6所述的设备，其中，在所述二叉树中，根据所述矩形分离类型分离的节点的子节点被允许分离成两个子节点。
9.一种用于对视频数据进行解码的方法，该方法包括以下步骤：
接收包括经编码的视频数据的块和与所述视频数据的块相关的分离信息的比特流；
使用所述分离信息来确定所述视频数据的块的分离结构，所述分离结构包括四叉树和二叉树，其中，所述分离结构被配置为使得所述二叉树根植于所述四叉树的叶节点，其中，由用于将父节点分离成两个子节点的分离类型来限定所述二叉树，所述分离类型包括矩形分离类型和凹-凸分离类型，在所述凹-凸分离类型中所述四叉树的叶节点被允许分离成两个子节点，所述两个子节点是凹块和凸块，所述分离结构的叶节点是编码单元；
提取预测类型信息，所述预测类型信息指示所述分离结构的所述叶节点是被帧内预测还是被帧间预测；以及
通过基于所述预测类型信息对所述叶节点进行预测来对所述分离结构的所述叶节点进行解码。
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