CN110832863A - 用于处理视频序列帧的编码器、解码器、计算机程序和计算机程序产品 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于对视频序列帧进行编码的编码器和对应的解码器。所述编码器包括分割单元和熵编码单元，其中，所述分割单元用于：接收所述帧的当前块；获取包括代表一条或者多条候选GP线的线信息的模板列表；确定把所述当前块分割成两段的最终GP线；从一条或者多条GP线的所述模板列表中选择GP线，以获取选定GP线；为所述当前块生成GP参数。所述几何分割参数包括指示所述最终GP线和所述选定GP线之间偏移量的偏移信息；所述熵编码单元用于对所述GP参数进行编码。

Description

用于处理视频序列帧的编码器、解码器、计算机程序和计算机 程序产品
技术领域
本发明涉及用于处理视频序列帧的编码器和解码器。所述编码器和解码器尤其为处理视频序列块而设计。
背景技术
大多数视频编码技术使用预测加残差编码来为视频图像建模。在分割基础上，对每一帧进行预测。即每一帧都被分割成块，然后每块被分割成两段、三段或者四段。例如，四叉树分割把一块分成四部分。
如图1所示，可以用不同的方式分割块。在图1中，运动前景目标和运动背景的简单场景变得可视。HEVC的四叉树PU分割，以及相关的四叉树-二叉树分割法是矩形块分割的代表。通过使用直线将块分成两段(也称为楔形)来实现几何分割。
在几何运动分割的情况下，每块的分割边信息包括线参数，这些线参数指定所述块如何被切分成两段。这样的线参数可以由两个坐标对、角和与块中心的距离或者其它具体说明，这增加了编码器和解码器的译码工作量。
发明内容
鉴于上述问题和缺点，本发明旨在改进传统的方法。本发明的一个目标是提供编码器、解码器和编码器的编码方法、解码器的解码方法，这些可以减少与在视频帧的块中的分割结构相关的通过信号发送的边信息。
本发明的实施例在所附的独立权利要求中定义。本发明的更多实施例在从属权利要求中定义。尤其，本发明提出了分割单元和对应的分割方法。
本发明的第一方面提供了对视频序列帧进行编码的编码器。所述编码器包括分割单元和熵编码单元，其中，所述分割单元用于接收所述帧的当前块，获取包括代表一条或者多条候选几何分割GP线的线信息的模板列表，确定把所述当前块分割成两段的最终GP线，从一条或者多条GP线的所述模板列表中选择GP线，以获取选定GP线；为所述当前块生成GP参数，其中，所述GP参数包括指示所述最终GP线和所述选定GP线之间偏移量的偏移信息。所述熵编码单元用于对所述GP参数进行编码。几何分割的缩写可以是GP或者本发明中的GP，这两种缩写可以相互替代。
通过使用所述偏移信息，本发明将与所述分割结构相关的所述通过信号发送的边信息减少到最小限度。另外，通过使用所述模板列表，即使邻块未被分割，都可以生成候选GP线。
根据所述第一方面，在所述编码器的第一种实现方式中，对于所述一条或者多条候选GP线的每条候选GP线，所述模板列表包括候选GP线特定线信息，该特定线信息可能包括任何以下信息：
(1)指示所述一条或者多条候选GP线的所述各自候选GP线的起始点的坐标(x，y)和指示终止点的坐标；
(2)所述一条或者多条候选GP线的所述各自候选GP线与模板块的中心之间的距离，以及所述一条或者多条候选GP线的所述各自候选GP线的角。
上面的信息(1)是基于硬件友好型整数的实现方式，因为交点的坐标是整数值，硬件实现方式总是偏好整数操作。
根据所述第一方面的所述第一种实现方式，在所述编码器的第二种实现方式中，所述最终GP线和所述选定GP线之间的所述偏移量包括所述选定GP线的所述起始点和所述最终GP线的起始点之间的偏移量，以及所述选定GP线的所述终止点和所述最终GP线的终止点之间的偏移量。
根据所述第一方面的任何实现方式，在所述编码器的第三种实现方式中，所述模板列表包括两条或者两条以上的候选GP线，所述候选GP线特定线信息还包括每条所述候选GP线的索引，所述几何分割参数还包括所述选定GP线的索引。
根据所述第一方面的任何实现方式，在所述编码器的第四种实现方式中，所述模板列表包括两条或者两条以上的候选GP线，
所述分割单元用于从所述模板列表中选择与所述最终GP线最接近的所述候选GP线，作为所述选定GP线；或者
所述分割单元用于从所述模板列表中选择所述候选GP线，以尽可能降低率失真。
根据所述第一方面的任何实现方式，在所述编码器的第五种实现方式中，所述分割单元用于通过以下方式确定所述最终GP线：
从所述模板列表中选择候选GP线，作为初始GP线；
重复修改所述选定初始GP线，以获取已修改GP线，为所述已修改GP线计算率失真代价，如果所述已修改GP线的所述率失真代价在阈值以下或者与阈值相等，选择所述已修改GP线作为所述最终GP线；和/或
重复修改所述选定初始GP线，以获取多条已修改GP线，为所述多条已修改GP线的每条已修改GP线计算率失真代价，并选择最小率失真代价的所述已修改GP线。
根据所述第一方面的任何实现方式，在所述编码器的第六种实现方式中，所述偏移信息包括步长和量化偏移值，其中，所述最终GP线和所述选定GP线之间的偏移量对应于所述步长和所述量化偏移值的乘积。
通过使用所述步长和所述量化偏移值，进一步使与所述分割结构相关的所述通过信号发送的边信息降到最低。
本发明的另一方面提供了对视频序列帧进行编码的编码方法。所述编码方法包括：接收所述帧的当前块，获取包括代表一条或者多条候选几何分割GP线的线信息的模板列表，确定把所述当前块分割为两段的最终GP线，从一条或者多条GP线的所述模板列表中选择GP线，以获取选定GP线；为所述当前块生成GP参数，其中，所述GP参数包括指示所述最终GP线和所述选定GP线之间偏移量的偏移信息，以及编码所述GP参数。
该另一方面的所述编码方法的实现方式的特征对应于所述第一方面的所述编码器的所述各自实现方式的特征。
本发明的第二方面提供了对视频序列帧进行解码的解码器。所述解码器包括熵解码单元和分割单元，其中：
所述熵解码单元用于对所述当前块的已编码几何分割参数进行解码；
所述分割单元用于获取包括代表一条或者多条候选几何分割GP线的线信息的模板列表，从所述一条或者多条GP线的所述模板列表中选择GP线，以获取选定GP线，基于所述已解码几何分割参数和所述选定GP线，获取把所述当前块分割为两段的所述最终GP线，其中，所述几何分割参数包括指示所述最终GP线和所述选定GP线之间偏移量的偏移信息。
通过使用所述偏移信息，本发明将与所述分割结构相关的所述通过信号发送的边信息减少到最小限度。另外，通过使用所述模板列表，即使所述邻块未被分割，都可以生成候选GP线。
根据所述第二方面的第一种实现方式，在所述解码器的第一种实现方式中，对于所述一条或者多条候选GP线的每条候选GP线，所述模板列表包括可能包括任何以下信息的候选GP线特定线信息：
(1)指示所述一条或者多条候选GP线的每条所述各自候选GP线的起始点的坐标(x，y)和指示终止点的坐标；
(2)所述一条或者多条候选GP线的所述各自候选GP线与模板块的中心之间的距离，以及所述一条或者多条候选GP线的所述各自候选GP线的角。
上面的信息(1)是基于硬件友好型整数的实现方式，因为交点的坐标是整数值，硬件实现方式总是偏好整数操作。
根据所述第二方面的所述第一种实现方式，在所述解码器的第二种实现方式中，所述最终GP线和所述选定GP线之间的所述偏移量包括所述选定GP线的所述起始点和所述最终GP线的起始点之间的偏移量，以及所述选定GP线的所述终止点和所述最终GP线的终止点之间的偏移量。
根据所述第二方面的任何实现方式，在所述解码器的第三种实现方式中，所述模板列表包括两条或者两条以上的候选GP线，所述候选GP线特定线信息还包括每条所述候选GP线的索引，所述几何分割参数还包括所述选定GP线的索引。
根据所述第二方面的所述第三种实现方式，在所述解码器的第四种实现方式中，所述分割/预测单元用于根据所述选定GP线的已解码索引，从所述模板中选择所述候选GP线。
根据所述第二方面的任何实现方式，在所述解码器的第五种实现方式中，所述偏移信息包括步长和量化偏移值，其中，所述最终GP线和所述选定GP线之间的偏移量基于所述步长和所述量化偏移值的乘积确定。
通过使用所述步长和所述量化偏移值，进一步使与所述分割结构相关的所述通过信号发送的边信息降到最低。
本发明的另一方面提供了对视频序列帧进行解码的解码方法。所述解码方法包括：为所述当前块的已编码几何分割参数进行解码；获取包括代表一条或者多条候选几何分割GP线的线信息的模板列表，从所述一条或者多条GP线的所述模板列表中选择GP线，以获取选定GP线，基于所述已解码几何分割参数和所述选定GP线，获取把所述当前块分割为两段的所述最终GP线，其中，所述几何分割参数包括指示所述最终GP线和所述选定GP线之间偏移量的偏移信息。
该另一方面的所述解码方法的实现方式的特征对应于所述第二方面的所述解码器的所述各自的实现方式的特征。
附图说明
结合所附附图，下面具体实施例的描述将阐述上述本发明的各方面及其实现方式，其中：
图1示出了传统分割方法的示例；
图2示出了本发明实施例提供的编码器；
图3a示出了进行帧间预测的所述编码器的所述分割单元的框图；
图3b示出了进行帧内预测的所述编码器的所述分割单元的框图；
图4示出了本发明实施例提供的模板列表；
图5示出了本发明实施例提供的解码器；
图6a示出了进行帧间预测的所述解码器的所述分割单元的框图；
图6b示出了进行帧内预测的所述解码器的所述分割单元的框图；
图7示出了对包括在GP参数中的标志进行解码的过程。
具体实施方式
结合各个附图描述了使用帧内预测编码对图像进行编码的装置、方法和程序产品的示例性实施例。尽管该描述提供了可能实现方式的详细示例，但需要说明的是，这些详细信息旨在提供示例，绝不意在限制本申请的范围。
在一个实施例/示例中提到的术语适用于其它实施例/示例。一个特定的实施例/示例可能引用不同的实施例/示例。
本发明与用于处理视频序列帧的编码器、解码器、计算机程序和计算机程序产品相关。
实施例1：编码器
图2示出了对视频序列帧进行编码的编码器的示例。图2中，通过分割单元(例如分割器)200生成用于运动估计和运动补偿的所述几何块分割。
所述分割单元200连接到所述运动估计单元202和运动补偿单元201，以进行帧间预测，连接到所述帧内估计/预测单元203，以进行帧内预测。因为GP分割和运动/帧内估计可以被认为是耦合优化问题，且GP分割和运动/帧内估计通常以迭代方式执行，所以分割单元200和运动/帧内估计之间的信息可能双向流动。
在示例中，所述分割单元200也可能执行原始输入图像分析，以获取增强编码器性能的初始分割。使用这个块分割，执行逐段运动估计或者帧内估计，并计算率失真代价。执行分割改进步骤，接着执行另一个运动估计或者运动估计改进或者帧内估计步骤。这个迭代过程可能持续固定的周期数，或者直到满足特定的率失真阈值为止。
图3a示出了帧间预测的所述分割单元200的框图。图3b示出了进行帧内预测的所述分割单元200的框图。所述分割单元200的各方面由虚线包围。所述分割单元200的输入是当前重构图像以及与重构图像有关的所有边信息，例如帧内预测模式，运动向量和邻块的分割信息。
本发明的主要方面涉及在图3a和图3b中示例性示出的所述分割单元200，以及由所述分割单元200生成的所述GP参数的熵编码。
相应地，本发明的所述编码器可能主要包括分割单元和熵编码单元。所述分割单元用于生成当前块的GP(几何分割)参数，而所述熵编码单元用于对所述GP参数进行编码。
为了生成所述GP参数，所述分割单元用来执行下面的步骤301至306。
步骤301：接收所述帧的当前块。
步骤302：获取包括代表一条或者多条候选几何分割GP线的线信息的模板列表。
所述列表可能以不同的形式或者格式呈现，例如表格、信息序列等。
所述分割单元可通过生成所述列表或者从所述列表的本地存储中(内部或者外部)读取所述列表来获取所述列表。
所述模板列表包括两条或者两条以上的候选GP线。所述分割单元可能用于从所述模板列表中选择最接近所述最终GP线的所述候选GP线，作为所述选定GP线。所述分割单元可能也用于从所述模板列表中选择所述候选GP线，以尽可能降低率失真。
基于模板块和所述模板块边界上排列的起始点和终止点，生成每条候选GP线。所述模板块的大小与所述模板列表相关联。所述模板块的大小可能与所述当前块的大小相同或不同。所述候选GP线的数量可以是固定的，或者取决于所述当前块的大小。
所述编码器可生成并储存对应于具有不同大小的不同模板块的不同模板列表。当处理当前块时，所述分割单元使用基于模板块生成的模板列表，模板块的大小与所述当前块的大小相同。例如，所述分割单元可用于确定所述当前块的大小，并选择与所述当前块大小相关联的模板列表。
模板列表上的每条候选GP线可能都有线索引。对于每个模板列表，可预先设置线索引(例如模板索引GP_TemplateIdx)和两个(x，y)坐标对(xs，ys)、(xe，ye)之间的唯一映射，其中，所述坐标对指定将被用来切分所述当前块为两段的直线GP线。这在图4中给出了示例，图4中，每条虚线指定模板GP线，示出了总共八个不同的模板或者八条模板GP线。
表1中给出了图4中模板的示例性映射，表1中，所述分割线的坐标取决于所述块的大小B。所述映射对于序列的所有图像可能是固定的，或者可能是可配置的。新映射表可能通过信号发送到所述解码器上，或者可能基于GP_TemplateIdx在已经编码的块中的概率生成。
GP_TemplateIdx (xs，ys) (xe，ye)
0 (0，0) (B，B)
1 (B，0) (0，B)
2 (0，B/2) (B，B/2)
3 (B/2，0) (B/2，B)
4 (0，B/4) (B，B/4)
5 (0，3B/4) (B，3B/4)
R6 (B/4，0) (B/4，B)
7 (3B/4，0) (3B/4，B)
...
表1：所述模板索引映射到所述几何分割线的各自坐标对的映射列表
作为所述可能模板的另一示例，可以使用分别位于大小为B的给定块的两个边界上的任何两个不同点，以形成一条直线，这条直线分割所述给定块，可以当作一个模板使用。即候选GP线可能是斜线，而不是水平线或者垂直线。所以，模板列表可包括斜线、水平线、垂直线中任意一个或任意组合。如果所述候选GP线的数量很多，对所述模板索引进行译码(编码或解码)的代价会增加。
当包括斜线时，上面的表1包括所述斜线的映射。
例如：
GP_TemplateIdx (xs，ys) (xe，ye)
... ... ...
i (0，B/4) (B，1B/2)
... ... ...
步骤303：确定分割所述当前块为两段的最终GP线。
所述分割单元可用于通过执行子步骤303a至303b来确定所述最终GP线。
303a：从所述模板列表中选择(例如随机选择)候选GP线，作为初始GP线。
303b：重复修改所述选定初始GP线，以获取已修改GP线，为所述已修改GP线计算率失真代价，如果所述已修改GP线的所述率失真代价在阈值以下或者与阈值相等，选择所述已修改GP线作为所述最终GP线。
可选地，所述分割单元也可用于通过执行上面的子步骤303a和之后的子步骤303c至303d确定所述最终GP线。
303c：重复修改所述选定初始GP线，以获取多条已修改GP线，并为所述多条已修改GP线的每条已修改GP线计算率失真代价。
303d：选择最小率失真代价的所述已修改GP线。
可选地，所述分割单元用于通过执行对所述当前块的原始纹理分析(即基于视频的内容)，获取所述最终GP。
步骤303可在步骤302之前或者之后执行。
步骤304：从一条或者多条GP线的所述模板列表中选择GP线，以获取选定GP线。
如在前面提到的步骤302中所提到的，所述模板列表可能涉及一条或者多条候选GP线。
如果所述列表包括两条或者两条以上候选GP线，所述分割单元用于以不同方式从所述列表中选择所述候选GP线。例如，所述分割单元可选择最接近所述最终GP线的GP线，作为所述选定GP线。又例如，所述分割单元可从所述列表中选择所述候选GP线，作为所述选定GP线，以使得率失真降到最小限度。
步骤305：为所述当前块生成GP参数，其中，所述GP参数包括指示所述最终GP线和所述选定GP线之间偏移量的偏移信息。
所述GP参数包括指示所述最终GP线和所述选定GP线之间偏移量的偏移信息。
所述GP参数还可包括所述选定GP线的信息。例如，如果所述模板列表包括两条或者两条以上候选GP线，所述候选GP线特定线信息还包括每条所述候选GP线的唯一线索引，相应地，所述选定GP线的信息包括所述选定GP线的线索引。
所述偏移信息包括步长和量化偏移值，其中，所述最终GP线和所述选定GP线之间的偏移量对应于所述步长和所述量化偏移值的乘积。该方案进一步使得与分割结构相关的通过信号发送的边信息减少到最小限度。可替代地，所述偏移信息可以被直接编码，无需所述步长和所述量化偏移量。
例如，在所述列表上的候选GP线可由两个坐标对(xp，yp)＝{(xs，ys)，(xe，ye)}表示，这两个坐标对指定所述GP线的所述起始点和终止点。为了进一步改进所述GP预测，两个偏移值Δ＝{Δs，Δe}可应用到所述起始点和终止点，以与最终GP分割线(xf，yf)＝{(xs，f，ys，f)，(xe，f，ye，f)}相接。每个偏移值Δ都是有符号整数，其中，所述符号确定方向，所述值确定与量化相乘的像素/样本的数量和移动所述各自预测点的块大小B附属步长kQP。在所述步长kQP未固定的情况下，可以对步长kQP进行编码并把步长kQP从编码器传输到解码器上。所述最终GP分割线(xf，yf)以及每个偏移值Δ都由下面的方程式(1)到(3)表示。
Figure BDA0002346959840000071
Figure BDA0002346959840000072
Figure BDA0002346959840000073
参数v1和v2可用于控制偏移调整的方向。v1和v2都在方程式中被使用。如下面示例性表1所示，v1和v2的值可取决于(xp，yp)和Δ的值。
x<sub>p</sub> y<sub>p</sub> Δ v<sub>1</sub> v<sub>2</sub>
0 0 ＞0 1 0
0 0 ＜0 0 1
0＜x<sub>P</sub>＜B 0 -- 1 0
B 0 ＞0 0 1
B 0 ＜0 1 0
B 0＜y<sub>p</sub>＜B -- 0 1
B B ＞0 1 0
B B ＜0 0 1
0＜x<sub>p</sub>＜B B -- 1 0
0 B ＞0 0 1
0 B ＜0 1 0
0 0＜y<sub>p</sub>＜B -- 0 1
表1：块边界的参数化
如所提到的，所述步长kQP可取决于所述块大小和所述量化参数。对于大块或者高量化参数，可使用大kQP值。对于小块或者低量化参数，可使用小kQP值。作为示例，在128x128块情况下，kQP可以是4，在64x64块情况下，kQP可以是2，在不大于64x64的块情况下，kQP可以是1。另外，kQP可以根据初始分割线的角进行适配。作为一个例子，所述模板块的所述分割可以被当作初始分割线使用。
如果初始分割角度小，那么偏向小的kQP值。如果初始分割是条陡线，那么偏向大的kQP值。
步骤306：通过使用所述最终GP线参数生成二进制模式。
鉴于本发明的目的，步骤306是可选的。所述二进制模式根据所述像素/样本位于分割线的哪一侧来对每个像素/样本加标签。为了确定代表给定两个点的所述直线的最接近表示形式的所述光栅化点，可运用著名的布雷森汉姆直线算法。
在所述编码器侧，确定所述偏移值Δ＝{Δs，Δe}再一次受限于率失真优化过程。通常，选择迭代方法，该迭代方法由使用所述GP模式和所述GP偏移量变化的运动估计的连续步骤组成，一直使用迭代方法，直到率失真标准被减少到最小限度。
作为示例，将给定块的每个像素/样本分配到特定段的二进制掩码/模式M(x，y)可以使用下面的方程式(7)-(8)推导得到：
Figure BDA0002346959840000081
Figure BDA0002346959840000082
在方程式(7)-(8)中，(xs，ys)和(xe，ye)是所述分割线的所述起始点和终止点。
在上面的步骤302中，对于所述一条或者多条候选GP线中的每一条候选GP线，所述列表可包括可能以下列(i)或者(ii)形式呈现的候选GP线特定线信息：
(i)所述候选GP线特定线信息包括指示所述一条或者多条候选GP线的各自候选GP线的起始点的坐标(x，y)和指示终止点的坐标。
所述起始点和终止点是位于所述当前块边界上的两个截断点。所述最终GP线和所述选定GP线之间的所述偏移量包括所述选定GP线的所述起始点和所述最终GP线的起始点之间的偏移量，以及所述选定GP线的所述终止点和所述最终GP线的终止点之间的偏移量。
因为使用边界截断值(例如可能是使用编码块的左上角的点作为原点坐标(0，0)的所述两个截断点的相对坐标值)对GP参数进行编码，所以可以实现基于硬件友好型整数的实现方式，而不像使用角和距离对的GP方法。所述交点的坐标是整数值。整数的运算对于硬件实现方式是有好处的。
(ii)所述候选GP线特定线信息包括半径ρ或所述一条或者多条候选GP线的所述各自候选GP线和所述当前块中心之间的距离(即半径的长度)，以及所述一条或者多条候选GP线的所述各自的候选GP线的角θ。
所述半径和所述角这两个参数可通过以下方程式为所述分割建模：
f(x，y)＝x cosθ+y sinθ-ρ
所述半径与所述一条或者多条候选GP线的所述各自候选GP线垂直/正交。所述角可以是所述候选GP线和所述当前块的轴(水平的或者垂直的)之间的角，或者所述半径和所述当前块的轴之间的角。
除了基于模板块生成的所述列表，可能还涉及空间列表。例如，所述空间列表可包括基于所述当前块的邻块的信息生成的候选GP线。相应地，步骤302至305被下面的步骤302’至305’取代，步骤302’至305’通过包括与所述空间列表相关的另外的空间列表和信息，而与步骤303至305有所区别。
302’：获取空间列表和模板列表。
所述模板列表包括代表一条或者多条候选GP线的线信息。
303’：确定分割所述当前块为两段的最终GP线。
304’：从所述空间列表和所述模板列表中选择GP线，以获取选定GP线。所述选定GP线可来自所述空间列表或者所述模板列表。
305’：为所述当前块生成GP参数，其中，所述GP参数包括指示所述最终GP线和所述选定GP线之间偏移量的偏移信息。例如，所述GP参数可包括下面的标志：
(i)GP模式信令标志
所述GP模式信令标志可以是GP_CU_Flag。对于每个帧间预测块，对GP_CU_Flag进行编码，该GP_CU_Flag明确规定对所述当前块是否使用GP。否则，如果编码解码器也支持矩形运动分割，那些分割结构通过信号发送。
如果对所述当前块使用GP，设置所述GP_CU_Flag为真，并对下面的预测模式标志进行编码。
可选地，所述GP_CU_Flag可在不同的上下文中使用上下文自适性二进制算术编码进行编码，取决于所述当前邻块的GP模式使用情况。
(ii)预测模式标志
所述预测模式标志指示所述选定GP线来自所述模板列表或者所述空间列表。所述预测模式标志可以是GP_PredictionMode_Flag。
如果所述GP_PredictionMode_Flag为假，对所述模板列表的下面的无符号线索引进行编码。
如果所述GP_PredictionMode_Flag为真，对所述空间列表的下面的线索引进行编码。
可选地，所述GP_PredictionMode_Flag也可使用CABAC进行熵编码，并根据所述邻块的信息使用不同的模型。
(iii)所述模板列表的线索引
该线索引指定使用所述模板列表上的哪个候选GP线。所述索引寻址到所述模板列表的特定表项。该索引的例子可以是GP_TemplateIdx。
可使用截断一元编码对所述列表索引进行二进制化，这在表2中示出。
列表索引 代码
0 0
1 10
2 110
3 1110
... ...
表2：所述列表索引值的截断一元编码
(iv)所述空间列表的线索引
该索引指定使用所述空间列表中的候选GP线。所述索引寻址到所述空间列表的特定表项。该索引的例子可以是图7中的GP_PredictorIdx。
(v)两个整数偏移值
这些偏移值指定如何改进所述选定GP线，以获取所述最终GP线。运动向量、运动向量差异、参考帧索引或者运动向量合并数据等运动数据在所述分割之后被编码。这些偏移值可以是GP_Offsets＝{Δs，Δe}。
对于剩余值，所述偏移值可使用大于0的标志(LZ-Flag)和符号标志(S-Flag)的组合以及截断莱斯编码和附加指数哥伦布编码的组合进行二进制化。表3中给出了这种编码方案的例子。
偏移值 LZ-Flag S-Flag 剩余代码
... ... ... ...
-2 1 1 10
-1 1 1 0
0 0 -- --
1 1 0 0
2 1 0 10
3 1 0 110
4 1 0 1110
5，6 1 0 11110{0，1}
7，...，10 1 0 111110{0，1}{0，1}
... ... ... ...
表3：几何分割线的所述偏移值的示例性编码
这里，使用大于0的标志和符号标志进行编码，并使用截断莱斯编码和指数哥伦布编码进行编码。
上下文自适性编码可用于LZ-Flag、S-Flag和作为所述截断莱斯编码一部分的码字二进制文件，而所述附加的指数哥伦布编码可在旁路模式中进行编码，意味着不对所述剩余二进制文件采用上下文自适性，并假定是等概率分布。
实施例2：解码器
图5示出了对视频序列帧进行解码的解码器示例。图5中，用分割单元(例如分割器)500生成用于运动补偿的所述几何块分割。
所述分割单元500既连接到所述运动补偿单元501进行帧间预测，又连接到所述帧内预测单元502进行帧内预测。所述分割单元500的输入是所述当前块的所述已解码GP参数和重构块，以及与重构块有关的所有边信息，例如帧内预测模式，运动向量和邻块的分割信息。
本发明的主要方面涉及所述分割单元500和对所述分割单元500生成的所述GP参数进行的所述熵解码。
相应地，本发明的所述解码器主要包括熵解码单元和分割单元。所述熵解码单元用于对当前块的已编码GP参数进行解码。所述GP参数与前面提到的编码器实施例中描述的GP参数相同(例如步骤305，步骤305’，GP模式信令标志，预测模式标志，所述模板列表的线索引，所述空间列表的线索引，两个整数偏移值)。
所述分割单元用于执行图6a至6b中的下列步骤601至603。图6a涉及帧间预测，而图6b涉及帧内预测。
步骤601：获取包括代表一条或者多条候选几何分割GP线的线信息的模板列表。所述模板列表与前面提到的编码器实施例中的列表相同(例如步骤302)。该步骤独立于所述已解码GP参数。所述分割单元可通过生成所述列表或者从所述列表的本地存储中(内部或者外部)读取所述列表来获取所述模板列表。
对每条候选GP线，所述模板列表可包括候选GP线特定线信息。例如，所述候选GP线特定线信息包括指示所述一条或者多条候选GP线的每条各自的候选GP线的起始点的坐标(x，y)和指示终止点的坐标。又例如，所述候选GP线特定线信息包括所述一条或者多条候选GP线的所述各自的候选GP线与所述当前块的中心之间的距离或者半径，以及所述一条或者多条候选GP线的所述各自的候选GP线的角。如果所述列表涉及两条或者两条以上的候选GP线，所述候选GP线特定线信息还可包括线索引。
步骤602：从所述一条或者多条GP线的所述模板列表中选择GP线，以获取选定GP线。
所述已解码GP参数还可包括所述选定GP线的信息，该信息包括以下的例子。
所述选定GP线的所述信息可以是所述选定GP线的线索引。在此情况下，在步骤601中，所述分割单元500可生成一条或者多条候选GP线，并在步骤602中，选择对应于所述已解码线索引的候选GP线，作为所述选定GP线。可以看出，在此情况下，独立于所述已解码GP参数生成所述列表。
可选地，所述GP参数不包括所述选定GP线的信息。在此情况下，所述分割单元500可在上面的步骤601中生成一条候选GP线，该候选GP线与所述编码器生成的GP线一样，把该候选GP线作为在步骤602中的所述选定GP线。即所述编码器(例如所述编码器的分割单元)和所述解码器(例如所述解码器的分割单元)两者都使用(例如生成或者从存储中读取)仅包括一条候选GP线的列表。
步骤603：基于所述已解码几何分割参数和所述选定GP线，获取把所述当前块分割为两段的所述最终GP线，其中所述几何分割参数包括指示所述最终GP线和所述选定GP线之间偏移量的偏移信息。
如上所提，所述已解码GP参数可包括偏移量。因此，所述分割单元能够通过所述选定GP线和所述偏移量获取所述最终线。例如，如果使用步长和量化对所述偏移量进行编码，基于在之前的编码器实施例中的方程式(1)至(3)获取所述最终偏移量。
所述分割单元500还可用于执行下面的步骤604。
步骤604：通过使用所述最终GP线参数生成二进制模式。
鉴于本发明的目的，步骤604是可选的.所述二进制模式与所述编码器实施例的前面提到的步骤306相同。在所述解码器侧，使用所述生成的二进制模式/掩码进行运动补偿。
除了基于之前的模板列表生成的所述列表，可能还涉及空间列表。例如，所述空间列表与前面提到的编码器实施例中的空间列表相同。相应地，步骤601至603被下面的步骤601’至603’取代，步骤601’至603’通过包括另外的空间列表以及与所述空间列表相关的信息，而与步骤601至603有所区别。
步骤601’：获取模板列表和空间列表。所述模板列表和空间列表分别包括代表一条或者多条候选GP线的线信息。
作为可替代的实现方式，每个列表可以仅包括一条候选GP线。
步骤602’：从所述空间列表和所述模板列表中选择GP线，以获取所述选定GP线。
所述分割单元可基于所述已解码GP参数选择所述GP线。例如，所述GP参数可包括所述选定GP线的线索引和一个列表(空间列表或者模板列表)的列表索引。因此，所述分割单元能够从对应于所述列表索引的所述列表中，选择对应于所述线索引的候选GP线，作为所述选定GP线。
步骤603’：基于所述已解码GP参数和所述选定GP线，获取把所述当前块分割为两段的所述最终GP线。所述几何分割参数包括指示所述最终GP线和所述选定GP线偏移量的偏移信息。
所述分割单元500还可用于执行下面的步骤604’。
步骤604’：通过使用所述最终GP线参数生成二进制模式。
在前面提到的步骤305’中描述的对所述标志进行解码的过程在图7中示出。
尽管可能主要在本发明的编码器和解码器实施例方面描述本发明实施例，本发明同样地适用于本发明的编码方法和解码方法实施例，反过来在可适用的地方依然适用。
本发明的实施例可以通过硬件、固件、软件或其任何组合来实现。例如，实施例的功能可由处理器、微控制器、数字信号处理器(digital signal processor，简称DSP)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，简称FPGA)、专用集成电路(application-specific integrated circuit，简称ASIC)等来执行。
实施例的功能可以通过存储在计算机可读介质上的程序指令来实现。所述程序指令在被执行时使得计算机、处理器等执行所述编码和/或解码方法的步骤。所述计算机可读介质可以是储存所述程序的任何介质，例如只读存储器(read only memory，简称ROM)、随机存取存储器(random access memory，简称RAM)、蓝光光碟、DVD、CD、USB(闪存)盘、硬盘、通过网络可获取的服务器存储等。
本发明实施例可在各种不同的设备上实现，包括电视机、机顶盒、PC、平板电脑、智能手机等。该功能可通过软件的方式实现，例如实现所述方法步骤的app。
换句话说，上面描述的所有过程可在并入计算机可读介质供计算机和/或处理器执行的计算机程序、软件和/或固件中实现。例如，用于对视频序列帧进行编码的编码器可包括处理器，其中，所述处理器用于执行前面编码器实施例中描述的步骤。又例如，用于对视频序列帧进行解码的解码器可包括处理器，其中，所述处理器用于执行前面解码器实施例中描述的步骤。计算机可读介质的例子包括，但是不限于，电子信号(通过有线连接和/或无线连接传输)和/或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质的例子包括，但不限于，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、寄存器、超速缓存内存、半导体存储器设备，磁性介质，例如但不限于，内置硬盘和可移动磁盘、磁光介质、和/或光介质，如CD-ROM光盘和/或数字多用光盘(digital versatile disk，简称DVD)。与软件相关的处理器可用于实现射频收发机，以在WTRU、UE、终端、基站、RNC和/或任何主机上使用。

Claims (19)

1.一种用于对视频序列帧进行编码的编码器，其特征在于，包括分割单元和熵编码单元，其中，所述分割单元用于：
接收所述帧的当前块；
获取包括代表一条或者多条候选几何分割GP线的线信息的模板列表；
确定把所述当前块分割为两段的最终GP线；
从一条或者多条GP线的所述模板列表中选择GP线，以获取选定GP线；
为所述当前块生成GP参数，其中，所述GP参数包括指示所述最终GP线和所述选定GP线之间偏移量的偏移信息；
其中，所述熵编码单元用于：
对所述几何分割参数进行编码。
2.根据权利要求1所述的编码器，其特征在于，对于所述一条或者多条候选GP线的每条候选GP线，所述模板列表包括候选GP线特定线信息，
其中，所述候选GP线特定线信息包括指示所述一条或者多条候选GP线的各自的候选GP线的起始点的坐标(x，y)和指示终止点的坐标；或者
其中，所述候选GP线特定线信息包括所述一条或者多条候选GP线的所述各自的候选GP线与模板块的中心之间的距离以及所述一条或者多条候选GP线的所述各自的候选GP线的角。
3.根据权利要求2所述的编码器，其特征在于，所述最终GP线和所述选定GP线之间的所述偏移量包括所述选定GP线的所述起始点和所述最终GP线的起始点之间的偏移量，以及所述选定GP线的所述终止点和所述最终GP线的终止点之间的偏移量。
4.根据权利要求2和3中任一项所述的编码器，其特征在于，所述模板列表包括两条或者两条以上的候选GP线，所述候选GP线特定线信息还包括每条所述候选GP线的索引，所述几何分割参数还包括所述选定GP线的索引。
5.根据前面的权利要求中任一项所述的编码器，其特征在于，所述模板列表包括两条或者两条以上的候选GP线，
所述分割单元用于从所述模板列表中选择与所述最终GP线最接近的所述候选GP线，作为所述选定GP线；或者
所述分割单元用于从所述模板列表中选择所述候选GP线，以尽可能降低率失真。
6.根据前面的权利要求中任一项所述的编码器，其特征在于，所述分割单元用于通过以下方式确定所述最终GP线：
从所述模板列表中选择候选GP线，作为初始GP线；
重复修改所述选定初始GP线，以获取已修改GP线，为所述已修改GP线计算率失真代价，如果所述已修改GP线的所述率失真代价在阈值以下或者与阈值相等，选择所述已修改GP线作为所述最终GP线；和/或
重复修改所述选定初始GP线，以获取多条已修改GP线，为所述多条已修改GP线的每条已修改GP线计算率失真代价，选择最小率失真代价的所述已修改GP线。
7.根据前面的权利要求中任一项所述的编码器，其特征在于，所述偏移信息包括步长和量化偏移值，其中，所述最终GP线和所述选定GP线之间的偏移量对应于所述步长和所述量化偏移值的乘积。
8.一种用于对视频序列帧进行解码的解码器，其特征在于，包括熵解码单元和分割单元，其中：
所述熵解码单元用于对所述当前块的已编码几何分割参数进行解码；
所述分割单元用于：
获取包括代表一条或者多条候选几何分割GP线的线信息的模板列表；
从所述一条或者多条GP线的所述模板列表中选择GP线，以获取选定GP线；
基于所述已解码几何分割参数和所述选定GP线，获取把所述当前块分割为两段的所述最终GP线，其中所述几何分割参数包括指示所述最终GP线和所述选定GP线之间偏移量的偏移信息。
9.根据权利要求8所述的解码器，其特征在于，对于所述一条或者多条候选GP线中的每条候选GP线，所述模板列表包括候选GP线特定线信息，
其中，所述候选GP线特定线信息包括指示所述一条或者多条候选GP线的每条各自的候选GP线的起始点的坐标(x，y)和指示终止点的坐标；或者
其中，所述候选GP线特定线信息包括所述一条或者多条候选GP线的各自的候选GP线与模板块的中心之间的距离[半径]，以及所述一条或者多条候选GP线的所述各自的候选GP线的角。
10.根据权利要求9所述的解码器，其特征在于，所述最终GP线和所述选定GP线之间的所述偏移量包括所述选定GP线的所述起始点和所述最终GP线的起始点之间的偏移量，以及所述选定GP线的所述终止点和所述最终GP线的终止点之间的偏移量。
11.根据权利要求9中所述的解码器，其特征在于，所述模板列表包括两条或者两条以上的候选GP线，所述候选GP线特定线信息还包括每条所述候选GP线的索引，所述几何分割参数还包括所述选定GP线的索引。
12.根据权利要求11所述的解码器，其特征在于，所述分割/预测单元用于根据所述选定GP线的所述已解码索引从所述模板中选择所述候选GP线。
13.根据前面的权利要求中任一项所述的解码器，其特征在于，所述偏移信息包括步长和量化偏移值，其中，基于所述步长和所述量化偏移值的乘积，确定所述最终GP线和所述选定GP线之间的偏移量。
14.一种用于对视频序列帧进行编码的编码器，其特征在于，包括处理器，其中，所述处理器用于：
接收所述帧的当前块
获取包括代表一条或者多条候选几何块分割GP线的线信息的模板列表；
确定分割所述当前块为两段的最终GP线；
从一条或者多条GP线的所述模板列表中选择GP线，以获取选定GP线；
为所述当前块生成几何分割参数，其中，所述几何分割参数包括指示所述最终GP线和所述选定GP线之间偏移量的偏移信息；
对所述当前块和所述几何分割参数进行编码。
15.一种用于对视频序列帧进行解码的解码器，其特征在于，包括处理器，其中，所述处理器用于：
获取包括代表一条或者多条候选几何运动分割GP线的线信息的模板列表；
从所述一条或者多条GP线的所述模板列表中选择GP线，以获取选定GP线；
对所述当前块的已编码几何分割参数进行解码，其中，所述几何分割参数包括指示最终GP线和所述选定GP线之间偏移量的偏移信息；
基于所述已解码几何分割参数和所述选定GP线，获取把所述当前块分割为两段的所述最终GP线。
16.一种计算机程序，其特征在于，所述计算机程序具有程序代码装置，用于在计算机或数字信号处理器上执行所述程序时，执行权利要求1至7中任一项所述的所有步骤。
17.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品具有计算机可读介质，所述计算机可读介质具有存储的程序代码装置，用于在计算机或数字信号处理器上执行所述程序时，执行权利要求1至7中任一项所述的所有步骤。
18.一种计算机程序，其特征在于，所述计算机程序具有程序代码装置，用于在计算机或数字信号处理器上执行所述程序时，执行权利要求8至13中任一项所述的所有步骤。
19.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品具有计算机可读介质，所述计算机可读介质具有存储的程序代码装置，用于在计算机或数字信号处理器上执行所述程序时，执行权利要求8至13中任一项所述的所有步骤。
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