CN111316642B - 信令图像编码和解码划分信息的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

根据一个方面，提供了一种图像编码装置(100)，用于将图像数据块逐级划分(800)为子块；确定(802)被编码的子块属于使用非等大小划分的块；根据使用非等大小划分的块的子块的大小和使用非等大小划分的块的至少一个相邻块的划分类型，为所述使用非等大小划分的块的所述子块准备(804)相邻块列表；根据所准备的相邻块列表，推导出(806)上下文模型，所述上下文模型用于将所述使用非等大小划分的块的所述子块的划分信息编码到比特流中。

Description

信令图像编码和解码划分信息的方法和装置
技术领域
本发明涉及图像处理领域，例如，图像和/或视频编码和/或解码。
背景技术
通过诸多数字设备来实现数字视频通信和存储应用，例如，数码相机、蜂窝式无线电话、笔记本电脑、广播系统和视频会议系统。视频压缩是这些应用中最重要且最具挑战性的任务之一。视频压缩是一项复杂的任务，且受压缩效率和计算复杂度这两个相互矛盾的参数约束。诸如ITU-T H.264/AVC(高级视频编码)或ITU-T H.265/HEVC(高效视频编码)之类的视频编码标准在这些参数之间提供了良好的折衷方案。
在对视频编码时，逐级编码器会生成各种语法元素，这些语法元素会根据分配的概率模型进一步通过信令指示比特流。语法元素包含表示图像如何划分为块的数据。重要的是，熵译码器要与编码器端分配的上下文模型相同。否则，由于从比特流中解析出了错误的语法元素值，无法正确进行解析和解码。因此，上下文推导出的方法在编码器和解码器端不应有差异，并且应该在两端为相同的语法元素的输入序列提供相同的上下文模型。语法元素包含表示图像如何划分为块的数据。从图像到多个块可称之为划分。如果块大小相同，则认为划分是规则的。逐级划分包括将一个块划分成更小的子块。这些子块中的每一个都可进一步划分至最小大小。在HEVC标准中，通常将图像划分为最大编码单元(LCU)，其中每一个单元都可以进一步逐级划分。逐级划分块的编码和解析过程是一个递归过程，其中递归步骤可以用树结构的节点表示。基于树的表示中的每个节点都有其划分深度，即从该节点到树根的路径中的多个节点。
使用非等大小划分会产生大小不同的子块，因此，在多类型划分树中具有相同深度的节点可能代表不同大小的区域。因此，当进行概率建模时，划分深度未必是一个靠谱的精确标准。
发明内容
本发明的目的为使用相等和不等块划分、基于逐级树的划分方案的运动图像编码和解码过程提供有效的方案。
此目的可以通过独立权利要求的特征来实现。根据从属权利要求、具体实施方式和附图，本发明的其它实施例显而易见。
所公开的方案基于以下事实：以特定方式准备使用非等大小划分的块的子块的相邻块列表。在推导出用于划分子块的上下文模型时，根据使用非等大小划分的块的子块的大小和所述使用非等大小划分的块的至少一个相邻块的划分类型来准备所述列表。
根据第一方面，提供了一种图像编码装置，用于将图像数据块逐级划分为子块；确定被编码的子块属于使用非等大小划分的块；根据使用非等大小划分的块的所述子块的大小和使用非等大小划分的块的至少一个相邻块的划分类型，为使用非等大小划分的块的所述子块准备相邻块列表；并根据所准备的使用非等大小划分的块的相邻块列表推导出上下文模型(806)，所述上下文模型用于将使用非等大小划分的块的所述子块的划分信息编码到比特流中。
被编码的子块可能是使用非等大小划分的块的子块。因此，使用非等大小划分的块可能是使用非等大小划分的父块。所述使用非等大小划分块可能是图像数据块，也可能是对图像数据块进行划分得到的一级子块。相应地，被编码的子块可能是通过对图像数据块或图像数据块的任意子块进行划分而得到的子块。所述使用非等大小划分的块可能是矩形块。
在所述第一方面的一种实现方式中，所述使用非等大小划分的块的所述子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块和所述使用非等大小划分的块的较大子块中的一个。
在所述第一方面的另一实现方式中，所述被编码的子块是所述使用非等大小划分的块的较大子块；在所述较大子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的相邻块；从所述较大子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的较小子块。
在所述第一方面的另一实现方式中，所述处理电路用于从所述较大子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用非等大小划分的块的较小子块。
在所述第一方面的另一实现方式中，所述被编码的子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块；在所述较小子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用相等大小划分的块的结果；从所述较小子块的所述相邻块列表中省略与所述较小子块的短边相邻的相邻块，所述相邻块不能为使用非等大小划分的块的较小子块。
在所述第一方面的另一实现方式中，所述被编码的子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块；所述处理电路还用于在所述较小子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的较大子块之后的所述使用非等大小划分的块的另一较小子块；从所述较小子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的所述较大子块；从所述使用非等大小划分的块的所述较小子块的所述相邻块列表中省略与所述较小子块的短边相邻的相邻块，所述相邻块不能为使用非等大小划分的块的较小子块。
在所述第一方面的另一实现方式中，所述被编码的子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块；所述处理电路还用于在所述较小子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用非等大小划分的块的较小子块；当所述较小子块未与所述非均匀划分块的左边或顶边对齐时，省略所述非均匀划分块的较大子块；从所述较小子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用非等大小划分的块的较大子块。
在第一方面的另一种实现方式中，所述非等大小划分包括非对称划分和三叉树划分中的一种。
根据第二方面，提供了一种图像解码装置，包括处理电路，所述处理电路用于接收比特流；将图像数据块逐级划分为子块，确定被解码的子块属于使用非等大小划分的块；根据所述使用非等大小划分的块的所述子块的大小和所述使用非等大小划分的块的至少一个相邻块的划分类型，为所述使用非等大小划分的块的所述子块准备相邻块列表；根据所准备的相邻块列表，推导出上下文模型，所述上下文模型用于从所述比特流中解码所述使用非等大小划分的块的所述子块的划分信息。
在所述第一方面的一种实现方式中，所述使用非等大小划分的块的所述子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块和所述使用非等大小划分的块的较大子块中的一个。
被解码的子块可能是使用非等大小划分的块的子块。因此，使用非等大小划分的块可能是使用非等大小划分的父块。所述使用非等大小划分块可能是图像数据块，也可能是对图像数据块进行划分得到的一级子块。相应地，被解码的子块可能是通过对图像数据块或图像数据块的任意子块进行划分而得到的子块。
在所述第二方面的另一实现方式中，所述被解码的子块是所述使用非等大小划分的块的较大子块，在所述较大子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的相邻块；从所述较大子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的较小子块。
在所述第二方面的另一实现方式中，所述处理电路还用于从所述较大子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用非等大小划分的块的较小子块。
在所述第二方面的另一实现方式中，所述被解码的子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块；所述处理电路还用于在所述较小子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用相等大小划分的块的结果；从所述较小子块的所述相邻块列表中省略与所述较小子块的短边相邻的相邻块，所述相邻块不能为使用非等大小划分的块的较小子块。
在所述第二方面的另一实现方式中，所述被解码的子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块；所述处理电路还用于在所述较小子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的较大子块之后的所述使用非等大小划分的块的另一较小子块；从所述较小子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的所述较大子块；从所述使用非等大小划分的块的所述较小子块的所述相邻块列表中省略与所述较小子块的短边相邻的相邻块，所述相邻块不能为使用非等大小划分的块的较小子块。
在所述第二方面的另一实现方式中，所述被解码的子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块；所述处理电路还用于在所述较小子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用非等大小划分的块的较小子块；当所述较小子块未与所述非均匀划分块的左边或顶边对齐时，省略所述非均匀划分块的较大子块；从所述较小子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用非等大小划分的块的较大子块。
在所述第二方面的另一实现方式中，所述非等大小划分包括非对称划分和三叉树划分中的一种。
根据第三方面，提供了一种用于编码图像的方法，所述方法包括：将图像数据块逐级划分为子块，确定被编码的子块属于使用非等大小划分的块；根据所述使用非等大小划分的块的所述子块的大小和所述使用非等大小划分的块的至少一个相邻块的划分类型，为所述使用非等大小划分的块的所述子块准备相邻块列表；根据所准备的相邻块列表，推导出上下文模型，所述上下文模型用于将所述使用非等大小划分的块的所述子块的划分信息编码到比特流中。
在所述第一方面的一种实现方式中，所述使用非等大小划分的块的所述子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块和所述使用非等大小划分的块的较大子块中的一个。
在所述第三方面的另一实现方式中，所述被编码的子块是所述使用非等大小划分的块的较大子块；所述方法还包括：在所述较大子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的相邻块；从所述较大子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的较小子块。
在所述第三方面的另一实现方式中，所述方法还包括从所述较大子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用非等大小划分的块的较小子块。
在所述第三方面的另一实现方式中，所述被编码的子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块；所述方法还包括：在所述较小子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用相等大小划分的块的结果；从所述较小子块的所述相邻块列表中省略与所述较小子块的短边相邻的相邻块，所述相邻块不能为使用非等大小划分的块的较小子块。
在所述第三方面的另一实现方式中，所述被编码的子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块；所述方法还包括：在所述较小子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的较大子块之后的所述使用非等大小划分的块的另一较小子块；从所述较小子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的所述较大子块；从所述使用非等大小划分的块的所述较小子块的所述相邻块列表中省略与所述较小子块的短边相邻的相邻块，所述相邻块不能为使用非等大小划分的块的较小子块。
在所述第三方面的另一实现方式中，所述被编码的子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块；所述方法还包括：在所述较小子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用非等大小划分的块的较小子块；当所述较小子块未与所述非均匀划分块的左边或顶边对齐时，省略所述非均匀划分块的较大子块；从所述较小子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用非等大小划分的块的较大子块。
在所述第三方面的另一实现方式中，所述非等大小划分包括非对称划分和三叉树划分中的一种。
根据第四方面，提供了一种用于解码图像的方法，所述方法包括：接收比特流；将图像数据块逐级划分为子块；确定子块属于使用非等大小划分的块；根据所述使用非等大小划分的块的所述子块的大小和所述使用非等大小划分的块的至少一个相邻块的划分类型，为所述使用非等大小划分的块的所述子块准备相邻块列表；根据所准备的相邻块列表，推导出上下文模型，所述上下文模型用于从所述比特流中解码所述使用非等大小划分的块的所述子块的划分信息。
在所述第一方面的一种实现方式中，所述使用非等大小划分的块的所述子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块和所述使用非等大小划分的块的较大子块中的一个。
在所述第四方面的另一种实现方式中，所述被解码的子块是所述使用非等大小划分的块的较大子块；所述方法还包括：在所述较大子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的相邻块；从所述较大子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的较小子块。
在所述第四方面的另一种实现方式中，所述方法还包括从所述较大子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用非等大小划分的块的较小子块。
在所述第四方面的另一种实现方式中，所述被解码的子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块；所述方法还包括：在所述较小子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用相等大小划分的块的结果；从所述较小子块的所述相邻块列表中省略与所述较小子块的短边相邻的相邻块，所述相邻块不能为使用非等大小划分的块的较小子块。
在所述第四方面的另一种实现方式中，所述被解码的子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块；所述方法还包括：在所述较小子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的较大子块之后的所述使用非等大小划分的块的另一较小子块；从所述较小子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的所述较大子块；从所述使用非等大小划分的块的所述较小子块的所述相邻块列表中省略与所述较小子块的短边相邻的相邻块，所述相邻块不能为使用非等大小划分的块的较小子块。
在所述第四方面的另一种实现方式中，所述被解码的子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块；所述方法还包括：在所述较小子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用非等大小划分的块的较小子块；当所述较小子块未与所述非均匀划分块的左边或顶边对齐时，省略所述非均匀划分块的较大子块；从所述较小子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用非等大小划分的块的较大子块。
在所述第四方面的另一种实现方式中，所述非等大小划分包括非对称划分和三叉树划分中的一种。
根据第五方面，提供了一种计算机程序，所述计算机程序包括程序代码，当所述计算机程序在计算设备上执行时，用于执行第三方面或第四方面所述的方法。
根据第六方面，提供了一种计算机可读介质，包括计算机程序，所述计算机程序包括程序代码，当所述计算机程序在计算设备上执行时，所述程序代码用于根据第三方面或第四方面的方法执行。
附图说明
下文将参考以下附图详细描述示例实施例：
图1是视频编码器的示例性结构的框图。
图2是视频解码器的示例性结构的框图。
图3A是图像编码装置的框图。
图3B是图像编码装置的框图。
图4是图像数据编码和解码的框图。
图5A是逐级四叉树划分块的图示。
图5B是逐级四叉树划分块的划分深度。
图5C是四叉树划分块的图示。
图5D是四叉树划分块的划分深度。
图5E是二叉树划分块的图示。
图5F是二叉树划分块的划分深度。
图5G是非对称划分块的图示。
图5H是三叉树划分块的图示。
图6A是四叉树加二叉树(quad-tree plus，QTBT)非对称划分(asymmetricpartition，AP)节点的图示。
图6B是四叉树加二叉树(quad-tree plus，QTBT)非对称划分(asymmetricpartition，AP)节点的另一例示。
图7是用于划分标志编码的上下文索引推导出过程的流程图。
图8A是对图像进行编码的流程图。
图8B是用于解码图像的流程图。
图9A为垂直划分四叉树加二叉树(QTBT)非对称划分(AP)节点的图示。
图9B是垂直划分四叉树加二叉树(QTBT)非对称划分(AP)节点的另一例示。
图9C是垂直划分四叉树加二叉树(QTBT)非对称划分(AP)节点的另一例示。
图9D是垂直划分四叉树加二叉树(QTBT)非对称划分(AP)节点的另一例示。
图10A是水平划分四叉树加二叉树(QTBT)非对称划分(asymmetric partition，AP)节点的图示。
图10B是水平划分四叉树加二叉树(QTBT)非对称划分(AP)节点的另一图示。
图10C是水平划分四叉树加二叉树(QTBT)非对称划分(AP)节点的另一图示。
图10D是水平划分四叉树加二叉树(QTBT)非对称划分(AP)节点的另一图示。
图11A是垂直划分四叉树加二叉树(QTBT)三叉树(trim-tree，TT)节点的图示。
图11B是垂直划分四叉树加二叉树(QTBT)三叉树(TT)节点的另一例示。
图11C是垂直划分四叉树加二叉树(QTBT)三叉树(TT)节点的另一例示。
图12A是水平划分四叉树加二叉树(QTBT)三叉树(tributed Triple-tree，TT)节点的图示。
图12B是水平垂直划分四叉树加二叉树(QTBT)三叉树(TT)节点的另一图示。
图12C是水平垂直划分四叉树加二叉树(QTBT)三叉树(TT)节点的另一图示。
图13是划分决策的流程图。
图14是示例性解码器的流程图。
在下文中，相同的参考符号是指相同或至少功能上等效的特征。
具体实施方式
在以下描述中，参考了附图，这些附图形成了本公开的一部分，其通过说明的方式示出了本发明可本发明可能被置于其中的具体方面。可以理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用其它方面，并且可以进行结构或逻辑更改。因此，以下详细描述将不被理解为具有限制性含义，因为本发明的范围由所附权利要求书界定。
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方法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，对应的设备可包括用于执行所描述的方法步骤的单元或者装置，即使此类单元未在图中详细阐述或说明。另一方面，例如，若根据功能单元描述特定装置，则即使该步骤没有在图中明确描述或说明，相应的方法也可能包括执行所述功能的步骤。此外，应理解，除非另有具体说明，否则本文中所描述的各种示例性方面的特征可以相互组合。
图像编码通常是指处理图像，而视频编码通常是指处理形成视频或视频序列的图像序列。在视频编码领域，术语“图像(picture)”、“帧(frame)”或“影像(image)”可以用作同义词。每个图像通常被划分为一组不重叠的块。视频的编码通常在块级别上进行，例如，通过帧间预测或帧内预测来产生预测块；从当前块(当前处理的块/待处理的块)中减去预测块，得到残差块；变换残差块并量化残差块，以减少待传输(压缩)的数据量，而解码器侧将逆处理应用于编码或压缩的块，以重建用于表示的当前块(视频块)。
图像编码方法可以利用划分树的相邻分支的划分深度来推导出用于编码划分标志的熵编码器的上下文模型。对于大小相等的划分类型，子块大小与其划分深度息息相关。当划分树包括多个划分类型时，尤其是当这些类型中至少有一个是使用非等大小划分的类型时，即划分被划分为不同大小的子块。使用非等大小划分可能有利于视频编码，因为它对具有相似类型冗余(例如像素方向和空间相关性，帧间像素相关性，相似纹理特征等)的图像区域具有更好的空间定位。不等块的划分可用作统计较小和较大子块内像素统计差异的指标。显然，使用不恰当的统计数据进行上下文建模可能是不利的。所公开的解决方案利用了待编码块是使用非等大小划分的类型这一事实，以便对划分标志的熵编码进行适当的上下文建模。例如，所公开的解决方案适用于使用具有相等和不等块划分的逐级(基于树的)划分方案的运动图像编码和解码过程。
从图像到多个块的过程称为划分。如果块大小相同，则认为划分是规则的。逐级划分将块划分为更小的子块。这些子块中的每一个都可进一步划分为最小大小。在HEVC标准中，通常将图像划分为最大编码单元(LCU)，其中每一个单元都可以进一步逐级划分。用于逐级划分块的编码和解析过程是递归过程，其中递归步骤可以由树结构的节点表示。
在以下示例性实施例中，结合图1和图2对编码器100和解码器200进行描述。
图1示出了编码器100，编码器100包括输入端102、残差计算单元104、变换单元106、量化单元108、反量化单元110、逆变换单元112、重建单元114、环路滤波器120、帧缓冲器130、帧间估计单元142、帧间预测单元144、帧内估计单元152、帧内预测单元154、模式选择单元160、熵编码单元170和输出端172。
输入端102可用于为接收图像(例如，静止图像或形成视频或视频序列的图像序列的图像)的图像块101。所述图像块也可以称为当前图像块或待编码图像块，所述图像称为当前图像或待编码图像。
残差计算单元104用于根据图像块101和预测块165计算残差块105(下文将进一步描述预测块165)，例如，通过将所述图像块101的像素值减去所述预测块165的像素值，逐像素点(逐像素)进行以获得所述像素域中的残差块。
变换单元106用于对残差块105执行离散余弦变换(discrete cosine transform，DCT)或离散正弦变换(discrete sine transform，DST)等，得到变换域中的变换系数107。变换系数107也可以称为变换残差系数，表示变换域中的残差块105。
量化单元108用于通过例如标量量化或矢量量化对变换系数107进行量化，得到量化变换系数109。量化系数109也可以称为量化残差系数109。
反量化单元110用于对量化系数应用量化单元108的反量化以获得反量化系数111。反量化系数111也可以称为反量化残差系数111。
逆变换单元112用于执行变换单元106执行的变换的逆变换，例如，逆离散余弦变换(discrete cosine transform，DCT)或逆离散正弦变换(discrete sine transform，DST)，以在像素域中得到逆变换块113。逆变换块113也可以称为逆变换解量化块113或逆变换残差块113。
重建单元114用于组合逆变换块113和预测块165以获得例如像素域中的重建块115，例如，通过将解码后残差块113的像素值和预测块165的像素值以像素点方式相加。
例如列缓冲器116等缓冲器单元116(或简称“缓冲器”116)用于缓冲或存储重建块，用于帧内估计和/或帧内预测等。
环路滤波器单元120(或简称“环路滤波器”120)用于通过去块像素点自适应偏移(sample-adaptive offset，SAO)滤波器或其它滤波器等对重建块115进行滤波，得到滤波块121。滤波块121也可以称为滤波后的重建块121。
环路滤波器单元120的实施例可包括滤波器分析单元和实际滤波器单元(图1中未示出)，其中滤波器分析单元用于为实际滤波器确定环路滤波器参数。
环路滤波器单元120的实施例可包括一个或多个滤波器(图1中未示出)，例如，一个或多个不同种类或类型的滤波器，例如，串联连接或并联连接或以任意组合连接，其中每个所述滤波器可包括单独或与所述多个滤波器中的其它滤波器联合的滤波器分析单元，以确定所述相应环路滤波器参数。
环路滤波器单元120的实施例可用于向熵编码单元170提供用于熵编码和传输等的环路滤波器参数。
解码图像缓冲器130用于接收并存储滤波块121和之前其它的滤波块，例如，同一当前图像或不同图像的之前重构滤波块121，例如，用于帧间估计和/或帧间预测的之前重构的图像。
帧间估计单元142，也称为帧间图像估计单元142，用于接收图像块101(当前图像的当前图像块)和一个或多个之前已重建块，例如，一个或多个其它/不同之前解码图像231的重建块，用于帧内估计(或帧内估计)。例如，视频序列可包括当前图像和之前的解码图像231，或换句话说，当前图像和之前的解码图像231可以是形成视频序列的图像序列的一部分或形成该图像序列。
例如，编码器100可用于从多个其它图像中的同一或不同图像的多个参考块中获取参考块，并将参考图像(或参考图像索引)和/或参考块的位置(x、y坐标)与当前块的位置之间的偏移(空间偏移)作为帧间预测单元144的帧间估计参数143。该偏移也称为运动矢量(motion vector，MV)。帧间估计也称为运动估计(motion estimation，ME)，帧间预测也称为运动预测(motion prediction，MP)。
帧间预测单元144用于接收帧间预测参数143，并根据/使用帧间预测参数143执行帧间估计以获得帧间预测块145。
帧内估计单元152用于接收，例如接收同一图像的图像块101(当前图像块)和一个或多个之前重建块，例如重建相邻块，以进行帧内估计。例如，编码器100可用于从多个帧内预测模式中获取帧内预测模式并将其作为帧内估计参数153提供给帧内预测单元154。
编码器100的实施例可用于根据优化标准来选择帧内预测模式，例如根据最小残差(例如，提供最类似于当前图像块101的预测块155的帧内预测模式)或最小码率失真。
帧内预测单元154用于根据例如所选择的帧内预测模式153等帧内预测参数153确定帧内预测块155。
尽管图1示出了用于帧内编码的两个不同的单元(或步骤)，即帧内估计152和帧内预测154，但是这两种功能可以作为一个单元(帧内估计可能需要计算帧内预测块)来执行，例如，通过迭代地测试所有可能或估计可能的帧内预测模式的子集，同时存储当前最佳帧内预测模式和相应的帧内预测块，并将当前最佳帧内预测模式和相应的帧内预测块作为(最终)帧内预测参数153和帧内预测块155，而非再次执行帧内预测154。
模式选择单元160可用于执行帧间估计/预测和帧内估计/预测)并且选择参考块和/或预测模式(帧内或帧间预测模式)用作预测块165以计算残差块105，和对重建块115进行重建。
模式选择单元160的实施例可用于选择预测模式，所述预测模式提供最小残差(最小残差是指传输或存储中更好的压缩)，或者提供最小信令开销，或者同时考虑或平衡以上两者。模式选择单元160可用于根据码率失真优化(rate distortion Optimization，RDO)确定预测模式。
熵编码单元170用于将熵编码算法应用于量化后的残差系数109、帧间预测参数143、帧内预测参数153和/或环路滤波器参数中的单个或所有参数上(或不应用)，得到可以通过输出端172以例如编码比特流171的形式输出的编码图像数据171。
编码器100的实施例可配置以使得缓冲器单元116不只用于存储用于帧内估计152和/或帧内预测154的重建块115，也用于环路滤波器单元120(图1中未示出)，和/或例如使得缓冲器单元116与解码图像缓冲区单元130形成一个缓冲器。其它实施例可用于将滤波块121和/或来自解码图像缓冲区130的块或像素点(块和像素点都未在图1中示出)用作帧内估计152和/或帧内预测154的输入或基础。
编码器100的实施例可包括图像划分单元，用于在进一步处理图像之前将图像划分为一组典型的非重叠块。因此，编码器100的实施例可能包括输入端102，用于接收视频序列(视频流)的图像的块(视频块)。图像可以包括M×N个像素(水平大小×垂直大小)，所述块可能包括m×n个像素(水平大小×垂直大小)，所述图像可能具有m×n个像素的正方形大小。
术语“像素”对应图像像素点，其中每个像素/像素点可包括一个或多个颜色分量。为简单起见，以下描述中均指像素/像素点，即亮度的像素点。然而，应注意的是，本发明的编码块的处理可以应用于任何颜色分量，包括色度或RGP等颜色空间的分量。另一方面，仅针对一个分量执行运动矢量估计以及将处理结果应用于多个(或所有)分量可能是有益的。
编码器100的实施例可用于对视频序列中的所有图像使用相同的块大小，或者更改块大小和限定块大小的对应网格，以及将图像划分为每个图像或图像子集的对应块。
为了将图像划分成块，编码器100的实施例可以包括图像划分单元(图1中未示出)。
图2示出了示例性视频解码器200，用于接收编码后图像数据(比特流)171，例如，由编码器100编码得到解码图像231。解码器200包括输入端202、熵解码单元204、反量化单元110、逆变换单元112、重建单元114、缓冲器116、环路滤波器120、解码图像缓冲器130、帧间预测单元144、帧内预测单元154、模式选择单元160和输出端232。对与图1中相同内容的参考，此处不再重复，请参阅图1的描述。
相应地，图1和图2示出了图像编码装置的示例。图像编码装置可以为，例如图1中的视频编码器100，或者图像编码装置可以为图像解码装置，例如图2中的视频解码器200。
图像解码装置200可用于在输入端202处接收比特流，即编码图像数据171。
图像编码装置100或200可用于将图像数据块逐级划分为子块。可以由图像编码装置100或200中包括的图像划分单元(图1和图2中未示出)来实现划分。如果块大小相同，则认为划分是规则的。逐级划分包括将块划分为更小的子块。这些子块中的每一个都可进一步划分为最小大小。如果采用不等大小划分或非对称划分，则可以得到不同大小的块。这里，术语“较小”和“较大”表示在垂直于或垂直于图像数据的方向上，图像数据的较小子块划分方向上的边长小于图像数据的较大子块的边长。也就是说，较小子块可以是第一子块，较大子块可以是第二子块，其中第一子块在划分方向上的边长小于第二子块在划分方向上的边长。例如，当垂直地执行非对称划分时(即，该块被垂直线划分)，所述较小子块或第一子块的边长在水平方向上小于所述较大子块或第二子块的边长，反之亦然。以模拟方式，如果所述不对称划分是水平进行的(即：块被水平线划分)，划分方向为垂直方向，且第一个子块(较小子块)的边长小于第二个子块(较大子块)在垂直方向的边长。在本发明中，术语第一子块和第二子块不用于限制子块在块中的层次结构、重要性、顺序或位置。
图像编码装置100或200可用于确定被编码的子块是使用非等大小划分的块的子块。所述确定可以由图像编码装置100或200中包含的图像划分单元(图1和图2中未示出)实现，所述图像划分单元作为熵编码170和熵解码204的一部分包含在图像编码装置100或200中。
图像编码装置100或200可用于根据大小不等划分块的块的子块大小和至少一个大小不等划分块的相邻块的划分类型，为使用非等大小划分的块的子块准备相邻块列表。所述准备可以由所述熵编码器170和所述熵解码器204实现。
图像编码装置100可用于在推导出用于将划分信息编码到比特流的上下文模型时应用所准备的相邻块列表。换言之，图像编码装置100可用于根据所准备的相邻块列表，推导出上下文模型，所述上下文模型用于将划分信息编码到比特流中。上下文模型的推导可以由熵编码器170实现。类似地，图像解码装置200可用于应用所准备的相邻块列表来推导出上下文模型，该上下文模型用于解码比特流中的划分信息。换言之，图像解码装置200可用于通过应用所准备的相邻块列表从比特流中解码划分信息的上下文模型。
在本发明实施例中，所述非等大小划分包括非对称划分和三叉树划分中的一种。
图3A示出了图1的图像编码装置100的另一示例。图像编码装置100可包括处理器或处理电路或处理器300、存储器或存储器302和/或输入/输出接口304。处理器300可用于执行残差计算单元104、变换单元106、量化单元108、反量化单元110、逆变换单元112、重建单元114、环路滤波器120、帧间估计单元142、帧间预测单元144中的一个或多个的功能。帧内估计单元152、帧内预测单元154、模式选择单元160或熵编码单元170。输入/输出接口304可用于执行输入端102或输出端172中一个或多个的功能。存储器302可用于执行缓冲器116或帧缓冲器130中的一个或多个的功能。
图3B示出了图2的图像解码装置200的另一示例。图像解码装置200可包括处理器、处理电路或处理器310、存储器、存储器302和/或输入/输出接口304。处理器300可用于执行熵解码单元204、反量化单元110、逆变换单元112、重建单元114、环路滤波器120、帧间预测单元144、帧内预测单元154或模式选择单元160中的一个或多个的功能。输入/输出接口314可用于执行输入端202或输出端232中一个或多个的功能。存储器312可用于执行缓冲器116或解码图像缓冲器130中的一个或多个的功能。
图4为图像数据编码和解码的框图。逐级编码器402从原始图像400生成各种语法元素，所述语法元素根据分配的概率模型进一步通过信令发送到比特流408中。语法元素包含表示图像如何被划分为块的数据。上下文推导方法404提供上下文索引，即在熵编码406期间使用的概率模型。所述概率模型通过从语法元素类型和之前处理的语法元素的值的上下文推导出404的方式推导。在步骤406中，熵编码器(例如，上下文自适应二进制算术编码器(context-adaptive Binary arithmetic coder，CABAC)或哈夫曼编码器)使用概率模型，以便将语法元素值转换为比特序列。
在解码端语法元素通过熵解码器410从比特流中恢复，熵解码器410是将熵编码的比特流转换为二进制值(bin)集合的操作。上下文推导方法414确保为熵解码器410分配与在编码器侧分配的上下文模型相同的上下文模型。否则，由于从比特流中解析出了错误的语法元素值，无法正确执行解析和解码过程。作为该要求的结果，上下文推导方法在编码器和解码器侧(分别为块404和414)应无差异，即对于相同的语法元素输入序列，提供相同的上下文模型。语法元素解析器412利用所述bin集合，所述语法元素解析器从所述bin集合中恢复语法元素的值。所述还原值被传递到上下文推导方法414，以便可以针对下一个解码子块正确执行熵解码。逐级解码器416根据语法元素解析器412提供的对应语法元素的值重构子块，并在由解码后子块的编码顺序确定的空间位置处将解码后子块像素数据输出到重构图像中。
最终结果是在传输的比特流的接收侧重构的图像418。
图5A示出了逐级四叉树划分块。方形块500可以划分为四个方形子块。在本示例中，将具有级别“A”的索引“1”的子块进一步划分为四个子块(级别“B”)(块B0、B1、B2和B3)。该类型的划分称为四叉树划分，例如，可以在HEVC中使用，以执行LCU(最大编码单元)划分。
图5B示出了图5A的逐级四叉树划分块的划分深度。图5B中所示的树的每个节点对应于图5A中逐级划分块“X”502的正方形块。只有一种可能的方法可以用四个大小相等的正方形块来覆盖一个正方形块。因此，针对该树的每个节点的编码划分决策足以恢复解码侧的划分结构。基于树的表示中的每个节点都有其划分深度，即从该节点到树根的路径中的多个节点。这些划分决策由称为“划分标志”的语法元素编码。
图5C示出了四叉树划分块。方形块504可以分为四个方形子块A0、A1、A2和A3。这种类型的划分称为四叉树划分，例如，可以在HEVC中使用，以执行最大编码单元(LCU)划分。
图5D示出了图5C的四叉树划分块的划分深度。图5D中所示的树的每个节点都对应于图5C中已分区块“X”504的正方形块。只有一种可能的方法可以用四个大小相等的正方形块来覆盖一个正方形块。因此，针对该树的每个节点的编码划分决策足以恢复解码侧的划分结构。这些划分决策由称为“划分标志”的语法元素编码。基于树的表示中的每个节点都有其划分深度，即从该节点到树根的路径中的多个节点。
图5E示出了二叉树划分块。方形块508可划分为两个大小相等的矩形子块A0和A1。从图5E中可以看出，存在两种通过大小相等的矩形覆盖块508的方式，垂直划分512或水平划分510。
图5F示出了二叉树划分块的划分深度。图5F中所示的树的每个节点都对应于图5E中已划分块“X”508的正方形块。对于二叉树划分的块，仅仅发送信号通知划分决策是不够的。对于正在进行划分的块(图5E中的块“X”508)，还应该通过信令指示划分方向。
图5G示出了非对称划分块。在非对称划分中，块514被划分为两个使用非等大小划分矩形。从图5G可以看出，根据子块的划分方向和位置，可以将514块分成四个不同的布局，包括两个使用非等大小划分子块516、518、520和522。除了划分方向外，还需要在一个块中标记一个更小的子块和一个更大的子块的布局。
图5H示出了三叉树划分块。在三叉树划分中，块524被划分为三个子块。三叉树划分类型与二叉树划分类似，但它由三个子块组成，并且其中一个子块大于另外两个子块。与二叉树划分的情况一样，在三叉树划分中，也有必要发信号通知划分方向是水平划分526还是垂直划分528。
附图中讨论了所有不同的划分类型。5A-5H可以组合在多型树(MTT)中。根据节点的划分类型，除了划分标志之外，不同的附加语法元素可以从编码器通过信令发送到解码器。
图6A示出了四叉树加二叉树(quad-tree plus，QTBT)非对称划分(asymmetricpartition，AP)节点600。图6A示出用于确定哪些相邻块是相关的，即，包括在正被编码或解码的子块的相邻块列表中的方式。当编码QTBT AP节点600的块X 602时，块602左侧相邻块A606和块602上面的块B 604包含在块X 602的相邻块列表中。图6A中示出的示例中的缺点是，块606具有影响块X 602的上下文选择的另一划分方案。
图6B示出了另一叉树加二叉树(quad-tree plus，QTBT)非对称划分(asymmetricpartition，AP)节点608例。图6B示出了一种用于确定哪些相邻块是相关的已知方法，即，包含在正在进行编码或解码的子块的相邻块列表中。在对QTBT AP节点608的块X 610进行编码时，块608左侧的相邻块A1 612和A2 614和块608上方的块B 604包含在块X的相邻块610列表中。图6B所示的示例中的缺点在于，块X 610的一侧总是比块X 610的另一侧短。这将导致在块X 610的短端选择不相关的相邻块，从而对块X 610的上下文选择产生不利影响。
图7为用于块的划分标志编码的上下文索引推导过程的流程图。执行图7中所示的过程以指示给定块的划分决策。700：准备与正在进行编码的块相邻的块的列表。例如，在现有HEVC方案中，仅考虑两类相邻块：一类位于当前块的上方，另一类位于正在进行编码的块的左侧。相反，在700中，准备相邻块列表N，同时考虑到正在进行编码的块是使用非等大小划分的类型。不均匀地划分块这一事实表明，在块的较大划分和较小划分中，内容是不同的。这种差异使得选择远距离的块比选择相邻块更有利。因此，在执行使用非等大小划分的时，准备相邻块列表的方式不同。
702：计算相邻块的平均划分深度。可以通过几种方式实现。例如，平均深度可以相对于被划分的块的深度来计算，并表示为所述两个相邻块的三种可能情况:
–当前块划分深度值等于或大于任何相邻块的划分深度值；
–当前块划分深度值等于或大于其中一个相邻块的划分深度值，但小于另一个相邻块的划分深度值；
–当前块划分深度值小于任一相邻块的划分深度值。
计算所述相邻块列表的平均深度值的方法还有很多，例如选择最小或最大划分深度值、计算算术平均值和几何平均值等。在实施例中，平均深度计算总是考虑当前块的划分深度。
704：根据平均深度值选择上下文模型。这可能需要已经指定了上下文列表(预定义的或自适应生成的)，并根据702处计算的平均深度值从列表中选择单个上下文。
706：将熵编码器(在编码图像时)或熵解码器(在解码图像时)的上下文切换设置为704处确定的上下文模型。
图8A是对图像进行编码的流程图。800：将图像数据块逐级划分为子块。逐级划分包括将一个块划分为更小的子块。802：确定被编码的子块属于使用非等大小划分的块。所述确定的结果是，与在相邻块列表中自动包含子块的相邻块相比，所编码的子块的相邻块列表是以不同的方式生成的。804：根据所述使用非等大小划分的块的所述子块的大小和所述使用非等大小划分的块的至少一个相邻块的划分类型，来准备所述使用非等大小划分的块的所述子块的相邻块列表块。这可能意味着，例如，当考虑所述使用非等大小划分的块的较大子块时，所述使用非等大小划分的块中的相邻较小子块不包含在所述较大子块的相邻块列表中。相反，至少一个使用非等大小划分相邻块可能包含在较大子块的相邻块列表中。因此，在准备相邻块列表时，可以考虑距离更远的相邻块。806：根据相邻块的已准备列表导出上下文模型，该上下文模型用于将使用非等大小划分的块的子块的划分信息编码到比特流中。所述的方法可由图1所示的编码器或图3A所示的图像编码装置来实现。当如上所述准备和应用相邻块列表时，编码率失真性能得到提高。此外，无需大规模对硬件进行再次设计。
图8B是用于解码图像的流程图。810：接收比特流。比特流可包括已编码图像数据。812：将图像数据块逐级划分为子块。逐级划分包括将一个块划分为更小的子块。814：确定被解码的子块属于使用非等大小划分的块。所述确定的效果是，所解码的子块的相邻块列表的生成方式不同，例如，在相邻块列表中自动包含子块的相邻块。816：根据所述使用非等大小划分的块的所述子块的大小和所述使用非等大小划分的块的至少一个相邻块的划分类型，来准备所述使用非等大小划分的块的所述子块的相邻块列表块。这可能意味着，例如，当考虑所述使用非等大小划分的块的较大子块时，所述使用非等大小划分的块中的相邻较小子块不包含在所述较大子块的相邻块列表中。相反，至少一个使用非等大小划分相邻块可能包含在较大子块的相邻块列表中。因此，在准备相邻块列表时，可以考虑距离更远的相邻块。818：根据相邻块的已准备列表导出上下文模型，所述上下文模型用于将使用非等大小划分的块的子块的划分信息编码到比特流中。所说明的方法可由图2中所示的解码器或图3B中所示的图像解码装置来实现。当如上所述准备和应用相邻块列表时，编码率失真性能得到提高。此外，无需大规模对硬件进行再次设计。
划分块结构与图像内容具有良好的相关性。被描述物体的纹理和边缘被封闭在较小块中，而均匀区域则用较大块表示。当将节点划分为大小相等的子块时，如果不考虑将与该节点相邻的块进行划分，则对于这些子块中的任何一个，边缘或纹理的概率几乎相等。如上文702所公开的，可以利用不相等划分的事实来确定所述概率。较小子块相比较大子块包含边缘或纹理的概率更高。当通过上下文推导对划分标志进行编码时，可以将子块划分为两个(甚至多个)类型，这样，特定类型的块就可以使用相同类型的相邻块推导其划分标志的上下文模型。通过从上下文建模中省略由不相关的相邻块推断出的不相关统计信息，如此可能提供一种更可靠的方法来预测块的划分情况。
图9A示出了垂直划分四叉树加二叉树(QTBT)非对称划分(asymmetricpartition，AP)节点900。图9A示出了如何为正在进行编码或解码的子块准备相邻块列表的示例。在导出上下文模型以划分较大子块902时，未将非对称划分节点900的较小子块904包括在相邻块列表中。相反，当导出用于划分较大子块902的上下文模型时，将整个非对称划分节点900的相邻块906、908、910包括在相邻块列表中。
图9B示出了另一垂直划分四叉树加二叉树(QTBT)非对称划分(AP)节点。图9B示出了如何为正在进行编码或解码的子块准备相邻块列表的示例。同样，在导出用于划分所述较大子块902的上下文模型时，所述非对称划分节点900的所述较小子块904不包含在相邻块列表中。图9B中的例子与图9A中的不同之处在于，图9A中的908块现在图9B中是不对称划分的。在图9B的示例中，如果块与非对称划分节点900相邻但属于使用非等大小划分的中的较小子块(例如，非对称划分或三叉树划分)，在导出上下文模型以划分较大子块902时，不将其包含在相邻块列表中。在图9B中，当导出用于划分较大子块902的上下文模型时，跳过非对称划分块的较小子块912，使其不包含在相邻块列表中。块906和910仍包含在相邻块列表中。
图9C示出了另一垂直划分四叉树加二叉树(QTBT)非对称划分(AP)节点。图9C示出了如何为正在进行编码或解码的子块准备相邻块列表的示例。所述较小子块904的相邻块选择还取决于候选相邻块所属节点的划分类型。如果与非对称划分块的短边相邻的候选相邻块不属于非等分块中的较小子块，则此类候选相邻块不包含在列表中。因此，当导出用于划分较小子块904的上下文模型时，块910不包含在相邻块列表中，而块906和908包含在相邻块列表中。
图9D示出了另一垂直划分四叉树加二叉树(QTBT)非对称划分(AP)节点的另一示例。图9D示出了如何为正在进行编码或解码的子块准备相邻块列表的示例。图9D中示出的示例与图9C中示出的示例的不同之处在于，图9C中的块906和908现在在图9D中不对称地划分，且图9D中的非对称划分节点914的较小子块916现在是所述非对称划分节点914的位置最靠右的块。如果较小的子块不与所述划分块的左侧或顶部对齐，则从所述非对称划分节点914相邻的子块中选择相邻块，当导出用于划分较小子块916的上下文模型时，从相邻块列表中省略非对称划分节点914的较大子块920。此外，对于较小子块916的情况，候选相邻块应当是大小相等的划分的结果，或者属于使用非等大小划分块的较小子块。作为使用非等大小划分块的较大子块的潜在相邻块不包含在列表中。因此，当导出用于划分较小子块916的上下文模型时，块912和918包含在相邻块列表中，而块922从相邻块列表中省略。
图10A示出了水平划分四叉树加二叉树(QTBT)非对称划分(asymmetricpartition，AP)节点。图10A示出了如何为正在进行编码或解码的子块准备相邻块列表的示例。在导出上下文模型以划分较大子块1002时，非对称划分节点1000的较小子块1004不包含在相邻块列表中。相反，当导出用于划分较大子块1002的上下文模型时，将整个非对称划分节点1000的相邻块1006、1008、1010包含在相邻块列表中。
图10B示出了另一水平划分四叉树加二叉树(QTBT)非对称划分(AP)节点。图10B示出了如何为正在进行编码或解码的子块准备相邻块列表的示例。图10B中的例子与图10A中的不同之处在于，图10A中的1008块现在图10B中是不对称划分的。在图10B的示例中，如果块与非对称划分节点1000相邻但属于使用非等大小划分的中的较小子块(例如，非对称划分或三叉树划分)，在导出上下文模型以划分较大子块1002时，不将其包含在相邻块列表中。在图10B中，在导出用于划分较大子块1002的上下文模型时，跳过所述非对称划分块1000的较小子块1004，不将其包含在相邻块列表中。块1006和1010仍包含在相邻块列表中。
图10C使出了另一水平划分四叉树加二叉树(QTBT)非对称划分(AP)节点。图10C示出了如何为正在进行编码或解码的子块准备相邻块列表的示例。较小子块1012的相邻块选择取决于候选相邻块所属节点的划分类型。如果与非对称划分的块的短边相邻的候选相邻块不属于使用非等大小划分的块的较小子块，则此类候选相邻块不包含在列表中。因此，当导出用于划分较小子块1012的上下文模型时，块1006不包含在相邻块列表中，而块1008、1010包含在相邻块列表中。
图10D示出了另一水平划分四叉树加二叉树(QTBT)非对称划分(AP)节点。图10D示出了如何为正在进行编码或解码的子块准备相邻块列表的示例。图10D所示的示例与图10C所示的示例的不同之处在于，图10C的块1008、1010现在在图10D中进行非对称划分，并且非对称划分的节点1014的较小的子块1020如图10D所示，现在是非对称分区节点1014的下方的块。如果较小的子块不与所述分区块的左侧或顶部对齐，则从所述非对称划分节点1014相邻的子块中选择相邻块，在导出用于划分所述较小子块1020的上下文模型时，从所述相邻块列表中省略所述非对称分区节点1014的较大子块1024。此外，对于较小子块1020的情况，候选相邻块应当是大小相等的划分的结果，或者属于使用非等大小划分块的较小子块。作为使用非等大小划分块的较大子块的潜在相邻块不包含在列表中。因此，当导出用于划分较小子块1020的上下文模型时，块1016和1022包含在相邻块列表中，而块1018从相邻块列表中省略。
图11A示出了垂直划分四叉树加二叉树(QTBT)三叉树(trim-tree，TT)节点。图11A示出了如何为正在进行编码或解码的子块准备相邻块列表的示例。当导出用于划分较大子块1102的上下文模型时，三叉树划分节点1100的较小子块1110不包括在相邻块列表中。相反，当导出用于划分较大子块1102的上下文模型时，将整个三叉树划分节点1100的相邻块1106、1108和1104包含在相邻块列表中。
图11B示出了另一垂直划分四叉树加二叉树(QTBT)三叉树(TT)节点。图11B示出了如何为正在进行编码或解码的子块准备相邻块列表的示例。所述较小子块1110的相邻块选择还取决于候选相邻块所属节点的划分类型。如果与三叉树块的较短边相邻的候选相邻块不属于非等分块中的较小子块，则此类候选相邻块不包括在列表中。因此，当导出用于划分较小子块1110的上下文模型时，块1104不包括在相邻块列表中，而块1106和1108包括在相邻块列表中。
图11C示出了另一垂直划分四叉树加二叉树(QTBT)三叉树(TT)节点。图11C示出了如何为正在进行编码或解码的子块准备相邻块列表的示例。较小子块1112的邻居选择取决于三叉树划分块1100的较小子块1112的大小以及候选邻居块所属节点的划分类型。如果与三叉树块的较短边相邻的候选相邻块不属于非等分块中的较小子块，则此类候选相邻块不包括在列表中。因此，块1104不包括在相邻块列表中。此外，当导出用于划分较小子块11的上下文模型时，从相邻块列表中省略较大子块1102，而三叉树划分块1100的其它较小子块1110则包含在相邻块列表中。十二。
图12A示出了水平划分四叉树加二叉树(QTBT)三叉树(tributed Triple-tree，TT)节点。图12A示出了如何为正在进行编码或解码的子块准备相邻块列表的示例。当导出用于划分较大子块1202的上下文模型时，三叉树划分节点1200的较小子块1214不包括在相邻块列表中。相反，当导出用于划分较大子块1202的上下文模型时，将整个三叉树划分节点1200的相邻块1206、1208和1200包含在相邻块列表中。
图12B示出了另一水平垂直划分四叉树加二叉树(QTBT)三叉树(TT)节点。图12B示出了如何为正在进行编码或解码的子块准备相邻块列表的示例。所述较小子块1204的相邻块选择还取决于候选相邻块所属节点的划分类型。如果与三叉树块的较短边相邻的候选相邻块不属于使用非等大小划分的块的较小子块，则此类候选相邻块不包含在列表中。因此，当导出用于划分较小子块1204的上下文模型时，块1210不包含在相邻块列表中，而块1206、1208包含在相邻块列表中。
图12C示出了另一水平垂直划分四叉树加二叉树(QTBT)三叉树(TT)节点。图12C示出了如何为正在进行编码或解码的子块准备相邻块列表的示例。较小子块1212的相邻块选择取决于三叉树划分块1200的较小子块1212的大小以及候选相邻块所属节点的划分类型。如果与三叉树块的较短边相邻的候选相邻块不属于使用非等大小划分的块的较小子块，则此类候选相邻块不包含在列表中。因此，所述块1210不包含在所述相邻块列表中。此外，在导出用于划分较小子块1212的上下文模型时，相邻块列表中省略了较大的子块1202，而将三树分区块1200中的其它较小的子块1204包含在相邻块列表中。
图13为划分决策的流程图。在编码器端进行划分决策时，可以考虑重构图像的失真以及在解码器端恢复图像所需的比特流中的比特数。所述率失真优化过程要求在编码阶段估计编码划分信息的比特数。这一方案如图13所示。
可以多次执行图13所示的步骤，以获得各个子块的列表，并估计每个生成列表的成本值。1300：最大编码单元被子块覆盖，即生成由子块列表表示的划分结构。1302：针对这些子块中的每个子块生成预测信号。预测模式的选择可以根据基于率失真优化RDO(Rate-Distortion Optimization)的方法进行。1304：通过从预测信号中减去原始图像信号并应用以下步骤来获得残差信号：变换、量化、反量化和反变换。然后，将该残差信号添加到预测信号中，从而生成用于估计其失真度的重构信号。获得重构信号所需的比特数估计为1308。正如比特流生成过程一样，该步骤可以执行熵编码和上下文建模。但是，在该步骤中，不生成输出比特流信号。1310：成本计算使用估计失真和比率值将它们组合为单个度量值，从而可以使用值比较操作选择最佳划分结构。最后，选择提供成本函数最低值的变量，通过信令提示比特流。
图14为示例性解码器的流程图。针对每个最大编码单元(LCU)迭代地执行解码过程，并且可能包含图14中示出的步骤。1400：使用导出的熵模型对比特流进行解码。该步骤可包含图7中示出的步骤。1402：在解析划分标志时应用步骤1400的结果。根据解析的划分标志的值，决定是否将解码块进一步划分为子块。1404：在划分结构恢复时确定用于划分块的划分类型。该步骤可以使用划分和对应的比特流语法元素的预定义限制。1406：更新需要重构的子块的列表。在此之后，LCU的下一个块正在进行解码。当处理LCU的最后一个块时，下一个LCU的解码方式与上面已经说明的类似。
通过本发明的各种实施例，可以实现若干优点。例如，当如上所述准备和应用相邻块列表时，编码率失真性能得到提高。此外，无需大规模对硬件进行再次设计。
本领域技术人员将理解，各种附图中的“块”或“单元”可表示或描述本发明的实施例的功能(而不一定是硬件或软件中单独描述的“块”或“单元”)，因此可同样描述本发明装置实施例以及方法实施例的功能或特征。
本发明已结合本文中的各种实施例进行描述。然而，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时，通过研究附图、公开内容和所附权利要求书，可以理解和实现所公开实施例的其它变化。在权利要求中，“包括”一词并不排除其它要素或步骤，而“一”也不排除多个。
编码器和/或解码器的实施例可以由硬件、固件、软件或其任何组合实现。例如，编码器/编码或解码器/解码的功能可由处理器、处理电路、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)等执行。
所述实施方案可以使用数字存储介质来执行，特别是软盘、CD、DVD或蓝光光盘、ROM、PROM、EPROM、具有其上存储的电子可读控制信号的EEPROM或Flash存储器，所述EEPROM或Flash存储器配合或能够配合可编程计算机系统以执行至少一种发明方法的实施例。
编码器/编码或解码器/解码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。所述程序指令在执行时使所述计算机、处理器等执行编码和/或解码方法的步骤。所述计算机可读介质可以是任何介质，包括存储所述程序的非瞬时性存储介质，例如，蓝光光盘、DVD、CD、USB(闪存)驱动器、硬盘、通过网络可用的服务器存储、ROM、具有其上存储的电子可读控制信号的PROM、EPROM、EEPROM或闪存，所述控制信号与或能够与可编程计算机系统协作，以执行至少一种发明方法的实施例。
编码器和/或解码器可以在包括电视、机顶盒、PC、平板电脑、智能手机等在内的各种设备中实现。所述功能可以通过软件等手段实现，例如，实现所述方法步骤的应用程序。
本发明实施例包括或是一种计算机程序，所述计算机程序包括用于在计算机上执行本文中所描述的任何方法的程序代码。
本发明实施例包括或是一种计算机可读介质，包括程序代码，当由处理器执行时，该程序代码使计算机系统执行本文描述的所有方法。
尽管已经参考本发明的特定特征和实施例详细描述了本发明及其优点，但是很明显，如所附权利要求所界定，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行各种改变，修改，替换，组合和变更。因此，说明书和附图仅被视为所附权利要求书所界定的本发明的说明，并考虑包括本发明范围内的一切及所有修改、变更、组合或同等变更。

Claims (19)

1.一种图像编码装置(100)，其特征在于，包括处理电路，所述处理电路用于
将图像数据块逐级划分(800)为子块；
其中，所述处理电路还用于确定(802)被编码的子块属于使用非等大小划分的块；
根据所述使用非等大小划分的块的所述子块的大小和所述使用非等大小划分的块的至少一个相邻块的划分类型，为所述使用非等大小划分的块的所述子块准备(804)相邻块列表；
根据所准备的相邻块列表，推导出(806)上下文模型，所述上下文模型用于将所述使用非等大小划分的块的所述子块的划分信息编码到比特流中；
所述使用非等大小划分的块的所述子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块和所述使用非等大小划分的块的较大子块中的一个；
所述被编码的子块是所述使用非等大小划分的块的较大子块，所述处理电路还用于：
在所述较大子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的相邻块；
从所述较大子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的较小子块。
2.根据权利要求1所述的图像编码装置(100)，其特征在于，所述处理电路还用于：
从所述较大子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用非等大小划分的块的较小子块。
3.根据权利要求1或2所述的图像编码装置(100)，其特征在于，如果所述被编码的子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块，所述处理电路还用于：
在所述较小子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用相等大小划分的块的结果；
从所述较小子块的所述相邻块列表中省略与所述较小子块的短边相邻的相邻块，所述相邻块不能为使用非等大小划分的块的较小子块。
4.根据权利要求1或2所述的图像编码装置(100)，其特征在于，如果所述被编码的子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块，所述处理电路还用于：
在所述较小子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的较大子块之后的所述使用非等大小划分的块的另一较小子块；
从所述较小子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的所述较大子块；
从所述使用非等大小划分的块的所述较小子块的所述相邻块列表中省略与所述较小子块的短边相邻的相邻块，所述相邻块不能为使用非等大小划分的块的较小子块。
5.根据权利要求1或2所述的图像编码装置(100)，其特征在于，如果所述被编码的子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块，所述处理电路还用于：
在所述较小子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用非等大小划分的块的较小子块；
当所述较小子块未与非均匀划分块的左边或顶边对齐时，省略所述非均匀划分块的较大子块；
从所述较小子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用非等大小划分的块的较大子块。
6.根据权利要求1所述的图像编码装置(100)，其特征在于，所述非等大小划分包括非对称划分和三叉树划分中的一种。
7.一种图像解码装置(200)，其特征在于，包括处理电路，所述处理电路用于
接收(810)比特流；
将图像数据块逐级划分(812)为子块；
其中，所述处理电路还用于确定(814)被解码的子块属于使用非等大小划分的块；
根据所述使用非等大小划分的块的所述子块的大小和所述使用非等大小划分的块的至少一个相邻块的划分类型，为所述使用非等大小划分的块的所述子块准备(816)相邻块列表；
根据所准备的相邻块列表，推导出(818)上下文模型，所述上下文模型用于从所述比特流中解码所述使用非等大小划分的块的所述子块的划分信息；
所述使用非等大小划分的块的子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块和所述使用非等大小划分的块的较大子块中的一个；
所述被解码的子块是所述使用非等大小划分的块的较大子块，所述处理电路还用于：
在所述较大子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的相邻块；
从所述较大子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的较小子块。
8.根据权利要求7所述的图像解码装置(200)，其特征在于，所述处理电路还用于：
从所述较大子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用非等大小划分的块的较小子块。
9.根据权利要求7或8所述的图像解码装置(200)，其特征在于，如果所述被解码的子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块，所述处理电路还用于：
在所述较小子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用相等大小划分的块的结果；
从所述较小子块的所述相邻块列表中省略与所述较小子块的短边相邻的相邻块，所述相邻块不能为使用非等大小划分的块的较小子块。
10.根据权利要求7或8所述的图像解码装置(200)，其特征在于，如果所述被解码的子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块，所述处理电路还用于：
在所述较小子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的较大子块之后的所述使用非等大小划分的块的另一较小子块；
从所述较小子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的所述较大子块；
从所述使用非等大小划分的块的所述较小子块的所述相邻块列表中省略与所述较小子块的短边相邻的相邻块，所述相邻块不能为使用非等大小划分的块的较小子块。
11.根据权利要求7或8所述的图像解码装置(200)，其特征在于，如果所述被解码的子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块，所述处理电路还用于：
在所述较小子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用非等大小划分的块的较小子块；
当所述较小子块未与非均匀划分块的左边或顶边对齐时，省略所述非均匀划分块的较大子块；
从所述较小子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用非等大小划分的块的较大子块。
12.根据权利要求7所述的图像解码装置(200)，其特征在于，所述非等大小划分包括非对称划分和三叉树划分中的一种。
13.一种用于图像编码的方法，其特征在于，所述方法包括：
将图像数据块逐级划分(800)为子块；
确定(802)被编码的子块属于使用非等大小划分的块；
根据所述使用非等大小划分的块的子块的大小和所述使用非等大小划分的块的至少一个相邻块的划分类型，为所述使用非等大小划分的块的所述子块准备(804)相邻块列表；
根据所准备的相邻块列表，推导出(806)上下文模型，所述上下文模型用于将所述使用非等大小划分的块的所述子块的划分信息编码到比特流中；
所述使用非等大小划分的块的所述子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块和所述使用非等大小划分的块的较大子块中的一个；
所述被编码的子块是所述使用非等大小划分的块的较大子块，其中：
在所述较大子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的相邻块；
从所述较大子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的较小子块。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
从所述较大子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用非等大小划分的块的较小子块。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，如果所述被编码的子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块，所述方法还包括：
在所述较小子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用相等大小划分的块的结果；
从所述较小子块的所述相邻块列表中省略与所述较小子块的短边相邻的相邻块，所述相邻块不能为使用非等大小划分的块的较小子块。
16.一种用于图像解码的方法，其特征在于，所述方法包括：
接收(810)比特流；
将图像数据块逐级划分(812)为子块；
确定(814)被解码的子块属于使用非等大小划分的块；
根据所述使用非等大小划分的块的子块的大小和所述使用非等大小划分的块的至少一个相邻块的划分类型，为所述使用非等大小划分的块的所述子块准备(816)相邻块列表；
根据所准备的相邻块列表，推导出(818)上下文模型，所述上下文模型用于从所述比特流中解码所述使用非等大小划分的块的所述子块的划分信息；
其中，所述使用非等大小划分的块的子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块和所述使用非等大小划分的块的较大子块中的一个；
所述被解码的子块是所述使用非等大小划分的块的较大子块，其中：
在所述较大子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的相邻块；
从所述较大子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的较小子块。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
从所述较大子块的所述相邻块列表中省略所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用非等大小划分的块的较小子块。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其特征在于，如果所述被解码的子块是所述使用非等大小划分的块的较小子块，其中：
在所述较小子块的所述相邻块列表中包括所述使用非等大小划分的块的相邻块，所述相邻块为使用相等大小划分的块的结果；
从所述较小子块的所述相邻块列表中省略与所述较小子块的短边相邻的相邻块，所述相邻块不能为使用非等大小划分的块的较小子块。
19.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现权利要求13到18任一项所述的方法。
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