CN113259663B - 一种图像块划分方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种图像块划分方法及装置。该方法包括：获得与当前图像块对应的指导图像块的划分方式；根据指导图像块的划分方式，确定当前图像块的划分方式；按照当前图像块的划分方式对当前图像块进行划分；其中，指导图像块包括：相邻块、历史块和/或参考块；相邻块为当前图像中位于当前图像块的左边界和/或上边界之外的至少一个图像块，历史块为历史划分中与当前图像块位置相同且尺寸相同的图像块，参考块为参考帧中与当前图像块尺寸相同的图像块。在本申请中，通过根据指导图像块的划分方式，确定当前图像块的划分方式，降低视频序列编码的计算复杂度，从而提升压缩性能。

Description

一种图像块划分方法及装置

技术领域

本申请涉及视频图像技术，尤其涉及一种图像块划分方法及装置。

背景技术

视频编码(video coding)(包括视频解码(video decoding)和视频编码(videoencoding)广泛用于数字视频应用，例如广播数字电视、互联网和移动网络上的视频传播、视频聊天和视频会议等实时会话应用、DVD和蓝光光盘、视频内容采集和编辑系统以及可携式摄像机的安全应用。

目前，在视频序列进行编码的过程中划分图像块时，若要确定一个图像块的划分方式，需要先计算多种划分方式对应的率失真代价，比较各个率失真代价后才能确定该图像块的最优划分方式，导致视频序列编码的计算复杂度过高。

发明内容

本申请提供一种图像块划分方法及装置，以在一定程度上降低视频序列编码的计算复杂度。

第一方面，本申请提供一种图像块划分方法，可以应用于视频编解码系统中的编码端。该方法包括：获得与当前图像块对应的指导图像块的划分方式和/或当前图像块的块信息；根据指导图像块的划分方式和/或当前图像块的块信息，确定当前图像块的划分方式；按照当前图像块的划分方式对当前图像块进行划分。

在本申请中，在当前图像中，编码端在进行扫描的过程中，当扫描到当前图像中的一个图像块，即当前图像块时，获得指导图像块的划分方式和/或当前图像块的块信息，然后，根据指导图像块的划分方式和/或当前图像块的块信息，确定当前图像块的划分方式，并按此方式进行划分，无需遍历所有的划分方式，减少编码端为确定当前图像块的最优的划分方式而计算率失真代价的次数，从而降低视频序列编码的计算复杂度，提升压缩性能。

在一些可能的实施方式中，指导图像块包括：相邻块、历史块和/或参考块；其中，相邻块为当前图像中位于当前图像块的左边界和/或上边界之外的至少一个图像块，历史块为历史划分中与当前图像块位置相同且尺寸相同的图像块，参考块为参考帧中与当前图像块尺寸相同的图像块。

在一些可能的实施方式中，块信息包括：当前图像块的纹理信息和/或尺寸信息。

在一些可能的实施方式中，根据指导图像块的划分方式，确定当前图像块的划分方式，包括：若指导图像块为一个图像块，则将指导图像块的划分方式确定为当前图像块的划分方式；或，若指导图像块为多个图像块，则统计指导图像块的划分方式的使用次数，并根据统计结果，确定当前图像块的划分方式。

在一些可能的实施方式中，根据统计结果，确定当前图像块的划分方式，包括：将使用次数最多的划分方式确定为当前图像块的划分方式；或，遍历使用次数达到预设阈值的划分方式，计算对应的率失真代价，并根据率失真代价确定当前图像块的划分方式。

本申请中，上述预设阈值可在视频编码器中进行设置。预设阈值的取值可以根据实际需求的不同而不同，本申请不做具体限定。

在一些可能的实施方式中，根据当前图像块的块信息，确定当前图像块的划分方式，包括：根据当前图像块的块信息，确定当前图像块允许使用的划分方式；遍历允许使用的划分方式，计算对应的率失真代价；根据率失真代价，确定当前图像块的划分方式。

在一些可能的实施方式中，当当前图像块的块信息为纹理信息时，根据当前图像块的块信息，确定当前图像块允许使用的划分方式，包括：若纹理信息为水平纹理，则当前图像块允许使用的划分方式确定为非垂直划分方式；和/或，若纹理信息为垂直纹理，则当前图像块允许使用的划分方式确定为非水平划分方式。

在一些可能的实施方式中，当当前图像块的块信息为尺寸信息时，根据当前图像块的块信息，确定当前图像块允许使用的划分方式，包括：若尺寸信息表示当前图像块的宽大于高，则当前图像块允许使用的划分方式确定为非垂直划分方式；和/或，若尺寸信息表示当前图像块的宽小于高，则当前图像块允许使用的划分方式确定为非水平划分方式。

在一些可能的实施方式中，非垂直划分方式包括水平划分方式、四叉树划分方式和/或不划分；非水平划分方式包括垂直划分方式、四叉树划分方式和/或不划分。

在一些可能的实施方式中，根据指导图像块的划分方式和当前图像块的块信息，确定当前图像块的划分方式，包括：根据指导图像块的划分方式，确定当前图像块的第一候选划分方式；根据当前图像块的块信息，确定当前图像块的第二候选划分方式；从第一候选划分方式和第二候选划分方式中确定当前图像块的划分方式。

在一些可能的实施方式中，从第一候选划分方式和第二候选划分方式中确定当前图像块的划分方式，包括：遍历第一候选划分方式和第二候选划分方式，计算对应的率失真代价，并根据率失真代价，确定当前图像块的划分方式；或，统计第一候选划分方式和第二候选划分方式的使用次数，并根据统计结果，确定当前图像块的划分方式。

第二方面，本申请还提供一种图像块划分装置，包括用于实施第一方面的任意一种方法的若干个功能单元。图像块划分装置可以包括：获得模块，用于获得与当前图像块对应的指导图像块的划分方式和/或当前图像块的块信息；确定模块，用于根据指导图像块的划分方式和/或当前图像块的块信息，确定当前图像块的划分方式；划分模块，用于按照当前图像块的划分方式对当前图像块进行划分。

在一些可能的实施方式中，指导图像块包括：相邻块、历史块和/或参考块；其中，相邻块为当前图像中位于当前图像块的左边界和/或上边界之外的至少一个图像块，历史块为历史划分中与当前图像块位置相同且尺寸相同的图像块，参考块为参考帧中与当前图像块尺寸相同的图像块。

在一些可能的实施方式中，块信息包括：当前图像块的纹理信息和/或尺寸信息。

在一些可能的实施方式中，确定模块，具体用于若指导图像块为一个图像块，则将指导图像块的划分方式确定为当前图像块的划分方式；或，若指导图像块为多个图像块，则统计指导图像块的划分方式的使用次数，并根据统计结果，确定当前图像块的划分方式。

在一些可能的实施方式中，确定模块，具体用于将使用次数最多的划分方式确定为当前图像块的划分方式；或，遍历使用次数达到预设阈值的划分方式，计算对应的率失真代价，并根据率失真代价确定当前图像块的划分方式。

在一些可能的实施方式中，确定模块，具体用于：根据当前图像块的块信息，确定当前图像块允许使用的划分方式；遍历允许使用的划分方式，计算对应的率失真代价；根据率失真代价，确定当前图像块的划分方式。

在一些可能的实施方式中，当当前图像块的块信息为纹理信息时，确定模块，具体用于若纹理信息为水平纹理，则当前图像块允许使用的划分方式确定为非垂直划分方式；或，若纹理信息为垂直纹理，则当前图像块允许使用的划分方式确定为非水平划分方式。

在一些可能的实施方式中，当当前图像块的块信息为尺寸信息时，确定模块，具体用于若尺寸信息表示当前图像块的宽大于高，则当前图像块允许使用的划分方式确定为非垂直划分方式；或，若尺寸信息表示当前图像块的宽小于高，则当前图像块允许使用的划分方式确定为非水平划分方式。

在一些可能的实施方式中，非垂直划分方式包括水平划分方式、四叉树划分方式和/或不划分；非水平划分方式包括垂直划分方式、四叉树划分方式和/或不划分。

在一些可能的实施方式中，确定模块，还用于：根据指导图像块的划分方式，确定当前图像块的第一候选划分方式；根据当前图像块的块信息，确定当前图像块的第二候选划分方式；从第一候选划分方式和第二候选划分方式中确定当前图像块的划分方式。

在一些可能的实施方式中，确定模块，具体用于遍历第一候选划分方式和第二候选划分方式，计算对应的率失真代价，并根据率失真代价，确定当前图像块的划分方式；或，统计第一候选划分方式和第二候选划分方式的使用次数，并根据统计结果，确定当前图像块的划分方式。

第三方面，本申请还提供一种编码设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现如第一方面及其可能的实施方式的方法步骤。

第四方面，一种计算机可读存储介质，其特征在于，计算机可读存储介质内存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如第一方面及其可能的实施方式的方法步骤。

应当理解的是，本申请的第二至四方面与本申请的第一方面的技术方案一致，各方面及对应的可行实施方式所取得的有益效果相似，不再赘述。

附图说明

图1示出了本申请实施例中的视频编码及解码系统的示意图；

图2示出了本申请实施例中的视频编码设备的结构示意图；

图3示出了本申请实施例中的一种编码装置的示意图；

图4示出了本申请实施例中的BT、QT以及EQT的划分方式的示意图；

图5示出了本申请实施例中的图像块划分方法的实施流程示意图；

图6示出了本申请实施例中的基于纹理信息的图像块划分方法的实施流程示意图；

图7示出了本申请实施例中的当前图像块的一种示意图；

图8示出了本申请实施例中的索贝尔算子的模板示意图；

图9示出了本申请实施例中的基于相邻块的图像块划分方法的实施流程示意图；

图10示出了本申请实施例中的相邻块的一种示意图；

图11示出了本申请实施例中的基于历史块的图像块划分方法的实施流程示意图；

图12示出了本申请实施例中的历史块的一种示意图；

图13示出了本申请实施例中的基于参考块的图像块划分方法的实施流程示意图；

图14示出了本申请实施例中的参考块的一种示意图；

图15示出了本申请实施例中的基于尺寸信息的图像块划分方法的实施流程示意图；

图16示出了本申请实施例中的图像块划分装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请的保护范围。

本申请实施例所涉及的技术方案不仅可能应用于现有的视频编码标准中（如H.264、高性能视频编码（HEVC，high efficiency video coding）第三代音视频编解码标准（AVS3，audio video coding standard 3）等标准），还可能应用于未来的视频编码标准中（如H .266标准）。本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释，而非旨在限定本申请。下面先对本申请实施例可能涉及的一些概念进行简单介绍。

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“图像（image）”可以用作同义词。本申请中使用的视频编码表示视频编码或视频解码。视频编码在源侧执行，通常包括处理（例如，通过压缩）原始视频图像以减少表示该视频图像所需的数据量，从而更高效地存储和/或传输。视频解码在目的地侧执行，通常包括相对于编码器作逆处理，以重构视频图像。实施例涉及的视频图像“编码”应理解为涉及视频序列的“编码”或“解码”。编码部分和解码部分的组合也称为编解码（编码和解码）。

视频序列包括一系列图像（picture），图像被进一步划分为切片（slice），切片再被划分为块（block）。视频编码以块为单位进行编码处理，在一些新的视频编码标准中，块的概念被进一步扩展。比如，在H.264标准中有宏块（MB，macro block），宏块可进一步划分成多个可用于预测编码的预测块（partition）。在HEVC标准中，采用编码单元（CU，codingunit）、预测单元（PU，prediction unit）、变换单元（TU，transform unit）等基本概念，从功能上划分了多种块单元，并采用全新的基于树结构进行描述。比如CU可以按照四叉树（QT，Quad Tree）进行划分为更小的CU，而更小的CU还可以继续划分，从而形成一种四叉树结构，CU是对编码图像进行划分和编码的基本单元。对于PU和TU也有类似的树结构，PU可以对应预测块，是预测编码的基本单元。对CU按照划分模式进一步划分成多个PU。TU可以对应变换块，是对预测残差进行变换的基本单元。然而，无论CU，PU还是TU，本质上都属于块（或称图像块）的概念。

例如，在HEVC中，通过使用表示为编码树的四叉树结构将CTU拆分为多个CU。在CU层级处做出是否使用图像间（时间）或图像内（空间）预测对图像区域进行编码的决策。每个CU可以根据PU的划分模型进一步划分为1个、2个或4个PU。一个PU内应用相同的预测过程，并在PU基础上将相关信息传输到解码器。在通过基于PU的划分模式应用预测过程获得残差块之后，可以根据类似于用于CU的编码树的其它四叉树结构将CU划分成TU。在视频压缩技术最新的发展中，使用四叉树和二叉树（QTBT，quad-tree and binary tree）分割帧来分割编码块。在QTBT块结构中，CU可以为正方形或矩形。

本申请实施例中，为了便于描述和理解，可将当前处理图像中待处理的图像块称为当前图像块，例如在编码过程中，当前图像块指当前正在编码的块；在解码过程中，当前图像块指当前正在解码的块。可将参考图像中用于对当前图像块进行预测的已解码的图像块称为参考块，即参考块是为当前图像块提供参考信息的块，其中，参考信息表示图像块内的像素值。可将参考图像中为当前图像块提供预测信息的块称为预测块，其中，预测信息表示预测块内的像素值、采样值或者采样信号。例如，在遍历多个参考块以后，找到了最佳参考块，此最佳参考块将为当前图像块提供预测，此块称为预测块。

下面描述本申请实施例所应用的系统架构。参见图1，图1示例性地给出了本申请实施例所应用的视频编解码系统10的示意性框图。如图1所示，视频编码及解码系统10可包括源设备12和目的地设备14，源设备12产生经编码视频数据，因此，源设备12可被称为视频编码装置。目的地设备14可对由源设备12所产生的经编码的视频数据进行解码，因此，目的地设备14可被称为视频解码装置。源设备和目的地设备可以包括各种装置，包含桌上型计算机、移动计算装置、笔记本电脑、平板电脑、机顶盒、智能手机、智能电视机、数码相机、显示装置、数字媒体播放器、视频游戏控制台、车载计算机、无线通信设备或其类似设备。

源设备12和目的地设备14之间可通过链路13进行通信连接，目的地设备14可经由链路13从源设备12接收经编码视频数据。链路13可包括使得源设备12能够实时将经编码视频数据直接发射到目的地设备14的一个或多个通信媒体。上述一个或多个通信媒体可包含无线和/或有线通信媒体，例如射频（RF，radio frequency）频谱或一个或多个物理传输线。上述一个或多个通信媒体可形成基于分组的网络的一部分，基于分组的网络例如为局域网、广域网或全球网络（例如，因特网）。上述一个或多个通信媒体可包含路由器、交换器、基站或促进从源设备12到目的地设备14的通信的其它设备。

源设备12包括编码器20，另外可选地，源设备12还可以包括图像源16、图像预处理器18以及通信接口22。在具体实现形态中，编码器20、图像源16、图像预处理器18以及通信接口22可以是源设备12中的硬件部件，也可以是源设备12中的软件程序。分别描述如下：

图像源16，可以包括或可以为任何类别的图像捕获设备，用于例如捕获现实世界图像，和/或任何类别的图像或评论（对于屏幕内容编码，屏幕上的一些文字也认为是待编码的图像或图像的一部分）生成设备，例如，用于生成计算机动画图像的计算机图形处理器，或用于获得和/或提供现实世界图像、计算机动画图像（例如，屏幕内容、虚拟现实（VR，virtual reality）图像）的任何类别设备，和/或其任何组合（例如，实景（AR，augmentedreality）图像）。图像源16可以为用于捕获图像的相机或者用于存储图像的存储器，图像源16还可以包括存储先前捕获或产生的图像和/或获得或接收图像的任何类别的（内部或外部）接口。当图像源16为相机时，图像源16可例如为本地的或集成在源设备中的集成相机；当图像源16为存储器时，图像源16可为本地的或例如集成在源设备中的集成存储器。当图像源16包括接口时，接口可例如为从外部视频源接收图像的外部接口，外部视频源例如为外部图像捕获设备，比如相机、外部存储器或外部图像生成设备，外部图像生成设备例如为外部计算机图形处理器、计算机或服务器。接口可以为根据任何专有或标准化接口协议的任何类别的接口，例如有线或无线接口、光接口。

其中，图像可以视为像素点（picture element）的二维阵列或矩阵。阵列中的像素点也可以称为采样点。阵列或图像在水平和垂直方向（或轴线）上的采样点数目定义图像的尺寸和/或分辨率。为了表示颜色，通常采用三个颜色分量，即图像可以表示为或包含三个采样阵列。例如在RBG格式或颜色空间中，图像包括对应的红色、绿色及蓝色采样阵列。但是，在视频编码中，每个像素通常以亮度/色度格式或颜色空间表示，例如对于YUV格式的图像，包括Y指示的亮度分量（有时也可以用L指示）以及U和V指示的两个色度分量。亮度（luma）分量Y表示亮度或灰度水平强度（例如，在灰度等级图像中两者相同），而两个色度（chroma）分量U和V表示色度或颜色信息分量。相应地，YUV格式的图像包括亮度采样值（Y）的亮度采样阵列，和色度值（U和V）的两个色度采样阵列。RGB格式的图像可以转换或变换为YUV格式，反之亦然，该过程也称为色彩变换或转换。如果图像是黑白的，该图像可以只包括亮度采样阵列。本申请实施例中，由图像源16传输至图像处理器的图像也可称为原始图像数据17。

图像预处理器18，用于接收原始图像数据17并对原始图像数据17执行预处理，以获得经预处理的图像19或经预处理的图像数据19。例如，图像预处理器18执行的预处理可以包括整修、色彩格式转换（例如，从RGB格式转换为YUV格式）、调色或去噪。

编码器20（或称视频编码器20），用于接收经预处理的图像数据19，采用相关预测模式（如本文各个实施例中的预测模式）对经预处理的图像数据19进行处理，从而提供经编码图像数据21（下面将进一步基于图2描述编码器20的结构细节）。在一些实施例中，编码器20可以用于执行后文所描述的各个实施例，以实现本申请实施例所描述的图像块划分方法在编码端的应用。

通信接口22，可用于接收经编码图像数据21，并可通过链路13将经编码图像数据21传输至目的地设备14或任何其它设备（如存储器），以用于存储或直接重构，其它设备可为任何用于解码或存储的设备。通信接口22可例如用于将经编码图像数据21封装成合适的格式，例如数据包，以在链路13上传输。

目的地设备14包括解码器30。可选地，目的地设备14还可以包括通信接口28、图像后处理器32和显示设备34。分别描述如下：

通信接口28，可用于从源设备12或任何其它源接收经编码图像数据21，任何其它源例如为存储设备，存储设备例如为经编码图像数据存储设备。通信接口28可以用于藉由源设备12和目的地设备14之间的链路13或藉由任何类别的网络传输或接收经编码图像数据21，链路13例如为直接有线或无线连接，任何类别的网络例如为有线或无线网络或其任何组合，或任何类别的私网和公网，或其任何组合。通信接口28可以例如用于解封装通信接口22所传输的数据包以获得经编码图像数据21。

通信接口28和通信接口22都可以配置为单向通信接口或者双向通信接口，以及可以用于例如发送和接收消息来建立连接、确认和交换任何其它与通信链路和/或例如经编码图像数据传输的数据传输有关的信息。

解码器30（或称为视频解码器30），用于接收经编码图像数据21并提供经解码图像数据31或经解码图像31。

图像后处理器32，用于对经解码图像数据31（也称为经重构图像数据）执行后处理，以获得经后处理图像数据33。图像后处理器32执行的后处理可以包括：色彩格式转换（例如，从YUV格式转换为RGB格式）、调色、整修或重采样，或任何其它处理，还可用于将将经后处理图像数据33传输至显示设备34。

显示设备34，用于接收经后处理图像数据33以向例如用户或观看者显示图像。显示设备34可以为或可以包括任何类别的用于呈现经重构图像的显示器，例如，集成的或外部的显示器或监视器。例如，显示器可以包括液晶显示器（LCD，liquid crystal display）、有机发光二极管（OLED，organic light emitting diode）显示器、等离子显示器、投影仪、微LED显示器、硅基液晶（LCoS，liquid crystal on silicon）、数字光处理器（DLP，digitallight processor）或任何类别的其它显示器。

虽然，在图1中将源设备12和目的地设备14示出为单独的设备，但设备实施例也可以同时包括源设备12和目的地设备14或同时包括两者的功能性，即源设备12或对应的功能性以及目的地设备14或对应的功能性。在此类实施例中，可以使用相同硬件和/或软件，或使用单独的硬件和/或软件，或其任何组合来实施源设备12或对应的功能性以及目的地设备14或对应的功能性。

本领域技术人员基于描述明显可知，不同单元的功能性或图1所示的源设备12和/或目的地设备14的功能性的存在和（准确）划分可能根据实际设备和应用有所不同。源设备12和目的地设备14可以包括各种设备中的任一个，包含任何类别的手持或静止设备，例如，笔记本或膝上型计算机、移动电话、智能手机、平板或平板计算机、摄像机、台式计算机、机顶盒、电视机、相机、车载设备、显示设备、数字媒体播放器、视频游戏控制台、视频流式传输设备（例如内容服务服务器或内容分发服务器）、广播接收器设备、广播发送器设备等，并可以不使用或使用任何类别的操作系统。

编码器20和解码器30都可以实施为各种合适电路中的任一个，例如，一个或多个通用处理器、微处理器、数字信号处理器（DSP，digital signal processor）、专用集成电路（ASIC，application-specific integrated circuit）、现场可编程门阵列（FPGA，field-programmable gate array）、离散逻辑、硬件或其任何组合。如果部分地以软件实施技术，则设备可将软件的指令存储于合适的非暂时性计算机可读存储介质中，且可使用一个或多个处理器以硬件执行指令从而执行本申请实施例所提供的方法。前述内容（包含硬件、软件、硬件与软件的组合等）中的任一者可视为一个或多个处理器。

在一些情况下，图1中所示视频编码及解码系统10仅为示例，本申请实施例所提供的方案还可以适用于不必包含编码和解码设备之间的任何数据通信的视频编解码设备（例如，视频编码或视频解码）。在其它实施例中，数据还可从本地存储器检索、在网络上流式传输等。视频编码设备可以对数据进行编码并且将数据存储到存储器，和/或视频解码设备可以从存储器检索数据并且对数据进行解码。在一些实施例中，由并不彼此通信而是仅编码数据到存储器和/或从存储器检索数据且解码数据的设备执行编码和解码。

可以理解的，本申请实施例中对于参考编码器20所描述的实施例，解码器30可以用于执行相反过程。关于信令语法元素，解码器30可以用于接收并解析这种语法元素，相应地解码相关视频数据。在一些例子中，编码器20可以将语法元素熵编码成经编码视频比特流。相应的，解码器30可以解析这种语法元素，并相应地解码相关视频数据。

需要说明的是，本申请实施例描述的图像块划分方法主要用于图像分割过程，此过程在编码器20存在。本申请实施例中的编码器20和解码器30可以是例如H.263、H.264、HEVV、AVS3、MPEG-2、MPEG-4、VP8、VP9等视频标准协议或者下一代视频标准协议（如H.266等）对应的编/解码器。

参见图2，图2是本申请实施例提供的视频编码设备200的结构示意图。视频编码设备200适于实施本申请所描述的实施例。在一个实施例中，视频编码设备200可以是如图1的编码器20，或者视频编码设备200可以是图1的编码器20中的一个或多个组件。

视频编码设备200可以包括：用于接收数据的入口端口210和接收器（Rx）220，用于处理数据的处理器、逻辑单元或中央处理器（CPU）230，用于传输数据的发送器（Tx）240和出口端口250，以及，用于存储数据的存储器260。视频编码设备200还可以包括与入口端口210、接收器220、发送器240和出口端口250耦合的光电转换组件和电光（EO）组件，用于光信号或电信号的出口或入口。

处理器230通过硬件和软件实现。处理器230可以实现为一个或多个中央处理单元（CPU，central processing unit）芯片、核（例如，多核处理器）、FPGA、ASIC和DSP。处理器230与入口端口210、接收器220、发送器240、出口端口250和存储器260通信。处理器230包括编码模块270。编码模块270实现本申请中所公开的实施例，以实现本申请实施例所提供的图像块划分方法。例如，编码模块270实现、处理或提供各种编码操作。因此，通过编码模块270为视频编码设备200的功能提供了实质性的改进，并影响了视频编码设备200到不同状态的转换。或者，以存储在存储器260中并由处理器230执行的指令来实现编码模块270。

存储器260包括一个或多个磁盘、磁带机和固态硬盘，可以用作溢出数据存储设备，用于在选择性地执行这些程序时存储程序，并存储在程序执行过程中读取的指令和数据。存储器260可以是易失性和/或非易失性的，可以是只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、随机存取存储器（TCAM，ternary content-addressable memory）和/或静态随机存取存储器（SRAM）。

参见图3，图3是根据一示例性实施例的可用作图1中的源设备12中的任一个或两个的装置300的简化框图，装置300可以实现本申请中的实施例。换言之，装置300为视频编码设备200的一种实现方式。其中，装置300可以包括处理器310、存储器330和总线系统350。其中，处理器和存储器通过总线系统相连，该存储器用于存储指令，该处理器用于执行该存储器存储的指令。装置300的存储器存储程序代码，且处理器可以调用存储器中存储的程序代码执行本申请描述的各种视频编码方法，尤其是各种图像块划分方法。为避免重复，这里不再详细描述。

在本申请实施例中，该处理器310可以是（CPU），该处理器310还可以是其他通用处理器、DSP、ASIC、FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

该存储器330可以包括只读存储器(ROM)设备或者随机存取存储器(RAM)设备。任何其他适宜类型的存储设备也可以用作存储器330。存储器330可以包括由处理器310使用总线350访问的代码和数据331。存储器330可以进一步包括操作系统333和应用程序335，该应用程序335包括允许处理器310执行本申请描述的视频编码方法（尤其是本申请描述的图像块划分方法）的至少一个程序。例如，应用程序335可以包括应用1至N，其进一步包括执行在本申请描述的视频编码方法的视频编码应用。

该总线系统350除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见，在图中将各种总线都标为总线系统350。

可选的，装置300还可以包括一个或多个输出设备，诸如显示器370。在一个示例中，显示器370可以是触感显示器，其将显示器与可操作地感测触摸输入的触感单元合并。显示器370可以经由总线350连接到处理器310。

下面详细阐述本申请实施例的方案：

视频编码标准把一帧图像分割成互不重叠的编码树单元（CTU），一个CTU的大小可设置为64×64（CTU的大小也可设置为其它值，如CTU大小增大为128×128或256×256等）。64×64的CTU包含由64列、每列64个像素的矩形像素点阵，每个像素包含亮度分量或/和色度分量。接下来，以CTU为单位进一步进行划分，此时，可以使用基于BT的划分方式，如基于水平二叉树（HBT，horizontal binary tree）、竖直二叉树（VBT，vertical binary tree）的划分方式；还可以使用基于QT的划分方式；还可以使用基于三叉树（TT，triple-tree）的划分方式；还可以使用扩展四叉树（EQT，extended quad tree）的划分方式，如基于水平扩展四叉树（HEQT，horizontal extended quad tree）、竖直扩展四叉树（VEQT，verticalextended quad tree）的划分方式。

图4为本申请实施例中的BT、QT以及EQT的划分方式的示意图，结合图4所示，下面以编码端进行图像块划分为例，对上述几种划分方式进行说明。

一帧图像可以划分成多个不重叠的CTU。针对一个CTU，可以将CTU作为四叉树的根节点（root），按照四叉树的划分方式，将CTU递归划分成若干个叶节点（leaf node）。一个节点对应于一个图像区域，即图像块，如果节点不再进行划分，则该节点称为叶节点，它所对应的图像区域就形成一个CU；如果节点继续进行划分，则该节点对应的图像区域被划分成如图4中（a）所示的四个相同大小的子区域（其宽和高各为被划分区域的一半），每个子区域对应一个子节点。根节点的四叉树层级（qtDepth）为0，则子节点的四叉树层级为父节点的四叉树层级加1。为表述简洁，下述实施例中节点的大小和形状即指节点对应的图像区域的大小和形状。

更具体的，对64×64的CTU节点（四叉树层级为0），该CTU可以不划分，成为1个64×64的CU，或者划分为4个32×32的节点（四叉树层级为1）。这四个32×32的节点中的每一个节点，又可以选择继续划分或者不划分；如果一个32×32的节点继续划分，则产生四个16×16的节点（四叉树层级为2）。以此类推，直到所有节点都不再划分，这样一个CTU就被划分成一组CU。

在最新的AVS3的制定过程中，AVS3在QT划分的基础上，增加了BT划分方式和EQT划分方式。

其中，BT划分方式是将一个节点划分成2个子节点，具体的BT划分方式有两种：1）HBT：将节点对应的区域划分成上、下两个相同大小的子区域（即宽不变，高变为划分前区域的一半），每个子区域对应于一个子节点；如图4中（b）所示；2）VBT：将节点对应的区域划分成左、右两个相同大小的区域（即高不变，宽变为划分前区域的一半），如图4中（c）所示。

EQT划分方式是将一个节点划分成4个子节点，具体的EQT划分方式有两种：1）HEQT：将节点对应的区域划分成上、中、下三个子区域，并将中间的子区域水平划分为中左和中右两个子区域，每个子区域对应于一个子节点，其中上、中左、中右、下四个子区域的高分别为节点高的1/4、1/2、1/2、1/4，中左和中右宽度为节点高度的1/2、1/2，如图4中（d）所示；2）VEQT：将节点对应的区域划分成左、中、右三个区域，并将中间的子区域再竖直划分为中上和中下两个子区域，每个区域对应于一个节点，其中左、中上、中下、右四个子区域的宽分别为节点高的1/4、1/2、1/2、1/4，中上和中下宽度为节点高度的1/2、1/2，如图4中（e）所示。

在AVS3中还使用了QT级联BT/EQT的划分方式，即第一级编码树上的节点只能使用QT划分成子节点，第一级编码树的叶节点为第二级编码树的根节点；第二级编码树上的节点可使用BT或EQT划分方式中的一种划分为子节点；第二级编码树的叶节点为编码单元。需要注意的是，当叶节点为BT或EQT划分方式时，其叶节点只能使用BT或EQT划分方式，而不能使用QT的方式。

多用途视频编码测试模型（VTM，versatile video coding test model）参考软件在QT划分的基础上，增加了BT划分方式和TT划分方式。其中，VTM是JVET组织开发的新式编解码器参考软件。

TT划分方式是将一个节点划分成3个子节点，具体的TT划分方式有两种：1）水平TT（HTT，horizontal TT）：将节点对应的区域划分成上、中、下三个子区域，每个子区域对应于一个子节点，其中上、中、下三个区域的高分别为节点高的1/4、1/2、1/4；2）竖直TT（VTT，vertical TT）：将节点对应的区域划分成左、中、右三个子区域，每个子区域对应于一个子节点，其中左、中、右三个区域的宽分别为节点高的1/4、1/2、1/4。

VTM中使用了QT级联BT/TT的划分方式，简称为QT-MTT（quad tree plus multi-type tree）划分方式。更具体的，CTU通过QT划分，产生QT子节点，QT中的子节点可使用QT划分继续划分成四个QT子节点，或者不再划分产生一个QT叶节点。然后，以QT叶节点作为MTT的根节点，使用HBT、VBT、HTT、VTT这四种划分方式中的一种划分为子节点，或者不再划分成为一个MTT叶节点。MTT的叶节点对应一个CU。

在上述图4所示的5种划分方式中，（b）和（d）所示的划分方式可以归类于垂直划分方式，（c）和（e）所示的划分方式可以归类于竖直类划分方式，（a）所示的划分方式归类于其他划分方式。

在实际应用中，若图像块的尺寸为：8×4、16×8、16×4、32×4、32×8、32×16、64×8、64×16或64×32，则该图像块可以以水平划分方式或其他划分方式进行划分；若图像块的尺寸为：4×8、8×16、4×16、4×32、8×32、16×32、8×64、16×64或32×64，则该图像块可以以垂直划分方式或其他划分方式进行划分；若图像块的尺寸为：8×8、16×16、32×32或64×64，则该图像块可以以水平划分方式、垂直划分方式以及其他划分方式中任意一种进行划分。

在视频序列进行编码的过程中划分图像块时，若要确定一个图像块的划分方式，需要先计算上述划分方式中每一种划分方式所对应的率失真代价（RD cost），比较各个率失真代价后确定该图像块的最优划分方式。可见，视频序列编码的计算复杂度过高。

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种图像块划分方法，该方法可以应用于编码端（如上述编码器或者包含上述编码器的装置、设备等）的编码过程。

图5为本申请实施例中的图像块划分方法的实施流程示意图，参见图5所示，该图像块划分方法可以包括：

S501、获得与当前图像块对应的指导图像块的划分方式和/或当前图像块的块信息。

在实际应用中，上述当前图像块为当前图像划分出的一个图像块，对应于当前图像的编码树上的一个节点，当前图像块可以为当前图像的一个CTU，也可以为以CTU为根节点划分得到的子块（如CU），还可以为以一个层级的子块为根节点划分得到的下一层级的子块（如CU、PU、TU）。上述指导图像块，也可以称为指导块，指导块是用于指导当前图像块划分的一个或者多个图像块。

上述当前图像块的块信息可以包括当前图像块的尺寸信息、纹理信息等。其中，尺寸信息可以包括当前图像块的宽和高，纹理信息可以理解为当前图像块的纹理特征。当然，上述块信息还可以包括当前图像块中像素点的坐标，这里，像素点的坐标是相对于当前图像左上顶点的像素位置的坐标；或者，块信息还可以包括其他当前图像块对应的图像相关信息，这些块信息能够从当前图像，如当前图像在进行图像块划分的过程中，由当前图像的尺寸信息推导获得的，本申请实施例不做具体限定。

在一些可能的实施方式中，上述指导块可以为当前图像块对应的历史块，还可以为当前图像块对应的参考块，还可以为当前图像块的相邻图像块（也可以称为相邻块）。其中，历史块可以理解为在历史划分中与当前图像块为位置和尺寸（即宽和高）均相同的图像块。参考块可以理解为在进行预测时参考图像中用于与当前图像块求残差块的图像块。相邻块可以理解为当前图像块的邻域中位于当前图像块的左边界和/或上边界之外的一个或者多个图像块。

那么，在编码端执行S501时，编码端可以计算当前图像块的块信息，如尺寸信息、纹理信息。编码端还可以从高层语法元素中（例如，序列参数集合（SPS，SequenceParameter Set）、图像参数集（PPS，Picture Parameter Set））中读取得到指导块的划分方式。这里，高层语法元素中的各种参数是编码端在对每个图像块编码后写入的。

需要说明的是，在图像块划分过程中，编码端在每一帧编码结束时可以记录图像块的块信息及其划分方式。具体的，编码端可以将图像块的块信息及其划分方式写入高层语法元素。

在本申请实施例中，当前图像块或者指导块的划分方式可以包括上述图4所示的5种划分方式（即QT、HBT、VBT、HEQT以及VEQT）以及不划分。

S502、根据指导块的划分方式和/或当前图像块的块信息，确定当前图像块的划分方式。

这里，编码端在通过S501获得指导块的划分方式之后，可以参考指导块的划分方式确定当前图像块的划分方式。

在一些可能的实施方式中，若指导块为一个图像块，则编码端可以将指导块的划分方式确定为当前图像块的划分方式。

在另一些可能的实施方式中，若指导块为多个图像块，则编码端可以统计这些指导块的划分方式的使用次数，根据统计结果，确定当前图像块的划分方式。

示例性的，若指导块为多个图像块（如指导块为多个相邻块），则编码端可以对这些指导块的划分方式进行统计，选取指导块使用次数最多的一种划分方式作为当前图像块的划分方式。或者，编码端可以选取使用次数满足预设阈值（如10次、50次、100次等）的几种划分方式，并逐个按照这些划分方式计算当前图像块的率失真代价，进而根据计算出的率失真代价选择最优的划分方式作为当前图像块的划分方式。再者，编码端还可以选取指导块使用次数较多的几种（如2种、3种、4种等）划分方式，并逐个按照这些划分方式计算当前图像块的率失真代价，进而根据计算出的率失真代价选择最优的划分方式作为当前图像块的划分方式。再者，当然，编码端还可以采用其他的方法根据指导块的划分方式确定当前图像块的划分方式，本申请实施例不做具体限定。

当然，编码端在通过S501获得当前图像块的块信息之后，还可以参考当前图像块的块信息确定当前图像块允许使用的划分方式，再逐个按照当前图像块允许使用的划分方式计算当前图像块的率失真代价，进而根据计算出的率失真代价选择最优的划分方式作为当前图像块的划分方式。示例性的，编码端可以参考当前图像块的纹理信息确定当前图像块划分方式。例如，当当前图像块的纹理为水平方向或者偏水平方向（即水平纹理）时可以遍历非垂直划分方式以确定当前图像块的划分方式（可以理解的，当前图像块此时允许使用非垂直划分方（即禁止垂直划分方式），如VBT和VEQT），当当前图像块的纹理为垂直方向或者偏垂直方向（即垂直纹理）时可以遍历非水平划分方式以确定当前图像块的划分方式（可以理解的，当前图像块此时允许使用非水平划分方式（即禁止水平划分方式），如HBT和HEQT）。这里，非垂直划分方式可以包括：水平划分方式（如HBT和HEQT）、QT以及不划分，非水平划分方式可以包括：垂直划分方式（如VBT和VEQT）、QT以及不划分。

在另一实施例中，编码端还可以参考当前图像块的尺寸信息确定当前图像块的划分方式。示例性的，当当前图像块的宽大于高时，可以将当前图像块的划分方式确定为水平划分方式；当当前图像块的宽小于高时，可以将当前图像块的划分方式确定为垂直划分方式。在实际应用中，当当前图像块的宽等于高时，可以将当前图像块的划分方式确定为水平划分方式和垂直划分方式。

S503、按照确定出的划分方式对当前图像块进行划分。

这里，在通过S502确定当前图像块的划分方式后，编码端可以根据确定出的划分方式对当前图像块进行划分，得到多个子块。

在编码端执行完成S503后，可以针对这些子块中的每一个子块执行S501至S503，以此类推，直至所有的子块均无法继续划分，此时编码端可以得到当前图像块下的叶子节点，这些叶子节点对应的图像区域即为CU。然后，编码端对每一个CU进行预测处理，获得对应的PU，然后在根据CU和PU，获得对应的残差块，进而对残差块进行熵编码，生成对应的码流，实现对当前图像块的编码。

在本申请实施例中，在当前图像中，编码端在按照之字形（Zigzag）进行扫描的过程中，当扫描到当前图像中的一个图像块，即当前图像块时，获得指导块的划分方式和/或当前图像块的块信息，然后，根据指导块的划分方式和/或当前图像块的块信息，确定当前图像块的划分方式，并按此方式进行划分，无需遍历所有的划分方式，减少编码端为确定当前图像块的最优的划分方式而计算率失真代价的次数，从而降低视频序列编码的计算复杂度，提升压缩性能。

下面对上述实施例提供的图像块划分方法进行详细说明。

实施例一

图6示出了本申请实施例中的基于纹理信息的图像块划分方法的实施流程示意图，参见图6所示，上述图像块划分方法可以包括：

S601、获得当前图像块的纹理信息。

这里，编码端可以通过计算获得当前图像块的纹理信息。具体的计算方法可以且不限于以下两种。

第一种方法，首先编码端计算当前图像块的梯度值。具体来说，选取当前图像块中左上角、右上角、左下角共三个点。参见图7所示，以4×4的图像块作为当前图像块为例，当前图像块W的左上角、右上角、左下角分别为0、1、2这三个位置的像素点，当前图像块的水平梯度值等于像素点1的像素值减去像素点0的像素值的绝对值，当前图像块的垂直梯度值等于像素点2的像素值减去像素点0的像素值的绝对值。水平梯度值和垂直梯度值可以参见下式（1）和（2）计算获得。

Gx=︱I(1)-I(0)︱ (1)

Gy=︱I(2)-I(0)︱ (2)

其中，Gx表示当前图像块的水平梯度值，Gy表示当前图像块的垂直梯度值，I(1)表示像素点1的像素值，I(0)表示像素点0的像素值，I(2)表示像素点2的像素值。示例性的，上述像素点的像素值可以为该像素点的RGB值。

其次，编码端比较计算出的水平梯度值和垂直梯度值。若水平梯度值大于垂直梯度值，则确定当前图像块的纹理信息为水平纹理，若水平梯度值小于垂直梯度值，则确定当前图像块的纹理信息为垂直纹理。

第二种方法，首先编码端计算当前图像块的水平纹理值和垂直纹理值，其中，当前图像块的水平纹理值是指当前图像块内所有像素点的水平纹理值之和，当前图像块的垂直纹理值是指当前图像块内所有像素点的垂直纹理值之和。

在一些可能的实施例中，对于每一个像素点来说，该像素点的水平纹理值可以为该像素点应用水平索贝尔算子（sobel operator）后的绝对值，该像素点的垂直纹理值可以为该像素点应用垂直索贝尔算子后的绝对值。示例性的，参见图8所示，图8中的（a）表示水平索贝尔算子的模板，图8中的（b）表示垂直水索贝尔算子的模板。

其次，编码端比较当前图像块的水平纹理值和垂直纹理值。若水平纹理值大于垂直纹理值，则确定当前图像块的纹理信息为水平纹理，若水平纹理值小于垂直纹理值，则确定当前图像块的纹理信息为垂直纹理。

当然，在实际应用中，编码端还可采用其他方法确定当前图像块的纹理信息，本申请实施例不做具体限定。

S602、根据纹理信息，遍历当前图像块允许使用的划分方式，计算各个划分方式对应的率失真代价。

这里，对于纹理信息为水平纹理的情况来说，当前图像块允许使用的划分方式可以为非垂直划分方式，即QT、HBT、HEQT以及不划分；对于纹理信息为垂直纹理的情况来说，当前图像块允许使用的划分方式可以为非水平划分方式，即QT、VBT、VEQT以及不划分。

这里，编码端在通过S601确定当前图像块的纹理信息后，可以确定当前图像块的纹理是水平纹理还是垂直纹理。如果是水平纹理，则编码端遍历非垂直划分方式，计算相应的率失真代价；如果是垂直纹理，则编码端遍历非水平划分方式，计算相应的率失真代价。

S603、通过比较各个率失真代价，确定当前图像块最优的划分方式。

S604、按照最优的划分方式，对当前图像块进行划分。

可以理解的，通过S601至S604，编码端在确定当前图像块的纹理信息之后，可以根据纹理信息确定当前图像块允许使用的划分方式，并一一计算当前图像块允许使用的划分方式对应的率失真代价，再通过比较率失真代价选择当前图像块的最优的划分方式，并按照该最优的划分方式对当前图像块进行划分。如此，无需遍历所有的划分方式，减少编码端为确定当前图像块的最优的划分方式而计算率失真代价的次数，从而降低视频序列编码的计算复杂度，提升压缩性能。

实施例二

图9为本申请实施例中的基于相邻块的图像块划分方法的实施流程示意图，参见图9所示，上述图像块划分方法可以包括：

S901、获得当前图像块的相邻块的划分方式。

在一些可能的实施方式中，编码端通过当前块的块信息（如当前图像块中像素点的坐标、当前图像块的宽、高），可以确定当前图像块的边界（如左边界和上边界），然后，编码端从高层语法元素中可以选取位于当前图像块左边界和/或上边界之外的一个或者多个图像块（即相邻块），进而获得一种或者多种划分方式。

示例性的，参见图10中的（a）所示，相邻块可以选取位于当前图像块W的左上角的图像块A；参见图10中的（b）所示，相邻块可以选取位于当前图像块W左边界和/或上边界之外的图像块A、B、C、D、E、F、G中的任意一个图像块或者几个图像块。当然，相邻块还可以选取位于当前图像块左边界和/或上边界之外的其他图像块，本申请实施例不做具体限定。

在实际应用中，编码端为了减少为确定当前图像块的最优的划分方式而计算率失真代价的次数，可以选取一个相邻块的划分方式；或者，编码端也可以选取多个相邻块，然后，对这些相邻块的划分方式的使用次数进行统计，选取使用最多的一种划分方式。当然，编码端为了提高图像块划分的准确率，在对多个相邻块的划分方式进行统计之后，还可以选取使用较多的几种划分方式。

当编码端选取的划分方式为一种划分方式时，编码端可以执行S902和S903。

S902、将相邻块的划分方式确定为当前图像块的划分方式。

S903、按照当前图像块的划分方式，对当前图像块进行划分。

当编码端选取的划分方式为多种划分方式时，编码端可以执行S904至S906。

可以理解的，通过S901、S902和S903，编码端在确定相邻块的一种划分方式之后，可以将该划分方式确定为当前图像块的划分方式，并对当前图像块进行划分。如此，无需遍历所有的划分方式，避免了编码端为确定当前图像块的最优的划分方式而多次计算率失真代价，从而降低视频序列编码的计算复杂度，提升压缩性能。

S904、遍历多种划分方式，计算各个划分方式对应的率失真代价；

S905、通过比较各个率失真代价，确定当前图像块最优的划分方式。

S906、按照最优的划分方式，对当前图像块进行划分。

可以理解的，通过S901、S904、S905和S906，编码端在确定相邻块的几种划分方式之后，可以一一计算这几种划分方式对应的率失真代价，再通过比较率失真代价选择当前图像块最优的划分方式，并按照该最优的划分方式对当前图像块进行划分。如此，无需遍历所有的划分方式，减少编码端为确定当前图像块的最优的划分方式而计算率失真代价的次数，从而降低视频序列编码的计算复杂度，提升压缩性能。

实施例三

图11为本申请实施例中的基于历史块的图像块划分方法的实施流程示意图，参见图11所示，上述图像块划分方法可以包括：

S111、从历史划分中确定当前图像块对应的历史块。

可以理解的，由于图像块划分呈递归划分，所以多次划分可能划分出同位置同大小的图像块。那么，编码端可以通过读取高层语法元素从历史划分中确定当前图像块是否存在对应的历史块。若存在，执行S112。

S112、将历史块的划分方式确定为当前图像块的划分方式。

S113、按照当前图像块的划分方式，对当前图像块进行划分。

可以理解的，通过S111、S112和S113，编码端在确定当前图像块存在对应的历史块之后，将该历史块的划分方式作为当前图像块的划分方式，并对当前图像块进行划分。示例性的，在图像块划分过程中，可能会多次划分到坐标为（0，0），长为8，宽为8的CU。第一次划分CU时，参见图12中的（a）所示，CTU经过QT得到图像块A，得到图像块A后，对图像块A选择HEQT的划分方法。在第二次划分到这一CU（即坐标为（0，0），长为8，宽为8的CU）时，参见图12中的（b）所示，可以将历史块，即图像块A，的划分方式（即HEQT）确定为当前图像块W的划分方式。如此，无需遍历所有的划分方式，避免了编码端为确定当前图像块的最优的划分方式而多次计算率失真代价，从而降低视频序列编码的计算复杂度，提升压缩性能。

实施例四

图13为本申请实施例中的基于参考块的图像块划分方法的实施流程示意图，参见图13所示，上述图像块划分方法可以包括：

S131、当当前图像块为预测块时，在参考帧中确定当前图像块对应的参考块。

这里，当前图像块的预测模式可以为帧内预测模式或者帧间预测模式。

在一些可能的实施例中，在预测处理的过程中，如果当前图像块的预测模式可以为帧内预测模式，编码端可以从参考帧（即当前图像块所属帧）中选取当前图像块（即预测块）对应的参考块。示例性的，参考块可以为当前图像块的相邻块。如果当前图像块的预测模式可以为帧间预测模式，编码端可以从参考帧（如当前图像块所属帧在显示顺序上的前一帧和/或后一帧）中选取当前图像块（即预测块）对应的参考块。示例性的，参考块可以为参考帧中与当前图像块位置相同、尺寸相同的图像块，或者参考块可以为参考帧中与当前图像块尺寸相同、具有最小匹配误差的图像块。

S132、将参考块的划分方式确定为当前图像块的划分方式。

S133、按照当前图像块的划分方式，对当前图像块进行划分。

可以理解的，在图像进行预测处理的过程中，通过S131、S132和S133，编码端在参考帧中确定当前图像块对应的参考块，将该参考块的划分方式作为当前图像块的划分方式，并对当前图像块进行划分。示例性的，参见图14所示，当前图像块W在当前图像中的左上角坐标为（16，0），其参考帧为前一帧，那么，可以将前一帧图像中左上角坐标为（16，0）的图像块W＇确定为当前图像块W的参考块。然后，编码端将图像块W＇的划分方式，如VEQT，确定为当前图像块的划分方式，并按照VEQT对当前图像块进行划分。如此，无需遍历所有的划分方式，避免了编码端为确定当前图像块的最优的划分方式而多次计算率失真代价，从而降低视频序列编码的计算复杂度，提升压缩性能。

实施例五

图15为本申请实施例中的基于尺寸信息的图像块划分方法的实施流程示意图，参见图15所示，上述图像块划分方法可以包括：

S151、获得当前图像块的宽和高。

这里，编码端可以通过读取块信息，得到当前图像块的尺寸信息(包括宽和高)。

S152、比较当前图像块的宽和高。

S153、根据比较结果，遍历当前图像块允许使用的划分方式，计算各个划分方式对应的率失真代价。

这里，若当前图像块的宽大于当前图像块的高，则当前图像块允许使用的划分方式可以为非垂直划分方式，即QT、HBT、HEQT以及不划分；若当前图像块的宽小于当前图像块的高，则当前图像块允许使用的划分方式可以为非水平划分方式，即QT、VBT、VEQT以及不划分。可选的，若当前图像块的宽等于当前图像块的高，则当前图像块允许使用的划分方式可以为所有的划分方式，即QT、HBT、HEQT、VBT、VEQT以及不划分。

那么，编码端在通过S152比较当前图像块的宽和高之后，可以根据宽与高的大小确定当前图像块允许使用的划分方式。如果当前图像块允许使用的划分方式为非垂直划分方式，则编码端遍历非垂直划分方式，计算相应的率失真代价；如果当前图像块允许使用的划分方式为非水平划分方式，则编码端遍历非水平划分方式，计算相应的率失真代价。

S154、通过比较各个率失真代价，确定当前图像块最优的划分方式。

S155、按照最优的划分方式，对当前图像块进行划分。

可以理解的，通过S151至S155，编码端在获得当前图像块的尺寸信息，即宽和高之后，根据宽与高的大小确定当前图像块允许使用的划分方式，并一一计算当前图像块允许使用的划分方式对应的率失真代价，再通过比较率失真代价选择当前图像块的最优的划分方式，并按照该最优的划分方式对当前图像块进行划分。如此，无需遍历所有的划分方式，减少编码端为确定当前图像块的最优的划分方式而计算率失真代价的次数，从而降低视频序列编码的计算复杂度，提升压缩性能。

在一些可能的实施方式中，编码端还可以结合指导块和块信息确定当前图像块的划分方式。示例性的，编码端可以根据指导块的划分方式，确定当前图像块的第一候选划分方式，以及根据当前图像块的块信息，确定当前图像块的第二候选划分方式。然后，编码端第一候选划分方式和第二候选划分方式中确定当前图像块的划分方式。

这里，编码端确定第一候选划分方式的具体实施过程可以参见上述一个或者多个实施例中编码端根据指导块的划分方式确定当前图像块的划分方式的方法实施过程，在此不做赘述。同样的，编码端确定第二候选划分方式的具体实施过程可以参见上述一个或者多个实施例中编码端根据当前图像块的块信息确定当前图像块的划分方式的方法实施过程，在此不做赘述。

可以理解的，上述指导块可以包括相邻块、历史块和/或参考块，上述块信息可以包括纹理信息和/或尺寸信息。那么，编码端可以根据当前图像块的纹理信息、尺寸信息、相邻块的划分方式、历史块的划分方式、参考块的划分方式中各种参数的组合，确定当前图像块的划分方式。

这里，编码端可以分别根据当前图像块的纹理信息、尺寸信息、相邻块的划分方式、历史块的划分方式、参考块的划分方式中的部分或者全部确定出一种或者多种划分方式（可以理解为当前图像块的候选划分方式），具体实施过程参见上述一个或者多个实施例，在此不再赘述。

那么，在一些可能的实施方式中，若编码端确定出一种候选划分方式，可以将该候选划分方式确定为当前图像块的划分方式，并对当前图像块进行划分。或者，若编码端确定出几种候选划分方式，可以遍历这几种候选划分方式，并一一计算这几种候选划分方式对应的率失真代价，再通过比较率失真代价选择当前图像块最优的划分方式，并按照该最优的划分方式对当前图像块进行划分。

在另一些可能的实施方式中，编码端在根据指导块的划分方式确定出当前图像块的第一候选划分方式，以及根据当前图像块的块信息确定出当前图像块的第二候选划分方式之后，可以对这些候选划分方式的使用次数进行统计，并根据统计结果，从第一候选划分方式和第二候选划分方式中确定当前图像块的划分方式。

示例性的，编码端可以参考上述实施例分别确定以下多个参数：根据相邻块、历史块和/或参考块的划分方式确定出当前图像块的划分方式的第一集合（即第一候选划分方式），以及根据当前图像块的纹理信息和/或尺寸信息确定出当前图像块的划分方式的第二集合（即第二候选方式）。然后，编码端可以对第一集合和第二集合中的划分方式的使用次数进行统计，并按照使用次数进行排序。编码端可以取使用最多的一种划分方式作为当前图像块的划分方式。当然，编码端也可以选取使用较多的几种划分方式，遍历这些划分方式，计算对应的率失真代价，再通过比较率失真代价选择当前图像块的最优的划分方式，并按照该最优的划分方式对当前图像块进行划分。

需要说明的是，在上述第一集合和第二集合中可以包括一种或者多种划分方式。

在又一些可能的实施方式中，编码端还可以使用第一集合和第二集合从所有划分方式中排除当前图像块禁止使用的划分方式，以得到当前图像块允许使用的划分方式，进而确定当前图像块的划分方式。

在本申请实施例中，在当前图像中，编码端在扫描到当前图像块时，获得指导块的划分方式和/或当前图像块的块信息，然后，根据指导块的划分方式和/或当前图像块的块信息，确定当前图像块的划分方式，并按此方式进行划分，无需遍历所有的划分方式，减少编码端为确定当前图像块的最优的划分方式而计算率失真代价的次数，从而降低视频序列编码的计算复杂度，提升压缩性能。

基于相同的发明构思，本申请实施例还提供一种编码装置，可以应用于视频编码器。

图16为本申请实施例中的图像块划分装置的结构示意图，参见图16所示，图像块划分装置160可以包括：获得模块161，用于获得与当前图像块对应的指导图像块的划分方式和/或当前图像块的块信息；确定模块162，用于根据指导块的划分方式和/或当前图像块的块信息，确定当前图像块的划分方式；划分模块163，用于按照当前图像块的划分方式对当前图像块进行划分。

在一些可能的实施方式中，指导图像块包括：相邻块、历史块和/或参考块；其中，相邻块为当前图像中位于当前图像块的左边界和/或上边界之外的至少一个图像块，历史块为历史划分中与当前图像块位置相同且尺寸相同的图像块，参考块为参考帧中与当前图像块尺寸相同的图像块。

在一些可能的实施方式中，块信息包括：当前图像块的纹理信息和/或尺寸信息。

在一些可能的实施方式中，确定模块162，具体用于若指导图像块为一个图像块，则将指导图像块的划分方式确定为当前图像块的划分方式；或，若指导图像块为多个图像块，则统计指导块的划分方式的使用次数，并根据统计结果，确定当前图像块的划分方式。

在一些可能的实施方式中，确定模块162，具体用于将使用次数最多的划分方式确定为当前图像块的划分方式；或，遍历使用次数达到预设阈值的划分方式，计算对应的率失真代价，并根据率失真代价确定当前图像块的划分方式。

在一些可能的实施方式中，确定模块162，具体用于：根据当前图像块的块信息，确定当前图像块允许使用的划分方式；遍历允许使用的划分方式，计算对应的率失真代价；根据率失真代价，确定当前图像块的划分方式。

在一些可能的实施方式中，当当前图像块的块信息为纹理信息时，确定模块162，具体用于若纹理信息为水平纹理，则当前图像块允许使用的划分方式确定为非垂直划分方式；或，若纹理信息为垂直纹理，则当前图像块允许使用的划分方式确定为非水平划分方式。

在一些可能的实施方式中，当当前图像块的块信息为尺寸信息时，确定模块162，具体用于若尺寸信息表示当前图像块的宽大于高，则当前图像块允许使用的划分方式确定为非垂直划分方式；或，若尺寸信息表示当前图像块的宽小于高，则当前图像块允许使用的划分方式确定为非水平划分方式。

在一些可能的实施方式中，非垂直划分方式包括水平划分方式、四叉树划分方式和/或不划分；非水平划分方式包括垂直划分方式、四叉树划分方式和/或不划分。

在一些可能的实施方式中，确定模块162，还用于：根据指导块的划分方式，确定当前图像块的第一候选划分方式；根据当前图像块的块信息，确定当前图像块的第二候选划分方式；从第一候选划分方式和第二候选划分方式中确定当前图像块的划分方式。

在一些可能的实施方式中，确定模块162，具体用于遍历第一候选划分方式和第二候选划分方式，计算对应的率失真代价，并根据率失真代价，确定当前图像块的划分方式；或，统计第一候选划分方式和第二候选划分方式的使用次数，并根据统计结果，确定当前图像块的划分方式。

需要说明的是，上述获得模块161、确定单元162以及划分单元163可应用于编码端的图像块划分过程。

还需要说明的是，获得模块161、确定单元162以及划分单元163的具体实现过程可参考图5至图15对应实施例的详细描述，为了说明书的简洁，这里不再赘述。

基于相同的发明构思，本申请实施例提供一种视频编码方法，该方法可以应用于是上述任意一个技术方案中所述的编码端。该视频编码方法包括：执行如上述一个或者多个实施例中所述的图像块划分方法对当前编码块进行划分；对当前编码块划分出的CU进行预测，获得对应的预测块；根据当前编码块和预测块，获得对应的残差块；对残差块进行熵编码，生成对应的码流。

这里，编码端针对这当前编码块及其划分出的每一个子块执行图5实施例中的S501至S503，直至所有的子块均无法继续划分，此时编码端可以得到上述当前图像块下的叶子节点，这些叶子节点对应的图像区域即为CU。然后，编码端对每一个CU进行预测处理，获得对应的预测块，然后在根据当前图像块和预测块，获得对应的残差块，进而对残差块进行熵编码，生成对应的码流，实现对当前图像块的编码。

基于与上述方法相同的发明构思，本申请实施例提供一种视频编码器，视频编码器用于编码图像块，包括：如上述一个或者多个实施例中所述的图像块划分装置，其中，图像块划分装置用于获得与当前图像块对应的指导图像块的划分方式和/或当前图像块的块信息，根据指导块的划分方式和/或当前图像块的块信息，确定当前图像块的划分方式；按照当前图像块的划分方式对当前图像块进行划分；预测处理单元，用于对当前编码块划分出的CU进行预测，获得对应的预测块；残差计算单元，用于根据当前编码块和预测块，获得对应的残差块；熵编码单元，用于对残差块进行熵编码，生成对应的码流。

基于相同的发明构思，本申请实施例提供一种用于编码视频数据的设备，该设备包括：存储器，用于存储视频数据，所述视频数据包括一个或多个图像块；视频编码器，用于获得与当前图像块对应的指导图像块的划分方式和/或当前图像块的块信息，根据指导块的划分方式和/或当前图像块的块信息，确定当前图像块的划分方式；按照当前图像块的划分方式对当前图像块进行划分；对当前编码块划分出的子块进行编码，获得当前编码块对应的码流。

基于相同的发明构思，本申请实施例提供一种编码设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器、通信接口和存储器通过通信总线完成相互间的通信；存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现执行如上述一个或者多个实施例中所述的图像块划分方法。

基于相同的发明构思，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质内存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现执行如上述一个或者多个实施例中所述的图像块划分方法。

除了上述方法和设备以外，本申请的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本申请各种实施例的方法中的步骤。

为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。

可以理解的，上述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

本领域技术人员能够领会以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种图像块划分方法，其特征在于，包括：

获得当前图像块的块信息以及与所述当前图像块对应的指导图像块的划分方式；

根据所述指导图像块的划分方式，确定所述当前图像块的第一候选划分方式；

根据所述当前图像块的块信息，确定所述当前图像块的第二候选划分方式；

基于所述第一候选划分方式和所述第二候选划分方式，确定所述当前图像块的划分方式；

其中，所述块信息包括纹理信息和/或尺寸信息；所述指导图像块包括：相邻块、历史块和/或参考块；其中，所述相邻块为当前图像中位于所述当前图像块的左边界和/或上边界之外的至少一个图像块，所述历史块为历史划分中与所述当前图像块位置相同且尺寸相同的图像块，所述参考块为参考帧中与所述当前图像块尺寸相同的图像块。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述第一候选划分方式和所述第二候选划分方式中确定所述当前图像块的划分方式，包括：

遍历所述第一候选划分方式和所述第二候选划分方式，计算对应的率失真代价，并根据所述率失真代价，确定所述当前图像块的划分方式；或，

统计所述第一候选划分方式和所述第二候选划分方式的使用次数，并将所述使用次数最多的划分方式确定为所述当前图像块的划分方式。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述指导图像块的划分方式，确定所述当前图像块的第一候选划分方式，包括：

若所述指导图像块为一个图像块，则将所述指导图像块的划分方式确定为所述第一候选划分方式；或，

若所述指导图像块为多个图像块，则统计所述指导图像块的划分方式的使用次数，并根据统计结果，确定所述第一候选划分方式。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据统计结果，确定所述第一候选划分方式，包括：

将使用次数最多的划分方式确定为所述第一候选划分方式；或，

遍历所述使用次数达到预设阈值的划分方式，计算对应的率失真代价，并根据所述率失真代价确定所述第一候选划分方式。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前图像块的块信息，确定所述当前图像块的第二候选划分方式，包括：

根据所述块信息，确定所述当前图像块允许使用的划分方式；

遍历所述允许使用的划分方式，确定所述第二候选划分方式。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述当前图像块的块信息为纹理信息时，所述根据所述当前图像块的块信息，确定所述当前图像块允许使用的划分方式，包括：

若所述纹理信息为水平纹理，则所述当前图像块允许使用的划分方式确定为非垂直划分方式；和/或，

若所述纹理信息为垂直纹理，则所述当前图像块允许使用的划分方式确定为非水平划分方式。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述当前图像块的块信息为尺寸信息时，所述根据所述当前图像块的块信息，确定所述当前图像块允许使用的划分方式，包括：

若所述尺寸信息表示所述当前图像块的宽大于高，则所述当前图像块允许使用的划分方式确定为非垂直划分方式；和/或，

若所述尺寸信息表示所述当前图像块的宽小于高，则所述当前图像块允许使用的划分方式确定为非水平划分方式。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述当前图像块允许使用的划分方式包括：非垂直划分方式和/或非水平划分方式；其中，所述非垂直划分方式包括水平划分方式、四叉树划分方式和/或不划分；所述非水平划分方式包括垂直划分方式、四叉树划分方式和/或不划分。

9.一种图像块划分装置，其特征在于，包括：

第二获得模块，用于获得当前图像块的块信息以及与所述当前图像块对应的指导图像块的划分方式；

第二确定模块，用于根据所述指导图像块的划分方式，确定所述当前图像块的第一候选划分方式；根据所述当前图像块的块信息，确定所述当前图像块的第二候选划分方式；基于所述第一候选划分方式和所述第二候选划分方式，确定所述当前图像块的划分方式；

第二划分模块，用于将使用次数最多的划分方式确定为所述当前图像块的划分方式；

其中，所述块信息包括纹理信息和/或尺寸信息；所述指导图像块包括：相邻块、历史块和/或参考块；其中，所述相邻块为当前图像中位于所述当前图像块的左边界和/或上边界之外的至少一个图像块，所述历史块为历史划分中与所述当前图像块位置相同且尺寸相同的图像块，所述参考块为参考帧中与所述当前图像块尺寸相同的图像块。

10.一种编码设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器、所述通信接口和所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；所述存储器，用于存放计算机程序；所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现如权利要求1至8任一项所述的方法。

11.一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内存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述的方法。

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