TW201309041A - 利用統一的可獲性檢查以畫面內預測做視訊編碼的方法與裝置以及利用統一的可獲性檢查以畫面內預測做視訊解碼的方法與裝置 - Google Patents

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Abstract

一種畫面內預測方法，包含：自影像之區塊搜尋在當前區塊之前復原的相鄰區塊；檢查所述所發現之相鄰區塊是否為在畫面內模式中復原之區塊以及所述當前區塊是否亦參考僅在所述畫面內模式中復原之區塊；以及基於檢查結果來判定所述所發現之相鄰區塊是否為所述當前區塊之畫面內預測可獲的參考區塊。

Description

利用統一的可獲性檢查以畫面內預測做視訊編碼的方法與裝置以及利用統一的可獲性檢查以畫面內預測做視訊解碼的方法與裝置
本發明是關於以畫面內預測對視訊做編碼以及解碼。
隨著用於再生以及儲存高解析度或高品質視訊內容之硬體正被開發以及供應，對用於有效地對高解析度或高品質視訊內容做編碼或解碼之視訊編解碼器的需要增加。在習知視訊編解碼器中，視訊是基於具有預定大小之巨集區塊根據有限編碼方法(limited encoding method)而編碼。
空間域中之影像資料藉由使用頻率變換而變換為頻域中之係數。視訊編解碼器藉由將影像資料分割為具有預定大小之區塊以及對每一區塊執行離散餘弦變換(Discrete Cosine Transform；DCT)變換以快速地計算頻率變換而根據區塊單元對頻率係數做編碼。頻域中之係數比空間域中之影像資料容易壓縮。具體言之，由於空間域之影像像素值藉由視訊編解碼器之畫面間預測或畫面內預測而表達為預測誤差，因此在對預測誤差執行頻率變換時，大量資料可變換為0。視訊編解碼器藉由以具有小的大小之資料替換重複產生之資料而節省資料量。
本發明提供一種用於以畫面內預測進行畫面內模式之預測編碼的視訊編碼方法與裝置，以及一種視訊解碼方法與裝置。
根據本發明之一態樣，提供一種畫面內預測方法，包 含：自影像之區塊搜尋在當前區塊之前復原的相鄰區塊；檢查所述所發現之相鄰區塊是否為在畫面內模式中復原之區塊以及所述當前區塊之畫面內模式是否亦為僅參考在所述畫面內模式中預先復原之區塊的CIP模式；基於檢查結果來判定所述所發現之相鄰區塊是否為所述當前區塊之畫面內預測可獲的參考區塊；以及藉由使用判定為可獲之區塊之所述參考區塊的樣本值而對所述當前區塊執行畫面內預測。
所述搜尋相鄰區塊可包含在判定所述當前區塊之預測模式是否為所述CIP模式的畫面內模式之前搜尋在所述當前區塊之前復原的相鄰區塊，且所述檢查可包含檢查所述所發現之相鄰區塊中之每一者是否在所述畫面內模式中復原以及所述當前區塊之所述畫面內模式是否亦為所述CIP模式。
所述畫面內預測之所述執行可包含在所述參考區塊偏離所述影像之邊界時，用所述參考區塊之像素中的鄰近於所述邊界之內部的像素之樣本值填補偏離所述影像之所述邊界的區域。
所述畫面內預測之所述執行可包含在所述參考區塊偏離所述影像之邊界時，用所述參考區塊之像素中的鄰近於所述邊界之內部的像素之樣本值填補偏離所述影像之所述邊界的區域，而不管所述當前區塊之所述畫面內模式是否為所述CIP模式。
根據本發明之另一態樣，提供一種畫面內預測裝置， 包含：畫面內參考區塊判定器，其用於自影像之區塊搜尋在當前區塊之前復原的相鄰區塊，並基於檢查所述所發現之相鄰區塊是否為在畫面內模式中復原之區塊以及所述當前區塊之畫面內模式是否亦為僅參考在所述畫面內模式中預先復原之區塊的CIP模式的結果來判定所述所發現之相鄰區塊是否為所述當前區塊之畫面內預測可獲的參考區塊；以及畫面內預測器，其用於藉由使用所述參考區塊之樣本值而對所述當前區塊執行畫面內預測。
根據本發明之另一態樣，提供一種視訊解碼裝置，包含：剖析器，其用於藉由對自所接收之位元串流剖析之位元串執行熵解碼而復原樣本；逆變換器，其用於藉由對所述所復原之樣本中的經量化之變換係數執行逆量化以及逆變換而復原樣本；畫面內預測器，其用於搜尋在當前區塊之前復原的相鄰區塊，基於檢查所述所發現之相鄰區塊是否為在畫面內模式中復原之區塊以及所述當前區塊之畫面內模式是否亦為僅參考在所述畫面內模式中預先復原之區塊的CIP模式的結果來判定所述所發現之相鄰區塊是否為所述當前區塊之畫面內預測可獲的參考區塊，且藉由使用所述參考區塊的樣本值而對所述當前區塊執行畫面內預測，以對所述樣本中的處於所述畫面內模式中之所述當前區塊執行所述畫面內預測；運動補償器，其用於對所述樣本中的處於畫面間預測模式中之區塊執行運動補償；以及復原器，其用於藉由使用由所述畫面間預測或所述畫面內預測復原之區塊而復原影像。
根據本發明之另一態樣，提供一種視訊編碼裝置，包含：畫面內預測器，其用於搜尋在當前區塊之前復原的相鄰區塊，基於檢查所述所發現之相鄰區塊是否為在畫面內模式中復原之區塊以及所述當前區塊之畫面內模式是否亦為僅參考在所述畫面內模式中預先復原之區塊的CIP模式的結果來判定所述所發現之相鄰區塊是否為所述當前區塊之畫面內預測可獲的參考區塊，且藉由使用所述參考區塊的樣本值而對所述當前區塊執行畫面內預測，以對視訊之區塊中的處於所述畫面內模式中之所述當前區塊執行所述畫面內預測；畫面間預測器，其用於對所述區塊中的處於畫面間預測模式中之區塊執行畫面間預測；變換器以及量化器，其用於對執行所述畫面內預測或所述畫面間預測之結果執行變換以及量化；以及輸出單元，其用於輸出藉由對樣本執行熵編碼而產生之位元串流，所述位元串流包含由於所述變換以及量化而產生的經量化之變換係數。
根據本發明之另一態樣，提供一種電腦可讀記錄媒體，其上記錄有用於執行畫面內預測方法的程式。
藉由參考所附圖式詳細描述本發明之例示性實施例，本發明之以上以及其他特徵以及優點將變得更加顯而易見。
下文中，根據本發明之實施例，參考圖1至圖5揭露用於在統一程序中根據畫面內模式來判定可獲性的畫面內預測方法以及畫面內預測裝置。且，根據本發明之實施例， 參考圖6A以及圖6B揭露包含畫面內預測之視訊編碼方法以及視訊解碼方法。且，根據本發明之實施例，參考圖T至圖19揭露基於具有樹狀結構之寫碼單元且包含畫面內預測的視訊編碼方法以及視訊解碼方法。下文中，「影像」可為靜止影像或視訊之動態圖像(亦即，視訊自身)。
下文中，根據本發明之實施例，參考圖1至圖5揭露用於在統一程序中根據畫面內模式來判定可獲性的畫面內預測方法以及畫面內預測裝置。且，揭露根據本發明之實施例的包含畫面內預測方法之視訊編碼方法以及視訊解碼方法。
圖1為根據本發明之實施例之畫面內預測裝置10的方塊圖。
畫面內預測裝置10包含畫面內參考區塊判定器12以及畫面內預測器14。
畫面內預測裝置10以影像區塊為基礎來對視訊做編碼。區塊之類型可為正方形、矩形或任意幾何形狀，但不限於具有預定大小之資料單元。根據本發明之實施例的區塊可為具有樹狀結構之寫碼單元中的最大寫碼單元、寫碼單元、預測單元或變換單元。下文將參考圖7至圖19描述基於具有樹狀結構之寫碼單元的視訊編碼以及解碼方法。
畫面內參考區塊判定器12自鄰近於當前區塊之相鄰區塊搜尋在當前區塊之前復原的相鄰區塊。可藉由參考在當前區塊之前復原之相鄰區塊來對當前區塊執行畫面內預測。
根據CIP模式之畫面內預測可參考僅在畫面內預測中預先復原的區塊。畫面內參考區塊判定器12判定預先復原之相鄰區塊是否為在畫面內模式中復原之區塊且當前區塊之畫面內模式是否亦為CIP模式。換言之，畫面內參考區塊判定器12可在判定當前區塊之畫面內模式是否為CIP模式之前搜尋在當前區塊之前復原的相鄰區塊。畫面內參考區塊判定器12可在搜尋在當前區塊之前復原之相鄰區塊之後判定相鄰區塊是否為在畫面內模式中復原的區塊且當前區塊是否亦為CIP模式之區塊。
畫面內參考區塊判定器12可基於判定所發現之相鄰區塊是否為在畫面內模式中復原之區塊且當前區塊是否亦處於CIP模式中的結果而判定所發現之相鄰區塊是否為當前區塊之畫面內預測可獲的參考區塊。
舉例而言，若所發現之相鄰區塊為在畫面內模式中復原之區塊且當前區塊處於CIP模式中，則畫面內參考區塊判定器12可判定所發現之相鄰區塊為當前區塊之畫面內預測可獲的參考區塊。
且，若所發現之相鄰區塊並非在畫面內模式中復原之區塊或當前區塊並不處於CIP模式中，則畫面內參考區塊判定器12可判定所發現之相鄰區塊並非當前區塊之畫面內預測可獲的參考區塊。
畫面內預測器14可藉由使用參考區塊之樣本值而對當前區塊執行畫面內預測。當參考區塊偏離影像之邊界時，畫面內預測器14可將參考區塊之像素中的鄰近於邊界 之內部的像素之樣本值填補至偏離影像之邊界的區域。換言之，偏離影像之邊界的區域可用鄰近像素之樣本值填充。
當參考區塊偏離影像之邊界時，畫面內預測器14可將參考區塊之像素中的鄰近於邊界之內部的像素之樣本值填補至偏離影像之邊界的區域，而不管當前區塊之畫面內模式是否為CIP模式。
畫面內預測器14可參考經填補之區域來對當前區塊進行畫面內預測。
畫面內預測裝置10可更包含用於合作控制畫面內參考區塊判定器12以及畫面內預測器14之中央程序(未圖示)。或者，畫面內參考區塊判定器12以及畫面內預測器14中之每一者可由其自身的處理器(未圖示)操作，且處理器可有組織地操作以合作操作畫面內預測裝置10。或者，畫面內預測裝置10之外部處理器(未圖示)可控制畫面內參考區塊判定器12以及畫面內預測器14。
畫面內預測裝置10可更包含用於儲存畫面內參考區塊判定器12以及畫面內預測器14之輸入以及輸出資料的至少一個資料儲存單元(未圖示)。畫面內預測裝置10可更包含用於控制至少一個資料儲存單元之資料輸入以及輸出的記憶體控制器(未圖示)。
根據畫面內預測裝置10，由於判定相鄰區塊是否為在當前區塊之前復原之區塊而不管當前區塊是否處於CIP模式中，因此(i)用於在當前區塊處於CIP模式中時搜尋畫面內參考區塊之程序以及(ii)在當前區塊並不處於CIP 模式中時搜尋畫面內參考區塊的程序無需分開，且因此搜尋當前區塊之畫面內參考區塊的程序可為統一的，藉此降低程序複雜性。
且，即使在畫面內參考區塊之部分區域偏離影像之邊界時，由於鄰近於邊界之可獲之像素的樣本值填補至偏離影像之邊界的參考區域而不管當前區塊是否並不處於CIP模式中，因此當前區塊處於CIP模式中之狀況中的畫面內預測結果可仍與當前區塊並不處於CIP模式中之狀況中的畫面內預測結果相同。
圖2A以及圖2B為用於描述根據CIP模式之畫面內預測操作的圖式。
當前區塊20之實例為預測單元PU，預測單元PU為用於預測具有樹狀結構之寫碼單元的資料單元。下文可參考圖7至圖19描述具有樹狀結構之寫碼單元以及預測單元。儘管下文揭露預測單元PU之畫面內預測，但使用另一形狀之區塊的畫面內預測亦為可能的。可藉由參考鄰近於當前區塊20的位於左側、頂部、左下側以及右上側之樣本28以及23來對當前區塊20執行畫面內預測。因此，為了確定用於當前區塊20之畫面內預測的參考樣本，可自鄰近於當前區塊20之樣本搜尋已復原且可獲的樣本28以及23。
當對處於CIP模式中之當前區塊20執行畫面內預測時，判定最小預測單元(其為最小區塊)之大小為22的每一樣本是否為畫面內預測可獲的樣本。當對處於非CIP模 式中之當前區塊20執行畫面內預測時，判定預測單元PU(其為當前區塊20)之大小為21的每一樣本是否為畫面內預測可獲的樣本。
因此，根據對處於CIP模式中抑或非CIP模式中之當前區塊20執行畫面內預測，在當前區塊20之右上側的樣本23之可獲性可變化。
在當前區塊20處於非CIP模式中時，即使右上側樣本23在畫面內模式中復原，參考偏離影像邊界25之外部區域26的畫面內預測仍為不可能的。
在當前區塊20處於非CIP模式中時，由於判定了對應於當前區塊大小21之所有右上側樣本23的可獲性，因此即使影像邊界25內部之內部區域24為已復原之樣本，仍無法參考偏離影像邊界25的外部區域26，且因此判定所有右上側樣本23為無法參考之樣本。在此狀況下，所有右上側樣本23由可獲之樣本中的最鄰近於右上側樣本23之樣本27替換。
在當前區塊20處於CIP模式中時，可對右上側樣本23中的對應於最小區塊大小22之區域(亦即，內部區域24以及外部區域26)判定可獲性。即使偏離影像邊界25之外部區域26為無法參考之區域，內部區域24仍可判定為可獲之樣本。在此狀況下，外部區域26可由內部區域24中之最鄰近於外部區域26的樣本29替換。
因此，根據當前區塊20處於CIP模式抑或非CIP模式中，用以判定當前區塊20之畫面內預測之可獲性的相鄰 樣本22、24、26以及28之大小21以及22變化，且偏離影像邊界25之外部區域26的填補方法亦變化。因此，根據當前區塊20處於CIP模式抑或非CIP模式中，畫面內預測方法可變化，且因此畫面內預測結果亦可變化。
圖3為說明根據CIP模式來判定可獲性之習知程序30的流程圖。
在操作31中，判定當前區塊之畫面內模式是否為CIP模式。在視訊解碼中，可基於自影像標頭剖析之「Constrained_intra_pred」資訊而判定包含於當前影像中之區塊的畫面內模式是否為CIP模式。舉例而言，可自圖像參數集合(Picture Parameter Set；PPS)剖析當前圖像之「Constrained_intra_pred」資訊。在視訊編碼中，可將「Constrained_intra_pred」資訊插入至PPS中且進行傳輸。可基於「Constrained_intra_pred」資訊而判定是否在CIP模式中預測對應圖像之畫面內區塊。
若在操作31中判定當前區塊處於CIP模式中，則習知程序30進行至操作35(「Available_check_for_cip()」)以判定CIP模式之可獲性，且若在操作31中判定當前區塊並不處於CIP模式中，則習知程序30進行至操作37(「Available_check_intra()」)以判定非CIP模式的可獲性。
下文中，在圖3以及圖4之流程圖中，索引i表示相鄰區塊之索引，「Is_intra(i)」表示判定具有索引i之相鄰區塊是否處於畫面內模式中的操作，且「available(i)」表示判定具有索引i之相鄰區塊是否為在當前區塊之前復原之 區塊的操作。且，「avail_intra_pred[i]」為指示具有索引i之相鄰區塊是否為當前區塊之畫面內參考區塊的變數。且，「max_cand_block_cip」以及「max_cand_block」分別表示在CIP模式中之畫面內預測以及在非CIP模式中之畫面內預測之候選參考區塊的最大數目。
現將詳細描述根據習知程序30來判定可獲性之操作。在操作35(「Available_check_for_cip()」)中，以索引i之次序判定相鄰區塊是否為畫面內參考區塊。在操作351中，將相鄰區塊索引初始化(i=0)，且在操作352中，判定相鄰區塊i是否為在當前區塊之前復原的畫面內區塊(Is_intra(i) && available(i)？)。
若在操作352中判定相鄰區塊i為在當前區塊之前復原的畫面內區塊，則在操作353中將相鄰區塊i判定為當前區塊之畫面內參考區塊(avail_intra_pred[i]=TRUE)。若在操作352中判定相鄰區塊i並非在當前區塊之前復原的畫面內區塊，則在操作354中並不將相鄰區塊i判定為當前區塊之畫面內參考區塊(avail_intra_pred[i]=FALSE)。
在操作355中，區塊索引i增大以判定下一相鄰區塊之可獲性。若在操作356中，區塊索引i小於根據CIP模式之畫面內預測之候選參考區塊的最大數目(max_cand_block_cip)，則操作35返回進行至操作352以判定下一相鄰區塊的可獲性，且若在操作356中，區塊索引i等於max_cand_block_cip，則操作35結束。
類似地，在操作37(「Available_check_intra()」)中， 執行類似於操作35之操作。在操作371中，將相鄰區塊索引初始化(i=0)，且在操作372中，判定相鄰區塊i是否為在當前區塊之前復原的區塊(available(i)？)。然而，不同於操作352，在操作372中，並不判定是否已在畫面內模式中復原相鄰區塊i。基於操作372之結果，在操作373以及374中判定相鄰區塊i是否為當前區塊之畫面內參考區塊。
在操作375中，區塊索引i增大，且根據判定區塊索引i是否小於畫面內預測之候選參考區塊的最大數目(max_cand_block)的操作376，再次判定下一相鄰區塊之可獲性，或操作37結束。
因此，即使操作35以及操作37實際上幾乎相同，但由於在判定當前區塊是否處於CIP模式中之後個別地執行類似操作，因此畫面內預測操作之效率仍可能降低。
且，在完成操作35以及37之後，分別執行用於非可獲之區域之填補的操作38以及39。
如上文所述，當參考區塊之某一區域偏離影像邊界時，參考區塊中之影像邊界之外部區域的填補方法根據CIP模式之狀況以及非CIP模式之狀況而變化。換言之，在操作38中，針對根據CIP模式之畫面內預測，可用參考區塊之邊界內部區域中的最鄰近於影像邊界之樣本填補邊界外部區域。同時，在操作39中，可用最鄰近於第一參考區塊之第二參考區塊的樣本填補甚至某一區域偏離影像邊界之第一參考區塊的樣本，其中第二參考區塊之所有樣 本為可獲的。
因此，由於在影像邊界附近之參考區塊的填補方法根據當前區塊是否為處於CIP模式中之區塊而變化，因此畫面內預測結果亦可變化。
同時，畫面內預測裝置10可判定相鄰區塊以及畫面內參考區塊之可獲性而不管CIP模式。圖4為說明判定可獲性而不管CIP模式之程序(Available_check_intra())40的流程圖。
根據程序(Available_check_intra())40，當前區塊之畫面內參考區塊可開始而不管CIP模式。
在操作41中，將相鄰區塊索引初始化(i=0)，且在操作42中，判定相鄰區塊i是否為在當前區塊之前復原的區塊(available(i)？)。
若在操作42中判定相鄰區塊i並非在當前區塊之前復原的區塊，則在操作45中並不將相鄰區塊i判定為當前區塊之畫面內參考區塊(avail_intra_pred[i]=FALSE)。
若在操作42中判定相鄰區塊i為在當前區塊之前復原之區塊，則在操作43中判定相鄰區塊i是否並非在畫面內模式中復原之區塊且當前區塊之畫面內模式是否亦為CIP模式(！(Is_intra(i)) && Constrained_intra_pred？)。
若在操作43中判定相鄰區塊i並非畫面內區塊且當前區塊處於CIP模式中，則在操作45中判定相鄰區塊i並非當前區塊之畫面內參考區塊(avail_intra_pred[i]=FALSE)。在其他狀況下，亦即，若在 操作43中判定相鄰區塊i為畫面內區塊但當前區塊並不處於CIP模式中，則在操作44中判定相鄰區塊i為當前區塊之畫面內參考區塊(avail_intra_pred[i]=TRUE)。換言之，在當前區塊並不處於CIP模式中時，不管相鄰區塊i是否為畫面內區塊，相鄰區塊i可為當前區塊之畫面內參考區塊。且，即使當即使當前區塊並不處於CIP模式中而相鄰區塊i仍為畫面內區塊時，相鄰區塊i仍可判定為當前區塊的畫面內參考區塊。
在操作46中，區塊索引i增大以判定下一相鄰區塊之可獲性。若在操作47中，區塊索引i小於根據CIP模式之畫面內預測之候選參考區塊的最大數目(max_cand_block_cip)，則程序40返回進行至操作42以判定下一相鄰區塊的可獲性，且若在操作47中，區塊索引i等於max_cand_block_cip，則程序40結束。
且，在完成程序40之後，執行用於非可獲之區域之填補的操作49。如上文所述，當參考區塊之某一區域偏離影像邊界時，參考區塊之邊界內部區域中的最鄰近於影像邊界之樣本可填補至影像邊界的外部區域。
因此，當參考圖3以及圖4將習知程序30與程序40比較時，畫面內預測裝置10判定相鄰區塊是否為在當前區塊之前復原之區塊，而不管當前區塊是否處於CIP模式中，且因此自相鄰區塊搜尋畫面內參考區塊之程序無需根據當前區塊是否處於CIP模式中而分開。因此，即使選擇性地執行根據CIP模式之畫面內預測，畫面內預測裝置10 仍可在CIP模式之狀況下以及非CIP模式之狀況下執行判定相鄰區塊的可獲性以及搜尋畫面內參考區塊之統一程序。
且，即使當畫面內參考區塊之某一區域偏離影像邊界時，由於鄰近於影像邊界之可獲之像素的樣本值填補至偏離影像邊界之參考區域，而不管當前區塊是否處於CIP模式中，因此當前區塊處於CIP模式中之狀況以及當前區塊並不處於CIP模式中之狀況的畫面內預測結果仍可為相同的。
圖5為說明根據本發明之實施例之畫面內預測方法的流程圖。
在操作51中，搜尋在當前區塊之前復原之相鄰區塊以對當前區塊執行畫面內預測。在操作53中，判定所發現之相鄰區塊是否為在畫面內模式中復原之區塊以及當前區塊是否亦處於CIP模式中。
在判定當前區塊之畫面內模式是否為CIP模式之前，在操作51中搜尋在當前區塊之前復原的相鄰區塊。可在操作53中檢查在操作51中發現之相鄰區塊中的每一者是否為畫面內區塊以及當前區塊是否亦處於CIP模式中。
在操作55中，基於操作52之檢查結果來判定在操作51中發現之相鄰區塊是否為當前區塊之畫面內預測的參考區塊。
在操作57中，藉由使用在操作55中判定為可獲之區塊之參考區塊的樣本值而對當前區塊執行畫面內預測。
當參考區塊偏離影像之邊界時，參考區塊之像素中的鄰近於邊界之內部的像素之樣本值可填補至偏離影像之邊界的區域。具體言之，不管當前區塊是否處於CIP模式中，參考區塊之像素中的鄰近於邊界之內部的像素之樣本值可填補至偏離影像之邊界的區域。
圖6A為說明根據本發明之實施例的包含畫面內預測之視訊編碼方法的流程圖。
在操作61中，自視訊之區塊搜尋在當前區塊之前復原之相鄰區塊，以根據本發明之實施例的畫面內預測方法來對當前區塊執行畫面內預測。
且，檢查所發現之相鄰區塊是否為在畫面內模式中復原之畫面內區塊以及當前區塊是否亦處於CIP模式中。且，基於檢查所發現之相鄰區塊是否為在當前區塊之前復原之畫面內區塊以及當前區塊是否亦處於CIP模式中的結果，判定所發現之相鄰區塊是否為當前區塊之畫面內參考區塊。且，藉由使用畫面內參考區塊之樣本值而對當前區塊執行畫面內預測。
在操作62中，藉由對視訊之區塊中的處於畫面間預測模式中之區塊執行畫面間預測而產生殘餘資訊。在操作63中，藉由對執行畫面內預測或畫面間預測之結果執行變換以及量化而產生經量化之變換係數。在操作65中，輸出藉由對包含操作63中所產生之經量化之變換係數的樣本執行熵解碼而產生的位元串流。
具體言之，在操作61中所執行之畫面內預測中，可 在判定當前區塊之預測模式是否為CIP模式之畫面內模式之前搜尋在當前區塊之前復原的相鄰區塊。在當前區塊處於CIP模式中時，可檢查在當前區塊之前復原的相鄰區塊中之每一者是否為畫面內區塊。
且，在操作61中所執行之畫面內預測中，當參考區塊偏離影像之邊界時，不管當前區塊之畫面內模式是否為CIP模式，參考區塊之像素中的鄰近於邊界之內部的像素之樣本值可填補至影像之邊界的外部區域以用作參考樣本。
用於執行根據圖6A之實施例之視訊編碼方法的視訊編碼裝置可包含畫面內預測裝置10。包含畫面內預測裝置10之視訊編碼裝置可藉由執行每一影像區塊之畫面內預測、畫面間預測、變換以及量化而產生樣本，且藉由對所產生之樣本執行熵編碼而輸出位元串流。包含畫面內預測裝置10之視訊編碼裝置可藉由將畫面內預測裝置10鏈接至包含於視訊編碼裝置中之視訊編碼處理器或外部視訊編碼處理器來執行包含變換之視訊編碼操作，以輸出視訊編碼結果。包含於視訊編碼裝置中之視訊編碼處理器亦可包含不僅單獨的處理器而且視訊編碼裝置、中央處理單元(Central Processing Unit；CPU)或包含編碼處理模組之圖形計算裝置執行基礎視訊編碼操作的狀況。
圖6B為說明根據本發明之實施例的包含畫面內預測之視訊解碼方法的流程圖。
在操作65中，藉由對自所接收之位元串流剖析之位 元串執行熵編碼而復原樣本。在操作66中，藉由對樣本中的經量化之變換係數執行逆量化以及逆變換而復原樣本。在操作67中，對處於畫面內模式中之樣本執行畫面內預測，且在操作68中，對處於畫面間模式中之樣本執行運動補償。在操作69中，藉由使用藉由操作68之畫面間預測或操作69之畫面內預測而復原的區塊來復原影像。
在操作67中，搜尋在當前區塊之前復原之相鄰區塊以對處於畫面內模式中的當前區塊執行畫面內預測。
且，檢查所發現之相鄰區塊是否為在畫面內模式中復原之畫面內區塊以及當前區塊是否亦處於CIP模式中。且，基於檢查所發現之相鄰區塊是否為在當前區塊之前復原之畫面內區塊以及當前區塊是否亦處於CIP模式中的結果，判定所發現之相鄰區塊是否為當前區塊之畫面內參考區塊。且，藉由使用畫面內參考區塊之樣本值而對當前區塊執行畫面內預測。
在操作67中，基於在操作65中自位元串流剖析之當前影像的CIP模式資訊，可判定當前區塊之預測模式是否為CIP模式的畫面內模式。且，在判定當前區塊之預測模式是否為CIP模式之畫面內模式之前，可搜尋在當前區塊之前復原的相鄰區塊。且，在當前區塊處於CIP模式中時，可檢查在當前區塊之前復原的相鄰區塊中之每一者是否為畫面內區塊。
且，在操作67之畫面內預測中，當參考區塊偏離影像之邊界時，不管當前區塊之畫面內模式是否為CIP模 式，參考區塊之像素中的鄰近於邊界之內部的像素之樣本值可填補至影像之邊界的外部區域。
用於執行根據圖6B之實施例之視訊解碼方法的視訊解碼裝置可包含畫面內預測裝置10。包含畫面內預測裝置10之視訊解碼裝置可藉由自位元串流剖析經編碼之樣本以及執行每一影像區塊之逆量化、逆變換、畫面內預測以及運動補償而復原樣本。視訊解碼裝置可藉由將畫面內預測裝置10鏈接至包含於視訊解碼裝置中之視訊解碼處理器或外部視訊解碼處理器而執行包含逆變換以及估計/補償的視訊解碼操作以輸出視訊解碼結果。包含於視訊解碼裝置中之視訊解碼處理器亦可包含不僅單獨的處理器而且視訊解碼裝置、CPU或包含編碼處理模組之圖形計算裝置執行基礎視訊解碼操作的狀況。
在畫面內預測裝置10中，視訊資料分割而成之區塊可分割為具有樹狀結構的寫碼單元，且預測單元可用於寫碼單元之畫面內預測，如上文所述。下文中，現將參考圖7至圖19揭露根據本發明之實施例的基於具有樹狀結構之寫碼單元以及變換單元的視訊編碼方法與裝置以及視訊解碼方法與裝置。
圖7為根據本發明之實施例的基於具有樹狀結構之寫碼單元的視訊編碼裝置100的方塊圖。
根據本發明之實施例的基於具有樹狀結構之寫碼單元來執行視訊預測的視訊編碼裝置100包含最大寫碼單元分割器110、寫碼單元判定器120以及輸出單元130。下文 中，為便於描述，根據本發明之實施例的基於具有樹狀結構之寫碼單元來執行視訊預測的視訊編碼裝置100簡稱為視訊編碼裝置100。
最大寫碼單元分割器110可基於影像之當前圖像之最大寫碼單元來分割當前圖像。若當前圖像大於最大寫碼單元，則當前圖像之影像資料可分割為至少一個最大寫碼單元。根據本發明之實施例的最大寫碼單元可為大小為32×32、64×64、128×128、256×256等之資料單元，其中資料單元之形狀是寬度以及長度為2的平方之正方形。影像資料可根據至少一個最大寫碼單元而輸出至寫碼單元判定器120。
根據本發明之實施例的寫碼單元可藉由最大大小以及深度來表徵。深度表示寫碼單元自最大寫碼單元在空間上分割之次數，且隨著深度加深，根據深度之較深編碼單元可自最大寫碼單元分割為最小寫碼單元。最大寫碼單元之深度為最上層深度，且最小寫碼單元之深度為最下層寫碼單元。由於對應於每一深度之寫碼單元的大小隨著最大寫碼單元之深度加深而減小，因此對應於較上層深度之寫碼單元可包含對應於較下層深度的多個寫碼單元。
如上文所述，當前圖像之影像資料根據寫碼單元之最大大小分割為最大寫碼單元，且最大寫碼單元中的每一者可包含根據深度而分割的較深寫碼單元。由於根據本發明之實施例的最大寫碼單元是根據深度來分割，因此包含於最大寫碼單元中之空間域的影像資料可根據深度而階層式 分類。
限制最大寫碼單元之高度以及寬度階層式分割之總次數的寫碼單元之最大深度以及最大大小可為預定的。
寫碼單元判定器120對藉由根據深度來分割最大寫碼單元之區域而獲得的至少一個分割區域做編碼，且判定深度以根據此至少一個分割區域來輸出最終編碼之結果。換言之，寫碼單元判定器120藉由根據當前圖像之最大寫碼單元來對根據深度之較深寫碼單元中之影像資料做編碼以及選擇具有最小編碼誤差的深度來判定經寫碼之深度。根據最大寫碼單元之所判定之經寫碼之深度以及影像資料輸出至輸出單元130。
基於對應於等於或低於最大深度之至少一個深度的較深寫碼單元而對最大寫碼單元中之影像資料做編碼，且基於較深寫碼單元中的每一者而比較對影像資料做編碼之結果。可在比較較深寫碼單元之編碼誤差之後選擇具有最小編碼誤差的深度。可針對每一最大寫碼單元選擇至少一個經寫碼之深度。
隨著寫碼單元根據深度而階層式分割，且隨著寫碼單元之數目增大，最大寫碼單元的大小被分割。且，即使寫碼單元對應於一個最大寫碼單元中之同一深度，仍藉由單獨量測每一寫碼單元之影像資料的編碼誤差而判定是否將對應於同一深度之寫碼單元中的每一者分割為較下層深度。因此，即使當影像資料包含於一個最大寫碼單元中時，編碼誤差仍可根據此一個最大寫碼單元中之區域而不同， 且因此經寫碼之深度可根據影像資料中的區域而不同。因此，可在一個最大寫碼單元中判定一或多個經寫碼之深度，且可根據至少一個經寫碼之深度的寫碼單元而劃分最大寫碼單元之影像資料。
因此，寫碼單元判定器120可判定包含於最大寫碼單元中之具有樹狀結構的寫碼單元。根據本發明之實施例的「具有樹狀結構之寫碼單元」包含最大寫碼單元中所包含之所有較深寫碼單元中的對應於判定為經寫碼之深度的深度的寫碼單元。可根據最大寫碼單元之同一區域中的深度而階層式判定經寫碼之深度的寫碼單元，且可在不同區域中獨立地進行判定。類似地，可獨立於另一區域中之經寫碼之深度而判定當前區域中之經寫碼之深度。
根據本發明之實施例的最大深度為與自最大寫碼單元至最小寫碼單元之分割次數相關的索引。根據本發明之實施例的第一最大深度可表示自最大寫碼單元至最小寫碼單元之總分割次數。根據本發明之實施例的第二最大深度可表示自最大寫碼單元至最小寫碼單元之總深度層級數。舉例而言，當最大寫碼單元之深度為0時，最大寫碼單元被分割一次之寫碼單元的深度可設定為1，且最大寫碼單元被分割兩次之寫碼單元的深度可設定為2。此處，若最小寫碼單元為最大寫碼單元被分割四次之寫碼單元，則存在深度0、1、2、3以及4的5個深度層級，且因此第一最大深度可設定為4，且第二最大深度可設定為5。
可根據最大寫碼單元執行預測編碼以及變換。根據最 大寫碼單元，亦基於根據等於最大深度之深度或小於最大深度之深度的較深寫碼單元來執行預測編碼以及變換。
由於無論何時根據深度來分割最大寫碼單元，較深寫碼單元之數目便增大，因此對隨著深度加深而產生的所有較深寫碼單元執行包含預測編碼以及變換的編碼。為便於描述，在至少一個最大寫碼單元中，現將基於當前深度之寫碼單元來描述預測編碼以及變換。
視訊編碼裝置100可按各種方式選擇用於對影像資料做編碼之資料單元的大小或形狀。為了對影像資料做編碼，執行諸如預測編碼、變換以及熵編碼之操作，且此時，同一資料單元可用於所有操作或不同資料單元可用於每一操作。
舉例而言，視訊編碼裝置100可不僅選擇用於對影像資料做編碼之寫碼單元，而且選擇不同於寫碼單元之資料單元，以便對寫碼單元中之影像資料執行預測編碼。
為了在最大寫碼單元中執行預測編碼，可基於對應於經寫碼之深度的寫碼單元(亦即，基於不再分割之寫碼單元)來執行預測編碼。下文中，不再分割且變為用於預測編碼之基礎單元的寫碼單元現將被稱為「預測單元」。藉由分割預測單元而獲得之分區可包含藉由分割預測單元之高度以及寬度中的至少一者而獲得的預測單元或資料單元。分區可為藉由在寫碼單元中分割預測單元而獲得之資料單元，且預測單元可為具有與寫碼單元相同之大小的分區。
舉例而言，當2N×2N(其中N為正整數)之寫碼單 元不再分割時，寫碼單元變為2N×2N之預測單元，且分區之大小可為2N×2N、2N×N、N×2N或N×N。分區類型之實例包含藉由對稱地分割預測單元之高度或寬度而獲得的對稱分區、藉由非對稱地分割預測單元之高度或寬度(諸如，1：n或n：1)而獲得的分區、藉由用幾何方式分割預測單元而獲得之分區，以及具有任意形狀的分區。
預測單元之預測模式可為畫面內模式、畫面間模式以及跳過模式中之至少一者。舉例而言，可對2N×2N、2N×N、N×2N或N×N之分區執行畫面內模式或畫面間模式。且，可僅對2N×2N之分區執行跳過模式。在寫碼單元中對一個預測單元獨立地執行編碼，藉此選擇具有最小編碼誤差的預測模式。
視訊編碼裝置100亦可不僅基於用於對影像資料做編碼之寫碼單元而且基於不同於寫碼單元之資料單元而對寫碼單元中的影像資料執行變換。為了在寫碼單元中執行變換，可基於具有小於或等於寫碼單元之大小的變換單元來執行變換。舉例而言，變換單元可包含用於畫面內模式之資料單元以及用於畫面間模式之資料單元。
類似於根據本發明之實施例的具有樹狀結構之寫碼單元，寫碼單元中之變換單元可按遞回方式分割為較小大小的變換單元。因此，可根據具有根據變換深度之樹狀結構的變換單元而劃分寫碼單元中之殘餘資料。
亦可在變換單元中設定指示藉由分割寫碼單元之高度以及寬度而達到變換單元之分割次數的變換深度。舉例 而言，在2N×2N之當前寫碼單元中，當變換單元之大小亦為2N×2N時，變換深度可為0，當變換單元之大小為N×N時，變換深度可為1，且當變換單元之大小為N/2×N/2時，變換深度可為2。舉例而言，可依根據變換深度之樹狀結構而設定變換單元。
根據經寫碼之深度的編碼資訊不僅需要關於經寫碼之深度的資訊，而且需要與預測編碼以及變換相關的資訊。因此，寫碼單元判定器120不僅判定具有最小編碼誤差之經寫碼之深度，而且判定用於將預測單元分割為分區之分區類型、根據預測單元之預測模式，以及用於變換之變換單元的大小。
稍後將參考圖7至圖19詳細描述根據本發明之實施例的最大寫碼單元中之根據樹狀結構的寫碼單元以及判定預測單元/分區與變換單元的方法。
寫碼單元判定器120可藉由基於拉格朗日乘數(Lagrangian multiplier)使用位元率-失真最佳化(Rate-Distortion Optimization)來量測根據深度之較深寫碼單元之編碼誤差。
輸出單元130按照位元串流的形式輸出基於由寫碼單元判定器120判定之至少一個經寫碼之深度而編碼的最大寫碼單元之影像資料，以及根據經寫碼之深度關於編碼模式的資訊。
可藉由對影像之殘餘資料做編碼來獲得經編碼之影像資料。
根據經寫碼之深度關於編碼模式的資訊可包含關於經寫碼之深度、關於預測單元中之分區類型、預測模式以及變換單元之大小的資訊。
可藉由使用根據深度之分割資訊來定義關於經寫碼之深度的資訊，根據深度之分割資訊指示是否對較下層深度而非當前深度之寫碼單元執行編碼。若當前寫碼單元之當前深度為經寫碼之深度，則當前寫碼單元中之影像資料在當前深度之寫碼單元中編碼，且因此當前深度之分割資訊可定義為不將當前寫碼單元分割為較下層深度的寫碼單元。或者，若當前寫碼單元之當前深度並非經寫碼之深度，則對較下層深度之寫碼單元執行編碼，且因此當前深度之分割資訊可定義為將當前寫碼單元分割為較下層深度的寫碼單元。
若當前深度並非經寫碼之深度，則對分割為較下層深度之寫碼單元執行編碼。由於較下層深度之至少一個寫碼單元存在於當前深度之一個寫碼單元中，因此對較下層深度之每一寫碼單元重複地執行編碼，且因此可對具有同一深度之寫碼單元按遞回方式執行編碼。
由於針對一個最大寫碼單元而判定具有樹狀結構之寫碼單元，且針對經寫碼之深度的寫碼單元而判定關於至少一個編碼模式的資訊，因此可針對一個最大寫碼單元而判定關於至少一個編碼模式的資訊。且，最大寫碼單元之影像資料的經寫碼之深度可根據位置而不同，此是因為根據深度而階層式劃分影像資料，且因此可針對影像資料而 設定關於經寫碼之深度以及編碼模式的資訊。
因此，輸出單元130可將關於對應經寫碼之深度以及編碼模式之編碼資訊指派給包含於最大寫碼單元中之寫碼單元、預測單元以及最小單元中的至少一者。
根據本發明之實施例的最小單元為藉由將構成最下層經寫碼之深度的最小寫碼單元分割為4份而獲得的矩形資料單元。或者，最小單元可為可包含於最大寫碼單元中所包含之所有寫碼單元、預測單元、分區單元以及變換單元中的最大矩形資料單元。
舉例而言，經由輸出單元130而輸出之編碼資訊可分類為根據較深寫碼單元之編碼資訊，以及根據預測單元的編碼資訊。根據較深寫碼單元之編碼資訊可包含關於預測模式以及關於分區之大小的資訊。根據預測單元之編碼資訊可包含關於畫面間模式之估計方向、關於畫面間模式之參考影像索引、關於運動向量、關於畫面內模式之色度分量以及關於畫面內模式之內插方法的資訊。且，關於根據圖像、片段或GOP所定義之寫碼單元之最大大小的資訊以及關於最大深度之資訊可插入至位元串流的標頭、序列參數集合(Sequence Parameter Set；SPS)或圖像參數集合(Picture Parameter Set；PPS)中。
且，可使用位元串流之標頭、SPS或PPS來輸出關於變換單元之最大大小的資訊以及關於變換單元之最小大小的資訊(其可供當前視訊使用)。輸出單元130可對已參考圖1至圖6描述的與預測相關之參考資訊、預測資訊、單 向預測資訊、包含第四片段類型之片段類型資訊等做編碼以及輸出。
在視訊編碼裝置100之最簡單實例中，較深寫碼單元可為藉由將較上層深度之寫碼單元(其為上一層)的高度以及寬度中之每一者劃分為2份而獲得的寫碼單元。換言之，在當前深度之寫碼單元的大小為2N×2N時，較下層深度之寫碼單元的大小為N×N。且，大小為2N×2N之當前深度的寫碼單元可包含大小為N×N之較下層深度的最大4個寫碼單元。
因此，視訊編碼裝置100可基於考慮當前圖像之特性而判定的最大寫碼單元之大小以及最大深度，藉由針對每一最大寫碼單元判定具有最佳形狀以及最佳大小的寫碼單元而形成具有樹狀結構之寫碼單元。且，由於藉由使用各種預測模式以及變換方案中之任一者對每一最大寫碼單元執行編碼，因此可考慮各種影像大小之寫碼單元的影像特性來判定最佳編碼模式。
因此，若在習知巨集區塊單元中對具有高解析度或大資料量之影像做編碼，則每圖像之巨集區塊的數目過度地增大。因此，針對每一巨集區塊產生之壓縮資訊之片段的數目增大，且因此難以傳輸壓縮資訊，且資料壓縮效率降低。然而，藉由使用視訊編碼裝置100，因為在考慮影像之大小而增大寫碼單元的最大大小的同時考慮影像之特性而調整寫碼單元，所以影像壓縮效率可提高。
圖7之視訊編碼裝置100可執行上文參考圖1所述之 畫面內預測裝置10的操作。
寫碼單元判定器120可執行畫面內預測裝置10之操作。針對每一最大寫碼單元中具有樹狀結構的寫碼單元，寫碼單元判定器120可判定用於畫面內預測之預測單元且在預測單元中執行畫面內預測。
具體言之，在畫面內預測中，在判定當前預測單元之預測模式是否為CIP模式之畫面內模式之前，可搜尋在當前預測單元之前復原的相鄰資料單元(最小單元、預測單元、寫碼單元等)。亦即，可在當前預測單元之前復原之相鄰資料單元中的每一者處於畫面內模式中時，判定當前區塊是否處於CIP模式中。
且，在畫面內預測中，當參考資料單元偏離影像之邊界時，不管當前預測單元是否為CIP模式，圖像之邊界的外部區域可用參考資料單元之像素中的鄰近於邊界之內部的像素之樣本值填補。可藉由參考此經填補之區域而執行當前預測單元之畫面內預測。
輸出單元130可按照位元串流的形式輸出樣本，此等樣本是藉由對由於畫面內預測而產生之差分資料做編碼而產生。舉例而言，可輸出諸如差分資料之經量化之變換係數以及畫面內模式資訊的樣本。
且，輸出單元130可輸出根據圖像而被插入指示是否為CIP模式之CIP資訊的PPS。
圖8為根據本發明之實施例的基於具有樹狀結構之寫碼單元的視訊解碼裝置200的方塊圖。
根據本發明之實施例的基於具有樹狀結構之寫碼單元來執行視訊預測的視訊解碼裝置200包含接收器210、影像資料以及編碼資訊提取器220以及影像資料解碼器230。下文中，為便於描述，根據本發明之實施例的基於具有樹狀結構之寫碼單元來執行視訊預測的視訊解碼裝置200簡稱為視訊解碼裝置200。
用於視訊解碼裝置200之各種解碼操作的各種術語(諸如，寫碼單元、深度、預測單元、變換單元以及關於各種編碼模式之資訊)的定義與參考圖7以及參考視訊編碼裝置100所述的術語相同。
接收器210接收且剖析經編碼之視訊之位元串流。影像資料以及編碼資訊提取器220自所剖析之位元串流提取每一寫碼單元之經編碼之影像資料，其中寫碼單元具有根據每一最大寫碼單元之樹狀結構，且將所提取之影像資料輸出至影像資料解碼器230。影像資料以及編碼資訊提取器220可自關於當前圖像之標頭、SPS或PPS提取關於當前圖像之寫碼單元之最大大小的資訊。
且，影像資料以及編碼資訊提取器220自所剖析之位元串流針對具有根據每一最大寫碼單元之樹狀結構之寫碼單元提取關於經寫碼之深度以及編碼模式的資訊。關於經寫碼之深度以及編碼模式之所提取之資訊輸出至影像資料解碼器230。換言之，位元串流中之影像資料分割為最大寫碼單元，使得影像資料解碼器230對每一最大寫碼單元之影像資料做解碼。
可針對關於至少一個經寫碼之深度的資訊而設定根據最大寫碼單元關於經寫碼之深度以及編碼模式之資訊，且根據經寫碼之深度關於編碼模式的資訊可包含關於對應寫碼單元之分區類型、關於預測模式以及變換單元之大小的資訊。且，可將根據深度之分割資訊作為關於經寫碼之深度的資訊來提取。
由影像資料以及編碼資訊提取器220提取的根據每一最大寫碼單元關於經寫碼之深度以及編碼模式的資訊為關於經判定以在諸如視訊編碼裝置100之編碼器根據每一最大寫碼單元對根據深度之每一較深寫碼單元重複地執行編碼時產生最小編碼誤差的經寫碼之深度以及編碼模式的資訊。因此，視訊解碼裝置200可藉由根據產生最小編碼誤差之編碼模式來對影像資料做解碼而復原影像。
由於關於經寫碼之深度以及編碼模式之編碼資訊可指派給對應寫碼單元、預測單元以及最小單元中的預定資料單元，因此影像資料以及編碼資訊提取器220可提取根據預定資料單元關於經寫碼之深度以及編碼模式的資訊。被指派關於經寫碼之深度以及編碼模式之相同資訊的預定資料單元可推斷為包含於同一最大寫碼單元中的資料單元。
影像資料解碼器230藉由基於根據最大寫碼單元關於經寫碼之深度以及編碼模式之資訊而對每一最大寫碼單元中的影像資料做解碼來復原當前圖像。換言之，影像資料解碼器230可基於關於每一最大寫碼單元中所包含之具有 樹狀結構的寫碼單元中的每一寫碼單元之分區類型、預測模式以及變換單元的所提取之資訊而對經編碼之影像資料做解碼。解碼程序可包含：包含畫面內預測以及運動補償之預測，以及逆變換。
影像資料解碼器230可基於根據經寫碼之深度關於每一寫碼單元之預測單元之分區類型以及預測模式的資訊根據所述寫碼單元之分區以及預測模式來執行畫面內預測或運動補償。
且，影像資料解碼器230可藉由讀取根據寫碼單元關於具有樹狀結構之變換單元的資訊基於每一寫碼單元中之變換單元來執行逆變換，以便根據最大寫碼單元來執行逆變換。可藉由執行逆變換而復原空間域中之寫碼單元的像素值。
影像資料解碼器230可藉由使用根據深度之分割資訊而判定當前最大寫碼單元之經寫碼之深度。若分割資訊指示影像資料在當前深度中不再分割，則當前深度為經寫碼之深度。因此，影像資料解碼器230可藉由使用關於預測單元之分區類型、預測模式以及變換單元之大小的資訊來對對應於當前最大寫碼單元中之當前深度的寫碼單元之影像資料做解碼。
換言之，可藉由針對寫碼單元、預測單元以及最小單元中的預定資料單元觀測編碼資訊集合而收集含有包含相同分割資訊之編碼資訊的資料單元，且可將所收集之資料單元視為待由影像資料解碼器230在同一編碼模式中解碼 的一個資料單元。類似地，可藉由針對所判定之寫碼單元獲取關於編碼模式的資訊來對當前寫碼單元之影像資料做解碼。
圖8之視訊解碼裝置200亦可執行上文參考圖1所述之畫面內預測裝置10的操作。
影像資料以及編碼資訊提取器220可自位元串流復原作為編碼結果而產生之樣本。舉例而言，可復原藉由預測而產生的樣本，諸如，差分資料之經量化之變換係數以及畫面內模式資訊。且，影像資料以及編碼資訊提取器220可基於自PPS剖析之CIP資訊根據圖像來復原CIP模式。
影像資料解碼器230可執行畫面內預測裝置10之操作。針對每一最大寫碼單元中具有樹狀結構的寫碼單元，影像資料解碼器230可判定用於畫面內預測之預測單元且在每一預測單元中執行畫面內預測。
具體言之，在畫面內預測中，在判定當前預測單元之預測模式是否為CIP模式之畫面內模式之前，可搜尋在當前預測單元之前復原的相鄰資料單元(最小單元、預測單元、寫碼單元等)。亦即，在當前預測單元之前復原之相鄰資料單元中的每一者處於畫面內模式中時，可判定當前區塊是否處於CIP模式中。
且，在畫面內預測中，當參考資料單元偏離影像之邊界時，不管當前預測單元是否為CIP模式，圖像之邊界的外部區域可用參考資料單元之像素中的鄰近於邊界之內部的像素之樣本值填補。可藉由參考此經填補之區域而執行 當前預測單元之畫面內預測。
視訊解碼裝置200可獲得關於在對每一最大寫碼單元按遞回方式執行編碼時產生最小編碼誤差之寫碼單元的資訊，且可使用此資訊來對當前圖像做解碼。換言之，可對判定為每一最大寫碼單元中之最佳寫碼單元的具有樹狀結構之寫碼單元的經編碼之影像資料做解碼。
因此，即使影像資料具有高解析度以及大量資料，仍可藉由使用自編碼器接收之關於最佳編碼模式的資訊基於根據影像資料之特性而適應性地判定之寫碼單元之大小以及編碼模式來有效地對影像資料做解碼以及復原。
圖9為用於描述根據本發明之實施例的寫碼單元之概念的圖式。
寫碼單元之大小可用寬度×高度來表達，且可包含64×64、32×32、16×16以及8×8。64×64之寫碼單元可分割為64×64、64×32、32×64或32×32之分區，且32×32之寫碼單元可分割為32×32、32×16、16×32或16×16的分區，16×16之寫碼單元可分割為16×16、16×8、8×16或8×8之分區，且8×8之寫碼單元可分割為8×8、8×4、4×8或4×4的分區。
在視訊資料310中，解析度為1920×1080，寫碼單元之最大大小為64，且最大深度為2。在視訊資料320中，解析度為1920×1080，寫碼單元之最大大小為64，且最大深度為3。在視訊資料330中，解析度為352×288，寫碼單元之最大大小為16，且最大深度為1。圖9所示之最大 深度表示自最大寫碼單元至最小寫碼單元之總分割次數。
若解析度高或資料量大，則寫碼單元之最大大小可為大的，以便不僅提高編碼效率而且準確地反映影像之特性。因此，具有高於視訊資料330之解析度的視訊資料310以及320之寫碼單元的最大大小可為64。
由於視訊資料310之最大深度為2，因此視訊資料310之寫碼單元315可包含長軸大小為64的最大寫碼單元，以及長軸大小為32以及16的寫碼單元，此是因為深度藉由分割最大寫碼單元兩次而加深為兩層。同時，由於視訊資料330之最大深度為1，因此視訊資料330之寫碼單元335可包含長軸大小為16的最大寫碼單元，以及長軸大小為8之寫碼單元，此是因為深度藉由分割最大寫碼單元一次而加深為一層。
由於視訊資料320之最大深度為3，因此視訊資料320之寫碼單元325可包含長軸大小為64的最大寫碼單元，以及長軸大小為32、16以及8的寫碼單元，此是因為深度藉由分割最大寫碼單元三次而加深為三層。隨著深度加深，可精確地表達詳細資訊。
圖10為根據本發明之實施例的基於寫碼單元之影像編碼器400的方塊圖。
影像編碼器400執行視訊編碼裝置100之寫碼單元判定器120的操作以對影像資料做編碼。換言之，畫面內預測器410對當前畫面405中的處於畫面內模式中之寫碼單元執行畫面內預測，且運動估計器420以及運動補償器425 藉由使用當前畫面405以及參考畫面495而對處於畫面間模式中的寫碼單元執行畫面間估計以及運動補償。
自畫面內預測器410、運動估計器420以及運動補償器425輸出之資料經由變換器430以及量化器440作為經量化之變換係數而輸出。經量化之變換係數經由逆量化器460以及逆變換器470復原為空間域中之資料，且空間域中之所復原之資料在經由解區塊單元480以及迴路濾波單元490後處理之後作為參考畫面495輸出。經量化之變換係數可經由熵編碼器450作為位元串流455輸出。
為了使影像編碼器400應用於視訊編碼裝置100中，影像編碼器400之所有元件(亦即，畫面內預測器410、運動估計器420、運動補償器425、變換器430、量化器440、熵編碼器450、逆量化器460、逆變換器470、解區塊單元480以及迴路濾波單元490)在考慮每一最大寫碼單元之最大深度的同時基於具有樹狀結構之寫碼單元中的每一寫碼單元來執行操作。
具體言之，畫面內預測器410、運動估計器420以及運動補償器425在考慮當前最大寫碼單元之最大大小以及最大深度的同時判定具有樹狀結構之寫碼單元中的每一寫碼單元之分區以及預測模式，且變換器430判定具有樹狀結構之寫碼單元中的每一寫碼單元中之變換單元的大小。
具體言之，畫面內預測器410可在判定當前預測單元之預測模式是否為CIP模式之畫面內模式之前搜尋在當前預測單元之前復原的相鄰資料單元。亦即，在當前預測單 元之前復原之相鄰資料單元中的每一者處於畫面內模式中時，可判定當前區塊是否處於CIP模式中。且，當參考資料單元偏離影像之邊界時，圖像之邊界的外部區域可用參考資料單元之像素中的鄰近於邊界之內部的像素之樣本值填補，而不管當前預測單元是否為CIP模式，且經填補之樣本可針對當前預測單元的畫面內預測來參考。
圖11為根據本發明之實施例的基於寫碼單元之影像解碼器500的方塊圖。
剖析器510自位元串流505剖析待解碼之經編碼之影像資料以及解碼所需之關於編碼的資訊。經編碼之影像資料經由熵解碼器520以及逆量化器530作為經逆量化之資料而輸出，且經逆量化之資料經由逆變換器540而復原為空間域中的影像資料。
畫面內預測器550關於空間域中之影像資料對處於畫面內模式中之寫碼單元執行畫面內預測，且運動補償器560藉由使用參考畫面585對處於畫面間模式中的寫碼單元執行運動補償。
通過畫面內預測器550以及運動補償器560之空間域中的影像資料可在經由解區塊單元570以及迴路濾波單元580後處理之後作為所復原之畫面595輸出。且，經由解區塊單元570以及迴路濾波單元580後處理之影像資料可作為參考畫面585輸出。
為了在視訊解碼裝置200之影像資料解碼器230中對影像資料做解碼，影像解碼器500可執行在剖析器510之 後執行的操作。
為了使影像解碼器500應用於視訊解碼裝置200中，影像解碼器500之所有元件(亦即，剖析器510、熵解碼器520、逆量化器530、逆變換器540、畫面內預測器550、運動補償器560、解區塊單元570以及迴路濾波單元580)針對每一最大寫碼單元基於具有樹狀結構之寫碼單元來執行操作。
具體言之，畫面內預測器550以及運動補償器560針對具有樹狀結構之寫碼單元中之每一者判定分區以及預測模式，且逆變換器540針對每一寫碼單元判定變換單元的大小。
具體言之，畫面內預測器550可在判定當前預測單元之預測模式是否為CIP模式之畫面內模式之前搜尋在當前預測單元之前復原的相鄰資料單元。亦即，在當前預測單元之前復原之相鄰資料單元中的每一者處於畫面內模式中時，可判定當前區塊是否處於CIP模式中。且，當參考資料單元偏離影像之邊界時，圖像之邊界的外部區域可用參考資料單元之像素中的鄰近於邊界之內部的像素之樣本值填補，而不管當前預測單元是否為CIP模式，且經填補之樣本可針對當前預測單元的畫面內預測來參考。
圖12為說明根據本發明之實施例的根據深度之較深寫碼單元以及分區的圖式。
視訊編碼裝置100以及視訊解碼裝置200使用階層式寫碼單元以便考慮影像之特性。可根據影像之特性來適應 性地判定寫碼單元之最大高度、最大寬度以及最大深度，或可由使用者不同地進行設定。可根據寫碼單元之預定最大大小判定根據深度之較深寫碼單元的大小。
在根據本發明之實施例的寫碼單元之階層式結構600中，寫碼單元之最大高度以及最大寬度各為64，且最大深度為4。最大深度指示自最大寫碼單元至最小寫碼單元之總分割次數。由於深度沿著階層式結構600之垂直軸加深，因此將較深寫碼單元之高度以及寬度各自分割。且，沿著階層式結構600之水平軸展示作為用於每一較深寫碼單元之預測編碼之基礎的預測單元以及分區。
換言之，寫碼單元610為階層式結構600中之最大寫碼單元，其中深度為0且大小(亦即，高度乘寬度)為64×64。深度沿著垂直軸而加深，且存在大小為32×32且深度為1之寫碼單元620、大小為16×16且深度為2之寫碼單元630、大小為8×8且深度為3之寫碼單元640，以及大小為4×4且深度為4的寫碼單元650。大小為4×4且深度為4之寫碼單元650為最小寫碼單元。
寫碼單元之預測單元以及分區根據每一深度沿著水平軸而配置。換言之，若大小為64×64且深度為0之寫碼單元610為預測單元，則預測單元可分割為包含於寫碼單元610中的分區，亦即，大小為64×64之分區610、大小為64×32之分區612、大小為32×64之分區614或大小為32×32的分區616。
類似地，大小為32×32且深度為1之寫碼單元620的 預測單元可分割為包含於寫碼單元620中的分區，亦即，大小為32×32之分區620、大小為32×16之分區622、大小為16×32之分區624以及大小為16×16的分區626。
類似地，大小為16×16且深度為2之寫碼單元630的預測單元可分割為包含於寫碼單元630中的分區，亦即，大小為16×16之分區630、大小為16×8之分區632、大小為8×16之分區634以及大小為8×8的分區636。
類似地，大小為8×8且深度為3之寫碼單元640的預測單元可分割為包含於寫碼單元640中的分區，亦即，大小為8×8之分區640、大小為8×4之分區642、大小為4×8之分區644以及大小為4×4的分區646。
大小為4×4且深度為4之寫碼單元650為最小寫碼單元以及最下層深度之寫碼單元。寫碼單元650之預測單元僅指派給大小為4×4之分區650。
為了判定最大寫碼單元610之經寫碼之深度，視訊編碼裝置100之寫碼單元判定器120對包含於最大寫碼單元610中之對應於每一深度的寫碼單元執行編碼。
隨著深度加深，包含相同範圍中之資料以及相同大小的根據深度之較深寫碼單元的數目增大。舉例而言，需要對應於深度2之四個寫碼單元來涵蓋包含於對應於深度1之一個寫碼單元中的資料。因此，為了比較根據深度之相同資料的編碼結果，將對應於深度1之寫碼單元以及對應於深度2之四個寫碼單元各自編碼。
為了針對深度執行編碼，可藉由沿著階層式結構600 之水平軸對對應於每一深度之寫碼單元中的每一預測單元執行編碼而選擇作為對應深度之最小編碼誤差的代表性編碼誤差。或者，可藉由比較根據深度之代表性編碼誤差、藉由隨著深度沿著階層式結構600之垂直軸加深而針對每一深度執行編碼來搜尋最小編碼誤差。可選擇寫碼單元610中具有最小編碼誤差之深度以及分區作為寫碼單元610之經寫碼之深度以及分區類型。
圖13為用於描述根據本發明之實施例的寫碼單元710與變換單元720之間的關係的圖式。
視訊編碼裝置100或視訊解碼裝置200針對每一最大寫碼單元根據具有小於或等於最大寫碼單元之大小的寫碼單元來對影像做編碼或解碼。可基於不大於對應寫碼單元之資料單元而選擇在編碼期間用於變換之變換單元的大小。
舉例而言，在視訊編碼裝置100或視訊解碼裝置200中，若寫碼單元710之大小為64×64，則可藉由使用大小為32×32之變換單元720來執行變換。
且，可藉由對大小為小於64×64之32×32、16×16、8×8以及4×4之變換單元中的每一者執行變換而對大小為64×64之寫碼單元710的資料做編碼，且接著可選擇具有最小編碼誤差的變換單元。
圖14為用於描述根據本發明之實施例的根據深度之編碼資訊的圖式。
視訊編碼裝置100之輸出單元130可對關於分區類型 之資訊800、關於預測模式之資訊810，以及關於對應於經寫碼之深度的每一寫碼單元的變換單元之大小的資訊820做編碼且作為關於編碼模式之資訊而傳輸。
資訊800指示關於藉由分割當前寫碼單元之預測單元而獲得的分區之形狀的資訊，其中分區為用於當前寫碼單元之預測編碼的資料單元。舉例而言，大小為2N×2N之當前寫碼單元CU_0可分割為大小為2N×2N之分區802、大小為2N×N之分區804、大小為N×2N之分區806以及大小為N×N的分區808中之任一者。此處，關於當前寫碼單元之分區類型的資訊800設定為指示大小為2N×2N之分區802、大小為2N×N之分區804、大小為N×2N之分區806以及大小為N×N的分區808中之一者。
資訊810指示每一分區之預測模式。舉例而言，資訊810可指示對由資訊800指示之分區執行的預測編碼之模式，亦即，畫面內模式812、畫面間模式814或跳過模式816。
資訊820指示待基於何時對當前寫碼單元執行變換之變換單元。舉例而言，變換單元可為第一畫面內變換單元822、第二畫面內變換單元824、第一畫面間變換單元826或第二畫面內變換單元828。
根據每一較深寫碼單元，視訊解碼裝置200之影像資料以及編碼資訊提取器220可提取且使用資訊800、810以及820以用於解碼。
圖15為根據本發明之實施例的根據深度之較深寫碼 單元的圖式。
分割資訊可用以指示深度之改變。分割資訊指示當前深度之寫碼單元是否分割為較下層深度之寫碼單元。
用於深度為0且大小為2N_0×2N_0之寫碼單元900之預測編碼的預測單元910可包含大小為2N_0×2N_0之分區類型912、大小為2N_0×N_0之分區類型914、大小為N_0×2N_0之分區類型916以及大小為N_0×N_0的分區類型918之分區。圖15僅說明藉由對稱地分割預測單元910而獲得之分區類型912至918，但分區類型不限於此，且預測單元910之分區可包含非對稱分區、具有預定形狀之分區以及具有幾何形狀的分區。
根據每一分區類型，對大小為2N_0×2N_0之一個分區、大小為2N_0×N_0之兩個分區、大小為N_0×2N_0之兩個分區以及大小為N_0×N_0的四個分區重複地執行預測編碼。可對大小為2N_0×2N_0、N_0×2N_0、2N_0×N_0以及N_0×N_0之分區執行在畫面內模式以及畫面間模式中之預測編碼。僅對大小為2N_0×2N_0之分區執行在跳過模式中之預測編碼。
若編碼誤差在分區類型912至916中之一者中最小，則預測單元910可能不分割為較下層深度。
若編碼誤差在分區類型918中最小，則深度自0改變為1以在操作920中分割分區類型918，且對深度為2且大小為N_0×N_0之寫碼單元930重複地執行編碼以搜尋最小編碼誤差。
用於深度為1且大小為2N_1×2N_1(=N_0×N_0)之寫碼單元930之預測編碼的預測單元940可包含大小為2N_1×2N_1之分區類型942、大小為2N_1×N_1之分區類型944、大小為N_1×2N_1之分區類型946以及大小為N_1×N_1的分區類型948之分區。
若編碼誤差在分區類型948中最小，則深度自1改變為2以在操作950中分割分區類型948，且對深度為2且大小為N_2×N_2之寫碼單元960重複地執行編碼以搜尋最小編碼誤差。
當最大深度為d時，可設定根據每一深度之較深寫碼單元直至深度變為d-1時，且可設定分割資訊直至深度變為d-2時。換言之，當執行編碼直至在對應於深度d-2之寫碼單元在操作970中分割之後深度為d-1時，用於深度為d-1且大小為2N_(d-1)×2N_(d-1)之寫碼單元980之預測編碼的預測單元990可包含大小為2N_(d-1)×2N_(d-1)之分區類型992、大小為2N_(d-1)×N_(d-1)之分區類型994、大小為N_(d-1)×2N_(d-1)之分區類型996以及大小為N_(d-1)×N_(d-1)的分區類型998之分區。
可對分區類型992至998中的大小為2N_(d-1)×2N_(d-1)之一個分區、大小為2N_(d-1)×N_(d-1)之兩個分區、大小為N_(d-1)×2N_(d-1)之兩個分區、大小為N_(d-1)×N_(d-1)的四個分區重複地執行預測編碼以搜尋具有最小編碼誤差的分區類型。
即使當分區類型998具有最小編碼誤差時，由於最大 深度為d，因此深度為d-1之寫碼單元CU_(d-1)不再分割為較下層深度，且將當前最大寫碼單元900之經寫碼之深度判定為d-1，且可將當前最大寫碼單元900的分區類型判定為N_(d-1)×N_(d-1)。且，由於最大深度為d，因此未設定最下層深度為d-1之寫碼單元952的分割資訊。
資料單元999可為當前最大寫碼單元之「最小單元」。根據本發明之實施例的最小單元可為藉由將具有最下層經寫碼之深度的最小寫碼單元分割為4份而獲得的矩形資料單元。藉由重複地執行編碼，視訊編碼裝置100可藉由根據寫碼單元900之深度比較編碼誤差而選擇具有最小編碼誤差的深度以判定經寫碼之深度，且將對應分區類型以及預測模式設定為經寫碼之深度的編碼模式。
因而，在所有深度0至d中比較根據深度之最小編碼誤差，且可將具有最小編碼誤差之深度判定為經寫碼之深度。可對經寫碼之深度、預測單元之分區類型以及預測模式做編碼且作為關於編碼模式之資訊而傳輸。且，由於寫碼單元自深度0分割為經寫碼之深度，因此僅經寫碼之深度的分割資訊設定為0，且排除經寫碼之深度的深度的分割資訊設定為1。
視訊解碼裝置200之影像資料以及編碼資訊提取器220可提取且使用關於寫碼單元900之經寫碼之深度以及預測單元的資訊以對寫碼單元(分區)912做解碼。視訊解碼裝置200可藉由使用根據深度之分割資訊而將分割資訊為0之深度判定為經寫碼之深度，且使用關於對應深度 之編碼模式的資訊以用於解碼。
圖16至圖18為用於描述根據本發明之實施例的寫碼單元1010、預測單元1060與變換單元1070之間的關係的圖式。
寫碼單元1010為最大寫碼單元中的對應於由視訊編碼裝置100判定之經寫碼之深度的寫碼單元。預測單元1060為寫碼單元1010中之每一者之預測單元的分區，且變換單元1070為寫碼單元1010中之每一者的變換單元。
當最大寫碼單元之深度在寫碼單元1010中為0時，寫碼單元1012以及1054之深度為1，寫碼單元1014、1016、1018、1028、1050以及1052之深度為2，寫碼單元1020、1022、1024、1026、1030、1032以及1048之深度為3，且寫碼單元1040、1042、1044以及1046的深度為4。
在預測單元1060中，一些寫碼單元(分區)1014、1016、1022、1032、1048、1050、1052以及1054得以分割。換言之，寫碼單元1014、1022、1050以及1054中之分區類型的大小為2N×N，寫碼單元1016、1048以及1052中之分區類型的大小為N×2N，且寫碼單元1032之分區類型的大小為N×N。預測單元以及寫碼單元1010之分區小於或等於每一寫碼單元。
對小於寫碼單元1052之資料單元中之變換單元1070中的寫碼單元1052之影像資料執行變換或逆變換。且，變換單元1070中之寫碼單元1014、1016、1022、1032、1048、1050以及1052的大小以及形狀不同於預測單元1060中的 寫碼單元。換言之，視訊編碼裝置100以及視訊解碼裝置200可對同一寫碼單元中之資料單元個別地執行畫面內預測、運動估計、運動補償、變換以及逆變換。
因此，對在最大寫碼單元之每一區域中具有階層式結構之寫碼單元中的每一者以遞回方式執行編碼以判定最佳寫碼單元，且因此可獲得具有遞回樹狀結構之寫碼單元。編碼資訊可包含關於寫碼單元之分割資訊、關於分區類型之資訊、關於預測模式之資訊，以及關於變換單元之大小的資訊。表1展示可由視訊編碼裝置100以及視訊解碼裝置200設定之編碼資訊。
視訊編碼裝置100之輸出單元130可輸出關於具有樹狀結構之寫碼單元的編碼資訊，且視訊解碼裝置200之影像資料以及編碼資訊提取器220可自所接收之位元串流提 取關於具有樹狀結構之寫碼單元的編碼資訊。
分割資訊指示當前寫碼單元是否分割為較下層深度之寫碼單元。若當前深度d之分割資訊為0，則當前寫碼單元不再分割為較下層深度之深度為經寫碼之深度，且因此可針對經寫碼之深度而定義關於分區類型、預測模式以及變換單元之大小的資訊。若根據分割資訊進一步分割當前寫碼單元，則對較下層深度之四個分割寫碼單元獨立地執行編碼。
預測模式可為畫面內模式、畫面間模式以及跳過模式中之一者。可在所有分區類型中定義畫面內模式以及畫面間模式，且僅在大小為2N×2N之分區類型中定義跳過模式。
關於分區類型之資訊可指示：大小為2N×2N、2N×N、N×2N以及N×N之對稱分區類型，其是藉由對稱地分割預測單元之高度或寬度而獲得；以及大小為2N×nU、2N×nD、nL×2N以及nR×2N之非對稱分區類型，其是藉由非對稱地分割預測單元之高度或寬度而獲得。可藉由以1：3以及3：1分割預測單元之高度而分別獲得大小為2N×nU以及2N×nD之非對稱分區類型，且可藉由以1：3以及3：1分割預測單元的寬度而分別獲得大小為nL×2N以及nR×2N之非對稱分區類型。
變換單元之大小可在畫面內模式中設定為兩種類型且在畫面間模式中設定為兩種類型。換言之，若變換單元之分割資訊為0，則變換單元之大小可為2N×2N，此為當 前寫碼單元之大小。若變換單元之分割資訊為1，則可藉由分割當前寫碼單元而獲得變換單元。且，若大小為2N×2N之當前寫碼單元的分區類型為對稱分區類型，則變換單元之大小可為N×N，且若當前寫碼單元之分區類型為非對稱分區類型，則變換單元的大小可為N/2×N/2。
關於具有樹狀結構之寫碼單元的編碼資訊可指派給對應於經寫碼之深度的寫碼單元、預測單元以及最小單元中的至少一者。對應於經寫碼之深度的寫碼單元可包含預測單元以及含有相同編碼資訊之最小單元中的至少一者。
因此，藉由比較鄰近資料單元之編碼資訊而判定鄰近資料單元是否包含於對應於經寫碼之深度的同一寫碼單元中。且，藉由使用資料單元之編碼資訊而判定對應於經寫碼之深度的對應寫碼單元，且因此可判定最大寫碼單元中之經寫碼之深度的分佈。
因此，若基於鄰近資料單元而預測當前寫碼單元，則可直接參考且使用鄰近於當前寫碼單元的較深寫碼單元中之資料單元的編碼資訊。
或者，若基於鄰近寫碼單元而預測當前寫碼單元，則藉由使用鄰近較深寫碼單元之經編碼之資訊而在較深寫碼單元中搜尋鄰近於當前寫碼單元之資料單元，且可參考所搜尋之鄰近資料單元以用於預測當前寫碼單元。
圖19為用於描述根據表1之編碼模式資訊的寫碼單元、預測單元與變換單元之間的關係的圖式。
最大寫碼單元1300包含經寫碼之深度的寫碼單元 1302、1304、1306、1312、1314、1316以及1318。此處，由於寫碼單元1318為經寫碼之深度的寫碼單元，因此分割資訊可設定為0。關於大小為2N×2N之寫碼單元1318之分區類型的資訊可設定為大小為2N×2N之分區類型1322、大小為2N×N之分區類型1324、大小為N×2N之分區類型1326、大小為N×N之分區類型1328、大小為2N×nU之分區類型1332、大小為2N×nD之分區類型1334、大小為nL×2N之分區類型1336以及大小為nR×2N之分區類型1338中的一者。
關於變換單元之分割資訊(TU大小旗標)為一種變換索引，且對應於變換索引之變換單元的大小可根據寫碼單元之預測單元類型或分區類型而改變。
舉例而言，當關於分區類型之資訊設定為對稱(亦即，分區類型1322、1324、1326或1328)時，若TU大小旗標為0，則設定大小為2N×2N之變換單元1342，且若TU大小旗標為1，則設定大小為N×N的變換單元1344。
當關於分區類型之資訊設定為非對稱(亦即，分區類型1332、1334、1336或1338)時，若TU大小旗標為0，則設定大小為2N×2N之變換單元1352，且若TU大小旗標為1，則設定大小為N/2×N/2的變換單元1354。
參考圖21，TU大小旗標為具有值0或1之旗標，但TU大小旗標不限於1個位元，且變換單元可在TU大小旗標自0增大時進行階層式分割。關於變換單元之分割資訊可用作變換索引之實例。
在此狀況下，可藉由使用根據本發明之實施例的TU大小旗標與變換單元之最大大小以及最小大小來表達已實際使用之變換單元的大小。根據本發明之實施例，視訊編碼裝置100能夠對最大變換單元大小資訊、最小變換單元大小資訊以及最大TU大小旗標做編碼。對最大變換單元大小資訊、最小變換單元大小資訊以及最大TU大小旗標做編碼之結果可插入至SPS中。根據本發明之實施例，視訊解碼裝置200可藉由使用最大變換單元大小資訊、最小變換單元大小資訊以及最大TU大小旗標而對視訊做解碼。
舉例而言，(a)若當前寫碼單元之大小為64×64且最大變換單元大小為32×32，則在TU大小旗標為0時，變換單元之大小可為(a-1)32×32，在TU大小旗標為1時，變換單元之大小可為(a-2)16×16，且在TU大小旗標為2時，變換單元之大小可為(a-3)8×8。
作為另一實例，(b)若當前寫碼單元之大小為32×32且最小變換單元大小為32×32，則在TU大小旗標為0時，變換單元之大小可為(b-1)32×32。此處，TU大小旗標不可設定為除0以外之值，此是因為變換單元之大小不可小於32×32。
作為另一實例，(c)若當前寫碼單元之大小為64×64且最大TU大小旗標為1，則TU大小旗標可為0或1。此處，TU大小旗標不可設定為除0或1以外之值。
因此，若定義最大TU大小旗標為 「MaxTransformSizeIndex」，最小變換單元大小為「MinTransformSize」，且在TU大小旗標為0時變換單元大小為「RootTuSize」，則可在當前寫碼單元中判定之當前最小變換單元大小「CurrMinTuSize」可由方程式(1)定義：CurrMinTuSize=max(MinTransformSize,RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex))………(1)
與可在當前寫碼單元中判定之當前最小變換單元大小「CurrMinTuSiZe」比較，在TU大小旗標為0時之變換單元大小「RootTuSize」可表示可在系統中選擇的最大變換單元大小。在方程式(1)中，「RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)」表示在變換單元大小「RootTuSize」在TU大小旗標為0時分割對應於最大TU大小旗標之次數時的變換單元大小，且「MinTransformSize」表示最小變換單元大小。因此，「RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)」以及「MinTransformSize」中的較小值可為可在當前寫碼單元中判定的當前最小變換單元大小「CurrMinTuSize」。
根據本發明之實施例，最大變換單元大小RootTuSize可根據預測模式而變化。
舉例而言，若當前預測模式為畫面間模式，則可藉由使用下文之方程式(2)來判定「RootTuSize」。在方程式 (2)中，「MaxTransformSize」表示最大變換單元大小，且「PUSize」表示當前預測單元大小。
RootTuSize=min(MaxTransformSize,PUSize)………(2)
亦即，若當前預測模式為畫面間模式，則在TU大小旗標為0時之變換單元大小「RootTuSize」可為最大變換單元大小以及當前預測單元大小中的較小值。
若當前分區單元之預測模式為畫面內模式，則可藉由使用下文之方程式(3)來判定「RootTuSize」。在方程式(3)中，「PartitionSize」表示當前分區單元之大小。
RootTuSize=min(MaxTransformSize,PartitionSize)………(3)
亦即，若當前預測模式為畫面內模式，則在TU大小旗標為0時之變換單元大小「RootTuSize」可為最大變換單元大小以及當前分區單元大小中的較小值。
然而，根據分區單元中之預測模式而變化的當前最大變換單元大小「RootTuSize」僅為實例，且判定當前最大變換單元大小之起因不限於此。
參考圖7至圖19，可根據基於具有樹狀結構之寫碼單元的視訊編碼方法針對具有樹狀結構之每一寫碼單元來對空間域中之影像資料做編碼，且可藉由復原空間域中的影 像資料同時根據基於具有樹狀結構之寫碼單元的視訊解碼方法針對每一最大寫碼單元來對空間域中的影像資料做解碼而復原作為圖像或圖像序列之視訊。所復原之視訊可由再生裝置再生、儲存於儲存媒體中，或經由網路傳輸。
本發明之實施例可寫為電腦程式，且可在使用電腦可讀記錄媒體執行程式的通用數位電腦中實施。電腦可讀記錄媒體之實例包含磁性儲存媒體(例如，ROM、軟碟、硬碟等)以及光學記錄媒體(例如，CD-ROM或DVD)。
儘管已參考本發明之例示性實施例特定地展示且描述了本發明，但一般熟習此項技術者將理解，在不脫離如由所附申請專利範圍界定的本發明之精神以及範疇的情況下，可對本發明進行形式以及細節上的各種改變。例示性實施例應僅在描述性意義上考慮且並非用於限制目的。因此，本發明之範疇並非由本發明之詳細描述界定而是由所附申請專利範圍界定，且在此範疇內之所有差異將解釋為包含於本發明中。
10‧‧‧畫面內預測裝置
12‧‧‧畫面內參考區塊判定器
14‧‧‧畫面內預測器
20‧‧‧當前區塊
21‧‧‧當前區塊大小
22‧‧‧最小區塊大小/樣本
23‧‧‧右上側樣本
24‧‧‧內部區域/樣本
25‧‧‧影像邊界
26‧‧‧外部區域/樣本
27‧‧‧樣本
28‧‧‧樣本
29‧‧‧樣本
100‧‧‧視訊編碼裝置
110‧‧‧最大寫碼單元分割器
120‧‧‧寫碼單元判定器
130‧‧‧輸出單元
200‧‧‧視訊解碼裝置
210‧‧‧接收器
220‧‧‧影像資料以及編碼資訊提取器
230‧‧‧影像資料解碼器
310‧‧‧視訊資料
315‧‧‧寫碼單元
320‧‧‧視訊資料
325‧‧‧寫碼單元
330‧‧‧視訊資料
335‧‧‧寫碼單元
400‧‧‧影像編碼器
405‧‧‧當前畫面
410‧‧‧畫面內預測器
420‧‧‧運動估計器
425‧‧‧運動補償器
430‧‧‧變換器
440‧‧‧量化器
450‧‧‧熵編碼器
455‧‧‧位元串流
460‧‧‧逆量化器
470‧‧‧逆變換器
480‧‧‧解區塊單元
490‧‧‧迴路濾波單元
495‧‧‧參考畫面
500‧‧‧影像解碼器
505‧‧‧位元串流
510‧‧‧剖析器
520‧‧‧熵解碼器
530‧‧‧逆量化器
540‧‧‧逆變換器
550‧‧‧畫面內預測器
560‧‧‧運動補償器
570‧‧‧解區塊單元
580‧‧‧迴路濾波單元
585‧‧‧參考畫面
595‧‧‧所復原之畫面
600‧‧‧階層式結構
610‧‧‧寫碼單元/分區/最大寫碼單元
612‧‧‧分區
614‧‧‧分區
616‧‧‧分區
620‧‧‧寫碼單元/分區
622‧‧‧分區
624‧‧‧分區
626‧‧‧分區
630‧‧‧寫碼單元/分區
632‧‧‧分區
634‧‧‧分區
636‧‧‧分區
640‧‧‧寫碼單元/分區
642‧‧‧分區
644‧‧‧分區
646‧‧‧分區
710‧‧‧寫碼單元
720‧‧‧變換單元
800‧‧‧資訊
802‧‧‧分區
804‧‧‧分區
806‧‧‧分區
808‧‧‧分區
810‧‧‧資訊
812‧‧‧畫面內模式
814‧‧‧畫面間模式
816‧‧‧跳過模式
820‧‧‧資訊
822‧‧‧第一畫面內變換單元
824‧‧‧第二畫面內變換單元
826‧‧‧第一畫面間變換單元
828‧‧‧第二畫面內變換單元
900‧‧‧寫碼單元/當前最大寫碼單元
910‧‧‧預測單元
912‧‧‧分區類型/寫碼單元(分區)
914‧‧‧分區類型
916‧‧‧分區類型
918‧‧‧分區類型
920‧‧‧操作
930‧‧‧寫碼單元
940‧‧‧預測單元
942‧‧‧分區類型
944‧‧‧分區類型
946‧‧‧分區類型
948‧‧‧分區類型
950‧‧‧操作
952‧‧‧寫碼單元
960‧‧‧寫碼單元
970‧‧‧操作
980‧‧‧寫碼單元
990‧‧‧預測單元
992‧‧‧分區類型
994‧‧‧分區類型
996‧‧‧分區類型
998‧‧‧分區類型
999‧‧‧資料單元
1010‧‧‧寫碼單元
1012‧‧‧寫碼單元
1014‧‧‧寫碼單元(分區)
1016‧‧‧寫碼單元(分區)
1018‧‧‧寫碼單元
1020‧‧‧寫碼單元
1022‧‧‧寫碼單元(分區)
1024‧‧‧寫碼單元
1026‧‧‧寫碼單元
1028‧‧‧寫碼單元
1030‧‧‧寫碼單元
1032‧‧‧寫碼單元(分區)
1040‧‧‧寫碼單元
1042‧‧‧寫碼單元
1044‧‧‧寫碼單元
1046‧‧‧寫碼單元
1048‧‧‧寫碼單元(分區)
1050‧‧‧寫碼單元(分區)
1052‧‧‧寫碼單元(分區)
1054‧‧‧寫碼單元(分區)
1060‧‧‧預測單元
1070‧‧‧變換單元
1300‧‧‧最大寫碼單元
1302‧‧‧寫碼單元
1304‧‧‧寫碼單元
1306‧‧‧寫碼單元
1312‧‧‧寫碼單元
1314‧‧‧寫碼單元
1316‧‧‧寫碼單元
1318‧‧‧寫碼單元
1322‧‧‧分區類型
1324‧‧‧分區類型
1326‧‧‧分區類型
1328‧‧‧分區類型
1332‧‧‧分區類型
1334‧‧‧分區類型
1336‧‧‧分區類型
1338‧‧‧分區類型
1342‧‧‧變換單元
1344‧‧‧變換單元
1352‧‧‧變換單元
1354‧‧‧變換單元
CU‧‧‧寫碼單元
CU_0‧‧‧當前寫碼單元
CU_1‧‧‧寫碼單元
CU_(d-1)‧‧‧寫碼單元
PU‧‧‧預測單元
圖1為根據本發明之實施例之畫面內預測裝置的方塊圖。
圖2A以及圖2B為用於描述根據CIP模式之畫面內預測操作的圖式。
圖3為說明根據CIP模式來判定可獲性之習知程序的流程圖。
圖4為說明判定可獲性而不管CIP模式之程序的流程 圖。
圖5為說明根據本發明之實施例之畫面內預測方法的流程圖。
圖6A為說明根據本發明之實施例的包含畫面內預測之視訊編碼方法的流程圖。
圖6B為說明根據本發明之實施例的包含畫面內預測之視訊解碼方法的流程圖。
圖7為根據本發明之實施例的用於基於具有樹狀結構之寫碼單元來對視訊做編碼之裝置的方塊圖。
圖8為根據本發明之實施例的用於基於具有樹狀結構之寫碼單元來對視訊做解碼之裝置的方塊圖。
圖9為用於描述根據本發明之實施例的寫碼單元之概念的圖式。
圖10為根據本發明之實施例的基於寫碼單元之影像編碼器的方塊圖。
圖11為根據本發明之實施例的基於寫碼單元之影像解碼器的方塊圖。
圖12為說明根據本發明之實施例的根據深度之較深寫碼單元以及分區的圖式。
圖13為用於描述根據本發明之實施例的寫碼單元與變換單元之間的關係的圖式。
圖14為用於描述根據本發明之實施例的根據深度之編碼資訊的圖式。
圖15為根據本發明之實施例的根據深度之較深寫碼 單元的圖式。
圖16至圖18為用於描述根據本發明之實施例的寫碼單元、預測單元與變換單元之間的關係的圖式。
圖19為用於描述根據表1之編碼模式資訊的寫碼單元、預測單元與變換單元之間的關係的圖式。
10‧‧‧畫面內預測裝置
12‧‧‧畫面內參考區塊判定器
14‧‧‧畫面內預測器

Claims (15)

  1. 一種畫面內預測方法，包括：自影像之區塊搜尋在當前區塊之前復原的相鄰區塊；檢查所述所發現之相鄰區塊是否為在畫面內模式中復原之區塊以及所述當前區塊之畫面內模式是否亦為僅參考在所述畫面內模式中預先復原之區塊的CIP模式；基於檢查結果來判定所述所發現之相鄰區塊是否為所述當前區塊之畫面內預測可獲的參考區塊；以及藉由使用判定為可獲之區塊之所述參考區塊的樣本值而對所述當前區塊執行畫面內預測。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之畫面內預測方法，其中所述搜尋相鄰區塊包括在判定所述當前區塊之預測模式是否為所述CIP模式的畫面內模式之前搜尋在所述當前區塊之前復原的相鄰區塊，且所述檢查包括檢查所述所發現之相鄰區塊中之每一者是否在所述畫面內模式中復原以及所述當前區塊之所述畫面內模式是否亦為所述CIP模式。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之畫面內預測方法，其中所述畫面內預測之所述執行包括在所述參考區塊偏離所述影像之邊界時，用所述參考區塊之像素中的鄰近於所述邊界之內部的像素之樣本值填補偏離所述影像之所述邊界的區域。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之畫面內預測方法，其中所述畫面內預測之所述執行包括在所述參考區塊偏離所 述影像之所述邊界時，用所述參考區塊之所述像素中的鄰近於所述邊界之所述內部的所述像素之所述樣本值填補偏離所述影像之所述邊界的區域，而不管所述當前區塊之所述畫面內模式是否為所述CIP模式。
  5. 一種畫面內預測裝置，包括：畫面內參考區塊判定器，其用於自影像之區塊搜尋在當前區塊之前復原的相鄰區塊，並基於檢查所述所發現之相鄰區塊是否為在畫面內模式中復原之區塊以及所述當前區塊之畫面內模式是否亦為僅參考在所述畫面內模式中預先復原之區塊的CIP模式的結果來判定所述所發現之相鄰區塊是否為所述當前區塊之畫面內預測可獲的參考區塊；以及畫面內預測器，其用於藉由使用所述參考區塊之樣本值而對所述當前區塊執行畫面內預測。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之畫面內預測裝置，其中所述畫面內參考區塊判定器在判定所述當前區塊之預測模式是否為所述CIP模式的畫面內模式之前搜尋在所述當前區塊之前復原的相鄰區塊，且檢查所述所發現之相鄰區塊中之每一者是否在所述畫面內模式中復原以及所述當前區塊之所述畫面內模式是否亦為所述CIP模式。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之畫面內預測裝置，其中所述畫面內預測器在所述參考區塊偏離所述影像之邊界時，用所述參考區塊之像素中的鄰近於所述邊界之內部的像素之樣本值填補偏離所述影像之所述邊界的區域。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之畫面內預測裝置，其中所述畫面內預測器在所述參考區塊偏離所述影像之所述邊界時，用所述參考區塊之所述像素中的鄰近於所述邊界之所述內部的所述像素之所述樣本值填補偏離所述影像之所述邊界的所述區域，而不管所述當前區塊之所述畫面內模式是否為所述CIP模式。
  9. 一種視訊解碼裝置，包括：剖析器，其用於藉由對自所接收之位元串流剖析之位元串執行熵解碼而復原樣本；逆變換器，其用於藉由對所述所復原之樣本中的經量化之變換係數執行逆量化以及逆變換而復原樣本；畫面內預測器，其用於搜尋在當前區塊之前復原的相鄰區塊，基於檢查所述所發現之相鄰區塊是否為在畫面內模式中復原之區塊以及所述當前區塊之畫面內模式是否亦為僅參考在所述畫面內模式中預先復原之區塊的CIP模式的結果來判定所述所發現之相鄰區塊是否為所述當前區塊之畫面內預測可獲的參考區塊，且藉由使用所述參考區塊的樣本值而對所述當前區塊執行畫面內預測，以對所述樣本中的處於所述畫面內模式中之所述當前區塊執行所述畫面內預測；運動補償器，其用於對所述樣本中的處於畫面間預測模式中之區塊執行運動補償；以及復原器，其用於藉由使用由所述畫面間預測或所述畫面內預測復原之區塊而復原影像。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之視訊解碼裝置，其中所述畫面內預測器在基於自所述位元串流剖析之當前影像的CIP模式資訊來判定所述當前區塊之預測模式是否為所述CIP模式的畫面內模式之前搜尋在所述當前區塊之前復原的相鄰區塊，且檢查所述所發現之相鄰區塊中之每一者是否在所述畫面內模式中復原以及所述當前區塊之所述畫面內模式是否亦為所述CIP模式。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之視訊解碼裝置，其中所述畫面內預測器在所述參考區塊偏離所述影像之邊界時，用所述參考區塊之像素中的鄰近於所述邊界之內部的像素之樣本值填補偏離所述影像之所述邊界的區域，而不管所述當前區塊之所述畫面內模式是否為所述CIP模式。
  12. 一種視訊編碼裝置，包括：畫面內預測器，其用於搜尋在當前區塊之前復原的相鄰區塊，基於檢查所述所發現之相鄰區塊是否為在畫面內模式中復原之區塊以及所述當前區塊之畫面內模式是否亦為僅參考在所述畫面內模式中預先復原之區塊的CIP模式的結果來判定所述所發現之相鄰區塊是否為所述當前區塊之畫面內預測可獲的參考區塊，且藉由使用所述參考區塊的樣本值而對所述當前區塊執行畫面內預測，以對視訊之區塊中的處於所述畫面內模式中之所述當前區塊執行所述畫面內預測；畫面間預測器，其用於對所述區塊中的處於畫面間預測模式中之區塊執行畫面間預測； 變換器以及量化器，其用於對執行所述畫面內預測或所述畫面間預測之結果執行變換以及量化；以及輸出單元，其用於輸出藉由對樣本執行熵編碼而產生之位元串流，所述位元串流包含由於所述變換以及量化而產生的經量化之變換係數。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之視訊編碼裝置，其中所述畫面內預測器在基於自所述位元串流剖析之當前影像的CIP模式資訊來判定所述當前區塊之預測模式是否為所述CIP模式的畫面內模式之前搜尋在所述當前區塊之前復原的相鄰區塊，且檢查所述所發現之相鄰區塊中之每一者是否在所述畫面內模式中復原以及所述當前區塊之所述畫面內模式是否亦為所述CIP模式。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之視訊編碼裝置，其中所述畫面內預測器在所述參考區塊偏離所述影像之邊界時，用所述參考區塊之像素中的鄰近於所述邊界之內部的像素之樣本值填補偏離所述影像之所述邊界的區域，而不管所述當前區塊之所述畫面內模式是否為所述CIP模式。
  15. 一種電腦可讀記錄媒體，其上記錄有用於執行如申請專利範圍第1項所述之畫面內預測方法的程式。
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