TW201342920A - 在視訊寫碼中用於色度分量之變換單位分割 - Google Patents

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Abstract

一種視訊編碼器件經組態以獲得一明度分量之殘餘值的一N乘N陣列及一色度分量之殘餘值的一對應N/2乘N陣列。該視訊編碼器件可將該色度分量之殘餘值的該N/2乘N陣列分割為色度殘餘值之兩個N/2乘N/2子陣列。該視訊編碼器件可基於該明度分量之殘餘值之該陣列的該分割而進一步分割色度殘餘值之該等子陣列。視訊編碼器件可對色度殘餘值之該等子陣列中的每一者執行一變換以產生變換係數。一視訊解碼器件可使用定義變換係數之子陣列的資料來執行一反向程序以產生殘餘值。

Description

在視訊寫碼中用於色度分量之變換單位分割
本發明係關於視訊寫碼，且更特定而言係關於變換單元分割。
本申請案主張以下各者之權利：2011年11月1日申請之美國臨時申請案第61/554,273號，該案之全部內容以引用之方式特此併入。
數位視訊能力可併入至廣泛範圍之器件中，該等器件包括數位電視、數位直播系統、無線廣播系統、個人數位助理(PDA)、膝上型或桌上型電腦、平板型電腦、電子書閱讀器、數位攝影機、數位記錄器件、數位媒體播放器、視訊遊戲器件、視訊遊戲控制台、蜂巢式或衛星無線電電話、所謂的「智慧型電話」、視訊電傳會議器件、視訊串流器件，及其類似者。數位視訊器件實施視訊壓縮技術，諸如以下各者中描述之彼等技術：由MPEG-2、MPEG-4、ITU-T H.263、ITU-T H.264/MPEG-4第10部分(進階視訊寫碼(AVC))定義之標準、目前在開發中的高效率視訊寫碼(HEVC)標準，及該等標準之擴展。視訊器件可藉由實施該等視訊壓縮技術而較有效地傳輸、接收、編碼、解碼及/或儲存數位視訊資訊。
視訊壓縮技術執行空間(圖片內)預測及/或時間(圖片間)預測，以減少或移除視訊序列中所固有之冗餘。對於基於區塊之視訊寫碼而言，可將視訊圖塊(亦即，視訊圖框或 視訊圖框之一部分)分割成視訊區塊(其亦可被稱作樹型區塊)、寫碼單元(CU)及/或寫碼節點。使用關於同一圖片中之相鄰區塊中之參考樣本的空間預測來編碼圖片之框內寫碼(I)圖塊中的視訊區塊。可使用關於同一圖片中之相鄰區塊中之參考樣本的空間預測或關於其他參考圖片中之參考樣本的時間預測來編碼圖片之框間寫碼(P或B)圖塊中的視訊區塊。圖片可被稱作圖框，且參考圖片可被稱作參考圖框。
空間預測或時間預測導致用於區塊之預測性區塊經寫碼。殘餘資料表示待寫碼之原始區塊與預測性區塊之間的像素差。根據指向形成預測性區塊之參考樣本之區塊的運動向量及指示經寫碼區塊與預測性區塊之間的差之殘餘資料來編碼框間寫碼區塊。根據框內寫碼模式及殘餘資料來編碼框內寫碼區塊。為進行進一步壓縮，可將殘餘資料自像素域變換至變換域，從而產生殘餘變換係數，該等殘餘變換係數接著可經量化。可掃描最初以二維陣列配置的經量化之變換係數以便產生變換係數之一維向量，且可將熵寫碼應用至變換係數以達成進一步壓縮。
大體而言，在一個態樣中，本發明描述用於在應用一4：2：2取樣格式時使明度分量與色度分量之間的變換單元(TU)分割同步的技術。作為一實例，當視訊資料根據一4：2：2取樣格式而格式化時，該等技術可包括出於變換目的而將每一色度分量之一區塊分割為一第一色度子區塊及一 第二色度子區塊。該第一色度子區塊及該第二色度子區塊可分別為(例如)一頂部色度子區塊及一底部色度子區塊。該明度分量之變換單元分割可與該兩個色度子區塊兩者中的進一步分割同步。以此方式，藉由一4：2：2取樣格式，根據此等技術分割的色度分量之變換單元可產生變換之更有用或所要之大小及形狀。在一些情形下，可應用本文中所描述之技術以使得色度變換單元具有與明度分量之對應變換單元相同的縱橫比。
大體而言，本發明之另一態樣描述用於在分割變換單元時之經寫碼區塊旗標(CBF)寫碼的技術。作為一實例，在寫碼用於色度分量(U或V)之變換單元的經寫碼區塊旗標中，對於對應於4：2：2格式之每一色度分量而言，可首先針對色度分量之每對第一及第二(例如，頂部及底部)色度變換單元而傳訊一聯合經寫碼區塊旗標。若該聯合經寫碼區塊旗標指示在該對色度變換單元中(亦即，在該對之該等色度變換單元中之至少一者內)存在至少一非零係數，則可發送一或多個額外經寫碼區塊旗標以傳訊兩個變換單元中之每一者是否具有任何非零變換係數。否則，若聯合經寫碼區塊旗標指示在該對色度變換單元中不存在至少一非零係數，則對於用於該對色度分量之變換單元而言不需要經寫碼區塊旗標之進一步傳訊。
在一個實例中，本發明描述一種用於解碼視訊資料之方法，其包含：獲得用於視訊資料之一明度分量之變換係數的一N乘N陣列；獲得用於視訊資料之一色度分量之變換 係數的複數個對應N/2乘N/2子陣列；針對色度變換係數之該等N/2乘N/2子陣列中之每一者執行一逆變換以產生殘餘樣本值之複數個N/2乘N/2子陣列；及組合殘餘樣本值之該等N/2乘N/2子陣列中的每一者以形成該色度分量之殘餘樣本值的一N/2乘N陣列。
在一個實例中，本發明描述一種用於解碼視訊資料之方法，其包含：獲得用於視訊資料之一明度分量之變換係數的複數個N/2乘N/2子陣列；獲得用於視訊資料之一色度分量之變換係數的複數個對應N/4乘N/4子陣列；針對色度變換係數之該複數個N/4乘N/4子陣列中之每一者執行一逆變換以產生殘餘樣本值之複數個N/4乘N/4子陣列；及組合殘餘樣本值之該等N/4乘N/4子陣列中的每一者以形成該色度分量之殘餘樣本值的一N/2乘N陣列。
在一個實例中，本發明描述一種用於解碼視訊資料之方法，其包含：獲得用於視訊資料之一明度分量之變換係數的四個N乘N/4子陣列；獲得用於視訊資料之一色度分量之變換係數的八個對應N/2乘N/8子陣列；對色度變換係數之該等N/2乘N/8子陣列中之每一者執行一逆變換以產生殘餘樣本值之八個N/2乘N/8子陣列；及組合殘餘樣本值之該等N/2乘N/8子陣列中的每一者以形成該色度分量之殘餘樣本值的一N/2乘N陣列。
在另一實例中，本發明描述一種包含一或多個處理器之視訊解碼器件，該一或多個處理器經組態以：獲得用於視訊資料之一明度分量之變換係數的一N乘N陣列；獲得用 於視訊資料之一色度分量之變換係數的複數個對應N/2乘N/2子陣列；對色度變換係數之該等N/2乘N/2子陣列中之每一者執行一逆變換以產生殘餘樣本值之複數個N/2乘N/2子陣列；及組合殘餘樣本值之該等N/2乘N/2子陣列中的每一者以形成該色度分量之殘餘樣本值的一N/2乘N陣列。
在另一實例中，本發明描述一種包含一或多個處理器之視訊解碼器件，該一或多個處理器經組態以：獲得用於視訊資料之一明度分量之變換係數的複數個N/2乘N/2子陣列；獲得用於視訊資料之一色度分量之變換係數的複數個對應N/4乘N/4子陣列；針對色度變換係數之該複數個N/4乘N/4子陣列中之每一者執行一逆變換以產生殘餘樣本值之複數個N/4乘N/4子陣列；及組合殘餘樣本值之該等N/4乘N/4子陣列中的每一者以形成該色度分量之殘餘樣本值的一N/2乘N陣列。
在另一實例中，本發明描述一種包含一或多個處理器之視訊解碼器件，該一或多個處理器經組態以：獲得用於視訊資料之一明度分量之變換係數的四個N乘N/4子陣列；獲得用於視訊資料之一色度分量之變換係數的八個對應N/2乘N/8子陣列；對色度變換係數之該等N/2乘N/8子陣列中之每一者執行一逆變換以產生殘餘樣本值之八個N/2乘N/8子陣列；及組合殘餘樣本值之該等N/2乘N/8子陣列中的每一者以形成該色度分量之殘餘樣本值的一N/2乘N陣列。
在另一實例中，本發明描述一種包含儲存於其上之指令的非暫時性電腦可讀媒體，當執行該等指令時，使一或多 個處理器進行以下動作：獲得用於視訊資料之一明度分量之變換係數的一N乘N陣列；獲得用於視訊資料之一色度分量之變換係數的複數個對應N/2乘N/2子陣列；對色度變換係數之該等N/2乘N/2子陣列中之每一者執行一逆變換以產生殘餘樣本值之複數個N/2乘N/2子陣列；及組合殘餘樣本值之該等N/2乘N/2子陣列中的每一者以形成該色度分量之殘餘樣本值的一N/2乘N陣列。
在另一實例中，本發明描述一種包含儲存於其上之指令的非暫時性電腦可讀媒體，當執行該等指令時，使一或多個處理器進行以下動作：獲得用於視訊資料之一明度分量之變換係數的複數個N/2乘N/2子陣列；獲得用於視訊資料之一色度分量之變換係數的複數個對應N/4乘N/4子陣列；對色度變換係數之該複數個N/4乘N/4子陣列中之每一者執行一逆變換以產生殘餘樣本值之複數個N/4乘N/4子陣列；及組合殘餘樣本值之該等N/4乘N/4子陣列中的每一者以形成該色度分量之殘餘樣本值的一N/2乘N陣列。
在另一實例中，本發明描述一種包含儲存於其上之指令的非暫時性電腦可讀媒體，當執行該等指令時，使一或多個處理器進行以下動作：獲得用於視訊資料之一明度分量之變換係數的四個N乘N/4子陣列；獲得用於視訊資料之一色度分量之變換係數的八個對應N/2乘N/8子陣列；對色度變換係數之該等N/2乘N/8子陣列中之每一者執行一逆變換以產生殘餘樣本值之八個N/2乘N/8子陣列；及組合殘餘樣本值之該等N/2乘N/8子陣列中的每一者以形成該色度分量 之殘餘樣本值的一N/2乘N陣列。
在另一實例中，本發明描述一種用於解碼視訊資料之裝置，其包含：用於獲得用於視訊資料之一明度分量之變換係數之一N乘N陣列的構件；用於獲得用於視訊資料之一色度分量之變換係數之複數個對應N/2乘N/2子陣列的構件；用於對色度變換係數之該等N/2乘N/2子陣列中之每一者執行一逆變換以產生殘餘樣本值之複數個N/2乘N/2子陣列的構件；及用於組合殘餘樣本值之該等N/2乘N/2子陣列中的每一者以形成該色度分量之殘餘樣本值之一N/2乘N陣列的構件。
在另一實例中，本發明描述一種用於解碼視訊資料之裝置，其包含：用於獲得用於視訊資料之一明度分量之變換係數之複數個N/2乘N/2子陣列的構件；用於獲得用於視訊資料之一色度分量之變換係數之複數個對應N/4乘N/4子陣列的構件；用於對色度變換係數之該複數個N/4乘N/4子陣列中之每一者執行一逆變換以產生殘餘樣本值之複數個N/4乘N/4子陣列的構件；及用於組合殘餘樣本值之該等N/4乘N/4子陣列中的每一者以形成該色度分量之殘餘樣本值之一N/2乘N陣列的構件。
在另一實例中，本發明描述一種用於解碼視訊資料之裝置，其包含：用於獲得用於視訊資料之一明度分量之變換係數之四個N乘N/4子陣列的構件；用於獲得用於視訊資料之一色度分量之變換係數之八個對應N/2乘N/8子陣列的構件；用於對色度變換係數之該等N/2乘N/8子陣列中之每一 者執行一逆變換以產生殘餘樣本值之八個N/2乘N/8子陣列的構件；及用於組合殘餘樣本值之該等N/2乘N/8子陣列中的每一者以形成該色度分量之殘餘樣本值之一N/2乘N陣列的構件。
在一個實例中，本發明描述一種用於編碼視訊資料之方法，其包含：獲得用於視訊資料之一明度分量之殘餘值的一N乘N陣列；獲得用於視訊資料之一色度分量之殘餘值的一對應N/2乘N陣列；將該色度分量之殘餘值的該N/2乘N陣列分割為色度殘餘值之兩個N/2乘N/2子陣列；及藉由對色度殘餘值之該等子陣列中的每一者執行一變換而產生用於該色度分量之變換係數。
在另一實例中，本發明描述一種用於編碼視訊資料之裝置，其包含：用於獲得用於視訊資料之一明度分量之殘餘值之一N乘N陣列的構件；用於獲得用於視訊資料之一色度分量之殘餘值之一對應N/2乘N陣列的構件；用於將該色度分量之殘餘值的該N/2乘N陣列分割為色度殘餘值之兩個N/2乘N/2子陣列的構件；及用於藉由對色度殘餘值之該等子陣列中的每一者執行一變換而產生用於該色度分量之變換係數的構件。
在另一實例中，本發明描述一種包含一或多個處理器之視訊編碼器件，該一或多個處理器經組態以：獲得用於視訊資料之一明度分量之殘餘值的一N乘N陣列；獲得用於視訊資料之一色度分量之殘餘值的一對應N/2乘N陣列；將該色度分量之殘餘值的該N/2乘N陣列分割為色度殘餘值之 兩個N/2乘N/2子陣列；及對色度殘餘值之該等子陣列中的每一者執行一變換以產生用於該色度分量之變換係數。
在另一實例中，本發明描述一種包含儲存於其上之指令的非暫時性電腦可讀媒體，當執行該等指令時，使一或多個處理器進行以下動作：獲得用於視訊資料之一明度分量之殘餘值的一N乘N陣列；獲得用於視訊資料之一色度分量之殘餘值的一對應N/2乘N陣列；將該色度分量之殘餘值的該N/2乘N陣列分割為色度殘餘值之兩個N/2乘N/2子陣列；及藉由對色度殘餘值之該等子陣列中的每一者執行一變換而產生用於該色度分量之變換係數。
在一個實例中，本發明描述一種用於編碼視訊資料之方法，其包含：判定與一色度分量相關聯之一第一變換單元是否包括至少一非零變換係數；判定與該色度分量相關聯之一第二變換單元是否包括至少一非零變換係數；及產生用於該第一變換單元及該第二變換單元之一聯合經寫碼區塊旗標，其中該聯合經寫碼區塊旗標指示該第一變換單元或該第二變換單元中之任一者是否包括至少一非零變換係數。
在另一實例中，本發明描述一種用於編碼視訊資料之裝置，其包含：用於判定與一色度分量相關聯之一第一變換單元是否包括至少一非零變換係數的構件；用於判定與該色度分量相關聯之一第二變換單元是否包括至少一非零變換係數的構件；及用於產生用於該第一變換單元及該第二變換單元之一聯合經寫碼區塊旗標的構件，其中該聯合經 寫碼區塊旗標指示該第一變換單元或該第二變換單元中之任一者是否包括至少一非零變換係數。
在另一實例中，本發明描述一種包含一或多個處理器之視訊編碼器件，該一或多個處理器經組態以：判定與一色度分量相關聯之一第一變換單元是否包括至少一非零變換係數；判定與該色度分量相關聯之一第二變換單元是否包括至少一非零變換係數；及產生用於該第一變換單元及該第二變換單元之一聯合經寫碼區塊旗標，其中該聯合經寫碼區塊旗標指示該第一變換單元或該第二變換單元中之任一者是否包括至少一非零變換係數。
在另一實例中，本發明描述一種包含儲存於其上之指令的非暫時性電腦可讀媒體，當執行該等指令時，使一或多個處理器進行以下動作：判定與一色度分量相關聯之一第一變換單元是否包括至少一非零變換係數；判定與該色度分量相關聯之一第二變換單元是否包括至少一非零變換係數；及產生用於該第一變換單元及該第二變換單元之一聯合經寫碼區塊旗標，其中該聯合經寫碼區塊旗標指示該第一變換單元或該第二變換單元中之任一者是否包括至少一非零變換係數。
在隨附圖式及以下描述中闡述一或多個實例之細節。其他特徵、目標及優點將自該描述及該等圖式以及自申請專利範圍而顯而易見。
根據一些視訊寫碼標準，一寫碼單元(CU)(其明度分量 及其色度分量)可共用同一四分樹分解結構用於變換單元(TU)分割。在不同色彩取樣格式下，對應之色度分量區塊可具有與明度區塊不同之大小及形狀。另外，根據HEVC之當前版本，並非所有可由於TU分割而產生的變換之不同大小及形狀經定義且可用以用於色度分量區塊。因此，用於色度分量之變換單元分割的其他技術可導致TU之更有用的形狀及大小。根據本文中所描述之實例技術中的一些，在4：2：2格式下，用於色度分量分割之變換單元可具有與其用於明度分量之對應變換單元相同的縱橫比。
數位視訊器件實施視訊壓縮技術以更有效地編碼及解碼數位視訊資訊。可根據視訊寫碼標準來定義視訊壓縮技術。視訊寫碼標準之實例包括ITU-T H.261、ISO/IEC MPEG-1 Visual、ITU-T H.262或ISO/IEC MPEG-2 Visual、ITU-T H.263、ISO/IEC MPEG-4 Visual及ITU-T H.264(亦稱為ISO/IEC MPEG-4 AVC)(包括其可按比例調整視訊寫碼(SVC)及多視點視訊寫碼(MVC)擴展)。另外，存在由ITU-T視訊寫碼專家群(VCEG)及ISO/IEC運動圖片專家群(MPEG)之視訊寫碼聯合協作團隊(JCT-VC)開發的新視訊寫碼標準(亦即，高效視訊寫碼(HEVC))。
HEVC標準化努力係基於被稱作HEVC測試模型(HM)之視訊寫碼器件之模型。HM假設當前視訊寫碼器件相對於在其他先前視訊寫碼標準(例如，ITU-T H.264/AVC)之開發期間可用之視訊寫碼器件的能力之改良。舉例而言，鑒於H.264提供九個框內預測編碼模式，HEVC提供多達三十 五個框內預測編碼模式。稱作「HEVC工作草案4」或「WD4」的HEVC之一新近工作草案(WD)描述於文件JCTVC-F803_d2中(Bross等人，「WD4：高效視訊寫碼(HEVC)之工作草案4」，ITU-T SG16 WP3及ISO/IEC JTC1/SC29/WG11之視訊寫碼聯合協作團隊(JCT-VC)，第6次會議：Torino，意大利，2011年7月)。另外，稱作「HEVC工作草案8」或「WD8」的HEVC之另一新近工作草案描述於文件HCTVC-J1003_d7中(Bross等人，「高效視訊寫碼(HEVC)本文規格草案8」，ITU-T SG16 WP3及ISO/IEC JTC1/SC29/WG11之視訊寫碼聯合協作團隊(JCT-VC)，第10次會議：Stockholm，瑞典，2012年7月11日至20日)。該HEVC標準亦可稱作ISO/IEC 23008-HEVC，其意欲為HEVC之交付版本之標準編號。根據正開發之HEVC標準之目前建議態樣中之一些的寫碼將在本申請案中出於說明之目的而得以描述。然而，本發明中所描述之技術亦可有用於且應用於其他視訊寫碼程序，諸如，根據ITU-T H.264或其他標準定義之彼等視訊寫碼程序或專有視訊寫碼程序。
根據一視訊寫碼標準(諸如，HEVC WD4)之典型視訊編碼器操作將原始視訊序列之每一圖框(亦即，圖片)分割為稱為「區塊」或「寫碼單元」之鄰近矩形區域。可藉由應用空間(圖框內)預測及/或時間(圖框間)預測技術對此等區塊進行編碼，以減少或移除視訊序列中所固有之冗餘。空間預測可稱作「框內模式」(I模式)，及時間預測可稱作 「框間模式」(P模式或B模式)。預測技術產生視訊資料之預測性區塊，其亦可稱作參考樣本之區塊。比較待寫碼之原始視訊資料之區塊與該預測性區塊。視訊資料之原始區塊與預測性區塊之間的差可稱作殘餘資料。殘餘資料通常為預測性區塊與視訊資料之原始區塊之像素值之間的差之陣列。可在寫碼程序期間將例如離散餘弦變換(DCT)、整數變換、小波變換或概念上類似之變換的變換應用於殘餘資料以產生變換係數之一對應集合。因此，可藉由針對變換係數執行逆變換且將殘餘資料加至預測性區塊而重建構視訊之原始區塊。變換係數亦可經量化。亦即，可將變換係數之值表示為一根據預定義位元深度之位元串。在一些情形下，量化可導致將低值變換係數表示為零。經量化之變換係數可稱作變換係數等級。
對於根據HEVC之視訊寫碼而言，作為一個實例，可將視訊圖框分割為寫碼單元。寫碼單元(CU)大體上指代充當應用各種寫碼工具以用於視訊壓縮之基本單元的矩形影像區域。CU通常為正方形，且可被視為類似於在諸如ITU-T H.264之其他視訊寫碼標準中所描述之所謂的「巨集區塊」。可將CU視為視訊樣本值之一陣列。亦可將視訊樣本值稱作圖片元素、像素或像元(pel)。可根據水平及垂直樣本之數目來定義CU之大小。因此，可將CU描述為N×N或N×M CU。
在本發明中，「N×N」與「N乘N」可互換地使用以指代視訊區塊在垂直尺寸與水平尺寸方面之像素尺寸，例如， 16×16像素或16乘16像素。大體而言，16×16區塊在垂直方向中將具有16個像素(y=16)且在水平方向中將具有16個像素(x=16)。同樣地，N×N區塊大體上在垂直方向上具有N個像素，且在水平方向上具有N個像素，其中N表示一非負整數值。可按列及行來配置區塊中之像素。此外，區塊未必需要在水平方向上具有與垂直方向上相同數目個像素。舉例而言，區塊可包含N×M個像素，其中M未必等於N。
為了達成較佳寫碼效率，CU可具有視視訊內容而定之可變大小。CU通常具有一表示為Y之明度分量及表示為U及V之兩個色度分量。該兩個色度分量U及V亦可分別由Cb及Cr表示。另外，根據HEVC，位元串流內之語法資料可定義一最大寫碼單元(LCU)，其為在樣本之數目方面用於圖框或圖片之最大CU。通常根據水平及垂直明度樣本之數目來定義CU之大小。通常，LCU包括64×64個明度樣本。可藉由遞歸地將LCU分割為子CU而產生其他尺寸之CU。用於位元串流之語法資料可定義可分裂LCU之最大次數，該最大次數稱作CU深度。因此，位元串流亦可定義一最小寫碼單元(SCU)。通常，SCU包括8×8個明度樣本。因此，在一個實例中，可藉由將64×64 LCU分割為四個子CU而產生四個32×32 CU，且可將該等32×32 CU中之每一者進一步分割為十六個8×8 CU。
亦可稱作色度格式之視訊取樣格式可相對於包括於CU中之明度樣本的數目來定義包括於CU中之色度樣本的數 目。視用於色度分量之視訊取樣格式而定，U分量及V分量之大小(在樣本之數目方面)可與Y分量之大小相同或不同。在H.264/AVC及HEVC WD4視訊寫碼標準中，稱為chroma_format_idc之值經定義以指示色度分量相對於明度分量之不同取樣格式。表1說明chroma_format_idc之值與相關聯色度格式之間的關係。
在表1中，變數SubWidthC及SubHeightC可用以指示明度分量之樣本數目與每一色度分量之樣本數目之間的水平及垂直取樣率比率。在表1中所描述之色度格式中，兩個色度分量具有相同取樣率。
在表1之實例中，對於4：2：0格式而言，針對水平方向及垂直方向兩者，明度分量之取樣率為色度分量之取樣率的兩倍。因此，對於根據4：2：0格式而格式化之寫碼單元而言，用於明度分量之樣本之陣列的寬度及高度為用於色度分量之樣本之每一陣列的寬度及高度的兩倍。類似地，對於根據4：2：2格式而格式化之寫碼單元而言，用於明度分量之樣本之陣列的寬度為用於每一色度分量之樣本之陣列的寬度的兩倍，但用於明度分量之樣本之陣列的高度等於用 於每一色度分量之樣本之陣列的高度。對於根據4：4：4格式而格式化之寫碼單元而言，用於明度分量之樣本的陣列具有與用於每一色度分量之樣本之陣列相同的寬度及高度。
圖1A至圖1C為說明用於寫碼單元之明度分量及色度分量之不同樣本格式的概念圖。圖1A為說明4：2：0樣本格式的概念圖。如圖1A中所說明，對於4：2：0樣本格式而言，色度分量為明度分量之大小的四分之一。因此，對於根據4：2：0樣本格式而格式化之CU而言，用於色度分量之每一樣本存在四個明度樣本。圖1B為說明4：2：2樣本格式之概念圖。如圖1B中所說明，對於4：2：2樣本格式而言，色度分量為明度分量之大小的一半。因此，對於根據4：2：2樣本格式而格式化之CU而言，用於色度分量之每一樣本存在兩個明度樣本。圖1C為說明4：4：4樣本格式之概念圖。如圖1C中所說明，對於4：4：4樣本格式而言，色度分量為與明度分量相同之大小。因此，對於根據4：4：4樣本格式而格式化之CU而言，用於色度分量之每一樣本存在一個明度樣本。
圖2為說明根據4：2：2樣本格式而格式化之16×16寫碼單元之實例的概念圖。圖2說明在CU內色度樣本相對於明度樣本之相對位置。如以上所描述，通常根據水平及垂直明度樣本之數目來定義CU。因此，如圖2中所說明，根據4：2：2樣本格式而格式化之16×16 CU包括明度分量之16×16個樣本及用於每一色度分量之8×16個樣本。另外，如以上所描述，可將CU分割為較小CU。舉例而言，可將圖2中所說明 之CU分割為四個8×8 CU，其中每一CU包括用於明度分量之8×8個樣本及用於每一色度分量之4×8個樣本。
另外，在一些視訊寫碼標準中，可出於預測及變換目的而將寫碼單元分割為較小單元。根據HEVC，CU可包括一或多個預測單元(PU)及/或一或多個變換單元(TU)。本發明亦使用術語「區塊」、「分割區」或「部分」以指代CU、PU或TU中之任一者。大體而言，「部分」可指代視訊圖框之任一子集。另外，本發明通常使用術語「視訊區塊」以指代CU之寫碼節點。在一些特定情形下，本發明亦可使用術語「視訊區塊」以指代一包括寫碼節點及PU及TU之樹型區塊(亦即，LCU或CU)。因此，一視訊區塊可對應於CU內之一寫碼節點，且視訊區塊可具有固定或變化之大小且大小可根據指定寫碼標準而不同。
PU可表示對應CU之全部或一部分，且可包括用於擷取PU之參考樣本的資料。PU可具有正方形或矩形形狀。舉例而言，若圖2中之CU使用框間預測進行寫碼，則該CU可被劃分為四個矩形PU，其中每一PU包括識別時間上鄰近之圖框中之參考樣本之集合的資訊。參考樣本之集合可經組合以形成一預測性視訊區塊。如以上所描述，可自CU減去預測性視訊區塊以形成殘餘資料。
如以上所描述，可將一變換應用於殘餘資料以將殘餘資料自像素域變換至變換域。變換區塊或TU可對應於被應用變換之殘餘資料之集合。出於執行變換及產生變換係數之對應集合之目的，TU表示像素差值之集合的大小。TU 之大小可與CU之大小相同或可將CU分割為複數個TU。舉例而言，圖2中所說明之CU，可針對與明度樣本之16×16陣列相關聯之殘餘值執行一個變換或可針對明度樣本之四個8×8陣列中之每一者執行一變換。較大TU大體上提供經重建構之影像中的更多壓縮連同更可感知之「區塊效應」，而較小TU大體上提供較少壓縮連同較不可感知之「區塊效應」。TU大小之選擇可基於速率失真最佳化分析而進行。
類似於LCU，可遞歸地將TU分割為較小TU。由於將TU分割為較小TU而產生之TU可稱作變換區塊結構。變換區塊結構之一實例為所謂的樹型結構。樹型結構可將變換區塊寫碼為一整個TU或寫碼為被劃分為眾多較小TU。此程序可在每一不同分解層級處針對每一區塊遞歸地進行。
圖3為說明四分樹分解結構之概念圖，其中TU在連續層級處分裂為抑或不分裂為四個四分之一大小之區塊。在圖3中，具有實線之整個區塊為原始TU，其可對應於原始CU。虛線指示根據四分樹結構之變換區塊分解的一個結果。應注意，圖3中所說明之分解為若干可能分解結果中之一者。如圖3中所說明，存在變換分解之三個層級。在第一層級處(亦即，層級-1分解)，整個變換區塊分裂為四個四分之一大小之區塊。接著，在第二層級處(亦即，層級-2)，第二個四分之一大小之變換區塊進一步分裂為四個1/16大小之變換區塊。接著，在第三層級處(亦即，層級-3)，第四個1/16大小之變換區塊進一步分裂為四個更小 之變換區塊。在編碼程序期間，視訊編碼器可基於速率失真最佳化分析而判定是否應進一步分裂一變換區塊。
圖3中所說明之分解技術稱作四分樹分解結構，在此情形下，一區塊分裂為抑或不分裂為四個四分之一大小之區塊。在圖3中，區塊僅分裂為正方形形狀之子區塊。然而，在其他分解技術中(諸如，在HEVC WD4中所描述之彼等分解技術)，出於變換目的，區塊亦可分裂為矩形形狀之子區塊。
圖4A及圖4B為說明四分樹分解結構之概念圖，其中TU分裂為或不分裂為四個非正方形區塊。如圖4A中所說明，出於變換目的，可將TU分割為四個較小非正方形區塊。另外，如圖4B中所說明，非正方形分解結構亦可為遞歸的。舉例而言，如圖4B中所說明，可將第一子區塊進一步分割為具有原始區塊之1/16之大小的四個更小非正方形區塊。
為了在經編碼視訊位元串流中傳訊一樹型分解結構，可使用變換分裂旗標。對於每一區塊而言，可藉由視訊編碼器對變換分裂旗標進行寫碼以指示區塊是否待進一步分裂。圖5為說明四分樹分解之層級圖。圖5說明可用以傳訊圖3中所說明之四分樹分解之層級圖的一個實例。因此，圖5提供表達分解結構的一替代方式。如圖5中所說明，在不同分解層級處，可如下來傳訊變換分裂旗標：
層級0：1
層級1：0,1,0,0
層級2：0,0,0,1
層級3：0,0,0,0
在為寫碼單元層級之層級0處，因為變換為進一步分裂，所以傳訊為1之旗標。在層級1處，僅僅第二四分之一大小之區塊進一步分裂，所以藉由視訊編碼器在經編碼位元串流中發送為0,1,0,0之旗標。在層級2處，因為其他區塊未進一步分裂，所以僅僅第二四分之一大小之區塊需要由視訊編碼器進一步傳訊。在第二四分之一大小之區塊中，僅僅第4個區塊將進一步分裂，所以在層級2處藉由視訊編碼器發送為0,0,0,1之旗標。在層級3處，無區塊將進一步分裂，所以發送為0,0,0,0之旗標。為了澄清起見，應論及在本發明中，較小層級值意謂分解結構中之較高層級(即，較接近於根層級之層級)。如圖3及圖5中所說明，層級0為根層級或頂層級。
除了分裂旗標以外，HEVC WD4包括一經寫碼區塊旗標(coded block flag,CBF)語法元素，其指示變換係數或變換係數層級之一區塊是否包括任何非零變換係數。經寫碼區塊旗標傳訊緊密地與變換區塊結構相關聯，且由視訊編碼器以自頂向下之階層式方式傳訊。舉例而言，當較高分解層級處之經寫碼區塊旗標為0時，在較低層級處針對彼視訊分量無經寫碼區塊旗標之進一步傳訊。在此情形下，對應之較低層級經寫碼區塊旗標皆被推斷為0。換言之，當經寫碼區塊旗標在分解之特定層級處經寫碼時，僅僅在當前分解層級之經寫碼區塊旗標不為零時需要處於較低層級 之經寫碼區塊旗標。
根據HEVC WD4，對於CU而言，其明度分量Y及其色度分量U及V共用同一四分樹分解結構用於TU分割。此允許每一變換區塊僅一個變換分裂旗標被傳訊，其中該旗標在Y分量、U分量及V分量當中共用。然而，如以上所描述，在不同色彩格式下，色度分量可具有與明度分量不同之大小及形狀。HEVC WD4定義不同形狀及大小之變換。然而，並非變換之所有大小及形狀皆經定義且可用於HEVC WD4中之寫碼。在HEVC WD4中，正方形形狀變換之以下大小經定義為可用於寫碼：4×4、8×8、16×16及32×32。對於非正方形形狀之變換而言，可用變換大小包括32×8、8×32、16×4及4×16。此等變換具有為正方形抑或高度為寬度四倍或寬度為高度四倍之矩形的形狀。換言之，矩形變換大小之縱橫比為1比4或4比1。
圖6為說明應用於根據4：2：2樣本格式而格式化之16×16 CU之實例四分樹分解的概念圖。如圖6中所說明，分解導致用於明度分量之大小8×8及4×4的TU及用於每一色度分量之4×8、2×4的對應TU。雖然HEVC WD4定義8×8及4×4大小之變換，但HEVC並不定義4×8及2×4之變換。另外，如圖1B及圖2中所說明，對於根據4：2：2樣本格式而格式化之視訊而言，色度區塊具有一矩形形狀，其中其高度長達其寬度之兩倍。根據HEVC WD4，不存在所需區塊形狀(亦即，具有為1：2或2：1之縱橫比)可用之變換。因此，HEVC WD4未能提供對應於根據4：2：2樣本格式而格式化之 色度區塊之形狀及大小的TU形狀及大小。應注意到，HEVC工作草案描述視訊寫碼之主規範(其中源視訊資料之樣本格式為4：2：0樣本格式)，且不提供對根據4：2：2或4：4：4樣本格式而格式化之源視訊寫碼的細節。
鑒於HEVC WD4中所描述之TU分割技術的特性，本發明描述用於在4：2：2樣本格式之情形下明度分量與色度分量之樣本之間的TU分割之同步的技術。在一些實例中，本文中所描述之用於色度分量之TU分割技術可使用在HEVC WD4中所定義之當前可用變換。因而，本文中所描述之分割技術中的一些可在不需要將額外變換形狀及大小加至HEVC標準寫碼程序的情況下併入至HEVC標準寫碼程序中。在本文中所描述之一個實例中，對於根據4：2：2樣本格式而格式化之CU而言，用於色度分量之TU可經分割以使得其具有與用於明度分量之對應TU相同的縱橫比。另外，本發明提供用於在4：2：2樣本格式之情形下之經寫碼區塊旗標寫碼的技術。下文進一步詳細描述根據本發明之變換單元分割技術的實例。
圖7為說明可利用本發明中所描述之技術之實例視訊編碼及解碼系統10的方塊圖。詳言之，視訊寫碼系統10可經組態以在利用4：2：2樣本格式時執行用於同步化明度分量及色度分量之樣本之間的TU分割之技術。如圖7中所說明，系統10包括一源器件12，其產生待在稍後時間由目的地器件14解碼之經編碼視訊資料。源器件12及目的地器件14可包含寬泛範圍之器件中的任一者，包括桌上型電腦、筆記 型電腦(亦即，膝上型電腦)、平板型電腦、機上盒、諸如所謂的「智慧型」電話之電話手機、所謂的「智慧型」小鍵盤、電視、攝影機、顯示器件、數位媒體播放器、視訊遊戲控制台、視訊串流器件或其類似者。在一些情形下，源器件12及目的地器件14可為無線通信而裝備。
目的地器件14可經由鏈路16接收待解碼之經編碼視訊資料。鏈路16可包含能夠將經編碼視訊資料自源器件12移動至目的地器件14之任何類型的媒體或器件。在一個實例中，鏈路16可包含用以使源器件12能夠將經編碼視訊資料直接即時傳輸至目的地器件14之通信媒體。可根據通信標準(諸如，無線通信協定)調變經編碼視訊資料，且將經編碼視訊資料傳輸至目的地器件14。通信媒體可包含任何無線或有線通信媒體，諸如，射頻(RF)頻譜或一或多個實體傳輸線。通信媒體可形成基於封包之網路(諸如，區域網路、廣域網路或諸如網際網路之全球網路)的部分。通信媒體可包括路由器、交換器、基地台，或可用以促進自源器件12至目的地器件14之通信的任何其他設備。
或者，經編碼資料可自輸出介面22輸出至儲存器件32。類似地，經編碼資料可藉由輸入介面自儲存器件32存取。儲存器件32可包括多種分散式或本端存取之資料儲存媒體中之任一者，諸如，硬碟、藍光碟片、DVD、CD-ROM、快閃記憶體、揮發性或非揮發性記憶體，或用於儲存經編碼視訊資料之任何其他合適數位儲存媒體。在另一實例中，儲存器件32可對應於可保持由源器件12產生的經編碼 視訊之一檔案伺服器或另一中間儲存器件。目的地器件14可經由串流或下載而自儲存器件32存取所儲存之視訊資料。檔案伺服器可為能夠儲存經編碼視訊資料且將彼經編碼視訊資料傳輸至目的地器件14之任何類型之伺服器。實例檔案伺服器包括web伺服器(例如，用於網站)、FTP伺服器、網路附加儲存(NAS)器件或本端磁碟機。目的地器件14可經由任何標準資料連接(包括網際網路連接)而存取經編碼視訊資料。此資料連接可包括無線頻道(例如，Wi-Fi連接)、有線連接(例如，DSL、纜線數據機，等等)，或該兩者之適合於存取儲存於檔案伺服器上之經編碼視訊資料的一組合。經編碼視訊資料自儲存器件32之傳輸可為串流傳輸、下載傳輸或兩者之組合。
本發明之技術未必限於無線應用或設定。該等技術可應用於支援多種多媒體應用(諸如，(例如)經由網際網路之空中電視廣播、有線電視傳輸、衛星電視傳輸、串流視訊傳輸)中之任一者之視訊寫碼、供儲存於資料儲存媒體上之數位視訊之編碼、儲存於資料儲存媒體上之數位視訊之解碼，或其他應用。在一些實例中，系統10可經組態以支援單向或雙向視訊傳輸以支援諸如視訊串流傳輸、視訊播放、視訊廣播及/或視訊電話之應用。
在圖7之實例中，源器件12包括一視訊源18、視訊編碼器20及一輸出介面22。在一些情形下，輸出介面22可包括調變器/解調變器(數據機)及/或傳輸器。視訊源18可包括一諸如視訊俘獲器件之源，例如，視訊攝影機、含有先前 所俘獲視訊之視訊存檔、用以自視訊內容提供者接收視訊的視訊饋入介面，及/或用於產生作為源視訊之電腦圖形資料的電腦圖形系統，或該等源之組合。作為一個實例，若視訊源18為視訊攝影機，則源器件12及目的地器件14可形成所謂的攝影機電話或視訊電話。然而，大體而言，本發明中所描述之技術可適用於視訊寫碼，且可應用於無線及/或有線應用。
視訊編碼器20編碼自視訊源18接收之經俘獲、預先俘獲或電腦產生之視訊。可根據以上所描述之樣本格式(包括4：2：0、4：2：2或4：4：4樣本格式)中之任一者來格式化經俘獲、預先俘獲或電腦產生之視訊。視訊編碼器20可針對根據4：2：0、4：2：2或4：4：4樣本格式中之任一者而格式化的視訊來執行視訊寫碼。在一些情形下，作為寫碼程序之一部分，視訊編碼器20可增加取樣或減少取樣經俘獲、預先俘獲或電腦產生之視訊。舉例而言，可根據4：4：4樣本格式來格式化經俘獲視訊，視訊編碼器20可減少取樣經俘獲視訊至4：2：2格式且針對經減少取樣之視訊執行視訊編碼。經編碼視訊資料可經由源器件20之輸出介面22直接傳輸至目的地器件14。經編碼視訊資料亦可(或者)儲存至儲存器件32上用於由目的地器件14或其他器件進行之稍後存取，從而用於解碼及/或播放。
目的地器件14包括一輸入介面28、一視訊解碼器30及一顯示器件32。在一些情形下，輸入介面28可包括接收器及/或數據機。目的地器件14之輸入介面28經由鏈路16接收 經編碼視訊資料。經由鏈路16傳達或在儲存器件32上提供之經編碼視訊資料可包括由視訊編碼器20產生之多種語法元素，其供諸如視訊解碼器30的視訊解碼器在解碼該視訊資料時使用。此等語法元素可包括於在通信媒體上傳輸、儲存於儲存媒體上或儲存於檔案伺服器上之經編碼視訊資料中。
顯示器件32可與目的地器件14整合在一起或在目的地器件14外部。在一些實例中，目的地器件14可包括整合式顯示器件，且亦經組態以與外部顯示器件介接。在其他實例中，目的地器件14可為顯示器件。大體而言，顯示器件32向使用者顯示經解碼視訊資料，且可包含多種顯示器件中之任一者，諸如，液晶顯示器(LCD)、電漿顯示器、有機發光二極體(OLED)顯示器或另一類型之顯示器件。
視訊編碼器20及視訊解碼器30可根據一視訊壓縮標準(諸如，目前在開發之高效視訊寫碼(HEVC)標準)進行操作，且可大體上遵照當前HEVC測試模型(HM)或一未來HM。或者，視訊編碼器20及視訊解碼器30可根據其他專有或工業標準(諸如，ITU-T H.264標準(或稱作MPEG-4)第10部分，進階視訊寫碼(AVC))或該等標準之擴展進行操作。然而，本發明之技術不限於任何特定寫碼標準。視訊壓縮標準之其他實例包括MPEG-2及ITU-T H.263。
雖然圖7中未展示，但在一些態樣中，視訊編碼器20及視訊解碼器30可各自與音訊編碼器及解碼器整合在一起，且可適當MUX-DEMUX單元或其他硬體及軟體以處置共同 資料串流或單獨資料串流中之音訊及視訊兩者的編碼。若適用，則在一些實例中，MUX-DEMUX單元可遵照ITU H.223多工器協定，或諸如使用者資料報協定(UDP)之其他協定。
視訊編碼器20及視訊解碼器30可各自實施為多種合適編碼器電路中之任一者，諸如，一或多個微處理器、數位信號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)、離散邏輯、軟體、硬體、韌體或其任何組合。當該等技術部分地以軟體實施時，一器件可將用於軟體之指令儲存於合適的非暫時性電腦可讀媒體中，且在硬體中使用一或多個處理器來執行該等指令以執行本發明之技術。視訊編碼器20及視訊解碼器30中之每一者可包括於一或多個編碼器或解碼器中，其中任一者可整合為各別器件中之組合編碼器/解碼器(CODEC)的部分。
如以上所描述，在HEVC WD4中，可將視訊圖框或圖片劃分為包括明度樣本及色度樣本兩者之樹型區塊或最大寫碼單元(LCU)的一序列。LCU可遞歸地分裂為包括相關聯PU及TU之CU。在一些實例中，CU之大小範圍可自8×8個樣本多達樹型區塊之大小，最大值為64×64個樣本或64×64個樣本以上。另外，在HEVC WD4中，可將視訊圖框或圖片分割為一或多個圖塊，其中一圖塊包括呈寫碼次序之眾多連續LCU。可基於與包括於圖塊中之CU相關聯之寫碼模式將視訊圖框分割為若干圖塊。舉例而言，圖塊可經定義以使得包括於圖塊中之所有CU共用一共同寫碼模式，諸 如：跳躍模式、直接模式、框內預測模式或框間預測模式。
一系列視訊圖框或圖片可經寫碼而作為圖片群組之經寫碼視訊序列的一部分。圖片群組(GOP)大體上包含一系列視訊圖片中之一或多者。GOP可在GOP之標頭、圖片中之一或多者之標頭中或在別處包括描述包括於GOP中之圖片數目的語法資料。圖片之每一圖塊可包括描述該各別圖塊之編碼模式的圖塊語法資料。如本文中所描述，視訊編碼器20通常對個別視訊圖塊內之視訊區塊進行操作，以便編碼視訊資料。然而，視訊編碼器20亦可執行較高等級之視訊寫碼程序，諸如，將視訊圖框分割為圖塊及/或產生GOP層級或圖塊層級語法。
如以上所描述，與CU相關聯之語法資料可描述將CU分割為一或多個PU。與CU相關聯之語法資料亦可描述(例如)根據四分樹將CU分割為一或多個TU。在一些實例中，PU或TU之形狀可為正方形或非正方形。大體而言，PU包括與預測程序有關之資料。舉例而言，當將PU經框內模式編碼時，該PU可包括描述該PU的框內預測模式之資料。作為另一實例，當PU經框間模式編碼時，PU可包括定義PU之運動資訊的資料。定義PU之運動資訊的資料可描述(例如)一運動向量，該運動向量具有水平分量、垂直分量、解析度(例如，四分之一像素精度或八分之一像素精度)、指示用於該運動向量之參考圖片清單(例如，清單0、清單1或清單C)的預測方向，及指示在參考圖片清單內運 動向量所指向之參考圖片的參考圖片索引。因此，可將PU視為用於攜載關於預測程序之資訊的基本單元。在一個實例中，視訊編碼器20可經組態以根據由HEZVC測試模型(HM)所支援之PU結構來編碼視訊資料。
作為一實例，HM支援以各種PU大小進行預測。假定特定CU之大小為2N×2N，則HM支援以2N×2N或N×N之PU大小進行框內預測，及以2N×2N、2N×N、N×2N或N×N之對稱PU大小進行框間預測。HM亦支援用於以2N×nU、2N×nD、nL×2N及nR×2N之PU大小進行框間預測之不對稱分割。在不對稱分割中，CU之一方向未經分割，而另一方向被分割成25%及75%。CU之對應於25%分割之部分由「n」後接著「上」、「下」、「左」或「右」之指示來指示。因此，例如，「2N×nU」指代水平地以頂部2N×0.5N PU及底部2N×1.5N PU分割之2N×2N CU。
如以上所描述，TU為用於變換及量化程序的基本單元。具有一或多個PU之給定CU亦可包括一或多個變換單元(TU)。另外，在HEVC WD4中，TU可基於針對經分割LCU定義之給定CU內之PU的大小而確定大小，儘管可能並非總如此情形。TU可為與PU相同之大小或小於PU之大小。在一些實例中，可使用稱為「殘餘四分樹」(RQT)之四分樹結構將對應於CU之殘餘樣本再分為較小單元。RQT之葉節點可稱作變換單元(TU)。
在框內預測或框間預測之後，視訊編碼器20可計算對應於PU之殘餘視訊資料。該等殘餘值包含表示待寫碼之原始 區塊之像素值與藉由框內預測或框間預測所形成的預測性區塊之像素值之間的差的像素差值。預測單元中之殘餘視訊資料(亦即，殘餘像素差值)可根據用以產生變換係數之TU結構變換為變換係數。因此，殘餘資料可自像素域變換為變換域。
在用以產生變換係數的任何變換之後，視訊編碼器20可執行變換係數之量化。量化大體上指代如下程序：將變換係數量化以可能地減少用以表示該等係數之資料之量，從而提供進一步壓縮。該量化程序可減少與該等係數中之一些或所有相關聯的位元深度。舉例而言，可在量化期間將n位元值降值捨位至m位元值，其中n大於m。
在一些實例中，視訊編碼器20可利用預定義掃描次序來掃描經量化之變換係數，以產生可經熵編碼的串列化向量。在其他實例中，視訊編碼器20可執行自適應性掃描。在掃描該等經量化變換係數以形成一維向量之後，視訊編碼器20可熵編碼該一維向量，例如，根據上下文自適應性可變長度寫碼(CAVLC)、上下文自適應性二進位算術寫碼(CABAC)、基於語法之上下文自適應性二進位算術寫碼(SBAC)、機率間隔分割熵(PIPE)寫碼或另一熵編碼方法。視訊編碼器20亦可熵編碼與經編碼視訊資料相關聯的語法元素以供視訊解碼器30用於解碼視訊資料。
為了執行CABAC，視訊編碼器20可將上下文模型內之上下文指派給待傳輸之符號。該上下文可能係關於(例如)符號之相鄰值是否為非零。為了執行CAVLC，視訊編碼器 20可針對待傳輸之符號選擇一可變長度碼。VLC中之碼字可經建構以使得相對較短碼對應於更有可能的符號，而較長碼對應於較不可能的符號。以此方式，使用VLC可達成優於(例如)針對待傳輸之每一符號使用等長度碼字的位元節省。機率判定可基於指派給符號之上下文進行。
如以上所描述，當應用於根據4：2：2樣本格式而格式化之視訊資料時，在HEVC之主規範中所描述的TU分解結構具有各種缺點。除了經組態以根據在HEVC之主規範中所描述之TU分解結構來寫碼視訊資料以外，視訊編碼器20及視訊解碼器30可經組態以使用本文中所描述之TU分割技術來寫碼視訊資料。
在一個實例中，視訊編碼器20及視訊解碼器30可經組態以將包括於根據4：2：2樣本格式而格式化之視訊中的每一色度分量之區塊分割為一頂部色度子區塊及一底部色度子區塊。在一個實例中，給定色度分量之頂部子區塊及底部子區塊中的每一者可為正方形。另外，該兩個色度子區塊兩者之變換單元分割可與明度分量之分割同步。以此方式，在一些情形下，當根據4：2：2樣本格式來格式化視訊資料時，色度分量之一變換單元可經分割以使得其將具有與明度分量之對應變換單元相同的縱橫比。
圖8A至圖8D說明用於根據4：2：2樣本格式而格式化之視訊區塊之變換單元分割的不同情形。在圖8A至圖8D之每一者中，在基於明度分量之任何分割之前，色度分量可首先被分割為頂部子區塊及底部子區塊。藉由將色度分量分 割為頂部子區塊及底部子區塊，當與不首先將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊的情形相比較時，可產生針對色度分量之替代TU形狀及大小。
圖8A至圖8D中之視訊區塊可對應於為以下大小中之任一者的視訊區塊或CU：4×4、8×8、16×16、32×32及64×64。大體而言，藉由將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊，與不將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊的情形相比較，針對色度分量而產生多達兩倍之TU。另外，藉由將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊，可產生TU，其中當與不將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊的情形相比較時，TU之垂直或水平尺寸被劃分為二。以下詳細描述當將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊時將CU分割為若干TU的一些特定情形。然而，應注意到，為了簡潔起見，未詳細描述可由將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊導出的所有可能TU分割組合，但參考圖8A至圖8D所描述之分割技術可在分解之各層級處加以應用。
圖8A說明基於將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊且不應用基於明度分量之額外分割之分割結構的實例變換單元。如圖8A中所說明，明度區塊未進一步分裂，且對應色度區塊中之每一者被分割為一頂部子區塊及一底部子區塊。在圖8A中所說明之實例中，在將色度區塊分割為一頂部子區塊及一底部子區塊之後進一步分割色度分量的判定可係基於明度分量之分割。因此，在圖8A中所說明之實 例中，色度分量中之每一者可不進一步分裂，此係因為明度區塊未進一步分裂。
在一個實例中，與圖8A中所說明之TU分割相關聯的CU可為8×8 CU。在此情形下，將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊產生用於明度分量之8×8 TU及用於色度分量之兩個4×4 TU。此情形可與將產生用於明度分量之8×8 TU及用於色度分量之4×8 TU的不將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊的情形形成對照。如以上所描述，4×4 TU可經定義而用於HEVC，而4×8 TU可未經定義或不可用。因此，將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊可產生更有用之TU形狀及大小。
大體而言，可將與圖8A中所說明之TU分割相關聯的CU描述為N乘N CU。與在不將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊的情形下一個N/2乘N TU相反，將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊產生兩個N/2乘N/2 TU。因此，與在不將色度分量分裂為頂部子區塊及底部子區塊的情形下具有1比2之縱橫比的一個矩形TU相比較而言，將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊產生兩個正方形TU。如以上所指出，在此實例中，色度子區塊中之每一者具有與明度區塊相同的縱橫比。應注意到，在其他實例中，關於圖8A所描述之技術可應用於4×4、16×16、32×32或64×64 CU。為了簡潔起見，未詳細描述針對可能CU大小之對應明度及色度TU大小。
圖8B說明基於將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區 塊且應用額外四分樹分割之分割結構的實例變換單元。如圖8B中所說明，出於變換目的，可將明度區塊分裂為四個正方形形狀之子區塊。對應色度區塊各自被分割為一頂部子區塊及一底部子區塊(兩者皆為正方形)，且接著該頂部子區塊及該底部子區塊中之每一者被進一步分割為具有更小大小之四個正方形形狀的區塊。大體而言，可將圖8B中之CU描述為N乘N CU。明度分量之分割導致四個N/2乘N/2 TU。與在不將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊的情形下四個N/4乘N/2 TU相反，將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊產生八個N/4乘N/4 TU。因此，與在不將TU分裂為頂部子區塊及底部子區塊的情形下具有1比2之縱橫比的一個矩形TU相比較而言，將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊產生八個正方形TU。應注意到，圖8B中之CU可為4×4、8×8、16×16、32×32或64×64 CU。
圖9說明在CU為16×16 CU之情形下用於參考圖8B所描述之實例色度TU分割技術的色度分量之TU分割。在圖9中所說明之實例中，實線表示明度分量之分割，且實線與虛線表示色度分量之分割。因此，如圖9中所說明，分割技術產生用於色度分量中之每一者的八個4×4 TU及用於明度分量之四個8×8 TU。圖9中所說明之實例可與將產生用於色度分量之四個4×8 TU的不將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊的情形形成對照。如以上所描述，4×4 TU可經定義而用於HEVC，及4×8 TU可未經定義。因此，將色度 分量分割為頂部子區塊及底部子區塊可允許更有用之TU形狀及大小。在另一實例中，參考圖8B所描述之分割技術可應用於32×32 CU，且可產生用於明度之四個16×16 TU及用於色度之八個8×8 TU。在另一實例中，參考圖8B所描述之分割技術可應用於64×64 CU，且可產生用於明度之四個32×32 TU及用於色度之八個16×16 TU。
另外，應注意到，對於一些CU大小而言，參考圖8A至圖8B所描述之分割技術可產生未在HEVC中定義之TU大小。在該等情形下，將色度分量分裂為頂部子區塊及底部子區塊可選擇性地加以應用以使得分裂產生在HEVC中定義之TU。舉例而言，若將色度分量分裂為頂部子區塊及底部子區塊將產生2×2 TU(其可小於最小TU大小)，則可進行針對此特定CU大小不將色度分量分裂為頂部子區塊及底部子區塊的判定。
舉例而言，對於8×8明度區塊而言，根據4：2：2格式，對應之色度區塊可具有4×8之大小。若將8×8明度區塊分裂為四個4×4區塊，則可將每一色度區塊分割為4×4頂部子區塊及4×4底部子區塊。然而，在此情形下，可能不存在色度分量之子區塊的進一步分裂，此係因為不存在具有小於HEVC中所定義之4×4之大小的正方形形狀之變換。因此，將色度分量分裂為頂部子區塊及底部子區塊可受最小正方形形狀之變換大小限制。以此方式，明度分量及色度分量中之每一者的分割可選擇性地加以應用以產生可應用可用變換的變換單元。在一個實例中，正方形形狀之變換之以 下大小可經定義且可用於寫碼：4×4、8×8、16×16及32×32，且以下非正方形形狀之變換可經定義且可用於寫碼：32×8、8×32、16×4及4×16。
如以上所描述，可將CU分割為非正方形之矩形TU。圖8C及圖8D說明基於將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊且應用額外非正方形之矩形分割之分割結構的實例變換單元。圖8C說明基於將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊且應用額外水平非正方形之矩形分割之分割結構的實例變換單元。
如圖8C中所說明，將明度區塊分裂為四個水平定向之非正方形之矩形形狀的子區塊。對應色度區塊各自被分割為一頂部子區塊及一底部子區塊(兩者皆為正方形)，且接著兩個頂部子區塊及底部子區塊中之每一者被進一步分割為具有更小大小之四個水平定向之非正方形形狀的矩形區塊。大體而言，可將圖8C中之CU描述為N乘N CU。將明度分量分割為非正方形之矩形CU可產生四個N乘N/4 TU。與在不將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊的情形下四個N/2乘N/4 TU相反，將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊可產生八個N/2乘N/8 TU。因此，與在不將TU分裂為頂部子區塊及底部子區塊的情形下具有2比1之縱橫比的四個非正方形之矩形TU相比較而言，將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊產生具有4比1之縱橫比的八個非正方形之矩形TU。
在一個實例中，與圖8C中所說明之TU分割相關聯的CU 可為32×32 CU。因此，參考圖8C所描述之分割技術可產生用於明度分量之四個32×8 TU及用於色度分量之八個16×4 TU。此實例可與將產生用於色度分量之四個16×8 TU的不將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊的情形形成對照。如以上所描述，16×4 TU可經定義而用於HEVC，而16×8 TU可未經定義。因此，將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊可允許更有用之TU形狀及大小。應注意到，在其他實例中，圖8C中之CU可為4×4、8×8、16×16或64×64 CU。
圖8D說明基於將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊且應用額外垂直非正方形之矩形分割之分割結構的實例變換單元。如圖8D中所說明，出於變換目的而將明度區塊分裂為四個垂直定向之非正方形之矩形形狀的子區塊。對應色度區塊各自被分割為一頂部子區塊及一底部子區塊(兩者皆為正方形)，且接著兩個頂部子區塊及底部子區塊中之每一者被進一步分割為具有更小大小之四個垂直定向之非正方形形狀的矩形區塊。大體而言，可將圖8D中之CU描述為N乘N CU。將明度分量分割為非正方形之矩形CU可產生四個N/4乘N TU。與在不將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊的情形下四個N/8乘N TU相反，將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊可產生八個N/8乘N/2 TU。因此，與在不將TU分裂為頂部子區塊及底部子區塊的情形下具有1比8之縱橫比的四個非正方形之矩形TU相比較而言，將色度分量分割為頂部子區塊及底部子 區塊產生具有1比4之縱橫比的八個非正方形之矩形TU。
在一個實例中，與圖8D中所說明之TU分割相關聯的CU可為32×32 CU。因此，參考圖8D所描述之分割技術可產生用於明度分量之四個8×32 TU及用於色度分量之八個4×16 TU。此實例可與將產生用於色度分量之四個4×32 TU的不將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊的情形形成對照。如以上所描述，4×16 TU可經定義而用於HEVC，而4×32 TU可未經定義。因此，將色度分量分割為頂部子區塊及底部子區塊可允許更有用之TU形狀及大小。應注意到，在其他實例中，圖8D中之CU可為4×4、8×8、16×16或64×64 CU。
另外，應注意到，如以上參考圖8A至圖8B所描述，對於一些CU大小而言，參考圖8C至圖8D所描述之分割技術可產生未在HEVC中定義之TU大小。因此，在該等情形下，將色度分量分裂為頂部子區塊及底部子區塊可選擇性地加以應用以使得分裂產生在HEVC或另一可應用視訊寫碼標準或程序中定義的TU。在一個實例中，經定義之非正方形矩形TU可包括32×8、8×32、16×4及4×16 TU。
另外，對於參考圖8A至圖8D所描述之實例中的每一者而言，當將色度分量分裂為頂部子區塊及底部子區塊且進一步變換單元分割與明度分量同步(對於在4：2：2格式下之每一未分裂明度變換單元而言)時，將大體上存在兩個來自每一色度分量的可用之未分裂色度TU。然而，在一些情形下，明度區塊可進一步分裂，但若分裂色度區塊將產 生一不可用TU或低於用於一可應用視訊寫碼標準或程序(諸如，HEVC)之最小變換單元大小的TU，則對應之色度區塊可不進一步分裂。
因此，圖8A至圖8D之每一者說明如下情形：對於根據4：2：2樣本格式而格式化之視訊區塊而言，可將對應於一明度區塊之色度區塊分割為頂部及底部正方形之子區塊，且若明度區塊經進一步分割，則頂部子區塊及底部子區塊可以類似方式進行分割。舉例而言，此等技術可應用於正方形明度區塊分割情形下的正方形子區塊分割、水平定向之明度區塊分割情形下的水平定向子區塊分割，或垂直定向之明度區塊分割情形下的垂直定向子區塊分割。另外，在一些情形下，作為一例外，若明度區塊經分割，但對應之色度區塊在分裂為頂部子區塊及底部子區塊之後已達到了最小大小之變換，則每一色度分量之兩個子區塊可不進一步分裂。因此，根據在4：2：2格式下參考圖8A至圖8D所描述的技術，在一些實例中，用於色度分量之變換單元可具有與明度分量之其對應變換單元相同的縱橫比。因此，在HEVC WD4或WD8中所定義之變換可足以針對使用參考圖8A至圖8D中所描述之技術形成的所得TU執行變換。因此，在一些實例中，參考圖8A至圖8D所描述的技術可在不定義額外變換形狀及大小的情況下併入至HEVC中。
以此方式，視訊編碼器20可經組態以接收視訊資料之明度分量之值的N乘N陣列，接收視訊資料之色度分量之值的對應N/2乘N陣列，且將色度分量之值的N/2乘N陣列分 割為兩個N/2乘N/2子陣列，且針對色度值之該等子陣列中之每一者執行變換操作。視訊解碼器30可經組態以接收由視訊編碼器產生之陣列及子陣列且執行反向變換操作。
另外，如以上所描述，HEVC WD4包括一經寫碼區塊旗標語法元素，其指示變換係數或變換係數層級之一區塊是否包括任何非零變換係數。在一個實例中，視訊編碼器20及視訊解碼器30可經進一步組態以使用用於本文中所描述之經寫碼區塊旗標寫碼的技術來寫碼視訊資料。在一些實例中，經寫碼區塊旗標寫碼可僅僅用於框間預測模式。此可歸因於框內預測模式更有可能產生用於視訊區塊之非零變換係數的事實。
在一個實例中，視訊編碼器20及視訊解碼器30可經組態以使用一聯合經寫碼區塊旗標。舉例而言，在寫碼用於色度分量之變換單元的經寫碼區塊旗標中，對於每一色度分量，可首先針對色度分量之每一對色度變換單元傳訊一聯合經寫碼區塊旗標。若該聯合經寫碼區塊旗標指示在該對色度變換單元中存在至少一非零係數，則可發送一或多個額外經寫碼區塊旗標以傳訊兩個變換單元中之每一者是否具有任何非零變換係數。否則，若聯合經寫碼區塊旗標指示在該對色度變換單元中不存在至少一非零係數，則對於用於該對色度分量之變換單元而言不需要進一步傳訊。在一個實例中，該等色度分量可對應於根據4：2：2樣本格式而格式化之視訊資料的色度分量。
圖10A至圖10D為說明用於針對經寫碼區塊旗標寫碼之 區塊關聯之技術的概念圖。在圖10A至圖10D中，藉由可共用一聯合經寫碼區塊旗標之視訊分量的指示來說明圖8A至圖8D中所說明之各別變換單元分割結構。應注意到，雖然圖10A至圖10D中之實例對應於圖8A至圖8D中所說明之變換單元，但聯合經寫碼區塊旗標寫碼可供其他變換單元分割結構利用。另外，雖然本文中所描述之聯合經寫碼區塊旗標寫碼技術可尤其有用於根據4：2：2樣本格式而格式化的視訊資料，但該等技術亦可應用於根據4：2：0或4：4：4樣本格式而格式化的視訊資料。
如圖10A至圖10D中所說明，用於明度分量之TU加陰影，且用於色度分量中之每一者的兩個對應TU加陰影。加陰影之TU可表示與一經寫碼區塊旗標相關聯之TU。如圖10A至圖10D中所說明，用於色度分量中之每一者的兩個TU加陰影。以此方式，一聯合經寫碼區塊旗標可與色度分量之兩個加陰影TU相關聯。另外，應注意到，在圖10B、圖10C及圖10D中，僅在加陰影區域中指示第一未分裂明度區塊及其相關聯之色度區塊。然而，顯而易見，在此等情形下，其他三個未分裂明度區塊中之每一者亦可具有與一用於每一色度分量之聯合經寫碼區塊旗標相關聯的兩個各別色度區塊。舉例而言，在圖10C中，第二水平明度TU可與色度分量之第三及第四水平TU相關聯。另外，在一些實例中，可使用指示分量中之任一者是否包括任何非零係數的高級經寫碼區塊旗標來判定是否將傳訊任何額外經寫碼碼區塊旗標。
根據一個實例，可首先針對色度分量之每一對色度變換單元傳訊聯合經寫碼區塊旗標。若該聯合經寫碼區塊旗標具有指示在該對色度變換單元中存在至少一非零係數的值(例如，1)，則可發送一或多個額外經寫碼區塊旗標以傳訊兩個變換單元中之每一者是否具有任何非零變換係數。否則，若該聯合經寫碼區塊旗標具有指示不存在至少一非零係數的值(例如，0)，則對於色度分量之該對色度變換單元而言不需要進一步傳訊。舉例而言，在圖10B中，對於U分量而言，可首先藉由視訊編碼器20在經編碼位元串流中傳訊一聯合經寫碼區塊旗標以指示在該對色度變換單元(亦即，以加陰影區域指示的用於U分量之頂部子區塊及底部子區塊)中是否存在任何非零係數。如以上所描述，色度變換單元亦可稱作子區塊，其中該等子區塊對應於變換單元。若聯合經寫碼區塊旗標具有指示不存在非零係數的值(例如，0)，則對於U分量之此等兩個變換單元而言不需要進一步傳訊。否則，可針對U分量中之兩個變換單元中之每一者傳訊一或多個額外經寫碼區塊旗標以指示在每一變換單元中是否存在任何非零係數。因此，若聯合經寫碼區塊旗標指示在頂部變換單元或底部變換單元中皆不存在非零係數，則對於對應於此對變換單元之變換單元而言不需要進一步傳訊。
然而，若用於色度分量之聯合經寫碼區塊旗標指示在頂部變換單元或底部變換單元中存在至少一非零係數，則視訊編碼器20可產生指示在頂部變換單元中是否存在至少一 非零係數的用於頂部變換單元之一經寫碼區塊旗標，且產生指示在底部變換單元中是否存在至少一非零係數的用於底部變換單元之另一經寫碼區塊旗標。在一個實例中，對於U分量及V分量中之每一者而言，可以相同方式執行經寫碼區塊旗標的傳訊。
在一個實例中，在用於一對色度變換單元之聯合經寫碼區塊旗標具有指示在該對色度變換單元中存在至少一非零係數之值(例如，1)且針對此對之第一變換單元而傳訊的額外經寫碼區塊旗標具有指示在其中不存在非零係數之值(例如，0)的情形下，則，在此情形下，第二變換單元必須具有至少一非零變換係數且其經寫碼區塊旗標之值可加以推斷(例如，1)。在此情形下，不需要傳訊用於此對之第二變換單元的經寫碼區塊旗標，此係因為在給定指示頂部變換單元或底部變換單元包括一非零變換係數的聯合經寫碼區塊旗標及給定指示頂部變換單元不包括一非零變換係數的針對頂部變換單元而發送之第一經寫碼區塊旗標的條件下，已知第二變換單元必定包括一非零係數。
圖11為說明用於如本發明中所描述的色度分量之經寫碼區塊旗標寫碼的變換單元分割及區塊關聯之方法之實例的流程圖。將圖11中所說明之方法描述為由視訊編碼器20執行。然而，此描述係出於說明性目的，且圖11中所說明之方法可由包括於視訊編碼器中之組件的任何組合執行。以下參考圖12中所描述之視訊編碼器20進一步詳細描述視訊編碼器之組件的實例。另外，應注意到，針對圖11中所說 明之方法的反向方法可由視訊解碼器30或包括於視訊解碼器中之組件的任何組合執行。以下參考圖14進一步詳細描述視訊解碼器之組件的實例。應注意到，在反向程序中，視訊解碼器可接收或獲得來自經編碼位元串流之視訊區塊及語法元素。
如在圖11中所說明之實例方法中所展示，視訊編碼器20選擇視訊資料之4：2：2樣本格式(1102)。在其他實例中，視訊編碼器20可選擇其他樣本格式，諸如，上文所描述之4：2：0及4：4：4樣本格式。視訊編碼器20針對明度區塊產生用於色度分量U之對應頂部及底部子區塊及用於色度分量V之對應頂部及底部子區塊(1104)。對應色度子區塊可在每一明度次分割之連續分解層級處產生，以最小變換單元大小為依據，如上文所描述。視訊編碼器20判定該對子區塊中之任一者是否包括至少一非零係數且產生一聯合經寫碼區塊旗標(CBF)(1106)。在一個實例中，聯合CBF可在子區塊兩者中皆不存在非零係數時具有為零之值.，且在各別色度分量(U或V)之子區塊中任一者中存在非零係數時具有為一之值。若不存在非零係數且聯合CBF等於零，則對於色度分量而言不需要進一步傳訊且視訊編碼器20可接著繼續處理下一明度區塊(1116)。
然而，若聯合CBF等於一(1108)，則視訊編碼器20產生一用於頂部子區塊之經寫碼區塊旗標以指示頂部色度子區塊是否包括任何非零變換係數(1110)。視訊編碼器20可判定用於頂部色度子區塊之CBF是否等於零(1112)。若用於 頂部色度子區塊之CBF等於零，則在一些實例中，可推斷底部子區塊必須包括一非零變換係數。在此情形下，不需要產生用於底部子區塊之經寫碼區塊旗標，且視訊編碼器20可繼續處理下一明度區塊(1116)。
然而，若用於頂部色度子區塊之CBF等於一，則清楚的是頂部子區塊包括至少一非零變換係數，但亦有可能的是底部子區塊可包括至少一非零變換係數。因此，在此情形下，視訊編碼器20產生具有在底部色度子區塊不包括非零變換係數的情況下為零之值且在底部色度子區塊包括至少一非零變換係數的情況下為一之值的用於底部子區塊之CBF(1114)。視訊編碼器20接著繼續處理下一明度區塊(1116)。在一些實例中，下一明度區塊可為一不同明度區塊或一由明度區塊之進一步分割所產生的明度區塊。
對於對應於給定明度分量之U及V色度分量兩者而言，參考圖11所描述之程序可以相同方式執行。另外，視訊解碼器30可以反向或逆方式解析且解碼一位元串流以獲得用於具有4：2：2樣本格式之明度及色度區塊的變換係數。
以此方式，視訊編碼器20及視訊解碼器30表示經組態以寫碼用於色度子區塊之聯合經寫碼區塊旗標之視訊寫碼器的實例，其中該聯合經寫碼區塊旗標指示色度子區塊是否包括至少一非零變換係數。另外，該方法可進一步包含在聯合經寫碼區塊旗標指示色度子區塊包括至少一非零變換係數時，寫碼用於色度子區塊中之第一者的經寫碼區塊旗標，其中經寫碼區塊旗標指示色度子區塊中之第一者是否 包括至少一非零變換係數。
另外，該方法可包含當經寫碼區塊旗標指示色度子區塊中之第一者不包括至少一非零變換係數時不寫碼用於色度子區塊中之第二者的經寫碼區塊旗標，且當經寫碼區塊旗標指示色度子區塊中之第一者的確包括至少一非零變換係數時寫碼用於色度子區塊中之第二者的經寫碼區塊旗標，其中用於色度子區塊中之第二者的經寫碼區塊旗標指示色度子區塊中之第二者包括至少一非零變換係數。
如以上所論述，寫碼操作係由視訊編碼器執行以作為編碼操作，或由視訊解碼器執行以作為解碼操作。使用本發明中所描述之技術，視訊編碼器20或視訊解碼器30可經組態以將符合HEVC標準之大小及形狀的變換應用於區塊及子區塊。
儘管出於說明目的提供了根據HEVC之HM之CU、PU及TU處理及配置的論述，但如本文中所廣泛例示及描述不應將該論述視為限制本發明之技術。本發明中所描述之變換單元分割及經寫碼區塊旗標傳訊技術以及其他技術可廣泛適用於多種現有或未來視訊寫碼程序中之任一者，包括但不限於經制訂以遵照HEVC標準的視訊寫碼程序。
視訊編碼器20可實施本發明之用於寫碼變換係數之技術中的任一者或所有。同樣，視訊解碼器30可實施用於寫碼變換係數之此等技術中的任一者或所有的反向版本。如本發明中所描述，視訊寫碼器可指代視訊編碼器或視訊解碼器。類似地，視訊寫碼單元可指代視訊編碼器或視訊解碼 器。同樣地，視訊寫碼可指代視訊編碼或視訊解碼。
圖12為說明可實施本發明中所描述之技術之實例視訊編碼器20的方塊圖。視訊編碼器20可執行視訊圖塊內之視訊區塊的框內寫碼及框間寫碼。框內寫碼依賴於空間預測以減少或移除給定視訊圖框或圖片內之視訊的空間冗餘。框間寫碼依賴於時間預測以減少或移除視訊序列之鄰近圖框或圖片內之視訊的時間冗餘。框內模式(I模式)可指代若干基於空間之壓縮模式中之任一者。諸如單向預測(P模式)或雙向預測(B模式)之框間模式可指代若干基於時間之壓縮模式中之任一者。
在圖12之實例中，視訊編碼器20包括分割模組35、預測模組41、參考圖片記憶體64、求和器50、變換模組52、量化模組54及熵編碼模組56。預測模組41包括運動估計模組42、運動補償模組44及框內預測模組46。對於視訊區塊重建構而言，視訊編碼器20亦包括逆量化模組58、逆變換模組60及求和器62。亦可包括解區塊濾波器(圖12中未圖示)以過濾區塊邊界從而移除來自經重建構視訊的區塊效應假影。若需要，則該解區塊濾波器將通常過濾求和器62之輸出。除解區塊濾波器以外，亦可使用額外的迴路濾波器(迴路內或迴路後)。
如圖12中所展示，視訊編碼器20接收視訊資料，且分割模組35將資料分割為視訊區塊。分割模組35可結合預測模組41進行工作以判定如何分割視訊資料。在一些情形下，分割模組及/或預測模組41可基於速率失真分析來分割視 訊資料。可根據上文所描述之樣本格式中的任一者來格式化經接收視訊資料。舉例而言，可根據4：2：2樣本格式來格式化視訊資料。分割可包括將視訊資料分割為圖塊、方塊(tile)或其他較大單元，以及(例如)根據LCU及CU之四分樹結構的視訊區塊分割。視訊編碼器20大體上說明編碼待編碼之視訊圖塊內之視訊區塊的組件。可將該圖塊劃分為多個視訊區塊(且有可能劃分為視訊區塊之集合，稱為方塊)。在一些實例中，分割模組35可根據上文參考圖8A至圖8D及圖9所描述之技術來分割視訊資料。舉例而言，分割模組35可分割視訊資料以使得用於視訊資料之明度分量之殘餘值的N乘N陣列及用於色度分量之殘餘值的兩個對應之N/2乘N/2子陣列由於預測性寫碼程序而產生。
預測模組41可基於誤差結果(例如，寫碼速率及失真之位準)針對當前視訊區塊選擇複數個可能寫碼模式中之一者，諸如，複數個框內寫碼模式中之一者或複數個框間寫碼模式中之一者。預測模組41可將所得框內或框間寫碼區塊提供至求和器50以產生殘餘區塊資料且提供至求和器62以重建構經編碼區塊以用作一參考圖片。
預測模組41內之框內預測模組46可執行相對於在與待寫碼之當前區塊相同的圖框或圖塊中之一或多個相鄰區塊的當前視訊區塊之框內預測性寫碼以提供空間壓縮。預測模組41內之運動估計模組42及運動補償模組44相對於一或多個參考圖片中之一或多個預測性區塊來執行當前視訊區塊之框間預測性寫碼，以提供時間壓縮。
運動估計模組42可經組態以根據視訊序列之預定型樣來判定視訊圖塊之框間預測模式。預定型樣可將序列中之視訊圖塊指定為P圖塊、B圖塊或一般化之P/B(GPB)圖塊。運動估計模組42及運動補償模組44可高度整合，但出於概念性目的而單獨說明。由運動估計模組42執行之運動估計為產生運動向量之程序，該等運動向量估計視訊區塊之運動。運動向量(例如)可指示當前視訊圖框或圖片內之視訊區塊之PU相對於參考圖片內之預測性區塊之移位。
對於框間寫碼而言，預測性區塊可為依據像素差被發現緊密地匹配待寫碼之視訊區塊的PU的區塊，該像素差可藉由絕對差和(SAD)、平方差和(SSD)或其他差度量來判定。或者，對於框內寫碼而言，預測性區塊可為基於參考來自一或多個相鄰區塊之像素值進行之空間預測而形成的區塊。在一些實例中，對於框間預測而言，視訊編碼器20可計算儲存於參考圖片記憶體64中之參考圖片之次整數像素位置的值。舉例而言，視訊編碼器20可內插參考圖片之四分之一像素位置、八分之一像素位置或其他分數像素位置的值。因此，運動估計模組42可執行關於完整像素位置及分數像素位置之運動搜尋且輸出具有分數位置精度之運動向量。
運動估計模組42藉由比較PU之位置與參考圖片之預測性區塊之位置而計算框間寫碼圖塊中之視訊區塊之PU之運動向量。參考圖片可選自第一參考圖片清單(清單0)或第二參考圖片清單(清單1)，其中每一者識別儲存於參考圖片記 憶體64中之一或多個參考圖片。運動估計模組42將經計算之運動向量發送至熵編碼模組56及運動補償模組44。
由運動補償模組44執行之運動補償可涉及基於由運動估計所判定之運動向量獲取或產生預測性區塊，進而有可能執行針對次像素精度之內插。一旦接收到當前視訊區塊之PU之運動向量，運動補償模組44便可將運動向量所指向的預測性區塊定位於參考圖片清單中之一者中。
對於框間或框內寫碼而言，視訊編碼器20藉由自正寫碼之當前視訊區塊的像素值減去預測性區塊之像素值而形成像素差值，從而形成一殘餘視訊區塊。像素差值形成區塊之殘餘資料，且可包括明度差分量與色度差分量兩者。求和器50表示執行此減法運算之(若干)組件。運動補償模組44亦可產生與由視訊解碼器30用於解碼視訊圖塊之視訊區塊之視訊區塊及視訊圖塊相關聯的語法元素。
框內預測模組46可框內預測當前區塊，作為對由運動估計模組42及運動補償模組44執行之框間預測(如上文所描述)的替代。詳言之，框內預測模組46可判定使用框內預測模式以編碼當前區塊。在一些實例中，框內預測模組46可(例如)在單獨編碼遍次期間使用各種框內預測模式編碼當前區塊，且框內預測模組46(或模式選擇單元40，在一些實例中)可自經測試模式選擇使用一適當框內預測模式。
舉例而言，框內預測模組46可使用對各種經測試框內預測模式之速率-失真分析而計算速率-失真值，且在經測試 模式當中選擇具有最佳速率-失真特性之框內預測模式。速率-失真分析通常判定經編碼區塊與經編碼以產生經編碼區塊之原始的未經編碼之區塊之間的失真(或誤差)之量，以及用以產生經編碼區塊之位元率(亦即，位元數目)。框內預測模組46可自失真及速率計算各種經編碼區塊之比率以判定哪一框內預測模式展現區塊之最佳速率-失真值。應注意到，速率-失真分析可針對色彩分量之一組合執行。
在任一情形下，在選擇用於區塊之框內預測模式之後，框內預測模組46可將指示用於區塊之選定框內預測模式的資訊提供至熵寫碼模組56。熵寫碼模組56可根據本發明之技術來編碼指示選定框內預測模式的資訊。視訊編碼器20可在經傳輸之位元串流組態資料中包括各種區塊之編碼上下文之定義及將用於該等上下文中之每一者之最有可能的框內預測模式、框內預測模式索引表及經修改之框內預測模式索引表的指示，該位元串流組態資料可包括複數個框內預測模式索引表及複數個經修改之框內預測模式索引表(亦稱作碼字映射表)。
在預測模組41經由框間預測或框內預測產生用於當前視訊區塊之預測性區塊之後，視訊編碼器20藉由自當前視訊區塊減去預測性區塊而產生一殘餘視訊區塊。殘餘區塊中之殘餘視訊資料可包括於一或多個TU中且應用於變換模組52。應注意，變換模組52指代視訊編碼器20之一組件、模組或功能單元，且不應與TU混淆，TU為用於變換及量 化程序之資料的基本單元。變換模組52使用諸如離散餘弦變換(DCT)或概念上類似之變換的變換將殘餘視訊資料變換為殘餘變換係數。變換模組52可將殘餘視訊資料自像素域轉換至一變換域，諸如頻域。變換模組52可將所得變換係數發送至量化模組54。
如以上所描述，在一些實例中，分割模組35可根據以上參考圖8A至圖8D及圖9所描述之技術來分割視訊資料。變換模組52亦可根據以上所描述之技術來分割視訊資料。在一個實例中，變換模組52可經組態以接收視訊資料之明度分量之殘餘值的N乘N陣列，接收視訊資料之色度分量之殘餘值的對應N/2乘N陣列，將色度分量之殘餘值的N/2乘N陣列分割為色度殘餘值之兩個N/2乘N/2子陣列，及藉由對色度殘餘值之該等子陣列中之每一者執行變換以產生用於色度分量之變換係數。
應注意到，本文中所描述之技術可大體由視訊編碼器20執行，且包括於視訊編碼器中之組件可執行本文中所描述之技術的不同態樣。舉例而言，根據此處所描述之技術，分割模組35可最初出於產生殘餘值之目的而分割視訊資料，且變換模組52可出於產生變換係數之目的而進一步分割視訊資料。
量化模組54量化該等變換係數以進一步減少位元率。該量化程序可減少與該等係數中之一些或所有相關聯的位元深度。可藉由調整量化參數而修改量化程度。在一些實例中，量化模組54可接著執行包括經量化變換係數之矩陣的 掃描。或者，熵編碼模組56可執行該掃描。
在量化之後，熵編碼模組56熵編碼經量化之變換係數。舉例而言，熵編碼模組56可執行上下文自適應性可變長度寫碼(CAVLC)、上下文自適應性二進位算術寫碼(CABAC)、基於語法之上下文自適應性二進位算術寫碼(SBAC)、機率間隔分割熵(PIPE)寫碼或另一熵編碼方法或技術。在藉由熵編碼模組56進行之熵編碼之後，可將經編碼之位元串流傳輸至視訊解碼器30，或經封存用於稍後由視訊解碼器30進行之傳輸或擷取。熵編碼模組56亦可熵編碼正寫碼之當前視訊圖塊的運動向量及其他語法元素。
逆量化模組58及逆變換模組60分別應用逆量化及逆變換以在像素域中重建構殘餘區塊以供稍後用作參考圖片之參考區塊。運動補償模組44可藉由將殘餘區塊加至參考圖片清單中之一者內的參考圖片中之一者的預測性區塊而計算一參考區塊。運動補償模組44亦可將一或多個內插濾波器應用於經重建構之殘餘區塊以計算用於在運動估計中使用的次整數像素值。求和器62將經重建構殘餘區塊加至藉由運動補償模組44產生之經運動補償的預測區塊，以產生用於儲存於參考圖片記憶體64中之參考區塊。運動估計模組42及運動補償模組44可將該參考區塊用作參考區塊，以框間預測後續視訊圖框或圖片中之區塊。
以此方式，圖12之視訊編碼器20表示視訊編碼器之一實例，其經組態以接收視訊資料之明度分量之殘餘值的N乘N陣列，接收視訊資料之色度分量之殘餘值的對應N/2乘N 陣列，將色度分量之殘餘值的N/2乘N陣列分割為色度殘餘值之兩個N/2乘N/2子陣列，及藉由根據本發明中所描述之技術對色度殘餘值之該等子陣列中的每一者執行一變換而產生用於色度分量之變換係數。視訊編碼器20可產生用於對應於明度分量之每一色度分量的變換係數之兩個N/2乘N/2子陣列。
圖13為說明用於分割殘餘值及產生色度區塊之變換係數之實例方法的流程圖。儘管以下參考視訊編碼器20來描述圖13中之程序，但該程序可由視訊編碼器20、分割模組35、變換模組52及/或視訊編碼器20之其他組件的任何組合執行。
如圖13中所說明，視訊編碼器20獲得用於視訊資料之明度分量的殘餘值之N乘N陣列(1302)。視訊編碼器20獲得用於視訊資料之色度分量的殘餘值之對應N/2乘N陣列(1304)。應注意到，獲得殘餘值之陣列可指代視訊編碼器用以產生殘餘值之陣列或接收殘餘值之陣列的程序。色度分量可包括本文中所描述之U及V或Cr及Cb色度分量中之任一者。殘餘值可由視訊編碼器20產生以作為本文中所描述之預測性寫碼技術的一部分。應注意到，當色度分量之殘餘值的N/2乘N陣列對應於明度分量之殘餘值的N乘N陣列時，該等陣列可與根據如以上所描述的視訊資料之4：2：2格式而格式化的視訊資料之CU相關聯。視訊編碼器20將色度分量之殘餘值的N/2乘N陣列分割為色度殘餘值之兩個N/2乘N/2子陣列(1306)。視訊編碼器20藉由對色度殘餘值 之子陣列中的每一者執行變換而產生用於色度分量之變換係數(1308)。應注意到，如以上所描述，當與對N/2乘N陣列執行變換相比較而言時，針對兩個N/2乘N/2子陣列中之每一者執行變換可減少區塊效應之主觀出現。視訊編碼器20輸出變換係數(1310)。在一個實例中，視訊編碼器20可將變換係數輸出至視訊解碼器以作為經編碼位元串流之一部分。應注意到，在其他實例中，變換係數之輸出可包括將變換係數輸出至一熵編碼器。熵寫碼器可接著將經熵編碼之變換係數輸出至視訊解碼器以作為經編碼位元串流之一部分。應注意到，儘管圖13中所說明之方法描述了產生用於單一色度分量之變換係數，但視訊編碼器20亦可以類似方式產生用於其他分量之變換係數。亦即，視訊編碼器20可獲得殘餘值至陣列及子陣列，且對明度分量及色度分量中每一者的陣列執行變換。
圖14為說明可實施本發明中所描述之技術之實例視訊解碼器30的方塊圖。在圖14之實例中，視訊解碼器30包括熵解碼模組80、預測模組81、逆量化模組86、逆變換模組88、求和器90及參考圖片記憶體92。預測模組81包括運動補償模組82及框內預測模組84。在一些實例中，視訊解碼器30可執行與參考來自圖12之視訊編碼器20所描述之編碼遍次大體上反向的解碼遍次。
在解碼程序期間，視訊解碼器30自視訊編碼器20接收表示經編碼視訊圖塊之視訊區塊及相關聯之語法元素的經編碼視訊位元串流。視訊解碼器30之熵解碼模組80熵解碼該 位元串流以產生經量化之係數、運動向量及其他語法元素。熵解碼模組80將運動向量及其他語法元素轉遞至預測模組81。視訊解碼器30可接收視訊圖塊層級及/或視訊區塊層級處的語法元素。
在視訊圖塊經寫碼為經框內寫碼(I)圖塊時，預測模組81之框內預測模組84可基於經傳訊之框內預測模式及來自當前圖框或圖片的先前解碼區塊之資料而產生用於當前視訊圖塊之視訊區塊的預測資料。當視訊圖框經寫碼為經框間寫碼(亦即，B、P或GPB)圖塊時，預測模組81之運動補償模組82基於自熵解碼模組80接收之運動向量及其他語法元素而產生用於當前視訊圖塊之視訊區塊的預測性區塊。預測性區塊可自參考圖片清單中之一者內的參考圖片中之一者產生。視訊解碼器30可基於儲存於參考圖片記憶體92中之參考圖片而使用預設建構技術來建構參考圖框清單(清單0及清單1)。
運動補償模組82藉由剖析運動向量及其他語法元素而判定當前視訊圖塊之視訊區塊之預測資訊，且使用該預測資訊以產生正經解碼之當前視訊區塊之預測性區塊。舉例而言，運動補償模組82使用所接收之語法元素中的一些來判定用以寫碼視訊圖塊之視訊區塊之預測模式(例如，框內預測或框間預測)、框間預測圖塊類型(例如，B圖塊、P圖塊或GPB圖塊)、圖塊之參考圖片清單中之一或多者之建構資訊、圖塊之每一框間編碼視訊區塊之運動向量、圖塊之每一框間寫碼視訊區塊之框間預測狀態，及用以解碼當前 視訊圖塊中之視訊區塊之其他資訊。
運動補償模組82亦可基於內插濾波器來執行內插。運動補償模組82可在視訊區塊之編碼期間使用如由視訊編碼器20使用之內插濾波器，以計算參考區塊之次整數像素的內插值。在此情形下，運動補償模組82可自經接收之語法元素來判定由視訊編碼器20使用之內插濾波器，且使用該等內插濾波器來產生預測性區塊。
逆量化模組86將位元串流中所提供且由熵解碼模組80解碼的經量化之變換係數逆量化(亦即，解量化)。逆量化程序可包括使用由視訊編碼器20所計算之用於視訊圖塊中之每一視訊區塊的量化參數，以判定量化程度及(同樣)應應用之逆量化的程度。
逆變換模組88接收變換係數且將一逆變換(例如，逆DCT、逆整數變換或概念上類似之逆變換程序)應用於變換係數以便產生像素域中之殘餘區塊。在一些實例中，逆變換模組可接收已由視訊編碼器基於以上參考圖8A至圖8B及圖9所描述之變換單元分割技術所產生的變換係數。在一個實例中，逆變換模組88可經組態以接收用於視訊資料之明度分量的變換係數之N乘N陣列，接收用於視訊資料之色度分量的變換係數之複數個對應N/2乘N/2子陣列，對色度變換係數之N/2乘N/2子陣列中之每一者執行一逆變換以產生殘餘樣本值之複數個N/2乘N/2子陣列，及組合殘餘樣本值之N/2乘N/2子陣列中的每一者以形成用於色度分量之殘餘樣本值的一N/2乘N陣列。
在運動補償模組82或框內預測模組84基於運動向量及其他語法元素產生當前視訊區塊之預測性區塊之後，視訊解碼器30藉由對來自逆變換模組88之殘餘區塊與由運動補償模組82所產生的對應預測性區塊求和而形成一經解碼視訊區塊。求和器90表示執行此求和運算之(若干)組件。
視需要，亦可應用解區塊濾波器來過濾經解碼區塊以便移除區塊效應假影。其他迴路濾波器(在寫碼迴路中或在寫碼迴路後)亦可用以使像素轉變平滑，或以其他方式改良視訊品質。接著將給定圖框或圖片中之經解碼視訊區塊儲存於參考圖片記憶體92中，參考圖片記憶體92儲存用於後續運動補償之參考圖片。參考圖片記憶體92亦儲存經解碼視訊以用於稍後在顯示器件(諸如，圖1之顯示器件32)上呈現。
圖14之視訊編碼器30表示視訊解碼器之一實例，其經組態以接收用於視訊資料之明度分量的變換係數之N乘N陣列，接收用於視訊資料之色度分量的變換係數之複數個對應N/2乘N/2子陣列，對色度變換係數之N/2乘N/2子陣列中之每一者執行一逆變換以產生殘餘樣本值之複數個N/2乘N/2子陣列，及根據本發明中所描述之技術組合殘餘樣本值之N/2乘N/2子陣列中的每一者以形成用於色度分量之殘餘樣本值的一N/2乘N陣列。
圖15為說明用於自變換係數產生色度區塊之殘餘值之實例方法的流程圖。儘管以下參考視訊解碼器30來描述圖15中之程序，但該程序可由視訊解碼器30、熵解碼模組80、 逆量化模組86、逆變換模組88及/或視訊解碼器30之其他組件的任何組合執行。
如圖15中所說明，視訊解碼器30獲得用於視訊資料之明度分量的變換係數之N乘N陣列(1502)。視訊解碼器30獲得用於視訊資料之色度分量的變換係數之對應N/2乘N/2陣列(1504)。色度分量可包括本文中所描述之U及V或Cr及Cb色度分量中之任一者。變換係數可由視訊編碼器產生以作為本文中所描述之預測性寫碼技術的一部分。應注意到，當色度分量之變換係數的N/2乘N/2子陣列對應於明度分量之係數的N乘N陣列時，該等陣列可與根據如以上所描述的視訊資料之4：2：2格式而格式化的視訊資料之CU相關聯。視訊解碼器30對用於色度分量之變換係數之N/2乘N/2子陣列中的每一者執行逆變換(1506)。視訊解碼器30藉由組合來自色度變換係數之子陣列中之每一者的所得殘餘值而產生色度分量之殘餘值的陣列(1508)。視訊解碼器30輸出殘餘值(1510)。在一個實例中，視訊解碼器30可輸出該等殘餘值以作為視訊重建構程序之一部分。
在一或多個實例中，所描述功能可以硬體、軟體、韌體或其任何組合來實施。若以軟體來實施，則該等功能可作為一或多個指令或程式碼而儲存於電腦可讀媒體上或經由電腦可讀媒體進行傳輸，且藉由基於硬體之處理單元執行。電腦可讀媒體可包括電腦可讀儲存媒體(其對應於諸如資料儲存媒體之有形媒體)或通信媒體，通信媒體包括(例如)根據通信協定促進電腦程式自一處傳送至另一處的 任何媒體。以此方式，電腦可讀媒體大體上可對應於(1)非暫時性的有形電腦可讀儲存媒體，或(2)諸如信號或載波之通信媒體。資料儲存媒體可為可由一或多個電腦或一或多個處理器存取以擷取指令、程式碼及/或資料結構以用於實施本發明中所描述之技術的任何可用媒體。電腦程式產品可包括電腦可讀媒體。
藉由實例而非限制，該等電腦可讀儲存媒體可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟儲存器件、磁碟儲存器件或其他磁性儲存器件，快閃記憶體，或可用以儲存呈指令或資料結構之形式之所要程式碼且可藉由電腦存取的任何其他媒體。又，將任何連接適當地稱為電腦可讀媒體。舉例而言，若使用同軸纜線、光纖纜線、雙絞線、數位用戶線(DSL)或無線技術(諸如，紅外線、無線電及微波)而自網站、伺服器或其他遠端源傳輸指令，則同軸纜線、光纖纜線、雙絞線、DSL或無線技術(諸如，紅外線、無線電及微波)包括於媒體之定義中。然而，應理解，電腦可讀儲存媒體及資料儲存媒體不包括連接、載波、信號或其他暫時媒體，而可替代地針對非暫時、有形儲存媒體。如本文中所使用，磁碟及光碟包括緊密光碟(CD)、雷射光碟、光碟、數位多功能光碟(DVD)、軟性磁碟及藍光光碟，其中磁碟通常以磁性方式再生資料，而光碟藉由雷射以光學方式再生資料。以上各物之組合亦應包括於電腦可讀媒體之範疇內。
可藉由一或多個處理器來執行指令，諸如，一或多個數 位信號處理器(DSP)、通用微處理器、特殊應用積體電路(ASIC)、場可程式化邏輯陣列(FPGA)或其他等效積體或離散邏輯電路。因此，如本文中所使用，術語「處理器」可指代前述結構或適合於實施本文中所描述之技術的任何其他結構中之任一者。另外，在一些態樣中，可將本文所描述之功能性提供於經組態以用於編碼及解碼之專用硬體及/或軟體模組內，或併入於組合式編碼解碼器中。又，該等技術可完全實施於一或多個電路或邏輯元件中。
本發明之技術可以多種器件或裝置來實施，該等器件或裝置包括無線手機、積體電路(IC)或一組IC(例如，晶片組)。在本發明中描述各種組件、模組或單元以強調經組態以執行所揭示技術之器件之功能態樣，但未必需要藉由不同硬體單元來實現。實情為，如以上所描述，可將各種單元組合於編碼解碼器硬體單元中，或藉由互操作性硬體單元(包括如以上所描述之一或多個處理器)之集合而結合合適軟體及/或韌體來提供該等單元。
已描述各種實例。此等及其他實例在以下申請專利範圍之範疇內。
10‧‧‧視訊編碼及解碼系統
12‧‧‧源器件
14‧‧‧目的地器件
16‧‧‧鏈路
18‧‧‧視訊源
20‧‧‧視訊編碼器
22‧‧‧輸出介面
28‧‧‧輸入介面
30‧‧‧視訊解碼器
32‧‧‧顯示器件
34‧‧‧儲存器件
35‧‧‧分割模組
41‧‧‧預測模組
42‧‧‧運動估計模組
44‧‧‧運動補償模組
46‧‧‧框內預測模組
50‧‧‧求和器
52‧‧‧變換模組
54‧‧‧量化模組
56‧‧‧熵編碼模組
58‧‧‧逆量化模組
60‧‧‧逆變換模組
62‧‧‧求和器
64‧‧‧參考圖片記憶體
80‧‧‧熵解碼模組
81‧‧‧預測模組
82‧‧‧運動補償模組
84‧‧‧框內預測模組
86‧‧‧逆量化模組
88‧‧‧逆變換模組
90‧‧‧求和器
92‧‧‧參考圖片記憶體
圖1A至圖1C為說明用於寫碼單元之明度及色度分量之不同樣本格式的概念圖。
圖2為說明根據4：2：2樣本格式而格式化之16×16寫碼單元的概念圖。
圖3為說明變換單元之四分樹分解結構的概念圖。
圖4A及圖4B為說明變換單元之四分樹分解結構的概念圖。
圖5為說明四分樹分解層級之概念圖。
圖6為說明應用至根據4：2：2樣本格式而格式化之16×16寫碼單元之TU四分樹分解的概念圖。
圖7為說明可利用本發明中所描述之技術之實例視訊編碼及解碼系統的方塊圖。
圖8A至圖8D為說明用於針對視訊區塊之變換單元分割之技術的概念圖。
圖9為說明用於針對根據4：2：2樣本格式而格式化之16×16視訊區塊之變換單元分割的技術的概念圖。
圖10A至圖10D為說明用於針對經寫碼區塊旗標寫碼之區塊關聯之技術的概念圖。
圖11為說明用於色度區塊之經寫碼區塊旗標寫碼的變換單元分割及區塊關聯之實例方法的流程圖。
圖12為說明可實施本發明中所描述之技術之實例視訊編碼器的方塊圖。
圖13為說明用於分割殘餘值及產生色度區塊之變換係數之實例方法的流程圖。
圖14為說明可實施本發明中所描述之技術之實例視訊解碼器的方塊圖。
圖15為說明用於自變換係數產生殘餘值之實例方法的流程圖。

Claims (28)

  1. 一種用於解碼視訊資料之方法，其包含：獲得用於視訊資料之一明度分量之變換係數的一N乘N陣列；獲得用於視訊資料之一色度分量之變換係數的複數個對應N/2乘N/2子陣列；對色度變換係數之該等N/2乘N/2子陣列中之每一者執行一逆變換以產生殘餘樣本值之複數個N/2乘N/2子陣列；及組合殘餘樣本值之該等N/2乘N/2子陣列中的每一者以形成該色度分量之殘餘樣本值的一N/2乘N陣列。
  2. 一種用於解碼視訊資料之方法，其包含：獲得用於視訊資料之一明度分量之變換係數的複數個N/2乘N/2子陣列；獲得用於視訊資料之一色度分量之變換係數的複數個對應N/4乘N/4子陣列；對色度變換係數之該複數個N/4乘N/4子陣列中之每一者執行一逆變換以產生殘餘樣本值之複數個N/4乘N/4子陣列；及組合殘餘樣本值之該等N/4乘N/4子陣列中的每一者以形成該色度分量之殘餘樣本值的一N/2乘N陣列。
  3. 如請求項2之方法，其中N等於16且其中用於視訊資料之該明度分量之變換係數的該複數個N/2乘N/2子陣列包括四個子陣列，且該色度分量之變換係數的該複數個對應 N/4乘N/4子陣列包括八個子陣列。
  4. 一種用於解碼視訊資料之方法，其包含：獲得用於視訊資料之一明度分量之變換係數的四個N乘N/4子陣列；獲得用於視訊資料之一色度分量之變換係數的八個對應N/2乘N/8子陣列；對色度變換係數之該等N/2乘N/8子陣列中之每一者執行一逆變換以產生殘餘樣本值之八個N/2乘N/8子陣列；及組合殘餘樣本值之該等N/2乘N/8子陣列中的每一者以形成該色度分量之殘餘樣本值的一N/2乘N陣列。
  5. 如請求項4之方法，其中N等於32。
  6. 一種包含一或多個處理器之視訊解碼器件，該一或多個處理器經組態以：獲得用於視訊資料之一明度分量之變換係數的一N乘N陣列；獲得用於視訊資料之一色度分量之變換係數的複數個對應N/2乘N/2子陣列；對色度變換係數之該等N/2乘N/2子陣列中之每一者執行一逆變換以產生殘餘樣本值之複數個N/2乘N/2子陣列；及組合殘餘樣本值之該等N/2乘N/2子陣列中的每一者以形成該色度分量之殘餘樣本值的一N/2乘N陣列。
  7. 一種包含一或多個處理器之視訊解碼器件，該一或多個處理器經組態以： 獲得用於視訊資料之一明度分量之變換係數的複數個N/2乘N/2子陣列；獲得用於視訊資料之一色度分量之變換係數的複數個對應N/4乘N/4子陣列；對色度變換係數之該複數個N/4乘N/4子陣列中之每一者執行一逆變換以產生殘餘樣本值之複數個N/4乘N/4子陣列；及組合殘餘樣本值之該等N/4乘N/4子陣列中的每一者以形成該色度分量之殘餘樣本值的一N/2乘N陣列。
  8. 如請求項7之視訊解碼器件，其中N等於16且其中用於視訊資料之該明度分量之變換係數的該複數個N/2乘N/2子陣列包括四個子陣列，且該色度分量之變換係數的該複數個對應N/4乘N/4子陣列包括八個子陣列。
  9. 一種包含一或多個處理器之視訊解碼器件，該一或多個處理器經組態以：獲得用於視訊資料之一明度分量之變換係數的四個N乘N/4子陣列；獲得用於視訊資料之一色度分量之變換係數的八個對應N/2乘N/8子陣列；對色度變換係數之該等N/2乘N/8子陣列中之每一者執行一逆變換以產生殘餘樣本值之八個N/2乘N/8子陣列；及組合殘餘樣本值之該等N/2乘N/8子陣列中的每一者以形成該色度分量之殘餘樣本值的一N/2乘N陣列。
  10. 如請求項9之視訊解碼器件，其中N等於32。
  11. 一種用於編碼視訊資料之方法，其包含：獲得用於視訊資料之一明度分量之殘餘值的一N乘N陣列；獲得用於視訊資料之一色度分量之殘餘值的一對應N/2乘N陣列；將該色度分量之殘餘值的該N/2乘N陣列分割為色度殘餘值之兩個N/2乘N/2子陣列；及對色度殘餘值之該等子陣列中的每一者執行一變換以產生用於該色度分量之變換係數。
  12. 如請求項11之方法，其進一步包含將用於該明度分量之殘餘值的該N乘N陣列分割為明度殘餘值之四個子陣列，且至少部分地基於應用於該明度分量之殘餘值之該N乘N陣列的該分割而將色度殘餘值之該兩個N/2乘N/2子陣列中的每一者進一步分割為色度殘餘值之四個子陣列。
  13. 如請求項12之方法，其中將該明度分量之殘餘值的該N乘N陣列分割為明度殘餘值之四個子陣列將產生明度殘餘值之四個8乘8子陣列，且其中將色度殘餘值之該兩個N/2乘N/2子陣列中的每一者進一步分割為色度殘餘值之四個子陣列將產生色度殘餘值之八個4乘4子陣列。
  14. 如請求項12之方法，其中將該明度分量之殘餘值的該N乘N陣列分割為明度殘餘值之四個子陣列將產生具有4比1之縱橫比的明度殘餘值之四個子陣列，且其中至少部分地基於應用於該明度分量之殘餘值之該N乘N陣列的該分割而將色度殘餘值之該兩個N/2乘N/2子陣列中的每一 者進一步分割為色度殘餘值之四個子陣列將產生具有4比1之縱橫比的色度殘餘值之八個子陣列。
  15. 如請求項11之方法，其中將該色度分量之殘餘值的該N/2乘N陣列分割為色度殘餘值之兩個N/2乘N/2子陣列包括：在該兩個N/2乘N/2子陣列低於一最小變換單元大小時判定不將殘餘值之該N/2乘N陣列分割為色度殘餘值之兩個N/2乘N/2子陣列。
  16. 一種包含一或多個處理器之視訊編碼器件，該一或多個處理器經組態以：獲得用於視訊資料之一明度分量之殘餘值的一N乘N陣列；獲得用於視訊資料之一色度分量之殘餘值的一對應N/2乘N陣列；將該色度分量之殘餘值的該N/2乘N陣列分割為色度殘餘值之兩個N/2乘N/2子陣列；及對色度殘餘值之該等子陣列中的每一者執行一變換以產生用於該色度分量之變換係數。
  17. 如請求項16之器件，其中該一或多個處理器經進一步組態以將該明度分量之殘餘值的該N乘N陣列分割為明度殘餘值之四個子陣列，且至少部分地基於應用於該明度分量之殘餘值之該N乘N陣列的該分割而將色度殘餘值之該兩個N/2乘N/2子陣列中的每一者進一步分割為色度殘餘值之四個子陣列。
  18. 如請求項17之器件，其中將該明度分量之殘餘值的該N 乘N陣列分割為明度殘餘值之四個子陣列將產生明度殘餘值之四個8乘8子陣列，且其中將色度殘餘值之該兩個N/2乘N/2子陣列中的每一者進一步分割為色度殘餘值之四個子陣列將產生色度殘餘值之八個4乘4子陣列。
  19. 如請求項17之器件，其中將該明度分量之殘餘值的該N乘N陣列分割為明度殘餘值之四個子陣列將產生具有4比1之縱橫比的明度殘餘值之四個子陣列，且其中至少部分地基於應用於該明度分量之殘餘值之該N乘N陣列的該分割而將色度殘餘值之該兩個N/2乘N/2子陣列中的每一者進一步分割為色度殘餘值之四個子陣列將產生具有4比1之縱橫比的色度殘餘值之八個子陣列。
  20. 如請求項16之器件，其中將該色度分量之殘餘值的該N/2乘N陣列分割為色度殘餘值之兩個N/2乘N/2子陣列包括：在該兩個N/2乘N/2子陣列低於一最小變換單元大小時判定不將殘餘值之該N/2乘N陣列分割為色度殘餘值之兩個N/2乘N/2子陣列。
  21. 一種包含儲存於其上之指令的非暫時性電腦可讀媒體，當執行該等指令時，使一或多個處理器：獲得用於視訊資料之一明度分量之殘餘值的一N乘N陣列；獲得用於視訊資料之一色度分量之殘餘值的一對應N/2乘N陣列；將該色度分量之殘餘值的該N/2乘N陣列分割為色度殘餘值之兩個N/2乘N/2子陣列；及 對色度殘餘值之該等子陣列中的每一者執行一變換以產生用於該色度分量之變換係數。
  22. 如請求項21之非暫時性電腦可讀媒體，其中該等指令進一步使一或多個處理器：將該明度分量之殘餘值的該N乘N陣列分割為明度殘餘值之四個子陣列，且至少部分地基於應用於該明度分量之殘餘值之該N乘N陣列的該分割而將色度殘餘值之該兩個N/2乘N/2子陣列中的每一者進一步分割為色度殘餘值之四個子陣列。
  23. 如請求項22之非暫時性電腦可讀媒體，其中將該明度分量之殘餘值的該N乘N陣列分割為明度殘餘值之四個子陣列將產生明度殘餘值之四個8乘8子陣列，且其中將色度殘餘值之該兩個N/2乘N/2子陣列中的每一者進一步分割為色度殘餘值之四個子陣列將產生色度殘餘值之八個4乘4子陣列。
  24. 如請求項22之非暫時性電腦可讀媒體，其中將該明度分量之殘餘值的該N乘N陣列分割為明度殘餘值之四個子陣列將產生具有4比1之縱橫比的明度殘餘值之四個子陣列，且其中至少部分地基於應用於該明度分量之殘餘值之該N乘N陣列的該分割而將色度殘餘值之該兩個N/2乘N/2子陣列中的每一者進一步分割為色度殘餘值之四個子陣列將產生具有4比1之縱橫比的色度殘餘值之八個子陣列。
  25. 如請求項21之非暫時性電腦可讀媒體，其中將該色度分量之殘餘值的該N/2乘N陣列分割為色度殘餘值之兩個 N/2乘N/2子陣列包括：在該兩個N/2乘N/2子陣列低於一最小變換單元大小時判定不將殘餘值之該N/2乘N陣列分割為色度殘餘值之兩個N/2乘N/2子陣列。
  26. 一種編碼視訊資料之方法，其包含：判定與一色度分量相關聯之一第一變換單元是否包括至少一非零變換係數；判定與該色度分量相關聯之一第二變換單元是否包括至少一非零變換係數；及產生用於該第一變換單元及該第二變換單元之一聯合經寫碼區塊旗標，其中該聯合經寫碼區塊旗標指示該第一變換單元或該第二變換單元中之任一者是否包括至少一非零變換係數。
  27. 如請求項26之方法，其進一步包含：當該聯合經寫碼區塊旗標指示該第一變換單元或該第二變換單元中之任一者包括至少一非零變換係數時，產生一經寫碼區塊旗標，該經寫碼區塊旗標指示該第一變換單元是否包括至少一非零係數。
  28. 如請求項27之方法，其進一步包含：當經寫碼區塊旗標指示該第一變換單元包括至少一非零係數時，產生一用於該第二變換單元之經寫碼區塊旗標，該用於該第二變換單元之經寫碼區塊旗標指示該第二變換單元是否包括至少一非零變換係數。
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