TW202038619A - 越界節點視訊資料之處理方法及裝置 - Google Patents

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Abstract

視訊編碼或解碼系統中用於處理當前圖片中越界節點的視訊處理方法和裝置。 越界節點是具有跨越當前圖片邊界的塊區域的編解碼樹節點。 該視訊處理方法或裝置確定推斷的分割類型，應用推斷的分割類型以將越界節點分割為子塊，將每個子塊自適應地分割為一個或多個葉塊，並對當前圖片內的越界節點中的葉塊進行編碼或解碼。用於在幀間切片、圖片或圖塊中分割越界節點的推斷的分割類型與用於在幀內切片、圖片或圖塊中分割越界節點的推斷的分割類型相同。

Description

越界節點視訊資料之處理方法及裝置
本發明涉及在視訊編解碼系統中對視訊資料進行編碼或解碼的視訊處理方法和裝置。 特別地，本發明涉及在圖片邊界處分割視訊資料。
高效視訊編解碼（HEVC）標準是由ITU-T研究小組的視訊編解碼聯合協作小組（JCT-VC）的視訊編解碼專家組開發的最新視訊編解碼標準。HEVC標準依賴於基於塊的編解碼結構，該結構將每個視訊圖片分割為多個非重疊的方形編解碼樹單元（CTU），也稱為最大編解碼單元（LCU）。視訊圖片或切片中的每個單獨的CTU以光柵掃描順序進行處理。在HEVC主配置文件中，CTU的最大和最小大小由序列參數集（SPS）中發信（signaled）的語法元素指定。使用四叉樹（QT）分割（split）結構將每個CTU進一步遞歸地分割（partition）為一個或多個非重疊的編解碼單元（CU），以適應各種本地特徵。在QT分割結構的每個分割深度處，一個NxN塊要么是單個葉CU，要么被分割為四個大小相等的N / 2xN / 2的較小塊。大小為MxM像素樣本的CTU是四叉樹編解碼樹的根節點，四個M / 2xM / 2塊是從根節點分割出來的子四叉樹節點。四個M / 2xM / 2塊中的每一個都可以成為由另一個QT分割的父節點，從而導致四個子節點的大小在每個空間維度上進一步減小一半。如果未進一步分割編解碼樹節點，則將其稱為葉CU。葉子CU大小被限制為大於或等於最小允許CU大小，該大小也在SPS中指定。遞歸四叉樹分割結構的示例在第1圖中說明，其中實線表示CTU 10中的CU邊界​​。
一旦將CTU分割為葉CU，就根據用於預測的PU分割類型，將每個葉CU進一步分割為一個或多個預測單元（PU）。與用於CU的遞歸四叉樹分割不同，每個葉CU僅可被分割一次以形成一個或多個PU。由於將相同的預測過程應用於PU中的所有像素，因此PU用作共享預測資訊的基本代表塊。預測資訊以PU為基礎傳送到解碼器。在獲得由基於PU分割類型的預測過程生成的殘差資料之後，屬於葉CU的殘差資料根據另一四叉樹分割結構被分割為一個或多個變換單元（TU），用於將殘差資料變換為用於緊湊的資料表示的變換係數。第1圖中的虛線表示CTU 10中的TU邊界。TU是用於對殘差資料或變換係數進行變換和量化的基本代表塊。對於每個TU，將具有與TU相同大小的變換矩陣應用於殘差資料以生成變換係數，並且基於TU將這些變換係數量化並傳送到解碼器。
術語“編解碼樹塊”（CTB）、“編解碼塊”（CB）、“預測塊”（PB）和“變換塊”（TB）被定義為指定分別與CTU、CU、PU和TU關聯的一個顏色分量的二維（2-D）樣本數組。例如，CTU由一個亮度（luma）CTB、兩個色度（chroma）CTB及其相關的語法元素組成。類似的關係對於CU、PU和TU有效。在HEVC系統中，除非達到色度塊的最小尺寸，否則通常將相同的四叉樹分割結構應用於亮度和色度分量。
二叉樹（BT）分割結構是另一種分割結構，其將一個塊遞歸地分割為兩個較小的塊。最簡單的二叉樹分割結構僅允許對稱的水平分割類型和對稱的垂直分割類型。對於大小為MxN的給定塊，發信第一個標誌以指示該塊是否被分割為兩個較小的塊，如果第一個標誌指示分割，則第二個標誌指示分割類型。如果分割類型為對稱水平分割，則將該MxN塊分割為大小為MxN / 2的兩個塊，如果分割類型為對稱垂直分割，則將該MxN塊分割為大小為M / 2xN的兩個塊。由於二叉樹分割結構能夠水平或垂直分割一個塊，因此必須指出最小允許寬度和高度。如果塊高度小於最小允許高度，則隱式不允許水平分割；類似地，如果塊寬度小於最小允許寬度，則隱式不允許垂直分割。
除了四叉樹分割和二叉樹（BT）分割之外，三叉樹（TT）分割是分割視訊資料的替代分割類型。 TT分割旨在捕獲塊中心的對象。第2圖示出了五個先前描述的分割類型，包括四叉樹分割類型20、二叉樹分割類型22和24以及三叉樹分割類型26和28。垂直中心側三叉樹分割類型26和水平中心側三叉樹分割類型28將一個塊分成三個較小的塊，它們在一個空間維度上均具有減小的大小（reduced size），而在另一空間維度上均保持相同的大小。如果使用所有三種分割類型，則可以通過四叉樹分割20、垂直BT分割22、水平BT分割24、垂直TT分割26或水平TT分割28來迭代地分割一個塊。葉節點是用於預測和變換的編解碼單元（ CU），因此不會進一步分割。
HEVC標準支持35種幀內預測模式，包括33種角度模式、DC模式和平面（Planar）模式。根據從35種模式中選擇的一種幀內預測模式，從相鄰參考樣本中導出當前塊的幀內預測子。如果選擇了角度模式，則根據所選角度模式的預測方向通過從參考樣本中外推樣本來預測當前塊中每個樣本的值。如果選擇了平面模式，則假定從相鄰塊的邊界樣本派生（derive）出具有水平和垂直平滑梯度的振幅表面，計算當前塊中每個樣本的值。如果選擇了DC模式，則當前塊的每個樣本的值是參考樣本的平均值。顯式地發信所選幀內預測模式或從當前塊的上方或左側相鄰塊的先前解碼模式推斷出所選幀內預測模式。上方和左側相鄰塊的幀內預測模式包括在三個最可能模式（Most Probable Mode，簡寫為MPM）的集合中。發信第一MPM標誌以指示所選模式是否與三個MPM之一相同，如果是，則發送另一個標誌以指示選擇了三個MPM中的哪一個；如果第一個MPM標誌為假（false），則使用5位元固定長度的編解碼字顯式地發信所選模式。 HEVC標準中使用的33種角度模式如第3圖所示，其中H表示水平模式的方向，V表示垂直模式的方向。下一代視訊編解碼標準中的幀內預測模式的數量有望擴展到67種模式，包括DC、平面和65個角度模式。每個角度模式都可以用模式H + k或模式V + k表示，其中k = 0，+ 1，+-2，.. +-16。模式H-16和模式V-16是同一模式，因為該模式指的是從當前塊的左上角到中心的預測方向。
在視訊編解碼系統中用於對視訊圖片中的視訊資料進行編碼或解碼的視訊處理的方法和裝置包括：接收與當前圖片中的當前塊相關聯的輸入資料，確定當前塊是否為越界節點，如果當前塊是越界節點，則確定當前塊的推斷分割類型，如果當前塊是越界節點，則應用推斷的分割類型將當前塊分割為子塊，以及如果當前塊不是越界節點，則將每個子塊自適應地分割為一個或多個葉塊，或者將當前塊自適應地分割為一個或多個葉塊，並編碼或解碼當前圖片中的當前塊中的一個或多個葉塊。越界節點是具有跨越當前圖片邊界的塊區域的編解碼樹節點。根據實施例，當前塊中的葉塊是編解碼樹單元（CTU）中的編解碼單元（CU）。在一些實施例中，僅當越界節點大於預定義的大小時，推斷的分割類型才用於分割越界節點。小於或等於預定義大小的越界節點不會被推斷的分割類型強制分割。預定大小的一些實施例包括流水線單元大小，最大變換大小以及最大變換大小的倍數。流水線單位大小是流水線單位的大小，並且流水線單位是用於流水線處理的基本單位，並且是從當前圖片分割的不重疊的網格。不發信用於分割大於預定大小的越界節點的推斷的分割類型的分割資訊。
在一個實施例中，針對越界節點的推斷的分割類型是四叉樹分割。在另一個實施例中，根據當前圖片邊界確定推斷的分割類型，例如，當當前塊跨越底部圖片邊界時，推斷的分割類型為水平二叉樹分割，當前塊越過右側圖片邊界時，推斷的分割類型為垂直邊界樹分割。
在將每個子塊自適應地分割為葉塊的一些實施例中，進一步確定從當前塊分割的任何子塊是否跨越流水線單元邊界，並且跨越流水線單元邊界的子塊被進一步分割為葉塊，直到沒有葉塊超過了流水線單元的邊界。流水線單元邊界是流水線單元的邊界，流水線單元是從當前圖片分割的網格，這些不重疊的網格設計為允許視訊編解碼系統中的不同流水線級同時處理連續的流水線單元。在自適應分割每個子塊的另一實施例中，進一步確定任何子塊的寬度或高度是否大於閾值，並且將寬度或高度大於閾值的子塊分割，直到寬度或高度小於或等於閾值。閾值的示例設置為等於流水線單位的寬度或高度、最大變換寬度或高度或最大變換寬度或高度的倍數。
在一個實施例中，針對當前塊的推斷的分割類型是有效分割類型之一，並且每個有效分割類型將當前塊分割為不跨越流水線單元邊界的子塊。對於分割深度等於0（即第一個深度）的越界節點，對於所有幀間和幀內切片、圖片或圖塊中的越界節點，用於該越界節點的推斷的分割類型相同。
可以應用分割約束(partition constraint)以將每個子塊分割為一個或多個葉塊或將當前塊分割為一個或多個葉塊，其中分割約束將每個葉塊限制為完全包含在一個流水線單元中或每個葉塊包含完整的一個或多個流水線單元。可以應用重新訪問約束將每個子塊分割為一個或多個葉塊，或者將當前塊分割為一個或多個葉塊，如果對葉塊的處理需要在離開流水線單元之後重新訪問該流水線單元，則違反了重新訪問約束。
視訊編解碼系統中的視訊處理的方法和裝置的變型接收當前圖片中當前塊的輸入資料，確定當前塊是否是分割深度等於0（即第一深度）的越界節點，如果當前塊是分割深度等於0的越界節點，則確定當前塊的第一分割類型，應用第一分割類型將當前塊分割為子塊，並如果當前塊是分割深度等於0的越界節點，則將每個子塊自適應地分割為一個或多個葉塊；如果當前塊不是分割深度等於0的越界節點，則將當前塊自適應地分割為一個或多個葉塊，並對當前圖片內當前塊的一個或多個葉節點進行編碼或解碼。用於在幀間切片、圖片或圖塊中分割越界節點的第一分割類型與用於在幀內切片、圖片或圖塊中分割越界節點的第一分割類型相同。在一個實施例中，第一分割類型是四叉樹分割。在一些實施例中，不僅第一分割類型對於幀間和幀內切片、圖片或圖塊是相同的，而且相同的分割方法被應用於對幀間和幀內切片、圖片或圖塊中的越界節點進行分割。分割方法通過滿足分割約束、重新訪問約束或分割和重新訪問約束，將當前塊中的子塊分割為葉塊，其中分割約束將每個葉塊完全限制在一個流水線單元中或限制每個葉塊包含完整的一個或多個流水線單元，如果若對葉塊的處理需要在離開當前流水線單元後重新訪問該流水線單元，則違反重新訪問約束。
本公開的各方面還提供了一種在視訊編碼系統或視訊解碼系統中實現的裝置，並且如果當前塊是越界節點，則該裝置使用推斷的分割類型將當前圖片中的當前塊分割為葉塊。在一個實施例中，當越界節點大於預定義的大小時，推斷的分割類型用於分割越界節點。該裝置的實施例在視訊編碼或解碼系統的塊分割模塊中實現。
本公開的各方面還提供了一種非暫時性計算機可讀介質，其存儲用於使裝置的處理電路執行視訊編解碼過程以使用推斷的分割類型對越界節點進行編碼或解碼的程式指令。通過閱讀下面對特定實施例的描述，本發明的其他方面和特徵對於所屬領域具有通常知識者將變得顯而易見。
將容易理解，如本文的附圖中一般性描述和示出的，本發明的部件可以以各種不同的配置來佈置和設計。因此，如附圖所示，對​​本發明的系統和方法的實施例的以下更詳細的描述並非旨在限制要求保護的本發明的範圍，而僅是本發明的選定實施例的代表。 。
在整個說明書中，對“實施例”，“某些實施例”或類似語言的引用意味著結合實施例描述的特定特徵、結構或特性可以包括在本發明的至少一個實施例中。因此，在整個說明書中各處出現的短語“在一個實施例中”或“在一些實施例中”並不一定全都指同一實施例，這些實施例可以單獨實現或與一個或多個其他實施例結合實現。此外，所描述的特徵、結構或特性可以在一個或多個實施例中以任何合適的方式組合。然而，相關領域的技術人員將認識到，可以在沒有一個或多個特定細節的情況下，或者在利用其他方法、部件等的情況下實踐本發明。在其他情況下，未示出或未示出公知的結構或操作。詳細描述以避免模糊本發明的方面。
VPDU的概念虛擬流水線資料單元（Virtual Pipeline Data Unit，簡寫為VPDU）被定義為用於流水線處理的基本單元，並且在以下描述中VPDU也被稱為流水線單元。通過將視訊圖片分割為多個不重疊的網格以進行流水線處理，連續的VPDU可以同時由多個流水線級（pipeline stage）處理。 VPDU是視訊圖片中的不重疊網格，可以是正方形單位，例如，每個VPDU包含MxM個亮度像素或NxN個色度像素，或者VPDU可以是一個非正方形單位。 VPDU的尺寸可以由諸如4096個像素的區域或諸如64×64亮度樣本或色度樣本的大小來定義。在另一實施例中，CTU被分為一個或多個流水線單元，例如，每個CTU被分為M×N流水線單元。在一個示例中，M和N等於2。在一個實施例中，將CTU分割為一個或多個網格，並且每個網格是流水線單元，並且在一個示例中，將流水線單元的大小設置為與最大變換塊大小相等。
在硬體解碼器中，每個VPDU由一個流水線級接著另一個流水線級處理，直到每個VPDU由視訊解碼的所有流水線級處理。硬體解碼器中不同的流水線級同時處理不同的VDPU。將VPDU大小限制在大小限制內是硬體實現中的關鍵設計問題，因為在大多數流水線級中，VPDU大小與緩衝區大小大致成比例。
VPDU大小的實施例被設置為等於最大變換塊（TB）大小，對於HEVC硬體解碼器，其為32x32亮度像素或16x16色度像素。但是，由於擴展最大TB尺寸可以提高整體編解碼效率，因此在下一代視訊編解碼標準中，最大TB尺寸有望得到提高。例如，亮度的最大TB大小從32x32擴展到64x64，色度的最大TB大小從16x16擴展到32x32（以4：2：0彩色格式）。當顏色格式為4：2：0時，下一代視訊編解碼標準的VPDU大小預計會提高到64x64（亮度）或32x32（色度），這是HEVC標準要求的VPDU大小的四倍。與僅採用四叉樹分割的HEVC標準相比，下一代視訊編解碼標准允許使用更靈活的分割類型對CTU進行分割，以實現更多的編解碼收益。例如，當通過二叉樹分割或三叉樹分割對128x128 CTU進行分割時，所需的VPDU大小將增加到128x128亮度像素或64x64色度像素。與HEVC標準相比，所需的VPDU大小現在增加了16倍，這大大增加了視訊處理中每個流水線級所需的緩衝區大小。
為了減小下一代視訊編解碼標準中所需的VPDU大小，本發明的一些實施例根據推斷的分割類型在圖片邊界上分割當前塊。一些其他實施例統一了第一次分割類型(first split type)，該第一次分割類型被應用於在幀間和幀內切片中以等於0的分割深度來分割越界節點。在一個示例中，可以將要編碼或解碼的視訊圖片分割為不重疊的CTU，並且每個CTU包含一個或多個用於流水線處理的流水線單元。在此示例中，跨圖片邊界的CTU也稱為分割深度等於0的越界節點。流水線單元的實施例具有等於最大變換塊尺寸的尺寸。在另一個實施例中，在序列級別、圖片級別、切片級別或塊級別顯式地發信流水線單元的大小。在又一個實施例中，根據對應的視訊壓縮標準，基於簡檔或級別隱式地定義流水線單元的大小。在塊分割期間可以應用以下描述的一個或多個約束。
每個流水線單元包含完整的一個或多個分割。分割約束根據當前塊與一個或多個對應流水線單元之間的關係來限制要應用於當前塊的一個或多個預定義分割類型。當前塊是CTU、CU、TU，或者當前塊是可以被進一步分割的四叉樹、二叉樹或三叉樹分割。例如，如果當前塊是CU，則CU的分割深度小於最大允許的CU深度。類似地，如果當前塊是TU，則TU的分割深度小於最大允許TU深度。在另一示例中，如果當前塊是CU，則其大於最小允許的CU大小；如果是TU，則其大於最小允許的TU大小。分割約束限制每個流水線單元包含一個或多個完整的四叉樹，二叉樹或三叉樹分割。分割可以是CU或TU。換句話說，分割約束將每個分割限制為完全包含在一個流水線單元中，這樣將使得導致至少一個分割不完全包含在一個流水線單元中的分割類型被跳過、不被使用或禁止。例如，在分割操作之後，流水線單元包含一個或多個CU，並且這些CU必須完全在流水線單元內部。在子樹分割期間，子塊中通過四叉樹、二叉樹或三叉樹分割從當前塊中分割的大小小於或等於流水線單元的所有樣本應位於同一流水線單元中。根據該分割約束，當當前塊等於或小於流水線單位並且當前塊完全在一個流水線單元之內時，允許四叉樹分割、二叉樹分割和三叉樹分割中的任何一個對當前塊進行分割，因為從當前塊分割的所有子塊仍包含在同一流水線單元中。在分割約束的示例性實施例中，當要通過四叉樹分割、二叉樹分割或三叉樹分割來分割的當前塊的大小大於流水線單元的大小時，視訊編碼器或解碼器檢查是否在子樹分割操作之後，每個分割中的所有樣本都在同一流水線單元中，並且僅當每個分割中的所有樣本都在同一流水線單元中時，才允許此子樹分割操作。在所有分割操作之後，流水線單元包含一個或多個完整的CU或TU。
通過遵守在流水線單元中包含完整的CU或TU的分割約束，流水線單元邊界也是CU邊界或TU邊界。換句話說，CU或TU不能越過流水線單元邊界，並且流水線單元邊界的每個分段也必須屬於CU邊界或TU邊界。根據此分割約束，流水線單元邊界必須與CU邊界或TU邊界對齊。
每個CU包含完整的一個或多個流水線單元 當當前CU仍包含完整的一個或多個流水線單元時，另一分割約束限制將分割類型應用於當前CU。第二個約束條件限制通過四叉樹、二叉樹或三叉樹分割分割的每個子塊包含完整的一個或多個流水線單元。例如，當在子樹分割操作之後當前CU包含一個或多個流水線單元時，這些流水線單元完全在當前CU內部。僅當由分割操作產生的每個分割仍包含一個或多個完整流水線單元時，才允許四叉樹分割、二叉樹分割或三叉樹分割來分割當前塊。在該分割約束的一個實施例中，一個流水線單元中的所有樣本都包括在相同的分割中，該分割從四叉樹分割、二叉樹分割或三叉樹分割中分離，其大小大於或等於流水線單元。
應用分割約束之一 對於從CTU按一種或多種分割類型進行分割的每個CU，必須滿足兩個前述分割約束之一。如果通過分割類型從當前塊分割出的任何分割都違反了兩個分割約束，則不允許該分割類型對當前塊進行分割。例如，一個或多個CU完全包含在一個流水線單元中，或者一個或多個流水線單元完全包含在一個CU中，其中每個CU通過四叉樹分割、二叉樹分割、或三叉樹分割之一或其組合分割。
具有重新訪問約束的分割約束一些分割約束的實施例根據重新訪問約束來評估預定義的分割類型的有效性，其中，通過預定義分割類型從當前塊分割出的子塊的處理順序不應允許離開流水線單元，然後再次訪問該流水線單元。如果違反了重新訪問約束，則不允許使用預定義的分割類型對當前塊進行分割。當子塊的處理需要在離開流水線單元之後重新訪問流水線單元時，違反了重新訪問約束。
越界節點的推斷的分割類型 將與整個當前圖片邊界內的塊區域相對應的編解碼樹節點或CU稱為界內（in-bounds）節點或界內CU。與跨越當前圖片邊界的塊區域相對應的編解碼樹節點或CU被稱為越界（out-of-bounds）節點或越界CU。當每個界內節點被進一步分割時，視訊編碼或解碼系統可以通過服從本發明中公開的分割約束之一的任何分割類型自由地將界內節點分割為較小的塊。根據本發明的實施例，為了分割作為越界節點的當前塊，視訊編碼或解碼系統在考慮邊界分割之前使用推斷的分割類型將當前塊分割為子塊。完全或部分地在當前圖片內的每個子塊被自適應地分成一個或多個葉塊，例如一個或多個葉CU。
第4圖示出了通過考慮邊界分割來分割越過右圖片邊界的越界節點的示例。如第4圖所示，右圖片邊界44將越界節點42分割為兩個區域，當前圖片內部的一個區域（即，右圖片邊界44的左側的區域）和當前圖片之外的另一區域。在該示例中，越界節點42是CTU，其大小等於128×128亮度樣本。在此示例中，流水線單元的大小是64x64亮度樣本，並且在第4圖中用虛線顯示了越界節點42內部的流水線單元邊界。常規視訊編碼或解碼系統將每個越界節點分割，首先根據圖片邊界考慮邊界分割，從而確定越界節點，例如，水平二叉樹分割用於分割跨越底部圖片邊界的越界節點，垂直二叉樹分割分割跨越右側圖片邊界的越界節點，四叉樹分割用於分割跨越底部圖片邊界和右側圖片邊界的越界節點。因此，在第4圖中，越界節點42的左半部分通過垂直二叉樹分割46分割為子塊0和子塊1。如果在越界節點42的垂直二叉樹分割之後未進一步分割兩個子塊，以上子塊均不滿足任何上述分割約束。子塊0和1都越過流水線單元邊界，這也違反了重新訪問約束。本發明的實施例在考慮邊界分割之前，先以推斷的分割類型對邊越界節點進行分割，以確保從邊越界節點分割的子塊滿足分割約束之一並且不會違反重新訪問約束。
在分割越界節點的一些實施例中，當越界節點的大小大於預定義大小時，使用推斷的分割類型將越界節點強制進一步分割為子塊。預定義大小的一些示例設置為流水線單位大小、最大變換大小或最大變換大小的倍數。例如，預定義的大小是128x128亮度樣本或64x64亮度樣本。在一個實施例中，對於從越界節點分割的每個子塊，如果該子塊仍然是越界節點並且該子塊的塊大小或面積大於預定大小，則該子塊再次被推斷的分割類型強制進一步分割。不發信推斷的分割類型的分割資訊，其中該分割類型用於分割大於預定大小的越界節點。
根據本發明的實施例，推斷的分割類型是四叉樹分割。在該實施例中，總是通過四叉樹來將尺寸大於預定大小的每個越界節點或越界CU進一步分割分割成四個子塊。預定義的大小等於流水線單位大小、最大變換大小、最大變換大小的倍數、128x128亮度樣本或64x64亮度樣本。推斷出用於分割大於預定大小的越界節點的分割資訊，並且因此不在視訊位元流中發信該分割資訊。第5A圖和第5B圖示出了根據該實施例的對具有大於預定大小的大小的越界節點進行分割。預定大小是流水線單元大小，並且越界節點52是流水線單元大小的四倍。例如，流水線單元大小是64×64個亮度樣本，並且越界節點52是128×128個亮度樣本。如第5A圖和第5B圖所示，越界節點52越過底部圖片邊界54。第5A圖示出了具有等於0的分割深度的越界節點52。根據該實施例，利用推斷的分割類型將越界節點52的上半部分分割為四個子塊，其是四叉樹分割。第5B圖示出了分割深度等於1的越界節點52。越界節點52中的這四個子塊的處理順序是子塊0、子塊1、子塊2，然後是子塊3，如第5B圖所示，它不違反重新訪問約束。第6A圖和第6B圖示出了根據該實施例的以大於預定大小的大小來分割另一個越界節點。該越界節點62越過右圖片邊界64，並且也比預定大小大四倍。例如，流水線單元大小是64x64亮度樣本，越界節點62是128x128亮度樣本。第6A圖示出了具有等於0的分割深度的越界節點62，並且第6B圖示出了具有等於1的分割深度的越界節點62。用於對該越界節點62進行分割的推斷的分割類型也是四叉樹分割，並且以子塊0、子塊1、子塊2，然後是子塊3的順序處理所得的子塊。如第6B圖所示，該越界節點62的子塊將不會違反分割及重新訪問約束。
在另一個實施例中，用於對大於預定大小的越界節點進行分割的優選分割類型是水平二叉樹分割（當越界節點越過底部圖片邊界時），或優選分割類型是垂直二叉樹分割（當越界節點越過右圖片邊界時）。分割資訊是根據越界節點的位置隱式導出的，因此在本實施例中未發信分割資訊。在通過推斷的水平或垂直二叉樹分割來分割越界節點的一個實施例中，如果在推斷的分割之後的當前節點越過流水線單元邊界或越過特定網格，則迫使當前節點進一步分割直到沒有一個葉塊跨越流水線單元邊界或網格。在另一個實施例中，如果在推斷的分割之後的當前節點的寬度或高度大於閾值，則推斷垂直二叉樹分割或水平二叉樹分割以使寬度或高度小於或等於閾值。特定網格的大小可以與流水線單元的大小相同，例如64x64之類的預定義值，或者等於最大TU大小、寬度或高度。閾值的一些示例等於流水線單位的寬度或高度、預定義值（例如64）或最大TU大小、寬度或高度。分割資訊被推斷出，因此不會在視訊位元流中發信分割資訊。
在又一個實施例中，推斷的分割類型是有效分割類型之一。在該實施例中，對於具有大於預定大小的大小的越界節點，有效的分割類型將越界節點分割成塊，而不越過流水線單元邊界或MxN網格。流水線單位邊界的一個示例是每個64x64亮度樣本的邊界。例如，當當前CTU或塊越過右圖片邊界並且當前CTU或塊的高度大於流水線單元高度或N時，四叉樹分割或水平二叉樹分割都是有效的分割類型。當當前CTU或塊跨越底部圖片邊界並且當前CTU或塊的寬度大於流水線單位寬度或M時，四叉樹分割或垂直二叉樹分割是有效的分割類型。如果當前CTU或塊跨過右側圖片邊界並且當前CTU或塊的高度小於或等於流水線單位高度或N，則四叉樹分割或垂直二叉樹分割是有效的分割類型。如果當前CTU或塊跨越底部圖片邊界並且寬度小於或等於流水線單位寬度或M，則四叉樹分割或水平二叉樹分割是有效的分割類型。如果當前的CTU或塊同時跨越右側和底部圖片邊界，則四叉樹分割是唯一有效的分割類型。在一個具體實施例中，當當前CU越過底部圖片邊界時，當前CU寬度大於VPDU寬度或M，並且當前CU高度小於或等於VPDU高度或N，則當選擇二叉樹分割時推斷垂直分割方向。當當前CU越過右圖片邊界，當前CU高度大於VPDU高度或N且當前CU寬度小於或等於VPDU寬度或M時，在選擇二叉樹分割時推斷水平分割方向。在更具體的實施例中，當當前的二叉樹或多類型樹（MTT）深度大於0時，M等於N，並且禁用四叉樹分割。當當前CU越過底部圖片邊界時，當前CU寬度大於VPDU寬度或M，並且當前CU高度小於或等於VPDU高度或N，則推斷要使用垂直二叉樹分割。當當前CU越過右圖片邊界，當前CU高度大於VPDU高度或N並且當前CU寬度小於或等於VPDU寬度或M時，推斷出要使用水平二叉樹分割。在另一特定實施例中，至少一個先前描述的VPDU分割約束被應用於界內節點和越界節點。對於越界節點，通過在考慮圖片邊界條件之前首先考慮VPDU分割約束來確定推斷的分割方向。
如果僅可以選擇一部分可能的分割類型或分割方向，則可以跳過或推斷一種或多種分割語法。例如，如果水平二叉樹分割是唯一有效的分割類型，則不會發信qt_split_cu_flag、mtt_split_cu_vertical_flag和mtt_plit_cu_binary_flag。在另一個示例中，如果有效的分割類型是四叉樹分割和水平二叉樹分割，則不發信mtt_split_cu_vertical_flag和mtt_split_cu_binary_flag。在另一個實施例中，仍然可以發信分割語法，但是將值約束為遵循推斷的分割類型或有效分割類型之一的某些值。編碼器不能通過選擇無效的分割類型來違反規則。
在又一個實施例中，對於界內節點和越界節點，最大二叉樹大小是不同的。例如，界內節點的最大二叉樹大小為128x128，越界節點的最大二叉樹大小為64x64。
越界節點的第一次分割對於幀內和幀間是相同的 完全在當前圖片邊界之內的越界節點可以通過遵循前述分割約束之一的任何可用分割類型進行分割。在本發明的一些實施例中，應用於幀間切片、圖片或圖塊中的分割深度為0的越界節點的第一次分割類型總是與應用於幀內切片、圖片或圖塊中分割深度為0的越界節點的第一次分割類型相同。第一次分割類型對應於用於對分割深度為0的越界節點進行分割的分割類型，其中越界節點處於第一深度。例如，第一次分割類型用於對CTU進行分割，因此，相同的第一次分割類型用於對跨幀間和幀內切片、圖片或圖塊中的圖片邊界的CTU進行分割（換句話說，相同的第一次分割類型用於對跨圖片邊界CTU進行分割，無論要分割的CTU是幀間或幀內切片、圖片或圖塊內）。在一個實施例中，用於在幀內切片、圖片或圖塊中分割越界節點的第一次分割類型是四叉樹分割，並且用於在幀間切片、圖片或圖塊中分割越界節點的第一次分割類型也是四叉樹分割。在另一個實施例中，用於在幀內切片中對越界節點進行分割的第一次分割類型是多類型樹（MTT）分割中的一種，並且用於在幀間切片中對越界節點進行分割的第一次分割類型也是MTT分割中的同一種。在又一個實施例中，用於在幀內圖片中分割越界節點的第一次分割類型是二叉樹分割，並且用於在幀間圖片中分割越界節點的第一次分割類型也是二叉樹分割 。在又一個實施例中，使用滿足前述約束之一的相同的分割方法來分割幀間切片、圖片或圖塊內的越界節點。例如，用於對越界節點進行分割的相同分割方法滿足分割約束和重新訪問約束之一或二者。相同的分割方法不僅指第一次分割類型，而且涉及一個或多個以下分割方法或分割方向選擇規則。
禁止使用來自左下流水線單元的重構的相鄰樣本除了分割約束和重新訪問約束之外，根據實施例，在任何幀內或幀間預測工具中併入了一個參考約束。第7圖示出了根據該實施例的在生成預測子時應用參考約束的示例。如第7A圖所示，當前流水線單元72中的當前CU 76處於預測中，並且使用當前CU 76的重構的相鄰樣本78來生成對應的預測子。重構的相鄰樣本78的一部分在當前流水線單元72的左下部流水線單元74內部，並且該部分不能用於根據參考約束來生成預測子。在一個示例中，左下部流水線單元74內的重構的相鄰樣本78的該部分被視為不可用。預測工具可以被稱為角度幀內預測、線性模型預測、使用不同顏色分量中的左或上相鄰樣本的線性模型預測方法，或使用幀內和幀間預測的組合預測。
三叉樹分割約束 在一些其他實施例中，當當前塊的分割深度等於或小於最大允許子樹分割深度減去閾值N時，三叉樹分割被允許在分割期間分割當前塊。在一個實施例中，在解碼器側隱式地指示和推斷閾值N，並且當當前子樹分割深度大於最大允許子樹分割深度減去閾值N時，不存在用於選擇三叉樹分割類型的指示符。閾值N是整數。
在一個實施例中，對於當前塊，當前子樹分割深度為S，最大允許子樹分割深度被表示為M，閾值被表示為N，則當S≤（M-N）（其中M> N≥0）時，允許三叉樹分割用於分割當前塊。如果當前子樹分割深度大於（M-N），則缺少用於選擇三叉樹分割的指示符。
在一個實施例中，閾值N可以根據切片類型、當前切片的顏色分量或當前切片的時間層ID而變化。在該實施例中，閾值N的所有值在編碼器側被隱式推斷，並且在解碼器側被隱式導出。當當前子樹分割深度大於最大允許子樹分割深度減去對應的閾值N時，缺少用於選擇三叉樹分割類型的指示符。在一個示例中，對於內部幀中的塊，對於幀內切片中的塊，該閾值為N1 ，對於幀間切片中的塊，該閾值為N2 。當前塊的當前子樹分割深度為S，最大允許子樹分割深度表示為M。如果當前塊位於幀內切片中，則當S ≤ (M - N1 )時，允許三叉樹分割來分割當前塊，一旦S > (M - N1 )，則不存在用於選擇三叉樹分割的指標。類似地，如果當前塊在幀間切片中，則當S ≤ (M - N2 )時，允許三叉樹分割來分割當前塊，並且一旦S > (M - N2 )，就不存在用於選擇三叉樹分割的指示符。
最大三叉樹約束和最大二叉樹約束 在一個實施例中，定義了最大三叉樹（TT）大小（max_TT_size），因此TT分割不能應用於大於此最大TT大小的CU。最大TT大小可以是MxN塊，其中MxN是預定義值、發信的值、派生值，或設置為等於最大變換塊大小。預定義值的示例是64x64，並且可以在序列、圖片、切片或圖塊級別中發信或從中解析信號通知的值，在一些示例中，最大TT大小取決於CTU大小或切片類型。最大變換塊大小可以是最大亮度變換大小或最大色度變換大小。在一個示例中，MxN等於64x64，這是下一代視訊編解碼標準中定義的最大變換塊大小，並且TT分割無法分割大於64x64的當前CU，例如128x128、128x64或64x128。
在另一個實施例中，定義了最大二叉樹（BT）大小（max_BT_size），使得包括對稱BT和非對稱BT的BT分割不能應用於大於該最大BT大小的CU。最大BT大小可以是MxN塊，其中MxN是預定義值、發信的值、派生值，或設置為等於最大變換塊大小。預定義值的示例是64x64，並且可以在序列、圖片、切片或圖塊級別中發信或解析信號通知的值。在一些示例中，最大BT大小取決於CTU大小或切片類型而得出。最大變換塊大小可以是最大亮度變換大小或最大色度變換大小。在一個示例中，MxN等於64x64，這是下一代視訊編解碼標準中定義的最大轉換塊大小，並且BT分割無法分割大於64x64的當前CU，例如128x128、128x64或64x128。
在一個實施例中，定義了最大二進制三叉樹（BTT）大小（max_BTT_size），因此BT分割和TT分割均不能應用於大於最大BTT大小的分割CU。 BT分割包括對稱BT和不對稱BT。最大BTT大小是MxN塊，並且MxN可以是預定義值、發信的值、派生值或等於最大變換塊大小。預定義值的示例是64x64，並且可以在序列、圖片、切片或圖塊級別中發信或解析信號通知的值。在一些示例中，最大BT大小取決於CTU大小或切片類型而得出。最大變換塊大小可以是最大亮度變換大小或最大色度變換大小。
在一些其他實施例中，塊分割受到一個或多個以下分割約束的約束。 1. TT分割不能應用於分割128x128 CTU。 2. TT分割不能應用於分割128x64 CU或64x128 CU。 3.水平BT分割不能應用於分割128xN CU，其中N是CU的高度，並且是大於2或4的整數。例如，N等於64。 4.垂直BT分割不能應用於分割Nx128 CU，其中N是CU的寬度，並且是大於2或4的整數。例如，N等於64。 5.色度CU的大小不能小於PxQ，PxQ的示例是4x4，並且在該示例中，不允許4x2、2x4或2x2色度CU。 6.在單獨的編解碼樹中，色度CU的大小不能小於PxQ，PxQ的示例為4x4，在此示例中，單獨的樹編解碼中不允許4x2、2x4或2x2色度CU 。 7.允許使用大小等於128x128、128x64或64x128的CU。
在一個實施例中，為了使MxN塊的z掃描適合CTU，如果分割的CU順序不能滿足z掃描約束，則不能將BT和TT分割應用於分割CU。例如，對於128x128 CTU，不允許垂直BT分割，因為128x128 CTU中MxN塊的編解碼順序不是z掃描順序。
在上述約束中，可以設置（addressed）一些條件以確定該分割是否有效。在以下示例中，使用W和H兩個值。 W和H是整數，可以是預定義值、發信的值、派生值，或者等於最大變換塊的大小、寬度或高度。通過預定義值設置W和H的一些示例，這些預定義值將W設置為等於32或64，將H設置為等於32或64。如果W和H是用信號發送的值，則以序列、圖片、切片或圖塊級別發信相應的語法元素。在某些示例中，根據CTU大小或切片類型推導W和H。最大變換塊尺寸、寬度或高度可以是最大亮度變換尺寸或最大色度變換尺寸的尺寸、寬度或高度。 1.如果CU寬度大於W並且CU高度除以4小於H，則不能使用水平TT分割對CU進行分割。 2.如果CU高度大於H並且CU寬度除以4小於W，則不能使用垂直TT分割對CU進行分割。 3.如果CU寬度大於W並且CU高度等於或小於H，則不能將水平BT分割應用於CU的分割。 4.如果CU高度大於H並且CU寬度等於或小於W，則垂直BT分割不能應用於CU的分割。
所提出的約束可以用作規範約束或編碼器非規範約束。例如，如果根據實現為規範約束的分割約束不允許一分割類型，則不發諸如未選擇或未分割的關聯分割資訊，並將其推斷為固定值。在另一示例中，如果根據實現為編碼器非規範約束的分割約束不允許一分割類型，則仍然發信對應的分割資訊，但是根據位元流一致性約束來固定該值以服從該分割約束。在一個規範約束示例中，分割語法信令描述如下。使用兩個整數值W和H來確定CU是否可以進一步分割。 W和H可以是預定義值、發信的值、派生值，或者等於最大變換塊的寬度和高度。如果CU寬度大於W並且CU高度除以4小於H，則不發信或解析水平TT分割語法。如果CU寬度除以4小於W且CU的高度大於H，則不發信或解析垂直TT分割語法。如果CU寬度大於W並且CU的高度等於或小於H，則不發信號或解析BT分割語法或BT分割方向，因為推斷水平BT分割為未分割或推斷BT分割方向為垂直分割。類似地，如果CU高度大於H並且CU寬度等於或小於W，則不會發信或解析垂直BT分割語法或BT分割方向，因為推斷垂直BT分割為未分割或推斷BT分割方向為水平分割。
六個MPM和六十四個剩餘模式為HEVC標準中通過幀內預測編解碼的每個CU選擇三個最可能模式（MPM）。發信一個標誌，以決定當前的幀內模式是否包含在MPM中。如果當前幀內模式是MPM之一，則發信一個MPM索引以指示使用了哪個MPM；否則，發信剩餘索引。在下一代視訊編解碼標準中，幀內預測模式的總數增加到67種。如果從67種幀內預測模式中選擇6種幀內模式作為MPM，則剩下61種模式。根據實施例，由於61不是2的冪，所以添加了3個附加幀內模式以使幀內預測模式的總數等於70。在該實施例中，存在6個MPM和64種剩餘模式可以使用6位元固定長度編解碼進行編解碼。這三個附加模式可以包括一個或多個角度模式，例如，在45度和225度之外的廣角模式（wide angular mode）。在一個示例中，如第3圖所示，附加模式之一是模式2下方的幀內預測模式，或者是模式34右側的幀內預測模式。在另一示例中，一個或多個附加模式可以是垂直、水平或對角線模式附近的一個或多個模式，其可減少垂直、水平或對角線模式之間的角度差異。在另一實施例中，一個附加模式是平面模式的變體。例如，平面模式的右下位置像素的生成可以不同。可以添加具有不同右下位置像素的不同平面模式。在另一實施例中，一個或多個附加模式可以是組合模式。例如，垂直模式加平面模式、水平模式加平面模式、垂直模式加DC模式，或水平模式加DC模式。
一個實施例選擇6種幀內預測模式作為MPM，並留下64種剩餘模式，其中6種MPM包括從下一代視訊編解碼標準的67種幀內預測模式中選擇的3種模式和3種附加模式。可以使用6位元固定長度的編解碼來對64種剩餘模式進行編解碼。附加模式的一個示例是角度模式，例如廣角模式。廣角模式可以從45度和225度之外的模式中選擇，例如，廣角模式是第7B圖中模式H + 16以下的幀內模式或模式V + 16右側的幀內模式。在另一個示例中，附加模式是接近垂直、水平或對角線模式的模式。可以通過減小垂直、水平或對角線模式附近的模式之間的角度差來導出附加模式。在另一示例中，附加模式是平面模式的變體，例如，使用與在平面模式中使用的像素不同的右下角位置像素來導出附加模式。可以將具有不同右下位置像素的不同平面模式添加到MPM。附加模式的另一個示例是混合兩個或多個原始模式的組合模式，例如，垂直模式加平面模式、水平模式加平面模式、垂直模式加DC模式或水平模式加DC模式。
示例性流程圖 第8圖是示出在視訊編碼或解碼系統中實現的視訊處理方法的示例性實施例的流程圖。在該示例性實施例中的視訊編碼或解碼系統在步驟S810中通過首先接收與當前塊相關聯的輸入資料來處理當前視訊圖片中的視訊資料，並且在步驟S820中確定當前塊是否是越界節點。越界節點是具有跨越當前圖片邊界的塊區域的編解碼樹節點。例如，越界節點具有跨當前圖片的左圖片邊界或當前圖片的底圖片邊界的塊區域。如果當前塊跨越當前圖片邊界，則視訊編碼或解碼系統在步驟S830中確定用於當前塊的推斷的分割類型。推斷的分割類型的一個示例是四叉樹分割。應用推斷的分割類型以將當前塊分割為子塊，然後在步驟S840中將每個子塊自適應地分割為一個或多個葉塊，換句話說，每個子塊是單個葉塊或每個子塊被分成多個葉塊。在步驟S850中，如果當前塊不是越界節點，則將當前塊自適應地分割為一個或多個葉塊，換言之，當前塊為單個葉塊或將其分割為多個葉塊。在一個實施例中，當將每個子塊分割成一個或多個葉塊或將當前塊分割成一個或多個葉塊時，應用分割約束和重新訪問約束，其中，分割約束將每個葉塊完全限制在一個流水線單元中，或限制每個葉塊包含完整的一個或多個流水線單元，並且如果葉塊的處理需要在離開流水線單元後重新訪問該流水線單元，則違反重新訪問約束。流水線單元被​​定義為用於流水線處理的基本單元，並且當前圖片被分為多個不重疊的網格，以允許視訊編解碼系統中的不同流水線級同時處理連續的流水線單元。然後，視訊編碼或解碼系統在步驟S860中對當前圖片內部的當前塊中的葉塊進行編碼或解碼。
在另一個實施例中，視訊編碼或解碼系統確定當前塊是否是越界節點並且大於預定大小，並且僅在其為越界節點且大於預定大小時使用推斷出的分割類型來分割當前塊。如果當前塊是越界節點並且小於或等於預定義的大小，則不會強制使用推斷的分割類型對當前塊進行分割。預定大小的一些示例包括流水線單位大小、最大變換大小、最大變換大小的倍數、64x64亮度樣本或128x128亮度樣本。
第9圖是說明可在視訊編碼或解碼系統中實施的視訊處理方法的另一示例性實施例的流程圖。視訊編碼或解碼系統在步驟S910中接收當前圖片中的當前塊的輸入資料，並且在步驟S920中確定當前塊是否是分割深度等於0的越界節點。越界節點是具有跨越當前圖片邊界的塊區域的編解碼樹節點。例如，當前圖片被分割為非重疊編解碼樹單元（CTU），並且當前塊是跨右圖片邊界的CTU或跨底部（bottom）圖片邊界的CTU。在步驟S930中，視訊編碼或解碼系統確定用於分割深度等於0的越界節點的第一分割，並且用於對幀間切片、圖片或圖塊中的越界節點分割的該第一分割與用於對幀內切片、圖片或圖塊中的越界節點分割的第一分割相同。換句話說，確定相同的第一分割類型用於分割，無論要分割的越界節點是在幀間還是幀內切片、圖片或圖塊中。例如，第一個分割是四叉樹分割。應用第一分割以將當前塊分割為子塊，並且在步驟S940中將每個子塊自適應地分割為一個或多個葉塊。如果當前塊不是越界節點，或者如果當前塊不是在等於0的分割深度，則在步驟S950中根據常規方法將當前塊自適應地分割為一個或多個葉塊。例如，視訊編碼系統為當前塊選擇最佳分割結構，並發信分割資訊，以允許視訊解碼系統解析用於解碼當前塊的分割資訊。在步驟S960中，對當前圖片內部的當前塊中的一個或多個葉塊進行編碼或解碼。在一個實施例中，一種滿足分割約束的分割方法被應用於分割當前塊中的每個子塊或分割當前塊。分割約束限制每個葉塊完全包含在一個流水線單元中，或者限制每個葉塊包含完整的一個或多個流水線單元。在一個實施例中，當將每個子塊分割成一個或多個葉塊或將當前塊分割成一個或多個葉塊時，應用重新訪問約束，並且如果葉塊的處理需要在離開流水線單元後重新訪問流水線單元，則違反了重新訪問約束。在另一個實施例中，分割約束和重新訪問約束都被應用於分割當前塊中的子塊或分割當前塊。
示例性系統框圖第10圖示出了用於視訊編碼器1000的示例性系統框圖，該視訊編碼器1000實現了用分割約束對當前塊進行分割的各種實施例。塊結構分割模塊1010接收視訊圖片的輸入資料，並為要編碼的視訊圖片中的每個塊確定塊分割結構。在本發明的一些實施例中，如果當前塊是越界節點，則塊結構分割模塊1010使用推斷的分割類型將當前塊分割為子塊，然後將每個子塊自適應地分割為一個或多個葉塊。根據本發明的一些其他實施例，如果當前塊是分割深度為0的越界節點，則塊結構分割模塊1010使用第一分割類型將當前塊分割為子塊。用於分割幀間切片、圖片或圖塊中越界節點的第一分割類型與用於分割幀內切片、圖片或圖塊中越界節點的第一分割類型相同。例如，當前塊是CTU，第一個分割類型是四叉樹分割。在一些實施例中，根據分割約束和重新訪問約束中的一個或兩個，將越界節點的每個子塊進一步分割為葉塊。分割約束將每個葉塊限制為完全包含在一個流水線單元中，或者將每個葉塊限制為包含一個或多個完整的流水線單元。流水線單元是當前視訊圖片中設計用於流水線處理的非重疊單元，並且流水線單元的大小是根據視訊壓縮標準基於配置文件或級別預定義或隱式定義的。例如，將流水線單位大小設置為最大變換塊大小。通過幀內預測模塊1012中的幀內預測或幀間預測模塊1014中的幀間預測來預測當前圖片中的每個葉塊，以去除空間冗餘或時間冗餘。幀內預測模塊1012基於當前圖片的重構視訊資料為葉塊提供幀內預測子。幀間預測模塊1014執行運動估計（ME）和運動補償（MC），以基於來自其他一個或多個視訊圖片的視訊資料為葉塊提供預測子。開關1016選擇幀內預測模塊1012或幀間預測模塊1014以將預測子提供給加法器1018以形成預測誤差，也稱為殘差。變換（T）模塊1020及隨後的量化（Q）模塊1022進一步處理當前葉塊的殘差。然後，經熵編碼器1034對變換和量化的殘差信號進行編碼，以形成視訊位元流。然後，將視訊位元流與輔助資訊（side information）打包在一起。逆量化（IQ）模塊1024和逆變換（IT）模塊1026處理當前葉塊的經變換和量化的殘差信號，以恢復預測殘差。如第10圖中所示，通過在重構（REC）模塊1028處將其加回到所選擇的預測變量來恢復殘差以產生重構的視訊資料。重構的視訊資料可以被存儲在參考圖片緩衝器（Ref. Pict. Buffer）1032中，並且被幀間預測模塊1014用於其他圖片的預測。來自REC 1028的重構視訊資料可能由於編碼處理而遭受各種損害，因此，在將其存儲在參考圖片緩衝器1032中之前，將環路處理濾波器1030應用於重構視訊資料以進一步提高圖片質量。
在第11圖中示出了用於對由第10圖的視訊編碼器1000生成的視訊位元流進行解碼的對應的視訊解碼器1100。由熵解碼器1110對視訊解碼器1100的輸入進行解碼，以解析和恢復變換和量化後的殘差信號和其他系統資訊。塊結構分割模塊1112根據本發明的各個實施例確定每個視訊圖片中的每個塊的塊分割結構。在一些實施例中，塊結構分割模塊1112使用推斷的分割類型來對跨右圖片邊界和底部圖片邊界之一或二者的所有越界塊進行分割。在一個實施例中，推斷的分割類型用於分割大於預定大小的所有越界塊，例如，預定大小等於流水線單元大小或變換塊大小。通過推斷的分割類型將每個越界塊分割為子塊，然後將每個子塊自適應地分割為一個或多個葉塊。在一些其他實施例中，塊結構分割模塊1112使用第一分割類型分割具有等於0的分割深度的越界塊，並且用於對幀間切片、圖片或圖塊中的越界節點分割的第一分割類型與用於對幀內切片、圖片或圖塊中的越界節點分割的第一分割類型相同。在通過第一分割類型分割之後，將每個子塊自適應地分割為一個或多個葉塊。可以應用分割約束，該約束限制每個葉塊完全包含在一個流水線單元中或限制每個葉塊包含一個或多個完整流水線單元。流水線單位是當前視訊圖片中用於流水線處理的非重疊單位，並且流水線單位的大小是預定義的或隱式確定的。解碼器1100的解碼過程類似於編碼器1000處的重構循環，不同之處在於解碼器1100僅需要幀間預測模塊1116中的運動補償預測。每個葉塊由幀內預測模塊1114或幀間預測模塊1116解碼，開關1118根據解碼後的模式資訊選擇幀內預測子或幀間預測子。通過逆量化（IQ）模塊1122和逆變換（IT）模塊1124恢復與每個葉塊相關聯的經變換和量化的殘差信號。通過在REC 1120中將預測值加回以產生重構的視訊來重構所恢復的殘差信號。重構的視訊由環路處理濾波器（濾波器）1126進一步處理以生成最終的解碼視訊。如果當前解碼的視訊圖片是參考圖片，則當前解碼的視訊圖片的重構視訊也存儲在參考圖片緩衝器1128中用於解碼順序以後的圖片。
第10圖和第11圖中的視訊編碼器1000和視訊解碼器1100的各個組件可以由硬體組件、配置為執行存儲在記憶體中的程式指令的一個或多個處理器、或硬體和處理器的組合來實現。例如，處理器執行程式指令以控制對與當前圖片相關聯的輸入資料的接收。處理器配備有一個或多個處理核心。在一些示例中，處理器執行程式指令以在編碼器1000和解碼器1100中的某些組件中執行功能，並且與處理器電耦合的記憶體用於存儲程式指令，與重構資料相對應的資訊和/或編碼或解碼過程中的中間資料。在一些實施例中，記憶體包括非暫時性計算機可讀介質，例如半導體或固態記憶體、隨機存取記憶體（RAM）、只讀記憶體（ROM）、硬盤、光盤或其他合適的存儲介質。記憶體也可以是上面列出的兩個或更多個非暫時性計算機可讀介質的組合。參照第10圖和第11圖所示，編碼器1000和解碼器1100可以在同一電子設備中實現，因此，如果在同一電子設備中實現，則編碼器1000和解碼器1100的各種功能組件可以被共享或重複使用。可以在編碼器1000的塊結構分割模塊1010和/或解碼器1100的塊結構分割模塊1112中實現本發明的任何實施例。可替換地，可以將任何實施例實現為編碼器1000的塊結構分割模塊1010和/或解碼器1100的塊結構分割模塊1112耦合的電路，以提供給熵解碼器1110或塊結構分割模塊1112所需的資訊。
具有一個或多個分割約束的所提出的視訊處理方法可以被用作編碼器和解碼器的規範約束，或者可以被用作編碼器非規範約束。對於規範約束的示例，與分割大於預定大小的越界塊相關聯的分割語法沒有被發信，並且由編碼器和解碼器兩者來推斷。對於編碼器非規範約束的示例，如果當前塊是大於預定義大小的越界塊，則仍會向相應的解碼器發信分割語法，但是分割語法的值是固定的或衍生值。
具有一個或多個分割約束的視訊處理方法的實施例可以在集成到視訊壓縮晶片中的電路或集成到視訊壓縮軟體中的程式編解碼器中實現，以執行上述處理。例如，可以在要在計算機處理器、數位信號處理器（DSP）、微處理器或現場可編程門陣列（FPGA）上執行的程式編解碼中實現對當前塊的塊分割結構的確定。通過執行定義本發明所體現的特定方法的機器可讀軟體編解碼或韌體編解碼，可以將這些處理器配置為執行根據本發明的特定任務。
在不脫離本發明的精神或基本特徵的情況下，本發明可以以其他特定形式實施。所描述的示例在所有方面僅應被認為是說明性的而非限制性的。因此，本發明的範圍由所附申請專利範圍而不是前述描述來指示。落入申請專利範圍等同含義和範圍內的所有改變均應包含在其範圍之內。
10:CTU 20、22、24、26、28:分割類型 42、52、62:越界節點 44、54、64:圖片邊界 46:垂直二叉樹分割 72、74:流水線單元 76:CU 78:樣本 S810~S860、S910~S960:步驟 1010、1112:塊結構分割模塊 1012、1112:幀內預測模塊 1014、1114:幀間預測模塊 1000:視訊編碼器 1016、1118:開關 1018:加法器 1020:變換模塊 1022:量化模塊 1024、1122:逆量化模塊 1026、1124:逆變換模塊 1028、1120:重構模塊 1030、1126:濾波器 1032、1128:參考圖片緩衝器 1034:熵編碼器 1100:視訊解碼器
將參考以下附圖詳細描述作為示例提出的本公開的各種實施例，其中，相同的標號表示相同的元件，並且： 第1圖示出了示例性的編解碼樹，其用於根據四叉樹分割結構，將編解碼樹單元（CTU）分割為編解碼單元（CU），並將每個CU分割為一個或多個變換單元（TU）。 第2圖示出了用於分割視訊資料的五種分割類型。 第3圖示出了HEVC標準中支持的33種角度幀內預測模式。 第4圖示出了根據圖片邊界方向分割越界節點的示例。 第5A圖和第5B圖示出了根據本發明實施例的跨底部圖片邊界分割越界節點的示例。 第6A圖和第6B圖示出了根據本發明的實施例的跨右圖片邊界分割越界節點的示例。 第7A圖示出了參考約束的示例，該參考約束禁止使用位於左下流水線單元內部的相鄰重構樣本來預測當前塊。 第7B圖示出了65個角度幀內預測模式的示例。 第8圖是說明用於通過使用推斷的分割類型來分割越界節點來對當前圖片中的當前塊進行編碼或解碼的視訊處理方法的實施例的流程圖。 第9圖是說明用於通過使用第一分割類型分割越界節點來編碼或解碼當前圖片中的當前塊的視訊處理方法的另一實施例的流程圖。 第10圖示出了根據本發明實施例的，結合了視訊處理方法的視訊編碼系統的示例性系統框圖。 第11圖示出了根據本發明實施例的，結合了視訊處理方法的視訊解碼系統的示例性系統框圖。
S810~S860:步驟

Claims (20)

  1. 一種視訊資料處理方法，用於視訊編解碼系統，包括： 接收與當前圖片中的當前塊相關聯的輸入資料； 確定該當前塊是否為越界節點，其中，該越界節點是該當前圖片的編碼解碼樹節點，其具有跨越當前圖片邊界的塊區域； 如果該當前塊是越界節點，則確定推斷的分割類型； 如果該當前塊是越界節點，則應用該推斷的分割類型將該當前塊分割為子塊，然後將每個子塊自適應地分割為一個或多個葉塊，或者如果當前塊不是越界節點，將該當前塊自適應地分割為一個或多個葉塊；以及 對該當前圖片內該當前塊中的該一個或多個葉塊進行編碼或解碼。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，還包括：當該當前塊是越界節點時，確定該當前塊是否大於預定大小，僅在該當前塊大於該預定大小時，才使用該推斷的分割類型來分割該當前塊，以及如果該當前塊小於或等於該預定大小，則不會強制使用該推斷的分割類型對該當前塊進行分割。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中，該預定大小被設置為流水線單元大小、最大變換大小或該最大變換大小的倍數。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中，該流水線單元的大小是流水線單元的大小，其中，該流水線單元被定義為用於流水線處理的基本單元，並且該當前圖片被分為多個不重疊的網格以允許該視訊編解碼系統中的不同流水線級同時處理連續的流水線單元。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中，未發信或解析用於分割大於該預定大小的越界節點的該推斷的分割類型的分割資訊。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，用於越界節點的該推斷的分割類型是四叉樹分割。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，根據該當前圖片邊界確定該推斷的分割類型，其中，當該當前塊跨越底部圖片邊界時該推斷的分割類型為水平二叉樹分割，或者當該當前塊越過右側圖片邊界時該推斷的分割類型為垂直邊界樹分割。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，自適應地分割每個子塊還包括：確定是否從該當前塊中分割出的任何子塊都跨越流水線單元邊界，以及將該子塊分割成葉塊，直到沒有一個葉塊跨越該流水線單元邊界為止，其中該流水線單元邊界是用於流水線處理的流水線單元的邊界，並且該當前圖片被分割為多個不重疊的網格，以允許該視訊編解碼系統中的不同流水線級同時處理連續的流水線單元。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，自適應地分割每個子塊還包括：確定是否任何子塊的寬度或高度大於閾值；以及分割具有高度或寬度大於該閾值的該子塊，直到該寬度或高度小於或等於該閾值為止，其中該閾值等於流水線單元的寬度或高度、最大變換寬度或高度或該最大變換寬度或高度的倍數。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，用於越界節點的該推斷的分割類型是多個有效分割類型之一，其中，該多個有效分割類型中的每一個將該當前塊分割為不跨越流水線單元邊界的多個子塊。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該當前塊是具有等於0的分割深度的編解碼樹節點，並且對於幀間和幀內切片、圖片或圖塊中的所有越界節點，用於該當前塊的該推斷的分割類型相同。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，當將每個子塊分割成一個或多個葉塊或將該當前塊分割成一個或多個葉塊時，應用分割約束，並且該分割約束將每個葉塊限制為完全包含在一個流水線單元中或每個葉塊包含完整的一個或多個流水線單元，其中，該流水線單元被定義為流水線處理的基本單元，並且該當前圖片被劃分為多個不重疊的網格，以允許該視頻編解碼系統中的不同流水線級同時處理連續的流水線單元。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，當將每個子塊分割成一個或多個葉塊或將該當前塊分割成一個或多個葉塊時，應用重新訪問約束，並且如果處理該葉塊需要在離開流水線單元後重新訪問該流水線單元，則違反了該重新訪問約束，其中，該流水線單元被定義為流水線處理的基本單元，並且該當前圖片被劃分為多個不重疊的網格，以允許該視頻編解碼系統中的不同流水線級同時處理連續的流水線單元。
  14. 一種視訊資料處理方法，用於視訊編解碼系統，包括： 接收與當前圖片中的當前塊相關聯的輸入資料； 確定該當前塊是否為分割深度等於0的越界節點，其中，該越界節點是具有跨越當前圖片邊界的塊區域的編解碼樹節點； 如果該當前塊是分割深度等於0的越界節點，則確定第一分割類型，其中，用於在幀間切片、圖片或圖塊中分割分割深度等於0的越界節點的該第一分割類型與用於在幀內切片、圖片或圖塊中分割分割深度等於0的越界節點的該第一分割類型相同； 如果該當前塊是分割深度等於0的越界節點，則應用該第一分割類型將該當前塊分割為多个子塊，並自適應地將每個子塊分割為一個或多個葉塊，或如果該當前塊不是分割深度等於0的越界節點，則自適應地將該當前塊分割為一個或多個葉塊；以及 對該當前圖片內該當前塊的該一個或多個葉節點進行編碼或解碼。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中，用於具有等於0的分割深度的越界節點的該第一分割類型是四叉樹分割。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中，當該當前塊是具有等於0的分割深度的越界節點時，相同的分割方法被應用於分割該幀間切片、圖片或圖塊中的該當前塊中的該多個子塊，或用於分割該幀內切片、圖片或圖塊中的該當前塊中的該多個子塊。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中，分割約束被應用於將该當前塊中的每個子塊分割為一個或多個葉塊，或者將該當前塊分割為一個或多個葉塊，該分割約束將每個葉塊限制為完全包含在一個流水線單元中或限制每個葉塊包含完整的一個或多個流水線單元，其中該流水線單元被定義為流水線處理的基本單元，並且該當前圖片被分為多個不重疊的網格以允許該視頻編解碼系統中的不同流水線級同時處理連續的流水線單元。
  18. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中，將重新訪問約束應用於將該當前塊中的每個子塊分割為一個或多個葉塊，或者將該當前塊分割為一個或多個葉塊，並且如果處理該葉塊需要在離開流水線單元後重新訪問該流水線單元，則違反了該重新訪問約束，其中，該流水線單元被定義為流水線處理的基本單元，並且該當前圖片被劃分為多個不重疊的網格，以允許該視頻編解碼系統中的不同流水線級同時處理連續的流水線單元。
  19. 一種在視訊編解碼系統中處理視訊資料的裝置，該裝置包括一個或多個電子電路，其被配置用於： 接收與當前圖片中的當前塊相關聯的輸入資料； 確定該當前塊是否為越界節點，其中，該越界節點是該當前圖片的編碼解碼樹節點，其具有跨越當前圖片邊界的塊區域； 如果該當前塊是越界節點，則確定推斷的分割類型； 如果該當前塊是越界節點，則應用該推斷的分割類型將該當前塊分割為子塊，然後將每個子塊自適應地分割為一個或多個葉塊，或者如果當前塊不是越界節點，將該當前塊自適應地分割為一個或多個葉塊；以及 對該當前圖片內該當前塊中的該一個或多個葉塊進行編碼或解碼。
  20. 一種非暫時性計算機可讀介質，其存儲使裝置的處理電路對視訊資料執行視訊處理方法的程式指令，該方法包括： 接收與當前圖片中的當前塊相關聯的輸入資料； 確定該當前塊是否為越界節點，其中，該越界節點是該當前圖片的編碼解碼樹節點，其具有跨越當前圖片邊界的塊區域； 如果該當前塊是越界節點，則確定推斷的分割類型； 如果該當前塊是越界節點，則應用該推斷的分割類型將該當前塊分割為子塊，然後將每個子塊自適應地分割為一個或多個葉塊，或者如果當前塊不是越界節點，將該當前塊自適應地分割為一個或多個葉塊；以及 對該當前圖片內該當前塊中的該一個或多個葉塊進行編碼或解碼。
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