TWI526051B - 視訊編碼方法與裝置及視訊解碼方法與裝置 - Google Patents

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Description

視訊編碼方法與裝置及視訊解碼方法與裝置
本申請案主張2009年8月14日在韓國智慧財產局申請之韓國專利申請案第10-2009-0075335號之權益，該專利申請案之揭露內容以全文引用之方式併入本文中。
本發明是有關於一種視訊編碼與解碼的方法和裝置。
由於正在開發和提供使高解析度或高品質的視訊內容再生和儲存用的硬體，所以對視訊編解碼器(VIDEO CODEC)的需要已增加，以便有效地對高解析度或高品質的視訊內容進行編碼或解碼。在傳統的視訊編解碼器中，依據有限的編碼方法以基於具有一預定大小的巨集區塊(MACRO-BLOCK)來對視訊進行編碼。
本發明的實施例基於不同大小(SIZE)的階層式編碼單元(HIERARCHICAL ENCODING UNIT)，而提供影像的編碼和解碼。
依據一實施例的形態，提供一種視訊編碼方法，此方法包括：將目前的圖像劃分成至少一最大編碼單元；依據至少一劃分區來決定一編碼深度以輸出最後的編碼結果，該至少一劃分區是依據深度將該至少一最大編碼單元的每一者之區域予以劃分而得，基於深度來對該至少一劃分區進行編碼，該深度是與每一最大編碼單元之區域被劃分的次數成比例；依據該至少一劃分區，使構成最後的編碼結果的影像資料輸出，且依據每一最大編碼單元，對與編碼深度和一預期(PREDICTION)模式有關的資訊進行編碼。
編碼單元之特徵是最大尺寸和深度。
該深度指出一編碼單元被階層地劃分的次數，且當該深度加深時，更深的編碼單元依據深度而可由最大編碼單元劃分以得到最小編碼單元。該深度由較高深度加深至較低深度。當該深度加深時，最大編碼單元被劃分的次數增加，且最大編碼單元可能被劃分的總次數對應於最大深度。編碼單元之最大尺寸和最大深度可預定。
本方法更包括預定一最大深度，其指出至少一最大編碼單元的高度和深度階層式地被劃分之總次數，以及該至少一最大編碼單元的最大尺寸。
對至少一最大編碼單元而言，依據至少一深度，影像資料可基於較深的編碼單元而被編碼，且當深度加深時，可由每一最大編碼單元來對編碼單元進行階層式劃分。
編碼深度的決定可包括：依據對應於目前深度和多個分區之編碼單元來進行預期(PREDICTION)編碼，該多個分區是依據每一最大編碼單元之深度之較深的編碼單元，將對應於目前深度之編碼單元之高度和寬度之至少一者予以劃分而得。
編碼深度的決定可包括：依據最大編碼單元之深度之較深的編碼 單元，對高度或寬度小於與目前深度對應的編碼單元者的資料單元進行轉換。
編碼深度的決定可更包括：依據每一最大編碼單元之深度，藉由比較編碼的結果來決定具有最小編碼錯誤之編碼深度，且決定一資料單元之至少一分區形態和一預期模式，該資料單元對應於編碼深度來進行每一資料單元中的預期編碼，以及決定一資料單元之大小，該資料單元對應於編碼深度來進行資料單元中的轉換。
可依據對應於編碼深度之編碼單元而獨立地決定該預期模式，且該預期模式包括內(INTRA)模式、居中(INTER)模式和跳脫(SKIP)模式中的至少一種。
與編碼模式有關的資訊可包括每一最大編碼單元之至少一編碼深度；與資料單元之分區形態有關的資訊，該資料單元依據對應於編碼深度之編碼單元來進行預期編碼；依據對應於編碼深度之編碼單元的分區而與預期模式有關的資訊；以及與資料單元之大小有關的資訊，該資料單元依據對應於編碼深度之編碼單元來進行轉換。
本方法更包括編碼劃分資訊，其指出該編碼是否依據每一最大編碼單元之深度而在較低深度之編碼單元上進行以取代在目前深度上進行。本方法更包括：若編碼是基於目前深度之劃分資訊而在較低深度之編碼單元上進行，則在每一個部份編碼單元上重複地進行編碼，該部份編碼單元是將對應於目前深度之編碼單元進行劃分而得。
最大編碼單元之深度可以是最上層(UPPERMOST)深度，且依據深度而構成劃分區之較深的編碼單元依據深度可以是藉由將較上層深度之編碼單元之高度和寬度劃分為二而得的編碼單元。對應於目前深度的各分區可以是藉由將對應於目前深度之資料單元之高度和寬度之至少一者劃分為二而得的資料單元。
可基於LAGRANGIAN乘法器以使用一種率失真(RATE-DISTORTION)最佳化方法來對編碼錯誤進行測量。
內模式中的預期編碼和居中模式中的預期編碼可依據資料單元來進行，資料單元是對應於目前深度或對應於目前深度之編碼單元之高度和寬度之至少一者而將編碼單元劃分為二而得。
依據一實施例的另一形態，提供一種視訊解碼方法，此方法包括：接收和解析一編碼的視訊之位元流；抽出設定給至少一最大編碼單元之目前圖像之影像資料，且依據該至少一最大編碼單元而由位元流中抽出與編碼深度和編碼模式有關的資訊；以及基於每一最大編碼單元中與編碼深度和編碼模式有關的資訊而對該至少一最大編碼單元的每一者中的影像資料進行解碼，其中該深度是與每一最大編碼單元之區域被劃分的次數成比例，且最後的編碼結果依據至少一劃分區而輸出成深度，該至少一劃分區是藉由劃分每一最大編碼單元之區域且依據深度而得，對每一最大編碼單元之該至少一劃分區進行編碼，同時對目前圖像進行編碼，該深度被設定成每一最大編碼單元之至少一編碼深度。
本方法更包括由位元流抽出：與最大深度有關的資訊，其指出每一最大編碼單元之高度和寬度被階層式劃分的總次數；以及與每一最大編碼單元之最大尺寸有關的資訊。
解碼可包括：對應於每一最大編碼單元之編碼深度而對編碼單元進行預期編碼，基於與編碼深度有關的資訊和與資料單元之分區形態和預期模式有關的資訊，由所抽出的與每一最大編碼單元之編碼模式有關的資訊來進行預期解碼。
解碼可包括：對應於每一最大編碼單元之編碼深度而對每一編碼單元進行逆轉換，基於與資料單元之編碼深度和大小有關的資訊而對每一最大編碼單元進行逆轉換。
本方法更包括由位元流抽出劃分資訊，其指出：是否依據每一最大編碼單元之深度，以對應於較低深度而不是對應於目前深度以便在編碼單元上進行解碼。
依據一實施例的另一形態，提供一種視訊編碼裝置，其包括：最大編碼單元劃分器，將目前的圖像劃分成至少一最大編碼單元；編碼單元決定器，依據至少一劃分區而決定編碼深度以輸出最後的編碼結果，該至少一劃分區是依據深度將該至少一最大編碼單元的每一者之區域予以劃分而得，基於深度來對該至少一劃分區進行編碼，該深度是與每一最大編碼單元之區域被劃分的次數成比例；以及一輸出單元，依據該至少一劃分區，使構成最後的編碼結果的影像資料輸出，且依據每一最大編碼單元，對與編碼深度和一預期模式有關的資訊進行編碼。
依據一實施例的另一形態，提供一種視訊解碼裝置，其包括：接收器，接收和解析一編碼的視訊之位元流；影像資料和編碼資訊抽出器，抽出設定給至少一最大編碼單元之目前圖像之影像資料，且依據該至少一最大編碼單元而由位元流中抽出與編碼深度和編碼模式有關的資訊；以及解碼器，基於該至少一最大編碼單元的每一者中與編碼深度和編碼模式有關的資訊而對每一最大編碼單元的影像資料進行解碼，其中該深度是與每一最大編碼單元之區域被劃分的次數成比例，且最後的編碼結果依據至少一劃分區而輸出成深度，該至少一劃分區是藉由劃分每一最大編碼單元之區域且依據深度而得，對每一最大編碼單元之該至少一劃分區進行編碼，同時對目前圖像進行編碼，該深度被設定成每一最大編碼單元之至少一編碼深度。
依據一實施例的另一形態，提供一種電腦可讀記錄媒體，其具有記錄於其上的程式以執行視訊編碼方法。
依據一實施例的另一形態，提供一種電腦可讀記錄媒體，其具有記錄於其上的程式以執行視訊解碼方法。
100‧‧‧視訊編碼裝置
110‧‧‧最大編碼單元劃分器
120‧‧‧編碼單元決定器
130‧‧‧輸出單元
200‧‧‧視訊解碼裝置
210‧‧‧接收器
220‧‧‧影像資料和編碼資訊抽出器
230‧‧‧影像資料解碼器
400‧‧‧影像編碼器
405‧‧‧目前的框
410‧‧‧內預期器
420‧‧‧移動估計器
425‧‧‧移動補償器
430‧‧‧轉換器
440‧‧‧量化器
450‧‧‧熵編碼器
455‧‧‧位元流
460‧‧‧逆量化器
470‧‧‧逆轉換器
480‧‧‧去方塊單元
490‧‧‧迴路過濾單元
495‧‧‧參考框
500‧‧‧影像解碼器
505‧‧‧位元流
510‧‧‧解析器
520‧‧‧熵解碼器
530‧‧‧逆量化器
540‧‧‧逆轉換器
550‧‧‧內預期器
560‧‧‧移動補償器
570‧‧‧去方塊單元
580‧‧‧迴路過濾單元
585‧‧‧參考框
595‧‧‧再儲存的框
藉由參照所附的圖式，來描述示範性實施例的細節，以使所述示範性的實施例的上述特徵與其他特徵更為明白，其中：圖1是一實施例之視訊編碼裝置之方塊圖。
圖2是一實施例之視訊解碼裝置之方塊圖。
圖3是一實施例中用來描述各編碼單元之概念的圖。
圖4是一實施例中基於編碼單元之影像編碼器之方塊圖。
圖5是一實施例中基於編碼單元之影像解碼器之方塊圖。
圖6是一實施例中依據深度和分區來說明較深的編碼單元之示意圖。
圖7是一實施例中用來描述一編碼單元和多個轉換單元之間的關係的示意圖。
圖8是一實施例中用來描述多個與編碼深度對應的編碼單元之編碼資訊的示意圖。
圖9是一實施例中依據深度來說明較深的編碼單元之示意圖。
圖10至圖12是一實施例中用來描述各編碼單元、各預期單元和各轉換單元之間的關係的示意圖。
圖13是依據表1之編碼模式資訊以用來描述一編碼單元、一預期單元或一分區、和一轉換單元之間的關係的示意圖。
圖14是一實施例中用來說明視訊編碼方法的流程圖。
圖15是一實施例中用來說明視訊解碼方法的流程圖。
實施例的上述特徵和其它特徵在參照附圖來說明之後將變得更清楚。以下，各實施例將參照相對應的附圖而更完整地描述。各實施例中，”單元(unit)”依據上下文之意可以代表某一大小的單元或另有其它意義。
以下，依據實施例，”編碼單元(coding unit)”是一種編碼資料單元，其中，影像資料在一編碼器側被編碼，且編碼資料單元中已編碼的影像資料是在解碼器側被解碼。又，”編碼深度(coded depth)”是指一編碼單元被編碼處的深度。
以下，”影像(image)”可以是視訊之靜止影像或移動影像，即視訊本身。
圖1是一實施例之視訊編碼裝置100之方塊圖。
視訊編碼裝置100包括：最大編碼單元劃分器110(maximum coding unit splitter)，編碼單元決定器120(coding unit determiner)和輸出單元130(output unit)。
最大編碼單元劃分器110可基於最大編碼單元來對影像的目前圖像進行劃分。若目前圖像大於該最大編碼單元，則目前圖像之影像資料可劃分成至少一最大編碼單元。依據一實施例，此最大編碼單元可以是具有32x32,64x64,128x128,256x256等等之尺寸之資料單元(data unit)，其中，資料單元的形狀是寬度和長度為2的平方之正方形。依據該至少一最大編碼單元，該影像資料可輸出至編碼單元決定器120。
依據一實施例，編碼單元之特徵為最大尺寸和深度。此深度 指出該編碼單元在空間上由最大編碼單元所劃分出之次數，且當此深度加深或增加時，較深的編碼單元依據深度可由最大編碼單元劃分成最小編碼單元。最大編碼單元之深度是最上層(uppermost)的深度，且最小編碼單元之深度是最下層(lowermost)的深度。由於當最大編碼單元之深度加深時，編碼單元的尺寸對應於每一深度而減小，則對應於較上層深度之編碼單元可包括多個對應於較下層深度之編碼單元。
如上所述，目前圖像之影像資料依據編碼單元之最大尺寸而劃分成最大編碼單元，且每一最大編碼單元可包括較深的編碼單元，其依據深度而被劃分。依據一實施例，由於最大編碼單元是依據深度而劃分，則包含在最大編碼單元中的空間區(spatial domain)之影像資料可依據深度而被階層式地分類。
可預定一編碼單元之最大深度和最大尺寸，其對最大編碼單元之高度和寬度被階層式劃分時的總次數作出限制。
編碼單元決定器120對至少一劃分區(split region)進行編碼，該至少一劃分區是依據深度而對最大編碼單元之區域進行劃分而得，且編碼單元決定器120依據該至少一劃分區而決定一深度，以輸出一最後編碼影像資料。換言之，該編碼單元決定器120依據深度和目前圖像之最大編碼單元且藉由對較深的編碼單元中的影像資料進行編碼來決定一編碼深度，且選取一具有最小編碼錯誤之深度。因此，對應於已決定的編碼深度之編碼單元之已編碼的影像資料最後被輸出。又，對應於編碼深度之編碼單元可視為已編碼之編碼單元。
依據已決定的編碼深度，已決定的編碼深度和已編碼的影像資料被輸出至該輸出單元130。
對應於至少一深度等於或小於最大深度，最大編碼單元中的 影像資料基於較深的編碼單元而被編碼，此影像資料之編碼結果基於每一較深的編碼單元來進行比較。具有最小編碼錯誤之深度可在比較該較深的編碼單元之編碼錯誤之後被選取。可對每一最大編碼單元選取至少一編碼深度。
最大編碼單元之尺寸依據深度而階層式地是被劃分成編碼單元，且編碼單元之數目增加。又，即使一個最大編碼單元中多個編碼單元對應於相同深度，仍須決定對應於相同深度之編碼單元之每一者是否藉由各別地測量每一編碼單元之影像資料之編碼錯誤而劃分成較低深度。因此，即使當影像資料包含在一最大編碼單元中，該影像資料仍依據深度而劃分成多個區域、且該編碼錯誤可依據一最大編碼單元中的區域而不同，編碼深度因此可依據影像資料中的區域而不同。於是，一個或多個編碼深度可在一最大編碼單元中決定，且該最大編碼單元之影像資料可依據至少一編碼深度之編碼單元而被劃分。
因此，該編碼單元決定器120可決定多個編碼單元，具有包含在最大編碼單元中的樹狀結構。依據一實施例，”具有樹狀結構的編碼單元”包括：對應於一深度(該深度被決定成編碼深度)之編碼單元，其來自包含在最大編碼單元中的所有較深的編碼單元。一編碼深度之編碼單元可在最大編碼單元之相同區域中依據深度而被階層式地決定，且可在不同區域中獨立地決定。類似地，目前區域中的一編碼深度可由另一區域中的編碼深度而獨立地決定。
依據一實施例，最大深度是一與由最大編碼單元劃分成最小編碼單元時的劃分次數有關的索引(index)。依據一實施例，第一最大深度可指出由最大編碼單元劃分成最小編碼單元時的總劃分次數。依據一實施例，第二最大深度可指出由最大編碼單元劃分成最小編碼單 元時深度位準(depth levels)的總數。例如，當最大編碼單元之深度是0，則最大編碼單元劃分一次而得的編碼單元的深度可設為1，且最大編碼單元劃分二次而得的編碼單元的深度可設為2。此處，若最小編碼單元是最大編碼單元劃分四次時的編碼單元，則存在5個深度位準0、1、2、3和4，且第一最大深度可設為4，第二最大深度可設為5。
預期編碼和轉換可依據最大編碼單元來進行。依據最大編碼單元，此預期編碼和轉換亦可依據深度等於或小於最大深度以基於較深的編碼單元來進行。該轉換可依據垂直轉換(orthogonal transformation)或整數轉換(integer transformation)來進行。
當最大編碼單元依據深度而劃分時，由於較深的編碼單元之數目增加，則包括預期編碼和轉換之編碼是在所有較深的編碼單元(當深度加深時產生)上進行。為了便於描述，現在將基於最大編碼單元中目前深度之編碼單元來描述該預期編碼和轉換。
視訊編碼裝置100能可變地選擇資料單元之尺寸或形狀，以對影像資料進行編碼。為了對影像資料進行編碼，須進行例如預期編碼(prediction encoding)、轉換和熵編碼(entropy encoding)之類的操作，同時，相同的資料單元可用在全部的操作中、或不同的資料單元可用在每一操作中。
例如，視訊編碼裝置100不只可選取一編碼單元以對影像資料進行編碼，且可選取與該編碼單元不同的資料單元，以便在該編碼單元中對影像資料進行預期編碼。
為了在最大編碼單元中進行預期編碼，該預期編碼可基於對應於一編碼深度之編碼單元來進行，即，基於一不再劃分成多個與較低深度對應之編碼單元的編碼單元來進行。以下，一編碼單元(其不再 劃分而成為預期編碼用之基本單元)將稱為”預期單元(prediction unit)”。藉由該預期單元的劃分而得的分區可包括一預期單元或資料單元，其藉由將該預期單元之高度和寬度之至少一者予以劃分而得。
例如，當2Nx2N(其中N是正整數)之編碼單元不再劃分、且成為2Nx2N之預期單元時，分區的大小可以是2Nx2N,2NxN,Nx2N,或NxN。分區形態的一例子包括：對稱的分區，其藉由將預期單元之高度或寬度予以對稱地劃分而得；不對稱的分區，其藉由將預期單元之高度或寬度予以不對稱地劃分(例如，1：n或n：1)而得；以幾何方式將預期單元予以劃分而得的分區；以及具有任意形狀的分區。
預期單元之預期模式可以是內模式(intra mode)、居中模式(inter mode)和跳脫模式(skip mode)中的至少一種。例如，內模式或居中模式可在2Nx2N,2NxN,Nx2N,或NxN之分區上進行。又，跳脫模式只能在2Nx2N之分區上進行。編碼可獨立地在編碼單元中的一個預期單元上進行，藉此來選取具有最小編碼錯誤之預期模式。
視訊編碼裝置100亦可對編碼單元中的影像資料進行轉換，這是基於影像資料之編碼用的編碼單元、且基於與該編碼單元不同的資料單元來進行。
為了在編碼單元中進行該轉換，該轉換可基於尺寸小於或等於該編碼單元之資料單元來進行。例如，轉換用的資料單元可包括：內模式用的資料單元、和居中模式用之資料單元。
作為轉換的基礎(base)之資料單元現在將稱為”轉換單元(transformation unit)”。轉換深度指出劃分的次數，其藉由編碼單元之高度和寬度的劃分而到達該轉換單元，亦可在該轉換單元中設定該轉換深度。例如，在目前的2Nx2N之編碼單元中，當該轉換單元之尺寸 亦是2Nx2N時，該轉換深度可以是0；當目前的編碼單元之高度和寬度的每一者劃分成二個相等部份(全部劃分成41轉換單元)時，該轉換深度可以是1，該轉換單元的尺寸因此是NxN；且當目前的編碼單元之高度和寬度的每一者劃分成四個相等部份(全部劃分成42轉換單元)且該轉換單元的尺寸因此是N/2xN/2時，該轉換深度可以是2。例如，依據轉換深度之階層式特徵，該轉換單元可依據階層式的樹狀結構來設定，其中較上層的轉換深度之轉換單元劃分成較下層的轉換深度之四個轉換單元。
類似於編碼單元，該編碼單元中的轉換單元可遞回地(recursively)劃分成尺寸較小的區域，使轉換單元可獨立地在各區域的單元中被決定。因此，依據轉換深度，編碼單元中的殘餘資料可依據具有樹狀結構的轉換而被劃分。
依據對應於編碼深度之編碼單元，編碼資訊不只需要與編碼深度有關的資訊，而且亦需要與預期編碼和轉換有關的資訊。因此，該編碼單元決定器120不只決定一具有最小編碼錯誤之編碼深度，而且亦決定：一預期單元中的分區形態、依據預期單元之預期模式、以及轉換用的轉換單元之尺寸。
依據一實施例，以下將參照圖3至圖12來詳述多個依據最大編碼單元中的樹狀結構的編碼單元、以及決定一分區的方法。
使用基於拉格朗日乘法器(Lagrangian multipliers)之比率-失真最佳化(Rate-Distortion Optimization)，編碼單元決定器120可依據深度來測量較深的編碼單元之編碼錯誤。
該輸出單元130輸出：該最大編碼單元之影像資料，其基於由該編碼單元決定器120所決定的至少一編碼深度而被編碼；以及位 元流中依據該編碼深度而與編碼模式有關之資訊。
編碼的影像資料可藉由對一影像的殘餘資料進行編碼而得。
依據編碼深度而與編碼模式有關的資訊可包括：與編碼深度有關的資訊、與預期單元中的分區形態、預期模式、轉換單元之尺寸有關的資訊。
與編碼深度有關的資訊可依據深度而使用劃分資訊來定義，其指出編碼是否在較低深度之編碼單元上進行、以取代在目前深度之編碼單元上進行。若目前的編碼單元之目前深度是編碼深度，則目前的編碼單元中的影像資料被編碼且輸出，且上述劃分資訊可被定義成不將目前的編碼單元劃分成較低深度。或是，若目前的編碼單元之目前深度不是編碼深度，該編碼是在較低深度之編碼單元上進行，因此上述劃分資訊可被定義成將目前的編碼單元進行劃分以獲得較低深度之編碼單元。
若目前深度不是編碼深度，則編碼是在劃分成較低深度的編碼單元之編碼單元上進行。由於較低深度的至少一編碼單元存在於目前深度之一個編碼單元中，則該編碼重複地在較低深度的每一編碼單元上進行，且因此可遞回地對具有相同深度之編碼單元來進行編碼。
由於對一個最大編碼單元而決定多個具有樹狀結構之編碼單元，則可對編碼深度之編碼單元而決定出與至少一編碼模式有關的資訊，可對一個最大編碼單元而決定出與至少一個編碼模式有關的資訊。又，最大編碼單元之影像資料之編碼深度可依據位置而不同，此乃因影像資料是依據深度而階層式地劃分，與編碼深度和編碼模式有關的資訊因此可針對影像資料而設定。
於是，該輸出單元130可將與對應的編碼深度和編碼模式有 關的編碼資訊設定至包含在最大編碼單元中的至少一編碼單元、預期單元、和最小單元。
依據一實施例，該最小單元是藉由將構成最下層深度之最小編碼單元劃分成4份而得的矩形資料單元。或是，該最小單元可以是可包含在最大編碼單元中所包含的編碼單元、預期單元、分區單元、和轉換單元的上述所有單元中的最大矩形資料單元。
例如，經由該輸元單元130而輸出的編碼資訊可分類成(classified)依據編碼單元的編碼資訊、以及依據預期單元之編碼資訊。依據編碼單元的編碼資訊可包括：與預期模式和分區大小有關的資訊。依據預期單元之編碼資訊可包括：與內模式之估計方向、內模式之參考影像索引、移動向量、內模式之色度成份(chroma component)、內模式之內插方法等等有關的資訊。又，與依據圖像、切片(slices)、或圖像群組(Group of pictures,GOPs)來定義的編碼單元之最大尺寸有關的資訊、以及與最大深度有關的資訊可插入至位元流的順序參數組(Sequence Parameter Set,SPS)或標頭(header)中。
在視訊編碼裝置100中，較深的編碼單元可以是藉由將上層(更上一層)深度之編碼單元之高度或寬度劃分成二而得的編碼單元。換言之，當目前深度之編碼單元之尺寸是2Nx2N時，則較低深度之編碼單元之尺寸是NxN。又，目前深度之具有2Nx2N尺寸的編碼單元可包括最多4個較低深度之編碼單元。
因此，基於考慮目前圖像之特性而決定的最大編碼單元之尺寸和最大深度，該視訊編碼裝置100可藉由對每一最大編碼單元而決定出具有最佳形狀和最佳尺寸之編碼單元，以形成多個具有樹狀結構之編碼單元。又，使用多種預期模式和轉換的任一種，藉此可在每一 最大編碼單元上進行編碼，則可在考慮多種影像之編碼單元之特性下決定一最佳編碼模式。
因此，若具有高解析度或大資料量的影像在一傳統的巨集區塊(macro-block)中被編碼，則每圖像的多個巨集區塊過大地增加。因此，每一巨集區塊所產生的多個壓縮資訊將增加，這樣就不易傳送該壓縮資訊且將使資料壓縮效率減少。然而，藉由使用視訊編碼裝置100，則可使影像壓縮效率增加，此乃因編碼單元已受到調整，同時考慮影像的特性，且在編碼單元的最大尺寸增加時同時考慮了影像的大小。
圖2是一實施例之視訊解碼裝置200之方塊圖。
視訊解碼裝置200包括：接收器210、影像資料和編碼資訊抽出器220、以及影像資料解碼器230。用於視訊解碼裝置200之多種操作的各種用語，例如，編碼單元、深度、預期單元、轉換單元、與多種編碼模式有關的資訊是與圖1和視訊編碼裝置100中所述者相同。
接收器210接收且解析已編碼之視訊之位元流。影像資料和編碼資訊抽出器220由已解析的位元流中抽出每一編碼單元之已編碼的影像資料，其中各編碼單元依據每一最大編碼單元而具有樹狀結構，且將已抽出的影像資料輸出至影像資料解碼器230。該影像資料和編碼資訊抽出器220可由與目前圖像或順序參數組(SPS)有關的標頭，而抽出目前圖像之編碼單元之與最大尺寸有關之資訊。
又，該影像資料和編碼資訊抽出器220由已解析的位元流中、依據每一最大編碼單元以針對具有樹狀結構之編碼單元而抽出與編碼深度、編碼模式有關的資訊。所抽出的與編碼深度、編碼模式有關的資訊輸出至影像資料解碼器230。換言之，位元流中的影像資料 劃分成最大編碼單元，使影像資料解碼器230可對每一最大編碼單元之影像資料進行解碼。
依據最大編碼單元，與編碼深度、編碼模式有關的資訊可對應於編碼深度而針對與至少一與編碼單元有關的資訊來設定。與編碼模式有關的資訊可包括：與對應於編碼深度之相對應的編碼單元的分區形態、預期模式、以及轉換單元的大小有關的資訊。又，依據深度的劃分資訊可被抽出以作為與編碼深度有關的資訊。
依據每一最大編碼單元，當編碼器(例如，視訊編碼裝置100)依據深度和每一最大編碼單元而對每一較深的編碼單元重複地進行編碼時，由該影像資料和編碼資訊抽出器220所抽出之與編碼深度、編碼模式有關的資訊確定用來產生最小編碼錯誤。因此，視訊解碼裝置200可依據編碼深度和產生最小編碼錯誤之編碼模式，以藉由將影像資料進行解碼而再儲存影像。
由於與編碼深度、編碼模式有關的編碼資訊可設定至對應的編碼單元、預期單元、最小單元中的一預定的資料單元，則該影像資料和編碼資訊抽出器220可依據該預定的資料單元而抽出與編碼深度、編碼模式有關的編碼資訊。設定有相同的與編碼深度、編碼模式有關的資訊之多個預定的資料單元可稱為相同的最大編碼單元中的資料單元。
依據最大編碼單元且基於與編碼深度、編碼模式有關的資訊，該影像資料解碼器230藉由將每一最大編碼單元中的影像資料予以解碼而再儲存目前的圖像。換言之，對包含在每一最大編碼單元中之具有樹狀結構之每一編碼單元，影像資料解碼器230可基於所抽出的與分區形態、預期模式、轉換單元有關的資訊來對已編碼的影像資 料進行解碼。解碼過程可包括：包含內預期(intra prediction)和移動補償(motion compensation)之預期、以及逆轉換(inverse transformation)。可依據逆垂直轉換(inverse orthogonal transformation)或逆整數轉換(inverse integer transformation)來進行逆轉換。
依據編碼深度且基於與編碼單元之預期單元之分區形態、預期模式有關的資訊，該影像資料解碼器230可依據每一編碼單元之分區和預期模式來進行內預期或移動補償。
又，依據編碼深度且基於與編碼單元之轉換單元之尺寸有關的資訊，該影像資料解碼器230可依據編碼單元中的每一轉換單元來進行逆轉換，以便依據最大編碼單元來進行逆轉換。
依據編碼深度，影像資料解碼器230可藉由使用劃分資訊來決定目前的最大編碼單元之至少一編碼深度。若該劃分資訊指出影像資料在目前深度中已不再劃分，則目前深度是編碼深度。因此，藉由使用與預期單元之分區形態、預期模式、對應於編碼深度之每一編碼單元之轉換單元之尺寸有關的資訊，該影像資料解碼器230可對應於目前之最大編碼單元中的每一編碼深度來對至少一編碼單元之已編碼的資料進行解碼，且將目前之最大編碼單元之影像資料予以輸出。
換言之，針對編碼單元、預期單元和最小單元中預定的資料單元，藉由觀察編碼用資訊集(encoding information set)，則可將含有編碼用資訊(包括相同的劃分資訊)之資料單元予以聚集，且已聚集的資料單元可考慮成相同的編碼模式中將被該影像資料解碼器230解碼的一個資料單元。
當編碼是對每一最大編碼單元遞回地進行時，視訊解碼裝置200可獲得與至少一編碼單元(其產生最小編碼錯誤)有關的資訊，且可 使用此資訊以對目前的圖像進行解碼。換言之，每一最大編碼單元中確定成為最佳編碼單元之具有樹狀結構之編碼單元都可被解碼。又，在考慮解析度和影像資料之量的情況下決定各編碼單元之最大尺寸。
因此，即使影像資料具有高解析度和大的資料量，亦可使用某一尺寸的編碼單元和編碼模式而有效地對該影像資料進行解碼且再儲存，其中藉由使用由編碼器所接收的與最佳編碼有關的資訊、且依據影像資料之特性而適應性地(adaptively)決定該編碼單元和編碼模式。
現在，將參考圖3至圖13以依據一實施例，來對具有樹狀結構的編碼單元、預期單元、和轉換單元的決定方法作說明。
圖3是一實施例中用來描述各編碼單元之概念的圖。
編碼單元之尺寸可以「寬度×高度」來表示，且可以是64x64,32x32,16x16和8x8。64x64之編碼單元可劃分成64x64,64x32,32x64或32x32之多個分區，且32x32之編碼單元可劃分成32x32,32x16,16x32或16x16之多個分區。16x16之編碼單元可劃分成16x16,16x8,8x16或8x8之多個分區。8x8之編碼單元可劃分成8x8,8x4,4x8或4x4之多個分區
視訊資料310中，解析度是1920x1080，編碼單元之最大尺寸是64，最大深度是2。視訊資料320中，解析度是1920x1080，編碼單元之最大尺寸是64，最大深度是3。視訊資料330中，解析度是352x288，編碼單元之最大尺寸是16，最大深度是1。圖3中所示的最大深度指出由最大編碼單元劃分成最小編碼單元時的總劃分次數。
若解析度高或資料量大，則編碼單元之最大尺寸可較大以不只使編碼效率增加、且亦可準確地反映一影像的特性。因此，解析度 較視訊資料330還高之視訊資料310和320之編碼單元之最大尺寸可以是64。
由於視訊資料310之最大深度是2，則視訊資料310之編碼單元315可包括：長軸尺寸為64之最大編碼單元、以及長軸尺寸為32和16之編碼單元，此乃因藉由將最大編碼單元劃分二次可使深度加深至二個層。同時，由於視訊資料330之最大深度是1，則視訊資料330之編碼單元335可包括：長軸尺寸為16之最大編碼單元、以及長軸尺寸為8之編碼單元，此乃因藉由將最大編碼單元劃分一次可使深度加深至一個層。
由於視訊資料320之最大深度是3，則視訊資料320之編碼單元325可包括：長軸尺寸為64之最大編碼單元、以及長軸尺寸為32、16和8之編碼單元，此乃因藉由將最大編碼單元劃分三次可使深度加深至三個層。當深度加深時，詳細的資訊可準確地表示出。
圖4是一實施例中基於編碼單元之影像編碼器400之方塊圖。
影像編碼器400進行視訊編碼裝置100之編碼單元決定器120之操作，以對影像資料進行編碼。換言之，由目前的框405，內預期器410在處於內模式中的編碼單元上進行一內預期，且藉由使用目前的框405和一參考框495以及由目前的框405，一移動估計器420和一移動補償器425在處於居中模式中的編碼單元上，進行一內估計和移動補償。
由內預期器410、移動估計器420和移動補償器425所輸出的資料經由轉換器430和量化器440而輸出成量化的轉換係數。量化的轉換係數經由逆量化器460和逆轉換器470而被再儲存成空間區中 的資料，且空間區中此再儲存的資料經由去方塊單元480(deblocking unit)和迴路過濾單元490(loop filtering unit)而進行後(post)處理之後，輸出成參考框495。量化的轉換係數可經由熵編碼器450而輸出成位元流455。
為了能使影像編碼器400可應用在視訊編碼裝置100中，則影像編碼器400的全部元件，即，內預期器410、移動估計器420、移動補償器425、轉換器430、量化器440、熵編碼器450、逆量化器460和逆轉換器470、去方塊單元480和迴路過濾單元490，都將基於具有樹狀結構之每一編碼單元來進行操作，同時考慮每一最大編碼單元之最大深度。
特別是，內預期器410、移動估計器420、和移動補償器425決定具有樹狀結構之每一編碼單元之分區和預期模式，同時考慮目前的最大編碼單元之最大尺寸和最大深度，且轉換器430決定具有樹狀結構之每一編碼單元中該轉換單元之尺寸。
圖5是一實施例中基於編碼單元之影像解碼器500之方塊圖。
解析器510(parser)對由位元流505解碼時所需的待解碼之影像資料以及與編碼有關的資訊進行解析。已編碼之影像資料經由熵解碼器520和逆量化器530而輸出成一逆量化資料，且此逆量化資料經由逆轉換器540而被再儲存成空間區中的影像資料。
內預期器550針對空間區中的影像資料而在處於內模式中的編碼單元上進行一內預期，且移動輔償器560藉由使用一參考框585而在處於居中模式中的編碼單元上進行一移動補償。
空間區中的影像資料經由內預期器550和該移動輔償器560 且在經由去方塊單元570和迴路過濾單元580而進行一後處理之後，輸出成再儲存的框595。又，經由去方塊單元570和迴路過濾單元580而完成該後處理之影像資料可輸出成參考框585。
為了對該視訊解碼裝置200之影像資料解碼器230中的影像資料進行解碼，則該影像解碼器500可進行多種在解析器510之後才進行的操作。
為了能使影像解碼器500可應用在視訊解碼裝置200中，則影像解碼器500之全部元件，即，解析器510、熵解碼器520、逆量化器530、逆轉換器540、內預期器550、移動輔償器560、去方塊單元570、和迴路過濾單元580，都將針對每一最大編碼單元以基於具有樹狀結構之編碼單元來進行操作。
特別是，內預期器550和移動輔償器560基於具有樹狀結構之每一編碼單元之分區和預期模式來進行操作，且逆轉換器540基於每一編碼單元之轉換單元的尺寸來進行操作。
圖6是一實施例中依據深度和分區來說明較深的編碼單元之示意圖。
視訊編碼裝置100和視訊解碼裝置200使用階層式編碼單元以便考慮影像的特性。編碼單元之最大高度、最大寬度和最大深度可依據影像的特性而適應性地決定或可由使用者作出不同的設定。依據深度，較深的編碼單元之尺寸可依據編碼單元之預定的最大尺寸來決定。
依據一實施例，在編碼單元之階層式結構600中，編碼單元之最大高度和最大寬度都是64，且最大深度是5。圖6中所示之最大深度可指出：由最大編碼單元至最小編碼單元時深度位準之總數目。 由於深度沿著階層式結構600之垂直軸而加深，則較深的編碼單元之高度和寬度都被劃分。又，作為每一較深之編碼單元之預期編碼的基礎(base)之預期單元和分區是沿著該階層式結構600之水平軸而顯示。
換言之，編碼單元610在階層式結構600中是最大編碼單元，其中深度是0且尺寸(即，高度×寬度)是64x64。深度沿著垂直軸而加深，以及存在著尺寸為32x32且深度為1之編碼單元620、尺寸為16x16且深度為2之編碼單元630、尺寸為8x8且深度為3之編碼單元640、尺寸為4x4且深度為4之編碼單元650。尺寸為4x4且深度為4之編碼單元650是最小編碼單元。
編碼單元之預期單元和分區依據每一深度而沿著水平軸排列。換言之，若尺寸為64x64且深度為0之編碼單元610是預期單元，則此預期單元可劃分成多個包含有編碼單元610中的分區，即，尺寸為64x64之分區610、尺寸為64x32之分區612、尺寸為32x64之分區614、或尺寸為32x32之分區616。
類似地，尺寸為32x32且深度為1之編碼單元620之預期單元可劃分成多個被包含在編碼單元620中的分區，即，尺寸為32x32之分區620、尺寸為32x16之分區622、尺寸為16x32之分區624、及尺寸為16x16之分區626。
類似地，尺寸為16x16且深度為2之編碼單元630之預期單元可劃分成多個被包含在編碼單元630中的分區，即，被包含在編碼單元630中的尺寸為16x16之分區、尺寸為16x8之分區632、尺寸為8x16之分區634、及尺寸為8x8之分區636。
類似地，尺寸為8x8且深度為3之編碼單元640之預期單元可劃分成多個被包含在編碼單元640中的分區，即，被包含在編碼單 元640中的尺寸為8x8之分區、尺寸為8x4之分區642、尺寸為4x8之分區644、及尺寸為4x4之分區646。
尺寸為4x4且深度為4之編碼單元650是最小編碼單元且是最下層深度之編碼單元。編碼單元650之預期單元只設定至尺寸為4x4之分區。
為了決定構成最大編碼單元610之編碼單元之至少一編碼深度，則該視訊編碼裝置100之編碼單元決定器120針對多個與被包含在最大編碼單元610中之每一深度對應的編碼單元來進行編碼。
依據深度，包括相同範圍和相同大小之資料之較深的編碼單元的數目隨著深度的加深而增加。例如，需要對應於深度2之四個編碼單元，以便覆蓋深度1之一個編碼單元中所含有的資料。因此，依據深度，為了對相同資料的編碼結果進行比較，須對深度1之編碼單元和深度2之四個編碼單元都進行編碼。
為了由多個深度中對目前深度進行編碼，則須沿著階層式結構600之水平軸，以對應於目前深度來對編碼單元中的每一預期單元進行編碼，藉此來對目前深度選取至少一編碼錯誤。或是，依據深度藉由對所選取的至少一編碼錯誤進行比較，且當深度沿著階層式結構600之垂直軸而加深時對每一深度進行編碼，藉此可搜尋最小編碼錯誤。編碼單元610中具有最小編碼錯誤之深度和分區可選擇成編碼單元610之編碼深度和分區形態。
圖7是一實施例中用來描述一編碼單元710和多個轉換單元720之間的關係的示意圖。
對每一最大編碼單元，視訊編碼裝置100或視訊解碼裝置200依據尺寸小於或等於最大編碼單元之多個編碼單元來對影像進行編碼 或解碼。編碼期間轉換時所需之轉換單元之尺寸可基於不大於對應的編碼單元之資料單元而被選取。
例如，在視訊編碼裝置100或視訊解碼裝置200中，若編碼單元710之尺寸是64x64，則可使用尺寸為32x32之轉換單元720來進行轉換。
又，藉由在尺寸小於64x64之32x32、16x16、8x8和4x4之每一轉換單元上進行轉換，則可對尺寸為64x64之編碼單元710之資料進行編碼，然後可選取具有最小編碼錯誤之轉換單元。
圖8是一實施例中用來描述多個與編碼深度對應的編碼單元之編碼資訊的示意圖。
視訊編碼裝置100之輸出單元130可將與分區形態有關的資訊800、與預期模式有關之資訊810、與對應於編碼深度之每一編碼單元之轉換單元的尺寸有關的資訊820予以編碼且傳送成與編碼模式有關的資訊。
資訊800指出與藉由將目前的編碼單元之預期單元予以劃分而得之分區之形狀有關的資訊，其中該分區是預期對目前的編碼單元進行編碼時所用的資料單元。例如，尺寸為2Nx2N之目前的編碼單元CU_0可劃分成尺寸為2Nx2N之分區802、尺寸為2NxN之分區804、尺寸為Nx2N之分區806、以及尺寸為NxN之分區808之任一者。此處，設定與分區形態有關的資訊800，以指出尺寸為2NxN之分區804、尺寸為Nx2N之分區806、以及尺寸為NxN之分區808之一者。
資訊810指出每一分區之預期模式。例如，資訊810可指出一在資訊800所指出的分區上進行之預期編碼之模式，即，內模式812、居中模式814、或跳脫模式816。
資訊820指出當轉換是在目前的編碼單元上進行時作為基準之轉換單元。例如，該轉換單元可以是第一內轉換單元822、第二內轉換單元824、第一居中轉換單元826、或第二內轉換單元828。
依據每一較深之編碼單元，視訊解碼裝置200之影像資料和編碼資訊抽出器220可抽出且使用該資訊800、810和820以用於編碼。
圖9是一實施例中依據深度來說明較深的編碼單元之示意圖。
上述劃分資訊可用來指出深度的改變。此劃分資訊指出目前深度之編碼單元是否劃分成較低深度之編碼單元。
用來對編碼單元900進行預期編碼之具有深度0和尺寸2N_0 x 2N_0之預期單元910可包括以下各種分區形態之分區：尺寸為2N_0 x 2N_0之分區形態912、尺寸為2N_0 x N_0之分區形態914、尺寸為N_0 x 2N_0之分區形態916、以及尺寸為N_0 x N_0之分區形態918。圖9只顯示分區形態912至918，其藉由對稱地劃分該預期單元910而得，但分區形態不限於此，且預期單元910之分區可包括不對稱的分區、具有預定形狀的分區、以及具有幾何形狀的分區。
依據每一分區形態，預期編碼重複地在尺寸為2N_0 x 2N_0之一個分區、尺寸為2N_0 x N_0之二個分區、尺寸為N_0 x 2N_0之二個分區、以及尺寸為N_0 x N_0之四個分區上進行。內模式中和居中模式中的預期編碼可在尺寸為2N_0 x 2N_0、N_0 x 2N_0、2N_0 x N_0、和N_0 x N_0之分區上進行。跳脫模式中的預期編碼只可在尺寸為2N_0 x 2N_0之分區上進行。
分區形態912至918中包含預期編碼之編碼的多個錯誤互相比較，且在各分區形態之間決定最小編碼錯誤。若一編碼錯誤在分區 形態912至916之一之中是最小，則該預期單元910不能劃分成較低深度。
若該編碼錯誤在分區形態918中是最小，則在操作920中、深度由0變成1以將分區形態918予以劃分，且編碼重複地在深度為2且尺寸為N_0 x N_0之編碼單元930上進行，以搜尋最小編碼錯誤。
用來對編碼單元930進行預期編碼之具有深度1和尺寸2N_1 x 2N_1(=N_0 x N_0)之預期單元940可包括以下各種分區形態之分區：尺寸為2N_1 x 2N_1之分區形態942、尺寸為2N_1 x N_1之分區形態944、尺寸為N_1 x 2N_1之分區形態946、以及尺寸為N_1 x N_1之分區形態948。
若編碼錯誤在分區形態948中是最小，則在操作950中、深度由1變成2以將分區形態948予以劃分，且編碼重複地在深度為2且尺寸為N_2 x N_2之編碼單元960上進行，以搜尋最小編碼錯誤。
當最大深度是d，依據每一深度之劃分操作在深度變成d-1時可向上進行，且劃分資訊在深度是0至d-2之一時可向上編碼。換言之，在對應於深度d-2之編碼單元在操作970中被劃分之後，當深度是d-1時編碼是向上進行，則用來對編碼單元980進行預期編碼之具有深度d-1和尺寸2N_(d-1)x 2N_(d-1)之預期單元990可包括以下各種分區形態之分區：尺寸為2N_(d-1)x 2N_(d-1)之分區形態992、尺寸為2N_(d-1)x N_(d-1)之分區形態994、尺寸為N_(d-1)x 2N_(d-1)之分區形態996、以及尺寸為N_(d-1)x N_(d-1)之分區形態998。
由分區形態992至998，預期編碼可重複地在尺寸為2N_(d-1)x 2N_(d-1)之一個分區、尺寸為2N_(d-1)x N_(d-1)之二個分區、尺寸為N_(d-1)x 2N_(d-1)之二個分區、以及尺寸為N_(d-1)x N_(d-1)之四 個分區上進行，以搜尋具有最小編碼錯誤之分區形態。
即使當分區形態998具有最小編碼錯誤，但由於最大深度是d，則具有深度d-1之編碼單元CU_(d-1)亦不再劃分成較低深度，且構成目前之最大編碼單元900之多個編碼單元之編碼深度被確定為d-1，目前之最大編碼單元900之分區形態可被確定為N_(d-1)x N_(d-1)。又，由於最大深度是d且具有最小深度d-1之最小編碼單元980不再劃分成較低深度，則該最小編碼單元980之劃分資訊未被設定。
資料單元999可以是目前之最大編碼單元之”最小單元”。依據一實施例，最小單元可以是藉由將該最小編碼單元980劃分四份之後而得的矩形資料單元。藉由重複地操作該編碼，依據編碼單元900之深度，則視訊編碼裝置100可藉由比較各編碼錯誤來選取具有最小編碼錯誤之深度，以決定編碼深度，且將相對應的分區形態和預期模式設定成編碼深度之編碼模式。
這樣，依據深度之最小編碼錯誤在深度1至d之全部的深度中比較，且具有最小編碼錯誤之深度可被確定為編碼深度。此編碼深度、預期單元之分區形態、和預期模式可被編碼且作為與編碼模式有關的資訊而傳送。又，由於編碼單元由深度0劃分至一編碼深度，則只有編碼深度之劃分資訊被設為0，且除了該編碼深度以外的深度之劃分資訊被設為1。
視訊解碼裝置200之影像資料和編碼資訊抽出器220可抽出且使用與該編碼單元900之編碼深度及預期單元有關的資訊，以對分區912進行解碼。依據深度，視訊解碼裝置200可使用劃分資訊以決定一深度來作為編碼深度，其中劃分資訊是0，且使用與對應的深度之編碼模式有關的資訊來解碼。
圖10至圖12是一實施例中用來描述各編碼單元1010、各預期單元1060和各轉換單元1070之間的關係的示意圖。
對應於最大編碼單元中由視訊編碼裝置100所決定的編碼深度，各編碼單元1010是具有樹狀結構之編碼單元。各預期單元1060是每一編碼單元1010之預期單元之分區，且各轉換單元1070是每一編碼單元1010之轉換單元。
當編碼單元1010中最大編碼單元之深度是0時，編碼單元1012和1054之深度是1、編碼單元1014,1016,1018,1028,1050和1052之深度是2，編碼單元1020,1022,1024,1026,1030,1032和1048之深度是3，且編碼單元1040,1042,1044和1046之深度是4。
在預期單元1060中，一些編碼單元1014,1016,1022,1032,1048,1050,1052和1054是藉由劃分各編碼單元1010中的編碼單元而得。換言之，編碼單元1014,1022,1050和1054中的分區形態具有2NxN之尺寸，編碼單元1016,1048和1052中的分區形態具有Nx2N之尺寸，編碼單元1032中的分區形態具有NxN之尺寸。預期單元和編碼單元1010之各分區小於或等於每一編碼單元。
在小於編碼單元1052之資料單元中，轉換或逆轉換是在轉換單元1070中的編碼單元1052之影像資料上進行。又，就尺寸和形狀而言，轉換單元1070中的編碼單元1014,1016,1022,1032,1048,1050和1052是與預期單元1060中者不同。換言之，視訊編碼裝置100和視訊解碼裝置200可在相同的編碼單元中各別地在資料上進行內預期、移動估計、移動補償、轉換、和逆轉換。
因此，在最大編碼單元的每一區域中，編碼是遞回地在具有階層式結構之每一編碼單元上進行，以決定最大編碼單元，因此可得 到具有遞回式樹狀結構的編碼單元。編碼資訊可包括：與編碼單元有關的資訊、與分區形態有關的資訊、與預期模式有關的資訊、以及與轉換單元的尺寸有關的資訊。表1顯示可由視訊編碼裝置100和視訊解碼裝置200所設定的編碼資訊。
視訊編碼裝置100之輸出單元130可輸出與具有樹狀結構之編碼單元有關的編碼資訊，視訊解碼裝置200之影像資料和編碼資訊抽出器220可由所接收的資料流中抽出與具有樹狀結構之編碼單元有關的編碼資訊。
劃分資訊指出：目前的編碼單元是否劃分成較低深度之編碼單元。若目前深度d之劃分資訊是0，則目前的編碼單元不再劃分成 較低深度時的深度是編碼深度，且因此與分區形態有關的資訊、與預期模式有關的資訊、以及與轉換單元的尺寸有關的資訊可針對此編碼深度來定義。若目前的編碼單元依據劃分資訊而再被劃分，則可獨立地在較低深度之四個劃分編碼單元上進行編碼。
一預期模式可以是內模式、居中模式和跳脫模式中之一。內模式和居中模式可在全部之分區形態中定義，而跳脫模式只能在具有2Nx2N尺寸之分區形態中定義。
與分區形態有關的資訊可指出：具有2Nx2N,2NxN,Nx2N和NxN尺寸之對稱的分區形態，其是將預期單元之高度和寬度對稱地劃分而得；以及具有2NxnU,2NxnD,nLx2N和nRx2N尺寸之非對稱的分區形態，其是將預期單元之高度和寬度非對稱地劃分而得。可藉由將預期單元之高度劃分成1：3和3：1而各別地得到2NxnU和2NxnD尺寸之非對稱的分區形態。又，可藉由將預期單元之寬度劃分成1：3和3：1而各別地得到nLx2N和nRx2N尺寸之非對稱的分區形態。
轉換單元之尺寸在內模式中可設定成二種形態，且在居中模式中亦可設定成二種形態。換言之，若轉換單元之劃分資訊是0，則該轉換單元之尺寸可以是2Nx2N，其是目前的編碼單元之尺寸。若轉換單元之劃分資訊是1，則該轉換單元可藉由劃分目前的編碼單元而得。又，若具有2Nx2N尺寸之目前的編碼單元之分區形態是對稱的分區形態，則該轉換單元之大小是NxN，且若目前的編碼單元之分區形態是非對稱的分區形態，則該轉換單元之大小是N/2xN/2。
與具有樹狀結構之編碼單元有關的編碼資訊可包括：對應於編碼深度之編碼單元、預期單元和最小單元之至少一種。對應於編碼深度之編碼單元可包括：預期單元和含有相同編碼資訊之最小單元的 至少一種。
因此，藉由比較相鄰的資料單元之編碼資訊，以決定相鄰的資料單元是否包含在與該編碼深度相對應的相同的編碼單元中。又，對應於編碼深度之相對應的編碼單元是藉由使用資料單元之編碼資訊來決定，且因此可在最大編碼單元中決定多個編碼深度的分佈。
因此，若目前的編碼單元是基於相鄰的資料單元之編碼資訊來預期，則鄰接於目前的編碼單元之較深的編碼單元中多個資料單元之編碼資訊可直接作為參考而被使用。
或是，若目前的編碼單元是基於相鄰的資料單元之編碼資訊來預測，則使用資料單元之編碼資訊來搜尋鄰接於目前的編碼單元之資料單元，且所搜尋的相鄰的編碼單元可作為參考以預測目前的編碼單元。
圖13是依據表1之編碼模式資訊以用來描述一編碼單元、一預期單元或一分區、和一轉換單元之間的關係的示意圖。
最大編碼單元1300包括：編碼深度之編碼單元1302,1304,1306,1312,1314,1316和1318。此處，由於編碼單元1318是一編碼深度之編碼單元，則劃分資訊可設定為0。與尺寸2Nx2N之編碼單元1318之分區形態有關的資訊可設定為具有尺寸2Nx2N之分區形態1322、具有尺寸2NxN之分區形態1324、具有尺寸Nx2N之分區形態1326、具有尺寸NxN之分區形態1328、具有尺寸2NxnU之分區形態1332、具有尺寸2NxnD之分區形態1334、具有尺寸nLx2N之分區形態1336、具有尺寸nRx2N之分區形態1338之一。
當分區形態設定為對稱時，即，設定為1322,1324,1326或1328時，若轉換單元之劃分資訊(TU尺寸旗標)是0，則設定具有2Nx2N 尺寸之轉換單元1342；若TU尺寸旗標是1，則設定具有NxN尺寸之轉換單元1344。
當分區形態設定為非對稱時，即，設定為1332,1334,1336或1338時，若TU尺寸旗標是0，則設定具有2Nx2N尺寸之轉換單元1352；若TU尺寸旗標是1，則設定具有N/2xN/2尺寸之轉換單元1354。
參照圖13，TU尺寸旗標是具有0值或1值之旗標，但TU尺寸旗標不限於1位元，且轉換單元可階層式地劃分而具有樹狀結構，同時使TU尺寸旗標由0增加。
在此種情況下，依據一實施例，已實際上被使用的轉換單元之尺寸可藉由使用一轉換單元之TU尺寸旗標、以及該轉換單元之最大尺寸和最小尺寸來表示。依據一實施例，視訊編碼裝置100可對最大轉換單元尺寸資訊、最小轉換單元尺寸資訊、以及最大TU尺寸旗標進行編碼。最大轉換單元尺寸資訊、最小轉換單元尺寸資訊、以及最大TU尺寸旗標的編碼結果可插入至順序參數組(SPS)中。依據一實施例，視訊解碼裝置200可藉由使用最大轉換單元尺寸資訊、最小轉換單元尺寸資訊、以及最大TU尺寸旗標來對視訊進行解碼。
例如，若目前的編碼單元之尺寸是64x64且最大轉換單元的尺寸是32x32，則當TU尺寸旗標是0時轉換單元的尺寸可以是32x32，當TU尺寸旗標是1時轉換單元的尺寸可以是16x16，且當TU尺寸旗標是2時轉換單元的尺寸可以是8x8。
作為另一例子，若目前的編碼單元之尺寸是32x32且最小轉換單元的尺寸是32x32，則當TU尺寸旗標是0時轉換單元的尺寸可以是32x32。此處，TU尺寸旗標不能設定成異於0之值，此乃因該轉換單元的尺寸不能小於32x32。
作為另一例子，若目前的編碼單元之尺寸是64x64且最大TU尺寸旗標是1，則TU尺寸旗標可以是0或1。此處，TU尺寸旗標不能設定成異於0或1之值。
因此，當TU尺寸旗標是0時，若最大TU尺寸旗標定義成'MaxTransformSizeIndex'，最小轉換單元尺寸定義成'MinTransformSize'，且轉換單元尺寸定義成'RootTuSize'，則可在目前的編碼單元中決定的目前的最小轉換單元的尺寸'CurrMinTuSize'可由方程式(1)來定義：CurrMinTuSize=max(MinTransformSize,RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)).......(1)
與可在目前的編碼單元中決定的目前的最小轉換單元的尺寸'CurrMinTuSize'比較下，當TU尺寸旗標是0時，轉換單元尺寸'RootTuSize'可指出系統中可被選取的最大轉換單元尺寸。在方程式(1)中，'RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)'指出：當TU尺寸旗標是0時，轉換單元尺寸當轉換單元尺寸'RootTuSize'對應於最大TU尺寸旗標而被劃分多次，且'MinTransformSize'指出最小轉換尺寸。於是，'RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)'和'MinTransformSize'中較小的值可以是可在目前的編碼單元中決定的目前的最小轉換單元尺寸'CurrMinTuSize'。
依據一實施例，最大轉換單元尺寸RootTuSize可依據預期模式的形態而改變。
例如，若目前的預期模式是居中模式，則可使用以下的方程 式(2)來決定'RootTuSize'。方程式(2)中，'MaxTransformSize'指出最小轉換單元尺寸，且'PUSize'指出目前的預期單元尺寸。
RootTuSize=min(MaxTransformSize,PUSize).........(2)
即，若目前的預期模式是居中模式，則當TU尺寸旗標是0時，轉換單元尺寸'RootTuSize'可以是最大轉換單元尺寸和目前的預期單元尺寸中的較小者。
若目前的預期單元之預期模式是內模式，則可使用以下的方程式(3)來決定'RootTuSize'。方程式(3)中，'PartitionSize'指出目前的分區單元的尺寸。
RootTuSize=min(MaxTransformSize,PartitionSize)..(3)
即，若目前的預期模式是內模式，則當TU尺寸旗標是0時，轉換單元尺寸'RootTuSize'可以是最大轉換單元尺寸和目前的分區單元尺寸中的較小者。
然而，目前的最大轉換單元尺寸'RootTuSize'是依據分區單元中的預期模式之形態而改變，這只是一例子且不限於此。
圖14是一實施例中用來說明視訊編碼方法的流程圖。
操作1210中，將目前的圖像劃分成至少一最大編碼單元。最大深度指出可預定之可能的總劃分次數。
操作1220中，依據至少一劃分區(其是依據深度將每一最大編碼單元之區域予以劃分而得)，藉由將該至少一劃分區予以編碼而決 定一編碼深度以輸出最後的編碼結果，且依據樹狀結構而決定一編碼單元。
當深度加深時，在空間中對最大編碼單元進行劃分，因此劃分成較低深度的編碼單元。藉由獨立地由相鄰的編碼單元而在空間中進行劃分，則每一編碼單元可被劃分成其它較低深度之編碼單元。依據深度，編碼重複地在每一編碼單元上進行。
又，依據具有至少一編碼錯誤之分區形態，對每一較深的編碼單元來決定一轉換單元。為了在每一最大編碼單元中決定一具有最小編碼錯誤之編碼深度，則可依據深度而在全部之較深的編碼單元中對多個編碼錯誤進行測量且加以比較。
操作1230中，依據編碼深度，構成最後的編碼結果之編碼的影像資料(其具有與編碼深度和編碼模式有關的編碼資訊)對每一最大編碼單元輸出。與編碼模式有關的資訊可包括：與編碼深度或劃分資訊有關的資訊、與預期單元之分區形態、預期模式、轉換單元之尺寸有關的資訊。與編碼模式有關的編碼資訊可與編碼的影像資料一起傳送至解碼器。
圖15是一實施例中用來說明視訊解碼方法的流程圖。
操作1310中，接收且解析已編碼的視訊之位元流。
操作1320中，設定至最大編碼單元之目前圖像之編碼的影像資料、與編碼深度及依據最大編碼單元之編碼模式有關的資訊是由解析的位元流中抽出。最大編碼單元之編碼深度是每一最大編碼單元中具有最小編碼錯誤之深度。在對每一最大編碼單元編碼時，依據深度，基於以階層式來對每一最大編碼單元進行劃分而得的至少一資料單元來對影像資料進行編碼。
依據與編碼深度和編碼模式有關的資訊，最大編碼單元可劃分成具有樹狀結構之編碼單元。依據編碼深度，具有樹狀結構之每一編碼單元被確定為編碼單元且針對輸出最小編碼錯誤而受到最佳化編碼。因此，依據編碼單元在決定至少一編碼深度之後，影像的編碼效率和解碼效率可藉由對編碼單元中已編碼的影像資料之每一片斷(piece)進行解碼而獲得改良。
操作1330中，依據最大編碼單元，基於與編碼深度和編碼模式有關的資訊來對每一最大編碼單元之影像資料進行解碼。已解碼的影像資料可藉由再生裝置而再生、儲存在儲存媒體中或經由網路而傳送。
上述各實施例可寫成電腦程式且安裝在通用的數位電腦中，數位電腦使用電腦可讀媒體來執行程式。電腦可讀媒體的例子包括磁性儲存媒體(例如，ROM，軟性磁碟、硬碟等等)和光學記錄媒體(例如，CD-ROMs或DVDs)。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其只應被考慮成作為描述用而並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明以下所附之申請專利範圍所界定的精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍不是由上述的描述所界定而是以後附之申請專利範圍所界定者為準，且所述範圍中的全部差異將被視為包含在本發明中。
100‧‧‧視訊編碼裝置
110‧‧‧最大編碼單元劃分器
120‧‧‧編碼單元決定器
130‧‧‧輸出單元

Claims (4)

  1. 一種視訊解碼方法，包括：由位元流中抽出：與編碼單元之最大尺寸有關的資訊、指出最大編碼單元可能被劃分的總次數的最大深度、以及指出是否目前深度的編碼單元被劃分成較低深度的編碼單元的劃分資訊；依據所述劃分資訊，來決定階層式結構的編碼單元，所述階層式結構包含：從最大編碼單元劃分的編碼單元之中的、不再被劃分的編碼單元；以及對所述最大編碼單元中的所述階層式結構的所述編碼單元進行解碼；其中，使用與編碼單元之最大尺寸有關的所述資訊，來使影像被劃分成多個最大編碼單元，依據所述劃分資訊，所述最大編碼單元被階層式地劃分成具有深度的編碼單元，所述深度包含：目前深度與較低深度的至少一個，當所述劃分資訊指出對於所述目前深度的劃分時，目前深度的所述編碼單元被劃分成較低深度的編碼單元，並獨立於相鄰的編碼單元，且當所述劃分資訊指出對於所述目前深度的不劃分(non-split)時，從所述目前深度的所述編碼單元獲得一或多個預期單元。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的視訊解碼方法，其中，所述抽出包括：由所述位元流中抽出：與用以在目前編碼單元上進行預期的分區形態有關的資訊、與用於所述目前編碼單元的預期模式有關的資訊、 以及指示是否劃分轉換單元的資訊，所述轉換單元用於在所述目前編碼單元上進行轉換。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的視訊解碼方法，其中，目前深度的所述編碼單元被劃分成較低深度的四個矩形編碼單元。
  4. 一種視訊解碼裝置，包括：接收器，配置為由所接收的位元流中抽出：與編碼單元之最大尺寸有關的資訊、指出最大編碼單元可能被劃分的總次數的最大深度、以及指出是否目前深度的編碼單元被劃分成較低深度的編碼單元的劃分資訊；以及解碼器，配置為依據所述劃分資訊，來決定：階層式結構的編碼單元，所述階層式結構包含：從最大編碼單元劃分的編碼單元之中的、不再被劃分的編碼單元，並且對所述最大編碼單元中的所述階層式結構的所述編碼單元進行解碼；其中，使用與編碼單元之最大尺寸有關的所述資訊，來使影像被劃分成多個最大編碼單元，依據所述劃分資訊，所述最大編碼單元被階層式地劃分成具有深度的編碼單元，所述深度包含：目前深度與較低深度的至少一個，當所述劃分資訊指出對於所述目前深度的劃分時，目前深度的所述編碼單元被劃分成較低深度的編碼單元，並獨立於相鄰的編碼單元，且當所述劃分資訊指出對於所述目前深度的不劃分(non-split)時，從所述目前深度的所述編碼單元獲得一或多個預期單元。
TW103103786A 2009-08-14 2010-08-13 視訊編碼方法與裝置及視訊解碼方法與裝置 TWI526051B (zh)

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