TWI674793B - 視訊編解碼的適應性預測候選位置 - Google Patents

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TWI674793B TW107102187A TW107102187A TWI674793B TW I674793 B TWI674793 B TW I674793B TW 107102187 A TW107102187 A TW 107102187A TW 107102187 A TW107102187 A TW 107102187A TW I674793 B TWI674793 B TW I674793B
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Abstract

本發明的方面提供一種以合併模式或跳過模式的視訊編解碼的方法。本方法可以包括接收圖像的預測塊；根據預測塊的尺寸和/或形狀，確定預測塊的複數個合併候選的數量和位置；以及構造包括複數個合併候選的子集的運動資料的候選列表。

Description

視訊編解碼的適應性預測候選位置 【相關申請的交叉引用】
本發明要求2017年02月07日提出的申請號為62/455,623且名稱為"Variation Based Method for Video Coding in Merge Mode"的美國臨時專利申請的權利，其整體以引用方式併入本文中。
本發明涉及視訊編解碼技術。
此處提供的先前技術描述用作一般呈現本發明的內容的目的。目前署名發明人的工作內容，既包含在本先前技術部分中所描述的工作的內容，也包含在申請時未被認為是先前技術的說明書的各方面，這些既不明確也不暗示地被承認是本發明的先前技術。
在圖像與視訊編解碼中，使用基於樹結構的方案，圖像及其相應樣本陣列可以被分割成塊。隨後，用複數個處理模式之一，每個塊可以被處理。合併模式是這些處理模式之一，其中空間相鄰塊和時間相鄰塊可以共用相同的運動參數集。編碼器和解碼器遵循相同的規則以構造預測候選列表，並且表示所選擇的預測候選的索引自編碼器發送至解碼器。因 此，運動向量傳輸開銷可以被降低。
本發明的方面提供一種以合併模式或跳過模式的視訊編解碼的方法。本方法可以包括接收圖像的預測塊；根據預測塊的尺寸和/或形狀，確定預測塊的複數個合併候選的數量和位置；以及構造包括複數個合併候選的子集的運動資料的候選列表。
在一個實施例中，根據各自邊的邊長度，預測塊的一個邊上的合併候選的數量被確定。在一個實施例中，根據預測塊的寬度與高度之比，預測塊的一個邊上的合併候選的數量被確定。在一個實施例中，預測塊的一個邊上的複數個合併候選的位置被確定為基本上相等地分割各自邊的複數個位置。在一個實施例中，當位於所確定的複數個位置中的一個處的合併候選不可用時，搜索被執行以查找位於不可用合併候選附近的候選。
在一個示例中，預測塊的複數個合併候選的複數個位置包括在預測塊的兩個相對邊上相互交錯的複數個候選位置。在不同示例中，預測塊的複數個合併候選包括複數個空間候選和複數個時間候選。
本發明的方面提供了一種以合併模式或跳過模式的視訊編解碼的裝置。本裝置可以包括電路，其被配置為接收圖像的預測塊；根據預測塊的尺寸和/或形狀，確定預測塊的複數個合併候選的數量和位置；以及構造包括複數個合併候選的子集的運動資料的候選列表。
本發明的方面提供了一種非暫時性電腦可讀介質，其存儲有實現以合併模式或跳過模式的視訊編解碼的方法的指令。
100‧‧‧編碼器
101‧‧‧輸入視訊資料
102、201‧‧‧位元流
103‧‧‧運動資訊
110、210‧‧‧畫面內預測模組
120、220‧‧‧畫面間預測模組
121、221‧‧‧運動補償模組
122‧‧‧運動估計模組
123‧‧‧畫面間模式模組
124、224‧‧‧合併模式模組
131‧‧‧第一加法器
132‧‧‧殘差編碼器
133、233‧‧‧殘差解碼器
134‧‧‧第二加法器
141、241‧‧‧熵編碼器
151、251‧‧‧已解碼圖像暫存器
200‧‧‧解碼器
202‧‧‧輸出視訊資料
234‧‧‧加法器
301、401、501‧‧‧CTB
302‧‧‧四叉樹
311‧‧‧根
321‧‧‧節點
331‧‧‧葉節點
402‧‧‧二叉樹
502‧‧‧樹
600‧‧‧第一傳統方法
610、710、712、810、812、910、912、1010、1012、1014、1100、1200、1310‧‧‧PB
700‧‧‧第二傳統方法
801、802、1101、1102、1201、1202、1301、1302、1303‧‧‧候選位置
1400‧‧‧合併模式編碼流程
S1401、S1410~S1450、S1499‧‧‧步驟
1500‧‧‧合併模式解碼流程
S1501、S1510~S1550、S1599‧‧‧步驟
將結合下面的圖式對被提供作為示例的本發明的各種實施例進行詳細描述，其中相同的符號表示相同的元件，以及其中：第1圖是根據本發明實施例的示例視訊編碼器；第2圖是根據本發明實施例的示例視訊解碼器；第3A圖-第3C圖是根據本發明實施例的分割圖像的第一基於樹分割方案；第4A圖-第4C圖是根據本發明實施例的分割圖像的第二基於樹分割方案；第5A圖-第5B圖是根據本發明實施例的分割圖像的第三基於樹分割方案；第6圖是定義合併模式處理的候選位置的第一傳統方法；第7圖是定義合併模式處理的候選位置的第二傳統方法；第8A圖-第8B圖和第9A圖-第9B圖是根據本發明實施例的適應性候選位置方式的第一示例；第10A圖-第10C圖是根據本發明實施例的適應性候選位置方式的第二示例；第11圖是根據本發明實施例的適應性候選位置方式的第三示例； 第12圖是根據本發明實施例的適應性候選位置方式的第四示例；第13圖是根據本發明實施例的適應性候選位置方式的第五示例；第14圖是根據本發明實施例的合併模式編碼流程；以及第15圖是根據本發明實施例的合併模式解碼流程。
第1圖顯示了根據本發明實施例的示例視訊編碼器100。編碼器100可以包括畫面內預測模組110、畫面間預測模組120、第一加法器131、殘差編碼器132、熵編碼器141、殘差解碼器133、第二加法器134和已解碼圖像暫存器151。畫面間預測模組120還可以包括運動補償模組121和運動估計模組122。如第1圖所示，這些元件可以耦接在一起。
編碼器100接收輸入視訊資料101，並執行視訊壓縮流程以生成位元流102作為輸出。輸入視訊資料101可以包括圖像序列。每個圖像可以包括一個或複數個顏色分量，例如亮度分量或者色度分量。位元流102可以具有符合視訊編解碼標準的格式，例如高級視訊編解碼(Advanced Video Coding，AVC)標準、高效視訊編解碼(High Efficiency Video Coding，HEVC)標準等。
編碼器100可以將輸入視訊資料101中的圖像分割成塊，例如，使用基於樹結構的分割方案。隨後，得到的塊可以用不同的處理模式進行處理，例如畫面內預測模式、具有畫面間模式的畫面間預測、具有合併模式的畫面間預測、具有跳過(skip)模式的畫面間預測等。在一個示例中，當當前正在被處理的塊，稱為當前塊，被用合併模式進行處理時，相鄰塊將選擇自當前塊的相鄰和當前塊的同位(collocated)塊的相鄰。當前塊可以與所選擇的相鄰塊合併，並共用所選擇的相鄰塊的運動資料。此合併模式操作可以在相鄰塊組上執行，使得相鄰塊的區域可以被合併在一起，並共用相同的運動資料集。在發送期間，僅表示所選擇的相鄰塊的索引被傳輸以用於合併區域，從而提高傳輸效率。
在上述示例中，與當前塊待合併的相鄰塊，可以自當前塊的預定義候選位置集選擇，其中候選位置包括一個或複數個空間候選位置和/或一個或複數個時間候選位置。每個空間候選位置與位於當前塊周圍的空間相鄰塊相關，並且空間相鄰塊位於包括當前塊的當前圖像處。每個時間候選位置與時間相鄰塊相關，並且時間相鄰塊位於包括當前塊的同位塊且圍繞、覆蓋或者位於當前塊的同位元塊內的參考圖像處。候選位置處的相鄰塊(稱為候選塊)是當前塊的所有空間相鄰塊和當前塊的所有時間相鄰塊的子集。這樣，候選塊可以被評估以用於待合併塊的選擇，而不是整個相鄰塊集。
通常，圖像的分割可以適應於圖像的局部內容。因此，得到的塊可以位於圖像的不同位置處，具有可變的尺寸和形狀。根據本發明的方面，編碼器可以使用適應性候選位置方式以定義並確定候選塊的候選位置以用於合併模式處理。具體地，根據當前塊的尺寸和/或形狀，候選位置的數量和位置可以被適應性地定義。例如，相對於較小的當前塊，較大的當 前塊可以沿著其側邊具有更多數量的候選位置。基於預設定義，在當前塊的合併模式處理期間，候選位置的數量和位置可以基於當前塊的尺寸和/或形狀被確定。
在傳統的視訊編解碼技術中，候選位置的數量和位置通常是預定義且固定的以用於不同塊，即便當前塊的形狀和尺寸變化很大。相對於傳統的固定候選位置技術，適應性候選位置方式可以提供更多且更好合併候選以用於當前塊，使得編碼器100的率失真性能更高。
在第1圖中，畫面內預測模組110可以被配置成執行畫面內預測以在視訊壓縮流程期間確定當前塊的預測。畫面內預測可以是基於與當前塊相同的圖像內的當前塊的相鄰像素。
畫面間預測模組120可以被配置成執行畫面間預測以在視訊壓縮流程期間確定當前塊的預測。例如，運動補償模組121可以自運動估計模組122接收當前塊的運動資料集。在一個示例中，運動資料可以包括水平運動向量位移值和垂直運動向量位移值、一個或兩個參考圖像索引以及可選的參考圖像列表與每個索引相關的辨識碼(identification)。基於運動資料和存儲在已解碼圖像暫存器151中的一個或複數個參考圖像，運動補償模組121可以確定當前塊的預測。
運動估計模組122可以被配置成確定當前塊的運動資料集。具體地，在運動估計模組122處，用畫面間模式或合併模式，當前塊可以被處理。例如，畫面間模式模組123可以執行運動估計流程，在一個或複數個參考圖像中搜索與當前塊相似的參考塊。這樣的參考塊可作為當前塊之預測。在一個示例中，基於所使用的單向預測方法或者雙向預測方法，一個或複數個運動向量及相應參考圖像可以被確定為運動估計流程的結果。例如，得到的參考圖像可以由參考圖像索引表示，以及在雙向預測被使用的情況中，由相應的參考圖像列表辨識碼表示。
合併模式模組124被配置成執行合併模式的操作，以確定當前塊的運動資料集。例如，合併模式模組124可以先確定候選塊的候選位置的數量和位置以用於合併模式，並隨後自候選位置選擇一個待合併相鄰塊。例如，候選列表可以基於候選位置來構造。候選列表可以包括複數個條目。每個條目可以包括相應候選塊的運動資料。隨後，每個條目可以被評估，並且具有最高率失真性能的運動資料集可以被確定以由當前塊共用。隨後，待共用運動資料可以被用作當前塊的運動資料集。另外，在候選列表中包括待共用運動資料的條目的索引可以用於表示並標示此選擇。此索引可以稱為合併索引。
在畫面間模式模組123或者合併模式模組124處確定的當前塊的運動資料集可以被提供給運動補償模組121。另外，與運動資料相關的運動資訊103可以被生成並提供給熵編碼器141，並隨後被發送(signal)至視訊解碼器。對於畫面間模式，得到的運動資料可以被提供至熵編碼器141。對於合併模式，合併旗標可以被生成，並與當前塊相關，其表示當前塊用合併模式被處理。合併旗標(flag)及相應合併索引可以被包括在運動資訊103中，並被發送到視訊解碼器。當用合 併模式處理同一當前塊時，基於合併索引，視訊解碼器可以推導出運動資料集。
在可選示例中，跳過模式可以由畫面間預測模組120使用。例如，在跳過模式中，使用與上述相似的畫面間模式或者合併模式，當前塊可以被預測，以確定運動資料集，然而，沒有殘差被生成或者發送。跳過旗標可以與當前塊相關。跳過旗標和表示當前塊的相關運動資訊的索引可以被發送到視訊解碼器。在視訊解碼器側處，基於相關運動資訊所確定的預測(參考塊)可以用作已解碼塊，而無需添加殘差訊號。這樣，適應性候選位置方式可以與跳過模式一起被使用。例如，在合併模式的操作已在當前塊上被執行，且相關運動資訊(合併索引)已被確定之後，跳過模式旗標可以與當前塊相關，以表示跳過模式。
上面已描述複數個處理模式，例如，畫面內預測模式、具有畫面間模式的畫面間預測、具有合併模式的畫面間預測以及具有跳過模式的畫面間預測。通常，不同的塊可以用不同的處理模式進行處理，並且關於哪個處理模式將用於一個塊的模式決策需要被作出。例如，模式決策可以基於在一個塊上應用不同處理模式的測試結果。基於各自處理模式的率失真性能，測試結果可以被評估。具有最佳結果的處理模式可以被確定為處理此塊的選擇。在可選示例中，其他方法或者演算法可以被使用，以確定處理模式。例如，圖像和自此圖像分割而來的塊的特徵可以被考慮以用於處理模式的確定。
第一加法器131自畫面內預測模組110或者運動補償模組121接收當前塊的預測，以及來自於輸入視訊資料101的當前塊。第一加法器131可以自當前塊的像素值提取預測，以獲得當前塊的殘差。當前塊的殘差被發送至殘差編碼器132。
殘差編碼器132接收塊的殘差，並壓縮此殘差，以生成已壓縮殘差。例如，殘差編碼器132可以先將變換，例如離散余弦變換(discrete cosine transform，DCT)、小波變換等，應用到對應於變換塊的所接收的殘差，並生成變換塊的變換係數。將圖像分割成變換塊的分割可以與將圖像分割成預測塊的分割相同或者不同，以用於畫面間或者畫面內預測處理。隨後，殘差編碼器132可以量化係數以壓縮殘差。已壓縮殘差(已量化變換係數)被發送至殘差解碼器133和熵編碼器141。
殘差解碼器133接收已壓縮殘差，並執行在殘差編碼器132處所執行的量化操作與變換操作的逆流程，以重構變換塊的殘差。由於量化操作，已重構殘差與自第一加法器131生成的原始殘差相似，但通常不同於原始版本。
第二加法器134自畫面內預測模組110和運動補償模組121接收塊的預測，以及自殘差解碼器133接收變化塊的已重構殘差。隨後，第二加法器134將已重構殘差與對應於圖像中同一區域的所接收的預測組合，以生成已重構視訊資料。已重構視訊資料可以被存儲在已解碼圖像暫存器151，形成可以用於畫面間預測操作的參考圖像。
熵編碼器141可以自殘差編碼器132接收已壓縮殘差，以及自畫面間預測模組120接收運動資訊103。熵編碼 器141也可以接收其他參數和/或控制資訊，例如，畫面內預測模式資訊、量化參數等。熵編碼器141編碼所接收的參數或者資訊，以形成位元流102。包括以已壓縮格式的資料的位元流102可以通過通信網路被發送至解碼器，或者發送至存儲設備(例如，非暫時電腦可讀介質)，其中，由位元流102所承載的視訊資料可以被存儲。
第2圖示出了根據本發明實施例的示例視訊解碼器200。解碼器200可以包括熵解碼器241、畫面內預測模組210、包括運動補償模組221和合併模式模組224的畫面間預測模組220，殘差解碼器233、加法器234和已解碼圖像暫存器251。如第2圖所示，這些元件被耦接在一起。在一個示例中，解碼器200自編碼器接收位元流201，例如自編碼器100接收位元流102，並執行去壓縮流程以生成輸出視訊資料202。輸出視訊資料202可以包括圖像序列，例如，其可以被顯示在顯示設備，例如，監測器、觸摸屏等。
與第1圖示例中的編碼器100相似，解碼器200可以使用適應性候選方式以處理用合併模式編碼的當前塊。例如，解碼器200可以被配置成以與編碼器100在編碼當前塊時確定相同的候選位置集的方式相同的方式，確定當前塊的候選位置集。具體地，根據當前塊的尺寸和/或形狀，候選位置的數量和位置可以被確定。隨後，以與編碼器100編碼當前塊時構造相同的候選列表的方式相同的方式，解碼器200可以構造候選列表。基於與當前塊相關且位元流201中所接收的合併索引，運動資料集可以被確定。推導出運動資料集的上述流程可 以在合併模式模組224處執行。
熵解碼器241接收位元流201，並執行第1圖示例中由熵編碼器141執行的編碼流程的逆流程的解碼流程。因此，運動資訊203、畫面內預測模式資訊、已壓縮殘差、量化參數、控制資訊等被獲得。已壓縮殘差可以被提供到殘差解碼器233。
畫面內預測模組210可以接收畫面內預測模式資訊，並因此生成用畫面內預測模式編碼的塊的預測。畫面間預測模組220可以接收運動資訊203，並因此生成用具有畫面間模式的畫面間預測、具有合併模式的畫面間預測或者具有跳過模式的畫面間預測編碼的塊的預測。例如，對於用畫面間模式編碼的塊，對應於此塊的運動資料集可以自運動資訊203獲得，並被提供到運動補償模組221。對於用合併模式編碼的塊，合併索引可以自運動資訊獲得，並且基於此處描述的適應性候選位置方式推導出運動資料集的流程可以在合併模式模組224處執行。得到的運動資料可以被提供給運動補償模組221。因此，基於所接收的運動資料和存儲在已解碼圖像暫存器251中的參考圖像，運動補償模組221可以生成用於各自塊的預測，其被提供至加法器234。
殘差解碼器233、加法器234可以與第1圖示例中的殘差解碼器133和第二加法器134在功能和結構方面相似。具體地，對於用跳過模式編碼的塊，沒有殘差被生成以用於這些塊。已解碼圖像暫存器251存儲參考圖像，其用於在運動補償模組221處所執行的運動補償。例如，參考圖像可以由自加 法器234接收的已重構視訊資料形成。另外，參考圖像可以自已解碼圖像暫存器251獲得，並被包括在輸出視訊資料202，以用於顯示設備進行顯示。
在不同的實施例中，合併模式模組124和合併模式模組224及編碼器100和解碼器200的其他元件可以用硬體、軟體或者其組合實現。例如，合併模式模組124和合併模式模組224可以用一個或複數個積體電路(integrated circuit，IC)實現，例如應用專用積體電路(application specific integrated circuit，ASIC)、現場可編程閘陣列(field programmable gate array，FPGA)等。又例如，合併模式模組124和合併模式模組224可以被實現為包括存儲在電腦可讀非暫時存儲介質中的指令的軟體或者韌件。這些指令，在由處理電路執行時，使得處理電路執行合併模式模組124或者合併模式模組224的功能。
注意的是，實現本文公開的適應性候選位置方式的合併模式模組124和合併模式模組224可以被包括在其他解碼器或者編碼器中，這些解碼器或者編碼器可以具有與第1圖或者第2圖所示的相似或者不同的結構。另外，在不同示例中，編碼器100和解碼器200可以被包括在同一設備或者獨立設備中。
第3A圖-第3C圖顯示了根據本發明實施例的分割圖像的第一基於樹分割方案。第一基於樹的割方案是基於四叉樹，並可以在HEVC標準中使用。作為示例，如HEVC標準中所指定，圖像可以被分割成片段(slice)，片段可以被進一步分割成編碼樹塊(coding tree block，CTB)。CTB可以具有8x8、16x16、32x32或者64x64尺寸的正方形形狀。使用四叉樹結構，CTB可以被分割成編碼塊(coding block，CB)。
第3A圖顯示了被分割成複數個CB的CTB 301的示例。第3B圖顯示了對應於分割CTB 301的流程的四叉樹302。如圖所示，CTB 301是四叉樹302的根311，四叉樹302的葉節點(例如，葉節點331)對應於CTB 301中的CB。四叉樹302的其他節點(除了葉節點和根之外)(例如，節點321)對應于被分割成子塊(child block)的母塊。根據包括CTB 301的圖像的局部內容，自分割流程得到的CB的尺寸可以被適應性確定。四叉樹302的深度和CB的最小尺寸可以被指定在承載已編解碼圖像的位元流的語法元素中。
如HEVC標準中所指定，CB還可以被分割一次，以形成預測塊(prediction block，PB)以用於畫面內或者畫面間預測處理的目的。第3C圖顯示了HEVC標準中所允許的8種PB分割類型。如圖所示，CB可以被分割成1個、2個或者4個PB。在第3C圖中，得到的PB的寬度和高度如下面每個各自CB中所示，其中M表示以像素形式的每個CB的邊長度。
第4A圖-第4C圖是根據本發明實施例的分割圖像的第二基於樹分割方案。第二基於樹分割方案基於二叉樹結構，並可以用於分割HEVC標準中所定義的CTB。第4A圖顯示了6種分割類型，其可以用於將塊分割成更小塊。與第3C圖相似，得到的子塊的寬度和高度如下面每個各自CB中所示，其中M表示以像素形式的每個塊的邊長度。使用第4A圖 中所示的分割類型，CTB可以被遞迴分割，直到得到的子塊的寬度或者高度達到在一個示例中所指定的預定義最小寬度或者高度。
第4B圖顯示了使用二叉樹結構被分割成CB的CTB 401的示例。第4C圖顯示了對應於分割CTB 401的流程的二叉樹402。在第4B圖和第4C圖示例中，僅對稱垂直分割類型和對稱水平分割類型(即M/2xM和MxM/2)被使用。在二叉樹402的每個非葉節點處，一旗標(0或者1)被標記以表示水平分割或者垂直分割是否被使用。0表示水平分割，1表示垂直分割。二叉樹402的每個葉節點表示得到的CB。在一些示例中，得到的CB可以被用作PB，而無需進一步分割。
第5A圖-第5B圖是根據本發明實施例的分割圖像的第三基於樹分割方案。第三基於樹分割方案是基於混合四叉樹加二叉樹分割(quadtree plus binary tree，QTBT)結構，並可以用於分割HEVC標準中所定義的CTB。第5A圖為使用QTBT結構分割的CTB 501的示例。在第5A圖中，實線表示基於四叉樹結構而分割的塊的分界線，而虛線表示基於二叉樹結構而分割的塊的分界線。第5B圖顯示了具有QTBT結構的樹502。樹502對應於分割CTB 501的流程。實線表示基於四叉樹結構的分割，而虛線表示基於二叉樹結構的分割。
如圖所示，在基於QTBT的分割流程期間，使用四叉樹結構，CTB可以先被遞迴分割，直到得到的塊的尺寸達到預定義最小葉節點尺寸。此後，如果葉四叉樹塊不大於最大允許二叉樹根節點尺寸，則基於二叉樹結構，葉四叉樹塊可以 被進一步分割。二叉樹分割可以被重複，直到得到的塊的寬度或者高度達到最小允許寬度或者高度，或者直到二叉樹深度達到最大允許深度。在一些示例中，自QTBT生成得到的CB(葉塊)可以被用作PB，而無需進一步分割。
第6圖顯示了定義合併模式處理的候選位置的第一傳統方法600。傳統方法600被使用在HEVC標準中，如圖所示，PB 610將被用合併模式進行處理。候選位置集{A0,A1,B0,B1,B2,T0,T1}被定義以用於合併模式處理。具體地，候選位置{A0,A1,B0,B1,B2}是空間候選位置，其表示與PB 610處於同一圖像中的候選塊的位置。相對地，候選位置{T0,T1}是時間候選位置，其表示處於參考圖像中的候選塊的位置。候選位置T1位於PB 610的同位塊的中心附近。
在第6圖中，每個候選位置由樣本的塊表示，例如，具有4x4個樣本的尺寸。對應於候選位置的塊的尺寸可以等於或者小於最小允許尺寸(例如，4x4個樣本)，最小允許尺寸為用於生成PB 610的基於樹分割方案所定義的PB的最小允許尺寸。在這種配置下，在單個相鄰PB內，表示候選位置的塊可以總是被覆蓋。在可選示例中，樣本位置可以用於表示候選位置。
在一個示例中，基於第6圖中定義的候選位置{A0,A1,B0,B1,B2,T0,T1}，合併模式流程可以被執行，以自候選位置{A0,A1,B0,B1,B2,T0,T1}選擇一候選塊。在合併模式流程中，候選列表構造流程可以先被執行以構造候選列表。候選列表可以具有合併候選的預定義最大數量C。候選列表中的 每個合併候選可以是運動資料集，其可以用於運動補償預測。在一個示例中，根據預定義順序，合併候選的第一數量C1自空間候選位置{A0,A1,B0,B1,B2}推導出，合併候選的第二數量，即C2=C-C1，自時間候選位置{T0,T1}推導出。
在一些情景中，位於候選位置處的合併候選可以是不可用的。例如，位於候選位置處的候選塊可以是畫面內預測的，或者候選塊位於包括當前PB 610的片段的外部或與當前PB 610不是處於同一CTB列(row)中。在一些情景中，位於候選位置處的合併候選可以是冗餘的。例如，PB 610的同一相鄰塊可以用兩個候選位置進行覆蓋。冗餘的合併候選可以自候選列表中移除。當候選列表中的合併候選的總數小於合併候選的最大數量C時，額外的合併候選可以被生成(例如，根據預配置規則)，以填充候選列表，使得候選列表可以被保持成具有固定長度。
在候選列表被構造之後，在編碼器處，例如，編碼器100，評估流程可以被執行，以自候選列表選擇最佳合併候選。例如，對應於每個合併候選的率失真性能可以被計算出，並且具有最佳率失真性能的一個可以被選擇。因此，與所選擇的合併候選相關的合併索引可以被確定以用於PB 610，並發送至解碼器。
在解碼器側，例如解碼器200，在接收PB 610的合併索引之後，如上述相似的候選列表構造可以被執行。在候選列表被構造之後，在一些示例中，合併候選可以基於所接收到的合併索引自候選列表選擇，而無需執行任何評估。所選擇 的合併候選的運動資料可以用於PB 610的後續運動補償預測。
第7圖顯示了定義合併模式處理的候選位置的第二傳統方法700。在方法700中，候選位置可以被定義成位於PB邊的中間位置周圍。如第7圖的左側所示，中間候選位置可以包括位於當前PB 710的左邊處和頂邊處的空間候選位置集{M0,M1}。中間候選位置還可以包括分佈在參考圖像中的同位PB 712的每邊處的時間候選位置集{MT0,MT1,MT2,MT3}。在一些示例中，中間候選位置{M0,M1,MT0,MT1,MT2,MT3}可以與第6圖示例中所定義的角候選位置{A0,A1,B0,B1,B2,T0}以及中心候選位置{T1}一起使用。
自結合第3A圖-第3C圖、第4A圖-第4C圖、第5A圖-第5B圖所述的基於樹結構分割方案的示例可以看出，在圖像編碼器流程期間，得到的PB可以具有可變尺寸和形狀。當傳統的合併候選位置定義方法600和方法700用於合併模式處理時，候選位置被定義成位於位置的固定集處，而不考慮當前PB的尺寸或者形狀。相對地，適應性候選位置方式根據當前PB的形狀和/或尺寸定義候選位置的位置和數量。相對於適應性候選位置方式，傳統的方法可以具有最佳候選塊不被包括在候選位置中的更高風險，從而降低了編解碼系統的性能。
第8A圖-第8B圖和第9A圖-第9B圖顯示了根據本發明實施例的適應性候選位置方式的第一示例。在第一示例中，PB的候選位置的數量可以根據PB的尺寸被定義。例如，PB的尺寸越大，候選位置的數量將越大。PB的尺寸可以由PB 的高度和寬度表示。在一個示例中，PB尺寸被定義成PB高度x PB寬度。
具體地，沿著PB邊的候選位置的數量可以根據PB邊的長度而被定義。換言之，沿著PB邊的候選位置的數量是PB的邊長度的函數。例如，PB邊越長，沿著PB邊的候選位置可以越多。例如，候選位置的一定數量可以被定義成對應於一定範圍內的邊長度。例如，對於4個像素的邊長度，候選位置數量可以是0。對於8個像素到16個像素的範圍內的邊長度，一個候選位置可以被定義。對於20個像素到32個像素的範圍內的邊長度，兩個候選位置可以被定義。基於為具有不同尺寸的PB所定義的候選位置的數量，候選位置的位置可以被相應地定義，以用於具有不同尺寸的PB。
基於上述定義，在編碼流程或者解碼流程期間，當當前PB將被用合併模式進行處理時，編碼器或者解碼器可以根據當前PB的尺寸確定候選位置的數量和位置。例如，基於候選位置的數量與邊長度之間的函數，編碼器或解碼器可以確定沿著當前PB的邊的候選位置的數量。在沿著此邊的候選位置的數量被確定之後，沿著此邊的這些候選位置的位置可以被接著確定。
第8A圖顯示了PB 810，其在左邊處具有每個表示空間候選位置或者時間候選位置的兩個候選位置以及在右邊具有兩個時間候選位置。由於較短的頂邊長度/底邊長度，例如，4個像素，沒有候選位置被定義在PB 810的頂邊或者底邊上。相對地，第8B圖顯示了PB 812，其具有與PB 810相同的高度，以及在PB 812的左邊或者右邊具有與PB 810相似的候選位置數量。然而，PB 812的頂邊或者底邊比PB 810的頂邊或者底邊長。例如，頂邊和底邊可以具有16個像素的長度。因此，表示空間候選位置或者時間候選位置的候選位置801被定義在頂邊，而表示時間候選位置的候選位置802被定義在底邊上。
第9A圖和第9B圖顯示了兩個PB，即910和912，其具有相同寬度但不同高度。例如，PB 910的高度是24個像素，而PB 912的高度是4個像素。因此，相同數量的候選位置被定義在頂邊或者底邊以用於PB 910和PB 912。而不同數量的候選位置被定義在右邊或者左邊以用於PB 910和PB 912。具體地，PB 912的左邊或者右邊可以具有0個候選位置，而PB 910的左邊或者右邊，每個具有一個候選位置。左邊候選位置表示空間候選位置和時間候選位置。
第10A圖-第10C圖顯示了根據本發明實施例的適應性候選位置方式的第二示例。在第二示例中，PB的候選位置數量不僅依存於PB的尺寸或者寬度或高度，而且依存於PB的形狀。例如，基於PB寬度(或者PB尺寸)和寬度/高度之比，沿著頂邊或者底邊的候選的數量可以被定義。
例如，當寬度/高度之比在閾值之上時，位於頂邊或者左邊上的候選位置的數量可以不同於寬度/高度之比在閾值之下時。第10A圖-第10B圖顯示了這種示例。在第10A圖中，PB 1010沿著頂邊和底邊中每個具有兩個候選位置，沿著右邊或者左邊具有0個候選位置。在第10B圖中，PB 1012具 有與PB 1010相同的寬度，但具有比PB 1010長的高度。PB 1012的寬度/高度之比小於PB 1010的寬度/高度之比。因此，一個候選位置被定義以用於PB 1012的頂邊和底邊中的每個，其小於被定義以用於PB 1010的頂邊和底邊中的每個的兩個候選位置。此外，一個候選位置被定義在PB 1012的右邊和左邊中的每個上。
第10C圖顯示了PB 1014，其具有與PB 1010相同的寬度/高度之比。然而，由於較小的PB尺寸，PB 1014具有不同數量的候選位置。具體地，PB 1014具有被定義以用於頂邊和底邊中的每個的一個候選位置，其小於被定義以用於PB 1010的頂邊和底邊中的每個的兩個候選位置。
基於上述定義，在編碼流程或者解碼流程期間，當當前PB將被用合併模式進行處理時，編碼器或者解碼器可以根據當前PB的寬度/高度之比以及當前PB的尺寸、寬度或者高度確定候選位置的數量和位置。
第11圖顯示了根據本發明實施例的適應性候選位置方式的第三示例。在第三示例中，用相等分割放置方法，沿著PB邊排列候選位置。換句話說，候選位置被定義成位於基本相等地分割PB邊的位置處。基於相等分割放置方法的定義，在一個示例中，在視訊編碼器或者解碼器處，下面流程被執行，以確定沿著當前PB的邊的候選位置。
在第一步驟中，候選位置的數量N可以根據當前PB的尺寸和/或形狀被確定，例如，使用第8A圖-第8B圖、第9A圖-第9B圖和第10A圖-第10B圖的示例中所述的方法。
在第二步驟中，候選位置在PB邊上的原始位置可以被確定。例如，候選位置具有索引i，其處於0到N-1的範圍內，且PB邊的長度被表示為L。候選位置i的位置可以根據下面的運算式被確定，即(L/(N+1))*(i+1)，其是PB邊的一端與候選位置i的位置之間的距離以像素為單位的結果。
在第三步驟中，基於原始位置，候選位置i可以與預定義對齊位置對齊。例如，當前PB的相鄰塊的最小允許邊長度可以是4個像素，因此，相鄰塊的分界線與是4個像素的倍數的位置對齊。候選位置可以與可能相鄰塊分界線對齊。
在第四步驟中，候選位置i的可用性被檢測。例如，當覆蓋候選位置i的候選塊被畫面內編解碼時，運動資料將在候選位置i處不可用。上述第二步驟、第三步驟和第四步驟可以被重複以用於N個候選位置中的每個，以確定N個候選位置的位置。
在第11圖中，PB 1100的頂邊具有L=64個像素的長度，並且N=2個候選位置，即1101-1102將沿著頂邊被確定。對於第一候選位置1101，原始位置可以被確定為64/(2+1)=21.33個像素。假設在4個像素的倍數處對齊被要求，最終位置可以被確定成24個像素，其是自頂邊的左端的距離。如果候選位置1101由4x4像素陣列表示，則候選位置1101可以被定位在對於PB 1100的頂邊的左端自21像素到24像素的位置。
第12圖顯示了根據本發明實施例的適應性候選位置方式的第四示例。在第四示例中，確定候選位置的流程可以 開始於第11圖示例中的基於相等分割放置的流程。當候選位置被確定為在對齊位置處不可用時，細化搜索(refinement search)流程可以被執行，以在不可用候選位置周圍搜索可用候選位置。在一個示例中，細化搜索流程可以開始於不可用候選位置的左側第一對齊位置，隨後是右側第一對齊位置、左側第二對齊位置，等等，直到可用候選位置被找到，或者所有對齊位置已被搜索。在可選示例中，不同細化搜索演算法可以被使用。
在第12圖中，兩個候選位置，即1201-1202來自於第11圖示例的基於相等分割放置的確定流程，並被確定為不可用。因此，細化搜索流程可以在不可用候選位置1201-1202中的每個的周圍處執行。
第13圖顯示了根據本發明實施例的適應性候選位置方式的第五示例。在第五示例中，位於PB的相對邊中的兩個處的候選位置的位置可以以交錯方式被排列。如第13圖所示，PB 1310具有設置在頂邊上的兩個候選位置，即1301-1302，以及設置在底邊上的一個候選位置1303。具體地，候選位置1303被設置在水平方向上的兩個候選位置1301-1302的中間。基於上述定義是交錯放置方法，編碼器或者解碼器因此可以確定各自候選位置的位置以用於合併模式處理。
在上述適應性候選位置方式的第一示例至第五示例中，候選位置沿著PB的邊被放置，這樣，相對於兩個傳統方法中所使用的角候選位置、中心候選位置或者中間候選位置以用於在第6圖和第7圖示例中定義候選位置，其可以稱為邊候選位置。在不同示例中，邊候選位置可以與角候選位置或中心候選位置或者中間候選位置一起使用，以用於合併模式處理。或者，邊候選位置可以單獨被使用。請注意，前述示例中所述的每個時間候選位置與圍繞、覆蓋或者位於當前PB的同位塊之內的塊相關，前述示例中所述的每個空間候選位置與圍繞當前PB的塊相關。
第14圖顯示了根據本發明實施例的合併模式編碼流程1400。合併模式編碼流程1400使用適應性候選位置方式以用於合併模式處理。合併模式編碼流程1400可以在第1圖示例中的編碼器100中的合併模式模組124處執行。編碼器100用於解釋合併編碼流程1400。流程1400可以始於步驟S1401，並繼續到步驟S1410。
在步驟S1410中，接收當前PB的尺寸資訊和/或形狀資訊。例如，用基於樹結構的分割方法，圖像可以被分割，並且得到的PB的尺寸資訊和/或形狀資訊可以被存儲在基於樹結構的資料結構中。當當前PB將被用合併模式進行處理時，相關的尺寸和/或形狀資訊可以被傳輸到合併模式模組124。尺寸資訊可以包括以像素數量形式的當前PB的寬度和高度。形狀資訊可以包括寬度與高度之比或者高度與寬度之比，以及可選的當前PB的高度或寬度。在一個示例中，PB可以是對應於亮度分量或者色度分量的像素陣列。
在步驟S1420中，可以確定當前PB的候選位置，以用於合併模式處理的目的。具體地，適應性候選位置方式可以用於合併模式處理。因此，候選位置的數量和位置可以根據 當前PB的尺寸和/或形狀被確定。例如，基於所使用的哪種定義候選位置的方法，結合第8A圖-第8B圖、第9A圖-第9B圖、第10A圖-第10C圖和第11圖-第13圖所描述的確定候選位置的數量和位置的方法可以被使用。
例如，沿著PB邊的候選位置的數量可以根據PB邊的長度被確定。或者，除了PB邊的長度之外，沿著邊的候選位置的數量可以根據寬度/高度之比而被確定。例如，在PB的候選位置的數量被確定之後，候選位置的位置可以被確定。當相等分割放置方法被使用時，合併模式模組124因此可以確定候選位置的位置。例如，第11圖示例中所述的四步驟流程的步驟可以被執行以確定候選位置在PB邊上的位置。可選地，第12圖示例中的細化搜索流程可以被執行以搜索位於不可用候選位置周圍的額外候選位置。當交錯放置方法被使用時，合併模式模組124可以相應地確定PB的候選位置的位置。之後，細化搜索流程可以被執行。
在步驟S1430中，基於步驟S1420中所確定候選位置，可以構造候選列表。例如，空間候選位置及和時間候選位置集可以自步驟S1420處所確定的候選位置中選擇以用於構造候選列表。此選擇可以考慮候選位置是否是可用或者冗餘。對應於所選擇的候選位置的運動資料被包括在候選列表中。具體而言，對應於所選擇的空間候選位置的運動資料可以包括當前PB的特定空間相鄰塊的運動向量、參考圖像索引、預測方法或者其他資訊。特定空間向量塊位於相同於所選擇的空間候選位置的位置處，並處於包括當前PB的當前圖像中。 對應於所選擇的時間候選位置的運動資料可以包括當前PB的同位塊的特定時間相鄰塊的運動向量、參考圖像索引、預測方法或者其他資訊，其中特定時間相鄰塊位於當前PB的參考圖像中，並且特定時間相鄰塊的位置位於相同於所選擇的時間候選位置的位置處。如果得到的候選列表的成員小於候選列表的預配置長度，則額外的運動資料可以被創建。在不同的示例中，構造候選列表的流程可以變化。
在步驟S1440中，可以確定合併候選。例如，候選列表的成員(即運動資料)可以被評估，例如，使用基於率失真優化的方法。最佳運動資料集可以被確定，或者具有大於閾值的性能的運動資料集可以被識別出。因此，候選列表中表示所確定的運動資料的合併索引可以被確定。
在步驟S1450中，可以將合併索引自編碼器100發送至解碼器。流程1400繼續到步驟S1499，並結束於步驟S1499。
第15圖顯示了根據本發明實施例的合併模式解碼流程。合併模式解碼流程1500使用適應性候選位置方式以用於合併模式處理。合併模式解碼流程1500可以在第2圖示例中的解碼器200中的合併模式模組224處執行。解碼器200用於解釋合併模式解碼流程1500。本流程1500可以始於步驟S1501並繼續到步驟S1510。
在步驟S1510中，可以接收當前PB的合併索引。在視訊編碼器處使用適應性候選位置，當前PB可以被編碼。例如，PB與表示PB用合併模式進行編碼的合併旗標相關。合 併旗標和合併索引可以與PB相關，並被承載在輸入位元流201中。
在步驟S1520中，也可以接收當前PB的尺寸資訊和/或形狀資訊。例如，尺寸資訊可以包括當前PB的高度或寬度，並被承載在輸入位元流201中。形狀資訊可以包括寬度與高度之比或者高度與寬度之比，以及可選地包括當前PB的高度或者寬度。
在步驟S1530中，以與步驟S1420處所執行的方式相似的方式，基於PB的尺寸資訊，可以確定候選位置。例如，對應于定義候選位置的定義，相應的確定候選位置的數量和位置的方法，例如結合第8A圖-第8B圖、第9A圖-第9B圖、第10A圖-第10C圖和第11圖-第13圖所描述的方法，可以被使用。
在步驟S1540中，以與步驟S1430相似的方式，基於S1530中所確定的候選位置，可以構造候選列表。
在步驟S1550中，基於候選列表和接收到的合併索引，可以確定當前PB的合併候選。合併候選包括運動資料集，其可以後續用於在運動補償模組221處生成當前PB的預測。本流程1500繼續到步驟S1599，並結束於步驟S1599。
本文所描述的流程和功能可以被實現為電腦程式，其在由一個或複數個處理執行時可以使得一個或複數個處理器執行各自的流程和功能。電腦程式可以被存儲或者分佈在適當的介質上，例如，與其他硬體一起提供、或者作為其他硬體一部分的光存儲介質或者固態介質。電腦程式也可以以其他形式被分佈，例如，通過網際網路，或者其他有線或無線電通信系統。例如，電腦程式可以被獲得並載入在一裝置中，其包括通過物理介質或者分佈系統獲得電腦程式，例如，包括來自於連接到網際網路的伺服器。
電腦程式可以由提供程式指令的電腦可讀介質訪問，以用於由電腦或者任何指令執行系統使用，或者連接到電腦或者任何指令執行系統。電腦可讀介質可以包括任何裝置，其存儲、通信、傳輸或者傳送電腦程式，以用於由指令執行系統、裝置或者設備使用，或者連接到指令執行系統、裝置或者設備。電腦可讀介質可以包括電腦可讀非暫時性存儲介質，例如，半導體或固態記憶體、磁帶、可移動電腦磁片、隨機訪問記憶體(random access memory，RAM)、唯讀記憶體(read-only memory，ROM)、磁片和光碟等。電腦可讀非暫時性存儲介質可以包括所有類型的電腦可讀介質，包括磁存儲介質、光存儲介質、閃光介質和固態存儲介質。
由於已經結合本發明的被提出用作示例的具體實施例描述了本發明的各個方面，可以做出這些示例的替代、修改和變形。因此，此處所說明的實施例用作示意目的，但不用於限制。在不脫離請求項的範圍的情況下，可以做出改變。

Claims (17)

  1. 一種視訊編解碼方法，採用合併模式或者跳過模式，包括：接收圖像的預測塊；根據該預測塊的尺寸和/或形狀，確定該預測塊的複數個合併候選的數量和位置；其中，將該預測塊的一個邊上的複數個合併候選的位置確定為基本相等地分割各自邊的複數個位置；以及構造包括該等合併候選的子集的運動資料的候選列表。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之視訊編解碼方法，其中，確定該預測塊的該等合併候選的數量包括：根據各自邊的邊長度，確定該預測塊的一個邊上的合併候選的數量。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之視訊編解碼方法，其中，確定該預測塊的該等合併候選的數量包括：根據該預測塊的寬度與高度之比，確定該預測塊的一個邊上的合併候選的數量。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之視訊編解碼方法，其中，確定該預測塊的該等合併候選的複數個位置包括：當位於所確定的複數個位置中的一個處的合併候選不可用時，搜索位於該不可用合併候選附近的候選。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之視訊編解碼方法，其中，該預測塊的該等合併候選的該等位置包括在該預測塊的兩個相對邊上相互交錯的複數個候選位置。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之視訊編解碼方法，其中，該 預測塊的該等合併候選包括複數個空間候選和複數個時間候選。
  7. 一種視訊編解碼的裝置，採用合併模式或跳過模式，包括電路，被配置為：接收圖像的預測塊；根據該預測塊的尺寸和/或形狀，確定該預測塊的複數個合併候選的數量和位置；其中，將該預測塊的一個邊上的複數個合併候選的位置確定為基本相等地分割各自邊的複數個位置；以及構造包括該等合併候選的子集的運動資料的候選列表。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之視訊編解碼的裝置，其中，該電路被配置為：根據各自邊的邊長度，確定該預測塊的一個邊上的合併候選的數量。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之視訊編解碼的裝置，其中，該電路被配置為：根據該預測塊的寬度與高度之比，確定該預測塊的一個邊上的合併候選的數量。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之視訊編解碼的裝置，其中，該電路被配置為：當位於所確定的複數個位置中的一個處的合併候選不可用時，搜索位於該不可用合併候選附近的候選。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之視訊編解碼的裝置，其中，該預測塊的該等合併候選的該等位置包括在該預測塊的兩 個相對邊上相互交錯的複數個候選位置。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之視訊編解碼的裝置，其中，該預測塊的該等合併候選包括複數個空間候選和複數個時間候選。
  13. 一種非暫時性電腦可讀介質，存儲有複數個指令，其在由處理電路執行時使得該處理電路執行以合併模式或跳過模式的視訊編解碼的方法，該方法包括：接收圖像的預測塊；根據該預測塊的尺寸和/或形狀，確定該預測塊的複數個合併候選的數量和位置；其中，將該預測塊的一個邊上的複數個合併候選的位置確定為基本相等地分割各自邊的複數個位置；以及構造包括該等合併候選的子集的運動資料的候選列表。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之非暫時性電腦可讀介質，其中，該方法還包括：根據各自邊的邊長度，確定該預測塊的一個邊上的合併候選的數量。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之非暫時性電腦可讀介質，其中，該方法還包括：根據該預測塊的寬度與高度之比，確定該預測塊的一個邊上的合併候選的數量。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之非暫時性電腦可讀介質，其中，該方法還包括：當位於所確定的複數個位置中的一個處的合併候選不可用 時，搜索位於該不可用合併候選附近的候選。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之非暫時性電腦可讀介質，其中，該預測塊的該等合併候選的該等位置包括在該預測塊的兩個相對邊上相互交錯的複數個候選位置。
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