对视频编码的方法和设备及对视频解码的方法和设备的制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请日为2010年8月17日、申请号为201310088381. 9、题为"对视频编 码的方法和设备及对视频解码的方法和设备"的专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 示例性实施例涉及对视频编码的方法和设备以及对视频解码的方法和设备，所述 方法和设备能够通过使用滤波的相邻像素执行帧内预测来提高视频压缩效率。
【背景技术】
[0003] 在比如MPEG-I、MPEG-2、MPEG-4和H. 264/MPEG-4高级视频编码（AVC)的视频压缩 方法中，一个画面可被划分为用于对视频编码的宏块。之后，根据可用于帧间预测和帧内预 测的所有编码模式对每个宏块编码，然后根据对宏块编码所需的比特率和原始宏块与解码 的宏块之间的失真来选择一个编码模式。
[0004] 随着用于再现和存储高分辨率的视频内容或高品质的视频内容的硬件被开发和 提供，增加了对用于有效地对高分辨率的视频内容或高品质的视频内容编码或解码的视频 编解码器的需要。在传统的视频编解码器中，基于具有预定大小的宏块根据有限预测模式 对视频进行编码。
【发明内容】
[0005] 技术问题
[0006] 在传统的视频编解码器中，基于具有预定大小的宏块根据有限预测模式对视频编 码。
[0007] 技术方案
[0008] 示例性实施例提供一种对视频编码的方法和设备以及对视频解码的方法和设备， 所述方法和设备能够通过对当前块的相邻像素进行滤波并通过使用滤波的相邻像素对当 前块执行帧内预测来提高视频压缩效率。
[0009] 有益效果
[0010] 根据本发明，编码效率被提高。
【附图说明】
[0011] 图1是根据示例性实施例的对视频编码的设备的框图；
[0012] 图2是根据示例性实施例的对视频解码的设备的框图；
[0013] 图3是用于描述根据示例性实施例的编码单元的概念的示图；
[0014] 图4是根据示例性实施例的基于编码单元的图像编码器的框图；
[0015] 图5是根据示例性实施例的基于编码单元的图像编码器的框图；
[0016] 图6是示出根据示例性实施例的根据深度的较深层编码单元以及分块的示图；
[0017] 图7是用于描述根据示例性实施例的编码单元和变换单元之间的关系的示图；
[0018] 图8是用于描述根据示例性实施例的与编码深度相应的编码单元的编码信息的 示图；
[0019] 图9是根据示例性实施例的根据深度的较深层编码单元的示图；
[0020] 图10至图12是用于描述根据示例性实施例的编码单元、预测单元和变换单元之 间的关系的不图；
[0021] 图13是用于描述根据表1的编码模式信息的编码单元、预测单元或分块和变换单 兀之间的关系的不图；
[0022] 图14示出根据示例性实施例的帧内预测设备的框图；
[0023] 图15是示出根据示例性实施例的根据编码单元的大小的帧内预测模式的数量的 表；
[0024] 图16A至图16C示出根据示例性实施例的应用到具有预定大小的编码单元的帧内 预测模式；
[0025] 图17示出根据另一示例性实施例的应用到具有预定大小的编码单元的帧内预测 模式；
[0026] 图18A至图18C是描述根据示例性实施例的具有各种方向的帧内预测模式的示 图；
[0027] 图19是示出根据示例性实施例的当前编码单元和将被滤波的相邻像素的示图；
[0028] 图20是用于描述根据示例性实施例的对相邻像素滤波的处理的示图；
[0029] 图21是示出根据示例性实施例的视频编码方法的流程图；
[0030] 图22是示出根据示例性实施例的视频解码方法的流程图。
[0031] 最佳模式
[0032] 根据示例性实施例的一方面，提供了一种视频编码方法，所述视频编码方法包括： 对将被编码的当前块的相邻像素进行滤波以产生滤波的相邻像素；将滤波的相邻像素或原 始相邻像素选择为用于对当前块执行帧内预测的参考像素；通过使用选择的参考像素对当 前块执行帧内预测。
[0033] 根据示例性实施例的另一方面，提供了一种视频解码方法，所述视频解码方法包 括：对将被解码的当前块的相邻像素进行滤波以产生滤波的相邻像素；从比特流提取关于 应用到当前块的帧内预测模式的信息；将滤波的相邻像素或原始相邻像素选择为用于对当 前块执行帧内预测的参考像素；通过使用提取的关于帧内预测模式的信息和选择的参考像 素对当前块执行帧内预测。
[0034] 根据示例性实施例的另一方面，提供了一种视频编码设备，所述视频编码设备包 括：相邻像素滤波单元，对将被编码的当前块的相邻像素进行滤波以产生滤波的相邻像素； 参考像素确定单元，将滤波的相邻像素或原始相邻像素选择为用于对当前块执行帧内预测 的参考像素；帧内预测执行单元，通过使用选择的参考像素对当前块执行帧内预测。
[0035] 根据示例性实施例的另一方面，提供了一种视频解码设备，所述视频解码设备包 括：相邻像素滤波单元，对将被解码的当前块的相邻像素进行滤波以产生滤波的相邻像素； 熵解码器，从比特流提取关于应用到当前块的帧内预测模式的信息；参考像素确定单元，将 滤波的相邻像素或原始相邻像素选择为用于对当前块执行帧内预测的参考像素；帧内预测 执行单元，通过使用提取的关于帧内预测模式的信息和选择的参考像素对当前块执行帧内 预测。
[0036] 具体实施模式
[0037] 以下，将参照附图更全面地描述示例性实施例，示例性实施例显示在附图中。在示 例性实施例中，取决于其上下文，单元可以表示或者也可以不表示大小的单位。在本说明书 中，图像可以表示用于视频的静止图像或者运动图像（也即，视频本身）。
[0038] 下面，根据示例性实施例，"编码单元"是在编码器侧对图像数据进行编码的编码 数据单元和在解码器侧对编码的图像数据解码的编码后的数据单元。此外，"编码深度"表 示对编码单元编码的深度。
[0039] 首先将参照图1至图13描述根据示例性实施例的对视频编码的方法和设备以及 对视频解码的方法和设备。
[0040] 图1是根据示例性实施例的视频编码设备100的框图。
[0041] 视频编码设备100包括最大编码单元划分器110、编码单元确定器120和输出单元 130〇
[0042] 最大编码单元划分器110可基于用于图像的当前画面的最大编码单元来划分当 前画面。如果当前画面大于最大编码单元，则当前画面的图像数据可被划分为至少一个最 大编码单元。根据示例性实施例的最大编码单元可以是具有32X32、64X64、128X128、 256X256等大小的数据单元，其中，数据单元的形状是具有宽度和高度为2的若干次方的 正方形。根据至少一个最大编码单元，图像数据可被输出到编码单元确定器120。
[0043] 根据示例性实施例的编码单元可由最大大小和深度来表示特性。深度表示编码单 元从最大编码单元被空间划分的次数，并且随着深度加深或增加，可从最大编码单元到最 小编码单元划分根据深度的较深层编码单元。最大编码单元的深度是最高的深度，最小编 码单元的深度是最低的深度。因为与每个深度相应的编码单元的大小随着最大编码单元 的深度加深而减小，所以与较高深度相应的编码单元可包括与较低深度相应的多个编码单 JL〇
[0044] 如上所述，当前画面的图像数据根据编码单元的最大大小被划分为多个最大编码 单元，并且每个最大编码单元可包括根据深度划分的较深层编码单元。因为根据示例性实 施例的最大编码单元根据深度被划分，所以包括在最大编码单元的空间域中的图像数据可 根据深度被分层地分类。
[0045] 编码单元的最大深度和最大大小可以被预先确定，所述最大深度和最大大小限制 最大编码单元的高度和宽度被分层划分的总次数。
[0046] 编码单元确定器120对通过根据深度划分最大编码单元的区域获得的至少一个 划分区域编码，并根据至少一个划分区域确定深度以输出最终编码的图像数据。换句话说， 编码单元确定器120根据当前画面的最大编码单元，通过根据深度以较深层编码单元对图 像数据编码来确定编码深度，并选择具有最小编码误差的深度。因此，与确定的编码深度相 应的编码单元的编码的图像数据被最终输出。此外，与编码深度相应的编码单元可被视为 编码的编码单元。
[0047] 确定的编码深度和根据确定的编码深度的编码的图像数据被输出到输出单元 130〇
[0048] 基于与等于或低于最大深度的至少一个深度相应的较深层编码单元对最大编码 单元中的图像数据编码，并且基于每个较深层编码单元来比较对图像数据编码的结果。可 在比较较深层编码单元的编码误差之后选择具有最小编码误差的深度。可针对每个最大编 码单元选择至少一个编码深度。
[0049] 随着根据深度对编码单元进行分层划分且随着编码单元的数量的增加，最大编码 单元的大小被划分。另外，即使在一个最大编码单元中多个编码单元相应于相同深度，也通 过单独测量每个编码单元的图像数据的编码误差来确定是否将与相同深度相应的每个编 码单元划分至较低的深度。因此，即使在图像数据被包括在一个最大编码单元中时，也根 据深度将图像数据划分为多个区域，在所述一个最大编码单元中编码误差可根据区域而不 同，因此，编码深度可根据在图像数据中的区域而不同。因此，可在一个最大编码单元中确 定一个或多个编码深度，并可根据至少一个编码深度的编码单元对最大编码单元的图像数 据进行划分。
[0050] 因此，编码单元确定器120可确定包括在最大编码单元中的具有树结构的编码单 元。根据示例性实施例的具有树结构的编码单元包括在最大编码单元中包括的所有较深层 编码单元中与确定为编码深度的深度相应的编码单元。可在最大编码单元的相同区域中根 据深度来分层确定编码深度的编码单元，并且可在不同区域中独立地确定编码深度的编码 单元。类似地，当前区域中的编码深度与另一区域中的编码深度可被独立地确定。
[0051] 根据示例性实施例的最大深度是与从最大编码单元到最小编码单元的划分次数 相关的索引。根据示例性实施例的第一最大深度可表示从最大编码单元到最小编码单元的 总划分次数。根据示例性实施例的第二最大深度可表示从最大编码单元到最小编码单元的 深度级的总数。例如，当最大编码单元的深度为0时，最大编码单元被划分一次的编码单元 的深度可被设置为1，最大编码单元被划分两次的编码单元的深度可被设置为2。这里，如 果最小编码单元是最大编码单元被划分四次的编码单元，则存在深度〇、1、2、3和4这5个 深度级，因此，第一最大深度可被设置为4,第二最大深度可被设置为5。
[0052] 可根据最大编码单元执行预测编码和变换。还可根据最大编码单元，基于根据等 于最大深度的深度或小于最大深度的深度的较深层编码单元，执行预测编码和变换。可根 据正交变换或整数变换的方法来执行变换。
[0053] 因为每当最大编码单元根据深度被划分时较深层编码单元的数量都增加，所以对 随着深度加深而产生的所有的较深层编码单元执行包括预测编码和变换的编码。为了方便 描述，现在将基于最大编码单元中的当前深度的编码单元描述预测编码和变换。
[0054] 视频编码设备100可不同地选择用于对图像数据编码的数据单元的大小或形状。 为了对图像数据编码，执行诸如预测编码、变换和熵编码的操作，并且同时，相同的数据单 元可被用于所有的操作，或者不同的数据单元可被用于各个操作。
[0055] 例如，视频编码设备100可不仅选择用于对图像数据编码的编码单元，还可选择 与编码单元不同的数据单元以对编码单元中的图像数据执行预测编码。
[0056] 为了在最大编码单元中执行预测编码，可基于与编码深度相应的编码单元，S卩，基 于不再被划分为与较低的深度相应的编码单元的编码单元，执行预测编码。以下，不再被划 分并且变为用于预测编码的基础单元的编码单元现在将被称为预测单元。通过划分预测单 元获得的分块（partition)可包括预测单元或通过划分预测单元的高度和宽度中的至少 一个获得的数据单元。
[0057] 例如，当2NX2N(其中，N是正整数）的编码单元不再被划分并且变为2NX2N的 预测单元时，所述分块的大小可以是2NX2N、2NXN、NX2N以及NXN。分块类型的示例包 括通过对称地划分预测单元的高度或宽度获得的对称分块、通过非对称地划分预测单元的 高度或宽度（诸如l:n或n:l)获得的分块、通过几何地划分预测单元获得的分块、以及具 有任意形状的分块。
[0058] 预测单元的预测模式可以是帧内模式、帧间模式和跳过模式中的至少一个。例如， 可对2NX2N、2NXN、NX