对视频编码的方法和设备以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2012年7月2日、申请号为201280042736. 4、题为"伴随使用 共同定位的图像的帧间预测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"的 专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及通过帧间预测和运动补偿对视频进行编码的方法和设备以及通过帧 间预测和运动补偿对视频进行解码的方法和设备。
【背景技术】
[0003] 随着用于再现和存储高分辨率或高品质视频内容的硬件的开发和供应，对用于有 效地对高分辨率或高质量视频内容进行编码或解码的视频编解码器的需要日益增加。根据 传统的视频编解码器，基于具有预定尺寸的宏块，根据有限的编码方法对视频进行编码。
[0004] 通过频率变换将空域的图像数据变换为频域的系数。为了频率变换的快速计算， 根据视频编解码器，将图像划分为具有预定尺寸的多个块，对每个块分别执行离散余弦变 换（DCT)，并以块为单位对频率系数进行编码。与空域的图像数据相比，频域的系数被容易 地压缩。具体地讲，在空域中图像的像素值根据视频编解码器的帧间预测或帧内预测被表 示为预测误差，因此，当对预测误差执行频率变换时，大量的数据可被变换为〇。根据视频编 解码器，可通过将连续且重复地产生的数据替换为小数据，来减少数据量。
【发明内容】
[0005] 技术问题
[0006] 本发明提供一种用于使用共同定位的画面确定参考图像的帧间预测方法和设备、 通过帧间预测的视频编码方法和视频解码方法以及通过帧间预测的视频解码方法和视频 解码设备。
[0007] 技术方案
[0008] 根据本发明的一方面，提供了一种帧间预测方法，所述方法包括：从在当前图像之 前恢复的图像的块中，确定当前图像的当前块的共同定位块；优先检查是否参考了共同定 位块的参考列表中的第一参考列表，并根据是否参考了第一参考列表来选择性地检查是否 参考了第二参考列表；基于检查的结果，从第一参考列表和第二参考列表中确定一个共同 定位参考列表；使用共同定位参考列表的运动信息来确定当前块的参考块；使用确定的参 考块来执行对当前块的帧间预测。
[0009] 有益效果
[0010] 无需为了确定当前块的参考图像而检查包括在共同定位块的参考列表中的全部 的多个参考图像，帧间预测设备可优先检查第一参考列表，所述第一参考列表包括在共同 定位画面中位于与从当前块至共同定位块的方向相反的方向上的参考图像。帧间预测设备 可选择性地检查剩余参考列表。因此，在用于通过使用共同定位块确定当前块的参考图像 的处理中跳过了不必要的处理，从而提高用于针对帧间预测确定参考图像的处理的效率。
[0011] 最佳实施方式
[0012] 根据本发明的一方面，提供了一种帧间预测方法，所述方法包括如下步骤：从在当 前图像之前恢复的图像的块中，确定当前图像的当前块的共同定位块；优先检查是否参考 了共同定位块的参考列表中的第一参考列表，并根据是否参考了第一参考列表来选择性地 检查是否参考了第二参考列表；基于检查的结果，从第一参考列表和第二参考列表中确定 一个共同定位参考列表；使用共同定位参考列表的运动信息来确定当前块的参考块；使用 确定的参考块来执行对当前块的帧间预测。
[0013] 第一参考列表可包括位于与从当前图像至共同定位块的方向相反的方向上的图 像。
[0014] 选择性地检查第二参考列表的步骤可包括：当针对帧间预测而参考了第一参考列 表时，跳过用于检查是否参考了第二参考列表的操作。
[0015] 确定共同定位参考列表的步骤可包括：当共同定位块的图像的画面顺序计数 (POC)号总是小于当前图像的POC号时，将当前块的参考列表确定为共同定位参考列表。
[0016] 选择性地检查第二参考列表的步骤可包括：根据是否存在第一参考列表的运动信 息或第二参考列表的运动信息，检查第一参考列表或第二参考列表。
[0017] 根据本发明的另一方面，提供了一种帧间预测设备，包括：共同定位参考列表检查 单元，从在当前图像之前恢复的图像的块中确定当前图像的当前块的共同定位块，优先检 查是否参考了共同定位块的参考列表中的第一参考列表，并根据是否参考了第一参考列表 来选择性地检查是否参考了第二参考列表；参考块确定器，基于检查的结果，从第一参考列 表和第二参考列表中确定一个共同定位参考列表，以及使用共同定位参考列表的运动信息 来确定当前块的参考块；帧间预测单元，使用确定的参考块来执行对当前块的帧间预测。
[0018] 根据本发明的另一方面，提供了一种视频解码设备，包括：解析器，对通过解析接 收的比特流而获得的比特串执行熵解码以恢复样本；逆变换器，对恢复的样本中的量化的 变换系数执行反量化和逆变换以恢复样本；帧内预测器，对由逆变换器恢复的样本中的帧 内预测模式下的块执行帧内预测；运动补偿器，为了对由逆变换器恢复的样本中的帧间模 式下的当前块执行帧间预测，优先检查是否参考了当前块的共同定位块的参考列表中的第 一参考列表，根据是否参考了第一参考列表来选择性地检查是否参考了第二参考列表，基 于检查的结果从第一参考列表和第二参考列表中确定一个共同定位参考列表，并使用基于 共同定位参考列表的运动信息的当前块的参考块对当前块执行帧间预测；恢复器，使用通 过帧间预测或帧内预测恢复的块来恢复图像。
[0019] 根据本发明的另一方面，提供了一种视频编码设备，包括：帧内预测器，对视频的 块中的帧内预测模式下的块执行帧内预测；帧间预测器，为了对帧间模式下的当前块执行 帧间预测，优先检查是否参考了当前块的共同定位块的参考列表中的第一参考列表，根据 是否参考了第一参考列表来选择性地检查是否参考了第二参考列表，基于检查的结果从第 一参考列表和第二参考列表中确定一个共同定位参考列表，并使用基于共同定位参考列表 的运动信息的当前块的参考块对当前块执行帧间预测；变换量化器，对帧间预测或帧内预 测的结果执行变换和量化；输出单元，输出通过对样本执行熵编码而产生的比特流，其中， 所述样本包括作为变换和量化的结果而产生的量化的变换系数。
[0020] 根据本发明的另一方面，提供了一种在其上记录有用于执行所述帧间预测方法的 程序的计算机可读记录介质。
【附图说明】
[0021] 图1是根据本发明的实施例的帧间预测设备的框图；
[0022] 图2示出使用共同定位块来确定参考图像的传统方法；
[0023] 图3示出根据本发明的实施例的使用共同定位块来确定参考图像的方法；
[0024] 图4是根据本发明的实施例的帧间预测方法的流程图；
[0025] 图5是根据本发明的实施例的通过帧间预测的视频编码方法的流程图；
[0026] 图6是根据本发明的实施例的通过帧间预测的视频解码方法的流程图；
[0027] 图7是根据本发明的实施例的基于根据树结构的编码单元的视频编码设备的框 图；
[0028] 图8是根据本发明的实施例的基于根据树结构的编码单元的视频解码设备的框 图；
[0029] 图9是用于描述根据本发明的实施例的编码单元的概念的示图；
[0030] 图10是根据本发明的实施例的基于编码单元的图像编码器的框图；
[0031] 图11是根据本发明的实施例的基于编码单元的图像解码器的框图；
[0032] 图12是示出根据本发明的实施例的根据深度的较深层编码单元和分区的示图；
[0033] 图13是用于描述根据本发明的实施例的编码单元和变换单元之间的关系的示 图；
[0034] 图14是用于描述根据本发明的实施例的与编码深度对应的编码单元的编码信息 的示图；
[0035] 图15是根据本发明的实施例的根据深度的较深层编码单元的示图；
[0036] 图16至图18是用于描述根据本发明的实施例的编码单元、预测单元和变换单元 之间的关系的不图；
[0037] 图19是用于描述根据表1的编码模式信息的编码单元、预测单元或分区和变换单 元之间的关系的示图。
【具体实施方式】
[0038] 下文中，将参照图1至图5描述使用共同定位块（collocated block)的参考列表 的帧间预测方法和设备。将参照图5和图6描述通过帧间预测的视频编码方法和视频解码 设备。另外，将参照图7至图19描述基于具有树结构的编码单元的通过帧间预测的视频编 码方法和视频解码设备。下文中，术语"图像"可表示静止图像或运动画面，即，视频本身。
[0039] 首先，参照图1至图4,将描述根据本发明的实施例的使用共同定位块的参考列表 的帧间预测方法和帧间预测设备。另外，参照图5和图6,将描述根据本发明的实施例的通 过帧间预测的视频编码方法和视频解码方法。
[0040] 图1是根据本发明的实施例的帧间预测设备10的框图。
[0041] 帧间预测设备10包括参考列表检查单元12、参考块确定单元14和帧间预测单元 16。
[0042] 帧间预测设备10对用于每个视频图像的每个块分别进行编码。块可具有正方形 形状、矩形形状或任意几何形状，且不限于具有预定尺寸的数据单元。根据本发明的实施 例，块可以是根据树结构的编码单元中的最大编码单元、编码单元、预测单元、变换单元等。 将在下面参照图7至图19描述基于根据树结构的编码单元的视频编码和解码方法。
[0043] 参考列表检查单元12可从在当前图像之前恢复的图像的块中确定当前图像的当 前块的共同定位块。可从在当前图像之前恢复的图像中确定当前图像的共同定位画面，随 后可确定在共同定位画面中位于与在当前图像中的当前块的块位置对应的块位置处的共 同定位块。
[0044] 参考列表检查单元12可使用共同定位块的参考列表来确定当前块的参考列表。
[0045] 参考列表检查单元12可优先地检查是否参考了共同定位块的参考列表中的第一 参考列表。根据本实施例的第一参考列表可包括位于与从当前图像至共同定位块的方向相 反的方向上的图像。
[0046] 参考列表检查单元12可根据是否参考了第一参考列表，来选择性地检查是否参 考了第二参考列表。当参考了第一参考列表时，不是必需检查是否参考了第二参考列表。
[0047] 当针对共同定位块的帧间预测，参考了第一参考列表时，参考列表检查单元12可 跳过用于检查是否参考了第二参考列表的处理。
[0048] 参考列表检查单元12可根据是否存在第一参考列表或第二参考列表的运动信 息，来检查是否参考了第一参考列表或第二参考列表。
[0049] 参考块确定单元14可根据检查是否参考了第一参考列表或第二参考列表的结 果，来确定当前块的参考块。
[0050] 参考块确定单元14可从第一参考列表和第二参考列表中确定一个共同定位参考 列表。当检查到能够参考第一参考列表时，参考块确定单元14确定第一参考列表是共同定 位参考列表。当参检查到能够参考第二参考列表时，参考块确定单元14确定第二参考列表 是共同定位参考列表。
[0051] 参考块确定单元14可使用共同定位参考列表的运动信息，来确定当前块的参考 块。可根据共同定位参考列表，来确定共同定位参考图像。可根据共同定位画面至共同定 位参考图像的方向和距离，来确定当前图像的参考图像。另外，可通过与从共同定位画面至 共同定位参考图像的方向和距离成比例地修改共同定位参考列表的运动信息，来确定当前 块的运动信息，以及可根据共同定位参考列表的修改的运动信息，来在当前图像的参考图 像中确定参考块。
[0052] 但是，当共同定位块的图像的画面顺序计数（POC)号总是小于当前图像的POC号 时，参考块确定单元14可将共同定位参考列表替换为当前块的参考列表。因此，可根据当 前块的参考列表确定当前块的参考图像。
[0053] 在用于防止视频编码的延迟的低延迟条件下，参考块确定单元14可根据当前块 的参考列表来确定当前块的参考图像。例如，当当前块的参考列表的列表〇和列表1包括 相同参考图像，即，在广义P和B(GPB)模式下时，可根据当前块的参考列表确定参考图像。 当用于对图像进行解码的当前条件满足低延迟条件时，参考块确定单元14可根据当前块 的参考列表确定当前块的参考图像。
[0054] 帧间预测单元16可使用由参考块确定单元14确定的参考块，来对当前块执行帧 间预测。
[0055] 帧间预测设备10可包括中央处理器（未示出），以整体控制参考列表检查单元 12、参考块确定单元14和帧间预测单元16。可选地，参考列表检查单元12、参考块确定单 元14和帧间预测单元16可被各个处理器（未示出）控制，并且处理器可相互协同作用以 控制帧间预测设备10的整体操作。可选地，可根据帧间预测设备10的外部处理器（未示 出）的控制而控制参考列表检查单元12、参考块确定单元14和帧间预测单元16。
[0056] 帧间预测设备10可包括用于存储输入到参考列表检查单元12、参考块确定单元 14和帧间预测单元16的数据和从参考列表检查单元12、参考块确定单元14和帧间预测单 元16输出的数据的至少一个数据存储单元（未示出）。帧间预测设备10可包括用于控制 数据存储单元（未示出）的数据的输入/输出的控制器（未示出）。
[0057]