图像编码方法、图像解码方法、图像编码器及图像解码器的制造方法
【专利说明】
[0001] 本发明申请是申请日期为2012年10月18日、申请号为"201280062710. 6"、发明 名称为"图像编码方法、图像解码方法、图像编码器及图像解码器"的发明专利申请的分案 申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及视频编码和解码，更具体地，涉及用于在视频编码和解码中对信号进 行变换的方法和设备。
【背景技术】
[0003] 最近，在各个应用领域已经增加了对于高分辨率和高质量视频例如高清晰度（HD) 和超高清晰度（UHD)视频的需求。
[0004] 随着视频数据具有更高分辨率和更高质量，相对于现有视频数据，数据量越来越 大。因此，当使用介质如现有的有线和无线宽带线传递视频数据或者将视频数据存储于现 有存储介质时，传递成本和存储成本增加。
[0005] 为了解决随着视频数据的分辨率和质量的提高而出现的这些问题，可以利用高效 视频视频压缩技术。
[0006] 视频压缩技术包括各种技术，例如：从当前图片之前或之后的图片来预测包含在 当前图片中的像素值的帧间预测技术；使用当前图片中的像素信息来预测包含在当前图片 中的像素值的帧内预测技术；通过预定单元和将变换系数量化来将像素信息变换到频域的 技术；以及将短码分配给具有高出现频率的值而将长码分配给具有低出现频率的值的熵编 码技术。
[0007] 使用这样的视频压缩技术可以有效地压缩和传递或存储视频数据。
【发明内容】
[0008] 技术问题
[0009] 本发明的一个方面是提供用于高效变换视频信息的方法和设备。
[0010] 本发明的另一个方面是提供用于根据预测方法执行第一变换并且根据第一变换 对低频域执行第二变换以提高压缩效率的方法和设备。
[0011] 本发明的再一个方面是提供用于根据分割的形状执行第一变换并且根据第一变 换对低频域执行第二变换以提高压缩效率的方法和设备。
[0012] 本发明的再一个方面是提供一种用于对视频信号解码的方法。
[0013] 技术方案
[0014] 本发明的实施方式提供一种视频编码方法，其包括：对当前块执行预测；以及对 通过所述预测生成的残差进行变换，其中，在所述变换步骤中，在对残差执行第一变换后对 低频域执行第二变换，以及基于第一变换的模式来确定第二变换的模式。
[0015] 在所述执行步骤中，可以对当前块执行帧内预测，并且可以基于帧内预测的预测 模式的方向将第一变换的模式确定为二维（2D)变换、一维（ID)竖直变换、ID水平变换和无 变换中之一。在此，第二变换的模式可以与第一变换的模式相同。
[0016] 在所述执行步骤中，可以对当前块执行帧间预测，并且可以基于当前块的形状将 第一变换的模式确定为2D变换、ID竖直变换、ID水平变换和无变换中之一。在此，第二变 换的模式可以与第一变换的模式相同。
[0017] 在所述变换步骤中，可以基于率失真优化来确定第一变换的模式。在此，可以传输 表示所确定的第一变换的模式的信息。
[0018] 第二变换可以是4X4块的离散正弦变换（DST)。
[0019] 本发明的另一个实施方式提供一种视频解码方法，其包括：执行逆变换以生成当 前块的残差块；以及执行预测以生成当前块的预测块，其中，在执行逆变换中，可以在对当 前块的编码残差信息执行第一逆变换后对低频域执行第二逆变换，以及可以基于第一变换 的模式来确定第二变换的模式。
[0020] 在执行预测时，可以对当前块执行帧内预测，并且可以基于帧内预测的预测模式 的方向将第一逆变换的模式确定为2D变换、ID竖直变换、ID水平变换和无变换中之一。在 此，第二逆变换的模式可以与第一逆变换的模式相同。
[0021] 在执行预测时，可以对当前块执行帧间预测，并且基于当前块的形状将第一逆变 换的模式确定为2D变换、ID竖直变换、ID水平变换和无变换中之一。在此，第二逆变换的 模式可以与第一逆变换的模式相同。
[0022] 在执行逆变换时，可以根据由接收到的信息表示的模式来执行第一逆变换，所述 接收到的信息表示作为第一逆变换的模式的2D变换、ID竖直变换、ID水平变换和无变换中 之一。在此，第二逆变换的模式可以与第一逆变换的模式相同。
[0023] 第二变换可以是4X4块的DST。
[0024] 本发明的再一个实施方式提供一种视频编码设备，其包括：预测模块，所述预测模 块对当前块执行预测；以及变换模块，所述变换模块对通过预测生成的残差进行变换，其 中，变换模块在对残差执行第一变换后对低频域执行第二变换，并且基于第一变换的模式 确定第二变换的模式。
[0025] 本发明的又一个实施方式提供一种视频解码设备，其包括：逆变换模块，所述逆变 换模块通过执行逆变换来生成当前块的残差块；以及预测模块，所述预测模块生成当前块 的预测块，其中逆变换模块在对当前块的编码残差信息执行第一逆变换后对低频域执行第 二逆变换，并且基于第一变换的模式确定第二变换的模式。
[0026] 本发明的又一个实施方式提供一种用于对视频信号解码的方法，其包括：从输入 位流获得与当前块相关的残差系数；通过对残差系数进行逆量化来获得经逆量化的残差系 数；基于被编码以指明与当前块相关的变换跳过模式的变换跳过模式索引，从变换跳过模 式候选者中确定与当前块相关的变换跳过模式，其中变换跳过模式候选者包括二维变换模 式、水平变换模式、竖直变换模式或无变换模式中的至少之一，以及其中基于当前块的尺寸 或者当前块的形状来确定变换跳过模式候选者；以及基于所确定的变换跳过模式，从经逆 量化的残差系数中获得与当前块相关的残差样本。
[0027] 有益效果
[0028] 根据本发明，残差信息可以被高效地变换和逆变换。
[0029] 根据本发明，可以根据预测方法执行第一变换以及可以根据第一变换对低频域执 行第二变换，从而提高压缩和传输效率。
[0030] 根据本发明，可以根据分割的形状执行第一变换以及可以根据第一变换对低频域 执行第二变换，从而提高压缩和传输效率。
【附图说明】
[0031] 图1为示出根据本发明的示例性实施方式的视频编码设备的框图。
[0032] 图2为示出根据本发明的示例性实施方式的视频解码设备的框图。
[0033] 图3示意性地示出用于帧内预测的预测模式。
[0034] 图4示意性地示出变换跳过模式（TMS)。
[0035] 图5为示意性地示出根据本发明的采用变换跳过模式和第二变换的编码处理的 流程图。
[0036] 图6示意性地示出关于在跳过模式、合并模式和AMVP模式下可用的相邻块的信 息。
[0037] 图7为示意性地示出根据本发明的采用变换跳过模式和第二变换的解码处理的 流程图。
【具体实施方式】
[0038] 本发明可以以各种方式改变和修改并且可以参考不同的示例性实施方式示出，其 中一些实施方式将在附图中进行描述和示出。然而，这些实施方式并非意在限制本发明而 是应被理解为包括属于本发明的精神和技术范围的所有修改、等价物和替代物。贯穿全文， 附图中相同的附图标记指代相同的要素。
[0039] 尽管可以使用术语第一、第二等来描述各种要素，但是这些要素不应该被这些术 语限制。这些术语仅被用于将一个要素与另一个要素进行区分。例如，在不背离本发明的 教示的情况下，第一要素可以称为第二要素，同样地，第二要素可以称为第一要素。术语"和 /或"包括多个相关联的列出项的任意或者所有组合。
[0040] 将要理解的是当要素被称为与另一个要素"连接"或者"耦接"时，该要素可以直接 与另一个要素或者中间要素连接或者耦接。相反，当要素被称为与另一个要素"直接连接" 或者"直接耦接"时，不存在中间要素。
[0041] 本文所使用的术语仅是为了描述特定的实施方式并且并不意在限制本发明。当在 本文中使用时，除非上下文明确指明其他情况，否则单数形式"一个（a、an) "和"该（the) " 意在也包括复数形式。还将理解的是当在本说明书中使用时，术语"包括"和/或"具有"指 定所陈述的特征、整体、步骤、操作、要素和/或部件的存在，但是不排除存在或者添加一个 或更多个其他特征、整体、步骤、操作、要素、部件和/或它们的组合。
[0042] 在下文中，将参考附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述。贯穿全文，附图 中相同的附图标记指代相同的要素，并且本文中相同要素的多余描述将被省略。
[0043] 图1为示出根据本发明的示例性实施方式的视频编码设备的框图。
[0044] 参考图1，视频编码设备100包括图片分割模块105、预测模块110,变换模块115、 量化模块120、重排模块125、熵编码模块130、逆量化模块135、逆变换模块140、滤波模块 145和存储器150。
[0045] 尽管图1中所示的各个要素被独立地示出以代表视频编码设备中不同的独特功 能，然而这样的配置不表示每个要素是由单独的硬件组成或者软件组成构造的。也就是说， 为了方便描述而将各个要素独立布置，其中至少两个要素可以组合成单个要素，或者单个 要素可以被分成多个执行功能的要素。要注意的是，在不背离本发明本质的情况下，其中一 些要素集成为一个组合要素和/或一个要素被分成多个单独要素的实施方式包括在本发 明的范围内。
[0046] -些要素对于本发明中的基本功能可能不是必要的并且可能是仅为了改善性能 的可选组成。本发明可以通过仅包括对于本发明的实施方式必要的组成来实施，不包括仅 用于改善性能的组成。仅包括必要组成而不包括仅用于改善性能的光学组成的结构属于本 发明的范围。
[0047] 图片分割模块105可以将输入图片分割成至少一个处理单元。在此，处理单元可 以是预测单元（PU)、变换单元（TU)或编码单元（CU)。图片分割模块105可以将一个图片 分割成编码单元、预测单元和变换单元的多个组合并且基于预定标准（例如，成本函数）选 择编码单元、预测单元和变换单元的一个组合，从而对图片编码。
[0048] 例如，一个图片可以分割成多个编码单元。可以使用诸如四叉树结构的递归树结 构将图片分割成编码单元。作为具有与根一样的最大尺寸的图片或编码单元，编码单元可 以被分割成具有与分割的编码单元一样多的子节点的子编码单元。根据预定约束不再被分 割的编码单元成为叶节点。也就是说，假设编码单元仅可以分割成方形，单个编码单元可以 被分割成至多四个不同的编码单元。
[0049] 在本发明的实施方式中，编码单元不仅可以用于指代编码的单元而且可以用于指 代解码的单元。
[0050] 预测单元可以被分割成编码单元中的具有相同尺寸的至少一个正方形形状或矩 形形状，或者被分割成使得分割的预测单元的形状与编码单元中的其他预测单元的形状不 同。
[0051] 当基于编码单元生成要经历帧内预测的预测单元并且该编码单元不是最小编码 单元时，可以在不将编码单元分割成多个预测单元（NXN)的情况下执行帧内预测。
[0052] 预测模块110可以包括执行帧间预测的帧间预测模块和执行帧内预测的帧内预 测模块。预测模块可以确定应该对预测单元执行帧间预测还是帧内预测，并且可以根据所 确定的预测方法确定具体的信息（例如，帧内预测模式、运动向量和参考图片等）。在此，对 其执行预测的处理单元可以与针对其来确定预测方法和具体信息的处理单元不同。例如， 可以针对每个预测单元确定预测方法和预测模式，同时可以针对每个变换单元执行预测。 可以将生成的预测块与原始块之间的残差值（残差块）输入变换模块115。此外，用于预测 的预测