支持多个层的图像编码和解码方法以及使用该方法的装置的制造方法_2

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以及对包括在经帧内预测的块中的一些列执行 不同的滤波。
[0073] 帧间预测单元122和帧间预测单元127中的每一个可以通过参考与以下的块有关 的信息来执行预测:所述块被包括在当前图片之前的图片或当前图片之后的图片中的至少 一个中。帧间预测单元122和帧间预测单元127中的每一个可以包括参考图片插值单元、运 动预测单元和运动补偿单元。
[0074] 参考图片插值单元可以从存储器195或存储器196接收参考图片信息并且可以生 成与来自参考图片的小于整像素的像素有关的信息。对于亮度像素,可以使用基于离散余 弦变换的(DCT-based)8抽头插值滤波器,其设置不同的滤波器系数以生成与小于整像素 的、以1/4像素为单位的像素有关的信息。对于色度信号,可以使用基于离散余弦变换的4抽 头插值滤波器,其设置不同的滤波器系数以生成与小于整像素的、以1/8像素为单位的像素 有关的息。
[0075] 帧间预测单元122和帧间预测单元127中的每一个可以基于通过参考图片插值单 元插值的参考图片来执行运动预测。作为用于计算运动矢量的方法,可以使用各种方法,例 如基于全搜索的块匹配算法(FBMA)、三步搜索(TSS)算法和新三步搜索(NTS)算法。运动矢 量可以具有与插值的像素的1/2或1/4相对应的运动矢量值。帧间预测单元122和帧间预测 单元127中每一个可以使用各种帧间预测方法中的任一方法来对当前块执行预测。
[0076] 作为帧间预测方法,可以使用例如跳过法(skipmethod)、合并法(mergemethod) 和运动矢量预测(MVP)法等各种方法中的任意方法。
[0077] 在帧间预测中,运动信息即与参考图片的索引、运动矢量和残差信号有关的信息 被进行熵编码并且然后被传送至解码单元。在应用跳过模式时,残差可以不被生成、变换、 量化或传送。
[0078] 层间预测单元123使用与下层有关的信息来执行用于对上层进行预测的层间预 测。层间预测单元123可以使用下层的纹理信息、帧内预测模式信息、运动信息和语法信息 等来执行层间纹理预测、层间运动预测(层间帧间预测)和层间语法预测等。
[0079]层间纹理预测指将下层中的参考块的纹理用作上层中的当前块的预测值(预测样 本),其中,参考块的纹理可以经由上采样进行扩展。
[0080] 这样的层间纹理预测可以包括:帧内基本层(BL)模式,在帧内基本层模式中,对下 层中的参考块的重构值进行上采样并且将经上采样的参考块用作当前块的预测样本,以及 在帧内基本层模式中对预测样本与当前块之间的残差值进行编码;以及参考索引模式,在 参考索引模式中将经上采样的下层存储于存储器中并且将所存储器的下层用作参考索引。
[0081] 可以使用下层的帧内预测模式信息来执行对于上层的帧内预测,其中,可以将下 层的帧内预测模式称为"BL帧内模式"。
[0082] 层间运动预测又被称为"层间帧间预测"。根据层间运动预测,可以使用下层的运 动信息来对上层的当前块进行预测。运动信息可以包括运动矢量和参考图片索引。
[0083] 另外,层间预测单元123可以使用下层的语法信息来执行用于预测或生成当前块 的纹理的层间语法预测。此时,用于对当前块进行预测的下层的语法信息可以包括与帧内 预测模式有关的信息、运动信息等。
[0084] 此外,作为层间预测的又一示例,可以执行层间残差预测,使得使用差分图片 (differential picture)来对当前块进行预测,其中,使用上层的重构图片的经上采样的 图片与下层的重构图片的经上采样的图片之间的差分值来生成差分图片。
[0085]虽然已经将层间纹理预测、层间运动预测、层间语法预测和层间残差预测描述为 层间预测的示例,但是适用于本发明的层间预测不限于这些示例。
[0086] 生成包括残差信息的残差块并且将残差块输入对应的变换单元130或变换单元 131,其中,残差信息为由预测单元120和预测单元125中的每一者所生成的预测块与预测块 的重构的块之间的差。
[0087]变换单元130和变换单元131中的每一个可以使用例如离散余弦变换(DCT)或离散 正弦变换(DST)的变换方法来对残差块进行变换。可以基于用于生成残差块的预测块的帧 内预测模式信息和预测块的大小信息来确定是否应用DCT或DST以对残差块进行变换。即, 变换单元130和变换单元131中的每一个可以根据预测块的大小和预测方法来使用不同的 变换方法。
[0088] 量化单元140和量化单元141中的每一个可以对由对应的变换单元130或变换单元 131在频域变换得到的值进行量化。量化系数可以根据块的类型或图片的重要性而变化。由 量化单元140或量化单元141计算的值可以被提供至逆量化单元170或171以及重新布置单 元150或重新布置单元151。
[0089]重新布置单元150和重新布置单元151中的每一个可以对经量化的残差值的系数 值进行重新布置。重新布置单元150或重新布置单元151可以使用系数扫描方法将二维块格 式(block format)系数变成一维矢量格式系数。例如,重新布置单元150或重新布置单元 151可以通过使用锯齿扫描法(zigzag scanning method)对范围从直流系数至高频段系数 的系数进行扫描来将二维块格式中的系数变成一维矢量格式中的系数。取决于变换块的大 小和帧内预测模式,可以使用垂直扫描法和水平扫描法而不是锯齿扫描法,其中,垂直扫描 法用于沿列向对二维块格式系数进行扫描,水平扫描法用于沿行向对二维块格式系数进行 扫描。即,可以根据变换块的大小和帧内预测模式来确定:确定要使用锯齿扫描法、垂直扫 描法和水平扫描法中的哪一个。
[0090] 熵编码单元160和熵编码单元161中的每一个可以基于由重新布置单元150或重新 布置单元151计算的值来执行熵编码。可以使用例如各种编码方法(例如指数哥伦布、上下 文自适应可变长度编码(CAVLC)和上下文自适应二进制算术编码(CABAC))来实现熵编码。
[0091] 熵编码单元160和熵编码单元161中的每一个可以被提供有来自重新布置单元150 或重新布置单元151以及预测单元120或预测单元125的各种类型的信息(例如编码块的残 差系数信息、块类型信息、预测模式信息、划分单元信息、预测块信息、传送单元信息、运动 矢量信息、参考帧信息、块的插值信息以及滤波信息),并且可以基于预定编码方法来执行 熵编码。此外,熵编码单元160或熵编码单元161可以对从重新布置单元150或重新布置单元 151输入的编码单元的系数执行熵编码。
[0092]熵编码单元160和161中的每个可以通过对帧内预测模式信息进行二值化来对当 前块的帧内预测模式信息进行编码。熵编码单元160和161中的每个可以包括用于执行这样 的二值化操作的码字映射单元,并且可以取决于要被执行帧内预测的预测块的大小以不同 方式来执行二值化。在码字映射单元中,可以使用二值化操作来自适应地生成码字映射表, 或者可以预先存储码字映射表。作为另一实施方式,熵编码单元160和161中的每个可以使 用用于执行码号映射的码号映射单元和用于执行码字映射的码字映射单元来表示当前帧 内预测模式信息。在码号映射单元和码字映射单元中,可以生成或存储码号映射表和码字 映射表。
[0093]逆量化单元170和171中的每个以及逆变换单元180和181中的每个可以对通过量 化单元140或141量化的值进行逆量化以及对通过变换单元130或131变换的值进行逆变换。 由逆量化单元170或171以及逆变换单元180或181生成的残差值可以与预测块进行组合,从 而可以生成重构的块,其中,通过包括在预测单元120或125中的运动估计单元、运动补偿单 元以及帧内预测单元对预测块进行预测。
[0094]滤波器单元190和191中的每个可以包括去块滤波器、偏移校正单元和自适应环路 滤波器(ALF)中的至少一个。
[0095]去块滤波器可以消除在重构的图片中由于块之间的边界而生成的块失真。可以基 于包括在块的一些行或列中的像素来确定是否执行去块,即是否将去块滤波器应用于当前 块。当将去块滤波器应用于块时,可以根据所需要的去块滤波的强度来应用强滤波器或弱 滤波器。此外,在应用去块滤波器时,当执行垂直滤波和水平滤波时,可以并行处理垂直滤 波和水平滤波。
[0096]偏移校正单元可以以像素为单位对被执行去块的图片与原始图片之间的偏移进 行校正。为了对特定图片执行偏移校正,可以使用将包括在图片中的像素划分成一定数目 的区域、确定要应用偏移的区域以及对该区域应用偏移的方法,或者可以使用在考虑与每 个像素的边缘有关的信息的情况下应用偏移的方法。
[0097]自适应环路滤波器(ALF)可以基于通过将滤波后重构的图片与原始图片进行比较 而获得的值来执行滤波。当包括在图片中的像素被划分为一个或更多个组时,确定要应用 于对应组的单个滤波器,接着可以对各个组有区别地执行滤波。
[0098]滤波器单元190和191中的每个可以仅使用去块滤波器,仅使用去块滤波器和ALF, 或者仅使用去块滤波器和偏移校正单元来实现,而非使用去块滤波器、ALF以及偏移校正单 元中的全部。
[0099] 存储器195和196中的每个可以存储由滤波器单元190或191计算的重构的块或图 片,并且存储在存储器中的重构的块和图片可以在执行帧间预测时被提供至预测单元120 或 125。
[0100] 从下层的熵编码单元IOOb输出的信息以及从上层的熵编码单元IOOa输出的信息 通过复用器197被多路复用,并且然后可以采用位流的形式被输出。
[0101] 可以将复用器197包括在下层的编码单元IOOb中,或者可以将复用器197实现为与 编码单元100不同的单独的装置或模块。
[0102] 图2为示意性地示出根据本发明的实施方式的解码装置的框图。
[0103] 如图2所示,解码装置200包括上层的解码单元200a和下层的解码单元200b。
[0104] 上层的解码单元200a可以包括熵解码单元210、重新布置单元220、逆量化单元 230、逆变换单元245、预测单元250、滤波器单元260和存储器240。
[0105]下层的解码单元200b可以包括熵解码单元211、重新布置单元221、逆量化单元 231、逆变换单元241、预测单元251、滤波器单元261和存储器271。
[0106]当从编码装置传送包括多个层的位流时,解复用器(DEMUX)280对与每一层对应的 信息进行解复用,接着将信息传送至每一层的解码单元200a或200b。可以通过作为编码装 置的处理的反转的处理而对输入的位流进行解码。
[0107] 熵解码单元210和211中的每个可以通过由编码装置的熵编码单元执行的熵编码 处理的反转来执行熵解码。在由熵解码单元210和211解码的各条信息中,生成预测块所需 的信息被提供至预测单元250和251,并且由熵解码单元进行熵解码的残差值可以被输入至 重新布置单元220和221。
[0108] 如同熵编码单元160和161-样,为了执行逆变换,熵解码单元210和211中的每个 可以使用CABAC和CAVLC中的至少一个。
[0109] 熵解码单元210和211中的每个可以对与由编码装置执行的帧内预测和帧间预测 有关的信息进行解码。熵解码单元包括码字映射单元,该码字映射单元具有用于根据所接 收的码字来生成帧内预测模式编号的码字映射表。可以预先存储码字映射表,或者可以自 适应地生成码字映射表。当使用码号映射表时,可以另外地包括用于执行码号映射的码号 映射单元。
[0110] 重新布置单元220和221中的每个可以基于编码单元所使用的重新布置方法来对 由熵解码单元210或211进行熵解码的位流进行重新布置。一维矢量形式的系数可以通过将 它们重构为二维块型的系数而被重新布置。重新布置单元接收与由编码单元执行的系数扫 描方法有关的信息,并且可以使用基于由编码单元执行的扫描的序列来执行逆扫描的方法 来对系数进行重新布置。
[0111] 逆量化单元230和231中的每个可以基于由编码装置提供的量化参数和块的经重 新布置的系数来执行逆量化。
[0112] 逆变换单元240和241中的每个可以基于由编码装置执行的量化的结果执行逆DCT 和逆DST,其中,逆DCT和逆DST对应于由对应变换单元130或131执行的DCT和DST。可以在由 编码装置确定的传送单元中执行逆变换。在编码装置的变换单元中,可以根据多条信息(例 如预测方法、当前块的大小和预测方向等)而选择性地执行DCT和DST。逆变换单元225可以 基于与由编码装置的变换单元执行的变换有关的信息来执行逆变换。可以基于编码块而非 变换块来执行变换。
[0113] 预测单元250和251中的每个可以基于由熵解码单元210和211提供的与预测块的 生成有关的信息以及从对应存储器270和271提供的与经先前解码的块或图片有关的信息 来生成预测块。
[0114] 预测单元250和251中的每个可以包括预测单元确定单元、帧间预测单元和帧内预 测单元。
[0115] 预测单元确定单元接收各种信息(包括从熵解码单元输入的预测单元信息、与帧 内预测方法有关的预测模式信息、以及与帧间预测方法有关的运动预测信息等),将预测块 与当前编码块分开,并且确定预测块执行帧内预测还是帧间预测。
[0116] 帧间预测单元可以使用由编码装置提供的当前预测块的帧间预测所需的信息,基 于在当前图片(其包括当前预测块)之前或之后的图片中的至少一个中包括的信息来对当 前预测块执行帧间预测。为了执行帧间预测,可以基于对应编码块来确定包括在编码块中 的预测块的运动预测方法为跳过模式、合并模式还是AMVP模式。
[0117] 帧内预测单元可以基于与当前图片中的像素有关的信息来生成预测块。当预测块 为被执行帧内预测的预测块时,可以基于由编码装置提供的与预测块有关的帧内预测模式 信息而执行帧内预测。帧内预测单元可以包括:MDIS滤波器,其用于对当前块的参考像素执 行滤波;对参考像素进行插值的参考像素插值单元,其用于以小于整数像素的像素单位来 生成参考像素;以及直流滤波器,其用于在当前块的预测模式为直流模式时通过滤波来生 成预测块。
[0118]上层的解码单元200a的预测单元250还可以包括用于执行层间预测的层间预测单 元,在层间预测中,使用与下层有关的信息来对上层进行预测。
[0119]层间预测单元可以使用下层的纹理信息、帧内预测模式信息、运动信息和语法信 息等来执行层间纹理预测、层间帧间预测和层间语法预测等。
[0120]可以执行根据层间纹理预测的、将下层中的参考块的纹理用作上层中的当前块的 预测值的预测。可以经由上采样来对参考块的纹理进行扩展(scale)。
[0121] 层间纹理预测包括:帧内BL模式,在帧内BL模式中,对下层中的参考块的重构的值 进行上采样,并且将经上采样的参考块用作当前块的预测值,并且在帧内BL模式中,对预测 值与当前块之间的残差值进行编码;以及参考索引模式,在参考索引模式中,将经上采样的 基本层存储在存储器中,并且将所存储的基本层用作参考索引。
[0122] 可以使用下层的帧内预测模式信息来执行上层的帧内预测,其中,下层的帧内预 测模式可以被称为"BL帧内模式"。
[0123] 根据层间运动预测,可以使用下层的运动信息来预测上层的当前块。
[0124] 此外,层间预测单元可以使用下层的语法信息来执行用于预测或生成当前块的纹 理的层间语法预测。此处,用于当前块的预测的下层的语法信息可以包括与帧内预测模式 有关的信息、运动信息等。
[0125] 此外,层间预测单元可以使用下述差分图片来执行用于预测当前块的层间残差预 测,
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