编码/解码高分辨率图像的方法和执行该方法的装置的制造方法
【专利说明】编码/解码高分辨率图像的方法和执行该方法的装置
[0001]本申请是分案申请，其原案申请是申请号为PCT/KR2011/004161、申请日为2011年6月7日的PCT申请并且于2013年I月7日进入中国国家阶段，国家申请号为201180033693.9。
技术领域
[0002]本发明涉及编码和解码图像，并且更具体地，涉及可以适用于高清晰度图像的编码方法和执行该编码方法的编码设备，以及解码方法和执行该解码方法的解码设备。
【背景技术】
[0003]通常，图像压缩方法执行编码，其中将一个画面划分为具有预定大小的多个块。而且，使用帧间预测和帧内预测技术来去除在画面之间的两重性，以便增大压缩效率。
[0004]一种通过使用帧间预测编码图像的方法通过去除在画面之间的时间两重性来压缩图像，并且其代表性示例是运动补偿预测编码方法。
[0005]该运动补偿预测编码通过搜索与位于当前编码的画面之前和之后的至少一个参考画面中的当前编码的块类似的区域来生成运动向量，对于通过使用生成的运动向量执行运动补偿而获得的在当前块和预测块之间的剩余值执行DCT(离散余弦变换)、量化和然后的熵编码，然后传送结果。
[0006]传统上，用于运动补偿预测的宏块可以具有各种大小，诸如16X16、8X16或8X8像素，并且对于变换和量化，使用具有8 X 8或4 X 4像素的大小的块。
[0007]然而，如上所述的用于变换和量化或运动补偿的现有块大小对于具有HD (高清晰度)或更大的分辨率的高分辨率图像的编码不适当。
[0008]具体地说，在显示低分辨率图像的小屏幕的情况下，在运动预测的精度和比特率上更有效的是，使用小大小块来执行运动预测和补偿，但是在基于具有16X 16或更小的大小的块对于高分辨率的、大屏幕图像执行运动预测和补偿的情况下，在一个画面中包括的块的数目指数地增大，使得编码处理的负载和压缩的数据的数量增大，因此导致在传输比特率上的增大。
[0009]而且，当图像的分辨率增大时，具有较少的细节或没有偏离的区域也扩展。因此，当如在传统方法中那样使用具有16X16像素的大小的块来执行运动预测和补偿时，编码噪声增大。
【发明内容】
[0010][技术问题]
[0011]本发明的第一目的是提供一种图像编码和解码方法，该方法可以增强对于高分辨率图像的编码效率。
[0012]而且，本发明的第二目的是提供一种图像编码和解码设备，该设备可以增强对于高分辨率图像的编码效率。
[0013][技术解决方案]
[0014]为了实现本发明的第一目的，根据本发明的一个方面的一种图像编码方法包括以下步骤:接收要编码的至少一个画面；基于在接收到的至少一个画面之间的时间频率特性来确定要编码的块的大小；以及编码具有确定的大小的块。
[0015]为了实现本发明的第一目的，根据本发明的另一个方面的一种图像编码方法包括以下步骤:通过对于具有NXN大小的预测单元执行运动补偿来生成预测块，其中N是2的幂；通过将预测单元与预测块作比较而获得剩余值；以及对于剩余值执行变换。预测单元可以具有扩展的宏块大小。预测单元当具有可变大小的代码化单元被分级地分割并且达到可允许的最大分级水平或分级深度时可以对应于叶代码化单元，并且其中，图像编码方法可以进一步包括以下步骤:传送包括最大代码化单元的大小和最小代码化单元的大小的序列参数集合(SPS)。对于剩余值执行变换的步骤可以是对于扩展的宏块执行DCT(离散余弦变换)的步骤。N可以是2的幂，并且N可以不小于8，并且不大于64。
[0016]为了实现本发明的第一目的，根据本发明的又一个方面的一种图像编码方法包括以下步骤:接收要编码的至少一个画面；基于接收到的至少一个画面的空间频率特性来确定要编码的预测单元的大小，其中，预测单元的大小是NXN像素，并且N是2的幂；以及编码具有确定的大小的预测单元。
[0017]为了实现本发明的第一目的，根据本发明的再一个方面的一种图像编码方法包括以下步骤:接收具有NXN像素的大小的扩展宏块，其中，N是2的幂；在接收到的扩展宏块的周边的块当中检测属于边缘的块；基于属于检测到的边缘的像素将扩展的宏块分割为至少一个分区；以及对于分割的至少一个分区的预定分区执行编码。
[0018]为了实现本发明的第一方面，根据本发明的一个方面的一种图像解码方法包括以下步骤:接收编码的比特流；从接收到的比特流获得要解码的预测单元的大小信息，其中，预测单元的大小是NXN像素，并且N是2的幂；通过对于接收到的比特流执行逆量化和逆变换来获得剩余值；通过对于具有与获得的大小信息相对应的大小的预测单元执行运动补偿来生成预测块；以及通过将生成的预测块与剩余值相加来重建图像。在此，预测单元可以具有扩展的宏块大小。变换剩余值的步骤可以是对于扩展的宏块执行逆DCT(离散余弦变换)的步骤。预测单元可以具有NXN像素的大小，其中，N可以是2的幂，并且N可以不小于8并且不大于64。预测单元当具有可变大小的代码化单元可以被分级地分割并且达到可允许的最大分级水平或分级深度时可以是叶代码化单元。该方法可以进一步包括以下步骤:从接收到的比特流获得要编码的预测单元的分区信息。通过对于具有与预测单元的获得的大小信息相对应的大小的预测单元执行运动补偿而生成预测块的步骤可以包括以下步骤:基于预测单元的分区信息来对于预测单元执行分区，并且对于分割的分区执行运动补偿。可以以不对称分区方案来执行分区。可以以具有除了正方形之外的形状的几何分区方案来执行分区。以沿着边缘方向的分区方案来执行分区。沿着边缘方向的分区方案包括以下步骤:在预测单元周边的块当中检测属于边缘的像素，并且基于属于检测到的边缘的像素将预测单元分割为至少一个分区。沿着边缘方向的分区可以适用于帧内预测。而且，为了实现本发明的第一目的，根据本发明的另一个方面的一种图像解码方法包括以下步骤:从接收到的比特流接收要解码的宏块的编码的比特流、大小信息和分区信息；对于接收到的比特流执行逆量化和逆变换，以获得剩余值；基于获得的宏块大小信息和分区信息将具有32X32像素、64 X 64像素和128 X 128像素中的任何一个大小的扩展宏块分割为至少一个分区；通过对于分割的至少一个分区的预定分区执行运动补偿来生成预测分区；以及将生成的预测分区与剩余值相加以由此重建图像。
[0019]为了实现本发明的第二目的，根据本发明的一个方面的一种图像编码设备包括:预测单元确定单元，该预测单元确定单元接收要编码的至少一个画面，并且基于在接收到的至少一个画面之间的时间频率特性或基于在接收到的至少一个画面之间的空间频率特性来确定要编码的预测单元的大小；以及编码器，该编码器对具有确定的大小的预测单元进行编码。
[0020]为了实现本发明的第二目的，根据本发明的一个方面的一种图像解码设备包括:熵解码器，该熵解码器对接收到的比特流进行解码以生成报头信息；运动补偿单元，该运动补偿单元通过基于从报头信息获得的预测单元的大小信息对于预测单元执行运动补偿来生成预测块，其中，预测单元的大小是NXN像素，并且，N是2的幂；逆量化单元，该逆量化单元对接收到的比特流进行逆量化；逆变换单元，该逆变换单元通过对于逆量化的数据执行逆变换来获得剩余值；以及加法器，该加法器将剩余值与预测块相加以重建图像。预测单元可以具有扩展的宏块大小。逆变换单元可以对于扩展的宏块执行逆DCT(离散余弦变换)。预测单元可以具有NXN像素的大小，其中，N可以是2的幂，并且N可以不小于4并且不大于64。预测单元当具有可变大小的代码化单元被分级的分割并且达到可允许的最大分级水平或分级深度时可以对应于叶代码化单元。运动补偿单元可以通过基于预测单元的分区信息对于预测单元执行分区来对于分割的分区执行运动补偿。可以以不对称分区方案来执行分区。可以以具有除了正方形之外的形状的几何分区方案来执行分区。可以沿着边缘方向执行分区。图像编码设备可以进一步包括帧内预测单元，该帧内预测单元对于具有与预测单元的获得的大小信息相对应的大小的预测单元执行沿着边缘方向的帧内预测。
[0021][有益效果]
[0022]根据上述的高分辨率图像编码/解码方法和执行该方法的设备，要编码的代码化单元或预测单元的大小被配置为32 X 32像素、64X 64像素或128 X 128像素，并且基于配置的预测单元大小来执行运动预测和运动补偿和变换。而且，将具有32X32像素、64X64像素或128X 128像素的大小的预测单元被分割为至少一个分区，并且然后编码。
[0023]在具有高同质或一致性的情况下，诸如在能量集中在低频的区域处或在具有相同颜色的区域处，代码化单元或预测单元被应用到编码/解码，代码化单元或预测单元的大小进一步被扩展为与扩展的宏块的大小相对应的32 X 32、64X 64或128 X 128像素，使得可能可以增大具有高清(HD)、超高清或更大的分辨率的大屏幕图像的编码/解码效率。
[0024]可以通过下述方式来提高编码/解码效率:根据用于大屏幕的时间频率特性(例如，在先前和当前屏幕之间的改变或移动程度)来相对于像素区域增大或减小扩展的宏块大小或代码化单元的大小或预测单元的大小。
[0025]因此，可能可以增强对具有高清、超高清或更大的分辨率的大屏幕图像进行编码的效率，并且降低在具有高同质和一致性的区域处的编码噪声。
【附图说明】
[0026]图1是图示根据本发明的一个实施例的图像编码方法的流程图。
[0027]图2是图示根据本发明的另一个示例实施例的递归代码化单元结构的概念图。
[0028]图3是图示根据本发明的一个实施例的不对称分区的概念图。
[0029]图4a至4c是图示根据本发明的实施例的几何分区方案的概念图。
[0030]图5是图示在几何分区的情况下对于位于边界线上的边界像素的运动补偿的概念图。
[0031]图6是图示根据本发明的另一个示例实施例的图像编码方法的流程图。
[0032]图7是图示在图6中所示的分区处理的概念图。
[0033]图8是向帧内预测应用考虑到边缘的分区的示例的概念图。
[0034]图9是图示根据本发明的又一个示例实施例的图像编码方法的流程图。
[0035]图10是图示根据本发明的再一个示例实施例的图像编码方法的流程图。
[0036]图11是图示根据本发明的一个实施例的图像解码方法的流程图。
[0037]图12是图示根据本发明的另一个示例实施例的图像解码方法的流程图。
[0038]图13是图示根据本发明的一个实施例的图像编码设备的配置的框图。
[0039]图14是图示根据本发明的另一个示例实施例的图像编码设备的配置的框图。
[0040]图15是图示根据本发明的一个实施例的图像编码设备的配置的框图。
[0041]图16是图示根据本发明的另一个示例实施例的图像解码设备的配置的框图。
【具体实施方式】
[0042]可以对于本发明进行各种修改，并且本发明可以具有多个实施例。参考附图详细描述特定实施例。
[0043]然而，本发明不限于特定实施例，并且应当明白，本发明包括在本发明的精神和技术范围中包括的所有修改、等同物或替换。
[0044]词语“第一”和“第二”可以用于描述各个组件，但是组件不限于此。这些词语仅用于将一个组件与另一个相区别。例如，第一组件也可以被称为第二组件，并且第二组件可以类似地被称为第一组件。词语“和/或”包括在此描述的多个相关项目的组合或多个相关项目中的任何一个。
[0045]当组件“连接”或“耦合”到另一个组件时，该组件可以直接地连接或耦合到该另一个组件。相反，当组件直接连接或耦合到另一个组件时，没有组件插入其间。
[0046]在此使用的词语被给出来描述实施例，但是不意