用于在多层结构中引出运动信息的方法以及使用该方法的设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及视频压缩技术，并且更具体地涉及用于在多层结构中基于参考层的信息来导出当前层的运动信息的方法。
【背景技术】
[0002]近来，在各个应用领域中对于高分辨率、高质量视频例如HD (高清晰度)视频和UHD(超高清)视频的需求均在增加。由于视频数据具有高分辨率、高质量图像，所以数据量高于现有视频数据。因此，当使用例如现有的有线和无线宽带线路的媒介来传输视频数据或者将视频数据存储于现有存储媒介中时，传输成本和存储成本增加。为了解决这些由高分辨率、高质量视频数据所引起的问题，可以使用高效视频压缩技术。
[0003]作为视频压缩技术，存在各种技术，例如:帧间预测技术，用于根据在当前图片之前或之后的图片来预测包括在当前图片中的像素的数目；帧内预测技术，用于使用与包括在当前图片中的像素有关的信息来预测当前图片中的像素的数目；熵编码技术，在熵编码技术中，将最短的码分配给最频繁使用的值，而将最长的码分配给最不常使用的值等。视频数据可以使用这些视频压缩技术进行有效地压缩，并且然后可以进行传输或存储。
[0004]同时，随着对于高分辨率视频的需求的增加，对于作为新的视频服务的立体视频内容的需求也正在增加。关于用于有效地提供高分辨率和超分辨率立体视频内容(例如3D视频)的视频压缩技术的讨论正在进行中。
【发明内容】
[0005]技术问题
[0006]本发明的目的是提供用于在多层结构的视频编码和解码中有效导出当前层的运动信息的方法和装置。
[0007]本发明的另一目的是提供用于在多层结构的视频编码和解码中基于参考层的运动信息来导出当前层的运动信息的方法和装置。
[0008]本发明的又一目的是提供用于在多层结构的视频编码和解码中使用当前层的运动信息来恢复当前层的图片的方法和装置，该运动信息基于参考层的运动信息被导出。
[0009]技术方案
[0010]本发明的实施方式为支持多层结构的视频解码方法和装置。根据本发明的视频解码方法包括:在当前层中指定当前层基准位置，当前层基准位置指定当前块；在参考层中指定与当前层基准位置相对应的参考层基准位置；基于运动信息存储单元的大小，根据参考层基准位置来导出运动信息；以及对所导出的运动信息进行缩放，并且将经缩放的运动信息导出为要被用于在当前层中重建图片的运动矢量。
[0011]本发明的另一实施方式为支持多层结构的视频编码方法和装置。根据本发明的视频编码方法包括:在当前层中指定当前层基准位置，当前层基准位置指定当前块；在参考层中指定与当前层基准位置相对应的参考层基准位置；基于运动信息存储单元的大小，根据参考层基准位置来导出运动信息；以及对所导出的运动信息进行缩放，并且将经缩放的运动信息导出为要被用于在当前层中重建图片的运动矢量。
[0012]有益效果
[0013]根据本发明，可以在多层结构的视频编码和解码中有效地导出当前层的运动信息。
[0014]根据本发明，可以在多层结构的视频编码和解码中基于参考层的运动信息来有效地导出当前层的运动信息。
[0015]根据本发明，可以在多层结构的视频编码和解码中使用当前层的运动信息来有效地恢复当前层的图片，其中，当前层的运动信息基于参考层的运动信息被导出。
【附图说明】
[0016]图1为示意性地示出根据本发明的实施方式的编码装置的框图；
[0017]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；
[0018]图3为示意性地说明根据本发明的用于在基础层上指定与增强层的样本位置相对应的样本位置的方法的视图；
[0019]图4为示意性地说明根据本发明的示例的用于导出存储有运动矢量的位置的方法的视图；
[0020]图5为示意性地说明根据本发明的另一示例的用于导出存储有运动矢量的位置的方法的视图；
[0021]图6为示意性地说明根据本发明的又一示例的用于导出存储有运动矢量的位置的方法的视图；
[0022]图7为示意性地说明根据本发明的再一示例的用于导出存储有运动矢量的位置的方法的视图；以及
[0023]图8为示意性地说明根据本发明的用于在多层结构中存储运动信息的方法的视图。
【具体实施方式】
[0024]在下文中，将参照附图来详细描述本发明的实施方式。在对于本发明的实施方式的描述中，如果认为对于相关已知元素或功能的详细描述会使得本发明的主旨不必要地模糊，则将省去对于相关已知元素或功能的详细描述。
[0025]在本说明书中，当提及一个元素与另一元素“连接”或“耦接”时，这可以意指一个元素可以与其它元素直接连接或耦接，并且第三元素可以“连接”或“耦接”在这两个元素之间。此外，在本说明书中，当提及“包括”特定元素时，这可以意指不排除特定元素之外的元素，并且在本发明的实施方式中或本发明的技术精神的范围内可以包括另外的元素。
[0026]术语例如“第一”和“第二”可以用于描述各个元素，但是元素不受术语的限制。术语仅用于将一个元素与其它元素进行区分。例如，可以在不偏离本发明的范围的情况下将第一元素命名为第二元素。同样地，可以将第二元素命名为第一元素。
[0027]此外，在本发明的实施方式中描述的元素模块被独立地示出，以表明不同的和特有的功能，但是这并不意味着每个元素模块均由单独的硬件或软件形成。亦即，为了描述的方便来布置和包括元素模块，并且元素模块中的至少两个可以形成一个元素模块，或者可以将一个元素模块划分成多个元素模块，以执行它们各自的功能。除非其偏离本发明的本质，否则将元素模块进行集成的实施方式和将元素模块分开的实施方式均包括在本发明的范围内。
[0028]此外，在本发明中，一些元素并非为用于执行本质功能的本质元素，而可能为仅用于改进性能的可选元素。可以仅使用除了仅用于改进性能的元素以外的用于实现本发明的本质的基本元素来实现本发明，并且仅包括基本元素而不包括仅用于改进性能的可选元素的结构被包括在本发明的范围内。
[0029]支持多层比特流的视频编码和解码被称为可调式压缩编码。因为在多个层之间存在强的相关性，所以当使用该相关性来执行预测时，可以移除重复元素并且可以改进视频编码性能。使用关于另一层的信息来预测当前层(其为预测的目标)被称为层间预测。
[0030]分辨率、帧速率和颜色格式中至少一者可以在多个层之间有所不同，并且在层间预测期间可以执行对层的重新采样(例如上采样或下采样)，以调整分辨率。
[0031]图1为示意性示出根据本发明的实施方式的编码装置的框图。
[0032]根据本发明的编码装置100包括用于上层的编码单元100a和用于下层的编码单元 100b。
[0033]可以将上层称为当前层或增强层，并且可以将下层称为参考层或基础层。分辨率、帧速率和颜色格式中至少一者可以在上层与下层之间有所不同。当对于层间预测而言需要改变分辨率时，可以执行层的上采样或下采样。
[0034]上层的编码单元100a可以包括划分单元110、预测单元100、帧内预测单元121、帧间预测单元122、层间预测单元123、变换单元130、量化单元140、重新布置单元150、熵编码单元160、解量化单元170、反变换单元180、滤波器单元190、存储器195和多路复用器197。
[0035]下层的编码单元100b可以包括划分单元111、预测单元125、帧内预测单元126、帧间预测单元127、变换单元131、量化单元141、重新布置单元151、熵编码单元161、解量化单元171、逆变换单元181、滤波器单元191和存储器196。
[0036]可以通过在本发明的实施方式中描述的视频编码方法(该视频编码方法将在下面进行描述)来实现编码单元，但是可以不执行一些部分的操作以减小编码装置的复杂性或者使得能够快速实时地进行编码。例如，当预测单元执行帧内预测时，可以执行从有限数目的帧内预测模式中选择一个模式并且将所选择的一个模式设置为最终的帧内预测模式的方法，以用于进行实时编码，而不是执行使用所有帧内预测模式方法以选择最佳帧内编码方法的方法。在另一示例中，用于帧内预测或帧间预测的预测块可以具有有限的形式。
[0037]在编码装置中处理的块的单元可以是用于执行编码的编码单元、用于执行预测的预测单元以及用于执行变换的变换单元。可以将编码单元、预测单元和变换单元分别表示为 CU、PU 和 TUo
[0038]划分单元110和划分单元111可以通过以下来对层进行划分:将层图片划分成编码块、预测块和变换块的多个组合，并且通过基于预定的基准(例如成本函数)来选择编码块、预测块和变换块的一个组合。例如，为了将层图片划分成编码单元，可以使用递归树结构例如四叉树结构。在下文本发明的实施方式中，编码块不仅可以意指用于编码的块，而且可以意指用于解码的块。
[0039]预测块可以是用于执行预测(例如帧内预测或帧间预测)的单元。用于帧内预测的块可以是具有正方形的形式的块，例如2NX2N或NXN。作为用于帧间预测的块，存在有正方形的形式的块，例如2NX2N或NXN ;通过将具有正方形的形式的预测块分成两个而获得的2NXN和NX2N形式的块；以及通过使用非对称运动划分(AMP)的预测块划分方法获得的具有非对称形式的块。变换单元115可以根据预测块的形式来使用不同的变换方法。
[0040]编码单元100a和100b的预测单元120和125可以包括用于执行帧内预测的帧内预测单元121和126以及用于执行帧间预测的帧间预测单元122和126。上层的编码单元100a的预测单元120还包括使用与下层有关的信息来对上层执行预测的层间预测单元123。
[0041]预测单元120和125可以确定是否针对预测块来执行帧内预测或帧间预测。被执行预测的处理单元可以不同于用于确定预测方法的处理块的单元。例如，当执行帧内预测时，可以基于预测块来确定预测模式，并且可以基于变换块来执行预测处理。所生成的预测块与原始块之间的残差(残差块)可以被输入至变换单元130和131。此外，用于预测的预测模式信息、运动矢量信息等连同残差一起由熵编码单元130进行编码，并且可以被传输至解码装置。
[0042]当使用脉冲编码调制(PCM)模式时，原始块可以在预测单元120和125未执行预测的情况下被编码，并且可以被传输至解码单元。
[0043]帧内预测单元121和126可以基于定位在当前块(预测目标块)附近的参考像素来生成经帧内预测的块。在帧内预测方法中，帧内预测模式可以具有方向性预测模式和非方向性模式，其中，方向性预测模式根据预测方向来使用参考像素信息，非方向性模式在进行预测时不使用方向信息。用于预测亮度信息的模式可以不同于用于预测色度信息的模式。通过对亮度信息进行预测所获得的帧内预测模式信息或者关于所预测的亮度信号的信息可以用于预测色度信息。同时，如果参考像素不可用，则可以通过用其它像素替换不可用的参考像素来生成预测块。
[0044]预测块可以包括多个变换块。当执行帧内预测时，如果预测块的大小与变换块的大小相同，则可以基于预测块的左侧像素、左上像素和上方像素来执行针对预测块的帧内预测。然而，当执行帧内预测时，如果预测块的大小与变换块的大小不同并且因此预测块包括多个变换块，则可以基于以变换块为基础所确定的参考像素来执行帧内预测。
[0045]在根据帧内预测模式将模式依赖帧内平滑(MDIS)滤波器应用于参考像素之后，帧内预测方法可以生成预测块。应用于参考像素的MDIS滤波器的类型可以不同。MDIS滤波器是应用于经帧内预测的块的附加滤波器，其中，通过执行帧内预测来生成经帧内预测的块，并且MDIS滤波器可以用于减小参考像素与在执行预测后生成的经帧内预测的块之间的残差。当执行MDIS滤波时，可以根据帧内预测模式的方向来对参考像素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。
[0046]帧间预测单元122和127可以通过参考关于以下块的信息来执行预测:在当前图片之前的图片和在当前图片之后的图片中的至少一者中包括所述块。帧间预测单元122和127可以包括参考图片内插单元、运动预测单元和运动补偿单元。
[0047]参考图片内插单元可