視頻編碼/解碼設(shè)備和方法
【專利說明】
[0001] 本申請是申請?zhí)枮?01180029802.X、國際申請?zhí)枮镻CT/KR2011/002761、申請日 為2011年4月18日、發(fā)明名稱為"視頻編碼/解碼設(shè)備和方法"的發(fā)明專利申請的分案申 請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及視頻編碼/解碼設(shè)備和方法。更具體地說，本發(fā)明涉及一種能夠通過 以下處理改進視頻壓縮效率和視頻重構(gòu)效率的視頻編碼/解碼設(shè)備和方法：對用于編碼視 頻的編碼信息進行有效編碼；通過選擇性使用各種編碼方案來編碼視頻；以及根據(jù)經(jīng)編碼 的編碼信息和編碼方案來自適應(yīng)地對視頻進行解碼。
【背景技術(shù)】
[0003] 本部分的說明僅提供與本發(fā)明有關(guān)的背景信息，并不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。
[0004] 視頻數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的示例包括H. 261、H. 263、MPEG-2和MPEG-4。根據(jù)視頻壓縮技 術(shù)，在將各個圖像分割為由亮度分量的矩形16X16像素區(qū)域和色度分量的矩形8X8像素 區(qū)域組成的固定大小宏塊之后，對各個圖像進行編碼。對各個宏塊的所有亮度分量和色度 分量進行空間或時間預(yù)測，并且在傳輸之前對所得的預(yù)測殘留進行變換、量化和熵編碼。
[0005] 現(xiàn)有的視頻編碼設(shè)備中使用的塊模式對表明當(dāng)前編碼目標(biāo)塊使用預(yù)測運動向量 并且沒有要編碼的變換系數(shù)的標(biāo)記進行編碼，并且不對任何其它信息進行編碼。在不使用 預(yù)測運動向量或者具有要編碼的變換系數(shù)的塊的情況下，對塊的類型信息和塊的預(yù)測信息 (相對于預(yù)測運動向量的差向量和基準(zhǔn)圖片數(shù)）進行編碼并且對變換系數(shù)進行編碼。
[0006] 然而，在這種典型的視頻壓縮技術(shù)中，難以有效地對僅具有作為要編碼的數(shù)據(jù)的 差運動向量而沒有要編碼的變換系數(shù)的塊或者沒有差運動向量而僅具有要編碼的變換系 數(shù)的塊進行編碼，并且難以有效地對用于編碼視頻的各種信息進行編碼。
[0007] 此外，對視頻進行編碼和解碼時的聯(lián)合操作使得難以從視頻編碼的已經(jīng)下降的壓 縮效率預(yù)期高效的視頻解碼。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 技術(shù)問題
[0009] 因此，為了解決上述問題，本發(fā)明試圖通過對用于編碼視頻的編碼信息進行有效 編碼以及選擇性地利用各種編碼方案和解碼方案對視頻進行編碼來改進視頻壓縮效率。
[0010] 概述
[0011] 本發(fā)明的實施方式提供了 一種視頻編碼/解碼設(shè)備，該視頻編碼/解碼設(shè)備包括： 視頻編碼器，其對表明宏塊中的要編碼的塊的塊模式是否為跳過（skip)模式的分割模式 信息進行編碼，根據(jù)所述塊模式信息和所述分割模式信息對所述塊的變換類型信息、編碼 塊模式（CBP)信息和差量量化參數(shù)信息中的至少一個進行編碼，并且基于所述塊的編碼信 息對所述塊的系數(shù)信息進行編碼；以及視頻解碼器，其對比特流進行解碼，以重構(gòu)表明要解 碼的塊的塊模式是否為跳過模式的塊模式信息、表明所述塊是否被劃分為子塊的分割模式 信息以及根據(jù)所述塊模式信息和所述分割模式信息的組合而編碼的變換類型信息，并且基 于所重構(gòu)的信息或者通過對所述比特流進行解碼來重構(gòu)所述塊。
[0012] 本發(fā)明的另一實施方式提供了一種視頻編碼設(shè)備，該視頻編碼設(shè)備包括：編碼信 息編碼器，其對表明宏塊中的要編碼的塊的塊模式是否為跳過模式的分割模式信息進行編 碼并且根據(jù)所述塊模式信息和所述分割模式信息的組合對所述塊的變換類型信息進行編 碼；以及視頻解碼器，其基于所述塊的所述變換類型信息對所述塊的系數(shù)信息進行編碼。
[0013] 這里，所述編碼信息編碼器可以基于所述塊模式信息和所述分割模式信息來生成 所述宏塊中的最低節(jié)點值，并且基于生成的最低節(jié)點值來生成樹結(jié)構(gòu)的最高節(jié)點值。
[0014] 此外，編碼信息編碼器可以按照16X16像素塊為單位來選擇所述宏塊的變換類 型，并且使用與按照16X16像素塊為單位選擇的變換類型相同的16X16像素塊中的子塊 的變換類型。
[0015] 此外，所述編碼信息編碼器可以按照塊為單位來選擇所述宏塊中的塊（其大小等 于或大于16X16像素塊）的變換類型，并且按照16X16像素塊為單位來選擇宏塊中的子 塊的變換類型，該子塊被劃分為小于16X16像素塊的塊。
[0016] 此外，所述編碼信息編碼器在沒有變換系數(shù)的情況下可以跳過對塊的變換類型進 行編碼。
[0017] 此外，如果所述塊的塊模式是跳過模式或者如果CBPX標(biāo)記是0,則所述編碼信息 編碼器可以跳過對變換類型進行編碼。
[0018] 本發(fā)明的另一實施方式提供了一種視頻編碼設(shè)備，該視頻編碼設(shè)備包括：編碼信 息編碼器，其對表明宏塊中的要編碼的塊的塊模式是否為跳過模式的分割模式信息進行編 碼，并且根據(jù)所述塊模式信息和所述分割模式信息的組合對所述塊的編碼塊模式（CBP)信 息進行編碼；以及視頻編碼器，其基于所述塊的所述CBP信息對所述塊的系數(shù)信息進行編 碼。
[0019] 這里，所述塊的所述CBP信息是表明所述塊中是否存在非零變換系數(shù)的1比特標(biāo) 記。
[0020] 此外，如果預(yù)發(fā)送模式值或標(biāo)記包括表明當(dāng)前塊中不存在要編碼的變換系數(shù)的信 息，則所述編碼信息編碼器跳過生成所述當(dāng)前塊的節(jié)點值。
[0021] 此外，如果所述塊包括非零變換系數(shù)，則所述編碼信息編碼器對所述CBP信息進 行編碼。
[0022] 此外，如果所述塊的亮度分量經(jīng)4X4變換或8X8變換，則所述編碼信息編碼器根 據(jù)8X8像素塊中是否存在非零變換系數(shù)來生成節(jié)點值。
[0023] 此外，如果所述塊的亮度分量經(jīng)8X16變換或16X8變換，則所述編碼信息編碼器 根據(jù)8X16像素塊或16X8像素塊中是否存在非零變換系數(shù)來生成節(jié)點值。
[0024] 此外，如果所述塊的所述塊模式是跳過模式或者如果CBPX標(biāo)記是0,則所述編碼 信息編碼器跳過生成節(jié)點值而對CBP信息進行編碼。
[0025] 此外，所述編碼信息編碼器基于所述塊模式信息和所述分割模式信息來生成所述 宏塊中的最低節(jié)點值，并且基于生成的最低節(jié)點值來生成樹結(jié)構(gòu)的最高節(jié)點值。
[0026] 本發(fā)明的另一實施方式提供了一種視頻編碼設(shè)備，該視頻編碼設(shè)備包括：編碼信 息編碼器，其對表明宏塊中的要編碼的塊的塊模式是否為跳過模式的分割模式信息進行編 碼，并且根據(jù)所述塊模式信息和所述分割模式信息的組合對所述塊的差量量化參數(shù)信息進 行編碼；以及視頻編碼器，其基于所述塊的所述差量量化參數(shù)信息對所述塊的系數(shù)信息進 行編碼。
[0027] 這里，所述編碼信息編碼器基于所述塊模式信息和所述分割模式信息來生成所述 宏塊中的最低節(jié)點值，并且基于生成的最低節(jié)點值來生成樹結(jié)構(gòu)的最高節(jié)點值。
[0028] 此外，所述編碼信息編碼器僅對所述宏塊的所述差量量化參數(shù)信息或所述宏塊中 的具有非零變換系數(shù)的16X16像素塊進行編碼。
[0029] 此外，所述編碼信息編碼器將所述差量量化參數(shù)信息變換為預(yù)定碼數(shù)（code number)，接著通過樹結(jié)構(gòu)對所述預(yù)定碼數(shù)進行編碼。
[0030] 此外，所述編碼信息編碼器對所述差量量化參數(shù)信息的絕對值進行編碼，接著僅 對非零差量量化參數(shù)信息進行編碼。
[0031] 本發(fā)明的另一實施方式提供了一種視頻解碼設(shè)備，該視頻解碼設(shè)備包括：編碼信 息解碼器，其對比特流進行解碼，以重構(gòu)表明要解碼的塊的塊模式是否為跳過模式的塊模 式信息、表明所述塊是否被劃分為子塊的分割模式信息以及根據(jù)所述塊模式信息和所述分 割模式信息的組合而編碼的變換類型信息；以及視頻解碼器，其基于來自所述編碼信息解 碼器的所述重構(gòu)信息或者通過對所述比特流進行解碼來重構(gòu)所述塊。
[0032] 本發(fā)明的另一實施方式提供了一種視頻解碼設(shè)備，該視頻解碼設(shè)備包括：編碼信 息解碼器，其對比特流進行解碼，以重構(gòu)表明要解碼的塊的塊模式是否為跳過模式的塊模 式信息、表明所述塊是否被劃分為子塊的分割模式信息以及根據(jù)所述塊模式信息和所述分 割模式信息的組合而編碼的編碼塊模式（CBP)信息；以及視頻解碼器，其基于來自所述編 碼信息解碼器的所述重構(gòu)信息或者通過對所述比特流進行解碼來重構(gòu)所述塊。
[0033] 本發(fā)明的另一實施方式提供了一種視頻解碼設(shè)備，該視頻解碼設(shè)備包括：編碼信 息解碼器，其對比特流進行解碼，以重構(gòu)表明要解碼的塊的塊模式是否為跳過模式的塊模 式信息、表明所述塊是否被劃分為子塊的分割模式信息以及根據(jù)所述塊模式信息和所述分 割模式信息的組合而編碼的差量量化參數(shù)信息；以及視頻解碼器，其基于來自所述編碼信 息解碼器的所述重構(gòu)信息或者通過對所述比特流進行解碼來重構(gòu)所述塊。
[0034] 本發(fā)明的另一實施方式提供了一種視頻編碼/解碼方法，該視頻編碼/解碼方法 包括以下處理：對表明宏塊中的要編碼的塊的塊模式是否為跳過模式的分割模式信息進行 編碼，根據(jù)所述塊模式信息和所述分割模式信息的組合對所述塊的變換類型信息、編碼塊 模式（CBP)信息和差量量化參數(shù)信息中的至少一個進行編碼，并且基于所述塊的經(jīng)編碼信 息對所述塊的系數(shù)信息進行編碼；以及對比特流進行解碼，以重構(gòu)表明要解碼的塊的塊模 式是否為跳過模式的塊模式信息、表明所述塊是否被劃分為子塊的分割模式信息以及根據(jù) 所述塊模式信息和所述分割模式信息的組合而編碼的變換類型信息，并且基于所重構(gòu)的信 息或者通過對所述比特流進行解碼來重構(gòu)所述塊。
[0035] 本發(fā)明的另一實施方式提供了一種視頻編碼方法，該視頻編碼方法包括以下處 理：編碼信息編碼處理，對表明宏塊中的要編碼的塊的塊模式是否為跳過模式的分割模式 信息進行編碼并且根據(jù)所述塊模式信息和所述分割模式信息的組合對所述塊的變換類型 信息進行編碼；以及視頻編碼處理，基于所述塊的所述變換類型信息對所述塊的系數(shù)信息 進行編碼。
[0036] 這里，所述編碼信息編碼處理基于所述塊模式信息和所述分割模式信息來生成所 述宏塊中的最低節(jié)點值，并且基于生成的最低節(jié)點值來生成樹結(jié)構(gòu)的最高節(jié)點值。
[0037] 此外，所述編碼信息編碼處理按照16X16像素塊為單位來選擇所述宏塊的變換 類型，并且使用與按照16X16像素塊為單位選擇的變換類型相同的16X16像素塊中的子 塊的變換類型。
[0038] 此外，所述編碼信息編碼處理按照塊為單位來選擇所述宏塊中的塊（其大小等于 或大于16X16像素塊）的變換類型，并且按照16X16像素塊為單位來選擇宏塊中的子塊 的變換類型，該子塊被劃分為小于16X16像素塊的塊。
[0039] 此外，所述編碼信息編碼處理在沒有變換系數(shù)的情況下跳過對塊的變換類型進行 編碼。
[0040] 此外，如果所述塊的塊模式是跳過模式或者如果CBPX標(biāo)記是0,則所述編碼信息 編碼處理跳過對變換類型進行編碼。
[0041] 本發(fā)明的另一實施方式提供了一種視頻編碼方法，該視頻編碼方法包括以下處 理：編碼信息編碼處理，對表明宏塊中的要編碼的塊的塊模式是否為跳過模式的分割模式 信息進行編碼，并且根據(jù)所述塊模式信息和所述分割模式信息的組合對所述塊的編碼塊模 式（CBP)信息進行編碼；以及視頻編碼處理，基于所述塊的所述CBP信息對所述塊的系數(shù)信 息進行編碼。
[0042] 這里，所述塊的所述CBP信息是表明所述塊中是否存在非零變換系數(shù)的1比特標(biāo) 記。
[0043] 此外，如果預(yù)發(fā)送的模式值或標(biāo)記包括表明當(dāng)前塊中不存在要編碼的變換系數(shù)的 信息，則所述編碼信息編碼處理跳過生成當(dāng)前塊的節(jié)點值。
[0044] 此外，如果所述塊包括非零變換系數(shù)，則所述編碼信息編碼處理對所述CBP信息 進行編碼。
[0045] 此外，如果所述塊的亮度分量經(jīng)4X4變換或8X8變換，則所述編碼信息編碼處理 根據(jù)8X8像素塊中是否存在非零變換系數(shù)來生成節(jié)點值。
[0046] 此外，如果所述塊的亮度分量經(jīng)8X16變換或16X8變換，則所述編碼信息編碼處 理根據(jù)8X16像素塊或16X8像素塊中是否存在非零變換系數(shù)來生成節(jié)點值。
[0047] 此外，如果所述塊的所述塊模式是跳過模式或者如果CBPX標(biāo)記是0,則所述編碼 信息編碼處理跳過生成節(jié)點值而對CBP信息進行編碼。
[0048] 此外，所述編碼信息編碼處理基于所述塊模式信息和所述分割模式信息來生成所 述宏塊中的最低節(jié)點值，并且基于生成的最低節(jié)點值來生成樹結(jié)構(gòu)的最高節(jié)點值。
[0049] 本發(fā)明的另一實施方式提供了一種視頻編碼方法，該視頻編碼方法包括以下處 理：編碼信息編碼處理，對表明宏塊中的要編碼的塊的塊模式是否為跳過模式的分割模式 信息進行編碼，并且根據(jù)所述塊模式信息和所述分割模式信息的組合對所述塊的差量量化 參數(shù)信息進行編碼；以及視頻編碼處理，基于所述塊的所述差量量化參數(shù)信息對所述塊的 系數(shù)?目息進行編碼。
[0050] 這里，所述編碼信息編碼處理基于所述塊模式信息和所述分割模式信息來生成所 述宏塊中的最低節(jié)點值，并且基于生成的最低節(jié)點值來生成樹結(jié)構(gòu)的最高節(jié)點值。
[0051] 此外，所述編碼信息編碼處理僅對所述宏塊的所述差量量化參數(shù)信息或所述宏塊 中的具有非零變換系數(shù)的16X16像素塊進行編碼。
[0052] 此外，所述編碼信息編碼處理將所述差量量化參數(shù)信息變換為預(yù)定碼數(shù)，接著通 過樹結(jié)構(gòu)對所述預(yù)定碼數(shù)進行編碼。
[0053] 此外，所述編碼信息編碼處理對所述差量量化參數(shù)信息的絕對值進行編碼，接著 僅對非零差量量化參數(shù)信息進行編碼。
[0054] 本發(fā)明的另一實施方式提供了一種視頻解碼方法，該視頻解碼方法包括以下處 理：編碼信息解碼處理，對比特流進行解碼，以重構(gòu)表明要解碼的塊的塊模式是否為跳過模 式的塊模式信息、表明所述塊是否被劃分為子塊的分割模式信息以及根據(jù)所述塊模式信息 和所述分割模式信息的組合而編碼的變換類型信息；以及視頻解碼處理，基于來自所述編 碼信息解碼器的所重構(gòu)的信息或者通過對所述比特流進行解碼來重構(gòu)所述塊。
[0055] 本發(fā)明的另一實施方式提供了一種視頻解碼方法，該視頻解碼方法包括以下處 理：編碼信息解碼處理，對比特流進行解碼，以重構(gòu)表明要解碼的塊的塊模式是否為跳過模 式的塊模式信息、表明所述塊是否被劃分為子塊的分割模式信息以及根據(jù)所述塊模式信息 和所述分割模式信息的組合而編碼的編碼塊模式（CBP)信息；以及視頻解碼處理，基于來 自所述編碼信息解碼器的所重構(gòu)的信息或者通過對所述比特流進行解碼來重構(gòu)所述塊。
[0056] 本發(fā)明的另一實施方式提供了一種視頻解碼方法，該視頻解碼方法包括以下處 理：編碼信息解碼處理，對比特流進行解碼，以重構(gòu)表明要解碼的塊的塊模式是否為跳過模 式的塊模式信息、表明所述塊是否被劃分為子塊的分割模式信息以及根據(jù)所述塊模式信息 和所述分割模式信息的組合而編碼的差量量化參數(shù)信息；以及視頻解碼處理，基于來自所 述編碼信息解碼器的所重構(gòu)的信息或者通過對所述比特流進行解碼來重構(gòu)所述塊。
[0057] 有益效果
[0058] 根據(jù)本發(fā)明的實施方式，可以通過對用于編碼視頻的編碼信息進行有效編碼以及 通過選擇性使用各種編碼方案和解碼方案對視頻進行編碼來提高視頻壓縮效率。
[0059] 此外，可以通過根據(jù)所述視頻編碼自適應(yīng)地對視頻進行解碼來提高視頻重構(gòu)效 率。
【附圖說明】
[0060] 圖1是例示了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的視頻編碼設(shè)備的示意性構(gòu)造的框圖；
[0061] 圖2是例示了圖1中的視頻編碼器的示意性構(gòu)造的圖；
[0062] 圖3是例示了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的針對幀內(nèi)預(yù)測編碼和幀間預(yù)測編碼的宏 塊和各種大小的子塊的圖；
[0063] 圖4是例示了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的各個分割類型的編號的圖；
[0064] 圖5是例示了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的視頻編碼方法的流程圖；
[0065] 圖6是例示了根據(jù)本發(fā)明的實施方式而編碼的比特流的句法結(jié)構(gòu)的例示圖；
[0066] 圖7和圖8是例示了根據(jù)本發(fā)明的實施方式利用樹結(jié)構(gòu)來編碼分割類型信息的處 理的例示圖；
[0067] 圖9和圖10是例示了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的樹結(jié)構(gòu)的示例的圖；
[0068] 圖11和圖12是例示了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的變換類型編碼和解碼的圖；
[0069] 圖13是例示了針對要編碼的變換類型值的最低節(jié)點值的示例的圖；
[0070] 圖14是例不了圖13中的最尚節(jié)點值的不例的圖；
[0071 ] 圖15是例示了圖11中的宏塊編號1的樹結(jié)構(gòu)的示例的圖；
[0072] 圖16是例示了圖11中的宏塊編號4的樹結(jié)構(gòu)的示例的圖；
[0073] 圖17是例示了圖11中的宏塊編號7的樹結(jié)構(gòu)的示例的圖；
[0074] 圖18是例示了要編碼的變換類型值的最低節(jié)點值的另一示例的圖；
[0075] 圖19是圖18中的宏塊編號4的樹結(jié)構(gòu)的示例的圖；
[0076] 圖20是圖18中的宏塊編號7的樹結(jié)構(gòu)的示例的圖；
[0077] 圖21是例不了CBPX標(biāo)記和CBP的編碼/解碼順序的流程圖；
[0078] 圖22是例示了編碼器中所選擇的變換類型和所選擇的塊模式的示例的圖；
[0079] 圖23是例示了CBP比特值的最低節(jié)點值的示例和CBP比特的發(fā)送單位的圖；
[0080] 圖24是例示了圖23中的與16X16區(qū)域?qū)?yīng)的塊被用作最高塊的情況下的最高 節(jié)點值的示例的圖；
[0081] 圖25是例示了差量量化參數(shù)編碼的示例的圖；
[0082] 圖26是例示了圖25中的差量量化參數(shù)被變換為排列碼數(shù)的情況的示例的圖；
[0083] 圖27是例示了圖26中的樹結(jié)構(gòu)生成的示例的圖；
[0084] 圖28是例示了圖26中的樹結(jié)構(gòu)生成的另一示例的圖；
[0085] 圖29是例示了差量量化參數(shù)編碼的另一示例的圖；
[0086] 圖30是例示了采用圖29中的差量量化參數(shù)的絕對值的情況的圖；
[0087] 圖31是例示了對圖29中的碼進行編碼的方法的圖；
[0088] 圖32是例示了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的視頻解碼設(shè)備的示意性構(gòu)造的框圖；
[0089] 圖33是例示了圖32中的視頻解碼器的示意性構(gòu)造的圖；
[0090] 圖34是例示了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的視頻解碼方法的流程圖；
[0091] 圖35是例示了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的視頻編碼設(shè)備的示意性構(gòu)造的框 圖；
[0092] 圖36是例示了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的視頻編碼方法的流程圖；
[0093] 圖37是例示了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的視頻解碼設(shè)備的示意性構(gòu)造的框 圖；
[0094] 圖38是例示了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的視頻解碼方法的流程圖；
[0095] 圖39是例示了根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的變換信息編碼的示例的圖；
[0096] 圖40是例示了利用樹結(jié)構(gòu)對圖39中的子塊