用于视频和图像编解码的预测二叉树结构的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种将编码单元分割成一个或多个预测单元的方法及装置。一种对应于预测二叉树分割处理用于视频数据的当前块的预测二叉树结构被确定。在编码器侧，根据预测二叉树结构将当前块分割成一个或多个预测单元。预测处理被应用于每个预测单元以生成用于每个预测单元的预测信息。将与每个预测单元相关的每个预测单元的预测信息编码到用于当前块的视频比特流中。在解码器侧，基于先前重构数据和每个预测单元的预测信息重构每个预测单元。从视频比特流中推导出每个预测单元的预测信息。基于根据推导出的预测二叉树结构重构的预测单元，重构当前块。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于视频和图像编解码的预测二叉树结构的方法和装置交叉引用本专利技术主张在2015年12月31日提出申请的美国临时专利申请第62/273,477号的优先权。本专利技术还与在2015年12月9日提出的第PCT/CN2015/096761号PCT专利申请相关，该PCT专利申请主张在2014年12月10日提出申请的PCT专利申请第PCT/CN2014/093445号的优先权。上述美国临时专利申请和PCT专利申请整体以引用方式并入本文中。
本专利技术一般涉及图像和视频处理。特别地，本专利技术涉及在视频和图像编解码系统中使用二叉树结构将编码单元分割成一个或多个预测单元。
技术介绍
高效视频编解码(HighEfficiencyVideoCoding，HEVC)标准由ITU-T视频编解码专家组(VideoCodingExpertsGroup，VCEG)和ISO/IEC动态图像专家组(MovingPictureExpertsGroup，MPEG)标准化组织的联合视频项目所开发，并且特别地与称为视频编解码联合协作组(JointCollaborativeTeamonVideoCoding，JCT-VC)存在合作伙伴关系。在HEVC中，一个切片(slice)被分割成多个编码树单元(codingtreeunit，CTU)。在主配置文件中，编码树单元的最小尺寸和最大尺寸由序列参数集(sequenceparameterset，SPS)中的语法元素(syntaxelement)所指定。允许的编码树单元尺寸可以为8x8、16x16、32x32或64x64。对于每个切片，切片内的编码树单元都是按照光栅扫描顺序进行处理的。编码树单元被进一步分割成多个编码单元(codingunits，CU)以适应不同的局部特征。四叉树，被定义为编码树，用来将编码树单元分割成多个编码单元。令编码树单元尺寸为2Nx2N，其中N为64，32或16中的一个值。编码树单元可以是单个编码单元，或可以被分割成4个尺寸相同(即，NxN)的更小单元，其是编码树的节点。如果这些单元是编码树的叶节点，则这些单元成为编码单元。否则，四叉树分割处理可以被迭代，直到节点的尺寸达到在序列参数集中指定的最小允许编码单元尺寸。一个或多个预测单元(predictionunit，PU)被指定以用于每个编码单元。与编码单元相结合，预测单元用作共享预测处理的基础代表块。在每个预测单元内部，相同的预测处理被应用，并相关信息以预测单元为基础被发送到解码器。根据预测单元分割类型，一个编码单元可以分割成一个，两个或四个预测单元。如图1所示，HEVC定义了将一个编码单元分割成预测单元的八种形状。不同于编码单元，预测单元可以仅被分割一次。在第二行示出的分割对应于非对称分割，其中两个已分割部分具有不同的尺寸。在图1中，上面的四个分割是对称的，下面的四个分割是非对称的，称为非对称运动分割(AsymmetricMotionPartitions，AMP)。在通过基于预测单元分割类型应用预测处理来获得残差块之后，根据另一个四叉树结构，编码单元的预测残差可以被分割成变换单元(transformunit，TU)，这类似于编码单元的编码树。变换单元是残差系数或变换系数的基础代表块以用于应用整数变换和量化。对于每个变换单元，具有相同尺寸的一个整数变换被应用于变换单元以获得残差系数。这些系数在以变换单元为基础的量化之后被发送到解码器。术语，编码树块(codingtreeblock，CTB)，编码块(codingblock，CB)，预测块(predictionblock，PB)以及变换块(transformblock，TB)被定义以指定分别与编码树单元，编码单元，预测单元以及变换单元相关的一个颜色分量的二维(2-D)样本阵列。因此，编码树单元由一个亮度编码树块、两个色度编码树块以及相关的语法元素组成。类似的关系对于编码单元，预测单元以及变换单元是有效的。因此需要开发新的树结构以用于预测单元分割。
技术实现思路
本专利技术公开了一种将编解码单元分割成一个或多个预测单元的方法及装置。根据本专利技术，用于视频数据的当前块的对应于预测二叉树分割处理的预测二叉树结构被确定。根据预测二叉树结构将视频数据的当前块分割成一个或多个预测单元。在编码器侧，预测处理被应用于每个预测单元以生成用于每个预测单元的预测信息。将与每个预测单元相关的每个预测单元的预测信息编码到用于视频数据的当前块的视频比特流中。在解码器侧，基于先前重构数据和每个预测单元的预测信息重构每个预测单元。从视频比特流中推导出每个预测单元的预测信息。基于根据推导出的预测二叉树结构重构的预测单元，重构视频数据的当前块。三种分割模式存在以用于所述预测二叉树结构的每个节点，其中所述三种分割模式对应于无分割分割模式、水平分割模式和垂直分割模式，水平分模式将块分割成称为左分割和右分割的两个等宽度分割，垂直分割模式将块分割成称为顶分割和底分割的两个等高度分割。如果一个节点被分割成两个新节点，则每个新节点再次具有三种分割模式，除非无分割分割模式被选择以用于新节点或者在新节点处树深度限制被达到。树深度限制用于约束预测二叉树结构，其中树深度限制被显性地发信在比当前块层更高的视频比特流层中，或者使用编解码参数集被隐性地确定。码字能够被发信以用于每个节点，以指示所述三种分割模式中所选择的模式。码字可以包括指示所述节点是否被分割的分割标志。当分割标志指示节点被分割时，方向标志被进一步使用以指示分割方向是水平分割还是垂直分割。预测二叉树结构是通过递归地遍历预测二叉树结构而被编解码的，递归地遍历预测二叉树结构是通过先发信左节点后发信右节点以用于多个水平分割，和/或通过先发信顶节点后发信底节点以用于多个垂直分割。在用于视频数据的所述当前块的所述一个或多个预测单元被确定之后，一个或多个变换单元通过使用残差树结构分割视频数据的当前块而被确定。该残差树结构基于或独立于预测二叉树结构。对于残差树结构独立于预测二叉树结构，可以使用残差四叉树结构。对于残差树结构基于预测二叉树结构，可以使用残差二叉树结构。在一实施例中，残差二叉树结构被设置成与预测二叉树结构相同。在另一实施例中，残差二叉树结构为预测二叉树结构的子树，或者预测二叉树结构为残差二叉树结构的子树。附图说明图1阐明了在高效视频编解码中用于将编码单元分割成一个或多个预测单元的8种分割类型。图2阐明了根据本专利技术的一些示例性预测二叉树(predictionbinarytree，PBT)分割。图3阐明了一些示例的独立于或基于相应编码单元的预测二叉树分割的变换单元分割。图4阐明了根据本专利技术实施例的包含预测二叉树分割的示例性解码系统的流程图。图5阐明了根据本专利技术实施例的包含预测二叉树分割的示例性编码系统的流程图。具体实施方式以下描述是执行本专利技术的最佳预期模式。该描述是为了阐述本专利技术一般原理，而不应该起限制意义。本专利技术的保护范围应当视权利要求书所界定为准。在传统预测单元结构中，使用图1所示的分割类型，其包括对称分割类型(二叉或四叉)以及非对称分割类型，编码单元仅被分割一次。本专利技术引进了使用预测二叉树结构的来自于编码单元的灵活的预测单元分割。在预测二叉树分割中，在每个步骤中，块(例如，编码单元)被水平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种视频解码方法，其特征在于，所述方法包括：接收包括对应于编码单元的视频数据的当前块的已编解码数据，其中，所述编解码单元是使用包括编解码模式的编解码参数集进行编码的；自视频比特流推导出对应于用于视频数据的所述当前块的预测二叉树分割处理的预测二叉树结构，其中，视频数据的所述当前块根据所述预测二叉树结构被分割成一个或多个预测单元，并且预测处理被应用于每个预测单元；基于先前重构数据和每个预测单元的预测信息，重构每个预测单元，其中每个预测单元的预测信息是自所述视频比特流推导出的；以及基于根据推导出的所述预测二叉树结构而重构的所述一个或多个预测单元，重构视频数据的所述当前块。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.31 US 62/273,4771.一种视频解码方法，其特征在于，所述方法包括：接收包括对应于编码单元的视频数据的当前块的已编解码数据，其中，所述编解码单元是使用包括编解码模式的编解码参数集进行编码的；自视频比特流推导出对应于用于视频数据的所述当前块的预测二叉树分割处理的预测二叉树结构，其中，视频数据的所述当前块根据所述预测二叉树结构被分割成一个或多个预测单元，并且预测处理被应用于每个预测单元；基于先前重构数据和每个预测单元的预测信息，重构每个预测单元，其中每个预测单元的预测信息是自所述视频比特流推导出的；以及基于根据推导出的所述预测二叉树结构而重构的所述一个或多个预测单元，重构视频数据的所述当前块。2.根据权利要求1所述的视频解码方法，其特征在于，三种分割模式存在以用于所述预测二叉树结构的每个节点，其中所述三种分割模式对应于无分割分割模式、水平分割模式和垂直分割模式，所述水平分模式将块分割成称为左分割和右分割的两个等宽度分割，所述垂直分割模式将块分割成称为顶分割和底分割的两个等高度分割。3.根据权利要求2所述的视频解码方法，其特征在于，如果一个节点被分割成两个新节点，则每个新节点再次具有三种分割模式，除非所述无分割分割模式被选择以用于新节点或者在新节点处树深度限制被达到。4.根据权利要求3所述的视频解码方法，其特征在于，所述树深度限制用于约束预测二叉树结构，其中所述树深度限制被显性地发信在比当前块层更高的视频比特流层中，或者使用所述编解码参数集被隐性地确定。5.根据权利要求2所述的视频解码方法，其特征在于，码字被发信以用于每个节点，以指示所述三种分割模式中所选择的模式。6.根据权利要求5所述的视频解码方法，其特征在于，所述码字包括指示所述节点是否被分割的分割标志。7.根据权利要求6所述的视频解码方法，其特征在于，当所述分割标志指示所述节点被分割时，方向标志被进一步使用以指示分割方向是水平分割还是垂直分割。8.根据权利要求7所述的视频解码方法，其特征在于，所述预测二叉树结构是通过递归地遍历所述预测二叉树结构而被编解码的，递归地遍历所述预测二叉树结构是通过先发信左节点后发信右节点以用于多个水平分割，和/或通过先发信顶节点后发信底节点以用于多个垂直分割。9.根据权利要求1所述的视频解码方法，其特征在于，在用于视频数据的所述当前块的所述一个或多个预测单元被确定之后，一个或多个变换单元通过使用残差树结构分割视频数据的当前块而被确定。10.根据权利要求9所述的视频解码方法，其特征在于，所述残差树结构独立于所述预测二叉树结构，以及所述残差树结构对应于残差四叉树结构。11.根据权利要求9所述的视频解码方法，其特征在于，所述残差树结构基于所述预测二叉树结构，以及所述残差树结构对应于残差二叉树结构。12.根据权利要求11所述的视频解码方法，其特征在于，所述残差二叉树结构被设置成与所述预测二叉树结构相同。13.根据权利要求11所述的视频解码方法，其特征在于，所述残差二叉树结构为所述预测二叉树结构的子树，或者所述预测二叉树结构为所述残差二叉树结构的子树。14.一种视频解码装置，所述装置包括一个或多个电子电路或处理器，被配置为：接收包括对应于编码单元的视频数据的当前块的已编解码数据，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志玮，陈庆晔，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71