使用二叉树块分区的视频编码的方法技术

本发明专利技术揭露了一种使用包括二叉树分区处理的块分区处理的视频编码的方法。块分区处理被应用到视频数据的块以将块分区为最终子块。用于块的包括预测处理、变换处理、或其两者的编码处理将被应用于最终子块等级。二叉树分区处理可被递归地应用于给定块以产生二叉树叶节点，直到达到终止条件。在一实施例中，所述终止条件是当所述块的尺寸达到最小允许块尺寸、或预定阈值、或者树深度达到最大允许二叉树深度。在另一实施例中，四叉树分区处理首先被应用到块。使用二叉树分区处理进一步分区四叉树叶节点。四叉树分区处理可被递归地应用到给定块以产生四叉树叶节点，直到达到终止条件。

Video coding method using binary tree block partition

【技术实现步骤摘要】
使用二叉树块分区的视频编码的方法【相关申请的交叉引用】本专利技术主张申请于2014年12月10日，序列号为PCT/CN2014/093445的PCT专利申请的优先权。将此PCT专利申请以参考的方式并入本文中。本专利技术是申请号为201580067076.9的专利技术专利申请的分案。
本专利技术涉及视频编码。特别地，本专利技术涉及与包括二叉树(binarytree)分区处理的编码树设计相关联的编码技术，其中，二叉树分区处理用于分区图像区域(例如：编码树单元(codingtreeunit，CTU)，编码单元(codingunit，CU)，预测单元(predictionunit，PU)以及变换单元(transformunit，TU))以作不同处理。
技术介绍
高效视频编码(HighEfficiencyVideoCoding,RecommendationITU-TH.265,SeriesH:AudiovisualAndMultimediaSystems,InfrastructureofAudiovisualServices–CodingofMovingVideo,InternationalTelecommunicationUnit,April,2013)是一种高级的视频编码系统，其是在来自ITU-T研究组的视频编码专家组的视频编码的联合协作小组(JointCollaborativeTeamonVideoCoding，JCT-VC)的基础上开发出来的。于高效视频编码(highefficiencyvideocoding，HEVC)中，一个条带被分区为多个CTU。对于彩色视频数据，每个CTU由对应于颜色分量的多个编码树块组成。于主档次(mainprofile)，CTU的最小以及最大尺寸是由序列参数集(sequenceparameterset，SPS)中的语法元素从8x8、16x16、32x32、以及64x64的尺寸中指定。对于每个条带，穿过条带的光栅扫描(rasterscan)被用于处理CTU。CTU被进一步分区为多个CU以适应各种局部特性。使用表示编码树的四叉树来将CTU分区为多个CU。使CTU尺寸为MxM，其中，M为64、32、或16中的一个值。CTU可以是单个CU或被分区为四个尺寸等于M/2xM/2的较小的单元，其为编码树的节点。如果单元为编码树的叶节点(leafnode)，则单元变为CU。否则，四叉树分区处理(splittingprocess)可被迭代(iterated)，直到节点的尺寸达到SPS中指定的最小CU尺寸。图1A所示为递归地使用四叉树分区处理(partitionprocess)的CU的分区结果的示例。每当块被四叉树分区时，原始块被分区为四个子块。在下一个等级中，子块变成要进一步分区的新块。分区处理可以决定不对块进行分区。在此情况下，块不会被进一步分区。当达到最小四叉树块尺寸时，分区处理可被终止。在一些情况下，当分区深度达到最大值时，分区处理可被终止。如图1A所示，具有各种块尺寸的实线中的最终子块(finalsub-block)对应于由分区处理产生的编码单元的边界。如图1B所示，此分区处理导致了表示分区决定的递归结构，且实线的树状结构被称为编码树，其中，每个叶节点对应于CU(即，一个最终子块)。使用帧间图片(时间)或帧内图片(空间)预测确定是否编码图片区域的决定是于CU等级作出。于HEVC中，最小CU尺寸可以是8x8。因此，切换不同预测类型的最小粒度(minimumgranularity)为8x8。对于预测处理(例如：帧间预测或帧内预测)，每个CU被进一步分区为一个或多个预测单元PU。与CU一起，PU作为共享预测信息的基础代表块(basicrepresentativeblock)。在一个PU内，应用相同的预测处理，且以PU为基础将相关信息传送到解码器。根据PU分区类型，CU可被分区为一个、两个、或四个PU。如图2所示，HEVC定义了将CU分区为一个或多个PU的8种形状。与CU不同，PU只能被分区一次。于图2中，下方(lower)四个分区对应于非对称分区。于通过将预测处理应用到由分区处理产生的一个或多个PU以获得用于CU的残差块后，根据类似于CU的编码树的另一四叉树结构，CU可被分区为TU。于图1A中，虚线通过每个CU的四叉树分区指示所得到的TU边界。TU是具有残差或变换系数的基础代表块以用于应用整数变换以及量化。对于每个TU，具有与TU相同尺寸的一个整数变换被应用以获取残差系数。这些系数以TU为基础并于量化后被传送到解码器。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)被定义以分别指定与CTU、CU、PU、以及TU相关联的一个颜色分量的2D样本阵列。因此，CTU由一个亮度CTB、两个色度CTB、以及相关的语法元素组成。对于CU、PU、以及TU，类似的关系是有效的。虽然当对于色度达到某些最小尺寸时可能应用例外情况，但通常将相同的树分区应用到亮度以及色度分量两者。当前HEVC块分区仅使用基于四叉树的分区来将CTU分区为CU，且将CU以递归的方式分区为TU，直到达到极限。另一方面，当前HEVC对于PU允许多达8种分区类型。然而，对于每个PU，PU分区仅被执行一次。因此，希望能进一步提高编码效率以满足视频内容的不断增加的存储以及传送的需要。
技术实现思路
本专利技术揭露了一种使用包括二叉树分区处理的块分区处理的视频编码的方法。块分区处理被应用到视频数据的块以将块分区为最终子块。用于块的包括：预测处理、变换处理、或其两者的编码处理将被应用于最终子块等级。二叉树分区处理可被递归地应用于给定块以产生二叉树叶节点。当一个节点达到最小允许二叉树叶节点尺寸或预定阈值或与所述节点相关联的二叉树深度达到最大允许二叉树深度时，此节点的分区被隐式终止。用于二叉树分区处理的各种二叉树分区类型可被使用。例如，这些类型可由对称的水平以及垂直分区组成。这些类型也可由对称的水平以及垂直分区以及非对称分区组成。与二叉树分区相关联的二叉树分区类型是由对称水平分区以及对称垂直分区、上侧较窄的非对称水平分区、下侧较窄的非对称水平分区、左侧较窄的非对称垂直分区、以及右侧较窄的非对称垂直分区组成。用于给定块的第一指示符被标识以指示二叉树分区是否被应用于所述给定块。如果二叉树分区被应用到给定块，第二指示符可被标识以指示二叉树分区类型。在此类型是由对称水平以及垂直分区组成的情况下，1比特旗标可被用于指示对称水平分区或对称垂直分区。当给定块的高度达到最小允许高度时，第二指示符可被推断为指示对称垂直分区。类似地，当给定块的宽度达到最小允许宽度时，第二指示符可被推断为指示对称水平分区。最小允许高度以及最小允许宽度可在高等级语法(例如：序列参数集(sequenceparameterset，SPS)、图片参数集(pictureparameterset，PPS)或条带标头)中被指本文档来自技高网...

【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：/n接收视频比特流，所述视频比特流包括用于视频数据的块的已编码数据；/n从所述视频比特流导出对应于包括用于所述视频数据的块的二叉树分区处理的块分区处理的二叉树分区结构，其中，所述二叉树分区结构表示将所述视频数据的块分区为最终子块，并且其中导出所述二叉树分区结构的步骤包含：/n解析与给定块相关的第一指示符；以及/n基于所述第一指示符的值来决定该二叉树分区处理是否应用至所述给定块，其中当所述二叉树分区处理决定将二叉树分区应用到一个给定块时，/n所述给定块被分区为两个子块；/n基于所述视频比特流解码所述最终子块；以及/n根据导出的所述二叉树分区结构基于解码的所述最终子块来解码所述视频数据的块；/n其中当所述给定块的尺寸达到最小允许块尺寸、或者树深度达到最大允许二叉树深度时，所述第一指示符被推断为不应用二叉树分区处理。/n

【技术特征摘要】
20141210 CN PCT/CN2014/0934451.一种视频解码方法，其特征在于，所述方法包括：
接收视频比特流，所述视频比特流包括用于视频数据的块的已编码数据；
从所述视频比特流导出对应于包括用于所述视频数据的块的二叉树分区处理的块分区处理的二叉树分区结构，其中，所述二叉树分区结构表示将所述视频数据的块分区为最终子块，并且其中导出所述二叉树分区结构的步骤包含：
解析与给定块相关的第一指示符；以及
基于所述第一指示符的值来决定该二叉树分区处理是否应用至所述给定块，其中当所述二叉树分区处理决定将二叉树分区应用到一个给定块时，
所述给定块被分区为两个子块；
基于所述视频比特流解码所述最终子块；以及
根据导出的所述二叉树分区结构基于解码的所述最终子块来解码所述视频数据的块；
其中当所述给定块的尺寸达到最小允许块尺寸、或者树深度达到最大允许二叉树深度时，所述第一指示符被推断为不应用二叉树分区处理。


2.如权利要求1所述的视频解码方法，其特征在于，所述二叉树分区类型是由对称水平分区以及对称垂直分区组成。


3.如权利要求1所述的视频解码方法，其特征在于，与所述二叉树分区相关联的二叉树分区类型是由对称水平分区以及对称垂直分区、上侧较窄的非对称水平分区、下侧较窄的非对称水平分区、左侧较窄的非对称垂直分区、以及右侧较窄的非对称垂直分区组成。


4.如权利要求1所述的视频解码方法，其特征在于，当所述二叉树分区被应用到所述给定块时，第二指示符被用于所述给定块以指示与所述二叉树分区相关联的二叉树分区类型。


5.如权利要求4所述的视频解码方法，其特征在于，如果所述二叉树分区类型是由对称水平分区以及对称垂直分区组成，所述第二指示符对应1比特旗标，来指示所述对称水平分区或所述对称垂直分区。


6.如权利要求5所述的视频解码方法，其特征在于，当所述给定块的高度达到最小允许高度时，所述第二指示符被推断为指示所述对称垂直分区，且当所述给定块达到最小允许宽度时，所述第二指示符被推断为指示所述对称水平分区。


7.如权利要求6所述的视频解码方法，其特征在于，所述最小允许高度以及所述最小允许宽度可在包括序列参数集、图片参数集、或条带标头的高等级语法中被指定。


8.如权利要求1所述的视频解码方法，其特征在于，与所述二叉树分区结构的根节点相关联的所述视频数据的块对应于编码树单元，且与所述二叉树分区结构的叶节点相关联的所述最终子块对应于编码单元。


9.如权利要求8所述的视频解码方法，其特征在于，所有编码单元被分别用于预测处理、变换处理、或所述预测处理以及所述变换处理，而不需要任何进一步的显式分区处理。


10.如权利要求1所述的视频解码方法，其特征在于，所述视频数据的块以及所述最终子块分别对应于图片以及编码树单元、分别对应于条带以及编码树单元、分别对应于编码单元以及预测单元、分别对应于编码单元以及变换单元、或分别对应于预测单元以及变换单元。


11.如权利要求1所述的视频解码方法，其特征在于，I条带中用于亮度分量以及非亮度分量的所述视频数据的块单独使用二叉树分区处理，或I条带中用于两个色度分量的所述视频数据的块单独使用二叉树分区处理。


12.如权利要求1所述的视频解码方法，其特征在于，所述块分区处理还包含四叉树分区处理，其中，当所述四叉树分区处理决定将四叉树分区应用到一个第二给定块时，所述第二给定块总是被分区为四个子块。


13.如权利要求12所述的视频解码方法，其特征在于，于所述二叉树分区处理之前，所述四叉树分区处理先被递归地应用到所述视频数据的块以产生四叉树叶节点，且依据与所述四叉树叶节点之一相关的所述第一指示符来决定是否应用所述二叉树分区处理被递归地应用于所述四叉树叶节点以产生所述最终子块。


14.如权利要求13所述的视频解码方法，其特征在于，当选择的节点达到最小允许四叉树叶节点尺寸或与所述选择的节点相关联的四叉树深度达到最大允许四叉树深度时，用于所述选择的节点的所述四叉树分区处理被隐式终止。


15.如权利要求14所述的视频解码方法，其特征在于，所述最小允许四叉树叶节点尺寸、所述最大允许四叉树深度是在包括序列参数集、图片参数集、或条带标头的高等级语法中被指定。


16.如权利要求12所述的视频解码方法，其特征在于，所述视频数据的块以及所述最终子块分别对应于编码树单元以及编码单元。


17.如权利要求16所述的视频解码方法，其特征在于，所有编码单元被分别用于预测处理、变换处理、或所述预测处理以及所述变换处理，而不需要任何进一步的显式分区处理。


18.如权利要求14所述的视频解码方法，其特征在于，所述视频数据的块以及所述最终子块分别对应于图片以及编码树单元、分别对应于条带以及编码树单元、分别对应于编码单元以及预测单元、分别对应于编码单元以及变换单元、或分别对应于预测单元以及变换单元。


19.一种视频编码方法，其特征在于，所述方法包括：
接收与视频数据的块相关联的输入数据；
确定对应于包括用于所述视频数据的块的二叉树分区处理的块分区处理的二叉树分区结构，其中，所述二叉树分区结构表示将所述视频数据的块分区为最终子块，其中所述确定二叉树分区结构的步骤包含：
将与给定块相关的第一指示符包含入视频比特流，其中所述第一指示符指示该二叉树分区处理是否应用至所述给定块，其中当所述二叉树分区处理决定将二叉树分区应用到一个给定块时，所述给定块被分区为两个子块；以及
通过在对应于所述最终子块的等级应用包括预测处理、变换处理、或其两者的编码处理，将所述编码处理应用到所述视频数据的块；
其中，当所述给定块的尺寸达到最小允许块尺寸、或者树深度达到最大允许二叉树深度时，所述第一指示符被推断为不应用二叉树分区处理。


20.如权利要求19所述的视频编码方法，其特征在于，所述二叉树分区类型包含对称水平分区、对称垂直分区、上侧较窄的非对称水平分区、下侧较窄的非对称水平分区、左侧较窄的非对称垂直分区、以及右侧较窄的非对称垂直分区中的至少两种。


21.如权利要求19所述的视频编码方法，其特征在于，当所述二叉树分区被应用到所述给定块时，第二指示符被用于所述给定块以指示与所述二叉树分区相关联的二叉树分区类型。


22.如权利要求19所述的视频编码方法，其特征在于，所述给定块对应于编码树单元，且所述给定块的所述最终子块对应于编码单元。


23.如权利要求19所述的视频编码方法，其特征在于，所有编码单元被分别用于预测处理、变换处理、或所述预测处理以及所述变换处理，而不需要任何进一步的显式分区处理。


24.如权利要求19所述的视频编码方法，其特征在于，所述块分区处理还包含四叉树分区处理，其中，当所述四叉树分区处理决定将四叉树分区应用到一个第二给定块时，所述第二给定块总是被分区为四个子块；于所述二叉树分区处理之前，所述四叉树分区处理先被递归地应用到所述视频数据的块以产生四叉树叶节点，且依据与所述四叉树叶节点之一相关的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：安基程，陈渏纹，张凯，
申请(专利权)人：联发科技新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG