編碼/解碼高分辨率圖像的方法和執(zhí)行該方法的裝置的制造方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】編碼/解碼高分辨率圖像的方法和執(zhí)行該方法的裝置
[0001]本申請(qǐng)是分案申請(qǐng)，其原案申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/KR2011/004161、申請(qǐng)日為2011年6月7日的PCT申請(qǐng)并且于2013年I月7日進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段，國(guó)家申請(qǐng)?zhí)枮?01180033693.9。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及編碼和解碼圖像，并且更具體地，涉及可以適用于高清晰度圖像的編碼方法和執(zhí)行該編碼方法的編碼設(shè)備，以及解碼方法和執(zhí)行該解碼方法的解碼設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0003]通常，圖像壓縮方法執(zhí)行編碼，其中將一個(gè)畫(huà)面劃分為具有預(yù)定大小的多個(gè)塊。而且，使用幀間預(yù)測(cè)和幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)來(lái)去除在畫(huà)面之間的兩重性，以便增大壓縮效率。
[0004]一種通過(guò)使用幀間預(yù)測(cè)編碼圖像的方法通過(guò)去除在畫(huà)面之間的時(shí)間兩重性來(lái)壓縮圖像，并且其代表性示例是運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)編碼方法。
[0005]該運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)編碼通過(guò)搜索與位于當(dāng)前編碼的畫(huà)面之前和之后的至少一個(gè)參考畫(huà)面中的當(dāng)前編碼的塊類(lèi)似的區(qū)域來(lái)生成運(yùn)動(dòng)向量，對(duì)于通過(guò)使用生成的運(yùn)動(dòng)向量執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償而獲得的在當(dāng)前塊和預(yù)測(cè)塊之間的剩余值執(zhí)行DCT(離散余弦變換)、量化和然后的熵編碼，然后傳送結(jié)果。
[0006]傳統(tǒng)上，用于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)的宏塊可以具有各種大小，諸如16X16、8X16或8X8像素，并且對(duì)于變換和量化，使用具有8 X 8或4 X 4像素的大小的塊。
[0007]然而，如上所述的用于變換和量化或運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)默F(xiàn)有塊大小對(duì)于具有HD (高清晰度)或更大的分辨率的高分辨率圖像的編碼不適當(dāng)。
[0008]具體地說(shuō)，在顯示低分辨率圖像的小屏幕的情況下，在運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)的精度和比特率上更有效的是，使用小大小塊來(lái)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和補(bǔ)償，但是在基于具有16X 16或更小的大小的塊對(duì)于高分辨率的、大屏幕圖像執(zhí)行運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和補(bǔ)償?shù)那闆r下，在一個(gè)畫(huà)面中包括的塊的數(shù)目指數(shù)地增大，使得編碼處理的負(fù)載和壓縮的數(shù)據(jù)的數(shù)量增大，因此導(dǎo)致在傳輸比特率上的增大。
[0009]而且，當(dāng)圖像的分辨率增大時(shí)，具有較少的細(xì)節(jié)或沒(méi)有偏離的區(qū)域也擴(kuò)展。因此，當(dāng)如在傳統(tǒng)方法中那樣使用具有16X16像素的大小的塊來(lái)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和補(bǔ)償時(shí)，編碼噪聲增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010][技術(shù)問(wèn)題]
[0011]本發(fā)明的第一目的是提供一種圖像編碼和解碼方法，該方法可以增強(qiáng)對(duì)于高分辨率圖像的編碼效率。
[0012]而且，本發(fā)明的第二目的是提供一種圖像編碼和解碼設(shè)備，該設(shè)備可以增強(qiáng)對(duì)于高分辨率圖像的編碼效率。
[0013][技術(shù)解決方案]
[0014]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的一種圖像編碼方法包括以下步驟:接收要編碼的至少一個(gè)畫(huà)面；基于在接收到的至少一個(gè)畫(huà)面之間的時(shí)間頻率特性來(lái)確定要編碼的塊的大??；以及編碼具有確定的大小的塊。
[0015]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一目的，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的一種圖像編碼方法包括以下步驟:通過(guò)對(duì)于具有NXN大小的預(yù)測(cè)單元執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償來(lái)生成預(yù)測(cè)塊，其中N是2的冪；通過(guò)將預(yù)測(cè)單元與預(yù)測(cè)塊作比較而獲得剩余值；以及對(duì)于剩余值執(zhí)行變換。預(yù)測(cè)單元可以具有擴(kuò)展的宏塊大小。預(yù)測(cè)單元當(dāng)具有可變大小的代碼化單元被分級(jí)地分割并且達(dá)到可允許的最大分級(jí)水平或分級(jí)深度時(shí)可以對(duì)應(yīng)于葉代碼化單元，并且其中，圖像編碼方法可以進(jìn)一步包括以下步驟:傳送包括最大代碼化單元的大小和最小代碼化單元的大小的序列參數(shù)集合(SPS)。對(duì)于剩余值執(zhí)行變換的步驟可以是對(duì)于擴(kuò)展的宏塊執(zhí)行DCT(離散余弦變換)的步驟。N可以是2的冪，并且N可以不小于8，并且不大于64。
[0016]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一目的，根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面的一種圖像編碼方法包括以下步驟:接收要編碼的至少一個(gè)畫(huà)面；基于接收到的至少一個(gè)畫(huà)面的空間頻率特性來(lái)確定要編碼的預(yù)測(cè)單元的大小，其中，預(yù)測(cè)單元的大小是NXN像素，并且N是2的冪；以及編碼具有確定的大小的預(yù)測(cè)單元。
[0017]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一目的，根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面的一種圖像編碼方法包括以下步驟:接收具有NXN像素的大小的擴(kuò)展宏塊，其中，N是2的冪；在接收到的擴(kuò)展宏塊的周邊的塊當(dāng)中檢測(cè)屬于邊緣的塊；基于屬于檢測(cè)到的邊緣的像素將擴(kuò)展的宏塊分割為至少一個(gè)分區(qū)；以及對(duì)于分割的至少一個(gè)分區(qū)的預(yù)定分區(qū)執(zhí)行編碼。
[0018]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一方面，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的一種圖像解碼方法包括以下步驟:接收編碼的比特流；從接收到的比特流獲得要解碼的預(yù)測(cè)單元的大小信息，其中，預(yù)測(cè)單元的大小是NXN像素，并且N是2的冪；通過(guò)對(duì)于接收到的比特流執(zhí)行逆量化和逆變換來(lái)獲得剩余值；通過(guò)對(duì)于具有與獲得的大小信息相對(duì)應(yīng)的大小的預(yù)測(cè)單元執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償來(lái)生成預(yù)測(cè)塊；以及通過(guò)將生成的預(yù)測(cè)塊與剩余值相加來(lái)重建圖像。在此，預(yù)測(cè)單元可以具有擴(kuò)展的宏塊大小。變換剩余值的步驟可以是對(duì)于擴(kuò)展的宏塊執(zhí)行逆DCT(離散余弦變換)的步驟。預(yù)測(cè)單元可以具有NXN像素的大小，其中，N可以是2的冪，并且N可以不小于8并且不大于64。預(yù)測(cè)單元當(dāng)具有可變大小的代碼化單元可以被分級(jí)地分割并且達(dá)到可允許的最大分級(jí)水平或分級(jí)深度時(shí)可以是葉代碼化單元。該方法可以進(jìn)一步包括以下步驟:從接收到的比特流獲得要編碼的預(yù)測(cè)單元的分區(qū)信息。通過(guò)對(duì)于具有與預(yù)測(cè)單元的獲得的大小信息相對(duì)應(yīng)的大小的預(yù)測(cè)單元執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償而生成預(yù)測(cè)塊的步驟可以包括以下步驟:基于預(yù)測(cè)單元的分區(qū)信息來(lái)對(duì)于預(yù)測(cè)單元執(zhí)行分區(qū)，并且對(duì)于分割的分區(qū)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?？梢砸圆粚?duì)稱(chēng)分區(qū)方案來(lái)執(zhí)行分區(qū)。可以以具有除了正方形之外的形狀的幾何分區(qū)方案來(lái)執(zhí)行分區(qū)。以沿著邊緣方向的分區(qū)方案來(lái)執(zhí)行分區(qū)。沿著邊緣方向的分區(qū)方案包括以下步驟:在預(yù)測(cè)單元周邊的塊當(dāng)中檢測(cè)屬于邊緣的像素，并且基于屬于檢測(cè)到的邊緣的像素將預(yù)測(cè)單元分割為至少一個(gè)分區(qū)。沿著邊緣方向的分區(qū)可以適用于幀內(nèi)預(yù)測(cè)。而且，為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一目的，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的一種圖像解碼方法包括以下步驟:從接收到的比特流接收要解碼的宏塊的編碼的比特流、大小信息和分區(qū)信息；對(duì)于接收到的比特流執(zhí)行逆量化和逆變換，以獲得剩余值；基于獲得的宏塊大小信息和分區(qū)信息將具有32X32像素、64 X 64像素和128 X 128像素中的任何一個(gè)大小的擴(kuò)展宏塊分割為至少一個(gè)分區(qū)；通過(guò)對(duì)于分割的至少一個(gè)分區(qū)的預(yù)定分區(qū)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償來(lái)生成預(yù)測(cè)分區(qū)；以及將生成的預(yù)測(cè)分區(qū)與剩余值相加以由此重建圖像。
[0019]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的一種圖像編碼設(shè)備包括:預(yù)測(cè)單元確定單元，該預(yù)測(cè)單元確定單元接收要編碼的至少一個(gè)畫(huà)面，并且基于在接收到的至少一個(gè)畫(huà)面之間的時(shí)間頻率特性或基于在接收到的至少一個(gè)畫(huà)面之間的空間頻率特性來(lái)確定要編碼的預(yù)測(cè)單元的大??；以及編碼器，該編碼器對(duì)具有確定的大小的預(yù)測(cè)單元進(jìn)行編碼。
[0020]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的一種圖像解碼設(shè)備包括:熵解碼器，該熵解碼器對(duì)接收到的比特流進(jìn)行解碼以生成報(bào)頭信息；運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元，該運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元通過(guò)基于從報(bào)頭信息獲得的預(yù)測(cè)單元的大小信息對(duì)于預(yù)測(cè)單元執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償來(lái)生成預(yù)測(cè)塊，其中，預(yù)測(cè)單元的大小是NXN像素，并且，N是2的冪；逆量化單元，該逆量化單元對(duì)接收到的比特流進(jìn)行逆量化；逆變換單元，該逆變換單元通過(guò)對(duì)于逆量化的數(shù)據(jù)執(zhí)行逆變換來(lái)獲得剩余值；以及加法器，該加法器將剩余值與預(yù)測(cè)塊相加以重建圖像。預(yù)測(cè)單元可以具有擴(kuò)展的宏塊大小。逆變換單元可以對(duì)于擴(kuò)展的宏塊執(zhí)行逆DCT(離散余弦變換)。預(yù)測(cè)單元可以具有NXN像素的大小，其中，N可以是2的冪，并且N可以不小于4并且不大于64。預(yù)測(cè)單元當(dāng)具有可變大小的代碼化單元被分級(jí)的分割并且達(dá)到可允許的最大分級(jí)水平或分級(jí)深度時(shí)可以對(duì)應(yīng)于葉代碼化單元。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元可以通過(guò)基于預(yù)測(cè)單元的分區(qū)信息對(duì)于預(yù)測(cè)單元執(zhí)行分區(qū)來(lái)對(duì)于分割的分區(qū)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?？梢砸圆粚?duì)稱(chēng)分區(qū)方案來(lái)執(zhí)行分區(qū)?？梢砸跃哂谐苏叫沃獾男螤畹膸缀畏謪^(qū)方案來(lái)執(zhí)行分區(qū)?？梢匝刂吘壏较驁?zhí)行分區(qū)。圖像編碼設(shè)備可以進(jìn)一步包括幀內(nèi)預(yù)測(cè)單元，該幀內(nèi)預(yù)測(cè)單元對(duì)于具有與預(yù)測(cè)單元的獲得的大小信息相對(duì)應(yīng)的大小的預(yù)測(cè)單元執(zhí)行沿著邊緣方向的幀內(nèi)預(yù)測(cè)。
[0021][有益效果]
[0022]根據(jù)上述的高分辨率圖像編碼/解碼方法和執(zhí)行該方法的設(shè)備，要編碼的代碼化單元或預(yù)測(cè)單元的大小被配置為32 X 32像素、64X 64像素或128 X 128像素，并且基于配置的預(yù)測(cè)單元大小來(lái)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和變換。而且，將具有32X32像素、64X64像素或128X 128像素的大小的預(yù)測(cè)單元被分割為至少一個(gè)分區(qū)，并且然后編碼。
[0023]在具有高同質(zhì)或一致性的情況下，諸如在能量集中在低頻的區(qū)域處或在具有相同顏色的區(qū)域處，代碼化單元或預(yù)測(cè)單元被應(yīng)用到編碼/解碼，代碼化單元或預(yù)測(cè)單元的大小進(jìn)一步被擴(kuò)展為與擴(kuò)展的宏塊的大小相對(duì)應(yīng)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圖像的編碼/解碼效率。
[0024]可以通過(guò)下述方式來(lái)提高編碼/解碼效率:根據(jù)用于大屏幕的時(shí)間頻率特性(例如，在先前和當(dāng)前屏幕之間的改變或移動(dòng)程度)來(lái)相對(duì)于像素區(qū)域增大或減小擴(kuò)展的宏塊大小或代碼化單元的大小或預(yù)測(cè)單元的大小。
[0025]因此，可能可以增強(qiáng)對(duì)具有高清、超高清或更大的分辨率的大屏幕圖像進(jìn)行編碼的效率，并且降低在具有高同質(zhì)和一致性的區(qū)域處的編碼噪聲。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖像編碼方法的流程圖。
[0027]圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例實(shí)施例的遞歸代碼化單元結(jié)構(gòu)的概念圖。
[0028]圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的不對(duì)稱(chēng)分區(qū)的概念圖。
[0029]圖4a至4c是圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的幾何分區(qū)方案的概念圖。
[0030]圖5是圖示在幾何分區(qū)的情況下對(duì)于位于邊界線上的邊界像素的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)母拍顖D。
[0031]圖6是圖示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例實(shí)施例的圖像編碼方法的流程圖。
[0032]圖7是圖示在圖6中所示的分區(qū)處理的概念圖。
[0033]圖8是向幀內(nèi)預(yù)測(cè)應(yīng)用考慮到邊緣的分區(qū)的示例的概念圖。
[0034]圖9是圖示根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)示例實(shí)施例的圖像編碼方法的流程圖。
[0035]圖10是圖示根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)示例實(shí)施例的圖像編碼方法的流程圖。
[0036]圖11是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖像解碼方法的流程圖。
[0037]圖12是圖示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例實(shí)施例的圖像解碼方法的流程圖。
[0038]圖13是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖像編碼設(shè)備的配置的框圖。
[0039]圖14是圖示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例實(shí)施例的圖像編碼設(shè)備的配置的框圖。
[0040]圖15是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖像編碼設(shè)備的配置的框圖。
[0041]圖16是圖示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例實(shí)施例的圖像解碼設(shè)備的配置的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]可以對(duì)于本發(fā)明進(jìn)行各種修改，并且本發(fā)明可以具有多個(gè)實(shí)施例。參考附圖詳細(xì)描述特定實(shí)施例。
[0043]然而，本發(fā)明不限于特定實(shí)施例，并且應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明包括在本發(fā)明的精神和技術(shù)范圍中包括的所有修改、等同物或替換。
[0044]詞語(yǔ)“第一”和“第二”可以用于描述各個(gè)組件，但是組件不限于此。這些詞語(yǔ)僅用于將一個(gè)組件與另一個(gè)相區(qū)別。例如，第一組件也可以被稱(chēng)為第二組件，并且第二組件可以類(lèi)似地被稱(chēng)為第一組件。詞語(yǔ)“和/或”包括在此描述的多個(gè)相關(guān)項(xiàng)目的組合或多個(gè)相關(guān)項(xiàng)目中的任何一個(gè)。
[0045]當(dāng)組件“連接”或“耦合”到另一個(gè)組件時(shí)，該組件可以直接地連接或耦合到該另一個(gè)組件。相反，當(dāng)組件直接連接或耦合到另一個(gè)組件時(shí)，沒(méi)有組件插入其間。
[0046]在此使用的詞語(yǔ)被給出來(lái)描述實(shí)施例，但是不意