專利名稱：視頻編碼方法和設備以及視頻解碼方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種一見頻編碼方法和設備以及視頻解碼方法和i殳備，更具體 地講，涉及這樣一種視頻編碼方法和設備以及視頻解碼方法和設備，所述方 法和設備能夠通過使用對色度分量視頻信號進行編碼所獲得的結果預測關于 亮度分量視頻信號的各種編碼模式的信息，提高對亮度分量視頻信號編碼的效率。
背景技術：
通常，當視頻圖像被捕獲時，初始視頻為RGB顏色格式。RGB顏色格 式的視頻通常被編碼為YUV (或YCbCr)顏色格式的視頻。這里，Y分量表 示包括亮度信息的亮度數據，U (或Cb)和V (或Cr)分量表示包括顏色信 息的色度數據。在RGB視頻中，信息均勻分布于R、 G和B。在YUV (或 YCbCr)視頻中，信息集中于Y分量，關于U (或Cb)和V (或Cr)分量 的信息的量減少。有利的是，當壓縮YUV視頻時，壓縮率增加。為了進一步 提高壓縮率，通常通過使用亮度分量大小的1/4對YUV (或YCbCr)視頻的 色度分量U (或Cb )和V (或Cr)進行釆樣，來使用YUV (或YCbCr) 4:2:0 視頻。
當壓縮YUV (或YCbCr)視頻時，通常獨立于U (或Cb )和V (或Cr) 分量對Y分量進行編碼。例如，在ISO/IEC MPEG和ITU-T VCEG的聯(lián)合視 頻組(JVT)的MPEG陽4 AVC/H.264標準("Text of ISO/IEC FDIS 14496-10: Information Technology - Coding of audio-visual objects - Part 10: Advanced Video Coding" (ISO/IEC FDIS 14496-10的文本信息技術-視聽對象的編碼-第10部分先進視頻編碼)，ISO/IEC JTC 1/SC29/WG 11, N5555, 2003年
63月)(以下稱為MPEG-4 AVC/H.264 )中，當對Y分量進行幀內^L頻 (intra-video )編碼時，沿預測方向以4 x 4塊為單位使用九種預測方法來執(zhí) 行空間預測處理。此外，沿預測方向以16x 16塊為單位使用四種預測方法來 執(zhí)行空間預測處理。然而，由于U (或Cb)和V (或Cr)分量視頻信號與Y 分量視頻信號相比相對簡單，所以獨立于Y分量浮見頻信號沿預測方向以8x8 塊為單位使用四種預測方法來針對U和V分量視頻信號執(zhí)行空間預測處理。 當對Y分量視頻信號進行幀間視頻(inter-video)編碼時，通過使用6 抽頭(tap )濾波器擴大預測視頻信號來精確補償運動。反之，當對U (或Cb ) 和V (或Cr)分量視頻信號進行幀間視頻編碼時，通過使用雙線性濾波器來 補償運動。在傳統(tǒng)方法中，使用獨立的方法對Y分量視頻信號以及U(或Cb) 和V (或Cr)分量^f見頻信號進行壓縮。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供這樣一種對視頻信號進行編碼的方法和設備以及對編碼的視 頻信號進行解碼的方法和設備，所述方法和設備能夠通過使用色度分量視頻 信號和亮度分量視頻信號之間的相關性從編碼并恢復的色度視頻信號中預測 亮度分量視頻信號的編碼模式，提高對亮度分量視頻信號編碼的效率。
根據本發(fā)明一方面，提供一種視頻編碼方法，所述方法包括以下操作 對來自包括至少兩個視頻分量的當前視頻信號的預定大小的第一視頻分量塊 進行編碼，并恢復編碼的第一^L頻分量塊；使用恢復的第一^L頻分量塊來預 測與第一視頻分量塊相應的第二視頻分量塊的編碼才莫式；根據預測的編碼模 式對第二視頻分量塊進行編碼。 根據本發(fā)明另一方面，提供一種視頻編碼設備，所述設備包括編碼模 式預測單元，使用在包括至少兩個視頻分量的當前一見頻信號中先前編碼并恢 復的預定大小的第一視頻分量，來預測與第一視頻分量塊相應的第二視頻分 量塊的編碼模式；編碼單元，根據預測的編碼模式對第二視頻分量塊進行編 碼。
根據本發(fā)明另一方面，提供一種視頻解碼方法，所述方法包括以下操作 對來自包括至少兩個視頻分量的當前視頻信號的預定大小的第一視頻分量塊 進行解碼；使用解碼的第 一視頻分量塊來預測與第 一視頻分量塊相應的第二 視頻分量塊的解碼模式；根據預測的解碼模式對第二視頻分量塊進行解碼。根據本發(fā)明另一方面，提供一種視頻解碼設備，所述設備包括解碼模
式預測單元，使用在包括至少兩個視頻分量的當前^L頻信號中先前解碼的預
定大小的第 一視頻分量，來預測與第 一視頻分量塊相應的第二視頻分量塊的
解碼模式；解碼單元，根據預測的解碼模式對第二視頻分量塊進行解碼。


通過參照附圖對本發(fā)明示例性實施例進行的詳細描述，本發(fā)明以上和其
他特征和優(yōu)點將會變得更清楚，其中
圖2是示出根據本發(fā)明示例性實施例的圖1所示的編碼單元的框圖； 圖3示出劃分宏塊的方法；
圖4示出根據本發(fā)明示例性實施例的計算色度分量圖像塊的復雜性的過
程；
圖5示出色度分量視頻塊的劃分的形式的例子； 圖6示出色度分量視頻塊中的邊緣的例子；
圖7A和圖7B是示出基于幀內預測模式的預測方向和預測方法的參考示
圖9是示出根據本發(fā)明示例性實施例的視頻解碼設備的結構的框圖IO是示出圖9的解碼單元的詳細框圖11是示出根據本發(fā)明示例性實施例的視頻解碼方法的流程圖。
具體實施例方式
以下，通過參照附圖對本發(fā)明示例性實施例進行說明，將對本發(fā)明進行 詳細的描述。
如上所述，根據傳統(tǒng)技術，使用獨立的方法對亮度分量視頻信號和色度 分量視頻信號進行編碼。這是因為色度分量數據量少于亮度分量數據量。然 而，雖然色度分量視頻信號具有比亮度分量視頻信號少的數據，但是視頻中 存在的邊緣分量往往存在于色度分量視頻信號和亮度分量視頻信號中。即， 在色度分量視頻信號中檢測到邊緣的情況下，也可能在亮度分量視頻信號中 檢測到邊緣。在色度分量視頻信號和亮度分量視頻信號中檢測的邊緣的方向性和位置可能相同。此外，通常將宏塊劃分為更小的子塊，并進行解碼。在 色度分量視頻信號和亮度分量視頻信號中，代表宏塊的劃分的形式的塊模式 往往相同。因此，在本發(fā)明中，通過使用對被編碼并被恢復的色度分量-見頻 進行編碼所獲得的結果，來預測各種編碼模式，并使用預測的編碼模式來對 亮度分量視頻進行編碼。
以下，在本發(fā)明中，限定編碼模式包括當對預定大小的塊進行編碼時 獲得的代表塊的劃分的形式的塊模式；和當對預定大小的塊進行幀內預測時 獲得的幀內預測模式。
圖1是示出根據本發(fā)明實施例的視頻編碼設備的結構的框圖。 參照圖l,視頻編碼設備100包括編碼單元110和編碼模式預測單元120。 編碼單元110首先對作為輸入YCbCr視頻信號的色度分量視頻信號的 CbCr視頻信號進行編碼。具體地講，編碼單元110將輸入色度分量視頻信號
號。通過對預測的視頻信號和輸入視頻信號之間的差進行量化和熵編碼，來 產生比特流。當色度分量視頻信號的編碼完成時，可以確定對宏塊進行編碼 的編碼模式。這是因為編碼單元110通過在幀間預測處理和幀內預測處理中 應用各種可用的編碼模式來對色度分量視頻信號的宏塊進行編碼，對在編碼 模式下產生的比特流的成本彼此進行比較，并將成本最低(例如，率失真(RD ) 成本)的預測模式確定為色度分量視頻信號的宏塊的最終編碼模式。
在對色度分量視頻信號進行編碼之后，編碼單元110開始對亮度分量視 頻信號進行編碼。根據當前實施例的編碼單元110通過使用關于色度分量視 頻信號的編碼模式的信息而預測的編碼模式來對亮度分量視頻信號進行編 碼，其中，使用對色度分量視頻信號進行編碼的結果以及使用色度分量和亮 度分量之間的相關性來確定所述信息。
編碼模式預測單元120使用由編碼單元110編碼并恢復的色度分量視頻 信號來預測相應的亮度分量視頻信號的編碼模式。
圖2是示出根據本發(fā)明實施例的圖1所示的編碼單元100的框圖。在圖 2中，標號210對應于圖1的編碼單元110。雖然圖2示出根據當前實施例的 基于MPEG-4 H.264/AVC標準的編碼單元210，但是編碼單元并不限于此。 各種眾所周知的壓縮編碼設備可用作編碼單元210。
參照圖2，編碼單元210包括減法單元211、變換及量化單元212、熵編碼單元213、逆變換及逆量化單元214、加法單元215、存儲單元216以及 預測單元217。
預測單元217通過對色度分量視頻信號的預定大小的塊執(zhí)行幀間預測和 幀內預測處理來產生預測的色度分量視頻信號。具體地講，當對色度分量視 頻塊執(zhí)行幀間預測處理時，通過在參考畫面的預定區(qū)域中預測當前色度分量 視頻塊的運動來產生運動矢量，通過獲取運動矢量指向的參考畫面的區(qū)域來 產生預測的塊。當對色度分量視頻塊執(zhí)行幀內預測處理時，通過擴大先前編 碼并恢復的周圍塊的像素來產生預測的色度分量視頻塊。
減法單元211通過從輸入色度分量視頻塊中減去預測的色度分量視頻塊 來產生殘差色度分量視頻塊。使用變換及量化單元212對產生的殘差色度分 量視頻塊進行變換和量化。熵編碼單元213通過對變換和量化的殘差色度分 量視頻塊進行熵編碼來產生比特流。
由逆量化及逆變換單元214對變換和量化的殘差色度分量視頻塊進行逆 量化和逆變換。加法單元215通過將逆量化和逆變換的殘差色度分量視頻塊 與預測的色度分量視頻塊相加來恢復色度分量視頻塊，并將恢復的色度分量 視頻塊存儲在存儲單元216中。
編碼模式預測單元220使用恢復的色度分量視頻信號來預測亮度分量視 頻信號的編碼模式。具體地講，編碼模式預測單元220可通過計算色度分量 視頻塊的復雜性來預測亮度分量視頻塊的塊模式。此外，編碼模式預測單元 220可預測亮度分量視頻信號的與色度分量視頻塊的劃分形式相應的塊模式。 此外，編碼模式預測單元220使用色度分量視頻塊中存在的邊緣的方向性來 預測亮度分量視頻塊的幀內預測模式。此外，編碼模式預測單元220可使用 色度分量視頻塊中存在的邊緣來確定亮度分量視頻的劃分形式。
以下，將對使用編碼模式預測單元220預測亮度分量視頻信號的各種編 碼模式的過程進行詳細描述。
首先，將對使用色度分量視頻信號預測亮度分量視頻信號的塊模式的過 程進行描述。
圖3示出劃分宏塊的方法。
參照圖3，可將16x 16宏塊劃分為各種大小(如16x 16、 16x8、 8 x 16 和8x8)的子塊，然后進行編碼。此外，可將大小為8x8的塊劃分為大小 為諸如8x8、 8x4、 4x8和4x4的子塊，然后進行編碼。通常，在宏塊的復雜性低的情況下，對大(如16 x 16、 16x8和8x 16)的宏塊進行編碼是 有效的。另一方面，在宏塊的復雜性高的情況下，合適的是將宏塊劃分為較 小形式的子塊并對子塊進行編碼。
因此，編碼模式預測單元220通過根據恢復的色度分量視頻塊的復雜性 將色度分量視頻塊劃分為子塊以及根據子塊的復雜性反復將子塊劃分為更小 的子塊，來確定恢復的色度分量視頻塊的劃分形式，即，塊模式。編碼模式 預測單元220預測確定的色度分量視頻塊的塊模式作為亮度分量視頻塊的塊 模式。
可使用各種算法來計算色度分量視頻塊的復雜性。例如，可通過使用 Canny邊緣檢測算法和Sobd邊緣檢測算法檢測塊中的邊緣以及計算檢測的 邊緣的數量，來計算復雜性?；蛘?，可通過將色度分量視頻塊中的像素的梯 度相加來計算復雜性。
圖4示出根據本發(fā)明實施例的計算色度分量圖像塊的復雜性的過程。在 圖4中，P (i,j)表示位于第i行第j列的像素的值。
參照圖4,可通過將梯度相加來計算16x 16色度分量視頻塊的復雜性G,
如等式1所示。 [等式l]
15 15
g= 2 2( i尸ov)-尸(z.畫ij) i +1尸a力-尸(/,j-i) i)
在等式1中，通過將像素(i,j)及其左方像素(i-l,j)之間的像素值的差 與像素(l,j)及其上方像素(ij-l)之間的像素值的差相加來計算像素(i，j) 處的梯度。然而，可使用各種方法計算梯度。例如，可通過計算一個像素和 間隔預定像素的另 一個像素之間的像素值的差來確定梯度。
另一方面，在多個色度分量的情況下，優(yōu)選的是，通過同時使用多個色 度分量來預測亮度分量。這是因為，在一些色度分量中未檢測到的邊緣區(qū)域
可能在其他色度分量中被檢測到。例如，在當前視頻信號(如YCbCr視頻信 號)中存在兩個色度分量Cb和Cr的情況下，在某些情況下，Cb分量中清楚 的邊緣區(qū)域將會是Cr分量中不清楚的邊緣區(qū)域?；蛘?，Cr分量中清楚的邊 緣區(qū)域將會是Cb分量中不清楚的邊緣區(qū)域。因此，在Cb和Cr分量中計算 的塊復雜性彼此具有互補關系。因此，當預測亮度分量時，優(yōu)選的是，同時 使用在多個色度分量中計算的復雜性。在上述例子中，假設通過使用第一色度分量Cb計算的復雜性為Gl,通過使用第二色度分量Cr計算的復雜性為 G2。當前塊的復雜性可定義為復雜性Gl和G2的最大值或復雜性Gl和G2 的總和。
在計算的16x 16色度分量視頻塊的復雜性等于或小于預定閾值T^的情 況下，編碼模式預測單元120保持16x 16色度分量視頻塊的形式。在計算的 16x16色度分量視頻塊的復雜性大于預定閾值丁16的情況下，編碼模式預測 單元120將16x 16色度分量視頻塊劃分為子塊，例如8x8子塊。類似地， 編碼模式預測單元120計算每個8 x 8子塊的復雜性，將每個8 x 8子塊的復 雜性與預定閾值Ts進行比較，并將復雜性大于閾值Tg的8 x 8子塊劃分為子 塊，例如4x4子塊?？刹粚Υ笮”?x4子塊小的子塊執(zhí)行將塊劃分為子塊 的過程。圖5中示出通過上述過程獲得的色度分量視頻塊的例子。
當色度分量視頻塊的塊模式被確定時，編碼模式預測單元120將關于色 度分量視頻塊的塊模式的信息輸出給編碼單元110。編碼單元110劃分亮度分 量視頻塊，并以與色度分量視頻塊相同的塊模式對劃分的亮度分量視頻塊進 行編碼。適應地，編碼單元110根據一般的塊模式確定算法獨立地確定亮度 分量視頻信號的塊模式，并將關于從關于色度分量視頻信號的塊模式的信息 中預測的塊模式與根據確定塊模式的實際過程劃分塊的塊模式之間的差的信 息編碼為關于塊模式的信息。在這種情況下，根據每個宏塊的劃分形式定義 預定值?？蓪K模式之間的差編碼為關于塊模式的信息。例如，假設預先確 定以大小16 x 16編碼的宏塊的塊模式為0，劃分為大小為8x8的子塊并編 碼的宏塊的塊模式為1。如果根據復雜性劃分色度分量視頻塊而確定的塊模 式為1,并且如果通過針對亮度分量視頻塊確定塊模式的過程而確定的塊模 式為O，則可只發(fā)送亮度分量視頻塊的塊模式之間的差值1。另一方面，可通 過使用色度分量視頻塊的塊模式劃分亮度分量視頻塊而省略確定亮度分量視 頻塊的塊模式的實際過程，來對亮度分量視頻塊進行編碼。
接下來，將使用色度分量視頻對預測亮度分量視頻塊的幀內預測模式加 以描述。
編碼模式預測單元120使用恢復的色度分量視頻塊來檢測色度分量視頻 塊中存在的邊緣的方向性。如上所述，可使用用于檢測邊緣的各種算法(如 Camy邊緣檢測算法、Sobd算法等)來檢測色度分量視頻塊中存在的邊緣。 此外，可通過計算塊中的每個像素的梯度并使用梯度相對較大的像素來檢測
12邊緣。
圖6示出色度分量視頻塊中的邊緣的例子。如圖6所示，在色度分量視
頻塊610中存在邊緣的情況下，由邊緣分開的兩個區(qū)域相互之間很不同。因
此，當幀內預測處理被執(zhí)行時，期望考慮邊緣的方向性確定幀內預測方向從 而確定幀內預測才莫式。
圖7A和圖7B是示出基于幀內預測模式的預測的方向和預測方法的參考 示圖。圖7A示出將被幀內預測的當前塊的像素以及當前塊的周圍像素。圖 7B示出在4 x 4像素塊情況下可用的幀內預測模式。
參照圖7B,當對4 x 4塊進行幀內預測時，九個預測方向中的 一個被確 定為預測方向。通過應用確定的預測方向產生預測的一見頻。例如，如圖7A 所示，先前編碼并恢復的相鄰數據P0至P12用于預測4x4塊數據Pa至Pq。 如果以圖7B所示的幀內預測模式中的模式0 (垂直)對4x4塊進行幀內預 觀ll，則Pl、 P2、 P3和P4灃皮垂直擴大，因此，,人Pl預觀'JPa、 Pe、 Pi和Pm 的^象素j直，,人P2子貞觀寸Pb、 Pf、 Pj和Pn的^f象素丫直，乂人P3予貞觀'JPc、 Pg、 Pk和 Po的l象素^直，/人P4子貞觀'JPd、 Ph、 Pl和Pq的^象素寸直。
在8x8像素塊的情況下，與4x4塊的幀內預測處理相似，通過將九個 預測方向中的一個確定為預測方向來產生預測的一見頻。在16x 16像素塊的情 況下，通過將四個預測方向(水平、垂直、DC和平面方向)中的一個確定為 預測方向來產生預測的^L頻。
編碼模式預測單元120檢測色度分量視頻塊中存在的邊緣的方向性，并 將檢測的方向性輸出到編碼單元110。然后，編碼單元110通過在與色度分量 視頻塊中存在的邊緣的方向最相似的方向上應用幀內預測模式，來對亮度分 量視頻塊執(zhí)行幀內預測處理。例如，如圖6所示，在亮度分量視頻塊610中 檢測到邊緣的情況下，通過應用各種幀內預測模式中具有與亮度分量視頻塊 610中存在的邊緣的方向最相似的方向性的幀內預測才莫式4，來對亮度分量視 頻塊執(zhí)行幀內預測處理。
適應地，編碼單元110通過獨立地對亮度分量視頻執(zhí)行幀內預測處理來 確定幀內預測模式，并只將關于使用在色度分量視頻塊中檢測的邊緣的方向 性而預測的幀內預測模式與通過實際幀內預測處理確定的幀內預測模式之間 的差的信息編碼為關于亮度分量視頻塊的幀內預測模式信息。例如，如果使 用色度分量視頻塊預測的幀內預測模式為4，并且如果通過將各種幀內預測模式應用到相應的亮度分量視頻塊而最終確定的幀內預測模式為5,則可只 發(fā)送幀內預測模式之間的差值1作為關于幀內預測模式的信息。另一方面， 實際上，編碼單元110可將通過使用色度分量視頻塊預測的亮度分量視頻塊 的幀內預測模式確定為亮度分量視頻塊的幀內預測模式。
與通過將宏塊劃分為N x M塊來執(zhí)行編碼處理的傳統(tǒng)方法不同，編碼 單元110通過使用色度分量視頻塊中存在的邊緣將亮度分量視頻塊劃分為各 種形狀的塊，來執(zhí)行編碼處理。如圖6所示，當在色度分量視頻塊610中檢 測到邊緣時，通過使用檢測的邊緣劃分亮度分量視頻塊來執(zhí)行編碼處理。在 這種情況下，在解碼端，通過將關于是否使用在色度分量視頻塊中檢測的邊 緣對塊進行劃分的預定二進制信息插入到通過對亮度分量視頻塊進行編碼而 產生的比特流的預定區(qū)域中使用與編碼端相同的過程對亮度分量視頻塊進行 劃分和解碼。
圖8是示出根據本發(fā)明實施例的視頻編碼方法的流程圖。
參照圖8，在操作810,對在當前視頻信號中包括的預定大小的第一視頻 分量塊進行編碼并恢復，所述當前視頻信號包括至少兩個視頻分量。例如， 如果第一視頻分量是色度分量，則首先對色度分量視頻信號進行編碼并恢復。
在操作820,使用恢復的第一視頻分量塊來預測與第一視頻分量塊相應 的第二視頻分量塊的編碼模式。例如，使用色度分量視頻塊來預測亮度分量 視頻塊的編碼模式。如上所述，使用代表色度分量視頻塊的劃分形式的塊模 式來預測當前編碼的亮度分量視頻塊的塊模式?；蛘?，通過使用色度分量視 頻塊中存在的邊緣的方向性來預測幀內預測模式，其中，當對亮度分量視頻 塊進行幀內預測時，將應用所述幀內預測模式。此外，可使用色度分量視頻 塊中存在的邊緣對亮度分量視頻塊進行劃分，然后進行編碼。
在操作830，基于預測的編碼模式對第二視頻分量塊進行編碼。在這種 情況下，可通過將使用色度分量視頻預測的編碼模式應用于亮度分量視頻塊， 來對亮度分量視頻塊進行編碼?；蛘撸谕ㄟ^獨立于色度分量視頻而對亮度 分量視頻進行編碼而確定實際應用到亮度分量視頻塊的編碼模式之后，可只 將亮度分量視頻塊和色度分量視頻塊之間的編碼模式的差編碼為關于編碼模 式的信息。
另一方面，將根據本發(fā)明的使用編碼模式(考慮與色度分量視頻信號的 相關性，使用色度分量視頻信號預測所述編碼模式)編碼的亮度分量視頻的比特流的成本與根據傳統(tǒng)技術的不考慮與色度分量視頻信號的相關性而獨立 編碼的亮度分量視頻信號的比特流的成本進行比較。用于以最低成本產生比 特流的編碼模式被確定為亮度分量視頻信號的最終編碼模式。將關于確定的 最終編碼模式的信息加入到編碼的亮度分量視頻信號的比特流的預定區(qū)域 中。具體地講，如上所述，將使用編碼模式(考慮與色度分量視頻信號的相 關性，使用色度分量視頻信號預測所述編碼模式)編碼的亮度分量視頻的比 特流的編碼模式設置為1,將根據傳統(tǒng)技術的不考慮與色度分量視頻信號的 相關性而獨立編碼的亮度分量視頻信號的比特流的編碼模式設置為0。如果 將關于通過將根據當前實施例編碼的亮度分量視頻信號的比特流的成本與根 據傳統(tǒng)技術編碼的亮度分量視頻信號的比特流的成本進行比較而獲得的最終 確定的編碼模式的信息加入到亮度分量視頻信號的比特流的預定區(qū)域，則解 碼裝置通過使用關于編碼模式的信息確定當前將要解碼的亮度分量視頻信號 是使用考慮到與先前編碼的色度分量視頻信號的相關性預測的編碼模式被編 碼還是獨立于色度分量視頻信號被編碼。
解碼裝置通過從比特流提取關于編碼模式的信息確定當前將要解碼的亮 度分量視頻塊是根據當前實施例被編碼，還是根據傳統(tǒng)技術被編碼，所述編 碼模式表示亮度分量視頻塊的編碼模式是否是使用色度分量視頻塊預測的。
如上所述，如果關于亮度分量的編碼模式的信息為1，則使用與先前解碼的 色度分量視頻塊相應的塊來預測將被解碼的當前亮度分量視頻塊的解碼模 式，并根據預測的解碼模式對當前亮度分量視頻塊進行解碼。如果關于亮度 分量的編碼模式的信息為0,則根據傳統(tǒng)技術，獨立于與色度分量視頻塊相 應的塊而對當前亮度分量視頻塊進行解碼。傳統(tǒng)解碼設備可通過使解碼設備 使用利用預定二進制信息的關于編碼模式的信息確定是否應用當前實施例， 來識別比特流是根據當前實施例被編碼，還是根據傳統(tǒng)技術^皮編碼。
在本發(fā)明中，雖然描述了第一視頻分量為色度分量以及第二視頻分量為 亮度分量的情況，但是當對具有多個視頻分量的視頻信號進行編碼時，也可 應用本發(fā)明。
圖9是示出根據本發(fā)明實施例的視頻解碼設備的結構的框圖。圖10是示 出圖9的解碼單元910的詳細框圖。
參照圖9，視頻解碼設備900包括解碼單元910和解碼模式預測單元920。 解碼單元910首先對比特流中包括的色度分量視頻信號進行解碼。具體地講，參照圖10，熵解碼單元1011通過接收比特流并對色度分量視頻信號
進行熵解碼來產生量化的系數。逆變換及逆量化單元1012通過對量化的系數 進行逆量化和逆變換來產生色度分量視頻信號的殘差。預測單元1015通過預 測色度視頻信號來產生預測的視頻信號，并將預測的視頻信號輸出到加法單 元1013。加法單元1013通過將殘差加入到預測的視頻信號來恢復色度分量 視頻信號，并將恢復的色度分量視頻信號存儲在存儲單元1014中。
解碼模式預測單元920通過使用解碼的色度分量視頻信號來預測用于對 當前將要解碼的亮度分量視頻塊進行解碼的解碼模式，并將預測的解碼模式 輸出到解碼單元910。解碼模式預測單元920的操作類似于圖1的編碼模式 預測單元120的操作。即，解碼模式預測單元920通過根據解碼的色度分量 視頻塊的復雜性劃分色度分量視頻塊來確定塊模式，并預測確定的塊模式作 為當前將要解碼的亮度分量視頻塊的塊模式。此外，解碼模式預測單元920 通過檢測解碼的色度分量視頻塊中存在的邊緣的方向性來預測幀內預測模 式，并將幀內預測模式發(fā)送到解碼單元910。解碼單元910根據幀內預測模 式在預測方向上對亮度分量視頻塊執(zhí)行幀內預測處理。
另一方面，在使用色度分量視頻塊中存在的邊緣對當前將要解碼的亮度 分量塊進行劃分和編碼的情況下，解碼模式預測單元920檢測色度分量視頻 塊中存在的邊緣，并將檢測的邊緣發(fā)送到解碼單元910。解碼單元910使用 檢測的邊緣對亮度分量視頻塊進行劃分，然后對劃分的亮度分量視頻塊進行 解碼。
圖11是示出根據本發(fā)明實施例的視頻解碼方法的流程圖。 參照圖11，在操作1110,接收通過對包括至少兩個視頻分量的當前視頻 信號進行編碼而獲得的比特流，并從接收到的比特流對預定大小的第一視頻 分量塊進行解碼。例如，如果第一視頻分量是色度分量，則色度分量首先被 解碼。
在操作1120，使用解碼的第一視頻分量塊來預測與第一視頻分量塊相應 的第二視頻分量的解碼模式。例如，使用色度分量視頻塊來預測亮度分量視 頻塊的解碼模式。如上所述，使用用于表示色度分量^L頻塊的劃分形式的塊 模式，或使用當使用色度分量視頻塊中存在的邊緣的方向性預測亮度分量視 頻塊的幀內預測時應用的幀內預測模式，來預測當前將要解碼的亮度分量視 頻塊的塊模式。此外，使用色度分量視頻塊中存在的邊緣來劃分亮度分量視
16頻塊，然后進行解碼。
在操作1130,根據預測的解碼模式對第二視頻分量塊進行解碼。 在上述例子中，描述了色度分量視頻信號和亮度分量視頻信號具有相同 大小的情況。然而，視頻信號可具有多種格式中的一種。根據格式，色度分 量視頻信號的大小可能與亮度分量視頻信號的大小不同。即使在這種情況下， 也可在相應的位置使用色度分量塊來預測亮度分量的編碼模式，以確定與亮
度分量相應的塊的編碼才莫式。例如，在YCbCr 4:2:0才各式中，在水平和垂直方 向上，色度分量的視頻大小是亮度分量的視頻大小的一半。在這種情況下， 可使用8x8色度分量塊來預測16 x 16亮度分量塊的編碼模式。
根據本發(fā)明實施例，可通過使用色度分量視頻信號和亮度分量視頻信號 之間的相關性對亮度分量視頻信號進行編碼，來提高預測亮度分量視頻信號 的效率。因此，還提高了壓縮亮度分量視頻信號的效率。
本發(fā)明也可實現為計算機可讀記錄介質上的計算機可讀代碼。所述計算 機可讀記錄介質為任何可存儲其后能由計算機系統(tǒng)讀取的數據的數據存儲裝 置。所述計算機可讀記錄介質的例子包括只讀存儲器(ROM)、隨機存取存 儲器(RAM)、 CD-ROM、磁帶、軟盤、和光學數據存儲裝置。本發(fā)明也可實 現為計算機可讀傳輸介質上的計算機可讀代碼。所述計算機可讀傳輸介質為 任何可發(fā)送其后能由計算機系統(tǒng)讀取的數據的介質。所述計算機可讀傳輸介 質的例子包括載波(例如通過互聯(lián)網的數據傳輸)。所述計算機可讀記錄介質 也可分布于網絡連接的計算機系統(tǒng)上，以便所述計算^L可讀代碼以分布方式 被存儲并被執(zhí)行。
盡管參照本發(fā)明示例性實施例具體表示和描述了本發(fā)明，但本領域的普 通技術人員應該理解，在不脫離由權利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情 況下，可以在形式和細節(jié)上進行各種改變。
權利要求
1、一種視頻編碼方法，包括對來自包括至少兩個視頻分量的當前視頻信號的預定大小的第一視頻分量塊進行編碼，并恢復編碼的第一視頻分量塊；使用恢復的第一視頻分量塊來預測與第一視頻分量塊相應的第二視頻分量塊的編碼模式；根據預測的編碼模式對第二視頻分量塊進行編碼。
2、 如權利要求1所述的視頻編碼方法，其中，第一視頻分量是色度分量，第二視頻分量是亮度分量。
3、 如權利要求1所述的視頻編碼方法，其中，第二視頻分量的編碼模式包括用于表示第二視頻分量塊的劃分形式的塊模式和第二視頻分量塊的幀內預測模式中的至少 一種模式。
4、 如權利要求1所述的視頻編碼方法，其中，預測第二視頻分量塊的編碼模式的步驟包括通過使用恢復的第 一視頻分量塊的復雜性將第 一視頻分量塊劃分為子塊并根據子塊的復雜性反復將子塊劃分為更小的子塊，確定第一視頻分量塊的最終劃分形式，來確定第一^L頻分量塊的塊模式；根據與確定的第一視頻分量的塊模式相同的塊模式，劃分第二視頻分量塊。
5、 如權利要求4所述的視頻編碼方法，其中，在確定第一視頻分量塊的塊模式的步驟中，在第一視頻分量塊中包括的邊緣分量的大于預定第一閾值的情況下，將第一視頻分量塊劃分為更小的子塊，其中，通過反復將邊緣分量大于第二閾值的子塊劃分為更小的子塊，確定第 一視頻分量塊的最終劃分形式。
6、 如權利要求1所述的視頻編碼方法，其中，預測第二視頻分量塊的編碼模式的步驟包括檢測在恢復的第一視頻分量塊中包括的邊緣的方向性；確定具有與第 一視頻分量塊中包括的邊緣的方向性最相似的方向性的幀內預測模式作為將被應用于第二視頻分量塊的幀內預測模式。
7、 如權利要求1所述的視頻編碼方法，其中，預測第二視頻分量塊的編碼模式的步驟包括檢測在恢復的第一視頻分量塊中包括的邊緣；使用檢測到的在第 一視頻分量塊中包括的邊緣來劃分第二視頻分量塊。
8、 如權利要求1所述的視頻編碼方法，其中，對第二塊視頻分量進行編碼的步驟包括通過根據預測的編碼模式對第二視頻分量塊進行編碼，產生第一比特流；通過獨立于預測的編碼模式對第二視頻分量塊進行編碼，產生第二比特、、六 通過比較第一比特流和第二比特流，確定以最小成本應用于比特流的編碼模式作為第二視頻分量塊的最終編碼模式。
9、 如權利要求1所述的視頻編碼方法，其中，將用于表示是否使用恢復的第一視頻分量塊預測第二視頻分量塊的編碼模式的預定二進制信息加入到比特流的預定區(qū)域中。
10、 一種視頻編碼i殳備，包括編碼模式預測單元，使用在包括至少兩個視頻分量的當前視頻信號中先前編碼并恢復的預定大小的第一視頻分量，來預測與第一視頻分量塊相應的第二視頻分量塊的編碼模式；編碼單元，根據預測的編碼模式對第二視頻分量塊進行編碼。
11、 如權利要求10所述的視頻編碼設備，其中，第一視頻分量是色度分量，第二視頻分量是亮度分量。
12、 如權利要求10所述的視頻編碼設備，其中，第二視頻分量的編碼模式包括用于表示第二視頻分量塊的劃分形式的塊模式和第二視頻分量塊的幀內預測模式中的至少 一種模式。
13、 如權利要求10所述的視頻編碼設備，其中，編碼模式預測單元通過使用恢復的第 一視頻分量塊的復雜性將第 一視頻分量塊劃分為子塊并根據子塊的復雜性反復將子塊劃分為更小的子塊，確定第一一見頻分量塊的最終劃分形式，來確定第一視頻分量塊的塊模式，并且編碼模式預測單元預測與確定的第 一視頻分量的塊模式相同的塊模式作為第二視頻分量塊的塊模式。
14、 如權利要求10所述的視頻編碼設備，其中，編碼模式預測單元檢測在恢復的第 一視頻分量塊中包括的邊緣的方向性，并確定具有與第 一視頻分量塊中包括的邊緣的方向性最相似的方向性的幀內預測模式作為將被應用于第二視頻分量塊的幀內預測模式。
15、 如權利要求10所述的^L頻編碼設備，其中，編碼才莫式預測單元^r測在恢復的第一視頻分量塊中包括的邊緣，并使用檢測到的在第一視頻分量塊中包括的邊緣來劃分第二視頻分量塊。
16、 如權利要求10所述的視頻編碼設備，其中，編碼單元通過根據預測的編碼模式對第二視頻分量塊進行編碼來產生第一比特流，通過獨立于預測的編碼模式對第二視頻分量塊進行編碼來產生第二比特流，通過將第一比特流和第二比特流彼此進行比較來確定以最小成本應用于比特流的編碼模式作為第二視頻分量塊的最終編碼模式。
17、 一種視頻解碼方法，包括對來自包括至少兩個視頻分量的當前視頻信號的預定大小的第 一視頻分量塊進行解碼；使用解碼的第 一視頻分量塊來預測與第 一視頻分量塊相應的第二視頻分量塊的解碼模式；根據預測的解碼模式對第二視頻分量塊進行解碼。
18、 如權利要求17所述的視頻解碼方法，其中，第一視頻分量是色度分量，第二視頻分量是亮度分量。
19、 如權利要求17所述的視頻解碼方法，其中，預測第二視頻分量塊的解碼模式的步驟包括通過使用解碼的第 一視頻分量塊的復雜性將第 一視頻分量塊劃分為子塊并根據子塊的復雜性反復將子塊劃分為更小的子塊，確定第一視頻分量塊的最終劃分形式，來確定第一視頻分量塊的塊模式；才艮據與確定的第 一視頻分量的塊模式相同的塊模式，劃分第二視頻分量塊。
20、 如權利要求17所述的視頻解碼方法，其中，預測第二^L頻分量塊的解碼模式的步驟包括檢測在恢復的第 一視頻分量塊中包括的邊緣的方向性；確定具有與第一^L頻分量塊中包括的邊緣的方向性最相似的方向性的幀內預測模式作為將被應用于第二視頻分量塊的幀內預測模式。
21、 如權利要求17所述的視頻解碼方法，其中，預測第二視頻分量塊的解碼模式的步驟包括檢測在恢復的第一視頻分量塊中包括的邊緣；使用檢測到的在第 一視頻分量塊中包括的邊緣來劃分第二視頻分量塊。
22、 一種視頻解碼設備，包括解碼模式預測單元，使用在包括至少兩個視頻分量的當前視頻信號中先前解碼的預定大小的第一視頻分量，來預測與第一視頻分量塊相應的第二視頻分量塊的解碼^t式；解碼單元，根據預測的解碼模式對第二視頻分量塊進行解碼。
23、 如權利要求22所述的視頻解碼設備，其中，第一視頻分量是色度分量，第二視頻分量是亮度分量。
24、 如權利要求22所述的視頻解碼設備，其中，解碼模式預測單元通過使用解碼的第 一視頻分量塊的復雜性將第 一視頻分量塊劃分為子塊并根據子塊的復雜性反復將子塊劃分為更小的子塊，確定第一視頻分量塊的最終劃分形式，來確定第一視頻分量塊的塊模式，并且解碼模式預測單元根據與確定的第 一視頻分量的塊模式相同的塊模式，劃分第二視頻分量塊。
25、 如權利要求22所述的視頻解碼設備，其中，解碼模式預測單元檢測在恢復的第 一視頻分量塊中包括的邊緣的方向性，并確定具有與第 一視頻分量塊中包括的邊緣的方向性最相似的方向性的幀內預測模式作為將被應用于第二視頻分量塊的幀內預測模式。
26、 如權利要求22所述的視頻解碼設備，其中，解碼模式預測單元檢測在恢復的第一視頻分量塊中包括的邊緣，并使用^f企測到的在第一視頻分量塊中包括的邊緣來劃分第二視頻分量塊。
全文摘要
提供這樣一種視頻編碼方法和設備以及視頻解碼方法和設備，所述方法和設備能夠通過使用對色度分量視頻信號進行編碼所獲得的結果預測關于亮度分量視頻信號的各種編碼模式的信息，來提高對亮度分量視頻信號編碼的效率。因此，從先前編碼并恢復的色度分量視頻信號中預測亮度分量視頻信號的塊模式和幀內預測模式，并將預測的塊模式和預測的幀內預測模式用于對亮度分量視頻信號進行編碼。
文檔編號H04N7/26GK101494782SQ20081014918
公開日2009年7月29日 申請日期2008年9月19日 優(yōu)先權日2008年1月25日
發(fā)明者宋秉哲, 李潤九 申請人:三星電子株式會社