ES2625313T3 - Procedimiento y aparato de decodificación de vídeo mediante predicción de movimiento usando partición arbitraria - Google Patents

Procedimiento y aparato de decodificación de vídeo mediante predicción de movimiento usando partición arbitraria Download PDF

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Abstract

Un aparato de decodificación de un vídeo, comprendiendo el aparato: un procesador que está configurado para: determinar al menos una unidad de codificación incluida en una unidad de codificación máxima usando información de división analizada desde un flujo de bits recibido, determinar particiones para realizar inter predicción en una unidad de codificación entre la al menos una unidad de codificación, usando información acerca de un tipo de partición de la unidad de codificación, analizada desde el flujo de bits recibido, y realizar compensación de movimiento usando las particiones para la unidad de codificación, caracterizado porque: la información acerca de un tipo de partición indica si un tipo de partición es un tipo de partición simétrica o un tipo de partición asimétrica, y el procesador está configurado para analizar, desde el flujo de bits, información para determinar un tamaño máximo de una unidad de codificación y la información de división que indica si una unidad de codificación está dividida en unidades de codificación más pequeñas, dividir la imagen en una pluralidad de unidades de codificación máxima de acuerdo con la información para determinar un tamaño máximo de una unidad de codificación, y dividir jerárquicamente la unidad de codificación máxima entre la pluralidad de codificación máxima en la al menos una unidad de codificación de acuerdo con la información de división, cuando la información de división indica una división de una unidad de codificación de una profundidad actual, el procesador está configurado para dividir la unidad de codificación de la profundidad actual en unidades de codificación cuadradas de una profundidad inferior, y cuando la información de división indica una no división de la unidad de codificación de la profundidad actual, el procesador está configurado para dividir la unidad de codificación de la profundidad actual en las particiones usando la información acerca de un tipo de partición de la unidad de codificación de la profundidad actual, cuando la información acerca de un tipo de partición indica el tipo de partición simétrica, el procesador está configurado para determinar particiones dividiendo al menos una de una altura y una anchura de la unidad de codificación de acuerdo con una proporción simétrica de 1:1, y cuando la información acerca de un tipo de partición de la unidad de codificación indica el tipo de partición asimétrica, el procesador está configurado para determinar particiones dividiendo al menos una de una altura y una anchura de la unidad de codificación de acuerdo con una proporción asimétrica de 1:3 o 3:1.

Description

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realizar la codificación de predicción en los datos de imagen en la unidad de codificación.
Para realizar codificación de predicción en la unidad de codificación máxima, la codificación de predicción puede realizarse basándose en una unidad de codificación que corresponde a una profundidad codificada, es decir, basándose en una unidad de codificación que ya no se divide en unidades de codificación que corresponden a una profundidad inferior. En lo sucesivo, la unidad de codificación que ya no se divide se hace una unidad base para codificación de predicción que se denominará ahora como una ‘unidad de predicción’. Una partición obtenida dividiendo la unidad de predicción puede incluir una unidad de predicción o una unidad de datos obtenida dividiendo al menos una de una altura y una anchura de la unidad de predicción.
Por ejemplo, cuando una unidad de codificación de 2Nx2N (donde N es un entero positivo) ya no se divide y se hace una unidad de predicción de 2Nx2N, y un tamaño de una partición puede ser 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, o NxN. Ejemplos de un tipo de partición incluyen particiones simétricas que se obtienen dividiendo simétricamente una altura o anchura de la unidad de predicción, las particiones obtenidas dividiendo asimétricamente la altura o anchura de la unidad de predicción, tales como 1:n o n:1, particiones que se obtienen dividiendo geométricamente la unidad de predicción, y particiones que tienen formas arbitrarias.
Un modo de predicción de la unidad de predicción puede ser al menos uno de un modo intra, un modo inter, y un modo de salto. Por ejemplo, el modo intra o el modo inter pueden realizarse en la partición de 2Nx2N, 2NxN, Nx2N,
o NxN. También, el modo de salto puede realizarse únicamente en la partición de 2Nx2N. La codificación se realiza independientemente en una unidad de predicción en una unidad de codificación, seleccionando de esta manera un modo de predicción que tiene un menor error de codificación.
El aparato 100 de codificación de vídeo puede realizar también la transformación en los datos de imagen en una unidad de codificación basándose no únicamente en la unidad de codificación para codificar los datos de imagen, sino también basándose en una unidad de datos que es diferente de la unidad de codificación.
Para realizar la transformación en la unidad de codificación, la transformación puede realizarse basándose en una unidad de datos que tiene un tamaño menor que o igual a la unidad de codificación. Por ejemplo, la unidad de datos para la transformación puede incluir una unidad de datos para un modo intra y una unidad de datos para un modo inter.
Una unidad de datos usada como una base de la transformación se denominará ahora como una ‘unidad de transformación’. Puede establecerse también una profundidad de transformación que indica el número de veces de división para alcanzar la unidad de transformación dividiendo la altura y anchura de la unidad de codificación en la unidad de transformación. Por ejemplo, en una unidad de codificación actual de 2Nx2N, una profundidad de transformación puede ser 0 cuando el tamaño de una unidad de transformación es también 2Nx2N, puede ser 1 cuando cada una de la altura y anchura de la unidad de codificación actual se divide en dos partes iguales, dividida totalmente en 4^1 unidades de transformación, y el tamaño de la unidad de transformación es por lo tanto NxN, y puede ser 2 cuando cada una de la altura y anchura de la unidad de codificación actual se divide en cuatro partes iguales, dividida totalmente en 4^2 unidades de transformación y el tamaño de la unidad de transformación es por lo tanto N/2xN/2. Por ejemplo, la unidad de transformación puede establecerse de acuerdo con una estructura de árbol jerárquico, en la que una unidad de transformación de una profundidad de transformación superior se divide en cuatro unidades de transformación de una profundidad de transformación inferior de acuerdo con las características jerárquicas de una profundidad de transformación.
De manera similar a la unidad de codificación, la unidad de transformación en la unidad de codificación puede dividirse recursivamente en regiones con tamaño más pequeño, de modo que la unidad de transformación puede determinarse independientemente en unidades de regiones. Por lo tanto, los datos residuales en la unidad de codificación pueden dividirse de acuerdo con la transformación que tiene la estructura de árbol de acuerdo con las profundidades de transformación.
La información de codificación de acuerdo con las unidades de codificación que corresponden a una profundidad codificada requiere no únicamente información acerca de la profundidad codificada, sino también acerca de información relacionada con codificación de predicción y transformación. Por consiguiente, el determinador 120 de unidad de codificación no determina únicamente una profundidad codificada que tiene un menor error de codificación, sino determina también un tipo de partición en una unidad de predicción, un modo de predicción de acuerdo con unidades de predicción, y un tamaño de una unidad de transformación para transformación.
Las unidades de codificación de acuerdo con una estructura de árbol en una unidad de codificación máxima y un procedimiento de determinación de una partición de acuerdo con realizaciones ejemplares, se describirán en detalle más adelante con referencia a las Figuras 3 a 12.
El determinador 120 de unidad de codificación puede medir un error de codificación de unidades de codificación más profundas de acuerdo con las profundidades usando optimización de tasa-distorsión basándose en multiplicadores de Lagrange.
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La unidad 130 de salida emite los datos de imagen de la unidad de codificación máxima, que se codifica basándose en la al menos una profundidad codificada determinada mediante el determinador 120 de unidad de codificación, y la información acerca del modo de codificación de acuerdo con la profundidad codificada, en flujos de bits.
Los datos de imagen codificados pueden obtenerse codificando datos residuales de una imagen.
La información acerca del modo de codificación de acuerdo con la profundidad codificada puede incluir información acerca de la profundidad codificada, acerca del tipo de partición en la unidad de predicción, el modo de predicción, y el tamaño de la unidad de transformación.
La información acerca de la profundidad codificada puede definirse usando información de división de acuerdo con las profundidades, que indica si se realiza codificación en unidades de codificación de una profundidad inferior en lugar de en una profundidad actual. Si la profundidad actual de la unidad de codificación actual es la profundidad codificada, los datos de imagen en la unidad de codificación actual se codifican y emiten, y por lo tanto la información de división puede definirse para no dividir la unidad de codificación actual a una profundidad inferior. Como alternativa, si la profundidad actual de la unidad de codificación actual no es la profundidad codificada, la codificación se realiza en la unidad de codificación de la profundidad inferior, y por lo tanto la información de división puede definirse para dividir la unidad de codificación actual para obtener las unidades de codificación de la profundidad inferior.
Si la profundidad actual no es la profundidad codificada, se realiza la codificación en la unidad de codificación que se divide en al menos una unidad de codificación de la profundidad inferior. Puesto que al menos existe una unidad de codificación de la profundidad inferior en una unidad de codificación de la profundidad actual, la codificación se realiza repetitivamente en cada unidad de codificación de la profundidad inferior, y por lo tanto la codificación puede realizarse recursivamente para las unidades de codificación que tienen la misma profundidad.
Puesto que las unidades de codificación que tienen una estructura de árbol se determinan para una unidad de codificación máxima, y la información acerca de al menos un modo de codificación se determina para una unidad de codificación de una profundidad codificada, la información acerca de al menos un modo de codificación puede determinarse para una unidad de codificación máxima. También, una profundidad codificada de los datos de imagen de la unidad de codificación máxima puede ser diferente de acuerdo con las localizaciones puesto que los datos de imagen se dividen jerárquicamente de acuerdo con las profundidades, y por lo tanto la información acerca de la profundidad codificada y el modo de codificación pueden establecerse para los datos de imagen.
Por consiguiente, la unidad 130 de salida puede asignar información de codificación acerca de una profundidad codificada correspondiente y un modo de codificación a al menos una de la unidad de codificación, la unidad de predicción, y una unidad mínima incluida en la unidad de codificación máxima.
La unidad mínima de acuerdo con una realización ejemplar, es una unidad de datos rectangular obtenida dividiendo la unidad de codificación mínima que constituye la profundidad más baja por 4. Como alternativa, la unidad mínima puede ser una unidad de datos rectangular máxima que puede incluirse en todas las unidades de codificación, unidades de predicción, unidades de partición, y unidades de transformación incluidas en la unidad de codificación máxima.
Por ejemplo, la información de codificación emitida a través de la unidad 130 de salida puede clasificarse en información de codificación de acuerdo con unidades de codificación, e información de codificación de acuerdo con unidades de predicción. La información de codificación de acuerdo con las unidades de codificación puede incluir la información acerca del modo de predicción y acerca del tamaño de las particiones. La información de codificación de acuerdo con las unidades de predicción puede incluir información acerca de una dirección estimada de un modo inter, acerca de un índice de imagen de referencia del modo inter, acerca de un vector de movimiento, acerca de un componente de crominancia de un modo intra, y acerca de un procedimiento de interpolación del modo intra. También, puede insertarse información acerca de un tamaño máximo de la unidad de codificación definido de acuerdo con las instantáneas, cortes, o GOP, e información acerca de una profundidad máxima en SPS (Conjunto de Parámetros de Secuencia) o un encabezamiento de un flujo de bits.
En el aparato 100 de codificación de vídeo, la unidad de codificación más profunda puede ser una unidad de codificación obtenida dividiendo por dos una altura o anchura de una unidad de codificación de una profundidad superior, que está una capa por encima. En otras palabras, cuando el tamaño de la unidad de codificación de la profundidad actual es 2Nx2N, el tamaño de la unidad de codificación de la profundidad inferior es NxN. También, la unidad de codificación de la profundidad actual que tiene el tamaño de 2Nx2N puede incluir un máximo de 4 unidades de codificación de la profundidad inferior.
Por consiguiente, el aparato 100 de codificación de vídeo puede formar las unidades de codificación que tienen la estructura de árbol determinando unidades de codificación que tienen una forma óptima y un tamaño óptimo para cada unidad de codificación máxima, basándose en el tamaño de la unidad de codificación máxima y la profundidad máxima determinada mientras se consideran las características de la instantánea actual. También, puesto que la codificación puede realizarse en cada unidad de codificación máxima usando uno cualquiera de diversos modos de predicción y transformaciones, puede determinarse un modo de codificación óptimo mientras se consideran las
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procedimiento de la transformación ortogonal inversa o transformación de enteros inversa.
El decodificador 230 de datos de imagen puede realizar intra predicción o compensación de movimiento de acuerdo con una partición y un modo de predicción de cada unidad de codificación, basándose en la información acerca del tipo de partición y el modo de predicción de la unidad de predicción de la unidad de codificación de acuerdo con las profundidades codificadas.
También, el decodificador 230 de datos de imagen puede realizar transformación inversa de acuerdo con cada unidad de transformación en la unidad de codificación, basándose en la información acerca del tamaño de la unidad de transformación de la unidad de codificación de acuerdo con las profundidades codificadas, para realizar la transformación inversa de acuerdo con unidades de codificación máxima.
El decodificador 230 de datos de imagen puede determinar al menos una profundidad codificada de una unidad de codificación máxima actual usando información de división de acuerdo con las profundidades. Si la información de división indica que los datos de imagen ya no se dividen en la profundidad actual, la profundidad actual es una profundidad codificada. Por consiguiente, el decodificador 230 de datos de imagen puede decodificar datos codificados de al menos una unidad de codificación que corresponde a cada profundidad codificada en la unidad de codificación máxima actual usando la información acerca del tipo de partición de la unidad de predicción, el modo de predicción, y el tamaño de la unidad de transformación para cada unidad de codificación que corresponde a la profundidad codificada, y emitir los datos de imagen de la unidad de codificación máxima actual.
En otras palabras, las unidades de datos que contienen la información de codificación que incluye la misma información de división pueden recogerse observando el conjunto de información de codificación asignado para la unidad de datos predeterminada de entre la unidad de codificación, la unidad de predicción, y la unidad mínima, y las unidades de datos recogidas pueden considerarse para que sean una unidad de datos a decodificar mediante el decodificador 230 de datos de imagen en el mismo modo de codificación.
El aparato 200 de decodificación de vídeo puede obtener información acerca de al menos una unidad de codificación que genera el error de codificación mínimo cuando se realiza recursivamente codificación para cada unidad de codificación máxima, y puede usar la información para decodificar la instantánea actual. En otras palabras, pueden decodificarse las unidades de codificación que tienen la estructura de árbol determinadas para que sean las unidades de codificación óptimas en cada unidad de codificación máxima. También, el tamaño máximo de la unidad de codificación se determina mientras se considera la resolución y una cantidad de datos de imagen.
Por consiguiente, incluso si los datos de imagen tienen alta resolución y una gran cantidad de datos, los datos de imagen pueden decodificarse y restaurarse eficazmente usando un tamaño de una unidad de codificación y un modo de codificación, que se determinan de manera adaptativa de acuerdo con características de los datos de imagen, usando información acerca de un modo de codificación óptimo recibido desde un codificador.
Un procedimiento de determinación de unidades de codificación que tiene una estructura de árbol, una unidad de predicción, y una unidad de transformación de acuerdo con una realización se describirán ahora con referencia a las Figuras 3 a 13.
La Figura 3 es un diagrama para describir un concepto de unidades de codificación de acuerdo con una realización ejemplar.
Un tamaño de una unidad de codificación puede expresarse en anchura x altura, y puede ser 64x64, 32x32, 16x16, y 8x8. Una unidad de codificación de 64x64 puede dividirse en particiones de 64x64, 64x32, 32x64, o 32x32, y una unidad de codificación de 32x32 puede dividirse en particiones de 32x32, 32x16, 16x32, o 16x16, una unidad de codificación de 16x16 puede dividirse en particiones de 16x16, 16x8, 8x16, o 8x8, y una unidad de codificación de 8x8 puede dividirse en particiones de 8x8, 8x4, 4x8, o 4x4.
En los datos 310 de vídeo, una resolución es 1920x1080, un tamaño máximo de una unidad de codificación es 64x64, y una profundidad máxima es 2. En los datos 320 de vídeo, una resolución es 1920x1080, un tamaño máximo de una unidad de codificación es 64x64, y una profundidad máxima es 3. En los datos 330 de vídeo, una resolución es 352x288, un tamaño máximo de una unidad de codificación es 16x16, y una profundidad máxima es 1. La profundidad máxima mostrada en la Figura 3 indica un número total de divisiones desde una unidad de codificación máxima a una unidad de decodificación mínima.
Si una resolución es alta o una cantidad de datos es grande, un tamaño máximo de una unidad de codificación puede ser grande para no aumentar únicamente la eficacia de codificación sino también para reflejar con precisión las características de una imagen. Por consiguiente, el tamaño máximo de la unidad de codificación de los datos 310 y 320 de vídeo que tienen la resolución superior a los datos 330 de vídeo puede ser 64.
Puesto que la profundidad máxima de los datos 310 de vídeo es 2, las unidades 315 de codificación de los datos 310 de vídeo pueden incluir una unidad de codificación máxima que tiene un tamaño de eje de longitud de 64, y unidades de codificación que tienen tamaños de ejes de longitud de 32 y 16 puesto que las profundidades profundizan en dos capas dividiendo la unidad de codificación máxima dos veces. Mientras tanto, puesto que la
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profundidad máxima de los datos 330 de vídeo es 1, las unidades 335 de codificación de los datos 330 de vídeo pueden incluir una unidad de codificación máxima que tiene un tamaño de eje de longitud de 16, y unidades de codificación que tienen un tamaño de eje de longitud de 8 puesto que las profundidades profundizan en una capa dividiendo la unidad de codificación máxima una vez.
Puesto que la profundidad máxima de los datos 320 de vídeo es 3, las unidades 325 de codificación de los datos 320 de vídeo pueden incluir una unidad de codificación máxima que tiene un tamaño de eje de longitud de 64, y unidades de codificación que tienen tamaños de ejes de longitud de 32, 16, y 8 puesto que las profundidades profundizan a 3 capas dividiendo la unidad de codificación máxima tres veces. A medida que una profundidad se hace profunda, puede expresarse con precisión la información detallada.
La Figura 4 es un diagrama de bloques de un codificador 400 de imagen basándose en unidades de codificación de acuerdo con una realización ejemplar.
El codificador 400 de imagen realiza operaciones del determinador 120 de unidad de codificación del aparato 100 de codificación de vídeo para codificar datos de imagen. En otras palabras, un predictor 410 intra realiza intra predicción en unidades de codificación en un modo intra, de entre un fotograma 405 actual, y un estimador 420 de movimiento y un compensador 425 de movimiento realiza inter estimación y compensación de movimiento en unidades de codificación en un modo inter de entre el fotograma 405 actual usando el fotograma 405 actual, y un fotograma 495 de referencia.
Los datos emitidos desde el predictor 410 intra, el estimador 420 de movimiento, y el compensador 425 de movimiento se emiten como un coeficiente de transformación cuantificado a través de un transformador 430 y un cuantificador 440. El coeficiente de transformación cuantificado se restaura como datos en un dominio espacial a través de un cuantificador 460 inverso y un transformador 470 inverso, y los datos restaurados en el dominio espacial se emiten como el fotograma 495 de referencia después de que se post-procesan a través de una unidad 480 de desbloqueo y una unidad 490 de filtrado en bucle. El coeficiente de transformación cuantificado puede emitirse como un flujo de bits 455 a través de un codificador 450 por entropía.
Para que se aplique el codificador 400 de imagen en el aparato 100 de codificación de vídeo, todos los elementos del codificador 400 de imagen, es decir, el predictor 410 intra, el estimador 420 de movimiento, el compensador 425 de movimiento, el transformador 430, el cuantificador 440, el codificador 450 por entropía, el cuantificador 460 inverso, el transformador 470 inverso, la unidad 480 de desbloqueo, y la unidad 490 de filtrado en bucle realizan operaciones basándose en cada unidad de codificación de entre las unidades de codificación que tienen una estructura de árbol mientras consideran la profundidad máxima de cada unidad de codificación máxima.
Específicamente, el predictor 410 intra, el estimador 420 de movimiento, y el compensador 425 de movimiento determinan particiones y un modo de predicción de cada unidad de codificación de entre las unidades de codificación que tienen una estructura de árbol mientras consideran el tamaño máximo y la profundidad máxima de una unidad de codificación máxima actual, y el transformador 430 determina el tamaño de la unidad de transformación en cada unidad de codificación de entre las unidades de codificación que tienen una estructura de árbol.
La Figura 5 es un diagrama de bloques de un decodificador 500 de imagen basándose en unidades de codificación, de acuerdo con una realización ejemplar.
Un analizador 510 analiza datos de imagen codificados a decodificar e información acerca de la codificación requerida para decodificar desde un flujo de bits 505. Los datos de imagen codificados se emiten como datos cuantificados inversos a través de un decodificador 520 por entropía y un cuantificador 530 inverso, y los datos cuantificados inversos se restauran a datos de imagen en un dominio espacial a través de un transformador 540 inverso.
Un predictor 550 intra realiza intra predicción en unidades de codificación en un modo intra con respecto a los datos de imagen en el dominio espacial, y un compensador 560 de movimiento realiza compensación de movimiento en unidades de codificación en un modo inter usando un fotograma 585 de referencia.
Los datos de imagen en el dominio espacial, que se pasan a través del predictor 550 intra y del compensador 560 de movimiento, pueden emitirse como un fotograma 595 restaurado después de post-procesarse a través de una unidad 570 de desbloqueo y una unidad 580 de filtrado en bucle. También, los datos de imagen que se postprocesan a través de la unidad 570 de desbloqueo y la unidad 580 de filtrado en bucle pueden emitirse como el fotograma 585 de referencia.
Para decodificar los datos de imagen en el decodificador 230 de datos de imagen del aparato 200 de decodificación de vídeo, el decodificador 500 de imagen puede realizar operaciones que se realizan después del analizador 510.
Para que el decodificador 500 de imagen se aplique en el aparato 200 de decodificación de vídeo, todos los elementos del decodificador 500 de imagen, es decir, el analizador 510, el decodificador 520 por entropía, el cuantificador 530 inverso, el transformador 540 inverso, el predictor 550 intra, el compensador 560 de movimiento, la
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unidad 570 de desbloqueo, y la unidad 580 de filtrado en bucle realizan operaciones basándose en unidades de codificación que tienen una estructura de árbol para cada unidad de codificación máxima.
Específicamente, el predictor 550 intra y el compensador 560 de movimiento realizan operaciones basándose en particiones y un modo de predicción para cada una de las unidades de codificación que tienen una estructura de árbol, y el transformador 540 inverso realiza operaciones basándose en un tamaño de una unidad de transformación para cada unidad de codificación.
La Figura 6 es un diagrama que ilustra unidades de codificación más profundas de acuerdo con las profundidades y particiones, de acuerdo con una realización ejemplar.
El aparato 100 de codificación de vídeo y el aparato 200 de decodificación de vídeo usan unidades de codificación jerárquicas para considerar las características de una imagen. Una altura máxima, una anchura máxima y una profundidad máxima de unidades de codificación pueden determinarse de manera adaptativa de acuerdo con las características de la imagen, o pueden establecerse de manera diferente por un usuario. Los tamaños de las unidades de codificación más profundas de acuerdo con las profundidades pueden determinarse de acuerdo con el tamaño máximo predeterminado de la unidad de codificación.
En una estructura 600 jerárquica de unidades de codificación, de acuerdo con una realización ejemplar, la altura máxima y la anchura máxima de las unidades de codificación son cada una 64, y la profundidad máxima es 4. Puesto que una profundidad se hace profunda a lo largo de un eje vertical de la estructura 600 jerárquica, una altura y una anchura de la unidad de codificación más profunda se dividen ambas. También, una unidad de predicción y las particiones, que son las bases para la codificación de predicción de cada unidad de codificación más profunda, se muestran a lo largo de un eje horizontal de la estructura 600 jerárquica.
En otras palabras, una unidad 610 de codificación es una unidad de codificación máxima en la estructura 600 jerárquica, en la que la una profundidad es 0 y un tamaño, es decir, una altura por anchura, es 64x64. La profundidad se hace profunda a lo largo del eje vertical, y existe una unidad 620 de codificación que tiene un tamaño de 32x32 y una profundidad de 1, una unidad 630 de codificación que tiene un tamaño de 16x16 y una profundidad de 2, una unidad 640 de codificación que tiene un tamaño de 8x8 y una profundidad de 3, y una unidad 650 de codificación que tiene un tamaño de 4x4 y una profundidad de 4. La unidad 650 de codificación que tiene el tamaño de 4x4 y la profundidad de 4 es una unidad de codificación mínima.
La unidad de predicción y las particiones de una unidad de codificación están dispuestas a lo largo del eje horizontal de acuerdo con cada profundidad. En otras palabras, si la unidad 610 de codificación que tiene el tamaño de 64x64 y la profundidad de 0 es una unidad de predicción, la unidad de predicción puede dividirse en particiones incluidas en la unidad 610 de codificación, es decir una partición 610 que tiene un tamaño de 64x64, particiones 612 que tienen el tamaño de 64x32, particiones 614 que tienen el tamaño de 32x64, o particiones 616 que tienen el tamaño de 32x32.
De manera similar, una unidad de predicción de la unidad 620 de codificación que tiene el tamaño de 32x32 y la profundidad de 1 puede dividirse en particiones incluidas en la unidad 620 de codificación, es decir una partición 620 que tiene un tamaño de 32x32, particiones 622 que tienen un tamaño de 32x16, particiones 624 que tienen un tamaño de 16x32, y particiones 626 que tienen un tamaño de 16x16.
De manera similar, una unidad de predicción de la unidad 630 de codificación que tiene el tamaño de 16x16 y la profundidad de 2 puede dividirse en particiones incluidas en la unidad 630 de codificación, es decir, una partición que tiene un tamaño de 16x16 incluida en la unidad 630 de codificación, particiones 632 que tienen un tamaño de 16x8, particiones 634 que tienen un tamaño de 8x16, y particiones 636 que tienen un tamaño de 8x8.
De manera similar, una unidad de predicción de la unidad 640 de codificación que tiene el tamaño de 8x8 y la profundidad de 3 puede dividirse en particiones incluidas en la unidad 640 de codificación, es decir una partición que tiene un tamaño de 8x8 incluida en la unidad 640 de codificación, particiones 642 que tienen un tamaño de 8x4, particiones 644 que tienen un tamaño de 4x8, y particiones 646 que tienen un tamaño de 4x4.
La unidad 650 de codificación que tiene el tamaño de 4x4 y la profundidad de 4 es la unidad de codificación mínima y una unidad de codificación de la profundidad más baja. Una unidad de predicción de la unidad 650 de codificación se asigna únicamente a una partición que tiene un tamaño de 4x4.
Para determinar la al menos una profundidad codificada de las unidades de codificación que constituyen la unidad 610 de codificación máxima, el determinador 120 de unidad de codificación del aparato 100 de codificación de vídeo realiza codificación para unidades de codificación que corresponden a cada profundidad incluida en la unidad 610 de codificación máxima.
Un número de unidades de codificación más profundas de acuerdo con las profundidades que incluyen datos en el mismo intervalo y el mismo tamaño aumenta a medida que la profundidad se hace profunda. Por ejemplo, se requieren cuatro unidades de codificación que corresponden a una profundidad de 2 para cubrir datos que están incluidos en una unidad de codificación que corresponde a una profundidad de 1. Por consiguiente, para comparar
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[Tabla 1]
Información de división 0 (codificación en unidad de codificación que tiene tamaño de 2Nx2N y profundidad actual de d)
Información de división 1
Modo de predicción
Tipo de partición Tamaño de unidad de transformación Codificar repetitivamente unidades de codificación que tienen profundidad inferior de d+1
Intra lnter Salto (únicamente 2Nx2N)
Tipo de partición simétrica Tipo de partición asimétrica Información de división 0 de unidad de transformación Información de división 1 de unidad de transformación
2Nx2N 2NxN Nx2N NxN
2NxnU 2Nxn DnLx2N nRx2N 2Nx2N NxN (tipo simétrico) N/2xN/2 (tipo asimétrico)
La unidad 130 de salida del aparato 100 de codificación de vídeo puede emitir la información de codificación acerca de las unidades de codificación que tienen una estructura de árbol, y los datos de imagen y el extractor 220 de información de codificación del aparato 200 de decodificación de vídeo pueden extraer la información de codificación acerca de las unidades de codificación que tienen una estructura de árbol desde un flujo de bits recibido.
La información de división indica si una unidad de codificación actual se divide en unidades de codificación de una profundidad inferior. Si la información de división de una profundidad actual d es 0, una profundidad, en la que una unidad de codificación actual ya no se divide en una profundidad inferior, es una profundidad codificada, y por lo tanto puede definirse la información acerca de un tipo de partición, modo de predicción, y un tamaño de una unidad de transformación para la profundidad codificada. Si la unidad de codificación actual se divide adicionalmente de acuerdo con la información de división, la codificación se realiza independientemente en cuatro unidades de codificación de división de una profundidad inferior.
Un modo de predicción puede ser uno de un modo intra, un modo inter, y un modo de salto. El modo intra y el modo inter pueden definirse en todos los tipos de partición, y el modo de salto se define únicamente en un tipo de partición que tiene un tamaño de 2Nx2N.
La información acerca del tipo de partición puede indicar tipos de partición simétrica que tienen tamaños de 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, y NxN, que se obtienen dividiendo simétricamente una altura o una anchura de una unidad de predicción, y tipos de partición asimétrica que tienen tamaños de 2NxnU, 2NxnD, nLx2N, y nRx2N, que se obtienen dividiendo asimétricamente la altura o anchura de la unidad de predicción. Los tipos de partición asimétrica que tienen los tamaños de 2NxnU y 2NxnD pueden obtenerse respectivamente dividiendo la altura de la unidad de predicción en 1:3 y 3:1, y los tipos de partición asimétrica que tienen los tamaños de nLx2N y nRx2N pueden obtenerse respectivamente dividendo la anchura de la unidad de predicción en 1:3 y 3:1
El tamaño de la unidad de transformación puede establecerse para que sea dos tipos en el modo intra y dos tipos en el modo inter. En otras palabras, si la información de división de la unidad de transformación es 0, el tamaño de la unidad de transformación puede ser 2Nx2N, que es el tamaño de la unidad de codificación actual. Si la información de división de la unidad de transformación es 1, las unidades de transformación pueden obtenerse dividiendo la unidad de codificación actual. También, si un tipo de partición de la unidad de codificación actual que tiene el tamaño de 2Nx2N es un tipo de partición simétrica, un tamaño de una unidad de transformación puede ser NxN, y si el tipo de partición de la unidad de codificación actual es un tipo de partición asimétrica, el tamaño de la unidad de transformación puede ser N/2xN/2.
La información de codificación acerca de las unidades de codificación que tienen una estructura de árbol puede incluir al menos uno de una unidad de codificación que corresponde a una profundidad codificada, una unidad de predicción, y una unidad mínima. La unidad de codificación que corresponde a la profundidad codificada puede incluir al menos una de una unidad de predicción y una unidad mínima que contiene la misma información de codificación.
Por consiguiente, se determina si se incluyen unidades de datos adyacentes en la misma unidad de codificación que corresponde a la profundidad codificada comparando información de codificación de las unidades de datos adyacentes. También, se determina una unidad de codificación correspondiente que corresponde a una profundidad codificada usando información de codificación de una unidad de datos, y por lo tanto puede determinarse una distribución de profundidades codificadas en una unidad de codificación máxima.
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Por consiguiente, si se predice una unidad de codificación actual basándose en información de codificación de unidades de datos adyacentes, puede hacerse referencia directamente y usarse la información de codificación de unidades de datos en unidades de codificación más profundas adyacentes a la unidad de codificación actual.
Como alternativa, si una unidad de codificación actual se predice basándose en información de codificación de unidades de datos adyacentes, se buscan las unidades de datos adyacentes a la unidad de codificación actual usando información codificada de las unidades de datos, y puede hacerse referencia a las unidades de codificación adyacentes buscadas para predecir la unidad de codificación actual.
La Figura 13 es un diagrama para describir una relación entre una unidad de codificación, una unidad de predicción
o una partición, y una unidad de transformación, de acuerdo con la información de modo de codificación de la Tabla
1.
Una unidad 1300 de codificación máxima incluye las unidades 1302, 1304, 1306, 1312, 1314, 1316, y 1318 de codificación de profundidades codificadas. En este punto, puesto que la unidad 1318 de codificación es una unidad de codificación de una profundidad codificada, la información de división puede establecerse a 0. La información acerca de un tipo de partición de la unidad 1318 de codificación que tiene un tamaño de 2Nx2N puede establecerse para que sea uno de un tipo 1322 de partición que tiene un tamaño de 2Nx2N, un tipo 1324 de partición que tiene un tamaño de 2NxN, un tipo 1326 de partición que tiene un tamaño de Nx2N, un tipo 1328 de partición que tiene un tamaño de NxN, un tipo 1332 de partición que tiene un tamaño de 2NxnU, un tipo 1334 de partición que tiene un tamaño de 2NxnD, un tipo 1336 de partición que tiene un tamaño de nLx2N, y un tipo 1338 de partición que tiene un tamaño de nRx2N.
Cuando el tipo de partición se establece para que sea simétrica, es decir el tipo 1322, 1324, 1326, o 1328 de partición, se establece una unidad 1342 de transformación que tiene un tamaño de 2Nx2N si la información de división (bandera de tamaño TU) de una unidad de transformación es 0, y se establece una unidad 1344 de transformación que tiene un tamaño de NxN si una bandera de tamaño TU es 1.
Cuando el tipo de partición se establece para que sea asimétrica, es decir, el tipo 1332, 1334, 1336, o 1338 de partición, se establece una unidad 1352 de transformación que tiene un tamaño de 2Nx2N si una bandera de tamaño TU es 0, y se establece una unidad 1354 de transformación que tiene un tamaño de N/2xN/2 si una bandera de tamaño TU es 1.
Haciendo referencia a la Figura 13, la bandera de tamaño TU es una banderea que tiene un valor o 0 o 1, pero la bandera de tamaño TU no está limitada a 1 bit, y una unidad de transformación puede dividirse jerárquicamente teniendo una estructura de árbol mientras la bandera de tamaño TU aumenta desde 0.
En este caso, el tamaño de una unidad de transformación que se ha usado realmente puede expresarse usando una bandera de tamaño TU de una unidad de transformación, de acuerdo con una realización ejemplar, junto con un tamaño máximo y tamaño mínimo de la unidad de transformación. De acuerdo con una realización ejemplar, el aparato 100 de codificación de vídeo puede codificar información de tamaño de unidad de transformación máximo, información de tamaño de unidad de transformación mínimo y una bandera de tamaño TU máximo. El resultado de codificar la información de tamaño de unidad de transformación máximo, la información de tamaño de unidad de transformación mínimo, y la bandera de tamaño TU máximo puede insertarse en un SPS. De acuerdo con una realización ejemplar, el aparato 200 de decodificación de vídeo puede decodificar vídeo usando la información de tamaño de unidad de transformación máximo, la información de tamaño de unidad de transformación mínimo, y la bandera de tamaño TU máximo.
Por ejemplo, si el tamaño de una unidad de codificación actual es 64x64 y un tamaño de unidad de transformación máximo es 32x32, entonces el tamaño de una unidad de transformación puede ser 32x32 cuando una bandera de tamaño TU es 0, puede ser 16x16 cuando la bandera de tamaño TU es 1, y puede ser 8x8 cuando la bandera de tamaño TU es 2.
Como otro ejemplo, si el tamaño de la unidad de codificación actual es 32x32 y un tamaño de unidad de transformación mínimo es 32x32, entonces el tamaño de la unidad de transformación puede ser 32x32 cuando la bandera de tamaño TU es 0. En este punto, la bandera de tamaño TU no puede establecerse a un valor distinto de 0, puesto que el tamaño de la unidad de transformación no puede ser menor de 32x32.
Como otro ejemplo, si el tamaño de la unidad de codificación actual es 64x64 y una bandera de tamaño TU máximo es 1, entonces la bandera de tamaño TU puede ser 0 o 1. En este punto, la bandera de tamaño TU no puede establecerse a un valor distinto de 0 o 1.
Por lo tanto, si se define que la bandera de tamaño TU máximo es ‘MaxTransformSizelndex’, un tamaño de unidad de transformación mínimo es ‘MinTransformSize’, y un tamaño de unidad de transformación es ‘RootTuSize’ cuando la bandera de tamaño TU es 0, entonces un tamaño de unidad de transformación mínimo actual ‘CurrMinTuSize’ que puede determinarse en una unidad de codificación actual, puede definirse mediante la Ecuación (1):
CurrMinTuSize = max(MinTransformSize, RootTuSize/(2^MaxTransformSizelndex))……(1)
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En comparación con el tamaño de unidad de transformación mínimo actual ‘CurrMinTuSize’ que puede determinarse en la unidad de codificación actual, un tamaño de unidad de transformación ‘RootTuSize’ cuando la bandera de tamaño TU es 0 puede indicar un tamaño de unidad de transformación máximo que puede seleccionarse en el sistema. En la Ecuación (1), ‘RootTuSize/(2^MaxTransformSizelndex)’ indica un tamaño de unidad de transformación cuando el tamaño de la unidad de transformación ‘RootTuSize’, cuando la bandera de tamaño TU es 0, se divide un número de veces que corresponde a la bandera de tamaño TU máximo, y ‘MinTransformSize’ indica un tamaño de transformación mínimo. Por lo tanto, un valor más pequeño de entre ‘RootTuSize/(2^MaxTransformSizelndex)’ y ‘MinTransformSize’ puede ser el tamaño de unidad de transformación mínimo actual ‘CurrMinTuSize’ que puede determinarse en la unidad de codificación actual.
De acuerdo con una realización ejemplar, el tamaño de unidad de transformación máximo RootTuSize puede variar de acuerdo con el tipo de un modo de predicción.
Por ejemplo, si un modo de predicción actual es un modo inter, entonces ‘RootTuSize’ puede determinarse usando la Ecuación (2) a continuación. En la Ecuación (2), ‘MaxTransformSize’ indica un tamaño de unidad de transformación máximo, y ‘PUSize’ indica un tamaño de unidad de predicción actual.
RootTuSize = min(MaxTransformSize, PUSize) …… (2)
Es decir, si el modo de predicción actual es el modo inter, el tamaño de la unidad de transformación ‘RootTuSize’ cuando la bandera de tamaño TU es 0, puede ser un valor menor de entre el tamaño de unidad de transformación máximo y el tamaño de unidad de predicción actual.
Si un modo de predicción de una unidad de partición actual es un modo intra, ‘RootTuSize’ puede determinarse usando la Ecuación (3) a continuación. En la Ecuación (3), ‘Partitionsize’ indica el tamaño de la unidad de partición actual.
RootTuSize = min(MaxTransformSize, Partitionsize) …… (3)
Es decir, si el modo de predicción actual es el modo intra, el tamaño de la unidad de transformación ‘RootTuSize’ cuando la bandera de tamaño TU es 0 puede ser un valor menor de entre el tamaño de unidad de transformación máximo y el tamaño de la unidad de partición actual.
Sin embargo, el tamaño de unidad de transformación máximo actual ‘RootTuSize’ que varía de acuerdo con el tipo de un modo de predicción en una unidad de partición es solo un ejemplo y no está limitado al mismo.
La Figura 14 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de codificación de un vídeo, de acuerdo con una realización ejemplar.
En la operación 1210, una instantánea actual se divide en al menos una unidad de codificación máxima. Puede predeterminarse una profundidad máxima que indica el número total de posibles veces de división.
En la operación 1220, se determina una profundidad codificada para emitir un resultado de codificación final de acuerdo con al menos una región de división, que se obtiene dividiendo una región de cada unidad de codificación máxima de acuerdo con las profundidades, codificando la al menos una región de división, y se determina una unidad de codificación de acuerdo con una estructura de árbol.
La unidad de codificación máxima se divide espacialmente cada vez que la profundidad se hace profunda, y por lo tanto se divide en unidades de codificación de una profundidad inferior. Cada unidad de codificación puede dividirse en unidades de codificación de otra profundidad inferior dividiéndose espacialmente de manera independiente desde unidades de codificación adyacentes. La codificación se realiza repetitivamente en cada unidad de codificación de acuerdo con las profundidades.
También, se determina una unidad de transformación de acuerdo con los tipos de partición que tiene el menor error de codificación para cada unidad de codificación más profunda. Para determinar una profundidad codificada que tiene un error de codificación mínimo en cada unidad de codificación máxima, pueden medirse errores de codificación y compararse en todas las unidades de codificación más profundas de acuerdo con las profundidades.
En la operación 1230, los datos de imagen codificados que constituyen el resultado de codificación final de acuerdo con la profundidad codificada se emiten para cada unidad de codificación máxima, con información de codificación acerca de la profundidad codificada y un modo de codificación. La información acerca del modo de codificación puede incluir información acerca de una profundidad codificada o la información de división, información acerca de un tipo de partición de una unidad de predicción, un modo de predicción, y un tamaño de una unidad de transformación. La información codificada acerca del modo de codificación puede transmitirse a un decodificador con los datos de imagen codificados.
La Figura 15 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de decodificación de un vídeo, de acuerdo con una realización ejemplar.
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Claims (1)

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