[发明专利]视频编码/解码设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频编码/解码设备和方法。更具体地说，本发明涉及一种用于通过将扩展宏块划分为各种大小和形状的子块并根据这些子块的大小和形状利用不同的预测单元和变换单元进行视频编码来提高视频压缩效率的设备和方法。此外，本发明涉及一种用于通过根据从这种视频编码设备接收到的比特流进行视频解码来提高视频重构效率的设备和方法。

背景技术

当前的视频数据压缩技术包括H.261、H.263、H.264、MPEG-2和MPEG-4。根据现有的视频压缩技术，在将各个图像分割为由亮度分量的矩形16×16像素区域和色度分量的矩形8×8像素区域组成的固定大小宏块之后，对各个图像进行编码。各个宏块的所有亮度分量和色度分量是空间或时间预测的，并且结果预测残留在最终压缩之前经受变换、量化和熵编码等。

根据H.264/AVC压缩标准的编码设备将各个宏块再次划分为较小大小16x16,8x8和4x4的块，以进入帧内预测编码，其中，按照四个预测模式中的一个来处理16x16像素块，并且按照四个预测模式中的一个来处理8x8像素块和4x4像素块。关于帧间预测编码，各个宏块可以首先划分为像素大小16x16,16x8,8x16,8x8,8x4,4x8和4x4的块。按照8x8或4x4像素块为单位进行变换，并且变换系数的量化采用标量量化。

然而，16x16宏块被认为是针对QCIF和CIF类型的小图像的合适大小，而不是适于诸如4Kx2K视频的高分辨率视频的大小。此外，由于通常的视频压缩技术在进行视频编码时采用固定大小的宏块(尽管H.264/AVC规定对宏块进行再次划分和编码，但是宏块的大小仍然是固定的)，仍然要实现对高分辨率视频的有效编码。

此外，视频的编码和解码之间的统一操作使得难以从高分辨率视频编码的已经劣化的压缩效率实现高效率的视频解码。

发明内容

技术问题

因此，为了解决上述问题，本发明尝试通过以下处理来提高视频压缩效率和视频重构效率：将宏块扩展为各种大小，将扩展宏块划分为各种大小和形状的子块，以及利用根据这些子块的大小的不同的预测单元和变换单元来进行视频编码/解码。

采用的技术方案

本发明的实施方式提供了一种视频编码/解码设备，该视频编码/解码设备包括：视频编码器，其用于通过预测宏块划分成的子块来生成预测子块，通过从所述子块中减去所述预测子块来生成残留子块，通过利用根据所述子块的大小选择的变换对所述残留子块进行变换和量化来生成量化变换系数，通过对所述量化变换系数进行编码来生成编码视频数据，以及在针对运动向量、变换类型、预测模式和所述子块的块类型中的至少一个确定编码模式时选择性地计算和确定编码成本；以及视频解码器，其用于通过对编码数据进行解码来重构分割类型信息、运动信息、变换类型信息和量化变换信息，通过利用有所述变换类型信息识别的变换来对所述量化变换系数进行逆量化和逆变换，通过利用所述运动信息预测根据所述分割类型信息识别的子块来生成预测子块，以及通过将所述预测子块与所述残留子块相加来重构所述子块。

本发明的另一实施方式提供了一种视频编码设备，该视频编码设备包括：预测器，其用于通过预测宏块划分成的子块来生成预测子块；减法器，其用于通过从所述子块中减去所述预测子块来生成残留子块；变换器/量化器，其用于通过利用根据所述子块的大小选择的变换对所述残留子块进行变换和量化来生成量化变换系数；以及编码器，其用于通过对所述量化变换系数进行编码来生成编码视频数据，其中，所述视频编码设备在针对运动向量、变换类型、预测模式和所述子块的块类型中的至少一个确定编码模式时选择性地计算和确定编码成本。

这里，所述编码成本可以根据所述子块的所述大小是否大于预定像素块的大小来不同地选择和计算。

此外，当所述子块的所述大小等于或小于所述预定像素块的所述大小时，所述编码成本可以根据下式来计算。

RDcost＝SATD(or SAD)+λ·Bit[block type,prediction info,CBP]

这里，“RDcost”表示基于比特率失真优化技术的编码成本，“SAD”表示原始视频与预测视频之间的差的绝对值的和，“SATD”表示变换残留块的绝对值的和，“λ”表示通过量化参数确定的常数，并且“Bit”表示对编码目标块进行编码所需的比特数。

此外，当所述子块的所述大小等于或大于所述预定像素块的所述大小时，所述编码成本可以根据下式来计算。