CN103370939A - 用于对图像进行编码/解码的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的实施方式涉及用于使用高精度滤波器对图像进行编码/解码的方法和装置。根据本发明的一个实施方式提供了一种用于对图像进行编码/解码的方法，该方法包括：图像编码步骤，用于生成当前块的预测块，和对通过减去预测块而生成的残差块进行变换以生成频率变换块，其中根据变换单元来使用不同的变换方法以生成频率变换块，接着将频率变换块量化和编码为比特流；和图像解码步骤，用于从比特流提取关于经量化的频率变换块的信息和关于变换单元的信息，并对经量化的频率变换块进行逆量化以恢复频率变换块，和对频率变换块进行逆变换以恢复残差块，其中根据所提取的变换单元使用不同的逆变换方法，从而恢复频率变换块，并且根据运动矢量所参照的基准块生成预测块，并且将恢复的残差块和预测块相加，从而恢复当前块。

Description

用于对图像进行编码/解码的方法和装置
技术领域
本公开在一些实施方式中涉及用于对视频进行编码/解码的方法和装置。更具体地说，本公开涉及用于对视频进行编码/解码的方法和装置，其依赖于变换单元而对残差块使用不同变换方法或对频率系数块使用不同逆变换方法，以提高视频压缩率。
背景技术
在该部分中的陈述仅提供了涉及本公开的背景信息，并且可能不构成现有技术。
针对HEVC（High Efficiency Video Coding，高效率视频编码），以JCT-VC（JointCollaborative Team on Video Coding，视频编码联合协作小组）为名称的MPEG（MovingPicture Experts Group，运动图像专家组）和VCEG（Video Coding Experts Group，视频编码专家组）的联合小组提出的比现有的H.264/AVC（Advanced video Coding，高级视频编码）更优良和杰出新的标准化提议正在取得进展。
HEVC标准使用CTB（Coding Tree Block，编码树块）作为视频编码单元，并且CTB由各种正方形形状限定，各正方形形状主要称为编码单元（Coding Unit）。
图1例示典型的编码单元（CU）的尺寸和形状。
参照图1，编码单元（CU）按照四叉树（Quad Tree）组织，其中尺寸64×64的最大编码单元（Largest Coding Unit）具有“0”的深度。在对最优编码单元（CU）的搜索中，通过向下到深度“3”的编码单元（即，尺寸8×8的编码单元（CU））而执行递归（Recursive）编码。
基本的预测单元被限定为预测单元（Prediction Unit，PU），并且一个编码单元（CU）被划分为多个块并接着用于预测。
图2例示典型的预测单元（PU）类型和对在一个编码单元（CU）内的预测单元（PU）进行编码的序列。
参照图2，在具有2N×2N的尺寸的单个编码单元（CU）中执行跳过（Skip）模式，之后是按照2N×2N帧间模式、2N×N帧间模式、N×2N帧间模式、N×N帧间模式、2N×2N帧内模式、并且接着N×N帧内模式的顺序的预测。但是，在除了尺寸8×8（2N×2N）的编码单元（CU）以外的全部编码单元（CU）中，在全部预测单元（PU）中执行除了N×N帧间模式和N×N帧内模式以外的编码。
在HEVC中，在预测单元（Prediction Unit）中执行用于帧间预测的运动估计（Motion Estimation）。执行运动估计以去除在视频编码中的时域冗余（TemporalRedundancy）以降低比特率（Bitrate）。具体地说，HEVC标准在编码单元（CU）中使用归纳处理和各种尺寸的预测单元（PU），并因而使用各种尺寸的运动估计，由此获得高的编码效率。
参照基于时间轴上的过去图像和未来图像二者或过去图像执行运动矢量的预测（Prediction）。对当前帧进行编码或解码而参照的图像称为基准图像或基准帧。为了支持多基准帧（Multiple Reference Frame），HEVC可以采用在当前块之间具有最大冗余的帧中的块作为基准帧，以比通过仅使用一个在前的帧作为基准帧而获得更高编码效率。此外，HEVC通过使用从编码单元（CU）中的诸如跳过（Skip）模式、2N×2N帧间模式、2N×N帧间模式、N×2N帧间模式、N×N帧间模式、2N×2N帧内模式和N×N帧内模式这样的全部可用编码模式中选择最佳模式的比率-失真优化（Rate-DistortionOptimization）技术来进一步提高编码效率。
根据所提供的用于对视频数据进行编码/解码的HEVC标准，针对各种尺寸的变换单元（Transform Unit）应用变换以降低在帧间/帧内预测之后在块内的残差信号的空间相关性并且提高能量的压缩率，并且使用量化以提高频率系数的压缩率。但是，所使用的与变换尺寸无关的恒定变换方法劣化了视频的压缩率。
发明内容
技术问题
因此，做出本公开，致力于通过根据各种变换单元对残差块执行不同变换方法或对频率系数块执行不同逆变换方法来提高压缩比率。
技术方案
本公开的实施方式提供了一种视频编码/解码装置，其包括视频编码器和视频解码器。视频编码器被构造为生成当前块的预测块，通过按照不同变换单元使用不同变换方法对通过从当前块减去预测块而生成的残差块进行变换来生成频率变换块，对所生成的频率变换块进行量化，和将经量化的频率变换块编码为比特流。并且视频编码/解码装置还包括视频解码器，视频解码器被构造为从比特流提取与经量化的频率变换块和变换单元有关的信息，通过对经量化的频率变换块进行逆量化来重构频率变换块，通过按照所提取的变换单元使用的不同逆变换方法对频率变换块进行逆变换来重构残差块，根据运动矢量所参照的基准块来生成预测块，和将所重构的残差块和预测块相加以重构当前块。
本公开的另一实施方式提供了用于对视频进行编码的装置，该装置包括预测单元、减去单元、变换器、量化单元和比特流生成器。预测单元被构造为生成当前块的预测块。减去单元被构造为通过从当前块减去预测块来生成残差块。变换器被构造为通过按照不同变换单元使用不同变换方法对所述残差块进行变换来生成频率变换块。量化单元被构造为通过对频率变换块进行量化来生成经量化的频率变换块。并且比特流生成器被构造为将经量化的频率变换块编码为比特流。
变换器通过在对可用变换单元尺寸中的最小尺寸的变换单元（TU）执行变换时，使用离散正弦变换（DST:Discrete Sine Transform）方案，将残差块变换为频率变换块。
变换单元的最小尺寸是4×4。
变换器通过在对除了最小可用尺寸的变换单元以外的变换单元执行变换时，使用离散余弦变换（DCT:Discrete Cosine Transform）方案，将残差块变换为频率变换块。
变换器仅在预测模式是帧间预测模式时，按照不同变换单元使用不同变换方法。
本公开的另一实施方式提了供一种用于对视频进行解码的装置，该装置包括比特流解码器、逆量化单元、逆变换器、预测单元和加法器。比特流解码器被构造为从比特流中提取经量化的频率变换块和关于变换单元的信息。逆量化单元被构造为通过对经量化的频率变换块进行逆量化来重构频率变换块。逆变换器被构造为通过按照所提取的变换单元使用不同逆变换方法对频率变换块进行逆变换来重构残差块。预测单元被构造为根据运动矢量所参照的基准块生成预测块。并且加法器被构造为通过将所重构的残差块和预测块相加来重构当前块。
逆变换器通过在从提取的变换单元识别的信息指示可用变换单元尺寸中的最小尺寸的变换单元时，使用离散正弦逆变换（逆DST）方案来重构频率变换块。
变换单元的最小尺寸是4×4。
逆变换器通过在对除了最小可用尺寸的变换单元以外的变换单元执行变换时，使用离散余弦逆变换（逆DCT）方案来重构频率变换块。
本公开的另一实施方式提供了一种视频编码/解码方法，该方法包括视频编码和视频解码。视频编码包括：生成当前块的预测块；通过按照变换单元使用不同变换方法来对通过从当前块减去预测块而生成的残差块进行变换来生成频率变换块；对所生成的频率变换块进行量化；和将经量化的频率变换块编码为比特流。并且视频解码包括：从比特流提取与经量化的频率变换块和变换单元有关的信息；通过经量化的频率变换块进行逆量化来重构频率变换块；通过按照所提取的变换单元使用不同逆变换方法对频率变换块进行逆变换来重构残差块；根据运动矢量所参照的基准块来生成预测块；和将所重构的残差块和预测块相加以重构当前块。
本公开的另一实施方式提供了一种对视频进行编码的方法，该方法包括以下步骤：执行预测以生成当前块的预测块；从当前块减去预测块来生成残差块；通过按照不同变换单元使用不同变换方法对残差块进行变换来生成频率变换块；对频率变换块进行量化来生成经量化的频率变换块；和将经量化的频率变换块编码为比特流。
本公开的另一实施方式提供了一种对视频进行解码的方法，该方法包括：从比特流中提取与经量化的频率变换块和变换单元有关的信息来对比特流进行解码；对经量化的频率变换块进行逆量化来重构频率变换块；根据所提取的变换单元使用不同逆变换方法对频率变换块进行逆变换来重构残差块；根据运动矢量所参照的基准块来生成预测块；和将所重构的残差块与预测块相加来重构当前块。
有益效果
根据如上所述的本公开，存在通过基于变换单元的尺寸对残差块执行不同变换方法或对频率系数块执行不同逆变换方法来提高视频压缩率的效果。
具体地说，本视频编码/解码方法和装置可以在变换单元是诸如4×4这样的最小尺寸时使用DST（离散正弦变换），而在变换单元大于最小单元尺寸时使用DCT（离散余弦变换），以使编码操作中的视频压缩率最大，接着类似地执行逆变换以对比特流进行解码。
附图说明
图1是编码单元（CU）尺寸和四叉树形式的图；
图2是在单个编码单元（CU）中编码的预测单元（PU）的类型和对预测单元（PU）进行编码的顺序的图；
图3是根据本公开的至少一个实施方式的视频编码装置的示意性框图；
图4是根据本公开的至少一个实施方式的整数正弦逆变换的概念的图；
图5是根据本公开的至少一个实施方式的视频解码装置的示意性框图；
图6是根据本公开的至少一个实施方式的视频编码方法的流程图；和
图7是根据本公开的至少一个实施方式的视频解码方法的流程图。
具体实施方式
根据一个或更多个实施方式的视频编码装置（Video Encoding Apparatus）和/或视频解码装置（Video Decoding Apparatus）可以对应于用户终端，诸如个人计算机（PC:Personal Computer）、笔记本计算机、个人数字助理（PDA:Personal Digital Assistant）、便携式多媒体播放器（PMP:Portable Multimedia Player）、便携式播放台（PSP:PlayStation Portable）、无线通信终端（Wireless Communication Terminal）、智能电话（Smart Phone）、电视机等。根据一个或更多个实施方式的视频编码装置和/或视频解码装置可以对应于用户终端或诸如应用服务器、业务服务器等的服务器终端。根据一个或更多个实施方式的视频编码装置和/或视频解码装置可以对应于各种装置，各装置包括：（a）通信装置（诸如通信调制解调器等），用于与各种类型的装置或有线/无线通信网络进行通信；（b）存储器，用于存储各种程序和数据，程序和数据用于对视频进行编码或解码或执行针对编码或解码的帧间/帧内预测；和（c）微处理器，用于执行程序以执行计算和控制等。
此外，通过视频编码装置编码为比特流的视频可以通过有线/无线通信网络或通过各种通信接口而实时或非实时地发送到视频解码装置，有线/无线通信网络诸如为因特网、无线个人局域网、无线局域网、WiBro（无线宽带,还称为WiMax）网络、移动通信网络等，通信接口诸如为线缆、通用串行总线（USB:Universal Serial Bus）等。根据一个或更多个实施方式，比特流可以在视频解码装置中解码，并可以重构为视频，并且可以重放视频。
一般来说，视频可以由一系列图片（Picture）形成，并且每个图片分为诸如块（Block）这样的预定区域。根据编码方案，划分的块可以分类为帧内块（Intra Block）或帧间块（Inter Block）。帧内块指的是基于帧内预测编码（Intra Prediction Coding）方案来编码的块。帧内预测编码方案通过使用要被执行编码的当前图片中已被编码和解码的重构块中的像素来预测当前块中的像素，以生成预测块，并且对预测块和当前块之间的像素差进行编码。帧间块是指基于帧间预测编码（Inter Prediction Coding）方案来编码的块。帧间预测编码方案参照至少一个先前图片和/或至少一个随后图片来预测当前图片中的当前块，以生成预测块，并对预测块和当前块之间的差进行编码。这里，在对当前图片进行编码或解码中参照的帧称为基准帧（Reference Frame）。
图3是示意性例示根据本公开的实施方式的视频编码装置的框图。
根据本公开的实施方式的视频编码装置300被构造为通过预测单元或预测器310根据视频的当前块生成预测块，并且生成当前块和预测块之间的残差块，并且对残差块执行变换和量化，来对视频编码。如图3所例示，视频编码装置300包括预测单元310、减去单元320、变换单元或变换器330、量化单元340、比特流生成器350、逆量化单元360、逆变换单元370、加法器380和帧存储器390。
待编码的视频被按照编码单元（Coding Unit）输入，并且编码单元（Coding Unit）可以采用N×N块的形式，其中N具有2n的尺寸。编码单元（Coding Unit）可以是四叉树（Quad Tree）形式，并且编码被从最大编码单元（Largest Coding Unit）递归地执行到指定的深度。
在一个编码单元（CU）内的预测单元（Prediction Unit）中执行预测。在视频编码装置中，预测单元（PU）具有N×M块的形式，并且N和M分别具有2n和2m的尺寸（n>0并且m>0）。如图2所例示，在一个编码单元（CU）内的预测类型包括4个帧间预测单元（PU）和2个帧内预测单元（PU）。针对全部预测单元（PU）执行编码并且关于具有最高压缩效率的预测单元（PU）的信息被发送到视频解码装置。压缩效率标准可以是比率失真成本，比率失真成本（Rate Distortion cost）包括发送视频信息所需的比特数量和在原始块与预测块之间的差值。
为了预测当前编码单元（CU）中的预测单元（PU），预测单元310通过使用另一帧或通过使用已经编码的像素值（例如，左侧、左下侧、上侧和右上侧的像素值）来生成预测块。换言之，尽管预测单元310在帧内预测模式中通过利用左侧、左下侧、上侧和右上侧的先前编码和重构的编码单元（CU）信息来确定和使用预测模式，来生成预测块，预测单元310在帧间预测模式中通过对先前编码和重构的帧的运动估计而生成运动矢量并且通过经过使用所生成的运动矢量的运动压缩处理，来生成预测块。
减去单元320通过计算在当前块的每个像素的原始像素值与预测单元310生成的当前块的每个像素的预测值之间的差，来生成残差信号。
变换器330将减去单元320生成的残差信号变换到频率域。变换器330以变换单元（Transform Unit）执行变换。变换单元（TU）是N×N块的形式，并且N具有2n的尺寸。紧接在针对当前预测单元（PU）执行预测之后，变换器330针对每个变换单元（TU）顺序地执行变换，并且变换单元（TU）的尺寸与相应编码单元（CU）的尺寸相同或小于相应编码单元（CU）的尺寸，并与相应预测单元（PU）的尺寸无关。变换单元（TU）具有与编码单元（CU）的四叉树形式相类似的四叉树形式，并且从编码单元（CU）的尺寸到可变地指定的深度递归地执行变换。此时，针对变换单元（TU）的每个深度的分步变换标记（split transform flag）被发送到视频解码装置，作为与具有最低RD成本（RD-cost）的变换单元（TU）的尺寸有关的信息。
这里，通过使用离散余弦变换（DCT:Discrete Cosine Transform），变换器330可以将残差信号变换到频率域，离散余弦变换（DCT:Discrete Cosine Transform）将时间轴上的像素信号变换为频率轴上的像素信号。
具体地说，根据本公开的实施方式，当预测单元310按照帧间预测模式执行预测并且变换单元（TU）是在可用尺寸中的诸如4×4这样的最小尺寸时，通过下面等式（1）或（2）得出的相关系数非常可能具有在从-0.5到0.5的范围的值。因此，与DCT相比，使用具有较高压缩能力的离散正弦变换（DST:Discrete Sine Transform）可以提高编码性能。当变换单元（TU）具有大于最小尺寸的更大可用尺寸时，可以使用DCT。
等式（1）
ρ B C , B S = Σ x = 0 3 Σ y = 0 3 ( B x , y C - B ′ C ) ( B x , y LS - B ′ LS ) Σ x = 0 3 Σ y = 0 3 ( B x , y C - B ′ C ) 2 Σ x = 0 3 Σ y = 0 3 ( B x , y LS - B ′ LS ) 2
等式（2）
ρ B C , B S = Σ x = 0 3 Σ y = 0 3 ( B x , y C - B ′ C ) ( B x , y RS - B ′ RS ) Σ x = 0 3 Σ y = 0 3 ( B x , y C - B ′ C ) 2 Σ x = 0 3 Σ y = 0 3 ( B x , y RS - B ′ RS ) 2
在等式（1）和（2）中，BC表示具有4×4的尺寸的当前块，并且BS表示通过把当前块在水平方向（左或右方向）移动一个像素（Pixel）而生成的块。BC x,y表示在当前4×4块内的(x,y)位置的值，BLS x,y和BRS x,y分别表示通过把当前块在左方向和右方向移动一个像素而生成的4×4块内的(x,y)位置的值，并且B′C、B′LS和B′RS分别表示在与Bc x,y、BLS x,y和BRS x,y对应的4×4块内像素的平均值。当具有4×4的尺寸的当前变换单元（TU）是编码单元（CU）内位于最右侧的变换单元（TU）时，使用等式（1）。否则，使用等式（2）计算相关系数。
量化单元340对由变换器330变换到频率域的残差信号组成的频率变换块进行量化（Quantization）。此时，针对具有全零量化变换系数的亮度信号和色度信号的变换单元（TU），发送指示系数全部是“0”的编码块标记（cbf）。通过使用诸如死区统一阈值量化（DZUTQ:Dead Zone Uniform Threshold Quantization）、量化加权矩阵（Quantization Weighted Matrix）等各种量化方案来执行量化。
比特流生成器350将经量化的频率变换块或由量化单元340量化后的频率系数组成的频率变换块编码为比特流。具体地说，本公开的至少一个实施方式当按照帧间预测模式执行预测并且变换单元（TU）具有诸如4×4这样的最小可用变换单元（TU）尺寸时利用DST，而针对8×8、16×16、32×32等尺寸的TU利用DCT。在不发送代表变换类型的任何信息的情况下，这将导致视频压缩率的提高。熵编码（EntropyEncoding）技术可以用于以上到比特流的编码，但是本公开不限于此，并可以使用其他各种编码技术。
此外，比特流生成器350可以将对量化频率系数进行编码而得的比特流以及对被编码的比特流进行解码所需要的各种信息***到编码数据中。换言之，编码数据可以包括：包含编码块图案（CBP:Coded Block Pattern）、德尔塔量化参数（DeltaQuantization Parameter）和来自对量化后的频率系数编码的比特流的字段以及包含关于预测所需信息的比特的字段（例如，帧内预测时的帧内预测模式或者在帧间预测时的运动矢量）。
逆量化单元360通过对经变换和量化的残差块（即，经量化的频率变换块）进行逆量化（Inverse Quantization）来重构频率系数块，并且逆变换器370通过对所重构的频率系数块进行逆变换（Inverse Transform）来重构（Reconstruction）残差块。这里，通过逆向执行变换器330的变换处理和量化单元340的量化处理可以分别实现逆量化和逆变换。具体地说，本公开的至少一个实施方式当按照帧间预测模式执行预测并且变换单元（TU）具有诸如4×4这样的最小可用变换单元（TU）尺寸，利用逆DST，而对8×8、16×16、32×32等相对较大尺寸的变换单元（TU），利用逆DCT。换言之，逆量化单元360和逆变换器370可以通过使用从变换器330和量化单元340生成和发送的、与变换和量化有关的信息（例如，与变换和量化的类型有关的信息）来执行逆量化和逆变换。
加法器380通过将预测单元310生成的预测块和逆量化单元370重构的残差块相加来生成重构块。
帧存储器390存储加法器380重构的块，并且重构块被使用作为基准块以在帧内或帧间预测中生成预测块。
同时，变换器330通过等式（3）计算DST。
等式（3）
Y ( k ) = 2 N + 1 Σ n = 0 N - 1 X ( n ) sin π ( k + 1 ) ( n + 1 ) N + 1 , 0 ≤ k ≤ N - 1
在等式（3）中，X表示待离散正弦变换的目标视频，并且Y表示经离散正弦变换的第二视频系数。此外，N表示DST的尺寸。
图4是例示根据本公开的实施方式的DST的概念的图。
当目标视频具有4×4的尺寸时，等式（3）中的DST可以根据图4中例示的实施方式简单地执行。
图5是例示根据本公开的至少一个实施方式的视频解码装置的构造的框图。
如图5中所示，根据本公开的实施方式的视频解码装置500包括：比特流解码器510、逆量化单元520、逆变换器530、加法器540、预测单元550和帧存储器560。
比特流解码器510对比特流进行解码以生成经量化的频率变换块。
比特流解码器510通过对编码的数据解码可以解码出或提取用于解码所需的信息段以及经量化的频率变换块。解码所需的信息段指的是对已编码数据（即，比特流）中的已编码比特流进行解码而需要的信息项，并且例如包括关于块类型的信息、关于运动矢量的信息、关于变换和量化的类型的信息等并且还包括各种其它信息。
换言之，比特流解码器510通过对来自视频编码装置500的作为已编码数据的比特流进行解码，来提取包含视频的当前块的像素信息的经量化的频率变换块，并向预测单元550发送用于预测提取块的所需信息。
通过使用从比特流解码器510发送的预测所需信息，预测单元550可以按照与视频编码装置300的预测单元310相同的方式来预测当前块。
预测单元550通过使用当前块的运动矢量所参照的基准块来生成预测块。
逆量化单元520对比特流解码器510从比特流提取出的经量化的频率变换块进行逆量化。
如同视频编码装置300的逆变换器370，根据本公开的至少一个实施方式的视频解码装置500的逆变换器530在按照帧间预测模式执行预测并且变换单元（TU）具有4×4的最小可用变换单元（TU）尺寸时，利用逆DST将经逆量化的频率变换块逆变换到像素域，而针对其它剩余频率变换块利用逆DCT将经逆量化的频率变换块逆变换到像素域。
加法器540通过将经过逆变换器530的逆变换而重构的残差信号和预测单元550生成的预测像素值相加，来重构当前块的原始像素值。
加法器540或预测单元550重构的当前块被发送到帧存储器560，并接着被预测单元550用于另一个块的预测。
帧存储器560存储所重构的视频并允许生成帧间预测块和帧内预测块。
通过将图3的视频编码装置300的比特流输出端子和图4的视频解码装置500的比特流输入端子连接，而可以实现根据本公开的实施方式的视频编码/解码装置。
根据本公开的实施方式的视频编码/解码装置包括视频编码器，视频编码器生成当前块的预测块，通过针对变换单元的每个尺寸利用不同变换方法对通过从当前块减去预测块而生成的残差块进行变换，来生成频率变换块，对所生成的频率变换块进行量化，并经将量化的频率变换块编码为比特流。视频编码/解码装置还包括：视频解码器，视频解码器从比特流提取经量化的频率变换块和与变换单元有关的信息，通过对经量化的频率变换块进行逆量化来重构频率变换块，通过根据所提取的变换单元利用不同的逆变换方法对频率变换块进行逆变换来重构残差块，根据运动矢量所参照的基准块生成预测块，并且通过将所重构的残差块和预测块相加来重构当前块。
这里，视频编码器可以由根据本公开的实施方式的视频编码装置300实现，并且视频解码器可以由根据本公开的实施方式的视频解码装置500实现。
图6是用于描述根据本公开的实施方式的视频编码方法的流程图。
具体地说，视频编码装置300通过以下步骤对视频进行编码：预测步骤S610，通过使用视频的当前块的运动矢量值而生成预测值；减去步骤S620，通过计算当前块的原始像素值和预测像素值之间的差值来生成残差信号；变换步骤S630，当经由帧间预测生成的残差信号对应于具有4×4的尺寸的变换单元（TU）时，通过使用DST将残差信号变换到频率域，而当残差信号对应于其他尺寸的变换单元（TU）时，通过使用DCT将残差信号变换到频率域；量化步骤S640，对变换到频率域的残差信号进行量化；和比特流生成步骤S650，将经量化的频率变换残差信号编码为比特流。
这里，由于在功能上，预测步骤S610对应于预测单元310，变换步骤S630对应于变换器330，量化步骤S640对应于量化单元340，而比特流生成步骤S650对应于比特流生成器350，所以将省略对它们的详细描述。
图7是用于描述根据本公开的实施方式的视频解码方法的流程图。
在通过有线/无线通信网络、线缆等接收到视频的比特流时存储视频的比特流，视频解码装置500经过使用当前块的运动矢量值生成预测值，并且将所生成的预测值与仅当经量化的频率变换系数存在时生成的经逆量化和逆变化的残差信号相加，可以遵从用户选择或通过在视频解码装置500上运行的特定编程算法来重构视频。
为此，视频解码装置500通过以下步骤对发送的比特流进行解码：比特流解码步骤S710，对比特流进行解码以提取表示与视频的当前块的像素值有关的信息的经量化的频率变换块；逆量化步骤S720，对经量化的频率变换块进行逆量化；逆变换步骤S730，当经逆量化的频率变换块是通过帧间预测而预测的4×4变换单元（TU）时，通过使用逆DST将经逆量化的频率变换块逆变换到像素域，当经逆量化的频率变换块大于4×4变换单元时，通过使用逆DCT将经逆量化的频率变换块逆变换到像素域；预测步骤S740，通过使用运动矢量值生成预测值；和相加步骤S750，通过将在步骤S730中所重构的当前块的残差信号与在步骤S740中预测的当前块的每个像素的预测像素值相加，来重构当前块的原始像素值。当不存在经量化的频率变换残差信号时，预测步骤S740得到当前块。
这里，由于在功能上，比特流解码步骤S710对应于比特流解码器510，逆量化步骤S720对应于逆量化单元520，逆变换步骤S730对应于逆变换器530，预测步骤S740对应于预测单元550，而相加步骤S750对应于加法器540，所以将省略对它们的详细描述。
根据本公开的实施方式的视频编码/解码方法可以通过将根据本公开的实施方式的视频编码方法和根据本公开的实施方式的视频解码方法组合在一起来实现。
根据本公开的实施方式的视频编码/解码方法包括：对视频进行编码，其包括：生成当前块的预测块；通过针对不同的变换单元使用不同变换方法对通过从当前块减去预测块而生成的残差块进行变换，来生成频率变换块；对所生成的频率变换块进行量化；和将经量化的频率变换块编码为比特流。并且视频编码/解码方法还包括对视频进行解码，其包括：从比特流提取经量化的频率变换块和关于变换单元的信息；对经量化的频率变换块进行逆量化来重构频率变换块；通过根据所提取的变换单元使用不同逆变换方法来对频率变换块进行逆变换来重构残差块；根据运动矢量所参照的基准块生成预测块；和将所重构的残差块和预测块相加以重构当前块。
这里，对视频进行编码的步骤可以由根据本公开的实施方式的视频编码步骤实现，而对视频进行解码的步骤可以由根据本公开的实施方式的视频解码步骤实现。
在上面的描述中，尽管本公开的实施方式的全部组件可能已经被解释为组装或可操作地连接为单元，但本领域普通技术人员将理解本公开不限于这些实施方式。而是，在本公开的一些实施方式内，各组件被选择性地和可操作地按照许多方式组合。组件的每一个能够单独实现为硬件或部分或作为整体而组合在一起，并且能够实现为计算机程序，计算机程序具有程序模块，程序模块驻留在计算机可读介质中并使处理器或微处理器执行与硬件等同的功能。本领域技术人员理解构成这样的程序的代码或代码段。计算机程序存储在非瞬时计算机可读介质（Computer Readable Media）中，其在操作中实现本公开的实施方式。在一些实施方式中，计算机可读介质包括磁记录介质、光学记录介质或载波介质。
尽管出于说明的目的描述了本公开的示例性实施方式，但本领域技术人员将理解，在不偏离本公开的实质特征的情况下，各种修改、添加和替换是可能的。因此，为了简短和清楚而描述了本公开的示例性实施方式。因此，本领域普通技术人员将理解，本公开的范围不由上面明确描述的实施方式限定，而是由其权利要求及其等同物限定。
工业实用性
如上所述，对于通过根据变换单元经过不同变换方法或不同逆变换方法来变换残差块或逆变换频率系数块以获得提高压缩率的效果，本公开是非常有用的。
相关申请的交叉参考
如果适用，则本申请根据119（a）（35U.S.C§119(a)）要求于2011年6月30日在韩国提交的专利申请No.10-2011-0064541的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文。另外，这个非临时申请在除了美国之外的其它国家根据相同原因要求基于该韩国专利申请的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文。

Claims (17)

1.一种视频编码/解码装置，所述视频编码/解码装置包括：
视频编码器，所述视频编码器被构造为
生成当前块的预测块，
通过按照不同变换单元使用不同变换方法来对通过从所述当前块减去所述预测块而生成的残差块进行变换，来生成频率变换块，
对所生成的频率变换块进行量化，和
将经量化的频率变换块编码为比特流；以及
视频解码器，所述视频解码器被构造为
从所述比特流提取经量化的频率变换块和与变换单元有关的信息，
通过对所述经量化的频率变换块进行逆量化来重构所述频率变换块，
通过按照所提取的变换单元使用不同逆变换方法对所述频率变换块进行逆变换，来重构残差块，
根据运动矢量所参照的基准块来生成预测块，和
将所重构的残差块和所述预测块相加以重构所述当前块。
2.一种对视频进行编码的装置，所述装置包括：
预测单元，所述预测单元被构造为生成当前块的预测块；
减去单元，所述减去单元被构造为通过从所述当前块减去所述预测块来生成残差块；
变换器，所述变换器被构造为通过按照不同变换单元使用不同变换方法对所述残差块进行变换，来生成频率变换块；
量化单元，所述量化单元被构造为通过对所述频率变换块进行量化来生成经量化的频率变换块；和
比特流生成器，所述比特流生成器被构造为将所述经量化的频率变换块编码为比特流。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述变换器通过在对可用变换单元尺寸中的最小尺寸的变换单元（TU）执行变换时，使用基于离散正弦变换（DST:DiscreteSine Transform）的变换方案，将所述残差块变换为所述频率变换块。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述变换单元的最小尺寸是4×4。
5.根据权利要求2所述的装置，其中，所述变换器通过在对除了最小可用尺寸的变换单元以外的变换单元执行变换时，使用基于离散余弦变换（DCT:DiscreteCosine Transform）的变换方案，将所述残差块变换为所述频率变换块。
6.根据权利要求2所述的装置，其中，所述变换器仅在预测模式是帧间预测模式时，按照不同变换单元使用不同变换方法。
7.一种用于对视频进行解码的装置，所述装置包括：
比特流解码器，所述比特流解码器被构造为从比特流中提取经量化的频率变换块和关于变换单元的信息；
逆量化单元，所述逆量化单元被构造为通过对所述经量化的频率变换块进行逆量化来重构频率变换块；
逆变换器，所述逆变换器被构造为通过按照所提取的变换单元利用不同逆变换方法对所述频率变换块进行逆变换来重构残差块；
预测单元，所述预测单元被构造为根据运动矢量所参照的基准块生成预测块；和
加法器，所述加法器被构造为通过将所重构的残差块和所述预测块相加来重构当前块。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述逆变换器通过在从所提取的变换单元识别出的信息指示可用变换单元尺寸中的最小尺寸的变换单元时，使用离散正弦逆变换（逆DST）方案，来重构所述频率变换块。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述变换单元的最小尺寸是4×4。
10.根据权利要求7所述的装置，其中，所述逆变换器通过在对除了最小可用尺寸的变换单元以外的变换单元执行变换时，使用离散余弦逆变换（逆DCT）方案来重构所述频率变换块。
11.一种视频编码/解码方法，所述视频编码/解码方法包括：
视频编码步骤，视频编码步骤包括以下步骤：
生成当前块的预测块，
通过按照变换单元使用不同变换方法来对通过从所述当前块减去所述预测块而生成的残差块进行变换来生成频率变换块，
对所生成的频率变换块进行量化，和
将经量化的频率变换块编码为比特流；以及
视频解码步骤，视频解码步骤包括以下步骤：
从所述比特流提取经量化的频率变换块和与变换单元有关的信息，
通过对所述经量化的频率变换块进行逆量化来重构所述频率变换块，
通过按照所提取的变换单元使用不同逆变换方法对所述频率变换块进行逆变换，来重构残差块，
根据运动矢量所参照的基准块来生成预测块，和
将所重构的残差块和所述预测块相加以重构所述当前块。
12.一种对视频进行编码的方法，所述方法包括以下步骤：
生成当前块的预测块的预测步骤；
从所述当前块减去所述预测块来生成残差块的减去步骤；
通过按照不同变换单元使用不同变换方法对所述残差块进行变换，来生成频率变换块的变换步骤；
对所述频率变换块进行量化，来生成经量化的频率变换块的量化步骤；和
将经量化的频率变换块编码为比特流的比特流生成步骤。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述变换包括以下步骤：通过在对可用变换单元尺寸中的最小尺寸的变换单元（TU）执行变换时使用离散正弦变换（DST）方案，而在对除了所述最小尺寸的变换单元以外的变换单元执行变换时使用离散余弦变换（DCT）方案，将所述残差块变换为所述频率变换块。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述变换单元的最小尺寸是4×4。
15.一种对视频进行解码的方法，所述方法包括以下步骤：
从比特流提取经量化的频率变换块和与变换单元有关的信息的比特流解码步骤；
对所述经量化的频率变换块进行逆量化来重构频率变换块的逆量化步骤；
根据所提取的变换单元利用不同逆变换方法对所述频率变换块进行逆变换，以重构残差块的逆变换步骤；
根据运动矢量所参照的基准块来生成预测块的预测步骤；和
将所重构的残差块和所述预测块相加来重构当前块的相加步骤。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，在所述逆变换步骤中，通过在从所提取的变换单元识别的信息指示可用变换单元尺寸中的最小尺寸的变换单元时使用离散正弦逆变换（逆DST）方案，而在对除了所述最小尺寸的变换单元以外的变换单元执行变换时使用离散余弦逆变换（逆DCT）方案，来重构所述频率变换块。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述变换单元的最小尺寸是4×4。
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