CN107258084A - 使用自适应扫描顺序编码/解码视频信号的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于解码视频信号的方法，该方法包括步骤：从视频信号提取当前块的内预测模式；基于与内预测模式相对应的扫描顺序信息来产生预测块；以及，使用所产生的预测块和差分块来恢复当前块。本发明提供一种方法，该方法特征在于基于内预测模式的方向来确定扫描顺序信息。

Description

使用自适应扫描顺序编码/解码视频信号的方法和设备
技术领域
本发明涉及视频信号的编码/解码方法，更具体地，涉及通过根据预测模式应用自适应扫描顺序来执行更准确的预测的技术。
背景技术
压缩编码是指通过通信线路发送数字化信息或以适合于存储介质的形式存储数字化信息的一系列信号处理技术。诸如视频、图像和语音的媒体可以是压缩编码的目标，特别地，使用将视频作为目标执行压缩编码的技术被称为视频压缩。
下一代视频内容将具有高空间分辨率、高帧率和高维度场景表示的特征。为了处理这些内容，存储器存储、存储器存取速率和处理能力技术将显著增加。
因此，有必要设计一种用于更有效率地处理下一代视频内容的编译工具。
发明内容
技术问题
本公开的目的是提出一种在执行内预测(intra prediction)时根据预测模式自适应地应用扫描顺序(scan order)的方法。
本公开的目的是提出一种用于在预测单元(PU)中确定变换单元(TU)扫描顺序的方法。
本公开的目的是提出一种用于当执行内预测时根据预测模式确定可用的参考样本的方法。
本公开的目的是提出一种使用根据预测模式确定的参考样本来执行更有效率的预测的方法。
本公开的目的是提出一种用于在预测单元(PU)中用信号传送表示变换单元(TU)的扫描顺序的信息的方法。
技术方案
本发明的实施例提出了一种用于设计用于高效率压缩的编译工具的方法。
此外，本发明的实施例提出了一种在预测过程中更有效率的预测方法。
此外，本发明的实施例提出了一种用于改变预测单元(PU)中的变换单元(TU)的扫描顺序的方法。
此外，本发明的实施例提出了一种当执行内预测时根据预测模式自适应地应用扫描顺序的方法。
此外，本发明的实施例提出了一种用于当执行内预测时根据预测模式确定可用的参考样本的方法。
此外，本发明的实施例提出了一种使用根据预测模式确定的参考样本来执行更有效率的预测的方法。
此外，本发明的实施例提出了一种用于在预测单元(PU)中用信号传送表示变换单元(TU)的扫描顺序的信息的方法。
技术效果
根据本发明，当执行内预测时，根据预测模式来自适应地应用扫描顺序，并且因此可以确保更多数目的可用参考样本，以及适合于预测模式的参考样本。
此外，可以确保更多数目的参考样本，并且如此一来可以获得适合于预测模式的参考样本，并且因此可以提高预测性能。
此外，本发明提供了一种用于确定预测单元(PU)中的变换单元(TU)扫描顺序的方法，并且因此可以提高预测性能，并且还可以提高编译效率。
此外，通过提供用于用信号传送表示在预测单元(PU)中的变换单元(TU)的扫描顺序的信息的方法，可以提高编译效率。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的用于编码视频信号的编码器的配置的框图。
图2是示出根据本发明的实施例的用于解码视频信号的解码器的配置的框图。
图3是示出根据本发明的实施例的编译单元的划分结构的图。
图4是本发明被应用到的实施例，并且是用于示出预测单元的图。
图5和图6是本发明被应用到的实施例，其中图5是用于说明内预测方法的图，以及图6是用于示出根据内预测模式的预测方向的图。
图7是用于描述作为本发明被应用到的实施例的、在内预测的垂直模式中的变换单元(TU)深度1的预测过程的图。
图8是用于描述作为本发明被应用到的实施例的、在内预测的方向模式中根据相对于TU深度1的光栅扫描的预测过程的图。
图9是用于描述作为本发明被应用到的实施例的、在内预测的方向模式中根据相对于TU深度1的垂直扫描的预测过程的图。
图10和图11示出了作为本发明被应用到的实施例的用于描述在内预测的方向模式中的相对于TU深度2的垂直扫描的必要性的根据光栅扫描的预测过程。
图12和图13示出了作为本发明被应用到的实施例的用于描述在内预测的方向模式中相对于TU深度2的水平扫描的必要性的根据光栅扫描的预测过程。
图14至17是作为本发明被应用到的实施例的用于描述根据TU解码顺序变量的TU解码顺序的图。
图18是作为本发明被应用到的实施例的用于用信号传送用于内预测的扫描顺序标志的语法。
图19是用于描述作为本发明被应用到的实施例的用于使用与内预测模式相对应的扫描顺序执行预测的过程的流程图。
图20是作为本发明被应用到的实施例的基于表示是否发送用于内预测的扫描顺序信息的标志执行内预测的过程的流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种用于对视频信号进行解码的方法，包括：从视频信号提取当前块的内预测模式；基于与内预测模式相对应的扫描顺序信息来产生预测块；以及通过使用所产生的预测块和残差块(residual block)来重建当前块，并且基于内预测模式的方向来确定扫描顺序信息。
在本发明中，扫描顺序信息是根据内预测模式得到的变量。
在本发明中，扫描顺序信息包括光栅扫描、垂直扫描、水平扫描或之字形扫描中的至少一个。
在本发明中，该方法还包括从视频信号获得扫描顺序信息，并且为每个预测单元获得扫描顺序信息。
在本发明中，该方法还包括获得表示是否发送用于内预测的扫描顺序信息的标志，并且当该标志指示用于内预测的扫描顺序信息的发送时，获得扫描顺序信息。
在本发明中，在序列参数集(SPS)、图片参数集(PPS)或片头(slice header)中的至少一个级别中定义标志。
在本发明中，当内预测模式小于2时，扫描顺序信息对应于光栅扫描，当内预测模式为2或更大且小于18时，扫描顺序信息对应于水平扫描，并且当内预测模式为18或更大时，扫描顺序信息对应于垂直扫描。
本发明提供了一种用于对视频信号进行解码的装置，包括：比特流提取单元，被配置为从视频信号提取当前块的内预测模式；内预测单元，被配置为基于与内预测模式相对应的扫描顺序信息来产生预测块；以及重建单元，被配置为通过使用所产生的预测块和残差块来重建当前块，并且基于内预测模式的方向来确定扫描顺序信息。
在本发明中，比特流提取单元从视频信号提取扫描顺序信息，并为每个预测单元获得扫描顺序信息。
在本发明中，比特流提取单元提取表示是否发送用于内预测的扫描顺序信息的标志，并且当标志指示用于内预测的扫描顺序信息的发送时，获得扫描顺序信息。
发明的模式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例的构造和操作，参考附图描述的本发明的构造和操作被描述为实施例，并且本发明的范围、核心构造和操作不限于此。
此外，从当前广泛使用的一般术语中选择本发明中使用的术语，但是在特定情况下，使用申请人任意选择的术语。在这种情况下，在对相应部分的详细描述中，由于其含义被清楚地描述，所以不应该仅使用在本发明的描述中使用的术语的名称简单地解释术语，并且相应术语的含义应该被理解和解释。
此外，当存在被选择来用于描述本发明的一般术语或具有相似含义的另一术语时，可以替换本发明中使用的术语以进行更合适的解释。例如，在每个编译处理中，可以适当地替换和解释信号、数据、样本、图片、帧和块。此外，在每个编译处理中，可以适当地替换和解释分区、分解、分割和划分。
图1示出了根据本发明的一个实施例的用于编码视频信号的编码器的示意性框图。
参考图1，编码器100可以包括图像切分单元110、变换单元120、量化单元130、逆量化单元140、逆变换单元150、滤波单元160、DPB(解码图片缓冲器)170、间预测单元(inter-prediction unit)180、内预测单元(intra-prediction unit)185和熵编码单元190。
图像切分单元110可以将输入到编码器100的输入图像(或图片、帧)划分成一个或多个处理单元。例如，处理单可以是编译树单元(CTU)、编译单元(CU)、预测单元(PU)或变换单元(TU)。
然而，术语仅用于说明本公开的方便，本发明不限于术语的定义。在本说明书中，为了便于说明，使用术语“编译单元”作为在对视频信号进行编码或解码的处理中使用的单元，但是本发明不限于此，也可以基于本公开的内容适当选择另一处理单元。
编码器100可以通过从输入图像信号减去从间预测单元180或内预测单元185输出的预测信号来产生残差信号。产生的残差信号可以被发送到变换单元120。
变换单元120可以对残差信号应用变换技术以产生变换系数。变换处理可以应用于具有相同尺寸的正方形的像素块，或者可应用于除了正方形之外的可变大小的块。
量化单元130可以量化变换系数并将量化的系数发送到熵编码单元190。熵编码单元190可对量化的信号进行熵编码，然后将熵编码的信号作为比特流输出。
从量化单元130输出的量化信号可以用于产生预测信号。例如，量化信号可以分别经由环路中的逆量化单元140和逆变换单元150进行逆量化和逆变换，以重建残差信号。可以将重建的残差信号加到从间预测单元180或内预测单元185输出的预测信号，以产生重建信号。
另一方面，在压缩处理中，可以通过不同的量化参数量化相邻块，从而可能发生块边界的劣化。这种现象称为成块伪影(blocking artifacts)。这是评估图像质量的重要因素之一。可以进行滤波处理以减少这种劣化。使用滤波处理，可以消除成块劣化，并且同时可能降低当前图片的误差，从而提高图像质量。
滤波单元160可以对重建的信号应用滤波，然后将经滤波的重建信号输出到再现设备或解码图片缓冲器170。发送到解码图片缓冲器170的滤波信号可以在间预测单元180用作参考图片。以这种方式，在间预测模式中使用滤波图片作为参考图片，不仅可以提高图片质量，而且可以提高编译效率。
解码图片缓冲器170可以将滤波图片存储在间预测单元180中作为参考图片。
间预测单元180可以参考重建的图片来执行时间预测和/或空间预测，以消除时间冗余和/或空间冗余。在这种情况下，用于预测的参考图片可以是在先前的编码/解码中基于块经由量化和逆量化获得的变换信号。因此，这可能导致成块伪影或振荡伪影。
因此，为了解决由于信号的不连续性或量化造成的性能劣化，间预测单元180可以使用低通滤波器在子像素的基础上在像素之间内插信号。在这种情况下，子像素可以表示通过应用内插滤波器而产生的虚拟像素。整数像素表示存在于重建图片中的实际像素。插值方法可以包括线性插值、双线性插值和维纳滤波器等。
可以将内插滤波器应用于重建图片，以提高预测的精度。例如，间预测单元180可以将内插滤波器应用于整数像素以产生内插像素。间预测单元180可以使用由内插像素组成的内插块作为预测块来执行预测。
内预测单元185可以通过参考当前要编码的块的附近的样本来预测当前块。
内预测单元185可以执行以下过程来执行内预测。首先，内预测单元185可以准备产生预测信号所需的参考样本。然后，内预测单元185可以使用准备的参考样本来产生预测信号。此后，内预测单元185可以对预测模式进行编码。此时，可以通过参考样本填充和/或参考样本滤波来准备参考样本。由于参考样本已执行预测和重建处理，因此可能存在量化误差。因此，为了减少这样的误差，可以对用于内预测的每个预测模式进行参照样本滤波处理。
内预测单元185可以以PU为单位选择预测模式，以执行内预测，并且可以相对于所选择的预测模式以TU为单位执行预测。另外，以TU为单位的预测性能顺序(或扫描顺序)可以遵循光栅扫描顺序。例如，在将PU分区为4个TU的情况下(或者在TU深度为1或更大的情况下)，可以按左上块->右上块->左下块->右下块的顺序执行预测。
在根据如上所述的扫描顺序执行预测的情况下，可以改变可用样本，另外，可以根据预测模式来改变所需的参考样本。
因此，本发明是提出一种用于确定考虑预测模式的扫描顺序的方法。通过考虑预测模式确定扫描顺序，可以确保更多可用的参考样本，并且可以通过其提高预测性能。
通过间预测单元180或内预测单元185产生的预测信号可以用于产生重建信号或用于产生残差信号。
图2示出了根据本发明的一个实施例的用于解码视频信号的解码器的示意性框图。
参见图2，解码器200可以包括熵解码单元210、逆量化单元220、逆变换单元230、滤波单元240、解码图片缓冲器(DPB)250、间预测单元260和内预测单元265。
可以使用再现设备再现从解码器200输出的重建视频信号。
解码器200可以接收从编码器输出的信号，如图1所示。接收到的信号可以经由熵解码单元210进行熵解码。
逆量化单元220可以使用量化步长信息从熵解码信号获得变换系数。
逆变换单元230可以对变换系数进行逆变换以获得残差信号。
可以通过将所获得的残差信号与从间预测单元260或内预测单元265输出的预测信号相加来产生重建信号。
滤波单元240可以对重建的信号应用滤波，并且可以将滤波的重建信号输出到再现设备或解码图片缓冲单元250。发送到解码图片缓冲单元250的滤波信号可以在间预测单元260中用作参考图片。
这里，编码器100的滤波单元160、间预测单元180和内预测单元185的详细描述可以等同地应用于解码器200的滤波单元240、间预测单元260和内预测单元265。
图3是示出根据本发明的实施例的编译单元的划分结构的图。
编码器可以在四边形形状的编译树单元(CTU)中分割一个视频(或图片)。编码器以光栅扫描顺序通过一个CTU依序编码。
例如，CTU的尺寸可以被确定为64x64、32x32和16x16中的任一个，但是本发明不限于此。编码器可以根据输入图像的分辨率或输入图像的特性来选择和使用CTU的大小。CTU可以包括亮度分量的编译树块(CTB)和对应于其的两个色度分量的编译树块(CTB)。
一个CTU可以以四叉树(以下称为“QT”)结构分解。例如，一个CTU可以被分割成四个单元，其中，每个边的长度在具有正方形形状的同时减少一半。可以递归地执行这种QT结构的分解。
参考图3，QT的根节点可以与CTU有关。QT可以被分割直到到达叶节点，并且在这种情况下，叶节点可以被称为编译单元(CU)。
CU可以表示输入图像的处理过程的基本单元，例如执行内/间预测的编译。CU可以包括亮度分量的编译块(CB)和对应于其的两个色度分量的CB。例如，CU的尺寸可以被确定为64x64、32x32、16x16和8x8中的任一个，但是本发明不限于此，并且当视频是高分辨率视频时，CU的大小可以进一步增加或可以是各种尺寸。
参考图3，CTU对应于根节点并且具有最小深度(即，级别0)值。CTU可能不会根据输入图像的特性进行分割，并且在这种情况下，CTU对应于CU。
CTU可以以QT形式分解，因此可以产生具有级别1的深度的下级节点。在具有级别1的深度的下级节点中，不再被分割的节点(即，叶节点)对应于CU。例如，如图3B所示，对应于节点a、b和j的CU(a)、CU(b)和CU(j)在CTU中被分割一次，并具有级别1的深度。
具有级别1的深度的节点中的至少一个可以再次以QT形式分割。在具有级别2的深度的下级节点中，不再被分割的节点(即，叶节点)对应于CU。例如，如图3B中所示，对应于节点c、h和I的CU(c)、CU(h)和CU(i)在CTU中被分割两次，并具有级别2的深度。
此外，具有级别2的深度的节点中的至少一个可以再次以QT形式分割。在级别3的深度的下级节点中，不再分割的节点(即，叶节点)对应于CU。例如，如图3B中所示，对应于d、e、f和g的CU(d)、CU(e)、CU(f)和CU(g)在CTU中被分割三次，并且具有级别3的深度。
编码器可以根据视频的特性(例如，分辨率)或考虑编译效率来确定CU的最大尺寸或最小尺寸。可以将其信息或能够得到该信息的信息被包括在比特流中。具有最大尺寸的CU可以被称为最大编译单元(LCU)，并且具有最小尺寸的CU可以被称为最小编译单元(SCU)。
此外，具有树结构的CU可以以预定的最大深度信息(或最大级别信息)被分层分割。每个分割的CU可以具有深度信息。由于深度信息表示分割数目和/或CU的级别，因此深度信息可以包括关于CU的大小的信息。
由于LCU以QT形式分割，因此当使用LCU的大小和最大深度信息时，可以获得SCU的大小。或者，相反，当使用SCU的大小和树的最大深度信息时，可以获得LCU的大小。
对于一个CU，表示相应的CU是否被分割的信息可以被传送到解码器。例如，可以将该信息定义为分割标志，并且可以用“split_cu_flag”表示。除了SCU之外，分割标志可以被包括在整个CU中。例如，当分割标志的值为“1”时，相应的CU再次分割为四个CU，当分割标志的值为“0”时，相应的CU不再分割，可以执行相应的CU的编译处理。
在图3的实施例中，例示了CU的分割处理，但是上述QT结构甚至可以应用于作为执行变换的基本单元的变换单元(TU)的分割处理。
TU可以从要编译的CU在QT结构中被分层分割。例如，CU可以对应于变换单元(TU)的树的根节点。
由于TU被以QT结构分割，所以从CU分割的TU可以再次分割成较小的从属TU。例如，TU的尺寸可以被确定为32x32、16x16、8x8和4x4中的任一个，但是本发明不限于此，并且当TU是高分辨率视频时，TU的大小可以增加或可以是各种尺寸。
对于一个TU，表示相应的TU是否被分割的信息可以被传送到解码器。例如，可以将该信息定义为分割变换标志，并且可以用“split_transform_flag”表示。
除了最小尺寸的TU之外，分割变换标志可以被包括在整个TU中。例如，当分割变换标志的值为“1”时，相应的TU再次分割为四个TU，分割变换标志的值为“0”，相应的TU不再分割。
如上所述，CU是执行内预测或间预测的基本编译单元。为了更有效地编译输入图像，CU可以被分割成预测单元(PU)。
PU是产生预测块的基本单元，并且即使在一个CU内也可以在PU单元中不同地产生预测块。可以根据是否使用内预测模式或使用间预测模式作为PU所属的CU的编译模式，来不同地分割PU。
图4是本发明被应用到的实施例，并且是用于示出预测单元的图。
根据是否使用内预测模式或间预测模式作为PU所属的CU的编译模式，PU被不同地分区。
图4(a)示出了在使用内预测模式作为PU所属的CU的编译模式的情况下的PU，图4(b)示出了在使用间预测模式作为PU所属的CU的编译模式的情况下的PU。
参见图4(a)，假设一个CU的大小为2Nx2N(N＝4、8、16或32)的情况，一个CU可以被分区为两种类型(即，2Nx2N和NxN)。
在这种情况下，如果一个CU被分区为2Nx2N形式的PU，则这意味着在一个CU内仅存在一个PU。
相反，如果一个CU被分区为N×N形式的PU，则将一个CU分区为四个PU，并且产生每个PU的不同预测块。在这种情况下，仅当CU的亮度分量的CB的大小是最小尺寸(即，如果CU是SCU)时，可以执行PU的划分。
参考图4(b)，假设一个CU的大小为2Nx2N(N＝4、8、16或32)，则一个CU可以被分区为八个PU类型(即，2Nx2N、NxN、2NxN、Nx2N、nLx2N、nRx2N、2NxnU和2NxnD)。
如在内预测中，只有当CU的亮度分量的CB的大小是最小尺寸(即，如果CU是SCU)时，可以执行NxN形式的PU分区。
在间预测中，支持其中PU沿横向方向被分区的2NxN形式的PU分区和其中PU沿纵向方向被分区的Nx2N形式的PU分区。
此外，支持nLx2N、nRx2N、2NxnU和2NxnD形式的PU分区，即非对称运动分区(AMP)形式。在这种情况下，“n”表示2N的1/4值。然而，如果PU所属的CU是最小尺寸的CU，则不能使用AMP。
为了有效率地对一个CTU内的输入图像进行编译，可以通过以下执行过程基于最小速率失真来确定编译单元(CU)、预测单元(PU)和变换单元(TU)的最佳分区结构。例如，描述了在64x64CTU内的最佳CU分区处理。可以通过从64x64大小的CU到8x8大小的CU的分区处理来计算速率失真成本，其详细处理如下。
1)通过对64x64的CU执行间/内预测、变换/量化和逆量化/逆变换以及熵编码来确定产生最小速率失真值的最佳PU和TU的分区结构。
2)64x64CU被分区为32x32尺寸的四个CU，并且确定对于32x32个CU中的每个产生最小速率失真值的PU和TU的最佳分区结构。
3)32x32CU被再次分区为16x16个大小的四个CU，并且确定对于16x16个CU中的每个产生最小速率失真值的PU和TU的最佳分区结构。
4)16x16CU被再次分区为8x8大小的4个CU，并且确定对于8x8个CU中的每个产生最小速率失真值的PU和TU的最佳分区结构。
5)通过比较在过程3)中计算的16x16CU的速率失真值与在过程4)计算出的四个8x8CU的速率失真值的和来确定16x16块内的CU的最佳分区结构。该过程以相同的方式对剩余的三个16x16CU执行。
6)通过比较在过程2)中计算的32x32CU的速率失真值与在过程5)计算出的四个16x16CU的速率失真值之和来确定32x32块内的CU的最佳分区结构。该过程以相同的方式对剩余的三个32x32CU执行。
7)最后，通过将在过程1)中计算的64x64CU的速率失真值与在过程6)中获得的四个32x32块的速率失真值的和进行比较来确定64x64块内的CU的最佳分区结构CU。
在内预测模式中，在PU单元中选择预测模式，并且相对于所选择的预测模式在实际TU单元中执行预测和重新配置。
TU表示通过其执行实际预测和重新配置的基本单元。TU包括用于亮度分量的变换块(TB)和对应于亮度分量的TB的两个色度分量的TB。
在图3的示例中，如在一个CTU被分区为四叉树结构以产生CU的情况那样，TU从一个要编译的CU被分层地分区成四叉树结构。
TU被分区为四叉树结构，因此从CU分区的TU可以被分区成较小的下部TU。在HEVC中，TU的尺寸可以被确定为32x32、16x16、8x8和4x4中的任一个。
参见图3，假设四叉树的根节点与CU相关。四叉树被分区直到到达叶节点，并且叶节点对应于TU。
更具体地，CU对应于根节点并且具有最小深度(即，深度＝0)值。CU可以不根据输入图像的特性进行分区。在这种情况下，CU对应于TU。
CU可以以四叉树形式分区。结果，产生深度1(深度＝1)的下层节点。此外，属于深度为1且不再分区的下层节点的节点(即叶节点)对应于TU。例如，分别与节点a、b、j相对应的TU(a)、TU(a)、TU(b)和TU(j)已经分别从CU分区一次，并且深度为1。
具有1的深度的节点中的至少任一个可以再次以四叉树形式分区。结果，产生具有深度2(即，深度＝2)的下层节点。此外，属于深度为2且不再分区的下层节点的节点(即叶节点)对应于TU。例如，在图3(b)中，分别对应于节点c、h和i的TU(c)、TU(c)、TU(h)和TU(i)已经从CU分区两次，并且具有2的深度。
此外，深度为2的节点中的至少任一个可以再次以四叉树形式分区。结果，产生具有深度3(即，深度＝3)的下层节点。此外，属于深度为3并且不再被分区的下层节点的节点(即叶节点)对应于CU。例如，在图3(b)中，分别对应于节点d、e、f和g的TU(d)、TU(e)、TU(f)和TU(g)已经从CU分区三次，并具有3的深度。
具有树结构的TU具有预定的最大深度信息(或最大级别信息)，并且可以被分层分区。此外，每个分区的TU可以具有深度信息。深度信息可以包括关于TU的大小的信息，因为它指示TU的分区数目和/或度数。
关于一个TU，可以将指示相应的TU是否被分区的信息(例如，分区TU标志“split_transform_flag”)传送到解码器。分区信息被包括在除了最小尺寸的TU之外的所有TU中。例如，如果表示相应的TU是否被分区的标志的值是“1”，则将相应的TU再分区成四个TU。如果指示相应的TU是否被分区的标志的值为“0”，则不再分区相应的TU。
图5和图6是本发明被应用到的实施例。图5是用于示出内预测方法的图，图6是用于示出根据内预测模式的预测方向的图。
参考图5，解码器可以得到当前处理块的内预测模式(S501)。
在内预测中，根据预测模式，可以包括用于预测的参考样本的位置的预测方向。在本说明书中，具有预测方向的内预测模式被称为内方向预测模式(intra-directionprediction mode)“角内预测模式”或内方向模式。相反，不具有预测方向的内预测模式包括平面内(INTRA_PLANAR)预测模式和DC内(INTRA_DC)预测模式。
表1示出了与内预测模式相关联的名称，图6示出了根据内预测模式的预测方向。
[表1]
在内预测中，基于得到的预测模式来执行当前处理块的预测。用于预测的参考样本和详细预测方法根据预测模式而不同。如果以内预测模式编码当前块，则解码器可以得到当前块的预测模式以便执行预测。
解码器可以检查当前处理块的相邻样本是否可以用于预测，并且配置要用于预测的参考样本(S502)。
在内预测中，当前处理块的相邻样本是指与nSxnS大小的当前处理块的左边界相邻的样本、与左下相邻的总共2xnS个样本、与当前处理块的顶部边界相邻的样本、与右上相邻的总共2xnS个样本以及与当前处理块的左上相邻的样本。
然而，当前处理块的一些相邻样本可能尚未被解码或可能不可用。在这种情况下，解码器可以通过以可用样本替换不可用样本来配置要用于预测的参考样本。
解码器可以根据内预测模式对参考样本进行滤波(S503)。
可以基于当前处理块的大小来确定是否对参考样本执行滤波。此外，可以通过由编码器传送的滤波标志来确定滤波参考样本的方法。
解码器可以基于内预测模式和参考样本产生当前处理块的预测块(S504)。也就是说，解码器可以基于在内预测模式得到步骤S501中得到的内预测模式和通过参考样本配置步骤S502和参考样本滤波步骤S503获得的参考样本来产生当前处理块的预测块(即，产生预测样本)。
如果当前处理块以INTRA_DC模式被编码，则为了最小化处理块之间的边界的不连续性，在步骤S504，可以对预测块的左边界样本(即，与预测块内的左边界相邻的样本)和顶部边界样本(即，与预测块内的顶部边界相邻的样本)进行滤波。
此外，在步骤S504中，可以像在相对于内方向预测模式的垂直模式和水平模式的INTRA_DC模式中那样，对左边界样本或顶部边界样本应用滤波。
更具体地，如果当前处理块已经以垂直模式或水平模式编码，则可以基于位于预测方向上的参考样本来得到预测样本的值。在这种情况下，属于预测块的左边界样本或顶部边界样本并且不在预测方向上的边界样本可能与未用于预测的参考样本相邻。也就是说，距未用于预测的参考样本的距离可能远远短于距用于预测的参考样本的距离。
因此，解码器可以根据内预测方向是垂直方向还是水平方向，自适应地对左边界样本或顶部边界样本应用滤波。也就是说，如果内预测方向是垂直方向，则可以将滤波应用于左边界样本。如果内预测方向是水平方向，则可以对顶部边界样本应用滤波。
图7是用于描述作为本发明被应用到的实施例的在内预测的垂直模式中的变换单元(TU)深度1的预测过程的图。
在内预测中，以PU为单位选择预测模式，并且可以相对于选择预测模式以TU为单位执行预测。因此，将在PU中确定的预测模式应用于所有分区的TU。以TU为单位执行预测的顺序(或扫描顺序)可以以TU0->TU1->TU2->TU3的顺序进行。
参考上面的图7(a)，在内预测的垂直方式中，TU0通过参照相邻的CU的参考样本执行预测，TU1参照与上侧相邻的部分中的参考样本执行预测。
参考上面的图7(b)，TU2也通过参照与上侧相邻的部分中的参考样本执行预测，并且参照图7(c)，TU3也通过参照与上侧相邻的部分中的参考样本执行预测。
图8是用于描述作为本发明被应用到的实施例的根据在内预测的方向模式下相对于TU深度1的光栅扫描的预测过程的图。
如上所述，在内预测中，以PU为单位选择预测模式，并且可以相对于选择预测模式以TU为单位执行预测。此外，识别出以TU为单位执行预测的顺序(或扫描顺序)遵循光栅扫描顺序。例如，在将PU分区为4个TU的情况下(或者在TU深度为1或更大的情况下)，可以按左上块->右上块->左下块->右下块的顺序执行预测。
参考图8(a)，在内预测的方向模式中，TU0可以首先根据光栅扫描顺序执行预测。TU0可以使用相邻参考样本Xa执行预测。
参考图8(b)，TU1可以使用相邻参考样本Xb执行预测，但是Yb区域中的参考样本未被恢复并且不能被使用。
另外，参考图8(c)，TU2可以使用相邻参考样本Xc执行预测，并且Yc区域中的参考样本可用，但不用于实际预测。
参考图8(d)，TU3可以使用相邻参考样本Xd执行预测。
这样，根据扫描顺序，可以改变可用的参考样本。此外，可以根据预测模式来改变所需的参考样本。
因此，本发明是提出一种用于确定考虑了预测模式的扫描顺序的方法。通过考虑预测模式确定扫描顺序，可以确保更多可用的参考样本，并且可以通过其提高预测性能。
图9是用于描述作为本发明被应用到的实施例的在内预测的方向模式中根据相对于TU深度1的垂直扫描的预测过程的图。
本发明是提出一种通过考虑预测模式来确定扫描顺序的方法。可以如下表2所示确定扫描顺序。也就是说，在内预测模式处于小于10的方向模式的情况下，可以应用垂直扫描顺序，并且在内预测模式处于26或更大的方向模式的情况下，可以应用水平扫描顺序。
[表2]
内预测模式 扫描顺序
Intra_pred_mode<10 垂直扫描
Intra_pred_mode>26 水平扫描
图9示出当TU深度＝PU深度+1时根据垂直扫描顺序执行预测的情况。在垂直扫描的情况下，可以按照左上块TU0->左下块TU1->右上块TU2->右下块TU3的顺序执行预测。
参考图9(a)，TU0可以使用相邻参考样本Xa执行预测。参考图9(b)，TU1可以使用相邻参考样本Xb执行预测。在光栅扫描的情况下，Yc区域中的参考样本可用，但不用于实际预测。然而，在垂直扫描的情况下，Yc区域中的参考样本是可用的，甚至也不需要使用它。
另外，参考图9(c)，TU2可以使用相邻参考样本Xc执行预测，并且通过执行垂直扫描可以获得Yc区域中的参考样本。
参考图9(d)，TU3可以使用相邻参考样本Xd执行预测。
这样，在内预测模式是小于10的方向模式的情况下，可以应用垂直扫描顺序。在如图9(c)所示垂直扫描顺序被应用的情况下，可以附加地确保可用的参考样本Yc，从而可以提高预测性能。
图10和图11示出了作为本发明被应用到的实施例的用于描述在内预测的方向模式中相对于TU深度2的垂直扫描的必要性的根据光栅扫描的预测过程。
参考图10和图11，在TU深度＝PU深度+2的情况下示出了根据光栅扫描的预测过程，并且可以以TU0->TU1->TU2->…>TU15的扫描顺序执行预测。
上述的图8的描述可以应用于对图10(a)至图10(h)和图11(a)至图11(h)所示的预测过程的描述。以下，将仅描述用于描述根据本发明的实施例的在内预测的方向模式下的相对于TU深度2的垂直扫描所需的部分。
参考图10(b)，TU1可以使用恢复的参考样本执行预测，但是在应用光栅扫描顺序的情况下存在Y1区域中的参考样本不可用的问题。
同样，即使在图10(d)、图10(f)、图10(g)、图10(h)、图11(b)和图11(f)所示的情况下，也存在Y2、Y3、Y4、Y5、Y6和Y7区域的参考样本的每个不可用的问题。
因此，本发明是提出一种根据内预测模式应用不同扫描顺序的方法。例如，在内预测模式处于小于10的方向模式的情况下，可以应用垂直扫描顺序。在应用垂直扫描顺序的情况下，对于图10和图11中的TU，可以按照TU0->TU2->TU8->TU10->TU1->TU3->TU9->TU11->TU4->TU6->TU4->TU6->TU4->TU6TU12->TU14->TU5->TU7->TU13->TU15的扫描顺序来执行预测。
这样，在内预测模式小于10的方向模式中应用垂直扫描顺序的情况下，另外确保可用参考样本Y2、Y3、Y4、Y5、Y6和Y7，并且因此，可以进一步提高预测性能。
图12和图13示出了作为本发明被应用到的实施例的用于描述在内预测的方向模式中相对于TU深度2的水平扫描的必要性的根据光栅扫描的预测过程。
参考图12和图13，在TU深度＝PU深度+2的情况下示出了根据光栅扫描的预测过程，并且可以以TU0->TU1->TU2->…->TU15的扫描顺序执行预测。
上述图8、图11和图12的描述可以被应用到在图12(a)至图12(h)图13(a)至图13(h)所示的预测步骤的描述。在下文中，将仅描述用于描述根据本发明实施例的在内预测的方向模式中相对于TU深度2的水平扫描所需的部分。
参考图12(d)，TU3可以使用恢复的参考样本执行预测，但是在应用光栅扫描顺序的情况下，存在Y1区域中的参考样本不能预测TU3的问题。
同样，即使在图13(d)的情况下，存在Y2区域中的参考样本也不能预测TU11的问题。
因此，本发明是提出一种根据内预测模式应用不同扫描顺序的方法。例如，在内预测模式处于26或更大的方向模式的情况下，可以应用水平扫描顺序。在应用水平扫描顺序的情况下，对于图12和图13中的TU，可以按照TU0->TU1->TU4->TU5->TU2->TU3->TU6->TU7->TU8->TU9->TU12->TU13->TU10->TU11->TU14->TU15的扫描顺序执行预测。
因此，在内预测模式大于26的方向模式中应用垂直扫描顺序的情况下，另外确保可用参考样本Y1和Y2，因此可以更多改进预测性能。
图14至17是用于描述作为本发明被应用到的实施例的根据TU解码顺序变量的TU解码顺序的图。
本发明提出了一种考虑预测模式来确定扫描顺序的方法。作为实施例，可以根据内预测模式来定义TU解码顺序变量，并且可以根据TU解码顺序变量应用不同的扫描顺序。
作为实施例，在当前PU被内编译并且TU深度大于0的情况下，PU中的TU解码顺序可以遵循由TU解码顺序变量定义的顺序。例如，TU解码顺序变量可以由TuDecOrder表示。
上面的图14至图16示出了根据TU解码顺序变量或TU深度中的至少一个应用不同扫描顺序的情况。作为具体示例，参考图14(a)、图15(a)和图16(a)，识别当TuDecOrder＝0时应用光栅扫描。此外，参考图14(b)、图15(b)和图16(b)，识别当TuDecOrder＝1时应用水平扫描，并参照图14(c)、图15(c)和图16(c)，识别当TuDecOrder＝2时，应用垂直扫描。
另外，图14示出了TU深度为1的情况，图15示出了TU深度为2的情况。图16示出了TU深度为3的情况。
同时，可以基于内预测模式来确定TU解码顺序变量。例如，参考图17，在内预测模式小于2的情况下(步骤S1710)，可以应用TuDecOrder＝0，即光栅扫描(步骤S1720)。
在内预测模式为2或更大(步骤S1730)和2至17之一(步骤S1740)的情况下，可以应用TuDecOrder＝1，即，水平扫描(步骤S1750)。
并且，在内预测模式为18以上的情况下(步骤S1730)，可以应用垂直扫描(步骤S1770)。
作为本发明被应用到的另一实施例，编码器可以对于每个PU发送扫描顺序信息。此外，解码器可以接收扫描顺序信息，并相应地执行内预测。
例如，当扫描顺序信息是扫描模式时，可以如下表3所示定义扫描顺序信息。然而，本发明不限于此，并且也可行的是，使用下面的多个扫描顺序的组合。
[表3]
扫描模式 扫描顺序
0 光栅扫描
1 垂直扫描
2 水平扫描
3 之字形扫描
图18是作为本发明被应用到的实施例的用于用信号传送表示用于内预测的扫描顺序标志的语法。
作为本发明的实施例，可以定义用于表示内预测的扫描顺序的标志。该标志可以表示为intra_pred_scan_enable_flag。
参考图18，在进行内预测的情况下，可以接收表示内预测的扫描顺序的标志(步骤S1800)。当intra_pred_scan_enable_flag＝1时，可以针对每个PU发送表示扫描顺序的扫描模式。对于扫描模式，可以应用上述表3的实施例，但是本发明不限于此。当intra_pred_scan_enable_flag＝0时，不发送表示扫描顺序的扫描模式。
同时，可以在片级别中定义标志，但是本发明不限于此，也可以在序列参数集(SPS)、图片参数集(PPS)等中定义标志。
作为另一个实施例，intra_pred_scan_enable_flag可以表示是否根据内预测模式不同地应用解码顺序(或扫描顺序)。当intra_pred_scan_enable_flag＝1时，表示根据内预测模式不同地应用解码顺序(或扫描顺序)，并且当intra_pred_scan_enable_flag＝0时，表示未不同地应用解码顺序(或扫描顺序)。
图19是用于描述作为本发明被应用到的实施例的使用与内预测模式相对应的扫描顺序执行预测的过程的流程图。
首先，解码器可以从接收到的比特流提取当前块的内预测模式(步骤S1910)。
解码器可以基于与所提取的内预测模式相对应的扫描顺序信息来产生预测块(步骤S1920)。在这种情况下，特征在于，基于内预测模式的方向来确定扫描顺序信息。
另外，扫描顺序信息可以是根据内预测模式得到的变量。例如，内预测模式小于2的情况对应于光栅扫描，内预测模式为2或更大且小于18的情况对应于水平扫描，内预测模式为18或更大的情况对应于垂直扫描。
作为另一示例，扫描顺序信息可以是从编码器发送的信息。在这种情况下，可以为每个预测单元获得扫描顺序信息。
另外，扫描顺序信息可以包括光栅扫描、垂直扫描、水平扫描或之字形扫描中的至少一个。
解码器可以通过使用所产生的预测块和残差块来重建当前块(步骤S1930)。
图20是表示作为本发明被应用到的实施例的基于表示是否发送内预测的扫描顺序信息的标志执行内预测的过程的流程图。
首先，解码器可以获得表示是否发送用于内预测的扫描顺序信息的标志(步骤S2010)。在这种情况下，当标志表示发送用于内预测的扫描顺序信息时，可以获得扫描顺序信息。
例如，在标志是intra_pred_scan_enable_flag的情况下，当intra_pred_scan_enable_flag＝1时，可以在每个PU中发送表示扫描顺序的扫描模式。上述表3的实施例可以应用于扫描模式，但是本发明不限于此。当intra_pred_scan_enable_flag＝0时，不发送表示扫描顺序的扫描模式。此外，标志可以在片级别中定义，但是本发明不限于此，也可以在序列参数集(SPS)和图片参数集(PPS)等中定义标志。
同时，解码器可以从比特流提取当前块的内预测模式(步骤S2020)。
此外，解码器可以获得与内预测模式相对应的扫描顺序信息(步骤S2030)，并且可以基于获得的扫描顺序信息产生预测块(步骤S2040)。在这种情况下，特征在于，基于内预测模式的方向来确定扫描顺序信息，并且可以对其应用在本发明中描述的所有实施例。
解码器可以使用所产生的预测块和残余块重建当前块(步骤S2050)。
如上所述，在本发明中描述的实施例可以通过在处理器、微处理器、控制器或芯片上实现来执行。例如，图1和图2所示的功能单元可以通过在计算机、处理器、微处理器、控制器或芯片上实现来执行。
如上所述，应用本发明的解码器和编码器可以包括在多媒体广播发送/接收装置、移动通信终端、家庭影院视频装置、数字电影视频装置、监视摄像机、视频聊天设备、诸如视频通信的实时通信设备、移动流式发送设备、存储介质、摄像机、VoD服务提供设备、因特网流服务提供设备、三维3D视频设备、电话会议视频设备和医疗视频设备，并且可以用于对视频信号和数据信号进行编译。
此外，应用本发明的解码/编码方法可以以由计算机执行的程序的形式产生，并且可以存储在计算机可读记录介质中。根据本发明的具有数据结构的多媒体数据也可以存储在计算机可读记录介质中。计算机可读记录介质包括其中存储有可由计算机***读取的数据的所有类型的存储设备。计算机可读记录介质可以包括例如BD、USB、ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘和光学数据存储设备。此外，计算机可读记录介质包括以载波形式(例如通过因特网的发送)实现的介质。此外，由编码方法产生的比特流可以存储在计算机可读记录介质中，或者可以通过有线/无线通信网络发送。
工业实用性
为了说明的目的，已经公开了本发明的示例性实施例，并且本领域技术人员可以在所附权利要求中公开的本发明的技术精神和范围内改进、改变、替换或添加各种其他实施例。

Claims (14)

1.一种用于解码视频信号的方法，包括：
从视频信号提取当前块的内预测模式；
基于与所述内预测模式相对应的扫描顺序信息来产生预测块；以及
通过使用所产生的预测块和残差块来重建所述当前块，
其中，基于所述内预测模式的方向来确定所述扫描顺序信息。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中，所述扫描顺序信息是根据所述内预测模式得到的变量。
3.根据权利要求1所述的方法，
其中，所述扫描顺序信息包括光栅扫描、垂直扫描、水平扫描或之字形扫描中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
从所述视频信号获得所述扫描顺序信息，
其中，针对每个预测单元来获得所述扫描顺序信息。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括：
获得表示是否发送用于内预测的扫描顺序信息的标志，
其中，当所述标志指示发送用于所述内预测的扫描顺序信息时，获得所述扫描顺序信息。
6.根据权利要求5所述的方法，
其中，在序列参数集(SPS)、图片参数集(PPS)或片头中的至少一个级别中定义所述标志。
7.根据权利要求1所述的方法，
其中，当所述内预测模式小于2时，所述扫描顺序信息对应于光栅扫描，
其中，当所述内预测模式为2或更大且小于18时，所述扫描顺序信息对应于水平扫描，以及
其中，当所述内预测模式为18或更大时，所述扫描顺序信息对应于垂直扫描。
8.一种用于解码视频信号的装置，包括：
比特流提取单元，所述比特流提取单元被配置为从视频信号提取当前块的内预测模式；
内预测单元，所述内预测单元被配置为基于与所述内预测模式相对应的扫描顺序信息来产生预测块；以及
重建单元，所述重建单元被配置为通过使用所产生的预测块和残差块来重建所述当前块，
其中，基于所述内预测模式的方向来确定所述扫描顺序信息。
9.根据权利要求8所述的装置，
其中，所述扫描顺序信息是根据所述内预测模式得到的变量。
10.根据权利要求8所述的装置，
其中，所述扫描顺序信息包括光栅扫描、垂直扫描、水平扫描或之字形扫描中的至少一个。
11.根据权利要求8所述的装置，
其中，所述比特流提取单元从所述视频信号提取所述扫描顺序信息，以及
其中，针对每个预测单元来获得所述扫描顺序信息。
12.根据权利要求11所述的装置，
其中，所述比特流提取单元提取表示是否发送用于内预测的扫描顺序信息的标志，
其中，当所述标志指示发送用于所述内预测的扫描顺序信息时，获得所述扫描顺序信息。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，在序列参数集(SPS)、图片参数集(PPS)或片头中的至少一个级别中定义所述标志。
14.根据权利要求8所述的装置，
其中，当所述内预测模式小于2时，所述扫描顺序信息对应于光栅扫描，
其中，当所述内预测模式为2或更大且小于18时，所述扫描顺序信息对应于水平扫描，以及
其中，当所述内预测模式为18或更大时，所述扫描顺序信息对应于垂直扫描。
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