[发明专利]用于编码和解码视频信号的视频编码块的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于解码视频编码块的解码装置。所述解码装置包括解码单元和划分单元。所述解码单元对所述视频编码块进行解码，以提供残差视频编码块；所述划分单元基于所述编码信息将所述视频编码块分成包括第一区域和第二区域的两个或更多个区域。所述编码信息包括与所述视频编码块的所述第一区域相关联的第一区域运动矢量和与所述视频编码块的所述第二区域相关联的第二区域运动矢量。帧间预测单元基于所述第一区域运动矢量确定第一参考帧中共位置的第一区域，基于所述第二区域运动矢量确定第二参考帧中共位置的第二区域，基于所述共位置的第一区域和所述共位置的第二区域生成预测视频编码块。所述预测视频编码块包括预测第一区域和预测第二区域。运动相关滤波单元基于所述第一区域运动矢量和所述第二区域运动矢量确定散度测量值，并且根据所述散度测量值对所述预测视频编码块应用第一滤波器或第二滤波器。重构单元基于所述滤波预测视频编码块和所述残差视频编码块来重构所述视频编码块。

技术领域

总体上，本发明涉及视频编码领域。更具体地，本发明涉及使用基于分割的分区来编码和解码视频信号的视频编码块的装置和方法，来实现所述视频编码块帧间预测。

背景技术

在当前的视频编码方案中，例如H.264/AVC(“高级视频编码”)或HEVC(“高效视频编码”)，帧间预测图像(也称为帧)中的运动信息被分为可配置大小的矩形视频编码块。尽管在H.264/AVC中所述运动信息被分为最大尺寸为16x16像素的对称视频编码块，即所谓的宏块，其可以进一步细分为最小尺寸4x4像素，但是HEVC将宏块替换为最大尺寸为64x64像素的编码树单元(coding tree unit，简称CTU)。所述CTU不仅仅是一个更大的宏块，因为它可以在四叉树(quadtree，简称QT)分解方案中被分为更小的编码单元(coding unit，简称CU)，而所述更小的编码单元又可以细分为最小尺寸8×8像素。此外，与H.264/AVC相比，HEVC还支持对编码单元(coding unit，简称CU)进行非对称块分区(asymmetric blockpartitioning，简称AMP)，将其分为预测单元(prediction unit，简称PU)。

在所述编码过程期间，基于比率失真优化标准确定每个CTU的分解和分区。虽然AMP已经提供了改进的编码效率，但是编码效率的问题可能会沿着视频序列中移动对象的边界出现。不是绝对垂直或水平的对象边界可能导致沿着所述对象边界进行精细的四叉树分解和块分区。由于预期沿所述边界的块包含类似的运动信息，因此引入冗余，这降低了所述编码效率。

尝试解决该问题的方法称为几何运动分区(geometric motion partitioning，简称GMP)，其所基于的思想是通过实际上可以具有任何方向的直线将矩形视频编码块分为两个区域。该方法可以更灵活地进行运动分区，因此更近似实际运动。然而，在穷举搜索中找到视频编码块的最佳GMP，会极大地增加计算复杂度。此外，还必须提供用于附加GMP信息的有效预测编码方案。

在更通用和更高级的分区方法中，包含对象边界的视频编码块沿着实际对象边界被分为两个(或更多)区域，其中所述两个或更多区域承载着连贯而又不同的运动信息。由于所述边界形状可能很复杂，编码所述边界并将其作为边信息发送到解码器在数据速率方面通常不是有效的选择。为解决该问题，可以使用已有的信息(例如，从可用的参考图像)来确定解码器(和编码器)侧的对象边界。找到正确的对象边界是图像分割领域的典型问题。可以根据许多图像特征来执行分割，例如像素亮度、色度、纹理或其组合。

通常，在如今的常见视频编解码器(例如AVC和HEVC)中使用的基于块的帧间预测方法中没有一种统一的方案来解决遮挡问题，当视频序列内的重叠对象移动到不同方向时会发生所述遮挡问题。例如，在视频序列中，前景对象以高速向右下方移动，而背景对象以低速向右移动，新内容将在前景和背景之间的边界的左侧被显示出来。因此，在所述视频序列中的其它区域，现有背景将被移动的前景对象覆盖。