[发明专利]视频编码设备、视频解码设备、视频编码方法、视频解码方法，以及程序

说明书

技术领域

本发明涉及用于自动分割编码树单元的视频编码设备和视频解码设备。

背景技术

基于非专利文献(NPL)1中所描述的系统的视频编码系统将数字化视频的每一帧划分成编码树单元(CTU)，并且每个CTU按光栅扫描顺序被编码。每个CTU按四叉树结构被分割成编码单元(CU)并且被编码。每个CU被分割成预测单元(PU)并且被预测。此外，每个CU的预测误差按四叉树结构被分割成变换单元(TU)并且被变换。

CU是帧内预测/帧间预测的编码单元。帧内预测和帧间预测在下面将被描述。

帧内预测是根据要被编码的帧的重构的图像的预测。在NPL 1中所描述的系统中，在要被编码的块周围的重构的像素被外推以生成帧内预测信号。下文中，使用帧内预测的CU被称为帧内CU。注意，在NPL 1中，帧内CU的pred_mode_flag语法的值为1。

此外，不使用帧内预测的帧内CU被称为I_PCM(帧内脉冲码调制)CU。在I_PCM CU中，CU的图像被完好地发送，而不是发送CU的预测误差。注意，在NPL 1中，I_PCM CU的pcm_flag语法的值为1。

帧间预测是基于与要被编码的帧在显示时间上不同的重构的帧(参考图片)的图像的预测。在下文中，帧间预测也被称为间预测。图10是描述帧间预测的示例的说明性示图。运动矢量MV＝(mv_x,mv_y)指示参考图片的重构的图像块相对于要被编码的块的平移量。在帧间预测中，帧间预测信号基于参考图片的重构的图像块而被生成(在必要的情况下使用像素插值)。下文中，使用帧间预测的CU被称为帧间CU。注意，在NPL 1中，帧间CU的pred_mode_flag语法的值为0。

使用帧间预测不发送运动矢量差别信息和CU预测误差的帧间CU被称为Skip CU。在NPL 1中，Skip CU的skip_flag语法的值为1。

只利用以上所提到的帧内CU编码的帧被称为I帧(或I图片)。包括帧间CU以及帧内CU的编码的帧被称为P帧(或P图片)。包括帧间CU的编码的帧被称为B帧(或B图片)，对于该B帧，不只是一个参考图片而是两个参考图片被同时用于块的帧间预测。

帧内预测和帧间预测如上所述。

参考图11，典型的视频编码设备的配置和操作将被描述，该视频编码设备接收数字化视频的每个帧的每个CU作为输入图像并且输出比特流。

图11中所示的视频编码设备包括变换器/量化器102、熵编码器103、逆变换器/逆量化器104、缓冲器105、预测器106、PCM编码器107、PCM解码器108、复用数据选择器109、复用器110、开关121和开关122。

如图12中所示，帧由LCU(最大编码单元)构成。LCU由CU(编码单元)构成。图12是示出了在帧的空间分辨率为CIF(共用中间格式)并且CTU尺寸为64时帧t的CTU分割的示例和帧t中的CTU8的CU分割的示例。CTU8的四叉树结构可以通过以下来表示：在CUDepth＝0处的cu_split_flag＝1，指示64×64区域被分割；在CUDepth＝1处的三个cu_split_flag＝0，指示前三个32×32的CU(CU0、CU1和CU2)未被分割；在CUDepth＝1处的cu_split_flag＝1，指示最后一个32×32的CU被分割；在CUDepth＝2处的三个cu_split_flag＝0，指示前三个16×16的CU(CU3、CU4和CU5)未被分割的、在CUDepth＝2处的cu_split_flag＝1，指示最后一个16×16的CU被分割；以及在CUDepth＝3处的四个cu_split_flag＝0，指示所有的8×8的CU(CU6、CU7、CU8和CU9)未被分割。

图11中所示的视频编码设备按光栅扫描顺序编码LCU，并且按z-扫描顺序编码构成每个LCU的CU。CU的尺寸为64×64、32×32、16×16和8×8中的任一个。最小的CU被称为最小编码单元(SCU)。

变换器/量化器102对图像(预测误差图像)进行频率变换，预测信号从所述图像中被减掉以获得预测误差图像的频率变换系数。

变换器/量化器102还利用预定的量化步进尺寸Qs对来量化频率变换系数。下文中，经量化的频率变换系数被称为系数量化值或者量化水平值。

熵编码器103熵编码预测参数和量化水平值。预测参数是与关于以上所提到的CU和被包括在CU中的PU(预测单元)的预测类型(帧内预测或帧间预测)的信息相关的信息。