圖像處理方法與系統(tǒng)、解碼方法、編碼器與解碼器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種將編碼單元分割以用于畫面內(nèi)區(qū)塊復(fù)制的圖像處理方法與解碼方法，以及使用此方法的圖像處理系統(tǒng)、編碼器與解碼器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的演進(jìn)，視頻顯示器的解析、規(guī)格、尺寸越來(lái)越高，人們對(duì)視頻畫面質(zhì)量與尺寸的要求也隨之不斷上升。為滿足此需求，國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU-T)下的視頻編碼專家小組VCEG(Video Coding Experts Group)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織IS0/IEC下的動(dòng)態(tài)圖像專家小組MPEG(Moving Picture Experts Group)共同成立視頻編碼聯(lián)合工作小組JCT-VC(JointCollaborative Team on Video Coding)，并開始 H.265/HEVC(High Efficiency VideoCoding)專案，目標(biāo)為提供比H.264/AVC(Advanced Video Coding)視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)更高的編碼效率(在相同主觀質(zhì)量下約可節(jié)省50%的比特率)，尤其以高解析度(High Definit1n，HD)、超高解析度(Ultra High Definit1n, Ultra HD)等解析度高的視頻為重。
[0003]此大尺寸與高解析度的視頻應(yīng)用的環(huán)境多以自然視頻圖像為主，并已在2013年完成制訂，目前正在制定的是H.265/HEVC應(yīng)用范圍擴(kuò)展(Range Extens1ns)，其中包含制定針對(duì)屏幕分享應(yīng)用服務(wù)所需要的屏幕視頻內(nèi)容編碼(Screen Content Coding，SCC)標(biāo)準(zhǔn)。屏幕分享的視頻內(nèi)容通常會(huì)有混合的視頻內(nèi)容素材，例如畫面可能同時(shí)包含自然圖像、大量文字圖片、鼠標(biāo)指針及各種線條等，由于此屏幕應(yīng)用環(huán)境已不符H.265/HEVC當(dāng)初所設(shè)計(jì)的目標(biāo)，故JCT-VC近來(lái)已將重心轉(zhuǎn)至發(fā)展新的高效能屏幕編碼標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。SCC乃基于
H.265/HEVC現(xiàn)有的工具下進(jìn)行開發(fā)，畫面內(nèi)區(qū)塊復(fù)制(Intra Block Copy, IBC)技術(shù)就是其所發(fā)展出來(lái)的新工具。IBC的技術(shù)概念是將鄰近區(qū)塊的畫面內(nèi)容直接復(fù)制到目前正在編碼的編碼單元(Coding Unit，CU)的區(qū)塊，以減少比特傳輸量，此設(shè)計(jì)背景乃是因?yàn)槠聊粦?yīng)用環(huán)境會(huì)有較多的線條與字母等，所以鄰近區(qū)塊畫面會(huì)有很高比例與目前正在編碼的編碼單元的畫面相似。
[0004]在H.265/HEVC的標(biāo)準(zhǔn)與IBC的實(shí)作上，是以一個(gè)編碼樹單元(Coding Tree Unit，CTU)作為編碼單元編碼時(shí)的最大處理區(qū)塊，此編碼樹單元的大小通常是設(shè)定為64X64的區(qū)塊，其中編碼樹單元的大小的單位為像素。編碼單元?jiǎng)t可以是小于或等于編碼樹單元的區(qū)塊大小，例如，編碼單元會(huì)是正方矩形并且其大小可以為64 X 64、32 X 32、16 X 16與8 X 8的區(qū)塊。
[0005]圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)所繪示的使用目前畫面內(nèi)區(qū)塊復(fù)制(IBC)技術(shù)的操作的范例。
[0006]請(qǐng)參照?qǐng)D1，編碼端會(huì)在指定的搜尋范圍內(nèi)，搜尋與目前正在編碼的編碼單元102相同大小的鄰近參考區(qū)塊進(jìn)行比對(duì)，每一個(gè)參考區(qū)塊進(jìn)行比對(duì)后便可找出與目前正在編碼的編碼單元102畫面最相近的參考區(qū)塊104。而編碼端傳輸所選定的參考區(qū)塊與目前正在編碼的編碼單元102的相對(duì)位置給解碼端。解碼端即可根據(jù)此相對(duì)位置將參考區(qū)塊的畫面復(fù)制到目前正在編碼的編碼單元的區(qū)塊。IBC技術(shù)的搜尋范圍可以是局限在一個(gè)編碼樹單元(例如，編碼樹單元100-1)的大小，也可以是兩個(gè)編碼樹單元(例如，編碼樹單元100-1與編碼樹單元100-2)的大小。
[0007]由上述可知，目前的畫面內(nèi)區(qū)塊復(fù)制的概念是將與目前正在編碼的編碼單元相同大小的參考區(qū)塊復(fù)制到目前正在編碼的編碼單元區(qū)塊，然而，IBC技術(shù)會(huì)限定基于編碼單元區(qū)塊的大小來(lái)搜尋對(duì)應(yīng)的參考區(qū)塊，因此找到匹配的參考區(qū)塊的比率會(huì)偏低，進(jìn)而影響編碼的效能。據(jù)此，如何能更快速地找到適當(dāng)?shù)膮⒖紖^(qū)塊，以減少編碼運(yùn)算所需要的時(shí)間，已成為當(dāng)務(wù)之急。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本公開提供一種圖像處理方法以及使用此方法的圖像處理系統(tǒng)、編碼器與解碼器，其能夠有效地提升屏幕視頻編碼技術(shù)的編碼效能。
[0009]本公開的一范例實(shí)施例提出一種圖像處理方法，本圖像處理方法包括:在一編碼畫面中，將第一編碼樹單元中的編碼單元分割為多個(gè)子區(qū)塊，其中編碼單元的大小為2NX2N,并且子區(qū)塊的大小為NX 2N或2NXN，其中N為正整數(shù)。本圖像處理方法也包括:在編碼畫面中的一搜尋范圍內(nèi)搜尋對(duì)應(yīng)于所述子區(qū)塊之中的其中一個(gè)子區(qū)塊的參考區(qū)塊，并且記錄所述其中一個(gè)子區(qū)塊與對(duì)應(yīng)于所述其中一個(gè)子區(qū)塊的參考區(qū)塊之間的一相對(duì)位置。本圖像處理方法還包括:依據(jù)所述相對(duì)位置來(lái)編碼所述其中一個(gè)子區(qū)塊。
[0010]本公開的一范例實(shí)施例提出一種用于一編碼畫面中圖像處理的編碼器，此編碼器包括分割模式設(shè)定模塊、圖像分割模塊以及編碼模塊。分割模式設(shè)定模塊用以選擇一分割模式。圖像分割模塊用以在所述編碼畫面中，根據(jù)所述分割模式將第一編碼樹單元中的編碼單元分割多個(gè)子區(qū)塊，其中編碼單元的大小為2NX 2N，并且子區(qū)塊的大小為NX 2N或2NXN，其中N為正整數(shù)。編碼模塊用以在編碼畫面中的一搜尋范圍內(nèi)搜尋對(duì)應(yīng)子區(qū)塊之中的其中一個(gè)子區(qū)塊的參考區(qū)塊。編碼模塊還用以記錄所述其中一個(gè)子區(qū)塊與對(duì)應(yīng)于所述其中一個(gè)子區(qū)塊的參考區(qū)塊之間的相對(duì)位置，并且依據(jù)所述相對(duì)位置來(lái)編碼所述其中一個(gè)子區(qū)塊。
[0011]本公開的一范例實(shí)施例提出一種用于解碼畫面中圖像處理的解碼器，本解碼器包括分割模式接收模塊與解碼模塊。分割模式接收模塊用以接收一分割模式，以及解碼模塊用以接收第一編碼樹單元的編碼單元所被分割為多個(gè)子區(qū)塊中的其中一個(gè)子區(qū)塊與對(duì)應(yīng)于所述其中一個(gè)子區(qū)塊的參考區(qū)塊之間的相對(duì)位置，其中編碼單元的大小為2NX2N，并且子區(qū)塊的大小為NX2N或2NXN，其中N為正整數(shù)。解碼模塊還用以根據(jù)所述分割模式、所述相對(duì)位置與對(duì)應(yīng)所述其中一個(gè)子區(qū)塊的參考區(qū)塊，在解碼畫面中解碼所述其中一個(gè)子區(qū)塊。其中參考區(qū)塊為在解碼畫面中的一搜尋范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)于所述子區(qū)塊之中的其中一個(gè)子區(qū)塊。
[0012]本公開的一范例實(shí)施例提出一種圖像處理系統(tǒng)，本圖像處理系統(tǒng)包括:編碼器模塊與解碼器模塊。編碼器模塊具有一分割模式設(shè)定模塊、一圖像分割模塊與一編碼模塊，解碼器模塊具有一分割模式接收模塊與一解碼模塊。分割模式設(shè)定模塊用以選擇一分割模式，以及圖像分割模塊用以在一編碼畫面中，根據(jù)所述分割模式將第一編碼樹單元中的編碼單元分割多個(gè)子區(qū)塊，其中編碼單元的大小為2NX 2N，并且子區(qū)塊的大小為NX 2N或2NXN，其中N為正整數(shù)。編碼模塊用以在編碼畫面中的一搜尋范圍內(nèi)搜尋對(duì)應(yīng)子區(qū)塊之中的其中一個(gè)子區(qū)塊的參考區(qū)塊并且記錄所述其中一個(gè)子區(qū)塊與對(duì)應(yīng)于所述其中一個(gè)子區(qū)塊的參考區(qū)塊之間的相對(duì)位置。此外，編碼模塊還用以依據(jù)所述相對(duì)位置來(lái)編碼其中一個(gè)子區(qū)塊。
[0013]本公開的一范例實(shí)施例提出一種解碼方法，本解碼方法包括:接收第一編碼樹單元中的編碼單元所被分割為多個(gè)子區(qū)塊中的其中一個(gè)子區(qū)塊與對(duì)應(yīng)于所述其中一個(gè)子區(qū)塊的參考區(qū)塊之間的相對(duì)位置，其中編碼單元的大小為2NX2N，并且子區(qū)塊的大小為NX 2N或2NXN，其中N為正整數(shù)。根據(jù)所述相對(duì)位置與對(duì)應(yīng)所述其中一個(gè)子區(qū)塊的參考區(qū)塊，在一解碼畫面中解碼所述其中一個(gè)子區(qū)塊。其中所述參考區(qū)塊為在解碼畫面中的一搜尋范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)于子區(qū)塊之中的其中一個(gè)子區(qū)塊。
[0014]基于上述，本公開的范例實(shí)施例所提出的圖像處理方法與解碼方法及使用此方法的圖像處理系統(tǒng)、編碼器與解碼器能夠在被分割為兩個(gè)大小為NX2N或2NXN的子區(qū)塊的編碼單元中，快速地找到對(duì)應(yīng)于每一子區(qū)塊的適當(dāng)且匹配的參考區(qū)塊，進(jìn)而大幅減少編碼運(yùn)算所需要的時(shí)間。
[0015]為讓本公開的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0016]圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)所繪示的使用目前畫面內(nèi)區(qū)塊復(fù)制(IBC)技術(shù)的操作的范例。
[0017]圖2為根據(jù)本公開所繪示的圖像處理方法的流程圖。
[0018]圖3A是根據(jù)本公開的第一范例實(shí)施例所繪示的編碼器。
[0019]圖3B是根據(jù)本公開的第一范例實(shí)施例所繪示的解碼器。
[0020]圖3C是根據(jù)本公開的第一范例實(shí)施例所繪示的圖像處理芯片。
[0021]圖4是根據(jù)本公開的第一范例實(shí)施例所繪示的圖像處理運(yùn)作示意圖。
[0022]圖5是根據(jù)本公開的第二范例實(shí)施例所繪示的圖像處理運(yùn)作示意圖。
[0023]【符號(hào)說明】
[0024]100-1、100-2、400-1、400-2、500-1、500-2:編碼樹單元
[0025]102,402,502:編碼單元
[0026]104,404,504:參考區(qū)塊
[0027]S201、S203、S205、S207、S209:圖像處理方法的步驟
[0028]300:圖像處理芯片
[0029]302,342,352:處理電路
[0030]304:緩沖存儲(chǔ)器
[0031]306:圖像感測(cè)元件
[0032]310:編碼器
[0033]312:分割模式設(shè)定模塊
[0034]314:圖像分割模塊
[0035]316:編碼模塊
[0036]320:解碼器
[0037]322:分割模式接收模塊
[0038]324:解碼模塊
[0039]330、340、350:存儲(chǔ)電路
[0040]360:編碼器模塊
[0041]370:解碼器模塊
[0042]402-1、402-2、502-1、502-2:子區(qū)塊
[0043]410、510:向量
[0044]401a、