CN115567714A - 块划分方法、帧间预测方法、视频编码方法及相关装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供块划分方法、帧间预测方法、视频编码方法及相关装置。该块划分方法包括：依据预设的划分间隔数据确定当前块的当前划分模式所对应的划分线；沿所述划分线对所述当前块进行划分，以得到第一矩形子块和第二矩形子块。本申请可以提高预测的准确度。

Description

块划分方法、帧间预测方法、视频编码方法及相关装置

技术领域

本申请涉及帧间预测技术领域，特别是涉及块划分方法、帧间预测方法、视频编码方法及相关装置。

背景技术

由于视频图像数据量比较大，通常需要对其进行编码压缩，压缩后的数据称之为视频码流，视频码流通过有线或者无线网络传输至用户端，再进行解码观看。

整个视频编码流程包括预测、变换、量化、熵编码等过程。其中预测分为帧内预测和帧间预测两部分。本申请的发明人在长期的研发过程中，发现目前预测方法还存在一定的局限性，也在一定程度上影响了预测的准确度。

发明内容

本申请提供块划分方法、帧间预测方法、视频编码方法及相关装置，以解决预测准确度比较低的问题。

为解决上述目的，本申请提供一种块划分方法，该方法包括：

依据预设的划分间隔数据确定当前块的当前划分模式所对应的划分线；

沿划分线对当前块进行划分，以得到第一矩形子块和第二矩形子块。

其中，划分模式为水平划分模式时，预设的划分间隔数据为水平间隔数据，水平间隔数据包括第一个水平划分模式的划分线与当前块的上边缘之间的行间距、相邻两个水平划分模式的划分线之间的行间距；

划分模式为垂直划分模式时，预设的划分间隔数据为垂直间隔数据，垂直间隔数据包括第一个垂直划分模式的划分线与当前块的左边缘之间的列间距、相邻两个垂直划分模式的划分线之间的列间距。

其中，预设的划分间隔数据等于预设值，

依据预设的划分间隔数据确定当前块的当前划分模式所对应的划分线，包括：

当前划分模式为第一个水平划分模式时，当前划分模式的划分线与当前块的上边缘之间的行间距为预设值；和/或，

当前划分模式为水平划分模式但不为第一个水平划分模式时，当前划分模式的划分线与当前划分模式的上一个水平划分模式的划分线的行间距为预设值；和/或，

当前划分模式为第一个垂直划分模式时，当前划分模式的划分线与当前块的左边缘之间的列间距为预设值；和/或，

当前划分模式为垂直划分模式但不为第一个垂直划分模式时，当前划分模式的划分线与当前划分模式的上一个垂直划分模式的划分线的列间距为预设值。

为解决上述问题，本申请提供一种帧间预测方法，该方法包括：

构建当前块的运动信息候选列表；

依次遍历所有划分模式，确定至少部分划分模式的所有运动信息组合的代价值，其中，运动信息组合包括当前块按照每种可用划分模式并利用上述的块划分方法划分得到的两个矩形子块的运动信息，所有矩形子块的运动信息均来自于当前块的运动信息候选列表；

基于代价值确定出最优划分模式和最优运动信息组合。

其中，依次遍历所有划分模式，确定至少部分划分模式的所有运动信息组合的代价值，包括：

基于运动信息候选列表确定第一矩形子块和第二矩形子块的运动信息；

基于第一矩形子块的运动信息对第一矩形子块进行运动补偿，基于第二矩形子块的运动信息对第二矩形子块进行运动补偿，以得到当前块的预测值。

其中，当前块为亮度块，方法还包括：

在第一矩形子块或第二矩形子块的宽和/或高小于8时，对当前块对应的色度块按整块进行运动补偿以得到色度块的预测值。

其中，依次遍历所有划分模式，确定至少部分划分模式的所有运动信息组合的代价值，包括：

在第一矩形子块和第二矩形子块的宽和高均为偶数并且大于或等于4时，划分模式为可用划分模式，计算可用划分模式下的所有运动信息组合的代价值；否则，划分模式为不可用的划分模式；

基于代价值确定出最优划分模式和最优运动信息组合，包括：比较所有可用划分模式下的所有运动信息组合的代价值的大小，将代价值最小对应的可用划分模式和运动信息组合作为当前块的最优划分模式和最优运动信息组合。

其中，方法还包括：

响应于划分模式为不可用划分模式，增加划分模式的索引值，以减小至少一个可用划分模式的索引值。

其中，基于代价值确定出最优划分模式和最优运动信息组合，之后包括：

存储当前块的每个单元块的运动信息；

其中，若单元块位于其中一个子块内，单元块的运动信息为单元块所位于的子块的运动信息；

若单元块的至少两个部分分别位于至少两个子块中，单元块的运动信息为其中一个子块的运动信息。

其中，基于代价值确定出最优划分模式和最优运动信息组合，之后包括：

存储当前块的每个单元块的运动信息；

其中，每个单元块的运动信息为所有子块中面积最大的子块的运动信息。

其中，同一可用划分模式下所有子块的运动信息互不相同。

其中，当前块的宽和/或高大于或等于8且小于或等于128。

其中，构建当前块的运动信息候选列表，包括：

按照顺序将当前块的时域运动信息和空域运动信息添加到运动信息候选列表，直至填满运动信息候选列表；

若未填满运动信息候选列表，将预设运动信息添加到运动信息候选列表；和/或，将对运动信息候选列表中运动信息进行缩放处理得到的缩放运动信息添加到运动信息候选列表；和/或，将运动信息候选列表中的至少两个运动信息的平均值添加到运动信息候选列表。

其中，将对运动信息候选列表中运动信息进行缩放处理得到的缩放运动信息添加到运动信息候选列表，包括：

将被缩放的运动信息的x轴方向的绝对值代入x轴方向的绝对值所处范围对应的放大公式或缩小公式中，得到缩放运动信息的x轴方向的值；

将被缩放的运动信息的y轴方向的绝对值代入y轴方向的绝对值所处范围对应的放大公式或缩小公式中，得到缩放运动信息的y轴方向的值。

其中，放大公式为：

缩小公式为：

其中，temp为被缩放的运动信息的x轴方向的绝对值或y轴方向的绝对值，result为缩放运动信息的x轴方向的值或y轴方向的值；A为被缩放的运动信息的x轴方向的值或y轴方向的值的正负属性。

为解决上述问题，本申请提供一种视频编码方法，该方法包括：

基于上述方法确定当前块的最优划分模式和最优运动信息组合；

对最优划分模式的索引值和最优运动信息组合中每个子块的运动信息的索引值进行编码。

为解决上述问题，本申请提供一种编解码系统，编解码系统包括处理器；处理器用于执行指令以实现上述方法的步骤。

为解决上述问题，本申请提供一种计算机存储介质，其上存储有指令/程序数据，指令/程序数据被执行时实现上述方法的步骤。

本申请的方法是：依据预设的划分间隔数据确定当前块的当前划分模式所对应的划分线；沿划分线对当前块进行划分，以得到第一矩形子块和第二矩形子块，利用依据预设的划分间隔数据确定的划分线对当前块进行划分，可以丰富划分的方式，以便适应更多的图像纹理，也可避免所有编码块均使用一种统一地划分方法导致纹理不完全等分的编码块的预测值不准确，可以更好地预测纹理，以提高预测准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请帧间预测方法一实施方法的流程示意图；

图2是本申请帧间预测方法中获取时域运动信息的一实施方式示意图；

图3是本申请帧间预测方法中获取时域运动信息的另一实施方式示意图；

图4是本申请帧间预测方法中获取空域运动信息的示意图；

图5是本申请帧间预测方法中水平划分模式确定方法一实施方式的示意图；

图6是本申请帧间预测方法中垂直划分模式确定方法一实施方式的示意图；

图7是本申请帧间预测方法中水平划分模式确定方法另一实施方式的示意图；

图8是本申请帧间预测方法中垂直划分模式确定方法另一实施方式的示意图；

图9是本申请帧间预测方法中单元块存储运动信息的示意图；

图10是本申请编解码系统的结构示意图；

图11是本申请计算机存储介质一实施方式的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请所提供的帧间预测方法、视频编码方法及相关装置做进一步详细描述。

本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施方式”意味着，结合实施方式描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施方式中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施方式，也不是与其它实施方式互斥的独立的或备选的实施方式。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，在不冲突的情况下，本文所描述的实施方式可以与其它实施方式相结合。

本申请的帧间预测方法可以构建当前块的运动信息候选列表，然后依次遍历所有划分模式，以基于当前块的运动信息候选列表确定至少部分划分模式的所有运动信息组合的代价值；继而基于代价值确定出当前块的最优划分模式和最优运动信息组合，这样确定出每个块自身的最优划分模式和最优运动信息组合，以避免所有编码块均使用一种统一地划分方法导致纹理不完全等分的编码块的预测值不准确，可以更好地预测纹理，以提高预测准确度。

如图1所示，图1为本申请帧间预测方法一实施方式的流程示意图，本申请的帧间预测方法可以包括以下步骤。

S11：构建当前块的运动信息候选列表。

可以先构建出当前块的运动信息候选列表，以便后续基于当前块的运动信息候选列表确定至少部分划分模式的所有运动信息组合的代价值，继而可以确定当前块的最优划分模式和最优运动信息组合。

其中，运动信息可以由运动矢量、参考帧索引及运动方向三个要素构成。

运动信息候选列表可以包括时域运动信息、空域运动信息、角度运动信息、基于历史的运动信息和高级运动信息表达的运动信息的至少一种运动信息。

例如，在步骤S11中，可以按照指定顺序将当前块的时域运动信息和空域运动信息添加到运动信息候选列表中，以构建出当前块的运动信息候选列表。其中，指定顺序可以为时域运动信息-空域运动信息和空域运动信息-时域运动信息。

下述内容将详细介绍如何将时域运动信息和空域运动信息添加到运动信息候选列表中。

(1)时域运动信息

时域运动信息的获取方式主要包括：先确定当前块的时域参考帧；继而基于当前块的位置在时域参考帧上找到当前块的同位块；接着按照距离关系对同位块的运动信息进行缩放得到当前块的时域运动信息。通过上述获取方法获取到当前块的时域运动信息后，可以将获取到的时域运动信息添加到运动信息候选列表中。

具体可通过上述方法向运动信息候选列表添加第一预定数量个时域运动信息。第一预定数量可以大于或等于1，例如为1、2、3或5等。可以理解的是，运动信息候选列表中第一预定数量个时域运动信息可以是不重复的，即第一预定数量个时域运动信息中任意两个时域运动信息的参考帧索引或运动信息不相同。

在一应用场景中，如图2所示，若当前块所属图像帧为单向预测编码帧，例如为P帧，则当前块只有前向参考帧列表(list0)这一个参考帧列表。可以将当前块的前向参考帧列表中的一参考帧作为当前块的时域参考帧。优选地，可以将当前块的前向参考帧列表中索引最小的参考帧作为当前块的时域参考帧。

确定当前块的时域参考帧后，可以基于当前块的左上角的像素位置通过计算确定时域参考帧上的同位块T。然后按照距离关系对同位块的运动信息进行缩放，以得到当前块的时域运动信息。

在缩放时，假设当前块所属图像帧与其同位块所属图像帧的图像顺序号的差值为t1，同位块所属图像帧与同位块的参考帧的图像顺序号的差值为t2，同位块的运动信息记为mv_col_f，则缩放的运动信息为scalemv＝mv_col_f*t1/t2，即当前块的时域运动信息为mv_col_f*t1/t2。

在另一应用场景中，如图3所示，若当前块所属图像帧为双向预测编码帧，例如为B帧，则当前块有前向参考帧列表(list0)和后向参考帧列表(list1)这两个参考帧列表。

可以将当前块的前向参考帧列表中的一参考帧作为当前块的前向参考帧。优选地，可以将当前块的前向参考帧列表中索引最小的参考帧作为当前块的前向参考帧。确认当前块的前向参考帧后，可以基于当前块的左上角的像素位置通过计算确定前向参考帧上的同位块T1。然后按照scalemv＝mv_col_f*t1/t2计算公式对同位块T1的运动信息进行缩放，以得到当前块的前向运动信息。其中，t1为当前帧与其前向参考帧(例如list0中的第一帧)之间的距离。

可以将当前块的后向参考帧列表中的一参考帧作为当前块的后向参考帧。优选地，可以将当前块的后向参考帧列表中索引最小的参考帧作为当前块的后向参考帧。确认当前块的后向参考帧后，可以基于当前块的左上角的像素位置通过计算确定后向参考帧上的同位块T2。然后按照scalemv＝mv_col_f*t1/t2计算公式对同位块T2的运动信息进行缩放，以得到当前块的后向运动信息。其中，t1为当前帧与其后向参考帧(例如list1中的第一帧)之间的距离。

(2)空域运动信息(SMVP)

在添加空域运动信息时，如图4所示，可以按照F，G，C，A，B，D的顺序对图3所示的当前块的相邻块进行扫描，将可用且满足要求的相邻块的运动信息添加到运动信息候选列表。其中相邻块“可用”的条件包括：不为帧内编码模式且该块已编码。

具体地，可如下述步骤所示，确定F、G、C、A、B和D的“可用”性：

i)如果F存在且采用帧间预测模式，则F“可用”；否则，F“不可用”。

j)如果G存在且采用帧间预测模式，则G“可用”；否则，G“不可用”。

k)如果C存在且采用帧间预测模式，则C“可用”；否则，C“不可用”。

l)如果A存在且采用帧间预测模式，则A“可用”；否则，A“不可用”。

m)如果B存在且采用帧间预测模式，则B“可用”；否则，B“不可用”。

n)如果D存在且采用帧间预测模式，则D“可用”；否则，D“不可用”。

其中，运动信息候选列表中空域运动信息的数量不受限制，例如可以为0、1、2或3等，或者还可以大于或等于4。

若当前帧是双向预测编码帧，则按F、G、C、A、B和D的顺序获取空域运动信息，若list0和list1都存在则将MV0和MV1都填入列表中，否则仅填MV0或者MV1。若当前帧是单向预测编码帧，则取前向参考帧list0的MV0，填入运动信息候选列表中，直至填满运动信息候选列表。

可选地，运动信息候选列表的长度可假设为5，但不限于此，例如还可为10。另外，可以减少当前块的运动信息候选列表的最大候选数目，以减少计算量和预测过程中的比特开销，例如当前块的运动信息候选列表的最大候选数据可以至多为4个，甚至当前块的运动信息候选列表的最大候选数目可以为3个或2个。

考虑到在构建当前块的运动信息候选列表过程中，如果将当前块的时域运动信息和空域运动信息添加到运动信息候选列表后，可能存在运动信息候选列表中运动信息的数量比最大候选数量少的情况，即未填满的现象，可将预设运动信息[例如零运动信息或(1,1)等]添加到运动信息候选列表中；和/或，将对运动信息候选列表中运动信息进行缩放处理得到的缩放运动信息添加到运动信息候选列表；和/或，将运动信息候选列表中的至少两个运动信息的平均值添加到运动信息候选列表，以提高运动信息的丰富性，可提高预测的准确性。

其中，预设运动信息的参考帧索引可以为离当前块所属的图像帧顺序号(POC)最近的那一个，或者为任一相邻块的图像帧顺序号。

进一步地，将对运动信息候选列表中运动信息进行缩放处理得到的缩放运动信息添加到运动信息候选列表的步骤可以为，将与当前块的帧序号最接近的参考帧索引对应的空域运动信息或时域运动信息进行缩放处理得到的运动信息添加到运动信息候选列表。

具体地，可以通过放大方式和缩小公式对已添加到运动信息候选列表的运动信息进行缩放处理，得到缩放运动信息，将被缩放的运动信息的x轴方向的绝对值代入x轴方向的绝对值所处范围对应的放大公式或缩小公式中，得到所述缩放运动信息的x轴方向的值；将被缩放的运动信息的y轴方向的绝对值代入y轴方向的绝对值所处范围对应的放大公式或缩小公式中，得到所述缩放运动信息的y轴方向的值。

其中，放大公式和缩小公式可如下所示，当然，放大公式和缩小公式不限于此。

其中，记被缩放的运动信息的x轴方向的绝对值或y轴方向的绝对值为temp，缩放运动信息的x轴方向的值或y轴方向的值为result；

放大公式为：

缩小公式为：

其中，A为被缩放的运动信息的x轴方向的值或y轴方向的值的正负属性，即被缩放的运动信息的x轴方向的值为负数则A为“-”，若被缩放的运动信息的x轴方向的值为整数则A为“+”。

其中，本申请的当前块的宽和/或高可以大于或等于N且小于或等于M。其中，N和M为预设值，在此不做限定，且N小于M。例如，N可为8或16等，M可为128或64等。

S12：依次遍历所有划分模式，确定至少部分划分模式的所有运动信息组合的代价值。

构建出当前块的运动信息候选列表后，可以依次遍历所有划分模式，确定至少部分划分模式的所有运动信息组合的代价值，以确定当前块的最优划分模式和最优运动信息组合。

可以理解的是，在步骤S12中，可以先依照每种划分模式，将当前块划分为至少两个子块，然后由当前块的运动信息候选列表确定每种划分模式的所有运动信息组合的代价值。

其中，运动信息组合包括当前块按照每种可用划分模式划分得到的至少两个子块的运动信息，并且所有子块的运动信息均来自于当前块的运动信息候选列表。举例来说，假设按照一种划分模式将当前块划分为第一子块S1和第二子块S2，运动信息候选列表包括MV0、MV1和MV2这3个运动信息，且第一子块和第二子块的运动信息不相同，那至少两个子块的所有运动信息组合可以包括(S1-MV0、S2-MV1)、(S1-MV0、S2-MV2)、(S1-MV1、S2-MV0)、(S1-MV1、S2-MV2)、(S1-MV2、S2-MV0)、(S1-MV2、S2-MV1)这6种情况。即依照一种划分模式将当前块划分为a个子块，运动信息候选列表包括b个运动信息，其中，b＞a，且所有子块的运动信息互不相同，则这种划分模式具有b*(b-1)*…*(b-a+1)*(b-a)种运动信息组合。可以理解的是，依照一种划分模式将当前块划分为a个子块，运动信息候选列表包括b个运动信息，且所有子块的运动信息可以相同，则这种划分模式具有b^a种运动信息组合。

可选地，确定一种运动信息组合的代价值的步骤，可以包括：以运动信息组合中每个子块的运动信息对每个子块进行运动补偿，以得到每个子块的预测值；在对所有子块进行运动补偿后，可以得到所有子块的预测值，即得到当前块的预测值；基于当前块的预测值可计算出该运动信息组合的代价值。

可选地，步骤S12包括：依照每种划分模式，将当前块划分为至少两个子块。

优选地，可依照每种划分模式将当前块划分为第一矩形子块和第二矩形子块，这样将当前块进行规则的划分，对于每个矩形子块而言只需要进行一次运动补偿就可得到该矩形子块的预测值，这样可以避免不规则划分时需要至少进行两次补偿并进行加权处理以得到每个子块的预测值，这样本申请的帧间预测方法既可以在B帧使用，也可在P帧中使用，并且只将当前块划分为两个子块，可以减少确认最优划分模式和最优运动信息组合过程中的计算量。

其中，可以通过下述方式将当前块划分为第一矩形子块和第二矩形子块。

在一实现方式中，划分模式包括水平划分模式和垂直划分模式。依照每种划分模式，将当前块划分为第一矩形子块和第二矩形子块，包括：

划分模式为水平划分模式时，基于当前块的高，并利用划分模式对应的参考权重配置值计算出当前块的第一权重矩阵，其中，第一权重矩阵中每行所有的权重值相同；将当前块中与第一权重矩阵中权重值小于第一阈值的区域对应的部分作为第一矩形子块，将当前块中与第一权重矩阵中权重值大于或等于第一阈值的区域对应的部分作为第二矩形子块。

划分模式为垂直划分模式时，基于当前块的宽，并利用划分模式对应的参考权重配置值计算出当前块的第二权重矩阵，其中，第二权重矩阵中每列所有的权重值相同；将当前块中与第二权重矩阵中权重值小于第二阈值的区域对应的部分作为第一矩形子块，将当前块中第二权重矩阵中权重值大于或等于第二阈值的区域对应的部分作为第二矩形子块。其中，第二阈值可以等于第一阈值。

示例性地，记当前块的块尺寸为MxN，其中M为宽，N为高。第一权重矩阵的推算公式可如下所示：

(a)计算参考权重有效长度ValidLen

ValidLen＝N<<1

(b)设置参考权重值ReferenceWeights[x]，其中x的取值范围是0～ValidLen-1

FirstPos＝(ValidLen>>1)-4+Y*(ValidLen>>3)

ReferenceWeights[x]＝Clip3(0,8,x-FirstPos)

这里Y代表的是不同的参考权重配置值，取值范围是[-3，3]。

(c)逐像素导出权重SampleWeight[x][y]，以得到第一权重矩阵

SampleWeight[x][y]＝ReferenceWeights[(y<<1)]

这里x，y代表的是当前块内的像素位置坐标。

第二权重矩阵的推算公式可如下所示：

(a)计算参考权重有效长度ValidLen

ValidLen＝M<<1

(b)设置参考权重值ReferenceWeights[x]，其中x的取值范围是0～ValidLen-1

FirstPos＝(ValidLen>>1)-4+Y*(ValidLen>>3)

ReferenceWeights[x]＝Clip3(0,8,x-FirstPos)

这里Y代表的是不同的参考权重配置值，取值范围是[-3，3]。

(c)逐像素导出权重SampleWeight[x][y]，以得到第二权重矩阵

SampleWeight[x][y]＝ReferenceWeights[(x<<1)]

这里x，y代表的是当前块内的像素位置坐标。

当然也可以通过其他推算公式计算出第一权重矩阵和第二权重矩阵。具体地，可通过修改公式FirstPos＝(ValidLen>>1)-6+Y*((ValidLen-1)>>3)改变推算公式。

例如，可对某些较大尺寸下(例如当前块的宽或高为32，64，128等)的水平或垂直方向的Firstpos导出方式进行修改，从而改变块划分的起点位置，丰富划分的方式，适应更多的图像纹理。例如一种新的Firstpos导出公式可如下所示：

FirstPos＝(ValidLen>>1)-6+Y*((ValidLen-1)>>3)。

另例如，可对水平或垂直情况下的划分方式进行扩展，通过改变参数Y的范围和上述公式的后半部分，以增加划分模式的种类：

FirstPos＝(ValidLen>>1)-6+Y*((ValidLen-1)>>4)。

当Y的范围是[-7，7]时，便可保证水平或垂直方向的划分方式都变为14种。

又例如，可对划分时的步进间隔进行改变，从而改变块的划分方式：

FirstPos＝(ValidLen>>1)-6+Y*((ValidLen-1)/10)。

上述修改方式之间可以进行自由组合，以达到改变当前块的划分方式，以适应更多图像纹理的目的。

在另一实现方式中，可以沿预设模式对应的划分线对当前块进行划分，以得到第一矩形子块和第二矩形子块，其中，当前块的所有划分线是依据预设的划分间隔数据确定的。划分模式可以包括水平划分模式和垂直划分模式。

示例性地，水平划分模式的预设的划分间隔数据(等同于上述的“水平间隔数据”)可以包括：第一个水平划分模式的划分线与当前块的上边缘之间的行间距、相邻两个水平划分模式的划分线之间的行间距。垂直划分模式的预设的划分间隔数据(等同于上述的“垂直间隔数据”)可以包括：第一个垂直划分模式的划分线与当前块的左边缘之间的列间距、相邻两个垂直划分模式的划分线之间的列间距。其中，预设的划分间隔数据可根据编码块的大小变化而变化。例如，如图5和图6所示，当前块大小为16*16时，水平划分模式的预设的划分间隔数据可以包括step0～2和step1～4；垂直划分模式的预设的划分间隔数据可以包括step2～8。

在其他实施例中，此时预设的划分间隔数据可只有一个值，然后按照该值确定至少一个水平划分模式和至少一个垂直划分模式的划分线，此时相邻两个水平划分模式的划分线之间的行间距相同，且相邻两个水平划分模式的划分线之间的行间距与相邻两个垂直划分模式的划分线之间的列间距相同。例如，当前块为8*8的块，预设的划分间隔数据为4时，水平方向有1种划分模式，垂直方向有1种划分模式，总共有2种划分模式；同理8x16的块有4种划分模式，水平方向3种，垂直方向1种等等。具体如图7和图8所示，当前块为32*32的块，预设的划分间隔数据为4时，有7种水平划分模式，有7种垂直划分模式。

另外，依照每种划分模式，将当前块划分为第一矩形子块和第二矩形子块后，还可以判断当前划分模式是否可用；若不可用，可不计算当前划分模式下的所有运动信息组合的代价值；若可用，计算出当前划分模式下的所有运动信息组合的代价值。

其中，在当前划分模式划分得到的第一矩形子块的宽和高大于或等于4且为偶数、并且第二矩形子块的宽和高大于或等于4且为偶数时，当前划分模式为可用划分模式；否则当前划分模式则为不可用划分模式。

此外，还可将不可用划分模式的索引值增大，以减小至少一个可用划分模式的索引值，以减少传输划分模式索引值带来的比特开销。

例如，可以在确认当前划分模式为不可用划分模式时，将当前划分模式放到划分模式列表的最后，即将当前划分模式的索引值增到最大，并将原先排在当前划分模式后面的划分模式往前排。

又例如，可以确认所有划分模式是否可用后，可以重新排序，以将所有不可用划分模式排在所有可用划分模式后面，其中，不可用划分模式之间的顺序还可与重新排序之前的顺序相同，可用划分模式之间的顺序还可与重新排序之前的顺序相同。

S13：基于代价值确定出最优划分模式和最优运动信息组合。

遍历所有划分模式，且计算出所有可用划分模式的所有运动信息组合的代价值后，可以比较所有可用划分模式的所有运动信息组合的代价值的大小，以确定出最优划分模式和最优运动信息组合。

优选地，可以将代价值最小对应的可用划分模式和运动信息组合作为当前块的最优划分模式和最优运动信息组合。

在本实施方式中，构建当前块的运动信息候选列表，然后依次遍历所有划分模式，以基于当前块的运动信息候选列表确定至少部分划分模式的所有运动信息组合的代价值；继而基于代价值确定出当前块的最优划分模式和最优运动信息组合，这样确定出每个块自身的最优划分模式和最优运动信息组合，以避免所有编码块均使用一种统一地划分方法导致纹理不完全等分的编码块的预测值不准确，可以更好地预测纹理，以提高预测准确度。

另外，在确定出当前块的最优划分模式和最优运动信息组合后，可以存储当前块的每个单元块的运动信息，以作为后续需编码的编码块或编码帧的参考MV。其中，单元块可为4*4块。

在一个实现方式中，单元块完全位于哪个子块中，就将单元块所位于的子块的运动信息作为单元块的运动信息存储起来；若单元块的至少两个部分分别位于至少两个子块中，可以将单元块所位于的其中一个子块的运动信息作为单元块的运动信息存储起来。例如，如图9所示，第一列的和第二列中的单元块的运动信息均存储为子块0的运动信息，第三列中的单元块的运动信息存储为子块0的运动信息，第四列的单元块的运动信息存储为子块1的运动信息。在其他实现方式中，图9所示的第三列的单元块的运动信息可存储为子块1的运动信息。

在依照步骤S12中通过第一权重矩阵或第二权重矩阵确定将当前块划分为两个矩形子块的划分模式时，可以通过公式推算出当前块中的每个单元块存储哪个子块的运动信息。

具体地，记单元块的中心位置为(x，y)；

若最优划分模式为水平划分模式，公式如下所示：

FirstPos＝(ValidLen>>1)+Y*(ValidLen>>3)；

若(y<<1)大于等于FirstPos，存储图9所示的子块1的运动信息；否则，存储图9所示的子块0的运动信息。

若最优划分模式为垂直划分模式，公式如下所示：

FirstPos＝(ValidLen>>1)+Y*(ValidLen>>3)；

若(x<<1)大于等于FirstPos，存储图9所示的子块1的运动信息；否则，存储图9所示的子块0的运动信息。

可以理解的是，当第一权重矩阵或第二权重矩阵的推算公式发生变化时，上述确认单元块存储的运动信息的推算公式也可发生变化。

在另一实现方式中，若最优划分模式不是等尺寸划分模式，当前块中的所有单元块的运动信息可存储为面积最大的子块的运动信息。

另外，当前块为亮度块，在某种划分模式下，当前块被划分为第一矩形子块和第二矩形子块这两个矩形子块，并且至少一个矩形子块的宽或高小于8。出于硬件实现上的考虑，子块的宽或者高都不能小于4，由于色度块比其对应的亮度块的尺寸少一半，在进行当前块对应的色度块进行运动补偿时，可以对当前块对应的色度块按整块进行运动补偿以得到色度块的预测值。但是当前块的亮度分量还是按照各个子块独自进行运动补偿，具体地，基于所述第一矩形子块的运动信息对所述第一矩形子块进行运动补偿，基于所述第二矩形子块的运动信息对所述第二矩形子块进行运动补偿，以得到当前块的预测值。即对亮度块进行划分得到的至少一个矩形子块的宽或高小于8时，亮度块和该亮度块对应的色度块可以采用不同策略进行运动补偿。而对亮度块进行划分得到的所有矩形子块的宽和高均大于或等于8时，色度块也可按照亮度块对应的划分模式进行划分得到色度子块，并对每个色度子块各自进行补偿以得到色度块的预测值。

可以理解的是，上述帧间预测编码可以应用于不同场景中。对应于不同场景，上述步骤S12中的第一权重矩阵和第二权重矩阵的推算公式和步骤S13中的单元块存储的运动信息的推算公式可发生改变。

例如，上述帧间预测编码可应用于例如录屏得到的屏幕内容中，此时，第一权重矩阵和第二权重矩阵的推算公式中，参考权重值ReferenceWeights[x]的计算公式可更改为ReferenceWeights[x]＝Clip3[0,8,(x-FirstPos-3)/4]。而确认单元块存储的运动信息时，FirstPos的导出公式可更改为FirstPos＝(ValidLen>>1)+3+Y*(ValidLen>>3)。

在利用上述帧间预测方法确认出当前块的最优划分模式和最优运动信息组合后，可以对当前块进行编码。具体地，可对最优划分模式的索引值和最优运动信息组合中每个子块的运动信息的索引值进行编码。

另外，还可将第一句法元素添加到序列头中，以表示该序列的所有图像帧是否使用本申请的帧间预测方法进行帧间预测。

可选地，还可将第二句法元素添加到当前块的编码结果中，以表示当前块是否采用本申请的帧间预测方法进行帧间预测。

表1序列头定义

序列头定义	描述符
		if(profile_id＝＝0x32){
reg_enable_flag	u(1)
		}

例如，如表1所示，第一句法元素可为reg_enable_flag，其可为二值变量，值为1表示该序列的所有图像帧使用本申请的帧间预测方法进行帧间预测，值为0表示该序列的所有图像帧不使用本申请的帧间预测方法进行帧间预测。

表2编码单元定义

编码单元定义	描述符
		if((SkipFlag||DirectFlag)&&RegFlag){
reg_idx	ae(v)
		reg_cand_idx0	ae(v)
reg_cand_idx1	ae(v)
		}

如表2所示，第二句法元素为reg_flag，其为CU级规则几何预测模式标志，值为1表示当前块采用本申请的帧间预测方法进行帧间预测，值为0表示当前块不采用本申请的帧间预测方法进行帧间预测，RegFlag的值等于reg_flag。

最优划分模式的编码句法可为reg_idx，其可采用截断二元码二值化方式，取值范围0～13。如果位流中不存在reg_idx，则reg_idx等于0；截断二进制编码(Truncatedbinary encoding)是一种适用于拥有均匀分布特性的符号的熵编码方式。当符号个数不为2的整数次方时，比起使用普通固定长度的二元编码，采用截断二进制编码能缩短平均码长。

最优运动信息组合中第一子块的运动信息索引值的编码句法可为reg_cand_idx0，其可指示运动信息在运动信息候选列表中的顺序，采用截断一元码二值化方式，取值范围0～b；如果位流中不存在reg_cand_idx0，reg_cand_idx0的值等于0。

最优运动信息组合中第二子块的运动信息索引值的编码句法可为reg_cand_idx1：其可指示运动信息在候选列表中的顺序，采用截断一元码二值化方式，取值范围0～b-1；如果位流中不存在reg_cand_idx1，reg_cand_idx1的值等于0。

最优运动信息组合中第a-1子块的运动信息索引值的编码句法可为reg_cand_idxa-1：其可指示运动信息在候选列表中的顺序，采用截断一元码二值化方式，取值范围0～b-a+1；如果位流中不存在reg_cand_idx a-1，reg_cand_idx a-1的值等于0。

其中，一元码是一种十分简单的二值化方法。对于非负整数N，其一元码表示为N个1加1个0。例如N＝5，一元码表示为111110(5个1加1个0)，N＝0，一元码即为0。

而截断一元码是一元码的一种变体。在已知待编码符号的最大值Nmax的情况下，假设当前待编码符号为非负整数N，若N<Nmax，截断一元码即为一元码，若N＝Nmax，截断一元码为N个1。例如：已知Nmax＝5，N＝3，截断一元码为1110，N＝5，截断一元码为11111。

请参阅图10，图10是本申请编解码系统一实施方式的结构示意图。本电子设备10包括处理器12，处理器12用于执行指令以实现上述帧间预测方法和视频编码方法。具体实施过程请参阅上述实施方式的描述，在此不再赘述。

处理器12还可以称为CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)。处理器12可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器12还可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器12也可以是任何常规的处理器等。

编解码系统10还可进一步包括存储器11，用于存储处理器12运行所需的指令和数据。

处理器12用于执行指令以实现上述本申请帧间预测方法和视频编码方法任一实施例及任意不冲突的组合所提供的方法。

请参阅图11，图11为本申请实施方式中计算机可读存储介质的结构示意图。本申请实施例的计算机可读存储介质20存储有指令/程序数据21，该指令/程序数据21被执行时实现本申请帧间预测方法和视频编码方法任一实施例以及任意不冲突的组合所提供的方法。其中，该指令/程序数据21可以形成程序文件以软件产品的形式存储在上述存储介质20中，以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质20包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，或者是计算机、服务器、手机、平板等终端设备。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (18)

1.一种块划分方法，其特征在于，所述方法包括：

依据预设的划分间隔数据确定当前块的当前划分模式所对应的划分线；

沿所述划分线对所述当前块进行划分，以得到第一矩形子块和第二矩形子块。

2.根据权利要求1所述的块划分方法，其特征在于，

所述划分模式为水平划分模式时，所述预设的划分间隔数据包括第一个水平划分模式的划分线与当前块的上边缘之间的行间距、相邻两个水平划分模式的划分线之间的行间距；

所述划分模式为垂直划分模式时，所述预设的划分间隔数据包括第一个垂直划分模式的划分线与当前块的左边缘之间的列间距、相邻两个垂直划分模式的划分线之间的列间距。

3.根据权利要求1所述的块划分方法，其特征在于，所述预设的划分间隔数据等于预设值，

所述依据预设的划分间隔数据确定当前块的当前划分模式所对应的划分线，包括：

所述当前划分模式为第一个水平划分模式时，所述当前划分模式的划分线与所述当前块的上边缘之间的行间距为预设值；和/或，

所述当前划分模式为水平划分模式但不为第一个水平划分模式时，所述当前划分模式的划分线与所述当前划分模式的上一个水平划分模式的划分线的行间距为预设值；和/或，

所述当前划分模式为第一个垂直划分模式时，所述当前划分模式的划分线与所述当前块的左边缘之间的列间距为预设值；和/或，

所述当前划分模式为垂直划分模式但不为第一个垂直划分模式时，所述当前划分模式的划分线与所述当前划分模式的上一个垂直划分模式的划分线的列间距为预设值。

4.一种帧间预测方法，其特征在于，所述方法包括：

构建当前块的运动信息候选列表；

依次遍历所有划分模式，确定至少部分划分模式的所有运动信息组合的代价值，其中，所述运动信息组合包括所述当前块按照每种所述划分模式并利用权利要求1-3中任一项所述的块划分方法划分得到的两个子块的运动信息，所有子块的运动信息均来自于所述当前块的运动信息候选列表；

基于所述代价值确定出所述当前块的最优划分模式和最优运动信息组合。

5.根据权利要求4所述的帧间预测方法，其特征在于，所述依次遍历所有划分模式，确定至少部分划分模式的所有运动信息组合的代价值，包括：

基于所述运动信息候选列表确定所述第一矩形子块和所述第二矩形子块的运动信息；

基于所述第一矩形子块的运动信息对所述第一矩形子块进行运动补偿，基于所述第二矩形子块的运动信息对所述第二矩形子块进行运动补偿，以得到当前块的预测值。

6.根据权利要求5所述的帧间预测方法，其特征在于，所述当前块为亮度块，所述方法还包括：

在所述一矩形子块或所述第二矩形子块的宽和/或高小于8时，对所述当前块对应的色度块按整块进行运动补偿以得到所述色度块的预测值。

7.根据权利要求4所述的帧间预测方法，其特征在于，所述依次遍历所有划分模式，确定至少部分划分模式的所有运动信息组合的代价值，包括：

在所述第一矩形子块和所述第二矩形子块的宽和高均为偶数并且大于或等于4时，所述划分模式为可用划分模式，计算所述可用划分模式的所有运动信息组合的代价值；否则，所述划分模式为不可用的划分模式；

所述基于所述代价值确定出所述当前块的最优划分模式和最优运动信息组合，包括：比较所有可用划分模式下的所有运动信息组合的代价值，将代价值最小对应的可用划分模式和运动信息组合作为所述当前块的所述最优划分模式和所述最优运动信息组合。

8.根据权利要求7所述的帧间预测方法，其特征在于，所述方法还包括：

响应于所述划分模式为不可用划分模式，增加所述划分模式的索引值，以减小至少一个可用划分模式的索引值。

9.根据权利要求4所述的帧间预测方法，其特征在于，所述基于所述代价值确定出所述当前块的最优划分模式和最优运动信息组合，之后包括：

存储所述当前块的每个单元块的运动信息；

其中，若所述单元块位于其中一个子块内，所述单元块的运动信息为所述单元块所位于的子块的运动信息；

若所述单元块的至少两个部分分别位于至少两个子块中，所述单元块的运动信息为其中一个子块的运动信息。

10.根据权利要求4所述的帧间预测方法，其特征在于，所述基于所述代价值确定出所述当前块的最优划分模式和最优运动信息组合，之后包括：

存储所述当前块的每个单元块的运动信息；

其中，每个单元块的运动信息为所有子块中面积最大的子块的运动信息。

11.根据权利要求4所述的帧间预测方法，其特征在于，同一可用划分模式下所有子块的运动信息互不相同。

12.根据权利要求4所述的帧间预测方法，其特征在于，所述当前块的宽和/或高大于或等于8且小于或等于128。

13.根据权利要求4所述的帧间预测方法，其特征在于，所述构建当前块的运动信息候选列表，包括：

按照顺序将当前块的时域运动信息和空域运动信息添加到运动信息候选列表，直至填满所述运动信息候选列表；

若未填满所述运动信息候选列表，将预设运动信息添加到所述运动信息候选列表；和/或，将对所述运动信息候选列表中运动信息进行缩放处理得到的缩放运动信息添加到所述运动信息候选列表；和/或，将所述运动信息候选列表中的至少两个运动信息的平均值添加到所述运动信息候选列表。

14.根据权利要求13所述的帧间预测方法，其特征在于，所述将对所述运动信息候选列表中运动信息进行缩放处理得到的缩放运动信息添加到运动信息候选列表，包括：

将被缩放的运动信息的x轴方向的绝对值代入x轴方向的绝对值所处范围对应的放大公式或缩小公式中，得到所述缩放运动信息的x轴方向的值；

将被缩放的运动信息的y轴方向的绝对值代入y轴方向的绝对值所处范围对应的放大公式或缩小公式中，得到所述缩放运动信息的y轴方向的值。

15.根据权利要求14所述的帧间预测方法，其特征在于，所述放大公式为：

所述缩小公式为：

其中，所述temp为被缩放的运动信息的x轴方向的绝对值或y轴方向的绝对值，所述result为缩放运动信息的x轴方向的值或y轴方向的值；所述A为被缩放的运动信息的x轴方向的值或y轴方向的值的正负属性。

16.一种视频编码方法，其特征在于，所述方法包括：

基于权利要求4-15任一项所述的方法确定当前块的最优划分模式和最优运动信息组合；

对所述最优划分模式的索引值和所述最优运动信息组合中每个子块的运动信息的索引值进行编码。

17.一种编解码系统，其特征在于，所述编解码系统包括处理器；所述处理器用于执行指令以实现如权利要求1-16中任一项所述方法的步骤。

18.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序和/或指令，其特征在于，所述程序和/或指令被执行时实现权利要求1-16中任一项所述方法的步骤。

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