用於對圖像編碼的設備和方法與流程
2023-09-20 21:34:20
用於對圖像編碼的設備和方法本案是分案申請，其母案為於2011年4月22日申請的申請號為201180031338.8的題為「用於對圖像編碼的設備和方法」的專利申請。技術領域本發明涉及一種圖像處理設備和方法，更具體而言，涉及用於減少圖像的殘餘信號量並對殘餘信號進行熵編碼的設備。
背景技術：
為了有效率地在低數據速率下傳輸活動圖畫信號同時保持高的圖像質量，已經提出了各種數字活動圖畫壓縮技術。這些活動圖畫壓縮技術包括H.261、活動圖畫專家組(MPEG)-2/H.262、H.263、MPEG-4、高級視頻編碼(AVC)/H.264等。壓縮技術包括離散餘弦變換(DCT)方案、運動補償(MC)方案、量化方案、熵編碼方案等。為了進行圖像編碼，將每幅圖畫劃分成多個切片，將每個切片劃分成預定大小的多個編碼塊。由於高清晰度(HD)等級或更高級別的圖像具有很多平坦區域，所以可以通過用大於宏塊(MB)的編碼塊對圖像編碼來改善圖像壓縮。因此，在編碼單元的大小增大時，需要新的預測技術，並需要在變換編碼、熵編碼、幀內預測和幀間預測中的改變，以提高圖像壓縮比而不增加圖像壓縮的複雜性。
技術實現要素：
技術問題本發明涉及一種對活動圖像編碼的設備，更具體而言，涉及一種對預定大小或更大的活動圖像的已變換殘餘信號進行有效編碼的設備。技術方案本發明的一個方面提供了一種為活動圖畫進行編碼的設備，包括：編碼模式判決器，被配置成將輸入圖像劃分成編碼單元並確定所述編碼單元的預測模式和所述編碼單元的預測編碼塊的大小；變換/量化單元，被配置成對所述預測編碼塊和通過幀內預測或幀間預測產生的預測塊之間的殘餘塊進行變換和量化；逆量化/變換單元，被配置成將所量化的變換塊逆量化和逆變換到頻域中；去塊濾波器，被配置成向從所述逆量化/變換解碼單元接收到的圖像數據應用去塊濾波過程；預測塊發生器，被配置成產生所述預測編碼塊；以及熵編碼器，被配置成對來自變換編碼/量化單元的量化變換係數進行編碼，其中，在變換塊的大小等於或大於預定大小時，所述熵編碼器將量化變換係數劃分成多個子集，並對所述每個子集的非零量化變換係數進行掃描和熵編碼。有益效果本發明能夠通過減少要進行編碼塊的殘餘信號量來提高編碼效率。而且，通過在熵編碼期間有效地掃描不為0的量化變換係數，使熵編碼所需的比特數量最小化，從而可以提高編碼效率。附圖說明圖1示出了根據本發明示範性實施例的塊劃分結構。圖2示出了根據本發明的確定編碼模式的方法。圖3示出了根據本發明的用於對活動圖畫進行編碼的設備。圖4到6是示出了根據本發明的自適應塊劃分方法的示意圖。圖7是示出了對殘餘信號進行編碼的方法的示意圖。具體實施方式在下文中，將參考附圖詳細描述本發明的各實施例。不過，本發明不限於下文公開的示範性實施例，而是可以通過各種方式實施。因此，本發明很多其他修改和變化都是可能的，要理解的是，在所公開的概念範圍之內，可以通過與具體所述不同的方式實踐本發明。為了進行圖像編碼，將每幅圖畫劃分成多個切片，將每個切片劃分成預定大小的多個編碼單元。由於高清晰度(HD)等級或更高級別的圖像具有很多平坦區域，所以可以通過用大於16×16大小的宏塊(MB)的編碼單元對圖像進行編碼來改善圖像壓縮比。根據本發明的編碼單元可以是大小為32×32的塊或大小為64×64的塊或大小為16×16的MB。而且，大小為8×8或更小的塊可以是編碼單元。為了方便起見，將最大的編碼單元稱為超級宏塊(SMB)。可以根據表示最小編碼單元的大小的信息和深度信息來確定SMB的大小。深度信息表示SMB的大小和最小編碼單元大小之間的差異。於是，用於對圖像序列的所有圖畫進行編碼的編碼單元可以是SMB或SMB的子塊。可以默認或在序列報頭中指定編碼單元的允許大小。當在序列報頭中指定編碼單元的允許大小時，根據最小編碼單元的大小和深度信息指定編碼單元的允許大小。將每幅圖畫或切片劃分成多個SMB單元。每個SMB或SMB的子塊可以是幀內編碼或幀間編碼和解碼的。為了使得編碼單元(即SMB或SMB的子塊)能夠被正確地解碼，編碼器應當向比特流中添加關於編碼單元的預測編碼塊的大小信息和表示編碼單元已經以幀內預測模式或幀間預測模式進行了編碼的預測模式信息。為此，應當在編碼單元的比特流中包括預測模式信息和表示預測編碼塊大小的信息。預測模式根據切片的類型而改變。當切片類型是幀內(I)時，切片中的所有預測編碼塊都是幀內預測的，並且可以根據預測編碼塊的大小確定預測編碼塊的預測類型。不過，在切片類型是單向預測(P)或雙向預測(B)時，可以根據預測模式信息和預測編碼塊的大小來確定預測編碼塊的預測類型。於是，優選基於切片類型、預測模式信息和表示預測編碼塊大小的信息來產生預測編碼塊的預測類型，並將所產生的預測類型插入編碼單元的報頭中。當預測編碼塊是幀內編碼時，需要向解碼器傳送用於幀內預測的幀內預測模式信息以及預測類型。當預測編碼塊是幀間編碼時，通過單向預測和雙向預測的任一種對預測編碼塊進行編碼。在單向預測的情形中，比特流應當包括關於參考圖畫的信息和用於預測的運動矢量以及用於單向預測的預測編碼塊的預測類型。在雙向預測的情形中，預測編碼塊的報頭應當包括關於兩個參考圖畫的信息和用於雙向預測的運動矢量信息以及用於雙向預測的塊的預測類型。運動矢量信息可以包括表示殘餘運動矢量和運動矢量預測器的信息。圖1示出了層次劃分結構，表示根據本發明示範性實施例用於64×64大小的SMB的允許預測編碼塊。在將SMB用作編碼單元時，優選具有如圖1所示的四個子塊劃分步驟，但塊的劃分不限於四個子塊劃分步驟。在有四個子塊劃分步驟時，可以定義總共13個預測性塊類型(64×64、64×32、32×64、32×32、32×16、16×32、16×16、16×8、8×16、8×8、8×4、4×8和4×4)。在這裡，對於大小比MB更大的幀間預測編碼塊，可能沒有要傳送的數據。於是，優選在預測編碼塊的大小為64×64時新增加MB64_SKIP模式，在預測編碼塊的大小為32×32時，增加MB32_SKIP模式。為了向解碼器傳送模式信息，可以使用MB64_SKIP_flag或MB32_SKIP_flag。在這些標誌(flag)的值是1時，沒有對應預測編碼塊的傳送數據。同時，在多個連續SMB未編碼時，可以僅在第一個SMB中插入MB64_SKIP_flag，可以在後續SMB中省略。在這種情況下，可以向切片或第一個SMB添加連續跳過的SMB的數量。具體而言，在多個連續的SMB未編碼時，將第一個SMB的SMB_SKIP_flag設置為1，也可以共同地應用到幾個連續SMB。在這種情況下，可以向切片添加與未被連續編碼的SMB的數量(例如SMB_SKIP_number)對應的信息。在編碼單元的大小為32×32時，除了現有的大小為16×16、16×8、8×16、8×8、8×4、4×8或4×4的塊之外，還可以將大小為32×32、32×16或16×32的塊用作預測編碼塊。在幀間預測模式中，編碼單元的預測類型(Mb32_type)可以在預測類型為0時表示32×32分割，在預測類型為1時表示32×16分割，在預測類型為2時表示16×32分割，在預測類型為3時表示16×16分割。在將編碼單元劃分成四個子編碼單元時，對所述四個子編碼單元進行編碼並按照光柵掃描次序傳送。在這種情況下，可以針對每個編碼單元傳送量化參數，並且在將同一量化參數應用於所有子編碼單元時，可以僅在超級編碼單元的報頭中傳送一次。不過，當需要在子編碼單元中改變量化參數時，可以僅傳送與上層編碼單元或同一層級的前面編碼單元的量化參數不同的值。可以利用四叉樹方法劃分每個子編碼單元，也可以利用四叉樹方法傳送經編碼後的塊圖案(cbp)和殘餘係數。在使用1比特cbp時，cbp的值1可以表示編碼單元具有至少一個不為0的係數，cbp的值0可以表示所有係數都是0。圖2示出了根據本發明的在SMB大小為64×64時確定編碼模式的方法。如圖2所示，在SMB是64×64塊時，編碼器判斷是否能夠跳過64×64塊，並在能夠跳過64×64塊時將跳過(SKIP)模式確定為編碼模式。此時，應當向解碼器傳送mb64_skip_flag。在64×64塊有要進行編碼的數據但未劃分成32×32塊時，在SMB報頭中插入SMB的編碼大小(該編碼大小是64×64、64×32和32×64之一)以及關於SMB是幀內編碼還是幀間編碼的信息，並且利用經編碼的數據產生SMB數據塊。當在64×64塊有要進行編碼的數據且被劃分成32×32塊時，同樣判斷在對應的32×32塊中是否有要進行編碼的數據。當在對應的32×32塊中沒有要進行編碼的數據時，將SKIP模式確定為32×32塊模式，將mb32_skip_flag傳送到解碼器。不過，當32×32塊有要進行編碼的數據但未被劃分成16×16塊時，在32×32塊的報頭中插入32×32塊的編碼大小(該編碼大小是32×32、32×16和16×32之一)以及關於32×32塊是幀內編碼還是幀間編碼的信息，並且利用經編碼的數據產生數據塊。當32×32塊有要進行編碼的數據且被劃分成16×16塊時，判斷在對應的16×16塊中是否有要進行編碼的數據。當在對應的16×16塊中沒有要進行編碼的數據時，將SKIP模式確定為16×16塊模式，並且將mb16_skip_flag傳送到解碼器。另一方面，當在對應的16×16塊中有要進行編碼的數據時，在16×16塊的報頭中插入16×16塊的編碼大小(該編碼大小是16×16、16×8和8×16之一)以及關於16×16塊是幀內編碼還是幀間編碼的信息，並且利用經編碼的數據產生數據塊。在使用具有這樣不同大小的塊時，塊大小信息可以根據每個序列層次、圖畫層次、切片層次、SMB或SMB的子編碼單元而改變。圖3示出了根據本發明的用於對活動圖畫進行編碼的設備。參考圖3，根據本發明的對活動圖畫進行編碼的設備包括編碼模式判決器110、變換/量化單元120、熵編碼器130、幀內預測器140、運動補償器150、運動估算器155、逆量化/變換單元160、去塊濾波器170、圖畫存儲器180、加法器和減法器。編碼模式判決器110分析輸入的視頻信號以將圖畫劃分成編碼單元，並針對每個編碼單元確定預測編碼塊的大小和預測模式。而且，編碼模式判決器110向減法器發送與所確定大小對應的預測編碼塊。變換/量化單元120確定變換塊的大小以變換從減法器接收到的殘餘信號。變換塊的大小可以等於或小於預測編碼塊的大小，但可以在幀間模式中進行不同設置。換言之，在幀間模式中，變換塊的大小可以大於預測編碼塊的大小。在這種情況下，變換/量化單元120從減法器接收多個殘餘塊並產生由多個殘餘塊構成的一個變換塊。變換塊的大小等於或小於編碼單元的大小。變換/量化單元120對變換塊執行二維(2D)離散餘弦變換(DCT)以產生變換係數。DCT可以是整數DCT。而且，變換/量化單元120確定用於量化變換係數的量化步長大小，利用根據所確定的量化步長和編碼模式而確定的量化矩陣來量化變換係數。逆量化/變換單元160對變換編碼/量化單元120所量化的量化係數進行逆量化和逆變換，由此從變換到頻域中的殘餘塊來恢復空間域中的殘餘塊。去塊濾波器170從逆量化/變換單元160接收經過逆量化和逆變換的圖像數據並執行濾波過程以消除塊效應(blockingeffect)。可以將去塊濾波過程應用於預測編碼塊間和變換塊之間的邊界。邊界是具有預定大小或更大的網格邊緣，預定大小可以是8×8。去塊濾波過程包括確定要進行濾波的邊界的步驟，確定要應用於該邊界的邊界濾波強度的步驟，判斷是否應用去塊濾波器的步驟，以及在確定要應用去塊濾波器時選擇要應用於該邊界的濾波器的步驟。根據i)邊界濾波強度是否大於0以及ii)表示P塊和Q塊的邊界像素之間差異的值是否小於根據量化參數確定的第一參考值，判斷是否應用去塊濾波器。可以有兩個或更多濾波器。當與塊邊界相鄰的兩個像素之間的差異的絕對值等於或大於第二參考值時，選擇弱濾波器。第二參考值是通過量化參數和邊界濾波強度確定的。圖畫存儲器180從去塊濾波器170接收已濾波的圖像並在圖畫單元中存儲該圖像。圖畫可以是幀的圖像或場的圖像。圖畫存儲器180具有能夠存儲多個圖畫的緩存(未示出)。運動估算器155利用圖畫存儲器180中存儲的至少一個參考圖畫進行運動估計，並輸出表示參考圖畫的參考圖畫索引和運動矢量。運動補償器150根據從運動估算器155輸入的參考圖畫索引和運動矢量，從存儲在圖畫存儲器180中的多個參考圖畫中的用於運動估計的參考圖畫中提取與要進行編碼的塊相對應的預測塊，並輸出所提取的預測塊。幀內預測器140在同一圖畫中利用重構的像素值執行幀內預測。幀內預測器140接收要預測編碼的當前塊，根據當前塊的大小選擇預定數量的幀內預測模式中的一種並執行幀內預測。熵編碼器130對變換/量化單元120所量化的量化係數、由運動估算器155產生的運動信息等進行熵編碼。通過預定的掃描方法將所量化的變換係數轉換成一維(1D)量化變換信息並進行熵編碼。下面將參考圖3描述幀內預測過程。首先，幀內預測器140從編碼模式判決器110接收關於要進行編碼的編碼塊的位置和大小信息。接下來，幀內預測器140從圖畫存儲器180接收有效的參考像素，用於確定當前預測編碼塊的幀內預測模式。參考像素已經被編碼並恢復，並與當前預測編碼塊(下文稱為當前塊)相鄰。在當前塊位於當前圖畫的上邊界時，不定義與當前塊上側相鄰的像素。在當前塊位於當前圖畫的左邊界時，不定義與當前塊左側相鄰的像素。而且，在當前塊位於切片上邊界或左邊界時，不定義與上側或左側相鄰的像素。在沒有與當前塊左側或上側相鄰的像素或沒有如上所述先前已經進行編碼並恢復的像素時，可以僅利用有效像素確定當前塊的幀內預測模式。不過，可以利用與當前塊相鄰的像素或可用像素產生無效參考像素。例如，在上側塊的像素無效時，可以利用左側的一個或多個可用參考像素產生上側的像素。同時，即使在當前塊的上側或左側有像素時，也可以根據像素所屬的塊的編碼模式將像素確定為無效像素。例如，在與當前塊上側相鄰的像素所屬的塊已經被幀間編碼並恢復，可以將所述像素確定為無效像素。在這種情況下，可以利用具有幀內模式的塊的參考像素產生參考像素。接下來，幀內預測器140利用參考像素確定當前塊的幀內預測模式。幀內預測模式的數量取決於塊的大小。根據塊的大小，允許33、16或2個方向性模式和至少一個非方向性模式。非方向性模式可以是直流(DC)模式或平面模式。可以將不同數量的幀內預測模式分配給具有相同大小的塊。為了表明允許不同數量的幀內預測模式，可以在序列報頭、圖畫報頭、切片報頭和編碼單元報頭中的至少一個中插入表示幀內預測模式數量的信息。優選在序列報頭或圖畫報頭中插入所述信息。接下來，在確定當前塊的幀內預測模式時，產生當前塊的預測塊。基於當前塊的幀內預測模式，利用包括所產生像素的參考像素或利用參考像素的線性組合產生預測塊。例如，在特定方向的方向性模式中，可以利用當前塊上側和當前塊左側的參考像素產生預測模式。用於產生預測塊的有效參考像素可以是經濾波的參考像素。應用於有效參考像素的濾波器數量可以是多個。而且，可以根據當前塊的大小和幀內預測模式自適應地應用多個濾波器。接下來，由變換/量化單元120和熵編碼器130對利用當前塊和幀內預測器140產生的預測塊獲得的殘餘塊進行編碼。同時，單獨對當前塊的幀內預測模式進行編碼。可以由幀內預測器140、單獨的幀內預測模式編碼器(未示出)或熵編碼器130對幀內預測模式進行編碼。利用當前塊的上側塊和左側塊的幀內預測模式對當前塊的幀內預測模式進行編碼。首先，得到當前塊的左側塊和上側塊的幀內預測模式。當上側塊的數量是多個時，將最左邊的上側塊或具有最低模式數量的塊設置為當前塊的上側塊。而且，當左側塊的數量是多個時，將最上邊的左側塊或具有最低模式數量的塊設置為當前塊的左側塊。在上側塊或左側塊不是以幀內預測模式進行編碼時，可以將DC模式(模式數2)設置為上側塊或左側塊的幀內預測模式。接下來，在上側塊或左側塊的幀內預測模式數量等於或大於當前塊的允許幀內預測模式的數量時，將上側塊或左側塊的幀內預測模式轉換成當前塊允許的幀內預測模式之一。接下來，在當前塊的幀內預測模式等於左側塊的幀內預測模式和上側塊的幀內預測模式之一時，傳送表示當前塊的幀內預測模式等於左側塊的幀內預測模式和上側塊的幀內預測模式之一的標誌以及表示上側塊和左側塊的幀內預測模式之一的標誌。在這種情況下，在當前塊的左側塊和上側塊具有相同幀內預測模式時，可以僅傳送表示當前塊的幀內預測模式等於左側塊的幀內預測模式和上側塊的幀內預測模式之一的標誌。類似地，在上側塊和左側塊的幀內預測模式中僅有一個有效且等於當前塊的幀內預測模式時，可以僅傳送表示當前塊的幀內預測模式等於左側塊的幀內預測模式和上側塊的幀內預測模式中之一的標誌。不過，在當前塊的幀內預測模式與左側塊和上側塊的幀內預測模式不同時，判斷當前塊的幀內預測模式數量是否小於左側塊和上側塊的幀內預測模式。在判定當前塊的左側塊和上側塊的幀內預測模式數量都大於當前塊的幀內預測模式數量時，將當前塊的幀內預測模式確定為最終幀內預測模式。不過，在當前塊的左側塊和上側塊的幀內預測模式數量中僅有一個不大於當前塊的幀內預測模式數量時，將具有從當前塊的幀內預測模式數量減1得到的模式數的幀內預測模式確定為當前塊的最終幀內預測模式。而且，在當前塊的左側塊和上側塊的幀內預測模式數量中的任一個都不大於當前塊的幀內預測模式數量時，將具有從當前塊的幀內預測模式數量減2得到的模式數的幀內預測模式確定為當前塊的最終幀內預測模式。接下來，對當前塊的最終幀內預測模式進行編碼。根據當前塊的上側塊是否與當前塊的左側塊具有相同幀內預測模式，利用不同的編碼表，對當前塊的最終幀內預測模式進行編碼。當前塊的上側塊或左側塊的幀內預測模式可以是修改的幀內預測模式。換言之，當前塊的上側塊或左側塊的幀內預測模式可以是通過表格修改的，該表格用於將上側塊和左側塊可允許的幀內預測模式映射到預定數量的幀內預測模式。預定數量可以是9或3。下文將描述圖3的熵編碼器130的量化變換係數編碼過程。利用語境自適應可變長度編碼(CAVLC)或語境自適應二進位算術編碼(CABAC)對量化的變換係數進行熵編碼。在變換塊的大小變大時，有很大可能性將需要掃描大量比特並對不為0的係數進行熵編碼。於是，優選引入新的掃描方法，用於針對大小等於或大於預定大小的變換塊減少比特數量。首先，判斷是否將量化的變換係數劃分成多個子集。這取決於變換塊的大小。換言之，在變換塊的大小等於或大於預定大小時，將量化的變換係數劃分成多個子集。預定大小可以是8×8或16×16。多個子集由一個主要子集和一個或多個殘餘子集構成。主要子集位於包括DC係數的左上側，一個或多個殘餘子集覆蓋除主要子集覆蓋區域之外的區域。接下來，在變換塊的大小等於或大於預定大小時，將量化的變換係數劃分成主要子集和一個或多個殘餘子集，並對每個子集中包括的量化變換係數進行掃描和編碼。可以利用多個掃描模式之一來掃描子集中的量化變換係數。可以根據子集中量化變換係數的非零像素的分布來選擇要編碼的比特數量變為最小的掃描模式。多個掃描模式可以包括鋸齒形掃描、垂直掃描和水平掃描。而且，可以包括活動圖畫專家組(MPEG)-4的垂直掃描或水平掃描。在針對每個子集傳送掃描模式時，需要大量比特。因此，可以向多個子集應用一種掃描模式。同時，可以根據預測模式和幀內預測方向自適應地選擇掃描模式。例如，在幀間預測模式中，可以僅應用一種預定掃描模式(例如鋸齒形掃描)或多種掃描模式之一。在前一種情況下，不需要向解碼器傳送掃描模式信息，但在後一種情況下，需要向解碼器傳送掃描模式信息。在幀內預測模式中，可以根據幀內預測方向選擇掃描模式。例如，可以在垂直幀內預測模式中應用水平掃描，可以在水平幀內預測模式中應用垂直掃描，可以在DC模式中應用鋸齒形掃描。要應用於主要子集的掃描模式和一個或多個殘餘子集可以是預定模式。預定模式可以是鋸齒形掃描。除了鋸齒形掃描之外，可以向子集應用水平掃描或垂直掃描。也可以根據預測模式和幀內預測方向自適應地確定應用於子集的掃描模式。換言之，在幀間預測模式中，可以向子集應用預定的掃描模式。在幀內預測中，可以向子集應用幀內預測方向所選擇的掃描模式。沿相反方向掃描子集中的量化變換係數可以是有效的。換言之，可以根據掃描模式沿相反方向從子集的最後非零係數掃描量化的變換係數。同樣地，沿相反方向從包括變換塊的最後非零係數的子集向主要子集掃描多個子集。同時，為了解碼器進行正確熵解碼，編碼器對能夠表示變換塊中最後非零係數的位置的信息和能夠表示每個子集中最後非零係數位置的信息進行編碼並向解碼器傳送編碼的信息。該信息可以表示每個子集中最後非零係數的位置。而且，該信息可以是地圖信息，由表示每個變換係數是否為0的標誌以及表示非零係數是否是變換塊中最後非零係數的標誌構成。用於產生地圖信息的掃描模式可以與子集中的掃描模式相同。在另一個範例中，為了掃描變換塊的量化變換係數，可以利用交織方法重新布置變換塊的量化變換係數，並轉換成多個子塊，可以對每個子塊進行掃描和編碼。同時，在圖像具有特定方向的邊界並使用等價預測模式時，為運動邊界部分的類似數據使用不同子塊，並且可能發生不必要的開銷。在這種情況下，可能更有效的是根據圖像的邊界部分形狀沿特定方向劃分編碼單元並對每個所劃分的區域執行運動估計。參考圖4到6，將描述一種考慮圖像特性以方向自適應方式來劃分塊的方法。在圖4、5和6中，將描述32×32的編碼單元作為範例。不過，編碼單元的大小不限於32×32，也可以將該方法應用於64×64塊或16×16塊。在最簡單自適應模式的一個範例中，通過直線將編碼單元分成兩個塊，以便提取局部拓撲上預測區域的統計學相關性。換言之，將圖像的邊界部分匹配到直線並進行劃分。如圖所示，在存在橫貫32×32塊的圖像的邊界時，應當將橫貫圖像的邊界部分劃分成小塊，以根據常規圖像劃分方法有效率地壓縮圖像。於是，如圖4中所示，應當將一個32×32塊劃分成至少10個塊並編碼。因此，應當將10個運動矢量與表示圖像劃分的信息一起傳送到解碼器，從而需要除圖像信息之外的更多額外信息。同時，如圖5或6所示，在有橫貫32×32塊的圖像的邊界時，可以通過將圖像邊界與表示圖像邊界的至少一條直線進行匹配來顯著減少要傳送到解碼器的額外信息的條數。例如，在將橫貫32×32塊的圖像的邊界匹配到圖5所示的兩條直線時，將32×32塊劃分成四個16×16塊，並且可以獲得將第一和第四16×16塊各自匹配到塊邊界的直線。在這種情況下，需要六個劃分區域，並且可以將要傳送到解碼器的運動矢量減少到六個。同樣地，在將橫貫塊的邊界匹配到圖6所示的一條直線時，將32×32塊劃分成兩個塊，僅需要向解碼器傳送一條塊模式信息和兩個運動矢量。同時，在利用直線劃分塊時，應當額外向解碼器傳送所用直線的信息。下文將描述要傳送的直線信息。可以利用各種方法傳送要傳送的直線信息。第一範例是利用相對於預定位置的距離和角度來表達直線的信息。在這種情況下，預定位置可以是塊左上角或中心的像素。所述距離可以是整數或量化值。所述角度可以是0到180，也可以是量化值。第二範例是向解碼器傳送橫貫塊的直線兩端的位置值。可以將該位置值表達為表示從左上角開始沿順時針方向繞塊的邊界行進，同時所述兩端距離塊的左上角處的像素有多遠的值。在這種情況下，可以將任一端表達為順時針方向繞邊界行進時距離像素的位置，可以將另一端表達為逆時針方向繞邊界行進時距離像素的位置，從而可以表示直線信息。在這種情況下，可以利用少量的比特表達關於接近更多不同形狀的直線信息。在有已經被方向自適應地劃分並被編碼的相鄰塊時，有效的做法是傳送當前塊的直線信息與從相鄰塊中選擇的一個塊的直線信息之間的差異信息。更優選地是利用沿與當前塊相同方向劃分的塊的方向信息對差異信息進行編碼。可以將關於當前塊的直線信息或差異信息表達為一個對應的索引，其可以是可變長度編碼並傳送的。同時，可以根據預測編碼塊的大小確定是否應用方向自適應劃分法。由於應用於過小編碼塊的方向自適應劃分法可能增大要傳送的信息量和複雜性，優選不應用該方法。如圖7所示，可以僅向限於預定數量的特定方向應用根據圖像的邊界部分的形狀來劃分預測編碼塊的方法。例如，可以將劃分塊的方法限於四個方向，即水平方向、垂直方向、向上對角線方向和向下對角線方向，或兩個方向，即水平方向和垂直方向。沿特定方向劃分塊的情形的數量可以隨著預測編碼塊大小而變化。例如，可以利用七種方法沿特定方向(例如水平方向)劃分大小為32×32的預測編碼塊，可以利用三種方法劃分大小為16×16的預測編碼塊。而且，不論預測編碼塊大小如何，都可以利用相同數量的方法劃分預測編碼塊。根據色度，也可以將預測編碼塊劃分成相同的分割，也可以將以下所有方法應用於該劃分。具有各自劃分區域的預測編碼塊應當在報頭中包括表示存在劃分塊的標誌、表示如何完成劃分的信息以及根據各自劃分區域指稱的經編碼的參考圖畫索引。當一個塊是方向自適應地預測的時，應當在兩個已劃分區域的每個上進行運動估計和運動補償。於是，應當從每個被劃分區域得出運動矢量，並且應當得出並對每個被劃分區域與基於該運動矢量獲得的參考區域之間的殘餘信號進行編碼。可以利用以下方法的任一種對殘餘信號進行編碼。首先，可以從一個預測編碼塊所劃分的兩個區域中的每個得出殘餘信號，然後可以添加所述兩個殘餘信號以形成一個塊的殘餘信號並進行變換編碼。在這種情況下，在沿邊界劃分的各自區域中的殘餘信號的總體分布之間非常可能存在差異，從而優選向邊界應用濾波器。在另一種方法中，可以通過向每個被劃分區域應用形狀自適應變換來進行編碼。如圖7中所示，在將一個塊劃分成兩個區域時，按照原樣對左上塊進行水平1D變換，然後進行垂直1D變換，對右下塊如圖所示地進行重新布置或旋轉180度，並進行1D變換，然後進行垂直1D變換。在這種情況下，可以將根據各自劃分區獨立進行編碼的殘餘係數傳送到解碼器或者可以對其進行組合併傳送。在又一種方法中，可以根據各自的被劃分區域進行補白(padding)以產生塊並對塊進行編碼。換言之，在對當前劃分區域進行編碼時，為構成該塊的其他劃分區域補上當前劃分區域的值，以構成一個塊，然後進行2D變換編碼。補白可以是水平補白(從已定義區域水平地拷貝未定義區域)和垂直補白(從已定義區域垂直拷貝未定義區域)。在這種情況下，優選執行水平補白，然後進行垂直補白。而且，可以通過所定義像素的線性組合填補與一個或多個所定義像素相鄰的未定義像素。而且，可以根據劃分方向給出方向性，使得可以首先執行水平補白和垂直補白的任一種。接下來將描述運動矢量估計。當利用直線將一個塊劃分成兩個區域時，利用已經編碼的運動矢量對每個劃分區域的運動矢量進行差異編碼。在第一種方法中，被劃分區域的第一區域可以選擇相鄰塊的運動矢量之一作為運動矢量預測器，第二區域可以選擇除第一區域之外的相鄰塊的運動矢量之一作為運動矢量預測器。在第二種方法中，被劃分區域的第一區域可以選擇相鄰塊的運動矢量之一作為運動矢量預測器，第二區域可以選擇第一區域的運動矢量作為運動矢量預測器。在第三種方法中，在與當前塊相鄰的塊中有方向自適應地劃分的塊時，考慮到所劃分塊的方向性，將方向自適應地劃分的塊的運動矢量用作參考運動矢量。於是，在有多個方向自適應地劃分的塊時，可以將預定序列中的運動矢量或具有類似劃分方向的塊的運動矢量用作參考運動矢量。在第四種方法中，被劃分區域的第一區域可以將與第一區域相鄰的一個塊的運動矢量設置為第一區域的運動矢量預測器，第二區域可以選擇與第二區域相鄰的塊的運動矢量以及處於先前圖畫中同一位置的塊或劃分區域的運動矢量中的任一個作為運動矢量預測器，並對差異運動矢量進行編碼。在這裡，使用一條直線進行塊劃分。不過，也可以利用由至少兩條直線構成的信息將一個塊劃分成至少兩個劃分區域，並可以如上所述執行所劃分區域的編碼。儘管已經參考其某些示範性實施例示出並描述了本發明，但本領域的技術人員將理解，可以在其中做出各種形式和細節的改變而不脫離如所附權利要求界定的本發明精神和範圍。