淺析音頻視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)（AVS3）的塊分割方法和編碼單元樹形狀

在本文中，我將回顧第三代音頻視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)（AVS3）的塊分割方法和編碼單元樹形狀。

編碼單元樹

AVS3是在其前身AVS2的基礎(chǔ)上開發(fā)的，其目標(biāo)之一是適應(yīng)對超高清內(nèi)容（4K、8K）不斷增長的需求。

Audio Video Standard 是一個基于塊的視頻編碼框架。對于塊分區(qū)，AVS2僅使用四叉樹方案（圖1），這對于8k 視頻效率不高。為了解決這個問題，AVS3開發(fā)了一種更靈活的分區(qū)方案：四叉樹(QT)、二叉樹(BT) 和擴(kuò)展四叉樹(EQT)（圖 2）。

對于每個最大的編碼單元，首先使用一個比特來指示大編碼單元（LCU）是否被劃分為QT。如果不是，則再使用一位來表示LCU 是分為EQT 還是 BT（圖3）。一旦編碼單元被劃分為BT或EQT，QT就不能用于后續(xù)的劃分過程。

內(nèi)部派生樹

AVS3 具有將幀內(nèi)編碼單元拆分為更小的預(yù)測單元的附加模式。它只分割亮度分量。CU可以垂直或水平分成4個PU。有六種拆分模式；您可以在圖4 中看到它們。就對稱性而言，派生模式可以細(xì)分為兩類：

對稱模式：2N×hN和hN×2N，旨在提高邊信息的信令效率

非對稱模式：2N×nU、2N×nD、nL×2N和nR×2N，旨在提高分區(qū)結(jié)構(gòu)對非對稱紋理的靈活性

對于非對稱模式（2MxnD、2MxnU、nLx2N、nRx2N），應(yīng)該提到一件事——它們最初被分成2 個PU：大的和小的。然后將大PU拆分為三個具有相同參數(shù)的子PU；結(jié)果，有3+1 個PU。這樣，由于預(yù)測樣本和參考樣本之間的相關(guān)性更強(qiáng)，可以提高預(yù)測精度。

此外，當(dāng)使用 DT時，變換單元被迫根據(jù)預(yù)測單元進(jìn)行拆分。

DT 內(nèi)標(biāo)志在 CU級別發(fā)出信號。當(dāng)內(nèi)部DT 標(biāo)志為真時，隨后傳輸拆分方向和拆分類型。

Intra DT 僅適用于 luma分量，因此色度沒有被分割，色度PU 保持與 CU相同的大小。這是圖 5中的示例。

色度樹拆分限制

AVS3對分割色度分量有特殊限制-色度兩側(cè)在色度下采樣分辨率下至少應(yīng)為4個像素（在亮度分辨率下為8個像素）。如果分區(qū)可以創(chuàng)建更小的色度塊，則不執(zhí)行色度拆分。因此色度編碼塊仍然大于分割的亮度塊（圖5、圖6）。

非矩形塊分裂

對于幀間塊有特殊的角加權(quán)預(yù)測(AWP) 模式，對于幀內(nèi)塊有空間角加權(quán)預(yù)測(SAWP) 的特殊模式，其作用類似于通過斜線將CU 分成兩個PU。最初，每個部分都使用不同的預(yù)測參數(shù)進(jìn)行預(yù)測；然后使用由平滑過渡的斜線生成的權(quán)重掩碼將它們組合起來（圖7）。對這些模式的更詳細(xì)的回顧在單獨(dú)的文章中給出。

審核編輯：劉清