CN104205837B - 视频译码中的经译码块旗标推断 - Google Patents

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Abstract

一种视频解码器确定是否满足第一条件。在当前残余四叉树RQT节点的任何兄弟RQT节点与有效明度系数块相关联时满足所述第一条件。另外，所述视频解码器确定是否满足第二条件。在所述当前RQT节点的父代RQT节点的色度变换块为有效的且连同所述父代RQT节点的明度变换块一起分裂时满足所述第二条件。响应于确定既不满足所述第一条件也不满足所述第二条件，所述视频解码器确定从位流省略所述当前RQT节点的明度经译码块旗标CBF。

Description

视频译码中的经译码块旗标推断
本申请案主张2012年3月23日申请的第61/614,983号美国临时专利申请案的权益，所述申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及视频译码及压缩，且确切地说，涉及经译码块旗标的译码。
背景技术
数字视频能力可并入到广泛范围的装置中，包括数字电视、数字直播系统、无线广播系统、个人数字助理(PDA)、膝上型或桌上型计算机、数码相机、数字记录装置、数字媒体播放器、视频游戏装置、视频游戏控制台、蜂窝式或卫星无线电电话、视频电话会议装置及其类似者。数字视频装置实施视频压缩技术，例如通过MPEG-2、MPEG-4、ITU-T H.263、ITU-TH.264/MPEG-4第10部分高级视频译码(AVC)、目前正在开发的高效率视频译码(HEVC)标准和此些标准的扩展部分定义的标准中描述的技术，以便更有效地发射、接收和存储数字视频信息。
视频压缩技术执行空间(图片内)预测和/或时间(图片间)预测来减少或移除视频序列中固有的冗余。对于基于块的视频译码，可将视频切片分割成视频块，视频块还可被称作树块、译码单元(CU)和/或译码节点。图片的经帧内译码(I)切片中的视频块是使用相对于同一图片中的相邻块中的参考样本的空间预测来编码。图片的经帧间译码(P或B)切片中的视频块可使用相对于同一图片中的相邻块中的参考样本的空间预测或相对于其它参考图片中的参考样本的时间预测。图片可被称为帧，且参考图片可被称为参考帧。
发明内容
总的来说，本发明描述用于用信号通知有效明度系数块的存在的技术。有效明度系数块可为包含一或多个非零变换系数的明度系数块。更确切地说，视频编码器可产生位流，所述位流包含表示用于译码单元(CU)的残余四叉树(RQT)的数据。RQT可指示如何将CU分解成变换单元(TU)。RQT的根节点作为一个整体对应于CU，且RQT的叶节点对应于CU的变换单元(TU)。RQT的除叶节点以外的所有节点具有RQT中的四个子节点。RQT的节点可与明度经译码块旗标(CBF)相关联。节点的明度CBF指示节点是否与有效明度系数块相关联。如果与节点相关联的TU或与节点的任何子节点相关联的任何TU具有有效明度系数块，那么节点可与有效明度系数块相关联。
如果当前RQT节点的兄弟RQT节点中无一者与有效明度系数块相关联，且当前RQT节点的父代RQT节点不与有效色度系数块相关联或当前RQT节点的明度变换块的大小不大于最小变换大小，那么视频解码器可推断当前RQT节点与有效明度系数块相关联。视频解码器可在不从位流提取当前RQT节点的明度CBF的情况下作出此推断。因此，在此情形中，视频编码器在位流中并不包含当前RQT节点的明度CBF。
在一个实例中，本发明描述一种对视频数据进行解码的方法。所述方法包括确定是否满足第一条件，其中在CU的RQT的当前RQT节点的任何兄弟RQT节点与有效明度系数块相关联时满足所述第一条件。另外，所述方法包括确定是否满足第二条件。在所述当前RQT节点的父代RQT节点的色度变换块为有效的且所述父代RQT节点的所述色度变换块与所述父代RQT节点的明度变换块一起分裂时满足所述第二条件。所述方法还包括在既不满足所述第一条件也不满足所述第二条件时，确定从所述位流省略明度CBF。此外，所述方法包括在从所述位流省略所述明度CBF时或在所述明度CBF指示在所述位流中用信号发出明度系数块的语法元素时，从所述位流提取明度系数块的语法元素。另外，所述方法包括至少部分基于明度系数块重建构CU的样本块。
在另一实例中，本发明描述一种视频解码装置，其包括经配置以确定是否满足第一条件的一或多个处理器，其中在CU的RQT的当前RQT节点的任何兄弟RQT节点与有效明度系数块相关联时满足第一条件。所述一或多个处理器还经配置以确定是否满足第二条件，其中在所述当前RQT节点的父代RQT节点的色度变换块为有效的且所述父代RQT节点的所述色度变换块与所述父代RQT节点的明度变换块一起分裂时满足所述第二条件。此外，所述一或多个处理器经配置以使得在既不满足所述第一条件也不满足所述第二条件时，所述一或多个处理器确定从所述位流省略CBF。所述一或多个处理器经配置以使得在从所述位流省略所述明度CBF时或在所述明度CBF指示在所述位流中用信号发出明度系数块的语法元素时，所述一或多个处理器从所述位流提取所述明度系数块的所述语法元素。另外，所述一或多个处理器经配置以至少部分基于明度系数块重建构CU的样本块。
在另一实例中，本发明描述一种视频解码装置，其包括用于确定是否满足第一条件的装置，其中在CU的RQT的当前RQT节点的任何兄弟RQT节点与有效明度系数块相关联时满足所述第一条件。所述视频解码装置也包括用于确定是否满足第二条件的装置，其中在所述当前RQT节点的父代RQT节点的色度变换块为有效的且所述父代RQT节点的所述色度变换块与所述父代RQT节点的明度变换块一起分裂时满足所述第二条件。另外，所述视频解码装置包括用于在既不满足所述第一条件也不满足所述第二条件时确定从位流省略明度经译码块旗标(CBF)的装置。另外，所述视频解码装置包括用于在从所述位流省略所述明度CBF时或在所述明度CBF指示在所述位流中用信号发出明度系数块的语法元素时从所述位流提取所述明度系数块的所述语法元素的装置。所述视频解码装置还包括用于至少部分基于所述明度系数块重建构所述CU的样本块的装置。
在另一实例中，本发明描述一种上面存储有指令的计算机可读存储媒体，所述指令在由视频解码装置的一或多个处理器执行时配置所述视频解码装置以确定是否满足第一条件，其中在CU的RQT的当前RQT节点的任何兄弟RQT节点与有效明度系数块相关联时满足所述第一条件。所述指令还配置所述视频解码装置以确定是否满足第二条件，其中在所述当前RQT节点的父代RQT节点的色度变换块为有效的且所述父代RQT节点的所述色度变换块与所述父代RQT节点的明度变换块一起分裂时满足所述第二条件。此外，所述指令配置所述视频解码装置以确定在既不满足所述第一条件也不满足所述第二条件时从位流省略明度CBF。所述指令还致使所述视频解码装置在从所述位流省略所述明度CBF时或在所述明度CBF指示在所述位流中用信号发出明度系数块的语法元素时从所述位流提取所述明度系数块的所述语法元素。另外，所述指令配置所述视频解码装置以至少部分基于所述明度系数块重建构所述CU的样本块。
在另一实例中，本发明描述一种用于对视频数据进行编码的方法。所述方法包括确定是否满足第一条件，其中在当前RQT节点的任何兄弟RQT节点与显著明度系数块相关联时满足所述第一条件。所述方法还包括确定是否满足第二条件，其中在所述当前RQT节点的父代RQT节点的色度变换块为有效的且所述父代RQT节点的所述色度变换块与所述父代RQT节点的明度变换块一起分裂时满足所述第二条件。此外，所述方法包括响应于确定满足所述第一条件或所述第二条件，在位流中包含明度CBF，所述明度CBF指示所述当前RQT节点是否与有效明度系数块相关联。所述方法还包括输出所述位流。
在另一实例中，本发明描述一种视频编码装置，其包括经配置以确定是否满足第一条件的一或多个处理器，其中在当前RQT节点的任何兄弟RQT节点与有效明度系数块相关联时满足第一条件。所述一或多个处理器经配置以确定是否满足第二条件，其中在所述当前RQT节点的父代RQT节点的色度变换块为有效的且所述父代RQT节点的所述色度变换块与所述父代RQT节点的明度变换块一起分裂时满足所述第二条件。此外，所述一或多个处理器经配置以使得响应于确定满足所述第一条件或所述第二条件，所述一或多个处理器在位流中包含明度CBF，所述明度CBF指示所述当前RQT节点是否与有效明度系数块相关联。所述一或多个处理器经配置以输出所述位流。
在另一实例中，本发明描述一种视频编码装置，其包括用于确定是否满足第一条件的装置，其中在当前RQT节点的任何兄弟RQT节点与有效明度系数块相关联时满足所述第一条件。在另一实例中，所述视频编码装置包括用于确定是否满足第二条件的装置，其中在所述当前RQT节点的父代RQT节点的色度变换块为有效的且所述父代RQT节点的所述色度变换块与所述父代RQT节点的明度变换块一起分裂时满足所述第二条件。此外，视频编码装置包括用于响应于确定满足所述第一条件或所述第二条件在位流中包含明度CBF的装置，所述明度CBF指示当前RQT节点是否与有效明度系数块相关联。另外，所述视频编码装置包括用于输出所述位流的装置。
在另一实例中，本发明描述一种上面存储有指令的计算机可读存储媒体，所述指令在由视频编码装置的一或多个处理器执行时配置所述视频编码装置以确定是否满足第一条件，其中在当前RQT节点的任何兄弟RQT节点与有效明度系数块相关联时满足所述第一条件。另外，所述指令配置所述视频编码装置以确定是否满足第二条件，其中在所述当前RQT节点的父代RQT节点的色度变换块为有效的且所述父代RQT节点的所述色度变换块与所述父代RQT节点的明度变换块一起分裂时满足所述第二条件。所述指令还配置所述视频编码装置以使得响应于确定满足所述第一条件或所述第二条件，所述视频编码装置在位流中包含明度CBF，所述明度CBF指示所述当前RQT节点是否与有效明度系数块相关联。另外，所述指令配置所述视频编码装置以输出所述位流。
在另一实例中，本发明描述一种对视频数据进行解码的方法。所述方法包括接收明度变换块、U色度变换块及V色度变换块大小。另外，所述方法包括接收所述明度变换块的分裂语法元素。此外，所述方法包括基于所述分裂语法元素将所述明度变换块分裂成第一、第二、第三和第四明度变换子块，且不分裂所述U色度变换块及所述V色度变换块。另外，所述方法包括接收所述第一、第二和第三明度变换子块的经译码块旗标，其中所述经译码块旗标中的每一者具有值0。所述方法还包括推断所述第四明度变换子块的经译码块旗标具有值1。
在另一实例中，本发明描述一种用于对视频数据进行编码的方法。所述方法包括对明度变换块、U色度变换块及V色度变换块进行译码。另外，所述方法包括对所述明度变换块的分裂语法元素进行译码。此外，所述方法包括基于所述分裂语法元素将所述明度变换块分裂成第一、第二、第三和第四明度变换子块，且不分裂所述U色度变换块及所述V色度变换块。另外，所述方法包括对所述第一、第二和第三明度变换子块的经译码块旗标进行译码，其中所述经译码块旗标中的每一者具有值0。此外，所述方法包括跳过对所述第四明度变换子块的经译码块旗标进行译码。
在随附图式和下文描述中阐述本发明的一或多个实例的细节。其它特征、目标和优点将从所述描述、图式以及权利要求书而显而易见。
附图说明
图1是说明可利用本发明的技术的实例视频译码系统的框图。
图2A是说明与译码单元(CU)相关联的残余块的实例四叉树分解的概念图。
图2B是将图2A的变换分解方案说明成树的概念图。
图3为说明实例残余四叉树(RQT)的概念图。
图4是说明CU的实例明度变换块、色度Cb(U)变换块及色度Cr(V)变换块的概念图。
图5是说明可实施本发明的技术的实例视频编码器的框图。
图6是说明可实施本发明的技术的实例视频解码器的框图。
图7为说明根据本发明的一或多个技术的视频解码器的实例操作的流程图。
图8是说明根据本发明的一或多个技术的视频编码器的实例操作的流程图。
具体实施方式
图片可包含明度(Y)样本的阵列及色度样本的两个阵列。色度样本的第一阵列中的每一样本(例如，U样本)可指示像素的蓝色分量与像素的明度样本之间的差别。出于此原因，U样本也可被称作Cb样本。色度样本的第二阵列中的每一样本(例如，V样本)可指示像素的红色样本与像素的明度样本之间的差别。出于此原因，V样本也可被称作Cr样本。色度样本的阵列可相对于明度样本的块向下取样。因此，在一些实例中，就样本而言，色度样本的阵列的宽度及高度可为明度样本的阵列的一半。
译码单元(CU)可与对应于图片的相同区的明度样本的块及色度样本的两个块相关联。视频编码器可通过确定CU的预测单元(PU)的预测性明度、Cb及Cr块中的明度、Cb及Cr样本与CU的初始明度、Cb及Cr译码块中的对应明度、Cb及Cr样本之间的差别而产生CU的明度、Cb及Cr变换块。变换块可为应用相同变换的样本的矩形块。视频编码器可将与CU相关联的明度、Cb及Cr变换块分解成一或多个较小明度、Cb及Cr变换块，所述较小明度、Cb及Cr变换块中的每一者与CU的变换单元(TU)相关联。
视频编码器可将一或多个变换应用于TU的明度、Cb及Cr变换块以便产生明度、Cb及Cr系数块。系数块可为变换系数的二维块。明度、Cb及Cr系数块中的一些并不包含任何非零变换系数，意谓那些系数块仅包含零变换系数。为便于说明，如果系数块包含一或多个非零变换系数，那么本发明可将系数块称作有效系数块。如果系数块并不包含任何非零变换系数(即，系数块仅包含零值变换系数)，那么对于视频编码器来说可以更高效地产生旗标(即，经译码块旗标(CBF))，所述旗标指示系数块并不比用信号发出零值变换系数中的每一者的系数块更有效。
视频编码器可产生表示CU的残余四叉树(RQT)的数据。RQT也可被称作变换树。CU的RQT包括一组RQT节点。RQT节点中的每一者对应于与CU相关联的区内的区。根RQT节点对应于与CU相关联的区。树叶RQT节点对应于CU的TU。叶RQT节点可与明度CBF相关联，所述明度CBF指示叶RQT节点是否与有效明度系数块相关联。在本发明中，明度CBF也可被称作YCBF，且明度系数块可被称为Y系数块。明度系数块为基于明度变换块的系数块。
除了明度CBF之外，RQT节点还可与Cb CBF及Cr CBF相关联。RQT节点的CbCBF指示RQT节点或RQT节点的任何后代RQT节点是否与有效Cb系数块相关联。Cb系数块为基于Cb变换块的系数块。如果第二RQT节点为根RQT节点或存在从第一RQT节点通过RQT到根RQT节点的路径(所述路径穿过第二RQT节点且并未穿过任何RQT节点超过一次)，那么第一RQT节点可为第二RQT节点的后代RQT节点。如果RQT节点的Cb CBF指示RQT节点及RQT节点的每一后代RQT节点不与有效Cb系数块相关联，那么RQT节点的后代RQT节点便不与Cb CBF相关联。RQT节点的Cr CBF指示RQT节点或RQT节点的任何后代RQT节点是否与有效Cr系数块相关联。Cr系数块为基于Cr变换块的系数块。如果RQT节点的Cr CBF指示RQT节点及RQT节点的每一后代RQT节点不与有效Cr系数块相关联，那么RQT节点的后代RQT节点便不与Cr CBF相关联。
对于此系统来说，可能存在若干问题。举例来说，如果色度变换块已经处于最小变换大小，那么视频编码器不将RQT节点的色度变换块分裂成较小色度变换块。然而，RQT节点的明度变换块可大于色度变换块，因为视频编码器可对图片的色度样本进行向下取样。因此视频编码器可将明度变换块分裂成明度变换子块，而不管对应于较小明度变换块的色度变换块是否将小于最小变换大小。
此外，在此实例中，前三个子RQT节点的明度CBF可指示前三个子RQT节点中无一者与有效明度系数块相关联。在此情形中，视频编码器仍用信号发出第四RQT节点(其中“第四”在此例子中是在序数意义上使用的)的明度CBF。然而，如果RQT节点的子RQT节点中无一者与有效明度系数块相关联且RQT节点的色度系数块并不与RQT节点的明度系数块一起分裂(因为RQT节点的色度系数块已经处于色度变换块的最小变换大小)，那么将不存在产生子RQT节点的位率优势。也就是说，产生子RQT节点可浪费位。以另一方式来说的话，如果子RQT节点的明度系数块中无一者是有效的且当前RQT节点不与有效色度系数块相关联，那么产生子RQT节点可为浪费的。此外，如果子RQT节点的明度系数块中无一者是有效的，当前RQT节点与有效色度系数块相关联，且子RQT节点的色度变换块将小于最小变换大小，那么产生子RQT节点可为浪费的。
相对比地，如果子RQT节点的明度系数块中的一或多者为有效的，那么可以有效地产生子RQT节点。此外，如果当前RQT节点与有效色度系数块相关联且子RQT节点的明度变换块的大小大于最小变换大小，那么可有效地产生子RQT节点。应注意，如果子RQT节点的明度变换块的大小大于最小变换大小，那么子RQT节点的色度变换块的大小可至少等于最小变换大小。类似地，如果当前RQT节点与有效色度变换块相关联，且如果当前RQT节点的色度变换块的大小大于色度变换块的最小变换大小，那么可有效地产生子RQT节点，即使子RQT节点中无一者与有效明度系数块相关联。因此，即使子RQT节点的明度系数块中无一者是有效的，在当前RQT节点与有效色度系数块相关联且子RQT节点的色度变换块的大小至少等于最小变换大小时，仍可以有效地产生子RQT节点。
根据本发明的技术，如果RQT节点具有子RQT节点，前三个子RQT节点不与有效相关联，且RQT节点不与任何有效色度系数块相关联，或子RQT节点的明度变换块的大小大于最小变换大小，那么视频解码器可推断第四子RQT节点与有效明度系数块相关联。视频解码器可在不从位流提取第四子RQT节点的明度CBF的情况下作出此推断。因此，对于视频编码器来说，用信号发出第四子RQT节点的明度CBF可能是没有必要的。此可减少位流的位率，且可增加译码效率。
图1为说明可利用本发明的技术的实例视频译码系统10的框图。如本文中所描述，术语“视频译码器”一般是指视频编码器及视频解码器两者。在本发明中，术语“视频译码”或“译码”一般可指视频编码或视频解码。
如图1中所示，视频译码系统10包含源装置12和目的地装置14。源装置12产生经编码的视频数据。因此，源装置12可被称为视频编码装置或视频编码设备。目的地装置14可对由源装置12产生的经编码的视频数据进行解码，因此，目的地装置14可被称为视频解码装置或视频解码设备。源装置12及目的地装置14可为视频译码装置或视频译码设备的实例。
源装置12及目的地装置14可包括广泛范围的装置，包含桌上型计算机、行动计算装置、笔记型(例如，膝上型)计算机、平板计算机、机顶盒、例如所谓的“智能”电话等电话手持机、电视、相机、显示装置、数字媒体播放器、视频游戏控制台、车载计算机或其类似者。
目的地装置14可经由信道16从源装置12接收经编码的视频数据。信道16可包括能够将经编码的视频数据从源装置12移动到目的地装置14的一或多个媒体或装置。在一个实例中，信道16可包括使得源装置12能够实时地将经编码的视频数据直接发射到目的地装置14的一或多个通信媒体。在此实例中，源装置12可根据例如无线通信协议等通信标准调制经编码的视频数据，且可将经调制视频数据发射到目的地装置14。一或多个通信媒体可包含无线和/或有线通信媒体，例如射频(RF)频谱或一或多个物理发射线。一或多个通信媒体可形成分组网络的一部分，例如局域网、广域网或全球网络(例如，因特网)。信道16可包含各种类型的装置，例如路由器、交换器、基站或促进从源装置12到目的地装置14的通信的其它设备。
在另一实例中，信道16可包含存储由源装置12产生的经编码的视频数据的存储媒体。在此实例中，目的地装置14可经由磁盘存取或卡存取来存取存储媒体。存储媒体可包含多种本地存取的数据存储媒体，例如蓝光光盘、DVD、CD-ROM、快闪存储器或用于存储经编码的视频数据的其它合适数字存储媒体。
在另一实例中，信道16可包含存储由源装置12产生的经编码的视频数据的文件服务器或另一中间存储装置。在此实例中，目的地装置14可经由流式传输或下载来存取存储于文件服务器或其它中间存储装置处的经编码的视频数据。文件服务器可为能够存储经编码视频数据且将经编码视频数据发射到目的地装置14的类型的服务器。实例文件服务器包含网络服务器(例如，用于网站)、文件传送协定(FTP)服务器、网络连接存储(NAS)装置及本地磁盘驱动器。
目的地装置14可以通过标准数据连接(例如因特网连接)来存取经编码的视频数据。数据连接的实例类型可包含适合于存取存储于文件服务器上的经编码的视频数据的无线信道(例如，Wi-Fi连接)、有线连接(例如，DSL、缆线调制解调器等)或两者的组合。经编码的视频数据从文件服务器的发射可为流式发射、下载发射或两者的组合。
本发明的技术不限于无线应用或设定。所述技术可应用于视频译码以支持多种多媒体应用，例如空中电视广播、有线电视发射、卫星电视发射、流式视频发射(例如，经由因特网)、编码视频数据以存储于数据存储媒体上、解码存储于数据存储媒体上的视频数据，或其它应用。在一些实例中，视频译码系统10可经配置以支持单向或双向视频传输以支持例如视频流式传输、视频回放、视频广播和/或视频电话等应用。
在图1的实例中，源装置12包含视频源18、视频编码器20和输出接口22。在一些实例中，输出接口22可包含调制器/解调器(调制解调器)和/或发射器。视频源18可包含视频俘获装置(例如，摄像机)、含有先前俘获的视频数据的视频存档、用以从视频内容提供者接收视频数据的视频馈入接口，和/或用于产生视频数据的计算机图形系统，或视频数据的此些来源的组合。
视频编码器20可对来自视频源18的视频数据进行编码。在一些实例中，源装置12经由输出接口22将经编码的视频数据直接发射到目的地装置14。在其它实例中，经编码的视频数据也可存储到存储媒体或文件服务器上以供稍后由目的地装置14存取以用于解码和/或回放。
在图1的实例中，目的地装置14包含输入接口28、视频解码器30和显示装置32。在一些实例中，输入接口28包含接收器和/或调制解调器。输入接口28可经由信道16接收经编码的视频数据。显示装置32可与目的地装置14集成或可在所述目的地装置的外部。总的来说，显示装置32显示经解码的视频数据。显示装置32可包括多种显示装置，例如液晶显示器(LCD)、等离子显示器、有机发光二极管(OLED)显示器或另一类型的显示装置。
在一些实例中，视频编码器20及视频解码器30根据例如ISO/IEC MPEG-4Visual及ITU-T H.264(也称为ISO/IEC MPEG-4AVC)等视频压缩标准操作，所述视频压缩标准包含其可缩放视频译码(SVC)及多视图视频译码(MVC)扩展。在其它实例中，视频编码器20及视频解码器30可根据其它视频压缩标准操作，所述其它视频压缩标准包含当前在开发下的高效率视频译码(HEVC)标准。在Bross等人的“高效率视频译码(HEVC)文本规范草案9”(ITU-TSG16WP3及ISO/IEC JTC1/SC29/WGL1的视频译码联合协作小组(JCT-VC)，第11次会议：中国上海，2012年10月)中描述了即将来临的HEVC标准的草案(被称作“HEVC工作草案9”)，所述高效率视频译码(HEVC)文本规范草案9截至2012年3月11日为止可从http：//phenix.int-evry.fr/jct/doc_end_user/documents/ll_Shanghai/wgll/JCTVC-K1003-v8.zip下载得到，其全部内容以引用的方式并入本文中。然而，本发明的技术不限于任何特定译码标准或技术。
图1仅为实例，且本发明的技术可适用于未必包含视频编码装置与视频解码装置之间的任何数据通信的视频译码设置(例如，视频编码或视频解码)。在其它实例中，数据是从本地存储器检索的，经由网络流式发射的等等。视频编码装置可对数据进行编码且将数据存储到存储器，和/或视频解码装置可从存储器检索数据及对数据进行解码。在许多实例中，视频编码及解码是由并不彼此通信的装置执行，但仅仅是将数据编码到存储器和/或从存储器检索数据及对数据进行解码。
视频编码器20及视频解码器30各自可实施为例如以下各者的多种合适电路中的任一者：一或多个微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、离散逻辑、硬件或其任何组合。当部分地以软件实施技术时，装置可将软件的指令存储于合适的非暂时性计算机可读存储媒体中且可使用一或多个处理器以硬件执行指令从而执行本发明的技术。可将前述内容中的任一者(包含硬件、软件、硬件与软件的组合等)视为一或多个处理器。视频编码器20和视频解码器30中的每一者可以包含在一或多个编码器或解码器中，所述编码器或解码器中的任一者可以集成为相应装置中的组合编码器/解码器(编解码器)的一部分。
本发明通常可涉及视频编码器20“用信号发出”某些信息。因此，术语“用信号发出”可大体是指对用以对经压缩视频数据进行解码的语法元素和/或其它数据的传达。此传达可实时或接近实时地发生。或者，此传达可经过一段时间后发生，例如可在编码之时在经编码位流中将语法元素存储到计算机可读存储媒体时发生，视频解码装置接着可在存储到此媒体之后的任何时间检索所述语法元素。
如上文简要提及，视频编码器20对视频数据进行编码。视频数据可包括一或多个图片。图片中的每一者为形成视频的一部分的静态图像。当视频编码器20对视频数据进行编码时，视频编码器20可产生位流。位流可包含形成视频数据的经译码表示的位序列。位流可包含经译码图片及相关联的数据。经译码图片为图片的经译码表示。相关联的数据可包含序列参数集(SPS)、图片参数集(PPS)及其它语法结构。SPS可含有适用于图片的零个或零个以上序列的参数。PPS可含有适用于零个或零个以上图片的参数。
图片可包含表示为SL、SCb及SCr的三个样本阵列。SL为明度样本的二维阵列(即，块)。明度样本也可在本文中称为“Y”样本。SCb为Cb色度样本的二维阵列。SCr为Cr色度样本的二维阵列。色度样本也可在本文中称为“色度”样本。Cb色度样本可在本文中称为“U样本”。Cr色度样本可在本文中称为“V样本”。
在一些实例中，视频编码器20可对图片的色度阵列(即，SCb及SCr)进行向下取样。举例来说，视频编码器20可使用YUV 4∶2∶0视频格式、YUV 4∶2∶2视频格式，或4∶4∶4视频格式。在YUV 4∶2∶0视频格式中，视频编码器20可对色度阵列进行向下取样，使得色度阵列的高度为明度阵列的1/2且宽度为明度阵列的1/2。在YUV 4∶2∶2视频格式中，视频编码器20可对色度阵列进行向下取样，使得色度阵列的高度为明度阵列的1/2，且宽度与明度阵列相同。在YUV 4∶4∶4视频格式中，视频编码器20并不对色度阵列进行向下取样。
为了产生图片的经编码表示，视频编码器20可产生一组译码树单元(CTU)。CTUs中的每一者可为明度样本的译码树块、色度样本的两个对应译码树块及用以对译码树块的样本进行译码的语法结构。译码树块可为样本的NxN块。CTU也可被称作“树块”或“最大译码单元”(LCU)。HEVC的CTU可广泛地类似于例如H.264/AVC等其它标准的宏块。然而，CTU不一定限于特定大小且可包含一或多个译码单元(CU)。
作为对图片进行编码的部分，视频编码器20可产生图片的每一切片的经编码表示(即，经译码切片)。为了产生经译码切片，视频编码器20可对一系列CTU进行编码。本发明可将CTU的经编码表示称作经译码CTU。在一些实例中，切片中的每一者包含整数数目个经译码CTU。
为了产生经译码CTU，视频编码器20可对CTU的明度、Cb及Cr译码树块递归地执行四叉树分割，从而将明度、Cb及Cr译码树块划分成明度、Cb及Cr译码块，因此命名为“译码树单元”。译码块为样本的NxN块。CU可为具有明度样本阵列、Cb样本阵列及Cr样本阵列的图片的明度样本的译码块及色度样本的两个对应译码块，以及用以对译码块的样本进行译码的语法结构。视频编码器20可将CU的译码块分割成一或多个预测块。预测块可为应用相同预测的样本的矩形块。CU的预测单元(PU)可为明度样本的预测块、图片的色度样本的两个对应预测块及用以预测预测块样本的语法结构。视频编码器20可为CU的每一PU的明度、Cb及Cr预测块产生预测性明度、Cb及Cr块。
视频编码器20可使用帧内预测或帧间预测来产生PU的预测性明度、Cb及Cr块。如果视频编码器20使用帧内预测产生PU的预测性明度、Cb及Cr块，那么视频编码器20可基于与PU相关联的图片的经解码明度、Cb及Cr样本产生PU的预测性明度、Cb及Cr块。如果视频编码器20使用帧间预测产生PU的预测性明度、Cb及Cr块，那么视频编码器20可基于除与PU相关联的图片外的一或多个图片的经解码明度、Cb及Cr样本产生PU的预测性明度、Cb及Cr块。
在视频编码器20产生CU的一或多个PU的预测性明度、Cb及Cr块之后，视频编码器20可产生CU的明度残余块。CU的明度残余块中的每一样本指示CU的预测性明度块中的一者中的明度样本与CU的原始明度译码块中的对应样本之间的差别。另外，视频编码器20可产生CU的Cb残余块。CU的Cb残余块中的每一样本指示CU的预测性Cb块中的一者中的Cb样本与CU的原始Cb译码块中的对应样本之间的差别。视频编码器20还可产生CU的Cr残余块。CU的Cr残余块中的每一样本指示CU的预测性Cr块中的一者中的Cr样本与CU的原始Cr译码块中的对应样本之间的差别。
此外，视频编码器20可使用四叉树分割将CU的明度、Cb及Cr残余块分解成一或多个明度、Cb及Cr变换块。变换块可为在其上应用相同变换的样本的矩形块。CU的变换单元(TU)可为明度样本的变换块、色度样本的两个对应变换块，及用以变换所述变换块样本的语法结构。因此，CU的每一TU可与明度变换块、Cb变换块及Cr变换块相关联。与TU相关联的明度变换块可为CU的明度残余块的子块。Cb变换块可为CU的Cb残余块的子块。Cr变换块可为CU的Cr残余块的子块。
视频编码器20可使用残余四叉树(RQT)用信号发出如何将CU的明度、Cb及Cr残余块分解成CU的TU的明度、Cb及Cr变换块。换句话说，视频编码器20可在位流中包含表示RQT的数据，所述RQT指示如何将CU分解成TU。RQT可包括RQT节点的阶层。叶RQT节点可对应于CU的TU。每一RQT节点可与分裂旗标相关联。如果RQT节点的分裂旗标等于1，那么RQT节点具有四个子RQT节点。如果RQT节点的分裂旗标等于0，那么RQT节点不具有子RQT节点。如果第一和第二RQT节点在RQT中连结，且第一RQT节点在RQT中比第二RQT节点低一个层级，那么第一RQT节点可为第二RQT节点的子RQT节点。如果RQT节点为具有相同父代RQT节点的子RQT节点，那么RQT节点为兄弟。RQT的层级可从0向上编号，其中层级0对应于根节点，层级1对应于根RQT节点的子RQT节点，层级2对应于根RQT节点的孙RQT节点等等。
根据本发明的技术，在某些情形中，视频编码器20可跳过对经译码块旗标的编码，且视频解码器30可推断所述经译码块旗标的值。举例来说，在明度变换块在RQT阶层的特定层级处出现时，且对于对应明度系数块及色度系数块的CBF的特定值，明度系数块的CBF的值可由视频解码器30推断，及因此不需要由视频编码器20用信号发出。下文更详细地描述此些情形的实例。
图2A是说明与CU相关联的残余块38的实例四叉树分解的概念图。在图2A的实例中，将残余块38分割成左上变换块、右上变换块、左下变换块及右下变换块。在图2A中的内部线指示根据四叉树结构的变换块分解的一个实例结果。此结果仅为许多可能分解当中的一者。在图2A的实例中，存在变换分解的三个层级。在层级0(即，深度0)处，将残余块38分裂成四个四分之一大小的变换块。接着，在层级1(即，深度1)处，第一四分之一大小的变换块进一步分裂成四个1/16大小的变换块(分裂＝1)。换句话说，左上变换块进一步分割成标记为40、42、44及46的四个较小变换块。对于子块40、42、44及46来说不存在进一步的分裂。在图2A的实例中，右上变换块标记为48，左下变换块标记为50，且右下变换块标记为52。对于子块48、50及52来说不存在进一步分裂。
图2B是将图2A的四叉树分解方案说明成RQT 54的概念图。在图2B的实例中，每一圈对应于RQT 54的节点。每一节点与分裂旗标相关联，所述分裂旗标指示与RQT节点相关联的每一变换块是否分裂成四个较小变换块。RQT 54的叶节点对应于变换块图2A的40、42、44、46、48、50及52。实际上，是否分裂变换块的确定可基于速率失真最佳化。
视频编码器20将一或多个变换应用到TU的明度变换块以产生TU的明度系数块。系数块可为变换系数的二维阵列。变换系数可为标量。视频编码器20可将一或多个变换应用到TU的Cb变换块以产生TU的Cb系数块。视频编码器20可将一或多个变换应用到TU的Cr变换块以产生TU的Cr系数块。
在产生系数块(例如，明度系数块、Cb系数块或Cr系数块)之后，视频编码器20可量化系数块。量化通常是指变换系数经量化以可能减少用以表示变换系数的数据量从而提供进一步压缩的过程。在视频编码器20量化系数块之后，视频编码器20可对系数块执行熵编码操作。举例来说，视频编码器20可对系数块中的数据执行上下文自适应二进制算术译码(CABAC)。视频编码器20可在位流中输出此经熵编码数据。位流可包含视频数据的经编码版本。
视频解码器30可接收由视频编码器20产生的位流。另外，视频解码器30可剖析位流以从位流提取语法元素。视频解码器30可至少部分基于从位流提取的语法元素重建构视频数据的图片。用以重建构视频数据的过程通常可与由视频编码器20执行的过程互逆。举例来说，视频解码器30可至少部分基于与CU相关联的语法元素产生CU的PU的预测性明度、Cb及Cr块。另外，视频解码器30可逆量化与CU的TU相关联的明度、Cb及Cr系数块。视频解码器30可对明度、Cb及Cr系数块执行逆变换以重建构与CU的TU相关联的明度、Cb及Cr变换块。视频解码器30可至少部分基于预测性明度、Cb及Cr块以及明度、Cb及Cr变换块重建构CU的明度、Cb及Cr译码块。
在一些情况下，系数块中可不存在非零变换系数(例如，明度、Cb或Cr系数块)。换句话说，系数块中的所有变换系数可等于零。本发明可使用术语“有效系数块”指代包含至少一个非零变换系数的系数块。如果系数块并非是有效的，那么可不需要视频编码器20用信号发出系数块中的变换系数的值。
因此，视频编码器20可将明度CBF与CU的RQT的叶节点相关联。对于RQT的每一相应叶节点，如果相应叶节点的明度CBF等于1，那么与相应叶节点相关联的明度系数块是有效的。如果相应叶节点的明度CBF等于0，那么与相应叶节点相关联的明度系数块为无效的。在一些实例中，RQT的非叶节点不与明度CBF相关联。
此外，RQT节点可包含Cb CBF及Cr CBF。视频编码器20可以分层方式对CbCBF及CrCBF进行编码。如果特定RQT节点的Cb CBF等于0且特定RQT节点为叶节点，那么特定RQT节点不与有效Cb系数块相关联。如果特定RQT节点的Cb CBF等于0且特定RQT节点不为叶节点，那么特定RQT节点的后代RQT节点不与有效Cb系数块相关联。因为视频解码器30可基于特定RQT节点的Cb CBF等于0确定特定RQT节点的后代RQT节点不与有效Cb系数块相关联，所以对于视频编码器20来说，用信号发出特定RQT节点的后代RQT节点的Cb CBF可能是没有必要的。
另一方面，如果特定RQT节点的Cb CBF等于1且特定RQT节点为叶节点，那么特定RQT节点与有效Cb系数块相关联。如果特定节点的Cb CBF等于1且特定RQT节点不为叶节点，那么特定RQT节点的至少一个后代RQT节点与有效Cb系数块相关联。因为特定RQT节点的至少一个后代RQT节点与有效Cb系数块相关联，所以特定RQT节点的每一子RQT节点可与CbCBF相关联。
如果特定RQT节点的Cr CBF等于0且特定RQT节点为叶节点，那么特定RQT节点不与有效Cr系数块相关联。如果特定RQT节点的Cr CBF等于0且特定RQT节点不为叶RQT节点，那么特定RQT节点的后代RQT节点不与有效Cr系数块相关联。因为视频解码器30可基于特定RQT节点的Cr CBF等于0确定特定RQT节点的后代RQT节点不与有效Cr系数块相关联，所以对于视频编码器20来说，用信号发出特定RQT节点的后代RQT节点的Cr CBF可能是没有必要的。
另一方面，如果特定RQT节点的Cr CBF等于1且特定RQT节点为叶节点，那么特定RQT节点与有效Cr系数块相关联。如果特定节点的Cr CBF等于1且特定RQT节点不为叶节点，那么特定RQT节点的至少一个后代RQT节点与有效Cr系数块相关联。因为特定RQT节点的至少一个后代RQT节点与有效Cr系数块相关联，所以特定RQT节点的每一子RQT节点可与CrCBF相关联。
图3为说明实例残余四叉树(RQT)56的译码的概念图。在图3的实例中，RQT 56的每一节点经表示为圈。对于每一节点(即，在每一层级处)，视频编码器20对分裂旗标进行编码。在图3的实例中，如果分裂旗标等于1，那么RQT节点具有四个子RQT节点，且与RQT节点相关联的变换块分裂成四个均匀大小的变换块(子块)。如果RQT节点的分裂旗标等于0，那么RQT节点不具有子RQT节点，且与RQT节点相关联的变换块不分裂成较小变换块。RQT 56的每一节点可与Cb CBF(即，U CBF)及CrCBF(即，V CBF)相关联，如上文所描述。换句话说，在每一层级处，可发射两个其它语法元素。一个为Cb CBF，且另一个为Cr CBF。这两个语法元素可以分层方式来编码。如果Cb CBF＝0，那么在当前变换块(如果其不分裂)或所有较小变换块(如果当前变换块分裂成较小块)处不存在非零Cb变换系数。在后一种状况下(即，当前变换块进一步分裂)，对于这些进一步分裂的块来说，可并不需要发射Cb CBF。Cr CBF的编码过程可为相同的。
如果对于一个块来说，发射的分裂旗标具有值0，那么此块为RQT中的“叶节点”。在叶节点处，发射明度CBF，且还可发射Cb CBF及Cr CBF(取决于在RQT的较高层级处Cb CBF及Cr CBF的值，即，如果较高层级Cb CBF/Cr CBF为0，那么可不需要在此较低层级处发射)。如图3的实例中所说明，每一叶RQT节点可与明度CBF相关联。RQT节点的明度CBF指示RQT节点是否与有效明度系数块相关联。此外，如果叶RQT节点与有效明度Cb和/或Cr系数块相关联，那么叶RQT节点可与表示有效明度、Cb和/或Cr系数块的语法元素相关联。换句话说，在叶RQT节点处，如果对应旗标(明度CBF、Cb CBF、Cr CBF)不为零，那么针对明度、Cb及Cr分量对变换系数进行编码(CoeffY、CoeffU、CoeffV)。
图4是说明CU的实例明度(Y)变换块60、Cb(U)变换块62及Cr(V)变换块64的概念图。在YUV 4∶2∶0视频格式中，视频编码器20可以2∶1的因数对CU的色度译码块进行向下取样，导致CU的Cb及Cr变换块的宽度及高度是相同CU的对应明度变换块的一半。也就是说，在相同深度处，色度变换块大小为明度变换块大小的1/2*1/2。因为人类视觉系统对色度变化比对明度变化更不敏感，所以此向下取样不一定会减少视觉质量。
在一些情况(例如图4的实例中所示的情况)下，明度变换块60分裂，但对应色度变换块62、64并未分裂。也就是说，在RQT的层级k处，明度变换块60分裂成四个较小块，但色度并不与明度一起分裂。色度变换块62、64可不分裂，因为色度变换块62、64的大小可已经处于最小可用的变换大小。具体来说，在图4的实例中，在色度变换块62、64达到4x4的最小变换大小时，色度变换块62、64并不与明度变换块60(所述明度变换块进一步分裂成四个较小变换块)一起分裂。最小变换块大小可由输入到视频编码器20的编码参数决定。
在一些状况下，视频解码器30可从在RQT的与RQT节点相同的层级或RQT的比RQT节点的层级高的较高层级处的一或多个已经解码的语法元素确定(即，推断)RQT节点的语法元素的值。以此方式确定语法元素的值可增加译码效率。举例来说，如果在层级k处的RQT节点的Cb CBF(或Cr CBF)等于0，那么视频解码器30可确定在层级k+1及所有较低层级处的所有Cb CBF(或Cr CBF)等于零。在另一实例中，如果RQT节点与大于最大可允许TU大小的变换块相关联，那么视频解码器30可确定RQT节点的分裂旗标等于1。在另一实例中，如果与根RQT节点相关联的CU分割成四个PU且使用帧内预测编码(即，CU为帧内NxN CU)，那么视频解码器30可确定根RQT节点的分裂旗标等于1。
在另一实例中，如果与RQT节点相关联的明度变换块的大小等于最小可允许(最小可用)变换块大小，那么视频解码器30可确定RQT节点的分裂旗标等于0。在另一实例中，如果RQT中的RQT节点的深度等于与RQT相关联的CU的大小的最大允许深度，那么视频解码器30可确定RQT节点的分裂旗标等于0。在另一实例中，如果对CU进行帧间预测，在RQT的层级k处的前三个RQT节点(四分之一分裂块的子块)皆具有等于0的明度CBF，且在层级k-1处的RQT节点的Cb CBF及Cr CBF皆等于0，那么视频解码器30可推断在RQT的层级k处的第四(即，最后)RQT节点的明度CBF等于1。
HEVC编解码器的一些设计并不涵盖可推断RQT的一些语法值的所有状况。确切地说，此些设计并不涵盖色度变换不与明度一起分裂(例如，色度已经达到最小可用变换大小)的状况。在此状况下，视频解码器30可根据本发明的技术推断明度CBF的值。
在RQT节点的明度变换块的大小大于最小变换大小时，RQT节点可包含指示RQT节点是否具有子RQT节点的分裂旗标。因为图片的色度阵列可向下取样，所以在RQT节点的明度变换块的大小大于最小变换大小时，RQT节点的色度变换块的大小可等于最小变换大小。在RQT节点的色度变换块的大小等于最小变换大小的例子中，RQT节点的明度变换块的大小大于最小变换大小，且RQT节点具有子RQT节点，RQT节点的色度变换块不与RQT节点的明度变换块一起分裂。
在RQT节点的色度变换块不与RQT节点的明度变换块一起分裂，RQT节点不与有效Cb或Cr系数块相关联，且当前RQT节点具有子RQT节点时，用信号发出子RQT节点可能是浪费的，除非子RQT节点中的至少一者与有效明度系数块相关联。换句话说，在RQT节点不与RQT节点的有效Cb及Cr系数块相关联的情形中，如果子RQT节点的明度系数块中的一或多者为有效的，那么将仅发生分裂。此外，在RQT节点与有效Cb或Cr系数块相关联且子RQT节点的Cb及Cr变换块的大小将小于最小变换大小的情形中，分裂将仅在子RQT节点的明度系数块中的一或多者为有效的情况下发生。因此，在此情形中，如果前三个子RQT节点的明度系数块不有效，那么第四子RQT节点的明度系数块必须为有效的。在图4的实例中，分裂RQT节点将仅在分裂之后Y0、Y1、Y2或Y3中的至少一者不为零时发生。这是因为如果Y0、Y1、Y2及Y3皆等于0，那么视频编码器20将不会选择分裂RQT节点以便避免用信号发出四个单独的明度CBF，Y0、Y1、Y2及Y3。结果，如果前三个子块(Y0、Y1或Y2)皆等于零，那么最后4x4子块(Y3)的明度CBF可经推断等于1。
也就是说，根据本发明的技术，CU的RQT中的RQT节点可具有四个子RQT节点。如果视频解码器30确定对CU进行帧间预测，前三个子RQT节点不与有效明度系数块相关联，且子RQT节点的明度变换块的大小等于最小变换大小，那么视频解码器30可在不从位流提取第四子RQT节点的明度CBF的情况下推断第四子RQT节点与有效明度系数块相关联。否则，视频解码器30可从位流提取第四子RQT节点的明度CBF。
可使用以下伪码描述关于是否从位流提取第四子RQT节点的明度CBF的确定：
在上文伪码中，PredMode指示当前CU的预测模式，log2TrafoSize指示第四子RQT节点的明度变换块的大小，Log2MinTrafoSize指示最小变换大小，cbfY0指示第一子RQT节点的明度CBF，cbfY1指示第二子RQT节点的明度CBF，cbfY2指示第三子RQT节点的明度CBF，且cbfY3指示第四子RQT节点的明度CBF。
在一些实例中，如果当前CU的RQT中的当前RQT节点的分裂旗标指示与当前RQT节点相关联的块分裂成四个子块，那么视频解码器30可从位流提取四个子RQT节点。四个子RQT节点中的每一者与在与当前RQT节点相关联的块内的大小相等的块相关联。否则，如果当前RQT节点的分裂旗标指示与当前RQT节点相关联的块不分裂成四个子块，那么视频解码器30可确定是否从位流提取明度CBF。换句话说，如果当前RQT节点为叶RQT节点，那么视频解码器30可确定是否从位流提取明度CBF。
为了确定是否从位流提取明度CBF，视频解码器30可评估条件的第一集合。在视频解码器30评估条件的第一集合时，视频解码器30可确定当前CU的预测模式是否为帧内预测模式。另外，视频解码器30可确定当前RQT节点的深度是否等于0。此外，视频解码器30可确定与当前RQT节点相关联的Cb CBF是否指示当前RQT节点与有效Cb系数块相关联。视频解码器30还可确定与当前RQT节点相关联的Cr CBF是否指示当前RQT节点与有效Cr系数块相关联。
如果条件的第一集合中的一或多个条件不为真，那么视频解码器30确定包含当前RQT节点的明度CBF的语法元素的位流。然而，如果条件的第一集合中的任何条件为真，那么视频解码器30可评估条件的第二集合。在视频解码器30评估条件的第二集合时，视频解码器30可确定当前RQT节点是否为父代RQT节点的第四子RQT。另外，视频解码器30可确定当前CU的预测模式是否为帧间预测。此外，视频解码器30可确定当前CU的明度译码块的大小是否小于或等于最大变换大小加1或当前RQT节点的明度变换块的大小是否小于最大变换大小。
如果条件的第二集合中的一或多个条件为假，那么视频解码器30可从位流提取当前RQT节点的明度CBF。如果条件的第二集合中的每一条件为真，那么视频解码器30可评估条件的第三集合。在视频解码器30评估条件的第三集合时，视频解码器30可确定当前RQT节点的任何兄弟RQT节点是否与有效明度系数块相关联。此外，根据本发明的技术，在视频解码器30评估条件的第三集合时，视频解码器30可确定父代RQT节点是否与有效Cb系数块或有效Cr系数块相关联，且与当前RQT节点相关联的明度变换块的大小是否大于最小变换大小。如果满足条件的第三集合中的任一条件，那么视频解码器30从位流提取当前RQT节点的明度CBF。
另一方面，如果条件的第二集合中的每一条件为真且条件的第三集合中的两个条件皆不被满足，那么视频解码器30确定从位流省略明度CBF。也就是说，视频解码器30可确定在以下两个条件为真时从位流省略当前RQT节点的明度CBF：(1)当前RQT节点的兄弟RQT节点不与有效明度系数块相关联，及(2)父代RQT节点不与有效Cb系数块相关联，且父代RQT节点不与有效Cr系数块相关联，或父代RQT节点的Cb及Cr变换块不与父代RQT节点的明度变换块一起分裂。在一些实例中，在与当前RQT相关联的块的大小不大于最小变换大小或父代RQT节点的Cb或Cr变换块的大小大于色度变换块的最小变换大小时，父代RQT节点的Cb及Cr变换块不与父代RQT节点的明度变换块一起分裂。在视频解码器30确定从位流省略明度CBF时或在视频解码器30确定明度CBF指示在位流中用信号发出明度系数块的语法元素时，视频解码器30可从位流提取明度系数块的语法元素。
以此方式，视频解码器30可确定是否满足第一条件。在CU的RQT的当前RQT节点的任何兄弟RQT节点与有效明度系数块相关联时满足第一条件。另外，视频解码器30可确定是否满足第二条件：在当前RQT节点的父代RQT节点的色度变换块为有效的且父代RQT节点的色度变换块与父代RQT节点的明度变换块一起分裂时，满足第二条件。响应于确定既不满足第一条件也不满足第二条件，视频解码器30可确定从位流省略明度CBF。在从位流省略明度CBF时或在明度CBF指示在位流中用信号发出明度系数块的语法元素时，视频解码器30可从位流提取明度系数块的语法元素。视频解码器30可至少部分基于明度系数块重建构CU的样本块。响应于确定满足第一条件或第二条件，视频解码器30可从位流提取明度CBF。在不从位流省略明度CBF且明度CBF指示不在位流中用信号发出明度系数块的语法元素时，确定明度系数块的所有变换系数为无效的。
类似地，视频编码器20可确定是否满足第一条件。另外，视频编码器20可确定是否满足第二条件。响应于确定满足第一条件或第二条件，视频编码器20可在位流中包含明度CBF，所述明度CBF指示当前RQT节点是否与有效明度系数块相关联。响应于确定既不满足第一条件也不满足第二条件，视频编码器20可在位流中不包含明度CBF。
本发明的技术并不限于YUV 4∶2∶0视频格式，而是也可以适用于YUV 4∶2∶2视频格式、YUV 4∶4∶4视频格式或另一视频格式。在色度变换块不与明度变换块一起分裂(其通常可归因于色度变换块已经达到色度的最小可用变换大小)时，不管视频格式，本发明的技术可为适用的。因此用于本发明的技术中的图片的视频译码格式可为YUV4∶2∶0、4∶2∶2或4∶4∶4。
举例来说，让4x4为最小允许变换大小。在YUV 4∶2∶2视频格式中，对于2Nx2N明度变换块来说，色度变换块为Nx2N。因此，8x8明度变换块可进一步分裂成四个4x4明度变换块。然而，为4x8的对应Cb(或Cr)块无法分裂成四个2x4Cb或Cr块。在此状况下，本发明的技术可用以推断第四明度CBF的值。
在另一实例中，使用YUV 4∶4∶4视频格式。在此实例中，4x4可为明度的最小允许变换大小，且8x8可为色度的最小允许变换大小。8x8明度变换块可分裂成四个4x4块。然而，具有大小8x8的对应色度变换块由于其已经达到色度变换块的最小允许变换而无法分裂。在此状况下，本发明的技术可用以推断第四明度CBF的值。在本发明中，4x4或8x8的最小允许变换大小仅为实例。本发明的技术可适用于其它最小允许变换大小。
图5是说明可实施本发明的技术的实例视频编码器20的框图。出于解释的目的提供图5，且其不应被视为限制如本发明中广泛地例示及描述的所述技术。出于解释的目的，本发明在HEVC译码的上下文中描述了视频编码器20。然而，本发明的技术可适用于其它译码标准或方法。
在图5的实例中，视频编码器20包含预测处理单元100、残余产生单元102、变换处理单元104、量化单元106、逆量化单元108、逆变换处理单元110、重建构单元112、滤波器单元114、经解码图片缓冲器116及熵编码单元118。预测处理单元100包含帧间预测处理单元120及帧内预测处理单元126。帧间预测处理单元120包含运动估计单元122及运动补偿单元124。在其它实例中，视频编码器20可包含更多、更少或不同的功能组件。
视频编码器20可接收视频数据。视频编码器20可对视频数据的图片的切片中每一CTU进行编码。CTU可与图片的大小相等的区相关联。作为对CTU进行编码的部分，预测处理单元100可执行四叉树分割以将与CTU相关联的区划分成逐渐变小的区。较小区可与CU相关联。举例来说，预测处理单元100可将与CTU相关联的区分割成四个大小相等的子区，将子区中的一或多者分割成四个大小相等的子子区等等。
视频编码器20可对CTU的CU进行编码以产生CU的经编码表示(即，经译码CU)。作为对CU进行编码的部分，预测处理单元100可在CU的一或多个PU当中分割与CU相关联的区。视频编码器20及视频解码器30可支持各种PU大小。假定特定CU的大小为2Nx2N，视频编码器20及视频解码器30可支持2Nx2N或NxN的PU大小以用于帧内预测，且支持2Nx2N、2NxN、Nx2N、NxN或类似大小的对称PU大小以用于帧间预测。视频编码器20及视频解码器30还可支持2NxnU、2NxnD、nLx2N及nRx2N的PU大小的不对称分割以用于帧间预测。
帧间预测处理单元120可通过对CU的每一PU执行帧间预测产生PU的预测性数据。PU的预测性数据可包含对应于PU的预测性样本块及PU的运动信息。切片可为I切片、P切片或B切片。帧间预测单元121可取决于PU是在I切片中，是在P切片中，还是在B切片中而执行CU的PU的不同操作。在I切片中，帧内预测所有PU。因此，如果PU处于I切片中，那么帧间预测单元121并不对PU执行帧间预测。因此，对于在I模式中编码的块，使用从相同帧内的先前编码的相邻块的空间预测而形成经预测块。
如果PU在P切片中，那么运动估计单元122可在参考图片列表(例如，“列表0”)中的参考图片内搜索PU的参考区。PU的参考区可为含有最接近地对应于PU的样本块的样本块的在参考图片内的区。运动估计单元122可产生参考图片索引(即，参考索引)，所述参考图片索引指示参考图片列表0中的含有PU的参考区的位置。另外，运动估计单元122可产生运动向量，所述运动向量指示与PU相关联的区与参考区之间的空间移位。举例来说，运动向量可为提供从当前解码图片中的坐标到参考图片中的坐标的偏移的二维向量。运动估计单元122可输出参考图片索引及运动向量作为PU的运动信息。运动补偿单元124可基于在由PU的运动信息指示的参考位置处的样本块产生PU的预测性样本块。
因此，对于P模式，视频编码器20首先搜索与正在先前发射的参考帧(其由Fref表示)中编码的块类似的块。搜索通常受限于不超过从待编码的块的某一空间移位。在已识别最佳匹配或“预测”时，以二维(2D)运动向量(Δx，Δy)的形式表达所述最佳匹配，其中Δx为水平移位，且Δy为垂直移位。运动向量与参考帧一起用以建构经预测块Fpred：
Fpred(x，y)＝Fref(x+Δx，y+Δy)
帧内的像素的位置由(x，y)表示。
如果PU在B切片中，那么运动估计单元122可对PU执行单向帧间预测或双向帧间预测。为了对PU执行单向帧间预测，运动估计单元122可在第一参考图片列表(“列表0”)或第二参考图片列表(“列表1”)的参考图片内搜索PU的参考区。运动估计单元122可将指示含有参考块的参考图片的列表0或列表1中的位置的参考图片索引、指示与PU相关联的区与PU的参考区之间的空间移位的运动向量及指示参考图片是在列表0中还是在列表1中的预测方向指示符输出为PU的运动信息。运动补偿单元124可基于在由PU的运动信息指示的参考区处的样本块产生PU的预测性样本块。
为了对PU执行双向帧间预测，运动估计单元122可在列表0中的参考图片内搜索PU的参考区，且还可在列表1中的参考图片内搜索PU的另一参考区。运动估计单元122可产生参考图片索引，所述参考图片索引指示参考图片列表0及列表1中的含有参考区的位置。另外，运动估计单元122可产生运动向量，所述运动向量指示参考区与同PU相关联的区之间的空间位移。PU的运动信息可包含参考图片索引及PU的运动向量。运动补偿单元124可基于在由PU的运动信息指示的参考区处的样本块产生PU的预测性样本块。
帧内预测处理单元126可通过对PU执行帧内预测而产生PU的预测性数据。PU的预测性数据可包含PU的预测性样本块及各种语法元素。帧内预测处理单元126可对I切片、P切片及B切片中的PU执行帧内预测。
为了对PU执行帧内预测，帧内预测处理单元126可使用多个帧内预测模式产生PU的预测性数据的多个集合。为了使用帧内预测模式产生PU的预测性数据的集合，帧内预测处理单元126可使样本从相邻PU的样本块在与帧内预测模式相关联的方向上延伸横跨PU的样本块。假定用于PU、CU及CTU的从左到右、从上到下编码次序，相邻PU可在PU的上方、右上方、左上方或左边。帧内预测处理单元126可使用各种数目个帧内预测模式，例如，33个方向帧内预测模式。在一些实例中帧内预测模式的数目可取决于与PU相关联的区的大小。
预测处理单元100可从PU的由帧间预测处理单元120产生的预测性数据或PU的由帧内预测处理单元126产生的预测性数据当中选择CU PU PU的预测性数据。在一些实例中，预测处理单元100基于预测性数据集合的速率/失真度量选择CU的PU的预测性数据。选定预测性数据的预测性样本块可在本文中称为选定预测性样本块。
残余产生单元102可基于CU的明度、Cb及Cr译码块以及CU的PU的选定预测性明度、Cb及Cr块产生CU的明度、Cb及Cr残余块。举例来说，残余产生单元102可产生CU的残余块以使得残余块中的每一样本具有等于CU的译码块中的样本与CU的PU的对应选定预测性样本块中的对应样本之间的差的值。
变换处理单元104可执行四叉树分割以将与CU相关联的区分割成与CU的TU相关联的区。因此，TU可与明度变换块及两个色度变换块相关联。与CU的TU相关联的明度及色度变换块的大小及位置可或可不基于与CU的PU相关联的预测块的大小及位置。被称为“残余四叉树”(RQT)的四叉树结构可包含与区中的每一者相关联的节点。CU的TU可对应于RQT的叶节点。
根据本发明的技术，变换处理单元104可确定是否满足第一条件。在当前RQT节点的任何兄弟RQT节点与有效明度系数块相关联时满足第一条件。此外，变换处理单元104可确定是否满足第二条件。在当前RQT节点的父代RQT节点与有效色度系数块相关联且当前RQT节点的明度变换块的大小大于最小变换大小时满足第二条件。响应于确定满足第一条件或第二条件，变换处理单元104可在位流中包含明度CBF。明度CBF可指示当前RQT节点是否与有效明度系数块相关联。
变换处理单元104可通过将一或多个变换应用于与TU相关联的变换块而产生CU的每一TU的系数块。变换处理单元104可将各种变换应用于与TU相关联的变换块。举例来说，变换处理单元104可将离散余弦变换(DCT)、定向变换或概念上类似的变换应用于变换块。在一些实例中，变换处理单元104并不将变换应用于变换块。在此些实例中，变换块可被处理为变换系数块。因此，对于I模式、P模式及B模式，将预测误差(即正被编码的块与经预测块之间的差别)表示为某一离散变换的一组加权基底函数。
在一些实例中，变换处理单元104可至少部分基于应用了变换的变换块的大小确定待应用的变换。举例来说，变换处理单元104可取决于变换块是4x4、8x8、16x16还是另一大小而应用不同变换。在一些实例中，变换处理单元104可将变换应用于矩形形状变换块，例如为16x4、32x8等的变换块。换句话说，变换块的形状并非总是必须为正方形。
量化单元106可量化系数块中的变换系数。量化过程可减少与变换系数中的一些或全部相关联的位深度。举例来说，n位变换系数可在量化期间被向下舍入到m位变换系数，其中n大于m。量化单元106可基于与CU相关联的量化参数(QP)值量化与CU的TU相关联的系数块。视频编码器20可通过调整与CU相关联的QP值来调整应用于与CU相关联的系数块的量化的程度。量化可引入信息的损耗，因此经量化变换系数可具有比原始精度低的精度。
逆量化单元108及逆变换处理单元110可分别将逆量化及逆变换应用于系数块，以从系数块重建构残余块。重建构单元112可将经重建构残余块添加到来自由预测处理单元100产生的一或多个预测性样本块的对应样本，以产生与TU相关联的经重建构变换块。通过以此方式重建构CU的每一TU的变换块，视频编码器20可重建构CU的译码块。
滤波器单元114可执行去块操作以减少与CU相关联的译码块中的成块假影。经解码图片缓冲器116可在滤波器单元114对经重建构译码块执行一或多个去块操作之后存储经重建构译码块。帧间预测单元120可使用含有经重建构译码块的参考图片对其它图片的PU执行帧间预测。另外，帧内预测处理单元126可使用经解码图片缓冲器116中的经重建构译码块对与CU相同的图片中的其它PU执行帧内预测。
经量化变换系数及运动向量为“语法元素”的实例。这些语法元素加上一些控制信息可形成视频序列的完整经译码表示。在从视频编码器20发射到视频解码器30之前，可对所有语法元素进行熵译码，由此进一步减少其表示所需的位的数目。熵译码为旨在通过利用发射或存储的符号(在我们的状况下为语法元素)的分布特性(一些符号比其它符号更频繁地出现)最小化表示所述符号所需要的位的数目的无损操作。
熵编码单元118可从视频编码器20的其它功能组件接收数据。举例来说，熵编码单元118可从量化单元106接收系数块，且可从预测处理单元100接收语法元素。熵编码单元118可对数据执行一或多个熵编码操作以产生经熵编码数据。举例来说，熵编码单元118可对数据执行上下文自适应可变长度译码(CAVLC)操作、CABAC操作、可变到可变(V2V)长度译码操作、基于语法的上下文自适应二进制算术译码(SBAC)操作、概率区间分割熵(PIPE)译码操作、指数哥伦布编码操作或另一类型的熵编码操作。视频编码器20可输出包含由熵编码单元118产生的经熵编码数据的位流。举例来说，位流可包含表示CU的RQT的数据。
图6为说明经配置以实施本发明的技术的实例视频解码器30的框图。出于解释的目的提供图6，且其对如本发明中广泛地例示及描述的所述技术不加以限制。出于解释的目的，本发明在HEVC译码的上下文中描述了视频解码器30。然而，本发明的技术可适用于其它译码标准或方法。
在图6的实例中，视频解码器30包含熵解码单元150、预测处理单元152、逆量化单元154、逆变换处理单元156、重建构单元158、滤波器单元160及经解码图片缓冲器162。预测处理单元152包含运动补偿单元164及帧内预测处理单元166。在其它实例中，视频解码器30可包含更多、更少或不同的功能组件。
视频解码器30可接收位流。熵解码单元150可剖析位流以从位流提取语法元素。熵解码单元150可对位流中的经熵编码语法元素进行熵解码。预测处理单元152、逆量化单元154、逆变换处理单元156、重建构单元158及滤波器单元160可基于从位流提取的语法元素产生经解码视频数据。
位流可包括一系列NAL单元。位流的NAL单元可包含经译码切片NAL单元。作为剖析位流的一部分，熵解码单元150可从经译码切片NAL单元提取语法元素及对所述语法元素进行熵解码。经译码切片中的每一者可包含切片标头及切片数据。切片标头可含有与切片有关的语法元素。切片标头中的语法元素可包含识别与含有切片的图片相关联的PPS的语法元素。
作为从位流剖析经译码CU的一部分，熵解码单元150可从位流提取来自位流的变换树语法结构。根据本发明的技术，变换树语法结构可具有下文表1中所示的语法。
表1
在表1的实例语法中，transform_tree语法结构的例子对应于CU的RQT中的节点。作为剖析transform_tree语法结构的一部分，熵解码单元150可从位流提取split_transform_flag语法元素。如果split_transform_flag等于1，那么对应于transform_tree语法结构的RQT节点具有四个子RQT节点。因此，熵解码单元150可从位流提取对应于四个子RQT节点的transform_tree语法结构的四个例子。
此外，在表1的实例语法中，熵解码单元150可从位流提取Cb CBF语法元素(cbf_cb[x0][y0][trafoDepth])。cbf_cb[x0][y0][trafoDepth]为Cb分量的经译码块旗标(例如，cbfU)，其中x0、y0指定CU中的当前变换块的位置，且trafoDepth为变换四叉树(即，RQT)的层级/深度。如果在trafoDepth-1处，色度变换块已经达到最小可用变换块大小，那么cbf_cb[x0][y0][trafoDepth]的值可定义为等于0。另外，熵解码单元105可从位流提取Cr CBF语法元素(cbf_cr[x0][y0][trafoDepth])。cbf_cr[x0][y0][trafoDepth]为Cr分量的经译码块旗标(例如，cbfV)，其中x0、y0指定CU中的当前变换块的位置，且trafoDepth为变换四叉树的层级/深度。如果在trafoDepth-1处，色度变换块已经达到最小可用变换，那么cbf_cr[x0][y0][trafoDepth]的值可定义为0。
在表1的实例语法中，视频解码器30确定是否从位流提取RQT节点的明度CBF(cbf_luma[x0][y0][trafoDepth])。cbf_luma[x0][y0][trafoDepth]为明度分量的经译码块旗标(即，cbfY)，其中x0、y0指定CU中的当前变换块的位置，且trafoDepth为变换四叉树的层级/深度。举例来说，cbf_luma[x0][y0][trafoDepth]等于1指定明度变换块含有不等于0的一或多个变换系数层级。阵列坐标x0、y0指定所考虑变换块的左上明度样本相对于图片的左上明度样本的位置(x0，y0)。阵列索引trafoDepth指定RQT中的细分层级。
为了确定是否从位流提取明度CBF，视频解码器30评估条件的第一集合。在表1的实例语法中，将条件的第一集合表达为：
PredMode＝＝MODE_INTRA||
trafoDepth！＝0||
cbf_cb[x0][y0][trafoDepth]||
cbf_cr[x0][y0][trafoDepth]
如果不满足条件的第一集合中的条件，那么熵解码单元150可确定从位流省略明度CBF，且位流包含当前RQT节点的明度系数块的语法元素。这是因为视频解码器30可推断在不存在明度CBF的情况下，明度CBF等于1。因此，响应于确定CU的预测模式不为帧内预测，当前RQT节点为RQT的根节点，当前RQT节点不与有效Cb系数块相关联，且当前RQT节点不与有效Cr系数块相关联，熵解码单元150可从位流提取当前RQT节点的明度系数块的语法元素。
此外，如果满足条件的第一集合中的任一条件，那么视频解码器30评估条件的第二集合。在表1的实例语法中，将条件的第二集合表达为：
blkIdx＝＝3&&
PredMode！＝MODE_INTRA&&
((log2CbSize＜＝Log2MaxTrafoSize+1)||
(log2TrafoSize＜Log2MaxTrafoSize)
如果不满足条件的第二集合中的任何条件，那么熵解码单元150可从位流提取当前RQT节点的明度CBF。因此，熵解码单元150可响应于确定当前RQT节点不为父代RQT节点的第四子RQT节点或CU的预测模式为帧内预测，或CU的大小不小于或等于最大变换大小且当前RQT节点的明度变换块的变换大小小于最大变换大小而提取明度CBF。
如果满足条件的第二集合中的每一条件，那么视频解码器30评估条件的第三集合。在表1的实例语法中，将条件的第三集合表达为：
在条件的第三集合中，视频解码器30通过确定兄弟RQT节点中的任一者的明度CBF是否等于1来确定当前RQT节点的任何兄弟RQT节点是否与有效明度系数块相关联。兄弟RQT节点的明度CBF表示为：
cbf_luma[xBase][yBase][trafoDepth]，
cbf_luma[xBase+(1＜＜log2TrafoWidth)][yBase][trafoDepth]及
cbf_luma[xBase][yBase+(1＜＜log2TrafoHeight)][trafoDepth]。
此外，根据本发明的技术，在视频解码器30评估条件的第三集合时，视频解码器30可确定当前RQT节点的父代RQT节点是否与有效Cb系数块或有效Cr系数块相关联，且与当前RQT节点相关联的块的大小大于最小TU块大小。父代RQT节点比来自当前RQT节点的RQT高一个层级。视频解码器30可通过确定cbf_cb[xBase][yBase][trafoDepth-1]是否等于1来确定父代RQT节点是否与有效Cb系数块相关联。视频解码器30可通过确定cbf_cr[xBase][yBase][trafoDepth-1]是否等于1来确定父代RQT节点是否与有效Cr系数块相关联。另外，视频解码器30可确定与当前RQT节点相关联的块的大小(即，log2TrafoSize)是否大于最小变换大小(即，Log2MinTrafoSize)。
如果readCbf变量经评估为真，那么视频解码器30从位流提取cbf_luma[x0][y0][trafoDepth]。否则，如果readCbf变量经评估为假，那么视频解码器30可在不从位流提取cbf_luma[x0][y0][trafoDepth]的情况下自动确定cbf_luma[x0][y0][trafoDepth]等于1。如上文所指出，cbf_luma[x0][y0][trafoDepth]＝1指示当前RQT节点与有效明度系数块相关联。
以此方式，熵解码单元150可确定是否满足第一条件。在当前RQT节点的任何兄弟RQT节点与有效明度系数块相关联时满足第一条件。另外，熵解码单元150可确定是否满足第二条件。在当前RQT节点的父代RQT节点的色度变换块为有效的且父代RQT节点的色度变换块与父代RQT节点的明度变换块一起分裂时满足第二条件。响应于确定既不满足第一条件也不满足第二条件，熵解码单元150可在不从位流提取指示当前RQT节点是否与有效明度系数块相关联的明度CBF的情况下确定当前RQT节点与有效明度系数块相关联。
此外，熵解码单元150可确定第一明度CBF、第二明度CBF及第三明度CBF的值。第一明度CBF可指示兄弟RQT节点中的第一者是否与第一有效明度系数块相关联，第二明度CBF可指示兄弟RQT节点中的第二者是否与第二有效明度系数块相关联，及第三明度CBF可指示兄弟RQT节点中的第三者是否与第三有效明度系数块相关联。熵解码单元150可通过至少部分基于第一明度CBF、第二明度CBF及第三明度CBF确定兄弟RQT节点中的任一者是否与有效明度系数块相关联来确定是否部分满足第一条件。
为了确定是否满足第二条件，熵解码单元150可确定父代RQT节点的Cb CBF是否指示父代RQT节点与有效Cb系数块相关联，且可确定父代RQT节点的Cr CBF是否指示父代RQT节点与有效Cr系数块相关联。此外，为了确定是否满足第二条件，熵解码单元150可确定当前RQT节点的明度变换块的大小是否大于最小变换大小。
视频编码器20可作出用以确定在位流中是否包含明度CBF的类似确定。
除了从位流剖析语法元素之外，视频解码器30可对未分割CU执行重建构操作。为了对未分割CU执行重建构操作，视频解码器30可对CU的每一TU执行重建构操作。通过对CU的每一TU执行重建构操作，视频解码器30可重建构与CU相关联的残余块。也就是说，可通过首先以与视频编码器20相同的方式建构样本块的预测且通过将压缩的预测误差添加到预测来获得当前帧中的样本块。可通过使用经量化变换系数对变换基底函数进行加权来发现压缩的预测误差。经重建构帧与原始帧之间的差别可被称作重建构误差。
作为对CU的TU执行重建构操作的一部分，逆量化单元154可逆量化(即，解量化)与TU相关联的系数块。逆量化单元154可使用与TU的CU相关联的QP值来确定量化的程度，及同样逆量化单元154将应用的逆量化的程度。也就是说，可通过调整在量化变换系数时使用的QP的值来控制压缩比(即，用以表示原始序列的位数目与用以表示压缩的序列的位数目的比率)。压缩比还可取决于所使用的熵译码的方法。
在逆量化单元154逆量化系数块之后，逆变换处理单元156可将一或多个逆变换应用于系数块以便产生与TU相关联的残余块。举例来说，逆变换处理单元156可将逆DCT、逆整数变换、逆卡忽南-拉维变换(KLT)、逆旋转变换、逆定向变换或另一逆变换应用于系数块。
如果使用帧内预测对PU进行编码，那么帧内预测处理单元166可执行帧内预测来产生PU的预测性样本块。帧内预测处理单元166可使用帧内预测模式基于空间相邻PU的预测块产生PU的预测性明度、Cb及Cr块。帧内预测处理单元166可基于从位流提取的一或多个语法元素确定PU的帧内预测模式。
预测处理单元152可基于从位流提取的语法元素建构第一参考图片列表(列表0)及第二参考图片列表(列表1)。此外，如果使用帧间预测对PU进行编码，那么熵解码单元150可提取PU的运动信息。运动补偿单元164可基于PU的运动信息确定PU的一或多个参考区。运动补偿单元164可基于在PU的一或多个参考块处的样本块产生PU的预测性明度、Cb及Cr块。
重建构单元158可在适当时使用与CU的TU相关联的明度、Cb及Cr变换块及CU的PU的预测性明度、Cb及Cr块(即，帧内预测数据或帧间预测数据)来重建构CU的明度、Cb及Cr译码块。确切地说，重建构单元158可将明度、Cb及Cr变换块的样本添加到预测性明度、Cb及Cr块的对应样本以重建构CU的明度、Cb及Cr译码块。
滤波器单元160可执行去块操作以减少与CU的明度、Cb及Cr译码块相关联的成块假影。视频解码器30可将CU的明度、Cb及Cr译码块存储于经解码图片缓冲器162中。经解码图片缓冲器162可提供参考图片以供后续运动补偿、帧内预测及例如图1的显示装置32等显示装置上的呈现。举例来说，视频解码器30可基于经解码图片缓冲器162中的明度、Cb及Cr块对其它CU的PU执行帧内预测或帧间预测操作。以此方式，视频解码器30可从位流提取有效明度系数块的变换系数层级，逆量化变换系数层级，将变换应用于变换系数层级以产生变换块，至少部分基于变换块产生译码块，及输出译码块以供显示。
图7为说明根据本发明的技术的视频解码器30的实例操作250的流程图。作为实例提供图7的流程图及下图的流程图。在其它实例中，流程图可包含更多、更少或不同的步骤。
在图7的实例中，视频解码器30可确定当前CU的RQT的当前RQT节点的任何兄弟RQT节点是否与有效明度系数块相关联(252)。响应于确定当前RQT节点的兄弟RQT节点不与有效明度系数块相关联(252的“否”)，视频解码器30可确定当前RQT节点的父代RQT节点的色度变换块是否有效，及父代RQT节点的色度变换块是否与父代RQT节点的明度变换块一起分裂(254)。父代RQT节点的色度变换块可在当前RQT节点的明度变换块的大小大于最小变换大小时连或在父代RQT节点的色度变换块的大小大于色度变换块的最小变换大小时同父代RQT节点的明度变换块一起分裂。
响应于确定当前RQT节点的父代RQT节点的色度变换块为无效或父代RQT节点的色度变换块不与父代RQT节点的明度变换块一起分裂(254的“否”)，视频解码器30可确定从位流省略当前RQT节点的明度CBF(256)。明度CBF可指示当前RQT节点是否与有效明度系数块相关联。
另一方面，在当前RQT节点的一或多个兄弟RQT节点与有效明度系数块相关联(252的“是”)时或在当前RQT节点的父代RQT节点的色度变换块为有效的且父代RQT节点的色度变换块与父代RQT节点的明度变换块一起分裂(254的“是”)时，视频解码器30可从位流提取明度CBF(258)。视频解码器30可确定明度CBF是否指示位流包含与当前RQT节点相关联的明度系数块的语法元素(260)。明度系数块的语法元素可包含定义变换系数层级的语法元素(例如，coeff_abs_level_greaterl_flag、coeff_abs_leve1_greater2_flag、coeff_sign_flag、coeff_abs_leve1_remaining等)、最后有效变换系数等等。残余数据语法结构可包含明度系数块的语法元素。在视频解码器30确定明度CBF指示从位流省略明度系数块的语法元素(260的“否”)时，视频解码器30可确定与当前RQT节点相关联的明度系数块的所有变换系数为无效的(例如，等于0)(262)。
另一方面，响应于确定从位流省略当前RQT节点的明度CBF(256)或响应于确定明度CBF指示位流包含与当前RQT节点相关联的明度系数块的语法元素(260的“是”)，视频解码器30可从位流提取与当前RQT节点相关联的明度系数块的语法元素(264)。
在提取明度系数块的语法元素之后或在确定明度系数块的所有变换系数为无效之后，视频解码器30可至少部分基于明度系数块重建构当前CU的明度译码块(266)。举例来说，为了重建构当前CU的明度译码块，视频解码器30可对明度系数块执行逆变换以产生变换块。视频解码器30可通过将变换块的明度样本添加到当前CU的预测性明度块的对应样本而重建构当前CU的明度译码块的至少一部分。
图8为说明根据本发明的一或多个技术的视频编码器20的实例操作300的流程图。如图8的实例中所说明，视频编码器20可确定当前RQT节点的任何兄弟RQT节点是否与有效明度系数块相关联(302)。响应于确定当前RQT节点的兄弟RQT节点不与有效明度系数块相关联(302的“否”)，视频编码器20可确定当前RQT节点的父代RQT节点的色度变换块是否有效及父代RQT节点的色度变换块是否与父代RQT节点的明度变换块一起分裂(304)。在一些情况下，父代RQT节点的色度变换块可在当前RQT节点的明度变换块的大小大于最小变换大小时或在父代RQT节点的色度变换块的大小大于色度变换块的最小变换大小时连同父代RQT节点的明度变换块一起分裂。
响应于确定当前RQT节点的父代RQT节点不与有效色度系数块相关联或父代RQT节点的色度变换块不连同父代RQT节点的明度变换块一起分裂(304的“否”)，视频编码器20在位流中并不包含明度CBF(306)。换句话说，视频编码器20从位流省略当前RQT节点的明度CBF。另一方面，在当前RQT节点的一或多个兄弟RQT节点与有效明度系数块相关联时(302的“是”)或在当前RQT节点的父代RQT节点与有效色度系数块相关联且当前RQT节点的明度变换块的大小大于最小变换大小时(304的“是”)，视频编码器20可包含来自位流的明度CBF(308)。视频编码器20可输出位流(310)。
在一或多个实例中，所描述功能可以硬件、软件、固件或其任何组合来实施。如果用软件实施，则所述功能可作为一或多个指令或代码在计算机可读媒体上存储或传输，且由基于硬件的处理单元执行。计算机可读媒体可包含计算机可读存储媒体，其对应于有形媒体，例如数据存储媒体，或包含任何促进将计算机程序从一处传送到另一处的媒体(例如，根据一种通信协议)的通信媒体。以此方式，计算机可读媒体总体上可以对应于(1)有形计算机可读存储媒体，其是非暂时形的，或(2)通信媒体，例如信号或载波。数据存储媒体可以是可由一或多个计算机或一或多个处理器存取以检索用于实施本发明中描述的技术的指令、代码和/或数据结构的任何可用的媒体。计算机程序产品可包含计算机可读媒体。
借助于实例而非限制，此类计算机可读存储媒体可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置、快闪存储器或任何其它可用来存储指令或数据结构的形式的期望程序代码并且可由计算机存取的媒体。而且，可恰当地将任何连接称作计算机可读媒体。举例来说，如果使用同轴电缆、光纤缆线、双绞线、数字订户线(DSL)或例如红外线、无线电和微波等无线技术从网站、服务器或其它远程源传输指令，那么同轴电缆、光纤缆线、双绞线、DSL或例如红外线、无线电和微波等无线技术包含在媒体的定义中。然而，应理解，所述计算机可读存储媒体和数据存储媒体并不包含连接、载波、信号或其它暂时媒体，而是实际上针对于非暂时性有形存储媒体。如本文所使用，磁盘和光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软性磁盘和蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘用激光以光学方式再现数据。以上各者的组合也应包含在计算机可读媒体的范围内。
指令可以由一或多个处理器执行，所述一或多个处理器例如是一或多个数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)、或其它等效的集成或离散逻辑电路。因此，如本文中所使用的术语“处理器”可指上述结构或适合于实施本文中所描述的技术的任一其它结构中的任一者。另外，在一些方面中，本文所述的功能性可以在经配置用于编码和解码的专用硬件和/或软件模块内提供，或者并入在组合编解码器中。并且，可将所述技术完全实施于一或多个电路或逻辑元件中。
本发明的技术可在广泛多种装置或设备中实施，包含无线手持机、集成电路(IC)或一组IC(例如，芯片组)。本发明中描述各种组件、模块或单元是为了强调，其经配置以执行所揭示的技术的装置的功能方面，但未必需要通过不同硬件单元实现。实际上，如上文所描述，各种单元可以配合合适的软件和/或固件组合在一个编解码器硬件单元中，或者通过互操作硬件单元的集合来提供，所述硬件单元包括如上文所描述的一或多个处理器。
已描述各种实例。这些及其它实例在所附权利要求书的范围内。

Claims (40)

1.一种对视频数据进行解码的方法，所述方法包括：
确定是否满足第一条件，其中在译码单元CU的残余四叉树RQT的当前RQT节点的任何兄弟RQT节点与有效明度系数块相关联时满足所述第一条件；
确定是否满足第二条件，其中在所述当前RQT节点的父代RQT节点的色度变换块为有效的且所述父代RQT节点的所述色度变换块与所述父代RQT节点的明度变换块一起分裂时满足所述第二条件；
在既不满足所述第一条件也不满足所述第二条件时，确定从位流省略明度经译码块旗标CBF；
在从所述位流省略所述明度CBF时或在所述明度CBF指示在所述位流中用信号发出明度系数块的语法元素时，从所述位流提取所述明度系数块的所述语法元素；及
至少部分基于所述明度系数块重建构所述CU的样本块。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括响应于确定满足所述第一条件或所述第二条件，从所述位流提取所述明度CBF。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述父代RQT节点的所述色度变换块在所述当前RQT节点的明度变换块的大小大于最小变换大小时与所述父代RQT节点的所述明度变换块一起分裂。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述父代RQT节点的所述色度变换块在所述父代RQT节点的所述色度变换块的大小大于色度变换块的最小变换大小时与所述父代RQT节点的所述明度变换块一起分裂。
5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在不从所述位流省略所述明度CBF且所述明度CBF指示不在所述位流中用信号发出所述明度系数块的语法元素时，确定所述明度系数块的所有变换系数为无效的。
6.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述明度CBF为第四明度CBF，
所述有效明度系数块为第四有效明度系数块，
所述方法进一步包括确定第一明度CBF、第二明度CBF及第三明度CBF的值，所述第一明度CBF指示所述兄弟RQT节点中的第一者是否与第一有效明度系数块相关联，所述第二明度CBF指示所述兄弟RQT节点中的第二者是否与第二有效明度系数块相关联，及所述第三明度CBF指示所述兄弟RQT节点中的第三者是否与第三有效明度系数块相关联，及
确定是否满足所述第一条件包括至少部分基于所述第一明度CBF、所述第二明度CBF及所述第三明度CBF确定所述兄弟RQT节点中的任一者是否与有效明度系数块相关联。
7.根据权利要求1所述的方法，其中确定是否满足所述第二条件包括确定在以下状况时满足所述第二条件：
所述父代RQT节点的Cb CBF指示所述父代RQT节点与有效Cb系数块相关联，或所述父代RQT节点的Cr CBF指示所述父代RQT节点与有效Cr系数块相关联；及
所述当前RQT节点的所述明度变换块的大小大于最小变换大小。
8.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述当前RQT节点、所述兄弟RQT节点及所述父代RQT节点是在图片的译码单元CU的RQT中；及
所述图片的视频译码格式为YUV 4:2:0、4:2:2或4:4:4。
9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在所述当前RQT节点与有效明度系数块相关联时：
从所述位流提取所述有效明度系数块的变换系数层级；
逆量化所述变换系数层级；
将逆变换应用于所述变换系数层级以产生变换块；
至少部分基于所述变换块产生译码块；及
输出所述译码块。
10.一种包括一或多个处理器的视频解码装置，所述一或多个处理器经配置以：
确定是否满足第一条件，其中在译码单元CU的残余四叉树RQT的当前RQT节点的任何兄弟RQT节点与有效明度系数块相关联时满足所述第一条件；
确定是否满足第二条件，其中在所述当前RQT节点的父代RQT节点的色度变换块为有效的且所述父代RQT节点的所述色度变换块与所述父代RQT节点的明度变换块一起分裂时满足所述第二条件；
在既不满足所述第一条件也不满足所述第二条件时，确定从位流省略明度经译码块旗标CBF；
在从所述位流省略所述明度CBF时或在所述明度CBF指示在所述位流中用信号发出明度系数块的语法元素时，从所述位流提取所述明度系数块的所述语法元素；及
至少部分基于所述明度系数块重建构所述CU的样本块。
11.根据权利要求10所述的视频解码装置，其中所述一或多个处理器经进一步配置以响应于确定满足所述第一条件或所述第二条件从所述位流提取所述明度CBF。
12.根据权利要求10所述的视频解码装置，其中所述父代RQT节点的所述色度变换块在所述当前RQT节点的明度变换块的大小大于最小变换大小时与所述父代RQT节点的所述明度变换块一起分裂。
13.根据权利要求10所述的视频解码装置，其中所述父代RQT节点的所述色度变换块在所述父代RQT节点的所述色度变换块的大小大于色度变换块的最小变换大小时与所述父代RQT节点的所述明度变换块一起分裂。
14.根据权利要求10所述的视频解码装置，其中所述一或多个处理器经配置以使得在不从所述位流省略所述明度CBF且所述明度CBF指示不在所述位流中用信号发出所述明度系数块的语法元素时，所述一或多个处理器确定所述明度系数块的所有变换系数为无效的。
15.根据权利要求10所述的视频解码装置，其中：
所述明度CBF为第四明度CBF，
所述有效明度系数块为第四有效明度系数块，
所述一或多个处理器经进一步配置以确定第一明度CBF、第二明度CBF及第三明度CBF的值，所述第一明度CBF指示所述兄弟RQT节点中的第一者是否与第一有效明度系数块相关联，所述第二明度CBF指示所述兄弟RQT节点中的第二者是否与第二有效明度系数块相关联，及所述第三明度CBF指示所述兄弟RQT节点中的第三者是否与第三有效明度系数块相关联，及
为了确定是否满足所述第一条件，所述一或多个处理器至少部分基于所述第一明度CBF、所述第二明度CBF及所述第三明度CBF确定所述兄弟RQT节点中的任一者是否与有效明度系数块相关联。
16.根据权利要求10所述的视频解码装置，其中为了确定是否满足所述第二条件，所述一或多个处理器确定在以下状况时满足所述第二条件：
所述父代RQT节点的Cb CBF指示所述父代RQT节点与有效Cb系数块相关联，或所述父代RQT节点的Cr CBF指示所述父代RQT节点与有效Cr系数块相关联；及
所述当前RQT节点的所述明度变换块的大小大于最小变换大小。
17.根据权利要求10所述的视频解码装置，其中：
所述当前RQT节点、所述兄弟RQT节点及所述父代RQT节点是在图片的译码单元CU的RQT中；及
所述图片的视频译码格式为YUV 4:2:0、4:2:2或4:4:4。
18.根据权利要求10所述的视频解码装置，其中所述一或多个处理器经配置以使得在所述当前RQT节点与有效明度系数块相关联时，所述一或多个处理器：
从所述位流提取所述有效明度系数块的变换系数层级；
逆量化所述变换系数层级；
将逆变换应用于所述变换系数层级以产生变换块；
至少部分基于所述变换块产生译码块；及
输出所述译码块。
19.一种视频解码装置，其包括：
用于确定是否满足第一条件的装置，其中在译码单元CU的残余四叉树RQT的当前RQT节点的任何兄弟RQT节点与有效明度系数块相关联时满足所述第一条件；
用于确定是否满足第二条件的装置，其中在所述当前RQT节点的父代RQT节点的色度变换块为有效的且所述父代RQT节点的所述色度变换块与所述父代RQT节点的明度变换块一起分裂时满足所述第二条件；
用于在既不满足所述第一条件也不满足所述第二条件时确定从位流省略明度经译码块旗标CBF的装置；
用于在从所述位流省略所述明度CBF时或在所述明度CBF指示在所述位流中用信号发出明度系数块的语法元素时从所述位流提取所述明度系数块的所述语法元素的装置；及
用于至少部分基于所述明度系数块重建构所述CU的样本块的装置。
20.根据权利要求19所述的视频解码装置，其进一步包括用于响应于确定满足所述第一条件或所述第二条件从所述位流提取所述明度CBF的装置。
21.一种上面存储有指令的计算机可读存储媒体，所述指令在由视频解码装置的一或多个处理器执行时配置所述视频解码装置以：
确定是否满足第一条件，其中在译码单元CU的残余四叉树RQT的当前RQT节点的任何兄弟RQT节点与有效明度系数块相关联时满足所述第一条件；
确定是否满足第二条件，其中在所述当前RQT节点的父代RQT节点的色度变换块为有效的且所述父代RQT节点的所述色度变换块与所述父代RQT节点的明度变换块一起分裂时满足所述第二条件；
在既不满足所述第一条件也不满足所述第二条件时，确定从位流省略明度经译码块旗标CBF；
在从所述位流省略所述明度CBF时或在所述明度CBF指示在所述位流中用信号发出明度系数块的语法元素时，从所述位流提取所述明度系数块的所述语法元素；及
至少部分基于所述明度系数块重建构所述CU的样本块。
22.根据权利要求21所述的计算机可读存储媒体，其中所述指令的执行进一步配置所述视频解码装置以响应于确定满足所述第一条件或所述第二条件从所述位流提取所述明度CBF。
23.一种对视频数据进行编码的方法，所述方法包括：
确定是否满足第一条件，其中在当前残余四叉树RQT节点的任何兄弟RQT节点与有效明度系数块相关联时满足所述第一条件；
确定是否满足第二条件，其中在所述当前RQT节点的父代RQT节点的色度变换块为有效的且所述父代RQT节点的所述色度变换块与所述父代RQT节点的明度变换块一起分裂时满足所述第二条件；
响应于确定满足所述第一条件或所述第二条件，在位流中包含明度经译码块旗标CBF，所述明度CBF指示所述当前RQT节点是否与有效明度系数块相关联；及
输出所述位流。
24.根据权利要求23所述的方法，其进一步包括响应于确定既不满足所述第一条件也不满足所述第二条件，从所述位流省略所述明度CBF。
25.根据权利要求23所述的方法，其中所述父代RQT节点的所述色度变换块在所述父代RQT节点的所述色度变换块的大小大于色度变换块的最小变换大小时与所述父代RQT节点的所述明度变换块一起分裂。
26.根据权利要求23所述的方法，其中在不从所述位流省略所述明度CBF且所述明度CBF指示不在所述位流中用信号发出所述明度系数块的语法元素时，确定所述明度系数块的所有变换系数为无效的。
27.根据权利要求23所述的方法，其中：
所述明度CBF为第四明度CBF，
所述有效明度系数块为第四有效明度系数块，及
所述方法进一步包括确定是否满足所述第一条件包括至少部分基于第一明度CBF、第二明度CBF及第三明度CBF确定所述兄弟RQT节点中的任一者是否与有效明度系数块相关联，所述第一明度CBF指示所述兄弟RQT节点中的第一者是否与第一有效明度系数块相关联，所述第二明度CBF指示所述兄弟RQT节点中的第二者是否与第二有效明度系数块相关联，及所述第三明度CBF指示所述兄弟RQT节点中的第三者是否与第三有效明度系数块相关联。
28.根据权利要求23所述的方法，其中确定是否满足所述第二条件包括确定在以下状况时满足所述第二条件：
所述父代RQT节点的Cb CBF指示所述父代RQT节点与有效Cb系数块相关联，或所述父代RQT节点的Cr CBF指示所述父代RQT节点与有效Cr系数块相关联；及
所述当前RQT节点的所述明度变换块的大小大于最小变换大小。
29.根据权利要求23所述的方法，其中：
所述当前RQT节点、所述兄弟RQT节点及所述父代RQT节点是在图片的译码单元CU的RQT中；及
所述图片的视频译码格式为YUV 4:2:0、4:2:2或4:4:4。
30.一种包括一或多个处理器的视频编码装置，所述一或多个处理器经配置以：
确定是否满足第一条件，其中在当前残余四叉树RQT节点的任何兄弟RQT节点与有效明度系数块相关联时满足所述第一条件；
确定是否满足第二条件，其中在所述当前RQT节点的父代RQT节点的色度变换块为有效的且所述父代RQT节点的所述色度变换块与所述父代RQT节点的明度变换块一起分裂时满足所述第二条件；
响应于确定满足所述第一条件或所述第二条件，在位流中包含明度经译码块旗标CBF，所述明度CBF指示所述当前RQT节点是否与有效明度系数块相关联；及
输出所述位流。
31.根据权利要求30所述的视频编码装置，其中所述一或多个处理器经配置以使得在既不满足所述第一条件也不满足所述第二条件时，所述一或多个处理器从所述位流省略所述明度CBF。
32.根据权利要求30所述的视频编码装置，其中所述父代RQT节点的所述色度变换块在所述当前RQT节点的明度变换块的大小大于最小变换大小时与所述父代RQT节点的所述明度变换块一起分裂。
33.根据权利要求30所述的视频编码装置，其中所述父代RQT节点的所述色度变换块在所述父代RQT节点的所述色度变换块的大小大于色度变换块的最小变换大小时与所述父代RQT节点的所述明度变换块一起分裂。
34.根据权利要求30所述的视频编码装置，其中：
所述明度CBF为第四明度CBF，
所述有效明度系数块为第四有效明度系数块，及
所述一或多个处理器经配置以使得为了确定是否满足所述第一条件，所述一或多个处理器至少部分基于第一明度CBF、第二明度CBF及第三明度CBF确定所述兄弟RQT节点中的任一者是否与有效明度系数块相关联，所述第一明度CBF指示所述兄弟RQT节点中的第一者是否与第一有效明度系数块相关联，所述第二明度CBF指示所述兄弟RQT节点中的第二者是否与第二有效明度系数块相关联，及所述第三明度CBF指示所述兄弟RQT节点中的第三者是否与第三有效明度系数块相关联。
35.根据权利要求30所述的视频编码装置，其中所述一或多个处理器经配置以使得为了确定是否满足所述第二条件，所述一或多个处理器确定在以下状况时满足所述第二条件：
所述父代RQT节点的Cb CBF指示所述父代RQT节点与有效Cb系数块相关联，或所述父代RQT节点的Cr CBF指示所述父代RQT节点与有效Cr系数块相关联；及
所述当前RQT节点的所述明度变换块的大小大于最小变换大小。
36.根据权利要求30所述的视频编码装置，其中：
所述当前RQT节点、所述兄弟RQT节点及所述父代RQT节点是在图片的译码单元CU的RQT中；及
所述图片的视频译码格式为YUV 4:2:0、4:2:2或4:4:4。
37.一种视频编码装置，其包括：
用于确定是否满足第一条件的装置，其中在当前残余四叉树RQT节点的任何兄弟RQT节点与有效明度系数块相关联时满足所述第一条件；
用于确定是否满足第二条件的装置，其中在所述当前RQT节点的父代RQT节点的色度变换块为有效的且所述父代RQT节点的所述色度变换块与所述父代RQT节点的明度变换块一起分裂时满足所述第二条件；
用于响应于确定满足所述第一条件或所述第二条件在位流中包含明度经译码块旗标CBF的装置，所述明度CBF指示所述当前RQT节点是否与有效明度系数块相关联；及
用于输出所述位流的装置。
38.一种上面存储有指令的计算机可读存储媒体，所述指令在由视频编码装置的一或多个处理器执行时配置所述视频编码装置以：
确定是否满足第一条件，其中在当前残余四叉树RQT节点的任何兄弟RQT节点与有效明度系数块相关联时满足所述第一条件；
确定是否满足第二条件，其中在所述当前RQT节点的父代RQT节点的色度变换块为有效的且所述父代RQT节点的所述色度变换块与所述父代RQT节点的明度变换块一起分裂时满足所述第二条件；
响应于确定满足所述第一条件或所述第二条件，在位流中包含明度经译码块旗标CBF，所述明度CBF指示所述当前RQT节点是否与有效明度系数块相关联；及
输出所述位流。
39.一种对视频数据进行解码的方法，所述方法包括：
接收明度变换块、U色度变换块及V色度变换块大小；
接收所述明度变换块的分裂语法元素；
基于所述分裂语法元素将所述明度变换块分裂成第一、第二、第三和第四明度变换子块，且不分裂所述U色度变换块及所述V色度变换块；
接收所述第一、第二和第三明度变换子块的经译码块旗标，其中所述经译码块旗标中的每一者具有值0；及
推断所述第四明度变换子块的经译码块旗标具有值1。
40.一种用于对视频数据进行编码的方法，所述方法包括：
对明度变换块、U色度变换块及V色度变换块进行译码；
对所述明度变换块的分裂语法元素进行译码；
基于所述分裂语法元素将所述明度变换块分裂成第一、第二、第三和第四明度变换子块，且不分裂所述U色度变换块及所述V色度变换块；
对所述第一、第二和第三明度变换子块的经译码块旗标进行译码，其中所述经译码块旗标中的每一者具有值0；及
跳过对所述第四明度变换子块的经译码块旗标进行译码。
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