CN104221388A - 指示压缩视频序列的并行处理可能性的固定分片结构标志 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个实施例涉及使用句法元素来指示分片信息针对序列是否相同的方法。序列通常是针对其的一个序列参数集合(SPS)有效的比特流。句法元素可以是SPS的一部分或者例如在VUI中或者在SEI消息中被发信号通知。此外，句法元素可以是标志，例如标记为tiles_fixed_structure_flag。编码器决定如何通过实现并行编码/解码的分片结构对画面进行划分。根据该实施例，当在序列中使用相同的分片结构时，向解码器发送关于在视频流的序列中使用相同的分片结构的信息。

Description

指示压缩视频序列的并行处理可能性的固定分片结构标志
技术领域
实施例涉及用于处理视频的布置，即，编码器、元件、接收机、发射机、设备、计算机程序产品、计算机程序以及方法。具体地，实施例涉及实现并行解码的解决方案。
背景技术
高效视频编码(HEVC)是正在联合合作团队-视频编码(JCT-VC)中开发的视频编码标准。JCT-VC是运动画面专家组(MPEG)和国际电信联盟-电信标准化部门(ITU-T)之间的合作项目。目前，定义了HEVC模型(HM)，该HM包括大量工具并且比H.264/高级视频编码(AVC)明显更有效。
HEVC和H.264均使用上下文自适应二进制算术编码器(CABAC)，但是HEVC使用大小高达64×64个像素的树块，而不是H.264的16×16个像素的宏块。即，在HEVC中，画面被分为大小高达64×64个像素的树块。
HEVC和H.264都定义了视频可用性信息(VUI)句法结构，其可以存在于序列参数集合中并包含不影响解码过程(即，不影响像素值)的参数。补充增强信息(SEI)是另一种结构，该结构可以存在于任意访问单元中并包含不影响解码过程的信息。
与H.264/AVC相比，HEVC提供了更好的并行化可能性。并行化意味着可以并行地对单个画面进行编码和解码。具体地，分片(Tiles)和波前并行处理(WPP)都是出于并行化的目的而开发的工具。它们最初都被设计用于编码器并行化，但是它们也可以用于解码器并行化。
在HEVC标准草案中，画面帧(称为“帧”)可以分为多个分片，这可以允许相同数量的线程并行地对帧进行编码/解码。图1对其进行了例证，其中帧被分为六个分片，并且因此可以允许六个线程并行地对帧进行编码/解码。
因此，在该上下文中，可以使用多个线程意味着编码/解码过程的实际工作量可以分为相互独立执行的单独“过程”，即它们可以在独立的线程中并行地执行。
HEVC中的分片将画面分为宽度和高度已定义的区域。每个区域由以光栅扫描顺序处理的整数数量的树块构成。在画面中，分片本身是以光栅扫描顺序处理的。可以在序列参数集合(SPS)和画面参数集合(PPS)中发信号通知确切的分片配置或者分片信息(分片的数量、每个分片的宽度和高度等)。分片信息包含每个分片的宽度、高度和其在画面中的位置，参见下面的句法表。这意味着如果块的坐标已知，则块属于哪一个分片也是已知的。如果在PPS和SPS中都存在分片信息，则可以使用PPS中的信息。
表1-分片信息句法表
tiles_or_entropy_coding_sync_idc u(2)
if(tiles_or_entropy_coding_sync_idc＝＝1){
num_tile_columns_minus1 ue(v)
num_tile_rows_minus1 ue(v)
uniform_spacing_flag u(1)
if(！uniform_spacing_flag){
for(i＝0；i＜num_tile_columns_minus1；i++)
column_width[i] ue(v)
for(i＝0；i＜num_tile_rows_minus1；i++)
row_height[i] ue(v)
}
loop_filter_across_tiles_enabled_flag u(1)
}
由单个比特构成的码字或者句法元素称为标志。
HEVC定义了两种用于并行解码的入口点。解码器可以使用入口点以在比特流中找出分片或子流的比特起始的位置。第一种类型是入口点偏移。入口点偏移在切片首部中列出并指示包含在切片中的一个或更多个分片的起始点。第二种类型是入口点标记，其分隔比特流中的分片。入口点标记是不能出现在比特流中的任意位置处的特定码字(起始码)。
分片可以用于编码器并行。对于分片情形，编码器首先选择分片划分。由于分片的边界破坏了分片之间的所有预测，因此编码器可以将多个分片的编码指派给多个线程。一旦存在至少两个分片，就可以进行多线程编码。
为了使解码器并行工作，在比特流中需要存在入口点。对于并行编码，不需要存在入口点，编码器可以在完成分片/子流的编码之后将比特流联结(stitch)在一起。然而，解码器需要知道每一个分片在比特流中起始的位置，以并行地解码。如果编码器只希望并行地编码而不希望实现并行解码，则它可以省略入口点，但是如果它也希望并行地解码，则它必须插入入口点。
发明内容
本实施例的目的在于提供一种用于解码器并行的备选机制。
通过发送指示在序列中使用相同的分片结构的信息来实现该目的。
根据本发明实施例的第一方案，提供了一种要在编码器中执行的用于对具有多个画面的视频流的画面序列进行编码的方法。在所述方法中，决定是否使用分片结构通过分片以相同的方式对所述序列中的所有画面进行划分，此外，当在视频流的序列中使用相同的分片结构时，发送关于在所述视频流的序列中使用相同的分片结构的信息。
根据第二方案，提供了一种用于对具有多个画面的视频流的画面序列进行解析的方法。在所述方法中，接收关于是否在所述视频流的序列中使用相同的分片结构的信息，并接收所述分片结构的信息。此外，当对所述视频流的序列的解码做决定时，使用所接收的信息。
根据第三方案，提供了一种用于对具有多个画面的视频流的画面序列进行编码的编码器。所述编码器包括：确定单元，所述确定单元被配置为决定是否使用分片结构通过分片以相同的方式对所述序列中的所有画面进行划分；以及输出单元，所述输出单元被配置为发送关于对当前画面进行划分的分片结构的信息，并且当在所述视频流的序列中使用相同的分片结构时，发送关于在所述视频流的序列中使用相同的分片结构的信息。
此外，根据第四方案，提供了一种用于对具有多个画面的视频流的画面序列进行解析的元件650。所述元件650包括输入单元630，所述输入单元630被配置为接收关于对当前画面进行划分的分片结构的信息，接收关于是否在所述视频流的序列中使用相同的分片结构的信息，以及解析单元640，所述解析单元640被配置为当对所述视频流的序列的解码做决定时，解析并使用所接收的信息。
根据第五方案，提供了一种发射机，包括根据第三方案的编码器。
根据第六方案，提供了一种接收机，包括根据第四方案的元件。
根据第七方案，提供了一种设备，包括根据第五方案的发射机和/或根据第六方案的接收机。
根据第八方案，提供了一种计算机程序。所述计算机程序包括计算机可读代码单元，当所述计算机可读代码单元在处理器上运行时，所述计算机可读代码单元使所述处理器执行以下操作：
-决定是否使用分片结构通过分片以相同的方式对所述序列中的所有画面进行划分，以及
-当在所述视频流的序列中使用相同的分片结构时，发送关于在所述视频流的序列中使用相同的分片结构的信息。
根据第九方案，提供了一种计算机程序产品，其中所述计算机程序产品包括计算机可读介质和上述存储在计算机可读介质上的计算机程序。
根据第十方案，提供了一种计算机程序，其中所述计算机程序包括计算机可读代码单元，当计算机可读代码单元在处理器上运行时，所述计算机可读代码单元使所述处理器执行以下操作：
-接收关于是否在所述视频流的序列中使用相同的分片结构的信息，
-接收关于对当前画面进行划分的分片结构的信息，以及
-当对所述视频流的序列的解码做决定时，使用所接收的信息。
根据第十一方案，提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品包括计算机可读介质和上述存储在计算机可读介质上的计算机程序。
实施例的优点是：如果解码器可以接收到确保将在序列中使用相同的分片结构的信息，则可以降低对解码器复杂度的要求。
附图说明
图1示出了分为六个分片的帧，这可以允许六个线程并行地对帧进行编码/解码。
图2是示出了根据本发明实施例在编码器中执行的方法的流程图。
图3是示出了根据本发明实施例在解码器中执行的方法的流程图。
图4示意性地示出了根据本发明实施例的编码器和解码器。
图5示例了具有根据实施例的编码器的发射机和具有根据实施例的解码器的接收机。
图6示意性地示出了根据本发明实施例的计算机程序和计算机程序产品。
具体实施方式
本发明的实施例涉及允许对画面帧进行并行解码的视频编码过程。
在已进行HEVC编码的视频序列中，每个画面可以包含用于利用分片来对画面帧的不同部分进行并行解码的方式或类似的方式。
因此，一旦存在至少两个分片，如果第二分片在比特流中起始的位置已知，即存在针对第二个分片的入口点，就可以使用多个线程来进行解码。
参数tiles_or_entropy_sync_idc＝1指示分片信息可用。分片信息的示例是分片的数量、分片的位置和大小，SPS中的句法如下所示：
tiles_or_entropy_coding_sync_idc u(2)
if(tiles_or_entropy_coding_sync_idc＝＝1){
num_tile_columns_minus1 ue(v)
num_tile_rows_minus1 ue(v)
uniform_spacing_flag u(1)
if(！uniform_spacing_flag){
for(i＝0；i＜num_tile_columns_minus1；i++)
column_width[i] ue(v)
for(i＝0；i＜num_tile_rows_minus1；i++)
row_height[i] ue(v)
}
loop_filter_across_tiles_enabled_flag u(1)
}
tiles_or_entropy_sync_idc＝1可以意味着可以一直在编码器处使用多个线程，并且如果存在入口点，则可以在解码器处使用多个线程。
在该上下文中，当提及可以使用多个线程时，这指的是解码过程的实际工作量可以分为相互独立执行的单独“过程”，即它们可以(在独立的线程中)并行地执行。
在一个实施例中，使用句法元素来指示分片信息针对序列是否相同。序列通常是针对其的一个序列参数集合(SPS)有效的比特流。该句法元素可以是SPS的一部分，或者在VUI中或在SEI消息中被发信号通知。此外，句法元素可以是标志，例如标记为tiles_fixed_structure_flag。
编码器决定如何通过实现并行编码/解码的分片结构对画面进行划分。根据该实施例，当在序列中使用相同的分片结构时，向解码器发送关于在视频流的序列中使用相同的分片结构的信息。此外，编码器根据实现并行编码/解码的分片结构(例如，通过图4示出的划分单元610)对画面进行划分，并可以在一个或更多个PPS中(例如，在带内)发送关于对当前画面进行划分的分片结构的信息。
因此，当句法元素指示分片信息针对序列是相同的时，分片结构针对序列中的所有画面都是相同的，并且解码器、接收机、或其他数据转发或处理元件将根据句法元素获知序列中的每个画面具有相同的分片分区以及这些分区看起来像什么。可以在SPS中或在PPS中发送实际的分片结构的信息。因而，可以降低解码器、接收机或其他数据转发或处理单元的复杂度。
因此，根据该实施例，可以作为网络元件或解码器元件的元件被配置为执行以下操作。
1、所述元件接收切片并解析切片首部中的句法元素，以推断分片结构针对序列中的所有画面是否是相同的。切片首部可以包含PPS索引，该PPS索引参考可以在其中找到分片信息的PPS。另一个选择是元件分别直接在SPS和PPS处查找标志和分片信息。
2、如果该句法元素指示分片结构针对序列中的所有画面是相同的，则所述元件使用该信息对序列的解码做决定。本解决方案的优点在于，如果该信息是可用的，则解码器可以对是否能够对接收序列进行解码作出更好的决定。如果解码器不知道分片结构针对序列中的所有画面是相同的，则例如由于解码器处理器的限制，可能不能确保解码器能够对序列进行解码。
图2的流程图中示出了提出的要由编码器执行的方法。该方法适用于对具有多个画面的视频流的画面序列进行编码。在该方法中，决定302是否使用分片结构通过分片以相同的方式对所述序列中的所有画面进行划分，并且当在视频流的序列中使用303相同的分片结构时，发送304关于在视频流的序列中使用相同的分片结构的信息。也可以在一个或更多个PPS中(例如，在带内)发送305正在使用的分片结构的信息。
根据另一方案，如图3中所示，提供了用于对具有多个画面的视频流的画面序列进行解析的方法。在该方法中，接收321关于是否在视频流的序列中使用相同的分片结构的信息，并且接收322分片结构的信息。此外，当对视频流的序列的解码做决定时，可以使用323所接收的信息。
根据一个实施例，在句法元素tiles_fixed_structure_flag示例的标志中发送关于在视频流的序列中使用相同的分片结构的信息。可以在SPS中从编码器向解码器发送所述标志。
根据实施例，这意味着存在三种可能性：1)标志不存在，并且未提供关于是否在序列中使用相同的分片结构的信息；2)标志存在并且被设置为特定值，例如1，在序列中使用相同的分片结构；3)标志存在并且被设置为特定值，例如0，未提供关于是否在序列中使用相同的分片结构的信息。
应当注意的是，关于分片结构在整个序列中恒定的信息(例如，通过SPS中的tiles_fixed_structure_flag)可以与下述备选方式5-13中的一个或更多个结合使用。
将关于分片结构在整个序列中恒定的信息与备选方式5-13(下文描述)结合使用的一个示例是仅具有单个句法元素，该单个句法元素用于表示分片结构在整个序列中恒定并且针对每个分片使用入口点。此外，还可以存在另一句法元素，优选以第一个句法元素为条件，该另一句法元素表示入口点的类型(例如，偏移或标记)。
备选地，可以存在用于表示分片结构在整个序列中恒定并且针对每个分片使用入口点偏移的单个句法元素。备选地或者此外，可以存在用于表示分片结构在整个序列中恒定并且针对每个分片使用入口点标记的单个句法元素。
参考图4，根据一个方案，提供了一种用于对具有多个画面的视频流的画面序列进行编码的编码器660。所述编码器包括确定单元617，确定单元617被配置为决定是否使用分片结构通过分片以相同的方式对所述序列中的所有画面进行划分，以及输出单元620，输出单元620被配置为发送关于对当前画面进行划分的分片结构的信息，并当在视频流的序列中使用相同的分片结构时，发送关于在视频流的序列中使用相同的分片结构的信息。
根据实施例，编码器的输出单元被配置为在诸如句法元素tiles_fixed_structure_flag等的标志中发送关于在视频流的序列中使用相同的分片结构的信息。
编码器的输出单元可以被配置为在序列参数集合SPS中发送所述句法元素。
根据另一实施例，输出单元620被进一步配置为在会话建立期间发送关于在视频流的序列中使用相同的分片结构的信息。
此外，编码器可以是HEVC编码器，但实施例不限于HEVC。
此外，根据另一方案，提供了一种用于对具有多个画面的视频流的画面序列进行解析的元件650。元件650包括输入单元630，输入单元630被配置为接收关于对当前画面进行划分的分片结构的信息，并接收关于是否在视频流的序列中使用相同的分片结构的信息，以及解析单元640，解析单元640被配置为当对视频流的序列的解码做决定时，解析并使用所接收的信息。
根据一个实施例，元件的输入单元630被配置为从标志(例如，句法元素tiles_fixed_structure_flag)接收关于在视频流的序列中使用相同的分片结构的信息。
根据另一实施例，输入单元630被进一步配置为在会话建立期间发送关于在视频流的序列中使用相同的分片结构的信息。
元件的输入单元630可以被配置为在序列参数集合SPS中接收所述句法元素。
此外，所述元件可以实现在网络元件或者解码器(例如HEVC解码器)中，但是实施例不限于HEVC。
图5示意性地示出了包括根据以上实施例的编码器600的发射机401以及包括根据以上实施例的元件650的接收机402。示出了从发射机向接收机发送指示是否在视频流的序列中使用相同的分片结构的句法元素400。如上文提到的，可以在首部410的SPS中发送所述句法
编码器可以例如位于视频摄像头403(例如，其位于移动设备中)中的发射机中。元件可以例如位于视频摄像头403或者用于显示视频流的任何其他设备中的接收机中。
如上文提到的，实施例可以实现在编码器和对比特流进行操作的任何元件中，例如解码器或者网络元件(如网络节点或媒体感知元件)。因而，解码器和网络元件(示例为网络节点或媒体感知元件)被配置为接收和解析指示序列是否具有在序列中相同的分片结构的句法元素。句法元素可以位于切片首部中。此外，编码器和对比特流进行操作的任何元件(例如解码器、网络节点或媒体感知元件)被配置为增加用于指示序列是否具有在序列中相同的分片结构的句法。句法元素可以插入SPS中的VUI中，并由输出单元发送。
此外，编码器和元件的功能可以由具有相应处理器和存储器的相应计算机来实现，其中，存储器存储软件代码部分，该软件代码部分可以由处理器执行以执行所述功能。
此外，图6中的计算机690、692分别包括非易失性存储器或易失性存储器形式的至少一个计算机程序产品675、680，例如EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、闪存存储器、磁盘驱动器、或RAM(随机存取存储器)。计算机程序产品675、685分别包括计算机程序670、680。
编码器的计算机程序670包括计算机可读代码单元，当计算机可读代码单元在处理器615上运行时，计算机可读代码单元使得处理器615执行以下操作：
-决定是否使用分片结构通过分片以相同的方式对所述序列中的所有画面进行划分，以及
-当在视频流的序列中使用相同的分片结构时，发送关于在视频流的序列中使用相同的分片结构的信息。
所述计算机程序产品675包括计算机可读介质和上述存储在计算机可读介质上的计算机程序670。
所述元件的计算机程序680包括计算机可读代码单元，当计算机可读代码单元在处理器上660运行时，计算机可读代码单元使得处理器660执行以下操作：
-接收关于是否在视频流的序列中使用相同的分片结构的信息，
-接收关于对当前画面进行划分的分片结构的信息，以及
-当对所述视频流的序列的解码做决定时，使用所接收的信息。
所述计算机程序产品685包括计算机可读介质和上述存储在计算机可读介质上的计算机程序680。
根据另一实施例，发信号通知相对于彼此的入口点。例如，用entry_point_delta_offset_minus1(备选名称是substream_length_minus1)替代句法元素entry_point_offset。
这意味着(编码器的)输出单元620可以被进一步配置为发信号通知相对于彼此的入口点，其中入口点指示相应分片的第一个字节。此外，元件650的输入单元630可以被进一步配置为接收相对于彼此的入口点的信息，其中入口点指示相应分片的第一个字节。
因而，entry_point_delta_offset_minus1[0]加1可以被定义为指示相对于切片首部的起始的第一个入口点(EntryPoint[0]＝entry_point_delta_offset_minus1[0]+1)。对于i＞0，使用每个entry_point_delta_offset_minus1[i]以按照EntryPoint[i]＝EntryPoint[i-1]+entry_point_delta_offset_minus1[i]+1来计算相对于切片首部的起始的第i个入口点。
或者等同地，entry_point_delta_offset_minus1[0]加1可以被定义为指示相对于切片首部的起始的第一个入口点。对于i＞0，使用每个entry_point_delta_offset_minus1[i]以相对于前一个入口点+1，来计算第i个入口点。
在该备选方式中，解码器被配置为执行以下操作：
1、解码器接收切片并解析切片首部中的句法元素，以推断哪个PPS是活动的以及哪个SPS是活动的，以及是否使用了分片。
2、如果使用了分片且num_entry_point_offsets＞0，则执行以下操作：
按照EntryPoint[0]＝entry_point_delta_offset_minus1[i]+1计算第一个入口点，
对于从1至entry_point_offset-1范围(包含端点)中的每一个i，按照EntryPoint[i]＝EntryPoint[i-1]+entry_point_delta_offset_minus1[i]+1计算第i个入口点。
4、使用步骤2中推断出的分片配置对切片进行解码。可选地，解码器使用步骤2中解码的入口点以在多个核(线程)上划分解码的工作量。
所述句法可以例如如下所示：
if(tiles_or_entropy_coding_sync_idc＞0){
num_entry_point_offsets ue(v)
if(num_entry_point_offsets＞0){
offset_len_minus1 ue(v)
for(i＝0；i＜num_entry_point_offsets；i++){
entry_point_delta_offset_minus1[i] u(v)
}
语义可以例如如下所示：
entry_point_offset[i]指定了第i个入口点的偏移(以字节为单位)，并且将由offsetlen_minus1加1个比特来表示。
变量EntryPoint[i]按如下方式得到：
该实施例的优点是，一般来说，可以使用更少的比特来发信号通知入口点，这是因为与相对于切片的起始的入口点偏移相比，相对于前一偏移的入口点偏移通常是远远更小的数，因而可以由更少的比特来对其进行表示。另一个优点是，存在以升序(因为不允许负偏移)发信号通知入口点偏移的固有要求。如果相对于切片首部发信号通知入口点，则不存在关于入口点偏移的顺序的固有要求，因而必须显式地声明该要求以禁止无序地发信号通知入口点(这对解码器的处理来说很复杂)。
备选方式2
在另一备选方式中，在诸如SPS等的数据结构或另一数据结构中，针对视频序列发信号通知分片的使用。可以或可以不在会话建立期间在带外例如针对视频会议或电话呼叫或流会话发送该数据结构。数据结构包含关于如何在视频序列中使用分片的多个模式。
在该备选方式中，第一模式可以指示关于使用分片并且在序列中使用一个且仅一个特定的分片结构的信号。
此外，第二模式可以指示/发信号通知没有使用分片，第三模式可以除了指示第一模式之外，还与该模式一起指示要使用的实际分片结构并且在会话建立期间传送该实际分片结构。第四模式可以指示在序列中存在分片，但是结构可以或可以不是固定的，以及第五模式可以除了指示第二模式、第三模式或第四模式之外，还指示在序列中没有入口点。
一个第六模式可以除了指示第一模式、第三模式或第四模式之外，还指示针对序列中的所有分片(除了其切片中的第一个分片)存在入口点偏移，以及第七模式可以除了指示第一模式、第三模式或第四模式之外，还指示针对序列中的所有分片(除了其切片中的第一个分片)存在入口点标记。
第八模式可以除了指示第一模式、第三模式或第四模式之外，还指示针对序列中的所有分片(除了其切片中的第一个分片)存在入口点标记或入口点偏移。
这些模式表示在备选方式3-14中，并可以与以上描述相结合。句法可以允许发信号通知这些模式的子集。编码器可以被配置为发信号通知这些模式的子集，并且解码器可以被配置为对这些模式的子集进行解码(以及可能利用来自该子集的信息)。
备选方式3
根据另一备选方式，SPS中的句法元素指示序列中的每个画面将使用相同数量的WPP子流。优选地，WPP子流的数量在SPS中被指示且不能被(PPS、切片首部及其他位置中的值)改写。备选地，存在关于(例如PPS中的)WPP子流的数量的所有指示必须具有相同的值的限制。
备选方式4
在一个备选方式中，备选方式1和备选方式2中对分片配置的限制与备选方式3中对WPP子流的限制相结合，并且优选地组合为单个句法元素，该单个句法元素指示针对并行化工具(分片或波前)的配置在序列中是恒定的。
备选方式5
在该备选方式中，编码器被进一步配置为例如通过使用输出单元发信号通知未开始新切片的所有分片是否是由切片首部中的入口点偏移指示的。
该发信号通知可以由SPS、VUI、PPS、SEI或任何其他合适的数据结构(例如，可以存在于SPS和/或PPS中的分片信息结构)中的标志来实现。当标志存在时，标志对于数据结构是活动的所有切片都是有效的。例如，如果在SPS中存在标志，则序列中的所有画面中的所有切片，或者如果在PPS中存在标志，则参考PPS的所有画面中的所有切片等等。
因此，解码器可被进一步配置为对用于执行解码的并行解码线程的数量做决定。解码器确保入口点(包括切片的起始点)的数量等于画面的分片的数量。
如果设置了标志，则编码器必须包括数据结构是活动的所有切片(例如，如果在SPS中存在标志，则序列中的所有画面中的所有切片，或者如果在PPS中存在标志，则参考PPS的所有画面中的所有切片等等)中的未开始新切片的每个分片的入口点偏移。如果没有设置标志，则编码器可以或可以不包括针对未开始新切片的每个分片的入口点偏移。备选地，当没有设置标志时，不存在入口点偏移，并且编码器不包括针对落入标志范围内的分片的入口点偏移。
在该备选方式的一个版本中，解码器在多个可用处理核上划分工作量，使得向每个核指派近似相等数量的分片。备选地，解码器为每个分片启动新的线程。
所述标志可以例如命名为entry_point_offsets_for_all_tiles_flag。
备选方式6
在该备选方式中，编码器被进一步配置为例如通过使用输出单元发信号通知未开始新切片的所有分片是否是由比特流中的入口点标记指示的。除了每个切片中的第一个分片之外，在比特流中每个分片之前存在入口点标记。
可以由SPS、VUI、PPS、SEI或任何其他合适的数据结构(例如，可以存在于SPS和/或PPS中的分片信息结构)中的标志来实现关于针对除了切片中的第一分片之外的每个分片都存在入口点标记的发信号通知。
当标志存在时，其对于数据结构是活动的所有切片是有效的(例如，如果在SPS中存在标志，则序列中的所有画面)。
因此，解码器可以被进一步配置为对用于执行解码的并行解码线程的数量做决定。解码器确保入口点(包括切片的起始点)的数量等于画面的分片的数量。
如果设置了标志，则编码器必须包括针对数据结构是活动的所有切片(例如，如果在SPS中存在标志，则序列中的所有画面中的所有切片，或者如果在PPS中存在标志，则参考PPS的所有画面中的所有切片等等)中除了切片中第一分片之外的每个分片的入口点标记。如果没有设置标志，则编码器可以或可以不包括针对未开始新切片的每个分片的入口点标志。备选地，当没有设置标志时，不存在标记，并且编码器不包括针对落入标记范围内的分片的入口点标记。
在该备选方式的一个版本中，解码器在多个可用处理核上划分工作量，使得向每个核指派近似相等数量的分片。备选地，解码器为每个分片启动新的线程。
所述标志可以命名为entry_point_markers_for_all_tiles_flag。
备选方式7
在另一个备选方式中，以上提到的标志组合为单个标志，例如标记为entry_points_for_all_tiles_flag。通过该标志，编码器被配置为发信号通知未开始新切片的所有分片是由比特流中的入口点标记还是切片首部中的入口点偏移来指示的。备选地，该标志指示所有分片起始点被指示，通过入口点标记、或者入口点偏移、或者入口点标记和入口点偏移二者完成了该指示。
该发信号通知可以由SPS、VUI、PPS、SEI或任何其他合适的数据结构(例如，可以存在于SPS和/或PPS中的分片信息结构)中的标志来实现。
当标志存在时，标志对于数据结构是活动的所有切片都是有效的(如果在SPS中存在标志，则序列中的所有画面)。
因此，解码器可以被进一步配置为对用于执行解码的并行解码线程的数量做决定。解码器确保入口点(包括切片的起始点)的数量等于画面的分片的数量。
如果设置了标志，则编码器必须包括针对数据结构是活动的所有切片(例如，如果在SPS中存在标志，则序列中的所有画面中的所有切片，或者如果在PPS中存在标志，则参考PPS的所有画面中的所有切片等等)中除了切片中第一分片之外的每个分片的入口点标记或入口点偏移。如果没有设置标志，则编码器可以或可以不包括针对未开始新切片的每个分片的入口点标志或入口点偏移。备选地，当没有设置标志时，不存在标记和偏移，并且编码器不包括针对落入标记范围内的分片的入口点标记和偏移。
在该备选方式的一个版本中，解码器在多个可用处理核上划分工作量，使得向每个核指派近似相等数量的分片。备选地，解码器为每个分片启动新的线程。
备选方式8
作为备选方式，备选方式7中的标志可以与附加标志entry_point_type_flag一起使用。
如果entry_points_for_all_tiles_flag发信号通知未开始新切片的所有分片都由比特流中的入口点标记、或者切片首部中的入口点偏移来指示，则该第二标志(entry_point_type_flag)指示入口点是作为偏移还是标记被发信号通知的。
解码器和编码器可以分别使用备选方式7中描述的该信息。
备选方式9
根据另一备选方式，针对每个entry_point偏移，发送表示分片ID的句法元素(tile_id_offset)，使得解码器获知入口点偏移对应于哪一个分片。因此，编码器被配置为在切片首部中插入该句法元素并向解码器发送该句法元素。
解码器因而被配置为将解码的工作量划分到多个线程(核)。每个线程将获知入口点对应于哪个分片，并且因而能够对分片进行正确解码。
在该备选方式中，解码器被进一步配置为执行以下操作：
1、解码器接收切片并解析切片首部中的句法元素，以推断哪个PPS是活动的以及哪个SPS是活动的。
2、解码器解析比特流并找出在切片中存在多少入口点偏移。针对每个入口点执行以下操作：
解析分片ID句法元素，并且可选地使用该分片ID句法元素来计算针对入口点的分片ID。可选地，分片ID与分片信息结合使用以确定分片在画面中的位置，使得可以独立地对该分片进行解码。
3、使用步骤2中推断的分片配置对切片进行解码。可选地，解码器使用步骤2中解码的分片ID以在多个核(线程)上划分解码的工作量。
在备选方式的一个版本中，发信号通知的值为分片ID减去1，这是因为无需能够发信号通知分片ID 0(其是始终开始新切片的画面中的第一个分片，因而不需要入口点)。然后，可以将句法元素(码字)命名为tile_id_offset_minus1。可以通过固定长度的码字或UVLC对句法元素进行编码。
备选方式10
作为备选方式，使用句法元素tile_id_delta_offset_minus1将备选方式9中的分片ID编码为相对于列表中前一个分片ID的差别。相对于切片中第一个分片的分片ID发信号通知第一个偏移。
根据该备选方式，解码器被配置为执行以下操作：
1、解码器接收切片并解析切片首部中的句法元素，以推断哪个PPS是活动的以及哪个SPS是活动的。
2、解码器解析比特流并找出在切片中存在多少入口点偏移。针对每个入口点执行以下操作：
解析分片ID增量句法元素。通过将第一增量句法元素的值与切片中第一个分片的分片ID相加，确定第一个分片ID。通过将增量句法元素的值与前一个分片的分片ID相加，确定所有其他分片ID。备选地，通过将第一增量句法元素的值与切片中第一个分片的分片ID+1相加，确定第一个分片ID。通过将增量句法元素的值与前一个分片的分片ID+1相加，确定所有其他分片ID。
可选地，将分片ID与分片信息结合使用以确定分片在画面中的位置，使得可以独立地对该分片进行解码。
3、使用步骤2中推断的分片配置对切片进行解码。可选地，解码器使用步骤2中解码的分片ID以在多个核(线程)上划分解码的工作量。
备选方式11
作为另一备选方式，备选方式9或备选方式10中的分片ID以备选方式5中的entry_point_offsets_for_all_tiles_flag为条件。如果发信号通知所有入口点，则无需发信号通知分片ID，这是因为可以根据前一个入口点偏移的分片ID+1正确地将其计算出。
在该情形下，解码器被配置为执行以下操作：
1、解码器接收切片并解析切片首部中的句法元素，以推断哪个PPS是活动的以及哪个SPS是活动的。
2、如果SPS指示使用多个分片(例如，通过码字tiles_or_entropy_sync_idc发信号通知)，则执行以下操作：
a、如果切片首部中的num_entry_point_offsets大于0，则针对0至num_entry_point_offsets-1范围(包括端点)内的每个i执行以下操作：
i、如果SPS中的entry_point_offsets_for_all_tiles_flag等于0，则解析句法元素tile_id_offset_minus1，并可选地使用其计算入口点的分片ID。
ii、否则，可选地，根据入口点(i-1)的分片ID+1计算每个入口点i的分片ID(除了i＝0，针对i＝0，根据切片中第一个分片的分片ID加1计算分片ID)。
3、否则，不使用分片。
4、使用步骤2或3中推断的分片配置对切片进行解码。可选地，解码器使用步骤i和ii中解码的分片ID以在多个核(线程)上划分解码的工作量。
备选方式12
作为另一备选方式，存在于切片数据中的分片ID句法元素(tile_id_marker_minus1)(其在入口点标记之后)以备选方式6中的entry_point_marker_for_all_tiles_flag为条件。如果发信号通知所有入口点，则无需发信号通知分片ID，这是因为可以根据前一个入口点标记的分片ID+1来正确地将其计算出。
在该情形下，解码器被配置为执行以下操作：
1、解码器接收切片并解析切片首部中的句法元素，以推断哪个PPS是活动的以及哪个SPS是活动的。
2、如果SPS指示使用多个分片(例如，通过码字tiles_or_entropy_sync_idc发信号通知)，则执行以下操作：
a、解码器扫描NAL数据以发现入口点标记(起始码(startcodes)、entry_point_marker_two_3bytes)的出现。
b、如果SPS中的entry_point_offsets_for_all_tiles_flag等于0，则解析句法元素tile_id_marker_minus1，并可选地使用其计算入口点的分片ID。
c、否则，可选地，使用计数器对切片中的入口点标记的数量进行计数，并根据切片中第一个分片的分片ID加上在到达该入口点之后计数器的值(在扫描期间)来计算每个入口点的分片ID。
3、否则，不使用分片。
4、使用步骤2或3中推断的分片配置对切片进行解码。可选地，解码器使用步骤b和c中解码的分片ID以在多个核(线程)上划分解码的工作量。
备选方式13
在另一备选方式中，备选方式9或10中的分片ID以备选方式7中的entry_points_for_all_tiles_flag为条件。如果发信号通知所有入口点，则无需发信号通知分片ID，这是因为可以根据前一个入口点的分片ID加1来正确地将其计算出。
在该情形下，解码器被配置为执行以下操作：
1、解码器接收切片并解析切片首部中的句法元素，以推断哪个PPS是活动的以及哪个SPS是活动的。
2、如果SPS指示使用多个分片(例如，通过码字tiles_or_entropy_sync_idc发信号通知)，则执行以下操作：
a、如果切片首部中的num_entry_point_offsets大于0，则针对0至num_entry_point_offsets-1范围(包括端点)内的每个i执行以下操作：
i、如果SPS中的entry_point_for_all_tiles_flag等于0，则解析句法元素tile_id_offset_minus1，并可选地使用其计算入口点的分片ID。
ii、否则，根据入口点(i-1)的分片ID加1计算每个入口点i的分片ID(除了i＝0，针对i＝0，根据切片中第一个分片的分片ID加1计算分片ID)。
3、否则，不使用分片。
4、使用步骤2或3中推断的分片配置对切片进行解码。可选地，解码器使用步骤i和ii中解码的分片ID以在多个核(线程)上划分解码的工作量。
以上提出的实施例聚焦于分片，但是可以用波前来替代分片，并且可以用子流id替代分片ID，这仍在本发明的实施例的范围内。
此外，在说明书中使用tiles_fixed_structure_flag来向解码器指示分片结构在序列中保持恒定。然而，该标志仅是关于如何发信号通知分片结构保持恒定的示例。因此，名称tiles_fixed_structured_flag、其值及其在比特流中的位置旨在作为示例。这是一个示例性的实施例，但对本领域任何技术人员来说显而易见的是，每个实施例可应用于发信号通知分片结构保持恒定的任意方式。

Claims (29)

1.一种要在编码器中执行的用于对具有多个画面的视频流的画面序列进行编码的方法，所述方法包括：
-决定(302)是否使用分片结构通过分片以相同的方式对所述序列中的所有画面进行划分，以及
-当在所述视频流的序列中使用(303)相同的分片结构时，发送(304)关于在所述视频流的序列中使用相同的分片结构的信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述关于在所述视频流的序列中使用相同的分片结构的信息是通过标志发送的。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述关于在所述视频流的序列中使用相同的分片结构的信息是在句法元素tiles_fixed_structure_flag中发送的。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述句法元素是在序列参数集合SPS中发送的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述编码器是高效视频编码HEVC编码器。
6.一种要在元件中执行的用于对具有多个画面的视频流的画面序列进行解析的方法，所述方法包括：
-接收(321)关于是否在所述视频流的序列中使用相同的分片结构的信息，
-接收(322)所述分片结构的信息，以及
-当对所述视频流的序列的解码做决定时，使用(323)所接收的信息。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述关于在所述视频流的序列中使用相同的分片结构的信息是通过标志接收的。
8.根据权利要求6至7中任一项所述的方法，其中，所述关于在所述视频流的序列中使用相同的分片结构的信息是在句法元素tiles_fixed_structure_flag中接收的。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述句法元素是在序列参数集合SPS中接收的。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的方法，其中，所述元件是网络元件或作为高效视频编码HEVC解码器的解码器。
11.一种用于对具有多个画面的视频流的画面序列进行编码的编码器(6()())，所述编码器包括确定单元(617)，所述确定单元(617)被配置为决定是否使用分片结构通过分片以相同的方式对所述序列中的所有画面进行划分；以及输出单元(620)，所述输出单元(620)被配置为发送关于对当前画面进行划分的分片结构的信息，并且当在所述视频流的序列中使用相同的分片结构时，发送关于在所述视频流的序列中使用相同的分片结构的信息。
12.根据权利要求11所述的编码器，其中，所述编码器的所述输出单元(620)被配置为在句法元素tiles_fixed_structure_flag中发送关于在所述视频流的序列中使用相同的分片结构的信息。
13.根据权利要求12所述的编码器，其中，所述编码器的所述输出单元(620)被配置为在序列参数集合SPS中发送所述句法元素。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的编码器，其中，所述输出单元(620)被进一步配置为在会话建立期间发送关于在所述视频流的序列中使用相同的分片结构的信息。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的编码器，其中，所述输出单元(620)被进一步配置为发信号通知相对于彼此的入口点，其中所述入口点指示相应分片的第一字节。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的编码器，其中，所述编码器是高效视频编码HEVC编码器。
17.一种用于对具有多个画面的视频流的画面序列进行解析的元件(650)，所述解码器包括输入单元(630)，所述输入单元(630)被配置为接收关于对当前画面进行划分的分片结构的信息，接收关于是否在所述视频流的序列中使用相同的分片结构的信息；以及解析单元(640)，所述解析单元(640)被配置为当对所述视频流的序列的解码做决定时，解析并使用所接收的信息。
18.根据权利要求17所述的元件(650)，其中，所述元件(650)的所述输入单元(630)被配置为在句法元素tiles_fixed_structure_flag中接收关于在所述视频流的序列中使用相同的分片结构的信息。
19.根据权利要求17至18中任一项所述的元件(650)，其中，所述元件(650)的所述输入单元(630)被配置为在序列参数集合SPS中接收所述句法元素。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的元件(650)，其中，所述输入单元(630)被进一步配置为在会话建立期间接收关于在所述视频流的序列中使用相同的分片结构的信息。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的元件(650)，其中，所述输入单元(630)被进一步配置为接收相对于彼此的入口点的信息，其中所述入口点指示相应分片的第一字节。
22.根据权利要求17至21中任一项所述的元件(650)，其中，所述元件是网络元件或者作为高效视频编码HEVC解码器的解码器。
23.一种发射机(4()1)，包括用于对具有多个画面的视频流的画面序列进行编码的编码器(6()0)，所述编码器(60())包括：确定单元(617)，所述确定单元(617)被配置为决定是否使用分片结构通过分片以相同的方式对所述序列中的所有画面进行划分；以及输出单元(620)，所述输出单元(620)被配置为发送关于对当前画面进行划分的分片结构的信息，并且当在所述视频流的序列中使用相同的分片结构时，发送关于在所述视频流的序列中使用相同的分片结构的信息。
24.一种接收机(402)，包括用于对具有多个画面的视频流的画面序列进行解析的元件(650)，所述解码器包括输入单元(630)，所述输入单元(630)被配置为接收关于对当前画面进行划分的分片结构的信息，接收关于是否在所述视频流的序列中使用相同的分片结构的信息；以及解析单元(640)，所述解析单元(640)被配置为当对所述视频流的序列的解码做决定时，解析并使用所接收的信息。
25.一种设备(403)，包括根据权利要求23所述的发射机(401)和/或根据权利要求24所述的接收机。
26.一种计算机程序(670)，包括计算机可读代码单元，当所述计算机可读代码单元在处理器(615)上运行时，所述计算机可读代码单元使所述处理器(615)执行以下操作：
-决定是否使用分片结构通过分片以相同的方式对所述序列中的所有画面进行划分，以及
-当在所述视频流的序列中使用相同的分片结构时，发送关于在所述视频流的序列中使用相同的分片结构的信息。
27.一种计算机程序产品(675)，包括计算机可读介质和存储在所述计算机可读介质上的根据权利要求26所述的计算机程序(670)。
28.一种计算机程序(680)，包括计算机可读代码单元，当所述计算机可读代码单元在处理器(660)上运行时，所述计算机可读代码单元使所述处理器(660)执行以下操作：
-接收关于是否在视频流的序列中使用相同的分片结构的信息，
-接收关于对当前画面进行划分的分片结构的信息，以及
-当对对所述视频流的序列的解码做决定时，使用所接收的信息。
29.一种计算机程序产品(685)，包括计算机可读介质和存储在所述计算机可读介质上的根据权利要求28所述的计算机程序(680)。
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