CN106063265B - 用于视频压缩的基于亮度的编码工具 - Google Patents

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Abstract

可以从编码视频信号接收与图像的空间区域有关的元数据和样本数据。确定图像的特定空间区域是否对应于特定亮度水平区域。响应于确定特定空间区域对应于特定亮度水平区域，对特定空间区域中的样本集合执行信号处理和视频压缩操作。信号处理和视频压缩操作至少部分地取决于特定亮度水平区域。

Description

用于视频压缩的基于亮度的编码工具
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年2月26日提交的美国临时专利申请第61/944,909号的优先权，其全部内容通过引用合并到本文中。
技术领域
本发明一般涉及图像处理，并且更具体地，涉及对视频图像的编码和解码。
背景技术
在由高端摄像机拍摄的场景相关高动态范围(HDR)图像可能包括对于传输、存储和显示而言不是最佳的大量数据，通常将这些图像转换成数据量小得多的并且能够以各种可用的比特率传递到下游装置并在显示器上呈现的后期制作图像。传统显示器(例如当今市场上的消费型HDTV、台式监视器)通常在BT.709色下仅能支持100尼特的峰值亮度。因此，现有技术的视频编码标准，如高效率视频编码(HEVC)、H.264/AVC等是在考虑到在这样的显示器上保留最佳视觉质量的情况下开发的。下一代新式显示器可以在色域比BT.709宽得多的情况下支持更高的峰值亮度(例如4000尼特)。为了利用使新式显示器相比于不那么新式的显示器能够以各种质量特性显著改善的方式呈现图像的技术进步的优点，可以增强所采用的视频编码标准，以使用比BT.709更高的动态范围和更宽的色域对图像进行编码。
由于有限的位深度和其他因素如有损压缩，压缩之后的后期制作图像与场景相关HDR图像相比可能包含显著的编码误差。当在新式显示器上呈现后期制作图像时，这些编码误差可能导致明显的视觉伪象，尤其在所呈现的图像的特定空间区域，如高亮(或亮区域)或者阴影细节(或暗区域)更是如此。
在本部分中描述的方法是能够被执行的方法，但是不一定是先前已经被构思或执行的方法。因此，除非另有说明，否则不应该假定在本部分中描述的任何方法仅因其被包括在本部分中而被认为是现有技术。类似地，除非另有说明，否则不应该假定在基于本部分的任何现有技术中已经意识到关于一种或更多种方法而识别出的问题。
附图说明
在附图的图中以示例性方式而非限制性方式来说明本发明，并且在附图中相似的附图标记指代类似的要素，并且其中：
图1A和图1B分别示出了示例视频编码器和示例视频解码器；
图2示出了码字集合和亮度水平集合之间的示例映射；
图3A和图3B示出了示例SAO带划分；
图4A至图4C示出了示例处理流程；以及
图5示出了可以在其上实现如本文中所描述的计算机或计算装置的示例硬件平台。
具体实施方式
在本文中描述了涉及对视频图像进行编码和解码的示例实施方式。在下面的描述中，出于说明的目的，阐述了大量具体细节以提供对本发明的透彻理解。然而，将会明白可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。在其他实例中，并未详尽地描述已知的结构和装置，以避免不必要地封闭、模糊或者混淆本发明。
在本文中根据以下概要来描述示例实施方式：
1.一般概述
2.示例视频编解码器
3.非线性映射和编码误差
4.内部精度
5.帧间预测/运动补偿
6.帧内预测
7.变换、量化和QP映射
8.熵编码
9.解块
10.样本自适应偏移
11.去带滤波
12.其他示例操作
13.示例处理流程
14.实现机制——硬件概述
15.等同方案、扩展方案、替代方案和其他方案
1.一般概述
本概述提供对本发明的示例实施方式的一些方面的基本描述。应当注意，该概述并非是对示例实施方式的各方面的广泛或详尽概括。此外，应当注意，此概述并非意在被理解为识别示例实施方式的任何特别显著的方面或要素，也并非意在被理解为划定一般为本发明、特别是示例实施方式的任何范围。此概述仅以扼要和简化的形式提供与示例实施方式有关的一些概念，并且应当被理解为仅是随后在下面描述的示例实施方式的更详细描述的概念性前序。注意，尽管本文中讨论了单独的实施方式，但是可以将本文中讨论的部分实施方式和/或实施方式的任意组合进行组合以形成另外的实施方式。
本文所描述的技术可应用于对支持色域和/或动态范围的各种组合中的任何组合的视频图像进行编码和/或解码。例如，这些技术可被应用于对支持相对宽的色域和/或高动态范围(例如，增强动态范围或EDR、可视动态范围或VDR、HDR等)的视频图像进行编码和/或解码。这些技术还可以被应用于对支持相对窄的色域和/或窄动态范围(例如，标准动态范围或SDR等)的视频图像进行编码和/或解码。另外地、替选地或可选地，可以根据各种可能的视频格式中的一个或更多个视频格式对这些视频图像进行编码或解码。可以用各种可用比特率中的一个或更多个将这些视频图像作为视频信号来发送或接收。
本文所描述的技术中的一些技术或所有技术可以用于对扩展动态范围(EDR)信号形式的视频图像进行处理(例如，编码、解码等)，该扩展动态范围(EDR)信号包括使用感知量化器、非感知量化器等生成的码字。在一些实施方式中，EDR信号可以但不仅限于包括由感知量化器生成的以人类感知模型表示人类感知的量(例如，基准灰度水平等)的码字。在一些实施方式中，EDR信号可以支持10,000尼特(或cd/m2)的峰值亮度水平和0.005尼特的暗黑水平，其中，对比度为2,000,000：1。另外地、可选地或替选地，EDR信号可以支持(例如，显著地等)比BT.709的色域更大的色域。
本文所描述的技术中的一些技术或所有技术还可以用于对SDR信号形式的视频图像进行处理(例如，编码、解码等)。在一些实施方式中，SDR信号可以支持大约50至100尼特的峰值亮度水平，其中，对比度小于3log单位的亮度(或动态范围)。另外地、可选地或替选地，SDR信号可以支持与BT.709的色域相当的色域。
本文所描述的技术可以被应用于对支持各种颜色空间中的任何颜色空间的视频图像进行编码和/或解码。例如，这些技术可用于在以下颜色空间中的一个或更多个颜色空间中对视频图像进行处理(例如，编码、解码等)：RGB颜色空间、YCbCr空间、XYZ空间、YDzDx空间、混合颜色空间、具有三个或更多个原色的颜色空间等。这些视频图像可以包括表示一个或更多个颜色空间的分量值的码字。
在一些实施方式中，根据本文所描述的技术处理的视频图像可以包括指示相对亮度水平或绝对亮度水平的码字(例如，亮度水平、亮度值、EDR码字等)。相对亮度水平可以但并不仅限于是相对于基准值如暗黑水平等的无单位量。绝对亮度水平可以但不仅限于是以尼特等表示的量。
本文所描述的技术可应用于对以下视频图像进行编码和/或解码，该视频图像支持其中使用码字对驻留的视频图像进行编码或解码的各种位深度的编码空间中的任何编码空间。在一些实施方式中，供码字用以对视频信号进行编码或解码的编码空间或视频信号的位深度受行业所采用的标准接口设置的限制的约束。因此，视频信号可能包含量化误差、剪切等。
如本文所用，术语“位深度”指代在提供可用码字以对图像数据进行编码或量化的编码空间中设置的位的数量；低位深度的示例是8位；高位深度的示例是12位或更多。特别地，术语“低位深度”或“高位深度”不表示码字的最低有效位或最高有效位。
在一些实施方式中，使用各种信号编码方法(即，传递函数例如基于BT.1886的伽玛编码、基于运动图像和电视工程师协会ST.2084(SMPTE 2084)的感知量化器等)中的一个或更多个将视频图像编码成特定位深度的视频信号(例如，n位视频信号、8位信号、10位信号、12位信号、14+位信号等)。信号编码方法可被配置成使视觉伪像跨由视频信号支持的宽动态范围的大部分或者全部均匀分布和/或最小化。
根据一些方法，视频信号处理操作可基于与亮度水平的变化(例如，片、CTU、CU、PU、TU、块的平均亮度水平变化等)无关的关系、参数、函数，滤波器等来内插码字、向码字施加偏移等。
相比之下，可以使用本文所描述的技术来修改或更改这些信号处理操作的特征，以使得以与亮度水平的变化(例如，视频编码序列、场景、一个或更多个图片、片、编码树单元(CTU)、编码单元(CU)、预测单元(PU)、变换单元(TU)、前述实体中的一个或更多个的块的平均亮度水平的变化等)有关的方式来处理图像。
具体地，根据本文所描述的技术的一个或更多个信号处理工具、操作、过程、模块等与在视频信号中根据一个或更多个视频编码序列、一个或更多个场景、一个或更多个图片、一个或更多个片、一个或更多个CTU、一个或更多个CU、一个或更多个PU、一个或更多个TU、一个或更多个块等中的一个或更多个样本或者一个或更多个样本集合所确定的亮度变化有关地操作。
仅出于说明的目的，有时会使用以感知量化器编码的视频信号来解释或描述本文所描述的技术。然而，应当注意的是，本文所描述的技术可以在各种实施方式中应用于通过除了感知量化器或感知量化方法之外的其他量化器或量化方法编码的视频信号。
仅出于示出的目的，有时会使用与HEVC编码有关的若干信号处理操作、方法、处理、模块等来解释或描述本文所描述的技术。然而，应当注意的是，本文所描述的技术可以在各种实施方式中应用于其他信号处理操作、方法、处理、模块等。这些其他信号处理操作、方法、处理、模块等可以与HEVC相关或者可以不与HEVC有关。
本文所描述的技术可以应用于以各种视频编码语法中的一种或更多种格式化的视频信号。本文所描述的视频编码语法可以包括一个或更多个语法元素，所述一个或更多个语法元素使得能够根据从一个或更多个样本或一个或更多个样本集合确定的亮度水平来适配信号处理操作、方法、处理、模块等。
在一些实施方式中，可以通过视频编码器来确定特定CTU(其也可以是最大的CU或LCU，或替选地还可以被划分成多个CU)、特定编码单元等中的特定样本集合的特定亮度水平，然后以视频信号的形式例如作为视频信号中的一个或更多个语法元素信号传送给视频解码器。在一些实施方式中，可以通过视频解码器、视频编码器等例如基于从特定样本集合得出的变换域中的一个或更多个系数(例如，DCT系数中的DC系数等)来确定特定样本集合的特定亮度水平。
示例语法元素可以包括但不仅限于以下语法元素中的任何语法元素：用于信号传送一个或更多个特定CTU、一个或更多个CU等中的一个或更多个特定样本集合内的一个或更多个特定亮度水平的一个或更多个语法元素；用于基于亮度水平来切换色度内插滤波器的一个或更多个语法元素；用于施加非线性亮度补偿滤波(例如，使用低通滤波器进行的平滑等)的一个或更多个语法元素；用于基于帧内预测的亮度水平来调节阈值和滤波的一个或更多个语法元素；用于针对与变换有关的计算中的操作参数来基于亮度水平调节精度的位深度的一个或更多个语法元素；用于基于亮度水平来应用不同的QP映射表的一个或更多个语法元素；用于基于亮度水平(例如，亮区域、中色调区域、暗区域等)来调整CABAC(上下文自适应二进制算术编码)、霍夫曼编码如H.264中的上下文自适应可变长度编码(CAVLC)等、哥伦布编码等的一个或更多个语法元素；用于基于亮度水平等来修改解块滤波器的一个或更多个语法元素。
仅出于说明的目的，有时会将视频图像的样本所支持的动态范围划分成两个或三个亮度水平范围(例如，亮区域、中色调区域、暗区域等)。下面描述的示例中的两个或三个亮度水平范围可以由2位亮度指示符、霍夫曼码字等来指示。然而，应当注意的是，本文所描述的技术可以应用于例如由(例如2位、3位、4位等)亮度指示符所指示的多于三个亮度水平范围，并且甚至可以在不将亮度水平划分成不同区域的情况下直接应用于亮度水平
在一些示例实施方式中，本文所描述的机制形成媒体处理系统的一部分，媒体处理系统包括但不限于以下中的任何一者：视频编码装置、视频解码装置、手持式装置、游戏机、电视机、膝上型计算机、上网本计算机、平板计算机、蜂窝无线电话、电子书阅读器、销售点终端、台式计算机、计算机工作站、计算机信息站、或各种其它类型的终端和媒体处理单元。
对本领域的技术人员而言，对本文中所描述的一般原理和特征和优选实施方式的各种修改将是显而易见的。因此，本公开内容并不意在限于所示的实施方式，而是意在符合与本文中所描述的原理和特征一致的最宽的范围。
2.示例视频编解码器
本文所描述的技术(例如，算法等)可以由视频编码器用于将源视频内容编码成保留源视频内容的视觉细节的视频信号。在一些实施方式中，基于视频编码技术(例如，由美国加利福尼亚州旧金山市的杜比实验室特许公司开发的VDR编码技术等)使用(例如，由VDR规范等定义的)源编码格式的源码字对源视频内容原始地编码。通过本文所描述的视频编码器生成的视频信号可以直接或间接地发送给多种下游装置或由其接收。
支持相对宽动态范围显示操作的下游装置(例如，视频解码器等)可以基于所接收的视频信号来得出和/或呈现宽动态范围版本的源视频内容。另外地、可选地或替选地，支持相对低动态范围显示操作的下游装置可以基于所接收的视频信号的至少一部分来得出和/或呈现具有源视频内容的视觉细节的经解码的低动态范围版本。
图1A示出了示例视频编码器100，其被配置成至少部分地基于源视频内容104来生成视频信号106。在一些实施方式中，视频信号(106)符合如由视频编码规范(例如，基于标准的专用的视频编码规范或标准的扩展)规定的视频信号结构、视频编码语法等。
源视频内容(104)可以包括输入图像的一个或更多个视频编码序列。视频编码序列可以表示一个或更多个场景，其中的每个场景包括多个(例如，输入的、经解码的等)图像。输入图像、中间图像、解码图像、输出图像等可以处于各种不同颜色空间中的一个颜色空间中。
视频信号(106)可以由视频编码器(100)提供给各种机制(例如，因特网、内联网、广播、蓝光等)中的任何机制下的下游装置(例如，视频解码器如图1B的视频解码器150等)。
视频编码器(100)可以包括多个编码模块(例如，102-1,102-2,…102-I,…,等)，期被配置成出于生成视频信号(106)的目的执行多个视频信号处理操作。由视频编码器(100)执行的视频信号处理操作的示例可包括但不仅限于以下操作中的任意操作：源视频内容信号编码格式转换、变换、量化、逆变换、帧内预测(或图片内预测)、帧间预测(或图片间预测、运动补偿、解块、样本自适应偏移(SAO)滤波、去带滤波、熵编码等。根据本文所描述的技术，由视频编码器(100)执行的视频信号处理操作中的至少一些是取决于亮度的。由视频编码器(100)执行的取决于亮度的操作的示例可以包括但不仅限于以下操作中的任意操作：要由对视频信号(106)进行接收和处理的下游装置执行的内联操作、特定于编码器的操作、标准定义的操作(例如，HEVC定义的编码器操作、HEVC定义的内联操作、H.264/AVC定义的操作等)等。
视频编码器(100)可以被配置成将源视频内容(104)划分成各个层级如视频编码序列、场景、图片、片、编码树单元(CTU)、编码单元(CU)中等的一个或更多个的分区。由编码模块(102-1,102-2,…102-I,…)执行的各种视频信号处理操作可以在视频编码序列、场景、图片、片、编码树单元(CTU)、编码单元(CU)等各个水平下执行。
用于对从源视频内容(104)解码的图片进行划分的空间区域的示例可以包括但不仅限于片、CTU、CU等中的任何一者。在一些实现方式中，CTU包括亮度CTB和色度CTB。当输入格式是4:2:0时，亮度CTB覆盖亮度分量的L×L个样本的矩形图片区域，并且相应的色度CTB覆盖两个色度分量中的每个的各L/2×L/2个样本。如由视频编码语法中的序列参数集合(SPS)中规定的语法元素所确定的，L的值可以等于16、32或64。亮度CTB和色度CTB可以被直接用作编码块(CB)，或者可以被进一步划分成多个CB。
可以使用多个编解码器中的一个或更多个编解码器来实现由视频编码器(100)中的编码模块(102-1,102-2,…102-I,…)执行的信号处理操作中的一个或更多个信号处理操作，编解码器包括但不限于以下的任意组合：H.264/AVC/HEVC、MPEG-2、VP8、VC-1和/或其他。
可以通过下游装置如图1B的视频解码器150等来接收包含视频内容的视频信号(例如，编码比特流等)。在一些实施方式中，视频解码器(150)包括多个编码模块(例如，152-1,152-2,…152-J,…,等)，其被配置成出于生成视频图像156(例如，用于呈现等)的目的，执行多个视频信号处理操作，视频图像156表示用于生成视频信号(106)的源视频内容的源图像的重建版本。
视频解码器(150)可以包括多个编码模块152-1至152-J，其被配置成出于生成视频图像(156)的目的执行多个视频信号处理操作。由视频解码器(150)执行的视频信号处理操作的示例可包括但不仅限于以下操作中的任意操作：视频信号解码/解压缩(例如，熵解码等)、逆量化、逆变换、帧内预测、帧间预测、运动补偿、解块、样本自适应偏移(SAO)滤波、去带滤波、熵编码等。根据本文所描述的技术，由视频解码器(150)执行的视频信号处理操作中的至少一些是取决于亮度的。由视频解码器(150)执行的取决于亮度的操作的示例可以包括但不仅限于以下操作中的任意操作：要由生成视频信号(106)的上游装置执行的内联操作、特定于解码器的操作、标准定义的操作(例如，HEVC解码器操作、H.264/AVC解码器操作等)等。
视频解码器(150)可以被配置成将视频信号(106)解码为划分成各个层级如视频编码序列、场景、图片、片、编码树单元(CTU)、编码单元(CU)等中的一个或更多个的样本数据、元数据等。由编码模块(152-1,152-2,…152-I,…)执行的各种视频信号处理操作可以在视频编码序列、场景、图片、片、编码树单元(CTU)、编码单元(CU)等各个水平下执行。
可以使用多个编解码器中的一个或更多个编解码器来实现由视频解码器(150)中的编码模块(152-1,152-2,…152-J,…)执行的信号处理操作中的一个或更多个信号处理操作，编解码器包括但不限于以下的任意组合：H.264/AVC/HEVC、MPEG-2、VP8、VC-1和/或其他。
在示例实施方式中，输入图像、中间图像、预测图像、残差图像、输出图像等是YCbCr颜色空间中的YCbCr图像(例如，10+位等)。在一个示例中，输入图像中表示的每个像素包括针对颜色空间(例如，YCbCr颜色空间等)定义的所有分量(例如，亮度分量Y、色度分量Cb和Cr等)的码字。每个码字包括针对颜色空间的分量中的一个或更多个分量上采样或下采样的码字。
在示例实施方式中，视频编码器(100)或视频解码器(150)被配置成将输入图像、中间图像、预测图像、残差图像等的码字从第一颜色空间(例如，RGB颜色空间等)变换至第二不同的颜色空间(例如，YCbCr颜色空间等)。
在示例实施方式中，视频编码器(100)或视频解码器(150)被配置成将第一采样格式(例如，处于4:4:4采样格式等)的图像下采样或上采样至第二不同的采样格式(例如，处于4:2:0采样格式等)。
在一些实施方式中，视频编码器(100)或视频解码器(150)可以实现视频信号(例如，106等)的多层的结构。多层可以包括基本层以及一个或更多个增强层。基本层和增强层包括从源视频内容(104)中的同一源图像得出的图像数据。基本层中的图像数据包含低动态范围或部分动态范围的压缩图像数据，其可以或可以不被优化以用于在相对低动态范围如标准动态范围或SDR的显示器上呈现。组合的多层中的图像数据包含宽动态范围的压缩图像，其可以在相对宽的动态范围如VDR等的显示器上解码和观看。
本文所使用的术语“VDR”或“视觉动态范围”和“EDR”(或“增强动态范围”)可以指代比标准动态范围宽的动态范围，并且可以包括但不限于高至可瞬时感知的动态范围的宽动态范围以及人类视觉可以瞬间感知的色域。例如，EDR可以指代比SDR(例如<＝100尼特等)更大的中间动态范围(例如，0.005尼特至20,000尼特等)。
可以使用多层中的一个、两个或更多个低位深度(例如，8位等)编解码器(例如，伽玛域编解码器等)来实现本文所描述的视频编解码器(例如，图1A的视频编解码器100、图1B的视频编解码器150等)，以便支持作为整体的多层的更高位深度(例如，12+位等)的图像，并且支持基本层中的更低位深度(例如，8位等)的图像。
3.非线性映射和编码误差
在一些实施方式中，码字可以由视频解码器(例如，图1B的视频解码器150等)从视频信号解码成重建视频图像，重建视频图像被视频编码器(例如，图1A的视频编码器100等)用以对视频信号进行编码。可以基于(例如，定义、基准、指定、EDR、PQ等)码字集合与跨越一系列亮度水平的亮度水平集合之间的映射将经解码的码字转换成亮度水平。
图2示出了两个码字集合与亮度水平集合之间的示例映射。仅出于说明的目的，以尼特为单位来表示亮度水平，而将两个码字集合中的每个码字集合中的码字归一化在0至1的范围中。两个码字集合中的第一码字集合可以由用于EDR视频信号的感知量化器生成，并且以人类感知模型来表示人类感知的量(例如，基准灰度水平等)。两个码字集合中的第二码字集合可以表示如在BT.1886兼容视频信号中使用的码字。
在一些实施方式中，亮度水平集合与码字集合如EDR码字等之间的映射可以不是其中亮度水平与码字线性相关的线性映射，或者甚至与码字(例如，码字的数值)基于幂函数来放缩。如图2所示，在亮度水平集合与EDR码字集合之间的示例映射中，(例如，12位、14位等)码空间中的总EDR码字的将近25％被指定用于小于5尼特的亮度水平；总EDR码字中的约50％被指定用于小于100尼特的亮度水平；以及总EDR码字中的约75％被指定用于小于1000尼特的亮度水平。因此，总EDR码字中的仅约25％被指定用于大于1000尼特的亮度水平。此外，总EDR码字中的仅10％被指定用于大于4000尼特的亮度水平。
视频压缩用于使视频信号适于传输视频信号时的一个或更多个可用比特率。然而，视频压缩经常在用于对视频信号进行编码的码字中引用另外的量化误差。码字中的量化误差又导致码字映射至的亮度水平的误差。
由码字的量化误差引起的亮度水平的误差量的变化与亮度水平集合与码字集合之间的映射的非线性度有关系—在一些实施方式中，映射的非线性度可以由在特定亮度水平进行映射的斜率等来度量或指示。
可以使用本文所描述的技术来最小化由码字的量化误差引起的亮度水平的误差，尤其在易于出现亮度水平的较大误差量的映射区域(例如，亮区域、暗区域等)更是如此。在一些实施方式中，针对特定的操作类型可以使用不同的滤波器来处理不同亮度水平区域(例如，亮区域、中色调区域、暗区域等)(或其对应码字区域)，以便确保在这些不同亮度水平区域中的误差量保持可控。针对其中的每个可以在不同的亮度水平区域中使用不同的滤波器的操作类型的示例可以包括但不仅限于以下操作中的任意操作：子像素内插、放缩、解块等。
取决于亮度水平集合与码字集合之间的映射的非线性度，亮度水平的空间分布也可以与码值(例如，数值)的空间分布不同。因此，用于一个或更多个视频编码序列、一个或更多个图片、一个或更多个片、一个或更多个CTU、一个或更多个CU、一个或更多个PU、一个或更多个TU、前述实体中的一个或更多个实体的一个或更多个块等的第一码值集合的标准偏差可以与亮度水平的标准偏差和/或用于相同的视频编码序列、图片、片、CTU、CU、PU、TU、块等的第二不同的码值集合的标准偏差不同。
即使在根据对视频信号编码时使用的码字确定的复杂度度量的数值可能在不同的亮度水平区域中类似或相同，本文描述的技术也可以被配置成在不同的亮度水平区域应用不同的预测方法，这是因为这些复杂度度量的数值可能会误导不同亮度水平区域(例如，亮区域、暗区域等)中的实际图像复杂度(例如，在亮度水平的空间分布方面等)。
使用以非线性映射(例如，曲线、函数等)映射至亮度水平集合的码字集合对图像进行编码的视频信号的频谱特性与使用亮度水平集合对图像进行编码的另一视频信号的频谱特性不同。当码字集合以不同的映射被映射至一个或更多个亮度水平范围时，使用码字集合对图像进行编码的视频信号的频谱特性也可以与使用不同的码字集合(例如，亮度值、伽玛码字等)对图像进行编码的另一视频信号的频谱特性不同。
视频编解码器(例如，EDR编解码器等)通常在变换域(例如，频域等)中执行DCT操作、其他操作等。可以使用本文所描述的技术使变换域中的DCT操作、其他操作等适于由不同类型的视频信号显示出的不同的频谱特性。例如，DCT变换、DCT量化器、熵编码等可适于由特定类型的视频信号显示出的特定频谱特性，并且可以根据由特定类型的视频信号显示出的特定频谱特性在不同亮度水平区域以不同的方式操作。
如上所述，取决于亮度水平集合与码字集合之间的映射的非线性度，亮度水平的空间分布可以与码值(例如，数值等)的空间分布不同。
本文所描述的技术可以被配置成使内插操作适于在不同亮度水平区域中提供相对准确的内插结果。例如，根据这些技术的内插器可以将亮度水平集合与码字集合之间的映射的可能非线性度纳入考虑，并且可以基于在不同亮度水平映射的不同斜率/梯度来以不同的方式进行操作。因此，当内插像素从暗区域转换至亮区域时，根据本文所描述的技术的内插器可以例如在亮区域、暗区域、中色调区域等中生成具有较少失真的样本。
可以以各种方式实现取决于亮度的视频信号处理操作(例如，内插、预测、解块等)。在一些实施方式中，可以根据亮度水平(例如，针对片、CTU、CU、PU、TU、块等中的样本集合确定的平均亮度水平)来实现取决于亮度的操作。在一些实施方式中，可以将由视频信号(例如，EDR视频信号、伽玛视频信号、SDR视频信号等)支持的亮度水平集合划分成多个(例如，两个、三个、四个、五个等)亮度水平区域；可以根据亮度水平(例如，针对片、CTU、CU、PU、TU、块等中的样本集合确定的平均亮度水平)区域来实现取决于亮度的视频信号处理操作。另外地、可选地或替选地，可以根据亮度水平(例如，针对片、CTU、CU、PU、TU、块等中的样本集合确定的平均亮度水平)区域来实现用于亮度水平集合和/或亮度水平区域中的与特定亮度有关的视频信号处理操作的特定关系、参数、函数、滤波器等。
因此，可以基于不同视频编码序列、不同场景、不同图片、不同片、不同CTU、不同CU、不同PU、不同TU、不同块等中的不同样本集合的信号特性在不同样本集合的相应亮度水平下对本文所描述的信号处理操作进行优化。在一些实施方式中，可以基于一个或更多个感知和/或非感知失真测度对本文描述的信号处理操作进行优化。客观测度可以但并不仅限于基于亮度水平(luminance level)、亮度值(luma value)、亮度级(brightness level)等。非感知失真可以但不仅限于以亮度水平、亮度值、亮度级等指标来测量。感知失真可以但不仅限于以由感知量化器使用的码字、人类感知模型中的人类感知的量等测度来度量。
在一些实施方式中，视频编码器(例如，图1A的视频编码器100等)、视频解码器(例如，图1B的视频解码器150)等的编码模块(例如，压缩编码模块、预测模块、解块、平滑等)可以被配置成针对一个或更多个不同类型的信号处理操作生成一个或更多个不同类型的取决于亮度的操作参数、函数、滤波器类型、滤波器系数等。在一些实施方式中，取决于亮度的操作参数可以包括基于由样本集合中的码字表示的亮度水平生成的亮度指示符。特定样本集合的亮度指示符的值可以基于特定样本集合的Y分量值、码字或从特定样本集合中的码字映射的亮度水平等来确定。如本文所用，“样本”可以指代由用于图像中或图像的一部分中的像素的颜色空间的分量值表示的像素值(例如，红分量值、绿分量值和蓝分量值的集合；Y分量值、Cb分量值、Cr分量值的集合等)。
在一些实施方式中，视频编码器(例如，图1A的视频编码器100等)可以被配置成：生成不同类型的取决于亮度的操作参数、函数、滤波器类型、滤波器系数等中的一些或全部，并且将它们提供为与表示图像的像素值的码字一起编码到视频信号中的一个或更多个语法元素。例如，特定样本集合的亮度指示符的值可由视频编码器来确定，并在视频信号内作为语法元素(例如，如标准、专用规范、标准的扩展等中定义的)显式信号传送至接收方视频解码器。
在一些实施方式中，可以将新的编码模块添加到视频编解码器并且在视频编解码器中修改现有编码模块以相对于标准中指定的内容提高编码效率。另外地、可选地或替选地，在同一编码条件下，可以使编码误差在特定亮度水平区域(例如，亮区域、中色调区域、暗区域等)中降至最小。仅出于说明的目的，有时可能会使用特定编码模块来示出本文所描述的技术的一个或更多个方面。然而，应当指出的是，本文所描述的技术不限于这些编码模块，并且可以类似地应用于其他编码模块、其他操作、其他算法、其他方法、其他语法等。仅出于说明的目的，可以使用YCbCr颜色空间中的Y分量值来表示或得出亮度水平。然而，应当注意的是，本文所描述的技术部并不仅限于YCbCr颜色空间，并且可以类似地应用于除了Y分量值之外的其他颜色空间或其他类型的分量值(例如，RGB分量值等)。
4.内部精度
在一些实施方式中，编码模块，如系数逆量化、逆空间变换、分数位置运动补偿、内插处理、环路滤波等被配置成针对不同的亮度水平区域以不同的内部精度进行操作。
例如，编码模块可以被配置成：针对图像的亮区域以32位内部精度进行操作，而针对图像的暗和中色调区域以16位内部精度进行操作。在一些实施方式中，可以针对图像的这些不同亮度区域中的任何区域中的特定样本集合来得出总体亮度水平。此处，样本集合可以对应于片、CTU、CU等中的一个或更多个。针对特定样本集合确定总体亮度水平可以构成(例如，由视频编码器如图1A的视频编码器100、视频解码器如图1B的视频解码器150等执行的)一个或更多个操作例如分数位置运动补偿、内插处理、环路滤波等的一部分。
在一些实施方式中，样本集合的总体亮度水平可以由上游装置(例如，图1A的视频编码器100等)来确定，并且显式地信号传送给下游装置(例如，图1B的视频解码器150等)。此外，可以将总体亮度水平与序列、场景、图片、片、LCU、CU等的水平下的样本集合一起信号传送至下游装置。另外地、可选地或替选地，装置如图1A的视频编码器100、图1B的视频解码器150等可以被配置成：例如基于特定样本集合中的码字适应性地施加滤波器以得出(例如，映射、预测等)总体亮度水平，而不向装置显式地信号传送总体亮度水平。
在表1中示出了显式信号传送的示例。表1所示的HEVC编码树单元语法包括语法元素“luminance_idc”，其可以被添加/用于指示相应编码树单元或LCU所属的亮度水平区域。在示例实现中，语法元素“luminance_idc”可以包括2位值，例如暗或DARK_RANGE(“00”)、中色调或MIDTONE_RANGE(“01”)、亮或BRIGHT_RANGE(“10”)。
表1
视频编码标准(例如，HEVC等)、视频编码规范等可以支持用于一个、两个或更多个位深度(例如，8位、10位、12位、14位等)的视频信号的信号处理操作。根据一些其他方法，在视频编码语法中定义用于相对低位深度(例如，8位、10位等)的视频信号的信号处理操作的操作参数的阈值和值；可以通过位移(bit shifting)操作根据用于相对低位深度(例如，8位、10位等)的视频信号的信号处理操作的操作参数的阈值和值获得用于相对高位深度(例如，10位、12位、14位等)的视频信号的信号处理操作的操作参数的阈值和值。根据这些其他方法，用于相对高位深度(例如，10位、12位、14位等)的视频信号的信号处理操作的操作参数的位移后的阈值和值具有与用于相对低位深度(例如，8位、10位等)的视频信号的信号处理操作中使用的精度相同的相对低的精度。如果视频信号(例如，10+位SDR信号等)具有非常窄或有限的动态范围或亮度范围(例如，<＝100等)，则不管视频信号的位深度如何(例如，8位、10位或更多位等)，在这些其他方式下针对整个亮度范围使用同一精度的参数对于产生视觉伪像而言不会产生任何不同。然而，如果视频信号(例如，10+位EDR信号)具有相对宽的动态范围或亮度范围(例如，高至4,000尼特、高至20,000+尼特等)，则针对整个亮度范围使用同一精度的参数很可能会在一个或更多个不同的亮度水平区域(例如，暗图像区域、亮图像区域等)中产生视觉伪像。例如，操作参数的位移后的阈值和值可能不是针对易于生成视觉伪像的亮度水平区域而优化的值。因此，当操作参数的位移后的阈值和值用于根据支持相对宽动态范围如EDR、VDR等的视频信号呈现图像时，在呈现的图像中产生视觉伪像的可能性显著增大。
相比之下，根据本文所描述的技术，可以针对不同的亮度水平区域使用不同的精度来限定(例如，在视频编码语法中、视频编码规范中等)和/或编程地生成(例如，基于查找表、曲线、映射、函数等)用于各种位深度(例如，8位、10位、12位、14位等)中的任何位深度的视频信号的信号处理操作的操作参数的阈值和值。如果视频信号(例如，10+位EDR信号等)具有相对宽动态或亮度范围(例如，高至4,000尼特、高至20,000+尼特等)，则针对不同的亮度水平区域可以使用不同精度的阈值和操作参数。例如，可以针对被确定为易于具有伪像的亮度水平(例如，暗图像区域、亮图像区域等)适应性地信号传送和/或使用相对高精度的阈值和操作参数。可以针对被确定为不易于具有伪像的亮度水平(例如，中色调图像区域等)适应性地信号传送和/或使用相对低精度的阈值和操作参数。因此，本文所描述的技术将“亮度水平依赖”的概念引入到在不同的亮度水平以不同的方式处理图像区域的视频编码操作中。
可以通过执行信号处理操作的装置来生成用于各种位深度(例如，10位、12位、14位等)中的任何位深度的视频信号的信号处理操作中的操作参数的阈值和值。另外地、可选地或替选地，可以通过上游装置(例如，图1A的视频编码器100等)来生成用于各种位深度(例如，10位、12位、14位等)中的任何位深度的视频信号的信号处理操作中的操作参数的阈值和值，并且将其信号传送给执行信号处理操作的下游装置(例如，图1B的视频解码器150等)。
在特定位深度(例如，8位、10位、12位、14位等)的视频信号的信号处理操作中，可以针对多个亮度水平区域使用操作参数的阈值和值的多个集合。可以使用操作参数的阈值和值的多个集合中的特定集合来处理属于与该特定集合对应的特定亮度水平区域的样本集合(例如，LCU、CU等)。
5.帧间预测/运动补偿
视频编码标准(例如，HEVC等)、视频编码规范等可以指定用于帧间预测、运动补偿等的内插滤波器集合。这些内插滤波器中的一个或更多个内插滤波器可以基于子像素位置。在一些实施方式中，内插滤波器集合包括：用于对非亮度码字(例如，色度等)进行滤波的相对简单的滤波器(例如，4抽头滤波器等)和用于对亮度码字进行滤波的相对复杂的滤波器(例如，8抽头滤波器等)。相比于其中相当大数量的码字可用于表示/映射亮度水平(例如，低或中等亮度水平等)的第二图像区域(同一图像的非亮区域等)，对于特定的码字集合(例如，由感知量化器等生成的EDR码字)，相当小数量的码字可以用于表示/映射属于特定亮度水平(例如，高亮度水平等)区域的第一图像区域(例如，图像的亮区域等)的亮度水平。为了避免或减少视觉伪像(例如，锯齿(aliasing)等)，用于第一图像区域(例如，图像的亮区域等)的误差容限小于用于第二图像区域(例如，图像的非亮区域等)的误差容限。
根据本文所描述的技术，可以在对不同亮度水平区域或与不同亮度水平区域对应的不同图像区域(例如，图像的亮区域、图像的非亮区域等)的信号处理操作(例如，色度内插等)中使用具有不同频率响应的不同滤波器集合。可以对这些不同的滤波器集合进行专门优化，以避免或减小与不同亮度水平区域对应的不同图像区域中的锯齿。在一些实施方式中，在由感知量化器生成的EDR码字的情况下，较长抽头和/或较高精度的滤波器系数可以被配置用于对较亮的像素进行滤波。为了避免逐像素切换滤波器，可以信号传送或针对例如在CU水平、LCU水平、片水平、图片水平、场景水平、视频编码序列水平等的样本集合得出用于选择特定滤波器与特定滤波器系数的决策。
表2A和表2B示出了在LCU水平基于亮度指示符(“luminance_idc”)来切换色度内插滤波器的示例。
表2A
表2B
表2C
在表2A中，根据如由亮度指示符(具有指示亮图像区域的BRIGHT_RANGE值)指示的LCU是亮图像区域还是非亮图像区域，可以将具有不同数量的抽头、不同精度的滤波器系数、不同的频率响应等的色度内插滤波器应用于LCU。
在表2B中，根据如由亮度指示符(其中，值“01”指示中色调图像区域)指示的LCU是亮图像区域、中色调图像区域还是暗图像区域，可以将使用训练数据集合训练的具有不同数量的抽头、不同精度的滤波器系数、不同的频率响应等的色度内插滤波器应用于LCU。表2C示出了用于生成针对与不同的亮度水平区域(例如，亮、中色调、暗等)对应的图像区域训练的滤波器的示例训练算法。
在一些实施方式中，在信号处理操作如运动估计、运动补偿等中使用实现亮度补偿的非线性滤波器而不是关于表示/映射至亮度水平的码字使用线性滤波器。
当对象在视频序列中移动时，对象的发光度可以随着在不同位置的光照而变化和/或在不同时间可以不同。相应地，表示/映射至对象的亮度水平的码字也例如关于亮度水平非线性地变化(例如，取决于如图2所示的亮度水平集合和码字集合之间的非线性映射等)。
在一些实施方式中，本文所描述的滤波器可以将抽头数量、滤波器系数值、频率响应等中的一个或更多个实现作为邻近像素或样本的亮度水平的一个或更多个函数。可以针对亮度补偿对这些函数进行优化。
应当注意的是，可以将亮度补偿应用于其他操作。这些其他操作可以包括但不仅限于：加权预测等。可以使用零个、一个或更多个线性权重与作为(例如，样本集合中的、邻近像素或样本集合中的、用于预测的一个或更多个基准样本或像素中的等)亮度水平的函数的一个或更多个非线性权重的组合来执行加权预测。
6.帧内预测
为了改善帧内编码，可以在进行帧内预测之前施加一个或更多个平滑滤波器。在一些实施方式中，可以基于用于帧内预测的邻近像素的亮度水平为应用选择不同类型的平滑滤波器。示例平滑滤波器可以包括但不仅限于用于降低轮廓伪像的强帧内平滑滤波器、正常帧内平滑滤波器等。
可以使用与轮廓检测有关的阈值(例如，1<<(bitdepth(位深)-5)等)来确定是否要使用特定类型的平滑滤波器(例如，强帧内平滑滤波器等)。在一些实施方式中，可以根据亮度水平来定义阈值。例如，在特定图像区域(例如，暗区域和亮区域等)相对容易观察到轮廓伪像的情况下，可以降低阈值以使得特定类型的平滑滤波器可以用于这些图像区域。另外地、可选地或替选地，平滑滤波器可以被配置成根据亮度水平(例如，图像区域的亮度水平等)使用不同的系数/抽头，这是因为人类视觉系统对处于不同亮度级别的轮廓伪像具有不同的敏感度。另外地、可选地或替选地，平滑滤波器可以被配置成参照经滤波的像素或样本使用覆盖不同空间距离的邻近像素或样本的抽头。例如，在平滑图像区中，可以部署稀疏滤波器以减少轮廓伪像，该稀疏滤波器使用来自经滤波的像素或样本周围的但复杂度可能较低的较大空间区域的像素或样本。
表3示出了基于亮度指示符(例如，指示邻近像素或样本的亮度水平或亮度水平区域等)应用不同的阈值和/或不同的平滑滤波器的示例。
表3
在一些实施方式中，基于两个或更多个基准样本使用内插表达式对位于图像帧的块(例如，PU等)中的(x,y)处的像素处的帧内预测样本进行内插。内插表达式可以包括加权参数，该加权参数的值控制正在被基于线性表达式进行帧内预测的样本中的两个或更多个基准样本的相应贡献。
在一些实施方式中，可以基于非线性关系、函数、曲线等根据邻近块(例如，一个或更多个邻近PU等中)的像素处的可用样本得出两个或更多个基准样本。另外地、可选地或替选地，可以根据亮度水平得出加权参数的值。具体地，用于基于可用基准样本对样本进行帧内预测的内插表达式可以针对用于对视频信号进行编码的码字(例如，EDR码字)集合和码字集合被映射至的亮度水平集合之间的映射的非线性度进行亮度补偿。
在下面表达式中示出了第一示例内插表达式：
Px,y＝(1-w0)Rtop+w0Rleft (1)
其中，Px,y、Rtop和Rleft分别是被预测的样本，根据在包含(x,y)处的像素的块之上的邻近块计算出的基准样本，以及根据在包含(x,y)处的像素的块的左方的邻近块计算出的基准样本；并且w0可以是位置(x,y)与基准样本(例如，Rleft等)的基准位置之间的距离的多项式函数。在示例实施方式中，w0可以是距离的二阶多项式函数，如下面表达式所示：
w0＝a0+a1·d+a2·d2 (2)
在一些实施方式中，表达式(2)中的距离可以是基于至两个基准样本如Rtop和Rleft的距离的比值确定出的相对距离，而不是至两个基准样本如Rtop和Rleft中的一个的距离。
在一些实施方式中，可以基于用于内插的邻近基准样本的(例如，相对、平均等)亮度水平来确定预测方向。表达式(2)中的参数a0、a1和a2可以被配置成使用不同的值——例如，如基于距离d、预测方向、基准样本的相对亮度水平、基准样本的平均亮度水平等中的一个或更多个确定的——来基于码字集合和码字集合被映射至的亮度水平集合之间的映射对该映射的非线性度进行处理或补偿。
在下面的表达式中示出了第二示例内插表达式：
Px,y＝w0+w1Rtop+w2Rleft+w3Rtop 2+w4Rleft 2 (3)
表达式(3)可以用于基于作为邻近基准样本(例如，Rtop、Rleft等)的二阶多项式函数的非平面表面(例如，曲率取决于另外的因子w3和w4等的值的表面)来预测样本。在各种实施方式中也可以使用包括基准样本的非第一阶项的其他表达式来基于基准样本对样本进行预测。
第三示例内插表达式与表达式(1)相同。然而，可以基于与表达式(2)不同的其他权重参数表达式来确定加权参数w0而不是基于基于表达式(2)来确定加权参数w0。这些其他权重参数表达式中的一个或更多个可以是至一个或更多个基准样本的距离、基准样本的亮度水平的差值、基准样本的亮度水平的平均值等中的一个或更多个的函数。这样的权重参数表达式的非限制示例包括如下所示的两个内核或函数因子：
w0＝f(d)·g(Y(Rtop)–Y(Rleft),Y(Rtop)+Y(Rleft)/2) (4)
其中，第一内核f(d)用于解决至邻近基准样本/像素的距离，并且第二内核g(x)用于基于码字(例如，EDR码字等)集合和码字集合被映射至的亮度水平集合之间的映射对该映射的非线性度进行处理或补偿。在一些实施方式中，第一内核f(d)可以但不仅限于是线性函数如双线性函数等；第二内核g(x)可以但是不仅限于是与该映射的非线性度相关联的非线性函数。
除了多项式、表面以外或替代多项式、表面等，在一些实施方式中，可以使用查找表(LUT)。LUT可以由多项式、表面、其他方法、其他函数等来构造。
7.变换、量化和QP映射。
本文描述的视频编码标准可以针对各种变换大小如4x4、8x8、16x16、32x32等中的任何变换大小指定变换和/或量化操作。
可以针对一个变换大小使用变换矩阵系数的多个集合，而不是针对一个变换大小使用变换矩阵系数的单个集合。变换矩阵系数的多个集合中的每个集合对应于特定的相应亮度水平区域。类似地，可以针对一个变换大小使用多个量化矩阵(QM)，而不是针对一个变换大小使用单个量化矩阵。多个量化矩阵中的每个量化矩阵对应于特定的相应亮度水平区域。
根据本文所描述的技术，可以基于亮度水平(例如，亮度水平区域等)来调整变换矩阵系数的值或精度。根据使用不同的码字集合(例如EDR、SDR、伽玛等)编码的视频信号得出的变换域系数(例如，频域系数等)在同一图像的亮区域、中色调区域、暗区域等中可能具有不同的分布模式。本文所描述的技术可以被配置成在不同的亮度水平区域(例如，亮区域、中色调区域、暗区域等)中应用不同的变换以压缩样本集合的能量，从而针对使用特定码字集合编码的视频信号实现更好的压缩效率。
在易于产生相对大误差和视觉伪像的图像区域(例如，使用EDR码字编码的视频信号的暗区域和亮区域)中，可以在变换矩阵中使用具有相对高精度的变换矩阵系数，以对图像区域中的样本执行变换操作。在一些实施方式中，可以使用具有不同精度的不同变换矩阵系数的集合来对处于不同亮度水平区域的图像区域执行变换操作。
在一个示例中，可以通过上游装置如图1A的视频编码器100等将变换索引作为语法元素信号传送给下游装置如图1B的视频解码器150等。下游装置基于信号传送的变换索引来选择特定的变换矩阵系数集合。在另一示例中，可以通过上游装置如图1A的视频编码器100将亮度指示符(的值)作为语法元素信号传送给下游装置如图1B的视频解码器150等。下游装置基于信号传送的亮度指示符(的值)来选择特定的变换矩阵系数集合，如下表所示出的：
表4
类似地，本文所描述的技术可以被配置成在以特定码字集合编码的视频信号的不同亮度水平区域(例如，亮区域、中色调区域、暗区域等)应用不同的量化矩阵。
在一个示例中，可以通过上游装置如图1A的视频编码器100等将量化矩阵索引作为语法元素信号传送给下游装置如图1B的视频解码器150等。下游装置基于信号传送的量化矩阵索引来选择特定的量化矩阵。在另一示例中，可以通过上游装置如图1A的视频编码器100等将亮度指示符(的值)作为语法元素信号传送给下游装置如图1B的视频解码器150等。下游装置基于信号传送的亮度指示符(的值)来选择特定量化矩阵。
替代使用将qPi值(例如，亮度QP值等)的集合映射至Qpc值(例如，色度QP值等)的集合的单个QP映射表，根据本文所描述的技术可以使用多个QP映射表。多个QP映射表中的每个对应于亮度水平区域，并且可以用于在相应的亮度水平区域中将qPi值(例如，亮度QP值等)的集合映射至Qpc值(例如，色度QP值等)的集合。
在一些实施方式中，多个QP映射表都没有被信号传送，而是被预先配置或存储。在一些实施方式中，多个QP映射表中的至少一个被从上游装置(例如，图1A的信号编码器100等)信号传送至下游装置(例如图1B的信号解码器150等)。在一些实施方式中，多个QP映射表中的至少一个被预先配置或存储。
用于亮区域的示例QP映射表被示出为如下：。
表5
qPi <25 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 >38
Qp<sub>C</sub> ＝qPi 24 25 26 27 28 28 29 29 30 30 31 31 32 32 ＝qPi-6
用于中色调区域和暗区域的示例QP映射表被示出为如下：
表6
qPi <30 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 >43
Qp<sub>C</sub> ＝qPi 29 30 31 32 33 33 34 34 35 35 36 36 37 37 ＝qPi-6
在一些实施方式中，多个QP映射表中的至少一个QP映射表是通过向多个QP映射表中的另一QP映射表施加色度QP偏置而生成的。例如，可以使用下表中示出的片头部来信号传送多个色度QP偏置：
表7
在一些实施方式中，亮度水平区域的数量是3；色调QP偏移(用于Cb和Cr)对于暗区域而言为(-2,-2)、对于中色调区域而言为(0,0)、对于亮区域而言为(-5,-5)。可以将这些偏移值应用于基准QP映射表(例如，中色调色度QP映射表)以生成一个或更多个新的QP映射表(例如，暗色调QP映射表、亮色调QP映射表等)。
在一些实施方式中，可以使用亮度指示符来选择多个QP映射表中的哪个QP映射表，如下表所示：
表8
8.熵编码
本文所描述的视频编码标准可以指定用于视频信号压缩的熵编码如CABAC、CAVLC等。
CABAC可以采用引擎如二值化、上下文建模、算术编码等。在一些实施方式中，可以在CABAC中使用多个上下文集合，而不是将单个上下文集合用于CABAC。多个上下文集合中的每个上下文集合对应于相应的亮度水平区域，并且保持用于相应亮度水平区域的概率模型的统计集合。新近编码的数据符号、DCT系数等的统计可以在不同的亮度水平区域间变化，本文描述的技术可以被配置成：针对不同亮度水平区域保持不同上下文集合的概率模型的不同统计集合，并且在不同亮度水平区域(例如，亮区域、中色调区域、暗区域等)选择不同的上下文集合以减少在不同亮度水平区域中码字的不同统计模式的干扰并且提高CABAC的编码效率。
为了使得能够在不同的亮度水平区域中独立地解析和解码，可以在各个水平如CU、LCU、片及其他水平中的一个水平信号传送能够(显式地或隐含地)区分不同亮度水平区域中的不同上下文集合的一个或更多个语法元素。在一个示例中，可以通过上游装置如图1A的视频编码器100等将上下文索引作为语法元素信号传送给下游装置如图1B的视频解码器150等。下游装置基于信号传送的上下文索引来选择特定的上下文集合。在另一示例中，可以通过上游装置如图1A的视频编码器100等将亮度指示符(的值)作为语法元素信号传送给下游装置如图1B的视频解码器150等。下游装置基于信号传送的亮度指示符(的值)来选择特定的上下文集合，如下面的表格所示：
表9.1
对于霍夫曼编码(例如，CAVLC等)，可以在霍夫曼编码中使用多个可变长度码表，而不是使用单个可变长度码表。多个可变长度码表中的每个可变长度码表对应于相应的亮度水平区域，并且是基于用于相应亮度水平区域的源符号的可能值出现的估计概率来构造的。用于相应亮度水平区域的源符号的可能值出现的估计概率可以在不同的亮度水平区域间变化，不同的可变长度码表可以被配置成：针对不同的亮度水平区域保持源符号的可能值出现的不同的估计概率，并且可以基于不同的亮度水平区域(例如，亮区域、中色调区域、暗区域等)来选择以减少源符号的可能值在不同亮度水平区域出现的不同估计概率的干扰，并且提高霍夫曼编码(例如，CAVLC等)的编码效率。
为了使得能够在不同的亮度水平区域中独立地解析和解码，可以在各个水平如CU、LCU、片及其他水平中的一个水平信号传送能够(显式地或隐含地)区分不同亮度水平区域中的不同可变长度码表的一个或更多个语法元素。在一个示例中，可以通过上游装置如图1A的视频编码器100等将表指示符作为语法元素信号传送给下游装置如图1B的视频解码器150等。下游装置基于信号传送的表指示符来选择特定的可变长度码表。在另一示例中，可以通过上游装置如图1A的视频编码器100等将亮度指示符(的值)作为语法元素信号传送给下游装置如图1B的视频解码器150等。下游装置基于信号传送的亮度指示符(的值)来选择特定的可变长度码表，如下面的表格所示：
表9.2
已经描述了熵编码方法如算术编码(例如，CABAC等)和霍夫曼编码(例如，CAVLC等)能够在不同的亮度水平区域中以不同的方式操作。应当注意的是，这仅出于说明的目的。在各种实施方式中，除算术编码和霍夫曼编码以外的熵编码(例如，哥伦布编码等)可以以与图像的图像区域的亮度水平有关的方式操作。
9.解块
视频编码标准可以指定用于诸如解块等的操作的最佳值。可以针对特定类型的视频信号如SDR视频信号来获得这些最佳值或使用一个或更多个感知测试集合对其进行微调。然而，使用第一类型的视频信号如SDR视频信号等获得或微调的最佳值可能不会在第二不同类型的视频信号如EDR视频信号等的所有亮度水平上工作良好。例如，解块可以使用操作参数如β与Tc(例如，在视频编码标准如HEVC等中定义的)来确定：是否应将解块应用于CTU、CU、块等中的样本集合；是否应将强解块滤波器应用于样本集合；是否应将正常解块滤波器应用于样本集合等。
根据本文所描述的技术可以使用用于解块的操作参数值的多个集合，而不是使用用于解块的操作参数值的单个集合。用于解块的操作参数值的多个集合中的每个集合对应于亮度水平区域，并且可以用于确定：在相应的亮度水平区域中，是否应将解块应用于CTU、CU、块等中的样本集合；是否应将强解块滤波器应用于样本集合；是否应将正常解块滤波器应用于样本集合等。
在一些实施方式中，用于解块的操作参数值的多个集合都没有被信号传送而是被预先配置或存储。在一些实施方式中，用于解块的操作参数值的多个集合中的至少一个被从上游装置(例如，图1A的视频编码器100等)信号传送给下游装置(例如，图1B的视频解码器150等)。在一些实施方式中，用于解块的操作参数值的多个集合中的至少一个被预先配置或存储。
在一些实施方式中，用于解块的操作参数值的多个集合中的至少一个集合是通过将操作参数值偏移施加至用于解块的操作参数值的多个集合中的另一集合而生成的。例如，可以使用下表所示的片头部来信号传送多个操作参数值偏移：
表9.3
在一些实施方式中，亮度水平区域的数量是3；解块操作参数值偏移(用于Cb和Cr)对于暗区域和中色调区域为(0,0)，对于亮区域为(2,2)。可以将这些操作参数值应用于解块操作参数值的基准集合，以(例如，在暗区域中、在中色调区域中、在亮区域中等)生成解块操作参数值的一个或更多个新的集合。
10.样本自适应偏移
SAO滤波根据一个或更多个像素的局部邻近像素的样本或像素值将局部处理施加至该一个或更多个像素。在施加至该一个或更多个像素的解块操作之后，通过SAO滤波施加的局部处理将偏移值有条件地加至该一个或更多个像素处的经解码的样本。SAO滤波以两种模式操作：带偏移模式，其旨在消除带状伪像；以及边缘偏移模式，其旨在对边缘进行平滑。
在带偏移模式中，样本(例如，在YCbCr颜色空间的Y分量上的Y值、码字等)的整个幅度范围被均匀地分成如带所指示的多个(例如，32等)段。可以通过添加与视频信号中的样本传送的带偏移来修改属于带的集合的子集(例如，总计32个带内的四个连续的带等)的样本。
在特定类型的视频信号(例如，EDR信号等)的特定亮度水平区域(例如，暗区域和亮区域等)中可以容易地观看到带状伪像。可以使用非均匀带来划分用于SAO滤波的样本的整个范围，而不是将样本的整个范围分割/划分成多个均匀带。在一些实施方式中，可以以取决于亮度的方式将样本的整个范围划分成用于SAO滤波的带。在一个示例中，与容易出错的图像区域对应的带的长度减小(例如，容易出错的图像区域中带的密度相对高等)。相比较而言，与较不容易出错图像区域对应的带的长度增加(例如，在较不容易出错的图像区域中带的密度相对低等)。表10示出了以取决于亮度的方式将样本的幅度范围非均匀划分成用于SAO滤波的带的示例。
表10
在一个示例中，可以直接信号传送或替选地预先配置由视频信号的SAO操作所使用的带偏移值和边缘偏移值。
11.去带滤波
技术可以被配置成取代或结合SAO滤波施加去带滤波，如视频编码标准如HEVC等中限定的那样。去带滤波可以被配置成支持相对复杂的非线性滤波。在视频信号如使用感知量化器等编码的视频信号中，在特定图像区域中即使在预测和量化误差(例如，在由感知量化器等生成的码字方面)较小的情况下也可以相当容易地察觉带状/轮廓伪像。另外，当使用改进的预测方法(例如，在HEVC帧内预测中等)来生成相对高效的预测并尽量减少码字的残差时，带状/轮廓伪像可能增加，这是因为随着残差在相对小的范围内变化相对难以区分亮度水平。
在一些实施方式中，可以使用本文所描述的去带滤波，以移除或减少CTU、CU、块等中的样本集合内的定向轮廓伪像。
在一些实施方式中，下游装置可以显式地或隐含地信号传送要将什么去带算法、哪个去带操作参数值的集合等用于样本集合。例如，可以将亮度指示符(“luminance_idc”)信号传送给下游装置。下游装置可以被配置成使用特定去带操作参数值等选择和执行一个或更多个特定去带算法，其中，复杂度与上游装置相比较而言相对小，这是因为下游装置可以不执行率失真优化。
12.其他示例操作
本文所描述的装置还可以使用除前述讨论中提及的操作以外的操作。例如，由于EDR视频信号与SDR视频信号很不相同，可以使用另外的操作来进一步提高EDR视频信号、SDR视频信号等的编码效率。作为非限制性示例，可以在图1的视频编码器100等中进行变换和量化操作之前设置/执行操作如残差整形等。相应地，可以在图1B的视频解码器150处进行逆量化和逆变换之后设置/执行逆操作如逆残差整形等。在一种实施方式中，残差整形可以是亮度依赖函数，该函数取决于根据其进行预测的相应样本集合的潜在亮度水平。在视频解码器如图1B的视频解码器150处，可以从帧内预测或运动补偿的样本集合检索潜在亮度水平，或者替选地将其从视频编码器如图1A的视频编码器100显式地信号传送给视频解码器如图1B的视频解码器150。在一些实施方式中，为了降低复杂度，可以在CU、LCU、片、图片、场景、视频编码序列等水平处计算(例如，通过图1A的视频编码器100等)残差整形函数及其潜在的亮度水平。在非限制示例中，可以使用分段线性表达式来表示残差整形函数与由亮度指示符(“luminance_idc”)控制的分段线性表达式的转动。
因为高动态范围视频信号如EDR视频信号相比于其他视频信号如SDR等支持高得多的动态范围，所以相比于其他视频信号在高动态范围中会更多地出现带状/轮廓伪像。可以使用稀疏滤波器来消除或减少高动态范围视频信号中的带状/轮廓。在2013年10月1日提交的名称为“HARDWARE EFFICIENT SPARSE FIR FILTERING IN VIDEO CODEC”的第61/885,377号美国临时专利申请中描述了稀疏滤波器的一些示例，其全部内容通过引用并入本文。
13.示例处理流程
图4A示出了根据本发明的示例实施方式的示例处理流程。在一些示例实施方式中，一个或更多个计算装置或部件可以执行该处理流程。在块402中，视频编解码器(例如，图1A的视频编解码器100、图1B的视频解码器150等)确定由(例如，接收的等)视频信号支持的亮度范围(或动态范围)。
在块404中，视频编解码器至少部分地基于由视频信号支持的亮度范围来确定用于一个或更多个信号处理操作的操作参数的阈值和值。操作参数的阈值和值中的一个或更多个的内部精度取决于由视频信号支持的亮度范围。
在块406中，视频编解码器根据至少部分地基于由视频信号支持的亮度范围确定的操作参数的阈值和值选择用于施加至以视频信号表示的视频图像的一个或更多个空间区域的操作参数的阈值和值的特定集合。视频图像的一个或更多个空间区域对应于特定的亮度水平区域，操作参数的阈值和值的特定集合对应于同一特定亮度水平区域。
图4B示出了根据发明的示例实施方式的示例处理流程。在一些示例实施方式中，一个或更多个计算装置或部件可以执行该处理流程。在块452中，视频编解码器(例如，图1A的视频编码器100、图1B的视频解码器150等)参照视频信号接收与一个或更多个图像中的多个空间区域有关的样本数据和元数据。
在块454中，视频编解码器确定多个空间区域中的一个或更多个特定空间区域是否对应于特定亮度水平区域。
在块456中，响应于确定一个或更多个特定空间区域对应于特定亮度水平区域，视频编解码器对一个或更多个特定空间区域中的一个或更多个样本集合执行一个或更多个信号处理操作。一个或更多个信号处理操作至少部分地取决于特定亮度水平区域。
在一种实施方式中，一个或更多个信号处理操作包括：使用至少部分地基于特定亮度水平区域选择的内插滤波器对一个或更多个样本集合中的至少一个样本集合执行内插滤波。
在一种实施方式中，一个或更多个信号处理操作包括：使用至少部分地基于特定的亮度水平区域选择的平滑滤波器对一个或更多个样本集合中的至少一个样本集合执行平滑滤波。在一种实施方式中，平滑滤波器表示以下滤波器中之一：强平滑滤波器；稀疏有限脉冲响应滤波器；覆盖多于50个邻近像素的平滑滤波器；覆盖不多于50个邻近像素的平滑滤波器；或者正常平滑滤波器。在一种实施方式中，平滑滤波器是基于阈值从多个部署的平滑滤波器选择的特定平滑滤波器，其中该阈值取决于特定亮度水平区域。
在一种实施方式中，一个或更多个信号处理操作包括：使用一个或更多个权重参数对一个或更多个样本集合中的至少一个样本集合执行加权帧内预测，一个或更多个权重参数的值是至少部分地基于特定亮度水平区域选择的。
在一种实施方式中，一个或更多个权重参数包括以下中的一个或更多个：取决于至基准样本的距离的多项式表达式；至少部分地取决于基准样本的二阶值的基于表面的表达式；亮度依赖函数；或者包括取决于亮度水平的第一内核和取决于至基准样本的距离的第二内核的函数。
在一种实施方式中，一个或更多个信号处理操作包括：使用变换矩阵系数集合对一个或更多个样本集合中的至少一个样本集合执行变换操作，变换矩阵系数集合是至少部分地基于特定亮度水平区域从多个变换矩阵系数集合中选择的。
在一种实施方式中，一个或更多个信号处理操作包括：使用量化矩阵对一个或更多个样本集合中的至少一个样本集合执行量化操作，量化矩阵是至少部分地基于特定亮度水平区域从多个量化矩阵中选择的。
在一种实施方式中，一个或更多个信号处理操作包括：使用从量化参数映射表得出的量化参数对一个或更多个样本集合中的至少一个样本集合的色度分量执行量化操作，量化参数映射表是至少部分地基于特定亮度水平区域从多个量化参数映射表中选择的。
在一种实施方式中，一个或更多个信号处理操作包括：使用上下文集合对一个或更多个样本集合中的至少一个样本集合执行熵编码操作，上下文集合是至少部分地基于特定亮度水平区域从多个上下文集合中选择的，并且其中上下文集合与和特定亮度水平区域对应的符号概率模型有关。
在一种实施方式中，一个或更多个信号处理操作包括：对一个或更多个样本集合中的至少一个样本集合执行解块操作参数集合所允许的解块操作，解块操作参数集合的值是至少部分地基于特定亮度水平区域选择的。
在一种实施方式中，一个或更多个信号处理操作包括：使用一个或更多个偏移值对一个或更多个样本集合中的至少一个样本集合执行样本自适应偏移(SAO)滤波，一个或更多个偏移值是至少部分地基于特定亮度水平区域选择的，并且其中一个或更多个偏移值的精度取决于特定亮度水平区域。
在一种实施方式中，一个或更多个信号处理操作包括：使用一个或更多个去带操作参数值对一个或更多个样本集合中的至少一个样本集合执行去带滤波，一个或更多个去带操作参数值是至少部分地基于特定亮度水平区域选择的。
图4C示出了根据本发明的示例实施方式的示例处理流程。在一些实施方式中，一个或更多个计算装置或部件可以执行该处理流程。在块482中，视频编解码器(例如，图1A的视频编码器100、图1B的视频解码器150等)分析视频信号的统计。
在块484中，视频编解码器至少部分地基于视频信号的经解码图像的图像区域的一个或更多个亮度水平来确定用于信号处理操作的操作参数的阈值和值，操作参数的阈值和值中的一个或更多个的内部精度取决于视频信号的亮度区域。
在块686中，视频编解码器确定用于稀疏有限脉冲响应(FIR)滤波器的滤波器参数。
在各种示例实施方式中，编码器、解码器、系统、设备或一个或更多个其他计算装置执行所描述的前述方法中的任何方法或前述方法的一部分。
注意，虽然本文中讨论了单独的实施方式，但是可以将本文中所讨论的实施方式的任意组合和/或部分实施方式进行组合以形成另外的实施方式。
14.实现机制——硬件概述
根据一种实施方式，本文中描述的技术由一个或多个专用计算装置来实现。专用计算装置可以是硬连线的以执行技术，或者可以包括诸如永久地被编程成执行技术的一个或多个专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)的数字电子装置，或者可以包括被编程成根据固件、存储器、其他存储装置或其组合中的程序指令执行技术的一个或多个通用硬件处理器。这样的专用计算装置还可以将定制的硬连线逻辑、ASIC或FPGA与定制的编程进行组合以实现技术。专用计算装置可以是台式计算机系统、便携式计算机系统、手持式装置、连网装置或合并硬连线和/或程序逻辑以实现技术的任何其他装置。
例如，图5是图示了可以在其上实现本发明的实施方式的计算机系统500的框图。计算机系统500包括用于传送信息的总线502或其他通信机制，以及用于处理信息的与总线502耦接的硬件处理器504。硬件处理器504例如可以是通用微处理器。
计算机系统500还包括用于存储要由处理器504执行的信息和指令的、与总线502耦接的诸如随机存取存储器(RAM)或其他动态存储装置的主存储器506。主存储器506还可以用于在执行要由处理器504执行的指令期间存储临时变量或其他中间信息。当这样的指令被存储在处理器504能够访问的非暂态存储介质中时，这样的指令使计算机系统500成为专用机器，该专用机器是专用于执行指令中指定的操作的装置。
计算机系统500还包括用于存储处理器504的静态信息和指令的、与总线502耦接的只读存储器(ROM)508或其他静态存储装置。诸如磁盘或光盘的存储装置510被设置并且耦接至总线502以存储信息和指令。
计算机系统500可以经由总线502耦接至诸如液晶显示器(LCD)的显示器512，以向计算机用户显示信息。包括字母数字和其他键的输入装置514耦接至总线502，以向处理器504传送信息和命令选择。另一类型的用户输入装置是用于向处理器504传送方向信息和命令选择并且用于控制显示器512上的光标运动的诸如鼠标、跟踪球或光标方向键的光标控制516。该输入装置通常具有在两个轴，即第一轴(例如，x)和第二轴(例如，y)上的两个自由度，这允许装置指定平面中的位置。
计算机系统500可以使用与计算机系统结合致使或编程计算机系统500成为专用机器的装置特定硬连线逻辑、一个或多个ASIC或FPGA、固件和/或程序逻辑，来实现本文中描述的技术。根据一个实施方式，计算机系统500可以响应于处理器504执行主存储器506中包括的一个或多个指令的一个或多个序列来执行本文中的技术。这样的指令可以从诸如存储装置510的另一存储介质被读入主存储器506中。主存储器506中包括的指令序列的执行使处理器504执行本文中描述的处理步骤。在替选实施方式中，可以使用硬连线电路代替软件指令，或者可以将硬连线电路与软件指令结合使用。
如本文中使用的术语“存储介质”指代存储使机器能够以特定方式进行操作的数据和/或指令的任意非暂态介质。这样的存储介质可以包括非易失性介质和/或易失性介质。非易失性介质包括例如诸如存储装置510的光盘或磁盘。易失性介质包括诸如主存储器506的动态存储器。存储介质的常见形式包括例如软盘、软磁盘、硬盘、固态驱动器、磁带或任何其他磁数据存储介质、CD-ROM、任何其他光数据存储介质、具有孔图案的任何物理介质、RAM、PROM和EPROM、闪速EPROM、NVRAM、任何其他存储器芯片或盒式磁带。
存储介质与传输介质不同，但是可以与传输介质结合使用。传输介质参与在存储介质之间传输信息。例如，传输介质包括同轴线缆、铜线和光纤，包括包含总线502的线。传输介质还能够采用诸如在无线电波和红外线数据通信期间生成的那些声波或光波的声波或光波的形式。
向处理器504传送一个或多个指令的一个或多个序列以用于执行的过程可以涉及各种形式的介质。例如，最初可以将指令携载在远程计算机的磁盘或固态驱动器上。远程计算机能够将指令加载至其动态存储器中并且使用调制解调器在电话线路上发送指令。计算机系统500本地的调制解调器能够接收电话线路上的数据并且使用红外线发送器将数据转换成红外线信号。红外线检测器能够接收红外线信号中携载的数据，并且适当的电路可以将数据放置在总线502上。总线502将数据携载至主存储器506，处理器504从该主存储器取回指令并执行指令。在处理器504执行之前或之后，由主存储器506接收的指令可以可选地存储在存储装置510上。
计算机系统500还包括与总线502耦接的通信接口518。通信接口518提供耦接至与本地网络522连接的网络链路520的双向数据通信。例如，通信接口518可以是综合业务数字网(ISDN)卡、有线调制解调器、卫星调制解调器或向提供至相应类型的电话线路的数据通信连接的调制解调器。作为另一示例，通信接口518可以是提供至兼容局域网(LAN)的数据通信连接的LAN卡。还可以实现无线链路。在任何这样的实现中，通信接口518发送和接收携载表示各种类型的信息的数字数据流的电信号、电磁信号或光信号。
网络链路520通常通过一个或多个网络向其他数据装置提供数据通信。例如，网络链路520可以通过本地网络522向由因特网服务提供商(ISP)526操作的数据装置或主计算机524提供连接。ISP 526进而通过现在通常称为“因特网”528的全球分组数据通信网络提供数据通信服务。本地网络522和因特网528都使用携载数字数据流的电信号、电磁信号或光信号。向计算机系统500携载数字数据或从计算机系统500携载数字数据的通过各种网络的信号以及网络链路520上和通过通信接口518的信号是传输介质的示例形式。
计算机系统500可以通过网络、网络链路520和通信接口518发送消息和接收数据，包括程序代码。在因特网示例中，服务器530可以通过因特网528、ISP 526、本地网络522和通信接口518来传输应用程序的请求代码。
当代码被接收和/或存储在存储装置510或其他非易失性存储装置中以供稍后执行时，所接收的代码可以由处理器504执行。
9.等同方案、扩展方案、替代方案和其他方案
在前面的说明中，已经参考可以根据实现而变化的许多特定细节描述了本发明的实施方式。因此，本发明是什么以及本发明的申请人所期望的唯一且排他的指示是从本申请提出的权利要求的组，其具有这些权利要求提出的特定形式，包括任何后续修改。针对在这样的权利要求中包括的术语，本文中明确阐述的任何定义应约束如在权利要求中使用的这样的术语的含义。因此，权利要求中未明确记载的限制、要素、特性、特征、优点或属性不应以任何方式对这样的权利要求的范围进行限制。因此，说明书和附图应被视为说明性意义而不是限制性意义。

Claims (18)

1.一种用于处理视频信号中表示的视频图像的空间区域的方法，所述方法包括：
将所述视频信号所支持的可用亮度范围划分成两个或更多个分区，所述两个或更多个分区对应于用于区分相对较亮空间区域与相对较暗空间区域的特定亮度水平范围；
确定所述空间区域的亮度指示符，其中，所述亮度指示符被编码成所述视频信号中的码字，其中，所述亮度指示符指示在所述空间区域中利用与特定亮度水平范围对应的特定分区；
至少部分地基于亮度水平范围来确定用于一个或更多个信号处理操作的操作参数的阈值和值，所述操作参数的阈值和值中的一个或更多个的内部精度取决于所述亮度水平范围；
从至少部分地基于所述亮度水平范围确定的所述操作参数的阈值和值中选择应用于所述空间区域的操作参数的阈值和值的特定集合，操作参数的阈值和值的所述特定集合对应于与所述空间区域的所述亮度指示符相关联的所述亮度水平范围；
其中，所述方法由一个或更多个计算装置执行。
2.一种方法，包括：
将视频信号所支持的可用亮度范围划分成两个或更多个分区，所述两个或更多个分区对应于用于区分相对较亮空间区域与相对较暗空间区域的特定亮度水平范围；
参照视频信号接收与一个或更多个图像中的多个空间区域有关的样本数据和元数据，其中，所述样本数据和元数据之一包括码字，所述码字表示用于所述多个空间区域中的一个或更多个特定空间区域的亮度指示符的值，其中，所述亮度指示符指示在所述一个或更多个空间区域中利用与特定亮度水平范围对应的特定分区；
确定所述一个或更多个特定空间区域是否对应于特定亮度水平范围，其中，所述特定亮度水平范围与用于所述一个或更多个特定空间区域的所述亮度指示符的特定值相关联；
响应于确定所述一个或更多个特定空间区域对应于所述特定亮度水平范围，对所述一个或更多个特定空间区域中的一个或更多个样本集合执行一个或更多个信号处理操作，所述一个或更多个信号处理操作至少部分地取决于所述特定亮度水平范围；
其中，所述方法由一个或更多个计算装置执行。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述一个或更多个信号处理操作包括：使用至少部分地基于所述特定亮度水平范围选择的内插滤波器对所述一个或更多个样本集合中的至少一个样本集合执行内插滤波。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述一个或更多个信号处理操作包括：使用至少部分地基于所述特定亮度水平范围选择的平滑滤波器对所述一个或更多个样本集合中的至少一个样本集合执行平滑滤波。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述平滑滤波器表示以下滤波器之一：强平滑滤波器；稀疏有限脉冲响应滤波器；覆盖多于50个邻近像素的平滑滤波器；覆盖不多于50个邻近像素的平滑滤波器；或者正常平滑滤波器。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述平滑滤波器是基于阈值从多个部署的平滑滤波器选择的特定平滑滤波器，其中所述阈值取决于所述特定亮度水平范围。
7.根据权利要求2所述的方法，其中，所述一个或更多个信号处理操作包括：使用一个或更多个权重参数对所述一个或更多个样本集合中的至少一个样本集合执行加权帧内预测，其中所述一个或更多个权重参数的值是至少部分地基于所述特定亮度水平范围选择的。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述一个或更多个权重参数包括以下项中的一个或更多个：取决于至基准样本的距离的多项式表达式；至少部分地取决于基准样本的二阶值的基于表面的表达式；亮度依赖函数；包括取决于亮度水平的第一内核和取决于至基准样本的距离的第二内核的函数；或者至少部分地根据亮度依赖关系获得的查找表(LUT)。
9.根据权利要求2所述的方法，其中，所述一个或更多个信号处理操作包括：使用变换矩阵系数集合对所述一个或更多个样本集合中的至少一个样本集合执行变换操作，其中所述变换矩阵系数集合是至少部分地基于所述特定亮度水平范围从多个变换矩阵系数集合中选择的。
10.根据权利要求2所述的方法，其中，所述一个或更多个信号处理操作包括：使用量化矩阵对所述一个或更多个样本集合中的至少一个样本集合执行量化操作，其中所述量化矩阵是至少部分地基于所述特定亮度水平范围从多个量化矩阵中选择的。
11.根据权利要求2所述的方法，其中，所述一个或更多个信号处理操作包括：使用根据量化参数映射表得出的量化参数对所述一个或更多个样本集合中的至少一个样本集合中的色度分量执行量化操作，其中所述量化参数映射表是至少部分地基于所述特定亮度水平范围从多个量化参数映射表中选择的。
12.根据权利要求2所述的方法，其中，所述一个或更多个信号处理操作包括：使用至少部分地基于所述特定亮度水平范围从多个上下文集合中选择的上下文集合对所述一个或更多个样本集合中的至少一个样本集合执行熵编码操作，并且其中该上下文集合与对应于所述特定亮度水平范围的符号概率模型有关。
13.根据权利要求2所述的方法，其中，所述一个或更多个信号处理操作包括：对所述一个或更多个样本集合中的至少一个样本集合执行解块操作参数集合所允许的解块操作，其中所述解块操作参数集合的值是至少部分地基于所述特定亮度水平范围选择的。
14.根据权利要求2所述的方法，其中，所述一个或更多个信号处理操作包括：使用一个或更多个偏移值对所述一个或更多个样本集合中的至少一个样本集合执行样本自适应偏移(SAO)滤波，其中所述一个或更多个偏移值是至少部分地基于所述特定亮度水平范围选择的，并且其中所述一个或更多个偏移值的精度取决于所述特定亮度水平范围。
15.根据权利要求2所述的方法，其中，所述一个或更多个信号处理操作包括：使用一个或更多个去带操作参数值对所述一个或更多个样本集合中的至少一个样本集合执行去带滤波，其中所述一个或更多个去带操作参数值是至少部分地基于所述特定亮度水平范围选择的。
16.一种方法，包括：
分析对视频信号的统计；
将所述视频信号所支持的可用亮度范围划分成两个或更多个分区，所述两个或更多个分区对应于用于区分相对较亮图像区域与相对较暗图像区域的特定亮度水平范围；
至少部分地基于与在所述视频信号的经解码图像的图像区域中利用的一个或更多个亮度水平范围相对应的一个或更多个分区来确定用于信号处理操作的操作参数的阈值和值，所述操作参数的阈值和值中的一个或更多个的内部精度取决于在所述视频信号的特定图像区域中利用的所述亮度水平范围；
确定用于稀疏有限脉冲响应(FIR)滤波器的滤波器参数，其中，所述滤波器参数取决于在所述特定图像区域中利用的所述亮度水平范围；
其中，所述方法由一个或更多个计算装置执行。
17.一种非暂态计算机可读存储介质，其存储软件指令，所述软件指令在被一个或更多个处理器执行时使得执行根据权利要求1至16中任一项所述的方法。
18.一种计算装置，其包括一个或更多个处理器和一个或更多个存储介质，所述一个或更多个存储介质存储指令集合，所述指令集合再被一个或更多个处理器执行时使得执行根据权利要求1至16中任一项所述的方法。
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