CN109691102A - 跨分量滤波器 - Google Patents

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Abstract

一种视频译码装置，其产生当前图片的第一和第二分量。另外，所述视频译码装置确定第一参数和第二参数。所述第一和第二参数各自基于所述第一分量中当前样本的值。所述视频译码装置将跨分量滤波器应用于所述当前样本，由此基于所述第一参数、所述第二参数和一或多个跨分量样本确定所述当前样本的滤波值。所述一或多个跨分量样本中的每一个在所述第二分量中。

Description

跨分量滤波器
本申请要求2016年8月31日提交的美国临时申请第62/381,978号的权益，所述申请的全部内容以引用的方式并入。
技术领域
本公开涉及用于视频译码的装置。
背景技术
数字视频能力可以并入到广泛范围的装置中，包含数字电视、数字直播系统、无线广播系统、个人数字助理(PDA)、膝上型或台式计算机、平板电脑、电子图书阅读器、数码摄像机、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、所谓的“智能电话”、视频电话会议装置、视频流式传输装置和其类似者。数字视频装置实施视频压缩技术，例如由MPEG-2、MPEG-4、ITU-T H.263、ITU-T H.264/MPEG-4第10部分、高级视频译码(AVC)定义的标准、最近已完成的高效率视频译码(HEVC)标准和此类标准的扩展中所描述的技术。视频装置通过实施此类视频压缩技术可以更有效地发射、接收、编码、解码和/或存储数字视频信息。
视频压缩技术执行空间(图片内)预测和/或时间(图片间)预测以减少或去除视频序列中固有的冗余。对于基于块的视频译码来说，视频切片(即，视频帧或视频帧的一部分)可分割成视频块(其也可被称为树块)、译码单元(CU)和/或译码节点。使用关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内译码(I)切片中的视频块。图片的经帧间译码(P或B)切片中的视频块可使用关于同一图片中的相邻块中的参考样本的空间预测或关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。
空间或时间预测产生用于待译码块的预测性块。残余数据表示待译码原始块与预测性块之间的像素差。经帧间译码块根据指向形成预测性块的参考样本块的运动向量和指示经译码块与预测性块之间的差的残余数据来编码。经帧内译码块根据帧内译码模式和残余数据来编码。为了进一步压缩，可将残余数据从像素域变换到变换域，从而产生残余变换系数，可接着量化所述残余变换系数。可扫描一开始按二维阵列排列的经量化变换系数，以便产生变换系数的一维向量，且可应用熵译码以实现甚至更多压缩。
发明内容
一般来说，本公开描述了与使用视频序列的至少一种色彩分量的信息对视频序列的一种其它色彩分量进行滤波相关的技术。举例来说，视频译码装置可应用跨分量滤波器来确定当前样本的滤波值。在此实例中，视频译码装置基于第一参数、第二参数和一或多个跨分量样本确定滤波值。跨分量样本具有当前图片的与当前样本不同的色彩分量。举例来说，跨分量样本可为亮度样本，且当前样本可为色度样本。根据本公开的技术，第一和第二参数至少部分地基于当前样本的值。
在一个实例中，本公开描述一种由视频译码装置对视频数据执行译码的方法，所述方法包括：产生视频数据的当前图片的第一分量，第一分量包括第一样本阵列；产生当前图片的第二分量，第二分量包括与第一样本阵列分离的第二样本阵列；确定第一参数，其中第一参数基于当前图片的第一分量中的当前样本的值；确定第二参数，其中第二参数基于当前样本的值；将跨分量滤波器应用于当前样本，由此确定当前样本的滤波值，其中跨分量滤波器基于第一参数、第二参数和一或多个跨分量样本，一或多个跨分量样本中的每一个在当前图片的第二分量中；以及执行由以下组成的群组中的一或多个动作：输出当前图片的最终版本，其中当前图片的最终版本中的像素值基于当前样本的滤波值；和在编码视频数据的后续图片时使用当前图片的最终版本作为参考图片，其中当前图片的最终版本中的像素值基于当前样本的滤波值。
在另一实例中，本公开描述一种用于译码视频数据的装置，所述装置包括：存储器，其配置成存储视频数据；和一或多个处理器，其配置成：产生视频数据的当前图片的第一分量，第一分量包括第一样本阵列；产生当前图片的第二分量，第二分量包括与第一样本阵列分离的第二样本阵列；确定第一参数，其中第一参数基于当前图片的第一分量中的当前样本的值；确定第二参数，其中第二参数基于当前样本的值；将跨分量滤波器应用于当前样本，由此确定当前样本的滤波值，其中跨分量滤波器基于第一参数、第二参数和一或多个跨分量样本，一或多个跨分量样本中的每一个在当前图片的第二分量中；以及执行由以下组成的群组中的一或多个动作：输出当前图片的最终版本，其中当前图片的最终版本中的像素值基于当前样本的滤波值；以及在编码视频数据的后续图片时使用当前图片的最终版本作为参考图片，其中当前图片的最终版本中的像素值基于当前样本的滤波值。
在另一实例中，本公开描述一种用于译码视频数据的装置，所述装置包括：用于产生视频数据的当前图片的第一分量的装置，第一分量包括第一样本阵列；用于产生当前图片的第二分量的装置，第二分量包括与第一样本阵列分离的第二样本阵列；用于确定第一参数的装置，其中第一参数基于当前图片的第一分量中的当前样本的值；用于确定第二参数的装置，其中第二参数基于当前样本的值；用于将跨分量滤波器应用于当前样本，由此确定当前样本的滤波值的装置，其中跨分量滤波器基于第一参数、第二参数和一或多个跨分量样本，一或多个跨分量样本中的每一个在当前图片的第二分量中；以及用于执行由以下组成的群组中的一或多个动作的装置：输出当前图片的最终版本，其中当前图片的最终版本中的像素值基于当前样本的滤波值；和在编码视频数据的后续图片时使用当前图片的最终版本作为参考图片，其中当前图片的最终版本中的像素值基于当前样本的滤波值。
在另一实例中，本公开描述一种具有存储在其上的指令的计算机可读存储媒体，其中指令的执行致使视频译码装置：产生视频数据的当前图片的第一分量，第一分量包括第一样本阵列；产生当前图片的第二分量，第二分量包括与第一样本阵列分离的第二样本阵列；确定第一参数，其中第一参数基于当前图片的第一分量中的当前样本的值；确定第二参数，其中第二参数基于当前样本的值；将跨分量滤波器应用于当前样本，由此确定当前样本的滤波值，其中跨分量滤波器基于第一参数、第二参数和一或多个跨分量样本，一或多个跨分量样本中的每一个在当前图片的第二分量中；以及执行由以下组成的群组中的一或多个动作：输出当前图片的最终版本，其中当前图片的最终版本中的像素值基于当前样本的滤波值；以及在编码视频数据的后续图片时使用当前图片的最终版本作为参考图片，其中当前图片的最终版本中的像素值基于当前样本的滤波值。
在附图和以下描述中阐述本公开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、图式和权利要求书中显而易见。
附图说明
图1为说明可利用本公开中描述的技术的实例视频编码和解码系统的框图。
图2A为说明活动度量和方向度量的范围到滤波器的映射的概念图。
图2B为说明活动度量和方向度量的范围到滤波器的映射的概念图。
图3A为说明实例5×5菱形滤波器形状的概念图。
图3B为说明实例7×7菱形滤波器形状的概念图。
图3C为说明实例截短9×9菱形滤波器形状的概念图。
图4A为针对4:2:0色彩格式对图片中的亮度和色度样本的位置进行采样的示意图。
图4B为针对4:2:2色彩格式对图片中的亮度和色度样本的位置进行采样的示意图。
图4C为针对4:4:4色彩格式对图片中的亮度和色度样本的位置进行采样的示意图。
图5A为产生根据本公开的实例的对应跨分量像素的示意图。
图5B为产生根据本公开的实例的对应跨分量像素的示意图。
图6为根据本公开的一方面的局部区域的实例的示意图，所述局部区域用以导出用于预定义线性或非线性关系式中的参数。
图7为根据本公开的一方面的局部区域的实例的示意图，所述局部区域用以导出用于预定义线性或非线性关系式中的参数。
图8为说明配置成实施本公开中描述的技术的实例视频编码器的框图。
图9为说明配置成实施本公开中描述的技术的实例视频解码器的框图。
图10为说明根据本公开的技术的视频译码装置的实例操作的流程图。
具体实施方式
视频译码通常涉及预测来自同一图片(即帧内预测)中已经译码的视频数据块或不同图片(即帧间预测)中已经译码的视频数据块的视频数据块。在一些情况下，视频编码器还通过将预测性块与原始块进行比较来计算残余数据。因此，残余数据表示预测性块与原始块之间的差。视频编码器变换且量化残余数据，且在经编码位流中用信号发送经变换且经量化的残余数据。视频解码器将残余数据添加到预测性块以产生比单独的预测性块更紧密地匹配原始视频块的经重新构建视频块。为了进一步改进经解码视频的质量，视频解码器还可以对经重新构建视频块执行一或多个滤波操作。这些滤波操作的实例包含解块滤波、样本自适应偏移(SAO)滤波和自适应环路滤波(ALF)。用于这些滤波操作的参数可由视频编码器确定且在经编码视频位流中显式地用信号发送或可由视频解码器隐式地确定。
本公开描述与对视频编码和/或视频解码过程中的经重新构建视频数据进行滤波相关联的技术，且，更具体地说，本公开描述与视频译码系统中的跨分量环路内滤波器相关的技术。根据本公开，在视频编码器处应用滤波，且例如参数的滤波器信息可在位流中经编码(直接或隐式地)，以使得视频解码器能够识别在视频编码器处所应用的滤波。当前像素Pc的初始像素值可由视频解码器根据当前像素和其空间相邻像素与至少一种其它分量中的至少一个对应像素之间的预定义线性或非线性关系修改成经修改像素P′c。视频解码器接收包含滤波器信息的经编码视频数据，解码视频数据且基于所述滤波器信息应用滤波。通过这种方式，视频解码器可应用在视频编码器处所应用的相同滤波。
本公开描述与使用其它分量中的至少一个的信息对视频序列的一个分量进行滤波相关的技术。举例来说，本公开描述滤波器操作和用于发射滤波器的控制参数的辅助信息。本文中所描述的技术可与高级视频编解码器(例如HEVC的扩展或新一代视频译码标准)一起使用。
如本公开中所使用，术语视频译码一般指代视频编码或视频解码。因此，术语“视频译码装置”可指代执行视频编码和/或视频解码的装置。另外，本公开中描述的关于视频编码或视频解码的某些技术还可以应用于其它视频解码或视频编码。作为一个实例，出于测试各种编码假设的目的且为了存储供将来用作参考图片的经解码图片，视频编码器可应用由视频解码器应用的相同滤波。
图1为说明可利用本公开中所描述的技术的实例视频编码和解码系统10的框图。如图1中所展示，系统10包含源装置12，其产生稍后待由目的地装置14解码的经编码视频数据。源装置12和目的地装置14可包括广泛范围的装置中的任一者，包含台式计算机、笔记本(即，膝上型)计算机、平板电脑、机顶盒、电话手持机(例如所谓的“智能”电话)、所谓的“智能”平板机、电视、摄像机、显示装置、数字媒体播放器、视频游戏控制台、视频流式传输装置或类似者。在一些实例中，源装置12和目的地装置14经装备以用于无线通信。
目的地装置14可经由链接16接收待解码的经编码视频数据。链接16可包括能够将经编码视频数据从源装置12移动到目的地装置14的任何类型的媒体或装置。在一个实例中，链接16包括通信媒体，所述通信媒体使得源装置12能够直接将经编码视频数据实时地发射到目的地装置14。经编码视频数据可根据通信标准(例如，无线通信协议)调制，且经发射到目的地装置14。通信媒体可包括任何无线或有线通信媒体，例如射频(RF)频谱或一或多个物理发射线。通信媒体可形成基于包的网络(例如，局域网、广域网或全球网络，例如因特网)的部分。通信媒体可包含路由器、交换器、基站或可用于促进从源装置12到目的地装置14的通信的任何其它设备。
替代地，输出接口22可将经编码数据输出到存储装置26。类似地，输入接口26可从存储装置26存取经编码数据。存储装置26可包含多种分布式或本地存取式数据存储媒体中的任一个，例如硬盘驱动器、蓝光光盘、DVD、CD-ROM、快闪存储器、易失性或非易失性存储器或用于存储经编码视频数据的任何其它合适的数字存储媒体。在另一实例中，存储装置26可对应于文件服务器或可保持由源装置12产生的经编码视频的另一中间存储装置。目的地装置14可经由流式传输或下载从存储装置26存取所存储视频数据。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的任何类型的服务器。实例文件服务器包含网络服务器(例如，用于网站)、文件传输协议(FTP)服务器、网络附接存储(NAS)装置、本地磁盘驱动器或其它类型的计算机可读存储媒体。目的地装置14可以通过任何标准数据连接(例如因特网连接)来存取经编码视频数据。这可包含无线信道(例如，Wi-Fi连接)、有线连接(例如，DSL、电缆调制解调器等)或适合于存取存储在文件服务器上的经编码视频数据的两者的组合。经编码视频数据从存储装置26的发射可以是流式发射、下载发射或两者的组合。
本公开的技术不必限于无线应用或设置。所述技术可应用于视频译码以支持多种多媒体应用中的任一种，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)、编码数字视频以存储于数据存储媒体上、解码存储于数据存储媒体上的数字视频，或其它应用。在一些实例中，系统10可配置成支持单向或双向视频发射，以支持例如视频流式传输、视频重放、视频广播和/或视频电话的应用。
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。在一些情况下，输出接口22可包含调制器/解调器(调制解调器)和/或发射器。在源装置12中，视频源18可包含例如视频捕捉装置(例如摄像机)的源、含有先前所捕捉视频的视频存档、从视频内容提供者接收视频的视频馈入接口和/或用于产生计算机图形数据作为源视频的计算机图形系统，或此类源的组合。然而，本公开中所描述的技术一般来说可适用于视频译码，且可应用于无线和/或有线应用。
经捕捉、预先捕捉或计算机产生的视频可由视频编码器20编码。经编码视频数据可经由源装置12的输出接口22直接发射到目的地装置14。经编码视频数据还可以(或替代地)存储到存储装置26上以供稍后由目的地装置14或其它装置存取，以用于解码和/或重放。
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。在一些情况下，输入接口28可包含接收器和/或调制解调器。目的地装置14的输入接口28经由链接16接收经编码视频数据。经由链接16通信或提供于存储装置26上的经编码视频数据可包含由视频编码器20产生以供视频解码器(例如视频解码器30)用于解码视频数据的多种语法元素。此类语法元素可与在通信媒体上发射、存储于存储媒体上或存储于文件服务器的经编码视频数据包含在一起。
显示装置32可与目的地装置14集成在一起或在目的地装置14外部。在一些实例中，目的地装置14可包含集成显示装置，且还配置成与外部显示装置介接。在其它实例中，目的地装置14可为显示装置。一般来说，显示装置32将经解码视频数据显示给用户，且可包括多种显示装置中的任一个，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。
视频编码器20和视频解码器30可根据例如高效视频译码(HEVC)标准等视频压缩标准操作。替代地，视频编码器20和视频解码器30可根据其它专有或行业标准(例如ITU-TH.264标准，替代地被称为ISO/IEC MPEG-4，第10部分，高级视频译码(AVC)，或此类标准的扩展，例如可缩放视频译码(SVC)和多视点视频译码(MVC)扩展)操作。然而，本公开的技术不限于任何特定译码标准。视频压缩标准的其它实例包含ITU-T H.261、ISO/IEC MPEG-1Visual、ITU-T H.262或ISO/IEC MPEG-2Visual、ITU-T H.263和ISO/IEC MPEG-4Visual。
为了易于解释，本公开的技术可利用HEVC术语。然而，不应假设本公开的技术受限于HEVC，且实际上应明确地考虑为本公开的技术可以HEVC后续标准和其扩展实施。
尽管图1中未展示，但在一些方面中，视频编码器20和视频解码器30可各自与音频编码器和解码器集成在一起，且可包含适当MUX-DEMUX单元或其它硬件和软件，以处置共同数据流或单独数据流中的音频和视频两者的编码。在一些实例中，如果适用的话，那么MUX-DEMUX单元可符合ITU H.223多路复用器协议，或例如用户数据报协议(UDP)等其它协议。
视频编码器20和视频解码器30各自可实施为多种合适的编码器电路中的任一个，例如一或多个微处理器、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、软件、硬件、固件或其任何组合。当技术部分地以软件实施时，装置可将用于软件的指令存储于合适的非暂时性计算机可读媒体中且使用一或多个处理器以硬件执行所述指令以执行本公开的技术。视频编码器20和视频解码器30中的每一个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个可以集成为相应装置中的组合编码器/解码器(CODEC)的部分。
ITU-T VCEG(Q6/16)和ISO/IEC MPEG(JTC 1/SC 29/WG11)现在正在研究对压缩能力显著超出当前HEVC标准(包含其用于屏幕内容译码和高动态范围译码的当前扩展和近期扩展)的压缩能力的未来视频译码技术的标准化的潜在需要。团体在已知为联合视频探索小组(JVET)的联合协作努力中一起从事此探索活动以评估由其在此领域的专家提出的压缩技术设计。JVET在2015年10月19日到21日期间首次会面。用于联合探索模式(JEM)2的算法描述于J.Chen,E.Alshina,G.J.Sullivan,J.-R.Ohm,J.Boyce,“联合探索测试模型2的算法描述(Algorithm description of Joint Exploration Test Model 2)”,JVET-B1001，圣地亚哥，2016年3月中。
所有以上所提到的译码标准支持含有不同色彩分量(通常一个亮度分量和两个色度分量)的彩影的译码。每一分量是来自三个阵列(例如，亮度和两个色度)中的一个的阵列或单个样本，所述三个阵列组成呈4:2:0、4:2:2或4:4:4色彩格式的图片。
在HEVC和其它视频译码规范中，视频序列通常包含一系列图片。图片也可被称为“帧”。在一个实例方法中，图片可包含三个分量。分量中的每一个包括样本阵列，指示SL、SCb和SCr。在此实例方法中，SL为亮度样本的二维阵列(即，块)。SCb为Cb色度样本的二维阵列。SCr为Cr色度样本的二维阵列。可使用其它类型的色度样本替代Cb和Cr，例如Cg/Co。在本公开中，术语“样本”和“像素”可互换地使用。
为了产生图片的经编码的表示，视频编码器20可产生一组译码树单元(CTU)。CTU中的每一个可包括亮度样本的译码树块、色度样本的两个对应译码树块和用于对译码树块的样本进行译码的语法结构。在单色图片或具有三个单独颜色平面的图片中，CTU可包括单个译码树块和用于对译码树块的样本进行译码的语法结构。译码树块可以是N×N的样本块。CTU不必限于特定大小，且可包含一或多个译码单元(CU)。切片可包含按光栅扫描次序连续排序的整数数目的CTU。
为了产生经译码CTU，视频编码器20可以递归方式对CTU的译码树块执行四叉树分割以将译码树块划分为译码块，称为因此命名为“译码树单元”。译码块可以是N×N的样本块。CU可包括具有亮度样本阵列、Cb样本阵列和Cr样本阵列的图片的亮度样本的译码块和色度样本的两个对应译码块，以及用于对译码块的样本进行译码的语法结构。在单色图片或具有三个单独颜色平面的图片中，CU可包括单个译码块和用以对译码块的样本进行译码的语法结构。
在一些实例中，视频编码器20将CU的译码块分割成两个或大于两个预测块。在其它实例中，预测块与CU大小相同。预测块为对其应用相同预测的样本的矩形(即，正方形或非正方形)块。CU的预测单元(PU)可包括亮度样本的预测块、色度样本的两个对应预测块和用以预测所述预测块的语法结构。在单色图片或具有三个单独颜色平面的图片中，PU可包括单个预测块和用以预测所述预测块的语法结构。视频编码器20可产生用于CU的每一PU的亮度预测块、Cb预测块和Cr预测块的预测性亮度块、Cb块和Cr块。
视频编码器20可使用帧内预测或帧间预测来产生PU的预测性块。如果视频编码器20使用帧内预测产生PU的预测性块，那么视频编码器20可基于与PU相关联的图片的经解码样本产生PU的预测性块。如果视频编码器20使用帧间预测产生PU的预测性块，那么视频编码器20可基于除与PU相关联的图片以外的一或多个图片的经解码样本产生PU的预测性块。
在视频编码器20产生CU的一或多个PU的预测性块之后，视频编码器20可产生CU的残余块。举例来说，视频编码器20可产生CU的亮度残余块。CU的亮度残余块中的每一样本指示CU的预测性亮度块中的一者中的亮度样本与CU的原始亮度译码块中的对应样本之间的差异。另外，视频编码器20可以产生CU的Cb残余块。CU的Cb残余块中的每一样本可以指示CU的预测性Cb块中的一个中的Cb样本与CU的原始Cb译码块中的对应的样本之间的差。视频编码器20还可以产生CU的Cr残余块。CU的Cr残余块中的每一样本可指示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。
此外，视频编码器20可将CU的亮度残余块、Cb残余块和Cr残余块分割成一或多个亮度变换块、Cb变换块和Cr变换块。举例来说，视频编码器20可使用四叉树分割将CU的残余块分割成变换块。变换块为对其应用相同变换的矩形(例如正方形或非正方形)样本块。CU的变换单元(TU)可包括亮度样本的变换块、色度样本的两个对应变换块和用以对变换块样本进行变换的语法结构。因此，CU的每一TU可与亮度变换块、Cb变换块和Cr变换块相关联。与TU相关联的亮度变换块可为CU的亮度残余块的子块。Cb变换块可为CU的Cb残余块的子块。Cr变换块可以是CU的Cr残余块的子块。在单色图片或具有三个单独颜色平面的图片中，TU可包括单个变换块和用于对变换块的样本进行变换的语法结构。
视频编码器20可将一或多个变换应用到TU的亮度变换块从而为TU产生亮度系数块。系数块可以是变换系数的二维阵列。变换系数可以是标量。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，亮度系数块、Cb系数块或Cr系数块)之后，视频编码器20可量化系数块。量化总体上是指对变换系数进行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可对指示经量化变换系数的语法元素进行熵编码。举例来说，视频编码器20可对指示经量化变换系数的语法元素执行上下文自适应二进制算术译码(CABAC)。
视频编码器20可输出包含形成经译码图片和相关联数据的表示的位序列的位流。所述位流可包括网络抽象层(NAL)单元序列。NAL单元是含有NAL单元中的数据类型的指示的语法结构和含有所述数据的呈按需要穿插有模拟阻止位的原始字节序列有效负载(RBSP)的形式的字节。NAL单元中的每一个包含NAL单元标头，且包封RBSP。NAL单元标头可包含指示NAL单元类型代码的语法元素。由NAL单元的NAL单元标头指定的NAL单元类型代码指示NAL单元的类型。RBSP可以是含有包封在NAL单元内的整数数目个字节的语法结构。在一些情况下，RBSP包含零个位。
不同类型的NAL单元可包封不同类型的RBSP。举例来说，第一类型的NAL单元可包封PPS的RBSP，第二类型的NAL单元可包封经译码切片的RBSP，第三类型的NAL单元可包封SEI消息的RBSP等等。包封视频译码数据的RBSP(与参数集和SEI消息的RBSP相反)的NAL单元可称为VCL NAL单元。
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可分析位流以从位流获得语法元素。视频解码器30可至少部分地基于从位流获得的语法元素重新构建视频数据的图片。重新构建视频数据的过程可大体上与由视频编码器20执行的过程互逆。作为一个实例，如果视频编码器20发射某些信息，那么视频解码器30可接收此类信息。另外，视频解码器30可逆量化与当前CU的TU相关联的系数块。视频解码器30可以对系数块执行逆变换以重新构建与当前CU的TU相关联的变换块。通过将用于当前CU的PU的预测性块的样本添加到当前CU的TU的变换块的对应的样本，视频解码器30可重新构建当前CU的译码块。通过重新构建用于图片的每一CU的译码块，视频解码器30可重新构建图片。
在视频译码的领域中，普遍应用滤波以便增强经解码视频信号的质量。滤波器可应用为后滤波器，其中滤波帧不用于预测未来帧，或应用为环路内滤波器，其中滤波帧能够用于预测未来帧。可例如通过使原始信号与经解码滤波信号之间的误差最小化来设计滤波器。类似地，为了变换系数，将滤波器的系数h(k,l)，k＝-K,...,K,l＝-K,...K量化
f(k,l)＝round(normFactor·h(k,l))
进行译码且发送到解码器。normFactor通常等于2n。normFactor的值越大，量化越精确，且经量化滤波器系数f(k,l)就越好。在另一方面，normFactor的较大值产生系数f(k,l)，从而需要更多位来发射。
在视频解码器中，将经解码滤波器系数f(k,l)应用于以下经重新构建的图片R(i,j)：
其中i和j为帧内像素的坐标。
J.Chen等人，“用于新一代视频译码的译码工具研究(Coding toolsinvestigation for next generation video coding)”，SG16-Geneva-C806，2015年1月，描述了用于JEM中的环路内自适应环路滤波器。尽管基本想法类似于在HEVC中提出且包含在各种工作草案和测试模式软件(即，HEVC测试模式(或“HM”))中的具有基于块的自适应的ALF，但ALF不包含在HEVC的最终版本中。在相关技术中，HEVC测试模式版本HM-3.0中的ALF设计要求保护为最有效的设计。(参见T.Wiegand,B.Bross,W.J.Han,J.R.Ohm和G.J.Sullivan，“WD3：高效视频译码的工作草案3(WD3:Working Draft 3of High-Efficiency Video Coding)”，联合协作小组关于ITU-T SG16WP3和ISO/IEC JTC1/SC29/WG11、JCTVC-E603的视频译码(JCT-VC)的第5次会议：瑞士日内瓦，2011年3月16日到23日，以下简称“HEVC工作草案3”)。因此，将根据HM-3.0的ALF设计引入本文中。
HM-3.0中的ALF基于图片层级优化。即，ALF系数在译码全部帧之后推导出。HM-3.0中的ALF具有两个亮度分量模式：基于块的自适应(BA)和基于区的自适应(RA)。这两个模式共享相同的滤波器形状、滤波操作以及语法元素。两个模式之间唯一的差别为分类方法。
在一个实例方法中，BA中的分类处于块层级。在此实例中，对于亮度分量来说，完整图片中的4×4块基于一维(1D)拉普拉斯方向(至多3个方向)和二维(2D)拉普拉斯活动(至多5个活动值)进行分类。在一个实例方法中，基于一维(1D)拉普拉斯方向和二维(2D)拉普拉斯活动为图片中的每一4×4块分配分组指数。方向Dirb和非量化活动Actb的一个实例计算展示于以下等式(2)到(5)中，其中指示具有与4×4块的左上方像素位置相对坐标(i,j)的经重新构建像素，Vi,j和Hi,j为定位于(i,j)处的像素的竖直和水平梯度的绝对值。因此，通过将4×4块中的竖直梯度和水平梯度的绝对值进行比较来产生方向Dirb，且Actb为在4×4块中的两个方向上的梯度的总和。Actb进一步经量化到0到4的范围(包含端点0和4)，如HEVC工作草案3中所描述。
因此，在一个实例方法中，每一块可归类为十五(5×3)组中的一组。根据块的Dirb和Actb值将指数分配到每一4×4块。由C表示分组指数且设置C等于其中为Actb的量化值。因此，对于图片的亮度分量来说，可以用信号发送至多十五组ALF参数。为了节省信令成本，可以沿分组指数值合并各组。对于每一合并组来说，视频编码器20用信号发送一组ALF系数。支持至多三个环形对称形状(如图3A到3C中所展示)。
图2A为说明用于BA分类的这15个组的概念图。在图2A的实例中，将滤波器映射到用于活动度量(即，范围0到范围4)和方向度量的值的范围。图2A中的方向度量展示为具有无方向值、水平值和竖直值，所述值可对应于来自上述等式3的0值、1值和2值。虽然图2A的特定实例展示经映射到15个类别的六个不同滤波器(即滤波器1、滤波器2...滤波器6)，但可类似地使用较多或较少滤波器。尽管图2A展示具有经标识为组221到235的15个组的实例，但也可以使用较多或较少组。举例来说，替代五个活动度量范围，可使用较多或较少范围，从而产生更多组。另外，替代仅三个方向，还可以使用其它方向(例如，45度方向和135度方向)，如图2B的实例中所展示。
如下文将更详细地解释，可使用一或多个合并标记用信号发送与每个组相关联的滤波器。对于一维组合并，可发送单一标记以指示组是否映射到与先前组相同的滤波器。对于二维合并，可发送第一标记以指示组是否映射到与第一相邻块(例如，水平或竖直相邻中的一个)相同的滤波器，且如果所述标记为假，那么可发送第二标记以指示组是否映射到第二相邻块(例如，水平相邻或竖直相邻中的另一个)。
滤波器系数(有时称为滤波器分接头)可经定义或选择以便提升可减少成块效应的视频块滤波的所需等级和/或以其它方式改进视频质量。举例来说，一组滤波器系数可定义如何沿视频块的边缘或视频块内的其它位置应用滤波。不同滤波器系数可引起关于视频块的不同像素的不同滤波等级。举例来说，滤波可平滑化或锐化相邻像素值的强度差异以便帮助消除不想要的假影。
在本公开中，术语“滤波器”通常是指一组滤波器系数。举例来说，3×3滤波器可通过一组9个滤波器系数定义，5×5滤波器可通过一组25个滤波器系数定义，9×5滤波器可通过一组45个滤波器系数定义，依此类推。术语“滤波器组”通常是指大于一个滤波器的群组。举例来说，一组两个3×3滤波器可包含第一组9个滤波器系数和第二组9个滤波器系数。术语“形状”(有时称为“滤波器支持”)通常是指特定滤波器的滤波器系数行的数目和滤波器系数列的数目。举例来说，9×9为第一形状的实例，7×5为第二形状的实例，且5×9为第三形状的实例。在一些情况下，滤波器可采用非矩形形状，包含菱形形状、类菱形形状、圆形形状、类圆形形状、六边形形状、八边形形状、十字形状、X形状、T形状、其它几何形状，或众多其它形状或配置。
在一个实例方法中，支持至多三个圆形对称滤波器形状。在一个此类实例方法中，三个滤波器形状为展示于图3A到3C中的形状。在所展示的实例中，图3A说明5×5菱形，图3B说明7×7菱形，且图3C说明截短9×9菱形。图3A到3C中的实例为菱形形状，然而可使用其它形状。在最常见情况中，不管滤波器的形状是什么，滤波器掩码中的中心像素都是经滤波的像素。在其它实例中，滤波器像素可从滤波器掩码的中心偏移。
在一种实例方法中，将单一组ALF系数应用于图片中色度分量中的每一个。在一种此类方法中，始终使用5×5菱形形状滤波器。
在解码器侧，每一像素样本可基于如以下等式(6)中所展示的计算经滤波为I′i,j，其中L指示滤波器长度，fm,n表示滤波器系数，且o指示滤波器偏移或DC系数。
应注意，在一种实例方法中，对于两个色度分量仅支持一个滤波器。
可通过利用即使存在于YUV 4:2:0视频序列中的跨分量相关性来改进译码性能。为了减小跨分量冗余，在跨分量线性模型(CCLM)预测模式中，通过使用如下线性模型基于相同块的经重新构建亮度样本来预测色度样本：
predC(i,j)＝α·recL(i,j)+β (7)
其中predC(i,j)表示块中的色度样本的预测，且recL(i,j)表示相同块的向下采样重新构建的亮度样本。参数α和β通过使关于当前块周围的相邻的经重新构建亮度与色度样本之间的回归误差最小化来如下推导出：
其中L(n)表示向下采样的顶部和左侧的相邻经重新构建亮度样本，C(n)表示顶部和左侧的相邻经重新构建色度样本，且N的值等于当前色度译码块的宽度和高度最小值的两倍。对于具有正方形形状的译码块来说，直接应用以上两个等式(8)和(9)。对于非正方形译码块，首先对较长边界的相邻样本进行子采样，使其具有与较短边界相同数目的样本。
在JEM中，CCLM预测模式延伸到两个色度分量之间的预测(例如，从Cb分量预测Cr分量)。替代使用经重新构建样本信号，在残余域中应用CCLM Cb到Cr预测。这通过将加权的经重新构建Cb残余添加到原始Cr帧内预测以形成最终Cr预测来实施：
比例因数α以与CCLM亮度到色度模式类似的方式推导出。唯一的差别在于相对于误差函数中的默认α值回归成本添加，使得推导出的比例因数偏向默认值(-0.5)，如下所示：
其中Cb(n)表示相邻经重新构建Cb样本，且Cr(n)表示相邻经重新构建Cr样本，且λ等于∑(Cb(n)·Cb(n))＞＞9。
在JEM中，CCLM亮度到色度预测模式作为一个额外的色度帧内预测模式添加。在视频编码器20处，添加用于色度分量的一个速率/失真成本更高的检查以选择最佳色度帧内预测模式。当针对CU的色度分量使用除CCLM亮度到色度预测模式以外的帧内预测模式时，使用CCLM Cb到Cr预测增强Cr分量预测。
在JEM的当前设计中，线性模型(LM)预测模式并未完全利用亮度分量与色度分量之间的相关性，这是因为并未考虑当前色度像素的残余。举例来说，在上述等式(8)和(9)中，L(n)表示向下采样的顶部和左侧的相邻经重新构建亮度样本，且C(n)表示顶部和左侧的相邻经重新构建色度样本。应注意，L(n)和C(n)不包含当前色度样本值。因此，α和β不是基于当前色度样本值。L(n)和C(n)不包含当前色度样本值，这是因为L(n)和C(n)用于推导出α和β以供用于CCLM中。CCLM执行为预测当前色度样本值的部分。因此，当前色度样本值不可用于推导出α和β。
相对于现有CCLM技术，以下技术可改进视频数据压缩性能，这是因为本公开的技术能够利用图片的分量(例如图片的亮度与色度分量)之间的相关性。本公开的技术可单独地应用，或替代地，可应用所述技术的任何组合。以下技术可由视频译码装置应用，例如包含视频编码器20或视频解码器30的装置(图1)。
本公开描述与视频译码系统中的跨分量环路内滤波器相关的技术。在给定一个分量的当前像素的初始值的情况下，当前像素Pc的初始值可根据当前像素和至少一个其它分量中的至少一个对应像素的空间相邻像素(即，跨分量像素)修改为P′c。通常，可假定当前像素和其在另一分量中的对应跨分量像素Pcc遵循预定义关系，例如等式。此关系可为线性或非线性的。
在一个实例中，当前像素和对应跨分量像素遵循简单线性模型：P′c＝αPcc+β，其中参数α和β可以在位流中显式地发射或在编码器和解码器两者处隐式地推导出。因此，在此实例中，视频译码器可应用基于第一参数(即，α)、第二参数(即，β)和跨分量样本(即，Pcc)确定当前样本(即，P'c)的滤波值的跨分量滤波器。
在另一实例中，当前像素和对应跨分量像素可遵循简单线性模型： 其中为对应跨分量像素和其在另一分量中的相邻像素且i为像素指数，参数αi和β可在位流中显式地发射或在编码器和解码器两者处隐式地推导出。因此，在此实例中，视频译码器可应用基于多个第一参数(即，α0…αN)、第二参数(即，β)和多个跨分量样本(即，)确定当前样本(即，P'c)的滤波值的跨分量滤波器。如何确定多个第一参数和多个跨分量样本的实例提供于本公开中的其它地方。
在一个实例中，当前像素和对应跨分量像素可遵循简单线性模型： 其中为对应跨分量像素和其在另一分量中的相邻像素，为当前分量中的空间相邻像素且i和j为像素指数，参数αi、γj和β可在位流中显式地发射或在编码器和解码器两者处隐式地推导出。在此实例中，可以与参数αi相同的方式通过使回归误差最小化推导出γj。γj与αi之间的差异在于γj为当前分量的像素的比例因数且αi为另一分量的像素的比例因数。根据另一实例，当前像素Pc的初始值可修改为由Pc和P′c的加权和推导出的值，其中P′c可使用上文所描述的实例模型中的一个计算。
图4A到4C为根据本申请的实例的亮度样本和色度样本在图片中的4:2:0、4:2:2和4:4:4色彩格式的采样位置的示意图。另一分量中对应像素为相同采样位置处的那些像素。然而，对于一些色彩格式，例如4:2:0，亮度像素和色度像素的采样位置可不对准，如图4A中所展示。因此，本公开描述推导出对应跨分量像素的不同方法。举例来说，对于展示于图4C中的4:4:4色彩格式，可利用选择对应跨分量像素的若干方法。在一个实例中，可直接选择共置像素作为对应跨分量像素。在另一实例中，共置像素以及其在另一分量中的相邻像素首先应用于降噪的空间滤波器(例如，低通滤波器)，且接着滤波的像素用作对应跨分量像素。
对于展示于图4A中的4:2:0色彩格式，可利用选择对应跨分量像素的若干方法。在一个实例中，亮度样本与色度样本之间的对应性可如由图4A中的虚线圆圈指示般设置。一个对应性为使紧接着上部定位的亮度样本与色度样本相关。另一对应性为使紧接着底部定位的亮度样本与色度样本相关。因此，在图4A的实例中，当前样本50位于上部样本52与下部样本54之间。作为应用跨分量滤波器的部分，视频译码器可基于α、β和上部亮度样本52或下部亮度样本54确定当前样本50的滤波值。举例来说，视频译码器可使用上部亮度样本52或下部亮度样本54作为实例式中的Pcc或pi cc，以用于应用本公开中其它地方所描述的跨分量滤波器。
对于展示于图4B中的4:2:2色彩格式，可利用选择对应跨分量像素的若干方法。在一个实例中，可直接选择共置像素作为对应跨分量像素。因此，在上文提供用于计算当前色度像素(P'c)的滤波器值的式中，跨分量样本(Pcc)等于共置亮度像素。
在涉及4:2:2色彩格式的另一实例中，视频译码器首先将空间滤波器应用到共置像素连同另一分量中共置像素的相邻像素。空间滤波器提供降噪。举例来说，空间滤波器可为低通滤波器。在此实例中，视频译码器可接着使用经滤波的共置像素作为对应跨分量像素。因此，在上文提供用于计算当前色度像素(P'c)的滤波器值的式中，视频译码器可使用经滤波的共置像素作为跨分量样本(Pcc)。
图5A和5B为产生4:2:0色彩格式的对应跨分量像素(图5A)、使用上部和底部亮度像素(图5B)和使用六个环绕亮度像素的示意图。在选择4:2:0色彩格式的对应跨分量像素的一个实例中，可使用紧接着定位于当前色度像素的上部和底部处的亮度像素以使用如图5A中所展示的预定义加权因数(例如，1/2和1/2)产生虚拟亮度像素。因此，在图5A的实例中，当前样本500为在色度样本上方的上部亮度样本502与色度样本下方的下部亮度样本504之间的位置处的色度样本。上部亮度样本502和下部亮度样本504为亮度样本。视频译码装置可使用上部亮度样本502和下部亮度样本504的加权平均值确定虚拟亮度样本506。在此实例中，作为应用跨分量滤波器的部分，视频译码装置基于α、β和虚拟亮度样本506确定当前样本的滤波值。举例来说，视频译码装置可使用虚拟样本506作为实例式中的Pcc或pi cc，以用于应用本公开中的其它地方所描述的跨分量滤波器。
在另一实例中，可使用环绕当前色度像素的六个亮度像素以使用如图5B中所展示的预定义加权因数产生虚拟亮度像素。因此，在图5B的实例中，视频译码装置可使用六个亮度样本(图5B中展示为带斑点)的加权平均值确定虚拟亮度样本552。在此实例中，视频译码装置可基于α、β和虚拟亮度样本552确定当前样本550的滤波值。举例来说，视频译码装置可使用虚拟亮度样本552作为实例式中的Pcc或pi cc，以用于应用本公开中的其它地方所描述的跨分量滤波器。应注意，环绕像素和相关联的加权因数不限于如图5B中所展示的实例。
如上文所描述，当前像素Pc的初始像素值可根据当前像素和其空间相邻像素与至少一个其它分量中的至少一个对应像素之间的预定义线性或非线性关系修改为P′c。用于此类关系中的参数(例如α和β)可以各种方式推导出。在一个实例中，为了推导出用于预定义线性或非线性关系式中的参数，可在给定当前像素加上其相邻像素与其对应跨分量像素之间的预定义关系的情况下，通过使所述像素之间的均方误差最小化来计算参数。举例来说，采用线性模型：P′c＝αPcc+β。在此实例中，α和β可使用如上文所描述的等式(8)和(9)推导出，其中P′c为当前色度分量(例如，Cb或Cr分量)中的当前色度像素，且Pcc为对应的跨分量亮度像素。等式(8)和(9)再次重现于下方：
在等式(8)和(9)中，L(n)指示定位于预定义局部区域内的像素指数n的跨分量亮度样本，C(n)表示预定义局部区域内的当前色度像素和其空间上的相邻像素，且N的值等于此局部区域中的像素数目。应注意，在CCLM中，值C(n)不包含当前色度像素，但在确定用于本公开的跨分量滤波器的α和β时，C(n)确实包含当前色度像素，且因此，L(n)包含对应于当前色度像素的跨分量亮度样本。
图6和7为根据本公开的实例的局部区域的实例的示意图，所述局部区域用以推导出用于预定义线性或非线性关系式中的参数。如图6和7中所展示，可使用形成局部区域的十字图案(图6)和3×3块图案(图7)的两个实例分别推导出用于跨分量滤波器中的参数。因此，在图6的实例中，C(n)包含当前像素604和空间相邻像素606。此外，在图6的实例中，L(n)包含跨分量像素608中的每一个。类似地，在图7的实例中，C(n)包含当前像素704和空间相邻像素706。此外，在图7的实例中，L(n)包含跨分量像素708中的每一个。
在一个实例中，通过高斯滤波器或保留边缘的滤波器(例如，延伸例如描述于https://en.wikipedia.org/wiki/Bilateral_filter处的双边滤波器的概念，例如以并入跨分量像素)来推导出参数。举例来说，采用线性模型：P′c＝αPcc+β。在此实例中，α和β可使用以下等式推导出：
β＝0 (13)
在以上等式中，权值ω(i,j,k,l)是为参考样本(k,l)分配以对样本(i,j)进行滤波的权值。I(i,j)和I(k,l)分别为样本(i,j)和(k,l)的样本值。σd为空间参数，且σr为用于双边滤波的范围参数。
为了提供对当前像素与其对应的跨分量像素之间的关系的更大影响，当推导出参数时，可将更大权值放在当前像素和其对应的像素。换句话说，在确定第一参数和第二参数时，将比与当前样本空间相邻的多个相邻样本和对应于相邻样本的多个跨分量样本更大的权值放在当前样本和多个跨分量样本的对应跨分量样本。举例来说，等式(8)和(9)可重写为等式(8')和(9')：
在等式(8')和(9')中，w1(n)为分配给多个跨分量像素的第n个跨分量像素的权值，所述第n个跨分量像素包含与当前像素共置的跨分量像素。在此实例中，在出于针对当前像素应用跨分量滤波器的目的计算α和β时，分配给与当前像素共置的跨分量像素的权值大于分配给其它跨分量像素的权值。w2(n)为分配给一组像素的第n个像素的权值，所述第n个像素包含当前像素和色彩分量与当前像素相同的一或多个相邻像素。在此实例中，在出于针对当前像素应用跨分量滤波器的目的计算α和β时，分配给当前像素的权值大于分配给色彩分量与当前像素相同的相邻像素的权值。
当前像素的权值可固定在切片、图块、图片或序列内。举例来说，视频译码器可在将跨分量滤波器应用到切片中的像素、图块中的所有像素、图片中的所有像素或序列中的所有像素时使用当前像素的相同权值。在一个实例中，当前像素的权值经设定成4，且与当前像素共置的跨分量像素的权值也经设定成4。在一些实例中，视频编码器20用信号发送切片标头、图片参数集、序列参数集、视频参数集或另一类型的语法结构中的权值。
在一些实例中，可在特定大小内自适应地更改权值。可用信号发送自适应地选择的权值。举例来说，当前像素和与当前像素共置的跨分量像素的权值可经设定成预定义加权集合(例如，{1,4,8,12})中的一个。在此实例中，视频编码器20尝试不同权值且将具有最佳速率失真性能的权值用信号发送到位流中。在一些实例中，自适应地选择的权值取决于译码模式/分路结构。举例来说，在当前像素属于经译码为帧间预测模式的块时，当前像素和与当前像素共置的跨分量像素的权值经设定成12，而在当前像素属于经译码为帧内预测模式的块时，权值经设定成4。
在各种实例中，视频译码器(例如，视频编码器20和/或视频解码器30)可在编解码的不同阶段执行跨分量滤波器。在第一实例中，视频译码器可在预测阶段执行跨分量滤波器。举例来说，在此实例中，视频译码器可执行跨分量滤波器作为应用运动补偿滤波器的部分。因此，在此第一实例中，视频译码器可包含预测性块(例如，PU的预测性块)中的当前样本的滤波值。在此实例中，视频译码器可通过将预测性块的样本添加到残余块的对应样本来重新构建块。在此实例中，视频译码器可基于经重新构建块产生当前图片的最终版本。
在第二实例中，视频译码器可在应用解块滤波器之后立即应用跨分量滤波器作为环路内滤波器。使用环路内滤波器产生的样本随后可用于参考(例如，在帧内预测或帧间预测中)。在第三实例中，视频译码器在应用SAO滤波器之后立即应用跨分量滤波器作为环路内滤波器。在一些实例中，跨分量滤波器和色度ALF过程共享相同开/关标记。举例来说，在一个实例中，一或多个标记控制视频译码器是否应用色度ALF过程。在此实例中，视频编码器20可在位流中用信号发送一或多个标记作为一或多个语法元素。在此实例中，相同的一或多个标记控制视频译码器是否应用跨分量滤波器。
在第四实例中，视频译码器在应用ALF之后立即应用跨分量滤波器作为环路内滤波器。在一些实例中，视频译码器通过在ALF之前和之后评估重新构建块来确定跨分量滤波器的开/关标记。举例来说，视频译码器可基于开/关标记的值确定是否应用跨分量滤波器。在此实例中，视频译码器首先针对亮度分量执行ALF，ALF滤波的亮度分量接着用于针对色度分量应用跨分量滤波器。视频译码器接着将滤波色度分量与非滤波色度分量的速率失真进行比较以决定跨分量滤波器的开/关标记的值。
在第五实例中，视频译码器在应用ALF亮度滤波之后和应用ALF色度滤波之前立即应用跨分量滤波器作为环路内滤波器。在第六实例中，视频译码器在所有环路内滤波器的最后一个位置处应用跨分量滤波器作为环路内滤波器。
在第七实例中，视频译码器可执行跨分量滤波器作为后滤波器。因此，在此第七实例中，对于帧内预测或帧间预测中的参考，不使用通过应用跨分量滤波器产生的滤波值。在第七实例中，视频编码器20可针对跨分量滤波器在位流中用信号发送额外控制信息，例如开/关标记。控制信息控制视频解码器30是否应用跨分量滤波器。
对于每一分量，视频编码器20可在位流中以不同层级用信号发送控制语法。举例来说，视频编码器20可以用信号发送用于Cb分量的控制语法且分离用于Cr分量的控制语法。用于色彩分量的控制语法控制视频解码器30是否应用跨分量滤波器以确定色彩分量的滤波值。视频编码器20可以序列层级、图片层级、切片层级、CTU/CTB层级、CU/CB层级、PU/预测性块层级或M×N块层级或以四叉树深度或CU/PU深度用信号发送控制语法。
在一个实例中，视频编码器20用信号发送一个切片层级标记以指示用于当前切片的跨分量滤波器的启用。当这一切片标记用信号发送为关时，禁用滤波器且不需要在切片层级以下用信号发送另外的语法。当切片层级标记用信号发送为开时，视频编码器20还可以用信号发送较低级语法从而以粒度控制跨分量滤波器。举例来说，对于每一相应CTU/CTB，视频编码器20可进一步用信号发送标记以指示是否针对相应CTU/CTB启用跨分量滤波器。在一个实例中，可使用CABAC译码切片层级以下的所有控制语法。
在一些实例中，针对Cb和Cr分量的开/关控制可共享相同语法元素以节省信令开销。举例来说，相比于使第一语法元素控制视频译码器是否应用跨分量滤波器以确定Cb样本的滤波值且使第二语法元素控制视频译码器是否应用跨分量滤波器以确定Cr样本的滤波值，在此实例中，单一语法元素控制视频译码器是否应用跨分量滤波器以确定Cb和Cr样本的滤波值。
图8为说明配置成实施本公开中所描述的技术的实例视频编码器20的框图。视频编码器20可执行切片内的视频块的帧内和帧间译码。帧内译码依赖于空间预测以减少或去除给定视频帧或图片内的视频中的空间冗余。帧间译码依赖于时间预测以减少或去除视频序列的相邻帧或图片内的视频中的时间冗余。帧内模式(I模式)可指代若干基于空间的压缩模式中的任一者。例如单向预测(P模式)或双向预测(B模式)的帧间模式可指代若干基于时间的压缩模式中的任一者。
在图8的实例中，视频编码器20包含视频数据存储器800、分割单元802、预测处理单元804、求和器806、变换处理单元808、量化单元810、熵编码单元812。预测处理单元804包含运动估计单元814、运动补偿单元816和帧内预测单元818。对于视频块重新构建，视频编码器20还包含逆量化单元820、逆变换处理单元822、求和器824、滤波器单元826和经解码图片缓冲器(DPB)828。
如图8中所展示，视频编码器20接收视频数据且将所接收视频数据存储于视频数据存储器800中。视频数据存储器800可存储待由视频编码器20的组件编码的视频数据。存储在视频数据存储器800中的视频数据可例如从视频源18获得。DPB 828可为参考图片存储器，其存储参考视频数据以供视频编码器20(例如)在帧内或帧间译码模式下编码视频数据时使用。视频数据存储器800和DPB 828可由多种存储器装置中的任一种形成，例如包含同步DRAM(SDRAM)的动态随机存取存储器(DRAM)、磁阻式RAM(MRAM)、电阻式RAM(RRAM)，或其它类型的存储器装置。视频数据存储器800和DPB 828可由同一存储器装置或另一存储器装置提供。在各种实例中，视频数据存储器800可与视频编码器20的其它组件一起位于芯片上，或相对于那些组件位于芯片外。
分割单元802从视频数据存储器800检索视频数据且将视频数据分割成视频块。此分割还可包含分割成切片、图块或其它较大单元，以及例如根据LCU和CU的四叉树结构的视频块分割。视频编码器20大体上说明编码待编码的切片内的视频块的组件。可将切片划分成多个视频块(且可能划分成被称为图块的视频块的集合)。对于基于误差结果(例如，译码速率和失真度)的当前视频块，预测处理单元804可选择多个可能的译码模式中的一个，例如多个帧内译码模式中的一个或多个帧间译码模式中的一个。预测处理单元804可将所得的经帧内或经帧间译码的块提供到求和器806以产生残余块数据且提供到求和器824以重新构建经编码块供用作参考图片。
预测处理单元804内的帧内预测单元818可执行当前视频块相对于与待译码的当前块在同一帧或切片中的一或多个相邻块的帧内预测性译码，以提供空间压缩。预测处理单元804内的运动估计单元814和运动补偿单元816执行当前视频块相对于一或多个参考图片中的一或多个预测性块的帧间预测性译码，以提供时间压缩。
运动估计单元814可配置成根据用于视频序列的预定模式确定针对切片的帧间预测模式。预定模式可将序列中的切片表示为P切片或B切片。运动估计单元814与运动补偿单元816可高度集成，但出于概念目的单独地加以说明。由运动估计单元814执行的运动估计是产生运动向量的过程，所述过程估计视频块的运动。举例来说，运动向量可指示当前视频帧或图片内的视频块相对于参考图片内的预测性块的PU的位移。
预测性块为经发现在像素差方面与待译码的视频块的PU密切匹配的块，像素差可通过绝对差总和(SAD)、平方差总和(SSD)或其它差度量来确定。在一些实例中，视频编码器20可计算存储于DPB 828中的参考图片的子整数像素位置的值。举例来说，视频编码器20可内插参考图片的四分之一像素位置、八分之一像素位置或其它分数像素位置的值。因此，运动估计单元814可相对于整数像素位置和分数像素位置执行运动搜索且输出具有分数像素精度的运动向量。
运动估计单元814通过比较经帧间译码切片中的视频块的PU的位置与参考图片的预测性块的位置来计算所述PU的运动向量。参考图片可选自第一参考图片列表(列表0)或第二参考图片列表(列表1)，其中的每一个识别存储在DPB 828中的一或多个参考图片。运动估计单元814将计算出的运动向量发送到熵编码单元812和运动补偿单元816。
由运动补偿单元816执行的运动补偿可涉及基于通过运动估计(可能执行对子像素精确度的内插)确定的运动向量获取或产生预测性块。在接收到当前视频块的PU的运动向量后，运动补偿单元816可找出运动向量指向的预测性块在参考图片列表中的一个中的位置。视频编码器20通过从正进行译码的当前视频块的像素值中减去预测性块的像素值来形成残余视频块，从而形成像素差值。像素差值形成用于所述块的残余数据，并且可包含亮度和色度差分量两者。求和器806表示执行此减法运算的一或多个组件。运动补偿单元816还可产生与视频块和切片相关联的供视频解码器30在解码切片的视频块时使用的语法元素。
在预测处理单元804经由帧间预测或帧内预测产生当前视频块的预测性块之后，视频编码器20通过从当前视频块减去预测性块来形成残余视频块。残余块中的残余视频数据可包含于一或多个TU中，且可应用于变换处理单元808。变换处理单元808使用变换(例如，离散余弦变换(DCT)或在概念上类似的变换)将残余视频数据变换成残余变换系数。变换处理单元808可将残余视频数据从像素值域转换到变换域，例如频域。
变换处理单元808可将所得变换系数发送到量化单元810。量化单元810量化变换系数以进一步减小位率。量化过程可减小与系数中的一些或全部相关联的位深度。可以通过调节量化参数来修改量化程度。在一些实例中，量化单元810可接着执行对包含经量化变换系数的矩阵的扫描。替代地，熵编码单元812可执行扫描。
在量化后，熵编码单元812熵编码经量化变换系数。举例来说，熵编码单元812可执行上下文自适应可变长度译码(CAVLC)、上下文自适应二进制算术译码(CABAC)、基于语法的上下文自适应二进制算术译码(SBAC)、概率区间分割熵(PIPE)译码或另一熵编码方法或技术。在由熵编码单元812熵编码之后，经编码位流可发射到视频解码器30，或存档以供稍后发射或由视频解码器30检索。熵编码单元812还可以熵编码正进行译码的当前切片的运动向量和其它语法元素。
逆量化单元820和逆变换处理单元822分别应用逆量化和逆变换以在像素域中重新构建残余块以供稍后用作参考图片的参考块。运动补偿单元816可以通过将残余块添加到参考图片列表中的一者内的参考图片中的一者的预测性块来计算参考块。运动补偿单元816还可以对经重新构建残余块应用一或多个内插滤波器以计算用于运动估计的子整数像素值。求和器824将经重新构建残余块添加到由运动补偿单元816产生的运动补偿预测块，从而产生经重新构建块。
滤波器单元826对经重新构建块(例如，求和器824的输出)进行滤波且将经滤波经重新构建块存储在DPB 828中以用作参考块。参考块可由运动估计单元814和运动补偿单元816用作参考块以对后续视频帧或图片中的块进行帧间预测。滤波器单元826表示可在经重新构建块上执行的一或多个滤波器。可由滤波器单元826执行的滤波类型的实例包含解块滤波、ALF滤波、SAO滤波、跨分量滤波或其它类型的环路滤波器。举例来说，解块滤波器可应用解块滤波对块边界进行滤波以从经重新构建视频去除成块效应假象。SAO滤波器可对经重新构建像素值应用偏移以便改进整体译码质量。也可使用额外环路滤波器(环路内或环路后)。由滤波器单元826应用的各种滤波器可以多种不同顺序应用。
在一些实例中，滤波器单元826应用本公开中其它地方所描述的跨分量滤波器。在滤波器单元826应用跨分量滤波器的一些实例中，滤波器单元826可在应用跨分量滤波器之前或之后应用一或多个其它类型的滤波器。举例来说，在一些实例中，滤波器单元826在应用ALF之后应用跨分量滤波器。在跨分量滤波器在预测阶段执行的一些实例中，运动补偿单元826应用环路内跨分量滤波器。
图9为说明配置成实施本公开中所描述的技术的实例视频解码器30的框图。在一些实例中，图9的视频解码器30配置成接收由图8的视频编码器20产生的位流。在图9的实例中，视频解码器30包含视频数据存储器900、熵解码单元902、预测处理单元904、逆量化单元906、逆变换处理单元908、求和器910、滤波器单元912和DPB 914。预测处理单元904包含运动补偿单元916和帧内预测单元918。在一些实例中，视频解码器30执行大体上与关于来自图8的视频编码器20所描述的编码遍次互逆的解码遍次。
在解码过程期间，视频解码器30从视频编码器20接收表示经编码切片的视频块的经编码视频位流和相关联的语法元素。视频解码器30将所接收的经编码视频位流存储于视频数据存储器900中。视频数据存储器900可存储待由视频解码器30的组件解码的视频数据，例如经编码视频位流。举例来说，可经由链接16(图1)从存储装置26(图1)，或从本地视频源(例如摄像机)，或通过存取实体数据存储媒体，获得存储在视频数据存储器900中的视频数据。视频数据存储器900可形成存储来自经编码视频位流的经编码视频数据的经译码图片缓冲器(CPB)。DPB 914可为参考图片存储器，其存储参考视频数据以供视频解码器30(例如)在帧内或帧间译码模式下解码视频数据时使用。视频数据存储器900和DPB 914可由多种存储器装置中的任一种形成，例如DRAM、SDRAM、MRAM、RRAM或其它类型的存储器装置。视频数据存储器900和DPB 914可由同一存储器装置或另一存储器装置提供。在各种实例中，视频数据存储器900可与视频解码器30的其它组件一起位于芯片上，或相对于那些组件位于芯片外。
熵解码单元902熵解码存储于视频数据存储器900中的视频数据以产生经量化的系数、运动向量和其它语法元素。举例来说，熵解码单元902可执行CABAC解码或另一类型的熵解码。熵解码单元902可将特定语法元素转送到预测处理单元904。
当切片经译码为经帧内译码(I)切片时，预测处理单元904的帧内预测单元918可基于来自当前帧或图片的先前经解码块的用信号发送的帧内预测模式和数据产生用于当前切片的视频块的预测数据。当视频帧经译码为经帧间译码切片(例如，B切片或P切片)时，预测处理单元904的运动补偿单元916基于从熵解码单元902接收的运动向量和其它语法元素产生用于当前切片的视频块的预测性块。预测性块可以从参考图片列表中的一个内的参考图片中的一个中产生。视频解码器30可基于存储于DPB 914中的参考图片使用默认构建技术来构建参考帧列表(列表0和列表1)。
运动补偿单元916通过解析运动向量和其它语法元素确定用于当前切片的视频块的预测信息，且使用所述预测信息产生用于正进行解码的当前视频块的预测性块。举例来说，运动补偿单元916使用所接收的语法元素中的一些确定用于译码切片的视频块的预测模式(例如，帧内或帧间预测)、帧间预测切片类型(例如，B切片或P切片)、切片的参考图片列表中的一或多个的构建信息、切片的每一经帧间编码视频块的运动向量、切片的每一经帧间译码视频块的帧间预测状态和其它信息，以解码当前切片中的视频块。
运动补偿单元916还可以基于内插滤波器执行内插。运动补偿单元916可使用如由视频编码器20在编码视频块期间使用的内插滤波器来计算参考块的子整数像素的内插值。在此状况下，运动补偿单元916可根据所接收的语法元素确定由视频编码器20使用的内插滤波器，且使用内插滤波器产生预测性块。
逆量化单元906将提供于位流中且由熵解码单元902解码的经量化的变换系数逆量化，即，解量化。逆量化过程可包含使用由视频编码器20针对切片中的每一视频块计算的量化参数以确定应该应用的量化程度且同样确定应该应用的逆量化程度。逆变换处理单元908对变换系数应用逆变换，例如逆DCT、逆整数变换或概念上类似的逆变换过程，以便产生像素域中的残余块。
在预测处理单元904使用例如帧内或帧间预测产生用于当前视频块的预测性块之后，视频解码器30通过对来自逆变换处理单元908的残余块与由运动补偿单元916产生的对应预测性块进行求和而形成经重新构建视频块。求和器910表示执行此求和运算的一或多个组件。
滤波器单元912使用例如本公开中所描述的一或多个滤波器对经重新构建视频块进行滤波。滤波器单元912表示可对经重新构建块执行的一或多个滤波器。可由滤波器单元912执行的滤波类型的实例包含解块滤波、ALF滤波、SAO滤波、跨分量滤波或其它类型的环路滤波器。举例来说，解块滤波器可应用解块滤波对块边界进行滤波以从经重新构建视频去除成块效应假象。SAO滤波器可对经重新构建像素值应用偏移以便改进整体译码质量。也可使用额外环路滤波器(环路内或环路后)。由滤波器单元912应用的各种滤波器可以多种不同顺序应用。
还可使用其它环路滤波器(在译码环路中或在译码环路后)使像素转变平滑或者以其它方式改进视频质量。接着将给定帧或图片中的经解码视频块存储于DPB 914中，所述DPB 914存储用于后续运动补偿的参考图片。DPB 914可以是存储经解码视频以供稍后呈现于例如图1的显示装置32的显示装置上的额外存储器的部分或与其分离。
滤波器单元912连同视频解码器30的其它组件可配置成执行本公开中所描述的各种技术。举例来说，在一些实例中，滤波器单元912应用本公开中其它地方所描述的跨分量滤波器。在滤波器单元912应用跨分量滤波器的一些实例中，滤波器单元912可在应用跨分量滤波器之前或之后应用一或多个其它类型的滤波器。举例来说，在一些实例中，滤波器单元912在应用ALF之后应用跨分量滤波器。在跨分量滤波器在预测阶段执行的一些实例中，运动补偿单元912应用环路内跨分量滤波器。
图10为说明根据本公开的技术的视频译码器的实例操作的流程图。除非另外指定，否则图10的操作的动作可由视频编码器20或视频解码器30执行。在其它实例中，图10的动作可以不同顺序或并行地执行。其它操作可包含更多、更少或不同的动作。
在图10的实例中，视频译码器产生视频数据的当前图片的第一分量(1000)。第一分量包括第一样本阵列。举例来说，第一分量的每一样本可为亮度样本，第一分量的每一样本可为Cb样本，或第一分量的每一样本可为Cr样本。
另外，视频译码器产生当前图片的第二分量(1002)。第二分量包括与第一样本阵列分离的第二样本阵列。举例来说，如果第一分量的样本为Cb或Cr样本，那么第二分量的样本可为亮度样本。因此，在一个实例中，第一样本阵列由第一类型的色度样本组成，且：第二样本阵列由亮度样本组成或第二样本阵列由第二类型的色度样本组成。
在视频译码器为视频解码器的一些实例中，视频译码器可确定是否针对第一分量启用跨分量滤波器(1004)。视频解码器可确定是否以各种方式启用跨分量滤波器。举例来说，视频解码器可从包括当前图片的经编码表示的位流获得语法元素，所述语法元素指示是否针对第一分量启用跨分量滤波器。因此，在此实例中，视频编码器(例如，视频编码器20)可在包括当前图片的经编码表示的位流中用信号发送语法元素，所述语法元素指示是否针对当前图片的第一分量启用跨分量滤波器。
此外，在图10的实例中，当启用跨分量滤波器(1004的“是”分支)时，视频译码器确定第一参数(例如，α)(1006)。根据本公开的技术，第一参数基于当前图片的第一分量中的当前样本值。在一些实例中，视频译码器隐式地确定第一参数。举例来说，视频译码器可根据等式(8)确定第一参数，其中L(n)包含对应于当前样本的跨分量样本且C(n)包含当前样本。在视频译码器为视频解码器的一些实例中，视频解码器通过从位流获得指定第一参数的值的语法元素来确定第一参数。换句话说，视频解码器可基于在包括当前图片的经编码表示的位流中用信号发送的第一语法元素确定第一参数。在视频译码器为视频编码器的此类实例中，视频编码器可在位流中用信号发送所述语法元素。
视频译码器还确定第二参数(例如，β)(1008)。第二参数基于当前样本值。在一些实例中，视频译码器隐式地确定第二参数。举例来说，视频译码器可根据等式(9)确定第一参数，其中L(n)包含对应于当前样本的跨分量样本且C(n)包含当前样本。在视频译码器为视频解码器的一些实例中，视频解码器通过从位流获得指定第二参数的值的语法元素来确定第二参数。换句话说，视频解码器可基于在包括当前图片的经编码表示的位流中用信号发送的第一语法元素确定第一参数。在此类实例中，视频编码器20可在位流中用信号发送所述语法元素。
在视频译码器不仅仅根据位流中的语法元素获得第一和第二参数的值的情形下，视频译码器可以各种方式确定第一和第二参数。举例来说，在与如上文所描述的图6和图7一致的一个实例中，第一分量包括当前组样本。在此实例中，当前组样本包含当前样本和与第一分量中的当前样本空间相邻的多个相邻样本(例如，样本606(图6)或样本706(图7))。在此实例中，一或多个跨分量样本包含多个跨分量样本。举例来说，一或多个跨分量样本可包含样本608(图6)或样本708(图7)。对于多个相邻样本中的每一相应相邻样本，多个跨分量样本包含第二分量中对应于相应相邻样本的样本，多个跨分量样本进一步包含第二分量中对应于当前样本的样本。在此实例中，在给定当前组样本与多个跨分量样本之间的第一预定义关系(例如，P′c＝αPcc+β)的情况下，通过使当前组样本与多个跨分量样本之间的均方误差最小化来确定第一参数。同样，在给定当前组样本与多个跨分量样本之间的预定义关系(例如，P′c＝αPcc+β)的情况下，通过使当前组样本与多个跨分量样本之间的均方误差最小化来确定第二参数。
在其它实例中，视频译码器通过使用高斯滤波器或保留边缘的滤波器确定第一参数。举例来说，视频译码器可如等式(12)中所展示推导出第一参数，如双边参数。在一些实例中，视频译码器通过使用高斯滤波器或保留边缘的滤波器确定第二参数，或简单地设定为零。
此外，在图10的实例中，视频译码器对当前样本应用跨分量滤波器，由此确定当前样本的滤波值(1010)。跨分量滤波器基于第一参数、第二参数和一或多个跨分量样本。一或多个跨分量样本中的每一个在当前图片的第二分量中。
视频译码器可以各种方式应用跨分量滤波器。举例来说，视频译码器可根据以下公式确定当前样本的滤波值：P′c＝αPcc+β，其中P′c为当前样本的滤波值，α为第一参数，Pcc为一或多个跨分量样本的跨分量样本，且β为第二参数。
在应用跨分量滤波器的另一实例中，一或多个跨分量样本包含多个跨分量样本，第一参数为第一参数的第一个例，且视频译码器确定多个第一参数(αi)，其包含第一参数的第一个例和第一参数的一或多个额外个例。在一些实例中，为了推导出用于预定义线性或非线性关系式中的参数，可在给定当前像素加上其相邻像素与其对应跨分量像素之间的预定义关系的情况下，通过使所述像素之间的均方误差最小化来计算参数。举例来说，在一个实例中，如果跨分量数为5，那么在所述关系式中，意味着存在5个αi参数和1个β参数待确定。在此实例中，当前像素和至少5个其环绕像素以及所述像素的对应跨分量样本用于在给定当前像素加上其相邻像素与其对应跨分量像素之间的预定义关系的情况下，通过使所述像素之间的均方误差最小化来确定参数。在此实例中，作为应用跨分量滤波器的部分，视频译码器根据以下公式确定当前样本的滤波值：其中P′c为当前样本的滤波值，i为像素指数，αi为多个第一参数中的第i个第一参数，Pi cc为多个跨分量样本的第i个跨分量样本，且β为第二参数。
在应用跨分量滤波器的另一实例中，一或多个跨分量样本包含多个跨分量样本，且第一参数为第一参数的第一个例。在此实例中，视频译码器确定多个第一参数(αi)，其包含第一参数的第一个例和第一参数的一或多个额外个例。为了推导出用于预定义线性或非线性关系式中的参数，可在给定当前像素加上其相邻像素与其对应跨分量像素之间的预定义关系的情况下，通过使所述像素之间的均方误差最小化来计算参数。第一参数的一或多个额外个例中的第一参数的每一相应额外个例基于第一分量的另一对应样本值。在此实例中，作为应用跨分量滤波器的部分，视频译码器根据以下公式确定当前样本的滤波值：其中P′c为当前样本的滤波值，i为第一像素指数，αi为多个第一参数中的第i个第一参数，pi cc为多个跨分量样本的第i个跨分量样本，j为第二像素指数，γi为多个第三参数中的第i个第三参数，pj n为与当前样本空间相邻的第j个样本，且β为第二参数。
用于跨分量滤波器中的跨分量样本可以各种方式限定或确定。举例来说，在当前图片具有4:4:4色彩格式或4:2:2色彩格式的情形下，一或多个跨分量样本可包含第二分量中与当前样本共置的样本。在当前图片具有4:4:4色彩格式或4:2:2色彩格式的另一实例中，第二分量可包含与第二分量中的共置样本空间相邻的一组相邻样本。在此实例中，第二分量中的共置样本与当前样本共置。此外，在此实例中，视频译码器对共置样本和一组相邻样本应用空间降噪滤波器，由此得到经滤波共置样本。在此实例中跨分量滤波器基于第一参数、第二参数和经滤波共置样本。举例来说，视频译码器可使用经滤波共置样本作为本公开中其它地方所描述的公式中的任一者中的值pcc或pi cc，以用于应用跨分量滤波器。
在一些实例中，当前图片具有4:2:0色彩格式，且当前样本为在色度样本上方的上部亮度样本与色度样本下方的下部亮度样本之间的位置处的色度样本。在此实例中，上部亮度样本和下部亮度样本为第二分量中的亮度样本。此外，在此实例中，当前样本基于第一参数、第二参数和上部亮度样本或下部亮度样本。因此，在此实例中，视频译码器可使用上部亮度样本或下部亮度样本作为本公开中其它地方所描述的公式中的任一者中的值pcc或pi cc，以用于应用跨分量滤波器。
在一些实例中，例如上文所论述的图5A的实例，当前图片具有4:2:0色彩格式，且当前样本为在色度样本上方的上部亮度样本与色度样本下方的下部亮度样本之间的位置处的色度样本。如在先前实例中，上部亮度样本和下部亮度样本为当前图片的第二分量中的亮度样本。然而，在此实例中，视频译码器使用上部亮度样本与下部亮度样本的加权平均值确定虚拟亮度样本。在此实例中，当前样本基于第一参数、第二参数和虚拟亮度样本。因此，在此实例中，视频译码器可使用虚拟亮度样本作为本公开中其它地方所描述的公式中的任一者中的值pcc或pi cc，以用于应用跨分量滤波器。
在某一实例中，例如上文所论述的图5B的实例，当前图片具有4:2:0色彩格式，且当前样本为在第二分量中的六个亮度样本之间的位置处的色度样本。在此实例中，视频译码器可使用六个亮度样本的加权平均值确定虚拟亮度样本。在此实例中，当前样本的滤波值基于第一参数、第二参数和虚拟亮度样本。因此，在此实例中，视频译码器可使用虚拟亮度样本作为本公开中其它地方所描述的公式中的任一者中的值pcc或pi cc，以用于应用跨分量滤波器。
在一些实例中，视频译码器可确定当前样本的经修改滤波值(1012)。在此类实例中，视频译码器可确定当前样本的经修改滤波值为当前样本值与当前样本的滤波值的加权和。在此类实例中，当前图片的最终版本中的像素值基于当前样本的经修改滤波值。
视频译码器可在应用跨分量滤波器之后或在确定不启用跨分量滤波器(1004的“否”分支)之后执行一或多个动作(1014)。举例来说，在视频译码器为视频解码器(例如视频解码器30)的实例中，视频解码器可输出当前图片的最终版本(1016)。在此实例中，当前图片的最终版本中的像素值基于当前样本的滤波值。举例来说，当前图片的最终版本可包含当前样本的滤波值的未更改版本。在另一实例中，视频译码器可对当前样本的经滤波版本应用额外滤波器(例如，SAO滤波器、ALF、解块滤波器或其它类型的滤波器)，以产生包含在当前图片的最终版本中的当前样本值。
在视频译码器为视频编码器(例如，视频编码器20)或视频解码器(例如，视频解码器30)的实例中，视频译码器可在编码视频数据的后续图片时使用当前图片的最终版本作为参考图片(1018)。举例来说，视频译码器可使用用于以本公开中其它地方所描述的方式进行帧间预测的当前图片的最终版本。在此实例中，当前图片的最终版本中的像素值基于当前样本的滤波值。
在一或多个实例中，所描述的功能可以硬件、软件、固件或其任何组合实施。如果以软件实施，那么所述功能可以作为一或多个指令或代码存储于计算机可读媒体上或通过其发射，并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，其对应于例如数据存储媒体或通信媒体的有形媒体，通信媒体包含有助于例如根据通信协议将计算机程序从一处传送到另一处的任何媒体。以此方式，计算机可读媒体通常可对应于(1)非暂时性的有形计算机可读存储媒体或(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公开中所描述的技术的指令、代码和/或数据结构的任何可用媒体。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，或可用以存储呈指令或数据结构形式的所需程序码且可由计算机存取的任何其它媒体。此外，适当地将任何连接称为计算机可读媒体。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发射指令，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，计算机可读存储媒体和数据存储媒体并不包含连接、载波、信号或其它暂时性媒体，而实际上是针对非暂时性有形存储媒体。如本文中所使用，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。以上各项的组合也应包含于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”可指代上述结构或适用于实施本文中所描述的技术的任何其它结构中的任一者。另外，在一些方面中，本文中所描述的功能性可在配置成用于编码和解码的专用硬件和/或软件模块内提供，或并入在组合编解码器中。并且，所述技术可完全实施于一或多个电路或逻辑元件中。
本公开的技术可实施于广泛多种装置或设备中，包含无线手持机、集成电路(IC)或一组IC(例如，芯片组)。本公开中描述各种组件、模块或单元是为了强调经配置以执行所揭露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。确切地，如上文所描述，各种单元可结合合适的软件和/或固件组合在编解码器硬件单元中，或由互操作硬件单元的集合来提供，所述硬件单元包含如上文所描述的一或多个处理器。
已描述了各种实例。这些和其它实例在所附权利要求书的范围内。

Claims (30)

1.一种由视频译码装置执行的译码视频数据的方法，所述方法包括：
产生所述视频数据的当前图片的第一分量，所述第一分量包括第一样本阵列；
产生所述当前图片的第二分量，所述第二分量包括与所述第一样本阵列分离的第二样本阵列；
确定第一参数，其中所述第一参数基于所述当前图片的所述第一分量中的当前样本值；
确定第二参数，其中所述第二参数基于所述当前样本值；
对所述当前样本应用跨分量滤波器，由此确定所述当前样本的滤波值，其中所述跨分量滤波器基于所述第一参数、所述第二参数和一或多个跨分量样本，所述一或多个跨分量样本中的每一个在所述当前图片的所述第二分量中；以及
执行由以下组成的群组中的一或多个动作：
输出所述当前图片的最终版本，其中所述当前图片的所述最终版本中的像素值基于所述当前样本的所述滤波值；以及
在编码所述视频数据的后续图片时使用所述当前图片的所述最终版本作为参考图片，其中所述当前图片的所述最终版本中的像素值基于所述当前样本的所述滤波值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中应用所述跨分量滤波器包括根据以下公式确定所述当前样本的所述滤波值：
P′c＝αPcc+β，
其中P′c为所述当前样本的所述滤波值，α为所述第一参数，Pcc为所述一或多个跨分量样本的跨分量样本，且β为所述第二参数。
3.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述一或多个跨分量样本包含多个跨分量样本，
所述第一参数为所述第一参数的第一个例，
所述方法包括确定多个第一参数，所述多个第一参数包含所述第一参数的所述第一个例和所述第一参数的一或多个额外个例，所述第一参数的所述一或多个额外个例中的所述第一参数的每一相应额外个例基于所述第一分量中不同对应样本的值，以及
应用所述跨分量滤波器包括根据以下公式确定所述当前样本的所述滤波值：
其中P′c为所述当前样本的所述滤波值，i为像素指数，αi为所述多个第一参数中的第i个第一参数，Pi cc为所述多个跨分量样本的第i个跨分量样本，且β为所述第二参数。
4.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述一或多个跨分量样本包含多个跨分量样本，
所述第一参数为所述第一参数的第一个例，
所述方法包括确定多个第一参数，所述多个第一参数包含所述第一参数的所述第一个例和所述第一参数的一或多个额外个例，所述第一参数的所述一或多个额外个例中的所述第一参数的每一相应额外个例基于所述第一分量中不同对应样本的值，以及
应用所述跨分量滤波器包括根据以下公式确定所述当前样本的所述滤波值：
其中P′c为所述当前样本的所述滤波值，i为第一像素指数，αi为所述多个第一参数中的第i个第一参数，pi cc为所述多个跨分量样本的第i个跨分量样本，j为第二像素指数，γi为多个第三参数中的第i个第三参数，pj n为与所述当前样本空间相邻的第j个样本，且β为所述第二参数。
5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括确定所述当前样本的经修改滤波值为所述当前样本值与所述当前样本的所述滤波值的加权和，其中所述当前图片的所述最终版本中的所述像素值基于所述当前样本的所述经修改滤波值。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述当前图片具有4:4:4色彩格式或4:2:2色彩格式，且所述一或多个跨分量样本包含所述第二分量中与所述当前样本共置的样本。
7.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述当前图片具有4:4:4色彩格式或4:2:2色彩格式，
所述第二分量包含与所述第二分量中的共置样本空间相邻的一组相邻样本，
所述第二分量中的所述共置样本与所述当前样本共置，
所述方法进一步包括对所述共置样本和所述一组相邻样本应用空间降噪滤波器，由此得到经滤波共置样本，且
所述跨分量滤波器基于所述第一参数、所述第二参数和所述经滤波共置样本。
8.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述当前图片具有4:2:0色彩格式，
所述当前样本为在所述色度样本上方的上部亮度样本与所述色度样本下方的下部亮度样本之间的位置处的色度样本，所述上部亮度样本和所述下部亮度样本为所述第二分量中的亮度样本，且
所述跨分量滤波器基于所述第一参数、所述第二参数和所述上部亮度样本或所述下部亮度样本。
9.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述当前图片具有4:2:0色彩格式，
所述当前样本为在所述色度样本上方的上部亮度样本与所述色度样本下方的下部亮度样本之间的位置处的色度样本，所述上部亮度样本和所述下部亮度样本为所述第二分量中的亮度样本，
所述方法进一步包括使用所述上部亮度样本与所述下部亮度样本的加权平均值确定虚拟亮度样本，且
所述跨分量滤波器基于所述第一参数、所述第二参数和所述虚拟亮度样本。
10.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述当前图片具有4:2:0色彩格式，
所述当前样本为在所述第二分量中的六个亮度样本之间的位置处的色度样本，
所述方法进一步包括使用所述六个亮度样本的加权平均值确定虚拟亮度样本，且
所述跨分量滤波器基于所述第一参数、所述第二参数和所述虚拟亮度样本。
11.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述第一分量包括当前组样本，所述当前组样本包含所述当前样本和与所述第一分量中的所述当前样本空间相邻的多个相邻样本，
所述一或多个跨分量样本包含多个跨分量样本，其中，对于所述多个相邻样本中的每一相应相邻样本，所述多个跨分量样本包含所述第二分量中对应于所述相应相邻样本的样本，所述多个跨分量样本进一步包含所述第二分量的对应于所述当前样本的样本，
在给定所述当前组样本与所述多个跨分量样本之间的预定义关系的情况下，通过使所述当前组样本与所述多个跨分量样本之间的均方误差最小化来确定所述第一参数，且
在给定所述当前组样本与所述多个跨分量样本之间的所述预定义关系的情况下，通过使所述当前组样本与所述多个跨分量样本之间的均方误差最小化来确定所述第二参数。
12.根据权利要求11所述的方法，其中在确定所述第一参数和所述第二参数时，将比与所述当前样本空间相邻的所述多个相邻样本和对应于所述相邻样本的所述多个跨分量样本更大的权值放在所述当前样本和所述多个跨分量样本的对应跨分量样本。
13.根据权利要求1所述的方法，其中以下各项中的至少一个：
确定所述第一参数包括使用高斯滤波器或保留边缘的滤波器；或
确定所述第二参数包括使用所述高斯滤波器或所述保留边缘的滤波器。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包括：
包含预测性块中所述当前样本的所述滤波值；
通过将所述预测性块的样本添加到残余块的对应样本来重新构建所述第一分量中的块；以及
基于所述经重新构建块产生所述当前图片的所述最终版本。
15.一种用于译码视频数据的装置，所述装置包括：
存储器，其配置成存储所述视频数据；和
一个或多个处理器，其配置成：
产生所述视频数据的当前图片的第一分量，所述第一分量包括第一样本阵列；
产生所述当前图片的第二分量，所述第二分量包括与所述第一样本阵列分离的第二样本阵列；
确定第一参数，其中所述第一参数基于所述当前图片的所述第一分量中的当前样本值；
确定第二参数，其中所述第二参数基于所述当前样本值；
对所述当前样本应用跨分量滤波器，由此确定所述当前样本的滤波值，其中所述跨分量滤波器基于所述第一参数、所述第二参数和一或多个跨分量样本，所述一或多个跨分量样本中的每一个在所述当前图片的所述第二分量中；以及
执行由以下组成的群组中的一或多个动作：
输出所述当前图片的最终版本，其中所述当前图片的所述最终版本中的像素值基于所述当前样本的所述滤波值；以及
在编码所述视频数据的后续图片时使用所述当前图片的所述最终版本作为参考图片，其中所述当前图片的所述最终版本中的像素值基于所述当前样本的所述滤波值。
16.根据权利要求15所述的装置，其中所述一或多个处理器配置成使得作为应用所述跨分量滤波器的部分，所述一或多个处理器根据以下公式确定所述当前样本的所述滤波值：
P′c＝αPcc+β，
其中P′c为所述当前样本的所述滤波值，α为所述第一参数，Pcc为所述一或多个跨分量样本的跨分量样本，且β为所述第二参数。
17.根据权利要求15所述的装置，其中：
所述一或多个跨分量样本包含多个跨分量样本，
所述第一参数为所述第一参数的第一个例，
所述一或多个处理器配置成确定多个第一参数，所述多个第一参数包含所述第一参数的所述第一个例和所述第一参数的一或多个额外个例，所述第一参数的所述一或多个额外个例中的所述第一参数的每一相应额外个例基于所述第一分量中不同对应样本的值，且
所述一或多个处理器配置成使得作为应用所述跨分量滤波器的部分，所述一或多个处理器根据以下公式确定所述当前样本的所述滤波值：
其中P′c为所述当前样本的所述滤波值，i为像素指数，αi为所述多个第一参数中的第i个第一参数，Pi cc为所述多个跨分量样本的第i个跨分量样本，且β为所述第二参数。
18.根据权利要求15所述的装置，其中：
所述一或多个跨分量样本包含多个跨分量样本，
所述第一参数为所述第一参数的第一个例，
所述一或多个处理器配置成确定多个第一参数，所述多个第一参数包含所述第一参数的所述第一个例和所述第一参数的一或多个额外个例，所述第一参数的所述一或多个额外个例中的所述第一参数的每一相应额外个例基于所述第一分量中不同对应样本的值，且
所述一或多个处理器配置成使得作为应用所述跨分量滤波器的部分，所述一或多个处理器根据以下公式确定所述当前样本的所述滤波值：
其中P′c为所述当前样本的所述滤波值，i为第一像素指数，αi为所述多个第一参数中的第i个第一参数，pi cc为所述多个跨分量样本的第i个跨分量样本，j为第二像素指数，γi为多个第三参数中的第i个第三参数，pj n为与所述当前样本空间相邻的第j个样本，且β为所述第二参数。
19.根据权利要求15所述的装置，其中所述一个或多个处理器进一步配置成确定所述当前样本的经修改滤波值为所述当前样本值与所述当前样本的所述滤波值的加权和，其中所述当前图片的所述最终版本中的所述像素值基于所述当前样本的所述经修改滤波值。
20.根据权利要求15所述的装置，其中所述当前图片具有4:4:4色彩格式或4:2:2色彩格式，且所述一或多个跨分量样本包含所述第二分量中与所述当前样本共置的样本。
21.根据权利要求15所述的装置，其中：
所述当前图片具有4:4:4色彩格式或4:2:2色彩格式，
所述第二分量包含与所述第二分量中的共置样本空间相邻的一组相邻样本，
所述第二分量中的所述共置样本与所述当前样本共置，
所述一个或多个处理器进一步配置成对所述共置样本和所述一组相邻样本应用空间降噪滤波器，由此得到经滤波共置样本，且
所述跨分量滤波器基于所述第一参数、所述第二参数和所述经滤波共置样本。
22.根据权利要求15所述的装置，其中：
所述当前图片具有4:2:0色彩格式，
所述当前样本为在所述色度样本上方的上部亮度样本与所述色度样本下方的下部亮度样本之间的位置处的色度样本，所述上部亮度样本和所述下部亮度样本为所述第二分量中的亮度样本，且
所述跨分量滤波器基于所述第一参数、所述第二参数和所述上部亮度样本或所述下部亮度样本。
23.根据权利要求15所述的装置，其中：
所述当前图片具有4:2:0色彩格式，
所述当前样本为在所述色度样本上方的上部亮度样本与所述色度样本下方的下部亮度样本之间的位置处的色度样本，所述上部亮度样本和所述下部亮度样本为所述第二分量中的亮度样本，
所述一个或多个处理器进一步配置成使用所述上部亮度样本与所述下部亮度样本的加权平均值确定虚拟亮度样本，且
所述跨分量滤波器基于所述第一参数、所述第二参数和所述虚拟亮度样本。
24.根据权利要求15所述的装置，其中：
所述当前图片具有4:2:0色彩格式，
所述当前样本为在所述第二分量中的六个亮度样本之间的位置处的色度样本，
所述一个或多个处理器进一步配置成使用所述六亮度样本的加权平均值确定虚拟亮度样本，且
所述跨分量滤波器基于所述第一参数、所述第二参数和所述虚拟亮度样本。
25.根据权利要求15所述的装置，其中：
所述第一分量包括当前组样本，所述当前组样本包含所述当前样本和与所述第一分量中的所述当前样本空间相邻的多个相邻样本，
所述一或多个跨分量样本包含多个跨分量样本，其中，对于所述多个相邻样本中的每一相应相邻样本，所述多个跨分量样本包含所述第二分量中对应于所述相应相邻样本的样本，所述多个跨分量样本进一步包含所述第二分量的对应于所述当前样本的样本，
在给定所述当前组样本与所述多个跨分量样本之间的预定义关系的情况下，通过使所述当前组样本与所述多个跨分量样本之间的均方误差最小化来确定所述第一参数，且
在给定所述当前组样本与所述多个跨分量样本之间的所述预定义关系的情况下，通过使所述当前组样本与所述多个跨分量样本之间的均方误差最小化来确定所述第二参数。
26.根据权利要求15所述的装置，其中所述一或多个处理器进一步配置成：
包含预测性块中所述当前样本的所述滤波值；
通过将所述预测性块的样本添加到残余块的对应样本来重新构建所述第一分量中的块；以及
基于所述经重新构建块产生所述当前图片的所述最终版本。
27.根据权利要求15所述的装置，其进一步包括：
在无线通信装置的接收器处接收所述视频数据；
将所述视频数据存储在所述无线通信装置的存储器中；以及
在所述无线通信装置的一或多个处理器上处理所述视频数据。
28.根据权利要求15所述的装置，其中所述装置包括无线通信装置，其进一步包括配置成发射经编码视频数据的发射器。
29.一种用于译码视频数据的装置，所述装置包括：
用于产生所述视频数据的当前图片的第一分量的装置，所述第一分量包括第一样本阵列；
用于产生所述当前图片的第二分量的装置，所述第二分量包括与所述第一样本阵列分离的第二样本阵列；
用于确定第一参数的装置，其中所述第一参数基于所述当前图片的所述第一分量中的当前样本值；
用于确定第二参数的装置，其中所述第二参数基于所述当前样本值；
用于对所述当前样本应用跨分量滤波器，由此确定所述当前样本的滤波值的装置，其中所述跨分量滤波器基于所述第一参数、所述第二参数和一或多个跨分量样本，所述一或多个跨分量样本中的每一个在所述当前图片的所述第二分量中；和
用于执行由以下组成的群组中的一或多个动作的装置：
输出所述当前图片的最终版本，其中所述当前图片的所述最终版本中的像素值基于所述当前样本的所述滤波值；以及
在编码所述视频数据的后续图片时使用所述当前图片的所述最终版本作为参考图片，其中所述当前图片的所述最终版本中的像素值基于所述当前样本的所述滤波值。
30.一种具有存储于其上的指令的计算机可读存储媒体，其中执行所述指令致使视频译码装置：
产生所述视频数据的当前图片的第一分量，所述第一分量包括第一样本阵列；
产生所述当前图片的第二分量，所述第二分量包括与所述第一样本阵列分离的第二样本阵列；
确定第一参数，其中所述第一参数基于所述当前图片的所述第一分量中的当前样本值；
确定第二参数，其中所述第二参数基于所述当前样本值；
对所述当前样本应用跨分量滤波器，由此确定所述当前样本的滤波值，其中所述跨分量滤波器基于所述第一参数、所述第二参数和一或多个跨分量样本，所述一或多个跨分量样本中的每一个在所述当前图片的所述第二分量中；以及
执行由以下组成的群组中的一或多个动作：
输出所述当前图片的最终版本，其中所述当前图片的所述最终版本中的像素值基于所述当前样本的所述滤波值；以及
在编码所述视频数据的后续图片时使用所述当前图片的所述最终版本作为参考图片，其中所述当前图片的所述最终版本中的像素值基于所述当前样本的所述滤波值。
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