CN110740329B - 视频编码解码方法和装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents

视频编码解码方法和装置、计算机设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请的实施例提供视频编码/解码方法和装置。该解码方法从包括先前已解码块的多条运动信息的历史缓冲区中，基于所述多条运动信息用于预测所述先前已解码块的频率，选择要包括在当前块的运动矢量预测MVP候选块列表中的至少一个MVP候选块。该解码方法基于所述MVP候选块列表确定所述当前块的当前运动信息，以及基于所述当前运动信息重建所述当前块的至少一个样本。

Description

视频编码解码方法和装置、计算机设备和存储介质
本申请要求于2018年7月19日提交的第62/700,754号美国临时申请案的优先权，以及于2019年5月2日提交的第16/401,147号美国申请案的优先权，所述两个申请案的公开内容以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本申请涉及视频编码/解码技术，尤其涉及视频编码解码方法和装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
本文所提供的背景描述旨在陈述本申请的研究范围。就本背景部分所述，以及在提交申请时可能不符合现有技术条件所述的各个方面，当前已署名的发明人的工作，既不明确也不隐含地承认为本申请的现有技术。
带有运动补偿的帧间图片预测可被用于视频编码和解码。未压缩的数字视频可以包括一连串的图片，每个图片具有例如1920×1080个亮度样本和相关联的色度样本的空间维度。该一连串的图片可以具有固定的或可变的图片速率(非正式地也被称为帧速率)，例如每秒60个图片或60Hz。未压缩的视频具有显著的比特率需求。例如，每样本8比特的1080p60 4:2:0视频(在60Hz帧速率的1920×1080亮度样本分辨率)需要接近于1.5Gbit/s带宽。一小时这样的视频需要超过600千兆的存储空间。
视频编码和解码的一个目的可以是通过压缩减少输入视频信号中的冗余。压缩能够帮助降低上述的带宽或存储空间需求，在某些情况下减少两个数量级或更多。无损压缩和有损压缩，以及这两者的组合都可被采用。无损压缩指的是可从压缩的原始信号重构原始信号的精确副本的技术。当使用有损压缩时，重构的信号可能与原始信号不相同，但是原始信号和重构的信号之间的失真足够小以使重构的信号可用于预定应用。在视频中广泛地采用有损压缩。可被容忍的失真量取决于应用；例如，与电视发行应用的用户相比，某些消费者流媒体应用的用户可以容忍较高的失真。可实现的压缩比可反映出较高容许的/可容忍的失真能够产生较高的压缩比。
运动补偿可以是有损压缩技术并且可以涉及如下技术，其中来自先前重建的图片或该图片(参考图片)的一部分的样本数据的块在运动矢量(以下称为MV)所指示的方向上被空间移位之后，用于预测最近重建的图片或图片的一部分。在一些情况下，参考图片可以与当前正在重建的图片相同。MV可以具有二个维度X和Y，或三个维度，第三个维度是使用中的参考图片的指示(间接地，后者可以是时间维度)。
在一些视频压缩技术中，可以从其它MV(例如与重建区域空间相邻的样本数据的另一个区域有关的、并且按解码顺序在可适用于样本数据的某区域的MV之前的那些MV)预测可适用于样本数据的某区域的MV。这样做可以大幅减少编码MV所需要的数据量，从而去除冗余并且提高压缩。MV预测可以有效地工作，例如因为当对来源于照相机的输入视频信号(被称为自然视频)进行编码时，存在与单个MV可适用的区域相比更大的区域在类似的方向上移动的统计可能性，并且因此在某些情况下可使用来源于邻近区域的MV的类似的运动矢量来预测。这导致对于给定区域发现的MV将与从周围MV预测的MV类似或相同，并且反过来在熵编码之后，可以与对MV直接进行编码所使用的比特数量相比更小数量的比特来表示。在一些情况下，MV预测可以是从原始信号(即：样本流)推导出的信号(即：MV)的无损压缩的示例。在其它情况下，例如由于从若干周围MV计算预测值时的舍入误差，MV预测本身可能是有损的。
发明内容
本申请的实施例提供视频编码/解码方法和装置。在一些示例中，一种视频解码装置包括处理电路。该处理电路用于从包括先前已解码块的多条运动信息的历史缓冲区中，基于所述多条运动信息用于预测所述先前已解码块的频率，选择要包括在当前块的运动矢量预测MVP候选块列表中的至少一个MVP候选块。该处理电路基于所述MVP候选块列表确定所述当前块的当前运动信息，并且基于所述当前运动信息重建所述当前块的至少一个样本。
在一实施例中，该处理电路基于所述多条运动信息在所述历史缓冲区中的出现次数确定所述频率，并且选择在所述历史缓冲区中具有最大出现次数的所述多条运动信息的子集。
在一实施例中，该处理电路基于所述多条运动信息在所述历史缓冲区中的出现次数确定所述频率。所述历史缓冲区包括所述多条运动信息的第一组，所述第一组中的每条运动信息的出现次数大于非负整数N。进一步地，该处理电路从所述第一组中选择所述多条运动信息的子集。
在一实施例中，该处理电路在所述历史缓冲区中的M条最近存储的运动信息中选择具有最大出现次数的所述多条运动信息的子集，M是正整数。
在一实施例中，该处理电路从所述历史缓冲区中的M条最近存储的运动信息的第一组中选择所述多个运动信息的子集，所述第一组中的每条运动信息在所述M条最近存储的运动信息中的出现次数多于N次，N是非负整数，M是正整数。
在一实施例中，所述历史缓冲区存储指示所述多条运动信息中的每条运动信息的频率的值。当所述当前运动信息与所述多条运动信息不同时，该处理电路将所述当前运动信息和指示所述当前运动信息的频率的值存储在所述历史缓冲区中，并设置指示所述频率的值为1。在一示例中，该处理电路移除所述多条运动信息中具有最低频率的一条运动信息。当所述当前运动信息是所述多条运动信息之一时，更新该值以指示所述多条运动信息中的一条运动信息的频率增加1。
在一实施例中，该处理电路移除所述多条运动信息中具有最低频率的一条运动信息。在一实施例中，所述历史缓冲区存储指示所述多条运动信息中的每条运动信息的频率的值。在一示例中，该处理电路选择所述历史缓冲区中具有最大频率的所述多条运动信息的子集。在一示例中，该处理电路从所述多条运动信息的第一组中选择所述多条运动信息的子集，所述第一组中的每条运动信息的频率大于非负整数N。在一示例中，该处理电路选择所述历史缓冲区中的M条最近存储的运动信息中最常使用的所述多条运动信息的子集，M是正整数。在一示例中，该处理电路从所述历史缓冲区中的M条最近存储的运动信息的第一组中选择所述多条运动信息的子集，所述第一组中的每条运动信息的频率大于非负整数N。在一示例中，该处理电路从所述历史缓冲区中的M条最近存储的运动信息的第一组中选择所述多个运动信息的子集，所述第一组中的每条运动信息在所述M条最近存储的运动信息中的出现次数多于N次，N是非负整数，M是正整数。在一示例中，该处理电路选择所述历史缓冲区中在预测某些先前已解码块时最常使用的所述多条运动信息的子集。在一示例中，当要在以下情况之一中首先对所述当前块进行解码时，该处理电路重置所述值以指示所述多条运动信息在所述历史缓冲区中的频率为1：新的编码树块、所述编码树块的新行、所述编码树块的新条带、所述编码树块的新矩形块、以及所述编码树块的新波前并行处理行。在一示例中，当所述频率中的一个频率超过阈值时，该处理电路重置所述值中的一个值以指示所述历史缓冲区中的所述一个频率为1。
本申请实施例提供一种装置，包括：选择模块，用于从包括先前已解码块的多条运动信息的历史缓冲区中，基于所述多条运动信息用于预测所述先前已解码块的频率，选择要包括在当前块的运动矢量预测MVP候选块列表中的至少一个MVP候选块；确定模块，用于基于所述MVP候选块列表确定所述当前块的当前运动信息；以及重建模块，用于基于所述当前运动信息重建所述当前块的至少一个样本。
本申请实施例提供一种视频编码方法，包括：从包括先前已编码块的多条运动信息的历史缓冲区中，基于所述多条运动信息被采用于预测所述先前已编码块的频率，选择要包括在当前块的运动矢量预测MVP候选块列表中的至少一个MVP候选块；基于所述MVP候选块列表确定所述当前块的当前运动信息；以及基于所述当前运动信息重建所述当前块的至少一个样本。
本申请实施例提供一种计算机设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有机器可读指令，当所述机器可读指令被所述处理器执行时，使所述处理器执行本申请任一实施例所述的方法。
本申请实施例提供一种非暂时性计算机可读存储介质，其上存储有指令，当所述指令被计算机执行时，使所述计算机执行本申请任一实施例所述的方法。
本申请提出的方法可以容易地被扩展到使用合并模式和一般MV预测概念的任何视频编码/解码方法。由于跳过模式使用合并模式来导出运动信息，因此本申请的方法也可以应用于跳过模式。应用本申请实施例提供的方法和装置，可以有效的提高视频编解码效率，同时提高系统的可扩展性。
附图的简要说明
根据以下详细描述和附图，本申请的主题的另外的特征、性质，以及各种优点将更明显，在附图中：
图1是在一个示例中的当前块和其周围的空间合并候选的示意图；
图2是根据实施例的通信系统的简化框图的示意图；
图3是根据另一实施例的通信系统的简化框图的示意图；
图4是根据实施例的解码器的简化框图的示意图；
图5是根据实施例的编码器的简化框图的示意图；
图6示出根据另一个实施例的编码器的框图；
图7示出根据另一个实施例的解码器的框图；
图8示出了根据本申请一些实施例的用于当前块的空间和时间候选块的示例；
图9示出了根据本申请实施例的被各种块包围的当前块的示例；
图10示出了根据本申请另一实施例的被各种块包围的当前块的示例；
图11A示出了根据本申请实施例的HMVP缓冲区的示例；
图11B示出了根据本申请实施例的HMVP缓冲区中的运动矢量及其相应出现次数；
图12示出了根据本申请实施例的HMVP缓冲区的示例；
图13A示出了根据本申请实施例的处理的流程图；
图13B示出根据本申请实施例的装置的结构框图；
图14是根据本申请实施例的计算机系统的示意图。
具体实施方式
H.265/HEVC(ITU-T H.265建议书，“高效视频编解码(High Efficiency VideoCoding)”，2016年12月)中描述了各种MV预测机制。在H.265提供的多种MV预测机制中，本申请描述的是下文称作“空间合并”的技术。
请参考图1，当前块(101)包括在运动搜索过程期间已由编码器发现的样本，根据已产生空间偏移的相同大小的先前块，可预测所述样本。另外，可从一个或多个参考图片相关联的元数据中导出所述MV，而非对MV直接编码。例如，使用关联于A0、A1和B0、B1、B2(分别对应102到106)五个周围样本中的任一样本的MV，(按解码次序)从最近的参考图片的元数据中导出所述MV。在H.265中，MV预测可使用相邻块也正在使用的相同参考图片的预测值。
图2是根据本申请公开的实施例的通信系统(200)的简化框图。通信系统(200)包括多个终端装置，所述终端装置可通过例如网络(250)彼此通信。举例来说，通信系统(200)包括通过网络(250)互连的第一终端装置(210)和第二终端装置(220)。在图2的实施例中，第一终端装置(210)和第二终端装置(220)执行单向数据传输。举例来说，第一终端装置(210)可对视频数据(例如由终端装置(210)采集的视频图片流)进行编码以通过网络(250)传输到第二终端装置(220)。已编码的视频数据以一个或多个已编码视频码流形式传输。第二终端装置(220)可从网络(250)接收已编码视频数据，对已编码视频数据进行解码以恢复视频数据，并根据恢复的视频数据显示视频图片。单向数据传输在媒体服务等应用中是较常见的。
在另一实施例中，通信系统(200)包括执行已编码视频数据的双向传输的第三终端装置(230)和第四终端装置(240)，所述双向传输可例如在视频会议期间发生。对于双向数据传输，第三终端装置(230)和第四终端装置(240)中的每个终端装置可对视频数据(例如由终端装置采集的视频图片流)进行编码以通过网络(250)传输到第三终端装置(230)和第四终端装置(240)中的另一终端装置。第三终端装置(230)和第四终端装置(240)中的每个终端装置还可接收由第三终端装置(230)和第四终端装置(240)中的另一终端装置传输的已编码视频数据，且可对所述已编码视频数据进行解码以恢复视频数据，且可根据恢复的视频数据在可访问的显示装置上显示视频图片。
在图2的实施例中，第一终端装置(210)、第二终端装置(220)、第三终端装置(230)和第四终端装置(240)可为服务器、个人计算机和智能电话，但本申请公开的原理可不限于此。本申请公开的实施例适用于膝上型计算机、平板电脑、媒体播放器和/或专用视频会议设备。网络(250)表示在第一终端装置(210)、第二终端装置(220)、第三终端装置(230)和第四终端装置(240)之间传送已编码视频数据的任何数目的网络，包括例如有线(连线的)和/或无线通信网络。通信网络(250)可在电路交换和/或分组交换信道中交换数据。该网络可包括电信网络、局域网、广域网和/或互联网。出于本申请的目的，除非在下文中有所解释，否则网络(250)的架构和拓扑对于本申请公开的操作来说可能是无关紧要的。
作为实施例，图3示出视频编码器和视频解码器在流式传输环境中的放置方式。本申请所公开主题可同等地适用于其它支持视频的应用，包括例如视频会议、数字TV、在包括CD、DVD、存储棒等的数字介质上存储压缩视频等等。
流式传输系统可包括采集子系统(313)，所述采集子系统可包括数码相机等视频源(301)，所述视频源创建未压缩的视频图片流(302)。在实施例中，视频图片流(302)包括由数码相机拍摄的样本。相较于已编码的视频数据(304)(或已编码的视频码流)，视频图片流(302)被描绘为粗线以强调高数据量的视频图片流，视频图片流(302)可由电子装置(320)处理，所述电子装置(320)包括耦接到视频源(301)的视频编码器(303)。视频编码器(303)可包括硬件、软件或软硬件组合以实现或实施如下文更详细地描述的所公开主题的各方面。相较于视频图片流(302)，已编码的视频数据(304)(或已编码的视频码流(304))被描绘为细线以强调较低数据量的已编码的视频数据(304)(或已编码的视频码流(304))，其可存储在流式传输服务器(305)上以供将来使用。一个或多个流式传输客户端子系统，例如图3中的客户端子系统(306)和客户端子系统(308)，可访问流式传输服务器(305)以检索已编码的视频数据(304)的副本(307)和副本(309)。客户端子系统(306)可包括例如电子装置(330)中的视频解码器(310)。视频解码器(310)对已编码的视频数据的传入副本(307)进行解码，且产生可在显示器(312)(例如显示屏)或另一呈现装置(未描绘)上呈现的输出视频图片流(311)。在一些流式传输系统中，可根据某些视频编码/压缩标准对已编码的视频数据(304)、视频数据(307)和视频数据(309)(例如视频码流)进行编码。该些标准的实施例包括ITU-T H.265。在实施例中，正在开发的视频编码标准非正式地称为下一代视频编码(Versatile Video Coding，VVC)，本申请可用于VVC标准的上下文中。
应注意，电子装置(320)和电子装置(330)可包括其它组件(未示出)。举例来说，电子装置(320)可包括视频解码器(未示出)，且电子装置(330)还可包括视频编码器(未示出)。
图4是根据本申请公开的实施例的视频解码器(410)的框图。视频解码器(410)可设置在电子装置(430)中。电子装置(430)可包括接收器(431)(例如接收电路)。视频解码器(410)可用于代替图3实施例中的视频解码器(310)。
接收器(431)可接收将由视频解码器(410)解码的一个或多个已编码视频序列；在同一实施例或另一实施例中，一次接收一个已编码视频序列，其中每个已编码视频序列的解码独立于其它已编码视频序列。可从信道(401)接收已编码视频序列，所述信道可以是通向存储已编码的视频数据的存储装置的硬件/软件链路。接收器(431)可接收已编码的视频数据以及其它数据，例如，可转发到它们各自的使用实体(未标示)的已编码音频数据和/或辅助数据流。接收器(431)可将已编码视频序列与其它数据分开。为了防止网络抖动，缓冲存储器(415)可耦接在接收器(431)与熵解码器/解析器(420)(此后称为“解析器(420)”)之间。在某些应用中，缓冲存储器(415)是视频解码器(410)的一部分。在其它情况下，所述缓冲存储器(415)可设置在视频解码器(410)外部(未标示)。而在其它情况下，视频解码器(410)的外部设置缓冲存储器(未标示)以例如防止网络抖动，且在视频解码器(410)的内部可配置另一缓冲存储器(415)以例如处理播出定时。而当接收器(431)从具有足够带宽和可控性的存储/转发装置或从等时同步网络接收数据时，也可能不需要配置缓冲存储器(415)，或可以将所述缓冲存储器做得较小。当然，为了在互联网等业务分组网络上使用，也可能需要缓冲存储器(415)，所述缓冲存储器可相对较大且可具有自适应性大小，且可至少部分地实施于操作系统或视频解码器(410)外部的类似元件(未标示)中。
视频解码器(410)可包括解析器(420)以根据已编码视频序列重建符号(421)。这些符号的类别包括用于管理视频解码器(410)的操作的信息，以及用以控制显示装置(412)(例如，显示屏)等显示装置的潜在信息，所述显示装置不是电子装置(430)的组成部分，但可耦接到电子装置(430)，如图4中所示。用于显示装置的控制信息可以是辅助增强信息(Supplemental Enhancement Information，SEI消息)或视频可用性信息(VideoUsability Information，VUI)的参数集片段(未标示)。解析器(420)可对接收到的已编码视频序列进行解析/熵解码。已编码视频序列的编码可根据视频编码技术或标准进行，且可遵循各种原理，包括可变长度编码、霍夫曼编码(Huffman coding)、具有或不具有上下文灵敏度的算术编码等等。解析器(420)可基于对应于群组的至少一个参数，从已编码视频序列提取用于视频解码器中的像素的子群中的至少一个子群的子群参数集。子群可包括图片群组(Group of Pictures，GOP)、图片、图块、条带、宏块、编码单元(Coding Unit，CU)、块、变换单元(Transform Unit，TU)、预测单元(Prediction Unit，PU)等等。解析器(420)还可从已编码视频序列提取信息，例如变换系数、量化器参数值、运动矢量等等。
解析器(420)可对从缓冲存储器(415)接收的视频序列执行熵解码/解析操作，从而创建符号(421)。
取决于已编码视频图片或一部分已编码视频图片(例如：帧间图片和帧内图片、帧间块和帧内块)的类型以及其它因素，符号(421)的重建可涉及多个不同单元。涉及哪些单元以及涉及方式可由解析器(420)从已编码视频序列解析的子群控制信息控制。为了简洁起见，未描述解析器(420)与下文的多个单元之间的此类子群控制信息流。
除已经提及的功能块以外，视频解码器(410)可在概念上细分成如下文所描述的数个功能单元。在商业约束下运行的实际实施例中，这些单元中的许多单元彼此紧密交互并且可以彼此集成。然而，出于描述所公开主题的目的，概念上细分成下文的功能单元是适当的。
第一单元是缩放器/逆变换单元(451)。缩放器/逆变换单元(451)从解析器(420)接收作为符号(421)的量化变换系数以及控制信息，包括使用哪种变换方式、块大小、量化因子、量化缩放矩阵等。缩放器/逆变换单元(451)可输出包括样本值的块，所述样本值可输入到聚合器(455)中。
在一些情况下，缩放器/逆变换单元(451)的输出样本可属于帧内编码块；即：不使用来自先前重建的图片的预测性信息，但可使用来自当前图片的先前重建部分的预测性信息的块。此类预测性信息可由帧内图片预测单元(452)提供。在一些情况下，帧内图片预测单元(452)采用从当前图片缓冲区(458)提取的已重建信息生成大小和形状与正在重建的块相同的周围块。举例来说，当前图片缓冲区(458)缓冲部分重建的当前图片和/或完全重建的当前图片。在一些情况下，聚合器(455)基于每个样本，将帧内预测单元(452)生成的预测信息添加到由缩放器/逆变换单元(451)提供的输出样本信息中。
在其它情况下，缩放器/逆变换单元(451)的输出样本可属于帧间编码和潜在运动补偿块。在此情况下，运动补偿预测单元(453)可访问参考图片存储器(457)以提取用于预测的样本。在根据符号(421)对提取的样本进行运动补偿之后，这些样本可由聚合器(455)添加到缩放器/逆变换单元(451)的输出(在这种情况下被称作残差样本或残差信号)，从而生成输出样本信息。运动补偿预测单元(453)从参考图片存储器(457)内的地址获取预测样本可受到运动矢量控制，且所述运动矢量以所述符号(421)的形式而供运动补偿预测单元(453)使用，所述符号(421)例如是包括X、Y和参考图片分量。运动补偿还可包括在使用子样本精确运动矢量时，从参考图片存储器(457)提取的样本值的内插、运动矢量预测机制等等。
聚合器(455)的输出样本可在环路滤波器单元(456)中被各种环路滤波技术采用。视频压缩技术可包括环路内滤波器技术，所述环路内滤波器技术受控于包括在已编码视频序列(也称作已编码视频码流)中的参数，且所述参数作为来自解析器(420)的符号(421)可用于环路滤波器单元(456)。然而，在其他实施例中，视频压缩技术还可响应于在解码已编码图片或已编码视频序列的先前(按解码次序)部分期间获得的元信息，以及响应于先前重建且经过环路滤波的样本值。
环路滤波器单元(456)的输出可以是样本流，所述样本流可输出到显示装置(412)以及存储在参考图片存储器(457)，以用于后续的帧间图片预测。
一旦完全重建，某些已编码图片就可用作参考图片以用于将来预测。举例来说，一旦对应于当前图片的已编码图片被完全重建，且已编码图片(通过例如解析器(420))被识别为参考图片，则当前图片缓冲区(458)可变为参考图片存储器(457)的一部分，且可在开始重建后续已编码图片之前重新分配新的当前图片缓冲区。
视频解码器(410)可根据例如ITU-T H.265标准中的预定视频压缩技术执行解码操作。在已编码视频序列遵循视频压缩技术或标准的语法以及视频压缩技术或标准中记录的配置文件的意义上，已编码视频序列可符合所使用的视频压缩技术或标准指定的语法。具体地说，配置文件可从视频压缩技术或标准中可用的所有工具中选择某些工具作为在所述配置文件下可供使用的仅有工具。对于合规性，还要求已编码视频序列的复杂度处于视频压缩技术或标准的层级所限定的范围内。在一些情况下，层级限制最大图片大小、最大帧率、最大重建取样率(以例如每秒兆(mega)个样本为单位进行测量)、最大参考图片大小等。在一些情况下，由层级设定的限制可通过假想参考解码器(Hypothetical ReferenceDecoder，HRD)规范和在已编码视频序列中用信号表示的HRD缓冲区管理的元数据来进一步限定。
在实施例中，接收器(431)可连同已编码视频一起接收附加(冗余)数据。所述附加数据可以是已编码视频序列的一部分。所述附加数据可由视频解码器(410)用以对数据进行适当解码和/或较准确地重建原始视频数据。附加数据可呈例如时间、空间或信噪比(signal noise ratio，SNR)增强层、冗余条带、冗余图片、前向纠错码等形式。
图5是根据本申请公开的实施例的视频编码器(503)的框图。视频编码器(503)设置于电子装置(520)中。电子装置(520)包括传输器(540)(例如传输电路)。视频编码器(503)可用于代替图3实施例中的视频编码器(303)。
视频编码器(503)可从视频源(501)(并非图5实施例中的电子装置(520)的一部分)接收视频样本，所述视频源可采集将由视频编码器(503)编码的视频图像。在另一实施例中，视频源(501)是电子装置(520)的一部分。
视频源(501)可提供将由视频编码器(503)编码的呈数字视频样本流形式的源视频序列，所述数字视频样本流可具有任何合适位深度(例如：8位、10位、12位……)、任何色彩空间(例如BT.601Y CrCB、RGB……)和任何合适取样结构(例如Y CrCb 4:2:0、Y CrCb 4:4:4)。在媒体服务系统中，视频源(501)可以是存储先前已准备的视频的存储装置。在视频会议系统中，视频源(501)可以是采集本地图像信息作为视频序列的相机。可将视频数据提供为多个单独的图片，当按顺序观看时，这些图片被赋予运动。图片自身可构建为空间像素阵列，其中取决于所用的取样结构、色彩空间等，每个像素可包括一个或多个样本。所属领域的技术人员可以很容易理解像素与样本之间的关系。下文侧重于描述样本。
根据实施例，视频编码器(503)可实时或在由应用所要求的任何其它时间约束下，将源视频序列的图片编码且压缩成已编码视频序列(543)。施行适当的编码速度是控制器(550)的一个功能。在一些实施例中，控制器(550)控制如下文所描述的其它功能单元且在功能上耦接到这些单元。为了简洁起见，图中未标示耦接。由控制器(550)设置的参数可包括速率控制相关参数(图片跳过、量化器、率失真优化技术的λ值等)、图片大小、图片群组(group of pictures，GOP)布局，最大运动矢量搜索范围等。控制器(550)可用于具有其它合适的功能，这些功能涉及针对某一系统设计优化的视频编码器(503)。
在一些实施例中，视频编码器(503)在编码环路中进行操作。作为简单的描述，在实施例中，编码环路可包括源编码器(530)(例如，负责基于待编码的输入图片和参考图片创建符号，例如符号流)和嵌入于视频编码器(503)中的(本地)解码器(533)。解码器(533)以类似于(远程)解码器创建样本数据的方式重建符号以创建样本数据(因为在本申请所考虑的视频压缩技术中，符号与已编码视频码流之间的任何压缩是无损的)。将重建的样本流(样本数据)输入到参考图片存储器(534)。由于符号流的解码产生与解码器位置(本地或远程)无关的位精确结果，因此参考图片存储器(534)中的内容在本地编码器与远程编码器之间也是按比特位精确对应的。换句话说，编码器的预测部分“看到”的参考图片样本与解码器将在解码期间使用预测时所“看到”的样本值完全相同。这种参考图片同步性基本原理(以及在例如因信道误差而无法维持同步性的情况下产生的漂移)也用于一些相关技术。
“本地”解码器(533)的操作可与例如已在上文结合图4详细描述视频解码器(410)的“远程”解码器相同。然而，另外简要参考图4，当符号可用且熵编码器(545)和解析器(420)能够无损地将符号编码/解码为已编码视频序列时，包括缓冲存储器(415)和解析器(420)在内的视频解码器(410)的熵解码部分，可能无法完全在本地解码器(533)中实施。
此时可以观察到，除存在于解码器中的解析/熵解码之外的任何解码器技术，也必定以基本上相同的功能形式存在于对应的编码器中。出于此原因，本申请侧重于解码器操作。可简化编码器技术的描述，因为编码器技术与全面地描述的解码器技术互逆。仅在某些区域中需要更详细的描述，并且在下文提供。
在操作期间，在一些实施例中，源编码器(530)可执行运动补偿预测编码。参考来自视频序列中被指定为“参考图片”的一个或多个先前已编码图片，所述运动补偿预测编码对输入图片进行预测性编码。以此方式，编码引擎(532)对输入图片的像素块与参考图片的像素块之间的差异进行编码，所述参考图片可被选作所述输入图片的预测参考。
本地视频解码器(533)可基于源编码器(530)创建的符号，对可指定为参考图片的图片的已编码视频数据进行解码。编码引擎(532)的操作可为有损过程。当已编码视频数据可在视频解码器(图5中未示)处被解码时，重建的视频序列通常可以是带有一些误差的源视频序列的副本。本地视频解码器(533)复制解码过程，所述解码过程可由视频解码器对参考图片执行，且可使重建的参考图片存储在参考图片高速缓存(534)中。以此方式，视频编码器(503)可在本地存储重建的参考图片的副本，所述副本与将由远端视频解码器获得的重建参考图片具有共同内容(不存在传输误差)。
预测器(535)可针对编码引擎(532)执行预测搜索。即，对于将要编码的新图片，预测器(535)可在参考图片存储器(534)中搜索可作为所述新图片的适当预测参考的样本数据(作为候选参考像素块)或某些元数据，例如参考图片运动矢量、块形状等。预测器(535)可基于样本块逐像素块操作，以找到合适的预测参考。在一些情况下，根据预测器(535)获得的搜索结果，可确定输入图片可具有从参考图片存储器(534)中存储的多个参考图片取得的预测参考。
控制器(550)可管理源编码器(530)的编码操作，包括例如设置用于对视频数据进行编码的参数和子群参数。
可在熵编码器(545)中对所有上述功能单元的输出进行熵编码。熵编码器(545)根据例如霍夫曼编码、可变长度编码、算术编码等技术对各种功能单元生成的符号进行无损压缩，从而将所述符号转换成已编码视频序列。
传输器(540)可缓冲由熵编码器(545)创建的已编码视频序列，从而为通过通信信道(560)进行传输做准备，所述通信信道可以是通向将存储已编码的视频数据的存储装置的硬件/软件链路。传输器(540)可将来自视频编码器(503)的已编码视频数据与要传输的其它数据合并，所述其它数据例如是已编码音频数据和/或辅助数据流(未示出来源)。
控制器(550)可管理视频编码器(503)的操作。在编码期间，控制器(550)可以为每个已编码图片分配某一已编码图片类型，但这可能影响可应用于相应的图片的编码技术。例如，通常可将图片分配为以下任一种图片类型：
帧内图片(I图片)，其可以是不将序列中的任何其它图片用作预测源就可被编码和解码的图片。一些视频编解码器容许不同类型的帧内图片，包括例如独立解码器刷新(Independent Decoder Refresh，“IDR”)图片。所属领域的技术人员了解I图片的变体及其相应的应用和特征。
预测性图片(P图片)，其可以是可使用帧内预测或帧间预测进行编码和解码的图片，所述帧内预测或帧间预测使用至多一个运动矢量和参考索引来预测每个块的样本值。
双向预测性图片(B图片)，其可以是可使用帧内预测或帧间预测进行编码和解码的图片，所述帧内预测或帧间预测使用至多两个运动矢量和参考索引来预测每个块的样本值。类似地，多个预测性图片可使用多于两个参考图片和相关联元数据以用于重建单个块。
源图片通常可在空间上细分成多个样本块(例如，4×4、8×8、4×8或16×16个样本的块)，且逐块进行编码。这些块可参考其它(已编码)块进行预测编码，根据应用于块的相应图片的编码分配来确定所述其它块。举例来说，I图片的块可进行非预测编码，或所述块可参考同一图片的已经编码的块来进行预测编码(空间预测或帧内预测)。P图片的像素块可参考一个先前编码的参考图片通过空间预测或通过时域预测进行预测编码。B图片的块可参考一个或两个先前编码的参考图片通过空间预测或通过时域预测进行预测编码。
视频编码器(503)可根据例如ITU-T H.265建议书的预定视频编码技术或标准执行编码操作。在操作中，视频编码器(503)可执行各种压缩操作，包括利用输入视频序列中的时间和空间冗余的预测编码操作。因此，已编码视频数据可符合所用视频编码技术或标准指定的语法。
在实施例中，传输器(540)可在传输已编码的视频时传输附加数据。源编码器(530)可将此类数据作为已编码视频序列的一部分。附加数据可包括时间/空间/SNR增强层、冗余图片和条带等其它形式的冗余数据、SEI消息、VUI参数集片段等。
采集到的视频可作为呈时间序列的多个源图片(视频图片)。帧内图片预测(常常简化为帧内预测)利用给定图片中的空间相关性，而帧间图片预测则利用图片之间的(时间或其它)相关性。在实施例中，将正在编码/解码的特定图片分割成块，正在编码/解码的特定图片被称作当前图片。在当前图片中的块类似于视频中先前已编码且仍被缓冲的参考图片中的参考块时，可通过称作运动矢量的矢量对当前图片中的块进行编码。所述运动矢量指向参考图片中的参考块，且在使用多个参考图片的情况下，所述运动矢量可具有识别参考图片的第三维度。
在一些实施例中，双向预测技术可用于帧间图片预测中。根据双向预测技术，使用两个参考图片，例如按解码次序都在视频中的当前图片之前(但按显示次序可能分别是过去和将来)第一参考图片和第二参考图片。可通过指向第一参考图片中的第一参考块的第一运动矢量和指向第二参考图片中的第二参考块的第二运动矢量对当前图片中的块进行编码。具体来说，可通过第一参考块和第二参考块的组合来预测所述块。
此外，合并模式技术可用于帧间图片预测中以改善编码效率。
根据本申请公开的一些实施例，帧间图片预测和帧内图片预测等预测的执行以块为单位。举例来说，根据HEVC标准，将视频图片序列中的图片分割成编码树单元(codingtree unit，CTU)以用于压缩，图片中的CTU具有相同大小，例如64×64像素、32×32像素或16×16像素。一般来说，CTU包括三个编码树块(coding tree block，CTB)，所述三个编码树块是一个亮度CTB和两个色度CTB。更进一步的，还可将每个CTU以四叉树拆分为一个或多个编码单元(coding unit，CU)。举例来说，可将64×64像素的CTU拆分为一个64×64像素的CU，或4个32×32像素的CU，或16个16×16像素的CU。在实施例中，分析每个CU以确定用于CU的预测类型，例如帧间预测类型或帧内预测类型。此外，取决于时间和/或空间可预测性，将CU拆分为一个或多个预测单元(prediction unit，PU)。通常，每个PU包括亮度预测块(prediction block，PB)和两个色度PB。在实施例中，编码(编码/解码)中的预测操作以预测块为单位来执行。以亮度预测块作为预测块为例，预测块包括像素值(例如，亮度值)的矩阵，例如8×8像素、16×16像素、8×16像素、16×8像素等等。
图6是根据本申请公开的另一实施例的视频编码器(603)的图。视频编码器(603)用于接收视频图片序列中的当前视频图片内的样本值的处理块(例如预测块)，且将所述处理块编码到作为已编码视频序列的一部分的已编码图片中。在本实施例中，视频编码器(603)用于代替图3实施例中的视频编码器(303)。
在HEVC实施例中，视频编码器(603)接收用于处理块的样本值的矩阵，所述处理块为例如8×8样本的预测块等。视频编码器(603)使用例如率失真(rate-distortion，RD)优化来确定是否使用帧内模式、帧间模式或双向预测模式来编码所述处理块。当在帧内模式中编码处理块时，视频编码器(603)可使用帧内预测技术以将处理块编码到已编码图片中；且当在帧间模式或双向预测模式中编码处理块时，视频编码器(603)可分别使用帧间预测或双向预测技术将处理块编码到已编码图片中。在某些视频编码技术中，合并模式可以是帧间图片预测子模式，其中，在不借助预测值外部的已编码运动矢量分量的情况下，从一个或多个运动矢量预测值导出运动矢量。在某些其它视频编码技术中，可存在适用于主题块的运动矢量分量。在实施例中，视频编码器(603)包括其它组件，例如用于确定处理块模式的模式决策模块(未示出)。
在图6的实施例中，视频编码器(603)包括如图6所示的耦接到一起的帧间编码器(630)、帧内编码器(622)、残差计算器(623)、开关(626)、残差编码器(624)、通用控制器(621)和熵编码器(625)。
帧间编码器(630)用于接收当前块(例如处理块)的样本、比较所述块与参考图片中的一个或多个参考块(例如先前图片和后来图片中的块)、生成帧间预测信息(例如根据帧间编码技术的冗余信息描述、运动矢量、合并模式信息)、以及基于帧间预测信息使用任何合适的技术计算帧间预测结果(例如已预测块)。在一些实施例中，参考图片是基于已编码的视频信息解码的已解码参考图片。
帧内编码器(622)用于接收当前块(例如处理块)的样本、在一些情况下比较所述块与同一图片中已编码的块、在变换之后生成量化系数、以及在一些情况下还(例如根据一个或多个帧内编码技术的帧内预测方向信息)生成帧内预测信息。在实施例中，帧内编码器(622)还基于帧内预测信息和同一图片中的参考块计算帧内预测结果(例如已预测块)。
通用控制器(621)用于确定通用控制数据，且基于所述通用控制数据控制视频编码器(603)的其它组件。在实施例中，通用控制器(621)确定块的模式，且基于所述模式将控制信号提供到开关(626)。举例来说，当所述模式是帧内模式时，通用控制器(621)控制开关(626)以选择供残差计算器(623)使用的帧内模式结果，且控制熵编码器(625)以选择帧内预测信息且将所述帧内预测信息添加在码流中；以及当所述模式是帧间模式时，通用控制器(621)控制开关(626)以选择供残差计算器(623)使用的帧间预测结果，且控制熵编码器(625)以选择帧间预测信息且将所述帧间预测信息添加在码流中。
残差计算器(623)用于计算所接收的块与选自帧内编码器(622)或帧间编码器(630)的预测结果之间的差(残差数据)。残差编码器(624)用于基于残差数据操作，以对残差数据进行编码以生成变换系数。在实施例中，残差编码器(624)用于将残差数据从空间域转换到频域，且生成变换系数。变换系数接着经由量化处理以获得量化的变换系数。在各种实施例中，视频编码器(603)还包括残差解码器(628)。残差解码器(628)用于执行逆变换，且生成已解码残差数据。已解码残差数据可适当地由帧内编码器(622)和帧间编码器(630)使用。举例来说，帧间编码器(630)可基于已解码残差数据和帧间预测信息生成已解码块，且帧内编码器(622)可基于已解码残差数据和帧内预测信息生成已解码块。适当处理已解码块以生成已解码图片，且在一些实施例中，所述已解码图片可在存储器电路(未示出)中缓冲并用作参考图片。
熵编码器(625)用于将码流格式化以产生已编码的块。熵编码器(625)根据HEVC标准等合适标准产生各种信息。在实施例中，熵编码器(625)用于获得通用控制数据、所选预测信息(例如帧内预测信息或帧间预测信息)、残差信息和码流中的其它合适的信息。应注意，根据所公开的主题，当在帧间模式或双向预测模式的合并子模式中对块进行编码时，不存在残差信息。
图7是根据本申请公开的另一实施例的视频解码器(710)的图。视频解码器(710)用于接收作为已编码视频序列的一部分的已编码图像，且对所述已编码图像进行解码以生成重建的图片。在实施例中，视频解码器(710)用于代替图3实施例中的视频解码器(310)。
在图7实施例中，视频解码器(710)包括如图7中所示耦接到一起的熵解码器(771)、帧间解码器(780)、残差解码器(773)、重建模块(774)和帧内解码器(772)。
熵解码器(771)可用于根据已编码图片来重建某些符号，这些符号表示构成所述已编码图片的语法元素。此类符号可包括例如用于对所述块进行编码的模式(例如帧内模式、帧间模式、双向预测模式、后两者的合并子模式或另一子模式)、可分别识别供帧内解码器(772)或帧间解码器(780)用以进行预测的某些样本或元数据的预测信息(例如帧内预测信息或帧间预测信息)、呈例如量化的变换系数形式的残差信息等等。在实施例中，当预测模式是帧间或双向预测模式时，将帧间预测信息提供到帧间解码器(780)；以及当预测类型是帧内预测类型时，将帧内预测信息提供到帧内解码器(772)。残差信息可经由逆量化并提供到残差解码器(773)。
帧间解码器(780)用于接收帧间预测信息，且基于所述帧间预测信息生成帧间预测结果。
帧内解码器(772)用于接收帧内预测信息，且基于所述帧内预测信息生成预测结果。
残差解码器(773)用于执行逆量化以提取解量化的变换系数，且处理所述解量化的变换系数，以将残差从频域转换到空间域。残差解码器(773)还可能需要某些控制信息(用以获得量化器参数QP)，且所述信息可由熵解码器(771)提供(未标示数据路径，因为这仅仅是低量控制信息)。
重建模块(774)用于在空间域中组合由残差解码器(773)输出的残差与预测结果(可由帧间预测模块或帧内预测模块输出)以形成重建的块，所述重建的块可以是重建的图片的一部分，所述重建的图片继而可以是重建的视频的一部分。应注意，可执行解块操作等其它合适的操作来改善视觉质量。
应注意，可使用任何合适的技术来实施视频编码器(303)、视频编码器(503)和视频编码器(603)以及视频解码器(310)、视频解码器(410)和视频解码器(710)。在实施例中，可使用一个或多个集成电路来实施视频编码器(303)、视频编码器(503)和视频编码器(603)以及视频解码器(310)、视频解码器(410)和视频解码器(710)。在另一实施例中，可使用执行软件指令的一个或多个处理器来实施视频编码器(303)、视频编码器(503)和视频编码器(603)以及视频解码器(310)、视频解码器(410)和视频解码器(710)。
本申请的各实施例提供了用于从基于历史的运动矢量预测缓冲区中选择运动矢量预测候选块的方法和装置。
根据一些实施例，当前块的MV可以以显式方式编码，以指示MV预测值与MV之间的差值，或者以隐式方式编码，以指示从一个先前已编码的或生成的MV导出。或者，当使用双向预测时，可以以显式或隐式方式对MV对进行编码。MV的显式编码可以被称为高级运动矢量预测(AMVP)或残差模式。MV的隐式编码可以被称为合并模式(或者帧间合并模式)，其通过共享先前已编码的块的运动信息将当前块合并到先前已编码块中。
在合并模式中，可基于来自当前块的空间或时间相邻块的运动信息形成合并候选块。参考图8，根据本申请的一些实施例，针对当前图片中的当前块(801)示出了空间和时间合并候选块(或者空间和时间合并候选块的位置)的示例。可以以合并模式对当前块(801)进行编码。该位置包括A、B、C、D和E。为了简洁起见，与位于位置A、B、C、D和E的空间相邻块相关联的空间合并候选块也可以使用相应的位置做参考。可以将空间合并候选块顺序地检查到合并候选块列表中。在示例中，对于每个空间合并候选块，根据诸如{A，B，C，D，E}或其它排序的顺序检查相应空间合并候选块的可用性。例如，如果位于检查位置处的空间相邻块是帧内预测的，且在当前图片、当前条带、当前矩形块等之外，则相应的空间合并候选块被认为是不可用的。可以执行修剪操作以从合并候选块列表中移除一个或多个重复的空间合并候选块。在一个示例中，可以从位于位置A、B、C、D和E的空间相邻块推导出多达四个空间合并候选块。
在一些实施例中，在将空间合并候选块包括到合并候选块列表中之后，将一个或多个时间合并候选块检入合并候选块列表中。例如，在指定的参考图片中标识当前块的并置块。如图8所示，当前块(801)的指定参考图片中的并置块可以具有与当前块(801)相同的位置坐标(例如，x和y坐标)。时间合并候选块可以来自并置块的C0位置处的时间相邻块。如果在C0位置处的时间相邻块未以帧间模式编码或者不可用，则时间合并候选块可以来自并置块的C1位置处的时间相邻块。C1位置处的时间相邻块可以在当前块(801)的中心位置附近或者在中心位置处。根据一些实施例，合并候选块列表中的附加合并候选块可包括组合的双预测候选块和/或零运动矢量候选块。
跳过模式可以用于当前块，其指示当前块的运动信息是被推断出的而不是被显式地指示并且指示预测残差(或残差数据)是零(即，没有发送变换系数)。在图片间预测条带中的每个CU的开始处，可以指示跳过标记(例如，skip_flag)，其意味着以下中的一个或多个：(i)该CU包含一个PU(例如，2N×2N)；(ii)合并模式用于导出运动信息；(iii)在视频码流中未发送残差数据。
根据一些实施例，子CU模式被启用作为附加合并候选块。在一些实施例中，不使用附加语法元素指示子CU模式。在一些实施例中，将两个附加合并候选块添加到每个CU的合并候选块列表中以表示替代的时间运动矢量预测(ATMVP)模式和空间-时间运动矢量预测(STMVP)模式。
序列参数集可以指示合并候选块列表中的多个合并候选块。例如，如果序列参数集指示启用了ATMVP模式和STMVP模式，则可以在合并候选块列表中使用多达七个合并候选块。附加合并候选块的编码逻辑可以与合并候选块列表中的其它合并候选块的编码逻辑相同，这导致对于P条带(预测条带)或B条带(双向预测条带)中的每个CU，对两个附加合并候选块执行另外两次率失真(RD)检查。在一个示例中，合并候选块的顺序是{A，B，C，D，ATMVP候选块，STMVP候选块，E}(当合并候选块列表中的合并候选块小于6时)，时间合并候选块，组合的双预测候选块和零运动矢量候选块。合并候选块列表中的合并候选块可以由合并索引引用。在一些实施例中，合并索引的所有二进制位通过上下文自适应二进制算术编码(CABAC)进行上下文编码。在一个示例中，合并候选块的最大数量是7。在其它实施例中，仅第一个二进制位是上下文编码的，并且剩余的二进制位是上下文省略编码的。
根据一些实施例，从先前已编码块搜索候选运动矢量，例如，步长为8×8块。图9示出了由8×8块包围的当前块(901)。最近的空间相邻块是类别1候选块，并且包括紧邻的顶行(910)(即，包括分别与运动矢量mv0和mv1相关联的块(911)-(914)的紧邻的顶行(910))、紧邻的左列(920)(即，包括分别与运动矢量mv1、mv2和mv3相关联的块(921)-(924)的紧邻的左列(920))以及与运动矢量mv2相关联的紧邻的右上角块(931)。类别2候选块可以包括远离当前块边界的外部区域块和在先前已编码图片中与当前块(901)并置的块。类别2候选块最多可包括三个候选块。在图9中，类别2候选块可以选自外顶行(940)(即，包括分别与运动矢量mv4和mv5相关联的块(941)-(944)的外顶行(940))和左外侧列(950)(即，包括分别与运动矢量mv5和mv6相关联的块(951)-(954)的左外侧列(950))。与诸如最近的空间相邻块、外部区域块、以及与当前块(901)并置的块等从不同的参考图片预测或者是帧内编码的相邻块相关联的运动矢量可以从合并候选块列表中去除。可以为剩余的每个运动矢量分配权重。权重可以与相应块到当前块(901)的距离相关。作为示例，如图9所示，合并候选块列表可以包括以下类别1候选块：mv1、mv0、mv2和mv3。合并候选块列表还可以包括以下类别2候选块：mv5、mv6和mv4。
根据一些实施例，扩展合并模式包括与当前块不紧邻的块相关联的附加合并候选块。附加合并候选块可以位于相对于当前块的左、上、左下、右上和左上方向。在示例中，合并候选块的最大数量是10。图10示出了由具有对角线格局的块围绕在左、左下、左上、上和右上的当前块(1001)。这些块可以包括相邻块A、B、C、D和E，它们分别对应于图8中的相邻块A、B、C、D和E。
在图10中，块E2的左上角可以具有相对于当前块(1001)的左上角(0,0)的偏移(-offset_x，-offset_y)。在示例中，offset_x和offset_y是48。
在一个示例中，附加顶部候选块与附加顶部块相关联，例如块B1和B2。与块B相比，块B1在垂直方向上可以具有16个单位的偏移。此外，与块B1相比，块B2在垂直方向上可以具有16个单位的偏移。在示例中，附加右上候选块与附加右上块相关联，例如块C1和C2。与块C相比，块C1在垂直方向上可以具有16个单位的偏移。此外，与块C1相比，块C2在垂直方向上可以具有16个单位的偏移。
类似地，在示例中，附加左候选块与附加左块相关联，例如块A1和A2。与块A相比，块A1在水平方向上可以具有16个单位的偏移。进一步地，与块A1相比，块A2在水平方向上可以具有16个单位的偏移。在示例中，附加左下候选块与附加左下块相关联，例如块D1和D2。与块D相比，块D1在水平方向上可以具有16个单位的偏移。进一步地，与块D1相比，块D2在水平方向上可以具有16个单位的偏移。
在一个示例中，附加左上候选块与附加左上块相关联，例如块E1和E2。与块E相比，块E1在水平方向和垂直方向上都可以具有16个单位的偏移。进一步地，与块E1相比，块E2在水平方向和垂直方向上都可以具有16个单位的偏移。
可以按照从最接近当前块(1001)的块到最远离当前块(1001)的块的顺序检查上述候选块。例如，候选块的顺序是A、B、C、D、E、A1、B1、C1、D1、E1、A2、B2、C2、D2和E2。
根据一些实施例，当前块的先前已编码块的运动信息可以存储在基于历史的运动矢量预测(HMVP)缓冲区(也称为历史缓冲区)中以提供更多运动矢量预测(MVP)候选块。HMVP缓冲区可以包括多个MVP候选块，并且可以在编码/解码过程期间被维护。在示例中，HMVP缓冲区可以包括MVP候选块。HMVP缓冲区可以被用在任何合适的编码器和/或解码器中。
在各种实施例中，可以在多个帧间预测方向之一对编码块进行编码，该多个帧间预测方向诸如包括前向单向预测和后向单向预测的单向预测、双向预测等。在一个实施例中，使用前向单向预测对编码块进行编码，因此，用于编码块的运动信息包括第一MV、第一参考索引和预测方向(例如，指示前向单向预测的指示符)和/或类似的信息。第一参考索引可以指示用于预测编码块的第一参考列表0中的第一参考图片。在一个实施例中，使用双向预测对编码块进行编码，因此，用于编码块的运动信息包括第一MV、与第一MV相关联的第一参考索引、第二MV、与第二MV相关联的第二参考索引以及指示双向预测的指示符等。第一参考索引和第二参考索引分别指示第一参考列表0中的第一参考图片和第二参考列表1中的第二参考图片以预测编码块。可以理解，解码的过程与编码过程对应。
在一些实施例中，HMVP缓冲区可以先进先出(FIFO)原理操作，因此，例如当HMVP缓冲区已满时，首先存储在HMVP缓冲区中的一条运动信息被首先从HMVP缓冲区中移除。当在诸如合并模式或AMVP模式的运动矢量预测处理期间使用HMVP缓冲区时，可以首先考虑最近存储的运动信息(例如，首选用作预测值)。然而，在一些示例中，当前块的当前运动信息可能与HMVP缓冲区中最近存储的运动信息不是最相似的。例如，当前运动信息可以与在预测某些先前已编码块时经常使用的运动信息最相似。因此，在视频编码的一些实施例中，基于使用多条运动信息预测先前已编码块的频率，为当前块选择至少一个MVP候选块可能是有利的。
在一些实施例中，当将新的运动信息添加到HMVP缓冲区中时可以应用修剪过程，其中新的运动信息可以包括新的运动矢量、指示新的参考图片的新的参考索引、指示新的帧间预测方向的新指示符等等。例如，可以将新的运动信息与HMVP缓冲区中的现有条目进行比较，其中现有条目可以包括现有运动矢量、现有参考索引、现有指示符等。当新的运动信息与HMVP缓冲区中的现有条目不同时，新的运动信息被添加到HMVP缓冲区。否则，新的运动信息不会被添加到HMVP缓冲区。在一个实施例中，当新运动矢量、新参考索引和新指示符中的任一个与现有的运动矢量、参考索引和指示符不同时，新的运动信息即与HMVP缓冲区中的现有条目不同。在一个示例中，当新MV与任何现有运动矢量不相同时或者当新MV与每个现有运动矢量之间的差值大于一阈值时，例如当前块的像素大小(或1像素)，新MV与HMVP缓冲区中的现有运动矢量不同。或者，当新MV与每个现有运动矢量之间的差值在阈值内时，认为新MV与HMVP缓冲区中的现有运动矢量没有不同。上述修剪过程适用于HMVP缓冲区，其存储任何合适的运动信息，包括用于当前块的运动矢量、运动矢量预测值、参考索引、指示帧间预测方向的指示符等。
在使用帧间预测编码当前块时可应用各种模式。该各种模式可以包括但不限于如上所述的合并模式、扩展合并模式和AMVP模式。跳过模式可以使用合并模式导出当前块的运动信息，并且不对残差数据进行编码，因此，跳过模式可以被视为合并模式的特殊情况。出于简洁的目的，在合并模式或扩展合并模式中使用的合并候选块和在AMVP模式中使用的运动矢量预测候选块可被称为运动矢量预测(MVP)候选块。另外，MVP候选块列表存储至少一个MVP候选块，该至少一个MVP候选块可被用于诸如合并模式、AMVP模式等的帧间预测。
根据本申请的实施例，在使用帧间预测重建当前图片中的当前块的视频编码(例如，视频解码或视频编码)中，可以从HMVP缓冲区中选择当前块的MVP候选块列表中的至少一个MVP候选块，该HMVP缓冲区包括存储多条运动信息的多个条目。每个条目可以存储包括先前已编码块的运动矢量的运动信息。根据本申请的实施例，可以基于多条运动信息被采用于预测先前已编码块的频率，从HMVP缓冲区中选择要包括在MVP候选块列表中的至少一个MVP候选块。进一步地，可以基于MVP候选块列表确定当前块的当前运动信息，并且可以基于当前运动信息重建当前块的至少一个样本。在一些实施例中，HMVP缓冲区还存储指示多条运动信息中的每条运动信息的频率的值。可以使用任何合适的方法构建HMVP缓冲区，并且HMVP缓冲区包括任何合适的块的运动信息，例如参考图1和8-10描述的块。
如上所述，HMVP缓冲区包括多条运动信息。根据本申请的第一方面，HMVP缓冲区可以包括多个条目，该多个条目存储用于预测多个先前已编码块的多个运动信息中的相同的那个运动信息。因此，多个先前已编码块具有多个运动信息中的相同的那一个信息，例如相同的运动矢量、相同的参考图片、相同的帧间预测方向等。可以基于HMVP缓冲区中的多条运动信息的出现次数确定多条运动信息用于预测先前已编码块的频率。在各个示例中，不修剪HMVP缓冲区中的多条运动信息。
图11A示出了根据本申请实施例的HMVP缓冲区(1110)的示例。在图11A的示例中，HMVP缓冲区(1110)包括位于8个位置[0]-[7]的8个条目。当预测先前已编码块时，可以按时间顺序存储条目[0]-[7]。位置[0]-[7]可以指示条目[0]-[7]被存储并出现在HMVP缓冲区(1110)中的时间顺序(也称为时间顺序)。因此，在各种示例中，条目[0]来自先前已编码块中的第一个，因此，是第一个要存储的并且作为HMVP缓冲区(1110)中的第一条目(也被称为最旧条目)出现的条目。条目[7]来自最近编码的块，因此是最新存储的并且在HMVP缓冲区(1110)中显示为最后的条目(也被称为最近条目或最新条目)。条目[0]和条目[7]分别位于HMVP缓冲区(1110)的第一位置(即位置[0])和最后位置(即位置[7])。
在一个示例中，当包括新运动矢量的新运动信息被添加到未满的HMVP缓冲区时，可将HMVP缓冲区中的当前条目向HMVP缓冲区的第一位置移位一个位置，并且新运动信息作为最新条目被存储至HMVP缓冲区的最后位置处。在一个示例中，当HMVP缓冲区已满并且当前条目中的第一个被移除时，HMVP缓冲区的剩余条目向第一位置移位一个位置，并且新运动信息作为最新条目被存储至最后位置，例如图11A中的位置[7]。
在各种示例中，相应条目中的每条运动信息包括相应的先前已编码块的运动矢量。在图11A的示例中，条目[7]存储最近使用的运动矢量(2,0)(即，最后使用的运动矢量)，并且条目[0]存储第一使用的运动矢量(0,0)。条目[0]、[2]和[4]存储用于预测3个先前已编码块的运动矢量(0,0)。另外，条目[1]和[6]存储用于预测2个其它先前已编码块的另一个运动矢量(2,1)。诸如参考索引的附加运动信息也可以被分别存储在条目[0]-[7]中。在参考图11A和11B的描述中，诸如指示参考图片的参考索引的附加运动信息和指示条目[0]、[2]和[4]中的帧间预测方向的指示符是相同的。类似地，条目[1]和[6]中的附加运动信息是相同的。因此，HMVP缓冲区(1110)包括由5个运动矢量(0,0)、(2,1)、(2,0)、(0,5)和(-1，-1)表示的5条不同的运动信息。因此，运动信息也可以使用相应的运动矢量表示。
根据第一方面的第一实施例，可以选择至少一个MVP候选块作为HMVP缓冲区中具有最大出现次数的多条运动信息的子集。例如，首先选择HMVP缓冲区中最频繁使用的运动信息以将其包括在MVP候选块列表中。因此，在HMVP缓冲区中的条目中，首先选择具有最大出现次数的运动信息，然后选择具有第二大出现次数的另一条运动信息，以此类推。当多条运动信息具有相同的出现次数时，可以基于多条运动信息被存储在HMVP缓冲区中的时间顺序选择至少一个MVP候选块。在这方面，可以基于HMVP缓冲区中的多条运动信息的位置选择至少一个MVP候选块。在示例中，当多条运动信息中的第一运动信息被存储得比多条运动信息中的第二运动信息更近时，在第二运动信息之前选择第一运动信息。
图11B在表的第二行示出了5个运动矢量(0,0)、(2,1)、(2,0)、(0,5)和(-1，-1)以及在第三行示出在HMVP缓冲区(1110)中相应的出现次数，其中5个运动矢量表示5个不同的运动信息。第一行表示5个运动矢量存储在HMVP缓冲区(1110)中的时间顺序。在图11B所示的示例中，第一行通过使用5个运动矢量的最近的位置指示5个运动矢量在HMVP缓冲区(1110)中的最新出现。根据第一方面的第一实施例，当选择要包括在MVP候选块列表中的至少一个MVP候选块时，可以使用以下顺序：{(0,0)，(2,1)，(2,0)，(0,5)，(-1,-1)}。运动矢量(0,0)在HMVP缓冲区中具有最大(即3)的出现次数，因此首先被选择；然后是在HMVP缓冲区中具有第二大(即2)的出现的次数的运动矢量(2,1)。剩余运动矢量(2,0)、(0,5)、(-1,-1)的出现次数为1。剩余运动矢量(2,0)、(0,5)和(-1,-1)在HMVP缓冲区(1110)中的位置是7、5和3。因此，在运动矢量(0,5)之前选择运动矢量(2,0)，并且在运动矢量(-1，-1)之前选择运动矢量(0,5)。
根据第一方面的第二实施例，HMVP缓冲区包括多条运动信息中的第一组，其中第一组中的每条运动信息的出现次数大于非负整数N，例如0、1、2等。因此，可以从第一组中选择至少一个MVP候选块。在一些示例中，还可以基于第一组中的条目被添加到HMVP缓冲区的时间顺序从第一组中选择至少一个MVP候选块。进一步地，当第一组的数量小于至少一个MVP候选块的数量时，可基于将剩余运动信息添加到HMVP缓冲区的时间顺序，从剩余运动信息中选择一条或多条运动信息。
参见图11A和图11B，运动矢量(0,0)、(2,1)、(2,0)、(0,5)、(-1，-1)的出现次数分别是3、2、1、1和1。在示例中，N是1。因此，第一组包括两个运动矢量(0,0)和(2,1)，并且剩余的运动矢量包括运动矢量(2,0)、(0,5)和(-1，-1)。根据第一方面的第二实施例，当选择要包括在MVP候选块列表中的至少一个MVP候选块时，可以使用以下顺序：{(2,1)，(0,0)，(2,0)，(0,5)，(-1,-1)}。在该示例中，基于将两个运动矢量(0,0)和(2,1)添加到HMVP缓冲区的时间顺序从第一组中选择至少一个MVP候选块，并且由于运动矢量(2,1)比运动矢量(0,0)更近地存储，所以在运动矢量(0,0)之前选择运动矢量(2,1)。类似地，在运动矢量(0,5)之前选择运动矢量(2,0)，并且在运动矢量(-1,-1)之前选择运动矢量(0,5)。
根据第一方面的第三实施例，HMVP缓冲区的M个最近条目包括HMVP缓冲区中最近存储的M条运动信息，并且M是正整数。
在第三实施例的第一示例中，可以选择至少一个MVP候选块作为M个最近条目中具有最大出现次数的多个运动信息的子集。类似地，当M个最近条目中的多个运动信息具有相同的运动信息时，可以基于多个运动信息被存储在HMVP缓冲区中的时间顺序选择至少一个MVP候选块，如上所述，因此，为了简洁起见，省略了详细描述。在一些示例中，当至少一个MVP候选块的数量大于M个最近条目的数量时，可以基于将剩余的条目添加到HMVP缓冲区的时间顺序，从HMVP缓冲区中的剩余条目中选择一个或多个另外的运动信息。剩余条目在M个最近条目之前被存储到HMVP缓冲区中。
参见图11A，当M为6时，HMVP缓冲区(1110)中最近存储的6条运动信息被存储在6个最近的条目中，即条目[2]-[7]。该6个最近条目包括5个不同的运动矢量(0,0)、(2,0)、(2,1)、(0,5)和(-1,-1)，以及5个运动矢量(0,0)、(2,0)、(2,1)、(0,5)和(-1，-1)在6个最近条目中的出现次数分别为2、1、1、1和1。根据第三实施例的第一示例，当选择要包括在MVP候选块列表中的至少一个MVP候选块，可以使用以下顺序：{(0,0)，(2,0)，(2,1)，(0,5)，(-1,-1)}。
根据第三实施例的第二示例，可以基于HMVP缓冲区(1110)中最近存储的M个运动信息的出现次数，从M个最近的条目中选择至少一个MVP候选块。参考图11A，当M为2时，HMVP缓冲区(1110)中最近存储的2条运动信息被存储在2个最近的条目中，即条目[6]-[7]。2个最近条目包括2个不同的运动矢量(2,0)和(2,1)，并且运动矢量(2,0)和(2,1)在HMVP缓冲区(1110)中的出现次数分别为1和2。因此，在运动矢量(2,0)之前选择运动矢量(2,1)，因为运动矢量(2,1)的出现次数大于运动矢量(2,0)的出现次数。在示例中，可以基于剩余条目被添加到HMVP缓冲区的时间顺序从剩余条目中选择另外的一个或多个MVP候选块。因此，根据第三实施例的第二示例，可以使用以下顺序：{(2,1)，(2,0)，(0,5)，(0,0)，(-1,-1)}从MVP候选块列表选择至少一个MVP候选块。
根据第三实施例的第三示例，可以从M个最近存储的运动信息中的第一组中选择至少一个MVP候选块，其中第一组中的每条运动信息在M个最近条目中出现的次数大于N，N是非负整数。类似地，当第一组中的多条运动信息在M个最近条目中具有相同的出现次数时，可以基于类似如上所述的将多条运动信息存储至HMVP缓冲区的时间顺序选择至少一个MVP候选块，因此，为了简洁起见，省略了详细描述。在一些示例中，当至少一个MVP候选块的数量大于第一组的数量时，可以从HMVP缓冲区中的其它运动信息中选择一个或多个附加运动信息，其中，基于该其它运动信息被添加到HMVP缓冲区的时间顺序，该其它运动信息未被包含进第一组中。
参见图11A，如上所述，当M是6并且N是1时，6个最近条目包括5个不同的运动矢量(2,0)、(2,1)、(0,5)、(0,0)以及(-1,-1)，并且5个运动矢量在6个最近条目中的出现次数是1、1、1、2和1。根据第三实施例的第三示例，6条最近存储的运动信息的第一组包括在6个最近条目中出现超过1次的运动矢量(0,0)，因此，可以从包括运动矢量(0,0)的第一组中选择至少一个MVP候选块。此外，多条运动信息中的其它运动信息包括4个不同的运动矢量(2,0)、(2,1)、(0,5)和(-1，-1)。当考虑运动矢量(2,0)、(2,1)、(0,5)和(-1,-1)的位置时，可以使用如下顺序选择MVP候选块列表的至少一个MVP候选块：{(0,0)，(2,0)，(2,1)，(0,5)，(-1,-1)}。
在第三实施例的第四示例中，可以从M个最近存储的运动信息中的第二组中选择MVP候选块列表中的至少一个MVP候选块。第二组中的每条运动信息在HMVP缓冲区中出现多于N次。类似地，当第二组中的多个运动信息在HMVP缓冲区中具有相同的出现次数时，可以基于该多个运动信息被存储在HMVP缓冲区中的时间顺序选择至少一个MVP候选块，类似于如前所述。在一些示例中，当至少一个MVP候选块的数量大于第二组的数量时，可以基于时间顺序从多条运动信息中的其它运动信息中选择一条或多条附加运动信息，该时间顺序为将该其它运动信息添加到HMVP缓冲区的时间顺序。
参见图11A，当M为2并且N为1时，如上所述，2个最近条目包括2个运动向量(2,0)和(2,1)，其在HMVP缓冲区(1110)中的出现次数分别为1和2。根据第三实施例的第四示例，2个最近存储的运动信息的第二组包括在HMVP缓冲区(1110)中出现多于1次的运动矢量(2,1)，因此，可以从包括运动矢量(2,1)的第二组中选择MVP候选块列表中的至少一个MVP候选块。此外，多条运动信息中的其它运动信息包括运动矢量(2,0)、(0,5)、(0,0)和(-1,-1)。当考虑运动矢量(2,0)、(0,5)、(0,0)和(-1，-1)的位置时，可以使用如下顺序选择MVP候选块列表中的至少一个MVP候选块：{(2,1)，(2,0)，(0,5)，(0,0)和(-1,-1)}。
根据本申请的第二方面，如上所述，HMVP缓冲区可以存储指示多条运动信息中的每条运动信息的频率的值。在各种示例中，修剪HMVP缓冲区中的多个条目，并且多条运动信息是不同的。因此，可以基于多条运动信息的频率选择MVP候选块列表中的至少一个MVP候选块。
根据第二方面的第一实施例，可以选择MVP候选块列表中的至少一个MVP候选块作为HMVP缓冲区中具有最大频率的多条运动信息的子集。例如，当一条运动信息的频率在所有频率中最大时，首先选择HMVP缓冲区中的该条运动信息，然后选择具有第二大频率的另一条运动信息，以此类推。当多条运动信息具有相同的一个频率时，可以基于将该多条运动信息存储在HMVP缓冲区中的时间顺序选择至少一个MVP候选块，类似于如上所述。
图12示出了根据本申请实施例的HMVP缓冲区(1210)的示例。在图12示例中，HMVP缓冲区(1210)包括处于8个位置[0]-[7]的8个条目。当预测先前已编码块时，可以按时间顺序存储和/或更新条目[0]-[7]。因此，HMVP缓冲区(1210)中的位置[0]-[7]指示条目[0]-[7]被存储或更新并且出现在HMVP缓冲区(1210)中的时间顺序。因此，在各种示例中，来自最近已编码块的条目[7]被最近存储并且出现在HMVP缓冲区(1210)中。另一方面，条目[0]来自先前已编码块中的第一个，并且是条目[0]-[7]中第一个被存储的条目。
参见图12，条目[0]-[7]包括8个不同的运动信息，该8个不同的运动信息包括8个不同的运动矢量，如第一行所示。如图12所示，例如当运动矢量的每个实例的参考图片和帧间预测方向相同时，也可以使用相应的运动矢量表示8条运动信息。例如，可以使用运动矢量(0,3)表示存储在条目[0]中的运动信息。8个运动矢量的频率显示在第二行中。根据第二方面的第一实施例，当选择要包括在MVP候选块列表中的至少一个MVP候选块时，可以使用以下顺序：{(2,1)，(0,2)，(0,5)，(-1,-1)，(2,0)，(0,0)，(2,-1)，(0,3)}。例如，在其它运动矢量之前选择运动矢量(2,1)和(0,2)，因为运动矢量(2,1)和(0,2)的频率大于其它运动矢量的频率。另外，在运动矢量(0,2)之前选择运动矢量(2,1)，因为运动矢量(2,1)比运动矢量(0,2)更新。类似地，在选择运动矢量(2,1)和(0,2)之后，可以根据如下顺序{(0,5)，(-1,-1)，(2,0)，(0,0)，(2,-1)，(0,3)}选择其它运动矢量。
根据第二方面的第二实施例，可以从多条运动信息中的第一组中选择MVP候选块列表中的至少一个MVP候选块，其中第一组中的每条运动信息的频率大于非负整数N。当第一组中的多条运动信息具有相同的一个频率时，可以基于将该多条运动信息存储在HMVP缓冲区中的时间顺序选择至少一个MVP候选块，类似于前面所描述的。此外，当第一组的数量小于至少一个MVP候选块的数量时，可例如基于时间顺序从多条运动信息的剩余运动信息中选择一条或多条运动信息，该时间顺序为将该剩余运动信息添加到HMVP缓冲区的时间顺序。
再次参见图12，当N为1时，根据第二方面的第二实施例，多条运动信息的第一组包括具有大于1的频率的运动矢量(2,1)、(0,5)、(-1,-1)和(0,2)。可以基于相应运动矢量(2,1)、(0,5)、(-1,-1)和(0,2)的位置[6]、[5]、[3]和[2]进一步选择至少一个MVP候选块。当至少一个MVP候选块的数量大于第一组的数量时，可以例如基于剩余运动矢量在HMVP缓冲区中(1210)的位置选择HMVP缓冲区(1210)中的一个或多个剩余运动矢量。因此，当选择要包括在MVP候选块列表中的至少一个MVP候选块时，可以使用以下顺序：{(2,1)，(0,5)，(-1,-1)，(0,2)，(2,0)，(0,0)，(2,-1)，(0,3)}。
根据第二方面的第三实施例，HMVP缓冲区可以包括在HMVP缓冲区中最近存储的M个运动信息。在第三实施例的第一示例中，可以选择至少一个MVP候选块作为M个最近存储的运动信息中最常使用的多个运动信息的子集，即，可以基于M个最近存储的运动信息的频率选择至少一个MVP候选块。
如图12所示，当M为4时，根据第三实施例的第一示例，运动矢量(2,0)、(2,1)、(0,5)和(0,0)对应于最近的位置[4]-[7]。可以根据{(2,1)，(0,5)，(2,0)，(0,0)}的顺序、基于运动矢量的频率从运动矢量(2,0)、(2,1)、(0,5)和(0,0)中选择至少一个MVP候选块。基于运动矢量(2,0)和(0,0)的相应位置，在运动矢量(0,0)之前选择运动矢量(2,0)。当至少一个MVP候选块的数量大于M时，可以例如基于剩余运动矢量在HMVP缓冲区(1210)中的位置选择HMVP缓冲区(1210)中的一个或多个剩余运动矢量。因此，当选择要包括在MVP候选块列表中的至少一个MVP候选块时，可以使用以下顺序：{(2,1)，(0,5)，(2,0)，(0,0)，(-1,-1)，(0,2)，(2,-1)，(0,3)}。
在第三实施例的第二示例中，可以从M个最近存储的运动信息的第一组中选择至少一个MVP候选块，其中第一组中的每条运动信息的频率大于非负整数N。此外，还可以基于运动信息的位置从第一组中选择至少一个MVP候选块。
参见图12，当M为4且N为1时，最近存储的4个运动矢量(2,0)、(2,1)、(0,5)和(0,0)中的第一组包括运动矢量(2,1)和(0,5)。可以在运动矢量(0,5)之前选择运动矢量(2,1)。因此，当选择要包括在MVP候选块列表中的至少一个MVP候选块时，可以使用以下顺序：{(2,1)，(0,5)，(2,0)，(0,0)，(-1,-1)，(0,2)，(2,-1)，(0,3)}。
在图12所示的示例中，8个不同的运动信息具有8个不同的运动矢量。类似于参考图11A-11B的描述，诸如参考索引的附加运动信息也可以被分别存储在条目[0]-[7]中。图12的实施例可以适当地适用于多条运动信息不同的其它场景。例如，多条运动信息中的至少两条具有相同的运动矢量，并且该至少两条运动信息的参考图片是不同的。
在各种实施例中，当HMVP缓冲区存储指示多条运动信息的频率的值时，HMVP缓冲区可以被更新，例如，当当前块的当前运动信息可用时。当当前运动信息不同于多条运动信息时，可以存储当前运动信息和指示当前运动信息在HMVP缓冲区中的频率的值。该指示频率的值可以是1。或者，当当前运动信息与多条运动信息中的一条相同或相似时，可以更新指示多条运动信息中的一条运动信息的频率的值以指示将该多个运动信息中的一条运动信息的频率增加1。在一个示例中，当当前运动信息被添加到已满的HMVP缓冲区时，多条运动信息中的具有最低的频率的一条运动信息可被移除。
在各种实施例中，指示多条运动信息在HMVP缓冲区中的频率的值可以被周期性地重置。在一个示例中，当要在以下情况之一中首先对当前块进行编码时，频率可被重置为例如1：新的编码树块、编码树块的新行、编码树块的新条带、编码树块的新矩形块、以及编码树块的新波前并行处理(WPP)行。在一个实施例中，当一个频率超过阈值时，可以将指示HMVP缓冲区中的一个频率的值之一重置为例如1。
在一些示例中，当前块的当前运动矢量与存储在HMVP缓冲区中的最新运动矢量可能不是最相似的。例如，当前运动矢量可以与用于经常预测某些先前已编码块的运动矢量之一最相似。因此，在视频编码的一些实施例中，例如在本申请中描述的各种示例和实施例中，基于运动矢量被用于预测先前已编码块的频率选择用于预测当前运动矢量的至少一个MVP候选块是有利的。
图13A示出了根据本申请实施例的概述处理(1300)的流程图。处理(1300)可以用于重建以帧间预测编码的当前块，并且用于确定正在重建的当前块的MVP候选块列表的至少一个MVP候选块。在各种实施例中，处理(1300)由处理电路执行，例如终端设备(210)、(220)、(230)和(240)中的处理电路，执行视频编码器(303)的功能的处理电路，执行视频解码器(310)的功能的处理电路，执行视频解码器(410)的功能的处理电路，执行帧内预测模块(452)的功能的处理电路，执行视频编码器(503)的功能的处理电路，执行预测器(535)的功能的处理电路，执行帧内编码器(622)的功能的处理电路，执行帧内解码器(772)的功能的处理电路等。在一些实施例中，处理方法(1300)以软件指令实现，因此当处理电路执行该软件指令时，处理电路执行处理方法(1300)。该处理方法在步骤(S1301)开始并进行到步骤(S1310)。
在步骤(S1310)，可以从包括先前已解码块的多条运动信息的HMVP缓冲区中，基于该多条运动信息用于预测先前已解码块的频率选择要包括在当前图片中的当前块的MVP候选块列表中的至少一个MVP候选块。在一个实施例中，例如当修剪操作不用于HMVP缓冲区时，HMVP缓冲区可以包括多个条目，该多个条目存储用于预测不同的先前已编码块的相同的运动信息。可以基于HMVP缓冲区中的多条运动信息的出现次数确定多条运动信息用于预测先前已编码块的频率，如上面参考图11A-11B所描述的。在一个实施例中，HMVP缓冲区可以存储指示多条运动信息中的每条运动信息的频率的值，并且修剪操作用于HMVP缓冲区，如上所述。因此，可以基于多条运动信息的频率选择MVP候选块列表中的至少一个MVP候选块，如上面参考图12所描述的。步骤(S1310)可以以任何合适的帧间预测模式实现，例如合并模式、AMVP模式等。HMVP缓冲区可以使用任何合适的方法构建，包括或不包括修剪操作，并且包括任何合适的块的运动信息，例如参考图1和图8-10描述的块。MVP候选块列表可包括任何合适数量的至少一个MVP候选块。
在步骤(S1320)，可以基于构建的MVP候选块列表确定当前块的当前运动信息。在示例中，使用合并模式预测当前块，并且当前运动信息包括基于合并索引从构建的MVP候选块列表中选择的运动向量。在示例中，使用AMVP模式预测当前块，从MVP候选块列表中选择运动矢量预测值，并且在视频码流中发送运动矢量差。因此，可以基于所获得的运动矢量预测值和运动矢量差计算当前块的运动矢量。
在步骤(S1330)，可以基于当前运动信息重建当前块的至少一个样本。可以基于所确定的运动矢量和参考图片重建至少一个样本。
在步骤(S1340)，可以确定当前运动信息是否要存储在HMVP缓冲区中。例如，当未修剪HMVP缓冲区时，例如参考图11A-11B所描述的，当前运动信息将被存储在HMVP缓冲区中。另外，当当前运动信息与HMVP缓冲区中的多条运动信息不同时，当前运动信息将被存储在HMVP缓冲区中。处理(1300)进行到步骤(S1350)。否则，当修剪HMVP缓冲区并且当前运动信息与HMVP缓冲区中的多条运动信息之一相同或相似时，处理(1300)进行到步骤(S1360)。
在步骤(S1350)，将当前运动信息存储在HMVP缓冲区中，如上所述。然后，处理(1300)进行到步骤(S1399)并结束。
在步骤(S1360)，如上所述，在HMVP缓冲区中更新当前运动信息的频率。然后，处理(1300)进行到步骤(S1399)并结束。
可以适当地调整处理(1300)。例如，可以在步骤(S1330)之前执行步骤(S1340)、(S1350)和(S1360)。处理(1300)还可以适当地适用于B条带中的CB或CU。
如图13B所示，本申请实施例还提供一种装置，包括：选择模块1301，用于从包括先前已编码块的多条运动信息的历史缓冲区中，基于所述多条运动信息用于预测所述先前已编码块的频率，选择要包括在当前块的运动矢量预测MVP候选块列表中的至少一个MVP候选块；确定模块1302，用于基于所述MVP候选块列表确定所述当前块的当前运动信息；以及重建模块1303，用于基于所述当前运动信息重建所述当前块的至少一个样本。
本申请实施例还提供一种视频编码方法，包括：从包括先前已编码块的多条运动信息的历史缓冲区中，基于所述多条运动信息被采用于预测所述先前已编码块的频率，选择要包括在当前块的运动矢量预测MVP候选块列表中的至少一个MVP候选块；基于所述MVP候选块列表确定所述当前块的当前运动信息；以及基于所述当前运动信息重建所述当前块的至少一个样本。
上述技术可以通过计算机可读指令实现为计算机软件，并且物理地存储在一个或多个计算机可读介质中。例如，图14示出了适于实现所公开主题的某些实施例的计算机系统(1400)。
所述计算机软件可通过任何合适的机器代码或计算机语言进行编码，通过汇编、编译、链接等机制创建包括指令的代码，所述指令可由一个或多个计算机中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)等直接执行或通过译码、微代码等方式执行。
所述指令可以在各种类型的计算机或其组件上执行，包括例如个人计算机、平板电脑、服务器、智能手机、游戏设备、物联网设备等。
图14所示的用于计算机系统(1400)的组件本质上是示例性的，并且不旨在对实现本申请的实施例的计算机软件的使用范围或功能提出任何限制。也不应将组件的配置解释为对计算机系统(1400)的示范性实施例中所说明的组件中的任一者或组合具有任何依赖性或要求。
计算机系统(1400)可以包括某些人机界面输入设备。所述人机界面输入设备可以通过触觉输入(如：键盘输入、滑动、数据手套移动)、音频输入(如：声音、掌声)、视觉输入(如：手势)、嗅觉输入(未示出)对一个或多个人类用户的输入做出响应。所述人机界面设备还可用于捕捉不必直接与人类有意识输入相关的某些媒体，如音频(例如：语音、音乐、环境声音)、图像(例如：扫描图像、从静止影像相机获得的摄影图像)、视频(例如二维视频、包括立体视频的三维视频)。
人机界面输入设备可包括以下中的一个或多个(仅描绘其中一个)：键盘(1401)、鼠标(1402)、触控板(1403)、触摸屏(1410)、数据手套(未示出)、操纵杆(1405)、麦克风(1406)、扫描仪(1407)、照相机(1408)。
计算机系统(1400)还可以包括某些人机界面输出设备。所述人机界面输出设备可以通过例如触觉输出、声音、光和嗅觉/味觉来刺激一个或多个人类用户的感觉。所述人机界面输出设备可包括触觉输出设备(例如通过触摸屏(1410)、数据手套(未示出)或操纵杆(1405)的触觉反馈，但也可有不是输入设备的触觉反馈设备)、音频输出设备(例如，扬声器(1409)、耳机(未示出))、视觉输出设备(例如，包括阴极射线管屏幕、液晶屏幕、等离子屏幕、有机发光二极管屏的屏幕(1410)，其中每个都有或没有触摸屏输入功能、触觉反馈功能——其中一些可通过如立体图片输出等手段输出二维视觉输出或三维以上的输出；虚拟现实眼镜(未示出)、全息显示器和放烟箱(未示出))以及打印机(未示出)。
计算机系统(1400)还可以包括人类可访问的存储设备及其相关联介质，如包括具有CD/DVD的CD/DVD ROM/RW(1420)等介质(1421)的光学介质、拇指驱动器(1422)、可移动硬盘驱动器或固态驱动器(1423)、如磁带和软盘(未示出)的传统磁介质、如安全软件保护器(未示出)等的基于ROM/ASIC/PLD的专用设备，等等。
本领域技术人员还应当理解，结合本申请的主题使用的术语“计算机可读介质”不包括传输介质、载波或其它瞬时信号。
计算机系统(1400)还可以包括到一个或多个通信网络的接口。例如，网络可以是无线的、有线的、光学的。网络还可为局域网、广域网、城域网、车载网络和工业网络、实时网络、延迟容忍网络等等。网络还包括以太网、无线局域网、蜂窝网络(GSM、3G、4G、5G、LTE等)等局域网、电视有线或无线广域数字网络(包括有线电视、卫星电视、和地面广播电视)、车载和工业网络(包括CANBus)等等。某些网络通常需要连接到某些通用数据端口或外围总线(1449)(例如，计算机系统(1400)的USB端口)的外部网络接口适配器；其它系统通常通过连接到如下所述的系统总线集成到计算机系统(1400)的内核(例如，以太网接口集成到PC计算机系统或蜂窝网络接口集成到智能电话计算机系统)。通过使用这些网络中的任何一个，计算机系统(1400)可以与其它实体进行通信。所述通信可以是单向的，仅用于接收(例如，无线电视)，单向的仅用于发送(例如CAN总线到某些CAN总线设备)，或双向的，例如通过局域或广域数字网络到其它计算机系统。上述的每个网络和网络接口可使用某些协议和协议栈。
前述的人机界面设备、人类可访问存储设备和网络接口可以连接到计算机系统(1400)的内核(1440)。
内核(1440)可包括一个或多个中央处理单元(CPU)(1441)、图形处理单元(GPU)(1442)、以现场可编程门阵列(FPGA)(1443)形式存在的专用可编程处理单元、用于特定任务的硬件加速器(1444)等。上述设备以及只读存储器(ROM)(1445)、随机存取存储器(1446)、内部大容量存储器(例如内部非用户可存取硬盘驱动器、SSD等)(1447)等可通过系统总线(1448)进行连接。在某些计算机系统中，可以以一个或多个物理插头的形式访问系统总线(1448)，以便通过额外的中央处理单元、图形处理单元等进行扩展。外围装置可直接附接到内核的系统总线(1448)，或通过外围总线(1449)进行连接。外围总线的体系结构包括外部控制器接口PCI、通用串行总线USB等。
CPU(1441)、GPU(1442)、FPGA(1443)和加速器(1444)可以执行某些指令，这些指令组合起来可以构成上述计算机代码。该计算机代码可以存储在ROM(1445)或RAM(1446)中。过渡数据也可以存储在RAM(1446)中，而永久数据可以存储在例如内部大容量存储器(1447)中。通过使用高速缓存可实现对任何存储器设备的快速存储和检索，高速缓存可与一个或多个CPU(1441)、GPU(1442)、大容量存储器(1447)、ROM(1445)、RAM(1446)等紧密关联。
所述计算机可读介质上可具有用于执行各种计算机实现操作的计算机代码。介质和计算机代码可以是为本申请的目的而特别设计和构造的，也可以是计算机软件领域的技术人员所熟知和可用的介质和代码。
作为示例而非限制，具有体系结构(1400)的计算机系统，特别是内核(1440)，可以作为处理器(包括CPU、GPU、FPGA、加速器等)提供功能，执行包含在一个或多个有形的计算机可读介质中的软件。这种计算机可读介质可以是与如上所述的用户可访问的大容量存储器相关联的介质，以及具有非瞬时性质的内核(1440)的特定存储器，诸如内核内部大容量存储器(1447)或ROM(1445)。实现本申请的各种实施例的软件可以存储在这种设备中并且由内核(1440)执行。根据特定需要，计算机可读介质可包括一个或一个以上存储设备或芯片。该软件可以使得内核(1440)特别是其中的处理器(包括CPU、GPU、FPGA等)执行本文所述的特定过程或特定过程的特定部分，包括定义存储在RAM(1446)中的数据结构以及根据软件定义的过程来修改这种数据结构。另外或作为替代，计算机系统可以提供逻辑硬连线或以其他方式包含在电路(例如，加速器(1444))中的功能，该电路可以代替软件或与软件一起运行以执行本文所述的特定过程或特定过程的特定部分。在适当的情况下，对软件的引用可以包括逻辑，反之亦然。在适当的情况下，对计算机可读介质的引用可包括存储执行软件的电路(如集成电路(IC))，包含执行逻辑的电路，或两者兼备。本申请包括任何合适的硬件和软件组合。
附录：首字母缩略词
JEM：joint exploration model联合开发模型
VVC：versatile video coding通用视频编码
BMS：benchmark set基准集
MV：Motion Vector运动矢量
HEVC：High Efficiency Video Coding高效视频编码
SEI：Supplementary Enhancement Information补充增强信息
VUI：Video Usability Information视频可用性信息
GOP：Groups of Pictures图片组
TU：Transform Unit变换单元
PU：Prediction Unit预测单元
CTU：Coding Tree Unit编码树单元
CTB：Coding Tree Block编码树块
PB：Prediction Block预测块
HRD：Hypothetical Reference Decoder假定参考解码器
SNR：Signal Noise Ratio信噪比
CPU：Central Processing Unit中央处理单元
GPU：Graphics Processing Unit图形处理单元
CRT：Cathode Ray Tube阴极射线管
LCD：Liquid-Crystal Display液晶显示器
OLED：Organic Light-Emitting Diode有机发光二极管
CD：Compact Disc光碟
DVD：Digital Video Disc数字视频盘
ROM：Read-Only Memory只读存储器
RAM：Random Access Memory随机存取存储器
ASIC：Application-Specific Integrated Circuit专用集成电路
PLD：Programmable Logic Device可编程逻辑设备
LAN：Local Area Network局域网
GSM：Global System for Mobile communications全球移动通信系统
LTE：Long-Term Evolution长期演进
CAN总线：Controller Area Network Bus控制器局域网总线
USB：Universal Serial Bus通用串行总线
PCI：Peripheral Component Interconnect外部组件互联
FPGA：Field Programmable Gate Arrays现场可编程门阵列
SSD：solid-state drive固态驱动
IC：Integrated Circuit集成电路
CU：Coding Unit编码单元
AMVP：Advanced Motion Vector Prediction高级运动矢量预测
虽然本申请已对多个示例性实施例进行了描述，但实施例的各种变更、置换和各种替代属于本申请的范围内。因此应理解，本领域技术人员能够设计多种系统和方法，所述系统和方法虽然未在本文中明确示出或描述，但其体现了本申请的原则，因此属于本申请的精神和范围之内。

Claims (11)

1.一种视频解码方法，其特征在于，包括：
从包括先前已解码块的多条运动信息的历史缓冲区中，基于所述多条运动信息被采用于预测所述先前已解码块的频率，选择要包括在当前块的运动矢量预测MVP候选块列表中的所述多条运动信息的子集，选择的所述子集包括在最近存储在历史缓冲区中的M条运动信息中按使用频率从大到小排序的前K条运动信息，M为正整数，K为不大于M的正整数，
其中，响应于确定在预测先前已解码块时以第一频率使用所述多条运动信息中的两条或更多条运动信息，所述两条或更多条运动信息中第一运动信息被存储到所述历史缓冲区中比所述两条或更多条运动信息中第二运动信息被存储到所述历史缓冲区中时间更晚时，在选择第二运动信息之前，将所述第一运动信息选入所述子集中；
基于所述MVP候选块列表确定所述当前块的当前运动信息；以及
基于所述当前运动信息重建所述当前块的至少一个样本。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
基于所述多条运动信息在所述历史缓冲区中的出现次数确定所述先前已解码块的频率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述历史缓冲区存储指示所述多条运动信息中的每条运动信息的频率的值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步包括：
当所述当前运动信息与所述多条运动信息不同时，将所述当前运动信息和指示所述当前运动信息的频率的值存储在所述历史缓冲区中，并设置指示所述当前运动信息的频率的值为1；以及
当所述当前运动信息是所述多条运动信息之一时，更新指示所述当前运动信息的频率的值以指示所述多条运动信息中的一条运动信息的频率增加1。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述当前运动信息和指示所述当前运动信息的频率的值存储在所述历史缓冲区中包括：
移除所述多条运动信息中具有最低频率的一条运动信息。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步包括：
当要针对以下情况之一时，首先对所述当前块进行解码时，重置指示所述多条运动信息的频率的值以指示所述多条运动信息在所述历史缓冲区中的频率为1；
所述情况包括：新的编码树块、所述编码树块的新行、所述编码树块的新条带、所述编码树块的新矩形块、以及所述编码树块的新的波前并行处理行。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步包括：
当所述多条运动信息的频率中的一个频率超过阈值时，重置超过所述阈值的所述一个频率的值以指示所述历史缓冲区中超过所述阈值的所述一个频率为1。
8.一种视频解码装置，其特征在于，包括：
选择模块，用于从包括先前已解码块的多条运动信息的历史缓冲区中，基于所述多条运动信息用于预测所述先前已解码块的频率，选择要包括在当前块的运动矢量预测MVP候选块列表中的所述多条运动信息的子集，选择的所述子集包括在最近存储在历史缓冲区中的M条运动信息中按使用频率从大到小排序的前K条运动信息，M为正整数，K为不大于M的正整数，
其中，响应于确定在预测先前已解码块时以第一频率使用所述多条运动信息中的两条或更多条运动信息，所述两条或更多条运动信息中第一运动信息被存储到所述历史缓冲区中比所述两条或更多条运动信息中第二运动信息被存储到所述历史缓冲区中时间更晚时，在选择第二运动信息之前，将所述第一运动信息选入所述子集中；
确定模块，用于基于所述MVP候选块列表确定所述当前块的当前运动信息；以及
重建模块，用于基于所述当前运动信息重建所述当前块的至少一个样本。
9.一种视频编码方法，其特征在于，包括：
从包括先前已编码块的多条运动信息的历史缓冲区中，基于所述多条运动信息被采用于预测所述先前已编码块的频率，选择要包括在当前块的运动矢量预测MVP候选块列表中的所述多条运动信息的子集，选择的所述子集包括在最近存储在历史缓冲区中的M条运动信息中按使用频率从大到小排序的前K条运动信息，M为正整数，K为不大于M的正整数，
其中，响应于确定在预测先前已解码块时以第一频率使用所述多条运动信息中的两条或更多条运动信息，所述两条或更多条运动信息中第一运动信息被存储到所述历史缓冲区中比所述两条或更多条运动信息中第二运动信息被存储到所述历史缓冲区中时间更晚时，在选择第二运动信息之前，将所述第一运动信息选入所述子集中；
基于所述MVP候选块列表确定所述当前块的当前运动信息；以及
基于所述当前运动信息重建所述当前块的至少一个样本。
10.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有机器可读指令，当所述机器可读指令被所述处理器执行时，使所述处理器执行如权利要求1-7和9任一项所述的方法。
11.一种非暂时性计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有指令，当所述指令被计算机执行时，使所述计算机执行如权利要求1-7和9任一项所述的方法。
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