CN110830800B - 视频解码方法、装置、计算机设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供了一种视频解码方法、装置、计算机设备及存储介质。其中所述视频解码装置包括:解码模块,用于从已编码视频比特流解码当前图片的当前块的预测信息,所述预测信息指示重建所述当前块的帧间预测模式;识别模块,用于识别所述当前块的参考块,所述参考块是已经重建的运动矢量压缩单元(MVCU)中的多个块之一;确定模块,用于基于所述MVCU的代表性运动信息,确定所述当前块的当前运动信息;以及样本重建模块,用于基于所述当前运动信息重建所述当前块中的至少一个样本。

Description

视频解码方法、装置、计算机设备及存储介质
通过引用并入本申请
本申请要求于2018年8月8日提交的第62/716,307号美国临时申请"运动向量压缩"以及2019年6月7日提交的第16/435,034号美国申请“视频压缩方法和装置”的优先权,其全部内容通过引用并入本申请中。
技术领域
本申请实施例主要涉及视频编解码领域,尤其涉及一种视频解码方法、装置、计算机设备及存储介质。
背景技术
通过具有运动补偿的帧间图片预测技术,可以实现视频编码和解码。未压缩的数字视频可包括一系列图片,每个图片具有例如1920×1080亮度样本及相关色度样本的空间维度。所述系列图片具有固定或可变的图片速率(通俗也称为帧率),例如每秒60个图片或60赫兹。未压缩的视频具有非常高的位率要求。例如,每个样本8位的1080p60 4:2:0的视频(1920x1080亮度样本分辨率,60赫兹帧率)要求接近1.5Gbit/s带宽。一小时这样的视频需要超过600GB的存储空间。
视频编码和解码的一个目的是通过压缩减少输入视频信号的冗余信息。压缩可以帮助减少对前述带宽或存储空间的要求,在一些情况下减少两个数量级或更多。无损和有损压缩,以及两者的组合均可采用。无损压缩是指从压缩的原始信号中重建原始信号精确副本的技术。当使用有损压缩时,重建信号可能与原始信号不同,但是原始信号和重建信号之间的失真小到足以使重建信号可用于预期应用。有损压缩广泛应用于视频。容许的失真量取决于应用;例如,相比电视应用的用户,某些消费流媒体的用户可以容忍更高的失真量。可实现的压缩比反映出:较高的允许/容许失真可产生较高的压缩比。
运动补偿可以是有损压缩技术,并且可以涉及这样的技术,其中使用在由运动向量(下文称为MV)指示的方向上空间移位后的采样数据块预测新重建图像、或部分新重建图像,其中该采样数据块来自先前重建图像、或部分先前重建图像(参考图像)。在一些情况下,参考图像可以与当前正在重建的图像相同。MV可以具有两个维度(X和Y),或三个维度,第三个维度是使用中的参考图像的指示(后者间接地可以是时间维度)。
在一些视频压缩技术中,可应用于样本数据的某一区域的MV可以根据其它MV来预测,例如,根据空间上邻近正在重建区域的样本数据的其它区域相关的MV,并且这些MV在解码顺序上先于该MV。这样做可以显著减少编码MV所需的数据量,从而消除冗余并且增加压缩。可以更有效的进行MV预测,例如,因为当对从相机导出的输入视频信号(称为自然视频)进行编码时,存在一种统计可能性,即,比单个MV适用的区域更大的区域在相似方向上移动,因此在某些情况下,可以使用从相邻区域的MV导出的相似运动向量进行预测。从而导致给定区域找到的MV,与根据周围MV预测得到的MV相似或相同,并且在熵编码之后,反过来可以用比直接编码MV时所使用的位数更少的位数来表示MV。在一些情况下,MV预测可以是对从原始信号(即样本流)导出的信号(即MV)进行无损压缩的示例。在其它情况下,MV预测本身可能是有损耗的,例如,从若干周围MV计算预测值时的舍入误差。
在H.265/HEVC(ITU-T Rec.H.265,“高效视频编码”,2016年12月)中描述了各种MV预测机制。在H.265提供的许多MV预测机制中,这里描述的是此后称为"空间合并"的技术。
在帧内块复制模式中,一个块可以根据同一图像中的另一块重建。帧内块复制模式依赖于,基于块向量确定先前解码的参考块。然而,块向量的识别可能是耗时且低效的。因此,需要提高帧内块复制模式的效率。
目前的MV压缩方法并不高效。并且,当前的MV压缩是针对参考帧进行的MV压缩,也需要对当前帧进行MV压缩。目前,还没有一种高效的对当前帧进行MV压缩的方法。
发明内容
本申请实施例提供了一种视频解码方法、装置、计算机设备及存储介质。在一些示例中,视频解码装置包括解码模块,用于已编码视频比特流解码当前图片的当前块的预测信息。该预测信息指示重建所述当前块的帧间预测模式。该装置进一步包括识别模块,用于识别所述当前块的参考块,所述参考块是已经重建的运动矢量压缩单元(MVCU)中的多个块之一。该装置进一步包括确定模块,用于基于所述MVCU的代表性运动信息,确定所述当前块的当前运动信息;以及样本重建模块,用于基于所述当前运动信息重建所述当前块中的至少一个样本。
在一个实施例中,所述参考块是所述当前块的空间或时间邻居。当所述参考块是空间邻居时,所述MVCU位于当前图片中;并且,当所述参考块是时间邻居时,所述MVCU位于不同于当前图片的参考图片中。
在一个实施例中,所述MVCU的尺寸是2M x 2N,并且多个块中每一个块的尺寸是2Xx 2X,其中M、N,和X是正整数,X小于M或N。并且,该装置进一步包括第一选择模块,用于在确定所述当前运动信息之前,从与所述多个块对应的多条运动信息中选择所述MVCU的代表性运动信息。在一个示例中,在与所述多个块对应的多条运动信息中,所述代表性运动信息最频繁地出现。在一个示例中,所述MVCU包括左上2(M-1)x 2(N-1)部分、右上2(M-1)x 2(N-1)部分、左下2(M-1)x 2(N-1)部分,以及右下2(M-1)x 2(N-1)部分。并且,该装置进一步包括第二选择模块,用于选择与所述多个块的中心块相关联的多条运动信息之一,作为所述MVCU的代表性运动信息。所述中心块是以下之一:(1)左上2(M-1)x 2(N-1)部分的右下块、(2)右上2(M-1)x 2(N-1)部分的左下块、(3)左下2(M-1)x 2(N-1)部分的右上块,以及(4)右下2(M-1)x 2(N-1)部分的左上块。在一个示例中,该处理电路可以基于扫描顺序,选择所述多条运动信息中的第一可用运动信息,作为所述MVCU的代表性运动信息,所述扫描顺序是以下之一:(1)光栅扫描顺序、(2)Z扫描顺序,以及(3)所述MVCU的解码顺序。
本申请还提供了一种计算机设备,所述设备包括一个或多个处理器和一个或多个存储器,所述一个或多个存储器中存储有至少一条指令,所述至少一条指令由所述一个或多个处理器加载并执行以实现上述视频解码方法。
本申请还提供了一种非易失性计算机可读介质,该非易失性计算机可读介质存储指令,所述指令由计算机执行视频解码时,使该计算机执行视频解码方法。
本申请提供了一种高效的对当前帧进行MV压缩的方法,装置以及非易失性计算机可读介质。
附图的简要说明
结合下面的详细描述和附图,所公开的主题的其它特征、性质和各种优点将会变得更加清楚,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是根据一个实施例的通信系统的简化框图的示意图。
图3是根据一个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示出根据本申请实施例的第一参考图片中的搜索空间的第一部分和第二参考图片中的搜索空间的第二部分。
图9示出在示例中的用于半样本精度搜索的图。
图10A-10B示出了按从块0到块3的解码顺序,当前块与当前块的先前块之间空间关系的示例。
图11示出了用于计算BS值的过程的实施例。
图12示出了运动矢量压缩单元(Motion Vector Compression Unit,MVCU)的示例。
图13示出了根据本申请实施例的一个概述过程的流程图。
图14是根据实施例的计算机系统的示意图。
具体实施方式
参考图1,当前块(101)包括在运动搜索过程中由编码器找到的样本,该样本可根据已经空间移位的相同大小的先前块预测。并非直接地对该运动向量MV进行编码,MV可以从与一个或多个参考图片相关联的元数据导出,例如,从最近的(在解码顺序中)参考图片,使用与五个周围样本,表示为A0,A1和B0,B1,B2(分别为102到106)中的任何一个相关联的MV。在H.265中,MV预测可以使用相邻块正在使用的相同参考图片的预测器。
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、条目、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器(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,当前图片缓冲器(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,则当前图片缓冲器(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器。
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缓冲器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、冗余条目、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.601 Y CrCB、RGB……)和任何合适取样结构(例如Y CrCb 4:2:0、Y CrCb4:4:4)。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)可以无损地将符号编码/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、冗余图片和条目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)。
根据本申请的一个方面,解码器侧运动矢量修正(Decoder Side Motion VectorRefinement,DMVR)是解码器侧运动矢量推导(Decoder Side Motion Vector Derivation,DMVD)技术之一,并且基于起始点改善/修正一个或多个运动矢量MV。
在一些示例中,在双向预测操作的情况下,对于一个块区域的预测,将分别使用第一候选列表的MV0和第二候选列表的MV1形成的两个预测块组合,以形成单个预测信号。在DMVR方法中,通过双向匹配过程,进一步修正双向预测的两个运动矢量MV0和MV1。在解码器中应用双向匹配,以执行与MV0和MV1相关联的参考图片的重建样本之间基于失真的搜索,以获取修正的MV,并且不传输额外的运动信息。
在一些示例中,对于双向预测的合并模式,使用过去的参考图片的一个MV以及将来的参考图片的另一个MV,应用DMVR,而不传输额外的语法元素。在一个例子中,当(公式1)中的条件为真时,在合并模式和跳过模式中应用DMVR:
(POC-POC0)×(POC-POC1)<0(公式1)
其中POC表示当前图片的图片顺序计数,并且POC0和POC1表示当前图片的两个参考图片的图片顺序计数。
在一些实施例中,基于在所接收的比特流中的信号,确定一对合并候选,并将所确定的合并候选作为DMVR处理的输入。例如,使用初始运动矢量(MV0、MV1)表示一对合并候选。在一些示例中,通过DMVR搜索的搜索点遵守运动矢量差(Motion Vector Difference,MVD)镜像条件。换句话说,通过一对候选运动矢量(MV0’,MV1’)表示的,由DMVR检查的点,遵守(公式2)和(公式3):
MV0′=MV0+MVdiff(公式2)
MV1′=MV1-MVdiff(公式3)
其中,MVdiff表示候选运动矢量与一个参考图片的初始运动矢量之间(比如,MV0)的MVD,比如,候选运动矢量为MV0’。
图8示出了,根据本申请实施例的第一参考图片的搜索空间的第一部分(810)和第二参考图片的搜索空间的第二部分(820)。在示例中,应用双向匹配,以执行第一部分(810)和第二部分(820)的重建样本之间的基于失真的搜索。初始运动矢量MV0指向搜索空间的第一部分(810)中的点(811),并且初始运动矢量MV1指向搜索空间的第二部分(820)中的点(821)。此外,候选运动矢量MV0’(未示出)指向搜索空间的第一部分(810)中的点(812),并且候选运动矢量MV1’(未示出)指向搜索空间的第二部分(820)中的点(822)。点(812)和点(822)满足运动矢量差镜像条件。类似地,点(813)和点(823)满足运动矢量差镜像条件;点(814)和点(824)满足运动矢量差镜像条件;点(815)和点(825)满足运动矢量差镜像条件;并且点(816)和点(826)满足运动矢量差镜像条件。在图9示例中,在搜索空间中选择6对搜索点,并且将点(811)和点(821)称为搜索空间的中心点。
在一些示例中,在构造搜索空间之后,使用诸如离散余弦变换内插滤波器(Discrete Cosine Transform Interpolation Filter,DCTIF)之类的内插滤波器,分别对搜索空间的第一部分(810)和第二部分(820)中的搜索点执行单边预测。此外,通过使用每对搜索点的两个单边预测之间的平均差的平均减小的总和(Mean Reduced Sum ofAverage Difference,MRSAD),计算双向匹配成本函数,然后选择最小成本的一对搜索点作为修正的MV对。在示例中,对于MRSAD计算,使用16位精度的样本(内插滤波的输出),并且在MRSAD计算之前不应用剪裁和舍入操作。不应用舍入和剪裁的原因是为了减少内部缓冲要求。
在一些实施例中,使用自适应模式方法选择整数精度搜索点。在示例中,计算对应于中心点(例如由初始运动矢量指向的(811)和(821))的第一成本(双边匹配成本)。计算四个其他成本,例如与点(812)和点(822)对应的成本、与点(813)和点(823)对应的成本、与点(814)和点(824)对应的成本,以及与点(815)和点(825)对应的成本。从每个点(812)-(815)到中心点(811)的距离是整数个样本分辨率,例如1像素(1-pel),并且从每个点(822)-(825)到中心点(821)的距离也是整数个样本分辨率。
此外,通过先前计算的成本的梯度选择第六对搜索点,比如点(816)和点(826),所述先前计算的成本包括第一成本和四个其他成本。例如,当与搜索点(812)和(822)对应的成本小于与搜索点(813)和(823)对应的成本,并且与搜索点(815)和(825)对应的成本小于与搜索点(814)和(824)对应的成本时,然后选择点(816)和(826)作为第6对搜索点。在另一个示例中,当与搜索点(812)和(822)对应的成本小于与搜索点(813)和(823)对应的成本,并且与搜索点(814)和(824)对应的成本小于与搜索点(815)和(825)对应的成本时,选择点(817)和点(827)作为第6对搜索点。然后,在6对搜索点内,具有最小成本的一对搜索点用于确定修正的运动矢量对(对应于具有最小成本的一对搜索点),其是DMVR过程迭代的输出。
在一些实施例中,在迭代之后,当在搜索空间的中心点(例如,(811)和(821))实现最小成本时,即,不改变运动矢量,并且终止修正过程。否则,将最小成本的搜索点用作新的中心点,以开始DMVR过程的另一个迭代。例如,当点(816)和(826)具有最小成本时,当没有超过搜索范围时,将点(816)和点(826)用作新的中心点,以继续DMVR过程的下一次迭代。
在一些示例中,当终止整数精度搜索(比如,使用整数精度搜索点的搜索处理)时,当半像素搜索的应用不超过搜索范围时,应用半样本精度搜索。
图9示出了在一个例子中半样本精度搜索的图。四个搜索点(920)距离中心点(910)1个像素(1-pel),并且可以被用作整数精度搜索点(例如,点(812)-(815))。此外,四个点(930)距离中心点(910)半个像素,并且在半样本精度搜索中使用四个点(930)。类似于整数样本精度搜索,对于到中心点半像素距离的四对点,执行4个MRSAD计算。在示例中,半样本精度搜索的中心点对应于修正的运动矢量对,其中该修正的运动矢量对由最小成本的整数精度搜索生成。输出对应于最小成本点的修正的MV对。
图10A-10B示出按从块0到块3的解码顺序,当前块和当前块的先前块之间的空间关系的示例。编码器和解码器已知该解码顺序。在解码当前块时,可以将当前块的空间邻居的MV作为解码当前块MV的MV预测器。例如,在图10B示例中,块0、1、2的MV可以是块3的MV预测候选。在图10A中,当前块是块2,并且基于解码顺序,块1是紧接着在块2之前解码的先前块。类似地,在图10B中,当前块是块3,并且基于解码顺序,块2是紧接着在块3之前解码的先前块。
根据一些实施例,按与解码处理相同的顺序,对于每个编码单元CU执行去块滤波处理。去块滤波处理可以包括滤波垂直边缘(水平滤波),以及滤波水平边缘(垂直滤波)。也可将垂直边缘称为垂直边界,并且将水平边缘称为水平边界。对于亮度和色度分量,滤波可以应用于确定要被滤波的8×8块边界。可以不处理4×4块边界以降低复杂性。
在一些实施例中,边界强度(Boundary Strength,BS)反映了边界可能需要多强的过滤过程。BS的值2表示强滤波,BS的值1表示弱滤波,值0表示没有去块滤波。可以认为P和Q是在去块滤波中涉及的块,其中P可以表示位于边界的左侧(垂直边缘情况)或上方(水平边缘情况)的块,并且Q可以表示位于边界的右侧(垂直边缘情况)或下面(水平边缘情况)的块。
图11示出了计算BS值的一个过程(1100)的实施例。可以通过解码器,比如解码器(710),执行该过程。该过程(1100)可以开始于(S1101),以确定P块或Q块是否以帧内模式编码。如果P块或Q块以帧内模式编码,则将BS值设为2。
如果P块或Q块不以帧内模式编码,则过程(1100)进行到(S1102),以确定P块或Q块是否具有非零系数。如果P块或Q块具有非零系数,则将BS值设为1。
如果P块或Q块都不具有非零系数,则过程(1100)进行到(S1104),以确定P块和Q块是否具有不同的参考图片。如果P块和Q块具有不同的参考图片,则将BS值设为1。
如果P块和Q块具有相同参考图片,则过程(1100)进行到(S1106),以确定P块和Q块是否具有不同数量的运动矢量。如果P块和Q块具有不同数量的运动矢量,则将BS值设为1。
如果P块和Q块具有相同数量的运动矢量,则过程(1100)继续到(S1108),其中一个或多个条件确定是将BS值设置为1还是0。例如,当MV差值低于阈值T时,则将BS值设为0。可以将阈值T设为1像素。MV精度可以是1/4像素,因此,1像素是MV精度的4倍,并且将阈值T设为4。在另一个示例中,MV精度是1/16,并且将阈值设为16。在(S1108)中,MV_P是P块的运动矢量、MV_Q是Q块的运动矢量。在示例中,当︳MV_P-MV_Q︳≥4(或1像素)时,将BS值设为1。当︳MV_P-MV_Q︳<4时,将BS值设为0。
在实施例中,基于4×4块计算BS值,并且将BS值重新映射至8×8网格。在示例中,垂直边缘在8x8块的中心对8x8块进行划分。8x8块包括左上4x4块(称为P1)、右上4x4块(称为Q1)、左下4x4块(称为P2),以及右下4x4块(称为Q2)。因此,8x8块的上部包括P1和Q1,并且可以基于P1和Q1确定第一BS值BS1。类似地,8x8块的底部包括P2和Q2,并且可以基于P2和Q2确定第二BS值BS2。因此,8x8块中垂直边缘的BS值可以是两个BS值(BS1和BS2)中的最大值(即,max(BS1,BS2))。
在一些示例中,可实施对DMVR的约束,以减轻由于当前块的初始MV与先前已译码块中的修正MV之间的依赖性而导致的流水线延迟问题。
在实施例中,以4x4块级别存储运动信息,以对当前图片进行编码。运动信息可以包括一个或多个MV、参考图片信息、预测方向,诸如单向预测、双向预测等。由于帧间预测,也为参考图片存储运动信息。为了减少参考图片中运动信息的MV存储空间,可以使用MV压缩,使得在16x16块级别存储参考图片中的运动信息,并且将16x16块中的左上4x4块的运动信息作为16x16块的代表性运动信息。因此,参考图片的MV存储空间减少了16倍,并且将参考图片的运动信息压缩。
为了提高MV压缩的编码效率,可以使用另一种确定代表性运动信息的方法。当在16×16块中的代表性位置处的4×4块不是帧间块(即,使用帧间预测方法预测的块)时,没有运动信息与4×4块相关联,因此,可以使用4×4块空间邻居的运动信息作为16×16块的代表性运动信息。
根据本申请的实施例,可以将MV压缩扩展到当前图片,因此,可以压缩当前图片和先前编码的参考图片的运动信息。
在一个实施例中,基于先前编码的参考块,以帧间预测模式对当前图片中的当前块进行编码。参考块可以是当前块的空间或时间邻居。根据本申请的实施例,参考块是已经编码的运动矢量压缩单元(Motion Vector Compression Unit,MVCU)中的多个块之一。当参考块是空间邻居时,MVCU位于当前图片中,并且当参考块是时间邻居时,MVCU位于不同于当前图片的参考图片中。可以基于多条运动信息对MVCU中的多个块进行编码。在实施例中,可以从与多个块对应的多条运动信息中选择MVCU,并且MVCU用于表示多条运动信息。在示例中,仅仅将代表性运动信息存储在MV存储空间中,并且将MVCU的多条运动信息压缩到MVCU的代表性运动信息中。因此,可以减少用于存储MVCU运动信息的MV存储空间。此外,MVCU可以位于当前图片中,因此可以减少用于存储当前图片和先前编码的参考图片的MV存储空间。
在一个示例中,四个4x 4块位于MVCU中,其中MVCU是8x8块。在没有MV压缩的情况下,存储与4个4×4块对应的4条运动信息,并占据第一MV存储空间。在进行了MV压缩的情况下,可以基于4条运动信息,选择MVCU的代表性运动信息。在示例中,仅仅存储MVCU的代表性运动信息,并且占据第二MV存储空间,其中第二MV存储空间可以是第一MV存储空间的1/4。
此外,可以基于MVCU的代表性运动信息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。
可以使用任何合适的方法,基于与MVCU中的多个块相对应的多条运动信息,确定MVCU的代表性运动信息。因此,可以将任何适当的运动信息用作MVCU的代表性运动信息,如下所述。在以下描述中,MVCU的尺寸可以是2M x 2N,并且多个块中每一个块的尺寸可以是2Xx 2X,其中,M、N,和X是正整数,并且X小于M或N。例如,X是2、M是3、N是3,那么多个块中的每一个块是4x4块,并且MVCU是8x8块。以下描述可以适当地适应于MVCU和多个块的其他尺寸和形状。
在第一实施例中,在与多个块相对应的多条运动信息中,所选择的代表性运动信息最频繁地出现。例如,四个4x 4块位于MVCU中,其中MVCU是8x8块。与四个4x4块相对应的四条运动信息具有四个MV,即,分别是(0、0)、(1、1)、(0、0),以及(-1、2)。四条运动信息的其他运动信息是相同的,因此在四条运动信息中,具有MV(0、0)的运动信息最频繁地出现。因此,代表性运动信息是具有MV(0、0)的运动信息。
在第二实施例中,如图12所示,具有尺寸2M x 2N的MVCU(1200)包括左上2M-1x 2N-1部分(1231)、右上2M-1x 2N-1部分(1232)、左下2M-1x 2N-1部分(1233),以及右下2M-1x 2N-1部分(1234)。MVCU(1200)包括对应于多条运动信息的多个块(1210)-(1225)。左上2M-1x 2N-1部分(1231)包括块(1210)-(1213)、右上2M-1x 2N-1部分(1232)包括块(1214)-(1217)、左下2M-1x2N-1部分(1233)包括块(1218)-(1221),并且右下2M-1x 2N-1部分(1234)包括块(1222)-(1225)。可以基于多个块(1210)-(1225)中的一个块的位置,选择MVCU(1200)的代表性运动信息。例如,可以选择与多个块(1210)-(1225)的中心块相关联的多条运动信息之一作为MVCU(1200)的代表性运动信息。中心块可以是以下之一:(1)左上2M-1x 2N-1部分(1231)的右下块(即,块(1213))、(2)右上2M-1x 2N-1部分(1232)的左下块(即,块(1216))、(3)左下2M-1x2N-1部分(1233)的右上块(即,块(1219)),以及(4)右下2M-1x 2N-1部分(1234)的左上块(即,块(1222))。
在示例中,图12中的多条运动信息包括与多个块(1210)-(1225)相对应的16条运动信息,并且中心块是块(1213)。因此,在没有MV压缩的情况下,将16条运动信息保存在MV存储空间中。然而,在进行了MV压缩的情况下,仅仅将块(1213)的运动信息(MVCU(1200)的代表性运动信息)保存在MV存储空间中,将MV存储空间减少到没有MV压缩的1/16。换句话说,仅仅将块(1213)的运动信息保存在MV存储空间中,并且根据块(1213)的运动信息预测当前块。例如,当参考块是块(1220)时,基于块(1213)的运动信息(即,MVCU(1200)的代表性运动信息),并且不基于块(1220)(即,参考块)的运动信息,确定当前块的当前运动信息。因此,在进行了MV压缩的情况下,在预测当前块的当前运动信息时,不使用或代替当前块的空间邻居(例如,当MVCU(1200)位于当前图片中时,块(1210)-(1212)和(1214)-(1225))或时间邻居(当MVCU(1200)位于参考图片中时,块(1210)-(1212)和(1214)-(1225))的某些MV预测器。
当第一实施例中所描述的代表性运动信息不可用时,可以将第二实施例中所描述的代表性运动信息用于MVCU。当第二实施例中所描述的代表性运动信息不可用时,可以将第一实施例中所描述的代表性运动信息用于MVCU。当第一实施例中所描述的代表性运动信息不可用,并且第二实施例中所描述的代表性运动信息也不可用时,认为MVCU的代表性运动信息不可用,并且不实施MV压缩。
在第三实施例中,可以基于扫描顺序,选择多条运动信息中的第一条可用的运动信息,以作为MVCU的代表性运动信息。扫描顺序可以是任何合适的扫描顺序,例如光栅扫描顺序,Z扫描顺序或MVCU的解码顺序。在示例中,对于包括图10A-10B中所示的块0-3的MVCU,解码顺序是从块0至块3。
在一个实施例中,多条运动信息包括与第一参考列表(也被称为列表0)相关联的第一MV,和与第二参考列表(也被称为列表1)相关联的第二MV。可以选择各个第一MV中最频繁地出现的第一MV为MVCU的代表性第一MV。类似地,可以选择各个第二MV中最频繁地出现的第二MV为MVCU的代表性第二MV。可以基于代表性第一MV和代表性第二MV,确定MVCU的代表性运动信息。以上描述可以适当地适用于多假设情况,其中多条运动信息还包括与另外的一个或多个参考列表相关联的额外MV。在示例中,多条运动信息也可以包括与第三参考列表相关联的第三MV,可以选择各个第三MV中的最频繁地出现的第三MV为MVCU的代表性第三MV。此外,可以基于代表性第一MV、代表性第二MV,以及代表性第三MV,确定MVCU的代表性运动信息。
在实施例中,例如,当使用帧内模式预测多个块中的一个块时,没有运动信息可用于MVCU中的多个块之一。
因此,在示例中,认为多个块中的一个块的运动信息是不可用的。
在示例中,将多个块中一个块的一个或多个MV设置为零。可以将参考索引分配给多个块中的一个块。当多个块中的一个块位于P条目中时,可以使用单向零MV,并且将参考索引指定为0。当多个块中的一个块位于B条目中时,可以使用双向零MV,如果对应的参考列表中有多个参考图片,将参考索引指定为1。
在示例中,可以根据多个块中的一个块的空间邻居,确定多个块中一个块的运动信息,其中空间邻居可以是MVCU中的多个块中的另一个块。可以将多个块中的一个块的运动信息确定为使用扫描顺序搜索的第一可用运动信息,例如第三实施例中描述的扫描顺序。如果没有搜索到可用的运动信息,则将多个块中的一个块的运动信息标记为不可用。或者,如果没有搜索到可用的运动信息,则将多个块中的一个块的MV设置为零,其中参考索引为0。零MV可以在B条目中进行双向预测或单向预测。
在示例中,可以根据当前图片的并置图片中并置块的位置,确定多个块中一个块的运动信息。在示例中,可以以与导出时间MV候选相同的方式导出并置图片中的并置块,其中并置图片(也被称为并置参考图片)是当前图片的参考图片列表中的参考图片。并置图片可以是参考图片列表中的特殊参考图片,可以在图片的标题,条目,条目组,图块等中确定并置图片。在示例中,在条目报头中用信号通知得出并置图片的信息。该位置可以是预定义的,并且可以是左上4×4块,并置块的中心4×4块,类似于图12描述的中心块。
在示例中,可以通过选择MVCU的代表性运动信息为多个块中一个块的运动信息,从而确定多个块中一个块的运动信息。在去块处理中,可以认为代表性运动信息是不可用的。其他块可以使用多个块中一个块的运动信息作为MV预测器。
在实施例中,将MVCU包括在CTB中。在重建CTB之后,确定MVCU的代表性运动信息。因此,若当前块位于CTB中,并且基于MVCU中的空间邻居预测当前块时,其中MVCU也位于CTB中,在CTB的MV压缩之前,并且基于空间邻居的运动信息预测当前块,其中当前块与MVCU的代表性信息不同。在一些示例中,与MVCU的代表性信息相比,空间邻居的运动信息可以更准确地预测当前块。另一方面,若当前块位于当前CTB中,并且基于MVCU的空间邻居预测当前块,其中MVCU位于之前重建的CTB中,在先前重建的CTB进行了MV压缩之后,并且基于MVCU的代表性信息预测当前块,其中,MVCU的代表性信息可以不同于空间邻居的运动信息。
在实施例中,可以在DMVD模式中应用MVCU,其中,与多个块对应的多条运动信息包括未修正的多条运动信息,和/或,与多个块对应的修正的多条运动信息。可以使用DMVD,从各个未修正的运动信息中确定修正的多条运动信息,诸如图8-10中的示例。
可以将MV压缩应用于未修正的多条运动信息,和/或,与多个块对应的已修正的多条运动信息。在示例中,压缩未修正的多条运动信息,并且可以选择未修正的多条运动信息之一,作为MVCU的代表性运动信息。因此,可以存储未修正的多条运动信息之一,并且不存储其余未修正的多条运动信息。
在示例中,压缩已修正的多条运动信息,并且因此,可以选择已修正的多条运动信息之一,作为MVCU的代表性运动信息。因此,可以存储已修正的多条运动信息之一,并且不存储其余已修正的多条运动信息。
在示例中,压缩已修正的和未修正的多条运动信息,并且因此,可以选择已修正的多条运动信息之一,作为MVCU的代表性运动信息,以表示已修正的多条运动信息。可以选择未修正的多条运动信息之一,作为MVCU的代表性运动信息,以表示未修正的多条运动信息。
在示例中,参考块是当前块的空间或时间邻居。当参考块是空间邻居时,那么MVCU位于当前图片中,MVCU的代表性运动信息包括未修正的多条运动信息之一,并且可以基于MVCU的未修正的多条运动信息之一(即,MVCU的代表性运动信息),确定当前块的当前运动信息。当参考块是时间邻居时,那么MVCU位于参考图片中,MVCU的代表性运动信息包括已修正的多条运动信息之一,并且可以基于MVCU的已修正的多条运动信息之一(即,MVCU的代表性运动信息),确定当前块的当前运动信息。
当认为块处于DMVD模式中时,可以应用以下限制。如果在双向预测合并模式(即,与双向预测技术相关联的合并模式)中对块进行编码,则可以认为块处于DMVD模式中,双向预测来自不同的方向,并且块不处于子块模式中,其中块的运动信息在子块级别上表示。子块模式可以对应于使用仿射运动补偿,替代时间运动矢量预测(ATMVP)等的仿射模式。可以应用进一步的限制。例如,在MV压缩期间,如果块不处于DMVD模式中,则认为与块相关联的MV无效。
在实施例中,在MV压缩期间,当MVCU中的多个块之一的运动信息无效或不可用时,在MV压缩中丢弃MVCU中的多个块之一,并且,从多个运动信息中排除MVCU中的多个块之一的运动信息,从该多个运动信息中选择MVCU的代表性运动信息。
图13示出了概述根据本申请实施例的过程(1300)的流程图。过程(1300)可以用于重构以帧间预测模式编码的当前块。在各个实施例中,通过处理电路执行过程(1300),比如,该处理电路可以是终端设备(210)、(220)、(230)和(240)中的处理电路、执行视频编码器(303)功能的处理电路、执行视频解码器(410)功能的处理电路、执行视频编码器(503)功能的处理电路等等。在一些实施例中,在软件指令中实现过程(1300),因此当处理电路执行软件指令时,处理电路执行过程(1300)。过程开始于(S1301),并进行到(S1310)。
在(S1310),从已编码视频比特流中解码当前图片中的当前块的预测信息。预测信息可以指示重建当前块的帧间预测模式。
在(S1320),可以识别当前块的参考块。参考块用于预测当前块。参考块可以是已经被重建的MVCU中的多个块之一。
在(S1330),确定参考块是当前块的空间邻居还是时间邻居。当确定参考块是当前块的空间邻居时,过程(1300)执行到(S1340)。当确定参考块是当前块的时间邻居时,过程(1300)执行到(S1350)。
在(S1340),参考块是空间邻居,并且因此MVCU位于当前图片中。此外,可以基于MVCU的代表性运动信息确定当前块的当前运动信息。然后,过程(1300)执行到(S1360)。
在(S1350),参考块是时间邻居,因此MVCU位于不同于当前图片的参考图片中。之前已重建参考图片。此外,可以基于MVCU的代表性运动信息确定当前块的当前运动信息。然后,过程(1300)执行到(S1360)。
在步骤(S1340)和(S1350)中,可以基于MVCU的代表性运动信息确定当前块的当前运动信息,其中,MVCU的代表性运动信息可以与重建参考块的运动信息不同。
在(S1360),可以基于当前运动信息,重建当前块的至少一个样本。然后,过程(1300)执行到(S1399),并且终止。
注意,可以适当地调整过程(1300)。例如,在步骤(S1340)和(S1350)中确定当前运动信息之前,可以从重建多个块的多条运动信息中选择MVCU的代表性运动信息。为了减少MV存储空间,仅仅将MVCU的代表性运动信息存储在MV存储空间中,并且MVCU的代表性运动信息用于在步骤(S1340)和(S1350)中确定当前块的当前运动信息。不存储其余的多条运动信息。如上所述,可以使用各种方法从多条运动信息中选择MVCU的代表性运动信息。
当MVCU处于DMVD模式时,过程(1300)可以进一步如下调整。可以从未修正的多条运动信息之一中选择MVCU的代表性运动信息。因此,在(S1340),可以基于MVCU未修正的多条运动信息之一,确定当前块的当前运动信息。或者,可以从已修正的多条运动信息之一选择MVCU的代表性运动信息。因此,在(S1350),可以基于MVCU已修正的多条运动信息之一,确定当前块的当前运动信息。
本申请还提供了一种视频解码装置,包括:解码模块,用于从已编码视频比特流解码当前图片的当前块的预测信息,所述预测信息指示重建所述当前块的帧间预测模式,识别模块,用于识别所述当前块的参考块,所述参考块是已经重建的运动矢量压缩单元(MVCU)中的多个块之一;确定模块,用于基于所述MVCU的代表性运动信息确定所述当前块的当前运动信息;以及,样本重建模块,用于基于所述当前运动信息重建所述当前块中的至少一个样本。
在一个实施例中,参考块是所述当前块的空间或时间邻居,当所述参考块是空间邻居时,所述MVCU位于当前图片中;并且,当所述参考块是时间邻居时,所述MVCU位于不同于当前图片的参考图片中。
在一个实施例中,该MVCU的尺寸是2M x 2N,并且多个块中每一个块的尺寸是2X x2X,其中M、N,和X是正整数,X小于M或N;并且,所述装置进一步包括第一选择模块,用于在确定所述当前运动信息之前,从与所述多个块对应的多条运动信息中选择所述MVCU的代表性运动信息。
在一个实施例中,在与所述多个块对应的多条运动信息中,所述代表性运动信息最频繁地出现。
在一个实施例中,所述MVCU包括左上2(M-1)x 2(N-1)部分、右上2(M-1)x 2(N-1)部分、左下2(M-1)x 2(N-1)部分,以及右下2(M-1)x 2(N-1)部分;并且,所述装置进一步包括第二选择模块,用于:选择与所述多个块的中心块相关联的多条运动信息之一,作为所述MVCU的代表性运动信息,所述中心块是以下之一:(1)左上2(M-1)x 2(N-1)部分的右下块、(2)右上2(M-1)x 2(N-1)部分的左下块、(3)左下2(M-1)x 2(N-1)部分的右上块,以及(4)右下2(M-1)x 2(N-1)部分的左上块。
本申请还提供了一种计算机设备,所述设备包括一个或多个处理器和一个或多个存储器,所述一个或多个存储器中存储有至少一条指令,所述至少一条指令由所述一个或多个处理器加载并执行以实现上述视频解码方法,这里不再赘述。
本申请另一方面还提供一种非易失性计算机可读存储介质,其中存储有指令,所述指令在由视频解码器中的处理器执行时,使所述处理器执行上述视频解码方法,这里不再赘述。
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中所示的用于计算机系统(1400)的组件是示例性的,并且不对实现本申请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)的示例性实施例中所示的任一组件或其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)对一个或多个人工用户的输入做出响应。所述人机界面设备还可用于捕捉某些媒体,所述媒体可能与人类有意识的输入无关,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)。
人机界面输入装置可包括以下装置中的一个或多个(每个仅描述一个):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用户的感觉。这类人机界面输出设备可以包括触觉输出设备(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,但是也可以包括不作为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CRT的屏幕(1410)、LCD屏幕,等离子屏幕、OLED屏幕,每一个可以具有或不具有触摸屏输入能力,每一个可以具有或不具有触觉反馈能力——其中的一些能够通过诸如立体输出,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),实现二维视觉输出或多于三维的视觉输出。
计算机系统(1400)还可以包括可访问的存储设备及其相关介质,诸如光学介质,包括具有CD/DVD的CD/DVD ROM/RW(1420)等介质(1421)、拇指驱动器(1422)、可移动硬盘驱动器或固态驱动器(1423)、传统磁介质、诸如磁带和软盘(未示出)、基于诸如安全保护锁(未示出)的专用ROM/ASIC/PLD的设备,等。
本领域技术人员还应当理解,结合本申请主题使用的术语“计算机可读介质”不包括传输介质、载波或其它易失性信号。
计算机系统(1400)还可以包括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、对实时性要求不高的网络(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;其他系统通常通过连接到系统总线而集成到计算机系统(1400)的核心,如下所述(例如,以太网接口到PC计算机系统,或蜂窝网络接口到智能电话计算机系统)。使用这些网络中的任何一个,计算机系统(1400)可以与其他实体通信。所述通信可以是单向的,仅用于接收(例如,广播电视),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。
上述人机界面设备、可访问存储设备和网络接口可以连接到计算机系统(1400)的核心(1440)。
核心(1440)可以包括一个或多个中央处理单元(CPU)(1441),图像处理单元(GPU)(1442),现场可编程门区域(FPGA)(1443)形式的专用可编程处理单元,用于某些任务的硬件加速器(1444)等。这些设备以及只读存储器(ROM)(1445)、随机存取存储器(1446),诸如内部非用户可访问硬盘驱动器的内部大容量存储器,SSD等(1447)可以通过系统总线(1448)连接。在一些计算机系统中,可以通过一个或多个物理插头的形式来访问系统总线(1448),以通过增加CPU,GPU等进行扩展。外围设备可直接连接到核心的系统总线(1448),或通过外围总线(1449)连接到核心。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。通过使用高速缓冲存储器,启用对任一存储器装置的快速存储和检索,所述高速缓冲存储器可与一个或多个CPU(1441)、GPU(1442)、大容量存储装置(1447)、ROM(1445)、RAM(1446)等紧密地关联。
所述计算机可读介质可存储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实现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。
作为一个例子而非限制,具有体系结构(1400)的计算机系统,特别是核心(1440)可以提供处理器(包括CPU、GPU、FPGA、加速器等)的功能,用于执行在一个或多个有形的计算机可读介质中存储的软件。这样的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,以及具有非易失性核心(1440)的某些存储器,诸如核心内部大容量存储器(1447)或ROM(1445)。实现本申请的各种实施例的软件可以存储在此类设备中,并且由核心(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。该软件可以使核心(1440),特别是其中的处理器(包括CPU、GPU、FPGA等)执行在此描述的特定过程,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,并且根据由软件定义的过程来修改该数据结构。额外的或作为替代的,计算机系统可以提供硬连线逻辑,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,或与软件同步操作以执行此处描述的特定过程,或特定过程的特定部分。在适当的情况下,可以包括对软件的逻辑引用,反之亦然。在适当的情况下,计算机可读介质可包括存储待执行软件的电路(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A:首字母缩略词
JEM:联合勘探模型
VVC:多功能视频编码
BMS:基准集
MV:运动矢量
HEVC:高效视频编码
SEI:补充增强信息
VUI:视频可用性信息
GOPs:画面组
TUs:变换单元,
PUs:预测单元
CTUs:编码树单元
CTBs:编码树块
PBs:预测块
HRD:假设参考解码器
SNR:信噪比
CPUs:中央处理单元
GPUs:图形处理单元
CRT:阴极射线管
LCD:液晶显示
OLED:有机发光二极管
CD:光盘
DVD:数字化视频光盘
ROM:只读存储器
RAM:随机存取存储器
ASIC:专用集成电路
PLD:可编程逻辑设备
LAN:局域网
GSM:全球移动通信系统
LTE:长期演进
CANBus:控制器区域网络总线
USB:通用串行总线
PCI:外围设备互连
FPGA:现场可编程门阵列
SSD:固状驱动器
IC:集成电路
CU:编码单元
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、排列和各种等同替换属于本申请的范围。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展示或描述,但其体现了本申请的原则,因此属于本申请的范围之内。

Claims (15)

1.一种视频解码的方法,其特征在于,包括:
从已编码视频比特流解码当前图片的当前块的预测信息,所述预测信息指示重建所述当前块的帧间预测模式,
识别所述当前块的参考块,所述参考块是已经重建的运动矢量压缩单元(MVCU)中的多个块之一,所述MVCU的尺寸是2M x 2N,并且多个块中每一个块的尺寸是2X x2X,其中M、N,和X是正整数,X小于M或N;
从与所述多个块对应的多条运动信息中选择所述MVCU的代表性运动信息,所述多条运动信息包括与第一参考列表相关联的多个第一运动矢量(Motion Vector,MV),和与第二参考列表相关联的多个第二MV;
基于所述MVCU的代表性运动信息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中的至少一个样本;
其中,选择所述MVCU的代表性运动信息进一步包括:
选择所述多个第一MV中最频繁地出现的第一MV,作为所述MVCU的代表性第一MV;
选择所述多个第二MV中最频繁地出现的第二MV,作为所述MVCU的代表性第二MV;以及
基于所述代表性第一MV和所述代表性第二MV,确定所述MVCU的代表性运动信息。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述参考块是所述当前块的空间或时间邻居,所述方法进一步包括:
当所述参考块是空间邻居时,所述MVCU位于当前图片中;并且,
当所述参考块是时间邻居时,所述MVCU位于不同于当前图片的参考图片中。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在与所述多个块对应的多条运动信息中,所述代表性运动信息最频繁地出现。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述MVCU包括左上2(M-1)x 2(N-1)部分、右上2(M-1)x 2(N-1)部分、左下2(M-1)x 2(N-1)部分,以及右下2(M-1)x 2(N-1)部分;
并且,选择所述代表性运动信息进一步包括:
选择与所述多个块的中心块相关联的多条运动信息之一,作为所述MVCU的代表性运动信息,所述中心块是以下之一:(1)左上2(M-1)x 2(N-1)部分的右下块、(2)右上2(M-1)x 2(N-1)部分的左下块、(3)左下2(M-1)x 2(N-1)部分的右上块,以及(4)右下2(M-1)x 2(N-1)部分的左上块。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,选择所述代表性运动信息进一步包括:
基于扫描顺序,选择所述多条运动信息中的第一可用运动信息,作为所述MVCU的代表性运动信息,所述扫描顺序是以下之一:(1)光栅扫描顺序、(2)Z扫描顺序,以及(3)所述MVCU的解码顺序。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述多个块中的一个块没有运动信息;并且,所述方法进一步包括:
确定所述多个块中一个块的运动信息不可用;
设置所述多个块中一个块的一个或多个MV为零,并将参考索引分配给所述多个块中的一个块;
根据所述多个块中一个块的空间邻居,确定所述多个块中一个块的运动信息,所述空间邻居是所述MVCU中的多个块中的另一个块;或,
根据并置图片中的并置块,确定所述多个块中一个块的运动信息;
选择所述多个块中一个块的运动信息,作为所述MVCU的代表性运动信息。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述MVCU包括在编码树块(CTB)中;并且,选择所述MVCU的代表性运动信息进一步包括:在重建所述CTB之后,从与所述多个块对应的多条运动信息中选择所述MVCU的代表性运动信息。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述MVCU在解码器侧运动矢量推导(DMVD)模式中;
与所述多个块对应的多条运动信息包括:与所述多个块对应的未修正的多条运动信息以及已修正的多条运动信息,使用所述DMVD,根据相应未修正的多条运动信息确定已修正的多条运动信息;并且,
所述选择MVCU的代表性运动信息包括以下之一:(1)选择所述未修正的多条运动信息之一,作为所述MVCU的代表性运动信息、(2)选择所述已修正的多条运动信息之一,作为所述MVCU的代表性运动信息,以及(3)选择所述未修正的多条运动信息之一,和所述已修正的多条运动信息之一,作为所述MVCU的代表性运动信息。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述参考块是所述当前块的空间或时间邻居;
当所述参考块是空间邻居时,所述MVCU位于当前图片中,所述MVCU的代表性运动信息包括未修正的多条运动信息之一,并且所述确定当前运动信息包括:基于所述MVCU未修正的多条运动信息之一确定所述当前运动信息;并且,
当所述参考块是时间邻居时,所述MVCU位于参考图片中,所述MVCU的代表性运动信息包括已修正的多条运动信息之一,并且,所述确定当前运动信息包括:基于所述MVCU已修正的多条运动信息之一确定所述当前运动信息。
10.一种视频解码的装置,其特征在于,包括:
解码模块,用于从已编码视频比特流解码当前图片的当前块的预测信息,所述预测信息指示重建所述当前块的帧间预测模式,
识别模块,用于识别所述当前块的参考块,所述参考块是已经重建的运动矢量压缩单元(MVCU)中的多个块之一,所述MVCU的尺寸是2M x 2N,并且多个块中每一个块的尺寸是2Xx 2X,其中M、N,和X是正整数,X小于M或N;
确定模块,用于基于所述MVCU的代表性运动信息确定所述当前块的当前运动信息;以及,
样本重建模块,用于基于所述当前运动信息重建所述当前块中的至少一个样本;
并且,所述装置进一步包括第一选择模块,用于在确定所述当前运动信息之前,从与所述多个块对应的多条运动信息中选择所述MVCU的代表性运动信息,所述多条运动信息包括与第一参考列表相关联的多个第一运动矢量(Motion Vector,MV),和与第二参考列表相关联的多个第二MV;
所述装置进一步用于选择所述多个第一MV中最频繁地出现的第一MV,作为所述MVCU的代表性第一MV;
选择所述多个第二MV中最频繁地出现的第二MV,作为所述MVCU的代表性第二MV;以及
基于所述代表性第一MV和所述代表性第二MV,确定所述MVCU的代表性运动信息。
11.根据权利要求10所述的装置,其特征在于,所述参考块是所述当前块的空间或时间邻居,当所述参考块是空间邻居时,所述MVCU位于当前图片中;并且,
当所述参考块是时间邻居时,所述MVCU位于不同于当前图片的参考图片中。
12.根据权利要求10所述的装置,其特征在于,在与所述多个块对应的多条运动信息中,所述代表性运动信息最频繁地出现。
13.根据权利要求10所述的装置,其特征在于,所述MVCU包括左上2(M-1)x 2(N-1)部分、右上2(M-1)x 2(N-1)部分、左下2(M-1)x 2(N-1)部分,以及右下2(M-1)x 2(N-1)部分;
并且,所述装置进一步包括第二选择模块,用于:
选择与所述多个块的中心块相关联的多条运动信息之一,作为所述MVCU的代表性运动信息,所述中心块是以下之一:(1)左上2(M-1)x2(N-1)部分的右下块、(2)右上2(M-1)x2(N-1)部分的左下块、(3)左下2(M-1)x2(N-1)部分的右上块,以及(4)右下2(M-1)x2(N-1)部分的左上块。
14.一种计算机设备,其特征在于,所述设备包括一个或多个处理器和一个或多个存储器,所述一个或多个存储器中存储有至少一条指令,所述至少一条指令由所述一个或多个处理器加载并执行以实现如权利要求1至权利要求9任一项所述的视频解码方法。
15.一种非易失性计算机可读存储介质,其特征在于,所述非易失性计算机可读介质中存储有指令,所述指令在由视频解码器中的处理器执行时,使所述处理器执行如权利要求1至权利要求9任一项所述的视频解码方法。
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