CN110881127A - 控制残差编码的方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种控制残差编码的方法，用于对视频序列解码或编码，所述方法包括根据所设置的主变换来确定是否使用二次变换。所述方法进一步包括：如果确定使用所述二次变换，则设置标志以指示使用所述二次变换，根据所设置的主变换和所述视频序列的当前块的帧内预测模式来确定所述二次变换，以及使用所设置的主变换和所确定的二次变换来执行所述当前块的亮度编码块和所述当前块的色度编码块的残差编码。

Description

控制残差编码的方法、装置、计算机设备和存储介质
交叉引用
本申请要求于2018年9月6日向美国专利商标局提交的美国临时专利申请第62/728,009号以及于2019年5月24日向美国专利商标局提交的第16/412,575号美国专利申请的优先权，在先申请的全部内容通过引用方式结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及视频编码领域，尤其涉及控制残差编码的方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
在高效视频编码(HEVC，High Efficiency Video Coding)中，通过使用表示为编码树的四叉树结构来将编码树单元(CTU，Coding Tree Unit)分割成编码单元(CU，CodingUnit)，以适应各种局部特性。在编码单元级别，决定是否使用帧间(时间)或帧内(空间)预测来编码图片区域。每个编码单元可以根据预测单元(PU，Prediction Unit)分割类型进一步分割成一个、两个或四个预测单元(PU)。在一个PU内，应用相同的预测过程，并且基于PU将相关信息发送到解码器。在通过应用基于PU分割类型的预测过程获得残差块之后，可以根据与CU的编码树类似的另一个四叉树结构来将CU分割为变换单元(TU，TransformUnit)。HEVC结构的一个关键特征在于具有多个分区概念，包括CU、PU和TU。在HEVC中，CU或TU只能是正方形，而PU可以是用于帧间预测块的正方形或矩形。在HEVC的后期，有人提出允许矩形PU用于帧内预测和变换。
在图片边界处，HEVC采用隐式四叉树分割，使得一个块将保持四叉树分割，直到尺寸适合图片边界。
在通用视频编码(VVC，Versatile Video Coding)中，四叉树加二叉树(QTBT，QuadTree plus Binary Tree)结构去除了多个分区类型的概念，即去除了对CU、PU和TU概念的区分，并且支持对CU分区形状的更大灵活性。在QTBT块结构中，CU可以具有正方形或矩形形状。CTU首先由四叉树结构进行分割。四叉树叶节点进一步由二叉树结构进行分割。二叉树分割有水平对称分割和垂直对称分割两种类型。二叉树叶节点被称为CU，并且该分段无需任何进一步的分割，来用于预测和变换处理。这意味着在QTBT编码块结构中，CU、PU和TU具有相同的块大小。在VVC中，有时CU由不同颜色分量的编码块(CB，Coding Block)组成，例如，在4:2:0色度格式的P和B条目的情况下，一个CU包含一个亮度CB和两个色度CB；并且CU有时由单个分量的CB组成，例如，在I条目的情况下，一个CU仅包含一个亮度CB或仅包含两个色度CB。
以下参数是针对QTBT分割方案定义的。
–CTU大小：四叉树的根节点大小，与HEVC中的概念相同
–MinQTSize：允许的四叉树叶节点大小的最小值
–MaxBTSize：允许的二叉树根节点大小的最大值
–MaxBTDepth：允许的二叉树深度的最大值
–MinBTSize：允许的二叉树叶节点大小的最小值
在QTBT分割结构的一个示例中，CTU大小设置为具有两个对应的64×64色度样本块的128×128亮度样本，MinQTSize设置为16×16，MaxBTsize设置为64×64，MinBTsize(对于宽度和高度)设置为4×4，并且MaxBTdepth设置为4。首先将四叉树分割应用于CTU以生成四叉树叶节点。每个四叉树叶节点可以具有16×16(即MinQTSize)到128×128(即CTU大小)的大小。如果叶四叉树节点是128×128，则叶四叉树节点将不会被二叉树进一步分割，因为该大小超过了MaxBtSize(即64×64)。否则，叶四叉树节点可以进一步由二叉树进行分割。因此，四叉树叶节点也是二叉树的根节点，并且二叉树深度为0。当二叉树深度达到MaxBtDepth(即4)时，不考虑进一步的分割。当二叉树节点具有等于MinBtSize(即4)的宽度时，不考虑进一步的水平分割。同样，当二叉树节点具有等于MinBtSize的高度时，不考虑进一步的垂直分割。在不进行进一步的分割的情况下，通过预测和变换处理来对二叉树的叶节点进一步处理。最大CTU大小可以是256×256亮度样本。
为了减少交叉分量冗余，可以使用交叉分量线性模型(CCLM，Cross-componentlinear model)预测模式，当应用CCLM模式时，色度编码块的预测残差的方向性不一定与亮度编码块的预测残差的方向性对齐。因此，重新使用共同定位的亮度编码块的变换信息，对于共同定位的色度编码块可能并不有效。此外，完全依赖于主变换类型来确定二次变换的选择可能不准确，并且可能会造成一些编码效率损失。
发明内容
本申请实施例提供一种控制残差编码的方法，用于对视频序列解码或编码，包括：根据所设置的主变换来确定是否使用二次变换；以及如果确定使用二次变换，则设置以指示使用二次变换，根据所设置的主变换和视频序列的当前块的帧内预测模式来确定二次变换，以及使用所设置的主变换和所确定的二次变换来执行当前块的亮度编码块和当前块的色度编码块的残差编码。
本申请实施例提供一种控制残差编码的装置，用于对视频序列解码或编码，包括：第一确定模块，用于根据所设置的主变换来确定是否使用二次变换；以及第一设置模块用于当确定使用二次变换时，设置标志以指示使用二次变换；第二确定模块，用于当确定使用二次变换时，根据所设置的主变换和视频序列的当前块的帧内预测模式来确定二次变换；以及执行模块，用于使用所设置的主变换和所确定的二次变换来执行当前块的亮度编码块和当前块的色度编码块的残差编码。
本申请实施例还提供一种非易失性计算机可读存储介质，存储有指令，这些指令使至少一个处理器执行本申请实施例所述的方法。
本申请实施例还提供一种计算机设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行本申请实施例所述的方法。
本申请实施例的技术方案，一方面，在确定二次变换的选择时不完全依赖于主变换类型，避免了编码效率的损失；另一方面，使用所设置的主变换和所确定的二次变换来执行当前块的亮度编码块和当前块的色度编码块的残差编码，避免了由于色度编码块的预测残差的方向性与亮度编码块的预测残差的方向性不对齐，造成的共同定位的亮度编码块的变换信息对于共同定位的色度编码块可能并不有效。
附图说明
图1A是QTBT结构的示意图。
图1B是Givens旋转的图形表示的示意图。
图1C是由超立方体排列中的Givens旋转的组合定义的HyGT的示意图。
图1D是由超立方体排列中的Givens旋转的组合定义的HyGT的另一示意图。
图1E是用于导出α和β的样本的位置的示意图。
图2是根据一个实施例的通信系统的简化框图。
图3是根据一个实施例的流媒体环境中的视频编码器和视频解码器的部署图。
图4是根据一个实施例的视频解码器的功能框图。
图5是根据一个实施例的视频编码器的功能框图。
图6是根据一个实施例的控制视频序列解码或编码的残差编码的方法的流程图。
图7是根据另一实施例的控制视频序列解码或编码的残差编码的方法的流程图。
图8是根据一个实施例的控制视频序列解码或编码的残差编码的装置的简化框图。
图9是适用于实现本申请实施例的计算机系统的示意图。
具体实施方式
图1A的(a)部分示出了通过QTBT进行块分割的一个示例，而图1A的(b)部分示出了相应的树结构。实线表示四叉树分割，虚线表示二叉树分割。在二叉树的各分割节点(即，非叶节点)中，用信号表示一个标志以指示使用哪种分割类型(即，水平或垂直)，其中0指示水平分割，1指示垂直分割。对于四叉树分割，不需要指示分割类型，因为四叉树分割总是水平并垂直地分割块以产生具有4个大小相等的子块。
此外，QTBT方案支持亮度和色度各自单独具有QTBT结构的能力。目前，对于P和B条目，一个CTU中的亮度和色度编码树块(CTB Coding Tree Unit)共用相同的QTBT结构。然而，对于I条目，亮度CTB被QTBT结构分割为CU，并且色度CTB被另一个QTBT结构分割为色度CU。这意味着I条目中的CU由亮度分量的编码块或两个色度分量的编码块组成，而P或B条目中的CU由所有三个颜色分量的编码块组成。
在HEVC中，限制针对小块的帧间预测，以减少运动补偿的存储器访问，使得4×8和8×4块不支持双向预测，而4×4块不支持帧间预测。在VVC的QTBT中，取消了这些限制。
除了在HEVC中采用的DCT-II和4×4DST-VII之外，多变换选择(MTS，MultipleTransform Selection)(或称为自适应多变换(AMT，Adaptive Multiple Transform)或增强多变换(EMT，Enhanced Multiple Transform))方案还用于帧间和帧内编码块的残差编码。MTS使用从离散正弦变换/离散余弦变换(DCT/DST，Discrete SineTransform/DiscreteCosineTransform)族中选择的多个变换，而不是HEVC中的当前变换。新引入的变换矩阵是DST-VII、DCT-VIII、DST-I和DCT-V。表格示出了所选DST/DCT的基函数。
表1：用于N点输入的DCT-II/V/VIII和DST-I/VII的变换基函数
Figure BDA0002175931430000051
为了保持变换矩阵的正交性，用10位表示、而不是HEVC中的8位表示把变换矩阵量化得比HEVC中的变换矩阵更精确。为了将变换系数的中间值保持在16位的范围内，在水平变换和垂直变换之后，相较于用于当前HEVC变换的右移，将所有系数再右移2位。
AMT应用于宽度和高度均小于或等于64的编码单元(CUs)，AMT是否应用受控于CU级别标志。当CU级标志等于0时，在CU中应用DCT-II，以对残差进行编码。对于启用AMT的CU内的亮度编码块，用信号表示两个附加标志以识别待使用的水平和垂直变换。与HEVC一样，在VCC中，可以利用变换跳过模式来编码块的剩余部分。为了避免语法编码的冗余，当CU级AMT标志不等于零时，不用信号表示变换跳过标志。
对于帧内残差编码，因为不同的帧内预测模式的残差统计数据不同，所以使用模式依赖的变换候选选择过程。如表2所示定义了3个变换子集，且基于帧内预测模式选择一个变换子集，如表3所指定的。
表2：3个预定义的变换候选集
Figure BDA0002175931430000061
利用子集概念，首先基于表3、使用CU级别AMT标志等于1的CU的帧内预测模式来识别一个变换子集。之后，对于水平及垂直变换中的每一个，根据表2，基于显式信号标志，选择识别的变换子集中2个变换候选之一。
然而，对于帧间预测残差，仅一个由DST-7及DCT-8构成的变换集用于所有的帧间模式，且用于水平及垂直变换。
在VVC中，仅采用包括DST-VII和DCT-VIII的一个变换集，并且MTS最多应用于32点。
表3：针对各帧内预测模式选择(H)水平和(V)垂直变换集
Figure BDA0002175931430000071
在VVC中，模式依赖的不可分离二次变换(NSST，Non-Separable SecondaryTransform)，所述NSST应用于前向核心变换与量化(在编码器上)之间、且应用于去量化与逆核心变换(在解码器上)之间。为了保持低复杂度，NSST仅在主变换后应用于低频系数。假如变换系数块的宽度(W)及高度(H)均大于或等于8，那么将8x8不可分离二次变换应用于变换系数块的左上方8x8区域。否则，假如变换系数块的W或H等于4，应用4x4不可分离二次变换，且对变换系数块的左上方min(8，W)×min(8，H)区域执行4x4不可分离二次变换。上面的变换选择规则应用于亮度及色度分量。
采用4x4输入块作为实施例，下面描述不可分离变换的矩阵乘法的实施方式。为了应用不可分离变换，将方程(1)中的4x4输入块X表示为方程(2)中的矢量
Figure BDA0002175931430000072
Figure BDA0002175931430000073
以及
Figure BDA0002175931430000074
将不可分离变换计算为
Figure BDA0002175931430000075
其中
Figure BDA0002175931430000076
指示变换系数矢量，T为16x16变换矩阵。随后，采用对块的扫描次序(水平、垂直或对角)，将16x1变换系数矢量
Figure BDA0002175931430000077
重组为4x4块。在4×4系数块中，索引较小的系数将以较小的扫描索引放置。在VVC中，使用蝶形实现的超立方-吉文斯变换(HyGT，Hypercube-Givens Transform)代替矩阵乘法来降低不可分离变换的复杂度。
总共有35x3个用于4x4及8x8块大小的不可分离二次变换，35为帧内预测模式指定的变换集的数目，表示为集合，3为用于每个帧内预测模式的NSST候选的数目。在下面的表4中定义了从帧内预测模式到变换集的映射。根据表4，应用于亮度/色度变换系数的变换集由对应的亮度/色度帧内预测模式指定。对于大于34(对角预测方向)的帧内预测模式，在编码器/解码器的二次变换前/后、对变换系数块进行转置。
表4：从帧内预测模式到变换集索引的映射
Figure DA00021759314367949
对于每个变换集，所选择的不可分离二次变换候选由明确用信号表示的NSST索引进一步指定。在使用变换系数及截断的一元二进制化后，每个帧内编码块在比特流中用信号通知一次索引。就平面或DC模式而言，截断值为2，对于角帧内预测模式，截断值为3。仅当CU中存在多于一个的非零系数时，才用信号通知此NSST。当不用信号通知时，缺省值为零。此语法元素的零值指示二次变换不应用于当前编码块，值1-3指示应该应用来自集合中的哪个二次变换。
在VVC中，NSST不用于采用变换跳过模式进行编码的块。当用信号通知编码块的NSST索引、且NSST索引不等于零时，NSST不用于在CU中采用变换跳过模式进行编码的分量的块。当具有所有分量的块的编码块采用变换跳过模式进行编码或非变换跳过模式编码块(CBs)的非零系数的数目小于2时，不用信号通知编码块的NSST索引。
当使用QTBT时，可能禁止混合NSST和EMT——进而有效地强制NSST仅与DCT-2一起用作主变换。
HyGT用于不可分离二次变换的计算。该正交变换的基本元素是Givens旋转，该Givens旋转由正交矩阵G(m，n，θ)定义，该正交矩阵G(m，n，θ)具有以下定义的元素：
Figure BDA0002175931430000081
这些变换可以在图1B中用图形表示。
HyGT是通过组合超立方体排列中的Givens旋转集来实现的。图1C示出了16个元素(4×4不可离分变换)的HyGT的“蝶形”形状流程图。假设N是2的幂，则一个HyGT(Hypercube-Givens Transform)轮次被定义为包括log2(N)通道的序列，其中在各通道中，向量m和n中的索引由具有维度log2(N)的超立方体的边缘在各方向上顺序地定义。
为了实现良好的压缩效果，使用一个以上的HyGT轮次。如图1D所示，完全不可分离二次变换由R个轮次HyGT组成，并且可以包括可选的置换通道，以根据变换系数的方差对变换系数进行排序。在VVC中，2轮次的HyGT应用于4×4二次变换，而4轮次的HyGT应用于8×8二次变换。
如前所述，可以使用交叉分量线性模型(CCLM，Cross-component linear model)预测模式来减少交叉分量冗余，对于该模式，通过使用如下线性模型，基于同一CU中的重构亮度样本来预测该CU中的色度样本：
predC(i，j)＝α·recL′(i，j)+β (4),
其中predC(i，j)表示CU中的预测色度样本，并且recL(i，j)表示同一CU的下采样重构亮度样本。通过使当前块周围的相邻的重建亮度和色度样本之间的回归误差最小化来导出参数α和β：
Figure BDA0002175931430000091
以及
Figure BDA0002175931430000092
其中L(n)表示下采样的上相邻重建亮度样本和左相邻重建亮度样本，C(n)表示上相邻重建色度样本和左相邻重建色度样本，并且N的值等于当前色度编码块的宽度和高度的最小值的两倍。对于正方形的编码块，直接应用上述两个等式。对于非正方形编码块，首先对较长边界的相邻样本进行二次采样以使其具有与较短边界相同数量的样本。图1E示出了分量间线性模型(CCLM)的模式中涉及的左样本和上样本以及当前块的样本的位置。
这种回归误差最小化计算作为解码过程的一部分来执行，而不仅仅作为编码器搜索操作。因此，没有使用语法将α和β值传送给解码器。
对于色度帧内模式编码，总共允许6种帧内模式用于色度帧内模式编码。这些模式包括五种传统帧内模式和一种CCLM模式。
如前所述，应用CCLM模式时，色度编码块的预测残差的方向性不一定与亮度编码块的预测残差的方向性对齐。因此，重新使用共同定位的亮度编码块的变换信息，对于共同定位的色度编码块可能并不有效。并且，完全依赖于主变换类型来确定二次变换的选择可能不准确，并且可能会造成一些编码效率损失。
基于此，本申请实施例提出一种控制残差编码的方法，确定二次变换的选择时不完全依赖于主变换类型，并且可以避免由于色度编码块的预测残差的方向性与亮度编码块的预测残差的方向性不对齐，造成的共同定位的亮度编码块的变换信息对于共同定位的色度编码块可能并不有效。
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)包括通过网络(250)互连的第一终端装置(210)和第二终端装置(220)。对于数据的单向传输，第一终端装置(210)可以对本地位置处的视频数据进行编码，以经由网络(250)传输到第二终端装置(220)。第二终端装置(220)可从网络(250)接收第一终端装置(210)的已编码视频数据，对已编码视频数据进行解码，并显示恢复的视频数据。单向数据传输在媒体服务等应用中是较常见的。
图2示出了第二对终端装置(230，240)，包括第三终端装置(230)和第四终端装置(240)，用于支持例如在视频会议期间可能发生的编码视频的双向传输。对于数据的双向传输，第三终端装置(230)和第四终端装置(240)的每个终端装置可以对在本地位置处采集到的视频数据进行编码，以经由网络(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(230、240)还可以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，且可以对所述已编码视频数据进行解码，并且可以在本地显示设备处显示恢复的视频数据。
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。出于本论述申请的目的，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。
图3是根据一个实施例的流媒体环境中的视频编码器和视频解码器的部署的示意图。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。
流媒体系统可以包括采集子系统(313)，该采集子系统(313)可以包括视频源(301)，例如数码相机，所述视频源创建例如未压缩的视频样本流(302)。相较于已编码视频码流，视频样本流(302)被描绘为粗线以强调高数据量的视频样本流，视频样本流(302)可以由耦合到相机(301)的编码器(303)来处理。编码器(303)可以包括硬件、软件或其组合，以实现或实施如下文更详细描述的所公开的主题的各方面。相较于视频样本流(302)，已编码视频码流(304)被描绘为细线以强调较低数据量的已编码的视频数据，已编码视频码流(304)可以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(306、308)可以访问流式传输服务器(305)，以检索已编码视频码流(304)的副本(307)和副本(309)。客户端(306)可以包括视频解码器(310)，该视频解码器(310)对编码视频比特流(307)的传入副本进行解码并且产生可在显示器(312)或其它呈现装置((未描绘))上呈现的输出视频样本流(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码流(304)、视频码流(307)和视频码流(309)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。
图4是根据一个实施例的视频解码器(310)的功能框图。
接收器(410)可以接收将由解码器(310)解码的一个或多个编解码视频序列；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(412)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(410)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(410)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(410)与熵解码器/解析器(420)(此后称为“解析器(420)”)之间。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。
视频解码器(310)可以包括解析器(420)，以从熵编码视频序列重构符号(421)。这些符号的类别包括用于管理解码器(310)的操作的信息、以及用于控制诸如显示器(312)等显示设备的潜在信息，该显示设备不是解码器的组成部分但可以耦接到解码器，如图4所示。用于显示设备的控制信息可以是辅助增强信息(Supplemental EnhancementInformation，SEI消息)或视频可用性信息(Video Usability Information，VUI)参数集片段(未示出)的形式。解析器(420)可以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以根据视频编码技术或标准进行，并且可以遵循本领域技术人员公知的原理，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。解析器(420)可以基于对应于群组的至少一个参数，从已编码视频序列中提取视频解码器中的像素子群中的至少一个像素子群的子群参数集。子群可以包括图片群组(Group of Pictures，GOP)、图片、图块、贴片、条目、图宏块、编码单元(Coding Unit，CU)、块、变换单元(Transform Unit，TU)、预测单元(Prediction Unit，PU)等等。熵解码器/解析器还可以从已编码视频序列中提取诸如变换系数、量化器参数(QP)值、运动矢量等信息。
解析器(420)可以对从缓冲存储器(415)接收的视频序列进行熵解码/解析操作，以便创建符号(421)。解析器(420)可以接收已编码数据，并且选择性地解码特定符号(421)。此外，解析器(420)可以确定是否将特定符号(421)提供给运动补偿预测单元(453)、缩放器/逆变换单元(451)、帧内预测单元(452)或环路滤波器单元(454)。
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(310)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(部分重建的)当前图片(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。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(454)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(454)。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(454)的输出可以是样本流，所述样本流可输出到显示装置(312)以及存储在参考图片存储器(456)，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。一旦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，则当前参考图片(456)可变为参考图片缓冲器(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存储器。
视频解码器(310)可以根据可记录在标准(例如ITU-T Rec.H.265)中的预定视频压缩技术来执行解码操作。已编码视频序列可以符合由所使用的视频压缩技术或标准所指定的语法的意义上，已编码视频序列符合视频压缩技术或标准的语法，如视频压缩技术文档或标准中所指定的语法，特别是其中的配置文件文档中所指定的语法。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 Reference Decoder，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(410)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(310)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、冗余切片、冗余图片、前向纠错码等形式。
图5是根据一个实施例的视频编码器(303)的功能框图。
编码器(303)可以从视频源(301)(其不是编码器的一部分)接收视频样本，该视频源(301)可以采集将由编码器(303)编码的视频图片。
视频源(301)可提供将由视频编码器(303)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(301)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(301)可以是采集本地图片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。
根据一个实施例，编码器(303)可以实时地或在应用所需的任何其它时间约束下，将源视频序列的图片编码并压缩成编码视频序列(543)。采用适当的编码速度是控制器(550)的一个功能。控制器控制如下所述的其它功能单元，并且功能性地耦合到这些单元。为了简洁起见，未示出耦合。由控制器设置的参数可以包括速率控制相关参数(图片跳过、量化器、速率失真优化技术的λ值……)、图片大小、图片组(GOP)布局、最大运动向量搜索范围等。本领域技术人员可以容易地识别控制器(550)的其它功能，因为这些功能可以属于针对某一系统设计而优化的视频编码器(303)。一些视频编码器以本领域技术人员容易认识到的“编码环路”来操作。作为过于简化的描述，编码环路可以包括编码器(530)的编码部分(下文称为“源编码器”)(负责基于待编码的输入图片和参考图片来产生符号)以及嵌入编码器(303)中的(本地)解码器(533)，该解码器(533)重构符号以创建(远程)解码器也将创建的样本数据，(因为在所公开的主题中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都是无损的)。将该重构的样本流输入到参考图片存储器(534)。由于符号流的解码产生的与解码器位置(本地或远程)无关的位精确结果，所以参考图片缓冲器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。换言之，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)是本领域技术人员公知的。“本地”解码器(533)的操作可以与上面已经结合图4详细描述的“远程”解码器(310)的操作相同。然而，同样地简要参照图4，由于符号可用，并且由熵编码器(545)和解析器(420)对编码视频序列的符号进行的解码可以是无损的，所以包括缓冲存储器(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。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。
作为操作的一部分，源编码器(530)可以执行运动补偿预测编码，该运动补偿预测编码参考视频序列中被指定为“参考帧”的一个或多个先前已编码的帧，对输入帧进行预测编码。以这种方式，编码引擎(532)对输入帧的像素块与参考帧的像素块之间的差异进行编码，所述参考帧可被选作所述输入帧的预测参考。
本地视频解码器(533)可基于源编码器(530)创建的符号，对可指定为参考帧的帧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4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帧执行，且可使重建的参考帧存储在参考帧高速缓存(534)中。以此方式，视频编码器(303)可在本地存储重建的参考帧的副本，所述副本与将由远端视频解码器获得的重建参考帧具有共同内容(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，对于将要编码的新帧，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。熵编码器根据本领域技术人员公知的技术，例如霍夫曼编码、可变长度编码、算术编码等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(530)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)可管理编码器(303)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帧类型：
帧内图片(I图片)，其可以是不将序列中的任何其它帧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非预测编码。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非预测编码。
视频编码器(303)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(303)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。
在一个实施例中，发射器(540)可以与编码视频一起发送附加数据。视频编码器(530)可以包括此类数据作为编码视频序列的一部分。附加数据可以包括时间/空间/SNR增强层、其它形式的冗余数据，诸如冗余图片和条目、补充增强信息(SEI，SupplementaryEnhancement Information)消息、视觉可用性信息(VUI，Visual Usability Information)参数集片段等。
如前所述，当应用CCLM模式时，色度编码块的预测残差的方向性不一定与亮度编码块的预测残差的方向性对齐。因此，重新使用共同定位的亮度编码块的变换信息，对于共同定位的色度编码块可能并不有效。
此外，完全依赖于主变换类型来确定二次变换的选择可能不准确，并且可能会注意到一些编码效率损失。
因此，在一些实施例中，当来自不同颜色分量的两个共同定位的亮度和色度编码块的帧内预测方向不对齐时，将用于色度编码块的残差编码的主变换和/或二次变换选择设置为默认主变换和/或二次变换类型。当两个帧内预测方向都是角度/平面/DC模式时，或者当两个帧内预测方向是相同的帧内预测模式(例如，DM模式)时，使两个共同定位的亮度和色度编码块的帧内预测方向对齐。
当色度分量(例如，色度编码块)通过CCLM模式或多模型CCLM模式来编码时，主变换可以分配为或设置为DCT-2。
当色度分量通过CCLM模式或多模型CCLM模式来编码时，主变换可以分配有恒等变换，该恒等变换通过预定义的常量对输入进行缩放，例如64*sqrt(N)或128*sqrt(N)或256*sqrt(N)，其中N是变换大小。
当色度分量通过CCLM模式或多模型CCLM模式来编码时，主变换分配为DST-7或DCT-8。
当色度分量通过CCLM模式或多模型CCLM模式来编码时，可以不应用二次变换。
当色度分量的帧内预测方向与共同定位的亮度分量(例如，亮度编码块)的帧内预测方向不相同时，例如，色度分量不是通过DM模式编码时，主变换可以分配为DCT-2。
当色度分量的帧内预测方向与共同定位的亮度分量的帧内预测方向不相同时，例如，当色度分量不是通过DM模式编码时，主变换可以分配为恒等变换，该恒等变换将输入缩放为预定义常数，例如64*sqrt(N)或128*sqrt(N)或256*sqrt(N)，其中N是变换大小。
当色度分量的帧内预测方向与共同定位的亮度分量的帧内预测方向不相同时，例如，色度分量不是通过DM模式编码时，主变换可以分配为DST-7或DCT-8。
当色度分量的帧内预测方向与共同定位的亮度分量的帧内预测方向不相同时，例如，色度分量不是通过DM模式编码时，可以不应用二次变换。
在上述实施例中，将共同定位的块识别为覆盖当前块的给定坐标。当前块的给定坐标可以包括但不限于：当前块的角(左上角、右上角、左下角和右下角)位置和中心位置。
在另外的一些实施例中，对于编码块，首先选择主变换类型，然后根据所选择的主变换类型和帧内预测模式来选择二次变换。然后，用信号表示标志以指示是否应用所选择的二次变换。
在一些实施例中，对于某些主变换类型，不用信号表示用于指示是否应用二次变换的标志。推断标志的值。
在一个示例中，当DCT-2用作水平变换和垂直变换两者的主变换时，不用信号表示用于指示是否应用二次变换的标志，将该标志推断为假，并且不使用二次变换。在另一个示例中，当DST-7用作水平变换和垂直变换两者的主变换时，不用信号表示用于指示是否应用二次变换的标志，将该标志推断为假，并且不使用二次变换。在另一个示例中，当DCT-8用作水平变换和垂直变换两者的主变换时，不用信号表示用于指示是否应用二次变换的标志，将该标志推断为假，并且不使用二次变换。在另一个示例中，当DST-4用作水平变换和垂直变换两者的主变换时，不用信号表示用于指示是否应用二次变换的标志，将该标志推断为假，并且不使用二次变换。
在另一个示例中，当DCT-4用作水平变换和垂直变换两者的主变换时，不用信号表示用于指示是否应用二次变换的标志，将该标志推断为假，并且不使用二次变换。在另一个示例中，当恒等变换用作水平变换和垂直变换两者的主变换时，不用信号表示用于指示是否应用二次变换的标志并，该标志推断为假，并且不使用二次变换。在另一个示例中，当恒等变换用作水平变换或垂直变换的主变换时，不用信号表示用于指示是否应用二次变换的标志，将该标志推断为假，并且不使用二次变换。
在其它实施例中，对于某些块大小，不用信号表示用于指示是否应用二次变换的标志。
在一个示例中，当块宽度和高度大于给定阈值时，不用信号表示用于指示是否应用二次变换的标志，将该标志推断为真，并且使用二次变换。在另一个示例中，当块宽度和高度大于给定阈值时，不用信号表示用于指示是否应用二次变换的标志，将该标志推断为假，并且不使用二次变换。在另一个示例中，当块宽度和高度小于给定阈值时，不用信号表示用于指示是否应用二次变换的标志，将该标志推断为真，并且使用二次变换。在另一个示例中，当块宽度和高度小于给定阈值时，不用信号通知表示是否应用二次变换的标志，将该标志推断为假，并且不使用二次变换。
在另一个示例中，当块宽度或高度大于给定阈值时，不用信号表示用于指示是否应用二次变换的标志，将该标志推断为假，并且不使用二次变换。在另一个示例中，当块宽度或高度小于给定阈值时，不用信号表示用于指示是否应用二次变换的标志，将该标志推断为假，并且不使用二次变换。在另一个示例中，当块宽度与高度之比大于给定阈值时，不用信号表示用于指示是否应用二次变换的标志，将该标志推断为假，并且不使用二次变换。在另一个示例中，当块宽度与高度之比小于给定阈值时，不用信号表示用于指示是否应用二次变换的标志，将该标志推断为假，并且不使用二次变换。
在另一个示例中，当块宽度与高度的乘积大于给定阈值时，不用信号表示用于指示是否应用二次变换的标志，将该标志推断为假，并且不使用二次变换。在另一个示例中，当块宽度与高度的乘积小于给定阈值时，不用信号表示用于指示是否应用二次变换的标志，将该标志推断为假，并且不使用二次变换。
图6是根据一个实施例的控制视频序列解码或编码的残差编码的方法(600)的流程图。在一些实施方式中，图6的一个或多个过程块可以由解码器(310)执行。在一些实施方式中，图6的一个或多个过程块可以由与解码器(310)分开或包括解码器(310)的另一设备或一组设备，如编码器(303)执行。
参照图6，在步骤(610)中，方法(600)包括：确定视频序列的当前块的亮度编码块的第一帧内预测方向是否与当前块的色度编码块的第二帧内预测方向对齐，亮度编码块和色度编码块中的每一个均具有当前块的相同坐标。如果确定第一帧内预测方向与第二帧内预测方向对齐(610-是)，方法(600)结束。
在步骤(620)中，方法(600)包括：如果确定第一帧内预测方向与第二帧内预测方向不对齐(610-否)，将主变换设置为默认变换。
在步骤(630)中，方法(600)包括：使用所设置的处理变换来执行亮度编码块和色度编码块的残差编码。
所述确定亮度编码块的第一帧内预测方向是否与色度编码块的第二帧内预测方向对齐可以包括：当所述第一帧内预测方向和所述第二帧内预测方向在角度预测模式、平面模式和DC模式其中之一的模式下时，确定第一帧内预测方向与第二帧内预测方向对齐。
所述确定亮度编码块的第一帧内预测方向是否与色度编码块的第二帧内预测方向对齐可以包括：当所述第一帧内预测方向和所述第二帧内预测方向在相同帧内预测模式下时，确定第一帧内预测方向与第二帧内预测方向对齐。
所述默认变换可以是DCT-2、通过预定义的常量对输入进行缩放的恒等变换、DST-7和DCT-8中的一种。
图7是根据另一实施例的控制视频序列解码或编码的残差编码的方法(700)的流程图。在一些实施方式中，图7的一个或多个过程块可以由解码器(310)执行。在一些实施方式中，图7的一个或多个过程块可以由与解码器(310)分开或包括解码器(310)的另一设备或一组设备，如编码器(303)执行。
参照图7，在步骤(710)中，方法(700)包括：根据设置的主变换，确定是否使用二次变换。
如果确定使用二次变换(710-是)，方法700包括：在步骤(720)中，设置标志以指示使用二次变换，也即将用于指示是否使用二次变换的所述标志设置为指示使用二次变换；在步骤(730)中，根据设置的主变换和视频序列的当前块的帧内预测模式来确定二次变换；以及在步骤(740)中，使用所设置的主变换和所确定的二次变换来执行当前块的亮度编码块和当前块的色度编码块的残差编码。
如果确定不使用二次变换(710-否)，在步骤(750)中，方法(700)包括确定所述标志指示不使用二次变换。
所述确定是否使用二次变换可以包括：如果所设置的主变换是DCT-2、DST-7、DCT-8、DST-4、DCT-4和通过预定义常量对输入进行缩放的的恒等变换的一种，确定不使用二次变换。
尽管图6和图7示出了方法(600)和(700)的示例性步骤，但是在一些实施方式中，方法(600)和(700)可以包括比图6和图7更多的步骤、更少的步骤、不同的步骤或不同排列的步骤。另外或者可替代地，可以并行执行方法(600)和(700)的两个或更多个步骤。
进一步地，所提出的方法可以由处理电路(例如，一个或多个处理器或一个或多个集成电路)来实现。在一个示例中，一个或多个处理器执行存储在非易失性计算机可读介质中的程序以执行所提出的方法中的一种或多种。
图8是根据一个实施例的控制视频序列解码或编码的残差编码的装置(800)的简化框图。
参照图8，装置(800)包括第一确定模块(810)、第一设置模块(820)、第二确定模块(830)、执行模块(840)、第三确定模块(850)、第二设置模块(860)和第四确定模块(870)。
第一确定模块(810)，用于根据设置的主变换来确定是否使用二次变换。
第一设置模块(820)，用于当确定使用二次变换时，设置标志以指示使用二次变换。
第二确定模块(830)，用于当确定使用二次变换时，根据设置的主变换和视频序列的当前块的帧内预测模式来确定二次变换。
执行模块(840)，用于使用所设置的主变换和所确定的二次变换来执行当前块的亮度编码块和当前块的色度编码块的残差编码。
第三确定模块(850)，用于确定亮度编码块的第一帧内预测方向是否与色度编码块的第二帧内预测方向对齐，亮度编码块和色度编码块中的每一个均具有当前块的相同坐标；以及
第二设置模块(860)，用于当确定第一帧内预测方向与第二帧内预测方向不对齐时，将主变换设置为默认变换。
第三确定模块(850)，可以进一步用于当所述第一帧内预测方向和所述第二帧内预测方向在角度预测模式、平面模式和DC模式其中之一的模式下时，确定第一帧内预测方向与第二帧内预测方向对齐。
第三确定模块(850)，可以进一步用于当所述第一帧内预测方向和所述第二帧内预测方向在相同帧内预测模式下时，确定第一帧内预测方向与第二帧内预测方向对齐。
所述默认变换可以是DCT-2、通过预定义常量对输入进行缩放的恒等变换、DST-7和DCT-8中的一种。
第四确定模块(870)，用于如果确定不使用二次变换，则确定所述标志指示不使用二次变换。
第一确定模块(810)，可以进一步用于如果所设置的主变换是DCT-2、DST-7、DCT-8、DST-4、DCT-4和通过预定义常量对输入进行缩放的恒等变换中的一种，则确定不使用二次变换。
在一些实施例中，所述第一确定模块(810)，进一步用于当所述色度编码块通过交叉分量线性模型CCLM预测模式或多模型CCLM预测模式来编码时，设置所述主变换为DCT-2。
在一些实施例中，所述第一确定模块(810)，进一步用于当所述色度编码块通过交叉分量线性模型CCLM预测模式或多模型CCLM预测模式来编码时，设置所述主变换为通过预定义常量对输入进行缩放的恒等变换。
在一些实施例中，所述第一确定模块(810)，进一步用于当所述色度编码块通过交叉分量线性模型CCLM预测模式或多模型CCLM预测模式来编码时，设置所述主变换为DST-7或DCT-8。
在一些实施例中，所述第一确定模块(810)，进一步用于当所述色度编码块通过交叉分量线性模型CCLM预测模式或多模型CCLM预测模式来编码时，确定不使用所述二次变换。
在一些实施例中，所述第一确定模块(810)，进一步用于当所述色度编码块的帧内预测方向与共同定位的亮度编码块的帧内预测方向不相同时，设置所述主变换为DCT-2。
通过本申请实施例的方法和装置，一方面，在确定二次变换的选择时不完全依赖于主变换类型，避免了编码效率的损失；另一方面，使用所设置的主变换和所确定的二次变换来执行当前块的亮度编码块和当前块的色度编码块的残差编码，避免了由于色度编码块的预测残差的方向性与亮度编码块的预测残差的方向性不对齐，造成的共同定位的亮度编码块的变换信息对于共同定位的色度编码块可能并不有效。
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。
图9是适用于实现本申请实施例的计算机系统的示意图。
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9所示的用于计算机系统(900)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(900)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(900)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(901)、鼠标(902)、触控板(903)、触摸屏(910)、数据手套(904)、操纵杆(905)、麦克风(906)、扫描仪(907)、照相机(908)。
计算机系统(900)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(910)、数据手套(904)或操纵杆(905)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(909)、耳机(未示出))、视觉输出设备(例如，包括阴极射线管(cathode ray tube，CRT)屏幕、液晶(liquid-crystal display，LCD)屏幕、等离子屏幕、有机发光二极管屏(organic light-emitting diode，OLED)的屏幕(910))，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画面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(900)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(920)等介质(921)的光学介质、拇指驱动器(922)、可移动硬盘驱动器或固态驱动器(923)，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，结合本发明的主题使用的术语“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(900)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，global systemsfor mobile communications、3G，third generation、4G，fourth generation、5G，fifthgeneration、LTE，Long-Term Evolution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(949)(例如，计算机系统(900)的USB，universalserial bus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(900)的核心(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(900)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(900)的核心(940)。
核心(940)可包括一个或多个中央处理单元(CPU，Central Processing Units)(941)、图形处理单元(GPU，Graphics Processing Units)(942)、以现场可编程门阵列(FPGA，Field Programmable Gate Areas)(943)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(944)等。上述设备以及只读存储器(ROM，Read-only memory)(945)、随机存取存储器(RAM，Random-access memory)(946)、内部大容量存储器(例如内部非用户可存取硬盘驱动器、SSD，solid-state drives等)(947)等可通过系统总线(948)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(948)，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核心的系统总线(948)，或通过外围总线(949)进行连接。外围总线的体系结构包括外部控制器接口(PCI，Peripheral Component Interconnect)、通用串行总线USB等。
CPU(941)、GPU(942)、FPGA(943)和加速器(944)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(945)或RAM(946)中。过渡数据也可以存储在RAM(946)中，而永久数据可以存储在例如内部大容量存储器(947)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(941)、GPU(942)、大容量存储器(947)、ROM(945)、RAM(946)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发明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(900)的计算机系统，特别是核心(940)，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核心(940)的特定存储器，诸如核心内部大容量存储器(947)或ROM(945)。实现本发明的各种实施例的软件可以存储在这种设备中并且由核心(940)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。该软件可以使得核心(940)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(946)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(944))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。
虽然本发明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发明的范围内。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，但其体现了本发明的原则，因此属于本发明的精神和范围之内。

Claims (17)

1.一种控制残差编码的方法，用于对视频序列解码或编码，其特征在于，所述方法包括：
根据所设置的主变换，确定是否使用二次变换；以及
如果确定使用所述二次变换，则：
设置标志以指示使用所述二次变换；
根据所设置的主变换和所述视频序列的当前块的帧内预测模式来确定所述二次变换；以及
使用所设置的主变换和所确定的二次变换来执行所述当前块的亮度编码块和色度编码块的残差编码。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
确定所述亮度编码块的第一帧内预测方向是否与所述色度编码块的第二帧内预测方向对齐，所述亮度编码块和所述色度编码块中的每一个均具有所述当前块的相同坐标；以及
当确定所述第一帧内预测方向与所述第二帧内预测方向不对齐时，将所述主变换设置为默认变换。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述亮度编码块的所述第一帧内预测方向是否与所述色度编码块的所述第二帧内预测方向对齐包括：
当所述第一帧内预测方向和所述第二帧内预测方向在角度预测模式、平面模式和DC模式其中之一的模式下时，确定所述第一帧内预测方向与所述第二帧内预测方向对齐。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述亮度编码块的所述第一帧内预测方向是否与所述色度编码块的所述第二帧内预测方向对齐包括：
当所述第一帧内预测方向和所述第二帧内预测方向在相同的帧内预测模式下时，确定所述第一帧内预测方向与所述第二帧内预测方向对齐。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述默认变换是离散余弦变换DCT-2、通过预定义常量对输入进行缩放的恒等变换、离散正弦变换DST-7和DCT-8中的一种。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：如果确定不使用所述二次变换，则确定所述标志指示不使用所述二次变换。
7.如权利要求6的方法，其特征在于，所述确定是否使用所述二次变换包括：如果所设置的主变换是离散余弦变换DCT-2、离散正弦变换DST-7、DCT-8、DST-4、DCT-4和通过预定义常量对输入进行缩放的恒等变换中的一种，则确定不使用所述二次变换。
8.一种控制的残差编码的装置，用于对视频序列解码或编码，其特征在于，包括：
第一确定模块，用于根据所设置的主变换来确定是否使用二次变换；
第一设置模块，用于当确定使用所述二次变换时，设置标志以指示使用所述二次变换；
第二确定模块，用于当确定使用所述二次变换时，根据所设置的主变换和所述视频序列的当前块的帧内预测模式来确定所述二次变换；以及
执行模块，用于使用所设置的主变换和所述定的二次变换来执行所述当前块的亮度编码块和所述当前块的色度编码块的残差编码。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，进一步包括：
第三确定模块，用于确定所述亮度编码块的第一帧内预测方向是否与所述色度编码块的第二帧内预测方向对齐，所述亮度编码块和所述色度编码块中的每一个均具有所述当前块的相同坐标；以及
第二设置模块，用于当确定所述第一帧内预测方向与所述第二帧内预测方向不对齐时，将所述主变换设置为默认变换。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第三确定模块进一步用于当所述第一帧内预测方向和所述第二帧内预测方向在角度预测模式、平面模式和DC模式其中之一的模式下时，确定所述第一帧内预测方向与所述第二帧内预测方向对齐。
11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第三确定模块进一步用于当所述第一帧内预测方向和所述第二帧内预测方向在相同的帧内预测模式下时，确定所述第一帧内预测方向与所述第二帧内预测方向对齐。
12.如权利要求8所述的装置，其特征在于，进一步包括：所述第一确定模块，进一步用于当所述色度编码块通过交叉分量线性模型CCLM预测模式或多模型CCLM预测模式来编码时，确定不使用所述二次变换，并设置所述主变换为DCT-2。
13.如权利要求8所述的装置，其特征在于，进一步包括：所述第一确定模块，进一步用于当所述色度编码块通过交叉分量线性模型CCLM预测模式或多模型CCLM预测模式来编码时，设置所述主变换为通过预定义常量对输入进行缩放的恒等变换。
14.如权利要求8所述的装置，其特征在于，进一步包括：所述第一确定模块，进一步用于当所述色度编码块通过交叉分量线性模型CCLM预测模式或多模型CCLM预测模式来编码时，设置所述主变换为DST-7或DCT-8。
15.如权利要求8所述的装置，其特征在于，进一步包括：所述第一确定模块，进一步用于当所述色度编码块的帧内预测方向与共同定位的亮度编码块的帧内预测方向不相同时，设置所述主变换为DCT-2。
16.一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存储介质存储指令，所述指令使至少一个处理器执行如权利要求1-7中任一项所述的方法。
17.一种计算机设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-7中任一项所述的方法。
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