CN110944202A - 视频编解码方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请的各方面提供用于视频编码/解码的方法、装置、计算机设备和非易失性计算机可读存储介质。所述解码方法包括对当前已编码图片中的多个第一块的预测信息进行解码，所述当前已编码图片是已编码视频序列的一部分，所述预测信息指示所述多个第一块以局部亮度补偿LIC模式编码；为所述多个第一块中的各第一块选择邻近区域，所选择的邻近区域和相应的第一块形成第二块；并行地执行所述多个第二块的帧间预测；基于为相应第一块选择的邻近区域和/或对第二块的帧间预测结果,确定所述多个第一块中的各第一块的LIC参数集；以及基于所述LIC参数集，重构所述多个第一块。

Description

视频编解码方法、装置、计算机设备和存储介质
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年9月24日提交的美国临时申请第62/735,409号“低延迟局部亮度补偿”,于2018年12月26日提交的美国临时申请第62/785,078号“对局部亮度补偿进行推导和信号标记”，和于2019年7月29日提交的美国申请第16/525,533号“低延迟局部亮度补偿”的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本申请涉及视频编解码技术，尤其涉及一种视频编解码方法、装置、计算机设备以及存储介质。
背景技术
本文所提供的背景描述旨在整体呈现本申请的背景。在背景技术部分以及本说明书的各个方面中所描述的目前已署名的发明人的工作所进行的程度，并不表明其在本申请提交时作为现有技术，且从未明示或暗示其被承认为本申请的现有技术。
通过具有运动补偿的帧间图片预测技术，可以进行视频编码和解码。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的或可变的图片速率(也非正式地称为帧率)，例如每秒60个图片或60Hz。未压缩的视频具有非常大的比特率要求。例如，每个样本8比特的1080p60 4:2:0的视频(1920x1080亮度样本分辨率，60Hz帧率)要求接近1.5Gbit/s带宽。一小时这样的视频就需要超过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。视频压缩可以帮助降低对上述带宽或存储空间的要求，在某些情况下可降低两个或更多数量级。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完全相同，但是原始信号和重建信号之间的失真足够小，使得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，相比于电视应用的用户，某些消费流媒体应用的用户可以容忍更高的失真。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。
视频编码器和解码器可利用几大类技术，例如包括：运动补偿、变换、量化和熵编码。
视频编解码器技术可包括已知的帧内编码技术。在帧内编码中，在不参考先前重建的参考图片的样本或其它数据的情况下表示样本值。在一些视频编解码器中，图片在空间上被细分为样本块。当所有的样本块都以帧内模式编码时，该图片可以为帧内图片。帧内图片及其衍生(例如独立解码器刷新图片)可用于复位解码器状态，并且因此可用作编码视频比特流和视频会话中的第一图片，或用作静止图像。帧内块的样本可用于变换，且可在熵编码之前量化变换系数。帧内预测可以是使预变换域中的样本值最小化的技术。在某些情形下，变换后的DC值越小，且AC系数越小，则在给定的量化步长尺寸下需要越少的比特来表示熵编码之后的块。
如同从诸如MPEG-2代编码技术中所获知的，传统帧内编码不使用帧内预测。然而，一些较新的视频压缩技术包括：试图从例如周围样本数据和/或元数据中得到数据块的技术，其中周围样本数据和/或元数据是在空间相邻的编码/解码期间、且在解码顺序之前获得的。这种技术后来被称为"帧内预测"技术。需要注意的是，至少在某些情形下，帧内预测仅使用正在重建的当前图片的参考数据，而不使用参考图片的参考数据。
可以存在许多不同形式的帧内预测。当在给定的视频编码技术中可以使用超过一种这样的技术时，所使用的技术可以按帧内预测模式进行编码。在某些情形下，模式可具有子模式和/或参数，且这些模式可单独编码或包含在模式码字中。将哪个码字用于给定模式/子模式/参数组合会通过帧内预测影响编码效率增益，因此用于将码字转换成比特流的熵编码技术也会出现这种情况。
H.264引入了一种帧内预测模式，其在H.265中进行了改进，且在诸如被称为联合勘探模型Joint Exploration Model(JEM)/通用视频编码Versatile Video Coding(VVC)/基准集Benchmark Set(BMS)的更新的编码技术中进一步被改进。通过使用属于已经可用的样本的相邻样本值可以形成预测块。将相邻样本的样本值按照某一方向复制到预测块中。对所使用方向的引用可以被编码在比特流中，或者本身可以被预测。
在现有的实时视频解码器中，可以并行解码帧间编码块，因为在重建运动矢量之后它们之间不存在依赖性。然而，对于局部亮度补偿(Local Illumination Compensation,LIC)，参数a和b的推导基于相邻像素的重建，这使得当使用LIC时不可能并行解码帧间块。另一方面，在LIC中，可以向高级运动向量预测(Advanced Motion Vector Prediction,AMVP)发信号通知LIC标志。对于合并/跳过模式，推断出LIC标志。对于时间预测，需要将LIC标志存储在时间缓冲器中。对于空间预测，需要将LIC标志存储在空间缓冲器中(例如，某些硬件编解码器中的行缓冲器)。存储LIC标志可能需要占用相应的空间或时间缓冲区的容量。
发明内容
本申请提供了视频编码/解码的方法、装置、计算机设备以及非易失性计算机可读存储介质。
一个示例性实施例提供了一种视频解码的方法，包括：对当前已编码图片中的多个第一块的预测信息进行解码，所述当前已编码图片是编码视频序列的一部分，所述预测信息指示所述多个第一块以局部亮度补偿(Local Illumination Compensation,LIC)模式编码；为所述多个第一块中的各第一块选择邻近区域，所选择的邻近区域和相应的第一块形成第二块；并行地执行所述多个第二块的帧间预测；基于为相应第一块选择的邻近区域和/或对第二块的帧间预测结果，确定所述多个第一块中的各第一块的LIC参数集；以及基于所述LIC参数集，重构所述多个第一块。
一个示例性实施例提供了一种视频解码装置，所述装置包括解码模块，邻近区域选择模块，执行模块，第一确定模块以及重构模块。所述解码模块用于对当前已编码图片中的多个第一块的预测信息进行解码，所述当前已编码图片是已编码视频序列的一部分，所述预测信息指示所述多个第一块以局部亮度补偿LIC模式编码。所述邻近区域选择模块用于为所述多个第一块中的各第一块选择邻近区域，所选择的邻近区域和相应的第一块形成第二块。所述执行模块并行地执行所述多个第二块的帧间预测。所述第一确定模块基于为相应第一块选择的邻近区域和/或对第二块的帧间预测结果，确定所述多个第一块中的各第一块的LIC参数集。以及，所述重构模块基于所述LIC参数集，重构所述多个第一块。
一个示例性实施例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。
一个示例性实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读介质中存储有指令，所述指令在由处理器执行时，使所述处理器执行上述视频解码方法。
通过采用本申请的实施例，在使用局部亮度补偿LIC时，可以并行解码帧间块，并且可以减少LIC标志占用的缓冲器空间，从而简化解码过程。
附图说明
所公开主题的进一步特征、性质和各种优点将在以下详细描述和附图中变得更加明显，在附图中：
图1A是帧内预测模式的示例性子集的示意图。
图1B是示例性帧内预测方向的图示。
图1C是一个示例中的当前块及其周围空间合并候选的示意图。
图1D是一个示例中的同位块和时间合并候选的示意图。
图1E是根据一个示例的基于子块的时间运动向量预测(SbTMVP)的当前块及其周围空间合并候选的示意图。
图1F是根据一个示例的导出SbTMVP的示例性过程。
图1G是一个示例中的基于历史的运动向量预测(HMVP)方法的解码流程。
图1H是根据一个示例的更新HMVP中的表的示例性过程。
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是根据一个实施例的解码器的简化框图的示意图。
图5是根据一个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示出根据本申请的一个实施例的用于导出亮度补偿参数的邻近样本。
图9示出根据本申请的一个实施例的两步亮度补偿方法。
图10示出根据本申请的一个实施例的确定边界强度值的过程的流程图。
图11示出根据本申请的一个实施例的确定边界强度值的过程的流程图。
图12示出了根据本申请一个实施例的概述示例性过程的流程图。
图13是根据一个实施例的计算机系统的示意图。
具体实施方式
参照图1A，右下方描绘了来自H.265的33个可能的预测方向(对应于35个帧内模式的33个角度模式)中已知的九个预测方向的子集。箭头会聚的点(101)表示正在被预测的样本。箭头表示样本正在被预测的方向。例如，箭头(102)表示根据右上方与水平方向成45度角的一个或多个样本，预测样本(101)。类似地，箭头(103)表示根据左下方与水平方向成22.5度角的一个或多个样本，预测样本(101)。
仍然参考图1A，在左上方示出了一个包括4×4个样本的正方形块(104)(由粗虚线表示)。正方形块(104)包含16个样本，每个样本用“S”、以及其在Y维度上的位置(例如，行索引)和在X维度上的位置(例如，列索引)来标记。例如，样本S21是Y维度上的第二个样本(从顶端开始)和X维度上的第一个(从左侧开始)样本。类似地，样本S44在Y维度和X维度上都是块(104)中的第四个样本。由于该块为4×4大小的样本，因此S44位于右下角。还示出了遵循类似编号方案的参考样本。参考样本用R、以及其相对于块(104)的Y位置(比如，行索引)和X位置(列索引)来标记。在H.264和H.265中，预测样本与正在重建的块相邻；因此，不需要使用负值。
通过从信号通知的预测方向所占用的相邻样本来复制参考样本值，可以进行帧内图片预测。例如，假设编码视频比特流包括信令，对于该块，该信令指示与箭头(102)一致的预测方向，即，根据右上方与水平方向成45度角的一个或多个预测样本来预测样本。在这种情况下，根据同一参考帧R05，预测样本S41、S32、S23和S14。根据参考帧R08，预测样本S44。
在某些情况下，例如通过内插，可以合并多个参考样本的值，以便计算参考样本，尤其是当方向不能被45度整除时。
随着视频编码技术的发展，可能的方向的数量已经增加了。在H.264(2003年)中，可以表示九种不同的方向。在H.265(2013年)和JEM/VVC/BMS中增加到了33个，而在此申请时，可以支持多达65个方向。已经进行了实验来识别最可能的方向，并且熵编码中的某些技术被用于使用少量比特来表示那些可能的方向，对于较不可能的方向则接受某些代价。此外，有时可以根据在相邻的、已经解码的块中所使用的相邻方向来预测方向本身。
图1B示出了根据联合勘探模型JEM描绘65个帧内预测方向的示意图(105)，以示出随时间增加的预测方向的数量
表示方向的编码视频比特流中的帧内预测方向比特的映射可以因视频编码技术的不同而不同，并且，例如可以从对帧内预测模式到码字的预测方向的简单直接映射，到包括最可能的模式和类似技术的复杂的自适应方案。然而，在所有情况下，视频内容中可能存在某些方向，其在统计学上比其它方向更不可能出现。由于视频压缩的目的是减少冗余，所以在运行良好的视频编码技术中，与更可能的方向相比，那些不太可能的方向将使用更多数量的比特来表示。
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，来自先前重构的图片或其一部分(参考图片)的样本数据块在运动向量(此后称为MV)指示的方向上进行空间移位之后，用于预测新重构的图片或图片部分。在某些情况下，参考图片可以与当前正在重构的图片相同。MV可以具有两个维度X和Y，或者具有三个维度，第三个维度指示使用中的参考图片(后者可以间接是时间维度)。
在一些视频压缩技术中，可以根据其它MV预测可应用于样本数据的某一区域的MV，例如，根据与空间邻近正在重构区域、且按解码顺序在该MV之前的样本数据的另一区域相关的MV进行预测。这样做可以大大减少编码MV所需的数据量，从而消除冗余并增加压缩。例如，因为在对从摄像机导出的输入视频信号(称为自然视频)进行编码时，存在比单个MV适用的区域更大的区域沿相似方向移动的统计可能性，所以MV预测可以有效地工作，并且在某些情况下，可以使用从邻近区域的MV导出的相似运动向量进行预测。这导致了给定区域找到的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，又可以用比在直接编码MV时所使用的比特数更少的比特数来表示。在一些情况下，MV预测可以是从原始信号(即样本流)导出的信号(即MV)的无损压缩的示例。在其它情况下，例如，由于在根据若干个周围MV计算预测值时的舍入误差，MV预测本身可能是有损的。
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提供的多种MV预测机制中，这里描述了高级运动向量预测(AMVP)模式和合并模式。
在AMVP模式中，当前块的空间和时间邻近块的运动信息可以用于预测当前块的运动信息，同时进一步编码预测残差。空间和时间邻近候选的示例分别在图1C和图1D中示出。形成了双候选运动向量预测值列表。第一候选预测值来自当前块(111)左下角的两个块A0(112)、A1(113)的第一可用运动向量，如图1C所示。第二候选预测值来自当前块(111)上方的三个块B0(114)、B1(115)和B2(116)的第一可用运动向量。如果从已检查位置开始找不到有效的运动向量，则不会在列表中填充候选。如果两个可用候选具有相同的运动信息，则在列表中仅保留一个候选。如果列表不是满的，即列表没有两个不同的候选，则来自同位块(121)右下角的C0(122)的时间同位运动向量(在缩放后)将用作另一候选，如图1D所示。如果在C0(122)位置处的运动信息是不可用的，则将使用同位块的中心位置C1(123)代替。在上述推导中，如果仍然没有足够的运动向量预测值候选，则将使用零运动向量来填充列表。在比特流中用信号通知两个标志mvp_l0_flag和mvp_l1_flag，以分别指示MV候选列表L0和L1的AMVP索引(0或1)。
在HEVC中，引入了用于图片间预测的合并模式。如果合并标志(包括跳过标志)用信号通知为真，则用信号通知合并索引，以指示将使用合并候选列表中的哪个候选来指示当前块的运动向量。在解码器处，基于当前块的空间和时间邻近块构建合并候选列表。如图1C所示，将从五个空间邻近块(A0-B2)导出的多达四个MV添加到合并候选列表中。此外，如图1D所示，将来自两个时间同位块(C0和C1)的多达一个MV添加到列表中。附加合并候选包括组合的双预测候选和零运动向量候选。在将块的运动信息作为合并候选之前，执行冗余检查，以检查该运动信息是否与当前合并候选列表中的元素相同。如果该运动信息不同于当前合并候选列表中的各个元素，则将该运动信息作为合并候选添加到合并候选列表中。MaxMergeCandsNum定义为合并列表在候选编号上的大小。在HEVC中，在比特流中用信号通知MaxMergeCandsNum。跳过模式可以视为是具有零残差的特殊合并模式。
启动了超越HEVC的下一代视频编码的标准化，即所谓的通用视频编码(VVC)。在VVC中，提出了一种基于子块的时间运动向量预测(SbTMVP)方法。与HEVC中的时间运动向量预测(TMVP)相似，SbTMVP使用并置图片中的运动场改善当前图片中编码单元(CodingUnit,CU)的运动向量预测和合并模式。TMVP所使用的相同并置图片用于SbTMVP。SbTMVP与TMVP的不同之处主要在于以下两个方面：(1)TMVP预测CU级的运动，而SbTMVP预测子CU级的运动；以及(2)尽管TMVP从并置图片中的并置块中获取时间运动向量(并置块是相对于当前CU的右下块或中心块)，但是SbTMVP在从并置图片中获取时间运动信息之前应用运动移位，其中运动移位是从来自当前CU的其中一个空间邻近块的运动向量中获得的。
在图1E和图1F中示出了SbTMVP过程。SbTMVP分两步预测当前CU内的子CU的运动向量。在第一步骤中，如图1E所示，按照A1(132)、B1(133)、B0(134)和A0(135)的顺序检查当前块(131)的空间邻近块。一旦识别出具有将并置图片用作参考图片的运动向量的第一可用空间邻近块，则选择该运动向量作为待应用的运动移位。如果没有从空间邻近块中识别出这样的运动向量，则将运动移位设置为(0,0)。
在第二步骤中，应用在步骤1中识别出的运动移位(即，添加到当前块的坐标中)，以从并置图片获得子CU级运动信息(例如，运动向量和参考索引)，如图1F所示。在图1F的示例中，假设将运动移位(149)设置为空间邻近块A1(143)的运动向量。然后，对于当前图片(141)的当前块(142)中的当前子CU(例如，子CU(144))，使用并置图片(151)的并置块(152)中的相应并置子CU(例如，并置子CU(154))的运动信息导出当前子CU的运动信息。通过与HEVC中的TMVP过程相似的方式，将对应的并置子CU(例如，并置子CU(154))的运动信息转换成当前子CU(例如，子CU(144))的运动向量和参考索引，其中应用时间运动缩放，以将时间运动向量的参考图片与当前CU的参考图片对准。
在通用视频编码VVC中，在基于子块的合并模式中使用了包含SbTMVP候选和仿射合并候选的组合的基于子块的合并列表。SbTMVP模式通过序列参数集(SequenceParameter Set,SPS)标志启用/禁用。如果启用了SbTMVP模式，则添加SbTMVP预测器作为基于子块的合并列表的第一条目，然后添加仿射合并候选。在某些应用中，基于子块的合并列表的最大允许尺寸为5。SbTMVP中使用的子CU大小固定为8×8。与仿射合并模式一样，SbTMVP模式仅适用于宽度和高度均大于或等于8的CU。
附加SbTMVP合并候选的编码逻辑与其它合并候选的编码逻辑相同，即，对于P或B切片中的各CU，执行额外的速率失真(Rate Distortion,RD)检查,以决定是否使用SbTMVP候选。
在通用视频编码VVC中，提出了一种基于历史的MVP(HMVP)方法，其中HMVP候选定义为先前编码块的运动信息。在编码/解码过程中，保持具有多个HMVP候选的表。当遇到新的切片时，该表被清空。每当存在帧间编码的非仿射块时，将相关联的运动信息添加到表的最后一个条目作为新的HMVP候选。HMVP方法的编码流程如图1G所示。
将表的尺寸S设置为6，这表明最多可以向表中添加6个HMVP候选。当向表中插入新的运动候选时，利用约束的先进先出(First Input First Output,FIFO)规则，从而首先应用冗余校验，以查找表中是否存在相同的HMVP。如果找到相同的HMVP，则从表中删除该相同的HMVP，然后将所有的HMVP候选向前移动，即索引减少1。图1H示出了将新的运动候选插入到HMVP表中的示例。
HMVP候选可以用于合并候选列表构造过程。依次检查该表中最新的几个HMVP候选，并且插入到TMVP候选之后的候选列表中。对HMVP候选进行删减到不包括子块运动候选(即ATMVP)的空间或时间合并候选。
为了减少删减操作的次数，由L表示的待检查HMPV候选的数量设置为L＝(N≤4)？M:(8-N)，其中N表示可用的非子块合并候选的数量，M表示表中的可用HMVP候选的数量。此外，一旦可用合并候选的总数达到用信号通知的最大允许合并候选数减1，则终止根据HMVP列表的合并候选列表构建过程。此外，用于组合双预测合并候选推导的配对数量从12减少到6。
HMVP候选也可以用于AMVP候选列表构造过程。将表中的最后K个HMVP候选的运动向量插入到TMVP候选之后。只有具有与AMVP目标参考图片相同的参考图片的HMVP候选用于构建AMVP候选列表。对HMVP候选进行删减。在某些应用中，将K设置为4，而AMVP列表大小保持不变，即等于2。
通过对当前合并候选列表中的预定义候选对进行平均，以生成成对的平均候选。如上所述，在通用视频编码VVC中，成对平均候选的数量为6，并且预定义的配对定义为{(0,1)，(0,2)，(1,2)，(0,3)，(1,3)，(2,3)}，其中数字表示合并候选列表的合并索引。针对各个参考列表，分别计算平均运动向量。如果两个运动向量在一个列表中都可用，则即使当该两个运动向量指向不同的参考图片时，也会对该两个运动向量进行平均。如果只有一个运动向量可用，则直接使用该运动向量。如果没有可用的运动向量，则该列表视为无效。成对平均候选代替了HEVC标准中的组合候选。
多假设预测用于改进AMVP模式的单一预测。用信号通知一个标志以启用或禁用多假设预测。此外，当该标志为真时，还会用信号再通知一个合并索引。以这种方式，多假设预测将单一预测转变为双预测，使用AMVP模式中的原始语法元素获取其中一个预测，而使用合并模式获取另一个预测。最终预测使用1:1权重组合该两个预测，如在双预测中那样。首先从合并模式导出合并候选列表，其中不包括子CU候选(例如，仿射、可替代时间运动向量预测(ATMVP))。接下来，将合并候选列表分成两个单独的列表，一个包含候选的所有L0运动的列表0(L0)，另一个包含所有L1运动的列表1(L1)。在去除冗余并填充空位之后，分别为L0和L1生成两个合并列表。当应用多假设预测改进AMVP模式时，有两个约束条件。首先，对于具有大于或等于64的亮度编码块(Coding Block,CB)区域的那些CU，启用多假设预测。其次，多假设预测只适用于低延迟B图片的L1。
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、切片、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、冗余切片、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、冗余图片和切片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)。
对于当前图片中的帧间编码块，参考块来自于参考图片，由于各种原因，参考图片可以具有与当前图片不同的局部亮度。在一个示例中，由于照明变化(例如，烟花场景)，亮度在每个图片处变化，甚至在各个块变化的程度不同。在另一个示例中，对于移动对象，阴影可以沿着移动对象的轨迹仅改变几个块。
本申请提出了用于局部亮度补偿(Local Illumination Compensation,LIC)的各种实施例。例如，LIC可以应用于混合视频编码技术。
LIC是块级编码。例如，通过使用LIC标志，可以在编码单元(CU)级处接通/断开。当CU以合并/跳过模式编码时，可以从编码单元CU的邻近块复制CU的LIC标志。在一个实施例中，可以以与合并模式中的运动信息副本相似的方式执行复制。在另一个实施例(例如，AMVP)中，向CU发信号通知LIC标志，以指示LIC模式是否应用于CU。
当针对一个图片启用LIC模式时，可以使用附加CU级速率失真(Rate Distortion,RD)检查,以确定LIC模式是否应用于CU。当针对CU启用LIC模式时，可以针对整数像素运动搜索和分数像素运动搜索分别使用绝对差值的均值移除和(Mean-Removed Sum ofAbsolute Difference,MR-SAD),以及绝对哈达玛(Hadarmard)变换差值的均值移除和(Mean-Removed Sum of Absolute Hadarmard-Transformed Difference,MR-SATD)，而不是绝对差值的和(Sum of Absolute Difference,SAD)以及绝对哈达玛(Hadarmard)变换差值的和(Sum of Absolute Hadarmard-Transformed Difference，SATD)。
为了降低编码复杂度，若当前图片与当前图片的参考图片之间的亮度变化低于阈值时，可以对整个图片禁用局部亮度补偿LIC。例如，在编码器处计算当前图片的直方图和当前图片的每个参考图片。如果当前图片与当前图片的每个参考图片之间的直方图差值低于给定阈值，则对当前图片禁用局部亮度补偿LIC。否则，对当前图片启用局部亮度补偿LIC。
根据本申请的各方面，当以帧间预测模式对当前块进行编码，并且对当前块启用局部亮度补偿LIC模式时，根据基于帧间预测的亮度变化的线性模型执行局部亮度补偿LIC模式的预测(称为基于LIC的预测)。如等式(1)中所示，PredLIC表示通过LIC预测的样本，Pred表示使用由当前块的运动信息指示的帧间预测来预测的样本，a是缩放因子，b是偏移。
PredLIC＝a·Pred+b (1)
可以根据等式(2)推导出LIC模式RecLIC的预测的最终重构，其中Res是当前块的残差(在解量化和逆变换之后)。
RecLIC＝PredLIC+Res＝a·Pred+b+Res (2)
在一个实施例中，为了导出LIC参数a和b，根据等式(3)采用最小二乘方误差法。Recx,y表示当前块的邻近重构样本，Refx’,y’表示由当前块的运动向量指向的参考图片中的参考块中的相应样本。
{a,b}＝argmin{(Recx,y–Refx’,y’)2} (3)
图8示出了根据本申请一个实施例的用于导出亮度补偿参数的邻近样本。在图8中，参考块(810)由当前块(800)的运动信息指示。当前块(800)存储在片上存储器中。根据参考图片的大小，将参考图片中的参考块(810)存储在片上存储器或片外存储器中。如果参考图片的大小大于片上存储器的可用存储空间，则参考图片可以存储在片外存储器中。当导出LIC参数a和b时，将当前块(800)的多个二次抽样(2:1二次抽样)的邻近样本(801)与参考块(810)的多个相应参考邻近样本(811)进行比较。应当注意，邻近样本(801)和(811)已经被重构。
如上所述，LIC模式的预测包括帧间预测、LIC参数的推导和最终重构。在帧间预测中，可以从存储器存取参考图片以读取参考块(810)。在LIC参数的推导中，也可以从存储器存取参考图片以读取相应的参考邻近区域(811)。因此，LIC模式的预测可以导致对参考图片的多次存取(例如，两次存取)。当存储器是片外存储器时，多次存取可能会增加使用LIC时的延迟。
在实时视频解码器中，因为在块的运动向量重构之后，块之间不存在依赖性，所以可以对帧间编码块进行并行解码。然而，对于LIC编码块(例如，启用LIC模式的块)，LIC参数的推导是基于当前块的邻近样本重构的，这使得更难对LIC编码块进行并行解码。鉴于这一难题，LIC编码块可以以串行模式(逐块)解码。换言之，在前一块的LIC模式的预测完成之后，当前块可以用LIC模式开始自己的预测。当使用LIC时，这种串行模式也可以增加延迟。
为了减少延迟，可以分两步执行LIC模式的预测。在两步亮度补偿方法中，该两个步骤不必逐块进行。例如，可以在一个步骤中并行处理以LIC模式编码的多个块，并且由于重构样本之间的依赖性，可以在另一步骤中串行处理以LIC模式编码的各个块。
图9示出了两步亮度补偿方法的示例。在图9中，将对具有M×N大小的当前块(900)进行解码，并且其运动向量(920)指向参考图片中具有相同大小的参考块(910)。在两步亮度补偿方法的第一步骤中，使用帧间预测模式预测当前块(900)及其邻近区域(901)。也就是说，对较大区域(m+M)×(n+N)执行帧间预测，而不是对M×N区域执行帧间预测，其中m和n分别表示当前M×N块(900)的m个附加左列和n个附加顶行。为了对邻近区域(901)执行帧间预测，可以从存储器中存取参考块(910)的参考邻近区域(911)，其中该存储器存储有包括参考邻近区域(911)和参考块(910)的参考图片。因此，两步亮度补偿方法可以存取参考块(910)和参考邻近区域(911)两者，而不是仅存取参考块(910)，以对当前块(900)及其邻近区域(901)执行帧间预测。
存储有包括参考块(910)和参考邻近区域(911)的参考图片的存储器可以是片上存储器或片外存储器。如上所述，在某些情况下，可能需要存取存储器两次：一次存取是读取用于帧间预测的参考块(910)，而另一次访问是读取用于推导LIC参数的参考邻近区域(911)。当存储器是片外存储器时，这两次存取可能会增加使用LIC时的延迟。
该两步亮度补偿方法可以通过减少存取存储器的次数减少延迟。例如，在该两步亮度补偿方法中，存储器只能存取一次而不是如上所述的两次。也就是说，通过在帧间预测中包括当前块(900)及其邻近区域(901)，在第一步骤中从存储器中存取参考块(910)和参考邻近区域(911)，然后将参考块(910)和参考邻近区域(911)存储在片上存储器中，其中，在下一步骤中，该片上存储器可容易存取。因此，可以减少使用LIC时的延迟。
应当注意，邻近区域(901)和参考邻近区域(911)的形状用作示例，并且在其他实施例中可以使用其它形状。在一个实施例中，m是0，表示在邻近区域(901)和参考邻近区域(911)中没有使用附加列。在一个实施例中，n为0，表示在邻近区域(901)和参考邻近区域(911)中没有使用附加行。在一个实施例中，从预测中排除(m+M)×(n+N)块中的左上m×n块。
两步亮度补偿方法的第一步骤是帧间预测。由于在重构运动向量之后，帧间编码块之间没有依赖性，所以可以并行地(或以并行模式)预测帧间编码块，从而当LIC应用于当前块时，当前块的帧间预测已经完成。因此，并行解码可以减少使用LIC时的延迟。
在两步亮度补偿方法的第二步骤中，串行地(或以串行模式)执行LIC模式中各块的LIC参数推导。由于在第一步骤中已经从片外存储器中存取了参考块(910)和参考邻近区域(911)，并将参考块(910)和参考邻近区域(911)存储在片上存储器中，所以在第二步骤中不必存取片外存储器。另外，对于当前块(900)，在第一步骤中已经执行了帧间预测，因此可以基于重构的邻近区域(901)导出LIC参数，并且可以执行最终重构。
在一个实施例中，令LIC参数a为1，并且进一步根据等式(3)推导出b。因此，LIC模式的最终重构如下：
RecLIC＝PredLIC+Res＝Pred+b+Res＝(Pred+Res)+b (4)
由于(Pred+Res)对应运动补偿，LIC可以是运动补偿加上偏移b。在这种情况下，(Pred+Res)部分可以放入两步亮度补偿方法的第一步骤中，以便与没有利用LIC编码的块的帧间解码处理更加一致。
在一个实施例中，对于双向帧间预测，可以针对各参考列表导出LIC参数。例如，针对参考列表L0导出一组LIC参数a0和b0，并且针对参考列表L1导出另一组LIC参数a1和b1。在导出各参考列表的LIC参数之后，可以根据等式(1)，针对参考列表L0和L1分别导出LIC预测PredLIC0和PredLIC1。最终预测可以是LIC预测PredLIC0和PredLIC1的加权平均值。
在一个实施例中，对于双向帧间预测，例如在两个参考列表的加权平均值之后，可以从最终预测中导出LIC参数。例如，在为各参考块选择邻近区域之后，导出参考块的邻近区域的加权平均值。然后，基于参考块的邻近区域的加权平均值，根据等式(3)导出LIC参数，并且根据等式(2)导出最终的LIC预测。
在一个实施例中，不会对双向帧间预测启动LIC。例如，当使用双向帧间预测时，不会用信号通知LIC标志，并且将该LIC标志推断为0。
在一个实施例中，当块尺寸和/或形状满足特定条件时，启用LIC或者只允许LIC。在一个示例中，当块大小大于阈值时，启用LIC或者只允许LIC用于块。阈值可以是预定义的，例如32个亮度样本。进一步地，可以在比特流(诸如序列参数集(SPS)、图片参数集(Picture Parameter Set,PPS)或条带报头)中用信号通知阈值。在另一个示例中，当块宽度大于阈值时，启用LIC或者只允许LIC用于块。阈值可以是预定义的，例如8个亮度样本。进一步地，可以在比特流(诸如SPS，PPS或条带报头)中用信号通知阈值。
根据本申请的一些实施例，可以对一个或多个边界执行去块滤波过程。可以按照与解码过程相同的顺序，对每个CU执行该去块滤波过程。例如，通过首先对整个图片的垂直边界进行水平滤波，然后对水平边界进行垂直滤波，以执行该去块滤波过程。为了降低计算复杂度，在一些实施例中，对于亮度和色度分量，可以对8×8块边界而不是4×4块边界执行去块滤波处理。因此，可以通过不处理4×4块边界来降低复杂度。
可以使用边界强度(Boundary Strength,BS)指示可用于边界的去块滤波过程的程度或强度。在一个实施例中，BS的值2表示强滤波，1表示弱滤波，0表示无去块滤波。
在一个实施例中，基于4×4样本网格计算边界强度BS，但是边界强度BS可以重新映射到8×8样本网格。在一个示例中，一个8×8块包括四个4×4块，因此8×8块的边界包括两个相邻4×4块的两侧边。8×8块边界的边界强度BS由两个相邻4×4块的两侧边的两个BS值中的最大值确定。
图10示出了根据本申请一个实施例的用于确定边界强度BS值的过程(1000)的流程图。应当注意，图10中各个步骤的顺序可以调整，或者在其它实施例中省略一个或多个步骤。
在图10中，P和Q是两个相邻块，该两个相邻块之间具有边界。在垂直边界的情况下，P可以表示位于边界左边的块，Q可以表示位于边界右边的块。在水平边界情况下，P可以表示位于边界上方的块，Q可以表示位于边界下方的块。
在图10中，可以基于预测模式(例如，帧内编码模式)、非零变换系数(或非零变换系数的存在)、参考图片、若干运动向量和运动向量差值来确定BS值。
在步骤(S1010)，过程(1000)确定P或Q是否以帧内预测模式编码。当确定P和Q中的至少一个以帧内预测模式编码时，过程(1000)确定BS的第一值(例如，2)。否则，过程(1000)进行到步骤(S1020)。
在步骤(S1020)，过程(1000)确定P或Q是否具有非零变换系数。当确定P和Q中的至少一个具有非零变换系数时，过程(1000)确定BS的第二值(例如，1)。否则，过程(1000)进行到步骤(S1030)。
在步骤(S1030)，过程(1000)确定P和Q是否具有不同的参考图片。当确定P和Q具有不同的参考图片时，过程(1000)确定BS的第三值(例如，1)。否则，过程(1000)进行到步骤(S1040)。
在步骤(S1040)，过程(1000)确定P和Q是否具有不同数量的运动向量。当确定P和Q具有不同数量的运动向量时，过程(1000)确定BS的第四值(例如，1)。否则，过程(1000)进行到步骤(S1050)。
在步骤(S1050)，过程(1000)确定P与Q之间的运动向量差值是否高于或等于阈值T。当确定P与Q之间的运动向量差值高于或等于阈值T时，过程(1000)确定BS的第五值(例如，1)。否则，过程(1000)确定BS的第六值(例如，0)。在一个实施例中，设置阈值T为1像素。在图10的示例中，MV精度是1/4像素，因此，可以将MV差的阈值设置为4。在另一个示例中，如果MV精度是1/16，则可以将MV差的值设置为16。
根据本申请的一些实施例，基于两个重构相邻块的LIC标志确定BS值。与图10的示例相似，可以将边界强度(BS)设置为2(例如，强滤波)、1(例如，弱滤波)或0(例如，无滤波)。
在一个实施例中，当两个重构相邻块的LIC标志不同时，确定该两个重构相邻块中的一个重构相邻块以LIC模式编码，而确定该两个重构相邻块中的另一个重构相邻块不以LIC模式编码。例如，LIC标志ON指示块以LIC模式编码，而LIC标志OFF指示块不以LIC模式编码。在这个实施例中，可以将弱滤波(例如，BS＝1)或无滤波(例如，BS＝0)应用于两个重构相邻块之间的边界。
在一个实施例中，当两个重构相邻块的LIC标志不同时，将弱滤波(BS＝1)应用于两个重构相邻块之间的边界，而不管该两个重构相邻块是否具有相同或不同的运动信息。
根据本申请的一些实施例，基于两个重构相邻块的一个或多个LIC参数确定BS值。图11示出了根据本申请一个实施例的用于确定BS值的过程(1100)的流程图。
在步骤(S1110)，过程(1100)确定是否以LIC模式对由待去块的边界分开的两个重构相邻块进行编码。当确定该两个块均以LIC模式编码时，过程(1100)进行到步骤(S1120)。否则，过程(1100)进行到步骤(S1130)。
在步骤(S1120)，过程(1100)确定两个块的LIC参数之间的绝对差值是否高于阈值。
在一个实施例中，当两个块的偏移b的绝对差值高于阈值时，将弱滤波(例如，BS＝1)应用于边界。否则，将无滤波(例如，BS＝0)应用于边界。在该实施例中，阈值可以设置为0，或者可以取决于重构文件(例如，RGB文件或YUV文件)的位深度。
在一个实施例中，当两个块的缩放因子a的绝对差值高于阈值时，将弱滤波(BS＝1)应用于边界。否则，将无滤波(例如，BS＝0)应用于边界。在该实施例中，阈值可以设置为8。
在步骤(S1130)，过程(1100)确定LIC编码块的LIC参数是否高于阈值。
在一个实施例中，当LIC编码块的偏移b高于阈值时，将弱滤波(BS＝1)应用于边界。否则，将无滤波(BS＝0)应用于边界。
在一个实施例中，当LIC编码块的缩放因子a高于阈值时，将弱滤波(BS＝1)应用于边界。否则，将无滤波(BS＝0)应用于边界。
图12示出了根据本申请一个实施例的概述示例性过程(1200)的流程图。该过程(1200)可以用于重构以LIC模式编码的块，以便生成正在重构的块的预测块。在各种实施例中，过程(1200)由处理电路执行，诸如终端设备(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(310)功能的处理电路、执行视频解码器(410)功能的处理电路、执行帧内预测模块(452)功能的处理电路、执行视频编码器(503)功能的处理电路、执行预测器(535)功能的处理电路、执行帧内编码器(622)功能的处理电路、执行帧内解码器(772)功能的处理电路等。在一些实施例中，过程(1200)以软件指令实现，因此当处理电路执行软件指令时，处理电路执行该过程(1200)。
过程(1200)通常可以开始于步骤(S1210)，其中该过程(1200)对当前编码图片中的多个第一块的预测信息进行解码，其中，该当前编码图片是编码视频序列的一部分。预测信息指示该多个第一块以LIC模式编码。在解码预测信息之后，过程(1200)进行到步骤(S1220)。本实施例中，所述第一块表示图9中的当前块，其尺寸为M*N；所述第二块表示图9中的块(m+M)*(n+N)。
在步骤(S1220)，过程(1200)为该多个第一块中的各第一块选择邻近区域。各第一块和为相应第一块所选择的邻近区域形成第二块。因此，获得多个第二块。所选择的邻近区域是相应第一块的左邻近区域和上邻近区域中的至少一个。此外，所选择的邻近区域和相应的第一块具有相同的运动信息。
在步骤(S1230)，过程(1200)并行地执行多个第二块的帧间预测。对于包括第一块和第一块的邻近区域的第二块，由于第一块和第一块的邻近区域具有相同的运动信息，所以第二块将使用相同的运动信息。因此，第二块的参考块包括第一块的参考块和第一块的参考块的参考邻近区域。第一块的参考块的参考邻近区域可以用于预测第一块的邻近区域。参考块的参考邻近区域可以具有与第一块的邻近区域相同的形状。当对第二块执行帧间预测时，可以从存储器中存取第二块的参考块。
在一个实施例中，第二块的参考块存储在片外存储器中。当对第二块执行帧间预测时，从片外存储器中存取第二块的参考块，然后将第二块的参考块存储在片上存储器中以供后续存取。
在步骤(S1240)，过程(1200)基于为相应第一块所选择的邻近区域，或对第二块的帧间预测结果，或基于为相应第一块所选择的邻近区域以及对第二块的帧间预测结果，确定用于多个第一块中的各第一块的LIC参数集。
在一个实施例中，当第一块(当前块)具有一个参考块时，过程(1200)选择该参考块的参考邻近区域。参考块的参考邻近区域具有与为第一块所选的邻近区域相同的形状和相同的相对位置。然后，过程(1200)基于参考块的参考邻近区域和为第一块所选的邻近区域计算第一块的LIC参数集。
在一个实施例中，当第一块具有多个参考块时，过程(1200)为该多个参考块中的各参考块选择参考邻近区域。相应参考块的参考邻近区域具有与为第一块所选择的邻近区域相同的形状和相同的相对位置。然后，过程(1200)计算多个参考块的参考邻近区域的加权平均值。基于参考邻近区域的加权平均值和为第一块所选择的邻近区域，过程(1200)计算第一块的LIC参数集。
请结合图9，在又一个实施例中，基于相应第一块(例如：当前块，其大小为M*N)所选择的邻近区域和对第二块(例如：图9中的(m+M)*(n+N)块)的帧间预测结果，确定各个第一块的LIC参数集。
第二块的参考块包括第一块的参考块和第一块的参考块的参考邻近区域。第一块的参考块的参考邻近区域可以用于预测第一块的邻近区域。参考块的参考邻近区域可以具有与第一块的邻近区域相同的形状。当对第二块执行帧间预测时，可以从存储器中存取第二块的参考块，通过对第二块进行帧间预测，可以预测第一块的邻近区域，根据该邻近区域以及等式(3)，采用最小二乘方误差法，确定LIC参数集。
具体来说，根据两个块(Recx,y以及Refx’,y’)导出所述LIC参数a和b。
{a,b}＝argmin{(Recx,y–Refx’,y’)2} (3)
其中，Recx,y表示当前块的邻近重构样本，例如图9中当前块周围采用虚线表示的L型区域，Refx’,y’表示由当前块的运动向量指向的参考图片中的参考块的相应样本。
在步骤(1250)，过程(1200)基于LIC参数集重构多个第一块。
在一个实施例中，当第一块具有多个参考块时，过程(1200)为该多个参考块中的各参考块选择参考邻近区域。相应参考块的参考邻近区域具有与为第一块所选择的邻近区域相同的形状和相同的相对位置。然后，过程(1200)基于相应参考块的参考邻近区域和为第一块所选择的邻近区域计算该多个参考块中的各参考块的LIC参数集。然后，过程(1200)基于相应的LIC参数集，针对各LIC参数集计算LIC模式的预测。然后，过程(1200)计算LIC模式的预测的加权平均值，并且根据LIC模式的预测的加权平均值重构第一块。
在重构当前块之后，过程(1200)结束。
根据本申请的各方面，当向CU发信号通知LIC标志，以指示LIC模式是否应用于CU(诸如在AMVP模式中)，可以将LIC标志存储在缓冲器中。在一个示例中，对于时间预测，可以将LIC标志存储在时间缓冲器中。在另一个示例中，对于空间预测，可以将LIC标志存储在空间缓冲器(例如，某些硬件编解码器中的线缓冲器)中。因此，存储LIC标志的缓冲器在存储器中可以具有不可忽略的大小。此外，存储LIC标志的缓冲器可以不同于存储当前编码树单元(Coding Tree Unit,CTU)的缓冲器，或者存储LIC标志的缓冲器可以在片外存储器中，因此存取LIC标志可能导致存储器带宽问题并增加预测延迟。
根据本申请的实施例，对视频编解码器的解码过程进行修改，使得视频编解码器的LIC标志(例如，cu_lic_flag)信号通知与推导过程可以不使用时间缓冲器或空间缓冲器。
在一个实施例中，当用于预测以帧间预测模式编码的当前CU的MV候选是时间预测器时，将当前CU的LIC标志推断为OFF(例如，cu_lic_flag＝0)，使得不在时间缓冲器中存储LIC标志用于预测或继承。
在另一个实施例中，当用于预测以帧间预测模式编码的当前CU的MV候选是空间预测器时，当前编码单元CU的LIC标志取决于MV候选所源自的编码树单元CTU。
在一个示例中，当MV候选源自于当前CU的空间邻近CU，并且该空间邻近CU位于与当前CU所在的当前CTU不同的CTU中时，推断当前CU的LIC标志为OFF。例如，对于位于当前CTU的拐角位置(例如，在CTU的左上角)的当前CU，当前CU的空间邻近CU(例如，如图1C所示的A0(112)或B0(114)可以位于当前CTU之外，并且位于当前CTU的左邻近CTU，或顶部邻近CTU中。
在另一个示例中，当MV候选源自于当前CU的空间邻近CU，并且该空间邻近CU位于一个CTU中，其中该CTU与当前CU所在的当前CTU不同的CTU行中，推断当前CU的LIC标志为OFF。例如，对于位于当前CTU的顶行中的当前CU，当前CU的上邻近CU(例如，如图1所示的B0(114)或B1(115))可以位于当前CTU的顶部邻近CTU中，并且因此位于与当前CTU不同的行中。
在另一个示例中，当MV候选源自于当前CU的空间邻近CU，并且该空间邻近CU位于一个条带或图块中，其中该条带或贴片不同于当前块所在的当前条带或当前贴片，推断当前CU的LIC标志为OFF。
根据本申请的实施例，是用信号通知LIC标志，还是推断LIC标志取决于运动补偿模式。在一个实施例中，对于合并模式和跳过模式，用信号通知LIC标志。在另一个实施例中，对于合并模式，用信号通知LIC标志；但是对于跳过模式，不用信号通知LIC标志。
根据本申请的实施例，MV预测值候选列表中的每个MV预测值均与相应的LIC标志相关联。在一个实施例中，当对于当前CU将MV差值用信号通知或推导为零时，不会用信号通知当前CU的LIC标志，而是从选择用于预测当前CU的MV的MV预测值推断当前CU的LIC标志。也就是说，将与MV预测值相关联的相应LIC标志用作当前CU的LIC标志。
根据本申请的实施例，若当前CU的MV候选源自于一个以上MV预测值，在一个实施例中，推断当前CU的LIC标志为OFF；或者，在另一个实施例中，推断当前CU的LIC标志为ON；或者，当前CU的LIC标志取决于与该一个以上MV预测值中的一个MV预测值相关联的LIC标志。
在一个实施例中，若当前CU的MV源自于一个以上MV预测值，并且与该一个以上MV预测值中的任一MV预测值相关联的至少一个LIC标志为OFF时，推断当前CU的LIC标志为OFF。否则，推断当前CU的LIC标志为ON。
在另一个实施例中，若当前CU的MV源自于一个以上MV预测值，并且与该一个以上MV预测值中的任一MV预测值相关联的至少一个LIC标志不是OFF时，推断当前CU的LIC标志为ON。否则，推断当前CU的LIC标志为OFF。
根据本申请的实施例，在用信号通知LIC标志之前，以与前述实施例中的LIC标志相似的方式推断合并候选的标志(例如，cu_lic_present_flag)。如果推断该标志(例如，cu_lic_present_flag)为ON，则用信号通知LIC标志，该LIC标志可以是OFF或ON。否则，不会用信号通知LIC标志，而是推断LIC标志为OFF。
对于去块过程，如果块的LIC标志是不可用的，比如，在块位于当前CTU之外，并且对于当前CTU之外的块，LIC标志未被缓存的情况下，则推断LIC标志为OFF。
广义双预测(Generalizedbi-prediction,GBi)可以视为多假设预测的特殊情况，其中运动假设的数量限制为2。对于GBi，使用等式(5)，利用针对编码CU而用信号通知的加权参数生成双预测Pbi-pred，其中P0和P1分别是使用list-0和list-1中的参考图片的运动补偿预测，w是以1/8精度表示的list-1预测的加权参数。
Pbi-pred＝((8-w)*P0+w*P1+4)>>3 (5)
在当前的GBi设计中，存在可用于低延迟图片的5个权重{-2/8，3/8，4/8，5/8，10/8}以及用于非低延迟图片的3个权重{3/8，4/8，5/8}。在帧间预测模式中，如果使用双预测，并且CU区域小于128个亮度样本，则在没有任何信令的情况下禁用GBi。应当注意，LIC和GBi可以同时使用，但通过使用LIC和GBi而额外引入的复杂度不能由编码优势来证明。
根据本申请的实施例，当LIC开启时，限制GBi过程的使用，以降低复杂度。在一个实施例中，不会同时使用GBi和LIC。当LIC为ON时，不管LIC标志是推断的还是用信号通知的，不会发信号通知GBi，而是推断GBi为OFF，并且使用默认的1：1加权。
在另一个实施例中，只有当一个块没有明确用信号通知的GBi和LIC信息(诸如推断GBi和LIC均是合并/跳过模式)时，才可以同时使用GBi和LIC。
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13示出了计算机系统(1300)，其适于实现所公开主题的某些实施例。
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。
本申请的一个示例性实施例还提供了一种装置，包括：解码模块，用于对当前已编码图片中的多个第一块的预测信息进行解码，所述当前已编码图片是编码视频序列的一部分，所述预测信息指示所述多个第一块以局部亮度补偿LIC模式编码；邻近区域选择模块，用于为所述多个第一块中的各第一块选择邻近区域，所选择的邻近区域和相应的第一块形成第二块；执行模块，用于并行地执行所述多个第二块的帧间预测；第一确定模块，用于基于为相应第一块选择的邻近区域和/或对第二块的帧间预测结果，确定所述多个第一块中的各第一块的LIC参数集；以及重构模块，用于基于所述LIC参数集，重构所述多个第一块。
所述装置可以进一步包括：第二确定模块，用于基于所述多个第一块中的一个第一块的LIC标志、所述多个第一块中的所述一个第一块的运动向量候选、所述多个第一块中的所述一个第一块的运动补偿模式，和与所述多个第一块中的所述一个第一块的运动向量预测值相关联的LIC标志中的至少一个，确定所述多个第一块中的所述一个第一块是否以LIC模式编码。
本申请的一个示例性实施例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文中各个方法实施例所述的视频解码方法，这里不再赘述。
本申请的一个示例性实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读介质中存储有指令，所述指令在由处理器执行时，使所述处理器执行上文中各个方法实施例中所述的视频解码方法，这里不再赘述。
图13所示的用于计算机系统(1300)的组件本质上是示例性的，并不用于对实现本申请实施例的计算机软件的使用范围或功能进行任何限制。也不应将组件的配置解释为与计算机系统(1300)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(1300)可以包括某些人机界面输入设备。这种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获某些媒体，气与人类有意识的输入不必直接相关，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)。
人机界面输入设备可包括以下中的一个或多个(仅绘出其中一个)：键盘(1301)、鼠标(1302)、触控板(1303)、触摸屏(1310)、数据手套(未示出)、操纵杆(1305)、麦克风(1306)、扫描仪(1307)、照相机(1308)。
计算机系统(1300)还可以包括某些人机界面输出设备。这种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。这样的人机界面输出设备可包括触觉输出设备(例如通过触摸屏(1310)、数据手套(未示出)或操纵杆(1305)的触觉反馈，但也可以有不用作输入设备的触觉反馈设备)、音频输出设备(例如，扬声器(1309)、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(1310)，其中每一个都具有或没有触摸屏输入功能、每一个都具有或没有触觉反馈功能——其中一些可通过诸如立体画面输出的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(1300)还可以包括人可访问的存储设备及其相关介质，如包括具有CD/DVD的高密度只读/可重写式光盘(CD/DVD ROM/RW)(1320)或类似介质(1321)的光学介质、拇指驱动器(1322)、可移动硬盘驱动器或固体状态驱动器(1323)，诸如磁带和软盘(未示出)的传统磁介质，诸如安全软件保护器(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，结合所公开的主题使用的术语“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(1300)还可以包括通往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。某些网络通常需要外部网络接口适配器，用于连接到某些通用数据端口或外围总线(1349)(例如，计算机系统(1300)的USB端口)；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(1300)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(1300)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。
上述的人机界面设备、人可访问的存储设备以及网络接口可以连接到计算机系统(1300)的核心(1340)。
核心(1340)可包括一个或多个中央处理单元(CPU)(1341)、图形处理单元(GPU)(1342)、以现场可编程门阵列(FPGA)(1343)形式的专用可编程处理单元、用于特定任务的硬件加速器(1344)等。这些设备以及只读存储器(ROM)(1345)、随机存取存储器(1346)、内部大容量存储器(例如内部非用户可存取硬盘驱动器、固态硬盘等)(1347)等可通过系统总线(1348)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(1348)，以便可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(1348)，或通过外围总线(1349)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(1341)、GPU(1342)、FPGA(1343)和加速器(1344)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(1345)或RAM(1346)中。过渡数据也可以存储在RAM(1346)中，而永久数据可以存储在例如内部大容量存储器(1347)中。通过使用高速缓冲存储器可实现对任何存储器设备的快速存储和检索，高速缓冲存储器可与一个或多个CPU(1341)、GPU(1342)、大容量存储器(1347)、ROM(1345)、RAM(1346)等紧密关联。
所述计算机可读介质上可具有计算机代码，用于执行各种计算机实现的操作。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。
作为实施例而非限制，具有体系结构(1300)的计算机系统，特别是核心(1340)，可以作为处理器(包括CPU、GPU、FPGA、加速器等)提供执行包含在一个或多个有形的计算机可读介质中的软件的功能。这种计算机可读介质可以是与上述的用户可访问的大容量存储器相关联的介质，以及具有非易失性的核心(1340)的特定存储器，例如核心内部大容量存储器(1347)或ROM(1345)。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核心(1340)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(1340)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(1346)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它方式包含在电路(例如，加速器(1344))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均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。
附录A：首字母缩略词
AMVP：高级运动向量预测
ASIC：专用集成电路
BMS：基准集合
BS：边界强度
BV：块向量
CANBus：控制器区域网络总线
CD：光盘
CPR：当前图片参考
CPUs：中央处理单元
CRT：阴极射线管
CTBs：编码树块
CTUs：编码树单元
CU：编码单元
DPB：解码器图片缓冲器
DVD：数字视频盘
FPGA：现场可编程门区域
GOPs：图片组
GPUs：图形处理单元
GSM：全球移动通信系统
HDR：高动态范围
HEVC：高效视频编码
HRD：假设参考解码器
IBC：块内复制
IC：集成电路
JEM：联合勘探模型
LAN：局域网
LCD：液晶显示器
LIC：局部亮度补偿
LTE：长期演进
MR-SAD：绝对差值的均值移除和
MR-SATD：绝对哈达玛变换差值的均值移除和
MV：运动向量
OLED：有机发光二极管
PBs：预测块
PCI：外围部件互连
PLD：可编程逻辑器件
PPS：图片参数集
PUs：预测单元
RAM：随机存取存储器
ROM：只读存储器
SCC：屏幕内容编码
SDR：标准动态范围
SEI：补充增强信息
SNR：信噪比
SPS：序列参数集
SSD：固态驱动器
TUs：变换单元
USB：通用串行总线
VUI：视频可用性信息
VVC：通用视频编码

Claims (21)

1.一种视频解码的方法，其特征在于，所述方法包括：
对当前已编码图片中的多个第一块的预测信息进行解码，所述当前已编码图片是已编码视频序列的一部分，所述预测信息指示所述多个第一块以局部亮度补偿(LocalIllumination Compensation,LIC)模式编码；
为所述多个第一块中的各第一块选择邻近区域，所选择的邻近区域和相应的第一块形成第二块；
并行地执行所述多个第二块的帧间预测；
基于为相应第一块选择的邻近区域和/或对第二块的帧间预测结果，确定所述多个第一块中的各第一块的LIC参数集；以及
基于所述LIC参数集，重构所述多个第一块。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所选择的邻近区域是相应第一块的左邻近区域和上邻近区域中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所选择的邻近区域和相应的第一块具有相同的运动信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述多个第一块中的一个第一块包括一个参考块时，所述确定所述多个第一块中的所述一个第一块的所述LIC参数集包括：
选择所述参考块的参考邻近区域，所述参考块的所述参考邻近区域具有与为所述多个第一块中所述一个第一块选择的邻近区域相同的形状和相同的相对位置；以及
基于所述参考块的所述参考邻近区域和为所述多个第一块中所述一个第一块所选择的邻近区域，计算所述多个第一块中的所述一个第一块的所述LIC参数集。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述多个第一块中的一个第一块包括多个参考块时，确定所述多个第一块中的所述一个第一块的所述LIC参数集包括：
为所述多个参考块中的各参考块选择参考邻近区域，相应参考块的所述参考邻近区域具有与为所述多个第一块中的所述一个第一块选择的邻近区域相同的形状和相同的相对位置；
计算所述多个参考块的所述参考邻近区域的加权平均值；以及
基于所述参考邻近区域的所述加权平均值，和为所述多个第一块中的所述一个第一块选择的邻近区域，计算所述LIC参数集。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述多个第一块中的一个第一块具有多个参考块时，确定所述多个第一块中的所述一个第一块的所述LIC参数集包括：
为所述多个参考块中的各参考块选择参考邻近区域，相应参考块的所述参考邻近区域具有与为所述多个第一块中的所述一个第一块选择的邻近区域相同的形状和相同的相对位置；以及
基于相应参考块的所述参考邻近区域，和为所述多个第一块中的所述一个第一块选择的邻近区域，计算所述多个参考块中的各参考块的LIC参数集。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，重构所述多个第一块中的所述一个第一块包括：
基于相应的LIC参数集，计算所述LIC参数集中的各LIC参数集的LIC预测；
计算所述LIC预测的加权平均值；以及
根据所述LIC预测的所述加权平均值，重构所述多个第一块中的所述一个第一块。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
基于两个重构相邻块是否以LIC模式编码，确定分开该两个重构相邻块的边界的边界强度；以及
根据所述边界强度，对所述边界进行去块滤波。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述边界强度指示无滤波、弱滤波和强滤波中的一种。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括：
当确定所述两个重构相邻块中的一个重构相邻块以LIC模式编码，并且确定所述两个重构相邻块中的另一个重构相邻块不以LIC模式编码时，
基于所述LIC编码块的LIC参数确定所述边界强度。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括：
当确定所述两个重构相邻块均以LIC模式编码时，
基于所述两个重构相邻块的LIC参数之间的差值确定所述边界强度。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
基于所述多个第一块中的一个第一块的LIC标志、所述多个第一块中的所述一个第一块的运动向量候选、所述多个第一块中的所述一个第一块的运动补偿模式、和与所述多个第一块中的所述一个第一块的运动向量预测值相关联的LIC标志中的至少一个，确定所述多个第一块中的所述一个第一块是否以LIC模式编码。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，当所述多个第一块中的所述一个第一块的所述运动向量候选是时间预测器时，确定所述多个第一块中的所述一个第一块不以LIC模式编码。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，当所述多个第一块中的所述一个第一块的所述运动向量候选是空间预测器时，确定所述多个第一块中的所述一个第一块是否以LIC模式编码进一步包括：
根据所述空间预测器源自的编码树单元(Coding Tree Unit,CTU)，确定所述多个第一块中的所述一个第一块是否以LIC模式编码。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述多个第一块中的所述一个第一块的各运动向量预测值与相应的LIC标志相关联；并且当所述多个第一块中的所述一个第一块的运动向量差值为零时，确定所述多个第一块中的所述一个第一块是否以LIC模式编码进一步包括：
根据与运动向量预测值相关联的LIC标志，确定所述多个第一块中的所述一个第一块是否以LIC模式编码，其中所述运动向量预测值被选择用于预测所述多个第一块中的所述一个第一块的运动向量。
16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
基于所述多个第一块中的所述一个第一块的LIC信息，确定是否启动(i)所述多个第一块中的所述一个第一块，和(ii)所述多个第一块中的另一个第一块，二者其中一个的广义双预测。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，进一步包括：
当所述多个第一块中的所述一个第一块的LIC信息指示启动对所述第一块执行LIC模式时，
对于所述多个第一块中的所述一个第一块，确定禁用所述广义双预测。
18.一种装置，其特征在于，包括：
解码模块，用于对当前已编码图片中的多个第一块的预测信息进行解码，所述当前已编码图片是编码视频序列的一部分，所述预测信息指示所述多个第一块以局部亮度补偿(Local Illumination Compensation,LIC)模式编码；
邻近区域选择模块，用于为所述多个第一块中的各第一块选择邻近区域，所选择的邻近区域和相应的第一块形成第二块；
执行模块，用于并行地执行所述多个第二块的帧间预测；
第一确定模块，用于基于为相应第一块选择的邻近区域和/或对第二块的帧间预测结果，确定所述多个第一块中的各第一块的LIC参数集；以及
重构模块，用于基于所述LIC参数集，重构所述多个第一块。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：
第二确定模块，用于基于所述多个第一块中的一个第一块的LIC标志、所述多个第一块中的所述一个第一块的运动向量候选、所述多个第一块中的所述一个第一块的运动补偿模式、和与所述多个第一块中的所述一个第一块的运动向量预测值相关联的LIC标志中的至少一个，确定所述多个第一块中的所述一个第一块是否以LIC模式编码。
20.一种计算机设备，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17任一项所述的视频解码方法。
21.一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17任一项所述的视频解码方法。
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