CN112272950B - 帧内预测中的平面和dc模式的边界滤波 - Google Patents
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Abstract
当对块进行帧内预测时，对于某些模式，边界上的预测样本将进行边界滤波。提出了各个实施例以使用基于梯度的方法来执行用于直流(DC)或平面(PLANAR)模式的帧内预测的边界滤波。基于特定参考样本和用于预测特定参考样本的预测量之间的差来计算特定参考样本的梯度。对于PLANAR模式，将顶部(左侧)参考样本与使用顶部(左侧)参考样本的线性插值之间的差用作梯度，将其小数部分利用衰减函数传播给初始预测样本。对于DC模式，将顶部(左侧)参考样本与参考样本平均值之间的差用作梯度。可以使用顶部参考样本和/或左侧参考样本来计算平均值。
Description
技术领域
本实施例总体上涉及用于视频编码或解码的方法和设备，更具体地，涉及用于视频编码或解码中的帧内预测的方法和设备。
背景技术
为了实现高压缩效率，图像和视频编码方案通常采用预测和变换来利用视频内容中的空间和时间冗余。通常，使用帧内或帧间预测来利用帧内或帧间相关性，然后对原始块和预测块之间的差异(通常表示为预测误差或预测残差)进行变换、量化和熵编码。为了重构视频，通过与熵编码、量化、变换、和预测相对应的逆过程来解码压缩的数据。
发明内容
根据实施例，提出了一种用于视频解码的方法，包括：使用多个邻近参考样本为待解码的块中的样本形成初始预测量，其中，所述多个邻近参考样本包括来自上方相邻块的第一参考样本和来自左侧相邻块的第二参考样本；为所述第一参考样本获得第一预测量，并且为所述第二参考样本获得第二预测量；基于(1)所述第一参考样本与所述第一预测量之间的第一差和(2)所述第二参考样本与所述第二预测量之间的第二差来调整所述样本的所述初始预测量，以形成所述样本的预测量；以及响应于所形成的预测量重构所述样本。
根据另一实施例，提出了一种用于视频编码的方法，包括：使用多个邻近参考样本为待编码的块中的样本形成初始预测量，其中，所述多个邻近参考样本包括来自上方相邻块的第一参考样本和来自左侧相邻块的第二参考样本；为所述第一参考样本获得第一预测量，并且为所述第二参考样本获得第二预测量；基于(1)所述第一参考样本与所述第一预测量之间的第一差和(2)所述第二参考样本与所述第二预测量之间的第二差来调整所述样本的初始预测量，以形成所述样本的预测量；以及响应于所形成的预测量对所述块进行编码。
根据另一实施例，提出了一种用于视频解码的设备，包括：一个或多个处理器，其中，所述一个或多个处理器被配置为：使用多个邻近参考样本为待解码的块中的样本形成初始预测量，其中，所述多个邻近参考样本包括来自上方相邻块的第一参考样本和来自左侧相邻块的第二参考样本；为所述第一参考样本获得第一预测量，并且为所述第二参考样本获得第二预测量；基于(1)所述第一参考样本与所述第一预测量之间的第一差和(2)所述第二参考样本与所述第二预测量之间的第二差来调整所述样本的所述初始预测量，以形成所述样本的预测量；以及响应于所形成的预测量来重构所述样本。该设备可以进一步包括一个或多个存储器。
根据另一实施例，提出了一种用于视频编码的设备，包括：一个或多个处理器，其中，所述一个或多个处理器被配置为：使用多个邻近参考样本为待编码的块中的样本形成初始预测量，其中，所述多个邻近参考样本包括来自上方相邻块的第一参考样本和来自左侧相邻块的第二参考样本；为所述第一参考样本获得第一预测量，并且为所述第二参考样本获得第二预测量；基于(1)所述第一参考样本与所述第一预测量之间的第一差和(2)所述第二参考样本与所述第二预测量之间的第二差来调整所述样本的所述初始预测量，以形成所述样本的预测量；以及响应于所形成的预测量对所述块进行编码。该设备可以进一步包括一个或多个存储器。
根据另一实施例，提出了一种用于视频解码的设备，包括：用于使用多个邻近参考样本为待解码的块中的样本形成初始预测量的部件，其中，所述多个邻近参考样本包括来自上方相邻块的第一参考样本和来自左侧相邻块的第二参考样本；用于为所述第一参考样本获得第一预测量并且为所述第二参考样本获得第二预测量的部件；用于基于(1)所述第一参考样本与所述第一预测量之间的第一差和(2)所述第二参考样本与所述第二预测量之间的第二差来调整所述样本的所述初始预测量，以形成所述样本的预测量的部件；和用于响应于所形成的预测量重构所述样本的部件。
根据另一实施例，提出了一种用于视频编码的设备，包括：用于使用多个邻近参考样本为待编码的块中的样本形成初始预测量的部件，其中，所述多个邻近参考样本包括来自上方相邻块的第一参考样本和来自左侧相邻块的第二参考样本；用于为所述第一参考样本获得第一预测量并且为所述第二参考样本获得第二预测量的部件；用于基于(1)所述第一参考样本与所述第一预测量之间的第一差和(2)所述第二参考样本与所述第二预测量之间的第二差来调整所述样本的所述初始预测量，以形成所述样本的预测量的部件；和用于响应于所形成的预测量对所述块进行编码的部件。
根据另一实施例，通过执行以下操作来生成比特流：使用多个邻近参考样本为待编码的块中的样本形成初始预测量，其中，所述多个邻近参考样本包括来自上方相邻块的第一参考样本和来自左侧相邻块的第二参考样本；为所述第一参考样本获得第一预测量，并且为所述第二参考样本获得第二预测量；基于(1)所述第一参考样本与所述第一预测量之间的第一差和(2)所述第二参考样本与所述第二预测量之间的第二差来调整所述样本的所述初始预测量，以形成所述样本的预测量；以及响应于所形成的预测量对所述块进行编码。
附图说明
图1示出了视频编码器的实施例的框图。
图2示出了视频解码器的实施例的框图。
图3的图示示例描绘了用于HEVC中帧内预测的当前块的参考样本。
图4的图示示例描绘了平面模式下的帧内预测。
图5示出了根据实施例的一种用于在帧内预测中选择性地应用边界滤波的方法。
图6示出了根据实施例的一种用于在帧内预测中使用边界滤波的视频编码的方法。
图7示出了根据实施例的一种用于在帧内预测中使用边界滤波的视频解码的方法。
图8示出了可以在其中实现本实施例的各方面的系统的框图。
具体实施方式
图1说明视频编码器100的框图。图1可以示出高效视频编码(High EfficiencyVideo Coding，HEVC)编码器、由JVET(Joint Video Exploration Team，联合视频探索小组)正在开发的JEM(Joint Exploration Model，联合探索模型)编码器、或者采用类似于在HEVC或JEM中使用的技术的编码器。
在本申请中，术语“重构”和“解码”可以互换使用，术语“编码”或“编码的”可以互换使用，术语“像素”或“样本”可以互换使用，术语“图像”，“画面”和“帧”可以互换使用。通常但并非必须地，术语“重构”在编码器侧使用，而“解码”在解码器侧使用。
在进行编码之前，视频序列可以经过预编码处理(101)，例如，对输入彩色画面进行颜色变换(例如，从RGB 4:4:4到YCbCr 4:2:0的转换)，或者执行输入画面分量的重新映射，以便获得对压缩更有弹性的信号分布(例如，使用颜色分量之一的直方图均衡化)。元数据可以与预处理相关联，并附加到比特流中。
为了编码具有一个或多个画面的视频序列，将画面进行分区(102)。在本申请中，术语“块”可以用于指代例如在HEVC或JEM中使用的CTU(Coding Tree Unit，编码树单元)、CU(Coding Unit，编码单元)、PU(Prediction Unit，预测单元)、TU(Transform Unit，变换单元)、CB(Coding Block，编码块)、PB(Prediction Block，预测块)、和TB(TransformBlock，变换块)中的任何一个。另外，“块”还可用于指代H.264/AVC或其他视频编码标准中规定的宏块和分区，并且更常指代各种大小的数据阵列。
在编码器100中，通过编码器元件对画面进行编码，如下所述。例如，以CU为单位处理待编码的画面。使用帧内模式或帧间模式对每个编码单元进行编码。当以帧内模式对编码单元进行编码时，其执行帧内预测(160)。在帧间模式下，执行运动估计(175)和运动补偿(170)。编码器决定(105)帧内模式或帧间模式中的哪一个用于对编码单元进行编码，并且通过预测模式标志指示帧内/帧间决定。通过从原始图像块中减去(110)预测块来计算预测残差。
然后，对预测残差进行变换(125)和量化(130)。例如，使用基于上下文的自适应二进制算术编码(context-based adaptive binary arithmetic coding，CABAC)对量化的变换系数以及运动矢量和其他语法元素进行熵编码(145)，以输出比特流。
编码器可以跳过该变换，并且例如以4x4 TU为基础，将量化直接应用于未变换的残差信号。编码器还可以将变换和量化都绕过，即，在不应用变换或量化过程的情况下直接对残差进行编码。在直接PCM编码中，不应用任何预测，并且将编码单元样本直接编码到比特流中。
编码器对编码块进行解码，以为进一步的预测提供参考。对量化的变换系数进行去量化(140)并进行逆变换(150)以解码预测残差。通过组合(155)解码的预测残差和预测块，重构图像块。例如，将环内滤波器(165)应用于重构的画面，来执行去块/SAO(SampleAdaptive Offset，样本自适应偏移)滤波以减少编码伪像。将滤波后的图像存储在参考画面缓冲器(180)中。
图2示出了视频解码器200的框图。图2可以示出HEVC解码器、JEM解码器、或采用类似于HEVC或JEM的技术的解码器。在解码器200中，由解码器元件对比特流进行解码，如下所述。视频解码器200通常执行与如图1中所述的编码通道相对应的解码通道，其执行视频解码作为编码视频数据的一部分。
具体地，解码器的输入包括可由视频编码器100生成的视频比特流。首先，对比特流进行熵解码(230)以获得变换系数、运动矢量、画面分区信息、以及其他编码信息。
画面分区信息指示如何分区画面。因此，解码器可以根据解码的画面分区信息来划分(235)画面。对变换系数进行去量化(240)和逆变换(250)以解码预测残差。
通过组合(255)解码的预测残差和预测块，重构图像块。可以从帧内预测(260)或运动补偿预测(即帧间预测)(275)获得(270)预测块。将环内滤波器(265)应用于重构的图像。将滤波后的图像存储在参考画面缓冲器(280)中。
解码后的画面可以进一步经历后解码处理(285)，例如，逆颜色变换(例如，从YCbCr 4:2:0到RGB 4:4:4的转换)或逆重新映射，该逆重新映射执行在预编码处理(101)中执行的重新映射过程的逆过程。后解码处理可以使用在预编码处理中导出并在比特流中信令通知的元数据。
如上所述，可以对块进行帧内预测。在诸如HEVC、H.264/AVC之类的视频编码标准中，帧内预测过程通常包括三个步骤：(1)参考样本的生成；(2)帧内样本预测；(3)预测样本的后处理。将来自因果邻近块(即，已经编码或解码的块)的样本用作参考样本。图3示出了在HEVC中使用的参考样本的示例，其中，相对于当前块左上角的坐标(x,y)处的像素值由P(x,y)表示。对于尺寸为NxN的CU，由解码后的CU形成在顶部的2N个参考样本的行。同样，由解码后的CU形成在左侧的2N个参考样本的列。来自左上方解码的CU的角像素用于填充参考样本的上一行和左侧列之间的间隙。如果某些参考样本不可用，例如，当相应的CU不在同一条带中或当前CU在帧边界时，则执行参考样本替换，其中，沿顺时针方向从可用样本中复制缺失的样本。然后，根据当前CU尺寸和预测模式，使用指定的滤波器对参考样本进行滤波。
下一步，即帧内样本预测，包括基于参考样本预测目标CU的像素。为了有效地预测不同种类的内容，HEVC支持一系列的预测模式。具体地，平面和DC预测模式用于预测平滑且逐渐变化的区域，而方向性预测模式用于捕获不同的方向性结构。HEVC支持索引为2到34的33个方向性预测模式。这些预测模式对应于不同的预测方向，其中数字表示帧内预测模式索引。
在JVET的联合探索模型(Joint Exploration Model，JEM)编码中，如在“FurtherImprovements to HMKTA-1.0”(J.Chen,W.-J.Chien,M.Karczewicz,X.Li,H.Liu,A.Said,L.Zhang,X.Zhao,VCEG-AZ07；华沙，波兰；2015年6月)中所述，预测模式的数量已增加到67种，其中包括一种PLANAR(平面)模式、一种DC模式、和65种角度模式。已经提出了更高数量的预测模式，以利用JEM中具有更大块尺寸的此类角度结构的可能性。
某些预测模式(例如DC模式以及直接水平模式和直接垂直模式)可能会导致预测样本的CU边界处出现不连续性。因此，在这种预测模式之后是后处理或边界滤波步骤，其中使用低通滤波器对预测样本的边界进行平滑处理。在此，直接水平模式是指当目标块左侧的参考样本水平向右重复以进行帧内预测时的预测模式。同样，直接垂直模式是指当目标块上方的参考样本垂直向下重复以进行帧内预测时的预测模式。
边界滤波的目的是降低与邻近参考样本的不连续性，这间接地减少了块边界处的块伪像，并且还提高了编码效率。在HEVC中，对于DC预测模式，在预测之后对预测块的第一列和第一行进行滤波。在JEM中，除了DC模式下的边界滤波外，还建议在PLANAR预测模式下执行边界滤波。
本实施例针对帧内预测中的边界滤波。具体地，我们建议在DC和PLANAR预测模式中应用基于梯度的边界滤波，以在保持较低复杂度增加的同时在编码性能方面改进现有技术。
在各个实施例中，我们提出了用于PLANAR和DC帧内预测模式的新的边界滤波方法。我们计算参考样本处的梯度或残差，并利用衰减函数将计算值的小数部分传播给相邻行和列。我们的目标是使参考样本与相邻行和列中的预测样本值之间的强度值逐渐变化。
如上所述，PLANAR和DC预测模式(索引分别为模式0和模式1)用于预测帧中的平滑且逐渐变化的区域。在DC模式下，使用目标块顶部和左侧的参考样本的DC值预测所有目标像素，而在PLANAR模式下，预测值是两个线性插值的平均值，其中一个由顶部参考样本和左下参考样本进行(垂直插值)，另一个由左侧参考样本和右上参考样本进行(水平插值)。第一个插值的目的是沿垂直方向的强度逐渐变化进行建模，而第二个插值的目的是沿水平方向的强度逐渐变化进行建模。
在DC模式或PLANAR模式下，由于计算的预测值中的值与邻近参考样本之间的不匹配，因此在目标块的边界处可能会出现不连续性。如果顶部和左侧的参考样本差异较大，则在DC模式下影响更明显。在PLANAR模式下，因为不连续性仅由插值之一引起，所以影响不那么明显。垂直插值会导致沿左侧边界的不连续性，而水平插值会导致沿顶部边界的不连续性。HEVC包括用于DC模式的边界滤波，而在JEM中，还提出了用于PLANAR模式的边界滤波方法。在各个实施例中，我们旨在使用基于梯度的方法来改进DC和PLANAR模式的边界滤波步骤。下面，详细描述了HEVC和JEM中的DC模式和PLANAR模式，然后提供了边界滤波的各个实施例。
HEVC中的DC预测
对于要被帧内预测的给定目标块，编码器或解码器首先构建两个参考阵列(一个在顶部，一个在左侧)，如图3所示。参考样本取自顶部、右上、左侧、左下和左上解码块中的解码样本，并且可能已根据块尺寸和预测模式进行了滤波。在图3中，在坐标(x,y)处的预测像素值由P(x,y)表示，并且参考像素值由R(x,y)表示。两个参考阵列都具有2N+1个参考样本。
在DC预测模式下，所有目标像素均使用单个值进行预测，该值计算如下：
其中，R(x,-1)表示在顶部参考阵列上(x,-1)处的参考样本，R(-1,y)表示在左侧参考阵列上(-1,y)处的参考样本，N是目标块的宽度或高度(在HEVC中，所有块均为正方形)。然后，目标块的顶部和左侧边界都被滤波。使用3抽头平滑滤波器[1 2 1]/4对目标块在坐标(0,0)处的预测样本进行滤波，如下所示：
P′(0,0)＝(R(-1,0)+2*dcVal+R(0,-1)+2)＞＞2,
其中，P′表示预测样本的滤波值，R(-1,0)和R(0,-1)分别表示在坐标(-1,0)和(0,-1)处的参考样本。
使用2抽头滤波器[3,1]/4对顶部边界和左侧边界的其余预测样本进行滤波，如下所示：
P′(x,0)＝(3*dcVal+R(x,-1)+2)＞＞2,1≤x＜N(顶部边界)
P′(0,y)＝(3*dcVal+R(-1,y)+2)＞＞2,1≤y＜N(左侧边界)
为了保持低复杂度，上述边界滤波仅应用于尺寸为16x16或更小的亮度块。
HEVC中的PLANAR预测
在PLANAR模式下，目标像素的预测是通过以下两个插值获得的：
P(x,y)＝(Pv(x,y)+Ph(x,y)+N)＞＞(log2(N)+1),0≤x,y＜N, (2)
其中，Pv(x,y)和Ph(x,y)是如下获得的垂直和水平插值：
Pv(x,y)＝(N-1-y)*R(x,-1)+(1+y)*R(-1,N),0≤x,y＜N； (3)
Ph(x,y)＝(N-1-x)*R(-1,y)+(1+x)*R(N,-1),0≤x,y＜N. (4)
对于坐标(x,y)处的目标像素，R(x,-1)是顶部参考样本，R(-1,y)是左侧参考样本，R(-1,N)是左下参考样本，R(N,-1)是右上参考样本。这在图4的JEM上下文中示出。因此，垂直插值是在紧邻顶部的参考样本和左下参考样本之间的线性插值，水平插值是在紧邻左侧的参考样本和右上参考样本之间的线性插值。我们看到，插值所需的缩放已与等式(2)中插值的平均值结合在一起。
JEM中的PLANAR和DC预测
在JEM中，由于四叉树-二叉树结构(QTBT)，参考阵列每个都有(1+W+H)个样本，其中，W和H分别表示目标块的宽度和高度。在JEM中，除了上述等式中需要考虑到高度和宽度不相等的变化之外，DC和PLANAR模式下的预测基本上与HEVC中的预测相同。另外，已经提出了改善DC和PLANAR预测的提议，旨在减少边界的不连续性。
题目为“Unequal weight planar prediction and constrained PDPC”的文章(以下简称“JVET-E0068”)(K.Panusopone、S.Hong和L.Wang，JVET-E0068，日内瓦，2017年1月)提出了PLANAR预测的一种变型，称为非等权重平面(UWP)预测。为了形成垂直和水平插值，首先估计目标像素在(W,H)处的值P(W,H)，作为左下和右上参考样本的加权和：
然后，通过在此估算值与左下和右上参考样本之间进行线性内插，来估算目标块的紧邻底部和右侧的像素的预测：
现在，在左侧参考样本和紧邻右侧的估计样本之间进行水平插值。类似地，在顶部参考样本和紧邻底部的估计样本之间进行垂直插值：
Ph(x,y)＝(W-1-x)×R(-1,y)+(x+1)×Pr(W,y),
Pv(x,y)＝(H-1-y)×R(x,-1)+(y+1)×Pb(x,H).
由于水平插值具有接近左侧参考的更准确的预测，而垂直插值具有接近顶部参考的更准确的预测，因此对两个插值进行加权平均以获得最终预测：
该算法的第一部分旨在改善垂直和水平插值，而最后一部分则通过为靠近边界的更准确的插值赋予更高的权重来负责边界平滑处理。由于计算涉及除法运算，因此提供了带有移位运算符和列表值的替代计算，旨在获得近似的预测值。
题目为“Simplification and extension of PDPC”的文章(以下简称“JVET-H0057”)(X.Zhao、V.Seregin、A.Said和M.Karczewicz，JVET-H0057，澳门，2017年10月)提出了一种使用PDPC概念的不同方法。与JVET-E0068中在一次通道完成预测不同，提出了两次通道方法，其中第一通道使用正态预测方法获得初始帧内预测量，而第二通道使用目标块顶部、左侧和左上方的参考样本更新第一通道的估计：
P′(x，y)＝(wL*R(-1，y)+wT*R(x，-1)+wTL*R(-1，-1)+(64-wL-wT-wTL)*P(x，y)+32)＞＞6，
其中，wL、wT和wTL是与左侧、顶部和左上方的参考样本相对应的权重，计算如下：
wT＝32＞＞((y＜＜1)＞＞shift)，
wL＝32＞＞((x＜＜1)＞＞shift)，
wTL＝-((wL＞＞4)+(wT＞＞4))，
其中，shift＝(log2(W)+log2(H)+2)＞＞2。PLANAR预测模式和DC预测模式都使用该更新方法。如我们所见，由于权重随像素远离参考阵列移动而减小，因此该方法旨在使边界平滑，为附近的参考样本提供额外的权重。
与JVET-E0068和JVET-H0057的方法不同，我们的边界平滑方法是基于梯度方法的。我们通过计算参考样本及其预测值之间的差来估计参考样本位置处的梯度。使用合适的衰减函数，我们将梯度的逐渐减小的部分添加到块边界处目标像素的预测值。我们的方法也是两次通道的，由于我们使用梯度更新从第一通道中使用正态预测方法获得的原始预测值。
PLANAR模式的边界滤波
为了通用性，我们假设矩形块的宽度为W，高度为H。如我们之前所见，PLANAR模式预测具有两个中间分量：一个水平插值和一个垂直插值。这两个分量的平均值产生最终预测。
由于线性插值提供强度值的逐渐变化，因此水平插值不会在目标块的左边界处产生急剧变化，而是可能会根据右上参考样本R(W，-1)在顶部边界处产生不连续性。以类似的方式，垂直插值不会在目标块的顶部边界处产生急剧的变化，而是可能会根据左下参考样本R(-1，H)在左侧边界处产生不连续性。
考虑等式(4)中的水平插值Ph(x，y)。对于宽度为W，高度为H的矩形块，可以将其重写为：
Ph(x，y)＝(W-1-x)*R(-1，y)+(1+x)*R(W，-1)，0≤x＜W；0≤y＜H
将相同的插值应用于顶部参考样本，即，在左上和右上参考样本之间进行插值，我们获得了用于在水平插值中预测R(x，-1)的预测量：
Ph(x，-1)＝(W-1-x)*R(-1，-1)+(1+x)*R(W，-1)，0≤x＜W (P1)
因此，顶部参考样本的梯度可以估算为：
Δv(x)＝R(x，-1)-(Ph(x，-1)＞＞log2(W))，0≤x＜W (P2)
然后，我们可以将水平插值修改为：
P′h(x，y)＝Ph(x，y)+W*Δv(x)*L(y)，0≤x＜W；0≤y＜H
其中，L(y)是一个衰减函数，其值在闭合区间[0，1]中。对于定点实施方式，我们可以使用以下替代公式：
P′h(x，y)＝Ph(x，y)+(W*Δv(x)*L(y)+32)＞＞6，0≤x＜W；0≤y＜H
其中，L(y)可以具有在范围[0，32]内的正整数值，例如，L(y)＝(32＞＞((y＜＜1)＞＞shift))，其中，shift＝(log2(W)-1+log2(H)-1)＞＞2。注意，使用此shift参数值，衰减函数现在随目标块的尺寸而变化。
现在，考虑等式(3)中的垂直插值Pv(x，y)。对于宽度为W，高度为H的矩形块，可以将其重写为：
Pv(x，y)＝(H-1-y)*R(x，-1)+(1+y)*R(-1，H)，0≤x＜W；0≤y＜H
将相同的插值应用于左侧参考样本，即，在左上和左下参考样本之间进行插值，我们获得了用于在垂直插值中预测R(-1，y)的预测量：
Pv(-1，y)＝(H-1-y)*R(-1，-1)+(1+y)*R(-1，H)，0≤y＜H (P3)
因此，左侧参考样本的梯度可以估算为：
Δh(y)＝R(-1，y)-(Pv(-1，y)＞＞log2(H))，0≤y＜H (P4)
然后，我们可以将垂直插值修改为：
P′v(x，y)＝Pv(x，y)+H*Δh(y)*L(x)，0≤x＜W；0≤y＜H
其中，L(x)是一个衰减函数，其值在闭合区间[0，1]中。我们可以使用与L(y)相同的衰减函数而不会失去任何通用性，因为没有与平面预测相关的方向性。因此，我们可以使用如下替代公式：
P′v(x，y)＝Pv(x，y)+(H*Δh(y)*L(x)+32)＞＞6，0≤x＜W；0≤y＜H
其中，L(x)＝(32＞＞((x＜＜1)＞＞shift))和shift＝(log2(W)-1+log2(H)-1)＞＞2。
现在，可以如等式(2)中那样获得最终预测：
P′(x，y)＝(W*P′v(x，y)+H*P′h(x，y)+W*H)＞＞(1+log2(W)+log2(H))＝P(x，y)+((Δv(x)*L(y)+Δh(y)*L(x)+64)＞＞7).
由于更新可以采用动态范围之外的值，因此我们可以使用裁剪到动态范围的上述等式：
P′(x，y)＝Clip(P(x，y)+((Δv(x)*L(y)+Δh(y)*L(x)+64)＞＞7)) (P5)
因此，该算法可以总结为：
(i)按照现有平面方法计算P(x，y)。
(ii)按照等式(P1)和等式(P2)，对于0≤x＜W，计算Ph(x，-1)，然后计算Δv(x)。
(iii)按照等式(P3)和等式(P4)，对于0≤y＜H，计算Pv(-1，y)，然后计算Δh(y)。
(iv)按照等式(P5)更新P(x，y)，得到P′(x，y)。
请注意，如果由于复杂度原因而导致计算Ph(x，-1)和Pv(-1，y)成为问题，我们可以仅仅使用第一预测行Ph(x，0)而不是Ph(x，-1)作为水平插值中R(x，-1)的预测量，并使用第一预测列Pv(0，y)而不是Pv(-1，y)作为垂直插值中R(-1，y)的预测量。或者，我们可以使用一种替代公式，利用第一通道预测P(x，y)的第一列和第一行进行边界滤波，如下所示。
执行类似边界滤波的替代公式是直接使用第一通道预测。在这种情况下，我们将水平和垂直梯度计算为：
Δv(x)＝R(x，-1)-P(x，0)，0≤x＜W
Δh(y)＝R(-1，y)-P(0，y)，0≤y＜H
此外，我们还将左上像素的梯度计算为：
Δd＝R(-1，-1)-P(0，0).
使用这些值，该第一通道预测将被滤波为：
P′(x，y)＝Clip(P(x，y)+((Δv(x)*L(y)+Δh(y)*L(x)-Δd*L+32)＞＞6)) (P6)
其中，L＝min(L(x)，L(y))。
在上文中，我们在JEM6.0中使用PLANAR模式来说明所提出的帧内预测中的边界滤波方法。应当注意的是，只要使用垂直部分和水平部分构建了PLANAR模式预测，该方法也可以应用于其他种类的PLANAR模式，其中两个部分在各自的参考样本处相对平滑。例如，在非等权重平面(UWP)中，可以将所提出的滤波应用于中间插值。如果不需要中间插值而直接构建PLANAR预测，则可以使用上述替代公式。
DC模式的边界滤波
在HEVC和JEM中，DC值是在第一通道预测中采用目标块顶部和左侧的参考样本进行计算的。然后在第二通道中，如前所述对第一行和第一列预测进行滤波。
此处，我们建议将DC值的计算分为两个步骤。首先，我们仅采用紧邻左侧的参考样本来计算水平DC。然后，我们仅采用紧邻顶部的参考样本来计算垂直DC。计算顺序并不重要。采用水平和垂直DC值的平均值来计算最终DC值。当目标块的宽度和高度之和不是2的幂时，这种计算方式将避免JEM中所需的除法运算，但是在某些情况下，所得的预测可能不如原始DC值准确。由于我们将在第一通道预测后对边界样本进行滤波，因此可以忽略预测的不准确性。
我们将水平DC和垂直DC计算为：
然后，将目标块初始预测为：
我们将紧邻顶部的垂直梯度计算为：
Δv(x)＝R(x,-1)-dcVal,0≤x＜W (D2)
同样，我们将紧邻左侧的水平梯度计算为：
Δh(y)＝R(-1,y)-dcVal,0≤y＜H (D3)
我们将左上角的梯度计算为：
Δd＝((R(-1,0)+R(0,-1))＞＞1)-dcVal. (D4)
然后，将预测的像素值滤波为：
P′(x,y)＝Clip(dcVal+((Δv(x)*L(y)+Δh(y)*L(x)-Δd*L+32)＞＞6)) (D5)
其中，如前所述，L(x)和L(y)用于PLANAR边界滤波，并且L＝min(L(x),L(y))。
请注意，按照JEM计算的可以将原始DC值计算为DCh和DCv的加权和，其中，权重为高度H和宽度W：
因此，如HEVC和JEM中所做的那样，如果仅对亮度分量在较小的块尺寸上应用滤波，则我们可以在其余块的DC模式下使用dcValorig作为预测值。
如在PLANAR边界滤波的情况下，可以推导出执行类似边界滤波的替代公式。如果用作DC预测，则水平DC更可能接近左侧的参考样本(假设它们的方差很小)；但是，它可能会在顶部边界产生不连续性。同样，如果用作DC预测，则垂直DC更可能靠近顶部的参考样本(假设它们的方差很小)；但是，它可能会在左边界产生不连续性。因此，我们可以应用以DCh为预测的顶部边界滤波，和以DCv为预测的左侧边界滤波，然后最终取两者的平均值。
P′h(x,y)＝DCh+(Δv(x)*L(y)+32)＞＞6,0≤x＜W；0≤y＜H
其中，
Δv(x)＝R(x,-1)-DCh,0≤x＜W.
P′v(x,y)＝DCv+(Δh(y)*L(x)+32)＞＞6,0≤x＜W；0≤y＜H
其中，
Δh(y)＝R(-1,y)-DCv,0≤y＜H.
其中，dcVal在等式(D1)中给出。如前述一样，我们可以使用裁剪来确保滤波后的值仍在有效的动态范围内：
P′(x,y)＝Clip(dcVal+((Δv(x)*L(y)+Δh(y)*L(x)+64)＞＞7)),0≤x＜W；0≤y＜H.
如果参考样本的方差不小，则两个DC值虽然有可能在相对的边界处产生不连续性，但也会在计算它们的边界处产生一些不连续性。因此，与早期的公式相比，该替代公式的效率较低。
图5示出了根据实施例的用于帧内预测中的边界滤波的方法500。在方法500中，我们假设使用了基于HEVC编解码器的JEM编解码器。为了在解码器中正确解码比特流，编码器和解码器的帧内预测应使用相同的边界滤波方法。
在该实施例中，在使用DC或PLANAR模式对块进行帧内预测之后，如前所述对预测的样本进行边界滤波。这在编码器和解码器上均进行。该实施例的简单变型仅将所提出的滤波应用于亮度块排除了色度块。另一变型可以仅考虑小尺寸的块，例如，高度和宽度小于或等于16的块，如图5所示。
参照图5，在步骤510中，对于帧内DC或PLANAR模式，编码器或解码器检查块是否为亮度CU并且该块的宽度和高度是否不大于16。如果满足这些条件，则编码器或解码器例如使用上述方法分别计算(520)左侧参考样本和顶部参考样本处的垂直和水平梯度。然后，使用边界滤波来调整(530)来自初始预测(即，第一通道)的预测块。然后，滤波后的预测块可以用于在编码器侧获得预测残差，或者可以被添加到预测残差以在解码器侧重构该块。
在另一实施例中，在初始以DC或PLANAR模式对块进行帧内预测之后，通过梯度阈值做出使用边界滤波的决定。如果满足梯度阈值条件，则该块将进行边界滤波。参见等式(P5)，我们看到，如果Δv(x)和Δh(y)的值为零，对于任何衰减函数，更新项均为零。因此，执行更新是没有用的。这促使我们在做出滤波决定之前为梯度值应用合理的阈值。由于梯度值可以在目标块的边界上变化，因此我们将考虑平均绝对梯度，可以将其计算为：
如果|Δ|大于预设的阈值，则我们使用梯度滤波，否则将跳过滤波。阈值可以基于位深度和/或块尺寸来确定。当顶部或左侧解码块不可用时，我们将使用|Δ|h和|Δ|v，具体取决于左侧或顶部的块是否可用。当顶部和左侧的块都不可用时，我们将不执行任何边界滤波。
在另一实施例中，我们可以使用若干个衰减函数。使用附加位将提供最佳RD性能的衰减函数信令通知给解码器。例如，如果我们使用两个衰减函数，则使用上下文编码的一位来信令通知较好的一个函数。如果我们使用三个衰减函数，则将信令位组合用作0、10和11，以便指示最佳衰减函数。可以在块级别、条带级别或帧级别进行该信令通知。
在另一实施例中，我们在条带、帧、或视频序列的任何帧的DC和PLANAR帧内预测中使用边界滤波，并使用条带报头、画面参数集(PPS)报头或序列参数集(SPS)报头中的一位标志将边界滤波的应用信令通知给解码器。
我们使用全帧内(AI，All-INTRA)配置中的JVET BMS(基准集)代码进行了实验，其中只有一帧来自JVET测试序列。我们使用了之前给出的二元衰减函数。在DC预测模式下，我们仅对宽度和高度小于或等于16的亮度块应用所提出的边界滤波。在PLANAR预测模式下，我们对所有有效尺寸的亮度块和色度块均应用所提出的边界滤波。表1和表2示出了在JVET基准代码(BMS 1.0)上的DC和PLANAR模式下所提出的边界滤波的BD比率(BD-rate)性能。我们注意到，BD比率降低了约0.15％和0.51％，而计算复杂度变化很小。
表1：BMS 1.0上的DC模式下所提出的边界滤波的BD比率性能
表2：BMS 1.0上的PLANAR模式下所提出的边界滤波的BD比率性能
所提出的帧内预测中的边界滤波旨在改进DC和PLANAR预测模式下目标块边界的连续性。所提出的方法考虑了DC或PLANAR模式下的帧内预测量来自水平插值/平均值和垂直插值/平均值。首先，形成初始预测量。然后，顶部参考样本与水平插值/平均值之差用于沿垂直方向调整初始预测量，左侧参考样本与垂直插值/平均值之差用于沿水平方向调整初始预测量。
因为使用边界参考样本处的梯度，并使用可以通过移位实现的二进衰落函数，滤波过程非常简单。因此，额外的复杂度要求非常小。以此，我们期望以在DC和PLANAR预测模式下很小的复杂度增加为代价，来获得更高的BD比率性能以及更好的视觉质量。
如上所述的根据本实施例的各种方法可以用于修改例如分别在图1和图2中所示的JVET或HEVC编码器100和解码器200的帧内预测模块(160、260)。而且，本实施例不限于JVET或HEVC，并且可以应用于其他标准、建议书及其扩展。
本文描述了各种方法，并且每个方法包括用于实现所描述的方法的一个或多个步骤或动作。除非方法的正确操作需要特定的步骤或动作顺序，否则可以修改或组合特定步骤和/或动作的顺序和/或使用。除非另有说明或技术上禁止，否则本文档中描述的各个方面可以单独使用或组合使用。本文档中使用了各种数值，例如，用于整数实现的移位中使用的参数、滤波参数、以及用于帧内预测的参考样本的数量。特定值是出于示例目的，并且所描述的各方面不限于这些特定值。
图6示出了根据实施例的一种用于解码视频数据的方法(600)。在步骤610中，对于待解码的块中的样本，使用多个邻近参考样本来形成初始预测量，其中，所述多个邻近参考样本包括来自上方相邻块的第一参考样本和来自左侧相邻块的第二参考样本。在步骤620中，为所述第一参考样本获得第一预测量，并且为所述第二参考样本获得第二预测量。在步骤630中，基于(1)所述第一参考样本与所述第一预测量之间的第一差和(2)所述第二参考样本与所述第二预测量之间的第二差来调整所述样本的初始预测量，以形成所述样本的预测量。然后，在步骤640中，响应于所形成的预测量，例如通过将预测残差添加到预测块，来重构所述样本。
图7示出了根据实施例的一种用于编码视频数据的方法(700)。在步骤710中，使用多个邻近参考样本为待编码的块中的样本形成初始预测量，其中，所述多个邻近参考样本包括来自上方相邻块的第一参考样本和来自左侧相邻块的第二参考样本。在步骤720中，为所述第一参考样本获得第一预测量，并且为所述第二参考样本获得第二预测量。在步骤730中，基于(1)所述第一参考样本与所述第一预测量之间的第一差和(2)所述第二参考样本与所述第二预测量之间的第二差来调整所述样本的初始预测量，以形成所述样本的预测量。然后，在步骤740中，响应于所形成的预测量对所述块进行编码，例如，通过基于原始块和预测块形成预测残差，随后进行变换、量化和熵编码。
图8示出了在其中可以实施各个方面和实施例的系统的示例的框图。系统800可以被实现为包括下面描述的各种组件的设备，并且被配置为执行本申请中描述的一个或多个方面。这种设备的示例包括但不限于个人计算机、膝上型计算机、智能手机、平板计算机、数字多媒体机顶盒、数字电视接收机、个人视频记录系统、联网的家用电器和服务器等各种电子设备。系统800的元件可以单独或组合地实现为单个集成电路、多个IC和/或分立组件中。例如，在至少一个实施例中，系统800的处理和编码器/解码器元件分布在多个IC和/或分立组件上。在各个实施例中，系统800通过例如通信总线或通过专用输入和/或输出端口通信地耦合到其他系统或其他电子设备。在各个实施例中，系统800被配置为实施本文档中描述的一个或多个方面。
系统800包括至少一个处理器810，其被配置为执行加载在其中的、用于实施本文档中描述的各个方面的指令。处理器810可以包括嵌入式存储器、输入输出接口和本领域已知的各种其他电路。系统800包括至少一个存储器820(例如，易失性存储器设备、和/或非易失性存储器设备)。系统800包括存储设备840，该存储设备840可以包括非易失性存储器和/或易失性存储器，包括但不限于EEPROM、ROM、PROM、RAM、DRAM、SRAM、闪存、磁盘驱动器和/或光盘驱动器。作为非限制性示例，存储设备840可以包括内部存储设备、附加存储设备和/或网络可访问存储设备。
系统800包括编码器/解码器模块830，其被配置为处理数据以提供编码的视频或解码的视频，并且编码器/解码器模块830可以包括其自己的处理器和存储器。编码器/解码器模块830表示可以包括在设备中以执行编码和/或解码功能的(多个)模块。如已知的，设备可以包括编码和解码模块中之一或者两者。此外，编码器/解码器模块830可以被实施为系统800的独立元件，或者可以作为本领域技术人员已知的硬件和软件的组合被结合在处理器810内。
要加载到处理器810或编码器/解码器模块830上以执行本文档中所述的各个方面的程序代码可以存储在存储设备840中，并且随后加载到存储器820上以由处理器810执行。根据各个实施例，处理器810、存储器820、存储设备840和编码器/解码器模块830中的一个或多个可以在执行本文档中描述的过程期间存储各种项目中的一个或多个。这种存储的项目包括但不限于输入视频、解码的视频或解码视频的一部分、比特流、矩阵、变量、以及来自等式、公式、运算和运算逻辑的处理的中间或最终结果。
在若干个实施例中，处理器810和/或编码器/解码器模块830内部的存储器用于存储指令并提供工作存储器用于编码或解码期间所需的处理。然而，在其他实施例中，处理设备外部的存储器(例如，处理设备可以是处理器810或编码器/解码器模块830)被用于这些功能中的一个或多个。外部存储器可以是存储器820和/或存储设备840，例如，动态易失性存储器和/或非易失性闪存。在若干个实施例中，外部非易失性闪存用于存储电视的操作系统。在至少一个实施例中，将诸如RAM的快速外部动态易失性存储器用作用于视频编码和解码操作的工作存储器，诸如MPEG-2、HEVC或VVC(Versatile Video Coding，多功能视频编码)。
如框805所示，可以通过各种输入设备来提供对系统800的元件的输入。这种输入设备包括但不限于(i)接收例如由广播公司通过空中发送的RF信号的RF部分。(ii)复合输入端子，(iii)USB输入端子，和/或(iv)HDMI输入端子。
在各个实施例中，如本领域中已知的，框805的输入设备具有相关联的相应输入处理元件。例如，RF部分可以与适合于以下的元件相关联：(i)选择所需的频率(也称为选择信号，或将信号频率限制在一个频带内)，(ii)下变频所选信号，(iii)再次限制在一个更窄的频带内以选择(例如)在某些实施例中可以被称为信道的信号频带，(iv)解调下变频和带宽受限的信号，(v)执行纠错，(vi)多路分解以选择所需的数据分组流。各个实施例的RF部分包括一个或多个执行这些功能的元件，例如，频率选择器、信号选择器、频带限制器、信道选择器、滤波器、下变频器、解调器、纠错器和解复用器。RF部分可以包括执行各种这些功能的调谐器，包括例如将接收到的信号下变频为较低频率(例如，中频或近基带频率)或基带。在一个机顶盒实施例中，RF部分及其相关的输入处理元件接收在有线(例如电缆)介质上发送的RF信号，并通过滤波、下变频和再次滤波到预期的频带来执行频率选择。各个实施例重新安排上述(和其他)元件的顺序，移除这些元件中的一些，和/或添加执行类似或不同功能的其他元件。添加元件可以包括在现有元件之间插入元件，例如，插入放大器和模数转换器。在各个实施例中，RF部分包括天线。
此外，USB和/或HDMI端子可以包括各个接口处理器，用于通过USB和/或HDMI连接将系统800连接到其他电子设备。应当理解，输入处理的各个方面，例如里德-所罗门纠错(Reed-Solomon error correction)，可以根据需要例如在单独的输入处理IC中或在处理器810中实施。同样，USB或HDMI接口处理的各方面可以根据需要在单独的接口IC内或在处理器810内实施。将解调、纠错和解复用的流提供给各种处理元件，包括例如与存储器和存储元件结合操作的处理器810以及编码器/解码器830，从而根据需要处理数据流以在输出设备上呈现。
系统800的各个元件可以设置在集成壳体内。在集成壳体内，可以使用合适的连接装置815将各种元件互连并在它们之间传输数据，例如，本领域已知的内部总线，包括I2C总线、布线和印刷电路板。
系统800包括通信接口850，其能够经由通信信道890与其他设备进行通信。通信接口850可以包括但不限于被配置为通过通信信道890发送和接收数据的收发器。通信接口850可以包括但不限于调制解调器或网卡，并且通信信道890可以例如在有线和/或无线介质内实施。
在各个实施例中，使用诸如IEEE 802.11的Wi-Fi网络将数据流传输到系统800。这些实施例的Wi-Fi信号在适于Wi-Fi通信的通信信道890和通信接口850上被接收。这些实施例的通信信道890通常连接到接入点或路由器，其提供对包括因特网的外部网络的访问，以允许流应用程序和其他空中通信。其他实施例使用机顶盒向系统800提供流传输的数据，该机顶盒通过输入块805的HDMI连接来传递数据。还有其他实施例使用输入块805的RF连接将流传输的数据提供给系统800。
系统800可以向各种输出设备提供输出信号，包括显示器865、扬声器875和其他外围设备885。在实施例的各种示例中，其他外围设备885包括独立DVR、盘播放器、立体声系统、照明系统和基于系统800的输出提供功能的其他设备中的一个或多个。在各个实施例中，使用诸如AV.Link、CEC或其他通信协议的信令在系统800与显示器865、扬声器875或其他外围设备885之间通信控制信号，所述信令允许在有或没有用户干预的情况下实现设备间的控制。输出设备可以经由各个接口860、870和880通过专用连接而通信地耦合至系统800。可替代地，输出设备可以经由通信接口850使用通信信道890连接到系统800。显示器865和扬声器875可以与电子设备中的系统800的其他组件集成在单个单元中，例如电视。在各个实施例中，显示接口860包括显示驱动器，例如，时序控制器(T Con)芯片。
例如，如果输入805的RF部分是单独的机顶盒的一部分，则显示器865和扬声器875能够可替代地与一个或多个其他组件分开。在显示器865和扬声器875是外部组件的各个实施例中，可以经由专用输出连接来提供输出信号，该专用输出连接包括例如HDMI端口、USB端口、或COMP输出端。
根据实施例，提出了一种用于视频解码的方法，包括：使用多个邻近参考样本为待解码的块中的样本形成初始预测量，其中，所述多个邻近参考样本包括来自上方相邻块的第一参考样本和来自左侧相邻块的第二参考样本；为所述第一参考样本获得第一预测量，并且为所述第二参考样本获得第二预测量；基于(1)所述第一参考样本与所述第一预测量之间的第一差和(2)所述第二参考样本与所述第二预测量之间的第二差来调整所述样本的所述初始预测量，以形成所述样本的预测量；以及响应于所形成的预测量重构所述样本。
根据另一实施例，提出了一种用于视频编码的方法，包括：使用多个邻近参考样本为待编码的块中的样本形成初始预测量，其中，所述多个邻近参考样本包括来自上方相邻块的第一参考样本和来自左侧相邻块的第二参考样本；为所述第一参考样本获得第一预测量，并且为所述第二参考样本获得第二预测量；基于(1)所述第一参考样本与所述第一预测量之间的第一差和(2)所述第二参考样本与所述第二预测量之间的第二差来调整所述样本的所述初始预测量，以形成所述样本的预测量；以及响应于所形成的预测量对所述块进行编码。
根据另一实施例，提出了一种用于视频解码的设备，包括：一个或多个处理器，其中，所述一个或多个处理器被配置为：使用多个邻近参考样本为待解码的块中的样本形成初始预测量，其中，所述多个邻近参考样本包括来自上方相邻块的第一参考样本和来自左侧相邻块的第二参考样本；为所述第一参考样本获得第一预测量，并且为所述第二参考样本获得第二预测量；基于(1)所述第一参考样本与所述第一预测量之间的第一差和(2)所述第二参考样本与所述第二预测量之间的第二差来调整所述样本的所述初始预测量，以形成所述样本的预测量；以及响应于所形成的预测量来重构所述样本。该设备可以进一步包括一个或多个存储器。
根据另一实施例，提出了一种用于视频编码的设备，包括：一个或多个处理器，其中，所述一个或多个处理器被配置为：使用多个邻近参考样本为待编码的块中的样本形成初始预测量，其中，所述多个邻近参考样本包括来自上方相邻块的第一参考样本和来自左侧相邻块的第二参考样本；为所述第一参考样本获得第一预测量，并且为所述第二参考样本获得第二预测量；基于(1)所述第一参考样本与所述第一预测量之间的第一差和(2)所述第二参考样本与所述第二预测量之间的第二差来调整所述样本的所述初始预测量，以形成所述样本的预测量；以及响应于所形成的预测量对所述块进行编码。该设备可以进一步包括一个或多个存储器。
根据一个实施例，所述第一参考样本与所述待解码或编码的块相邻，并且与所述样本处于相同的水平位置，并且，所述第二参考样本与所述待解码和编码的块相邻，并且与所述样本处于相同的垂直位置。
根据一个实施例，所述第一差通过第一缩放因子缩放，所述第一缩放因子取决于所述样本在所述待解码或编码的块中的垂直位置，并且，所述第二差通过第二缩放因子缩放，所述第二缩放因子取决于所述样本在所述待解码或编码的块中的水平位置。
根据一个实施例，第一和第二缩放因子取决于所述块的宽度和高度中的至少一个。
根据一个实施例，使用所述块上方的参考样本来获得所述第一预测量，并且，使用所述块左侧的参考样本来获得所述第二预测量。
根据一个实施例，所述第一预测量是左上参考样本和右上参考样本的插值，并且，所述第二预测量是左上参考样本和左下参考样本的插值。
根据一个实施例，用于所述块中的第二样本的预测量用作所述第一预测量，所述第二样本与所述第一参考样本相邻，并且，用于所述块中的第三样本的预测量用作所述第二预测量，所述第三样本与所述第二参考样本相邻。
根据一个实施例，是否为所述样本调整所述初始预测量是基于所述第一差和所述第二差的。在一个示例中，获得多个差，所述多个差中的每一个对应于一参考样本；根据所述多个差的平均值，确定要调整所述样本的初始预测量。
根据一个实施例，是否针对所述样本调整所述初始预测量还基于所述块的位深度和块尺寸中的至少一个。
根据一个实施例，以DC或平面帧内预测模式对所述块进行解码或编码。
根据一个实施例，当以DC模式对所述块进行解码或编码时，所述第一预测量对应于上方参考样本的平均值，而所述第二预测量对应于左侧参考样本的平均值。
实施例中提出了一种计算机程序，该计算机程序包括指令，当该指令由一个或多个处理器执行时，其使得该一个或多个处理器执行根据上述任何实施例所述的编码方法或解码方法。本实施例中的一个或多个还提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有指令，该指令用于根据上述方法对视频数据进行编码或解码。一个或多个实施例还提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有根据上述方法生成的比特流。一个或多个实施例还提出了一种用于发送或接收根据上述方法生成的比特流的方法和设备。
各个实施方式涉及解码。如本申请中所使用的，“解码”可以涵盖例如对接收到的编码序列执行的全部或部分处理，以便产生适合于显示的最终输出。在各个实施例中，这种过程包括通常由解码器执行的一个或多个过程，例如，熵解码、逆量化、逆变换、和差分解码。基于特定描述的上下文，短语“解码过程”是旨在具体指代操作的子集还是指代一般而言更广义的解码过程将是明显的，并且认为本领域技术人员将容易理解。
各个实施方式涉及编码。以与上述关于“解码”的讨论类似的方式，在本申请中使用的“编码”可以涵盖例如对输入视频序列执行的全部或部分处理，以便产生编码的比特流。
本文描述的实施方式和方面可以以例如方法或过程、装置、软件程序、数据流或信号来实施。即使仅在单一实施方式形式的环境中讨论(例如，仅作为方法讨论)，所讨论的特征的实施方式也可以以其他形式来实施(例如，装置或程序)。装置可以用例如适当的硬件、软件和固件来实施。这些方法可以在例如诸如处理器的设备中实施，其通常指处理设备，包括例如计算机、微处理器、集成电路、或可编程逻辑设备。处理器还包括通信设备，诸如计算机、手机、便携式/个人数字助理(“PDA”)以及便于终端用户之间的信息通信的其他设备。
对“实施例”或“实施例”或“一个实施方式”或“实施方式”以及它们的其他变型的引用，意味着结合该实施例描述的特定特征、结构、特性等被包括在至少一个实施例中。因此，出现在本文档各处的短语“在实施例中”或“在实施例中”或“在一个实施方式中”或“在实施方式中”以及任何其他变型不一定都指同实施例。
此外，本文档可以涉及“确定”各条信息。确定信息可以包括例如估计信息、计算信息、预测信息或从存储器中检索信息中的一个或多个。
另外，本文档可以涉及“访问”各条信息。访问信息可以包括例如接收信息、检索信息(例如，从存储器检索信息)、存储信息、移动信息、复制信息、计算信息、确定信息、预测信息或估计信息中的一个或多个。
此外，本文档可以涉及“接收”各条信息。与“访问”一样，接收是一个广义的术语。接收信息可以包括例如访问信息或检索信息(例如，从存储器检索信息)中的一个或多个。此外，在操作期间，通常以一种或另一种方式涉及“接收”，例如，存储信息、处理信息、发送信息、移动信息、复制信息、擦除信息、计算信息、确定信息、预测信息或估计信息。
应当理解的是，使用以下“/”，“和/或”，“至少一个”，例如，在使用“A/B”、“A和/或B”、以及“A和B中的至少一个”的情况下，旨在包含仅选择列出的第一个选项(A)，或者仅选择列出的第二个选项(B)，或者同时选择两个选项(A和B)。又例如，在使用“A、B和/或C”和“A、B和C中的至少一个”的情况下，此措词旨在包含仅选择列出的第一个选项(A)，或者仅选择列出的第二个选项(B)，或者仅选择列出的第三个选项(C)，或者仅选择列出的第一个和第二个选项(A和B)，或者仅选择列出的第一个和第三个选项(A和C)，或者仅选择列出的第二个和第三个选项(B和C)，或者选择全部三个选项(A和B和C)。本领域和相关领域的普通技术人员清楚的是，这可以扩展到所列出的多个项目。
对于本领域技术人员来说明显的是，实施方式可以产生各种被格式化以承载例如可以被存储或发送的信息的信号。该信息可以包括例如用于执行方法的指令，或者由所描述的实施方式之一产生的数据。例如，信号可以被格式化以承载所描述的实施例的比特流。这种信号可以被格式化为例如电磁波(例如，使用频谱的射频部分)或基带信号。格式化可以包括例如对数据流进行编码和用编码的数据流调制载波。信号承载的信息可以是例如模拟或数字信息。如已知的，信号可以通过各种不同的有线或无线链路来发送。该信号可以存储在处理器可读介质上。
Claims (38)
1.一种用于视频编码的方法，包括：
根据DC或平面帧内预测模式使用多个邻近参考样本为块中的样本形成初始预测量，其中，所述多个邻近参考样本包括来自上方相邻块的第一参考样本和来自左侧相邻块的第二参考样本；
获得用来预测所述第一参考样本的第一预测量，并且获得用来预测所述第二参考样本的第二预测量，其中，使用多个第一参考样本获得所述第一参考样本的第一预测量，并且其中，使用多个第二参考样本获得所述第二参考样本的第二预测量；
缩放(1)所述第一参考样本与所述第一预测量之间的第一差和(2)所述第二参考样本与所述第二预测量之间的第二差；
将缩放的第一差和缩放的第二差添加到所述初始预测量来分别沿着垂直方向和水平方向来调整所述初始预测量，形成所述样本的预测量；以及
基于所形成的预测量对所述块进行编码。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一参考样本与所述块相邻，并且与所述样本处于相同的水平位置，并且其中，所述第二参考样本与所述块相邻，并且与所述样本处于相同的垂直位置。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一差通过第一缩放因子缩放，所述第一缩放因子取决于所述样本在所述块中的垂直位置，并且其中，所述第二差通过第二缩放因子缩放，所述第二缩放因子取决于所述样本在所述块中的水平位置。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一缩放因子和所述第二缩放因子取决于所述块的宽度和高度中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，仅使用所述块上方的多个参考样本来获得所述第一预测量，并且其中，仅使用所述块左侧的多个参考样本来获得所述第二预测量。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一预测量是左上参考样本和右上参考样本的插值，并且其中，所述第二预测量是左上参考样本和左下参考样本的插值。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，用于所述块中的第二样本的预测量被用作所述第一预测量，所述第二样本与所述第一参考样本相邻，并且其中，用于所述块中的第三样本的预测量被用作所述第二预测量，所述第三样本与所述第二参考样本相邻。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，是否为所述样本调整所述初始预测量是基于所述第一差和所述第二差。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：
获得多个差，所述多个差中的每一个对应于参考样本；以及
基于所述多个差的平均值来确定要调整所述样本的所述初始预测量。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，是否针对所述样本调整所述初始预测量基于所述块的位深度和块尺寸中的至少一个。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，以DC模式对所述块进行编码，并且其中，所述第一预测量对应于上方参考样本的平均值，而所述第二预测量对应于左侧参考样本的平均值。
12.一种用于视频编码的设备，包括：
一个或多个处理器，其中，所述一个或多个处理器被配置为：
根据DC或平面帧内预测模式使用多个邻近参考样本为块中的样本形成初始预测量，其中，所述多个邻近参考样本包括来自上方相邻块的第一参考样本和来自左侧相邻块的第二参考样本；
获得用来预测所述第一参考样本的第一预测量，并且获得用来预测所述第二参考样本的第二预测量，其中，使用多个第一参考样本获得所述第一参考样本的第一预测量，并且其中，使用多个第二参考样本获得所述第二参考样本的第二预测量；
缩放(1)所述第一参考样本与所述第一预测量之间的第一差和(2)所述第二参考样本与所述第二预测量之间的第二差；
将缩放的第一差和缩放的第二差添加到所述初始预测量来分别沿着垂直方向和水平方向调整所述初始预测量，形成所述样本的预测量；以及
基于所形成的预测量对所述块进行编码。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述第一差通过第一缩放因子缩放，所述第一缩放因子取决于所述样本在所述块中的垂直位置，并且其中，所述第二差通过第二缩放因子缩放，所述第二缩放因子取决于所述样本在所述块中的水平位置。
14.根据权利要求12所述的设备，其中，使用所述块上方的参考样本来获得所述第一预测量，并且其中，使用所述块左侧的参考样本来获得所述第二预测量。
15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述第一预测量是左上参考样本和右上参考样本的插值，并且其中，所述第二预测量是左上参考样本和左下参考样本的插值。
16.根据权利要求12所述的设备，其中，用于所述块中的第二样本的预测量被用作所述第一预测量，所述第二样本与所述第一参考样本相邻，并且其中，用于所述块中的第三样本的预测量被用作所述第二预测量，所述第三样本与所述第二参考样本相邻。
17.根据权利要求12所述的设备，其中，是否为所述样本调整所述初始预测量是基于所述第一差和所述第二差。
18.根据权利要求12所述的设备，其中，是否针对所述样本调整所述初始预测量基于所述块的位深度和块尺寸中的至少一个。
19.根据权利要求12所述的设备，其中，以DC模式对所述块进行编码，并且其中，所述第一预测量对应于上方参考样本的平均值，而所述第二预测量对应于左侧参考样本的平均值。
20.一种用于视频解码的方法，包括：
根据DC或平面帧内预测模式使用多个邻近参考样本为块中的样本形成初始预测量，其中，所述多个邻近参考样本包括来自上方相邻块的第一参考样本和来自左侧相邻块的第二参考样本；
获得用来预测所述第一参考样本的第一预测量，并且获得用来预测所述第二参考样本的第二预测量，其中，使用多个第一参考样本获得所述第一参考样本的第一预测量，并且其中，使用多个第二参考样本获得所述第二参考样本的第二预测量；
缩放(1)所述第一参考样本与所述第一预测量之间的第一差和(2)所述第二参考样本与所述第二预测量之间的第二差；
将缩放的第一差和缩放的第二差添加到所述初始预测量来分别沿着垂直方向和水平方向来调整所述初始预测量，形成所述样本的预测量；以及
基于所形成的预测量重构所述样本。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述第一参考样本与所述块相邻，并且与所述样本处于相同的水平位置，并且其中，所述第二参考样本与所述块相邻，并且与所述样本处于相同的垂直位置。
22.根据权利要求20所述的方法，其中，所述第一差通过第一缩放因子缩放，所述第一缩放因子取决于所述样本在所述块中的垂直位置，并且其中，所述第二差通过第二缩放因子缩放，所述第二缩放因子取决于所述样本在所述块中的水平位置。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述第一缩放因子和所述第二缩放因子取决于所述块的宽度和高度中的至少一个。
24.根据权利要求20所述的方法，其中，仅使用所述块上方的多个参考样本来获得所述第一预测量，并且其中，仅使用所述块左侧的多个参考样本来获得所述第二预测量。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述第一预测量是左上参考样本和右上参考样本的插值，并且其中，所述第二预测量是左上参考样本和左下参考样本的插值。
26.根据权利要求20所述的方法，其中，用于所述块中的第二样本的预测量被用作所述第一预测量，所述第二样本与所述第一参考样本相邻，并且其中，用于所述块中的第三样本的预测量被用作所述第二预测量，所述第三样本与所述第二参考样本相邻。
27.根据权利要求20所述的方法，其中，是否为所述样本调整所述初始预测量是基于所述第一差和所述第二差。
28.根据权利要求27所述的方法，进一步包括：
获得多个差，所述多个差中的每一个对应于参考样本；以及
基于所述多个差的平均值来确定要调整所述样本的所述初始预测量。
29.根据权利要求20所述的方法，其中，是否针对所述样本调整所述初始预测量基于所述块的位深度和块尺寸中的至少一个。
30.根据权利要求20所述的方法，其中，以DC模式对所述块进行解码，并且其中，所述第一预测量对应于上方参考样本的平均值，而所述第二预测量对应于左侧参考样本的平均值。
31.一种用于视频解码的设备，包括：
一个或多个处理器，其中，所述一个或多个处理器被配置为：
根据DC或平面帧内预测模式使用多个邻近参考样本为块中的样本形成初始预测量，其中，所述多个邻近参考样本包括来自上方相邻块的第一参考样本和来自左侧相邻块的第二参考样本；
获得用来预测所述第一参考样本的第一预测量，并且获得用来预测所述第二参考样本的第二预测量，其中，使用多个第一参考样本获得所述第一参考样本的第一预测量，并且其中，使用多个第二参考样本获得所述第二参考样本的第二预测量；
缩放(1)所述第一参考样本与所述第一预测量之间的第一差和(2)所述第二参考样本与所述第二预测量之间的第二差；
将缩放的第一差和缩放的第二差添加到所述初始预测量来分别沿着垂直方向和水平方向调整所述初始预测量，形成所述样本的预测量；以及
基于所形成的预测量重构所述样本。
32.根据权利要求31所述的设备，其中，所述第一差通过第一缩放因子缩放，所述第一缩放因子取决于所述样本在所述块中的垂直位置，并且其中，所述第二差通过第二缩放因子缩放，所述第二缩放因子取决于所述样本在所述块中的水平位置。
33.根据权利要求31所述的设备，其中，使用所述块上方的参考样本来获得所述第一预测量，并且其中，使用所述块左侧的参考样本来获得所述第二预测量。
34.根据权利要求33所述的设备，其中，所述第一预测量是左上参考样本和右上参考样本的插值，并且其中，所述第二预测量是左上参考样本和左下参考样本的插值。
35.根据权利要求31所述的设备，其中，用于所述块中的第二样本的预测量被用作所述第一预测量，所述第二样本与所述第一参考样本相邻，并且其中，用于所述块中的第三样本的预测量被用作所述第二预测量，所述第三样本与所述第二参考样本相邻。
36.根据权利要求31所述的设备，其中，是否为所述样本调整所述初始预测量是基于所述第一差和所述第二差。
37.根据权利要求31所述的设备，其中，是否针对所述样本调整所述初始预测量基于所述块的位深度和块尺寸中的至少一个。
38.根据权利要求31所述的设备，其中，以DC模式对所述块进行解码，并且其中，所述第一预测量对应于上方参考样本的平均值，而所述第二预测量对应于左侧参考样本的平均值。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |