CN112399186A - 视频解码方法、装置及存储介质 - Google Patents

视频解码方法、装置及存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN112399186A
CN112399186A CN202010794950.1A CN202010794950A CN112399186A CN 112399186 A CN112399186 A CN 112399186A CN 202010794950 A CN202010794950 A CN 202010794950A CN 112399186 A CN112399186 A CN 112399186A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ctu
block
current
partition
segmentation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010794950.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112399186B (zh
Inventor
许晓中
刘杉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tencent America LLC
Original Assignee
Tencent America LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tencent America LLC filed Critical Tencent America LLC
Publication of CN112399186A publication Critical patent/CN112399186A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112399186B publication Critical patent/CN112399186B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/119Adaptive subdivision aspects, e.g. subdivision of a picture into rectangular or non-rectangular coding blocks
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/90Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using coding techniques not provided for in groups H04N19/10-H04N19/85, e.g. fractals
    • H04N19/96Tree coding, e.g. quad-tree coding
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/17Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
    • H04N19/176Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a block, e.g. a macroblock
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/20Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using video object coding
    • H04N19/21Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using video object coding with binary alpha-plane coding for video objects, e.g. context-based arithmetic encoding [CAE]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/70Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals characterised by syntax aspects related to video coding, e.g. related to compression standards

Abstract

本公开提供视频解码的方法、装置及存储介质。视频解码方法包括:从已编码视频比特流中接收当前编码树单元(CTU)的编解码信息;至少部分地根据所述当前CTU的参考CTU中的对应块的分割信息来确定与所述当前CTU内的当前块相关联的分割标志的上下文模型,与所述当前块相关联的所述分割标志用于指示所述当前块的分割信息;根据所述上下文模型来确定所述分割标志,根据所述分割标志解码所述当前块。

Description

视频解码方法、装置及存储介质
交叉引用
本公开要求于2019年8月12日提交的美国临时申请第62/885,728号“改进的AVS块结构信令中上下文建模的方法”以及于2020年7月28日提交的美国申请第16/941,109号“视频编解码的方法及装置”的优先权,其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本申请描述总体上涉及视频编解码的实施例。
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。未压缩视频具有特定的比特率要求。例如,每个样本8比特位的1080p60 4:2:0视频(以60Hz帧速率的1920×1080亮度样本分辨率)需要接近1.5Gbit/s的带宽。一小时的这种视频需要超过600G字节的存储空间。
视频编码和解码的一个目的可以是通过压缩来减少输入视频信号中的冗余。压缩可以帮助减少上述带宽和/或存储空间要求,在一些情况下减少两个数量级或更多。可以采用无损压缩和有损压缩,以及它们的组合。无损压缩是指可以从压缩的原始信号中重建原始信号的精确副本的技术。当使用有损压缩时,重建信号可能与原始信号不同,但是原始信号和重建信号之间的失真足够小,使得重建信号可用于预期应用。在视频的情况下,广泛采用有损压缩。容许的失真量取决于应用;例如,某些消费流式应用的用户可以比电视分发应用的用户容忍更高的失真。可实现的压缩比可以反映出:较高的允许/容许失真可以产生较高的压缩比。
视频编码器和解码器可利用来自若干广泛类别的技术,包含(例如)运动补偿、变换、量化及熵编解码。
视频编解码器技术可包括称为帧内编解码的技术。在帧内编解码中,在不参考来自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。当对所有样本块以帧内模式进行编码时,该图片可以是帧内图片。帧内图片及其派生图片(诸如独立的解码器刷新图片)可以用于重置解码器状态,并因此可以作为已编码视频比特流和视频会话中的第一图片,或者用作静止图像。可以对帧内块的样本进行变换,并且可以在熵编解码之前将变换系数量化。帧内预测可以是最小化预变换域中的样本值的技术。在一些情况下,变换之后的DC值越小,且AC系数越小,则在给定量化步长下表示熵编解码之后的块所需的比特越少。
例如从MPEG-2代编码技术中已知的传统帧内编解码不使用帧内预测。然而,一些较新的视频压缩技术包括例如从周围样本数据和/或元数据尝试数据块的技术,该周围样本数据和/或元数据是在空间相邻的数据块的编码/解码期间,且在解码顺序之前获得的。这种技术此后称为“帧内预测”技术。注意,在至少一些情况下,帧内预测仅使用来自重建中的当前图片的参考数据,而不使用来自参考图片的参考数据。
可以有许多不同形式的帧内预测。当在给定的视频编解码技术中可以使用多于一种这样的技术时,可以以帧内预测模式对所使用的技术进行编码。在某些情况下,模式可以具有子模式和/或参数,并且这些子模式和/或参数可以被单独编码或者被包括在模式码字中。对于给定的模式/子模式/参数组合使用哪个码字可能对通过帧内预测的编解码效率增益有影响,用于将码字转换成比特流的熵编解码技术也是如此。
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JEM(Joint Exploration Model)/VVC(Versatile Video Coding)/BMS(Benchmark Set)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。
参照图1A,右下方描绘了来自H.265的33个可能的预测方向中已知的九个预测方向的子集,33个可能的预测方向对应于35个帧内预测模式的33个角模式。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)包括16个样本,每个样本用“S”、以及其在Y维度(例如行索引)上的位置和在X纬度(列索引)上的位置来标记。例如,样本S21是Y维度上的第二个样本(最上方)和X维度上的第一个(从左侧开始)样本。类似地,样本S44在X维度和Y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X位置和Y位置来标记。在H.264与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,根据参考样本R05来预测样本S41、S32、S23和S23。根据参考样本R08来预测样本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示出了描述JEM的65个帧内预测方向的示意图(180),用来表明在整个时间上预测方向的数量增加。
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。
可以使用具有运动补偿的图片间预测来执行视频编码和解码。未压缩数字视频可以包括一系列图片,每个图片具有例如1920×1080个亮度样本和相关联的色度样本的空间维度。系列图片可以具有固定或可变的图片速率(也被非正式地称为帧速率),例如每秒60个图片或60Hz。未压缩视频具有显著的比特率要求。例如,每个样本8比特位的1080p60 4:2:0视频以60Hz帧速率的1920×1080亮度样本分辨率)需要接近1.5Gbit/s的带宽。一小时的这种视频需要超过600G字节的存储空间。
视频编码和解码的一个目的可以是通过压缩来减少输入视频信号中的冗余。压缩可以帮助减少上述带宽或存储空间要求,在一些情况下减少两个数量级或更多。可以采用无损压缩和有损压缩,以及它们的组合。无损压缩是指可以从压缩的原始信号中重建原始信号的精确副本的技术。当使用有损压缩时,重建信号可能与原始信号不同,但是原始信号和重建信号之间的失真可以足够小到使得重建信号可用于预期应用。在视频的情况下,广泛采用有损压缩。容许的失真量取决于应用;例如,某些消费流式应用的用户可以比电视分发应用的用户容忍更高的失真。可实现的压缩比可以反映出:较高的允许/容许失真可以产生较高的压缩比。
运动补偿可以是有损压缩技术,并且可以涉及这样的技术,其中来自先前重建的图片或其部分(参考图片)的样本数据块,在按照运动矢量(此后称为MV:MotionVector)指示的方向进行空间移位之后,被用于预测新重建的图片或部分图片。在一些情况下,参考图片可以与当前重建中的图片相同。MV可以具有二维X和Y,或三维,第三维是使用中的参考图片的指示(后者间接地可以是时间维)。
在一些视频压缩技术中,可应用于样本数据的某一区域的MV可从其它MV预测得到,例如样本数据可以从与空间上邻近重建中区域的样本数据的另一区域相关的,并且在解码顺序上在该MV之前那些MVs预测得到。这样做可以实质上减少编解码MV所需的数据量,从而消除冗余并增加压缩。MV预测可以有效地工作,例如,因为当对从摄像机导出的输入视频信号(称为自然视频)进行编解码时,存在多个区域在相似方向上移动的统计似然性,所述多个区域大于单个MV所适用的的区域,因此,在一些情况下可以使用从相邻区域的MVs导出的相似运动矢量来预测。这导致对于给定区域找到的MV与从周围MVs预测的MV类似或相同,并且在熵编解码之后,这又可以用比如果直接编解码MV所使用的比特数较少的比特数来表示。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:MVs)的无损压缩的示例。在其它情况下,MV预测本身可能是有损的,例如由于当从若干周围MV计算预测因子时的舍入误差。
H.265/HEVC(ITU-T Rec.H.265,“高效视频编码”,2016年12月)描述了各种MV预测机制。在H.265所提供的多种MV预测机制中,本文描述的是一种下文称为“空间合并”的技术。
参照图2,当前块(201)包括编码器在运动搜索过程中发现的样本,所述样本可以根据空间移动了相同大小的先前块进行预测。不直接对该MV进行编码,而是通过使用与五个周围样本中的任何一个相关联的MV,从与一个或多个参考图片相关联的元数据中导出该MV,例如从最近的(按解码顺序)参考图片中导出该MV。其中,五个周围样本分别用A0、A1和B0、B1、B2(分别为202到206)表示。在H.265中,MV预测可使用相邻块正在使用的同一参考图片的预测因子(predictor)。
发明内容
在视频解码时,在视频解码时,如何高效的获取当前块的分割信息,进而对当前块进行解码,是当前亟待解决的问题。
为了解决该问题,本公开实施例提供了视频解码的方法、装置以及存储介质。
本公开实施例提供的视频解码的方法包括:从已编码视频比特流中接收当前编码树单元CTU的编解码信息,所述编解码信息指示所述当前编码树单元CTU的参考CTU的对应块的分割信息;至少部分地根据所述当前编码树单元CTU的参考CTU中的对应块的分割信息,确定与所述当前编码树单元CTU内当前块相关联的分割标志的上下文模型;根据所述上下文模型确定所述当前块相关联的所述分割标志;以及根据所述分割标志解码所述当前块;所述分割标志包括以下各项中的至少一者:四叉树QT分割标志,指示是否使用四叉树QT分割;二叉或扩展四叉树BET分割标志,指示是否使用二叉或扩展四叉树BET分割;BET分割类型标志,指示从二叉树BT分割和扩展四叉树EQT分割中选择的分割类型;以及BET分割方向标志,指示从垂直方向和水平方向中选择的方向。
本公开的各方面提供的视频解码的装置包括:接收模块,用于从已编码视频比特流中接收当前编码树单元CTU的编解码信息,所述编解码信息指示所述当前编码树单元CTU的参考CTU的对应块的分割信息;确定模块,用于至少部分地根据所述当前CTU的参考CTU中的对应块的分割信息,确定与所述当前CTU内的当前块相关联的分割标志的上下文模型;所述确定模块,还用于根据所述上下文模型确定所述分割标志;以及解码模块,用于根据所述分割标志解码所述当前块;所述分割标志包括以下各项中的至少一者:四叉树QT分割标志,指示是否使用四叉树QT分割;二叉或扩展四叉树BET分割标志,指示是否使用二叉或扩展四叉树BET分割;BET分割类型标志,指示从二叉树BT分割和扩展四叉树EQT分割中选择的分割类型;以及BET分割方向标志,指示从垂直方向和水平方向中选择的方向。
在一些实施例中,分割标志可以是以下各项中的任一者:四叉树(QT)分割标志,指示是否使用QT分割;二叉或扩展四叉树(BET)分割标志,指示是否使用BET分割;BET分割类型标志,指示从二叉树(BT)分割和扩展四叉树(EQT)分割中选择的分割类型;以及BET分割方向标志,指示从垂直方向和水平方向中选择的方向。
在一实施例中,将第一参考CTU确定为所述参考CTU,所述第一参考CTU是所述当前编码树单元CTU的空间邻居。在另一实施例中,将第二参考CTU确定为所述参考CTU,所述第二参考CTU具有存储在历史缓冲器中的分割结构。在另一实施例中,将第三参考CTU确定为所述参考CTU,所述第三参考CTU在位于与所述当前编码树单元CTU不同的图片中。在另一实施例中,根据高级别头中的信息,将第四参考CTU确定为所述参考CTU。
在一些实施例中,当前块的左上角相对于当前CTU的左上角的相对位置与对应块的左上角相对于参考CTU的左上角的相对位置相同。
在一些实施例中,如果所述参考CTU中所述对应块的所述分割信息指示所述对应块进一步分割,则从第一组上下文模型中选择所述上下文模型;以及如果所述参考CTU中所述对应块的所述分割信息指示所述对应块不进一步分割,则从第二组上下文模型中选择所述上下文模型。
在一些实施例中,如果所述参考CTU中所述对应块的所述分割信息指示所述对应块的进一步分割,则选择具有最大可能性来进一步分割所述当前块的所述上下文模型。
在一些实施例中,响应于分区深度大于第一阈值,禁止在确定所述上下文模型时使用所述参考CTU中的所述对应块的所述分割信息。
在一些示例中,根据两级四叉树分割结构来确定参考CTU中的所述对应块的分割信息,所述两级四叉树分割结构具有指示所述参考CTU的QT分割信息的第一比特位和分别指示所述参考CTU的四个子块的分割信息的另外四个比特位。
在一实施例中,根据所述当前编码树单元CTU的条带类型,确定所述分割标志的所述上下文模型。
在一些示例中,响应于当前CTU的分割深度小于阈值,处理电路基于参考CTU确定分割标志的上下文模型。
本公开的各方面还提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现本公开的各方面提供的视频解码的方法。
本公开的各方面还提供一种存储指令的非易失性计算机可读介质,指令当由计算机执行以用于视频解码时,使得计算机执行视频解码的方法。
本公开提供的技术方案应用于AVS标准中,通过参考CTU的分割结构和当前CTU的本地信息来确定当前CTU的分割标志的上下文模型,进而确定当前块的分割标志以对当前块进行解码,不仅改进了块结构信令中的上下文建模技术,还可以避免用信号通知参考块分割结构、分割类型等信息,提高了编解码效率。
附图说明
根据以下具体实施方式和附图,所公开的主题的另外的特征、性质和各种优点将更加显而易见,其中:
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2是一个示例中的当前块及其周围的空间合并候选的示意图。
图3是根据一实施例的通信系统的简化框图的示意图。
图4是根据另一实施例的通信系统的简化框图的示意图。
图5是根据实施例的解码器的简化框图的示意图。
图6是根据实施例的编码器的简化框图的示意图。
图7示出了根据另一实施例的编码器的框图。
图8示出了根据另一实施例的解码器的框图。
图9示出了根据本公开的实施例的BT分割、TT分割和EQT分割的示例。
图10示出了根据一些实施例的概述AVS(Audio and Video coding Standard)中使用的分区方法的流程图。
图11示出了根据一些实施例的块结构信令的语法表。
图12示出根据本公开的实施例的使用时间相邻CTU来预测当前CTU的当前块分割结构的示例。
图13示出了根据本公开的实施例的块分割结构修改的示例。
图14示出了根据本公开的实施例的表示二级QT分割结构的示例。
图15示出了概述根据本公开的实施例的方法的流程图。
图16是根据实施例的计算机系统的示意图。
具体实施方式
图3是根据本申请公开的实施例的通信系统(300)的简化框图。通信系统(300)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(300)包括通过网络(350)互连的第一终端装置(310)和第二终端装置(320)。在图3的实施例中,第一终端装置(310)和第二终端装置(320)执行单向数据传输。举例来说,第一终端装置(310)可对视频数据(例如由终端装置(310)采集的视频图片流)进行编码以通过网络(350)传输到第二端装置(320)。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(320)可从网络(350)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(300)包括执行已编码视频数据的双向传输的第三终端装置(330)和第四终端装置(340),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(330)和第四终端装置(340)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(350)传输到第三终端装置(330)和第四终端装置(340)中的另一终端装置。第三终端装置(330)和第四终端装置(340)中的每个终端装置还可接收由第三终端装置(330)和第四终端装置(340)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3的实施例中,第一终端装置(310)、第二终端装置(320)、第三终端装置(330)和第四终端装置(340)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(350)表示在第一终端装置(310)、第二终端装置(320)、第三终端装置(330)和第四终端装置(340)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(350)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(350)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4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(413),所述采集子系统可包括数码相机等视频源(401),所述视频源创建未压缩的视频图片流(402)。在实施例中,视频图片流(402)包括由数码相机拍摄的样本。相较于已编码的视频数据(404)(或已编码的视频码流),视频图片流(402)被描绘为粗线以强调高数据量的视频图片流,视频图片流(402)可由电子装置(420)处理,所述电子装置(420)包括耦接到视频源(401)的视频编码器(403)。视频编码器(403)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(402),已编码的视频数据(404)(或已编码的视频码流(404))被描绘为细线以强调较低数据量的已编码的视频数据(404)(或已编码的视频码流(404)),其可存储在流式传输服务器(405)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(406)和客户端子系统(408),可访问流式传输服务器(405)以检索已编码的视频数据(404)的副本(407)和副本(409)。客户端子系统(406)可包括例如电子装置(430)中的视频解码器(410)。视频解码器(410)对已编码的视频数据的传入副本(407)进行解码,且产生可在显示器(412)(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(411)。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(404)、视频数据(407)和视频数据(409)(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(420)和电子装置(430)可包括其它组件(未示出)。举例来说,电子装置(420)可包括视频解码器(未示出),且电子装置(430)还可包括视频编码器(未示出)。
图5是根据本申请公开的实施例的视频解码器(510)的框图。视频解码器(510)可设置在电子装置(530)中。电子装置(530)可包括接收器(531)(例如接收电路)。视频解码器(510)可用于代替图4实施例中的视频解码器(510)。
接收器(531)可接收将由视频解码器(510)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(501)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(531)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(531)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(515)可耦接在接收器(531)与熵解码器/解析器(520)(此后称为“解析器(520)”)之间。在某些应用中,缓冲存储器(515)是视频解码器(510)的一部分。在其它情况下,所述缓冲存储器(515)可设置在视频解码器(510)外部(未标示)。而在其它情况下,视频解码器(510)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(510)的内部可配置另一缓冲存储器(515)以例如处理播出定时。而当接收器(531)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(515),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(515),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(510)外部的类似元件(未标示)中。
视频解码器(510)可包括解析器(520)以根据已编码视频序列重建符号(521)。这些符号的类别包括用于管理视频解码器(510)的操作的信息,以及用以控制显示装置(512)(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(530)的组成部分,但可耦接到电子装置(530),如图5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(520)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(520)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(TransformUnit,TU)、预测单元(Prediction Unit,PU)等等。解析器(520)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(520)可对从缓冲存储器(515)接收的视频序列执行熵解码/解析操作,从而创建符号(521)。
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(521)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(520)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(520)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(510)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(551)。缩放器/逆变换单元(551)从解析器(520)接收作为符号(521)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(551)可输出包括样本值的块,所述样本值可输入到聚合器(555)中。
在一些情况下,缩放器/逆变换单元(551)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(552)提供。在一些情况下,帧内图片预测单元(552)采用从当前图片缓冲器(558)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(558)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(555)基于每个样本,将帧内预测单元(552)生成的预测信息添加到由缩放器/逆变换单元(551)提供的输出样本信息中。
在其它情况下,缩放器/逆变换单元(551)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(553)可访问参考图片存储器(557)以提取用于预测的样本。在根据符号(521)对提取的样本进行运动补偿之后,这些样本可由聚合器(555)添加到缩放器/逆变换单元(551)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(553)从参考图片存储器(557)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(521)的形式而供运动补偿预测单元(553)使用,所述符号(521)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(557)提取的样本值的内插、运动矢量预测机制等等。
聚合器(555)的输出样本可在环路滤波器单元(556)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(520)的符号(521)可用于环路滤波器单元(556)。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(556)的输出可以是样本流,所述样本流可输出到显示装置(512)以及存储在参考图片存储器(557),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(520))被识别为参考图片,则当前图片缓冲器(558)可变为参考图片存储器(557)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(510)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(531)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(510)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6是根据本申请公开的实施例的视频编码器(603)的框图。视频编码器(603)设置于电子装置(620)中。电子装置(620)包括传输器(640)(例如传输电路)。视频编码器(603)可用于代替图4实施例中的视频编码器(403)。
视频编码器(603)可从视频源(601)(并非图6实施例中的电子装置(620)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(603)编码的视频图像。在另一实施例中,视频源(601)是电子装置(620)的一部分。
视频源(601)可提供将由视频编码器(603)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(601)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(601)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(603)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(643)。施行适当的编码速度是控制器(650)的一个功能。在一些实施例中,控制器(650)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(650)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(650)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(603)。
在一些实施例中,视频编码器(603)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(630)(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(603)中的(本地)解码器(633)。解码器(633)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(634)。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(634)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(633)的操作可与例如已在上文结合图5详细描述视频解码器(510)的“远程”解码器相同。然而,另外简要参考图5,当符号可用且熵编码器(645)和解析器(520)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(515)和解析器(520)在内的视频解码器(510)的熵解码部分,可能无法完全在本地解码器(633)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(630)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(632)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(633)可基于源编码器(630)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(632)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6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(633)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(634)中。以此方式,视频编码器(603)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(635)可针对编码引擎(632)执行预测搜索。即,对于将要编码的新图片,预测器(635)可在参考图片存储器(634)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(635)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(635)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(634)中存储的多个参考图片取得的预测参考。
控制器(650)可管理源编码器(630)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(645)中对所有上述功能单元的输出进行熵编码。熵编码器(645)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(640)可缓冲由熵编码器(645)创建的已编码视频序列,从而为通过通信信道(660)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(640)可将来自视频编码器(603)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(650)可管理视频编码器(603)的操作。在编码期间,控制器(650)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(603)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(603)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(640)可在传输已编码的视频时传输附加数据。源编码器(630)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(predictionunit,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7是根据本申请公开的另一实施例的视频编码器(703)的图。视频编码器(703)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(703)用于代替图4实施例中的视频编码器(403)。
在HEVC实施例中,视频编码器(703)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(703)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(703)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(703)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,在不借助预测因子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因子导出运动矢量。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(703)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7的实施例中,视频编码器(703)包括如图7所示的耦接到一起的帧间编码器(730)、帧内编码器(722)、残差计算器(723)、开关(726)、残差编码器(724)、通用控制器(721)和熵编码器(725)。
帧间编码器(730)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(722)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(722)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(721)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(703)的其它组件。在实施例中,通用控制器(721)确定块的模式,且基于所述模式将控制信号提供到开关(726)。举例来说,当所述模式是帧内模式时,通用控制器(721)控制开关(726)以选择供残差计算器(723)使用的帧内模式结果,且控制熵编码器(725)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(721)控制开关(726)以选择供残差计算器(723)使用的帧间预测结果,且控制熵编码器(725)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(723)用于计算所接收的块与选自帧内编码器(722)或帧间编码器(730)的预测结果之间的差(残差数据)。残差编码器(724)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(724)用于将残差数据从时域转换到频域,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(703)还包括残差解码器(728)。残差解码器(728)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(722)和帧间编码器(730)使用。举例来说,帧间编码器(730)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(722)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(725)用于将码流格式化以产生已编码的块。熵编码器(725)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(725)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8是根据本申请公开的另一实施例的视频解码器(810)的图。视频解码器(810)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(810)用于代替图4实施例中的视频解码器(410)。
在图8实施例中,视频解码器(810)包括如图8中所示耦接到一起的熵解码器(871)、帧间解码器(880)、残差解码器(873)、重建模块(874)和帧内解码器(872)。
熵解码器(871)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(872)或帧间解码器(880)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(880);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(872)。残差信息可经由逆量化并提供到残差解码器(873)。
帧间解码器(880)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(872)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(873)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(873)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(871)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(874)用于在空间域中组合由残差解码器(873)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(403)、视频编码器(603)和视频编码器(703)以及视频解码器(410)、视频解码器(510)和视频解码器(810)。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(403)、视频编码器(603)和视频编码器(703)以及视频解码器(410)、视频解码器(510)和视频解码器(810)。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(403)、视频编码器(603)和视频编码器(703)以及视频解码器(410)、视频解码器(510)和视频解码器(810)。
本公开的各方面提供了改进块结构信令中的上下文建模的技术。在一些示例中,所述技术用于音频视频标准(AVS:Audio Video Standard)中。
通常,视频标准包括块分区策略,所述块分区策略使用在视频标准中定义的各种类型的分割将图片分区成块。例如,VVC中的块分区结构可以包括四叉树(QT:Quad-tree)分割、二叉树(BT:Binary Tree)分割和三叉树(TT:Ternary Tree)分割。VCC中的块分区策略被称为QT加多类型树(MTT:Multi-Type Tree)(QT+MTT)策略。在另一示例中,AVS中的块分区结构可包括QT分割、BT分割和扩展四叉树(EQT:Extended Quad Tree)分割。
图片可以被分成不重叠的CTU数组。在一示例中,CTU是具有多达128×128亮度样本(和对应的色度样本)的像素或样本的二维数组。可以使用树分割方法中的一个或组合将CTU分割成一个或多个较小的块。对于从父块分割中得到的每个较小的块,可以使用标志(称为分割标志)来发信号通知是否选择了进一步分割,该进一步分割使用多个可能的树分区中的一个。如果不是,则较小的块可以是分割的叶节点,并且可以使用诸如预测/变换/量化/熵编解码等技术作为编解码单元(CU)来处理。每次进行分割时,较小块距对应父块的深度增加1。分割可以从CTU的根(例如,深度=0)继续到某一定义的最大深度,或者直到达到允许的块大小的最小值(例如,每侧4个样本)。当达到所定义的最大深度或允许的块大小的最小值时,不发信号通知分割标志,但是可以推断其为0。另一方面,在一些示例中,在CTU的根部,分割可以被推断为1,例如对于I条带(slice),隐含地推断出每个128×128样本可以在第一深度被分割为四个64×64样本,以与64×64的最大的变换大小进行结合。
QT分割可用于例如HEVC、VVC、和AVS。在一示例中,每个父块在水平方向和垂直方向上被分割成两半。所得到的四个较小分区具有与父块相同的纵横比。在一示例中,CTU首先被QT分割所分割,例如递归地分割。可基于标准中允许的分割类型,使用BT分割、TT分割和EQT分割来对每个QT叶节点(例如,呈正方形)进一步分割(例如,递归地)。
BT分割是指可以在水平方向或垂直方向上将父块分成两半的方法。所得到的两个较小分区的大小是父块的一半。
TT分割是指可以例如以对称方式在水平方向或垂直方向上将父块分成三部分的方法。三个部分的中间部分可以是另外两个部分的两倍大。所得到的三个较小分区的大小为父块的1/4、1/2和1/4。
EQT是指可以以对称方式在水平或垂直方向上将父块分成三部分的方法。这三部分中的中间部分是另外两部分的两倍大。进一步地,中间部分将被分割成两个正方形部分,使得EQT的最终具有四个分区。在发信号通知将使用EQT分割来划分当前编码树的标志之后或之前,发信号通知指示使用水平分割还是垂直分割的另一标志。
图9示出了根据本公开的实施例的BT分割、TT分割和EQT分割的示例。可以使用垂直BT分割将块(或父块)(910)分割成块(或子块)(911)-(912)。可以使用水平BT分割将块(或父块)(920)分割成块(或子块)(921)-(922)。可以使用垂直TT分割将块(或父块)(930)分割成块(或子块)(931)-(933)。可以使用水平TT分割将块(或父块)(940)分割成块(或子块)(941)-(943)。可以使用垂直EQT分割将块(或父块)(950)分割成块(或子块)(951)-(954)。可以使用水平EQT分割将块(或父块)(960)分割成块(或子块)(961)-(964)。
在一示例(诸如VVC、AVS)中,CU是块分区的叶节点,而无需进一步分割。对应的预测单元(PU)和变换单元(TU)可以具有与CU相同的大小,除非CU大小超过最大TU大小(例如,其中可以对残差进行分割直到达到最大TU大小)。在一示例中,例如在HEVC中,PU大小和TU大小可以小于对应的CU大小。块分区操作受到CTU根所允许的最大分割次数(例如,分割深度)以2及叶CU的最小块高度和最小块宽度的限制。在一些示例中,最小CU大小在亮度样本中为4×4。
图10示出了根据一些实施例的概述AVS中使用的分区方法(1000)的流程图。在一些示例中,分区方法(1000)可用于确定CTU的分区结构中的每个节点处的分区。对于节点处的CU,在(S1001)处开始分区方法(1000),并进行到(S1005)。CU可以是根节点处的CTU,可以是左节点,或者可以是中间节点处的块。
在(S1005)处,可以确定是否在CU处执行QT分割。当确定了QT分割时,方法进行到(S1010);否则,方法进行到(S1015)。
在(S1010)处,对CU执行QT分割。
在(S1015)处,确定是否要在CU处不执行任何分割。当确定没有分割时,方法进行到(S1020);否则,方法进行到(S1025)。
在(S1020)处,CU被标记为叶节点并且在CU上不再进一步分割。
在(S1025)处,可以确定是否要在CU处执行EQT分割。当确定EQT分割时,方法进行到(S1030);否则,方法进行到(S1050)。
在(S1030)处,可以确定是否要在CU处执行水平分割。当确定水平分割时,方法进行到(S1035);否则,方法进行到(S1040)。
在(S1035)处,对CU执行水平EQT。
在(S1040)处,对CU执行垂直EQT。
在(S1050)处,可以确定是否要在CU处执行水平分割。当确定水平分割时,方法进行到(S1055);否则,方法进行到(S1060)。
在(S1055)处,对CU执行水平BT。
在(S1060)处,对CU执行垂直BT。
除了上述灵活的块分区工具之外,对于帧内条带的编解码,CTU的亮度样本和色度样本的编码树结构可以是不同的(称为双树结构)。因此,色度样本可具有与同一CTU中的并置的亮度样本无关的编码树块结构,且因此色度样本可具有比亮度样本大的编解码块大小。
图11示出了根据一些实施例的块结构信令的语法表(1100)。在一些示例中,语法表(1100)可以在AVS中使用。语法表(1100)是用于块结构的递归分区(例如,函数coding_tree())的一部分。当没有进一步分割时,可以调用coding_unit()函数以进一步解析CU内的语法元素。
在语法表(1100)中,语法元素(1101-1104)可用于CU节点处的块结构信令。在一示例中,由qt_split_flag表示的语法元素(1101)可以指示使用了四叉树分割。例如,等于1的qt_split_flag可以指示使用了四叉树分割;并且qt_split_flag等于0可以指示没有使用四叉树分割。将变量QtSplitFlag设置为等于qt_split_flag。在一示例中,当没有用信号通知qt_split_flag时,将变量QtSplitFlag设置为等于allowSplitQt(其用于指示根据CU的信息是否允许进行QT分割)。
进一步地,在一示例中,由bet_split_flag表示的语法元素(1102)可以指示使用了BT分割或EQT分割。例如,bet_split_flag等于1可以指示使用了BT分割或EQT分割;bet_split_flag等于0可以指示不使用BT分割或EQT分割。将变量BetSplitFlag设置为等于bet_split_flag。当没有发信号通知bet_split_flag时,将变量BetSplitFlag设置为等于!allowNoSplit。
在另一示例中,由bet_split_type_flag表示的语法元素(1103)可用于指示从BT和EQT中选择的分割类型。例如,bet_split_type_flag等于1可以指示EQT类型;并且bet_split_type标志等于0可以指示BT类型。
在另一示例中,由bet_split_dir_flag表示的语法元素(1104)用于指示从水平方向和垂直方向中选择的分割方向。例如,等于1的bet_split_dir_flag可以指示水平方向;并且等于0的bet_dir_type标志可以指示垂直方向。
根据本公开的一些方面,上下文建模技术可用于信令块结构的分割标志。在图11的语法表(1100)的示例中,语法元素(1101-1104)与块结构的分割标志相关。在一些示例中,这些标志的上下文建模主要基于各种本地信息,例如当前编码树的深度、相邻块的大小、相邻块的分割深度等。
在一些示例中,变量ctxInc用于表示具有与上下文模型相关联的值的上下文分配(context assignment)。在一示例中,qt_split_flag的ctxInc可以具有分别与4个上下文模型(例如,上下文模型Q0-Q3)相关联的4个值(例如,0-3),bet_split_flag的ctxInc可以具有分别与9个上下文模型(例如,上下文模型BE0-BE8)相关联的9个值(例如,0-8)。
在一些实施例中,上下文模型的分配可以至少部分地根据本地信息的限制来确定。在一些示例中,基于位置信息的限制来定义变量。在一示例中,基于当前块与当前块的左相邻块(也称为左块)的比较来定义变量condL。例如,当左块的高度小于当前块的高度时,将condL设置为1;否则,将condL设置为0。在另一示例中,基于当前块与当前块的上相邻块(也称为上块)的比较来定义变量condA。例如,当上块的高度小于当前块的高度时,将condA设置为1;否则,将condA设置为0。在另一示例中,基于左块的可用性来定义变量available L。例如,当左块可用(存在且已经重建)时,将availableL设置为1;否则,将availableL设置为0。在另一示例中,基于上块的可用性来定义变量availableA。例如,当上块可用(存在并且已经重建)时,将availableA设置为1;否则,将availableA设置为0。
在一实施例中,对于当前块的qt_split_flag,如果当前图片是帧内编码的并且当前块宽度是128,则将ctxInc设置为3(例如,与上下文模型Q3相关联,上下文模型Q3具有较高的四叉树分割的可能性);否则,如果(condL&&availableL)&&(condA&&availableA)的值等于1,则将ctxInc设置为2(例如,与上下文模型Q2相关联);否则,如果(condL&&availableL)||(condA&&availableA)的值等于1,则将ctxInc设置为1(例如,与上下文模型Q1相关联);否则将ctxInc设置为0(例如,与上下文模型Q0相关联)。
在另一示例中,对于bet_split_flag,如果(condL&&availableL)&&(condA&&availableA)的值为1,则将ctxInc设置为2(例如,与上下文模型BE2相关联);否则,如果(condL&&availableL)||(condA&&availableA)的值为1,则将ctxInc设置为1(例如,与上下文模型BE1相关联);否则,将ctxInc设置为0(例如,与上下文模型BE0相关联)。然后,基于当前块的大小调整ctxInc的值。例如,如果当前块中的亮度样本的数量大于1024,则不改变ctxInc(例如,与上下文模型BE2-BE0相关联);否则,如果当前块中的亮度样本的数量大于256,则将ctxInc的值增加3(例如,与上下文模型BE5-BE3相关联);否则,将ctxInc的值增加6(例如,与上下文模型BE8-BE6相关联)。
根据本公开的一方面,在一些相关示例中,每个CTU的块结构分割标志的上下文建模彼此独立。因此,在相关示例中,先前已编码CTU块结构的信息没有被用作当前CTU的块分区信令标志的预测因子(predictior)。本公开提供了上下文建模技术以基于先前的CTU来预测当前CTU的块结构,并且可以基于相关分割标志的上下文建模来提高编解码效率。
所提出的方法可以单独使用或以任何顺序组合使用。进一步地,方法(或实施例)、编码器和解码器中的每一者可由处理电路(例如,一个或多个处理器或一个或多个集成电路)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性计算机可读介质中的程序。在下文中,术语块可以被理解为预测块、编解码块或编解码单元(即,CU)。
根据本公开的一些方面,将先前已编码CTU的块结构作为预测当前CTU的块结构的参考。更具体地,如果参考块中的一个编码树块选择进一步分割,则很可能当前CTU中相同位置的编码树块也将选择分割。使用来自参考CTU的信息(诸如qt_split_flag和bet_split_flag)可以帮助为当前CTU中的分割标志的语法元素建立更准确的上下文模型。
在各种示例中,块分割结构可以指示最大分割深度、CU的最小大小、分区或分割方法(例如,QT、MTT、BT、TT、EQT等)中的一个或多个,是否以及如何分割中间节点等。块分割结构的信息可以是预定的、推断的和/或发信号通知的。
根据本公开的一些方面,根据先前已解码CTU的参考分区信息来确定当前图片中的当前CTU(例如,CTB、亮度CTB、色度CTB等)的当前块分割结构,所述先前已解码CTU是根据解码顺序在当前CTU之前解码的。按照解码顺序在当前CTU之前解码的先前解码的CTU可以是当前图片或不同图片中的任何合适的先前已解码CTU。例如,先前已解码CTU的参考分区信息可以包括先前解码的CTU的块分割结构。可替代地,可以根据由高级头例如高于CTU级的级别(或高级别)所指示的参考分区信息来确定当前CTU的当前块分割结构。在一示例中,高级头中的参考分区信息可以指示(例如,包括)可用于与高级(例如,图片级、条带级)相关联的CTU的高级块分割结构,并且高级头中的索引可以指示哪个高级块分割结构将被用于确定当前CTU的当前块分割结构。在一示例中,与图片级相关联的CTU可以参考图片中的CTU,而与条带级相关联的CTU可以参考条带中的CTU。高级别中的高级块分割结构可以由与高级别相关联的CTU使用,例如相同序列中的CTU、相同图片中的CTU等。根据第一高级块分割结构来对与相同级别(例如,在相同图片中、在相同序列中)相关联的CTU的第一子集进行分区。根据第二高级块分割结构来对与相同级别(例如,在相同图片中、在相同序列中)相关联的CTU的第二子集进行分区。
在一些示例中,当前块的当前块分割结构可以与初始块分割结构相同(例如,先前已解码CTU的块分割结构、高级头中的高级块分割结构之一)。由于初始块分割结构不需要用信号通知,因此在一些示例中不需要信令。在一些示例中,用信号通知单个标志以指示初始块分割结构的选择。
可替代地,可以修改初始块分割结构以获得当前块的当前块分割结构。在一些示例中,可以首先修改初始块分割结构以获得参考块分割结构。随后,可以修改参考块分割结构以获得当前块分割结构。由于没有用信号通知初始块分割结构和/或参考块分割结构,所以与使用图11中描述的方法递归地对当前CTU进行分区相比,可以用信号通知更少的标志。
在一实施例中,当前CTU的编解码信息可从已编码视频比特流中解码。编解码信息可以指示当前CTU的当前块分割结构是否基于参考分区信息。响应于当前CTU的当前块分割结构基于参考分区信息,根据参考分区信息中指示的初始块分割结构来确定当前CTU的当前块分割结构。初始块分割结构可以是(i)先前已解码CTU的块分割结构或(ii)由高级头指示的高级块分割结构之一。进一步地,根据当前块分割结构对当前CTU进行分区。
在一些示例中,根据非专用于当前CTU的当前块分割结构的块结构信息来确定(例如预测)当前CTU的当前块分割结构可以提高编解码效率。块结构信息可以指示先前已编码CTU的块分割结构或高级头中的块分割结构。当当前CTU的当前块分割结构是基于先前已编码CTU的块分割结构时,可以用信号发送较少的标志,例如,因为可能不需要用信号通知先前已编码CTU的块分割结构。当当前CTU的当前块分割结构基于高级头中的块分割结构(也称为高级块分割结构)时,例如,因为高级块分割结构可以由高级别(例如,序列级、图片级)中的CTU共享,可以用信号通知较少的标志。在一示例中,第一数量的高级块分割结构由同一高级别中的第二数量的CTU共享,其中第二数量可以比第一数量大得多。
根据本公开的一些方面,可以根据其它CTU(例如,先前已编码CTU)的块分割结构来确定(例如,预测)当前CTU的当前块分割结构。
可以根据先前已编码CTU的参考分区信息(也称为分区信息)来确定(例如预测)当前CTU的当前块分割结构。在一示例中,在CTU级,在解析CTU根处的当前CTU的分割标志之前,使用标志(例如,结构预测标志(SPF)或spf_flag)来发信号通知当前CTU的当前块分割结构的预测使用情况。如果SPF(例如,spf_flag)为真,则可以将参考块分割结构(或参考CTU分割结构、块分区结构预测因子、块分区结构预测因子)确定(例如,导出或生成)为当前CTU的块分割结构的预测因子。如果SPF(例如,spf_flag)为假,则可以独立地对当前CTU的当前块分割结构进行编码,例如,基于每级的信令来指示是否要使用进一步分割以及分割的类型。当用于当前CTU的当前块分割结构被独立编码时,当前CTU的当前块分割结构不依赖于或不基于先前已编码CTU的块分割结构。
如上所述,当前CTU的当前块分割结构可以基于先前已编码CTU的参考分区信息,该先前已编码CTU例如按照编码顺序在当前CTU之前编码。在一示例中,在解码器侧,按照解码顺序在当前CTU之前对先前已编码CTU进行解码。先前已编码CTU的参考分区信息可以包括用于对各个先前已编码CTU进行分区的先前已编码CTU的块分割结构。在一些示例中,参考分区信息进一步包括用于指示先前已编码CTU的哪些块分割结构可以用于当前CTU的当前块分割结构的标志或索引。
根据当前CTU的空间相邻CTU来获得先前已编码CTU的参考分区信息。空间相邻CTU的块分割结构可用于预测当前CTU的当前块分割结构。先前已解码CTU可以是当前CTU的空间相邻CTU。初始块分割结构可以是空间相邻CTU之一。空间相邻CTU可以与当前CTU相邻。
在一示例中,根据空间相邻CTU(例如空间相邻CTU的块锁分割结构)来确定参考块分割结构,随后,根据参考块分割结构来确定当前块分割结构。
可以通过先前已编码CTU的信息(例如,参考分区信息)来预测当前CTU的当前块分割结构。在一示例中,信息(例如,参考分区信息)可以来自与当前CTU的编解码片(tile)、编解码条带(slice)或编解码片组(tile group)相同的编解码片(tile)、编解码条带(slice)或编解码片组(tile group)。因此,当前块分割结构的预测可以称为空间预测。空间预测可以根据当前CTU的空间相邻CTU的信息来确定,例如,左CTU或左边已编码CTU,所述左边已编码CTU是当前CTU左边的CTU、顶部CTU(也称为上面的CTU)或顶部已编码CTU,所述顶部已编码CTU位于当前CTU顶部,和/或左上CTU(也称为左上CTU)或左上已编码CTU,所述左上已编码CTU是当前CTU的左上角的CTU。因此,当前CTU的空间相邻CTU可以包括但不限于左边已编码CTU、顶部已编码CTU和/或左上已编码CTU。
可以从基于历史的缓冲器(或历史缓冲器)获得先前已编码CTU的参考分区信息。基于历史的缓冲器可以存储先前已编码CTU的一个或多个块分割结构。在一示例中,先前已编码CTU在当前图片中。基于历史的缓冲器的先前已编码CTU可以包括与当前CTU相邻的CTU和/或与当前CTU不相邻的CTU。在一些示例中,基于历史的缓冲器的先前已编码CTU可以包括来自与当前图片不同的图片的CTU。基于历史的缓冲器中的一个或多个块分割结构可以用于预测当前CTU的当前块分割结构。先前已解码CTU的初始块分割结构是基于历史的缓冲器中的一个或多个块分割结构之一。在一示例中,根据基于历史的缓冲器中的一个或多个块分割结构之一来确定参考块分割结构,随后,基于参考块分割结构来确定当前块分割结构。
在各种示例中,维护按编解码顺序(例如,编码顺序、解码顺序)的先前已编码CTU的基于历史的缓冲器,以存储先前已编码CTU的一个或多个块分割结构。缓冲器大小N(例如,正整数)指示基于历史的缓冲器包括N个条目。可以更新基于历史的缓冲器中的条目。当使用时,可以用信号通知来自基于历史的缓冲器中的一个或多个块分割结构的块分割结构的索引。任何合适的方法都可以用于索引编解码。在一示例中,基于历史的缓冲器中的一个或多个块分割结构包括多个块分割结构,并且可以用适当的码字对多个块分割结构的索引进行编码。
在一示例中,应用先进先出(FIFO:first-in-first-out)规则来维护基于历史的缓冲器。因此,基于历史的缓冲器可以按照编解码顺序保持N个最近已编码CTU的块分割结构的信息。
在一示例中,将最近已编码CTU的条目置于基于历史的缓冲器的最后位置(或最近位置)。当最后位置用于预测当前CTU的当前块分割结构时,最短码字可以用于基于历史的缓冲器的最后位置的索引编解码。
在一示例中,当条目被放入基于历史的缓冲器时,例如,除了先前已编码CTU的块分割结构之外,先前已编码CTU(也称为参考CTU)的位置(例如,相对于当前CTU的位置)还被存储在基于历史的缓冲器中。当被选择用于预测当前CTU的当前块分割结构时,也可以考虑相对于当前CTU的位置来设计用于索引编解码的码字。例如,当第一先前已编码CTU的第一位置比第二先前已编码CTU的第二位置更接近当前CTU时,第一先前编码CTU的多个块分割结构中的第一块分割结构的第一索引使用比第二先前已编码CTU的多个块分割结构中的第二块分割结构的第二索引更短的码字。
根据当前CTU的时间相邻CTU来获得先前已编码CTU的参考分区信息。时间相邻CTU的块分割结构(例如,在不同于当前图片的参考图片中)可以用于预测当前CTU的当前块分割结构。先前已解码CTU可以是当前CTU的时间相邻CTU,并且初始块分割结构可以是当前CTU的时间相邻CTU之一。
在一示例中,基于时间相邻CTU(例如时间相邻CTU的块锁分割结构)来确定参考块分割结构,随后,基于参考块分割结构来确定当前块分割结构。
图12示出根据本公开的实施例的使用时间相邻CTU来预测当前CTU(1211)的当前块分割结构的示例。当前CTU(1211)在当前图片(1201)中。在一示例中,确定参考图片(1202)。例如,参考图片(1202)是用于导出TMVP MV预测因子的并置的图片。CTU(1221)是当前CTU(1211)的并置的CTU。用于预测当前CTU(1211)的当前块分割结构的时间相邻CTU可以包括参考图片(1202)中的任何合适的CTU。在一示例中,时间相邻的CTU包括并置的CTU(1221)和相邻CTU(1222)-(1229)中的一个或多个并置的CTU(1221)。时间相邻CTU也可以称为参考CTU。
在一示例中,并置的CTU(1221)被分配用于索引编码的最短码字,并且并置的CTU(1222)-(1229)的八个相邻CTU(1221)被分配用于索引编解码的固定长度(例如3比特)码字。在一示例中,CTU(1221)-(1229)的码字分别是1,000、001、010、011、100、101、110、和111,如图12所示。因此,当CTU(1221)的块分割结构用于预测当前CTU(1211)的当前块分割结构时,可以用信号通知索引“1”。可替代地,当CTU(1228)的块分割结构被用于预测当前CTU(1211)的当前块分割结构时,可以用信号通知索引“110”。
如上所述,参考分区信息可以由高级头指示。块分割结构(也称为高级块分割结构)的信息(例如,参考分区信息)可以存储在高级头中,例如存储在条带头、PPS、SPS等中。参考分区信息可包括高级块分割结构。在一示例中,高级别高于CTU级。当在CTU级使用包括高级块分割结构的参考分区信息时,发送指示高级块分割结构之一的索引。在一示例中,索引指示存储缓冲器(例如,高级头)中的高级块分割结构之一的位置。
在一示例中,高级块分割结构包括高级头中的多个块分割结构,并且初始块分割结构是多个块分割结构之一,并且由包括在高级头中的索引来指示。
高级块分割结构可用于预测当前CTU的当前块分割结构。在一示例中,根据高级块分割结构来确定参考块分割结构,随后,根据参考块分割结构来确定当前块分割结构。
对于每个已编码条带或已编码图片,可以为已编码条带或已编码图片更新(例如,部分地或完全地)存储缓冲器中的参考分区信息(也称为预测因子信息)。例如,可以从第一图片的PPS导出预测因子(例如高级块分割结构)A1-A10。存储缓冲器可以包括第一图片的预测因子A1-A10的信息。第一图片中的CTU可以参考预测因子A1-A10以获得第一图片中的各个CTU的块分割结构。当解析第二图片的PPS时,例如,在解析第一图片的PPS之后,接收保持预测因子A6-A10的指示以及预测因子B1-B5的信息。存储缓冲器可以包括用于第二图片的预测因子B1-B5的信息和预测因子A6-A10的信息。第二图片中的CTU可以参考预测因子A6-A10和预测因子B1-B5,以获得第二图片中的各个CTU的块分割结构。
如上所述,可以基于参考分区信息来确定当前CTU的参考块分割结构,诸如先前已编码CTU的块分割结构、高级头中指示的高级块分割结构等。
在一示例中,初始块分割结构(例如,先前已编码CTU的块分割结构、在高级头中指示(例如,包括)的高级块分割结构等)被直接用作参考块分割结构,因此参考块分割结构是初始块分割结构。可替代地,可以处理或修改初始块分割结构(例如,先前已编码CTU的块分割结构、在高级头中指示(例如,包括)的高级块分割结构等)以获得参考块分割结构,因此参考块分割结构不同于初始块分割结构。可以去除初始块分割结构中的某些分区信息。将初始块分割结构中的某些分区信息近似或替换为新的分区信息。
图13示出了根据本公开的实施例的示例,其中对先前已编码CTU(1301)的块分割结构进行修改以获得CTU(1302)的参考块分割结构。利用QT分割将先前已编码CTU(1301)在第一级(例如CTU级)处分割成四个64×64块(1311)-(1314)。右上64×64块(1312)被进一步分割成较小的分区,而三个64×64块(1311)、(1313)和(1314)没有被分割,从而产生先前已编码CTU(1301)的块分割结构。当先前已编码CTU(1301)的块分割结构被用作预测因子时,可以去除右上64×64块(1312)的详细分割结构,然后由单个QT分割(1330)在右上64×64块(1322)处表示,如CTU(1302)的参考块分割结构所示。CTU(1302)的参考块分割结构可以利用QT分割在CTU级将CTU(1302)分割成四个64×64块(1321)-(1324)。随后,右上64×64块(1322)被QT分割(1331)-(1334)进一步分割成四个较小的块(1330)。在一示例中,简化了从初始块分割结构(例如,先前已编码CTU(1301)的块分割结构)修改的参考块分割结构(例如,用于CTU(1302)的参考块分割结构),因此可以具有比初始块分割结构的分割深度更少的分割深度和/或具有比初始块分割结构的叶节点更少数量的叶节点。修改初始块分割结构以获得参考块分割结构可能是有利的。当参考块分割结构被简化时,如图13所示,参考块分割结构的存储信息较少,因此节省了存储空间。进一步地,CTU的各种块分割结构可以由作为参考块分割结构的较少数目的变化来表示。
可以应用任何适当的修改规则来获得参考块分割结构。在一示例中,在参考块分割结构中仅可以使用或允许QT分割,例如在CTU(1302)的参考块分割结构中所示。在一示例中,当在参考块分割结构中仅允许QT分割时,仅使用一个比特或一个标志来指示QT分割,而不需要其它比特来指示如何实现QT分割,因此提高了编解码效率。
在一示例中,可以在参考块分割结构中使用QT分割和BT分割,并且在参考块分割结构中不允许其它分割方法。
在一实施例中,在参考块分割结构中仅可以使用QT分割。进一步地,在参考块分割结构中允许多达L个分割级。L可以是整数,例如0、1、2等。在一示例中,L是0,利用参考块分割结构预测的CTU包括例如未经分割的128×128的单个块。在一示例中,L是1,利用参考块分割结构预测的CTU可以是未经分割的单个128×128样本块,或者包括具有一次分割的四个64×64块。在一示例中,L是2,利用参考块分割结构预测的CTU可以是单个128×128样本块或者包括四个64×64块,其中每个64×64块可以进一步分割成四个32×32块。
在一示例中,分割级L由块或区域(例如64×64区域)的复杂度确定。参考图13,参考块分割结构中的四个64×64区域或块(1321)-(1324)对于QT分割可以具有不同的分割深度。例如,可以将右上64×64区域(1322)进一步分割一次,而其它三个64×64区域不分割且保持在64×64级。因此,区域(1322)的分割深度L为2,区域(1321)、(1323)和(1324)的分割深度L为1。
在一实施例中,允许来自CTU根的多达2级QT分割来表示参考CTU的块结构。在一些示例中,用变量refCtuSplitStructure来表示QT分割结构。
图14示出了使用变量refCtuSplitStructure来表示QT分割结构的示例。在图14的示例中,允许来自CTU根的两级QT分割。变量refCtuSplitStructure包括5个二进制位。第一二进制位用于指示在根CTU的QT分割结构的第一级处是否使用QT分割,并且当使用第一级QT分割时,其它四个二进制位用于指示根CTU的四个子块的QT分割结构的第二级。例如,当在根CTU上没有使用QT分割时,五个二进制位“00000”可以表示QT结构。当在根CTU上使用QT分割时,将五个二进制位的第一位设置为“1”。将CTU分割成四个子块,可以称为左上子块、右上子块、左下子块和右下子块。然后,五位中的第二位被用于表示左上子块是否使用QT分割;五位中的第三位被用于表示右上子块是否使用QT分割;五位中的第四位被用于表示左下子块是否使用QT分割;五位中的第五位被用于表示在右下子块上是否使用QT分割。
根据本公开的一些方面,可以根据(例如)参考分区信息中所指示的初始块分割结构来确定参考块分割结构。可以根据参考块分割结构来确定当前块分割结构。
如果由参考块分割结构预测,则当前CTU的当前块分割结构可以直接使用参考块分割结构。可替代地,可以进一步修改参考块分割结构以获得当前CTU的当前块分割结构(也称为最终块分割结构)。可以用信号通知或预先确定是否使用有修改或没有修改的参考块分割结构。
根据本公开的各方面,编解码信息可以包括标志,该标志指示是否修改参考块分割结构以获得当前CTU的当前块分割结构。因此,可以根据该标志来确定是否修改参考块分割结构以获得当前CTB的当前块分割结构。
在一示例中,该标志用于发信号通知参考块分割结构是在有修改还是没有修改的情况下使用。如果参考块分割结构与修改一起使用,则可以在利用参考块分割结构进行预测之后发信号通知进一步的修改。
在一示例中,在每个预测的子节点处,使用分割标志来发信号通知是否在当前预测之上使用进一步的分割。如果要使用进一步的分割,则可以发信号通知分割的类型。
在一示例中,首先根据参考块分割结构对当前CTU进行分区以获得多个子节点。随后,递归分区可以应用于每个子节点,以在必要时进一步划分子节点。例如,在每个子节点处,使用分割标志来发信号通知是否要使用进一步的分割。如果要使用进一步的分割,则可以发信号通知分割的类型。因此,使用参考块分割结构和信令的组合来对当前CTU进行分区,由于没有用信号通知参考块分割结构,因此减少了信令开销。
在一示例中,当前CTU的当前块分割结构可以直接使用参考块分割结构(例如,无需修改)。因此,当前CTU的当前块分割结构可以与参考块分割结构相同。不再用信号通知或推断分割标志,因此可以提高编解码效率。例如,参考块分割结构是四个64×64块。如果使用参考块分割结构,则可以将当前CTU分割成四个64×64块,并且不需要检查是否要进一步分割任何64×64块。
根据本公开的各方面,可以修改参考块分割结构以获得当前CTU的当前块分割结构。在一示例中,使用参考块分割结构来确定当前CTU的当前块分割结构,可以首先基于参考块分割结构来对当前CTU进行分区,并且可能在预测结构之上添加更多的分割标志。例如,参考块分割结构是四个64×64块。如果使用参考块分割结构,则可以首先将当前CTU分割成四个64×64块(也称为子节点)。对于每个子节点(例如,每个64×64块),可发信号通知或导出(例如,推断)分割标志,以指示是否要进一步分割子节点。如果子节点要被进一步分割,则可以用信号通知附加信息(例如,包括分割的类型和分割方向(例如,垂直方向、水平方向))。可以递归地处理每个所产生的子节点。尽管可以用信号通知附加信息,但是因为不需要用信号通知参考块分割结构,所以修改参考块分割结构以获得当前块分割结构可以提高编解码效率。
根据本公开的一些方面,上下文建模技术用于当前CTU的分割标志,并且参考CTU的分割结构和当前CTU的本地信息可用于确定当前CTU的分割标志的上下文模型。
具体地,在AVS中,当前CTU的分割标志的上下文建模,例如qt_split_flag、ebt_split_flag等,可以考虑参考CTU的块结构(也称为分割结构)的信息。虽然将qt_split_flag和ebt_split_flag用作说明上下文建模技术的示例,但是所说明的上下文建模技术可以适当地用于其它分割标志,例如bet_split_type_flag、bet_split_dir_flag等。
在以下描述中,术语“并置位置(collocated position)”是指参考CTU中的位置,即,参考CTU中相对于参考CTU左上角的所述并置位置与当前CU左上角相对于当前CTU左上角的位置相同。当为当前CTU中的当前CU的分割标志(例如cu_split_flag、ebt_split_flag)信令选择上下文模型时,使用参考CTU中的并置位置的分割结构来确定上下文模型。
在一些实施例中,可以以高级语法来启用或禁用来自参考CTU的分割标志预测的特征,高级语法例如SPS、PPS、图片头、条带头、片(tile)/片组(tile group)头或子图片头等中的信息。
在一些示例中,由“allowSplitRef”表示的变量用于指示来自参考CTU的分割信息,并且可以用作分割预测信息。例如,当来自参考CTU的分割预测指示当前块(编码树)的分割标志可能为真时,则将当前块(编码树)的变量“allowSplitRef”设置为1;否则,将当前块(编码树)的变量“allowSplitRef”设置为0。
本公开提供了用于指示来自参考CTU的分割预测的一些技术。在一实施例中,对于从当前CTU根分离的第一级,可以检查参考CTU的关于参考CTU是否已经在其第一级分割的信息。如果参考CTU在CTU根处有(QT)分割,则对于第一级处的当前CTU,将allowSplitRef设置为1。否则,将allowSplitRef设置为0。
在另一实施例中,对于来自CTU根的第二级分割,根据当前编码树所处的位置,可以检查参考CTU的类似位置处的分割信息。在一示例中,当相对于CTU根的左上角的当前块的左上角是(x0,y0)时,则将检查来自参考CTU的相同偏移(x0,y0)(称为参考位置)处的块(编码树)的分割信息。当参考位置有第二级分割时,则将当前CTU的第二级位置(x0,y0)的allowSplitRef设置为1。否则,在位置(x0,y0)处将allowSplitRef设置为0。
在一些实施例中,当前块的左上位置距其CTU根(当前CTU的左上角)的偏移量是(x0,y0)=(x%ctuSizeY,y%ctuSizeY),其中(x,y)是图片中当前块的左上位置,ctuSizeY是CTU的宽度/高度。在一些示例中,ctuSizeY=128,则(x0/64,y0/64)可用于指CTU中的4个64×64区域之一。
在一些实施例中,可以适当地存储参考CTU的分割信息。在一实施例中,数组refSplitStructure[level-1][location]用于存储来自参考CTU的分割信息。该数组具有两个维度,第一维度是分割级别的指示,第二维度是CTU内的相对位置的指示。例如,对于第一级分割(来自CTU根),将allowSplitRef设置为等于refSplitStructure[0][0];对于第二级分割(来自64x64区域之一),将该区域的allowSplitRef设置为等于refSplitStructure[1][x0/64+2×y0/64]。
在一些示例中,当CTU被编码或解码时,可以以与上述refSplitStructure数组类似的方式存储CTU的分割信息以供将来参考。在一些示例中,参考CTU的分割结构以其它形式存储,并且可以以与上述refSplitStructure数组类似的方式导出。
根据一些实施例,变量allowSplitRef随后用于当前CTU的分割标志的上下文模型选择。
在一些实施例中,使用来自参考CTU的分割预测的额外1维度(表示为allowSplitRef),将分割标志的现有上下文加倍。在一些示例中,现有上下文模型形成第一组上下文模型,并且可以添加第二组上下文模型,所述第二组上下文模型与为真的变量allowSplitRef相关联。
在一示例中,使用变量ctxInc,并为其分配与所选的上下文模型相关联的值。ctxInc的分配是根据当前CTU的位置信息和参考CTU的参考分割信息。
详细描述了一些实施例。在以下描述中,“A”表示当前块的上块,“L”表示当前块的左块。进一步地,根据当前块与当前块的左相邻块(也称为左块)的对比来定义变量condL。例如,当左块的高度小于当前块的高度时,将condL设置为1;否则,将condL设置为0。在另一示例中,根据当前块与当前块的上述相邻块(也称为上述块)的对比来定义变量condA。例如,当上述块的高度小于当前块的高度时,将condA设置为1;否则,将condA设置为0。在另一示例中,根据左块的可用性来定义变量availableL。例如,当左块可用(存在且已经重建)时,将availableL设置为1;否则,将availableL设置为0。在另一示例中,基于上述块的可用性来定义变量availableA。例如,当上述块可用(存在并且已经重建)时,将availableA设置为1;否则,将availableA设置为0。
在一些实施例中,形成两组上下文模型。在一示例中,第一组上下文模型与参考块的并置位置处的无分割相关联(例如,allowSplitRef为0),而第二组上下文模型与参考块的并置位置处的分割相关联(例如,allowSplitRef为1)。
在一实施例中,对于qt_split_flag,基于两个步骤来确定ctxInc。在第一步骤中,如在一些上述实施例中所描述的,根据本地信息来设置ctxInc。例如,如果当前图片是帧内编码的并且当前块宽度是128,则将ctxInc设置为3;否则,如果(condL&&availableL)&&(condA&&availableA)为真,则将ctxInc设置为2;否则,如果(condL&&availableL)||(condA&&availableA)为真,则将ctxInc设置为1;否则,将ctxInc设置为0。在第二步骤中,根据allowSplitRef的值对ctxInc进行修改。在一示例中,ctxInc增加了4×allowSplitRef。因此,当allowSplitRef为“0”时,没有改变上下文模型的选择;并且当allowSplitRef是“1”时,选择的上下文模型来自第二组上下文模型。
在另一实施例中,对于bet_split_flag,分三个步骤确定ctxInc。在第一步骤中,如在一些上述实施例中所描述的,根据本地信息来设置ctxInc。例如,如果(condL&&availableL)&&(condA&&availableA)为真,则将ctxInc设置为2;否则,如果(condL&&availableL)||(condA&&availableA)为真,则将ctxInc设置为1;否则,将ctxInc设置为0。
在第二步骤中,根据当前块的大小修改ctxInc。例如,当当前块中亮度样本的数量大于1024时,没有改变ctxInc;否则,如果当前块中的亮度样本数大于256,则将ctxInc增加3;否则,将ctxInc增加6。
在第三步骤中,根据参考CTU的分割信息进一步修改ctxInc。在一示例中,ctxInc增加了9×allowSplitRef。
在一些实施例中,参考CTU的分割预测,表示为allowSplitRef,用于将一些附加条件添加到上下文选择。
在一实施例中,当allowSplitRef为真时,使用QT分割的可能性很高。因此,可以将allowSplitRef为真添加为条件,来选择具有高的QT分割可能性的上下文模型。在一示例中,对于qt_split_flag,上下文模型Q3具有更高的QT分割可能性。当当前图片是帧内编码的并且当前块宽度是128,或者allowSplitRef等于真(值为1)时,将ctxInc设置为3;否则,如果(condL&&availableL)&&(condA&&availableA)为真,则将ctxInc设置为2;否则,如果(condL&&availableL)||(condA&&availableA)为真,则将ctxInc设置为1;否则,将ctxInc设置为0。
在另一实施例中,对于bet_split_flag,适当地修改第二步骤。例如,在第一步骤中,如果(condL&&availableL)&&(condA&&availableA)为真,则将ctxInc设置为2;否则,如果(condL&&availableL)||(condA&&availableA)为真,则将ctxInc设置为1;否则,将ctxInc设置为0。在第二步骤中,如果当前块中的亮度样本的数量大于1024,或者allowSplitRef为真(值为1),则不改变ctxInc;否则,如果当前块中的亮度样本数大于256,则将ctxInc增加3;否则,将ctxInc增加6。
在一些实施例中,分割标志预测或变量allowSplitRef可以用于分割的特定级别(深度)。对于其它级别(深度),将不使用分割标志预测,或者对于其它级别将变量allowSplitRef设置为0。在一些示例中,分割标志预测可以仅用于CTU根的前两级分割标志。
图15示出了概述根据本公开的实施例的方法(1500)的流程图。方法(1500)可用于对当前CTU(例如,当前CTB、当前亮度CTB、当前色度CTB)进行分区,以便生成用于当前CTU中重建中的当前块的预测块。在各种实施例中,方法(1500)由处理电路执行,诸如终端设备(310)、(320)、(330)和(340)中的处理电路,执行视频编码器(403)的功能的处理电路,执行视频解码器(410)的功能的处理电路,执行视频解码器(510)的功能的处理电路,执行视频编码器(603)的功能的处理电路等。在一些实施例中,方法(1500)用软件指令实现,因此当处理电路执行软件指令时,处理电路执行方法(1500)。方法(1500)开始于(S1501)并进行到(S1510)。
在(S1510)处,从已编码视频比特流中解码当前图片中的当前CTU的编解码信息。在一些实施例中,编解码信息指示参考CTU的分区信息可以用于预测当前CTU的分割结构。
在(S1520)处,至少部分地根据当前CTU的参考CTU中的对应块的分割信息来确定与当前CTU内的当前块相关联的分割标志的上下文模型。与当前块相关联的分割标志指示当前块的分割信息。
在AVS的示例中,分割标志可以是以下各项中的一者:QT分割标志,用于指示是否使用QT分割;二叉或扩展四叉树(BET)分割标志,用于指示是否使用BET分割;BET分割类型标志,用于指示从二叉树(BT)分割和扩展四叉树(EQT)分割中选择的分割类型;以及BET分割方向标志,用于指示从垂直方向和水平方向中选择的方向。
应当注意,参考CTU可以是已解码的任何合适的参考CTU。在一示例中,参考CTU是当前CTU的空间邻居。在另一示例中,参考CTU具有存储在历史缓冲器中的分割结构。在另一示例中,参考CTU处于与当前CTU不同的图片中。在另一示例中,在高级头中指示参考CTU。
在一些实施例中,当前块的左上角相对于当前CTU的左上角的相对位置与对应块的左上角相对于参考CTU的左上角的相对位置相同。
在一些实施例中,响应于指示对应块进一步分割的对应块的分割信息,从第一组上下文模型中选择上下文模型;以及响应于指示对应块没有进一步分割的对应块的分割信息,从第二组上下文模型中选择上下文模型。
在一些实施例中,当对应块的分割信息指示对应块的进一步分割时,选择具有最大的进一步分割当前块的可能性的上下文模型。
在一些实施例中,响应于分区深度大于阈值深度,禁止在确定上下文模型时使用对应块的分割信息。例如,当从根开始的分区深度大于2时,禁止在确定上下文模型时使用对应块的分割信息。
在一些实施例中,根据两级四叉树分割结构来确定对应块的分割信息,该两级四叉树分割结构具有指示参考CTU的QT分割信息的第一比特位和另外四个分别指示参考CTU的四个子块的分割信息的比特位。
在一实施例中,根据当前CTU的条带类型来确定分割标志的上下文模型。在另一实施例中,响应于当前CTU的分割深度低于阈值,根据参考CTU来确定分割标志的上下文模型。
在(S1530)处,根据上下文模型确定分割标志。
在(S1540)处,根据分割标志来解码当前块,所述分割标志是根据上下文模型确定的。然后,方法进行到(S1599)并结束。
本公开中的实施例可以单独使用或以任何顺序组合。进一步地,方法(或实施例)、编码器和解码器中的每一个可以通过处理电路(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。
本公开提供的技术方案应用于AVS标准中,通过参考CTU的分割结构和当前CTU的本地信息来确定当前CTU的分割标志的上下文模型,进而确定当前块的分割标志以对当前块进行解码,不仅改进了块结构信令中的上下文建模技术,还可以避免用信号通知参考块分割结构、分割类型等信息,提高了编解码效率。
对应于上述视频解码的方法,本公开的各个方面还提供了视频解码的装置,其特征在于,包括:
接收模块,用于从已编码视频比特流中接收当前编码树单元(CTU)的编解码信息,所述编解码信息指示所述当前编码树单元CTU的参考CTU的对应块的分割信息;
确定模块,用于至少部分地根据所述当前CTU的参考CTU中的对应块的分割信息,确定与所述当前CTU内的当前块相关联的分割标志的上下文模型,与所述当前块相关联的所述分割标志用于指示所述当前块的分割信息;
所述确定模块,还用于根据所述上下文模型确定所述分割标志;以及
解码模块,用于根据所述分割标志解码所述当前块;所述分割标志包括以下各项中的至少一者:四叉树QT分割标志,指示是否使用四叉树QT分割;二叉或扩展四叉树BET分割标志,指示是否使用二叉或扩展四叉树BET分割;BET分割类型标志,指示从二叉树BT分割和扩展四叉树EQT分割中选择的分割类型;以及BET分割方向标志,指示从垂直方向和水平方向中选择的方向。
在一些实施例中,所述确定模块还用于确定以下各项中的至少一者:将第一参考CTU确定为所述参考CTU,所述第一参考CTU是所述当前CTU的空间邻居;将第二参考CTU确定为所述参考CTU,所述第二参考CTU具有存储在历史缓冲器中的分割结构;将第三参考CTU确定为所述参考CTU,所述第三参考CTU在与所述当前CTU不同的图片中;以及根据高级别头中的信息将第四参考CTU确定为所述参考CTU。
根据本公开的一个方面,还提供了一种计算机程序产品或计算机程序,该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令,该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令,处理器执行该计算机指令,使得该计算机设备执行本公开各种可选实现方式中提供的视频解码的方法。
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16示出了计算机系统(1600),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。
图16所示的用于计算机系统(1600)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(1600)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(1600)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(1601)、鼠标(1602)、触控板(1603)、触摸屏(1610)、数据手套(未示出)、操纵杆(1605)、麦克风(1606)、扫描仪(1607)、照相机(1608)。
计算机系统(1600)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(1610)、数据手套(未示出)或操纵杆(1605)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(1609)、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(1610),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(1600)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)(1620)或类似介质(1621)的光学介质、拇指驱动器(1622)、可移动硬盘驱动器或固体状态驱动器(1623),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(1600)还可以包括通往一个或多个通信网络(1655)的接口(1654)。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(1649)(例如,计算机系统(1600)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(1600)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(1600)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(1600)的核心(1640)。
核心(1640)可包括一个或多个中央处理单元(CPU)(1641)、图形处理单元(GPU)(1642)、以现场可编程门阵列(FPGA)(1643)形式的专用可编程处理单元、用于特定任务的硬件加速器(1644)以及图形适配器(1650)等。这些设备以及只读存储器(ROM)(1645)、随机存取存储器(1646)、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)(1647)等可通过系统总线(1648)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(1648),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(1648),或通过外围总线(1649)进行连接。在一些示例中,显示器(1610)可以连接至图形适配器(1650)。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(1641)、GPU(1642)、FPGA(1643)和加速器(1644)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(1645)或RAM(1646)中。过渡数据也可以存储在RAM(1646)中,而永久数据可以存储在例如内部大容量存储器(1647)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(1641)、GPU(1642)、大容量存储器(1647)、ROM(1645)、RAM(1646)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(1600)的计算机系统,特别是核心(1640),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(1640)的特定存储器,例如核心内部大容量存储器(1647)或ROM(1645)。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(1640)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(1640)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(1646)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(1644))中的功能,该电路可以代替软件或与软件一起运行以执行本文所述的特定过程或特定过程的特定部分。在适当的情况下,对软件的引用可以包括逻辑,反之亦然。在适当的情况下,对计算机可读介质的引用可包括存储执行软件的电路(如集成电路(IC)),包含执行逻辑的电路,或两者兼备。本申请包括任何合适的硬件和软件组合。
附录A:首字母缩写
JEM:联合探索模式
VVC:下一代视频编码
BMS:基准集
MV:运动矢量
HEVC:高效视频编解码
SEI:补充增强信息
VUI:视频可用性信息
GOP:图片组
TU:变换单元
PU:预测单元
CTU:编码树单元
CTB:编码树块
PB:预测块
HRD:假设参考解码器
SNR:信噪比
CPU:中央处理单元
GPU:图形处理单元
CRT:阴极射线管
LCD:液晶显示器
OLED:有机发光二极管
CD:光盘
DVD:数字化视频光盘
ROM:只读存储器
RAM:随机存取存储器
ASIC:专用集成电路
PLD:可编程逻辑设备
LAN:局域网
GSM:全球移动通信系统
LTE:长期演进
CANBus:控制器局域网总线
USB:通用串行总线
PCI:外围设备互连
FPGA:现场可编程门阵列
SSD:固态驱动器
IC:集成电路
CU:编解码单元
QT:四叉树
BT:二叉树
TT:三叉树
MTT:多类型树
SPS:序列参数集
PPS:图片参数集
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。

Claims (13)

1.一种视频解码的方法,其特征在于,包括:
从已编码视频比特流中接收当前编码树单元CTU的编解码信息,所述编解码信息指示所述当前编码树单元CTU的参考CTU的对应块的分割信息;
至少部分地根据所述当前编码树单元CTU的参考CTU中的对应块的分割信息,确定与所述当前编码树单元CTU内当前块相关联的分割标志的上下文模型,与所述当前块相关联的所述分割标志用于指示所述当前块的分割信息;
根据所述上下文模型确定所述分割标志;以及
根据所述分割标志解码所述当前块;所述分割标志包括以下各项中的至少一者:
四叉树QT分割标志,指示是否使用四叉树QT分割;
二叉或扩展四叉树BET分割标志,指示是否使用二叉或扩展四叉树BET分割;
BET分割类型标志,指示从二叉树BT分割和扩展四叉树EQT分割中选择的分割类型;以及
BET分割方向标志,指示从垂直方向和水平方向中选择的方向。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括以下步骤中的至少一个:
将第一参考CTU确定为所述参考CTU,所述第一参考CTU是所述当前编码树单元CTU的空间邻居;
将第二参考CTU确定为所述参考CTU,所述第二参考CTU具有存储在历史缓冲器中的分割结构;
将第三参考CTU确定为所述参考CTU,所述第三参考CTU位于与所述当前编码树单元CTU不同的图片中;以及
根据高级别头中的信息,将第四参考CTU确定为所述参考CTU。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述当前块的左上角相对于所述当前编码树单元CTU的左上角的相对位置,与所述参考CTU中所述对应块的左上角相对于所述参考CTU的左上角的相对位置相同。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述至少部分地根据所述当前编码树单元CTU的参考CTU中的对应块的分割信息,确定与所述当前编码树单元CTU内当前块相关联的分割标志的上下文模型,包括:
如果所述参考CTU中所述对应块的所述分割信息指示所述对应块进一步分割,则从第一组上下文模型中选择所述上下文模型;以及
如果所述参考CTU中所述对应块的所述分割信息指示所述对应块不进一步分割,则从第二组上下文模型中选择所述上下文模型。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述至少部分地根据所述当前编码树单元CTU的参考CTU中的对应块的分割信息,确定与所述当前编码树单元CTU内当前块相关联的分割标志的上下文模型,包括:
如果所述参考CTU中的所述对应块的所述分割信息指示所述对应块进一步分割,则选择具有最大可能性来进一步分割所述当前块的所述上下文模型。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括:
响应于分区深度大于第一阈值,禁止在确定所述上下文模型时使用所述参考CTU中的所述对应块的所述分割信息。
7.根据权利要求1~6任一项所述的方法,其特征在于,进一步包括:
根据两级四叉树分割结构来确定所述参考CTU中的所述对应块的所述分割信息,所述两级四叉树分割结构具有指示所述参考CTU的QT分割信息的第一比特位和分别指示所述参考CTU的四个子块的分割信息的另外四个比特位。
8.根据权利要求1~6任一项所述的方法,其特征在于,进一步包括:
根据所述当前编码树单元CTU的条带类型,确定所述分割标志的所述上下文模型。
9.根据权利要求1~6任一项所述的方法,其特征在于,进一步包括:
响应于所述当前编码树单元CTU的分割深度小于第二阈值,根据所述参考CTU,确定所述分割标志的所述上下文模型。
10.一种视频解码的装置,其特征在于,包括:
接收模块,用于从已编码视频比特流中接收当前编码树单元CTU的编解码信息,所述编解码信息指示所述当前编码树单元CTU的参考CTU的对应的分割信息;
确定模块,用于至少部分地根据所述当前CTU的参考CTU中的对应块的分割信息,确定与所述当前CTU内的当前块相关联的分割标志的上下文模型,与所述当前块相关联的所述分割标志用于指示所述当前块的分割信息;
所述确定模块,还用于根据所述上下文模型确定所述分割标志;以及
解码模块,用于根据所述分割标志解码所述当前块;所述分割标志包括以下各项中的至少一者:
四叉树QT分割标志,指示是否使用QT分割;
二叉或扩展四叉树BET分割标志,指示是否使用二叉或扩展四叉树BET分割;
BET分割类型标志,指示从二叉树BT分割和扩展四叉树EQT分割中选择的分割类型;以及
BET分割方向标志,指示从垂直方向和水平方向中选择的方向。
11.根据权利要求10所述的装置,其特征在于,所述确定模块还用于确定以下各项中的至少一者:
将第一参考CTU确定为所述参考CTU,所述第一参考CTU是所述当前CTU的空间邻居;
将第二参考CTU确定为所述参考CTU,所述第二参考CTU具有存储在历史缓冲器中的分割结构;
将第三参考CTU确定为所述参考CTU,所述第三参考CTU位于与所述当前CTU不同的图片中;以及
根据高级别头中的信息,将第四参考CTU确定为所述参考CTU。
12.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-9任一项所述方法。
13.一种计算机可读存储介质,其特征在于,存储有指令,所述指令包括:一个或多个指令,当由计算机的一个或多个处理器执行所述一个或多个指令时,可以使所述一个或多个处理器执行如权利要求1-9任一项所述的方法。
CN202010794950.1A 2019-08-12 2020-08-10 视频解码方法、装置及存储介质 Active CN112399186B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962885728P 2019-08-12 2019-08-12
US62/885,728 2019-08-12
US16/941,109 US11252443B2 (en) 2019-08-12 2020-07-28 Method and apparatus for video coding
US16/941,109 2020-07-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112399186A true CN112399186A (zh) 2021-02-23
CN112399186B CN112399186B (zh) 2022-06-03

Family

ID=74568469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010794950.1A Active CN112399186B (zh) 2019-08-12 2020-08-10 视频解码方法、装置及存储介质

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11252443B2 (zh)
CN (1) CN112399186B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2022012203A (es) * 2020-04-13 2022-11-30 Op Solutions Llc Metodos y sistemas para la codificacion combinada sin perdidas y con perdidas.

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012093891A2 (ko) * 2011-01-06 2012-07-12 삼성전자 주식회사 계층적 구조의 데이터 단위를 이용한 비디오의 부호화 방법 및 장치, 그 복호화 방법 및 장치
CN108605130A (zh) * 2015-11-27 2018-09-28 联发科技股份有限公司 用于视频和图像编码的熵编解码和上下文建模的方法和装置
WO2019083393A1 (en) * 2017-10-27 2019-05-02 Huawei Technologies Co., Ltd. METHODS AND APPARATUSES FOR SIGNALING PARTITIONING INFORMATION FOR IMAGE ENCODING AND DECODING
CN109845268A (zh) * 2016-10-14 2019-06-04 联发科技股份有限公司 使用树结构的块分割

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10887594B2 (en) * 2018-07-05 2021-01-05 Mediatek Inc. Entropy coding of coding units in image and video data

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012093891A2 (ko) * 2011-01-06 2012-07-12 삼성전자 주식회사 계층적 구조의 데이터 단위를 이용한 비디오의 부호화 방법 및 장치, 그 복호화 방법 및 장치
CN104811711A (zh) * 2011-01-06 2015-07-29 三星电子株式会社 视频的编码方法和装置及视频的解码方法和装置
CN108605130A (zh) * 2015-11-27 2018-09-28 联发科技股份有限公司 用于视频和图像编码的熵编解码和上下文建模的方法和装置
CN109845268A (zh) * 2016-10-14 2019-06-04 联发科技股份有限公司 使用树结构的块分割
WO2019083393A1 (en) * 2017-10-27 2019-05-02 Huawei Technologies Co., Ltd. METHODS AND APPARATUSES FOR SIGNALING PARTITIONING INFORMATION FOR IMAGE ENCODING AND DECODING

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SHIH-TA HSIANG 等: "CE1-related: Context modeling for coding CU split decisions,JVET-K0362-v2", 《JOINT VIDEO EXPERTS TEAM (JVET) OF ITU-T SG 16 WP 3 AND ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11 11TH MEETING》 *
YIN ZHAO 等: "CE1-related: Context modeling of CU split modes,JVET-L0361-v4", 《JOINT VIDEO EXPERTS TEAM (JVET) OF ITU-T SG 16 WP 3 AND ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11 12TH MEETING》 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20210051346A1 (en) 2021-02-18
CN112399186B (zh) 2022-06-03
US11252443B2 (en) 2022-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111937387B (zh) 用于采用并行处理的基于历史的运动矢量的预测方法和装置
CN111903127B (zh) 用于解码器的视频解码的方法、装置、介质以及解码器
CN112703730B (zh) 视频编解码的方法、设备和存储介质
CN110719488B (zh) 视频解码的方法和装置、计算机设备及存储介质
CN111869212A (zh) 小块预测和变换的方法和装置
CN113330749A (zh) 用于变换跳过模式和块差分脉冲编码调制的改进的残差编解码
CN110944202A (zh) 视频编解码方法、装置、计算机设备和存储介质
CN114666581A (zh) 视频编解码的方法和装置
CN112753219A (zh) 用于视频编码的方法和装置
CN112235581B (zh) 视频解码方法、装置、存储介质及电子设备
CN113424541A (zh) 用于变换跳过模式和块差分脉冲编码调制的残差编解码
CN111010579A (zh) 基于成对平均运动矢量预测的视频解码方法和装置
CN113557527A (zh) 通用视频编解码中色彩变换的方法和装置
CN114503570A (zh) 视频编解码的方法和装置
CN114270857A (zh) 用于发信号通知跳过模式标志的方法和装置
CN112235573B (zh) 视频编解码的方法、装置、电子设备、存储介质
CN111836056A (zh) 视频解码的方法和装置、计算机设备和存储介质
CN113661702A (zh) 视频编解码的方法和装置
CN111988631A (zh) 视频编码、解码的方法、装置以及存储介质
CN113475067A (zh) 视频编解码方法及装置
CN112771869A (zh) 小型编码块的简化合并列表构建
CN114450957A (zh) 用于视频编码的方法和装置
CN112135135A (zh) 视频解码方法、装置、计算机设备及存储介质
CN111726622A (zh) 视频解码的方法和装置
CN113841412A (zh) 基于cu的插值滤波器选择的信令

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant