CN113039789A - 视频译码中的依赖于位置的帧内-帧间预测组合 - Google Patents

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Abstract

一种用于对视频数据进行译码的设备，包括处理器，其被配置为：生成用于视频数据的当前块的帧间预测块和帧内预测块；针对要被生成的预测块的每个样本：根据该样本在预测块中的位置来确定用于该样本的第一权重；根据该样本在预测块中的位置来确定用于该样本的第二权重；将第一权重应用于在帧间预测块中的该位置处的样本，以生成经加权的帧间预测样本；将第二权重应用于在帧内预测块中的该位置处的样本，以生成经加权的帧内预测样本；以及使用经加权的帧间预测样本和经加权的帧内预测样本来计算用于在预测块中的该位置处的样本的值；以及使用预测块来对当前块进行译码。

Description

视频译码中的依赖于位置的帧内-帧间预测组合
本申请要求享受于2019年11月14日递交的美国申请No.16/684,379以及于 2018年11月16日递交的美国临时申请No.62/768,655的权益，据此以上申请中的每个申请的全部内容通过引用的方式被并入。
技术领域
本公开内容涉及视频译码。
背景技术
数字视频能力可以被合并到各种各样的设备中，包括数字电视机、数字直播系统、无线广播系统、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机或台式计算机、平板计算机、电子书阅读器、数字相机、数字记录设备、数字媒体播放器、视频游戏设备、视频游戏控制台、蜂窝或卫星无线电电话(所谓的“智能电话”)、视频电话会议设备、视频流设备等。数字视频设备实现视频压缩技术(诸如在由ITU-T H.261、ISO/IEC MPEG-1视频、ITU-T H.262或ISO/IECMPEG-2视频、ITU-T H.263, ISO/IEC MPEG-4视频、ITU-T H.264(也被称为ISO/IEC MPEG-4AVC)(包括其可伸缩视频译码(SVC)和多视图视频译码(MVC)扩展)、以及ITU-T H.265 (也被称为ISO/IEC MPEG-4HEVC)与其扩展、MPEG-2、MPEG-4、ITU-T H.263、 ITU-T H.264/MPEG-4(第10部分，高级视频译码(AVC))、高效率视频译码 (HEVC)标准所定义的标准以及此类标准的扩展中描述的那些技术)。在联合视频专家组(JVET)的2018年4月会议期间，通用视频译码(VVC)标准化活动 (也被称为ITU-T H.266)开始，其中对响应于提案征集而提交的视频压缩技术进行了评估。通过实现这样的视频译码技术，视频设备可以更加高效地发送、接收、编码、解码和/或存储数字视频信息。
视频译码技术包括空间(图片内)预测和/或时间(图片间)预测以减少或去除在视频序列中固有的冗余。对于基于块的视频译码，视频切片(例如，视频帧或视频帧的一部分)可以被分割为视频块，诸如译码树块和译码块。空间或时间预测导致用于要被译码的块的预测块。残差数据表示要被译码的原始块和预测块之间的像素差。为了进一步压缩，可以将残差数据从像素域变换到变换域，导致残差变换系数，残差变换系数然后可以被量化。
发明内容
概括而言，本公开内容描述了与对帧内预测块和帧间预测块进行组合以形成用于视频数据的当前块的预测块有关的技术。具体地，本公开内容描述了用于在组合期间对帧内预测块和帧间预测块的样本进行加权的技术，其中，权重可以被确定为样本的位置的函数。也就是说，对于在帧间预测块和帧内预测块中的同位位置处的两个样本，视频译码器(编码器或解码器)可以基于该位置来确定要被应用的权重。因此，权重可以被称为依赖于位置的。帧内预测块和帧间预测块内的不同位置可以具有不同的相应权重。视频译码器可以将这些权重应用于帧内预测块和帧间预测块的相应样本，然后对这些样本进行组合以生成用于预测块的值，预测块是从用于当前块的帧内预测块和帧间预测块而生成的。然后，视频译码器可以使用预测块来对块进行译码(编码或解码)。
在一个示例中，一种对视频数据进行译码(编码或解码)的方法，包括：生成用于视频数据的当前块的帧间预测块；生成用于所述当前块的帧内预测块；生成用于所述当前块的预测块，其包括：针对所述预测块的每个样本：根据所述样本在所述预测块中的位置来确定用于所述样本的第一权重；根据所述样本在所述预测块中的所述位置来确定用于所述样本的第二权重；将所述第一权重应用于在所述帧间预测块中的所述位置处的样本，以生成经加权的帧间预测样本；将所述第二权重应用于在所述帧内预测块中的所述位置处的样本，以生成经加权的帧内预测样本；以及使用所述经加权的帧间预测样本和所述经加权的帧内预测样本来计算用于在所述预测块中的所述位置处的所述样本的值；以及使用所述预测块来对所述当前块进行译码。
在另一示例中，一种用于对视频数据进行译码(编码或解码)的设备，包括：存储器，其被配置为存储视频数据；以及一个或多个处理器，其在电路中实现并且被配置为：生成用于所述视频数据的当前块的帧间预测块；生成用于所述当前块的帧内预测块；生成用于所述当前块的预测块，其中，为了生成所述预测块，所述一个或多个处理器被配置为：针对所述预测块的每个样本：根据所述样本在所述预测块中的位置来确定用于所述样本的第一权重；根据所述样本在所述预测块中的所述位置来确定用于所述样本的第二权重；将所述第一权重应用于在所述帧间预测块中的所述位置处的样本，以生成经加权的帧间预测样本；将所述第二权重应用于在所述帧内预测块中的所述位置处的样本，以生成经加权的帧内预测样本；以及使用所述经加权的帧间预测样本和所述经加权的帧内预测样本来计算用于在所述预测块中的所述位置处的所述样本的值；以及使用所述预测块来对所述当前块进行译码。
在另一示例中，一种用于对视频数据进行译码(编码或解码)的设备，包括：用于生成用于视频数据的当前块的帧间预测块的单元；用于生成用于所述当前块的帧内预测块的单元；用于生成用于所述当前块的预测块的每个样本的单元，其包括：用于根据所述样本在所述预测块中的位置来确定用于所述样本的第一权重的单元；用于根据所述样本在所述预测块中的所述位置来确定用于所述样本的第二权重的单元；用于将所述第一权重应用于在所述帧间预测块中的所述位置处的样本以生成经加权的帧间预测样本的单元；用于将所述第二权重应用于在所述帧内预测块中的所述位置处的样本以生成经加权的帧内预测样本的单元；以及用于使用所述经加权的帧间预测样本和所述经加权的帧内预测样本来计算用于在所述预测块中的所述位置处的所述样本的值的单元；以及用于使用所述预测块来对所述当前块进行译码的单元。
在另一示例中，一种计算机可读存储介质具有存储在其上的指令，所述指令在被执行时使得处理器进行以下操作：生成用于视频数据的当前块的帧间预测块；生成用于所述当前块的帧内预测块；生成用于所述当前块的预测块，其包括使得所述处理器进行以下操作的指令：针对所述预测块的每个样本：根据所述样本在所述预测块中的位置来确定用于所述样本的第一权重；根据所述样本在所述预测块中的所述位置来确定用于所述样本的第二权重；将所述第一权重应用于在所述帧间预测块中的所述位置处的样本，以生成经加权的帧间预测样本；将所述第二权重应用于在所述帧内预测块中的所述位置处的样本，以生成经加权的帧内预测样本；以及使用所述经加权的帧间预测样本和所述经加权的帧内预测样本来计算用于在所述预测块中的所述位置处的所述样本的值；以及使用所述预测块来对所述当前块进行译码。
在附图和以下描述中阐述了一个或多个示例的细节。根据描述、附图和权利要求，其它特征、目的和优点将是显而易见的。
附图说明
图1是示出可以执行在本公开内容中描述的一种或多种技术的示例视频编码和解码系统的框图。
图2是示出用于一个4x4块内的(0,0)和(1,0)位置的DC模式的依赖于位置的预测组合(PDPC)权重的示例的图。
图3是示出示例帧内预测模式的图。
图4A-4D是示出PDPC定义的概念图。
图5是示出示例帧内预测模式的图。
图6是示出8x4矩形块的示例的框图。
图7A-7C是提供用于在对角方向范围以外的模式的模式映射过程的图示的框图。
图8是示出在VTM2中采用的广角的概念图。
图9是示出在VTM3中采用的更广角的概念图。
图10示出了三角形运动补偿预测的各方面。
图11示出了自适应加权过程的各方面。
图12A和12B是示出用于两个样本的组合的示例的概念图。
图13A-13D是示出参考样本可以如何随着样本的位置而改变的示例的概念图。
图14是示出可以实现在本公开内容中描述的一种或多种技术的示例视频编码器的框图。
图15是示出可以实现在本公开内容中描述的一种或多种技术的示例视频解码器的框图。
图16是示出根据本公开内容的技术的对视频数据进行编码的示例方法的流程图。
图17是示出根据本公开内容的技术的对视频数据进行解码的示例方法的流程图。
具体实施方式
视频译码器(coder)(例如，视频编码器(encoder)或视频解码器(decoder)) 可以使用帧内预测来生成用于当前图片的当前块的预测块。通常，当使用帧内预测来生成预测块时，视频译码器在当前图片中的当前块的左侧的列中和/或在当前图片中的当前块上方的行中确定参考样本集。然后，视频译码器可以使用参考样本来确定预测块中的样本的值。
在高效率视频译码(HEVC)和其它视频译码标准中，视频译码器执行帧内参考平滑，也被称为依赖于模式的帧内平滑(MDIS)。当视频译码器执行帧内参考平滑或MDIS时，视频译码器在使用参考样本来确定预测块中的样本的预测值之前，将滤波器应用于参考样本。例如，视频译码器可以将2抽头线性滤波器或 3抽头(1,2,1)/4滤波器应用于参考样本。在上面的滤波器描述中，“/4”表示通过将结果除以4而进行的归一化。通常，执行帧内参考平滑提高预测精度，尤其是在当前块表示平滑变化的梯度时。
尽管在许多情形下MDIS可以提高预测精度，但是存在其中使用未经滤波的参考样本可能是有益的其它情形。依赖于位置的预测组合(PDPC)是已经被设计以解决这些问题和改进帧内预测的方案。在PDPC方案中，视频译码器基于经滤波的参考样本、未经滤波的参考样本和预测块样本在预测块中的位置来确定预测块样本的值。PDPC方案的使用可以与译码效率增益相关联。例如，可以使用较少的比特来对相同量的视频数据进行编码。
基于块的帧内预测是诸如AVC、HEVC、VVC等的视频标准的一部分。通常，来自邻接的重构块的参考样本行用于预测当前块内的样本。一个或多个样本行可以用于预测。参考样本由典型的帧内预测模式所采用，诸如DC、平面和角度/方向模式。
在ITU-T SG16/Q6文档COM16-C1046，“Position Dependent intra PredictionCombination(PDPC)”中提出了PDPC，并且在以下文档中进一步简化：X.Zhao， V.Seregin，A.Said和M.Karczewicz，“EE1 related:Simplification and extension of PDPC”，第8次JVET会议，澳门，2018年10月，JVET-H0057。在M.Karczewicz 等人，“Description of SDR,HDR and 360°video coding technology proposal by Qualcomm”(其是针对JVET的提案征集的提交稿)，第10次JVET会议，美国加利福尼亚州圣地亚哥，2018年4月，JVET-J0021中，PDPC在无需信令的情况下被应用于平面、DC、水平和垂直模式，如在下文中总结的。在以下文档中，PDPC被进一步扩展到对角方向模式和与对角方向模式邻接的模式：G.Van derAuwera，V.Seregin，A.Said，M.Karczewicz，“Extension of Simplified PDPC toDiagonal Intra Modes”，第10次JVET会议，美国加利福尼亚州圣地亚哥，2018 年4月，JVET-J0069。
本公开内容描述了可以解决以下潜在问题的技术和系统配置。首先，潜在问题是在帧内-帧间混合步骤之前应用PDPC，这可能对译码效率和实现复杂性产生不利影响。第二，在三角形运动补偿预测的情况下，两个三角形预测单元仅被应用于经运动补偿的或经帧间预测的CU。不支持一个帧内三角形预测单元和一个帧间三角形预测单元的混合。在这种情况下，关于如何将PDPC与混合一起应用存在模糊性。第三，在帧内-帧间混合之前，可以将MDIS滤波应用于用于帧内预测的参考样本，这可能对译码效率和实现复杂性产生不利影响。在附图和下面的描述中阐述了本公开内容的一个或多个方面的细节。根据说明书、附图和权利要求，在本公开内容中描述的其它特征、目的和优点将是显而易见的。
图1是示出可以执行本公开内容的技术的示例视频编码和解码系统100的框图。概括而言，本公开内容的技术涉及对视频数据进行译码(编码和/或解码)。通常，视频数据包括用于处理视频的任何数据。因此，视频数据可以包括原始的未经译码的视频、经编码的视频、经解码(例如，经重构)的视频、以及视频元数据(例如，信令数据)。
如图1所示，在该示例中，系统100包括源设备102，源设备102提供要被目的地设备116解码和显示的、经编码的视频数据。具体地，源设备102经由计算机可读介质110来将视频数据提供给目的地设备116。源设备102和目的地设备116可以是各种各样的设备中的任何一种，包括台式计算机、笔记本计算机(即，膝上型计算机)、平板计算机、机顶盒、诸如智能电话之类的电话手机、电视机、相机、显示设备、数字媒体播放器、视频游戏控制台、视频流式传输设备等。在一些情况下，源设备102和目的地设备116可以被配备用于无线通信，并且因此可以被称为无线通信设备。
在图1的示例中，源设备102包括视频源104、存储器106、视频编码器200 以及输出接口108。目的地设备116包括输入接口122、视频解码器300、存储器 120以及显示设备118。根据本公开内容，源设备102的视频编码器200和目的地设备116的视频解码器300可以被配置为应用用于跨分量预测的技术。因此，源设备102表示视频编码设备的示例，而目的地设备116表示视频解码设备的示例。在其它示例中，源设备和目的地设备可以包括其它组件或布置。例如，源设备102可以从诸如外部相机之类的外部视频源接收视频数据。同样，目的地设备 116可以与外部显示设备对接，而不是包括集成显示设备。
如图1所示的系统100仅是一个示例。通常，任何数字视频编码和/或解码设备可以执行用于跨分量预测的技术。源设备102和目的地设备116仅是这样的译码设备的示例，其中，源设备102生成经译码的视频数据以用于传输给目的地设备116。本公开内容将“译码”设备指代为执行对数据的译码(例如，编码和/或解码)的设备。因此，视频编码器200和视频解码器300分别表示译码设备(具体地，视频编码器和视频解码器)的示例。在一些示例中，源设备102和目的地设备116可以以基本上对称的方式进行操作，使得源设备102和目的地设备116 中的每一者都包括视频编码和解码组件。因此，系统100可以支持在视频源设备102和目的地设备116之间的单向或双向视频传输，例如，以用于视频流式传输、视频回放、视频广播或视频电话。
通常，视频源104表示视频数据(即原始的未经译码的视频数据)的源，并且将视频数据的顺序的一系列图片(也被称为“帧”)提供给视频编码器200，视频编码器200对用于图片的数据进行编码。源设备102的视频源104可以包括视频捕获设备，诸如摄像机、包含先前捕获的原始视频的视频存档单元、和/或用于从视频内容提供者接收视频的视频馈送接口。作为另外的替代方式，视频源104 可以生成基于计算机图形的数据作为源视频，或者生成实时视频、被存档的视频和计算机生成的视频的组合。在每种情况下，视频编码器200可以对被捕获的、预捕获的或计算机生成的视频数据进行编码。视频编码器200可以将图片从所接收的顺序(有时被称为“显示顺序”)重新排列为用于译码的译码顺序。视频编码器200可以生成包括经编码的视频数据的比特流。然后，源设备102可以经由输出接口108将经编码的视频数据输出到计算机可读介质110上，以便由例如目的地设备116的输入接口122接收和/或取回。
源设备102的存储器106和目的地设备116的存储器120表示通用存储器。在一些示例中，存储器106、120可以存储原始视频数据，例如，来自视频源104 的原始视频以及来自视频解码器300的原始的经解码的视频数据。另外或替代地，存储器106、120可以存储可由例如视频编码器200和视频解码器300分别执行的软件指令。尽管在该示例中被示为与视频编码器200和视频解码器300分开，但是应当理解的是，视频编码器200和视频解码器300还可以包括用于在功能上类似或等效目的的内部存储器。此外，存储器106、120可以存储例如从视频编码器200输出并且输入到视频解码器300的经编码的视频数据。在一些示例中，存储器106、120的部分可以被分配为一个或多个视频缓冲器，例如，以存储原始的经解码和/或经编码的视频数据。
计算机可读介质110可以表示能够将经编码的视频数据从源设备102输送到目的地设备116的任何类型的介质或设备。在一个示例中，计算机可读介质110 表示通信介质，其使得源设备102能够例如经由射频网络或基于计算机的网络，来实时地向目的地设备116直接发送经编码的视频数据。输出接口108可以根据诸如无线通信协议之类的通信标准来对包括经编码的视频数据的传输信号进行调制，并且输入接口122可以根据诸如无线通信协议之类的通信标准来对所接收的传输信号进行解调。通信介质可以包括无线或有线通信介质中的一者或两者，诸如射频(RF)频谱或一条或多条物理传输线。通信介质可以形成诸如以下各项的基于分组的网络的一部分：局域网、广域网、或诸如互联网之类的全球网络。通信介质可以包括路由器、交换机、基站、或对于促进从源设备102到目的地设备116的通信而言可以有用的任何其它设备。
在一些示例中，源设备102可以将经编码的数据从输出接口108输出到存储设备112。类似地，目的地设备116可以经由输入接口122从存储设备112访问经编码的数据。存储设备112可以包括各种分布式或本地访问的数据存储介质中的任何一种，诸如硬盘驱动器、蓝光光盘、DVD、CD-ROM、闪存、易失性或非易失性存储器、或用于存储经编码的视频数据的任何其它适当的数字存储介质。
在一些示例中，源设备102可以将经编码的视频数据输出到文件服务器114 或者可以存储由源设备102生成的经编码的视频的另一中间存储设备。目的地设备116可以经由流式传输或下载来从文件服务器114存取被存储的视频数据。文件服务器114可以是能够存储经编码的视频数据并且将该经编码的视频数据发送给目的地设备116的任何类型的服务器设备。文件服务器114可以表示网页服务器(例如，用于网站)、文件传输协议(FTP)服务器、内容递送网络设备、或网络附加存储(NAS)设备。目的地设备116可以通过任何标准数据连接(包括互联网连接)来从文件服务器114访问经编码的视频数据。这可以包括适于访问被存储在文件服务器114上的经编码的视频数据的无线信道(例如，Wi-Fi连接)、有线连接(例如，数字用户线(DSL)、电缆调制解调器等)、或这两者的组合。文件服务器114和输入接口122可以被配置为根据以下各项来操作：流传输协议、下载传输协议、或其组合。
输出接口108和输入接口122可以表示无线发射机/接收机、调制解调器、有线联网组件(例如，以太网卡)、根据各种IEEE 802.11标准中的任何一种标准进行操作的无线通信组件、或其它物理组件。在其中输出接口108和输入接口122 包括无线组件的示例中，输出接口108和输入接口122可以被配置为根据蜂窝通信标准(诸如4G、4G-LTE(长期演进)、改进的LTE、5G等)来传输数据(诸如经编码的视频数据)。在其中输出接口108包括无线发射机的一些示例中，输出接口108和输入接口122可以被配置为根据其它无线标准(诸如IEEE802.11 规范、IEEE 802.15规范(例如，ZigBeeTM)、BluetoothTM标准等)来传输数据(诸如经编码的视频数据)。在一些示例中，源设备102和/或目的地设备116可以包括相应的片上系统(SoC)设备。例如，源设备102可以包括用于执行被赋予视频编码器200和/或输出接口108的功能的SoC设备，并且目的地设备116可以包括用于执行被赋予视频解码器300和/或输入接口122的功能的SoC设备。
本公开内容的技术可以应用于视频译码，以支持各种多媒体应用中的任何一种，诸如空中电视广播、有线电视传输、卫星电视传输、互联网流式视频传输(诸如基于HTTP的动态自适应流式传输(DASH))、被编码到数据存储介质上的数字视频、对被存储在数据存储介质上的数字视频的解码、或其它应用。
目的地设备116的输入接口122从计算机可读介质110(例如，存储设备112、文件服务器114等)接收经编码的视频比特流。计算机可读介质110的经编码的视频比特流可以包括由视频编码器200定义的诸如以下语法元素之类的信令信息 (其也被视频解码器300使用)：所述语法元素具有描述视频块或其它译码单元 (例如，切片、图片、图片组、序列等)的特性和/或处理的值。显示设备118将经解码的视频数据的经解码的图片显示给用户。显示设备118可以表示各种显示设备中的任何一种，诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子显示器、有机发光二极管(OLED)显示器、或另一种类型的显示设备。
尽管在图1中未示出，但是在一些示例中，视频编码器200和视频解码器300 可以各自与音频编码器和/或音频解码器集成，并且可以包括适当的MUX-DEMUX单元或其它硬件和/或软件，以处理包括公共数据流中的音频和视频两者的经复用的流。如果适用，MUX-DEMUX单元可以遵循ITU H.223复用器协议或其它协议(诸如用户数据报协议(UDP))。
视频编码器200和视频解码器300各自可以被实现为各种适当的编码器和/ 或解码器电路(例如，处理电路)中的任何一种，诸如一个或多个微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、分立逻辑、固定功能电路、可编程处理电路、硬件、固件、硬件实现的软件、或其任何组合。当所述技术部分地用软件实现时，设备可以将用于软件的指令存储在适当的非暂时性计算机可读介质中，并且使用一个或多个处理器，用硬件来执行指令以执行本公开内容的技术。视频编码器200和视频解码器300中的每一者可以被包括在一个或多个编码器或解码器中，编码器或解码器中的任一者可以被集成为相应设备中的组合编码器/解码器(CODEC)的一部分。包括视频编码器200 和/或视频解码器300的设备可以包括集成电路、微处理器、和/或无线通信设备 (诸如蜂窝电话)。
视频编码器200和视频解码器300可以根据视频译码标准(诸如ITU-T H.265 (也被称为高效率视频译码(HEVC)标准)或对其的扩展(诸如多视图和/或可伸缩视频译码扩展))进行操作。替代地，视频编码器200和视频解码器300可以根据其它专有或行业标准(诸如联合探索测试模型(JEM))进行操作。然而，本公开内容的技术并不限于任何特定的译码标准。
通常，视频编码器200和视频解码器300可以执行对图片的基于块的译码。术语“块”通常指代包括要被处理的(例如，在编码和/或解码过程中要被编码、被解码或以其它方式使用的)数据的结构。例如，块可以包括亮度和/或色度数据的样本的二维矩阵。通常，视频编码器200和视频解码器300可以对以YUV(例如，Y、Cb、Cr)格式表示的视频数据进行译码。也就是说，并不是对用于图片的样本的红色、绿色和蓝色(RGB)数据进行译码，视频编码器200和视频解码器300可以对亮度和色度分量进行译码，其中，色度分量可以包括红色色相和蓝色色相色度分量两者。在一些示例中，视频编码器200在进行编码之前将所接收的经RGB格式化的数据转换为YUV表示，并且视频解码器300将YUV表示转换为RGB格式。替代地，预处理和后处理单元(未示出)可以执行这些转换。
概括而言，本公开内容可以涉及对图片的译码(例如，编码和解码)以包括对图片的数据进行编码或解码的过程。类似地，本公开内容可以涉及对图片的块的译码以包括对用于块的数据进行编码或解码(例如，预测和/或残差译码)的过程。经编码的视频比特流通常包括用于表示译码决策(例如，译码模式)以及将图片分割为块的语法元素的一系列值。因此，关于对图片或块进行译码的引用通常应当被理解为对用于形成图片或块的语法元素的值进行译码。
HEVC定义了各种块，包括译码单元(CU)、预测单元(PU)和变换单元(TU)。根据HEVC，视频译码器(诸如视频编码器200)根据四叉树结构来将译码树单元(CTU)分割为CU。也就是说，视频译码器将CTU和CU分割为四个相等的、不重叠的正方形，并且四叉树的每个节点具有零个或四个子节点。没有子节点的节点可以被称为“叶节点”，并且这种叶节点的CU可以包括一个或多个PU和/ 或一个或多个TU。视频译码器可以进一步分割PU和TU。例如，在HEVC中，残差四叉树(RQT)表示对TU的分区。在HEVC中，PU表示帧间预测数据，而TU表示残差数据。经帧内预测的CU包括帧内预测信息，诸如帧内模式指示。
作为另一示例，视频编码器200和视频解码器300可以被配置为根据JEM或 VVC进行操作。根据JEM或VVC的示例，视频译码器(诸如视频编码器200) 将图片分割为多个译码树单元(CTU)。视频编码器200可以根据树结构(诸如四叉树-二叉树(QTBT)结构或多类型树(MTT)结构)分割CTU。QTBT结构去除了多种分割类型的概念，诸如在HEVC的CU、PU和TU之间的分开。QTBT 结构包括两个级别：根据四叉树分割而被分割的第一级别、以及根据二叉树分割而被分割的第二级别。QTBT结构的根节点对应于CTU。二叉树的叶节点对应于译码单元(CU)。
在MTT分割结构中，可以使用四叉树(QT)分割、二叉树(BT)分割以及一种或多种类型的三叉树(TT)(也被称为三元树(TT))分割来对块进行分割。三叉树或三元树分割是其中块被分为三个子块的分割。在一些示例中，三叉树或三元树分割将块划分为三个子块，而不通过中心划分原始块。MTT中的分割类型 (例如，QT、BT和TT)可以是对称的或不对称的。
在一些示例中，视频编码器200和视频解码器300可以使用单个QTBT或 MTT结构来表示亮度分量和色度分量中的每一者，而在其它示例中，视频编码器200和视频解码器300可以使用两个或更多个QTBT或MTT结构，诸如用于亮度分量的一个QTBT/MTT结构以及用于两个色度分量的另一个QTBT/MTT结构(或者用于相应色度分量的两个QTBT/MTT结构)。
视频编码器200和视频解码器300可以被配置为使用每HEVC的四叉树分割、QTBT分割、MTT分割、或其它分割结构。为了解释的目的，关于QTBT分割给出了本公开内容的技术的描述。然而，应当理解的是，本公开内容的技术还可以应用于被配置为使用四叉树分割或者还使用其它类型的分割的视频译码器。
可以以各种方式在图片中对块(例如，CTU或CU)进行分组。作为一个示例，砖块可以指代图片中的特定瓦片(tile)内的CTU行的矩形区域。瓦片可以是图片中的特定瓦片列和特定瓦片行内的CTU的矩形区域。瓦片列指代CTU的矩形区域，其具有等于图片的高度的高度以及由语法元素(例如，诸如在图片参数集中)指定的宽度。瓦片行指代CTU的矩形区域，其具有由语法元素指定的高度(例如，诸如在图片参数集中)以及等于图片的宽度的宽度。
在一些示例中，可以将瓦片分割为多个砖块，每个砖块可以包括瓦片内的一个或多个CTU行。没有被分割为多个砖块的瓦片也可以被称为砖块。然而，作为瓦片的真实子集的砖块可以不被称为瓦片。
图片中的砖块也可以以切片来排列。切片可以是图片的整数个砖块，其可以唯一地被包含在单个网络抽象层(NAL)单元中。在一些示例中，切片包括多个完整的瓦片或者仅包括一个瓦片的完整砖块的连续序列。
本公开内容可以互换地使用“NxN”和“N乘N”来指代块(诸如CU或其它视频块)在垂直和水平维度方面的样本大小，例如，16x16个样本或16乘16 个样本。通常，16x16 CU将在垂直方向上具有16个样本(y＝16)，并且在水平方向上将具有16个样本(x＝16)。同样地，NxN CU通常在垂直方向上具有N 个样本，并且在水平方向上具有N个样本，其中N表示非负整数值。CU中的样本可以按行和列来排列。此外，CU不一定需要在水平方向上具有与在垂直方向上相同的数量的样本。例如，CU可以包括NxM个样本，其中M不一定等于N。
视频编码器200对用于CU的表示预测和/或残差信息以及其它信息的视频数据进行编码。预测信息指示将如何预测CU以便形成用于CU的预测块。残差信息通常表示在编码之前的CU的样本与预测块之间的逐样本差。
为了预测CU，视频编码器200通常可以通过帧间预测或帧内预测来形成用于CU的预测块。帧间预测通常指代根据先前译码的图片的数据来预测CU，而帧内预测通常指代根据同一图片的先前译码的数据来预测CU。为了执行帧间预测，视频编码器200可以使用一个或多个运动矢量来生成预测块。视频编码器200 通常可以执行运动搜索，以识别例如在CU与参考块之间的差异方面与CU紧密匹配的参考块。视频编码器200可以使用绝对差之和(SAD)、平方差之和(SSD)、平均绝对差(MAD)、均方差(MSD)、或其它这种差计算来计算差度量，以确定参考块是否与当前CU紧密匹配。在一些示例中，视频编码器200可以使用单向预测或双向预测来预测当前CU。
JEM还提供仿射运动补偿模式，其可以被认为是帧间预测模式。在仿射运动补偿模式下，视频编码器200可以确定表示非平移运动(诸如放大或缩小、旋转、透视运动或其它不规则的运动类型)的两个或更多个运动矢量。
为了执行帧内预测，视频编码器200可以选择帧内预测模式来生成预测块。 JEM提供六十七种帧内预测模式，包括各种方向模式、以及平面模式和DC模式。通常，视频编码器200选择帧内预测模式，帧内预测模式描述要根据其来预测当前块(例如，CU的块)的样本的、当前块的相邻样本。假定视频编码器200以光栅扫描顺序(从左到右、从上到下)对CTU和CU进行译码，则这样的样本通常可以是在与当前块相同的图片中在当前块的上方、左上方或左侧。
视频编码器200对表示用于当前块的预测模式的数据进行编码。例如，对于帧间预测模式，视频编码器200可以对表示使用各种可用帧间预测模式中的哪一种的数据以及用于对应模式的运动信息进行编码。对于单向或双向帧间预测，例如，视频编码器200可以使用高级运动矢量预测(AMVP)或合并模式来对运动矢量进行编码。视频编码器200可以使用类似的模式来对用于仿射运动补偿模式的运动矢量进行编码。
在诸如对块的帧内预测或帧间预测之类的预测之后，视频编码器200可以计算用于该块的残差数据。残差数据(诸如残差块)表示在块与用于该块的预测块之间的逐样本差，该预测块是使用对应的预测模式来形成的。视频编码器200可以将一个或多个变换应用于残差块，以在变换域中而非在样本域中产生经变换的数据。例如，视频编码器200可以将离散余弦变换(DCT)、整数变换、小波变换或概念上类似的变换应用于残差视频数据。另外，视频编码器200可以在第一变换之后应用二次变换，诸如依赖于模式的不可分离二次变换(MDNSST)、依赖于信号的变换、Karhunen-Loeve变换(KLT)等。视频编码器200在应用一个或多个变换之后产生变换系数。
如上所述，在任何变换以产生变换系数之后，视频编码器200可以执行对变换系数的量化。量化通常指代如下的过程：在该过程中，对变换系数进行量化以可能减少用于表示这些系数的数据量，从而提供进一步的压缩。通过执行量化过程，视频编码器200可以减小与一些或所有系数相关联的比特深度。例如，视频编码器200可以在量化期间将n比特的值向下舍入为m比特的值，其中n大于m。在一些示例中，为了执行量化，视频编码器200可以执行对要被量化的值的按位右移。
在量化之后，视频编码器200可以扫描变换系数，从而从包括经量化的变换系数的二维矩阵产生一维矢量。可以将扫描设计为将较高能量(并且因此较低频率)的系数放在矢量的前面，并且将较低能量(并且因此较高频率)的变换系数放在矢量的后面。在一些示例中，视频编码器200可以利用预定义的扫描顺序来扫描经量化的变换系数以产生经串行化的矢量，并且然后对矢量的经量化的变换系数进行熵编码。在其它示例中，视频编码器200可以执行自适应扫描。在扫描经量化的变换系数以形成一维矢量之后，视频编码器200可以例如根据上下文自适应二进制算术译码(CABAC)来对一维矢量进行熵编码。视频编码器200还可以对用于描述与经编码的视频数据相关联的元数据的语法元素的值进行熵编码，以供视频解码器300在对视频数据进行解码时使用。
为了执行CABAC，视频编码器200可以将上下文模型内的上下文分配给要被发送的符号。上下文可以涉及例如符号的相邻值是否为零值。概率确定可以是基于被分配给符号的上下文的。
视频编码器200还可以例如在图片报头、块报头、切片报头中为视频解码器 300生成语法数据(诸如基于块的语法数据、基于图片的语法数据和基于序列的语法数据)、或其它语法数据(诸如序列参数集(SPS)、图片参数集(PPS)或视频参数集(VPS))。同样地，视频解码器300可以对这样的语法数据进行解码以确定如何解码对应的视频数据。
以这种方式，视频编码器200可以生成比特流，其包括经编码的视频数据，例如，描述将图片分割为块(例如，CU)以及用于该块的预测和/或残差信息的语法元素。最终，视频解码器300可以接收比特流并且对经编码的视频数据进行解码。
通常，视频解码器300执行与由视频编码器200执行的过程相反的过程，以对比特流的经编码的视频数据进行解码。例如，视频解码器300可以使用CABAC，以与视频编码器200的CABAC编码过程基本上类似的、但是相反的方式来对用于比特流的语法元素的值进行解码。语法元素可以定义用于将图片分割为CTU、以及根据对应的分割结构(诸如QTBT结构)对每个CTU进行分割以定义CTU 的CU的分割信息。语法元素还可以定义用于视频数据的块(例如，CU)的预测和残差信息。
残差信息可以由例如经量化的变换系数来表示。视频解码器300可以对块的经量化的变换系数进行逆量化和逆变换以重现用于该块的残差块。视频解码器 300使用经信号通知的预测模式(帧内预测或帧间预测)和相关的预测信息(例如，用于帧间预测的运动信息)来形成用于该块的预测块。视频解码器300然后可以对预测块和残差块(在逐个样本的基础上)进行组合以重现原始块。视频解码器300可以执行额外处理，诸如执行去块过程以减少沿着块的边界的视觉伪影。
概括而言，本公开内容可能涉及“用信号通知”某些信息(诸如语法元素)。术语“用信号通知”通常可以指代对用于语法元素的值和/或用于对经编码的视频数据进行解码的其它数据的传送。也就是说，视频编码器200可以在比特流中用信号通知用于语法元素的值。通常，用信号通知指代在比特流中生成值。如上所述，源设备102可以基本上实时地或不是实时地(诸如可能在将语法元素存储到存储设备112以供目的地设备116稍后取回时发生)将比特流传输到目的地设备 116。
根据PDPC的各方面，利用帧内预测模式(DC、平面、角度)来预测位于(x, y)处的预测样本pred(x,y)，并且使用用于单个参考样本行的PDPC表达式来修改其值：
pred(x,y)＝(wL×R-1,y+wT×Rx,-1–wTL×R-1,-1+(64–wL–wT+wTL)×pred(x,y) +32)>>6
(Eq.1)
其中，Rx,-1、R-1,y分别表示位于当前样本(x,y)的顶部和左侧的参考样本，并且R-1,-1表示位于当前块的左上角的参考样本。对于DC模式，如下计算用于具有尺寸 width和height的块的权重：
wT＝32>>((y<<1)>>shift),wL＝32>>((x<<1)>>shift),wTL＝ (wL>>4)+(wT>>4)，
其中，shift＝(log2(width)+log2(height)+2)>>2，而对于平面模式，wTL＝0，对于水平模式，wTL＝wT，并且对于垂直模式，wTL ＝wL。可以仅利用相加和移位来计算PDPC权重。可以使用Eq.1在单个步骤中计算pred(x,y)的值。
在一些示例中，视频编码器200和视频解码器300可以被配置为执行帧内预测块(其可能已经被应用了PDPC)和帧间预测块的加权组合，其中，权重可以是依赖于样本位置的。也就是说，视频编码器200和视频解码器300可以基于帧间预测块和帧内预测块的每个样本的位置来确定用于对应样本的权重。因此，对于每个样本，视频编码器200和视频解码器300可以确定对应权重，并且然后，在组合帧间预测块和帧内预测块以形成用于当前块的预测块时，将权重应用于帧间预测块和帧内预测块的同位样本。视频编码器200可以使用预测块来对当前块进行编码，而视频解码器300可以使用预测块来对当前块进行解码。
用于给定样本位置的权重可以被设置为具有共同总和。例如，被应用于在帧间预测块和帧内预测块内的共同位置处同位的样本的权重的总和可以合计达针对权重的上限值，例如32。因此，要被应用于位置(x,y)处的帧间预测块样本的权重可以是例如wB(x,y)，并且要被应用于位置(x,y)处的帧内预测块样本的权重可以是例如(32–wB(x,y))。此外，不同的位置可以具有不同的相应权重值。因此，权重值wB(x1,y1)可以不同于权重值wB(x2,y2)。
图2是示出用于一个4x4块内的(0,0)和(1,0)位置的DC模式PDPC权重(wL, wT,wTL)的示例的图。如果PDPC被应用于DC、平面、水平和垂直帧内模式，则不应用额外的边界滤波器，诸如DC模式边界滤波器或水平/垂直模式边缘滤波器。Eq.1等式可以被一般化以包括额外的参考样本行。在这种情况下，在Rx,-1、 R-1,y、R-1,-1的邻域中，多个参考样本是可用的，并且每个参考样本可以具有被分配的权重，该权重可以例如通过训练来优化。
临时美国专利申请号62/651,424(于2018年4月2日提交的，并且其全部内容通过引用的方式被并入本文中)将PDPC扩展到对角帧内模式和与对角模式邻接的角度模式。预期的对角帧内模式是根据左下方向和右上方向进行预测的模式以及若干种邻接的角度模式(例如，在左下对角模式和垂直模式之间的N种邻接模式、以及在右上对角模式和水平模式之间的N或M种邻接模式)。
图3是示出角度模式的标识的图。通常，邻接模式可以是可用角度模式的选择子集。角度模式之间的间隔可以是不均匀的，并且可以跳过一些角度模式。
图4A-4D是示出PDPC定义的概念图。图4A示出了针对PDPC扩展到右上对角模式的参考样本Rx,-1、R-1,y和R-1,-1的定义。预测样本pred(x’,y’)位于预测块内的(x’,y’)处。参考样本Rx,-1的坐标x是通过以下项给出的：x＝x’+y’+1，并且参考样本R-1,y的坐标y类似地是通过以下项给出的：y＝x’+y’+1。用于右上对角模式的PDPC权重例如为：
wT＝16>>((y’<<1)>>shift)，wL＝16>>((x’<<1)>>shift)，wTL＝0。
类似地，图4B示出了针对PDPC扩展到左下对角模式的参考样本Rx,-1、R-1,y和 R-1,-1的定义。参考样本Rx,-1的坐标x是通过以下项给出的：x＝x’+y’+1，并且参考样本R-1,y的坐标y是：y＝x’+y’+1。用于右上对角模式的PDPC权重例如为：
wT＝16>>((y’<<1)>>shift)，wL＝16>>((x’<<1)>>shift)，wTL＝0。
在图4C中示出了邻接的右上对角模式的情况。通常，对于在图3中定义的角度α，参考样本R-1,y的y坐标是如下确定的：y＝y’+tan(α)×(x’+1)，并且Rx,-1的x坐标是通过以下项来给出的：x＝x’+cotan(α)×(y’+1)，其中tan(α)和cotan(α) 分别是角度α的正切和余切。用于邻接的右上对角模式的PDPC权重例如为：
wT＝32>>((y’<<1)>>shift)，wL＝32>>((x’<<1)>>shift)，wTL＝0，或者wT ＝32>>((y’<<1)>>shift)，wL＝0，wTL＝0。
类似地，在图4D中示出了邻接的左下对角模式的情况。通常，对于在图3 中定义的角度β，参考样本Rx,-1的x坐标是如下确定的：x＝x’+tan(β)×(y’+1)，并且R-1,y的y坐标是通过以下项来给出的：y＝y’+cotan(β)×(x’+1)，其中，tan(β) 和cotan(β)分别是角度β的正切和余切。用于邻接的左下对角模式的PDPC权重例如为：
wL＝32>>((x’<<1)>>shift)，wT＝32>>((y’<<1)>>shift)，wTL＝0，或者 wL＝32>>((x’<<1)>>shift)，wT＝0，wTL＝0。
与针对DC、平面、水平和垂直模式PDPC一样，可以不存在额外的边界滤波(例如，在以下文档中指定的：J.Chen、E.Alshina、G.J.Sullivan、J.-R.Ohm 和J.Boyce，“Algorithmdescription of Joint Exploration Test Model 7”，第7次JVET 会议，意大利都灵，2017年7月，JVET-G1001)。
图5是示出示例帧内预测模式的图。帧内预测的示例是广角帧内预测。在一些示例中，亮度块的帧内预测包括35种模式，包括平面预测模式、DC预测模式和33种角度(或方向)预测模式。用于正方形块的方向预测使用VVC测试模型 2(VTM2)中的在当前块的-135度到45度之间的方向(参见J.Chen，Y.Ye和 S.Kim，“Algorithm description for VersatileVideo Coding and Test Model 2 (VTM2)”，第11次JVET会议，斯洛文尼亚卢布尔雅那，2018年7月，JVET-K1002)，如图5所示。如下面的表1所示，对帧内预测的35种模式进行索引。
表1-帧内预测模式和相关联的名称的规范
帧内预测模式 相关联的名称
0 INTRA_PLANAR
1 INTRA_DC
2..34 INTRA_ANGULAR2..INTRA_ANGULAR34
在VTM2中，用于指定用于帧内预测的预测块的块结构不限于正方形(宽度 w＝高度h)。基于内容的特性，矩形预测块(w>h或w<h)可以提高译码效率。
在这样的矩形块中，将帧内预测的方向限制在-135度到45度内可能导致其中使用较远的参考样本而不是较近的参考样本来进行帧内预测的情形。这样的设计很可能对译码效率具有负面影响。可能更有益的是，使限制范围放宽，以便使用较近的参考样本(超过-135到45度的角度)进行预测。在图6中给出了这样的情况的示例。
图6是示出8x4矩形块的示例的框图。在图6的示例中，由于帧内预测方向被限制在-135度到45度的范围内，因此不使用“较近的”参考样本(由圆圈3002 指示)，而可能使用“较远的”参考样本(由圆圈3006指示)。也就是说，在图6 的示例中，在-135度内但是与圆圈3002所指示的那些样本相比较远的一些参考样本可能被使用，而一些参考样本不被使用，尽管它们与其它样本相比较为接近，例如，与圆圈3006所指示的样本相比较为接近。
图7A-7C是提供用于在对角方向范围以外的模式的模式映射过程的图示的框图。在图7A中，正方形块不需要角度模式重映射。图7B示出了用于水平非正方形块的角度模式重映射。图7C示出了用于垂直非正方形块的角度模式重映射。
图8是示出在VTM2中采用的广角的框图。在第12次JVET会议期间，在 VVC测试模型3(VTM3)中采用了对广角帧内预测的修改，其细节可从以下文档得到：(i)L.Zhao，X.Zhao，S.Liu和X.Li，“CE3-related:Unification of angular intra prediction for squareand non-square blocks”，第12次JVET会议，中国澳门特别行政区，2018年10月，JVET-L0279；(ii)J.Chen，Y.Ye和S.Kim，“Algorithm description for Versatile VideoCoding and Test Model 3(VTM3)”，第12次JVET会议，中国澳门特别行政区，2018年10月，JVET-L1002；以及(iii)B.Bross，J.Chen 和S.Liu，“Versatile Video Coding(Draft 3)”，第12次JVET会议，中国澳门特别行政区，2018年10月，JVET-L1001。
这种采用包括两种修改，以统一用于正方形和非正方形块的角度帧内预测。首先，修改角度预测方向以覆盖所有块形状的对角方向。第二，如图7所示和上文所描述的，对于所有块纵横比(正方形和非正方形)，所有角度方向都被保持在左下对角方向和右上对角方向之间的范围内。此外，对于所有块形状，顶部参考行和左侧参考列中的参考样本数量被限制为2*width+1and 2*height+1。在图8的示例中，除了65种角度模式之外，还描绘了广角(-1到-10，以及67到 76)。
图9是示出在VTM3中采用的更广角的概念图。尽管VTM3定义了95种模式，但是对于任何块大小，仅允许67种模式。所允许的确切模式取决于块宽与块高的比。这是通过限制用于特定块大小的模式范围来完成的。图9提供了在 VTM3中(总共93种角度模式)的超出模式2和66的广角(-1到-14，以及67 到80)的图示。
下面的表2指定了在VTM3中在predModeIntra和角度参数intraPredAngle 之间的映射表，其进一步细节可从以下文档得到：B.Bross，J.Chen和S.Liu，“Versatile VideoCoding(Draft 3)”，第12次JVET会议，中国澳门特别行政区， 2018年10月，JVET-L1001。
Figure BDA0003058151630000191
Figure BDA0003058151630000201
表2 可以如下基于intraPredAngle来推导角度参数倒数invAngle。
Figure BDA0003058151630000202
注意的是，如同在VTM3规范中的情况一样，作为32的倍数(在该示例中，即0、32、64、128、256、512的值)的intraPredAngle值可以与来自非分数参考阵列样本的预测相对应。下面的表3示出了与各种块纵横比相对应的对角模式。
表3:与各种块纵横比相对应的对角模式
Figure BDA0003058151630000203
Figure BDA0003058151630000211
在本公开内容的以下部分中描述了MDIS和参考样本插值。在HEVC中，在帧内预测之前，潜在地使用2抽头线性或3抽头(1,2,1)/4滤波器来对相邻参考样本进行滤波。这个过程被称为帧内参考平滑或依赖于模式的帧内平滑(MDIS)。在MDIS中，在给定帧内预测模式索引predModeIntra和块大小nTbS的情况下，决定是否执行参考平滑过程，并且如果执行的话，则使用哪个平滑滤波器。以下文本是来自HEVC规范的相关段落：
“8.4.4.2.3相邻样本的滤波过程
该过程的输入为：
–相邻样本p[x][y]，其中x＝-1，y＝-1..nTbS*2–1，以及x＝0..nTbS*2–1， y＝-1，
–指定变换块大小的变量nTbS。
该过程的输入是经滤波的样本pF[x][y]，其中，x＝-1， y＝-1..nTbS*2–1，以及x＝0..nTbS*2-，y＝-1。
如下推导变量filterFlag：
–如果以下条件中的一个或多个条件为真，则filterFlag被设置为等于0：
–predModeIntra等于INTRA_DC。
–nTbS等于4。
–否则，以下适用：
–变量minDistVerHor被设置为等于Min(Abs(predModeIntra-26)， Abs(predModeIntra-10))。
–在表8-3中指定了变量intraHorVerDistThres[nTbS]。
–如下推导变量filterFlag：
–如果minDistVerHor大于intraHorVerDistThres[nTbS]，则filterFlag被设置为等于1。
–否则，filterFlag被设置为等于0。
表8-3-用于各种变换块大小的intraHorVerDistThres[nTbS]的规范
Figure BDA0003058151630000221
当filterFlag等于1时，以下适用：
–如下推导变量biIntFlag：
–如果以下条件中的所有条件为真，则biIntFlag被设置为等于1：
–strong_intra_smoothing_enabled_flag等于1
–nTbS等于32
–Abs(p[-1][-1]+p[nTbS*2-1][-1]–2*p[nTbS-1][-1])<(1< <(BitDepthY-5))
–Abs(p[-1][-1]+p[-1][nTbS*2-1]–2*p[-1][nTbS-1])<(1< <(BitDepthY-5))
–否则，biIntFlag被设置为等于0。
–如下执行滤波：
–如果biIntFlag等于1，则如下推导经滤波的样本值pF[x][y]，其中，x＝-1， y＝-1..63，以及x＝0..63，y＝-1：
pF[-1][-1]＝p[-1][-1] (8-30)
pF[-1][y]＝((63-y)*p[-1][-1]+(y+1)*p[-1][63]+32)>>6 对于y＝0..62 (8-31)
pF[-1][63]＝p[-1][63] 8-32)
pF[x][-1]＝((63-x)*p[-1][-1]+(x+1)*p[63][-1]+32)>>6 对于x＝0..62 (8-33)
pF[63][-1]＝p[63][-1] (8-34)
–否则(biIntFlag等于0),如下推导经滤波的样本值pF[x][y]，其中，x＝-1， y＝-1..nTbS*2–1，以及x＝0..nTbS*2–1，y＝-1：
pF[-1][-1]＝(p[-1][0]+2*p[-1][-1]+p[0][-1]+2)>>2 (8-35)
pF[-1][y]＝(p[-1][y+1]+2*p[-1][y]+p[-1][y-1]+2)>>2，对于y＝0..nTbS*2-2 (8-36)
pF[-1][nTbS*2-1]＝p[-1][nTbS*2-1] (8-37)
pF[x][-1]＝(p[x-1][-1]+2*p[x][-1]+p[x+1][-1]+2)>>2，对于x＝0..nTbS*2-2(8-38)
pF[nTbS*2-1][-1]＝p[nTbS*2-1][-1]
(8-39)”
在JVET活动期间，定义了联合探索测试模型(JEM)版本7(其进一步细节可从以下文档得到：J.Chen，E.Alshina，G.J.Sullivan，J.-R.Ohm和J.Boyce，“Algorithmdescription of Joint Exploration Test Model 7”，第7次JVET会议，意大利都灵，2017年7月，JVET-G1001)，并且针对亮度块包括以下版本的MDIS 表：
Figure BDA0003058151630000231
Figure BDA0003058151630000241
表4
在JEM7中如下定义块大小索引：
sizeIndex＝(log2(BlockWidth)–2+log2(BlockHeight)–2)/2+2–1
如下确定是否将[1 2 1]/4平滑滤波器应用于帧内参考样本：
IntraModeDiff＝min(abs(IntraModeIdx-HOR_IDX),abs(IntraModeIdx– VER_IDX))
其中，HOR_IDX＝18，并且VER_IDX＝50，因为除了平面(IntraModeIdx＝0) 和DC(IntraModeIdx＝1)模式以外，JEM7还具有65种方向帧内模式 (IntraModeIdx 2-66)。以下条件确定是否应用平滑滤波器：
IF IntraModeDiff>Threshold[sizeIndex]THEN“apply smoothing filter”
在联合视频专家组(JVET)以及其VVC测试模型版本3(VTM3)(B.Bross， J.Chen和S.Liu，“Versatile Video Coding(Draft 3)”，第12次JVET会议，中国澳门特别行政区，2018年10月，JVET-L1001)。包括以下MDIS表：
sizeIndex Threshold[sizeIndex]
0 20
1 20
2 20
3 14
4 2
5 0
6 0
7 0
表5
在VTM3中如下定义块大小索引：
sizeIndex＝(log2(BlockWidth)+log2(BlockHeight))/2
如下确定是将[1 2 1]/4平滑滤波器应用于非分数帧内参考样本还是针对分数参考样本位置而言在平滑(例如，高斯插值)和非平滑(例如，三次插值)之间切换插值滤波器(同样参见以下临时美国专利申请：于2018年9月14日提交的 No.62/731,723、于2018年9月5日提交的No.62/727,341、以及于2018年7月 2日提交的No.62/693,266，以上申请中的每个申请的全部内容通过引用方式被并入本文中；以及B.Bross，J.Chen和S.Liu，“VersatileVideo Coding(Draft 3)”，第12次JVET会议，中国澳门特别行政区，2018年10月，JVET-L1001)： IntraModeDiff＝min(abs(IntraModeIdx-HOR_IDX),abs(IntraModeIdx– VER_IDX))
其中，HOR_IDX＝18，并且VER_IDX＝50，以及以下条件：
IF IntraModeDiff>Threshold[sizeIndex]THEN“apply smoothing”
在VTM3中，对于具有索引<2或>66的广角模式，将帧内平滑条件设置为等于真。原因在于，在广角帧内预测的情况下，两个垂直邻接的预测样本可能使用两个非邻接参考样本。
在以下文档中讨论了帧内-帧间预测混合的各方面：M.-S.Chiang，C.-W.Hsu， Y.-W.Huang和S.-M.Lei，“CE10.1.1:Multi-hypothesis prediction for improving AMVPmode,skip or merge mode,and intra mode”，第12次JVET会议，中国澳门特别行政区，2018年10月，JVET-L0100。引号标记放在两端的以下文本提供了帧内-帧间预测混合的概述：
“提出了多假设预测以改进AMVP模式、跳过或合并模式以及帧内模式。提出了多假设预测以改进在图片间当中的现有预测模式，包括高级运动矢量预测 (AMVP)模式的单向预测、跳过和合并模式、以及帧内模式。一般的概念是将现有预测模式与额外的合并索引预测进行组合。合并索引预测是在合并模式下执行的，其中，用信号通知合并索引以获取用于运动补偿预测的运动信息。最终预测是合并索引预测和由现有预测模式生成的预测的加权平均，其中，根据组合，应用不同的权重。
分别对三种帧间组合预测模式进行了测试，以将合并索引预测与AMVP模式的单向预测、合并模式和帧内模式进行组合。当与AMVP模式的单向预测进行组合时，使用在AMVP模式下的原始语法元素来获取一个运动，而使用合并索引来获取另一运动，其中总共使用两个假设。当与合并模式进行组合时，使用对随后合并候选的隐式选择来获取额外的运动信息，而不用信号通知任何额外合并索引，其中最多使用两个假设。在与帧内模式进行组合时，应用用于帧间译码单元 (CU)中的合并模式的帧内模式的显式信令以生成组合预测，其中使用来自帧内模式的一个或多个假设。同时，还测试了用于根据组合来生成最终预测的不同权重。
当应用多假设预测以改进帧内模式时，多假设预测将一个帧内预测和一个合并索引预测进行组合。在合并CU中，针对合并模式用信号通知一个标志，以用于当该标志为真时从帧内候选列表中选择帧内模式。对于亮度分量，从包括DC、平面、水平和垂直模式的4种帧内预测模式来推导帧内候选列表，并且根据块形状，帧内候选列表的大小可以是3或4。当CU宽度大于CU高度的两倍时，水平模式不包括帧内模式列表，并且当CU高度大于CU宽度的两倍时，从帧内模式列表中去除垂直模式。使用加权平均来将通过帧内模式索引选择的一种帧内预测模式和通过合并索引选择的一种合并索引预测进行组合。对于色度分量，DM 可以在没有额外信令的情况下应用。如下描述了用于对预测进行组合的权重。当选择DC或平面模式或者CB宽度或高度小于4时，应用相等的权重。对于具有大于或等于4的CB宽度和高度的那些CB，当选择水平/垂直模式时，首先将一个CB垂直地/水平地拆分为四个面积相等的区域。将对相应区域应用每个权重集合，其被表示为(w_intrai,w_interi)，其中，i从1到4，并且(w_intra1,w_inter1)＝(6, 2),(w_intra2,w_inter2)＝(5,3)，(w_intra3,w_inter3)＝(3,5)，以及(w_intra4,w_inter4) ＝(2,6)。(w_intra1,w_inter1)是用于最接近参考样本的区域，并且(w_intra4,w_inter4) 是用于距参考样本最远的区域。然后，通过对两个加权预测求和并且右移3比特，可以计算出组合预测。此外，可以保存用于预测器的帧内假设的帧内预测模式，以供后续相邻CU的参考。”
在以下文档中描述了三角形运动补偿预测的各方面：R.-L.Liao和C.S.Lim，“CE10.3.1.b:Triangular prediction unit mode”，第12次JVET会议，中国澳门特别行政区，2018年10月，JVET-L0124。引号标记放在两端并且参考图10的以下文本提供了三角形运动补偿预测的概述。
“在三角形预测单元模式下，可以使用两个三角形预测单元，在对角方向或逆对角方向上拆分CU。CU中的每个三角形预测单元都具有其自己的单向预测运动矢量和参考帧索引，其是从单向预测候选列表来推导的。三角形分割仅被应用于运动补偿预测，这意味着变换和量化过程被应用于通过将两个三角形组合在一起而形成的整个CU。三角形预测单元模式仅被应用于如下的CU：其块大小大于或等于8×8并且其译码预测模式为跳过或合并模式。如图10所示，其将CU在对角方向或逆对角方向上拆分为两个三角形预测单元。”
以下文档还描述了自适应加权过程的各方面：R.-L.Liao和C.S.Lim，“CE10.3.1.b:Triangular prediction unit mode”，第12次JVET会议，中国澳门特别行政区，2018年10月，JVET-L0124。引号标记放在两端并且参考图11的以下文本提供了自适应加权过程的概述：
“在预测每个三角形预测单元之后，将自适应加权过程应用于两个三角形预测单元之间的对角边缘，以推导用于整个CU的最终预测。如下列出两个加权因子组：
·第一加权因子组：{7/8,6/8,4/8,2/8,1/8}和{7/8,4/8,1/8}分别用于亮度和色度样本；
·第二加权因子组：{7/8,6/8,5/8,4/8,3/8,2/8,1/8}和{6/8,4/8,2/8}分别用于亮度和色度样本。
基于对两个三角形预测单元的运动矢量的比较来选择一个加权因子组。当两个三角形预测单元的参考图片彼此不同或其运动矢量差大于16个像素时，使用第二加权因子组。否则，使用第一加权因子组。在图11中示出了示例。”
上述各种技术提出了一个或多个潜在问题/难题。例如，使位于(x,y)处的预测样本intraPred(x,y)是利用帧内预测模式(DC、平面、角度)进行预测的，并且其值是使用用于单个参考样本行的PDPC表达式来修改的，以如下获得 intraPredPDPC(x,y)预测样本：
intraPredPDPC(x,y)＝(wL×R-1,y+wT×Rx,-1–wTL×R-1,-1+(64–wL–wT+ wTL)×intraPred(x,y)+32)>>6
其中，Rx,-1、R-1,y分别表示位于当前样本(x,y)的顶部和左侧的参考样本，并且R-1,-1表示位于当前块的左上角的参考样本。帧内-帧间预测将该预测样本 intraPredPDPC(x,y)与合并模式预测interPred(x,y)混合，例如，如下通过简单平均：
intraInterPred(x,y)＝(intraPredPDPC(x,y)+interPred(x,y)+1)>>1 潜在难题是在帧内-帧间混合步骤之前应用PDPC，这可能对译码效率和实现复杂性产生不利影响。
第二，在三角形运动补偿预测的情况下，仅将两个三角形预测单元应用于经运动补偿或经帧内预测的CU。不支持一个帧内三角形预测单元和一个帧间三角形预测单元的混合。在这种情况下，关于如何将PDPC与混合一起应用存在模糊性。
第三，在帧内-帧间混合之前，可以将MDIS滤波应用于针对帧内预测的参考样本，这可能对译码效率和实现复杂性产生不利影响。
本公开内容描述了解决以上列出的潜在问题中的一项或多项的各种技术。在各个示例中，下面描述的技术可以减轻这些潜在问题中的一个或多个潜在问题，并且在其它示例中，这些技术可以消除这些潜在问题中的一个或多个潜在问题。可以单独地实现本公开内容的技术，或者在一些示例中，可以实现这些技术的各种组合，无论是同时实现还是以任何串行序列来实现。
基于根据本公开内容的一些示例，视频编码器200和/或视频解码器300可以通过将帧内模式与PDPC一起使用来预测帧内块样本intraPredPDPC(x,y)，并且可以通过以下示例帧内-帧间预测混合过程之一来将帧间预测块样本interPred(x,y) 混合在一起：
a.平均:
intraInterPred(x,y)＝(intraPredPDPC(x,y)+interPred(x,y)+1)>>1
b.利用独立于位置的权重参数wB进行加权，例如，如果wB值范围为0…32：
intraInterPred(x,y)＝(wB×intraPredPDPC(x,y)+(32–wB)×interPred(x,y)+16)>>5
c.利用依赖于位置的权重参数wB(x,y)进行加权，例如，如果wB(x,y)值范围为0…32：
intraInterPred(x,y)＝(wB(x,y)×intraPredPDPC(x,y)+(32–wB(x,y))×interPred(x,y)+16)>>5
d.视频编码器200和/或视频解码器300可以使权重依赖于帧内模式，例如，对于平面、DC、定向或广角方向模式，可以应用不同的独立于位置或依赖于位置的权重。
e.视频编码器200和/或视频解码器300可以使权重依赖于帧间模式或运动数据。
f.视频编码器200和/或视频解码器300可以使权重依赖于块尺寸(宽度、高度)、块面积、块形状(正方形、矩形、三角形……)。
g.视频编码器200和/或视频解码器300可以通过应用权重来完全或部分地禁用帧内-帧间预测混合，使得在每块或每块样本仅选择帧内或帧间模式中的一者。例如，以这种方式，当前块内的预测单元可以被定义为具有各种形状(例如，三角形单元)。
h.视频编码器200和/或视频解码器300可以基于在比特流(参数集、图片报头、瓦片报头、切片报头等)中译码的标志或值或者基于依赖于块尺寸、块面积、块形状、预测模式的条件来启用或禁用帧内-帧间预测混合。
基于根据本公开内容的一些示例，视频编码器200和/或视频解码器300可以通过使用帧内模式(即在不使用PDPC的情况下)来预测帧内块样本 intraPred(x,y)。在这些示例中，视频编码器200和/或视频解码器300可以通过以下示例帧内-帧间预测混合过程之一来将帧间预测块样本interPred(x,y)混合在一起：
a.平均:
intraInterPred(x,y)＝(intraPred(x,y)+interPred(x,y)+1)>>1
b.利用独立于位置的权重参数wB进行加权，例如，如果wB值范围为0…32：
intraInterPred(x,y)＝(wB×intraPred(x,y)+(32–wB)×interPred(x,y)+ 16)>>5
c.利用依赖于位置的权重参数wB(x,y)进行加权，例如，如果wB(x,y)值范围为0…32：
intraInterPred(x,y)＝(wB(x,y)×intraPred(x,y)+(32–wB(x,y))×interPred(x,y)+16)>>5
d.视频编码器200和/或视频解码器300可以使权重依赖于帧内模式，例如，对于平面、DC、定向或广角方向模式，可以应用不同的独立于位置或依赖于位置的权重。
e.视频编码器200和/或视频解码器300可以使权重取决于帧间模式或运动数据。
f.视频编码器200和/或视频解码器300可以使权重依赖于块尺寸(宽度、高度)、块尺寸(宽度、高度)、块面积、块形状(正方形、矩形、三角形……)。
g.视频编码器200和/或视频解码器300可以通过应用权重来完全或部分地禁用帧内-帧间预测混合，使得在每块或每块样本仅选择帧内或帧间模式中的一者。例如，以这种方式，当前块内的预测单元可以被定义为具有各种形状(例如，三角形单元)。
h.视频编码器200和/或视频解码器300可以基于在比特流(参数集、图片报头、瓦片报头、切片报头等)中译码的标志或值或者基于取决于块尺寸、块面积、块形状、预测模式的条件来启用或禁用帧内-帧间预测混合。
基于根据本公开内容的一些示例，视频编码器200和/或视频解码器300可以通过使用帧内模式(即在不使用PDPC的情况下或利用PDPC的情况下)来预测帧内块样本intraPred(x,y)。在这些示例中，视频编码器200和/或视频解码器300 可以通过以下示例帧内-帧间预测混合过程之一，将帧间预测块样本interPred(x,y) 与来自在当前块的左侧或顶部的一个或多个行的相邻重构参考样本混合在一起：
a.对intraPred(x,y)和interPred(x,y)进行平均，并且通过应用权重来将该平均值与相邻重构参考样本混合在一起：
intraInterPred(x,y)＝(wL×R-1,y+wT×Rx,-1–wTL×R-1,-1+(64–wL–wT+ wTL)×((intrapred(x,y)+interpred(x,y)+1)>>1)+32)>>6
其中，Rx,-1,R-1,y分别表示位于当前样本(x,y)的顶部和左侧的参考样本，并且R-1,-1表示位于当前块的左上角的参考样本。
i.权重wL、wT、wTL可以是独立于位置的。
ii.权重wL、wT、wTL可以是依赖于位置的，并且可以被计算或被存储在表或模板中。
iii.权重wL、wT、wTL可以是独立于位置的，并且在混合过程中依赖于预测块的帧内模式、或帧间模式(或运动数据)、或两种模式。
iv.权重wL、wT、wTL可以是依赖于位置的，并且依赖于帧内模式，例如，可以应用与帧内模式相对应的PDPC权重(例如，DC模式权重)：
wT＝32>>((y<<1)>>shift),wL＝32>>((x<<1)>>shift),wTL＝ (wL>>4)+(wT>>4),
其中，shift＝(log2(width)+log2(height)+2)>>2
v.权重wL、wT、wTL可以是依赖于位置的，并且依赖于帧间模式或运动数据，例如运动矢量预测。
b.利用独立于位置的权重wB来对intraPred(x,y)和interPred(x,y)进行加权，并且通过应用权重来将该加权平均值与相邻重构参考样本混合在一起：
intraInterPred(x,y)＝(wL×R-1,y+wT×Rx,-1–wTL×R-1,-1+(64–wL–wT+ wTL)×((wB×intrapred(x,y)+(32–wB)×interpred(x,y)+16)>>5) +32)>>6
c.利用依赖于位置的权重wB(x,y)来对intraPred(x,y)和interPred(x,y)进行加权，并且通过应用权重来将该加权平均值与相邻重构参考样本混合在一起：
intraInterPred(x,y)＝(wL×R-1,y+wT×Rx,-1–wTL×R-1,-1+(64–wL–wT+ wTL)×((wB(x,y)×intrapred(x,y)+(32–wB(x,y))×interPred(x,y)+16)>> 5)+32)>>6
d.权重可以依赖于帧内模式，例如，对于平面、DC、方向或广角方向模式，可以应用不同的独立于位置或依赖于位置的权重。
e.权重可以依赖于帧间模式或运动数据。
f.权重可以依赖于块尺寸(宽度、高度)、块面积、块形状(正方形、矩形、三角形……)。
g.可以通过应用权重来完全或部分地禁用帧内-帧间预测混合，使得在每块或每块样本仅选择帧内或帧间模式中的一者。例如，以这种方式，当前块内的预测单元可以被定义为具有各种形状(例如，三角形单元)。
h.可以基于在比特流(参数集、图片报头、瓦片报头、切片报头等)中译码的标志或值或者基于依赖于块尺寸、块面积、块形状、预测模式的条件来禁用帧内-帧间预测混合。
i.可以利用平滑滤波器、双边滤波器等对相邻重构参考样本进行滤波。可以应用依赖于帧内模式和块大小的MDIS条件，以确定是使用未经滤波的参考样本还是经滤波的参考样本，或者可以应用基于帧间模式、运动数据、帧内模式、块尺寸、块面积、块形状等的条件。该信息可以从相邻块、当前块或同位块获得。
根据本公开内容的一些示例，视频编码器200和/或视频解码器300可以从所有帧内模式或从选择的帧内模式集合(例如，平面、DC、水平、垂直)中选择帧内模式，或者可以仅允许单一帧内模式(例如，平面)。所允许的帧内模式可以依赖于相邻块的模式。
根据本公开内容的一些示例，视频编码器200和/或视频解码器300可以从所有帧间模式或从选择的帧间模式集合(例如，跳过、合并)中选择帧间模式，或者可以仅允许单一帧间模式(例如，合并)。所允许的帧间模式可以依赖于相邻块或同位块的模式。
根据本公开内容的一些示例，帧内-帧间混合可以使用两个以上的预测，例如，两个帧间预测和一个帧内预测。根据这些示例中的一些示例，可以使用来自当前块的左侧或顶部的一个或多个行的相邻重构参考样本。
根据本公开内容的一些示例，当使用三角形预测块来对块进行译码时，可以将类似于PDPC的组合应用于一个或多个三角形预测块。类似于PDPC的组合可以涉及将(通过预测方法获得的)临时预测样本值与一个或多个相邻参考样本进行组合。在一些情况下，组合可以针对组合中的每个项使用不同的权重。在一些这样的情况下，权重可以依赖于当前样本相对于当前三角形块或当前块的位置。下面列出了这些示例的各种实现方式：
a.在一些示例中，参考样本还可以引用属于当前块的三角形预测块的样本。
b.在一个示例中，分别针对左侧、顶部、左上部和右侧参考样本定义wL、wT、 wTL和wR权重。可以如下定义用于位置(x,y)处的样本s(x,y)的类似于PDPC 的组合：
pred(x,y)＝(wL×Rx1(x),y1(x)+wT×Rx2(x),y2(x)+wR×Rx3(x),y3(x)–wTL× R-1,-1+(64–wL–wT–wR+wTL)×s(x,y)+32)>>6
其中，(xN(x),yN(x))分别指定用于针对样本s(x,y)的类似于PDPC的组合的左侧、顶部、右侧参考样本的样本位置。
图12A和12B是示出用于两个样本的组合的示例的概念图。在图12A和12B 中，8x8块被拆分为两个三角形分区块。权重可以被定义为与基于距样本s(x,y) 的距离和移位操作而针对PDPC定义的权重类似。权重也可以依赖于用于预测的模式。图12A示出了如何使用参考样本T、L、R和TL来将类似于PDPC的组合应用于样本S。对于样本S的不同位置，参考样本改变。S是当前样本，并且L、 R、T和TL分别为S的左侧、右侧、顶部和左上部参考样本。
图13A-13D是示出参考样本可以如何根据样本S的位置而改变的示例的概念图。在一个示例中，定义权重，使得权重仅针对在创建两个三角形分区的对角线的某一距离(例如，两个或三个样本值)内的一些样本而是非零的。在另一示例中，一个或多个参考样本的位置可以是与该样本相对应的行索引的函数；在另一实施例中，一个或多个参考样本的位置可以是与该样本相对应的列索引的函数。例如，图13A-13D示出了左侧参考样本如何针对样本的特定邻域而变化，其中箭头示出了样本和参考样本相对于图13A中的样本如何移动。图13B-13D中的箭头指示样本相对于图13A的移位。在图13A-13D中，S为当前样本，并且L、R、T和TL分别为S的左侧、右侧、顶部和左上部参考样本。在图13B中，T、S和 R被向右移位。在图13C中，T被向右移位，而L、S和R被向右下移位。在图 13D中，T被向右移动2，L被向右下移位，而S和R被向下移位并且向右移位2。
在一些示例中，类似于PDPC的组合可能不适用于当前块的分区块，例如当前块中的第一三角形块。在其它示例中，对于分区块(例如，第一分区块)，与参考样本中的一个或多个参考样本相关联的权重可以被设置为等于0。在图13B 中，当首先重构左侧三角形分区块时，与右侧参考样本相关联的权重可以被设置为等于0。
c)在一个示例中，可以将类似于PDPC的组合应用于经帧内译码的块、经帧间译码的块或帧内-帧间预测混合块。在其它示例中，可以将类似于PDPC 的组合应用于经帧内译码或经帧间译码的块；然后，可以使用另一种组合 (例如，使用PDPC)来将一个或多个这样的组合块混合。
d)在一个示例中，将PDPC应用于一个或多个三角形预测块可以通过视频编码器200在比特流中用信号通知给视频解码器300的指示符来控制(例如，指定PDPC被应用于三角形预测块的标志)、或者由译码器根据块大小、用于预测的模式、或当前块或相邻块的其它特性来推断/推导。
图14是示出可以执行本公开内容的技术的示例视频编码器200的框图。图 14是出于解释的目的而提供的，并且不应当被认为对在本公开内容中泛泛地举例说明和描述的技术进行限制。出于解释的目的，本公开内容在视频译码标准(诸如HEVC视频译码标准和处于开发中的H.266视频译码标准)的背景下描述了视频编码器200。然而，本公开内容的技术不限于这些视频译码标准，并且一般地适用于视频编码和解码。
在图14的示例中，视频编码器200包括视频数据存储器230、模式选择单元 202、残差生成单元204、变换处理单元206、量化单元208、逆量化单元210、逆变换处理单元212、重构单元214、滤波器单元216、解码图片缓冲器(DPB) 218和熵编码单元220。视频数据存储器230、模式选择单元202、残差生成单元 204、变换处理单元206、量化单元208、逆量化单元210、逆变换处理单元212、重构单元214、滤波器单元216、DPB 218和熵编码单元220中的任何一者或全部可以在一个或多个处理器中或者在处理电路中实现。此外，视频编码器200可以包括额外或替代的处理器或处理电路以执行这些和其它功能。视频编码器200 可以包括的处理电路的非限制性示例是固定功能电路、可编程电路和ASIC。
视频数据存储器230可以存储要由视频编码器200的组件来编码的视频数据。视频编码器200可以从例如视频源104(图1)接收被存储在视频数据存储器230中的视频数据。DPB 218可以充当参考图片存储器，其存储参考视频数据以在由视频编码器200对后续视频数据进行预测时使用。视频数据存储器230和 DPB 218可以由各种存储器设备中的任何一种形成，诸如动态随机存取存储器 (DRAM)(包括同步DRAM(SDRAM))、磁阻RAM(MRAM)、电阻性RAM (RRAM)、或其它类型的存储器设备。视频数据存储器230和DPB 218可以由相同的存储器设备或单独的存储器设备来提供。在各个示例中，视频数据存储器 230可以与视频编码器200的其它组件在芯片上(如图所示)，或者相对于那些组件在芯片外。
在本公开内容中，对视频数据存储器230的引用不应当被解释为限于在视频编码器200内部的存储器(除非如此具体地描述)，或者不限于在视频编码器200 外部的存储器(除非如此具体地描述)。确切而言，对视频数据存储器230的引用应当被理解为存储视频编码器200接收以用于编码的视频数据(例如，用于要被编码的当前块的视频数据)的参考存储器。图1的存储器106还可以提供对来自视频编码器200的各个单元的输出的临时存储。
示出了图14的各个单元以帮助理解由视频编码器200执行的操作。这些单元可以被实现为固定功能电路、可编程电路、或其组合。固定功能电路指代提供特定功能并且关于可以执行的操作而预先设置的电路。可编程电路指代可以被编程以执行各种任务并且以可以执行的操作来提供灵活功能的电路。例如，可编程电路可以执行软件或固件，软件或固件使得可编程电路以软件或固件的指令所定义的方式进行操作。固定功能电路可以执行软件指令(例如，以接收参数或输出参数)，但是固定功能电路执行的操作类型通常是不可变的。在一些示例中，这些单元中的一个或多个单元可以是不同的电路块(固定功能或可编程)，并且在一些示例中，一个或多个单元可以是集成电路。
视频编码器200可以包括由可编程电路形成的算术逻辑单元(ALU)、基本功能单元(EFU)、数字电路、模拟电路和/或可编程核。在其中使用由可编程电路执行的软件来执行视频编码器200的操作的示例中，存储器106(图1)可以存储视频编码器200接收并且执行的软件的目标代码，或者视频编码器200内的另一存储器(未示出)可以存储这样的指令。
视频数据存储器230被配置为存储所接收的视频数据。视频编码器200可以从视频数据存储器230取回视频数据的图片，并且将视频数据提供给残差生成单元204和模式选择单元202。视频数据存储器230中的视频数据可以是要被编码的原始视频数据。
模式选择单元202包括运动估计单元222、运动补偿单元224和帧内预测单元226。模式选择单元202可以包括额外功能单元，其根据其它预测模式来执行视频预测。作为示例，模式选择单元202可以包括调色板单元、块内复制单元(其可以是运动估计单元222和/或运动补偿单元224的一部分)、仿射单元、线性模型(LM)单元等。
模式选择单元202通常协调多个编码通路(pass)，以测试编码参数的组合以及针对这样的组合所得到的率失真值。编码参数可以包括将CTU分割为CU、用于CU的预测模式、用于CU的残差数据的变换类型、用于CU的残差数据的量化参数等。模式选择单元202可以最终选择编码参数的具有比其它测试的组合更佳的率失真值的组合。
视频编码器200可以将从视频数据存储器230取回的图片分割为一系列 CTU，并且将一个或多个CTU封装在切片内。模式选择单元202可以根据树结构(诸如上述HEVC的QTBT结构或四叉树结构)来分割图片的CTU。如上所述，视频编码器200可以通过根据树结构来分割CTU，从而形成一个或多个CU。这样的CU通常也可以被称为“视频块”或“块”。
通常，模式选择单元202还控制其组件(例如，运动估计单元222、运动补偿单元224和帧内预测单元226)以生成用于当前块(例如，当前CU，或者在 HEVC中为PU和TU的重叠部分)的预测块。为了对当前块进行帧间预测，运动估计单元222可以执行运动搜索以识别在一个或多个参考图片(例如，被存储在DPB 218中的一个或多个先前译码的图片)中的一个或多个紧密匹配的参考块。具体地，运动估计单元222可以例如根据绝对差之和(SAD)、平方差之和 (SSD)、平均绝对差(MAD)、均方差(MSD)等，来计算表示潜在参考块将与当前块的类似程度的值。运动估计单元222通常可以使用在当前块与所考虑的参考块之间的逐样本差来执行这些计算。运动估计单元222可以识别从这些计算所得到的具有最低值的参考块，其指示与当前块最紧密匹配的参考块。
运动估计单元222可以形成一个或多个运动矢量(MV)，所述运动矢量限定相对于当前块在当前图片中的位置而言参考块在参考图片中的的位置。然后，运动估计单元222可以将运动矢量提供给运动补偿单元224。例如，对于单向帧间预测，运动估计单元222可以提供单个运动矢量，而对于双向帧间预测，运动估计单元222可以提供两个运动矢量。然后，运动补偿单元224可以使用运动矢量来生成预测块。例如，运动补偿单元224可以使用运动矢量来取回参考块的数据。作为另一示例，如果运动矢量具有分数样本精度，则运动补偿单元224可以根据一个或多个插值滤波器来对用于预测块的值进行插值。此外，对于双向帧间预测，运动补偿单元224可以取回用于由相应的运动矢量标识的两个参考块的数据并且例如通过逐样本平均或加权平均来将所取回的数据进行组合。
作为另一示例，对于帧内预测或帧内预测译码，帧内预测单元226可以根据与当前块相邻的样本来生成预测块。例如，对于方向模式，帧内预测单元226通常可以在数学上将相邻样本的值进行组合，并且跨当前块在所定义的方向上填充这些计算出的值以产生预测块。作为另一示例，对于DC模式，帧内预测单元226 可以计算当前块的相邻样本的平均值，并且生成预测块以包括针对预测块的每个样本所得到的平均值。在一些示例中，用于DC模式的DC值可以为零，在这种情况下，帧内预测单元226可以生成具有全零值样本的帧内预测块。
根据本公开内容的技术，模式选择单元202还可以使得运动估计单元222和运动补偿单元224生成用于视频数据的当前块的帧间预测块，并且使得帧内预测单元226生成用于当前块的帧内预测块。根据本公开内容的技术，模式选择单元 202可以将帧间预测块和帧内预测块进行组合，以生成用于当前块的预测块。例如，模式选择单元202在生成预测块时可以执行对帧间预测块和帧内预测块的样本的依赖于位置的加权。也就是说，对于要被生成的预测块的每个样本，模式选择单元202可以确定与该样本在预测块中的位置相对应的依赖于位置的权重。
然后，模式选择单元202可以将权重应用于帧内预测块和帧间预测块的在对应位置处的对应样本，以生成用于预测块的样本。由于权重可以依赖于位置，因此不同位置可以具有用于帧间和帧内预测样本的不同权重。在一些示例中，所有的帧间和帧内预测权重集合可以合计达相同的值，例如，上界范围值(诸如32)。也就是说，对于预测块中的每个位置(x,y)，帧内预测权重和帧间预测权重的总和可以是32。因此，帧间预测权重可以例如是wB(x,y)，并且帧内预测权重可以是 (32–wB(x,y))。
在一个示例中，为了计算用于预测块的样本的值，模式选择单元202可以针对每个样本执行以下函数：(wB(x,y)x intraPredPDPC(x,y)+(32–wB(x,y)x interPred(x,y)+16)>>5，其中，(x,y)表示该样本在预测块中的位置， intraPredPDPC(x,y)表示在帧内预测块中的位置(x,y)处的样本，interPred(x,y)表示在帧间预测块中的位置(x,y)处的样本，wB(x,y)表示第一权重，(32–wB(x,y))表示第二权重，以及“>>”表示按位右移运算符。
作为一个替代示例，为了计算用于预测块的样本的值，模式选择单元202可以针对每个样本执行以下函数：(wL×Rx-1,y+wT×Rx,y-1–wTL×R-1,-1+(64–wL –wT+wTL)×((intrapred(x,y)+interpred(x,y)+1)>>1)+32)>>6，其中， Rx-1,y表示与在当前块中的该位置处的样本左侧相邻的重构参考样本，Rx,y-1表示与在当前块的该位置处的样本上方相邻的重构参考样本，wL表示左侧相邻权重，wT表示上方相邻权重，wTL表示左上部权重，R-1,-1表示在当前块的左上角的参考样本，以及“>>”表示按位右移运算符。
模式选择单元202将预测块提供给残差生成单元204。残差生成单元204从视频数据存储器230接收当前块的原始的未经译码的版本，并且从模式选择单元 202接收预测块。残差生成单元204计算在当前块与预测块之间的逐样本差。所得到的逐样本差定义了用于当前块的残差块。在一些示例中，残差生成单元204 可以确定在残差块中的样本值之间的差，以使用残差差分脉冲译码调制 (RDPCM)来生成残差块。在一些示例中，可以使用执行二进制减法的一个或多个减法器电路来形成残差生成单元204。
在其中模式选择单元202将CU分割为PU的示例中，每个PU可以与亮度预测单元和对应的色度预测单元相关联。视频编码器200和视频解码器300可以支持具有各种大小的PU。如上所指出的，CU的大小可以指代CU的亮度译码块的大小，而PU的大小可以指代PU的亮度预测单元的大小。假定特定CU的大小为2Nx2N，则视频编码器200可以支持用于帧内预测的2Nx2N或NxN的PU 大小、以及用于帧间预测的2Nx2N、2NxN、Nx2N、NxN或类似的对称的PU大小。视频编码器200和视频解码器300还可以支持针对用于帧间预测的2NxnU、 2NxnD、nLx2N和nRx2N的PU大小的非对称分割。
在其中模式选择单元202不将CU进一步分割为PU的示例中，每个CU可以与亮度译码块和对应的色度译码块相关联。如上所述，CU的大小可以指代CU 的亮度译码块的大小。视频编码器200和视频解码器300可以支持2Nx2N、2NxN 或Nx2N的CU大小。
对于其它视频译码技术(举几个示例，诸如块内复制模式译码、仿射模式译码和线性模型(LM)模式译码)，模式选择单元202经由与译码技术相关联的相应单元来生成用于正被编码的当前块的预测块。在一些示例中(诸如调色板模式译码)，模式选择单元202可以不生成预测块，而是替代地生成指示基于所选择的调色板来重构块的方式的语法元素。在这样的模式下，模式选择单元202可以将这些语法元素提供给熵编码单元220以进行编码。
如上所述，残差生成单元204接收用于当前块和对应的预测块的视频数据。然后，残差生成单元204为当前块生成残差块。为了生成残差块，残差生成单元 204计算在预测块与当前块之间的逐样本差。
变换处理单元206将一种或多种变换应用于残差块，以生成变换系数的块(本文中被称为“变换系数块”)。变换处理单元206可以将各种变换应用于残差块，以形成变换系数块。例如，变换处理单元206可以将离散余弦变换(DCT)、方向变换、Karhunen-Loeve变换(KLT)、或概念上类似的变换应用于残差块。在一些示例中，变换处理单元206可以对残差块执行多种变换，例如，初级变换和二次变换(诸如旋转变换)。在一些示例中，变换处理单元206不对残差块应用变换。
量化单元208可以对变换系数块中的变换系数进行量化，以产生经量化的变换系数块。量化单元208可以根据与当前块相关联的量化参数(QP)值来对变换系数块的变换系数进行量化。视频编码器200(例如，经由模式选择单元202) 可以通过调整与CU相关联的QP值来调整被应用于与当前块相关联的系数块的量化程度。量化可能引起信息损失，并且因此，经量化的变换系数可能具有与变换处理单元206所产生的原始变换系数相比较低的精度。
逆量化单元210和逆变换处理单元212可以将逆量化和逆变换分别应用于经量化的变换系数块，以从变换系数块重构残差块。重构单元214可以基于经重构的残差块和由模式选择单元202生成的预测块来产生与当前块相对应的重构块 (尽管潜在地具有某种程度的失真)。例如，重构单元214可以将经重构的残差块的样本与来自模式选择单元202所生成的预测块的对应样本相加，以产生经重构的块。
滤波器单元216可以对经重构的块执行一个或多个滤波器操作。例如，滤波器单元216可以执行去块操作以减少沿着CU的边缘的块效应伪影。在一些示例中，可以跳过滤波器单元216的操作。
视频编码器200将经重构的块存储在DPB 218中。例如，在其中不需要滤波器单元216的操作的示例中，重构单元214可以将经重构的块存储到DPB 218中。在其中需要滤波器单元216的操作的示例中，滤波器单元216可以将经滤波的重构块存储到DPB 218中。运动估计单元222和运动补偿单元224可以从DPB 218 取回由经重构的(并且潜在地经滤波的)块形成的参考图片，以对后续编码的图片的块进行帧间预测。另外，帧内预测单元226可以使用在DPB 218中的当前图片的经重构的块来对当前图片中的其它块进行帧内预测。
通常，熵编码单元220可以对从视频编码器200的其它功能组件接收的语法元素进行熵编码。例如，熵编码单元220可以对来自量化单元208的经量化的变换系数块进行熵编码。作为另一示例，熵编码单元220可以对来自模式选择单元 202的预测语法元素(例如，用于帧间预测的运动信息或用于帧内预测的帧内模式信息)进行熵编码。熵编码单元220可以对作为视频数据的另一示例的语法元素执行一个或多个熵编码操作，以生成经熵编码的数据。例如，熵编码单元220 可以执行上下文自适应变长译码(CAVLC)操作、CABAC操作、可变-可变(V2V) 长度译码操作、基于语法的上下文自适应二进制算术译码(SBAC)操作、概率区间分割熵(PIPE)译码操作、指数哥伦布编码操作、或对数据的另一种类型的熵编码操作。在一些示例中，熵编码单元220可以在其中语法元素未被熵编码的旁路模式下操作。
视频编码器200可以输出比特流，其包括用于重构切片或图片的块所需要的经熵编码的语法元素。具体地，熵编码单元220可以输出比特流。
关于块描述了上述操作。这样的描述应当被理解为用于亮度译码块和/或色度译码块的操作。如上所述，在一些示例中，亮度译码块和色度译码块是CU的亮度分量和色度分量。在一些示例中，亮度译码块和色度译码块是PU的亮度分量和色度分量。
在一些示例中，不需要针对色度译码块重复关于亮度编码块执行的操作。作为一个示例，不需要重复用于识别用于亮度译码块的运动矢量(MV)和参考图片的操作来识别用于色度块的MV和参考图片。确切而言，可以对用于亮度译码块的MV进行缩放以确定用于色度块的MV，并且参考图片可以是相同的。作为另一示例，对于亮度译码块和色度译码块，帧内预测过程可以是相同的。
以这种方式，视频编码器200表示视频译码器的示例，其包括：存储器，其被配置为存储视频数据；以及一个或多个处理器，其在电路中实现并且被配置为：生成用于视频数据的当前块的帧间预测块；生成用于当前块的帧内预测块；生成用于当前块的预测块，其中，为了生成预测块，一个或多个处理器被配置为：针对预测块的每个样本：根据该样本在预测块中的位置来确定用于该样本的第一权重；根据该样本在预测块中的位置来确定用于该样本的第二权重；将第一权重应用于在帧间预测块中的该位置处的样本，以生成经加权的帧间预测样本；将第二权重应用于在帧内预测块中的该位置处的样本，以生成经加权的帧内预测样本；以及使用经加权的帧间预测样本和经加权的帧内预测样本来计算用于在预测块中的该位置处的样本的值；以及使用预测块来对当前块进行译码。
图15是示出可以执行本公开内容的技术的示例视频解码器300的框图。图 15是出于解释的目的而提供的，并且不对在本公开内容中泛泛地举例说明和描述的技术进行限制。出于解释的目的，本公开内容根据JEM和HEVC的技术描述了视频解码器300。然而，本公开内容的技术可以由被配置用于其它视频译码标准的视频译码设备来执行。
在图15的示例中，视频解码器300包括译码图片缓冲器(CPB)存储器320、熵解码单元302、预测处理单元304、逆量化单元306、逆变换处理单元308、重构单元310、滤波器单元312和解码图片缓冲器(DPB)314。CPB存储器320、熵解码单元302、预测处理单元304、逆量化单元306、逆变换处理单元308、重构单元310、滤波器单元312和DPB 314中的任何一者或全部可以在一个或多个处理器中或在处理电路中实现。此外，视频解码器300可以包括额外的或替代的处理器或处理电路，以执行这些和其它功能。视频解码器300可以包括的处理电路的非限制性示例是固定功能电路、可编程电路和ASIC。
预测处理单元304包括运动补偿单元316和帧内预测单元318。预测处理单元304可以包括加法单元，其根据其它预测模式来执行预测。作为示例，预测处理单元304可以包括调色板单元、块内复制单元(其可以形成运动补偿单元316 的一部分)、仿射单元、线性模型(LM)单元等。在其它示例中，视频解码器300 可以包括更多、更少或不同的功能组件。
CPB存储器320可以存储要由视频解码器300的组件解码的视频数据，诸如经编码的视频比特流。例如，可以从计算机可读介质110(图1)获得被存储在 CPB存储器320中的视频数据。CPB存储器320可以包括存储来自经编码的视频比特流的经编码的视频数据(例如，语法元素)的CPB。此外，CPB存储器320 可以存储除了经译码的图片的语法元素之外的视频数据，诸如表示来自视频解码器300的各个单元的输出的临时数据。DPB 314通常存储经解码的图片，视频解码器300可以输出经解码的图片，和/或在解码经编码的视频比特流的后续数据或图片时使用经解码的图片作为参考视频数据。CPB存储器320和DPB 314可以由各种存储器设备中的任何一种形成，诸如动态随机存取存储器(DRAM)，包括同步DRAM(SDRAM)、磁阻RAM(MRAM)、电阻式RAM(RRAM)、或其它类型的存储器设备。CPB存储器320和DPB 314可以由相同的存储器设备或单独的存储器设备来提供。在各个示例中，CPB存储器320可以与视频解码器300 的其它组件在芯片上，或者相对于那些组件在芯片外。
另外或替代地，在一些示例中，视频解码器300可以从存储器120(图1) 取回经译码的视频数据。也就是说，存储器120可以如上文所讨论地利用CPB存储器320来存储数据。同样，当视频解码器300的一些或全部功能是用要被视频解码器300的处理电路执行的软件来实现时，存储器120可以存储要被视频解码器300执行的指令。
示出了图15中示出的各个单元以帮助理解由视频解码器300执行的操作。这些单元可以被实现为固定功能电路、可编程电路、或其组合。类似于图14，固定功能电路指代提供特定功能并且关于可以执行的操作而预先设置的电路。可编程电路指代可以被编程以执行各种任务并且以可以执行的操作来提供灵活功能的电路。例如，可编程电路可以执行软件或固件，软件或固件使得可编程电路以软件或固件的指令所定义的方式进行操作。固定功能电路可以执行软件指令(例如，以接收参数或输出参数)，但是固定功能电路执行的操作的类型通常是不可变的。在一些示例中，这些单元中的一个或多个单元可以是不同的电路块(固定功能或可编程)，并且在一些示例中，一个或多个单元可以是集成电路。
视频解码器300可以包括由可编程电路形成的ALU、EFU、数字电路、模拟电路和/或可编程核。在其中由在可编程电路上执行的软件执行视频解码器300的操作的示例中，片上或片外存储器可以存储视频解码器300接收并且执行的软件的指令(例如，目标代码)。
熵解码单元302可以从CPB接收经编码的视频数据，并且对视频数据进行熵解码以重现语法元素。预测处理单元304、逆量化单元306、逆变换处理单元308、重构单元310和滤波器单元312可以基于从比特流中提取的语法元素来生成经解码的视频数据。
通常，视频解码器300逐块地重构图片。视频解码器300可以单独地对每个块执行重构操作(其中，当前正在被重构(即，被解码)的块可以被称为“当前块”)。
熵解码单元302可以对定义经量化的变换系数块的经量化的变换系数的语法元素以及诸如量化参数(QP)和/或变换模式指示之类的变换信息进行熵解码。逆量化单元306可以使用与经量化的变换系数块相关联的QP来确定量化程度，并且同样地，确定供逆量化单元306应用的逆量化程度。逆量化单元306可以例如执行按位左移操作以对经量化的变换系数进行逆量化。逆量化单元306从而可以形成包括变换系数的变换系数块。
在逆量化单元306形成变换系数块之后，逆变换处理单元308可以将一种或多种逆变换应用于变换系数块，以生成与当前块相关联的残差块。例如，逆变换处理单元308可以将逆DCT、逆整数变换、逆Karhunen-Loeve变换(KLT)、逆旋转变换、逆方向变换或另一逆变换应用于系数块。
此外，预测处理单元304根据由熵解码单元302进行熵解码的预测信息语法元素来生成预测块。例如，如果预测信息语法元素指示当前块是经帧间预测的，则运动补偿单元316可以生成预测块。在这种情况下，预测信息语法元素可以指示在DPB 314中的要从其取回参考块的参考图片、以及标识相对于当前块在当前图片中的位置而言参考块在参考图片中的位置的运动矢量。运动补偿单元316通常可以以与关于运动补偿单元224(图14)所描述的方式基本类似的方式来执行帧间预测过程。
作为另一示例，如果预测信息语法元素指示当前块是经帧内预测的，则帧内预测单元318可以根据由预测信息语法元素指示的帧内预测模式来生成预测块。再次，帧内预测单元318通常可以以与关于帧内预测单元226(图14)所描述的方式基本上类似的方式来执行帧内预测过程。帧内预测单元318可以从DPB 314 取回当前块的相邻样本的数据。
根据本公开内容的技术，预测处理单元304还可以使得运动补偿单元316生成用于视频数据的当前块的帧间预测块，以及使得帧内预测单元318生成用于当前块的帧内预测块。根据本公开内容的技术，预测处理单元304可以将帧间预测块和帧内预测块进行组合，以生成用于当前块的预测块。例如，预测处理单元304 在生成预测块时可以执行对帧间预测块和帧内预测块的样本的依赖于位置的加权。也就是说，对于要被生成的预测块的每个样本，预测处理单元304可以确定与该样本在预测块中的位置相对应的依赖于位置的权重。
然后，预测处理单元304可以将权重应用于帧内预测块和帧间预测块的在对应位置处的对应样本，以生成用于预测块的样本。由于权重可以依赖于位置，因此不同的位置可以具有用于帧间和帧内预测样本的不同权重。在一些示例中，所有的帧间和帧内预测权重集合可以合计达相同的值，例如，上界范围值(诸如32)。也就是说，对于预测块中的每个位置(x,y)，帧内预测权重和帧间预测权重的总和可以是32。因此，帧间预测权重可以例如是wB(x,y)，并且帧内预测权重可以是 (32–wB(x,y))。
在一个示例中，为了计算用于预测块的样本的值，预测处理单元304可以针对每个样本执行以下函数：(wB(x,y)x intraPredPDPC(x,y)+(32–wB(x,y)x interPred(x,y)+16)>>5，其中，(x,y)表示该样本在预测块中的位置， intraPredPDPC(x,y)表示在帧内预测块中的位置(x,y)处的样本，interPred(x,y)表示在帧间预测块中的位置(x,y)处的样本，wB(x,y)表示第一权重，(32–wB(x,y))表示第二权重，以及“>>”表示按位右移运算符。
作为一个替代示例，为了计算用于预测块的样本的值，预测处理单元304可以针对每个样本执行以下函数：(wL×Rx-1,y+wT×Rx,y-1–wTL×R-1,-1+(64–wL –wT+wTL)×((intrapred(x,y)+interpred(x,y)+1)>>1)+32)>>6，其中， Rx-1,y表示与在当前块中的该位置处的样本左侧相邻的重构参考样本，Rx,y-1表示与在当前块的该位置处的样本上方相邻的重构参考样本，wL表示左侧相邻权重， wT表示上方相邻权重，wTL表示左上部权重，R-1,-1表示在当前块的左上角的参考样本，以及“>>”表示按位右移运算符。
重构单元310可以使用预测块和残差块来重构当前块。例如，重构单元310 可以将残差块的样本与预测块的对应样本相加来重构当前块。
滤波器单元312可以对经重构的块执行一个或多个滤波器操作。例如，滤波器单元312可以执行去块操作以减少沿着经重构的块的边缘的块效应伪影。不一定在所有示例中都执行滤波器单元312的操作。
视频解码器300可以将经重构的块存储在DPB 314中。如上所讨论的，DPB 314可以将参考信息(诸如用于帧内预测的当前图片以及用于后续运动补偿的先前经解码的图片的样本)提供给预测处理单元304。此外，视频解码器300可以从DPB输出经解码的图片，以用于在诸如图1的显示设备118之类的显示设备上的后续呈现。
以这种方式，视频解码器300表示用于对视频数据进行解码的设备的示例，其包括：存储器，其被配置为存储视频数据；以及一个或多个处理单元，其在电路中实现并且被配置为：生成用于视频数据的当前块的帧间预测块；生成用于当前块的帧内预测块；生成用于当前块的预测块，其中，为了生成预测块，一个或多个处理器被配置为：针对预测块的每个样本：根据该样本在预测块中的位置来确定用于该样本的第一权重；根据该样本在预测块中的位置来确定用于该样本的第二权重；将第一权重应用于在帧间预测块中的该位置处的样本，以生成经加权的帧间预测样本；将第二权重应用于在帧内预测块中的该位置处的样本，以生成经加权的帧内预测样本；以及使用经加权的帧间预测样本和经加权的帧内预测样本来计算用于在预测块中的该位置处的样本的值；以及使用预测块来对当前块进行译码。
图16是示出根据本公开内容的技术的对视频数据进行编码的示例方法的流程图。尽管关于视频编码器200(图1和14)进行了描述，但是应当理解的是，其它设备可以被配置为执行与图16的方法类似的方法。
在该示例中，根据本公开内容的技术，视频编码器200最初预测当前块。具体地，视频编码器200生成用于当前块的帧内预测块(350)，并且生成用于当前块的帧间预测块(352)。然后，视频编码器200可以确定依赖于样本位置的权重 (354)。也就是说，对于帧内预测块和帧间预测块的每个样本，视频编码器200 可以确定相应的权重。在一些示例中，帧内预测权重和帧间预测权重的总和可以是共同的值，诸如最大范围值(例如，32)。因此，例如，帧内预测权重可以被称为wB，并且帧间预测权重可以是(32–wB)。
视频编码器200可以将权重应用于帧内预测块和帧间预测块的相应样本 (356)。然后，视频编码器200可以使用经加权的样本来生成预测块(358)。例如，视频编码器200可以通过针对每个样本执行以下函数来计算用于预测块的样本的值：(wB(x,y)xintraPredPDPC(x,y)+(32–wB(x,y)x interPred(x,y)+16)>> 5，其中，(x,y)表示样本在预测块中的位置，intraPredPDPC(x,y)表示在帧内预测块中的位置(x,y)处的样本，interPred(x,y)表示在帧间预测块中的位置(x,y)处的样本，wB(x,y)表示第一权重，(32–wB(x,y))表示第二权重，以及“>>”表示按位右移运算符。
作为一种替代方式，视频编码器200可以通过针对每个样本执行以下函数来计算用于预测块的样本的值：(wL×Rx-1,y+wT×Rx,y-1–wTL×R-1,-1+(64–wL– wT+wTL)×((intrapred(x,y)+interpred(x,y)+1)>>1)+32)>>6，其中，Rx-1,y表示与在当前块中的该位置处的样本左侧相邻的重构参考样本，Rx,y-1表示与在当前块中的该位置处的样本上方相邻的重构参考样本，wL表示左侧相邻权重，wT 表示上方相邻权重，wTL表示左上部权重，R-1,-1表示在当前块的左上角的参考样本，以及“>>”表示按位右移运算符。
然后，视频编码器200可以计算用于当前块的残差块(360)。为了计算残差块，视频编码器200可以计算在原始的未经编码的块与用于当前块的预测块之间的差。然后，视频编码器200可以对残差块的系数进行变换和量化(362)。接下来，视频编码器200可以扫描残差块的经量化的变换系数(364)。在扫描期间或在扫描之后，视频编码器200可以对变换系数进行熵编码(366)。例如，视频编码器200可以使用CAVLC或CABAC来对变换系数进行编码。然后，视频编码器200可以输出块的经熵编码的数据(368)。
以这种方式，图16的方法表示对视频数据进行编码的方法的示例，该方法包括：生成用于视频数据的当前块的帧间预测块；生成用于当前块的帧内预测块；生成用于当前块的预测块，其包括：针对预测块的每个样本：根据该样本在预测块中的位置来确定用于该样本的第一权重；根据该样本在预测块中的位置来确定用于该样本的第二权重；将第一权重应用于在帧间预测块中的该位置处的样本，以生成经加权的帧间预测样本；将第二权重应用于在帧内预测块中的该位置处的样本，以生成经加权的帧内预测样本；以及使用经加权的帧间预测样本和经加权的帧内预测样本来计算用于在预测块中的该位置处的样本的值；以及使用预测块来对当前块进行译码。
图17是示出根据本公开内容的技术的对视频数据进行解码的示例方法的流程图。尽管关于视频解码器300(图1和15)进行了描述，但是应当理解的是，其它设备可以被配置为执行与图17的方法类似的方法。
视频解码器300可以接收用于当前块的经熵编码的数据(例如，经熵编码的预测信息和用于与当前块相对应的残差块的系数的经熵编码的数据)(370)。视频解码器300可以对经熵编码的数据进行熵解码以确定用于当前块的预测信息并且重现残差块的系数(372)。根据图17的示例，当前块的预测信息可以指示将根据本公开内容的技术使用PDPC来预测当前块。
然后，视频解码器300可以预测当前块，例如，根据本公开内容的技术来使用PDPC。具体地，视频解码器300生成用于当前块的帧内预测块(376)，并且生成用于当前块的帧间预测块(378)。然后，视频解码器300可以确定用于帧内预测块和帧间预测块的样本的依赖于样本位置的权重(380)。也就是说，针对帧内预测块和帧间预测块的每个样本，视频解码器300可以确定相应的权重。在一些示例中，帧内预测权重和帧间预测权重的总和可以是共同的值，诸如最大范围值(例如，32)。因此，例如，帧内预测权重可以被称为wB，并且帧间预测权重可以是(32–wB)。
视频解码器300可以将权重应用于帧内预测块和帧间预测块的相应样本 (382)。然后，视频解码器300可以使用经加权的样本来生成预测块(384)。例如，视频解码器300可以通过针对每个样本执行以下函数来计算用于预测块的样本的值：(wB(x,y)xintraPredPDPC(x,y)+(32–wB(x,y)x interPred(x,y)+16)>> 5，其中，(x,y)表示该样本在预测块中的位置，intraPredPDPC(x,y)表示在帧内预测块中的位置(x,y)处的样本，interPred(x,y)表示在帧间预测块中的位置(x,y)处的样本，wB(x,y)表示第一权重，(32–wB(x,y))表示第二权重，以及“>>”表示按位右移运算符。
作为一种替代方式，视频解码器300可以通过针对每个样本执行以下函数来计算用于预测块的样本的值：(wL×Rx-1,y+wT×Rx,y-1–wTL×R-1,-1+(64–wL– wT+wTL)×((intrapred(x,y)+interpred(x,y)+1)>>1)+32)>>6，其中，Rx-1,y表示与在当前块中的该位置处的样本左侧相邻的重构参考样本，Rx,y-1表示与在当前块中的位置处的样本上方相邻的重构参考样本，wL表示左侧相邻权重，wT表示上方相邻权重，wTL表示左上部权重，R-1,-1表示在当前块的左上角的参考样本，并且“>>”表示按位右移运算符。
然后，视频解码器300可以对所重现的系数进行逆扫描(386)，以创建经量化的变换系数的块。然后，视频解码器300可以对变换系数进行逆量化和逆变换以产生残差块(388)。最终，视频解码器300可以通过将预测块和残差块进行组合来对当前块进行解码(390)。
以这种方式，图17的方法表示对视频数据进行解码的方法的示例，该方法包括：生成用于视频数据的当前块的帧间预测块；生成用于当前块的帧内预测块；生成用于当前块的预测块，其包括：针对预测块的每个样本：根据该样本在预测块中的位置来确定用于该样本的第一权重；根据该样本在预测块中的位置来确定用于该样本的第二权重；将第一权重应用于在帧间预测块中的该位置处的样本，以生成经加权的帧间预测样本；将第二权重应用于在帧内预测块中的该位置处的样本，以生成经加权的帧内预测样本；以及使用经加权的帧间预测样本和经加权的帧内预测样本来计算用于在预测块中的该位置处的样本的值；以及使用预测块来对当前块进行译码。
要认识到的是，根据示例，本文描述的任何技术的某些动作或事件可以以不同的顺序执行，可以被添加、合并或完全省略(例如，并非所有描述的动作或事件是对于实施所述技术都是必要的)。此外，在某些示例中，动作或事件可以例如通过多线程处理、中断处理或多个处理器并发地而不是顺序地执行。
在一个或多个示例中，所描述的功能可以用硬件、软件、固件或其任何组合来实现。如果用软件来实现，则所述功能可以作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或者通过其进行传输并且由基于硬件的处理单元执行。计算机可读介质可以包括计算机可读存储介质，其对应于诸如数据存储介质之类的有形介质或者通信介质，所述通信介质包括例如根据通信协议来促进计算机程序从一个地方传送到另一个地方的任何介质。以这种方式，计算机可读介质通常可以对应于(1)非暂时性的有形计算机可读存储介质、或者(2)诸如信号或载波之类的通信介质。数据存储介质可以是可以由一个或多个计算机或者一个或多个处理器访问以取得用于实现在本公开内容中描述的技术的指令、代码和/或数据结构的任何可用的介质。计算机程序产品可以包括计算机可读介质。
举例来说而非进行限制，这样的计算机可读存储介质可以包括以下各项中的一项或多项：RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、闪存、或者能够用于以指令或数据结构形式存储期望的程序代码以及能够由计算机访问的任何其它介质。此外，任何连接被适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字用户线(DSL) 或者无线技术(例如，红外线、无线电和微波)从网站、服务器或其它远程源传输指令，则同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或者无线技术(例如，红外线、无线电和微波)被包括在介质的定义中。然而，应当理解的是，计算机可读存储介质和数据存储介质不包括连接、载波、信号或其它临时性介质，而是替代地针对非临时性的有形存储介质。如本文所使用的，磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中，磁盘通常磁性地复制数据，而光盘利用激光来光学地复制数据。上述各项的组合也应当被包括在计算机可读介质的范围之内。
指令可以由一个或多个处理器来执行，诸如一个或多个数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、或其它等效的集成或分立逻辑电路。因此，如本文所使用的术语“处理器”、“处理电路”或“电路”可以指代前述结构中的任何一者或者适于实现本文描述的技术的任何其它结构，并且可以在适当的情况下互换地使用。另外，在一些方面中，本文描述的功能可以在被配置用于编码和解码的专用硬件和/或软件电路内提供，或者被并入经组合的编解码器中。此外，所述技术可以完全在一个或多个电路或逻辑元件中实现。
本公开内容的技术可以在多种多样的设备或装置中实现，包括无线手机、集成电路(IC)或一组IC(例如，芯片组)。在本公开内容中描述了各种组件、模块或单元以强调被配置为执行所公开的技术的设备的功能性方面，但是不一定需要通过不同的硬件单元来实现。确切而言，如上所述，各种单元可以被组合在编解码器硬件单元中，或者由可互操作的硬件单元的集合(包括如上所述的一个或多个处理器)结合适当的软件和/或固件来提供。
已经描述了各个示例。这些和其它示例在所附的权利要求的范围内。

Claims (48)

1.一种对视频数据进行译码的方法，所述方法包括：
生成用于视频数据的当前块的帧间预测块；
生成用于所述当前块的帧内预测块；
生成用于所述当前块的预测块，其包括：针对所述预测块的每个样本：
根据所述样本在所述预测块中的位置来确定用于所述样本的第一权重；
根据所述样本在所述预测块中的所述位置来确定用于所述样本的第二权重；
将所述第一权重应用于在所述帧间预测块中的所述位置处的样本，以生成经加权的帧间预测样本；
将所述第二权重应用于在所述帧内预测块中的所述位置处的样本，以生成经加权的帧内预测样本；以及
使用所述经加权的帧间预测样本和所述经加权的帧内预测样本来计算用于在所述预测块中的所述位置处的所述样本的值；以及
使用所述预测块来对所述当前块进行译码。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，针对每个位置，所述第一权重和所述第二权重的总和等于上界范围值。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述上界范围值为32。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述帧内预测块包括：在帧内预测之后执行依赖于位置的帧内预测组合(PDPC)，以生成所述帧内预测块。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，至少两个位置对应于不同的相应第一权重和不同的相应第二权重。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述帧内预测块包括：生成所述帧内预测块以具有全零值样本。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，计算用于所述样本的所述值包括：执行函数(wB(x,y)x intraPredPDPC(x,y)+(32–wB(x,y)x interPred(x,y)+16)>>5，其中，(x,y)包括所述样本在所述预测块中的所述位置，intraPredPDPC(x,y)包括在所述帧内预测块中的所述位置处的所述样本，interPred(x,y)包括在所述帧间预测块中的所述位置处的所述样本，wB(x,y)包括所述第一权重，(32–wB(x,y))包括所述第二权重，以及“>>”包括按位右移运算符。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，计算用于所述位置处的所述样本的所述值包括：对所述经加权的帧内预测样本和所述经加权的帧间预测样本进行平均，以及将平均值与所述当前块的经加权的相邻重构参考样本混合。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，计算用于所述位置处的所述样本的所述值包括：执行函数(wL×Rx-1,y+wT×Rx,y-1–wTL×R-1,-1+(64–wL–wT+wTL)×((intrapred(x,y)+interpred(x,y)+1)>>1)+32)>>6，其中，Rx-1,y包括与所述当前块中的所述位置处的所述样本左侧相邻的重构参考样本，Rx,y-1包括与所述当前块中的所述位置处的所述样本上方相邻的重构参考样本，wL包括左侧相邻权重，wT包括上方相邻权重，wTL包括左上方权重，R-1,-1包括在所述当前块的左上角的参考样本，以及“>>”包括按位右移运算符。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，wL、WT和wTL中的每一者独立于所述样本在所述预测块中的所述位置。
11.根据权利要求9所述的方法，还包括：根据所述样本在所述预测块中的所述位置来确定wL、WT和wTL中的每一者。
12.根据权利要求9所述的方法，还包括：根据用于生成所述帧内预测块的帧内预测模式、用于生成所述帧间预测块的帧间预测模式或用于生成所述帧间预测块的运动信息中的至少一项来确定wL、WT和wTL中的每一者。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括：根据所述样本在所述预测块中的所述位置来确定wL、WT和wTL中的每一者。
14.根据权利要求8所述的方法，其中，针对每个位置，所述第一权重包括1，并且所述第二权重包括1。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述当前块进行译码包括对所述当前块进行编码，其包括：
生成表示所述当前块和所述预测块之间的差的残差块；以及
对所述残差块进行编码。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述当前块进行译码包括对所述当前块进行解码，其包括：
对表示所述当前块和所述预测块之间的差的残差块进行解码；以及
将所述残差块的样本与所述预测块的样本进行组合，以产生经解码的当前块。
17.一种用于对视频数据进行译码的设备，所述设备包括：
存储器，其被配置为存储视频数据；以及
一个或多个处理器，其在电路中实现并且被配置为：
生成用于所述视频数据的当前块的帧间预测块；
生成用于所述当前块的帧内预测块；
生成用于所述当前块的预测块，其中，为了生成所述预测块，所述一个或多个处理器被配置为：针对所述预测块的每个样本：
根据所述样本在所述预测块中的位置来确定用于所述样本的第一权重；
根据所述样本在所述预测块中的所述位置来确定用于所述样本的第二权重；
将所述第一权重应用于在所述帧间预测块中的所述位置处的样本，以生成经加权的帧间预测样本；
将所述第二权重应用于在所述帧内预测块中的所述位置处的样本，以生成经加权的帧内预测样本；以及
使用所述经加权的帧间预测样本和所述经加权的帧内预测样本来计算用于在所述预测块中的所述位置处的所述样本的值；以及
使用所述预测块来对所述当前块进行译码。
18.根据权利要求17所述的设备，其中，针对每个位置，所述第一权重和所述第二权重的总和等于上界范围值。
19.根据权利要求18所述的设备，其中，所述上界范围值为32。
20.根据权利要求17所述的设备，其中，所述一个或多个处理器被配置为：在帧内预测之后执行依赖于位置的帧内预测组合(PDPC)，以生成所述帧内预测块。
21.根据权利要求17所述的设备，其中，至少两个位置对应于不同的相应第一权重和不同的相应第二权重。
22.根据权利要求17所述的设备，其中，为了计算用于所述样本的所述值，所述一个或多个处理器被配置为：执行函数(wB(x,y)x intraPredPDPC(x,y)+(32–wB(x,y)xinterPred(x,y)+16)>>5，其中，(x,y)包括所述样本在所述预测块中的所述位置，intraPredPDPC(x,y)包括在所述帧内预测块中的所述位置处的所述样本，interPred(x,y)包括在所述帧间预测块中的所述位置处的所述样本，wB(x,y)包括所述第一权重，(32–wB(x,y))包括所述第二权重，以及“>>”包括按位右移运算符。
23.根据权利要求17所述的设备，其中，为了计算用于所述样本的所述值，所述一个或多个处理器被配置为：对所述经加权的帧内预测样本和所述经加权的帧间预测样本进行平均，以及将平均值与所述当前块的经加权的相邻重构参考样本混合。
24.根据权利要求23所述的设备，其中，为了计算用于所述样本的所述值，所述一个或多个处理器被配置为：执行函数(wL×Rx-1,y+wT×Rx,y-1–wTL×R-1,-1+(64–wL–wT+wTL)×((intrapred(x,y)+interpred(x,y)+1)>>1)+32)>>6，其中，Rx-1,y包括与所述当前块中的所述位置处的所述样本左侧相邻的重构参考样本，Rx,y-1包括与所述当前块中的所述位置处的所述样本上方相邻的重构参考样本，wL包括左侧相邻权重，wT包括上方相邻权重，wTL包括左上方权重，R-1,-1包括在所述当前块的左上角的参考样本，以及“>>”包括按位右移运算符。
25.根据权利要求24所述的设备，其中，wL、WT和wTL中的每一者独立于所述样本在所述预测块中的所述位置。
26.根据权利要求24所述的设备，其中，所述一个或多个处理器被配置为：根据所述样本在所述预测块中的所述位置来确定wL、WT和wTL中的每一者。
27.根据权利要求24所述的设备，其中，所述一个或多个处理器被配置为：根据用于生成所述帧内预测块的帧内预测模式、用于生成所述帧间预测块的帧间预测模式或用于生成所述帧间预测块的运动信息中的至少一项来确定wL、WT和wTL中的每一者。
28.根据权利要求27所述的设备，其中，所述一个或多个处理器被配置为：根据所述样本在所述预测块中的所述位置来确定wL、WT和wTL中的每一者。
29.根据权利要求23所述的设备，其中，针对每个位置，所述第一权重包括1，并且所述第二权重包括1。
30.根据权利要求17所述的设备，其中，所述一个或多个处理器被配置为对所述当前块进行编码，并且其中，为了对所述当前块进行编码，所述一个或多个处理器被配置为：
生成表示所述当前块和所述预测块之间的差的残差块；以及
对所述残差块进行编码。
31.根据权利要求17所述的设备，其中，所述一个或多个处理器被配置为对所述当前块进行解码，并且其中，为了对所述当前块进行解码，所述一个或多个处理器被配置为：
对表示所述当前块和所述预测块之间的差的残差块进行解码；以及
将所述残差块的样本与所述预测块的样本进行组合，以产生经解码的当前块。
32.根据权利要求17所述的设备，还包括：被配置为显示所述视频数据的显示器。
33.根据权利要求17所述的设备，其中，所述设备包括相机、计算机、移动设备、广播接收机设备或机顶盒中的一者或多者。
34.根据权利要求17所述的设备，其中，所述设备包括以下各项中的至少一项：
集成电路；
微处理器；或者
无线通信设备。
35.一种用于对视频数据进行解码的设备，所述设备包括：
用于生成用于视频数据的当前块的帧间预测块的单元；
用于生成用于所述当前块的帧内预测块的单元；
用于生成用于所述当前块的预测块的每个样本的单元，其包括：
用于根据所述样本在所述预测块中的位置来确定用于所述样本的第一权重的单元；
用于根据所述样本在所述预测块中的所述位置来确定用于所述样本的第二权重的单元；
用于将所述第一权重应用于在所述帧间预测块中的所述位置处的样本以生成经加权的帧间预测样本的单元；
用于将所述第二权重应用于在所述帧内预测块中的所述位置处的样本以生成经加权的帧内预测样本的单元；以及
用于使用所述经加权的帧间预测样本和所述经加权的帧内预测样本来计算用于在所述预测块中的所述位置处的所述样本的值的单元；以及
用于使用所述预测块来对所述当前块进行译码的单元。
36.根据权利要求35所述的设备，其中，针对每个位置，所述第一权重和所述第二权重的总和等于上界范围值。
37.根据权利要求36所述的设备，其中，所述上界范围值为32。
38.根据权利要求35所述的设备，其中，所述用于生成所述帧内预测块的单元包括：用于在帧内预测之后执行依赖于位置的帧内预测组合(PDPC)，以生成所述帧内预测块的单元。
39.根据权利要求35所述的设备，其中，至少两个位置对应于不同的相应第一权重和不同的相应第二权重。
40.根据权利要求35所述的设备，其中，所述用于计算用于所述样本的所述值的单元包括用于执行以下函数的单元：(wB(x,y)x intraPredPDPC(x,y)+(32–wB(x,y)x interPred(x,y)+16)>>5，其中，(x,y)包括所述样本在所述预测块中的所述位置，intraPredPDPC(x,y)包括在所述帧内预测块中的所述位置处的所述样本，interPred(x,y)包括在所述帧间预测块中的所述位置处的所述样本，wB(x,y)包括所述第一权重，(32–wB(x,y))包括所述第二权重，以及“>>”包括按位右移运算符。
41.根据权利要求35所述的设备，其中，所述用于对所述当前块进行译码的单元包括用于对所述当前块进行编码的单元，其包括：
用于生成表示所述当前块和所述预测块之间的差的残差块的单元；以及
用于对所述残差块进行编码的单元。
42.根据权利要求35所述的设备，其中，所述用于对所述当前块进行译码的单元包括用于对所述当前块进行解码的单元，其包括：
用于对表示所述当前块和所述预测块之间的差的残差块进行解码的单元；以及
用于将所述残差块的样本与所述预测块的样本进行组合，以产生经解码的当前块的单元。
43.一种具有存储在其上的指令的计算机可读存储介质，所述指令在被执行时使得用于对视频数据进行编码的设备的处理器进行以下操作：
生成用于视频数据的当前块的帧间预测块；
生成用于所述当前块的帧内预测块；
生成用于所述当前块的预测块，其包括使得所述处理器进行以下操作的指令：针对所述预测块的每个样本：
根据所述样本在所述预测块中的位置来确定用于所述样本的第一权重；
根据所述样本在所述预测块中的所述位置来确定用于所述样本的第二权重；
将所述第一权重应用于在所述帧间预测块中的所述位置处的样本，以生成经加权的帧间预测样本；
将所述第二权重应用于在所述帧内预测块中的所述位置处的样本，以生成经加权的帧内预测样本；以及
使用所述经加权的帧间预测样本和所述经加权的帧内预测样本来计算用于在所述预测块中的所述位置处的所述样本的值；以及
使用所述预测块来对所述当前块进行译码。
44.根据权利要求43所述的计算机可读存储介质，其中，针对每个位置，所述第一权重和所述第二权重的总和等于上界范围值。
45.根据权利要求44所述的计算机可读存储介质，其中，所述上界范围值为32。
46.根据权利要求43所述的计算机可读存储介质，其中，使得所述处理器生成所述帧内预测块的所述指令包括使得所述处理器进行以下操作的指令：在帧内预测之后执行依赖于位置的帧内预测组合(PDPC)，以生成所述帧内预测块。
47.根据权利要求43所述的计算机可读存储介质，其中，至少两个位置对应于不同的相应第一权重和不同的相应第二权重。
48.根据权利要求43所述的计算机可读存储介质，其中，使得所述处理器计算用于所述样本的所述值的所述指令包括使得所述处理器进行以下操作的指令：执行函数(wB(x,y)xintraPredPDPC(x,y)+(32–wB(x,y)x interPred(x,y)+16)>>5，其中，(x,y)包括所述样本在所述预测块中的所述位置，intraPredPDPC(x,y)包括在所述帧内预测块中的所述位置处的所述样本，interPred(x,y)包括在所述帧间预测块中的所述位置处的所述样本，wB(x,y)包括所述第一权重，(32–wB(x,y))包括所述第二权重，以及“>>”包括按位右移运算符。
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