CN113039798A - 编码器、解码器以及使用ibc专用缓冲区和针对亮度分量和色度分量的默认值刷新的对应方法 - Google Patents

Abstract

一种由解码设备实现的译码方法，包括：当待解码的当前译码树单元(coding tree unit，CTU)是CTU行的第一个CTU时，初始化用于帧内块复制(intra block copy，IBC)参考的专用缓冲区；确定所述当前CTU中的当前块是否使用IBC模式进行预测；当所述当前块使用IBC模式进行预测时，获取所述当前块的IBC块矢量；根据所述专用缓冲区中的参考样本和所述当前块的所述IBC块矢量，获取所述当前块的预测样本值。

Description

编码器、解码器以及使用IBC专用缓冲区和针对亮度分量和色 度分量的默认值刷新的对应方法

相关申请案的交叉申请

本申请要求于2019年5月16日在美国专利及商标局提交的第62/849,119号美国临时申请以及于2019年6月13日在欧洲专利局提交的第PCT/EP2019/065540号国际专利申请的优先权，这些申请案的公开内容通过全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本申请实施例大体上涉及图像处理领域，更具体地，涉及编码器、解码器以及使用IBC专用缓冲区的对应方法。

背景技术

视频译码(视频编码和视频解码)广泛用于数字视频应用，例如广播数字TV、基于互联网和移动网络的视频传输、视频聊天和视频会议等实时会话应用、DVD和蓝光光盘、视频内容采集和编辑系统以及安全应用的可携式摄像机。

即使视频相对较短，也需要大量的视频数据来描述，当数据要在带宽容量有限的通信网络中发送或以其它方式传输时，这样可能会造成困难。因此，视频数据通常要先压缩然后在现代电信网络中传输。由于内存资源可能有限，当在存储设备中存储视频时，视频的尺寸也可能成为问题。视频压缩设备通常在信源侧使用软件和/或硬件，以在发送或存储之前对视频数据进行编码，从而减少用来表示数字视频图像所需的数据量。然后，压缩数据在目的地侧由对视频数据进行解码的视频解压缩设备接收。在有限的网络资源以及对更高视频质量的需求不断增长的情况下，需要改进压缩和解压缩技术，这些改进的技术在几乎不影响图像质量的情况下能够提高压缩比。

发明内容

本申请实施例提供了独立权利要求所描述的编码及解码装置和方法。

上述和其它目的通过独立权利要求请求保护的主题来实现。其它实现方式在从属权利要求、说明书和附图中显而易见。

本发明的第一实施例提供了一种由解码设备实现的译码方法，包括：当待解码的当前译码树单元(coding tree unit，CTU)是CTU行的第一个CTU时，初始化用于帧内块复制(intra block copy，IBC)参考的专用缓冲区；确定所述当前CTU中的当前块是否使用IBC模式进行预测；当所述当前块使用IBC模式进行预测时，获取所述当前块的IBC块矢量；根据所述专用缓冲区中的参考样本和所述当前块的所述IBC块矢量，获取所述当前块的预测样本值。

所述专用缓冲区中的所述参考样本可以初始化为默认值。所述默认值可以为–1。

本实施例提供的方法去除了所有块矢量验证码流一致性约束。这提高了经编码码流的鲁棒性。此外，初始化专用IBC缓冲区，从而避免了未定义样本。

因此，不需要IBC块矢量验证的码流一致性。此外，IBC参考中不会使用最后一个CTU行中的样本。在这种情况下，IBC预测不需要额外的行内存。

根据所述第一实施例的一个方面，提供了一种解码器，包括用于执行所述第一实施例提供的任一种方法的处理电路。所述解码器还可以包括用于存储IBC参考样本的专用缓冲区。

根据所述第一实施例的另一方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括指令，当计算机执行所述指令时，所述计算机执行所述第一实施例提供的任一种方法。

根据所述第一实施例的另一方面，提供了一种解码器，包括：一个或多个处理器；非瞬时性计算机可读存储介质，与所述一个或多个处理器耦合并存储由所述一个或多个处理器执行的指令，其中，所述一个或多个处理器执行所述指令时，使所述解码器执行所述第一实施例提供的任一种方法。

本发明的第二实施例提供了一种由编码设备实现的编码方法，包括：当待编码的当前译码树单元(coding tree unit，CTU)是CTU行的第一个CTU时，初始化用于帧内块复制(intra block copy，IBC)参考的专用缓冲区；根据所述专用缓冲区中的参考样本，获取所述当前CTU中当前块的预测样本值；根据所述当前块的所述预测样本值，对所述当前块的IBC块矢量进行编码。

所述专用缓冲区中的所述参考样本可以初始化为默认值。所述默认值可以为–1。

本实施例提供的方法去除了所有块矢量验证码流一致性约束。这提高了经编码码流的鲁棒性。此外，初始化专用IBC缓冲区，从而避免了未定义样本。

因此，不需要IBC块矢量验证的码流一致性。此外，IBC参考中不会使用最后一个CTU行中的样本。在这种情况下，IBC预测不需要额外的行内存。

根据所述第二实施例的一个方面，提供了一种编码器，包括用于执行所述第二实施例的任一种方法的处理电路。所述编码器还可以包括用于存储IBC参考样本的专用缓冲区。

根据所述第二实施例的另一方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括指令，当计算机执行所述指令时，所述计算机执行所述第二实施例提供的任一种方法。

根据所述第二实施例的另一方面，提供了一种编码器，包括：一个或多个处理器；非瞬时性计算机可读存储介质，与所述一个或多个处理器耦合并存储由所述一个或多个处理器执行的指令，其中，所述一个或多个处理器执行所述指令时，使所述编码器执行所述第二实施例提供的任一种方法。

本发明的第三实施例提供了一种由解码设备实现的译码方法，包括：当待解码的当前译码块是译码树单元(coding tree unit，CTU)的区域内的第一个译码块时，初始化所述CTU的所述区域的用于帧内块复制(intra block copy，IBC)参考的专用缓冲区；确定所述当前CTU中的所述当前块是否使用IBC模式进行预测；当所述当前块使用IBC模式进行预测时，获取所述当前块的IBC块矢量；根据所述专用缓冲区中的参考样本和所述当前块的所述IBC块矢量，获取所述当前块的预测样本值。

所述专用缓冲区中的所述参考样本可以初始化为默认值。所述默认值可以为–1。

CTU的区域可以是尺寸固定的非重叠区域。所述区域可以是虚拟流水线处理单元(virtual pipeline processing unit，VPDU)。所述区域的尺寸可以为64×64。

不需要IBC块矢量验证的码流一致性。IBC参考中不会使用最后一个CTU行中的样本。在这种情况下，IBC预测不使用额外的行内存。此外，IBC参考内存尺寸与当前VVC设计中相同，即实现本实施例不需要额外的内存。对于当前VPDU参考，不需要访问专用IBC缓冲区。

根据所述第三实施例的一个方面，提供了一种解码器，包括用于执行所述第三实施例提供的任一种方法的处理电路。所述解码器还可以包括用于存储IBC参考样本的专用缓冲区。

根据所述第三实施例的另一方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括指令，当计算机执行所述指令时，所述计算机执行所述第三实施例提供的任一种方法。

根据所述第三实施例的另一方面，提供了一种解码器，包括：一个或多个处理器；非瞬时性计算机可读存储介质，与所述一个或多个处理器耦合并存储由所述一个或多个处理器执行的指令，其中，所述一个或多个处理器执行所述指令时，使所述解码器执行所述第三实施例提供的任一种方法。

本发明的第四实施例提供了一种由解码设备实现的译码方法，包括：当待解码的当前译码树单元(coding tree unit，CTU)是图像的第一个CTU时，初始化用于帧内块复制(intra block copy，IBC)参考的专用缓冲区；确定所述当前CTU中的当前块是否使用IBC模式进行预测；当所述当前块使用IBC模式进行预测时，获取所述当前块的IBC块矢量；根据所述专用缓冲区中的参考样本和所述当前块的所述IBC块矢量，获取所述当前块的预测样本值。

所述专用缓冲区中的所述参考样本可以初始化为默认值。所述默认值可以为–1。

本实施例提供的方法去除了所有块矢量验证码流一致性约束。这提高了经编码码流的鲁棒性。此外，初始化专用IBC缓冲区，从而避免了未定义样本。

根据所述第四实施例的一个方面，提供了一种解码器，包括用于执行所述第四实施例提供的任一种方法的处理电路。所述解码器还可以包括用于存储IBC参考样本的专用缓冲区。

根据所述第四实施例的另一方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括指令，当计算机执行所述指令时，所述计算机执行所述第四实施例提供的任一种方法。

根据所述第四实施例的另一方面，提供了一种解码器，包括：一个或多个处理器；非瞬时性计算机可读存储介质，与所述一个或多个处理器耦合并存储由所述一个或多个处理器执行的指令，其中，所述一个或多个处理器执行所述指令时，使所述解码器执行所述第四实施例提供的任一种方法。

本发明的第五实施例提供了一种由解码设备实现的译码方法，包括：当当前块是当前译码树单元(coding tree unit，CTU)中的第一个译码块时，初始化用于帧内块复制(intra block copy，IBC)参考的专用缓冲区，其中，所述CTU是CTU行的第一个CTU；确定所述当前CTU中的当前块是否使用IBC模式进行预测；当所述当前块使用IBC模式进行预测时，获取所述当前块的IBC块矢量；根据所述专用缓冲区中的参考样本和所述当前块的所述IBC块矢量，获取所述当前块的预测样本值。

所述专用缓冲区中的所述参考样本可以初始化为默认值。所述默认值可以为–1。

因此，不需要IBC块矢量验证的码流一致性。此外，IBC参考中不会使用最后一个CTU行中的样本。在这种情况下，IBC预测不需要额外的行内存。

根据所述第五实施例的一个方面，提供了一种解码器，包括用于执行所述第五实施例提供的任一种方法的处理电路。所述解码器还可以包括用于存储IBC参考样本的专用缓冲区。

根据所述第五实施例的另一方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括指令，当计算机执行所述指令时，所述计算机执行所述第五实施例提供的任一种方法。

根据所述第五实施例的另一方面，提供了一种解码器，包括：一个或多个处理器；非瞬时性计算机可读存储介质，与所述一个或多个处理器耦合并存储由所述一个或多个处理器执行的指令，其中，所述一个或多个处理器执行所述指令时，使所述解码器执行所述第五实施例提供的任一种方法。

本发明的第六实施例提供了一种由解码设备实现的译码方法，包括：提供用于帧内块复制(intra block copy，IBC)参考的专用缓冲区；确定待解码的当前块是否使用IBC模式进行预测；

当所述当前块使用IBC模式进行预测时，获取所述当前块的IBC块矢量；根据所述专用缓冲区中的参考样本和所述当前块的所述IBC块矢量，获取所述当前块的预测样本值；其中，当所述当前块是当前帧中第一个译码树单元(coding tree unit，CTU)的第一个译码块时，所述专用缓冲区初始化为默认值。

本实施例提供的方法去除了所有块矢量验证码流一致性约束。这提高了经编码码流的鲁棒性。此外，初始化专用IBC缓冲区，从而避免了未定义样本。

所述方法还可以包括：当所述当前块是所述当前帧中CTU行的第一个译码块时，将所述专用缓冲区初始化为默认值。

因此，不需要IBC块矢量验证的码流一致性。此外，IBC参考中不会使用最后一个CTU行中的样本。在这种情况下，IBC预测不需要额外的行内存。

所述方法还可以包括：当所述当前块是CTU的区域内的第一个译码块时，将所述CTU的所述区域的所述专用缓冲区初始化为默认值。CTU的区域可以是尺寸固定的非重叠区域。特别地，所述区域可以是虚拟流水线处理单元(virtual pipeline processing unit，VPDU)。

不需要IBC块矢量验证的码流一致性。IBC参考中不会使用最后一个CTU行中的样本。在这种情况下，IBC预测不使用额外的行内存。此外，IBC参考内存尺寸与当前VVC设计中相同，即实现本实施例不需要额外的内存。对于当前VPDU参考，不需要访问专用IBC缓冲区。

所述默认值可以为–1。

所述默认值可以根据帧序列的内部位深度来获得，其中，所述当前块是序列的块。

当所述当前块的色度分量使用IBC模式进行预测且所述当前块的并置亮度分量不使用IBC模式进行预测时，所述当前块的所述色度分量的IBC块矢量可以设置为默认块矢量。

当前块可以包括至少两个子块，其中，当子块的色度分量使用IBC模式进行预测且子块的并置亮度分量不使用IBC模式进行预测时，子块的色度分量的IBC块矢量可以设置为默认块矢量。

默认块矢量可以为(0，0)。当当前块的并置中心亮度样本使用IBC模式进行预测时，该默认矢量可以是当前块的并置中心亮度样本的IBC块矢量。

因此，可以避免对分离树情况下的色度分量进行额外的码流一致性检查。

可以根据((x+BVx)％W，(y+BVy)％H)参考专用缓冲区，其中，对于x<0，

其中，W和H表示专用缓冲区尺寸，x和y表示当前块的预测样本，(BVx，BVy)表示当前块的IBC块矢量。

根据所述第六实施例的一个方面，提供了一种解码器，包括用于执行所述第六实施例提供的任一种方法的处理电路。所述解码器还可以包括用于存储IBC参考样本的专用缓冲区。

根据所述第六实施例的另一方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括指令，当计算机执行所述指令时，所述计算机执行所述第六实施例提供的任一种方法。

根据所述第六实施例的另一方面，提供了一种解码器，包括：一个或多个处理器；非瞬时性计算机可读存储介质，与所述一个或多个处理器耦合并存储由所述一个或多个处理器执行的指令，其中，所述一个或多个处理器执行所述指令时，使所述解码器执行所述第六实施例提供的任一种方法。

根据所述第六实施例的另一方面，提供了一种解码器，包括：用于帧内块复制(intra block copy,IBC)参考的专用缓冲区；确定模块，用于确定待解码的当前块是否使用IBC模式进行预测；第一获取模块，用于当所述当前块使用IBC模式进行预测时，获取所述当前块的IBC块矢量；第二获取模块，用于根据所述专用缓冲区中的参考样本和所述当前块的所述IBC块矢量，获取所述当前块的预测样本值；初始化模块，用于当所述当前块是当前帧中第一个编码树单元(coding tree unit，CTU)的第一个译码块时，将所述专用缓冲区初始化为默认值。

本发明的第七实施例提供了一种由编码设备实现的译码方法，包括：提供用于帧内块复制(intra block copy，IBC)参考的专用缓冲区；根据所述专用缓冲区中的参考样本，获取待编码的当前块的预测样本值；根据所述当前块的所述预测样本值，获取所述当前块的IBC块矢量；其中，当所述当前块是当前帧中第一个译码树单元(coding tree unit，CTU)的第一个译码块时，所述专用缓冲区初始化为默认值。

本实施例提供的方法去除了所有块矢量验证码流一致性约束。这提高了经编码码流的鲁棒性。此外，初始化专用IBC缓冲区，从而避免了未定义样本。

所述方法还可以包括：当所述当前块是所述当前帧中CTU行的第一个译码块时，将所述专用缓冲区初始化为默认值。

因此，不需要IBC块矢量验证的码流一致性。此外，IBC参考中不会使用最后一个CTU行中的样本。在这种情况下，IBC预测不需要额外的行内存。

所述方法还可以包括：当所述当前块是CTU的区域内的第一个译码块时，将所述CTU的所述区域的所述专用缓冲区初始化为默认值。CTU的区域可以是尺寸固定的非重叠区域。特别地，所述区域可以是虚拟流水线处理单元(virtual pipeline processing unit，VPDU)。

不需要IBC块矢量验证的码流一致性。IBC参考中不会使用最后一个CTU行中的样本。在这种情况下，IBC预测不使用额外的行内存。此外，IBC参考内存尺寸与当前VVC设计中相同，即实现本实施例不需要额外的内存。对于当前VPDU参考，不需要访问专用IBC缓冲区。

所述默认值可以为–1。

所述默认值可以根据帧序列的内部位深度来获得，其中，所述当前块是序列的块。

当所述当前块的色度分量使用IBC模式进行预测且所述当前块的并置亮度分量不使用IBC模式进行预测时，所述当前块的所述色度分量的IBC块矢量可以设置为默认块矢量。

当前块可以包括至少两个子块，其中，当子块的色度分量使用IBC模式进行预测且子块的并置亮度分量不使用IBC模式进行预测时，子块的色度分量的IBC块矢量可以设置为默认块矢量。

默认块矢量可以为(0，0)。当当前块的并置中心亮度样本使用IBC模式进行预测时，该默认矢量可以是当前块的并置中心亮度样本的IBC块矢量。

因此，可以避免对分离树情况下的色度分量进行额外的码流一致性检查。

可以根据((x+BVx)％W，(y+BVy)％H)参考专用缓冲区，其中，对于x<0，

其中，W和H表示专用缓冲区尺寸，x和y表示当前块的预测样本，(BVx，BVy)表示当前块的IBC块矢量。

根据所述第七实施例的一个方面，提供了一种编码器，包括用于执行所述第七实施例提供的任一种方法的处理电路。所述编码器还可以包括用于存储IBC参考样本的专用缓冲区。

根据所述第七实施例的另一方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括指令，当计算机执行所述指令时，所述计算机执行所述第七实施例提供的任一种方法。

根据所述第七实施例的另一方面，提供了一种编码器，包括：一个或多个处理器；非瞬时性计算机可读存储介质，与所述一个或多个处理器耦合并存储由所述一个或多个处理器执行的指令，其中，所述一个或多个处理器执行所述指令时，使所述编码器执行所述第七实施例提供的任一种方法。

根据所述第七实施例的另一方面，提供了一种编码器，包括：用于帧内块复制(intra block copy，IBC)参考的专用缓冲区；第一获取模块，用于根据所述专用缓冲区中的参考样本，获取待编码的当前块的预测样本值；第二获取模块，用于根据所述当前块的所述预测样本值，获取所述当前块的IBC块矢量；初始化模块，用于当所述当前块是当前帧中第一个译码树单元(coding tree unit，CTU)的第一个译码块时，将所述专用缓冲区初始化为默认值。

本发明的第八实施例提供了一种由解码设备实现的译码方法，包括：当当前块是当前帧(或图像)中第一个译码树单元(coding tree unit，CTU)的第一个译码块时，根据默认值初始化专用缓冲区，其中，所述专用缓冲区用于帧内块复制(intra block copy，IBC)参考；确定所述当前块是否使用IBC模式进行预测；当所述当前块使用IBC模式进行预测时，获取所述当前块的IBC块矢量；根据所述专用缓冲区和所述当前块的所述IBC块矢量，获取所述当前块的预测样本值。

本发明的第九实施例提供了一种由编码设备实现的译码方法，包括：当当前块是当前帧(或图像)中第一个译码树单元(coding tree unit，CTU)的第一个译码块时，根据默认值初始化专用缓冲区，其中，所述专用缓冲区用于帧内块复制(intra block copy，IBC)参考；根据所述专用缓冲区，获取所述当前块的预测样本值；根据所述当前块的所述预测样本值，获取所述当前块的IBC块矢量。

在第十实施例中，公开了一种由解码设备实现的译码方法，所述方法包括：

当当前块是当前帧(或图像)中第一个译码树单元(coding tree unit，CTU)的第一个译码块时，根据默认值初始化专用缓冲区，所述专用缓冲区用于帧内块复制(intrablock copy，IBC)参考；

确定所述当前块是否使用IBC模式进行预测；

当所述当前块使用IBC模式进行预测时，获取所述当前块的IBC块矢量；

根据所述专用缓冲区和所述当前块的所述IBC块矢量，获取所述当前块的预测样本值。

在一种实现方式中，所述方法还包括：

当所述当前块是所述当前帧(或图像)中CTU行的第一个译码块时，根据所述默认值初始化所述专用缓冲区。

在一种实现方式中，所述方法还包括：

当所述当前块是CTU的区域内的第一个译码块时，根据所述默认值初始化所述CTU的所述区域的专用缓冲区。

在一种实现方式中，CTU中的所述区域为尺寸固定的非重叠区域。

在一种实现方式中，所述默认值根据序列的内部位深度获得，其中，所述当前块为所述序列的块。

在一种实现方式中，当所述当前块的色度分量使用IBC模式进行预测且所述当前块的并置亮度分量不使用IBC模式进行预测时，所述当前块的色度分量的IBC块矢量为默认块矢量。

在一种实现方式中，所述当前块包括至少两个子块，当子块的色度分量使用IBC模式进行预测且所述子块的并置亮度分量不使用IBC模式进行预测时，所述子块的色度分量的IBC块矢量为默认块矢量。

在一种实现方式中，所述默认块矢量为(0，0)。

在一种实现方式中，当所述当前块的所述并置中心亮度样本使用IBC模式进行预测时，该默认矢量为所述当前块的所述并置中心亮度样本的块矢量。

在第十一实施例中，公开了一种由编码设备实现的译码方法，所述方法包括：

当当前块是当前帧(或图像)中第一个译码树单元(coding tree unit，CTU)的第一个译码块时，根据默认值初始化专用缓冲区，所述专用缓冲区用于帧内块复制(intrablock copy，IBC)参考；

根据所述专用缓冲区，获取所述当前块的预测样本值；

根据所述当前块的所述预测样本值，获取所述当前块的IBC块矢量。

在一种实现方式中，所述方法还包括：

当所述当前块是所述当前帧(或图像)中CTU行的第一个译码块时，根据所述默认值初始化所述专用缓冲区。

在一种实现方式中，所述方法还包括：

当所述当前块是CTU的区域内的第一个译码块时，根据所述默认值初始化所述CTU的所述区域的专用缓冲区。

在一种实现方式中，CTU中的所述区域为尺寸固定的非重叠区域。

在一种实现方式中，所述默认值根据序列的内部位深度获得，其中，所述当前块为所述序列的块。

在一种实现方式中，当所述当前块的色度分量使用IBC模式进行预测且所述当前块的并置亮度分量不使用IBC模式进行预测时，所述当前块的色度分量的IBC块矢量为默认块矢量。

在一种实现方式中，所述当前块包括至少两个子块，当子块的色度分量使用IBC模式进行预测且所述子块的并置亮度分量不使用IBC模式进行预测时，所述子块的色度分量的IBC块矢量为默认块矢量。

在一种实现方式中，所述默认块矢量为(0，0)。

在一种实现方式中，当所述当前块的所述并置中心亮度样本使用IBC模式进行预测时，该默认矢量为所述当前块的所述并置中心亮度样本的块矢量。

在一个实施例中，公开了一种编码器，包括用于执行上述任一实施例或实现方式提供的方法的处理电路。

在一个实施例中，公开了一种解码器，包括用于执行上述任一实施例或实现方式提供的方法的处理电路。

在一个实施例中，公开了一种计算机程序产品，包括用于执行上述任一实施例或实现方式提供的方法的程序代码。

在一个实施例中，公开了一种解码器，所述解码器包括：

一个或多个处理器；

非瞬时性计算机可读存储介质，与所述一个或多个处理器耦合并存储由所述一个或多个处理器执行的程序，其中，当所述一个或多个处理器执行所述程序时，使所述解码器执行上述任一实施例或实现方式提供的方法。

在一个实施例中，公开了一种编码器，所述编码器包括：

一个或多个处理器；

非瞬时性计算机可读存储介质，与所述一个或多个处理器耦合并存储由所述一个或多个处理器执行的程序，其中，当所述一个或多个处理器执行所述程序时，使所述编码器执行上述任一实施例或实现方式提供的方法。

附图和以下描述对一个或多个实施例的细节进行了阐述。其它特征、目的和优点在说明书、附图和权利要求书中是显而易见的。

附图说明

下文结合附图对本发明实施例进行详细描述。在附图中：

图1A为用于实现本发明实施例的视频译码系统的一个示例的框图；

图1B为用于实现本发明实施例的视频译码系统的另一示例的框图；

图2为用于实现本发明实施例的视频编码器示例的框图；

图3为用于实现本发明实施例的视频解码器的示例性结构的框图；

图4为编码装置或解码装置的一个示例的框图；

图5为编码装置或解码装置的另一示例的框图；

图6(a)-6(d)示出了参考样本与当前译码块位置之间的关系的示例；

图7(a)-7(c)示出了参考样本与IBC缓冲区之间的关系的其它示例；

图8(a)-8(c)示出了参考样本与IBC缓冲区之间的关系的其它示例；

图9(a)-9(b)示出了块矢量与IBC缓冲区之间的关系的其它示例；

图10示出了CTU的IBC缓冲区的示例；

图11示出了将图像划分为CTU的示例；

图12示出了本发明实施例提供的视频解码方法的流程图；

图13示出了本发明的其它实施例提供的视频解码方法的流程图；

图14示出了本发明实施例提供的视频编码方法的流程图；

图15示出了本发明的其它实施例提供的视频编码方法的流程图；

图16示出了本发明实施例提供的解码装置示例的框图；

图17示出了本发明实施例提供的编码装置示例的框图；

图18为用于实现内容分发业务的内容供应系统的示例性结构的框图；

图19为终端设备示例结构的框图。

在下文中，除非另外明确说明，否则相同的附图标记是指相同或至少功能上等效的特征。

具体实施方式

以下描述中，参考形成本发明一部分并以说明的方式示出本发明实施例的具体方面或可以使用本发明实施例的具体方面的附图。应理解，本发明实施例可以在其它方面中使用，并且可以包括附图中未描绘的结构或逻辑变化。因此，以下详细描述不应以限制性的意义来理解，本发明的范围由所附权利要求书界定。

例如，应理解，结合所描述方法的公开内容对用于执行所述方法的对应设备或系统也可以同样适用，反之亦然。例如，如果描述一个或多个具体方法步骤，则对应的设备可以包括一个或多个单元(例如，功能单元)来执行所描述的一个或多个方法步骤(例如，一个单元执行一个或多个步骤，或多个单元分别执行多个步骤中的一个或多个)，即使附图中未明确描述或说明该一个或多个单元。另一方面，例如，如果根据一个或多个单元(例如，功能单元)来描述具体装置，则对应的方法可以包括一个步骤来实现一个或多个单元的功能(例如，一个步骤实现一个或多个单元的功能，或多个步骤分别实现多个单元中一个或多个单元的功能)，即使附图中未明确描述或说明该一个或多个步骤。此外，应理解，除非另有说明，否则本文中描述的各种示例性实施例和/或方面的特征可相互组合。

视频译码通常指对构成视频或视频序列的图像序列进行处理。在视频译码领域，术语“帧(frame)”与“图像(picture/image)”可以用作同义词。视频译码(或通常称为译码)包括视频编码和视频解码两部分。视频编码在信源侧执行，通常包括处理(例如，压缩)原始视频图像以减少表示视频图像所需的数据量(从而更高效存储和/或发送)。视频解码在目的地侧执行，通常包括相对于编码器作逆处理，以重建视频图像。实施例涉及的视频图像(或通常称为图像)的“译码”应理解为涉及视频图像或相应视频序列的“编码”或“解码”。编码部分和解码部分的组合也称为编解码(编码和解码，CODEC)。

在无损视频译码情况下，可以重建原始视频图像，即重建的视频图像与原始视频图像具有相同的质量(假设存储或传输期间没有传输损耗或其它数据丢失发生)。在有损视频译码情况下，通过量化等进行进一步压缩来减少表示视频图像的数据量，而解码器侧无法完全重建视频图像，即重建的视频图像的质量比原始视频图像的质量更低或更差。

几个视频译码标准属于“有损混合视频编解码器”组(即，将样本域中的空间预测和时间预测与变换域中用于应用量化的2D变换译码结合)。视频序列中的每个图像通常划分成不重叠的块集合，通常基于块级进行译码。换句话说，编码器通常在块(视频块)级对视频进行处理，即编码，例如，通过空间(帧内)预测和/或时间(帧间)预测来生成预测块；从当前块(当前处理/待处理的块)中减去预测块，获得残差块；在变换域中变换残差块并量化残差块，以减少待发送(压缩)的数据量，而解码器将相对于编码器的逆处理应用于经编码或压缩的块，以重建当前块进行表示。此外，编码器重复解码器的处理步骤，使得编码器和解码器生成相同的预测(例如，帧内预测和帧间预测)和/或重建，用于对后续块进行处理(即译码)。

在以下实施例中，根据图1至图3描述了视频译码系统10、视频编码器20和视频解码器30。

图1A为示意性框图，示出了示例性译码系统10，例如可以利用本申请技术的视频译码系统10(或简称为译码系统10)。视频译码系统10的视频编码器20(或简称为编码器20)和视频解码器30(或简称为解码器30)代表可用于根据本申请中描述的各种示例执行各技术的设备的示例。

如图1A所示，译码系统10包括源设备12，例如，所述源设备12用于将经编码的图像数据21提供到目的地设备14以对经编码的图像数据13进行解码。

源设备12包括编码器20，并且可以另外(即可选地)包括图像源16、预处理器(或预处理单元)18(例如图像预处理器18)和通信接口或通信单元22。

图像源16可以包括或可以是任何类型的图像捕获设备，例如用于捕获真实世界图像的摄像机，和/或任何类型的图像生成设备，例如用于生成计算机动画图像的计算机图形处理器，或用于获取和/或提供真实世界图像、计算机生成图像(例如，屏幕内容、虚拟现实(virtual reality，VR)图像)和/或其任何组合(例如，增强现实(augmented reality，AR)图像)的任何类型的其它设备。所述图像源可以为存储任一上述图像的任何类型的存储器(memory/storage)。

为了与预处理器18和预处理单元18执行的处理区分，图像或图像数据17也可以称为原始图像或原始图像数据17。

预处理器18可以用于接收(原始)图像数据17，对图像数据17进行预处理，以获得经预处理的图像19或经预处理的图像数据19。例如，预处理器18执行的预处理可包括修剪(trimming)、颜色格式转换(例如从RGB转换为YCbCr)、调色或去噪。可以理解的是，预处理单元18可以为可选组件。

视频编码器20可以用于接收经预处理的图像数据19并提供经编码的图像数据21(例如，下文根据图2进一步详细描述)。

源设备12中的通信接口22可以用于接收经编码的图像数据21，并通过通信信道13将经编码的图像数据21(或其任何其它经处理版本)发送到另一设备(例如目的地设备14)或任何其它设备，以便进行存储或直接重建。

目的地设备14包括解码器30(例如，视频解码器30)，并且可以另外(即，可选地)包括通信接口或通信单元28、后处理器32(或后处理单元32)和显示设备34。

目的地设备14的通信接口28可以用于接收经编码的图像数据21(或其任何其它经处理版本)，例如，直接从源设备12或任何其它源(例如，编码图像数据存储设备等存储设备)接收，并将经编码的图像数据21提供给解码器30。

通信接口22和通信接口28可以用于通过源设备12与目的地设备14之间的直接通信链路(例如，直接有线或无线连接)，或通过任何类型的网络(例如，有线或无线网络或其任意组合，或任何类型的专用和公共网络)，或其任意组合发送或接收经编码的图像数据21或编码数据13。

通信接口22可用于将经编码的图像数据21封装为数据包等合适的格式，和/或采用任何类型的发送编码或处理来处理所述经编码的图像数据，以便通过通信链路或通信网络进行发送。

与通信接口22对应的通信接口28可以用于接收传输数据并通过任何类型的对应传输解码或处理和/或解封装方式来处理传输数据，得到经编码的图像数据21。

通信接口22和通信接口28均可配置为单向通信接口(如图1A中从源设备12指向目的地设备14的通信信道13的箭头所表示)，或双向通信接口，并可用于发送和接收消息，例如，建立连接，确认和交互与通信链路和/或数据传输(如经编码的图像数据传输)相关的任何其它信息。

解码器30可以用于接收经编码的图像数据21并提供经解码的图像数据31或经解码图像31(例如，下文根据图3或图5进一步详细描述)。目的地设备14的后处理器32可以用于对经解码的图像数据31(也称为重建图像数据)(例如，经解码图像31)进行后处理，以获得经后处理的图像数据33(如后处理图像33)。由后处理单元32执行的后处理可以包括颜色格式转换(例如从YCbCr转换为RGB)、颜色校正、修剪或重采样中的任一种或多种，或任何其它处理，例如，用于准备经解码的图像数据31以供显示设备34等显示。

目的地设备14的显示设备34可以用于接收经后处理的图像数据33，以向用户或观看者等显示图像。显示设备34可以是或包括用于显示重建图像的任何类型的显示器，如集成或外部的显示器或监视器。显示器可以是液晶显示器(liquid crystal display，LCD)、有机发光二极管(organic light emitting diode，OLED)显示器、等离子显示器、投影仪、微型LED显示器、硅基液晶显示器(liquid crystal on silicon，LCoS)、数字光处理器(digital light processor，DLP)或任意类型的其它显示器。

尽管图1A示出了源设备12和目的地设备14作为单独的设备，但是在实施例中，设备还可以同时包括源设备12和目的地设备14或同时包括源设备12和目的地设备14的功能，即源设备12或对应功能以及目的地设备14或对应功能。在这类实施例中，源设备12或对应功能以及目的地设备14或对应功能可以使用相同的硬件和/或软件或通过单独的硬件和/或软件或其任意组合来实现。

根据描述，技术人员显而易见的是，图1A所示的源设备12和/或目的地设备14中的不同单元或功能的存在和(精确)划分可以根据实际设备和应用而不同。

编码器20(例如视频编码器20)或解码器30(例如视频解码器30)，或编码器20和解码器30两者都可通过如图1B所示的处理电路实现，如一个或多个微处理器、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、专用集成电路(application-specific integratedcircuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)、离散逻辑、硬件、视频译码专用处理器或其任意组合。编码器20可以由处理电路46实现，以体现结合图2的编码器20所描述的各种模块和/或本文描述的任何其它编码器系统或子系统。解码器30可以由处理电路46实现，以体现结合图3的解码器30所描述的各种模块和/或本文描述的任何其它解码器系统或子系统。所述处理电路可用于执行下文描述的各种操作。如图5所示，如果所述技术部分地以软件形式实现，则设备可以将软件的指令存储在合适的非瞬时性计算机可读介质中，并且可以使用一个或多个处理器执行硬件中的指令，以执行本发明的技术。视频编码器20和视频解码器30可作为组合编解码器(encoder/decoder，CODEC)的一部分集成在单个设备中，如图1B所示。

图1B所示的视频译码系统40包括实现视频编码器20和视频解码器30两者的处理电路。此外，一个或多个成像设备41(如用于捕获真实世界图像的摄像机)、天线42、一个或多个存储器44、一个或多个处理器43和/或显示设备45(如上述显示设备34)可以作为视频译码系统40的一部分提供。

源设备12和目的地设备14可以包括多种设备中的任一种，包括任何类型的手持或固定设备，例如，笔记本电脑或膝上型电脑、手机、智能手机、平板电脑(tablet/tabletcomputer)、摄像机、台式计算机、机顶盒、电视机、显示设备、数字媒体播放器、视频游戏机、视频流设备(如内容服务服务器或内容分发服务器)、广播接收器设备、广播发射器设备等，并且可以不使用或使用任何类型的操作系统。在某些情况下，可以配备源设备12和目的地设备14以用于无线通信。因此，源设备12和目的地设备14可以是无线通信设备。

在某些情况下，图1A所示的视频译码系统10仅仅是示例，本申请的技术可适用于在编码设备与解码设备之间不一定包括任何数据通信的视频译码系统(例如，视频编码或视频解码)。在其它示例中，从本地存储器中检索数据，通过网络发送，等等。视频编码设备可以对数据进行编码并将数据存储到存储器中，和/或视频解码设备可以从存储器检索数据并对数据进行解码。在一些示例中，编码和解码由相互不通信而只是将数据编码到存储器和/或从存储器中检索数据并对数据进行解码的设备来执行。

为便于描述，本文参考由ITU-T视频译码专家组(video coding experts group，VCEG)和ISO/IEC运动图像专家组(motion picture experts group，MPEG)的视频译码联合工作组(joint collaboration team on video coding，JCT-VC)开发的高效视频译码(high-efficiency video coding，HEVC)或通用视频译码(versatile video coding，VVC)(下一代视频译码标准)参考软件等描述本发明实施例。本领域普通技术人员理解本发明实施例不限于HEVC或VVC。

编码器和编码方法

图2为用于实现本申请技术的示例性视频编码器20的示意性框图。在图2的示例中，视频编码器20包括输入端201(或输入接口201)、残差计算单元204、变换处理单元206、量化单元208、反量化单元210和逆变换处理单元212、重建单元214、环路滤波单元220、解码图像缓冲区(decoded picture buffer，DPB)230、模式选择单元260、熵编码单元270和输出端272(或输出接口272)。模式选择单元260可以包括帧间预测单元244、帧内预测单元254和划分单元262。帧间预测单元244可以包括运动估计单元和运动补偿单元(未示出)。图2所示的视频编码器20也可以称为混合视频编码器或基于混合视频编解码器的视频编码器。

残差计算单元204、变换处理单元206、量化单元208和模式选择单元260可以组成编码器20的正向信号路径，而反量化单元210、逆变换处理单元212、重建单元214、环路滤波器220、解码图像缓冲区(decoded picture buffer，DPB)230、帧间预测单元244和帧内预测单元254可以组成视频编码器20的反向信号路径。视频编码器20的反向信号路径与解码器(参见图3中的视频解码器30)的信号路径对应。反量化单元210、逆变换处理单元212、重建单元214、环路滤波器220、解码图像缓冲区(decoded picture buffer，DPB)230、帧间预测单元244和帧内预测单元254还组成视频编码器20的“内置解码器”。

图像和图像划分(图像和块)

编码器20可用于通过输入端201等接收图像17(或图像数据17)，例如，形成视频或视频序列的图像序列中的图像。接收的图像或图像数据也可以是经预处理的图像19(或经预处理的图像数据19)。为简单起见，以下描述使用图像17。图像17也可以称为当前图像或待译码图像(特别是在视频译码中，以便将当前图像与其它图像(例如，同一视频序列(即，也包括当前图像的视频序列)的先前编码和/或解码的图像)区分开)。

(数字)图像为或可以视为由具有强度值的样本(sample)组成的二维阵列或矩阵。阵列中的样本也可以称为像素(pixel或pel)(图像元素的简称)。图像的尺寸和/或分辨率由阵列或图像在水平和垂直方向(或轴)上的样本数量定义。通常采用三种颜色分量来表示颜色，即该图像可表示为三个样本阵列或包括三个样本阵列。在RGB格式或颜色空间中，图像包括对应的红色、绿色和蓝色样本阵列。然而，在视频译码中，每个像素通常由亮度和色度格式或在颜色空间中表示，例如，YCbCr，包括Y表示的亮度分量(有时也用L表示)和Cb和Cr表示的两个色度分量。亮度(luminance，简写为luma)分量Y表示亮度或灰度级强度(例如在灰度等级图像中两者相同)，而两个色度(chrominance，简写为chroma)分量Cb和Cr表示色度或颜色信息分量。因此，YCbCr格式的图像包括亮度样本值(Y)的亮度样本阵列和色度值(Cb和Cr)的两个色度样本阵列。RGB格式的图像可以转换为YCbCr格式，反之亦然。该过程也称为颜色变换或转换。如果图像是单色的，则该图像可以仅包括亮度样本阵列。相应地，例如，图像可以为单色格式的亮度样本阵列或4:2:0、4:2:2和4:4:4彩色格式的亮度样本阵列和两个对应的色度样本阵列。

视频编码器20的实施例可包括图像划分单元(图2中未示出)，所述图像划分单元用于将图像17划分成多个(通常不重叠)图像块203。这些块也可以称为根块、宏块(H.264/AVC)或编码树块(coding tree block，CTB)，或编码树单元(coding tree unit，CTU)(根据H.265/HEVC和VVC)。图像划分单元可用于对视频序列的所有图像使用相同的块尺寸和定义块尺寸的对应网格，或者用于改变图像或图像子集或组之间的块尺寸，并将每个图像划分成对应块。

在其它实施例中，视频编码器可以用于直接接收图像17的块203，例如组成图像17的一个、几个或所有块。图像块203也可以称为当前图像块或待编码图像块。

与图像17类似，图像块203是或可以看作是具有强度值(样本值)的样本的二维阵列或矩阵，但是，图像块203的尺寸比图像17小。换句话说，例如，根据所应用的颜色格式，块203可以包括一个样本阵列(例如，图像17是单色情况下的亮度阵列，或图像17是彩色情况下的亮度或色度阵列)或三个样本阵列(例如，图像17是彩色情况下的一个亮度阵列和两个色度阵列)或任何其它数量和/或类型的阵列。块203的水平方向和垂直方向(或轴线)上的样本数量决定了块203的尺寸。因此，块可以包括M×N(M列×N行)个样本阵列，或M×N个变换系数阵列等。

图2所示的视频编码器20的实施例可以用于逐块对图像17进行编码，例如，按块203进行编码和预测。

图2所示的视频编码器20的实施例还可以用于使用条带(slice)(也称为视频条带)对图像进行划分和/或编码，其中，可以使用一个或多个条带(通常为不重叠的)对图像进行划分或编码，并且每个条带可以包括一个或多个块(例如，CTU)。

图2所示的视频编码器20的实施例还可以用于使用分块组(tile group)(也称为视频分块组)和/或分块(tile)(也称为视频分块)对图像进行划分和/或编码，其中，可以使用一个或多个分块组(通常为不重叠的)对图像进行划分或编码，每个分块组可以包括一个或多个块(例如，CTU)或一个或多个分块等，其中，每个分块可以为矩形等形状，可以包括一个或多个块(例如，CTU)，例如完整或部分块。

残差计算

残差计算单元204可用于通过如下等方式根据图像块203和预测块265(下文详细描述预测块265)来计算残差块205(也称为残差205)：逐个样本(逐个像素)从图像块203的样本值中减去预测块265的样本值，以获得样本域中的残差块205。

变换

变换处理单元206可以用于对残差块205的样本值执行离散余弦变换(discretecosine transform，DCT)或离散正弦变换(discrete sine transform，DST)等变换，得到变换域中的变换系数207。变换系数207也可以称为变换残差系数，表示变换域中的残差块205。

变换处理单元206可以用于进行DCT/DST(例如为H.265/HEVC指定的变换)的整数化近似。与正交DCT变换相比，这种整数化近似通常通过某一因子进行缩放(scale)。为了保持经过正变换和逆变换处理的残差块的范数，在变换过程中应用了其它缩放因子。缩放因子通常是根据某些约束条件来选择的，例如缩放因子是用于移位运算的2的幂、变换系数的位深度、准确度与实现成本之间的权衡等。例如，通过逆变换处理单元212等为逆变换(以及在视频解码器30侧通过逆变换处理单元312等为对应的逆变换)指定具体的缩放因子；相应地，可以在编码器20侧，通过变换处理单元206等为正变换指定对应的缩放因子。

视频编码器20(具体是变换处理单元206)的实施例可以用于直接或通过熵编码单元270编码或压缩等输出变换参数(例如，一种或多种变换的类型)，使得例如视频解码器30可以接收并使用变换参数进行解码。

量化

量化单元208可以用于通过应用标量量化或矢量量化等对变换系数207进行量化，以获得量化系数209。量化系数209也可以称为量化变换系数209或量化残差系数209。

量化过程可减少与部分或全部变换系数207有关的位深度。例如，可以在量化期间将n位变换系数向下舍入到m位变换系数，其中n大于m。可以通过调整量化参数(quantization parameter，QP)修改量化程度。例如，对于标量量化，可以应用不同程度的缩放来实现较细或较粗的量化。较小量化步长对应于较细量化，而较大量化步长对应于较粗量化。可以通过量化参数(quantization parameter，QP)表示合适的量化步长。例如，量化参数可以为合适的量化步长的预定义集合的索引。例如，较小的量化参数可对应精细量化(较小量化步长)，较大的量化参数可对应粗糙量化(较大量化步长)，反之亦然。量化可以包括除以量化步长，而反量化单元210等执行的对应和/或反解量化可以包括乘以量化步长。根据HEVC等一些标准的实施例可以使用量化参数来确定量化步长。通常，可以根据量化参数使用包括除法的等式的定点近似来计算量化步长。可以引入其它缩放因子来进行量化和解量化，以恢复可能由于在用于量化步长和量化参数的等式的定点近似中使用的缩放而修改的残差块的范数。在一种示例性实现方式中，可以合并逆变换和解量化的缩放。或者，可以使用自定义量化表并在码流中等将其从编码器向解码器指示(signal)。量化是有损操作，其中，量化步长越大，损耗越大。

视频编码器20(具体是量化单元208)的实施例可以用于直接或通过熵编码单元270编码等输出量化参数(quantization parameter，QP)，使得例如视频解码器30可以接收并使用量化参数进行解码。

反量化

反量化单元210用于通过根据或使用与量化单元208相同的量化步长应用量化单元208所应用的量化方案的逆过程等，对量化系数应用量化单元208的反量化，以获得解量化系数211。解量化系数211也可以称为解量化残差系数211，对应于变换系数207，但是由于量化造成的损耗，解量化系数211通常与变换系数207不同。

逆变换

逆变换处理单元212用于进行变换处理单元206进行的变换的逆变换，例如，逆离散余弦变换(discrete cosine transform，DCT)或逆离散正弦变换(discrete sinetransform，DST)或其它逆变换，以获得样本域中的重建残差块213(或对应的解量化系数213)。重建残差块213也可以称为变换块213。

重建

重建单元214(例如，加法器或求和器214)用于例如通过将重建残差块213的样本值和预测块265的样本值逐个样本相加，将变换块213(即重建残差块213)添加到预测块265，以获得样本域中的重建块215。

滤波

环路滤波单元220(或简称“环路滤波器”220)用于对重建块215进行滤波以获得滤波块221，或通常用于对重建样本进行滤波以获得滤波样本。环路滤波单元可以用于平滑像素转变或提高视频质量。环路滤波单元220可以包括一个或多个环路滤波器，例如去块效应滤波器、样本自适应偏移(sample-adaptive offset，SAO)滤波器或者一个或多个其它滤波器，例如双边滤波器、自适应环路滤波器(adaptive loop filter，ALF)、锐化滤波器、平滑滤波器或协同滤波器，或其任意组合。虽然环路滤波单元220在图2中示出为环内滤波器，但是在其它配置中，环路滤波单元220可以实现为后环路滤波器。滤波块221也可以称为滤波重建块221。

视频编码器20(具体是环路滤波单元220)的实施例可用于直接或通过熵编码单元270编码等输出环路滤波器参数(如样本自适应偏移信息)，使得例如解码器30可以接收和使用相同的环路滤波器参数或相应的环路滤波器进行解码。

解码图像缓冲区

解码图像缓冲区(decoded picture buffer，DPB)230可以是存储参考图像或通常存储参考图像数据以供视频编码器20对视频数据进行编码的存储器。DPB 230可以由多种存储设备中的任一种组成，如动态随机存取存储器(dynamic random access memory，DRAM)，包括同步DRAM(synchronous DRAM，SDRAM)、磁阻RAM(magnetoresistive RAM，MRAM)、电阻RAM(resistive RAM，RRAM)或其它类型的存储设备。解码图像缓冲区(decodedpicture buffer，DPB)230可用于存储一个或多个滤波块221。解码图像缓冲区230还可用于存储同一当前图像或不同图像(例如，先前重建的图像)的其它先前滤波块(例如，先前重建和滤波块221)，并且可提供完整的先前重建(即解码)的图像(和对应的参考块和样本)和/或部分重建的当前图像(和对应的参考块和样本)，用于帧间预测等。例如，在重建块215未被环路滤波单元220进行滤波时，解码图像缓冲区(decoded picture buffer，DPB)230还可用于存储一个或多个未经滤波的重建块215，或通常存储未经滤波的重建样本，或重建块或重建样本的任何其它未经进一步处理的版本。

模式选择(划分和预测)

模式选择单元260包括划分单元262、帧间预测单元244和帧内预测单元254，用于从解码图像缓冲区230或其它缓冲区(例如，行缓冲区，未示出)等接收或获得原始图像数据(例如，原始块203(当前图像17的当前块203))和重建图像数据(例如，相同(当前)图像和/或一个或多个先前解码图像的滤波和/或未经滤波的重建样本或重建块)。重建图像数据用作参考图像数据进行帧间预测或帧内预测等预测，以获得预测块265或预测值265。

模式选择单元260可用于为当前块预测模式(不包括划分)和预测模式(例如帧内或帧间预测模式)确定或选择划分类型，并生成对应的预测块265，以对残差块205进行计算和对重建块215进行重建。

模式选择单元260的实施例可用于选择划分和预测模式(例如，从模式选择单元260支持或可用于模式选择单元260的预测模式中选择)，所述预测模式提供最佳匹配或者说最小残差(最小残差意味着传输或存储中更好的压缩)，或提供最小指示开销(最小指示开销意味着传输或存储中更好的压缩)，或者同时考虑或平衡以上两者。模式选择单元260可用于根据率失真优化(rate distortion optimization，RDO)确定划分和预测模式，即选择提供最小率失真的预测模式。本上下文中如“最佳”、“最小”、“最优”等术语不一定指总体上“最佳”、“最小”、“最优”等，也可以指满足终止或选择标准，例如，值超过或低于阈值或其它约束条件，可能会进行“次优选择”，但是降低了复杂度和处理时间。

换句话说，划分单元262可以用于将块203划分成更小的划分块或子块(再次形成块)，例如，使用四叉树(quad-tree，QT)划分、二叉树(binary-tree，BT)划分或三叉树(triple-tree，TT)划分或其任何组合迭代地进行，并对每个划分块或子块进行预测，其中，所述模式选择包括选择划分块203的树形结构并将预测模式应用于每个划分块或子块。

下文详细描述由示例性视频编码器20执行的划分(例如，由划分单元262执行)和预测处理(由帧间预测单元244和帧内预测单元254执行)。

划分

划分单元262可以将当前块203划分(或划分)成更小的部分，例如正方形或矩形尺寸的较小块。这些较小块(也可以称为子块)可以进一步划分成甚至更小的部分。这也称为树划分或层次树划分，其中，可以递归地划分例如根树层次0(层次级别0，深度0)的根块，例如划分为两个或两个以上下一较低树层次的块，例如树层次1(层次级别1，深度1)的节点。可以再次将这些块划分为两个或两个以上下一较低层次，例如树层次2(层次级别2、深度2)的块等，直到例如因为满足结束标准，例如达到最大树深度或最小块尺寸，划分结束。未进一步划分的块还称为树的叶块或叶节点。划分为两个部分的树称为二叉树(binary-tree，BT)，划分为三个部分的树称为三叉树(ternary-tree，TT)，划分为四个部分的树称为四叉树(quad-tree，QT)。

如上所述，本文使用的术语“块”可以是图像的一部分，特别是正方形或矩形部分。例如，结合HEVC和VVC，块可以是或对应于编码树单元(coding tree unit，CTU)、编码单元(coding unit，CU)、预测单元(prediction unit，PU)或变换单元(transform unit，TU)，和/或对应于对应块，例如，编码树块(coding tree block，CTB)、编码块(coding block，CB)、变换块(transform block，TB)或预测块(prediction block，PB)。

例如，编码树单元(coding tree unit，CTU)可以为或包括具有三个样本阵列的图像的亮度样本的一个CTB和色度样本的两个对应CTB，或单色图像或使用用于对样本进行译码的三个独立颜色平面和语法结构译码的图像的样本的一个CTB。相应地，编码树块(coding tree block，CTB)可以为N×N个样本块，其中，N可以设为某个值从而将分量划分为多个CTB，这就是划分。编码单元(coding unit，CU)可以为或包括具有三个样本阵列的图像的亮度样本的一个编码块和色度样本的两个对应编码块，或单色图像或使用用于对样本进行译码的三个独立颜色平面和语法结构译码的图像的样本的一个编码块。相应地，编码块(coding block，CB)可以为M×N个样本块，其中，M和N可以设为某个值从而将CTB划分为多个编码块，这就是划分。

在一些实施例中，例如根据HEVC，可以通过表示为编码树的四叉树结构将编码树单元(coding tree unit，CTU)划分为多个CU。在CU级决定是否使用帧间(时间)预测或帧内(空间)预测对图像区域进行编码。可以根据PU划分类型将每个CU进一步划分为一个、两个或四个PU。一个PU内应用相同的预测过程，并在PU的基础上向解码器发送相关信息。在根据PU划分类型应用预测过程获得残差块之后，可以根据与用于CU的编码树类似的另一种四叉树结构将CU划分为变换单元(transform unit，TU)。

在实施例中，例如根据当前开发的称为通用视频译码(versatile video coding，VVC)的最新视频译码标准，例如使用组合的四叉树和二叉树(quad-tree and binary-tree，QTBT)划分来划分译码块。在QTBT块结构中，CU可以为正方形或矩形。例如，译码树单元(coding tree unit，CTU)首先通过四叉树结构进行划分。通过二叉树或三叉树(ternary或triple)结构进一步划分四叉树叶节点。划分树叶节点称为译码单元(coding unit，CU)，该划分用于预测和变换处理，而不进行任何进一步划分。这意味着在QTBT译码块结构中，CU、PU和TU的块尺寸相同。同时，三叉树划分等多重划分可以与QTBT块结构结合使用。

在一个示例中，视频编码器20的模式选择单元260可以用于执行本文描述的划分技术的任意组合。

如上所述，视频编码器20用于从(例如预定的)预测模式集合中确定或选择最好或最优的预测模式。预测模式集合可以包括帧内预测模式和/或帧间预测模式。

帧内预测

帧内预测模式集合可以包括35种不同的帧内预测模式，例如，如DC(或均值)模式和平面模式等非方向性模式，或如HEVC中定义的方向性模式，或者可以包括67种不同的帧内预测模式，例如，如DC(或均值)模式和平面模式等非方向性模式，或如针对VVC定义的方向性模式。

帧内预测单元254用于根据帧内预测模式集合中的帧内预测模式，使用同一当前图像中的邻块的重建样本来生成(帧内)预测块265。

帧内预测单元254(或通常为模式选择单元260)还可以用于将帧内预测参数(或通常为指示块的选定帧内预测模式的信息)以语法元素266的形式输出到熵编码单元270，以包括到经编码的图像数据21中，使得视频解码器30等可以接收并使用预测参数进行解码。

帧间预测

(可能的)帧间预测模式的集合取决于可用参考图像(即，例如存储在DPB 230中的先前至少部分解码的图像)和其它帧间预测参数，例如取决于是否使用整个参考图像或只使用参考图像的一部分(例如当前块的区域附近的搜索窗口区域)来搜索最佳匹配参考块，和/或例如取决于是否应用像素插值(如二分之一/半像素和/或四分之一像素插值)。

除上述预测模式外，还可以使用跳过模式和/或直接模式。

帧间预测单元244可以包括运动估计(motion estimation，ME)单元和运动补偿(motion compensation，MC)单元(两者未在图2中示出)。运动估计单元可用于接收或获取图像块203(当前图像17的当前图像块203)和解码图像231，或至少一个或多个先前重建块，如一个或多个先前解码图像231的重建块，以进行运动估计。例如，视频序列可以包括当前图像和先前解码图像231，或换句话说，当前图像和先前解码图像231可以为图像序列的一部分或组成图像序列，这些图像组成视频序列。

编码器20可用于从多个先前解码图像中的相同或不同图像的多个参考块中选择参考块，并将参考图像(或参考图像索引)和/或参考块的位置(x坐标，y坐标)与当前块的位置之间的偏移(空间偏移)作为帧间预测参数提供给运动估计单元。该偏移也称为运动矢量(motion vector，MV)。

运动补偿单元可以用于获取(例如接收)帧间预测参数，并根据或使用帧间预测参数进行帧间预测，以获得(帧间)预测块265。由运动补偿单元执行的运动补偿可能涉及根据通过运动估计确定的运动/块矢量来提取或生成预测块，还可能涉及对子像素精度进行插值。插值滤波可以从已知的像素样本中生成其它像素样本，从而可能增加可用于对图像块进行译码的候选预测块的数量。一旦接收到当前图像块的PU的运动矢量，运动补偿单元可以定位在其中一个参考图像列表中运动矢量指向的预测块。

运动补偿单元还可以生成与块和视频条带相关的语法元素，以供视频解码器30在解码视频条带的图像块时使用。除条带和相应语法元素之外或作为条带和相应语法元素的替代，还可以生成或使用分块组和/或分块以及相应的语法元素。

熵编码

例如，熵编码单元270用于对量化系数209、帧间预测参数、帧内预测参数、环路滤波器参数和/或其它语法元素应用熵编码算法或方案(例如，可变长度译码(variablelength coding，VLC)方案、上下文自适应VLC(context adaptive VLC，CAVLC)方案、算术译码方案、二值化、上下文自适应二进制算术译码(context adaptive binary arithmeticcoding，CABAC)、基于语法的上下文自适应二进制算术译码(syntax-based context-adaptive binary arithmetic coding，SBAC)、概率区间划分熵(probability intervalpartitioning entropy，PIPE)译码或其它熵编码方法或技术)或旁路熵编码算法或方案(不压缩)，以获得可以通过输出端272以经编码码流21等形式输出的经编码的图像数据21，使得例如视频解码器30可以接收并使用这些参数进行解码。经编码码流21可以发送到视频解码器30，或存储在存储器中以供后续传输或由视频解码器30检索。

视频编码器20的其它结构变体可以用于对视频流进行编码。例如，基于非变换的编码器20可以在某些块或帧没有变换处理单元206的情况下直接量化残差信号。在另一种实现方式中，编码器20中，量化单元208和反量化单元210可以组合成一个单元。

解码器和解码方法

图3示出了用于实现本申请技术的视频解码器30的示例。视频解码器30用于接收例如由编码器20编码的经编码的图像数据21(例如，经编码码流21)以获得解码图像331。经编码的图像数据或码流包括用于对所述经编码的图像数据进行解码的信息，例如表示经编码视频条带(和/或分块组或分块)的图像块的数据和相关的语法元素。

在图3的示例中，解码器30包括熵解码单元304、反量化单元310、逆变换处理单元312、重建单元314(例如求和器314)、环路滤波器320、解码图像缓冲区(decoded picturebuffer，DPB)330、模式应用单元360、帧间预测单元344和帧内预测单元354。帧间预测单元344可以为或包括运动补偿单元。在一些示例中，视频解码器30可执行通常与针对图2的视频编码器20描述的编码过程相反的解码过程。

如针对编码器20的描述，反量化单元210、逆变换处理单元212、重建单元214、环路滤波器220、解码图像缓冲区(decoded picture buffer，DPB)230、帧间预测单元244和帧内预测单元254还组成视频编码器20的“内置解码器”。相应地，反量化单元310的功能可以与反量化单元210相同；逆变换处理单元312的功能可以与逆变换处理单元212相同；重建单元314的功能可以与重建单元214相同；环路滤波器320的功能可以与环路滤波器220相同；解码图像缓冲区330的功能可以与解码图像缓冲区230相同。因此，对视频编码器20的相应单元和功能进行的描述对应地适用于视频解码器30的相应单元和功能。

熵解码

熵解码单元304用于解析码流21(或通常为经编码的图像数据21)并例如对经编码的图像数据21进行熵解码，以获得量化系数309和/或经解码的译码参数366等，如帧间预测参数(例如参考图像索引和运动矢量)、帧内预测参数(例如帧内预测模式或索引)、变换参数、量化参数、环路滤波器参数和/或其它语法元素中的任一个或全部。熵解码单元304可以用于应用与针对编码器20中的熵编码单元270描述的编码方案对应的解码算法或方案。熵解码单元304还可以用于向模式应用单元360提供帧间预测参数、帧内预测参数和/或其它语法元素，并向解码器30的其它单元提供其它参数。视频解码器30可以接收视频条带级和/或视频块级的语法元素。除了条带和相应语法元素或作为条带和相应语法元素的替代，还可以接收和/或使用分块组和/或分块以及相应语法元素。

反量化

反量化单元310可用于从经编码的图像数据21(例如，通过熵解码单元304等解析和/或解码)接收量化参数(quantization parameter，QP)(或通常为与反量化相关的信息)和量化系数，并根据所述量化参数对经解码的量化系数309进行反量化以获得解量化系数311，所述解量化系数311也可以称为变换系数311。反量化过程可以包括使用视频编码器20对视频条带(或分块或分块组)中的每个视频块确定的量化参数来确定量化程度，同样确定需要应用的反量化的程度。

逆变换

逆变换处理单元312可用于接收解量化系数311，也称为变换系数311，并对解量化系数311应用变换以获得样本域中的重建残差块313。重建残差块313也可以称为变换块313。变换可以为逆变换，例如逆DCT、逆DST、逆整数变换或概念上类似的逆变换过程。逆变换处理单元312还可以用于(例如通过熵解码单元304等解析和/或解码)从经编码的图像数据21接收变换参数或对应的信息，以确定要对解量化系数311进行的变换。

重建

重建单元314(例如，加法器或求和器314)可用于通过将重建残差块313的样本值和预测块365的样本值相加等方式，将重建残差块313添加到预测块365，以获得样本域中的重建块315。

滤波

环路滤波单元320(在译码环路中或译码环路之后)用于对重建块315进行滤波，以获得滤波块321，以平滑像素转变或以其它方式提高视频质量等。环路滤波单元320可以包括一个或多个环路滤波器，例如去块效应滤波器、样本自适应偏移(sample-adaptiveoffset，SAO)滤波器或者一个或多个其它滤波器，例如双边滤波器、自适应环路滤波器(adaptive loop filter，ALF)、锐化滤波器、平滑滤波器或协同滤波器，或其任意组合。虽然环路滤波单元320在图3中示出为环内滤波器，但是在其它配置中，环路滤波单元320可以实现为后环路滤波器。

解码图像缓冲区

然后，将图像的解码视频块321存储在解码图像缓冲区330中，所述解码图像缓冲区330存储作为参考图像的解码图像331，这些参考图像用于其它图像的后续运动补偿和/或用于输出或分别显示。

解码器30用于通过输出端312等输出解码图像311，向用户呈现或供用户观看。

预测

帧间预测单元344的功能可以与帧间预测单元244(特别是运动补偿单元)相同，帧内预测单元354的功能可以与帧内预测单元254相同，并根据从经编码的图像数据21接收的划分和/或预测参数或相应信息(例如，通过熵解码单元304等解析和/或解码)决定划分或划分并执行预测。模式应用单元360可用于根据重建图像、块或相应样本(经滤波或未经滤波)对每个块执行预测(帧内或帧间预测)，以获得预测块365。

当将视频条带或图像编码为帧内编码(I)条带时，模式应用单元360的帧内预测单元354用于根据指示的帧内预测模式和来自当前图像的先前解码块的数据生成当前视频条带的图像块的预测块365。当将视频条带或图像编码为帧间编码(即，B或P)条带时，模式应用单元360的帧间预测单元344(例如，运动补偿单元)用于根据运动矢量和从熵解码单元304接收的其它语法元素产生当前视频条带的视频块的预测块365。对于帧间预测，可以根据其中一个参考图像列表内的其中一个参考图像产生这些预测块。视频解码器30可以根据存储在DPB330中的参考图像，使用默认构建技术来构建参考图像列表：列表0和列表1。除了条带(例如视频条带)或作为条带的替代，相同或类似的方法可应用于使用分块组(例如视频分块组)和/或分块(例如视频分块)的实施例或由这些实施例应用，例如可以使用I、P或B分块组和/或分块对视频进行译码。

模式应用单元360用于通过解析运动矢量或相关信息和其它语法元素来确定当前视频条带的视频/图像块的预测信息，并使用所述预测信息针对所解码的当前视频块生成预测块。例如，模式应用单元360使用接收到的一些语法元素确定用于对视频条带的视频块进行译码的预测模式(例如，帧内预测或帧间预测)、帧间预测条带类型(例如B条带、P条带或GPB条带)、条带的一个或多个参考图像列表的构建信息、条带的每个帧间编码视频块的运动矢量、条带的每个帧间编码视频块的帧间预测状态、以及其它信息，以对当前视频条带内的视频块进行解码。除了条带(例如视频条带)或作为条带的替代，相同或类似的方法可应用于使用分块组(例如视频分块组)和/或分块(例如视频分块)的实施例或由这些实施例应用，例如可以使用I、P或B分块组和/或分块对视频进行译码。

图3中所示的视频解码器30的实施例可用于使用条带(也称为视频条带)对图像进行划分和/或解码，其中，可以使用一个或多个条带(通常不重叠的)对图像进行划分或解码，并且每个条带可以包括一个或多个块(例如，CTU)。

图3所示的视频解码器30的实施例可以用于使用分块组(也称为视频分块组)和/或分块(也称为视频分块)对图像进行划分和/或解码，其中，可以使用一个或多个分块组(通常为不重叠的)对图像进行划分或解码，每个分块组可以包括一个或多个块(例如，CTU)或一个或多个分块，其中，每个分块可以为矩形，可以包括一个或多个块(例如，CTU)，例如完整或部分块。

可以使用视频解码器30的其它变体对经编码的图像数据21进行解码。例如，解码器30可以在没有环路滤波单元320的情况下产生输出视频流。例如，基于非变换的解码器30可以在某些块或帧没有逆变换处理单元312的情况下直接反量化残差信号。在另一种实现方式中，视频解码器30中，反量化单元310和逆变换处理单元312可以组合成一个单元。

应理解，在编码器20和解码器30中，可以对当前步骤的处理结果做进一步处理，然后输出到下一步骤。例如，在插值滤波、运动矢量推导或环路滤波之后，可以对插值滤波、运动矢量推导或环路滤波的处理结果进行进一步运算，如修正(clip)或移位(shift)运算。

需要说明的是，可以对当前块的推导运动矢量(包括但不限于仿射模式的控制点运动矢量，仿射模式、平面模式、ATMVP模式的子块运动矢量，时间运动矢量等)进行进一步运算。例如，根据运动矢量的表示位数量将运动矢量的值限制在预定义范围内。如果运动矢量的表示位数量为bitDepth，则范围为–2^(bitDepth–1)至2^(bitDepth–1)–1，其中“^”表示幂次方。例如，如果bitDepth设置为16，则范围为–32768-32767；如果bitDepth设置为18，则范围为–131072-131071。例如，推导运动矢量的值(例如一个8×8块中的4个4×4子块的MV)被限制，使得所述4个4×4子块MV的整数部分之间的最大差值不超过N个像素，如不超过1个像素。以下描述提供了两种根据bitDepth限制运动矢量的方法。

方法1：通过以下运算来去除溢出的最高有效位(most significant bit，MSB)：

ux＝(mvx+2^bitDepth)％2^bitDepth (1)

mvx＝(ux>＝2^bitDepth–1)？(ux–2^bitDepth):ux (2)

uy＝(mvy+2^bitDepth)％2^bitDepth (3)

mvy＝(uy>＝2^bitDepth–1)？(uy–2^bitDepth):uy (4)

其中，mvx为图像块或子块的运动矢量的水平分量；mvy为图像块或子块的运动矢量的垂直分量；ux和uy表示相应的中间值。

例如，如果mvx的值为–32769，则使用公式(1)和(2)之后得到的值为32767。在计算机系统中，以二进制补码的形式存储十进数。–32769的二进制补码为1,0111,1111,1111,1111(17位)。这时丢弃MSB，那么得到的二进制补码为0111,1111,1111,1111(十进数为32767)，这与使用公式(1)和(2)之后得到的输出结果相同。

ux＝(mvpx+mvdx+2^bitDepth)％2^bitDepth (5)

mvx＝(ux>＝2^bitDepth–1)？(ux–2^bitDepth):ux (6)

uy＝(mvpy+mvdy+2^bitDepth)％2^bitDepth (7)

mvy＝(uy>＝2^bitDepth–1)？(uy–2^bitDepth):uy (8)

可以在运动矢量预测值mvp与运动矢量差值mvd的求和期间应用这些运算，如公式(5)至(8)所示。

方法2：对值进行修正来去除溢出的MSB：

vx＝Clip3(–2^bitDepth–1,2^bitDepth–1–1,vx)

vy＝Clip3(–2^bitDepth–1,2^bitDepth–1–1,vy)

其中，vx为图像块或子块的运动矢量的水平分量；vy为图像块或子块的运动矢量的垂直分量；x、y和z分别对应于MV修正过程的3个输入值，函数Clip3的定义如下：

图4为本发明实施例提供的视频译码设备400的示意图。视频译码设备400适用于实现下文描述的公开实施例。在一个实施例中，视频译码设备400可以是解码器(如图1A的视频解码器30)或编码器(如图1A的视频编码器20)。

视频译码设备400可以包括：入端口410(或输入端口410)和一个或多个接收单元(Rx)420，用于接收数据；处理器、逻辑单元或中央处理单元(central processing unit，CPU)430，用于处理数据；一个或多个发送单元(Tx)440和出端口450(或输出端口450)，用于发送数据；存储器460，用于存储数据。视频译码设备400还可以包括与入端口410、接收单元420、发送单元440和出端口450耦合的光电(optical-to-electrical，OE)组件和电光(electrical-to-optical，EO)组件，用作光信号或电信号的出口或入口。

处理器430可以通过硬件和软件实现。处理器430可实现为一个或多个CPU芯片、核(例如多核处理器)、FPGA、ASIC和DSP。处理器430可以与入端口410、接收单元420、发送单元440、出端口450和存储器460通信。处理器430可以包括译码模块470。译码模块470实现上文及下文描述的公开实施例。例如，译码模块470用于实现、处理、准备或提供各种译码操作。因此，包括译码模块470使得视频译码设备400的功能得到了显著改进，实现了视频译码设备400不同状态的转换。或者，可以以存储在存储器460中并由处理器430执行的指令来实现译码模块470。

存储器460可以包括一个或多个磁盘、磁带机和固态硬盘，可用作溢出数据存储设备，以在选择执行程序时存储这类程序，并存储在程序执行期间读取的指令和数据。例如，存储器460可以是易失性和/或非易失性的，并且可以是只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、三态内容寻址存储器(ternarycontent-addressable memory，TCAM)和/或静态随机存取存储器(static random-accessmemory，SRAM)。

图5为示例性实施例提供的装置500的简化框图，其中，装置500可用作图1A中的源设备12和目的地设备14中的任一个或两个。

装置500中的处理器502可以是中央处理单元。或者，处理器502可以是现有的或今后将开发出的能够操控或处理信息的任何其它类型的设备或多个设备。虽然可以使用如图所示的处理器502等单个处理器来实现所公开的实现方式，但使用一个以上处理器可以提高速度和效率。

在一种实现方式中，装置500中的存储器504可以是只读存储器(read onlymemory，ROM)设备或随机存取存储器(random access memory，RAM)设备。任何其它合适类型的存储设备都可以用作存储器504。存储器504可以包括处理器502通过总线512访问的代码和数据506。存储器504还可包括操作系统508和应用程序510，其中，应用程序510包括允许处理器502执行本文所述方法的至少一个程序。例如，应用程序510可以包括应用1至N，还可以包括执行本文所述方法的视频译码应用。

装置500还可以包括一个或多个输出设备，如显示器518。在一个示例中，显示器518可以是将显示器与触敏元件组合的触敏显示器，该触敏元件能够用于感测触摸输入。显示器518可以通过总线512与处理器502耦合。

虽然装置500的总线512在本文中描述为单个总线，但是总线512可以包括多个总线。此外，辅助存储器(未示出)可以直接与装置500中的其它组件耦合或可以通过网络访问，并且可以包括单个集成单元(如一个存储卡)或多个单元(如多个存储卡)。因此，装置500可以通过多种配置实现。

帧内块复制(intra block copy，IBC)又称为当前图像参考(current picturereferencing，CPR)模式，是一种屏幕内容译码(screen content coding，SCC)的HEVC扩展中采用的工具。众所周知，IBC可以显著提高屏幕内容材料的译码效率。由于IBC模式以块级译码模式实现，因此在编码端执行块匹配(block match，BM)，以找到每个CU的最优的块矢量(或称为运动矢量)。这里，运动矢量用于表示从当前块到参考块的位移，所述参考块已经在当前图像中重建。IBC译码的CU的亮度运动矢量为整数精度。色度运动矢量也被修正到整数精度。当与自适应运动矢量精度(adaptive motion vector resolution，AMVR)组合时，IBC模式可以在1像素与4像素运动矢量精度之间切换。IBC编码的CU可以视为除帧内预测模式或帧间预测模式之外的第三种预测模式。

为了降低内存消耗和解码复杂度，VVC测试模型4(VVC test model 4，VTM4)中的IBC只允许使用包括当前CTU的预定义区域的重建部分。这种限制允许使用用于硬件实现的本地片上内存来实现IBC模式。

在编码端，对IBC进行基于哈希的运动估计。编码器对宽度或高度不超过16个亮度样本的块执行率失真(rate distortion，RD)检查。对于非融合模式，首先使用基于哈希的搜索进行块矢量搜索。如果基于哈希的搜索没有返回有效的候选项，则执行基于块匹配的局部搜索。

在CU级，使用标志指示IBC模式，该标志可以作为IBC高级运动矢量预测(advancedmotion vector prediction，AMVP)模式或IBC跳过/融合模式指示，如下所示：

IBC跳过/融合模式：融合候选索引，用于表示列表中根据相邻候选IBC译码的块获得的块矢量，其中，所述块矢量用于预测当前块。融合候选列表包括空间候选项、基于历史的运动矢量预测(history-based motion vector prediction，HMVP)候选项和成对候选项。

IBC AMVP模式：块矢量差值的译码方式与运动矢量差值的译码方式相同。块矢量预测方法使用两个候选项作为预测值，一个候选项来自左侧邻块，一个候选项来自上方邻块(在IBC模式用于对邻块进行译码时)。当邻块不可用时，默认块矢量用作预测值。指示用于表示块矢量预测值索引的标志。

在VVC草案4.0中，采用JVET-M0407优化IBC块矢量的搜索范围，JVET-M0407可以通过链接http://phenix.it-sudparis.eu/jvet/index.php获取。

在JVET-M0407中，IBC块尺寸不能大于64×64个亮度样本。

下文描述的方法更高效地利用参考内存缓冲区，使得IBC模式的有效搜索范围可以扩展到当前CTU之外。

这意味着，一旦参考内存缓冲区中的任一个64×64块开始使用当前CTU中的重建样本更新，整个64×64块中先前存储的参考样本(来自左侧CTU)就无法用于IBC参考。

由于参考内存缓冲区中的每个64×64块视为整体，因此当该64×64块的一部分已经用当前CTU中的重建样本更新时，该64×64块中来自左侧CTU的参考样本就不能再使用。

更具体地，根据当前编码块相对于当前CTU的位置，适用以下内容：

·如果当前块使用IBC模式进行预测，且该当前块落入当前CTU的左上64×64块中，则除了当前CTU中已经重建的样本外，该当前块还可以参考左侧CTU的右下64×64块中的参考样本。此外，当前块还可以参考左侧CTU的左下64×64块中的参考样本，以及左侧CTU的右上64×64块中的参考样本(如图6a所示)。

·如果当前块使用IBC模式进行预测，且该当前块落入当前CTU的右上64×64块中，则除了当前CTU中已经重建的样本外，如果相对于当前CTU的位置(0，64)中的亮度样本尚未重建，则当前块可以参考左侧CTU的左下64×64块中的参考样本，以及右下64×64块中的参考样本(如图6b所示)。如果相对于当前CTU的位置(0，64)中的亮度样本已经重建，则当前块可以参考左侧CTU的右下64×64块中的参考样本，但不能参考左侧CTU的左下64×64块。

·如果当前块使用IBC模式进行预测，且该当前块落入当前CTU的左下64×64块中，则除了当前CTU中已经重建的样本外，如果相对于当前CTU的位置(64，0)中的亮度样本尚未重建，则当前块可以使用IBC模式参考左侧CTU的右上64×64块中的参考样本，以及右下64×64块中的参考样本。如果相对于当前CTU的位置(64，0)中的亮度样本已经重建，则当前块可以参考左侧CTU的右下64×64块中的参考样本(如图6c所示)。

·如果当前块使用IBC模式进行预测，且当前块落入当前CTU的右下64×64块中，则当前块只能参考当前CTU中已经重建的样本(如图6d所示)。

码流是一系列一个或多个编码视频序列。为了使码流符合VVC规范，必须满足VVC规范中的要求和限制。需要满足语法限制。不符合VVC规范的数据只会被解码器拒绝；该标准没有规定解码器在遇到此类数据时应该做什么。不符合的数据可能是由于通信系统中的问题(例如包含码流数据的一些数据包丢失)而产生的。当遇到不符合的数据时，解码器可以继续解码，或者不继续解码。尽管如此，VVC编码器的输出应始终完全符合VVC规范。

例如，在VVC规范草案5.0(JVET-N1001)中，按照VVC规范要求中的定义，IBC预测块的(0，0)块矢量是无效的。VVC解码器需要确认码流不包括IBC预测块的(0，0)块矢量。

在VVC草案5.0中，IBC参考内存缓冲区与解码缓冲区组合。为了减小IBC参考样本的硬件流水线内存尺寸，设计了上述尺寸可变的参考内存缓冲区(JVET-M0407)。在尺寸可变的缓冲区设计中，需要大量码流确认。VVC解码器检查接收到的码流是否为有效的VVC可解码码流。这种检查通常称为码流一致性检查。为了减少码流确认的数量，在JVET-N0472中，设计了专用IBC参考内存缓冲区来代替IBC参考内存缓冲区与解码缓冲区的组合。

对于128×128CTU，专用IBC缓冲区定义为128×128。当一个尺寸为W×H的CU(x，y)解码后，在环路滤波之前，从位置(x％128，y％128)开始，将CU中的重建样本写入W×H块区域。这里，求模运算符％始终返回正数，即对于x<0，

例如–3％128＝125。这一过程将重建样本写入专用IBC缓冲区，以供后续参考。

当块使用IBC模式进行预测时，预测样本参考IBC专用内存中的样本。假设样本(x，y)(或称为像素(x，y))按IBC模式进行译码，块矢量BV＝(BVx，BVy)，则IBC参考缓冲区中该像素的预测样本位于((x+BVx)％128，(y+BVy)％128)处。

当缓冲区看作宽等于W、高等于H的区域时，从(x，y)开始对CTU或CU进行解码之后，重建像素在环路滤波之前从(x％W，y％H)开始存储在缓冲区中。因此，在对CTU进行解码之后，相应地更新对应IBC参考缓冲区。CTU尺寸不是128×128时也可以进行这种设置。例如，对于64×64CTU，在当前缓冲区尺寸的情况下，IBC参考缓冲区可以看作256×64的缓冲区。

图7a示出了当前CTU、当前CU和左侧CTU。图7b示出了对当前CU的当前块进行解码之前的专用IBC缓冲区。图7c示出了对当前块进行解码之后的专用IBC缓冲区。

与VVC草案5.0中使用的尺寸可变的IBC缓冲区相比，JVET-N0472设计了专用IBC缓冲区，减少了码流一致性约束的数量。但是，该设计仍然有缺点。例如，块矢量验证检查仍然需要码流一致性。此外，专用IBC参考缓冲区增加了硬件流水线内存尺寸。

根据本发明，提供以下实施例来解决上述问题。

实施例1

根据VVC草案5中公开的IBC参考样本设计，IBC块矢量验证检查需要以下码流一致性。

对于亮度块或单树情况：

·参考样本必须可用。

·参考样本必须来自同一CTU行。

·参考样本必须来自当前CTU或当前CTU的左侧CTU。

·参考样本必须位于图6所示的定义的IBC参考区域内。

这些一致性约束在JVET-N1001第8.6.2.1章中进行了描述，可通过链接http://phenix.it-sudparis.eu/jvet/index.php获取，如下所示。

码流一致性要求亮度运动矢量mvL遵循以下约束：

-当调用块可用性的推导过程(如第6.4.X条[Ed.(BB):Neighbouring blocksavailability checking process tbd]中所规定)时，设置为等于(xCb，yCb)的当前亮度位置(xCurr，yCurr)和相邻亮度位置(xCb+(mvL[0]>>4)，yCb+(mvL[1]>>4))作为输入，输出应为真(TRUE)。

-当调用块可用性的推导过程(如第6.4.X条[Ed.(BB):Neighbouring blocksavailability checking process tbd]中所规定)时，设置为等于(xCb，yCb)的当前亮度位置(xCurr，yCurr)和相邻亮度位置(xCb+(mvL[0]>>4)+cbWidth–1，yCb+(mvL[1]>>4)+cbHeight–1)作为输入，输出应为真。

-应满足下列条件中的一个或两个：

-(mvL[0]>>4)+cbWidth的值小于或等于0。

-(mvL[1]>>4)+cbHeight的值小于或等于0。

-应满足下列条件：

(yCb+(mvL[1]>>4))>>CtbLog2SizeY＝yCb>>CtbLog2SizeY

(yCb+(mvL[1]>>4)+cbHeight–1)>>CtbLog2SizeY＝yCb>>CtbLog2SizeY

(xCb+(mvL[0]>>4))>>CtbLog2SizeY>＝(xCb>>CtbLog2SizeY)–1

(xCb+(mvL[0]>>4)+cbWidth–1)>>CtbLog2SizeY<＝(xCb>>CtbLog2SizeY)

-当(xCb+(mvL[0]>>4))>>CtbLog2SizeY等于(xCb>>CtbLog2SizeY)–1时，调用块可用性的推导过程(如第6.4.X条[Ed.(BB):Neighbouring blocks availabilitychecking process tbd]中所规定)]，其中，设置为等于(xCb，yCb)的当前亮度位置(xCurr，yCurr)和相邻亮度位置(((xCb+(mvL[0]>>4)+CtbSizeY)>>(CtbLog2SizeY–1))<<(CtbLog2SizeY–1)，((yCb+(mvL[1]>>4))>>(CtbLog2SizeY–1))<<(CtbLog2SizeY–1))作为输入，输出应为假(FALSE)。

这里，(xCb，YCb)为亮度位置，表示当前编码块的左上样本，其中，亮度位置是相对于当前图像的左上亮度样本而言；mvL为1/16分数样本准确度的亮度运动矢量(或块矢量)；cbWidth为表示当前编码块以亮度样本计算的宽度的变量；cbHeight为表示当前编码块以亮度样本计算的高度的变量。CtbSizeY为CTU尺寸，CtbLog2SizeY为以log 2标尺计算的CTU尺寸。

对于分离树/双树情况和色度块：

·参考样本必须可用。

这些一致性约束在JVET-N1001第8.6.1章中描述，如下所示：

-码流一致性要求色度运动矢量mvC[xSbIdx][ySbIdx]遵循以下约束：

-当调用块可用性的推导过程(如第6.4.X条[Ed.(BB):Neighbouring blocksavailability checking process tbd]中所规定)]时，设置为等于(xCb/SubWidthC，yCb/SubHeightC)的当前色度位置(xCurr，yCurr)和相邻色度位置(xCb/SubWidthC+(mvC[xSbIdx][ySbIdx][0]>>5)，yCb/SubHeightC+(mvC[xSbIdx][ySbIdx][1]>>5))作为输入，输出应为真。

-当调用块可用性的推导过程(如第6.4.X条[Ed.(BB):Neighbouring blocksavailability checking process tbd]中所规定)]时，设置为等于(xCb/SubWidthC，yCb/SubHeightC)的当前色度位置(xCurr，yCurr)和相邻色度位置(xCb/SubWidthC+(mvC[xSbIdx][ySbIdx][0]>>5)+cbWidth/SubWidthC–1,yCb/SubHeightC+(mvC[xSbIdx][ySbIdx][1]>>5)+cbHeight/SubHeightC–1)作为输入，输出应为真。

-应满足下列条件中的一个或两个：

-(mvC[xSbIdx][ySbIdx][0]>>5)+xSbIdx*2+2小于或等于0。

-(mvC[xSbIdx][ySbIdx][1]>>5)+ySbIdx*2+2小于或等于0。

其中，水平方向上亮度编码子块的数量numSbX和垂直方向上亮度编码子块的数量numSbY如下推导：

numSbX＝(cbWidth>>2)

numSbY＝(cbHeight>>2)

其中，xSbIdx＝0..numSbX–1，ySbIdx＝0..numSbY–1，mvL为1/16分数样本准确度的亮度运动矢量(或块矢量)。

根据JVET-N0472，根据((x+BVx)％W，(y+BVy)％H)(对于x<0，

)参考专用IBC缓冲区，其中，W和H表示专用IBC缓冲区尺寸。在一个示例中，对于128×128CTU，W和H都等于128。根据专用IBC缓冲区参考规则(((x+BVx)％W，(y+BVy)％H)(对于x<0，

))，参考样本不能位于专用IBC参考内存区域之外。因此，参考样本必须来自当前CTU或当前CTU的左侧CTU，并且参考样本必须位于图6所示的定义的IBC参考区域内。

因此，去除了N0472中的以下码流一致性约束：

·参考样本必须位于图6所示的定义的IBC参考区域内。

然而，参考样本必须可用于亮度或色度，并且仍然必须保持参考样本来自同一CTU行，因为在某些顶点情况下，专用IBC缓冲区为空。例如，在图像的第一个CTU中，专用IBC缓冲区部分为空，不含来自左侧CTU的样本。

根据实施例1，对于单树情况和分离树情况下的亮度分量和色度分量，都去除了IBC块矢量验证检查的所有码流一致性约束。预测IBC块参考专用IBC缓冲区中的样本，并且根据((x+BVx)％W，(y+BVy)％H)(对于x<0，

)参考，其中，x和y为当前块的左上样本的坐标；BVx和BVy为当前IBC块的块矢量。

当块为图11所示的图像的第一个CTU的第一个CU时，专用IBC缓冲区使用默认值初始化。例如，1<<(InternalBitDepth–1)的值可以用作默认值。对于10位内部位深度，默认值可以为512；对于8位内部位深度，默认值可以为128。

图8a示出了基于JVET-N0472中的方法的示例。实心箭头为有效块矢量，可以由编码器编码到码流中，由解码器从码流中解析出来。虚线箭头为无效块矢量，可以由编码器编码到码流中，但由于码流一致性要求，VVC解码器无法从码流中解析出这些无效块矢量。

图8b示出了基于实施例1中的方法的示例。由于去除了所有IBC块矢量验证检查码流一致性约束，因此所有实心箭头都是有效块矢量，这些有效块矢量可以由编码器编码到码流中，并由解码器从码流中解析出来。根据公式((x+BVx)％W，(y+BVy)％H)(对于x<0，

)，图8b中的所有块矢量均参考如图8c所示的专用IBC缓冲区中的参考块。

实施例1的一个优点是去除了所有块矢量验证码流一致性约束。该实施例提高了经编码码流的鲁棒性。此外，该实施例还初始化专用IBC缓冲区。避免了未定义样本。

实施例2

独立于实施例1或与实施例1组合，在实施例2中，在每个CTU行中刷新专用IBC缓冲区。

当CTU为图像的第一个CTU时，除了初始化专用IBC缓冲区外，还使用默认值初始化CTU行的第一个CTU。

在一个示例中，当当前块是图11所示的CTU行中的第一个CU时，使用默认值初始化专用IBC缓冲区。默认值可定义为1<<(InternalBitDepth–1)。对于10位内部位深度，默认值可以为512；对于8位内部位深度，默认值可以为128。

图9示出了分离树情况或单树情况的亮度分量中CTU行的第一个CTU的示例。图9a示出了JVET-N0472中的方法。虚线块矢量是无效的。由于码流一致性要求参考样本必须来自当前CTU或当前CTU的左侧CTU，因此专用IBC缓冲区中的参考区域为空。图9b示出了实施例2提供的方法，其中，实线块矢量是有效的。使用默认值初始化参考块区域。

在实施例2中，不需要IBC块矢量验证的码流一致性。此外，IBC参考中不会使用最后一个CTU行中的样本。在这种情况下，IBC预测不使用额外的行内存。

实施例3

独立于实施例1和/或实施例2，或与实施例1和/或实施例2组合，在实施例3中，刷新每个虚拟流水线处理单元(virtual pipeline processing unit，VPDU)的专用IBC缓冲区。例如，对于128×128CTU，VPDU是64×64非重叠区域。因此，一个128×128CTU由4个VPDU构成。在硬件实现中，按顺序处理VPDU。

如果CTU为图像的第一个CTU或CTU行的第一个CTU，则除了初始化专用IBC缓冲区外，在每个VPDU中，需要用默认值刷新专用IBC缓冲区。

在一个示例中，当当前块是VPDU的第一个CU时，使用默认值初始化专用IBC缓冲区。默认值可定义为1<<(InternalBitDepth–1)。对于10位内部位深度，默认值可以为512；对于8位内部位深度，默认值可以为128。

如图10所示，CTU的专用IBC缓冲区可以由当前重建CTU的样本、来自最后一个CTU的样本和默认值的样本构成。

在实施例3中，不需要IBC块矢量验证的码流一致性。IBC参考中不会使用最后一个CTU行中的样本。在这种情况下，IBC预测不使用额外的行内存。此外，IBC参考内存尺寸与当前VVC设计中相同，即实现本实施例不需要额外的内存。对于当前VPDU参考，不需要访问专用IBC缓冲区。

另外，在VVC草案JVET-N1001中，使用IBC模式进行预测的CU的最大允许尺寸为128×64或64×128。在这种情况下，CU比VPDU大。

为了使128×64或64×128尺寸CU的IBC参考内存尺寸在相应VVC设计中相同，先应用如下的规则，再执行当前的实施例：

(1)使用IBC模式进行预测的CU尺寸不能为64×128或128×64。在一个示例中，如果当前CU尺寸的一个尺寸大于64，则IBC模式指示符的值可以隐式地等于0或可以对当前CU禁用表示IBC模式的其它值，从而不需要从码流中解析出指示符。

(2)根据VVC JVET-N1001中的划分逻辑，一个64×128或128×64尺寸的CU必须包含2个VPDU。在这种情况下，用默认值刷新两个VPDU。在一个示例中，默认值可定义为1<<(InternalBitDepth–1)。每次预测可以使用默认值刷新当前PU的VPDU区域。在一个示例中，当前CU的左上样本可以与当前CTU的左上样本相同，当前CU的宽度可以为64，高度可以为128。在这种情况下，可以用1<<(InternalBitDepth–1)的值刷新128×128专用IBC缓冲区的左半部分64×128区域。

(3)根据VVC JVET-N1001中的划分逻辑，一个64×128或128×64尺寸的CU必须包含2个VPDU。如果64×128或128×64尺寸的CU使用IBC模式进行预测，则64×128或128×64尺寸的当前CU包含的两个VPDU区域可以看作具有相同块矢量的两个分离的预测单元(prediction unit，PU)，因此预测可以分开进行。每次预测可以使用默认值刷新当前PU的VPDU区域。在一个示例中，如果CU使用IBC模式进行预测，则当前CU的左上样本可以与当前CTU的左上样本相同，当前CU的宽度可以为64，高度可以为128。在这种情况下，可以在预测当前64×128CU的第一个(上方)PU期间刷新128×128专用IBC缓冲区的左上64×64区域。可以在预测当前64×128CU的第二个(下方)PU期间刷新128×128专用IBC缓冲区的左下64×64区域。

实施例4

在当前VVC草案(JVET-N1001)IBC参考缓冲区设计中，或在JVET-N0472 IBC参考缓冲区设计中，在分离树情况下，色度分量可以通过IBC预测模式进行预测。但是，色度块的IBC预测模式要求如下码流一致性：

分离树情况下的当前色度块被划分为2×2个子块，每个子块具有并置亮度分量子块。当色度块使用IBC模式进行预测时，如果并置亮度子块通过IBC模式进行预测，则每个2×2色度子块的块矢量使用与并置亮度分量子块相同的块矢量。当并置亮度子块都不通过IBC模式进行预测时，或根据VVC草案5.0或JVET-N0472中色度块的码流一致性，所使用相同的BV无效时，当前色度块无法通过IBC模式进行预测。

独立于实施例1、2或3，或与实施例1、2或3组合，在实施例4中，对于色度块，不需要IBC预测模式的码流一致性检查。在一个示例中，分离树情况下的色度块被划分为2×2个子块，每个子块具有并置亮度分量子块。当当前块使用IBC模式进行预测时，如果并置亮度子块通过IBC模式进行预测，则每个2×2色度子块的块矢量使用与并置亮度分量子块相同的块矢量。当并置亮度子块不使用IBC模式进行预测时，可以为对应的2×2色度子块设置默认块矢量。在一个示例中，默认矢量可以为(0，0)。在另一示例中，默认矢量可以是当前色度块的IBC预测亮度并置块的中心样本的块矢量。

根据实施例4，可以避免对分离树情况下的色度分量进行额外的码流一致性检查。

图12示出了本发明实施例提供的视频解码方法的流程图。在步骤1010中，提供用于帧内块复制(intra block copy，IBC)参考的专用缓冲区。在步骤1020中，确定当前译码块(coding block，CB)是否为当前帧中第一个译码树单元(coding tree unit，CTU)的第一个译码块。如果是，则在步骤1040中，专用缓冲区初始化为默认值。如果不是，则在步骤1030中，确定当前译码块是否为当前帧中CTU行的第一个译码块。在当前译码块是当前帧中CTU行的第一个译码块时，在步骤1040中，专用缓冲区初始化为默认值。

然后，在步骤1050中，确定待解码的当前块是否使用IBC模式进行预测。当当前块使用IBC模式进行预测时，在步骤1060中，获取当前块的IBC块矢量。最后，在步骤1070中，根据专用缓冲区中的参考样本和当前块的IBC块矢量，获取当前块的预测样本值。

图13示出了本发明的其它实施例提供的视频解码方法的流程图。提供了一种用于帧内块复制(intra block copy，IBC)参考的专用缓冲区。在步骤1510中，确定当前译码树单元(coding tree unit，CTU)是否为CTU行的第一个CTU。如果是，则在步骤1520中，专用缓冲区初始化为默认值。

然后，在步骤1530中，确定待解码的当前块是否使用IBC模式进行预测。当当前块使用IBC模式进行预测时，在步骤1540中，获取当前块的IBC块矢量。最后，在步骤1550中，根据专用缓冲区中的参考样本和当前块的IBC块矢量，获取当前块的预测样本值。

图14示出了本发明实施例提供的视频编码方法的流程图。在步骤1110中，提供用于帧内块复制(intra block copy，IBC)参考的专用缓冲区。在步骤1120中，确定当前译码块(coding block，CB)是否为当前帧中第一个译码树单元(coding tree unit，CTU)的第一个译码块。如果是，则在步骤1140中，专用缓冲区初始化为默认值。如果不是，则在步骤1130中，确定当前译码块是否为当前帧中CTU行的第一个译码块。在当前译码块是当前帧中CTU行的第一个译码块时，在步骤1040中，专用缓冲区初始化为默认值。

然后，在步骤1150中，根据专用缓冲区中的参考样本，获取待编码的当前块的预测样本值。最后，在步骤1160中，根据当前块的预测样本值，获取当前块的IBC块矢量。

图15示出了本发明的其它实施例提供的视频编码方法的流程图。提供了一种用于帧内块复制(intra block copy，IBC)参考的专用缓冲区。在步骤1610中，确定当前译码树单元(coding tree unit，CTU)是否为CTU行的第一个CTU。如果是，则在步骤1620中，专用缓冲区初始化为默认值。

然后，在步骤1630中，根据专用缓冲区中的参考样本，获取待编码的当前块的预测样本值。最后，在步骤1640中，根据当前块的预测样本值，获取当前块的IBC块矢量并进行编码。

图16示出了本发明实施例提供的解码装置示例的框图。解码装置(30)包括：用于帧内块复制(intra block copy，IBC)参考的专用缓冲区(1350)；初始化模块(1310)，用于将专用缓冲区初始化为默认值；确定模块(1320)，用于确定当前块是否使用IBC模式进行预测；第一获取模块(1330)，用于在当前块使用IBC模式进行预测时，获取当前块的IBC块矢量；第二获取模块(1340)，用于根据专用缓冲区中的参考样本和当前块的IBC块矢量，获取当前块的预测样本值。初始化模块(1310)可以用于当当前译码树单元(coding tree unit，CTU)为CTU行中的第一个CTU时，初始化专用缓冲区。或者或另外，专用缓冲区可以在当前CTU为图像中的第一个CTU时初始化。或者或另外，专用缓冲区可以在待解码的当前块为CTU行和/或当前帧中第一个译码树单元(coding tree unit，CTU)的第一个译码块时初始化。或者或另外，初始化模块(1310)可以用于当待解码的当前译码块为CTU区域内的第一个译码块时，初始化CTU区域的专用缓冲区。

图17示出了本发明实施例提供的编码装置示例的框图。编码装置(20)包括：用于帧内块复制(intra block copy，IBC)参考的专用缓冲区(1450)；初始化模块(1410)，用于将专用缓冲区初始化为默认值；第一获取模块(1420)，用于根据专用缓冲区中的参考样本，获取当前块的预测样本值；第二获取模块(1430)，用于根据当前块的预测样本值，获取当前块的IBC块矢量。初始化模块(1410)可以用于当当前译码树单元(coding tree unit，CTU)为CTU行中的第一个CTU时，初始化专用缓冲区。或者或另外，专用缓冲区可以在当前CTU为图像中的第一个CTU时初始化。或者或另外，专用缓冲区可以在待编码的当前块为CTU行和/或当前帧中第一个译码树单元(coding tree unit，CTU)的第一个译码块时初始化。或者或另外，初始化模块(1410)可以用于当待编码的当前译码块为CTU区域内的第一个编码块时，初始化CTU区域的专用缓冲区。

初始化模块1310和1410、确定模块1320、第一获取模块1330和1420以及第二获取模块1340和1430可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则这些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中或通过通信介质传输，且由基于硬件的处理单元执行。可通过如一个或多个数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)、通用微处理器、专用集成电路(application specific integratedcircuit，ASIC)、现场可编程逻辑阵列(field programmable logic array，FPGA)或其它等效集成或离散逻辑电路等一个或多个处理器来执行指令。因此，本文所使用的术语“处理器”可指前述结构或适合于实现本文描述的技术的任何其它结构中的任一者。另外，在一些方面中，本文描述的各种功能可以提供在用于编码和解码的专用硬件和/或软件模块内，或者并入组合编解码器中。而且，这些技术可以在一个或多个电路或逻辑元件中完全实现。

专用缓冲区1350和1450可以在任何计算机可读存储介质中实现，所述计算机可读存储介质如RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储器、磁盘存储器或其它磁性存储设备、闪存，或可用于存储所需数据结构并可由计算机访问的任何其它介质。专用缓冲区可以作为单独的存储设备和/或作为如CPU、GPU或DSP等处理电路的一部分提供。专用缓冲区可以由多种存储设备中的任一种组成，如动态随机存取存储器(dynamic random accessmemory，DRAM)，包括同步DRAM(synchronous DRAM，SDRAM)、磁阻RAM(magnetoresistiveRAM，MRAM)、电阻RAM(resistive RAM，RRAM)或其它类型的存储设备。

图18为用于实现内容分发业务的内容供应系统3100的框图。该内容供应系统3100包括捕获设备3102、终端设备3106，并可选地包括显示器3126。捕获设备3102通过通信链路3104与终端设备3106通信。通信链路可以包括上文描述的通信信道13。通信链路3104包括但不限于WIFI、以太网、有线、无线(3G/4G/5G)、USB或其任意类型组合等。

捕获设备3102生成数据，并可以通过如上述实施例中所示的编码方法对数据进行编码。或者，捕获设备3102可以将数据分发到流媒体服务器(图中未示出)，该服务器对数据进行编码，并将编码数据发送到终端设备3106。捕获设备3102包括但不限于摄像机、智能手机或平板电脑、计算机或笔记本电脑、视频会议系统、PDA、车载设备或其任意组合等。例如，捕获设备3102可以包括上述源设备12。当数据包括视频时，捕获设备3102中包括的视频编码器20实际上可执行视频编码处理。当数据包括音频(即语音)时，包括在捕获设备3102中的音频编码器可以实际执行音频编码处理。对于一些实际场景，捕获设备3102通过将经编码的视频数据和经编码的音频数据一起复用来分发经编码的视频数据和经编码的音频数据。对于其它实际场景，例如在视频会议系统中，不复用经编码的音频数据和经编码的视频数据。捕获设备3102可以将经编码的音频数据和经编码的视频数据分别分发到终端设备3106。

在内容供应系统3100中，终端设备3106接收并再现编码数据。终端设备3106可以为具有数据接收和恢复能力的设备，如智能手机或平板电脑3108、计算机或膝上型电脑3110、网络视频录像机(network video recorder，NVR)/数字视频录像机(digital videorecorder，DVR)3112、电视3114、机顶盒(set top box，STB)3116、视频会议系统3118、视频监控系统3120、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)3122、车载设备3124或其任意组合，或能够对上述编码数据进行解码的此类设备。例如，终端设备3106可以包括上述目的地设备14。当编码数据包括视频时，终端设备中包括的视频解码器30优先进行视频解码。当编码数据包括音频时，终端设备中包括的音频解码器优先进行音频解码处理。

对于带显示器的终端设备，如智能手机或平板电脑3108、计算机或膝上型电脑3110、网络视频录像机(network video recorder，NVR)/数字视频录像机(digital videorecorder，DVR)3112、电视3114、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)3122、或车载设备3124，终端设备可以将解码数据发送到其显示器。对于不带显示器的终端设备，如STB 3116、视频会议系统3118或视频监控系统3120，外接显示器3126可以与终端设备连接，以接收并显示解码数据。

当此系统中的每个设备执行编码或解码时，可以使用如上述实施例中所示的图像编码设备或图像解码设备。

图19为终端设备3106的示例结构的图。在终端设备3106从捕获设备3102接收到流之后，协议处理单元3202分析流的传输协议。所述协议包括但不限于实时流传输协议(realtime streaming protocol，RTSP)、超文本传输协议(hyper text transfer protocol，HTTP)、HTTP直播流传输协议(HTTP live streaming protocol，HLS)、MPEG-DASH、实时传输协议(real-time transport protocol，RTP)、实时消息传输协议(real time messagingprotocol，RTMP)或其任意组合等。

在协议处理单元3202对流进行处理之后，生成流文件。文件被输出到解复用单元3204。解复用单元3204可以将复用数据分离为经编码的音频数据和经编码的视频数据。如上所述，对于其它实际场景，例如在视频会议系统中，不复用经编码的音频数据和经编码的视频数据。在这种情况下，不通过解复用单元3204，将编码数据发送到视频解码器3206和音频解码器3208。

通过解复用处理，生成视频基本码流(elementary stream，ES)、音频ES和可选的字幕。视频解码器3206，包括上述实施例所描述的视频解码器30，通过上述实施例所示的解码方法对视频ES进行解码以生成视频帧，并将该数据发送到同步单元3212。音频解码器3208对音频ES进行解码以生成音频帧，并将该数据发送至同步单元3212。或者，可以在将视频帧发送至同步单元3212之前存储在缓冲区(图19中未示出)中。类似地，可以在将音频帧发送至同步单元3212之前存储在缓冲区(图19中未示出)中。

同步单元3212同步视频帧和音频帧，并将视频/音频提供给视频/音频显示器3214。例如，同步单元3212同步视频和音频信息的呈现。信息可以使用与译码音频和可视数据呈现相关的时间戳和与数据流发送相关的时间戳，在语法中进行译码。

如果流中包括字幕，则字幕解码器3210对字幕进行解码，并使字幕与视频帧和音频帧同步，并将视频/音频/字幕提供给视频/音频/字幕显示器3216。

本发明并不限于上述系统，上述实施例中的图像编码设备或图像解码设备都可以包括在汽车系统等其它系统中。

数学运算符

本申请中使用的数学运算符与C编程语言中使用的数学运算符类似。但是本申请准确定义了整除运算和算术移位运算结果，并且还定义了其它运算，例如幂运算和实值除法。编号和计数规范通常从零开始，例如，“第一个”相当于第0个，“第二个”相当于第1个，等等。

算术运算符

以下算术运算符定义如下：

逻辑运算符

以下逻辑运算符定义如下：

x&&y x和y的布尔逻辑“与”运算

x||y x和y的布尔逻辑“或”运算

！ 布尔逻辑“非”运算

x？y:z 如果x为真(TRUE)或不等于0，则求y的值，否则，求z的值。

关系运算符

以下关系运算符定义如下：

> 大于

>＝ 大于或等于

< 小于

<＝ 小于或等于

＝＝ 等于

！＝ 不等于

定义为

当一个关系运算符应用于一个已被赋值“na”(不适用，not applicable)的语法元素或变量时，值“na”被视为该语法元素或变量的不同值。值“na”被视为不等于任何其它值。

按位运算符

以下按位运算符定义如下：

& 按位“与”。当对整数参数运算时，运算的是整数值的二的补码表示。当对二进制参数运算时，如果它包括的位比另一个参数少，则通过添加更多等于0的有效位来扩展较短的参数。

| 按位“或”。当对整数自变量运算时，运算的是整数值的二的补码表示。当对二进制参数运算时，如果它包含的位比另一个参数少，则通过添加更多等于0的有效位来扩展较短的参数。

^ 按位“异或”。当对整数自变量运算时，运算的是整数值的二的补码表示。当对二进制参数运算时，如果它包含的位比另一个参数少，则通过添加更多等于0的有效位来扩展较短的参数。

x>>y x的二的补码整数表示算术右移y个二进制位。只有y为非负整数值时才定义该函数。由于右移而移进最高有效位(most significant bit，MSB)的比特的值等于移位运算之前的x的MSB。

x<<y x的二的补码整数表示算术左移y个二进制位。只有y为非负整数值时才定义该函数。由于左移而移进最低有效位(least significant bit，LSB)的位的值等于0。

赋值运算符

以下算术运算符定义如下：

＝ 赋值运算符

++ 增，即，x++等于x＝x+1；当在阵列索引中使用时，等于增运算之前变量的值。

–– 减，即，x––等于x＝x–1；当在阵列索引中使用时，等于减运算之前变量的值。

+＝ 增加指定量，即，x+＝3等于x＝x+3，x+＝(–3)等于x＝x+(–3)。

–＝ 减少指定量，即，x–＝3等于x＝x–3，x–＝(–3)等于x＝x–(–3)。

范围表示法

以下符号用来说明值的范围：

x＝y..z x取从y到z(包括端值)的整数值，其中x、y和z是整数，z大于y。

数学函数

数学函数定义如下：

Asin(x) 三角反正弦函数，对参数x运算，x在–1.0至1.0(包括端值)范围之间，输出值在–π÷2至π÷2(包括端值)范围之间，单位为弧度。

Atan(x) 三角反正切函数，对参数x运算，输出值在–π÷2至π÷2(包括端值)范围之间，单位为弧度。

Ceil(x) 大于或等于x的最小整数。

Clip1_Y(x)＝Clip3(0,(1<<BitDepth_Y)–1,x)

Clip1_C(x)＝Clip3(0,(1<<BitDepth_C)–1,x)

Cos(x) 三角余弦函数，对参数x运算，单位为弧度。

Floor(x) 小于或等于x的最大整数。

Ln(x) x的自然对数(以e为底的对数，其中e是自然对数底数常数2.718281828……)。

Log2(x) x以2为底的对数。

Log10(x) x以10为底的对数。

Round(x)＝Sign(x)*Floor(Abs(x)+0.5)

Sin(x) 三角正弦函数，对参数x运算，单位为弧度。

Swap(x,y)＝(y,x)

Tan(x) 三角正切函数，对参数x运算，单位为弧度。

运算优先级顺序

当没有使用括号来显式指示表达式中的优先顺序时，适用以下规则：

-高优先级的运算在低优先级的任何运算之前计算。

-相同优先级的运算从左到右依次计算。

下表从最高到最低说明运算的优先级，表中位置越高，优先级越高。

对于C编程语言中也使用的运算符，本规范中使用的优先级顺序与在C编程语言中使用的优先级顺序相同。

表：运算优先级按照最高(表格顶部)到最低(表格底部)排序

逻辑运算的文本描述

在文本中，逻辑运算的语句用数学形式描述如下：

可以用以下方式描述：

……如下/……以下为准：

-如果条件0，则语句0

-否则，如果条件1，则语句1

-……

-否则(关于剩余条件的提示性说明)，则语句n

文本中的每个“如果……否则，如果……否则，……”语句都以“……如下”或“……以下适用”开头，紧接“如果……”。“如果……，否则，如果……，否则，……”的最后一个条件可以始终是“否则，……”。中间的“如果……否则，如果……否则，……”语句可以通过使“……如下”或“……以下适用”与结尾“否则，……”匹配来识别。

在文本中，逻辑运算的语句用数学形式描述如下：

可以用以下方式描述：

……如下/……以下为准：

-如果满足以下所有条件，则语句0：

-条件0a

-条件0b

-否则，如果满足以下一个或多个条件，则语句1：

-条件1a

-条件1b

-……

-否则，语句n

在文本中，逻辑运算的语句用数学形式描述如下：

可以用以下方式描述：

当条件0，则语句0

当条件1，则语句1

尽管本发明实施例主要根据视频译码进行了描述，但需要说明的是，译码系统10、编码器20和解码器30(相应地，系统10)的实施例以及本文描述的其它实施例也可以用于静态图像处理或译码，即，对视频译码中独立于任何先前或连续图像的单个图像进行处理或译码。通常，如果图像处理译码限于单个图像17，则仅帧间预测单元244(编码器)和344(解码器)可能不可用。视频编码器20和视频解码器30的所有其它功能(也称为工具或技术)同样可用于静态图像处理，例如残差计算204/304、变换206、量化208、反量化210/310、(逆)变换212/312、划分262、帧内预测254/354、和/或环路滤波220/320、熵编码270和熵解码304。

编码器20和解码器30等的实施例，以及本文描述的与编码器20和解码器30等有关的功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则这些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中或通过通信介质传输，且由基于硬件的处理单元执行。计算机可读介质可以包括与有形介质(如数据存储介质)对应的计算机可读存储介质，或包括任何便于将计算机程序从一处传送到另一处的介质(例如根据通信协议)的通信介质。以此方式，计算机可读介质通常可以对应(1)非瞬时性的有形计算机可读存储介质，或(2)如信号或载波等通信介质。数据存储介质可以是通过一个或多个计算机或一个或多个处理器访问的任何可用介质，以检索用于实现本发明所述技术的指令、代码和/或数据结构。计算机程序产品可以包括计算机可读介质。

作为示例而非限制，这类计算机可读存储介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储器、磁盘存储器或其它磁性存储设备、闪存或可以用于存储指令或数据结构形式的所需程序代码并且可以由计算机访问的任何其它介质。此外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光缆、双绞线、数字用户线(digitalsubscriber line，DSL)或如红外线、无线电和微波等无线技术从网站、服务器或其它远程资源传输指令，则在介质定义中包括同轴电缆、光缆、双绞线、DSL或如红外线、无线电和微波等无线技术。然而，应理解，计算机可读存储介质和数据存储介质并不包括连接、载波、信号或其它瞬时性介质，而是针对非瞬时性有形存储介质。本文所使用的磁盘和光盘包括压缩光盘(compact disc，CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(digital versatiledisc，DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘利用激光以光学方式再现数据。以上各项的组合也应包括在计算机可读介质的范围内。

可通过如一个或多个数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、通用微处理器、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程逻辑阵列(field programmable logic array，FPGA)或其它等效集成或离散逻辑电路等一个或多个处理器来执行指令。因此，本文所使用的术语“处理器”可指前述结构或适合于实现本文描述的技术的任何其它结构中的任一者。另外，在一些方面中，本文描述的各种功能可以提供在用于编码和解码的专用硬件和/或软件模块内，或者并入组合编解码器中。而且，这些技术可以在一个或多个电路或逻辑元件中完全实现。

本发明技术可以在多种设备或装置中实现，这些设备或装置包括无线手机、集成电路(integrated circuit，IC)或一组IC(例如芯片组)。本发明描述了各种组件、模块或单元，以强调用于执行所公开技术的设备的功能方面，但未必需要由不同的硬件单元实现。实际上，如上所述，各种单元可以结合合适的软件和/或固件组合在编解码器硬件单元中，或者通过互操作硬件单元(包括如上所述的一个或多个处理器)的集合来提供。

Claims (21)

1.一种由解码设备实现的译码方法，其特征在于，包括：

当待解码的当前译码树单元(coding tree unit，CTU)是CTU行的第一个CTU时(1510)，初始化(1520)用于帧内块复制(intra block copy，IBC)参考的专用缓冲区；

确定(1530)所述当前CTU中的当前块是否使用IBC模式进行预测；

当所述当前块使用IBC模式进行预测时，获取(1540)所述当前块的IBC块矢量；

根据所述专用缓冲区中的参考样本和所述当前块的所述IBC块矢量，获取(1550)所述当前块的预测样本值。

2.一种由编码设备实现的译码方法，其特征在于，包括：

当待编码的当前译码树单元(coding tree unit，CTU)是CTU行的第一个CTU时(1610)，初始化(1620)用于帧内块复制(intra block copy，IBC)参考的专用缓冲区；

根据所述专用缓冲区中的参考样本，获取(1630)所述当前CTU中的当前块的预测样本值；

根据所述当前块的所述预测样本值，对所述当前块的IBC块矢量进行编码(1640)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述专用缓冲区中的所述参考样本被初始化为默认值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述默认值为–1。

5.一种由解码设备实现的译码方法，其特征在于，包括：

当待解码的当前译码块是译码树单元(coding tree unit，CTU)的区域内的第一个译码块时，初始化所述CTU的所述区域的专用缓冲区；

确定所述当前CTU中的所述当前块是否使用IBC模式进行预测；

当所述当前块使用IBC模式进行预测时，获取所述当前块的IBC块矢量；

根据所述专用缓冲区中的参考样本和所述当前块的所述IBC块矢量，获取所述当前块的预测样本值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述CTU的所述区域是尺寸固定的非重叠区域。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述区域为虚拟流水线处理单元(virtual pipeline processing unit，VPDU)。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述区域的尺寸为64×64。

9.一种由解码设备实现的译码方法，其特征在于，包括：

当待解码的当前译码树单元(coding tree unit，CTU)是图像的第一个CTU时，初始化用于帧内块复制(intra block copy，IBC)参考的专用缓冲区；

确定所述当前CTU中的当前块是否使用IBC模式进行预测；

当所述当前块使用IBC模式进行预测时，获取所述当前块的IBC块矢量；

根据所述专用缓冲区中的参考样本和所述当前块的所述IBC块矢量，获取所述当前块的预测样本值。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述专用缓冲区中的所述参考样本被初始化为默认值。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述默认值为–1。

12.一种由解码设备实现的译码方法，其特征在于，包括：

当当前块是当前译码树单元(coding tree unit，CTU)中的第一个译码块时，初始化用于帧内块复制(intra block copy，IBC)参考的专用缓冲区，其中，所述CTU是CTU行的第一个CTU；

确定所述当前CTU中的当前块是否使用IBC模式进行预测；

当所述当前块使用IBC模式进行预测时，获取所述当前块的IBC块矢量；

根据所述专用缓冲区中的参考样本和所述当前块的所述IBC块矢量，获取所述当前块的预测样本值。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述专用缓冲区中的所述参考样本被初始化为默认值。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述默认值为–1。

15.一种编码器(20)，其特征在于，包括处理电路，用于执行根据权利要求2至4中任一项所述的方法。

16.根据权利要求15所述的编码器(20)，其特征在于，还包括用于存储IBC参考样本的专用缓冲区。

17.一种解码器(30)，其特征在于，包括处理电路，用于执行根据权利要求1以及3至14中任一项所述的方法。

18.根据权利要求17所述的解码器(30)，其特征在于，还包括用于存储IBC参考样本的专用缓冲区。

19.一种包括指令的计算机程序产品，其特征在于，当计算机执行所述程序时，所述指令使所述计算机执行根据权利要求1至14中任一项所述的方法。

20.一种解码器(30)，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

非瞬时性计算机可读存储介质，与所述一个或多个处理器耦合并存储由所述一个或多个处理器执行的指令，其中，所述一个或多个处理器执行所述指令时，使所述解码器执行根据权利要求1以及3至14中任一项所述的方法。

21.一种编码器(20)，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

非瞬时性计算机可读存储介质，与所述一个或多个处理器耦合并存储由所述一个或多个处理器执行的指令，其中，所述一个或多个处理器执行所述指令时，使所述编码器执行根据权利要求2至4中任一项所述的方法。

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