CN113366847A - 用于视频编码的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本公开的各方面提供了用于视频编码/解码的方法和装置。在一些示例中，用于视频解码的装置包括处理电路。例如，处理电路从已编码的视频比特流解码当前块的预测信息。预测信息指示当前块的预测至少部分地基于帧间预测。然后，处理电路基于帧间预测的结果和该块的相邻样本的组合，重建当前块的至少一个样本，该相邻样本是基于至少一个样本的位置进行选择的。

Description

用于视频编码的方法和装置
援引加入
本申请要求于2020年1月30日提交的题为“METHOD AND APPARATUS FOR VIDEOCODING(用于视频编码的方法和装置)”的美国专利申请No.16/777,339的优先权，该美国专利申请要求于2019年2月1日提交的题为“ENHANCEMENT FOR POSITION DEPENDENTPREDICTION COMBINATION(位置相关预测组合的增强方法)”的美国临时申请No.62/800,400的优先权。在先申请的全部内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开描述了总体上涉及视频编码的实施例。
背景技术
本文所提供的背景描述目的在于大体介绍本公开的背景。在该背景部分中描述的范围内，目前命名的发明人的作品以及提交时可能不属于现有技术的描述的各方面既未明确、亦未默示地承认作为本公开的现有技术。
可使用具有运动补偿的帧间图片预测来执行视频编码和解码。未压缩的数字视频可包括一系列图像(picture)，每个图像具有例如1920×1080亮度样本及相关联的色度样本的空间维度。该一系列图像可具有固定的或可变的图像速率(也非正式地称为帧率)，例如每秒60幅图像或60Hz。未压缩的视频具有很高的比特率要求。例如，在每样本8比特下，1080p60 4：2：0的视频(在60Hz帧率下具有1920×1080亮度样本分辨率)需要近1.5Gbit/s的带宽。一小时的此类视频需要600GB以上的存储空间。
视频编码和解码的一个目的可以是通过压缩来减少输入视频信号中的冗余。压缩可有助于减小上述带宽或存储空间需求，在某些情况下可减小两个数量级或大于两个数量级。可采用无损压缩和有损压缩以及它们的组合。无损压缩是指可从已压缩的原始信号中重建原始信号的精确副本的技术。当使用有损压缩时，已重建信号可能与原始信号不同，但是原始信号和已重建信号之间的失真足够小，以使已重建信号可用于预期应用。在视频的情况下，广泛使用有损压缩。可容忍的失真量取决于应用；例如某些消费流式应用的用户相比电视分布应用的用户来说可容忍更高的失真。可实现的压缩率可反映：更高的可允许/可容许的失真可产生更高的压缩率。
视频编码器和解码器可利用来自若干广泛类别的技术，例如包括运动补偿、变换、量化和熵编码。
视频编解码器技术可包括称为帧内编码的技术。在帧内编码中，样本值在没有参考来自先前已重建的参考图像的样本或其它数据的情况下被表示。在一些视频编解码器中，图像在空间上被细分成样本块。当以帧内模式对所有样本块进行编码时，该图像可以是帧内图像。帧内图像及其派生物(例如，独立的解码器刷新图像)可用于重置解码器状态，且因此可用作已编码视频比特流和视频会话中的第一图像，或用作静止图像。帧内块的样本可暴露在变换中，且变换系数可在熵编码之前量化。帧内预测可以是最小化预变换域中的样本值的技术。在一些情况下，变换之后的DC值越小且AC系数越小，在给定的量化步长下表示熵编码之后的块所需的比特越少。
传统的帧内编码(例如，从例如MPEG-2代编码技术中已知的帧内编码)不使用帧内预测。然而，一些较新的视频压缩技术包括从例如周围样本数据和/或元数据进行尝试的技术，该样本数据和/或元数据是在对空间上相邻且解码顺序在前的数据块进行编码/解码期间获得的。这种技术此后被称为“帧内预测”技术。需要注意的是，在至少一些情况下，帧内预测仅使用来自正在重建的当前图像的参考数据，而不使用来自参考图像的参考数据。
可以有许多不同形式的帧内预测。当在给定的视频编码技术中可使用一种以上这样的技术时，可以以帧内预测模式对所使用的技术进行编码。在某些情况下，模式可具有子模式和/或参数，且模式可被单独编码或包括在模式码字中。用于给定的模式/子模式/参数组合的具体码字可以对通过帧内预测的编码效率增益产生影响，且将码字转换成比特流的熵编码技术也会产生影响。
某种帧内预测模式由H.264被引入，在H.265中进行改进，并进一步在更新的编码技术(例如，联合探索模型(joint exploration model，JEM)、多功能视频编码(versatilevideo coding，VVC)和基准集(benchmark set，BMS))中进行改进。可使用属于已有的可用样本的相邻样本值来形成预测器块。根据方向将相邻样本的样本值复制到预测器块中。对使用中的方向的参考可被编码在比特流中或者自身可被预测。
发明内容
本公开的各方面提供了用于视频编码/解码的方法和装置。在一些示例中，用于视频解码的装置包括处理电路。例如，处理电路从已编码视频比特流解码当前块的预测信息。预测信息指示当前块的预测至少部分地基于帧间预测。然后，处理电路基于帧间预测的结果和该块的相邻样本的组合，重建当前块的至少一个样本，该相邻样本是基于至少一个样本的位置进行选择的。
在一个实施例中，预测信息指示帧内-帧间预测模式，该帧内-帧间预测模式使用当前块的帧间预测与帧内预测的组合，处理电路从当前块的帧间预测中排除基于双向光流的运动修正(motion refinement)。
在一些实施例中，处理电路基于预测信息确定对帧间预测使用位置相关预测组合(position dependent prediction combination，PDPC)，并响应于确定对帧间预测使用PDPC来重建样本。在一个示例中，处理电路接收指示使用PDPC的标志。
在一些示例中，处理电路对使用当前块的帧间预测和帧内预测的组合的帧内-帧间预测模式的第一标志进行解码，并当第一标志指示帧内-帧间预测模式为真时，对指示使用PDPC的第二标志进行解码。在一个示例中，处理电路基于用于熵编码的上下文模型，对指示使用PDPC的第二标志进行解码。
在一个实施例中，处理电路对当前块的相邻样本应用滤波器，并基于帧间预测的结果和当前块的滤波后的相邻样本的组合，重建当前块的样本重建成来自。
在另一实施例中，处理电路在不对当前块的相邻样本应用滤波器的情况下，使用该相邻样本重建当前块的样本。
在一些示例中，处理电路确定当前块是否满足块大小条件，块大小条件限制PDPC应用于当前块的重建，并当满足块大小条件时，排除PDPC应用于当前块的至少一个样本的重建过程。在一个示例中，块大小条件取决于虚拟进程数据单元的大小。
在一些示例中，当相邻样本到样本的距离大于阈值时，处理电路在计算组合时忽略该相邻样本。
在一些实施例中，处理电路将来自帧间预测的结果与基于样本的位置选择并基于帧间预测重建的相邻样本组合。
在一个示例中，当预测信息指示合并模式时，处理电路对指示使用PDPC的标志进行解码。
在另一示例中，当第一标志指示当前块的非零残差时，处理电路对指示使用PDPC的第二标志进行解码。
本公开的各方面还提供一种非暂时性计算机可读介质，该非暂时性计算机可读介质存储有指令，该指令在被计算机执行以用于视频解码时使得计算机执行用于视频解码的方法。
附图说明
通过以下详细描述和附图，所公开的主题的其它特征、性质和各种优点将更加明显，在附图中：
图1是根据一个实施例的通信系统(100)的简化框图的示意图。
图2是根据一个实施例的通信系统(200)的简化框图的示意图。
图3是根据一个实施例的解码器的简化框图的示意图。
图4是根据一个实施例的编码器的简化框图的示意图。
图5示出了根据另一实施例的编码器的框图。
图6示出了根据另一实施例的解码器的框图。
图7示出了示例性帧内预测方向和帧内预测模式的图示。
图8示出了一些示例中的示例性帧内预测方向和帧内预测模式的图示。
图9A和图9B示出了根据一些实施例的用于预测样本的权重。
图10示出了BDOF中的扩展CU区域的示例。
图11示出了CU的对角分割和CU的反对角分割。
图12示出了概述根据一些实施例的流程示例的流程图。
图13是根据一个实施例的计算机系统的示意图。
具体实施方式
图1示出了根据本公开的一个实施例的通信系统(100)的简化框图。通信系统(100)包括多个终端装置，这些终端装置可通过例如网络(150)彼此通信。举例来说，通信系统(100)包括通过网络(150)互连的第一对终端装置(110)和(120)。在图1的示例中，第一对终端装置(110)和(120)执行单向数据传输。举例来说，终端装置(110)可对视频数据(例如由终端装置(110)采集的视频图像流)进行编码以通过网络(150)传输到另一终端装置(120)。已编码视频数据可以以一个或多个已编码视频比特流的形式传输。终端装置(120)可从网络(150)接收已编码视频数据，对已编码视频数据进行解码以恢复视频图像，并根据恢复的视频数据显示视频图像。单向数据传输在媒体服务应用等方面是较常见的。
在另一示例中，通信系统(100)包括执行已编码视频数据的双向传输的第二对终端装置(130)和(140)，该双向传输可例如在视频会议期间发生。对于双向数据传输，在一示例中，终端装置(130)和终端装置(140)中的每个终端装置可对视频数据(例如由终端装置采集的视频图像流)进行编码，以通过网络(150)传输到终端装置(130)和终端装置(140)中的另一终端装置。终端装置(130)和终端装置(140)中的每个终端装置还可接收由终端装置(130)和终端装置(140)中的另一终端装置传输的已编码视频数据，并可对该已编码视频数据进行解码以恢复视频图像，且可根据恢复的视频数据在可访问的显示装置上显示视频图像。
在图1的示例中，终端装置(110)、终端装置(120)、终端装置(130)和终端装置(140)可被示出为服务器、个人计算机和智能电话，但本公开的原理可不限于此。本公开的实施例适用于膝上型计算机、平板电脑、媒体播放器和/或专用视频会议设备。网络(150)表示在终端装置(110)、终端装置(120)、终端装置(130)和终端装置(140)之间传送已编码视频数据的任何数量的网络，包括例如有线(连线的)和/或无线通信网络。通信网络(150)可在电路交换和/或分组交换信道中交换数据。代表性的网络包括电信网络、局域网、广域网和/或互联网。出于本讨论的目的，除非在下文中有所解释，否则网络(150)的架构和拓扑对于本公开的操作来说可能是无关紧要的。
作为所公开的主题的应用的示例，图2示出了视频编码器和视频解码器在流式传输环境中的放置方式。所公开的主题可同等地适用于其它支持视频的应用，包括例如视频会议、数字TV、在包括CD、DVD、存储棒等的数字介质上存储压缩视频等等。
流式传输系统可包括采集子系统(213)，该采集子系统可包括例如数码相机的视频源(201)，该视频源创建例如未压缩的视频图像流(202)。在一个示例中，视频图像流(202)包括由数码相机拍摄的样本。相较于已编码视频数据(204)(或已编码视频比特流)，被描绘为粗线以强调高数据量的视频图像流(202)可由电子装置(220)处理，该电子装置包括耦接到视频源(201)的视频编码器(203)。视频编码器(203)可包括硬件、软件或软硬件组合以实现或实施如下文更详细地描述的所公开的主题的各方面。相较于视频图像流(202)，被描绘为细线以强调较低数据量的已编码视频数据(204)(或已编码视频比特流(204))可存储在流式传输服务器(205)上以供将来使用。一个或多个流式传输客户端子系统，例如图2中的客户端子系统(206)和客户端子系统(208)，可访问流式传输服务器(205)以检索已编码视频数据(204)的副本(207)和副本(209)。客户端子系统(206)可包括例如电子装置(230)中的视频解码器(210)。视频解码器(210)对已编码视频数据的传入副本(207)进行解码，且产生可在显示器(212)(例如显示屏)或另一呈现装置(未描绘)上呈现的输出视频图像流(211)。在一些流式传输系统中，可根据某些视频编码/压缩标准对已编码视频数据(204)、已编码视频数据(207)和已编码视频数据(209)(例如视频比特流)进行编码。这些标准的示例包括ITU-T建议书H.265。在一个示例中，正在开发的视频编码标准非正式地称为多功能视频编码(VVC)。所公开的主题可用于VVC的上下文中。
应注意，电子装置(220)和电子装置(230)可包括其它组件(未示出)。举例来说，电子装置(220)可包括视频解码器(未示出)，且电子装置(230)还可包括视频编码器(未示出)。
图3示出了根据本公开的一个实施例的视频解码器(310)的框图。视频解码器(310)可包括在电子装置(330)中。电子装置(330)可包括接收器(331)(例如接收电路)。视频解码器(310)可用于代替图2的示例中的视频解码器(210)。
接收器(331)可接收将由视频解码器(310)解码的一个或多个已编码视频序列；在同一实施例或另一实施例中，一次接收一个已编码视频序列，其中每个已编码视频序列的解码独立于其它已编码视频序列的解码。可从信道(301)接收已编码视频序列，该信道可以是通向存储已编码视频数据的存储装置的硬件/软件链路。接收器(331)可接收已编码视频数据以及其它数据，例如已编码音频数据和/或辅助数据流，这些数据可转发到它们各自的使用实体(未描绘)。接收器(331)可将已编码视频序列与其它数据分开。为了防止网络抖动，缓冲存储器(315)可耦接在接收器(331)与熵解码器/解析器(320)(此后称为“解析器(320)”)之间。在某些应用中，缓冲存储器(315)是视频解码器(310)的一部分。在其它情况下，缓冲存储器(315)可设置在视频解码器(310)外部(未描绘)。而在其它情况下，在视频解码器(310)的外部可设置缓冲存储器(未描绘)以例如防止网络抖动，且在视频解码器(310)的内部可配置另一缓冲存储器(315)以例如处理播出定时。当接收器(331)正从具有足够带宽和可控性的存储/转发装置或从等时同步网络接收数据时，可能不需要缓冲存储器(315)，或可将该缓冲存储器做得较小。为了尽力在互联网等业务分组网络上使用，可能需要缓冲存储器(315)，该缓冲存储器可相对较大并可有利地具有自适应性大小，且可至少部分地实施于操作系统或视频解码器(310)外部的类似元件(未描绘)中。
视频解码器(310)可包括解析器(320)以根据已编码视频序列重建符号(321)。这些符号的类别包括用于管理视频解码器(310)的操作的信息，以及用以控制呈现装置(312)(例如，显示屏)等呈现装置(rendering device)的潜在信息，该显示装置不是电子装置(330)的整体部分，但可耦接到电子装置(330)，如图3中所示。用于呈现装置的控制信息可以是辅助增强信息(Supplemental Enhancement Information，SEI消息)或视频可用性信息(Video Usability Information，VUI)参数集片段(未描绘)的形式。解析器(320)可对接收到的已编码视频序列进行解析/熵解码。已编码视频序列的编码可根据视频编码技术或标准进行，且可遵循各种原理，包括可变长度编码、霍夫曼编码(Huffman coding)、具有或不具有上下文灵敏度的算术编码等等。解析器(320)可基于对应于群组的至少一个参数，从已编码视频序列提取用于视频解码器中的像素的子群中的至少一个子群的子群参数集。子群可包括图像组(Group of Pictures，GOPs)、图像、瓦片(tile)、分片(slice)、宏块(macroblock)、编码单元(Coding Unit，CU)、块、变换单元(Transform Unit，TU)、预测单元(Prediction Unit，PU)等等。解析器(320)还可从已编码视频序列提取信息，例如变换系数、量化器参数值、运动矢量等等。
解析器(320)可对从缓冲存储器(315)接收的视频序列执行熵解码/解析操作，从而创建符号(321)。
取决于已编码视频图像或一部分已编码视频图像的类型(例如：帧间图像和帧内图像、帧间块和帧内块)以及其它因素，符号(321)的重建可涉及多个不同单元。涉及哪些单元以及涉及方式可由解析器(320)从已编码视频序列解析出的子群控制信息来控制。为了简洁起见，未描绘解析器(320)与下文的多个单元之间的此类子群控制信息流。
除已经提及的功能块以外，视频解码器(310)可在概念上细分成如下文所描述的数个功能单元。在商业约束下运行的实际实施方式中，这些单元中的许多单元彼此紧密交互且可至少部分地彼此集成。然而，出于描述所公开的主题的目的，概念上细分成下文的功能单元是适当的。
第一单元是缩放器/逆变换单元(351)。缩放器/逆变换单元(351)从解析器(320)接收作为符号(321)的量化变换系数以及控制信息，包括使用哪种变换方式、块大小、量化因子、量化缩放矩阵等。缩放器/逆变换单元(351)可输出包括样本值的块，该块可输入到聚合器(355)中。
在一些情况下，缩放器/逆变换单元(351)的输出样本可属于帧内编码块；即：不使用来自先前重建的图像的预测性信息，但可使用来自当前图像的在先重建部分的预测性信息的块。此类预测性信息可由帧内图像预测单元(352)提供。在一些情况下，帧内图像预测单元(352)采用从当前图像缓冲器(358)提取的周围已重建信息生成大小和形状与正在重建的块相同的块。举例来说，当前图像缓冲器(358)缓冲部分重建的当前图像和/或完全重建的当前图像。在一些情况下，聚合器(355)基于每个样本，将帧内预测单元(352)生成的预测信息添加到由缩放器/逆变换单元(351)提供的输出样本信息中。
在其它情况下，缩放器/逆变换单元(351)的输出样本可属于帧间编码和潜在运动补偿块。在此情况下，运动补偿预测单元(353)可访问参考图像存储器(357)以提取用于预测的样本。在根据属于块的符号(321)对提取的样本进行运动补偿之后，这些样本可由聚合器(355)添加到缩放器/逆变换单元(351)的输出中(在这种情况下被称作残差样本或残差信号)，从而生成输出样本信息。运动补偿预测单元(353)从参考图像存储器(357)内提取预测样本的地址可受到运动矢量控制，且该运动矢量以符号(321)的形式供运动补偿预测单元(353)使用，符号(321)可具有例如X、Y和参考图像分量。运动补偿还可包括在使用子样本精确运动矢量时，从参考图像存储器(357)提取的样本值的内插、运动矢量预测机制等等。
聚合器(355)的输出样本可经受环路滤波器单元(356)中的各种环路滤波技术。视频压缩技术可包括环路内滤波器技术，该环路内滤波器技术受控于包括在已编码视频序列(也称作已编码视频比特流)中且作为来自解析器(320)的符号(321)可用于环路滤波器单元(356)的参数，然而，视频压缩技术还可响应于在解码已编码图像或已编码视频序列的先前(按解码次序)部分期间获得的元信息，以及响应于先前重建且经过环路滤波的样本值。
环路滤波器单元(356)的输出可以是样本流，该样本流可输出到呈现装置(312)以及存储在参考图像存储器(357)中，以用于后续的帧间图像预测。
一旦完全重建，某些已编码图像就可用作参考图像以用于将来预测。举例来说，一旦对应于当前图像的已编码图像被完全重建，且已编码图像(通过例如解析器(320))被识别为参考图像，则当前图像缓冲器(358)可变为参考图像存储器(357)的一部分，且可在开始重建后续已编码图像之前重新分配新的当前图像缓冲器。
视频解码器(310)可根据例如ITU-T Rec.H.265标准中的预定视频压缩技术执行解码操作。在已编码视频序列遵循视频压缩技术或标准的语法(syntax)以及视频压缩技术或标准中记录的配置文件(profile)的意义上，已编码视频序列可符合所使用的视频压缩技术或标准指定的语法。具体地说，配置文件可从视频压缩技术或标准中可用的所有工具中选择某些工具作为在该配置文件下可供使用的仅有工具。对于合规性，还可要求已编码视频序列的复杂度处于视频压缩技术或标准的层级所限定的范围内。在一些情况下，层级限制最大图像大小、最大帧率、最大重建取样率(以例如每秒兆(mega)个样本为单位进行测量)、最大参考图像大小等。在一些情况下，由层级设定的限制可通过假想参考解码器(Hypothetical Reference Decoder，HRD)规范和在已编码视频序列中用信号表示的HRD缓冲器管理的元数据来进一步限定。
在一个实施例中，接收器(331)可连同已编码视频的接收一起接收附加(冗余)数据。该附加数据可被包括作为已编码视频序列的一部分。该附加数据可由视频解码器(310)使用以对数据进行适当解码和/或较准确地重建原始视频数据。附加数据可呈例如时间、空间或信噪比(signal noise ratio，SNR)增强层、冗余切片、冗余图像、前向纠错码等形式。
图4示出了根据本公开的一个实施例的视频编码器(403)的框图。视频编码器(403)包括在电子装置(420)中。电子装置(420)包括传输器(440)(例如传输电路)。视频编码器(403)可用于代替图2的示例中的视频编码器(203)。
视频编码器(403)可从视频源(401)(并非图4的示例中的电子装置(420)的一部分)接收视频样本，该视频源可采集将由视频编码器(403)编码的视频图像。在另一示例中，视频源(401)是电子装置(420)的一部分。
视频源(401)可提供将由视频编码器(403)编码的呈数字视频样本流形式的源视频序列，该数字视频样本流可具有任何合适的位深度(例如：8位、10位、12位……)、任何色彩空间(例如BT.601Y CrCB、RGB……)和任何合适的采样结构(例如Y CrCb 4：2：0、Y CrCb4：4：4)。在媒体服务系统中，视频源(401)可以是存储先前已准备的视频的存储装置。在视频会议系统中，视频源(401)可以是采集本地图像信息作为视频序列的相机。可将视频数据提供为多个单独的图像，当按顺序观看时，这些图像产生运动效果。图像自身可构建为空间像素阵列，其中取决于所用的采样结构、色彩空间等，每个像素可包括一个或多个样本。本领域的技术人员能够容易理解像素与样本之间的关系。下文侧重于描述样本。
根据一个实施例，视频编码器(403)可实时或在由应用所要求的任何其它时间约束下，将源视频序列的图像编码且压缩成已编码视频序列(443)。施行适当的编码速度是控制器(450)的一个功能。在一些实施例中，控制器(450)控制如下文所描述的其它功能单元且在功能上耦接到其它功能单元。为了简洁起见，图中未描绘耦接。由控制器(450)设置的参数可包括速率控制相关参数(图像跳过、量化器、率失真优化技术的λ值……)、图像大小、图像组(GOP)布局、最大运动矢量搜索范围等。控制器(450)可被配置为具有其它合适的功能，这些功能涉及针对某一系统设计优化的视频编码器(403)。
在一些实施例中，视频编码器(403)被配置为在编码环路中进行操作。作为简单的描述，在一个示例中，编码环路可包括源编码器(430)(例如，负责基于待编码的输入图像和参考图像创建符号，例如符号流)和嵌入于视频编码器(403)中的(本地)解码器(433)。解码器(433)重建符号以用类似于(远程)解码器可创建样本数据的方式创建样本数据(因为在所公开的主题所考虑的视频压缩技术中，符号与已编码视频比特流之间的任何压缩是无损的)。将重建的样本流(样本数据)输入到参考图像存储器(434)。由于符号流的解码产生与解码器位置(本地或远程)无关的位精确结果，因此参考图像存储器(434)中的内容在本地编码器与远程编码器之间也是按比特位精确对应的。换句话说，编码器的预测部分“看到”的参考图像样本与解码器将在解码期间使用预测时所“看到”的样本值完全相同。这种参考图像同步性基本原理(以及在例如因信道误差而无法维持同步性的情况下产生的偏移)也用于一些相关技术。
“本地”解码器(433)的操作可与诸如已在上文结合图3详细描述的视频解码器(310)之类的“远程”解码器的操作相同。然而，另外简要参考图3，当符号可用且熵编码器(445)和解析器(320)可无损地将符号编码/解码为已编码视频序列时，包括缓冲存储器(315)和解析器(320)在内的视频解码器(310)的熵解码部分可能无法完全在本地解码器(433)中实施。
此时可观察到，除存在于解码器中的解析/熵解码之外的任何解码器技术，也必定以基本上相同的功能形式存在于对应的编码器中。出于此原因，所公开的主题侧重于解码器操作。可简化编码器技术的描述，这是因为编码器技术与全面描述的解码器技术互逆。仅在某些区域中需要更详细的描述，并在下文提供。
在操作期间，在一些示例中，源编码器(430)可执行运动补偿预测编码。参考来自视频序列中被指定为“参考图像”的一个或多个先前已编码图像，该运动补偿预测编码对输入图像进行预测性编码。以此方式，编码引擎(432)对输入图像的像素块与参考图像的像素块之间的差异进行编码，该参考图像可被选作该输入图像的预测参考。
本地视频解码器(433)可基于源编码器(430)创建的符号，对可指定为参考图像的图像的已编码视频数据进行解码。编码引擎(432)的操作可有利地为有损过程。当已编码视频数据可在视频解码器(图4中未示出)处被解码时，已重建视频序列通常可以是源视频序列的副本，但带有一些误差。本地视频解码器(433)复制解码过程，该解码过程可由视频解码器对参考图像执行，且可使重建参考图像存储在参考图像高速缓存(434)中。以此方式，视频编码器(403)可在本地存储重建参考图像的副本，该副本与将由远端视频解码器获得的重建参考图像具有共同内容(不存在传输误差)。
预测器(435)可针对编码引擎(432)执行预测搜索。即，对于将要编码的新图像，预测器(435)可在参考图像存储器(434)中搜索可作为该新图像的适当预测参考的样本数据(作为候选参考像素块)或某些元数据，例如参考图像运动矢量、块形状等。预测器(435)可基于样本块逐像素块操作，以找到合适的预测参考。在一些情况下，如由预测器(435)获得的搜索结果所确定的那样，输入图像可具有从参考图像存储器(434)中存储的多个参考图像取得的预测参考。
控制器(450)可管理源编码器(430)的编码操作，包括例如设置用于对视频数据进行编码的参数和子群参数。
可在熵编码器(445)中对所有上述功能单元的输出进行熵编码。熵编码器(445)根据例如霍夫曼编码、可变长度编码、算术编码等技术将各种功能单元生成的符号通过无损压缩变换成已编码视频序列。
传输器(440)可缓冲由熵编码器(445)创建的已编码视频序列，从而为通过通信信道(460)进行传输做准备，该通信信道可以是通向将存储已编码视频数据的存储装置的硬件/软件链路。传输器(440)可将来自视频编码器(403)的已编码视频数据与要传输的其它数据合并，该其它数据例如是已编码音频数据和/或辅助数据流(未示出来源)。
控制器(450)可管理视频编码器(403)的操作。在编码期间，控制器(450)可给每个已编码图像分配某一已编码图像类型，但这可能影响可应用于相应图像的编码技术。例如，通常可将图像分配为以下任一种图像类型：
帧内图像(I图像)，其可以是不将序列中的任何其它图像用作预测源就可被编码和解码的图像。一些视频编解码器容许不同类型的帧内图像，包括例如独立解码器刷新(Independent Decoder Refresh，“IDR”)图像。本领域的技术人员了解I图像的变体及其相应的应用和特征。
预测性图像(P图像)，其可以是可使用帧内预测或帧间预测进行编码和解码的图像，该帧内预测或帧间预测使用至多一个运动矢量和参考索引来预测每个块的样本值。
双向预测性图像(B图像)，其可以是可使用帧内预测或帧间预测进行编码和解码的图像，该帧内预测或帧间预测使用至多两个运动矢量和参考索引来预测每个块的样本值。类似地，多预测性图像(multiple-predictive picture)可使用多于两个参考图像和相关联的元数据以用于重建单个块。
源图像通常可在空间上细分成多个样本块(例如，4×4、8×8、4×8或16×16个样本的块)，且逐块进行编码。这些块可参考其它(已编码)块进行预测性编码，该其它块由应用于这些块的相应图像的编码分配来确定。举例来说，I图像的块可进行非预测性编码，或该块可参考同一图像的已编码块来进行预测性编码(空间预测或帧内预测)。P图像的像素块可参考一个先前编码的参考图像通过空间预测或通过时间预测进行预测性编码。B图像的块可参考一个或两个先前编码的参考图像通过空间预测或通过时间预测进行预测性编码。
视频编码器(403)可根据例如ITU-T Rec.H.265的预定视频编码技术或标准执行编码操作。在操作中，视频编码器(403)可执行各种压缩操作，包括利用输入视频序列中的时间和空间冗余的预测编码操作。因此，已编码视频数据可符合所使用的视频编码技术或标准指定的语法。
在一个实施例中，传输器(440)可传输已编码视频连同附加数据。源编码器(430)可包括此类数据作为已编码视频序列的一部分。附加数据可包括时间/空间/SNR增强层、冗余图像和分片等其它形式的冗余数据、SEI消息、VUI参数集片段等。
采集到的视频可作为呈时间序列的多个源图像(视频图像)。帧内图像预测(常常简化为帧内预测)利用给定图像中的空间相关性，帧间图像预测利用图像之间的(时间或其它)相关性。在一个示例中，将正在编码/解码的特定图像分割成块，正在编码/解码的特定图像被称作当前图像。在当前图像中的块类似于视频中先前已编码且仍被缓冲的参考图像中的参考块时，可通过称作运动矢量的矢量对当前图像中的块进行编码。该运动矢量指向参考图像中的参考块，且在使用多个参考图像的情况下，该运动矢量可具有识别参考图像的第三维度。
在一些实施例中，双向预测技术可用于帧间图像预测。根据双向预测技术，使用两个参考图像，例如按解码次序都在视频中的当前图像之前(但按显示次序可能分别是过去和将来)的第一参考图像和第二参考图像。可通过指向第一参考图像中的第一参考块的第一运动矢量和指向第二参考图像中的第二参考块的第二运动矢量对当前图像中的块进行编码。可通过第一参考块和第二参考块的组合来预测该块。
此外，合并模式技术可用于帧间图像预测以改善编码效率。
根据本公开的一些实施例，诸如帧间图像预测和帧内图像预测之类的预测以块为单位执行。举例来说，根据HEVC标准，将视频图像序列中的图像分割成编码树单元(codingtree unit，CTU)以用于压缩，图像中的CTU具有相同大小，例如64×64像素、32×32像素或16×16像素。一般来说，CTU包括三个编码树块(coding tree block，CTB)，这三个编码树块是一个亮度CTB和两个色度CTB。可将每个CTU递归地以四叉树拆分为一个或多个编码单元(CU)。举例来说，可将64×64像素的CTU拆分为一个64×64像素的CU，或4个32×32像素的CU，或16个16×16像素的CU。在一个示例中，分析每个CU以确定用于该CU的预测类型，例如帧间预测类型或帧内预测类型。取决于时间和/或空间可预测性，将CU拆分为一个或多个预测单元(prediction unit，PU)。通常，每个PU包括亮度预测块(prediction block，PB)和两个色度PB。在一个实施例中，编码(编码/解码)中的预测操作以预测块为单位来执行。以亮度预测块作为预测块的示例，预测块包括针对像素的值(例如，亮度值)的矩阵，这些像素为例如8×8像素、16×16像素、8×16像素、16×8像素等等。
图5示出了根据本公开的另一实施例的视频编码器(503)的图。视频编码器(503)被配置为接收视频图像序列中的当前视频图像内的样本值的处理块(例如预测块)，且将该处理块编码到作为已编码视频序列的一部分的已编码图像中。在一个示例中，视频编码器(503)用于代替图2的示例中的视频编码器(203)。
在HEVC示例中，视频编码器(503)接收用于处理块的样本值的矩阵，该处理块为例如8×8样本的预测块等。视频编码器(503)使用例如率失真(rate-distortion，RD)优化来确定是否使用帧内模式、帧间模式或双向预测模式来最佳地编码该处理块。当将以帧内模式编码处理块时，视频编码器(503)可使用帧内预测技术以将处理块编码到已编码图像中；且当将以帧间模式或双向预测模式编码处理块时，视频编码器(503)可分别使用帧间预测或双向预测技术将处理块编码到已编码图像中。在某些视频编码技术中，合并模式可以是帧间图像预测子模式，其中在不借助预测器外部的已编码运动矢量分量的情况下，从一个或多个运动矢量预测器导出运动矢量。在某些其它视频编码技术中，可存在适用于主题块的运动矢量分量。在一个示例中，视频编码器(503)包括其它组件，例如用于确定处理块的模式的模式决策模块(未示出)。
在图5的示例中，视频编码器(503)包括如图5所示的耦接到一起的帧间编码器(530)、帧内编码器(522)、残差计算器(523)、开关(526)、残差编码器(524)、通用控制器(521)和熵编码器(525)。
帧间编码器(530)被配置为接收当前块(例如处理块)的样本、比较该块与参考图像中的一个或多个参考块(例如先前图像和后来图像中的块)、生成帧间预测信息(例如根据帧间编码技术的冗余信息描述、运动矢量、合并模式信息)、以及基于帧间预测信息使用任何合适的技术计算帧间预测结果(例如已预测块)。在一些示例中，参考图像是基于已编码视频信息解码的已解码参考图像。
帧内编码器(522)被配置为接收当前块(例如处理块)的样本、在一些情况下比较该块与同一图像中已编码的块、在变换之后生成量化系数、以及在一些情况下还生成帧内预测信息(例如根据一个或多个帧内编码技术生成帧内预测方向信息)。在一个示例中，帧内编码器(522)还基于帧内预测信息和同一图像中的参考块计算帧内预测结果(例如已预测块)。
通用控制器(521)被配置为确定通用控制数据，且基于该通用控制数据控制视频编码器(503)的其它组件。在一个示例中，通用控制器(521)确定块的模式，且基于该模式将控制信号提供到开关(526)。举例来说，当该模式是帧内模式时，通用控制器(521)控制开关(526)以选择供残差计算器(523)使用的帧内模式结果，且控制熵编码器(525)以选择帧内预测信息且将该帧内预测信息包括在比特流中；以及当该模式是帧间模式时，通用控制器(521)控制开关(526)以选择供残差计算器(523)使用的帧间预测结果，且控制熵编码器(525)以选择帧间预测信息且将该帧间预测信息包括在比特流中。
残差计算器(523)被配置为计算所接收的块与选自帧内编码器(522)或帧间编码器(530)的预测结果之间的差(残差数据)。残差编码器(524)被配置为基于残差数据操作，以对残差数据进行编码以生成变换系数。在一个示例中，残差编码器(524)被配置为将残差数据从空间域转换至频域，且生成变换系数。变换系数接着经受量化处理以获得量化的变换系数。在各实施例中，视频编码器(503)还包括残差解码器(528)。残差解码器(528)被配置为执行逆变换，且生成已解码残差数据。已解码残差数据可适当地由帧内编码器(522)和帧间编码器(530)使用。举例来说，帧间编码器(530)可基于已解码残差数据和帧间预测信息生成已解码块，且帧内编码器(522)可基于已解码残差数据和帧内预测信息生成已解码块。适当处理已解码块以生成已解码图像，且在一些示例中，该已解码图像可在存储器电路(未示出)中缓冲并用作参考图像。
熵编码器(525)被配置为将比特流格式化以包括已编码块。熵编码器(525)被配置为根据例如HEVC标准的合适标准而包括各种信息。在一个示例中，熵编码器(525)被配置为将通用控制数据、所选预测信息(例如帧内预测信息或帧间预测信息)、残差信息和其它合适的信息包括在比特流中。应注意，根据所公开的主题，当在帧间模式或双向预测模式的合并子模式下对块进行编码时，不存在残差信息。
图6示出了根据本公开的另一实施例的视频解码器(610)的图。视频解码器(610)被配置为接收作为已编码视频序列的一部分的已编码图像，且对该已编码图像进行解码以生成重建图像。在一个示例中，视频解码器(610)用于代替图2的示例中的视频解码器(210)。
在图6的示例中，视频解码器(610)包括如图6所示耦接到一起的熵解码器(671)、帧间解码器(680)、残差解码器(673)、重建模块(674)和帧内解码器(672)。
熵解码器(671)可被配置为根据已编码图像来重建某些符号，这些符号表示构成该已编码图像的语法元素。此类符号可包括例如用于对该块进行编码的模式(例如帧内模式、帧间模式、双向预测模式、后两者的合并子模式或另一子模式)、可识别分别供帧内解码器(672)或帧间解码器(680)使用以进行预测的某些样本或元数据的预测信息(例如帧内预测信息或帧间预测信息)、呈例如量化的变换系数形式的残差信息等等。在一个示例中，当预测模式是帧间或双向预测模式时，将帧间预测信息提供到帧间解码器(680)；以及当预测类型是帧内预测类型时，将帧内预测信息提供到帧内解码器(672)。残差信息可经受逆量化并提供到残差解码器(673)。
帧间解码器(680)被配置为接收帧间预测信息，且基于该帧间预测信息生成帧间预测结果。
帧内解码器(672)被配置为接收帧内预测信息，且基于该帧内预测信息生成预测结果。
残差解码器(673)被配置为执行逆量化以提取解量化的变换系数，且处理该解量化的变换系数，以将残差从频域变换到空间域。残差解码器(673)还可能需要某些控制信息(用以包括量化器参数(Quantizer Parameter,QP))，且该信息可由熵解码器(671)提供(未描绘数据路径，因为这仅仅是低量控制信息)。
重建模块(674)被配置为在空间域中组合由残差解码器(673)输出的残差与预测结果(根据具体情况可由帧间预测模块或帧内预测模块输出)以形成重建块，该重建块可以是重建图像的一部分，该重建图像继而可以是重建视频的一部分。应注意，可执行例如去块操作(deblocking operation)等其它合适的操作来改善视觉质量。
应注意，可使用任何合适的技术来实施视频编码器(203)、视频编码器(403)和视频编码器(503)以及视频解码器(210)、视频解码器(310)和视频解码器(610)。在一个实施例中，可使用一个或多个集成电路来实施视频编码器(203)、视频编码器(403)和视频编码器(503)以及视频解码器(210)、视频解码器(310)和视频解码器(610)。在另一实施例中，可使用执行软件指令的一个或多个处理器来实施视频编码器(203)、视频编码器(403)和视频编码器(403)以及视频解码器(210)、视频解码器(310)和视频解码器(610)。
本公开的各方面提供对位置相关预测组合的增强。在各实施例中，在本公开中提供一组高级视频编码技术，具体地，用于帧内-帧间预测模式的增强方案。
图7示出了在HEVC中使用的示例性帧内预测方向和帧内预测模式的图示。在HEVC中，总共有35个帧内预测模式(模式0到模式34)。模式0和模式1是非定向模式，其中模式0是平面模式(planar mode)，模式1是DC模式。模式2到模式34是定向模式，其中模式10是水平模式，模式26是垂直模式，而模式2、模式18和模式34是对角模式。在一些示例中，通过三个最可能模式(most probable mode,MPM)和32个剩余模式来用信号表示帧内预测模式。
图8示出了一些示例(例如VVC)中的示例性帧内预测方向和帧内预测模式的图示。总共有87个帧内预测模式(模式-10到模式76)，其中模式18是水平模式，模式50是垂直模式，而模式2、模式34和模式66是对角模式。模式-1～-10和模式67～76被称为宽角度帧内预测(wide-angle intra prediction mode，WAIP)模式。
在一些示例中，HEVC样式帧内预测(HEVC style intra prediction)基于滤波后的参考样本。例如，当帧内预测模式不是DC模式和平面模式中的任一模式时，将滤波器应用于边界参考样本，且滤波后的参考样本用于基于帧内预测模式预测当前块中的值。
在一些示例中，PDPC组合边界参考样本和HEVC样式帧内预测。在一些实施例中，PDPC在没有信令的情况下应用于以下帧内模式：平面、DC、WAIP模式、水平、垂直、左下角模式(模式2)及其8个相邻角模式(模式3～10)，以及右上角模式(模式66)及其8个相邻角模式(模式58～65)。
在一个示例中，根据等式(1)使用帧内预测模式(DC、平面、角度)和参考样本的线性组合来预测位于位置(x，y)处的预测样本pred'[x][y]：
pred'[x][y]＝(wL×R(-1，y)+wT×R(x，-1)-wTL×R(-1，-1)+(64-wL-wT+wTL)×pred[x][y]+32)＞＞6 (等式1)
其中R(x，-1)，R(-1，y)分别表示位于当前样本(x，y)的顶部和左侧的(未滤波的)参考样本，R(-1，-1)表示位于当前块的左上角的参考样本，且wT、wL和wTL表示权重。对于DC模式，通过等式2至等式5计算权重，其中宽度(width)表示当前块的宽度，高度(height)表示当前块的高度：
wT＝32＞＞((y＜＜1)＞＞nScale) (等式2)
wL＝32＞＞((x＜＜1)＞＞nScale) (等式3)
wTL＝(wL＞＞4)+(wT＞＞4) (等式4)
nScale＝(log2(width)+log2(height)-2)＞＞2 (等式5)
其中wT表示位于具有相同水平坐标的上方参考线中的参考样本的加权因子，wL表示位于具有相同垂直坐标的左侧参考线中的参考样本的加权因子，以及wTL表示当前块的左上参考样本的加权因子，nScale指定加权因子沿着轴减小得有多快(wL从左到右减小或者wT从上到下减小)，即，加权因子减小速率，且在当前设计中沿着x轴(从左到右)和y轴(从上到下)是相同的。32表示相邻样本的初始加权因子，且初始加权因子也是分配给当前CB中的左上样本的顶部(左侧或左上)加权，且在PDPC过程中相邻样本的加权因子应当等于或小于该初始加权因子。
对于平面模式，wTL＝0；而对于水平模式，wTL＝wT；以及对于垂直模式，wTL＝wL。PDPC权重可用加法运算和移位运算来计算。pred'[x][y]的值可在单个步骤中使用等式1计算。
图9A示出了DC模式中在(0，0)处的预测样本的权重。在图9A的示例中，当前块是4×4块，宽度是4，高度也是4，因此nScale是0。于是wT是32，wL是32，且-wTL是-4。
图9B示出了DC模式中在(1，0)处的预测样本的权重。在图9B的示例中，当前块是4×4块，宽度是4，高度也是4，因此nScale是0。于是wT是32，wL是8，且-wTL是-2。
当PDPC应用于DC、平面、水平和垂直帧内模式时，不需要附加的边界滤波器，例如HEVC DC模式边界滤波器或水平/垂直模式边缘滤波器。例如，PDPC将未滤波的边界参考样本和HEVC样式帧内预测与滤波后的边界参考样本组合。
更一般地，在一些示例中，PDPC过程的输入包括：
由predModeIntra表示的帧内预测模式；
由nTbW表示的当前块的宽度；
由nTbH表示的当前块的高度；
由refW表示的参考样本的宽度；
由refH表示的参考样本的高度；
由predSamples[x][y]表示的通过HEVC样式帧内预测的预测样本，其中x＝0..nTbW-1且y＝0..nTbH-1；
未滤波的参考(也称为相邻)样本p[x][y]，其中x＝-1，y＝-1..refH-1和x＝0..refW-1，y＝-1；以及
由cIdx表示的当前块的颜色分量。
此外，PDPC过程的输出是修改后的预测样本predSamples′[x][y]，其中x＝0..nTbW-1，y＝0..nTbH-1。
然后，通过类似于等式5的等式6计算缩放因子nScale：
((Log2(nTbW)+Log2(nTbH)-2)>>2)(等式6)
此外，其x＝0..refW的参考样本阵列mainRef[x]定义为当前块上方的未滤波的参考样本的阵列，而其y＝0..refH的另一参考样本阵列sideRef[y]定义为当前块左侧的未滤波的参考样本的阵列，且可根据等式7和等式8从未滤波的参考样本导出：
mainRef[x]＝p[x][-1] (等式7)
sideRef[y]＝p[-1][y] (等式8)
对于当前块中的每个位置(x，y)，PDPC计算使用表示为refT[x][y]的顶部参考样本、表示为refL[x][y]的左侧参考样本以及角p[-1，-1]处的参考样本。在一些示例中，修改后的预测样本通过等式9计算，在一些示例中，结果根据表示颜色分量的cIdx变量来适当地裁剪。
predSamples′[x][y]＝(wL×refL(x，y)+wT×refT(x，y)-wTL×p(-1，-1)+(64-wL-wT+wTL)×predSamples[x][y]＞＞6 (等式9)
参考样本refT[x][y]、refL[x][y]和权重wL、wT和wTL可基于帧内预测模式predModelIntra确定。
在一个示例中，当帧内预测模式predModeIntra等于INTRA_PLANAR(例如0，平面模式，模式0)，INTRA_DC(例如1，DC模式，模式1)，INTRA_ANGULAR18(例如18，水平模式，模式18(在67个帧内预测模式的情况下))或INTRA_ANGULAR50(例如50，垂直模式，模式50(在67个帧内预测模式的情况下))时，参考样本refT[x][y]、refL[x][y]以及权重wL、wT和wTL可根据等式10至等式14确定：
refL[x][y]＝p[-1][y] (等式10)
refT[x][y]＝p[x][-1] (等式11)
wT[y]＝32>>((y<<1)>>nScale) (等式12)
wL[x]＝32>>((x<<1)>>nScale) (等式13)
wTL[x][y]＝(predModeIntra＝＝INTRA_DC)？((wL[x]>>4)+(wT[y]>>4)):0(等式14)
在另一示例中，当帧内预测模式predModeIntra等于INTRA_ANGULAR2(例如2，模式2(在67个帧内预测模式的情况下))或INTRA_ANGULAR66(例如66，模式66(在66个帧内预测模式的情况下))时，参考样本refT[x][y]、refL[x][y]以及权重wL、wT和wTL可根据等式15至等式19确定：
refL[x][y]＝p[-1][x+y+1] (等式15)
refT[x][y]＝p[x+y+1][-1] (等式16)
wT[y]＝32>>((y<<1)>>nScale) (等式17)
wL[x]＝32>>((x<<1)>>nScale) (等式18)
wTL[x][y]＝0 (等式19)
在另一示例中，当帧内预测模式predModeIntra小于或等于INTRA_ANGULAR10(例如10，模式10(在67个帧内预测模式的情况下))时，对于位置(x，y)，基于作为帧内预测模式predModeIntra的函数的变量invAngle来导出变量dXPos[y]、dXFrac[y]、dXInt[y]和dX[y]。在一个示例中，invAngle可基于查找表来确定，该查找表存储对应于每个帧内预测模式的invAngle值，然后参考样本refT[x][y]、refL[x][y]以及权重wL、wT和wTL基于变量dXPos[y]、dXFrac[y]、dXInt[y]和dX[y]来确定。
例如，变量dXPos[y]、dXFrac[y]、dXInt[y]和dX[y]根据等式20至等式23确定：
dXPos[y]＝((y+1)×invAngle+2)>>2 (等式20)
dXFrac[y]＝dXPos[y]&63 (等式21)
dXInt[y]＝dXPos[y]>>6 (等式22)
dX[y]＝x+dXInt[y] (等式23)
然后，参考样本refT[x][y]、refL[x][y]以及权重wL、wT和wTL根据等式24至等式28确定。
refL[x][y]＝0 (等式24)
refT[x][y]＝(dX[y]<refW-1)？((64-dXFrac[y])×mainRef[dX[y]]+dXFrac[y]×mainRef[dX[y]+1]+32)＞＞6:0 (等式25)
wT[y]＝(dX[y]<refW-1)？32>>((y<<1)>>nScale):0 (等式26)
wL[x]＝0 (等式27)
wTL[x][y]＝0 (等式28)
在另一示例中，当帧内预测模式predModeIntra大于或等于INTRA_ANGULAR58(例如58，模式58(在67个帧内预测模式的情况下))时，基于作为帧内预测模式predModeIntra的函数的变量invAngle来导出变量dYPos[x]、dYFrac[x]、dYInt[x]和dY[x]。在一个示例中，invAngle可基于查找表来确定，该查找表存储对应于每个帧内预测模式的invAngle值，然后参考样本refT[x][y]、refL[x][y]以及权重wL、wT和wTL基于变量dYPos[x]、dYFrac[x]、dYInt[x]和dY[x]来确定。
例如，变量dYPos[x]、dYFrac[x]、dYInt[x]和dY[x]根据等式29至等式33确定：
dYPos[x]＝((x+1)×invAngle+2)＞＞2 (等式29)
dYFrac[x]＝dYPos[x]&63 (等式30)
dYInt[x]＝dYPos[x]＞＞6 (等式31)
dY[x]＝x+dYInt[x] (等式32)
然后，参考样本refT[x][y]、refL[x][y]以及权重wL、wT和wTL根据等式33至等式37确定。
refL[x][y]＝(dY[x]<refH-1)？((64-dYFrac[x])×sideRef[dY[x]]+dYFrac[x]×sideRef[dY[x]+1]+32)＞＞6:0 (等式33)
refT[x][y]＝0 (等式34)
wT[y]＝0 (等式35)
wL[x]＝(dY[x]<refH-1)？32＞＞((x＜＜1)＞＞nScale):0 (等式36)
wTL[x][y]＝0 (等式37)
在一些示例中，当变量predModeIntra介于11至57之间且不是18和50之一时，则refL[x][y]、refT[x][y]、wT[y]、wL[y]和wTL[x][y]均设置为等于0。然后，如下导出滤波后的样本filtSamples[x][y]的值，其中x＝0..nTbW-1，y＝0..nTbH-1：
filtSamples[x][y]＝clip1Cmp((refL[x][y]×wL+refT[x][y]×wT-p[-1][-1]×wTL[x][y]+(64-wL[x]-wT[y]+wTL[x][y])×predSamples[x][y]+32)>>6) (等式38)
应注意，一些PDPC过程包括增加计算复杂度的非整数(例如浮点)运算。在一些实施例中，PDPC过程包括用于平面模式(模式0)、DC模式(模式1)、垂直模式(例如模式50(在67个帧内预测模式的情况下))、水平模式(例如模式18(在67个帧内预测模式的情况下))和对角模式(例如模式2，模式66和模式34(在67个帧内预测模式的情况下))的相对简单的计算，PDPC过程包括用于其他模式的相对复杂的计算。
在一些实施例中，对于帧内编码块的色度分量，编码器在包括平面模式(模式索引0)、DC模式(模式索引1)、水平模式(模式索引18)、垂直模式(模式索引50)、对角模式(模式索引66)以及用于相关联的亮度分量的帧内预测模式的直接副本即DM模式的五个模式中选择最佳色度预测模式。表1示出了色度的帧内预测方向和帧内预测模式号之间的映射。
表1-色度的帧内预测方向和帧内预测模式之间的映射
Figure BDA0003187239040000251
为了避免重复模式，在一些实施例中，根据相关联的亮度分量的帧内预测模式来指派除了DM之外的四个模式。当用于色度分量的帧内预测模式号是4时，用于亮度分量的帧内预测方向被用于色度分量的帧内预测样本生成。当用于色度分量的帧内预测模式号不是4且与用于亮度分量的帧内预测模式号相同时，66的帧内预测方向被用于色度分量的帧内预测样本生成。
根据本公开的一些方面，帧间图像预测(也称为帧间预测)包括合并模式和跳过模式。
在用于帧间图像预测的合并模式中，块的运动数据(例如，运动矢量)被推断得出，而不是明确地用信号表示。在一个示例中，首先构建候选运动参数的合并候选列表，然后用信号表示识别要使用的候选的索引。
在一些实施例中，合并候选列表包括非子CU合并候选列表和子CU合并候选列表。非子CU合并候选基于空间相邻运动矢量，同位时间运动矢量(collocated temporalmotion vector)和基于历史的运动矢量来构建。子CU合并候选列表包括仿射合并候选和ATMVP合并候选。子CU合并候选用于导出当前CU的多个MV，且当前CU中的样本的不同部分可具有不同的运动矢量。
在跳过模式中，块的运动数据被推断得出，而不是明确地用信号表示，且预测残差为零，即不发送变换系数。在帧间图像预测分片中的每个CU的开始处，用信号表示skip_flag。skip_flag表示合并模式用于导出运动数据，且在已编码视频比特流中不存在残差数据。
根据本公开的一些方面，可适当地组合帧内预测和帧间预测，例如多假设帧内-帧间预测(multi-hypothesis intra-inter prediction)。多假设帧内-帧间预测组合一个帧内预测和一个合并索引预测，且在本公开中被称为帧内-帧间预测模式。在一个示例中，当CU处于合并模式时，用信号表示用于帧内模式的特定标志。当特定标志为真时，可从帧内候选列表中选择帧内模式。对于亮度分量，从包括DC模式、平面模式、水平模式和垂直模式的4个帧内预测模式中导出帧内候选列表，且帧内模式候选列表的大小可以是3或4，这取决于块形状。在一个示例中，当CU宽度大于CU高度的两倍时，从帧内模式候选列表中移除水平模式，且当CU高度大于CU宽度的两倍时，从帧内模式候选列表中移除垂直模式。在一些实施例中，帧内预测基于由帧内模式索引选择的帧内预测模式来执行，且帧间预测基于合并索引来执行。帧内预测和帧间预测使用加权平均来组合。在一些示例中，对于色度分量，DM总是在没有额外信令的情况下应用。
在一些实施例中，可适当地确定用于组合帧内预测和帧间预测的权重。在一个示例中，当选择DC或平面模式，或者编码块(CB)宽度或高度小于4时，对帧间预测和帧内预测应用相等的权重。在另一示例中，对于具有大于或等于4的CB宽度和高度的CB，当选择水平/垂直模式时，该CB首先被垂直/水平地分成四个相等面积的区域。每个区域具有表示为(w_intrai，w_interi)的权重集，其中i是从1到4。在一个示例中，第一权重集(w_intra1，w_inter1)＝(6，2)，第二权重集(w_intra2，w_inter2)＝(5，3)，第三权重集(w_intra3，w_inter3)＝(3，5)，第四权重集(w_intra4，w_inter4)＝(2，6)，可应用于相应的区域。例如，第一权重集(w_intra1，w_inter1)用于最接近参考样本的区域，而第四权重集(w_intra4，w_inter4)用于距离参考样本最远的区域。然后，组合预测可通过对两个加权预测求和并右移3位来计算。
此外，当相邻CB被帧内编码时，预测器的帧内假设的帧内预测模式可被保存以用于后续相邻CB的帧内模式编码。
根据本公开的一些方面，在帧间预测中使用被称为双向光流(bi-directionaloptical flow，BDOF)模式的运动修正(motion refinement)技术。在一些示例中，BDOF也被称为BIO。BDOF用于对处于4×4子块级的CU的双预测信号进行修正。当CU满足以下条件时，将BDOF应用于该CU：1)该CU的高度不是4，且该CU的大小不是4×8；2)不使用仿射模式或ATMVP合并模式对该CU进行编码；3)使用“真”双预测模式对该CU进行编码，即两个参考图像之一按显示次序在当前图像之前，而另一参考图像按显示次序在当前图像之后。在一些示例中，BDOF仅应用于亮度分量。
BDOF模式中的运动修正基于光流概念，其假设对象的运动是平滑的。对于每个4×4子块，运动修正(vx，vy)通过最小化L0和L1预测样本之间的差来计算。然后，运动修正用于调整4×4子块中的双预测样本值。在BDOF过程中应用以下步骤。
首先，通过直接计算两个相邻样本之间的差，计算两个预测信号的水平梯度
Figure BDA0003187239040000271
和垂直梯度
Figure BDA0003187239040000272
k＝0，1，即：
Figure BDA0003187239040000281
Figure BDA0003187239040000282
其中，I(k)(i,j)是列表k中的预测信号的坐标(i，j)处的样本值，k＝0，1。然后，梯度S1、S2、S3、S5和S6的自相关和互相关如下计算：
S1＝∑(i,j)∈Ωψx(i,j)·ψx(i,j)，S3＝∑(i,j)∈Ωθ(i,j)·ψx(i,j)
S2＝∑(i,j)∈Ωψx(i,j)·ψy(i,j)
S5＝∑(i,j)∈Ωψy(i,j)·ψy(i,j)，S6＝∑(i,j)∈Ωθ(i,j)·ψy(i,j) (等式40)
其中
Figure BDA0003187239040000283
Figure BDA0003187239040000284
θ(i,j)＝(I(1)(i,j)＞＞nb)-(I(0)(i,j)＞＞nb) (等式41)
其中Ω是4×4子块周围的6×6窗口。
然后，使用互相关项和自相关项，利用以下等式导出运动修正(vx，vy)：
Figure BDA0003187239040000285
Figure BDA0003187239040000286
其中，
Figure BDA0003187239040000287
是下取整(floor)函数。基于运动修正和梯度，对4×4子块中的每个样本计算如下调整：
Figure BDA0003187239040000288
最后，通过调整双预测样本来计算CU的BDOF样本，如下所示：
predBDOF(x,y)＝(I(0)(x,y)+I(1)(x,y)+b(x,y)+ooffset)＞＞shift
(等式44)
在上面的描述中，na、nb和
Figure BDA0003187239040000291
的值分别等于3、6和12。选择这些值，使得BDOF过程中的乘法器不超过15位，且BDOF过程中的中间参数的最大位宽保持在32位内。
为了导出梯度值，可生成位于当前CU边界之外的列表k(k＝0，1)中的一些预测样本I(k)(x,y)。
图10示出了BDOF中的扩展CU区域的示例。在图10的示例中，4×4CU1010被显示为阴影区域。BDOF使用围绕该CU的边界的一个扩展行/列，且扩展区域被显示为虚线表示的6×6块1020。为了控制生成边界之外的预测样本的计算复杂度，使用双线性滤波器在扩展区域(白色位置)生成预测样本，并使用普通的8抽头运动补偿插值滤波器在该CU(灰色位置)内生成预测样本。这些扩展样本值仅用于梯度计算。对于BDOF过程中的剩余步骤，如果需要CU边界之外的任何样本和梯度值，则从最接近的相邻区域(neighbor)来填充(即重复)这些样本和梯度值。
在一些示例中，可在帧间预测中使用三角形划分。例如(例如，VTM3)，为帧间预测引入新的三角形划分模式。三角形划分模式仅应用于8×8或更大并以跳过模式或合并模式进行编码的CU。对于满足这些条件的CU，用信号表示CU级别标志(CU-level flag)以指示是否应用了三角形划分模式。
当使用三角形划分模式时，使用对角分割或反对角分割将CU均匀地分割成两个三角形分区。
图11示出了CU的对角分割和CU的反对角分割。CU中的每个三角形分区具有它自己的运动信息，并可使用它自己的运动进行帧间预测。在一个示例中，每个三角形分区仅允许单预测。然后，每个分区具有一个运动矢量和一个参考索引。应用单预测运动约束以确保与常规双预测相同，每个CU只需两个运动补偿预测。每个分区的单预测运动从使用该过程构建的单预测候选列表中导出。
在一些示例中，当CU级别标志指示使用三角形划分模式对当前CU进行编码时，则进一步用信号表示位于[0，39]范围内的索引。使用该三角形划分索引，可通过查找表获得三角形分区的方向(对角线或反对角线)以及每个分区的运动。在预测每个三角形分区之后，使用具有自适应权重的混合处理来调整沿着对角或反对角边缘的样本值。在预测整个CU之后，如在其它预测模式中一样，将变换和量化处理应用于整个CU。最后，使用三角形划分模式预测的CU的运动场以4×4单位存储。
在帧内-帧间预测模式的一些相关示例中，PDPC仅应用于帧内预测样本，以通过减少伪影来改善视频质量。在相关示例中，对于帧内-帧间预测样本，可能仍然存在一些伪影，这可能不是最佳的视频结果。
所提出的方法可单独使用或以任意顺序组合使用。
根据本公开的一些方面，PDPC可应用于帧间预测样本(或帧间编码CU的重建样本)，且在帧间预测中使用PDPC滤波技术可被称为帧间PDPC模式。在一个示例中，可适当地修改等式1以用于帧间PDPC模式。例如，修改pred[x][y]以表示帧间PDPC模式中的帧间预测样本值。
在一些示例中，用信号表示本公开中被称为interPDPCFlag的标志(其它合适的名称可用于该标志)以指示是否将PDPC应用于帧间预测样本。在一个示例中，当标志interPDPCFlag为真时，在PDPC过程中以与用于帧内预测的PDPC过程类似的方式进一步修改帧间预测样本(或帧间编码CU的重建样本)。
在一些实施例中，当多假设帧内-帧间预测标志为真时，用信号表示一个额外标志(例如，本公开中的interPDPCFlag)以指示是将多假设帧内-帧间预测应用于帧间预测样本还是将PDPC应用于帧间预测样本。在一个示例中，当interPDPCFlag为真时，PDPC直接应用于帧间预测样本(或帧间编码CU的重建样本)以生成最终的帧间预测值(或帧间编码CU的重建样本)。否则，在一个示例中，将多假设帧内-帧间预测应用于帧间预测样本(或帧间编码CU的重建样本)。
在一个实施例中，固定的上下文模型(context model)用于interPDPCFlag的熵编码。
在另一实施例中，用于对interPDPCFlag进行熵编码的上下文模型的选择取决于编码信息，其包括但不限于：相邻CU是帧内CU还是帧间CU还是处于帧内-帧间模式，编码块大小等。块大小可通过块面积大小、块宽度、块高度、块宽度加高度、块宽度和高度等来测量。
例如，当相邻模式均不是帧内编码CU时，使用第一上下文模型；否则，如果至少一个相邻模式是帧内编码CU，则使用第二上下文模型。
在另一示例中，当相邻模式均不是帧内编码CU时，使用第一上下文模型。如果相邻模式之一是帧内编码CU，则使用第二上下文模型。如果多于一个相邻模式是帧内编码CU，则使用第三上下文模型。
在另一实施例中，当PDPC应用于帧间预测样本时，将平滑滤波器应用于相邻的重建(或预测)样本。
在另一实施例中，为了将PDPC应用于帧间预测样本，相邻的重建(或预测)样本直接用于PDPC过程，而不使用平滑或插值滤波器。
在另一实施例中，当当前块的块大小小于或等于阈值时，可得出标志interPDPCFlag为假。块大小可通过块面积大小、块宽度、块高度、块宽度加高度、块宽度和高度等来测量。在一个示例中，当块面积大小小于64个样本时，得出标志interPDPCFlag为假。
在另一实施例中，当当前块的块大小大于阈值，例如VPDU(虚拟进程数据单元，在一个示例中定义为64×64块)的大小时，标志interPDPCFlag不用信号表示，而是可被推断为假。
在另一实施例中，PDPC缩放因子(例如，本公开中的nScale)或加权因子(例如，等式1中的权重)受到约束，使得当当前像素到重建像素的距离(例如，输入到等式1)大于某个阈值，例如VPDU宽度/高度时，PDPC(作为滤波技术)将不改变当前像素的值。
在一些实施例中，为了将PDPC应用于帧间预测样本(或帧间编码CU的重建样本)，将默认帧内预测模式指派给当前块，使得默认模式的相关联参数(例如，加权因子和缩放因子)可用于PDPC过程。在一个示例中，默认帧内预测模式可以是平面模式或DC模式。在另一示例中，用于色度分量的默认帧内预测模式是DM预测模式。在另一示例中，后续块可使用该默认帧内预测模式以用于帧内模式编码和最可能模式(MPM)导出。
在另一实施例中，为了将PDPC应用于帧间预测样本，在生成帧间预测样本的过程中不应用BDOF(或称为BIO)。
在另一实施例中，当PDPC应用于帧间预测样本时，在一个示例中，只有来自帧间编码CU的相邻重建(或预测)样本可用于PDPC过程。
在另一实施例中，针对以合并模式编码的编码块，用信号表示interPDPCFlag。在另一实施例中，PDPC既不应用于跳过模式CU也不应用于子块合并模式CU。在另一实施例中，PDPC不应用于三角形划区模式编码的CU。
在另一实施例中，在TU级用信号表示interPDPCFlag，且仅当当前TU的编码块标志(coded block flag，CBF)不是零时才用信号表示interPDPCFlag。在一个示例中，当当前TU的CBF为0时，不用信号表示标志interPDPCFlag，且可推断标志interPDPCFlag为0(假)。在另一示例中，当前TU(或当前PU/CU)的相邻重建样本可用于PDPC。
在另一实施例中，为了将PDPC应用于帧间预测样本，仅单预测运动矢量可用于产生帧内预测样本。当当前块的运动矢量是双预测运动矢量时，需要将运动矢量转换成单预测运动矢量。在一个示例中，当当前块的运动矢量是双预测运动矢量时，丢弃列表1中的运动矢量，并可使用列表0中的运动矢量来生成帧内预测样本。
在另一实施例中，为了将PDPC应用于帧间预测样本，不应用或用信号表示变换跳过模式(transform skip mode，TSM)。
在一些实施例中，当帧内-帧间模式为真时，BDOF不应用于帧间预测样本。
在一些实施例中，当应用双预测时，边界滤波可通过使用前向预测块和后向预测块的在相应参考图像中的空间相邻样本应用于前向预测块和后向预测块。然后，通过对前向预测块和后向预测块求平均(或加权求和)来生成双预测块。在一个示例中，使用PDPC滤波器来应用边界滤波。在另一示例中，前向(或后向)预测块的相邻样本可包括相关联的参考图像中的顶部、左侧、底部和右侧空间相邻样本。
在一些实施例中，当应用单预测时，滤波通过使用预测块的在参考图像中的空间相邻样本应用于该预测块。在一个示例中，使用PDPC滤波器来应用边界滤波。在另一示例中，前向(或后向)预测块的相邻样本可包括相关联的参考图像中的顶部、左侧、底部和右侧空间相邻样本。
在一些实施例中，平面预测通过使用帧间预测块的在相应参考图像中的空间相邻样本应用于该帧间预测块。该过程被命名为帧间预测样本修正过程。在一个示例中，当应用双预测时，在帧间预测修正处理之后，通过对前向修正预测块和后向修正预测块求平均(或加权求和)来生成双预测块。在另一示例中，用于帧间预测修正处理的相邻样本可包括相关联的参考图像中的顶部、左侧、底部和右侧空间相邻样本。
图12示出了概述根据本公开的一个实施例的过程(1200)的流程图。过程(1200)可用于块的重建，以对正在重建的块生成预测块。在各个实施例中，过程(1200)由处理电路执行，处理电路例如终端装置(110)、终端装置(120)、终端装置(130)和终端装置(140)中的处理电路、执行视频编码器(203)的功能的处理电路、执行视频解码器(210)的功能的处理电路、执行视频解码器(310)的功能的处理电路、执行视频编码器(403)的功能的处理电路等。在一些实施例中，过程(1200)以软件指令实现，因此当处理电路执行该软件指令时，处理电路执行过程(1200)。过程(1200)从(S1201)开始并进行到(S1210)。
在(S1210)处，从已编码的视频比特流解码当前块的预测信息。预测信息指示当前块的预测至少部分地基于帧间预测。在一个示例中，预测信息指示帧间预测模式，例如合并模式，跳过模式等。在另一示例中，预测信息指示帧内-帧间预测模式。
在(S1220)处，基于当前块的预测信息确定对帧间预测使用PDPC。在一个示例中，从已编码比特流接收并解码诸如interPDPCFlag之类的标志。在另一示例中，导出该标志。
在(S1230)处，重建当前块的样本。基于帧间预测的结果和相邻样本的组合，重建当前块的至少一个样本，该相邻样本是基于该至少一个样本的位置进行选择的。在一个示例中，以与用于帧内预测的PDPC类似的方式将PDPC应用于帧间预测的结果。然后，过程进行到(S1299)并终止。
应注意，在一个示例中，预测信息指示使用当前块的帧内预测和帧间预测的组合的帧内-帧间预测模式，然后可从当前块的帧间预测中排除基于双向光流的运动修正。在该示例中，可跳过(S1220)，且解码独立于PDPC过程。
可将上述技术实现为计算机软件，该计算机软件使用计算机可读指令且物理地存储在一个或多个计算机可读介质中。例如，图13示出了适合于实施所公开的主题的某些实施例的计算机系统(1300)。
可使用任何合适的机器代码或计算机语言对计算机软件进行编码，任何合适的机器代码或计算机语言可经受汇编、编译、链接或类似的机制以创建包括指令的代码，该指令可由一个或多个计算机中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)、图形处理单元(Graphics Processing Unit，GPU)等直接执行或通过解释、微代码执行等执行。
指令可在各种类型的计算机或其组件上执行，例如包括个人计算机、平板计算机、服务器、智能电话、游戏装置、物联网装置等。
图13所示的计算机系统(1300)的组件本质上是示例性的，并不旨在对实施本公开的实施例的计算机软件的使用范围或功能提出任何限制。组件的配置也不应被解释为具有与计算机系统(1300)的示例性实施例中所示的组件中的任何一个组件或组件的组合相关的任何依赖或要求。
计算机系统(1300)可包括某些人机接口输入装置。此类人机接口输入装置可响应于一个或多个人类用户通过例如下述的输入：触觉输入(例如：击键、划动，数据手套移动)、音频输入(例如：语音、拍手)、视觉输入(例如：手势)、嗅觉输入(未描绘)。人机接口装置还可用于捕获不一定与人的意识输入直接相关的某些媒介，例如音频(例如：语音、音乐、环境声音)、图像(例如：扫描的图像、从静止图像相机获取摄影图像)、视频(例如二维视频、包括立体视频的三维视频)。
输入人机接口装置可包括下述中的一项或多项(每种中仅示出一个)：键盘(1301)、鼠标(1302)、触控板(1303)、触摸屏(1310)、数据手套(未示出)、操纵杆(1305)、麦克风(1306)、扫描仪(1307)、相机(1308)。
计算机系统(1300)还可包括某些人机接口输出装置。这样的人机接口输出装置可例如通过触觉输出、声音、光和气味/味道来刺激一个或多个人类用户的感官。此类人机接口输出装置可包括触觉输出装置(例如触摸屏(1310)的触觉反馈、数据手套(未示出)或操纵杆(1305)，但也可以是不作为输入装置的触觉反馈装置)、音频输出装置(例如：扬声器(1309)、耳机(未描绘))、视觉输出装置(例如包括CRT屏幕、LCD屏幕、等离子屏幕、OLED屏幕的屏幕(1310)，每种屏幕都有或没有触摸屏输入功能，每种屏幕都有或没有触觉反馈功能-这些屏幕中的一些屏幕能够通过诸如立体图像输出、虚拟现实眼镜(未描绘)、全息显示器和烟箱(未描绘)之类的装置来输出二维视觉输出或超过三维的输出)以及打印机(未描绘)。
计算机系统(1300)还可包括人机可访问存储装置及其关联介质，例如，包括具有CD/DVD等介质(1321)的CD/DVD ROM/RW(1320)的光学介质、指状驱动器(1322)、可拆卸硬盘驱动器或固态驱动器(1323)、诸如磁带和软盘之类的传统磁性介质(未描绘)、诸如安全软件狗之类的基于专用ROM/ASIC/PLD的装置(未描绘)等。
本领域技术人员还应该理解，结合当前公开的主题使用的术语“计算机可读介质”不涵盖传输介质、载波或其它暂时性信号。
计算机系统(1300)还可包括连接一个或多个通信网络的接口。网络可以例如是无线网络、有线网络、光网络。网络可进一步是本地网络、广域网络、城域网络、车辆和工业网络、实时网络、延迟容忍网络等。网络的示例包括诸如以太网之类的局域网、无线LAN、包括GSM、3G、4G、5G、LTE等的蜂窝网络、包括有线电视、卫星电视和地面广播电视的电视有线或无线广域数字网络、包括CANBus的车辆和工业网络等等。某些网络通常需要连接到某些通用数据端口或外围总线(1349)的外部网络接口适配器(例如，计算机系统(1300)的USB端口)；如下所述，其它网络接口通常通过连接到系统总线而集成到计算机系统(1300)的内核中(例如，PC计算机系统中的以太网接口或智能手机计算机系统中的蜂窝网络接口)。计算机系统(1300)可使用这些网络中的任何一个网络与其它实体通信。此类通信可以是仅单向接收的(例如，广播电视)、仅单向发送的(例如，连接到某些CANbus装置的CANbus)或双向的，例如，使用局域或广域数字网络连接到其它计算机系统。如上所述，可在这些网络和网络接口中的每一个上使用某些协议和协议栈。
上述人机接口装置、人机可访问存储装置和网络接口可附接到计算机系统(1300)的内核(1340)。
内核(1340)可包括一个或多个中央处理单元(CPU)(1341)，图形处理单元(GPU)(1342)，现场可编程门区(Field Programmable Gate Area，FPGA)形式的专用可编程处理单元(1343)、用于某些任务的硬件加速器(1344)等。这些装置以及只读存储器(ROM)(1345)、随机存取存储器(1346)、诸如内部非用户可访问的硬盘驱动器、SSD等之类的内部大容量存储器(1347)可通过系统总线(1348)连接。在一些计算机系统中，可以以一个或多个物理插头的形式访问系统总线(1348)，以能够通过附加的CPU、GPU等进行扩展。外围装置可直接连接到内核的系统总线(1348)或通过外围总线(1349)连接到内核的系统总线(1348)。外围总线的体系结构包括PCI、USB等。
CPU(1341)、GPU(1342)、FPGA(1343)和加速器(1344)可执行某些指令，这些指令可以组合来构成上述计算机代码。该计算机代码可存储在ROM(1345)或RAM(1346)中。过渡数据也可存储在RAM(1346)中，而永久数据可例如存储在内部大容量存储器(1347)中。可通过使用高速缓存来进行到任何存储装置的快速存储及检索，该高速缓存可与下述紧密关联：一个或多个CPU(1341)、GPU(1342)、大容量存储器(1347)、ROM(1345)、RAM(1346)等。
计算机可读介质可在其上具有用于执行各种由计算机实现的操作的计算机代码。介质和计算机代码可以是出于本公开的目的而专门设计和构建的介质和计算机代码，或者介质和计算机代码可以是计算机软件领域的技术人员公知且可用的类型。
作为示例而非用于限制，可由于一个或多个处理器(包括CPU、GPU、FPGA、加速器等)执行包含在一种或多种有形的计算机可读介质中的软件而使得具有架构(1300)，特别是内核(1340)的计算机系统提供功能。此类计算机可读介质可以是与如上所述的用户可访问的大容量存储相关联的介质，以及内核(1340)的某些非暂时性的存储器，例如内核内部大容量存储器(1347)或ROM(1345)。可将实施本公开的各实施例的软件存储在此类装置中并由内核(1340)执行。根据特定需要，计算机可读介质可包括一个或多个存储装置或芯片。软件可使得内核(1340)，特别是其中的处理器(包括CPU、GPU、FPGA等)执行本文所描述的特定过程或特定过程的特定部分，包括定义存储在RAM(1346)中的数据结构以及根据由软件定义的过程来修改此类数据结构。附加地或替换地，可由于硬连线或以其它方式体现在电路(例如，加速器(1344))中的逻辑而使得计算机系统提供功能，该逻辑可替换软件或与软件一起运行以执行本文描述的特定过程或特定过程的特定部分。在适当的情况下，提及软件的部分可包含逻辑，反之亦然。在适当的情况下，提及计算机可读介质的部分可包括存储用于执行的软件的电路(例如集成电路(IC))、体现用于执行的逻辑的电路或包括两者。本公开包括硬件和软件的任何合适的组合。
附录A：缩略语
JEM：联合探索模型
VVC：多功能视频编码
BMS：基准集
MV：运动矢量
HEVC：高效率视频编码(High Efficiency Video Coding)
SEI：辅助增强信息
VUI：视频可用性信息
GOPs：图像组
TUs：变换单元
PUs：预测单元
CTUs：编码树单元
CTBs：编码树块
PBs：预测块
HRD：假想参考解码器
SNR：信噪比
CPUs：中央处理单元
GPUs：图形处理单元
CRT：阴极射线管(Cathode Ray Tube)
LCD：液晶显示器(Liquid-Crystal Display)
OLED：有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode)
CD：光盘(Compact Disc)
DVD：数字视频光盘(Digital Video Disc)
ROM：只读存储器(Read-Only Memory)
RAM：随机存取存储器(Random Access Memory)
ASIC：特定用途集成电路(Application-Specific Integrated Circuit)
PLD：可编程逻辑器件(Programmable Logic Device)
LAN：局域网(Local Area Network)
GSM：全球移动通信系统(Global System for Mobile communications)
LTE：长期演进(Long-Term Evolution)
CANBus：控制器区域网络总线(Controller Area Network Bus)
USB：通用串行总线(Universal Serial Bus)
PCI：互连外围设备(Peripheral Component Interconnect)
FPGA：现场可编程门区
SSD：固态驱动器(solid-state drive)
IC：集成电路(solid-state drive)
CU：编码单元
尽管本公开已经描述了多个示例性实施例，但是存在落入本公开的范围内的修改、置换和各种等效替换。因此，应当理解，本领域技术人员将能够设计出许多虽然未在本文中明确示出或描述，但是体现了本公开的原理，因此落入本公开的精神和范围内的系统和方法。

Claims (20)

1.一种用于解码器中的视频解码的方法，包括：
从已编码的视频比特流解码当前块的预测信息，所述预测信息指示所述当前块的预测至少部分地基于帧间预测；和
基于所述帧间预测的结果和所述块的相邻样本的组合，重建所述当前块的至少一个样本，其中所述相邻样本是基于所述至少一个样本的位置进行选择的。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预测信息指示帧内-帧间预测模式，所述帧内-帧间预测模式使用所述当前块的帧内预测与帧间预测的组合，所述方法还包括：
从所述当前块的所述帧间预测中排除基于双向光流的运动修正。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于所述预测信息确定对所述帧间预测使用位置相关预测组合PDPC；和
响应于确定对所述帧间预测使用所述PDPC，重建所述样本。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：
接收指示使用所述PDPC的标志。
5.根据权利要求3所述的方法，还包括：
对使用所述当前块的帧内预测和帧间预测的组合的帧内-帧间预测模式的第一标志进行解码；和
当所述第一标志指示所述帧内-帧间预测模式为真时，对指示使用所述PDPC的第二标志进行解码。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括：
基于用于熵编码的上下文模型，对指示使用所述PDPC的所述第二标志进行解码。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：
对所述当前块的所述相邻样本应用滤波器；和
基于所述帧间预测的所述结果和所述当前块的滤波后的相邻样本的组合，重建所述当前块的样本。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在不对所述当前块的相邻样本应用滤波器的情况下，使用所述相邻样本重建所述当前块的样本。
9.根据权利要求3所述的方法，还包括：
确定所述当前块是否满足块大小条件，所述块大小条件限制所述PDPC应用于所述当前块的重建；和
当满足所述块大小条件时，排除所述PDPC应用于所述当前块的至少一个样本的重建过程。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述块大小条件取决于虚拟进程数据单元的大小。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，
当所述相邻样本到所述样本的距离大于阈值时，在计算所述组合时忽略所述相邻样本。
12.根据权利要求1所述的方法，还包括：
将来自所述帧间预测的所述结果与相邻样本进行组合，所述相邻样本是基于所述样本的位置选择并基于所述帧间预测重建的。
13.根据权利要求3所述的方法，还包括：
当所述预测信息指示合并模式时，对指示使用所述PDPC的标志进行解码。
14.根据权利要求3所述的方法，还包括：
当第一标志指示所述当前块的非零残差时，对指示使用所述PDPC的第二标志进行解码。
15.一种用于视频解码的装置，包括：
处理电路，其被配置为：
从已编码的视频比特流解码当前块的预测信息，所述预测信息指示所述当前块的预测至少部分地基于帧间预测；和
基于所述帧间预测的结果和所述块的相邻样本的组合，重建所述当前块的至少一个样本，其中所述相邻样本是基于所述至少一个样本的位置进行选择的。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述预测信息指示帧内-帧间预测模式，所述帧内-帧间预测模式使用所述当前块的帧内预测与帧间预测的组合，所述处理电路被进一步配置为：
从所述当前块的所述帧间预测中排除基于双向光流的运动修正。
17.根据权利要求15所述的装置，其中，所述处理电路被配置为：
基于所述预测信息确定对所述帧间预测使用位置相关预测组合PDPC；和
响应于确定对所述帧间预测使用所述PDPC，重建所述样本。
18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述处理电路被配置为：
接收指示使用所述PDPC的标志。
19.根据权利要求17所述的装置，其中，所述处理电路被配置为：
对使用所述当前块的帧内预测和帧间预测的组合的帧内-帧间预测模式的第一标志进行解码；和
当所述第一标志指示所述帧内-帧间预测模式为真时，对指示使用所述PDPC的第二标志进行解码。
20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述处理电路被配置为：
基于用于熵编码的上下文模型，对指示使用所述PDPC的所述第二标志进行解码。
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