CN113785567A - 视频译码中的仿射线性加权帧内预测 - Google Patents

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Abstract

视频译码器执行最可能模式(MPM)推导过程，该推导过程推导用于不是使用仿射线性加权帧内预测(ALWIP)进行译码的当前块的一个或多个MPM。作为执行MPM推导过程的一部分，视频译码器确定当前块的相邻块是否是经ALWIP译码的相邻块。基于相邻块是经ALWIP译码的相邻块，视频译码器确定相邻块的帧内预测模式的值是指示平面模式的值。视频译码器基于用于当前块的MPM中的一个MPM来对当前块进行译码。

Description

视频译码中的仿射线性加权帧内预测
本申请要求享受于2020年5月5日递交的美国专利申请16/867,208号的优先权，该美国专利申请要求享受于2019年5月9日递交的美国临时专利申请62/845,790号和于2019年6月20日递交的美国临时专利申请62/864,320号的权益，上述申请中的每个申请的整体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编码和视频解码。
背景技术
数字视频能力可以被合并到宽范围的设备中，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、蜂窝或卫星无线电话、所谓的“智能电话”、视频电话会议设备、视频流式传输设备等。数字视频设备实现视频译码技术(诸如在通过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))、ITU-T H.265/高效率视频译码(HEVC)定义的标准以及这样的标准的扩展中描述的那些技术)。通过实现这样的视频译码技术，视频设备可以更高效地发送、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，视频图片或视频图片的一部分)可以被分割为视频块，视频块还可以被称为译码树单元(CTU)、译码单元(CU)和/或译码节点。图片的经帧内译码(I)的切片中的视频块是使用相对于相同图片中的相邻块中的参考样本的空间预测来编码的。图片的经帧间译码(P或B)的切片中的视频块可以使用相对于相同图片中的相邻块中的参考样本的空间预测或者相对于其它参考图片中的参考样本的时间预测。图片可以被称为帧，以及参考图片可以被称为参考帧。
发明内容
概括而言，本公开内容描述了用于帧内预测的技术，包括用于线性加权帧内预测的模式的推导和信令。例如，在一个示例中，本公开内容描述了视频译码器(诸如视频编码器或视频解码器)，其执行最可能模式(MPM)推导过程，该推导过程推导用于不是使用仿射线性加权帧内预测(ALWIP)而译码的当前块的一个或多个MPM。用于当前块的MPM可以是被确定为最有可能用于对当前块进行译码的帧内预测模式。作为执行MPM推导过程的一部分，视频译码器确定当前块的相邻块是否是经ALWIP译码的相邻块。基于相邻块是经ALWIP译码的相邻块，视频译码器确定相邻块的帧内预测模式的值是默认值，诸如对应于平面模式的值。视频译码器基于用于当前块的MPM中的一个MPM来对当前块进行译码。
在一个示例中，本公开内容描述了一种对视频数据进行译码的方法，所述方法包括：执行推导用于所述视频数据的当前块的一个或多个最可能模式(MPM)的MPM推导过程，其中，所述当前块不是使用仿射线性加权帧内预测(ALWIP)进行译码的，并且执行所述MPM推导过程包括：确定所述当前块的相邻块是否是经ALWIP译码的相邻块；以及基于所述相邻块是经ALWIP译码的相邻块：确定所述相邻块的帧内预测模式的值是默认值；以及包括对应于所述默认值的帧内预测模式作为所述一个或多个MPM中的一个MPM；以及基于用于所述当前块的所述MPM中的一个MPM来对所述当前块进行译码。
在另一示例中，本公开内容描述了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，其用于存储所述视频数据；以及在电路中实现的一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：执行推导用于所述视频数据的当前块的一个或多个最可能模式(MPM)的MPM推导过程，其中，所述当前块不是使用仿射线性加权帧内预测(ALWIP)进行译码的，并且执行所述MPM推导过程包括：确定所述当前块的相邻块是否是经ALWIP译码的相邻块；以及基于所述相邻块是经ALWIP译码的相邻块：确定所述相邻块的帧内预测模式的值是默认值；以及包括对应于所述默认值的帧内预测模式作为所述一个或多个MPM中的一个MPM；以及基于用于所述当前块的所述MPM中的一个MPM来对所述当前块进行译码。
在另一示例中，本公开内容描述了一种用于对视频数据进行译码的设备，所述设备包括：用于执行推导用于所述视频数据的当前块的一个或多个最可能模式(MPM)的MPM推导过程的单元，其中，所述当前块不是使用仿射线性加权帧内预测(ALWIP)进行译码的，并且所述用于执行所述MPM推导过程的单元包括：用于确定所述当前块的相邻块是否是经ALWIP译码的相邻块的单元；以及用于基于所述相邻块是经ALWIP译码的相邻块，确定所述相邻块的帧内预测模式的值是默认值，以及包括对应于所述默认值的帧内预测模式作为所述一个或多个MPM中的一个MPM的单元；以及用于基于用于所述当前块的所述MPM中的一个MPM来对所述当前块进行译码的单元。
在另一示例中，本公开内容描述了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一个或多个处理器进行以下操作：执行推导用于视频数据的当前块的一个或多个最可能模式(MPM)的MPM推导过程，其中，所述当前块不是使用仿射线性加权帧内预测(ALWIP)进行译码的，并且执行所述MPM推导过程包括：确定所述当前块的相邻块是否是经ALWIP译码的相邻块；以及基于所述相邻块是经ALWIP译码的相邻块：确定所述相邻块的帧内预测模式的值是默认值；以及包括对应于所述默认值的帧内预测模式作为所述一个或多个MPM中的一个MPM；以及基于用于所述当前块的所述MPM中的一个MPM来对所述当前块进行译码。
在附图和下文的描述中阐述了一个或多个示例的细节。根据说明书、附图和权利要求，其它特征、对象和优势将是显而易见的。
附图说明
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的框图。
图2是示出帧内预测的示例的框图，其中箭头指向参考样本。
图3是8x4矩形块的示例的概念图，其中，由于帧内预测方向限制在-135度到45度的范围内，不使用“较近”的参考样本，而可以使用较远的参考样本。
图4是示出除了65个角度模式之外所描绘的广角(-1到-10和67到76)的概念图。
图5A、图5B和图5C是用于在对角方向范围之外的帧内预测模式的模式映射过程的图示。
图6是示出在VVC测试模型3(VTM3)中超出模式2和66的广角(-1到-14和67到80)(总共93种角度模式)的概念图。
图7是提供帧内预测角度的规范的表。
图8是来自多个参考行的可以用于译码块的帧内预测的参考样本的图示。
图9是示出4x8和8x4块的划分的示例的概念图。
图10是示出除了4x8、8x4和4x4之外的所有块的划分的示例的概念图。
图11是示出在8x8块上的仿射线性加权帧内预测(ALWIP)过程的示例的概念图。
图12是示出在通用视频译码工作草案4(VVC WD4)中的用于每种ALWIP类型的矩阵参数和偏移参数的数量的表。
图13是根据本公开内容的一种或多种技术的用于推导用于当前块的ALWIP最可能模式(MPM)的示例相邻块的概念图。
图14A和图14B是示出示例四叉树二叉树(QTBT)结构和对应的译码树单元(CTU)的概念图。
图15是示出可以执行本公开内容的技术的示例视频编码器的框图。
图16是示出可以执行本公开内容的技术的示例视频解码器的框图。
图17是示出用于对当前块进行编码的示例方法的流程图。
图18是示出用于对视频数据的当前块进行解码的示例方法的流程图。
图19是示出根据本公开内容的一种或多种技术的对视频数据进行译码的示例方法的流程图。
图20是示出根据本公开内容的一种或多种技术的对色度块进行译码的示例方法的流程图。
具体实施方式
仿射线性加权帧内预测(ALWIP)是帧内预测的一种形式，其中，预测块是通过以下操作来生成的：对块的参考样本进行下采样，将经下采样的参考样本的矢量乘以矩阵并且加上偏差矢量，将所得到的样本值映射到预测块内的预定位置，并且对预测块中的样本值执行线性插值以确定用于预测块内的剩余位置的样本值。对于一些类型的块，使用ALWIP可以导致更好的译码效率，但是对于其它类型的块，常规帧内预测技术可以导致比ALWIP更好的译码效率。因此，可以使用ALWIP对图片内的一些块进行译码，并且可以使用常规帧内预测技术(诸如平面帧内预测模式、DC帧内预测模式或方向帧内预测模式)对图片内的一些块进行译码。尽管上面示例描述了用于ALWIP的若干步骤，但是一些实现可能选择排除上面步骤中的一个或多个步骤，而其它实现可能包括用于推导过程的其它步骤。然而，ALWIP的核心思想是将从参考样本推导的样本的矢量与矩阵相乘(或等效运算)。
为了提高用信号通知帧内预测模式(例如，平面、DC或方向帧内预测模式)的效率，视频译码器(例如，视频编码器或视频解码器)可以执行最可能模式(MPM)推导过程，该过程推导用于视频数据的当前块的一个或多个MPM。MPM中的每个MPM可以是帧内预测模式。如果用于当前块的最佳帧内预测模式是MPM之一，则可以在比特流中用信号通知指示MPM之一的索引。如果用于当前块的最佳帧内预测模式不是MPM之一，则可以用信号通知指示非MPM帧内预测模式之一的索引。由于与非MPM帧内预测模式相比存在较少的MPM，因此与指示非MPM帧内预测模式之一的索引相比，可以使用少得多的比特来对指示MPM的索引进行译码。因此，使用MPM推导过程可以提高用于一些块的译码效率。
视频译码器可以基于与当前块相邻的块的帧内预测模式来推导MPM。例如，如果左侧相邻块是使用DC帧内预测模式进行译码的，则视频译码器可以确定MPM之一是DC帧内预测模式。然而，在MPM推导过程中，如果相邻块之一是使用ALWIP进行译码的，则视频译码器执行使用映射数据的过程，该映射数据将相邻块的ALWIP参数映射到方向帧内预测模式之一。ALWIP参数包括矩阵系数和偏差矢量。然后，视频译码器可以使用所确定的方向帧内预测模式作为MPM之一。
存储映射数据增加了视频编码器和视频解码器的数据存储要求。增加的数据存储需求可能增加视频编码器和视频解码器的成本和复杂性。此外，为了使用映射数据而执行的查找操作花费时间，这可能减慢编码和解码过程。另外，使用利用映射数据而确定的帧内预测模式所生成的预测块仅是将在使用相邻块的ALWIP参数的情况下生成的预测块的近似。这种近似可能降低译码效率。
本公开内容的技术可以解决这些问题中的一个或多个问题。例如，如在本公开内容的示例中所描述的，视频译码器(例如，视频编码器或视频解码器)可以执行MPM推导过程，该MPM推导过程推导用于视频数据的当前块的一个或多个MPM。在该示例中，当前块不是使用ALWIP进行译码的。作为执行MPM推导过程的一部分，视频译码器可以确定当前块的相邻块是否是经ALWIP译码的相邻块。基于相邻块是经ALWIP译码的相邻块，视频译码器可以确定相邻块的帧内预测模式的值是默认值，诸如对应于平面模式的值。相应地，视频译码器可以包括对应于默认值的帧内预测模式作为MPM之一。视频译码器可以基于用于当前块的MPM之一来对当前块进行译码。
当相邻块是经ALWIP译码的时通过使用对应于默认值的帧内预测模式作为MPM之一，视频译码器可以避免对于存储映射数据的需求。避免对于存储映射数据的需求可以降低视频译码器的数据存储要求，这可以降低视频译码器的成本和复杂性。此外，避免使用映射数据可以通过避免在使用映射数据的情况下所涉及的查找操作来加速编码和解码过程。
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(coding)(编码(encoding)和/或解码(decoding))。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编码的视频、经编码的视频、经解码(例如，经重构)的视频、以及视频元数据(诸如，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可以包括多种多样的设备中的任何设备，包括台式计算机、笔记本计算机(即，膝上型计算机)、机顶盒、移动设备(诸如电话手机(例如，智能电话)和平板计算机)、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、广播接收机设备等。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，以及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执行帧内预测(包括对用于线性加权帧内预测的模式的推导和用信号通知)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排列。例如，源设备102可以从诸如外部相机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，而不是包括集成的显示设备。
在图1中所示的系统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执行帧内预测(包括对用于线性加权帧内预测的模式的推导和用信号通知)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生成经编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中的每一者包括视频编码和解码组件。因此，系统100可以支持在源设备102与目的地设备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(即原始的未经编码的视频数据)的源，以及将视频数据的顺序的一系列图片(还被称为“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次序(有时被称为“显示次序”)重新排列为用于译码的译码次序。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。尽管存储器106和存储器120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传送给目的地设备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直接地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，以及输入接口122可以根据诸如无线通信协议的通信标准来对所接收的传输信息进行解调。通信介质可以包括任何无线或有线通信介质，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，计算机可读介质110可以包括存储设备112。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存取经编码的数据。存储设备112可以包括各种各样的分布式或本地存取的数据存储介质中的任何一者，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，计算机可读介质110可以包括文件服务器114或可以存储由源设备102生成的经编码的视频数据的另一中间存储设备。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存取经编码的视频数据。这可以包括适于存取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可以被配置为根据流式传输协议、下载传输协议、或其组合来操作。
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)、根据各种各样的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，以及目的地设备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，以支持各种各样的多媒体应用中的任何一者，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，通信介质、存储设备112、文件服务器114等)接收经编码的视频比特流。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的信令信息(其还被视频解码器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可以表示各种各样的显示设备中的任何一者，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，以及可以包括适当的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各样的适当的编码器和/或解码器电路中的任何一者，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、软件、硬件、固件、或其任何组合。当所述技术部分地在软件中实现时，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，以及使用一个或多个处理器在硬件中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-TH.265(还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/或可缩放视频译码扩展))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)或ITU-T H.266标准，还被称为通用视频译码(VVC))进行操作。VVC标准的草案是在以下文档中描述的：Bross等人，“Versatile Video Coding(Draft 4)”，ITU-T SG 16WP 3和ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11的联合视频专家组(JVET)，第13次会议：摩洛哥马拉喀什，2019年1月9-18日，JVET-M1001(下文中被称为“VVC WD4”)。VVC标准的另一草案是在以下文档中描述的：Bross等人，“Versatile Video Coding(Draft 5)”，ITU-T SG16WP 3和ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11的联合视频专家组(JVET)，第14次会议：瑞士日内瓦，2019年3月19-27日，JVET-N1001-v5(下文中被称为“VVC草案5”)。VVC的目标是提供相比于现有HEVC标准而言在压缩性能方面的显著改进，从而辅助部署更高质量的视频服务和新兴应用(诸如360°全向沉浸式多媒体和高动态范围(HDR)视频)。然而，本公开内容的技术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，以及视频解码器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参考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，以及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”，以及这样的叶节点的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的分割。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，诸如帧内预测模式指示。
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，视频译码器(诸如视频编码器200)将图片分割为多个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之间的分隔。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)分割以及一个或多个类型的三叉树(TT)分割来对块进行分割。三叉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。
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在垂直方向上具有16个样本(y＝16)，以及将在水平方向上具有16个样本(x＝16)。同样地，NxN CU在垂直方向上具有N个样本，以及在水平方向上具有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一个或多个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相同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)、或其它这样的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或VVC的一些示例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或VVC的一些示例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。假设视频编码器200以光栅扫描次序(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。
通常，视频译码器(诸如视频编码器200或视频解码器300)可以使用平面模式作为从相邻样本估计的梯度来生成预测块。例如，在VVC WD4中，视频译码器可以如下使用平面帧内预测模式来生成预测块。
8.3.4.2.5帧内平面帧内预测模式的规范
该过程的输入包括：
–指定变换块宽度的变量nTbW，
–指定变换块高度的变量nTbH，
–相邻样本p[x][y]，其中，x＝-1，y＝-1..nTbH，并且x＝0..nTbW，y＝-1。
该过程的输出为预测样本predSamples[x][y]，其中，x＝0..nTbW-1，y＝0..nTbH–1。
如下推导变量nW和nH：
nW＝Max(nTbW,2) (8-115)
nH＝Max(nTbH,2) (8-116)
如下推导预测样本的值predSamples[x][y]，其中，x＝0..nTbW–1，并且y＝0..nTbH-1：
predV[x][y]＝((nH-1-y)*p[x][-1]+(y+1)*p[-1][nTbH])
<<Log2(nW) (8-117)
predH[x][y]＝((nW-1-x)*p[-1][y]+(x+1)*
p[nTbW][-1])<<Log2(nH) (8-118)
predSamples[x][y]＝(predV[x][y]+predH[x][y]+nW*nH)>>
(Log2(nW)+Log2(nH)+1) (8-119)
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帧间预测模式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可以将一种或多种变换应用于残差块，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，诸如模式相关的不可分离二次变换(MDNSST)、信号相关变换、Karhunen-Loeve变换(KLT)等。视频编码器200通过应用一种或多种变换来产生变换系数。
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变换系数的数据量，从而提供进一步的压缩。通过执行量化过程，视频编码器200可以减少与变换系数中的一些或全部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位。
在量化之后，视频编码器200可以扫描变换系数，从而根据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(以及因此较低频率)的变换系数放在矢量的前面，以及将较低能量(以及因此较高频率)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，以及以及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指派给要被发送的符号。
如上所提到的，视频编码器200和视频解码器300可以对语法元素的值应用CABAC编码和解码。为了将CABAC编码应用于语法元素，视频编码器200可以对语法元素的值进行二值化以形成一个或多个比特的序列，这些比特被称为“仓(bin)”。另外，视频编码器200可以识别译码上下文，其可以被简单地称为“上下文”。译码上下文可以标识仓具有特定值的概率。例如，译码上下文可以指示对0值的仓进行译码的0.7概率和对1值的仓进行译码的0.3概率。在识别译码上下文之后，视频编码器200可以将区间划分为下部子区间和上部子区间。这些子区间中的一个子区间可以与值0相关联，而另一子区间可以与值1相关联。子区间的宽度可以与由所识别的译码上下文针对相关联的值指示的概率成比例。如果语法元素的仓具有与下部子区间相关联的值，则经编码的值可以等于下部子区间的下边界。如果语法元素的相同仓具有与上部子区间相关联的值，则经编码的值可以等于上部子区间的下边界。为了对语法元素的下一仓进行编码，视频编码器200可以在区间作为与经编码的比特的值相关联的子区间的情况下重复这些步骤。当视频编码器200针对下一仓重复这些步骤时，视频编码器200可以基于由所识别的译码上下文指示的概率和被编码的仓的实际值来使用经修改的概率。
当视频解码器300对语法元素的值执行CABAC解码时，视频解码器300可以识别译码上下文。然后，视频解码器300可以将区间划分为下部子区间和上部子区间。这些子区间中的一个子区间可以与值0相关联，而另一子区间可以与值1相关联。子区间的宽度可以与由所识别的译码上下文针对相关联的值指示的概率成比例。如果经编码的值在下部子区间内，则视频解码器300可以解码出具有与下部子区间相关联的值的仓。如果经编码的值在上部子区间内，则视频解码器300可以解码出具有与上部子区间相关联的值的仓。为了解码语法元素的下一仓，视频解码器300可以在区间作为包含经编码的值的子区间的情况下重复这些步骤。当视频解码器300针对下一仓重复这些步骤时，视频解码器300可以基于由所识别的译码上下文指示的概率和经解码的仓来使用经修改的概率。然后，视频解码器300可以对仓进行解二值化以恢复语法元素的值。
在一些情况下，视频编码器200可以使用旁路CABAC译码来对仓进行编码。与对仓执行常规CABAC译码相比，对仓执行旁路CABAC译码在计算上可能是不太昂贵的。此外，执行旁路CABAC译码可以允许更高程度的并行化和吞吐量。使用旁路CABAC译码而编码的仓可以被称为“旁路仓”。将旁路仓分组在一起可以增加视频编码器200和视频解码器300的吞吐量。旁路CABAC译码引擎能够在单个循环内对数个仓进行译码，而常规CABAC译码引擎在一个循环内仅能够对单个仓进行译码。旁路CABAC译码引擎可能更简单，因为旁路CABAC译码引擎不选择上下文，并且可以假定针对两个符号(0和1)的概率为1/2。因此，在旁路CABAC译码中，区间被直接拆分成两半。
视频编码器200还可以例如在图片报头、块报头、切片报头中生成语法数据(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(诸如序列参数集合(SPS)、图片参数集合(PPS)或视频参数集合(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可以接收比特流以及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执行的过程互易的过程，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、但是互易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。
残差信息可以通过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新产生用于该块的残差块。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)进行组合以重新产生原始块。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。
帧内预测涉及DC预测模式、平面预测模式和方向(或角度)预测模式。用于正方形块的方向预测使用VVC测试模型2(VTM2)(J.Chen，Y.Ye，S.Kim，“Algorithm descriptionfor Versatile Video Coding and Test Model 2(VTM2)”中的在当前块的-135度到45度之间的方向，第11次JVET会议，斯洛文尼亚卢布尔雅那，2018年7月，JVET-K1002)，如图2所示。图2是示出帧内预测的示例的框图，其中，箭头指向参考样本。
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，矩形或非正方形预测块(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影响；可能更有益的是，使限制范围放宽，以便可以使用较近的参考样本(超出-135到45度的角度)进行预测。在图3中给出了这样的情况的示例。图3是示出8x4矩形块的示例的框图，其中，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(右上虚线圆502)，而可以使用较远的参考样本(左下虚线圆504)。图4是在VTM2中采用的广角的图示。
在第12次JVET会议期间，在VTM3中采用了对广角帧内预测的修改(参见以下文档：L.Zhao，X.Zhao，S.Liu，X.Li，“CE3-related:Unification of angular intra predictionfor square and non-square blocks”，第12次JVET会议，中国澳门特别行政区，2018年10月，JVET-L0279；J.Chen，Y.Ye，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；B.Bross，J.Chen，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)。这次采用包括两种修改，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5A-图5C所示，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。图5A、图5B和图5C是用于在对角方向范围之外的帧内预测模式的模式映射过程的图示。图5A示出了不需要角度模式重新映射的正方形块。图5B示出了用于水平非正方形块的角度模式重新映射。图5C示出了用于垂直非正方形块的角度模式重新映射。
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+1和2*height+1。在图6中提供了在VTM3中采用的更广角的图示。图6是在VVC测试模型3(VTM3)中超出模式2和66的广角(-1至-14和67至80)(总共93种角度模式)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。允许的确切模式取决于块宽与块高的比率。这是通过限制用于某些块大小的模式范围来实现的。
如图7所示，表1指定了在VTM3(JVET-L1001)中帧内预测模式(predModeIntra)与角度参数intraPredAngle之间的映射表。与非正方形块对角相对应的角度模式用下划线表示。垂直和水平模式用斜体表示。正方形块对角模式用下划线和斜体表示。用于块的对角模式各自具有如下的角度：该角度等于在块的左下角与右上角或块的左上角与右下角之间的直线的角度。在本公开内容中，具有正ntraPredAngle值的角度模式被称为正角度模式(模式索引<18或>50)，而具有负intraPredAngle值的角度模式被称为负角度模式(模式索引>18和<50)。
可以如下基于intraPredAngle来推导角度参数倒数invAngle。
Figure BDA0003333140450000201
注意的是，如同在VTM3规范中的情况一样，作为32的倍数(0、32、64、128、256、512)的intraPredAngle值与来自非分数参考阵列样本的预测相对应。
下面的表2示出了用于具有各种纵横比的块的对角模式(即对角帧内预测模式)。
表2:与各种块纵横比相对应的对角模式
块纵横比(宽度/高度) 对角模式
1(正方形) 2,34,66
2 8,28,72
4 12,24,76
8 14,22,78
16 16,20,80
1/2 -6,40,60
1/4 -10,44,56
1/8 -12,46,54
1/16 -14,48,52
在译码块的邻域中的样本用于该块的帧内预测。通常，最靠近译码块的左边界和上边界的经重构的参考样本行用作用于帧内预测的参考样本。然而，VVC WD4还使得能够使用在译码块的邻域中的其它样本作为参考样本。图8示出了可以用于帧内预测的参考样本行。在图8的示例中，使用多参考行索引(MRLIdx)来表示参考样本行。对于每个译码块，用信号通知指示所使用的参考行的索引。
用信号通知的索引的值可以不同于由用信号通知的索引指示的MRLIdx。例如，在VVC WD4中，可以仅使用具有等于0、1和3的MRLIdx的参考行。在VVC WD4中，用信号通知的用于对块进行译码的参考行的索引(值0、1和2分别指示具有MRLIdx 0、1和3的行)用经截断的一元码字进行译码。当MRLIdx>0时，不使用平面模式和DC模式。在VVC的最新版本中，可以使用等于0、1和2的MRLIdx，并且当MRLIdx>0时，可以使用DC模式。
为了使用信号通知帧内预测模式的过程更加高效，视频编码器200和视频解码器300可以将一个或多个帧内预测模式标识为用于块的“最可能模式”(MPM)。如果该块的帧内预测模式是用于该块的MPM之一，则用信号通知MPM的索引。如果块的帧内预测模式不是用于该块的MPM之一，则可以用信号通知用于该块的非MPM帧内预测模式之一的索引。由于与非MPM帧内预测模式相比，通常存在用于块的少得多的MPM，因此，与非MPM帧内预测模式的索引相比，可以使用较少的比特来用信号通知MPM的索引。以下文本来自VVC WD4，其是用于确定帧内预测模式的过程的示例，该过程确定用于块的MPM。
该过程的输入为：
亮度位置(xCb,yCb)，其指定相对于当前图片的左上方亮度样本而言的当前亮度译码块的左上方样本，
变量cbWidth，其指定亮度样本中的当前译码块的宽度，
变量cbHeight，其指定亮度样本中的当前译码块的高度。
在该过程中，推导亮度帧内预测模式IntraPredModeY[xCb][yCb]。
表8-1指定了用于帧内预测模式的值IntraPredModeY[xCb][yCb]和相关联的名称。
表8-1–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..66 INTRA_ANGULAR2..INTRA_ANGULAR66
81..83 INTRA_LT_CCLM,INTRA_L_CCLM,INTRA_T_CCLM
注意：帧内预测模式INTRA_LT_CCLM、INTRA_L_CCLM和INTRA_T_CCLM仅适用于色度分量。
通过以下顺序步骤来推导IntraPredModeY[xCb][yCb]：
相邻位置(xNbA,yNbA)和(xNbB,yNbB)被分别设置为等于(xCb-1,yCb+cbHeight-1)和(xCb+cbWidth-1,yCb-1)。
对于被A或B替换的X，如下推导变量candIntraPredModeX：
调用如在条款6.4.X[Ed.(BB)：相邻块可用性检查过程tbd]中规定的用于块的可用性推导过程，其中，被设置为等于(xCb,yCb)位置的(xCurr,yCurr)和被设置为等于(xNbX,yNbX)的相邻位置(xNbY,yNbY)作为输入，并且将输出指派给availableX。
如下推导候选帧内预测模式candIntraPredModeX：
如果以下条件中的一个或多个条件为真，则candIntraPredModeX被设置为等于INTRA_PLANAR。
变量availableX等于FALSE。
CuPredMode[xNbX][yNbX]不等于MODE_INTRA，并且ciip_flag[xNbX][yNbX]不等于1。
pcm_flag[xNbX][yNbX]等于1。
X等于B，并且yCb-1小于((yCb>>CtbLog2SizeY)<<CtbLog2SizeY)。
否则，candIntraPredModeX被设置为等于
IntraPredModeY[xNbX][yNbX]。
如下定义变量ispDefaultMode1和ispDefaultMode2：
如果IntraSubPartitionsSplitType等于ISP_HOR_SPLIT，则ispDefaultMode1被设置为等于INTRA_ANGULAR18，并且ispDefaultMode2被设置为等于INTRA_ANGULAR5。
否则，ispDefaultMode1被设置为等于INTRA_ANGULAR50，并且ispDefaultMode2被设置为等于INTRA_ANGULAR63。
如下推导candModeList[x]，其中x＝0..5：
如果candIntraPredModeB等于candIntraPredModeA并且candIntraPredModeA大于INTRA_DC，则如下推导candModeList[x]，其中，x＝0..5：
如果IntraLumaRefLineIdx[xCb][yCb]等于0并且IntraSubPartitionsSplitType等于ISP_NO_SPLIT，则以下各项适用：
candModeList[0]＝candIntraPredModeA (8-8)
candModeList[1]＝INTRA_PLANAR (8-9)
candModeList[2]＝INTRA_DC (8-10)
candModeList[3]＝2+((candIntraPredModeA+61)％64) (8-11)
candModeList[4]＝2+((candIntraPredModeA-1)％64) (8-12)
candModeList[5]＝2+((candIntraPredModeA+60)％64) (8-13)
否则，(IntraLumaRefLineIdx[xCb][yCb]不等于0或IntraSubPartitionsSplitType不等于ISP_NO_SPLIT)，以下各项适用：
candModeList[0]＝candIntraPredModeA (8-14)
candModeList[1]＝2+((candIntraPredModeA+61)％64) (8-15)
candModeList[2]＝2+((candIntraPredModeA-1)％64) (8-16)
如果以下条件之一为真，
IntraSubPartitionsSplitType等于ISP_HOR_SPLIT，并且candIntraPredModeA小于INTRA_ANGULAR34，
IntraSubPartitionsSplitType等于ISP_VER_SPLIT，并且candIntraPredModeA大于或等于INTRA_ANGULAR34，
IntraLumaRefLineIdx[xCb][yCb]不等于0，
则以下各项适用：
candModeList[3]＝2+((candIntraPredModeA+60)％64) (8-17)
candModeList[4]＝2+(candIntraPredModeA％64) (8-18)
candModeList[5]＝2+((candIntraPredModeA+59)％64) (8-19)
否则，以下各项适用：
candModeList[3]＝ispDefaultMode1 (8-20)
candModeList[4]＝ispDefaultMode2 (8-21)
candModeList[5]＝INTRA_PLANAR (8-22)
否则，如果candIntraPredModeB不等于candIntraPredModeA，并且candIntraPredModeA或candIntraPredModeB大于INTRA_DC，则以下各项适用：
如下推导变量minAB和maxAB：
minAB＝Min(candIntraPredModeA,candIntraPredModeB) (8-23)
maxAB＝Max(candIntraPredModeA,candIntraPredModeB) (8-24)
如果candIntraPredModeA和candIntraPredModeB都大于INTRA_DC，则如下推导candModeList[x]，其中，x＝0..5：
candModeList[0]＝candIntraPredModeA (8-25)
candModeList[1]＝candIntraPredModeB (8-26)
如果IntraLumaRefLineIdx[xCb][yCb]等于0并且IntraSubPartitionsSplitType等于ISP_NO_SPLIT，则以下各项适用：
candModeList[2]＝INTRA_PLANAR (8-27)
candModeList[3]＝INTRA_DC (8-28)
如果maxAB–minAB在2到62(含)的范围内，则以下各项适用：
candModeList[4]＝2+((maxAB+61)％64) (8-29)
candModeList[5]＝2+((maxAB-1)％64) (8-30)
否则，以下各项适用：
candModeList[4]＝2+((maxAB+60)％64) (8-31)
candModeList[5]＝2+((maxAB)％64) (8-32)
否则(IntraLumaRefLineIdx[xCb][yCb]不等于0或IntraSubPartitionsSplitType不等于ISP_NO_SPLIT)，以下各项适用：
当IntraSubPartitionsSplitType不等于ISP_NO_SPLIT并且abs(candIntraPredModeB-ispDefaultMode1)小于abs(candIntraPredModeA-ispDefaultMode1)时，以下各项适用：
candModeList[0]＝candIntraPredModeB (8-33)
candModeList[1]＝candIntraPredModeA (8-34)
如果maxAB-minAB等于1，则以下各项适用：
candModeList[2]＝2+((minAB+61)％64) (8-35)
candModeList[3]＝2+((maxAB-1)％64) (8-36)
candModeList[4]＝2+((minAB+60)％64) (8-37)
candModeList[5]＝2+(maxAB％64) (8-38)
否则，如果maxAB-minAB等于2，则以下各项适用：
candModeList[2]＝2+((minAB-1)％64) (8-39)
candModeList[3]＝2+((minAB+61)％64) (8-40)
candModeList[4]＝2+((maxAB-1)％64) (8-41)
candModeList[5]＝2+((minAB+60)％64) (8-42)
否则，如果maxAB-minAB大于61，则以下各项适用：
candModeList[2]＝2+((minAB-1)％64) (8-43)
candModeList[3]＝2+((maxAB+61)％64) (8-44)
candModeList[4]＝2+(minAB％64) (8-45)
candModeList[5]＝2+((maxAB+60)％64) (8-46)
否则，以下各项适用：
candModeList[2]＝2+((minAB+61)％64) (8-47)
candModeList[3]＝2+((minAB-1)％64) (8-48)
candModeList[4]＝2+((maxAB+61)％64) (8-49)
candModeList[5]＝2+((maxAB-1)％64) (8-50)
否则，((candIntraPredModeA或candIntraPredModeB大于INTRA_DC)，如下推导candModeList[x]，其中，x＝0..5：
如果IntraLumaRefLineIdx[xCb][yCb]等于0并且IntraSubPartitionsSplitType等于ISP_NO_SPLIT，则以下各项适用：
candModeList[0]＝candIntraPredModeA (8-51)
candModeList[1]＝candIntraPredModeB (8-52)
candModeList[2]＝1-minAB (8-53)
candModeList[3]＝2+((maxAB+61)％64) (8-54)
candModeList[4]＝2+((maxAB-1)％64) (8-55)
candModeList[5]＝2+((maxAB+60)％64) (8-56)
否则，如果IntraLumaRefLineIdx[xCb][yCb]不等于0，则以下各项适用：
candModeList[0]＝maxAB (8-57)
candModeList[1]＝2+((maxAB+61)％64) (8-58)
candModeList[2]＝2+((maxAB-1)％64) (8-59)
candModeList[3]＝2+((maxAB+60)％64) (8-60)
candModeList[4]＝2+(maxAB％64) (8-61)
candModeList[5]＝2+((maxAB+59)％64) (8-62)
否则(IntraSubPartitionsSplitType不等于ISP_NO_SPLIT)，以下各项适用：
candModeList[0]＝INTRA_PLANAR (8-63)
candModeList[1]＝maxAB (8-64)
candModeList[2]＝2+((maxAB+61)％64) (8-65)
candModeList[3]＝2+((maxAB-1)％64) (8-66)
candModeList[4]＝2+((maxAB+60)％64) (8-67)
candModeList[5]＝2+(maxAB％64) (8-68)
否则，以下各项适用：
如果IntraLumaRefLineIdx[xCb][yCb]等于0并且IntraSubPartitionsSplitType等于ISP_NO_SPLIT，则以下各项适用：
candModeList[0]＝candIntraPredModeA (8-69)
candModeList[1]＝(candModeList[0]＝＝INTRA_PLANAR)？INTRA_DC: (8-70)
INTRA_PLANAR
candModeList[2]＝INTRA_ANGULAR50 (8-71)
candModeList[3]＝INTRA_ANGULAR18 (8-72)
candModeList[4]＝INTRA_ANGULAR46 (8-73)
candModeList[5]＝INTRA_ANGULAR54 (8-74)
否则，如果IntraLumaRefLineIdx[xCb][yCb]不等于0，则以下各项适用：
candModeList[0]＝INTRA_ANGULAR50 (8-75)
candModeList[1]＝INTRA_ANGULAR18 (8-76)
candModeList[2]＝INTRA_ANGULAR2 (8-77)
candModeList[3]＝INTRA_ANGULAR34 (8-78)
candModeList[4]＝INTRA_ANGULAR66 (8-79)
candModeList[5]＝INTRA_ANGULAR26 (8-80)
否则，如果IntraSubPartitionsSplitType等于ISP_HOR_SPLIT，则以下各项适用：
candModeList[0]＝INTRA_PLANAR (8-81)
candModeList[1]＝INTRA_ANGULAR18 (8-82)
candModeList[2]＝INTRA_ANGULAR25 (8-83)
candModeList[3]＝INTRA_ANGULAR10 (8-84)
candModeList[4]＝INTRA_ANGULAR65 (8-85)
candModeList[5]＝INTRA_ANGULAR50 (8-86)
否则，如果IntraSubPartitionsSplitType等于ISP_VER_SPLIT，则以下各项适用：
candModeList[0]＝INTRA_PLANAR (8-87)
candModeList[1]＝INTRA_ANGULAR50 (8-88)
candModeList[2]＝INTRA_ANGULAR43 (8-89)
candModeList[3]＝INTRA_ANGULAR60 (8-90)
candModeList[4]＝INTRA_ANGULAR3 (8-91)
candModeList[5]＝INTRA_ANGULAR18 (8-92)
通过应用以下过程来推导IntraPredModeY[xCb][yCb]：
如果intra_luma_mpm_flag[xCb][yCb]等于1，则IntraPredModeY[xCb][yCb]被设置为等于candModeList[intra_luma_mpm_idx[xCb][yCb]]。
否则，通过应用以下顺序步骤来推导IntraPredModeY[xCb][yCb]：
当对于i＝0..4并且对于每个i，j＝(i+1)..5，candModeList[i]大于candModeList[j]时，如下交换两个值：
(candModeList[i],candModeList[j])＝Swap(candModeList[i],candModeList[j])(8-93)
通过以下顺序步骤来推导IntraPredModeY[xCb][yCb]：
IntraPredModeY[xCb][yCb]被设置为等于intra_luma_mpm_remainder[xCb][yCb]。
对于等于0到5(含)的i，当IntraPredModeY[xCb][yCb]大于或等于candModeList[i]时，将IntraPredModeY[xCb][yCb]的值递增1。
变量IntraPredModeY[x][y](其中，x＝xCb..xCb+cbWidth–1，并且y＝yCb..yCb+cbHeight-1)被设置为等于IntraPredModeY[xCb][yCb]。
子分区内译码(ISP)(参见S.De Luxán Hernández，V.George，J.Ma，T.Nguyen，H.Schwarz，D.Marpe，T.Wiegand(HHI)，“CE3:Intra Sub-Partitions Coding Mode”，JVET-M0102)是一种将译码块划分为两个或四个子块的方法。以解码顺序重构块内的每个子块(在以解码顺序重构后续子块之前)。在VVC WD4中，ISP仅被应用于亮度译码块。用于经ISP译码的块的参考样本被限制为来自最靠近译码块的参考行(例如，如图8所示，MRLIdx＝0)。在图9和图10中示出了拆分的示例。
一个比特用于用信号通知译码块是否被拆分为ISP，并且第二比特用于指示拆分类型：水平或垂直。基于所使用的帧内模式和拆分类型，可以使用两种不同类别的处理顺序，其被称为正常顺序和反向顺序。按照正常顺序，要处理的第一子分区是包含CU的左上方样本并且然后继续向下(水平分割)或向右(垂直分割)的分区。另一方面，反向处理顺序从包含CU的左下方样本的子分区开始(水平分割)并且继续向上，或者从包含CU的右上方样本的子分区开始并且继续向左(垂直分割)。
在JVET WD4中使用了ISP的仅使用正常处理顺序的变型。应注意的是，术语子块和子分区在本文档中可互换地使用，并且两者均指代通过使用ISP对译码块进行分割而获得的块。
如下示出了JVET WD4中的与ISP相关联的一些语法和语义，其中，相关语法被包含在标记<！>…</！>中。
译码单元的语法表
Figure BDA0003333140450000291
变换树的语法表
Figure BDA0003333140450000301
Figure BDA0003333140450000311
译码单元的语义
<！>intra_subpartitions_mode_flag[x0][y0]等于1指定将当前帧内译码单元分割为NumIntraSubPartitions[x0][y0]个矩形变换块子分区。intra_subpartitions_mode_flag[x0][y0]等于0指定不将当前帧内译码单元分割为矩形变换块子分区。当intra_subpartitions_mode_flag[x0][y0]不存在时，推断其等于0。
intra_subpartitions_split_flag[x0][y0]指定子分区内拆分类型是水平还是垂直。当intra_subpartitions_mode_flag[x0][y0]不存在时，推断其等于0。变量IntraSubPartitionsSplitType指定用于当前亮度译码块的拆分类型，如在表2-3中所示。如下推导IntraSubPartitionsSplitType：
–如果intra_subpartitions_mode_flag[x0][y0]等于0，则IntraSubPartitionsSplitType被设置为0。
–否则，IntraSubPartitionsSplitType被设置为等于1+
intra_subpartitions_split_flag[x0][y0]。
表2-3–与IntraSubPartitionsSplitType的名称关联
IntraSubPartitionsSplitType Name of IntraSubPartitionsSplitType
0 ISP_NO_SPLIT
1 ISP_HOR_SPLIT
2 ISP_VER_SPLIT
变量NumIntraSubPartitions指定帧内亮度译码块被划分为的变换块子分区的数量。如下推导NumIntraSubPartitions：
–如果IntraSubPartitionsSplitType等于ISP_NO_SPLIT，则NumIntraSubPartitions被设置为1。
–否则，如果以下条件之一为真，则NumIntraSubPartitions被设置为等
于2：
–cbWidth等于4，并且cbHeight等于8，
–cbWidth等于8，并且cbHeight等于4。
–否则，NumIntraSubPartitions被设置为4。</！>
仿射线性加权帧内预测(ALWIP)(例如，如在以下文档中描述的：J.Pfaff等人，“Affine linear weighted intra prediction(CE3-4.1,CE3-4.2)”，ITU-T SG 16WP 3和ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11的联合视频专家组(JVET)，第14次会议：2019年3月19-27日，瑞士日内瓦，JVET-N0217(下文称为“JVET-N0217”))使用仿射线性加权预测模型，来从相邻参考样本生成块的预测(即，预测块)。首先，处理相邻样本(例如，在一些情况下，对相邻样本进行下采样)，并且然后使用经处理的(例如，经下采样的)样本以(使用仿射模型)推导减少的样本集合，其类似于预测样本的经中间下采样的版本。通过对中间值进行上采样(如果必要的话)来获得最终预测。注意的是，ALWIP也可以被称为矩阵帧内预测(MIP)。
在图11中给出了ALWIP过程的图示。图11的ALWIP过程可以由视频编码器200和视频解码器300来执行。对块的参考样本(也被称为边界样本)进行下采样，以获得减少的边界样本。将边界样本的矢量表示bdryred与矩阵Ak相乘，并且加上偏移/偏差项bk，以获得预测块的经下采样的版本predred。通过对这些预测样本predred以及边界样本进行上采样来获得最终预测。基于针对块指示的模式值来选择矩阵Ak和偏移/偏差矢量bk。矩阵Ak和偏移/偏差矢量bk的组合在本文中可以被称为“ALWIP模式”
对中间预测样本的推导使用仿射线性加权预测模型。定义了三种类型(即ALWIP类型)，并且针对每种类型而推导的中间样本的数量不同，如下：
1)针对宽度和高度均等于4的块大小，为4x4。换句话说，对于具有4x4的大小的块，存在16个中间样本。
2)针对宽度和高度均小于等于8的块大小，为8x8，除了当宽度和高度均等于4时(即4x8、8x4和8x8块)。换句话说，对于具有HxW的大小的块，存在64个中间样本，其中，4<H≤8并且4<W≤8，或者H＝4并且4<W≤8，或者W＝4并且4<H≤8。
3)针对其中宽度和高度中的至少一项大于8的块，为16x16。换句话说，
对于具有HxW的大小的块，存在256个中间样本，其中，H>8或W>8。在这三种情况中的每种情况中，使用不同数量的ALWIP模式：分别为35、19和11。换句话说，对于ALWIP类型1，存在35个不同的可用ALWIP模式；对于ALWIP类型2，存在19个不同的可用ALWIP模式；以及对于ALWIP类型3，存在11个不同的可用ALWIP模式。不同的ALWIP模式中的每种ALWIP模式可以对应于矩阵Ak和偏移/偏差值bk的不同组合。
ALWIP的信令包括：
a)标志(alwip_flag)，其用于指示当前块是利用ALWIP进行译码的。
b)在当前块是利用ALWIP进行译码的时，用信号通知另一标志来指示当前块是否是利用ALWIP最可能模式(MPM)模式进行译码的。
a.如果该块是利用ALWIP-MPM模式进行译码的，则用信号通知MPM索引。在下面的公开内容中描述了对ALWIP-MPM模式的推导。
b.否则，用信号通知剩余模式值的索引。剩余模式值指示除了ALWIP-MPM模式之外的ALWIP模式。
alwip_flag是利用允许的四种上下文进行上下文译码的：
–如果块宽度>2*高度或者高度>2*宽度，则使用上下文3。
–否则，使用上下文ctxId，其中，如下推导ctxId：
o将ctxId初始化为0。
o如果左侧相邻块是利用ALWIP、ctxId++进行译码的(即增量ctxId)。
o如果上方相邻块是利用ALWIP、ctxId++进行译码的。
对ALWIP MPM模式的推导涉及以下步骤：
1)将LeftIntraMode和AboveIntraMode初始化为-1。
2)如果左侧相邻块是经帧内译码的：
a.如果左侧相邻块是利用ALWIP模式L进行译码的(即，如果左侧相邻块是利用ALWIP进行译码的，则将左侧相邻块的ALWIP模式表示为L)：
i.如果L具有与当前块相同的ALWIP类型，则LeftIntraMode被设置为等于L。
b.否则，如果左侧相邻块是利用ALWIP模式进行译码的，则左侧相邻块的帧内模式被映射到与当前块相同类型的ALWIP模式，并且被指派LeftIntraMod。
3)如果上方相邻块是经帧内译码的：
a.如果上方相邻块是利用ALWIP模式A进行译码的(即，如果上方相邻块是利用ALWIP进行译码的，则将上方相邻块的ALWIP模式表示为A)：
i.如果A具有与当前块相同的ALWIP类型，则
AboveIntraMode被设置为等于A。
b.否则，如果上方相邻块不是利用ALWIP模式进行译码的，则上方相邻块的帧内模式被映射到与当前块相同类型的ALWIP模
式，并且被指派AboveIntraMode。
4)然后，基于LeftIntraMode和AboveIntraMode来推导MPM。换句话说，第一ALWIP-MPM被设置为等于LeftIntraMode，并且第二ALWIP-MPM被设置为等于AboveIntraMode。如果LeftIntraMod保持等于-1或者AboveIntraMode保持等于-1，则对应的MPM是不可用的。
在文档的其余部分中，利用ALWIP进行译码的块可以被称为经ALWIP译码的块或ALWIP块；其它块(例如，利用常规帧内预测、帧内子分区或多条参考行进行译码的块)可以被称为非ALWIP块。
在ALWIP(即MIP)的设计中存在若干问题。例如，指示当前块是否是使用ALWIP模式进行译码的标志(例如，alwip_flag)的上下文推导使用来自左侧和上方相邻块的alwip_flag值。即使上方相邻块属于不同的CTU行，也使用上方相邻块的alwip_flag的值。这产生额外的存储需求。例如，如果r指代当前CTU行与先前CTU行之间的CTU边界，则需要存储来自先前CTU行中的共享边界r的所有块的alwip_flag。在4K图片中的4x4块的最坏情况场景中，所需要的字节数量将为3840/4(块数量)x1(每标志值的比特)＝120个字节。提供用于来自先前CTU行的所有块的alwip_flag值的存储增加了视频编码器200和视频解码器300的存储器存储需求，从而潜在地增加了视频编码器200和视频解码器300的成本和复杂性。
在关于ALWIP的设计的问题的另一示例中，存在针对4x4块指定的35个矩阵/模式。这35个矩阵/模式表示对于ALWIP所需要的近25％的参数。当启用ALWIP 4x4块时的压缩效率接近0.05％，并且需要大约2KB的存储(以存储35个矩阵和偏移/偏差矢量)。因此，在编码器/解码器实现上的存储负担对于获得的效率来说是不适当的。图12是示出VVC WD4中的每种ALWIP类型的矩阵参数和偏移参数的数量的表。
在非ALWIP块的最可能模式(MPM)推导期间，检查用于左侧和上方相邻块的帧内模式，并且在可用时使用。例如，当推导ALWIP MPM模式时，视频译码器(例如，视频编码器200和视频解码器300)确定左侧相邻块是否是可用的，并且如果是的话，则视频译码器确定左侧相邻块是否是经帧内译码的，并且如果是的话，则视频译码器确定左侧相邻块是否是使用ALWIP模式进行译码的。类似地，视频译码器还确定上方相邻块是否是可用的，并且如果是的话，则视频译码器确定上方相邻块是否是经帧内译码的，并且如果是的话，则视频编码器确定上方相邻块是否是使用ALWIP模式进行译码的。对于非ALWIP块(即，未使用ALWIP模式进行译码的块)，模式值对应于角度帧内预测模式或平面/DC帧内预测模式。除了一些琐碎的情况，在ALWIP中使用的矩阵系数集合(例如，用于ALWIP模式的矩阵系数集合)可以不对应于在非ALWIP块中使用的任何帧内模式。ALWIP当前使用第一映射表来近似ALWIP矩阵到帧内模式中的一种帧内模式的映射。然后，将该近似值视为要在非ALWIP块的MPM推导中使用的相邻块的帧内模式。换句话说，当左侧相邻块是使用非ALWIP帧内预测模式进行译码的时，视频译码器(例如，视频编码器200或视频解码器300)将第一ALWIP-MPM设置为针对左侧相邻块的近似值。类似地，当上方相邻块是使用非ALWIP帧内预测模式进行译码的时，视频译码器将第二ALWIP-MPM设置为针对上方相邻块的近似值。这可能导致低效的压缩，例如，由于近似中的误差。此外，映射表需要额外的存储，并且在MPM推导过程中添加查找操作。额外存储增加了视频编码器200和视频解码器300的成本和复杂性。额外的查找操作可能减慢编码和解码过程。
该问题也可以适用于色度直接模式(DM)模式，其中，用于色度块的帧内模式是从同位帧内块复制的。当同位帧内块是经ALWIP译码的时，第一映射表用于从ALWIP块矩阵/模式推导色度DM模式。换句话说，可以使用ALWIP模式对与色度块同位的亮度块进行译码，但是不能使用任何ALWIP模式对色度块进行译码。因此，如果要使用色度DM模式对色度块进行译码(其中，色度块继承亮度块的帧内预测模式)，则视频译码器(例如，视频编码器200或视频解码器300)可能有必要将亮度块的ALWIP模式转换为非ALWIP帧内预测模式，以供在色度块中使用。这种转换是可能降低译码效率的近似。此外，该转换可能需要用于映射表的额外存储，并且可能添加查找操作，这可能增加视频译码器的成本和复杂性，并且可能减慢编码和解码过程。
与前面段落中的示例类似，在ALWIP块的MPM推导期间，检查来自左侧和上方相邻块的帧内模式并且在可用时使用。当相邻块是非ALWIP块时，非ALWIP块的帧内模式可以不对应于由ALWIP块使用的矩阵/模式。换句话说，根据当前块的大小和当前块的上方或左侧相邻块的帧内模式而可供与当前块一起使用的不同ALWIP模式可以不对应于可供与当前块一起使用的任何ALWIP模式。因此，第二映射表用于将非ALWIP块的帧内模式映射到ALWIP块的矩阵/模式。这可能导致压缩的低效率。此外，第二映射表需要额外的存储，并且在MPM推导过程中添加查找操作。如果相邻块是使用组合帧内/帧间模式(CIIP)进行译码的，则相邻块被视为(例如，由视频编码器200和视频解码器300)非帧内译码模式，并且被标记为不可用。如果相邻块是使用帧内块复制模式(IBC)进行译码的，则该块被视为非帧内译码模式，并且被标记为不可用。
本公开内容描述了可以改进ALWIP模式的设计的技术。本公开内容的技术可以降低视频译码器(诸如视频编码器200和视频解码器300)的成本和复杂性，并且可以提高编码和解码过程的速度。本公开内容的技术和示例可以由视频编码器200和视频解码器300单独地或以任何组合使用。
根据本公开内容的第一种技术，当上方相邻块属于与当前块(即，视频译码器(例如，视频编码器200或视频解码器300)当前正在译码的块)不同的CTU时，为了推导用于alwip_flag的上下文的目的，上方相邻块被视为不可用。例如，如下推导用于alwip_flag的上下文的推导过程，其中，<！>…</！>标签指示添加：
alwip_flag是利用四种允许的上下文进行上下文译码的：
–如果块宽度>2*高度或者高度>2*宽度，则使用上下文3。.
–否则，使用上下文ctxId，其中，如下推导ctxId：
o将ctxId初始化为0
o如果左侧相邻块是利用ALWIP、ctxId++进行译码的。
o如果上方相邻块是利用ALWIP进行译码的<！>并且上方相邻块在与当前块相同的CTU中</！>，ctxId++
因此，在该示例中，视频编码器200和视频解码器300可以避免对于存储指示是否使用ALWIP模式对在包含当前块的CTU行上方的CTU行中的块进行译码的数据的需求。避免对于存储这种数据的需求可以降低视频编码器200和视频解码器300的成本和复杂性。
在一些示例中，可以推断来自上方CTU行的alwip_flag的值等于特定值(例如，0)，以用于推导用于当前块的alwip_flag的上下文的目的。换句话说，视频编码器200和视频解码器300可以假设用于位于上方CTU行中的上方相邻块的alwip_flag值全部具有相同的特定值。以这种方式，视频编码器200和视频解码器300可以避免对于存储指示是否使用ALWIP模式对在包含当前块的CTU行上方的CTU行中的块进行译码的数据的需求，从而导致针对视频编码器200和视频解码器300的成本和复杂性的潜在降低。
因此，根据本公开内容的第一种技术的示例，视频译码器(例如，视频编码器200或视频解码器300)可以确定用于ALWIP语法元素(例如，alwip_flag)的上下文。在该示例中，ALWIP语法元素指示当前块是否是利用ALWIP进行译码的。此外，在该示例中，基于上方邻居块在与当前块不同的CTU中(上方邻居块是当前块的上方邻居)，确定上方邻居块不可用于确定上下文。在该示例中，视频译码器可以基于上下文来对ALWIP语法元素进行译码。例如，视频译码器可以在对ALWIP语法元素的CABAC译码中使用上下文。
根据本公开内容的第二种技术，引入了一种用于针对小于特定宽度门限wT和特定高度门限hT的块禁用ALWIP的约束。换句话说，视频译码标准(例如，VVC等)可以施加针对具有小于门限宽度的宽度或小于门限高度的高度的块禁用ALWIP的约束。因此，视频译码标准可以指定具有小于wT的宽度和小于hT的高度的块不能使用ALWIP进行译码。例如，该约束可以规定对于针对具有小于8的宽度和小于8的高度的块禁用ALWIP。在一些示例中，与ALWIP相关的语法元素是基于这样的块大小限制来调节的。如上所述，例如，关于图12，利用ALWIP对小块的译码可能导致高存储需求，但是导致在译码效率方面的相对适度的增益。引入该约束可以减少视频编码器200和视频解码器300可能需要存储以实现ALWIP的参数的数量，从而潜在地降低视频编码器200和视频解码器300的复杂性和成本。因此，根据本公开内容的第二种技术，可以施加针对具有小于门限宽度(例如，8)的宽度或小于门限高度(例如，8)的高度的块禁用ALWIP的约束。
根据本公开内容的第三种技术，当在经非ALWIP译码的块的MPM推导中考虑/测试经ALWIP译码的相邻块时，相邻块可以被视为是不可用的(或经帧间译码的)，和/或此类相邻块的帧内模式的值可以被推断为特定值(例如，平面模式、DC模式或另一帧内预测模式)以用于经非ALWIP译码的块的MPM推导。为了便于解释，本公开内容可以将特定值称为默认值。以这种方式，视频编码器200和视频解码器300可以避免对于存储映射表以将ALWIP模式映射到非ALWIP帧内预测模式的需求，并且可以避免在映射表中的查找操作。这可以降低视频编码器200和视频解码器300的存储需求，这可以降低视频编码器200和视频解码器300的成本和复杂性。
因此，根据本公开内容的第三种技术，视频译码器(例如，视频编码器200或视频解码器300)可以执行MPM推导过程，该推导过程推导用于不是使用ALWIP进行译码的当前块的一个或多个MPM。作为执行MPM推导过程的一部分，视频译码器可以确定当前块的相邻块是否是经ALWIP译码的相邻块。基于相邻块是经ALWIP译码的相邻块，视频译码器可以确定相邻块的帧内预测模式的值为默认值。然后，视频译码器可以将对应于默认值的帧内预测模式包括作为一个或多个MPM中的一个MPM。如果相邻块不是经ALWIP译码的，则视频译码器可以确定一个或多个MPM包括相邻块的帧内预测模式。视频译码器可以基于用于当前块的MPM之一或基于另一帧内预测模式来对当前块进行译码(例如，编码或解码)。
此外，在一些示例中，当色度块是利用DM模式(即，色度块的帧内预测模式是从同位亮度块继承的)进行译码的并且同位亮度块(或更具体地，用于推导用于色度块的DM模式的亮度块)是利用ALWIP进行译码的时，同位块的帧内模式可以被确定(例如，推断)为默认值(例如，平面)。通过这种方式，视频编码器200和视频解码器300可以避免对于存储映射表以将ALWIP模式映射到非ALWIP帧内预测模式的需求，并且可以避免在映射表中的查找操作。这可以降低视频编码器200和视频解码器300的存储要求，这可以降低视频编码器200和视频解码器300的成本和复杂性。
因此，在色度块是利用DM模式进行译码的一些示例中，视频译码器(例如，视频编码器200或视频解码器300)可以确定同位亮度块是否是利用ALWIP进行译码的，其中，同位亮度块是与色度块同位的。基于同位亮度块是利用ALWIP进行译码的，视频译码器可以确定(例如，推断)同位亮度块的帧内预测模式是默认值(例如，平面模式)，诸如平面模式或另一帧内预测模式。视频译码器可以使用对应于默认值的帧内预测模式来对色度块进行译码(例如，编码或解码)。例如，为了使用对应于默认值的帧内预测模式来对色度块进行编码，视频编码器200可以使用帧内预测模式来生成预测块。然后，视频编码器200可以基于色度块的样本和预测块来生成用于色度块的剩余数据。为了使用对应于默认值的帧内预测模式来对色度块进行解码，视频解码器300可以使用帧内预测模式来生成预测块。然后，视频解码器300可以基于预测块和用于色度块的剩余数据来重构色度块。
根据本公开内容的第四种技术，当在ALWIP块的MPM推导中使用非ALWIP相邻块时，相邻块可以被视为是不可用的(或经帧间译码的)，和/或相邻模式值可以被指派默认值以用于ALWIP块的MPM推导。换句话说，当确定用于经ALWIP译码的块的ALWIP-MPM并且相邻块不是使用ALWIP进行译码的时，视频编码器200和视频解码器300可以认为相邻块是不可用的，或者可以假设相邻块具有默认帧内预测模式。这可以避免或减少对于视频编码器200和视频解码器300存储映射数据以将非ALWIP方向帧内预测模式转换为ALWIP模式的需求。避免或减少对于存储这种映射数据的需求可以降低视频编码器200和视频解码器300的成本和复杂性。
在一些示例中，如果相邻块是利用组合帧内/帧间模式(CIIP)进行译码的，则相邻块可以被视为是可用的，并且被指派平面模式或另一适当的非ALWIP模式，以用于ALWIP块的MPM推导。替代地，CIIP模式可以直接被映射到适当的ALWIP模式，以优化译码效率益处。指派可以取决于块尺寸等。如果相邻块是利用帧内块复制模式(IBC)进行译码的，则该块可以被视为是可用的，并且被指派平面模式或其它适当的非ALWIP模式以用于ALWIP块的MPM推导。替代地，IBC模式可以直接被映射到适当的ALWIP模式，以优化译码效率益处。指派可以取决于块尺寸等。将CIIP模式和IBC模式直接(例如，以1对1的关系)映射到特定模式(诸如平面模式)可以避免或减少对于存储更复杂的映射数据的需求。避免或减少对于存储更复杂的映射数据的需求可以降低视频编码器200和视频解码器300的成本和复杂性。
根据本公开内容的第五种技术，可以引入用于针对具有4或0.25的宽度与高度比的块禁用ALWIP的约束。换句话说，视频译码标准可以规定可以不使用ALWIP对具有4或0.25的宽度与高度比的块进行译码。不对具有这种宽度与高度比的块进行译码可以减少视频编码器200和视频解码器300可能需要存储的ALWIP参数的数量，从而潜在地降低视频编码器200和视频解码器300的成本和复杂性。
用于ALWIP的MPM列表推导使用来自与当前块的右上方(例如，紧接在右上方样本上方)和/或左下方样本(例如，紧接在左下方样本左侧)邻接的相邻块的模式。在一些示例中，用于推导用于ALWIP的MPM的邻居位置是与用于推导用于常规帧内预测的MPM的邻居位置对齐的。更一般地，在当前块的邻域中的任何一个或多个块可以用于针对ALWIP的MPM推导。图13是示出根据本公开内容的一种或多种技术的用于推导用于当前块554的ALWIP MPM的示例相邻块550、552的概念图。在图13的示例中，块A(550)是与当前块554的右上方样本邻接(在上方)的块。块L(552)是与当前块554的左下方样本邻接的块(在左侧)。
编辑以下来自JVET-N0217的规范文本，以实现关于本公开内容的第四种技术描述的技术。改变通过标记<！>…</！>来指示。
向经CIIP译码的块指派模式以用于ALWIP块的MPM推导
用于仿射线性加权帧内预测模式的推导过程
该过程的输入为：
–亮度位置(xCb,yCb)，其指定相对于当前图片的左上方亮度样本而言当前亮度译码块的左上方样本，
–变量cbWidth，其指定亮度样本中的当前译码块的宽度，
–变量cbHeight，其指定亮度样本中的当前译码块的高度。
在该过程中，推导仿射线性加权帧内预测模式IntraPredModeY[xCb][yCb]。
通过以下顺序步骤来推导IntraPredModeY[xCb][yCb]：
1.相邻位置(xNbA,yNbA)和(xNbB,yNbB)分别被设置为等于(xCb-1,yCb)和(xCb,yCb-1)。
2.对于用A或B替换的X，如下推导变量candLwipModeX：
–调用如在条款6.4.X[Ed.(BB)：相邻块可用性检查过程tbd]规定的用于块的可用性推导过程，其中，被设置为等于(xCb,yCb)的位置(xCurr,yCurr)和被设置为等于(xNbX,yNbX)的相邻位置(xNbY,yNbY)作为输入，并且将输出指派给availableX。
–如下推导候选仿射线性加权帧内预测模式candLwipModeX：
–如果以下条件中的一个或多个条件为真，则candLwipModeX被设置为等于-1。
–变量availableX等于FALSE。
–CuPredMode[xNbX][yNbX]不等于MODE_INTRA，并且ciip_flag[xNbX][yNbX]不等于1。
–pcm_flag[xNbX][yNbX]等于1。
–X等于B，并且yCb–1小于((yCb>>CtbLog2SizeY)<<CtbLog2SizeY)。
–否则，以下各项适用：
–调用在条款8.4.X.1中规定的用于块的大小类型推导过程，其中，亮度样本中的当前译码块的宽度cbWidth和亮度样本中的当前译码块的高度cbHeight作为输入，并且将输出指派给变量sizeId。
–如果intra_lwip_flag[xNbX][yNbX]等于1，则调用在条款8.4.X.1条规定的用于块的大小类型推导过程，其中，亮度样本中的相邻译码块的宽度nbWidthX和亮度样本中的相邻译码块的高度作为输入，并且将输出指派给变量sizeIdX。
–如果sizeId等于sizeIdX，则candLwipModeX被设置为等于IntraPredModeY[xNbX][yNbX]。
–否则，candLwipModeX被设置为-1。
–<！>否则，如果intra_lwip_flag[xNbX][yNbX]等于0并且ciip_flag ciip_flag[xNbX][yNbX]等于1，则IntraPredModeY[xNbX][yNbX]被设置为等于INTRA_PLANAR，并且使用如在表8-X1中指定的IntraPredModeY[xNbX][yNbX]和sizeId来推导candLwipModeX。</！>
–否则，使用如在表8-X1中指定的IntraPredModeY[xNbX][yNbX]和sizeId来推导candLwipModeX。
3.使用如在表8-X2中指定的lwipMpmCand[sizeId]，如下推导candLwipModeList[x]，其中，x＝0..2：
–如果candLwipModeA和candLwipModeB两者等于-1，则以下各项适用：
candLwipModeList[0]＝lwipMpmCand[sizeId][0] (8-X1)
candLwipModeList[1]＝lwipMpmCand[sizeId][1] (8-X2)
candLwipModeList[2]＝lwipMpmCand[sizeId][2] (8-X3)
–否则，以下各项适用：
–如果candLwipModeA等于candLwipModeB或者如果candLwipModeA或candLwipModeB等于-1，则以下各项适用：
candLwipModeList[0]＝(candLwipModeA！＝-1)？candLwipModeA:candLwipModeB(8-X4)
–如果candLwipModeList[0]等于lwipMpmCand[sizeId][0]，
则以下各项适用：
candLwipModeList[1]＝lwipMpmCand[sizeId][1] (8-X5)
candLwipModeList[2]＝lwipMpmCand[sizeId][2] (8-X6)
–否则，以下各项适用：
candLwipModeList[1]＝lwipMpmCand[sizeId][0] (8-X7)
candLwipModeList[2]＝(candLwipModeList[0]！＝
lwipMpmCand[sizeId][1])？
lwipMpmCand[sizeId][1]:lwipMpmCand[sizeId][2]
(8-X8)
–否则，以下各项适用：
candLwipModeList[0]＝candLwipModeA (8-X9)
candLwipModeList[1]＝candLwipModeB (8-X10)
–如果candLwipModeA和candLwipModeB两者不等于lwipMpmCand[sizeId][0]，则以下各项适用：
candLwipModeList[2]＝lwipMpmCand[sizeId][0]
(8-X11)
–否则，以下各项适用：
–如果candLwipModeA和candLwipModeB两者不等于lwipMpmCand[sizeId][1]，则以下各项适用：
candLwipModeList[2]＝lwipMpmCand[sizeId][1]
(8-X12))
–否则，以下各项适用：
candLwipModeList[2]＝lwipMpmCand[sizeId][2]
(8-X13)
4.通过应用以下过程来推导IntraPredModeY[xCb][yCb]：
–如果intra_lwip_mpm_flag[xCb][yCb]等于1，则IntraPredModeY[xCb][yCb]被设置为等于candLwipModeList[intra_lwip_mpm_idx[xCb][yCb]]。
–否则，通过应用以下顺序步骤来推导IntraPredModeY[xCb][yCb]：
1.当对于i＝0..1并且对于每个i，j＝(i+1)..2，candLwipModeList[i]大于candLwipModeList[j]时，如下交换两个值：
(candLwipModeList[i],candLwipModeList[j])＝Swap(candLwipModeList[i],candLwipModeList[j]) (8-X14)
2.通过如下顺序步骤来推导IntraPredModeY[xCb][yCb]：
i.IntraPredModeY[xCb][yCb]被设置为等于
intra_lwip_mpm_remainder[xCb][yCb]。
ii.对于i等于0到2(含)，当IntraPredModeY[xCb][yCb]大于
或等于candLwipModeList[i]时，
将IntraPredModeY[xCb][yCb]的值递增。
变量IntraPredModeY[x][y](其中，x＝xCb..xCb+cbWidth–1，并且y＝yCb..yCb+cbHeight-1)被设置为等于IntraPredModeY[xCb][yCb]。
8.4.X.1用于预测块大小类型的推导过程
该过程的输入为：
–变量cbWidth，其指定亮度样本中的当前译码块的宽度，
–变量cbHeight，其指定亮度样本中的当前译码块的高度。
该过程的输入为变量sizeId。
如下推导变量sizeId：
–如果cbWidth和cbHeight两者等于4，则sizeId被设置为等于0。
–否则，如果cbWidth和cbHeight小于或等于8，则sizeId被设置为等于1。
–否则，sizeId被设置为等于2。
表8-X1–帧内预测和仿射线性加权帧内预测模式之间的映射的规范
Figure BDA0003333140450000451
Figure BDA0003333140450000461
表8-X2–仿射线性加权帧内预测候选模式的规范
Figure BDA0003333140450000462
下面利用<！>…</！>标记表示了对JVET-N0217的规范文本的示例改变以实现本公开内容的第五种技术。
用于仿射线性加权帧内预测模式的推导过程
该过程的输入为：
–亮度位置(xCb,yCb)，其指定相对于当前图片的左上方亮度样本而言当前亮度译码块的左上方样本，
–变量cbWidth，其指定亮度样本中的当前译码块的宽度，
–变量cbHeight，其指定亮度样本中的当前译码块的高度。
在该过程中，推导仿射线性加权帧内预测模式
IntraPredModeY[xCb][yCb]。
通过以下顺序步骤来推导IntraPredModeY[xCb][yCb]：
1.相邻位置(xNbA,yNbA)和(xNbB,yNbB)分别被设置为等于(xCb-1,yCb<！>+cbHeight–1</！>)和(xCb<！>+cbWidth–1</！>,yCb-1)。
2.对于用A或B替换的X，如下推导变量candLwipModeX：
–调用在条款6.4.X[Ed.(BB):相邻块可用性检查过程tbd]中规定的用于块的可用性推导过程，其中，被设置为等于(xCb,yCb)的位置(xCurr,yCurr)和被设置为等于(xNbX,yNbX)的相邻位置(xNbY,yNbY)作为输入，并且输出被指派给availableX。
–如下推导候选仿射线性加权帧内预测模式candLwipModeX：
–如果以下条件中的一个或多个条件为真，则candLwipModeX被设置为等于-1。
–变量availableX等于FALSE.
–CuPredMode[xNbX][yNbX]不等于MODE_INTRA，并且ciip_flag[xNbX][yNbX]不等于1。
–pcm_flag[xNbX][yNbX]等于1。
–X等于B，并且yCb–1小于((yCb>>CtbLog2SizeY)<<CtbLog2SizeY)。
–否则，以下各项适用：
–调用如在条款8.4.X.1中规定的用于块的大小类型推导过程，其中，亮度样本中的当前译码块的宽度cbWidth和亮度样本中的当前译码块的高度cbHeight作为输入，并且将输出指派给sizeId。
–如果intra_lwip_flag[xNbX][yNbX]等于1，则调用如在条款8.4.X.1中规定的用于块的大小类型推导过程，其中，亮度样本中的相邻译码块的宽度nbWidthX和亮度样本中的相应译码块的高度nbHeightX作为输入，并且将输出指派给变量sizeIdX.
–如果sizeId等于sizeIdX，candLwipModeX被设置为等于IntraPredModeY[xNbX][yNbX]。
–否则，candLwipModeX被设置为等于-1。
–否则，使用如在表8-X1中指定的IntraPredModeY[xNbX][yNbX]和sizeId来推导candLwipModeX。
3.使用如在表8-X2中指定的lwipMpmCand[sizeId]，
如下推导candLwipModeList[x]，其中，x＝0..2：
–如果candLwipModeA和candLwipModeB两者等于-1，则以下各项适用：
candLwipModeList[0]＝lwipMpmCand[sizeId][0] (8-X1)
candLwipModeList[1]＝lwipMpmCand[sizeId][1] (8-X2)
candLwipModeList[2]＝lwipMpmCand[sizeId][2] (8-X3)
–否则，以下各项适用：
–如果candLwipModeA等于candLwipModeB或者如果candLwipModeA或candLwipModeB等于-1，则以下各项适用：
candLwipModeList[0]＝(candLwipModeA！＝-1)？
candLwipModeA:candLwipModeB (8-X4)
–如果candLwipModeList[0]等于lwipMpmCand[sizeId][0]，
则以下各项适用：
candLwipModeList[1]＝lwipMpmCand[sizeId][1] (8-X5)
candLwipModeList[2]＝lwipMpmCand[sizeId][2] (8-X6)
–否则，以下各项适用：
candLwipModeList[1]＝lwipMpmCand[sizeId][0] (8-X7)
candLwipModeList[2]＝(candLwipModeList[0]！＝
lwipMpmCand[sizeId][1])？
lwipMpmCand[sizeId][1]:lwipMpmCand[sizeId][2] (8-X8)
–否则，以下各项适用：
candLwipModeList[0]＝candLwipModeA (8-X9)
candLwipModeList[1]＝candLwipModeB (8-X10)
–如果candLwipModeA和candLwipModeB两者
不等于lwipMpmCand[sizeId][0]，则以下各项适用：
candLwipModeList[2]＝lwipMpmCand[sizeId][0] (8-X11)
–否则，以下各项适用：
–如果candLwipModeA和candLwipModeB两者
不等于lwipMpmCand[sizeId][1]，则以下各项适用：
candLwipModeList[2]＝lwipMpmCand[sizeId][1] (8-X12)
–否则，以下各项适用：
candLwipModeList[2]＝lwipMpmCand[sizeId][2] (8-X13)
4.通过应用以下过程来推导IntraPredModeY[xCb][yCb]：
–如果intra_lwip_mpm_flag[xCb][yCb]等于1，则IntraPredModeY[xCb][yCb]被设置为等于candLwipModeList[intra_lwip_mpm_idx[xCb][yCb]]。
–否则，通过应用以下顺序步骤来推导IntraPredModeY[xCb][yCb]：
1.当对于i＝0..1，并且对于每个i，j＝(i+1)..2，candLwipModeList[i]大于candLwipModeList[j]时，如下交换两个值：
(candLwipModeList[i],candLwipModeList[j])＝
Swap(candLwipModeList[i],candLwipModeList[j]) (8-X14)
2.通过以下顺序步骤来推导IntraPredModeY[xCb][yCb]：
i.IntraPredModeY[xCb][yCb]被设置为等于
intra_lwip_mpm_remainder[xCb][yCb]。
ii.对于i等于0到2(含)，当IntraPredModeY[xCb][yCb]大于或等于candLwipModeList[i]时，将IntraPredModeY[xCb][yCb]的值递增1。
变量IntraPredModeY[x][y](其中，x＝xCb..xCb+cbWidth–1，并且y＝yCb..yCb+cbHeight-1)被设置为等于IntraPredModeY[xCb][yCb]。
表8-X1–帧内预测和仿射线性加权帧内预测模式之间的映射的规范
Figure BDA0003333140450000501
Figure BDA0003333140450000511
Figure BDA0003333140450000521
表8-X2–仿射线性加权帧内预测候选模式的规范
Figure BDA0003333140450000522
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/或用以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)将比特流传输给目的地设备116。
图14A和图14B是示出示例四叉树二叉树(QTBT)结构130以及对应的译码树单元(CTU)132的概念图。实线表示四叉树拆分，以及虚线指示二叉树拆分。在二叉树的每个拆分(即非叶)节点中，用信号通知一个标志以指示使用哪种拆分类型(即，水平或垂直)，其中，在该示例中，0指示水平拆分，以及1指示垂直拆分。对于四叉树拆分，由于四叉树节点将块水平地并且垂直地拆分为具有相等大小的4个子块，因此无需指示拆分类型。相应地，视频编码器200可以对以下各项进行编码，以及视频解码器300可以对以下各项进行解码：用于QTBT结构130的区域树级别(即第一级别)(即实线)的语法元素(诸如拆分信息)、以及用于QTBT结构130的预测树级别(即第二级别)(即虚线)的语法元素(诸如拆分信息)。视频编码器200可以对用于通过QTBT结构130的终端叶节点表示的CU的视频数据(诸如预测和变换数据)进行编码，以及视频解码器300可以对该视频数据进行解码。
通常，图14B的CTU 132可以与定义与QTBT结构130的处于第一和第二级别的节点相对应的块的大小的参数相关联。这些参数可以包括CTU大小(表示样本中的CTU 132的大小)、最小四叉树大小(MinQTSize，其表示最小允许四叉树叶节点大小)、最大二叉树大小(MaxBTSize，其表示最大允许二叉树根节点大小)、最大二叉树深度(MaxBTDepth，其表示最大允许二叉树深度)、以及最小二叉树大小(MinBTSize，其表示最小允许二叉树叶节点大小)。
QTBT结构的与CTU相对应的根节点可以在QTBT结构的第一级别处具有四个子节点，其中的每个子节点可以是根据四叉树分割来分割的。也就是说，第一级别的节点是叶节点(没有子节点)或者具有四个子节点。QTBT结构130的示例将这样的节点表示为包括具有实线分支的父节点和子节点。如果第一级别的节点不大于最大允许二叉树根节点大小(MaxBTSize)，则可以通过相应的二叉树进一步对其进行分割。可以对一个节点的二叉树拆分进行迭代，直到从拆分产生的节点达到最小允许二叉树叶节点大小(MinBTSize)或最大允许二叉树深度(MaxBTDepth)。QTBT结构130的示例将这样的节点表示为具有虚线分支。二叉树叶节点被称为译码单元(CU)，其用于预测(例如，图片内或图片间预测)和变换，而不进行任何进一步分割。如上所讨论的，CU还可以被称为“视频块”或“块”。
在QTBT分割结构的一个示例中，CTU大小被设置为128x128(亮度样本和两个对应的64x64色度样本)，MinQTSize被设置为16x16，MaxBTSize被设置为64x64，MinBTSize(对于宽度和高度两者)被设置为4，以及MaxBTDepth被设置为4。首先对CTU应用四叉树分割以生成四叉树叶节点。四叉树叶节点可以具有从16x16(即MinQTSize)到128x128(即CTU大小)的大小。如果四叉树叶节点为128x128，则由于该大小超过MaxBTSize(即，在该示例中为64x64)，因此其将不被二叉树进一步拆分。否则，四叉树叶节点将被二叉树进一步分割。因此，四叉树叶节点还是用于二叉树的根节点，以及具有为0的二叉树深度。当二叉树深度达到MaxBTDepth(在该示例中为4)时，不允许进一步拆分。当二叉树节点具有等于MinBTSize(在该示例中为4)的宽度时，这意味着不允许进行进一步的垂直拆分。类似地，具有等于MinBTSize的高度的二叉树节点意味着不允许针对该二叉树节点进行进一步的水平拆分。如上所述，二叉树的叶节点被称为CU，以及根据预测和变换而被进一步处理，而无需进一步分割。
图15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15是出于解释的目的而提供的，以及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视频译码标准和正在开发的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，并且通常适用于视频编码和解码。
在图15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可以由各种各样的存储器设备中的任何一者形成，诸如动态随机存取存储器(DRAM)(包括同步DRAM(SDRAM))、磁阻式RAM(MRAM)、电阻式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分别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的参考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)或者在视频编码器200外部的存储器(除非如此具体地描述)。而是，对视频数据存储器230的参考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。
说明了图15的各个单元以帮助理解由视频编码器200执行的操作。该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，该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)，以及在一些示例中，一个或多个单元可以是集成电路。
视频编码器200可以包括根据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/或可编程内核。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，以及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。例如，在图15的示例中，帧内预测单元226包括被配置为执行ALWIP的ALWIP单元227。
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的所得到的速率-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好的速率-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，以及将一个或多个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通常还可以被称为“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中的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可以识别根据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可以取回用于通过相应的运动矢量标识的两个参考块的数据以及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，对于方向性模式，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，以及跨越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，以及生成预测块以包括针对预测块的每个样本的该得到的平均。
根据本公开内容的第三种技术的一个示例，帧内预测单元226可以执行推导用于视频数据的当前块的一个或多个MPM的MPM推导过程。在该示例中，当前块不是使用ALWIP进行译码的。作为执行MPM推导过程的一部分，帧内预测单元226可以确定当前块的相邻块是否是经ALWIP译码的相邻块。基于相邻块是经ALWIP译码的相邻块，帧内预测单元226可以确定相邻块的帧内预测模式的值是默认值，诸如对应于平面模式的值。帧内预测单元226可以包括对应于默认值的帧内预测模式作为一个或多个MPM中的一个MPM。视频编码器200可以基于用于当前块的MPM中的一个MPM或另一帧内预测模式来对当前块进行编码。例如，作为视频编码器200对当前块进行编码的一部分，帧内预测单元226可以使用MPM中的一个MPM或另一帧内预测模式来生成用于当前块的预测块。
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编码的版本，以及从模式选择单元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还可以确定残差块中的样本值之间的差以使用残差差分脉冲码调制(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PU和对应的色度PU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，以及PU的大小可以指代PU的亮度预测单元的大小。假设特定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，诸如帧内块复制模式译码、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针对当前块生成残差块。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可以对残差块应用多种变换，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变换系数块的量化程度。量化可能引起信息损失，以及因此，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，以根据变换系数块来重构残差块。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，在其中不执行滤波器单元312的操作的示例中，重构单元310可以将经重构的块存储到DPB 314中。在其中执行滤波器单元312的操作的示例中，滤波器单元312可以将经滤波的重构块存储到DPB 314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DPB218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取回根据经重构的(以及潜在地经滤波的)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编码(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。
上述操作是关于块描述的。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译码块执行的操作。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。而是，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，以及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。
视频编码器200表示配置为对视频数据进行编码的设备的示例，该设备包括：被配置为存储视频数据的存储器；以及一个或多个处理单元，其在电路中实现并且被配置为执行本公开内容的ALWIP技术。例如，视频编码器200可以表示设备的示例，该设备包括：被配置为存储视频数据的存储器；以及一个或多个处理单元，其在电路中实现并且被配置为：执行推导用于视频数据的当前块的一个或多个MPM的MPM推导过程，其中，当前块不是使用ALWIP进行译码的。在该示例中，一个或多个处理器被配置为使得：作为执行MPM推导过程的一部分，一个或多个处理器确定当前块的相邻块是否是经ALWIP译码的相邻块。此外，一个或多个处理器被配置为基于相邻块是经ALWIP译码的相邻块，确定相邻块的帧内预测模式的值是默认值，诸如对应于平面模式的值。一个或多个处理器还可以被配置为包括对应于默认值的帧内预测模式作为一个或多个MPM中的一个MPM。一个或多个处理器可以基于用于当前块的MPM中的一个MPM来对当前块进行编码。
此外，在其中块是利用DM模式进行译码的色度块的一些示例中，视频编码器200表示设备的示例，该设备包括：被配置为存储视频数据的存储器；以及一个或多个处理器，被配置为确定同位亮度块是否是利用ALWIP进行译码的。在这样的示例中，同位亮度块是与该块同位的。此外，在这样的示例中，一个或多个处理器可以基于同位亮度块是利ALWIP进行译码的，确定(例如)推断同位亮度块的帧内预测模式是默认值。换句话说，一个或多个处理器可以确定或以其它方式将同位亮度块的帧内预测模式视为默认帧内预测模式，诸如平面帧内预测模式。一个或多个处理器可以被配置为使用对应于默认值的帧内预测模式来对块进行编码。
图16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16是出于解释的目的而提供的，以及不对在本公开内容中广泛地举例说明和描述的技术进行限制。出于解释的目的，本公开内容跟JEM、VVC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为其它视频译码标准的视频译码设备来执行。
在图16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者在处理电路中实现。此外，视频解码器300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。
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可以包括额外单元，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。例如，在图16的示例中，帧内预测单元318包括执行ALWIP过程的ALWIP单元319。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可以由各种各样的存储器设备中的任何一者形成，诸如动态随机存储存储器(DRAM)，包括同步DRAM(SDRAM)、磁阻式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分别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的功能中的一些或全部功能是在要被视频解码器300的处理电路执行的软件中实现时，存储器120可以存储要被视频解码器300执行的指令。
说明了在图16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。该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15，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，该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)，以及在一些示例中，一个或多个单元可以是集成电路。
视频解码器300可以包括根据可编程电路形成的ALU、EFU、数字电路、模拟电路和/或可编程内核。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，以及对视频数据进行熵解码以重新产生语法元素。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，以及同样地，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可以将一个或多个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变换系数块。
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6)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可以根据通过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615)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。
根据本公开内容的第三种技术的一个示例，帧内预测单元318可以执行推导用于视频数据的当前块的一个或多个MPM的MPM推导过程。在该示例中，当前块不是使用ALWIP进行译码的。作为执行MPM推导过程的一部分，帧内预测单元318可以确定当前块的相邻块是否是经ALWIP译码的相邻块。基于相邻块是经ALWIP译码的相邻块，帧内预测单元318可以确定相邻块的帧内预测模式的值是默认值，诸如对应于平面模式的值。帧内预测单元318可以包括对应于默认值的帧内预测模式作为一个或多个MPM中的一个MPM。视频解码器300可以基于用于当前块的MPM中的一个MPM或另一帧内预测模式来对当前块进行解码。例如，作为视频解码器300对当前块进行译码的一部分，帧内预测单元318可以使用MPM中的一个MPM或另一帧内预测模式来生成用于当前块的预测块。
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。不必要在全部示例中执行滤波器单元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的显示设备上的后续呈现。
以这种方式，视频解码器300表示视频解码设备的示例，该视频解码设备包括：被配置为存储视频数据的存储器；以及一个或多个处理单元，其在电路中实现并且被配置为执行本公开内容的ALWIP技术。例如，视频解码器300可以表示设备的示例，该设备包括：被配置为存储视频数据的存储器；以及一个或多个处理单元，其在电路中实现并且被配置为：执行推导用于视频数据的当前块的一个或多个MPM的MPM推导过程，其中，当前块不是使用ALWIP进行译码的。在该示例中，一个或多个处理器被配置为使得：作为执行MPM推导过程的一部分，一个或多个处理器确定当前块的相邻块是否是经ALWIP译码的相邻块。此外，一个或多个处理器被配置为基于相邻块是经ALWIP译码的相邻块，确定相邻块的帧内预测模式的值是默认值，诸如对应于平面模式的值。一个或多个处理器可以包括对应于默认值的帧内预测模式作为一个或多个MPM中的一个MPM。一个或多个处理器可以基于用于当前块的MPM中的一个MPM来解码当前块。
此外，在其中块是利用DM模式进行译码的色度块的一些示例中，视频编码器200表示设备的示例，该设备包括：被配置为存储视频数据的存储器；以及一个或多个处理器，其被配置为：确定同位亮度块是否利用ALWIP进行译码的。在这样的示例中，同位亮度块是与该块同位的。此外，在这样的示例中，一个或多个处理器可以基于同位亮度块是利用ALWIP进行译码的，确定(例如)推断同位亮度块的帧内预测模式是默认值。换句话说，一个或多个处理器可以确定或以其它方式将同位亮度块的帧内预测模式视为默认帧内预测模式，诸如平面帧内预测模式。一个或多个处理器可以被配置为使用对应于默认值的帧内预测模式来解码块。
图17是示出用于对当前块进行编码的示例方法的流程图。当前块可以包括当前CU。尽管关于视频编码器200(图1和图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。
在该示例中，视频编码器200最初预测当前块(350)。例如，视频编码器200可以形成用于当前块的预测块。在一些示例中，视频编码器200(例如，视频编码器200的帧内预测单元226)执行推导用于当前块的一个或多个MPM的MPM推导过程。在该示例中，当前块不是使用ALWIP进行译码的。MPM可以包括帧内预测模式，并且在一些示例中，MPM中的每个MPM是帧内预测模式。此外，在该示例中，作为执行MPM推导过程的一部分，视频编码器200可以确定当前块的相邻块是否是经ALWIP译码的相邻块，并且基于相邻块是经ALWIP译码的相邻块，确定相邻块的帧内预测模式的值是默认值。视频编码器200可以包括对应于默认值的帧内预测模式作为一个或多个MPM中的一个MPM。然后，视频编码器200可以使用MPM中的一个MPM或另一帧内预测模式来形成用于当前块的预测块。
然后，视频编码器200可以计算用于当前块的残差块(352)。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可以对残差块进行变换以及对残差块的变换系数进行量化(354)。
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(356)。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(358)。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(360)。
图18是示出用于对视频数据的当前块进行解码的示例方法的流程图。当前块可以包括当前CU。尽管关于视频解码器300(图1和图16)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18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译码的数据(诸如经熵译码的预测信息和用于与当前块相对应的残差块的变换系数的经熵译码的数据)(370)。视频解码器300可以对经熵译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新产生残差块的变换系数(372)。
视频解码器300可以例如使用如由用于当前块的预测信息所指示的帧内或帧间预测模式来预测当前块(374)，以计算用于当前块的预测块。在一些示例中，视频解码器300(例如，视频解码器300的帧内预测单元318)执行推导用于当前块的一个或多个MPM的MPM推导过程。在该示例中，当前块不是使用ALWIP进行译码的。MPM可以包括帧内预测模式，并且在一些示例中，MPM中的每个MPM是帧内预测模式。此外，在该示例中，作为执行MPM推导过程的一部分，视频解码器300可以确定当前块的相邻块是否是经ALWIP译码的相邻块，并且基于相邻块是经ALWIP译码的相邻块，确定相邻块的帧内预测模式的值是默认值，诸如对应于平面模式的值。视频解码器300可以包括对应于默认值的帧内预测模式(例如，平面模式)作为一个或多个MPM中的一个MPM。然后，视频解码器200可以使用MPM中的一个MPM或另一帧内预测模式来形成用于当前块的预测块。
然后，视频解码器300可以对所重新产生的变换系数进行逆扫描(376)，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以及对变换系数应用一种或多种逆变换以产生残差块(378)。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(380)。
图19是示出根据本公开内容的一种或多种技术的对视频数据进行译码的示例方法的流程图。图19的方法可以由视频译码器(诸如视频编码器200或视频解码器300)来执行。
在图19的示例中，视频译码器可以执行推导用于视频数据的当前块的一个或多个MPM的MPM推导过程(400)。在一些示例中，视频编码器200的帧内预测单元226(图15)执行MPM推导过程。在一些示例中，视频解码器300的帧内预测单元318(图16)执行MPM推导过程。在图19的示例中，当前块不是使用ALWIP进行译码的。MPM可以包括帧内预测模式，并且在一些示例中，MPM中的每个MPM是帧内预测模式。在其中视频译码器是视频编码器(例如，视频编码器200)的示例中，视频编码器可以被包括在设备(例如，源设备102)中，该设备包括捕获包括当前块的图片的相机。
此外，在图19的示例中，执行MPM推导过程可以包括：视频译码器确定当前块的相邻块是否是经ALWIP译码的相邻块(402)。相邻块可以是当前块的上方相邻块或左侧相邻块。在一些示例中，视频译码器可以存储用于当前图片的块的alwip_flag，并且可以使用所存储的相邻块的alwip_flag来确定相邻块是否是使用ALWIP进行译码的。
基于相邻块是经ALWIP译码的相邻块，视频译码器可以确定相邻块的帧内预测模式的值是默认值(404)。例如，视频译码器可以确定(例如，推断)相邻块的帧内模式的值是指示平面模式的特定值。换句话说，对应于默认值的帧内预测模式可以是平面模式。在其它示例中，对应于默认值的帧内预测模式可以是另一帧内预测模式。然后，视频译码器可以包括对应于默认值的帧内预测模式作为用于当前块的一个或多个MPM中的一个MPM(406)。
视频译码器可以基于用于当前块的MPM中的一个MPM来对当前块进行译码(408)。例如，在其中视频译码器是视频编码器(诸如视频编码器200)的示例中，视频编码器可以基于用于当前块的MPM中的一个MPM来对当前块进行编码。在这样的示例中，视频编码器可以使用MPM来生成用于当前块的预测块。然后，视频译码器可以使用预测块和当前块的样本来生成用于当前块的剩余数据。然后，视频译码器可以处理用于当前块的剩余数据，如在本公开内容中的其它地方描述的(例如，如关于图15所描述的)。在其中视频译码器是视频解码器(诸如视频解码器300)的示例中，视频解码器可以基于用于当前块的MPM中的一个MPM来对当前块进行解码。在这样的示例中，视频解码器可以使用MPM来生成用于当前块的预测块。然后，视频解码器可以使用预测块和用于当前块的剩余数据来重构当前块。此外，在一些示例中，包括视频解码器的设备可以包括显示包括当前块的图片的显示器。
图20是示出根据本公开内容的一种或多种技术的对色度块进行译码的示例方法的流程图。在图20的示例中，视频译码器(例如，视频编码器200或视频解码器300)可以使用DM模式来对色度块进行译码。
具体地，视频译码器可以确定同位亮度块是否是利用ALWIP进行译码的(450)。同位亮度块是与该块同位的。基于同位亮度块是利用ALWIP进行译码的，视频译码器可以确定同位亮度块的帧内预测模式的值是默认值，诸如对应于平面模式的值。
然后，视频编码器可以使用对应于默认值的帧内预测模式来对色度块进行译码(454)。例如，在其中视频译码器是视频编码器(诸如视频编码器200)的示例中，视频编码器可以使用对应于默认值的帧内预测模式来生成用于色度块的预测块。然后，视频编码器可以使用预测块和色度块的样本来生成用于色度块的剩余数据。然后，视频编码器可以处理用于色度块的剩余数据，如在本公开内容中的其它地方所描述的(例如，如关于图15所描述的)。在其中视频译码器是视频解码器(诸如视频解码器300)的示例中，视频解码器可以基于对应于默认值的帧内预测模式来对色度块进行解码。在这样的示例中，视频解码器可以使用对应于默认值的帧内预测模式来生成用于色度块的预测块。然后，视频解码器可以使用预测块和用于色度块的剩余数据来重构色度块。此外，在一些示例中，包括视频解码器的设备可以包括显示包括色度块的图片的显示器。
以下段落提供了根据本公开内容的一种或多种技术的非限制性示例集合。
示例1、一种对视频数据进行译码的方法，所述方法包括：确定用于仿射线性加权帧内预测(ALWIP)语法元素的上下文，所述ALWIP语法元素指示当前块是否是利用ALWIP进行译码的，其中，基于上方邻居块在与所述当前块不同的译码树单元(CTU)中，所述上方邻居块被确定为不可用于确定所述上下文，所述上方邻居块是所述当前块的上方邻居；以及基于所述上下文来对所述ALWIP语法元素进行译码。
示例2、一种对视频数据进行译码的方法，所述方法包括：对所述视频数据的块集合进行译码，其中，对所述译码施加针对所述块中的具有小于门限宽度的宽度或小于门限高度的高度的那些块禁用仿射线性加权帧内预测(ALWIP)的约束。
示例3、一种对视频数据进行译码的方法，所述方法包括：基于用于所述视频数据的当前块的相邻块是经仿射线性加权帧内预测(ALWIP)译码的并且所述相邻块在所述视频数据的经非ALWIP译码的最可能模式(MPM)推导中被考虑，确定所述相邻块被视为是不可用的；基于可用的相邻块来确定用于当前块的MPM；以及基于所述MPM中的一个MPM来对所述当前块进行译码。
示例4、一种对视频数据进行译码的方法，所述方法包括：基于根据用于所述视频数据的当前块的相邻块是经非仿射线性加权帧内预测(ALWIP)译码的并且所述相邻块在所述视频数据的经ALWIP译码的最可能模式(MPM)推导中被使用而确定所述相邻块被视为是不可用的，将默认值指派用于ALWIP块的最可能模式(MPM)推导；以及使用ALWIP来对所述当前块进行译码。
示例5、一种对视频数据进行译码的方法，所述方法包括：基于在所述视频数据的当前块的邻域中的一个或多个块，推导用于仿射线性加权帧内预测(ALWIP)的最可能模式(MPM)列表；以及使用来自所述MPM列表的MPM来执行ALWIP以对所述当前块进行译码。
示例6、根据示例5所述的方法，其中，在所述当前块的所述邻域中的所述一个或多个块包括在所述当前块的右上方样本上方并且与其邻接的第一相邻块以及在所述当前块的左下方样本左侧并且与其邻接的第二相邻块。
示例7、一种包括根据示例1-6中的一个或多个示例的任何组合所述的方法。
示例8、根据示例1-7中任一项所述的方法，其中，译码包括解码。
示例9、根据示例1-7中任一项所述的方法，其中，译码包括编码。
示例10、一种用于对视频数据进行译码的设备，所述设备包括用于执行根据示例1-9中任一项所述的方法的一个或多个单元。
示例11、根据示例10所述的设备，其中，所述一个或多个单元包括在电路中实现的一个或多个处理器。
示例12、根据示例10和11中任一项所述的设备，还包括：用于存储所述视频数据的存储器。
示例13、根据示例10-12中任一项所述的设备，还包括：被配置为显示经解码的视频数据的显示器。
示例14、根据示例10-13中任一项所述的设备，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。
示例15、根据示例10-14中任一项所述的设备，其中，所述设备包括视频解码器。
示例16、根据示例10-15中任一项所述的设备，其中，所述设备包括视频编码器。
示例17、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一个或多个处理器执行根据示例1-7中任一项所述的方法。
示例18、一种用于对视频数据进行译码的设备，所述设备包括用于执行根据示例1-7中任一项所述的方法的单元。
要认识到的是，根据示例，本文描述的技术中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，并非全部描述的动作或事件对于所述技术的实践是必要的)。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，所描述的功能可以在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现，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发送以及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(诸如红外线、无线电和微波)来从网站、服务器或其它远程源发送指令，则同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或者无线技术(诸如红外线、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、信号或其它暂时性介质，而是替代地针对非暂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。相应地，如本文所使用的术语“处理器”和“处理电路”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。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/或软件模块内提供，或者被并入经组合的编解码器中。此外，所述技术可以充分地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各种各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个组件、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。而是，如上所述，各个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。这些和其它示例在以下权利要求的范围内。

Claims (28)

1.一种对视频数据进行译码的方法，所述方法包括：
执行推导用于所述视频数据的当前块的一个或多个最可能模式(MPM)的MPM推导过程，其中，所述当前块不是使用仿射线性加权帧内预测(ALWIP)进行译码的，并且执行所述MPM推导过程包括：
确定所述当前块的相邻块是否是经ALWIP译码的相邻块；以及
基于所述相邻块是经ALWIP译码的相邻块：
确定所述相邻块的帧内预测模式的值是默认值；以及
包括对应于所述默认值的帧内预测模式作为所述一个或多个MPM中的一个MPM；以及
基于用于所述当前块的所述MPM中的一个MPM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，对应于所述默认值的所述帧内预测模式是平面模式。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述当前块是第一块，所述视频数据的第二块是利用直接模式(DM)模式进行译码的色度块，并且所述方法还包括：
确定同位亮度块是否是利用ALWIP进行译码的，所述同位亮度块是与所述第二块同位的；以及
基于所述同位亮度块是利用ALWIP进行译码的：
确定所述同位亮度块的帧内预测模式的值是默认值；以及
使用对应于所述默认值的帧内预测模式来对所述第二块进行译码。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，对应于所述默认值的所述帧内预测模式是平面模式。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定用于ALWIP语法元素的上下文，其中，所述ALWIP语法元素指示所述当前块是否是利用ALWIP进行译码的，其中，基于上方邻居块在与所述当前块不同的译码树单元(CTU)中，所述上方邻居块被确定为不可用于确定所述上下文，所述上方邻居块是所述当前块的上方邻居；以及
基于所述上下文来对所述ALWIP语法元素进行译码。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，视频译码标准施加针对具有小于门限宽度的宽度或小于门限高度的高度的块禁用ALWIP的约束。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述门限宽度为8，并且所述门限高度为8。
8.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。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：显示包括所述当前块的图片。
10.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。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括：捕获包括所述当前块的图片。
12.一种用于对视频数据进行译码的设备，所述设备包括：
存储器，其用于存储所述视频数据；以及
在电路中实现的一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：
执行推导用于所述视频数据的当前块的一个或多个最可能模式(MPM)的MPM推导过程，其中，所述当前块不是使用仿射线性加权帧内预测(ALWIP)进行译码的，并且执行所述MPM推导过程包括：
确定所述当前块的相邻块是否是经ALWIP译码的相邻块；以及
基于所述相邻块是经ALWIP译码的相邻块：
确定所述相邻块的帧内预测模式的值是默认值；以及
包括对应于所述默认值的帧内预测模式作为所述一个或多个MPM中的一个MPM；以及
基于用于所述当前块的所述MPM中的一个MPM来对所述当前块进行译码。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，对应于所述默认值的所述帧内预测模式是平面模式。
14.根据权利要求12所述的设备，其中，所述当前块是第一块，所述视频数据的第二块是利用直接模式(DM)模式进行译码的色度块，并且所述一个或多个处理器还被配置为：
确定同位亮度块是否是利用ALWIP进行译码的，所述同位亮度块是与所述第二块同位的；以及
基于所述同位亮度块是利用ALWIP进行译码的：
确定所述同位亮度块的帧内预测模式的值是默认值；以及
使用对应于所述默认值的帧内预测模式来对所述第二块进行译码。
15.根据权利要求14所述的设备，其中，对应于所述默认值的所述帧内预测模式是平面模式。
16.根据权利要求12所述的设备，其中，所述一个或多个处理器还被配置为：
确定用于ALWIP语法元素的上下文，所述ALWIP语法元素指示所述当前块是否是利用ALWIP进行译码的，其中，基于上方邻居块在与所述当前块不同的译码树单元(CTU)中，所述上方邻居块被确定为不可用于确定所述上下文，所述上方邻居块是所述当前块的上方邻居；以及
基于所述上下文来对所述ALWIP语法元素进行译码。
17.根据权利要求12所述的设备，其中，视频译码标准施加针对具有小于门限宽度的宽度或小于门限高度的高度的块禁用ALWIP的约束。
18.根据权利要求17所述的设备，其中，所述门限宽度为8，并且所述门限高度为8。
19.根据权利要求12所述的设备，其中，所述一个或多个处理器被配置为使得：作为对所述当前块进行译码的一部分，所述一个或多个处理器对所述当前块进行解码。
20.根据权利要求19所述的设备，还包括：被配置为显示经解码的视频数据的显示器。
21.根据权利要求12所述的设备，其中，所述一个或多个处理器被配置为使得：作为对所述当前块进行译码的一部分，所述一个或多个处理器对所述当前块进行编码。
22.根据权利要求12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。
23.一种用于对视频数据进行译码的设备，所述设备包括：
用于执行推导用于所述视频数据的当前块的一个或多个最可能模式(MPM)的MPM推导过程的单元，其中，所述当前块不是使用仿射线性加权帧内预测(ALWIP)进行译码的，并且所述用于执行所述MPM推导过程的单元包括：
用于确定所述当前块的相邻块是否是经ALWIP译码的相邻块的单元；以及
用于基于所述相邻块是经ALWIP译码的相邻块，确定所述相邻块的帧内预测模式的值是默认值，以及包括对应于所述默认值的帧内预测模式作为所述一个或多个MPM中的一个MPM的单元；以及
用于基于用于所述当前块的所述MPM中的一个MPM来对所述当前块进行译码的单元。
24.根据权利要求23所述的设备，其中，对应于所述默认值的所述帧内预测模式是平面模式。
25.根据权利要求23所述的设备，其中，所述当前块是第一块，所述视频数据的第二块是利用直接模式(DM)模式进行译码的色度块，并且所述设备还包括：
用于确定同位亮度块是否是利用ALWIP进行译码的单元，所述同位亮度块是与所述第二块同位的；
用于基于所述同位亮度块是利用ALWIP进行译码的，确定所述同位亮度块的帧内预测模式的值是默认值的单元；以及
用于使用对应于所述默认值的帧内预测模式来对所述第二块进行译码的单元。
26.一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一个或多个处理器进行以下操作：
执行推导用于视频数据的当前块的一个或多个最可能模式(MPM)的MPM推导过程，其中，所述当前块不是使用仿射线性加权帧内预测(ALWIP)进行译码的，并且执行所述MPM推导过程包括：
确定所述当前块的相邻块是否是经ALWIP译码的相邻块；以及
基于所述相邻块是经ALWIP译码的相邻块：
确定所述相邻块的帧内预测模式的值是默认值；以及
包括对应于所述默认值的帧内预测模式作为所述一个或多个MPM中的一个MPM；以及
基于用于所述当前块的所述MPM中的一个MPM来对所述当前块进行译码。
27.根据权利要求26所述的计算机可读存储介质，其中，对应于所述默认值的所述帧内预测模式是平面模式。
28.根据权利要求26所述的计算机可读存储介质，其中，所述当前块是第一块，所述视频数据的第二块是利用直接模式(DM)模式进行译码的色度块，并且所述一个或多个处理器还被配置为：
确定同位亮度块是否是利用ALWIP进行译码的，所述同位亮度块是与所述第二块同位的；以及
基于所述同位亮度块是利用ALWIP进行译码的：
确定所述同位亮度块的帧内预测模式的值是默认值；以及
使用对应于所述默认值的帧内预测模式来对所述第二块进行译码。
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