CN113796077B - 视频编解码之亮度mpm列表导出的方法及装置 - Google Patents

视频编解码之亮度mpm列表导出的方法及装置 Download PDF

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Abstract

公开了视频编解码的方法和设备。根据一种方法，在解码器侧，当相邻块满足一个或多个条件时，将预定的帧内模式分配给与当前亮度块相邻的相邻块。基于包括相邻帧内模式中的至少一个的信息来导出MPM(最可能模式)列表。利用MPM列表导出当前的帧内模式。根据当前帧内模式对当前亮度块进行解码。根据另一种方法，如果相邻块以BDPCM编码，则将预定义帧内模式分配给与当前亮度块相邻的相邻块模式，其中根据BDPCM模式使用的预测方向将预定义的帧内模式设置为水平模式或垂直模式。

Description

视频编解码之亮度MPM列表导出的方法及装置
交叉引用
本发明要求于2019年5月10日提交的序号为62/845,964的美国临时专利申请的优先权。所述美国临时专利申请在此通过引用将其全文并入。
技术领域
本发明涉及用于视频编解码的帧内预测。特别地，本发明涉及用于帧内预测模式的最可能模式(MPM)列表推导的过程。
背景技术
高效视频编码(HEVC)是由视频编码联合协作团队(JCT-VC)开发的新的国际视频编码标准。HEVC基于混合的基于块的运动补偿类DCT变换编码架构。压缩的基本单位称为编码单位(CU)，是2Nx2N的正方形块，每个CU可以递归拆分为四个较小的CU，直到达到预定义的最小大小。可以将每个图片划分为多个编码树单元(CTU)，并且将每个CTU划分为一个或多个CU。对于彩色视频资料，每个CU可以包括对应于多个颜色分量的多个编码块(CB)。每个CU包含一个或多个预测单元(PU)。对于彩色视频资料，每个PU可以包括与多个颜色分量相对应的多个预测块(PB)。为了在HEVC中获得混合编码架构的最佳编码效率，每个PU有两种预测模式(即帧内预测和帧间预测)。对于帧内预测模式，空间相邻的重构像素可用于生成方向预测。
在开发HEVC标准之后，在ITU-T SG 16WP 3和ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11.的联合视频探索小组(JVET)的指导下，正在开发另一种合并的视频编码标准，称为通用视频编码(VVC)。对VVC评估了各种新的编码工具以及一些现有的编码工具。
以下综述了用于HEVC/VVC的一些相关编码工具。
帧间模式
当在帧间高级运动矢量预测(AMVP)模式下对CU/PU进行编码时，将使用传输的运动矢量差(motion vector difference，MVD)执行运动补偿的预测，该运动矢量差可与运动矢量预测器(Motion Vector Predictor，MVP)一起用于推导运动向量(motion vector，MV)。为了在帧间AMVP模式下确定MVP，高级运动矢量预测(AMVP)方案用于在包括两个空间MVP和一个时间MVP的AMVP候选集中选择运动矢量预测子(motion vector predictor)。因此，在AMVP模式中，需要对用于MVP的MVP索引和对应的MVD进行编码和发送。另外，还应编码并发送用于指定双向预测和单向预测(列表0(L0)或列表1(L1))中的预测方向的帧间预测方向以及每个帧的参考帧索引。
当在跳过或合并模式下对PU进行编码时，除了所选择的候选者的合并索引之外，没有运动信息被发送。这是因为“跳过”和“合并”模式利用了候选列表中候选对象的运动推断。对于“跳过”和“合并”模式，基础MV和MV预测变量之间的MV差异(MVD)为零(即MV＝MVP+MVD＝MVP)。因此，可以从位于同一位置的图片中的空间相邻块(空间候选)或时间块(时间候选)获得运动信息。位于同一位置的图片是列表0或列表1中的第一个参考图片，在切片标头中用信号发送。在跳过PU的情况下，残留信号也被省略。为了确定“跳过”和“合并”模式的合并索引，使用“合并”方案从包含四个空间MVP和一个时间MVP的“合并”候选集中选择运动矢量预测子。
块内复制(IBC)/当前图片参考
运动估计/补偿是混合视频编码中的众所周知的关键技术，其探索相邻图片之间的像素相关性。在视频序列中，目标在相邻帧之间的运动很小，并且可以通过二维平移运动对目标运动进行建模。因此，与帧中的目标或背景相对应的图案被移位以在后续帧中形成对应的目标，或者与当前帧内的其他图案相关。通过估计位移(例如，使用块匹配技术)，可以在无需重新编码图案的情况下大部分地再现图案。类似地，还尝试了块匹配和复制，以允许从同一图片中选择参考块。当将此概念应用于相机拍摄的视频时，效率低下。部分原因是空间相邻区域中的文本模式可能类似于当前的编码块，但通常会随着空间的变化而逐渐变化。因此，对于一个块来说，很难在摄像机捕获的视频的同一张图片中找到精确匹配。因此，编码性能的提高受到限制。
然而，对于屏幕内容，同一图片内的像素之间的空间相关性不同。对于带有文本和图形的典型视频，同一张图片中通常会有重复的图案。因此，已经观察到帧内(图片)块补偿是非常有效的。已经引入了新的预测模式，即帧内块复制(Intra Block Copy，IBC)模式或称为当前图片参考(current picture referencing，CPR)的屏幕内容编码，以利用该特性。在CPR模式中，根据同一图片内先前重构的块来预测预测单元(PU)。此外，位移矢量(称为块矢量或BV)用于发信号通知从当前块位置到参考块位置的相对位移。然后使用变换，量化和熵编码对预测误差进行编码。CPR补偿的示例在图1中示出，其中区域110对应于要被编码的图片，切片或图片区域。块120和130对应于要编码的两个块。在该示例中，每个块可以在当前图片的先前编码区域中找到对应的块(即分别为122和132)。根据该技术，参考样本对应于环路滤波器操作之前的当前解码图片的重构样本，该环路滤波器操作包括HEVC中的解块和样本自适应偏移(SAO)滤波器。
CPR的早期版本在ITU-T SG 16的视频编码联合协作小组(JCT-VC)的JCTVC-M0350(M.Budagavi,et al,“AHG8:Video coding using Intra motion compensation”,JointCollaborative Team on Video Coding(JCT-VC)of ITU-T SG 16WP 3and ISO/IEC JTC1/SC 29/WG 11,13th Meeting:Incheon,KR,18–26Apr.2013,Document:JCTVC-M0350)中公开，其已作为HEVC范围扩展(RExt)的候选技术提交发展。在JCTVC-M0350中，仅将CPR补偿限制在较小的局部区域内，并且仅将块大小为2Nx2N的搜索限制为一维块向量。后来，在HEVC屏幕内容编解码(screen content coding，SCC)的标准化过程中开发了一种更高级的CPR方法。
在SCC的HEVC扩展和新兴的视频编码标准通用视频编码(VVC)中采用了块内复制(IBC)。众所周知，它显著提高了屏幕内容材料的编码效率。由于IBC模式被实现为块级编码模式，因此在编码器处执行块匹配(BM)以找到每个CU的最优块向量(或运动向量)。这里，块矢量用于指示从当前块到参考块的位移，该参考块已经在当前图片内部重构。IBC编码的CU的亮度块矢量具有整数精度。色度块向量也舍入为整数精度。与AMVR结合使用时，IBC模式可以在1像素和4像素运动矢量精度之间切换。除帧内或帧间预测模式外，将IBC编码的CU视为第三预测模式。IBC模式适用于宽度和高度均小于或等于64个亮度采样的CU。
在编码器侧，针对IBC执行基于哈希(hash-based)的运动估计。编码器对宽度或高度不大于16个亮度样本的块执行RD(速率失真)检查。对于非合并模式，首先使用基于哈希的搜索来执行块矢量搜索。如果哈希搜索未返回有效的候选者，则将执行基于块匹配的本地搜索。
在基于哈希的搜索中，当前块和参考块之间的哈希密钥匹配(32位CRC)被扩展为所有允许的块大小。当前图片中每个位置的哈希密钥计算均基于4x4子块。对于较大尺寸的当前块，当所有4×4子块的所有哈希密钥与对应参考位置中的哈希密钥匹配时，确定哈希密钥与参考块的哈希密钥匹配。如果发现多个参考块的哈希密钥与当前块的哈希密钥匹配，则计算每个匹配参考的块向量成本，并选择成本最小的那个。
例如，在块匹配搜索中，搜索范围被设置为覆盖先前的CTU和当前的CTU。对于另一个示例，搜索范围在当前CTU中以及一个左CTU中。对于另一示例，搜索范围被设置为在当前CTU内的当前块的左侧和顶部的N个样本。在CTU的开始处，如果没有时间参考图片，则将N的值初始化为128，如果有至少一个时间参考图片，则将N的值初始化为64。哈希命中率定义为CTU中使用基于哈希的搜索找到匹配项的样本的百分比。在对当前CTU进行编解码时，如果哈希命中率低于5％，则N将减少一半。
在CU级别，IBC模式用标志来信号通知，并且它可以被信号通知为IBCAMVP模式或IBC跳过/合并模式，如下所示：
·IBC跳过/合并模式：合并候选者索引用于指示列表中的哪个块向量用于预测当前块，该块向量是从相邻候选IBC编码块出发。合并列表由空间，HMVP(History-based MVP，基于历史记录的MVP)和成对候选者组成。
·IBCAMVP模式：块矢量差(block vector difference)的编码方式与运动矢量差相同。块矢量预测方法使用两个候选变量作为预测变量，一个来自左邻块，另一个来自上邻块(如果是IBC编解码的)。当任何一个相邻块都不可用时，默认块向量将用作预测变量。用信号发送旗标(flag),以指示块向量预测器索引。
在本发明中，用于IBC模式的运动向量(MV)，运动向量差(MVD)和运动向量预测子(MVP)分别命名为BV，BVD和BVP。
具有67种帧内预测模式的帧内模式编码
为了捕获自然视频中呈现的任意边缘方向，VTM4中的定向帧内模式的数量从HEVC中使用的33种扩展到65种。共有67种帧内预测模式，包括65种定向模式，平面和DC模式如图2所示，其中新的方向模式不在HEVC中，如图2中的虚线所示。平面模式和DC模式保持不变。这些更密集的方向帧内预测模式适用于所有块大小以及亮度和色度帧内预测。
在VTM4中(J.Chen,et al.,“Algorithm description for Versatile VideoCoding and Test Model 4(VTM 4)”,Joint Video Experts Team(JVET)of ITU-T SG16WP 3and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11,13th Meeting:Marrakech,MA,9–18Jan.2019,Document:JVET-M1002)，对于非传统的方块，多种传统的角度帧内预测模式分别被广角帧内预测模式(wide-angle Intra prediction mode)所取代。VTM4的第3.3.1.2节介绍了广角帧内预测。
在HEVC中，每个帧内编解码块均具有正方形形状，并且其每一侧的长度是2的幂。因此，不需要除法运算即可使用DC模式生成帧内预测子。在VTM4中，块可以具有矩形形状，在通常情况下，必须对每个块使用除法运算。为了避免进行DC预测的除法运算，仅将较长的一侧用于计算非正方形块的平均值。
帧内模式编码
为了保持最可能模式(MPM)列表生成的较低的复杂性，使用具有N个MPM的Intra模式编码方法，其中N是大于1的正整数，MPM是通过基于两个可用的相邻帧内模式得出。考虑以下三个方面来构造MPM列表：
·默认帧内模式
·相邻帧内模式
·导出帧内模式
对于相邻帧内模式，考虑了位于当前块的左侧(A)和上方(B)的两个相邻块。以下是将N设置为6以导出MPM列表的示例。6MPM列表生成过程从初始化默认MPM列表开始，如下所示：
默认的6MPM模式＝
{A，平面(0)或DC(1)，垂直(50)，HOR(18)，VER-4(46)，VER+4(54)}。
在以上等式中，括号中的数字表示对应的帧内模式的帧内模式索引。例如，平面模式和直流模式的内部模式索引分别为0和1。更新6个MPM模式后，将对两个相邻的帧内模式执行修剪过程(pruning process)。如果两个相邻模式相同，并且相邻模式索引大于DC(1)模式，则6个MPM模式将包括三个默认模式(A，平面，DC)和三个导出模式。通过将预定义的偏移值添加到相邻模式并执行模块化操作(modular operation)，可以获得三种导出模式。否则，如果两个相邻模式不同，则将两个相邻模式分配给前两个MPM模式，其余四个MPM模式则从默认模式和相邻模式去推导而得。在6-MPM列表生成过程中，修剪用于删除重复的模式，因此MPM列表中只能包含唯一的模式。对于61种非MPM模式的熵编码，使用了截断二进制码(Truncated Binary Code，TBC)。有关6-MPM结构的更多详细信息，请参见JVET-N0185(B.Wang,et al.,“CE3-related:Aunified MPM list for Intra mode coding”,JointVideo Experts Team(JVET)of ITU-T SG 16WP 3and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11,14th Meeting:Geneva,CH,19–27Mar.2019,Document:JVET-N0185)。
色度DM(直接模式)
色度DM(直接模式)是将与当前色度块相关联的对应亮度块的帧内预测模式直接用作当前色度块的帧内预测模式的模式。但是，如果使用单独的亮度树和色度树，则可能有多个亮度块对应于当前色度块。例如，在图3中，确定与当前色度块相关联的对应亮度块以覆盖当前色度块310的左上位置(312)。考量到编码效率，重要的是在其中的对应亮度块中选择适当的块。对于色度DM模式的另一示例，直接继承与覆盖当前色度310块的中心位置(314)的当前色度块相关联的对应亮度块的帧内预测模式。因此，当色度DM用于当前色度块时，与当前色度块相关联的对应亮度块将覆盖当前色度块310的中心位置(314)，如图3所示。更多细节公开在JVET-L0053(N.Choi,et al.,“CE3-related:Chroma DMmodification”,Joint Video Experts Team(JVET)of ITU-T SG 16WP 3and ISO/IEC JTC1/SC 29/WG 11,12th Meeting:Macao,CN,3–12Oct.2018,Document:JVET-L0053)，和JVET-L0272(L.Zhang,K.Zhang,H.Liu,Y.Wang,P.Zhao,D.Hong,“CE3-related:Modified chromaderived mode”,Joint Video Experts Team(JVET)of ITU-T SG 16WP 3and ISO/IEC JTC1/SC 29/WG 11,12th Meeting:Macao,CN,3–12Oct.2018,JVET-L0272)。
PCM模式
当以帧内模式对块进行编解码时，可以使用脉冲编码调制(pulse codemodulation，PCM)模式或帧内模式。在PCM模式下，绕过了预测，变换，量化和熵编码，并且样本由一预定义数量的位元直接表示。其主要目的是避免在信号特性极为异常(例如，类似噪声的信号)并且混合编码无法正确处理时，避免过多的位元消耗。
CIIP(Combined Inter Merge/Intra Prediction合并的帧间混合/帧内预测)模式
当CU以合并模式编解码时，并且如果CU包含至少64个亮度样本(即，CU宽度乘以CU高度≥64)，则发信号通知附加标志以指示是否组合帧间/帧内预测(CIIP))模式应用于当前CU。为了形成CIIP预测，使用诸如平面模式的帧内预测模式。然后，使用常规的帧内和帧间解码处理来导出帧间预测(例如，从合并运动候选者生成的合并预测)和帧内预测信号。最后，对帧间和帧内预测信号进行加权平均以获得CIIP预测。可以在JVET-L0100中找到该算法的更详细说明(M.-S.Chiang,et al.,“CE10.1.1:Multi-hypothesis prediction forimproving AMVP mode,skip or merge mode,and Intra mode,”12th Meeting:Macao,Joint Video Experts Team(JVET)of ITU-T SG 16WP 3and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG11,12th Meeting:Macao,CN,3–12Oct.2018,Document:JVET-L0100)和JVET-N0302(L.PhamVan,et al.,“CE10:CIIP with position-independent weights(Test CE10-1.1),”JointVideo Experts Team(JVET)of ITU-T SG 16WP 3and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11,12thMeeting:Macao,CN,3–12Oct.2018,Document:JVET-N0302)。
BDPCM
在JVET-M0057中提出的块差分脉冲编码调制或基于块的增量脉冲编码调制方法(Block Differential Pulse Coded Modulation or Block-based DeltaPulse CodeModulation，BDPCM)，也称为残余块差分脉冲编码调制(Residual Block-DifferentialPulse Coded Modulation，RDPCM)(F.Henry,et al.,“CE8:BDPCM with horizontal/vertical predictor and independently decodable areas(test 8.3.1b)”,JointVideoExperts Team(JVET)of ITU-T SG 16WP 3and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11,13thMeeting:Marrakech,MA,9–18Jan.2019,Document:JVET-M0057)使用重建的样本逐行预测行或预测列。VVC支持BDPCM进行屏幕内容编解码。在序列级别上，在SPS中用信号通知BDPCM使能标志。仅当在SPS中启用了变换跳过模式(transform Skip mode，在下一节中介绍)时，才会发出此标志。启用BDPCM时，如果CU大小在亮度采样方面小于或等于MaxTsSize乘以MaxTsSize，并且在CU进行帧内编码，则在CU级别发出标志信号，其中MaxTsSize是允许跳过模式的最大块大小。该标志指示是否使用常规帧内编码或BDPCM。如果使用BDPCM，则用信号通知BDPCM预测方向标志以指示预测是水平还是垂直。
然后，使用常规的水平或垂直帧内预测过程对未滤波的参考样本进行预测。水平或垂直帧内预测模式用于预测当前块，而不用于后续编码块的参考。当导出下一编码块的帧内预测模式时(例如，导出下一编码块的MPM列表)，在下一编码块的相邻块是BDPCM模式的情况下，为下一编码块的相邻帧内模式分配平面模式。对该残差进行量化，并且对每个量化的残差与其预测变量之间的差进行编码，即对水平或垂直(取决于BDPCM预测方向)相邻位置的先前编码的残差进行编码。
对于大小为M(行)×N(列)的块，令ri,j,0≤i≤M-1,0≤j≤N-1是水平执行帧内预测后的预测残差(即，使用来自左侧块边界样本的未经过滤的样本，在整个预测块上逐行复制左邻居像素值)或垂直复制(即，将顶部相邻行复制到预测块中的每一行)。设Q(ri,j),0≤i≤M-1,0≤j≤N-1表示残差ri,j的量化形式，其中残差对应于原始残差块和预测块。然后，将BDPCM应用于量化后的残差样本，从而得到具有元素的M×N数组/>当使用垂直BDPCM(BDPCM预测方向参考垂直帧内预测)时：
对于水平预测，适用类似的规则，并且可以通过以下方式获得残差量化样本：
残余量化样本被发送到解码器。
在解码器侧，将上述计算取反以产生Q(ri,j),0≤i≤M-1,0≤j≤N-1。对于垂直预测，
对于水平预测,
逆量化残差Q-1(Q(ri,j))被添加到块内预测值以产生重构的样本值。使用与变换跳过模式残差编码中相同的残差编码处理，将预测的量化残差值发送到解码器。对于无损编码，如果slice_ts_residual_coding_disabled_flag设置为1，则使用常规变换残差编码将量化后的残差值发送到解码器。可以在JVET-N0413中找到更多详细信息(M.Karczewicz,et al.,“CE8-related:Quantized residual BDPCM,”Joint Video Experts Team(JVET)of ITU-T SG 16WP 3and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11,14th Meeting:Geneva,CH,19–27Mar.2019,Document:JVET-N0413)。
发明内容
公开了一种视频编解码的方法和设备。根据该方法，在视频解码器侧接收包含当前图像中的当前亮度块的相对应压缩数据的视频比特流。当相邻块满足一个或多个条件时，将预定的帧内模式分配给与当前亮度块相邻的相邻块。基于包括预定义帧内模式中的至少一个的信息来导出MPM(最可能模式)列表。利用MPM列表导出当前帧内模式。当前亮度块根据当前帧内模式被解码。在编码器侧，执行相应的步骤。接收与当前图片中的当前亮度块有关的输入数据。当为当前亮度块选择当前帧内模式时：当相邻块满足一个或多个条件时，将预定的帧内模式分配给与当前亮度块相邻的相邻块。基于包括相邻帧内模式中的至少一个的信息来导出MPM列表；并使用MPM列表通知当前的帧内模式。
在一个实施例中，预定义的帧内模式对应于非角度模式。在另一个实施例中，预定义的帧内模式对应于{平面模式，DC模式，垂直模式，水平模式}之一。
在一个实施例中，条件包括以非帧内模式对相邻块进行编解码。在另一实施例中，条件包括以IBC(帧内复制)模式对相邻块进行编解码。在另一个实施例中，条件包括利用帧间模式，调色板模式或BDPCM对相邻块进行编码。
在一个实施例中，所述一个或多个条件包括以BDPCM模式对相邻块进行编码，其中，根据由BDPCM模式使用的预测方向，将预定义的帧内模式设置为水平模式或垂直模式。例如，如果预测方向是水平的，则可以将预定义的帧内模式设置为水平模式。在另一个示例中，如果预测方向是垂直的，则可以将预定义的帧内模式设置为垂直模式。在又一示例中，如果预测方向是水平的，则可以将预定义的帧内模式设置为垂直模式，如果预测方向是垂直的，则将预定义的帧内模式设置为水平模式。
附图说明
图1示出了CPR补偿的示例，其中两个块由同一图片中的另外两个块预测。
图2图示了67种帧内预测模式，包括65种方向模式以及平面和DC模式，其中HEVC中未出现的新方向模式用虚线表示。
图3示出了与当前色度块相关联的对应亮度块的两个示例。
图4示出了根据本发明实施例的使用亮度帧内预测的示例性视频解码的流程图，其中当相邻块满足一个或多个条件时，默认帧内模式被分配给与当前亮度块相邻的相邻块。
图5示出了根据本发明实施例的使用亮度帧内预测的示例性视频解码的流程图，其中如果相邻块以BDPCM模式被编码，则默认帧内模式被分配给与当前亮度块相邻的相邻块，默认的帧内模式设置为水平模式或垂直模式，具体取决于BDPCM模式使用的预测方向。
具体实施方式
以下描述是实施本发明的最佳构想模式。进行该描述是为了说明本发明的一般原理，而不应被认为是限制性的。本发明的范围通过参考所附的请求专利范围来确定。
本发明中任何提出的方法都可以控制或与隐式规则或显式规则组合。在一个实施例中，隐式规则可以取决于CB(Coding Block，编码块)/PB(Prediction Block，预测块)的宽度，CB/PB的高度和/或CB/PB的面积。在另一个实施例中，显式规则可以取决于在PU，CU，CTU，切片(slice)，瓦片(tile)，瓦片组(tile group)，SPS(Sequence Parameter Set,序列参数集)和/或PPS(Picture Parameter Set,图片参数集)级别处用信号通知的标志。
亮度MPM列表导出
对于亮度MPM列表推导，建议使用默认模式(default mode settings)设置或禁止设置(forbidden settings)为相邻块分配帧内预测模式，例如，左(A)或上(B)。
默认模式设置
默认模式设置是指当满足一个或多个以下条件时，为相邻块的帧内预测模式分配默认模式。
在一个实施例中，条件是用诸如跳过，合并，CIIP，子块帧间，仿射合并，仿射AMVP或AMVP模式的帧间模式对相邻块进行编解码。
在另一个实施例中，条件是当前块在图片边界处。
在另一个实施例中，条件是相邻块与当前块不在同一CTU行(row)中。
在另一实施例中，条件是相邻块以IBC模式编解码。
在另一个实施例中，条件是相邻块被以PCM模式编解码。
在另一个实施例中，条件是相邻块被用调色板模式编解码。
在另一个实施例中，条件是用非帧内模式(例如IBC模式)对相邻块进行编解码。
在另一个实施例中，条件是用BDPCM模式对相邻块进行编解码。
在一个实施例中，默认模式是平面模式。
在另一个实施例中，当用BDPCM模式编解码相邻块时，默认模式可以是水平或垂直模式，这取决于用BDPCM模式编解码的相邻块的预测方向(即，水平或垂直预测)。
在一个子实施例中，如果预测方向是水平的，则默认模式被设置为水平模式。在另一个示例中，如果预测方向是垂直的，则默认模式设置为水平模式。在另一个示例中，如果预测方向是垂直的，则默认模式设置为垂直模式。在另一示例中，如果预测方向是水平的，则默认模式被设置为垂直模式。
在另一个实施例中，默认模式是DC模式。
在另一个实施例中，默认模式是非角度模式。
在另一个实施例中，默认模式是{平面模式，DC，水平，垂直}中的一种。
在另一个实施例中，默认模式由当前块的宽度，高度和/或面积决定。例如，如果当前块的宽度等于当前块的高度，则默认模式为非角度模式，例如平面模式或DC模式。在另一个示例中，当当前块长边大于当前块短边乘以特定阈值(例如1、2、3、4、5、6、7或8)时，默认模式分配如下：
如果长边为块宽，则默认模式为垂直模式。
如果长边是块高，则默认模式是水平模式。
在一个示例中，如果当前块面积大于特定阈值，例如16、32、64、128、256、512或1024，则默认模式为平面模式。在另一个示例中，如果当前块面积小于特定阈值，例如16、32、64、128、256、512或1024，则默认模式为平面模式。在另一个示例中，如果当前块区域大于特定阈值，例如16、32、64、128、256、512或1024，则默认模式为DC模式。在另一个示例中，如果当前块区域小于特定阈值，例如16、32、64、128、256、512或1024，则默认模式为DC模式。
禁止设置
禁止设置意味着当满足以下条件中的至少一个时，跳过针对相邻块的帧内预测模式。
在一个实施例中，条件是用诸如跳过，合并，CIIP，子块帧间，仿射合并，仿射AMVP或AMVP模式的帧间模式对相邻块进行编解码。
在另一个实施例中，条件是当前块在图片边界处。
在另一个实施例中，条件是相邻块与当前块不在同一CTU行中。
在另一个实施例中，条件是相邻块以IBC模式编解码。
在另一个实施例中，条件是相邻块以PCM模式编解码。
在另一实施例中，条件是相邻块被用调色板模式编解码。
在另一个实施例中，条件是利用非帧内模式(例如，IBC模式)对相邻块进行编解码。
在另一个实施例中，条件是相邻块被以BDPCM模式编解码。
统一“亮度MPM列表推导”和“亮度和色度的单独树中的色度直接模式(DM)”
统一是指确定色度DM的帧内预测模式的规则(或确定并置亮度块的帧内预测模式)与决定相邻块的帧内预测模式的规则统一。为方便起见，将亮度和色度分别用不同的分割树编码和/或将色度DM用于色度块的情况称为情况1。将导出亮度MPM列表的情况称为情况2。满足以下条件，则情况1和情况2都将使用相同的默认模式设置和/或禁止设置。
在一个实施例中，条件是用IBC模式对情况1中的同位(collocated)亮度CB/PB(或情况2中的相邻块)进行编解码。
在另一个实施例中，条件是情况1中的同位亮度CB/PB(或情况2中的相邻块)以PCM模式编解码。
在另一个实施例中，条件是用调色板模式对情况1中的同位的亮度CB/PB(或情况2中的相邻块)进行编解码。
在另一个实施例中，条件是用非帧内模式(例如IBC模式)对情况1中的同位亮度CB/PB(或情况2中的相邻块)进行编解码。
在另一实施例中，条件是用BDPCM模式对情况1中的同位亮度CB/PB(或情况2中的相邻块)进行编解码。
用于默认模式的更多方法可以在本发明公开的亮度MPM列表推导部分中找到。
IBC/PCM/调色板模式的帧内预测模式
在一个实施例中，用于IBC/PCM/调色板模式的帧内预测模式被设置为{平面，DC，水平，垂直}之一。
在另一个实施例中，基于当前块的宽度，高度和/或面积来确定用于IBC/PCM/调色板模式的帧内预测模式。例如，如果当前块宽度等于当前块高度，则帧内预测模式是诸如平面模式或DC模式的非角度模式。在另一示例中，当当前块长边大于当前块短边乘以特定阈值(例如1、2、3、4、5、6、7或8)时，将帧内预测模式分配为如下。
如果长边是块宽度，则帧内预测模式是垂直模式。
如果长边是块高，则帧内预测模式是水平模式。
在另一示例中，如果当前块面积大于特定阈值，例如16、32、64、128、256、512或1024，则帧内预测模式是平面模式。在另一示例中，如果当前块面积小于特定阈值，例如16、32、64、128、256、512或1024，则帧内预测模式是平面模式。在另一示例中，如果当前块区域大于特定阈值，例如16、32、64、128、256、512或1024，则帧内预测模式是DC模式。在另一示例中，如果当前块区域小于特定阈值，例如16、32、64、128、256、512或1024，则帧内预测模式是DC模式。
在另一个实施例中，在某些条件下，可以为随后的编码块参考IBC/PCM/调色板的帧内预测模式。例如，条件是当为以下编码的CB/PB生成亮度MPM列表时，所参考的相邻块(位于左侧(A)和上方(B))采用IBC模式编码
BDPCM模式的帧内预测模式
在一个实施例中，用于BDPCM模式的帧内预测模式被设置为{平面，DC，水平，垂直}之一。
在另一个实施例中，取决于预测方向(即，水平或垂直预测)，用于BDPCM模式的帧内预测模式可以是水平或垂直模式。例如，如果预测方向是水平的，则将用于BDPCM模式的帧内预测模式设置为水平模式。在另一示例中，如果预测方向是垂直的，则将用于BDPCM模式的帧内预测模式设置为水平模式。在又一示例中，如果预测方向是垂直的，则将用于BDPCM模式的帧内预测模式设置为垂直模式。在又一示例中，如果预测方向是水平的，则将针对BDPCM模式的帧内预测模式设置为垂直模式。
在另一个实施例中，基于当前块的宽度，高度和/或面积来确定用于BDPCM模式的帧内预测模式。例如，如果当前块宽度等于当前块高度，则帧内预测模式是诸如平面模式或DC模式的非角度模式。在另一示例中，当当前块长边大于当前块短边乘以特定阈值(例如1、2、3、4、5、6、7或8)时，将帧内预测模式分配为如下。
如果长边是块宽度，则帧内预测模式是垂直模式。
如果长边是块高，则帧内预测模式是水平模式。
在另一示例中，如果当前块面积大于特定阈值，例如16、32、64、128、256、512或1024，则帧内预测模式是平面模式。在另一示例中，如果当前块面积小于特定阈值，例如16、32、64、128、256、512或1024，则帧内预测模式是平面模式。在另一示例中，如果当前块区域大于特定阈值，例如16、32、64、128、256、512或1024，则帧内预测模式是DC模式。在另一示例中，如果当前块面积小于特定阈值，例如16、32、64、128、256、512或1024，则帧内预测模式是DC模式。
在另一个实施例中，在某些情况下，随后编码块可参考用于BDPCM的帧内预测模式。例如，条件是当为随后的已编码CB/PB生成亮度MPM列表时，所参考的相邻块(位于左侧(A)和上方(B))将以BDPCM模式进行编解码。
IBC模式的运动信息修改
在一个实施例中，将BV，BVD和/或BVP的值限制在预定范围内。例如，预定义范围可以由16位元表示。在子实施例中，预定义范围是[-215,215]。例如，预定义范围可以由18位元表示，这可以与常规帧间相同。在一个子实施例中，预定义范围是[-217,217]。
在另一个实施例中，BV，BVD和/或BVP可以以整数像素精度存储，并且可以由随后编解码块参考。
在另一个实施例中，BV，BVD和/或BVP可以以1/4像素精度存储，并且可以由随后编码块参考。
在另一个实施例中，BV，BVD和/或BVP可以以1/16像素精度存储，并且可以由随后编码块参考。
可以应用以上方法的任何组合。
可以在编码器和/或解码器中实现任何前述提出的方法。例如，可以以编码器和/或解码器的IBC/帧内/PCM/帧间/BDPCM编码来实现任何所提出的方法。可替代地，任何提出的方法可以被实现为与编码器和/或解码器的IBC/帧内/PCM/帧间/BDPCM编码耦合的电路，从而提供IBC/帧内/PCM/帧间/BDPCM编码所需的资讯。
图4示出了根据本发明实施例的使用亮度帧内预测的示例性视频解码的流程图，其中当相邻块满足一个或更多条件时，默认帧内模式被分配给与当前亮度块相邻的相邻块。流程图中所示的步骤以及本公开中的其他后续流程图可被实现为可在编码器侧和/或解码器侧的一个或多个处理器(例如，一个或多个CPU)上执行的程序代码。流程图中所示的步骤也可以基于硬件来实现，例如被布置为执行流程图中的步骤的一个或多个电子设备或处理器。根据该方法，在步骤410中，在视频解码器侧接收包含当前图像中的当前亮度块的相对应压缩数据的视频比特流。在步骤420中，当相邻块满足一个或多个条件时，将预定的帧内模式分配给与当前亮度块相邻的相邻块。在步骤430中，基于包括相邻帧内模式中的至少一个的信息来导出MPM(最可能模式)列表。在步骤440，利用MPM列表导出当前帧内模式。然后在步骤450中根据当前帧内模式对当前亮度块进行解码。
在编码器侧，执行相应的步骤。接收与当前图片中的当前亮度块有关的输入数据。当为当前亮度块选择当前帧内模式时：当相邻块满足一个或多个条件时，将预定的帧内模式分配给与当前亮度块相邻的相邻块。基于包括相邻帧内模式中的至少一个的信息来导出MPM列表；并使用MPM列表通知当前的帧内模式。
图5示出了根据本发明实施例的使用亮度帧内预测的示例性视频解码的流程图。根据该方法，在步骤510中，在视频解码器侧接收包含当前图像中的当前亮度块的相对应压缩数据的视频比特流。在步骤520中，如果相邻块以BDPCM模式进行编解码，预定的帧内模式被分配给与当前亮度块相邻的相邻块，其中，根据BDPCM模式使用的预测方向，将预定的帧内模式设置为水平模式或垂直模式。在步骤530中，基于包括至少一个相邻帧内模式的信息，为当前亮度块导出MPM(最可能模式)列表。在步骤540，利用MPM列表导出当前帧内模式。在步骤550中，根据当前帧内模式对当前亮度块进行解码。
在编码器侧，执行相应的步骤。当为当前亮度块选择当前帧内模式时：如果相邻块以BDPCM模式编码，则将预定帧内模式分配给与当前亮度块相邻的相邻块，其中将预定帧内模式设置为水平模式或垂直模式取决于BDPCM模式使用的预测方向；基于包括相邻帧内模式中的至少一个的信息来导出MPM列表；并使用MPM帧内模式。
所示的流程图旨在说明根据本发明的视频编码的示例。本领域具有通常知识者可以在不脱离本发明的精神的情况下修改每个步骤，重新布置步骤，拆分步骤或组合步骤以实施本发明。在本公开中，已经使用特定的语法和语义来说明用于实现本发明的实施例的示例。技术人员可以通过用等效的语法和语义替换语法和语义来实践本发明，而不脱离本发明的精神。
呈现以上描述是为了使本领域普通技术人员能够实践在特定应用及其要求的上下文中提供的本发明。对所描述的实施例的各种修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且本文中定义的一般原理可以应用于其他实施例。因此，本发明并不旨在限于所示出和描述的特定实施例，而是与与本文所公开的原理和新颖特征相一致的最广范围相一致。在以上详细描述中，示出了各种具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解可以实施本发明。
如上所述的本发明的实施例可以以各种硬件，软件代码或两者的组合来实现。例如，本发明的实施例可以是集成到视频压缩芯片中的一个或多个电路电路或集成到视频压缩软件中以执行本文描述的处理的程序代码。本发明的实施例还可以是要在数字信号处理器(DSP)上执行以执行本文描述的处理的程序代码。本发明还可以包括由计算机处理器，数字信号处理器，微处理器或现场可编程门阵列(FPGA)执行的许多功能。这些处理器可以被配置为通过执行定义本发明所体现的特定方法的机器可读软件代码或固件代码来执行根据本发明的特定任务。可以以不同的编程语言和不同的格式或样式来开发软件代码或固件代码。也可以为不同的目标平台编译软件代码。然而，不同的代码格式，软件代码的样式和语言以及配置代码以执行根据本发明的任务的其他方式将不脱离本发明的精神和范围。
在不脱离本发明的精神或基本特征的情况下，本发明可以以其他特定形式实施。所描述的示例在所有方面仅应被认为是说明性的而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求而不是前述描述来指示。落入权利要求等同含义和范围内的所有改变均应包含在其范围之内。

Claims (18)

1.一种视频解码的方法，该方法包括：
在视频解码器侧，接收包含当前图像中的当前亮度块的相对应压缩数据的视频比特流；
当相邻块满足一个或多个条件时，将预定的帧内模式分配给与该当前亮度块相邻的该相邻块；
基于包括至少一个相邻帧内模式中的信息来得出最可能模式(MPM)列表；
利用该最可能模式列表导出当前帧内模式；和
根据该当前帧内模式解码当前亮度块；
其中，所述一个或多个条件包括以非帧内模式、或以块内复制(IBC)模式、或帧间模式、或调色板模式或基于块的增量脉冲编解码调制(BDPCM)模式对该相邻块进行编解码。
2.根据权利要求1所述的视频解码的方法，其中，该预定的帧内模式对应于非角度模式。
3.根据权利要求1所述的视频解码的方法，其中，该预定的帧内模式对应于{平面模式，DC模式，垂直模式，水平模式}之一。
4.根据权利要求1所述的视频解码的方法，其中，该一个或多个条件包括以BDPCM模式对该相邻块进行编解码，其中，根据由BDPCM模式使用的预测方向，将该预定帧内模式设置为水平模式或垂直模式。
5.根据权利要求4所述的视频解码的方法，其中，如果该预测方向是水平的，则将该预定的帧内模式设置为水平模式。
6.根据权利要求4所述的视频解码的方法，其中，如果所述预测方向是垂直的，则将所述预定的帧内模式设置为垂直模式。
7.根据权利要求4所述的视频解码的方法，其中，如果该预测方向是水平的，则将该预定帧内模式设置为垂直模式，如果该预测方向是垂直的，则将该预定帧内模式设置为水平模式。
8.一种视频解码的装置，该视频解码的装置包括一个或多个电子电路或处理器，所述电子电路或处理器被布置为：
在视频解码器侧接收包含当前图像中的当前亮度块的相对应压缩数据的视频比特流；
当相邻块满足一个或多个条件时，将预定的帧内模式分配给与当前亮度块相邻的相邻块；
基于包括至少一个相邻帧内模式的信息来导出最可能模式(MPM)列表；
利用该最可能模式列表导出当前帧内模式；和
根据当前帧内模式解码当前亮度块；
其中，所述一个或多个条件包括以非帧内模式、或以块内复制(IBC)模式、或帧间模式、或调色板模式或基于块的增量脉冲编解码调制(BDPCM)模式对该相邻块进行编解码。
9.根据权利要求8所述的视频解码的装置，其中该一个或一个以上条件包括以BDPCM模式对该相邻块进行编解码，其中取决于由BDPCM模式使用的预测方向，将该预定帧内模式设置为水平模式或垂直模式。
10.一种视频编码的方法，该方法包括：
在视频编码器侧接收与当前图像中的当前亮度块有关的输入数据；
当为该当前亮度块选择当前帧内模式时：
当相邻块满足一个或多个条件时，将预定的帧内模式分配给与该当前亮度块相邻的该相邻块；
基于包括至少一个相邻帧内模式的信息来得出MPM列表；以及
使用MPM列表发信号通知当前的帧内模式；
其中，所述一个或多个条件包括以非帧内模式、或以块内复制(IBC)模式、或帧间模式、或调色板模式或基于块的增量脉冲编解码调制(BDPCM)模式对该相邻块进行编解码。
11.根据权利要求10所述的视频编码的方法，其中，该预定的帧内模式对应于非角度模式。
12.根据权利要求10所述的视频编码的方法，其中，该预定的帧内模式对应于{平面模式，DC模式，垂直模式，水平模式}之一。
13.根据权利要求10所述的视频编码的方法，其中，该一个或多个条件包括以BDPCM模式对该相邻块进行编解码，其中，根据由BDPCM模式使用的预测方向，将该预定帧内模式设置为水平模式或垂直模式。
14.根据权利要求13所述的视频编码的方法，其中，如果该预测方向是水平的，则将所述预定的帧内模式设置为水平模式。
15.根据权利要求13所述的视频编码的方法，其中，如果该预测方向是垂直的，则将该预定的帧内模式设置为垂直模式。
16.根据权利要求13所述的视频编码的方法，其中，如果该预测方向是水平的，则将该预定帧内模式设置为垂直模式，如果该预测方向是垂直的，则将该预定帧内模式设置为水平模式。
17.一种视频编码的装置，该视频编码的装置包括一个或多个电子电路或处理器，该电子电路或处理器被布置为：
在视频编码器侧接收与当前图像中的当前亮度块有关的输入数据；
当为当前亮度块选择当前帧内模式时：
当相邻块满足一个或多个条件时，将预定的帧内模式分配给与当前亮度块相邻的相邻块；
基于包括至少一个相邻帧内模式中的信息来导出MPM列表；以及
使用MPM列表，信号发送当前帧内模式；
其中，所述一个或多个条件包括以非帧内模式、或以块内复制(IBC)模式、或帧间模式、或调色板模式或基于块的增量脉冲编解码调制(BDPCM)模式对该相邻块进行编解码。
18.根据权利要求17所述的视频编码的装置，其中该一个或一个以上条件包括以BDPCM模式对该相邻块进行编解码，其中取决于BDPCM模式使用的预测方向，将该预定帧内模式设置为水平模式或垂直模式。
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