CN114128283A - 用于视频编解码的自适应参数集的存储器约束 - Google Patents

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Abstract

一种视频解码器，被配置为对当前图片的一个或多个第一自适应参数集(APS)索引进行解码，所述索引指示可用于解码所述当前图片的一个或多个第一APS。视频解码器可为当前图片的子图片的块，从为当前图片指示的一个或多个第一APS中确定APS，以及使用确定的APS解码子图片的块。在一些示例中，视频解码器可为当前图片的子图片的块，从为当前图片指示的一个或多个第一APS中确定APS，而不解码任何子图片级别的、指示可用于解码子图片的APS的语法元素。

Description

用于视频编解码的自适应参数集的存储器约束
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年7月7日提交的美国申请No.16/922,356的优先权，该申请要求于2019年7月9日提交的美国临时申请No.62/872,098的权益，每个申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及视频编码(encode)和视频解码(decode)。
背景技术
数字视频功能可以集成到各种设备中，包括数字电视、数字直播系统、无线广播系统、个人数字助理(PDA)、膝上型或台式计算机、平板计算机、电子书阅读器、数码相机、数字录音设备、数字媒体播放器、视频游戏设备、视频游戏机、蜂窝或卫星无线电话、所谓的“智能电话”、视频电话会议设备、视频流设备等。数字视频设备实施视频编解码(code)技术，例如那些在由MPEG-2、MPEG-4、ITU-T H.263、ITU-T H.264/MPEG-4、第10部分、高级视频编解码(AVC)、ITU-T H.265/高效视频编解码(HEVC)所定义的标准以及此类标准的扩展中所描述的技术。视频设备可以通过实施此类视频编解码技术来更高效地发送、接收、编码、解码和/或存储数字视频信息。
视频编解码技术包括空域(图片内)预测和/或时域(图片间)预测来减少或消除视频序列中固有的冗余。对于基于块的视频编解码，视频条带(例如，视频图片或视频图片的一部分)可被分割成视频块，其也可称为编解码树单元(CTU)、编解码单元(CU)和/或编解码节点。对于图片的帧内编解码(I)条带中的视频块，使用关于同一图片中相邻块中的参考样点的空域预测进行编码。对于图片的帧间编解码(P或B)条带中的视频块，可以使用关于同一图片中相邻块中的参考样点的空域预测或者关于其它参考图片中的参考样点的时域预测。图片可以被称为帧，并且参考图片可以被称为参考帧。
发明内容
一般而言，本公开描述了用于根据一个或多个存储器约束对视频数据的自适应参数集(APS)进行编解码的技术。具体地，本公开的技术可以减少在视频解码器处存储在APS中发送的自适应环路滤波器(ALF)参数和/或具有色度缩放的亮度映射(LMCS)参数所需的存储器量，而不损失调整特定视频内容的ALF和LMCS参数的灵活性。
在本公开的一个示例中，每个包含ALF或LMCS参数集合的多个APS可以针对图片信令通知。可用于该图片的每个APS的索引也在图片级别信令通知。视频编码器可以信令通知单个语法元素，该语法元素指示在图片级别为图片信令通知的所有APS可用于每个子图片处，而无需进一步的子图片级别信令，而不是在子图片级别进一步信令通知APS索引，该APS索引指示可以在图片的每个子图片(例如，条带、片组、片、图块等)处使用的APS。因此，减少了信令开销，并且可以提高编解码效率。
在一个示例中，一种方法包括根据存储器约束对自适应参数集(APS)进行编解码，其中APS包括用于自适应环路滤波器的参数或用于具有色度缩放的亮度映射的参数中的一个或多个，以及根据APS对视频数据的一个或多个块进行编解码。
在另一示例中，一种方法包括对指示可用于解码当前图片的一个或多个第一APS的当前图片的一个或多个第一APS索引进行解码，对于当前图片的子图片的块，从为当前图片指示的一个或多个第一APS中确定APS，并使用确定的APS对子图片的块进行解码。
在另一示例中，一种设备包括存储器和与存储器通信的一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置为根据存储器约束对APS进行编解码，其中APS包括用于自适应环路滤波器的参数或用于具有色度缩放的亮度映射的参数中的一个或多个，以及根据APS对视频数据的一个或多个块进行编解码。
在另一示例中，一种设备包括存储器和与存储器通信的一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置为对指示可用于解码当前图片的一个或多个第一APS的当前图片的一个或多个第一APS索引进行解码，对于当前图片的子图片的块，从为当前图片指示的一个或多个第一APS中确定APS，并使用确定的APS对子图片的块进行解码。
在另一示例中，一种设备包括用于根据存储器约束对APS进行编解码的部件，其中APS包括用于自适应环路滤波器的参数或用于具有色度缩放的亮度映射的参数中的一个或多个；以及用于根据APS对视频数据的一个或多个块进行编解码的部件。
在另一示例中，一种设备包括用于对指示可用于解码当前图片的一个或多个第一APS的当前图片的一个或多个第一APS索引进行解码的部件，用于对于当前图片的子图片的块，从为当前图片指示的一个或多个第一APS中确定APS的部件，以及用于使用确定的APS对子图片的块进行解码的部件。
在另一示例中，用指令对计算机可读存储介质进行编码，该指令在运行时使可编程处理器根据存储器约束对APS进行编解码，其中APS包括用于自适应环路滤波器的参数或用于具有色度缩放的亮度映射的参数中的一个或多个，以及根据APS对视频数据的一个或多个块进行编解码。
在另一示例中，本公开描述了一种存储指令的非暂时性计算机可读存储介质，该指令在运行时使被配置为解码视频数据的设备的一个或多个处理器对指示可用于解码当前图片的一个或多个第一APS的当前图片的一个或多个第一APS索引进行解码，对于当前图片的子图片的块，从为当前图片指示的一个或多个第一APS中确定APS，并使用确定的APS对子图片的块进行解码。
一个或多个示例的细节在附图和下面的描述中阐述。其它特征、对象和优点将从说明书、附图和权利要求书中显而易见。
附图说明
图1是示出了可以执行本公开的技术的示例视频编码和解码系统的框图。
图2A和2B是示出了示例四叉树二叉树(QTBT)结构和相应的编解码树单元(CTU)的概念图。
图3是示出了可以执行本公开的技术的示例视频编码器的框图。
图4是示出了可以执行本公开的技术的示例视频解码器的框图。
图5是示出了本公开的示例编码方法的流程图。
图6是示出了本公开的示例解码方法的流程图。
图7是示出了本公开的另一示例解码方法的流程图。
具体实施方式
一般而言，本公开描述了用于根据一个或多个存储器约束对视频数据的自适应参数集(APS)进行编解码的技术。在本公开的一个示例中，可针对图片信令通知多个APS，每个APS包含自适应环路滤波器(ALF)和/或具有色度缩放的亮度映射(LMCS)参数集合。可用于该图片的每个APS的索引也在图片级别被信令通知。视频编码器可以信令通知单个语法元素，该语法元素指示在图片级别为图片信令通知的所有APS可用于每个子图片处，而无需进一步的子图片级别信令，而不是在子图片级别进一步信令通知APS索引，该APS索引指示可以在图片的每个子图片(例如，条带、片组、片、图块等)处使用的APS。或者，该语法元素不被信令通知，使得在图片级别为图片信令通知的所有APS可用于每个子图片处，而无需进一步的子图片级别信令。因此，减少了信令开销，并且可以提高编解码效率。
图1是示出了可以执行本公开的技术的示例视频编码和解码系统100的框图。本公开的技术通常针对对视频数据进行编解码(编码和/或解码)。通常，视频数据包括用于处理视频的任何数据。因此，视频数据可以包括原始的、未编码的视频，编码后的视频，解码后的(例如，重构的)视频和视频元数据，例如信令数据。
如图1所示，在本示例中，系统100包括提供要由目标设备116进行解码和显示的编码后的视频数据的源设备102。具体地，源设备102经由计算机可读介质110向目标设备116提供视频数据。源设备102和目标设备116可以包括多种设备中的任何一种，包括台式计算机、笔记本(即，膝上型)计算机、平板计算机、机顶盒、诸如智能手机的电话手持设备、电视、照相机、显示设备、数字媒体播放器、视频游戏控制台、视频流设备等。在一些情况下，源设备102和目标设备116可以被装备用于无线通信，并且因此可以被称为无线通信设备。
在图1的示例中，源设备102包括视频源104、存储器106、视频编码器200和输出接口108。目标设备116包括输入接口122、视频解码器300、存储器120和显示设备118。根据本公开，源设备102的视频编码器200和目标设备116的视频解码器300可被配置为应用用于根据一个或多个存储器约束对视频数据的自适应参数集(APS)进行编解码的技术。因此，源设备102表示视频编码设备的示例，而目标设备116表示视频解码设备的示例。在其它示例中，源设备和目标设备可以包括其它组件或布置。例如，源设备102可以从外部视频源(例如外部照相机)接收视频数据。类似地，目标设备116可以与外部显示设备接口，而不是包括集成的显示设备。
如图1所示的系统100仅仅是一个示例。通常，任何数字视频编码和/或解码设备都可以执行用于根据一个或多个存储器约束对视频数据的自适应参数集进行编解码的技术。源设备102和目标设备116仅仅是这样的编解码设备的示例，其中源设备102生成编解码后的视频数据以发送到目标设备116。本公开将“编解码”设备称为执行数据的编解码(编码和/或解码)的设备。因此，视频编码器200和视频解码器300分别表示编解码设备的示例，具体地视频编码器和视频解码器的示例。在一些示例中，设备102、116可以以基本对称的方式操作，使得设备102、116中的每一个包括视频编码和解码组件。因此，系统100可以支持视频设备102、116之间的单向或双向视频传输，例如用于视频流式传输、视频回放、视频广播或视频电话。
一般来说，视频源104表示视频数据的源(即，原始的、未编码的视频数据)，并向视频编码器200提供视频数据的连续图片序列(也称为“帧”)，视频编码器200对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，例如摄像机、包含先前捕获的原始视频的视频存档和/或从视频内容提供商接收视频的视频馈送接口。作为另一替代方案，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、存档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对捕获的、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可以将图片从接收到的顺序(有时称为“显示顺序”)重新排列成编解码顺序以进行编解码。视频编码器200可以生成包括编码后的视频数据的比特流。源设备102随后可经由输出接口108将编码后的视频数据输出到计算机可读介质110上，以供例如目标设备116的输入接口122接收和/或检索。
源设备102的存储器106和目标设备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的原始视频和来自视频解码器300的原始的解码后的视频数据。附加地或可选地，存储器106、120可存储可分别由例如视频编码器200和视频解码器300运行的软件指令。尽管在本示例中，存储器106、120与视频编码器200和视频解码器300分开示出，但是应当理解，视频编码器200和视频解码器300还可以包括用于功能相似或等效目的的内部存储器。此外，存储器106、120可以存储编码后的视频数据，例如，从视频编码器200输出并输入到视频解码器300。在一些示例中，存储器106、120的部分可被分配为一个或多个视频缓冲器，例如用于存储原始的、解码后的和/或编码后的视频数据。
计算机可读介质110可以表示能够将编码后的视频数据从源设备102传送到目标设备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表示使源设备102能够例如经由射频网络或基于计算机的网络实时地将编码后的视频数据直接发送到目标设备116的通信介质。输出接口108可以调制包括编码后的视频数据的发送信号，并且输入接口122可以根据诸如无线通信协议的通信标准解调所接收的发送信号。通信介质可以包括任何无线或有线通信介质，例如射频(RF)频谱或一条或多条物理传输线。通信介质可以形成基于分组的网络的一部分，例如局域网、广域网或诸如互联网的全球网络。通信介质可包括路由器、交换机、基站或可用于促进从源设备102到目标设备116的通信的任何其它设备。
在一些示例中，源设备102可以将编码后的数据从输出接口108输出到存储设备112。类似地，目标设备116可以经由输入接口122从存储设备112访问编码后的数据。存储设备112可以包括各种分布式或本地访问的数据存储介质中的任何一种，例如硬盘驱动器、蓝光光盘、DVD、CD-ROM、闪存、易失性或非易失性存储器或者用于存储编码后的视频数据的任何其它合适的数字存储介质。
在一些示例中，源设备102可以将编码后的视频数据输出到文件服务器114或可存储由源设备102生成的编码后的视频的另一中间存储设备。目标设备116可以经由流式传输或下载从文件服务器114访问存储的视频数据。文件服务器114可以是能够存储编码后的视频数据并将该编码后的视频数据发送到目标设备116的任何类型的服务器设备。文件服务器114可以表示web服务器(例如，对于网站)、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。目标设备116可以通过包括互联网连接的任何标准数据连接来从文件服务器114访问编码后的视频数据。这可以包括无线信道(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)或两者的组合，其适于访问存储在文件服务器114上的编码后的视频数据。文件服务器114和输入接口122可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可以表示无线发送器/接收器、调制解调器、有线网络组件(例如，以太网卡)、根据各种IEEE 802.11标准中的任何一种进行操作的无线通信组件或其它物理组件。在输出接口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可被配置为根据蜂窝通信标准(例如4G、4G-LTE(长期演进)、LTE高级、5G等)传输数据，例如编码后的视频数据。在输出接口108包括无线发送器的一些示例中，输出接口108和输入接口122可被配置为根据其它无线标准(例如IEEE 802.11规范、IEEE 802.15规范(例如ZigBeeTM)、蓝牙TM标准等)传输数据，例如编码后的视频数据。在一些示例中，源设备102和/或目标设备116可以包括相应的片上系统(SoC)设备。例如，源设备102可以包括用于执行属于视频编码器200和/或输出接口108的功能的SoC设备，并且目标设备116可以包括用于执行属于视频解码器300和/或输入接口122的功能的SoC设备。
本公开的技术可应用于支持各种多媒体应用、编码到数据存储介质上的数字视频、对存储在数据存储介质上的数字视频的解码或其它应用中的任何一种的视频编解码，各种多媒体应用例如空中电视广播、有线电视传输、卫星电视传输、互联网流式视频传输，例如HTTP上的动态自适应流式传输(DASH)。
目的设备116的输入接口122从计算机可读介质110(例如，存储设备112、文件服务器114等)接收编码后的视频比特流。编码后的视频比特流可以包括由视频编码器200定义的信令信息，其也由视频解码器300使用，例如具有描述视频块或其它编解码单元(例如，条带、图片、图片组、序列等)的特性和/或处理的值的语法元素。显示设备118向用户显示解码后的视频数据的解码后的图片。显示设备118可以表示各种显示设备中的任何一种，例如液晶显示器(LCD)、等离子显示器、有机发光二极管(OLED)显示器或另一类型的显示设备。
尽管在图1中未示出，但是在一些示例中，视频编码器200和视频解码器300可以各自与音频编码器和/或音频解码器集成，并且可以包括适当的MUX-DEMUX单元或其它硬件和/或软件，以处理在公共数据流中包括音频和视频二者的复用流。如果适用，MUX-DEMUX单元可以符合ITU H.223复用器协议或诸如用户数据报协议(UDP)的其它协议。
视频编码器200和视频解码器300各自可以实现为各种合适的编码器和/或解码器电路中的任何一种，例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)、离散逻辑、软件、硬件，固件或其任何组合。当这些技术部分地在软件中实现时，设备可以将用于该软件的指令存储在适当的非暂时性计算机可读介质中，并且使用一个或多个处理器在硬件中运行该指令以执行本公开的技术。视频编码器200和视频解码器300中的每一个可以包括在一个或多个编码器或解码器中，其中任何一个都可以作为组合编码器/解码器(CODEC)的一部分集成在相应设备中。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，例如蜂窝电话。
视频编码器200和视频解码器300可以根据视频编解码标准(例如，ITU-T H.265，也称为高效视频编解码(HEVC))或其扩展(例如，多视图和/或可缩放视频编解码扩展)来操作。或者，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来操作，例如联合探索测试模型(JEM)或ITU-T H.266，也称为通用视频编解码(VVC)。Bross等人描述了VVC标准的草案，“Versatile Video Coding(Draft 5)”(“通用视频编解码(草案5)”)，ITU-T SG16 WP 3和ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11联合视频专家组(JVET)，第14次会议：瑞士日内瓦，2019年3月19日至27日，JVET-N1001-v10(以下简称“VVC草案5”))。然而，本公开的技术不限于任何特定的编解码标准。
通常，视频编码器200和视频解码器300可以执行图片的基于块的编解码。术语“块”通常指包括要处理(例如，编码、解码或在编码和/或解码过程中以其它方式使用)的数据的结构。例如，块可以包括亮度和/或色度数据的样点的二维矩阵。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编解码。也就是说，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编解码，而不是对图片的样点的红、绿和蓝(RGB)数据进行编解码，其中色度分量可以包括红色调和蓝色调色度分量。在一些示例中，视频编码器200在编码之前将接收到的RGB格式的数据转换为YUV表示，并且视频解码器300将YUV表示转换为RGB格式。或者，预处理单元和后处理单元(未示出)可以执行这些转换。
本公开通常可以涉及对图片进行编解码(例如，编码和解码)，包括对图片的数据进行编码或解码的过程。类似地，本公开可以涉及对图片的块进行编解码，包括对块的数据进行编码或解码的过程，例如预测和/或残差编解码。编码后的视频比特流通常包括表示编解码决策(例如编解码模式)和图片到块的分割的语法元素的一系列值。因此，对图片或块进行编解码的引用通常应理解为对形成图片或块的语法元素的值进行编解码。
HEVC定义了各种的块，包括编解码单元(CU)、预测单元(PU)和变换单元(TU)。根据HEVC，视频编解码器(例如视频编码器200)根据四叉树结构将编解码树单元(CTU)分割为CU。也就是说，视频编解码器将CTU和CU分割为四个相等的、不重叠正方形，并且四叉树的每一个节点都有零个或四个子节点。没有子节点的节点可以称为“叶节点”，并且此类叶节点的CU可以包括一个或多个PU和/或一个或多个TU。视频编解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，TU表示残差数据。帧内预测的CU包括帧内预测信息，例如帧内模式指示。
作为另一示例，视频编码器200和视频解码器300可被配置为根据VVC操作。根据VVC，视频编解码器(例如视频编码器200)将图片分割成多个编解码树单元(CTU)。视频编码器200可以根据树结构(例如四叉树二叉树(QTBT)结构或多类型树(MTT)结构)来分割CTU。QTBT结构消除了多个分割类型的概念，例如HEVC的CU、PU和TU的分隔。QTBT结构包括两个级别：根据四叉树分割而分割的第一级，根据二叉树分割而分割的第二级。QTBT结构的根节点对应于CTU。二叉树的叶节点对应于编解码单元(CU)。
在MTT分割结构中，块可以使用四叉树(QT)分割、二叉树(BT)分割和一种或多种类型的三叉树(TT)(也称三元树(TT))分割来分割。三叉树或三元树分割是其中块被划分成三个子块的分割。在一些示例中，三叉树或三元树分割将一个块划分为三个子块，而不通过中心划分初始块。MTT中的分割类型(例如QT、BT和TT)可以是对称或不对称的。
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结构来表示亮度和色度分量中的每一个，而在其它示例中，视频编码器200和视频解码器300可以使用两个或多个QTBT或MTT结构，例如用于亮度分量的一个QTBT/MTT结构和用于两个色度分量的另一QTBT/MTT结构(或用于各个色度分量的两个QTBT/MTT结构)。
视频编码器200和视频解码器300可以配置为使用根据HEVC的四叉树分割、QTBT分割、MTT分割或其它分割结构。出于说明的目的，针对QTBT分割呈现了本公开技术的描述。但是，应该理解的是，本公开的技术也可以应用于配置为使用四叉树分割或者其它类型的分割的视频编解码器。
在一些示例中，CTU包括具有三个样点阵列的图片的亮度样点的编解码树块(CTB)、色度样点的两个对应CTB或单色图片或使用三个单独的颜色平面进行编解码的图片的样点的CTB和用于编解码样点的语法结构。CTB可以是某个N值的NxN样点块，使得将分量划分为CTB是一个分区。分量是来自构成4:2:0、4:2:2或4:4:4颜色格式图片的三个阵列(亮度和两个色度)之一的阵列或单个样点，或构成单色格式图片的阵列或阵列的单个样点。在一些示例中，编解码块是某个M和N值的MxN样点块，使得将CTB划分为编解码块是一个分区。
可以以各种方式在图片中对块(例如CTU或CU)进行分组。例如，图块可以指图片中的特定片内的CTU行的矩形区域。片可以是图片中在特定片列和特定片行内的CTU的矩形区域。片列是指CTU的矩形区域，其高度等于图片的高度并且其宽度由语法元素(例如，在图片参数集中的语法元素)指定。片行是指CTU的矩形区域，其高度由语法元素(例如，在图片参数集中的语法元素)指定并且其宽度等于图片的宽度。
在一些示例中，可以将片分割成多个图块，其中每一个图块可以包括片内一个或多个CTU行。未分割成多个图块的片也可以被称为图块。然而，作为片的真子集的图块不可以被称为片。
图片中的图块也可以成条带排列。条带可以是图片的图块的整数倍，这些图块可以排他地包含在单个网络抽象层(NAL)单元中。在一些示例中，条带包括多个完整的图块，或者仅仅一个片的完整图块的连续序列。
本公开可互换地使用“N×N”和“N乘N”来指代块(例如CU或其它视频块)在垂直和水平维度的样点大小，例如16×16样点或16乘以16样点。一般来说，16×16CU在垂直方向上将有16个样点(y＝16)，在水平方向上将有16个样点在(x＝16)。同样地，N×N CU通常在垂直方向上具有N个样点，在水平方向上具有N个样点，其中N表示非负整数值。CU中的样点可以排列成行和列。此外，CU在水平方向上不必具有与垂直方向上相同数量的样点。例如，CU可以包括N×M样点，其中M不一定等于N。
视频编码器200对表示预测和/或残差信息以及其它信息的CU的视频数据进行编码。预测信息指示如何预测CU，从而形成CU的预测块。残差信息通常表示编码前CU的样点与预测块之间的逐样点差。
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CU的预测块。帧间预测通常指从先前编解码的图片的数据中预测CU，而帧内预测通常指从相同图片的先前编解码的数据中预测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，以识别例如就CU和参考块之间的差异而言与CU紧密地匹配的参考块。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)和或其它此类差值计算来计算差值度量，以确定参考块是否与当前CU紧密地匹配。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对当前CU进行预测。
VVC的一些示例还提供了仿射运动补偿模式，该模式可以被视为帧间预测模式。在仿射运动补偿模式中，视频编码器200可以确定表示非平移运动的两个或更多个运动矢量，例如放大或缩小、旋转、透视运动或其它不规则运动类型。
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。VVC的一些示例提供了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。一般地，视频编码器200选择描述到当前块(例如CU的块)的相邻样点的帧内预测模式，以从相邻样点预测当前块的样点。假设视频编码器200以光栅扫描顺序(从左到右、从上到下)对CTU和CU进行编解码，则此类样点通常可以在与当前块相同的图片中在当前块的上侧、上左侧或左侧。
视频编码器200对表示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可以对表示使用了各种可用的预测模式中的哪一种以及用于对应模式的运动信息的数据进行编码。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可以计算块的残差数据。残差数据(诸如残差块)表示块与该块的使用相应预测模式形成的预测块之间的逐样点差。视频编码器200可以将一个或多个变换应用于残差块，以产生变换域而非样点域中的变换数据。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。此外，视频编码器200可以在第一变换之后应用二次变换，例如模式依赖的不可分二次变换(MDNSST)、信号依赖的变换、Karhunen-Loeve变换(KLT)等。视频编码器200在应用一个或多个变换后产生变换系数。
如上所述，在用来产生变换系数的任何变换之后，视频编码器200可以执行变换系数的量化。量化通常指对变换系数进行量化以可能地减少用于表示变换系数的数据量，从而提供进一步的压缩的过程。通过执行量化处理，视频编码器200可以减少与变换系数中的一些或所有相关联的比特深度。例如，视频编码器200可以在量化期间将n比特值舍入为m比特值，其中n大于m。在一些示例中，为了执行量化，视频编码器200可以对要量化的值执行逐比特右移。
量化之后，视频编码器200可以对变换系数进行扫描，从包括量化后的变换系数的二维矩阵中产生一维矢量。可以将扫描设计为将较高能量(因此较低频率)的变换系数放在矢量的前面，并将较低能量(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对量化后的变换系数进行扫描以产生序列化的矢量，然后对矢量的量化后的变换系数进行熵编码。在其他示例中，视频编码器200可以执行自适应扫描。在对量化后的变换系数进行扫描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的二进制算术编解码(CABAC)对一维矢量进行熵编码。视频编码器200还可以对语法元素的值进行熵编码，语法元素的值描述与编码后的视频数据相关联的元数据，用于由视频解码器300在对视频数据进行解码中使用。
为了执行CABAC，视频编码器200可以将上下文模型内的上下文分配给要发送的符号。上下文可以涉及例如符号的相邻值是否是零值。概率确定可以基于分配给符号的上下文。
视频编码器200可以进一步地，例如在图片标头、块标头、条带标头中，生成到视频解码器300的语法数据，诸如基于块的语法数据、基于图片的语法数据以及基于序列的语法数据，或其他语法数据，诸如序列参数集(SPS)、图片参数集(PPS)或视频参数集(VPS)。视频解码器300可以类似地对此类语法数据进行解码来确定如何对对应的视频数据进行解码。
以此方式，视频编码器200可以生成包括编码后的视频数据的比特流，例如描述将图片分割成块(例如CU)的语法元素以及块的预测和/或残差信息。最终，视频解码器300可以接收比特流并且对编码后的视频数据进行解码。
一般地，视频解码器300执行与视频编码器200执行的过程相反的过程，以对比特流的编码后的视频数据进行解码。例如，视频解码器300可以以与视频编码器200的CABAC编码过程基本相似(尽管与之相反)的方式，使用CABAC对比特流的语法元素的值进行解码。语法元素可以定义分割信息，该分割信息用于将图片分割为CTU，以及根据诸如QTBT结构的对应分割结构对每一个CTU进行分割来定义CTU的CU。语法元素可以进一步定义视频数据的块(例如CU)的预测和残差信息。
残差信息可以由例如量化后的变换系数表示。视频解码器300可以对块的量化后的变换系数进行反量化和反变换，以对块的残差块进行再现。视频解码器300使用信令通知的预测模式(帧内或帧间预测)和相关的预测信息(例如用于帧间预测的运动信息)来形成块的预测块。然后，视频解码器300可以(在逐样点的基础上)组合预测块和残差块以对初始块进行再现。视频解码器300可以执行附加处理(诸如执行去方块过程)来减少沿块边界的视觉伪影。
根据本公开的技术，视频编码器200和视频解码器300可被配置为根据存储器约束对APS进行编解码，其中APS包括用于自适应环路滤波器的参数或用于具有色度缩放的亮度映射的参数中的一个或多个，以及根据APS对视频数据的一个或多个块进行编解码。
在本公开的另一示例中，视频编码器200可被配置为对当前图片的一个或多个第一自适应参数集(APS)索引进行编码，该索引指示可用于解码当前图片的一个或多个第一APS。在一些示例中，视频编码器200可以在图片级别对第一APS索引进行编码。视频解码器300可以对指示可用于解码当前图片的一个或多个第一APS的当前图片的一个或多个第一APS索引进行解码，对于当前图片的子图片的块，从为当前图片指示的一个或多个第一APS中确定APS，并使用确定的APS对子图片的块进行解码。在一个示例中，视频解码器300可以为当前图片的子图片的块，从为当前图片指示的一个或多个第一APS中确定APS，而不解码任何子图片级别的、指示可用于解码子图片的APS的语法元素。
本公开通常可以指“信令通知”某些信息，诸如语法元素。术语“信令通知”通常可以指对语法元素和/或用于对编码后的视频数据进行解码的其他数据的值的通信。也就是说，视频编码器200可以在比特流中信令通知的语法元素的值。一般地，信令通知是指在比特流中生成值。如上所述，源设备102可以基本上实时地将比特流传送到目标设备116，或非实时地将比特流传送到目标设备116，诸如在将语法元素存储到存储设备112以供稍后由目标设备116检索时可能发生。
图2A和图2B是示出了示例四叉树二叉树(QTBT)结构130和对应编解码树单元(CTU)132的概念图。实线表示四叉树划分，虚线指示二叉树划分。在二叉树的每一个划分(即非叶)节点中，信号通知一个标志以指示使用哪种划分类型(即水平或垂直)，其中在本示例中0指示水平划分，而1指示垂直划分。对于四叉树划分，因为四叉树节点将块水平和垂直地划分为尺寸相等的4个子块，所以无需指示划分类型。相应地，视频编码器200和视频解码器300可以对用于QTBT结构130的区域树级别(即实线)的语法元素(例如划分信息)和用于QTBT结构130的预测树级别(即虚线)的语法元素(例如划分信息)分别进行编码和解码。视频编码器200和视频解码器300可以对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)分别进行编码和解码。
一般地，图2B的CTU132可以与参数相关联，参数定义与第一和第二级别的QTBT结构130的节点相对应的块的尺寸。这些参数可以包括CTU尺寸(以样点表示CTU 132的尺寸)、最小四叉树尺寸(MinQTSize，表示最小允许四叉树叶节点尺寸)、最大二叉树尺寸(MaxBTSize，表示最大允许二叉树根节点尺寸)、最大二叉树深度(MaxBTDepth，表示最大允许二叉树深度)和最小二叉树尺寸(MinBTSize，表示最小允许二叉树叶节点尺寸)。
与CTU相对应的QTBT结构的根节点可以在QTBT结构的第一级别具有四个子节点，每一个子节点可以根据四叉树分割来分割。即，第一级别的节点是叶节点(没有子节点)或具有四个子节点。QTBT结构130的示例表示这样的节点，其包括父节点和具有实线分支的子节点。如果第一级的节点不大于最大允许二叉树根节点尺寸(MaxBTSize)，则可以通过相应的二叉树进一步分割节点。可以对一个节点的二叉树划分进行迭代，直到划分生成的节点达到最小允许二叉树叶节点尺寸(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。二叉树叶节点称为编解码单元(CU)，其用于预测(例如图片内或图片间预测)和变换，而无需任何进一步分割。如上所述，CU也可以称为“视频块”或“块”。
在QTBT分割结构的一个示例中，CTU尺寸被设置为128×128(亮度样点和两个相应的64×64色度样点)、MinQTSize被设置为16×16、MaxBTSize被设置为64×64、MinBTSize(针对宽度和高度两者)被设置为4、并且MaxBTDepth被设置为4。首先将四叉树分割应用于CTU来生成四叉树叶节点。四叉树叶节点的尺寸可以从16×16(即MinQTSize)到128×128(即CTU尺寸)。如果四叉树叶节点是128×128，则二叉树不会进一步划分叶四叉树节点，因为其尺寸超过了MaxBTSize(在此示例中，即，64×64)。否则，四叉树叶节点将被二叉树进一步分割。因此，四叉树叶节点也是二叉树的根节点，且二叉树深度为0。当二叉树深度达到MaxBTDepth(在此示例中为4)时，不允许进一步的划分。当二叉树节点的宽度等于MinBTSize(本例中为4)时，意味着不允许进一步的垂直分割。类似地，二叉树节点的高度等于MinBTSize意味着对于该二叉树节点不允许进一步的水平划分。如上所述，二叉树的叶节点被称为CU，并且根据预测和变换对其进行进一步处理而无需进一步分割。
图3是示出了可以执行本公开的技术的示例视频编码器200的框图。图3是为了说明的目的而提供的，并且不应被认为是对本公开中广泛例示和描述的技术的限制。为了说明的目的，本公开描述了根据VVC(ITU-th.266，正在开发)和HEVC(ITU-th.265)的技术的视频编码器200。然而，本公开的技术可以由配置为其它视频编解码标准的视频编码设备来执行。
在图3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、反量化单元210、反变换处理单元212、重建单元214、滤波器单元216、解码图像缓冲器(DPB)218以及熵编码单元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、反量化单元210、反变换处理单元212、重建单元214、滤波器单元216、DPB 218和熵编码单元220中的任一个或全部可以在一个或多个处理器或处理电路中实施。例如，视频编码器200的单元可以实施为一个或多个电路或逻辑元件，作为硬件电路的一部分，或者作为处理器、ASIC和FPGA的一部分。此外，视频编码器200可包括附加或替代处理器或处理电路以执行这些和其他功能。
视频数据存储器230可以存储要由视频编码器200的组件进行编码的视频数据。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，其存储用于通过视频编码器200预测后续视频数据的参考视频数据。视频数据存储器230和DPB 218可以由多种存储器设备中的任何一种形成，例如动态随机存取存储器(DRAM)，包括同步DRAM(SDRAM)、磁阻RAM(MRAM)、电阻RAM(RRAM)或其它类型的存储器设备。视频数据存储器230和DPB 218可以由相同的存储器设备或单独的存储器设备提供。在各种示例中，如图所示，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，或者相对于那些组件在芯片外。
在本公开中，对视频数据存储器230的引用不应被解释为限于视频编码器200内部的存储器，除非特别描述为这样，或者限于视频编码器200外部的存储器，除非特别描述为这样。相反，对视频数据存储器230的引用应当理解为引用存储视频编码器200接收用于编码的视频数据(例如，用于要编码的当前块的视频数据)的存储器。图1的存储器106还可以提供对来自视频编码器200的各个单元的输出的临时存储。
示出图3的各个单元以帮助理解由视频编码器200执行的操作。这些单元可以实现为固定功能电路、可编程电路或其组合。固定功能电路是指提供特定功能并对可执行的操作进行预设的电路。可编程电路是指可编程以执行各种任务并在可执行的操作中提供灵活功能的电路。例如，可编程电路可运行使可编程电路以由软件或固件的指令所定义的方式操作的软件或固件。固定功能电路可以运行软件指令(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变的。在一些示例中，一个或多个单元可以是不同的电路块(固定功能或可编程)，并且在一些示例中，一个或多个单元可以是集成电路。
视频编码器200可以包括由可编程电路形成的算术逻辑单元(ALU)、基本功能单元(EFU)、数字电路、模拟电路和/或可编程核心。在使用由可编程电路运行的软件执行视频编码器200的操作的示例中，存储器106(图1)可以存储视频编码器200接收和运行的软件的指令(例如，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被配置为存储接收到的视频数据。视频编码器200可以从视频数据存储器230检索视频数据的图片，并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可以包括附加功能单元以根据其他预测模式执行视频预测。作为示例，模式选择单元202可以包括调色板单元、帧内块复制单元(其可以是运动估计单元222和/或运动补偿单元224的一部分)、仿射单元、线性模型(LM)单元等。
模式选择单元202通常协调多个编码过程，以测试编码参数的组合和这种组合所产生的率失真值。编码参数可以包括将CTI分割为CU、CU的预测模式、CU的残差数据的变换类型、CU的残差数据的量化参数等。模式选择单元202可最终选择具有比其它经测试的组合更好的率失真值的编码参数的组合。
视频编码器200可将从视频数据存储器230检索到的图片分割成一系列CTU，并将一个或多个CTU封装在条带内。模式选择单元202可以根据树结构(例如上述的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可以根据树结构从分割CTU来形成一个或多个CU。这样的CU通常也可以被称为“视频块”或“块”。
通常，模式选择单元202还控制其组件(例如，运动估计单元222、运动补偿单元224和帧内预测单元226)以生成当前块(例如，当前CU，或在HEVC中，PU和TU的重叠部分)的预测块。对于当前块的帧间预测，运动估计单元222可以执行运动搜索以识别一个或多个参考图片(例如，DPB 218中存储的一个或多个先前编解码的图片)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和(SAD)、平方差和(SSD)、平均绝对差(MAD)、平均平方差(MSD)等来计算表示可能参考块与当前块的相似程度的值。运动估计单元222通常可以使用当前块和正被考虑的参考块之间的逐样点差来执行这些计算。运动估计单元222可以识别具有从这些计算得到的最低值的参考块，该参考块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)，其相对于当前图片中的当前块的位置来定义参考图片中的参考块的位置。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可以使用运动矢量生成预测块。例如，运动补偿单元224可以使用运动矢量来检索参考块的数据。作为另一示例，如果运动矢量具有分数样点精度，则运动补偿单元224可以根据一个或多个插值滤波器对预测块进行插值。此外，对于双向帧间预测，运动补偿单元224可以检索由各自的运动矢量识别的两个参考块的数据，并且例如通过逐样点平均或加权平均来组合检索到的数据。
作为另一示例，对于帧内预测或帧内预测编解码，帧内预测单元226可以从与当前块相邻的样点生成预测块。例如，对于方向模式，帧内预测单元226通常可以在数学上组合相邻样点的值，并跨当前块在定义方向上填充这些计算值以产生预测块。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点的平均值，并且生成预测块，对于预测块的每个样点，其包括该结果平均值。
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编码的版本，并从模式选择单元202接收预测块。残差生成单元204计算当前块和预测块之间的逐样点差。产生的逐样点差定义了当前块的残差块。在一些示例中，残差生成单元204还可以确定残差块中的样点值之间的差，以使用残差差分脉冲编码调制(RDPCM)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。
在模式选择单元202将CU分割为PU的示例中，每个PU可以与亮度预测单元和相应的色度预测单元相关联。视频编码器200和视频解码器300可以支持具有各种尺寸的PU。如上所述，CU的尺寸可以指CU的亮度编解码块的尺寸，PU的尺寸可以指PU的亮度预测单元的尺寸。假设特定CU的尺寸为2N×2N，则视频编码器200可以支持用于帧内预测的2N×2N或N×N的PU尺寸，以及用于帧间预测的2N×2N、2N×N、N×2N、N×N或类似的对称PU尺寸。视频编码器200和视频解码器300还可以支持用于帧间预测的2N×nU、2N×nD、nL×2N和nR×2N的PU尺寸的不对称分割。
在模式选择单元202不进一步将CU分割为PU的示例中，每个CU可以与亮度编解码块和相应的色度编解码块相关联。如上所述，CU的尺寸可以指CU的亮度编解码块的尺寸。视频编码器200和视频解码器300可以支持2N×2N、2N×N或N×2N的CU尺寸。
对于诸如帧内块复制模式编解码、仿射模式编解码和线性模型(LM)模式编解码等的其它视频编解码技术，模式选择单元202经由与编解码技术相关联的各个单元，为正被编码的当前块生成预测块。在一些示例中，例如调色板模式编解码，模式选择单元202可以不生成预测块，而是生成语法元素，这些语法元素指示基于选择的调色板重建块的方式。在这种模式中，模式选择单元202可以向要编码的熵编码单元220提供这些语法元素。
如上所述，残差生成单元204接收当前块和相应的预测块的视频数据。残差生成单元204随后为当前块生成残差块。为了生成残差块，残差生成单元204计算预测块和当前块之间的逐样点差。
变换处理单元206将一个或多个变换应用于残差块以生成变换系数的块(本文称为“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可以对残差块应用离散余弦变换(DCT)、方向变换、Karhunen-Loeve变换(KLT)或概念上相似的变换。在一些示例中，变换处理单元206可以对残差块执行多个变换，例如，主变换和二次变换，例如旋转变换。在一些示例中，变换处理单元206不将变换应用于残差块。
量化单元208可以对变换系数块中的变换系数进行量化，以生成量化后的变换系数块。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。量化可能引入信息丢失，因此，量化后的变换系数可能比变换处理单元206产生的原始变换系数具有更低的精度。
反量化单元210和反变换处理单元212可以分别对量化后的变换系数块应用反量化和反变换，以从变换系数块重建残差块。重建单元214可以基于重建的残差块和模式选择单元202生成的预测块，产生与当前块相对应的重建块(尽管可能具有一定程度的失真)。例如，重建单元214可以将重建的残差块的样点添加到来自模式选择单元202生成的预测块的对应样点中，以产生重建块。
滤波器单元216可以对重建块执行一个或多个滤波操作。例如，滤波器单元216可以执行去方块操作以减少沿CU的边缘的块状伪影。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将重建块存储在DPB 218中。例如，在不需要滤波器单元216的操作的示例中，重建单元214可以将重建块存储到DPB 218。在需要滤波器单元216的操作的示例中，滤波器单元216可以将滤波后的重建块存储到DPB 218。运动估计单元222和运动补偿单元224可以从DPB 218检索由重建(和可能的滤波后的)块形成的参考图片，以对随后编码的图片的块进行帧间预测。另外，帧内预测单元226可以使用当前图片的DPB 218中的重建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的其他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的量化后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，以生成熵编码后的数据。例如，熵编码单元220可以执行上下文自适应可变长度编解码(CAVLC)操作、CABAC操作、可变到可变(V2V)长度编解码操作、基于语法的上下文自适应二进制算术编解码(SBAC)操作、概率间隔分割熵(PIPE)编解码操作，指数Golomb编码操作或对数据的另一种类型的熵编码操作。在一些示例中，熵编码单元220可以在语法元素不被熵编码的旁路模式中操作。
视频编码器200可以输出比特流，该比特流包括重建条带或图片的块所需的熵编码后的语法元素。具体地，熵编码单元220可以输出比特流。
上述操作是关于块进行描述的。这种描述应当理解为用于亮度编解码块和/或色度编解码块的操作。如上所述，在一些示例中，亮度编解码块和色度编解码块是CU的亮度和色度分量。在一些示例中，亮度编解码块和色度编解码块是PU的亮度和色度分量。
在一些示例中，对于色度编解码块，不需要重复针对亮度编解码块执行的操作。作为一个示例，对于识别色度块的运动矢量(MV)和参考图片，不需要重复用于识别亮度编解码块的MV和参考图片的操作。相反，可以缩放亮度编解码块的MV以确定色度块的MV，并且参考图片可以相同。作为另一示例，对于亮度编解码块和色度编解码块，帧内预测处理可以是相同的。
视频编码器200表示被配置为对视频数据进行编码的设备的示例，包括存储器，被配置为存储视频数据，以及一个或多个处理单元，在电路中实施并被配置为根据存储器约束对APS进行编解码，其中APS包括用于自适应环路滤波器的参数或用于具有色度缩放的亮度映射的参数中的一个或多个，以及根据APS对视频数据的一个或多个块进行编解码。在本公开的另一示例中，如下面将更详细地解释的，视频编码器200可被配置为对当前图片的一个或多个第一APS索引进行编码，该索引指示可用于解码当前图片的一个或多个第一APS。在一些示例中，视频编码器200可以在图片级别对第一APS索引进行编码。
图4是示出了可以执行本公开的技术的示例视频解码器300的框图。图4是为了说明的目的而提供的，并且不限制在本公开中广泛例示和描述的技术。为了说明的目的，本公开描述了根据VVC(ITU-th.266，正在开发)和HEVC(ITU-th.265)的技术的视频解码器300。然而，本公开的技术可以由配置为其它视频编解码标准的视频编解码设备来执行。
在图4的示例中，视频解码器300包括编解码图片缓冲(CPB)存储器320、APS存储器321、熵解码单元302、预测处理单元304、反量化单元306、反变换处理单元308、重建单元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、反量化单元306、反变换处理单元308、重建单元310、滤波器单元312和DPB 314中的任一个或全部可以在一个或多个处理器或处理电路中实施。例如，视频解码器300的单元可以实施为一个或多个电路或逻辑元件，作为硬件电路的一部分，或者作为处理器、ASIC和FPGA的一部分。此外，视频解码器300可包括附加或替代处理器或处理电路以执行这些和其他功能。
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可以包括附加单元，以根据其他预测模式执行预测。作为示例，预测处理单元304可以包括调色板单元、帧内块复制单元(其可以形成运动补偿单元316的一部分)、仿射单元、线性模型(LM)单元等。在其它示例中，视频解码器300可以包括更多、更少或不同的功能组件。
CPB存储器320可以存储要由视频解码器300的组件进行解码的视频数据，例如编码后的视频比特流。存储在CPB存储器320中的视频数据可以例如从计算机可读介质110(图1)获得。CPB存储器320可以包括存储来自编码后的视频比特流的编码后的视频数据(例如，语法元素)的CPB。此外，CPB存储器320可以存储编解码图片的语法元素以外的视频数据，例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通常存储解码后的图片，视频解码器300可以输出解码后的图片和/或在对编码后的视频比特流的后续数据或图片进行解码时将其用作参考视频数据。CPB存储器320和DPB 314可以由多种存储器设备中的任何一种形成，例如DRAM，包括SDRAM、MRAM、RRAM或其他类型的存储器设备。CPB存储器320和DPB 314可以由相同的存储器设备或单独的存储器设备提供。在各种示例中，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。
另外地或可选地，在一些示例中，视频解码器300可以从存储器120(图1)检索编解码后的视频数据。即，存储器120可以如上与CPB存储器320讨论的那样存储数据。同样地，当视频解码器300的一些或全部功能在由视频解码器300的处理电路运行的软件中实现时，存储器120可以存储要由视频解码器300运行的指令。
示出图4中所示的各种单元以帮助理解视频解码器300执行的操作。这些单元可以实现为固定功能电路、可编程电路或其组合。与图3类似，固定功能电路是指提供特定功能并对可执行的操作进行预设的电路。可编程电路是指可编程以执行各种任务并在可执行的操作中提供灵活功能的电路。例如，可编程电路可运行使可编程电路以由软件或固件的指令所定义的方式操作的软件或固件。固定功能电路可以运行软件指令(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变的。在一些示例中，一个或多个单元可以是不同的电路块(固定功能或可编程)，并且在一些示例中，一个或多个单元可以是集成电路。
视频解码器300可以包括由可编程电路形成的ALU、EFU、数字电路、模拟电路和/或可编程核心。在视频解码器300的操作由在可编程电路上运行的软件执行的示例中，片上或片外存储器可以存储视频解码器300接收和运行的软件的指令(例如，目标代码)。
熵解码单元302可以从CPB接收编码后的视频数据，并且对视频数据进行熵解码以再现语法元素。预测处理单元304、反量化单元306、反变换处理单元308、重建单元310和滤波器单元312可以基于从比特流提取的语法元素生成解码后的视频数据。
通常，视频解码器300在逐块地基础上重建图片。视频解码器300可以单独地对每个块执行重建操作(其中当前正在重建的(即解码的)块可以被称为“当前块”)。
熵解码单元302可以对定义量化后的变换系数块的量化后的变换系数的语法元素以及诸如量化参数(QP)和/或(一个或多个)变换模式指示的变换信息进行熵解码。反量化单元306可以使用与量化后的变换系数块相关联的QP来确定量化程度，并且同样地，确定反量化程度以供反量化单元306应用。反量化单元306例如可以执行逐比特左移操作以对量化后的变换系数进行反量化。反量化单元306由此可以形成包括变换系数的变换系数块。
在反量化单元306形成变换系数块之后，反变换处理单元308可以对变换系数块应用一个或多个反变换，以生成与当前块相关联的残差块。例如，反变换处理单元308可以对变换系数块应用反DCT、反整数变换、反Karhunen-Loeve变换(KLT)、反旋转变换、反方向变换或另一反变换。
此外，预测处理单元304根据由熵解码单元302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被帧间预测的，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要从中检索参考块的DPB 314中的参考图片，以及相对于当前图片中的当前块的位置识别参考图片中的参考块的位置的运动矢量。运动补偿单元316通常可以以与关于运动补偿单元224(图3)描述的方式基本相似的方式来执行帧间预测处理。
作为另一示例，如果预测信息语法元素指示当前块是被帧内预测的，则帧内预测单元318可以根据由预测信息语法元素指示的帧内预测模式生成预测块。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3)描述的方式基本相似的方式来执行帧内预测处理。帧内预测单元318可以从DPB 314检索当前块的相邻样点的数据。
重建单元310可以使用预测块和残差块重建当前块。例如，重建单元310可以将残差块的样点添加到预测块的对应样点中，以重建当前块。
滤波器单元312可以对重建块执行一个或多个滤波操作。例如，滤波器单元312可以执行去方块操作，以减少沿重建块的边缘的块状伪影。不一定在所有示例中执行滤波器单元312的操作。
APS存储器321可以存储与一个或多个APS相关联的数据，包括ALF和/或LMCS的参数。视频解码器300可以使用来自存储在APS存储器321中的一个以上的APS中的特定APS中的ALF参数和/或LMCS参数来解码视频数据的块。在其他示例中，APS可以存储缩放矩阵的参数。APS存储器321可被配置为存储可以在APS中传送的其他视频数据。APS存储器321可以由多种存储器设备中的任何一种形成，例如DRAM，包括SDRAM、MRAM、RRAM或其他类型的存储器设备。APS存储器321可以由与CPB存储器320和/或DPB 314相同的存储器设备提供，或者APS存储器321可以是单独的存储器设备。在各种示例中，APS存储器321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。
如下面将更详细地解释的，视频解码器300可以接收一个或多个APS，并将其存储在APS存储器321中。视频解码器300还可被配置为解码当前图片的一个或多个APS索引(例如，来自图片标头)，该索引指示可用于解码当前图片的一个或多个APS。即，APS索引指示用于解码当前图片的多个APS中的特定APS。然后，视频解码器300可以为当前图片的子图片的块，从为当前图片指示的一个或多个APS中确定APS。子图片可以包括条带、片组、片、图块或图片的任何其他子集中的一个或多个。然后，视频解码器300可以使用确定的APS来解码子图片的块。
在其他示例中，视频解码器300可以首先解码语法元素(例如，标志)，该语法元素指示由当前图片的一个或多个APS索引(例如，来自图片标头)指示的一个或多个APS是否可用于当前图片的子图片。基于该语法元素指示由当前图片的一个或多个APS索引指示的一个或多个APS可以在当前图片的子图片处使用，视频解码器300可以为当前图片的子图片的块，从为当前图片指示的一个或多个APS的中确定APS，而不解码任何子图片级别的、指示可用于解码子图片的APS的语法元素。因此，减少了信令开销，并且可以提高编解码效率。在块级别，视频解码器300可以对当前图片的子图片的块的APS的索引进行解码。
在其他示例中，视频编码器200不信令通知语法元素，该语法元素指示由当前图片的一个或多个APS索引(例如，来自图片标头)指示的一个或多个APS是否可在当前图片的子图片处使用。相反，视频解码器300可以在每个子图片处使用在图片级别为该图片信令通知的所有APS，而无需进一步的子图片级别信令。
基于语法元素(例如，标志)指示由用于当前图片的一个或多个APS索引指示的一个或多个APS不能在当前图片的子图片处使用，视频解码器300可以在子图片级别解码指示可在当前图片的子图片处使用的一个或多个APS的一个或多个附加APS索引。
视频解码器300可以将重建块存储在DPB 314中。例如，在不执行滤波器单元312的操作的示例中，重建单元310可以将重建块存储到DPB 314。在执行滤波器单元312的操作的示例中，滤波器单元312可以将滤波后的重建块存储到DPB 314。如上所述，DPB 314可以向预测处理单元304提供参考信息，例如用于帧内预测的当前图片的样点和用于后续运动补偿的先前解码后的图片。此外，视频解码器300可以从DPB 314输出解码后的图片(例如，解码后的视频)，用于随后在诸如图1的显示设备118上呈现。
以此方式，视频解码器300表示视频解码设备的示例，包括存储器，被配置为存储视频数据，以及一个或多个处理单元，在电路中实施并被配置为根据存储器约束对APS进行解码，其中APS包括用于自适应环路滤波器的参数或用于具有色度缩放的亮度映射的参数中的一个或多个，以及根据APS对视频数据的一个或多个块进行解码。
在另一示例中，视频解码器300可被配置为对指示可用于解码当前图片的一个或多个第一APS的当前图片的一个或多个第一APS索引进行解码，对于当前图片的子图片的块，从为当前图片指示的一个或多个第一APS中确定APS，并使用确定的APS对子图片的块进行解码。
在一些示例中，视频编码器200可被配置为在一个或多个APS中存储和发送ALF的滤波器参数和用于LMCS技术的一个或多个参数。视频编码器200可被配置为在图片级别或更高级别对一个或多个APS进行编码和信令通知。当解码视频数据的块时，视频解码器300可被配置为接收指示要使用的特定APS(例如，称为adaptation_parameter_set_id的APS索引)的索引(例如，在条带标头处)，并从所确定的APS中确定要使用的一个或多个滤波器(例如，ALF)。例如，视频解码器300可被配置为接收APS索引、解码参数以及在ALF和/或LMCS过程中应用参数。
在VVC草案5中，APS被定义为语法结构，包含应用于零个或多个条带的语法元素，这些语法元素由在条带标头中找到的零个或多个语法元素确定。VVC草案5的7.3.2.5节为APS定义了以下语法元素和语义。
7.3.2.5自适应参数集语法
Figure BDA0003459883670000261
adaptation_parameter_set_id为APS提供标识符，供其他语法元素参考。
注意-APS可以跨图片共享，并且可以在图片中的不同条带中不同。
aps_params_type指定APS中携带的APS参数的类型，如表7-2规定
表7-2-APS参数类型码和APS参数类型
aps_params_type aps_params_type的名称 APS参数类型
0 ALF_APS ALF参数
1 LMCS_APS LMCS参数
2..7 保留 保留
aps_extension_flag等于0指定APS RBSP语法结构中不存在aps_extension_data_flag语法元素。aps_extension_flag等于1指定APS RBSP语法结构中存在aps_extension_data_flag语法元素。
aps_extension_data_flag可以有任何值。它的存在和值不影响解码器与本规范此版本中指定的档次(profile)的一致性。符合本规范此版本的解码器应忽略所有aps_extension_data_flag语法元素。
在VVC草案5中，在条带标头级别，视频编码器将进一步信令通知条带可以使用的ALF APS的数量(slice_num_alf_aps_ids_luma)，以及条带的该数量的ALF APS中的每个的ALF APS索引(slice_alf_aps_id_luma[i])。为LMCS APSS信令通知类似的语法元素。
slice_num_alf_aps_ids_luma指定条带引用的ALF APS的数量。slice_num_alf_aps_ids_luma的值应在0到6的范围内(包括0和6)。
截断的二进制二值化tb(v)的最大值maxVal对于IRAP图片中的条带内和条带被设置为等于1，否则被设置为等于6。
slice_alf_aps_id_luma[i]指定条带引用的第i个ALF APS的adaptation_parameter_set_id。具有等于slice_alf_aps_id_luma[i]的adaptation_parameter_set_id的ALF APS NAL单元的TemporalId应小于或等于编解码条带NAL单元的TemporalId。
在VVC测试模型5.0(VTM-5.0)和J.Taquet等人的“CE5-4:Alternative lumafilter sets and alternative chroma filters for ALF”(“CE5-4：ALF的替代亮度滤波器集和替代色度滤波器”)，ITU-T SG 16 WP 3和ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11联合视频专家小组(JVET)，第15次会议：哥德堡，SE，2019年7月3日至12日(JVET-O0090)中，APS最多可包含用于ALF的25个亮度滤波器和8个色度滤光片。图片可以使用多个APS，并且这些APS将被加载到片上存储器(例如，视频解码器300的片上存储器)。在一些示例中，视频解码器300上可用的存储器量可能是有限的，并且视频解码器300的一些实施方式可能缺乏用于APS的存储器开销。考虑到对于较大的APS增加存储器使用的这一潜在缺点，本公开提出以下技术，包括应用存储器约束来存储APS的技术。以下技术可以单独使用，也可以以任何组合一起使用。
通常，视频解码器300可用于存储APS的存储器(例如，图4的APS存储器321)是可变的。例如，视频解码器300可被配置为基于某些视频特性和/或基于信令通知的语法元素为用于存储APS的APS存储器321可变地分配存储器。由于亮度滤波器和色度滤波器的数量(例如，用于ALF)在条带和/或图片上不是恒定的，因此分配给APS存储器321以存储APS的实际存储器可以取决于亮度滤波器和色度滤波器的实际数量。在这种情况下，存储器由所有APS中的滤波器的数量而不是APS的数量来约束。
在本公开的一个示例中，视频解码器300可被配置为根据预定义的存储器约束操作，和/或根据在编码后的视频比特流中在序列/图片/条带/片组/片/图块级别中的一个或多个处信令通知的存储器约束操作，使得分配给用于图片/条带/片组/片/图块中的一个或多个的APS的APS存储器321的存储器不能大于该存储器约束。视频解码器300可被配置为基于该存储器约束将存储器分配给用于APS的APS存储器321。
一些示例技术可能会限制APS的总数。在一些示例中，APS可以包括最多25个亮度ALF和8个色度ALF的滤波器信息。在该场景中，视频解码器300将实施有APS存储器321，该APS存储器321的尺寸将在假定APS中的每一个包括用于最大滤波器数目的滤波器信息的情况下容纳允许的APS的总数。通过对可用于存储APS的存储器量施加约束，而不是限制APS的总数，本公开的技术允许发送和存储更多数量的APS(例如，多于先前的限制)的可能性，每个APS包含更少量的滤波器信息。更多的APS，每个APS具有不同的ALF参数，可以在将ALF分配给表现出不同特性的视频数据的块方面提供更大的灵活性。因此，可以改进编解码效率和/或失真。
因此，在本公开的一个示例中，视频解码器300可被配置为根据存储器约束对APS进行解码，其中APS包括用于ALF的参数或用于LMCS的参数中的一个或多个，以及根据APS解码视频数据的一个或多个块。
在本公开的另一示例中，视频编码器200和视频解码器300可被配置为编解码(例如，分别编码和解码)指示用于图片的APS的数量的语法元素。视频编码器200和视频解码器300可被配置为在图片的比特流之前编解码(例如，视频编码器200可以编码并且信令通知和视频解码器300可以接收并且解码)诸如在图片标头和/或图片参数集(PPS)中指示图片级别或更高语法结构中的APS的数量的语法元素。在一个示例中，该数目不能大于可用于图片的APS的最大数量。该最大数量可以是固定数目，或者可以在诸如视频参数集(VPS)和/或序列参数集(SPS)的序列级别标头中信令通知(例如，由视频编码器200编解码并由视频解码器300接收并解码)。当对图片进行编解码时，在对实际用于该图片的APS的数量进行编解码之后，视频编码器200和视频解码器300可以对所有使用的APS的索引进行编解码。
在本公开的另一示例中，基于针对当前图片信令通知和解码的APS索引(例如，在图片标头处信令通知)，视频解码器300可被配置为针对当前图片的所有子图片使用由APS索引指示的在当前图片中可用的那些APS，而无需在子图片级别进一步信令通知。也就是说，不是信令通知在子图片级别(例如，在条带标头，如在VVC草案5中)使用的APS的数量和每个APS的索引，而是当前图片中的每个子图片可以使用来自在图片级语法结构处信令通知的任何APS的任何ALF或LMCS数据，因为这些ALF或LMCS数据对于当前图片是可用的。这样，可以减少信令开销并提高编解码效率。子图片可以包括条带、片组、片、图块、CTU和/或图片的任何其他子集中的一个或多个。这种继承(例如，在图片级别信令通知的APS的重用)可以显式地(例如，通过语法元素的显式信令)或隐式地(例如，在不信令通知语法元素的情况下确定)来实现。
因此，在本公开的一个示例中，视频解码器300可被配置为解码当前图片的一个或多个第一APS索引，该第一APS索引指示可用于解码当前图片的一个或多个第一APS。例如，第一APS索引可以从图片标头解码。视频解码器300还可被配置为：为当前图片的子图片的块，从为当前图片指示的一个或多个第一APS中确定APS。在一些示例中，视频解码器300可被配置为：为当前图片的子图片的块，从为当前图片指示的一个或多个第一APS中确定APS，而不解码任何子图片级别的、指示可用于解码子图片的APS的语法元素。即，视频编码器200将不在子图片级别语法结构(例如，条带标头)处信令通知对于每个特定子图片可用的特定APS索引。相反，图片的所有子图片将被配置为使用在更高的图片级别语法结构处指示的任何APS。
然后，视频解码器300可以在块级别解码特定APS索引，以确定在解码块时要使用的APS。即，视频解码器300被配置为使用确定的APS来解码子图片的块。当使用确定的APS解码子图片的块时，视频解码器300可被配置为将与确定的APS相关联的ALF或与确定的APS相关联的LMC中的一个或多个应用于子图片的块。
在本公开的另一示例中，视频编码器200和视频解码器300可以为条带/片组/片/图块中的一个或多个编解码在该条带/片组/片/图块中使用的多个APS中的一个或多个。即，对于其他图片，视频编码器200和视频解码器300可被配置为在子图片级别语法处对APS索引进行编解码，而不是使用上述技术仅在图片级别信令通知APS索引。在该示例中，视频解码器300可被配置为基于单独信令通知的语法元素(例如，标志)来确定是仅在图片级别解码APS索引，还是在图片级别和子图片级别都解码APS索引。在其他示例中，视频解码器300可被配置为确定是否仅在子图片级别解码APS索引。即，视频编码器200和视频解码器300可以对标志进行编解码，以指示所有图片级别APS是否可以应用于条带/片组/片/图块中的一个或多个(例如，图片的子图片)。
因此，在该示例中，视频解码器300可被配置为解码第一语法元素(例如，上面讨论的标志)，该第一语法元素指示由当前图片的一个或多个第一APS索引指示的一个或多个第一APS是否可以在当前图片的子图片处使用。基于第一语法元素指示由当前图片的一个或多个第一APS索引指示的一个或多个第一APS可以在当前图片的子图片处使用，视频解码器300可以进一步被配置为：为当前图片的子图片的块，从为当前图片指示的一个或多个第一APS的中确定APS，而不解码任何子图片级别的、指示可用于解码子图片的APS的语法元素。然后，视频解码器300可进一步被配置为对当前图片的子图片的块的APS的索引进行解码。在另一示例中，视频解码器300可被配置为在不解码语法元素的情况下隐式地确定由当前图片的一个或多个第一APS索引指示的一个或多个第一APS可以在当前图片的子图片处使用。
对于不同的图片，视频解码器300可被配置为解码第二语法元素(例如，上面讨论的标志)，该第二语法元素指示由第二图片的一个或多个第二APS索引指示的一个或多个第二APS是否可以在第二图片的子图片处使用。在这种情况下，第二语法元素指示由第二图片的一个或多个第二APS索引指示的一个或多个第二APS不能在第二图片的子图片处使用。因此，视频解码器300可被配置为基于第二语法元素指示由第二图片的一个或多个第二APS索引指示的一个或多个第二APS不能在第二图片的子图片处使用，解码指示可以在第二图片的子图片处使用的一个或多个第三APS的一个或多个第三APS索引。在该上下文中，一个或多个第三APS索引是一个或多个第二APS索引的子集。
在上面的示例中，其中并非所有图片级别APS都可以应用于子图片条带/片组/片/图块中的一个或多个，视频编码器200和视频解码器300可以对子图片级别使用的那些APS的ID(例如，索引)(例如，上面描述的第三APS索引)进行编解码。这些第三APS可以是当前图片中可用的那些APS(例如，上面示例中描述的第二APS)的子集。对于APS类型ti，设n(ti)是用于图片的APS的数量，而APSid(ti，j)，其中0<＝j<＝n(ti)-1)是用于当前图片的类型ti的APS ID。在子图片级别，视频编码器200可以信令通知数字0<n’(ti)<n(ti)-1以指示有多少具有类型ti的APS用于子图片。对于使用类型ti的APS每一个子图片，视频编码器200可以信令通知索引k(0<＝k<＝n’(ti)
1)，使得对应的APS ID可以导出为APSid(ti，k)。为了信令通知k，视频编码器200可以应用具有码字长度ceiling(log2(n’(ti))+1)的固定长度码。在其他示例中，可以应用截断的一元或截断的二进制码，其最大值等于n’(ti)-1。或者，可以使用其他码字。当然，视频解码器300可被配置为解码由视频编码器200信令通知的APS ID(例如，索引)。
图5是示出了用于编码当前块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3)进行描述，但应理解，其它设备也可被配置为执行与图5的方法类似的方法。
在本示例中，视频编码器200最初预测当前块(350)。例如，视频编码器200可以形成当前块的预测块。然后，视频编码器200可以计算当前块的残差块(352)。为了计算残差块，视频编码器200可以计算当前块的原始、未编码的块和预测块之间的差值。然后，视频编码器200可以对残差块的系数进行变换和量化(354)。接下来，视频编码器200可以对残差块的量化后的变换系数进行扫描(356)。在扫描期间或在扫描之后，视频编码器200可以对系数进行熵编码(358)。例如，视频编码器200可以使用CAVLC或CABAC对系数进行编码。然后，视频编码器200可以输出块的熵编解码后的数据(360)。
图6是示出了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4)进行描述，但应理解，其它设备也可被配置为执行与图6的方法类似的方法。
视频解码器300可以接收当前块的熵编解码后的数据，例如对应于当前块的熵编解码后的预测信息和残差块的系数的熵编解码后的数据(370)。视频解码器300可以对熵编解码后的数据进行熵解码，以确定当前块的预测信息，并再现残差块的系数(372)。视频解码器300可以预测当前块，例如，使用由当前块的预测信息指示的帧内或帧间预测模式，以计算当前块的预测块(374)。然后，视频解码器300可以对再现的系数进行反向扫描，以创建量化后的变换系数的块(376)。然后，视频解码器300可以对系数进行反量化和反变换以产生残差块(378)。视频解码器300可以通过组合预测块和残差块最终解码当前块(380)。
图7是示出了本公开的另一示例解码方法的流程图。图7的技术可以由视频解码器300的一个或多个结构组件执行。在本公开的一个示例中，视频解码器300可被配置为对当前图片的一个或多个第一自适应参数集(APS)索引进行解码，该索引指示可用于解码当前图片的一个或多个第一APS(700)。视频解码器300可为当前图片的子图片的块，从为当前图片指示的一个或多个第一APS中确定APS(702)，并使用确定的APS解码子图片的块(704)。
在另一示例中，为了解码指示可用于解码当前图片的一个或多个第一APS的当前图片的一个或多个第一APS索引，视频解码器300可被配置为从图片标头解码一个或多个第一APS索引。
在另一示例中，子图片包括条带、片组、片或图块中的一个或多个。
在另一示例中，视频解码器300可被配置为解码第一语法元素，该第一语法元素指示由当前图片的一个或多个第一APS索引指示的一个或多个第一APS是否可以在当前图片的子图片处使用。
在另一示例中，基于第一语法元素指示由当前图片的一个或多个第一APS索引指示的一个或多个第一APS可以在当前图片的子图片处使用，视频解码器300可被配置为：为当前图片的子图片的块，从为当前图片指示的一个或多个第一APS中(例如，显式或隐式地)确定APS，而不解码任何子图片级别的、指示可用于解码子图片的APS的语法元素。为了为当前图片的子图片的块，从为当前图片指示的一个或多个第一APS中确定APS，视频解码器300可被配置为解码当前图片的子图片的块的APS的索引。
在另一示例中，视频解码器300可被配置为解码第二语法元素，该第二语法元素指示由第二图片的一个或多个第二APS索引指示的一个或多个第二APS是否可以在第二图片的子图片处使用，以及基于第二语法元素指示由第二图片的一个或多个第二APS索引指示的一个或多个第二APS不能在第二图片的子图片处使用，解码指示可以在第二图片的子图片处使用的一个或多个第三APS的一个或多个第三APS索引。在此示例中，一个或多个第三APS索引是一个或多个第二APS索引的子集。
在另一示例中，为了使用确定的APS解码子图片的块，视频解码器300可被配置为将与确定的APS相关联的自适应环路滤波器(ALF)或与确定的APS相关联的具有色度缩放的亮度映射(LMCS)中的一个或多个应用于子图片的块。
下面描述本公开的其他说明性示例。
示例1-一种编解码后的视频数据的方法，该方法包括：根据存储器约束对自适应参数集(APS)进行编解码，其中APS包括用于自适应环路滤波器的参数或用于具有色度缩放的亮度映射的参数中的一个或多个；以及根据APS对视频数据的一个或多个块进行编解码。
示例2-根据示例1的方法，其中根据存储器约束对APS进行编解码包括：基于由APS指示的滤波器的数量为APS分配存储器。
示例3-根据示例2的方法，还包括：对指示由APS指示的滤波器的数量的语法元素进行编解码，其中在图片、条带、片组、片或图块级别中的一个或多个处对语法元素进行编解码。
示例4-根据示例1的方法，其中根据存储器约束对APS进行编解码包括：对用于图片的APS的数量进行编解码，其中APS的数量不大于APS的最大数量。
示例5-根据示例4的方法，还包括：对序列级别标头、视频参数集或序列参数集中的一个或多个中的APS的最大数量进行编解码。
示例6-根据示例4的方法，还包括：对APS的索引进行编解码。
示例7-根据示例1的方法，其中根据存储器约束对APS进行编解码包括：对当前图片的APS的索引进行编解码，以及基于该索引将当前图片的APS用于当前图片的子图片。
示例8-根据示例1的方法，其中根据存储器约束对APS进行编解码包括：对当前图片的子图片的APS的索引进行编解码。
示例9-根据示例1-8中任意组合的方法。
示例10-根据示例1-9中任一示例的方法，其中编解码包括解码。
示例11-根据示例1-9中任一示例的方法，其中编解码包括编码。
示例12-一种用于编解码视频数据的设备，该设备包括用于执行示例1-11中任一示例的方法的一个或多个部件。
示例13-根据示例12的设备，其中一个或多个部件包括在电路中实施的一个或多个处理器。
示例14-根据示例12和13中任一示例的设备，还包括存储器以存储视频数据。
示例15-根据示例12-14中任一示例的设备，还包括被配置为显示解码后的视频数据的显示器。
示例16-根据示例12-15中任一示例的设备，其中该设备包括照相机、计算机、移动设备、广播接收器设备或机顶盒中的一个或多个。
示例17-根据示例12-16中任一示例的设备，其中该设备包括视频解码器。
示例18-根据示例12-17中任一示例的设备，其中该设备包括视频编码器。
示例19-一种其上存储有指令的计算机可读存储介质，当运行该指令时，使得一个或多个处理器执行示例1-11中任一示例的方法。
示例20-本公开中描述的技术的任何组合。
应当认识到，根据示例，可以以不同的顺序执行本文所述任何技术的某些动作或事件，可以被添加、合并或完全排除(例如，并非所有描述的动作或事件对于技术的实践是必要的)。此外，在某些示例中，可以并行地执行动作或事件，例如通过多线程处理、中断处理或多个处理器，而不是顺序地执行。
在一个或多个示例中，所述功能可以在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现，则这些功能可以作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或在其上传输，并由基于硬件的处理单元执行。计算机可读介质可以包括与有形介质(例如数据存储介质)相对应的计算机可读存储介质，或包括有助于计算机程序从一个地方转移到另一个地方(例如，根据通信协议)的任何介质的通信介质。以这种方式，计算机可读介质通常可对应于(1)非暂时的有形计算机可读存储介质或(2)诸如信号或载波的通信介质。数据存储介质可以是可由一个或多个计算机或一个或多个处理器访问以检索用于实现本公开中描述的技术的指令、代码和/或数据结构的任何可用介质。计算机程序产品可以包括计算机可读介质。
通过示例而不是限制，这种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、闪存或可用于以指令或数据结构的形式存储并且可以由计算机进行访问的所需的程序代码的任何其它介质。此外，任何连接都被适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)或无线技术(诸如红外线、无线电和微波)从网站、服务器或其它远程源发送指令，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或无线技术(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，计算机可读存储介质和数据存储介质不包括连接、载波、信号或其它暂时介质，而是指向非暂时的有形存储介质。本文所使用的磁盘和光盘包括光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘则以激光光学方式再现数据。上述的组合也应包括在计算机可读介质的范围内。
指令可由一个或多个处理器执行，例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)或其他等效集成或离散逻辑电路。因此，本文使用的术语“处理器”和“处理电路”可指上述结构中的任何一个或适合实现本文所述技术的任何其它结构。此外，在一些方面，本文描述的功能可以提供在配置用于编码和解码的专用硬件和/或软件模块内，或并入组合的编解码器中。此外，这些技术可以在一个或多个电路或逻辑元件中完全实现。
本公开的技术可以在多种设备或装置中实现，包括无线手持机、集成电路(IC)或IC集合，例如芯片集合。本公开中描述了各种组件、模块或单元，以强调配置为执行所公开技术的设备的功能方面，但不一定需要由不同硬件单元来实现。相反，如上所述，各种单元可以组合在编解码器硬件单元中，或者由互操作硬件单元的集合(包括如上所述的一个或多个处理器)连同合适的软件和/或固件提供。
已经描述了各种示例。这些和其它示例在以下权利要求的范围内。

Claims (44)

1.一种被配置为解码视频数据的装置，所述装置包括：
存储器，被配置为存储视频数据的一个或多个块，以及
一个或多个处理器，在电路中实施并与所述存储器通信，所述一个或多个处理器被配置为：
对当前图片的一个或多个第一自适应参数集APS索引进行解码，所述一个或多个第一APS索引指示可用于解码所述当前图片的一个或多个第一APS。
为所述当前图片的子图片的块，从为所述当前图片指示的所述一个或多个第一APS中确定APS；以及
使用所确定的APS解码所述子图片的所述块。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，为了解码指示可用于解码所述当前图片的所述一个或多个第一APS的所述当前图片的所述一个或多个第一APS索引，所述一个或多个处理器被配置为：
从图片标头解码所述一个或多个第一APS索引。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述子图片包括条带、片组、片或图块中的一个或多个。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述一个或多个处理器还被配置为：
解码第一语法元素，所述第一语法元素指示由所述当前图片的所述一个或多个第一APS索引指示的所述一个或多个第一APS是否可在所述当前图片的子图片处使用。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，基于所述第一语法元素指示由所述当前图片的所述一个或多个第一APS索引指示的所述一个或多个第一APS可在所述当前图片的子图片处使用，所述一个或多个处理器还被配置为：
为所述当前图片的所述子图片的所述块，从为所述当前图片指示的所述一个或多个第一APS中确定所述APS，而不解码任何子图片级别的、指示可用于解码所述子图片的APS的语法元素。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，为了为所述当前图片的所述子图片的所述块，从为所述当前图片指示的所述一个或多个第一APS中确定所述APS，所述一个或多个处理器被配置为：
对所述当前图片的所述子图片的所述块的所述APS的索引进行解码。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述一个或多个处理器还被配置为：
在不解码语法元素的情况下，确定由所述当前图片的所述一个或多个第一APS索引指示的所述一个或多个第一APS可在所述当前图片的子图片处使用。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述一个或多个处理器还被配置为：
解码第二语法元素，所述第二语法元素指示由第二图片的一个或多个第二APS索引指示的一个或多个第二APS是否可在所述第二图片的子图片处使用；以及
基于所述第二语法元素指示由所述第二图片的所述一个或多个第二APS索引指示的所述一个或多个第二APS不能在所述第二图片的所述子图片处使用，解码指示可在所述第二图片的子图片处使用的一个或多个第三APS的一个或多个第三APS索引，其中所述一个或多个第三APS索引是所述一个或多个第二APS索引的子集。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述一个或多个处理器还被配置为：
基于与所述一个或多个第一APS索引对应的所有所述APS中的滤波器的数量的约束，将与所述一个或多个第一APS索引对应的APS存储在所述存储器中。
10.根据权利要求1所述的装置，其中为了使用所确定的APS解码所述子图片的所述块，所述一个或多个处理器被配置为：
将与所确定的APS相关联的自适应环路滤波器ALF、与所确定的APS相关联的具有色度缩放的亮度映射LMCS或缩放矩阵中的一个或多个应用于所述子图片的所述块。
11.根据权利要求1所述的装置，还包括：
配置为显示所述当前图片的显示器。
12.一种解码视频数据的方法，所述方法包括：
对当前图片的一个或多个第一自适应参数集APS索引进行解码，所述一个或多个第一APS索引指示可用于解码所述当前图片的一个或多个第一APS。
为所述当前图片的子图片的块，从为所述当前图片指示的所述一个或多个第一APS中确定APS；以及
使用所确定的APS解码所述子图片的所述块。
13.根据权利要求12所述的方法，其中解码指示可用于解码所述当前图片的所述一个或多个第一APS的所述当前图片的所述一个或多个第一APS索引包括：
从图片标头解码所述一个或多个第一APS索引。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述子图片包括条带、片组、片或图块中的一个或多个。
15.根据权利要求12所述的方法，还包括：
解码第一语法元素，所述第一语法元素指示由所述当前图片的所述一个或多个第一APS索引指示的所述一个或多个第一APS是否可在所述当前图片的子图片处使用。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，基于所述第一语法元素指示由所述当前图片的所述一个或多个第一APS索引指示的所述一个或多个第一APS可在所述当前图片的子图片处使用，所述方法还包括：
为所述当前图片的所述子图片的所述块，从为所述当前图片指示的所述一个或多个第一APS中确定所述APS，而不解码任何子图片级别的、指示可用于解码所述子图片的APS的语法元素。
17.根据权利要求16所述的方法，其中为所述当前图片的所述子图片的所述块，从为所述当前图片指示的所述一个或多个第一APS中确定所述APS包括：
对所述当前图片的所述子图片的所述块的所述APS的索引进行解码。
18.根据权利要求12所述的方法，还包括：
在不解码语法元素的情况下，确定由所述当前图片的所述一个或多个第一APS索引指示的所述一个或多个第一APS可在所述当前图片的子图片处使用。
19.根据权利要求12所述的方法，还包括：
解码第二语法元素，所述第二语法元素指示由第二图片的一个或多个第二APS索引指示的一个或多个第二APS是否可在所述第二图片的子图片处使用；以及
基于所述第二语法元素指示由所述第二图片的所述一个或多个第二APS索引指示的所述一个或多个第二APS不能在所述第二图片的所述子图片处使用，解码指示可在所述第二图片的子图片处使用的一个或多个第三APS的一个或多个第三APS索引，其中所述一个或多个第三APS索引是所述一个或多个第二APS索引的子集。
20.根据权利要求12所述的方法，还包括：
基于与所述一个或多个第一APS索引对应的所有所述APS中的滤波器的数量的约束，将与所述一个或多个第一APS索引对应的APS存储在存储器中。
21.根据权利要求12所述的方法，其中使用所确定的APS对所述子图片的所述块进行解码包括：
将与所确定的APS相关联的自适应环路滤波器ALF、与所确定的APS相关联的具有色度缩放的亮度映射LMCS或与所确定的APS相关联的缩放矩阵中的一个或多个应用于所述子图片的所述块。
22.根据权利要求12所述的方法，还包括：
显示所述当前图片。
23.一种存储指令的非暂时性计算机可读存储介质，当运行所述指令时，使得被配置为解码视频数据的设备的一个或多个处理器：
对当前图片的一个或多个第一自适应参数集APS索引进行解码，所述一个或多个第一APS索引指示可用于解码所述当前图片的一个或多个第一APS；
为所述当前图片的子图片的块，从为所述当前图片指示的所述一个或多个第一APS中确定APS；以及
使用所确定的APS解码所述子图片的所述块。
24.根据权利要求23所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，为了解码指示可用于解码所述当前图片的所述一个或多个第一APS的所述当前图片的所述一个或多个第一APS索引，所述指令还使得所述一个或多个处理器：
从图片标头解码所述一个或多个第一APS索引。
25.根据权利要求23所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述子图片包括条带、片组、片或图块中的一个或多个。
26.根据权利要求23所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述指令还使得所述一个或多个处理器：
解码第一语法元素，所述第一语法元素指示由所述当前图片的所述一个或多个第一APS索引指示的所述一个或多个第一APS是否可在所述当前图片的子图片处使用。
27.根据权利要求26所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，基于所述第一语法元素指示由所述当前图片的所述一个或多个第一APS索引指示的所述一个或多个第一APS可在所述当前图片的子图片处使用，所述指令还使得所述一个或多个处理器：
为所述当前图片的所述子图片的所述块，从为所述当前图片指示的所述一个或多个第一APS中确定所述APS，而不解码任何子图片级别的、指示可用于解码所述子图片的APS的语法元素。
28.根据权利要求27所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，为了为所述当前图片的所述子图片的所述块，从为所述当前图片指示的所述一个或多个第一APS中确定所述APS，所述指令还使得所述一个或多个处理器：
对所述当前图片的所述子图片的所述块的所述APS的索引进行解码。
29.根据权利要求23所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述指令还使得所述一个或多个处理器：
在不解码语法元素的情况下，确定由所述当前图片的所述一个或多个第一APS索引指示的所述一个或多个第一APS可在所述当前图片的子图片处使用。
30.根据权利要求23所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述指令还使得所述一个或多个处理器：
解码第二语法元素，所述第二语法元素指示由第二图片的一个或多个第二APS索引指示的一个或多个第二APS是否可在所述第二图片的子图片处使用；以及
基于所述第二语法元素指示由所述第二图片的所述一个或多个第二APS索引指示的所述一个或多个第二APS不能在所述第二图片的所述子图片处使用，解码指示可在所述第二图片的子图片处使用的一个或多个第三APS的一个或多个第三APS索引，其中所述一个或多个第三APS索引是所述一个或多个第二APS索引的子集。
31.根据权利要求23所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述指令还使得所述一个或多个处理器：
基于与所述一个或多个第一APS索引对应的所有所述APS中的滤波器的数量的约束，将与所述一个或多个第一APS索引对应的APS存储在存储器中。
32.根据权利要求23所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，为了使用所确定的APS解码所述子图片的所述块，所述指令还使得所述一个或多个处理器：
将与所确定的APS相关联的自适应环路滤波器ALF、与所确定的APS相关联的具有色度缩放的亮度映射LMCS或缩放矩阵中的一个或多个应用于所述子图片的所述块。
33.根据权利要求23所述的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令还使得所述一个或多个处理器：
显示所述当前图片。
34.一种被配置为解码视频数据的装置，所述装置包括：
用于对当前图片的一个或多个第一自适应参数集APS索引进行解码的部件，所述一个或多个第一APS索引指示可用于解码所述当前图片的一个或多个第一APS；
用于为所述当前图片的子图片的块，从为所述当前图片指示的所述一个或多个第一APS中确定APS的部件；以及
用于使用所确定的APS解码所述子图片的所述块的部件。
35.根据权利要求34所述的装置，其中解码指示可用于解码所述当前图片的所述一个或多个第一APS的所述当前图片的所述一个或多个第一APS索引包括：
用于从图片标头解码所述一个或多个第一APS索引的部件。
36.根据权利要求34所述的装置，其中所述子图片包括条带、片组、片或图块中的一个或多个。
37.根据权利要求34所述的装置，还包括：
用于解码第一语法元素的部件，所述第一语法元素指示由所述当前图片的所述一个或多个第一APS索引指示的所述一个或多个第一APS是否可在所述当前图片的子图片处使用。
38.根据权利要求37所述的装置，其中，基于所述第一语法元素指示由所述当前图片的所述一个或多个第一APS索引指示的所述一个或多个第一APS可在所述当前图片的子图片处使用，所述装置还包括：
用于为所述当前图片的所述子图片的所述块，从为所述当前图片指示的所述一个或多个第一APS中确定所述APS，而不解码任何子图片级别的、指示可用于解码所述子图片的APS的语法元素的部件。
39.根据权利要求38所述的装置，其中用于为所述当前图片的所述子图片的所述块，从为所述当前图片指示的所述一个或多个第一APS中确定所述APS的部件包括：
用于对所述当前图片的所述子图片的所述块的所述APS的索引进行解码的部件。
40.根据权利要求34所述的装置，还包括：
用于在不解码语法元素的情况下，确定由所述当前图片的所述一个或多个第一APS索引指示的所述一个或多个第一APS可在所述当前图片的子图片处使用的部件。
41.根据权利要求34所述的装置，还包括：
用于解码第二语法元素的部件，所述第二语法元素指示由第二图片的一个或多个第二APS索引指示的一个或多个第二APS是否可在所述第二图片的子图片处使用；以及
用于基于所述第二语法元素指示由所述第二图片的所述一个或多个第二APS索引指示的所述一个或多个第二APS不能在所述第二图片的所述子图片处使用，解码指示可在所述第二图片的子图片处使用的一个或多个第三APS的一个或多个第三APS索引的部件，其中所述一个或多个第三APS索引是所述一个或多个第二APS索引的子集。
42.根据权利要求34所述的装置，还包括：
用于基于与所述一个或多个第一APS索引对应的所有所述APS中的滤波器的数量的约束，将与所述一个或多个第一APS索引对应的APS存储在所述存储器中的部件。
43.根据权利要求34所述的装置，其中用于使用所确定的APS对所述子图片的所述块进行解码的部件包括
用于将与所确定的APS相关联的自适应环路滤波器ALF、与所确定的APS相关联的具有色度缩放的亮度映射LMCS或缩放矩阵中的一个或多个应用于所述子图片的所述块的部件。
44.根据权利要求34所述的装置，还包括：
用于显示所述当前图片的部件。
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