CN114731403A - 基于量化参数的残差编解码选择和低层级信令 - Google Patents

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Abstract

视频编解码器可确定针对视频数据的块的量化参数(QP)值，基于QP值从多个残差编解码方法确定残差编解码方法，其中，多个残差编解码方法包含变换跳过(TS)残差编解码和常规残差编解码，以及使用所确定的残差编解码方法来编解码视频数据的块的残差。

Description

基于量化参数的残差编解码选择和低层级信令
本申请要求于2020年12月2日提交的美国申请第17/109,958号的优先权，该美国申请要求于2019年12月6日提交的美国临时申请第62/944,964号和于2019年12月26日提交的美国临时申请第62/953,753号的权益，其每个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及视频解码。
背景技术
数字视频能力可以被并入到广泛范围的设备中，包括数字电视、数字直接广播系统、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、蜂窝式或卫星无线电电话、所谓的“智能电话”、视频电话会议设备、视频流传输设备等。数字视频设备实施视频编解码技术，例如在由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/高效率视频编解码(HEVC)定义的标准及此类标准的扩展中描述的那些。数字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间(图片内)预测和/或时间(图片间)预测以减少或移除视频序列中固有的冗余。对于基于块的视频编解码，可以将视频切片(例如，视频图片或视频图片的一部分)分割成视频块，其也可以被称作编解码树单元(CTU)、编解码单元(CU)和/或编解码节点。使用关于相同图片内的相邻块中的参考样本的空间预测来编码图片的帧内编解码的(I)切片中的视频块。图片的帧间编解码的(P或B)切片中的视频块可以使用相对于相同图片内的相邻块中的参考样本的空间预测，或相对于其它参考图片内的参考样本的时间预测。图片可以被称作帧，并且参考图片可以被称作参考帧。
发明内容
一般地，本公开描述用于确定视频编解码中的残差编解码过程及相关操作的技术。在一些示例中，本公开描述用于基于视频编解码中所使用的量化参数(QP)确定残差编解码过程的技术。本公开还描述用于基于QP信令发送残差编解码方法或无损编解码模式的技术。本公开的技术可以应用于有损及无损编解码方案两者且可用于任何视频压缩框架或视频编解码器(诸如高效视频编解码(HEVC))、用于当前正开发的视频压缩标准(诸如通用视频编解码(VVC))的编解码工具及/或其它未来视频编解码标准中。
在一个示例中，一种方法，包括：确定针对视频数据的块的量化参数(QP)值；基于QP值从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法，其中，多个残差编解码方法包括变换跳过(TS)残差编解码和常规残差编解码；以及使用所确定的残差编解码方法来解码视频数据的块的残差。
在另一个示例中，一种设备，包括：存储器；以及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：确定针对视频数据的块的量化参数(QP)值；基于QP值从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法，其中，多个残差编解码方法包括变换跳过(TS)残差编解码和常规残差编解码；以及使用所确定的残差编解码方法来解码视频数据的块的残差。
在另一个示例中，一种设备，包括：用于确定针对视频数据的块的量化参数(QP)值的部件；用于基于QP值从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法的部件，其中，多个残差编解码方法包括变换跳过(TS)残差编解码和常规残差编解码；以及用于使用所确定的残差编解码方法来解码视频数据的块的残差的部件。
在另一个示例中，一种计算机可读存储介质被编码有指令，该指令在被执行时致使可编程处理器：确定针对视频数据的块的量化参数(QP)值；基于QP值从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法，其中，多个残差编解码方法包括变换跳过(TS)残差编解码和常规残差编解码；以及使用所确定的残差编解码方法来解码视频数据的块的残差。
在附图和以下描述中阐述了一个或多个示例的细节。其他特征、目的和优点将是从描述、附图和权利要求中显而易见的。
附图说明
图1是示出可执行本公开的技术的示例视频编码及解码系统的框图。
图2A和图2B是示出示例四叉树二叉树(QTBT)结构和对应编解码树单元(CTU)的概念图。
图3是示出可执行本公开的技术的示例视频编码器的框图。
图4是示出可执行本公开的技术的示例视频解码器的框图。
图5是示出本公开的示例编码方法的流程图。
图6是示出本公开的示例解码方法的流程图。
图7是示出本公开的另一示例解码方法的流程图。
具体实施方式
在一些示例视频编解码器中，使用不同的残差编解码方法。例如，视频编解码器可以被配置为使用变换跳过(TS)残差编解码来编解码残差视频数据的块。在TS残差编解码中，视频编解码器被配置为不使用隐式或显式确定的变换(例如离散余弦变换(DCT-2))来变换残差块。即，视频编解码器不对残差块执行变换。在不使用TS残差编解码的情况下，视频编解码器可以被配置为使用不同的残差编解码方法，其被称为常规残差编解码(RRC)或变换残差编解码。
在一些示例中，视频编解码器被配置为基于在残差编解码之前或之后是否跳过变换和/或使用块式差分脉冲编解码调制(BDPCM)来确定TS残差编解码或常规残差编解码的使用。本公开描述用于基于量化参数(QP)值确定残差编解码方法的多种技术。在一些示例中，视频编码器200和/或视频解码器300可以被配置为在确定要使用的残差编解码方法时单独使用QP值。在其它示例中，视频编码器200和/或视频解码器300可以被配置为使用QP值结合其它编解码信息(诸如标志)来确定残差编解码方法。本公开的技术可以增加编解码效率及/或减少用于指示残差编解码方法的单一化开销。
图1是示出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。本公开的技术通常指向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视频、经编码视频、经解码(例如，经重建)视频以及诸如信令数据的视频元数据。
如图1所示，在该示例中，系统100包括源设备102，源设备102提供将由目的地设备116解码和显示的经编码视频数据。具体地，源设备102经由计算机可读介质110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可以包括广泛设备中的任何一种，包括台式计算机、笔记本(即，膝上型)计算机、移动设备、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、视频游戏机、视频流传输设备、广播接收器设备等。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，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。目的地设备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的视频解码器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确定残差编解码过程的技术。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。在其他示例中，源设备和目的地设备可以包括其他组件或布置。例如，源设备102可以从诸如外部照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接口，而不是包括集成的显示设备。
如图1所示的系统100仅是一个示例。通常，任何数字视频编码和/或解码设备都可以执行用于确定残差编解码过程的技术。源设备102和目的地设备116仅是这样的编解码设备的示例，其中，源设备102生成编解码的视频数据以发送到目的地设备116。本公开将“编解码”设备称为执行数据的编解码(编码和/或编码)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，分别表示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操作，使得源设备102和目的地设备116中的每一个包括视频编码和解码组件。因此，系统100可以支持源设备102和目的地设备116之间的单向或双向视频发送，例如，用于视频流传输、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(即原始的未经编码视频数据)的源，并将视频数据的连续的图片(也称为“帧”)序列提供给视频编码器200，该视频编码器200对图片的数据进行编码。源设备102的视频源104可以包括诸如照相机的视频捕获设备，包含先前经捕获的原始视频的视频档案和/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，或者是实时视频、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对经捕获的、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”)重新排列为编解码顺序以供编解码。视频编码器200可以生成包括经编码视频数据的比特流。然后，源设备102可以经由输出接口108将经编码视频数据输出到计算机可读介质110上，以通过例如目的地设备116的输入接口122进行接收和/或检索。
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的原始视频和来自视频解码器300的原始的经解码视频数据。附加地或替代地，存储器106、120可以存储例如可以分别由视频编码器200和视频解码器300执行的软件指令。尽管在该示例中存储器106和存储器120与视频编码器200和视频解码器300被分开示出，但是应当理解，视频编码器200和视频解码器300还可以包括内部存储器，以实现功能上相似或等效的目的。此外，存储器106、120可以存储例如从视频编码器200输出并输入到视频解码器300的经编码视频数据。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/或经编码视频数据。
计算机可读介质110可以表示能够将经编码视频数据从源设备102传输到目的地设备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表示用于使源设备102能够例如经由无线电频率网络或基于计算机的网络将经编码视频数据直接实时地发送到目的地设备116的通信介质。根据诸如无线通信协议的通信标准，输出接口108可以对包括经编码视频数据的发送信号进行调制，并且输入接口122可以对接收到的发送信号进行解调。通信介质可以包括任何无线或有线通信介质，例如无线电频率(RF)频谱或一条或多条物理传输线。通信介质可以形成诸如局域网、广域网或全球网络(诸如互联网)的基于分组的网络的一部分。通信介质可以包括路由器、交换机、基站或任何其他有助于从源设备102到目的地设备116的通信的设备。
在一些示例中，源设备102可以从输出接口108向存储设备112输出经编码数据。类似地，目的地设备116可以经由输入接口122从存储设备112访问经编码数据。存储设备112可以包括用于存储经编码视频数据的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、或任何其他合适的数字存储介质。
在一些示例中，源设备102可以将经编码视频数据输出到文件服务器114或可存储由源设备102生成的经编码视频数据的另一中间存储设备。目的地设备116可以经由流传输或下载从文件服务器114访问所存储的视频数据。
文件服务器114可以是能够存储经编码视频数据并将该经编码视频数据发送到目的地设备116的任何类型的服务器设备。文件服务器114可以表示网络服务器(例如，用于网站)、被配置为提供文件传输协议服务(例如，文件传输协议(FTP)或单向传输文件传递(FLUTE)协议)的服务器、内容传递网络(CDN)设备、超文本传输协议(HTTP)服务器、多媒体广播多播服务(MBMS)或增强型MBMS(eMBMS)服务器、和/或网络附加存储(NAS)设备。附加地或替代地，文件服务器114可以实现一个或多个HTTP流传输协议，例如基于HTTP的动态自适应流传输(DASH)、HTTP直播流传输(HLS)、实时流传输协议(RTSP)、HTTP动态流传输等。
目的地设备116可以通过任何标准数据连接(包含因特网连接)从文件服务器114访问经编码视频数据。这可以包括适合于访问存储于文件服务器114上的经编码视频数据的无线信道(例如，Wi-Fi连接)、有线连接(例如，数字订户线(DSL)、电缆调制解调器等)或两者的组合。输入接口122可以被配置为根据上文所讨论的用于从文件服务器114检索或接收媒体数据的各种协议或用于检索媒体数据的其它此类协议中的任何一个或多个来操作。
输出接口108及输入接口122可以表示无线发送器/接收器、调制解调器、有线联网组件(例如，以太网卡)、根据各种IEEE 802.11标准中的任一个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式通信标准(诸如4G、4G-LTE(长期演进)、LTE高级、5G等)传送诸如经编码视频数据的数据。在其中输出接口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可以被配置为根据其它无线标准(例如，IEEE802.11规范、IEEE802.15规范(例如，ZigBeeTM)、蓝牙TM标准等)传送诸如经编码视频数据的数据。在一些示例中，源设备102和/或目的地设备116可以包括相应芯片上系统(SoC)设备。例如，源设备102可以包括用于执行归因于视频编码器200和/或输出接口108的功能的SoC设备，并且目的地设备116可以包括用于执行归因于视频解码器300和/或输入接口122的功能的SoC设备。
本公开的技术可以应用于视频编解码以支持多种多媒体应用中的任一个，诸如空中电视广播、有线电视传输、卫星电视传输、因特网流传输视频传输(诸如HTTP上的动态自适应流传输(DASH))、被编码到数据存储介质上的数字视频、存储于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)接收经编码视频比特流。经编码视频比特流可以包括由视频编码器200定义的也由视频解码器300使用的信令信息，诸如具有描述视频块或其它经编解码单元(例如，切片、图片、图片的组、序列等)的特性及/或处理的值的语法元素。显示设备118向用户显示经解码视频数据的经解码图片。显示设备118可以表示多种显示设备中的任一个，诸如液晶显示器(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可以每个与音频编码器和/或音频解码器集成，并且可以包括适当的MUX-DEMUX单元或者其他硬件和/或软件，以处理包括公共数据流中的音频和视频两者的复用流。如果适用，MUX-DEMUX单元可以符合ITU H.223复用器协议或其他协议(例如用户数据报协议(UDP)。
视频编码器200和视频解码器300各自可以被实现为各种合适的编码器和/或解码器电路中的任何一种，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)、离散逻辑、软件、硬件、固件或其任意组合。当该技术部分地在软件中实现时，设备可将用于软件的指令存储在合适的非暂时性计算机可读介质中，并使用一个或多个处理器在硬件中执行该指令，以执行本公开的技术。视频编码器200和视频解码器300中的每一个可以被包括在一个或多个编码器或解码器中，其任一个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可以根据诸如ITU-T H.265(也被称为高效视频编解码(HEVC))的视频编解码标准或其扩展(诸如多视图和/或可缩放视频编解码扩展)进行操作。替代地，视频编码器200和视频解码器300可以根据诸如联合探索测试模型(JEM)或ITU-T H.266(也被称为通用视频编解码(VVC))的其他专有或工业标准进行操作。在Bross等人的“通用视频编解码(Versatile Video Coding)(草案7)”，ITU-T SG 16WP 3和ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11的联合视频专家小组(JVET)，第16次会议：瑞士日内瓦，2019年10月1-11日，JVET-S2001-v9(以下简称“VVC草案7”)中描述了VVC标准的最近草案。然而，本公开的技术不限于任何具体的编解码标准。
通常，视频编码器200和视频解码器300可以执行基于块的图片编解码。术语“块”通常是指包括要处理(例如，编码、解码或以其他方式在编码和/或解码过程中使用)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编解码。即，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，而不是对图片的样本的红、绿和蓝(RGB)数据进行编解码，其中色度分量可以包括红色色调色度分量和蓝色色调色度分量两者。在一些示例中，视频编码器200在编码之前将接收到的RGB格式的数据转换成YUV表示，并且视频解码器300将YUV表示转换成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。
本公开通常可以涉及图片的编解码(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，本公开可以涉及对图片的块进行编解码以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。经编码视频比特流通常包括用于表示编解码决策(例如编解码模式)和将图片分割为块的语法元素的一系列值。因此，对对图片或块进行编解码的引用通常应被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。即，视频编码器将CTU和CU分割为四个相等的、不重叠的正方形，并且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”，并且这种叶节点的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TU的分割。在HEVC中，PU表示帧间预测数据，而TU表示残差数据。帧内预测的CU包括帧内预测信息，诸如帧内模式指示。
作为另一个示例，视频编码器200和视频解码器300可以被配置为根据VVC进行操作。根据VVC，视频编解码器(例如，视频编码器200)将图片分割为多个编解码树单元(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)对CTU进行分割。QTBT结构移除了多个分割类型的概念，例如HEVC的CU、PU和TU之间的分隔。QTBT结构包括两个级别：根据四叉树分割来分割的第一级别，以及根据二叉树分割来分割的第二级别。QTBT结构的根节点对应于CTU。二叉树的叶节点对应于编解码单元(CU)。
在MTT分割结构中，可以使用四叉树(QT)分割、二叉树(BT)分割和一种或多种类型的三叉树(TT)分割对块进行分割。三叉树分割是将一个块拆分为三个子块的分割。在一些示例中，三叉树分割将一个块划分为三个子块，而无需通过中心划分初始块。MTT中的分割类型(例如，QT、BT和TT)可以是对称的也可以是不对称的。
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个，而在其他示例中，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，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个QTBT/MTT结构(或用于相应的色度分量的两个QTBT/MTT结构)。
视频编码器200和视频解码器300可以被配置为使用每HEVC四叉树分割、QTBT分割、MTT分割或其他分割结构。出于解释的目的，关于QTBT分割来呈现本公开的技术的描述。然而，应当理解，本公开的技术还可以应用于被配置为使用四叉树分割或其它类型分割的视频编解码器。
在一些示例中，CTU包括亮度样本的编解码树块(CTB)、具有三个样本阵列的图片的色度样本的两个对应CTB、或单色图片或使用三个独立的颜色平面和用于编解码样本的语法结构进行编解码的图片的样本的CTB。CTB可以是针对某个N值的NxN样本块，使得将分量划分为各CTB是一种分割。组件是组成4:2:0、4:2:2或4:4:4颜色格式的图片的三个阵列(亮度和两个色度)之一的阵列或单个样本，或者组成单色格式的图片的阵列或阵列的单个样本。在一些示例中，编解码块是针对一些M和N值的MxN样本块，使得将CTB划分为编解码块是一种分割。
块(例如，CTU或CU)可以在图片中以各种方式分组。作为一个示例，砖块可以是指图片中的特定图块(tile)内的CTU行的矩形区域。图块可以是图片中的特定图块列和特定图块行内的CTU的矩形区域。图块列是指具有等于图片高度的高度和由语法元素(例如，诸如在图片参数集中)指定的宽度的CTU的矩形区域。图块行是指具有由语法元素(例如，诸如在图片参数集中)指定的高度和等于图片宽度的宽度的CTU的矩形区域。
在一些示例中，图块可以被分割成多个砖块，每个砖块可以包括图块内的一个或多个CTU行。未被分割为多个砖块的图块也可以称为砖块。然而，作为图块的真子集的砖块可以不被称为图块。
图片中的砖块也可以排列成切片。切片可以是可以在单个网络抽象层(NAL)单元中排他地包含的图片的整数个砖块。在一些示例中，切片包括多个完整图块或仅一个图块的完整砖块的连续序列。
本公开可互换地使用“NxN”和“N乘N”来指代在垂直和水平维度方面上块(例如CU或其他视频块)的样本维度，例如16x16样本或16乘16样本。通常，一个16x16 CU在垂直方向上将有16个样本(y＝16)，并且在水平方向上将有16个样本(x＝16)。同样地，NxN CU通常在垂直方向上具有N个样本，并且在水平方向上具有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排列。此外，CU在水平方向上不必与在垂直方向上具有相同数量的样本。例如，CU可包括NxM个样本，其中M不一定等于N。
视频编码器200对用于表示预测和/或残差信息以及其他信息的CU的视频数据进行编码。预测信息指示将要如何预测CU以便形成用于CU的预测块。残差信息通常表示编码之前的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CU的预测块。帧间预测通常指从先前编解码的图片的数据来预测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向量来生成预测块。视频编码器200通常可以执行运动搜索以，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)或其他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。
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中，视频编码器200可以确定表示非平移运动(例如放大或缩小、旋转、透视运动或其他不规则运动类型)的两个或更多个运动向量。
为了执行帧内预测，视频编码器200可以选择帧内预测模式以生成预测块。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。通常，视频编码器200选择帧内预测模式，该帧内预测模式描述到当前块(例如，CU的块)的相邻样本，以从中预测当前块的样本。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，则此类样本通常可以在与当前块相同的图片中在当前块的上方、左上方或左侧。
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个的数据以及对应模式的运动信息进行编码。例如，对于单向或双向帧间预测，视频编码器200可以使用高级运动向量预测(AMVP)或合并模式来对运动向量进行编码。视频编码器200可以使用类似模式来对仿射运动补偿模式的运动向量进行编码。
在诸如块的帧内预测或帧间预测之类的预测之后，视频编码器200可计算该块的残差数据。残差数据(例如残差块)表示块与使用相应预测模式形成的该块的预测块之间的逐样本差。视频编码器200可以将一个或多个变换应用于残差块，以在变换域而非样本域中产生变换的数据。例如，视频编码器200可将离散余弦变换(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。附加地，视频编码器200可以在一次变换之后应用二次变换，例如，模式依赖的不可分离的二次变换(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之后产生变换系数。
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。量化通常是指对变换系数进行量化以可能地减少用于表示系数的数据量，从而提供进一步压缩的过程。通过执行量化过程，视频编码器200可以减小与一些或所有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比特值向下舍入为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可以对待量化的值执行逐比特(bitwise)右移。
在量化之后，视频编码器200可以扫描变换系数，从而从包括经量化变换系数的二维矩阵产生一维向量。可以将扫描设计为将较高能量(因此较低频率)的系数放在向量的前面，并将较低能量(因此较高频率)的变换系数放在向量的后面。在一些示例中，视频编码器200可利用预定义的扫描次序来扫描经量化变换系数以产生序列化的向量，然后对向量的经量化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。在扫描经量化变换系数以形成一维向量之后，视频编码器200可以例如根据上下文自适应二进制算术编解码(CABAC)对一维向量进行熵编码。视频编码器200还可对语法元素的值进行熵编码，该语法元素描述与经编码视频数据相关联的元数据，以供视频解码器300在解码视频数据时使用。
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发送的码元。上下文可以涉及例如码元的相邻值是否为零值。概率确定可以基于指派给码元的上下文。
视频编码器200可以进一步地，诸如在图片报头、块报头、切片报头中，生成至视频解码器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可以类似地解码此类语法数据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，该比特流包括经编码视频数据，例如，描述将图片分割为块(例如，CU)的语法元素以及该块的预测和/或残差信息。最终，视频解码器300可以接收比特流，并对经编码视频数据进行解码。
通常，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，以解码比特流的经编码视频数据。例如，视频解码器300可以以与视频编码器200的CABAC编码过程基本相似的方式(尽管与之相反)，使用CABAC来解码比特流的语法元素的值。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，以定义CTU的CU。语法元素可以进一步定义用于视频数据的块(例如，CU)的预测和残差信息。
残差信息可以由例如经量化变换系数表示。视频解码器300可以对块的经量化变换系数进行逆量化和逆变换，以再现针对该块的残差块。视频解码器300使用信令发送的预测模式(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)来形成针对该块的预测块。视频解码器300然后可以(在逐个样本的基础上)组合预测块和残差块以再现初始块。视频解码器300可以执行附加的处理，例如执行去块过程以减少沿块的边界的视觉伪影。
根据本公开的技术，视频编码器200及视频解码器300可以被配置为确定针对视频数据的块的量化参数(QP)值；基于QP值从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法，其中，多个残差编解码方法包括变换跳过(TS)残差编解码和常规残差编解码；以及使用所确定的残差编解码方法来编解码视频数据的块的残差。
本公开通常可以涉及“信令发送”某些信息，例如语法元素。术语“信令发送”通常可以涉及针对用于解码经编码视频数据的语法元素及/或其它数据的值的传送。即，视频编码器200可以在比特流中信令发送针对语法元素的值。通常，信令发送涉及在比特流中生成值。如上文所提及，源设备102可以基本上实时或非实时地将比特流传输到目的地设备116，例如可以在将语法元素存储到存储设备112以供稍后由目的地设备116检索时发生。
图2A和图2B是示出示例四叉树二叉树(QTBT)结构130和对应的编解码树单元(CTU)132的概念图。实线表示四叉树拆分，并且虚线指示二叉树拆分。在二叉树的每个拆分(即，非叶)节点中，信令发送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，并且1指示垂直拆分。对于四叉树拆分，不需要指示拆分类型，因为四叉树节点将块水平和垂直地拆分成4个大小相等的子块。因此，视频编码器200可以编码、并且视频解码器300可以解码，用于QTBT结构130的区域树级别(即实线)的语法元素(诸如拆分信息)和用于QTBT结构130的预测树级别(即虚线)的语法元素(诸如拆分信息)。视频编码器200可以编码、并且视频解码器300可以解码，由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)。
通常，图2B的CTU 132可以与定义与在第一级别和第二级别的QTBT结构130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CTU 132的大小)、最小四叉树大小(MinQTSize，表示最小允许的四叉树叶节点大小)、最大二叉树大小(MaxBTSize，表示最大允许的二叉树根节点大小)、最大二叉树深度(MaxBTDepth，表示最大允许的二叉树深度)和最小二叉树大小(MinBTSize，表示最小允许的二叉树叶节点大小)。
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，四个子节点中的每一个可以根据四叉树分割来被分割。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的示例将这样的节点表示为包括父节点和具有实线分支的子节点。如果第一级别的节点不大于最大允许的二叉树根节点大小(MaxBTSize)，则它们可以通过各自的二叉树被进一步分割。可以对一个节点的二叉树拆分进行迭代，直到由拆分产生的节点达到最小允许的二叉树叶节点大小(MinBTSize)或最大允许的二叉树深度(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。如上所讨论的，CU也可以被称为“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(亮度样本和两个相应的64x64色度样本)，MinQTSize被设置为16x16，MaxBTSize被设置为64x64，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，则其将不被二叉树进一步拆分，因为大小超过了MaxBTSize(即，在该示例中为64x64)。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，并且具有二叉树深度为0。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，其意味着不允许进一步的垂直拆分。类似地，具有等于MinBTSize的高度的二叉树节点意味着针对该二叉树节点不允许进一步的水平拆分。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是示出可执行本公开的技术的示例视频编码器200的框图。图3是出于解释的目的而提供的，且不应被视为限制如本公开中广泛例示及描述的技术。出于解释的目的，本公开在诸如HEVC视频编解码标准及开发中的H.266(VVC)视频编解码标准的视频编解码标准的上下文中描述视频编码器200。然而，本公开的技术不限于这些视频编解码标准，且通常适用于视频编码及解码。
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、逆量化单元210、逆变换处理单元212、重建单元214、滤波器单元216、经解码图片缓冲器(DPB)218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、逆量化单元210、逆变换处理单元212、重建单元214、滤波器单元216、DPB 218及熵编码单元220中的任何或全部可以被实现在一个或多个处理器中或处理电路中。例如，视频编码器200的单元可以被实现为作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或FPGA的一部分。此外，视频编码器200可以包括附加的或替代的处理器或处理电路来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。DPB218可以用作存储参考视频数据以供视频编码器200使用来预测后续视频数据的参考图片存储器。视频数据存储器230及DPB218可由多种存储器设备中的任一个形成，例如动态随机访问存储器(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及DPB 218可以由同一存储器设备或单独存储器设备提供。在各种示例中，视频数据存储器230可以与如所示出的视频编码器200的其它组件一起在芯片上，或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的参考不应被解释为限于视频编码器200内部的存储器(除非明确地如此描述)或视频编码器200外部的存储器(除非明确地如此描述)。相反，对视频数据存储器230的参考应理解为存储视频编码器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)的参考存储器。图1的存储器106还可以提供来自视频编码器200的各种单元的输出的临时存储。
示出图3的各种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。固定功能电路是指提供特定功能性且在可执行的操作上预设的电路。可编程电路是指可以被编程为执行各种任务并且在可以执行的操作中提供灵活功能的电路。例如，可编程电路可以执行使可编程电路以由软件或固件的指令定义的方式操作的软件或固件。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，这些单元中的一个或多个可以是不同的电路块(固定功能或可编程的)，且在一些示例中，这些单元中的一个或多个可以是集成电路。
视频编码器200可以包括算术逻辑单元(ALU)、基本功能单元(EFU)、数字电路、模拟电路和/或由可编程电路形成的可编程核。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接收和执行的软件的指令(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检索视频数据的图片，且将视频数据提供到残差生成单元204及模式选择单元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及帧内预测单元226。模式选择单元202可以包括附加功能单元以根据其它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、块内复制单元(其可以是运动估计单元222及/或运动补偿单元224的部分)、仿射单元、线性模型(LM)单元等。
模式选择单元202通常协调多个编码遍次以测试编码参数的组合以及针对这样的组合所得到的速率失真值。编码参数可以包括将CTU分割成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等。模式选择单元202可以最终选择具有比其他经测试组合更好的速率失真值的编码参数的组合。
视频编码器200可以将从视频数据存储器230检索的图片分割成一系列CTU，且将一个或多个CTU封装于切片内。模式选择单元202可以根据树结构(例如上文所描述的HEVC的QTBT结构或四叉树结构)分割图片的CTU。如上文所描述，视频编码器200可以通过根据树结构分割CTU而形成一个或多个CU。该CU通常也可以被称作“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)以生成针对当前块(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，存储于DPB 218中的一个或多个先前经编解码图片)中的一个或多个紧密匹配的参考块。特别地，运动估计单元222可以例如根据绝对差总和(SAD)、平方差总和(SSD)、平均绝对差(MAD)、均方差(MSD)等来计算表示潜在参考块与当前块如何相似的值。运动估计单元222通常可以使用所考虑的当前块与参考块之间的逐样本差来执行这些计算。运动估计单元222可以识别具有从这些计算产生的最低值的参考块，从而指示最紧密匹配当前块的参考块。
运动估计单元222可以形成一个或多个运动向量(MV)，其定义参考图片中的参考块相对于当前图片中的当前块的位置的位置。运动估计单元222然后可以将运动向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可以提供单个运动向量，而对于双向帧间预测，运动估计单元222可以提供两个运动向量。运动补偿单元224然后可以使用运动向量生成预测块。例如，运动补偿单元224可以使用运动向量来检索参考块的数据。作为另一个示例，如果运动向量具有分数采样精度，则运动补偿单元224可根据一个或多个内插滤波器内插针对预测块的值。此外，对于双向帧间预测，运动补偿单元224可检索由相应运动向量识别的针对两个参考块的数据，并例如通过逐样本平均或加权平均来组合所检索的数据。
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本生成预测块。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本的值并且在跨越当前块的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可计算与当前块相邻的样本的平均值并生成预测块以包括针对预测块的每个样本的该所得平均值。
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接收当前块的原始未编码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个样本差异。所得的逐个样本差异定义了针对当前块的残差块。在一些示例中，残差生成单元204还可确定残差块中的样本值之间的差异以使用残差差分脉冲编解码调制(RDPCM)来生成残差块。在一些示例中，残差生成单元204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。
在模式选择单元202将CU分割成PU的示例中，每个PU可以与亮度预测单元和对应的色度预测单元相关联。视频编码器200和视频解码器300可以支持具有各种大小的PU。如上所述，CU的大小可以是指CU的亮度编解码块的大小，而PU的大小可以是指PU的亮度预测单元的大小。假设特定CU的大小是2Nx2N，则视频编码器200可针对帧内预测支持2Nx2N或NxN的PU大小，以及针对帧间预测支持2Nx2N、2NxN、Nx2N、NxN或类似的对称PU大小。视频编码器200和视频解码器300还可针对帧间预测支持用于2NxnU、2NxnD、nLx2N和nRx2N的PU大小的非对称分割。
在模式选择单元202不进一步将CU分割成PU的示例中，每个CU可以与亮度编解码块和对应的色度编解码块相关联。如上所述，CU的大小可以是指CU的亮度编解码块的大小。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。
对于诸如块内复制模式编解码、仿射模式编解码和线性模型(LM)模式编解码的其他视频编解码技术，作为一些示例，模式选择单元202经由与编解码技术相关联的相应单元生成针对正在编码的当前块的预测块。在诸如调色板模式编解码的一些示例中，模式选择单元202可不生成预测块，而是生成指示基于所选调色板重建所述块的方式的语法元素。在这样的模式中，模式选择单元202可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预测块的视频数据。残差生成单元204然后生成针对当前块的残差块。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个样本差异。
变换处理单元206对残差块应用一个或多个变换以生成变换系数的块(在本文中称为“变换系数块”)。变换处理单元206可以对残差块应用各种变换以形成变换系数块。例如，变换处理单元206可以对残差块应用离散余弦变换(DCT)、定向变换、Karhunen-Loeve变换(KLT)或概念上类似的变换。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，例如初级变换和诸如旋转变换的次级变换。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可以量化变换系数块中的变换系数，以产生经量化变换系数块。量化单元208可根据与当前块相关联的量化参数(QP)值来量化变换系数块的变换系数。视频编码器200可以(例如，经由模式选择单元202)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系数块的量化程度。量化可能引入信息损失，并且因此，经量化变换系数可能具有比由变换处理单元206产生的原始变换系数更低的精度。
QP调节保留的空间细节的量。如果使用相对较小的QP值，则以降低的比特率为代价节省更多的信息。同样，相对较大的QP值增加了量化，并且通常导致较高的比特率。然而，经由较大QP值的较大量化也降低了经压缩图像的视觉统计质量。因此，视频编码器200可以被配置为确定QP值，使得在视觉质量与比特率之间存在权衡。视频编码器200可以被配置为将所确定的QP值信令发送给视频解码器300，或视频解码器300可以被配置为从压缩框架内的先前帧及其它统计预测所确定的QP值。
VVC草案7指定了两种不同的残差编解码方法。在一个示例中，视频编码器200被配置为使用变换跳过(TS)残差编解码来编解码残差视频数据的块。在TS残差编解码中，视频编码器200被配置为不使用隐式或显式确定的变换(诸如离散余弦变换(DCT-2))来变换残差块。即，视频编码器200不对残差块执行变换。因此，在空间域中对残差进行编码和解码。
例如，参考图3，可以跳过变换处理单元206及逆变换处理单元212的操作。在一个示例中，视频编码器200可以使用变换跳过标志信令发送TS残差编解码的使用。例如，语法元素transform_skip_flag[x0][y0][cIdx]指定变换是否应用于相关联变换块(例如，残差块)。值0指示在一些情况下可以跳过变换(例如，变换跳过基于其它语法元素)。值1指示跳过变换处理。
在不使用TS残差编解码的情况下，视频编码器200可以被配置为使用不同的残差编解码方法，其被称为常规残差编解码(RRC)或变换残差编解码。参考图3当执行常规残差编解码时，变换处理单元206和逆变换处理单元212的操作如上所述并且在下面进一步详细描述地执行。
在一些示例中，诸如在VVC草案7中，视频编码器200被配置为基于在残差之前是否跳过变换和/或是否使用块式差分脉冲编码调制(BDPCM)来确定TS残差编解码或常规残差编解码的使用。TS残差编解码和常规残差编解码都可以用于视频编解码块的亮度和色度分量。
如下文将更详细地描述，本公开描述了用于基于QP值确定残差编解码方法的多种技术。例如，视频编码器200可以被配置为确定视频数据的块的量化参数(QP)值，基于QP值从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法，其中多个残差编解码方法包括变换跳过(TS)残差编解码和常规残差编解码，以及使用所确定的残差编解码方法来编码视频数据的块的残差。本公开的技术可以增加编解码效率及/或减少用于指示残差编解码方法的单一化开销。
逆量化单元210和逆变换处理单元212可分别将逆量化和逆变换应用于经量化变换系数块，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由模式选择单元202生成的预测值块产生对应于当前块的重建块(尽管可能具有某种程度的失真)。例如，重建单元214可以将重建残差块的样本添加到来自模式选择单元202生成的预测值块的相应样本，以产生重建块。
滤波器单元216可对重建块执行一个或多个滤波器操作。例如，滤波器单元216可执行去块操作以减少沿CU的边缘的块效应伪影。在一些示例中，可以跳跃滤波器单元216的操作。
视频编码器200将重建块存储在DPB 218中。比如，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。运动评估单元222和运动补偿单元224可以从DPB 218中检索由重建(并且可能被滤波)的块形成的参考图片，以对后续编码图片的块进行帧间预测。此外，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他块进行帧内预测。
通常，熵编码单元220可对从视频编码器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的经量化变换系数块进行熵编码。作为另一个示例，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个示例的语法元素执行一个或多个熵编码操作，以生成熵编码的数据。例如，熵编码单元220可对数据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、概率区间分割熵(PIPE)编解码操作、指数哥伦布编码操作或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中操作。
视频编码器200可以输出包含重建切片块或图片块所需的熵编码的语法元素的比特流。具体地，熵编码单元220可以输出比特流。
以上描述的操作是针对块描述的。这种描述应当被理解为是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，不需要针对色度编解码块重复针对亮度编解码块执行的操作。作为一个示例，不必为了识别色度块的MV和参考图片而重复用于识别亮度编解码块的运动向量(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，且参考图片可以相同。作为另一个示例，对于亮度编解码块和色度编解码块，帧内预测处理可以相同。
视频编码器200表示配置来对视频数据进行编码的设备的示例，该设备包括存储器，其被配置为存储视频数据，以及一个或多个处理单元，其被实现在电路中并被配置为确定针对视频数据的块的量化参数(QP)值；基于QP值从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法，其中，多个残差编解码方法包括变换跳过(TS)残差编解码和常规残差编解码；以及使用所确定的残差编解码方法来编解码视频数据的块的残差。
图4是示出可执行本公开的技术的示例性视频解码器300的框图。图4是出于解释的目的而提供的，且不应被视为限制如本公开中广泛例示及描述的技术。出于解释的目的，本公开根据JEM、VVC和HEVC的技术来描述视频解码器300。然而，本公开的技术可以由被配置为其他视频编解码标准的视频编解码设备执行。
在图4的示例中，视频解码器300包含编解码的图片缓冲器(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、重建单元310、滤波器单元312和经解码图片缓冲器(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、重建单元310、滤波单元312和DPB 314中的任何一个或全部可以实现在一个或多个处理器或处理电路中。例如，视频解码器300的单元可以被实现为作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或FPGA的一部分。此外，视频解码器300可以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可以包括加法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、块内复制单元(其可形成运动补偿单元316的一部分)、仿射单元、线性模型(LM)单元等。在其他示例中，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可以存储将由视频解码器300的组件解码的视频数据，诸如编码的视频比特流。可以例如从计算机可读介质110(图1)获得存储在CPB存储器320中的视频数据。CPB存储器320可以包括存储来自编码的视频比特流的编码的视频数据(例如，语法元素)的CPB。而且，CPB存储器320可以存储不同于编解码的图片的语法元素的视频数据，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通常存储解码的图片，当解码编码的视频比特流的后续数据或图片时，视频解码器300可将解码的图片输出和/或用作参考视频数据。CPB存储器320和DPB 314可以由多种存储器设备中的任一种形成，例如DRAM，包括SDRAM、MRAM、RRAM或其他类型存储设备。CPB存储器320和DPB 314可以由相同的存储器设备或分开的存储器设备提供。在各种示例中，CPB存储器320可以与视频解码器300的其他组件一起在芯片上，或相对于那些组件在芯片外。
附加地或可替代地，在一些示例中，视频解码器300可从存储器120(图1)检索编解码的视频数据。即，存储器120可以用CPB存储器320存储如上所述的数据。同样地，当视频解码器300的功能中的一些或全部实现在要由视频解码器300的处理电路执行的软件中时，存储器120可以存储要由视频解码器300执行的指令。
图4中所示的各种单元被示出以辅助理解由视频解码器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。类似于图3，固定功能电路是指提供特定功能并在可执行的操作上预设的电路。可编程电路是指可被编程以执行各种任务且在可执行的操作中提供灵活功能性的电路。比如，可编程电路可以执行使得可编程电路以由软件或固件的指令定义的方式操作的软件或固件。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(固定功能的或可编程的)，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ALU、EFU、数字电路、模拟电路和/或由可编程电路形成的可编程核。在视频解码器300的操作由在可编程电路上执行的软件执行的示例中，芯片上或芯片外存储器可以存储视频解码器300接收和执行的软件的指令(例如目标代码)。
熵解码单元302可以从CPB接收编码的视频数据并对视频数据进行熵解码以再现语法元素。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的视频数据。
通常，视频解码器300逐块地重建图片。视频解码器300可以单独地对每一块执行重建操作(其中当前正被重建(即，解码)的块可被称为“当前块”)。
熵解码单元302可以对定义经量化变换系数块的经量化变换系数的语法元素以及变换信息(诸如，量化参数(QP)和/或(多个)变换模式指示)进行熵解码。逆量化单元306可以使用与经量化变换系数块相关联的QP来确定量化程度，且同样地，确定要应用的逆量化单元306的逆量化程度。逆量化单元306可以例如执行逐比特左移操作以对经量化变换系数进行逆量化。逆量化单元306由此可以形成包含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。在一些示例中，逆变换处理单元308可以不应用逆变换，例如，当根据变换跳过模式编解码残差时。
如上所述，VVC草案7指定了两种不同的残差编解码方法。在一个示例中，视频解码器300被配置为使用变换跳过(TS)残差编解码来解码残差视频数据的块。在TS残差编解码中，视频解码器300被配置为不使用隐式或显式确定的变换(诸如离散余弦变换(DCT-2))来对残差块应用逆变换。即，视频解码器300不对残差块执行逆变换。因此，残差在空间域中解码。
例如，参考图4，可以跳过逆变换处理单元308的操作。在一个示例中，视频解码器300可以从变换跳过标志确定TS残差编解码的使用。例如，语法元素transform_skip_flag[x0][y0][cIdx]指定变换是否应用于相关联变换块(例如，残差块)。值0指示在一些情况下可以跳过变换(例如，变换跳过基于其它语法元素)。值1指示跳过变换处理。
在不使用TS残差编解码的情况下，视频解码器300可以被配置为使用不同的残差编解码方法，其被称为常规残差编解码(RRC)或变换残差编解码。参考图4，当执行常规残差编解码时，逆变换处理单元308的操作如上所述并且在下面进一步详细描述地执行。
在一些示例中，诸如在VVC草案7中，视频解码器300被配置为基于在残差之前是否跳过变换和/或是否使用块式差分脉冲编码调制(BDPCM)来确定TS残差编解码或常规残差编解码的使用。TS残差编解码和常规残差编解码都可以用于视频编解码块的亮度和色度分量。
如下文将更详细地描述，本公开描述用于基于QP值确定残差编解码方法的多种技术。例如，视频解码器300可以被配置为确定视频数据的块的量化参数(QP)值，基于QP值从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法，其中多个残差编解码方法包括变换跳过(TS)残差编解码和常规残差编解码，以及使用所确定的残差编解码方法来解码视频数据的块的残差。本公开的技术可以增加编解码效率及/或减少用于指示残差编解码方法的单一化开销。
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值块。例如，如果预测信息语法元素指示当前块是帧间预测的，则运动补偿单元316可以生成预测值块。在这种情况下，预测信息语法元素可以指示DPB 314中从中检索参考块的参考图片，以及指示运动向量，该运动向量标识参考图片中的参考块相对于当前图片中的当前块的位置的位置。运动补偿单元316通常可以基本上类似于关于运动补偿单元224(图3)所描述的方式来执行帧间预测过程。
作为另一个示例，如果预测信息语法元素指示当前块是帧内预测的，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来生成预测值块。同样，帧内预测单元318通常可以以基本上类似于关于帧内预测单元226(图3)所描述的方式来执行帧内预测过程。帧内预测单元318可以从DPB 314检索当前块的相邻样本的数据。
重建单元310可以使用预测值块和残差块重建当前块。例如，重建单元310可以将残差块的样本添加到预测值块的对应样本以重建当前块。
滤波器单元312可以对重建块执行一个或多个滤波器操作。例如，滤波器单元312可以执行去块操作以减少沿着重建块的边缘的块效应伪影。不必在所有示例中执行滤波器单元312的操作。
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可以将已滤波的重建块存储到DPB 314。如上所述，DPB 314可以向预测处理单元304提供参考信息，诸如用于帧内预测的当前图片和用于后续运动补偿的先前解码的图片的样本。此外，视频解码器30可以可输出来自DPB的解码的图片以供随后呈现于诸如图1的显示设备118的显示设备上。
以这样的方式，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存储器，其被配置为存储视频数据，以及一个或多个处理单元，其被实现在电路中并被配置为确定针对视频数据的块的量化参数(QP)值；基于QP值从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法，其中，多个残差编解码方法包括变换跳过(TS)残差编解码和常规残差编解码；以及使用所确定的残差编解码方法来编解码视频数据的块的残差。
在诸如HEVC和VVC草案7的视频编解码器中，量化参数(QP)调节保留的空间细节的量。如果使用相对较小的QP值，则以降低的比特率为代价节省更多的信息。同样，相对较大的QP值增加了量化，并且通常导致较高的比特率。然而，经由较大QP值的较大量化也降低了经压缩图像的视觉统计质量。因此，视频编码器200可以被配置为确定QP值，使得在视觉质量与比特率之间存在权衡。视频编码器200可以被配置为将所确定的QP值信令发送给视频解码器300，或视频解码器300可以被配置为从压缩框架内的先前帧及其它统计预测所确定的QP值。
VVC草案7指定了两种不同的残差编解码方法。在一个示例中，视频编码器200和视频解码器300可以被配置为使用变换跳过(TS)残差编解码来编解码残差视频数据的块。在TS残差编解码中，视频编码器200和视频解码器300被配置为不使用隐式或显式确定的变换(诸如离散余弦变换(DCT-2))来变换残差块。即，视频编码器200和视频解码器300不对残差块执行变换。因此，在空间域中对残差进行编码和解码。
例如，参考图3和图4，可以跳过变换处理单元206、逆变换处理单元212及逆变换处理单元308的操作。在一个示例中，视频编码器200可以使用变换跳过标志发信TS残差编解码的使用。例如，语法元素transform_skip_flag[x0][y0][cIdx]指定变换是否应用于相关联变换块(例如，残差块)。值0指示在一些情况下可以跳过变换(例如，变换跳过基于其它语法元素)。值1指示跳过变换处理。
在不使用TS残差编解码的情况下，视频编码器200和视频解码器300可以被配置为使用不同的残差编解码方法，其被称为常规残差编解码(RRC)或变换残差编解码。参考图3和图4，当执行常规残差编解码时，如上所述执行变换处理单元206、逆变换处理单元212和逆变换处理单元308的操作。
在一些示例中，诸如在VVC草案7中，视频编码器200和视频解码器300被配置为基于是否跳过变换和/或在残差编解码之前(例如，在视频编码器200处)使用、或是在残差编解码之后(例如，在视频解码器300处)使用块式差分脉冲编码调制(BDPCM)来确定TS残差编解码或常规残差编解码的使用。TS残差编解码和常规残差编解码都可以用于视频编解码块的亮度和色度分量。
本公开描述用于基于量化参数(QP)值确定残差编解码方法的多种技术。在一些示例中，视频编码器200和/或视频解码器300可以被配置为在确定要使用的残差编解码方法时单独使用QP值。在其它示例中，视频编码器200和/或视频解码器300可以被配置为使用QP值结合其它编解码信息(例如标志)来确定残差编解码方法。本公开的技术可以增加编解码效率及/或减少用于指示残差编解码方法的单一化开销。
示例1
在本公开的第一示例中，视频编码器200和/或视频解码器300可以被配置为使用QP值，其被用于量化视频数据的块来确定将哪种残差编解码方法用于残差编解码。例如，如果QP值小于或等于诸如4的阈值，则视频编码器200和/或视频解码器300可以被配置为使用常规残差编解码来编码和解码残差块，取代使用诸如TS残差编解码的另一种残差编解码方法。
如果针对块的QP值大于该阈值，则视频编码器200和/或视频解码器300可以被配置为使用TS残差编解码来编码和解码残差块。视频编码器200和/或视频解码器300可以被配置为单独地或一起确定用于亮度和色度分量的残差编解码技术。即，在一些示例中，视频编码器200和视频解码器300可以针对对应的亮度和色度编解码块使用不同的残差编解码方法。在其他示例中，视频编码器200和视频解码器300可以针对对应的亮度和色度编解码块使用相同的残差编解码方法。示例1中所描述的技术可用于有损及无损编解码两者。示例无损编解码模式可以包括变换量化旁路编解码模式，其中绕过变换及量化两者。另一示例无损编解码模式可以是其中跳过变换的编解码模式(例如，变换跳过模式)，其与使用1的量化步长的量化组合。
示例2
在本公开的第二示例中，视频编码器200可以被配置为信令发送侧标志信息(例如，语法元素)，其中除示例1的技术之外，该侧信息可用于确定残差编解码方法。例如，如果视频编码器200信令发送用于编解码块(例如，残差块)的变换跳过(TS)标志，并且针对该块的QP值小于阈值(例如，4)，则视频解码器300可以被配置为确定对该块使用常规残差编解码(例如，变换残差编解码)。这由以下语法示出，其也在下表1中示出：
Figure BDA0003640668570000271
在上述语法中，如果变换跳过标志的值1指示可以跳过变换，并且QP的值大于4(即，QP>4)，则视频解码器300将确定使用变换跳过残差编解码(residual_ts_coding)对残差块进行解码。否则，视频解码器300将确定使用常规残差编解码(例如，residual_coding)对残差块进行解码。
在另一示例中，如果BDPCM标志为非零(例如，指示使用BDPCM模式)并且针对块的QP值小于或等于阈值(例如，4)，则视频解码器300可以确定残差编解码方法是常规残差编解码。示例2中的标准可以对应于无损或接近无损的场景，对于该场景常规残差编解码可以优于TS残差编解码(例如，在比特率和/或视觉质量方面)。并且，视频编码器200和/或视频解码器300可以被配置为单独地或一起确定用于亮度和色度通道的残差编解码技术。示例2中所描述的技术可用于有损及无损编解码两者。
示例3
在本公开的第三示例中，视频编码器200和/或视频解码器300可以被配置为基于与阈值相比较的块的QP值来执行预测或变换残差的附加操作(诸如残差旋转)。在一个示例中，残差旋转包括残差值块式旋转90度或N度，其中N可以由视频编码器200指定。视频编码器200和/或视频解码器300可以被配置为使用所确定的残差编解码方法(例如，常规残差编解码或TS残差编解码)对经旋转残差进行编解码。示例3的技术可以独立使用或与示例1和示例2的任何组合一起使用。
在另一示例中，如果QP值小于阈值(例如，4)且TS标志被信令发送为1，那么视频编码器200可以被配置为禁用在常规残差编解码中最后位置信令以在能够选择如示例2中的常规残差编解码作为残差编解码方法时减少信令发送开销。
示例4
在本公开的第四示例中，视频编码器200及/或视频解码器300可以被配置为在使用上下文自适应二进制算术编解码(CABAC)时使用QP值来确定用于熵编解码的适当上下文(例如，概率模型)。基于用于确定残差编解码方法的上文详述技术(例如，示例1和示例2)，视频编码器200和/或视频解码器300可以被配置为在QP值小于阈值(例如，4)时和/或在QP值小于阈值(例如，4)且TS标志(transform_skip_flag)为1时指派用于编解码指示(例如，用于变换跳过残差编解码的)残差值和/或(例如，用于常规残差编解码的)变换系数的语法元素的二进制数的特定上下文集合。如果不满足该QP条件，则视频编码器200和/或视频解码器300可以被配置为使用不同的上下文集合进行算术编解码。通常，视频编码器200和视频解码器300可以被配置为使用特定的上下文集合来基于所使用的残差编解码方法对残差值和/或变换系数进行编解码。
示例5
在本公开的第五示例中，视频编码器200可以被配置为基于QP值信令发送块层级标志(例如，变换单元或编解码单元层级)。如果QP值小于阈值(例如，4)，则视频编码器200可以信令发送块层级标志以提供对无损编解码块的更有效控制。例如，HEVC标准包括指示块被无损编解码(例如，跳过变换及量化两者)的变换量化旁路标志。由于该标志指示无损模式，因此可以执行特定无损编解码工具及操作。在低层级(例如，块层级)处信令发送变换量化旁路标志或类似标志可以取决于QP值。该标志可用于(i)确定如示例1或示例2中的适当残差编解码方法(例如，常规残差编解码或TS残差编解码)，和/或(ii)执行其它操作，诸如如示例3中的残差旋转或禁用最后位置信令。
下表1取自VVC草案7的第7.3.9.10节。表1根据本公开的技术的修改被显示于括号<add>与</add>之间。
表1-7.3.9.10变换单元语法
Figure BDA0003640668570000291
Figure BDA0003640668570000301
变量qP指示量化参数的值。条件transform_skip_flag[xC][yC][2]&&(qP<＝4)指示QP值小于或等于4，且transform_skip_flag[xC][yC][2]指示TS标志是1。
示例6
在本公开的第六示例中，视频编码器200可以被配置为使用QP值来(例如，在变换单元或编解码单元块层级处)信令发送低层级标志或高层级标志以指示残差编解码方法和/或块被有损编解码、接近无损编解码或无损编解码。如果不满足基于QP值的条件或阈值，则视频编码器200可以不信令发送这样的标志。否则，如果满足QP条件，则视频编码器200可以信令发送标志以指示1)使用哪种残差编解码方法，和/或指示2)块被有损编解码、接近无损编解码或无损编解码。
下表II取自VVC草案7的第7.3.9.10节。修改被显示在括号<add>和</add>之间。
表II-7.3.9.10变换单元语法
Figure BDA0003640668570000302
Figure BDA0003640668570000311
Figure BDA0003640668570000321
变量qP指示量化参数的值。语法元素transform_skip_flag[xC][yC][2]&&(qP>4)指示QP值小于或等于4且transform_skip_flag[xC][yC][2]指示TS标志是1的条件。
图5是示出用于编码当前块的示例方法的流程图。当前块可包括当前CU。尽管关于视频编码器200(图1和图3)进行了描述，但是应当理解，其他设备可以被配置为执行与图5的方法类似的方法。
在该示例中，视频编码器200初始预测当前块(350)。例如，视频编码器200可以形成针对当前块的预测块。然后，视频编码器200可以计算针对当前块的残差块(352)。为了计算残差块，视频编码器200可以计算原始的未编码块与针对当前块的预测块之间的差。然后，视频编码器200可以变换和量化残差块的系数(354)。接下来，视频编码器200可以扫描残差块的经量化变换系数(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可以输出块的熵编码数据(360)。
图6是示出用于解码视频数据的当前块的示例方法的流程图。当前块可以包括当前CU。尽管关于视频解码器300(图1和图4)进行了描述，但是应当理解，其他设备可以被配置为执行与图6的方法类似的方法。
视频解码器300可以接收针对当前块的熵编码数据(诸如熵编码预测信息)和针对对应于当前块的残差块的系数的熵编码数据(370)。视频解码器300可以对熵编码数据进行熵解码以确定针对当前块的预测信息和以再现残差块的系数(372)。视频解码器300可以例如使用由针对当前块的预测信息指示的帧内或帧间预测模式来预测当前块(374)以计算针对当前块的预测块。然后，视频解码器300可以对经再现的系数(376)进行逆扫描以创建量化变换系数块。然后，视频解码器300可以对变换系数进行逆量化和逆变换以产生残差块(378)。视频解码器300可以最终通过组合预测块和残差块来解码当前块(380)。
图7是示出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可以被配置为确定针对视频数据的块的量化参数(QP)值(700)。然后，视频解码器300可以基于QP值从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法，其中，多个残差编码方法包括变换跳过(TS)残差编解码和常规残差编解码(702)。然后，视频解码器可以使用所确定的残差编解码方法解码视频数据的块的残差。
在一个示例中，为了基于QP值从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法，视频解码器300被配置为将QP值与阈值进行比较，并且在QP值大于阈值的情况下确定残差编解码方法是TS残差编解码。同样地，视频解码器300用于在QP值小于或等于阈值的情况下确定残差编解码方法是常规残差编解码。在一个示例中，阈值是4。
在另一示例中，为了基于QP值从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法，视频解码器300被配置为基于QP值和变换跳过标志的所述值从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法。例如，视频解码器300被配置为在QP值小于或等于阈值并且变换跳过标志的所述值指示不应用变换的情况下确定残差编解码方法是常规残差编解码，并且被配置为在QP值大于阈值并且变换跳过标志的所述值指示不应用变换的情况下确定残差编解码方法是TS残差编解码。
在另一示例中，为了基于QP值从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法，视频解码器300被配置为基于QP值和基于块的差分脉冲编码调制(BDPCM)标志的所述值从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法。在一个示例中，视频解码器300被配置为在QP值小于或等于阈值并且BDPCM标志的所述值指示使用BPCM编解码的情况下确定残差编解码方法是常规残差编解码。在另一示例中，视频解码器300被配置为在QP值大于阈值并且BDPCM标志的所述值指示使用BPCM编解码的情况下确定残差编解码方法是TS残差编解码。
在本公开的另一示例中，视频解码器300被配置为基于QP值确定对视频数据的块的残差执行的附加操作，其中该附加操作包括残差旋转或变换残差的预测中的一个或多个。视频解码器300还可以被配置为基于指示跳过变换并且所确定的残差编解码方法是常规残差编解码的变换跳过标志来禁用对变换系数信令的最后位置的解码。
在另一示例中，视频解码器300被配置为基于QP值确定指示视频数据的块的残差值的语法元素的二进位的上下文，且使用所确定的上下文对指示视频数据的块的残差值的语法元素的二进位进行熵解码。
在另一示例中，视频解码器300被配置为基于QP值解码标志，其中，该标志指示残差编解码方法中的一个或多个，或视频数据的块是否被有损编解码、接近无损编解码或无损编解码。
下文描述本公开的其它说明性示例。
条款1-一种编解码视频数据的方法，所述方法包括：确定针对视频数据的块的量化参数(QP)值；基于QP值从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法，其中，多个残差编解码方法包括变换跳过(TS)残差编解码和常规残差编解码；以及使用所确定的残差编解码方法来编解码视频数据的块的残差。
条款2-如条款1的方法，其中，基于QP值从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法包括：将QP值与阈值进行比较；以及在QP值大于阈值的情况下，确定残差编解码方法是TS残差编解码。
条款3-如条款1和2任何一项的方法，其中，基于QP值从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法包括：将QP值与阈值进行比较；以及在QP值小于或等于阈值的情况下，确定残差编解码方法是常规残差编解码。
条款4-如条款1至3的任何组合的方法，其中，基于QP值从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法包括：基于QP值和变换跳过标志的值从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法。
条款5-如条款4的方法，其中，基于QP值及变换跳过标志的值从多个残差编解码方法确定残差编解码方法包括：在QP值小于或等于阈值且变换跳过标志的值是1的情况下，确定残差编解码方法是常规残差编解码。
条款6-如条款4的方法，其中，基于QP值及变换跳过标志的值从多个残差编解码方法确定残差编解码方法包括：在QP值大于阈值且变换跳过标志的值是1的情况下，确定残差编解码方法是TS残差编解码。
条款7-如条款1至3的任何组合的方法，其中，基于QP值从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法包括：基于QP值和基于块的差分脉冲编解码调制(BDPCM)标志的值来从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法。
条款8-如条款7的方法，其中，基于QP值和BDPCM标志的值从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法包括：在QP值小于或等于阈值并且BDPCM标志的值是1的情况下，确定残差编解码方法是常规残差编解码。
条款9-如条款7的方法，其中，基于QP值和BDPCM标志的值从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法包括：在QP值大于阈值并且BDPCM标志的值是1的情况下，确定残差编解码方法是常规残差编解码。
条款10-如条款1至9的任何组合的方法，还包括：基于QP值确定要对视频数据的块的残差执行的附加操作。
条款11-如条款10的方法，其中，附加操作包括残差旋转或变换残差的预测中的一个或多个。
条款12-如条款1至11的任何组合的方法，还包括：在变换跳过标志是1且所确定的残差编解码方法是常规残差编解码的情况下，禁用最后位置信令。
条款13-如条款1至12的任何组合的方法，还包括：基于QP值来确定视频数据的块的残差的二进位的上下文；以及使用所确定的上下文来对视频数据的块的残差的二进位进行熵编解码。
条款14-如条款1至13的任何组合的方法，还包括：基于QP值对块层级无损编解码标志进行编解码。
条款15-如条款1至14的任何组合的方法，其中，阈值是4。
条款16-如条款1至15的任何组合的方法，其中，视频数据的块是视频数据的亮度块或视频数据的色度块中的一个。
条款17-如条款1至16的任何组合的方法，还包括：使用有损编解码或无损编解码中的一个编解码视频数据的块。
条款18-如条款1至17的任何组合的方法，还包括：基于QP值编解码标志，其中，标志指示残差编解码方法中的一个或多个，和/或视频数据的块是否被有损编解码、接近无损编解码或无损编解码。
条款19-如条款1至18的任何组合的方法。
条款20-如条款1至19任何一项的方法，其中，编解码包括解码。
条款21-如条款1至19任何一项的方法，其中，编解码包括编码。
条款22-一种用于编解码视频数据的设备，设备包括用于执行如条款1至21中任何一项的方法的一个或多个部件。
条款23-如条款22的设备，其中，一个或多个部件包括实现在电路中的一个或多个处理器。
条款24-如条款22和23任何一项的设备，还包括：用于存储视频数据的存储器。
条款25-如条款22至24任何一项的设备，还包括：显示器，其被配置为显示经解码视频数据。
条款26-如条款22至25任何一项的设备，其中，该设备包括相机、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。
条款27-如条款22至26任何一项的设备，其中设备包括视频解码器。
条款28-如条款22至27任何一项的设备，其中设备包括视频编码器。
条款29-一种其上存储有指令的计算机可读存储介质，指令在被执行时致使一个或多个处理器执行如条款1至21中任何一项的方法。
应认识到，取决于示例，本文中所描述的技术中的任一个的某些动作或事件可以不同序列被执行、可被添加、合并或完全省略(例如，并非所有所描述的动作或事件都是实践技术所必需的)。此外，在某些示例中，可例如通过多线程处理、中断处理或多个处理器同时而非顺序地执行动作或事件。
在一个或多个示例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中来实现。如果在软件中实现，则各功能可作为一个或多个指令或代码被存储在计算机可读介质上或经由计算机可读介质发送，且由基于硬件的处理单元执行。计算机可读介质可包括计算机可读存储介质，其对应于例如数据存储介质的有形介质，或包括例如根据通信协议来促进将计算机程序从一位置转移到另一位置的任何介质的通信介质。以此方式，计算机可读介质通常可对应于(1)非暂时性的有形计算机可读存储介质，或(2)例如信号或载波的通信介质。数据存储介质可以为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施本公开中所描述的技术的指令、代码及/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。
作为示例，而非限制，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、磁盘存储或其它磁性存储设备、闪存或可以用来以指令或数据结构的形式存储、并且可以由计算机访问的所需的程序代码的任何其它介质。而且，任何连接被恰当地称为计算机可读介质。作为示例，如果使用同轴缆线、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)或无线技术(例如红外线、无线电及微波)从网站、服务器或其它远程源发送指令，则同轴缆线、光纤电缆、双绞线、DSL或无线技术(例如红外线、无线电及微波)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及数据存储介质不包括连接、载波、信号或其它暂时性介质，而是指向非暂时性有形存储介质。如本文中所使用的，磁盘及光盘包括紧凑光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软性磁盘和蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘使用激光以光学方式再现数据。以上组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。
指令可以由诸如一个或多个DSP、通用微处理器、ASIC、FPGA或其它等效的集成式或离散逻辑电路的一个或多个处理器来执行。因此，如本文中所使用的术语“处理器”和“处理电路”可以指任何前述结构或适合于实施本文中所描述的技术的任何其它结构。另外，在一些方面，本文中所描述的功能可以在被配置用于编码及解码的专用硬件和/或软件模块内提供，或并入组合式编解码器中。此外，所述技术可以被完全实现在一个或多个电路或逻辑元件中。
本公开的技术可以实现在多种设备或装置中，包括无线手持设备、集成电路(IC)或IC集(例如，芯片集)。在本公开中描述了各种组件、模块或单元来强调被配置为执行所公开技术的设备的各功能方面，但未必要求由不同的硬件单元来实现。而是，如上所述，各种单元可被组合在编解码器硬件单元中，或由互操作性硬件单元(包括如上所述的一个或多个处理器)的集合结合合适的软件及/或固件来提供。
已经描述了各种示例。这些及其它示例在所附权利要求的范围内。

Claims (30)

1.一种解码视频数据的方法，所述方法包括：
确定针对视频数据的块的量化参数(QP)值；
基于所述QP值从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法，其中，所述多个残差编解码方法包括变换跳过(TS)残差编解码和常规残差编解码；以及
使用所确定的残差编解码方法来解码视频数据的所述块的残差。
2.如权利要求1所述的方法，其中，基于所述QP值从所述多个残差编解码方法中确定所述残差编解码方法包括：
将所述QP值与阈值进行比较；以及
在所述QP值大于所述阈值的情况下，确定所述残差编解码方法是TS残差编解码。
3.如权利要求1所述的方法，其中，基于所述QP值从所述多个残差编解码方法中确定所述残差编解码方法包括：
将所述QP值与阈值进行比较；以及
在所述QP值小于或等于所述阈值的情况下，确定所述残差编解码方法是常规残差编解码。
4.如权利要求1所述的方法，其中，基于所述QP值从所述多个残差编解码方法中确定所述残差编解码方法包括：
基于所述QP值和变换跳过标志的值从所述多个残差编解码方法中确定所述残差编解码方法。
5.如权利要求4所述的方法，其中，基于所述QP值及所述变换跳过标志的所述值从所述多个残差编解码方法确定所述残差编解码方法包括：
在所述QP值小于或等于所述阈值且所述变换跳过标志的所述值指示不应用变换的情况下，确定所述残差编解码方法是常规残差编解码。
6.如权利要求4所述的方法，其中，基于所述QP值及所述变换跳过标志的所述值从所述多个残差编解码方法确定所述残差编解码方法包括：
在所述QP值大于所述阈值且所述变换跳过标志的所述值指示不应用变换的情况下，确定所述残差编解码方法是TS残差编解码。
7.如权利要求1所述的方法，其中，基于所述QP值从所述多个残差编解码方法中确定所述残差编解码方法包括：
基于所述QP值和基于块的差分脉冲编解码调制(BDPCM)标志的值来从所述多个残差编解码方法中确定所述残差编解码方法。
8.如权利要求7所述的方法，其中，基于所述QP值和所述BDPCM标志的所述值从所述多个残差编解码方法中确定所述残差编解码方法包括：
在所述QP值小于或等于所述阈值并且所述BDPCM标志的所述值指示使用BPCM编解码的情况下，确定所述残差编解码方法是常规残差编解码。
9.如权利要求7所述的方法，其中，基于所述QP值和所述BDPCM标志的所述值从所述多个残差编解码方法中确定所述残差编解码方法包括：
在所述QP值大于所述阈值并且所述BDPCM标志的所述值指示使用BPCM编解码的情况下，确定所述残差编解码方法是TS残差编解码。
10.如权利要求1所述的方法，还包括：
基于所述QP值确定要对视频数据的所述块的所述残差执行的附加操作，其中，所述附加操作包括残差旋转或变换残差的预测中的一个或多个。
11.如权利要求1所述的方法，还包括：
基于指示跳过变换且所述所确定的残差编解码方法是常规残差编解码的变换跳过标志来禁用对变换系数信令的最后位置的解码。
12.如权利要求1所述的方法，还包括：
基于所述QP值来确定指示视频数据的所述块的所述残差的值的语法元素的二进位的上下文；以及
使用所确定的上下文来对指示视频数据的所述块的所述残差的所述值的所述语法元素的所述二进位进行熵解码。
13.如权利要求1所述的方法，还包括：
基于所述QP值来解码标志，其中，所述标志指示残差编解码方法中的一个或多个，或视频数据的所述块是否被有损编解码、接近无损编解码或无损编解码。
14.如权利要求1所述的方法，还包括：
显示使用经解码残差形成的图片。
15.一种被配置为解码视频数据的装置，所述装置包括：
存储器，其被配置为存储视频数据；以及
一个或多个处理器，其在电路中实现并与所述存储器通信，所述一个或多个处理器被配置为：
确定针对视频数据的块的量化参数(QP)值；
基于所述QP值从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法，其中，所述多个残差编解码方法包括变换跳过(TS)残差编解码和常规残差编解码；以及
使用所确定的残差编解码方法来解码视频数据的所述块的残差。
16.如权利要求15所述的装置，其中，为了基于所述QP值从所述多个残差编解码方法中确定所述残差编解码方法，所述一个或多个处理器还被配置为：
将所述QP值与阈值进行比较；以及
在所述QP值大于所述阈值的情况下，确定所述残差编解码方法是TS残差编解码。
17.如权利要求15所述的装置，其中，为了基于所述QP值从所述多个残差编解码方法中确定所述残差编解码方法，所述一个或多个处理器还被配置为：
将所述QP值与阈值进行比较；以及
在所述QP值小于或等于所述阈值的情况下，确定所述残差编解码方法是常规残差编解码。
18.如权利要求15所述的装置，其中，为了基于所述QP值从所述多个残差编解码方法中确定所述残差编解码方法，所述一个或多个处理器还被配置为：
基于所述QP值和变换跳过标志的所述值从所述多个残差编解码方法中确定所述残差编解码方法。
19.如权利要求18所述的装置，其中，为了基于所述QP值及所述变换跳过标志的所述值从所述多个残差编解码方法确定所述残差编解码方法，所述一个或多个处理器还被配置为：
在所述QP值小于或等于所述阈值且所述变换跳过标志的所述值指示不应用变换的情况下，确定所述残差编解码方法是常规残差编解码。
20.如权利要求18所述的装置，其中，为了基于所述QP值及所述变换跳过标志的所述值从所述多个残差编解码方法确定所述残差编解码方法，所述一个或多个处理器还被配置为：
在所述QP值大于所述阈值且所述变换跳过标志的所述值指示不应用变换的情况下，确定所述残差编解码方法是TS残差编解码。
21.如权利要求15所述的装置，其中，为了基于所述QP值从所述多个残差编解码方法中确定所述残差编解码方法，所述一个或多个处理器还被配置为：
基于所述QP值和基于块的差分脉冲编解码调制(BDPCM)标志的所述值来从所述多个残差编解码方法中确定所述残差编解码方法。
22.如权利要求21所述的装置，其中，为了基于所述QP值和所述BDPCM标志的所述值从所述多个残差编解码方法中确定所述残差编解码方法，所述一个或多个处理器还被配置为：
在所述QP值小于或等于所述阈值并且所述BDPCM标志的所述值指示使用BPCM编解码的情况下，确定所述残差编解码方法是常规残差编解码。
23.如权利要求21所述的装置，其中，为了基于所述QP值和所述BDPCM标志的所述值从所述多个残差编解码方法中确定所述残差编解码方法，所述一个或多个处理器还被配置为：
在所述QP值大于所述阈值并且所述BDPCM标志的所述值指示使用BPCM编解码的情况下，确定所述残差编解码方法是TS残差编解码。
24.如权利要求15所述的装置，所述一个或多个处理器还被配置为：
基于所述QP值确定要对视频数据的所述块的所述残差执行的附加操作，其中，所述附加操作包括残差旋转或变换残差的预测中的一个或多个。
25.如权利要求15所述的装置，所述一个或多个处理器还被配置为：
基于指示跳过变换且所述所确定的残差编解码方法是常规残差编解码的变换跳过标志来禁用对变换系数最后位置信令的解码。
26.如权利要求15所述的装置，所述一个或多个处理器还被配置为：
基于所述QP值来确定指示视频数据的所述块的所述残差值的语法元素的二进位的上下文；以及
使用所述所确定的上下文来对指示视频数据的所述块的所述残差值的所述语法元素的所述二进位进行熵解码。
27.如权利要求15所述的装置，所述一个或多个处理器还被配置为：
基于所述QP值来解码标志，其中，所述标志指示残差编解码方法中的一个或多个，或视频数据的所述块是否被有损编解码、接近无损编解码或无损编解码。
28.如权利要求15所述的装置，还包括：
显示器，其被配置为显示使用经解码残差形成的图片。
29.一种被配置为解码视频数据的装置，所述装置包括：
用于确定针对视频数据的块的量化参数(QP)值的部件；
用于基于所述QP值从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法的部件，其中，所述多个残差编解码方法包括变换跳过(TS)残差编解码和常规残差编解码；以及
用于使用所确定的残差编解码方法来解码视频数据的所述块的残差的部件。
30.一种存储指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令在被执行时致使被配置为解码视频数据的设备的一个或多个处理器：
确定针对视频数据的块的量化参数(QP)值；
基于所述QP值从多个残差编解码方法中确定残差编解码方法，其中，所述多个残差编解码方法包括变换跳过(TS)残差编解码和常规残差编解码；以及
使用所确定的残差编解码方法来解码视频数据的所述块的残差。
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