CN114731440A - 视频数据的无损编码 - Google Patents

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Abstract

本公开提供用于执行视频数据的残差编码的系统和方法。根据某些公开的实施例，所述方法包括：接收用于对视频序列进行编码的控制信息；以及基于所述控制信息，确定用于对所述视频序列中的编码块的预测残差信号进行编码的编码方法。所述编码方法是变换残差编码和变换跳过残差编码之一。

Description

视频数据的无损编码
相关申请的交叉引用
本公开要求2019年9月23日提交的美国临时申请No.62/904,574的优先权的权益，该申请通过引用整体地并入本文。
技术领域
本公开通常涉及视频处理，并且更具体地，涉及用于执行视频数据的无损编码并且为无损编码选择残差编码技术的方法和设备。
背景技术
视频是捕获视觉信息的静态图像(或“帧”)的集合。为了减少存储存储器和传输带宽，视频能够在存储或传输之前被压缩并在显示之前被解压缩。压缩过程通常被称为编码，而解压缩过程通常被称为解码。存在使用最通常基于预测、变换、量化、熵编码和环路内滤波的标准化视频编码技术的各种视频编码格式。指定特定视频编码格式的视频编码标准，诸如高效率视频编码(HEVC/H.265)标准、通用视频编码(VVC/H.266)标准、AVS标准，由标准化组织开发。随着越来越多的先进视频编码技术在视频标准中被采用，新视频编码标准的编码效率得以越来越高。
发明内容
本公开的实施例提供一种残差编码方法，包括：接收用于对视频序列进行编码的控制信息；以及基于所述控制信息，确定用于对所述视频序列中的编码块的预测残差信号进行编码的编码方法，所述编码方法是变换残差编码和变换跳过残差编码之一。
本公开的实施例还提供一种用于用残差编码处理视频信号的系统。所述系统包括：存储器，所述存储器用于存储指令集；以及至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为运行所述指令集以便使所述系统执行：接收用于对视频序列进行编码的控制信息；以及基于所述控制信息，确定用于对所述视频序列中的编码块的预测残差信号进行编码的编码方法，所述编码方法是变换残差编码和变换跳过残差编码之一。
本公开的实施例还提供一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质存储可由计算机系统的至少一个处理器运行的指令，其中所述指令的运行使所述计算机系统执行一种方法，所述方法包括：接收用于对视频序列进行编码的控制信息；以及基于所述控制信息，确定用于对所述视频序列中的编码块的预测残差信号进行编码的编码方法，所述编码方法是变换残差编码和变换跳过残差编码之一。
附图说明
在以下具体实施方式和附图中图示本公开的实施例和各个方面。各图中示出的各种特征未按比例绘制。
图1图示与本公开的实施例一致的示例性视频序列的结构。
图2A图示与本公开的实施例一致的混合视频编码系统的示例性编码过程的示意图。
图2B图示与本公开的实施例一致的混合视频编码系统的另一示例性编码过程的示意图。
图3A图示与本公开的实施例一致的混合视频编码系统的示例性解码过程的示意图。
图3B图示与本公开的实施例一致的混合视频编码系统的另一示例性解码过程的示意图。
图4是与本公开的实施例一致的用于对视频进行编码或解码的示例性设备的框图。
图5图示与本公开的实施例一致的示例性变换单元语法。
图6图示与本公开的实施例一致的用于使用sps_bdpcm_transform_residual_coding_flag的示例性SPS语法。
图7图示与本公开的实施例一致的示例性切片报头语法。
图8图示与本公开的实施例一致的示例性变换块语法。
图9图示与本公开的实施例一致的示例性变换残差编码语法。
图10是与本公开的实施例一致的用于用残差编码处理视频信号的示例性计算机实现的方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细地参考示例性实施例，其示例被图示在附图中。以下描述参考附图，其中除非另外表示，否则不同附图中的相同标号表示相同或类似的元件。在示例性实施例的以下描述中阐述的实现方式不表示与本发明一致的所有实现方式。替代地，它们仅仅是与如所附权利要求中叙述的本发明相关的方面一致的设备和方法的示例。除非另外具体地陈述，否则除在不可行的情况下外，术语“或”包含所有可能的组合。例如，如果陈述了组件可以包括A或B，则除非另外具体地陈述或不可行，否则该组件可以包括A、或B、或A和B。作为第二示例，如果陈述了组件可以包括A、B或C，则除非另外具体地陈述或不可行，否则该组件可以包括A、或B、或C、或A和B、或A和C、或B和C、或A及B和C。
视频编码系统常常用于压缩数字视频信号，例如以减少所消耗的存储空间或者以减少与此类信号相关联的传输带宽消耗。随着高清晰度(HD)视频(例如，具有1920×1080个像素的分辨率)在视频压缩的各种应用如在线视频流、视频会议或视频监视中普及，需要持续地开发能够提高视频数据的压缩效率的视频编码工具。
例如，视频监视应用被日益广泛地用在许多应用场景(例如，安全、交通、环境监视等)中，并且监视装置的数量和分辨率保持快速增长。许多视频监视应用场景更喜欢向用户提供HD视频以捕获更多的信息，其每帧具有更多的像素来捕获此类信息。然而，HD视频位流能够具有高比特率，这要求高带宽用于传输并要求大空间用于存储。例如，具有平均1920×1080分辨率的监视视频流可能需要高达4Mbps的带宽进行实时传输。另外，视频监视通常7×24连续地监视，如果要存储视频数据，则这可能向存储系统提出很大挑战。对HD视频的高带宽和大存储的需求因此已成为其在视频监视中大规模部署的主要限制。
视频是按时间顺序布置以存储视觉信息的静态图像(或“帧”)的集合。视频捕获装置(例如，相机)能够用于按时间顺序捕获和存储那些图像，并且视频重放装置(例如，电视、计算机、智能电话、平板计算机、视频播放器或具有显示功能的任何最终用户终端)能够用于按时间顺序显示此类图像。另外，在一些应用中，视频捕获装置能够将所捕获的视频实时地发送到视频重放装置(例如，具有监视器的计算机)，诸如用于监视、会议或实况广播。
为了减少此类应用所需的存储空间和传输带宽，视频能够在存储和传输之前被压缩并在显示之前被解压缩。压缩和解压缩能够通过由处理器(例如，通用计算机的处理器)或专用硬件运行的软件来实现。用于压缩的模块通常被称为“编码器”，而用于解压缩的模块通常被称为“解码器”。编码器和解码器能够被统称为“编解码器”。能够将编码器和解码器实现为各种合适的硬件、软件或其组合中的任一个。例如，编码器和解码器的硬件实现方式能够包括电路系统，诸如一个或多个微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、分立逻辑、或其任何组合。编码器和解码器的软件实现方式能够包括程序代码、计算机可执行指令、固件，或固定在计算机可读介质中的任何合适的计算机实现的算法或过程。视频压缩和解压缩能够通过诸如MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、H.26x系列等的各种算法或标准来实现。在一些应用中，编解码器能够根据第一编码标准对视频进行解压缩并且使用第二编码标准来对经解压缩后的视频进行重新压缩，在这种情况下编解码器能够被称为“转码器”。
视频编码过程能够标识和保留能够用于重建图像的有用信息并且忽略用于重建的不重要信息。如果不能完全地重建所忽视的不重要信息，则这样的编码过程能够被称为“有损的”。否则，它能够被称为“无损的”。大多数编码过程是有损的，这是减少所需的存储空间和传输带宽的权衡。
正被编码的图像(称为“当前图像”)的有用信息包括相对于参考图像(例如，先前编码和重建的图像)的变化。此类变化能够包括像素的位置变化、亮度变化或颜色变化，其中最关心位置变化。表示对象的一组像素的位置变化能够反映对象在参考图像与当前图像之间的运动。
在不用引用另一图像的情况下编码的图像(即，它是它自己的参考图像)被称为“I图像”。使用先前图像作为参考图像来编码的图像被称为“P图像”。使用先前图像和将来图像两者作为参考图像(即，参考是“双向的”)来编码的图像被称为“B图像”
如先前提及的，使用HD视频的视频监视面临高带宽和大存储的需求的挑战。为了解决此类挑战，能够降低编码视频的比特率。在I图像、P图像和B图像当中，I图像具有最高比特率。因为大多数监视视频的背景几乎是静态的，所以降低编码视频的整体比特率的一个方式可以是使用更少的I图像进行视频编码。
然而，使用更少的I图像的改进可能是微不足道的，因为I图像通常在编码视频中不占优势。例如，在典型视频位流中，I图像、B图像和P图像的比率可以是1:20:9，其中I图像能够占总比特率的不到10％。换句话说，在这样的示例中，即使所有I图像都被移除，降低的比特率也可能不超过10％。
图1图示与本公开的实施例一致的示例视频序列100的结构。视频序列100可以是实况视频或已被捕获和存档的视频。视频100可以是真实生活视频、计算机生成的视频(例如，计算机游戏视频)或其组合(例如，具有增强现实效果的真实生活视频)。能够从视频捕获装置(例如，相机)、包含先前捕获的视频的视频档案(例如，存储在存储装置中的视频文件)或用于从视频内容提供商接收视频的视频馈送接口(例如，视频广播收发器)输入视频序列100。
如图1所示，视频序列100能够包括沿着时间线暂时布置的一系列图像，包括图像102、104、106和108。图像102-106是连续的，并且在图像106和108之间存在更多的图像。在图1中，图像102是I图像，其参考图像是图像102它本身。图像104是P图像，其参考图像是图像102，如由箭头所指示的。图像106是B图像，其参考图像是图像104和108，如由箭头所指示的。在一些实施例中，图像(例如，图像104)的参考图像能够不紧接在该图像之前或之后。例如，图像104的参考图像可以是在图像102之前的图像。应该注意，图像102-106的参考图像仅是示例，并且本公开不限制参考图像的实施例作为图1所示的示例。
通常，由于此类任务的计算复杂性，视频编解码器不会一次对整个图像进行编码或解码。相反，它们能够将图像分割成基本分段，并且逐分段对图像进行编码或解码。此类基本分段在本公开中被称为基本处理单元(“BPU”)。例如，图1中的结构110示出视频序列100的图像(例如，图像102-108中的任一个)的示例结构。在结构110中，图像被划分成4×4基本处理单元，其边界被示出为虚线。在一些实施例中，基本处理单元在一些视频编码标准(例如，MPEG系列、H.261、H.263或H.264/AVC)中可以被称为“宏块”，或者在一些其他视频编码标准(例如，H.265/HEVC或H.266/VVC)中被称为“编码树单元”(“CTU”)。基本处理单元能够在图像中具有可变大小，诸如128×128、64×64、32×32、16x×16、4×8、16×32或任意形状和大小的像素。能够基于编码效率和要在基本处理单元中保持的细节级别的平衡为图像选择基本处理单元的大小和形状。
基本处理单元可以是逻辑单元，其能够包括存储在计算机存储器中(例如，在视频帧缓冲区中)的一组不同类型的视频数据。例如，彩色图像的基本处理单元能够包括表示消色差亮度信息的亮度分量(Y)、表示颜色信息的一个或多个色度分量(例如，Cb和Cr)以及相关语法元素，其中亮度分量和色度分量能够具有相同大小的基本处理单元。亮度分量和色度分量在一些视频编码标准(例如，H.265/HEVC或H.266/VVC)中能够被称为“编码树块”(“CTB”)。对基本处理单元执行的任何操作能够被对其亮度分量和色度分量中的每一个重复地执行。
视频编码具有多个操作级别，其示例将在图2A-2B和图3A-3B中详述。对于每个级别，基本处理单元的大小对处理来说可能仍然太大，因此能够被进一步划分成在本公开中称为“基本处理子单元”的分段。在一些实施例中，基本处理子单元能够在一些视频编码标准(例如，MPEG系列、H.261、H.263或H.264/AVC)中被称为“块”，或者在一些其他视频编码标准(例如，H.265/HEVC或H.266/VVC)中被称为“编码单元”(“CU”)。基本处理子单元能够具有与基本处理单元相同或更小的大小。与基本处理单元类似，基本处理子单元也是逻辑单元，其能够包括存储在计算机存储器中(例如，在视频帧缓冲区中)的一组不同类型的视频数据(例如，Y、Cb、Cr和相关语法元素)。对基本处理子单元执行的任何操作能够被对其亮度分量和色度分量中的每一个重复地执行。应该注意，能够取决于处理需要而执行这种划分到进一步级别。还应该注意，不同级别能够使用不同方案来划分基本处理单元。
例如，在模式决策级别(其示例将在图2B中详述)，编码器能够决定对于基本处理单元要使用什么预测模式(例如，图像内预测或图像间预测)，所述基本处理单元可能太大而无法做出这样的决定。编码器能够将基本处理单元分割成多个基本处理子单元(例如，如在H.265/HEVC或H.266/VVC中一样的CU)，并且为每个单独的基本处理子单元决定预测类型。
又如，在预测级别(其示例将在图2A中详述)，编码器能够在基本处理子单元(例如，CU)的级别下执行预测操作。但是，在一些情况下，基本处理子单元可能仍然太大而无法处理。编码器能够进一步将基本处理子单元分割成能够在其级别下执行预测操作的更小分段(例如，在H.265/HEVC或H.266/VVC中被称为“预测块”或“PB”)。
又如，在变换级别(其示例将在图2A中详细)，编码器能够对于残差基本处理子单元(例如，CU)执行变换操作。然而，在一些情况下，基本处理子单元可能仍然太大而无法处理。编码器能够进一步将基本处理子单元分割成能够在其级别下执行变换操作的更小分段(例如，在H.265/HEVC或H.266/VVC中被称为“变换块”或“TB”)。应该注意，同一基本处理子单元的划分方案在预测级别和变换级别可以是不同的。例如，在H.265/HEVC或H.266/VVC中，同一CU的预测块和变换块能够具有不同的大小和数量。
在图1的结构110中，基本处理单元112被进一步划分成3×3个基本处理子单元，其边界被示出为虚线。能够将同一图像的不同基本处理单元划分成不同方案中的基本处理子单元。
在一些实现方式中，为了提供对视频编码和解码的并行处理和容错的能力，能够将图像划分成用于处理的区域，使得对于图像的区域，编码或解码过程能够取决于没有来自图像的任何其他区域的信息。换句话说，能够独立地处理图像的每个区域。通过这样做，编解码器能够并行处理图像的不同区域，从而提高编码效率。另外，当区域的数据在处理中被破坏或在网络传输中丢失时，编解码器能够正确地对同一图像的其他区域进行编码或解码，而不依赖于破坏或丢失的数据，从而提供容错的能力。在一些视频编码标准中，能够将图像划分成不同类型的区域。例如，H.265/HEVC和H.266/VVC提供两种类型的区域：“切片”和“拼块”。还应该注意，视频序列100的不同图像能够具有用于将图像划分成区域的不同划分方案。
例如，在图1中，结构110被划分成三个区域114、116和118，其边界在结构110内部被示出为实线。区域114包括四个基本处理单元。区域116和118中的每一个包括六个基本处理单元。应该注意，图1中的结构110的基本处理单元、基本处理子单元和区域仅是示例，并且本公开不限制其实施例。
图2A图示与本公开的实施例一致的示例编码过程200A的示意图。例如，编码过程200A能够由编码器执行。如图2A所示，编码器能够根据过程200A将视频序列202编码成视频位流228。类似于图1中的视频序列100，视频序列202能够包括按时间顺序布置的一组图像(称为“原始图像”)。类似于图1中的结构110，视频序列202的每个原始图像能够由编码器划分成基本处理单元、基本处理子单元或区域以进行处理。在一些实施例中，编码器能够针对视频序列202的每个原始图像在基本处理单元的级别下执行过程200A。例如，编码器能够以迭代方式执行过程200A，其中编码器能够在过程200A的一次迭代中对基本处理单元进行编码。在一些实施例中，编码器能够针对视频序列202的每个原始图像的区域(例如，区域114-118)并行执行过程200A。
在图2A中，编码器能够将视频序列202的原始图像的基本处理单元(称为“原始BPU”)馈送到预测级别204以生成预测数据206和预测BPU 208。编码器能够从原始BPU中减去预测BPU 208以生成残差BPU 210。编码器能够将残差BPU 210馈送到变换级别212和量化级别214以生成量化变换系数216。编码器能够将预测数据206和量化变换系数216馈送到二进制编码级别226以生成视频位流228。能够将组件202、204、206、208、210、212、214、216、226和228称为“前向路径”。在过程200A期间，在量化级别214之后，编码器能够将量化变换系数216馈送到逆量化级别218和逆变换级别220以生成重建残差BPU 222。编码器能够将重建残差BPU 222加上到预测BPU 208以生成预测参考224，其在预测级别204中被用于过程200A的下一次迭代。能够将过程200A的组件218、220、222和224称为“重建路径”。重建路径能够用于确保编码器和解码器都使用相同的参考数据进行预测。
编码器能够迭代地执行过程200A以对原始图像的每个原始BPU进行编码(在前向路径中)并且生成预测参考224以用于对原始图像的下一原始BPU进行编码(在重建路径中)。在对原始图像的所有原始BPU进行编码之后，编码器能够继续对视频序列202中的下一图像进行编码。
参考过程200A，编码器能够接收由视频捕获装置(例如，相机)生成的视频序列202。本文使用的术语“接收”能够是指接收、输入、获取、检索、获得、读取、访问或以任何方式输入数据的任何动作。
在预测级别204，在当前迭代时，编码器能够接收原始BPU和预测参考224，并且执行预测操作以生成预测数据206和预测BPU 208。能够从过程200A的先前迭代的重建路径生成预测参考224。预测级别204的目的是为了通过提取预测数据206来减少信息冗余，预测数据206能够用于从预测数据206和预测参考224重建原始BPU作为预测BPU 208。
理想地，预测BPU 208能够与原始BPU相同。然而，由于非理想预测和重建操作，预测BPU 208通常与原始BPU稍微不同。为了记录此类差异，在生成预测BPU 208之后，编码器能够从原始BPU中减去它以生成残差BPU 210。例如，编码器能够从原始BPU的对应像素的值中减去预测BPU 208的像素的值(例如，灰度值或RGB值)。作为原始BPU和预测BPU 208的对应像素之间的这种减法的结果，残差BPU 210的每个像素能够具有残差值。与原始BPU相比，预测数据206和残差BPU 210能够具有更少的比特，但是它们能够用于在没有显著质量劣化的情况下重建原始BPU。因此，原始BPU被压缩。
为了进一步压缩残差BPU 210，在变换级别212，编码器能够通过将残差BPU 210分解成一组二维“基础图案”来减少其空间冗余，每个基础图案与“变换系数”相关联。基础图案能够具有相同的大小(例如，残差BPU210的大小)。每个基础图案能够表示残差BPU 210的变化频率(例如，亮度变化的频率)分量。基础图案谁都不能从任何其他基础图案的任何组合(例如，线性组合)再现。换句话说，分解能够将残差BPU 210的变化分解成频域。这样的分解类似于函数的离散傅里叶变换，其中基础图案类似于离散傅里叶变换的基础函数(例如，三角函数)，并且变换系数类似于与基础函数相关联的系数。
不同的变换算法能够使用不同的基础图案。能够在变换级别212使用各种变换算法，诸如例如离散余弦变换、离散正弦变换等。在变换级别212的变换是可逆的。也就是说，编码器能够通过变换的逆操作(称为“逆变换”)来恢复残差BPU 210。例如，为了恢复残差BPU 210的像素，逆变换可以是将基础图案的对应像素的值乘以相应的相关系数并且将乘积相加以产生加权和。对于视频编码标准，编码器和解码器都能够使用相同的变换算法(因此相同的基础图案)。因此，编码器能够记录仅解码器能够在不用从编码器接收基础图案的情况下从中重建残差BPU 210的变换系数。与残差BPU 210相比，变换系数能够具有更少的比特，但是它们能够用于在没有显著质量劣化的情况下重建残差BPU 210。因此，残差BPU210被进一步压缩。
编码器能够在量化级别214进一步压缩变换系数。在变换过程中，不同的基础图案能够表示不同的变化频率(例如，亮度变化频率)。因为人眼通常更擅长识别低频率变化，所以编码器能够忽视高频率变化的信息，而不会在解码中引起显著质量劣化。例如，在量化级别214，编码器能够通过将每个变换系数除以整数值(称为“量化参数”)并且将商五入到其最近整数来生成量化变换系数216。在这样的操作之后，能够将高频率基础图案的一些变换系数转换为零，并且能够将低频率基础图案的变换系数转换为更小整数。编码器能够忽视零值量化变换系数216，由此变换系数被进一步压缩。量化过程也是可逆的，其中能够在量化的逆操作(称为“逆量化”)中将量化变换系数216重建为变换系数。
因为编码器在舍入操作中忽视此类除法的余数，所以量化级别214可以是有损的。通常，量化级别214能够在过程200A中贡献最多信息损失。信息损失越大，量化变换系数216可能需要的比特越少。为了获得不同级别的信息损失，编码器能够使用量化过程的量化参数或任何其他参数的不同值。
在二进制编码级别226，编码器能够使用诸如例如以下各项的二进制编码技术来对预测数据206和量化变换系数216进行编码：熵编码、可变长度编码、算术编码、霍夫曼编码、上下文自适应二进制算术编码或任何其他无损或有损压缩算法。在一些实施例中，除了预测数据206和量化变换系数216之外，编码器还能够在二进制编码级别226对其他信息进行编码，所述其他信息诸如例如在预测级别204使用的预测模式、预测操作的参数、在变换级别212的变换类型、量化过程的参数(例如，量化参数)、编码器控制参数(例如，比特率控制参数)等。编码器能够使用二进制编码级别226的输出数据来生成视频位流228。在一些实施例中，视频位流228能够被进一步包化以进行网络传输。
参考过程200A的重建路径，在逆量化级别218，编码器能够对量化变换系数216执行逆量化以生成重建变换系数。在逆变换级别220，编码器能够基于重建变换系数生成重建残差BPU 222。编码器能够将重建残差BPU 222加上到预测BPU 208以生成将在过程200A的下一次迭代中使用的预测参考224。
应该注意，过程200A的其他变化能够用于对视频序列202进行编码。在一些实施例中，过程200A的各级别能够由编码器以不同次序执行。在一些实施例中，能够将过程200A的一个或多个级别组合成单个级别。在一些实施例中，能够将过程200A的单个级别划分成多个级别。例如，能够将变换级别212和量化级别214组合成单个级别。在一些实施例中，过程200A能够包括附加级别。在一些实施例中，过程200A能够省略图2A中的一个或多个级别。
图2B图示与本公开的实施例一致的另一示例编码过程200B的示意图。能够从过程200A修改过程200B。例如，过程200B能够由符合混合视频编码标准(例如，H.26x系列)的编码器使用。与过程200A相比，过程200B的前向路径附加地包括模式决策级别230并且将预测级别204划分成空间预测级别2042和时间预测级别2044。过程200B的重建路径附加地包括环路滤波器级别232和缓冲区234。
通常，能够将预测技术分类为两种类型：空间预测和时间预测。空间预测(例如，图像内预测或“帧内预测”)能够使用来自同一图像中的一个或多个已经编码的邻近BPU的像素来预测当前BPU。也就是说，空间预测中的预测参考224能够包括邻近BPU。空间预测能够减少图像的固有空间冗余。时间预测(例如，图像间预测或“帧间预测”)能够使用来自一个或多个已经编码的图像的区域来预测当前BPU。也就是说，时间预测中的预测参考224能够包括经编码的图像。时间预测能够减少图像的固有时间冗余。
参考过程200B，在前向路径中，编码器在空间预测级别2042和时间预测级别2044执行预测操作。例如，在空间预测级别2042，编码器能够执行帧内预测。对于正被编码的图像的原始BPU，预测参考224能够包括在同一图像中已被编码(在前向路径中)和重建(在重建路径中)的一个或多个邻近BPU。编码器能够通过外插邻近BPU来生成预测BPU 208。外插技术能够包括例如线性外插或内插、多项式外插或内插等。在一些实施例中，编码器能够在像素级别下执行外插，诸如通过针对预测BPU 208的每个像素外插对应像素的值。用于外插的邻近BPU能够相对于原始BPU从各个方向定位，诸如在垂直方向(例如，在原始BPU之上)、水平方向(例如，在原始BPU左侧)、对角线方向(例如，在原始BPU左下侧、右下侧、左上侧或右上侧)或在所使用的视频编码标准中定义的任何方向上。对于帧内预测，预测数据206能够包括例如所使用的邻近BPU的位置(例如，坐标)、所使用的邻近BPU的大小、外插的参数、所使用的邻近BPU相对于原始BPU的方向等。
又如，在时间预测级别2044，编码器能够执行帧间预测。对于当前图像的原始BPU，预测参考224能够包括已被编码(在前向路径中)和重建(在重建路径中)的一个或多个图像(称为“参考图像”)。在一些实施例中，能够逐个BPU对参考图像进行编码和重建。例如，编码器能够将重建残差BPU 222加上到预测BPU 208以生成重建BPU。当相同图像的所有重建BPU被生成时，编码器能够生成重建图像作为参考图像。编码器能够执行“运动估计”的操作以在参考图像的范围(称为“搜索窗口”)中搜索匹配区域。能够基于原始BPU在当前图像中的位置确定搜索窗口在参考图像中的位置。例如，搜索窗口能够被定中心在参考图像中与当前图像中的原始BPU具有相同坐标的位置并且能够向外延伸预定距离。当编码器在搜索窗口中标识(例如，通过使用像元递归算法、块匹配算法等)与原始BPU类似的区域时，编码器能够将这样的区域确定为匹配区域。匹配区域能够具有与原始BPU不同的尺寸(例如，小于、等于、大于或具有不同形状)。因为参考图像和当前图像在时间线上是时间分离的(例如，如图1所示)，所以能够认为匹配区域随着时间过去而“移动”到原始BPU的位置。编码器能够将这样的运动的方向和距离记录为“运动矢量”。当使用多个参考图像(例如，如图1中的图像106)时，编码器能够搜索匹配区域并且为每个参考图像确定其关联的运动矢量。在一些实施例中，编码器能够向相应的匹配参考图像的匹配区域的像素值指配权重。
运动估计能够用于标识各种类型的运动，诸如例如平移、旋转、变焦等。对于帧间预测，预测数据206能够包括例如匹配区域的位置(例如，坐标)、与匹配区域相关联的运动矢量、参考图像的数量、与参考图像相关联的权重等。
为了生成预测BPU 208，编码器能够执行“运动补偿”的操作。运动补偿能够用于基于预测数据206(例如，运动矢量)和预测参考224重建预测BPU 208。例如，编码器能够根据运动矢量来移动参考图像的匹配区域，其中编码器能够预测当前图像的原始BPU。当使用多个参考图像(例如，如图1中的图像106)时，编码器能够根据相应的运动矢量和匹配区域的平均像素值来移动参考图像的匹配区域。在一些实施例中，如果编码器已向相应的匹配参考图像的匹配区域的像素值指配了权重，则编码器能够加上已移动的匹配区域的像素值的加权和。
在一些实施例中，帧间预测可以是单向的或双向的。单向帧间预测能够使用相对于当前图像在相同时间方向上的一个或多个参考图像。例如，图1中的图像104是单向帧间预测图像，其中参考图像(即图像102)在图像104之前。双向帧间预测能够使用相对于当前图像在两个时间方向上的一个或多个参考图像。例如，图1中的图像106是双向帧间预测图像，其中参考图像(即，图像104和108)相对于图像104在两个时间方向上。
仍然参考过程200B的前向路径，在空间预测级别2042和时间预测级别2044之后，在模式决策级别230，编码器能够为过程200B的当前迭代选择预测模式(例如，帧内预测或帧间预测之一)。例如，编码器能够执行速率失真优化技术，其中编码器能够取决于候选预测模式的比特率和重建参考图像在该候选预测模式下的失真而选择预测模式以使成本函数的值最小化。取决于所选择的预测模式，编码器能够生成所对应的预测BPU 208和预测数据206。
在过程200B的重建路径中，如果已在前向路径中选择了帧内预测模式，则在生成预测参考224(例如，已在当前图像中被编码和重建的当前BPU)之后，编码器能够将预测参考224直接馈送到空间预测级别2042以供稍后使用(例如，用于当前图像的下一BPU的外插)。如果已在前向路径中选择了帧间预测模式，则在生成预测参考224(例如，其中所有BPU已被编码和重建的当前图像)之后，编码器能够将预测参考224馈送到环路滤波器级别232，在这里编码器能够对预测参考224应用环路滤波器以减少或消除由帧间预测引入的失真(例如，块状伪影)。编码器能够在环路滤波器级别232应用各种环路滤波器技术，诸如例如去块、样本自适应偏移、自适应环路滤波器等。经环路滤波的参考图像能够被存储在缓冲区234(或“解码图像缓冲区”)中以供稍后使用(例如，以被用作视频序列202的将来图像的帧间预测参考图像)。编码器能够将一个或多个参考图像存储在缓冲区234中以在时间预测级别2044被使用。在一些实施例中，编码器能够在二进制编码级别226对环路滤波器的参数(例如，环路滤波器强度)以及量化变换系数216、预测数据206和其他信息进行编码。
图3A图示与本公开的实施例一致的示例解码过程300A的示意图。过程300A可以是与图2A中的压缩过程200A相对应的解压缩过程。在一些实施例中，过程300A能够类似于过程200A的重建路径。解码器能够根据过程300A将视频位流228解码成视频流304。视频流304能够非常类似于视频序列202。然而，由于压缩过程和解压缩过程(例如，图2A-2B中的量化级别214)中丢失的信息，通常，视频流304与视频序列202不相同。与图2A-2B中的过程200A和200B类似，解码器能够针对视频位流228中编码的每个图像在基本处理单元(BPU)的级别下执行过程300A。例如，解码器能够以迭代方式执行过程300A，以所述迭代方式解码器能够在过程300A的一次迭代中对基本处理单元进行解码。在一些实施例中，解码器能够针对在视频位流228中编码的每个图像的区域(例如，区域114-118)并行执行过程300A。
在图3A中，解码器能够将与编码图像的基本处理单元(称为“编码BPU”)相关联的视频位流228的一部分馈送到二进制解码级别302。在二进制解码级别302，解码器能够将该部分解码成预测数据206和量化变换系数216。解码器能够将量化变换系数216馈送到逆量化级别218和逆变换级别220以生成重建残差BPU 222。解码器能够将预测数据206馈送到预测级别204以生成预测BPU 208。解码器能够将重建残差BPU 222加上到预测BPU 208以生成预测参考224。在一些实施例中，能够将预测参考224存储在缓冲区(例如，计算机存储器中的解码图像缓冲区)中。解码器能够将预测参考224馈送到预测级别204以用于在过程300A的下一次迭代中执行预测操作。
解码器能够迭代地执行过程300A以对编码图像的每个编码BPU进行解码并且生成预测参考224以用于对编码图像的下一编码BPU进行编码。在对编码图像的所有编码BPU进行解码之后，解码器能够将图像输出到视频流304以供显示并且继续对视频位流228中的下一编码图像进行解码。
在二进制解码级别302，解码器能够执行由编码器使用的二进制编码技术(例如，熵编码、可变长度编码、算术编码、霍夫曼编码、上下文自适应二进制算术编码或任何其他无损压缩算法)的逆操作。在一些实施例中，除了预测数据206和量化变换系数216之外，解码器还能够在二进制解码级别302对其他信息进行解码，所述其他信息诸如例如预测模式、预测操作的参数、变换类型、量化过程的参数(例如，量化参数)、编码器控制参数(例如，比特率控制参数)等。在一些实施例中，如果通过网络在分组中发送视频位流228，则解码器能够在将视频位流228馈送到二进制解码级别302之前对其进行解包。
图3B图示与本公开的实施例一致的另一示例解码过程300B的示意图。能够从过程300A修改过程300B。例如，过程300B能够由符合混合视频编码标准(例如，H.26x系列)的解码器使用。与过程300A相比，过程300B附加地将预测级别204划分成空间预测级别2042和时间预测级别2044，并且附加地包括环路滤波器级别232和缓冲区234。
在过程300B中，对于正被解码的编码图像(称为“当前图像”)的编码基本处理单元(称为“当前BPU”)，取决于什么预测模式用于由编码器对当前BPU进行编码，由解码器从二进制解码级别302解码的预测数据206能够包括各种类型的数据。例如，如果编码器使用帧内预测来对当前BPU进行编码，则预测数据206能够包括指示帧内预测的预测模式指示符(例如，标志值)、帧内预测操作的参数等。帧内预测操作的参数能够包括例如用作参考的一个或多个邻近BPU的位置(例如，坐标)、邻近BPU的大小、外插的参数、邻近BPU相对于原始BPU的方向等。又如，如果编码器使用帧间预测来对当前BPU进行编码，则预测数据206能够包括指示帧间预测的预测模式指示符(例如，标志值)、帧间预测操作的参数等。帧间预测操作的参数能够包括例如与当前BPU相关联的参考图像的数量、分别与参考图像相关联的权重、一个或多个匹配区域在相应的参考图像中的位置(例如，坐标)、分别与匹配区域相关联的一个或多个运动矢量等。
基于预测模式指示符，解码器能够决定是在空间预测级别2042执行空间预测(例如，帧内预测)还是在时间预测级别2044执行时间预测(例如，帧间预测)。在图2B中描述并且在下文中将不重复执行这种空间预测或时间预测的细节。在执行这种空间预测或时间预测之后，解码器能够生成预测BPU 208。解码器能够将预测BPU 208和重建残差BPU 222相加以生成预测参考224，如图3A中描述的。
在过程300B中，解码器能够将预测参考224馈送到空间预测级别2042或时间预测级别2044以用于在过程300B的下一次迭代中执行预测操作。例如，如果在空间预测级别2042使用帧内预测来对当前BPU进行解码，则在生成预测参考224(例如，经解码的当前BPU)之后，解码器能够将预测参考224直接馈送到空间预测级别2042以供稍后使用(例如，用于当前图像的下一BPU的外插)。如果在时间预测级别2044使用帧间预测来对当前BPU进行解码，则在生成预测参考224(例如，其中所有BPU已被解码的参考图像)之后，编码器能够将预测参考224馈送到环路滤波器级别232以减少或消除失真(例如，块状伪影)。解码器能够以图2B中描述的方式对预测参考224应用环路滤波器。经环路滤波的参考图像能够被存储在缓冲区234(例如，计算机存储器中的解码图像缓冲区)中以供稍后使用(例如，以被用作视频位流228的将来编码图像的帧间预测参考图像)。解码器能够在缓冲区234中存储一个或多个参考图像以在时间预测级别2044被使用。在一些实施例中，当预测数据206的预测模式指示符指示帧间预测用于对当前BPU进行编码时，预测数据能够进一步包括环路滤波器的参数(例如，环路滤波器强度)。
图4是与本公开的实施例一致的用于对视频进行编码或解码的示例设备400的框图。如图4所示，设备400能够包括处理器402。当处理器402运行本文描述的指令时，设备400能够成为用于视频编码或解码的专用机器。处理器402可以是能够操纵或处理信息的任何类型的电路系统。例如，处理器402能够包括任何数量的以下各项的任何组合：中央处理单元(或“CPU”)、图形处理单元(或“GPU”)、神经处理单元(“NPU”)、微控制器单元(“MCU”)、光处理器、可编程逻辑控制器、微控制器、微处理器、数字信号处理器、知识产权(IP)核心、可编程逻辑阵列(PLA)、可编程阵列逻辑(PAL)、通用阵列逻辑(GAL)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、片上系统(SoC)、专用集成电路(ASIC)等。在一些实施例中，处理器402还可以是被分组为单个逻辑组件的一组处理器。例如，如图4所示，处理器402能够包括多个处理器，包括处理器402a、处理器402b和处理器402n。
设备400还能够包括被配置为存储数据(例如，指令集、计算机代码、中间数据等)的存储器404。例如，如图4所示，所存储的数据能够包括程序指令(例如，用于实现过程200A、200B、300A或300B中的各级别的程序指令)和用于处理的数据(例如，视频序列202、视频位流228或视频流304)。处理器402能够访问程序指令和用于处理的数据(例如，经由总线410)，并且运行程序指令以对用于处理的数据执行操作或操纵。存储器404能够包括高速随机存取存储装置或非易失性存储装置。在一些实施例中，存储器404能够包括任何数量的以下各项的任何组合：随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、光盘、磁盘、硬盘驱动器、固态驱动器、闪存驱动器、安全数字(SD)卡、记忆棒、紧致闪存(CF)卡等。存储器404还可以是被分组为单个逻辑组件的一组存储器(图4中未示出)。
总线410可以是在设备400内部的组件之间转移数据的通信装置，诸如内部总线(例如，CPU-存储器总线)、外部总线(例如，通用串行总线端口、外围组件互连快速端口)等。
为了说明而不引起歧义的容易，在本公开中将处理器402和其他数据处理电路统称为“数据处理电路”。数据处理电路能够完全作为硬件或作为软件、硬件或固件的组合被实现。另外，数据处理电路可以是单个独立模块或者能够被完全地或部分地组合到设备400的任何其他组件中。
设备400还能够包括网络接口406以提供与网络(例如，因特网、内联网、局域网、移动通信网络等)的有线或无线通信。在一些实施例中，网络接口406能够包括任何数量的以下各项的任何组合：网络接口控制器(NIC)、射频(RF)模块、应答器、收发器、调制解调器、路由器、网关、有线网络适配器、无线网络适配器、蓝牙适配器、红外适配器、近场通信(“NFC”)适配器、蜂窝网络芯片等。
在一些实施例中，可选地，设备400还能够包括外围接口408以提供到一个或多个外围装置的连接。如图4所示，外围装置能够包括但不限于光标控制装置(例如，鼠标、触摸板或触摸屏)、键盘、显示器(例如，阴极射线管显示器)、液晶显示器或发光二极管显示器)、视频输入装置(例如，相机或耦合到视频档案的输入接口)等。
应该注意，能够将视频编解码器(例如，执行过程200A、200B、300A或300B的编解码器)实现为设备400中的任何软件或硬件模块的任何组合。例如，能够将过程200A、200B、300A或300B的一些或所有级别实现为设备400的一个或多个软件模块，诸如能够被加载到存储器404中的程序指令。又如，能够将过程200A、200B、300A或300B的一些或所有级别实现为设备400的一个或多个硬件模块，诸如专用数据处理电路(例如，FPGA、ASIC、NPU等)。
JVET自组织组(AHG)无损和近无损编码工具(AHG18)发布了基于VVC测试模型6.0(VTM-6.0)的无损软件。此软件引入了被称作cu_transquant_bypass_flag的编码单元(CU)级别标志。当cu_transquant_bypass_flag＝1时，意味着该CU的预测残差信号的变换和量化被跳过并且该CU的残差被以无损方式直接编码。
与有损VVC类似，当前无损编解码器使用两种类型的残差编码技术—变换跳过(TS)残差编码和变换残差编码。如果满足以下两个条件之一则选择TS残差编码：1)intra_bdpcm_flag具有等于1的值，或者2)transform_skip_flag具有等于1的值。如果上面提及的两个条件为假则使用变换残差编码。
此外，在当前无损编解码器中，如果选择了块差分脉冲码调制(BDPCM)，则使用变换跳过(TS)残差编码。否则，使用变换残差编码。
然而，传统上，VVC6中的变换残差编码技术和TS残差编码技术都是为有损编解码器而设计的。残差系数的统计特性取决于使用有损编码还是无损编码而不同。因此，为了提高编码效率，期望改进现有残差编码方法以进行无损编码。本公开提供了用于选择适当的残差编码技术来执行无损编码的各种方法。
根据一些实施例，对视频信号的残差编码方法能够包括TS残差编码和变换残差编码。
如果满足以下两个条件，则能够选择TS残差编码。这两个条件能够包括视频信号是亮度分量并且intra_bdpcm_flag或transform_skip_flag是1。
如果上述两个条件中的任何一个是假，则能够选择变换残差编码。
在一些实施例中，能够允许变换跳过和BDPCM块选择TS残差编码和变换残差编码之一。能够通过用信号通知附加标志来控制选择。能够在CU级别、切片级别、图像级别下或在图像参数集(PPS)或SPS中用信号通知附加标志。
例如，cu_transquant_bypass_flag可以是CU级别下的信号并且用于选择两种类型的残差编码技术之一用于无损编码。如果cu_transquant_bypass_flag是1，则不管intra_bdpcm_flag或transform_skip_flag的值如何都使用变换残差编码。图5中的表1示出示例性变换单元语法表，其中虚线框中示出的语法元素被提出来实现所公开的实施例。
根据一些实施例，序列参数集(SPS)级别标志“sps_bdpcm_transform_residual_coding_flag”用于用信号通知由亮度BDPCM块使用的残差编码技术。具体地，sps_bdpcm_transform_residual_coding_flag等于1指定，如果BDPCM被应用于当前亮度块(例如，intra_bdpcm_flag＝1)，则当前亮度块使用变换残差编码。此外，sps_bdpcm_transform_residual_coding_flag等于0指定，如果BDPCM被应用于当前亮度块(例如，intra_bdpcm_flag＝1)，则当前亮度块使用TS残差编码。附加地，当sps_bdpcm_transform_residual_coding_flag不存在时，则它被推理为等于0。
在这些实施例中，基于预设条件用信号通知sps_bdpcm_transform_residual_coding_flag。作为示例，当sps_bdpcm_enabled_flag是1时用信号通知sps_bdpcm_transform_residual_coding_flag。
作为另一示例，如果sps_bdpcm_enabled_flag和transquant_bypass_enabled_flag都是1，则用信号通知sps_bdpcm_transform_residual_coding_flag。图6中的表2示出用于基于sps_bdpcm_enabled_flag和transquant_bypass_enabled_flag来自用信号通知sps_bdpcm_transform_residual_coding_flag的示例性SPS语法表，其中虚线框中示出的语法元素被提出来实现所公开的实施例。如表2(图6)所示，sps_bdpcm_transform_residual_coding_flag等于1指定，如果BDPCM被应用于当前亮度块(例如，intra_bdpcm_flag＝1)并且当前块处于变换和量化旁路模式(例如，cu_transquant_bypass_flag＝1)，则当前亮度块使用变换残差编码。此外，sps_bdpcm_transform_residual_coding_flag等于0指定，如果BDPCM被应用于当前亮度块(例如，intra_bdpcm_flag＝1)并且当前块处于变换和量化旁路模式(例如，cu_transquant_bypass_flag＝1)，则当前亮度块使用TS残差编码。
设想了尽管以上描述使用亮度块作为示例来描述残差编码过程，但是所公开的方法也容易地适用于色度块的残差编码。
在一些实施例中，还能够在诸如PPS、图像报头或切片报头的其他级别下用信号通知残差编码方法的选择。例如，能够在切片级别下控制TS残差编码的选择。在那种情况下，提供切片级别标志来启用/禁用TS残差编码方法。在下面给出切片级别标志的语义。
slice_ts_residual_coding_disabled_flag等于1指定residual_coding()语法结构用于针对当前切片解析变换跳过和BDPCM块的残差样本。slice_ts_residual_coding_disabled_flag等于0指定residual_ts_coding()语法结构用于针对当前切片解析变换跳过块的残差样本。当slice_ts_residual_coding_disabled_flag不存在时，它被推理为等于0。
图7中的表3图示示例性切片报头语法，其中虚线框中示出的语法元素被提出来实现所公开的实施例。图8中的表4图示示例性变换块语法，其中虚线框中示出的语法元素被提出来实现所公开的实施例。在一些实施例中，如果值slice_ts_residual_coding_disabled_flag等于1，则变换跳过和BDPCM块使用变换后的残差编码方法而不是TS残差编码方法。
根据本公开的一些实施例，对于变换残差编码能够省略最后有效系数的位置的信令。在VVC6的变换残差编码方法中，在变换块的残差编码开始时，用信号通知最后有效系数的位置。相比之下，在所公开的方法中，如果cu_transquant_bypass_flag＝1，则不用信号通知最后有效系数的位置，而是该位置被替代地推理为变换块的右底部位置。如果cu_transquant_bypass_flag＝0，则以与在VVC 6中相同的方式用信号通知最后有效系数的位置。
在VVC 6的变换残差编码中，不用信号通知第一和最后子块的coded_sub_block_flag并将其推理为1。在所公开的方法中，如果cu_transquant_bypass_flag＝1，则用信号通知所有子块的coded_sub_block_flag。然而，如果所有先前编码的子块的coded_sub_block_flag是零，则将第一子块的coded_sub_block_flag推理为1。类似于VVC 6，在所公开的方法中，如果cu_transquant_bypass_flag＝0，则不用信号通知第一和最后子块并将其推理为1。
在VVC 6的变换残差编码中，因为总是用信号通知最后有效系数的位置并且最后有效系数总是非零值，所以不需要用信号通知最后有效系数的sig_coeff_flag并将其推理为1。相比之下，在所公开的方法中，当cu_transquant_bypass_flag＝1时，最后有效系数总是右底部系数并且它可以是零值或非零值。因此，如果cu_transquant_bypass_flag＝1，则所公开的方法能够用信号通知最后有效系数的位置的sig_coeff_flag。但是，如果cu_transquant_bypass_flag＝0，所公开的方法能够以与VVC 6的变换残差编码相同的方式用信号通知sig_coeff_flag。
图9中的表5示出根据所公开方法的用于用信号通知最后有效系数的位置的示例性变换残差编码语法表。在表5(图9)中，虚线框中示出的语法元素是对VVC 6的变换残差编码语法的提议更改。
根据本公开的一些实施例，不管cu_transquant_bypass_flag的值如何，对于变换残差编码都能够省略最后有效系数的位置的信令。
图10是与本公开的实施例一致的用于用残差编码处理视频信号的示例性计算机实现的方法1000的流程图。在一些实施例中，方法1000能够由编解码器(例如，使用图2A-2B中的编码过程200A或200B的编码器或使用图3A-3B中的解码过程300A或300B的解码器)执行。例如，能够将编解码器实现为用于对视频序列进行编码或转码的设备(例如，设备400)的一个或多个软件或硬件组件。在一些实施例中，视频序列可以是未压缩视频序列(例如，视频序列202)或被解码的压缩视频序列(例如，视频流304)。在一些实施例中，视频序列可以是监视视频序列，该监视视频序列能够由与设备的处理器(例如，处理器402)相关联的监视装置(例如，图4中的视频输入装置)捕获。视频序列能够包括多个图像。设备能够在图像的级别下执行方法1000。例如，设备能够在方法1000中一次处理一个图像。又如，设备能够在方法1000中一次处理多个图像。方法1000能够包括如下步骤。
在步骤1002，能够接收用于对视频序列进行编码的控制信息。控制信息能够包括能够在视频序列的不同级别下用信号通知的标志。例如，可以在CU级别、切片级别、图像级别下或在图像参数集(PPS)或SPS中用信号通知标志。
在步骤1004，能够基于控制信息将用于对视频序列中的编码块的预测残差信号进行编码的编码方法确定为变换残差编码和变换跳过残差编码之一。
在一些实施例中，能够在视频序列的编码单元级别下用信号通知控制信息，并且控制信息包括指示是否跳过编码块的预测残差信号的变换和量化的第一标志。例如，第一标志可以是cu_transquant_bypass_flag。响应于第一标志满足第一条件，可以将编码方法确定为变换残差编码。如表1(图5)所示，如果cu_transquant_bypass_flag的值是“1”，则不管intra_bdpcm_flag或transform_skip_flag的值如何都使用变换残差编码。因此，第一条件能够包括第一标志的值是“1”。应领会，变换残差编码由无损编解码器执行。如果cu_transquant_bypass_flag的值是“0”，则变换跳过和BDPCM块都能够使用TS残差编码。
在一些实施例中，控制信息还能够包括第二标志和第三标志。例如，第二标志可以是intra_bdpcm_flag而第三标志可以是transform_skip_flag。当第一标志不满足第一条件时，能够基于第二标志或第三标志的值确定编码方法。如果intra_bdpcm_flag等于“1”，则编码方法可以是BDPCM。如果transform_skip_flag等于“1”，则编码方法可以是变换跳过编码。
在一些实施例中，除了在编码单元级别下被用信号通知之外，还能够在视频序列的序列参数集(SPS)中用信号通知控制信息，并且控制信息能够包括第四标志和第五标志。例如，第四标志可以是sps_bdpcm_transform_residual_coding_flag，而第五标志可以是intra_bdpcm_flag。如参考表2(图6)所讨论的，响应于第四标志和第五标志等于第一值(例如，“1”)，能够将编码方法确定为变换残差编码。并且响应于第四标志等于第二值(例如，“0”)并且第五标志等于第一值(例如，“1”)，能够将编码方法确定为变换跳过残差编码。
在一些实施例中，当针对视频序列启用块差分脉冲码调制(BDPCM)时，能够在控制信息中用信号通知第四标志。在一些实施例中，当针对视频序列启用BDPCM并且针对编码块启用变换和量化旁路模式时，能够在控制信息中用信号通知第四标志。
在一些实施例中，能够在用于视频序列的切片的切片级别下用信号通知控制信息。并且控制信息能够包括第六标志(例如，slice_ts_residual_coding_disabled_flag)。如参考表3(图7)和表4(图8)所讨论的，当第六标志的值是第一值时，能够将用于对编码块的预测残差信号进行编码的编码方法确定为变换跳过残差编码。应领会，编码块与针对其在切片级别下用信号通知控制信息的切片相关联。
在一些实施例中，还提供了一种包括指令的非暂时性计算机可读存储介质，并且指令可以由装置(诸如所公开的编码器和解码器)运行，以用于执行上述方法。非暂时性介质的常见形式包括例如软盘、柔性盘、硬盘、固态驱动器、磁带或任何其他磁数据存储介质、CD-ROM、任何其他光学数据存储介质、具有孔图案的任何物理介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM或任何其他闪速存储器、NVRAM、高速缓存、寄存器、任何其他存储器芯片或盒及其联网版本。装置可以包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和/或存储器。
实施例可以进一步使用以下条款来描述：
1.一种计算机实现的方法，包括：
接收用于对视频序列进行编码的控制信息；以及
基于所述控制信息，确定用于对所述视频序列中的编码块的预测残差信号进行编码的编码方法，所述编码方法是变换残差编码和变换跳过残差编码之一。
2.根据条款1所述的方法，其中所述控制信息在所述视频序列的编码单元级别下被用信号通知，其中：
所述控制信息包括指示是否跳过所述编码块的所述预测残差信号的变换和量化的第一标志。
3.根据条款2所述的方法，其中基于所述控制信息确定所述编码方法进一步包括：
响应于所述第一标志满足第一条件，将所述编码方法确定为所述变换残差编码。
4.根据条款3所述的方法，其中：
所述第一条件包括所述第一标志的值是“1”，并且
所述变换残差编码由无损编解码器执行。
5.根据条款2所述的方法，其中：
所述控制信息还包括第二标志和第三标志，并且
基于所述控制信息确定所述编码方法进一步包括：
响应于所述第一标志不满足第一条件，基于所述第二标志或所述第三标志的值确定所述编码方法。
6.根据条款1所述的方法，其中所述控制信息在所述视频序列的序列参数集中被用信号通知，其中：
所述控制信息包括第四标志和第五标志，并且
基于所述控制信息确定所述编码方法进一步包括：
响应于所述第四标志和所述第五标志具有相同值，将所述编码方法确定为所述变换残差编码；以及
响应于所述第四标志和所述第五标志具有不同值，将所述编码方法确定为所述变换跳过残差编码。
7.根据条款6所述的方法，进一步包括：
响应于针对所述视频序列启用块差分脉冲码调制(BDPCM)，在所述控制信息中用信号通知所述第四标志。
8.根据条款6所述的方法，进一步包括：
响应于针对所述视频序列启用所述BDPCM并且针对所述编码块启用变换和量化旁路模式，在所述控制信息中用信号通知所述第四标志。
9.根据条款1所述的方法，其中所述控制信息在用于所述视频序列的切片的切片级别下被用信号通知，其中：
所述控制信息包括第六标志，并且
基于所述控制信息确定所述编码方法进一步包括：
响应于所述第六标志的值是第一值，将所述编码方法确定为所述变换跳过残差编码。
10.根据条款9所述的方法，其中所述编码块与所述切片相关联。
11.一种用于用残差编码处理视频信号的系统，包括：
存储器，所述存储器用于存储指令集；以及
至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为运行所述指令集以便使所述系统执行：
接收用于对视频序列进行编码的控制信息；以及
基于所述控制信息，确定用于对所述视频序列中的编码块的预测残差信号进行编码的编码方法，所述编码方法是变换残差编码和变换跳过残差编码之一。
12.根据条款11所述的系统，其中所述控制信息在所述视频序列的编码单元级别下被用信号通知，其中：
所述控制信息包括指示是否跳过所述编码块的所述预测残差信号的变换和量化的第一标志。
13.根据条款12所述的系统，其中在基于所述控制信息确定所述编码方法时，所述至少一个处理器被配置为运行所述指令集以便使所述系统进一步执行：
响应于所述第一标志满足第一条件，将所述编码方法确定为所述变换残差编码。
14.根据条款13所述的系统，其中：
所述第一条件包括所述第一标志的值是“1”，并且
所述变换残差编码由无损编解码器执行。
15.根据条款12所述的系统，其中：
所述控制信息还包括第二标志和第三标志，并且
在基于所述控制信息确定所述编码方法时，所述至少一个处理器被配置为运行所述指令集以便使所述系统进一步执行：
响应于所述第一标志不满足第一条件，基于所述第二标志或所述第三标志的值确定所述编码方法。
16.根据条款11所述的系统，其中所述控制信息在所述视频序列的序列参数集中被用信号通知，其中：
所述控制信息包括第四标志和第五标志，并且
在基于所述控制信息确定所述编码方法时，所述至少一个处理器被配置为运行所述指令集以便使所述系统进一步执行：
响应于所述第四标志和所述第五标志具有相同值，将所述编码方法确定为所述变换残差编码；以及
响应于所述第四标志和所述第五标志具有不同值，将所述编码方法确定为所述变换跳过残差编码。
17.根据条款16所述的系统，其中所述至少一个处理器被配置为运行所述指令集以便使所述系统进一步执行：
响应于针对所述视频序列启用所述BDPCM，在所述控制信息中用信号通知所述第四标志。
18.根据条款16所述的系统，其中所述至少一个处理器被配置为运行所述指令集以便使所述系统进一步执行：
响应于针对所述视频序列启用所述BDPCM并且针对所述编码块启用变换和量化旁路模式，在所述控制信息中用信号通知所述第四标志。
19.根据条款11所述的系统，其中所述控制信息在用于所述视频序列的切片的切片级别下被用信号通知，其中：
所述控制信息包括第六标志，并且
在基于所述控制信息确定所述编码方法时，所述至少一个处理器被配置为运行所述指令集以便使所述系统进一步执行：
响应于所述第六标志的值是第一值，将所述编码方法确定为所述变换跳过残差编码。
20.一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质存储可由计算机系统的至少一个处理器运行的指令，其中所述指令的运行使所述计算机系统执行一种方法，所述方法包括：
接收用于对视频序列进行编码的控制信息；以及
基于所述控制信息，确定用于对所述视频序列中的编码块的预测残差信号进行编码的编码方法，所述编码方法是变换残差编码和变换跳过残差编码之一。
应该注意，本文中诸如“第一”和“第二”的关系术语仅用于区分一个实体或操作和另一实体或操作，而在这些实体或操作之间不要求或暗示任何实际关系或顺序。此外，单词“包含”、“具有”、“含有”和“包括”以及其他类似形式旨在为含义等同的并且是开放式的，因为紧跟这些单词中的任何一个之后的一个或多个项目不意在为一个或多个此类项目的详尽列表，或者意在限于仅所列举的一个或多个项目。
应领会，上述实施例能够通过硬件或软件(程序代码)或硬件和软件的组合来实现。如果通过软件实现，则它可以被存储在上述计算机可读介质中。软件当由处理器运行时能够执行所公开的方法。本发明中描述的计算单元和其他功能单元能够通过硬件或软件或硬件和软件的组合来实现。本领域普通技术人员还将理解，能够将上述模块/单元中的多个模块/单元组合为一个模块/单元，并且还能够将每一个上述模块/单元还进一步划分成多个子模块/子单元。
在前面的说明书中，已经参考许多特定细节描述了实施例，这些特定细节能够从实现方式到实现方式变化。能够对所描述的实施例做出某些适配和修改。根据对本文公开的本发明的说明书和实践的考虑，其他实施例对本领域技术人员而言可以是显而易见的。本说明书和示例旨在被认为是仅示例性的，同时本发明的真实范围和精神由所附权利要求指示。各图中示出的步骤的顺序还旨在仅用于说明性目的，而不旨在限于步骤的任何特定顺序。因此，本领域技术人员能够领会，能够在实现相同方法的同时以不同次序执行这些步骤。
在附图和说明书中，已经公开了示例性实施例。然而，能够对这些实施例做出许多变化和修改。因此，尽管采用了特定术语，但是它们仅在通用和描述性意义上使用，而不用于限制的目的。

Claims (20)

1.一种计算机实现的方法，包括：
接收用于对视频序列进行编码的控制信息；以及
基于所述控制信息，确定用于对所述视频序列中的编码块的预测残差信号进行编码的编码方法，所述编码方法是变换残差编码和变换跳过残差编码之一。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述控制信息在所述视频序列的编码单元级别下被用信号通知，其中：
所述控制信息包括指示是否跳过所述编码块的所述预测残差信号的变换和量化的第一标志。
3.根据权利要求2所述的方法，其中基于所述控制信息确定所述编码方法进一步包括：
响应于所述第一标志满足第一条件，将所述编码方法确定为所述变换残差编码。
4.根据权利要求3所述的方法，其中：
所述第一条件包括所述第一标志的值是“1”，并且
所述变换残差编码由无损编解码器执行。
5.根据权利要求2所述的方法，其中：
所述控制信息还包括第二标志和第三标志，并且
基于所述控制信息确定所述编码方法进一步包括：
响应于所述第一标志不满足第一条件，基于所述第二标志或所述第三标志的值确定所述编码方法。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述控制信息在所述视频序列的序列参数集中被用信号通知，其中：
所述控制信息包括第四标志和第五标志，并且
基于所述控制信息确定所述编码方法进一步包括：
响应于所述第四标志和所述第五标志具有相同值，将所述编码方法确定为所述变换残差编码；以及
响应于所述第四标志和所述第五标志具有不同值，将所述编码方法确定为所述变换跳过残差编码。
7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：
响应于针对所述视频序列启用块差分脉冲码调制(BDPCM)，在所述控制信息中用信号通知所述第四标志。
8.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：
响应于针对所述视频序列启用所述BDPCM并且针对所述编码块启用变换和量化旁路模式，在所述控制信息中用信号通知所述第四标志。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述控制信息在用于所述视频序列的切片的切片级别下被用信号通知，其中：
所述控制信息包括第六标志，并且
基于所述控制信息确定所述编码方法进一步包括：
响应于所述第六标志的值是第一值，将所述编码方法确定为所述变换跳过残差编码。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述编码块与所述切片相关联。
11.一种用于用残差编码处理视频信号的系统，包括：
存储器，所述存储器用于存储指令集；以及
至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为运行所述指令集以便使所述系统执行：
接收用于对视频序列进行编码的控制信息；以及
基于所述控制信息，确定用于对所述视频序列中的编码块的预测残差信号进行编码的编码方法，所述编码方法是变换残差编码和变换跳过残差编码之一。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述控制信息在所述视频序列的编码单元级别下被用信号通知，其中：
所述控制信息包括指示是否跳过所述编码块的所述预测残差信号的变换和量化的第一标志。
13.根据权利要求12所述的系统，其中在基于所述控制信息确定所述编码方法时，所述至少一个处理器被配置为运行所述指令集以便使所述系统进一步执行：
响应于所述第一标志满足第一条件，将所述编码方法确定为所述变换残差编码。
14.根据权利要求13所述的系统，其中：
所述第一条件包括所述第一标志的值是“1”，并且
所述变换残差编码由无损编解码器执行。
15.根据权利要求12所述的系统，其中：
所述控制信息还包括第二标志和第三标志，并且
在基于所述控制信息确定所述编码方法时，所述至少一个处理器被配置为运行所述指令集以便使所述系统进一步执行：
响应于所述第一标志不满足第一条件，基于所述第二标志或所述第三标志的值确定所述编码方法。
16.根据权利要求11所述的系统，其中所述控制信息在所述视频序列的序列参数集中被用信号通知，其中：
所述控制信息包括第四标志和第五标志，并且
在基于所述控制信息确定所述编码方法时，所述至少一个处理器被配置为运行所述指令集以便使所述系统进一步执行：
响应于所述第四标志和所述第五标志具有相同值，将所述编码方法确定为所述变换残差编码；以及
响应于所述第四标志和所述第五标志具有不同值，将所述编码方法确定为所述变换跳过残差编码。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述至少一个处理器被配置为运行所述指令集以便使所述系统进一步执行：
响应于针对所述视频序列启用所述BDPCM，在所述控制信息中用信号通知所述第四标志。
18.根据权利要求16所述的系统，其中所述至少一个处理器被配置为运行所述指令集以便使所述系统进一步执行：
响应于针对所述视频序列启用所述BDPCM并且针对所述编码块启用变换和量化旁路模式，在所述控制信息中用信号通知所述第四标志。
19.根据权利要求11所述的系统，其中所述控制信息在用于所述视频序列的切片的切片级别下被用信号通知，其中：
所述控制信息包括第六标志，并且
在基于所述控制信息确定所述编码方法时，所述至少一个处理器被配置为运行所述指令集以便使所述系统进一步执行：
响应于所述第六标志的值是第一值，将所述编码方法确定为所述变换跳过残差编码。
20.一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质存储可由计算机系统的至少一个处理器运行的指令，其中所述指令的运行使所述计算机系统执行一种方法，所述方法包括：
接收用于对视频序列进行编码的控制信息；以及
基于所述控制信息，确定用于对所述视频序列中的编码块的预测残差信号进行编码的编码方法，所述编码方法是变换残差编码和变换跳过残差编码之一。
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