CN116686290A - 具有自适应局部参考范围的帧块内复制 - Google Patents

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Abstract

本公开的各方面提供了用于视频解码的方法、装置和非暂时性的计算机可读存储介质。该装置包括处理电路，该处理电路被配置为：根据已编码的视频比特流重建当前图片中的块中的区域，该块包括所述当前图片中的一个或多个编码块(CB)。在重建之后，该处理电路被配置为：基于已重建区域的内容和/或已重建区域的预测信息，确定是否对用于帧内块复制(IBC)模式的先前局部参考范围进行更新。响应于确定不对用于IBC模式的先前局部参考范围进行更新，不更新用于IBC模式的先前局部参考范围。该处理电路还被配置为：使用基于不包括已重建区域的先前局部参考范围的IBC模式，对当前图片中的编码块进行解码。

Description

具有自适应局部参考范围的帧块内复制
相关申请的交叉引用
本申请要求于2022年8月23日提交的标题为“INTRA BLOCK COPY WITH ANADAPTIVE LOCAL REFERENCE RANGE”的美国专利申请第17/893,877号的优先权权益，该美国专利申请要求于2021年8月25日提交的标题为“IntraBC with Adaptive LocalReference Range”的美国临时申请第63/237,098的优先权。在先申请的全部内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开描述了总体上涉及视频编解码的实施例。
背景技术
本文所提供的背景描述是出于总体上呈现本公开的内容的目的。在该背景部分中描述的范围内，目前命名的发明人的作品以及提交之时不可另行具备现有技术资格的本描述的各方面既未明确、亦未默示地承认为本公开的现有技术。
可以使用具有运动补偿的帧间图片预测来执行图像和/或视频编码和解码。未压缩的数字图像和/或视频可以包括一系列图片，每个图片具有例如1920x1080亮度样本及相关联的色度样本的空间维度。该一系列图片可以具有固定的或可变的图片速率(也非正式地称为帧率)，例如每秒60幅图片或60Hz。未压缩的图像和/或视频具有特定的比特率要求。例如，在每样本8比特下，1080p60 4：2：0的视频(在60Hz帧率下具有1920x1080亮度样本分辨率)需要接近1.5Gbit/s的带宽。一小时的此类视频需要600千兆字节以上的存储空间。
图像和/或视频编码和解码的一个目的可以是通过压缩来减少输入图像和/或视频信号中的冗余。压缩可以有助于减小上述带宽和/或存储空间需求，在某些情况下可以减小两个数量级或大于两个数量级。虽然本文的描述使用视频编码/解码作为说明性示例，但相同的技术可以以类似的方式应用于图像编码/解码，而不偏离本公开的精神。可以采用无损压缩和有损压缩以及它们的组合。无损压缩是指可以从已压缩的原始信号中重建原始信号的精确副本的技术。当使用有损压缩时，已重建信号可能与原始信号不同，但是原始信号和已重建信号之间的失真足够小，以使已重建信号可用于预期应用。在视频的情况下，广泛使用有损压缩。可容忍的失真量取决于应用，例如某些消费流式应用的用户相比电视分布应用的用户来说可以容忍更高的失真。可实现的压缩率可以反映：更高的可允许/可容许的失真可以产生更高的压缩率。
视频编码器和解码器可以采用来自若干广泛类别的技术，包括例如运动补偿、变换处理、量化和熵编码。
视频编解码器技术可以包括被称为帧内编码的多种技术。在帧内编码中，在不参考来自先前已重建的参考图片的样本或其它数据的情况下来表示样本值。在一些视频编解码器中，图片在空间上被细分为样本块。当所有样本块都以帧内模式进行编码时，图片可以为帧内图片。帧内图片及其派生图片(例如，独立解码器刷新图片)可用于重置解码器状态，且因此可用作已编码视频比特流和视频会话中的第一张图片，或用作静态图片。可以对帧内块的样本进行变换，并且可以在熵编码之前对变换系数进行量化。帧内预测可以是最小化预变换域中的样本值的技术。在一些情况下，变换之后的直流(DC)值越小且交流(AC)系数越小，在给定的量化步长下需要越少的比特来表示熵编码之后的块。
例如在MPEG-2生成编解码技术中所使用的传统的帧内编码不使用帧内预测。然而，一些较新的视频压缩技术包括尝试根据例如周围样本数据和/或元数据执行预测的技术，该周围样本数据和/或元数据是在数据块的编码和/解码过程中获得的。此类技术在后文中被称为“帧内预测”技术。值得注意，至少在一些情况下，帧内预测仅使用来自正在重建的当前图片而非参考图片的参考数据。
可以存在许多不同形式的帧内预测。当在给定的视频编解码技术中使用多于一种此类技术时，可以以帧内预测模式来编码所使用的技术。在一些情况下，帧内预测模式可以具有多种子模式和/或多种参数，这些子模式和参数可以被单独编码或者被包含在模式码字中，并且模式码字定义了正被使用的预测模式。针对给定的模式/子模式/参数组合使用哪一种码字可以通过帧内预测对编解码效率增益产生影响，并且用于将码字转换为比特流的熵编码技术也与此类似。
在H.264中介绍了一种帧内预测模式，此种帧内预测模式在H.265中被改进，并且在联合探索模型(JEM)、通用视频编码(VVC)和基准集(BMS)等较新的编解码技术中进一步完善。可以使用属于已为可用样本的相邻样本值来形成预测块。根据方向将相邻样本的样本值复制到预测块中。对使用中的方向的参考可以在比特流中进行编码或者其本身可以被预测。
参考图1A，在图1A的右下方描绘了从H.265所定义的33个可能的预测方向(对应于35个帧内模式的33个角度模式)中已知的9个预测方向的子集。箭头会聚的点(101)表示被预测的样本。箭头表示预测样本的方向。例如，箭头(102)表示样本(101)是根据与水平方向成45度角的右上方的一个或多个样本来预测的。类似地，箭头(103)表示样本(101)是根据与水平方向成22.5度角的左下方的一个或多个样本来预测的。
仍然参考图1A，在图1A的左上方描绘了4×4个样本的正方形块(104)(由虚粗体线表示)。正方形块(104)包括16个样本，每个样本由“S”、其在Y维度中的位置(例如，行索引)和其在X维度中的位置(例如，列索引)来标记。例如，样本S21是Y维度上的第二个样本(从顶侧开始)和X维度上的第一个样本(从左侧开始)。类似地，样本S44是块(104)中在Y维度上和X维度上的第四个样本。由于块的大小是4×4个样本，因此样本S44位于右下方。还示出了遵循类似编号方案的参考样本。参考样本由R、其相对于块(104)的Y位置(例如，行索引)和X位置(列索引)来标记。在H.264和H.265中，预测样本与正在重建的块相邻，因此，不需要使用负值。
帧内图片预测通过根据由信号通知的预测方向所指示的相邻样本来复制参考样本值来工作。例如，假设已编码视频比特流包括对于该块指示与箭头(102)一致的预测方向的信令，即，根据与水平方向成45度角的右上方的样本来预测样本。在此种情况下，根据相同的参考样本R05来预测样本S41、S32、S23和S14。然后根据参考样本R08来预测样本S44。
在一些情况下，多个参考样本的值例如通过内插可以进行组合，以便计算参考样本；尤其是当方向无法被45度整除时，可以这么做。
随着视频编解码技术的发展，可能的预测方向的数量已经增加。在H.264(2003年)中，可以表示9个不同的预测方向。其在H.265(2013年)中增加到33个。当前，JEM/VVC/BMS可以支持多达65个方向。已经进行了实验以识别最可能的方向，并且熵编码中的某些技术用于以少量比特来表示那些可能的方向，从而对于不太可能的方向接受一定的惩罚。此外，有时可以根据在相邻的已解码的块中使用的相邻方向来预测方向本身。
图1B示出了描绘了根据JEM的65个帧内预测方向的示意图(110)，以示出预测方向的数量随时间增加。
已编码视频比特流中表示方向的帧内预测方向比特的映射可以根据视频编解码技术不同而不同，此类映射的范围可以为例如从简单直接映射到码字、再到涉及最可能模式的复杂自适应方案以及类似的技术。然而，在多数情况下，与其它方向相比，某些方向上在统计上不太可能出现在视频内容中。由于视频压缩的目标是减少冗余，因此在运行良好的视频编解码技术中，那些不太可能的方向将需要使用比更有可能的方向更多的比特来表示。
运动补偿可以是有损压缩技术，且可以涉及下述技术：来自先前已重建的图片或其部分(参考图片)的样本数据的块在沿着由运动矢量(此后称为MV)指示的方向上空间偏移之后，被用于预测新重建的图片或图片部分。在一些情况下，参考图片可以与当前正在重建的图片相同。MV可以具有X和Y两个维度，或具有三个维度，第三个维度指示正在使用的参考图片(后者间接地可以是时间维度)。
在一些视频压缩技术中，可以根据其他MV(例如根据在空间上与正在重建的区域相邻的另一个样本数据区域相关并且解码顺序在MV之前的那些MV)来预测适用于某个样本数据区域的该MV。这样做可以大大减少编码MV所需的数据量，从而消除冗余并增加压缩率。MV预测可以有效地工作，例如由于在对从相机获得的输入视频信号(称为自然视频)进行编码时，存在以下统计可能性：比单个MV所适用的区域更大的区域在相似的方向上移动，因此在某些情况下，可以使用从相邻区域的MV导出的相似运动矢量来预测该更大的区域。这使得为给定区域找到的MV与根据周围MV所预测的MV相似或相同，进而在熵编码之后，该为给定区域找到的MV可以用比直接编码MV时所使用的比特位数更少的位数来表示。在一些情况下，MV预测可以是从原始信号(即，样本流)中导出的信号(即，MV)的无损压缩的示例。在其他情况下，例如由于根据多个周围MV计算预测值时的舍入误差，因此MV预测本身可以是有损的。
H.265/HEVC(ITU-T H.265建议书，“高效视频编解码(High EfficiencyVideoCoding)”，2016年12月)中描述了各种MV预测机制。在H.265提供的多种MV预测机制中，参考图2描述的是下文称作“空间合并”的技术。
参考图2，当前块(201)包括在运动搜索过程期间已由编码器发现的样本，可以根据已产生空间偏移的相同大小的先前块来预测该样本。代替直接对MV编码，该MV可以使用与标记为A0、A1和B0、B1、B2(分别对应202到206)的五个周围样本中的任一样本关联的MV，从与一个或多个参考图片相关联的元数据(例如从(按解码次序)最近的参考图片)中导出。在H.265中，MV预测可使用相邻块也正在使用的相同参考图片的预测值。
发明内容
本公开的各方面提供用于视频编码和视频解码的方法和装置。在一些示例中，一种用于视频解码的装置包括处理电路。该处理电路配置为根据已编码的视频比特流重建当前图片中的块的区域。块包括当前图片中的一个或多个编码块(CB)。在重建之后，该处理电路配置为基于(i)已重建区域的内容，和/或，(ii)已重建区域的预测信息，确定是否对用于帧内块复制(IBC)模式的先前局部参考范围进行更新。响应于确定不对用于IBC模式的先前局部参考范围的进行更新，不更新用于IBC模式的先前局部参考范围，且该处理电路配置为使用基于不包括已重建区域的先前局部参考范围的IBC模式，对当前图片中的编码块(CB)进行编码。
在一个实施例中，该处理电路配置为基于已重建区域中的重建样本，确定已重建区域的内容，其中，已重建区域的内容指示已重建区域中的纹理内容的百分比和/或屏幕内容的百分比。该处理电路配置为基于已重建区域中的纹理内容的百分比和/或屏幕内容的百分比，确定是否对用于IBC模式的先前局部参考范围进行更新。在一个示例中，已重建区域的内容不包括屏幕内容，处理电路配置为确定不对用于IBC模式的先前局部参考范围进行更新。
在一个实施例中，该处理电路配置为：解码出区域的预测信息，预测信息指示区域的预测模式；以及基于预测模式是否在一组预定义的预测模式中，确定是否对用于IBC模式的先前局部参考范围进行更新。
在一个实施例中，该处理电路配置为解码出区域的预测信息，预测信息指示是否使用已重建区域中的重建样本对先前局部参考范围进行更新。该处理电路配置为基于预测信息中的关于是否使用已重建区域中的重建样本对先前局部参考范围进行更新的指示，确定是否对用于IBC模式的先前局部参考范围进行更新。
在一个示例中，通过包括在区域的预测信息中的标志，指示是否使用已重建区域中的重建样本对先前局部参考范围进行更新，并且该处理电路配置为基于标志，确定是否对用于IBC模式的先前局部参考范围进行更新。在一个示例中，该标志指示是否要使用块中的任何重建样本，对IBC模式下的局部参考范围进行更新。
在一个实施例中，确定对用于IBC模式的先前局部参考范围进行更新，先前局部参考范围包括存储在参考样本存储器(RSM)中的多个区域。多个区域包括参考样本。该处理电路配置为基于多个区域的内容，对多个区域进行排序，其中所述内容中的每个内容对应于多个区域中的一个相应区域。该处理电路配置为基于对多个区域的排序，选择多个区域中的将由已重建区域中的重建样本替换的区域，并且通过使用已重建区域中的重建样本替换先前局部参考范围中的所选择的区域，生成当前局部参考范围。
在一个示例中，所述内容中的每个内容通过所述多个区域中的与所述每个内容对应的相应区域中的屏幕内容的百分比或纹理内容的百分比来指示。该处理电路配置为基于多个区域中的屏幕内容的相应百分比或纹理内容的相应百分比，对多个区域进行排序。
在一个实施例中，确定对用于IBC模式的先前局部参考范围进行更新，先前局部参考范围包括存储在RSM中的多个区域。多个区域中的每个区域包括在相应区域中的多个特定编码的参考样本，特定编码的参考样本采用一组预定义的预测模式中的一种或多种预测模式进行编码。该处理电路配置为基于多个区域中的特定编码的参考样本的相应数量，对多个区域进行排序。该处理电路配置为基于对多个区域的排序，选择多个区域中的将由已重建区域中的重建样本替换的区域；以及通过使用已重建区域中的重建样本替换先前局部参考范围中的所选择的区域，生成当前局部参考范围。
在一个实施例中，确定对用于IBC模式的先前局部参考范围进行更新，并且先前局部参考范围包括存储在RSM中的多个区域。与多个区域中的每个区域相关联的参考频率指示：相应区域由用于预测当前图片中的CB的块向量所参考的次数。该处理电路配置为基于多个区域的各自参考频率，对多个区域进行排序。该处理电路配置为基于对多个区域的排序，选择多个区域中的将由已重建区域中的重建样本替换的区域，并且通过使用已重建区域中的重建样本替换先前局部参考范围中的所选择的区域，生成当前局部参考范围。
在一个实施例中，先前局部参考范围包括多个区域。多个区域中的、除了多个区域之一中的子区域的重建样本之外的重建样本存储在RSM中。多个区域之一中的子区域的重建样本通过填充过程被替换，填充过程将与多个区域中之一中的子区域对应的填充样本存储在RSM中。
在一个实施例中，已重建区域是已重建的编码块，或者，已重建区域的大小为存储器更新区域单元的大小。
本公开的各方面还提供了一种非暂时性的计算机可读存储介质，其存储有程序，当程序由至少一个处理器执行时使得至少一个处理器执行用于视频解码的方法。
附图说明
根据以下详细描述和附图，所公开主题的进一步特征、性质和各种优点将更加明显，其中：
图1A是帧内预测模式的示例性子集的示意图。
图1B是示例性帧内预测方向的示意图。
图2示出了当前块(201)及其周围样本的示例。
图3是通信系统(300)的示例性框图的示意图。
图4是通信系统(400)的示例性框图的示意图。
图5是解码器的示例性框图的示意图。
图6是编码器的示例性框图的示意图。
图7示出了示例性编码器的示意图。
图8示出了示例性解码器的示意图。
图9示出了根据本公开实施例的与当前编码单元相关联的块向量。
图10A至10D示出了根据本公开实施例的帧内块复制(IBC)模式的参考区域。
图11示出了参考样本存储器(RSM)在空间上的示例性连续更新过程。
图12示出了受限制的立即重建区域的示例。
图13示出了示例性存储器重用机制。
图14A至14B示出了在当前SB编解码期间RSM中的示例性存储器更新过程。
图15示出了在当前SB被解码时RSM中的示例性自适应存储器更新过程。
图16示出了在自适应存储器更新过程中使用的示例性填充过程。
图17示出了RSM中的示例性自适应存储器更新过程。
图18示出了根据本公开实施例的概述编码过程的流程图。
图19示出了根据本公开实施例的概述解码过程的流程图。
图20是根据实施例的计算机系统的示意图。
具体实施方式
I.视频/图像编解码技术的概述
图3示出了通信系统(300)的示例性框图。通信系统(300)包括多个终端装置，该终端装置可通过例如网络(350)彼此通信。举例来说，通信系统(300)包括通过网络(350)互连的第一终端装置(310)和第二终端装置(320)。在图3的实施例中，第一终端装置(310)和第二终端装置(320)执行单向数据传输。举例来说，第一终端装置(310)可对视频数据(例如由终端装置(310)采集的视频图片流)进行编码以通过网络(350)传输到第二端装置(320)。已编码的视频数据以一个或多个已编码视频码流形式传输。第二终端装置(320)可从网络(350)接收已编码视频数据，对已编码视频数据进行解码以恢复视频图片，并根据恢复的视频数据显示视频图片。单向数据传输在媒体服务等应用中是较常见的。
在另一实施例中，通信系统(300)包括执行已编码视频数据的双向传输的第三终端装置(330)和第四终端装置(340)，该双向传输可例如在视频会议期间发生。对于双向数据传输，在一个示例中，第三终端装置(330)和第四终端装置(340)中的每个终端装置可对视频数据(例如由终端装置采集的视频图片流)进行编码，以通过网络(350)传输到第三终端装置(330)和第四终端装置(340)中的另一终端装置。第三终端装置(330)和第四终端装置(340)中的每个终端装置还可接收由第三终端装置(330)和第四终端装置(340)中的另一终端装置传输的已编码视频数据，且可对该已编码视频数据进行解码以恢复视频图片，且可根据恢复的视频数据在可访问的显示装置上显示视频图片。
在图3的示例中，第一终端装置(310)、第二终端装置(320)、第三终端装置(330)和第四终端装置(340)可分别示出为服务器、个人计算机和智能电话，但本申请公开的原理可不限于此。本申请公开的实施例适用于膝上型计算机、平板电脑、媒体播放器和/或专用视频会议设备。网络(350)表示在第一终端装置(310)、第二终端装置(320)、第三终端装置(330)和第四终端装置(340)之间传送已编码视频数据的任何数目的网络，包括例如有线(连线的)和/或无线通信网络。通信网络(350)可在电路交换和/或分组交换信道中交换数据。该网络可包括电信网络、局域网、广域网和/或互联网。出于本申请的目的，除非在下文中有所解释，否则网络(350)的架构和拓扑对于本申请公开的操作来说可能是无关紧要的。
作为已公开的主题的应用实施例，图4示出视频编码器和视频解码器在流式传输环境中的放置方式。本申请所公开主题可同等地适用于其它支持视频的应用，包括例如视频会议、数字TV、流式传输服务、在包括CD、DVD、存储棒等的数字介质上存储压缩视频等等。
流式传输系统可包括采集子系统(413)，该采集子系统可包括数码相机等视频源(401)，该视频源创建未压缩的视频图片流(402)。在实施例中，视频图片流(402)包括由数码相机拍摄的样本。相较于已编码的视频数据(404)(或已编码的视频码流)，视频图片流(402)被描绘为粗线以强调高数据量，该视频图片流(402)可由电子装置(420)处理，该电子装置(420)包括耦接到视频源(401)的视频编码器(403)。视频编码器(403)可包括硬件、软件或软硬件组合以实现或实施如下文更详细地描述的所公开主题的各方面。相较于视频图片流(402)，已编码的视频数据(404)(或已编码的视频码流)被描绘为细线以强调较低数据量，该已编码的视频数据可存储在流式传输服务器(405)上以供将来使用。一个或多个流式传输客户端子系统，例如图4中的客户端子系统(406)和客户端子系统(408)，可访问流式传输服务器(405)以检索已编码的视频数据(404)的副本(407)和副本(409)。客户端子系统(406)可包括例如电子装置(430)中的视频解码器(410)。视频解码器(410)对已编码的视频数据的传入副本(407)进行解码，且产生可在显示器(412)(例如显示屏)或另一呈现装置(未描绘)上呈现的输出视频图片流(411)。在一些流式传输系统中，可根据某些视频编码/压缩标准对已编码的视频数据(404)、视频数据(407)和视频数据(409)(例如视频比特流)进行编码。该些标准的实施例包括ITU-T H.265。在实施例中，正在开发的视频编码标准被非正式地称为下一代视频编码(Versatile Video Coding，VVC)，本申请可用于VVC标准的上下文中。
应注意，电子装置(420)和电子装置(430)可包括其它组件(未示出)。举例来说，电子装置(420)可包括视频解码器(未示出)，且电子装置(430)还可包括视频编码器(未示出)。
图5示出了视频解码器(510)的示例性框图。视频解码器(510)可设置在电子装置(530)中。电子装置(530)可包括接收器(531)(例如接收电路)。视频解码器(510)可用于代替图4实施例中的视频解码器(410)。
接收器(531)可接收将由视频解码器(510)解码的一个或多个已编码视频序列。在一个实施例中，一次接收一个已编码视频序列，其中每个已编码视频序列的解码独立于其它已编码视频序列的解码。可从信道(501)接收已编码视频序列，该信道可以是通向存储已编码的视频数据的存储装置的硬件/软件链路。接收器(531)可接收已编码的视频数据以及其它数据，例如，可转发到它们各自的使用实体(未标示)的已编码音频数据和/或辅助数据流。接收器(531)可将已编码视频序列与其它数据分开。为了防止网络抖动，缓冲存储器(515)可耦接在接收器(531)与熵解码器/解析器(520)(此后称为“解析器(520)”)之间。在某些应用中，缓冲存储器(515)是视频解码器(510)的一部分。在其它情况下，该缓冲存储器(515)可设置在视频解码器(510)外部(未标示)。而在其它情况下，视频解码器(510)的外部设置缓冲存储器(未标示)以例如防止网络抖动，且在视频解码器(510)的内部可配置另一缓冲存储器(515)以例如处理播出定时。而当接收器(531)从具有足够带宽和可控性的存储/转发装置或从等时同步网络接收数据时，也可能不需要配置缓冲存储器(515)，或可以将该缓冲存储器做得较小。当然，为了在互联网等业务分组网络上使用，也可能需要缓冲存储器(515)，该缓冲存储器可相对较大且可具有自适应性大小，且可至少部分地实施于操作系统或视频解码器(510)外部的类似元件(未标示)中。
视频解码器(510)可包括解析器(520)以根据已编码视频序列重建符号(521)。这些符号的类别包括用于管理视频解码器(510)的操作的信息，以及用以控制显示装置(512)(例如，显示屏)等显示装置的潜在信息，该显示装置不是电子装置(530)的组成部分，但可耦接到电子装置(530)，如图5中所示。用于显示装置的控制信息可以是辅助增强信息(Supplemental Enhancement Information，SEI消息)或视频可用性信息(VideoUsability Information，VUI)的参数集片段(未标示)。解析器(520)可对接收到的已编码视频序列进行解析/熵解码。已编码视频序列的编码可根据视频编码技术或标准进行，且可遵循各种原理，包括可变长度编码、霍夫曼编码(Huffman coding)、具有或不具有上下文灵敏度的算术编码等等。解析器(520)可基于对应于群组的至少一个参数，从已编码视频序列提取用于视频解码器中的像素的子群中的至少一个子群的子群参数集。子群可包括图片群组(Group of Pictures，GOP)、图片、图块、切片、宏块、编码单元(Coding Unit，CU)、块、变换单元(Transform Unit，TU)、预测单元(Prediction Unit，PU)等等。解析器(520)还可从已编码视频序列提取信息，例如变换系数、量化器参数值、运动矢量等等。
解析器(520)可对从缓冲存储器(515)接收的视频序列执行熵解码/解析操作，从而创建符号(521)。
取决于已编码视频图片或一部分已编码视频图片(例如：帧间图片和帧内图片、帧间块和帧内块)的类型以及其它因素，符号(521)的重建可涉及多个不同单元。涉及哪些单元以及涉及方式可由解析器(520)从已编码视频序列所解析的子群控制信息控制。为了简洁起见，未描述解析器(520)与下文的多个单元之间的此类子群控制信息流。
除已经提及的功能块以外，视频解码器(510)可在概念上细分成如下文所描述的数个功能单元。在商业约束下运行的实际实施例中，这些单元中的许多单元彼此紧密交互并且可以彼此集成。然而，出于描述所公开主题的目的，概念上细分成下文的功能单元是适当的。
第一单元是缩放器/逆变换单元(551)。缩放器/逆变换单元(551)从解析器(520)接收作为符号(521)的量化变换系数以及控制信息，包括使用哪种变换方式、块大小、量化因子、量化缩放矩阵等。缩放器/逆变换单元(551)可输出包括样本值的块，该样本值可输入到聚合器(555)中。
在一些情况下，缩放器/逆变换单元(551)的输出样本可属于帧内编码块。该帧内编码块不使用来自先前重建的图片的预测性信息，但可使用来自当前图片的先前重建部分的预测性信息的块。此类预测性信息可由帧内图片预测单元(552)提供。在一些情况下，帧内图片预测单元(552)采用从当前图片缓冲器(558)提取的已重建信息生成大小和形状与正在重建的块相同的周围块。举例来说，当前图片缓冲器(558)缓冲部分重建的当前图片和/或完全重建的当前图片。在一些情况下，聚合器(555)基于每个样本，将帧内预测单元(552)生成的预测信息添加到由缩放器/逆变换单元(551)提供的输出样本信息中。
在其它情况下，缩放器/逆变换单元(551)的输出样本可属于帧间编码和潜在运动补偿块。在此情况下，运动补偿预测单元(553)可访问参考图片存储器(557)以提取用于预测的样本。在根据符号(521)对提取的样本进行运动补偿之后，这些样本可由聚合器(555)添加到缩放器/逆变换单元(551)的输出(在这种情况下被称作残差样本或残差信号)，从而生成输出样本信息。运动补偿预测单元(553)从参考图片存储器(557)内的地址获取预测样本可受到运动矢量控制，且该运动矢量以该符号(521)的形式而供运动补偿预测单元(553)使用，该符号(521)例如是包括X、Y和参考图片分量。运动补偿还可包括在使用子样本精确运动矢量时，从参考图片存储器(557)提取的样本值的内插、运动矢量预测机制等等。
聚合器(555)的输出样本可在环路滤波器单元(556)中被各种环路滤波技术采用。视频压缩技术可包括环路内滤波器技术，该环路内滤波器技术受控于包括在已编码视频序列(也称作已编码视频码流)中的参数，且该参数作为来自解析器(520)的符号(521)可用于环路滤波器单元(556)。视频压缩技术还可响应于在解码已编码图片或已编码视频序列的先前(按解码次序)部分期间获得的元信息，以及响应于先前重建且经过环路滤波的样本值。
环路滤波器单元(556)的输出可以是样本流，该样本流可输出到显示装置(512)以及存储在参考图片存储器(557)，以用于后续的帧间图片预测。
一旦完全重建，某些已编码图片就可用作参考图片以用于将来预测。举例来说，一旦对应于当前图片的已编码图片被完全重建，且已编码图片(通过例如解析器(520))被识别为参考图片，则当前图片缓冲器(558)可变为参考图片存储器(557)的一部分，且可在开始重建后续已编码图片之前重新分配新的当前图片缓冲器。
视频解码器(510)可根据例如ITU-T H.265标准中的预定视频压缩技术执行解码操作。在已编码视频序列遵循视频压缩技术或标准的语法以及视频压缩技术或标准中记录的配置文件的意义上，已编码视频序列可符合所使用的视频压缩技术或标准指定的语法。具体地说，配置文件可从视频压缩技术或标准中可用的所有工具中选择某些工具作为在该配置文件下可供使用的仅有工具。对于合规性，还要求已编码视频序列的复杂度处于视频压缩技术或标准的层级所限定的范围内。在一些情况下，层级限制最大图片大小、最大帧率、最大重建取样率(以例如每秒兆(mega)个样本为单位进行测量)、最大参考图片大小等。在一些情况下，由层级设定的限制可通过假想参考解码器(Hypothetical ReferenceDecoder，HRD)规范和在已编码视频序列中用信号表示的HRD缓冲器管理的元数据来进一步限定。
在实施例中，接收器(531)可连同已编码视频一起接收附加(冗余)数据。该附加数据可以是已编码视频序列的一部分。该附加数据可由视频解码器(510)用以对数据进行适当解码和/或较准确地重建原始视频数据。附加数据可呈例如时间、空间或信噪比(signalnoise ratio，SNR)增强层、冗余切片、冗余图片、前向纠错码等形式。
图6是示出了视频编码器(603)的示例性框图。视频编码器(603)设置于电子装置(620)中。电子装置(620)包括传输器(640)(例如传输电路)。视频编码器(603)可用于代替图4实施例中的视频编码器(403)。
视频编码器(603)可从视频源(601)(并非图6实施例中的电子装置(620)的一部分)接收视频样本，该视频源可采集将由视频编码器(603)编码的视频图像。在另一实施例中，视频源(601)是电子装置(620)的一部分。
视频源(601)可提供将由视频编码器(603)编码的呈数字视频样本流形式的源视频序列，该数字视频样本流可具有任何合适位深度(例如：8位、10位、12位……)、任何色彩空间(例如BT.601Y CrCB、RGB……)和任何合适取样结构(例如Y CrCb 4:2:0、Y CrCb 4:4:4)。在媒体服务系统中，视频源(601)可以是存储先前已准备的视频的存储装置。在视频会议系统中，视频源(601)可以是采集本地图像信息作为视频序列的相机。可将视频数据提供为多个单独的图片，当按顺序观看时，这些图片被赋予运动。图片自身可构建为空间像素阵列，其中取决于所用的取样结构、色彩空间等，每个像素可包括一个或多个样本。所属领域的技术人员可以很容易理解像素与样本之间的关系。下文侧重于描述样本。
根据实施例，视频编码器(603)可实时或所要求的任何其它时间约束下，将源视频序列的图片编码且压缩成已编码视频序列(643)。施行适当的编码速度是控制器(650)的一个功能。在一些实施例中，控制器(650)控制如下文所描述的其它功能单元且在功能上耦接到这些单元。为了简洁起见，图中未标示耦接。由控制器(650)设置的参数可包括速率控制相关参数(图片跳过、量化器、率失真优化技术的λ值等)、图片大小、图片群组(group ofpictures，GOP)布局，最大运动矢量搜索范围等。控制器(650)可用于具有其它合适的功能，这些功能涉及针对某一系统设计优化的视频编码器(603)。
在一些实施例中，视频编码器(603)在编码环路中进行操作。作为简单的描述，在实施例中，编码环路可包括源编码器(630)(例如，负责基于待编码的输入图片和参考图片创建符号，例如符号流)和嵌入于视频编码器(603)中的(本地)解码器(633)。解码器(633)以类似于(远程)解码器创建样本数据的方式重建符号以创建样本数据(因为在本申请所考虑的视频压缩技术中，符号与已编码视频码流之间的任何压缩是无损的)。将已重建的样本流(样本数据)输入到参考图片存储器(634)。由于符号流的解码产生与解码器位置(本地或远程)无关的位精确结果，因此参考图片存储器(634)中的内容在本地编码器与远程编码器之间也是按比特位精确对应的。换句话说，编码器的预测部分“看到”的参考图片样本与解码器将在解码期间使用预测时所“看到”的样本值完全相同。这种参考图片同步性基本原理(以及在例如因信道误差而无法维持同步性的情况下产生的漂移)也用于一些相关技术。
“本地”解码器(633)的操作可与例如已在上文结合图5详细描述视频解码器(510)的“远程”解码器相同。然而，另外简要参考图5，当符号可用且熵编码器(645)和解析器(520)能够无损地将符号编码/解码为已编码视频序列时，包括缓冲存储器(515)和解析器(520)在内的视频解码器(510)的熵解码部分，可能无法完全在本地解码器(633)中实施。
在一个实施例中，除存在于解码器中的解析/熵解码之外的任何解码器技术，也以相同或基本上相同的功能形式存在于对应的编码器中。出于此原因，本申请公开的主题侧重于解码器操作。可简化编码器技术的描述，因为编码器技术与全面地描述的解码器技术互逆。仅在某些区域中需要更详细的描述，并且在下文提供。
在操作期间，在一些实施例中，源编码器(630)可执行运动补偿预测编码。参考来自视频序列中被指定为“参考图片”的一个或多个先前已编码图片，该运动补偿预测编码对输入图片进行预测性编码。以此方式，编码引擎(632)对输入图片的像素块与参考图片的像素块之间的差异进行编码，该参考图片可被选作该输入图片的预测参考。
本地视频解码器(633)可基于源编码器(630)创建的符号，对可指定为参考图片的图片的已编码视频数据进行解码。编码引擎(632)的操作可为有损过程。当已编码视频数据可在视频解码器(图6中未示)处被解码时，重建的视频序列通常可以是带有一些误差的源视频序列的副本。本地视频解码器(633)复制解码过程，该解码过程可由视频解码器对参考图片执行，且可使重建的参考图片存储在参考图片高速缓存(634)中。以此方式，视频编码器(603)可在本地存储重建的参考图片的副本，该副本与将由远端视频解码器获得的重建参考图片具有共同内容(不存在传输误差)。
预测器(635)可针对编码引擎(632)执行预测搜索。即，对于将要编码的新图片，预测器(635)可在参考图片存储器(634)中搜索可作为该新图片的适当预测参考的样本数据(作为候选参考像素块)或某些元数据，例如参考图片运动矢量、块形状等。预测器(635)可基于样本块逐像素块操作，以找到合适的预测参考。在一些情况下，根据预测器(635)获得的搜索结果，可确定输入图片可具有从参考图片存储器(634)中存储的多个参考图片取得的预测参考。
控制器(650)可管理源编码器(630)的编码操作，包括例如设置用于对视频数据进行编码的参数和子群参数。
可在熵编码器(645)中对所有上述功能单元的输出进行熵编码。熵编码器(645)根据例如霍夫曼编码、可变长度编码、算术编码等技术通过对各种功能单元生成的符号应用无损压缩，从而将这些符号转换成已编码视频序列。
传输器(640)可缓冲由熵编码器(645)创建的已编码视频序列，从而为通过通信信道(660)进行传输做准备，该通信信道可以是通向将存储已编码的视频数据的存储装置的硬件/软件链路。传输器(640)可将来自视频编码器(603)的已编码视频数据与要传输的其它数据合并，该其它数据例如是已编码音频数据和/或辅助数据流(未示出来源)。
控制器(650)可管理视频编码器(603)的操作。在编码期间，控制器(650)可以为每个已编码图片分配某一已编码图片类型，但这可能影响可应用于相应的图片的编码技术。例如，通常可将图片分配为以下任一种图片类型：
帧内图片(I图片)，其可以是不将序列中的任何其它图片用作预测源就可被编码和解码的图片。一些视频编解码器容许不同类型的帧内图片，包括例如独立解码器刷新(Independent Decoder Refresh，“IDR”)图片。所属领域的技术人员了解I图片的变体及其相应的应用和特征。
预测性图片(P图片)，其可以是可使用帧内预测或帧间预测进行编码和解码的图片，该帧内预测或帧间预测使用至多一个运动矢量和参考索引来预测每个块的样本值。
双向预测性图片(B图片)，其可以是可使用帧内预测或帧间预测进行编码和解码的图片，该帧内预测或帧间预测使用至多两个运动矢量和参考索引来预测每个块的样本值。类似地，多个预测性图片可使用多于两个参考图片和相关联元数据以用于重建单个块。
源图片通常可在空间上细分成多个样本块(例如，4×4、8×8、4×8或16×16个样本的块)，且逐块进行编码。这些块可参考其它(已编码)块进行预测编码，根据应用于块的相应图片的编码分配来确定该其它块。举例来说，I图片的块可进行非预测编码，或该块可参考同一图片的已经编码的块来进行预测编码(空间预测或帧内预测)。P图片的像素块可参考一个先前编码的参考图片通过空间预测或通过时域预测进行预测编码。B图片的块可参考一个或两个先前编码的参考图片通过空间预测或通过时域预测进行预测编码。
视频编码器(603)可根据例如ITU-T H.265建议书的预定视频编码技术或标准执行编码操作。在操作中，视频编码器(603)可执行各种压缩操作，包括利用输入视频序列中的时间和空间冗余的预测编码操作。因此，已编码视频数据可符合所用视频编码技术或标准指定的语法。
在实施例中，传输器(640)可在传输已编码的视频时传输附加数据。源编码器(630)可将此类数据作为已编码视频序列的一部分。附加数据可包括时间/空间/SNR增强层、冗余图片和切片等其它形式的冗余数据、SEI消息、VUI参数集片段等。
采集到的视频可作为呈时间序列的多个源图片(视频图片)。帧内图片预测(常常简化为帧内预测)利用给定图片中的空间相关性，而帧间图片预测则利用图片之间的(时间或其它)相关性。在实施例中，将正在编码/解码的特定图片分割成块，正在编码/解码的特定图片被称作当前图片。在当前图片中的块类似于视频中先前已编码且仍被缓冲的参考图片中的参考块时，可通过称作运动矢量的矢量对当前图片中的块进行编码。该运动矢量指向参考图片中的参考块，且在使用多个参考图片的情况下，该运动矢量可具有识别参考图片的第三维度。
在一些实施例中，双向预测技术可用于帧间图片预测中。根据双向预测技术，使用两个参考图片，例如按解码次序都在视频中的当前图片之前(但按显示次序可能分别是过去和将来)第一参考图片和第二参考图片。可通过指向第一参考图片中的第一参考块的第一运动矢量和指向第二参考图片中的第二参考块的第二运动矢量对当前图片中的块进行编码。具体来说，可通过第一参考块和第二参考块的组合来预测该块。
此外，合并模式技术可用于帧间图片预测中以改善编码效率。
根据本申请公开的一些实施例，帧间图片预测和帧内图片预测等预测的执行以块为单位。举例来说，根据HEVC标准，将视频图片序列中的图片分割成编码树单元(codingtree unit，CTU)以用于压缩，图片中的CTU具有相同大小，例如64×64像素、32×32像素或16×16像素。一般来说，CTU包括三个编码树块(coding tree block，CTB)，该三个编码树块是一个亮度CTB和两个色度CTB。更进一步的，还可将每个CTU以四叉树拆分为一个或多个编码单元(coding unit，CU)。举例来说，可将64×64像素的CTU拆分为一个64×64像素的CU，或4个32×32像素的CU，或16个16×16像素的CU。在实施例中，分析每个CU以确定用于CU的预测类型，例如帧间预测类型或帧内预测类型。此外，取决于时间和/或空间可预测性，将CU拆分为一个或多个预测单元(prediction unit，PU)。通常，每个PU包括亮度预测块(prediction block，PB)和两个色度PB。在实施例中，编码(编码/解码)中的预测操作以预测块为单位来执行。以亮度预测块作为预测块为例，预测块包括像素值(例如，亮度值)的矩阵，例如8×8像素、16×16像素、8×16像素、16×8像素等等。
图7示出了视频编码器(703)的示例性框图。视频编码器(703)用于接收视频图片序列中的当前视频图片内的样本值的处理块(例如预测块)，且将该处理块编码到作为已编码视频序列的一部分的已编码图片中。在本实施例中，视频编码器(703)用于代替图4实施例中的视频编码器(403)。
在HEVC实施例中，视频编码器(703)接收用于处理块的样本值的矩阵，该处理块为例如8×8样本的预测块等。视频编码器(703)使用例如率失真(rate-distortion，RD)优化来确定是否使用帧内模式、帧间模式或双向预测模式来编码该处理块。当在帧内模式中编码处理块时，视频编码器(703)可使用帧内预测技术以将处理块编码到已编码图片中；且当在帧间模式或双向预测模式中编码处理块时，视频编码器(703)可分别使用帧间预测或双向预测技术将处理块编码到已编码图片中。在某些视频编码技术中，合并模式可以是帧间图片预测子模式，其中，在不借助预测值外部的已编码运动矢量分量的情况下，从一个或多个运动矢量预测值导出运动矢量。在某些其它视频编码技术中，可存在适用于主题块的运动矢量分量。在实施例中，视频编码器(703)包括其它组件，例如用于确定处理块模式的模式决策模块(未示出)。
在图7的示例中，视频编码器(703)包括如图7所示的耦接到一起的帧间编码器(730)、帧内编码器(722)、残差计算器(723)、开关(726)、残差编码器(724)、通用控制器(721)和熵编码器(725)。
帧间编码器(730)用于接收当前块(例如处理块)的样本、比较该块与参考图片中的一个或多个参考块(例如先前图片和后来图片中的块)、生成帧间预测信息(例如根据帧间编码技术的冗余信息描述、运动矢量、合并模式信息)、以及基于帧间预测信息使用任何合适的技术计算帧间预测结果(例如已预测块)。在一些实施例中，参考图片是基于已编码的视频信息解码的已解码参考图片。
帧内编码器(722)用于接收当前块(例如处理块)的样本、在一些情况下比较该块与同一图片中已编码的块、在变换之后生成量化系数、以及在一些情况下还(例如根据一个或多个帧内编码技术的帧内预测方向信息)生成帧内预测信息。在一个示例中，帧内编码器(722)还基于帧内预测信息和同一图片中的参考块计算帧内预测结果(例如已预测块)。
通用控制器(721)用于确定通用控制数据，且基于该通用控制数据控制视频编码器(703)的其它组件。在实施例中，通用控制器(721)确定块的模式，且基于该模式将控制信号提供到开关(726)。举例来说，当该模式是帧内模式时，通用控制器(721)控制开关(726)以选择供残差计算器(723)使用的帧内模式结果，且控制熵编码器(725)以选择帧内预测信息且将该帧内预测信息添加在码流中；以及当该模式是帧间模式时，通用控制器(721)控制开关(726)以选择供残差计算器(723)使用的帧间预测结果，且控制熵编码器(725)以选择帧间预测信息且将该帧间预测信息添加在码流中。
残差计算器(723)用于计算所接收的块与选自帧内编码器(722)或帧间编码器(730)的预测结果之间的差(残差数据)。残差编码器(724)用于基于残差数据操作，以对残差数据进行编码以生成变换系数。在实施例中，残差编码器(724)用于将残差数据从时域转换到频域，且生成变换系数。变换系数接着经由量化处理以获得量化的变换系数。在各种实施例中，视频编码器(703)还包括残差解码器(728)。残差解码器(728)用于执行逆变换，且生成已解码残差数据。已解码残差数据可适当地由帧内编码器(722)和帧间编码器(730)使用。举例来说，帧间编码器(730)可基于已解码残差数据和帧间预测信息生成已解码块，且帧内编码器(722)可基于已解码残差数据和帧内预测信息生成已解码块。适当处理已解码块以生成已解码图片，且在一些实施例中，该已解码图片可在存储器电路(未示出)中缓冲并用作参考图片。
熵编码器(725)用于将码流格式化以产生已编码的块。熵编码器(725)根据HEVC标准等合适标准产生各种信息。在实施例中，熵编码器(725)用于获得通用控制数据、所选预测信息(例如帧内预测信息或帧间预测信息)、残差信息和码流中的其它合适的信息。应注意，根据所公开的主题，当在帧间模式或双向预测模式的合并子模式中对块进行编码时，不存在残差信息。
图8示出了视频解码器(810)的示例性框图。视频解码器(810)用于接收作为已编码视频序列的一部分的已编码图像，且对该已编码图像进行解码以生成重建的图片。在实施例中，视频解码器(810)用于代替图4实施例中的视频解码器(410)。
在图8的示例中，视频解码器(810)包括如图8中所示耦接到一起的熵解码器(871)、帧间解码器(880)、残差解码器(873)、重建模块(874)和帧内解码器(872)。
熵解码器(871)可用于根据已编码图片来重建某些符号，这些符号表示构成该已编码图片的语法元素。此类符号可包括例如用于对该块进行编码的模式(例如帧内模式、帧间模式、双向预测模式、后两者的合并子模式或另一子模式)、可分别识别供帧内解码器(872)或帧间解码器(880)用以进行预测的某些样本或元数据的预测信息(例如帧内预测信息或帧间预测信息)。此类符号还可包括呈例如量化的变换系数形式的残差信息等等。在实施例中，当预测模式是帧间或双向预测模式时，将帧间预测信息提供到帧间解码器(880)；以及当预测类型是帧内预测类型时，将帧内预测信息提供到帧内解码器(872)。残差信息可经由逆量化并提供到残差解码器(873)。
帧间解码器(880)用于接收帧间预测信息，且基于该帧间预测信息生成帧间预测结果。
帧内解码器(872)用于接收帧内预测信息，且基于该帧内预测信息生成预测结果。
残差解码器(873)用于执行逆量化以提取解量化的变换系数，且处理该解量化的变换系数，以将残差从频域转换到空间域。残差解码器(873)还可能需要某些控制信息(用以获得量化器参数(Quantizer Parameter，QP))，且该信息可由熵解码器(871)提供(未标示数据路径，因为这仅仅是低量控制信息)。
重建模块(874)用于在空间域中组合由残差解码器(873)输出的残差与预测结果(可由帧间预测模块或帧内预测模块输出)以形成重建的块，该重建的块可以是重建的图片的一部分，该重建的图片继而可以是重建的视频的一部分。应注意，可执行解块操作等其它合适的操作来改善视觉质量。
应注意，可使用任何合适的技术来实施视频编码器(403)、视频编码器(603)和视频编码器(703)以及视频解码器(410)、视频解码器(510)和视频解码器(810)。在实施例中，可使用一个或多个集成电路来实施视频编码器(403)、视频编码器(603)和视频编码器(703)以及视频解码器(410)、视频解码器(510)和视频解码器(810)。在另一实施例中，可使用执行软件指令的一个或多个处理器来实施视频编码器(403)、视频编码器(603)和视频编码器(603)以及视频解码器(410)、视频解码器(510)和视频解码器(810)。
II.帧内块复制(IBC或IntraBC)模式
本公开描述了与具有局部参考范围的帧内块复制模式相关的多种高级视频/图像编码技术。
II.1 HEVC和VVC中的IBC模式
II.1.1 HEVC中的当前图片参考(Current Picture Referencing，CPR)
在HEVC屏幕内容编码(Screen Content Coding，SCC)扩展中，可以将IBC编码工具用作CPR。IBC模式可以使用用于帧间预测的多种编码技术，其中当前图片在IBC模式中被用作参考图片。使用IBC模式的好处是IBC模式的参考结构，其中，二维(Two-dimensional，2D)空间向量可以用作参考样本的寻址机制的表示。IBC模式架构的一个好处是：IBC的集成需要对规范进行相对较小的更改，并且如果制造商已经实现了某些帧间预测技术(例如HEVC版本1)，则可以减轻实现负担。在HEVC SCC扩展中的CPR可以是特殊的帧间预测模式，从而得到与帧间预测模式的语法结构相同的语法结构以及与帧间预测模式的解码过程相似的解码过程。
IBC模式可以被集成到帧间预测过程中。在一些示例中，IBC模式(或CPR)是帧间预测模式，并且仅帧内预测切片将变成预测切片以使得能够使用IBC模式。当IBC模式适用时，编码器可以将参考图片列表扩展一个条目，以使得指针指向当前图片。例如，当前图片使用共享的解码图片缓冲区(Decoded Picture Buffer，DPB)的一个图片大小的缓冲区。IBC模式信令可以是隐式的。例如，当所选择的参考图片指向当前图片时，CU可以采用IBC模式。在各种实施例中，将不对IBC过程中使用的参考样本进行滤波处理，这不同于常规的帧间预测。IBC过程中使用的相应的参考图片是长期参考。为了最小化存储器的需求，编码器可以在重建当前图片后释放缓冲区，例如，编码器在重建当前图片后立即释放缓冲区。当重建图片是参考图片时，编码器可以将经过滤波的重建图片放回至DPB中作为短期参考。
在块向量(Block Vector，BV)编码中，对重建区域的参考可以通过2D BV来进行，这与帧间预测中的类似。BV的预测和编码可以重用(reuse)在帧间预测过程中的MV预测和编码。在一个示例中，亮度BV是整数分辨率，而不是常规帧间编码CTU所使用的MV的1/4精度。
图9示出了根据本公开实施例的与当前CU(901)相关联的BV。每个方块(900)可以表示一个CTU。灰色阴影区域表示已编解码的区域(例如，已编码区域)，白色非阴影区域表示待编解码的区域(例如，待编码区域)。正在重建的当前CTU(900(4))包括当前CU(901)、已编解码区域(902)和待编解码区域(903)。在一个示例中，在对当前CU(901)进行编解码之后，将对区域(903)进行编解码。
在诸如HEVC中的示例中，除了在当前CTU(900(4))的右上方的两个CTU(900(1)-900(2))之外的灰色阴影区域可以被用作IBC模式中的参考区域，以使得可以实现波前并行处理(Wavefront Parallel Processing，WPP)。HEVC中所允许的BV可以指向在参考区域(例如，不包括两个CTU(900(1)-900(2))的灰色阴影区域)内的块。例如，在HEVC中所允许的BV(905)可以指向参考块(911)。
在诸如VVC的示例中，除了当前CTU(900(4))之外，仅允许当前CTU(900(4))左侧的左相邻CTU(900(3))可以作为IBC模式中的参考区域。在一个示例中，在VVC中的IBC模式中所使用的参考区域位于虚线区域(915)内，并且包括已编解码的样本。例如，在VVC中所允许的BV(906)可以指向参考块(912)。
在一些示例中，BV的已解码的运动矢量差(Motion Vector Difference，MVD)(也称为BV差(BVD)可以在添加到相应的BV预测器以重建最终BV之前左移2。
在一些实施例中，出于实现和性能原因，可能需要对IBC模式的特殊处理，并且IBC模式和帧间预测模式(例如，常规帧间预测模式)可以不同，如下文所述。在一个示例中，在IBC模式中使用的参考样本是未经过滤波的样本(例如，在应用诸如DBF和样本自适应偏移(SAO)滤波器等环内滤波过程之前重建的样本)。HEVC的其它帧间预测模式(例如，常规帧间预测模式)可以使用已滤波的样本，例如，通过环内滤波过程滤波的参考样本。
在一些示例中，在IBC模式中不执行亮度样本内插。可以在IBC模式中执行色度样本内插。在一些示例中，当色度BV是从相应的亮度BV导出时，仅在色度BV是非整数时才需要进行色度样本内插。在一些示例中，可以在常规帧间预测模式中执行亮度样本内插和色度样本内插。
在IBC模式中，当色度BV是非整数BV并且参考块靠近可用区域(例如，参考区域)的边界时，可能会发生特殊情况。例如，周围的重建样本可以位于边界之外，以进行色度内插。在一个示例中，指向单个邻接边界线的BV可能导致周围的重建样本位于边界之外。
II.1.2 VVC中的IBC架构
除了一些用于并行处理目的的例外，HEVC SCC扩展中针对IBC模式的有效参考区域可以包括当前图片的整个已重建的区域，如图9所述。在HEVC中使用的参考区域的缺点可能包括在DPB中要求额外的存储器，为此可能需要采用外部存储器来满足硬件实现。对外部存储器的额外访问可能增加存储器带宽，并且使用DPB可能不那么吸引人。在一些实施例中，可以在VVC中使用可在片上实现用于IBC模式的固定存储器(例如，具有固定大小的存储器)。IBC模式下的片上固定存储器可以显著降低在硬件架构中实现IBC模式的复杂度。在一个示例中，IBC模式中的片上固定存储器可以减少时延。在一些示例中，修改解决了与如HEVC SCC扩展中的帧内预测过程内的集成相背离的信令概念。
在图10A-10D所示的示例中，可以分配固定存储器来存储在IBC模式中使用的参考区域。固定存储器可以称为参考样本存储器(ReferenceSample Memory，RSM)。可以在编解码过程(例如，编码过程或重建过程)期间的不同中间时间处对RSM的一部分进行更新。图10A-10D示出了根据本公开实施例的在编解码过程(例如，编码过程或重建过程)期间的各个中间时间处的RSM更新过程。图10A-10D示出了VVC中用于IBC模式的参考区域以及VVC中的配置。
参考图10A-10D，当前CTU(1020)与位于当前CTU(1020)左侧的CTU(例如，左相邻CTU)(1010)相邻。在一些示例中，当前CTU(1020)包括四个区域(1021)-(1024)。左相邻CTU(1010)可以包括分别对应于所述区域(1021)-(1024)的四个区域(1011)-(1014)。区域(1011)-(1014)的位置分别从所述区域(1021)-(1024)的位置左移了CTU(1020)的宽度。RSM可以包括当前CTU(1020)的一部分和/或左相邻CTU(1010)的一部分。在图10A-10D所示的示例中，RSM的大小等于CTU的大小。浅灰色阴影区域可以包括左相邻CTU(1010)的参考样本，深灰色阴影区域可以包括当前CTU(1020)的参考样本，而白色非阴影区域可以表示待编解码区域(例如，将进行编解码的区域)。
参考图10A，在编解码过程的第一中间时间处(即，当前CTU(1020)的编解码过程的开始时)，RSM包括整个左相邻CTU(1010)。在当前CTU(1020)的编解码过程开始时，整个左相邻CTU(1010)可以用作IBC模式中的参考区域。当前CTU(1020)的编解码过程开始时的RSM不包括区域(1021)-(1024)中的任何一个。
参考图10B，区域(1021)包括子区域(1031)-(1033)。子区域(1031)已被编解码(例如，已被编码或已被重建)，子区域(1032)是正在被编解码(例如，正在被编码或被重建)的当前CU，并且子区域(1033)随后将被编解码。在当前CTU(1020)的编解码过程的第二中间时间处(其中当前CTU(1020)的子区域(1032)正在被编解码)，对RSM进行更新以包括左相邻CTU(1010)的一部分和当前CTU(1020)的一部分。例如，RSM包括左相邻CTU(1010)的区域(1012)-(1014)和当前CTU(1020)的子区域(1031)。在第二中间时间处的参考区域可以包括左相邻CTU(1010)的区域(1012)-(1014)和当前CTU(1020)的子区域(1031)。
参考图10C，区域(1022)包括子区域(1041)-(1043)。子区域(1041)(在深灰色阴影区域中)已被编解码(例如，已被编码或已被重建)，子区域(1042)是正在被编解码(例如，正在被编码或被重建)的当前CU，并且子区域(1043)(在白色区域中)随后将被编解码。在当前CTU(1020)的编码过程的第三中间时间处(其中当前CTU(1020)的子区域(1042)正在被编解码)，对RSM进行更新以包括：(i)左相邻CTU(1010)的区域(1013)-(1014)以及(ii)当前CTU(1020)的区域(1021)和子区域(1041)。在RSM中，区域(1012)由子区域(1041)替换。在第三中间时间处的参考区域可以包括：(i)左侧相邻CTU(1010)的多个区域(1013)-(1014)以及(ii)当前CTU(1020)的区域(1021)和子区域(1041)。在RSM中，区域(1012)由子区域(1041)替代。在第三中间时间处的参考区域可以包括(i)左相邻CTU(1010)的区域(1013)-(1014)和(ii)当前CTU(1020)的区域(1021)和子区域(1041)。
参考图10D，区域(1024)包括子区域(1051)-(1053)。子区域(1051)(在深灰色阴影区域中)已被编解码(例如，已被编码或已被重建)，子区域(1052)是正在被编解码(例如，正在被编码或被重建)的当前CU，并且子区域(1053)(在白色区域中)随后将被编解码。在当前CTU(1020)的编解码过程的第四中间时间处(其中当前CTU(1020)的子区域(1052)正在被编解码)，对RSM进行更新以包括当前CTU(1020)的区域(1021)-(1023)和子区域(1051)。在第四中间时间处的RSM不包括左相邻CTU(1010)中的区域。在第四中间时间处的参考区域可以包括当前CTU(1020)的区域(1021)-(1023)和子区域(1051)。
II.1.3VVC中IBC模式的语法和语义
VVC中的IBC架构可以形成专用编解码模式，其中IBC模式是除了帧内预测模式和帧间预测模式(例如，常规帧间预测模式)之外的第三预测模式。例如，当CU的大小等于或小于64×64时，比特流可以包括IBC语法元素，用于指示CU的IBC模式。在一些示例中，可以利用IBC模式的最大CU大小是64×64，以实现RSM的连续存储器更新机制，例如参考图10A-10D所述。在一个示例中，通过表示2D偏移并重用帧间预测模式的向量(例如，MV)编解码过程，参考样本寻址机制与HEVC SCC扩展中使用的参考样本寻址机制保持相同。在一个示例中，当CST激活时，编解码器不能从相应的亮度BV导出色度BV，从而导致IBC模式仅用于亮度CB。
II.1.4 VVC中IBC模式的参考区域和样本存储器
VVC中的IBC设计可以为每个颜色分量采用固定的存储器大小(例如，128×128)来存储参考样本。如上文所述，固定的存储器大小可以在硬件实现中实现存储器(例如，RSM)的片上放置。在一个示例中，例如在VVC中，IBC模式的最大CTU大小和固定的存储器大小均是128×128。在一个示例中，当最大CTU大小配置等于用于IBC模式的固定的存储器大小(例如，128×128)时，RSM包括单个CTU的样本。
RSM的一个特征是用当前CTU的重建样本替换左相邻CTU的重建样本的连续更新机制，例如图10A-10D所述。图10A-10D示出了在编解码过程(例如，重建过程)期间的四个中间时间处的更新机制的简化RSM示例。图10A-10C中的浅灰色阴影区域可以包括左相邻CTU(1010)的参考样本，以及图10B-10D中的深灰色阴影区域可以包括当前CTU(1020)的参考样本。参照图10A，在表示当前CTU(1020)的编解码过程(例如，编码过程或重建过程)开始的第一中间时间处，RSM仅由左相邻CTU(1010)的参考样本组成。在如图10B-10D所示出的其他三个中间时间处，编解码过程(例如，编码过程或重建过程)已用当前CTU(1020)中的样本替换了左相邻CTU(1010)中的样本。
在一些示例中，RSM被隐式地分成四个区域，例如四个不相交的大小为64x64的区域。当编解码器处理在当前CTU中的相应的区域中的第一CU时，可以重置(reset)RSM中的区域，从而减轻硬件实现工作。例如，将RSM映射到一个或多个CTU(例如，左相邻CTU和当前CTU)中的区域。图11示出了RSM在空间上的连续更新过程(1100)。左相邻CTU(1010)和当前CTU(1020)在图10A-10D进行了描述。左相邻CTU(1010)可以包括区域(1011)-(1014)。当前CTU(1020)可以包括区域(1021)-(1024)。当前CTU(1020)中的区域(1023)包括正在被编解码的当前CU(1152)、已被编解码的子区域(1151)、将被编解码的子区域(1153)。灰色阴影区域可以包括存储于RSM中的样本，白色非阴影区域可以包括已被替换的样本或未编解码的样本(例如，未被重建的样本)。
在如图11所示出的编解码时间(例如，重建时间)处，RSM更新过程已用当前CTU(1020)的灰色阴影区域(例如，区域(1021)-(1022)和子区域(1151))的样本替换了左相邻CTU(1010)中的白色非阴影区域(例如，区域(1011)-(1013))所覆盖的样本。在图11中，RSM可以包括：(i)左相邻CTU(1010)中的区域(1014)以及(ii)当前CTU(1020)的区域(1021)-(1022)和子区域(1051)。
在一些示例中，当最大CTU大小小于RSM大小(例如，128×128)时，RSM可以包括不止一个左相邻CTU，并且多个相邻CTU可以用作IBC模式中的参考区域。例如，当最大CTU大小等于32×32时，具有128×128大小的RSM可以包括15个相邻CTU的样本。
II.1.5VVC中IBC模式的BV编解码
BV编解码可以采用为帧间预测(例如，常规帧间预测)所指定的过程。BV编解码可以采用比帧间预测(例如，常规帧间预测)中使用的规则更简单的规则来构建候选列表。
例如，用于帧间预测的候选列表包括五个空间候选、一个时间候选和六个基于历史的候选。多个候选比较可用于基于历史的候选，以避免在用于帧间预测的最终候选列表中出现重复条目。用于帧间预测的候选列表可以包括成对平均的候选。
IBC模式的候选列表可以包括两个来自相应的空间邻居的BV以及五个基于历史的BV(History-Based BV，HBVP)。在一个示例中，IBC模式的候选列表被限制为两个来自相应的空间邻居的BV以及五个基于历史的BV(HBVP)。在一个实施例中，在IBC模式中，当第一个HBVP被添加到候选列表时，仅将第一个HBVP与空间候选进行比较。
常规帧间预测模式可以使用两个不同的候选列表，例如，一个候选列表用于合并模式，另一个候选列表用于常规模式(例如，不是合并模式的帧间预测模式)。对于两种IBC模式(例如，合并IBC模式和常规IBC模式)，IBC模式中的候选列表可以是相同的。在IBC模式中，合并模式最多可以使用候选列表中的六个候选，而常规模式仅可以使用候选列表中的前两个候选。
块向量差(Block Vector Difference，BVD)编解码可以采用在常规帧间预测模式中使用的MVD过程，并且最终BV可以具有任何量级(magnitude)。确定的BV(例如，重建的BV)可以指向参考样本区域之外的区域。在一个示例中，可以使用基于RSM的宽度和/或高度的模运算，来进行针对每个方向的绝对偏移的校正。
II.2 AV1中的IBC模式
在一些示例中，例如在AV1中，IBC模式(或IntraBC模式)使用BV来在当前块的同一图片中定位预测块。可以在比特流中以信号发送BV，并且以信号发送的BV的精度可以是整数点。IBC模式中的预测过程可以类似于帧间预测模式(例如，帧间预测)中的预测过程。下文将描述IBC模式和帧间预测之间的差异。在IBC模式中，可以根据当前图片的重建样本(例如，在应用环路滤波之前)形成预测器块。IBC模式可以被认为是使用BV作为MV的当前图片中的“运动补偿”。
可以在比特流中传输用于指示针对当前块是否启用IBC模式的标志。如果针对当前块启用了IBC模式，则可以通过从当前BV中减去预测的BV来导出BV差值，并且可以根据BV差值的水平分量和垂直分量将BV差值划分为四种类型。可以将类型信息以信号发送到比特流中，并且可以在类型信息之后以信号发送两个分量(例如，水平分量和垂直分量)的BV差值。
IBC模式可以有效地编解码屏幕内容。IBC模式可能会给硬件设计带来挑战。为了便于硬件设计，在IBC模式中可以采用以下修改。
(i)当允许IBC模式时，可以禁用环路滤波器。环路滤波器可以包括去块滤波器、约束方向增强滤波器(Constrained Directional Enhancement Filter，CDEF)和环路恢复(Loop Restoration，LR)滤波器。通过禁用环路滤波器，可以避免专用于启用IBC模式的第二图像缓冲区。
(ii)为了便于并行解码，预测不能超过限制区域。超级块的左上角位置的坐标是(x0，y0)。对于超级块，如果垂直坐标小于y0且水平坐标小于(x0+2(y0-y))，则可以通过IBC模式访问位置(x，y)处的预测。在一个示例中，只有当垂直坐标小于y0且水平坐标小于(x0+2(y0-y))时，才可以通过IBC模式访问位置(x，y)处的预测。在一个示例中，只有当垂直坐标小于或等于y0且水平坐标小于(x0+2(y0-y))时，才可以通过IBC模式访问位置(x，y)处的预测。
(iii)为了允许硬件写回时延，IBC模式不能访问立即重建区域。受限制的立即重建区域可以包括1至N个超级块，其中N是正整数。除了如上文所述的修改(ii)之外，如果重建中的超级块(1210)的左上角位置的坐标是(x0，y0)，则当垂直坐标小于或等于y0并且水平坐标小于(x0+2(y0-y)-D)时，可以通过IBC模式访问位置(x，y)处的预测。D可以指示对于IBC模式所限制的立即重建区域的大小。图12示出了受限制的立即重建区域的示例。灰色阴影区域包括对于重建中的各个当前超级块(1210)在IBC模式中可访问的允许搜索区域。黑色阴影区域包括对于各个当前超级块(1210)在IBC模式中不可访问的不允许搜索区域。白色非阴影区域包括待编解码(例如，重建的)的超级块。对于当前超级块(1210(1))，立即重建区域包括位于当前超级块(1210(1))左侧的两个超级块(1221)-(1222)(例如，N是2)。D指示2W的大小，其中W是每个超级块的宽度。对于当前超级块(1210(1))而言不能访问超级块(1221)-(1222)。对于当前超级块(1210(1))而言可以访问区域(1230)。
II.3AV1中具有局部参考范围的IBC模式
可以分配大小为M×M(例如，128×128)的片上存储器(称为RSM)，以存储在IBC模式中使用的参考样本。在一个实施例中，RSM的大小等于超级块的大小，并且为RSM分配超级块的大小。存储器重用机制可以在L×L(例如，64×64)的基础上应用于RSM。RSM可以分成I个RSM单元，其中I等于M×M除以L×L的比值。例如，如果M×M为128×128且L×L为64×64，则I为4(128×128/(64×64))。局部参考范围可用于II.2中描述的IBC模式。可以对II.2中描述的IBC模式进行如下更改。
(i)IBC模式中的最大块大小可以被限制为L×L(例如，64×64)。
(ii)参考块和当前超级块(SB)中相应的当前块可以位于同一SB行中。在一个示例中，参考块仅位于当前SB或当前SB左侧的左相邻SB中。
(iii)当RSM单元中的大小为L×L(例如64×64)的单元开始使用当前SB的重建样本进行更新时，可以将整个L×L单元中先前存储的参考样本(例如，左相邻SB的参考样本)标记为不可用于生成在IBC模式中使用的预测样本。
图13示出了根据本公开实施例的示例性存储器重用机制(1300)，其中在对当前图片中的当前SB(1301)进行编解码(例如，编码或解码)期间更新存储器(例如，RSM(1310))进行更新。顶部块示出了处于状态(0)的RSM(1310)。顶行示出了处于状态(1)-(4)的RSM(1310)。底行示出了状态(0)-(4)处的当前图片中的正在被编解码的当前SB(1301)和左相邻SB(1302)。左相邻SB(1302)可以位于当前SB(1301)的左侧。在图13的一个示例中，在SB根处使用四叉树分割，并且SB可以包括四个区域。在一个示例中，四个区域中的每一个的大小是64×64。在一个示例中，当前SB(1301)包括四个区域4-7，并且左相邻SB(1302)包括四个区域0-3。
在作为编解码每个SB(例如当前SB(1301)的开始的状态(0)处，RSM(1310)可以存储先前已编解码的SB(例如左相邻SB(1302))的样本。当当前块位于当前SB(1301)中的四个区域(例如，四个64×64区域)之一中时，RSM(1310)中相应的区域可以被清空并用于存储当前编解码区域(例如，当前64×64编解码区域)中的样本。可以通过当前SB(1301)中的样本逐渐对RSM(1310)中的样本进行更新。
参照状态(1)，当前块(1311)位于当前SB(1301)中的区域4中，RSM(1310)中的相应区域(例如，左上角区域)可以被清空并用于存储区域4(作为正在被编解码的当前区域)的样本。参考底行，BV(例如，已编码的BV或已解码的BV)(1321)可以从当前块(1311)指向在当前块(1311)的搜索范围(1341)(搜索范围(1341)的边界由虚线标记)内的参考块(1331)。参考顶行，RSM(1310)中的相应偏移(1351)可以从RSM(1310)中的当前块(1311)指向参考块(1331)。参考状态(1)，搜索范围(1341)包括左相邻SB(1302)中的区域1-3，和区域4中的已编解码的子区域(1361)。搜索范围(1341)不包括左相邻SB(1302)中的区域0。
参考状态(2)，当前块(1312)位于当前SB(1301)中的区域5中，RSM(1310)中的相应区域(例如，右上角区域)可以被清空并用于存储区域5(正在被编解码的当前区域)的样本。BV(例如，已编码的BV或已解码的BV)(1322)可以从当前块(1312)指向在当前块(1312)的搜索范围(1342)(搜索范围(1342)的边界由虚线标记)内的参考块(1332)。RSM(1310)中的相应偏移(1352)可以从RSM(1310)中的当前块(1312)指向参考块(1332)。参考状态(2)，搜索范围(1342)包括：(i)左相邻SB(1302)中的区域2-3，和(ii)当前SB(1301)中的区域4、以及区域5中的已编解码的子区域(1362)。搜索范围(1342)不包括左相邻SB(1302)中的区域0-1。
参考状态(3)，当前块(1313)位于当前SB(1301)中的区域6中，RSM(1310)中的相应区域(例如，左下角区域)可以被清空并用于存储区域6(正在被编解码的当前区域)的样本。BV(例如，已编码的BV或已解码的BV)(1323)可以从当前块(1313)指向在当前块(1313)的搜索范围(1343)(搜索范围(1343)的边界由虚线标记)内的参考块(1333)。RSM(1310)中的相应偏移(1353)可以从RSM(1310)中的当前块(1313)指向参考块(1333)。参考状态(3)，搜索范围(1343)包括：(i)左相邻SB(1302)中的区域3，和(ii)当前SB((1301)中的区域4-5、以及区域6中的已编解码的子区域(1363)。搜索范围(1343)不包括左相邻SB(1302)中的区域0-2。
参考状态(4)，当前块(1314)位于当前SB(1301)中的区域7中，RSM(1310)中的相应区域(例如，右下角区域)可以被清空并用于存储区域7(正在被编解码的当前区域)的样本。BV(例如，已编码的BV或已解码的BV)(1324)可以从当前块(1314)指向在当前块(1314)的搜索范围(1344)(搜索范围(1344)的边界由虚线标记)内的参考块(1334)。RSM(1310)中的相应偏移(1354)可以从RSM(1310)中的当前块(1314)指向参考块(1334)。参考状态(4)，搜索范围(1344)包括当前SB(1301)中的区域4-6、以及区域7中的已编解码的子区域(1364)。搜索范围(1344)不包括左相邻SB(1302)中的区域0-3。
当当前SB(1301)已经编解码完成时，可以用当前SB(1301)的所有样本填充整个RSM(1310)。
在图13所示的示例中，使用四叉树分割来对当前SB(1301)进行分区。当前SB(1301)中的四个区域的编解码顺序可以是：左上角区域(例如，区域4)、右上角区域(例如，区域5)、左下角区域(例如，区域6)和右下角区域(例如，区域7)。在诸如图14A-14B所示的其他块分割决策中，RSM的更新过程可以类似于图13中所示的过程，例如，通过使用当前SB中的已重建样本替换RSM中的相应区域。
图14A-14B示出了在当前SB的编解码期间RSM中示例性的存储器更新过程。在图14A-14B中，左相邻SB(1402)位于正在被编解码(例如，正被编码或正被解码)的当前SB(1401)的左侧。在一个示例中，当前SB(1401)和左相邻SB(1402)的每一个的大小是128×128。当前SB(1401)和左相邻SB(1402)的每一个可以包括大小为64×64的四个区域(例如，四个块)。当前SB(1401)可以包括块4-7，并且左相邻SB(1402)可以包括块0-3。
在图14A中，在SB根处进行水平分割，随后进行垂直分割。SB(例如，当前SB(1401))可以包括四个块：左上块(例如，块4)、左下块(例如，块6)、右上块(例如，块5)和右下块(例如，块7)。当前SB(1401)的编解码顺序可以是左上块(状态1)、右上块(状态2)、左下块(状态3)和右下块(状态4)。
在图14B中，在SB根处进行垂直分割，随后进行水平分割。当前SB(1401)的编解码顺序可以是：左上块(状态1)、左下块(状态2)、右上块(状态3)和右下块(状态4)。
根据当前块(例如，(1431))相对于当前SB(1401)的位置，可以应用以下内容。
(i)参考图14A-14B中的状态(1)，当前块(1431)位于当前SB(1401)的左上块(例如，块4)中。RSM不仅包括在块4中的块(1461)中已被重建的样本，还可以包括在左相邻SB(1402)的右下块(例如，块3)、左下块(例如，块2)和右上块(例如，块1)中的参考样本。
(ii)参考图14A中的状态(2)或图14B中的状态(3)，当前块(1432)位于当前SB(1401)的右上块(例如，块5)中。
如果位于块6的左上角(例如，相对于当前SB(1401)的(0，64))处的亮度样本尚未被重建，例如在图14A中的状态(2)所示，则除了在块4和块5中的块(1462)中已被重建的样本之外，当前块(1432)还可以参考左相邻SB(1402)的左下块(例如，块2)和右下块(例如，块3)中的参考样本。相应的RSM不仅包括块4和块5中的块(1462)，还可以包括左相邻SB(1402)的左下块(例如，块2)和右下块(例如，块3)中的参考样本。
否则，如果位于块6的左上角(例如，相对于当前SB(1401)的(0，64))处的亮度样本已被重建，例如在图14B中的状态(3)处所示，则当前块(1432)可以参考左相邻SB(1402)的右下块(例如，块3)中的参考样本。相应的RSM不仅包括块4和6以及块5中的块(1462)中已被重建的样本，还可以包括左侧相邻SB(1402)的右下块(例如，块3)中的参考样本。
(iii)参考图14A中的状态(3)或图14B中的状态(2)，当前块(1433)位于当前SB(1401)的左下块(例如，块6)中。
如果位于块5的左上角(例如，相对于当前SB(1401)的(64，0))处的亮度样本尚未被重建，例如在图14B中的状态(2)所示，则除了在当前SB(1401)的块4和块(1463)中已被重建的样本之外，当前块(1433)还可以参考左相邻SB(1402)的右上块(例如，块1)和右下块(例如，块3)中的参考样本。相应的RSM不仅包括当前SB(1401)中的块4和块(1463)，还可以包括左相邻SB(1402)的右上块(例如，块1)和右下块(例如，块3)中的参考样本。
否则，如果位于块5的左上角(例如，相对于当前SB(1401)的(64，0))处的亮度样本已被重建，例如在图14A中的状态(3)处所示，则当前块(1433)可以参考左相邻SB(1402)的右下块(例如，块3)中的参考样本。相应的RSM不仅包括当前SB(1401)的块4-5以及块(1463)中已被重建的样本之外，还可以包括左相邻SB(1402)的右下块(例如，块3)中的参考样本。
(iv)参考图14A-14B的状态(4)，当前块(1434)位于当前SB(1401)的右下块(例如，块7)中。当前块(1434)可以参考当前SB(1401)中已被重建的样本，例如块4-6和块(1464)中已被重建的样本。相应的RSM可以包括块4-6和块(1464)中的参考样本。在一个示例中，如果当前块(1434)落入当前SB(1401)的右下块中，则当前块只能参考当前SB(1401)中已被重建的样本。
III.具有自适应的局部参考范围的IBC模式
IBC模式的性能很大程度上取决于IBC模式中使用的参考范围。在相关技术中，例如VVC中的IBC模式和具有局部参考范围的IBC模式，都可以在RSM中使用预定义的存储器更新机制。在一个示例中，RSM中的存储器更新仅取决于当前块的块位置以及当前CTU或当前SB的分区，如图13、14A和14B所描述的。在存储器的更新过程期间，存储器的更新不依赖于例如当前块的内容或预测信息。在一些实施例中，对于图片中具有较少或没有纹理内容的区域，因此将该区域包括在参考范围(例如，局部参考范围)中，并将该区域存储于RSM中，这对于IBC模式的预测效率可能具有有限的益处。根据本公开的一个实施例，可以在IBC模式中使用自适应的参考范围，例如自适应的局部参考范围。
在下文的描述中，术语“块”可以被解释为变换块(Transform Block，TB)、PB、编码块(Coding Block，CB)、编码单元(Coding Unit，CU)、图片中的超级块、CTU或CTB等。块大小可以指块宽度、块高度、块宽度和块高度的最大值、块宽度和块高度的最小值、块的面积大小(例如，块宽度×块高度)、块的纵横比(例如，块宽度/块高度或块高度/块宽度)等。
在一些示例中，使用64×64的大小作为存储器更新区域单元的示例。存储器更新区域单元可以是任何块大小，并且不限于64×64的大小。存储器更新区域单元的示例包括图13中的区域0-7以及图14A-14B中的区域0-7。
根据本公开的一个实施例，基于当前图片中正在重建的超级块中的已重建区域，来确定是否对在IBC模式中使用的局部参考范围进行更新。超级块可以包括一个或多个CB。可以限制局部参考范围。在一个示例中，局部参考范围的最大大小被限制为例如多个超级块的大小，如图13、14A和14B所示的两个超级块的大小。在一个示例中，局部参考范围的空间范围被限制为例如在多个超级块(例如，超级块和该超级块的左相邻超级块，诸如图13、14A和14B所示)内。在一些实施例中，基于(i)已重建区域的内容和/或(ii)已重建区域的预测信息，来确定是否对先前局部参考范围进行更新。
例如，当存储器更新区域单元的大小小于已重建CB的大小时，已重建区域的大小可以等于存储器更新区域单元的大小(例如，64×64)。例如，当已重建CB的大小小于或等于存储器更新区域单元的大小时，已重建区域可以是已重建CB。
已重建区域的内容可以包括已重建区域的纹理内容和/或已重建区域的屏幕内容。可以基于已重建区域的重建样本(或重建像素)来确定已重建区域的内容。
已重建区域的预测信息可以指示用于重建该区域的一个或多个预测模式。在一个实施例中，基于一个或多个预测模式是否在一组预定义的预测模式中，来确定是否更新先前局部参考范围。如果一个或多个预测模式在该组预定义的预测模式中，则可以对先前局部参考范围进行更新。如果一个或多个预测模式不在该组预定义的预测模式中，则不对先前局部参考范围进行更新。在一个实施例中，该组预定义的预测模式包括：一种或多种屏幕内容编码模式，诸如IBC模式、调色板模式、变换跳过模式、基于块的增量脉冲编码调制(Based Delta Pulse Code Modulation，BDPCM)模式等。
在一个实施例中，区域的预测信息例如通过包括在预测信息中的标志，指示是否使用已重建区域中的重建样本来对先前局部参考范围进行更新。因此，可以基于预测信息中关于是否使用已重建区域中的重建样本来对先前局部参考范围进行更新的指示(例如，标志)，来确定是否对先前局部参考范围进行更新。
在一个实施例中，IBC模式的RSM中的存储器更新过程取决于当前块或区域(例如，64×64区域)的内容(例如，重建样本的值)，和/或，当前块或区域的预测信息(或已编码信息)。
在一个示例中，在当前块(例如，当前CB)或区域(例如，64×64区域)已被重建之后，对当前块或区域的内容(例如，重建样本的值)进行评估。可以基于评估来确定是否执行存储器更新。图15示出了在当前SB(1501)正被解码时RSM中的示例性自适应存储器更新过程。当前SB(1501)和当前SB(1501)的左相邻SB(1502)中每一个包括四个区域。当前SB(1501)包括区域4-7，并且左相邻SB(1502)包括区域0-3。在一个示例中，区域0-7中的每一个的大小为64×64。包括区域0-3的左SB(1502)已被重建。在IBC模式中所使用的先前局部参考范围被存储在RSM中。在一个示例中，先前局部参考范围包括区域1-3。在图15所示的示例中，区域5的局部参考范围不包括区域0。
例如，在重建了左侧SB(1502)之后，已经重建了当前SB(1501)中的区域4。可以评估区域4的内容(例如，重建样本)，以确定是否执行存储器更新来对存储先前局部参考范围的RSM进行更新。如果确定不更新RSM，则不对RSM进行更新并且不对先前局部参考范围进行更新。先前局部参考范围可以用于重建区域5(例如，正在被重建的当前区域)。在一个示例中，先前局部参考范围包括区域1-3，并且不包括在重建区域5之前已被重建的区域4。因此，区域5的搜索区域包括区域1-3，而不包括区域4。在一个示例中，区域5的搜索区域包括正在被重建的区域5中已被重建的部分。
在一个实施例中，评估过程确定已重建块或已重建区域(例如，64×64区域)的纹理内容是否满足条件。参考图15，可以评估已重建区域4的纹理内容。例如，确定已重建块或已重建区域的纹理内容的百分比。如果已重建块或已重建区域的纹理内容的百分比大于或等于阈值，则确定满足该条件。否则，确定不满足该条件。
可以通过任何合适的方法来确定已重建块或已重建区域的内容，例如基于一个或多个颜色分量中的强度值的直方图。在一个示例中，如果直方图在一个或多个颜色分量中包括多于N0但少于N1的不同强度值，则将已重建块或已重建区域确定为屏幕内容区域。否则，将已重建块或已重建区域确定为纹理区域。纹理区域可以由一个或多个相机捕获，并且也可以被称为自然区域或相机捕获区域。在一个示例中，屏幕内容区域不是由一个或多个相机所捕获。参考图15，可以使用与区域4相关联的一个或多个颜色分量中的强度值的直方图，来确定区域4是纹理区域还是屏幕内容区域。
在一个实施例中，评估过程确定已重建块或已重建区域(例如，64×64区域)是否是通过一组预定义的预测模式中的一种或多种预测模式进行编码的。在一个示例中，该组预定义的预测模式包括：一种或多种屏幕内容编码模式，诸如IBC模式、调色板模式、变换跳过模式、BDPCM模式等。
在一个实施例中，如果评估过程确定已重建块或已重建区域(例如，64×64区域)的屏幕内容满足条件，例如，屏幕内容的量或百分比小于阈值，则针对已重建块或已重建区域跳过存储器更新过程，并且因此，在对块或区域进行编解码(例如，编码或解码)之后不进行存储器更新过程。如果跳过存储器更新过程，则使用存储在RSM中的先前局部参考范围，来对另一个编码块或待重建的另一个区域进行解码。在一个示例中，已重建块或已重建区域不包含任何屏幕内容，对于已重建块或已重构区域跳过存储器更新过程，并且因此，在对块或区域编解码之后不进行存储器更新过程。
在图15所示的示例中，多个区域0-7中的每个区域的大小等于存储器更新区域单元的大小。RSM的大小等于超级块的大小。参考图15所描述的实施例可以适当地适用于超级块可包含任意数量的任意大小的区域的其他情况。RSM的大小可以等于、大于或小于超级块的大小。
在图15所示的示例中，基于具有与存储器更新区域单元的大小相同的大小的区域(例如，区域4)来进行评估过程。因此，在重建该区域之后，如果评估过程指示要对先前局部参考范围进行更新，则使用整个区域中的重建样本来对先前局部参考范围进行更新。
在一些示例中，基于具有与存储器更新区域单元的大小相同的大小的区域的一部分来进行评估过程。例如，CB的大小小于存储器更新区域单元的大小，并且该区域的一部分是CB。因此，在重建该区域的一部分(例如，CB)之后，如果评估过程指示要对先前局部参考范围进行更新，则使用该区域的一部分(例如，CB)中的重建样本来对先前局部参考范围进行更新。在一个示例中，对于具有存储器更新区域单元的大小的区域，该区域的第一部分可以用于对先前参考范围进行更新，而该区域的第二部分不用于对先前参考范围进行更新。因此，局部参考范围可以包括该区域的第一部分中的第一重建样本，而不包括该区域的第二部分中的第二重建样本。如果该区域的第二部分中的第二重建样本的一个或多个位置由BV参考，则可以使用填充过程来生成将在IBC模式中使用的样本，例如图16所示。
图16示出了在自适应存储器更新过程中使用的示例性填充过程。当前SB(1601)和当前SB(1601)的左相邻SB(1602)中的每一个包括四个区域。当前SB(1601)包括区域4-7，并且左相邻SB(1602)包括区域0-3。在一个示例中，区域0-7中的每一个的大小为64×64。包括区域0-3的左侧SB(1602)和当前SB(1601)的区域4-5已经被重建。
区域4包括第一部分(1611)和第二部分(1612)。在一个示例中，第一部分(1611)是第一CB，第二部分(1612)是第二CB。在一个示例中，执行存储器更新，其中更新在IBC模式中使用的局部参考范围以包括第一CB(1611)。在重建第二CB(1612)之后不执行存储器更新，其中，不更新在IBC模式中使用的局部参考范围以包括第二CB(1612)。在一个示例中，在重建区域5之后，局部参考范围包括区域3、区域4中的第一部分(1611)和区域5。在图16所示的示例中，局部参考范围不包括左相邻SB(1602)中的区域0-2。局部参考范围不包括区域4中的第二部分(1612)。不在RSM中存储区域4中的第二部分(1612)。
在一个实施例中，当使用存储在RSM中的局部参考范围进行IBC预测时，如果并非区域(例如，图16中的区域4)中的所有重建样本都存储在RSM中，则可以应用填充过程来填充RSM中的区域(例如，图16中的区域4)。参考图16，利用IBC模式重建区域6中的CB(1632)。区域4的第二部分(1612)中的样本可以通过填充过程生成，然后作为IBC模式中用于CB(1632)的参考样本。
在一个示例中，将单个值分配给存储在RSM中的局部参考范围的区域4中的第二部分(1612)。例如，第二部分(1612)中的每个样本具有等于上述单个值的相同值。在一个示例中，单个值是基于与第二部分(1612)相邻的一个或多个可用的样本的。与第二部分(1612)相邻的一个或多个可用的样本可以位于区域4内或区域4外。在一个示例中，单个值等于与第二部分(1612)相邻的一个或多个样本中的一个样本的值。
在一个示例中，通过使用与区域4中的第二部分(1612)相邻的一个或多个可用的样本对RSM中的区域4中的第二部分(1612)执行特定的帧内预测(例如，DC预测、平面预测等)，来实现填充过程。
在一个示例中，通过复制与区域4中的第二部分(1612)相邻的可用样本来实现填充过程。
在一些示例中，对区域4外部的边界区域执行填充过程。
在一个实施例中，当执行RSM中的存储器更新过程时，可以对RSM中所存储的块(或存储的区域)进行排序。在存储器更新过程期间，可以根据排序来确定RSM中所存储的块中的哪一个被替换。在一个示例中，所存储的块中的每一个的大小为存储器更新区域单元的大小(例如，64×64)。
参考图17，当前SB(1701)和当前SB(1701)的左相邻SB(1702)中的每一个包括四个区域。当前SB(1701)包括区域4-7，并且左相邻SB(1702)包括区域0-3。在一个示例中，区域0-7中的每一个的大小为64×64。包括区域0-3的左侧SB(1702)已经被重建。
参考图17左侧，区域4正在重建中，而区域5-7尚未被重建。在IBC模式中所使用的先前局部参考范围存储在RSM中。在一个示例中，局部参考范围包括区域1-3，不包括区域0。
参考图17右侧，在重建区域4之后，基于已重建区域4对局部参考范围进行更新。在一个示例中，对存储于RSM中的区域1-3进行排序。可以基于排序来确定在存储器更新过程期间由已重建区域4替换区域1-3中的哪一个区域。例如，如果排序指示要替换区域2，则通过使用已重建区域4替换区域2，来对局部参考范围进行更新。图17右侧的更新的局部参考范围包括区域1、3和4。
在一个示例中，针对RSM中所存储的块(例如，图17中的区域1-3)中的每一个，确定对应于屏幕内容的重建样本的百分比。基于各个所存储的块的屏幕内容百分比的排序，确定存储器更新过程中替换在RSM中所存储的块中的哪一个。
在一个示例中，针对RSM中所存储的块(例如，图17中的区域1-3)中的每一个，确定对应于纹理区域的重建样本的百分比。基于各个所存储的块的纹理区域百分比的排序，确定存储器更新过程中替换在RSM中所存储的块中的哪一个。
在一个示例中，确定与RSM中所存储的块(例如，图17中的区域1-3)中的每一个相关联的频率(例如，参考频率)。在一个示例中，参考频率指示相应的所存储的块由在IBC模式中用于预测当前图片或当前图片的一部分中的CB的BV所参考的次数。基于各个所存储的块的参考频率的排序，确定存储器更新过程中替换在RSM所存储的块中的哪一个。
在一个示例中，确定所存储的块(例如，图17中的多个区域1-3)中的每一个的特定编码样本的数量(例如，区域大小)，其中，使用一组预定义的预测模式中的一种或多种预测模式对特定编码样本进行编码。在一个示例中，如上文所述，该组预定义的预测模式包括：一种或多种屏幕内容编码模式，诸如IBC模式、调色板模式、变换跳过模式、BDPCM模式等。基于各个所存储的块的特定编码样本的数量的排序，确定存储器更新过程中替换在RSM中所存储的块中的哪一个。
除了基于已重建区域或已重建块的内容或一种或多种预测模式来确定是否对局部参考范围进行更新之外，还可以基于已重建区域或已重建块的预测信息(其指示是否对局部参考范围进行更新)来确定是否对局部参考范围进行更新。或者，代替基于已重建区域或已重建块的内容或一种或多种预测模式来确定是否对局部参考范围进行更新，可以基于已重建区域或已重建块的预测信息(其指示是否对局部参考范围进行更新)来确定是否对局部参考范围进行更新。例如，预测信息包括已重建区域或已重建块的标志(例如，指示标志)，该标志显式地指示是否更新局部参考范围，并且基于该标志确定是否更新局部参考范围。在一些示例中，基于已重建区域或已重建块的标志、内容和/或一种或多种预测模式，来确定是否对局部参考范围进行更新。
在一个实施例中，自适应存储器更新过程类似于图15-17中所描述的实施例，除了是否在IBC模式的RSM中执行存储器更新过程取决于针对每个存储器更新区域单元在比特流中发送的指示(例如，标志)。
在一个实施例中，针对每个已编解码区域(例如，已编解码区域的大小与存储器更新区域单元的大小相同)，以信号发送标志，该标志指示是否要将已编解码区域中的重建样本存储在RSM中。如果标志指示要将已编解码区域中的重建样本存储在RSM中，则执行存储器更新过程，例如在本公开中描述的。否则，如果标志指示不要将已编码区域中的重建样本存储在RSM中，则已编码区域中的重建样本不需要存储在RSM中。例如，跳过存储器更新过程。
在一个实施例中，在当前块大小(例如，CB的大小)大于存储器更新区域单元的大小时，当前块(例如，CB)可以包括多个区域，其中多个区域中的每一个区域的大小与存储器更新区域单元的大小相同。可以以信号发送当前块中的第一区域的第一标志，并且可以推断或以信号发送当前块中的其他区域的一个或多个后续标志。在一个示例中，可以从当前块中的第一区域的第一标志推断出一个或多个后续标志。例如，一个或多个后续标志使用与第一区域的第一标志相同的值。在一个示例中，以信号发送一个或多个后续标志，其中针对多个区域中的每一个区域分别以信号发送相应的标志。可以基于比特流中以信号发送的相应的标志，来确定是否要将相应的区域中的样本存储在RSM中。因此，针对当前块，以信号发送多个标志。
在一个实施例中，以信号发送固定大小的区域的标志，以指示是否要将固定大小的区域中的样本存储在RSM中。固定大小的区域可以大于存储器更新区域单元的大小。例如，固定大小的区域是诸如具有128×128的大小的超级块、CTU或CTB，其中存储器更新区域单元的大小是64×64。该标志可以用于指示是否要将该固定大小的区域(例如，超级块、CTU或CTB)中的任何一个或多个样本存储在RSM中。
在本公开的一些实施例中，例如参考在附图15-17中的描述，一个或多个超级块被用作示例。这些描述适用于一个或多个CTU或CTB，并且可以使用一个或多个CTU或CTB替换一个或多个超级块来调整。
图18示出了概述根据本公开的一个实施例的编码过程(1800)的流程图。在各种实施例中，过程(1800)可以由处理电路执行，该处理电路例如为终端设备(310)、终端设备(320)、终端设备(330)和终端设备(340)中的处理电路、执行视频编码器(403)的功能的处理电路、执行视频编码器(603)的功能的处理电路、执行视频编码器(703)的功能的处理电路。在一些实施例中，过程(1800)可以在软件指令中实现，因此当处理电路执行软件指令时，该处理电路可以执行过程(1800)。该过程从(S1801)开始，并且进行到(S1810)。
在(S1810)中，可以基于当前图片中的超级块或编码树块(Coding TreeBlock，CTB)中的区域的预测信息，对该区域进行编码。该区域的预测信息可以指示该区域的一种或多种预测模式。可以基于该区域的一种或多种预测模式，对该区域进行编码。在一个示例中，该区域是超级块或CTB中的CB。在一个示例中，该区域是CB的一部分。在一个示例中，超级块或CTB的大小是128×128。在一个示例中，该区域的大小是存储器更新区域单元的大小，例如64×64。
在(S1820)中，可以基于(i)该区域的内容和/或(ii)该区域的预测信息，确定是否对用于帧内块复制(Intra Block Copy，IBC)模式的先前局部参考范围进行更新。在一个示例中，该区域的内容通过对应的重建区域中的样本来指示，其中所述样本是空间域中的重建样本。
在一个示例中，该区域的内容指示该区域中纹理内容的百分比和/或屏幕内容的百分比。基于该区域中纹理内容的百分比和/或屏幕内容的百分比，确定是否对用于IBC模式的先前局部参考范围进行更新。例如，该区域的内容不包括屏幕内容，并且确定不对用于IBC模式的先前局部参考范围进行更新。
在一个示例中，基于一种或多种预测模式是否在一组预定义的预测模式中，确定是否对先前局部参考范围进行更新。
响应于确定不对用于IBC模式的先前局部参考范围进行更新，过程(1800)进行到(S1830)。否则，响应于确定对用于IBC模式的先前局部参考范围进行更新，过程(1800)进行到(S1850)。
在(S1830)中，可以使用基于不包括该区域中的样本的先前局部参考范围的IBC模式，对当前图片中的编码块(Coding Block，CB)进行编码。在(S1830)之后，过程(1800)进行到(S1899)，并且终止。
在包括(S1840)和(S1850)的分支中，确定对用于IBC模式的先前局部参考范围进行更新。
在(S1840)中，可以基于先前局部参考范围和对应的重建区域中的样本(例如，重建样本)，生成当前局部参考范围。
先前局部参考范围可以包括存储在参考样本存储器(Reference Sample Memory，RSM)中的多个区域。可以通过使用该区域中的样本替换先前局部参考范围中的多个区域之一中的参考样本，生成当前局部参考范围。
在一些实施例中，基于多个区域的排序，确定将要替换先前局部参考范围中的多个区域中的哪一个。因此，可以基于多个区域的排序，选择多个区域中将由该区域中的样本所替换的区域。可以通过使用该区域中的样本替换先前局部参考范围中的所选择的区域，生成当前局部参考范围。
在一些示例中，基于多个区域的内容，对多个区域进行排序。所述内容中的每个内容可以对应于多个区域中的一个相应区域。在一个示例中，所述内容中的每个内容是由多个区域中的与所述每个内容对应的相应区域中的屏幕内容的百分比或纹理内容的百分比来指示，并且基于多个区域的各屏幕内容的相应百分比或各纹理内容的相应百分比，对多个区域进行排序。
在一些示例中，多个区域中的每个区域包括相应区域中的多个特定编码的参考样本，所述特定编码的参考样本利用一组预定义的预测模式中的一种或多种预测模式进行编码。可以基于多个区域中特定编码的样本的相应数量，对多个区域进行排序。
在一些示例中，与多个区域中的每个区域相关联的参考频率指示：相应区域由用于预测当前图片中或当前图片的一部分中的CB的块向量所参考的次数。可以基于多个区域的各自参考频率对多个区域进行排序。
在(S1840)之后，过程(1800)进行到(S1850)。在(S1850)中，
可以使用基于当前局部参考范围的IBC模式对CB进行编码。在(S1850)之后，过程(1800)进行到(S1899)，并且终止。
过程(1800)可以适当地适应各种场景，并且过程(1800)中的步骤可以相应地调整。过程(1800)中的步骤中的一个或多个步骤可以被修改、删除、重复和/或组合。可以使用任何合适的顺序来实现该过程(1800)。可以添加额外的一个或多个附加步骤。
在一些示例中，预测信息包括标志，该标志指示是否使用该区域中的样本对先前局部参考范围进行更新。该标志可以被编码并包括在视频比特流中。在一个示例中，针对CB，以信号发送单个标志。在一个示例中，针对CB，以信号发送多个标志。例如，CB包括多个区域，其中多个区域中的每一个区域的大小为存储器更新区域单元的大小，并且针对相应区域以信号发送单个标志。
图19示出了概述根据本公开的实施例的解码过程(1900)的流程图。
在各种实施例中，过程(1900)可以由处理电路执行，该处理电路例如为终端设备(310)、终端设备(320)、终端设备(330)和(终端设备340)中的处理电路、执行视频编码器(403)的功能的处理电路、执行视频解码器(410)的功能的处理电路、执行视频解码器(510)的功能的处理电路、执行视频编码器(603)的功能的处理电路等。在一些实施例中，过程(1900)可以在软件指令中实现，因此当处理电路执行软件指令时，该处理电路可以执行过程(1900)。该过程从(S1901)开始，并且进行到步骤(S1910)。
在步骤(S1910)中，可以根据已编码的视频比特流重建当前图片中的块中的区域。该块可以包括当前图片中的一个或多个编码块(Coding Block，CB)。该块可以是当前图片中的超级块或CTB。在一个示例中，诸如超级块或CTB的块是当前图片中最大的CB。在一个示例中，该区域是超级块中或CTB中的CB。在一个示例中，该区域是超级块中或CTB中的CB的一部分。在一个示例中，该块的大小是128×128。在一个示例中，该区域的大小是存储器更新区域单元的大小，例如64×64。
在(S1920)中，在重建之后，可以基于(i)已重建区域的内容，和/或，(ii)已重建区域的预测信息，确定是否对用于帧内块复制(Intra Block Copy，IBC)模式的先前局部参考范围进行更新，如本公开中所描述的(例如图15中所描述的)。
在一个实施例中，基于已重建区域的内容，确定是否对用于IBC模式的先前局部参考范围进行更新。例如，基于已重建区域中的重建样本，确定已重建区域的内容，其中，已重建区域的内容指示已重建区域中的纹理内容的百分比和/或屏幕内容的百分比。因此，基于该已重建区域中的纹理内容的百分比和/或屏幕内容的百分比，确定是否对用于IBC模式的先前局部参考范围进行更新。在一个示例中，已重建区域的内容不包括屏幕内容，并且确定不对用于IBC模式的先前局部参考范围进行更新。
在一个实施例中，基于已重建区域的预测信息，确定是否对用于IBC模式的先前局部参考范围进行更新。解码出预测信息。
在一个示例中，该区域的预测信息指示该区域的一种或多种预测模式。基于一种或多种预测模式是否在一组预定义的预测模式中，确定是否对先前局部参考范围进行更新。在一个示例中，该组预定义的预测模式包括：一种或多种屏幕内容编码模式，诸如IBC模式、调色板模式、变换跳过模式、BDPCM模式等。
在一个示例中，该区域的预测信息指示是否使用已重建区域中的重建样本对先前局部参考范围进行更新。可以基于预测信息中的关于是否使用已重建区域中的重建样本对先前局部参考范围进行更新的指示，确定是否对用于IBC模式的先前局部参考范围进行更新。例如，通过包括在该区域的预测信息中的标志，指示是否使用已重建区域中的重建样本对先前局部参考范围进行更新。可以基于该标志，确定是否对用于IBC模式的先前局部参考范围进行更新。在一个示例中，在已编码的视频比特流中以信号发送该标志。
在一个示例中，针对大小为存储器更新区域单元的大小(例如64×64)的每个区域，以信号发送单独的标志。在一个示例中，针对每个CB，以信号发送单独的标志。
可以针对每个超级块或每个CTB，以信号发送单独的标志。在一个示例中，该标志指示：是否要使用块(例如，超级块或CTB)中的任何一个或多个重建样本对IBC模式下的局部参考范围进行更新。因此，可以使用单个标志(例如，标志)指示：是否要使用块(例如，超级块或CTB)中的多个区域中的重建样本对IBC模式下的局部参考范围进行更新。在一个示例中，多个区域中的每一个区域是CB或CB的一部分。在一个示例中，多个区域中的每一个区域的大小是存储器更新区域单元的大小，例如64×64。
响应于确定不对用于IBC模式的先前局部参考范围的进行更新，过程(1900)进行到(S1930)。否则，响应于确定对用于IBC模式的先前局部参考范围的进行更新，过程(1900)进行到包括(S1940)和(S1950)的分支。
在(S1930)中，确定不对用于IBC模式的先前局部参考范围进行更新。因此，将不对用于IBC模式的先前局部参考范围进行更新。可以使用基于不包括已重建区域的先前局部参考范围的IBC模式，对当前图片中的编码块(Coding Block，CB)进行解码。在一个示例中，CB是超级块中或CTB中的CB。
在(S1930)之后，过程((1900)进行到(S1999)，并且终止。
在包括(S1940)和(S1950)的分支中，确定对用于IBC模式的先前局部参考范围进行更新。
在(S1940)中，可以基于先前局部参考范围和已重建区域中的重建样本，生成当前局部参考范围。
先前局部参考范围可以包括存储在参考样本存储器(Reference Sample Memory，RSM)中的多个区域。可以通过使用已重建区域中的重建样本替换先前局部参考范围中的多个区域之一中的参考样本，生成当前局部参考范围。
在一些实施例中，基于多个区域的排序，确定将要替换先前局部参考范围中的多个区域中的哪一个。因此，可以基于多个区域的排序，选择多个区域中将由已重建区域中的重建样本所替换的区域。可以通过使用已重建区域中的重建样本替换先前局部参考范围中的所选择的区域，生成当前局部参考范围。
在一些示例中，基于多个区域的内容，对多个区域进行排序。这些内容中的每个内容可以对应于多个区域中的一个相应区域。在一个示例中，这些内容中的每个内容是由多个区域中的与所述每个内容对应的相应区域中的屏幕内容的百分比或纹理内容的百分比来指示，并且基于多个区域的各屏幕内容的相应百分比或各纹理内容的相应百分比，对多个区域进行排序。
在一些示例中，多个区域中的每个区域包括相应区域中多个特定编码的参考样本，所述特定编码的参考样本利用一组预定义的预测模式中的一种或多种预测模式进行编码。可以基于多个区域中特定编码的参考样本的相应数量，对多个区域进行排序。
在一些示例中，与多个区域中的每个区域相关联的参考频率指示：相应区域由用于预测当前图片中或当前图片的一部分中的CB的块向量所参考的次数。可以基于多个区域的各自参考频率对多个区域进行排序。
在(S1950)中，可以使用基于包括已重建区域的当前局部参考范围的IBC模式，对当前图片中的CB进行解码。
在(S1950)之后，过程(1900)进行到(S1999)，并且终止。
过程(1900)可以适当地适应各种场景，并且过程(1900)中的步骤可以相应地调整。过程(1900)中的步骤中的一个或多个步骤可以被修改、删除、重复和/或组合。可以使用任何合适的顺序来实现该过程(1900)。可以添加一个或多个额外的步骤。
在一个示例中，先前局部参考范围包括多个区域。多个区域中的、除了多个区域之一中的子区域的重建样本之外的重建样本存储在RSM中。多个区域之一中的子区域的重建样本通过填充过程被替换，该填充过程在RSM中存储对应于多个区域之一中的子区域的填充样本。
本公开中的实施例可以单独使用或以任何顺序组合使用。此外，所述方法(或实施例)、编码器和解码器中的每一个都可以由处理电路(例如，一个或多个处理器，或一个或多个集成电路)来实现。在一个示例中，一个或多个处理器执行存储在非暂时性计算机可读介质中的程序。
可以将上述技术实现为计算机软件，该计算机软件使用计算机可读指令，且物理存储在一个或多个计算机可读介质中。例如，图20示出了适于实施所公开的主题的某些实施例的计算机系统(2000)。
可以使用任何合适的机器代码或计算机语言对计算机软件进行编码，任何合适的机器代码或计算机语言可以经受汇编、编译、链接或类似的机制以创建包括指令的代码，该指令可以由一个或多个计算机中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)等直接执行或通过译码、微代码等执行。
指令可以在各种类型的计算机或其组件上执行，例如包括个人计算机、平板计算机、服务器、智能电话、游戏装置、物联网装置等。
图20所示的计算机系统(2000)的组件本质上是示例性的，并不旨在对实施本公开的实施例的计算机软件的用途或功能的范围提出任何限制。组件的配置也不应被解释为具有与计算机系统(2000)的示例性实施例中所示的组件中的任何一个组件或组件的组合相关的任何依赖或要求。
计算机系统(2000)可以包括某些人机接口输入装置。此类人机接口输入装置可以响应于一个或多个人类用户通过例如下述的输入：触觉输入(例如：击键、划动，数据手套移动)、音频输入(例如：语音、拍手)、视觉输入(例如：手势)、嗅觉输入(未描绘)。人机接口装置还可以用于捕获不一定与人的意识输入直接相关的某些媒介，例如音频(例如：语音、音乐、环境声音)、图片(例如：扫描的图片、从静止图片相机获取摄影图片)、视频(例如二维视频、包括立体视频的三维视频)。
输入人机接口装置可以包括下述一项或多项(每种中仅示出一个)：键盘(2001)、鼠标(2002)、触控板(2003)、触摸屏(2010)、数据手套(未示出)、操纵杆(2005)、麦克风(2006)、扫描仪(2007)、相机(2008)。
计算机系统(2000)还可以包括某些人机接口输出装置。这样的人机接口输出装置可以例如通过触觉输出、声音、光和气味/味道来刺激一个或多个人类用户的感官。此类人机接口输出装置可以包括触觉输出装置(例如触摸屏(2010)的触觉反馈、数据手套(未示出)或操纵杆(2005)，但还可以是不作为输入装置的触觉反馈装置)、音频输出装置(例如：扬声器(2009)、耳机(未描绘))、视觉输出装置(例如包括CRT屏幕、LCD屏幕、等离子屏幕、OLED屏幕的屏幕(2010)，每种屏幕有或没有触摸屏输入功能，每种屏幕都有或没有触觉反馈功能，其中的一些屏幕能够通过诸如立体图像输出之类的装置、虚拟现实眼镜(未描绘)、全息显示器和烟箱(未描绘)以及打印机(未描绘)来输出二维视觉输出或超过三维的输出。
计算机系统(2000)还可以包括人类可访问存储装置及其关联介质：例如包括具有CD/DVD等介质(2021)的CD/DVD ROM/RW(2020)的光学介质、指状驱动器(2022)、可拆卸硬盘驱动器或固态驱动器(2023)、诸如磁带和软盘之类的传统磁性介质(未描绘)、诸如安全软件狗之类的基于专用ROM/ASIC/PLD的装置(未描绘)等。
本领域技术人员还应该理解，结合当前公开的主题使用的术语“计算机可读介质”不涵盖传输介质、载波或其他暂时性信号。
计算机系统(2000)还可以包括到一个或多个通信网络(2055)的接口(2054)。网络可以例如是无线网络、有线网络、光网络。网络可以进一步是本地网络、广域网络、城域网络、车辆和工业网络、实时网络、延迟容忍网络等。网络的示例包括诸如以太网之类的局域网、无线LAN、包括GSM、3G、4G、5G、LTE等的蜂窝网络、包括有线电视、卫星电视和地面广播电视的电视有线或无线广域数字网络、包括CANBus的车辆和工业网络等。某些网络通常需要连接到某些通用数据端口或外围总线(2049)的外部网络接口适配器(例如计算机系统(2000)的USB端口)；如下所述，其他网络接口通常通过连接到系统总线而集成到计算机系统(2000)的内核中(例如，连接到PC计算机系统中的以太网接口或连接到智能手机计算机系统中的蜂窝网络接口)。计算机系统(2000)可以使用这些网络中的任何一个网络与其他实体通信。此类通信可以是仅单向接收的(例如，广播电视)、仅单向发送的(例如，连接到某些CANbus装置的CANbus)或双向的，例如使用局域网或广域网数字网络连接到其他计算机系统。如上所述，可以在那些网络和网络接口中的每一个上使用某些协议和协议栈。
上述人机接口装置、人机可访问的存储装置和网络接口可以附接到计算机系统(2000)的内核(2040)。
内核(2040)可以包括一个或多个中央处理单元(CPU)(2041)、图形处理单元(GPU)(2042)、现场可编程门区域(FPGA)(2043)形式的专用可编程处理单元、用于某些任务的硬件加速器(2044)、图形适配器(2050)等。这些装置以及只读存储器(ROM)(2045)、随机存取存储器(2046)、诸如内部非用户可访问的硬盘驱动器、SSD等之类的内部大容量存储器(2047)可以通过系统总线(2048)连接。在一些计算机系统中，可以以一个或多个物理插头的形式访问系统总线(2048)，以能够通过附加的CPU、GPU等进行扩展。外围装置可以直接连接到内核的系统总线(2048)或通过外围总线(2049)连接到内核的系统总线(2048)。在示例中，显示器(2010)可以被连接至图形适配器(2050)。外围总线的体系结构包括PCI、USB等。
CPU(2041)、GPU(2042)、FPGA(2043)和加速器(2044)可以执行某些指令，这些指令可以组合来构成上述计算机代码。该计算机代码可以存储在ROM(2045)或RAM(2046)中。过渡数据也可以存储在RAM(2046)中，而永久数据可以例如存储在内部大容量存储器(2047)中。可以通过使用高速缓存来进行到任何存储装置的快速存储及检索，该高速缓存可以与下述紧密关联：一个或多个CPU(2041)、GPU(2042)、大容量存储器(2047)、ROM(2045)、RAM(2046)等。
计算机可读介质可以在其上具有执行各种由计算机实现的操作的计算机代码。介质和计算机代码可以是出于本公开的目的而专门设计和构造的介质和计算机代码，或者介质和计算机代码可以是计算机软件领域的技术人员公知且可用的类型。
作为非限制性示例，可以由于一个或多个处理器(包括CPU、GPU、FPGA、加速器等)执行包含在一种或多种有形的计算机可读介质中的软件而使得具有架构(2000)，特别是内核(2040)的计算机系统提供功能。此类计算机可读介质可以是与如上所述的用户可访问的大容量存储器相关联的介质，以及某些非暂时性内核(2040)的存储器，例如内核内部大容量存储器(2047)或ROM(2045)。可以将实施本公开的各种实施例的软件存储在此类装置中并由内核(2040)执行。根据特定需要，计算机可读介质可以包括一个或多个存储装置或芯片。软件可以使得内核(2040)，特别是其中的处理器(包括CPU、GPU、FPGA等)执行本文所描述的特定过程或特定过程的特定部分，包括定义存储在RAM(2046)中的数据结构以及根据由软件定义的过程来修改此类数据结构。附加地或替换地，可以由于硬连线或以其他方式体现在电路(例如，加速器(2044))中的逻辑而使得计算机系统提供功能，该电路可以替换软件或与软件一起运行以执行本文描述的特定过程或特定过程的特定部分。在适当的情况下，提及软件的部分可以包含逻辑，反之亦然。在适当的情况下，提及计算机可读介质的部分可以包括存储用于执行的软件的电路(例如集成电路(IC))、体现用于执行的逻辑的电路或包括两者。本公开包括硬件和软件的任何合适的组合。
附录A：缩略语
JEM：联合勘探模式
VVC：通用视频编码
BMS：基准集
MV：运动矢量
HEVC：高效视频编码
SEI：补充增强信息
VUI：视频可用性信息
GOPs：图片群组
TUs：变换单元，
PUs：预测单元
CTUs：编码树单元
CTBs：编码树块
PBs：预测块
HRD：假想参考解码器
SNR：信噪比
CPUs：中央处理单元
GPUs：图形处理单元
CRT：阴极射线管
LCD：液晶显示器
OLED：有机发光二极管
CD：光盘
DVD：数字视频光盘
ROM：只读存储器
RAM：随机存取存储器
ASIC：专用集成电路
PLD：可编程逻辑器件
LAN：局域网
GSM：全球移动通信系统
LTE：长期演进
CANBus：控制器局域网总线
USB：通用串行总线
PCI：互连外围设备
FPGA：现场可编程门区域
SSD：固态驱动器
IC：集成电路
CU：编码单元
R-D：率失真
尽管本公开已经描述了多个示例性实施例，但是存在落入本公开的范围内的修改、置换和各种替换等效物。因此，应当理解，本领域技术人员将能够设计出许多虽然未在本文中明确示出或描述，但是体现了本公开的原理，因此落入本公开的其精神和范围内的系统和方法。

Claims (20)

1.一种用于在视频解码器中进行视频解码的方法，其特征在于，包括：
根据已编码的视频比特流重建当前图片中的块中的区域，所述块包括所述当前图片中的一个或多个编码块(CB)；
在所述重建之后，基于(i)已重建区域的内容，和/或，(ii)已重建区域的预测信息，确定是否对用于帧内块复制(IBC)模式的先前局部参考范围进行更新；
响应于确定不对用于所述IBC模式的所述先前局部参考范围进行更新，
不更新用于所述IBC模式的所述先前局部参考范围；以及
使用基于不包括所述已重建区域的所述先前局部参考范围的所述IBC模式，对所述当前图片中的编码块(CB)进行解码。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定是否对先前局部参考范围进行更新，包括：
基于所述已重建区域中的重建样本，确定所述已重建区域的内容，其中，所述已重建区域的内容指示所述已重建区域中的纹理内容的百分比和/或屏幕内容的百分比；以及
基于所述已重建区域中的纹理内容的百分比和/或屏幕内容的百分比，确定是否对用于所述IBC模式的所述先前局部参考范围进行更新。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述已重建区域的内容不包括屏幕内容；以及
所述确定是否对先前局部参考范围进行更新，包括：确定不对用于所述IBC模式的所述先前局部参考范围进行更新。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定是否对先前局部参考范围进行更新，包括：
解码出所述区域的所述预测信息，所述预测信息指示所述区域的预测模式；以及
基于所述预测模式是否在一组预定义的预测模式中，确定是否对用于所述IBC模式的所述先前局部参考范围进行更新。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定是否对先前局部参考范围进行更新，包括：
解码出所述区域的所述预测信息，所述预测信息指示是否使用所述已重建区域中的重建样本对所述先前局部参考范围进行更新；以及
基于所述预测信息中的关于是否使用所述已重建区域中的重建样本对所述先前局部参考范围进行更新的指示，确定是否对用于所述IBC模式的所述先前局部参考范围进行更新。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
通过包括在所述区域的所述预测信息中的标志，指示是否使用所述已重建区域中的重建样本对所述先前局部参考范围进行更新；
所述确定是否对先前局部参考范围进行更新，包括：基于所述标志，确定是否对用于所述IBC模式的所述先前局部参考范围进行更新。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
所述标志指示是否要使用所述块中的任何重建样本，对所述IBC模式下的所述局部参考范围进行更新。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
确定对用于所述IBC模式的所述先前局部参考范围进行更新；
所述先前局部参考范围包括存储在参考样本存储器(RSM)中的多个区域，所述多个区域包括参考样本；以及
所述方法还包括：
基于所述多个区域的内容，对所述多个区域进行排序，所述内容中的每个内容对应于所述多个区域中的一个相应区域；
基于对所述多个区域的所述排序，选择所述多个区域中的将由所述已重建区域中的重建样本替换的区域；以及
通过使用所述已重建区域中的重建样本替换所述先前局部参考范围中的所选择的区域，生成当前局部参考范围。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
所述内容中的每个内容通过所述多个区域中的与所述每个内容对应的相应区域中的屏幕内容的百分比或纹理内容的百分比来指示；以及
所述对所述多个区域进行排序，包括：基于所述多个区域中的屏幕内容的相应百分比或纹理内容的相应百分比，对所述多个区域进行排序。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
确定对用于所述IBC模式的所述先前局部参考范围进行更新；
所述先前局部参考范围包括存储在参考样本存储器(RSM)中的多个区域；
所述多个区域中的每个区域包括在相应区域中的多个特定编码的参考样本，所述特定编码的参考样本采用一组预定义的预测模式中的一种或多种预测模式进行编码；以及
所述方法还包括：
基于所述多个区域中的特定编码的参考样本的相应数量，对所述多个区域进行排序；
基于对所述多个区域的所述排序，选择所述多个区域中的将由所述已重建区域中的重建样本替换的区域；以及
通过使用所述已重建区域中的重建样本替换所述先前局部参考范围中的所选择的区域，生成当前局部参考范围。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
确定对用于所述IBC模式的所述先前局部参考范围进行更新；
所述先前局部参考范围包括存储在参考样本存储器(RSM)中的多个区域；
与所述多个区域中的每个区域相关联的参考频率指示：相应区域由用于预测所述当前图片中的CB的块向量所参考的次数；
所述方法还包括：
基于所述多个区域的各自参考频率，对所述多个区域进行排序；
基于对所述多个区域的所述排序，选择所述多个区域中的将由所述已重建区域中的重建样本替换的区域；以及
通过使用所述已重建区域中的重建样本替换所述先前局部参考范围中的所选择的区域，生成当前局部参考范围。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述先前局部参考范围包括多个区域；
所述多个区域中的、除了所述多个区域之一中的子区域的重建样本之外的重建样本存储在参考样本存储器(RSM)中；以及
通过填充过程替换所述多个区域之一中的子区域的重建样本，所述填充过程将与所述多个区域中之一中的子区域对应的填充样本存储在所述RSM中。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述已重建区域是已重建的编码块，或者，
所述已重建区域的大小为存储器更新区域单元的大小。
14.一种用于视频解码的装置，其特征在于，包括：
处理电路，所述处理电路被配置为：
根据已编码的视频比特流重建当前图片中的块中的区域，所述块包括所述当前图片中的一个或多个编码块(CB)；
在所述重建之后，基于(i)已重建区域的内容，和/或，(ii)已重建区域的预测信息，确定是否对用于帧内块复制(IBC)模式的先前局部参考范围进行更新；
响应于确定不对用于所述IBC模式的所述先前局部参考范围进行更新，不更新用于所述IBC模式的所述先前局部参考范围；以及
使用基于不包括所述已重建区域的所述先前局部参考范围的所述IBC模式，对所述当前图片中的编码块(CB)进行解码。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述处理电路被配置为：
基于所述已重建区域中的重建样本，确定所述已重建区域的内容，其中，所述已重建区域的内容指示所述已重建区域中的纹理内容的百分比和/或屏幕内容的百分比；以及
基于所述已重建区域中的纹理内容的百分比和/或屏幕内容的百分比，确定是否对用于所述IBC模式的所述先前局部参考范围进行更新。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，
所述已重建区域的内容不包括屏幕内容；以及
所述处理电路被配置为：确定不对用于所述IBC模式的所述先前局部参考范围进行更新。
17.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述处理电路被配置为：
解码出所述区域的所述预测信息，所述预测信息指示是否使用所述已重建区域中的重建样本对所述先前局部参考范围进行更新；以及
基于所述预测信息中的关于是否使用所述已重建区域中的重建样本对所述先前局部参考范围进行更新的指示，确定是否对用于所述IBC模式的所述先前局部参考范围进行更新。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，
通过包括在所述区域的所述预测信息中的标志，指示是否使用所述已重建区域中的重建样本对所述先前局部参考范围进行更新；以及
所述处理电路被配置为：基于所述标志，确定是否对用于所述IBC模式的所述先前局部参考范围进行更新。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，
所述标志指示是否要使用所述块中的任何重建样本，对所述IBC模式下的所述局部参考范围进行更新。
20.一种非暂时性的计算机可读存储介质，其特征在于，存储有程序，当程序由至少一个处理器执行时，实现如下操作:
根据已编码的视频比特流重建当前图片中的块中的区域，所述块包括所述当前图片中的一个或多个编码块(CB)；
在所述重建之后，基于(i)已重建区域的内容，和/或，(ii)已重建区域的预测信息，确定是否对用于帧内块复制(IBC)模式的先前局部参考范围进行更新；
响应于确定不对用于所述IBC模式的所述先前局部参考范围进行更新，
不更新用于所述IBC模式的所述先前局部参考范围；以及
使用基于不包括所述已重建区域的所述先前局部参考范围的所述IBC模式，对所述当前图片中的编码块(CB)进行解码。
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