TW201444350A - 方形區塊預測 - Google Patents

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Rojals Joel Sole
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Abstract

用於寫碼視訊資料之系統、器件及方法可限制一框內預測角以自一參考陣列預測一色度分量。所使用之該經限制框內預測角在小於或等於一明度分量之一最大框內預測角的一值之間變化。用於寫碼視訊資料之該等系統、器件及方法可基於該經限制框內預測角而寫碼一經色度框內寫碼之當前區塊。在另一實例中，用於寫碼視訊資料之系統、器件及方法可在包括數個框內預測角之一視訊寫碼方案中基於該參考陣列外部之參考值而擴展該參考陣列，將預測值儲存於該經擴展參考陣列中，及至少基於該經擴展參考陣列中之該等預測值而框內寫碼一當前區塊。

Description

方形區塊預測
本申請案主張2013年1月14日申請之美國臨時申請案第61/752,381號之權利，該臨時申請案之全文係特此以引用的方式併入本文中。
本發明係關於視訊寫碼，且更特定言之係關於用於視訊區塊之框內寫碼的技術。
可將數位視訊能力併入於廣泛範圍之器件中，包括數位電視、數位直播系統、無線廣播系統、個人數位助理(PDA)、膝上型或桌上型電腦、數位攝影機、數位記錄器件、數位媒體播放器、視訊遊戲器件、視訊遊戲控制台、蜂巢式或衛星無線電電話、視訊電話會議器件及其類似者。數位視訊器件實施視訊壓縮技術(諸如，在由MPEG-2、MPEG-4、ITU-T H.263、ITU-T H.264/MPEG-4第10部分(進階視訊寫碼(AVC))、當前在開發過程中之高效視訊寫碼(HEVC)標準定義之標準及此類標準之擴展中所描述的視訊壓縮技術)以更有效率地傳輸、接收及儲存數位視訊資訊。
視訊壓縮技術包括空間預測及/或時間預測以減少或移除視訊序列中固有的冗餘。對於基於區塊之視訊寫碼，可將視訊圖像或切片分割為多個區塊。或者可將視訊圖像稱作圖像。可對每一區塊進行進一 步分割。使用相對於經框內寫碼(I)之圖像或切片中之鄰近區塊中之參考樣本的空間預測來編碼同一圖像或切片中之區塊。經框間寫碼(P或B)之圖像或切片中之區塊可使用相對於同一圖像或切片中的鄰近區塊中之參考樣本的空間預測或相對於其他參考圖像中之參考樣本的時間預測。空間或時間預測產生待經寫碼之區塊的預測性區塊。殘餘資料表示待寫碼之原始區塊與預測性區塊之間的像素差。
根據指向形成預測性區塊之參考樣本之區塊的運動向量及指示經寫碼區塊與預測性區塊之間的差異之殘餘資料來編碼框間寫碼區塊。根據框內寫碼模式及殘餘資料來編碼經框內寫碼之區塊。為進行進一步壓縮，可將殘餘資料自像素域變換至變換域，從而產生殘餘變換係數，可接著量化殘餘變換係數。可以特定次序來掃描最初配置成二維陣列之經量化變換係數以便產生變換係數的一維向量以用於熵寫碼。
一般而言，本發明係關於用於方形區塊預測之框內寫碼技術。作為一個實例，該等技術可係關於色度分量，諸如按4：2：2色度格式之方形區塊預測。舉例而言，當按4：2：2格式來使用方形變換時，該等技術可針對方形區塊而利用新的角。在一些實例中，技術可限制該等角，因此在所界定之陣列之外未使用參考樣本。在一些實例中，技術可擴展該等陣列。在一些實例中，技術可限制該等角且擴展該等陣列。
在一個實例中，本發明描述一種用於按一4：2：2色度格式在一視訊解碼方案中解碼視訊資料之方法，該方法包含：限制一框內預測角以自一參考陣列預測一色度分量，其中所使用之該經限制框內預測角在小於或等於一明度分量之一最大框內預測角的一值之間變化；及基於該經限制框內預測角而解碼一經色度框內寫碼之當前區塊。
在另一實例中，本發明描述一種用於解碼視訊資料之方法，該方法包含：在包括數個框內預測角之一視訊解碼方案中基於一參考陣列外部之參考值而擴展該參考陣列；將預測值儲存於該經擴展參考陣列中；及至少基於該經擴展參考陣列中之該等預測值而解碼一經框內寫碼之當前區塊。
在一個實例中，本發明描述一種用於按一4：2：2色度格式在一視訊編碼方案中編碼視訊資料之方法，該方法包含：限制一框內預測角以自一參考陣列預測一色度分量，其中所使用之該經限制框內預測角在小於或等於一明度分量之一最大框內預測角的一值之間變化；及基於該經限制框內預測角而框內寫碼一當前色度區塊。
在另一實例中，本發明描述一種用於編碼視訊資料之方法，該方法包含：在包括數個框內預測角之一視訊編碼方案中基於一參考陣列外部之參考值而擴展該參考陣列；將預測值儲存於該經擴展參考陣列中；及至少基於該經擴展參考陣列中之該等預測值而框內寫碼一當前區塊。
在另一實例中，本發明描述一種用於按一4：2：2色度格式在一視訊解碼方案中解碼視訊資料之裝置，該裝置包含一或多個處理器，其經組態以：限制一框內預測角以自一參考陣列預測一色度分量，其中所使用之該經限制框內預測角在小於或等於一明度分量之一最大框內預測角的一值之間變化；及基於該經限制框內預測角而解碼一經色度框內寫碼之當前區塊。
在另一實例中，本發明描述一種用於解碼視訊資料之裝置，該裝置包含：在包括數個框內預測角之一視訊解碼方案中基於一參考陣列外部之參考值而擴展該參考陣列；將預測值儲存於該經擴展參考陣列中；及至少基於該經擴展參考陣列中之該等預測值而解碼一經框內寫碼之當前區塊。
在另一實例中，本發明描述一種用於按一4：2：2色度格式在一視訊編碼方案中編碼視訊資料之裝置，該裝置包含一或多個處理器，其經組態以：限制一框內預測角以自一參考陣列預測一色度分量，其中所使用之該經限制框內預測角在小於或等於一明度分量之一最大框內預測角的一值之間變化；及基於該等經限制框內預測角而框內寫碼一當前區塊。
在另一實例中，本發明描述一種用於編碼視訊資料之裝置，該裝置包含：在包括數個框內預測角之一視訊編碼方案中基於一參考陣列外部之參考值而擴展該參考陣列；將預測值儲存於該經擴展參考陣列中；及至少基於該經擴展參考陣列中之該等預測值而框內寫碼一當前區塊。
在另一實例中，本發明描述一種用於在具有數個框內預測角之一視訊寫碼方案中寫碼視訊資料之裝置，其包含：用於限制一框內預測角以自一參考陣列預測一色度分量的構件，其中所使用之該經限制框內預測角在小於或等於一明度分量之一最大框內預測角的一值之間變化；及用於基於該經限制框內預測角而解碼一經色度框內寫碼之當前區塊的構件。
在另一實例中，本發明描述一種用於寫碼視訊資料之裝置，其包含：用於在包括數個框內預測角之一視訊寫碼方案中基於一參考陣列外部之參考值而擴展該參考陣列的構件；用於將預測值儲存於該經擴展參考陣列中的構件；及用於至少基於該經擴展參考陣列中之該等預測值而框內寫碼一當前區塊的構件。
在另一實例中，本發明描述一種儲存指令之非暫時性電腦可讀儲存媒體，該等指令在由一或多個處理器執行時致使該一或多個處理器進行以下動作：限制一框內預測角以自一參考陣列預測一色度分量，其中所使用之該經限制框內預測角在小於或等於一明度分量之一 最大框內預測角的一值之間變化；及基於該經限制框內預測角而解碼一經色度框內寫碼之當前區塊。
在另一實例中，本發明描述一種儲存指令之非暫時性電腦可讀儲存媒體，該等指令在由一或多個處理器執行時致使該一或多個處理器進行以下動作：在包括數個框內預測角之一視訊寫碼方案中基於一參考陣列外部之參考值而擴展該參考陣列；將預測值儲存於該經擴展參考陣列中；及至少基於該經擴展參考陣列中之該等預測值而框內寫碼一當前區塊。
一或多個實例之細節陳述於隨附圖式及以下描述中。其他特徵、目標及優勢將自該描述及該等圖式以及自申請專利範圍顯而易見。
11‧‧‧視訊編碼及解碼系統/解碼系統
12‧‧‧源器件
14‧‧‧目的地器件
16‧‧‧鏈路
18‧‧‧視訊源
20‧‧‧視訊編碼器
22‧‧‧輸出介面
28‧‧‧輸入介面
30‧‧‧視訊解碼器
32‧‧‧顯示器件
34‧‧‧儲存器件
64‧‧‧分割單元
66‧‧‧預測處理單元
68‧‧‧運動估計單元
70‧‧‧運動補償單元
72‧‧‧框內預測單元
74‧‧‧求和器
76‧‧‧變換處理單元
78‧‧‧量化單元
80‧‧‧熵編碼單元
82‧‧‧逆量化單元
84‧‧‧逆變換處理單元
86‧‧‧求和器
88‧‧‧參考圖像記憶體
90‧‧‧熵解碼單元
91‧‧‧預測處理單元
92‧‧‧運動補償單元
94‧‧‧框內預測處理單元
96‧‧‧逆量化單元
98‧‧‧逆變換處理單元
100‧‧‧求和器
102‧‧‧參考圖像記憶體
圖1為說明可使用本發明之一或多個實例技術之實例視訊編碼及解碼系統的方塊圖。
圖2為說明可使用本發明之一或多個實例技術之視訊編碼器的實例的方塊圖。
圖3為說明可使用本發明之一或多個實例技術之視訊解碼器的實例的方塊圖。
圖4A至圖4C為說明用於寫碼單元之明度及色度分量之不同色彩樣本格式的概念圖。
圖5A為說明框內預測32之圖表。
圖5B為說明用於圖5A之框內預測模式之導出角度步長的圖表。
圖6A為說明經受框內預測之變換單元(TU)之明度分量的概念圖。
圖6B為說明覆蓋對應明度區域之樣本的概念圖。
圖6C為說明作為方形之圖6B之樣本的概念圖。
圖7為說明根據本文描述之系統及方法之用於寫碼視訊資料之實例方法的流程圖，該實例方法包括限制框內預測角之數目。
圖8為說明根據本文描述之系統及方法之用於寫碼視訊資料之另一實例方法的流程圖，該實例方法包括擴展參考陣列。
本發明大體而言係關於視訊寫碼及壓縮之領域。作為一個實例，本發明係關於當前在開發過程中之高效視訊寫碼(HEVC)標準。術語「寫碼」指編碼及解碼，且技術可應用於編碼、解碼或編碼與解碼兩者。如更詳細描述，該等技術可係關於框內寫碼(例如，框內預測)，其中相對於圖像中之一或多個區塊來預測同一圖像內之另一區塊(亦即，空間預測)。
作為一個實例，該等技術可係關於色度分量，諸如按4：2：2色度格式之方形區塊預測。4：2：2格式可使用方形「Y」區塊及矩形「U」及「V」區塊。明度分量可表示為Y，且兩個不同之色度分量可分別表示為U及V。為了避免使用矩形變換，可將N×2N矩形預測區塊分為兩N×N方形預測區塊。當N×2N矩形預測區塊分為兩N×N方形預測區塊而使得可將方形變換應用至每一N×N方形預測區塊以變換N×2N矩形預測區塊時，此可導致一般HEVC結構中之破裂，其中在變換之後進行重建構。舉例而言，除了某些角之外(諸如垂直角或水平角)，用於N×2N矩形預測區塊之預測角一般將與用於N×N方形預測區塊之預測角不同。因此，當將N×2N矩形預測區塊分為兩N×N方形預測區塊時，可考慮N×2N矩形預測區塊之預測角，且可將經修改角用於N×N方形預測區塊。當按4：2：2格式來使用方形變換時(亦即，針對表示色度分量之矩形「U」及「V」區塊)，本文所描述之技術可針對方形區塊而利用新的角。在一些實例中，該等技術可將與矩形區塊相關聯之角限於與方形區塊相關聯之角之子集，使得在所界定之陣列之外未使 用參考樣本，諸如針對表示色度分量之矩形「U」及「V」區塊。舉例而言，視訊解碼方案可具有數個框內預測角。角之完全集合可用於按4：2：2格式之方形「Y」區塊(明度)之框間寫碼，或角之完全集合可用於按非4：2：2格式(例如4：2：0及4：4：4)之「Y」區塊(明度)與「U」及「V」區塊(兩色度)的框間寫碼。本文所描述技術中之一些可限制用於框間寫碼「U」及「V」區塊(色度)的框內預測角之數目，從而在視訊解碼方案中自參考陣列進行預測。經限制框內預測角可小於視訊解碼方案中之框內預測角之數目。在一些實例中，該等技術可擴展矩形「U」及「V」區塊之陣列。在一些實例中，該等技術可限制該等角且擴展矩形「U」及「V」區塊之陣列。
視訊寫碼標準包括ITU-T H.261、ISO/IEC MPEG-1 Visual、ITU-T H.262或ISO/IEC MPEG-2 Visual、ITU-T H.263、ISO/IEC MPEG-4 Visual及ITU-T H.264(亦稱作ISO/IEC MPEG-4 AVC)，包括其可調式視訊寫碼(SVC)擴展及多視圖視訊寫碼(MVC)擴展。另外，存在由ITU-T視訊寫碼專家組(VCEG)及ISO/IEC運動圖像專家組(MPEG)的視訊寫碼聯合協作小組(JCT-VC)開發之新的視訊寫碼標準，亦即高效視訊寫碼(HEVC)。
HEVC標準之近期草案(稱作「HEVC工作草案10」或「WD10」)描述於Bross等人之文件JCTVC-L1003v34中，題為「High efficiency video coding(HEVC)text specification draft 10(for FDIS & Last Call)」，ITU-T SG16 WP3及ISO/IEC JTC1/SC29/WG11之視訊寫碼聯合協作小組(JCT-VC)，第12次會議：Geneva,CH、2013年1月14日至23日，該草案自2013年9月10起可自http：//phenix.int-evry.fr/jct/doc_end_user/documents/12_Geneva/wg11/JCTVC-L1003-v34.zip下載。WD10之全部內容特此以引用的方式併入。
HEVC之另一近期工作草案(WD)(且在下文中稱作HEVC WD9)自 2013年9月10起可自http：//phenix.int-evry.fr/jct/doc_end_user/documents/11_Shanghai/wg11/JCTVC-K1003-v13.zip獲得，該草案之全部內容以引用的方式併入本文。
為了便於理解，下文描述範圍擴展4：2：2：色度格式。一般而言，明度分量(明度)及色度分量(色度)用以界定圖像內之像素。明度分量指示明度資訊，且色度分量指示色彩資訊。每一像素可存在一個明度分量及兩色度分量。所描述技術可適用於其他色彩格式。
「HEVC範圍擴展」描述於Flynn等人之文件JCTVC-N1005_v3中，題為「High Efficiency Video Coding(HEVC)Range Extensions text specification：Draft 4」，ITU-T SG16 WP3及ISO/IEC JTC1/SC29/WG11之視訊寫碼聯協作小組(JCT-VC)，第13次會議：Incheon、KR，2013年4月18日至26日，該文件自2013年9月22日起可自http：//phenix.it-sudparis.eu/jct/doc_end_user/current_document.php？id=8139下載。
JCT-VC正考慮用於4：2：2及4：4：4色彩格式之新設定檔。對於4：2：2格式，與明度分量相比，色度分量在水平方向上經降低取樣(downsample)因數2。在垂直方向上無降低取樣。在上海的JCT-VC會議(2012年10月)中，決定使Sony所提供之軟體作為用於色度範圍擴展之軟體開發的基礎(JCTVC-K0181)，該文件自2013年9月10日起可自http：//phenix.int-evry.fr/jct/doc_end_user/documents/11_Shanghai/wg11/JCTVC-K0181-v4.zip獲得。此軟體在11月經發行為HEVC範圍擴展軟體。本發明藉由引用的方式而特此併入JCTVC-K0181文件全文。
JCT-VC正考慮用於4：2：2及4：4：4色彩格式之新設定檔。對於4：2：2格式，與明度分量相比，色度分量在水平方向上經降低取樣因數2。在垂直方向上無降低取樣。在上海的JCT-VC會議(2012年10月)中，決定使Sony所提供之軟體作為用於色度範圍擴展之軟體開發的基礎 (JCTVC-K0181)，該文件自2013年9月10日起可自http：//phenix.int-evry.fr/jct/doc_end_user/documents/11_Shanghai/wg11/JCTVC-K0181-v4.zip獲得。此軟體在11月經發行為HEVC範圍擴展軟體。本發明藉由引用的方式而特此併入JCTVC-K0181文件全文。
下文論述按4：2：2格式之矩形對方形變換。按4：2：2色度格式，降低取樣影響變換單元(TU)之大小。舉例而言，考慮大小為16(寬度)×16(高度)之寫碼單元(CU)。下文更詳細描述變換單元(TU)及寫碼單元(CU)。考慮殘餘四分樹(下文亦更詳細描述)針對明度而將CU再分為四個8×8 TU。接著，對於色度分量，TU之大小為4×8。若最大及最小明度變換大小分別為32×32及4×4，則對於4：2：2色度分量而言，16×32、8×16及4×8變換可為必要的。在擴展之色度格式軟體中，使用對應於此等大小之矩形變換。此對硬體複雜性具有影響。在硬體中，通常將每一變換大小實施為獨立區塊。因此，添加矩形變換增加了硬體複雜性。此外，使用此等大小之矩形變換亦需要量化之改變(使QP調整±3)。
或者，可使用N×N之兩方形變換來替代N×2N變換。在HEVC範圍擴展核心實驗(CE)1中研究此改變之影響。此CE之測試3比較兩方形變換對一個矩形變換之效能。在CE中，框內預測程序未修改。因此，針對色度分量而對矩形區塊N×2N進行框內預測。
下文描述針對色度之矩形區塊預測。由於4：2：2格式僅在一個方向上降低取樣，所以每個像素所覆蓋之區域為矩形。此意指常用HEVC框內角度預測可需要被修改。用以支援額外色度格式之HM7的擴展(JCTVC-J0191)建議使用於4：2：2之角度值加倍/減半，該擴展自2013年9月10日起可自http：//phenix.int-evry.fr/jct/doc_end_user/documents/10_Stockholm/wg11/JCTVC-J0191-v4.zip獲得。JCTVC-J0191中所描述之技術特此以引用的方式全文併 入。
如JCTVC-J0191中所論述，可根據HM9.0中使用之相同程序而導出角度步長及其逆向角(當前在HM9.0代碼中稱作「intraPredAngle」及「invAngle」)，如圖5A及圖5B中所示。HM9.0代碼可包含與當前HEVC測試模型(HM)相關聯之軟體。如在HM9.0中，對於模式18至34，當角度步長intraPredAngle乘以當前樣本之y座標時產生相對於待使用之參考樣本之偏移(相對於當前x座標，以樣本之1/32為單位)。該計算為：refX=(y+1)*intraPredAngle/32+x
對於方向18至25(且可為並不必高達34)，可需要在左上角參考樣本之左邊的參考樣本，且使用invAngle自參考樣本之最左行來進行內插。對於模式2至17，應用上述演算法之轉置。對於垂直框內模式(包括性的18至34)，使導出之角度步長減半且使其逆向角加倍。否則，對於水平框內模式(包括性的2至17)，使導出之角度步長加倍且使其逆向角減半。
圖1為說明可利用本發明中描述之技術的實例視訊編碼及解碼系統11之方塊圖。如圖1中所示，解碼系統11包括源器件12，源器件12產生稍後待由目的地器件14解碼之經編碼視訊資料。源器件12及目的地器件14可包含廣泛範圍器件中之任一者，包括桌上型電腦、筆記型(亦即，膝上型)電腦、平板電腦、機上盒、電話手機(諸如所謂的「智慧型」電話)、所謂的「智慧型」板、電視、攝影機、顯示器件、數位媒體播放器、視訊遊戲控制台、視訊串流器件或類似者。在一些狀況下，源器件12及目的地器件14可經配備用於無線通信。
目的地器件14可經由鏈路16接收待解碼之經編碼視訊資料。鏈路16可包含能夠自源器件12移動經編碼視訊資料至目的地器件14之任何類型的媒體或器件。在一個實例中，鏈路16可包含使源器件12能夠 將經編碼視訊資料即時直接傳輸至目的地器件14之通信媒體。可根據通信標準(諸如，無線通信協定)調變經編碼視訊資料，且將經編碼視訊資料傳輸至目的地器件14。通信媒體可包含任何無線或有線通信媒體，諸如射頻(RF)頻譜或一或多個實體傳輸線。通信媒體可形成基於封包之網路(諸如，區域網路、廣域網路或諸如網際網路之全球網路)的部分。通信媒體可包括路由器、交換器、基站或可用於促進自源器件12至目的地器件14之通信的任何其他設備。
或者，可將經編碼資料自輸出介面22輸出至儲存器件34。類似地，輸入介面28可自儲存器件34存取經編碼資料。儲存器件34可包括多種分散式或本端存取式資料儲存媒體中之任一者，諸如，硬碟機、藍光光碟、DVD、CD-ROM、快閃記憶體、揮發性或非揮發性記憶體，或用於儲存經編碼視訊資料之任何其他合適的數位儲存媒體。在另一實例中，儲存器件34可對應於可保持由源器件12產生之經編碼視訊之檔案伺服器或另一中間儲存器件。目的地器件14可經由串流傳輸或下載而自儲存器件34存取經儲存視訊資料。檔案伺服器可為能夠儲存經編碼視訊資料且將該經編碼視訊資料傳輸至目的地器件14的任何類型之伺服器。實例檔案伺服器包括web伺服器(例如，用於網站)、FTP伺服器、網路附接儲存(NAS)器件或本端磁碟機。目的地器件14可經由任何標準資料連接(包括網際網路連接)而存取經編碼視訊資料。此資料連接可包括適合於存取儲存於檔案伺服器上之經編碼視訊資料的無線頻道(例如，Wi-Fi連接)、有線連接(例如，數位用戶線、纜線數據機等)，或兩者之組合。經編碼視訊資料自儲存器件34之傳輸可為串流傳輸、下載傳輸或兩者之組合。
本發明之技術未必限於無線應用或設定。該等技術可應用於支援多種多媒體應用(諸如，(例如)經由網際網路之空中電視廣播、有線電視傳輸、衛星電視傳輸、串流視訊傳輸)中之任一者之視訊寫碼、 供儲存於資料儲存媒體上之數位視訊之編碼、儲存於資料儲存媒體上之數位視訊之解碼，或其他應用。在一些實例中，解碼系統11可經組態以支援單向或雙向視訊傳輸以支援諸如視訊串流傳輸、視訊播放、視訊廣播及/或視訊電話之應用。
在圖1之實例中，源器件12包括一視訊源18、視訊編碼器20及一輸出介面22。在一些狀況下，輸出介面22可包括調變器/解調器(數據機)及/或傳輸器。在源器件12中，視訊源18可包括諸如視訊擷取器件之源。一些實例視訊擷取器件包括視訊攝影機、含有先前擷取之視訊的視訊封存檔、用以自視訊內容提供者接收視訊之視訊饋入介面、及/或用於產生電腦圖形資料作為源視訊之電腦圖形系統、或此類源之組合。作為一個實例，若視訊源18為視訊攝影機，則源器件12與目的地器件14可形成所謂的攝影機電話或視訊電話。然而，一般而言，本發明中描述之技術可適用於視訊寫碼，且可應用於無線及/或有線應用。
視訊編碼器20可編碼經擷取、預先擷取或電腦產生之視訊。可經由源器件12之輸出介面22將經編碼視訊資料直接傳輸至目的地器件14。亦可(或替代地)將經編碼視訊資料儲存於儲存器件34上以供目的地器件14或其他器件稍後存取以用於解碼及/或播放。
目的地器件14包括一輸入介面28、一視訊解碼器30及一顯示器件32。在一些狀況下，輸入介面28可包括接收器及/或數據機。目的地器件14之輸入介面28經由鏈路16接收經編碼之視訊資料。經由鏈路16傳達或在儲存器件34上提供之經編碼視訊資料可包括由視訊編碼器20產生之各種語法元素，其供諸如視訊解碼器30的視訊解碼器在解碼該視訊資料時使用。此類語法元素可包括於在通信媒體上傳輸、儲存於儲存媒體上或儲存於檔案伺服器上之經編碼視訊資料中。
顯示器件32可與目的地器件14整合或在目的地器件14外部。在 一些實例中，目的地器件14可包括整合式顯示器件，且經組態以與一外部顯示器件介接。在其他實例中，目的地器件14可為顯示器件。一般而言，顯示器件32向使用者顯示經解碼之視訊資料，且可包含多種顯示器件中之任一者，諸如，液晶顯示器(LCD)、電漿顯示器、有機發光二極體(OLED)顯示器或另一類型之顯示器件。
視訊編碼器20及視訊解碼器30可根據視訊壓縮標準(諸如，目前在開發中之HEVC標準)而操作，且可符合HM。或者，視訊編碼器20及視訊解碼器30可根據諸如ITU-T H.264標準或者被稱作MPEG-4第10部分(進階視訊寫碼(AVC)之其他專屬或工業標準或此類標準之擴展而操作。視訊壓縮標準之其他實例包括MPEG-2及ITU-T H.263。
然而，本發明之技術不限於任何特定寫碼標準。此外，即使本發明中描述之技術未必符合特定標準，本發明中描述之技術亦可進一步有助於相對於各種標準之寫碼效率。另外，本發明中描述之技術可為未來標準之部分。為容易理解，關於正在開發中之HEVC標準來描述該等技術，但該等技術部限於HEVC標準，且可經擴展至特定標準未定義之其他視訊寫碼標準或視訊寫碼技術。
雖然圖1中未展示，但在一些態樣中，視訊編碼器20及視訊解碼器30可各自與音訊編碼器及解碼器整合，且可包括適當多工器-解多工器(MUX-DEMUX)單元或其他硬體及軟體以處置共同資料串流或獨立資料串流中之音訊及視訊兩者的編碼。若可適用，則在一些實例中，MUX-DEMUX單元可符合ITU H.223多工器協定，或諸如使用者資料報協定(UDP)之其他協定。
視訊編碼器20及視訊解碼器30可各自實施為各種合適編碼器電路中之任一者，諸如一或多個微處理器、數位信號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)、離散邏輯、軟體、硬體、韌體或其任何組合。當部分地以軟體實施技術時，器件可 將用於軟體之指令儲存於合適的電腦可讀儲存媒體(諸如非暫時性電腦可讀儲存媒體)中，且可使用一或多個處理器在硬體中執行指令以執行本發明之技術。視訊編碼器20及視訊解碼器30中之每一者可包括於一或多個編碼器或解碼器中，其中任一者可整合為各別器件中之組合式編碼器/解碼器(編碼解碼器(CODEC))的部分。
JCT-VC正致力於HEVC標準之開發。HEVC標準化努力係基於視訊寫碼器件之演進模型，其被稱作HM。HM假設視訊寫碼器件相對於根據(例如)ITU-T H.264/AVC之現有器件的若干額外能力。舉例而言，H.264提供九個框內預測編碼模式，而HM可提供多達三十三個框內預測編碼模式。
一般而言，HM之工作模型描述視訊圖框或圖像可劃分成包括明度樣本及色度樣本兩者之樹型區塊或最大寫碼單元(LCU)序列。樹型區塊具有與H.264標準之巨集區塊之目的類似的目的。切片包括按寫碼次序之數個連續樹型區塊。可將視訊圖框或圖像分割成一或多個切片。每一樹型區塊可根據四分樹而分裂成若干寫碼單元(CU)。舉例而言，樹型區塊(作為四分樹之根節點)可分裂成四個子節點，且每一子節點可又為父節點，且分裂成另外四個子節點。最後未分裂之子節點(作為四分樹之葉節點)包含一寫碼節點，亦即，經寫碼之視訊區塊。與經寫碼之位元串流相關聯之語法資料可定義樹型區塊可分裂之最大次數，且亦可定義寫碼節點之最小大小。
CU包括一寫碼節點及與該寫碼節點相關聯之若干預測單元(PU)及變換單元(TU)。CU之大小對應於寫碼節點之大小，且形狀可為方形。CU之大小的範圍可自8×8像素直至具有最大64×64像素或大於64×64像素之樹型區塊之大小。每一CU可含有一或多個PU及一或多個TU。與CU相關聯之語法資料可描述(例如)CU至一或多個PU之分割。分割模式可視CU係經跳過或經直接模式編碼、經框內預測模式 編碼抑或經框間預測模式編碼而不同。PU可在形狀上分割成非方形。與CU相關聯之語法資料亦可描述(例如)CU根據四分樹至一或多個TU之分割。TU之形狀可為方形或非方形。
HEVC標準允許根據TU之變換，該等變換對於不同CU可不同。通常基於針對經分割LCU所定義之給定CU內之PU的大小而設定TU大小，但可能並非總是如此狀況。TU通常具有與PU相同的大小，或小於PU。在一些實例中，可使用已知為「殘餘四分樹」(RQT)之四分樹結構而將對應於CU之殘餘樣本再分為更小之單元。RQT之葉節點可被稱作變換單元(TU)。可變換與TU相關聯之像素差值以產生變換係數，變換係數可被量化。
一般而言，預測單元(PU)包括與預測程序有關之資料。舉例而言，當將PU以框內模式編碼時，該PU可包括描述該PU的框內預測模式之資料。作為另一實例，當將PU以框間模式編碼時，該PU可包括定義該PU的運動向量之資料。定義PU之運動向量之資料可描述(例如)運動向量之水平分量、運動向量之垂直分量、運動向量之解析度(例如，四分之一像素精度或八分之一像素精度)、運動向量所指向的參考圖像，及/或運動向量之參考圖像清單(例如，RefPicList0(L0)或RefPicList1(L1))。
TU可用於變換及量化程序。在一些實例中，TU可指三個變換區塊之集合。此等三個變換區塊可包括可用於變換及量化程序之一個明度變換區塊及兩個色度變換區塊。此等三個變換區塊可形成用於給定區塊大小之區域的TU。具有一或多個PU之給定CU亦可包括一或多個變換單元(TU)。在預測之後，視訊編碼器20可計算對應於PU之殘餘值。殘餘值包含像素差值，可使用TU來將該等像素差值變換為變換係數、量化及掃描以產生串列化變換係數用於熵寫碼。本發明通常使用術語「視訊區塊」來指CU之寫碼節點。在一些特定狀況下，本發 明亦可使用術語「視訊區塊」來指包括一寫碼節點及若干PU及TU的樹型區塊(亦即，LCU或CU)。
舉例而言，對於根據當前正在開發中之HEVC標準之視訊寫碼，可將視訊圖像分割為若干寫碼單元(CU)、預測單元(PU)及變換單元(TU)。CU通常指用作基本單元之影像區，可將各種寫碼工具應用於所述基本單元以用於視訊壓縮。CU通常具有方形幾何形狀，且可在其他視訊寫碼標準(例如ITU-T H.264)下被視為類似於所謂的「巨集區塊」。
為達成較佳之寫碼效率，CU可具有取決於其含有之視訊資料的可變大小。亦即，可將CU分割或「分裂」為較小之區塊或子CU，每一者亦可被稱作CU。另外，可將未分裂為子CU之每一CU進一步分割為一或多個PU或TU，以分別用於CU之預測及變換的目的。
在其他視訊寫碼標準(諸如H.264)下可將PU視為類似於所謂的區塊之分割區。PU為執行區塊之預測以產生「殘餘」係數所基於的基礎。CU之殘餘係數表示CU之視訊資料與使用CU之一或多個PU所判定的CU之預測資料之間的差異。特定而言，一或多個PU指定為了預測目的而分割CU的方式，以及使用哪一預測模式來預測CU之每一分割區內所含有的視訊資料。
CU之一或多個TU指定CU之殘餘係數的區塊之分割區，基於此而將變換應用至區塊以產生CU之殘餘變換係數之區塊。該一或多個TU亦可與所施加的變換之類型相關聯。該變換可將殘餘係數自像素域或空間域轉換至變換域(諸如頻域)。另外，該一或多個TU可指定參數，可基於該等參數而將量化施加至殘餘變換係數之所得區塊以產生經量化殘餘變換係數之區塊。殘餘變換係數可經量化以可能地減少用以表示係數之資料的量。
CU通常包括一個明度分量(表示為Y)及兩個色度分量(表示為U及 V)。換言之，未進一步分裂為多個子CU之給定CU可包括Y、U及V分量，可將每一分量進一步分割為一或多個PU及TU，以用於CU之預測及變換的目的，如先前所描述。舉例而言，取決於視訊取樣格式，就樣本數目而言，U和V分量之大小可與Y分量之大小相同或不同。因而，可針對給定CU之Y、U及V分量中之每一者而執行上文參考預測、變換及量化而描述的技術。
為對CU進行編碼，首先基於CU之一或多個PU而導出CU之一或多個預測子(predictor)。預測子為含有CU之預測資料的參考區塊，且基於CU之對應PU而導出，如先前所描述。舉例而言，PU指示將針對其而判定經預測資料的CU之分割區，以及用以判定該經預測資料之預測模式。可經由框內(I)預測(亦即，空間預測)或框間(P或B)預測(亦即，時間預測)中之任一者而導出預測子。因此，一些CU可相對於同一圖框中之鄰近參考區塊或CU而使用空間預測來經框內寫碼(I)，而其他CU可相對於其他圖框中之參考區塊或CU而經框間寫碼(P或B)。
在基於CU之一或多個PU而識別一或多個預測子後，計算對應於該一或多個PU之CU的原始視訊資料與含於該一或多個預測子中之CU的預測資料之間的差異。此差異(亦稱作預測殘餘)包含殘餘係數，且指該一或多個PU與一或多個預測子所指定之CU之多個部分之間的像素差，如先前所描述。一般將殘餘係數配置成對應於CU之一或多個PU之二維(2-D)陣列。
為達成進一步壓縮，一般(例如)使用離散餘弦變換(DCT)、整數變換、卡忽南-拉維(Karhunen-Loeve，K-L)變換或另一變換來對預測殘餘進行變換。變換將空間域中之預測殘餘(亦即，殘餘係數)轉換為變換域(例如，頻域)中之殘餘變換係數，如先前亦描述。一般亦將變換係數配置成對應於CU之一或多個TU之2-D陣列。為了進一步壓縮，殘餘變換係數可經量化以可能地減少用以表示係數之資料的量， 如先前亦描述。
為了達成仍進一步壓縮，熵寫碼器隨後使用上下文自適應性可變長度寫碼(CAVLC)、上下文自適應性二進位算術寫碼(CABAC)、機率區間分割熵寫碼(PIPE)或另一熵寫碼技術來編碼所得殘餘變換係數。熵寫碼可藉由減少或移除CU之視訊資料內固有的統計冗餘而相對於其他CU達成此進一步壓縮。
視訊序列通常包括一系列視訊圖框或圖像。圖像群組(GOP)一般包含一系列視訊圖像中之一或多者。GOP可在GOP之標頭、圖像中之一或多者之標頭中或在別處包括描述包括於GOP中之數個圖像的語法資料。圖像之每一切片可包括描述各別切片之編碼模式的切片語法資料。視訊編碼器20通常對個別視訊切片內之視訊區塊進行操作，以便編碼視訊資料。視訊區塊可對應於CU內之寫碼節點。視訊區塊可具有固定或變化之大小，且可根據指定寫碼標準而在大小方面不同。
作為一實例，HM支援以各種PU大小進行預測。假定特定CU之大小為2N×2N，則HM支援以2N×2N或N×N之PU大小進行框內預測，及以2N×2N、2N×N、N×2N或N×N之對稱PU大小進行框間預測。HM亦支援以2N×nU、2N×nD、nL×2N及nR×2N之PU大小進行框間預測之不對稱分割。在不對稱分割中，CU之一方向未分割，而另一方向分割成25%及75%。CU之對應於25%分割區之部分由「n」之後接著「上」、「下」、「左」或「右」之指示來指示。因此，例如，「2N×nU」指在水平方向上以頂部2N×0.5N PU及底部2N×1.5N PU分割之2N×2N CU。
在本發明中，「N×N」與「N乘N」可互換地使用以指視訊區塊在垂直尺寸與水平尺寸方面之像素尺寸，例如，16×16像素或16乘16像素。一般而言，16×16區塊將在垂直方向上具有16個像素(y=16)及在水平方向上具有16個像素(x=16)。類似地，N×N區塊一般在垂直方 向上具有N個像素及在水平方向上具有N個像素，其中N表示非負整數值。區塊中的像素可配置成若干列及若干行。此外，區塊未必需要在水平方向中與在垂直方向中具有相同數目個像素。舉例而言，區塊可包含N×M個像素，其中M未必等於N。然而，如本文描述，在一些狀況下M可等於N，使得可使用方形區塊。當按4：2：2格式來使用方形變換時，本文所描述之技術可針對方形區塊而利用新的角。在一些實例中，技術可限制該等角，因此在所界定之陣列之外未使用參考樣本。在一些實例中，技術可擴展該等陣列。在一些實例中，技術可限制該等角且擴展該等陣列。
在使用CU之PU進行框內預測性或框間預測性寫碼後，視訊編碼器20可計算CU之TU的殘餘資料。PU可包含空間域(亦稱作像素域)中之像素資料，且TU可包含在將例如離散餘弦變換(DCT)、整數變換、小波變換或概念上類似之變換的變換應用於殘餘視訊資料之後的變換域中之係數。殘餘資料可對應於未經編碼圖像之像素與對應於PU之預測值之間的像素差。視訊編碼器20可形成包括CU之殘餘資料的TU，且接著變換該等TU以產生CU之變換係數。
在應用任何變換以產生變換係數之後，視訊編碼器20可執行變換係數之量化。量化一般指如下程序：將變換係數量化以可能地減少用以表示該等係數之資料的量，從而提供進一步壓縮。該量化程序可減少與該等係數中之一些或所有相關聯的位元深度。舉例而言，可在量化期間將n位元值降值捨位至m位元值，其中n大於m。
在一些實例中，視訊編碼器20可利用預定義掃描次序來掃描經量化之變換係數，以產生可經熵編碼的串列化向量。在其他實例中，視訊編碼器20可執行自適應性掃描。在掃描經量化之變換係數以形成一維向量之後，視訊編碼器20可(例如)根據上下文自適應性可變長度寫碼(CAVLC)、上下文自適應性二進位算術寫碼(CABAC)、基於語法 之上下文自適應性二進位算術寫碼(SBAC)、機率區間分割熵(PIPE)寫碼或另一熵編碼方法而熵編碼該一維向量。視訊編碼器20亦可熵編碼與經編碼視訊資料相關聯之語法元素以供視訊解碼器30用於解碼視訊資料。
為了執行CABAC，視訊編碼器20可將上下文模型內之上下文指派給待傳輸之符號。該上下文可能係關於(例如)符號之鄰近值是否為非零。為了執行CAVLC，視訊編碼器20可針對待傳輸之符號而選擇一可變長度碼。可建構可變長度碼(VLC)中之碼字使得相對較短的碼對應於更有可能的符號，而較長碼對應於較不可能的符號。以此方式，使用VLC可達成位元節省(與(例如)針對待傳輸之每一符號使用等長度碼字相比較)。機率判定可基於指派給符號之上下文。
視訊編碼器20及視訊解碼器30可經組態以實施本發明中所描述之技術。為了說明之目的，以下描述關於視訊寫碼器之技術。視訊寫碼器之一個實例為視訊編碼器20。視訊寫碼器之另一實例為視訊解碼器30。
如本文中描述，本發明之技術可係關於視訊信號之色度分量。一個實例可係關於按4：2：2色度格式之方形區塊預測。舉例而言，當按4：2：2格式來使用方形變換時，該等技術可針對方形區塊而利用新的角。因此，視訊寫碼器可經組態以執行以下各項中之至少一者：限制框內預測角以自參考陣列進行預測，及基於在參考陣列外部之參考值而擴展參考陣列。在一些實例中，視訊寫碼器可經組態以進行以下兩項：限制框內預測角以自參考陣列進行預測，及基於在參考陣列外部之參考值而擴展參考陣列。視訊寫碼器可經組態以基於經限制框內預測角及經擴展參考陣列中之至少一者而對當前區塊進行框內寫碼。在一些實例中，視訊寫碼器可經組態以基於經限制框內預測角及經擴展參考陣列兩者而對當前區塊進行框內寫碼。
在一些實例中，視訊寫碼器可剪輯框內預測角以限制框內預測角，且亦可限制逆向角。舉例而言，視訊寫碼器可：例如在沿著至少一軸線之框內預測角已加倍以包括自-64至+64的角時，將框內預測角剪輯至範圍[-32,32]；及例如在沿著至少一軸線之逆向框內預測角已減半以包括自-2048至-128的角時，將逆向角限於最小值256。在一些實例中，當預測並非垂直或水平的或逆向角為0時，視訊寫碼器可將逆向角限於最小值256。在一些實例中，視訊寫碼器可基於框內預測角之初始正負號而剪輯框內預測角。
在視訊寫碼器擴展參考陣列之實例中，視訊寫碼器可藉由使用最後可用之參考值來擴展參考陣列。舉例而言，視訊寫碼器可將最後可用參考值之參考值設定為等於參考陣列之外的一或多個樣本之參考值。
視訊寫碼器(諸如視訊編碼器20或視訊解碼器30)可按4：2：2色度格式在視訊解碼方案中寫碼視訊資料。寫碼器可限制框內預測角以自參考陣列預測色度分量。所使用之經限制框內預測角可在小於或等於明度分量之最大框內預測角的值之間變化。視訊編碼器20或視訊解碼器30可基於經限制框內預測角而寫碼經色度框內寫碼之當前區塊或框內寫碼一當前區塊。
視訊寫碼器(諸如視訊編碼器20或視訊解碼器30)可在包括數個框內預測角之視訊解碼方案中基於參考陣列外部之參考值而擴展該參考陣列。視訊寫碼器可將預測值儲存於經擴展參考陣列中，且至少基於經擴展參考陣列中之預測值而解碼經框內寫碼之當前區塊。
視訊寫碼器(諸如視訊編碼器20或視訊解碼器30)可在具有數個框內預測角之視訊寫碼方案中寫碼視訊資料。在一些實例中視訊寫碼方案可包括4：2：2色度格式。視訊寫碼器可使用經限制框內預測角來在視訊解碼方案中自參考陣列進行預測。經限制框內預測角可小於視訊解 碼方案中之框內預測角之數目。限制框內預測角可包括剪輯框內預測角及限制逆向角。視訊寫碼器可基於經限制框內預測角而寫碼經框內寫碼之當前區塊。在另一實例中，視訊寫碼器可在包括數個框內預測角之視訊解碼方案中基於參考陣列外部之參考值而擴展該參考陣列。如上文論述，在一些實例中，擴展陣列進一步包含藉由將最後可用參考值之參考值設定為等於參考陣列之外的一或多個樣本之參考值而使用最後可用參考值來擴展該參考陣列。視訊寫碼器可將框內預測角儲存於參考陣列中。
圖2為說明可實施本發明中描述之技術之實例視訊編碼器20的方塊圖。視訊編碼器20可執行視訊切片內之視訊區塊之框內及框間寫碼。框內寫碼依賴於空間預測以減小或移除給定視訊圖框或圖像內之視訊的空間冗餘。框間寫碼依賴於時間預測以減小或移除視訊序列之鄰近圖框或圖像內之視訊的時間冗餘。框內模式(I模式)可指若干基於空間之壓縮模式中之任一者。框間模式(諸如，單向預測(P模式)或雙向預測(B模式))可指若干基於時間之壓縮模式中的任一者。
在圖2之實例中，視訊編碼器20包括分割單元64、預測處理單元66、參考圖像記憶體88、求和器74、變換處理單元76、量化單元78及熵編碼單元80。預測處理單元66包括運動估計單元68、運動補償單元70及框內預測單元72。對於視訊區塊重建構，視訊編碼器20亦包括逆量化單元82、逆變換處理單元84及求和器86。亦可包括解區塊濾波器(圖2中未展示)以對區塊邊界進行濾波以自經重建構之視訊移除區塊效應假影。若需要，則解區塊濾波器通常將對求和器86之輸出進行濾波。除解區塊濾波器之外，亦可使用額外的迴路濾波器(迴路內或迴路後)。
如圖2中所示，視訊編碼器20接收視訊資料，且分割單元64將該資料分割為若干視訊區塊。此分割亦可包括分割為若干切片、方塊或 其他較大單元，以及(例如)根據LCU及CU之四分樹結構的視訊區塊分割。視訊編碼器20一般說明編碼待經編碼之視訊切片內之視訊區塊的組件。可將切片劃分為多個視訊區塊(且可能劃分為稱作方塊之視訊區塊之集合)。預測處理單元66可基於錯誤結果(例如，寫碼速率及失真位準)而選擇複數個可能寫碼模式中之一者(諸如複數個框內寫碼模式中之一者(亦即，框內預測)或複數個框間寫碼模式中之一者(亦即，框間預測))用於當前視訊區塊。預測處理單元66可將所得經框內或框間寫碼之區塊提供至求和器74以產生殘餘區塊資料，及提供至求和器86以重建構經編碼區塊以用作參考圖像。
預測處理單元66內之框內預測單元72可執行相對於在與待寫碼之當前區塊相同的圖框或切片中之一或多個鄰近區塊的當前視訊區塊之框內預測性寫碼以提供空間壓縮。預測處理單元66內之運動估計單元68及運動補償單元70執行相對於一或多個參考圖像中之一或多個預測性區塊的當前視訊區塊之框間預測性寫碼以提供時間壓縮。
運動估計單元68可經組態以根據視訊序列之預定型樣來判定視訊切片之框間預測模式。運動估計單元68及運動補償單元70可高度整合，但為概念目的仍分開說明。由運動估計單元68執行之運動估計為產生運動向量之程序，運動向量估計視訊區塊之運動。運動向量(例如)可指示當前視訊圖框或圖像內之視訊區塊之PU相對於參考圖像內之預測性區塊的移位。
預測性區塊為被發現與待寫碼之視訊區塊之PU在像素差方面緊密匹配的區塊，可藉由絕對差總和(SAD)、平方差總和(SSD)或其他不同度量來判定像素差。在一些實例中，視訊編碼器20可計算儲存於參考圖像記憶體88中之參考圖像的次整數像素位置之值。舉例而言，視訊編碼器20可內插該參考圖像之四分之一像素位置、八分之一像素位置或其他分率像素位置之值。因此，運動估計單元68可執行相對於 全像素位置及分率像素位置之運動搜尋，且以分率像素精度輸出運動向量。
運動估計單元68藉由比較PU之位置與參考圖像之預測性區塊之位置而計算經框間寫碼切片中視訊區塊之PU的運動向量。參考圖像可選自第一參考圖像清單(RefPicList0)或第二參考圖像清單(RefPicList1)，該等清單中之每一者識別儲存於參考圖像記憶體88中之一或多個參考圖像。運動估計單元68將所計算之運動向量發送至熵編碼單元80及運動補償單元70。
由運動補償單元70執行之運動補償可涉及基於運動估計所判定之運動向量而提取或產生預測性區塊，運動估計可能執行至子像素精度之內插。在接收到當前視訊區塊之PU之運動向量後，運動補償單元70可將運動向量所指向的預測性區塊定位於參考圖像清單中之一者中。視訊編碼器20藉由自正寫碼之當前視訊區塊的像素值減去預測性區塊之像素值來形成殘餘視訊區塊，從而形成像素差值。像素差值形成區塊之殘餘資料，且可包括明度差分量與色度差分量兩者。求和器74表示執行此減法運算之一或多個組件。運動補償單元70亦可產生與視訊區塊及視訊切片相關聯的供由視訊解碼器30用於解碼視訊切片之視訊區塊的語法元素。
作為由運動估計單元68及運動補償單元70執行之框間預測的替代，框內預測單元72可框內預測一當前區塊，如上文描述。詳言之，框內預測單元72可判定用以編碼當前區塊的框內預測模式。在一些實例中，框內預測單元72可(例如)在獨立之編碼遍次期間使用各種框內預測模式來編碼當前區塊，且框內預測單元72可自所測試之模式中選擇待使用之適當框內預測模式。舉例而言，框內預測單元72可使用對各種經測試之框內預測模式之速率-失真分析而計算速率-失真值，且在經測試模式當中選擇具有最佳速率-失真特性之框內預測模式。速 率-失真分析一般判定經編碼區塊與經編碼以產生該經編碼區塊的原始未經編碼區塊之間的失真(或誤差)之量以及用以產生經編碼區塊之位元率(亦即，位元數目)。框內預測單元72可自失真及速率計算各種經編碼區塊之比率以判定哪一框內預測模式展現區塊之最佳速率-失真值。
在任何狀況下，在對於一區塊選擇框內預測模式之後，框內預測單元72可將指示該區塊的選定框內預測模式之資訊提供至熵編碼單元80。熵編碼單元80可根據本發明之技術而編碼指示該選定框內預測模式之資訊。
在預測處理模組66經由框間預測或框內預測而產生當前視訊區塊之預測性區塊後，視訊編碼器20藉由自當前視訊區塊減去預測性區塊而形成殘餘視訊區塊。殘餘區塊中之殘餘視訊資料可包括於一或多個TU中且應用至變換處理單元76。變換處理單元76使用諸如離散餘弦變換(DCT)或概念上類似的變換之變換將殘餘視訊資料變換成殘餘變換係數。變換處理單元76可將殘餘視訊資料自像素域轉換至變換域，諸如頻域。
變換處理單元76可將所得的變換係數發送至量化單元78。量化單元78量化該等變換係數以進一步減少位元率。該量化程序可減少與該等係數中之一些或所有相關聯的位元深度。可藉由調整量化參數而修改量化程度。在一些實例中，量化單元78可接著執行包括經量化之變換係數之矩陣的掃描。或者，熵編碼單元80可執行該掃描。
在量化之後，熵編碼單元80熵編碼經量化之變換係數。舉例而言，熵編碼單元80可執行上下文自適應性可變長度寫碼(CAVLC)、上下文自適應性二進位算術寫碼(CABAC)、基於語法之上下文自適應性二進位算術寫碼(SBAC)、機率區間分割熵(PIPE)寫碼或另一熵編碼方法或技術。在藉由熵編碼單元80進行熵編碼之後，可將經編碼位元串 流傳輸至視訊解碼器30或加以存檔以供稍後傳輸或藉由視訊解碼器30擷取。熵編碼單元80亦可熵編碼正被寫碼之當前視訊切片的運動向量及其他語法元素。
逆量化單元82及逆變換處理模組84分別應用逆量化及逆變換，以在像素域中重建構殘餘區塊以供稍後用作參考圖像之參考區塊。運動補償單元70可藉由將殘餘區塊與參考圖像清單中之一者內的參考圖像中之一者之預測性區塊相加來計算參考區塊。運動補償單元70亦可對該經重建構的殘餘區塊應用一或多個內插濾波器以計算用於在運動估計中使用之次整數像素值。求和器86將該經重建構的殘餘區塊加至由運動補償單元70產生之經運動補償的預測區塊以產生一參考區塊以用於儲存於參考圖像記憶體88中。參考區塊可由運動估計單元68及運動補償單元70用作一參考區塊以框間預測在後續視訊圖框或圖像中之區塊。
在一些實例中，預測處理單元66可經組態以執行本發明之技術。舉例而言，預測處理單元66可按4：2：2色度格式在視訊解碼方案中寫碼視訊資料。預測處理單元66可限制框內預測角以自參考陣列預測色度分量。所使用之經限制框內預測角可在小於或等於明度分量之最大框內預測角的值之間變化。預測處理單元66可基於經限制框內預測角而寫碼經色度框內寫碼之當前區塊或框內寫碼一當前區塊。
在另一實例中，預測處理單元66可在包括數個框內預測角之視訊解碼方案中基於參考陣列外部之參考值而擴展該參考陣列。預測處理單元66可將預測值儲存於經擴展參考陣列中，且至少基於經擴展參考陣列中之預測值而解碼經框內寫碼之當前區塊。
在其他實例中，框內預測單元72或預測處理單元66可執行具有數個框內預測角之解碼方案之各種態樣。舉例而言，框內預測單元72可限制框內預測角之數目以在視訊編碼方案中自參考陣列進行預測。 經限制框內預測角可小於視訊編碼方案中之框內預測角之數目。因此，視訊編碼器20可基於經限制框內預測角而框內寫碼一當前區塊。在一些實例中，框內預測單元72可藉由剪輯框內預測角而限制該等框內預測角。框內預測單元72亦可限制逆向角。在一些實例中，限制該等逆向角亦可藉由剪輯來完成。
然而，本發明之態樣不限於此。在其他實例中，視訊編碼器20之一些其他單元(諸如處理器)或視訊編碼器20之任何其他單元可經分派任務以執行本發明之技術。另外，在一些實例中，本發明之技術可在視訊編碼器20之多個單元中之一或多者當中經劃分。
如本文中描述，本發明之技術可係關於視訊信號之色度分量。一個實例可係關於按4：2：2色度格式之方形區塊預測。舉例而言，當按4：2：2格式來使用方形變換時，該等技術可針對方形區塊而利用新的角。因此，視訊編碼器20可經組態以執行以下各項中之至少一者：限制框內預測角以自參考陣列進行預測，及基於在參考陣列外部之參考值而擴展參考陣列。在一些實例中，視訊編碼器20可經組態以進行以下兩項：限制框內預測角以自參考陣列進行預測，及基於在參考陣列外部之參考值而擴展參考陣列。視訊編碼器20可經組態以基於經限制框內預測角及經擴展參考陣列中之至少一者而對當前區塊進行框內寫碼。在一些實例中，視訊編碼器20可經組態以基於經限制框內預測角及經擴展參考陣列兩者而對當前區塊進行框內寫碼。
在一些實例中，視訊編碼器20可剪輯框內預測角以限制框內預測角，且亦可限制逆向角。舉例而言，視訊編碼器20可將框內預測角剪輯至範圍[-32,32]，且將逆向角限制至最小值256。在一些實例中，當預測並非垂直或水平的或逆向角為0時，視訊編碼器20可將逆向角限於最小值256。在一些實例中，視訊編碼器20可基於框內預測角之初始正負號而剪輯框內預測角。
在視訊編碼器20擴展參考陣列之實例中，視訊編碼器20可藉由使用最後可用之參考值來擴展參考陣列。舉例而言，視訊編碼器20可將最後可用參考值之參考值設定為等於參考陣列之外的一或多個樣本之參考值。
圖3為說明可實施本發明中描述之技術之實例視訊解碼器30的方塊圖。在圖3之實例中，視訊解碼器30包括熵解碼單元90、預測處理元91、逆量化單元96、逆變換處理單元98、求和器100及參考圖像記憶體102。預測處理單元91包括運動補償單元92及框內預測處理單元94。在一些實例中，視訊解碼器30可執行與關於來自圖2之視訊編碼器20所描述之編碼遍次大體上互逆的解碼遍次。
在解碼程序期間，視訊解碼器30接收經編碼視訊位元串流，其表示來自視訊編碼器20的經編碼視訊切片之視訊區塊及相關聯語法元素。視訊解碼器30之熵解碼單元90熵解碼該位元串流以產生經量化係數、運動向量及其他語法元素。熵解碼單元90將運動向量及其他語法元素轉遞至預測處理單元91。視訊解碼器30可接收在視訊切片層級及/或視訊區塊層級之語法元素。
在視訊切片經寫碼為經框內寫碼(I)切片時，預測處理單元91之框內預測處理單元94可基於用信號發出之框內預測模式及來自當前圖框或圖像的先前經解碼區塊之資料而產生針對當前視訊切片之視訊區塊的預測資料。在視訊圖像經寫碼為經框間寫碼(亦即，B或P)切片時，預測處理單元91之運動補償單元92基於運動向量及自熵解碼單元90所接收的其他語法元素而產生針對當前視訊切片之視訊區塊的預測性區塊。可根據參考圖像清單中之一者內的參考圖像中之一者而產生預測性區塊。視訊解碼器30可基於儲存於參考圖像記憶體102中之參考圖像使用預設建構技術來建構參考圖框清單，RefPicList0及RefPicList1。
運動補償單元92藉由剖析運動向量及其他語法元素而判定當前視訊切片之視訊區塊之預測資訊，且使用該預測資訊以產生正被解碼之當前視訊區塊之預測性區塊。舉例而言，運動補償單元92使用所接收語法元素中之一些來判定：用以寫碼視訊切片之視訊區塊之預測模式(例如，框內預測或框間預測)；框間預測切片類型(例如，B切片或P切片)；用於該切片之參考圖像清單中之一或多者的建構資訊；用於該切片之每一框間編碼之視訊區塊的運動向量；用於該切片之每一框間寫碼之視訊區塊之框間預測狀態；及用以解碼當前視訊切片中之視訊區塊的其他資訊。
運動補償單元92亦可基於內插濾波器來執行內插。運動補償單元92可使用如由視訊編碼器20在視訊區塊之編碼期間使用的內插濾波器來計算參考區塊之次整數像素的內插值。在此狀況下，運動補償單元92可根據接收之語法元素判定由視訊編碼器20使用之內插濾波器且使用該等內插濾波器來產生預測性區塊。
逆量化單元96逆量化(亦即，解量化)提供於位元串流中且由熵解碼單元90解碼之經量化變換係數。逆量化程序可包括使用由視訊編碼器20針對視訊切片中之每一視訊區塊計算的量化參數來判定量化程度及(同樣地)應應用的逆量化程度。逆變換處理單元98將逆變換(例如，逆DCT、逆整數變換或概念上類似之逆變換程序)應用於變換係數，以便在像素域中產生殘餘區塊。
在運動補償單元92基於運動向量及其他語法元素而產生當前視訊區塊之預測性區塊後，視訊解碼器30藉由將來自逆變換處理單元98之殘餘區塊與由運動補償單元92所產生之對應預測性區塊求和而形成一經解碼視訊區塊。求和器100表示執行此求和運算之(一或多個)組件。若需要，亦可應用解區塊濾波器來對經解碼區塊濾波以便移除區塊效應假影。其他迴路濾波器(寫碼迴路中抑或寫碼迴路後)亦可用以 使像素轉變平滑，或以其他方式改良視訊品質。接著將給定圖框或圖像中之經解碼視訊區塊儲存於參考圖像記憶體102中，參考圖像記憶體102儲存用於後續運動補償之參考圖像。參考圖像記憶體102亦儲存經解碼視訊以用於稍後呈現於一顯示器件上，諸如圖1之顯示器件32。
在一些實例中，預測處理單元91可經組態以執行本發明之技術。舉例而言，預測處理單元91可按4：2：2色度格式在視訊解碼方案中寫碼視訊資料。預測處理單元91可限制框內預測角以自參考陣列預測色度分量。所使用之經限制框內預測角可在小於或等於明度分量之最大框內預測角的值之間變化。預測處理單元91可基於經限制框內預測角而寫碼經色度框內寫碼之當前區塊或框內寫碼一當前區塊。
在另一實例中，預測處理單元91可在包括數個框內預測角之視訊解碼方案中基於參考陣列外部之參考值而擴展該參考陣列。預測處理單元91可將預測值儲存於經擴展參考陣列中，且至少基於經擴展參考陣列中之預測值而解碼經框內寫碼之當前區塊。
在另一實例中，預測處理單元91之框內預測處理單元94可執行具有數個框內預測角之編碼方案之各種態樣。舉例而言，框內預測處理單元94可限制用以在視訊編碼方案中自參考陣列進行預測的框內預測角。經限制框內預測角可小於視訊解碼方案中之框內預測角之數目。因此，視訊解碼器30可基於經限制框內預測角而框內寫碼一當前區塊。在一些實例中，框內預測處理單元94可藉由剪輯框內預測角而限制該等框內預測角。框內預測處理單元94亦可限制逆向角。在一些實例中，限制該等逆向角亦可藉由剪輯來完成。
然而，本發明之態樣不限於此。在其他實例中，視訊編碼器20之一些其他單元(諸如處理器)或視訊編碼器20之任何其他單元可經分派任務以執行本發明之技術。另外，在一些實例中，本發明之技術可 在視訊編碼器20之多個單元中之一或多者之間經劃分。
在一或多個實例中，視訊解碼器30可在具有數個框內預測角之視訊寫碼方案中解碼視訊資料。視訊解碼器30可相對於包括當前區塊之圖像之明度分量來降低取樣該圖像之色度分量。在一些實例中，框內寫碼可包括框內寫碼當前區塊之經降低取樣之色度分量。降低取樣色度分量可包括在限制及擴展中之至少一者之前降低取樣色度分量。
在一些實例中，視訊解碼器30可使用經限制框內預測角來在視訊解碼方案中自參考陣列進行預測。經限制框內預測角可小於視訊解碼方案中之框內預測角之數目。限制框內預測角可包括剪輯框內預測角及限制逆向角。剪輯框內預測角可包括將框內預測角剪輯至範圍(-32,32)。此可例如在沿著至少一軸線之框內預測角已加倍以包括自-64至+64的角時來進行。限制逆向角可包括將逆向角限制至最小值-256。此可例如在沿著至少一軸線之逆向框內預測角已減半以包括自-2048至-128的角時來進行。將逆向角限制至最小值-256可包括當預測並非垂直或水平或逆向角為0時將逆向角限制至最小值-256。視訊解碼器30可基於經限制框內預測角而解碼經框內寫碼之當前區塊。
在一些實例中，視訊解碼器30可基於參考陣列外部之參考值而擴展參考陣列，其中框內寫碼進一步包含基於經限制數目之框內預測角及經擴展參考陣列而框內寫碼該當前區塊。另外，框內寫碼當前區塊之4：2：2色度分量包含框內寫碼非方形區塊之方形區塊之色度分量，其中非方形區塊形成當前區塊，且其中非方形區塊包括複數個方形區塊。
視訊解碼器30可在包括數個框內預測角之視訊解碼方案中基於參考陣列外部之參考值而擴展該參考陣列。在一些實例中，擴展陣列進一步包含藉由將最後可用參考值之參考值設定為等於參考陣列之外的一或多個樣本之參考值而使用最後可用參考值來擴展該參考陣列。
視訊解碼器30可將框內預測角儲存於參考陣列中。在視訊寫碼器擴展參考陣列之實例中，視訊寫碼器可藉由使用最後可用之參考值來擴展參考陣列。舉例而言，視訊寫碼器可將最後可用參考值之參考值設定為等於參考陣列之外的一或多個樣本之參考值。
視訊解碼器30可至少基於經擴展參考陣列而寫碼一框內寫碼當前區塊。舉例而言，視訊編碼器20可至少基於經擴展參考陣列而編碼一框內寫碼當前區塊，或視訊解碼器30可至少基於經擴展參考陣列而解碼一框內寫碼當前區塊。
圖4A至圖4C為說明用於寫碼單元之明度及色度分量之不同樣本格式的概念圖。圖4A為說明4：2：0樣本格式之概念圖。如圖4A中說明，對於4：2：0樣本格式，色度分量為明度分量之大小的四分之一。因此，對於根據4：2：0樣本格式而格式化之CU，對於色度分量之每個樣本存在四個明度樣本。圖4B為說明4：2：2樣本格式之概念圖。如圖4B中說明，對於4：2：2樣本格式，色度分量為明度分量之大小的二分之一。因此，對於根據4：2：2樣本格式而格式化之CU，對於色度分量之每個樣本存在兩個明度樣本。圖4C為說明4：4：4樣本格式之概念圖。如圖4C中說明，對於4：4：4樣本格式，色度分量與明度分量之大小相同。因此，對於根據4：4：4樣本格式而格式化之CU，對於色度分量之每個樣本存在一個明度樣本。
圖5A為說明框內預測模式之圖表。圖5B為說明用於圖5A之框內預測模式之導出角度步長的圖表。舉例而言，圖5A說明由箭頭末端處之數字指示的模式2至34。在圖5A中，在垂直方向上說明模式2至17，且在水平方向上說明模式18至34。在圖5B中，在垂直方向上說明模式2至17之角度步長，且在水平方向上說明模式18至34之角度步長。
可能需要對角度步長之修改以便確保自待為預測點之當前樣本 至有效參考樣本的投影，如圖6A至圖6C中所說明。在各種實例中，框內預測單元72(圖2)或框內預測處理單元94(圖3)可修改角度步長以便確保自待為預測點之當前樣本至有效參考樣本的投影。在軟體(該軟體可執行於框內預測單元72或預測處理單元66或預測處理單元91之框內預測處理單元94上)中，C代碼之改變如下：
圖6A為說明經受框內預測之變換單元(TU)之明度分量的概念圖。圖6B為說明覆蓋對應明度區域之樣本的概念圖。圖6C為說明作為方形之圖6B之樣本的概念圖。在圖6A至圖6C中，參考數字2A、4A及6A分別指經預測之當前樣本。在圖6A至圖6C中，參考數字2B、4B及6B分別指經導出之參考樣本。
下文描述一些問題。當N×2N矩形預測區塊分為兩N×N方形預測區塊而使得可將方形變換應用至每一N×N方形預測區塊以變換N×2N矩形預測區塊時，此可導致一般HEVC結構中之破裂，其中在變換之後進行重建構。舉例而言，除了某些角之外(諸如垂直角或水平角)，用於N×2N矩形預測區塊之預測角一般將與用於N×N方形預測區塊之預測角不同。因此，當將N×2N矩形預測區塊分為兩N×N方形預測區塊時，可考慮N×2N矩形預測區塊之預測角，且可將經修改角用於N×N方形預測區塊。在一實例中，可藉由來自第一N×N方形變換區塊(或當前區塊)之經重建構樣本來預測第二N×N方形變換區塊，其中第一N×N方形變換區塊及第二N×N方形變換區塊形成N×2N矩形區塊。 在此類實例中，第二N×N方形變換區塊可使用用於自第一N×N方形變換區塊進行預測的樣本。用於預測第二N×N方形變換區塊之用於自第一N×N方形變換區塊進行預測的樣本一般較接近第二N×N方形變換區塊而非來自其他N×2N矩形區塊之樣本，因此框內預測可在第一N×N方形預測區塊用於預測第二N×N方形預測區塊時執行地較佳。
為避免與使用矩形預測區塊相關聯之此等問題，本發明描述在預測下部區塊之前重建構上文論述之N×N方形變換。接著，將具有修改角(在上文經解釋)之矩形預測應用至方形變換區塊(其為方形而非矩形)。此可對寫碼品質具有影響，此係由於新的角係針對不同尺寸(垂直方向上的兩倍)及像素之非方形縱橫比而界定的。應理解，在本發明中術語矩形可指非方形。
因此，當將新的角應用至方形區塊時，預測可使用在HEVC中常規界定之彼等參考樣本之外的參考樣本，其使用2N列及行(參見2012年12月的Transactions on Circuits and Video Systems之J.Lainema等人之論文「Intra Coding of the HEVC Standard」中之圖1)。「Intra Coding of the HEVC Standard」之內容以引用的方式全文併入本文中。可需要處理此問題：參考樣本可需要經適當地界定。
下文描述根據本發明之某些技術。詳言之，本發明描述在按4：2：2格式來使用方形變換時針對方形區塊而使用新的角。為避免上文描述之關於新的角方形區塊之問題，可利用至少兩實例技術。一種技術可將限制該等角，因此在所界定之陣列之外未使用參考樣本。另一技術可將擴展該等陣列。亦可能利用兩技術。因此，在一些實例中，視訊寫碼器(例如，視訊編碼器20或視訊解碼器30)可經組態以限制角，因此在所界定陣列之外未使用參考樣本。在一些實例中，視訊寫碼器可經組態以擴展該等陣列。在一些實例中，視訊寫碼器可經組態以限制角，因此在所界定之陣列之外未使用參考樣本且擴展該等陣 列。
下文描述角限制。框內預測角用以自參考陣列進行預測，且逆向角用於投影該等樣本以創建參考陣列。在一些實例中，技術可設定此等值之限制，使得參考在陣列尺寸之內。
舉例而言，在一些實例中，上述角可經剪輯至某一臨限值。在一些實例中，亦可剪輯對應之逆向角。作為一個實例，在HEVC中將intraPredAngles界定為[0,2,5,9,13,17,21,26,32]。該角亦可為此等值之負數。將對應逆向角界定為32*256/角，且可採用值[0,4096,1638,910,630,482,390,315,256]。
為避免預測擴展至未界定之陣列值，根據本文所描述技術中之一些，可剪輯可導致該情形(例如，其中預測擴展導致未界定之陣列值)之角。
在一個實例中，可將該等角剪輯至範圍[-32,32]，且因此，可將逆向角限制至最小值256(除了預測為垂直/水平的且逆向角為0的狀況之外)。因此，在各種實例中，框內預測單元72(圖2)或框內預測處理單元94(圖3)可剪輯所使用之角。在軟體(該軟體可執行於預測處理單元66之框內預測單元72或預測處理單元91之框內預測處理單元94上)中，以下代碼指定此實例之實施：
其中以下部分：
為根據此技術應用之演算法。舉例而言，當intraPredAngle大於32或小於-32時，應用以下內容：取決於角之初始正負號而將intraPredAngle設定為32或-32，且將逆向角設定為256。
下文描述陣列擴展。或者，即使索引在當前陣列之尺寸外部，亦可擴展該陣列以具有參考值。在一些實例中，可能藉由使用最後可用參考值之多個值來擴展陣列。亦即，若值N在當前陣列中最後，則針對該陣列之外的所有參考樣本而假定此值。
上文所提及技術之一或多個組合亦為可能的。在不同實例中，本發明中所描述之任何事物可與本發明中所描述之任何其他事物組合。
圖7為說明根據本文描述之系統及方法之用於寫碼視訊資料之實例方法的流程圖。在一實例中，寫碼器(諸如視訊編碼器20或視訊解碼器30)可在具有數個框內預測角之視訊寫碼方案中寫碼視訊資料。舉例而言，視訊編碼器20可在具有數個框內預測角之視訊寫碼方案中編碼視訊資料，且視訊解碼器30可在具有數個框內預測角之視訊寫碼方案中解碼視訊資料。在一些實例中視訊寫碼方案可包括4：2：2色度格式。
在一些實例中，視訊編碼器20或視訊解碼器30可接收相對於包括當前區塊之圖像之明度分量的該圖像之降低取樣色度分量(750)。在一些實例中，框內寫碼可包括框內寫碼當前區塊之經降低取樣之色度分量。降低取樣色度分量可包括在限制及擴展中之至少一者之前降低取樣色度分量。
視訊編碼器20或視訊解碼器30可限制一框內預測角以在視訊解碼方案中自參考陣列進行預測(752)。舉例而言，框內預測單元72或框內預測處理單元94可限制用以在視訊編碼方案中自參考陣列進行預測的框內預測角。經限制框內預測角可為小於視訊解碼方案中之框內預測角之數目的角。限制框內預測角可包括剪輯框內預測角及限制逆向角。剪輯框內預測角可包括將框內預測角剪輯至範圍(-32,32)。此可例如在沿著至少一軸線之框內預測角已加倍以包括自-64至+64的角時來進行。限制逆向角可包括將逆向角限制至最小值-256。此可例如在沿著至少一軸線之逆向框內預測角已減半以包括自-2048至-128的角時來進行。將逆向角限制至最小值-256可包括當預測並非垂直或水平或逆向角為0時將逆向角限制至最小值-256。
視訊編碼器20或視訊解碼器30可基於經限制框內預測角而寫碼一經色度框內寫碼之當前區塊(754)。舉例而言，視訊編碼器20可基於經限制框內預測角而編碼一經色度框內寫碼之當前區塊，或視訊解碼器30可基於經限制框內預測角而解碼一經色度框內寫碼之當前區塊。在一些實例中，框內預測單元72或框內預測處理單元94可藉由剪輯框內預測角而限制框內預測角。框內預測單元72或框內預測處理單元94亦可限制逆向角。舉例而言，框內預測單元72或框內預測處理單元94亦可藉由剪輯而限制逆向角。
在一些實例中，視訊編碼器20或視訊解碼器30可基於參考陣列外部之參考值而擴展參考陣列，其中框內寫碼進一步包含基於經限制 數目之框內預測角及經擴展參考陣列而框內寫碼該當前區塊。另外，框內寫碼當前區塊之4：2：2色度分量包含框內寫碼非方形區塊之方形區塊之色度分量，其中非方形區塊形成當前區塊，且其中非方形區塊包括複數個方形區塊。
圖8為說明根據本文描述之系統及方法之用於寫碼視訊資料之另一實例方法的流程圖。在圖8之所說明實例中，視訊編碼器20或視訊解碼器30可在包括數個框內預測角之視訊解碼方案中基於參考陣列外部之參考值而擴展該參考陣列(850)。在一些實例中，擴展陣列進一步包含藉由將最後可用參考值之參考值設定為等於參考陣列之外的一或多個樣本之參考值而使用最後可用參考值來擴展該參考陣列。
視訊編碼器20或視訊解碼器30可將框內預測角儲存於參考陣列中(852)。在視訊寫碼器擴展參考陣列之實例中，視訊寫碼器可藉由使用最後可用之參考值來擴展參考陣列。舉例而言，視訊寫碼器可將最後可用參考值之參考值設定為等於參考陣列之外的一或多個樣本之參考值。
視訊編碼器20或視訊解碼器30可至少基於經擴展參考陣列而寫碼一框內寫碼當前區塊(854)。舉例而言，視訊編碼器20可至少基於經擴展參考陣列而編碼一框內寫碼當前區塊，或視訊解碼器30可至少基於經擴展參考陣列而解碼一框內寫碼當前區塊。在一個實例中，視訊編碼器20在編碼程序期間寫碼該框內寫碼當前區塊。在此狀況下，視訊編碼器20可分割視訊日期，變換視訊資料，量化視訊資料，熵編碼視訊資料，及輸出視訊資料之經編碼位元串流。在另一實例中，視訊解碼器30在解碼程序期間寫碼該框內寫碼當前區塊。在此狀況下，視訊解碼器30可接收視訊資料之經編碼位元串流，對經編碼位元串流執行熵解碼，逆量化該經解碼之位元串流，及逆變換該經解碼之視訊資料。
在一或多個實例中，所描述之功能可在硬體、軟體、韌體或其任何組合中實施。若在軟體中實施，則功能可作為一或多個指令或程式碼而儲存於電腦可讀媒體上或經由電腦可讀媒體而傳輸，且藉由基於硬體之處理單元執行。電腦可讀媒體可包括電腦可讀儲存媒體(其對應於諸如資料儲存媒體之有形媒體)或通信媒體，通信媒體包括(例如)根據通信協定促進電腦程式自一處傳送至另一處的任何媒體。以此方式，電腦可讀媒體大體上可對應於(1)非暫時性的有形電腦可讀儲存媒體，或(2)諸如信號或載波之通信媒體。資料儲存媒體可為可由一或多個電腦或一或多個處理器存取以擷取指令、程式碼及/或資料結構以用於實施本發明中描述之技術的任何可用媒體。電腦程式產品可包括一電腦可讀媒體。
藉由實例而非限制，此類電腦可讀儲存媒體可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟儲存器、磁碟儲存器或其他磁性儲存器件、快閃記憶體，或可用以儲存呈指令或資料結構之形式的所要程式碼且可由電腦存取之任何其他媒體。又，將任何連接適當地稱為電腦可讀媒體。舉例而言，若使用同軸電纜、光纜、雙絞線、數位用戶線(DSL)或無線技術(諸如，紅外線、無線電及微波)而自網站、伺服器或其他遠端源傳輸指令，則同軸電纜、光纜、雙絞線、DSL或無線技術(諸如，紅外線、無線電及微波)包括於媒體之定義中。然而，應理解，電腦可讀儲存媒體及資料儲存媒體不包括連接、載波、信號或其他暫時性媒體，而是有關非暫時性有形儲存媒體。如本文中所使用，磁碟及光碟包括緊密光碟(CD)、雷射光碟、光學光碟、數位影音光碟(DVD)、軟性磁碟及藍光光碟，其中磁碟通常以磁性方式再生資料，而光碟藉由雷射以光學方式再生資料。以上各物之組合亦應包括於電腦可讀媒體之範疇內。
可由諸如一或多個數位信號處理器(DSP)、通用微處理器、特殊 應用積體電路(ASIC)、場可程式化邏輯陣列(FPGA)或其他等效整合或離散邏輯電路之一或多個處理器來執行指令。因此，本文中所使用之術語「處理器」可指上述結構或適於實施本文中所描述之技術的任何其他結構中之任一者。另外，在一些態樣中，可將本文中所描述之功能性提供於經組態以用於編碼及解碼之專用硬體及/或軟體模組內，或併入於組合式編碼解碼器中。又，該等技術可完全實施於一或多個電路或邏輯元件中。
本發明之技術可以多種器件或裝置予以實施，該等器件或裝置包括無線手機、積體電路(IC)或IC集合(例如，晶片集)。在本發明中描述各種組件、模組或單元以強調經組態以執行所揭示技術的器件之功能態樣，但未必要求藉由不同硬體單元來實現。而是，如上文所描述，可將各種單元組合於編碼解碼器硬體單元中，或藉由互操作性硬體單元(包括如上文所描述之一或多個處理器)之集合且結合合適的軟體及/或韌體來提供該等單元。
已描述了各種實例。此等及其他實例屬於以下申請專利範圍之範疇內。

Claims (52)

  1. 一種用於按一4：2：2色度格式在一視訊解碼方案中解碼視訊資料之方法，該方法包含：限制一框內預測角以自一參考陣列預測一色度分量，其中所使用之該經限制框內預測角在小於或等於一明度分量之一最大框內預測角的一值之間變化；及基於該經限制框內預測角而解碼一經色度框內寫碼之當前區塊。
  2. 如請求項1之方法，其中所使用之該經限制框內預測角大於或等於該明度分量之一最小框內預測角。
  3. 如請求項1之方法，其中該視訊解碼方案進一步包括一4：2：0色度格式，其中用於該色度分量之按該4：2：2色度格式的最大框內預測角為該視訊解碼方案之按該4：2：0色度格式的最大框內預測角。
  4. 如請求項1之方法，其中限制用以自該參考陣列預測該色度分量之一逆向框內預測角包含使用大於或等於該明度分量之一最小框內預測角的一逆向框內預測角。
  5. 如請求項4之方法，其中限制該等框內預測角包含剪輯該等框內預測角，該方法進一步包含：限制逆向角。
  6. 如請求項5之方法，其中剪輯該等框內預測角包含將該等框內預測角剪輯至(-32,32)之一範圍，其中沿著至少一軸線之該等框內預測角已加倍以包括自-64至+64的角，且其中限制逆向角包含將該等逆向角限制至一最小值-256，其中沿著至少一軸線之逆向框內預測角已減半以包括自-2048至-128的角。
  7. 如請求項6之方法，其中將該等逆向角限制至該最小值-256包含當預測並非垂直或水平或逆向角為0時將該等逆向角限制至該最小值-256。
  8. 如請求項1之方法，其中框內寫碼該當前區塊之4：2：2色度分量包含框內寫碼一非方形區塊之一方形區塊之色度分量，其中該非方形區塊形成該當前區塊，且其中該非方形區塊包括複數個方形區塊。
  9. 如請求項1之方法，其進一步包含：相對於包括該當前區塊之一圖像之明度分量來降低取樣該圖像之色度分量，其中框內寫碼包含框內寫碼該當前區塊之經降低取樣之色度分量。
  10. 如請求項9之方法，其中降低取樣色度分量包含在限制及擴展中之至少一者之前降低取樣色度分量。
  11. 一種用於解碼視訊資料之方法，該方法包含：在包括數個框內預測角之一視訊解碼方案中基於一參考陣列外部之參考值而擴展該參考陣列；將預測值儲存於該經擴展參考陣列中；及至少基於該經擴展參考陣列中之該等預測值而解碼一經框內寫碼之當前區塊。
  12. 如請求項11之方法，其中擴展該陣列進一步包含藉由將一最後可用參考值之參考值設定為等於該參考陣列之外的一或多個樣本之參考值而使用該最後可用參考值來擴展該參考陣列。
  13. 一種用於按一4：2：2色度格式在一視訊編碼方案中編碼視訊資料之方法，該方法包含：限制一框內預測角以自一參考陣列預測一色度分量，其中所 使用之該經限制框內預測角在小於或等於一明度分量之一最大框內預測角的一值之間變化；及基於該經限制框內預測角而框內寫碼一當前色度區塊。
  14. 如請求項13之方法，其中所使用之該經限制框內預測角大於或等於該明度分量之一最小框內預測角。
  15. 如請求項13之方法，其中該視訊編碼方案進一步包括一4：2：0色度格式，其中用於該色度分量之按該4：2：2色度格式的最大框內預測角為該視訊解碼方案之按該4：2：0色度格式的最大框內預測角。
  16. 如請求項13之方法，其中限制用以自該參考陣列預測該色度分量之一逆向框內預測角包含使用大於或等於該明度分量之一最小框內預測角的一逆向框內預測角。
  17. 如請求項16之方法，其中限制該等框內預測角包含剪輯該等框內預測角，該方法進一步包含：限制逆向角。
  18. 如請求項17之方法，其中剪輯該等框內預測角包含將該等框內預測角剪輯至(-32,32)之一範圍，其中沿著至少一軸線之該等框內預測角已加倍以包括自-64至+64的角，且其中限制逆向角包含將該等逆向角限制至一最小值-256，其中沿著至少一軸線之逆向框內預測角已減半以包括自-2048至-128的角。
  19. 如請求項18之方法，其中將該等逆向角限制至該最小值256包含當預測並非垂直或水平或逆向角為0時將該等逆向角限制至該最小值256。
  20. 如請求項13之方法，其中框內寫碼該當前區塊之4：2：2色度分量包含框內寫碼一非方形區塊之一方形區塊之色度分量，其中該非方形區塊形成該當前區塊，且其中該非方形區塊包括複數個 方形區塊。
  21. 如請求項13之方法，其進一步包含：相對於包括該當前區塊之一圖像之明度分量來降低取樣該圖像之色度分量，其中框內寫碼包含框內寫碼該當前區塊之經降低取樣之色度分量。
  22. 如請求項21之方法，其中降低取樣色度分量包含在限制及擴展中之至少一者之前降低取樣色度分量。
  23. 一種用於編碼視訊資料之方法，該方法包含：在包括數個框內預測角之一視訊編碼方案中基於一參考陣列外部之參考值而擴展該參考陣列；將預測值儲存於該經擴展參考陣列中；及至少基於該經擴展參考陣列中之該等預測值而框內寫碼一當前區塊。
  24. 如請求項23之方法，其中擴展該陣列進一步包含藉由將一最後可用參考值之參考值設定為等於該參考陣列之外的一或多個樣本之參考值而使用該最後可用參考值來擴展該參考陣列。
  25. 一種用於按一4：2：2色度格式在一視訊解碼方案中解碼視訊資料之裝置，該裝置包含：一或多個處理器，其經組態以：限制一框內預測角以自一參考陣列預測一色度分量，其中所使用之該經限制框內預測角在小於或等於一明度分量之一最大框內預測角的一值之間變化；及基於該經限制框內預測角而解碼一經色度框內寫碼之當前區塊。
  26. 如請求項25之裝置，其中所使用之該經限制框內預測角大於或 等於該明度分量之一最小框內預測角。
  27. 如請求項25之裝置，其中該視訊解碼方案進一步包括一4：2：0色度格式，其中用於該色度分量之按該4：2：2色度格式的最大框內預測角為該視訊解碼方案之按該4：2：0色度格式的最大框內預測角。
  28. 如請求項25之裝置，其中限制用以自該參考陣列預測該色度分量之一逆向框內預測角包含使用大於或等於該明度分量之一最小框內預測角的一逆向框內預測角。
  29. 如請求項25之裝置，其中限制該等框內預測角包含剪輯該等框內預測角，該裝置進一步包含：限制逆向角。
  30. 如請求項29之裝置，其中剪輯該等框內預測角包含將該等框內預測角剪輯至(-32,32)之一範圍，其中沿著至少一軸線之該等框內預測角已加倍以包括自-64至+64的角，且其中限制逆向角包含將該等逆向角限制至一最小值-256，其中沿著至少一軸線之逆向框內預測角已減半以包括自-2048至-128的角。
  31. 如請求項30之裝置，其中將該等逆向角限制至該最小值256包含當預測並非垂直或水平或逆向角為0時將該等逆向角限制至該最小值256。
  32. 如請求項30之裝置，其中框內寫碼該當前區塊之4：2：2色度分量包含框內寫碼一非方形區塊之一方形區塊之色度分量，其中該非方形區塊形成該當前區塊，且其中該非方形區塊包括複數個方形區塊。
  33. 如請求項30之裝置，其進一步包含：相對於包括該當前區塊之一圖像之明度分量來降低取樣該圖像之色度分量， 其中框內寫碼包含框內寫碼該當前區塊之經降低取樣之色度分量。
  34. 如請求項33之裝置，其中降低取樣色度分量包含在限制及擴展中之至少一者之前降低取樣色度分量。
  35. 一種用於解碼視訊資料之裝置，該裝置包含：在包括數個框內預測角之一視訊解碼方案中基於一參考陣列外部之參考值而擴展該參考陣列；將預測值儲存於該經擴展參考陣列中；及至少基於該經擴展參考陣列中之該等預測值而解碼一經框內寫碼之當前區塊。
  36. 如請求項35之裝置，其中擴展該陣列進一步包含藉由將一最後可用參考值之參考值設定為等於該參考陣列之外的一或多個樣本之參考值而使用該最後可用參考值來擴展該參考陣列。
  37. 一種用於按一4：2：2色度格式在一視訊編碼方案中編碼視訊資料之裝置，該裝置包含：一或多個處理器，其經組態以：限制一框內預測角以自一參考陣列預測一色度分量，其中所使用之該經限制框內預測角在小於或等於一明度分量之一最大框內預測角的一值之間變化；及基於該等經限制框內預測角而框內寫碼一當前區塊。
  38. 如請求項37之裝置，其中所使用之該經限制框內預測角大於或等於該明度分量之一最小框內預測角。
  39. 如請求項37之裝置，其中該視訊解碼方案進一步包括一4：2：0色度格式，其中用於該色度分量之按該4：2：2色度格式的最大框內預測角為該視訊解碼方案之按該4：2：0色度格式的最大框內預測角。
  40. 如請求項37之裝置，其中限制用以自該參考陣列預測該色度分量之一逆向框內預測角包含使用大於或等於該明度分量之一最小框內預測角的一逆向框內預測角。
  41. 如請求項37之裝置，其中限制該等框內預測角包含剪輯該等框內預測角，該裝置進一步包含：限制逆向角。
  42. 如請求項41之裝置，其中剪輯該等框內預測角包含將該等框內預測角剪輯至(-32,32)之一範圍，其中沿著至少一軸線之該等框內預測角已加倍以包括自-64至+64的角，且其中限制逆向角包含將該等逆向角限制至一最小值-256，其中沿著至少一軸線之逆向框內預測角已減半以包括自-2048至-128的角。
  43. 如請求項42之裝置，其中將該等逆向角限制至該最小值256包含當預測並非垂直或水平或逆向角為0時將該等逆向角限制至該最小值256。
  44. 如請求項42之裝置，其中框內寫碼該當前區塊之4：2：2色度分量包含框內寫碼一非方形區塊之一方形區塊之色度分量，其中該非方形區塊形成該當前區塊，且其中該非方形區塊包括複數個方形區塊。
  45. 如請求項42之裝置，其進一步包含：相對於包括該當前區塊之一圖像之明度分量來降低取樣該圖像之色度分量，其中框內寫碼包含框內寫碼該當前區塊之經降低取樣之色度分量。
  46. 如請求項45之裝置，其中降低取樣色度分量包含在限制及擴展中之至少一者之前降低取樣色度分量。
  47. 一種用於編碼視訊資料之裝置，該裝置包含： 在包括數個框內預測角之一視訊編碼方案中基於一參考陣列外部之參考值而擴展該參考陣列；將預測值儲存於該經擴展參考陣列中；及至少基於該經擴展參考陣列中之該等預測值而框內寫碼一當前區塊。
  48. 如請求項47之裝置，其中擴展該陣列進一步包含藉由將一最後可用參考值之參考值設定為等於該參考陣列之外的一或多個樣本之參考值而使用該最後可用參考值來擴展該參考陣列。
  49. 一種用於在具有數個框內預測角之一視訊寫碼方案中寫碼視訊資料之裝置，其包含：用於限制一框內預測角以自一參考陣列預測一色度分量的構件，其中所使用之該經限制框內預測角在小於或等於一明度分量之一最大框內預測角的一值之間變化；及用於基於該經限制框內預測角而解碼一經色度框內寫碼之當前區塊的構件。
  50. 一種用於寫碼視訊資料之裝置，其包含：用於在包括數個框內預測角之一視訊寫碼方案中基於一參考陣列外部之參考值而擴展該參考陣列的構件；用於將預測值儲存於該經擴展參考陣列中的構件；及用於至少基於該經擴展參考陣列中之該等預測值而框內寫碼一當前區塊的構件。
  51. 一種儲存指令之非暫時性電腦可讀儲存媒體，該等指令在由一或多個處理器執行時致使該一或多個處理器進行以下動作：限制一框內預測角以自一參考陣列預測一色度分量，其中所使用之該經限制框內預測角在小於或等於一明度分量之一最大框內預測角的一值之間變化；及 基於該經限制框內預測角而解碼一經色度框內寫碼之當前區塊。
  52. 一種儲存指令之非暫時性電腦可讀儲存媒體，該等指令在由一或多個處理器執行時致使該一或多個處理器進行以下動作：在包括數個框內預測角之一視訊寫碼方案中基於一參考陣列外部之參考值而擴展該參考陣列；將預測值儲存於該經擴展參考陣列中；及至少基於該經擴展參考陣列中之該等預測值而框內寫碼一當前區塊。
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