TW201804804A - 視訊編碼方法和裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明公開了一種具有當前圖像參考(CPR)模式使能的用於視頻編解碼系統的方法和裝置。依據本發明的一實施例，如果當前塊的一個參考圖像索引指向當前圖像，則仿射運動補償被推斷為關閉以用於當前塊，而不需要發送或解析仿射模式語法，或推定自適應運動矢量解析度為開啟以用於當前塊，而不需要發送或解析自適應運動矢量解析度語法。依據本發明的另一實施例，如果仿射模式用於當前塊或如果自適應運動矢量解析度不用於當前塊，則當前塊的參考圖像索引被發送或被解析以及當前參考圖像索引總是指向除當前圖像之外的一個參考圖像。

Description

使用仿射運動補償的視訊編碼的當前圖像參考的方法和裝置 【相關申請的交叉引用】
本申請的申請專利範圍依35 U.S.C.§119要求如下申請的優先權：2016年5月28日遞交的申請號為62/342,883的美國臨時案。在此合併參考該申請案的申請標的。
本發明係相關於用於視訊編解碼中的編解碼和/或預測處理的塊分割，尤指用於當前圖像參考(current picture referencing,CPR)的編解碼系統的各種編解碼方案。
高效率視訊編碼(High Efficiency Video Coding,HEVC)標準是在ITU-T視訊編碼專家組(Video Coding Experts Group,VCEG)和ISO/IEC運動圖像專家組(Moving Picture Experts Group,MPEG)標準化組織的聯合視訊項目下開發的，尤其是與稱為視訊編碼聯合協作小組(Joint Collaborative Team on Video Coding,JCT-VC)的合作而開發。在HEVC中，將一個片段(slice)分割為複數個編碼樹單元(coding tree units，以下簡稱為CTU)。在主配置文件(profile)中，CTU的最小 尺寸和最大尺寸由序列參數集(sequence parameter set,SPS)中的語法元素指定。允許的CTU大小可以是8x8,16x16,32x32或64x64。對於每個片段，依據循序掃描(raster scan)順序處理片段內的CTU。
CTU還被分割成複數個編碼單元(multiple coding units,CU)以適應各種局部特性。被稱為編碼樹(coding tree)的四分樹被用於將CTU分割成複數個CU。使CTU大小為MxM，其中M是64,32或16中的一個。CTU可以是單個CU(即，不分割)或可以分成四個相同大小的較小單元(即每個尺寸為M/2xM/2)，其對應於編碼樹的節點。如果單元是編碼樹的葉節點，則單元變為CU。否則，可以迭代四分樹分割過程，直到節點的大小達到序列參數集(Sequence Parameter Set,SPS)中規定的最小允許CU大小。該表示方式形成由第1圖中的編碼樹(也稱為分割樹結構)120指定的遞迴結構。第1圖中示出了CTU分割110，其中實線表示CU邊界。使用畫面間(時間)或畫面內(空間)預測編碼圖像區域的決定在CU層做出。由於最小CU尺寸可以為8x8，所以在不同的基本預測類型之間切換的最小粒度(granularity)是8×8。
此外，依據HEVC，每個CU可以被分割成一個或複數個預測單元(prediction units,PU)。與CU一起，PU作為共享預測訊息的基本代表塊。在每個PU內部，應用相同的預測處理，並且以PU為基礎將相關訊息發送到解碼器。依據PU分割類型，CU可以分為一個，兩個或四個PU。如第2圖所示，HEVC定義了將CU分解為PU的八種形狀，包括分割類型2Nx2N， 2NxN，Nx2N，NxN，2NxnU，2NxnD，nLx2N和nRx2N。與CU不同，PU只能依據HEVC分割一次。第二行中顯示的分割對應於非對稱分割，其中兩個分割部分具有不同的大小。
在透過基於PU分割類型的預測處理獲得殘差塊之後，可以依據如第1圖所示的CU的編碼樹類似的另一四分樹結構，將CU的預測殘差分割成變換單元(TU)。實線表示CU邊界，虛線表示TU邊界。TU是具有殘差或變換係數的基本代表塊以用於應用整數變換(integer transform)和量化。對於每個TU，對TU應用具有相同大小的一個整數變換以獲得殘差係數。這些係數在基於TU的量化之後被傳送到解碼器。
定義術語編碼樹塊(coding tree block,CTB)，編碼塊(coding block,CB)，預測塊(prediction block,PB)和變換塊(transform block,TB)，以指定分別與CTU，CU，PU和TU分別相關聯的一個顏色成分的2-D樣本陣列。因此，CTU由一個亮度CTB，兩個色度CTB和相關聯的語法元素組成。類似的關係對於CU，PU和TU是有效的。樹分割通常同時應用於亮度和色度兩者，儘管當達到用於色度的某些最小尺寸時有異常情況。
或者，在JCTVC-P1005中(D.F.Flynn等人，“HEVC Range Extensions Draft 6”,Joint Collaborative Team on Video Coding(JCT-VC)of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11,16th Meeting：San Jose,US,9-17 January 2014,Document：JCTVC-P1005)，二元樹分割結構被提出。如第3圖所示，在提出的二元樹分割結構中，塊可以使用各種二進位 分割類型遞迴地分割成兩個較小的塊。最有效和最簡單的是第3圖的前兩個分割類型中所示的對稱水平分割和對稱垂直分割。對於給定的大小為MxN的塊，發送一個標誌以指示給定的塊是否被分成兩個較小的塊。如果是，則發出另一個語法元素以指示使用哪種分割類型。如果使用水平分割，給定的塊被分成兩個大小為Mx(N/2)的塊。如果使用垂直分割，給定的塊被分成兩個大小為(M/2)xN的塊。可以重複二元樹分割過程，直到分割塊的大小(寬度或高度)達到允許的最小塊大小(寬度或高度)為止。允許的最小塊大小可以在諸如SPS的進階語法中定義。由於二元樹具有兩種分割類型(即水平和垂直)，所以應該指出最小允許的塊寬度和塊高度。當分割會導致塊高度小於指定的最小值時，非水平分割是隱含的。當分割會導致塊寬度小於指定的最小值時，非垂直分割是隱含的。第4圖示出了塊分割410及其對應的二元樹420的示例。在二元樹的每個分割節點(即，非葉節點)中，使用一個標誌來指示使用哪種分割類型(水平或垂直)，其中0可以指示水平分割，1可以指示垂直分割。
二元樹結構可以用於將圖像區域分割成複數個較小的塊，例如將片段分割成CTU，將CTU分割成CU，將CU分割成PU，或將CU分成TU等等。二元樹可以用於將CTU分割成CU，其中二元樹的根節點是CTU，二元樹的葉節點是CU。葉節點可以透過預測和變換編碼進一步處理。為簡化起見，沒有從CU到PU或從CU到TU的進一步分割，這意味著CU等於PU以及PU等於TU。因此，換句話說，二元樹的葉節點是用於預測 和變換編碼的基本單元。
因為可以支持更多的分割形狀，二元樹結構比四分樹結構更靈活，這也是編碼效率改進的來源。然而，為了選擇最佳分割形狀，編碼複雜度也將增加。為了平衡複雜度和編碼效率，已經公開了一種組合四分樹和二元樹結構的方法，也稱為四分樹加二元樹(quadtree plus binary tree,QTBT)結構。依據QTBT結構，塊首先被四分樹結構分割，並且四分樹分割可以迭代，直到分割塊的大小達到最小允許的四分樹葉節點大小。如果葉四分樹塊不大於最大允許二元樹根節點大小，則可以透過二元樹結構進一步分割，並且二元樹分割可以迭代，直到分割塊的大小(寬度或高度)達到最小允許二元樹葉節點大小(寬度或高度)或二元樹深度達到允許的最大二元樹深度。在QTBT結構中，最小允許的四分樹葉節點大小，最大允許的二元樹根節點大小，最小允許二元樹葉節點寬度和高度以及最大允許二元樹深度可以在進階語法中指示，例如在SPS中。第5圖示出了塊510的分割及其對應的QTBT 520的實例。實線表示四分樹分割，虛線表示二元樹分割。在二元樹的每個分割節點(即，非葉節點)中，一個標誌指示使用哪種分割類型(水平或垂直)，0可以指示水平分割，以及1可以指示垂直分割。
上述QTBT結構可以用於將圖像區域(例如，片段，CTU或CU)分割成複數個更小的塊，例如將片段分割成CTU，將CTU分割成CU，將CU分成PU，將CU分成TU等。例如，QTBT可以用於將CTU分割成CU，其中QTBT的根節點是CTU，該CTU透過QTBT結構被分割為複數個CU，並且透過預測和變 換編碼進一步處理這些CU。為簡化起見，沒有從CU到PU或從CU到TU的進一步分割。這意味著CU等於PU和PU等於TU。因此，換句話說，QTBT結構的葉節點是預測和變換的基本單位。
QTBT結構的示例如下所示。對於大小為128x128的CTU，最小允許的四分樹葉節點大小設置為16x16，最大允許的二元樹根節點大小設置為64x64，最小允許的二元樹葉節點寬度和高度都設置為4，而最大允許二元樹深度設置為4。首先，CTU由四分樹結構分割，並且葉四分樹單元可以具有從16×16(即，最小允許四分樹葉節點大小)到128×128的大小(等於CTU的大小，不分割)。如果葉四分樹單元是128x128，它不能被二元樹進一步分割，因為大小超過最大允許的二元樹根節點大小64x64。否則，可以透過二元樹進一步分割葉四分樹單元。葉四分樹單元也是根二元樹單元，其二元樹深度為0。當二元樹深度達到4(即，如所指示的最大允許二元樹)時，隱含不分割。當對應的二元樹節點的塊的寬度等於4時，隱含非水平分割。當對應的二元樹節點的塊的高度等於4時，隱含非垂直分割。QTBT的葉節點透過預測(畫面內圖像或畫面間圖像)和變換編碼進一步處理。
對於I片段，QTBT樹結構通常應用亮度/色度分離編碼。例如，QTBT樹結構分別應用於I片段的亮度分量和色度分量，並且同時應用於P-片段和B片段的亮度分量和色度分量(除了達到色度的某些最小尺寸之外)。換句話說，在I片段中，亮度CTB具有QTBT結構的塊分割，並且兩個色度CTB具有另一個QTBT結構的塊分割。在另一示例中，兩個色度CTB也 可以具有它們自己的QTBT結構的塊分割。
對於基於塊的編碼，總是需要將圖像分割成塊(例如，CU，PU和TU)以用於編碼目的。如本領域已知的，在應用塊分割之前，圖像可以被分割成更小的圖像區域，例如片段，方格(tiles)，CTU行或CTU。用於編碼目的將圖像分割為塊的處理被稱為使用編碼單元結構對圖像進行分割。HEVC採用的特殊分割而生成CU，PU和TU的方法，是編碼單元(CU)結構的一個例子。QTBT樹結構是編碼單元(CU)結構的另一示例。
當前圖像參考
運動估計/補償是混合視訊編碼中的眾所周知的關鍵技術，其探索相鄰圖像之間的像素相關性。在視訊序列中，相鄰訊框之間對象的移動很小，並且對象的移動可以透過二維平移運動進行建模。因此，對應於訊框中的對像或背景的圖案(patterns)被移動位置以在後續訊框中形成對應對像，或對應於訊框中的對像或背景的圖案與當前訊框內的其他模式相關聯。利用移動位置的估計(例如使用塊匹配技術)，大部分圖案可以再現，而不需要重新編碼圖案。類似地，還嘗試塊匹配和復制以允許從同一畫面內選擇參考塊。當將這個概念應用於由相機捕獲的視訊時，觀察到效率不高。部分原因是空間相鄰區域中的文本圖案(textual pattern)可能類似於當前的編碼塊，但通常在空間上有一些逐漸的變化。因此，塊難以在由相機拍攝的視訊的相同圖像內找到精確匹配。因此，編碼性能的提高是有限的。
然而，同一畫面內的像素之間的空間相關性對於屏幕內容是不同的。對於具有文本和圖形的典型視訊，通常在同一圖片中會有重複的圖案。因此，已經觀察到畫面內(圖像)塊補償是非常有效的。已經引入了新的預測模式，即畫面內塊復制(Intra block copy,IBC)模式或被稱為當前圖像參考(current picture referencing,CPR)，以用於屏幕內容編碼而利用該特徵。在CPR模式中，從同一畫面內的先前重建的塊預測預測單元(PU)。此外，使用位移矢量(稱為塊矢量或BV)來發送從當前塊的位置到參考塊的位置的相對位移。然後使用變換，量化和熵編碼對預測誤差進行編碼。第6圖中示出了CPR補償的示例，其中區域610對應於要編碼的圖片，片段或圖片區域。塊620和630對應於要編碼的兩個塊。在該示例中，每個塊可以在當前圖像中的先前編碼區域中找到相應的塊(即分別為622和632)。依據該技術，參考樣本對應於包括在HEVC中的環路濾波操作(in-loop filter operations)之前的當前解碼圖像的重建樣本，環路濾波操作包括去塊濾波器和样本自適應偏移(SAO)濾波器。
在JCTVC-M0350(Madhukar Budagavi等人，“AHG8：Video coding using Intra motion compensation”,Joint Collaborative Team on Video Coding(JCT-VC)of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11,13th Meeting：Incheon,KR,18-26 Apr.2013,Document：JCTVC-M0350)中，CPR的早期版本被揭示，其作為HEVC範圍擴展(RExt)開發的候選技術而被提交。在JCTVC-M0350中，CPR補償被限制在一個小 的局部區域內，搜索限於1-D塊矢量以僅用於2Nx2N的塊大小。隨後，在HEVC屏幕內容編碼(screen content coding,SCC)標準化過程中，開發了一種更先進的CPR方法。
為了有效地發送塊矢量(block vector,BV)，以與運動矢量編碼類似的方式，使用BV預測子(BV predictor,BVP)預測地發送BV。因此，如第7圖所示，發送BV差值(BV difference,BVD)並依據BV=BVP+BVD重建BV，其中參考塊720被選擇依照畫面內塊複製(IntraBC)預測以用於當前塊710(即，CU)的。確定用於當前CU的一個BVP。導出運動矢量預測子(motion vector predictor,MVP)的方法在本領域是已知的。類似的推導可以應用於BVP推導。
當使用CPR時，只有當前圖像的一部分可以用作參考圖像。施加一些位元流一致性約束以調節參考當前圖像的有效MV值。
首先，以下兩個方程之一必須為真：BV_x+offsetX+nPbSw+xPbs-xCbs<=0，以及 (1) BV_y+offsetY+nPbSh+yPbs-yCbs<=0。 (2)
第二，以下波前平行處理(Wavefront Parallel Processing,WPP)條件必須為真：(xPbs+BV_x+offsetX+nPbSw-1)/CtbSizeY-xCbs/CtbSizeY<=yCbs/CtbSizeY-(yPbs+BV_y+offsetY+nPbSh-1)/CtbSizeY (3)
在等式(1)至等式(3)中，(BV_x，BV_y)是當前PU的亮度塊矢量(即CPR的運動矢量)；nPbSw和nPbSh是當前PU的寬度和高度；(xPbS，yPbs)是相對於當前圖像的 當前PU的左上像素的位置；(xCbs，yCbs)是相對於當前圖像的當前CU的左上角像素的位置；CtbSizeY是CTU的大小。考慮到CPR模式的色度採樣插值，OffsetX和offsetY是二維空間中的兩個調節的偏移量：offsetX=BVC_x & 0x7？2：0， (4) offsetY=BVC_y & 0x7？2：0。 (5)
(BVC_x，BVC_y)是HEVC中1/8像素解析度(resolution)的色度塊矢量。
第三，用於CPR的參考塊必須在相同的方格/片段邊界內。
仿射運動補償
仿射模型可以用於描述2D塊旋轉，以及將方塊(矩形)的2D變形成平行四邊形。該模型可以描述如下：x’=a0+a1*x+a2*y，y’=b0+b1*x+b2*y。 (6)
在該模型中，需要確定6個參數。對於感興趣區域中的每個像素(x，y)，運動矢量被確定為給定像素(A)的位置與參考塊(A')中其對應像素的位置之間的差異，即MV=A'-A=(a0+(a1-1)* x+a2 * y,b0+b1 * x+(b2-1)* y)。因此，每個像素的運動矢量是位置相關的。
依據該模型，如果三個不同位置的運動矢量是已知的，則可以解決上述參數。此條件相當於6個參數已知。具有已知運動矢量的每個位置被稱為控制點。6參數仿射模型對應於3控制點模型。
在Li等人的技術文獻中(“An affine motion compensation framework for high efficiency video coding”,in 2015 IEEE International Symposium on Circuits and Systems(ISCAS),24-27 May 2015,Pages：525-528)以及Huang等人(“Control-Point Representation and Differential Coding Affine-Motion Compensation”,IEEE Transactions on Circuits,System and Video Technology(CSVT),Vol.23,No.10,pages 1651-1660,Oct.2013)，呈現了仿射運動補償的一些示例性實施例。在Li等人的技術文獻中，當當前塊以合併模式或AMVP模式編碼時，發送仿射標誌以用於2Nx2N塊分割。如果該標誌為真，則當前塊的運動矢量的推導遵循仿射模型。如果這個標誌是假，則當前塊的運動矢量的推導遵循傳統的平移模型。當使用仿射AMVP模式時，發送三個控制點(3個運動矢量)。在每個控制點位置，MV被預測地編碼。之後，對這些控制點的MVD進行編碼和傳輸。在Huang等人的技術文獻中，研究了不同的控制點位置和控制點中的MV的預測編碼。
表1中示出了仿射運動補償實現的語法表。如表1所示，如合併模式的註釋(1-1)至註釋(1-3)所示，如果至少一個合併候選是仿射編碼並且分割模式是2Nx2N(即，PartMode==PART_2Nx2N)，語法元素use_affine_flag被發送。如用於B片段的註釋(1-4)至註釋(1-6)所示)，如果當前塊大小大於8x8(即，(log2CbSize>3)以及分割模式是2Nx2N(即PartMode==PART_2Nx2N))，則會發出語法元素use_affine_flag。如註釋(1-7)至註釋(1-9)，如果 use_affine_flag表示正在使用仿射模型(即，使用值為1的use_affine_flag)，則將其他兩個控制點的訊息發送給參考列表L0，以及如註釋(1-10)至註釋(1-12)，其他兩個控制點的訊息被發送以用於參考列表L1。
Figure TW201804804AD00001
Figure TW201804804AD00002
在本發明中，處理了具有QTBT結構或亮度/色度分離編碼的CPR編碼的各個方面的問題。
本發明公開了分別由視訊編碼系統和視訊解碼系統使用的視訊編碼和解碼的方法和裝置。依據本發明的一實施例，與當前圖像中的當前塊相關聯的輸入資料被接收，其中仿射運動補償或自適應運動矢量(MV)解析度被使能以用於對當前圖像進行編碼。發送或解析當前塊的一個或複數個參考圖像索引。如果當前塊的一個參考圖像索引指向當前圖像，則仿射運動補償被推定為關閉以用於當前塊，而不需要發送或解析仿射模式語法，或者自適應運動矢量解析度推定為開啟以用於當前塊，而不需要發送或解析自適應運動矢量解析度。
對於上述方法，依據一實施例，當仿射運動補償被使能以編碼當前圖像時，如果當前塊的參考圖像索引指向除當前圖像之外的一個參考圖像，則仿射模式語法被發送或被解析以確定仿射運動補償是否被應用於當前塊。在另一個實施例中，當自適應運動矢量解析度被使能以對當前圖像進行編碼時，如果當前塊的參考圖像索引指向除當前圖像之外的一個參考圖像，則自適應運動矢量解析度被發送或解析以確定自適應運動矢量解析度是否應用於當前塊。如果目標參考圖像列表的 目標參考圖像索引指向除當前圖像之外的一個參考圖像，並且與目標參考圖像列表相關聯的運動矢量差值(motion vector difference,MVD)值不等於零，則自適應運動矢量解析度語法被發送或被解析，其中目標參考圖像列表對應於列表0或列表1。如果參考圖像索引指向當前圖像，或者與一個參考圖像列表相關聯的運動矢量差值等於零以用於一個或兩個參考圖像列表，自適應運動矢量解析度被推斷為假。在仿射模式語法或自適應運動矢量解析度模式語法被發送或被解析之前，當前塊的參考圖像索引被發送或被解析。
依據另一實施例，與當前圖像中的當前塊相關聯的輸入資料被接收，其中當前圖像參考(current picture referencing,CPR)模式被使能，並且其中仿射運動補償或自適應運動矢量解析度被使能以用於編碼當前圖像。當仿射運動補償被使能以用於當前圖像時仿射模式是否用於當前塊被確定，或者當自適應運動矢量解析度被使能以用於當前圖像時自適應運動矢量解析度用於當前塊被確定。如果仿射模式用於當前塊，或者如果自適應運動矢量解析度不用於當前塊，則當前塊的參考圖像索引被發送或被解析，其中參考圖像索引總是指向除了當前圖像之外的一個參考圖像。
依據上述實施例，如果仿射模式用於當前塊或者如果自適應運動矢量解析度不用於當前塊，則對應於當前圖像的參考圖像索引的碼字可以從碼字表中去除。或者，如果仿射模式用於當前塊或者如果自適應運動矢量解析度不用於當前塊，則可以使用一致的視訊位元流以使得參考圖像索引指向除 當前圖像之外的一個參考圖像。該確定仿射模式是否用於當前塊的步驟可以包括在發送或解析用於當前塊的參考圖像索引之前，發送或解析仿射模式語法。在仿射模式語法或自適應運動矢量解析度模式語法被發送或被解析之前，用於當前塊的參考圖像索引被發送或被解析。
如果仿射模式不用於當前塊，則用於當前塊的參考圖像索引可被發送或被解析，並且其中與當前圖像對應的參考圖像索引的碼字可以被包括在碼字表中。此外，如果對當前塊使用自適應運動矢量解析度，則用於當前塊的參考圖像索引被發送或被解析，以及其中對應於當前圖像的參考圖像索引的碼字被包括於碼字表中。
依據另一種方法，接收與當前圖像中的當前塊相關聯的輸入資料，其中當前圖像參考(CPR)模式和仿射運動補償被使能以用於編碼當前圖像。當前塊的仿射模式和參考圖像索引被確定。如果仿射模式被用於當前塊，則依據當前塊的參考圖像索引是否指向當前圖像，用於當年塊的複數個運動矢量被發送或被解析以用於參考圖像列表。
依據上述方法，如果仿射模式用於當前塊，並且當前塊的參考圖像索引指向當前圖像，則僅一個運動矢量被發送或被解析以用於參考圖像列表的當前塊。每個運動矢量可以由一個運動矢量預測子和一個運動矢量差值，或一個運動矢量預測子索引和一個運動矢量差值來表示。如果對於當前塊使用仿射模式，並且當前塊的參考圖像索引指向除當前圖像之外的一個參考圖像，則多於一個運動矢量可被發送或被解析以用於 參考圖像列表的當前塊。
110‧‧‧編碼樹單元
120‧‧‧編碼樹
410‧‧‧塊分割
420‧‧‧二元樹
510、620、630、622、632‧‧‧塊
520‧‧‧四分樹加二元樹
610‧‧‧區域
710‧‧‧當前塊
720‧‧‧參考塊
1110、1120、1130、1210、1220、1230、1310、1320、1330‧‧‧步驟
第1圖示出了使用四分樹結構將編碼樹單元分割成編碼單元的塊分割的示例。
第2圖示出了依據高效率視訊編碼的非對稱運動分割(asymmetric motion partition,AMP)，其中AMP定義用於將CU分割為PU的八種形狀。
第3圖示出了由二元樹分割結構使用的各種二進位分割類型的示例，其中塊可以使用分割類型被遞迴地分割成兩個較小的塊。
第4圖示出了塊分割及其對應的二元樹的示例，其中在二元樹的每個分割節點(即，非葉節點)中，使用一個標誌來指示哪個分割類型(水平或垂直)被使用，其中0可以指示水平分割，1可以指示垂直分割。
第5圖示出了塊分割及其對應的四分樹加二元樹結構(quad-tree plus binary tree structure,QTBT)的示例，其中實線表示四分樹分割，虛線表示二元樹分割。
第6圖示出了CPR補償的示例，其中區域610對應於要編碼的圖片，片段或圖片區域。塊620和630對應於要編碼的兩個塊。
第7圖示出了預測塊矢量(block vector,BV)編碼的示例，其中對應於當前BV和BV預測子之間的差值的塊矢量差值(BV difference,BVD)被發送。
第8圖示出了用於畫面內塊複製(IntraBC)模式(即當前 圖像參考，CPD模式)的約束參考像素區域的示例。
第9圖示出了與CPR模式相關聯的用於波前平行處理(wavefront parallel processing,WPP)的梯形參考資料區域的示例。
第10圖示出了來自相同幀中的其它顏色平面的並置的顏色平面候選導出的示例，其中(Y1，U1，V1)和(Y2，U2，V2)是兩個連續訊框的顏色平面。
第11圖示出了依據本發明的實施例的具有仿射運動補償或自適應運動矢量(MV)解析度模式被使能的示例性編解碼系統的流程圖，其中如果當前塊的一個參考圖像索引指向當前圖像，則仿射運動補償被推斷為關閉以用於當前塊，而不需要發送或解析仿射運動語法，或者自適應運動矢量解析度被推斷為開始以用於當前塊，而不需要發送或解析自適應運動矢量解析度語法。
第12圖示出了依據據本發明的實施例的具有當前圖像參考(CPR)模式被使能的示例性編解碼系統的流程圖，其中如果仿射模式用於當前塊，或者如果自適應運動矢量解析度不用於當前塊，則當前塊的參考圖像索引被發送或被解析，以及參考圖像索引總是指向除當前圖像之外的一個參考圖像。
第13圖示出了依據本發明的實施例的具有當前圖像參考(CPR)模式被使能的示例性編解碼系統的流程圖，其中如果仿射模式被使用以用於當前塊，則依據用於當前塊的參考圖像索引是否指向當前圖像，用於參考圖像的當前塊的多個運動矢量被發送或被解析。
以下描述是實現本發明的最佳實施方式。這一描述是為了說明本發明的一般原理，而不應被認為是限制性的。本發明的範圍最好透過申請專利範圍來確定。
在基於原始四分樹加二元樹(quad-tree plus binary tree,QTBT)結構和亮度/色度分離編碼的視訊編碼中，針對所有畫面內訊框(例如，I片段)分別對亮度和色度進行編碼。然而，在HEVC-SCC中，CPR被設計以用於三個顏色分量。CPR的運動矢量用於所有三個分量。依據本發明的一個方面，當亮度和色度分別被編碼時，CPR設計被修改。在本公開中，提出了具有亮度/色度分離CU結構的CPR編碼的各種方法如下。在下文中，公開了亮度/色度分離編碼的利用CPR模式的各個方面。
具有仿射運動補償的CPR
當仿射運動補償用於塊時，使用多於一個的運動示例用於當前PU。因此，多於一個的MVD需要被發送於仿射AMVP模式。依據本發明的一個實施例，當使用CPR模式時，仿射運動補償模式被禁能。換句話說，當CPR模式用於塊時，使用從除了仿射運動補償模式之外的編碼組中選擇的編碼模式對該塊進行編碼。為了實現這一點，在仿射模式語法之前，用於編碼/解碼當前預測單元(PU)的參考圖像索引以針對列表0或列表1的解碼順序首先被發送/解析。使用列表0作為示例，如果用於當前PU的列表0中的參考圖像索引指向當前圖像本身，則僅一個MV訊息(例如，MVP/MVP索引和MVD)在 列表0中被編碼/解碼。同時，在編碼器/解碼器側不需要發送/解析仿射模式語法(例如仿射模式標誌)，以及仿射模式標誌被推斷為假(仿射模式被禁用)，其中仿射模式語法表示使用仿射AMVP模式是否用於當前PU。如果參考圖像索引指向除當前圖像本身之外的參考圖像，則仿射模式語法需要被編碼或解碼。如果使用仿射模式，則可能需要對多於一個MV的訊息進行編碼或解碼。類似的方法也適用於List 1的參考圖像。
可以在一個參考圖像列表中使用CPR，而在另一參考圖像列表中，使用仿射模式。
在另一個實施例中，在參考圖像索引被編碼或被解碼之前，仿射模式語法被編碼或被解碼。對於當前塊，如果應用仿射模式(即仿射模式標誌等於真)，則編碼或解碼的參考圖像索引不能指向當前圖像本身。在一個示例中，從碼字表(codeword table)中移除與當前圖片對應的參考圖片索引碼字。如果仿射模式不用於當前塊，則當前塊的參考圖像索引被發送或被解析，其中如果參考圖像列表包括當前圖像，則與當前圖像對應的參考圖像索引的碼字被包括於碼字表中。在另一示例中，如果對當前塊應用仿射模式，則位元流一致性要求已編碼或已解析的參考圖像索引不等於指向當前圖像自身的參考圖像索引。
在另一個實施例中，與複數個已編碼或已解碼MV相關聯的訊息(例如MVP/MVP索引和MVD)取決於仿射模式和CPR模式的條件。如果應用仿射模式並且CPR模式不適用於塊(例如，指向除當前圖像之外的參考圖像的參考圖像索引)， 則與多於一個MV相關聯的訊息在當前參考圖像列表中被編碼或解碼。如果仿射模式被應用並且CPR模式被應用(例如，參考圖像索引指向當前圖像)，則在當前參考畫面列表中對僅與一個MV相關聯的訊息進行編碼或解碼。如果不應用仿射模式，則僅與一個MV相關聯的訊息被編碼或被解碼於當前參考圖像列表中。
具有自適應運動矢量解析度的CPR
如果CPR模式用於對當前PU進行編碼，並且假設CPR模式中的自適應運動矢量解析度(整數運動矢量解析度)為真，則不需要發送整數MV語法以用於CPR編碼的PU。列表0(或列表1)中的參考圖像索引以解碼順序解碼。如果參考圖像是當前圖像本身，則允許已解碼的MVD具有非零值。在這種情況下，不需要發送整數MV語法(例如iMV_flag)。僅當非零MVD值用於除當前圖像本身以外的參考圖像時，整數MV語法需要被發送。是否發送iMV_flag的一些示例描述於表2中，其中示出了示範性的參考圖像選擇和用於發送iMV_flag決策的組合的MVD值。表2中的列表0和列表1可以交換。
Figure TW201804804AD00003
當應用CPR時，運動矢量以整數運動矢量解析度編碼，其中自適應運動矢量解析度被推斷為使能。為了實現這一點，在自適應運動矢量解析度語法被通知或解析之前，依照解碼順序，先編碼/解碼當前預測單元(PU)的列表0或列表1的參考圖像索引。使用列表0作為示例，如果當前PU的列表0中的參考圖像索引指向當前圖像本身，則不需要分別發送或解析自適應運動矢量解析度語法(例如，自適應運動矢量標誌)於編碼器側或解碼器側，以及自適應運動矢量解析度標誌被推斷為真(即，自適應運動矢量解析度被使能)。如果參考圖像索引指向除了當前圖像本身之外的參考圖像，則自適應運動矢量解析度需要被編碼或被解碼。類似的方法也適用於列表1(List 1)參考圖像。
在另一個實施例中，在對參考圖像索引進行編碼或解碼之前對自適應運動矢量解析度語法進行編碼或解碼。對於當前塊，如果未應用自適應運動矢量解析度(即，自適應運動矢量解析度標誌為假)，則已編碼或解碼的參考圖像索引不能指向當前圖像本身。在一個示例中，從碼字表中刪除與當前圖像對應的參考圖片索像碼字。如果對當前塊使用自適應運動矢量解析度，則用於當前塊的參考圖像索引被發送或被解析，其中如果參考圖像列表包括當前圖像，則對應於當前圖像的參考圖像索引的碼字被包括於碼字表中。在另一示例中，如果對當前塊不應用自適應運動矢量解析度，則位元流一致性要求已發送或已解析的參考圖像索引不等於指向當前圖像的參考圖像索引。
以上公開的發明可以以各種形式併入各種視訊編碼或解碼系統中。例如，可以使用基於硬體的方法來實現本發明，例如專用積體電路(integrated circuits,IC)，現場可程式邏輯閘陣列(field programmable logic array,FPGA)，數位訊號處理器(digital signal processor,DSP)，中央處理單元(CPU)等。本發明也可以使用軟體代碼或韌體代碼來實作，該軟體代碼或韌體代碼在計算機、膝上型電腦、或諸如智能電話的移動設備上執行。此外，軟體代碼或韌體代碼可以在諸如具有專用處理器(例如視訊編碼引擎或協同處理器)的CPU的混合型平台上執行。
第11圖示出了依據本發明的實施例的具有仿射運動補償或自適應運動矢量(MV)解析度模式被使能的示例性編解碼系統的流程圖。流程圖中所示的步驟以及本公開中的其他後續流程圖可以被實作為在編碼器側和/或解碼器側的一個或複數個處理器(例如，一個或複數個CPU)上執行的程式代碼。流程圖中所示的步驟也可以基於硬體來實作，例如被佈置為執行流程圖中的步驟的一個或複數個電子設備或處理器。依據該方法，在步驟1110中，與當前圖像相關的輸入資料被接收，其中仿射運動補償或自適應運動矢量(MV)解析度被使能以用於編碼當前圖像。在編碼器側，輸入資料可對應於要編碼的視訊資料。在解碼器側，輸入資料可對應於要解碼的已壓縮視訊資料。在步驟1120中，用於當前塊的一個或複數個參考圖像索引被發送或被解析。應當理解，當前塊的一個或複數個參考圖像索引在編碼器側被發送或者在解碼器側被解析。在步 驟1130中，如果當前塊的一個參考圖像索引指向當前圖像，則將仿射運動補償推定為關閉(Off)以用於當前塊，而不需要發送或解析仿射模式語法，或者將自適應運動矢量解析度推定為開啟(On)以用於當前塊，而不需要發送或解析自適應運動矢量解析度語法。
第12圖示出了依據本發明的實施例的具有當前圖像參考(CPR)模式被使能的示例性編解碼系統的流程圖。依據該方法，在步驟1210中與當前圖像相關聯的輸入資料被接收，其中當前圖像參考(CPR)模式被使能，並且其中仿射運動補償或自適應運動矢量(MV)解析度被使能以用於編碼當前圖像。在步驟1220中，當仿射運動補償被使能以用於當前圖像時仿射模式是否被用於當前塊被確定，或者當自適應運動矢量解析度被使能以用於當前圖像時自適應運動矢量解析度是否用於當前塊被確定。在步驟1230中，如果仿射模式被使用以用於當前塊或者如果自適應運動向量解析度不被用於當前塊，則用於當前塊的參考圖像索引被發送或被解析，其中參考圖像索引總是指向除當前圖像以外的一個參考圖像。應當理解，當前塊的參考圖像索引在編碼器側被發送或在解碼器側被解析。
第13圖示出了依據本發明的實施例的具有當前圖像參考(CPR)模式被使能的示例性編解碼系統的流程圖。依據本實施例，在步驟1310中與當前圖像相關聯的輸入資料被接收，其中當前圖像參考(CPR)模式和仿射運動補償被使能以用於編碼當前圖像。在步驟1320中仿射模式和參考圖像索引被 確定以用於當前塊。如本領域已知的，編碼器可以基於諸如速率失真優化(rate-distortion optimization,RDO)的某些性能標準來確定是否使用仿射模式以用於當前塊。在解碼器側，仿射模式是否被使用於塊可自已編碼的訊息而被確定，例如在視訊位元流中的語法元素。在步驟1330中，如果仿射模式用於當前塊，則依據用於當前塊的參考圖像索引是否指向當前圖像，用於參考圖像列表的當前塊的複數個運動矢量被發送或被解析。
所示的流程圖旨在說明依據本發明的示範性視訊編解碼的示例。在不脫離本發明的精神的情況下，本領域通常知識者可以修改每個步驟，重新排列步驟，拆分步驟或組合步驟來實施本發明。在本公開中，已經使用具體的語法和語義來說明實現本發明的實施例的示例。本領域通常知識者可以用相同的語法和語義來代替該些語法和語義來實踐本發明，而不脫離本發明的精神。
呈現上述描述以使得本領域通常知識者能夠在特定應用及其要求的上下文中實施本發明。對所描述的實施例的各種修改對於本領域通常知識者將是顯而易見的，並且本文定義的一般原理可以應用於其他實施例。因此，本發明並不限於所示出和描述的特定實施例，而是符合與本文所公開的原理和新穎特徵相一致的最寬範圍。在上述詳細描述中，示出了各種具體細節以便提供對本發明的透徹理解。然而，本領域通常知識者將理解，可以實施本發明。
如上所述的本發明的實施例可以以各種硬體，軟體代碼或兩者的組合來實現。例如，本發明的實施例可以是整 合到視訊壓縮芯片中的一個或複數個電路電路，或整合到視訊壓縮軟體中的程式代碼以執行本文所述的處理。本發明的實施例也可以是要在數位訊號處理器(DSP)上執行的程式代碼，以執行本文所述處理。本發明還可以涉及由計算機處理器，數位訊號處理器，微處理器或現場可程式邏輯閘陣列(FPGA)執行的許多功能。可以透過執行定義本發明所體現的特定方法的機器可讀軟體代碼或韌體代碼來將這些處理器配置成執行依據本發明的特定任務。軟體代碼或韌體代碼可以以不同的編程語言和不同的格式或風格而被開發。也可以為不同的目標平台編譯軟體代碼。然而，執行與本飯一致任務的不同的代碼格式，軟體代碼的樣式和語言以及配置代碼的其他方式將不會脫離本發明的精神和範圍。
在不脫離本發明的精神或基本特徵的情況下，本發明可以以其他具體形式實施。所描述的例子僅在所有方面被認為是說明性的而不是限制性的。因此，本發明的範圍由申請專利範圍而不是前面的描述來指示。屬於申請專利範圍的等同物的含義和範圍的所有變化將被包括在其範圍內。
1110、1120、1130‧‧‧步驟

Claims (20)

  1. 一種視訊編解碼方法，分別由一視訊編碼系統和一視訊解碼系統使用，該方法包括：接收與一當前圖像中的一當前塊相關聯的輸入資料，其中仿射運動補償或自適應運動矢量解析度被使能以用於編碼該當前圖像；發送或解析用於一當前塊的一個或複數個參考圖像索引；以及如果該當前塊的一個參考圖像索引指向該當前圖像，則推定用於該當前塊的仿射運動補償為關閉，而不需要發送或解析一仿射模式語法，或者推定該當前塊的自適應運動矢量解析度為開啟，而不需要發送或解析一自適應運動矢量解析度語法。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中當仿射運動補償被使能以用於編碼該當前圖像時，並且如果用於該當前塊的該參考圖像索引指向除該當前圖像之外的一個參考圖像，則該仿射模式語法被發送或解析以確定是否將該仿射運動補償應用於該當前塊。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中當自適應運動矢量解析度被使能以用於編碼該當前圖像時，並且如果用於該當前塊的該參考圖像索引指向除該當前圖像之外的一個參考圖像，則該自適應運動矢量解析度語法被發送或被解析以確定自適應運動矢量解析度是否應用於該當前塊。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，如果用於一目標 參考圖像列表的一目標參考圖像索引指向除該當前圖像以外的一個參考圖像，並且與該目標參考圖像列表相關聯的一運動矢量差值不等於零，則該自適應運動矢量解析度語法被發送或被解析，並且其中該目標參考圖像列表對應於列表0或列表1。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中如果一參考圖像索引指向該當前圖像，或者用於一個或兩個參考圖像列表的與一參考圖像列表相關聯的一運動矢量差值等於零，則該自適應運動矢量解析度語法被推斷為假。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中在該仿射模式語法或一自適應運動矢量解析度模式語法被發送或被解析之前，用於該當前塊的該參考圖像索引被發送或被解析。
  7. 一種視訊編解碼裝置，分別由一視訊編碼系統和一視訊解碼系統使用，該裝置包括一個或複數個電子電路或一個或複數個處理器，被配置為：接收與一當前圖像中的一當前塊相關聯的輸入資料，其中仿射運動補償或自適應運動矢量解析度被使能以用於編碼該當前圖像；發送或解析用於一當前塊的一個或複數個參考圖像索引；以及如果當前塊的一個參考圖像索引指向該當前圖像，則推定用於該當前塊的仿射運動補償為關閉，而不需要發送或解析一仿射模式語法，或者推定該當前塊的自適應MV解析度為開啟，而不需要發送或解析一自適應運動矢量解析度語 法。
  8. 一種視訊編解碼方法，分別由一視訊編碼系統和一視訊解碼系統使用，該方法包括：接收與一當前圖像中的一當前塊相關聯的輸入資料，其中當前圖像參考模式被使能，並且其中仿射運動補償或自適應運動矢量解析度被使能以用於編碼該當前圖像；當仿射運動補償被使能以用於該當前圖像時，確定仿射模式是否用於該當前塊，或者當自適應運動矢量解析度被使能以用於該當前圖像時，確定自適應運動矢量解析度是否用於該當前塊；以及如果仿射模式用於當前塊，或者如果自適應運動矢量解析度不用於該當前塊，則發送或解析一參考圖像索引以用於該當前塊，其中該參考圖像索引總是指向除該當前圖像之外的一個參考圖像。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中，如果仿射模式用於該當前塊或者如果自適應運動矢量解析度不用於該當前塊，則與該當前圖像相對應的該參考圖像索引的一碼字從一碼字表中刪除。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中，如果仿射模式用於該當前塊或者如果自適應運動矢量解析度不用於該當前塊，則一一致的視訊位元流使該參考圖像索引指向除該當前圖像之外的一個參考圖像。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中確定仿射模式或自適應運動矢量解析度是否用於該當前塊的步驟包括：在發 送或解析用於該當前塊的該參考圖像索引之前，發送或解析一仿射模式語法或一自適應運動矢量解析度模式語法。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中，在一仿射模式語法或者一自適應運動矢量解析度模式語法被發送或被解析之後，用於該當前塊的該參考圖像索引被發送或被解析。
  13. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中如果仿射模式不用於該當前塊，則用於該當前塊的一參考圖像索引被發送或被解析，並且其中對應於該當前圖像的該參考圖像索引的一碼字包括於一碼字表中。
  14. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中如果該自適應運動矢量解析度用於該當前塊，則用於該當前塊的一參考圖像索引被發送或被解析，並且其中對應於該當前圖像的該參考圖像索引的一碼字包括於一碼字表中。
  15. 一種視訊編解碼裝置，分別由一視訊編碼系統和一視訊解碼系統使用，該裝置包括一個或複數個電子電路或一個或複數個處理器，被配置為：接收與一當前圖像中的一當前塊相關聯的輸入資料，其中當前圖像參考模式被使能，並且仿射運動補償或自適應運動矢量解析度被使能以用於編碼該當前圖像；當該仿射運動補償被使能以用於該當前圖像時，確定仿射模式是否用於該當前塊，或者當該自適應運動矢量解析度被使能以用於該當前圖像時，確定該自適應運動矢量解析度是否用於該當前塊；以及如果該仿射模式用於該當前塊，或者如果自適應運動矢量 解析度不用於該當前塊，則發送或解析一參考圖像索引以用於該當前塊，其中該參考圖像索引總是指向不等於該當前圖像的一個參考圖像。
  16. 一種視訊編解碼裝置，分別由一視訊編碼系統和一視訊解碼系統使用，該裝置包括一個或複數個電子電路或一個或複數個處理器，被配置為：接收與一當前圖像中的一當前塊相關聯的輸入資料，其中當前圖像參考模式和仿射運動補償被使能以用於編碼該當前圖像；確定一仿射模式和一參考圖像索引以用於該當前塊；以及如果該仿射模式用於該當前塊，則依據用於該當前塊的該參考圖像索引是否指向該當前圖像，發送或解析複數個運動矢量以用於一參考圖像列表的該當前塊。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中如果該仿射模式用於該當前塊並且用於該當前塊的該參考圖像索引指向該當前圖像，則僅一個運動矢量被發送或被解析以用於該參考圖像列表的該當前塊。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中每個運動矢量由一個運動矢量預測子和一個運動矢量差值，或一個運動矢量預子索引和一個運動矢量差值來表示。
  19. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中如果該仿射模式用於該當前塊並且用於該當前塊的該參考圖像索引指向除該當前圖像之外的一個參考圖像，則多於一個的運動矢量被發送或被解析以用於該參考圖像列表的該當前塊。
  20. 一種視訊編解碼裝置，分別由一視訊編碼系統和一視訊解碼系統使用，該裝置包括一個或複數個電子電路或一個或複數個處理器，被配置為：接收與一當前圖像中的一當前塊相關聯的輸入資料，其中當前圖像參考模式和仿射運動補償被使能以用於編碼該當前圖像；確定一仿射模式和一參考圖像索引以用於該當前塊；以及如果該仿射模式用於該當前塊，則依據用於該當前塊的該參考圖像索引是否指向該當前圖像，發送或解析複數個運動矢量以用於一參考圖像列表的該當前塊。
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