TW202038609A - 用於視訊寫碼之共享候選清單及平行候選清單推導 - Google Patents

用於視訊寫碼之共享候選清單及平行候選清單推導 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種視訊寫碼器，其可經組態以藉由以下步驟來寫碼視訊資料：判定一視訊資料區塊的一第一區塊大小臨限值；判定一第二區塊大小臨限值，其中該第二區塊大小臨限值小於該第一區塊大小臨限值；將該視訊資料區塊分割成更小的子區塊；回應於判定經分割區塊之一第一分區小於或等於該第一區塊大小臨限值，判定該分區內之區塊屬於一並行估計區域；及回應於判定該經分割區塊之一第二分區小於或等於該第二區塊大小臨限值，判定該第二分區內之區塊屬於一共享候選清單之一區域。

Description

用於視訊寫碼之共享候選清單及平行候選清單推導
本發明係關於視訊編碼及視訊解碼。
數位視訊能力可併入至廣泛範圍之器件中，該等器件包括數位電視、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、平板電腦、電子書閱讀器、數位攝影機、數位記錄器件、數位媒體播放機、視訊遊戲器件、視訊遊戲主控台、蜂巢式或衛星無線電話(所謂的「智慧型電話」)、視訊電傳會議器件、視訊串流器件及其類似者。數位視訊器件實施視訊寫碼技術，諸如由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)所定義之標準、高效視訊寫碼(HEVC)標準、ITU-T H.265/高效視訊寫碼(HEVC)及此類標準之擴展中所描述之彼等視訊寫碼技術。視訊器件可藉由實施此類視訊寫碼技術來更有效地傳輸、接收、編碼、解碼及/或儲存數位視訊資訊。
視訊寫碼技術包括空間(圖像內)預測及/或時間(圖像間)預測以減少或移除為視訊序列所固有的冗餘。針對基於區塊之視訊寫碼，視訊圖塊(例如視訊圖像或視訊圖像之一部分)可分割成視訊區塊，視訊區塊亦可稱為寫碼樹單元(CTU)、寫碼單元(CU)及/或寫碼節點。使用關於同一圖像中之相鄰區塊中之參考樣本的空間預測來編碼圖像之經框內寫碼(I)圖塊中之視訊區塊。圖像之經框間寫碼(P或B)圖塊中之視訊區塊可使用關於同一圖像中之相鄰區塊中之參考樣本的空間預測或關於其他參考圖像中之參考樣本的時間預測。圖像可稱為圖框，且參考圖像可稱為參考圖框。
本發明描述與根據不同圖像中之已經寫碼視訊資料區塊來預測視訊資料區塊(例如框間預測)相關聯之技術。更具體而言，本發明描述與共享候選清單推導、並行候選清單推導及/或基於歷史之運動向量候選緩衝區中之一或多者相關之技術。如下文更詳細地描述，此等不同寫碼工具當前以並非必需互補及高效的方式實施。本發明描述可改良此等各種寫碼工具的技術，且更具體而言，改良此等寫碼工具如何藉由改良寫碼效率及/或降低計算複雜度來彼此結合工作的技術。
根據一個實例，一種寫碼視訊資料之方法包括：判定一第一區域大小臨限值；判定一第二區域大小臨限值，其中該第二區域大小臨限值小於該第一區域大小臨限值；將一視訊資料區塊分割成複數個分區；回應於判定經分割區塊之一第一分區小於或等於該第一區域大小臨限值，判定該第一分區內之兩個或更多個區塊屬於一並行估計區域；並行地寫碼該第一分區內之該等兩個或更多個區塊；回應於判定該經分割區塊之一第二分區小於或等於該第二區域大小臨限值，判定該第二分區內之兩個或更多個區塊屬於一共享候選清單之一區域；使用該共享候選清單來寫碼該第二分區內之該等兩個或更多個區塊；及輸出包含該第一分區之該等兩個或更多個區塊及該第二分區之該等兩個或更多個區塊之經寫碼版本的經寫碼視訊。
根據另一實例，一種用於寫碼視訊資料之器件包括：一記憶體，其經組態以儲存視訊資料；及一或多個處理器，其實施於電路中且經組態以：判定一第一區域大小臨限值；判定一第二區域大小臨限值，其中該第二區域大小臨限值小於該第一區域大小臨限值；將一視訊資料區塊分割成複數個分區；回應於判定經分割區塊之一第一分區小於或等於該第一區域大小臨限值，判定該第一分區內之兩個或更多個區塊屬於一並行估計區域；並行地寫碼該第一分區內之該等兩個或更多個區塊；回應於判定該經分割區塊之一第二分區小於或等於該第二區域大小臨限值，判定該第二分區內之兩個或更多個區塊屬於一共享候選清單之一區域；使用該共享候選清單來寫碼該第二分區內之該等兩個或更多個區塊；及輸出包含該第一分區之該等兩個或更多個區塊及該第二分區之該等兩個或更多個區塊之經寫碼版本的經寫碼視訊。
根據另一實例，一種裝置包括：構件，其用於判定一第一區域大小臨限值；構件，其用於判定一第二區域大小臨限值，其中該第二區域大小臨限值小於該第一區域大小臨限值；構件，其用於將一視訊資料區塊分割成複數個分區；構件，其用於回應於判定經分割區塊之一第一分區小於或等於該第一區域大小臨限值而判定該第一分區內之兩個或更多個區塊屬於一並行估計區域；構件，其用於並行地寫碼該第一分區內之該等兩個或更多個區塊；構件，其用於回應於判定該經分割區塊之一第二分區小於或等於該第二區域大小臨限值而判定該第二分區內之兩個或更多個區塊屬於一共享候選清單之一區域；構件，其用於使用該共享候選清單來寫碼該第二分區內之該等兩個或更多個區塊；及構件，其用於輸出包含該第一分區之該等兩個或更多個區塊及該第二分區之該等兩個或更多個區塊之經寫碼版本的經寫碼視訊。
根據另一實例，一種電腦可讀儲存媒體儲存指令，該等指令在由一或多個處理器執行時使得該等一或多個處理器：判定一第一區域大小臨限值；判定一第二區域大小臨限值，其中該第二區域大小臨限值小於該第一區域大小臨限值；將一視訊資料區塊分割成複數個分區；回應於判定經分割區塊之一第一分區小於或等於該第一區域大小臨限值，判定該第一分區內之兩個或更多個區塊屬於一並行估計區域；並行地寫碼該第一分區內之該等兩個或更多個區塊；回應於判定該經分割區塊之一第二分區小於或等於該第二區域大小臨限值，判定該第二分區內之兩個或更多個區塊屬於一共享候選清單之一區域；使用該共享候選清單來寫碼該第二分區內之該等兩個或更多個區塊；及輸出包含該第一分區之該等兩個或更多個區塊及該第二分區之該等兩個或更多個區塊之經寫碼版本的經寫碼視訊。
根據另一實例，一種寫碼視訊資料之方法包括：維護一基於歷史之運動向量候選之緩衝區，其中該等基於歷史之運動向量候選包含用於框間預測該等視訊資料之先前經寫碼區塊的運動向量；對於該等視訊資料之一第一分區之一第一區塊，使用一第一運動向量來判定該第一區塊的一預測性區塊；回應於該第一區塊大於一臨限值大小，使用該第一運動向量來更新該基於歷史之運動向量候選之緩衝區；對於該等視訊資料之一第二分區之一第二區塊，使用一第二運動向量來判定該第二區塊的一預測性區塊；回應於該第二區塊小於或等於該臨限值大小，制止使用該第二運動向量來更新該基於歷史之運動向量候選之緩衝區；及輸出包含該第一區塊及該第二區塊之經寫碼版本的經寫碼視訊。
根據另一實例，一種用於寫碼視訊資料之器件包括：一記憶體，其經組態以儲存視訊資料；及一或多個處理器，其實施於電路中且經組態以：維護一基於歷史之運動向量候選之緩衝區，其中該等基於歷史之運動向量候選包含用於框間預測該等視訊資料之先前經寫碼區塊的運動向量；對於該等視訊資料之一第一分區之一第一區塊，使用一第一運動向量來判定該第一區塊的一預測性區塊；回應於該第一區塊大於一臨限值大小，使用該第一運動向量來更新該基於歷史之運動向量候選之緩衝區；對於該等視訊資料之一第二分區之一第二區塊，使用一第二運動向量來判定該第二區塊的一預測性區塊；回應於該第二區塊小於或等於該臨限值大小，制止使用該第二運動向量來更新該基於歷史之運動向量候選之緩衝區；及輸出包含該第一區塊及該第二區塊之經寫碼版本的經寫碼視訊。
根據另一實例，一種用於寫碼視訊資料之裝置：構件，其用於維護一基於歷史之運動向量候選之緩衝區，其中該等基於歷史之運動向量候選包含用於框間預測該等視訊資料之先前經寫碼區塊的運動向量；構件，其用於對於該等視訊資料之一第一分區之一第一區塊而使用一第一運動向量來判定該第一區塊的一預測性區塊；構件，其用於回應於該第一區塊大於一臨限值大小而使用該第一運動向量來更新該基於歷史之運動向量候選之緩衝區；構件，其用於對於該等視訊資料之一第二分區之一第二區塊而使用一第二運動向量來判定該第二區塊的一預測性區塊；構件，其用於回應於該第二區塊小於或等於該臨限值大小而制止使用該第二運動向量來更新該基於歷史之運動向量候選之緩衝區；及構件，其用於輸出包含該第一區塊及該第二區塊之經寫碼版本的經寫碼視訊。
根據另一實例，一種電腦可讀儲存媒體儲存指令，該等指令在由一或多個處理器執行時使得該等一或多個處理器：維護一基於歷史之運動向量候選之緩衝區，其中該等基於歷史之運動向量候選包含用於框間預測該等視訊資料之先前經寫碼區塊的運動向量；對於該等視訊資料之一第一分區之一第一區塊，使用一第一運動向量來判定該第一區塊的一預測性區塊；回應於該第一區塊大於一臨限值大小，使用該第一運動向量來更新該基於歷史之運動向量候選之緩衝區；對於該等視訊資料之一第二分區之一第二區塊，使用一第二運動向量來判定該第二區塊的一預測性區塊；回應於該第二區塊小於或等於該臨限值大小，制止使用該第二運動向量來更新該基於歷史之運動向量候選之緩衝區；及輸出包含該第一區塊及該第二區塊之經寫碼版本的經寫碼視訊。
在隨附圖式及以下描述中闡述一或多個實例之細節。其他特徵、目標及優勢自實施方式、圖式及申請專利範圍將為顯而易見的。
本申請案主張2018年12月7日申請的美國臨時申請案第62/776,975號之權益，該申請案之全部內容以引用的方式併入本文中。
視訊寫碼(例如視訊編碼及/或視訊解碼)通常涉及根據同一圖像中之已經寫碼視訊資料區塊來預測視訊資料區塊(例如框內預測)或根據不同圖像中之已經寫碼視訊資料區塊來預測視訊資料區塊(例如框間預測)。在一些情況下，視訊編碼器亦藉由比較預測性區塊與初始區塊來計算殘餘資料。因此，殘餘資料表示視訊資料之預測性區塊與初始區塊之間的差。為減少用信號通知殘餘資料所需之位元的數目，視頻編碼器變換及量化殘餘資料且在經編碼位元流中用信號通知經變換及經量化的殘餘資料。藉由變換及量化過程來達成的壓縮可為有損的，意謂變換及量化過程可將失真引入至經解碼視訊資料中。
視訊解碼器將殘餘資料添加至預測性區塊以產生相比單獨的預測性區塊更緊密地匹配初始視訊區塊的經重建構視訊區塊。歸因於藉由殘餘資料之變換及量化所引入的損失，經重建構區塊可具有失真或假影。一個常見類型之假影或失真稱為區塊效應，其中用於寫碼視訊資料的區塊之邊界為可見的。為進一步改良經解碼視訊之品質，視訊解碼器可對經重建構視訊區塊進行一或多個濾波操作。
本發明描述與根據不同圖像中之已經寫碼視訊資料區塊來預測視訊資料區塊(例如框間預測)相關聯之技術。更具體而言，本發明描述與共享候選清單推導、並行候選清單推導及/或基於歷史之運動向量候選緩衝區中之一或多者相關之技術。如下文更詳細地描述，此等不同寫碼工具當前以並非必需互補及高效的方式實施。本發明描述可改良此等各種寫碼工具的技術，且更具體而言，改良此等寫碼工具如何藉由改良寫碼效率及/或降低計算複雜度來彼此結合工作的技術。
圖1為說明可進行本發明之技術的實例視訊編碼及解碼系統100的方塊圖。本發明之技術大體上係針對寫碼(編碼及/或解碼)視訊資料。大體而言，視訊資料包括用於處理視訊的任何資料。因此，視訊資料可包括原始未經編碼的視訊、經編碼視訊、經解碼(例如經重建構)視訊及視訊後設資料，諸如傳信資料。
如圖1中所展示，在此實例中，系統100包括源器件102，其提供待由目的地器件116解碼及顯示的經編碼視訊資料。特定而言，源器件102經由電腦可讀媒體110將視訊資料提供至目的地器件116。源器件102及目的地器件116可包含廣泛範圍之器件中之任一者，包括桌上型電腦、筆記型(亦即膝上型)電腦、平板電腦、機頂盒、諸如智慧型電話之電話手持機、電視、攝影機、顯示器件、數位媒體播放機、視訊遊戲主控台、視訊串流器件或其類似者。在一些情況下，源器件102及目的地器件116可經裝備用於無線通信，且因此可稱為無線通信器件。
在圖1之實例中，源器件102包括視訊源104、記憶體106、視訊編碼器200及輸出介面108。目的地器件116包括輸入介面122、視訊解碼器300、記憶體120及顯示器件118。根據本發明，源器件102之視訊編碼器200及目的地器件116之視訊解碼器300可經組態以應用用於共享候選清單及並行候選清單推導的技術，以及用於維護基於歷史之運動向量候選之緩衝區的技術。因此，源器件102表示視訊編碼器件之實例，而目的地器件116表示視訊解碼器件之實例。在其他實例中，源器件及目的地器件可包括其他組件或配置。舉例而言，源器件102可自外部視訊源(諸如外部攝影機)接收視訊資料。同樣地，目的地器件116可與外部顯示器件介接，而非包括積體顯示器件。
如圖1中所展示之系統100僅為一個實例。大體而言，任何數位視訊編碼及/或解碼器件均可進行本文中所描述之用於共享候選清單及並行候選清單推導的技術，以及用於維護基於歷史之運動向量候選之緩衝區的技術。源器件102及目的地器件116僅為其中源器件102產生經寫碼視訊資料以用於傳輸至目的地器件116的此類寫碼器件之實例。本發明將「寫碼」器件稱為對資料進行寫碼(編碼及/或解碼)的器件。因此，視訊編碼器200及視訊解碼器300表示寫碼器件之實例，特定而言，分別表示視訊編碼器及視訊解碼器之實例。在一些實例中，源器件102及目的地器件116可以實質上對稱的方式操作，使得源器件102及目的地器件116中之每一者包括視訊編碼及解碼組件。因此，系統100可支援源器件102與目的地器件116之間的單向或雙向視訊傳輸，例如用於視訊串流、視訊播放、視訊廣播或視訊電話。
大體而言，視訊源104表示視訊資料源(亦即，原始未經編碼的視訊資料)且將視訊資料之依序圖像(亦稱為「圖框」)序列提供至視訊編碼器200，該視訊編碼器編碼圖像之資料。源器件102之視訊源104可包括視訊俘獲器件，諸如視訊攝影機、含有先前所俘獲之原始視訊的視訊存檔及/或用以自視訊內容提供者接收視訊的視訊饋入介面。作為另一替代方案，視訊源104可產生基於電腦圖形之資料作為源視訊，或實況視訊、存檔視訊及電腦產生之視訊的組合。在每一情況下，視訊編碼器200編碼所俘獲、所預先俘獲或電腦產生之視訊資料。視訊編碼器200可將圖像自接收到之次序(有時稱為「顯示次序」)重新配置成寫碼次序以用於寫碼。視訊編碼器200可產生包括經編碼視訊資料的位元流。源器件102接著可經由輸出介面108將經編碼視訊資料輸出至電腦可讀媒體110上以用於藉由例如目的地器件116之輸入介面122接收及/或擷取。
源器件102之記憶體106及目的地器件116之記憶體120表示通用記憶體。在一些實例中，記憶體106、120可儲存原始視訊資料，例如來自視訊源104之原始視訊及來自視訊解碼器300之原始經解碼視訊資料。另外或替代地，記憶體106、120可儲存可分別由例如視訊編碼器200及視訊解碼器300執行的軟體指令。儘管在此實例中記憶體106及記憶體120展示為與視訊編碼器200及視訊解碼器300分開，但應理解，視訊編碼器200及視訊解碼器300亦可包括功能上類似或等效目的之內部記憶體。此外，記憶體106、120可儲存例如自視訊編碼器200輸出及輸入至視訊解碼器300的經編碼視訊資料。在一些實例中，可分配記憶體106、120之部分作為一或多個視訊緩衝區，例如以儲存原始、經解碼及/或經編碼視訊資料。
電腦可讀媒體110可表示能夠將經編碼視訊資料自源器件102傳送至目的地器件116的任何類型之媒體或器件。在一個實例中，電腦可讀媒體110表示用以使得源器件102能夠即時地將經編碼視訊資料例如經由射頻網路或基於電腦之網路直接傳輸至目的地器件116的通信媒體。輸出介面108可調變包括經編碼視訊資料的傳輸信號，且輸入介面122可根據通信標準(諸如無線通信協定)將接收到之傳輸信號解調。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域網路)之部分。通信媒體可包括路由器、交換器、基地台或可用於促進自源器件102至目的地器件116的通信的任何其他設備。
在一些實例中，源器件102可將經編碼資料自輸出介面108輸出至儲存器件112。類似地，目的地器件116可經由輸入介面122自儲存器件112存取經編碼資料。儲存器件112可包括各種分散式或本端存取之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的任何其他合適的數位儲存媒體。
在一些實例中，源器件102可將經編碼視訊資料輸出至檔案伺服器114，或可儲存藉由源器件102所產生之經編碼視訊的另一中間儲存器件。目的地器件116可經由串流或下載而自檔案伺服器114存取經儲存視訊資料。檔案伺服器114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116的任何類型之伺服器器件。檔案伺服器114可表示網頁伺服器(例如用於網站)、檔案傳送協定(FTP)伺服器、內容遞送網路器件或網路附接儲存(NAS)器件。目的地器件116可經由包括網際網路連接之任何標準資料連接自檔案伺服器114存取經編碼視訊資料。此可包括無線通道(例如Wi-Fi連接)、有線連接(例如數位用戶線(DSL)、電纜數據機等)，或適合於存取儲存於檔案伺服器114上之經編碼視訊資料的兩者之組合。檔案伺服器114及輸入介面122可經組態以根據串流傳輸協定、下載傳輸協定或其組合來操作。
輸出介面108及輸入介面122可表示無線傳輸器/接收器、數據機、有線網路連接組件(例如乙太網卡)、根據各種IEEE 802.11標準中之任一者來操作的無線通信組件或其他實體組件。在輸出介面108及輸入介面122包含無線組件之實例中，輸出介面108及輸入介面122可經組態以根據蜂巢式通信標準(諸如4G、4G-LTE(長期演進)、LTE進階、5G或其類似者)來傳遞資料，諸如經編碼視訊資料。在輸出介面108包含無線傳輸器的一些實例中，輸出介面108及輸入介面122可經組態以根據其他無線標準(諸如IEEE 802.11規格、IEEE 802.15規格(例如ZigBee™)、Bluetooth™標準或其類似者)來傳遞資料，諸如經編碼視訊資料。在一些實例中，源器件102及/或目的地器件116可包括各別晶片上系統(SoC)器件。舉例而言，源器件102可包括SoC器件以進行歸於視訊編碼器200及/或輸出介面108之功能性，且目的地器件116可包括SoC器件以進行歸於視訊解碼器300及/或輸入介面122之功能性。
本發明之技術可應用於支援各種多媒體應用中之任一者的視訊寫碼，諸如，空中電視廣播、有線電視傳輸、衛星電視傳輸、網際網路串流視訊傳輸(諸如經由HTTP之動態自適應串流(DASH))、經編碼至資料儲存媒體上之數位視訊、儲存於資料儲存媒體上之數位視訊之解碼或其他應用。
目的地器件116之輸入介面122自電腦可讀媒體110 (例如通信媒體、儲存器件112、檔案伺服器114或其類似者)接收經編碼視訊位元流。經編碼視訊位元流可包括由視訊編碼器200定義之傳信資訊(其亦由視訊解碼器300使用)，諸如具有描述視訊區塊或其他經寫碼單元(例如圖塊、圖像、圖像組、序列或其類似者)之特性及/或處理的值的語法元素。顯示器件118向使用者顯示經解碼視訊資料之經解碼圖像。顯示器件118可表示各種顯示器件中之任一者，諸如陰極射線管(CRT)、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。
儘管圖1中未展示，但在一些實例中，視訊編碼器200及視訊解碼器300可各自與音訊編碼器及/或音訊解碼器整合，且可包括合適的MUX-DEMUX單元或其他硬體及/或軟體，以處置在共同資料串流中包括音訊及視訊兩者之多工串流。若適用，則MUX-DEMUX單元可遵照ITU H.223多工器協定或其他協定(諸如使用者資料報協定(UDP))。
視訊編碼器200及視訊解碼器300可各自實施為各種合適的編碼器及/或解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。當該等技術部分地以軟體實施時，器件可將用於軟體之指令儲存於合適的非暫時性電腦可讀媒體中，且在硬體中使用一或多個處理器執行指令以進行本發明之技術。視訊編碼器200及視訊解碼器300中之每一者可包括於一或多個編碼器或解碼器中，編碼器或解碼器中之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。包括視訊編碼器200及/或視訊解碼器300之器件可包含積體電路、微處理器及/或無線通信器件，諸如蜂巢式電話。
視訊編碼器200及視訊解碼器300可根據視訊寫碼標準來操作，該視訊寫碼標準諸如ITU-T H.265，亦稱為高效視訊寫碼(HEVC)或其擴展，諸如多視圖及/或可調式視訊寫碼擴展。基於ITU-T VCEG (Q6/16)及ISO/IEC MPEG (JTC 1/SC 29/WG 11)之著作，稱為多功能視訊寫碼(VVC)標準的視訊寫碼標準正由VCEG及MPEG之聯合視訊專家小組(JVET)開發。VVC之早期草案可在文件JVET-J1001「多功能視訊寫碼(草案1)」中獲得且其演算法描述可在文件JVET-J1002「關於多功能視訊寫碼及測試模型1 (VTM 1)之演算法描述(Algorithm description for Versatile Video Coding and Test Model 1 (VTM 1))」中獲得。VVC之另一早期草案可在文件JVET-L1001「多功能視訊寫碼(草案3)」中獲得且其演算法描述可在文件JVET-L1002「關於多功能視訊寫碼及測試模型3 (VTM 3)之演算法描述(Algorithm description for Versatile Video Coding and Test Model 3 (VTM 3))」中獲得。然而，本發明之技術不限於任何特定寫碼標準。 VVC標準之最新草案描述於2019年10月1日至11日於CH日內瓦的ITU-T SG 16 WP 3及ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11之聯合視訊專家小組(JVET)第16次會議JVET-P2001-v9上，Bross等人的「多功能視訊寫碼(草案7)」(下文中稱為「VVC草案7」)中。本發明之技術與共享候選清單推導、並行候選清單推導及/或基於歷史之運動向量候選緩衝區相關，然而，不限於任何特定寫碼標準。基於歷史之運動向量候選緩衝區在本文中亦可稱為基於歷史之運動向量候選清單。
大體而言，視訊編碼器200及視訊解碼器300可進行圖像之基於區塊之寫碼。術語「區塊」大體係指包括待處理(例如編碼、解碼或以其他方式在編碼及/或解碼過程中使用)之資料的結構。舉例而言，區塊可包括亮度及/或色度資料之樣本之二維矩陣。大體而言，視訊編碼器200及視訊解碼器300可寫碼以YUV (例如Y、Cb、Cr)格式表示之視訊資料。亦即，視訊編碼器200及視訊解碼器300可寫碼亮度及色度分量，而非寫碼圖像之樣本的紅色、綠色及藍色(RGB)資料，其中色度分量可包括紅色調及藍色調色度分量兩者。在一些實例中，視訊編碼器200在編碼之前將接收到之RGB格式化資料轉換成YUV表示，且視訊解碼器300將YUV表示轉換成RGB格式。或者，預處理單元及後處理單元(未展示)可進行此等轉換。
本發明大體可指對圖像進行寫碼(例如編碼及解碼)以包括編碼或解碼圖像之資料的過程。類似地，本發明可指對圖像之區塊進行寫碼以包括編碼或解碼區塊之資料的過程，例如預測及/或殘餘寫碼。經編碼視訊位元流大體上包括表示寫碼決策(例如寫碼模式)及圖像至區塊之分割的語法元素的一系列值。因此，對寫碼圖像或區塊之提及大體上應理解為寫碼形成該圖像或區塊之語法元素的值。
HEVC定義各種區塊，包括寫碼單元(CU)、預測單元(PU)及變換單元(TU)。根據HEVC，視訊寫碼器(諸如視訊編碼器200) 根據四分樹結構將寫碼樹單元(CTU)(其亦可稱為最大寫碼單元(LCU))分割成CU。亦即，視訊寫碼器將CTU及CU分割成四個相等的非重疊正方形，且四分樹之每一節點具有零個或四個子節點。不具有子節點的節點可稱為「葉節點」，且此類葉節點之CU可包括一或多個PU及/或一或多個TU。視訊寫碼器可進一步分割PU及TU。舉例而言，在HEVC中，殘餘四分樹(RQT)表示TU之分割。在HEVC中，PU表示框間預測資料，而TU表示殘餘資料。經框內預測之CU包括框內預測資訊，諸如框內模式指示。本發明可大體上使用術語分區來表示區塊，諸如TU、PU或CU，或表示複數個區塊或包括多個區塊的區。
作為另一實例，視訊編碼器200及視訊解碼器300可經組態以根據JEM或VVC來操作。根據JEM或VVC，視訊寫碼器(諸如視訊編碼器200)將圖像分割成複數個寫碼樹單元(CTU)。視訊編碼器200可根據樹結構分割CTU，諸如四分樹二元樹(QTBT)結構或多類型樹(MTT)結構。QTBT結構移除多個分割類型之概念，諸如HEVC之CU、PU及TU之間的間距。QTBT結構包括兩個層級：根據四分樹分割來分割的第一層級，及根據二元樹分割來分割的第二層級。QTBT結構之根節點對應於CTU。二元樹之葉節點對應於寫碼單元(CU)。
在MTT分割結構中，區塊可使用四分樹(QT)分割、二元樹(BT)分割及一或多種類型之三重樹(TT)(亦稱為三元樹(TT))分割來分割。三重或三元樹分割為區塊分裂成三個子區塊的分割。在一些實例中，三重或三元樹分割在不經由中心分隔初始區塊之情況下將區塊分隔成三個子區塊。 MTT中之分割類型(例如QT、BT及TT)可為對稱或不對稱的。
在一些實例中，視訊編碼器200及視訊解碼器300可使用單一QTBT或MTT結構來表示亮度及色度分量中之每一者，而在其他實例中，視訊編碼器200及視訊解碼器300可使用兩個或更多個QTBT或MTT結構，諸如用於亮度分量之一個QTBT/MTT結構及用於兩個色度分量之另一QTBT/MTT結構(或用於各別色度分量之兩個QTBT/MTT結構)。
視訊編碼器200及視訊解碼器300可經組態以使用根據HEVC之四分樹分割、QTBT分割、MTT分割或其他分割結構。出於解釋之目的，關於QTBT分割呈現本發明之技術的描述。然而，應理解，本發明之技術亦可應用於經組態以使用四分樹分割亦或其他類型之分割的視訊寫碼器。
區塊(例如CTU或CU)可在圖像中以各種方式分組。作為一個實例，磚(brick)可指代圖像中之特定圖塊內的CTU列之矩形區。圖塊可為圖像中之特定圖塊行及特定圖塊列內的CTU之矩形區。圖塊行係指高度等於圖像之高度且寬度藉由語法元素(例如，諸如在圖像參數集中)指定的CTU之矩形區。圖塊列係指高度藉由語法元素(例如，諸如在圖像參數集中)指定且寬度等於圖像之寬度的CTU之矩形區。
在一些實例中，圖塊可分割成多個磚，多個磚中之每一者可包括圖塊內之一或多個CTU列。未分割成多個磚之圖塊亦可稱為磚。然而，為圖塊之真子集的磚可能不稱為圖塊。
在圖像中之磚亦可配置於圖塊中。圖塊可為可獨佔地含於單一網路抽象層(NAL)單元中的圖像之整數數目個磚。在一些實例中，圖塊包括數個完整圖塊或僅包括一個圖塊之完整磚的連續序列。
本發明可能可互換地使用「N×N」及「N乘N」以指區塊(諸如CU或其他視訊區塊)在豎直及水平尺寸方面之樣本尺寸，例如16×16樣本或16乘16樣本。大體而言，16×16 CU將在豎直方向上具有16個樣本(y=16)且將在水平方向上具有16個樣本(x=16)。同樣地，N×N CU大體在豎直方向上具有N個樣本且在水平方向上具有N個樣本，其中N表示非負整數值。可按列及行來配置CU中之樣本。此外，CU不一定在水平方向上及豎直方向上具有相同數目個樣本。舉例而言，CU可包含N×M個樣本，其中M未必等於N。
視訊編碼器200編碼CU之表示預測及/或殘餘資訊及其他資訊的視訊資料。預測資訊指示將如何預測CU以便形成CU之預測區塊。殘餘資訊大體上表示編碼前CU之樣本與預測區塊之間的逐樣本差。
為了預測CU，視訊編碼器200可大體上經由框間預測或框內預測形成CU之預測區塊。框間預測大體係指根據先前經寫碼圖像之資料來預測CU，而框內預測大體係指根據同一圖像之先前經寫碼資料來預測CU。為進行框間預測，視訊編碼器200可使用一或多個運動向量來產生預測區塊。視訊編碼器200可大體上進行運動搜索以識別(例如在CU與參考區塊之間的差異方面)緊密匹配CU之參考區塊。視訊編碼器200可使用絕對差總和(SAD)、平方差總和(SSD)、平均絕對差(MAD)、均方差(MSD)或其他此類差計算來計算差度量，以判定參考區塊是否緊密匹配當前CU。在一些實例中，視訊編碼器200可使用單向預測或雙向預測來預測當前CU。
JEM及VVC之一些實例亦提供仿射運動補償模式，其可視為框間預測模式。在仿射運動補償模式中，視訊編碼器200可判定表示非平移運動(諸如放大或縮小、旋轉、透視運動或其他不規則運動類型)之兩個或更多個運動向量。
為進行框內預測，視訊編碼器200可選擇框內預測模式以產生預測區塊。JEM及VVC之一些實例提供六十七種框內預測模式，包括各種定向模式以及平面模式及DC模式。大體而言，視訊編碼器200選擇描述與當前區塊(例如CU之一區塊)相鄰之樣本的框內預測模式，根據該等樣本來預測當前區塊之樣本。此類樣本可大體上與當前區塊在同一圖像中，在當前區塊之上方、左上方或左方，假定視訊編碼器200以光柵掃描次序(左至右、上至下)寫碼CTU及CU。
視訊編碼器200編碼表示當前區塊之預測模式的資料。舉例而言，對於框間預測模式，視訊編碼器200可編碼表示使用各種可用框間預測模式中之哪一者以及對應模式之運動資訊的資料。舉例而言，對於單向或雙向框間預測，視訊編碼器200可使用進階運動向量預測(AMVP)或合併模式來編碼運動向量。視訊編碼器200可使用類似模式來編碼仿射運動補償模式之運動向量。
在區塊之預測(諸如框內預測或框間預測)之後，視訊編碼器200可計算該區塊之殘餘資料。殘餘資料(諸如殘餘區塊)表示區塊與該區塊之使用對應預測模式所形成的預測區塊之間的逐樣本差。視訊編碼器200可將一或多個變換應用於殘餘區塊，以在變換域而非樣本域中產生經變換資料。舉例而言，視訊編碼器200可將離散餘弦變換(DCT)、整數變換、小波變換或概念上類似的變換應用於殘餘視訊資料。另外，視訊編碼器200可在第一變換之後應用二次變換，諸如模式依賴不可分離二次變換(MDNSST)、信號依賴變換、Karhunen-Loeve變換(KLT)或其類似者。視訊編碼器200在應用一或多個變換之後產生變換係數。
如上文所提及，在任何變換以產生變換係數後，視訊編碼器200可進行變換係數之量化。量化大體上係指變換係數經量化以可能減小用以表示變換係數的資料之量從而提供進一步壓縮之過程。藉由進行量化過程，視訊編碼器200可減小與變換係數中之一些或所有相關聯之位元深度。舉例而言，視訊編碼器200可在量化期間將n 位元值舍入至m 位元值，其中n 大於m 。在一些實例中，為進行量化，視訊編碼器200可進行待量化值之按位元右移位。
在量化之後，視訊編碼器200可掃描變換係數，從而自包括經量化變換係數之二維矩陣產生一維向量。掃描可經設計以將較高能量(且因此較低頻率)變換係數置於向量前部，且將較低能量(且因此較高頻率)變換係數置於向量後部。在一些實例中，視訊編碼器200可利用預定義掃描次序來掃描經量化變換係數以產生串列化向量，且接著熵編碼向量之經量化變換係數。在其他實例中，視訊編碼器200可進行自適應掃描。在掃描經量化變換係數以形成一維向量之後，視訊編碼器200可例如根據上下文適應性二進位算術寫碼(CABAC)來熵編碼一維向量。視訊編碼器200亦可熵編碼描述與經編碼視訊資料相關聯之後設資料之語法元素的值，以供由視訊解碼器300用於解碼視訊資料。
為進行CABAC，視訊編碼器200可將上下文模型內之上下文指派給待傳輸之符號。上下文可能係關於例如符號之相鄰值是否為零值。機率判定可基於指派給符號之上下文。
視訊編碼器200可進一步例如在圖像標頭、區塊標頭、圖塊標頭或其他語法資料(諸如序列參數集(SPS)、圖像參數集(PPS)或視訊參數集(VPS))中向視訊解碼器300產生語法資料，諸如基於區塊之語法資料、基於圖像之語法資料及基於序列之語法資料。視訊解碼器300可同樣地解碼此類語法資料以判定如何解碼對應視訊資料。
以此方式，視訊編碼器200可產生包括經編碼視訊資料(例如描述將圖像分割成區塊(例如CU)及區塊之預測及/或殘餘資訊之語法元素)之位元流。最後，視訊解碼器300可接收位元流並解碼經編碼視訊資料。
大體而言，視訊解碼器300進行與由視訊編碼器200所進行之過程互逆的過程，以解碼位元流之經編碼視訊資料。舉例而言，視訊解碼器300可使用CABAC以與視訊編碼器200之CABAC編碼過程實質上類似但互逆的方式解碼位元流之語法元素的值。語法元素可定義圖像至CTU之分割資訊及每一CTU根據對應分割結構(諸如QTBT結構)之分割，以定義CTU之CU。語法元素可進一步定義視訊資料之區塊(例如，CU)之預測及殘餘資訊。
殘餘資訊可由例如經量化變換係數表示。視訊解碼器300可將區塊之經量化變換係數反量化及反變換，以再生區塊之殘餘區塊。視訊解碼器300使用傳信預測模式(框內或框間預測)及相關預測資訊(例如框間預測之運動資訊)以形成區塊之預測區塊。視訊解碼器300可接著(在逐樣本基礎上)使經預測區塊與殘餘區塊組合以再生初始區塊。視訊解碼器300可進行額外處理，諸如進行解區塊過程以減少沿區塊邊界之視覺假影。
本發明大體上可指「發信」某些資訊，諸如語法元素。術語「發信」大體上可指用於解碼經編碼視訊資料之語法元素及/或其他資料的值之傳達。亦即，視訊編碼器200可在位元流中發信語法元素的值。大體而言，傳信係指在位元流中產生值。如上文所提及，源器件102可實質上實時將位元流傳送至目的地器件116，或不實時傳送，諸如可在將語法元素儲存至儲存器件112以供目的地器件116稍後擷取時發生。
圖2A及2B為說明實例四分樹二元樹(QTBT)結構130及對應寫碼樹單元(CTU) 132的概念圖。實線表示四分樹分裂，且點線指示二元樹分裂。在二元樹之每一分裂(亦即，非葉)節點中，一個旗標經發信以指示使用哪一分裂類型(亦即，水平或豎直)，其中在此實例中，0指示水平分裂且1指示豎直分裂。對於四分樹分裂，不存在對於指示分裂類型之需要，此係由於四分樹節點將區塊水平地及豎直地分裂成具有相等大小之4個子區塊。因此，視訊編碼器200可編碼且視訊解碼器300可解碼用於QTBT結構130之區樹層級(亦即實線)的語法元素(諸如分裂資訊)及用於QTBT結構130之預測樹層級(亦即虛線)的語法元素(諸如分裂資訊)。視訊編碼器200可編碼且視訊解碼器300可解碼用於由QTBT結構130之端葉節點表示之CU的視訊資料(諸如預測及變換資料)。
大體而言，圖2B之CTU 132可與定義對應於在第一及第二層級處的QTBT結構130之節點的區塊之大小的參數相關聯。此等參數可包括CTU大小(表示樣本中之CTU 132之大小)、最小四分樹大小(MinQTSize，表示最小允許四分樹葉節點大小)、最大二元樹大小(MaxBTSize，表示最大允許二元樹根節點大小)、最大二元樹深度(MaxBTDepth，表示最大允許二元樹深度)，及最小二元樹大小(MinBTSize，表示最小允許二元樹葉節點大小)。
QTBT結構之對應於CTU之根節點可具有在QTBT結構之第一層級處的四個子節點，該等節點中之每一者可根據四分樹分割來分割。亦即，第一層級之節點為葉節點(不具有子節點)或具有四個子節點。QTBT結構130之實例表示諸如包括具有用於分枝之實線之父節點及子節點的節點。若第一層級之節點不大於最大允許二元樹根節點大小(MaxBTSize)，則該等節點可藉由各別二元樹進一步分割。一個節點之二元樹分裂可迭代，直至由分裂產生之節點達到最小允許二元樹葉節點大小(MinBTSize)或最大允許二元樹深度(MaxBTDepth)為止。QTBT結構130之實例表示諸如具有用於分枝之虛線的節點。二元樹葉節點稱為寫碼單元(CU)，其用於預測(例如，圖像內或圖像間預測)及變換而無需任何進一步分割。如上文所論述，CU亦可稱為「視訊區塊」或「區塊」。
在QTBT分割結構之一個實例中，CTU大小經設定為128×128 (亮度樣本及兩個對應64×64色度樣本)，MinQTSize經設定為16×16，MaxBTSize經設定為64×64，MinBTSize (對於寬度及高度兩者)經設定為4，且MaxBTDepth經設定為4。四分樹分割首先應用於CTU以產生四分樹葉節點。四分樹葉節點可具有自16×16 (亦即，MinQTSize)至128×128 (亦即，CTU大小)之大小。若葉四分樹節點為128×128，則葉四分樹節點不會藉由二元樹進一步分裂，此係由於大小超過MaxBTSize (亦即，在此實例中為64×64)。否則，葉四分樹節點將藉由二元樹進一步分割。因此，四分樹葉節點亦為二元樹之根節點並具有為0之二元樹深度。當二元樹深度達到MaxBTDepth (在此實例中為4)時，不准許進一步分裂。當二元樹節點具有等於MinBTSize (在此實例中為4)之寬度時，其意指不准許進一步水平分裂。類似地，具有等於MinBTSize之高度的二元樹節點意指不准許對該二元樹節點進行進一步豎直分裂。如上文所提及，二元樹之葉節點稱為CU，且根據預測及變換來進一步處理而不進一步分割。
視訊編碼器200及視訊解碼器300可經組態以產生及利用並行運動估計(PME)。亦即，視訊編碼器200及視訊解碼器300可經組態以針對PME區域(其亦可稱為PME區)內之複數個區塊並行地進行運動估計。HEVC允許正方形PME區域。此PME區域之大小可針對不同寫碼情形而變化。當視訊編碼器200及視訊解碼器300建構合併候選清單時，視訊編碼器200及視訊解碼器300並不包括空間相鄰運動向量作為清單中之用於PME區域內部的相鄰區塊的候選。實情為，視訊編碼器200及視訊解碼器300僅包括用於PME區域外部的區塊的運動向量作為清單中之候選。
在一些實例中，視訊編碼器200及視訊解碼器300可經組態以產生及利用共享運動候選清單。在此上下文中，共享運動候選清單係指可由多個區塊使用及/或用於多個寫碼工具或寫碼模式的候選清單。美國專利9,338,451描述單一合併清單概念之實例，其中對於圖像之某一區域，針對該區域推導合併候選清單且用於定位在該區域內部的所有區塊。換言之，針對某一區域之所有區塊僅需要一個候選清單推導。
視訊編碼器200及視訊解碼器300亦可經組態以判定及利用基於歷史之運動向量候選。VVC標準之基本草案包括利用基於歷史之運動向量候選的寫碼工具。基於歷史之運動向量候選為用於針對例如與當前正在經寫碼區塊同一圖像中之相對較近期經寫碼區塊進行框間預測的運動向量。視訊編碼器200及視訊解碼器300可維護緩衝區中之此類近期所使用運動向量之清單且可使用此等運動向量候選來預測未來區塊。此緩衝區在本文中可稱為基於歷史之運動向量候選緩衝區。儲存於緩衝區中的運動向量可包括用以包括與正在經寫碼區塊非相鄰區塊的運動向量。亦即，儲存於緩衝區中的運動向量不限於僅用於直接相鄰區塊的運動向量。
對於PME及共享運動，視訊編碼器200及視訊解碼器300產生候選清單。然而，可能的係此等兩個寫碼工具中之每一者使用不同合併候選清單推導過程及用於合併候選清單推導的區域之不同定義。PME及共享運動之現有實施方案亦未定義基於歷史之候選如何與PME一起使用及如何更新基於歷史之運動向量候選。
與進行本發明之技術結合，視訊編碼器200及視訊解碼器300可經組態以定義一區域。在一個實例中，視訊編碼器200及視訊解碼器300可使用預定義區域大小來定義一區域，使得當進行分割(例如區塊分裂)時，按分裂次序的第一分區具有等於或小於預定義區域大小的區域。可將合併清單推導應用於屬於此類分割的所有區塊。此處的分區可能不為可進一步分裂的實際區塊，且因此可視為區塊之群組。此區域定義之益處為其將圖像或LCU自然地分裂成非重疊區。
用於定義區域的區塊之實例展示於圖3中。預定義區域大小對應於此實例中之矩形形狀，其展示於右下方拐角上。由於其他部分中之QT分裂產生更小之正方形分區，因此具有等於或小於預定義區域大小之大小的第一區域為該更小之正方形分區。
圖3為說明根據QTBT分割結構的區塊分割之實例的概念圖。舉例而言，區塊144說明QTBT區塊分割方案。區塊144可例如為CTU。圖例146說明對應樹結構。如圖例146中所展示，圖3中之實線指示基於四分樹之分割，而點線指示基於二元樹之分割。
共享候選清單推導及PME之寫碼工具可延伸至其他模式，諸如AMVP、仿射預測或產生候選清單的任何其他模式或寫碼工具，且因此不一定僅限於運動向量候選。以下描述假定用於共享候選清單推導及PME的技術適用於所有此類模式及寫碼工具。共享候選清單推導及PME之當前實施方案之間的不同在於當共享候選清單時，視訊編碼器200及視訊解碼器300僅推導一個候選清單且將其用於所有所包括區塊。當使用並行候選清單寫碼工具時，視訊編碼器200及視訊解碼器300以不使用來自包括於並行估計區域中之相鄰區塊的候選之方式推導用於各個所包括區塊的候選清單，因此使得能夠並行地推導用於所有所包括區塊的候選清單。
本公開的區域定義技術可用以定義共享候選清單區域及PME區域。在需要兩者區域的情況下，可定義區域大小的兩個臨限值。第一臨限值為共享候選清單的臨限值(臨限值1)，且第二臨限值為PME的臨限值(臨限值2)。
視訊編碼器200及視訊解碼器300可根據第二臨限值大於第一臨限值的約束條件來判定兩個臨限值。在LCU層級處開始，視訊編碼器200及視訊解碼器300可進行LCU之分割。視訊編碼器200及視訊解碼器300可對照臨限值2檢查待分裂的分區區域。對於分裂次序中之小於或等於臨限值2的第一分區區域，將該分區中之所有區塊視為屬於PME區域，且視訊編碼器200及視訊解碼器300可將PME應用於彼等區塊。亦即，由於PME區域中之區塊不依賴於PME區域中之其他區塊以判定諸如合併候選的運動資訊，故PME區域中之區塊可經並行地框間預測。對於小於或等於臨限值1的第一分區區域，視訊編碼器200及視訊解碼器300可推導用於屬於該分區區域的所有區塊的共享候選清單。
視訊編碼器200及視訊解碼器300可經組態以產生及利用共享候選清單。共享候選清單在美國專利9,338,451中經介紹用於合併模式。本發明將共享候選清單之使用擴展至可進行候選清單推導的所有模式，諸如AMVP、仿射預測等。
當實施共享候選清單時，視訊編碼器200及視訊解碼器300可使用具有等於臨限值1的區域的分區作為區塊(推導用於其的候選清單)。接著，視訊編碼器200及視訊解碼器300可使用屬於此分區的所有區塊來推導候選清單，且使用該候選清單以用於分區中之一些或所有區塊。此技術之潛在益處為候選清單僅推導一次且可用於許多區塊。當區塊較小時，此技術可節省處理時間，尤其在候選清單推導自身為複雜過程時。
如上文所提及，在一些實例中，視訊編碼器200及視訊解碼器300可經組態以使用基於歷史之候選。舉例而言，視訊編碼器200及視訊解碼器300可經組態以產生AMVP或合併候選清單，其包括自基於歷史之運動向量候選緩衝區判定的至少一個候選，以及自空間及時間相鄰區塊判定的其他候選及人為產生的候選。由於基於歷史之候選可與針對特定區塊判定的合併候選分開，故視訊編碼器200及視訊解碼器300可更新基於歷史之運動向量候選緩衝區以包括用以寫碼特定區塊的合併候選。
由於定位於共享清單區域之開始及中間中的區塊之運動向量可能較不可能用以寫碼共享清單區域外部的未來區塊，故在一些實例中，視訊編碼器200及視訊解碼器300可僅使用用於定位於共享區域之末尾處的區塊中之運動向量來更新基於歷史之運動向量候選緩衝區。在此上下文中，開始、中間、末尾可基於區塊處理次序(其可為Z形、光柵掃描等)來定義。
在一些實例中，視訊編碼器200及視訊解碼器300可使用共享區域之區塊之運動資訊來更新基於歷史之運動向量候選緩衝區。在其他實例中，視訊編碼器200及視訊解碼器300可用區域中之最末區塊之運動資訊更新歷史緩衝區。
視訊編碼器200及視訊解碼器300可經組態以產生及利用一或多個並行候選清單。根據本公開的技術，不使用來自屬於並行估計區域(其可由臨限值2定義)的相鄰區塊的候選。在此情況下，僅可使用來自不屬於並行估計區域的區塊的時間運動候選或基於歷史之候選，及定位於並行估計區域之外部的基於相鄰者之候選。
由於針對每一各個區塊推導候選清單但直接相鄰運動資訊未用作並行估計區域中之候選，故視訊編碼器200及視訊解碼器300可經組態以不用用以預測區域中之區塊的運動資訊來更新基於歷史之候選。在其他實例中，視訊編碼器200及視訊解碼器300可經組態以使用例如藉由區域中之區塊經寫碼的次序來判定的區域中之最末區塊之運動資訊來更新基於歷史之運動向量候選緩衝區。
由於並行估計區域可能較大，故在一些實例中，視訊編碼器200及視訊解碼器300可使用區域中之區塊之運動資訊來產生及更新中間候選緩衝區。在處理區域中之最末區塊之後，視訊編碼器200及視訊解碼器300可基於中間歷史緩衝區來更新基於歷史之運動向量候選緩衝區。
圖4為說明可進行本發明之技術的實例視訊編碼器200的方塊圖。出於解釋之目的而提供圖4，且不應將該圖視為對如本發明中廣泛例示及描述之技術的限制。出於解釋之目的，本發明在諸如HEVC視訊寫碼標準及研發中之H.266視訊寫碼標準的視訊寫碼標準之上下文中描述視訊編碼器200。然而，本發明之技術不限於此等視訊寫碼標準，且大體可適用於視訊編碼及解碼。
在圖4之實例中，視訊編碼器200包括視訊資料記憶體230、模式選擇單元202、殘餘產生單元204、變換處理單元206、量化單元208、逆量化單元210、逆變換處理單元212、重建構單元214、濾波器單元216、經解碼圖像緩衝區(DPB) 218及熵編碼單元220。
視訊資料記憶體230可儲存待由視訊編碼器200之組件編碼的視訊資料。視訊編碼器200可自例如視訊源104 (圖1)接收儲存於視訊資料記憶體230中之視訊資料。DPB 218可充當參考圖像記憶體，其儲存參考視訊資料以供用於藉由視訊編碼器200預測後續視訊資料。視訊資料記憶體230及DPB 218可由各種記憶體器件中之任一者形成，諸如動態隨機存取記憶體(DRAM)(包括同步DRAM (SDRAM))、磁阻式RAM (MRAM)、電阻式RAM (RRAM)或其他類型之記憶體器件。視訊資料記憶體230及DPB 218可由同一記憶體器件或單獨記憶體器件提供。在各種實例中，視訊資料記憶體230可與視訊編碼器200之其他組件一起在晶片上，如所說明，或相對於彼等組件在晶片外。
在本發明中，對視訊資料記憶體230之參考不應解釋為將記憶體限於視訊編碼器200內部(除非具體地如此描述)，或將記憶體限於視訊編碼器200外部(除非具體地如此描述)。實情為，對視訊資料記憶體230之參考應理解為儲存視訊編碼器200所接收以用於編碼的視訊資料(例如待編碼的當前區塊之視訊資料)的參考記憶體。圖1之記憶體106亦可提供來自視訊編碼器200之各種單元之輸出的臨時儲存。
圖4的各種單元經說明以輔助理解藉由視訊編碼器200進行的操作。該等單元可實施為固定功能電路、可程式化電路或其組合。固定功能電路指提供特定功能性且預設定可進行之操作的電路。可程式化電路指可經程式化以進行各種任務並在可進行之操作中提供靈活功能性的電路。舉例而言，可程式化電路可執行使得可程式化電路以由軟體或韌體之指令定義的方式操作的軟體或韌體。固定功能電路可執行軟體指令(例如以接收參數或輸出參數)，但固定功能電路進行的操作之類型大體係不可變的。在一些實例中，單元中之一或多者可為不同電路區塊(固定功能或可程式化)，且在一些實例中，一或多個單元可為積體電路。
視訊編碼器200可包括由可程式化電路形成之算術邏輯單元(ALU)、基本功能單元(EFU)、數位電路、類比電路及/或可程式化核心。在視訊編碼器200之操作係使用由可程式化電路執行之軟體進行的實例中，記憶體106 (圖1)可儲存視訊編碼器200接收並執行的軟體之目標程式碼，或視訊編碼器200內之另一記憶體(未展示)可儲存此類指令。
視訊資料記憶體230經組態以儲存接收到之視訊資料。視訊編碼器200可自視訊資料記憶體230擷取視訊資料之圖像，並將視訊資料提供至殘餘產生單元204及模式選擇單元202。視訊資料記憶體230中之視訊資料可為待編碼之原始視訊資料。
模式選擇單元202包括運動估計單元222、運動補償單元224及框內預測單元226。模式選擇單元202可包括額外功能單元以根據其他預測模式來進行視訊預測。作為實例，模式選擇單元202可包括調色板單元、區塊內複製單元(其可為運動估計單元222及/或運動補償單元224之部分)、仿射單元、線性模型(LM)單元或其類似者。
模式選擇單元202大體協調多個編碼遍次以測試編碼參數之組合，及用於此類組合之所得速率失真值。編碼參數可包括CTU至CU之分割、用於CU之預測模式、用於CU之殘餘資料的變換類型、用於CU之殘餘資料的量化參數等。模式選擇單元202可最終選擇相比其他所測試組合具有更佳速率失真值的編碼參數之組合。
視訊編碼器200可將自視訊資料記憶體230擷取之圖像分割成一系列CTU，並將一或多個CTU囊封於圖塊內。模式選擇單元202可根據樹結構來分割圖像之CTU，諸如上文所描述之HEVC的QTBT結構或四分樹結構。如上文所描述，視訊編碼器200可用根據樹結構分割CTU來形成一或多個CU。此CU大體亦可稱為「視訊區塊」或「區塊」。
大體而言，模式選擇單元202亦控制其組件(例如運動估計單元222、運動補償單元224及框內預測單元226)以產生當前區塊(例如當前CU或HEVC中之PU及TU的重疊部分)的預測區塊。對於當前區塊之框間預測，運動估計單元222可進行運動搜索以識別一或多個參考圖像(例如儲存於DPB 218中之一或多個先前經寫碼圖像)中之一或多個緊密匹配參考區塊。特定而言，運動估計單元222可例如根據絕對差總和(SAD)、平方差總和(SSD)、平均值絕對差(MAD)、均方差(MSD)或其類似者來計算表示潛在參考區塊與當前區塊類似程度的值。運動估計單元222可大體使用當前區塊與所考慮之參考區塊之間的逐樣本差來進行此等計算。運動估計單元222可識別具有由此等計算產生之最低值的參考區塊，從而指示最緊密匹配當前區塊之參考區塊。
運動估計單元222可形成一或多個運動向量(MV)，其相對於當前圖像中之當前區塊的位置定義參考圖像中之參考區塊的位置。運動估計單元222接著可將運動向量提供至運動補償單元224。舉例而言，對於單向框間預測，運動估計單元222可提供單一運動向量，而對於雙向框間預測，運動估計單元222可提供兩個運動向量。運動補償單元224接著可使用運動向量來產生預測區塊。舉例而言，運動補償單元224可使用運動向量來擷取參考區塊之資料。作為另一實例，若運動向量具有分數樣本精確度，則運動補償單元224可根據一或多個內插濾波器為預測區塊內插值。此外，對於雙向框間預測，運動補償單元224可擷取用於藉由各別運動向量識別之兩個參考區塊的資料，並例如經由逐樣本求平均值或經加權求平均值來組合所擷取之資料。
作為另一實例，對於框內預測，或框內預測寫碼，框內預測單元226可自與當前區塊相鄰之樣本產生預測區塊。舉例而言，對於定向模式，框內預測單元226可在數學上大體組合相鄰樣本之值，且在橫跨當前區塊之所定義方向上填入此等計算值以產生預測區塊。作為另一實例，對於DC模式，框內預測單元226可計算至當前區塊之相鄰樣本的平均值，並產生預測區塊以針對預測區塊之每一樣本包括此所得平均值。
模式選擇單元202將預測區塊提供至殘餘產生單元204。殘餘產生單元204自視訊資料記憶體230接收當前區塊之原始未經寫碼版本，且自模式選擇單元202接收預測區塊之原始未經寫碼版本。殘餘產生單元204計算當前區塊與預測區塊之間的逐樣本差。所得逐樣本差定義當前區塊之殘餘區塊。在一些實例中，殘餘產生單元204亦可判定殘餘區塊中之樣本值之間的差，以使用殘餘差分脈碼調變(RDPCM)來產生殘餘區塊。在一些實例中，可使用進行二進位減法之一或多個減法器電路來形成殘餘產生單元204。
在模式選擇單元202將CU分割成PU之實例中，每一PU可與亮度預測單元及對應色度預測單元相關聯。視訊編碼器200及視訊解碼器300可支援具有各種大小之PU。如上文所指示，CU之大小可係指CU之亮度寫碼區塊的大小，且PU之大小可係指PU之亮度預測單元的大小。假定特定CU之大小為2N×2N，則視訊編碼器200可支援用於框內預測的2N×2N或N×N之PU大小，及用於框間預測的2N×2N、2N×N、N×2N、N×N或類似大小之對稱PU大小。視訊編碼器200及視訊解碼器300亦可支援用於框間預測的2N×nU、2N×nD、nL×2N及nR×2N之PU大小的不對稱分割。
在模式選擇單元未將CU進一步分割成PU的實例中，每一CU可與亮度寫碼區塊及對應色度寫碼區塊相關聯。如上，CU之大小可指CU之亮度寫碼區塊的大小。視訊編碼器200及視訊解碼器300可支援2N×2N、2N×N或N×2N之CU大小。
對於諸如區塊內複製模式寫碼、仿射模式寫碼及線性模型(LM)模式寫碼之其他視訊寫碼技術，如少數實例，模式選擇單元202經由與寫碼技術相關聯之各別單元產生正編碼之當前區塊的預測區塊。在諸如調色板模式寫碼的一些實例中，模式選擇單元202可能不會產生預測區塊，而是產生指示基於所選調色板來重建構區塊之方式的語法元素。在此類模式中，模式選擇單元202可將此等語法元素提供至熵編碼單元220以待編碼。
如上文所描述，殘餘產生單元204接收當前區塊及對應預測區塊之視訊資料。殘餘產生單元204接著產生當前區塊之殘餘區塊。為產生殘餘區塊，殘餘產生單元204計算預測區塊與當前區塊之間的逐樣本差。
變換處理單元206將一或多個變換應用於殘餘區塊以產生變換係數之區塊(在本文中稱為「變換係數區塊」)。變換處理單元206可將各種變換應用於殘餘區塊以形成變換係數區塊。舉例而言，變換處理單元206可將離散餘弦變換(DCT)、定向變換、Karhunen-Loeve變換(KLT)或概念上類似之變換應用於殘餘區塊。在一些實例中，變換處理單元206可對殘餘區塊進行多個變換，例如一次變換及二次變換，諸如旋轉變換。在一些實例中，變換處理單元206不將變換應用於殘餘區塊。
量化單元208可量化變換係數區塊中之變換係數，以產生經量化變換係數區塊。量化單元208可根據與當前區塊相關聯之量化參數(QP)值來量化變換係數區塊之變換係數。視訊編碼器200 (例如經由模式選擇單元202)可藉由調節與CU相關聯之QP值來調節應用於與當前區塊相關聯之係數區塊的量化程度。量化可引入資訊之損耗，且因此，經量化變換係數可相比由變換處理單元206產生之初始變換係數而具有較低精確度。
逆量化單元210及逆變換處理單元212可將逆量化及逆變換分別應用於經量化變換係數區塊，以根據變換係數區塊重建構殘餘區塊。重建構單元214可基於經重建構殘餘區塊及藉由模式選擇單元202產生之預測區塊來產生對應於當前區塊之經重建構區塊(儘管可能具有一些程度的失真)。舉例而言，重建構單元214可將經重建構殘餘區塊之樣本添加至來自藉由模式選擇單元202產生之預測區塊的對應樣本，以產生經重建構區塊。
濾波器單元216可對經重建構區塊進行一或多個濾波操作。舉例而言，濾波器單元216可進行解區塊操作以沿CU之邊緣減少區塊效應假影。在一些實例中，可跳過濾波器單元216之操作。
視訊編碼器200將經重建構區塊儲存於DPB 218中。舉例而言，在不進行濾波器單元216之操作的實例中，重建構單元214可將經重建構區塊儲存至DPB 218。在進行濾波器單元216之操作的實例中，濾波器單元216可將經濾波經重建構區塊儲存至DPB 218。運動估計單元222及運動補償單元224可自DPB 218擷取由經重建構(及可能經濾波)區塊形成之參考圖像，以對隨後經編碼圖像之區塊進行框間預測。另外，框內預測單元226可使用當前圖像之DPB 218中的經重建構區塊來對當前圖像中之其他區塊進行框內預測。
大體而言，熵編碼單元220可熵編碼自視訊編碼器200之其他功能組件接收到之語法元素。舉例而言，熵編碼單元220可熵編碼來自量化單元208之經量化變換係數區塊。作為另一實例，熵編碼單元220可熵編碼來自模式選擇單元202之預測語法元素(例如用於框間預測之運動資訊或用於框內預測之框內模式資訊)。熵編碼單元220可對語法元素(其為視訊資料之另一實例)進行一或多個熵編碼操作以產生經熵編碼資料。舉例而言，熵編碼單元220可對資料進行上下文自適應性可變長度寫碼(CAVLC)操作、CABAC操作、可變至可變(V2V)長度寫碼操作、基於語法之上下文自適應性二進位算術寫碼(SBAC)操作、機率區間分割熵(PIPE)寫碼操作、指數-哥倫布編碼操作或另一類型之熵編碼操作。在一些實例中，熵編碼單元220可在旁路模式中操作，其中語法元素未經熵編碼。
視訊編碼器200可輸出位元流，該位元流包括重建構圖塊或圖像之區塊所需的經熵編碼語法元素。特定而言，熵編碼單元220可輸出該位元流。
上文所描述之操作關於區塊進行描述。此描述應理解為用於亮度寫碼區塊及/或色度寫碼區塊的操作。如上文所描述，在一些實例中，亮度寫碼區塊及色度寫碼區塊為CU之亮度及色度分量。在一些實例中，亮度寫碼區塊及色度寫碼區塊為PU之亮度及色度分量。
在一些實例中，無需針對色度寫碼區塊重複關於亮度寫碼區塊進行之操作。作為一個實例，無需針對識別色度區塊之運動向量(MV)及參考圖像重複用以識別亮度寫碼區塊之MV及參考圖像的操作。實情為，亮度寫碼區塊之MV可經按比例調整以判定色度區塊之MV，且參考圖像可為相同的。作為另一實例，框內預測過程可針對亮度寫碼區塊及色度寫碼區塊而為相同的。
視訊編碼器200表示經組態以編碼視訊資料之器件之實例，該器件包括：記憶體，其經組態以儲存視訊資料；及一或多個處理器，其實施於電路中且經組態以：判定第一區域大小臨限值；判定第二區域大小臨限值，其中該第二區域大小臨限值小於該第一區域大小臨限值；將視訊資料區塊分割成複數個分區；回應於判定經分割區塊之第一分區小於或等於該第一區域大小臨限值，判定該第一分區內之兩個或更多個區塊屬於並行估計區域；並行地寫碼該第一分區內之該等兩個或更多個區塊；回應於判定該經分割區塊之第二分區小於或等於該第二區域大小臨限值，判定該第二分區內之兩個或更多個區塊屬於共享候選清單之區域；使用該共享候選清單來寫碼該第二分區內之該等兩個或更多個區塊；及輸出包含該第一分區之該等兩個或更多個區塊及該第二分區之該等兩個或更多個區塊之經寫碼版本的經寫碼視訊。
視訊編碼器200亦表示經組態以編碼視訊資料之器件之實例，該器件包括：記憶體，其經組態以儲存視訊資料；及一或多個處理器，其實施於電路中且經組態以：維護基於歷史之運動向量候選之緩衝區，其中該等基於歷史之運動向量候選包含用於框間預測該等視訊資料之先前經寫碼區塊的運動向量；對於該等視訊資料之第一分區之第一區塊，使用第一運動向量來判定該第一區塊的預測性區塊；回應於該第一區塊大於臨限值大小，使用該第一運動向量來更新該基於歷史之運動向量候選之緩衝區；對於該等視訊資料之第二分區之第二區塊，使用第二運動向量來判定該第二區塊的預測性區塊；回應於該第二區塊小於或等於該臨限值大小，制止使用該第二運動向量來更新該基於歷史之運動向量候選之緩衝區；及輸出包含該第一區塊及該第二區塊之經寫碼版本的經寫碼視訊。
圖5為說明可進行本發明之技術的實例視訊解碼器300的方塊圖。圖5係出於解釋之目的而提供，且並不限制如本發明中所廣泛例示及描述之技術。出於解釋之目的，本發明描述視訊解碼器300係根據JEM及HEVC之技術來描述的。然而，本發明之技術可由經組態為其他視訊寫碼標準的視訊寫碼器件進行。
在圖5之實例中，視訊解碼器300包括經寫碼圖像緩衝區(CPB)記憶體320、熵解碼單元302、預測處理單元304、逆量化單元306、逆變換處理單元308、重建構單元310、濾波器單元312及經解碼圖像緩衝區(DPB) 314。預測處理單元304包括運動補償單元316及框內預測單元318。預測處理單元304可包括根據其他預測模式進行預測的額外單元。作為實例，預測處理單元304可包括調色板單元、區塊內複製單元(其可形成運動補償單元316之部分)、仿射單元、線性模型(LM)單元或其類似者。在其他實例中，視訊解碼器300可包括更多、更少或不同功能組件。
CPB 記憶體320可儲存待由視訊解碼器300之組件解碼之視訊資料，諸如經編碼視訊位元流。可例如自電腦可讀媒體110 (圖1)獲得儲存於CPB記憶體320中之視訊資料。CPB記憶體320可包括儲存來自經編碼視訊位元流之經編碼視訊資料(例如語法元素)的CPB。此外，CPB記憶體320可儲存除經寫碼圖像之語法元素之外的視訊資料，諸如表示來自視訊解碼器300之各種單元之輸出的臨時資料。DPB 314大體儲存經解碼圖像，其中視訊解碼器300可在解碼經編碼視訊位元流之後續資料或圖像時輸出該等經解碼圖像及/或將其用作參考視訊資料。CPB 記憶體320及DPB 314可由各種記憶體器件中之任一者形成，諸如動態隨機存取記憶體(DRAM)(包括同步DRAM (SDRAM))、磁阻式RAM (MRAM)、電阻式RAM (RRAM)或其他類型之記憶體器件。CPB記憶體320及DPB 314可藉由同一記憶體器件或單獨記憶體器件提供。在各種實例中，CPB 記憶體320可與視訊解碼器300之其他組件一起在晶片上，或相對於彼等組件在晶片外。
另外或替代地，在一些實例中，視訊解碼器300可自記憶體120 (圖1)擷取經寫碼視訊資料。亦即，記憶體120可用CPB記憶體320儲存如上文所論述之資料。同樣，當視訊解碼器300之一些或所有功能性實施於軟體中以藉由視訊解碼器300之處理電路執行時，記憶體120可儲存待由視訊解碼器300執行之指令。
圖5中所展示之各種單元經說明以輔助理解由視訊解碼器300進行的操作。該等單元可實施為固定功能電路、可程式化電路或其組合。類似於圖4，固定功能電路係指提供特定功能性，且在可進行之操作上預設定的電路。可程式化電路係指可經程式化以進行各種任務並在可進行之操作中提供靈活功能性的電路。舉例而言，可程式化電路可執行使得可程式化電路以由軟體或韌體之指令定義的方式操作的軟體或韌體。固定功能電路可執行軟體指令(例如以接收參數或輸出參數)，但固定功能電路進行的操作之類型大體係不可變的。在一些實例中，單元中之一或多者可為不同電路區塊(固定功能或可程式化)，且在一些實例中，一或多個單元可為積體電路。
視訊解碼器300可包括ALU、EFU、數位電路、類比電路及/或由可程式化電路形成之可程式化核心。在藉由在可程式化電路上執行之軟體進行視訊解碼器300之操作的實例中，晶片上或晶片外記憶體可儲存視訊解碼器300接收及執行之軟體之指令(例如目標程式碼)。
熵解碼單元302可自CPB接收經編碼視訊資料，並熵解碼視訊資料以再生語法元素。預測處理單元304、逆量化單元306、逆變換處理單元308、重建構單元310及濾波器單元312可基於自位元流提取之語法元素產生經解碼視訊資料。
大體而言，視訊解碼器300在逐區塊基礎上重建構圖像。視訊解碼器300可單獨對每一區塊進行重建構操作(其中當前經重建構(亦即經解碼)之區塊可稱為「當前區塊」)。
熵解碼單元302可熵解碼定義經量化變換係數區塊之經量化變換係數的語法元素以及變換資訊，諸如量化參數(QP)及/或變換模式指示。逆量化單元306可使用與經量化變換係數區塊相關聯之QP來判定量化程度，且同樣判定逆量化程度供逆量化單元306應用。逆量化單元306可例如進行按位元左移操作以將經量化變換係數逆量化。逆量化單元306可從而形成包括變換係數之變換係數區塊。
在逆量化單元306形成變換係數區塊之後，逆變換處理單元308可將一或多個逆變換應用於變換係數區塊以產生與當前區塊相關聯之殘餘區塊。舉例而言，逆變換處理單元308可將逆DCT、逆整數變換、逆Karhunen-Loeve變換(KLT)、逆旋轉變換、逆定向變換或另一逆變換應用於係數區塊。
此外，預測處理單元304根據藉由熵解碼單元302熵解碼之預測資訊語法元素產生預測區塊。舉例而言，若預測資訊語法元素指示當前區塊經框間預測，則運動補償單元316可產生預測區塊。在此情況下，預測資訊語法元素可指示DPB 314中之參考圖像(自其擷取參考區塊)，以及運動向量，其識別參考圖像中之參考區塊相對於當前圖像中之當前區塊之定位的定位。運動補償單元316可大體上以實質上類似於關於運動補償單元224所描述之方式(圖4)的方式進行框間預測過程。
作為另一實例，若預測資訊語法元素指示當前區塊經框內預測，則框內預測單元318可根據藉由預測資訊語法元素指示之框內預測模式產生預測區塊。同樣，框內預測單元318可大體上以實質上類似於關於框內預測單元226所描述之方式(圖4)的方式進行框內預測過程。框內預測單元318可將相鄰樣本之資料自DPB 314擷取至當前區塊。
重建構單元310可使用預測區塊及殘餘區塊來重建構當前區塊。舉例而言，重建構單元310可將殘餘區塊之樣本添加至預測區塊之對應樣本以重建構當前區塊。
濾波器單元312可對經重建構區塊進行一或多個濾波操作。舉例而言，濾波器單元312可進行解區塊操作以沿經重建構區塊之邊緣減少區塊效應假影。濾波器單元312之操作不一定在所有實例中進行。
視訊解碼器300可將經重建構區塊儲存於DPB 314中。如上文所論述，DPB 314可將參考資訊提供至預測處理單元304，諸如用於框內預測之當前圖像及用於後續運動補償之經先前解碼圖像的樣本。此外，視訊解碼器300可輸出來自DPB之經解碼圖像以用於隨後呈現於諸如圖1之顯示器件118的顯示器件上。
視訊解碼器300表示經組態以解碼視訊資料之器件之實例，該器件包括：記憶體，其經組態以儲存視訊資料；及一或多個處理器，其實施於電路中且經組態以：判定第一區域大小臨限值；判定第二區域大小臨限值，其中該第二區域大小臨限值小於該第一區域大小臨限值；將視訊資料區塊分割成複數個分區；回應於判定經分割區塊之第一分區小於或等於該第一區域大小臨限值，判定該第一分區內之兩個或更多個區塊屬於並行估計區域；並行地寫碼該第一分區內之該等兩個或更多個區塊；回應於判定該經分割區塊之第二分區小於或等於該第二區域大小臨限值，判定該第二分區內之兩個或更多個區塊屬於共享候選清單之區域；使用該共享候選清單來寫碼該第二分區內之該等兩個或更多個區塊；及輸出包含該第一分區之該等兩個或更多個區塊及該第二分區之該等兩個或更多個區塊之經寫碼版本的經寫碼視訊。
視訊解碼器300亦表示經組態以解碼視訊資料之器件之實例，該器件包括：記憶體，其經組態以儲存視訊資料；及一或多個處理器，其實施於電路中且經組態以：維護基於歷史之運動向量候選之緩衝區，其中該等基於歷史之運動向量候選包含用於框間預測該等視訊資料之先前經寫碼區塊的運動向量；對於該等視訊資料之第一分區之第一區塊，使用第一運動向量來判定該第一區塊的預測性區塊；回應於該第一區塊大於臨限值大小，使用該第一運動向量來更新該基於歷史之運動向量候選之緩衝區；對於該等視訊資料之第二分區之第二區塊，使用第二運動向量來判定該第二區塊的預測性區塊；回應於該第二區塊小於或等於該臨限值大小，制止使用該第二運動向量來更新該基於歷史之運動向量候選之緩衝區；及輸出包含該第一區塊及該第二區塊之經寫碼版本的經寫碼視訊。
視訊解碼器300亦表示經組態以解碼視訊資料之器件之實例，該器件包括：記憶體，其經組態以儲存視訊資料；及一或多個處理單元，其實施於電路中且經組態以：判定視訊資料區塊的第一區塊大小臨限值；將該視訊資料區塊分割成更小的子區塊；及回應於判定經分割區塊之分區小於或等於該第一區塊大小臨限值，判定該分區內之區塊屬於並行估計區域。視訊解碼器300可例如針對該並行估計區域中之一或多個區塊進行並行合併估計。
視訊解碼器300亦表示經組態以解碼視訊資料之器件之實例，該器件包括：記憶體，其經組態以儲存視訊資料；及一或多個處理單元，其實施於電路中且經組態以：判定視訊資料區塊的第一區塊大小臨限值；將該視訊資料區塊分割成更小的子區塊；回應於判定經分割區塊之分區小於或等於該第一區塊大小臨限值，判定該分區內之區塊屬於共享候選清單之區域。
視訊解碼器300亦表示經組態以解碼視訊資料之器件之實例，該器件包括：記憶體，其經組態以儲存視訊資料；及一或多個處理單元，其實施於電路中且經組態以：判定視訊資料區塊的第一區塊大小臨限值；判定第二區塊大小臨限值，其中該第二區塊大小臨限值小於該第一區塊大小臨限值；將該視訊資料區塊分割成更小的子區塊；回應於判定經分割區塊之第一分區小於或等於該第一區塊大小臨限值，判定該分區內之區塊屬於並行估計區域；回應於判定該經分割區塊之第二分區小於或等於該第二區塊大小臨限值，判定該第二分區內之區塊屬於共享候選清單之區域。
圖6為說明用於編碼當前區塊之實例過程的流程圖。當前區塊可包括當前CU。儘管關於視訊編碼器200 (圖1及4)加以描述，但應理解，其他器件可經組態以進行類似於圖6之方法的方法。
在此實例中，視訊編碼器200初始地預測當前區塊(350)。舉例而言，視訊編碼器200可形成當前區塊之預測區塊。視訊編碼器200接著可計算當前區塊之殘餘區塊(352)。為計算殘餘區塊，視訊編碼器200可計算當前區塊的初始未經寫碼區塊與預測區塊之間的差。視訊編碼器200接著可變換並量化殘餘區塊之係數(354)。接著，視訊編碼器200可掃描殘餘區塊之經量化變換係數(356)。在掃描期間或在掃描之後，視訊編碼器200可熵編碼係數(358)。舉例而言，視訊編碼器200可使用CAVLC或CABAC來編碼係數。視訊編碼器200接著可輸出區塊之經熵寫碼資料(360)。
圖7為說明用於解碼視訊資料之當前區塊的實例過程的流程圖。當前區塊可包括當前CU。儘管關於視訊解碼器300 (圖1及3)加以描述，但應理解，其他器件可經組態以進行類似於圖7之方法的方法。
視訊解碼器300可接收當前區塊之經熵寫碼資料，諸如經熵寫碼預測資訊及對應於當前區塊之殘餘區塊的係數之經熵寫碼資料(370)。視訊解碼器300可熵解碼經熵寫碼資料，以判定當前區塊之預測資訊且再生殘餘區塊之係數(372)。視訊解碼器300可例如使用如由當前區塊之預測資訊所指示的框內或框間預測模式來預測當前區塊(374)，以計算當前區塊之預測區塊。視訊解碼器300接著可逆掃描經再生之係數(376)以產生經量化變換係數之區塊。視訊解碼器300接著可逆量化及逆變換係數以產生殘餘區塊(378)。視訊解碼器300可最終藉由組合預測區塊及殘餘區塊來解碼當前區塊(380)。
圖8為說明用於寫碼視訊資料之實例過程的流程圖。圖8之過程將關於通用視訊寫碼器進行描述，其可對應於視訊編碼器200 (圖1及2)、視訊解碼器300 (圖1及3)或其他類型之視訊編碼器或視訊解碼器。
在圖8之實例中，視訊寫碼器判定第一區域大小臨限值(400)。視訊寫碼器判定小於第一區塊大小臨限值的第二區域大小臨限值(402)。第一區域大小臨限值及第二區域大小臨限值可例如在視訊寫碼標準中定義，或藉由視訊寫碼器基於視訊資料中之傳信資訊來判定或基於諸如CTU大小的其他資訊來判定。
視訊寫碼器將視訊資料區塊分割成複數個分區(404)。回應於判定經分割區塊之第一分區小於或等於第一區塊大小臨限值，視訊寫碼器判定該分區內之兩個或更多個區塊屬於並行估計區域(406)。回應於判定經分割區塊之第二分區小於或等於第二區塊大小臨限值，視訊寫碼器判定該第二分區內之兩個或更多個區塊屬於共享候選清單之區域(408)。
視訊寫碼器可例如針對並行估計區域中之兩個或更多個區塊進行並行合併估計，及使用共享候選清單來寫碼共享候選清單之區域內之兩個或更多個區塊。舉例而言，為並行地寫碼第一分區內之兩個或更多個區塊，視訊寫碼器可針對並行估計區域中之兩個或更多個區塊進行並行合併估計。為使用共享候選清單來寫碼共享候選清單之區域內之兩個或更多個區塊，視訊寫碼器可例如：對於該共享候選清單之該區域內之該等兩個或更多個區塊中之第一區塊，自該共享候選清單選擇第一運動向量候選；定位具有該第一運動向量候選的該第一區塊的第一預測性區塊；對於該共享候選清單之該區域內之該等兩個或更多個區塊中之第二區塊，自該共享候選清單選擇第二運動向量候選；及定位具有該第二運動向量候選的該第二區塊的第二預測性區塊。
為使用共享候選清單來寫碼共享候選清單之區域內之區塊，視訊寫碼器可例如：判定該共享候選清單之該區域內之區塊在AMVP模式下經寫碼；及使用該共享候選清單在該AMVP模式下寫碼該區塊。為使用共享候選清單來寫碼共享候選清單之區域內之區塊，視訊寫碼器可例如：判定該共享候選清單之該區域內之區塊在仿射預測模式下經寫碼；及使用該共享候選清單來在該仿射預測模式下寫碼該區塊。
視訊寫碼器輸出包含第一分區及第二分區之經寫碼版本的經寫碼視訊(410)。經寫碼視訊可例如為輸出用於傳輸或儲存的經編碼視訊資料或可為輸出用於傳輸、儲存或顯示的經解碼視訊資料。
圖9為說明用於寫碼視訊資料之實例過程的流程圖。圖9之過程將關於通用視訊寫碼器進行描述，其可對應於視訊編碼器200 (圖1及2)、視訊解碼器300 (圖1及3)或其他類型之視訊編碼器或視訊解碼器。
在圖9之實例中，視訊寫碼器維護基於歷史之運動向量候選之緩衝區，其中該等基於歷史之運動向量候選包含用於框間預測該等視訊資料之先前經寫碼區塊的運動向量(420)。對於該等視訊資料之第一分區之第一區塊，視訊寫碼器使用第一運動向量來判定該第一區塊的預測性區塊(422)。回應於該第一區塊大於臨限值大小，視訊寫碼器使用該第一運動向量來更新該基於歷史之運動向量候選之緩衝區(424)。對於該等視訊資料之第二分區之第二區塊，視訊寫碼器使用第二運動向量來判定該第二區塊的預測性區塊(426)。回應於該第二區塊小於或等於該臨限值大小，視訊寫碼器制止使用該第二運動向量來更新該基於歷史之運動向量候選之緩衝區(428)。
視訊寫碼器輸出包含該第一區塊及該第二區塊之經寫碼版本的經寫碼視訊(430)。經寫碼視訊可例如為輸出用於傳輸或儲存的經編碼視訊資料或可為輸出用於傳輸、儲存或顯示的經解碼視訊資料。
將認識到，取決於實例，本文中所描述之技術中之任一者的某些動作或事件可以不同次序進行、可經添加、合併或完全省去(例如並非全部所描述動作或事件均為實踐該等技術所必要)。此外，在某些實例中，可例如經由多執行緒處理、中斷處理或多個處理器同時而非依序進行動作或事件。
在一或多個實例中，所描述之功能可以硬體、軟體、韌體或其任何組合來實施。若以軟體實施，則該等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進行傳輸，且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，該通信媒體包括例如根據通信協定來促進電腦程式自一處傳遞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藉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所描述之技術的任何可用媒體。電腦程式產品可包括電腦可讀媒體。
以實例說明而非限制，此類電腦可讀儲存媒體可包括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形式之所要程式碼且可藉由電腦存取的任何其他媒體中之一或多者。此外，將任何連接適當地稱為電腦可讀媒體。舉例而言，若使用同軸纜線、光纜、雙絞線、數位用戶線(DSL)或無線技術(諸如紅外線、無線及微波)自網站、伺服器或其他遠端源傳輸指令，則同軸纜線、光纜、雙絞線、DSL或無線技術(諸如紅外線、無線及微波)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，而是針對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、數位多功能光碟(DVD)、軟性磁碟及藍光光碟，其中磁碟通常以磁性方式再現資料，而光碟用雷射以光學方式再現資料。以上之組合亦應包括於電腦可讀媒體之範疇內。
指令可藉由一或多個處理器執行，諸如一或多個DSP、通用微處理器、ASIC、FPGA或其他等效的積體或離散邏輯電路。因此，如本文所用之術語「處理器」可指前述結構或適用於實施本文中所描述之技術的任何其他結構中之任一者。此外，在一些態樣中，本文中所描述的功能性可提供於經組態用於編碼及解碼的專用硬體及/或軟體模組內，或併入於組合的編碼解碼器中。此外，該等技術可完全實施於一或多個電路或邏輯元件中。
可以廣泛多種器件或裝置實施本發明之技術，該等器件或裝置包括無線手機、積體電路(IC)或IC之集合(例如晶片集合)。在本發明中描述各種組件、模組或單元以強調經組態以進行所揭示技術之器件的功能性態樣，但未必需要藉由不同硬體單元來實現。實情為，如上文所描述，各種單元可與合適的軟體及/或韌體一起組合於編碼解碼器硬體單元中或由互操作性硬體單元之集合提供，該等硬體單元包括如上文所描述之一或多個處理器。
各種實例已予以描述。此等及其他實例係在以下申請專利範圍之範疇內。
100:視訊編碼及解碼系統 102:源器件 104:視訊源 106:記憶體 108:輸出介面 110:電腦可讀媒體 112:儲存器件 114:檔案伺服器 116:目的地器件 118:顯示器件 120:記憶體 122:輸入介面 130:四分樹二進制樹結構 132:寫碼樹單元 144:區塊 146:圖例 200:視訊編碼器 202:模式選擇單元 204:殘餘產生單元 206:變換處理單元 208:量化單元 210:逆量化單元 212:逆變換處理單元 214:重建構單元 216:濾波器單元 218:經解碼圖像緩衝區 220:熵編碼單元 222:運動估計單元 224:運動補償單元 226:框內預測單元 230:視訊資料記憶體 300:視訊解碼器 302:熵解碼單元 304:預測處理單元 306:逆量化單元 308:逆變換處理單元 310:重建構單元 312:濾波器單元 314:經解碼圖像緩衝區 316:運動補償單元 318:框內預測單元 320:經寫碼圖像緩衝區記憶體 350:動作 352:動作 354:動作 356:動作 358:動作 360:動作 370:動作 372:動作 374:動作 376:動作 378:動作 380:動作 400:動作 402:動作 404:動作 406:動作 408:動作 410:動作 420:動作 422:動作 424:動作 426:動作 428:動作 430:動作
圖1為說明可進行本發明之技術的實例視訊編碼及解碼系統的方塊圖。
圖2A及2B為說明實例四分樹二元樹(QTBT)結構及對應寫碼樹單元(CTU)的概念圖。
圖3展示可用於定義並行估計區域及\或共享候選清單之區域的區塊。
圖4為說明可進行本發明之技術的實例視訊編碼器的方塊圖。
圖5為說明可進行本發明之技術的實例視訊解碼器的方塊圖。
圖6為說明實例視訊編碼過程的流程圖。
圖7為說明實例視訊解碼過程的流程圖。
圖8為說明實例視訊寫碼過程的流程圖。
圖9為說明實例視訊寫碼過程的流程圖。
100:視訊編碼及解碼系統
102:源器件
104:視訊源
106:記憶體
108:輸出介面
110:電腦可讀媒體
112:儲存器件
114:檔案伺服器
116:目的地器件
118:顯示器件
120:記憶體
122:輸入介面
200:視訊編碼器
300:視訊解碼器

Claims (36)

  1. 一種寫碼視訊資料之方法，該方法包含： 判定一第一區域大小臨限值； 判定一第二區域大小臨限值，其中該第二區域大小臨限值小於該第一區域大小臨限值； 將一視訊資料區塊分割成複數個分區； 回應於判定經分割區塊之一第一分區小於或等於該第一區域大小臨限值，判定該第一分區內之兩個或更多個區塊屬於一並行估計區域； 並行地寫碼該第一分區內之該等兩個或更多個區塊； 回應於判定該經分割區塊之一第二分區小於或等於該第二區域大小臨限值，判定該第二分區內之兩個或更多個區塊屬於一共享候選清單之一區域； 使用該共享候選清單來寫碼該第二分區內之該等兩個或更多個區塊；及 輸出包含該第一分區之該等兩個或更多個區塊及該第二分區之該等兩個或更多個區塊之經寫碼版本的經寫碼視訊。
  2. 如請求項1之方法，其中並行地寫碼該第一分區內之該等兩個或更多個區塊包含針對該並行估計區域中之該等兩個或更多個區塊進行並行合併估計。
  3. 如請求項1之方法，其中使用該共享候選清單來寫碼該共享候選清單之該區域內之該等兩個或更多個區塊包含： 對於該共享候選清單之該區域內之該等兩個或更多個區塊中之一第一區塊，自該共享候選清單選擇一第一運動向量候選； 定位具有該第一運動向量候選的該第一區塊的一第一預測性區塊； 對於該共享候選清單之該區域內之該等兩個或更多個區塊中之一第二區塊，自該共享候選清單選擇一第二運動向量候選；及 定位具有該第二運動向量候選的該第二區塊的一第二預測性區塊。
  4. 如請求項3之方法，其中使用該共享候選清單來寫碼該共享候選清單之該區域內之該等兩個或更多個區塊包含： 判定該共享候選清單之該區域內之一區塊在一進階運動向量預測子(AMVP)模式下經寫碼；及 使用該共享候選清單來在該AMVP模式下寫碼該區塊。
  5. 如請求項3之方法，其中使用該共享候選清單來寫碼該共享候選清單之該區域內之該等兩個或更多個區塊包含： 判定該共享候選清單之該區域內之一區塊在一仿射預測模式下經寫碼；及 使用該共享候選清單來在該仿射預測模式下寫碼該區塊。
  6. 如請求項1之方法，其中寫碼包含解碼，且其中輸出該經寫碼視訊包含輸出該經寫碼視訊以用於顯示。
  7. 如請求項1之方法，其中寫碼包含編碼，且其中輸出該經寫碼視訊包含產生一經編碼視訊資料位元流。
  8. 一種用於寫碼視訊資料之器件，該器件包含： 一記憶體，其經組態以儲存視訊資料； 一或多個處理器，其實施於電路中且經組態以： 判定一第一區域大小臨限值； 判定一第二區域大小臨限值，其中該第二區域大小臨限值小於該第一區域大小臨限值； 將一視訊資料區塊分割成複數個分區； 回應於判定經分割區塊之一第一分區小於或等於該第一區域大小臨限值，判定該第一分區內之兩個或更多個區塊屬於一並行估計區域； 並行地寫碼該第一分區內之該等兩個或更多個區塊； 回應於判定該經分割區塊之一第二分區小於或等於該第二區域大小臨限值，判定該第二分區內之兩個或更多個區塊屬於一共享候選清單之一區域； 使用該共享候選清單來寫碼該第二分區內之該等兩個或更多個區塊；及 輸出包含該第一分區之該等兩個或更多個區塊及該第二分區之該等兩個或更多個區塊之經寫碼版本的經寫碼視訊。
  9. 如請求項8之器件，其中為並行地寫碼該第一分區內之該等兩個或更多個區塊，該一或多個處理器進一步經組態以針對該並行估計區域中之該等兩個或更多個區塊進行並行合併估計。
  10. 如請求項8之器件，其中為使用該共享候選來寫碼該共享候選清單之該區域內之該等兩個或更多個區塊，該一或多個處理器進一步經組態以： 對於該共享候選清單之該區域內之該等兩個或更多個區塊中之一第一區塊，自該共享候選清單選擇一第一運動向量候選； 定位具有該第一運動向量候選的該第一區塊的一第一預測性區塊； 對於該共享候選清單之該區域內之該等兩個或更多個區塊中之一第二區塊，自該共享候選清單選擇一第二運動向量候選；及 定位具有該第二運動向量候選的該第二區塊的一第二預測性區塊。
  11. 如請求項10之器件，其中為使用該共享候選清單來寫碼該共享候選清單之該區域內之該等兩個或更多個區塊，該一或多個處理器進一步經組態以： 判定該共享候選清單之該區域內之一區塊在一進階運動向量預測子(AMVP)模式下經寫碼； 及使用該共享候選清單來在該AMVP模式下寫碼該區塊。
  12. 如請求項10之器件，其中為使用該共享候選清單來寫碼該共享候選清單之該區域內之該等兩個或更多個區塊，該一或多個處理器進一步經組態以： 判定該共享候選清單之該區域內之一區塊在一仿射預測模式下經寫碼；及 使用該共享候選清單來在該仿射預測模式下寫碼該區塊。
  13. 如請求項8之器件，其進一步包含經組態以顯示經解碼視訊資料的一顯示器。
  14. 如請求項8之器件，其中該器件包含一攝影機、一電腦、一行動器件、一廣播接收器器件或一機上盒中之一或多者。
  15. 如請求項8之器件，其中該器件包含一視訊解碼器。
  16. 如請求項8之器件，其中該器件包含一視訊編碼器。
  17. 一種寫碼視訊資料之方法，該方法包含： 維護一基於歷史之運動向量候選之緩衝區，其中該等基於歷史之運動向量候選包含用於框間預測該等視訊資料之先前經寫碼區塊的運動向量； 對於該等視訊資料之一第一分區之一第一區塊，使用一第一運動向量來判定該第一區塊的一預測性區塊； 回應於該第一區塊大於一臨限值大小，使用該第一運動向量來更新該基於歷史之運動向量候選之緩衝區； 對於該等視訊資料之一第二分區之一第二區塊，使用一第二運動向量來判定該第二區塊的一預測性區塊； 回應於該第二區塊小於或等於該臨限值大小，制止使用該第二運動向量來更新該基於歷史之運動向量候選之緩衝區；及 輸出包含該第一區塊及該第二區塊之經寫碼版本的經寫碼視訊。
  18. 如請求項17之方法，其進一步包含： 對於視訊資料之一第三區塊，藉由將來自該基於歷史之運動向量候選之緩衝區的一運動向量添加至一合併候選清單來產生該合併候選清單。
  19. 如請求項17之方法，其進一步包含： 回應於判定該第一分區小於或等於一區域大小之第一臨限值，判定該第一分區內之區塊屬於一並行估計區域； 回應於判定該第二分區小於或等於一區域大小之第二臨限值，判定該第二分區內之區塊屬於一共享候選清單之一區域，其中該區域大小之第二臨限值小於該區域大小之第一臨限值。
  20. 如請求項19之方法，其進一步包含： 針對該並行估計區域中之一或多個區塊進行並行合併估計。
  21. 如請求項19之方法，其進一步包含： 使用該共享候選清單來寫碼該共享候選清單之該區域內之區塊。
  22. 如請求項21之方法，其中使用該共享候選清單來寫碼該共享候選清單之該區域內之區塊包含： 判定該共享候選清單之該區域內之一區塊在一進階運動向量預測子(AMVP)模式下經寫碼； 及使用該共享候選清單來在該AMVP模式下寫碼該區塊。
  23. 如請求項21之方法，其中使用該共享候選清單來寫碼該共享候選清單之該區域內之區塊包含： 判定該共享候選清單之該區域內之一區塊在一仿射預測模式下經寫碼；及 使用該共享候選清單來在該仿射預測模式下寫碼該區塊。
  24. 如請求項17之方法，其中寫碼包含解碼，且其中輸出該經寫碼視訊包含輸出該經寫碼視訊以用於顯示。
  25. 如請求項17之方法，其中寫碼包含編碼，且其中輸出該經寫碼視訊包含產生一經編碼視訊資料位元流。
  26. 一種用於寫碼視訊資料之器件，該器件包含： 一記憶體，其經組態以儲存視訊資料； 一或多個處理器，其實施於電路中且經組態以： 維護一基於歷史之運動向量候選之緩衝區，其中該等基於歷史之運動向量候選包含用於框間預測該等視訊資料之先前經寫碼區塊的運動向量； 對於該等視訊資料之一第一分區之一第一區塊，使用一第一運動向量來判定該第一區塊的一預測性區塊； 回應於該第一區塊大於一臨限值大小，使用該第一運動向量來更新該基於歷史之運動向量候選之緩衝區； 對於該等視訊資料之一第二分區之一第二區塊，使用一第二運動向量來判定該第二區塊的一預測性區塊； 回應於該第二區塊小於或等於該臨限值大小，制止使用該第二運動向量來更新該基於歷史之運動向量候選之緩衝區；及 輸出包含該第一區塊及該第二區塊之經寫碼版本的經寫碼視訊。
  27. 如請求項26之器件，其中該一或多個處理器進一步經組態以： 對於視訊資料之一第三區塊，藉由將來自該基於歷史之運動向量候選之緩衝區的一運動向量添加至一合併候選清單來產生該合併候選清單。
  28. 如請求項26之器件，其中該一或多個處理器進一步經組態以： 回應於判定該第一分區小於或等於一區域大小之第一臨限值，判定該第一分區內之區塊屬於一並行估計區域； 回應於判定該第二分區小於或等於一區域大小之第二臨限值，判定該第二分區內之區塊屬於一共享候選清單之一區域，其中該區域大小之第二臨限值小於該區域大小之第一臨限值。
  29. 如請求項28之器件，其中該一或多個處理器進一步經組態以： 針對該並行估計區域中之一或多個區塊進行並行合併估計。
  30. 如請求項28之器件，其中該一或多個處理器進一步經組態以： 使用該共享候選清單來寫碼該共享候選清單之該區域內之區塊。
  31. 如請求項30之器件，其中為使用該共享候選清單來寫碼該共享候選清單之該區域內之區塊，該一或多個處理器進一步經組態以： 判定該共享候選清單之該區域內之一區塊在一進階運動向量預測子(AMVP)模式下經寫碼；及 使用該共享候選清單來在該AMVP模式下寫碼該區塊。
  32. 如請求項30之器件，其中為使用該共享候選清單來寫碼該共享候選清單之該區域內之區塊，該一或多個處理器進一步經組態以： 判定該共享候選清單之該區域內之一區塊在一仿射預測模式下經寫碼；及 使用該共享候選清單來在該仿射預測模式下寫碼該區塊。
  33. 如請求項26之器件，其進一步包含經組態以顯示經解碼視訊資料的一顯示器。
  34. 如請求項26之器件，其中該器件包含一攝影機、一電腦、一行動器件、一廣播接收器器件或一機上盒中之一或多者。
  35. 如請求項26之器件，其中該器件包含一視訊解碼器。
  36. 如請求項26之器件，其中該器件包含一視訊編碼器。
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