具体实施方式

以下描述中，参考附图，所述附图组成本发明一部分并以说明的方式示出本发明实施例的具体方面或可使用本发明实施例的具体方面。应理解，本发明实施例可在其它方面中使用，并且可以包括附图中未描绘的结构变化或逻辑变化。因此，以下详细描述不应以限制性的意义来理解，本发明的范围由所附权利要求书界定。

例如，应理解，结合所描述方法的公开内容对用于执行所述方法的对应设备或系统也可以同样适用，反之亦然。例如，如果描述一个或多个具体方法步骤，则对应的设备可以包括一个或多个单元(例如，功能单元)来执行所描述的一个或多个方法步骤(例如，一个单元执行一个或多个步骤，或多个单元分别执行多个步骤中的一个或多个)，即使附图中未明确描述或说明该一个或多个单元。另一方面，例如，如果根据一个或多个单元(例如，功能单元)来描述具体装置，则对应的方法可以包括一个步骤来执行一个或多个单元的功能(例如，一个步骤执行一个或多个单元的功能，或多个步骤各自执行多个单元中的一个或多个单元的功能)，即使该一个或多个步骤在附图中未明确描述或示出。此外，应理解，除非另有说明，否则本文中描述的各种示例性实施例和/或方面的特征可相互组合。

视频译码通常指对构成视频或视频序列的图像序列进行处理。在视频译码领域中，术语“帧(frame)”与“图像(picture/image)”可以用作同义词。视频译码(或通常称为译码)包括视频编码和视频解码两部分。视频编码在信源侧执行，通常包括处理(例如，压缩)原始视频图像以减少表示视频图像所需的数据量(从而更高效存储和/或发送)。视频解码在目的地侧执行，通常包括相对于编码器作逆处理，以重建视频图像。实施例涉及的视频图像(或通常称为图像)的“译码”应理解为涉及视频图像或相应视频序列的“编码”或“解码”。编码部分和解码部分的组合也称为编解码(编码和解码，CODEC)。

在无损视频译码情况下，可以重建原始视频图像，即重建的视频图像与原始视频图像具有相同的质量(假设存储或传输期间没有传输损耗或其它数据丢失)。在有损视频译码情况下，通过量化等进行进一步压缩来减少表示视频图像的数据量，而解码器侧无法完全重建视频图像，即重建的视频图像的质量比原始视频图像的质量更低或更差。

几个视频编码标准属于“有损混合视频编解码器”组(即，将样本域中的空域预测和时域预测与变换域中用于应用量化的2D变换译码结合)。视频序列中的每个图像通常分割成不重叠的块集合，通常基于块级进行译码。换句话说，编码器通常在块(视频块)级对视频进行处理，即编码，例如，通过空域(帧内)预测和/或时域(帧间)预测来生成预测块；从当前块(当前处理/待处理的块)中减去预测块，获得残差块；在变换域中变换残差块并量化残差块，以减少待发送(压缩)的数据量，而解码器将相对于编码器的逆处理应用于经编码或压缩的块，以重建当前块进行表示。此外，编码器重复解码器的处理步骤，使得编码器和解码器生成相同的预测(例如，帧内预测和帧间预测)和/或重建，用于对后续块进行处理(即译码)。

在以下实施例中，根据图1至图3描述了视频译码系统10、视频编码器20和视频解码器30。

图1A为示意性框图，示出了示例性译码系统10，例如可以利用本申请技术的视频译码系统10(或简称为译码系统10)。视频译码系统10的视频编码器20(或简称为编码器20)和视频解码器30(或简称为解码器30)代表可用于根据本申请中描述的各种示例执行各技术的设备的示例。

如图1A所示，译码系统10包括源设备12，例如，所述源设备12用于将经编码的图像数据21提供到目的地设备14以对经编码的图像数据13进行解码。

源设备12包括编码器20，并且可以另外(即可选地)包括图像源16、预处理器(或预处理单元)18(例如图像预处理器18)和通信接口或通信单元22。

图像源16可以包括或可以是任何类型的图像捕获设备，例如用于捕获真实世界图像的摄像机，和/或任何类型的图像生成设备，例如用于生成计算机动画图像的计算机图形处理器，或用于获取和/或提供真实世界图像、计算机生成图像(例如，屏幕内容、虚拟现实(virtual reality，VR)图像)和/或其任何组合(例如，增强现实(augmented reality，AR)图像)的任何类型的其它设备。所述图像源可以为存储任一上述图像的任何类型的存储器(memory/storage)。

为了与预处理器18和预处理单元18执行的处理区分，图像或图像数据17也可以称为原始图像或原始图像数据17。

预处理器18用于接收(原始)图像数据17，对图像数据17进行预处理，以获得经预处理的图像19或经预处理的图像数据19。预处理器18执行的预处理可以包括修剪(trimming)、颜色格式转换(例如从RGB转换为YCbCr)、调色或去噪等。可以理解的是，预处理单元18可以为可选组件。

视频编码器20用于接收经预处理的图像数据19并提供经编码的图像数据21(例如，下文根据图2进一步详细描述)。

源设备12的通信接口22可用于接收经编码的图像数据21并通过通信信道13将经编码的图像数据21(或其任何其它经处理版本)发送到其它设备，例如目的地设备14或任何其它设备，以便进行存储或直接重建。

目的地设备14包括解码器30(例如视频解码器30)，并且可以另外(即可选地)包括通信接口或通信单元28、后处理器32(或后处理单元32)和显示设备34。

目的地设备14的通信接口28用于接收经编码的图像数据21(或其任何其它经处理版本)，例如，直接从源设备12或任何其它源(例如，编码图像数据存储设备等存储设备)接收，并将经编码的图像数据21提供给解码器30。

通信接口22和通信接口28可以用于通过源设备12与目的地设备14之间的直接通信链路(例如，直接有线或无线连接)，或通过任何类型的网络(例如，有线或无线网络或其任意组合，或任何类型的专用和公共网络)，或其任意组合发送或接收经编码的图像数据21或编码数据13。

例如，通信接口22可用于将经编码的图像数据21封装为数据包等合适的格式，和/或采用任何类型的传输编码或处理来处理所述经编码的图像数据，以便通过通信链路或通信网络进行发送。

例如，与通信接口22对应的通信接口28可以用于接收传输数据，并通过任何类型的对应传输解码或处理和/或解封装方式来处理传输数据，得到经编码的图像数据21。

通信接口22和通信接口28均可配置为单向通信接口(如图1A中从源设备12指向目的地设备14的通信信道13的箭头所表示)，或双向通信接口，并可用于发送和接收消息等，例如，建立连接，确认和交互与通信链路和/或数据传输(例如，经编码的图像数据传输)相关的任何其它信息。

解码器30用于接收经编码的图像数据21并提供经解码的图像数据31或解码图像31(例如，下文根据图3或图5进一步详细描述)。

目的地设备14的后处理器32用于对经解码的图像数据31(也称为重建图像数据)(例如，解码图像31)进行后处理，以获得经后处理的图像数据33(例如，后处理图像33)。例如，由后处理单元32执行的后处理可以包括颜色格式转换(例如从YCbCr转换为RGB)、颜色校正、修剪或重采样，或任何其它处理，例如，用于准备经解码的图像数据31以供显示设备34等显示。

目的地设备14的显示设备34用于接收经后处理的图像数据33，以向用户或观看者等显示图像。显示设备34可以为或者可以包括任何类型的显示器(例如集成或外部显示器或显示屏)，以表示重建图像。例如，显示器可以包括液晶显示器(liquid crystaldisplay，LCD)、有机发光二极管(organic light emitting diode，OLED)显示器、等离子显示器、投影仪、微型LED显示器、硅基液晶显示器(liquid crystal on silicon，LCoS)、数字光处理器(digital light processor，DLP)或任意类型的其它显示器。

尽管图1A示出了源设备12和目的地设备14作为单独的设备，但是在实施例中，设备还可以同时包括源设备12和目的地设备14或同时包括源设备12和目的地设备14的功能，即源设备12或对应功能以及目的地设备14或对应功能。在这类实施例中，源设备12或对应功能以及目的地设备14或对应功能可以使用相同的硬件和/或软件或通过单独的硬件和/或软件或其任意组合来实现。

根据描述，技术人员显而易见的是，图1A所示的源设备12和/或目的地设备14中的不同单元或功能的存在和(精确)划分可以根据实际设备和应用而不同。

编码器20(例如视频编码器20)或解码器30(例如视频解码器30)，或编码器20和解码器30两者都可通过如图1B所示的处理电路实现，如一个或多个微处理器、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、专用集成电路(application-specific integratedcircuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)、离散逻辑、硬件、视频译码专用处理器或其任意组合。编码器20可以由处理电路46实现，以体现结合图2的编码器20所述的各种模块和/或本文描述的任何其它编码器系统或子系统。解码器30可以由处理电路46实现，以体现结合图3的解码器30所述的各种模块和/或本文描述的任何其它解码器系统或子系统。所述处理电路可用于执行下文描述的各种操作。如图5所示，如果所述技术部分地以软件形式实现，则设备可以将软件的指令存储在合适的非瞬时性计算机可读介质中，并且可以使用一个或多个处理器执行硬件中的指令，以执行本发明的技术。视频编码器20和视频解码器30中的任一个可作为组合编解码器(encoder/decoder，CODEC)的一部分集成在单个设备中，如图1B所示。

源设备12和目的地设备14可以包括多种设备中的任一种，包括任何类型的手持或固定设备，例如，笔记本电脑或膝上型电脑、手机、智能手机、平板电脑(tablet/tabletcomputer)、摄像机、台式计算机、机顶盒、电视机、显示设备、数字媒体播放器、视频游戏机、视频流设备(如内容服务服务器或内容分发服务器)、广播接收器设备、广播发射器设备等，并且可以不使用或使用任何类型的操作系统。在某些情况下，可以配备源设备12和目的地设备14以用于无线通信。因此，源设备12和目的地设备14可以是无线通信设备。

在某些情况下，图1A所示的视频译码系统10仅仅是示例，本申请的技术可适用于在编码设备与解码设备之间不一定包括任何数据通信的视频译码设置(例如，视频编码或视频解码)。在其它示例中，从本地存储器中检索数据，通过网络发送数据，等等。视频编码设备可以对数据进行编码并将数据存储到存储器中，和/或视频解码设备可以从存储器检索数据并对数据进行解码。在一些示例中，编码和解码由相互不通信而只是将数据编码到存储器和/或从存储器中检索数据并对数据进行解码的设备来执行。

为便于描述，本文参考由ITU-T视频译码专家组(video coding experts group，VCEG)和ISO/IEC运动图像专家组(motion picture experts group，MPEG)的视频译码联合工作组(joint collaboration team on video coding，JCT-VC)开发的高效视频译码(high-efficiency video coding，HEVC)或通用视频译码(versatile video coding，VVC)(下一代视频编码标准)参考软件等描述本发明实施例。本领域普通技术人员理解本发明实施例不限于HEVC或VVC。

编码器和编码方法

图2为用于实现本申请技术的示例性视频编码器20的示意性框图。在图2的示例中，视频编码器20包括输入端201(或输入接口201)、残差计算单元204、变换处理单元206、量化单元208、反量化单元210和逆变换处理单元212、重建单元214、环路滤波单元220、解码图像缓冲区(decoded picture buffer，DPB)230、模式选择单元260、熵译码单元270和输出端272(或输出接口272)。模式选择单元260可以包括帧间预测单元244、帧内预测单元254和分割单元262。帧间预测单元244可以包括运动估计单元和运动补偿单元(未示出)。图2所示的视频编码器20也可以称为混合视频编码器或基于混合视频编解码器的视频编码器。

残差计算单元204、变换处理单元206、量化单元208和模式选择单元260可以组成编码器20的正向信号路径，而反量化单元210、逆变换处理单元212、重建单元214、缓冲区216、环路滤波器220、解码图像缓冲区(decoded picture buffer，DPB)230、帧间预测单元244和帧内预测单元254可以组成视频编码器20的反向信号路径。视频编码器20的反向信号路径与解码器(参见图3中的视频解码器30)的信号路径对应。反量化单元210、逆变换处理单元212、重建单元214、环路滤波器220、解码图像缓冲区(decoded picture buffer，DPB)230、帧间预测单元244和帧内预测单元254还组成视频编码器20的“内置解码器”。

图像和图像分割(图像和块)

编码器20可用于通过输入端201等接收图像17(或图像数据17)，例如，形成视频或视频序列的图像序列中的图像。接收的图像或图像数据也可以是经预处理的图像19(或经预处理的图像数据19)。为了简单起见，以下描述使用图像17。图像17也可以称为当前图像或待编码图像(特别是在视频译码中，以便将当前图像与其它图像(例如，同一视频序列(即，也包括当前图像的视频序列)的先前编码和/或解码的图像)区分开)。

(数字)图像为或可以视为具有强度值的样本的二维阵列或矩阵。阵列中的样本也可以称为像素(pixel或pel)(图像元素的简称)。图像的尺寸和/或分辨率由阵列或图像在水平和垂直方向(或轴)上的样本数量定义。通常采用三种颜色分量来表示颜色，即该图像可表示为三个样本阵列或包括三个样本阵列。在RGB格式或颜色空域中，图像包括对应的红色、绿色和蓝色样本阵列。然而，在视频译码中，每个像素通常由亮度和色度格式或在颜色空域中表示，例如，YCbCr，包括Y表示的亮度分量(有时也用L表示)和Cb和Cr表示的两个色度分量。亮度(luminance，简写为luma)分量Y表示亮度或灰度级强度(例如在灰度等级图像中两者相同)，而两个色度(chrominance，简写为chroma)分量Cb和Cr表示色度或颜色信息分量。因此，YCbCr格式的图像包括亮度样本值(Y)的亮度样本阵列和色度值(Cb和Cr)的两个色度样本阵列。RGB格式的图像可以转换或变换为YCbCr格式，反之亦然，该过程也称为颜色变换或转换。如果图像是单色的，则该图像可以仅包括亮度样本阵列。相应地，例如，图像可以为单色格式的亮度样本阵列或4:2:0、4:2:2和4:4:4彩色格式的亮度样本阵列和两个对应的色度样本阵列。

视频编码器20的实施例可包括图像分割单元(图2中未示出)，所述图像分割单元用于将图像17分割成多个(通常不重叠)图像块203。这些块也可以称为根块、宏块(H.264/AVC)或编码树块(coding tree block，CTB)，或编码树单元(coding tree unit，CTU)(H.265/HEVC和VVC)。图像分割单元可用于对视频序列的所有图像使用相同的块尺寸和定义块尺寸的对应网格，或者用于改变图像或图像子集或组之间的块尺寸，并将每个图像分割成对应块。

在其它实施例中，视频编码器可以用于直接接收图像17的块203，例如组成图像17的一个、几个或所有块。图像块203也可以称为当前图像块或待编码图像块。

与图像17类似，图像块203同样是或可以看作是具有强度值(样本值)的样本的二维阵列或矩阵，但是，图像块203的尺寸比图像17小。换句话说，例如，根据所应用的颜色格式，块203可以包括一个样本阵列(例如，图像17是单色情况下的亮度阵列，或图像17是彩色情况下的亮度或色度阵列)或三个样本阵列(例如，图像17是彩色情况下的一个亮度阵列和两个色度阵列)或任何其它数量和/或类型的阵列。块203的水平方向和垂直方向(或轴线)上的样本数量决定了块203的尺寸。因此，块可以为M×N(M列×N行)个样本阵列，或M×N个变换系数阵列等。

图2所示的视频编码器20的实施例可以用于逐块对图像17进行编码，例如，按块203进行编码和预测。

图2所示的视频编码器20的实施例还可以用于使用条带(slice)(也称为视频条带)对图像进行分割和/或编码，其中，可以使用一个或多个条带(通常为不重叠的)对图像进行分割或编码，并且每个条带可以包括一个或多个块(例如，CTU)。

图2所示的视频编码器20的实施例还可以用于使用分块组(tile group)(也称为视频分块组)和/或分块(slice)(也称为视频分块)对图像进行分割和/或编码，其中，可以使用一个或多个分块组(通常为不重叠的)对图像进行分割或编码，每个分块组可以包括一个或多个块(例如，CTU)或一个或多个分块等，其中，每个分块可以为矩形等形状，可以包括一个或多个块(例如，CTU)，例如完整或部分块。

残差计算

残差计算单元204可用于通过如下等方式根据图像块203和预测块265(下文详细描述预测块265)来计算残差块205(也称为残差205)：逐个样本(逐个像素)从图像块203的样本值中减去预测块265的样本值，以获得样本域中的残差块205。

变换

变换处理单元206可以用于对残差块205的样本值进行离散余弦变换(discretecosine transform，DCT)或离散正弦变换(discrete sine transform，DST)等变换，得到变换域中的变换系数207。变换系数207也可称为变换残差系数，表示变换域中的残差块205。

变换处理单元206可用于应用DCT/DST的整数化近似，例如为H.265/HEVC指定的变换。与正交DCT变换相比，这种整数化近似通常通过某一因子进行缩放(scale)。为了保持经过正变换和逆变换处理的残差块的范数，在变换过程中应用了其它缩放因子。缩放因子通常是根据某些约束条件来选择的，例如缩放因子是用于移位运算的2的幂、变换系数的位深度、准确性与实现成本之间的权衡等。例如，通过逆变换处理单元212等为逆变换(以及在视频解码器30侧通过逆变换处理单元312等为对应的逆变换)指定具体的缩放因子；相应地，可以在编码器20侧，通过变换处理单元206等为正变换指定对应的缩放因子。

视频编码器20(具体是变换处理单元206)的实施例可以用于直接或通过熵译码单元270编码或压缩等输出变换参数(例如，一种或多种变换的类型)，使得例如视频解码器30可以接收并使用变换参数进行解码。

量化

量化单元208可以用于通过应用标量量化或矢量量化等对变换系数207进行量化，以获得量化系数209。量化系数209也可以称为量化变换系数209或量化残差系数209。

量化过程可减少与部分或全部变换系数207关联的位深度。例如，可以在量化期间将n位变换系数向下舍入到m位变换系数，其中，n大于m。可以通过调整量化参数(quantization parameter，QP)修改量化程度。例如，对于标量量化，可以应用不同程度的缩放来实现较细或较粗的量化。较小量化步长对应较细量化，而较大量化步长对应较粗量化。可以通过量化参数(quantization parameter，QP)表示合适的量化步长。例如，量化参数可以为合适的量化步长的预定义集合的索引。例如，较小的量化参数可对应精细量化(较小量化步长)，较大的量化参数可对应粗糙量化(较大量化步长)，反之亦然。量化可以包括除以量化步长，而反量化单元210等执行的对应和/或反量化可以包括乘以量化步长。根据HEVC等一些标准的实施例可以使用量化参数来确定量化步长。通常，可以根据量化参数使用包括除法的等式的定点近似来计算量化步长。可以引入其它缩放因子来进行量化和解量化，以恢复可能由于在用于量化步长和量化参数的等式的定点近似中使用的缩放而修改的残差块的范数。在一种示例性实现方式中，可以合并逆变换和解量化的缩放。或者，可以使用自定义量化表并在码流中等将其从编码器向解码器指示。量化是有损操作，其中，量化步长越大，损耗越大。

视频编码器20(具体是量化单元208)的实施例可以用于直接或通过熵译码单元270编码等输出量化参数(quantization parameter，QP)，使得例如视频解码器30可以接收并使用量化参数进行解码。

反量化

反量化单元210用于通过根据或使用与量化单元208相同的量化步长，应用量化单元208所应用的量化方案的逆过程等方式，对量化系数应用量化单元208的反量化，以获得解量化系数211。解量化系数211也可以称为解量化残差系数211，对应于变换系数207，但是由于量化造成的损耗，解量化系数211通常与变换系数207不同。

逆变换

逆变换处理单元212用于进行变换处理单元206进行的变换的逆变换，例如，逆离散余弦变换(discrete cosine transform，DCT)或逆离散正弦变换(discrete sinetransform，DST)或其它逆变换，以获得样本域中的重建残差块213(或对应的解量化系数213)。重建残差块213也可以称为变换块213。

重建

重建单元214(例如，加法器或求和器214)用于例如通过将重建残差块213的样本值和预测块265的样本值逐个样本相加，将变换块213(即重建残差块213)添加到预测块265，以获得样本域中的重建块215。

滤波

环路滤波单元220(或简称“环路滤波器”220)用于对重建块215进行滤波以获得滤波块221，或通常用于对重建样本进行滤波以获得滤波后样本。例如，环路滤波单元用于平滑像素转变或提高视频质量。环路滤波单元220可以包括一个或多个环路滤波器，例如去块效应滤波器、样本自适应偏移(sample-adaptive offset，SAO)滤波器或者一个或多个其它滤波器，例如双边滤波器、自适应环路滤波器(adaptive loop filter，ALF)、锐化滤波器、平滑滤波器或协同滤波器，或其任意组合。虽然环路滤波单元220在图2中示为环内滤波器，但是在其它配置中，环路滤波单元220可以实现为后环路滤波器。滤波块221也可以称为滤波重建块221。

视频编码器20(具体是环路滤波单元220)的实施例可用于直接或通过熵译码单元270编码等输出环路滤波器参数(如样本自适应偏移信息)，使得例如解码器30可以接收和使用相同的环路滤波器参数或相应的环路滤波器进行解码。

解码图像缓冲区

解码图像缓冲区(decoded picture buffer，DPB)230可以是存储参考图像或通常存储参考图像数据以供视频编码器20对视频数据进行编码的存储器。DPB 230可以由多种存储设备中的任一种组成，如动态随机存取存储器(dynamic random access memory，DRAM)，包括同步DRAM(synchronous DRAM，SDRAM)、磁阻RAM(magnetoresistive RAM，MRAM)、电阻RAM(resistive RAM，RRAM)或其它类型的存储设备。解码图像缓冲区(decodedpicture buffer，DPB)230可用于存储一个或多个滤波块221。解码图像缓冲区230还可用于存储同一当前图像或不同图像(例如，先前重建的图像)的其它先前滤波块(例如，先前重建和滤波块221)，并且可提供完整的先前重建(即解码)的图像(和对应的参考块和样本)和/或部分重建的当前图像(和对应的参考块和样本)，以进行帧间预测等。例如，在重建块215未被环路滤波单元220进行滤波时，解码图像缓冲区(decoded picture buffer，DPB)230还可用于存储一个或多个未经滤波的重建块215，或通常存储未经滤波的重建样本，或重建块或重建样本的任何其它未经进一步处理的版本。

模式选择(分割和预测)

模式选择单元260包括分割单元262、帧间预测单元244和帧内预测单元254，用于从解码图像缓冲区230或其它缓冲区(例如，行缓冲区，未示出)等接收或获得原始图像数据(例如，原始块203(当前图像17的当前块203))和重建图像数据(例如，相同(当前)图像和/或一个或多个先前解码图像的滤波和/或未经滤波的重建样本或重建块)。重建图像数据用作参考图像数据进行帧间预测或帧内预测等预测，以获得预测块265或预测值265。

模式选择单元260可用于为当前块预测模式(不包括分割)和预测模式(例如帧内或帧间预测模式)确定或选择分割类型，并生成对应的预测块265，以对残差块205进行计算和对重建块215进行重建。

模式选择单元260的实施例可用于选择分割和预测模式(例如，从模式选择单元260支持或可用于模式选择单元260的预测模式中选择)，所述预测模式提供最佳匹配或者说最小残差(最小残差意味着传输或存储中更好的压缩)，或提供最小指示开销(最小指示开销意味着传输或存储中更好的压缩)，或者同时考虑或平衡以上两者。模式选择单元260可用于根据率失真优化(rate distortion optimization，RDO)确定分割和预测模式，即选择提供最小率失真的预测模式。本上下文中如“最佳”、“最小”、“最优”等术语不一定指总体上“最佳”、“最小”、“最优”等，也可以指满足终止或选择标准，例如，值超过或低于阈值或其它约束条件，可能会进行“次优选择”，但是降低了复杂度和处理时域。

换句话说，分割单元262可以用于将块203分割成更小的分割块或子块(再次形成块)，例如，使用四叉树(quad-tree，QT)分割、二叉树(binary-tree，BT)分割或三叉树(triple-tree，TT)分割或其任何组合迭代地进行，并例如，对每个分割块或子块进行预测，其中，所述模式选择包括选择分割块203的树形结构并将预测模式应用于每个分割块或子块。

下文详细描述由示例性视频编码器20执行的分割(例如，由分割单元260执行)和预测处理(例如，由帧间预测单元244和帧内预测单元254执行)。

分割

分割单元262可以将当前块203分割(或划分)成更小的部分，例如正方形或矩形尺寸的较小块。这些较小块(也可以称为子块)可以进一步分割成甚至更小的部分。这也称为树分割或层次树分割，其中，可以递归地分割例如根树层次0(层次级别0，深度0)的根块，例如分割为两个或两个以上下一较低树层次的块，例如树层次1(层次级别1，深度1)的节点。可以再次将这些块分割为两个或两个以上下一较低层次，例如树层次2(层次级别2、深度2)的块等，直到例如因为满足结束标准，例如达到最大树深度或最小块尺寸，分割结束。未进一步分割的块也称为树的叶块或叶节点。分割为两个部分的树称为二叉树(binary-tree，BT)，分割为三个部分的树称为三叉树(ternary-tree，TT)，分割为四个部分的树称为四叉树(quad-tree，QT)。

如上所述，本文使用的术语“块”可以是图像的一部分，特别是正方形或矩形部分。例如，结合HEVC和VVC，块可以是或对应于译码树单元(coding tree unit，CTU)、译码单元(coding unit，CU)、预测单元(prediction unit，PU)和变换单元(transform unit，TU)，和/或对应于对应块，例如，译码树块(coding tree block，CTB)、译码块(coding block，CB)、变换块(transform block，TB)或预测块(prediction block，PB)。

例如，译码树单元(coding tree unit，CTU)可以为或包括具有三个样本阵列的图像的亮度样本的一个CTB和色度样本的两个对应CTB，或单色图像或使用用于对样本进行译码的三个独立颜色平面和语法结构译码的图像的样本的一个CTB。相应地，译码树块(coding tree block，CTB)可以为N×N个样本块，其中，N可以设为某个值从而将分量划分为多个CTB，这就是分割。译码单元(coding unit，CU)可以为或包括具有三个样本阵列的图像的亮度样本的一个译码块、色度样本的两个对应译码块，或单色图像或使用用于对样本进行译码的三个独立颜色平面和语法结构译码的图像的样本的一个译码块。相应地，译码块(coding block，CB)可以为M×N个样本块，其中，M和N可以设为某个值从而将CTB划分为多个译码块，这就是分割。

在实施例中，例如根据HEVC，可以通过表示为译码树的四叉树结构将译码树单元(coding tree unit，CTU)划分为多个CU。在CU级决定是否使用帧间(时域)预测或帧内(空域)预测对图像区域进行译码。可以根据PU划分类型将每个CU进一步划分为一个、两个或四个PU。一个PU内应用相同的预测过程，并在PU的基础上向解码器发送相关信息。在根据PU划分类型应用预测过程获得残差块之后，可以根据与用于CU的译码树类似的另一种四叉树结构将CU分割为变换单元(transform unit，TU)。

在实施例中，例如根据当前开发的称为通用视频译码(versatile video coding，VVC)的最新视频译码标准，例如使用组合的四叉树和二叉树(quad-tree and binarytree，QTBT)分割来分割译码块。在QTBT块结构中，CU可以为正方形或矩形。例如，首先通过四叉树结构分割译码树单元(coding tree unit，CTU)。通过二叉树或三叉树(ternary或triple)结构进一步分割四叉树叶节点。分割树叶节点称为译码单元(coding unit，CU)，该分割用于预测和变换处理，而不进行任何进一步分割。这意味着在QTBT译码块结构中，CU、PU和TU的块尺寸相同。同时，可以将三叉树分割等多重分割与QTBT块结构结合使用。

在一个示例中，视频编码器20的模式选择单元260可以用于执行本文描述的分割技术的任意组合。

如上所述，视频编码器20用于从(例如预定的)预测模式集合中确定或选择最好或最优的预测模式。预测模式集合可以包括帧内预测模式和/或帧间预测模式等。

帧内预测

帧内预测模式集合可以包括35种不同的帧内预测模式，例如像DC(或均值)模式和平面模式的非方向性模式或者如HEVC中定义的方向性模式，或者可以包括67种不同的帧内预测模式，例如像DC(或均值)模式和平面模式的非方向性模式或者如VVC中定义的方向性模式。

帧内预测单元254用于根据帧内预测模式集合中的帧内预测模式，使用同一当前图像的邻块的重建样本来生成帧内预测块265。

帧内预测单元254(或通常为模式选择单元260)还用于将帧内预测参数(或通常为指示块的所选帧内预测模式的信息)以语法元素266的形式输出到熵译码单元270，以包括到经编码的图像数据21中，使得例如视频解码器30可以接收并使用预测参数进行解码。

帧间预测

(可能的)帧间预测模式的集合取决于可用参考图像(即，例如存储在DPB 230中的先前至少部分解码的图像)和其它帧间预测参数，例如取决于是否使用整个参考图像或只使用参考图像的一部分(例如当前块的区域附近的搜索窗口区域)来搜索最佳匹配参考块，和/或例如取决于是否应用像素插值(例如二分之一/半像素和/或四分之一像素插值)。

除上述预测模式外，还可以使用跳过模式和/或直接模式。

帧间预测单元244可以包括运动估计(motion estimation，ME)单元和运动补偿(motion compensation，MC)单元(两者在图2中未示出)。运动估计单元可用于接收或获取图像块203(当前图像17的当前图像块203)和解码图像231，或至少一个或多个先前重建块，例如，一个或多个其它/不同先前解码图像231的重建块，以进行运动估计。例如，视频序列可以包括当前图像和先前解码图像231，或换句话说，当前图像和先前解码图像231可以为图像序列的一部分或组成图像序列，这些图像组成视频序列。

例如，编码器20可用于从多个其它图像中的相同或不同图像的多个参考块中选择参考块，并将参考图像(或参考图像索引)和/或参考块的位置(x坐标，y坐标)与当前块的位置之间的偏移(空域偏移)作为帧间预测参数提供给运动估计单元。这种偏移也称为运动矢量(motion vector，MV)。

运动补偿单元用于获取(例如接收)帧间预测参数，并根据或使用帧间预测参数进行帧间预测，以获得帧间预测块265。由运动补偿单元执行的运动补偿可能涉及根据通过运动估计确定的运动/块矢量来提取或生成预测块，还可能涉及对子像素精度进行插值。插值滤波可以根据已知像素样本生成其它像素样本，从而可能增加可以用于对图像块进行译码的候选预测块的数量。一旦接收到当前图像块的PU的运动矢量，运动补偿单元可以定位在其中，一个参考图像列表中运动矢量指向的预测块。

运动补偿单元还可以生成与块和视频条带关联的语法元素，以供视频解码器30在解码视频条带的图像块时使用。除了条带和相应语法元素或作为条带和相应语法元素的替代，还可以生成和/或使用分块组(和/或分块)以及相应语法元素。

熵编码

例如，熵译码单元270用于对量化系数209、帧间预测参数、帧内预测参数、环路滤波器参数和/或其它语法元素应用熵编码算法或方案(例如，可变长度译码(variablelength coding，VLC)方案、上下文自适应VLC(context adaptive VLC，CAVLC)方案、算术译码方案、二值化、上下文自适应二进制算术译码(context adaptive binary arithmeticcoding，CABAC)、基于语法的上下文自适应二进制算术译码(syntax-based context-adaptive binary arithmetic coding，SBAC)、概率区间分割熵(probability intervalpartitioning entropy，PIPE)译码或其它熵编码方法或技术)或旁路熵编码算法或方案(不压缩)，以获得可以通过输出端272以经编码的码流21等形式输出的经编码的图像数据21，使得例如视频解码器30可以接收并使用这些参数进行解码。可以将经编码的码流21发送到视频解码器30，或将其存储在存储器中以供后续传输或由视频解码器30检索。

视频编码器20的其它结构变体可以用于对视频流进行编码。例如，基于非变换的编码器20可以在某些块或帧没有变换处理单元206的情况下直接量化残差信号。在另一种实现方式中，编码器20中，量化单元208和反量化单元210可以组合成一个单元。

解码器和解码方法

图3为用于实现本申请技术的视频解码器30的示例。视频解码器30用于接收例如由编码器20编码的经编码的图像数据21(例如，经编码的码流21)以获得解码图像331。经编码的图像数据或码流包括用于对所述经编码的图像数据进行解码的信息，例如表示经编码视频条带(和/或分块组或分块)的图像块的数据和关联的语法元素。

在图3的示例中，解码器30包括熵解码单元304、反量化单元310、逆变换处理单元312、重建单元314(例如求和器314)、环路滤波器320、解码图像缓冲区(decoded picturebuffer，DPB)330、模式选择单元360、帧间预测单元344和帧内预测单元354。帧间预测单元344可以为或可以包括运动补偿单元。在一些示例中，视频解码器30可执行通常与针对图2的视频编码器100描述的编码过程相反的解码过程。

如针对编码器20的描述，反量化单元210、逆变换处理单元212、重建单元214、环路滤波器220、解码图像缓冲区(decoded picture buffer，DPB)230、帧间预测单元344和帧内预测单元354还组成视频编码器20的“内置解码器”。相应地，反量化单元310的功能可以与反量化单元110相同；逆变换处理单元312的功能可以与逆变换处理单元212相同；重建单元314的功能可以与重建单元214相同；环路滤波器320的功能可以与环路滤波器220相同；解码图像缓冲区330的功能可以与解码图像缓冲区230相同。因此，对视频编码器20的相应单元和功能进行的描述对应地适用于视频解码器30的相应单元和功能。

熵解码

熵解码单元304用于解析码流21(或通常为经编码的图像数据21)并例如对经编码的图像数据21进行熵解码，以获得量化系数309和/或经解码的译码参数(图3中未示出)等，例如帧间预测参数(例如参考图像索引和运动矢量)、帧内预测参数(例如帧内预测模式或索引)、变换参数、量化参数、环路滤波器参数和/或其它语法元素中的任一个或全部。熵解码单元304可用于应用与针对编码器20的熵译码单元270所描述的编码方案相对应的解码算法或方案。熵解码单元304还可以用于向模式应用单元360提供帧间预测参数、帧内预测参数和/或其它语法元素，并向解码器30的其它单元提供其它参数。视频解码器30可以接收视频条带级和/或视频块级的语法元素。除了条带和相应语法元素或作为条带和相应语法元素的替代，还可以接收和/或使用分块组和/或分块以及相应语法元素。

反量化

反量化单元310可用于从经编码的图像数据21(例如，通过熵解码单元304等解析和/或解码)接收量化参数(quantization parameter，QP)(或通常为与反量化相关的信息)和量化系数，并根据所述量化参数对经解码的量化系数309应用反量化以获得解量化系数311，所述解量化系数311也可以称为变换系数311。反量化过程可以包括使用视频编码器20对视频条带(或分块或分块组)中的每个视频块确定的量化参数来确定量化程度，同样确定需要应用的反量化的程度。

逆变换

逆变换处理单元312可以用于接收解量化系数311(也称为变换系数311)，并对解量化系数311进行变换，得到样本域中的重建残差块213。重建残差块213也可以称为变换块313。变换可以为逆变换，例如逆DCT、逆DST、逆整数变换或概念上类似的逆变换过程。逆变换处理单元312还可以用于从经编码的图像数据21接收变换参数或对应信息(例如，通过熵解码单元304等解析和/或解码)，以确定将应用于解量化系数311的变换。

重建

重建单元314(例如，加法器或求和器314)可用于通过将重建残差块313的样本值和预测块365的样本值相加等方式，将重建残差块313添加到预测块365，以获得样本域中的重建块315。

滤波

环路滤波单元320(在译码环路中或译码环路之后)用于对重建块315进行滤波，以获得滤波块321，以平滑像素转变或以其它方式提高视频质量等。环路滤波单元320可以包括一个或多个环路滤波器，例如去块效应滤波器、样本自适应偏移(sample-adaptiveoffset，SAO)滤波器或者一个或多个其它滤波器，例如双边滤波器、自适应环路滤波器(adaptive loop filter，ALF)、锐化滤波器、平滑滤波器或协同滤波器，或其任意组合。虽然环路滤波单元320在图3中示为环内滤波器，但是在其它配置中，环路滤波单元320可以实现为后环路滤波器。

解码图像缓冲区

然后，将图像的解码视频块321存储在解码图像缓冲区330中，所述解码图像缓冲区330存储作为参考图像的解码图像331，这些参考图像用于其它图像的后续运动补偿和/或用于分别输出到显示器。

解码器30用于通过输出端312等输出解码图像311，向用户呈现或供用户观看。

预测

帧间预测单元344的功能可以与帧间预测单元244(特别是运动补偿单元)相同，帧内预测单元354的功能可以与帧间预测单元254相同，并根据从经编码的图像数据21接收的分割和/或预测参数或相应信息(例如，通过熵解码单元304等解析和/或解码)决定划分或分割并执行预测。模式应用单元360可用于根据重建图像、块或相应样本(经滤波或未经滤波)对每个块执行预测(帧内或帧间预测)，以获得预测块365。

当将视频条带编码为帧内编码(I)条带时，模式应用单元360的帧内预测单元354用于根据指示的帧内预测模式和来自当前图像的先前解码块的数据生成当前视频条带的图像块的预测块365。当将视频图像编码为帧间编码(即，B或P)条带时，模式应用单元360的帧间预测单元344(例如，运动补偿单元)用于根据运动矢量和从熵解码单元304接收的其它语法元素产生当前视频条带的视频块的预测块365。对于帧间预测，可以根据其中一个参考图像列表内的其中一个参考图像产生这些预测块。视频解码器30可以根据存储在DPB 330中的参考图像，使用默认构建技术来构建参考帧列表：列表0和列表1。除了条带(例如视频条带)或作为条带的替代，相同或类似的过程可应用于使用分块组(例如视频分块组)和/或分块(例如视频分块)的实施例或由这些实施例应用，例如可以使用I、P或B分块组和/或分块对视频进行译码。

模式应用单元360用于通过解析运动矢量或相关信息和其它语法元素来确定当前视频条带的视频块的预测信息，并使用所述预测信息针对所解码的当前视频块生成预测块。例如，模式应用单元360使用接收到的一些语法元素确定用于对视频条带的视频块进行译码的预测模式(例如，帧内预测或帧间预测)、帧间预测条带类型(例如B条带、P条带或GPB条带)、条带的一个或多个参考图像列表的构建信息、条带的每个帧间编码视频块的运动矢量、条带的每个帧间编码视频块的帧间预测状态、以及其它信息，以对当前视频条带内的视频块进行解码。除了条带(例如视频条带)或作为条带的替代，相同或类似的过程可应用于使用分块组(例如视频分块组)和/或分块(例如视频分块)的实施例或由这些实施例应用，例如可以使用I、P或B分块组和/或分块对视频进行译码。

图3所示的视频解码器30的实施例可用于使用条带(也称为视频条带)对图像进行分割和/或解码，其中，可以使用一个或多个条带(通常不重叠的)对图像进行分割或解码，并且每个条带可以包括一个或多个块(例如，CTU)。

图3所示的视频解码器30的实施例可以用于使用分块组(也称为视频分块组)和/或分块(也称为视频分块)对图像进行分割和/或解码，其中，可以使用一个或多个分块组(通常为不重叠的)对图像进行分割或解码，每个分块组可以包括一个或多个块(例如，CTU)或一个或多个分块等，其中，每个分块可以为矩形等形状，可以包括一个或多个块(例如，CTU)，例如完整或部分块。

可以使用视频解码器30的其它变体对经编码的图像数据21进行解码。例如，解码器30可以在没有环路滤波单元320的情况下产生输出视频流。例如，基于非变换的解码器30可以在某些块或帧没有逆变换处理单元312的情况下直接反量化残差信号。在另一种实现方式中，视频解码器30中，反量化单元310和逆变换处理单元312可以组合成一个单元。

应理解，在编码器20和解码器30中，可以对当前步骤的处理结果做进一步处理，然后输出到下一步骤。例如，在插值滤波、运动矢量推导或环路滤波之后，可以对插值滤波、运动矢量推导或环路滤波的处理结果进行进一步运算，如限幅(clip)或移位(shift)运算。

需要说明的是，可以对当前块的推导运动矢量(包括但不限于仿射模式的控制点运动矢量，仿射模式、平面模式、ATMVP模式的子块运动矢量，时域运动矢量等)进行进一步运算。例如，根据运动矢量的表示位将运动矢量的值限制在预定义范围内。如果运动矢量的表示位为bitDepth，则范围为–2^(bitDepth–1)至2^(bitDepth–1)–1，其中“^”表示幂次方。例如，如果bitDepth设置为16，则范围为–32768-32767；如果bitDepth设置为18，则范围为–131072-131071。例如，推导运动矢量的值(例如一个8×8块中的4个4×4子块的MV)被限制，使得所述4个4×4子块MV的整数部分之间的最大差值不超过N个像素，如不超过1个像素。这里提供了两种根据bitDepth限制运动矢量的方法。

方法1：通过平滑运算来去除溢出的最高有效位(most significant bit，MSB)

ux＝(mvx+2^bitDepth)％2^bitDepth (1)

mvx＝(ux>＝2^bitDepth–1)？(ux–2^bitDepth):ux (2)

uy＝(mvy+2^bitDepth)％2^bitDepth (3)

mvy＝(uy>＝2^bitDepth–1)？(uy–2^bitDepth):uy (4)

其中，mvx为图像块或子块的运动矢量的水平分量；mvy为图像块或子块的运动矢量的垂直分量；ux和uy表示中间值。

例如，如果mvx的值为–32769，则使用公式(1)和(2)之后得到的值为32767。在计算机系统中，以二进制补码的形式存储十进数。–32769的二进制补码为1,0111,1111,1111,1111(17位)，这时丢弃MSB，那么得到的二进制补码为0111,1111,1111,1111(十进数为32767)，这与使用公式(1)和(2)之后得到的输出结果相同。

ux＝(mvpx+mvdx+2^bitDepth)％2^bitDepth (5)

mvx＝(ux>＝2^bitDepth–1)？(ux–2^bitDepth):ux (6)

uy＝(mvpy+mvdy+2^bitDepth)％2^bitDepth (7)

mvy＝(uy>＝2^bitDepth–1)？(uy–2^bitDepth):uy (8)

这些运算可以在对mvp和mvd求和的过程中执行，如公式(5)至(8)所示。

方法2：对值进行限幅来去除溢出的MSB：

vx＝Clip3(–2^bitDepth-1,2^bitDepth-1–1,vx)

vy＝Clip3(–2^bitDepth–1,2^bitDepth–1–1,vy)

其中，vx为图像块或子块的运动矢量的水平分量；vy为图像块或子块的运动矢量的垂直分量；x、y和z分别对应于MV限幅过程的3个输入值，函数Clip3的定义如下：

图4为本发明实施例提供的视频译码设备400的示意图。视频译码设备400适用于实现本文描述的公开实施例。在一个实施例中，视频译码设备400可以是解码器(如图1A的视频解码器30)或编码器(如图1A的视频编码器20)。

视频译码设备400包括：入端口410(或输入端口410)和接收单元(Rx)420，用于接收数据；处理器、逻辑单元或中央处理单元(central processing unit，CPU)430，用于处理数据；发送单元(Tx)440和出端口450(或输出端口450)，用于发送数据；存储器460，用于存储数据。视频译码设备400还可以包括与入端口410、接收单元420、发送单元440和出端口450耦合的光电(optical-to-electrical，OE)组件和电光(electrical-to-optical，EO)组件，用作光信号或电信号的出口或入口。

处理器430通过硬件和软件实现。处理器430可实现为一个或多个CPU芯片、核(例如多核处理器)、FPGA、ASIC和DSP。处理器430与入端口410、接收单元420、发送单元440、出端口450和存储器460通信。处理器430包括译码模块470。译码模块470用于实现上述公开的实施例。例如，译码模块470用于实现、处理、准备或提供各种译码操作。因此，包括译码模块470使得视频译码设备400的功能得到了显著改进，实现了视频译码设备400不同状态的转换。或者，以存储在存储器460中并由处理器430执行的指令来实现译码模块470。

存储器460可以包括一个或多个磁盘、磁带机和固态硬盘，可用作溢出数据存储设备，以在选择执行程序时存储这类程序，并存储在程序执行期间读取的指令和数据。例如，存储器460可以是易失性和/或非易失性的，并且可以是只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、三态内容寻址存储器(ternarycontent-addressable memory，TCAM)和/或静态随机存取存储器(static random-accessmemory，SRAM)。

图5为示例性实施例提供的装置500的简化框图，其中，装置500可用作图1中的源设备12和目的地设备14中的任一个或两个。

装置500中的处理器502可以是中央处理单元。或者，处理器502可以是现有的或今后将开发出的能够操控或处理信息的任何其它类型的设备或多个设备。虽然可以使用如图所示的处理器502等单个处理器来实现所公开的实现方式，但使用一个以上处理器可以提高速度和效率。

在一种实现方式中，装置500中的存储器504可以是只读存储器(read onlymemory，ROM)设备或随机存取存储器(random access memory，RAM)设备。任何其它合适类型的存储设备都可以用作存储器504。存储器504可以包括处理器502通过总线512访问的代码和数据506。存储器504还可包括操作系统508和应用程序510，其中，应用程序510包括允许处理器502执行本文所述方法的至少一个程序。例如，应用程序510可以包括应用1至N，还可以包括执行本文所述方法的视频译码应用。

装置500还可以包括一个或多个输出设备，如显示器518。在一个示例中，显示器518可以是将显示器与可用于感测触摸输入的触敏元件组合的触敏显示器。显示器518可以通过总线512与处理器502耦合。

虽然装置500的总线512在这里示为单个总线，但是总线512可以有多个。此外，辅助存储器514可以直接与装置500的其它组件耦合或可以通过网络访问，并且可以包括单个集成单元(例如一个存储卡)或多个单元(例如多个存储卡)。因此，装置500可以通过多种配置实现。

帧间预测单元244可以包括运动估计(motion estimation，ME)单元和运动补偿(motion compensation，MC)单元(未在图2中示出)。运动估计单元用于接收或获取图像块203(当前图像201的当前图像块203)和解码图像331，或至少一个或多个先前重建块，例如，一个或多个其它/不同先前解码图像331的重建块，以进行运动估计。例如，视频序列可以包括当前图像和先前解码图像331，或换句话说，当前图像和先前解码图像331可以为图像序列的一部分或组成图像序列，这些图像组成视频序列。例如，编码器200可用于从多个其它图像中的相同或不同图像的多个参考块中选择参考块，并将参考图像(或参考图像索引)和/或参考块的位置(x坐标，y坐标)与当前块的位置之间的偏移(空域偏移)作为帧间预测参数提供给运动估计单元(图2中未示出)。这种偏移也称为运动矢量(motion vector，MV)。

融合是HEVC中使用的重要运动估计工具，VVC沿用了这一工具。进行融合估计，首先需要构建融合候选列表，其中，每个候选包含运动数据，所述运动数据包含是否使用一个或两个参考图像列表的信息，所述运动数据还包含每个列表的参考索引和运动矢量的信息。融合候选列表基于以下候选进行构建：a.根据五个空域邻块推导出的最多四个空域融合候选；b.根据两个时域并置块推导出的一个时域融合候选；c.其它融合候选，包括组合的双向预测候选和零运动矢量候选。

首先加入融合候选列表中的候选是空域邻块。根据图6的右侧部分示出的示例，通过依次检查A1、B1、B0、A0和B2，按照该顺序将最多四个候选插入融合列表中。

除了仅检查译码块是否可用以及是否包含运动信息之外，在将译码块的所有运动数据作为融合候选之前，还执行一些其它冗余检查。这些冗余检查可以根据如下两个不同目的分为两类：a.避免列表中存在具有冗余运动数据的候选；b.防止融合可以通过其它方式表达而产生冗余语法的两个部分。

当N为空域融合候选的数量时，完整的冗余检查包括(N(N–1))/2次运动数据比较。就5个潜在的空域融合候选而言，需要10次运动数据比较来确保融合列表中的所有候选具有不同的运动数据。在HEVC的开发过程中，通过保持译码效率同时明显减少比较逻辑的方式，将冗余运动数据的检查减少到子集。在最终设计中，每个候选的比较不超过2次，总计5次比较。鉴于顺序为{A1,B1,B0,A0,B2}，B0只检查B1，A0只检查A1，B2只检查A1和B1。在分割冗余检查的一个实施例中，通过选择候选B1，将2N×N分割的下方PU与上方PU融合。这会产生具有两个PU的一个CU，所述两个PU具有相同的运动数据，这两个PU可以作为一个2N×2NCU指示。总体而言，该检查适用于矩形和非对称分割块2N×N、2N×nU、2N×nD、N×2N、nR×2N和nL×2N的所有第二PU。需要说明的是，对于空域融合候选，实际上仅执行冗余检查，并且从候选块复制运动数据。因此，这里不需要运动矢量缩放。

时域融合候选的运动矢量的推导与时域运动矢量预测值(temporal motionvector predictor，TMVP)的推导相同。由于融合候选包括所有运动数据，而TMVP只包括一个运动矢量，所以所有运动数据的推导取决于条带类型。对于双向预测条带，推导每个参考图像列表的TMVP。根据TMVP对每个列表的可用性，预测类型设置为双向预测或TMVP可用的列表。所有相关的参考图像索引都设置为0。因此，对于单向预测条带，只有列表0的TMVP与等于0的参考图像索引一起推导。

当至少有一个TMVP可用，且将时域融合候选加入该列表中时，不进行冗余检查。这使融合列表的构建与并置图像无关，从而提高了差错恢复性。考虑时域融合候选冗余且因此不会包含在融合候选列表中的情况。如果并置图像丢失，则解码器无法推导时域候选，因此无法检查该时域候选是否冗余。后续所有候选的索引都会受到这一影响。

为了解析鲁棒性原因，固定融合候选列表的长度。在添加了空域融合候选和时域融合候选之后，列表可能尚未达到固定长度。生成附加候选，以补偿非长度自适应列表索引指示引起的译码效率损失。根据条带类型，最多使用两种候选来完全生成列表：a.组合的双向预测候选；b.零运动矢量候选。

在双向预测条带中，可以通过将一个候选的参考图像列表0运动数据与另一个候选的列表1运动数据组合在一起，根据现有候选生成附加候选。这是通过从一个候选(例如第一候选)复制Δx0、Δy0、Δt0以及从另一个候选(例如第二候选)复制Δx1、Δy1、Δt1来实现的。对不同的组合预进行定义并在表1中给出。

表1

当添加组合的双向预测候选之后，或者对于单向预测条带，列表仍未满时，计算零运动矢量候选以完成列表。对于单向预测条带，所有零运动矢量候选具有一个零位移运动矢量；对于双向预测条带，所有零运动矢量候选具有两个零位移运动矢量。参考索引被设置为0，每个附加候选的参考索引加1，直到达到最大参考索引数。如果仍然缺少附加候选，则使用等于0的参考索引来生成这些候选。对于所有附加候选，不执行冗余检查，因为结果证明忽略这些检查不会引起译码效率损失。

对于按帧间预测模式译码的每个PU，merge_flag表示使用块融合来推导运动数据。merge_idx还用于确定提供运动数据的融合列表中的候选。除了该PU级指示之外，融合列表中的候选数量在条带头中指示。默认值为5，融合列表中的候选数量表示为与5的差值(five_minus_max_num_merge_cand)。这样一来，用短码字0指示5个候选，而只使用一个候选用长码字4指示。关于对融合候选列表构建过程的影响，整个过程保持不变，但在列表包含最大数量的融合候选之后该过程终止。在一种设计中，融合索引译码的最大值由列表中可用的空域候选和时域候选的数量给出。例如，当只有两个候选可用时，可以有效地将索引译码为标志。但是，为了解析融合索引，必须构建整个融合候选列表以获得实际候选数量。假定存在由于传输错误而不可用的邻块，则无法再解析融合索引。

HEVC中块融合概念的应用是与跳过模式组合。在先前的视频编码标准中，跳过模式用于指示块的运动数据是推断出来的，而不是显式指示的，并且预测残差为零，即不传输变换系数。在HEVC中，在帧间预测条带中的每个CU的开始处，指示了skip_flag，其含义如下：a.CU只包含一个PU(2N×2N分割类型)；b.融合模式用于推导运动数据(merge_flag的值等于1)；c.码流中不存在残差数据。

在HEVC中引入且VVC中沿用的另一种运动估计工具称为先进的运动矢量预测(advanced motion vector prediction，AMVP)。在AMVP模式中，根据水平(x)和垂直(y)分量将运动矢量编码为与运动矢量预测值(motion vector predictor，MVP)的差值。两个运动矢量差值(motion vector difference，MVD)分量的计算示为MVDx＝MVx–MVPx，MVDy＝MVy–MVPy。

当前块的运动矢量通常与当前图像或先前译码图像中邻块的运动矢量相关联。各邻块可能与具有相似运动的同一运动对象相对应，并且该对象的运动不太可能随时域而突然改变。因此，使用邻块中运动矢量作为预测值减小了所指示的运动矢量差值的尺寸。MVP通常从并置图像中空域邻块的已经解码的运动矢量或时域邻块推导。在HEVC中，隐式推导MVP的方法被称为运动矢量竞争的技术所取代，该技术显式指示MVP列表中用于运动矢量推导的MVP。HEVC中的可变编码四叉树块结构可以产生一个块，该块具有多个邻块，这些邻块具有作为潜在MVP候选的运动矢量。以左邻块为例，在最坏的情况下，当不进一步划分64×64亮度编码树块并且将左邻块划分到最大深度时，64×64亮度预测块在左侧可以具有16个8×4亮度预测块。引入先进的运动矢量预测(advanced motion vector prediction，AMVP)来修改运动矢量竞争以解释柔性块结构。在HEVC的开发过程中，大大简化了最初的AMVP设计，从而在译码效率与有利于实现的设计之间提供了良好的权衡。

AMVP的初始设计包括来自三种不同预测值的五个MVP：来自空域邻块的三个运动矢量、三个空域预测值的中值和来自并置的时域邻块的缩放运动矢量。此外，通过重新排序，将最可能的运动预测值置于第一位置，并删除冗余候选，对预测值列表进行了修改，以确保信号开销最小。这大大简化了AMVP设计，例如删除了中值预测值、将列表中的候选数量从5个减少到2个、固定列表中的候选顺序以及减少了冗余检查的数量。AMVP候选列表构建的最终设计包括两种MVP候选：

·根据五个空域邻块推导的最多两个空域候选MVP；

·当两个空域候选MVP不可用或相同时，根据两个时域并置块推导的一个时域候选MVP；

·当空域候选、时域候选或两种候选都不可用时，零运动矢量。

在空域候选描述中，两种空域候选A和B的推导过程在图6中示出。对于候选A，在二回合方法中考虑左下顶点的两个块A0和A1的运动数据。在第一回合中，检查是否有候选块包含与当前块的参考索引相等的参考索引。找到的第一个运动矢量作为候选A。当来自A0和A1的所有参考索引指向具有当前块的参考索引的不同参考图像时，不能直接使用关联的运动矢量。因此，在第二回合中，需要根据候选参考图像与当前参考图像之间的时域距离对运动矢量进行缩放。时域距离用定义图像的显示顺序的图像顺序编号(picture ordercount，POC)值之间的差值表示。

对于候选B，依次检查候选B0到B2，检查方式与第一回合中检查A0和A1的方式相同。然而，只有当块A0和A1不包含任何运动信息，即块A0和A1不可用或使用帧内预测进行译码时，才执行第二回合。然后，如果找到非缩放候选B，则将候选A设置为与非缩放候选B相等，并且将候选B设置为与候选B的第二非缩放或缩放变体相等。当可能仍有潜在的非缩放候选时，第二回合可能结束，第二回合搜索从候选B0到B2推导的非缩放MV和缩放MV。这种设计可以独立于B0、B1、B2处理A0和A1。B的推导应该只知道A0和A1的可用性，以便搜索从B0到B2推导的缩放MV或其它非缩放MV。这种相关性是可以接受的，因为它减少了候选B的复杂的运动矢量缩放操作。减少运动矢量缩放的数量表示运动矢量预测值推导过程的复杂性明显降低。

在时域候选选择过程中，从图6可以看出，仅将当前块左侧和上方的空域邻块的运动矢量视为空域MVP候选。这可以通过以下事实来解释：当前块右侧和下方的块尚未解码，因此，它们的运动数据不可用。由于并置图像是已经解码的参考图像，因此也可以考虑来自位于相同位置的块、来自并置块右侧的块或来自下方块的运动数据。在HEVC中，已经确定位于当前块的右下角和中心的块最适合提供良好的时域运动矢量预测值(temporal motionvector predictor，TMVP)。这些候选如图6所示，其中，C0表示右下邻块，C1表示中心块。首先考虑C0的运动数据，如果C0的运动数据不可用，则使用中心的并置候选块的运动数据推导时域MVP候选C。当关联的PU属于当前CTU行外的CTU时，认为C0的运动数据不可用。这可以将存储并置运动数据的内存带宽要求降到最低。与空域MVP候选相比，其中，运动矢量可以参考相同的参考图像，对于TMVP必须进行运动矢量缩放。

融合列表构建和AMVP列表构建都使用基于历史的运动矢量预测值(historybased motion vector predictor，HMVP)。基于历史的MVP(history-based MVP，HMVP)融合候选被添加到融合/AMVP列表中，排在空域MVP和TMVP之后。在该方法中，先前译码块的运动信息存储在表中，作为当前CU的MVP。在编码/解码过程中维护具有多个HMVP候选的表。遇到新的CTU行时，重置(清空)该表。每当存在非子块帧间译码CU时，将关联的运动信息添加到表的最后一个条目中，作为新的HMVP候选。

在一个示例中，HMVP表尺寸S设置为5，表示最多可以将5个基于历史的MVP(history-based MVP，HMVP)候选添加到该表中。当向表中插入新的运动候选时，使用约束的先进先出(first-in-first-out，FIFO)规则，其中，首先应用冗余检查以查找表中是否存在相同的HMVP。如果表中存在相同的HMVP，则从表中删除相同的HMVP，之后所有的HMVP都前移。

可以在融合候选列表/AMVP列表的构建过程中使用HMVP候选。表中最新的几个HMVP候选按顺序进行检查并插入候选列表中，排在TMVP候选之后。冗余检查将HMVP候选应用于空域或时域融合候选。

为了减少冗余检查操作的数量，引入了如下简化：

用于生成融合列表生成的HMVP候选的数量设置为(N<＝4)？M:(8–N)，其中，N表示融合列表中现有候选的数量，M表示表中可用HMVP候选的数量。

当可用融合候选的总数量达到最大容许融合候选减1时，终止基于HMVP的融合候选列表构建过程。

在帧间模式并行的VVC草案中，引入了IBC模式。

帧内块复制(intra block copy，IBC)是在基于SCC的HEVC扩展中采用的一种工具。它可以提高屏幕内容材料的译码效率。由于IBC模式以块级译码模式实现，因此在编码端执行块匹配(block match，BM)，以找到每个CU的最优块矢量(或运动矢量)。这里，运动矢量用于表示从当前块到参考块的位移，所述参考块已经在当前图像内重建。IBC译码的CU的亮度运动矢量为整数精度。色度运动矢量也被限幅到整数精度。当与AMVR组合使用时，IBC模式可以在1像素与4像素运动矢量精度之间切换。IBC译码的CU视为除帧内预测模式或帧间预测模式之外的第三种预测模式。

为了降低内存消耗和解码复杂度，VTM5中的IBC只允许使用包括当前CTU的预定义区域的重建部分。这种限制允许使用用于硬件实现的本地片上内存来实现IBC模式。

在编码端，对IBC进行基于哈希的运动估计。编码器对宽度或高度不超过16个亮度样本的块执行RD检查。对于非融合模式，首先使用基于哈希的搜索进行块矢量搜索。如果哈希搜索没有返回有效的候选，则执行基于块匹配的局部搜索。

在基于哈希的搜索中，当前块与参考块之间的哈希键匹配(32位CRC)扩展到所有允许的块尺寸。当前图像中每个位置的哈希键计算基于4×4子块。对于较大的当前块，当所有4×4子块的所有哈希键都与对应参考位置的哈希键匹配时，确定一个哈希键与参考块的哈希键匹配。如果发现多个参考块的哈希键与当前块的哈希键相匹配，则计算每个匹配参考块的块矢量成本，并选择代价最小的参考块。

在块匹配搜索中，搜索范围设置为当前CTU内当前块左侧和上方的N个样本。在CTU开始处，如果没有时域参考图像，则N初始化为128，如果有至少一个时域参考图像，则N初始化为64。哈希命中率定义为CTU中使用基于哈希的搜索找到匹配的样本的百分比。在对当前CTU进行编码时，如果哈希命中率低于5％，则N减半。

在CU级，使用标志指示IBC模式，该标志可以作为IBC AMVP模式或IBC跳过/融合模式指示，如下所示：

IBC跳过/融合模式：融合候选索引用于表示列表中根据相邻候选IBC译码块获取的用于预测当前块的块矢量。

IBC AMVP模式：块矢量差值的译码方式与运动矢量差值相同。块矢量预测方法使用两个候选作为预测值。指示用于表示块矢量预测值索引的标志。

由于IBC引入了IBC融合/跳过模式和IBC AMVP模式，因此需要构建附加IBC融合列表和AMVP列表。在VVC草案5.0中，IBC中用于融合模式和AMVP模式的BV预测值共用公共预测值列表，该列表包含以下元素：

·2个空域相邻位置(A1、B1)

·5个HMVP条目

·作为默认值的零矢量

对于融合模式，最多使用该列表的6个条目；对于AMVP模式，最多使用该列表的2个条目。并且该列表符合共用融合列表区域的要求(在SMR内共用同一列表)。

除了上述BV预测值候选列表之外，还使用单独的方法简化HMVP候选与现有融合候选(A1、B1)之间的修剪操作。在简化中，最多有2个修剪操作：

·最后一个HMVP候选H_k与A1之间的修剪

·最后一个HMVP候选H_k与B1之间的修剪。

修剪处理是指比较两个IBC融合候选是否相同。更具体而言，修剪处理比较两个IBC融合候选之间的块矢量是否相同。

JVET-N1001-v5(VVC草案5.0)第8.6.2.2小节对IBC亮度运动矢量预测进行了如下描述。

8.6.2.2 IBC亮度运动矢量预测的推导过程

……

亮度运动矢量mvL通过以下步骤按顺序推导：

1.调用第8.6.2.3节中所规定的相邻译码单元的空域运动矢量候选的推导过程，其中，设置为等于(xSmr，ySmr)的亮度译码块位置(xCb，yCb)，设置为等于smrWidth和smrHeight的亮度译码块宽度cbWidth和亮度译码块高度cbHeight作为输入，输出为可用性标志availableFlagA₁、availableFlagB₁以及运动矢量mvA₁和mvB₁。

2.运动矢量候选列表mvCandList如下构建：

3.变量numCurrCand设置为等于mvCandList中融合候选的数量。

4.当numCurrCand小于MaxNumMergeCand且smrNumHmvpIbcCand大于0时，调用8.6.2.4中规定的IBC基于历史的运动矢量候选的推导过程，其中，mvCandList、设置为等于IsInSmr[xCb][yCb]的isInSmr以及numCurrCand作为输入，经修改的mvCandList和numCurrCand作为输出。

5.当numCurrCand小于MaxNumMergeCand时，按照如下方式处理，直到numCurrCand等于MaxNumMergeCand为止：

–mvCandList[numCurrCand][0]设置为0。

–mvCandList[numCurrCand][1]设置为0。

–numCurrCand加1。

6.变量mvIdx如下推导：

mvIdx＝general_merge_flag[xCb][yCb]？merge_idx[xCb][yCb]:mvp_l0_flag[xCb][yCb] (8-916)

7.进行以下赋值：

mvL[0]＝mergeCandList[mvIdx][0] (8-917)

mvL[1]＝mergeCandList[mvIdx][1] (8-918)

在另一个示例中，IBC亮度运动矢量预测描述如下。

8.6.2.2 IBC亮度块矢量预测的推导过程

只有在CuPredMode[0][xCb][yCb]等于MODE_IBC时调用该过程，其中，(xCb，yCb)表示当前亮度译码块的左上样本相对于当前图像的左上亮度样本的位置。

该过程的输入为：

当前亮度译码块的左上样本相对于当前图像的左上亮度样本的亮度位置(xCb，yCb)；

变量cbWidth，表示当前译码块以亮度样本单位的宽度；

变量cbHeight，表示当前译码块以亮度样本单位的高度。

该过程的输出为：

1/16分数样本精度的亮度块矢量bvL。

亮度块矢量bvL通过以下步骤按顺序推导：

1.当IsGt4by4为真时(在一个示例中，变量IsGt4by4如下推导：IsGt4by4＝(cbWidth*cbHeight)>16)，调用如第8.6.2.3节中规定的相邻译码单元的空域块矢量候选的推导过程，其中，亮度译码块位置(xCb，yCb)、亮度译码块宽度cbWidth以及高度cbHeight作为输入，输出为可用性标志availableFlagA₁、availableFlagB₁以及块矢量bvA₁和bvB₁。

2.当IsGt4by4为真时，如下构建块矢量候选列表bvCandList：

3.变量numCurrCand如下推导：

–如果IsGt4by4为真，则将numCurrCand设置为等于bvCandList中融合候选的数量。

–否则(IsGt4by4为假)，numCurrCand设置为0。

4.当numCurrCand小于MaxNumIbcMergeCand且NumHmvpIbcCand大于0时，调用如第8.6.2.4节中规定的IBC基于历史的块矢量候选的推导过程，其中，bvCandList和numCurrCand作为输入，经修改的bvCandList和numCurrCand作为输出。

5.当numCurrCand小于MaxNumIbcMergeCand时，按照如下方式处理，直到numCurrCand等于MaxNumIbcMergeCand为止：

–将bvCandList[numCurrCand][0]设置为0。

–将bvCandList[numCurrCand][1]设置为0。

–numCurrCand加1。

6.变量bvIdx如下推导：

bvIdx＝general_merge_flag[xCb][yCb]？merge_idx[xCb][yCb]:mvp_l0_flag[xCb][yCb] (1119)

7.进行以下赋值：

bvL[0]＝bvCandList[bvIdx][0] (1120)

bvL[1]＝bvCandList[bvIdx][1] (1121)

如下推导MaxNumMergeCand：

six_minus_max_num_merge_cand表示6减去条带支持的融合运动矢量预测(motion vector prediction，MVP)候选的最大数量。融合MVP候选的最大数量MaxNumMergeCand被如下推导：

MaxNumMergeCand＝6–six_minus_max_num_merge_cand

MaxNumMergeCand的取值范围应为1到6(包括端值)。

six_minus_max_num_merge_cand表示6减去SPS支持的融合运动矢量预测(motionvector prediction，MVP)候选的最大数量。six_minus_max_num_merge_cand的取值范围应为0到5(包括端值)。

融合MVP候选的最大数量MaxNumMergeCand被如下推导：

MaxNumMergeCand＝6–six_minus_max_num_merge_cand。

在一些实施例中，对于IBC模式，该语法也可以命名为MaxNumIbcMergeCand。在这种情况下，MaxNumMergeCand可以用于帧间过程。

当sps_ibc_enabled_flag等于1时，six_minus_max_num_ibc_merge_cand表示6减去SPS支持的IBC融合块矢量预测(block vector prediction，BVP)候选的最大数量。six_minus_max_num_ibc_merge_cand的取值范围应为0到5(包括端值)。

IBC融合BVP候选的最大数量MaxNumIbcMergeCand被如下推导：

if(sps_ibc_enabled_flag)

MaxNumIbcMergeCand＝6–six_minus_max_num_ibc_merge_cand

else

MaxNumIbcMergeCand＝0。

sps_ibc_enabled_flag等于1表示IBC预测模式可以在图像解码中用于编码的分层视频序列(coded layer video sequence，CLVS)；sps_ibc_enabled_flag等于0表示IBC预测模式不用于CLVS。当sps_ibc_enabled_flag不存在时，推断它等于0。

general_merge_flag如下定义：

general_merge_flag[x0][y0]表示当前译码单元的帧间预测参数是否根据相邻的帧间预测分割推断。阵列索引x0，y0表示所考虑译码块的左上亮度样本相对于图像的左上亮度样本的位置(x0，y0)。

当general_merge_flag[x0][y0]不存在时，如下推断：

–如果cu_skip_flag[x0][y0]等于1，则推断general_merge_flag[x0][y0]等于1。

–否则，推断general_merge_flag[x0][y0]等于0。

cu_skip_flag[x0][y0]等于1，表示对于当前译码单元，在解码P条带或B条带时，在cu_skip_flag[x0][y0]之后，不再解析除以下一个或多个语法元素之外的其它语法元素：IBC模式标志pred_mode_ibc_flag[x0][y0]和merge_data()语法结构；当解码I条带时，在cu_skip_flag[x0][y0]之后不再解析除merge_idx[x0][y0]之外的其它语法元素。cu_skip_flag[x0][y0]等于0表示不跳过译码单元。阵列索引x0，y0表示所考虑译码块的左上亮度样本相对于图像的左上亮度样本的位置(x0，y0)。

当cu_skip_flag[x0][y0]不存在时，推断它等于0。

mvp_l0_flag如下定义：

mvp_l0_flag[x0][y0]表示列表0的运动矢量预测值索引，其中，x0，y0表示所考虑译码块的左上亮度样本相对于图像的左上亮度样本的位置(x0，y0)。

当mvp_l0_flag[x0][y0]不存在时，推断它等于0。

当MaxNumMergeCand或MaxNumIbcMergeCand设置为1时，根据可用的空域运动矢量候选的数量，构建的融合候选列表的长度可以等于1或2。如果已解码的IBC块的mvp_l0_flag等于1，则IBC块的运动矢量可以是未定义的。为了解决这一问题，提出了以下解决方案。

表2示出了在availableFlagA₁和availableFlagB₁的不同状态下候选列表中的运动矢量。

表2候选列表中的运动矢量

实施例1

当MaxNumMergeCand或MaxNumIbcMergeCand的值设置为1时，解码端不需要从码流中解析mvp_l0_flag的值，mvp_l0_flag的值推断为0。

在一个示例中，修改的语法表如下所示：

在另一个示例中，

译码单元语法：

在该实施例中，

按IBC预测模式译码的译码单元的总体解码过程

该过程的输入为：

–亮度位置(xCb，yCb)，表示当前译码块的左上样本相对于当前图像的左上亮度样本的位置；

–变量cbWidth，表示当前译码块以亮度样本单位的宽度；

–变量cbHeight，表示当前译码块以亮度样本单位的高度；

–变量treeType表示是否使用单树或双树，如果使用双树，则该变量表示当前树是否对应亮度分量或色度分量。

该过程的输出为在环内滤波前经修改的重建图像。

调用量化参数的推导过程，其中，亮度位置(xCb，yCb)、当前译码块以亮度样本单位的宽度cbWidth和当前译码块以亮度样本单位的高度cbHeight，以及变量treeType作为输入。

变量IsGt4by4如下推导：

IsGt4by4＝(cbWidth*cbHeight)>16

按IBC预测模式译码的译码单元的解码过程包括以下有序步骤：

1.当前译码单元的块矢量分量如下推导：

–调用块矢量分量的推导过程，其中，亮度译码块位置(xCb，yCb)、亮度译码块宽度cbWidth和亮度译码块高度cbHeight作为输入，亮度块矢量bvL作为输出。

–当treeType等于SINGLE_TREE时，调用色度块矢量的推导过程，其中，亮度块矢量bvL作为输入，色度块矢量bvC作为输出。

2.当前译码单元的预测样本如下推导：

–调用IBC块的解码过程，其中，亮度译码块位置(xCb，yCb)、亮度译码块宽度cbWidth和亮度译码块高度cbHeight、亮度块矢量bvL、设置为0的变量cIdx作为输入，作为预测亮度样本的(cbWidth)×(cbHeight)阵列predSamples_L的IBC预测样本(predSamples)作为输出。

–当treeType等于SINGLE_TREE时，当前译码单元的预测样本如下推导：

–调用IBC块的解码过程，其中，亮度译码块位置(xCb，yCb)、亮度译码块宽度cbWidth和亮度译码块高度cbHeight、色度块矢量bvC和设置为1的变量cIdx作为输入，作为色度分量Cb的预测色度样本的(cbWidth/SubWidthC)×(cbHeight/SubHeightC)阵列predSamples_Cb的IBC预测样本(predSamples)作为输出。

–调用IBC块的解码过程，其中，亮度译码块位置(xCb，yCb)、亮度译码块宽度cbWidth和亮度译码块高度cbHeight、色度块矢量bvC和设置为2的变量cIdx作为输入，作为色度分量Cr的预测色度样本的(cbWidth/SubWidthC)×(cbHeight/SubHeightC)阵列predSamples_Cr的IBC预测样本(predSamples)作为输出。

3.当前译码单元的残差样本如下推导：

–调用按帧间预测模式译码的译码块的残差信号的解码过程，其中，设置为等于亮度位置(xCb，yCb)的位置(xTb0，yTb0)、设置为等于亮度译码块宽度cbWidth的宽度nTbW、设置为等于亮度译码块高度cbHeight的高度nTbH以及设置为0的变量cIdx作为输入，阵列resSamples_L作为输出。

–当treeType等于SINGLE_TREE时，调用按帧间预测模式译码的译码块的残差信号的解码过程，其中，设置为等于色度位置(xCb/SubWidthC，yCb/SubHeightC)的位置(xTb0，yTb0)、设置为等于色度译码块宽度cbWidth/SubWidthC的宽度nTbW、设置为等于色度译码块高度cbHeight/SubHeightC的高度nTbH以及设置为1的变量cIdx作为输入，阵列resSamples_Cb作为输出。

–当treeType等于SINGLE_TREE时，调用按帧间预测模式译码的译码块的残差信号的解码过程，其中，设置为等于色度位置(xCb/SubWidthC，yCb/SubHeightC)的位置(xTb0，yTb0)、设置为等于色度译码块宽度cbWidth/SubWidthC的宽度nTbW、设置为等于色度译码块高度cbHeight/SubHeightC的高度nTbH以及设置为2的变量cIdx作为输入，阵列resSamples_Cr作为输出。

4.当前译码单元的重建样本如下推导：

–调用颜色分量的图像重建过程，其中，设置为等于(xCb，yCb)的块位置(xCurr，yCurr)、设置为等于cbWidth的块宽度nCurrSw、设置为等于cbHeight的块高度nCurrSh、设置为0的变量cIdx、设置为等于predSamples_L的(cbWidth)×(cbHeight)阵列predSamples和设置为等于resSamples_L的(cbWidth)×(cbHeight)阵列resSamples作为输入，输出为环内滤波前经修改的重建图像。

–当treeType等于SINGLE_TREE时，调用颜色分量的图像重建过程，其中，设置为等于(xCb/SubWidthC，yCb/SubHeightC)的块位置(xCurr，yCurr)、设置为等于cbWidth/SubWidthC的块宽度nCurrSw、设置为等于cbHeight/SubHeightC的块高度nCurrSh、设置为1的变量cIdx、设置为等于predSamples_Cb的(cbWidth/SubWidthC)×(cbHeight/SubHeightC)阵列predSamples和设置为等于resSamples_Cb的(cbWidth/SubWidthC)×(cbHeight/SubHeightC)阵列resSamples作为输入，输出为环内滤波前经修改的重建图像。

–当treeType等于SINGLE_TREE时，调用颜色分量的图像重建过程，其中，设置为等于(xCb/SubWidthC，yCb/SubHeightC)的块位置(xCurr，yCurr)、设置为等于cbWidth/SubWidthC的块宽度nCurrSw、设置为等于cbHeight/SubHeightC的块高度nCurrSh、设置为2的变量cIdx、设置为等于predSamples_Cr的(cbWidth/SubWidthC)×(cbHeight/SubHeightC)阵列predSamples和设置为等于resSamples_Cr的(cbWidth/SubWidthC)×(cbHeight/SubHeightC)阵列resSamples作为输入，输出为环内滤波前经修改的重建图像。

IBC块的块矢量分量的推导过程

概述

该过程的输入为：

–当前亮度译码块的左上样本相对于当前图像的左上亮度样本的亮度位置(xCb，yCb)；

–变量cbWidth，表示当前译码块以亮度样本单位的宽度；

–变量cbHeight，表示当前译码块以亮度样本单位的高度。

该过程的输出为：

–1/16分数样本精度的亮度块矢量bvL。

亮度块矢量mvL如下推导：

–调用IBC亮度块矢量预测的推导过程，其中，亮度位置(xCb，yCb)、变量cbWidth和cbHeight作为输入，输出为亮度块矢量bvL。

–当general_merge_flag[xCb][yCb]等于0时：

1.如下推导变量sum：

bvd[0]＝MvdL0[xCb][yCb][0]

bvd[1]＝MvdL0[xCb][yCb][1]

2.调用运动矢量的取整过程，其中，设置为等于bvL的mvX、设置为等于AmvrShift的rightShift、设置为等于AmvrShift的leftShift作为输入，取整后的bvL作为输出。

3.亮度块矢量bvL如下修改：

u[0]＝(bvL[0]+bvd[0]+2¹⁸)％2¹⁸

bvL[0]＝(u[0]>＝2¹⁷)？(u[0]–2¹⁸):u[0]

u[1]＝(bvL[1]+bvd[1]+2¹⁸)％2¹⁸

bvL[1]＝(u[1]>＝2¹⁷)？(u[1]–2¹⁸):u[1]

注-上文指定的bvL[0]和bvL[1]的所得值始终在–2¹⁷到2¹⁷–1的范围内(包括端值)。

当IsGt4by4为真时，使用亮度块矢量bvL调用基于历史的块矢量预测值列表的更新过程。

码流一致性要求亮度块矢量bvL应遵循以下约束：

–CtbSizeY大于或等于((yCb+(bvL[1]>>4))&(CtbSizeY–1))+cbHeight。

–对于x＝xCb..xCb+cbWidth–1且y＝yCb..yCb+cbHeight–1，IbcVirBuf[0][(x+(bvL[0]>>4))&(IbcBufWidthY–1)][(y+(bvL[1]>>4))&(CtbSizeY–1)]不应等于–1。

IBC亮度块矢量预测的推导过程

只有在CuPredMode[0][xCb][yCb]等于MODE_IBC时调用该过程，其中，(xCb，yCb)表示当前亮度译码块的左上样本相对于当前图像的左上亮度样本的位置。

该过程的输入为：

–当前亮度译码块的左上样本相对于当前图像的左上亮度样本的亮度位置(xCb，yCb)；

–变量cbWidth，表示当前译码块以亮度样本单位的宽度；

–变量cbHeight，表示当前译码块以亮度样本单位的高度。

该过程的输出为：

–1/16分数样本精度的亮度块矢量bvL。

亮度块矢量bvL通过以下步骤按顺序推导：

1.当IsGt4by4为真时，调用相邻译码单元的空域块矢量候选的推导过程，其中，亮度译码块位置(xCb，yCb)、亮度译码块宽度cbWidth以及高度cbHeight作为输入，输出为可用性标志availableFlagA₁、availableFlagB₁以及块矢量bvA₁和bvB₁。

2.当IsGt4by4为真时，如下构建块矢量候选列表bvCandList：

i＝0

if(availableFlagA₁)

bvCandList[i++]＝bvA₁

if(availableFlagB₁)

bvCandList[i++]＝bvB₁

3.变量numCurrCand如下推导：

–如果IsGt4by4为真，则将numCurrCand设置为等于bvCandList中融合候选的数量。

–否则(IsGt4by4为假)，numCurrCand设置为0。

4.当numCurrCand小于MaxNumIbcMergeCand且NumHmvpIbcCand大于0时，调用IBC基于历史的块矢量候选的推导过程，其中，bvCandList和numCurrCand作为输入，经修改的bvCandList和numCurrCand作为输出。

5.当numCurrCand小于MaxNumIbcMergeCand时，按照如下方式处理，直到numCurrCand等于MaxNumIbcMergeCand为止：

–将bvCandList[numCurrCand][0]设置为0。

–将bvCandList[numCurrCand][1]设置为0。

–numCurrCand加1。

6.变量bvIdx如下推导：

bvIdx＝general_merge_flag[xCb][yCb]？merge_idx[xCb][yCb]:

mvp_l0_flag[xCb][yCb]。

7.进行以下赋值：

bvL[0]＝bvCandList[bvIdx][0]

bvL[1]＝bvCandList[bvIdx][1]。

实施例2

当MaxNumMergeCand或MaxNumIbcMergeCand的值设置为1时，运动矢量候选列表中的第二候选设置为默认值，例如零运动矢量。

8.6.2.2IBC亮度运动矢量预测的推导过程

……

亮度运动矢量mvL通过以下步骤按顺序推导：

1.调用第8.6.2.3节中所规定的相邻译码单元的空域运动矢量候选的推导过程，其中，设置为等于(xSmr，ySmr)的亮度译码块位置(xCb，yCb)，设置为等于smrWidth和smrHeight的亮度译码块宽度cbWidth和亮度译码块高度cbHeight作为输入，输出为可用性标志availableFlagA₁、availableFlagB₁以及运动矢量mvA₁和mvB₁。

2.运动矢量候选列表mvCandList如下构建：

3.变量numCurrCand设置为等于mvCandList中融合候选的数量。

4.当numCurrCand小于MaxNumMergeCand且smrNumHmvpIbcCand大于0时，调用8.6.2.4中规定的IBC基于历史的运动矢量候选的推导过程，其中，mvCandList、设置为等于IsInSmr[xCb][yCb]的isInSmr以及numCurrCand作为输入，经修改的mvCandList和numCurrCand作为输出。

5.当numCurrCand小于MaxNumMergeCand时，按照如下方式处理，直到numCurrCand等于MaxNumMergeCand为止：

–mvCandList[numCurrCand][0]设置为0。

–mvCandList[numCurrCand][1]设置为0。

–numCurrCand加1。

6.如果MaxNumMergeCand等于1(可选的：general_merge_falg[xCb][yCb]等于0)，则：

–mvCandList[1][0]设置为0。

–mvCandList[1][1]设置为0。

7.变量mvIdx如下推导：

mvIdx＝general_merge_flag[xCb][yCb]？merge_idx[xCb][yCb]:mvp_l0_flag[xCb][yCb] (8-916)

8.进行以下赋值：

mvL[0]＝mergeCandList[mvIdx][0] (8-917)

mvL[1]＝mergeCandList[mvIdx][1] (8-918)

9.如果general_merge_flag[xCb][yCb]等于0，则调用8.5.2.14中规定的运动矢量的取整过程，其中，设置为等于mvL的mvX、设置为等于MvShift+2的rightShift、设置为等于MvShift+2的leftShift作为输入，取整后的mvL作为输出。

实施例3

对于IBC AMVP模式，确保运动矢量候选列表至少有2个条目。

在该解决方案中，根据general_merge_flag构建运动矢量候选列表。当general_merge_flag为真时(例如，general_merge_flag的值为1)，变量maxNumListCand设置为等于MaxNumMergeCand或MaxNumIbcMergeCand；当general_merge_flag为假时(例如，general_merge_flag的值为0)，maxNumListCand或MaxNumIbcMergeCand设置为2。然后在构建运动矢量候选列表时，将HMVP和零候选添加到列表中，直到列表中的候选数量等于maxNumListCand。

8.6.2.2IBC亮度运动矢量预测的推导过程

……

亮度运动矢量mvL通过以下步骤按顺序推导：

1.变量maxNumListCand如下推导：

maxNumListCand＝general_merge_flag[xCb][yCb]？MaxNumMergeCand:2 (8-916)

2.调用第8.6.2.3节中所规定的相邻译码单元的空域运动矢量候选的推导过程，其中，设置为等于(xSmr，ySmr)的亮度译码块位置(xCb，yCb)，设置为等于smrWidth和smrHeight的亮度译码块宽度cbWidth和亮度译码块高度cbHeight作为输入，输出为可用性标志availableFlagA₁、availableFlagB₁以及运动矢量mvA₁和mvB₁。

3.运动矢量候选列表mvCandList如下构建：

4.变量numCurrCand设置为等于mvCandList中融合候选的数量。

5.当numCurrCand小于maxNumListCand且smrNumHmvpIbcCand大于0时，调用8.6.2.4中规定的IBC基于历史的运动矢量候选的推导过程，其中，mvCandList、设置为等于IsInSmr[xCb][yCb]的isInSmr以及numCurrCand作为输入，经修改的mvCandList和numCurrCand作为输出。

6.当numCurrCand小于maxNumListCand时，按照如下方式处理，直到numCurrCand等于maxNumListCand为止：

–mvCandList[numCurrCand][0]设置为0。

–mvCandList[numCurrCand][1]设置为0。

–numCurrCand加1。

7.变量mvIdx如下推导：

mvIdx＝general_merge_flag[xCb][yCb]？merge_idx[xCb][yCb]:mvp_l0_flag[xCb][yCb] (8-916)

8.进行以下赋值：

mvL[0]＝mergeCandList[mvIdx][0] (8-917)

mvL[1]＝mergeCandList[mvIdx][1] (8-918)

9.如果general_merge_flag[xCb][yCb]等于0，则调用8.5.2.14中规定的运动矢量的取整过程，其中，设置为等于mvL的mvX、设置为等于MvShift+2的rightShift、设置为等于MvShift+2的leftShift作为输入，取整后的mvL作为输出。

8.6.2.4 IBC基于历史的运动矢量候选的推导过程

……

对于smrHmvpIbcCandList[hMvpIdx](索引hMvpIdx＝1..smrNumHmvpIbcCand)中的每个候选，重复以下有序步骤，直到numCurrCand等于maxNumListCand：

1.变量sameMotion如下推导：

–如果对于任一运动矢量候选N(N为A₁或B₁)，以下所有候选都为真，则sameMotion和isPrunedN都设置为真：

–hMvpIdx小于或等于1。

–候选smrHmvpIbcCandList[smrNumHmvpIbcCand–hMvpIdx]等于运动矢量候选N。

–isPrunedN为假。

–否则，将sameMotion设置为假。

2.当sameMotion为假时，将候选smrHmvpIbcCandList[smrNumHmvpIbcCand–hMvpIdx]添加到运动矢量候选列表中，如下所示：

mvCandList[numCurrCand++]＝smrHmvpIbcCandList[smrNumHmvpIbcCand–hMvpIdx] (8-923)

实施例4

对于IBC AMVP模式，确保运动矢量候选列表至少有2个条目。

在该解决方案中，构建具有至少2个条目的运动矢量候选列表。在构建运动矢量候选列表时，将HMVP和零候选添加到列表中，直到列表中的候选数量等于MaxNumMergeCand或MaxNumIbcMergeCand与2之间的最大数量。

8.6.2.2 IBC亮度运动矢量预测的推导过程

……

亮度运动矢量mvL通过以下步骤按顺序推导：

1.调用第8.6.2.3节中所规定的相邻译码单元的空域运动矢量候选的推导过程，其中，设置为等于(xSmr，ySmr)的亮度译码块位置(xCb，yCb)，设置为等于smrWidth和smrHeight的亮度译码块宽度cbWidth和亮度译码块高度cbHeight作为输入，输出为可用性标志availableFlagA₁、availableFlagB₁以及运动矢量mvA₁和mvB₁。

2.运动矢量候选列表mvCandList如下构建：

3.变量numCurrCand设置为等于mvCandList中融合候选的数量。

4.当numCurrCand小于Max(MaxNumMergeCand,2)且smrNumHmvpIbcCand大于0时，调用8.6.2.4中规定的IBC基于历史的运动矢量候选的推导过程，其中，mvCandList、设置为等于IsInSmr[xCb][yCb]的isInSmr以及numCurrCand作为输入，经修改的mvCandList和numCurrCand作为输出。

5.当numCurrCand小于Max(MaxNumMergeCand,2)时，按照如下方式处理，直到numCurrCand等于Max(MaxNumMergeCand,2)为止：

–mvCandList[numCurrCand][0]设置为0。

–mvCandList[numCurrCand][1]设置为0。

–numCurrCand加1。

6.变量mvIdx如下推导：

mvIdx＝general_merge_flag[xCb][yCb]？merge_idx[xCb][yCb]:mvp_l0_flag[xCb][yCb] (8-916)

7.进行以下赋值：

mvL[0]＝mergeCandList[mvIdx][0] (8-917)

mvL[1]＝mergeCandList[mvIdx][1] (8-918)

8.如果general_merge_flag[xCb][yCb]等于0，则调用8.5.2.14中规定的运动矢量的取整过程，其中，设置为等于mvL的mvX、设置为等于MvShift+2的rightShift、设置为等于MvShift+2的leftShift作为输入，取整后的mvL作为输出。

8.6.2.4 IBC基于历史的运动矢量候选的推导过程

……

对于smrHmvpIbcCandList[hMvpIdx](索引hMvpIdx＝1..smrNumHmvpIbcCand)中的每个候选，重复以下有序步骤，直到numCurrCand等于Max(MaxNumMergeCand,2)：

1.变量sameMotion如下推导：

–如果对于任一运动矢量候选N(N为A₁或B₁)，以下所有候选都为真，则sameMotion和isPrunedN都设置为真：

–hMvpIdx小于或等于1。

–候选smrHmvpIbcCandList[smrNumHmvpIbcCand–hMvpIdx]等于运动矢量候选N。

–isPrunedN为假。

–否则，将sameMotion设置为假。

2.当sameMotion为假时，将候选smrHmvpIbcCandList[smrNumHmvpIbcCand–hMvpIdx]添加到运动矢量候选列表中，如下所示：

mvCandList[numCurrCand++]＝smrHmvpIbcCandList[smrNumHmvpIbcCand–hMvpIdx] (8-923)

实施例5

对于IBC AMVP模式，确保运动矢量候选列表至少有2个条目。

在该解决方案中，运动矢量候选列表构建使用MaxNumMergeCand或MaxNumIbcMergeCand，始终构建具有6个条目的运动矢量候选列表。将HMVP和零候选添加到列表中，直到列表中的候选数量等于6。

8.6.2.2 IBC亮度运动矢量预测的推导过程

……

亮度运动矢量mvL通过以下步骤按顺序推导：

1.调用第8.6.2.3节中所规定的相邻译码单元的空域运动矢量候选的推导过程，其中，设置为等于(xSmr，ySmr)的亮度译码块位置(xCb，yCb)，设置为等于smrWidth和smrHeight的亮度译码块宽度cbWidth和亮度译码块高度cbHeight作为输入，输出为可用性标志availableFlagA₁、availableFlagB₁以及运动矢量mvA₁和mvB₁。

2.运动矢量候选列表mvCandList如下构建：

3.变量numCurrCand设置为等于mvCandList中融合候选的数量。

4.当numCurrCand小于6且smrNumHmvpIbcCand大于0时，调用8.6.2.4中规定的IBC基于历史的运动矢量候选的推导过程，其中，mvCandList、设置为等于IsInSmr[xCb][yCb]的isInSmr以及numCurrCand作为输入，经修改的mvCandList和numCurrCand作为输出。

5.当numCurrCand小于6时，按照如下方式处理，直到numCurrCand等于6为止：

–mvCandList[numCurrCand][0]设置为0。

–mvCandList[numCurrCand][1]设置为0。

–numCurrCand加1。

6.变量mvIdx如下推导：

mvIdx＝general_merge_flag[xCb][yCb]？merge_idx[xCb][yCb]:mvp_l0_flag[xCb][yCb] (8-916)

7.进行以下赋值：

mvL[0]＝mergeCandList[mvIdx][0] (8-917)

mvL[1]＝mergeCandList[mvIdx][1] (8-918)

8.如果general_merge_flag[xCb][yCb]等于0，则调用8.5.2.14中规定的运动矢量的取整过程，其中，设置为等于mvL的mvX、设置为等于MvShift+2的rightShift、设置为等于MvShift+2的leftShift作为输入，取整后的mvL作为输出。

8.6.2.4IBC基于历史的运动矢量候选的推导过程

……

对于smrHmvpIbcCandList[hMvpIdx](索引hMvpIdx＝1..smrNumHmvpIbcCand)中的每个候选，重复以下有序步骤，直到numCurrCand等于6：

1.变量sameMotion如下推导：

–如果对于任一运动矢量候选N(N为A₁或B₁)，以下所有候选都为真，则sameMotion和isPrunedN都设置为真：

–hMvpIdx小于或等于1。

–候选smrHmvpIbcCandList[smrNumHmvpIbcCand–hMvpIdx]等于运动矢量候选N。

–isPrunedN为假。

–否则，将sameMotion设置为假。

2.当sameMotion为假时，将候选smrHmvpIbcCandList[smrNumHmvpIbcCand–hMvpIdx]添加到运动矢量候选列表中，如下所示：

mvCandList[numCurrCand++]＝smrHmvpIbcCandList[smrNumHmvpIbcCand–hMvpIdx] (8-923)

需要说明的是，实施例3到5是对同一理念的不同描述，可能产生相同的结果。

实施例6

确保MaxNumMergeCand或MaxNumIbcMergeCand大于1。

six_minus_max_num_merge_cand表示6减去条带支持的融合运动矢量预测(motion vector prediction，MVP)候选的最大数量。融合MVP候选的最大数量MaxNumMergeCand如下推导：

MaxNumMergeCand＝6–six_minus_max_num_merge_cand (7-57)

MaxNumMergeCand的取值范围应为2到6(包括端值)。

示例1.一种由解码设备实现的译码方法，包括：

获取当前块的融合运动矢量预测(motion vector prediction，MVP)候选的最大数量的值，所述当前块使用帧内块复制(intra block copy，IBC)MVP模式进行预测；

当所述当前块的所述MVP候选的最大数量的所述值等于1时，将MVP索引的值设置为0；

根据所述MVP索引和候选列表获取所述当前块的运动矢量；

根据所述当前块的所述运动矢量获取所述当前块的预测样本。

示例2.根据示例1所述的方法，其中，所述当前块的所述MVP候选的最大数量的值通过从码流中解析条带级别、或分块组级别、或sps级别、或pps级别的语法元素来获取。

示例3.根据示例1或2所述的方法，其中，所述候选列表根据与所述当前块相邻的至少一个邻块和基于历史的运动矢量预测值(history based motion vector predictor，HMVP)列表来获取，其中，所述至少一个邻块使用IBC模式进行预测。

示例4.一种由解码设备实现的译码方法，包括：

获取当前块的融合运动矢量预测(motion vector prediction，MVP)候选的最大数量的值，所述当前块使用帧内块复制(intra block copy，IBC)MVP模式进行预测；

当所述当前块的MVP索引的值为1，且所述当前块的所述MVP候选的最大数量的所述值等于1时，将所述当前块的运动矢量设置为默认值；

根据所述当前块的所述运动矢量获取所述当前块的预测样本。

示例5.根据示例4所述的方法，其中，所述当前块的所述MVP候选的最大数量的值通过从码流中解析条带级别、或分块组级别、或sps级别、或pps级别的语法元素来获取。

示例6.根据示例4或5所述的方法，其中，所述默认值为0。

示例7.一种由解码设备实现的译码方法，包括：

获取当前块的融合运动矢量预测(motion vector prediction，MVP)候选的最大数量的值，所述当前块使用帧内块复制(intra block copy，IBC)MVP模式进行预测；

当所述当前块的所述MVP候选的最大数量的所述值等于1时，根据与所述当前块相邻的至少一个邻块和基于历史的运动矢量预测值(history based motion vectorpredictor，HMVP)列表获取所述当前块的候选列表，其中，所述当前块的所述候选列表包括两个候选，所述至少一个邻块使用IBC模式进行预测；

根据所述当前块的MVP索引和所述候选列表获取所述当前块的运动矢量；

根据所述当前块的所述运动矢量获取所述当前块的预测样本。

示例8.根据示例7所述的方法，其中，所述当前块的所述MVP候选的最大数量的值通过从码流中解析条带级别、或分块组级别、或sps级别、或pps级别的语法元素来获取。

示例9.一种解码器(30)，包括处理电路，用于执行根据示例1至8中任一项所述的方法。

示例10.一种计算机程序产品，包括程序代码，所述程序代码用于执行根据示例1至8中任一项所述的方法。

示例11.一种解码器，包括：

一个或多个处理器；

非瞬时性计算机可读存储介质，与所述处理器耦合并存储由所述处理器执行的程序，其中，当所述一个或多个处理器执行所述程序时，使所述解码器执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。

下面对上述实施例中所示的编码方法和解码方法的应用以及使用这些应用的系统进行解释说明。

图8为用于实现内容分发业务的内容供应系统3100的框图。该内容供应系统3100包括捕获设备3102、终端设备3106，并可选地包括显示器3126。捕获设备3102通过通信链路3104与终端设备3106通信。通信链路可以包括上文描述的通信信道13。通信链路3104包括但不限于WIFI、以太网、有线、无线(3G/4G/5G)、USB或其任意类型组合等。

捕获设备3102生成数据，并可以通过如上述实施例中所示的编码方法对数据进行编码。或者，捕获设备3102可以将数据分发到流媒体服务器(图中未示出)，该服务器对数据进行编码，并将编码数据发送到终端设备3106。捕获设备3102包括但不限于摄像机、智能手机或平板电脑、计算机或笔记本电脑、视频会议系统、PDA、车载设备或其任意组合等。例如，捕获设备3102可以包括上述源设备12。当数据包括视频时，捕获设备3102中包括的视频编码器20实际上可执行视频编码处理。当数据包括音频(即语音)时，包括在捕获设备3102中的音频编码器可以实际执行音频编码处理。对于一些实际场景，捕获设备3102通过将经编码的视频数据和经编码的音频数据一起复用来分发经编码的视频数据和经编码的音频数据。对于其它实际场景，例如在视频会议系统中，不复用经编码的音频数据和经编码的视频数据。捕获设备3102分别将经编码的音频数据和经编码的视频数据分发到终端设备3106。

在内容供应系统3100中，终端设备310接收并再现编码数据。终端设备3106可以是具有数据接收和恢复能力的设备，例如智能手机或平板电脑3108、计算机或笔记本电脑3110、网络视频录像机(network video recorder，NVR)/数字视频录像机(digital videorecorder，DVR)3112、电视3114、机顶盒(set top box，STB)3116、视频会议系统3118、视频监控系统3120、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)3122、车载设备3124，或能够对上述经编码的数据进行解码的以上设备中任何一个的组合等。例如，终端设备3106可以包括上述目的地设备14。当经编码的数据包括视频时，包括在终端设备中的视频解码器30优先进行视频解码。当经编码的数据包括音频时，包括在终端设备中的音频解码器优先进行音频解码处理。

对于带显示器的终端设备，如智能手机或平板电脑3108、计算机或膝上型电脑3110、网络视频录像机(network video recorder，NVR)/数字视频录像机(digital videorecorder，DVR)3112、电视3114、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)3122、或车载设备3124，终端设备可以将解码数据发送到其显示器。对于不带显示器的终端设备，如STB 3116、视频会议系统3118或视频监控系统3120，将外接显示器3126与终端设备连接，以接收并显示解码数据。

当此系统中的每个设备执行编码或解码时，可以使用如上述实施例中所示的图像编码设备或图像解码设备。

图9为终端设备3106的示例结构的示意图。在终端设备3106从捕获设备3102接收到流之后，协议处理单元3202分析流的传输协议。所述协议包括但不限于实时流传输协议(real time streaming protocol，RTSP)、超文本传输协议(hyper text transferprotocol，HTTP)、HTTP直播流传输协议(HTTP live streaming protocol，HLS)、MPEG-DASH、实时传输协议(real-time transport protocol，RTP)、实时消息传输协议(realtime messaging protocol，RTMP)或其任意组合等。

协议处理单元3202对流进行处理后，生成流文件。文件被输出到解复用单元3204。解复用单元3204可以将复用数据分离为经编码的音频数据和经编码的视频数据。如上所述，对于其它实际场景，例如在视频会议系统中，不复用经编码的音频数据和经编码的视频数据。在这种情况下，不通过解复用单元3204，将经编码的数据发送到视频解码器3206和音频解码器3208。

通过解复用处理，生成视频基本码流(elementary stream，ES)、音频ES和可选的字幕。视频解码器3206，包括上述实施例所描述的视频解码器30，通过上述实施例所示的解码方法对视频ES进行解码以生成视频帧，并将该数据发送到同步单元3212。音频解码器3208对音频ES进行解码以生成音频帧，并将该数据发送至同步单元3212。或者，可以在将视频帧馈送到同步单元3212之前存储在缓冲区(图9未示出)中。类似地，可以在将音频帧发送到同步单元3212之前存储在缓冲区(图9中未示出)中。

同步单元3212同步视频帧和音频帧，并将视频/音频提供给视频/音频显示器3214。例如，同步单元3212同步视频信息和音频信息的呈现。信息可以使用与译码音频和可视数据呈现相关的时域戳和与数据流发送相关的时域戳，在语法中进行译码。

如果流中包括字幕，则字幕解码器3210对字幕进行解码，并使字幕与视频帧和音频帧同步，并将视频/音频/字幕提供给视频/音频/字幕显示器3216。

本发明并不限于上述系统，上述实施例中的图像编码设备或图像解码设备都可以包括在汽车系统等其它系统中。

数学运算符

本申请中使用的数学运算符与C编程语言中的类似，但是本申请准确定义了整除运算和算术移位运算结果，并且还定义了其它运算，例如幂运算和实值除法。编号和计数规范通常从0开始，例如，“第一个”相当于第0个，“第二个”相当于第1个，等等。

算术运算符

算术运算符定义如下：

+ 加法运算

– 减法运算(作为双参数运算符)或者非运算(作为一元前缀运算符)

* 乘法运算，包括矩阵乘法运算

x^y 幂次方。表示x的y次幂。在其它上下文中，该表示用作上标，而非用于解 释为幂次方运算。

/ 整除运算，向0对结果进行截断。例如，7/4和–7/–4被截断成1，–7/4和7/–4 被截断成–1。

÷ 用来表示数学等式中的除法，没有截断或四舍五入。

用来表示数学等式中的除法，没有截断或四舍五入。

用于计算f(i)的和，i取x到y之间的所有整数，包括x和y。

x％y 模运算，x除y的余数，其中，x和y都是整数，并且x≥0和y>0。

逻辑运算符

逻辑运算符定义如下：

x&&y x和y的布尔逻辑“与”运算

x||y x和y的布尔逻辑“或”运算

！ 布尔逻辑“非”运算

x？y:z 如果x为真或者不等于0，那么返回y的值，否则，返回z的值。

关系运算符

关系运算符定义如下：

> 大于

>＝ 大于或等于

< 小于

<＝ 小于或等于

＝＝ 等于

！＝ 不等于

当一个关系运算符应用于一个已被赋值“na”(不适用)的语法元素或变量时，值“na”被视为该语法元素或变量的不同值。值“na”被视为不等于任何其它值。

按位运算符

以下按位运算符定义如下：

& 按位“与”。当对整数参数运算时，运算的是整数值的二的补码表示。当对二进制参数运算时，如果它包含的位比另一个参数少，则通过添加更多等于0的有效位来扩展较短的参数。

| 按位“或”。当对整数参数运算时，运算的是整数值的二的补码表示。当对二进制参数运算时，如果它包含的位比另一个参数少，则通过添加更多等于0的有 效位来扩展较短的参数。

^ 按位“异或”。当对整数参数运算时，运算的是整数值的二的补码表示。当对二进制参数运算时，如果它包含的位比另一个参数少，则通过添加更多等于0的 有效位来扩展较短的参数。

x>>y x的二的补码整数表示向右算术移动y个二进制位。只有y为非负整数值时才定 义该函数。右移的结果是移进最高有效位(most significant bit，MSB)的比特 位等于移位运算之前的x的MSB。

x<<y x的二的补码整数表示算术左移y个二进制位。只有y为非负整数值时才定义该 函数。左移的结果是移进最低有效位(least significant bit，LSB)的比特位等于 0。

赋值运算符

算术运算符定义如下：

＝ 赋值运算符

++ 增，即，x++等于x＝x+1；当在阵列索引中使用时，等于增运算之前变量的值。

–– 减，即，x––等于x＝x–1；当在阵列索引中使用时，等于减运算之前变量的值。

+＝ 增加指定量，即，x+＝3等于x＝x+3，x+＝(–3)等于x＝x+(–3)。

–＝ 减少指定量，即，x–＝3等于x＝x–3，x–＝(–3)等于x＝x–(–3)。

范围表示法

以下符号用来说明值的范围：

x＝y..z x取从y到z(包括端值)的整数值，其中，x、y和z是整数，z大于y。

数学函数

数学函数定义如下：

Asin(x) 三角反正弦函数，对参数x运算，x在–1.0至1.0(包括端值)范围之间，输出值在–π÷2至π÷2(包括端值)范围之间，单位为弧度。

Atan(x) 三角反正切函数，对参数x运算，输出值在–π÷2至π÷2(包括端值)范围之间，单位为弧度。

Ceil(x)大于或等于x的最小整数。

Clip1_Y(x)＝Clip3(0,(1<<BitDepth_Y)–1,x)

Clip1_C(x)＝Clip3(0,(1<<BitDepth_C)–1,x)

Cos(x)三角余弦函数，对参数x运算，单位为弧度。

Floor(x)小于或等于x的最大整数。

Ln(x)x的自然对数(以e为底的对数，其中，e是自然对数底数常数2.718281828……)。

Log2(x)x以2为底的对数。

Log10(x)x以10为底的对数。

Round(x)＝Sign(x)*Floor(Abs(x)+0.5)

Sin(x)三角正弦函数，对参数x运算，单位为弧度。

Swap(x,y)＝(y,x)

Tan(x)三角正切函数，对参数x运算，单位为弧度。

运算优先级顺序

当没有使用括号来显式指示表达式中的优先顺序时，适用以下规则：

–高优先级的运算在低优先级的任何运算之前计算。

–相同优先级的运算从左到右依次计算。

下表从最高到最低说明运算的优先级，表中位置越高，优先级越高。

对于C编程语言中也使用的运算符，本规范中运算符优先级顺序与C编程语言中优先级顺序相同。

表：运算优先级按照最高(表格顶部)到最低(表格底部)排序

逻辑运算的文本描述

在文本中，逻辑运算的语句用数学形式描述如下：

if(condition 0)

statement 0

else if(condition 1)

statement 1

...

else/*informative remark on remaining condition*/

statement n

可以用以下方式描述：

……如下/……以下为准：

–如果条件0，则语句0

–否则，如果条件1，则语句1

-……

–否则(关于剩余条件的提示性说明)，则语句n

文本中的每个“如果……否则，如果……否则，……”语句都以“……如下”或“……以下适用”开头，紧接“如果……”。“如果……，否则，如果……，否则，……”的最后一个条件始终是“否则，……”。中间的“如果……否则，如果……否则，……”语句可以通过使“……如下”或“……以下适用”与结尾“否则，……”匹配来识别。

在文本中，逻辑运算的语句用数学形式描述如下：

if(condition 0a&&condition 0b)

statement 0

else if(condition 1a||condition 1b)

statement 1

...

else

statement n

可以用以下方式描述：

……如下/……以下为准：

–如果满足以下所有条件，则语句0：

–条件0a

–条件0b

–否则，如果满足以下一个或多个条件，则语句1：

–条件1a

–条件1b

-……

–否则，语句n

在文本中，逻辑运算的语句用数学形式描述如下：

if(condition 0)

statement 0

if(condition 1)

statement 1

可以用以下方式描述：

当条件0，则语句0

当条件1，则语句1

尽管本发明实施例主要根据视频译码进行了描述，但需要说明的是，译码系统10、编码器20和解码器30(相应地，系统10)的实施例以及本文描述的其它实施例也可以用于静态图像处理或译码，即，对视频译码中独立于任何先前或连续图像的单个图像进行处理或译码。通常，如果图像处理译码限于单个图像17，则仅帧间预测单元244(编码器)和344(解码器)不可用。视频编码器20和视频解码器30的所有其它功能(也称为工具或技术)同样可用于静态图像处理，例如残差计算204/304、变换206、量化208、反量化210/310、(逆)变换212/312、分割262/362、帧内预测254/354和/或环路滤波220/320、熵编码270和熵解码304。

编码器20和解码器30等的实施例，以及本文描述的与编码器20和解码器30等有关的功能可以通过硬件、软件、固件或其任意组合来实现。如果以软件来实现，则各种功能可作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质中或通过通信介质传输，且由基于硬件的处理单元执行。计算机可读介质可以包括与有形介质(例如数据存储介质)对应的计算机可读存储介质，或者包括任何根据通信协议等便于将计算机程序从一个地方传递到另一个地方的通信介质。通过这种方式，计算机可读介质一般可以对应于(1)非瞬时性的有形计算机可读存储介质或(2)信号或载波等通信介质。数据存储介质可以是通过一个或多个计算机或一个或多个处理器访问的任何可用介质，以检索用于实现本发明所述技术的指令、代码和/或数据结构。计算机程序产品可以包括计算机可读介质。

作为示例而非限制，这类计算机可读存储介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储器、磁盘存储器或其它磁性存储设备、闪存或可以用于存储指令或数据结构形式的所需程序代码并且可以由计算机访问的任何其它介质。此外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光缆、双绞线、数字用户线(digitalsubscriber line，DSL)或如红外线、无线电和微波等无线技术从网站、服务器或其它远程资源传输指令，则在介质定义中包括同轴电缆、光缆、双绞线、DSL或如红外线、无线电和微波等无线技术。然而，应理解，计算机可读存储介质和数据存储介质并不包括连接、载波、信号或其它瞬时性介质，而是针对非瞬时性有形存储介质。本文所使用的磁盘和光盘包括压缩光盘(compact disc，CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(digital versatiledisc，DVD)、软盘和蓝光光盘，其中，磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘利用激光以光学方式再现数据。以上各项的组合也应包括在计算机可读介质的范围内。

可通过如一个或多个数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、通用微处理器、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程逻辑阵列(field programmable logic array，FPGA)或其它等效集成或离散逻辑电路等一个或多个处理器来执行指令。因此，本文所使用的术语“处理器”可指前述结构或适合于实现本文描述的技术的任何其它结构中的任一者。另外，在一些方面中，本文描述的各种功能可以提供在用于编码和解码的专用硬件和/或软件模块内，或者并入组合编解码器中。而且，这些技术可以在一个或多个电路或逻辑元件中完全实现。

本发明的技术可以在多种设备或装置中实现，这些设备或装置包括无线手机、集成电路(integrated circuit，IC)或一组IC(例如芯片组)。本发明描述了各种组件、模块或单元，以强调用于执行所公开技术的设备的功能方面，但未必需要由不同的硬件单元实现。相反，如上所述，各种单元可以结合合适的软件和/或固件组合在编解码器硬件单元中，或者通过包括如上所述的一个或多个处理器的互操作硬件单元的集合来提供。