用于视频编解码的方法和设备

文档序号:441169 发布日期:2021-12-24 浏览:78次 >En<

阅读说明:本技术 用于视频编解码的方法和设备 (Method and apparatus for video encoding and decoding ) 是由 李贵春 李翔 刘杉 于 2021-01-13 设计创作,主要内容包括:本公开的各方面提供用于视频编码/解码的方法和设备。在一些示例中,用于视频解码的设备包括接收电路和处理电路。例如,处理电路从已编码视频比特流解码出分区信息。分区信息指示帧内编码的(I)切片的最小允许四叉树(QT)叶节点大小。I切片的最小允许QT叶节点大小受小于编码树单元(CTU)大小的阈值约束。进一步地,处理电路基于最小允许QT叶节点大小将I切片中的编码树块划分为编码块,并从已编码视频比特流分别重建编码块。(Aspects of the present disclosure provide methods and apparatuses for video encoding/decoding. In some examples, an apparatus for video decoding includes a receive circuit and a processing circuit. For example, the processing circuitry decodes the partition information from the encoded video bitstream. The partition information indicates a minimum allowed Quadtree (QT) leaf node size for an intra-coded (I) slice. The minimum allowed QT leaf node size of an I slice is constrained by a threshold smaller than the Coding Tree Unit (CTU) size. Further, the processing circuitry divides the coding tree blocks in the I slice into coding blocks based on the minimum allowed QT leaf node size and reconstructs the coding blocks separately from the coded video bitstream.)

用于视频编解码的方法和设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年10月22日提交的、申请号为17/077,748、名称为“用于视频编解码的方法和设备”的美国专利申请的优先权,该申请要求于2020年2月21日提交的、申请号为62/979,911、名称为“最小QT大小的约束方法”的美国临时申请的优先权。在先申请的全部公开内容通过引用其整体被并入本文。

技术领域

本公开描述了总体上涉及视频编解码的实施例。

背景技术

本文所提供的背景描述旨在总体上呈现本公开的背景。在

背景技术

部分以及本说明书的各个方面中所描述的目前已署名的发明人的工作所进行的程度,并不表明其在本公开提交时作为现有技术,且从未明示或暗示其被承认为本公开的现有技术。

可以使用具有运动补偿的图片间预测来执行视频编码和解码。未压缩的数字视频可以包括一系列图片,每个图片具有例如1920×1080亮度样本及相关色度样本的空间维度。所述系列图片可以具有固定的或可变的图片速率(也非正式地称为帧率),例如每秒60张图片或60Hz。未压缩的视频具有特定的比特率要求。例如,每个样本8比特的1080p60 4:2:0视频(60Hz帧率下1920x1080亮度样本分辨率)要求接近1.5Gbit/s带宽。一小时这样的视频就需要超过600GB的存储空间。

视频编码和解码的一个目的是通过压缩减少输入视频信号的冗余。压缩可以帮助降低对上述带宽和/或存储空间的要求,在某些情况下可降低两个或更多数量级。无损压缩和有损压缩、以及两者的组合均可采用。无损压缩是指从压缩的原始信号中重建原始信号精确副本的技术。当使用有损压缩时,重建信号可能与原始信号不完全相同,但是原始信号和重建信号之间的失真足够小,使得重建信号可用于预期应用。有损压缩广泛应用于视频。容许的失真量取决于应用。例如,相比于电视应用的用户,某些消费流媒体应用的用户可以容忍更高的失真。可实现的压缩比反映出:较高的允许/容许失真可产生较高的压缩比。

视频编码器和解码器可以利用几大类技术,例如包括:运动补偿、变换、量化和熵编码。

视频编解码器技术可以包括已知的帧内编解码技术。在帧内编解码中,在不参考先前重建的参考图片的样本或其它数据的情况下表示样本值。在一些视频编解码器中,图片在空间上被细分为样本块。当所有的样本块都以帧内模式编解码时,该图片可以为帧内图片。帧内图片及其衍生(例如独立解码器刷新图片)可用于复位解码器状态,并且因此可用作已编码视频比特流和视频会话中的第一图片,或用作静止图像。帧内块的样本可用于变换,并且可以在熵编码之前量化变换系数。帧内预测可以是一种使预变换域中的样本值最小化的技术。在某些情况下,变换后的DC值越小,且AC系数越小,则在给定的量化步长尺寸下表示熵编码后的块所需的比特越少。

如同从诸如MPEG-2(运动图像专家组-2)编解码技术中所获知的,传统帧内编解码不使用帧内预测。然而,一些较新的视频压缩技术包括:试图从例如周围样本数据和/或元数据中得到数据块的技术,其中周围样本数据和/或元数据是在空间相邻块的编码/解码期间、且在解码顺序之前获得的。这种技术后来被称为"帧内预测"技术。需要注意的是,至少在某些情形下,帧内预测使用仅来自正在重建的当前图片的参考数据,而不使用来自参考图片的参考数据。

可以存在许多不同形式的帧内预测。当在给定的视频编解码技术中可以使用超过一种这样的技术时,所使用的技术可以按帧内预测模式进行编解码。在某些情形下,模式可以具有子模式和/或参数,且这些模式可以单独编解码或包含在模式码字中。给定模式/子模式/参数组合使用哪个码字会影响通过帧内预测获得的编解码效率增益,因此用于将码字转换成比特流的熵编码技术也会出现这种情况。

H.264引入了一种帧内预测模式,其在H.265中进行了改进,且在诸如联合开发模型(JEM)、通用视频编解码(VVC)、基准集合(BMS)等更新的编解码技术中进一步被改进。使用属于已经可用的样本的相邻样本值可以形成预测块。将相邻样本的样本值按照某一方向复制到预测块中。对所使用方向的引用可以被编码在比特流中,或者本身可以被预测。

参考图1A,右下方描绘了来自H.265的33个可能的预测方向(对应于35个帧内模式的33个角模式)中已知的九个预测方向的子集。箭头会聚的点(101)表示正在被预测的样本。箭头表示样本正在被预测的方向。例如,箭头(102)表示根据右上方与水平方向成45度角的一个或多个样本,预测样本(101)。类似地,箭头(103)表示根据左下方与水平方向成22.5度角的一个或多个样本,预测样本(101)。

仍然参考图1A,在左上方示出了一个包括4×4个样本的正方形块(104)(由粗虚线表示)。正方形块(104)由16个样本组成,每个样本用“S”、以及其在Y维度(例如行索引)上的位置和在X纬度(例如列索引)上的位置来标记。例如,样本S21是Y维度上的第二个样本(从上方开始)和X维度上的第一个样本(从左侧开始)。类似地,样本S44在Y维度和X维度上都是块(104)中的第四个样本。由于该块为4×4大小的样本,因此S44位于右下角。还示出了遵循类似编号方案的参考样本。参考样本用“R”、以及其相对于块(104)的Y位置(例如,行索引)和X位置(例如,列索引)来标记。在H.264与H.265中,预测样本与正在重建的块相邻,因此不需要使用负值。

通过从相邻样本复制参考样本值,可以进行帧内图片预测,其中相邻样本是由信号通知的预测方向所决定的。例如,假设已编码视频比特流包括信令,对于该块,该信令指示与箭头(102)一致的预测方向,即,根据右上方与水平方向成45度角的一个或多个预测样本来预测样本。在这种情况下,根据同一参考样本R05,预测样本S41、S32、S23和S14。然后,根据样本R08,预测样本S44。

在某些情况下,例如通过内插,可以合并多个参考样本的值,以便计算参考样本,尤其是当方向不能被45度整除时。

随着视频编解码技术的发展,可能的方向的数量已经增加了。在H.264(2003年)中,可以表示九种不同的方向。在H.265(2013年)和JEM/VVC/BMS中增加到了33个,而在此公开时,可以支持多达65个方向。已经进行了实验来识别最可能的方向,并且熵编码中的某些技术被用来使用少量比特来表示那些可能的方向,对于较不可能的方向则接受某些代价。此外,有时可以根据在相邻的、已经解码的块中所使用的相邻方向来预测方向本身。

图1B示出了一种示意图(180),其描述了根据JEM的65种帧内预测方向,以说明随着时间的推移预测方向的数量增加。

从帧内预测方向到已编码视频比特流中的表示方向的比特的映射可以因视频编解码技术的不同而不同,例如,其范围可以从对帧内预测模式的预测方向到码字的简单直接映射,到包括最可能模式的复杂自适应方案以及类似技术。然而,在所有情况下,视频内容中可能存在某些方向,其在统计学上比其它方向更不可能出现。

运动补偿可以是一种有损压缩技术,且可涉及如下技术:来自先前重建的图片或重建图片一部分(参考图片)的样本数据块在空间上按运动矢量(下文称为MV)指示的方向移位后,用于新重建的图片或图片部分的预测。在某些情况下,参考图片可与当前正在重建的图片相同。MV可具有两个维度X和Y,或者三个维度,其中第三个维度表示正在使用的参考图片(后者间接地可以是时间维度)。

在一些视频压缩技术中,应用于样本数据的某个区域的MV可根据其它MV来预测,例如根据与正在重建的区域空间相邻的样本数据的另一个区域相关的、且按解码顺序在该MV前面的那些MV。这样做可以大大减少编解码MV所需的数据量,从而消除冗余并增加压缩量。MV预测可以有效地进行,例如,因为在对从相机导出的输入视频信号(称为自然视频)进行编解码时,存在一种统计上的可能性,即面积大于单个MV适用区域的区域,会朝着类似的方向移动,因此,在某些情况下,可以使用从相邻区域的MV导出的相似运动矢量进行预测。这导致针对给定区域发现的MV与根据周围MV预测的MV相似或相同,并且在熵编解码之后,又可以用比直接编解码MV时使用的比特数更少的比特数来表示。在某些情况下,MV预测可以是对从原始信号(即样本流)导出的信号(即MV)进行无损压缩的示例。在其它情况下,例如由于根据几个周围MV计算预测值时产生的取整误差,MV预测本身可能是有损的。

H.265/HEVC(ITU-T H.265建议书,“高效视频编解码”,2016年12月)描述了各种MV预测机制。在H.265提供的多种MV预测机制中,本公开描述的是下文称为“空间合并”的技术。

参考图2,当前块(201)包括编码器在运动搜索过程中发现的样本,所述样本可以根据已在空间上移位的相同大小的先前块进行预测。不直接对MV进行编解码,而是使用与五个周围样本中的任何一个相关联的MV,从与一个或多个参考图片相关联的元数据中导出该MV,例如,从最近的(按解码顺序)参考图片中导出该MV。其中,五个周围样本分别用A0、A1和B0、B1、B2(分别为202到206)表示。在H.265中,MV预测可使用相邻块正在使用的同一参考图片的预测值。

发明内容

本公开的各方面提供用于视频编码/解码的方法和设备。在一些实施例中,用于视频解码的设备包括接收电路和处理电路。例如,处理电路从已编码视频比特流解码出分区信息。分区信息指示帧内编码的(I)切片的最小允许四叉树(QT)叶节点大小。I切片的最小允许QT叶节点大小受小于编码树单元(CTU)大小的阈值约束。进一步地,处理电路基于最小允许QT叶节点大小将I切片中的编码树块划分为编码块,并从已编码视频比特流分别重建编码块。

在一些实施例中,分区信息指示亮度分量的最小允许QT叶节点大小。在一些实施例中,响应于二叉树分区被用于I切片,I切片的最小允许QT叶节点大小受阈值约束。在实施例中,基于隐式QT分割要求来确定阈值。

在一些实施例中,分区信息指示色度分量的最小允许QT叶节点大小。

在一些实施例中,从序列参数集(SPS)解码出分区信息。在另一实施例中,从图片头(PH)解码出分区信息。

在一些实施例中,处理电路在应用二叉树分割或三叉树分割之前,应用QT分割将编码树块划分为满足最小允许QT叶节点大小的要求的QT叶节点。

在一些实施例中,I切片的最小允许QT叶节点大小的以2为底的对数被约束为小于CTU大小的以2为底的对数。在一些实施例中,I切片的最小允许QT叶节点大小的以2为底的对数比CTU大小的以2为底的对数小1。

本公开的各方面还提供了一种存储有指令的非暂时性计算机可读介质,当所述指令由用于视频解码的计算机执行时,使得所述计算机执行用于视频解码的方法。

附图说明

根据以下详细描述和附图,所公开的主题的其他特征、性质和各种优点将进一步明确,其中:

图1A是帧内预测模式的示例性子集的示意图。

图1B是示例性帧内预测方向的图示。

图2是一个示例中的当前块及其周围空间合并候选的示意图。

图3是根据实施例的通信系统(300)的简化框图的示意图。

图4是根据实施例的通信系统(400)的简化框图的示意图。

图5是根据实施例的解码器的简化框图的示意图。

图6是根据实施例的编码器的简化框图的示意图。

图7示出了根据另一实施例的编码器的框图。

图8示出了根据另一实施例的解码器的框图。

图9示出了根据本公开的实施例的色度子采样格式的示例。

图10A至图10C示出了根据本公开的实施例的对应亮度和色度样本的标称垂直和水平相对位置。

图11示出了根据本公开的实施例的被划分为CTU(1101)的图片(1100)的示例。

图12示出了根据本公开的实施例的图片(1200)的光栅扫描切片分区的示例。

图13示出了根据本公开的实施例的图片(1300)的矩形切片分区的示例。

图14示出了根据本公开的实施例的被分区为图块(tile)、砖块(brick)(1401)-(1411)和矩形切片(slice)(1421)-(1424)的图片(1400)的示例。

图15示出了根据本公开的实施例的多类型树(MTT)结构中的示例性分割类型(1521)-(1524)。

图16示出了根据本公开的实施例的在具有嵌套MTT编码树结构的四叉树(QT)中d分割标志信令的示例。

图17示出了根据本公开的实施例的MTT分割模式的示例。

图18示出了根据本公开的实施例的具有嵌套MTT编码块结构的QT的示例。

图19示出了根据本公开的实施例的对三叉树(TT)分割的限制的示例。

图20图示了根据本公开的实施例的二叉树(BT)分割和TT分割的冗余分割模式的示例。

图21示出了根据本公开的实施例的不允许的TT和BT分区的示例。

图22示出了根据本公开的实施例的与序列参数集(SPS)中的分区和块大小相关的示例性语法(2200)。

图23示出了根据本公开的实施例的用于图片头结构的示例性语法(2300)。

图24A至图24B示出了根据本公开的实施例的用于编码树单元的示例性语法(2400)。

图25A至图25D示出了根据本公开的实施例的用于编码树的示例性语法(2500)。

图26示出了根据本公开的实施例的切片类型的示例。

图27示出了根据本公开的实施例的用于并行TT分割及编码块大小的变量的示例性推导。

图28示出了根据本公开的实施例的用于编码块大小的变量的示例性推导。

图29示出了对根据本公开的实施例的过程进行概述的流程图。

图30是根据实施例的计算机系统的示意图。

具体实施方式

图3示出了根据本公开实施例的通信系统(300)的简化框图。通信系统(300)包括多个终端装置,所述终端装置可通过例如网络(350)彼此通信。举例来说,通信系统(300)包括通过网络(350)互连的第一对终端装置(310)和(320)。在图3的实施例中,第一对终端装置(310)和(320)执行单向数据传输。举例来说,终端装置(310)可对视频数据(例如由终端装置(310)采集的视频图片流)进行编码以通过网络(350)传输到另一终端装置(320)。已编码的视频数据以一个或多个已编码视频比特流形式传输。终端装置(320)可从网络(350)接收已编码视频数据,对已编码视频数据进行解码以恢复视频数据,并根据恢复的视频数据显示视频图片。单向数据传输在媒体服务等应用中是较常见的。

在另一实施例中,通信系统(300)包括执行已编码视频数据的双向传输的第二对终端装置(330)和(340),所述双向传输可例如在视频会议期间发生。对于双向数据传输,在一个示例中,终端装置(330)和(340)中的每个终端装置可对视频数据(例如由终端装置采集的视频图片流)进行编码,以通过网络(350)传输到终端装置(330)和(340)中的另一终端装置。终端装置(330)和(340)中的每个终端装置还可接收由终端装置(330)和(340)中的另一终端装置传输的已编码视频数据,且可对所述已编码视频数据进行解码以恢复视频数据,且可根据恢复的视频数据在可访问的显示装置上显示视频图片。

在图3的实施例中,终端装置(310)、(320)、(330)和(340)可为服务器、个人计算机和智能电话,但本公开的原理可不限于此。本公开的实施例适用于膝上型计算机、平板电脑、媒体播放器和/或专用视频会议设备。网络(350)表示在终端装置(310)、(320)、(330)和(340)之间传送已编码视频数据的任何数目的网络,包括例如有线(连线的)和/或无线通信网络。通信网络(350)可在电路交换和/或分组交换信道中交换数据。该网络可包括电信网络、局域网、广域网和/或互联网。出于本公开的目的,除非在下文中有所解释,否则网络(350)的架构和拓扑对于本公开的操作来说可能是无关紧要的。

作为所公开的主题的实施例,图4示出了视频编码器和视频解码器在流式传输环境中的放置方式。所公开主题可同等地适用于其它支持视频的应用,包括例如视频会议、数字TV、在包括CD、DVD、存储棒等的数字介质上存储压缩视频等等。

流式传输系统可包括采集子系统(413),所述采集子系统可包括数码相机等视频源(401),所述视频源创建未压缩的视频图片流(402)。在实施例中,视频图片流(402)包括由数码相机拍摄的样本。相较于已编码的视频数据(404)(或已编码的视频比特流),视频图片流(402)被描绘为粗线以强调高数据量的视频图片流,视频图片流(402)可由电子装置(420)处理,所述电子装置(420)包括耦接到视频源(401)的视频编码器(403)。视频编码器(403)可包括硬件、软件或软硬件组合以实现或实施如下文更详细地描述的所公开主题的各方面。相较于视频图片流(402),已编码的视频数据(404)(或已编码的视频比特流(404))被描绘为细线以强调较低数据量的已编码的视频数据(404)(或已编码的视频比特流(404)),其可存储在流式传输服务器(405)上以供将来使用。一个或多个流式传输客户端子系统,例如图4中的客户端子系统(406)和客户端子系统(408),可访问流式传输服务器(405)以检索已编码的视频数据(404)的副本(407)和副本(409)。客户端子系统(406)可包括例如电子装置(430)中的视频解码器(410)。视频解码器(410)对已编码的视频数据的传入副本(407)进行解码,且产生可在显示器(412)(例如显示屏)或另一呈现装置(未描绘)上呈现的输出视频图片流(411)。在一些流式传输系统中,可根据某些视频编码/压缩标准对已编码的视频数据(404)、视频数据(407)和视频数据(409)(例如视频比特流)进行编码。该些标准的实施例包括ITU-T H.265。在实施例中,正在开发的视频编解码标准非正式地称为通用视频编解码(Versatile Video Coding,VVC),所公开的主题可用于VVC标准的上下文中。

应注意,电子装置(420)和电子装置(430)可包括其它组件(未示出)。举例来说,电子装置(420)可包括视频解码器(未示出),且电子装置(430)还可包括视频编码器(未示出)。

图5示出了根据本公开实施例的视频解码器(510)的框图。视频解码器(510)可设置在电子装置(530)中。电子装置(530)可包括接收器(531)(例如接收电路)。视频解码器(510)可用于代替图4实施例中的视频解码器(410)。

接收器(531)可接收将由视频解码器(510)解码的一个或多个已编码视频序列;在同一实施例或另一实施例中,一次接收一个已编码视频序列,其中每个已编码视频序列的解码独立于其它已编码视频序列。可从信道(501)接收已编码视频序列,所述信道可以是通向存储已编码的视频数据的存储装置的硬件/软件链路。接收器(531)可接收已编码的视频数据以及其它数据,例如,可转发到它们各自的使用实体(未标示)的已编码音频数据和/或辅助数据流。接收器(531)可将已编码视频序列与其它数据分开。为了防止网络抖动,缓冲存储器(515)可耦接在接收器(531)与熵解码器/解析器(520)(此后称为“解析器(520)”)之间。在某些应用中,缓冲存储器(515)是视频解码器(510)的一部分。在其它情况下,所述缓冲存储器(515)可设置在视频解码器(510)外部(未标示)。而在其它情况下,视频解码器(510)的外部设置缓冲存储器(未标示)以例如防止网络抖动,且在视频解码器(510)的内部可配置另一缓冲存储器(515)以例如处理播出定时。而当接收器(531)从具有足够带宽和可控性的存储/转发装置或从等时同步网络接收数据时,也可能不需要配置缓冲存储器(515),或可以将所述缓冲存储器做得较小。当然,为了在互联网等业务分组网络上使用,也可能需要缓冲存储器(515),所述缓冲存储器可相对较大且可具有自适应性大小,且可至少部分地实施于操作系统或视频解码器(510)外部的类似元件(未标示)中。

视频解码器(510)可包括解析器(520)以根据已编码视频序列重建符号(521)。这些符号的类别包括用于管理视频解码器(510)的操作的信息,以及用以控制显示装置(512)(例如,显示屏)等显示装置的潜在信息,所述显示装置不是电子装置(530)的组成部分,但可耦接到电子装置(530),如图5中所示。用于显示装置的控制信息可以是辅助增强信息(Supplemental Enhancement Information,SEI消息)或视频可用性信息(VideoUsability Information,VUI)的参数集片段(未标示)。解析器(520)可对接收到的已编码视频序列进行解析/熵解码。已编码视频序列的编码可根据视频编码技术或标准进行,且可遵循各种原理,包括可变长度编码、霍夫曼编码(Huffman coding)、具有或不具有上下文灵敏度的算术编码等等。解析器(520)可基于对应于群组的至少一个参数,从已编码视频序列提取用于视频解码器中的像素的子群中的至少一个子群的子群参数集。子群可包括图片群组(Group of Pictures,GOP)、图片、图块、切片、宏块、编码单元(Coding Unit,CU)、块、变换单元(Transform Unit,TU)、预测单元(Prediction Unit,PU)等等。解析器(520)还可从已编码视频序列提取信息,例如变换系数、量化器参数值、运动矢量等等。

解析器(520)可对从缓冲存储器(515)接收的视频序列执行熵解码/解析操作,从而创建符号(521)。

取决于已编码视频图片或一部分已编码视频图片(例如:帧间图片和帧内图片、帧间块和帧内块)的类型以及其它因素,符号(521)的重建可涉及多个不同单元。涉及哪些单元以及涉及方式可由解析器(520)从已编码视频序列解析的子群控制信息控制。为了简洁起见,未描述解析器(520)与下文的多个单元之间的此类子群控制信息流。

除已经提及的功能块以外,视频解码器(510)可在概念上细分成如下文所描述的数个功能单元。在商业约束下运行的实际实施例中,这些单元中的许多单元彼此紧密交互并且可以彼此集成。然而,出于描述所公开主题的目的,概念上细分成下文的功能单元是适当的。

第一单元是缩放器/逆变换单元(551)。缩放器/逆变换单元(551)从解析器(520)接收作为符号(521)的量化变换系数以及控制信息,包括使用哪种变换方式、块大小、量化因子、量化缩放矩阵等。缩放器/逆变换单元(551)可输出包括样本值的块,所述样本值可输入到聚合器(555)中。

在一些情况下,缩放器/逆变换单元(551)的输出样本可属于帧内编码块;即:不使用来自先前重建的图片的预测性信息,但可使用来自当前图片的先前重建部分的预测性信息的块。此类预测性信息可由帧内图片预测单元(552)提供。在一些情况下,帧内图片预测单元(552)采用从当前图片缓冲器(558)提取的周围已重建的信息生成大小和形状与正在重建的块相同的块。举例来说,当前图片缓冲器(558)缓冲部分重建的当前图片和/或完全重建的当前图片。在一些情况下,聚合器(555)基于每个样本,将帧内预测单元(552)生成的预测信息添加到由缩放器/逆变换单元(551)提供的输出样本信息中。

在其它情况下,缩放器/逆变换单元(551)的输出样本可属于帧间编码和潜在运动补偿块。在此情况下,运动补偿预测单元(553)可访问参考图片存储器(557)以提取用于预测的样本。在根据符号(521)对提取的样本进行运动补偿之后,这些样本可由聚合器(555)添加到缩放器/逆变换单元(551)的输出(在这种情况下被称作残差样本或残差信号),从而生成输出样本信息。运动补偿预测单元(553)从参考图片存储器(557)内的地址获取预测样本可受到运动矢量控制,且所述运动矢量以所述符号(521)的形式而供运动补偿预测单元(553)使用,所述符号(521)例如是包括X、Y和参考图片分量。运动补偿还可包括在使用子样本精确运动矢量时,从参考图片存储器(557)提取的样本值的内插、运动矢量预测机制等等。

聚合器(555)的输出样本可在环路滤波器单元(556)中被各种环路滤波技术采用。视频压缩技术可包括环路内滤波器技术,所述环路内滤波器技术受控于包括在已编码视频序列(也称作已编码视频比特流)中的参数,且所述参数作为来自解析器(520)的符号(521)可用于环路滤波器单元(556)。然而,在其他实施例中,视频压缩技术还可响应于在解码已编码图片或已编码视频序列的先前(按解码次序)部分期间获得的元信息,以及响应于先前重建且经过环路滤波的样本值。

环路滤波器单元(556)的输出可以是样本流,所述样本流可输出到显示装置(512)以及存储在参考图片存储器(557),以用于后续的帧间图片预测。

一旦完全重建,某些已编码图片就可用作参考图片以用于将来预测。举例来说,一旦对应于当前图片的已编码图片被完全重建,且已编码图片(通过例如解析器(520))被识别为参考图片,则当前图片缓冲器(558)可变为参考图片存储器(557)的一部分,且可在开始重建后续已编码图片之前重新分配新的当前图片缓冲器。

视频解码器(510)可根据例如ITU-T H.265标准中的预定视频压缩技术执行解码操作。在已编码视频序列遵循视频压缩技术或标准的语法以及视频压缩技术或标准中记录的配置文件的意义上,已编码视频序列可符合所使用的视频压缩技术或标准指定的语法。具体地说,配置文件可从视频压缩技术或标准中可用的所有工具中选择某些工具作为在所述配置文件下可供使用的仅有工具。对于合规性,还要求已编码视频序列的复杂度处于视频压缩技术或标准的层级所限定的范围内。在一些情况下,层级限制最大图片大小、最大帧率、最大重建取样率(以例如每秒兆(mega)个样本为单位进行测量)、最大参考图片大小等。在一些情况下,由层级设定的限制可通过假想参考解码器(Hypothetical ReferenceDecoder,HRD)规范和在已编码视频序列中用信号表示的HRD缓冲器管理的元数据来进一步限定。

在实施例中,接收器(531)可连同已编码视频一起接收附加(冗余)数据。所述附加数据可以是已编码视频序列的一部分。所述附加数据可由视频解码器(510)用以对数据进行适当解码和/或较准确地重建原始视频数据。附加数据可呈例如时间、空间或信噪比(signal noise ratio,SNR)增强层、冗余切片、冗余图片、前向纠错码等形式。

图6示出了根据本公开实施例的视频编码器(603)的框图。视频编码器(603)设置于电子装置(620)中。电子装置(620)包括传输器(640)(例如传输电路)。视频编码器(603)可用于代替图4实施例中的视频编码器(403)。

视频编码器(603)可从视频源(601)(并非图6实施例中的电子装置(620)的一部分)接收视频样本,所述视频源可采集将由视频编码器(603)编码的视频图像。在另一实施例中,视频源(601)是电子装置(620)的一部分。

视频源(601)可提供将由视频编码器(603)编码的呈数字视频样本流形式的源视频序列,所述数字视频样本流可具有任何合适位深度(例如:8位、10位、12位……)、任何色彩空间(例如BT.601Y CrCB、RGB……)和任何合适取样结构(例如Y CrCb 4:2:0、Y CrCb 4:4:4)。在媒体服务系统中,视频源(601)可以是存储先前已准备的视频的存储装置。在视频会议系统中,视频源(601)可以是采集本地图像信息作为视频序列的相机。可将视频数据提供为多个单独的图片,当按顺序观看时,这些图片被赋予运动。图片自身可构建为空间像素阵列,其中取决于所用的取样结构、色彩空间等,每个像素可包括一个或多个样本。所属领域的技术人员可以很容易理解像素与样本之间的关系。下文侧重于描述样本。

根据实施例,视频编码器(603)可实时或在由应用所要求的任何其它时间约束下,将源视频序列的图片编码且压缩成已编码视频序列(643)。施行适当的编码速度是控制器(650)的一个功能。在一些实施例中,控制器(650)控制如下文所描述的其它功能单元且在功能上耦接到这些单元。为了简洁起见,图中未标示耦接。由控制器(650)设置的参数可包括速率控制相关参数(图片跳过、量化器、率失真优化技术的λ值等)、图片大小、图片群组(group of pictures,GOP)布局,最大运动矢量搜索范围等。控制器(650)可用于具有其它合适的功能,这些功能涉及针对某一系统设计优化的视频编码器(603)。

在一些实施例中,视频编码器(603)在编码环路中进行操作。作为简单的描述,在实施例中,编码环路可包括源编码器(630)(例如,负责基于待编码的输入图片和参考图片创建符号,例如符号流)和嵌入于视频编码器(603)中的(本地)解码器(633)。解码器(633)以类似于(远程)解码器创建样本数据的方式重建符号以创建样本数据(因为在公开的主题中所考虑的视频压缩技术中,符号与已编码视频比特流之间的任何压缩是无损的)。将重建的样本流(样本数据)输入到参考图片存储器(634)。由于符号流的解码产生与解码器位置(本地或远程)无关的位精确结果,因此参考图片存储器(634)中的内容在本地编码器与远程编码器之间也是按比特位精确对应的。换句话说,编码器的预测部分“看到”的参考图片样本与解码器将在解码期间使用预测时所“看到”的样本值完全相同。这种参考图片同步性基本原理(以及在例如因信道误差而无法维持同步性的情况下产生的漂移)也用于一些相关技术。

“本地”解码器(633)的操作可与例如已在上文结合图5详细描述视频解码器(510)的“远程”解码器相同。然而,另外简要参考图5,当符号可用且熵编码器(645)和解析器(520)能够无损地将符号编码/解码为已编码视频序列时,包括缓冲存储器(515)和解析器(520)在内的视频解码器(510)的熵解码部分,可能无法完全在本地解码器(633)中实施。

此时可以观察到,除存在于解码器中的解析/熵解码之外的任何解码器技术,也必定以基本上相同的功能形式存在于对应的编码器中。出于此原因,所公开的主题侧重于解码器操作。可简化编码器技术的描述,因为编码器技术与全面地描述的解码器技术互逆。仅在某些区域中需要更详细的描述,并且在下文提供。

在操作期间,在一些实施例中,源编码器(630)可执行运动补偿预测编码。参考来自视频序列中被指定为“参考图片”的一个或多个先前已编码图片,所述运动补偿预测编码对输入图片进行预测性编码。以此方式,编码引擎(632)对输入图片的像素块与参考图片的像素块之间的差异进行编码,所述参考图片可被选作所述输入图片的预测参考。

本地视频解码器(633)可基于源编码器(630)创建的符号,对可指定为参考图片的已编码视频数据进行解码。编码引擎(632)的操作可为有损过程。当已编码视频数据可在视频解码器(图6中未示)处被解码时,重建的视频序列通常可以是带有一些误差的源视频序列的副本。本地视频解码器(633)复制解码过程,所述解码过程可由视频解码器对参考图片执行,且可使重建的参考图片存储在参考图片高速缓存(634)中。以此方式,视频编码器(603)可在本地存储重建的参考图片的副本,所述副本与将由远端视频解码器获得的重建参考图片具有共同内容(不存在传输误差)。

预测器(635)可针对编码引擎(632)执行预测搜索。即,对于将要编码的新图片,预测器(635)可在参考图片存储器(634)中搜索可作为所述新图片的适当预测参考的样本数据(作为候选参考像素块)或某些元数据,例如参考图片运动矢量、块形状等。预测器(635)可基于样本块逐像素块操作,以找到合适的预测参考。在一些情况下,根据预测器(635)获得的搜索结果,可确定输入图片可具有从参考图片存储器(634)中存储的多个参考图片取得的预测参考。

控制器(650)可管理源编码器(630)的编码操作,包括例如设置用于对视频数据进行编码的参数和子群参数。

可在熵编码器(645)中对所有上述功能单元的输出进行熵编码。熵编码器(645)根据诸如霍夫曼编码、可变长度编码、算术编码等技术对各种功能单元生成的符号进行无损压缩,从而将所述符号转换成已编码视频序列。

传输器(640)可缓冲由熵编码器(645)创建的已编码视频序列,从而为通过通信信道(660)进行传输做准备,所述通信信道可以是通向将存储已编码的视频数据的存储装置的硬件/软件链路。传输器(640)可将来自视频编码器(603)的已编码视频数据与要传输的其它数据合并,所述其它数据例如是已编码音频数据和/或辅助数据流(未示出来源)。

控制器(650)可管理视频编码器(603)的操作。在编码期间,控制器(650)可以为每个已编码图片分配某一已编码图片类型,但这可能影响可应用于相应的图片的编码技术。例如,通常可将图片分配为以下任一种图片类型:

帧内图片(I图片),其可以是不将序列中的任何其它图片用作预测源就可被编码和解码的图片。一些视频编解码器容许不同类型的帧内图片,包括例如独立解码器刷新(Independent Decoder Refresh,“IDR”)图片。所属领域的技术人员了解I图片的变体及其相应的应用和特征。

预测性图片(P图片),其可以是可使用帧内预测或帧间预测进行编码和解码的图片,所述帧内预测或帧间预测使用至多一个运动矢量和参考索引来预测每个块的样本值。

双向预测性图片(B图片),其可以是可使用帧内预测或帧间预测进行编码和解码的图片,所述帧内预测或帧间预测使用至多两个运动矢量和参考索引来预测每个块的样本值。类似地,多个预测性图片可使用多于两个参考图片和相关联元数据以用于重建单个块。

源图片通常可在空间上细分成多个样本块(例如,4×4、8×8、4×8或16×16个样本的块),且逐块进行编码。这些块可参考其它(已编码)块进行预测编码,根据应用于块的相应图片的编码分配来确定所述其它块。举例来说,I图片的块可进行非预测编码,或所述块可参考同一图片的已经编码的块来进行预测编码(空间预测或帧内预测)。P图片的像素块可参考一个先前编码的参考图片通过空间预测或通过时域预测进行预测编码。B图片的块可参考一个或两个先前编码的参考图片通过空间预测或通过时域预测进行预测编码。

视频编码器(603)可根据例如ITU-T H.265建议书的预定视频编码技术或标准执行编码操作。在操作中,视频编码器(603)可执行各种压缩操作,包括利用输入视频序列中的时间和空间冗余的预测编码操作。因此,已编码视频数据可符合所用视频编码技术或标准指定的语法。

在实施例中,传输器(640)可在传输已编码的视频时传输附加数据。源编码器(630)可将此类数据作为已编码视频序列的一部分。附加数据可包括时间/空间/SNR增强层、冗余图片和切片等其它形式的冗余数据、补充增强信息(SEI)消息、视觉可用性信息(VUI)参数集片段等。

采集到的视频可作为呈时间序列的多个源图片(视频图片)。帧内图片预测(常常简化为帧内预测)利用给定图片中的空间相关性,而帧间图片预测则利用图片之间的(时间或其它)相关性。在实施例中,将正在编码/解码的特定图片分割成块,正在编码/解码的特定图片被称作当前图片。在当前图片中的块类似于视频中先前已编码且仍被缓冲的参考图片中的参考块时,可通过称作运动矢量的矢量对当前图片中的块进行编码。所述运动矢量指向参考图片中的参考块,且在使用多个参考图片的情况下,所述运动矢量可具有识别参考图片的第三维度。

在一些实施例中,双向预测技术可用于帧间图片预测中。根据双向预测技术,使用两个参考图片,例如按解码次序都在视频中的当前图片之前(但按显示次序可能分别是过去和将来)第一参考图片和第二参考图片。可通过指向第一参考图片中的第一参考块的第一运动矢量和指向第二参考图片中的第二参考块的第二运动矢量对当前图片中的块进行编码。具体来说,可通过第一参考块和第二参考块的组合来预测所述块。

此外,合并模式技术可用于帧间图片预测中以改善编码效率。

根据本公开的一些实施例,帧间图片预测和帧内图片预测等预测的执行以块为单位。举例来说,根据HEVC标准,将视频图片序列中的图片分割成编码树单元(coding treeunit,CTU)以用于压缩,图片中的CTU具有相同大小,例如64×64像素、32×32像素或16×16像素。一般来说,CTU包括三个编码树块(coding tree block,CTB),所述三个编码树块是一个亮度CTB和两个色度CTB。更进一步的,还可将每个CTU以四叉树拆分为一个或多个编码单元(coding unit,CU)。举例来说,可将64×64像素的CTU拆分为一个64×64像素的CU,或4个32×32像素的CU,或16个16×16像素的CU。在实施例中,分析每个CU以确定用于CU的预测类型,例如帧间预测类型或帧内预测类型。此外,取决于时间和/或空间可预测性,将CU拆分为一个或多个预测单元(prediction unit,PU)。通常,每个PU包括亮度预测块(predictionblock,PB)和两个色度PB。在实施例中,编码(编码/解码)中的预测操作以预测块为单位来执行。以亮度预测块作为预测块为例,预测块包括像素值(例如,亮度值)的矩阵,例如8×8像素、16×16像素、8×16像素、16×8像素等等。

图7示出了根据本公开另一实施例的视频编码器(703)的示意图。视频编码器(703)用于接收视频图片序列中的当前视频图片内的样本值的处理块(例如预测块),且将所述处理块编码到作为已编码视频序列的一部分的已编码图片中。在本实施例中,视频编码器(703)用于代替图4实施例中的视频编码器(403)。

在HEVC实施例中,视频编码器(703)接收用于处理块的样本值的矩阵,所述处理块为例如8×8样本的预测块等。视频编码器(703)使用例如率失真(rate-distortion)优化来确定是否使用帧内模式、帧间模式或双向预测模式来编码所述处理块。当在帧内模式中编码处理块时,视频编码器(703)可使用帧内预测技术以将处理块编码到已编码图片中;且当在帧间模式或双向预测模式中编码处理块时,视频编码器(703)可分别使用帧间预测或双向预测技术将处理块编码到已编码图片中。在某些视频编码技术中,合并模式可以是帧间图片预测子模式,其中,在不借助预测值外部的已编码运动矢量分量的情况下,从一个或多个运动矢量预测值导出运动矢量。在某些其它视频编码技术中,可存在适用于主题块的运动矢量分量。在实施例中,视频编码器(703)包括其它组件,例如用于确定处理块模式的模式决策模块(未示出)。

在图7的实施例中,视频编码器(703)包括如图7所示的耦接到一起的帧间编码器(730)、帧内编码器(722)、残差计算器(723)、开关(726)、残差编码器(724)、通用控制器(721)和熵编码器(725)。

帧间编码器(730)用于接收当前块(例如处理块)的样本、比较所述块与参考图片中的一个或多个参考块(例如先前图片和后来图片中的块)、生成帧间预测信息(例如根据帧间编码技术的冗余信息描述、运动矢量、合并模式信息)、以及基于帧间预测信息使用任何合适的技术计算帧间预测结果(例如已预测块)。在一些实施例中,参考图片是基于已编码的视频信息解码的已解码参考图片。

帧内编码器(722)用于接收当前块(例如处理块)的样本、在一些情况下比较所述块与同一图片中已编码的块、在变换之后生成量化系数、以及在一些情况下还(例如根据一个或多个帧内编码技术的帧内预测方向信息)生成帧内预测信息。在实施例中,帧内编码器(722)还基于帧内预测信息和同一图片中的参考块计算帧内预测结果(例如已预测块)。

通用控制器(721)用于确定通用控制数据,且基于所述通用控制数据控制视频编码器(703)的其它组件。在实施例中,通用控制器(721)确定块的模式,且基于所述模式将控制信号提供到开关(726)。举例来说,当所述模式是帧内模式时,通用控制器(721)控制开关(726)以选择供残差计算器(723)使用的帧内模式结果,且控制熵编码器(725)以选择帧内预测信息且将所述帧内预测信息添加在比特流中;以及当所述模式是帧间模式时,通用控制器(721)控制开关(726)以选择供残差计算器(723)使用的帧间预测结果,且控制熵编码器(725)以选择帧间预测信息且将所述帧间预测信息添加在比特流中。

残差计算器(723)用于计算所接收的块与选自帧内编码器(722)或帧间编码器(730)的预测结果之间的差(残差数据)。残差编码器(724)用于基于残差数据操作,以对残差数据进行编码以生成变换系数。在实施例中,残差编码器(724)用于将残差数据从空间域转换到频域,且生成变换系数。变换系数接着经由量化处理以获得量化的变换系数。在各种实施例中,视频编码器(703)还包括残差解码器(728)。残差解码器(728)用于执行逆变换,且生成已解码残差数据。已解码残差数据可适当地由帧内编码器(722)和帧间编码器(730)使用。举例来说,帧间编码器(730)可基于已解码残差数据和帧间预测信息生成已解码块,且帧内编码器(722)可基于已解码残差数据和帧内预测信息生成已解码块。适当处理已解码块以生成已解码图片,且在一些实施例中,所述已解码图片可在存储器电路(未示出)中缓冲并用作参考图片。

熵编码器(725)用于将比特流格式化以产生已编码的块。熵编码器(725)根据HEVC标准等合适标准产生各种信息。在实施例中,熵编码器(725)用于获得通用控制数据、所选预测信息(例如帧内预测信息或帧间预测信息)、残差信息和比特流中的其它合适的信息。应注意,根据所公开的主题,当在帧间模式或双向预测模式的合并子模式中对块进行编码时,不存在残差信息。

图8示出了根据本公开另一实施例的视频解码器(810)的示意图。视频解码器(810)用于接收作为已编码视频序列的一部分的已编码图片,且对所述已编码图片进行解码以生成重建的图片。在实施例中,视频解码器(810)用于代替图4实施例中的视频解码器(410)。

在图8实施例中,视频解码器(810)包括如图8中所示耦接到一起的熵解码器(871)、帧间解码器(880)、残差解码器(873)、重建模块(874)和帧内解码器(872)。

熵解码器(871)可用于根据已编码图片来重建某些符号,这些符号表示构成所述已编码图片的语法元素。此类符号可包括例如用于对所述块进行编码的模式(例如帧内模式、帧间模式、双向预测模式、后两者的合并子模式或另一子模式)、可分别识别供帧内解码器(872)或帧间解码器(880)用以进行预测的某些样本或元数据的预测信息(例如帧内预测信息或帧间预测信息)、呈例如量化的变换系数形式的残差信息等等。在实施例中,当预测模式是帧间或双向预测模式时,将帧间预测信息提供到帧间解码器(880);以及当预测类型是帧内预测类型时,将帧内预测信息提供到帧内解码器(872)。残差信息可经由逆量化并提供到残差解码器(873)。

帧间解码器(880)用于接收帧间预测信息,且基于所述帧间预测信息生成帧间预测结果。

帧内解码器(872)用于接收帧内预测信息,且基于所述帧内预测信息生成预测结果。

残差解码器(873)用于执行逆量化以提取解量化的变换系数,且处理所述解量化的变换系数,以将残差从频域转换到空间域。残差解码器(873)还可能需要某些控制信息(用以获得量化器参数QP),且所述信息可由熵解码器(871)提供(未标示数据路径,因为这仅仅是低量控制信息)。

重建模块(874)用于在空间域中组合由残差解码器(873)输出的残差与预测结果(可由帧间预测模块或帧内预测模块输出)以形成重建的块,所述重建的块可以是重建的图片的一部分,所述重建的图片继而可以是重建的视频的一部分。应注意,可执行解块操作等其它合适的操作来改善视觉质量。

应注意,可使用任何合适的技术来实施视频编码器(403)、视频编码器(603)和视频编码器(703)以及视频解码器(410)、视频解码器(510)和视频解码器(810)。在实施例中,可使用一个或多个集成电路来实施视频编码器(403)、视频编码器(603)和视频编码器(703)以及视频解码器(410)、视频解码器(510)和视频解码器(810)。在另一实施例中,可使用执行软件指令的一个或多个处理器来实施视频编码器(403)、视频编码器(603)和视频编码器(703)以及视频解码器(410)、视频解码器(510)和视频解码器(810)。

本公开的各方面提供用于对四叉树分割的最小大小进行约束的技术。

下面描述经由比特流给出的源图片与已解码图片之间的示例性关系。由比特流表示的视频源可以是按解码顺序排列的图片序列。源图片和已解码图片可以各自包括一个或多个样本阵列,诸如(1)仅亮度(Y)(单色),(2)亮度和两个色度(例如,YCbCr或YCgCo),(3)绿色、蓝色和红色(GBR,也称为RGB),以及(4)表示其它未指定的单色或三色刺激颜色采样的阵列(例如,YZX,也称为XYZ)。

为了本公开中的符号和术语的方便,与上述阵列相关联的变量和术语可以被称为亮度(或L或Y)和色度,其中两个色度阵列可以被称为Cb和Cr,而与实际使用的颜色表示方法无关。实际使用的颜色表示方法可以通过语法进一步表示。

在一些实施例中,当使用多个样本阵列时,样本阵列中的一个可被用作参考样本空间,其它的样本阵列可基于采样比率从参考样本空间导出。在示例中,当使用一个或多个亮度和色度阵列(或块)时,亮度样本阵列可被用作参考样本空间,色度阵列可基于子采样因子从参考样本空间导出。在示例中,亮度和色度阵列被包括在源图片和已解码图片中,然后可以指定子采样因子,诸如一个或多个色度块与对应亮度块之间的色度水平子采样因子(例如,SubWidthC)和色度垂直子采样因子(例如,SubHeightC)。

图9示出了用于指定变量SubWidthC和SubHeightC(也被称为色度子采样比率)的表(表1)。在示例中,可以使用索引和标志,例如chroma_format_idc和separate_colour_plane_flag来指定色度格式,然后可以基于色度格式来确定变量SubWidthC和SubHeightC。在另一示例中,可以使用诸如chroma_format_idc等索引来指定色度格式,然后可以基于色度格式来确定变量SubWidthC和SubHeightC。应注意,在一些示例中,也可以指定chroma_format_idc以及对应的SubWidthC和SubHeightC的其他适当的值。

参考图9,当色度格式索引(例如,chroma_format_idc)为0时,色度子采样格式可以是“单色”,对应于仅具有一个样本阵列的单色采样,该样本阵列名义上被认为是亮度阵列。

当色度格式索引为1时,色度子采样格式可以是4:2:0或4:2:0采样,两个色度阵列中的每一个具有相应亮度阵列的一半高度和一半宽度。

当色度格式索引为2时,色度子采样格式可以是4:2:2或4:2:2采样,两个色度阵列中的每一个具有亮度阵列宽度的相同高度和一半宽度。

当色度格式索引为3时,色度子采样格式可以是4:4:4或4:4:4采样,这取决于单独的颜色平面标志(例如,separate_colour_plane_flag)的值,以下适用:(i)如果单独的颜色平面标志等于0,则两个色度阵列中的每一个具有与亮度阵列相同的高度和宽度;(ii)否则,单独的颜色平面标志等于1,则三个颜色平面可以作为单色采样图片进行单独处理。

用于表示视频序列中亮度和色度阵列中的每个样本的位数可以在8位到16位(包括端值)的范围内,并且亮度阵列中使用的位数可以不同于色度阵列中使用的位数。

图10A至图10C示出了根据本公开的实施例的相应图片中的对应亮度和色度样本的标称垂直和水平相对位置。可以在视频可用性信息中指示出备选的色度样本相对位置。

参考图10A,在示例中,色度格式索引(例如,chroma_format_idc)的值等于1,因此色度格式为4:2:0。图10A示出了图片中对应亮度和色度样本的标称垂直和水平位置的示例。在一些示例中,色度样本垂直地位于两个相邻亮度样本位置之间,并且水平地位于亮度样本位置处。

参考图10B,色度格式索引的值等于2,因此色度格式是4:2:2。在一些示例中,色度样本与图片中的对应亮度样本共址(或共位)。图10B示出了图片中对应亮度和色度样本的标称垂直和水平位置的示例。

参考图10C,当色度格式索引的值等于3时,所有阵列样本(例如,亮度阵列样本和两个色度阵列样本)可以共址(或共位)。图10C示出了图片中对应亮度和色度样本的标称垂直和水平位置的示例。

下面描述了分区的示例,例如在VVC中。在实施例中,图片可以被分区为CTU。多个图片可以被划分为CTU序列。对于具有三个样本阵列的图片,CTU可以包括亮度样本的N×N块(例如,亮度块)以及色度样本的两个对应块(例如,两个色度块)。图11示出了根据本公开的实施例的被划分为多个CTU(1101)的图片(1100)的示例。在示例中,CTU中的亮度块的最大允许大小被指定为128×128。在示例中,亮度变换块的最大大小为64×64。

图片可以被分区为切片、图块和/或砖块。图片可以被划分为一个或多个图块行以及一个或多个图块列。图块可以是将图片的矩形区域覆盖的CTU序列。图块可以被划分为一个或多个砖块,每个砖块可以包括图块内的多个CTU行。未被分区为多个砖块的图块也可以被称为砖块。然而,作为图块的真正子集的砖块不被称为图块。

切片可以包括图片中的多个图块或图块中的多个砖块。可以支持两种切片模式,例如光栅扫描切片模式和矩形切片模式。在光栅扫描切片模式中,切片可以包括图片的图块光栅扫描中的图块序列。在矩形切片模式中,切片可以包括图片的多个砖块,图片的多个砖块可以共同形成该图片的矩形区域。矩形切片内的砖块按照切片的砖块光栅扫描的顺序排列。

图片可以被分区为图块和光栅扫描切片。图12示出了根据本公开的实施例的图片(1200)的光栅扫描切片分区的示例。图片(1200)可以被划分为12个图块(1201)-(1212)(例如,3列(或图块列)及4行(或图块行)中的12个图块)和3个光栅扫描切片(1221)-(1223)。例如,光栅扫描切片(1221)包括图块(1201)-(1202),光栅扫描切片(1222)包括图块(1203)-(1207),并且光栅扫描切片(1223)包括图块(1208)-(1212)。

图片可以被分区为图块和矩形切片。图13示出了根据本公开的实施例的图片(1300)的矩形切片分区的示例。图片(1300)可以被划分为24个图块(1301)-(1324)(例如,6列(或图块列)及4行(或图块行)中的24个图块)和9个矩形切片(1331)-(1339)。例如,矩形切片(1331)包括图块(1301)-(1302);矩形切片(1332)包括图块(1303)-(1304);矩形切片(1333)包括图块(1305)-(1306);矩形切片(1334)包括图块(1307)、(1308)、(1313)和(1314);矩形切片(1335)包括图块(1309)、(1310)、(1315)和(1316);矩形切片(1336)包括图块(1311)、(1312)、(1317)和(1318);矩形切片(1337)包括图块(1319)-(1320);矩形切片(1338)包括图块(1321)-(1322);并且矩形切片(1339)包括图块(1323)-(1324)。

图片可以被分区为图块、砖块和矩形切片。图14示出了根据本公开的实施例的被分区为图块、砖块(1401)-(1411)和矩形切片(1421)-(1424)的图片(1400)的示例。图片(1400)可以被划分为四个图块(例如,两个图块列和两个图块行)、十一个砖块(1401)-(1411)和四个矩形切片(1421)-(1424)。左上图块包括一个砖块(1401),右上图块包括五个砖块(1402)-(1406),左下图块包括两个砖块(1407)-(1408),并且右下图块包括三个砖块(1409)-(1411)。矩形切片(1421)包括砖块(1401)、(1407)和(1408);矩形切片(1422)包括砖块(1402)和(1403);矩形切片(1423)包括砖块(1404)-(1406);并且矩形切片(1424)包括砖块(1409)-(1411)。

可以使用树结构对CTU进行分区。在实施例中,诸如在HEVC中,可以通过使用被表示为编码树的四叉树或QT结构将CTU分割为一个或多个CU,以适应各种局部特性。可以在叶CU级别做出是否使用图片间(或时间)或图片内(或空间)预测来对图片区域进行编码的决定。可以根据PU分割类型将每一个叶CU进一步分割为一个、两个或四个PU。在PU内,可以应用相同的预测过程,并且可以在PU的基础上将相关信息传输到解码器。在通过应用基于PU分割类型的预测过程来获得残差块之后,可以根据类似于用于CU的编码树的QT结构来将叶CU分区为变换单元(TU)。在示例中,诸如在HEVC结构中,多个分区单元,诸如CU、PU和TU可以是不同的。

在实施例中,诸如在VVC中,使用二元和三元分割分段结构的具有嵌套多类型树的四叉树可以代替多分区单元类型的概念,并因此可以将CU、PU和TU概念的分离去除,并且可以为CU分区形状提供更大的灵活性。在一些示例中,当CU具有对于最大变换长度而言过大的大小时,可以针对CU、PU和/或TU使用不同的大小。在编码树结构中,CU可以具有正方形或矩形形状。CTU可以首先通过QT结构被分区。然后,QT叶节点可以通过多类型树(MTT)结构被进一步分区。

图15示出了根据本公开的实施例的MTT结构中的示例性分割类型(1521)-(1524)。分割类型(1521)-(1524)可以包括垂直二元分割(SPLIT_BT_VER)(1521)、水平二元分割(SPLIT_BT_HOR)(1522)、垂直三元分割(SPLIT_TT_VER)(1523)和水平三元分割(SPLIT_TT_HOR)(1524)。MTT叶节点可以被称为CU,并且除非CU对于最大变换长度而言过大,否则分段(或CU)可被用于预测和变换处理而无需任何进一步的分区。因此,在大多数情况下,CU、PU和TU在具有嵌套MTT编码块结构的QT中可以具有相同的块大小。当最大支持变换长度小于CU的颜色分量的宽度或高度时,会发生一种例外情况。

图16示出了根据本公开的实施例的用于具有嵌套MTT编码树结构的QT的分割标志信令的示例。图16图示了在具有嵌套MTT编码树结构的QT中的分区分割信息的示例性信令机制。节点(1611),例如CTU,可以被视为QT的根,并且可以在QT分割标志(例如,qt_split_flag)为真(例如,值“1”)时,首先通过QT结构被分区为QT节点,以生成QT节点(1621)。当QT分割标志(例如,qt_split_flag)为假(例如,值“0”)时,不使用QT分割对节点(1611)进行分割,并因此可以将其称为QT叶节点(1611)。每个QT叶节点(当足够大以允许它时)可以通过MTT结构被进一步分区,并可将其称为MTT节点。参考图16,QT叶节点或MTT节点(1611)可以使用MTT分割被进一步分区。

在MTT结构中,可以发信号通知第一标志(例如,mtt_split_cu_flag)以指示节点(1611)是否被进一步分区。当节点(1611)未被分区时(例如,mtt_split_cu_flag为“0”),节点(1611)被称为MTT叶节点(1611)。当节点(1611)被进一步分区时(例如,mtt_split_cu_flag为“1”),可以发信号通知第二标志(例如,mtt_split_cu_vertical_flag)以指示分割方向(水平分割或垂直分割),然后可以发信号通知第三标志(例如,mtt_split_cu_binary_flag)以指示分割是二元分割还是三元分割。因此,基于节点(1611)的垂直二元分割(例如,BT_VER_split)生成MTT节点(1651),基于节点(1611)的垂直三元分割(例如,TT_VER_split)生成MTT节点(1652),基于节点(1611)的水平二元分割(例如,BT_HOR_split)生成MTT节点(1653),以及基于节点(1611)的水平三元分割(例如,TT_HOR_split)生成MTT节点(1654)。

参考图17,基于第二标志(例如,mtt_split_cu_vertical_flag)和第三标志(例如,mtt_split_cu_binary_flag)的值,可以导出CU的MTT分割模式(例如,MttSplitMode),如表2所示。MTT分割模式可以包括垂直二元分割(例如,BT_VER_split或SPLIT_BT_VER)、垂直三元分割(例如,TT_VER_split或SPLIT_TT_VER)、水平二元分割(例如,BT_HOR_split或SPLIT_BT_HOR)、以及水平三元分割(例如,TT_HOR_split或SPLIT_TT_HOR)。

图18示出了根据本公开的实施例的具有嵌套MTT编码块结构的QT的示例。CTU(1800)可以被划分为具有QT和嵌套MTT编码块结构的多个CU,其中粗体块边缘表示QT分区,而其余边缘表示MTT分区。具有嵌套MTT分区的QT可以提供包括CU的内容自适应编码树结构。CU的大小可以是任何合适的大小。CU的大小可以与CTU(1800)一样大或以亮度样本为单位小至4×4。在示例中,对于4:2:0色度格式,最大色度CB大小可以是64×64,并且最小色度CB大小可以是2×2。

在诸如VVC等示例中,最大支持亮度变换大小为64×64,并且最大支持色度变换大小为32×32。当CB的宽度或高度大于最大变换宽度或高度时,CB可以在水平和/或垂直方向上被自动分割,以满足相应方向上的变换大小限制。

可以通过用于具有嵌套MTT编码树方案的QT的序列参数集(SPS)语法元素来定义和指定以下参数。以下参数可以包括(1)作为QT树的根节点大小的CTU大小,(2)作为最小允许QT叶节点大小的MinQTSize,(3)作为最大允许BT根节点大小的MaxBtSize,(4)作为最大允许TT根节点大小的MaxTtSize,(5)作为从QT叶分割的MTT的最大允许分层深度的MaxMttDepth,(6)作为最小允许BT叶节点大小的MinBtSize,(7)作为最小允许TT叶节点大小的MinTtSize等。

在具有嵌套MTT编码树结构的QT的示例中,CTU大小被设定为128×128亮度样本,具有4:2:0色度样本的两个对应的64×64块,MinQTSize被设定为16×16,MaxBtSize被设定为128×128,MaxTtSize被设定为64×64,MinBtSize和MinTtSize(对于宽度和高度两者)被设定为4×4,并且MaxMttDepth被设定为4。可以首先将QT分区应用于CTU以生成QT叶节点。QT叶节点可以具有从16×16(例如,MinQTSize)到128×128(例如,CTU大小)的大小。在示例中,如果QT叶节点为128×128,则QT叶节点不会通过BT被进一步分割,因为其大小超过MaxBtSize和MaxTtSize(例如,64×64)。否则,QT叶节点可以通过MTT被进一步分区。因此,QT叶节点也可以是MTT的根节点,并且可以具有为0的MTT深度(例如,MttDepth)。当MTT深度达到MaxMttDepth(例如,4)时,不再考虑进一步的分割。当MTT节点具有等于MinBtSize且小于或等于2×MinTtSize的宽度时,不再考虑进一步的水平分割。类似地,当MTT节点具有等于MinBtSize且小于或等于2×MinTtSize的高度时,不再考虑进一步的垂直分割。

在实施例中,为了允许64×64亮度块和32×32色度流水线设计,诸如在VVC硬件解码器中,当亮度编码块的宽度或高度大于第一阈值(例如,64)时,可以禁止TT分割,如图19所示。因此,不将TT分割应用于大于64的亮度编码块,诸如128×128亮度编码块。当色度编码块的宽度或高度大于第二阈值(例如,32)时,也可以禁止TT分割。参考图19,第一阈值为64,并且在亮度编码块(1911)-(1915)中禁止TT分割,因为亮度编码块(1911)-(1915)具有128x128的大小。例如,亮度编码块(1911)不被分割,而亮度编码块(1912)-(1913)使用BT进行分割。亮度编码块(1914)-(1915)首先被QT分割为64x64块。随后,可以将TT分割应用于具有64x64大小的亮度编码块(1921)-(1922)。

在实施例中,编码树方案支持亮度分量和对应的色度分量具有单独的块树结构的能力。在示例中,对于P和B切片,CTU中的亮度和色度CTB共享相同的编码树结构(例如,单个树)。对于I切片,CTU中的亮度和色度CTB可以具有单独的块树结构(例如,二叉树,dualtree),并且使用单独的块树结构的CTU的分区情况被称为二叉树分区。当应用二叉树分区时,可以通过亮度编码树结构(例如,DUAL_TREE_LUMA)将亮度CTB分区为亮度CU,并且可以通过色度编码树结构(例如,DUAL_TREE_CHROMA)将色度CTB分区为色度CU。因此,I切片中的CU可以包括亮度分量的编码块或者可以包括两个色度分量的编码块,并且P或B切片中的CU包括所有三个颜色分量的编码块,除非视频是单色的。

如下所述,CU可以在图片边界(也被称为边界)处被分割。在示例中,例如在HEVC中,当树节点块的一部分超过底部图片边界或右侧图片边界时,树节点块被强制分割,直到每个已编码CU的所有样本都位于图片边界内为止。

在一些示例中,可以应用以下分割规则:

–如果树节点块的一部分超过底部图片边界和右侧图片边界两者,

ο如果树节点块是QT节点并且树节点块的大小大于最小QT大小,则树节点块被强制以QT分割模式分割。

ο否则,树节点块被强制以SPLIT_BT_HOR模式分割。

–否则,如果树节点块的一部分超过底部图片边界,

ο如果树节点块是QT节点,并且树节点块的大小大于最小QT大小,并且树节点块的大小大于最大BT大小,则树节点块被强制以QT分割模式分割。

ο否则,如果树节点块是QT节点,并且树节点块的大小大于最小QT大小,并且树节点块的大小小于或等于最大BT大小,则树节点块被强制以QT分割模式或SPLIT_BT_HOR模式分割。

ο否则(树节点块是BTT节点或树节点块的大小小于或等于最小QT大小),树节点块被强制以SPLIT_BT_HOR模式分割。

–否则,如果树节点块的一部分超过右侧图片边界,

ο如果树节点块是QT节点,并且树节点块的大小大于最小QT大小,并且树节点块的大小大于最大BT大小,则树节点块被强制以QT分割模式分割。

ο否则,如果树节点块是QT节点,并且树节点块的大小大于最小QT大小,并且树节点块的大小小于或等于最大BT大小,则树节点块被强制以QT分割模式或SPLIT_BT_VER模式分割。

ο否则(树节点块是BTT节点或树节点块的大小小于或等于最小QT大小),树节点块被强制以SPLIT_BT_VER模式分割。

可以使用针对冗余CU分割的限制。具有嵌套MTT编码块结构的QT可以提供灵活的块分区结构。由于MTT中支持的分割类型,不同的分割模式可能会导致相同的编码块结构。在示例中,例如在VVC中,某些冗余分割模式是不允许的。

图20图示了根据本公开的实施例的BT分割和TT分割的冗余分割模式的示例。一方向上的两级连续BT分割可以具有与TT分割后跟中心分区的BT分割相同的编码块结构。在上述情况下,可以例如通过语法来防止(例如,不允许)针对TT分割的中心分区的BT分割(在给定方向上)。在示例中,上述限制被应用于每个图片中的CU。

在示例中,通过垂直方向上的两级连续BT分割(例如,第一级BT分割(2011)随后是第二级BT分割(2021)-(2022))来生成编码块结构(2001)。可以通过垂直TT分割(2012)和随后的垂直TT分割(2012)的中心分区的垂直BT分割(2023)来生成编码块结构(2002)。编码块结构(2001)可以与编码块结构(2002)相同,因此例如通过语法防止了针对TT分割(2012)的中心分区的BT分割(2023)(在垂直方向上)。

在示例中,通过水平方向上的两级连续BT分割(例如,第一级BT分割(2013)随后是第二级BT分割(2024)-(2025))来生成编码块结构(2003)。可以通过水平TT分割(2014)和随后的水平TT分割(2014)的中心分区的水平BT分割(2026)来生成编码块结构(2004)。编码块结构(2003)可以与编码块结构(2004)相同,因此例如通过语法防止了TT分割(2014)的中心分区的BT分割(2026)(在水平方向上)。

当如上所述禁止分割时,可以修改对应语法元素的信令以解决被禁止的情况。例如,参考图20,当识别出例如针对中心分区的CU禁止BT分割(2023)或(2026)的情况时,不发信号通知用于指定分割是BT分割还是TT分割的语法元素(例如,mtt_split_cu_binary_flag),并由解码器推断为等于0。因此,禁止针对CU进行BT分割。

虚拟流水线数据单元(VPDU)可以被定义为图片中的非重叠单元。在硬件解码器中,连续的VPDU可以由多个流水线级同时处理。VPDU大小可以与大多数流水线级中的缓冲区大小大致成比例,因此保持相对较小的VPDU大小非常重要。在各种示例中,例如在大多数硬件解码器中,可以将VPDU大小设定为最大变换块(TB)大小。在一些示例中,例如在VVC中,TT和BT分区可能会导致VPDU大小的增加。为了将VPDU大小保持为特定大小,诸如64x64亮度样本,可以应用以下规范性分区限制(具有示例性语法信令修改),如图21所示。图21示出了根据本公开的实施例的不允许的TT和BT分区的示例。

–对于宽度、高度或宽度和高度两者均等于128的CU,不允许TT分割。例如,不允许TT分割(2001)、(2002)和(2005)-(2008)。

–对于N≤64的128xN CU(即,宽度等于128且高度小于128),不允许水平BT分割。例如,对于128x64 CU,不允许水平BT分割(2004)。

–对于N≤64的Nx128 CU(即,高度等于128且宽度小于128),不允许垂直BT分割。例如,对于64x128 CU,不允许垂直BT分割(2003)。

下面描述帧内色度分区和预测限制。由于与亮度编码树相比,帧内图片中的二叉树可以在色度编码树中应用不同的分区,因此二叉树可以引入更长的编解码流水线。色度编码树中的QTBT MinQTSizeC的值范围、MinBtSizeY和MinTTSizeY可以允许小色度块,例如2x2、4x2和2x4。在示例中,MinQTSizeC指的是最小允许色度QT叶节点大小。因此,实际的解码器设计可能会极具挑战性。此外,诸如交叉分量线性模型(CCLM)、平面模式和角度模式等某些预测模式可以使用乘法。为了减轻上述挑战,可以在二叉树中将小色度块大小(例如,2x2、2x4和/或4x2)作为分区制约因素来加以限制。

在各种硬件视频编码器和解码器中,例如,由于相邻帧内块之间的样本处理数据依赖性,当图片具有更多的小帧内块时,处理吞吐量会降低。帧内块的预测器生成可以使用来自相邻块的上边界和左边界重建样本。因此,在示例中,帧内预测将逐块地顺序处理。

在一些示例中,例如在HEVC中,最小帧内CU是8x8亮度样本。最小帧内CU的亮度分量可以被进一步分割为四个4x4亮度帧内PU,而最小帧内CU的色度分量不能被进一步分割。因此,在示例中,当对4x4色度帧内块或4x4亮度帧内块进行处理时,可能会产生最坏情况的硬件处理吞吐量。在一些示例中,为了提高最坏情况下的吞吐量,通过约束色度帧内CB的分区来禁止小于16个色度样本的色度帧内CB。在单个编码树中,最小色度帧内预测单元(SCIPU)可以被定义为其色度块大小大于或等于16个色度样本且具有至少一个小于64个亮度样本的子亮度块的编码树节点。在每个SCIPU中,所有CB都是帧间预测的或非帧间预测的(例如,帧内预测或帧内块复制(IBC))。对于非帧间SCIPU,在示例中,非帧间SCIPU的一个或多个色度CB(多个)不被进一步分割,并且允许SCIPU的亮度CB被进一步分割。因此,最小色度帧内CB大小可以是16个色度样本,因此可以去除2x2、2x4和4x2色度CB。另外,在示例中,色度缩放不应用于非帧间SCIPU。在此,没有发信号通知附加语法,并且可以通过SCIPU中的第一亮度CB的预测模式来导出SCIPU是否是非帧间预测的。如果当前切片是I切片或者SCIPU在被进一步分割一次之后在其中具有4x4亮度分区(因为例如在VVC中不允许帧内4x4),则SCIPU的类型(帧内SCIPU或非帧内SCIPU)可以被推断为非帧内SCIPU;否则,在解析SCIPU中的CU之前,可以通过标志来指示SCIPU的类型。另外,可以考虑针对图片大小的约束,通过将图片宽度和高度考虑为max(8,MinCbSizeY)的倍数以回避图片角落处的2x2,2x4或4x2帧内色度块。

根据本公开的一些方面,诸如序列级别(SPS)、图片级别(在图片头中)、编码树单元级别等各种级别的信息可以包括与分区和块大小相关的语法。

图22示出了根据本公开的实施例的用于序列参数集(SPS)的示例性语法(2200)。语法(2200)可以包括原始字节序列有效载荷(RBSP)语法。RBSP可以指包括整数字节的语法结构,该整数字节被封装在网络抽象层(NAL)单元中并且为空或者具有包括语法元素,后跟RBSP停止位和零个或多个等于0的后续位的数据位串的形式。在示例中,RBSP停止位是RBSP中的最后一个非零位。

图23示出了根据本公开的实施例的用于图片头结构的示例性语法(2300)。

图24A至图24B示出了根据本公开的实施例的用于编码树单元的示例性语法(2400)。

图25A至图25D示出了根据本公开的实施例的用于编码树的示例性语法(2500)。

语法(2200)、(2300)、(2400)和(2500)包括可在下面描述的与分区和块大小相关的语义。

在示例中,下面描述序列参数集RBSP语义。

qtbtt_dual_tree_intra_flag等于1可以指定,对于I切片,使用隐式QT分割将每个CTU分割为具有64x64亮度样本的CU,且CU可为用于亮度和色度的两个单独coding_tree语法结构的根。qtbtt_dual_tree_intra_flag等于0可以指定,单独的coding_tree语法结构不用于I切片。当qtbtt_dual_tree_intra_flag不存在时,可以推断其等于0。

变量log2_min_luma_coding_block_size_minus2加2(即,log2_min_luma_coding_block_size_minus2+2)可以指定最小亮度编码块大小。log2_min_luma_coding_block_size_minus2的值范围可以在0至log2_ctu_size_minus5+3(包括端值)的范围内。

可以如下导出变量MinCbLog2SizeY、MinCbSizeY、IbcBufWidthY、IbcBufWidthC和Vsize:

MinCbLog2SizeY=log2_min_luma_coding_block_size_minus2+2 (1)

MinCbSizeY=1<<MinCbLog2SizeY (2)

IbcBufWidthY=256×128/CtbSizeY (3)

IbcBufWidthC=IbcBufWidthY/SubWidthC (4)

VSize=Min(64,CtbSizeY) (5)

MinCbSizeY的值可以小于或等于VSize。

可以如下导出变量CtbWidthC和CtbHeightC,其分别指定每个色度CTB的阵列的宽度和高度:

–如果chroma_format_idc等于0(单色)或separate_colour_plane_flag等于1,则CtbWidthC和CtbHeightC两者均等于0。

–否则,如下导出CtbWidthC和CtbHeightC:

CtbWidthC=CtbSizeY/SubWidthC (6)

CtbHeightC=CtbSizeY/SubHeightC (7)

对于范围从0至4(包括端值)的log2BlockWidth以及范围从0至4(包括端值)的log2BlockHeight,可以使用1<<log2BlockWidth和1<<log2BlockHeight作为输入来调用右上对角线和光栅扫描次序阵列初始化过程,且可以将输出分配给DiagScanOrder[log2BlockWidth][log2BlockHeight]和Raster2DiagScanPos[log2BlockWidth][log2BlockHeight]。

对于范围从0至6(包括端值)的log2BlockWidth以及范围从0至6(包括端值)的log2BlockHeight,可以使用1<<log2BlockWidth和1<<log2BlockHeight作为输入来调用水平和垂直遍历扫描次序阵列初始化过程,且可以将输出分配给HorTravScanOrder[log2BlockWidth][log2BlockHeight]和VerTravScanOrder[log2BlockWidth][log2BlockHeight]。

partition_constraints_override_enabled_flag等于1可以指定,在参考SPS的图片头(PH)中存在partition_constraints_override_flag。

partition_constraints_override_enabled_flag等于0可以指定,在参考SPS的PH中不存在partition_constraints_override_flag。

sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_luma可以指定,由CTU的QT分割产生的亮度叶块的、以亮度样本为单位的最小大小的以2为底的对数与参考SPS的slice_type等于2(指示I切片)的切片中的亮度CU的、以亮度样本为单位的最小编码块大小的以2为底的对数之间的默认差值。当partition_constraints_override_enabled_flag等于1时,默认差值可以被参考SPS的PH中存在的pic_log2_diff_min_qt_min_cb_luma覆盖。sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_luma的值可以在0至CtbLog2SizeY-MinCbLog2SizeY(包括端值)的范围内。可以如下导出由CTU的QT分割产生的亮度叶块的、以亮度样本为单位的最小大小的以2为底的对数:

MinQtLog2SizeIntraY=

sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_luma+MinCbLog2SizeY (8)

sps_log2_diff_min_qt_min_cb_inter_slice可以指定,由CTU的QT分割产生的亮度叶块的、以亮度样本为单位的最小大小的以2为底的对数与参考SPS的slice_type等于0(指示B切片)或1(指示P切片)的切片中的亮度CU的、以亮度样本为单位的最小亮度编码块大小的以2为底的对数之间的默认差值。当partition_constraints_override_enabled_flag等于1时,默认差值可以被参考SPS的PH中存在的pic_log2_diff_min_qt_min_cb_luma覆盖。sps_log2_diff_min_qt_min_cb_inter_slice的值可以在0至CtbLog2SizeY-MinCbLog2SizeY(包括端值)的范围内。可以如下导出由CTU的QT分割产生的亮度叶块的、以亮度样本为单位的最小大小的以2为底的对数:

MinQtLog2SizeInterY=sps_log2_diff_min_qt_min_cb_inter_slice+MinCbLog2SizeY (9)

sps_max_mtt_hierarchy_depth_inter_slice可以指定,由参考SPS的、slice_type等于0(指示B切片)或1(指示P切片)的切片中的QT叶的MTT分割产生的编码单元的默认最大分层深度。当partition_constraints_override_enabled_flag等于1时,默认最大分层深度可以被参考SPS的PH中存在的pic_max_mtt_hierarchy_depth_inter_slice覆盖。sps_max_mtt_hierarchy_depth_inter_slice的值可以在0至2×(CtbLog2SizeY-MinCbLog2SizeY)(包括端值)的范围内。

sps_max_mtt_hierarchy_depth_intra_slice_luma可以指定,由参考SPS的、slice_type等于2(指示I切片)的切片中的QT叶的MTT分割产生的编码单元的默认最大分层深度。当partition_constraints_override_enabled_flag等于1时,默认最大分层深度可以由参考SPS的PH中存在的pic_max_mtt_hierarchy_depth_intra_slice_luma覆盖。sps_max_mtt_hierarchy_depth_intra_slice_luma的值可以在0至2×(CtbLog2SizeY-MinCbLog2SizeY)(包括端值)的范围内。

sps_log2_diff_max_bt_min_qt_intra_slice_luma可以指定,可使用二元分割来分割的亮度编码块的、以亮度样本为单位的最大大小(宽度或高度)的以2为底的对数与由参考SPS的、slice_type等于2(指示I切片)的切片中的CTU的QT分割产生的亮度叶块的、以亮度样本为单位的最小大小(宽度或高度)之间的默认差值。当partition_constraints_override_enabled_flag等于1时,默认差值可以被参考SPS的PH中存在的pic_log2_diff_max_bt_min_qt_luma覆盖。sps_log2_diff_max_bt_min_qt_intra_slice_luma的值可以在0至CtbLog2SizeY-MinQtLog2SizeIntraY(包括端值)的范围内。当sps_log2_diff_max_bt_min_qt_intra_slice_luma不存在时,sps_log2_diff_max_bt_min_qt_intra_slice_luma的值可以被推断为等于0。

sps_log2_diff_max_tt_min_qt_intra_slice_luma可以指定,可使用三元分割来分割的亮度编码块的、以亮度样本为单位的最大大小(宽度或高度)的以2为底的对数与由参考SPS的、slice_type等于2(指示I切片)的切片中的CTU的QT分割产生的亮度叶块的、以亮度样本为单位的最小大小(宽度或高度)之间的默认差值。当partition_constraints_override_enabled_flag等于1时,默认差值可以被参考SPS的PH中存在的pic_log2_diff_max_tt_min_qt_luma覆盖。sps_log2_diff_max_tt_min_qt_intra_slice_luma的值可以在0至CtbLog2SizeY-MinQtLog2SizeIntraY(包括端值)的范围内。当sps_log2_diff_max_tt_min_qt_intra_slice_luma不存在时,sps_log2_diff_max_tt_min_qt_intra_slice_luma的值可以被推断为等于0。

sps_log2_diff_max_bt_min_qt_inter_slice可以指定,可使用二元分割来分割的亮度编码块的、以亮度样本为单位的最大大小(宽度或高度)的以2为底的对数与由参考SPS的、slice_type等于0(指示B切片)或1(指示P切片)的切片中的CTU的QT分割产生的亮度叶块的、以亮度样本为单位的最小大小(宽度或高度)之间的默认差值。当partition_constraints_override_enabled_flag等于1时,默认差值可以被参考SPS的PH中存在的pic_log2_diff_max_bt_min_qt_luma覆盖。sps_log2_diff_max_bt_min_qt_inter_slice的值可以在0至CtbLog2SizeY-MinQtLog2SizeInterY(包括端值)的范围内。当sps_log2_diff_max_bt_min_qt_inter_slice不存在时,sps_log2_diff_max_bt_min_qt_inter_slice的值可以被推断为等于0。

sps_log2_diff_max_tt_min_qt_inter_slice可以指定,可使用三元分割来分割的亮度编码块的、以亮度样本为单位的最大大小(宽度或高度)的以2为底的对数与由参考SPS的、slice_type等于0(指示B切片)或1(指示P切片)的切片中的CTU的QT分割产生的亮度叶块的、以亮度样本为单位的最小大小(宽度或高度)之间的默认差值。当partition_constraints_override_enabled_flag等于1时,默认差值可以被参考SPS的PH中存在的pic_log2_diff_max_tt_min_qt_luma覆盖。sps_log2_diff_max_tt_min_qt_inter_slice的值可以在0至CtbLog2SizeY-MinQtLog2SizeInterY(包括端值)的范围内。当sps_log2_diff_max_tt_min_qt_inter_slice不存在时,sps_log2_diff_max_tt_min_qt_inter_slice的值可以被推断为等于0。

sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma可以指定,由treeType等于DUAL_TREE_CHROMA的色度CTU的四叉树分割产生的色度叶块的、以亮度样本为单位的最小大小的以2为底的对数与参考SPS的、slice_type等于2的切片(指示I切片)中的、treeType等于DUAL_TREE_CHROMA的色度CU的、以亮度样本为单位的最小编码块大小的以2为底的对数之间的默认差值。当partition_constraints_override_enabled_flag等于1时,默认差值可以被参考SPS的PH中存在的pic_log2_diff_min_qt_min_cb_chroma覆盖。sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma的值可在0至CtbLog2SizeY-MinCbLog2SizeY(包括端值)的范围内。当不存在时,sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma的值可以推断为等于0。可以如下导出由treeType等于DUAL_TREE_CHROMA的CTU的QT分割产生的色度叶块的、以亮度样本为单位的最小大小的以2为底的对数:

MinQtLog2SizeIntraC=sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma+MinCbLog2SizeY (10)

sps_max_mtt_hierarchy_depth_intra_slice_chroma可以指定,由参考SPS的、slice_type等于2(指示I切片)的切片中的、treeType等于DUAL_TREE_CHROMA的色度四叉树叶的多类型树分割产生的色度编码单元的默认最大分层深度。当partition_constraints_override_enabled_flag等于1时,默认最大分层深度可以被参考SPS的PH中存在的pic_max_mtt_hierarchy_depth_chroma覆盖。sps_max_mtt_hierarchy_depth_intra_slice_chroma的值可以在0至2×(CtbLog2SizeY-MinCbLog2SizeY)(包括端值)的范围内。当不存在时,sps_max_mtt_hierarchy_depth_intra_slice_chroma的值可以被推断为等于0。

sps_log2_diff_max_bt_min_qt_intra_slice_chroma可以指定,可使用二元分割来分割的色度编码块的、以亮度样本为单位的最大大小(宽度或高度)的以2为底的对数与由参考SPS的、slice_type等于2(指示I切片)的切片中的、treeType等于DUAL_TREE_CHROMA的色度CTU的QT分割产生的色度叶块的、以亮度样本为单位的最小大小(宽度或高度)之间的默认差值。当partition_constraints_override_enabled_flag等于1时,默认差值可以被参考SPS的PH中存在的pic_log2_diff_max_bt_min_qt_chroma覆盖。sps_log2_diff_max_bt_min_qt_intra_slice_chroma的值可在0至CtbLog2SizeY-MinQtLog2SizeIntraC(包括端值)的范围内。当sps_log2_diff_max_bt_min_qt_intra_slice_chroma不存在时,sps_log2_diff_max_bt_min_qt_intra_slice_chroma的值可以被推断为等于0。

sps_log2_diff_max_tt_min_qt_intra_slice_chroma可以指定,可使用三元分割来分割的色度编码块的、以亮度样本为单位的最大大小(宽度或高度)的以2为底的对数与由参考SPS的、slice_type等于2(指示I切片)的切片中的、treeType等于DUAL_TREE_CHROMA的色度CTU的四叉树分割产生的色度叶块的、以亮度样本为单位的最小大小(宽度或高度)之间的默认差值。当partition_constraints_override_enabled_flag等于1时,默认差值可以被参考SPS的PH中存在的pic_log2_diff_max_tt_min_qt_chroma覆盖。sps_log2_diff_max_tt_min_qt_intra_slice_chroma的值可在0至CtbLog2SizeY-MinQtLog2SizeIntraC(包括端值)的范围内。当sps_log2_diff_max_tt_min_qt_intra_slice_chroma不存在时,sps_log2_diff_max_tt_min_qt_intra_slice_chroma的值可以被推断为等于0。

sps_max_luma_transform_size_64_flag等于1可以指定,以亮度样本为单位的最大变换大小等于64。sps_max_luma_transform_size_64_flag等于0可以指定,以亮度样本为单位的最大变换大小等于32。当CtbSizeY小于64时,sps_max_luma_transform_size_64_flag的值可以等于0。

可以如下导出变量MinTbLog2SizeY、MaxTbLog2SizeY、MinTbSizeY和MaxTbSizeY:

MinTbLog2SizeY=2 (11)

MaxTbLog2SizeY=sps_max_luma_transform_size_64_flag?6:5 (12)

MinTbSizeY=1<<MinTbLog2SizeY (13)

MaxTbSizeY=1<<MaxTbLog2SizeY (14)

此外,在示例中,如下描述图片头结构语义。

具体地,ph_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_luma用于指定,由CTU的四叉树分割产生的亮度叶块的、以亮度样本为单位的最小大小的以2为底的对数与和图片头相关联的、slice_type等于2(指示I切片)的切片中的亮度CU的、以亮度样本为单位的最小编码块大小的以2为底的对数之间的差值。在示例中,ph_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_luma的值在0至CtbLog2SizeY-MinCbLog2SizeY(包括端值)的范围内。当不存在时,ph_log2_diff_min_qt_min_cb_luma的值可以被推断为等于sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_luma。

此外,ph_max_mtt_hierarchy_depth_intra_slice_luma用于指定,由与图片头相关联的、slice_type等于2(指示I切片)的切片中的四叉树叶的多类型树分割产生的编码单元的最大分层深度。在示例中,ph_max_mtt_hierarchy_depth_intra_slice_luma的值在0至2×(CtbLog2SizeY-MinCbLog2SizeY)(包括端值)的范围内。当不存在时,ph_max_mtt_hierarchy_depth_intra_slice_luma的值可以被推断为等于sps_max_mtt_hierarchy_depth_intra_slice_luma。

此外,ph_log2_diff_max_bt_min_qt_intra_slice_luma用于指定,可使用二元分割来分割的亮度编码块的、以亮度样本为单位的最大大小(宽度或高度)的以2为底的对数与由和图片头相关联的、slice_type等于2(指示I切片)的切片中的CTU的四叉树分割产生的亮度叶块的、以亮度样本为单位的最小大小(宽度或高度)之间的差值。在示例中,ph_log2_diff_max_bt_min_qt_intra_slice_luma的值在0至CtbLog2SizeY-MinQtLog2SizeIntraY(包括端值)的范围内。当不存在时,ph_log2_diff_max_bt_min_qt_intra_slice_luma的值可以被推断为等于sps_log2_diff_max_bt_min_qt_intra_slice_luma。

此外,ph_log2_diff_max_tt_min_qt_intra_slice_luma用于指定,可使用三元分割来分割的亮度编码块的、以亮度样本为单位的最大大小(宽度或高度)的以2为底的对数与由和图片头相关联的、slice_type等于2(指示I切片)的切片中的CTU的四叉树分割产生的亮度叶块的、以亮度样本为单位的最小大小(宽度或高度)之间的差值。在示例中,ph_log2_diff_max_tt_min_qt_intra_slice_luma的值应在0至CtbLog2SizeY-MinQtLog2SizeIntraY(含)的范围内。当不存在时,ph_log2_diff_max_tt_min_qt_intra_slice_luma的值可以被推断为等于sps_log2_diff_max_tt_min_qt_intra_slice_luma。

此外,ph_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma用于指定,由treeType等于DUAL_TREE_CHROMA的色度CTU的四叉树分割产生的色度叶块的、以亮度样本为单位的最小大小的以2为底的对数与由和图片头相关联的、slice_type等于2(指示I切片)的切片中的、treeType等于DUAL_TREE_CHROMA的色度CU的、以亮度样本为单位的最小编码块大小的以2为底的对数之间的差值。在示例中,ph_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma的值在0至CtbLog2SizeY-MinCbLog2SizeY(包括端值)的范围内。当不存在时,ph_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma的值可以被推断为等于sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma。

此外,ph_max_mtt_hierarchy_depth_intra_slice_chroma用于指定,由与图片头相关联的、slice_type等于2(指示I切片)的切片中的、treeType等于DUAL_TREE_CHROMA的色度四叉树叶的多类型树分割产生的色度编码单元的最大分层深度。在示例中,ph_max_mtt_hierarchy_depth_intra_slice_chroma的值在0至2×(CtbLog2SizeY-MinCbLog2SizeY)(包括端值)的范围内。当不存在时,ph_max_mtt_hierarchy_depth_intra_slice_chroma的值可以被推断为等于sps_max_mtt_hierarchy_depth_intra_slice_chroma。

此外,ph_log2_diff_max_bt_min_qt_intra_slice_chroma用于指定,可使用二元分割来分割的色度编码块的、以亮度样本为单位的最大大小(宽度或高度)的以2为底的对数与由和图片头相关联的、slice_type等于2(指示I切片)的切片中的、treeType等于DUAL_TREE_CHROMA的色度CTU的四叉树分割产生的色度叶块的、以亮度样本为单位的最小大小(宽度或高度)之间的差值。在示例中,ph_log2_diff_max_bt_min_qt_intra_slice_chroma的值应在0至CtbLog2SizeY-MinQtLog2SizeIntraC(包括端值)的范围内。当不存在时,ph_log2_diff_max_bt_min_qt_intra_slice_chroma的值可以被推断为等于sps_log2_diff_max_bt_min_qt_intra_slice_chroma。

此外,ph_log2_diff_max_tt_min_qt_intra_slice_chroma用于指定,可使用三元分割来分割的色度编码块的、以亮度样本为单位的最大大小(宽度或高度)的以2为底的对数与由和图片头相关联的、slice_type等于2(指示I切片)的切片中的、treeType等于DUAL_TREE_CHROMA的色度CTU的四叉树分割产生的色度叶块的、以亮度样本为单位的最小大小(宽度或高度)之间的差值。在示例中,ph_log2_diff_max_tt_min_qt_intra_slice_chroma的值应在0至CtbLog2SizeY-MinQtLog2SizeIntraC(包括端值)的范围内。当不存在时,ph_log2_diff_max_tt_min_qt_intra_slice_chroma的值可以被推断为等于sps_log2_diff_max_tt_min_qt_intra_slice_chroma

此外,可以在下面描述一些切片头语义。

例如,slice_type用于指定切片的编解码类型,例如根据图26中的表3。在示例中,当切片的slice_type的值为0时,该切片为B切片;当切片的slice_type的值为1时,该切片为P切片;当切片的slice_type的值为2时,该切片是I切片。在示例中,当slice_type不存在时,slice_type的值被推断为等于2。

在另一示例中,当ph_intra_slice_allowed_flag等于0时,slice_type的值可以为0或1。当nal_unit_type在IDR_W_RADL至CRA_NUT(包括端值)的范围内,且vps_independent_layer_flag[GeneralLayerIdx[nuh_layer_id]]等于1时,slice_type可以为2。

在一些示例中,如下导出变量MinQtLog2SizeY、MinQtLog2SizeC、MinQtSizeY、MinQtSizeC、MaxBtSizeY、MaxBtSizeC、MinBtSizeY、MaxTtSizeY、MaxTtSizeC、MinTtSizeY、MaxMttDepthY和MaxMttDepthC。

例如,如果slice_type等于2(指示I切片),则可以应用以下内容:

MinQtLog2SizeY=MinCbLog2SizeY+ph_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_luma (15)

MinQtLog2SizeC=MinCbLog2SizeY+ph_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma (16)

MaxBtSizeY=1<<(MinQtLog2SizeY+ph_log2_diff_max_bt_min_qt_intra_slice_luma) (17)

MaxBtSizeC=1<<(MinQtLog2SizeC+ph_log2_diff_max_bt_min_qt_intra_slice_chroma) (18)

MaxTtSizeY=1<<(MinQtLog2SizeY+ph_log2_diff_max_tt_min_qt_intra_slice_luma) (19)

MaxTtSizeC=1<<(MinQtLog2SizeC+ph_log2_diff_max_tt_min_qt_intra_slice_chroma) (20)

MaxMttDepthY=ph_max_mtt_hierarchy_depth_intra_slice_luma (21)

MaxMttDepthC=ph_max_mtt_hierarchy_depth_intra_slice_chroma (22)

CuQpDeltaSubdiv=ph_cu_qp_delta_subdiv_intra_slice (23)

CuChromaQpOffsetSubdiv=ph_cu_chroma_qp_offset_subdiv_intra_slice (24)

否则,slice_type等于0(B)或1(P),则可以应用以下内容:

MinQtLog2SizeY=MinCbLog2SizeY+ph_log2_diff_min_qt_min_cb_inter_slice (25)

MinQtLog2SizeC=MinCbLog2SizeY+ph_log2_diff_min_qt_min_cb_inter_slice (26)

MaxBtSizeY=1<<(MinQtLog2SizeY+ph_log2_diff_max_bt_min_qt_inter_slice) (27)

MaxBtSizeC=1<<(MinQtLog2SizeC+ph_log2_diff_max_bt_min_qt_inter_slice) (28)

MaxTtSizeY=1<<(MinQtLog2SizeY+ph_log2_diff_max_tt_min_qt_inter_slice) (29)

MaxTtSizeC=1<<(MinQtLog2SizeC+ph_log2_diff_max_tt_min_qt_inter_slice) (30)

MaxMttDepthY=ph_max_mtt_hierarchy_depth_inter_slice (31)

MaxMttDepthC=ph_max_mtt_hierarchy_depth_inter_slice (32)

CuQpDeltaSubdiv=ph_cu_qp_delta_subdiv_inter_slice (33)

CuChromaQpOffsetSubdiv=ph_cu_chroma_qp_offset_subdiv_inter_slice (34)

也适用以下内容:

MinQtSizeY=1<<MinQtLog2SizeY (35)

MinQtSizeC=1<<MinQtLog2SizeC (36)

MinBtSizeY=1<<MinCbLog2SizeY (37)

MinTtSizeY=1<<MinCbLog2SizeY (38)

在示例中,可以描述如下编码树语义。在一些示例中,可以如下导出变量allowSplitQt、allowSplitBtVer、allowSplitBtHor、allowSplitTtVer和allowSplitTtHor。

在示例中,可以以被设定等于cbWidth的编码块大小cbSize、当前多类型树深度mttDepth、treeTypeCurr和modeTypeCurr作为输入来调用允许的四元分割过程,并且将输出分配给allowSplitQt。

可以导出变量minQtSize、maxBtSize、maxTtSize和maxMttDepth。如果treeType等于DUAL_TREE_CHROMA,则分别将minQtSize、maxBtSize、maxTtSize和maxMttDepth设定为等于MinQtSizeC、MaxBtSizeC、MaxTtSizeC和MaxMttDepthC+depthOffset;否则,分别将minQtSize、maxBtSize、maxTtSize和maxMttDepth设定为等于MinQtSizeY、MaxBtSizeY、MaxTtSizeY和MaxMttDepthY+depthOffset。

可以以二元分割模式SPLIT_BT_VER、编码块宽度cbWidth、编码块高度cbHeight、位置(x0,y0)、当前多类型树深度mttDepth、具有偏移量的最大多类型树深度maxMttDepth、最大二叉树大小maxBtSize、最小四叉树大小minQtSize、当前分区索引partIdx、treeTypeCurr和modeTypeCurr作为输入,来调用允许的二元分割过程,并且将输出分配给allowSplitBtVer。

可以以二元分割模式SPLIT_BT_HOR、编码块高度cbHeight、编码块宽度cbWidth、位置(x0,y0)、当前多类型树深度mttDepth、具有偏移量的最大多类型树深度maxMttDepth、最大二叉树大小maxBtSize、最小四叉树大小minQtSize、当前分区索引partIdx、treeTypeCurr和modeTypeCurr作为输入,调用允许的二元分割过程,并且将输出分配为allowSplitBtHor。

可以以三元分割模式SPLIT_TT_VER、编码块宽度cbWidth、编码块高度cbHeight、位置(x0,y0)、当前多类型树深度mttDepth、具有偏移量的最大多类型树深度maxMttDepth、最大三叉树大小maxTtSize、treeTypeCurr和modeTypeCurr作为输入,调用允许的三元分割过程,并且将输出分配给allowSplitTtVer。

可以以三元分割模式SPLIT_TT_HOR、编码块高度cbHeight、编码块宽度cbWidth、位置(x0,y0)、当前多类型树深度mttDepth、具有偏移量的最大多类型树深度maxMttDepth、最大三叉树大小maxTtSize、treeTypeCurr和modeTypeCurr作为输入,调用允许的三元分割过程,并且将输出分配为allowSplitTtHor。

在示例中,split_cu_flag是用以指定是否对编码单元进行分割的标志。例如,split_cu_flag等于0指定,编码单元不被分割;split_cu_flag等于1指定,编码单元如语法元素split_qt_flag所指示的,使用四元分割被分割为四个编码单元,或者如语法元素mtt_split_cu_binary_flag所指示的,使用二元分割被分割为两个编码单元或使用三元分割被分割为三个编码单元。如语法元素mtt_split_cu_vertical_flag指示的,二元或三元分割可以是垂直的或水平的。

当split_cu_flag不存在时,split_cu_flag的值被如下推断。如果以下条件中的一个或多个为真,则split_cu_flag的值被推断为等于1。条件包括(1)x0+cbWidth大于pic_width_in_luma_samples和(2)y0+cbHeight大于pic_height_in_luma_samples。否则(没有一个条件为真),split_cu_flag的值被推断为等于0。

此外,split_qt_flag指定,编码单元是否被分割为具有一半水平和垂直大小的编码单元。在一些示例中,当split_qt_flag不存在时,适用以下内容。如果以下所有条件均为真,则split_qt_flag被推断为等于1。条件包括(1)split_cu_flag等于1;以及(2)allowSplitQt、allowSplitBtHor、allowSplitBtVer、allowSplitTtHor和allowSplitTtVer等于FALSE。否则(并非所有条件均为真),如果allowSplitQt等于TRUE,则split_qt_flag的值被推断为等于1;否则(allowSplitQt不等于真),split_qt_flag的值被推断为等于0。

此外,mtt_split_cu_vertical_flag等于0指定,编码单元被水平分割。mtt_split_cu_vertical_flag等于1指定,编码单元被垂直分割。当mtt_split_cu_vertical_flag不存在时,推断出mtt_split_cu_vertical_flag。例如,如果allowSplitBtHor等于TRUE或者allowSplitTtHor等于TRUE,则mtt_split_cu_vertical_flag的值被推断为等于0。否则,mtt_split_cu_vertical_flag的值被推断为等于1。

此外,mtt_split_cu_binary_flag等于0指定,使用三元分割将编码单元分割为三个编码单元。mtt_split_cu_binary_flag等于1指定,使用二元分割将编码单元分割为两个编码单元。当mtt_split_cu_binary_flag不存在时,可以如下推断出mtt_split_cu_binary_flag:

–如果allowSplitBtVer等于FALSE且allowSplitBtHor等于FALSE,则mtt_split_cu_binary_flag的值被推断为等于0。

–否则,如果allowSplitTtVer等于FALSE且allowSplitTtHor等于FALSE,则mtt_split_cu_binary_flag的值被推断为等于1。

–否则,如果allowSplitBtHor等于TRUE且allowSplitTtVer等于TRUE,则mtt_split_cu_binary_flag的值被推断为等于1-mtt_split_cu_vertical_flag。

–否则(allowSplitBtVer等于TRUE且allowSplitTtHor等于TRUE),mtt_split_cu_binary_flag的值被推断为等于mtt_split_cu_vertical_flag。

在一些示例中,变量MttSplitMode[x][y][mttDepth]是从mtt_split_cu_vertical_flag的值以及从mtt_split_cu_binary_flag的值导出的,如图17的表2中针对x=x0..x0+cbWidth-1和y=y0..y0+cbHeight-1所定义的。

在一些示例中,变量MttSplitMode[x0][y0][mttDepth]表示如图15中所示的多类型树内的编码单元的水平及垂直的二元及三元分割。数组索引x0,y0指定,所考虑的编码块的左上亮度样本相对于图片的左上亮度样本的位置(x0,y0)。

在一些示例中,如下导出变量modeTypeCondition:

–如果以下条件中的一个或多个为真,则modeTypeCondition被设定为等于0:

–slice_type等于I且qtbtt_dual_tree_intra_flag等于1。

–modeTypeCurr不等于MODE_TYPE_ALL。

–chroma_format_idc等于0。

–chroma_format_idc等于3。

–否则,如果以下条件之一为真,则modeTypeCondition被设定为等于1:

–cbWidth×cbHeight等于64且split_qt_flag等于1。

–cbWidth×cbHeight等于64且MttSplitMode[x0][y0][mttDepth]等于SPLIT_TT_HOR或SPLIT_TT_VER。

–cbWidth×cbHeight等于32且MttSplitMode[x0][y0][mttDepth]等于SPLIT_BT_HOR或SPLIT_BT_VER。

–否则,如果以下条件之一为真,则modeTypeCondition被设定为等于1+(slice_type!=I?1:0):

–cbWidth×cbHeight等于64且MttSplitMode[x0][y0][mttDepth]等于SPLIT_BT_HOR或SPLIT_BT_VER且chroma_format_idc等于1。

–cbWidth×cbHeight等于128且MttSplitMode[x0][y0][mttDepth]等于SPLIT_TT_HOR或SPLIT_TT_VER且chroma_format_idc等于1。

–cbWidth等于8且MttSplitMode[x0][y0][mttDepth]等于SPLIT_BT_VER。

–cbWidth等于16且MttSplitMode[x0][y0][mttDepth]等于SPLIT_TT_VER。

–否则,modeTypeCondition被设定为等于0。

在一些示例中,mode_constraint_flag等于0指定,当前编码树节点内的编码单元仅可使用帧间预测编解码模式;mode_constraint_flag等于1指定,当前编码树节点内的编码单元不能使用帧间预测编解码模式。

分区可用性相关过程的示例,例如VVC中,如下所述。

在实施例中,下面描述了允许的四元分割方法。允许的四元分割过程的输入可以包括:

a)以亮度样本为单位的编码块大小(或cbSize),

b)MTT深度(或mttDepth),

c)变量树类型(或treeType),其指定是使用单树(或SINGLE_TREE)还是使用二叉树来对编码树节点进行分区,以及当使用二叉树时,当前处理的是亮度(DUAL_TREE_LUMA)还是色度分量(DUAL_TREE_CHROMA),

d)变量模式类型(也被称为预测模式类型,例如modeType),其指定针对编码树节点内的编码单元,是否可使用帧内模式(或帧内预测模式,MODE_INTRA)、IBC模式(或MODE_IBC)及帧间编解码模式(即,MODE_TYPE_ALL),或是否仅可使用帧内和IBC编解码模式(即,MODE_TYPE_INTRA),或是否仅可使用帧间编解码模式(即,MODE_TYPE_INTER)。在示例中,MODE_TYPE_ALL指示可以使用帧内、IBC及帧间编解码模式。

以亮度样本为单位的编码块大小(或cbSize)可以以亮度样本来表示色度编码块(或色度块)的块大小。因此,以色度样本为单位的色度编码块的块大小可以基于以亮度样本为单位的编码块大小(或cbSize)和对应的色度子采样比率,诸如色度水平子采样比率或水平方向上的色度子采样比率(例如,SubWidthC)来确定。例如,对于色度格式4:2:0,以亮度样本为单位的编码块大小(或cbSize)为16,因此当使用亮度样本作为单位来表示时,色度编码块的块大小为16,或者当使用色度样本作为单位来表示时,色度编码块的块大小为8。

在示例中,编码块大小cbSize被设定为等于以亮度样本为单位的编码块大小的宽度(cbWidth)。例如,对于色度格式4:2:2,以亮度样本为单位的编码块大小的宽度为16个亮度样本,并且色度水平子采样比率(SubWidthC)为2,因此色度编码块的块大小可以在以亮度样本为单位时为16或在以色度样本为单位时为16/2(或8)。此外,对于色度格式4:2:2,以亮度样本为单位的编码块大小的高度为16个亮度样本,并且色度垂直子采样比率(SubHeightC)为1,因此色度编码块的高度可以在以亮度样本为单位时是16或在以色度样本为单位时为16。

允许的四元分割过程的输出可以包括变量allowSplitQt,其指示QT分割是允许的(例如,allowSplitQt为TRUE)还是不允许的(例如,allowSplitQt为FALSE)。可以如下导出变量allowSplitQt:

–如果以下条件(也被称为用于QT分割的条件)中的一个或多个为真,则变量allowSplitQt可被设定为等于FALSE,并且不允许QT分割(或QT分割):

ο(a)treeType等于SINGLE_TREE或DUAL_TREE_LUMA,且cbSize小于或等于MinQtSizeY

ο(b)treeType等于DUAL_TREE_CHROMA,且cbSize/SubWidthC小于或等于MinQtSizeC

ο(c)mttDepth不等于0

ο(d)treeType等于DUAL_TREE_CHROMA,且(cbSize/SubWidthC)小于或等于4

ο(e)treeType等于DUAL_TREE_CHROMA,且modeType等于MODE_TYPE_INTRA

–否则,可以将allowSplitQt设定为等于TRUE。因此,可以允许QT分割(或QT)。

在各种示例中,某些条件,例如上述的条件(b)、(d)和(e),包括treeType等于DUAL_TREE_CHROMA,因此条件(b)、(d)和(e)在将QT分割应用于色度块时可以为真,而在将QT分割应用于亮度块时不能为真。因此,用于QT分割的条件(b)、(d)和(e)可以被称为用于色度QT分割(或色度QT分割)的条件。

可以修改和/或省略条件(a)-(e)中的一个或多个。附加条件可以添加到条件(a)-(e)中。

在示例中,编码树语义包括可被如下导出的变量allowSplitQt:可以以被设定等于cbWidth(例如,以亮度样本为单位)的编码块大小cbSize、当前多类型树深度mttDepth、treeTypeCurr和modeTypeCurr作为输入,来调用允许的四元分割过程,并且可以将输出分配给allowSplitQt。

在实施例中,下面描述了允许的二元分割过程。允许的二元分割过程的输入可以包括:

a)二元分割模式(或btSplit),

b)以亮度样本为单位的编码块宽度(或cbWidth),

c)以亮度样本为单位的编码块高度(或cbHeight),

d)所考虑的编码块的左上亮度样本相对于图片的左上亮度样本的位置(x0,y0),

e)多类型树深度(或mttDepth),

f)具有偏移量的最大多类型树深度(或maxMttDepth),

g)最大二叉树大小(或maxBtSize),

h)最小QT大小(或minQtSize),

i)分区索引(或partIdx),

j)变量树类型(或treeType),其指定是使用单树(SINGLE_TREE)还是

使用二叉树来对编码树节点进行分割,以及当使用二叉树时,当前处理的是亮度(DUAL_TREE_LUMA)还是色度分量(DUAL_TREE_CHROMA),

k)变量模式类型(或modeType),其指定针对编码树节点内的编码单元,是否可使用帧内(MODE_INTRA)、IBC(MODE_IBC)及帧间编解码模式(即,MODE_TYPE_ALL),或是否仅可使用帧内和IBC编解码模式(即,MODE_TYPE_INTRA),或是否仅可使用帧间编解码模式(即,MODE_TYPE_INTER)。

允许的二元分割过程的输出可以包括变量allowBtSplit。

在示例中,基于变量btSplit,导出变量parallelTtSplit和cbSize,如表4所示(图27)。

可以如下导出变量allowBtSplit:

–如果以下条件中的一个或多个为真,则变量allowBtSplit可被设定为等于FALSE:

οcbSize小于或等于MinBtSizeY

οcbWidth大于maxBtSize

οcbHeight大于maxBtSize

οmttDepth大于或等于maxMttDepth

οtreeType等于DUAL_TREE_CHROMA,且(cbWidth/SubWidthC)×(cbHeight/SubHeightC)小于或等于16

οtreeType等于DUAL_TREE_CHROMA,且(cbWidth/SubWidthC)等于4,且btSplit等于SPLIT_BT_VER

οtreeType等于DUAL_TREE_CHROMA,且modeType等于MODE_TYPE_INTRA

οcbWidth×cbHeight等于32,且modeType等于MODE_TYPE_INTER

–否则,如果以下所有条件都为真,则变量eallowBtSplit可被设定为等于FALSE:

οbtSplit等于SPLIT_BT_VER

οy0+cbHeight大于pic_height_in_luma_samples

–否则,如果以下所有条件都为真,则变量allowBtSplit可被设定为等于FALSE:

οbtSplit等于SPLIT_BT_VER

οcbHeight大于64

οx0+cbWidth大于pic_width_in_luma_samples

–否则,如果以下所有条件都为真,则变量allowBtSplit可被设定为等于FALSE:

οbtSplit等于SPLIT_BT_HOR

οcbWidth大于64

οy0+cbHeight大于pic_height_in_luma_samples

–否则,如果以下所有条件都为真,则变量allowBtSplit可被设定为等于FALSE:

οx0+cbWidth大于pic_width_in_luma_samples

οy0+cbHeight大于pic_height_in_luma_samples

οcbWidth大于minQtSize

–否则,如果以下所有条件都为真,则变量allowBtSplit可被设定为等于FALSE:

οbtSplit等于SPLIT_BT_HOR

οx0+cbWidth大于pic_width_in_luma_samples

οy0+cbHeight小于或等于pic_height_in_luma_samples

–否则,如果以下所有条件都为真,则变量allowBtSplit可被设定为等于FALSE:

οmttDepth大于0

οpartIdx等于1

οMttSplitMode[x0][y0][mttDepth-1]等于parallelTtSplit

–否则,如果以下所有条件都为真,则变量allowBtSplit可被设定为等于FALSE:

οbtSplit等于SPLIT_BT_VER

οcbWidth小于或等于64

οcbHeight大于64

–否则,如果以下所有条件都为真,则变量allowBtSplit可被设定为等于FALSE:

οbtSplit等于SPLIT_BT_HOR

οcbWidth大于64

οcbHeight小于或等于64

–否则,变量allowBtSplit可被设定为等于TRUE。

在实施例中,下面描述了允许的三元分割过程。允许的三元分割过程的输入可以包括:

a)三元分割模式(或ttSplit),

b)以亮度样本为单位的编码块宽度(或cbWidth),

c)以亮度样本为单位的编码块高度(或cbHeight),

d)所考虑的编码块的左上亮度样本相对于图片的左上亮度样本的位置(x0,y0),

e)多类型树深度(或mttDepth)

f)具有偏移量的最大多类型树深度(或maxMttDepth),

g)最大三叉树大小(或maxTtSize),

h)变量树类型(或treeType),其指定是使用单树(SINGLE_TREE)还是使用二叉树来对编码树节点进行分割,以及当使用二叉树时,当前处理的是亮度(DUAL_TREE_LUMA)或色度分量(DUAL_TREE_CHROMA),

i)变量模式类型(或modeType),其指定针对编码树节点内的编码单元,是否可使用帧内(MODE_INTRA)、IBC(MODE_IBC)和帧间编解码模式(即,MODE_TYPE_ALL),或是否仅可使用帧内和IBC编解码模式(即,MODE_TYPE_INTRA),或是否仅可使用帧间编解码模式(即,MODE_TYPE_INTER)。

允许的三元分割过程的输出可以包括变量allowTtSplit。

在示例中,基于变量ttSplit来导出变量cbSize,如表5所示(图28)。

变量allowTtSplit可以如下导出:

–如果以下条件中的一个或多个为真,则变量allowTtSplit可被设定置为等于FALSE:

οcbSize小于或等于2×MinTtSizeY

οcbWidth大于Min(64,maxTtSize)

οcbHeight大于Min(64,maxTtSize)

οmttDepth大于或等于maxMttDepth

οx0+cbWidth大于pic_width_in_luma_samples

οy0+cbHeight大于pic_height_in_luma_samples

οtreeType等于DUAL_TREE_CHROMA,且(cbWidth/SubWidthC)×(cbHeight/SubHeightC)小于或等于32

οtreeType等于DUAL_TREE_CHROMA,且(cbWidth/SubWidthC)等于8,且ttSplit等于SPLIT_TT_VER

οtreeType等于DUAL_TREE_CHROMA,且modeType等于MODE_TYPE_INTRA

οcbWidth×cbHeight等于64,且modeType等于MODE_TYPE_INTER

–否则,变量allowTtSplit可被设定为等于TRUE。

可以描述如下用于相邻块可用性的导出过程。

用于相邻块可用性的导出过程的输入可以包括:

a)当前块的左上样本相对于当前图片的左上亮度样本的亮度位置(xCurr,yCurr),

b)由相邻块覆盖的、相对于当前图片的左上亮度样本的亮度位置(xNbY,yNbY),

c)变量checkPredModeY,其指定可用性是否取决于预测模式,

d)变量cIdx,其指定当前块的颜色分量。

导出过程的输出可以包括将位置(xNbY,yNbY)覆盖的相邻块的可用性,被表示为availableN。可以如下导出相邻块可用性(或availableN):

–如果以下条件中的一个或多个为真,则availableN被设定为等于FALSE:

οxNbY小于0。

οyNbY小于0。

οxNbY大于或等于pic_width_in_luma_samples。

οyNbY大于或等于pic_height_in_luma_samples。

οIsAvailable[cIdx][xNbY][yNbY]等于FALSE。

ο相邻块被包含在与当前块不同的切片中。

ο相邻块被包含在与当前块不同的图块中。

οentropy_coding_sync_enabled_flag等于1,且(xNbY>>CtbLog2SizeY)大于或等于(xCurr>>CtbLog2SizeY)+1。

–否则,变量availableN可被设定为等于TRUE。

当以下所有条件为真时,变量availableN可被设定为等于FALSE:

–checkPredModeY等于TRUE。

–CuPredMode[0][xNbY][yNbY]不等于CuPredMode[0][xCurr][yCurr]。

根据本公开的一些方面,可能存在与最小QT大小有关的冲突。以当前VVC草案中的二叉树亮度情况为例,最小亮度QT大小(MinQTSizeY)可被设定为128,并且最大亮度多类型树深度(maxMTTDepthY)大于零,则不允许将最大亮度二叉树节点大小(MaxBTSizeY)或最大亮度三叉数节点大小(MaxTTSizeY)设定为64,因为它们必须大于或等于最小亮度QT大小(MinQTSizeY)。但是由于当使用二叉树时,二叉树隐式分割被应用于大小为128的亮度编码块。这事实上导致了实际最小亮度QT大小为64个亮度样本,因此,可以应用64的最大亮度BT大小和/或64的最大亮度TT大小。

本公开的各方面提供了如下技术,即,在考虑CTU大小以及是否使用二叉树(或者是否使用dual_tree_implicit_qt_split)的情况下将语法元素的范围约束在最小QT大小上。

在一些实施例中,当使用二叉树分区并且在块大小的某个阈值处/之上应用隐式QT分割时,可以将最小QT大小的范围定义为不包括QT大小,该QT大小将被隐式分割为更小的大小。

在示例中,具有128个亮度样本大小的二叉树亮度块被隐式地分割为具有64个亮度样本大小的QT节点。在这种情况下,可以改变语法元素sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_luma的语义。具体地,sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_luma被用于指定由CTU的四叉树分割产生的亮度叶块的、以亮度样本为单位的最小大小的以2为底的对数与参考SPS的、slice_type等于2(指示I切片)的切片中的亮度CU的、以亮度样本为单位的最小编码块大小的以2为底的对数之间的默认差值。当partition_constraints_override_enabled_flag等于1时,默认差值可以被图片头(PH)中存在的ph_log2_diff_min_qt_min_cb_luma覆盖。在一些实施例中,sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_luma的值在0至CtbLog2SizeY-MinCbLog2SizeY-(CtbLog2SizeY>6&&qtbtt_dual_tree_intra_flag)(包括端值)的范围内。由CTU的四叉树分割产生的亮度叶块的、以亮度样本为单位的最小大小的以2为底的对数被导出为等式(39):

MinQtLog2SizeIntraY=sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_luma+MinCbLog2SizeY (39)

类似地,可以改变图片头中的ph_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_luma的语义。具体地,ph_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_luma被用于指定由CTU的四叉树分割产生的亮度叶块的、以亮度样本为单位的最小大小的以2为底的对数与和图片头相关联的、slice_type等于2(指示I切片)的切片中的亮度CU的、以亮度样本为单位的最小编码块大小的以2为底的对数之间的差值。ph_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_luma的值可以在0至CtbLog2SizeY-MinCbLog2SizeY-(CtbLog2SizeY>6&&qtbtt_dual_tree_intra_flag)(包括端值)的范围内。当不存在时,ph_log2_diff_min_qt_min_cb_luma的值被推断为等于sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_luma。当partition_constraints_override_enabled_flag等于1时,使用ph_log2_diff_min_qt_min_cb_luma代替等式(39)中的sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_luma。

在一些实施例中,具有128个亮度样本大小的二叉树色度块可以被隐式地分割为具有64个亮度样本大小的QT节点。在这种情况下,可以改变语法元素sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma的语义。具体地,sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma被用于指定由treeType等于DUAL_TREE_CHROMA的色度CTU的四叉树分割产生的色度叶块的、以亮度样本为单位的最小大小的以2为底的对数与参考SPS的、slice_type等于2(指示I切片)的切片中的、treeType等于DUAL_TREE_CHROMA的色度CU的、以亮度样本为单位的最小编码块大小的以2为底的对数之间的默认差值。当partition_constraints_override_enabled_flag等于1时,默认差值可以被PH中存在的ph_log2_diff_min_qt_min_cb_chroma覆盖。sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma的值在0至CtbLog2SizeY-MinCbLog2SizeY-(CtbLog2SizeY>6&&qtbtt_dual_tree_intra_flag)(包括端值)的范围内。当不存在时,sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma的值可被推断为等于0。由treeType等于DUAL_TREE_CHROMA的CTU的四叉树分割产生的色度叶块的、以亮度样本为单位的最小大小的以2为底的对数被导出为等式(40):

MinQtLog2SizeIntraC=sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma+MinCbLog2SizeY (40)

类似地,可以改变图片头中的ph_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma的语义。具体地,ph_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma被用于指定由treeType等于DUAL_TREE_CHROMA的色度CTU的四叉树分割产生的色度叶块的、以亮度样本为单位的最小大小的以2为底的对数与和图片头相关联的、slice_type等于2(指示I切片)的切片中的、treeType等于DUAL_TREE_CHROMA的色度CU的、以亮度样本为单位的最小编码块大小的以2为底的对数之间的差值。ph_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma的值可以在0至CtbLog2SizeY-MinCbLog2SizeY-(CtbLog2SizeY>6&&qtbtt_dual_tree_intra_flag)(包括端值)的范围内。当不存在时,ph_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma的值被推断为等于sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma。当partition_constraints_override_enabled_flag等于1时,使用ph_log2_diff_min_qt_min_cb_chroma代替等式(40)中的sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma。

图29示出了根据本公开的实施例的概述过程(2900)的流程图。过程(2900)可被用于重建已编码视频序列的图片中的块(例如,CB)。术语块可以被解释为预测块、CB、CU等。在各种实施例中,过程(2900)由处理电路执行,例如终端装置(310)、(320)、(330)和(340)中的处理电路、执行视频编码器(403)的功能的处理电路、执行视频解码器(410)的功能的处理电路、执行视频解码器(510)的功能的处理电路、执行视频编码器(603)的功能的处理电路。在一些实施例中,过程(2900)以软件指令实现,因此,当处理电路执行该软件指令时,处理电路执行过程(2900)。该过程从(S2901)开始,并且进行到(S2910)。

在(S2910)处,从已编码视频比特流解码出分区信息。分区信息指示帧内编码的(I)切片的最小允许四叉树(QT)叶节点大小。I切片的最小允许QT叶节点大小受小于编码树单元(CTU)大小的阈值约束。

在一些实施例中,I切片的最小允许QT叶节点大小的以2为底的对数(例如,MinQtLog2SizeIntraY,MinQtLog2SizeIntraC)被约束为小于CTU大小的以2为底的对数(例如,CtbLog2SizeY)。在一些示例中,I切片的最小允许QT叶节点大小的以2为底的对数比CTU大小的以2为底的对数小1(例如,CtbLog2SizeY>6&&qtbtt_dual_tree_intra_flag等于1)。在示例中,CTU大小为128,CTU大小的以2为底的对数为7,I切片的最小允许QT叶节点大小的以2为底的对数(例如,MinQtLog2SizeIntraY,MinQtLog2SizeIntraC)受6约束(例如,等于或小于6)。

在一些实施例中,分区信息指示亮度分量的最小允许QT叶节点大小(例如,MinQtLog2SizeIntraY)。在实施例中,响应于二叉树分区被用于I切片(例如,qtbtt_dual_tree_intra_flag等于1),I切片的最小允许QT叶节点大小受阈值约束。在一些示例中,基于隐式QT分割要求来确定阈值(例如,在128的块大小处/之上应用隐式QT分割)。

在一些实施例中,分区信息指示色度分量的最小允许QT叶节点大小(例如,MinQtLog2SizeIntraC)。

在示例中,分区信息存在于序列参数集(SPS)中,例如以sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_luma、sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma等形式。在另一示例中,分区信息存在于图片头(PH)中,例如以ph_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_luma、ph_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma等形式。

在示例中,sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_luma被约束在0至CtbLog2SizeY-MinCbLog2SizeY-(CtbLog2SizeY>6&&qtbtt_dual_tree_intra_flag)的范围内。当CTU大小为128时,CtbLog2SizeY为7。此外,当qtbtt_dual_tree_intra_flag等于1时,sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_luma的最大值为(6-MinCbLog2SizeY)。然后,MinQtLog2IntraY的最大值根据等式(39)为6,并且最小允许四叉树(QT)叶节点大小受阈值64的约束。

注意,在上述示例中,当partition_constrains_override_enabled_flag等于1时,可以使用ph_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_luma来代替sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_luma。

在示例中,sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma被约束在0至CtbLog2SizeY-MinCbLog2SizeY-(CtbLog2SizeY>6&&qtbtt_dual_tree_intra_flag)的范围内。当CTU大小为128时,CtbLog2SizeY为7。此外,当qtbtt_dual_tree_intra_flag等于1时,sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma的最大值为(6-MinCbLog2SizeY)。然后,MinQtLog2IntraC的最大值根据等式(40)为6,并且最小允许四叉树(QT)叶节点大小受64个亮度样本的阈值约束(例如,64个亮度样本乘以64个亮度样本的块)。基于色度格式,可以确定最小允许四叉树(QT)叶节点大小的对应色度块大小。

注意,在上述示例中,当partition_constraints_override_enabled_flag等于1时,可以使用ph_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma来代替sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma。

在(S2920)处,基于最小允许QT叶节点大小将I切片中的编码树块划分为编码块。在一些实施例中,在应用BT分割或TT分割之前,可以应用QT分割将编码树块分区为满足最小允许QT叶节点大小的要求的QT叶节点。

在(S2930)处,从已编码视频比特流分别重建编码块。然后,过程进行到(S2999)并终止。

本公开中的实施例可以单独使用或以任何顺序组合使用。此外,方法(或实施例)、编码器和解码器中的每一者可以由处理电路(例如,一个或多个处理器或一个或多个集成电路)实现。在一个示例中,一个或多个处理器执行存储在非易失性计算机可读介质中的程序。

上述技术可以通过计算机可读指令实现为计算机软件,并且物理地存储在一个或多个计算机可读介质中。例如,图30示出了计算机系统(3000),其适于实现所公开主题的某些实施例。

所述计算机软件可通过任何合适的机器代码或计算机语言进行编码,通过汇编、编译、链接等机制创建包括指令的代码,所述指令可由一个或多个计算机中央处理单元(CPU),图形处理单元(GPU)等直接执行或通过译码、微代码等方式执行。

所述指令可以在各种类型的计算机或其组件上执行,包括例如个人计算机、平板电脑、服务器、智能手机、游戏设备、物联网设备等。

图30所示的用于计算机系统(3000)的组件本质上是示例性的,并不用于对实现本公开实施例的计算机软件的使用范围或功能进行任何限制。也不应将组件的配置解释为与计算机系统(3000)的示例性实施例中所示的任一组件或其组合具有任何依赖性或要求。

计算机系统(3000)可以包括某些人机界面输入设备。这种人机界面输入设备可以通过触觉输入(如:键盘输入、滑动、数据手套移动)、音频输入(如:声音、掌声)、视觉输入(如:手势)、嗅觉输入(未示出),对一个或多个人类用户的输入做出响应。所述人机界面设备还可用于捕获某些媒体,气与人类有意识的输入不必直接相关,如音频(例如:语音、音乐、环境声音)、图像(例如:扫描图像、从静止影像相机获得的摄影图像)、视频(例如二维视频、包括立体视频的三维视频)。

人机界面输入设备可包括以下中的一个或多个(仅绘出其中一个):键盘(3001)、鼠标(3002)、触控板(3003)、触摸屏(3010)、数据手套(未示出)、操纵杆(3005)、麦克风(3006)、扫描仪(3007)、照相机(3008)。

计算机系统(3000)还可以包括某些人机界面输出设备。这种人机界面输出设备可以通过例如触觉输出、声音、光和嗅觉/味觉来刺激一个或多个人类用户的感觉。这样的人机界面输出设备可包括触觉输出设备(例如通过触摸屏(3010)、数据手套(未示出)或操纵杆(3005)的触觉反馈,但也可以有不用作输入设备的触觉反馈设备)、音频输出设备(例如,扬声器(3009)、耳机(未示出))、视觉输出设备(例如,包括阴极射线管屏幕、液晶屏幕、等离子屏幕、有机发光二极管屏的屏幕(3010),其中每一个都具有或没有触摸屏输入功能、每一个都具有或没有触觉反馈功能——其中一些可通过诸如立体画面输出的手段输出二维视觉输出或三维以上的输出;虚拟现实眼镜(未示出)、全息显示器和放烟箱(未示出))以及打印机(未示出)。

计算机系统(3000)还可以包括人可访问的存储设备及其相关介质,如包括具有CD/DVD的高密度只读/可重写式光盘(CD/DVD ROM/RW)(3020)或类似介质(3021)的光学介质、拇指驱动器(3022)、可移动硬盘驱动器或固体状态驱动器(3023),诸如磁带和软盘(未示出)的传统磁介质,诸如安全软件保护器(未示出)等的基于ROM/ASIC/PLD的专用设备,等等。

本领域技术人员还应当理解,结合所公开的主题使用的术语“计算机可读介质”不包括传输介质、载波或其它瞬时信号。

计算机系统(3000)还可以包括通往一个或多个通信网络(3055)的接口(3054)。例如,网络可以是无线的、有线的、光学的。网络还可为局域网、广域网、城域网、车载网络和工业网络、实时网络、延迟容忍网络等等。网络还包括以太网、无线局域网、蜂窝网络(GSM、3G、4G、5G、LTE等)等局域网、电视有线或无线广域数字网络(包括有线电视、卫星电视、和地面广播电视)、车载和工业网络(包括CANBus)等等。某些网络通常需要外部网络接口适配器,用于连接到某些通用数据端口或外围总线(3049)(例如,计算机系统(3000)的USB端口);其它系统通常通过连接到如下所述的系统总线集成到计算机系统(3000)的核心(例如,以太网接口集成到PC计算机系统或蜂窝网络接口集成到智能电话计算机系统)。通过使用这些网络中的任何一个,计算机系统(3000)可以与其它实体进行通信。所述通信可以是单向的,仅用于接收(例如,无线电视),单向的仅用于发送(例如CAN总线到某些CAN总线设备),或双向的,例如通过局域或广域数字网络到其它计算机系统。上述的每个网络和网络接口可使用某些协议和协议栈。

上述的人机界面设备、人可访问的存储设备以及网络接口可以连接到计算机系统(3000)的核心(3040)。

核心(3040)可包括一个或多个中央处理单元(CPU)(3041)、图形处理单元(GPU)(3042)、以现场可编程门阵列(FPGA)(3043)形式的专用可编程处理单元、用于特定任务的硬件加速器(3044)、图形适配器(3050)等。这些设备以及只读存储器(ROM)(3045)、随机存取存储器(3046)、内部大容量存储器(例如内部非用户可存取硬盘驱动器、固态硬盘等)(3047)等可通过系统总线(3048)进行连接。在某些计算机系统中,可以以一个或多个物理插头的形式访问系统总线(3048),以便可通过额外的中央处理单元、图形处理单元等进行扩展。外围装置可直接附接到核心的系统总线(3048),或通过外围总线(3049)进行连接。在示例中,显示器(3010)可以连接到图形适配器(3050)。外围总线的体系结构包括外部外围组件互联PCI、通用串行总线USB等。

CPU(3041)、GPU(3042)、FPGA(3043)和加速器(3044)可以执行某些指令,这些指令组合起来可以构成上述计算机代码。该计算机代码可以存储在ROM(3045)或RAM(3046)中。过渡数据也可以存储在RAM(3046)中,而永久数据可以存储在例如内部大容量存储器(3047)中。通过使用高速缓冲存储器可实现对任何存储器设备的快速存储和检索,高速缓冲存储器可与一个或多个CPU(3041)、GPU(3042)、大容量存储器(3047)、ROM(3045)、RAM(3046)等紧密关联。

所述计算机可读介质上可具有计算机代码,用于执行各种计算机实现的操作。介质和计算机代码可以是为本公开的目的而特别设计和构造的,也可以是计算机软件领域的技术人员所熟知和可用的介质和代码。

作为实施例而非限制,具有体系结构(3000)的计算机系统,特别是核心(3040),可以作为处理器(包括CPU、GPU、FPGA、加速器等)提供执行包含在一个或多个有形的计算机可读介质中的软件的功能。这种计算机可读介质可以是与上述的用户可访问的大容量存储器相关联的介质,以及具有非易失性的核心(3040)的特定存储器,例如核心内部大容量存储器(3047)或ROM(3045)。实现本公开的各种实施例的软件可以存储在这种设备中并且由核心(3040)执行。根据特定需要,计算机可读介质可包括一个或一个以上存储设备或芯片。该软件可以使得核心(3040)特别是其中的处理器(包括CPU、GPU、FPGA等)执行本文所述的特定过程或特定过程的特定部分,包括定义存储在RAM(3046)中的数据结构以及根据软件定义的过程来修改这种数据结构。另外或作为替代,计算机系统可以提供逻辑硬连线或以其它方式包含在电路(例如,加速器(3044))中的功能,该电路可以代替软件或与软件一起运行以执行本文所述的特定过程或特定过程的特定部分。在适当的情况下,对软件的引用可以包括逻辑,反之亦然。在适当的情况下,对计算机可读介质的引用可包括存储执行软件的电路(如集成电路(IC)),包含执行逻辑的电路,或两者兼备。本公开包括任何合适的硬件和软件组合。

附录A:首字母缩略词

JEM:联合开发模型(joint exploration model)

VVC:通用视频编解码(versatile video coding)

BMS:基准集合(benchmark set)

MV:运动矢量(Motion Vector)

HEVC:高效视频编解码(High Efficiency Video Coding)

SEI:辅助增强信息(Supplementary Enhancement Information)

VUI:视频可用性信息(Video Usability Information)

GOPs:图片群组(Groups of Pictures)

TUs:变换单元(Transform Units)

PUs:预测单元(Prediction Units)

CTUs:编码树单元(Coding Tree Units)

CTBs:编码树块(Coding Tree Blocks)

PBs:预测块(Prediction Blocks)

HRD:假想参考解码器(Hypothetical Reference Decoder)

SNR:信噪比(Signal Noise Ratio)

CPUs:中央处理单元(Central Processing Units)

GPUs:图形处理单元(Graphics Processing Units)

CRT:阴极射线管(Cathode Ray Tube)

LCD:液晶显示器(Liquid-Crystal Display)

OLED:有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode)

CD:光盘(Compact Disc)

DVD:数字化视频光盘(Digital Video Disc)

ROM:只读存储器(Read-Only Memory)

RAM:随机存取存储器(Random Access Memory)

ASIC:专用集成电路(Application-Specific Integrated Circuit)

PLD:可编程逻辑设备(Programmable Logic Device)

LAN:局域网(Local Area Network)

GSM:全球移动通信系统(Global System for Mobile communications)LTE:长期演进(Long-Term Evolution)

CANBus:控制器局域网络总线(Controller Area Network Bus)

USB:通用串行总线(Universal Serial Bus)

PCI:外围组件互连(Peripheral Component Interconnect)

FPGA:现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Areas)

SSD:固态驱动器(Solid-state Drive)

IC:集成电路(Integrated Circuit)

CU:编码单元(Coding Unit)

虽然本公开已对多个示例性实施例进行了描述,但实施例的各种变更、排列和各种等同替换均属于本公开的范围内。因此应理解,本领域技术人员能够设计多种系统和方法,所述系统和方法虽然未在本文中明确示出或描述,但其体现了本公开的原则,因此属于本公开的精神和范围之内。

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