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1. WO2020155791 - PROCÉDÉ ET DISPOSITIF DE PRÉDICTION INTER-TRAMES

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说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123   0124   0125   0126   0127   0128   0129   0130   0131   0132   0133   0134   0135   0136   0137   0138   0139   0140   0141   0142   0143   0144   0145   0146   0147   0148   0149   0150   0151   0152   0153   0154   0155   0156   0157   0158   0159   0160   0161   0162   0163   0164   0165   0166   0167   0168   0169   0170   0171   0172   0173   0174   0175   0176   0177   0178   0179   0180   0181   0182   0183   0184   0185   0186   0187   0188   0189   0190   0191   0192   0193   0194   0195   0196   0197   0198   0199   0200   0201   0202   0203   0204   0205   0206   0207   0208   0209   0210   0211   0212   0213   0214   0215   0216   0217   0218   0219   0220   0221   0222   0223   0224   0225   0226   0227   0228   0229   0230   0231   0232   0233   0234   0235   0236   0237   0238   0239   0240   0241   0242   0243   0244   0245   0246   0247   0248   0249   0250   0251   0252   0253   0254   0255   0256   0257   0258   0259   0260   0261   0262   0263   0264   0265   0266   0267   0268   0269   0270   0271   0272   0273   0274   0275   0276   0277   0278   0279   0280   0281   0282   0283   0284   0285   0286   0287   0288   0289   0290   0291   0292   0293   0294   0295   0296   0297   0298   0299   0300   0301   0302   0303   0304   0305   0306   0307   0308   0309   0310   0311   0312   0313   0314   0315   0316   0317   0318   0319   0320   0321   0322   0323   0324   0325   0326   0327   0328   0329   0330   0331   0332   0333   0334   0335   0336   0337   0338   0339   0340   0341   0342   0343   0344   0345   0346   0347   0348   0349   0350   0351   0352   0353   0354   0355   0356   0357   0358   0359   0360   0361   0362   0363   0364   0365   0366   0367   0368   0369   0370   0371   0372   0373   0374   0375   0376   0377   0378   0379   0380   0381   0382   0383   0384   0385   0386   0387   0388   0389   0390   0391   0392   0393   0394   0395   0396   0397   0398   0399   0400   0401   0402   0403   0404   0405   0406   0407   0408   0409   0410   0411   0412   0413   0414   0415   0416   0417   0418   0419   0420   0421   0422   0423   0424   0425   0426   0427   0428   0429   0430   0431   0432   0433  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25  

附图

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29  

说明书

发明名称 : 帧间预测方法和装置

[0001]
本申请要求于2019年2月1日提交中国国家知识产权局、申请号为201910104883.3、申请名称为“帧间预测方法和装置”以及于2019年3月14日提交中国国家知识产权局、申请号为201910194096.2、申请名称为“帧间预测方法和装置”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

[0002]
本申请涉及视频编解码技术领域,并且更具体地,涉及一种帧间预测方法和装置。

背景技术

[0003]
数字视频能力可并入到多种多样的装置中,包含数字电视、数字直播系统、无线广播系统、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)、膝上型或桌上型计算机、平板计算机、电子图书阅读器、数码相机、数字记录装置、数字媒体播放器、视频游戏装置、视频游戏控制台、蜂窝式或卫星无线电电话(所谓的“智能电话”)、视频电话会议装置、视频流式传输装置及其类似者。数字视频装置实施视频压缩技术,例如,在由MPEG-2、MPEG-4、ITU-T H.263、ITU-T H.264/MPEG-4第10部分高级视频编码(AVC)定义的标准、视频编码标准H.265/高效视频编码(high efficiency video coding,HEVC)标准以及此类标准的扩展中所描述的视频压缩技术。视频装置可通过实施此类视频压缩技术来更有效率地发射、接收、编码、解码和/或存储数字视频信息。
[0004]
视频压缩技术执行空间(图像内)预测和/或时间(图像间)预测以减少或去除视频序列中固有的冗余。对于基于块的视频编码,视频条带(即,视频帧或视频帧的一部分)可分割成若干图像块,所述图像块也可被称作树块、编码单元(CU)和/或编码节点。使用关于同一图像中的相邻块中的参考样本的空间预测来编码图像的待帧内编码(I)条带中的图像块。图像的待帧间编码(P或B)条带中的图像块可使用相对于同一图像中的相邻块中的参考样本的空间预测或相对于其它参考图像中的参考样本的时间预测。图像可被称作帧,且参考图像可被称作参考帧。
[0005]
在对非平动运动物体进行帧间预测时,为了提高帧间预测的准确度,可以采用仿射运动模型进行帧间预测。
[0006]
在根据仿射运动模型进行帧间预测时,可以先确定当前块的控制点的运动矢量,然后获取当前块中每个子块的运动矢量值,最后再根据每个子块的运动矢量进行运动补偿得到每个子块的像素预测值,从而得到当前块的像素预测值。
[0007]
但是在某些情况下,由于当前块和当前块对应的参考块之间存在亮度差异,导致帧间预测的准确度不是很高。
[0008]
发明内容
[0009]
本申请提供一种帧间预测方法和装置,以提高帧间预测的准确性。
[0010]
第一方面,提供了一种帧间预测方法,该方法包括:获取当前仿射块的像素预测 值;根据当前仿射块的一个或多个子块的运动矢量,确定一个或多个亮度补偿块;根据第一像素集合和第二像素集合,确定线性模型系数;根据线性模型系数对当前仿射块的像素预测值进行更新,以得到当前仿射块更新后的像素预测值。
[0011]
其中,上述第一像素集合包括与当前仿射块边缘相邻的至少一个已重建像素,第二像素集合包括与一个或多个亮度补偿块边缘相邻的至少一个已重建像素,第一像素集合中的像素与第二像素集合中的像素一一对应。
[0012]
可选地,上述获取当前仿射块的像素预测值,包括:根据当前仿射块中每个子块的运动矢量,确定每个子块对应的参考子块;根据每个子块对应的参考子块的重建像素值,确定每个子块的像素预测值,以得到当前仿射块的像素预测值。
[0013]
可选地,上述第一像素集合与第二像素集合中包含的已重建像素具体可以是像素点的亮度值(像素点的Y分量值)。
[0014]
应理解,在根据每个子块对应的参考子块的重建像素值确定每个子块的像素预测值时,可以直接将每个子块对应的参考子块的重建像素值直接确定为该子块的像素预测值。
[0015]
本申请中,通过对当前仿射块的像素预测值进行亮度补偿,能够提高帧间预测的准确性,减少残差值,能够在视频质量相同的情况下节省码率,进而提高编解码性能。
[0016]
应理解,本申请中的亮度补偿指的是局部亮度补偿,为了简化语言,本申请中后续在描述时统一采用亮度补偿。
[0017]
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,上述根据当前仿射块的一个或多个子块的运动矢量,确定一个或多个亮度补偿块,包括:根据当前仿射块的多个子块中的每个子块的运动矢量,确定每个子块对应的亮度补偿块,以得到多个亮度补偿块。
[0018]
可选地,上述多个子块是位于当前仿射块的边缘的子块。
[0019]
可选地,上述多个子块是位于当前仿射块的左边缘和/或右边缘的子块。
[0020]
应理解,根据每个子块的运动矢量,确定每个子块对应的亮度补偿块,最终得到的亮度补偿块的数目与当前仿射块中的子块的数目相同。
[0021]
本申请中,通过根据每个子块的运动矢量来确定每个子块对应的亮度补偿块,能够得到与各个子块匹配度更好的多个亮度补偿块,能够在一定程度上提高帧间预测的准确性。
[0022]
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,上述第一像素集合包括与当前仿射块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素。
[0023]
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,上述第二像素集合包括所述多个亮度补偿块中的每个亮度补偿块特定相邻位置的已重建像素,所述多个亮度补偿块中包括第一类亮度补偿块和/或第二类亮度补偿块,其中,所述第一类亮度补偿块是与所述当前仿射块的上边缘的子块相对应的亮度补偿块,所述第二类亮度补偿块是与所述当前仿射块的左边缘的子块相对应的亮度补偿块,所述第一类亮度补偿块的特定相邻位置的已重建像素为所述第一类亮度补偿块的上边缘相邻的已重建像素,所述第二类亮度补偿块的特定相邻位置的已重建像素为所述第二类亮度补偿块的左边缘相邻的已重建像素。
[0024]
为了便于理解,上述多个亮度补偿块还可以拼接成一个虚拟亮度补偿块。该虚拟 亮度补偿块的形状既可以是矩形也可以不是矩形,例如,虚拟亮度补偿块可以是亮度补偿块拼接而成的不规则的图形块。
[0025]
应理解,上述虚拟亮度补偿块并不是一定要构建的真实的图像块,而可以是为了确定第二像素集合中的已重建像素的参照物。
[0026]
可选地,当第一像素集合只包含当前仿射块的上边缘相邻的已重建像素时,第二像素集合也只包含虚拟亮度补偿块的上边缘相邻的已重建像素。
[0027]
可选地,当第一像素集合只包含当前仿射块的左边缘相邻的已重建像素时,第二像素集合也只包含虚拟亮度补偿块的左边缘相邻的已重建像素。
[0028]
可选地,当第一像素集合包含当前仿射块的上边缘和左边缘相邻的已重建像素时,第二像素集合也包含虚拟亮度补偿块的上边缘和左边缘相邻的已重建像素。
[0029]
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,上述根据当前仿射块的一个或多个子块的运动矢量,确定一个或多个亮度补偿块,包括:根据当前仿射块中第一预设位置的子块的运动矢量,确定仿射块对应的亮度补偿块。
[0030]
本申请中,通过当前仿射块中的某个固定位置的子块的运动矢量来确定整个仿射运动块对应的亮度补偿块,能够减少需要确定的亮度补偿块的个数,进而简化确定亮度补偿块的复杂程度。
[0031]
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,上述第一预设位置为当前仿射块的左上角位置或者中心位置。
[0032]
当前仿射块的左上角位置可以是指当前仿射块最左侧和最上侧的像素点所处的位置。
[0033]
例如,对于大小为W×H的仿射块来说,以该仿射块的左上角为坐标原点,那么,该仿射块的左上角位置就是(0,0),该仿射块的中心位置的坐标为(W/2,H/2)。
[0034]
可选地,当前仿射块中第一预设位置的子块为当前仿射块中子块的左上角位于第一预设位置的子块。
[0035]
应理解,当前仿射块中第一预设位置的子块还可以是当前仿射块中子块的左下角、右上角或者右下角位于第一预设位置的子块。
[0036]
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,上述第一像素集合包括与当前仿射块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素。
[0037]
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,上述第二像素集合包括与仿射块对应的亮度补偿块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素。
[0038]
可选地,当第一像素集合只包含当前仿射块的上边缘相邻的已重建像素时,第二像素集合也只包含与仿射块对应的亮度补偿块的上边缘相邻的已重建像素。
[0039]
可选地,当第一像素集合只包含当前仿射块的左边缘相邻的已重建像素时,第二像素集合也只包含与仿射块对应的亮度补偿块的左边缘相邻的已重建像素。
[0040]
可选地,当第一像素集合包含当前仿射块的上边缘和左边缘相邻的已重建像素时,第二像素集合也包含与仿射块对应的亮度补偿块的上边缘和左边缘相邻的已重建像素。
[0041]
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,上述根据当前仿射块的一个或多个子块的运动矢量,确定一个或多个亮度补偿块,包括:根据当前仿射块中第二预设位置的子块的运动矢量,确定第二预设位置的子块对应的亮度补偿块。
[0042]
本申请中,通过当前仿射块中的某个固定位置的子块的运动矢量来确定该子块对应的亮度补偿块,能够减少需要确定的亮度补偿块的个数,进而简化确定亮度补偿块的复杂程度。
[0043]
可选地,上述第二预设位置为当前仿射块的左边缘位置、上边缘位置和左上角位置中的一种或者多种。
[0044]
例如,上述第二预设位置可以为当前仿射块的左边缘位置或者上边缘位置或者左上角位置。
[0045]
再如,上述第二预设位置可以为当前仿射块的左边缘位置和上边缘位置,此时,第二预设位置包含两种位置。
[0046]
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,上述第二预设位置为当前仿射块的左边缘位置和/或上边缘位置,上述第一像素集合包括与第二预设位置的子块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素。
[0047]
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,上述第二预设位置为当前仿射块的左边缘位置和/或上边缘位置,上述第二像素集合包括与第二预设位置的子块对应的亮度补偿块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素。
[0048]
可选地,上述第二预设位置为当前仿射块的左边缘位置,上述第一像素集合包括与第二预设位置的子块的左边缘相邻的已重建像素,上述第二像素集合包括与第二预设位置的子块对应的亮度补偿块的左边缘相邻的已重建像素。
[0049]
可选地,上述第二预设位置为当前仿射块的上边缘位置,上述第一像素集合包括与第二预设位置的子块的上边缘相邻的已重建像素,上述第二像素集合包括与第二预设位置的子块对应的亮度补偿块的上边缘相邻的已重建像素。
[0050]
可选地,上述第二预设位置为当前仿射块的左边缘位置和上边缘位置,上述第一像素集合包括与第二预设位置的子块的左边缘和上边缘相邻的已重建像素,上述第二像素集合包括与第二预设位置的子块对应的亮度补偿块的左边缘和上边缘相邻的已重建像素。
[0051]
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,上述第二预设位置为当前仿射块的左上角位置,上述第一像素集合包括与第二预设位置的子块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素。
[0052]
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,上述第二预设位置为当前仿射块的左上角位置,上述第二像素集合包括与第二预设位置的子块对应的亮度补偿块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素。
[0053]
可选地,上述第二预设位置为当前仿射块的左上角位置,上述第一像素集合包括与第二预设位置的子块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素,上述第二像素集合包括与第二预设位置的子块对应的亮度补偿块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素。
[0054]
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,上述方法为视频解码方法,在根据当前仿射块的一个或多个子块的运动矢量,确定一个或多个亮度补偿块之前,上述方法还包括:解码码流,获取第一标识信息,第一标识信息用于指示对当前仿射块进行亮度补偿。
[0055]
可选地,可以采用局部亮度补偿(local illumination compensation,LIC)标识(flag) 来表示第一标识信息。
[0056]
其中,LIC技术是一种用于补偿当前块和参考块之间的亮度差异的帧间预测方法。LIC技术根据当前块的相邻已重建像素和参考块的相邻已重建像素的线性模型导出当前块的预测值。
[0057]
可选地,LIC flag为1表示第一标识信息,表示需要对当前仿射块进行亮度补偿。
[0058]
可选地,LIC flag为0表示第二标识信息,表示不需要对当前仿射块进行亮度补偿。
[0059]
当上述方法为解码方法时,如果通过解码码流得到第二标识信息,那么,确定不需要对当前仿射块进行亮度补偿,在得到当前仿射块的像素预测值之后就完成了帧间预测过程。
[0060]
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,上述方法为视频编码方法,上述方法还包括:生成第一标识信息,该第一标识信息用于表示对当前仿射块需要进行亮度补偿;对该第一标识信息进行编码,生成码流。
[0061]
本申请中,通过对第一标识信息进行编码,能够使得解码端在解码时解码得到该第一标识信息,进而在帧间预测过程中,对帧间预测中的仿射块进行亮度补偿。
[0062]
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,当前仿射块更新后的像素预测值,根据以下公式获得:pred_ C(i,j)=α*rec_ C(i,j)+β;
[0063]
其中,pred_ C(i,j)为当前仿射块中(i,j)位置的更新后的像素的预测值,rec_ C(i,j)为当前仿射块中(i,j)位置的像素预测值,α,β为线性模型系数。
[0064]
第二方面,提供了一种帧间预测装置,包括用于实施第一方面的任意一种方法的若干个功能单元。
[0065]
第三方面,提供了一种帧间预测装置,该帧间预测装置包括:预测单元,用于获取当前仿射块的像素预测值;处理单元,所述处理单元用于:根据所述当前仿射块的一个或多个子块的运动矢量,确定一个或多个亮度补偿块;根据第一像素集合和第二像素集合,确定线性模型系数,其中,所述第一像素集合包括与所述当前仿射块边缘相邻的至少一个已重建像素,所述第二像素集合包括与所述一个或多个亮度补偿块边缘相邻的至少一个已重建像素,其中,所述第一像素集合中的像素与所述第二像素集合中的像素一一对应;更新单元,用于根据所述线性模型系数对所述当前仿射块的像素预测值进行更新,以得到所述当前仿射块更新后的像素预测值。
[0066]
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,所述处理单元用于:根据所述当前仿射块的多个子块中的每个子块的运动矢量,确定所述每个子块对应的亮度补偿块,以得到所述多个亮度补偿块。
[0067]
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,所述第一像素集合包括与所述当前仿射块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素。
[0068]
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,其特征在于,所述第二像素集合包括所述多个亮度补偿块中的每个亮度补偿块特定相邻位置的已重建像素,所述多个亮度补偿块中包括第一类亮度补偿块和/或第二类亮度补偿块,其中,所述第一类亮度补偿块是与所述当前仿射块的上边缘的子块相对应的亮度补偿块,所述第二类亮度补偿块是与所述当前仿射块的左边缘的子块相对应的亮度补偿块,所述第一类亮度补偿 块的特定相邻位置的已重建像素为所述第一类亮度补偿块的上边缘相邻的已重建像素,所述第二类亮度补偿块的特定相邻位置的已重建像素为所述第二类亮度补偿块的左边缘相邻的已重建像素。
[0069]
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,所述处理单元用于:根据所述当前仿射块中第一预设位置的子块的运动矢量,确定所述当前仿射块对应的亮度补偿块。
[0070]
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,所述第一预设位置为所述当前仿射块的左上角位置或者中心位置。
[0071]
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,所述第一像素集合包括与所述当前仿射块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素,所述第二像素集合包括与所述当前仿射块对应的亮度补偿块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素。
[0072]
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,所述处理单元用于:根据所述当前仿射块中第二预设位置的子块的运动矢量,确定所述第二预设位置的子块对应的亮度补偿块。
[0073]
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,所述第二预设位置为所述当前仿射块的左边缘位置和/或上边缘位置,所述第一像素集合包括与所述第二预设位置的子块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素,所述第二像素集合包括与所述第二预设位置的子块对应的亮度补偿块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素。
[0074]
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,所述第二预设位置为所述当前仿射块的左上角位置,所述第一像素集合包括与所述第二预设位置的子块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素,所述第二像素集合包括与所述第二预设位置的子块对应的亮度补偿块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素。
[0075]
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,所述装置为视频解码装置,所述装置还包括:解码单元,用于解码码流,获取第一标识信息,所述第一标识信息用于指示对所述当前仿射块进行亮度补偿。
[0076]
可选地,上述解码单元是在根据线性模型系数对当前仿射块的像素预测值进行更新之前,解码码流,获取第一标识信息。
[0077]
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,所述当前仿射块更新后的像素预测值,根据以下公式获得:pred_ C(i,j)=α*rec_ C(i,j)+β;
[0078]
其中,pred_ C(i,j)为所述当前仿射块中(i,j)位置的更新后的像素的预测值,rec_ C(i,j)为所述当前仿射块中(i,j)位置的像素预测值,α,β为所述线性模型系数。
[0079]
第四方面,提供了一种解码视频数据的设备,该设备包括:
[0080]
存储器,用于存储码流形式的视频数据;
[0081]
视频解码器,用于实施第一方面的任意一种方法的部分或全部步骤。
[0082]
第五方面,提供了一种编码视频数据的设备,该设备包括:
[0083]
存储器,用于存储码流形式的视频数据;
[0084]
视频编码器,用于实施第一方面的任意一种方法的部分或全部步骤。
[0085]
第六方面,本申请实施例提供一种解码视频数据的设备,包括:存储器和处理器,所述处理器调用存储在所述存储器中的程序代码以执行第一方面的任意一种方法的部分或全部步骤。
[0086]
可选地,上述存储器为非易失性存储器。
[0087]
可选地,上述存储器与处理器互相耦合在一起。
[0088]
第七方面,本申请实施例提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储了程序代码,其中,所述程序代码包括用于执行第一方面的任意一种方法的部分或全部步骤的指令。
[0089]
第八方面,本申请实施例提供一种计算机程序产品,当所述计算机程序产品在计算机上运行时,使得所述计算机执行第一方面的任意一种方法的部分或全部步骤。
[0090]
应当理解的是,本申请的第二至第八方面与本申请的第一方面的技术方案一致,各方面及对应的可行实施方式所取得的有益效果相似,不再赘述。

附图说明

[0091]
图1是用于实现本申请实施例的视频编码系统实例的示意性框图;
[0092]
图2是用于实现本申请实施例的视频编码器实例的示意性结构框图;
[0093]
图3是用于实现本申请实施例的视频解码器实例的示意性结构框图;
[0094]
图4是用于实现本申请实施例的视频译码系统实例的示意性结构框图;
[0095]
图5是用于实现本申请实施例的视频译码设备实例的示意性结构框图;
[0096]
图6是用于实现本申请实施例的编码装置或者解码装置实例的示意性框图;
[0097]
图7是当前编码单元空域和时域候选运动信息的示意图;
[0098]
图8是4参数仿射运动模型的示意图;
[0099]
图9是4参数仿射运动模型下每个子块的运动矢量的示意图;
[0100]
图10是6参数仿射运动模型的示意图;
[0101]
图11是本申请实施例的帧间预测方法的示意性流程图;
[0102]
图12是当前仿射块以及当前仿射块中的左边缘子块和上边缘子块对应的亮度补偿块的示意图;
[0103]
图13是第一像素集合和第二像素集合包含的已重建像素的示意图;
[0104]
图14是第一像素集合和第二像素集合包含的已重建像素的示意图;
[0105]
图15是第一像素集合和第二像素集合包含的已重建像素的示意图;
[0106]
图16是当前仿射块以及当前仿射块对应的亮度补偿块的示意图;
[0107]
图17是第一像素集合和第二像素集合包含的已重建像素的示意图;
[0108]
图18是第一像素集合和第二像素集合包含的已重建像素的示意图;
[0109]
图19是第一像素集合和第二像素集合包含的已重建像素的示意图;
[0110]
图20是第二预设位置的子块以及该子块对应的亮度补偿块的示意图;
[0111]
图21是第二预设位置的子块以及该子块对应的亮度补偿块的示意图;
[0112]
图22是第二预设位置的子块以及该子块对应的亮度补偿块的示意图;
[0113]
图23是第二预设位置的子块以及该子块对应的亮度补偿块的示意图;
[0114]
图24是当前仿射块以及当前仿射块对应的亮度补偿块的示意图;
[0115]
图25是当前仿射块的模板以及虚拟亮度补偿块的模板的示意图;
[0116]
图26是当前仿射块的模板以及当前仿射块对应的亮度补偿块的模板的示意图;
[0117]
图27是当前仿射块的模板以及亮度补偿块的模板的示意图;
[0118]
图28是本申请实施例的帧间预测装置的示意性框图;
[0119]
图29是本申请实施例的帧间预测装置的示意性框图。

具体实施方式

[0120]
下面结合附图对本申请实施例进行描述。
[0121]
在以下描述中,将会参考形成本申请一部分并以说明之方式示出本申请实施例的具体方面或可使用本申请实施例的具体方面的附图。应理解,本申请实施例还可以在在其它方面中使用,并且可以包括附图中未描绘的结构或逻辑变化。因此,以下详细描述不应以限制性的意义来理解,本申请的范围应由所附权利要求书界定。
[0122]
例如,应理解,结合所描述方法的揭示内容可以同样适用于执行所述方法的对应设备或系统,反之亦然。
[0123]
再如,如果描述一个或多个具体方法步骤,则对应的设备可以包含如功能单元等一个或多个单元,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,其中每个都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这种一个或多个单元。
[0124]
此外,如果基于如功能单元等一个或多个单元描述具体装置,则对应的方法可以包含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,其中每个执行多个单元中一个或多个单元的功能),即使附图中未明确描述或说明这种一个或多个步骤。进一步,应理解的是,除非另外明确提出,本文中所描述的各示例性实施例和/或方面的特征可以相互组合。
[0125]
本申请实施例所涉及的技术方案不仅可能应用于现有的视频编码标准中(如H.264、HEVC等标准),还可能应用于未来的视频编码标准中(如H.266标准)。本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释,而非旨在限定本申请。下面先对本申请实施例可能涉及的一些概念进行简单介绍。
[0126]
视频编码通常是指处理形成视频或视频序列的图片序列。在视频编码领域,术语“图片(picture)”、“帧(frame)”或“图像(image)”可以用作同义词。本文中使用的视频编码表示视频编码或视频解码。视频编码在源侧执行,通常包括处理(例如,通过压缩)原始视频图片以减少表示该视频图片所需的数据量,从而更高效地存储和/或传输。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,以重构视频图片。实施例涉及的视频图片“编码”应理解为涉及视频序列的“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)。
[0127]
视频序列包括一系列图像(picture),图像被进一步划分为切片(slice),切片再被划分为块(block)。视频编码以块为单位进行编码处理,在一些新的视频编码标准中,块的概念被进一步扩展。比如,在H.264标准中有宏块(macroblock,MB),宏块可进一步划分成多个可用于预测编码的预测块(partition)。在高性能视频编码(high efficiency video coding,HEVC)标准中,采用编码单元(coding unit,CU),预测单元(prediction unit,PU)和变换单元(transform unit,TU)等基本概念,从功能上划分了多种块单元,并采用全新的基于树结构进行描述。比如CU可以按照四叉树进行划分为更小的CU,而更小的CU还可以继续划分,从而形成一种四叉树结构,CU是对编码图像进行划分和编码的基本单元。对于PU和TU 也有类似的树结构,PU可以对应预测块,是预测编码的基本单元。对CU按照划分模式进一步划分成多个PU。TU可以对应变换块,是对预测残差进行变换的基本单元。然而,无论CU,PU还是TU,本质上都属于块(或称图像块)的概念。
[0128]
例如,在HEVC中,通过使用表示为编码树的四叉树结构将CTU拆分为多个CU。在CU层级处作出是否使用图片间(时间)或图片内(空间)预测对图片区域进行编码的决策。每个CU可以根据PU拆分类型进一步拆分为一个、两个或四个PU。一个PU内应用相同的预测过程,并在PU基础上将相关信息传输到解码器。在通过基于PU拆分类型应用预测过程获取残差块之后,可以根据类似于用于CU的编码树的其它四叉树结构将CU分割成变换单元(transform unit,TU)。在视频压缩技术最新的发展中,使用四叉树和二叉树(quad-tree and binary tree,QTBT)分割帧来分割编码块。在QTBT块结构中,CU可以为正方形或矩形形状。
[0129]
本文中,为了便于描述和理解,可将当前编码图像中待编码的图像块称为当前块,例如在编码中,指当前正在编码的块;在解码中,指当前正在解码的块。将参考图像中用于对当前块进行预测的已解码的图像块称为参考块,即参考块是为当前块提供参考信号的块,其中,参考信号表示图像块内的像素值。可将参考图像中为当前块提供预测信号的块为预测块,其中,预测信号表示预测块内的像素值或者采样值或者采样信号。例如,在遍历多个参考块以后,找到了最佳参考块,此最佳参考块将为当前块提供预测,此块称为预测块。
[0130]
无损视频编码情况下,可以重构原始视频图片,即经重构视频图片具有与原始视频图片相同的质量(假设存储或传输期间没有传输损耗或其它数据丢失)。在有损视频编码情况下,通过例如量化执行进一步压缩,来减少表示视频图片所需的数据量,而解码器侧无法完全重构视频图片,即经重构视频图片的质量相比原始视频图片的质量较低或较差。
[0131]
H.261的几个视频编码标准属于“有损混合型视频编解码”(即,将样本域中的空间和时间预测与变换域中用于应用量化的2D变换编码结合)。视频序列的每个图片通常分割成不重叠的块集合,通常在块层级上进行编码。换句话说,编码器侧通常在块(视频块)层级处理亦即编码视频,例如,通过空间(图片内)预测和时间(图片间)预测来产生预测块,从当前块(当前处理或待处理的块)减去预测块以获取残差块,在变换域变换残差块并量化残差块,以减少待传输(压缩)的数据量,而解码器侧将相对于编码器的逆处理部分应用于经编码或经压缩块,以重构用于表示的当前块。另外,编码器复制解码器处理循环,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/或重构,用于处理亦即编码后续块。
[0132]
下面描述本申请实施例所应用的系统架构。参见图1,图1示例性地给出了本申请实施例所应用的视频编码及解码系统10的示意性框图。如图1所示,视频编码及解码系统10可包括源设备12和目的地设备14,源设备12产生经编码视频数据,因此,源设备12可被称为视频编码装置。目的地设备14可对由源设备12所产生的经编码的视频数据进行解码,因此,目的地设备14可被称为视频解码装置。源设备12、目的地设备14或两个的各种实施方案可包含一个或多个处理器以及耦合到所述一个或多个处理器的存储器。所述存储器可包含但不限于只读存储器(read-only memory,ROM)、随机存取存储器(random access memory,RAM)、可擦写可编程只读存储器(erasable programmable read-only memory,EPROM)、快闪存储器或可用于以可由计算机存取的指令或数据结构的形式存储所要的程 序代码的任何其它媒体,如本文所描述。源设备12和目的地设备14可以包括各种装置,包含桌上型计算机、移动计算装置、笔记型(例如,膝上型)计算机、平板计算机、机顶盒、例如所谓的“智能”电话等电话手持机、电视机、相机、显示装置、数字媒体播放器、视频游戏控制台、车载计算机、无线通信设备或其类似者。
[0133]
虽然图1将源设备12和目的地设备14绘示为单独的设备,但设备实施例也可以同时包括源设备12和目的地设备14或同时包括两者的功能,即源设备12或对应的功能以及目的地设备14或对应的功能。在此类实施例中,可以使用相同硬件和/或软件,或使用单独的硬件和/或软件,或其任何组合来实施源设备12或对应的功能性以及目的地设备14或对应的功能性。
[0134]
源设备12和目的地设备14之间可通过链路13进行通信连接,目的地设备14可经由链路13从源设备12接收经编码视频数据。链路13可包括能够将经编码视频数据从源设备12移动到目的地设备14的一个或多个媒体或装置。在一个实例中,链路13可包括使得源设备12能够实时将经编码视频数据直接发射到目的地设备14的一个或多个通信媒体。在此实例中,源设备12可根据通信标准(例如无线通信协议)来调制经编码视频数据,且可将经调制的视频数据发射到目的地设备14。所述一个或多个通信媒体可包含无线和/或有线通信媒体,例如射频(RF)频谱或一个或多个物理传输线。所述一个或多个通信媒体可形成基于分组的网络的一部分,基于分组的网络例如为局域网、广域网或全球网络(例如,因特网)。所述一个或多个通信媒体可包含路由器、交换器、基站或促进从源设备12到目的地设备14的通信的其它设备。
[0135]
源设备12包括编码器20,另外可选地,源设备12还可以包括图片源16、图片预处理器18、以及通信接口22。具体实现形态中,所述编码器20、图片源16、图片预处理器18、以及通信接口22可能是源设备12中的硬件部件,也可能是源设备12中的软件程序。分别描述如下:
[0136]
图片源16,可以包括或可以为任何类别的图片捕获设备,用于例如捕获现实世界图片,和/或任何类别的图片或评论(对于屏幕内容编码,屏幕上的一些文字也认为是待编码的图片或图像的一部分)生成设备,例如,用于生成计算机动画图片的计算机图形处理器,或用于获取和/或提供现实世界图片、计算机动画图片(例如,屏幕内容、虚拟现实(virtual reality,VR)图片)的任何类别设备,和/或其任何组合(例如,实景(augmented reality,AR)图片)。图片源16可以为用于捕获图片的相机或者用于存储图片的存储器,图片源16还可以包括存储先前捕获或产生的图片和/或获取或接收图片的任何类别的(内部或外部)接口。当图片源16为相机时,图片源16可例如为本地的或集成在源设备中的集成相机;当图片源16为存储器时,图片源16可为本地的或例如集成在源设备中的集成存储器。当所述图片源16包括接口时,接口可例如为从外部视频源接收图片的外部接口,外部视频源例如为外部图片捕获设备,比如相机、外部存储器或外部图片生成设备,外部图片生成设备例如为外部计算机图形处理器、计算机或服务器。接口可以为根据任何专有或标准化接口协议的任何类别的接口,例如有线或无线接口、光接口。
[0137]
其中,图片可以视为像素点(picture element)的二维阵列或矩阵。阵列中的像素点也可以称为采样点。阵列或图片在水平和垂直方向(或轴线)上的采样点数目定义图片的尺寸和/或分辨率。为了表示颜色,通常采用三个颜色分量,即图片可以表示为或包含三个采 样阵列。例如在RBG格式或颜色空间中,图片包括对应的红色、绿色及蓝色采样阵列。但是,在视频编码中,每个像素通常以亮度/色度格式或颜色空间表示,例如对于YUV格式的图片,包括Y指示的亮度分量(有时也可以用L指示)以及U和V指示的两个色度分量。亮度(luma)分量Y表示亮度或灰度水平强度(例如,在灰度等级图片中两者相同),而两个色度(chroma)分量U和V表示色度或颜色信息分量。相应地,YUV格式的图片包括亮度采样值(Y)的亮度采样阵列,和色度值(U和V)的两个色度采样阵列。RGB格式的图片可以转换或变换为YUV格式,反之亦然,该过程也称为色彩变换或转换。如果图片是黑白的,该图片可以只包括亮度采样阵列。本申请实施例中,由图片源16传输至图片处理器的图片也可称为原始图片数据17。
[0138]
图片预处理器18,用于接收原始图片数据17并对原始图片数据17执行预处理,以获取经预处理的图片19或经预处理的图片数据19。例如,图片预处理器18执行的预处理可以包括整修、色彩格式转换(例如,从RGB格式转换为YUV格式)、调色或去噪。
[0139]
编码器20(或称视频编码器20),用于接收经预处理的图片数据19,采用相关预测模式(如本文各个实施例中的预测模式)对经预处理的图片数据19进行处理,从而提供经编码图片数据21(下文将进一步基于图2或图4或图5描述编码器20的结构细节)。在一些实施例中,编码器20可以用于执行后文所描述的各个实施例,以实现本申请所描述的色度块预测方法在编码侧的应用。
[0140]
通信接口22,可用于接收经编码图片数据21,并可通过链路13将经编码图片数据21传输至目的地设备14或任何其它设备(如存储器),以用于存储或直接重构,所述其它设备可为任何用于解码或存储的设备。通信接口22可例如用于将经编码图片数据21封装成合适的格式,例如数据包,以在链路13上传输。
[0141]
目的地设备14包括解码器30,另外可选地,目的地设备14还可以包括通信接口28、图片后处理器32和显示设备34。分别描述如下:
[0142]
通信接口28,可用于从源设备12或任何其它源接收经编码图片数据21,所述任何其它源例如为存储设备,存储设备例如为经编码图片数据存储设备。通信接口28可以用于藉由源设备12和目的地设备14之间的链路13或藉由任何类别的网络传输或接收经编码图片数据21,链路13例如为直接有线或无线连接,任何类别的网络例如为有线或无线网络或其任何组合,或任何类别的私网和公网,或其任何组合。通信接口28可以例如用于解封装通信接口22所传输的数据包以获取经编码图片数据21。
[0143]
通信接口28和通信接口22都可以配置为单向通信接口或者双向通信接口,以及可以用于例如发送和接收消息来建立连接、确认和交换任何其它与通信链路和/或例如经编码图片数据传输的数据传输有关的信息。
[0144]
解码器30(或称为解码器30),用于接收经编码图片数据21并提供经解码图片数据31或经解码图片31(下文将进一步基于图3或图4或图5描述解码器30的结构细节)。在一些实施例中,解码器30可以用于执行后文所描述的各个实施例,以实现本申请所描述的色度块预测方法在解码侧的应用。
[0145]
图片后处理器32,用于对经解码图片数据31(也称为经重构图片数据)执行后处理,以获得经后处理图片数据33。图片后处理器32执行的后处理可以包括:色彩格式转换(例如,从YUV格式转换为RGB格式)、调色、整修或重采样,或任何其它处理,还可用于 将将经后处理图片数据33传输至显示设备34。
[0146]
显示设备34,用于接收经后处理图片数据33以向例如用户或观看者显示图片。显示设备34可以为或可以包括任何类别的用于呈现经重构图片的显示器,例如,集成的或外部的显示器或监视器。例如,显示器可以包括液晶显示器(liquid crystal display,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LED显示器、硅基液晶(liquid crystal on silicon,LCoS)、数字光处理器(digital light processor,DLP)或任何类别的其它显示器。
[0147]
虽然,图1中将源设备12和目的地设备14绘示为单独的设备,但设备实施例也可以同时包括源设备12和目的地设备14或同时包括两者的功能性,即源设备12或对应的功能性以及目的地设备14或对应的功能性。在此类实施例中,可以使用相同硬件和/或软件,或使用单独的硬件和/或软件,或其任何组合来实施源设备12或对应的功能性以及目的地设备14或对应的功能性。
[0148]
本领域技术人员基于描述明显可知,不同单元的功能性或图1所示的源设备12和/或目的地设备14的功能性的存在和(准确)划分可能根据实际设备和应用有所不同。源设备12和目的地设备14可以包括各种设备中的任一个,包含任何类别的手持或静止设备,例如,笔记本或膝上型计算机、移动电话、智能手机、平板或平板计算机、摄像机、台式计算机、机顶盒、电视机、相机、车载设备、显示设备、数字媒体播放器、视频游戏控制台、视频流式传输设备(例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,并可以不使用或使用任何类别的操作系统。
[0149]
编码器20和解码器30都可以实施为各种合适电路中的任一个,例如,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 integrated circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)、离散逻辑、硬件或其任何组合。如果部分地以软件实施所述技术,则设备可将软件的指令存储于合适的非暂时性计算机可读存储介质中,且可使用一个或多个处理器以硬件执行指令从而执行本申请的技术。前述内容(包含硬件、软件、硬件与软件的组合等)中的任一者可视为一个或多个处理器。
[0150]
在一些情况下,图1中所示视频编码及解码系统10仅为示例,本申请的技术可以适用于不必包含编码和解码设备之间的任何数据通信的视频编码设置(例如,视频编码或视频解码)。在其它实例中,数据可从本地存储器检索、在网络上流式传输等。视频编码设备可以对数据进行编码并且将数据存储到存储器,和/或视频解码设备可以从存储器检索数据并且对数据进行解码。在一些实例中,由并不彼此通信而是仅编码数据到存储器和/或从存储器检索数据且解码数据的设备执行编码和解码。
[0151]
参见图2,图2示出用于实现本申请实施例的编码器20的实例的示意性/概念性框图。在图2的实例中,编码器20包括残差计算单元204、变换处理单元206、量化单元208、逆量化单元210、逆变换处理单元212、重构单元214、缓冲器216、环路滤波器单元220、经解码图片缓冲器(decoded picture buffer,DPB)230、预测处理单元260和熵编码单元270。预测处理单元260可以包含帧间预测单元244、帧内预测单元254和模式选择单元262。帧间预测单元244可以包含运动估计单元和运动补偿单元(未图示)。图2所示的编码器20也可以称为混合型视频编码器或根据混合型视频编解码器的视频编码器。
[0152]
例如,残差计算单元204、变换处理单元206、量化单元208、预测处理单元260和熵编码单元270形成编码器20的前向信号路径,而例如逆量化单元210、逆变换处理单元212、重构单元214、缓冲器216、环路滤波器220、经解码图片缓冲器(decoded picture buffer,DPB)230、预测处理单元260形成编码器的后向信号路径,其中编码器的后向信号路径对应于解码器的信号路径(参见图3中的解码器30)。
[0153]
编码器20通过例如输入202,接收图片201或图片201的图像块203,例如,形成视频或视频序列的图片序列中的图片。图像块203也可以称为当前图片块或待编码图片块,图片201可以称为当前图片或待编码图片(尤其是在视频编码中将当前图片与其它图片区分开时,其它图片例如同一视频序列亦即也包括当前图片的视频序列中的先前经编码和/或经解码图片)。
[0154]
编码器20的实施例可以包括分割单元(图2中未示出),用于将图片201分割成多个例如图像块203的块,通常分割成多个不重叠的块。分割单元可以用于对视频序列中所有图片使用相同的块大小以及定义块大小的对应栅格,或用于在图片或子集或图片群组之间更改块大小,并将每个图片分割成对应的块。
[0155]
在一个实例中,编码器20的预测处理单元260可以用于执行上述分割技术的任何组合。
[0156]
如图片201,图像块203也是或可以视为具有采样值的采样点的二维阵列或矩阵,虽然其尺寸比图片201小。换句话说,图像块203可以包括,例如,一个采样阵列(例如黑白图片201情况下的亮度阵列)或三个采样阵列(例如,彩色图片情况下的一个亮度阵列和两个色度阵列)或依据所应用的色彩格式的任何其它数目和/或类别的阵列。图像块203的水平和垂直方向(或轴线)上采样点的数目定义图像块203的尺寸。
[0157]
如图2所示的编码器20用于逐块编码图片201,例如,对每个图像块203执行编码和预测。
[0158]
残差计算单元204用于基于图片图像块203和预测块265(下文提供预测块265的其它细节)计算残差块205,例如,通过逐样本(逐像素)将图片图像块203的样本值减去预测块265的样本值,以在样本域中获取残差块205。
[0159]
变换处理单元206用于在残差块205的样本值上应用例如离散余弦变换(discrete cosine transform,DCT)或离散正弦变换(discrete sine transform,DST)的变换,以在变换域中获取变换系数207。变换系数207也可以称为变换残差系数,并在变换域中表示残差块205。
[0160]
变换处理单元206可以用于应用DCT/DST的整数近似值,例如为HEVC/H.265指定的变换。与正交DCT变换相比,这种整数近似值通常由某一因子按比例缩放。为了维持经正变换和逆变换处理的残差块的范数,应用额外比例缩放因子作为变换过程的一部分。比例缩放因子通常是基于某些约束条件选择的,例如,比例缩放因子是用于移位运算的2的幂、变换系数的位深度、准确性和实施成本之间的权衡等。例如,在解码器30侧通过例如逆变换处理单元212为逆变换(以及在编码器20侧通过例如逆变换处理单元212为对应逆变换)指定具体比例缩放因子,以及相应地,可以在编码器20侧通过变换处理单元206为正变换指定对应比例缩放因子。
[0161]
量化单元208用于例如通过应用标量量化或向量量化来量化变换系数207,以获取经量化变换系数209。经量化变换系数209也可以称为经量化残差系数209。量化过程可以 减少与部分或全部变换系数207有关的位深度。例如,可在量化期间将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,可以应用不同的标度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)指示合适的量化步长。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,较小的量化参数可以对应精细量化(较小量化步长),较大量化参数可以对应粗糙量化(较大量化步长),反之亦然。量化可以包含除以量化步长以及例如通过逆量化210执行的对应的量化或逆量化,或者可以包含乘以量化步长。根据例如HEVC的一些标准的实施例可以使用量化参数来确定量化步长。一般而言,可以基于量化参数使用包含除法的等式的定点近似来计算量化步长。可以引入额外比例缩放因子来进行量化和反量化,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标度而修改的残差块的范数。在一个实例实施方式中,可以合并逆变换和反量化的标度。或者,可以使用自定义量化表并在例如比特流中将其从编码器通过信号发送到解码器。量化是有损操作,其中量化步长越大,损耗越大。
[0162]
逆量化单元210用于在经量化系数上应用量化单元208的逆量化,以获取经反量化系数211,例如,基于或使用与量化单元208相同的量化步长,应用量化单元208应用的量化方案的逆量化方案。经反量化系数211也可以称为经反量化残差系数211,对应于变换系数207,虽然由于量化造成的损耗通常与变换系数不相同。
[0163]
逆变换处理单元212用于应用变换处理单元206应用的变换的逆变换,例如,逆离散余弦变换(discrete cosine transform,DCT)或逆离散正弦变换(discrete sine transform,DST),以在样本域中获取逆变换块213。逆变换块213也可以称为逆变换经反量化块213或逆变换残差块213。
[0164]
重构单元214(例如,求和器214)用于将逆变换块213(即经重构残差块213)添加至预测块265,以在样本域中获取经重构块215,例如,将经重构残差块213的样本值与预测块265的样本值相加。
[0165]
可选地,例如线缓冲器216的缓冲器单元216(或简称“缓冲器”216)用于缓冲或存储经重构块215和对应的样本值,用于例如帧内预测。在其它的实施例中,编码器可以用于使用存储在缓冲器单元216中的未经滤波的经重构块和/或对应的样本值来进行任何类别的估计和/或预测,例如帧内预测。
[0166]
例如,编码器20的实施例可以经配置以使得缓冲器单元216不只用于存储用于帧内预测254的经重构块215,也用于环路滤波器单元220(在图2中未示出),和/或,例如使得缓冲器单元216和经解码图片缓冲器单元230形成一个缓冲器。其它实施例可以用于将经滤波块221和/或来自经解码图片缓冲器230的块或样本(图2中均未示出)用作帧内预测254的输入或基础。
[0167]
环路滤波器单元220(或简称“环路滤波器”220)用于对经重构块215进行滤波以获取经滤波块221,从而顺利进行像素转变或提高视频质量。环路滤波器单元220旨在表示一个或多个环路滤波器,例如去块滤波器、样本自适应偏移(sample-adaptive offset,SAO)滤波器或其它滤波器,例如双边滤波器、自适应环路滤波器(adaptive loop filter,ALF),或锐化或平滑滤波器,或协同滤波器。尽管环路滤波器单元220在图2中示出为环内滤波 器,但在其它配置中,环路滤波器单元220可实施为环后滤波器。经滤波块221也可以称为经滤波的经重构块221。经解码图片缓冲器230可以在环路滤波器单元220对经重构编码块执行滤波操作之后存储经重构编码块。
[0168]
编码器20(对应地,环路滤波器单元220)的实施例可以用于输出环路滤波器参数(例如,样本自适应偏移信息),例如,直接输出或由熵编码单元270或任何其它熵编码单元熵编码后输出,例如使得解码器30可以接收并应用相同的环路滤波器参数用于解码。
[0169]
经解码图片缓冲器(decoded picture buffer,DPB)230可以为存储参考图片数据供编码器20编码视频数据之用的参考图片存储器。DPB 230可由多种存储器设备中的任一个形成,例如动态随机存储器(dynamic random access memory,DRAM)(包含同步DRAM(synchronous DRAM,SDRAM)、磁阻式RAM(magnetoresistive RAM,MRAM)、电阻式RAM(resistive RAM,RRAM))或其它类型的存储器设备。可以由同一存储器设备或单独的存储器设备提供DPB 230和缓冲器216。在某一实例中,经解码图片缓冲器(decoded picture buffer,DPB)230用于存储经滤波块221。经解码图片缓冲器230可以进一步用于存储同一当前图片或例如先前经重构图片的不同图片的其它先前的经滤波块,例如先前经重构和经滤波块221,以及可以提供完整的先前经重构亦即经解码图片(和对应参考块和样本)和/或部分经重构当前图片(和对应参考块和样本),例如用于帧间预测。在某一实例中,如果经重构块215无需环内滤波而得以重构,则经解码图片缓冲器(decoded picture buffer,DPB)230用于存储经重构块215。
[0170]
预测处理单元260,也称为块预测处理单元260,用于接收或获取图像块203(当前图片201的当前图像块203)和经重构图片数据,例如来自缓冲器216的同一(当前)图片的参考样本和/或来自经解码图片缓冲器230的一个或多个先前经解码图片的参考图片数据231,以及用于处理这类数据进行预测,即提供可以为经帧间预测块245或经帧内预测块255的预测块265。
[0171]
模式选择单元262可以用于选择预测模式(例如帧内或帧间预测模式)和/或对应的用作预测块265的预测块245或255,以计算残差块205和重构经重构块215。
[0172]
模式选择单元262的实施例可以用于选择预测模式(例如,从预测处理单元260所支持的那些预测模式中选择),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),或提供最小信令开销(最小信令开销意味着传输或存储中更好的压缩),或同时考虑或平衡以上两者。模式选择单元262可以用于基于码率失真优化(rate distortion optimization,RDO)确定预测模式,即选择提供最小码率失真优化的预测模式,或选择相关码率失真至少满足预测模式选择标准的预测模式。
[0173]
下文将详细解释编码器20的实例(例如,通过预测处理单元260)执行的预测处理和(例如,通过模式选择单元262)执行的模式选择。
[0174]
如上文所述,编码器20用于从(预先确定的)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例如帧内预测模式和/或帧间预测模式。
[0175]
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,如DC(或均值)模式和平面模式的非方向性模式,或如H.265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,如DC(或均值)模式和平面模式的非方向性模式,或如正在发展中的H.266中定义的方向性模式。
[0176]
在可能的实现中,帧间预测模式集合取决于可用参考图片(即,例如前述存储在DBP230中的至少部分经解码图片)和其它帧间预测参数,例如取决于是否使用整个参考图片或只使用参考图片的一部分,例如围绕当前块的区域的搜索窗区域,来搜索最佳匹配参考块,和/或例如取决于是否应用如半像素和/或四分之一像素内插的像素内插,帧间预测模式集合例如可包括先进运动矢量(advanced motion vector prediction,AMVP)模式和融合(merge)模式。具体实施中,帧间预测模式集合可包括本申请实施例改进的基于控制点的AMVP模式,以及,改进的基于控制点的merge模式。在一个实例中,帧内预测单元254可以用于执行下文描述的帧间预测技术的任意组合。
[0177]
除了以上预测模式,本申请实施例也可以应用跳过模式和/或直接模式。
[0178]
预测处理单元260可以进一步用于将图像块203分割成较小的块分区或子块,例如,通过迭代使用四叉树(quad-tree,QT)分割、二进制树(binary-tree,BT)分割或三叉树(triple-tree,TT)分割,或其任何组合,以及用于例如为块分区或子块中的每一个执行预测,其中模式选择包括选择分割的图像块203的树结构和选择应用于块分区或子块中的每一个的预测模式。
[0179]
帧间预测单元244可以包含运动估计(motion estimation,ME)单元(图2中未示出)和运动补偿(motion compensation,MC)单元(图2中未示出)。运动估计单元用于接收或获取图片图像块203(当前图片201的当前图片图像块203)和经解码图片231,或至少一个或多个先前经重构块,例如,一个或多个其它/不同先前经解码图片231的经重构块,来进行运动估计。例如,视频序列可以包括当前图片和先前经解码图片31,或换句话说,当前图片和先前经解码图片31可以是形成视频序列的图片序列的一部分,或者形成该图片序列。
[0180]
例如,编码器20可以用于从多个其它图片中的同一或不同图片的多个参考块中选择参考块,并向运动估计单元(图2中未示出)提供参考图片和/或提供参考块的位置(X、Y坐标)与当前块的位置之间的偏移(空间偏移)作为帧间预测参数。该偏移也称为运动向量(motion vector,MV)。
[0181]
运动补偿单元用于获取帧间预测参数,并基于或使用帧间预测参数执行帧间预测来获取帧间预测块245。由运动补偿单元(图2中未示出)执行的运动补偿可以包含基于通过运动估计(可能执行对子像素精确度的内插)确定的运动/块向量取出或生成预测块。内插滤波可从已知像素样本产生额外像素样本,从而潜在地增加可用于编码图片块的候选预测块的数目。一旦接收到用于当前图片块的PU的运动向量,运动补偿单元246可以在一个参考图片列表中定位运动向量指向的预测块。运动补偿单元246还可以生成与块和视频条带相关联的语法元素,以供解码器30在解码视频条带的图片块时使用。
[0182]
具体的,上述帧间预测单元244可向熵编码单元270传输语法元素,所述语法元素包括帧间预测参数(比如遍历多个帧间预测模式后选择用于当前块预测的帧间预测模式的指示信息)。可能应用场景中,如果帧间预测模式只有一种,那么也可以不在语法元素中携带帧间预测参数,此时解码端30可直接使用默认的预测模式进行解码。可以理解的,帧间预测单元244可以用于执行帧间预测技术的任意组合。
[0183]
帧内预测单元254用于获取,例如接收同一图片的图片块203(当前图片块)和一个或多个先前经重构块,例如经重构相相邻块,以进行帧内估计。例如,编码器20可以用 于从多个(预定)帧内预测模式中选择帧内预测模式。
[0184]
编码器20的实施例可以用于基于优化标准选择帧内预测模式,例如基于最小残差(例如,提供最类似于当前图片块203的预测块255的帧内预测模式)或最小码率失真。
[0185]
帧内预测单元254进一步用于基于如所选择的帧内预测模式的帧内预测参数确定帧内预测块255。在任何情况下,在选择用于块的帧内预测模式之后,帧内预测单元254还用于向熵编码单元270提供帧内预测参数,即提供指示所选择的用于块的帧内预测模式的信息。在一个实例中,帧内预测单元254可以用于执行帧内预测技术的任意组合。
[0186]
具体的,上述帧内预测单元254可向熵编码单元270传输语法元素,所述语法元素包括帧内预测参数(比如遍历多个帧内预测模式后选择用于当前块预测的帧内预测模式的指示信息)。可能应用场景中,如果帧内预测模式只有一种,那么也可以不在语法元素中携带帧内预测参数,此时解码端30可直接使用默认的预测模式进行解码。
[0187]
熵编码单元270用于将熵编码算法或方案(例如,可变长度编码(variable length coding,VLC)方案、上下文自适应VLC(context adaptive VLC,CAVLC)方案、算术编码方案、上下文自适应二进制算术编码(context adaptive binary arithmetic coding,CABAC)、基于语法的上下文自适应二进制算术编码(syntax-based context-adaptive binary arithmetic coding,SBAC)、概率区间分割熵(probability interval partitioning entropy,PIPE)编码或其它熵编码方法或技术)应用于经量化残差系数209、帧间预测参数、帧内预测参数和/或环路滤波器参数中的单个或所有上(或不应用),以获取可以通过输出272以例如经编码比特流21的形式输出的经编码图片数据21。可以将经编码比特流传输到视频解码器30,或将其存档稍后由视频解码器30传输或检索。熵编码单元270还可用于熵编码正被编码的当前视频条带的其它语法元素。
[0188]
视频编码器20的其它结构变型可用于编码视频流。例如,基于非变换的编码器20可以在没有针对某些块或帧的变换处理单元206的情况下直接量化残差信号。在另一实施方式中,编码器20可具有组合成单个单元的量化单元208和逆量化单元210。
[0189]
具体的,在本申请实施例中,编码器20可用于实现后文实施例中描述的视频编码方法。
[0190]
应当理解的是,本申请中的视频编码器可以只包括视频编码器20中的部分模块,例如,本申请中的视频编码器可以包括图像解码单元和划分单元。其中,图像解码单元可以由熵解码单元、预测单元、反变换单元和反量化单元中的一种或者多种单元组成。
[0191]
另外,视频编码器20的其它的结构变化可用于编码视频流。例如,对于某些图像块或者图像帧,视频编码器20可以直接地量化残差信号而不需要经变换处理单元206处理,相应地也不需要经逆变换处理单元212处理;或者,对于某些图像块或者图像帧,视频编码器20没有产生残差数据,相应地不需要经变换处理单元206、量化单元208、逆量化单元210和逆变换处理单元212处理;或者,视频编码器20可以将经重构图像块作为参考块直接地进行存储而不需要经滤波器220处理;或者,视频编码器20中量化单元208和逆量化单元210可以合并在一起。环路滤波器220是可选的,以及针对无损压缩编码的情况下,变换处理单元206、量化单元208、逆量化单元210和逆变换处理单元212是可选的。应当理解的是,根据不同的应用场景,帧间预测单元244和帧内预测单元254可以是被选择性的启用。
[0192]
参见图3,图3示出用于实现本申请实施例的解码器30的实例的示意性/概念性框图。视频解码器30用于接收例如由编码器20编码的经编码图片数据(例如,经编码比特流)21,以获取经解码图片231。在解码过程期间,视频解码器30从视频编码器20接收视频数据,例如表示经编码视频条带的图片块的经编码视频比特流及相关联的语法元素。
[0193]
在图3的实例中,解码器30包括熵解码单元304、逆量化单元310、逆变换处理单元312、重构单元314(例如求和器314)、缓冲器316、环路滤波器320、经解码图片缓冲器330以及预测处理单元360。预测处理单元360可以包含帧间预测单元344、帧内预测单元354和模式选择单元362。在一些实例中,视频解码器30可执行大体上与参照图2的视频编码器20描述的编码遍次互逆的解码遍次。
[0194]
熵解码单元304用于对经编码图片数据21执行熵解码,以获取例如经量化系数309和/或经解码的编码参数(图3中未示出),例如,帧间预测、帧内预测参数、环路滤波器参数和/或其它语法元素中(经解码)的任意一个或全部。熵解码单元304进一步用于将帧间预测参数、帧内预测参数和/或其它语法元素转发至预测处理单元360。视频解码器30可接收视频条带层级和/或视频块层级的语法元素。
[0195]
逆量化单元310功能上可与逆量化单元110相同,逆变换处理单元312功能上可与逆变换处理单元212相同,重构单元314功能上可与重构单元214相同,缓冲器316功能上可与缓冲器216相同,环路滤波器320功能上可与环路滤波器220相同,经解码图片缓冲器330功能上可与经解码图片缓冲器230相同。
[0196]
预测处理单元360可以包括帧间预测单元344和帧内预测单元354,其中帧间预测单元344功能上可以类似于帧间预测单元244,帧内预测单元354功能上可以类似于帧内预测单元254。预测处理单元360通常用于执行块预测和/或从经编码数据21获取预测块365,以及从例如熵解码单元304(显式地或隐式地)接收或获取预测相关参数和/或关于所选择的预测模式的信息。
[0197]
当视频条带经编码为经帧内编码(I)条带时,预测处理单元360的帧内预测单元354用于基于信号表示的帧内预测模式及来自当前帧或图片的先前经解码块的数据来产生用于当前视频条带的图片块的预测块365。当视频帧经编码为经帧间编码(即B或P)条带时,预测处理单元360的帧间预测单元344(例如,运动补偿单元)用于基于运动向量及从熵解码单元304接收的其它语法元素生成用于当前视频条带的视频块的预测块365。对于帧间预测,可从一个参考图片列表内的一个参考图片中产生预测块。视频解码器30可基于存储于DPB 330中的参考图片,使用默认建构技术来建构参考帧列表:列表0和列表1。
[0198]
预测处理单元360用于通过解析运动向量和其它语法元素,确定用于当前视频条带的视频块的预测信息,并使用预测信息产生用于正经解码的当前视频块的预测块。在本申请的一实例中,预测处理单元360使用接收到的一些语法元素确定用于编码视频条带的视频块的预测模式(例如,帧内或帧间预测)、帧间预测条带类型(例如,B条带、P条带或GPB条带)、用于条带的参考图片列表中的一个或多个的建构信息、用于条带的每个经帧间编码视频块的运动向量、条带的每个经帧间编码视频块的帧间预测状态以及其它信息,以解码当前视频条带的视频块。在本申请的另一实例中,视频解码器30从比特流接收的语法元素包含接收自适应参数集(adaptive parameter set,APS)、序列参数集(sequence parameter set,SPS)、图片参数集(picture parameter set,PPS)或条带标头中的一个或多个中的语法元素。
[0199]
逆量化单元310可用于逆量化(即,反量化)在比特流中提供且由熵解码单元304解码的经量化变换系数。逆量化过程可包含使用由视频编码器20针对视频条带中的每一视频块所计算的量化参数来确定应该应用的量化程度并同样确定应该应用的逆量化程度。
[0200]
逆变换处理单元312用于将逆变换(例如,逆DCT、逆整数变换或概念上类似的逆变换过程)应用于变换系数,以便在像素域中产生残差块。
[0201]
重构单元314(例如,求和器314)用于将逆变换块313(即经重构残差块313)添加到预测块365,以在样本域中获取经重构块315,例如通过将经重构残差块313的样本值与预测块365的样本值相加。
[0202]
环路滤波器单元320(在编码循环期间或在编码循环之后)用于对经重构块315进行滤波以获取经滤波块321,从而顺利进行像素转变或提高视频质量。在一个实例中,环路滤波器单元320可以用于执行下文描述的滤波技术的任意组合。环路滤波器单元320旨在表示一个或多个环路滤波器,例如去块滤波器、样本自适应偏移(sample-adaptive offset,SAO)滤波器或其它滤波器,例如双边滤波器、自适应环路滤波器(adaptive loop filter,ALF),或锐化或平滑滤波器,或协同滤波器。尽管环路滤波器单元320在图3中示出为环内滤波器,但在其它配置中,环路滤波器单元320可实施为环后滤波器。
[0203]
随后将给定帧或图片中的经解码视频块321存储在存储用于后续运动补偿的参考图片的经解码图片缓冲器330中。
[0204]
解码器30用于例如,藉由输出332输出经解码图片31,以向用户呈现或供用户查看。
[0205]
视频解码器30的其它变型可用于对压缩的比特流进行解码。例如,解码器30可以在没有环路滤波器单元320的情况下生成输出视频流。例如,基于非变换的解码器30可以在没有针对某些块或帧的逆变换处理单元312的情况下直接逆量化残差信号。在另一实施方式中,视频解码器30可以具有组合成单个单元的逆量化单元310和逆变换处理单元312。
[0206]
具体的,在本申请实施例中,解码器30用于实现后文实施例中描述的视频解码法。
[0207]
应当理解的是,本申请中的视频编码器可以只包括视频编码器30中的部分模块,例如,本申请中的视频编码器可以包括划分单元和图像编码单元。其中,图像编码单元可以由预测单元、变换单元、量化单元和熵编码单元中的一种或者多种单元组成。
[0208]
另外,视频解码器30的其它结构变化可用于解码经编码视频位流。例如,视频解码器30可以不经滤波器320处理而生成输出视频流;或者,对于某些图像块或者图像帧,视频解码器30的熵解码单元304没有解码出经量化的系数,相应地不需要经逆量化单元310和逆变换处理单元312处理。环路滤波器320是可选的;以及针对无损压缩的情况下,逆量化单元310和逆变换处理单元312是可选的。应当理解的是,根据不同的应用场景,帧间预测单元和帧内预测单元可以是被选择性的启用。
[0209]
应当理解的是,本申请的编码器20和解码器30中,针对某个环节的处理结果可以经过进一步处理后,输出到下一个环节,例如,在插值滤波、运动矢量推导或环路滤波等环节之后,对相应环节的处理结果进一步进行钳位(clip)或移位(shift)等操作。
[0210]
例如,按照相邻仿射编码块(采用仿射运动模型进行预测的编码块可以称为仿射编码块)的运动矢量推导得到的当前图像块的控制点的运动矢量,或者推导得到的当前图像块 的子块的运动矢量,可以做进一步的处理,本申请对此不做限定。例如,对运动矢量的取值范围进行约束,使其在一定的位宽内。假设允许的运动矢量的位宽为bitDepth,则运动矢量的范围为-2^(bitDepth-1)~2^(bitDepth-1)-1,其中“^”符号表示幂次方。如bitDepth为16,则取值范围为-32768~32767。如bitDepth为18,则取值范围为-131072~131071。
[0211]
再如,还可以对运动矢量(例如一个8x8图像块内的四个4x4子块的运动矢量MV)的取值进行约束,使得所述四个4x4子块MV的整数部分之间的最大差值不超过N(例如,N可以取1)个像素。
[0212]
参见图4,图4是根据一示例性实施例的包含图2的编码器20和/或图3的解码器30的视频译码系统40的实例的说明图。视频译码系统40可以实现本申请实施例的各种技术的组合。在所说明的实施方式中,视频译码系统40可以包含成像设备41、编码器20、解码器30(和/或藉由处理单元46的逻辑电路47实施的视频编/解码器)、天线42、一个或多个处理器43、一个或多个存储器44和/或显示设备45。
[0213]
如图4所示,成像设备41、天线42、处理单元46、逻辑电路47、编码器20、解码器30、处理器43、存储器44和/或显示设备45能够互相通信。如所论述,虽然用编码器20和解码器30绘示视频译码系统40,但在不同实例中,视频译码系统40可以只包含编码器20或只包含解码器30。
[0214]
在一些实例中,天线42可以用于传输或接收视频数据的经编码比特流。另外,在一些实例中,显示设备45可以用于呈现视频数据。在一些实例中,逻辑电路47可以通过处理单元46实施。处理单元46可以包含专用集成电路(application-specific integrated circuit,ASIC)逻辑、图形处理器、通用处理器等。视频译码系统40也可以包含可选的处理器43,该可选处理器43类似地可以包含专用集成电路(application-specific integrated circuit,ASIC)逻辑、图形处理器、通用处理器等。在一些实例中,逻辑电路47可以通过硬件实施,如视频编码专用硬件等,处理器43可以通过通用软件、操作系统等实施。另外,存储器44可以是任何类型的存储器,例如易失性存储器(例如,静态随机存取存储器(static random access memory,SRAM)、动态随机存储器(dynamic random access memory,DRAM)等)或非易失性存储器(例如,闪存等)等。在非限制性实例中,存储器44可以由超速缓存内存实施。在一些实例中,逻辑电路47可以访问存储器44(例如用于实施图像缓冲器)。在其它实例中,逻辑电路47和/或处理单元46可以包含存储器(例如,缓存等)用于实施图像缓冲器等。
[0215]
在一些实例中,通过逻辑电路实施的编码器20可以包含(例如,通过处理单元46或存储器44实施的)图像缓冲器和(例如,通过处理单元46实施的)图形处理单元。图形处理单元可以通信耦合至图像缓冲器。图形处理单元可以包含通过逻辑电路47实施的编码器20,以实施参照图2和/或本文中所描述的任何其它编码器系统或子系统所论述的各种模块。逻辑电路可以用于执行本文所论述的各种操作。
[0216]
在一些实例中,解码器30可以以类似方式通过逻辑电路47实施,以实施参照图3的解码器30和/或本文中所描述的任何其它解码器系统或子系统所论述的各种模块。在一些实例中,逻辑电路实施的解码器30可以包含(通过处理单元2820或存储器44实施的)图像缓冲器和(例如,通过处理单元46实施的)图形处理单元。图形处理单元可以通信耦合至图像缓冲器。图形处理单元可以包含通过逻辑电路47实施的解码器30,以实施参 照图3和/或本文中所描述的任何其它解码器系统或子系统所论述的各种模块。
[0217]
在一些实例中,天线42可以用于接收视频数据的经编码比特流。如所论述,经编码比特流可以包含本文所论述的与编码视频帧相关的数据、指示符、索引值、模式选择数据等,例如与编码分割相关的数据(例如,变换系数或经量化变换系数,(如所论述的)可选指示符,和/或定义编码分割的数据)。视频译码系统40还可包含耦合至天线42并用于解码经编码比特流的解码器30。显示设备45用于呈现视频帧。
[0218]
应理解,本申请实施例中对于参考编码器20所描述的实例,解码器30可以用于执行相反过程。关于信令语法元素,解码器30可以用于接收并解析这种语法元素,相应地解码相关视频数据。在一些例子中,编码器20可以将语法元素熵编码成经编码视频比特流。在此类实例中,解码器30可以解析这种语法元素,并相应地解码相关视频数据。
[0219]
参见图5,图5是本申请实施例提供的视频译码设备400(例如视频编码设备400或视频解码设备400)的结构示意图。视频译码设备400适于实施本文所描述的实施例。在一个实施例中,视频译码设备400可以是视频解码器(例如图3的解码器30)或视频编码器(例如图2的编码器20)。在另一个实施例中,视频译码设备400可以是上述图3的解码器30或图2的编码器20中的一个或多个组件。
[0220]
视频译码设备400包括:用于接收数据的入口端口410和接收单元(Rx)420,用于处理数据的处理器、逻辑单元或中央处理器(CPU)430,用于传输数据的发射器单元(Tx)440和出口端口450,以及,用于存储数据的存储器460。视频译码设备400还可以包括与入口端口410、接收器单元420、发射器单元440和出口端口450耦合的光电转换组件和电光(EO)组件,用于光信号或电信号的出口或入口。
[0221]
处理器430通过硬件和软件实现。处理器430可以实现为一个或多个CPU芯片、核(例如,多核处理器)、FPGA、ASIC和DSP。处理器430与入口端口410、接收器单元420、发射器单元440、出口端口450和存储器460通信。处理器430包括译码模块470(例如编码模块470或解码模块470)。编码/解码模块470实现本文中所公开的实施例,以实现本申请实施例所提供的色度块预测方法。例如,编码/解码模块470实现、处理或提供各种编码操作。因此,通过编码/解码模块470为视频译码设备400的功能提供了实质性的改进,并影响了视频译码设备400到不同状态的转换。或者,以存储在存储器460中并由处理器430执行的指令来实现编码/解码模块470。
[0222]
存储器460包括一个或多个磁盘、磁带机和固态硬盘,可以用作溢出数据存储设备,用于在选择性地执行这些程序时存储程序,并存储在程序执行过程中读取的指令和数据。存储器460可以是易失性和/或非易失性的,可以是只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、随机存取存储器(ternary content-addressable memory,TCAM)和/或静态随机存取存储器(SRAM)。
[0223]
参见图6,图6是根据一示例性实施例的可用作图1中的源设备12和目的地设备14中的任一个或两个的装置500的简化框图。装置500可以实现本申请的技术。换言之,图6为本申请实施例的编码设备或解码设备(简称为译码设备500)的一种实现方式的示意性框图。其中,译码设备500可以包括处理器510、存储器530和总线系统550。其中,处理器和存储器通过总线系统相连,该存储器用于存储指令,该处理器用于执行该存储器存储的指令。译码设备的存储器存储程序代码,且处理器可以调用存储器中存储的程序代 码执行本申请描述的各种视频编码或解码方法,尤其是各种新的图像块的划分方法。为避免重复,这里不再详细描述。
[0224]
在本申请实施例中,该处理器510可以是中央处理单元(central processing unit,CPU),该处理器510还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0225]
该存储器530可以包括只读存储器(ROM)设备或者随机存取存储器(RAM)设备。任何其他适宜类型的存储设备也可以用作存储器530。存储器530可以包括由处理器510使用总线550访问的代码和数据531。存储器530可以进一步包括操作系统533和应用程序535,该应用程序535包括允许处理器510执行本申请描述的视频编码或解码方法的至少一个程序。例如,应用程序535可以包括应用1至N,其进一步包括执行在本申请描述的视频编码或解码方法的视频编码或解码应用(简称视频译码应用)。
[0226]
该总线系统550除包括数据总线之外,还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见,在图中将各种总线都标为总线系统550。
[0227]
可选的,译码设备500还可以包括一个或多个输出设备,诸如显示器570。在一个示例中,显示器570可以是触感显示器,其将显示器与可操作地感测触摸输入的触感单元合并。显示器570可以经由总线550连接到处理器510。
[0228]
为了更好地理解本申请实施例的帧间预测方法,下面先对帧间预测的一些相关概念或者内容进行介绍。
[0229]
帧间预测是指在已重建的图像中,为当前图像中的当前块寻找匹配的参考块,将该参考块中的像素点的像素值作为当前块中像素点的像素值的预测值,(此过程称为运动估计(Motion estimation,ME))。
[0230]
运动估计是为当前块在参考图像中尝试多个参考块,然后采用率失真优化(rate-distortion optimization,RDO)或者其他方法从该多个参考块中最终确定出一个或者两个参考块(双向预测时需要两个参考块),并利用该参考块对当前块进行帧间预测。
[0231]
其中,当前块的运动信息包括了预测方向的指示信息(通常为前向预测、后向预测或者双向预测),一个或两个指向参考块的运动矢量(motion vector,MV),以及参考块所在图像的指示信息(通常记采用参考帧索引(reference index)来表示)。
[0232]
前向预测是指当前块从前向参考图像集合中选择一个参考图像获取参考块。后向预测是指当前块从后向参考图像集合中选择一个参考图像获取参考块。双向预测是指从前向参考图像集合和后向参考图像集合中各选择一个参考图像来获取参考块。当使用双向预测方法时,当前编码块会存在两个参考块,每个参考块各自需要运动矢量和参考帧索引进行指示,然后根据两个参考块内像素点的像素值确定当前块内像素点像素值的预测值。
[0233]
在HEVC中,存在两种帧间预测模式,分别为AMVP模式和merge模式。
[0234]
在AMVP模式中,是先遍历当前编码块空域或者时域相邻的已编码块(记为邻块),根据各个邻块的运动信息构建候选运动矢量列表,然后通过率失真代价从候选运动信息列表中确定出最优的运动矢量,将率失真代价最小的候选运动信息作为当前编码块的运动矢量预测值(motion vector predictor,MVP)。
[0235]
其中,邻块的位置及其遍历顺序都是预先定义好的。率失真代价可以根据公式(1) 来计算获得,其中J为率失真代价(rate-distortion cost),SAD为使用候选运动矢量预测值进行运动估计后得到的像素预测值与原始像素值之间的绝对误差和(sum of absolute differences,SAD),R为码率,λ为拉格朗日乘子,编码端将选择的运动矢量预测值在候选运动矢量列表中的索引值和参考帧索引值传递到解码端。进一步地,编码端可以在MVP为中心的邻域内进行运动搜索获得当前编码块实际的运动矢量,然后将MVP与实际运动矢量之间的差值(motion vector difference)传递到解码端。
[0236]
J=SAD+λR (1)
[0237]
另外,根据运动模型的不同,AMVP模式可以分为基于平动模型的AMVP模式以及基于非平动模型的AMVP模式。
[0238]
在merge模式中,是先通过当前编码单元空域或者时域相邻的已编码单元的运动信息,构建候选运动信息列表,然后通过率失真代价从候选运动信息列表中确定最优的运动信息作为当前编码单元的运动信息,最后再将最优的运动信息在候选运动信息列表中位置的索引值(记为merge index,下同)传递到解码端。
[0239]
在merge模式中,当前编码单元空域和时域候选运动信息可以如图7所示,其中,空域候选运动信息来自空间相邻的5个块(A0,A1,B0,B1和B2),若相邻块不可得或者为预测模式为帧内预测,则不将该相邻块加入候选运动信息列表。
[0240]
当前编码单元的时域候选运动信息可以根据参考帧和当前帧的图序计数(picture order count,POC)对参考帧中对应位置块的MV进行缩放后获得。在获取参考帧对应位置块可以先判断参考帧中位置为T的块是否可得,若不可得则选择位置在C的块。
[0241]
当采用平动模型进行预测时,编码单元内的所有像素都采用了相同的运动信息,然后根据运动信息进行运动补偿,得到编码单元的像素的预测值。但是在现实世界中,运动多种多样,存在很多非平动运动的物体,如旋转的物体,在不同方向旋转的过山车,投放的烟花和电影中的一些特技动作,特别是在UGC场景中的运动物体,对它们的编码,如果采用当前编码标准中的基于平动运动模型的块运动补偿技术,编码效率会受到很大的影响,因此,为了提高编码效果,提出了一种基于非平动运动模型的预测。
[0242]
非平动运动模型预测指在编解码端使用相同的运动模型推导出当前编码块内每一个子运动补偿单元的运动信息,然后根据子运动补偿单元的运动信息进行运动补偿,得到每一个子块的预测子块,从而提高预测效率。常用的非平动运动模型有4参数仿射运动模型或者6参数仿射运动模型。
[0243]
其中,本申请实施例中涉及到的子运动补偿单元可以是一个像素点或按照特定方法划分的大小为N1×N2的像素块,其中,N1和N2均为正整数,N1可以等于N2,也可以不等于N2。
[0244]
下面对4参数仿射运动模型和6参数仿射运动模型进行简单的介绍。
[0245]
4参数仿射运动模型:
[0246]
其中,4参数仿射运动模型可以采用公式(2)来表示。
[0247]
[0248]
其中,公式(2)中的a 1、a 2、a 3和a 4是4参数仿射运动模型中的常数,相当于公式(3)中的系数。
[0249]
如图8所示,4参数仿射运动模型可以通过两个像素点(当前仿射块的左上角的像素点和当前仿射块的右上角的像素点)的运动矢量及其相对于当前编码块左上顶点像素的坐标来表示,其中,用于表示运动模型参数的像素点为控制点。对于4参数仿射运动模型来说,若采用左上顶点(0,0)和右上顶点(W,0)像素点作为控制点,则可以先确定当前编码块左上顶点和右上顶点控制点的运动矢量(vx 0,vy 0)和(vx 1,vy 1),然后再根据公式(3)推导得到当前编码块中每一个子运动补偿单元的运动信息(如图9所示)。
[0250]
[0251]
在上述公式(3)中,(x,y)为子运动补偿单元相对于当前编码块左上顶点像素的坐标,W为当前编码块的宽,当前编码块左上顶点的运动矢量为(vx0,vy0),当前编码块的右上顶点控制点的运动矢量(vx 1,vy 1)。
[0252]
6参数仿射运动模型:
[0253]
其中,6参数仿射运动模型可以采用公式(4)来表示。
[0254]
[0255]
其中,公式(4)中的a 1、a 2、a 3、a 4、a 5、和a 6是6参数仿射运动模型中的常数,相当于公式(5)中的系数。
[0256]
如图10所示,6参数仿射运动模型可以通过三个像素点的运动矢量及其相对于当前编码块左上顶点像素的坐标来表示。
[0257]
在6参数仿射运动模型中,若采用左上顶点(0,0)、右上顶点(W,0)和左下顶点(0,H)像素点作为控制点,那么可以先确定当前编码块左上顶点、右上顶点和左下顶点控制点的运动矢量mv0(vx 0,vy 0)、mv1(vx 1,vy 1)和mv2(vx 2,vy 2),然后根据公式(5)推导得到当前编码块中每一个子运动补偿单元的运动信息。
[0258]
[0259]
在上述公式(5)中,(x,y)为子运动补偿单元相对于当前编码块左上顶点像素的坐标,W为当前编码块的宽,H为当前编码块的高,当前编码块左上顶点的运动矢量为(vx 0,vy 0),当前编码块的右上顶点控制点的运动矢量为(vx 1,vy 1),当前编码块的左下顶点控制点的运动矢量为(vx 2,vy 2)。
[0260]
采用仿射运动模型进行预测的编码块称为仿射编码块。
[0261]
通常情况下,可以采用基于仿射运动模型的AMVP模式或者仿射融合模式来获得仿射编码块的控制点的运动信息。控制点的运动信息可以通过继承的控制点运动矢量预测方法或者构造的控制点运动矢量预测方法得到。
[0262]
图11是本申请实施例的帧间预测方法的示意性流程图。
[0263]
应理解,图11所示的帧间预测方法可以是一种视频图像的帧间预测方法,图11所示的帧间预测方法可以由上文中图2所示的编码器20执行,也可以由上文中图3所示的解 码器30来执行。图11所示的方法包括步骤1001至1003,下面对这些步骤进行详细的介绍。
[0264]
1001、获取当前仿射块的像素预测值。
[0265]
当前仿射块可以是正在进行帧间预测处理的图像块。当图11所示的方法为视频图像的编码方法时,该当前仿射块为当前仿射编码块,当图11所示的方法为视频图像的解码方法时,该当前仿射块为当前仿射解码块。
[0266]
在本申请中,像素预测值也可以称为预测像素值,为了避免混淆,本申请中统一采用像素预测值这种说法。
[0267]
可选地,上述步骤1001中获取当前仿射块的像素预测值,具体包括:根据当前仿射块中每个子块的运动矢量对各个子块做运动补偿,得到每个子块的像素预测值,最终得到当前仿射块的像素预测值。
[0268]
1002、根据当前仿射块的一个或多个子块的运动矢量,确定一个或多个亮度补偿块。
[0269]
应理解,在步骤1002中是根据当前仿射块的一个或多个子块的运动矢量,在当前仿射块对应的参考帧中确定一个或多个亮度补偿块。
[0270]
在步骤1002中,确定一个或多个亮度补偿块的最终目的是对当前仿射块的像素预测值进行亮度补偿(也可以称为局部亮度补偿)。
[0271]
具体地,通过获取一个或多个亮度补偿块,可以确定第二像素集合,以便后续结合根据当前仿射块确定的第一像素集合来确定线性模型系数,进而根据该线性模型系数对当前仿射块的像素预测值进行更新。
[0272]
1003、根据第一像素集合和第二像素集合,确定线性模型系数,其中,所述第一像素集合包括与所述当前仿射块边缘相邻的至少一个已重建像素,所述第二像素集合包括与所述一个或多个亮度补偿块边缘相邻的至少一个已重建像素,所述第一像素集合中的像素与所述第二像素集合中的像素一一对应。
[0273]
在上述步骤1002中,确定一个或者多个亮度补偿块的方式有多种,下面对一些常见的确定方式以及不同的确定方式下第一像素集合与第二像素集合的构成进行描述。
[0274]
第一种方式:根据当前仿射块中的多个子块中的每个子块的运动矢量,确定每个子块对应的亮度补偿块,以得到多个亮度补偿块。
[0275]
应理解,上述多个子块是位于当前仿射块的边缘的子块(例如,该多个子块可以是当前仿射块的左边缘和上边缘的子块)。
[0276]
在第一种方式下,需要根据多个子块中每个子块的运动矢量,确定每个子块对应的亮度补偿块,最终得到的亮度补偿块的数目与当前仿射块中的子块的数目相同。
[0277]
具体地,在第一种方式下,上述多个子块包括当前仿射块的左边缘的子块对应的亮度补偿块和/或当前仿射块的上边缘的子块对应的亮度补偿块。
[0278]
可选地,在第一种方式下,第一像素集合包括与当前仿射块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素。
[0279]
可选地,在第一种方式下,第二像素集合包括多个亮度补偿块中的每个亮度补偿块特定相邻位置的已重建像素。
[0280]
其中,该多个亮度补偿块中包括第一类亮度补偿块和/或第二类亮度补偿块,第一类亮度补偿块是与当前仿射块的上边缘的子块相对应的亮度补偿块,第二类亮度补偿块是与当 前仿射块的左边缘的子块相对应的亮度补偿块,第一类亮度补偿块的特定相邻位置的已重建像素为第一类亮度补偿块的上边缘相邻的已重建像素,第二类亮度补偿块的特定相邻位置的已重建像素为第二类亮度补偿块的左边缘相邻的已重建像素。
[0281]
为了便于理解,上述多个亮度补偿块还可以拼接成一个虚拟亮度补偿块。该虚拟亮度补偿块的形状既可以是矩形也可以不是矩形,例如,虚拟亮度补偿块可以是亮度补偿块拼接而成的不规则的图形块。
[0282]
例如,如图12所示,当前仿射块由16个子块(A0-A15)组成,那么,可以先在参考帧中确定与当前仿射块的上边缘的子块(A0-A3)和左边缘的子块(A4,A8和A12)处于相同位置的图像块(A0'-A3'以及A4'、A8'和A12'),然后根据当前仿射块的上边缘的子块和左边缘的子块各自的运动矢量,进行运动补偿,得到这7个子块分别对应的7个亮度补偿块(B0-B3、B4、B8和B12)。
[0283]
接下来,可以根据上述7个子块在当前仿射块中所处的位置关系,将这7个子块分别对应的7个亮度补偿块拼接成一个虚拟亮度补偿块,拼接得到的虚拟亮度补偿块如图12所示(图12中虚线框内的图像块为虚拟亮度补偿块,该虚拟亮度补偿块呈L型)。
[0284]
在根据上述7个亮度补偿块拼接得到虚拟亮度补偿块的时候,可以携带这些子块的左边缘和/或上边缘的相邻已经重建像素。该虚拟亮度补偿块的左边缘的子块包括B0、B4、B8和B12,虚拟亮度的上边缘的子块包括B0-B3(其中,B0既可以属于左边缘的子块,也可以属于上边缘的子块)。
[0285]
在图12中,虚拟亮度补偿块实际上是由当前仿射块的左边缘的子块以及左边缘的子块对应的亮度补偿块组成(此时该虚拟亮度补偿块呈L型)。实际上,虚拟亮度补偿块也可以仅仅由当前仿射块的左边缘的子块或者上边缘的子块对应的亮度补偿块组成(此时虚拟亮度补偿块为规则的矩形)。
[0286]
应理解,左上角的子块A0在上述实施方式中被描述为上边缘的子块,同时由于A0同样位于当前仿射块的左边缘,因此在其它实施方式中也可以被描述为左边缘的子块。
[0287]
应理解,在第一种方式下,第一像素集合包含的像素与第二像素集合包含的像素可以是一一对应的。
[0288]
例如,如图13所示,当第一像素集合只包含当前仿射块的上边缘相邻的已重建像素时,第二像素集合也可以只包含虚拟亮度补偿块的上边缘相邻的已重建像素。
[0289]
在一种可行的实施方式中,第一像素集合由预定个数的当前仿射块的正上方相邻的已重建像素构成,对应的,第二像素集合由预定个数的虚拟亮度补偿块的正上方相邻的已重建像素构成,示例性的,预定个数可以为16个,在另一示例中,预定个数受当前仿射块尺寸的限制,比如:用于构成第一像素集合的当前仿射块的正上方相邻的已重建像素的个数等于预定个数和当前仿射块的宽度之间的较小值,即第一像素集合中像素点的个数=Min(预定个数值,仿射块宽度值),Min()为求最小值的函数,应理解,第二像素集合的构成与第一像素集合的构成相对应。
[0290]
如图14所示,当第一像素集合只包含当前仿射块的左边缘相邻的已重建像素时,第二像素集合也可以只包含虚拟亮度补偿块的左边缘相邻的已重建像素。
[0291]
在一种可行的实施方式中,第一像素集合由预定个数的当前仿射块的正左方相邻的已重建像素构成,对应的,第二像素集合由预定个数的虚拟亮度补偿块的正左方相邻的已重 建像素构成,示例性的,预定个数可以为16个,在另一示例中,预定个数受当前仿射块尺寸的限制,比如:用于构成第一像素集合的当前仿射块的正左方相邻的已重建像素的个数等于预定个数和当前仿射块的高度之间的较小值,即第一像素集合中像素点的个数=Min(预定个数值,仿射块高度值),应理解,第二像素集合的构成与第一像素集合的构成相对应。
[0292]
如图15所示,当第一像素集合既包含当前仿射块的左边缘相邻的已重建像素又包含当前仿射块的上边边缘相邻的已重建像素时,第二像素集合也可以既包含虚拟亮度补偿块的左边缘相邻的已重建像素又包含虚拟亮度补偿块的上边边缘相邻的已重建像素。
[0293]
在一种可行的实施方式中,第一像素集合由预定个数的当前仿射块的正左方相邻的已重建像素和预定个数的当前仿射块的正上方相邻的已重建像素构成,对应的,第二像素集合由预定个数的虚拟亮度补偿块的正左方相邻的已重建像素和预定个数的虚拟亮度补偿块的正上方相邻的已重建像素构成,示例性的,第一像素集合可以由当前仿射块的正左方相邻的16个已重建像素和当前仿射块的正上方相邻的16个已重建像素构成,另一示例中,第一像素集合可以由当前仿射块的正左方相邻的8个已重建像素和当前仿射块的正上方相邻的16个已重建像素构成,在另一示例中,预定个数受当前仿射块尺寸的限制,第一像素集合中与当前仿射块的正左方相邻的像素点的个数等于Min(纵向预定个数值,仿射块高度值)以及第一像素集合中与当前仿射块的正上方相邻的像素点的个数等于Min(横向预定个数值,仿射块宽度值),或者,第一像素集合中与当前仿射块的正左方相邻的像素点的个数或与当前仿射块的正上方相邻的像素点的个数均等于Min(预定个数值,仿射块高度值,仿射块宽度值),应理解,第二像素集合与第一像素集合相对应。
[0294]
第二种方式:根据当前仿射块中第一预设位置的子块的运动矢量,确定当前仿射块对应的亮度补偿块。
[0295]
在第二种方式下,相当于将第一预设位置的子块的运动矢量作为整个当前仿射块的运动矢量,然后根据该运动矢量来确定整个当前仿射块对应的亮度补偿块(第二种方式下仅需要确定一个亮度补偿块)。
[0296]
在第二种方式下,根据当前仿射块中的某个固定位置的子块的运动矢量来确定整个仿射运动块对应的亮度补偿块,能够简化确定亮度补偿块的复杂程度。
[0297]
上述第一预设位置可以是当前仿射块中的某个固定位置。位于第一预设位置的子块可以是指子块的左上角(也可以是左下角、右上角、右下角等位置)位于第一预设位置的子块。
[0298]
具体地,在当前仿射块的宽为W,高为H时,当前仿射块的左上角像素位置为(x0,y0),则所述当前块中心子块位置的坐标为(x0+W/2,y0+H/2),当前仿射块的左上角子块位置的坐标为(x0,y0)。
[0299]
例如,如图12所示,当第一预设位置为当前仿射块的左上角的位置时,当前仿射块中位于第一预设位置的子块可以是A0(子块A0的左上角位于当前仿射块的左上角位置)。
[0300]
可选地,上述第一预设位置为当前仿射块的中心位置。
[0301]
例如,当上述第一预设位置为当前仿射块的中心位置时,当前仿射块中位于第一预设位置的子块可以是A10(子块A10的左上角位于当前仿射块的中心位置)。
[0302]
应理解,左上角的位置和中心位置只是第一预设位置的两种可能的实现方式,在本申 请中,还可以根据需要将当前仿射块中的任意一个位置设置为上述第一预设位置。
[0303]
在第二种方式下,根据第一预设位置的子块的运动矢量,得到的当前仿射块对应的亮度补偿块的过程可以如图16所示,如图16所示,得到的是一个与当前仿射块对应的亮度补偿块。
[0304]
可选地,在第二种方式下,上述第一像素集合包括与当前仿射块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素。
[0305]
可选地,在第二种方式下,上述第二像素集合包括与仿射块对应的亮度补偿块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素。
[0306]
应理解,在第二种方式下,第一像素集合包含的像素与第二像素集合包含的像素可以是一一对应的。
[0307]
例如,如图17所示,当第一像素集合只包含当前仿射块的上边缘相邻的已重建像素时,第二像素集合也可以只包含与仿射块对应的亮度补偿块的上边缘相邻的已重建像素。
[0308]
在一种可行的实施方式中,第一像素集合由预定个数的当前仿射块的正上方相邻的已重建像素构成,对应的,第二像素集合由预定个数的与仿射块对应的亮度补偿块的正上方相邻的已重建像素构成,示例性的,预定个数可以为16个,在另一示例中,预定个数受当前仿射块尺寸的限制,比如:用于构成第一像素集合的当前仿射块的正上方相邻的已重建像素的个数等于预定个数和当前仿射块的宽度之间的较小值,即第一像素集合中像素点的个数=Min(预定个数值,仿射块宽度值),应理解,第二像素集合的构成与第一像素集合的构成相对应。
[0309]
如图18所示,当第一像素集合只包含当前仿射块的左边缘相邻的已重建像素时,第二像素集合也可以只包含与仿射块对应的亮度补偿块的左边缘相邻的已重建像素。
[0310]
在一种可行的实施方式中,第一像素集合由预定个数的当前仿射块的正左方相邻的已重建像素构成,对应的,第二像素集合由预定个数的与仿射块对应的亮度补偿块的正左方相邻的已重建像素构成,示例性的,预定个数可以为16个,在另一示例中,预定个数受当前仿射块尺寸的限制,比如:用于构成第一像素集合的当前仿射块的正左方相邻的已重建像素的个数等于预定个数和当前仿射块的高度之间的较小值,即第一像素集合中像素点的个数=Min(预定个数值,仿射块高度值),应理解,第二像素集合的构成与第一像素集合的构成相对应。
[0311]
如图19所示,当第一像素集合既包含当前仿射块的左边缘相邻的已重建像素又包含当前仿射块的上边边缘相邻的已重建像素时,第二像素集合也可以既包含与仿射块对应的亮度补偿块的左边缘相邻的已重建像素又包含与仿射块对应的亮度补偿块的上边边缘相邻的已重建像素。
[0312]
在一种可行的实施方式中,第一像素集合由预定个数的当前仿射块的正左方相邻的已重建像素和预定个数的当前仿射块的正上方相邻的已重建像素构成,对应的,第二像素集合由预定个数的与仿射块对应的亮度补偿块的正左方相邻的已重建像素和预定个数的与仿射块对应的亮度补偿块的正上方相邻的已重建像素构成,示例性的,第一像素集合可以由当前仿射块的正左方相邻的16个已重建像素和当前仿射块的正上方相邻的16个已重建像素构成,另一示例中,第一像素集合可以由当前仿射块的正左方相邻的8个已重建像素和当前仿射块的正上方相邻的16个已重建像素构成,在另一示例中,预定个数受当前仿 射块尺寸的限制,第一像素集合中与当前仿射块的正左方相邻的像素点的个数等于Min(纵向预定个数值,仿射块高度值)以及第一像素集合中与当前仿射块的正上方相邻的像素点的个数等于Min(横向预定个数值,仿射块宽度值),或者,第一像素集合中与当前仿射块的正左方相邻的像素点的个数或与当前仿射块的正上方相邻的像素点的个数均等于Min(预定个数值,仿射块高度值,仿射块宽度值),应理解,第二像素集合与第一像素集合相对应。
[0313]
第三种方式:根据当前仿射块中第二预设位置的子块的运动矢量,确定第二预设位置的子块对应的亮度补偿块。
[0314]
可选地,上述第二预设位置为当前仿射块的左边缘位置、上边缘位置和左上角位置中的一种或者多种。
[0315]
例如,上述第二预设位置可以为当前仿射块的左边缘位置,或者上述第二预设位置可以为当前仿射块的上边缘位置。
[0316]
再如,上述第二预设位置可以为当前仿射块的左边缘位置和上边缘位置,此时,第二预设位置包含两种位置。
[0317]
在第三种方式下,根据第二预设位置的不同,第一像素集合和第二像素集合包含的已重建像素也有所不同,下面分情况进行说明。
[0318]
情况一:上述第二预设位置为当前仿射块的左边缘位置。
[0319]
在情况一中,上述第一像素集合可以包括与第二预设位置的子块的左边缘相邻的已重建像素,上述第二像素集合可以包括与第二预设位置的子块对应的亮度补偿块的左边缘相邻的已重建像素。
[0320]
在一种可行的实施方式中,第一像素集合由预定个数的第二预设位置的子块的正左方相邻的已重建像素构成,对应的,第二像素集合由预定个数的第二预设位置的子块对应的亮度补偿块的正左方相邻的已重建像素构成,示例性的,预定个数可以为16个,在另一示例中,预定个数受第二预设位置的子块尺寸的限制,比如:用于构成第一像素集合的第二预设位置的子块的正上方相邻的已重建像素的个数等于预定个数和第二预设位置的子块的宽度之间的较小值,即第一像素集合中像素点的个数=Min(预定个数值,第二预设位置的子块宽度值),应理解,第二像素集合的构成与第一像素集合的构成相对应。
[0321]
例如,如图20所示,假设当前仿射块中第二预设位置的子块为A8,那么,根据子块A8的运动矢量可以得到子块A8对应的亮度补偿块B8,此时,第一像素集合可以包括与子块A8的左边缘相邻的已重建像素,第二像素集合可以包括与子块B8的左边缘相邻的已重建像素。
[0322]
情况二:上述第二预设位置为当前仿射块的上边缘位置。
[0323]
在情况二中,上述第一像素集合可以包括与第二预设位置的子块的上边缘相邻的已重建像素,上述第二像素集合可以包括与第二预设位置的子块对应的亮度补偿块的上边缘相邻的已重建像素。
[0324]
在一种可行的实施方式中,第一像素集合由预定个数的第二预设位置的子块的正上方相邻的已重建像素构成,对应的,第二像素集合由预定个数的第二预设位置的子块对应的亮度补偿块的正上方相邻的已重建像素构成,示例性的,预定个数可以为16个,在另一示例中,预定个数受第二预设位置的子块尺寸的限制,比如:用于构成第一像素集合的第 二预设位置的子块的正左方相邻的已重建像素的个数等于预定个数和第二预设位置的子块的高度之间的较小值,即第一像素集合中像素点的个数=Min(预定个数值,第二预设位置的子块高度值),应理解,第二像素集合的构成与第一像素集合的构成相对应。
[0325]
例如,如图21所示,假设当前仿射块中第二预设位置的子块为A2,那么,根据子块A2的运动矢量可以得到子块A2对应的亮度补偿块B2,此时,第一像素集合可以包括与子块A2的上边缘相邻的已重建像素,第二像素集合可以包括与子块B2的上边缘相邻的已重建像素。
[0326]
情况三:上述第二预设位置为当前仿射块的左边缘位置和上边缘位置。
[0327]
在情况三中,上述第一像素集合可以包括与第二预设位置的子块的左边缘和上边缘相邻的已重建像素,上述第二像素集合可以包括与第二预设位置的子块对应的亮度补偿块的左边缘和上边缘相邻的已重建像素。
[0328]
在一种可行的实施方式中,第一像素集合由预定个数的第二预设位置的子块的正左方相邻的已重建像素和预定个数的第二预设位置的子块的正上方相邻的已重建像素构成,对应的,第二像素集合由预定个数的与第二预设位置的子块对应的亮度补偿块的正左方相邻的已重建像素和预定个数的与第二预设位置的子块对应的亮度补偿块的正上方相邻的已重建像素构成,示例性的,第一像素集合可以由第二预设位置的子块的正左方相邻的16个已重建像素和第二预设位置的子块的正上方相邻的16个已重建像素构成,另一示例中,第一像素集合可以由第二预设位置的子块的正左方相邻的8个已重建像素和第二预设位置的子块的正上方相邻的16个已重建像素构成,在另一示例中,预定个数受第二预设位置的子块尺寸的限制,第一像素集合中与第二预设位置的子块的正左方相邻的像素点的个数等于Min(纵向预定个数值,第二预设位置的子块高度值)以及第一像素集合中与第二预设位置的子块的正上方相邻的像素点的个数等于Min(横向预定个数值,第二预设位置的子块宽度值),或者,第一像素集合中与第二预设位置的子块的正左方相邻的像素点的个数或与第二预设位置的子块的正上方相邻的像素点的个数均等于Min(预定个数值,第二预设位置的子块高度值,第二预设位置的子块宽度值),应理解,第二像素集合与第一像素集合相对应。
[0329]
例如,如图22所示,假设当前仿射块中第二预设位置的子块为A2和A8,那么,根据子块A2和A8的运动矢量可以得到子块A2和A8对应的亮度补偿块B2和B8,此时,第一像素集合可以包括与子块A2的上边缘相邻的已重建像素和子块A8的左边缘相邻的已重建像素,第二像素集合可以包括与子块B2的上边缘相邻的已重建像素和子块B8的左边缘相邻的已重建像素。
[0330]
情况四:上述第二预设位置为当前仿射块的左上角位置。
[0331]
在情况四中,上述第二像素集合包括与第二预设位置的子块对应的亮度补偿块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素,上述第二像素集合包括与第二预设位置的子块对应的亮度补偿块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素。
[0332]
例如,如图23所示,假设当前仿射块中第二预设位置的子块为A0,那么,根据子块A0的运动矢量可以得到子块A0对应的亮度补偿块B0,此时,第一像素集合可以包括与子块A0的左边缘和上边缘相邻的已重建像素,第二像素集合可以包括与子块B0的左边缘和上边缘相邻的已重建像素。
[0333]
应理解,图23只是一种示例,实际上,当第二预设位置的子块为A0时,第一像素集合也可以只包含与子块A0的左边缘相邻的已重建像素,第二像素集合可以包括与子块B0的左边缘相邻的已重建像素。或者,当第二预设位置的子块为A0时,第一像素集合也可以只包含与子块A0的上边缘相邻的已重建像素,第二像素集合可以包括与子块B0的上边缘相邻的已重建像素。
[0334]
在本申请中,步骤1003中得到的线性模型系数并不需要在编码端和解码端之间传输,编码端和解码端都可以根据第一像素集合和第二像素集合来推导出线性模型系数。
[0335]
以图24为例,图24示出了当前仿射块,以及当前仿射块对应的亮度补偿块,其中,当前仿射块的对应的亮度补偿块是根据当前仿射块中的某个位置(例如,当前仿射块的左上角位置)的子块进行运动补偿得到的。
[0336]
在图24中,当前仿射块的尺寸为W×H。第一像素集合包括与当前仿射块的左边缘和上边缘相邻的已重建像素,第二像素集合包括与当前仿射块的亮度补偿块的左边缘和上边缘相邻的已重建像素。第一像素集合中的已重建像素与第二像素集合中的已重建像素一一对应。
[0337]
假设第一像素集合和第二像素集合均包含N个像素,C(n)为当前仿射块的左边缘和上边缘相邻的已重建像素中的第n个像素的像素值,R(n)为当前仿射块的亮度补偿块的左边缘和上边缘相邻的已重建像素中的第n个像素的像素值。那么,可以根据公式(7)和公式(8)来确定线性模型的系数α和β。
[0338]
[0339]
[0340]
应理解,在推导模型系数之前,还可以以其他的方式获取当前仿射块中的各个子块对应的亮度补偿块(参见上文中的第一种方式和第三种方式),在获取到第一像素集合和第二像素集合之后,也可以采用上述公式(7)和公式(8)来确定线性模型的系数α和β。
[0341]
1004、根据线性模型系数对当前仿射块的像素预测值进行更新,以得到当前仿射块更新后的像素预测值。
[0342]
上述步骤1004中根据线性模型系数对当前仿射块的像素预测值进行更新,也可以理解为根据线性模型系数对当前仿射块的像素预测值进行(局部)亮度补偿(采用局部亮度补偿技术对当前仿射块的像素预测值进行局部亮度补偿),进而得到以得到当前仿射块(局部)亮度补偿后的像素预测值。为了避免混淆,下文中的相关内容均采用步骤1004中的描述。
[0343]
在步骤1004中,具体可以根据公式(9)确定当前仿射块更新后的像素预测值。
[0344]
pred_ C(i,j)=α*rec_ C(i,j)+β (9)
[0345]
在上述公式(9)中,pred_ C(i,j)为当前仿射块中(i,j)位置的更新后的像素的预测值,rec_ C(i,j)为当前仿射块中(i,j)位置的像素预测值,α,β为线性模型系数。
[0346]
其中,rec_ C(i,j)还以理解为当前仿射块对应的参考块(可以根据当前仿射块中的各个子块的运动矢量得到各个子块对应的参考子块,进而得到当前仿射块对应的参考块)中(i,j)位置的重建像素值,当前仿射块对应的参考块中(i,j)位置的重建像素值可以作为当前仿射块中(i,j)位置的像素预测值。
[0347]
本申请中,通过对当前仿射块的像素预测值进行亮度补偿,能够提高帧间预测的准确性,减少残差值,能够在视频质量相同的情况下节省码率,进而提高编解码性能。
[0348]
具体地,由于当前仿射块与当前仿射块的参考块之间可能存在亮度差异,导致根据参考块得到的当前仿射块的像素预测值与当前仿射块的真实像素值可能存在一些差异。因此,通过推导线性模型系数,并根据线性模型系数对当前仿射块的像素值进行更新,使得更新后的像素预测值与当前仿射块的真实像素值更加接近,能够减少当前仿射块的真实像素值与当前仿射块的更新后的像素预测值的残差值,可以在视频质量相同的情况下节省码率,进而提高编解码性能。
[0349]
图11所示的方法既可以是一种视频编码方法(由编码端设备执行),也可以是一种视频解码方法(由解码端设备执行)。
[0350]
当图11所示的方法是视频解码方法时,在根据当前仿射块的一个或多个子块的运动矢量,确定一个或多个亮度补偿块之前,图11所示的方法还包括:解码码流,获取第一标识信息,该第一标识信息用于指示对当前仿射块进行亮度补偿。
[0351]
可选地,LIC flag为1表示第一标识信息,表示需要对当前仿射块进行亮度补偿。
[0352]
可选地,LIC flag为0表示第二标识信息,表示不需要对当前仿射块进行亮度补偿。
[0353]
当上述方法为解码方法时,如果通过解码码流得到第二标识信息,那么,确定不需要对当前仿射块进行亮度补偿,在得到当前仿射块的像素预测值之后就完成了帧间预测过程。
[0354]
当图11所示的方法是视频编码方法时,图11所示的方法还包括:生成第一标识信息,该第一标识信息用于表示对当前仿射块需要进行亮度补偿;对该第一标识信息进行编码,生成码流。
[0355]
本申请中,通过对第一标识信息进行编码,能够使得解码端在解码时解码得到该第一标识信息,进而在帧间预测过程中,对帧间预测中的仿射块进行亮度补偿。
[0356]
另外,当图11所示的方法时视频编码方法时,在对当前仿射块的像素预测值进行更新之前,还可以根据实际需要先进行判断,以确定是否要对当前仿射块的像素预测值进行更新(也就是确定是否对当前仿射块进行局部亮度补偿)。
[0357]
上文结合附图对本申请实施例的帧间预测方法进行了详细描述,为了更好地理解本申请实施例的帧间预测方法的相关流程,下面结合具体的实施例对本申请实施例的帧间预测方法的各个过程进行详细的描述。
[0358]
实施例一:根据当前仿射块中的每个子块的运动矢量确定每个子块对应的亮度补偿块,并根据当前仿射块的左边缘和上边缘的相邻已重建像素,以及多个亮度补偿块构成的虚拟亮度补偿块的左边缘和上边缘的相邻已重建像素确定线性模型系数。
[0359]
实施例一中得到当前仿射块的更新后的像素预测值的过程包括步骤2001至2004,下面对这些步骤进行详细介绍。
[0360]
2001、确定当前仿射块的控制点的运动矢量。
[0361]
在步骤2001中,当前块的控制点运动矢量可以从码流中解析推导得到或继承得到。只要能够获取控制点的运动矢量的方式都在本申请的保护范围内,本申请对此不具体限定。
[0362]
2002、确定当前仿射块中的每个子块的运动矢量。
[0363]
具体地,在步骤2002中,可以根据当前仿射块的控制点的运动信息以及当前仿射块采用的仿射运动模型来确定当前仿射块中的每个子块的运动矢量。
[0364]
2003、根据当前仿射块中的每个子块的运动矢量进行运动补偿,得到每个子块的像素预测值。
[0365]
对于编码端来说,在步骤2003之后,可以根据实际需要确定是否需要对当前仿射块进行局部亮度补偿。
[0366]
对于解码端来说,在步骤2003之后,可以解码码流获取LIC flag,如果LIC flag为1,则表示当前仿射块需要进行LIC补偿,还需要执行步骤2004,步骤2004得到的当前仿射块的更新后的像素预测值为当前仿射块最终的像素预测值。如果LIC flag为0,则当前仿射块不需要进行LIC补偿,步骤2003得到的当前仿射块的像素预测值就是当前仿射块的最终的像素预测值。
[0367]
2004、对当前仿射块进行LIC补偿。
[0368]
具体地,在步骤2004中,需要先获取线性模型,然后再根据线性模型对当前仿射块进行LIC补偿,具体过程可以包括步骤1至步骤3。
[0369]
步骤1、获得线性模型的模板。
[0370]
上述模板是指用于导出LIC补偿的线性模型系数的像素值集合。这里的模板包括当前仿射块的模板(相当于上文中的当前仿射块的边缘相邻的已重建的像素点)以及虚拟亮度补偿块的模板(相当于上文中的虚拟亮度补偿块的边缘相邻的已重建的像素点)。
[0371]
具体地,如图25所示,当前仿射块包括位于上边缘的和左边缘的子块A0-G0,当前仿射块对应的虚拟亮度补偿块包括位于上边缘和左边缘的亮度补偿块A1-G1(亮度补偿块A1-G1构成虚拟亮度补偿块的上边缘和左边缘),其中,当前仿射块中的A0-G0分别对应虚拟亮度补偿块中的A1-G1。
[0372]
在根据当前仿射块得到虚拟亮度补偿块时,可以先根据当前仿射块中的左边缘和上边缘的子块中的每个子块的运动矢量进行运动补偿,得到亮度补偿块A1-G1,然后再将亮度补偿块A1-G1拼接成虚拟亮度补偿块,具体可以参照图12中所示的方式进行拼接。
[0373]
如图25所示,当前仿射块的模板包括当前仿射块的上边缘的子块的上边缘像素(与当前仿射块的上边缘的子块的上边缘相邻的已重建像素),以及左边缘的子块的左边缘像素(与当前仿射块的左边缘的子块的左边缘相邻的已重建像素);虚拟亮度补偿块的模板包括虚拟亮度补偿块的上边缘的子块的上边缘像素(与虚拟亮度补偿块的上边缘的子块的上边缘相邻的已重建像素),以及左边缘的子块的左边缘像素(与当虚拟亮度补偿块的左边缘的子块的左边缘相邻的已重建像素)。
[0374]
应理解,在图25中,虚拟亮度补偿块并不是一定要构建的真实的图像块,而可以是为了确定当前仿射块中的边缘子块对应的亮度补偿块的模板的参照物。在图25中,当前仿射块中的边缘子块对应的亮度补偿块为A1-G1,这些亮度补偿块的模板包括A1-D1中的每个亮度补偿块的上边缘相邻的已重建像素,以及A1、E1、F1和G1中的每个亮度补偿块的左边缘相邻的已重建像素。
[0375]
步骤2、确定用于LIC补偿的线性模型系数α和β。
[0376]
根据步骤1中得到的当前仿射块的模板以及虚拟补偿块的模板,可以推导得到用于LIC补偿的线性模型系数α和β。
[0377]
具体地,可以根据步骤1中获得的当前仿射块的模板以及虚拟补偿块的模板,采用上文中的公式(7)和公式(8)来推导线性模型模型系数α和β。
[0378]
步骤3、根据线性模型系数α和β对当前仿射块的像素预测值进行补偿,得到亮度补偿后的像素预测值。
[0379]
具体地,在步骤3中,可以根据上文中的公式(9)对当前仿射块的像素预测值进行补偿,得到当前仿射块的亮度补偿后的像素预测值(相当于上文中的当前仿射块的更新后的像素预测值)。
[0380]
实施例二:根据当前仿射块的左上角子块的运动矢量,确定当前仿射块对应的亮度补偿块,并根据当前仿射块的左边缘和上边缘的相邻已重建像素,以及当前仿射块对应的亮度补偿块的左边缘和上边缘的相邻已重建像素确定线性模型系数。
[0381]
实施例二中得到当前仿射块的更新后的像素预测值的过程包括步骤3001至3005,下面对这些步骤进行详细介绍。
[0382]
3001、确定当前仿射块中的每个子块的像素预测值。
[0383]
具体地,在步骤3001中可以根据当前仿射块的控制点的运动信息,确定每个子块的运动信息,然后根据每个子块的运动信息对每个子块进行运动补偿,得到每个子块的像素预测值。
[0384]
3002、将当前仿射块中左上角位置的子块的运动信息作为当前仿射块的运动信息,根据该运动信息对当前仿射块进行运动补偿,得到当前仿射块对应的亮度补偿块。
[0385]
如图26所示,将当前仿射块的左上角位置的子块的运动矢量作为当前仿射块的运动矢量进行运动补偿,得到当前仿射块对应的虚拟亮度补偿块。
[0386]
可选地,在步骤3002中,还可以将当前仿射块中处于中心位置的子块的运动信息作为当前仿射块的运动信息来进行运动补偿,进而得到当前仿射块对应的亮度补偿块。
[0387]
3003、获得线性模型的模板。
[0388]
如图26所示,当前仿射块的模板包括当前仿射块的上边缘的子块的上边缘像素,以及左边缘的子块的左边缘像素;当前仿射块对应的亮度补偿块的模板包括亮度补偿块的上边缘的子块的上边缘像素,以及左边缘的子块的左边缘像素。
[0389]
3004、确定用于LIC补偿的线性模型系数α和β。
[0390]
具体地,可以根据步骤3003中确定的当前仿射块的模板以及当前仿射块对应的亮度补偿块的模板来推导。
[0391]
3005、根据线性模型系数α和β对当前仿射块的像素预测值进行补偿,得到亮度补偿后的像素预测值。
[0392]
实施例三:根据当前仿射块的左上角子块的运动矢量,确定当前仿射块的左上角的子块对应的补偿块,并根据当前仿射块的左上角子块的左边缘和上边缘的相邻已重建像素,以及该左上角子块对应的亮度补偿块的左边缘和上边缘的相邻已重建像素确定线性模型系数。
[0393]
实施例三中得到当前仿射块的更新后的像素预测值的过程包括步骤4001至4005,下面对这些步骤进行详细介绍。
[0394]
4001、确定当前仿射块中的每个子块的像素预测值。
[0395]
具体地,步骤4001的具体过程可以参见上述步骤3001。
[0396]
4002、根据当前仿射块中左上角位置的子块的运动信息对当前仿射块的左上角位置的子块进行运动补偿,得到左上角位置的子块对应的亮度补偿块。
[0397]
如图27所示,根据当前仿射块的左上角位置的子块A0的运动信息进行运动补偿,得到子块A0对应的亮度补偿块A1。
[0398]
4003、获得线性模型的模板。
[0399]
如图27所示,当前仿射块的模板包括子块A0的上边缘像素和左边缘像素,亮度补偿块A1的模板包括A1的左边缘像素和上边缘像素。
[0400]
4004、确定用于LIC补偿的线性模型系数α和β。
[0401]
具体地,可以根据步骤3003中确定的子块A0的模板以及亮度补偿块A1的模板来推导。
[0402]
4005、根据线性模型系数α和β对当前仿射块的像素预测值进行补偿,得到亮度补偿后的像素预测值。
[0403]
上文结合附图对本申请实施例的视频解码方法和视频编码方法进行了详细的介绍,下面结合图28和图29分别对本申请实施例的帧间预测装置进行介绍,应理解,图28和图29所示的帧间预测装置能够执行本申请实施例的视频解码方法中的各个步骤。为了避免不必要的重复,下面在介绍本申请实施例的帧间预测装置时适当省略重复的描述。
[0404]
图28是本申请实施例的帧间预测装置的示意性框图。图28所示的帧间预测装置5000包括:
[0405]
预测单元5001,用于获取当前仿射块的像素预测值;
[0406]
处理单元5002,所述处理单元5002用于:
[0407]
根据所述当前仿射块的一个或多个子块的运动矢量,确定一个或多个亮度补偿块;
[0408]
根据第一像素集合和第二像素集合,确定线性模型系数,其中,所述第一像素集合包括与所述当前仿射块边缘相邻的至少一个已重建像素,所述第二像素集合包括与所述一个或多个亮度补偿块边缘相邻的至少一个已重建像素,其中,所述第一像素集合中的像素与所述第二像素集合中的像素一一对应;
[0409]
更新单元5003,用于根据所述线性模型系数对所述当前仿射块的像素预测值进行更新,以得到所述当前仿射块更新后的像素预测值。
[0410]
本申请中,通过对当前仿射块的像素预测值进行亮度补偿,能够提高帧间预测的准确性,减少残差值,能够在视频质量相同的情况下节省码率,进而提高编解码性能。
[0411]
上述帧间预测装置5000既可以是编码端设备,也可以是解码端设备。
[0412]
当上述帧间预测装置5000为编码端设备时,帧间预测装置5000中的预测单元5001、处理单元5002和更新单元5003可以对应于图2所示的编码器20中的帧间预测单元244,该帧间预测单元244能够执行帧间预测装置5000执行的各个步骤。
[0413]
当上述帧间预测装置5000为解码端设备时,帧间预测装置5000中的预测单元5001、处理单元5002和更新单元5003可以对应于图3所示的解码器30中的帧间预测单元344,该帧间预测单元344能够执行帧间预测装置5000执行的各个步骤。
[0414]
另外,上述帧间预测装置5000还可以称为编解码设备或者编解码器,通过帧间预测装置5000能够实现对视频图像的编码或者解码。
[0415]
图29是本申请实施例的帧间预测装置的示意性框图。图29所示的帧间预测装置6000包括:
[0416]
存储器6001,用于存储程序;
[0417]
处理器6002,用于执行存储器6001存储的程序,当存储器6001中存储的程序被执行时,所述处理器6002用于:
[0418]
获取当前仿射块的像素预测值;
[0419]
根据所述当前仿射块的一个或多个子块的运动矢量,确定一个或多个亮度补偿块;
[0420]
根据第一像素集合和第二像素集合,确定线性模型系数,其中,所述第一像素集合包括与所述当前仿射块边缘相邻的至少一个已重建像素,所述第二像素集合包括与所述一个或多个亮度补偿块边缘相邻的至少一个已重建像素,所述第一像素集合中的像素与所述第二像素集合中的像素一一对应;
[0421]
根据所述线性模型系数对所述当前仿射块的像素预测值进行更新,以得到所述当前仿射块更新后的像素预测值。
[0422]
上述帧间预测装置5000中的预测单元5001、处理单元5002和更新单元5003可以对应于帧间预测装置6000中的处理器6002,该处理器6002能够实现帧间预测装置5000中的预测单元5001、处理单元5002和更新单元5003的功能。
[0423]
另外,与上述帧间预测装置5000类似,帧间预测装置6000既可以是编码端设备,也可以是解码端设备。
[0424]
当上述帧间预测装置6000为编码端设备时,帧间预测装置6000中的处理器6002可以对应于图2所示的编码器20中的帧间预测单元244,该帧间预测单元244能够执行帧间预测装置6000中的处理器6002执行的各个步骤。
[0425]
当上述帧间预测装置6000为解码端设备时,帧间预测装置6000中的处理器6002可以对应于图3所示的解码器30中的帧间预测单元344,该帧间预测单元344能够执行帧间预测装置6000中的处理器6002执行的各个步骤。
[0426]
同样的,上述帧间预测装置6000还可以称为编解码设备或者编解码器,通过帧间预测装置6000能够实现对视频图像的编码或者解码。
[0427]
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
[0428]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
[0429]
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
[0430]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0431]
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
[0432]
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory,ROM)、随机存取存储器(random access memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0433]
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

权利要求书

[权利要求 1]
一种帧间预测方法,其特征在于,包括: 获取当前仿射块的像素预测值; 根据所述当前仿射块的一个或多个子块的运动矢量,确定一个或多个亮度补偿块; 根据第一像素集合和第二像素集合,确定线性模型系数,其中,所述第一像素集合包括与所述当前仿射块边缘相邻的至少一个已重建像素,所述第二像素集合包括与所述一个或多个亮度补偿块边缘相邻的至少一个已重建像素,所述第一像素集合中的像素与所述第二像素集合中的像素一一对应; 根据所述线性模型系数对所述当前仿射块的像素预测值进行更新,以得到所述当前仿射块更新后的像素预测值。
[权利要求 2]
如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据当前仿射块的一个或多个子块的运动矢量,确定一个或多个亮度补偿块,包括: 根据所述当前仿射块的多个子块中的每个子块的运动矢量,确定所述每个子块对应的亮度补偿块,以得到所述多个亮度补偿块。
[权利要求 3]
如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第一像素集合包括与所述当前仿射块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素。
[权利要求 4]
如权利要求2或3所述的方法,其特征在于,所述第二像素集合包括所述多个亮度补偿块中的每个亮度补偿块特定相邻位置的已重建像素,所述多个亮度补偿块中包括第一类亮度补偿块和/或第二类亮度补偿块,其中,所述第一类亮度补偿块是与所述当前仿射块的上边缘的子块相对应的亮度补偿块,所述第二类亮度补偿块是与所述当前仿射块的左边缘的子块相对应的亮度补偿块,所述第一类亮度补偿块的特定相邻位置的已重建像素为所述第一类亮度补偿块的上边缘相邻的已重建像素,所述第二类亮度补偿块的特定相邻位置的已重建像素为所述第二类亮度补偿块的左边缘相邻的已重建像素。
[权利要求 5]
如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据当前仿射块的一个或多个子块的运动矢量,确定一个或多个亮度补偿块,包括: 根据所述当前仿射块中第一预设位置的子块的运动矢量,确定所述当前仿射块对应的亮度补偿块。
[权利要求 6]
如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述第一预设位置为所述当前仿射块的左上角位置或者中心位置。
[权利要求 7]
如权利要求5或6所述的方法,其特征在于,所述第一像素集合包括与所述当前仿射块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素,所述第二像素集合包括与所述当前仿射块对应的亮度补偿块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素。
[权利要求 8]
如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据当前仿射块的一个或多个子块的运动矢量,确定一个或多个亮度补偿块,包括: 根据所述当前仿射块中第二预设位置的子块的运动矢量,确定所述第二预设位置的子块对应的亮度补偿块。
[权利要求 9]
如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述第二预设位置为所述当前仿射块的左边缘位置和/或上边缘位置,所述第一像素集合包括与所述第二预设位置的子块的 左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素,所述第二像素集合包括与所述第二预设位置的子块对应的亮度补偿块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素。
[权利要求 10]
如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述第二预设位置为所述当前仿射块的左上角位置,所述第一像素集合包括与所述第二预设位置的子块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素,所述第二像素集合包括与所述第二预设位置的子块对应的亮度补偿块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素。
[权利要求 11]
如权利要求1至10中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法为视频解码方法,在所述根据当前仿射块的一个或多个子块的运动矢量,确定一个或多个亮度补偿块之前,还包括: 解码码流,获取第一标识信息,所述第一标识信息用于指示对所述当前仿射块进行亮度补偿。
[权利要求 12]
如权利要求1至11任一项所述的方法,其特征在于,所述当前仿射块更新后的像素预测值,根据以下公式获得: pred_ C(i,j)=α*rec_ C(i,j)+β; 其中,pred_ C(i,j)为所述当前仿射块中(i,j)位置的更新后的像素的预测值,rec_ C(i,j)为所述当前仿射块中(i,j)位置的像素预测值,α,β为所述线性模型系数。
[权利要求 13]
一种帧间预测装置,其特征在于,包括: 预测单元,用于获取当前仿射块的像素预测值; 处理单元,所述处理单元用于: 根据所述当前仿射块的一个或多个子块的运动矢量,确定一个或多个亮度补偿块; 根据第一像素集合和第二像素集合,确定线性模型系数,其中,所述第一像素集合包括与所述当前仿射块边缘相邻的至少一个已重建像素,所述第二像素集合包括与所述一个或多个亮度补偿块边缘相邻的至少一个已重建像素,其中,所述第一像素集合中的像素与所述第二像素集合中的像素一一对应; 更新单元,用于根据所述线性模型系数对所述当前仿射块的像素预测值进行更新,以得到所述当前仿射块更新后的像素预测值。
[权利要求 14]
如权利要求13所述的装置,其特征在于,所述处理单元用于: 根据所述当前仿射块的多个子块中的每个子块的运动矢量,确定所述每个子块对应的亮度补偿块,以得到所述多个亮度补偿块。
[权利要求 15]
如权利要求14所述的装置,其特征在于,所述第一像素集合包括与所述当前仿射块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素。
[权利要求 16]
如权利要求14或15所述的装置,其特征在于,所述第二像素集合包括所述多个亮度补偿块中的每个亮度补偿块特定相邻位置的已重建像素,所述多个亮度补偿块中包括第一类亮度补偿块和/或第二类亮度补偿块,其中,所述第一类亮度补偿块是与所述当前仿射块的上边缘的子块相对应的亮度补偿块,所述第二类亮度补偿块是与所述当前仿射块的左边缘的子块相对应的亮度补偿块,所述第一类亮度补偿块的特定相邻位置的已重建像素为所述第一类亮度补偿块的上边缘相邻的已重建像素,所述第二类亮度补偿块的特定相邻位置的已重建像素为所述第二类亮度补偿块的左边缘相邻的已重建像素。
[权利要求 17]
如权利要求13所述的装置,其特征在于,所述处理单元用于: 根据所述当前仿射块中第一预设位置的子块的运动矢量,确定所述当前仿射块对应的亮度补偿块。
[权利要求 18]
如权利要求17所述的装置,其特征在于,所述第一预设位置为所述当前仿射块的左上角位置或者中心位置。
[权利要求 19]
如权利要求17或18所述的装置,其特征在于,所述第一像素集合包括与所述当前仿射块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素,所述第二像素集合包括与所述当前仿射块对应的亮度补偿块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素。
[权利要求 20]
如权利要求13所述的装置,其特征在于,所述处理单元用于: 根据所述当前仿射块中第二预设位置的子块的运动矢量,确定所述第二预设位置的子块对应的亮度补偿块。
[权利要求 21]
如权利要求20所述的装置,其特征在于,所述第二预设位置为所述当前仿射块的左边缘位置和/或上边缘位置,所述第一像素集合包括与所述第二预设位置的子块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素,所述第二像素集合包括与所述第二预设位置的子块对应的亮度补偿块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素。
[权利要求 22]
如权利要求20所述的装置,其特征在于,所述第二预设位置为所述当前仿射块的左上角位置,所述第一像素集合包括与所述第二预设位置的子块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素,所述第二像素集合包括与所述第二预设位置的子块对应的亮度补偿块的左边缘和/或上边缘相邻的已重建像素。
[权利要求 23]
如权利要求13至22中任一项所述的装置,其特征在于,所述装置为视频解码装置,所述装置还包括: 解码单元,用于解码码流,获取第一标识信息,所述第一标识信息用于指示对所述当前仿射块进行亮度补偿。
[权利要求 24]
如权利要求13至23中任一项所述的装置,其特征在于,所述当前仿射块更新后的像素预测值,根据以下公式获得: pred_ C(i,j)=α*rec_ C(i,j)+β; 其中,pred_ C(i,j)为所述当前仿射块中(i,j)位置的更新后的像素的预测值,rec_ C(i,j)为所述当前仿射块中(i,j)位置的像素预测值,α,β为所述线性模型系数。
[权利要求 25]
一种视频编解码设备,包括: 存储器; 处理器,所述处理器调用存储在所述存储器中的程序代码以执行如权利要求1-12中任一项所述的方法。

附图

[ 图 1]  
[ 图 2]  
[ 图 3]  
[ 图 4]  
[ 图 5]  
[ 图 6]  
[ 图 7]  
[ 图 8]  
[ 图 9]  
[ 图 10]  
[ 图 11]  
[ 图 12]  
[ 图 13]  
[ 图 14]  
[ 图 15]  
[ 图 16]  
[ 图 17]  
[ 图 18]  
[ 图 19]  
[ 图 20]  
[ 图 21]  
[ 图 22]  
[ 图 23]  
[ 图 24]  
[ 图 25]  
[ 图 26]  
[ 图 27]  
[ 图 28]  
[ 图 29]