Способ и устройство для кодирования видеоданных Российский патент 2022 года по МПК H04N19/109 H04N19/70 H04N19/52 

ВКЛЮЧЕНИЕ ПОСРЕДСТВОМ ССЫЛКИ

[0001] По настоящей заявке испрашивается приоритет согласно заявке на выдачу патента США №16/865,052 «Способ и устройство для кодирования видеоданных», поданной 1 мая 2020 г., по которой испрашивался приоритет согласно предварительной заявке на выдачу патента США №62/849,105 «Сигнализация режима слияния», поданной 16 мая 2019 г. Содержание предыдущих заявок полностью включено в настоящее описание посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0002] В настоящей заявке описаны варианты осуществления изобретения, в целом относящиеся к кодированию видеоданных.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Описание уровня техники приведено здесь для представления в целом контекста изобретения. Работа авторов изобретения, в той мере, в какой она описана в этом разделе, а также аспекты описания, которые не могут квалифицироваться как уровень техники на момент подачи заявки, ни прямо, ни косвенно не признаются уровнем техники для настоящего изобретения.

[0004] Кодирование и декодирование видеоданных может осуществляться с использованием внешнего предсказания изображения с компенсацией движения. Цифровое видео без сжатия может включать последовательность изображений, каждое из которых имеет пространственный размер, например, 1920×1080 отсчетов яркости и связанных с ними отсчетов цветности. Последовательность изображений может иметь фиксированную или переменную частоту смены изображений (неформально также называемую частотой кадров), например, 60 изображений в секунду, или 60 Гц. Видео без сжатия предъявляет значительные требования к битовой скорости. Например, видео 1080р60 4:2:0 с 8 битами на отсчет (разрешение отсчетов яркости 1920×1080 при частоте кадров 60 Гц) требует полосы около 1,5 Гбит/с. Час такого видео требует объема памяти более 600 ГБ.

[0005] Одной целью кодирования и декодирования видеоданных может быть снижение избыточности во входном видеосигнале путем сжатия. Сжатие может способствовать смягчению вышеупомянутых требований к полосе или объему памяти, в ряде случаев на два порядка величины или более. Можно использовать как сжатие без потерь, так и сжатие с потерями, а также их комбинацию. Сжатие без потерь относится к методам реконструкции точной копии исходного сигнала из сжатого исходного сигнала. При использовании сжатия с потерями реконструированный сигнал может быть не идентичен исходному сигналу, но расхождение между исходным и реконструированным сигналами достаточно мало, так что реконструированный сигнал можно использовать для намеченного применения. Сжатие с потерями широко применяется для видеоданных. Допустимая степень искажения зависит от применения; например, пользователи некоторых заказных потоковых приложений могут мириться с более высокими искажениями, чем пользователи телевещательных приложений. Достижимая степень сжатия может отражать, что более высокое разрешенное/допустимое искажение может давать более высокую степень сжатия.

[0006] Компенсация движения может быть методом сжатия с потерями и может относиться к методам, в которых блок данных отсчетов из ранее реконструированного изображения или его части (опорного изображения) после пространственного сдвига в направлении, указанном вектором движения (MV, motion vector), используется для предсказания вновь реконструированного изображения или части изображения. В некоторых случаях опорное изображение может быть таким же, как реконструируемое в настоящий момент изображение. Векторы движения могут иметь два измерения X и Y или три измерения, при этом третье измерение указывает на используемое опорное изображение (последнее, косвенно, может быть измерением времени).

[0007] В некоторых методах сжатия видеоданных вектор движения, применимый к определенной области данных отсчетов, может быть предсказан на основе других векторов движения, например, на основе тех, которые связаны с другой областью данных отсчетов, соседней с реконструируемой областью, и предшествуют этому вектору движения в порядке декодирования. Это может существенно уменьшить объем данных, необходимых для кодирования вектора движения, что устраняет избыточность и увеличивает степень сжатия. Предсказание вектора движения может работать эффективно, например, потому что при кодировании входного видеосигнала, полученного от камеры (известного как естественное видео), существует статистическая вероятность того, что области, большие, чем область, к которой применим один вектор движения, перемещаются в сходном направлении и, следовательно, в некоторых случаях могут быть предсказаны с использованием сходного вектора движения, полученного из векторов движения соседней области. Это приводит к тому, что вектор движения, найденный для данной области, является сходным вектору движения, предсказанному на основе окружающих векторов движения, или совпадает с ним и, в свою очередь, может быть представлен после энтропийного кодирования меньшим количеством битов, чем в случае непосредственного кодирования вектора движения. В некоторых случаях предсказание вектора движения может быть примером сжатия без потерь сигнала (а именно, векторов движения), полученного из исходного сигнала (а именно, потока отсчетов). В других случаях само предсказание векторов движения может быть с потерями, например, из-за ошибок округления при вычислении предсказателя на основе нескольких окружающих векторов движения.

[0008] Различные механизмы предсказания векторов движения описаны в стандарте H.265/HEVC (Рекомендация МСЭ-Т Н.265, «Высокоэффективное кодирование видеоданных», декабрь 2016 г.). Из множества механизмов предсказания векторов движения, которые предлагает стандарт Н.265, здесь описывается метод, далее называемый «пространственным слиянием».

[0009] Как показано на фиг.1, текущий блок (101) содержит отсчеты, обнаруженные кодером в процессе поиска движения как предсказуемые на основе предыдущего блока того же размера, который пространственно-сдвинут.Вместо непосредственного кодирования вектора движения, этот вектор движения может быть получен из метаданных, связанных с одним или несколькими опорными изображениями, например, на основе самого последнего (в порядке декодирования) опорного изображения с использованием вектора движения, связанного с любым из пяти окружающих отсчетов, обозначенных А0, А1 и В0, B1, В2 (от 102 до 106, соответственно). В стандарте Н.265 предсказание векторов движения может использовать предсказатели на основе того же опорного изображения, которое используется для соседнего блока.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0010] Аспекты изобретения предусматривают способы и устройства для кодирования/декодирования видеоданных. В некоторых примерах устройство для декодирования видеоданных содержит схему приема и схему обработки. Схема обработки проверяет условие получения вывода о флаге конкретного режима предсказания для текущего блока перед анализом флага конкретного режима предсказания для текущего блока из битового потока кодированных видеоданных. Упомянутый конкретный режим предсказания является одним из множества режимов внешнего предсказания изображения. Когда условие получения вывода о флаге указывает на то, что можно сделать вывод о флаге, схема обработки получает вывод о флаге без анализа флага из битового потока кодированных видеоданных. Когда условие получения вывода о флаге указывает на неопределенность вывода о флаге, схема обработки выполняет анализ флага из битового потока кодированных видеоданных. Затем схема обработки реконструирует текущий блок в соответствии с упомянутым конкретным режимом предсказания, когда флаг указывает на применение упомянутого конкретного режима предсказания к текущему блоку.

[0011] В некоторых вариантах осуществления изобретения схема обработки проверяет условие получения вывода о флаге на основе допустимости одного или более других режимов из множества режимов внешнего предсказания изображения. В варианте осуществления изобретения допустимость другого режима определяют на основе информации о размере текущего блока.

[0012] В некоторых вариантах осуществления изобретения флаг является одним из обычного флага обычного режима слияния/пропуска, флага слияния с разностью векторов движения (MMVD) режима MMVD, флага подблока режима слияния/пропуска на основе подблока, флага комбинированного внутреннего и внешнего предсказания (CIIP) режима CIIP, флага треугольника режима разбиения на треугольники.

[0013] В варианте осуществления изобретения конкретный режим предсказания находится впереди одного или более режимов в древовидной структуре для принятия решения о режиме предсказания.

[0014] В некоторых примерах условие получения вывода о флаге представляет собой комбинацию допустимости конкретного режима предсказания и допустимости других режимов, которые находятся позади конкретных режимов предсказания в древовидной структуре для принятия решения о режиме предсказания. В одном примере условие получения вывода о флаге указывает на то, что можно сделать вывод о флаге, когда допустимость конкретного режима предсказания указывает на то, что конкретный режим предсказания не разрешен. В другом примере условие получения вывода о флаге указывает на то, что можно сделать вывод о флаге, когда допустимость других режимов указывает на то, что ни один из других режимов не разрешен.

[0015] В некоторых вариантах осуществления изобретения допустимость другого режима определяют на основе по меньшей мере одного из следующего: набор параметров последовательности (SPS, sequence parameter set), набор параметров изображения (PPS, picture parameter set), заголовок слайса, информация тайла (tile) и информация группы тайлов.

[0016] Аспекты изобретения также предоставляют машиночитаемый носитель, хранящий инструкции, которые при их исполнении компьютером для декодирования видеоданных заставляют компьютер осуществлять способ декодирования видеоданных.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0017] Другие признаки, принципы и различные преимущества настоящего изобретения будут понятны из последующего подробного описания и прилагаемых чертежей.

[0018] Фиг. 1 схематическая иллюстрация текущего блока и окружающих его кандидатов для пространственного слияния в одном примере осуществления изобретения.

[0019] Фиг. 2 - схематическая иллюстрация упрощенной структурной схемы системы (200) связи в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

[0020] Фиг. 3 - схематическая иллюстрация упрощенной структурной схемы системы (300) связи в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

[0021] Фиг. 4 - схематическая иллюстрация упрощенной структурной схемы декодера в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

[0022] Фиг. 5 схематическая иллюстрация упрощенной структурной схемы кодера в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

[0023] Фиг. 6 показывает структурную схему кодера в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

[0024] Фиг. 7 показывает структурную схему декодера в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

[0025] Фиг. 8 показывает блок-схему алгоритма сигнализации (анализа) кодером (или декодером) флагов режима слияния.

[0026] Фиг. 9 показывает блок-схему, описывающую пример процесса согласно некоторым вариантам осуществления изобретения.

[0027] Фиг. 10 - схематическая иллюстрация компьютерной системы в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0028] На фиг. 2 показана упрощенная структурная схема системы (200) связи согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Система (200) связи включает в себя множество оконечных устройств, которые могут осуществлять связь друг с другом, например, через сеть (250). Например, система (200) связи включает в себя первую пару оконечных устройств (210) и (220), соединенных между собой через сеть (250). В примере, приведенном на фиг. 2, первая пара оконечных устройств (210) и (220) осуществляет однонаправленную передачу данных. Например, оконечное устройство (210) может кодировать видеоданные (например, поток видеоизображений, захваченных оконечным устройством (210)) для передачи в другое оконечное устройство (220) через сеть (250). Кодированные видеоданные могут передаваться в виде одного или более битовых потоков кодированных видеоданных. Оконечное устройство (220) может принимать кодированные видеоданные из сети (250), декодировать кодированные видеоданные для восстановления видеоизображений и их отображения согласно восстановленным видеоданным. Однонаправленная передача данных может быть свойственна приложениям служб массовой информации и т.п.

[0029] В другом примере, система (200) связи включает в себя вторую пару оконечных устройств (230) и (240), которые осуществляют двунаправленную передачу кодированных видеоданных, возникающих, например, в ходе видеоконференцсвязи. Для двунаправленной передачи данных, например, каждое оконечное устройство из оконечных устройств (230) и (240) может кодировать видеоданные (например, поток видеоизображений, захваченных оконечным устройством) для передачи в другое оконечное устройство из оконечных устройств (230) и (240) через сеть (250). Каждое оконечное устройство из оконечных устройств (230) и (240) также может принимать кодированные видеоданные, передаваемые другим оконечным устройством из оконечных устройств (230) и (240), и может декодировать кодированные видеоданные для восстановления видеоизображений и отображать видеоизображения на доступном устройстве отображения согласно восстановленным видеоданным.

[0030] В примере, приведенном на фиг. 2, оконечные устройства (210), (220), (230) и (240) могут быть проиллюстрированы как серверы, персональные компьютеры и смартфоны, но это не ограничивает принципы настоящего изобретения. Варианты осуществления настоящего изобретения находят применение для портативных компьютеров, планшетных компьютеров, медиаплееров и/или специального оборудования для видеоконференцсвязи. Сеть (250) представляет любое количество сетей, которые переносят кодированные видеоданные между оконечными устройствами (210), (220), (230) и (240), включая, например, проводные и/или беспроводные сети связи. Сеть (250) связи позволяет обмениваться данными в режиме канальной коммутации и/или пакетной коммутации. Примеры сетей включают телекоммуникационные сети, локальные сети, глобальные сети и/или интернет. Для настоящего рассмотрения архитектура и топология сети (250) могут не иметь отношения к настоящему изобретению, если конкретно не указаны ниже.

[0031] На фиг. 3 показано размещение видеокодера и видеодекодера в окружении потоковой передачи, в качестве примера применения настоящего изобретения. Настоящее изобретение может в равной степени использоваться и в других применениях обработки видеоданных, включая, например, видеоконференцсвязь, цифровое телевидение, хранение сжатого видео на цифровых носителях, в том числе CD, DVD, карте памяти и т.п.

[0032] Система потоковой передачи может содержать подсистему (313) захвата, которая может включать источник (301) видеоданных, например, цифровую камеру, создающую, например, поток (302) видеоизображений, не подвергнутых сжатию. Например, поток (302) видеоизображений включает отсчеты, полученные цифровой камерой. Поток (302) видеоизображений, показанный жирной линией, чтобы подчеркнуть большой объем данных по сравнению с кодированными видеоданными (304) (или битовыми потоками кодированных видеоданных), может обрабатываться электронным устройством (320), которое содержит видеокодер (303), подключенный к источнику (301) видеоданных. Видеокодер (303) может включать оборудование, программное обеспечение или их комбинацию для обеспечения или реализации аспектов настоящего изобретения, как более подробно описано ниже. Кодированные видеоданные (304) (или битовый поток (304) кодированных видеоданных), показанные тонкой линией, чтобы подчеркнуть меньший объем данных по сравнению с потоком (302) видеоизображений, могут храниться на потоковом сервере (305) для использования в будущем. Одна или более клиентских подсистем потоковой передачи, например клиентские подсистемы (306) и (308) на фиг. 3, могут осуществлять доступ к потоковому серверу (305) для извлечения копий (307) и (309) кодированных видеоданных (304). Клиентская подсистема (306) может содержать видеодекодер (310), например, в электронном устройстве (330). Видеодекодер (310) декодирует входящую копию (307) кодированных видеоданных и создает исходящий поток (311) видеоизображений, который может визуализироваться на дисплее (312) (например, отображающем экране) или другом устройстве визуализации (не показано). В некоторых системах потоковой передачи, кодированные видеоданные (304), (307) и (309) (например, битовые потоки видеоданных) могут кодироваться согласно тем или иным стандартам кодирования/сжатия видеоданных. Примеры этих стандартов включают Рекомендацию МСЭ-Т Н.265. Например, разрабатывается стандарт кодирования видеоданных под официальным названием «Универсальное кодирование видеоданных» (VVC, Versatile Video Coding). Настоящее изобретение может использоваться в контексте VVC.

[0033] Заметим, что электронные устройства (320) и (330) могут содержать другие компоненты (не показаны). Например, электронное устройство (320) может содержать видеодекодер (не показан), а электронное устройство (330) также может содержать видеокодер (не показан).

[0034] На фиг. 4 показана структурная схема видеодекодера (410) согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Видеодекодер (410) может входить в состав электронного устройства (430). Электронное устройство (430) может содержать приемник (431) (например, приемные схемы). Видеодекодер (410) может использоваться вместо видеодекодера (310) в примере, приведенном на фиг. 3.

[0035] Приемник (431) может принимать одну или более кодированных видеопоследовательностей для декодирования видеодекодером (410), в том же или другом варианте осуществления изобретения, по одной кодированной видеопоследовательности за раз, причем декодирование каждой кодированной видеопоследовательности не зависит от других кодированных видеопоследовательностей. Кодированная видеопоследовательность может приниматься из канала (401), который может быть аппаратной/программной линией связи с запоминающим устройством, где хранятся кодированные видеоданные. Приемник (431) может принимать кодированные видеоданные с другими данными, например, кодированными аудиоданными и/или вспомогательными потоками данных, которые могут перенаправляться на соответствующие использующие их объекты (не показаны). Приемник (431) может отделять кодированную видеопоследовательность от других данных. Для борьбы с джиттером сети, между приемником (431) и энтропийным декодером/анализатором (420) (далее «анализатором (420)») может быть подключена буферная память (415). В некоторых вариантах применения буферная память (415) входит в состав видеодекодера (410). В других она может не входить в состав видеодекодера (410) (не показано). В прочих вариантах может иметься буферная память вне видеодекодера (410) (не показано), например, для борьбы с джиттером сети, помимо другой буферной памяти (415) в составе видеодекодера (410), например, для управления временем воспроизведения. Когда приемник (431) принимает данные от устройства хранения/перенаправления с достаточной полосой и управляемостью или из изосинхронной сети, буферная память (415) может быть не нужна или может быть мала. Для использования в пакетных сетях наилучшей попытки, например, в Интернете, буферная память (415) может потребоваться, может быть сравнительно большой, может иметь преимущественно адаптивный размер и по меньшей мере частично может быть реализована в операционной системе или аналогичных элементах (не показаны) вне видеодекодера (410).

[0036] Видеодекодер (410) может содержать анализатор (420) для реконструкции символов (421) из кодированной видеопоследовательности. Категории этих символов включают информацию, используемую для управления работой видеодекодера (410) и, возможно, информацию для управления устройством визуализации, например устройством (412) визуализации (например, отображающим экраном), которое не является неотъемлемой частью электронного устройства (430), но может быть подключено к электронному устройству (430), как показано на фиг. 4. Информация управления для устройств(а) визуализации может представлять собой сообщения дополнительной информации улучшения (SEI, Supplemental Enhancement Information) или фрагменты набора параметров информации о возможности использования видео (VUI, Video Usability Information) (не показаны). Анализатор (420) может анализировать / энтропийно декодировать принятую кодированную видеопоследовательность. Кодирование видеопоследовательности может осуществляться в соответствии с технологией или стандартом кодирования видеоданных и может следовать различным принципам, в том числе кодированию с переменной длиной серии, кодированию по Хаффману, арифметическому кодированию с контекстной чувствительностью или без нее и т.д. Анализатор (420) может извлекать из кодированной видеопоследовательности набор параметров подгруппы для по меньшей мере одной из подгрупп пикселей в видеодекодере на основе по меньшей мере одного параметра, соответствующего группе. Подгруппы могут включать группы изображений (GOP, Groups of Pictures), изображения, тайлы, слайсы, макроблоки, единицы кодирования (CU, Coding Units), блоки, единицы преобразования (TU, Transform Units), единицы предсказания (PU, Prediction Units) и т.д. Анализатор (420) также может извлекать из кодированной видеопоследовательности информацию, например, коэффициенты преобразования, значения параметров квантователя, векторы движения и т.д.

[0037] Анализатор (420) может осуществлять операцию энтропийного декодирования / анализа видеопоследовательности, принятой из буферной памяти (415), для создания символов (421).

[0038] Для реконструкции символов (421) могут использоваться несколько разных модулей в зависимости от типа кодированного видеоизображения или его частей (например: изображения с внутренним и внешним кодированием, блоки с внутренним и внешним кодированием) и других факторов. Какие модули и как используются, может определяться информацией управления подгруппами, полученной из кодированной видеопоследовательности анализатором (420). Поток такой информации управления подгруппами между анализатором (420) и модулями для простоты в дальнейшем не показан.

[0039] Помимо ранее упомянутых функциональных блоков, видеодекодер (410) может принципиально разделяться на несколько функциональных модулей, как описано ниже. В практической реализации в условиях коммерческих ограничений многие из этих модулей тесно взаимодействуют друг с другом и могут, по меньшей мере частично, встраиваться один в другой. Однако в целях описания настоящего изобретения уместно принципиальное разделение на перечисленные ниже функциональные модули.

[0040] Первым модулем является модуль (451) масштабирования / обратного преобразования. Модуль (451) масштабирования / обратного преобразования принимает квантованный коэффициент преобразования, а также информацию управления, включающую используемое преобразование, размер блока, коэффициент квантования, матрицы масштабирования квантования и т.д. в качестве символа(ов) (421) от анализатора (420). Модуль (451) масштабирования / обратного преобразования может выводить блоки, содержащие значения отсчетов, которые можно вводить в агрегатор (455).

[0041] В ряде случаев, выходные отсчеты блока (451) масштабирования / обратного преобразования могут относиться к блоку с внутренним кодированием; то есть к блоку, который не использует предсказанную информацию из ранее реконструированных изображений, но может использовать предсказанную информацию из ранее реконструированных частей текущего изображения. Такая предсказанная информация может обеспечиваться модулем (452) внутреннего предсказания изображения. В ряде случаев модуль (452) внутреннего предсказания изображения формирует блок такого же размера и формы, как у блока, подлежащего реконструкции, с использованием информации ранее реконструированного окружения, извлеченной из буфера (458) текущего изображения. Буфер (458) текущего изображения буферизует, например, частично реконструированное текущее изображение и/или полностью реконструированное текущее изображение. Агрегатор (455) в ряде случаев добавляет, для каждого отсчета, информацию предсказания, сформированную модулем (452) внутреннего предсказания, в информацию выходных отсчетов, предоставленную модулем (451) масштабирования / обратного преобразования.

[0042] В других случаях выходные отсчеты модуля (451) масштабирования / обратного преобразования могут относиться к блоку с внутренним кодированием, возможно, с компенсацией движения. В таком случае модуль (453) предсказания с компенсацией движения может осуществлять доступ к памяти (457) опорных изображений для извлечения отсчетов, используемых для предсказания. После применения компенсации движения к извлеченным отсчетам в соответствии с символами (421), относящимися к блоку, эти отсчеты могут добавляться агрегатором (455) к выходному сигналу модуля (451) масштабирования / обратного преобразования (в этом случае называемому отсчетами остатка или сигналом остатка) для генерации информации выходных отсчетов. Адреса в памяти (457) опорных изображений, откуда модуль (453) предсказания с компенсацией движения извлекает отсчеты для предсказания, могут управляться векторами движения, доступными модулю (453) предсказания с компенсацией движения, в форме символов (421), которые могут иметь, например, компоненты X, Y и компоненты опорного изображения. Компенсация движения также может включать интерполяцию значений отсчетов, извлеченных из памяти (457) опорных изображений, когда используются точные векторы движения подотсчетов, механизмы предсказания векторов движения и т.д.

[0043] К выходным отсчетам агрегатора (455) можно применять различные методы контурной фильтрации в модуле (456) контурного фильтра. Технологии сжатия видеоданных могут включать технологии контурного фильтра под управлением параметров, включенных в кодированную видеопоследовательность (также называемую битовым потоком кодированных видеоданных) и доступных модулю (456) контурного фильтра в качестве символов (421) от анализатора (420), но также могут реагировать на метаинформацию, полученную в ходе декодирования предыдущих (в порядке декодирования) частей кодированного изображения или кодированной видеопоследовательности, а также реагировать на ранее реконструированные и подвергнутые контурной фильтрации значения отсчетов.

[0044] Модуль (456) контурного фильтра может выдавать поток отсчетов, который может поступать на устройство (412) визуализации, а также сохраняться в памяти (457) опорных изображений для использования в будущем внешнем предсказании изображения.

[0045] Некоторые кодированные изображения, будучи полностью реконструированы, могут использоваться в качестве опорных изображений для будущего предсказания. Например, когда кодированное изображение, соответствующее текущему изображению, полностью реконструировано и идентифицировано как опорное изображение (например, анализатором (420)), буфер (458) текущего изображения может становиться частью памяти (457) опорных изображений, и может повторно выделяться свежий буфер текущего изображения до начала реконструкции следующего кодированного изображения.

[0046] Видеодекодер (410) может осуществлять операции декодирования согласно заранее заданной технологии сжатия видеоданных, например, по стандарту Рекомендации МСЭ-Т Н.265. Кодированная видеопоследовательность может соответствовать синтаксису, заданному используемой технологией или используемым стандартом сжатия видеоданных, в том смысле, что кодированная видеопоследовательность может придерживаться как синтаксиса технологии или стандарта сжатия видеоданных, так и профилей, задокументированных в технологии или стандарте сжатия видеоданных. В частности, профиль может выбирать некоторые инструменты как инструменты, доступные для использования только под этим профилем, из всех инструментов, доступных в технологии или стандарте сжатия видеоданных. Также для согласованности может быть необходимо, чтобы сложность кодированной видеопоследовательности оставалась в границах, заданных уровнем технологии или стандарта сжатия видеоданных. В ряде случаев, уровни ограничивают максимальный размер изображения, максимальную частоту кадров, максимальную частоту отсчетов для реконструкции (измеряемую, например, в мегаотсчетах в секунду), максимальный размер опорного изображения и т.д. Пределы, установленные уровнями, в ряде случаев могут дополнительно ограничиваться спецификациями гипотетического эталонного декодера (HRD, Hypothetical Reference Decoder) и метаданными для управления буфером HRD, сигнализируемого в кодированной видеопоследовательности.

[0047] Согласно варианту осуществления изобретения, приемник (431) может принимать дополнительные (избыточные) данные с кодированными видеоданными. Дополнительные данные могут быть включены как часть кодированной(ых) видеопоследовательности(ей). Дополнительные данные могут использоваться видеодекодером (410) для правильного декодирования данных и/или более точной реконструкции исходных видеоданных. Дополнительные данные могут представлять собой, например, временные уровни улучшения, пространственные уровни улучшения или уровни улучшения отношения «сигнал/шум» (SNR, signal noise ratio), избыточные слайсы, избыточные изображения, коды прямой коррекции ошибок и т.д.

[0048] На фиг. 5 показана структурная схема видеокодера (503) согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Видеокодер (503) входит в состав электронного устройства (520). Электронное устройство (520) содержит передатчик (540) (например, передающую схему). Видеокодер (503) может использоваться вместо видеокодера (303) в примере, приведенном на фиг. 3.

[0049] Видеокодер (503) может принимать отсчеты видеоданных от источника (501) видеоданных (который не входит в состав электронного устройства (520) в примере, показанном на фиг. 5), который может захватывать видеоизображение(я), подлежащее(ие) кодированию видеокодером (503). В другом примере источник (501) видеоданных входит в состав электронного устройства (520).

[0050] Источник (501) видеоданных может обеспечивать исходную видеопоследовательность, подлежащую кодированию видеокодером (503) в форме потока отсчетов цифровых видеоданных любой подходящей битовой глубины (например: 8 битов, 10 битов, 12 битов, …), любого цветового пространства (например, ВТ.601 Y CrCB, RGB, …) и любой подходящей структуры дискретизации (например, Y СrСb 4:2:0, Y СrСb 4:4:4). В системе службы массовой информации источником (501) видеоданных может быть запоминающее устройство, где хранится ранее подготовленное видео. В системе видеоконференцсвязи источником (501) видеоданных может быть камера, которая захватывает информацию локального изображения в виде видеопоследовательности. Видеоданные могут предоставляться как множество отдельных изображений, которые создают ощущение движения при наблюдении в последовательности. Сами изображения могут быть организованы как пространственный массив пикселей, где каждый пиксель может содержать один или более отсчетов в зависимости от используемой структуры дискретизации, цветового пространства и т.д. Специалисту в данной области техники нетрудно понять соотношение между пикселями и отсчетами. Последующее описание посвящено отсчетам.

[0051] Согласно варианту осуществления изобретения, видеокодер (503) может кодировать и сжимать изображения исходной видеопоследовательности в кодированную видеопоследовательность (543) в реальном времени или с учетом любых других временных ограничений, налагаемых применением. Установление надлежащей скорости кодирования является одной из функций контроллера (550). В некоторых вариантах осуществления изобретения контроллер (550) управляет другими функциональными модулями, как описано ниже, и функционально подключен к другим функциональным модулям. Подключение для простоты не показано. Параметры, установленные контроллером (550), могут включать параметры, связанные с регулировкой частоты (пропуск изображения, квантователь, значение лямбда, применяемое в методах оптимизации скорости-искажения, и т.д.), размер изображения, организацию групп изображений (GOP, group of pictures), максимальную зону поиска вектора движения и т.д. Контроллер (550) может иметь другие подходящие функции, относящиеся к видеокодеру (503), оптимизированному для конкретной конструкции системы.

[0052] В некоторых вариантах осуществления изобретения видеокодер (503) выполнен с возможностью работать в контуре кодирования. В качестве очень упрощенного описания, например, контур кодирования может включать кодер (530) источника (например, отвечающий за создание символов, например, потока символов на основе входного изображения, подлежащего кодированию, и опорного(ых) изображения(ий)) и (локальный) декодер (533), встроенный в видеокодер (503). Декодер (533) реконструирует символы для создания данных отсчетов аналогично тому, как это делал бы (удаленный) декодер (поскольку любое сжатие между символами и битовым потоком кодированных видеоданных происходит без потерь в технологиях сжатия видеоданных, рассматриваемых в данном описании). Реконструированный поток отсчетов (данные отсчетов) поступают в память (534) опорных изображений. Поскольку декодирование потока символов приводит к результатам, с точностью до бита, которые не зависят от положения (локального или удаленного) декодера, содержимое памяти (534) опорных изображений также будет одинаковым с точностью до бита для локального кодера и удаленного кодера. Другими словами, часть предсказания кодера «видит» в качестве отсчетов опорного изображения точно такие же значения отсчетов, как «видел» бы декодер при использовании предсказания в ходе декодирования. Этот фундаментальный принцип синхронизма опорного изображения (и, в итоге, дрейф, если синхронизм не удается поддерживать, например, вследствие канальных ошибок) используется также в некоторых связанных областях техники.

[0053] «Локальный» декодер (533) может действовать таким же образом, как «удаленный» декодер, например, видеодекодер (410), подробно описанный выше со ссылкой на фиг. 4. Однако, опять же, согласно фиг. 4, поскольку символы доступны, и кодирование/декодирование символов в кодированную видеопоследовательность энтропийным кодером (545) и анализатором (420) может осуществляться без потерь, части энтропийного декодирования видеодекодера (410), включающие буферную память (415) и анализатор (420), могут быть не полностью реализованы в локальном декодере (533).

[0054] При этом можно сделать вывод, что любая технология декодирования, присутствующая в декодере, за исключением анализа / энтропийного декодирования, также обязательно должна присутствовать по существу в идентичной функциональной форме в соответствующем кодере. По этой причине настоящее изобретение сконцентрировано на работе декодера. Описание технологий кодирования может быть сокращено, поскольку они являются обратными подробно описанным технологиям декодирования. Лишь в некоторых областях требуется более подробное описание, которое приведено ниже.

[0055] Согласно некоторым примерам, в ходе работы кодер (530) источника может осуществлять кодирование с предсказанием и компенсацией движения, при котором входное изображение кодируется с предсказанием на основе одного или более ранее кодированных изображений из видеопоследовательности, указанных как «опорные изображения». Таким образом, механизм (532) кодирования кодирует разности между блоками пикселей входного изображения и блоками пикселей опорного изображения(й), которое(ые) может(ут) выбираться в качестве ссылки(ок) предсказания на входное изображение.

[0056] Локальный видеодекодер (533) может декодировать кодированные видеоданные изображений, которые могут быть указаны как опорные изображения, на основе символов, созданных кодером (530) источника. Операции механизма (532) кодирования могут быть преимущественно процессами с потерями. Когда кодированные видеоданные могут декодироваться в видеодекодере (не показан на фиг.5), реконструированная видеопоследовательность обычно может представлять собой копию исходной видеопоследовательности с некоторыми ошибками. Локальный видеодекодер (533) дублирует процессы декодирования, которые могут осуществляться видеодекодером на опорных изображениях, и может обеспечивать сохранение реконструированных опорных изображений в кэш-памяти (534) опорных изображений. Таким образом, видеокодер (503) может локально сохранять копии реконструированных опорных изображений, имеющие такое же содержимое, как реконструированные опорные изображения, которые будут получены удаленным видеодекодером (в отсутствие ошибок передачи).

[0057] Предсказатель (535) может осуществлять поиски предсказания для механизма (532) кодирования. Таким образом, для нового изображения, подлежащего кодированию, предсказатель (535) может искать в памяти (534) опорных изображений данные отсчетов (в качестве кандидатов на роль опорных блоков пикселей) или конкретные метаданные, например, векторы движения опорного изображения, формы блоков и т.д., которые могут служить надлежащей ссылкой для предсказания новых изображений. Предсказатель (535) может работать на основе «блоки отсчетов х блоки пикселей» для нахождения надлежащих ссылок для предсказания. В ряде случаев, согласно результатам поиска, полученным предсказателем (535), входное изображение может иметь ссылки для предсказания, извлеченные из множества опорных изображений, хранящихся в памяти (534) опорных изображений.

[0058] Контроллер (550) может управлять операциями кодирования кодера (530) источника, включая, например, установление параметров, а также параметров подгруппы, используемых для кодирования видеоданных.

[0059] Выходной сигнал всех вышеупомянутых функциональных модулей может подвергаться энтропийному кодированию в энтропийном кодере (545). Энтропийный кодер (545) переводит символы, сформированные различными функциональными модулями, в кодированную видеопоследовательность путем сжатия символов без потерь согласно, например, технологиям кодирования по Хаффману, кодирования с переменной длиной серии, арифметического кодирования и т.д.

[0060] Передатчик (540) может буферизовать кодированную(ые) видеопоследовательность(и), созданную(ые) энтропийным кодером (545), для подготовки к передаче через канал (560) связи, который может быть аппаратной/программной линией связи с запоминающим устройством, где хранятся кодированные видеоданные. Передатчик (540) может объединять кодированные видеоданные от видеокодера (503) с другими данными, подлежащими передаче, например, с кодированными аудиоданными и/или вспомогательными потоками данных (источники не показаны).

[0061] Контроллер (550) может управлять работой видеокодера (503). В ходе кодирования контроллер (550) может назначать каждому кодированному изображению тот или иной тип кодированного изображения, который может определять методы кодирования, применимые к соответствующему изображению. Например, изображениям часто могут назначаться следующие типы изображения.

[0062] Изображение с внутренним кодированием (I-изображение), которое можно кодировать и декодировать без использования какого-либо другого изображения в последовательности в качестве источника для предсказания. Некоторые видеокодеки допускают разные типы изображений с внутренним кодированием, включая, например, изображения в формате независимого обновления декодера (IDR, Independent Decoder Refresh). Специалисту в данной области техники известны разновидности I-изображений и их соответствующие варианты применения и особенности.

[0063] Изображение с предсказанием (Р-изображение), которое можно кодировать и декодировать с использованием внутреннего предсказания или внешнего предсказания с использованием не более одного вектора движения и опорного индекса для предсказания значений отсчетов каждого блока.

[0064] Изображение с двунаправленным предсказанием (В-изображение), которое можно кодировать и декодировать с использованием внутреннего предсказания или внешнего предсказания с использованием не более двух векторов движения и опорных индексов для предсказания значений отсчетов каждого блока. Аналогично, изображения с множеством предсказаний могут использовать более двух опорных изображений и соответствующие метаданные для реконструкции одного блока.

[0065] Исходные изображения обычно допускают пространственное разделение на множество блоков отсчетов (например, блоки 4×4, 8×8, 4×8 или 16×16 отсчетов каждый) и кодирование на поблочной основе (блок за блоком). Блоки могут кодироваться с предсказанием со ссылкой на другие (ранее кодированные) блоки, определенные назначением кодирования, применяемым к соответствующим изображениям этих блоков. Например, блоки I-изображений могут кодироваться без предсказания или с предсказанием со ссылкой на ранее кодированные блоки того же изображения (с пространственным предсказанием или внутренним предсказанием). Блоки пикселей Р-изображений могут кодироваться с предсказанием, посредством пространственного предсказания или временного предсказания со ссылкой на одно ранее кодированное опорное изображение. Блоки В-изображений могут кодироваться с предсказанием, посредством пространственного предсказания или временного предсказания со ссылкой на одно или два ранее кодированных опорных изображения.

[0066] Видеокодер (503) может осуществлять операции кодирования согласно заранее заданной технологии или стандарту видеокодирования, например, Рекомендации МСЭ-Т Н.265. В своей работе видеокодер (503) может осуществлять различные операции сжатия, в том числе операции кодирования с предсказанием, которые используют временную и пространственную избыточность во входной видеопоследовательности. Поэтому кодированные видеоданные могут соответствовать синтаксису, заданному используемой технологией или стандартом кодирования видеоданных.

[0067] Согласно варианту осуществления изобретения, передатчик (540) может передавать дополнительные данные с кодированными видеоданными. Кодер (530) источника может включать такие данные как часть кодированной видеопоследовательности. Дополнительные данные могут содержать временные/пространственные/SNR уровни улучшения, другие формы избыточных данных, например, избыточные изображения и слайсы, сообщения SEI, фрагменты набора параметров VUI и т.д.

[0068] Видео может захватываться как множество исходных изображений (видеоизображений) во временной последовательности. Предсказание внутри изображения (часто сокращенно называемое внутренним предсказанием) использует пространственную корреляцию в данном изображении, а внешнее предсказание изображения использует (временную или иную) корреляцию между изображениями. Например, конкретное изображение, подлежащее кодированию/декодированию, которое называется текущим изображением, разбивается на блоки. Когда блок в текущем изображении аналогичен опорному блоку в ранее кодированном и все еще буферизованном опорном изображении в видео, блок в текущем изображении может кодироваться вектором, который называется вектором движения. Вектор движения указывает на опорный блок в опорном изображении и может иметь третье измерение, идентифицирующее опорное изображение, в случае использования множества опорных изображений.

[0069] В некоторых вариантах осуществления изобретения, может использоваться метод двойного предсказания в предсказании между изображениями. Согласно методу двойного предсказания, используются два опорных изображения, например, первое опорное изображение и второе опорное изображение, которые оба предшествуют в порядке декодирования текущему изображению в видео (но могут быть в прошлом и будущем, соответственно, в порядке отображения). Блок в текущем изображении может кодироваться первым вектором движения, который указывает на первый опорный блок в первом опорном изображении, и вторым вектором движения, который указывает на второй опорный блок во втором опорном изображении. Блок может предсказываться с помощью комбинации первого опорного блока и второго опорного блока.

[0070] Дополнительно, способ режима слияния может использоваться во внешнем предсказании изображения для повышения эффективности кодирования.

[0071] Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения предсказания, например, внешнее предсказание изображения и внутреннее предсказание изображения осуществляются поблочно. Например, согласно стандарту HEVC, изображение в последовательности видеоизображений разбивается на единицы дерева кодирования (CTU, coding tree units) для сжатия, единицы CTU в изображении имеют одинаковый размер, например 64×64 пикселя, 32×32 пикселя или 16×16 пикселей. В общем случае единица CTU включает три блока дерева кодирования (СТВ, coding tree blocks), а именно, один блок СТВ яркости и два блока СТВ цветности. Каждая единица CTU может рекурсивно делиться на основе квадродерева на одну или несколько единиц кодирования (CU). Например, единица CTU размером 64×64 пикселя может делиться на одну единицу CU размером 64×64 пикселя или 4 единицы CU размером 32×32 пикселя или 16 единиц CU размером 16×16 пикселей. Например, каждая единица CU анализируется для определения типа предсказания для этой единицы CU, например, типа внешнего предсказания или типа внутреннего предсказания. Единица CU делится на одну или более единиц предсказания (PU) в зависимости от временной и/или пространственной предсказуемости. В целом, каждая единица PU включает блок предсказания (РВ, prediction block) яркости и два блока РВ предсказания цветности. Согласно варианту осуществления изобретения, операция предсказания при кодировании (кодировании/декодировании) осуществляется в единице блока предсказания. В качестве примера блока предсказания, блок предсказания яркости включает матрицу значений (например, значений яркости) для пикселей, например, 8×8 пикселей, 16×16 пикселей, 8×16 пикселей, 16x8 пикселей и т.п.

[0072] На фиг. 6 показана схема видеокодера (603) согласно другому варианту осуществления изобретения. Видеокодер (603) выполнен с возможностью приема блока обработки (например, блока предсказания) значений отсчетов в текущем видеоизображении в последовательности видеоизображений и кодирования блока обработки в кодированное изображение, которое составляет часть кодированной видеопоследовательности. Например, видеокодер (603) используется вместо видеокодера (303) в примере, приведенном на фиг. 3.

[0073] В примере HEVC видеокодер (603) принимает матрицу значений отсчетов для блока обработки, например, блока предсказания из 8×8 отсчетов и т.п.

Видеокодер (603) определяет, наилучшим ли образом кодируется блок обработки в режиме внутреннего предсказания, режиме внешнего предсказания или режиме двойного предсказания с использованием, например, оптимизации «скорость-искажения». Когда блок обработки подлежит кодированию в режиме внутреннего предсказания, видеокодер (603) может использовать метод внутреннего предсказания для кодирования блока обработки в кодированное изображение, а когда блок обработки подлежит кодированию в режиме внешнего предсказания или режиме двойного предсказания, видеокодер (603) может использовать метод внешнего предсказания или двойного предсказания, соответственно, для кодирования блока обработки в кодированное изображение. В некоторых технологиях видеокодирования режим слияния может быть подрежимом внешнего предсказания изображения, где вектор движения выводится из одного или более предсказателей вектора движения без привлечения кодированного компонента вектора движения вне предсказателей. В некоторых других технологиях видеокодирования может присутствовать компонент вектора движения, применимый к данному блоку. В порядке примера, видеокодер (603) содержит другие компоненты, например, модуль определения режима (не показан) для определения режима блоков обработки.

[0074] В примере, приведенном на фиг. 6, видеокодер (603) содержит кодер (630) внешнего кодирования, кодер (622) внутреннего кодирования, вычислитель (623) остатка, переключатель (626), кодер (624) остатка, общий контроллер (621) и энтропийный кодер (625), соединенные друг с другом так, как показано на фиг. 6.

[0075] Кодер (630) внешнего кодирования выполнен с возможностью приема отсчетов текущего блока (например, блока обработки), сравнения блока с одним или более опорными блоками в опорных изображениях (например, блоками в предыдущих изображениях и более поздних изображениях), создания информации внешнего предсказания (например, описания избыточной информации согласно методу внешнего кодирования, векторов движения, информации режима слияния) и вычисления результатов внешнего предсказания (например, блока предсказания) на основе информации внешнего предсказания с использованием любого подходящего метода. В некоторых примерах опорными изображениями являются декодированные опорные изображения, которые декодируются на основе информации кодированного видео.

[0076] Кодер (622) внутреннего кодирования выполнен с возможностью приема отсчетов текущего блока (например, блока обработки), в ряде случаев сравнения блока с блоками, ранее кодированными в том же изображении, формирования квантованных коэффициентов после преобразования и в ряде случаев также информации внутреннего предсказания (например, информации о направлении внутреннего предсказания согласно одному или более методам внутреннего кодирования). В порядке примера, кодер (622) внутреннего кодирования также вычисляет результаты внутреннего предсказания (например, блок предсказания) на основе информации внутреннего предсказания и опорных блоков в том же изображении.

[0077] Общий контроллер (621) выполнен с возможностью определения общих данных управления и управления другими компонентами видеокодера (603) на основе общих данных управления. Например, общий контроллер (621) определяет режим блока и выдает сигнал управления на переключатель (626) на основе режима. Например, когда режим является режимом внутреннего кодирования, общий контроллер (621) управляет переключателем (626) для выбора результата режима внутреннего кодирования для использования вычислителем (623) остатка и управляет энтропийным кодером (625) для выбора информации внутреннего предсказания и включения информации внутреннего предсказания в битовый поток, а когда режим является режимом внешнего кодирования, общий контроллер (621) управляет переключателем (626) для выбора результата внешнего предсказания для использования вычислителем (623) остатка и управляет энтропийным кодером (625) для выбора информации внешнего предсказания и включения информации внешнего предсказания в битовый поток.

[0078] Вычислитель (623) остатка выполнен с возможностью вычисления разности (данных остатка) между принятым блоком и результатами предсказания, выбранными из кодера (622) внутреннего кодирования или кодера (630) внешнего кодирования. Кодер (624) остатка выполнен с возможностью действовать на основе данных остатка для кодирования данных остатка для формирования коэффициентов преобразования. Например, кодер (624) остатка выполнен с возможностью преобразования данных остатка из пространственной области в частотную область и формирования коэффициентов преобразования. Затем коэффициенты преобразования подвергаются обработке квантования для получения квантованных коэффициентов преобразования. В различных вариантах осуществления изобретения видеокодер (603) также содержит декодер (628) остатка. Декодер (628) остатка выполнен с возможностью осуществления обратного преобразования и формирования декодированных данных остатка. Декодированные данные остатка могут надлежащим образом использоваться кодером (622) внутреннего кодирования и кодером (630) внешнего кодирования. Например, кодер (630) внешнего кодирования может формировать декодированные блоки на основе декодированных данных остатка и информации внешнего предсказания, а кодер (622) внутреннего кодирования может формировать декодированные блоки на основе декодированных данных остатка и информации внутреннего предсказания. Декодированные блоки надлежащим образом обрабатываются для формирования декодированных изображений, и декодированные изображения могут буферизоваться в схеме памяти (не показана) и в некоторых примерах использоваться в качестве опорных изображений.

[0079] Энтропийный кодер (625) выполнен с возможностью форматирования битового потока для включения кодированного блока. Энтропийный кодер (625) выполнен с возможностью включать различную информацию согласно подходящему стандарту, например, стандарту HEVC. Например, энтропийный кодер (625) выполнен с возможностью включать общие данные управления, выбранную информацию предсказания (например, информацию внутреннего предсказания или информацию внешнего предсказания), информацию остатка и другую подходящую информацию в битовый поток. Следует отметить, что, согласно изобретению, при кодировании блока в подрежиме слияния для любого из режима внешнего кодирования и режима двойного предсказания, информация остатка отсутствует.

[0080] На фиг. 7 показана схема видеодекодера (710) согласно другому варианту осуществления изобретения. Видеодекодер (710) выполнен с возможностью приема кодированных изображений, составляющих часть кодированной видеопоследовательности, и декодирования кодированных изображений для формирования реконструированных изображений. Например, видеодекодер (710) используется вместо видеодекодера (310) в примере, приведенном на фиг. 3.

[0081] В примере, приведенном на фиг. 7, видеодекодер (710) содержит энтропийный декодер (771), декодер (780) внешнего декодирования, декодер (773) остатка, модуль (774) реконструкции и декодер (772) внутреннего декодирования, соединенные друг с другом так, как показано на фиг.7.

[0082] Энтропийный декодер (771) может быть выполнен с возможностью реконструкции, из кодированного изображения, некоторых символов, которые представляют синтаксические элементы, образующие кодированное изображение.

Такие символы могут включать, например, режим кодирования блока (например, режим внутреннего кодирования, режим внешнего кодирования, режим двойного предсказания, причем последние два в подрежиме слияния или другом подрежиме), информацию предсказания (например, информацию внутреннего предсказания или информацию внешнего предсказания), которая может идентифицировать определенный отсчет или метаданные, используемые для предсказания декодером (772) внутреннего декодирования или декодером (780) внешнего декодирования, соответственно, информацию остатка в виде, например, квантованных коэффициентов преобразования и т.п. Например, когда режим предсказания является режимом внутреннего или двойного предсказания, информация внешнего предсказания поступает на декодер (780) внешнего декодирования, а когда тип предсказания является типом внутреннего предсказания, информация внутреннего предсказания поступает на декодер (772) внутреннего декодирования. Информация остатка может подвергаться обратному квантованию и поступать на декодер (773) остатка.

[0083] Декодер (780) внешнего декодирования выполнен с возможностью приема информации внешнего предсказания и генерирования результатов внешнего предсказания на основе информации внешнего предсказания.

[0084] Декодер (772) внутреннего декодирования выполнен с возможностью приема информации внутреннего предсказания и генерирования результатов предсказания на основе информации внутреннего предсказания.

[0085] Декодер (773) остатка выполнен с возможностью осуществления обратного квантования для извлечения деквантованных коэффициентов преобразования и обработки деквантованных коэффициентов преобразования для преобразования остатка из частотной области в пространственную область. Декодер (773) остатка также может требовать некоторой информации управления (для включения параметра квантователя (QP, Quantizer Parameter)), и эта информация может обеспечиваться энтропийным декодером (771) (путь данных не показан, поскольку это может быть только информация управления малого объема).

[0086] Модуль (774) реконструкции выполнен с возможностью объединения, в пространственной области, остатка на выходе декодера (773) остатка и результатов предсказания (на выходе модулей внешнего или внутреннего предсказания, в зависимости от ситуации) для формирования реконструированного блока, который может входить в состав реконструированного изображения, которое, в свою очередь, может входить в состав реконструированного видео. Заметим, что могут осуществляться другие подходящие операции, например, операция устранения блочности и т.п., для повышения визуального качества.

[0087] Следует отметить, что видеокодеры (303), (503) и (603) и видеодекодеры (310), (410) и (710) могут быть реализованы с использованием любой подходящей технологии. Согласно варианту осуществления изобретения, видеокодеры (303), (503) и (603) и видеодекодеры (310), (410) и (710) могут быть реализованы с использованием одной или более интегральных схем. В другом варианте осуществления изобретения видеокодеры (303), (503) и (503) и видеодекодеры (310), (410) и (710) могут быть реализованы с использованием одного или более процессоров, которые исполняют программные инструкции.

[0088] Аспекты изобретения предоставляют способы сигнализации режима слияния/пропуска. Различные режимы слияния/пропуска предназначены для кодирования с внешним предсказанием изображения, чтобы улучшить кодирование видеоданных для различных атрибутов видео. Режим пропуска в целом работает так же, как соответствующий режим слияния. Разница заключается в том, что в режиме пропуска к предсказанному блоку не добавляют данные остатка, а в режиме слияния данные остатка добавляют к предсказанному блоку. Следует отметить, что хотя для иллюстрации способов сигнализации используются режимы слияния, способы сигнализации могут подходящим образом использоваться для сигнализации режима пропуска.

[0089] В некоторых примерах режимы слияния могут включать обычный режим слияния, режим слияния с разностью векторов движения (MMVD), режим слияния на основе подблока, режим комбинированного внутреннего и внешнего предсказания (CIIP), режим разбиения на треугольники и т.п. Например, на стороне кодера кодер выбирает конкретный режим слияния из режимов слияния для кодирования блока, а на стороне декодера декодер реконструирует отсчеты блока, используя этот конкретный режим слияния. В некоторых связанных примерах конкретный режим слияния сообщается стороной кодера стороне декодера посредством сигнализации, при этом имеется избыточность в сигнализации различных режимов слияния. Способы, представленные в настоящем описании, устраняют избыточность сигнализации для различных режимов слияния и повышают эффективность кодирования.

[0090] В некоторых примерах используются флаги для сигнализации различных режимов слияния/пропуска. В некоторых вариантах осуществления изобретения кодером и декодером используется древовидная структура для принятия решения о режиме слияния. На основе древовидной структуры проверяют флаги в заранее заданном порядке, чтобы определить подходящий режим слияния для кодирования/декодирования блока. В таблице 1 показан пример способа сигнализации для пяти типов режимов слияния с использованием флагов режима слияния. Например, в таблице 1 используются четыре флага режима слияния, такие как обычный флаг, флаг MMVD, флаг подблока и флаг CIIP, для сигнализации различных типов режимов слияния.

[0091] В примере блок кодируют/декодируют с использованием режима слияния. Согласно таблице 1, когда обычный флаг для блока имеет значение «истина» (например, двоичная единица), для кодирования/декодирования блока используют обычный режим слияния, независимо от значений других флагов режима слияния. Когда обычный флаг для блока имеет значение «ложь» (например, двоичный ноль), а флаг MMVD имеет значение «истина», для кодирования/декодирования блока используют режим MMVD. Когда обычный флаг и флаг MMVD имеют значение «ложь», а флаг подблока - значение «истина», для кодирования/декодирования блока используют режим слияния на основе подблока. Когда обычный флаг, флаг MMVD и флаг подблока имеют значение «ложь», а флаг CIIP значение «истина», для кодирования/декодирования блока используют режим CIIP. Когда обычный флаг, флаг MMVD, флаг подблока и флаг CIIP имеют значение «ложь», для кодирования/декодирования блока используют режим разбиения на треугольники.

[0092] Таблица 2 иллюстрирует способ сигнализации для четырех типов режимов пропуска. Например, в таблице 2 используются три флага, такие как обычный флаг, флаг MMVD и флаг подблока, для сигнализации различных режимов пропуска. Следует отметить, что в некоторых примерах один и тот же флаг может использоваться для сигнализации режима слияния или режима пропуска, который аналогичен режиму слияния.

[0093] В примере блок кодируют/декодируют с использованием режима пропуска. Согласно таблице 2, когда обычный флаг для блока имеет значение «истина» (например, двоичная единица), для кодирования/декодирования блока используют обычный режим пропуска, независимо от значений других флагов режимов пропуска. Когда обычный флаг для блока имеет значение «ложь» (например, двоичный ноль), а флаг MMVD имеет значение «истина», для кодирования/декодирования блока используют режим (пропуска) MMVD. Когда обычный флаг и флаг MMVD имеют значение «ложь», а флаг подблока значение «истина», для кодирования/декодирования блока используют режим пропуска на основе подблока. Когда обычный флаг, флаг MMVD и флаг подблока имеют значение «ложь», для кодирования/декодирования блока используют режим (пропуска) разбиения на треугольники.

[0094] Следует отметить, что хотя некоторые варианты осуществления настоящего изобретения используют режимы слияния в качестве примеров, изобретение не ограничивается режимами слияния и может быть соответствующим образом модифицировано для режимов пропуска.

[0095] Согласно некоторым аспектам изобретения, решение о режиме слияния зависит от информации высокого уровня (выше уровня блока) и информации о блоке. Информация высокого уровня включает информацию в наборе параметров последовательности (SPS), наборе параметров изображения (PPS), заголовке слайса, информации группы тайлов, информации тайла и т.п. Информация о блоке включает в себя информацию о размере блока, такую как ширина, высота и площадь блока. В таблице 3 показана таблица синтаксиса для режимов слияния.

[0096] Например, в таблице 3 сформирована древовидная структура в синтаксисе для определения подходящего режима слияния (сигнализировать флаг на стороне кодера или анализировать флаг на стороне декодера) для использования в блоке (например, верхний левый угол - (х0, у0), ширина блока cbWidth, высота блока - cbHeight). Древовидная структура проверяет режимы слияния по порядку, например, обычный режим слияния, режим MMV, режим слияния на основе подблока, режим CIIP и режим разбиения на треугольники. Для режима сначала проверяют допустимое условие, и если допустимое условие удовлетворяется, флаг может сигнализироваться (на стороне кодера) или анализироваться (на стороне декодера).

[0097] Например, в таблице 3, когда режим предсказания блока (например, CuPredMode[x0][y0]) не является режимом внутреннего копирования блоков (MODE IBC), древовидную структуру используют для сигнализации (или анализа) информации из битового потока кодированных видеоданных для соответствующего режима слияния.

[0098] В частности, например, в таблице 3 сигнализируется обычный флаг (regular merge flag) для обычного режима слияния. Когда обычный флаг имеет значение «истина», сигнализируется индекс слияния (merge_index).

[0099] В некоторых примерах (например, проект 5 VVC) обычный режим слияния разрешен, когда переменная MaxNumMergeCand в заголовке слайса больше 0, и переменная MaxNumMergeCand используется для сигнализации максимального количества кандидатов на слияние.

[0100] В примере используется переменная allowRegularMerge, чтобы указать, разрешен ли обычный режим слияния или нет. Например, переменная allowRegularMerge может быть определена, как в выражении (1):

Таким образом, когда MaxNumMergeCand больше 0, allowRegularMerge имеет значение «истина»; в противном случае, allowRegularMerge имеет значение «ложь».

[0101] Кроме того, например, в таблице 3, когда обычный флаг имеет значение «ложь», проверяется режим MMVD. Режим MMVD разрешается флагом spsmmvdenabledflag в SPS. В примере режим MMVD сигнализируется, когда spsmmvdenabledflag имеет значение «истина», и удовлетворяется требование к размеру блока. В примере cbWidth обозначает ширину блока кодирования, a cbHeight обозначает высоту блока кодирования. Затем сигнализируется флаг MMVD (mmvd_flag), когда sps mmvd enabled flag имеет значение «истина», a cbWidth × cbHeight не равно 32. Когда флаг MMVD имеет значение «истина», передается другая подходящая информация для режима MMVD.

[0102] Следует отметить, что когда cbWidth × cbHeight равно 32, разрешены только обычный режим слияния и режим MMVD. В примере, где cbWidth × cbHeight равно 32, когда обычный флаг имеет значение «ложь», тогда режимом предсказания является режим MMVD, и можно сделать вывод, что флаг MMVD имеет значение «истина». В этом примере не требуется сигнализировать флаг MMVD со стороны кодера стороне декодера. В этом примере устраняется избыточность для сигнализации режима MMVD.

[0103] В некоторых примерах используется переменная allowMMVD, чтобы указать, разрешен ли режим MMVD или нет. Переменная allowMMVD может быть определена, как в выражении (2):

[0104] Кроме того, например, в таблице 3, когда флаг MMVD имеет значение «ложь», проверяется режим слияния на основе подблока. Режим слияния на основе подблока разрешен, когда переменная MaxNumSubblockMergeCand, которая основана на информации, сигнализируемой в заголовке слайса, больше 0, a cbWidth и cbHeight соответственно больше или равны 8. В примере, когда режим слияния на основе подблока разрешен, сигнализируется флаг подблока (merge_subblock_flag). Когда флаг подблока имеет значение «истина», может сигнализироваться другая подходящая информация для режима слияния на основе подблока.

[0105] В примере переменная allowSubMerge используется для указания на то, разрешен ли режим слияния на основе подблока или нет. Переменная allowSubMerge может быть определена, как в выражении (3):

[0106] Кроме того, например, в таблице 3, когда флаг подблока имеет значение «ложь», проверяется режим CIIP. Режим CIIP разрешен, когда sps ciip enabled flag имеет значение «истина», текущий блок не является режимом пропуска, cbWidth × cbHeight не меньше 64, cbWidth меньше 128, a cbHeight меньше 128. Например, когда разрешен режим CIIP, сигнализируется флаг CIIP. Когда флаг CIIP имеет значение «истина», может передаваться другая подходящая информация для режима CIIP.

[0107] В примере переменная allowCIIP используется для указания, разрешен ли режим CIIP или нет. Переменная allowCIIP определяется, как в выражении (4):

[0108] В некоторых примерах вместо сигнализации может быть сделан вывод о том, режим представляет собой режим слияния режима разбиения на треугольники. Когда обычный флаг, флаг MMVD, флаг подблока, флаг CIIP все имеют значение «ложь», тогда может быть разрешен режим слияния режима разбиения на треугольники. Чтобы разрешить режим слияния режима разбиения на треугольники, sps triangle enabled flag должен иметь значение «истина», текущий слайс должен быть слайсом В, MaxNumTriangleMergeCand, который основан на информации, сигнализируемой в заголовке слайса, больше или равен 2, a cbWidth × cbHeight больше или равно 64. В примере переменная allowTriangle используется для указания на то, разрешен ли режим слияния режима разбиения на треугольники. Переменная allowTriangle может быть определена, как в выражении (5):

[0109] В некоторых связанных примерах всегда сигнализируется обычный флаг. Однако в этом нет необходимости, поскольку при некоторых условиях кодер и декодер могут выбрать только обычный режим слияния.

[0110] Согласно некоторым аспектам изобретения, на стороне кодера перед сигнализацией флага режима слияния для режима слияния проверяется определенное условие, чтобы определить, можно ли сделать вывод о флаге режима слияния. Когда условие удовлетворяет требованию для получения вывода о флаге режима слияния, кодеру не нужно сигнализировать флаг режима слияния. На стороне декодера декодер может проверить условие, чтобы определить, можно ли сделать вывод о флаге режима слияния. Когда условие удовлетворяет требованию для получения вывода о флаге режима слияния, декодер не анализирует битовый поток кодированных видеоданных для получения флага режима слияния и может получить вывод о флаге режима слияния. Таким образом, может быть устранена избыточность сигнализации.

[0111] В некоторых вариантах осуществления изобретения, когда флаг режима слияния имеет только одно возможное значение при заранее заданном условии, вместо явной сигнализации может быть сделан вывод, что флаг представляет собой флаг режима слияния. Режимы слияния, о которых может быть сделан вывод, могут включать, помимо прочего, обычный режим слияния, режим MMVD, режим слияния на основе подблока, режим CIIP и режим разбиения на треугольники.

[0112] Фиг. 8 показывает блок-схему алгоритма для сигнализации (анализа) флагов режима слияния кодером (декодером). На фиг. 8, например, при определенных условиях, вместо сигнализации (анализа), о некоторых флагах режима слияния можно сделать вывод. Таким образом, снижаются затраты на сигнализацию, и может быть устранена избыточность. В примере алгоритм на фиг. 8 выполняется схемой обработки кодера. В другом примере алгоритм на фиг. 8 выполняется схемой обработки декодера.

[0113] На фиг. 8 порядок кодирования древовидной структуры начинается с обычного режима слияния, за которым следуют режим MMVD, режим слияния на основе подблока, режим CIIP и режим разбиения на треугольники. Следует отметить, что при изменении древовидной структуры соответствующие условия могут быть соответственно изменены.

[0114] Также следует отметить, что выражения (3)-(5) приведены просто для примера определения переменных для определенных условий. Условия можно определить другими подходящими способами.

[0115] Например, выражение (3) определяет переменную allowSubMerge как комбинацию нескольких подусловий. Переменная allowSubMerge может быть определена подусловиями. В варианте осуществления изобретения переменная allowSubMerge равна MaxNumSubMergeCand>0. Например, когда переменная MaxNumSubMergeCand больше нуля, переменная allowSubMerge имеет значение «истина» (например, двоичная единица), а когда переменная MaxNumSubMergeCand равна нулю, переменная allowSubMerge имеет значение «ложь» (например, двоичный ноль). В другом варианте осуществления изобретения переменная allowSubMerge равна (cbWidth>=8 and cbHeight>=8). Например, когда и ширина, и высота блока кодирования больше 8, переменная allowSubMerge имеет значение «истина»; в противном случае переменная allowSubMerge имеет значение «ложь».

[0116] В другом примере выражение (4) определяет переменную allowCIIP как комбинацию нескольких подусловий. Переменная allowCIIP может быть определена подусловиями. В варианте осуществления изобретения переменная allowSubMerge равна sps ciip enabled flag. В другом варианте осуществления изобретения переменная allowSubMerge равна !cu_skip_flag. Например, когда флаг cu skip flag имеет значение «истина», переменная allowSubMerge имеет значение «ложь», а когда флаг cuskipflag имеет значение «ложь», переменная allowSubMerge имеет значение «истина». В другом варианте осуществления изобретения переменная allowSubMerge равна (cbWidth × cbHeight>=64). Например, если площадь блока равна или больше 64, переменная allowSubMerge имеет значение «истина»; в противном случае переменная allowSubMerge имеет значение «ложь». В другом варианте осуществления изобретения переменная allowSubMerge равна (cbWidth<128 and cbHeight<128). Например, когда ширина и высота блока кодирования меньше 128, переменная allowSubMerge имеет значение «истина»; в противном случае переменная allowSubMerge имеет значение «ложь».

[0117] В другом примере выражение (5) определяет allowTriangle как комбинацию нескольких подусловий. Переменная allowTriangle может быть определена подусловиями. В варианте осуществления изобретения переменная allowTriangle равна spstriangleenbaledflag. В другом варианте осуществления изобретения переменная allowTriangle устанавливается на основе переменной slicetype. Когда переменная slice type равна В (двунаправленное предсказание), переменная allowTriangle имеет значение «истина», а когда переменная slice type не равна В, переменная allowTriangle имеет значение «ложь». В другом варианте осуществления изобретения переменная allowTriangle равна (MaxTriangleMergeCand>=2). Например, когда переменная MaxTriangleMergeCand равна или больше 2, переменная allowTriangle имеет значение «истина»; в противном случае переменная allowTriangle имеет значение «ложь». В другом варианте осуществления изобретения переменная allowTriangle равна (cbWidth × cbHeight>=64). Например, когда площадь блока кодирования равна или больше 64, переменная allowTriangle имеет значение «истина»; в противном случае переменная allowTriangle имеет значение «ложь».

[0118] Как показано на фиг. 8, алгоритм начинается с шага (S801) и переходит к шагу (S810).

[0119] На шаге (S810) проверяют первое условие (allowRegularMerge && (allowMMVD || allowSubMerge || allowCIIP || allowTriangle)). Когда первое условие истинно, алгоритм переходит к шагу (S812), а когда первое условие ложно, алгоритм переходит к шагу (S815).

[0120] На шаге (S812) обычный флаг сигнализируется кодером (анализируется декодером).

[0121] На шаге (S815) обычный флаг не сигнализируют, а делают о нем вывод. В примере, когда allowRegularMerge имеет значение «ложь», делают вывод, что обычный флаг имеет значение «ложь». В другом примере, когда (allowMMVD || allowSubMerge || allowCIIP || allowTriangle) имеет значение «ложь», делают вывод, что обычный флаг имеет значение «истина».

[0122] В некоторых примерах переменные allowRegularMerge, allowMMVD, allowSubMerge, allowCIIP и allowTriangle определены, как в выражениях (1), (2), (3), (4) и (5).

[0123] Следует отметить, что переменные allowSubMerge, allowCIIP и allowTriangle могут быть определены другим подходящим способом. В некоторых примерах некоторые условия режимов слияния перекрываются, например, когда cbWidth × cbHeight меньше 64 (например, ширина блока, умноженная на высоту блока, равна 32), режим слияния на основе подблока, CIIP и режим разбиения на треугольники не разрешены. Когда sps mmvd enabled flag имеет значение «ложь», a cbWidth × cbHeight меньше 64, режим MMVD, режим слияния на основе подблока, режим CIIP и режим разбиения на треугольники не разрешены. В таком случае разрешен только обычный режим слияния.

[0124] На шаге (S820) проверяют обычный флаг. Когда обычный флаг имеет значение «истина», алгоритм переходит к шагу (S825); в противном случае алгоритм переходит к шагу (S830).

[0125] На шаге (S825), обычный флаг имеет значение «истина», алгоритм возвращает обычный режим слияния и останавливается. Затем блок кодируют (декодируют) на основе обычного режима слияния.

[0126] На (S830) проверяют второе условие (allowMMVD && (allowSubMerge | allowCIIP allowTriangle)). Когда второе условие истинно, алгоритм переходит к шагу (S832), а когда второе условие ложно, алгоритм переходит к шагу (S835).

[0127] На шаге (S832) флаг MMVD сигнализируется кодером (анализируется декодером).

[0128] На шаге (S835) флаг MMVD не сигнализируют, а делают о нем вывод. В примере, когда allowMMVD имеет значение «ложь», делают вывод, что флаг MMVD имеет значение «ложь». В другом примере, когда (allowSubMerge || allowCIIP || allowTriangle) имеет значение «ложь», делают вывод, что флаг MMVD имеет значение «истина». В некоторых примерах переменные allowMMVD, allowSubMerge, allowCIIP и allowTriangle определены, как в выражениях (2), (3), (4) и (5). Следует отметить, что переменные allowMMVD, allowSubMerge, allowCIIP и allowTriangle могут быть определены другим подходящим способом.

[0129] На шаге (S840) проверяют флаг MMVD. Когда флаг MMVD имеет значение «истина», алгоритм переходит к шагу (S845); в противном случае алгоритм переходит к шагу (S850).

[0130] На шаге (S845), флаг MMVD имеет значение «истина», алгоритм возвращает режим MMVD и останавливается. Затем блок кодируют (декодируют) на основе режима MMVD.

[0131] На шаге (S850) проверяют третье условие (allowSubMerge && (allowCIIP || allowTriangle)). Когда третье условие истинно, алгоритм переходит к шагу (S852); когда третье условие ложно, алгоритм переходит к шагу (S855).

[0132] На шаге (S852) флаг подблока сигнализируется кодером (анализируется декодером).

[0133] На шаге (S855) флаг подблока не сигнализируют, а делают о нем вывод. В примере, когда allowSubMerge имеет значение «ложь», делают вывод, что флаг подблока имеет значение «ложь». В другом примере, когда (allowCIIP || allowTriangle) имеет значение «ложь», делают вывод, что флаг подблока имеет значение «истина». В некоторых примерах переменные allowSubMerge, allowCIIP и allowTriangle определены, как в выражениях (3), (4) и (5). Следует отметить, что переменные allowSubMerge, allowCIIP и allowTriangle могут быть определены другим подходящим способом.

[0134] На шаге (S860) проверяют флаг подблока. Когда флаг подблока имеет значение «истина», алгоритм переходит к шагу (S865); в противном случае алгоритм переходит к шагу (S870).

[0135] На шаге (S865) флаг подблока имеет значение «истина», алгоритм возвращает режим слияния на основе подблока и останавливается. Затем блок кодируют (декодируют) на основе режима слияния на основе подблока.

[0136] На шаге (S870) проверяют четвертое условие (allowCIIP && allowTriangle). Когда четвертое условие истинно, алгоритм переходит к шагу (S872); когда четвертое условие ложно, алгоритм переходит к шагу (S875).

[0137] На шаге (S872) флаг CIIP сигнализируется кодером (анализируется декодером).

[0138] На шаге (S875) флаг CIIP не сигнализируют, а делают о нем вывод. В примере, когда allowSubMerge имеет значение «ложь», делают вывод, что флаг CIIP имеет значение «ложь». В другом примере, когда allowTriangle имеет значение «ложь», делают вывод, что флаг CIIP имеет значение «истина». В некоторых примерах переменные allowCIIP и allowTriangle определены, как в выражениях (4) и (5). Следует отметить, что переменные allowCIIP и allowTriangle могут быть определены другим подходящим способом.

[0139] На шаге (S880) проверяют флаг CIIP. Когда флаг CIIP имеет значение «истина», алгоритм переходит к шагу (S882); в противном случае алгоритм переходит к шагу (S885).

[0140] На шаге (S882) флаг CIIP имеет значение «истина», алгоритм возвращает режим CIIP и останавливается. Затем блок кодируют (декодируют) на основе режима CIIP.

[0141] На шаге (S885) алгоритм возвращает режим разбиения на треугольники и останавливается. Затем блок кодируют (декодируют) на основе режима разбиения на треугольники.

[0142] Следует отметить, что в некоторых примерах для внешнего предсказания допустимые значения cbWidth и cbHeight уже определены для каждого режима. Однако в некоторых примерах допустимые значения cbWidth и cbHeight могут измениться, после чего можно соответствующим образом изменить переменные и условия.

[0143] В некоторых вариантах осуществления изобретения N определяется как минимально допустимая ширина, М определяется как минимальная допустимая высота, K определяется как минимальная площадь, Н определяется как верхний предел ширины, L определяется как верхний предел высоты, а О определяется как верхний предел площади. М, N, K, Н, L, О целые неотрицательные числа. В примере переменные allowSubMerge, allowCIIP и allowTriangle могут быть определены, как в выражениях (6) - (8).

[0144] Согласно другому аспекту изобретения избыточность сигнализации режима слияния может быть устранена с помощью контекста. В некоторых вариантах добавляют больше контекста для обычного флага, флага MMVD, флага подблока и флага CIIP. Выбор контекста может быть основан на размере блока, флагах включения sps или типе слайса. Некоторые или все вышеупомянутые условия сигнализации могут использоваться для выбора контекста.

[0145] В варианте осуществления изобретения обычный флаг может быть основан на умножении ширины блока на высоту блока, например, когда cbWidth × cbHeight меньше порогового значения размера, используют один контекст.В противном случае используют другой контекст.

[0146] Согласно другому аспекту изобретения, проверки условий для сигнализации флага MMVD могут быть удалены. В некоторых примерах флаг MMVD сигнализируют без проверки размера блока, чтобы ускорить процесс декодирования. В таблице 4 показан пример синтаксиса для сигнализации флага MMVD.

[0147] Сравнивая таблицу 4 с таблицей 3, можно увидеть, что флаг MMVD сигнализируют без проверки размера блока (например, ширины и высоты блока) в таблице 4.

[0148] В некоторых вариантах осуществления изобретения, чтобы избежать битых битовых потоков, может быть добавлено ограничение соответствия. В примере ограничение соответствия ограничивает общий флаг слияния и флаг пропуска. Например, когда обычный флаг имеет значение «ложь», флаг MMVD имеет значение «ложь», флаг подблока имеет значение «ложь», флаг CIIP имеет значение «ложь», и флаг треугольника имеет значение «ложь», тогда общий флаг слияния и флаг пропуска должны иметь значение «ложь» в соответствии с ограничением соответствия.

[0149] В другом примере добавляют еще одно ограничение соответствия. Когда значение (cbWidth × cbHeight) равно 32, а обычный флаг имеет значение «ложь», тогда флаг MMVD сигнализируют как имеющий значение «истина» в соответствии с ограничением соответствия.

[0150] Фиг. 9 показывает блок-схему, описывающую процесс (900) согласно варианту осуществления изобретения. Процесс (900) может использоваться для определения режима предсказания для блока, чтобы сформировать блок предсказания для реконструируемого блока на основе режима предсказания. В различных вариантах осуществления изобретения процесс (900) выполняется схемой обработки, например схемой обработки в оконечных устройствах (210), (220), (230) и (240), схемой обработки, которая выполняет функции видеокодера (303), схемой обработки, которая выполняет функции видеодекодера (310), схемой обработки, которая выполняет функции видеодекодера (410), схемой обработки, которая выполняет функции видеокодера (503), и т.п. В некоторых вариантах осуществления изобретения процесс (900) реализован в программных инструкциях, таким образом, когда схема обработки выполняет программные инструкции, схема обработки выполняет процесс (900). Процесс начинается с шага (S901) и переходит к шагу (S910).

[0151] На шаге (S910) проверяют условие получения вывода о флаге, связанном с конкретным режимом предсказания для текущего блока, перед анализом флага конкретного режима предсказания для текущего блока из битового потока кодированных видеоданных. Упомянутый конкретный режим предсказания является одним из множества режимов внешнего предсказания изображения. В примере конкретным режимом предсказания является один из режимов слияния. В другом примере конкретный режим предсказания является одним из режимов пропуска. В некоторых вариантах осуществления изобретения множество режимов внешнего предсказания изображения формируют древовидную структуру для принятия решения о режиме предсказания для текущего блока. Когда условие получения вывода о флаге указывает на возможность получения вывода о флаге, процесс переходит к шагу (S920); в противном случае процесс переходит к шагу (S930).

[0152] На шаге (S920) делают вывод о флаге, связанном с конкретным режимом предсказания, без анализа флага из битового потока кодированных видеоданных. В примере, когда может быть сделан вывод о флаге, флаг не сигнализируют в битовом потоке кодированных видеоданных, чтобы уменьшить избыточность сигнала.

[0153] На шаге (S930) флаг, связанный с конкретным режимом предсказания, анализируют из битового потока кодированных видеоданных.

[0154] На шаге (S940) флаг проверяют, чтобы определить, указывает ли флаг на применение конкретного режима предсказания в текущем блоке. Когда флаг указывает на применение конкретного режима предсказания, процесс переходит к шагу (S950); в противном случае процесс переходит к шагу (S960).

[0155] На шаге (S950) реконструируют отсчеты текущего блока согласно конкретному режиму предсказания. Процесс переходит к шагу S999 и завершается.

[0156] На шаге (S960) процесс продолжает декодировать следующий флаг в древовидной структуре.

[0157] Вышеописанные способы могут быть реализованы в виде компьютерного программного обеспечения, использующего машиночитаемые инструкции и физически хранящегося на одном или более машиночитаемых носителях. Например, на фиг. 10 показана компьютерная система (1000), пригодная для осуществления некоторых вариантов осуществления изобретения.

[0158] Компьютерное программное обеспечение может кодироваться с использованием любого подходящего машинного кода или компьютерного языка, который может подвергаться ассемблированию, компиляции, редактированию связей или аналогичной обработке для создания кода, содержащего инструкции, которые могут выполняться напрямую или посредством интерпретации, выполнения микрокода и т.п., одним или более компьютерными центральными процессорами (CPU, central processing units), графическими процессорами (GPU, Graphics Processing Units) и т.п.

[0159] Инструкции могут выполняться на компьютерах различных типов или их компонентах, включая, например, персональные компьютеры, планшетные компьютеры, серверы, смартфоны, игровые устройства, устройства интернета вещей и т.п.

[0160] Компоненты компьютерной системы (1000), показанные на фиг. 10, носят иллюстративный характер и не призваны налагать какое-либо ограничение на объем применения или функциональные возможности компьютерного программного обеспечения, реализующего варианты осуществления настоящего изобретения. Конфигурацию компонентов также не следует интерпретировать как имеющую какую-либо зависимость или требование в связи с любым компонентом или комбинацией компонентов, показанных в примере осуществления компьютерной системы (1000).

[0161] Компьютерная система (1000) может включать некоторые устройства ввода с человеко-машинным интерфейсом. Такое устройство ввода может отвечать за ввод одним или более пользователями посредством, например, тактильного ввода (например, нажатий на клавиши, махов, движений информационной перчатки), аудио-ввода (например, голосового, хлопков), визуального ввода (например, жестов), обонятельного ввода (не показан). Устройства интерфейса также могут использоваться для захвата некоторых информационных носителей, не обязательно напрямую связанных с осознанным вводом человеком, например звука (например, речи, музыки, внешнего звука), изображений (например, отсканированных изображений, фотографических изображений, полученных от камеры неподвижных изображений), видео (например, двумерного видео, трехмерного видео, включая стереоскопическое видео).

[0162] Входной человеко-машинный интерфейс устройства может включать одно или более из следующего (показано по одному): клавиатура (1001), мышь (1002), сенсорная панель (1003), сенсорный экран (1010), информационная перчатка (не показана), джойстик (1005), микрофон (1006), сканер (1007) и камера (1008).

[0163] Компьютерная система (1000) также может включать в себя некоторые устройства вывода с человеко-машинным интерфейсом. Такие устройства вывода могут стимулировать органы чувств одного или более пользователей посредством, например, тактильного вывода, звука, света и запаха/вкуса. Такие устройства вывода могут включать устройства тактильного вывода (например, тактильной обратной связи посредством сенсорного экрана (1010), информационной перчатки (не показана) или джойстика (1005), а также устройства тактильной обратной связи, которые не служат устройствами ввода), устройства вывода аудио (например: динамики (1009), наушники (не показаны)), устройства визуального вывода (например, экраны (1010), в том числе CRT-экраны, LCD-экраны, плазменные экраны, OLED-экраны, каждый с возможностями сенсорного экранного ввода или без них, каждый с возможностями тактильной обратной связи или без них, некоторые из них способны к двумерному визуальному выводу или более чем трехмерному выводу посредством, например, стереографическому выводу, очки виртуальной реальности (не показаны), голографические дисплеи, дымовые баки (не показаны) и принтеры (не показаны).

[0164] Компьютерная система (1000) также может включать доступные человеку запоминающие устройства и связанные с ними носители, например, оптические носители, включающие CD / DVD ROM / RW (1020) с носителями (1021) CD/DVD и т.п., карты (1022) флэш-памяти, сменный жесткий диск или твердотельный диск (1023), традиционные магнитные носители, например, ленту и магнитный диск (не показан), специализированные устройства на основе ROM/ASIC/PLD, например, защитные аппаратные ключи (не показаны) и т.п.

[0165] Специалисты в данной области техники также должны понимать, что термин «машиночитаемые носители», используемый в связи с настоящим изобретением, не охватывает среды передачи, несущие волны или другие временные сигналы.

[0166] Компьютерная система (1000) также может включать интерфейс к одной или более сетям связи. Сети могут быть, например, беспроводными, проводными, оптическими. Сети могут быть также локальными, глобальными, городскими, транспортными и промышленными, реального времени, допускающими задержку и т.д. Примеры сетей включают локальные сети, например, Ethernet, беспроводные сети LAN, сотовые сети, в том числе GSM, 3G, 4G, 5G, LTE и т.п., глобальные цифровые сети проводного или беспроводного телевидения, в том числе кабельное телевидение, спутниковое телевидение и наземное телевещание, транспортные и промышленные сети, включающие CANBus и т.д. Некоторые сети обычно требуют внешних адаптеров сетевого интерфейса, которые подключены к некоторым портам данных общего назначения или периферийным шинам (1049) (например, USB-порты компьютерной системы (1000)); другие обычно встраиваются в ядро компьютерной системы (1000) путем подключения к системной шине, как описано ниже (например, интерфейс Ethernet в компьютерную систему PC или интерфейс сотовой сети в компьютерную систему смартфона). Используя любую из этих сетей, компьютерная система (1000) может осуществлять связь с другими объектами. Такая связь может быть однонаправленной с возможностью только приема (например, телевещания), однонаправленной с возможностью только передачи (например, CANbus к некоторым устройствам CANbus) или двунаправленной, например, к другим компьютерным системам с использованием локальной или глобальной цифровой сети. Некоторые протоколы и стеки протоколов могут использоваться в каждой из этих сетей и вышеописанных сетевых интерфейсов.

[0167] Вышеупомянутые устройства человеко-машинного интерфейса, доступные человеку запоминающие устройства и сетевые интерфейсы могут подключаться к ядру (1040) компьютерной системы (1000).

[0168] Ядро (1040) может включать один или более центральных процессоров (CPU) (1041), графические процессоры (GPU) (1042), специализированные программируемые модули обработки в форме вентильных матриц, программируемых пользователем (FPGA, Field Programmable Gate Arrays) (1043), аппаратные ускорители (1044) для некоторых задач и т.д. Эти устройства, совместно с постоянной памятью (ROM) (1045), оперативной памятью (1046), внутренним хранилищем данных большой емкости, например, внутренними жесткими дисками, недоступными пользователю, SSD и т.п. (1047), могут соединяться посредством системной шины (1048). В некоторых компьютерных системах системная шина (1048) может быть доступна в форме одного или более физических разъемов для обеспечения расширений за счет дополнительных процессоров CPU, GPU и т.п. Периферийные устройства могут подключаться либо напрямую к системной шине (1048) ядра, либо через периферийную шину (1049). Архитектуры периферийной шины включают PCI, USB и т.п.

[0169] Устройства CPU (1041), GPU (1042), FPGA (1043) и ускорители (1044) могут выполнять некоторые инструкции, которые совместно могут составлять вышеупомянутый компьютерный код. Этот компьютерный код может храниться в памяти ROM (1045) или RAM (1046). Временные данные также могут храниться в памяти RAM (1046), тогда как постоянные данные могут храниться, например, во внутреннем хранилище (1047) данных большой емкости. Быстрое сохранение и извлечение из любого запоминающего устройства может обеспечиваться за счет использования кэш-памяти, которая может быть тесно связана с одним или более процессорами CPU (1041), GPU (1042), хранилищем (1047) данных большой емкости, памятью ROM (1045), RAM (1046) и т.п.

[0170] На машиночитаемых носителях может храниться компьютерный код для осуществления различных выполняемых компьютером операций. Носители и компьютерный код могут быть специально созданы в целях настоящего изобретения или могут относиться к хорошо известным и доступным специалистам в области компьютерного программного обеспечения.

[0171] В порядке примера, но не ограничения изобретения, компьютерная система, имеющая архитектуру (1000), и, в частности, ядро (1040) может обеспечивать функциональные возможности благодаря выполнению процессором(ами) (включающим(и) в себя CPU, GPU, FPGA, ускорители и т.п.) программного обеспечения, воплощенного в одном или более материальных машиночитаемых носителей. Такие машиночитаемые носители могут быть носителями, связанными с доступным пользователю хранилищем данных большой емкости, представленным выше, а также некоторым постоянным хранилищем ядра (1040), например, внутренним хранилищем (1047) данных большой емкости или ROM (1045). Программное обеспечение, реализующее различные варианты осуществления настоящего изобретения, может храниться в таких устройствах и выполняться ядром (1040). Машиночитаемый носитель может включать одно или более запоминающих устройств или микросхем, в соответствии с конкретными нуждами. Программное обеспечение может предписывать ядру (1040) и, в частности, его процессорам (включая CPU, GPU, FPGA и т.п.) выполнять конкретные процессы или конкретные части описанных здесь конкретных процессов, включая задание структур данных, хранящихся в памяти RAM (1046), и модификацию таких структур данных согласно процессам, заданным программным обеспечением. Дополнительно или альтернативно, компьютерная система может обеспечивать функциональные возможности благодаря логике, зашитой или иным образом воплощенной в схеме (например, ускоритель (1044)), которая может действовать вместо программного обеспечения или совместно с программным обеспечением для выполнения конкретных процессов или конкретных частей описанных здесь конкретных процессов. Ссылка на программное обеспечение может охватывать логику, и наоборот, когда это уместно. Ссылка на машиночитаемые носители может охватывать схему (например, интегральную схему (IС, integrated circuit)), где хранится программное обеспечение для выполнения, схему, воплощающую логику для выполнения, или обе схемы, когда это уместно. Настоящее изобретение охватывает любую подходящую комбинацию аппаратного и программного обеспечения.

Приложение А: сокращения

JEM: модель совместного исследования

VVC: универсальное кодирование видеоданных

BMS: набор эталонов

MV: вектор движения

HEVC: высокопроизводительное кодирование видеоданных

SEI: дополнительная информация улучшения

VUI: информация о возможности использования видео

GOP: группа изображений

TU: единица преобразования

PU: единица предсказания

CTU: единица дерева кодирования

СТВ: блок дерева кодирования

РВ: блок предсказания

HRD: гипотетический эталонный декодер

SNR: отношение «сигнал/шум»

CPU: центральный процессор

GPU: графический процессор

CRT: кинескоп

LCD: жидкокристаллический дисплей

OLED: органический светодиод

CD: компакт-диск

DVD: цифровой видеодиск

ROM: постоянная память

RAM: оперативная память

ASIC: специализированная интегральная схема

PLD: программируемое логическое устройство

LAN: локальная сеть

GSM: глобальная система мобильной связи

LTE: проект долгосрочного развития систем связи

CANBus: шина контроллерной сети

USB: универсальная последовательная шина

PCI: соединение периферийных компонентов

FPGA: вентильная матрица, программируемая пользователем

SSD: твердотельный привод

IС: интегральная схема

CU: единица кодирования

[0172] Хотя здесь были описаны некоторые варианты осуществления изобретения, возможны изменения, перестановки и различные эквивалентные замены в пределах объема изобретения. Таким образом, специалисты в данной области техники могут предложить многочисленные системы и способы, которые, хотя в явном виде здесь не показаны и не описаны, воплощают принципы изобретения и, таким образом, соответствуют его сущности и объему.

Изобретение относится к области кодирования видеоданных. Техническим результатом является повышение эффективности кодирования. Предложены способы и устройства кодирования/декодирования видеоданных. Устройство для декодирования видеоданных содержит схему обработки, которая проверяет условие получения вывода о флаге конкретного режима предсказания для текущего блока перед анализом флага конкретного режима предсказания для текущего блока из битового потока кодированных видеоданных. Упомянутый конкретный режим предсказания является одним из множества режимов внешнего предсказания изображения. Когда условие получения вывода о флаге указывает на то, что можно сделать вывод о флаге, схема обработки получает вывод о флаге без анализа флага из битового потока кодированных видеоданных. Когда условие получения вывода о флаге указывает на неопределенность вывода о флаге, схема обработки анализирует флаг из битового потока кодированных видеоданных. Затем схема обработки реконструирует текущий блок в соответствии с упомянутым конкретным режимом предсказания, когда флаг указывает на применение упомянутого конкретного режима предсказания к текущему блоку. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 10 ил., 4 табл.

1. Способ декодирования видеоданных в декодере, включающий:

проверку, процессором, условия получения вывода о флаге конкретного режима предсказания для текущего блока перед анализом флага конкретного режима предсказания для текущего блока из битового потока кодированных видеоданных, причем упомянутый конкретный режим предсказания является одним из множества режимов внешнего предсказания изображения; при этом упомянутое условие получения вывода о флаге основано по меньшей мере на том, допустим ли упомянутый конкретный режим предсказания, а допустимость конкретного режима предсказания определяют на основании информации о размере текущего блока; получение процессором вывода о флаге без анализа флага из битового потока кодированных видеоданных, когда условие получения вывода о флаге указывает на то, что можно сделать вывод о флаге; анализ процессором флага из битового потока кодированных видеоданных, когда условие получения вывода о флаге указывает на неопределенность вывода о флаге, и реконструкцию процессором текущего блока в соответствии с упомянутым конкретным режимом предсказания, когда флаг указывает на применение упомянутого конкретного режима предсказания к текущему блоку.

2. Способ по п. 1, в котором условие получения вывода о флаге также основано на том, допустимы ли другие режимы из множества режимов внешнего предсказания изображения.

3. Способ по п. 1, в котором флаг является одним из обычного флага обычного режима слияния/пропуска, флага слияния с разностью векторов движения (MMVD) режима MMVD, флага подблока режима слияния/пропуска на основе подблока, флага комбинированного внутреннего и внешнего предсказания (CIIP) режима CIIP, флага треугольника режима разбиения на треугольники.

4. Способ по п. 2, в котором упомянутые другие режимы предсказания находятся на более низком уровне, чем упомянутые конкретные режимы предсказания, в древовидной структуре.

5. Способ по п. 2, в котором условие получения вывода о флаге представляет собой комбинацию допустимости упомянутого конкретного режима предсказания и допустимости других режимов, которые находятся на более низком уровне, чем упомянутые конкретные режимы предсказания, в древовидной структуре.

6. Способ по п. 1, в котором условие получения вывода о флаге указывает на то, что можно сделать вывод о флаге, когда упомянутый конкретный режим предсказания не допустим.

7. Способ по п. 1, в котором условие получения вывода о флаге указывает на то, что можно сделать вывод о флаге, когда ни один из других режимов не допустим.

8. Способ по п. 1, в котором допустимость других режимов из множества режимов внешнего предсказания основана по меньшей мере на одном из следующего: набор параметров последовательности (SPS), набор параметров изображения (PPS), заголовок слайса, информация тайла и информация группы тайлов.

9. Устройство для декодирования видеоданных, содержащее схему обработки, сконфигурированную для осуществления способа по любому из пп. 1-8.

10. Машиночитаемый носитель, хранящий инструкции, которые при их исполнении компьютером для декодирования видеоданных заставляют компьютер осуществлять способ по любому из пп. 1-8.