ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Варианты осуществления настоящей заявки (раскрытия) в общем относятся к области обработки изображений и, более конкретно, к предсказанию, использующему режимы субблочного разделения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Осуществление видеокодирования (кодирование и декодирование видео) используется в широком диапазоне применений цифрового видео, например, в широковещательном цифровом телевидении, передаче видео через Интернет и мобильные сети, в диалоговых приложениях в реальном времени, таких как видеочат, видеоконференцсвязь, DVD и Blu-ray диски, системы сбора и редактирования видеоконтента и видеокамеры приложений безопасности.
Объем видеоданных, необходимых для представления даже относительно короткого видео, может быть значительным, что может привести к трудностям, когда эти данные должны передаваться в потоковом режиме или иным образом передаваться по сети связи с ограниченной пропускной способностью. Таким образом, видеоданные, как правило, сжимаются перед тем, как передаваться через современные телекоммуникационные сети. Размер видео также может быть проблемой, когда видео хранится на запоминающем устройстве, поскольку ресурсы памяти могут быть ограничены. Устройства сжатия видео часто используют программное и/или аппаратное обеспечение в источнике для осуществления кодирования видеоданных перед передачей или сохранением, тем самым уменьшая количество данных, необходимых для представления цифровых видеоизображений. Сжатые данные затем принимаются устройством декомпрессии видео у получателя, которое декодирует видеоданные. С ограниченными сетевыми ресурсами и постоянно растущими требованиями к более высокому качеству видео, желательны улучшенные методы сжатия и декомпрессии, которые улучшают степень сжатия с минимальными потерями качества изображения или вообще без таких потерь.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Варианты осуществления настоящей заявки обеспечивают устройства и способы для кодирования и декодирования согласно независимым пунктам формулы изобретения.
Вышеупомянутые и другие цели достигаются решением по независимым пунктам формулы изобретения. Дополнительные формы реализации очевидны из зависимых пунктов формулы изобретения, описания и фигур.
Первый аспект настоящего изобретения обеспечивает способ осуществления кодирования, реализуемый устройством декодирования, причем способ содержит: получение битового потока; получение значения указателя для текущего блока согласно битовому потоку; получение значения первого параметра для текущего блока и значения второго параметра для текущего блока согласно значению указателя и предопределенной таблице поиска; получение значения расстояния выборки для выборки, которая находится в текущем блоке, согласно значению первого параметра и значению второго параметра; и получение значения предсказания для выборки согласно значению расстояния выборки для выборки.
Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения параметры для разделения блока (например, параметр угла, параметр расстояния… и тому подобное) хранятся в предопределенной таблице поиска, следовательно, фактические значения этих параметров не нужно передавать в битовом потоке, и значения этих параметров получают согласно значению указания, кодируемому в битовом потоке. Таким образом, эффективность кодирования может быть улучшена.
Как показано на Фиг 15, раскрыт способ осуществления кодирования, реализуемый устройством декодирования, причем способ содержит:
S1501: получение битового потока.
Битовый поток может быть получен согласно беспроводной сети или проводной сети. Битовый поток может передаваться с веб-сайта, сервера или другого удаленного источника с использованием коаксиального кабеля, оптоволоконного кабеля, витой пары, цифровой абонентской линии (DSL) или беспроводных технологий, таких как инфракрасная связь, радио связь, микроволновая связь, WIFI, Bluetooth, LTE или 5G.
В варианте осуществления битовый поток представляет собой последовательность битов, например в форме потока единиц уровня сетевой абстракции (NAL) или байтового потока, который формирует представление последовательности единиц доступа (AU), формирующей одну или более кодированных видеопоследовательностей (CVS).
В некоторых вариантах осуществления для процесса декодирования сторона декодера считывает битовый поток и выводит декодированные изображения из битового потока; для процесса кодирования сторона кодера создает битовый поток.
Обычно битовый поток будет содержать элементы синтаксиса, которые формируются синтаксической структурой. элемент синтаксиса: Элемент данных, представленный в битовом потоке.
синтаксическая структура: ноль или более элементов синтаксиса, присутствующих вместе в битовом потоке в специфицированном порядке.
В конкретном примере форматы битового потока специфицируют взаимосвязь между потоком единиц уровня сетевой абстракции (NAL) и байтовым потоком, каждый из которых называется битовым потоком.
Битовый поток может быть, например, в одном из двух форматов: в формате потока единиц NAL или в формате байтового потока. Формат потока единиц NAL концептуально является более «базовым» типом. Формат потока единиц NAL содержит последовательность синтаксических структур, называемых единицами NAL. Эта последовательность упорядочена в порядке декодирования. Существуют ограничения, налагаемые на порядок декодирования (и содержимое) единиц NAL в потоке единиц NAL.
Формат байтового потока может быть построен из формата потока единиц NAL путем упорядочивания единиц NAL в порядке декодирования и добавления к каждой единице NAL начального кодового префикса и нуля или более байтов с нулевым значением для формирования потока из байтов. Формат потока единиц NAL может быть извлечен из формата байтового потока путем поиска местоположения уникального шаблона начального кодового префикса в пределах этого потока из байтов.
В этом разделе описывается вариант осуществления взаимосвязи между исходными и декодированными изображениями, которая передается через битовый поток.
Источник видео, который представлен битовым потоком, представляет собой последовательность изображений в порядке декодирования.
Каждое из исходных и декодированных изображений состоит из одного или более массивов выборок:
- Только яркость (Y) (монохромная).
- Яркость и две цветности (YCbCr или YCgCo).
- Зеленый, синий и красный (GBR, также известный как RGB).
- Массивы, представляющие другие неопределенные монохромные или трехстимульные выборки цветов (например, YZX, также известные как XYZ).
Переменные и термины, ассоциированные с этими массивами, упоминаются как яркость (либо L, либо Y) и цветность, причем два массива цветности упоминаются как Cb и Cr; независимо от фактического используемого способа представления цвета. Фактический используемый способ представления цвета может быть указан в синтаксисе, который специфицирован в параметрах VUI как специфицировано в ITU-T H.SEI | ISO/IEC 23002-7.
Переменные SubWidthC и SubHeightC специфицированы в таблице 2 в зависимости от структуры выборки (дискретизации) формата цветности, которая специфицирована через sps_chroma_format_idc и sps_separate_colour_plane_flag.
Таблица 2 - Значения SubWidthC и SubHeightC, выводимые из sps_chroma_format_idc и sps_separate_colour_plane_flag
В монохромной выборке есть только один массив выборок, который номинально считается массивом яркости.
В выборке 4:2:0 каждый из двух массивов цветности имеет половину высоты и половину ширины массива яркости.
В выборке 4:2:2 каждый из двух массивов цветности имеет аналогичную высоту и половину ширины массива яркости.
В выборке 4:4:4, в зависимости от значения sps_separate_colour_plane_flag, применяется следующее:
- Если sps_separate_colour_plane_flag равен 0, каждый из двух массивов цветности имеет одинаковую высоту и ширину, что и массив яркости.
- Иначе (sps_separate_colour_plane_flag равен 1) три цветовые плоскости обрабатываются отдельно как подвергаемые монохромной выборке изображения.
S1502: получение значения указателя для текущего блока согласно битовому потоку.
В варианте осуществления значение указателя используется для специфицирования формы разделения в режиме слияния с геометрическим разделением. Например, указателем может быть merge_gpm_partition_idx[ x0 ][ y0 ], при этом merge_gpm_partition_idx[ x0 ][ y0 ] специфицирует форму разделения режима слияния геометрического разделения. Индексы x0, y0 массива специфицируют местоположение (x0, y0 ) верхней левой выборки яркости рассматриваемого блока кодирования относительно верхней левой выборки яркости изображения.
Обычно значение merge_gpm_partition_idx[ x0 ][ y0 ] декодируется из битового потока. В примере диапазон значений для merge_gpm_partition_idx[ ][ ] составляет от 0 до 63, в том числе 0 и 63. В примере процессом декодирования для merge_gpm_partition_idx[ ][ ] является «обход».
Когда merge_gpm_partition_idx[ x0 ][ y0 ] не присутствует, он подразумевается равным 0.
S1503: получение значения первого параметра для текущего блока и значения второго параметра для текущего блока согласно значению указателя и предопределенной таблице поиска.
В одной реализации первый параметр представляет угол (или является угловым) для разделения текущего блока.
В одной реализации второй параметр представляет расстояние для разделения текущего блока.
В одной реализации предопределенная таблица поиска содержит пары первого и второго параметров,
при этом когда первый параметр в паре представляет угол, соответствующий одному из углов 0, 45, 90, 135, 180, 225, 270 или 315 градусов, соответствующий второй параметр в этой паре не представляет расстояние в ноль выборок от центра текущего блока.
В одной реализации предопределенная таблица поиска содержит пары первого и второго параметров,
при этом первый параметр в паре представляет угол, не соответствующий одному из углов 0, 45, 90, 135, 180, 225, 270 или 315 градусов, а соответствующий второй параметр в этой паре представляет расстояние в ноль выборок от центра текущего блока.
В одной реализации предопределенная таблица поиска содержит пары первого и второго параметров,
при этом первый параметр в паре представляет угол, соответствующий одному из углов 0, 45, 90, 135, 180, 225, 270 или 315 градусов, а соответствующий второй параметр в этой паре представляет расстояние в ноль выборок от центра текущего блока.
В одной реализации второй параметр специфицирует индекс расстояния геометрического раздела, или второй параметр описывает расстояние от линии разграничения до центра текущего блока.
В варианте осуществления переменная угла разделения angleIdx (параметр 1) и переменная расстояния distanceIdx (параметр 2) режима геометрического разделения устанавливаются согласно значению merge_gpm_partition_idx[ xCb ][ yCb ] (указатель), как специфицировано в нижеследующей таблице. Можно понять, что в упомянутой реализации эта взаимосвязь может быть реализована согласно таблице 1 или согласно некоторой функции.
Таблица 1: Спецификация angleIdx и distanceIdx на основе merge_gpm_partition_idx
S1504: получение значения расстояния выборки для выборки, которая находится в текущем блоке, согласно значению первого параметра и значению второго параметра.
В варианте осуществления этот этап содержит:
Этап 3.1: получение индексного значения параметра угла (alphaN или angleIdx) для текущего блока, значения ширины (W) текущего блока, значения высоты (H) текущего блока. W и H представляют ширину и высоту текущего блока числом выборок. Например, блок кодирования, ширина и высота которого равны 8, представляет собой квадратный блок, содержащий 64 выборки. В другом примере W и H представляют ширину и высоту текущего блока числом выборок яркости. Индексное значение параметра угла может быть получено согласно приведенному выше описанию, относящемуся к таблице 1.
Этап 3.2: получение значения соотношения whRatio согласно значению W и значению H, значение whRatio представляет соотношение между шириной и высотой текущего блока кодирования.
В примере whRatio=H/W; или whRatio=W/H.
В другом примере две переменные nCbW и nCbH специфицируют ширину и высоту текущего блока кодирования, а переменная cIdx специфицирует индекс цветового компонента.
переменные nW, nH и whRatio выводятся следующим образом:
nW=( cIdx== 0 ) ? nCbW : nCbW * SubWidthC;
nH=( cIdx== 0 ) ? nCbH : nCbH * SubHeightC;
whRatio=nH/nW.
В примере переменные SubWidthC и SubHeightC специфицированы в таблице 2.
Этап 3.3: Получение значения shiftHor согласно таблице поиска, значению альфа и значению whRatio, в примере значение альфа (alphaN или angleIdx) и значение whRatio используются в качестве индексных значений таблицы поиска. Значение shiftHor также может быть получено согласно функции, при этом значение альфа (alphaN или angleIdx) и значение whRatio представляют собой входные данные упомянутой функции, а значение shiftHor представляет собой выходные данные упомянутой функции. В примере результат функции аналогичен или совпадает с таблицей поиска. В примере значение shiftHor представляет размер шага квантования для процесса вычисления расстояния выборки.
В другом примере функция может быть представлена как shiftHor=( angleIdx % 16== 8 | | ( angleIdx % 16 != 0 && whRatio > 0 ) ) ? 0 : 1.
Этап 3.4: значение sample_dist вычисляется согласно значению shiftHor.
В примере, для вычисления расстояния выборки (sample_dist) сначала следующим образом выводятся переменные offsetX и offsetY:
Если shiftHor равен 0, применяется следующее:
offsetX=( −nW ) >> 1,
offsetY=( ( −nH ) >> 1 ) + ( angleIdx < 16 ? ( distanceIdx * nH ) >> 3 : −( ( distanceIdx * nH ) >> 3 ) );
Иначе (shiftHor равен 1), применяется следующее:
offsetX=( ( −nW ) >> 1 ) + ( angleIdx < 16 ? ( distanceIdx * nW ) >> 3 : −( ( distanceIdx * nW ) >> 3 ) );
offsetY=( − nH ) >> 1;
- Переменные xL и yL выводятся следующим образом:
xL=( cIdx== 0 ) ? x : x * SubWidthC
yL=( cIdx== 0 ) ? y : y * SubHeightC
sample_dist=( ( ( xL+offsetX ) << 1 ) + 1 ) * disLut[ displacementX ] + ( ( ( yL + offsetY ) << 1 ) + 1 ) ) * disLut[ displacementY ].
Переменные displacementX и displacementY выводятся следующим образом:
hwRatio=cbHeight/cbWidth;
displacementX=angleIdx;
displacementY=( angleIdx+8 ) % 32.
Массив disLut специфицирован в таблице 3 ниже.
В некоторых вариантах осуществления согласно геометрической модели выборки в блоке кодирования считаются находящимися в двух субблоках. Субблок A или субблок B может содержать часть (но не все) выборок в текущем блоке кодирования. Субблок А или субблок В может быть представлен согласно знаку sample_dist каждой из выборок. Sample_dist может быть получено согласно примерам и вариантам осуществления в других абзацах.
S1505: получение значения предсказания для выборки согласно значению расстояния выборки для выборки.
В одной реализации получение значения предсказания для выборки согласно значению расстояния выборки для выборки содержит:
вычисление двух весовых коэффициентов согласно значению расстояния выборки; и
получение значения предсказания для выборки согласно первому значению предсказания, второму значению предсказания и упомянутым двум весовым коэффициентам.
В одной реализации значение расстояния выборки представляет собой расстояние по горизонтали или расстояние по вертикали, или комбинацию расстояний по вертикали и по горизонтали от упомянутой выборки до линии разграничения, при этом линия разграничения используется для разбиения блока кодирования на два субблока.
В одном примере вычисленное sample_dist используется для вычисления весовых коэффициентов, причем весовые коэффициенты используются для объединения первого значения предсказания и второго значения предсказания, соответствующих упомянутой выборке. В примере весовые коэффициенты обозначаются как sampleWeight1 и sampleWeight2, имея ввиду вес, соответствующий первому значению предсказания, и вес, соответствующий второму значению предсказания.
В одном примере весовые коэффициенты вычисляются согласно следующим функциям
weightIdxL=partFlip ? 32+sample_dist : 32 − sample_dist;
wValue=Clip3( 0, 8, ( weightIdxL+4 ) >> 3 ).
В этом примере wValue представляет собой sampleWeight1, а 8-wValue представляет собой sampleWeight2. Переменная partFlip определяется согласно значению angleIdx. В примере partFlip=( angleIdx >= 13 && angleIdx <= 27 ) ? 0 : 1, или partFlip=( angleIdx >= 13 && angleIdx <= 27 ) ? 1 : 0.
В одном примере объединенное значение выборки предсказания в координате выборки (x, y) вычисляется согласно первому значению предсказания в координате (x, y), второму значению предсказания в координате (x, y), sampleWeight1 и sampleWeight2.
В примере значение выборки предсказания выводится следующим образом:
pbSamples[ x ][ y ]=Clip3( 0, ( 1 << BitDepth ) − 1, ( predSamplesLA[ x ][ y ] * wValue + predSamplesLB[ x ][ y ] * ( 8 − wValue ) + offset1 ) >> shift1 ).
При этом bitDepth представляет битовую глубину выборки, переменную shift1 получают согласно упомянутой bitDepth, в примере shift1= Max( 5, 17 - BitDepth ); Переменную offset1 получают согласно shift1, в примере offset1= 1 << ( shift1-1 ), predSamplesLA и predSamplesLB представляют собой два (nCbW)x(nCbH) массива.
В одном варианте осуществления раскрыт способ осуществления кодирования, реализуемый устройством кодирования, содержащий: выбор значения первого параметра и значения второго параметра;
получение индексного значения согласно значению первого параметра, значению второго параметра и поисковой таблице; и кодирование индексного значения в битовый поток.
Детали для каждого этапа на стороне кодера соответствуют приведенным выше примерам на стороне декодера.
Как показано на Фиг.16, второй аспект настоящего изобретения обеспечивает устройство 1600 декодирования, причем устройство декодирования содержит:
модуль 1601 приема, который выполнен с возможностью получения битового потока и получения значения указателя для текущего блока согласно битовому потоку;
модуль 1602 обработки параметров разделения, который выполнен с возможностью получения значения первого параметра для текущего блока и значения второго параметра для текущего блока согласно значению указателя и предопределенной таблице поиска;
модуль 1603 вычисления, который выполнен с возможностью получения значения расстояния выборки для выборки, которая находится в текущем блоке, согласно значению первого параметра и значению второго параметра; и
модуль 1604 предсказания, который выполнен с возможностью получения значения предсказания для выборки согласно значению расстояния выборки для выборки.
Способ согласно первому аспекту изобретения может быть выполнен устройством согласно второму аспекту изобретения. Дополнительные признаки и формы реализации вышеуказанных способов соответствуют признакам и формам реализации устройства согласно второму аспекту изобретения.
В варианте осуществления раскрыт декодер (30) или кодер (20), содержащий схему обработки для выполнения способа согласно любому из вышеупомянутых вариантов осуществления и реализации.
В варианте осуществления раскрыт компьютерный программный продукт, содержащий программный код для выполнения способа согласно любому из вышеупомянутых вариантов осуществления и реализации.
В варианте осуществления раскрыт декодер или кодер, содержащий:
один или более процессоров; и
долговременный считываемый компьютером носитель, связанный с процессорами и хранящий программную часть для исполнения процессорами, причем программная часть, когда исполняется процессорами, конфигурирует декодер или кодер для выполнения способа согласно любому из вышеупомянутых вариантов осуществления и реализации.
В варианте осуществления раскрыт долговременный запоминающий носитель, который включает в себя закодированный битовый поток, декодируемый устройством декодирования изображений, причем битовый поток генерируется посредством разбиения кадра видеосигнала или сигнала изображения на множество блоков и включает в себя множество синтаксических элементов, при этом упомянутое множество синтаксических элементов содержит указатель (синтаксис) согласно любому из вышеупомянутых вариантов осуществления и реализации.
Подробности одного или более вариантов осуществления изложены на прилагаемых чертежах и в нижеследующем описании. Другие особенности, цели и преимущества будут очевидны из описания, чертежей и формулы изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Ниже варианты осуществления изобретения описаны более подробно со ссылкой на приложенные фигуры и чертежи, на которых:
ФИГ. 1A является блок-схемой, показывающей пример системы видеокодирования, выполненной с возможностью реализации вариантов осуществления изобретения;
ФИГ. 1B является блок-схемой, показывающей другой пример системы видеокодирования, выполненной с возможностью реализации вариантов осуществления изобретения;
ФИГ. 2 является блок-схемой, показывающей пример видеокодера, выполненного с возможностью реализации вариантов осуществления изобретения;
ФИГ. 3 является блок-схемой, показывающей примерную структуру видеодекодера, выполненного с возможностью реализации вариантов осуществления изобретения;
ФИГ. 4 является блок-схемой, иллюстрирующей пример устройства кодирования или устройства декодирования;
ФИГ. 5 является блок-схемой, иллюстрирующей другой пример устройства кодирования или устройства декодирования;
ФИГ. 6a иллюстрирует пример совместно размещенного блока;
ФИГ. 6b иллюстрирует пример пространственных соседних блоков.
ФИГ. 7 иллюстрирует некоторые примеры режима треугольного предсказания.
ФИГ. 8 иллюстрирует некоторые примеры режима субблочного предсказания.
ФИГ. 9-12 показывают некоторые примеры разделения блока.
ФИГ. 13 является блок-схемой, показывающей примерную структуру системы 3100 поставки контента, которая реализует услугу доставки контента.
ФИГ. 14 является блок-схемой, показывающей структуру примерного терминального устройства.
ФИГ. 15 является блок-схемой последовательности операций, показывающей вариант осуществления способа, относящегося к настоящему изобретению.
ФИГ. 16 является блок-схемой, показывающей вариант осуществления устройства, относящегося к настоящему изобретению.
Одинаковые ссылочные позиции далее относятся к идентичным или по меньшей мере функционально эквивалентным признакам, если явно не указано иное.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
В нижеследующем описании делается ссылка на сопроводительные чертежи, которые составляют часть данного раскрытия и которые показывают, в качестве иллюстрации, конкретные аспекты вариантов осуществления изобретения или конкретные аспекты, в которых варианты осуществления настоящего изобретения могут быть использованы. Понятно, что варианты осуществления данного изобретения могут быть использованы в других аспектах и содержат структурные или логические изменения, не показанные на фигурах. Поэтому нижеследующее подробное описание не следует воспринимать в ограничивающем смысле, и объем настоящего изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения.
Например, понятно, что раскрытие, связанное с описанным способом, также может быть справедливо для соответствующего устройства или системы, выполненных с возможностью выполнения способа, и наоборот. Например, если описан один или множество конкретных этапов способа, соответствующее устройство может включать в себя один или множество блоков, например функциональных блоков, чтобы выполнять описанный один или множество этапов способа (например, один блок, выполняющий один или множество этапов, или множество блоков, каждый из которых выполняет один или более из множества этапов), даже если такой один или более блоков не описаны явным образом или не проиллюстрированы на фигурах. С другой стороны, например, если конкретное устройство описано на основе одного или множества блоков, например функциональных блоков, соответствующий способ может включать в себя один этап для выполнения функциональных возможностей одного или множества блоков (например, один этап, выполняющий функциональные возможности одного или множества блоков, или множество этапов, каждый из которых выполняет функциональные возможности одного или более из множества блоков), даже если такой один или множество этапов не описаны явным образом или не проиллюстрированы на фигурах. Кроме того, понятно, что признаки различных примерных вариантов осуществления и/или аспектов, описанных в данном документе, могут быть объединены друг с другом, если специально не указано иное.
Видеокодирование обычно относится к обработке последовательности изображений, которые образуют видео или видеопоследовательность. Вместо термина «изображение» термины «кадр» или «картинка» могут использоваться как синонимы в области видеокодирования. Видеокодирование (или осуществление кодирования (coding) в целом) содержит две части: видеокодирование (video encoding) и видеодекодирование. Видеокодирование выполняется на стороне источника и обычно содержит обработку (например, посредством сжатия) исходных видеоизображений для сокращения объема данных, требуемого для представления видеоизображений (для более эффективного хранения и/или передачи). Видеодекодирование выполняется на стороне получателя и обычно содержит обратную обработку по сравнению с кодером для восстановления видеоизображений. Варианты осуществления, относящиеся к «кодированию» видеоизображений (или изображений в целом), должны пониматься как относящиеся к «кодированию» или «декодированию» видеоизображений или соответствующих видеопоследовательностей. Комбинация кодирующей части и декодирующей части также называется CODEC (кодирование и декодирование).
В случае видеокодирования без потерь исходные видеоизображения могут быть восстановлены, т.е. восстановленные видеоизображения имеют такое же качество, что и исходные видеоизображения (при условии отсутствия потерь передачи или других потерь данных во время хранения или передачи). В случае видеокодирования с потерями выполняется дополнительное сжатие, например посредством квантования, для сокращения объема данных, представляющих видеоизображения, которые не могут быть полностью восстановлены на декодере, т.е. качество восстановленных видеоизображений ниже или хуже по сравнению с качеством исходных видеоизображений.
Несколько стандартов видеокодирования принадлежат к группе «гибридных видеокодеков с потерями» (т.е. сочетают пространственное и временное предсказание в области выборок и кодирование с 2D преобразованием для применения квантования в области преобразования). Каждое изображение видеопоследовательности обычно разделяется на набор неперекрывающихся блоков, и кодирование обычно выполняется на уровне блоков. Другими словами, в кодере видео обычно обрабатывается, то есть кодируется, на уровне блока (видеоблока), например с использованием пространственного (интра-изображения) предсказания и/или временного (интер-изображения) предсказания для генерирования блока предсказания, блок предсказания вычитается из текущего блока (блока, который в настоящее время обрабатывается/подлежит обработке) для получения остаточного блока, остаточный блок преобразуется и этот остаточный блок квантуется в области преобразования для сокращения объема данных (сжатия), которые подлежат передаче, тогда как в декодере обратная обработка по сравнению с кодером применяется к кодированному или сжатому блоку для восстановления текущего блока для представления. Кроме того, кодер дублирует цикл обработки декодера, так что они оба будут генерировать идентичные предсказания (например, интра- и интер-предсказания) и/или реконструкции для обработки, то есть осуществления кодирования (coding), последующих блоков.
В нижеследующих вариантах осуществления системы 10 видеокодирования, видеокодер 20 и видеодекодер 30 описаны на основе Фиг. с 1 по 3.
ФИГ. 1A представляет собой схематичное блочное представление, иллюстрирующее примерную систему 10 кодирования, например систему 10 видеокодирования (или сокращенно систему 10 кодирования), которая может использовать методы из настоящей заявки. Видеокодер 20 (или сокращенно кодер 20) и видеодекодер 30 (или сокращенно декодер 30) системы 10 видеокодирования представляют примеры устройств, которые могут быть выполнены с возможностью выполнения методов в соответствии с различными примерами, описанными в настоящей заявке.
Как показано на ФИГ. 1A, система 10 кодирования содержит устройство-источник 12, выполненное с возможностью предоставления кодированных данных 21 изображения, например в устройство-получатель 14 для декодирования кодированных данных 13 изображения.
Устройство-источник 12 содержит кодер 20 и может дополнительно, т.е. опционально, содержать источник 16 изображений, препроцессор (или блок предварительной обработки) 18, например, препроцессор 18 изображений, а также интерфейс связи или блок 22 связи.
Источник 16 изображений может содержать или быть устройством захвата изображений любого типа, например камерой для захвата изображения реального мира, и/или устройством генерирования изображений любого типа, например процессором компьютерной графики для генерирования компьютерного анимированного изображения, или любым типом другого устройства для получения и/или предоставления изображения реального мира, генерируемого компьютером изображения (например, содержимого экрана, изображения виртуальной реальности (VR)) и/или любой их комбинации (например, изображения дополненной реальности (AR)). Источником изображений может быть любой тип памяти или хранилища, где хранятся любые из вышеупомянутых изображений.
В отличие от препроцессора 18 и обработки, выполняемой посредством блока 18 предварительной обработки, изображение или данные 17 изображения также могут именоваться необработанным (raw) изображением или необработанными данными 17 изображения.
Препроцессор 18 выполнен с возможностью приема (необработанных) данных 17 изображения и выполнения предварительной обработки в отношении этих данных 17 изображения для получения предварительно обработанного изображения 19 или предварительно обработанных данных 19 изображения. Предварительная обработка, выполняемая препроцессором 18, может, например, содержать обрезку, преобразование цветового формата (например, из RGB в YCbCr), цветокоррекцию или шумоподавление. Должно быть понятно, что модуль 18 предварительной обработки может быть опциональным компонентом.
Видеокодер 20 выполнен с возможностью приема предварительно обработанных данных 19 изображения и предоставления кодированных данных 21 изображения (дополнительные подробности будут описаны ниже, например, на основе Фиг. 2).
Интерфейс 22 связи устройства-источника 12 может быть выполнен с возможностью приема кодированных данных 21 изображения и передачи этих кодированных данных 21 изображения (или любой их дальнейшей обработанной версии) по каналу 13 связи в другое устройство, например устройство-получатель 14 или любое другое устройство, для сохранения или непосредственного восстановления.
Устройство-получатель 14 содержит декодер 30 (например, видеодекодер 30) и может дополнительно, т.е. опционально, содержать интерфейс связи или блок 28 связи, постпроцессор 32 (или блок 32 постобработки) и устройство 34 отображения.
Интерфейс 28 связи устройства-получателя 14 выполнен с возможностью приема кодированных данных 21 изображения (или любой их дальнейшей обработанной версии), например непосредственно от устройства-источника 12 или из любого другого источника, например запоминающего устройства, например устройства хранения кодированных данных изображений, и предоставления кодированных данных 21 изображения в декодер 30.
Интерфейс 22 связи и интерфейс 28 связи могут быть выполнены с возможностью передачи или приема кодированных данных 21 изображений или кодированных данных 13 через прямую линию связи между устройством-источником 12 и устройством-получателем 14, например прямое проводное или беспроводное соединение, или через сеть любого типа, например проводную или беспроводную сеть или любое их сочетание, или любую частную и общедоступную сеть, или любое их сочетание.
Интерфейс 22 связи может быть, например, выполнен с возможностью упаковки кодированных данных 21 изображения в надлежащий формат, например, в пакеты, и/или обработки кодированных данных изображения с использованием любого типа кодирования передачи или обработки для передачи по линии связи или сети связи.
Интерфейс 28 связи, являющийся аналогом интерфейса 22 связи, может быть, например, выполнен с возможностью приема переданных данных и обработки данных передачи с использованием любого вида соответствующего декодирования или обработки и/или распаковки передачи для получения кодированных данных 21 изображения.
Как интерфейс 22 связи, так и интерфейс 28 связи могут быть выполнены как интерфейсы однонаправленной связи, как показано стрелкой для канала 13 связи на Фиг. 1A, указывающей от устройства-источника 12 к устройству-получателю 14, или как интерфейсы двунаправленной связи, и могут быть выполнены с возможностью, например отправки и приема сообщений, например для установления соединения, для подтверждения и обмена любой другой информацией, относящейся к линии связи и/или передаче данных, например передаче кодированных данных изображения.
Декодер 30 выполнен с возможностью приема кодированных данных 21 изображения и предоставления декодированных данных 31 изображения или декодированного изображения 31 (дополнительные подробности будут описаны ниже, например, на основе Фиг. 3 или Фиг. 5).
Постпроцессор 32 устройства-получателя 14 выполнен с возможностью постобработки декодированных данных 31 изображения (также называемых данными восстановленного изображения), таких как декодированное изображение 31, чтобы получить пост-обработанные данные 33 изображения, такие как пост-обработанное изображение 33. Постобработка, выполняемая блоком 32 постобработки, может содержать, например, преобразование цветового формата (например, из YCbCr в RGB), цветокоррекцию, обрезку или повторную выборку, или любую другую обработку, например для подготовки декодированных данных 31 изображения для отображения, например с помощью устройства 34 отображения.
Устройство 34 отображения из состава устройства-получателя 14 выполнено с возможностью приема пост-обработанных данных 33 изображения для отображения изображения, например пользователю или зрителю. Устройство 34 отображения может представлять собой или содержать дисплей любого типа для представления восстановленного изображения, например, интегрированного или внешнего дисплея, или монитора. Дисплеи могут, например, содержать жидкокристаллические дисплеи (LCD), дисплеи на органических светодиодах (OLED), плазменные дисплеи, проекторы, дисплеи на микро-LED, жидкий кристалл на кремнии (LCoS), цифровой световой процессор (DLP) или другой дисплей любого типа.
Хотя Фиг. 1A иллюстрирует устройство-источник 12 и устройство-получатель 14 как отдельные устройства, варианты осуществления устройств также могут содержать обе или обе функциональные возможности, устройство-источник 12 или соответствующую функциональную возможность и устройство-получатель 14 или соответствующую функциональную возможность. В таких вариантах осуществления устройство-источник 12 или соответствующая функциональная возможность и устройство-получатель 14 или соответствующая функциональная возможность могут быть реализованы с использованием одного и того же аппаратного и/или программного обеспечения или с помощью отдельного аппаратного и/или программного обеспечения или любой их комбинации.
Как будет очевидно для специалиста на основе описания, наличие и (точное) разделение функциональных возможностей различных блоков или функциональных возможностей в устройстве-источнике 12 и/или устройстве-получателе 14, как показано на Фиг. 1A, может меняться в зависимости от фактического устройства и применения.
Кодер 20 (например, видеокодер 20) или декодер 30 (например, видеодекодер 30) или и кодер 20, и декодер 30 могут быть реализованы через схему обработки, как показано на Фиг. 1B, такую как один или более микропроцессоров, цифровые сигнальные процессоры (DSP), специализированные интегральные схемы (ASIC), программируемые вентильные матрицы (FPGA), дискретную логику, аппаратное обеспечение, выделенное видеокодирование или любые их комбинации. Кодер 20 может быть реализован через схему 46 обработки для воплощения различных модулей, как обсуждалось в отношении кодера 20 с ФИГ. 2 и/или любой другой системы кодера или подсистемы, описанной в данном документе. Декодер 30 может быть реализован через схему 46 обработки для воплощения различных модулей, как обсуждалось в отношении декодера 30 с ФИГ. 3 и/или любой другой системы декодера или подсистемы, описанной в данном документе. Схема обработки может быть выполнена с возможностью выполнения различных операций, которые будут описаны ниже. Как показано на фиг. 5, если методики частично реализуются в программном обеспечении, устройство может хранить инструкции для программного обеспечения на подходящем, долговременном считываемом компьютером носителе данных и может исполнять инструкции в аппаратном обеспечении, используя один или более процессоров для выполнения методик согласно этому раскрытию. Любой из видеокодера 20 и видеодекодера 30 может быть интегрирован как часть объединенного кодера/декодера (CODEC) в одном устройстве, например, как показано на Фиг. 1B.
Устройство-источник 12 и устройство-получатель 14 могут содержать любое из широкого диапазона устройств, в том числе любые виды портативных или стационарных устройств, например ноутбуки или портативные компьютеры, мобильные телефоны, смартфоны, планшеты или планшетные компьютеры, камеры, настольные компьютеры, телевизионные приставки, телевизоры, устройства отображения, цифровые медиаплееры, игровые консоли, устройства потоковой передачи видео (например, серверы служб контента или серверы доставки контента), широковещательное приемное устройство, широковещательное передающее устройство или подобное, и могут использовать операционную систему любого типа или обходиться без нее. В некоторых случаях устройство-источник 12 и устройство-получатель 14 могут быть оборудованы для беспроводной связи. Таким образом, устройство-источник 12 и устройство-получатель 14 могут быть устройствами беспроводной связи.
В некоторых случаях система 10 видеокодирования, проиллюстрированная на Фиг. 1A, является лишь примером, а методы настоящей заявки могут применяться к настройкам видеокодирования (такого как видеокодирование или видеодекодирование), которые не обязательно включают в себя передачу каких-либо данных между устройствами кодирования и декодирования. В других примерах данные извлекаются из локальной памяти, передаются в потоковом режиме по сети или подобное. Устройство видеокодирования может кодировать и сохранять данные в память, и/или устройство видеодекодирования может извлекать и декодировать данные из памяти. В некоторых примерах кодирование и декодирование выполняется устройствами, которые связь друг с другом не осуществляют, а просто кодируют данные в память и/или извлекают и декодируют данные из памяти.
Для удобства описания здесь описаны варианты осуществления данного изобретения, например, со ссылкой на высокоэффективное видеокодирование (HEVC) или на эталонное программное обеспечение универсального видеокодирования (VVC), стандарт видеокодирования следующего поколения, разрабатываемый объединенной группой сотрудничества по видеокодированию (JCT-VC) экспертной группы по видеокодированию ITU-T (VCEG) и экспертной группы по движущимся изображениям ISO/IEC (MPEG). Обычный специалист в данной области техники поймет, что варианты осуществления данного изобретения не ограничиваются HEVC или VVC.
Кодер и способ кодирования
ФИГ. 2 показывает схематичное блочное представление примерного видеокодера 20, который выполнен с возможностью реализации методик по настоящей заявке. В примере на Фиг. 2 видеокодер 20 содержит ввод 201 (или входной интерфейс 201), блок 204 вычисления остатка, блок 206 обработки преобразования, блок 208 квантования, блок 210 обратного квантования и блок 212 обработки обратного преобразования, блок 214 восстановления, блок 220 контурного фильтра, буфер 230 (DPB) декодированных изображений, блок 260 выбора режима, блок 270 энтропийного кодирования и вывод 272 (или выходной интерфейс 272). Блок 260 выбора режима может включать в себя блок 244 интер-предсказания, блок 254 интра-предсказания и блок 262 разделения. Блок 244 интер-предсказания может включать в себя блок оценки движения и блок компенсации движения (не показаны). Видеокодер 20, показанный на Фиг. 2, также может называться гибридным видеокодером или видеокодером согласно гибридному видеокодеку.
Блок 204 вычисления остатка, блок 206 обработки преобразования, блок 208 квантования, блок 260 выбора режима могут относится к формированию прямого пути прохождения сигнала кодера 20, тогда как блок 210 обратного квантования, блок 212 обработки обратного преобразования, блок 214 восстановления, буфер 216, контурный фильтр 220, буфер 230 (DPB) декодированных изображений, блок 244 интер-предсказания и блок 254 интра-предсказания могут относится к формированию обратного пути прохождения сигнала видеокодера 20, при этом обратный путь прохождения сигнала видеокодера 20 соответствует пути прохождения сигнала декодера (см. видеодекодер 30 на Фиг. 3). Блок 210 обратного квантования, блок 212 обработки обратного преобразования, блок 214 восстановления, контурный фильтр 220, буфер 230 (DPB) декодированных изображений, блок 244 интер-предсказания и блок 254 интра-предсказания также относятся к формированию «встроенного декодера» видеокодера 20.
Изображения и разделение изображений (изображения и блоки)
Кодер 20 может быть выполнен с возможностью приема, например, через ввод 201 изображения 17 (или данных 17 изображения), например изображения из последовательности изображений, образующих видео или видеопоследовательность. Принятое изображение или данные изображения также могут представлять собой предварительно обработанное изображение 19 (или предварительно обработанные данные 19 изображения). Для простоты нижеследующее описание ссылается на изображение 17. Изображение 17 также может именоваться текущим изображением или изображением, которое подлежит кодированию (в частности, при видеокодировании, чтобы отличать текущее изображение от других изображений, например, ранее кодированных и/или декодированных изображений той же видеопоследовательности, т.е. видеопоследовательности, которая также содержит текущее изображение).
(Цифровое) изображение является или может рассматриваться как двумерный массив или матрица выборок со значениями интенсивности. Выборка в массиве также может упоминаться как пиксель (сокращенная форма элемента изображения) или pel (элемент изображения). Число выборок в горизонтальном и вертикальном направлении (или оси) массива или изображения определяет размер и/или разрешение изображения. Для представления цвета обычно используются три цветовые компоненты, т.е. изображение может быть представлено или включать в себя три массива выборок. В цветовом пространстве или формате RBG изображение содержит соответствующий массив красных, зеленых или синих выборок. Однако при видеокодировании каждый пиксель обычно представлен в цветовом пространстве или формате яркости и цветности, например YCbCr, которое содержит компоненту яркости, обозначаемую Y (иногда вместо этого также используется L), и две компоненты цветности (цветоразностные компоненты), обозначаемые Cb и Cr. Компонента Y яркости (luminance) (или сокращенно яркость (luma)) представляет яркость (brightness) или интенсивность уровня серого (например, как в полутоновом изображении), в то время как две компоненты Cb и Cr цветности (chrominance) (или сокращенно цветности (chroma)) представляют компоненты информации о цветности (chromaticity) или цвете. Соответственно, изображение в формате YCbCr содержит массив выборок яркости со значениями (Y) выборок яркости и два массива выборок цветности со значениями (Cb и Cr) цветности. Изображения в формате RGB могут быть конвертированы или преобразованы в формат YCbCr и наоборот, процесс также известен как цветовое преобразование или конвертация. Если изображение является монохромным, оно может содержать только массив выборок яркости. Соответственно, изображение может быть, например, массивом выборок яркости в монохромном формате или массивом выборок яркости и двумя соответствующими массивами выборок цветности в цветовом формате 4:2:0, 4:2:2 и 4:4:4.
Варианты осуществления видеокодера 20 могут содержать блок разделения изображения (не показан на Фиг. 2), выполненный с возможностью разделения изображения 17 на множество (обычно не перекрывающихся) блоков 203 изображения. Эти блоки также могут называться корневыми блоками, макроблоками (H.264/AVC) или блоками дерева кодирования (CTB) или единицами дерева кодирования (CTU) (H.265/HEVC и VVC). Блок разделения изображения может быть выполнен с возможностью использования одного и того же размера блока для всех изображений в видеопоследовательности и соответствующей сетки, определяющей размер блока, или изменения размера блока между изображениями или подмножествами, или группами изображений и разделения каждого изображения на соответствующие блоки.
В дополнительных вариантах осуществления видеокодер может быть выполнен с возможностью приема непосредственно блока 203 изображения 17, например одного, нескольких или всех блоков, формирующих изображение 17. Блок 203 изображения также может именоваться текущим блоком изображения или блоком изображения, подлежащим кодированию.
Подобно изображению 17, блок 203 изображения снова является или может рассматриваться как двумерный массив или матрица выборок со значениями интенсивности (значениями выборок), хотя и меньшего размера, чем изображение 17. Другими словами, блок 203 может содержать, например, один массив выборок (например, массив яркости в случае монохромного изображения 17 или массив яркости или цветности в случае цветного изображения) или три массива выборок (например, яркость и два массива цветности в случае цветного изображения 17) или любое другое число и/или вид массивов в зависимости от применяемого цветового формата. Число выборок в горизонтальном и вертикальном направлении (или оси) блока 203 определяет размер блока 203. Соответственно, блок может, например, быть MxN (M-столбец на N-строка) массивом выборок или MxN массивом коэффициентов преобразования.
Варианты осуществления видеокодера 20, показанные на Фиг. 2, могут быть выполнены с возможностью кодирования изображения 17 блок за блоком, например кодирование и предсказание выполняется для каждого блока 203.
Вычисление остатка
Блок 204 вычисления остатка может быть выполнен с возможностью вычисления остаточного блока 205 (также именуемого остатком 205) на основе блока 203 изображения и блока 265 предсказания (дополнительные подробности о блоке 265 предсказания приведены ниже), например, путем вычитания значений выборок блока 265 предсказания из значений выборок блока 203 изображения, выборка за выборкой (пиксель за пикселем), чтобы получить остаточный блок 205 в области выборок.
Преобразование
Блок 206 обработки преобразования может быть выполнен с возможностью применения преобразования, например дискретного косинусного преобразования (DCT) или дискретного синусного преобразования (DST), к значениям выборок остаточного блока 205, чтобы получить коэффициенты 207 преобразования в области преобразования. Коэффициенты 207 преобразования могут также именоваться остаточными коэффициентами преобразования и представлять остаточный блок 205 в области преобразования.
Блок 206 обработки преобразования может быть выполнен с возможностью применения целочисленных аппроксимаций DCT/DST, таких как преобразования, определенные для H.265/HEVC. По сравнению с ортогональным преобразованием DCT такие целочисленные аппроксимации обычно масштабируются с определенным коэффициентом. Чтобы сохранить норму остаточного блока, который обрабатывается прямым и обратным преобразованиями, дополнительные коэффициенты масштабирования применяются как часть процесса преобразования. Коэффициенты масштабирования обычно выбираются на основе определенных ограничений, например коэффициенты масштабирования представляют собой степень двойки для операций сдвига, битовая глубина коэффициентов преобразования, компромисс между точностью и затратами на реализацию и т. д. Конкретные коэффициенты масштабирования, например, задаются для обратного преобразования, например блоком 212 обработки обратного преобразования (и соответствующим обратным преобразованием, например блоком 312 обработки обратного преобразования в видеодекодере 30), и соответствующие коэффициенты масштабирования для прямого преобразования, например блоком 206 обработки преобразования, могут быть заданы надлежащим образом в кодере 20.
Варианты осуществления видеокодера 20 (соответственно блока 206 обработки преобразования) могут быть выполнены с возможностью вывода параметров преобразования, например типа преобразования или преобразований, например, непосредственно или кодированных или сжатых через блок 270 энтропийного кодирования, так что, например, видеодекодер 30 может принимать и использовать параметры преобразования для декодирования.
Квантование
Блок 208 квантования может быть выполнен с возможностью квантования коэффициентов 207 преобразования для получения квантованных коэффициентов 209, например путем применения скалярного квантования или векторного квантования. Квантованные коэффициенты 209 также могут упоминаться как квантованные коэффициенты 209 преобразования или квантованные остаточные коэффициенты 209.
Процесс квантования может уменьшить битовую глубину, связанную с некоторыми или всеми коэффициентами 207 преобразования. Например, n-битовый коэффициент преобразования может быть округлен до m-битового коэффициента преобразования во время квантования, где n больше m. Степень квантования может быть изменена путем регулировки параметра квантования (QP). Например, для скалярного квантования может применяться другое масштабирование для достижения более тонкого или более грубого квантования. Меньшие размеры шагов квантования соответствуют более тонкому квантованию, тогда как большие размеры шагов квантования соответствуют более грубому квантованию. Применимый размер шага квантования может быть указан параметром квантования (QP). Параметр квантования может, например, представлять собой индекс для предопределенного набора применимых размеров шагов квантования. Например, небольшие параметры квантования могут соответствовать тонкому квантованию (небольшим размерам шагов квантования), а большие параметры квантования могут соответствовать грубому квантованию (большим размерам шагов квантования) или наоборот. Квантование может включать в себя деление на размер шага квантования, а соответствующее и/или обратное деквантование, например, блоком 210 обратного квантования, может включать в себя умножение на размер шага квантования. Варианты осуществления в соответствии с некоторыми стандартами, например HEVC, могут быть выполнены с возможностью использования параметра квантования для определения размера шага квантования. Как правило, размер шага квантования может быть вычислен на основе параметра квантования с использованием аппроксимации фиксированной точки уравнения, включающего в себя деление. Дополнительные коэффициенты масштабирования могут быть введены для квантования и деквантования, чтобы восстановить норму остаточного блока, которая могла быть изменена из-за масштабирования, используемого в аппроксимации фиксированной точки упомянутого уравнения для размера шага квантования и параметра квантования. В одной примерной реализации масштабирование обратного преобразования и деквантование могут быть объединены. В качестве альтернативы настроенные таблицы квантования могут использоваться и сигнализироваться от кодера к декодеру, например в битовом потоке. Квантование является операцией с потерями, при которой потери возрастают с увеличением размеров шагов квантования.
Варианты осуществления видеокодера 20 (соответственно блока 208 квантования) могут быть выполнены с возможностью вывода параметров квантования (QP), например непосредственно или кодированных через блок 270 энтропийного кодирования, так что, например, видеодекодер 30 может принимать и применять параметры квантования для декодирования.
Обратное квантование
Блок 210 обратного квантования выполнен с возможностью применения обратного квантования блока 208 квантования к квантованным коэффициентам для получения деквантованных коэффициентов 211, например путем применения обратной схемы квантования относительно таковой, применяемой блоком 208 квантования, на основе или с использованием того же размера шага квантования, что и блок 208 квантования. Деквантованные коэффициенты 211 также могут упоминаться как деквантованные остаточные коэффициенты 211 и соответствовать - хотя они обычно не идентичны коэффициентам преобразования из-за потери при квантовании - коэффициентам 207 преобразования.
Обратное преобразование
Блок 212 обработки обратного преобразования выполнен с возможностью применения обратного преобразования относительно преобразования, применяемого блоком 206 обработки преобразования, например обратного дискретного косинусного преобразования (DCT) или обратного дискретного синусного преобразования (DST) или других обратных преобразований для получения восстановленного остаточного блока 213 (или соответствующих деквантованных коэффициентов 213) в области выборок. Восстановленный остаточный блок 213 также может именоваться блоком 213 преобразования.
Восстановление
Блок 214 восстановления (например, блок сложения или сумматор 214) выполнен с возможностью сложения блока 213 преобразования (т. е. восстановленного остаточного блока 213) с блоком 265 предсказания, чтобы получить восстановленный блок 215 в области выборок, например посредством сложения - выборка за выборкой - значений выборок восстановленного остаточного блока 213 и значений выборок блока 265 предсказания.
Фильтрация
Блок 220 контурного фильтра (или сокращенно «контурный фильтр» 220) выполнен с возможностью фильтрации восстановленного блока 215, чтобы получить отфильтрованный блок 221, или, в общем, для фильтрации восстановленных выборок для получения отфильтрованных выборок. Блок контурного фильтра, например, выполнен с возможностью сглаживания переходов пикселей или иного улучшения качества видео. Блок 220 контурного фильтра может содержать один или более контурных фильтров, таких как деблокирующий фильтр, фильтр с адаптивным к выборке смещением (SAO), или один или более других фильтров, таких как двусторонний фильтр, адаптивный контурный фильтр (ALF), фильтры сглаживания, повышения резкости или совместные фильтры, или любая их комбинация. Хотя блок 220 контурного фильтра показан на ФИГ. 2 как внутриконтурный (in loop) фильтр, в других конфигурациях блок 220 контурного фильтра может быть реализован как пост-контурный фильтр. Отфильтрованный блок 221 также может именоваться отфильтрованным восстановленным блоком 221.
Варианты осуществления видеокодера 20 (соответственно блока 220 контурного фильтра) могут быть выполнены с возможностью вывода параметров контурного фильтра (таких как информация адаптивного к выборке смещения), например непосредственно или кодированных через блок 270 энтропийного кодирования, так что, например, декодер 30 может принимать и применять аналогичные параметры контурного фильтра или соответствующие контурные фильтры для декодирования.
Буфер декодированных изображений
Буфер 230 декодированных изображений (DPB) может быть памятью, в которой хранятся опорные изображения или, в общем, данные опорных изображений для кодирования видеоданных посредством видеокодера 20. DPB 230 может быть сформирован любым из множества запоминающих устройств, таких как динамическая память с произвольным доступом (DRAM), в том числе синхронная DRAM (SDRAM), магниторезистивная RAM (MRAM), резистивная RAM (RRAM) или запоминающие устройства других типов. Буфер 230 (DPB) декодированных изображений может быть выполнен с возможностью сохранения одного или более фильтрованных блоков 221. Буфер 230 декодированных изображений может быть дополнительно выполнен с возможностью сохранения других ранее отфильтрованных блоков, например ранее восстановленных и отфильтрованных блоков 221, того же самого текущего изображения или разных изображений, например ранее восстановленных изображений, и может предоставлять полные ранее восстановленные, т.е. декодированные, изображения (и соответствующие опорные блоки и выборки) и/или частично восстановленное текущее изображение (и соответствующие опорные блоки и выборки), например, для интер-предсказания. Буфер 230 декодированных изображений (DPB) также может быть выполнен с возможностью сохранения одного или более нефильтрованных восстановленных блоков 215 или, в общем, нефильтрованных восстановленных выборок, например если восстановленный блок 215 не фильтруется блоком 220 контурного фильтра, или любой другой дополнительно обработанной версии восстановленных блоков или выборок.
Выбор режима (разделение и предсказание)
Блок 260 выбора режима содержит блок 262 разделения, блок 244 интер-предсказания и блок 254 интра-предсказания и выполнен с возможностью приема или получения исходных данных изображения, например исходного блока 203 (текущего блока 203 текущего изображения 17), и восстановленных данных изображения, например отфильтрованных и/или нефильтрованных восстановленных выборок или блоков того же самого (текущего) изображения и/или из одного или множества ранее декодированных изображений, например из буфера 230 декодированных изображений или других буферов (например, линейного (строкового) буфера, не показан). Данные восстановленного изображения используются в качестве данных опорного изображения для предсказания, например интер-предсказания или интра-предсказания, чтобы получить блок 265 предсказания или предиктор 265.
Блок 260 выбора режима может быть выполнен с возможностью определения или выбора разделения для текущего режима предсказания блока (в том числе без разделения) и режима предсказания (например, режима интра- или интер-предсказания) и генерирования соответствующего блока 265 предсказания, который используется для вычисления остаточного блока 205 и для восстановления восстановленного блока 215.
Варианты осуществления блока 260 выбора режима могут быть выполнены с возможностью выбора разделения и режима предсказания (например, из тех, которые поддерживаются блоком 260 выбора режима или доступны для него), которые обеспечивают наилучшее совпадение или, другими словами, минимальный остаток (минимальный остаток означает лучшее сжатие для передачи или хранения), или минимальные непроизводительные затраты на сигнализацию (минимальные непроизводительные затраты на сигнализацию означают лучшее сжатие для передачи или хранения), или который учитывает или балансирует оба фактора. Блок 260 выбора режима может быть выполнен с возможностью определения режима разделения и предсказания на основе оптимизации скорость/искажение (RDO), то есть выбора режима предсказания, который обеспечивает минимальное искажение при определенной скорости. Такие термины, как «лучший», «минимальный», «оптимальный» и т. д. в этом контексте не обязательно относятся к всеобъемлющему «лучшему», «минимуму», «оптимальному» и т. д., но также могут относиться к выполнению критерия выбора или прекращения, например когда значение превышает или падает ниже порогового значения, или других ограничений, потенциально ведущих к «субоптимальному выбору», но уменьшающих сложность и время обработки.
Другими словами, блок 262 разделения может быть выполнен с возможностью разделения блока 203 на более мелкие разделы блока или субблоки (которые снова образуют блоки), например итеративно с использованием разделения квадродерева (QT), двоичного разделения (BT), или разделения троичного дерева (TT) или любой их комбинации, и выполнения, например, предсказания для каждого из разделов блока или субблоков, при этом выбор режима содержит выбор древовидной структуры разделяемого блока 203, а режимы предсказания применяются к каждому из разделов блока или субблоков.
Далее более подробно поясняется разделение (например, посредством блока 260 разделения) и обработка предсказания (посредством блока 244 интер-предсказания и блока 254 интра-предсказания), выполняемая примерным видеокодером 20.
Разделение
Блок 262 разделения может разделять (или разбивать) текущий блок 203 на более мелкие разделы, например блоки меньшего размера квадратного или прямоугольного размера. Эти меньшие блоки (которые также могут именоваться субблоками) могут быть дополнительно разделены на еще меньшие разделы. Это также называется разделением дерева или иерархическим разделением дерева, в котором корневой блок, например на корневом уровне 0 дерева (уровне 0 иерархии, глубине 0), может быть рекурсивно разделен, например разделен на два или более блоков следующего более низкого уровня дерева, например узлов на уровне 1 дерева (уровне 1 иерархии, глубине 1), при этом эти блоки могут быть снова разделены на два или более блоков следующего более низкого уровня, например уровня 2 дерева (уровня 2 иерархии, глубины 2), и т. д. пока разделение не будет завершено, например из-за выполнения критерия прекращения, например достижения максимальной глубины дерева или минимального размера блока. Блоки, которые далее не разделяются, также называются листовыми блоками или листовыми узлами дерева. Дерево, использующее разделение на два раздела, называется двоичным деревом (BT), дерево, использующее разделение на три раздела, называется троичным деревом (TT), а дерево, использующее разделение на четыре раздела, называется квадродеревом (QT).
Как упоминалось ранее, используемый здесь термин «блок» может быть частью, в частности квадратной или прямоугольной частью изображения. Что касается, например, HEVC и VVC, блок может быть или соответствовать единице дерева кодирования (CTU), единице кодирования (CU), единице предсказания (PU) и единице преобразования (TU) и/или соответствующим блокам, например блоку дерева кодирования (CTB), блоку кодирования (CB), блоку преобразования (TB) или блоку предсказания (PB).
Например, единица дерева кодирования (CTU) может быть или содержать CTB выборок яркости, два соответствующих CTB выборок цветности изображения, которое имеет три массива выборок, или CTB выборок монохромного изображения или изображения, которое кодируется с использованием трех отдельных цветовых плоскостей и синтаксических структур, используемых для кодирования выборок. Соответственно, блок дерева кодирования (CTB) может быть N×N блоком выборок для некоторого значения N, так что деление компоненты на CTB является разделением. Единица кодирования (CU) может быть или содержать блок кодирования выборок яркости, два соответствующих блока кодирования выборок цветности изображения, которое имеет три массива выборок, или блок кодирования выборок монохромного изображения или изображения, которое кодируется с использованием трех отдельных цветовых плоскостей и синтаксических структур, используемых для кодирования выборок. Соответственно, блок кодирования (CB) может быть M×N блоком выборок для некоторых значений M и N, так что деление CTB на блоки кодирования является разделением.
В вариантах осуществления, например, согласно HEVC, единица дерева кодирования (CTU) может быть разбита на CU с использованием структуры квадродерева, обозначенной в качества дерева кодирования. Решение о том, следует ли кодировать область изображения с использованием предсказания интер-изображения (временного) или интра-изображения (пространственного), принимается на уровне CU. Каждая CU может быть дополнительно разбита на одну, две или четыре PU в соответствии с типом разбиения на PU. Внутри одной PU применяется один и тот же процесс предсказания, а релевантная информация передается в декодер на основе PU. После получения остаточного блока путем применения процесса предсказания на основе типа разбиения на PU, CU может быть разделена на единицы (TU) преобразования в соответствии с другой структурой квадродерева, аналогичной дереву кодирования для CU.
В вариантах осуществления, например в соответствии с разрабатываемым в настоящее время наиболее новым стандартом видеокодирования, который называется универсальное видеокодирование (VVC), для разделения блока кодирования используется разделение квадродерева и двоичного дерева (QTBT). В блочной структуре QTBT CU может иметь либо квадратную, либо прямоугольную форму. Например, единица дерева кодирования (CTU) сначала разделяется на структуру квадродерева. Листовые узлы квадродерева дополнительно разделяются двоичным деревом или троичной (или тройной) древовидной структурой. Листовые узлы дерева разделения называются единицами кодирования (CU), и эта сегментация используется для обработки предсказания и преобразования без какого-либо дальнейшего разделения. Это означает, что CU, PU и TU имеют одинаковый размер блока в структуре блока кодирования QTBT. Параллельно, вместе с блочной структурой QTBT было предложено использовать множественное разделение, например разделение троичного дерева.
В одном примере блок 260 выбора режима видеокодера 20 может быть выполнен с возможностью выполнения любой комбинации методик разделения, описанных в данном документе.
Как описано выше, видеокодер 20 выполнен с возможностью определения или выбора наилучшего или оптимального режима предсказания из набора (предопределенных) режимов предсказания. Набор режимов предсказания может содержать, например, режимы интра-предсказания и/или режимы интер-предсказания.
Интра-предсказание
Набор режимов интра-предсказания может содержать 35 различных режимов интра-предсказания, например ненаправленные режимы, такие как режим DC (или среднего) и планарный режим, или направленные режимы, например, как определены в HEVC, или может содержать 67 различных режимов интра-предсказания, например, ненаправленные режимы, такие как режим DC (или среднего) и планарный режим, или направленные режимы, например, как определены для VVC.
Блок 254 интра-предсказания выполнен с возможностью использования восстановленных выборок соседних блоков одного и того же текущего изображения для генерирования блока 265 интра-предсказания согласно режиму интра-предсказания из набора режимов интра-предсказания.
Блок 254 интра-предсказания (или, в общем, блок 260 выбора режима) дополнительно выполнен с возможностью вывода параметров интра-предсказания (или, в общем, информации, указывающей выбранный режим интра-предсказания для блока) в блок 270 энтропийного кодирования в форме синтаксических элементов 266 для включения в кодированные данные 21 изображения так, чтобы, например, видеодекодер 30 мог принимать и использовать параметры предсказания для декодирования.
Интер-предсказание
Набор (возможных) режимов интер-предсказания зависит от доступных опорных изображений (то есть предыдущих, по меньшей мере частично декодированных изображений, например сохраненных в DBP 230) и других параметров интер-предсказания, например используется ли опорное изображение целиком или только часть, например область окна поиска вокруг области текущего блока, опорного изображения для поиска наиболее подходящего опорного блока и/или, например, применяется ли интерполяция пикселей, например полупиксельная (half/semi-pel) и/или четвертьпиксельная (quarter-pel) интерполяция, или нет.
В дополнение к вышеупомянутым режимам предсказания могут применяться режим пропуска и/или прямой режим.
Блок 244 интер-предсказания может включать в себя блок оценки движения (ME) и блок компенсации движения (MC) (оба не показаны на Фиг. 2). Блок оценки движения может быть выполнен с возможностью приема или получения блока 203 изображения (текущего блока 203 изображения текущего изображения 17) и декодированного изображения 231, или по меньшей мере одного или множества ранее восстановленных блоков, например восстановленных блоков одного или множества других/отличных ранее декодированных изображений 231, для оценки движения. Например, видеопоследовательность может содержать текущее изображение и ранее декодированные изображения 231 или, другими словами, текущее изображение и ранее декодированные изображения 231 могут быть частью или формировать последовательность изображений, образующих видеопоследовательность.
Кодер 20 может, например, быть выполнен с возможностью выбора опорного блока из множества опорных блоков одинаковых или разных изображений из множества других изображений и обеспечения опорного изображения (или индекса опорного изображения) и/или смещения (пространственного смещения) между позицией (x, y координатами) опорного блока и позицией текущего блока в качестве параметров интер-предсказания в блок оценки движения. Это смещение также называется вектором движения (MV).
Блок компенсации движения выполнен с возможностью получения, например, приема параметра интер-предсказания и выполнения интер-предсказания на основе или с использованием параметра интер-предсказания для получения блока 265 интер-предсказания. Компенсация движения, выполняемая блоком компенсации движения, может включать в себя получение или генерирование блока предсказания на основе вектора движения/блока, определенного посредством оценки движения, возможно с выполнением интерполяций с точностью до субпикселя. Интерполяционная фильтрация может генерировать дополнительные пиксельные выборки из известных пиксельных выборок, таким образом потенциально увеличивая число блоков предсказания-кандидатов, которые могут использоваться для кодирования блока изображения. После приема вектора движения для PU текущего блока изображения блок компенсации движения может определить местоположение блока предсказания, на который указывает вектор движения, в одном из списков опорных изображений.
Блок компенсации движения может также генерировать синтаксические элементы, связанные с блоками и слайсами видео, для использования видеодекодером 30 при декодировании блоков изображения слайса видео.
Энтропийное кодирование
Блок 270 энтропийного кодирования выполнен с возможностью применения, например, алгоритма или схемы энтропийного кодирования (например, схемы кодирования с переменной длиной (VLC), схемы контекстно-адаптивного VLC (CAVLC), схемы арифметического кодирования, бинаризации, контекстно-адаптивного двоичного арифметического кодирования (CABAC), основанного на синтаксисе контекстно-адаптивного двоичного арифметического кодирования (SBAC), энтропийного кодирования с разделением интервала вероятности (PIPE) или другого метода или методологии энтропийного кодирования) или обхода (без сжатия) в отношении квантованных коэффициентов 209, параметров интер-предсказания, параметров интра-предсказания, параметров контурного фильтра и/или других синтаксических элементов для получения кодированных данных 21 изображения, которые могут выводиться через вывод 272, например в форме кодированного битового потока 21, так что, например, видеодекодер 30 может принимать и использовать эти параметры для декодирования, . Кодированный битовый поток 21 может быть передан на видеодекодер 30 или сохранен в памяти для последующей передачи или извлечения видеодекодером 30.
Другие изменения в структуре видеокодера 20 могут использоваться для кодирования видеопотока. Например, кодер 20, не основанный на преобразовании, может квантовать остаточный сигнал напрямую без блока 206 обработки преобразования для определенных блоков или кадров. В другой реализации кодер 20 может иметь блок 208 квантования и блок 210 обратного квантования, объединенные в единый блок.
Декодер и способ декодирования
ФИГ. 3 показывает пример видеодекодера 30, который выполнен с возможностью реализации методов настоящей заявки. Видеодекодер 30 выполнен с возможностью приема кодированных данных 21 изображения (например, кодированного битового потока 21), например кодированных кодером 20, чтобы получить декодированное изображение 331. Кодированные данные изображения или битовый поток содержит информацию для декодирования кодированных данных изображения, например данных, которые представляют блоки изображения кодированного слайса видео и связанные синтаксические элементы.
В примере на Фиг. 3, декодер 30 содержит блок 304 энтропийного декодирования, блок 310 обратного квантования, блок 312 обработки обратного преобразования, блок 314 восстановления (например, сумматор 314), контурный фильтр 320, буфер 330 (DPB) декодированных изображений, блок 344 интер-предсказания и блок 354 интра-предсказания. Блок 344 интер-предсказания может быть или включать в себя блок компенсации движения. Видеодекодер 30 может, в некоторых примерах, выполнять проход декодирования, в целом обратный проходу кодирования, описанному в отношении видеокодера 100 на ФИГ. 2.
Как описано в отношении кодера 20 блок 210 обратного квантования, блок 212 обработки обратного преобразования, блок 214 восстановления, контурный фильтр 220, буфер 230 (DPB) декодированных изображений, блок 344 интер-предсказания и блок 354 интра-предсказания также относятся к формированию «встроенного декодера» видеокодера 20. Соответственно, блок 310 обратного квантования может быть идентичен по функции блоку 110 обратного квантования, блок 312 обработки обратного преобразования может быть идентичен по функции блоку 212 обработки обратного преобразования, блок 314 восстановления может быть идентичен по функции блоку 214 восстановления, контурный фильтр 320 может быть идентичен по функции контурному фильтру 220, а буфер 330 декодированных изображений может быть идентичен по функции буферу 230 декодированных изображений. Следовательно, пояснения, предоставленные для соответствующих блоков и функций видеокодера 20, применимы соответственно и к соответствующим блокам и функциям видеодекодера 30.
Энтропийное декодирование
Блок 304 энтропийного декодирования выполнен с возможностью синтаксического анализа битового потока 21 (или, в общем, кодированных данных 21 изображения) и выполнения, например, энтропийного декодирования кодированных данных 21 изображения, чтобы получить, например, квантованные коэффициенты 309 и/или декодированные параметры кодирования (не показаны на Фиг. 3), например, любые или все из параметров интер-предсказания (например, индекс опорного изображения и вектор движения), параметра интра-предсказания (например, индекс или режим интра-предсказания), параметров преобразования, параметров квантования, параметров контурного фильтра и/или других синтаксических элементов. Блок 304 энтропийного декодирования может быть выполнен с возможностью применения алгоритмов или схем декодирования, соответствующих схемам кодирования, как описано в отношении блока 270 энтропийного кодирования кодера 20. Блок 304 энтропийного декодирования может быть дополнительно выполнен с возможностью предоставления параметров интер-предсказания, параметра интра-предсказания и/или других синтаксических элементов блоку 360 выбора режима и других параметров другим блокам декодера 30. Видеодекодер 30 может принимать синтаксические элементы на уровне слайса видео и/или уровне блока видео.
Обратное квантование
Блок 310 обратного квантования может быть выполнен с возможностью приема параметров квантования (QP) (или, в общем, информации, относящейся к обратному квантованию) и квантованных коэффициентов из кодированных данных 21 изображения (например, посредством синтаксического анализа и/или декодирования, например, посредством блока 304 энтропийного декодирования) и применения, на основе параметров квантования, обратного квантования в отношении декодированным квантованных коэффициентов 309 для получения деквантованных коэффициентов 311, которые также могут называться коэффициентами 311 преобразования. Процесс обратного квантования может включать в себя использование параметра квантования, определенного видеокодером 20 для каждого видеоблока в видеослайсе, для определения степени квантования и, аналогично, степени обратного квантования, которая должна быть применена.
Обратное преобразование
Блок 312 обработки обратного преобразования может быть выполнен с возможностью приема деквантованных коэффициентов 311, также именуемых коэффициентами 311 преобразования, и применения преобразования к деквантованным коэффициентам 311 для того, чтобы получить восстановленные остаточные блоки 213 в области выборок. Восстановленные остаточные блоки 213 также может именоваться блоками 213 преобразования. Преобразование может быть обратным преобразованием, например, обратным DCT, обратным DST, обратным целочисленным преобразованием или концептуально аналогичным процессом обратного преобразования. Блок 312 обработки обратного преобразования может быть дополнительно выполнен с возможностью приема параметров преобразования или соответствующей информации из кодированных данных 21 изображения (например, путем синтаксического анализа и/или декодирования, например, посредством блока 304 энтропийного декодирования), чтобы определять преобразование, которое подлежит применению к деквантованным коэффициентам 311.
Восстановление
Блок 314 восстановления (например, блок сложения или сумматор 314) может быть выполнен с возможностью сложения восстановленного остаточного блока 313 с блоком 365 предсказания, чтобы получить восстановленный блок 315 в области выборок, например посредством сложения значений выборок восстановленного остаточного блока 313 и значений выборок блока 365 предсказания.
Фильтрация
Блок 320 контурного фильтра (либо в контуре кодирования, либо после контура кодирования) выполнен с возможностью фильтрации восстановленного блока 315 для получения отфильтрованного блока 321, например, для сглаживания переходов пикселей или иного улучшения качества видео. Блок 320 контурного фильтра может содержать один или более контурных фильтров, таких как деблокирующий фильтр, фильтр с адаптивным к выборке смещением (SAO), или один или более других фильтров, таких как двусторонний фильтр, адаптивный контурный фильтр (ALF), фильтры сглаживания, повышения резкости или совместные фильтры, или любую их комбинацию. Хотя блок 320 контурного фильтра показан на ФИГ. 3 как внутриконтурный (in loop) фильтр, в других конфигурациях блок 320 контурного фильтра может быть реализован как пост-контурный фильтр.
Буфер декодированных изображений
Декодированные видеоблоки 321 изображения затем сохраняются в буфере 330 декодированных изображений, который сохраняет декодированные изображения 331 в качестве опорных изображений для последующей компенсации движения для других изображений и/или для вывода, соответственно, отображения.
Декодер 30 выполнен с возможностью вывода декодированного изображения 311, например, через вывод 312 для представления или просмотра пользователем.
Предсказание
Блок 344 интер-предсказания может быть идентичен блоку 244 интер-предсказания (в частности, блоку компенсации движения), а блок 354 интра-предсказания может быть идентичен блоку 254 интер-предсказания по функции, и принимает решения по разбиению или разделению и выполняет предсказание на основе параметров разделения и/или предсказания или соответствующей информации, принимаемой из кодированных данных 21 изображения (например, путем синтаксического анализа и/или декодирования, например, посредством блока 304 энтропийного декодирования). Блок 360 выбора режима может быть выполнен с возможностью осуществления предсказания (интра- или интер-предсказания) для каждого блока на основе восстановленных изображений, блоков или соответствующих выборок (фильтрованных или нефильтрованных) для получения блока 365 предсказания.
Когда видеослайс кодируется как интра-кодируемый (I) слайс, блок 354 интра-предсказания блока 360 выбора режима выполнен с возможностью генерирования блока 365 предсказания для блока изображения текущего видеослайса на основе просигнализированного режима интра-предсказания и данных из ранее декодированных блоков текущего изображения. Когда видеоизображение кодируется как интер-кодируемый (т.е. B или P) слайс, блок 344 интер-предсказания (например, блок компенсации движения) блока 360 выбора режима выполнен с возможностью создания блоков 365 предсказания для видеоблока текущего видеослайса на основе векторов движения и других синтаксических элементов, принимаемых от блока 304 энтропийного декодирования. Для интер-предсказания блоки предсказания могут быть созданы из одного из опорных изображений в пределах одного из списков опорных изображений. Видеодекодер 30 может строить списки опорных кадров, Список 0 и Список 1, используя методы построения по умолчанию на основе опорных изображений, хранящихся в DPB 330.
Блок 360 выбора режима выполнен с возможностью определения информации предсказания для видеоблока текущего видеослайса путем синтаксического анализа векторов движения и других синтаксических элементов, и использует информацию предсказания для создания блоков предсказания для текущего декодируемого видеоблока. Например, блок 360 применения режима использует некоторые из принятых синтаксических элементов для определения режима предсказания (например, интра- или интер-предсказание), используемого для кодирования видеоблоков видеослайса, типа слайса интер-предсказания (например, B-слайс, P-слайс или GPB-слайс), информации построения для одного или более списков опорных изображений для слайса, векторов движения для каждого интер-кодированного видеоблока слайса, статуса интер-предсказания для каждого интер-кодированного видеоблока слайса, а также другой информации для декодирования видеоблоков в текущем видеослайсе.
Другие варианты видеодекодера 30 могут использоваться для декодирования кодированных данных 21 изображения. Например, декодер 30 может создавать выходной видеопоток без блока 320 контурной фильтрации. Например, декодер 30, не основанный на преобразовании, может выполнять обратное квантование остаточного сигнала напрямую без блока 312 обработки обратного преобразования для определенных блоков или кадров. В другой реализации видеодекодер 30 может иметь блок 310 обратного квантования и блок 312 обработки обратного преобразования, объединенные в один блок.
Следует понимать, что в кодере 20 и декодере 30 результат обработки некоторого текущего этапа может быть обработан дополнительно, а затем выведен на следующий этап. Например, после интерполяционной фильтрации, получения вектора движения или контурной фильтрации, дополнительная операция, такая как Clip (усечение) или смещение, может выполняться над результатом обработки интерполяционной фильтрации, получения вектора движения или контурной фильтрации.
Следует отметить, что дополнительные операции могут применяться к получаемым векторам движения текущего блока (в том числе, но без ограничения, к векторам движения контрольной точки аффинного режима, векторам движения субблока в аффинном, планарном, ATMVP режимах, временным векторам движения и тому подобному). Например, значение вектора движения ограничивается предопределенным диапазоном в соответствии с его представляющим битом. Если представляющий бит вектора движения является bitDepth (битовой глубиной), тогда диапазон составляет -2^(bitDepth-1) ~ 2^(bitDepth-1)-1, где «^» означает возведение в степень. Например, если bitDepth установлена равной 16, диапазон составляет -32768 ~ 32767; если bitDepth установлена равной 18, диапазон составляет -131072~131071. Здесь представлены два способа ограничения вектора движения.
Способ 1: удаление MSB (старшего бита) переполнения посредством потоковых операций
ux= ( mvx+2bitDepth ) % 2bitDepth (1)
mvx=( ux >= 2bitDepth-1 ) ? (ux − 2bitDepth ) : ux (2)
uy= ( mvy+2bitDepth ) % 2bitDepth (3)
mvy=( uy >= 2bitDepth-1 ) ? (uy − 2bitDepth ) : uy (4)
Например, если значение mvx равно -32769, после применения формул (1) и (2) результирующее значение равняется 32767. В компьютерной системе десятичные числа хранятся как дополнение до двух. Дополнением до двух для -32769 является 1,0111,1111,1111,1111 (17 битов), затем MSB отбрасывается, поэтому результирующим дополнением до двух является 0111,1111,1111,1111 (десятичное число составляет 32767), что совпадает с выходными данными от применения формул (1) и (2).
ux= ( mvpx+mvdx +2bitDepth ) % 2bitDepth (5)
mvx=( ux >= 2bitDepth-1 ) ? (ux − 2bitDepth ) : ux (6)
uy= ( mvpy+mvdy +2bitDepth ) % 2bitDepth (7)
mvy=( uy >= 2bitDepth-1 ) ? (uy − 2bitDepth ) : uy (8)
Операции могут применяться во время суммирования mvp и mvd, как показано в формулах с (5) по (8).
Способ 2: удаление MSB переполнения посредством усечения значения
vx=Clip3(-2bitDepth-1, 2bitDepth-1 -1, vx)
vy=Clip3(-2bitDepth-1, 2bitDepth-1 -1, vy)
где определение функции Clip3 является следующим:
Clip3( x, y, z )=
Операция "?" обычно используется как сокращение для представления условия "if … else" ("если … в ином случае"). Например “X<K?X=1:X=0” можно интерпретировать как "если X меньше K, X устанавливается равным 1, в ином случае (если X не меньше K) X устанавливается равным 0".
ФИГ. 4 является схематичным представлением устройства 400 видеокодирования согласно варианту осуществления настоящего раскрытия. Устройство 400 видеокодирования подходит для реализации раскрытых вариантов осуществления, которые описаны в данном документе. В варианте осуществления устройство 400 видеокодирования может быть декодером, таким как видеодекодер 30 по ФИГ. 1A, или кодером, таким как видеокодер 20 по ФИГ. 1А.
Устройство 400 видеокодирования содержит входные порты 410 (или порты 410 ввода) и блоки 420 (Rx) приемника для приема данных; процессор, логический блок или центральный процессор (CPU) 430 для обработки данных; блоки 440 (Tx) передатчика и выходные порты 450 (или порты 450 вывода) для передачи данных; и память 460 для хранения данных. Устройство 400 видеокодирования также может содержать компоненты преобразования оптических сигналов в электрические (OE) и компоненты преобразования электрических сигналов в оптические (EO), подключенные к входным портам 410, блокам 420 приемника, блокам 440 передатчика и выходным портам 450 для обеспечения входа или выхода оптических или электрических сигналов.
Процессор 430 реализуется аппаратным обеспечением и программным обеспечением. Процессор 430 может быть реализован в виде одного или более CPU-чипов, ядер (например, в виде многоядерного процессора), FPGA, ASIC и DSP. Процессор 430 поддерживает связь с входными портами 410, блоками 420 приемника, блоками 440 передатчика, выходными портами 450 и памятью 460. Процессор 430 содержит модуль 470 кодирования. Модуль 470 кодирования реализует раскрытые варианты осуществления, описанные выше. Например, модуль 470 кодирования реализует, обрабатывает, подготавливает или предоставляет различные операции кодирования. Следовательно, включение модуля 470 кодирования обеспечивает существенное улучшение функциональных возможностей устройства 400 видеокодирования и обеспечивает трансформацию устройства 400 видеокодирования в другое состояние. В качестве альтернативы модуль 470 кодирования реализуется как инструкции, хранящиеся в памяти 460 и исполняемые процессором 430.
Память 460 может содержать один или более дисков, ленточных накопителей и твердотельных накопителей и может использоваться в качестве устройства хранения данных переполнения для хранения программ, когда такие программы выбраны для исполнения, и для хранения инструкций и данных, которые считываются во время исполнения программ. Память 460 может быть, например, энергозависимой и/или энергонезависимой и может быть постоянной памятью (ROM), оперативной памятью (RAM), троичной ассоциативной памятью (TCAM) и/или статической оперативной памятью (SRAM).
ФИГ. 5 является упрощенной блок-схемой устройства 500, которое может использоваться как одно или оба из устройства-источника 12 и устройства-получателя 14 с Фиг. 1 согласно примерному варианту осуществления.
Процессор 502 в устройстве 500 может быть центральным процессором. В качестве альтернативы, процессор 502 может быть устройством любого другого типа или множеством устройств, способных манипулировать или обрабатывать информацию, которая существует в настоящее время или будет разработана в будущем. Хотя раскрытые реализации могут быть осуществлены на практике с одним процессором, как показано, например, с процессором 502, преимущества в скорости и эффективности могут быть достигнуты с использованием более одного процессора.
Память 504 в устройстве 500 может быть постоянной памятью (ROM) или устройством оперативной памяти (RAM) в реализации. В качестве памяти 504 может использоваться запоминающее устройство любого другого подходящего типа устройства. Память 504 может включать в себя код и данные 506, доступ к которым осуществляется процессором 502 с использованием шины 512. Память 504 может дополнительно включать в себя операционную систему 508 и прикладные программы 510, причем прикладные программы 510 включают в себя по меньшей мере одну программу, которая позволяет процессору 502 выполнять описанные в данном документе способы. Например, прикладные программы 510 могут включать в себя приложения с 1 по N, которые дополнительно включают в себя приложение видеокодирования, которое выполняет описанные в данном документе способы.
Устройство 500 может также включать в себя одно или более устройств вывода, например дисплей 518. Дисплей 518 может быть, в одном примере, сенсорным дисплеем, который объединяет дисплей с сенсорным элементом, способным воспринимать сенсорные вводы (касанием). Дисплей 518 может быть соединен с процессором 502 через шину 512.
Хотя здесь изображена как одна шина, шина 512 устройства 500 может состоять из многочисленных шин. Кроме того, вторичное хранилище 514 может быть напрямую связано с другими компонентами устройства 500 или может быть доступно через сеть и может содержать один встраиваемый блок, такой как карта памяти, или множество блоков, таких как множество карт памяти. Таким образом, устройство 500 может быть реализовано в самых разнообразных конфигурациях.
В примере построения списка кандидатов на слияние в соответствии с ITU-T H.265 список кандидатов на слияние строится на основе следующих кандидатов:
1. пространственные кандидаты вплоть до четырех, которые выводятся из пяти пространственных соседних блоков,
2. один временной кандидат, выводимый из двух временных, совместно размещенных блоков,
3. дополнительные кандидаты, в том числе объединенные кандидаты двунаправленного предсказания и
4. кандидаты нулевых векторов движения.
Пространственные кандидаты
Информация движения пространственных соседних блоков сначала добавляется в список кандидатов на слияние (в примере, список кандидатов на слияние может быть пустым списком до добавления первого вектора движения в этот список кандидатов на слияние) в качестве кандидатов информации движения. Здесь соседние блоки, которые считаются вставляемыми в список слияния, проиллюстрированы на Фиг. 6b. Для слияния блоков интер-предсказания в список слияния вставляются вплоть до четырех кандидатов путем последовательной проверки A1, B1, B0, A0 и B2 в указанном порядке.
Информация движения может содержать все данные движения, в том числе информацию о том, используются ли один или два списка опорных изображений, а также опорный индекс и вектор движения для каждого списка опорных изображений.
В одном примере после проверки того, доступен ли соседний блок и содержит ли он информацию движения, выполняются некоторые дополнительные проверки избыточности, прежде чем принимать все данные движения соседнего блока в качестве кандидата информации движения. Эти проверки избыточности можно разделить на две категории для двух разных целей:
Категория 1, избегают наличия кандидатов с избыточными данными движения в упомянутом списке,
Категория 2, предотвращают слияние двух разделов, которые могли бы быть выражены другими средствами, что создавало бы избыточный синтаксис.
Временные кандидаты
На фигуре 6a проиллюстрированы координаты блоков, из которых извлекаются временные кандидаты информации движения. Совместно размещенный блок является блоком, который имеет те же -x, -y координаты, что и у текущего блока, но находится на другом изображении (одном из опорных изображений). Временные кандидаты информации движения добавляются в список слияния, если список не является полым (в примере список слияния не является полным, когда количество кандидатов в списке слияния меньше порога, например, порог может равняться 4, 5, 6 и т. д.).
Генерируемые кандидаты
После вставки пространственных и временных кандидатов информации движения, если список слияния все еще не является полным, генерируемые кандидаты добавляются для заполнения списка. Размер списка указывается в наборе параметров последовательности и фиксируется на всем протяжении кодированной видеопоследовательности.
Двунаправленное предсказание
Специальный режим интер-предсказания называется «двунаправленное (би-) предсказание», в котором два вектора движения используются для предсказания блока. Векторы движения могут указывать на одинаковые или разные опорные изображения, при этом опорное изображение может быть указано с помощью ID списка опорных изображений и индекса опорного изображения. Например, первый вектор движения может указывать на первое изображение в списке L0 опорных изображений, а второй вектор движения может указывать на первое изображение в списке L1 опорных изображений. Два списка опорных изображений (например, L0 и L1) могут поддерживаться, и изображение, указанное первым вектором движения, выбирается из списка L0, а изображение, указанное вторым вектором движения, выбирается из списка L1.
В примере, если информация движения указывает двунаправленное предсказание, тогда информация движения включает в себя две части:
- Часть L0: Вектор движения и индекс опорного изображения, который указывает на запись в списке L0 опорных изображений.
- Часть L1: Вектор движения и индекс опорного изображения, который указывает на запись в списке L1 опорных изображений.
Счетчик очередности изображений (POC): Переменная, которая ассоциирована с каждым изображением, однозначно идентифицирует ассоциированное изображение среди всех изображений в CVS (кодированной видеопоследовательности), и когда ассоциированное изображение должно быть выведено из буфера декодированных изображений, указывает позицию ассоциированного изображения в очередности вывода относительно позиций в очередности вывода других изображений в той же самой CVS, которые должны быть выведены из буфера декодированных изображений.
Каждый из списков L0 и L1 опорных изображений может включать в себя одно или более опорных изображений, каждое из которых идентифицируется с помощью POC. Ассоциация с каждым опорным индексом и значением POC может сигнализироваться в битовом потоке. В качестве примера списки L0 и L1 опорных изображений могут включать в себя следующие опорные изображения:
В приведенном выше примере первая запись (указанная опорным индексом 0) в списке L1 опорных изображений является опорным изображением со значением POC 13. Вторая запись (указанная опорным индексом 1) в списке L1 опорных изображений является опорным изображением со значением POC 14.
Процесс построения списка слияния в ITU-T H.265 и VVC выводит список кандидатов информации движения. Процесс построения списка слияния VVC описан в разделе «8.3.2.2 Derivation process for luma motion vectors for merge mode» документа JVET-L1001_v2 Универсальное Видеокодирование (Проект 3), который общедоступен по адресу http://phenix.it-sudparis.eu/jvet/. Термин «информация движения» относится к данным движения, которые необходимы для выполнения процесса предсказания с компенсацией движения. Информация движения обычно относится к следующей информации:
- Применяет ли блок однонаправленное или двунаправленное предсказание.
- ID опорного изображения, который используется при предсказании (2 ID, если блок применяет двунаправленное предсказание).
- Вектор движения (2 вектора движения, если блок подлежит двунаправленному предсказанию).
- Дополнительная информация.
В VVC и H.265 список кандидатов, которые выводятся при построении списка слияния, включает в себя N информаций движения кандидатов. Число N обычно включается в битовый поток и может быть положительным целым числом, например 5, 6 и т. д. Кандидаты, которые включаются в список слияния, который строится, могут включать в себя информацию однонаправленного предсказания или информацию двунаправленного предсказания. Это означает, что кандидат, который выбирается из списка слияния, может указывать операцию двунаправленного предсказания.
Режим треугольного предсказания
Концепция режима треугольного предсказания заключается во введении нового треугольного раздела для предсказания с компенсацией движения. Как показано на Фиг. 7, две треугольные единицы предсказания используются для CU, в диагональном или обратном диагональном направлении. Каждая треугольная единица предсказания для CU подвергается интер-предсказанию с использованием однонаправленного вектора движения и индекса опорного кадра, которые выводятся из списка кандидатов однонаправленного предсказания. Процесс адаптивного взвешивания выполняется для диагонального края после того, как выборки, которые ассоциированы с каждой треугольной единицей предсказания, были предсказаны, например, посредством компенсации движения или интра-предсказания изображения. Затем процесс преобразования и квантования применяется ко всей CU. Следует отметить, что этот режим применяется только к режиму пропуска и режиму слияния.
В режиме треугольного предсказания блок разбивают на две треугольные части (как на фигуре 7), и каждая часть может быть предсказана с использованием одного вектора движения. Вектор движения, который используется для предсказания одной треугольной части (обозначаемой PU1), может отличаться от вектора движения, который используется для предсказания другой треугольной части (обозначаемой PU2). В примере, отмечается, что каждая часть может быть предсказана только с использованием одного вектора движения (однонаправленное предсказание), чтобы уменьшить сложность выполнения режима треугольного предсказания. Другими словами, PU1 и PU2 могут не предсказываться с использованием двунаправленного предсказания, которое содержит два вектора движения.
Режим субблочного предсказания
Режим треугольного предсказания является специальным случаем субблочного предсказания, когда блок делится на два блока. В приведенных выше примерах проиллюстрированы два направления деления блоков (45 градусные и 135 градусные разделы). Также возможны другие углы разделения и пропорции разделения для субблочного предсказания (примеры на Фиг. 8).
В некоторых примерах блок разбивается на 2 субблока, и каждая часть (субблок) предсказывается с помощью однонаправленного предсказания.
В примере, согласно использованию режима субблочного разделения, следующие этапы применяются для получения выборок предсказания для блока:
- Этап 1: деление блока кодирования на 2 субблока согласно геометрической модели. Эта модель может привести в результате к разбиению блока линией разграничения (например, прямой линией), как показано в примерах на Фиг. 9-12.
Можно понять, что результат Этапа 1 может быть просто концептуальным представлением. Например, после Этапа 1 нет явного объекта «субблок 1» или «субблок 2»; а генерируются и получаются параметры, относящиеся к линии разграничения. Выборки принадлежат к разным субблокам согласно упомянутым параметрам, относящимся к линии разграничения.
На этом этапе, согласно геометрической модели, выборки в блоке кодирования считаются находящимися в двух субблоках. Субблок A или субблок B может содержать часть (но не все) выборок в текущем блоке кодирования. Субблок А или субблок В может быть представлен согласно знаку sample_dist каждой из выборок. Sample_dist может быть получено согласно примерам и вариантам осуществления в других абзацах.
- Этап 2: получение первого режима предсказания для первого субблока и второго режима предсказания для второго субблока. В одном примере первый режим предсказания не идентичен второму режиму предсказания. В одном примере режим предсказания (первый режим предсказания или второй режим предсказания) может быть режимом интер-предсказания, информация для режима интер-предсказания может содержать индекс опорного изображения и вектор движения. В другом примере режим предсказания может быть режимом интра-предсказания, информация для режима интра-предсказания может содержать индекс режима интра-предсказания.
- Этап 3: Получение первых значений предсказания и вторых значений предсказания, используя первый режим предсказания и второй режим предсказания, соответственно.
- Этап 4: получение объединенных значений выборок предсказания в соответствии с объединением первых значений предсказания и вторых значений предсказания, согласно делению, которое раскрыто на Этапе 1. Процесс объединения выборок из первого предсказания и второго предсказания для получения объединенных значений выборок предсказания блока может содержать операции фильтрации, операции маскирования или копирование выборок.
В примере, на этапе 1, блок кодирования делят на 2 субблока различными способами. На Фиг. 9 показан пример разделения блока кодирования, линия 1250 разграничения делит упомянутый блок на 2 субблока. Чтобы описать упомянутую линию 1250, сигнализируются два параметра, одним параметром является угол альфа 1210, а другим параметром является расстояние dist 1230.
В некоторых вариантах осуществления упомянутый угол, как показано на Фигуре 9, измеряется между осью x и линией разграничения, тогда как упомянутое расстояние измеряется длиной вектора, который перпендикулярен линии разграничения и проходит через центр текущего блока.
В другом примере на Фиг. 10 показан альтернативный способ представления линии разграничения, где примеры угла и расстояния отличаются от примеров, показанных на Фиг. 9.
В некотором примере, на этапе 4, деление, раскрытое на Этапе 1, используется для объединения двух упомянутых предсказаний, чтобы получить окончательное предсказание. В примере операция смешивания применяется на этапе 4 для устранения любых артефактов (резкого или неровного вида вдоль линии разграничения). Операция смешивания может быть описана как операция фильтрации вдоль линии разграничения.
В примере, на стороне кодера, линия разграничения (параметры, определяющие эту линию, например, угол и расстояние) определяется на основе функции стоимости, основанной на соотношении "скорость-искажение". Определенные параметры линии кодируются в битовый поток. На стороне декодера параметры линии декодируются (получаются) согласно битовому потоку. На стороне декодера параметры линии используются для объединения первых значений предсказания и вторых значений предсказания, чтобы получить окончательные значения предсказания. Этап 1 не требует наличия двух объектов-субблоков кодирования, декодер может использовать блок кодирования и параметры линии для представления двух объектов-субблоков кодирования.
Поскольку существует множество возможностей деления блока кодирования на 2 субблока, сигнализация (кодирование) такого деления требует слишком большого числа битов. И поскольку значения угла и расстояния могут иметь много разных значений, слишком много вспомогательной информации требуется сигнализировать в битовом потоке.
Варианты осуществления настоящего изобретения касаются сигнализации параметров разделения. Эффективное кодирование достигается следующими особенностями:
- Параметры (например, угол и расстояние) для разделения блока сохраняются в предопределенной таблице, так что фактические значения угла и расстояния передавать не нужно.
- Упомянутая таблица содержит параметры разделения, которые являются наиболее вероятными и которые включают в себя достаточно вариаций.
- Индекс в таблицу кодируется в битовый поток (или получается из него).
Варианты осуществления изобретения обеспечивают способ совместного кодирования параметров, которые описывают разделение блока кодирования на субблоки.
Вариант 1 осуществления (с позиции декодера):
В этом варианте осуществления следующие этапы применяются для получения объединенного значения предсказания для некоторой выборки из блока кодирования.
Этап 1: Получение значения указателя для текущего блока декодирования согласно битовому потоку.
В варианте осуществления значение указателя используется для специфицирования формы разделения в режиме слияния с геометрическим разделением. Например, указателем может быть merge_gpm_partition_idx[x0][y0 ], при этом merge_gpm_partition_idx[ x0 ][ y0 ] специфицирует форму разделения режима слияния с геометрическим разделением. Индексы x0, y0 массива специфицируют местоположение (x0, y0) верхней левой выборки яркости рассматриваемого блока кодирования относительно верхней левой выборки яркости изображения.
Обычно значение merge_gpm_partition_idx[ x0 ][ y0 ] декодируется из битового потока. В примере диапазон значений для merge_gpm_partition_idx[ ][ ] составляет от 0 до 63, в том числе 0 и 63. В примере процессом декодирования для merge_gpm_partition_idx[ ][ ] является «обход».
Когда merge_gpm_partition_idx[ x0 ][ y0 ] не присутствует, он подразумевается равным 0.
Этап 2: На основе значения указателя и предопределенной таблицы поиска получение значения первого параметра и значения второго параметра.
(Parameter1, parameter2)=lookupTable (указатель)
В варианте осуществления переменная угла разделения angleIdx (параметр 1) и переменная расстояния distanceIdx (параметр 2) режима геометрического разделения устанавливаются согласно значению merge_gpm_partition_idx[ xCb ][ yCb ] (указатель), как специфицировано в нижеследующей таблице. Можно понять, что в упомянутой реализации эта взаимосвязь может быть реализована согласно таблице 1 или согласно некоторой функции.
Таблица 1: Спецификация angleIdx и distanceIdx на основе merge_gpm_partition_idx
Этап 3: Для выборки в текущем блоке декодирования расстояние выборки (sample_dist) вычисляется согласно значению первого параметра и значению второго параметра.
В варианте осуществления этап 3 содержит:
Этап 3.1: получение индексного значения параметра угла (alphaN или angleIdx) для текущего блока, значения ширины (W) текущего блока, значения высоты (H) текущего блока. W и H представляют ширину и высоту текущего блока числом выборок. Например, блок кодирования, ширина и высота которого равны 8, представляет собой квадратный блок, содержащий 64 выборки. В другом примере W и H представляют ширину и высоту текущего блока числом выборок яркости. Индексное значение параметра угла может быть получено согласно приведенному выше описанию, относящемуся к таблице 1.
Этап 3.2: получение значения соотношения whRatio согласно значению W и значению H, значение whRatio представляет соотношение между шириной и высотой текущего блока кодирования.
В примере whRatio=H/W; или whRatio=W/H.
В другом примере две переменные nCbW и nCbH специфицируют ширину и высоту текущего блока кодирования, а переменная cIdx специфицирует индекс цветового компонента.
переменные nW, nH и whRatio выводятся следующим образом:
nW=( cIdx== 0 ) ? nCbW : nCbW * SubWidthC;
nH=( cIdx== 0 ) ? nCbH : nCbH * SubHeightC;
whRatio=nH/nW.
В примере, переменные SubWidthC и SubHeightC специфицируются в таблице 2 в зависимости от структуры выборки формата цветности, которая специфицируется с помощью chroma_format_idc (chroma_format_idc специфицирует выборку цветности относительно выборки яркости) и separate_colour_plane_flag (separate_colour_plane_flag, равный 1, специфицирует, что три цветовых компонента формата цветности 4:4:4 кодируются по отдельности. separate_colour_plane_flag, равный 0, специфицирует, что эти цветовые компоненты не кодируются по отдельности. Когда separate_colour_plane_flag не присутствует, он подразумевается равным 0. Когда separate_colour_plane_flag равен 1, кодированное изображение состоит из трех отдельных компонентов, каждый из которых состоит из кодированных выборок одной цветовой плоскости (Y, Cb или Cr) и использует синтаксис монохромного кодирования. В этом случае каждая цветовая плоскость ассоциирована с конкретным значением colour_plane_id). Другие значения chroma_format_idc, SubWidthC и SubHeightC могут быть специфицированы в будущем ITU-T | ISO/IEC.
Таблица 2 - Значения SubWidthC и SubHeightC, выводимые из chroma_format_idc и separate_colour_plane_flag
В монохромной выборке есть только один массив выборок, который номинально считается массивом яркости.
В выборке 4:2:0 каждый из двух массивов цветности имеет половину высоты и половину ширины массива яркости.
В выборке 4:2:2 каждый из двух массивов цветности имеет аналогичную высоту и половину ширины массива яркости.
В выборке 4:4:4, в зависимости от значения separate_colour_plane_flag, применяется следующее:
- Если separate_colour_plane_flag равен 0, каждый из двух массивов цветности имеет одинаковую высоту и ширину, что и массив яркости.
- Иначе (separate_colour_plane_flag равен 1) три цветовые плоскости обрабатываются отдельно как подвергаемые монохромной выборке изображения.
Этап 3.3: Получение значения shiftHor согласно таблице поиска, значению альфа и значению whRatio, в примере значение альфа (alphaN или angleIdx) и значение whRatio используются в качестве индексных значений таблицы поиска. Должно быть понятно, что значение shiftHor также может быть получено согласно функции, при этом значение альфа (alphaN или angleIdx) и значение whRatio представляют собой входные данные в упомянутую функцию, а значение shiftHor представляет собой выходные данные упомянутой функции. В примере результат функции аналогичен или совпадает с таблицей поиска. В примере значение shiftHor представляет размер шага квантования для процесса вычисления расстояния выборки.
В другом примере функция может быть представлена как shiftHor=( angleIdx % 16== 8 | | ( angleIdx % 16 != 0 && whRatio > 0 ) ) ? 0 : 1.
Этап 3.4: значение sample_dist вычисляется согласно значению shiftHor.
В примере, для вычисления расстояния выборки (sample_dist) сначала следующим образом выводятся переменные offsetX и offsetY:
Если shiftHor равен 0, применяется следующее:
offsetX=( −nW ) >> 1,
offsetY=( ( −nH ) >> 1 ) + ( angleIdx < 16 ? ( distanceIdx * nH ) >> 3 : −( ( distanceIdx * nH ) >> 3 ) );
Иначе (shiftHor равен 1), применяется следующее:
offsetX=( ( −nW ) >> 1 ) + ( angleIdx < 16 ? ( distanceIdx * nW ) >> 3 : −( ( distanceIdx * nW ) >> 3 ) );
offsetY=( − nH ) >> 1;
- Переменные xL и yL выводятся следующим образом:
xL=( cIdx== 0 ) ? x : x * SubWidthC
yL=( cIdx== 0 ) ? y : y * SubHeightC
sample_dist=( ( ( xL+offsetX ) << 1 ) + 1 ) * disLut[ displacementX ] + ( ( ( yL + offsetY ) << 1 ) + 1 ) ) * disLut[ displacementY ].
Переменные displacementX и displacementY выводятся следующим образом:
hwRatio=cbHeight/cbWidth;
displacementX=angleIdx;
displacementY=( angleIdx+8 ) % 32.
Массив disLut специфицируется в таблице 3 следующим образом:
Таблица 3 Спецификация массива disLut расстояний геометрического разделения
В другом варианте осуществления, в примере, Этап 3 в вышеупомянутых вариантах осуществления может содержать следующие этапы:
Этап 3.1: получение значения параметра угла (alphaN или angleIdx) для текущего блока, значения индекса расстояния (distanceIdx), значения ширины (W) текущего блока, значения высоты (H) текущего блока. W и H представляют ширину и высоту текущего блока числом выборок. Например, блок кодирования, ширина и высота которого равны 8, представляет собой квадратный блок, содержащий 64 выборки. В другом примере W и H представляют ширину и высоту текущего блока числом выборок яркости. Индексное значение параметра угла может быть получено согласно приведенному выше описанию, относящемуся к таблице 1.
Этап 3.2: получение значения соотношения whRatio согласно значению W и значению H, значение whRatio представляет соотношение между шириной и высотой текущего блока кодирования.
В примере whRatio=H/W; или whRatio=W/H.
В другом примере две переменные nCbW и nCbH специфицируют ширину и высоту текущего блока кодирования, а переменная cIdx специфицирует индекс цветового компонента.
переменные nW, nH и whRatio выводятся следующим образом:
nW=( cIdx== 0 ) ? nCbW : nCbW * SubWidthC;
nH=( cIdx== 0 ) ? nCbH : nCbH * SubHeightC;
whRatio=nH/nW.
Этап 3.3: Получение значения shiftHor согласно таблице поиска, значению альфа и значению whRatio, в примере, значение alphaN и значение whRatio используются в качестве индексных значений таблицы поиска. В примере значение shiftHor представляет размер шага квантования для процесса вычисления расстояния выборки. Значение shiftHor также может быть получено согласно функции, при этом значение альфа (alphaN или angleIdx) и значение whRatio представляют собой входные данные упомянутой функции, а значение shiftHor представляет собой выходные данные упомянутой функции. В примере результат функции аналогичен или совпадает с таблицей поиска. В примере значение shiftHor представляет размер шага квантования для процесса вычисления расстояния выборки.
В другом примере функция может быть представлена как shiftHor=( angleIdx % 16== 8 | | ( angleIdx % 16 != 0 && whRatio > 0 ) ) ? 0 : 1.
Этап 3.4: вычисление значения sample_dist согласно значению shiftHor, значению distanceIdx, значению угла (alphaN или angleIdx), значению W и значению H.
В примере, для вычисления расстояния выборки (sample_dist) сначала следующим образом выводятся переменные offsetX и offsetY:
Если shiftHor равен 0, применяется следующее:
offsetX=( −nW ) >> 1,
offsetY=( ( −nH ) >> 1 ) + ( angleIdx < 16 ? ( distanceIdx * nH ) >> 3 : −( ( distanceIdx * nH ) >> 3 ) );
Иначе (shiftHor равен 1), применяется следующее:
offsetX=( ( −nW ) >> 1 ) + ( angleIdx < 16 ? ( distanceIdx * nW ) >> 3 : −( ( distanceIdx * nW ) >> 3 ) );
offsetY=( − nH ) >> 1;
- Переменные xL и yL выводятся следующим образом:
xL=( cIdx== 0 ) ? x : x * SubWidthC
yL=( cIdx== 0 ) ? y : y * SubHeightC
sample_dist=( ( ( xL+offsetX ) << 1 ) + 1 ) * disLut[ displacementX ] + ( ( ( yL + offsetY ) << 1 ) + 1 ) ) * disLut[ displacementY ].
Переменные displacementX и displacementY выводятся следующим образом:
hwRatio=cbHeight/cbWidth;
displacementX=angleIdx;
displacementY=( angleIdx+8 ) % 32.
Массив disLut специфицирован в приведенной выше таблице 3.
Этап 4: Использование вычисленного sample_dist для вычисления весовых коэффициентов, причем весовые коэффициенты используются для объединения первого значения предсказания и второго значения предсказания, соответствующего упомянутой выборке. В примере весовые коэффициенты обозначаются как sampleWeight1 и sampleWeight2, имея ввиду вес, соответствующий первому значению предсказания, и вес, соответствующий второму значению предсказания.
В одном примере весовые коэффициенты вычисляются согласно следующим функциям
weightIdxL=partFlip ? 32+sample_dist : 32 − sample_dist;
wValue=Clip3( 0, 8, ( weightIdxL+4 ) >> 3 ).
В этом примере wValue представляет собой sampleWeight1, а 8-wValue представляет собой sampleWeight2. Переменная partFlip определяется согласно значению angleIdx. В примере partFlip=( angleIdx >= 13 && angleIdx <= 27 ) ? 0 : 1, или partFlip=( angleIdx >= 13 && angleIdx <= 27 ) ? 1 : 0.
Этап 5: Вычисление объединенного значения выборки предсказания в координате выборки (x, y) согласно первому значению предсказания в координате (x, y), второму значению предсказания в координате (x, y), sampleWeight1 и sampleWeight2.
В примере значение выборки предсказания выводится следующим образом:
pbSamples[ x ][ y ]=Clip3( 0, ( 1 << BitDepth ) − 1, ( predSamplesLA[ x ][ y ] * wValue + predSamplesLB[ x ][ y ] * ( 8 − wValue ) + offset1 ) >> shift1 ).
При этом bitDepth представляет битовую глубину выборки, переменную shift1 получают согласно упомянутой bitDepth, в примере shift1= Max( 5, 17 - BitDepth ); Переменную offset1 получают согласно shift1, в примере offset1= 1 << ( shift1-1 ), predSamplesLA и predSamplesLB представляют собой два (nCbW)x(nCbH) массива.
Вариант 2 осуществления (с позиции кодера):
В этом варианте осуществления применяются следующие этапы.
Этап 0: Выбор значения первого параметра и значения второго параметра, в примере значение первого параметра и значение второго параметра получают согласно метрике "скорость-искажение".
Этап 1: Получение индексного значения согласно значению первого параметра, значению второго параметра и согласно таблице поиска так, что:
(Parameter1, parameter2)=lookupTable (индекс)
Этап 2: Кодирование индексного значения в битовый поток.
Опционально в данном варианте осуществления используются следующие этапы:
Этап 3: Для выборки в блоке кодирования вычисление расстояния выборки (sample_dist) согласно значению первого параметра и значению второго параметра.
Этап 4: Использование вычисленного sample_dist для вычисления весовых коэффициентов для объединения первого значения предсказания и второго значения предсказания, соответствующего упомянутой выборке. Весовые коэффициенты обозначаются как sampleWeight1 и sampleWeight2, имея ввиду значение веса, соответствующее первому значению предсказания, и значение веса, соответствующее второму значению предсказания.
Этап 5: Вычисление объединенного значения предсказания для выборки в координате (x, y) согласно первому значению предсказания в координате (x, y), второму значению предсказания в координате (x, y), sampleWeight1 и sampleWeight2.
Детали для каждого этапа на стороне кодера соответствуют приведенным выше примерам, описывающим сторону декодера.
Согласно примеру, таблица поиска в варианте 1 осуществления является такой же, как таблица поиска в варианте 2 осуществления, так что кодер и декодер могут получать одинаковый результат.
В некоторых примерах значение расстояния может представлять расстояние по горизонтали или расстояние по вертикали, или комбинацию расстояния по вертикали и по горизонтали от упомянутой выборки до линии разграничения (линия разграничения используется для деления блока кодирования на два субблока). Упомянутая выборка представлена координатами (x, y) относительно верхней левой выборки блока кодирования. Пример координаты выборки и sample_dist показаны на Фиг. 11 и Фиг. 12.
В примере первый параметр представляет квантованное значение угла (angleIdx), а второй параметр представляет квантованное значение расстояния (distanceIdx). Эти два параметра описывают уравнение линии. В примере расстояние 1230 может быть получено согласно distanceIdx (второй параметр), а угол альфа (1210) может быть получен согласно angleIdx (первый параметр). Расстояние 1230 может быть расстоянием до центра блока кодирования, а угол может быть углом между линией разграничения и горизонтальной (или, что эквивалентно, вертикальной) линией, проходящей через центральную точку блока кодирования.
В одном примере таблица поиска предопределена.
В примере может быть более одной предопределенной таблицы поиска. В примере одна таблица поиска используется для блока кодирования, если соотношение сторон (соотношение сторон=W>H ? W/H : H/W) блока равно 1. В другом примере одна или более таблиц поиска (которые не идентичны упомянутой одной таблице поиска) используются, если соотношение сторон не равно 1, где W и H являются шириной и высотой блока кодирования.
В другом примере может быть более одной предопределенной таблицы поиска, одна таблица поиска для блоков кодирования, W*H блока превышает порог; и одна или более таблиц поиска (которые не идентичны упомянутой одной таблице поиска) используются для блока, если W*H блока меньше или равно порогу. Например, если размер текущего блока, который должен быть предсказан, меньше или равен 32×32 выборкам яркости, используется первая таблица поиска. Иначе, если размер текущего блока кодирования больше 32×32 выборок яркости, используется вторая таблица поиска. Эти две таблицы поиска могут содержать разные наборы параметров в отношении различных свойств блоков разных размеров. Например, вторая таблица поиска может содержать больше параметров, чем первая таблица поиска, чтобы обеспечить большую гибкость разделения для больших блоков.
В некоторых примерах, если для блока используется более 1 предопределенной таблицы поиска, функция f(W, H) может использоваться для определения одной таблицы поиска для этого блока, где W и H являются шириной и высотой блока кодирования.
В другом примере расстояние выборки sample_dist вычисляется по формуле:
sample_dist=((x<<1) + 1)*Dis[angleIdx1] + ((y<<1) + 1))*Dis[angleIdx2] - offset(distanceIdx). Где
- Значение angleIdx1 и значение angleIdx2 берутся из битового потока или выводятся/вычисляются на основе другой информации, полученной из битового потока, angleIdx1 и angleIdx2 представляют квантованные тригонометрические параметры линии разграничения, первый имеет тип косинуса, а второй имеет тип синуса. В примере x и y являются -x и -y координатами выборки относительно левой верхней выборки блока кодирования.
- Dis[] является таблицей поиска. Dis[angleIdx1] описывает изменение расстояния выборки (sample_dist) относительно единичного увеличения (увеличения со значением 1) -x координаты упомянутой выборки. Dis[angleIdx2] описывает изменение расстояния выборки (sample_dist) относительно единичного увеличения (увеличения со значением 1) -y координаты упомянутой выборки. В одном примере angleIdx1 равен angleIdx, а angleIdx2 равен (displacementX+8)%32.
- offset (distanceIdx) является значением смещения, которое является функцией индексного значения (distanceIdx), причем индексное значение получается из битового потока или выводится/вычисляется на основе другой информации, получаемой из битового потока.
Построение таблицы поиска:
Согласно одному примеру диапазон значений для первого параметра может составлять от 0 до 4K-1, где K является целым числом, которое больше 0; диапазон значений для второго параметра может составлять от 0 до N. В этом случае строки упомянутой таблицы поиска могут включать в себя все комбинации первого параметра и второго параметра, за исключением комбинаций:
- Первый набор пар: значение второго параметра равно 0, а значение первого параметра равно одному из {0, K, 2K, 3K}.
- Второй набор пар: значение второго параметра=0, значение первого параметра равно одному из {K/2, 3K/2, 5K/2, 7K/2}.
- Третий набор параметров: значение второго параметра=0, значение первого параметра больше или равно 2K.
В примере значение K равно 8 или 4. Число K описывает то, сколько дискретных значений угла используются для разделения угла в 90 градусов. В примере, если число K равно 8, линия разграничения может иметь следующие значения углов: 0, 11,25, 22,5, 33,75, 45, … градусов. В другом примере, если значение K равно 4, тогда значениями углов являются: 0, 22,5, 45, 67,5, … градусов.
В примере значение N равно 4. В общем случае N может быть целым числом больше 0.
В некоторых вариантах осуществления второй параметр описывает расстояние от линии разграничения до центра блока кодирования. Если значение второго параметра равно нулю, это означает, что линия разграничения проходит через центр блока кодирования. Если значение первого параметра равно K, это означает, что линия разграничения ориентирована либо по горизонтали, либо по вертикали (значение угла равно 0, 90, 270 или 360 градусов). Первый набор пар исключается из таблицы поиска, поскольку он создавал бы избыточный раздел, который также может быть достигнут путем двоичного разделения (то есть на два) блока кодирования с помощью двоичного дерева. Двоичное разбиение является механизмом, который разделяет блок кодирования на 2 блока кодирования равного размера по вертикальной или горизонтальной оси (а не на субблоки). Следовательно, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, Первый набор пар исключается из таблицы поиска.
Второй набор пар исключается из таблицы поиска, поскольку второй набор пар создавал бы получаемые делением области, которые могут быть достигнуты режимом треугольного предсказания. Поэтому исключение второго набора пар предотвратит избыточные субблочные разделы.
Третий набор пар исключается из таблицы, так как при угле, равном X или X+180, создавались бы одинаковые разделы, если второй параметр равняется нулю.
Согласно другому примеру, из таблицы поиска могут быть исключены следующие пары:
- Значение Второго параметра, равное N, и значение Первого параметра, равное одному из {K/2, 3K/2, 5K/2, 7K/2}.
- Значение Второго параметра, равное N, и значение Первого параметра, равное одному из {K/2-1, 3K/2-1, 5K/2-1, 7K/2-1, K/2+1, 3K/2+1, 5K/2+1, 7K/2+1}.
В некоторых вариантах осуществления указанные выше пары могут быть исключены из таблицы поиска, поскольку они создают 2 субблока, один из которых может быть слишком маленьким. Если значение первого параметра равно K/2, 3k/2, …,, это означает, что угол линии разграничения составляет 45 градусов, 135 градусов, 225 градусов или 315 градусов. Если значение второго параметра равно N (которое имеет наивысшее значение), то один из субблоков будет содержать небольшую часть одного угла блока кодирования, которая будет слишком мала для операции деления.
Очередность пар в таблице поиска:
Согласно одному примеру пары (первый параметр, второй параметр) могут быть добавлены в конец таблицы поиска, если второй параметр равен N (где N имеет наивысшее возможное значение второго параметра). Другими словами, если есть P пар, в которых значение второго параметра равно N, то последние P записей в таблице поиска могут содержать упомянутую P-пару. Например, если N равно 4, а K равно 8, то существует P=4K*1=32 пары параметров, для которых второй параметр равен 4.
Согласно другому примеру пары параметров упорядочиваются в соответствии с эвристическим процессом. Этот эвристический процесс может быть определен из обучающих данных, которые, например, отражают появление или использование пар параметров в наборе обучающих данных. Таким образом, наиболее часто встречающиеся пары параметров помещаются в начало списка, а менее часто встречающиеся пары параметров помещаются в конец списка.
Когда второй параметр равен N, один субблок меньше другого субблока. Выбор такого разделения менее вероятен (по сравнению со случаями, когда число выборок в каждом субблоке является более близким). Более того, индексное значение (таблицы поиска), которое имеет более высокое значение, обычно требует большего числа битов для того, чтобы кодироваться в битовый поток. Следовательно, это увеличивает эффективность сжатия за счет включения менее вероятных пар в конец таблицы, следовательно, начало таблицы может быть выделено более вероятным парам (например, парам, которые приводят в результате к более благоприятным разделениям на субблоки).
Ниже приведены один пример указателя (geo_partition_idx) и таблица поиска. Индикатор имеет значение от 0 до 139, которое используется для выбора первого параметра и второго параметра с использованием таблицы поиска. Примером таблицы поиска является Таблица 4.
Таблица 4: таблица поиска, где geo_partition_idx является индексом в таблицу, а angleIdx является первым параметром, а distanceIdx является вторым параметром.
Должно быть понятно, что таблица 4 является лишь примером, чтобы показать возможные комбинации значений для первого параметра и второго параметра, в других реализациях для получения первого параметра и второго параметра в качестве таблицы поиска может использоваться часть таблицы 4.
Пример 1. Способ осуществления кодирования, реализуемый устройством декодирования, содержащий:
получение битового потока;
получение значения указателя для текущего блока согласно битовому потоку;
получение значения первого параметра для текущего блока и значения второго параметра для текущего блока согласно значению указателя и предопределенной таблице поиска;
получение значения расстояния выборки для выборки, которая находится в текущем блоке, согласно значению первого параметра и значению второго параметра;
получение значения предсказания для выборки согласно значению расстояния выборки для выборки.
Пример 2. Способ по примеру 1, в котором первый параметр представляет угол для разделения текущего блока.
Пример 3. Способ по примеру 1 или 2, в котором второй параметр представляет расстояние для разделения текущего блока.
Пример 4. Способ по любому из примеров с 1 по 3, в котором предопределенная таблица поиска состоит из пар первого и второго параметров (в примере каждая запись в таблице представляет собой уникальную пару первого параметра и второго параметра),
следующая пара находится в предопределенной таблице поиска:
первый параметр представляет угол, соответствующий одному из углов 0, 45, 90, 135, 180, 225, 270 или 315 градусов, а соответствующий второй параметр в этой паре не представляет расстояние в ноль выборок от центра текущего блока.
Пример 5. Способ по любому из примеров с 1 по 4, в котором предопределенная таблица поиска состоит из пар первого и второго параметров (в примере каждая запись в таблице представляет собой уникальную пару первого параметра и второго параметра),
следующая пара находится в предопределенной таблице поиска;
первый параметр представляет угол, не соответствующий одному из углов 0, 45, 90, 135, 180, 225, 270 или 315 градусов, а соответствующий второй параметр в этой паре представляет расстояние в ноль выборок от центра текущего блока.
Пример 6. Способ по любому из примеров с 1 по 5, в котором предопределенная таблица поиска состоит из пар первого и второго параметров (в примере каждая запись в таблице представляет собой уникальную пару первого параметра и второго параметра),
следующая пара не содержится в предопределенной таблице поиска;
первый параметр представляет угол, соответствующий одному из углов 0, 45, 90, 135, 180, 225, 270 или 315 градусов, а соответствующий второй параметр в этой паре представляет расстояние в ноль выборок от центра текущего блока.
Пример 7. Декодер (30), содержащий схему обработки для выполнения способа по любому из примеров с 1 по 6.
Пример 8. Компьютерный программный продукт, содержащий программный код для выполнения способа по любому из примеров с 1 по 6.
Пример 9. Декодер, содержащий:
один или более процессоров; и
долговременный считываемый компьютером носитель, связанный с процессорами и хранящий программную часть для исполнения процессорами, причем программная часть, когда исполняется процессорами, конфигурирует декодер для выполнения способа согласно любому из примеров с 1 по 6.
Ниже приводится пояснение по применениям способа кодирования, а также способа декодирования, показанных в вышеописанных вариантах осуществления, а также использующей их системы.
ФИГ. 13 является блок-схемой, показывающей систему 3100 поставки контента для реализации услуги распространения контента. Данная система 3100 поставки контента включает в себя устройство 3102 захвата, терминальное устройство 3106 и опционально включает в себя дисплей 3126. Устройство 3102 захвата осуществляет связь с терминальным устройством 3106 по линии 3104 связи. Линия связи может включать в себя канал 13 связи, описанный выше. Линия 3104 связи включает в себя, но без ограничения упомянутым, WIFI, Ethernet, кабель, беспроводную связь (3G/4G/5G), USB или любую их комбинацию, или подобное.
Устройство 3102 захвата генерирует данные и может кодировать данные способом кодирования, показанным в вышеуказанных вариантах осуществления. В качестве альтернативы устройство 3102 захвата может распространять данные на сервер потоковой передачи (не показан на Фигурах), а сервер кодирует данные и передает закодированные данные на терминальное устройство 3106. Устройство 3102 захвата включает в себя, но без ограничения упомянутым, камеру, смартфон или планшет, компьютер или ноутбук, систему видеоконференцсвязи, КПК, устанавливаемое на транспортное средство устройство, или комбинацию любых из них, или подобное. Например, устройство 3102 захвата может включать в себя устройство-источник 12, описанное выше. Когда данные включают в себя видео, видеокодер 20, включенный в устройство 3102 захвата, может фактически выполнять обработку видеокодирования. Когда данные включают в себя аудио (т.е. речь), аудиокодер, включенный в устройство 3102 захвата, может фактически выполнять обработку аудиокодирования. Для некоторых практических сценариев устройство 3102 захвата распространяет закодированные видео- и аудиоданные путем их совместного мультиплексирования. Для других практических сценариев, например, в системе видеоконференцсвязи, кодированные аудиоданные и кодированные видеоданные не мультиплексируются. Устройство 3102 захвата распространяет закодированные аудиоданные и закодированные видеоданные на терминальное устройство 3106 по отдельности.
В системе 3100 поставки контента терминальное устройство 310 принимает и воспроизводит закодированные данные. Терминальное устройство 3106 может быть устройством с возможностью приема и извлечения данных, таким как смартфон или планшет 3108, компьютер или ноутбук 3110, сетевой видеорегистратор (NVR) / цифровой видеорегистратор (DVR) 3112, телевизор 3114, телеприставка (STB) 3116, система 3118 видеоконференцсвязи, система 3120 видеонаблюдения, карманный персональный компьютер (КПК) 3122, устанавливаемое на транспортное средство устройство 3124, или их комбинация, или подобное, способное декодировать вышеупомянутые закодированные данные. Например, терминальное устройство 3106 может включать в себя устройство-получатель 14, описанное выше. Когда закодированные данные включают в себя видео, видеодекодеру 30, включенному в терминальное устройство, отдается приоритет для выполнения видеодекодирования. Когда закодированные данные включают в себя аудио, аудиодекодеру, включенному в терминальное устройство, отдается приоритет для выполнения обработки аудиодекодирования.
Для терминального устройства со своим дисплеем, например смартфона или планшета 3108, компьютера или ноутбука 3110, сетевого видеорегистратора (NVR) / цифрового видеорегистратора (DVR) 3112, телевизора 3114, карманного персонального компьютера (КПК) 3122 или устанавливаемого на транспортное средство устройства 3124, терминальное устройство может передавать декодированные данные на свой дисплей. Для терминального устройства, не оборудованного дисплеем, такого как STB 3116, система 3118 видеоконференцсвязи или система 3120 видеонаблюдения, контакт в нем устанавливается с внешним дисплеем 3126 для приема и показа декодированных данных.
Когда каждое устройство в этой системе выполняет кодирование или декодирование, может использоваться устройство кодирования изображений или устройство декодирования изображений, как показано в вышеупомянутых вариантах осуществления.
ФИГ. 14 является схемой, показывающей структуру примерного терминального устройства 3106. После того, как терминальное устройство 3106 принимает поток от устройства 3102 захвата, блок 3202 обработки протокола анализирует протокол передачи упомянутого потока. Протокол включает в себя, но без ограничения упомянутым, протокол потоковой передачи в реальном времени (RTSP), протокол передачи гипертекста (HTTP), протокол потоковой передачи HTTP Live (HLS), MPEG-DASH, транспортный протокол реального времени (RTP), протокол обмена сообщениями в реальном времени (RTMP) или любую их комбинацию, или подобное.
После того, как блок 3202 обработки протокола обработает поток, генерируется файл потока. Файл выводится в блок 3204 демультиплексирования. Блок 3204 демультиплексирования может разделять мультиплексированные данные на закодированные аудиоданные и закодированные видеоданные. Как описано выше, в других практических сценариях, например, в системе видеоконференцсвязи, закодированные аудиоданные и закодированные видеоданные не мультиплексируются. В этой ситуации кодированные данные передаются на видеодекодер 3206 и аудиодекодер 3208 без использования блока 3204 демультиплексирования.
Посредством обработки демультиплексирования генерируются элементарный видеопоток (ES), аудио ES и, опционально, субтитры. Видеодекодер 3206, который включает в себя видеодекодер 30, описанный в вышеупомянутых вариантах осуществления, декодирует видео ES с помощью способа декодирования, как показано в вышеупомянутых вариантах осуществления, для генерирования видеокадра и подает эти данные в блок 3212 синхронизации. Аудиодекодер 3208 декодирует аудио ES для генерирования аудиокадра и подает эти данные в блок 3212 синхронизации. В качестве альтернативы видеокадр может сохраняться в буфере (не показан на ФИГ. 14) перед его подачей в блок 3212 синхронизации. Точно так же аудиокадр может сохраняться в буфере (не показан на ФИГ. 14) перед его подачей в блок 3212 синхронизации.
Блок 3212 синхронизации синхронизирует видеокадр и аудиокадр и подает видео/аудио в видео/аудио дисплей 3214. Например, блок 3212 синхронизации синхронизирует представление видео и аудио информации. Информация может кодироваться в синтаксисе с использованием временных меток, касающихся представления кодированных аудио- и видеоданных, а также временных меток, касающихся доставки самого потока данных.
Если субтитр включен в поток, декодер 3210 субтитров декодирует субтитр и синхронизирует его с видеокадром и аудиокадром и передает видео/аудио/субтитр на дисплей 3216 видео/аудио/субтитров.
Настоящее изобретение не ограничивается вышеупомянутой системой, и либо устройство кодирования изображений, либо устройство декодирования изображений из вышеупомянутых вариантов осуществления может быть включено в другую систему, например, автомобильную систему.
Математические операторы
Математические операторы, используемые в этой заявке, аналогичны тем, которые используются в языке программирования C. Однако результаты операций целочисленного деления и арифметического сдвига определяются более точно, а также определяются дополнительные операции, такие как возведение в степень и вещественнозначное деление. Соглашения о нумерации и подсчете определяют начало с 0, например, «первый» эквивалентен 0-му, «второй» эквивалентен 1-му и т. д.
Арифметические операторы
Следующие арифметические операторы определены следующим образом:
Логические операторы
Следующие логические операторы определены следующим образом:
x && y - Булево логическое «и» между x и y
x | | y - Булево логическое «или» между x и y
! - Булево логическое «не»
x ? y : z - Если значением x является ИСТИНА или оно не равно 0, принимается значение y; иначе, принимается значение z.
Реляционные операторы
Следующие реляционные операторы определены следующим образом:
> - Больше
>= - Больше или равно
< - Меньше
<= - Меньше или равно
= = - Равно
!= - Не равно
Когда реляционный оператор применяется к синтаксическому элементу или переменной, которому(ой) присвоено значение «na» (не применимо), значение «na» обрабатывается как отдельное значение для синтаксического элемента или переменной. Значение «na» не считается равным любому другому значению.
Побитовые операторы
Следующие побитовые операторы определены следующим образом:
& Побитовое «и». При работе с целочисленными аргументами оперирует над представлением дополнения до двух целочисленного значения. При работе над двоичным аргументом, который содержит меньше битов, чем другой аргумент, более короткий аргумент расширяется путем добавления более значащих битов, равных 0.
| Побитовое «или». При работе с целочисленными аргументами оперирует над представлением дополнения до двух целочисленного значения. При работе над двоичным аргументом, который содержит меньше битов, чем другой аргумент, более короткий аргумент расширяется путем добавления более значащих битов, равных 0.
^ Побитовое «исключающее ИЛИ». При работе с целочисленными аргументами оперирует над представлением дополнения до двух целочисленного значения. При работе над двоичным аргументом, который содержит меньше битов, чем другой аргумент, более короткий аргумент расширяется путем добавления более значащих битов, равных 0.
x>>y Арифметический сдвиг вправо целочисленного представления дополнения до двух x на y двоичных разрядов. Эта функция определена только для неотрицательных целочисленных значений y. Биты, сдвинутые в старшие биты (MSB) в результате сдвига вправо, имеют значение, равное MSB x до операции сдвига.
x<<y Арифметический сдвиг влево целочисленного представления дополнения до двух x на y двоичных разрядов. Эта функция определена только для неотрицательных целочисленных значений y. Биты, сдвинутые в младшие биты (LSB) в результате сдвига влево, имеют значение, равное 0.
Операторы присваивания
Следующие арифметические операторы определены следующим образом:
= Оператор присваивания
++ Приращение, т.е. x++ эквивалентно x=x+1; при использовании в индексе массива принимает значение переменной до операции приращения.
−− Уменьшение, т.е. x−− эквивалентно x=x-1; при использовании в индексе массива принимает значение переменной до операции уменьшения.
+= Приращение на указанную величину, т.е. x += 3 эквивалентно x=x+3, а x+=(−3) эквивалентно x=x+(−3).
−= Уменьшение на указанную величину, т.е. x −= 3 эквивалентно x=x−3, а x−=(−3) эквивалентно x=x−(−3).
Обозначение диапазона
Следующее обозначение используется для указания диапазона значений:
x=y..z x принимает целочисленные значения от y до z, включительно, где x, y и z являются целыми числами, а z больше y.
Математические функции
Определены следующие математические функции:
Abs( x ) = 
Asin( x ) тригонометрическая функция арксинуса, работающая с аргументом x, который находится в диапазоне от -1,0 до 1,0 включительно, с выходным значением в диапазоне от -π÷2 до π÷2 включительно в единицах радиан.
Atan( x ) тригонометрическая функция арктангенса, работающая с аргументом x, с выходным значением в диапазоне от −π÷2 до π÷2 включительно в единицах радиан.
Atan2( y, x ) = 
Ceil( x ) наименьшее целое число, большее или равное x.
Clip1Y( x ) = Clip3( 0, ( 1 << BitDepthY ) − 1, x )
Clip1C( x ) = Clip3( 0, ( 1 << BitDepthC ) − 1, x )
Clip3( x, y, z ) = 
Cos( x ) тригонометрическая функция косинуса, работающая с аргументом x в единицах радиан.
Floor( x ) наибольшее целое число, меньшее или равное x.
GetCurrMsb( a, b, c, d ) = 
Ln( x ) натуральный логарифм x (логарифм по основанию e, где e - постоянная основания натурального логарифма 2,718 281 828 ...).
Log2( x ) логарифм x по основанию 2.
Log10( x ) логарифм x по основанию 10.
Min( x, y ) = 
Max( x, y ) = 
Round( x ) = Sign( x ) * Floor( Abs( x ) + 0,5 )
Sign( x ) = 
Sin( x ) тригонометрическая функция синуса, работающая с аргументом x в единицах радиан.
Sqrt( x ) = 
Swap( x, y ) = ( y, x )
Tan( x ) тригонометрическая функция тангенса, работающая с аргументом x в единицах радиан.
Порядок приоритетности операций
Когда порядок приоритетности в выражении явно не указан с помощью круглых скобок, применяются следующие правила:
- Операции с более высоким приоритетом оцениваются перед любой операцией с более низким приоритетом.
- Операции с одинаковым приоритетом оцениваются последовательно слева направо.
В таблице ниже указан приоритет операций от наивысшего к низшему; более высокая позиция в таблице указывает на более высокий приоритет.
Для тех операторов, которые также используются в языке программирования C, порядок приоритетности, используемый в этом описании, является таким же, что и в языке программирования C.
Таблица: Приоритетность операций от наивысшего (в верхней части таблицы) до низшего (в нижней части таблицы)
» «x % y»
»
Текстовое описание логических операций
В тексте определение логических операций, которое математически бы описывалось в следующей форме:
if( условие 0 )
определение 0
else if( условие 1 )
определение 1
...
else /* информативный комментарий по оставшемуся условию */
определение n
может быть описано следующим образом:
... как указано ниже / ... применяется следующее:
- If условие 0, определение 0
- Иначе, If условие 1, определение 1
- ...
- Иначе (информативный комментарий по оставшемуся условию), определение n
Каждое определение «If ... Иначе, If ... Иначе, ...» в тексте вводится словами «... как указано ниже» или «...применяется следующее», за которым сразу следует «If ...». Последним условием «If ... Иначе, If ... Иначе, ...» всегда является «Иначе, ...». Чередование определений «If ... Иначе, If ... Иначе, ...» могут быть идентифицированы путем сопоставления «... как указано ниже» или «... применяется следующее» с завершающим «Иначе, ...».
В тексте определение логических операций, которое математически бы описывалось в следующей форме:
if( условие 0a && условие 0b )
определение 0
else if( условие 1a | | условие 1b )
определение 1
...
else
определение n
может быть описано следующим образом:
... как указано ниже / ... применяется следующее:
- Если все из следующих условий истинны, определение 0:
-- условие 0a
-- условие 0b
- Иначе, если истинными являются одно или более из следующих условий, определение 1:
-- условие 1a
-- условие 1b
- ...
- Иначе, определение n
В тексте определение логических операций, которое математически бы описывалось в следующей форме:
if( условие 0 )
определение 0
if( условие 1 )
определение 1
может быть описано следующим образом:
Когда условие 0, определение 0
Когда условие 1, определение 1.
Хотя варианты осуществления данного изобретения были в основном описаны на основе видеокодирования, следует отметить, что варианты осуществления системы 10 кодирования, кодера 20 и декодера 30 (и, соответственно, системы 10), а также другие варианты осуществления, описанные в данном документе, также могут быть выполнены с возможностью обработки или кодирования неподвижного изображения, т.е. обработки или кодирования отдельного изображения независимо от любого предшествующего или последующего изображения, как при видеокодировании. В общем, только блоки 244 интер-предсказания (кодер) и 344 (декодер) могут не быть доступны в случае, если кодирование для обработки изображения ограничено одним изображением 17. Все другие функциональные возможности (также именуемые инструментами или технологиями) видеокодера 20 и видеодекодера 30 могут в равной степени использоваться для обработки неподвижных изображений, например вычисления 204/304 остатка, преобразования 206, квантования 208, обратного квантования 210/310, (обратного) преобразования 212/312, разделения 262/362, интра-предсказания 254/354 и/или контурной фильтрации 220, 320 и энтропийного кодирования 270 и энтропийного декодирования 304.
Варианты осуществления, например кодера 20 и декодера 30, а также описанные в данном документе функции, например применительно к кодеру 20 и декодеру 30 могут быть реализованы аппаратным обеспечением, программным обеспечением, микропрограммным обеспечением или любой их комбинацией. Если реализованы в программном обеспечении, функции могут храниться на считываемом компьютером носителе или передаваться через среду связи в виде одной или более инструкций, или кода и исполняться аппаратным блоком обработки. Считываемые компьютером носители могут включать в себя считываемые компьютером носители, которые соответствуют материальному носителю, например носителю данных, или среде связи, в том числе любой среде, которая обеспечивает передачу компьютерной программы из одного места в другое, например, согласно протоколу связи. Таким образом, считываемые компьютером носители обычно могут соответствовать (1) материальным считываемым компьютером носителям, которые являются долговременными, или (2) среде связи, такой как сигнал или несущая волна. Носители данных могут быть любыми доступными носителями, к которым может быть осуществлен доступ одним или более компьютерами, или одним или более процессорами для извлечения инструкций, кода и/или структур данных для реализации методик, описанных в этом раскрытии. Компьютерный программный продукт может включать в себя считываемый компьютером носитель.
В качестве примера, а не ограничения, такие считываемые компьютером носители могут содержать RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM или другое хранилище на оптическом диске, хранилище на магнитном диске или другие магнитные запоминающие устройства, флэш-память или любой другой носитель, который может использоваться для хранения желаемого программного кода в форме инструкций или структур данных и может быть доступен для компьютера. Кроме того, любое соединение правильно называть считываемой компьютером средой. Например, если инструкции передаются с веб-сайта, сервера или другого удаленного источника с использованием коаксиального кабеля, оптоволоконного кабеля, витой пары, цифровой абонентской линии (DSL) или беспроводных технологий, таких как инфракрасная-, радио- и микроволновая- связь, тогда коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель, витая пара, DSL или беспроводные технологии, такие как инфракрасная-, радио- и микроволновая- связь, включаются в определение носителя. Однако следует понимать, что считываемые компьютером носители и носители хранения данных не включают в себя соединения, несущие волны, сигналы или другие кратковременные носители, а вместо этого направлены на долговременные, материальные запоминающие носители. Диск (disk) и диск (disc), используемые в данном документе, включают в себя компакт-диск (CD), лазерный диск, оптический диск, цифровой универсальный диск (DVD), дискету и диск Blu-ray, где диски (disks) обычно воспроизводят данные магнитным образом, а диски (discs) воспроизводят данные оптически с помощью лазеров. Комбинации вышеперечисленного также должны быть включены в объем считываемых компьютером носителей.
Инструкции могут исполняться одним или более процессорами, такими как один или более цифровых сигнальных процессоров (DSP), микропроцессоров общего назначения, интегральных схем специального назначения (ASIC), программируемых вентильных матриц (FPGA) или других эквивалентных интегральных или дискретных логических схем. Соответственно, термин «процессор», используемый в данном документе, может относиться к любой из вышеупомянутой структуры или любой другой структуре, подходящей для реализации методик, описанных в данном документе. Кроме того, в некоторых аспектах описанные здесь функциональные возможности могут быть предоставлены в рамках специализированных аппаратных и/или программных модулей, выполненных с возможностью кодирования и декодирования или включенных в объединенный кодек. Кроме того, методики могут быть полностью реализованы в одной или более схемах, или логических элементах.
Методики этого раскрытия могут быть реализованы в большом количестве устройств или аппаратных компонентов, в том числе беспроводной телефон, интегральная схема (ИС) или набор ИС (например, набор микросхем). В этом раскрытии описаны различные компоненты, модули или блоки, чтобы подчеркнуть функциональные аспекты устройств, выполненных с возможностью выполнения раскрытых технологий, но не обязательно требующих реализации различными аппаратными блоками. Скорее, как описано выше, различные блоки могут быть объединены в аппаратный блок кодека или предоставлены совокупностью взаимодействующих аппаратных блоков, в том числе один или более процессоров, как описано выше, вместе с подходящим программным обеспечением и/или микропрограммным обеспечением.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| ВЫЧИСЛЕНИЕ РАССТОЯНИЯ ДО ВЫБОРКИ ДЛЯ РЕЖИМА ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО ДЕЛЕНИЯ | 2020 |
|
RU2826830C2 |
| ПРОЦЕСС КОДИРОВАНИЯ ДЛЯ РЕЖИМА ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО РАЗДЕЛЕНИЯ | 2020 |
|
RU2822450C1 |
| СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ О ДВИЖЕНИИ | 2023 |
|
RU2815734C1 |
| СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ О ДВИЖЕНИИ | 2019 |
|
RU2793825C1 |
| ВЫВЕДЕНИЕ ВЕСА ВЫБОРКИ ЦВЕТНОСТИ ДЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО РЕЖИМА РАЗДЕЛЕНИЯ | 2020 |
|
RU2814812C2 |
| СПОСОБ И АППАРАТНЫЙ КОМПОНЕНТ СИГНАЛИЗАЦИИ ЧИСЛА КАНДИДАТОВ ДЛЯ РЕЖИМА СЛИЯНИЯ | 2021 |
|
RU2823267C1 |
| СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ ВИДЕО | 2020 |
|
RU2801587C1 |
| КОДЕР, ДЕКОДЕР И СООТВЕТСТВУЮЩИЕ СПОСОБЫ ИНТРА-ПРЕДСКАЗАНИЯ | 2020 |
|
RU2822448C2 |
| КОДЕР, ДЕКОДЕР И СООТВЕТСТВУЮЩИЕ СПОСОБЫ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ ВЫСОКОУРОВНЕВЫЙ ФЛАГ РАЗРЕШЕНИЯ DCT2 | 2020 |
|
RU2821334C2 |
| СПОСОБ И УСТРОЙСТВО СОГЛАСОВАНИЯ ВЗВЕШЕННОГО ПРЕДСКАЗАНИЯ С НЕПРЯМОУГОЛЬНЫМИ РЕЖИМАМИ СЛИЯНИЯ | 2021 |
|
RU2821011C1 |
Изобретение относится к средствам кодирования и декодирования битового потока. Технический результат – улучшение степени сжатия с минимальными потерями качества изображения или вообще без таких потерь. Получают значение указателя для текущего блока согласно битовому потоку. Получают значение первого параметра для текущего блока и значение второго параметра для текущего блока согласно значению указателя и предопределенной таблице поиска, получение значения расстояния выборки для выборки, которая находится в текущем блоке, согласно значению первого параметра и значению второго параметра. Получают значение предсказания для выборки согласно значению расстояния выборки для выборки. при этом индикатором является merge_gpm_partition_idx, при этом первым параметром является angleIdx, который представляет угол для разделения текущего блока, при этом вторым параметром является distanceIdx, который представляет расстояние для разделения текущего блока. 7 н. и 7 з.п. ф-лы, 18 ил., 4 табл.
1. Способ декодирования, реализуемый устройством декодирования, содержащий:
получение битового потока; и
выполнение декодирования посредством:
получения значения указателя для текущего блока согласно битовому потоку;
получения значения первого параметра для текущего блока и значения второго параметра для текущего блока согласно значению указателя и предопределенной таблице поиска;
получения значения расстояния выборки для выборки, которая находится в текущем блоке, согласно значению первого параметра и значению второго параметра; и
получения значения предсказания для выборки согласно значению расстояния выборки для выборки,
при этом предопределенной таблицей поиска является
при этом указателем является merge_gpm_partition_idx, при этом первым параметром является angleIdx, который представляет угол для разделения текущего блока, при этом вторым параметром является distanceIdx, который представляет расстояние для разделения текущего блока.
2. Способ по п. 1, в котором второй параметр специфицирует индекс расстояния геометрического раздела, или второй параметр описывает расстояние от линии разграничения до центра текущего блока.
3. Способ по любому из пп. 1, 2, в котором получение значения предсказания для выборки согласно значению расстояния выборки для выборки содержит:
вычисление двух весовых коэффициентов согласно значению расстояния выборки; и
получение значения предсказания для выборки согласно первому значению предсказания, второму значению предсказания и упомянутым двум весовым коэффициентам.
4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором значение расстояния выборки представляет расстояние по горизонтали или расстояние по вертикали, или комбинацию расстояний по вертикали и по горизонтали от упомянутой выборки до линии разграничения, при этом линия разграничения используется для деления блока кодирования на два субблока.
5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором предопределенная таблица поиска содержит пары первого и второго параметров,
при этом когда первый параметр в паре представляет угол, соответствующий одному из углов 0, 45, 90, 135, 180, 225, 270 или 315 градусов, соответствующий второй параметр в этой паре не представляет расстояние в ноль выборок от центра текущего блока.
6. Способ по любому из пп.1-5, в котором предопределенная таблица поиска содержит пары первых и вторых параметров,
при этом первый параметр в паре представляет угол, не соответствующий одному из углов 0, 45, 90, 135, 180, 225, 270 или 315 градусов, а соответствующий второй параметр в этой паре представляет расстояние в ноль выборок от центра текущего блока.
7. Способ по любому из пп.1-6, в котором предопределенная таблица поиска содержит пары первого и второго параметров,
при этом первый параметр в паре представляет угол, соответствующий одному из углов 0, 45, 90, 135, 180, 225, 270 или 315 градусов, а соответствующий второй параметр в этой паре представляет расстояние в ноль выборок от центра текущего блока.
8. Декодер (30), содержащий схему обработки для выполнения способа по любому из пп. 1-7.
9. Декодер, содержащий:
один или более процессоров; и
долговременный считываемый компьютером носитель, связанный с процессорами и хранящий программную часть для исполнения процессорами, причем программная часть, когда исполняется процессорами, конфигурирует декодер для выполнения способа по любому из пп.1-7.
10. Способ кодирования, реализуемый устройством кодирования, содержащий:
выбор значения первого параметра и значения второго параметра;
получение индексного значения согласно значению первого параметра, значению второго параметра и таблице поиска; и
кодирование индексного значения в битовый поток,
при этом предопределенной таблицей поиска является
при этом индексным значением является merge_gpm_partition_idx, при этом первым параметром является angleIdx, который представляет угол для разделения текущего блока, при этом вторым параметром является distanceIdx, который представляет расстояние для разделения текущего блока.
11. Способ по п. 10, при этом способ дополнительно содержит:
вычисление расстояния выборки для выборки в блоке кодирования;
вычисление весовых коэффициентов, соответствующих выборке, согласно вычисленному расстоянию выборки; и
вычисление объединенного значения предсказания для выборки согласно первому значению предсказания, второму значению предсказания и упомянутым весовым коэффициентам.
12. Кодер, содержащий:
один или более процессоров; и
долговременный считываемый компьютером носитель, связанный с процессорами и хранящий программную часть для исполнения процессорами, причем программная часть, когда исполняется процессорами, конфигурирует кодер для выполнения способа по п. 10 или 11.
13. Считываемый компьютером носитель, содержащий исполняемые процессором инструкции для выполнения способа по любому из пп.1-7.
14. Считываемый компьютером носитель, содержащий исполняемые процессором инструкции для выполнения способа по любому из пп.10-11.
| Способ приготовления лака | 1924 |
|
SU2011A1 |
| Изложница с суживающимся книзу сечением и с вертикально перемещающимся днищем | 1924 |
|
SU2012A1 |
| Способ получения цианистых соединений | 1924 |
|
SU2018A1 |
| КОДИРОВАНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ ВИДЕО | 2012 |
|
RU2571509C2 |
