КОДЕР, ДЕКОДЕР И СООТВЕТСТВУЮЩИЕ СПОСОБЫ ДЛЯ УПРОЩЕНИЯ СИГНАЛИЗАЦИИ ЗАГОЛОВКА КАРТИНКИ Российский патент 2024 года по МПК H04N19/52 H04N19/159 H04N19/70 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА СВЯЗАННЫЕ ЗАЯВКИ

Эта патентная заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке США №. 62/913,730, поданной 10 октября 2019 г., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Варианты осуществления настоящей заявки (раскрытие) в основном относятся к области обработки картинки и, более конкретно, к упрощению сигнализации заголовка картинки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Видеокодировка (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 существенным, что может привести к трудностям, когда эти данные должны передаваться в потоковом режиме или иным образом сообщаться 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 кодирования видеоданных перед передачей или хранением, тем самым уменьшая количество данных, необходимых для представления цифровых видеоизображений. Сжатые данные затем принимаются устройством декомпрессии видео получателя, которое декодирует видеоданные. С ограниченными сетевыми ресурсами и постоянно растущими требованиями к более высокому качеству видео, желательно упрощение сигнализации заголовка картинки.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Варианты осуществления настоящей заявки обеспечивают аппаратуры и способы для кодирования и декодирования согласно независимым пунктам формулы изобретения.

Вышеупомянутые и другие цели достигаются изобретением по независимым пунктам формулы изобретения. Дополнительные формы реализации очевидны из зависимых пунктов формулы изобретения, описания и фигур.

Согласно первому аспекту изобретение относится к способу кодировки, реализуемому устройством декодирования. Способ включает в себя синтаксический анализ битового потока для получения флага из заголовка картинки битового потока, при этом флаг указывает, является ли текущая картинка I-картинкой.

Когда флаг указывает, что текущей картинкой является I-картинка, синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, выводится как значение по умолчанию; или когда флаг указывает, что текущая картинка является картинкой P или B, получение синтаксического элемента, предназначенного для внешнего предсказания, из заголовка картинки.

Синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, включает в себя один или несколько из следующих элементов: pic_log2_diff_min_qt_min_cb_inter_slice, pic_max_mtt_hierarchy_depth_inter_slice, pic_log2_diff_max_bt_min_qt_inter_slice, pic_log2_diff_max_tt_min_qt_inter_slice, pic_cu_qp_delta_subdiv_inter_slice, pic_cu_chroma_qp_offset_subdiv_inter_slice, pic_temporal_mvp_enabled_flag, mvd_l1_zero_flag, pic_fpel_mmvd_enabled_flag или pic_disable_bdof_dmvr_flag.

Согласно второму аспекту изобретение относится к способу кодировки, реализуемому устройством кодирования. Способ включает в себя определение, является ли текущая картинка I-картинкой; и

отправку битового потока на устройство декодирования, при этом заголовок картинки битового потока включает в себя флаг, указывающий, является ли текущая картинка I-картинкой; и при этом, когда текущей картинкой является I-картинка, синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, не сигнализируется в заголовке картинки; или когда текущей картинкой является картинка P или B, в заголовке картинки сигнализируется синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания.

Способ согласно первому аспекту изобретения может быть выполнен аппаратурой согласно третьему аспекту изобретения. Дополнительные признаки и формы реализации способа согласно третьему аспекту изобретения соответствуют особенностям и формам реализации аппаратуры согласно первому аспекту изобретения.

Способ согласно второму аспекту изобретения может быть выполнен аппаратурой согласно четвертому аспекту изобретения. Дополнительные признаки и формы реализации способа согласно четвертому аспекту изобретения соответствуют особенностям и формам реализации аппаратуры согласно второму аспекту изобретения.

Согласно пятому аспекту изобретение относится к аппаратуре для декодирования видеопотока, включающей в себя процессор и память. Память хранит инструкции, которые предписывают процессору выполнять способ согласно первому аспекту.

Согласно шестому аспекту изобретение относится к аппаратуре для кодирования видеопотока, включающему в себя процессор и память. Память хранит инструкции, которые заставляют процессор выполнять способ согласно второму аспекту.

Согласно седьмому аспекту предложен считываемый компьютером носитель, на котором хранятся инструкции, которые при исполнении обеспечивают работу одного или более процессоров, выполненных с возможностью кодировки видеоданных. Инструкции побуждают один или более процессоров выполнять способ согласно первому или второму аспекту или любому возможному варианту осуществления первого или второго аспекта.

Согласно восьмому аспекту изобретение относится к компьютерной программе, содержащей программный код для выполнения способа согласно первому или второму аспекту или любому возможному варианту осуществления первого или второго аспекта при исполнении на компьютере.

Как обсуждалось выше, посредством указания, является ли текущая картинка I-картинкой в заголовке картинки битового потока, синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, не сигнализируется в заголовке картинки, когда текущая картинка является I-картинкой. Таким образом, варианты осуществления могут упростить сигнализацию заголовка картинки для всех внутренних картинок, т. е. I картинки. Соответственно уменьшаются накладные расходы на сигнализацию.

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

В следующих вариантах осуществления изобретения описаны более подробно со ссылкой на сопровождающие фигуры и чертежи, на которых:

Фиг. 1A является блок-схемой, показывающей пример системы видеокодировки, выполненной с возможностью реализации вариантов осуществления изобретения;

Фиг.1B является блок-схемой, показывающей другой пример системы видеокодировки, 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 пример структуры видеодекодера, выполненного с возможностью реализации вариантов осуществления изобретения;

Фиг. 4 является блок-схемой, иллюстрирующей пример аппаратуры кодирования или аппаратуры декодирования;

Фиг. 5 является блок-схемой, иллюстрирующей другой пример аппаратуры кодирования или аппаратуры декодирования;

Фиг. 6 - пример синтаксиса RBSP набора параметров картинки;

Фиг. 7 является примером синтаксиса RBSP набора параметров картинки;

Фиг. 8 - пример синтаксиса набора параметров адаптации;

Фиг. 9 является примером общего синтаксиса заголовка слайса;

Фиг. 10а представляет собой пример синтаксической структуры единицы дерева кодировки;

Фиг. 10b - пример синтаксиса заголовка картинки;

Фиг. 11 - еще один пример общего синтаксиса заголовка слайса;

Фиг. 12 показана блок-схема 1200, иллюстрирующая способ, реализованный устройством кодирования;

Фиг. 13 показывает блок-схему 1300, иллюстрирующую способ, реализованный устройством декодирования;

Фиг. 14 иллюстрирует конфигурацию устройства кодирования;

Фиг. 15 иллюстрирует конфигурацию устройства декодирования;

Фиг. 16 представляет собой блок-схему, показывающую примерную структуру системы 3100 поставки контента, которая реализует услугу доставки контента; и

Фиг. 17 является блок-схемой, показывающей структуру примерного терминального устройства.

Следующие идентичные ссылочные позиции относятся к идентичным или, по меньшей мере, функционально эквивалентным функциям, если явно не указано иное.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

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.

Видеокодировка обычно относится к обработке последовательности картинок, которые образуют видео или видеопоследовательность. Вместо термина «картинка» можно использовать термин «кадр» или «изображение» как синонимы в области видеокодировки. Видеокодировка (или кодировка в целом) состоит из двух частей: видеокодирование и видеодекодирование. Видеокодирование выполняется на стороне источника и обычно содержит обработку (например, посредством сжатия) исходных видеокартинок для сокращения объема данных, требуемого для представления видеокартинок (для более эффективного хранения и/или передачи). Видеодекодирование выполняется на стороне получателя (адресата) и обычно содержит обратную обработку по сравнению с кодером для восстановления видеокартинок. Варианты осуществления, относящиеся к «кодировке» видеокартинок (или картинок в целом), должны пониматься как относящиеся к «кодированию» или «декодированию» видеокартинок или соответствующих видеопоследовательностей. Комбинация кодирующей части и декодирующей части также называется CODEC (кодирование и декодирование).

В случае видеокодировки без потерь исходные видеокартинки могут быть восстановлены, т. е. восстановленные видеокартинки имеют то же качество, что и исходные видеокартинки (при условии, что во время хранения или передачи не происходит потери передачи или других потерь данных). В случае видеокодировки с потерями выполняется дополнительное сжатие, например, посредством квантования, для сокращения объема данных, представляющих видеокартинок, которые не могут быть полностью восстановлены на декодере, т.е. качество восстановленных видеокартинок ниже или хуже по сравнению с качеством исходных видеокартинок.

Несколько стандартов видеокодировки принадлежат к группе «гибридных видеокодеков с потерями» (т.е. сочетают пространственное и временное предсказание в области выборки и кодирование с 2D преобразованием для применения квантования в области преобразования). Каждая картинка видеопоследовательности обычно разделяется на набор неперекрывающихся блоков, и кодировка обычно выполняется на уровне блоков (блочном уровне). Другими словами, в видеокодере видео обычно обрабатывается, то есть кодируется, на уровне блока (видеоблока), например с использованием пространственного (внутри картинки) предсказания и/или временного (вне картинке) 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 закодированному 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, внутреннее и внешнее предсказания) и/или восстановления для обработки, то есть кодировки (coding), последующих блоков.

В нижеследующих вариантах осуществления система 10 видеокодировки, видеокодер 20 и видеодекодер 30 описаны на основе Фиг. с 1 по 3.

Фиг. 1A представляет собой схематичное блочное представление, иллюстрирующее примерную систему 10 кодировки, например, систему 10 видеокодировки (или сокращенно систему 10 кодировки), которая может использовать методы из настоящей заявки. Видеокодер 20 (или сокращенно кодер 20) и видеодекодер 30 (или сокращенно декодер 30) системы 10 видеокодировки 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 кодировки содержит устройство-источник 12, выполненное с возможностью предоставления кодированных данных 21 картинки, например, в устройство-получатель 14 для декодирования кодированных данных 13 картинки.

Устройство-источник 12 содержит кодер 20 и может дополнительно, т.е. необязательно, содержать источник 16 картинки, препроцессор (или блок предварительной обработки) 18, например, препроцессор 18 картинки, а также интерфейс связи или блок 22 связи.

Источник 16 картинки может содержать или быть устройством захвата картинки любого типа, например, камерой для захвата картинки реального мира, и/или устройством генерирования картинки любого типа, например, процессором компьютерной графики для генерирования компьютерной анимированной картинки, или любым типом другого устройства для получения и/или предоставления картинки реального мира, генерируемой компьютером картинки (например, содержимого экрана, картинки виртуальной реальности (VR)) и/или любой их комбинации (например, картинки дополненной реальности (AR)). Источником картинки может быть любой тип памяти или хранилища, в котором хранятся любые из вышеупомянутых картинок.

В отличие от препроцессора 18 и обработки, выполняемой посредством блока 18 предварительной обработки, картинка или данные 17 картинки также могут именоваться необработанной (raw) картинкой или необработанными данными 17 картинки.

Препроцессор 18 выполнен с возможностью приема (необработанных) данных 17 картинки и выполнения предварительной обработки в отношении этих данных 17 картинки для получения предварительно обработанной картинки 19 или предварительно обработанных данных 19 картинки. Предварительная обработка, выполняемая препроцессором 18, может, например, содержать обрезку, преобразование цветового формата (например, из RGB в YCbCr), цветокоррекцию или шумоподавление. Можно понять, что блок 18 предварительной обработки может быть необязательным компонентом.

Видеокодер 20 выполнен с возможностью приема предварительно обработанных данных 19 картинки и предоставления кодированных данных 21 картинки (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 картинки и передачи этих кодированных данных 21 картинки (или любой их дополнительной 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. необязательно, 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 картинки (или любой их дополнительной обработанной версии), например, непосредственно от устройства-источника 12 или из любого другого источника, например запоминающего устройства, например, устройства хранения кодированных данных картинки, и предоставления кодированных данных 21 картинки в декодер 30.

Интерфейс 22 связи и интерфейс 28 связи могут быть выполнены с возможностью передачи или приема кодированных данных 21 картинки 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 картинки в соответствующий формат, например, в пакеты, и/или обработки кодированных данных картинки с использованием любого типа кодирования передачи или обработки для передачи по каналу 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 картинки.

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 картинки.

Декодер 30 выполнен с возможностью приема кодированных данных 21 картинки и предоставления декодированных данных 31 картинки или декодированной картинки 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 картинки (также называемых восстановленными данными картинки), например, декодированной картинки 31, чтобы получить пост-обработанные данные 33 картинки, например, пост-обработанную картинку 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 картинки для отображения, например, с помощью устройства 34 отображения.

Устройство 34 отображения из состава устройства-получателя 14 выполнено с возможностью приема пост-обработанных данных 33 картинки для отображения картинки, например, пользователю или зрителю. Устройство 34 отображения может представлять собой или содержать дисплей любого типа для представления восстановленной картинки, например, интегрированный или внешний дисплей или монитор. 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 основании описания, наличие и (точное) разделение функциональных возможностей различных блоков или функций в устройстве-источнике 12 и/или устройстве-получателе 14, как показано на Фиг.1A, может варьироваться 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 реализованы в программном обеспечении, устройство может хранить инструкции для программного обеспечения на подходящем долговременном машиночитаемом носителе данных и может выполнять инструкции в аппаратных средствах, используя один или более процессоров для выполнения методик этого раскрытия. 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 видеокодировки, проиллюстрированная на Фиг. 1A, является лишь примером, а методы настоящей заявки могут применяться к настройкам видеокодировки (такой 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 высокоэффективную видеокодировку (HEVC) или на эталонное программное обеспечение универсальной видеокодировки (VVC), стандарт видеокодировки следующего поколения, разрабатываемый объединенной группой сотрудничества по видеокодировке (JCT-VC) экспертной группы по видеокодировке ITU-T (VCEG) и экспертной группы по движущимся картинкам 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 методов настоящей заявки. 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 картинок, 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 внешнего предсказания, блок 254 внутреннего предсказания и блок 262 разделения. Блок 244 внешнего 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 картинок, блок 244 внешнего предсказания и блок 254 внутреннего 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 декодированных картинок (DPB) 230, блок 244 внешнего предсказания и блок 254 внутреннего предсказания также относятся к формированию «встроенного декодера» видеокодера 20.

Картинки и разделение картинок (картинки и блоки)

Кодер 20 может быть выполнен с возможностью приема, например, через ввод 201, картинки 17 (или данных 17 картинки), например, картинки из последовательности картинок, образующих видео или видеопоследовательность. Принятая картинка или данные картинки также могут представлять собой предварительно обработанную картинку 19 (или предварительно обработанные данные 19 картинки). Для простоты нижеследующее описание ссылается на картинку 17. Картинка 17 также может именоваться текущий картинкой или картинкой, которая подлежит кодированию (в частности, при видеокодировании, чтобы отличать текущую картинку от других картинок, например, ранее кодированных и/или декодированных картинок той же видеопоследовательности, т.е. видеопоследовательности, которая также содержит текущую картинку).

(Цифровая) картинка является или может рассматриваться как двумерный массив или матрица выборок со значениями интенсивности. Выборка в массиве также может упоминаться как пиксель (сокращенная форма элемента картинки) или pel (элемент картинки). Число выборок в горизонтальном и вертикальном направлении (или оси) массива или картинки определяет размер и/или разрешение картинки. Для представления цвета обычно используются три цветовые компоненты, т.е. картинка может быть представлена или включать в себя три массива выборок. В формате RBG или цветовом пространстве картинка содержит соответствующий массив красных, зеленых или синих выборок. Однако при видеокодировании каждый пиксель обычно представлен в формате яркости и цветности или цветовом пространстве, 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 полутоновой картинке), в то время как две компоненты Cb и Cr цветности (chrominance) (или сокращенно цветности (chroma)) представляют компоненты информации о цветности (chromaticity) или цвете. Соответственно, картинка в формате YCbCr содержит массив выборок яркости со значениями (Y) выборок яркости и два массива выборок цветности со значениями (Cb и Cr) цветности. Картикни в формате RGB могут быть конвертированы или преобразованы в формат YCbCr и наоборот, процесс также известен как цветовое преобразование или конвертация. Если картинка является монохромной, она может содержать только массив выборок яркости. Соответственно, картинка 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 картинки (не показан на Фиг. 2), выполненный с возможностью разделения картинки 17 на множество (обычно не перекрывающихся) блоков 203 картинки. Эти блоки также могут называться корневыми блоками, макроблоками (H.264/AVC) или блоками дерева кодировки (CTB) или единицами дерева кодировки (CTU) (H.265/HEVC и VVC). Блок разделения картинки может быть выполнен с возможностью использования одного и того же размера блока для всех картинок в видеопоследовательности и соответствующей сетки, определяющей размер блока, или изменения размера блока между картинками или подмножествами или группами картинок и разделения каждой картинки на соответствующие блоки.

В дополнительных вариантах осуществления видеокодер может быть выполнен с возможностью приема непосредственно блока 203 картинки 17, например, одного, нескольких или всех блоков, формирующих картинку 17. Блок 203 картинки также может именоваться текущим блоком картинки или блоком картинки, подлежащим кодировке.

Подобно картинке 17, блок 203 картинки снова является или может рассматриваться как двумерный массив или матрица выборок со значениями интенсивности (значениями выборок), хотя и меньшего размера, чем картинка 17. Другими словами, блок 203 может содержать, например, один массив выборок (например, массив яркости в случае монохромной картинки 17 или массив яркости или цветности в случае цветной картинки) или три массива выборок (например, яркость и два массива цветности в случае цветной картинки 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 массивом MxN выборок (M-столбец на N-строка) или массивом MxN коэффициентов преобразования.

Варианты осуществления видеокодера 20, показанные на Фиг. 2, могут быть выполнены с возможностью кодирования картинки 17 блок за блоком, например, кодирование и предсказание выполняется для каждого блока 203.

Варианты осуществления видеокодера 20, как показано на Фиг. 2, могут быть дополнительно выполнены с возможностью разделения и/или кодирования картинки с использованием слайсов (также именуемых видеослайсами), при этом картинка может быть разделена на или кодирована с использованием одного или более слайсов (обычно не перекрывающихся), и каждый слайс может содержать один или более блоков (например, CTU).

Варианты осуществления видеокодера 20, показанные на Фиг. 2, могут быть дополнительно выполнены с возможностью разделения и/или кодирования картинки с использованием групп тайлов (также называемых группами тайлов видео) и/или тайлов (также называемых тайлами видео), при этом картинка может быть разделена на или закодирована с использованием одной или более групп тайлов (обычно не перекрывающихся), и каждая группа тайлов может содержать, например, один или более блоков (например, CTU) или один или более тайлов, при этом каждый тайл, например, может иметь прямоугольную форму и может содержать один или более блоков (например, CTU), таких как полные или частичные блоки.

Вычисление остатка

Блок 204 вычисления остатка может быть выполнен с возможностью вычисления остаточного блока 205 (также именуемого остатком 205) на основе блока 203 картинки 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 картинки, 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 некоторым 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 некоторых 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 блок 206 обработки преобразования) могут быть выполнены с возможностью вывода параметров преобразования, например, типа преобразования или преобразований, например, непосредственно или кодированы или сжаты 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-битного коэффициента преобразования во время квантования, где n больше m. Степень квантования может быть изменена посредством регулировки параметра квантования (QP). Например, для скалярного квантования может применяться другое масштабирование для достижения более точного или более грубого квантования. Меньшие размеры шагов квантования соответствуют более точному 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 точному 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 блок 208 квантования) могут быть выполнены с возможностью вывода параметров квантования (QP), например, напрямую 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 фильтр устранения блочности, 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 контурный фильтр, в других конфигурациях блок 220 контурного фильтра может быть реализован как постконтурный 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 картинок

Буфер 230 декодированных картинок (DPB) может быть памятью, в которой хранятся опорные картинки или, в общем, данные опорных картинок 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 картинок может быть выполнен с возможностью сохранения одного или более фильтрованных блоков 221. Буфер 230 декодированных картинок может быть дополнительно выполнен с возможностью сохранения других ранее отфильтрованных блоков, например, ранее восстановленных и отфильтрованных блоков 221, той же самой текущей картинки или разных картинок, например, ранее восстановленных картинок, и может предоставлять полные ранее восстановленные, т.е. декодированные, картинки (и соответствующие опорные блоки и выборки) и/или частично восстановленную текущую картинку (и соответствующие опорные блоки и выборки), например, для внешнего предсказания. Буфер 230 декодированных картинок (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 внешнего предсказания и блок 254 внутреннего предсказания и выполнен с возможностью приема или получения исходных данных картинки, например, исходного блока 203 (текущего блока 203 текущей картинки 17), и восстановленных данных картинки, например, отфильтрованных и/или нефильтрованных восстановленных выборок или блоков той же самой (текущей) картинки и/или из одного или множества ранее декодированных картинок, например, из буфера 230 декодированных картинок или других буферов (например, линейного (строкового) буфера, не показан). Данные восстановленной картинки используются в качестве данных опорной картинки для предсказания, например, внешнего предсказания или внутреннего 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 (включая отсутствие разделения) и режима предсказания (например, режима внутреннего или внешнего предсказания) и генерации 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 сконфигурированы для выбора режима разделения и предсказания (например, из поддерживаемых или доступных для блока 260 выбора режима), которые обеспечивают наилучшее совпадение или, другими словами, минимальный остаток (минимальный остаток означает лучший результат) сжатия для передачи или хранения), или минимальную сигнализацию (минимальная сигнализация означает лучшее сжатие для передачи или хранения), или который учитывает или уравновешивает и то, и другое. 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 некоторой 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 разбиения (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 разбиения) и обработка предсказания (посредством блока 244 внешнего предсказания и блока 254 внутреннего предсказания), выполняемые 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 картинки. Что касается, например, HEVC и VVC, блок может быть или соответствовать единице дерева кодировки (CTU), единице кодировки (CU), единице предсказания (PU) и единице преобразования (TU) и/или соответствующим блокам, например, блоку дерева кодировки (CTB), блоку кодировки (CB), блоку преобразования (TB) или блоку предсказания (PB).

Например, единица дерева кодировки (CTU) может быть или содержать CTB выборок яркости, два соответствующих CTB выборок цветности картинки, которая имеет три массива выборок, или CTB выборок монохромной картинки или картинки, которая кодируется с использованием трех отдельных цветовых плоскостей и синтаксических структур, используемых для кодировки выборок. Соответственно, блок дерева кодировки (CTB) может быть N×N блоком выборок для некоторого значения N, так что деление компоненты на CTB является разделением. Единица кодировки (CU) может быть или содержать блок кодировки выборок яркости, два соответствующих блока кодировки выборок цветности картинки, которая имеет три массива выборок, или блок кодировки выборок монохромной картинки или картинки, которая кодируется с использованием трех отдельных цветовых плоскостей и синтаксических структур, используемых для кодировки выборок. Соответственно, блок кодировки (CB) может быть M×N блоком выборок для некоторых значений M и N, так что деление CTB на блоки кодировки является разделением.

В вариантах осуществления, например, согласно HEVC, блок дерева кодировки (CTU) может быть разбит на CU с использованием структуры квадродерева, обозначенной в качества дерева кодировки. Решение о том, следует ли кодировать область картинки с использованием предсказания вне картинки (временного) или внутри картинки (пространственного), принимается на уровне CU. Каждый CU может быть дополнительно разбит на одну, две или четыре PU в соответствии с типом разбиения на PU. Внутри одного 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 разбит на блоки (TU) преобразования в соответствии с другой структурой квадродерева, аналогичной дереву кодировки для CU.

В вариантах осуществления, например, в соответствии с разрабатываемым в настоящее время наиболее новым стандартом видеокодировки, который называется универсальная видеокодировка (VVC), для разделения блока кодировки используется, например, разделение комбинированного квадродерева и двоичного дерева (QTBT). В блочной структуре QTBT CU может иметь либо квадратную, либо прямоугольную форму. Например, блок дерева кодировки (CTU) сначала разделяется на структуру квадродерева. Листовые узлы квадродерева дополнительно разделяются двоичным деревом или тройчной (или тройной) древовидной структурой. Листовые узлы дерева разделения называются блоками кодировки (CU), и эта сегментация используется для обработки предсказания и преобразования без какого-либо дополнительного разделения. Это означает, что CU, PU и TU имеют одинаковый размер блока в структуре блока кодировки QTBT. Параллельно, вместе с блочной структурой QTBT можно использовать множественный раздел, например раздел троичного дерева.

В одном примере блок 260 выбора режима видеокодера 20 может быть выполнен с возможностью выполнения любого сочетания способов разделения, описанных в данном документе.

Как описано выше, видеокодер 20 выполнен с возможностью определения или выбора наилучшего или оптимального режима предсказания из набора (например, предопределенных) режимов предсказания. Набор режимов предсказания может содержать, например, режимы внутреннего предсказания и/или режимы внешнего предсказания.

Внутренне предсказание

Набор режимов внутреннего предсказания может содержать 35 различных режимов внутреннего 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 внутреннего предсказания, например, ненаправленные режимы, такие как режим DC (или среднего) и планарный режим, или направленные режимы, например, как определены для VVC.

Блок 254 внутреннего предсказания выполнен с возможностью использования восстановленных выборок соседних блоков одной и той же текущей картинки для генерации блока 265 внутреннего предсказания согласно режиму внутреннего предсказания набора режимов внутреннего предсказания.

Блок 254 внутреннего предсказания (или, в общем, блок 260 выбора режима) дополнительно выполнен с возможностью вывода параметров внутреннего предсказания (или, в общем, информации, указывающей выбранный режим внутреннего предсказания для блока) в блок 270 энтропийного кодирования в форме синтаксисических элементов 266 для включения в данные 21 кодированной картинки, чтобы, например, видеодекодер 30 мог принимать и использовать параметры предсказания для декодирования.

Внешнее предсказание

Набор (возможных) режимов внешнего предсказания зависит от доступных опорных картинок (то есть предыдущих, по меньшей мере, частично декодированных картинок, например, сохраненных в DBP 230) и других параметров внешнего предсказания, например, используется ли опорная картинка целиком или только часть, например, область окна поиска вокруг области текущего блока, опорной картинки 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 внешнего предсказания может включать в себя блок оценки движения (ME) и блок компенсации движения (MC) (оба на Фиг. 2 не показаны). Блок оценки движения может быть выполнен с возможностью приема или получения блока 203 картинки (блока 203 текущей картинки упомянутой текущей картинки 17) и декодированной картинки 231, или по меньшей мере одного или множества ранее восстановленных блоков, например восстановленных блоков одной или множества других/отличных ранее декодированных картинок 231, для оценки движения. Например, видеопоследовательность может содержать текущую картинку и ранее декодированные картинки 231 или, другими словами, текущая картинка и ранее декодированные картинки 231 могут быть частью или формировать последовательность картинок, образующих видеопоследовательность.

Кодер 20 может, например, быть выполнен с возможностью выбора опорного блока из множества опорных блоков одинаковых или разных картинок из множества других картинок и обеспечения опорной картинки (или индекса опорной картинки) и/или смещения (пространственного смещения) между позицией (x, y координатами) опорного блока и позицией текущего блока в качестве параметров внешнего предсказания в блок оценки движения. Это смещение также называется вектором движения (MV).

Блок компенсации движения выполнен с возможностью получения, например, приема параметра внешнего предсказания и выполнения внешнего предсказания на основе или с использованием параметра внешнего предсказания для получения блока 265 внешнего 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 кандидатных блоков предсказания, которые могут использоваться для кодирования блока картинки. После приема вектора движения для PU текущего блока картинки блок компенсации движения может определить местоположение блока предсказания, на который указывает вектор движения, в одном из списков опорных картинок.

Блок компенсации движения может также генерировать синтаксические элементы, связанные с блоками и слайсами видео, для использования видеодекодером 30 при декодировании блоков картинки слайса видео. В дополнение или в качестве альтернативы слайсам и соответствующим синтаксическим элементам могут генерироваться или использоваться группы тайлов и/или тайлы и соответствующие синтаксические элементы.

Энтропийное кодирование

Блок 270 энтропийного кодирования выполнен с возможностью применения, например, алгоритма или схемы энтропийного кодирования (например, схемы кодировки с переменной длиной (VLC), схемы контекстно-адаптивной VLC (CAVLC), схемы арифметической кодировки, бинаризации, контекстно-адаптивной двоичной арифметической кодировки (CABAC), основанной на синтаксисе контекстно-адаптивной двоичной арифметической кодировки (SBAC), энтропийной кодировки с разделением интервала вероятности (PIPE) или другого метода или методологии энтропийной кодировки) или обхода (без сжатия) в отношении квантованных коэффициентов 209, параметров внешнего предсказания, параметров внутреннего предсказания, параметров контурного фильтра и/или других синтаксических элементов для получения кодированных данных 21 картинки, 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. 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 картинки (например, кодированного битового потока 21), например, кодированных кодером 20, чтобы получить декодированную картинку 331. Кодированные данные картинки или битовый поток содержит информацию для декодирования кодированных данных картинки, например, данных, которые представляют блоки картинки кодированного слайса видео (и/или тайлов или групп тайлов) 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 картинок, блок 360 применения режима, блок 344 внешнего предсказания и блок 354 внутреннего предсказания. Блок 344 внешнего предсказания может быть или включать в себя блок компенсации движения. Видеодекодер 30 может, в некоторых примерах, выполнять этап декодирования, в целом обратный этапу 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 картинок, блок 344 внешнего предсказания и блок 354 внутреннего 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 картинок может быть идентичен по функции буферу 230 декодированных картинок. Следовательно, пояснения, предоставленные для соответствующих блоков и функций видеокодера 20, применимы соответственно и к соответствующим блокам и функциям видеодекодера 30.

Энтропийное декодирование

Модуль 304 энтропийного декодирования выполнен с возможностью синтаксического анализа битового потока 21 (или, в общем, данных 21 кодированной картинки) и выполнения, например, энтропийного декодирования для данных 21 кодированной картинки, чтобы получить, например, квантованные коэффициенты 309 и/или декодированные параметры кодировки (не показаны на Фиг.3), например, любые или все из параметров внешнего предсказания (например, индекс опорной картинки и вектор движения), параметр внутреннего предсказания (например, индекс или режим внутреннего предсказания), параметры преобразования, параметры квантования, параметры контурного фильтра и/или другие синтаксические элементы. Модуль 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 внешнего предсказания, параметра внутреннего предсказания и/или других синтаксических элементов блоку 360 применения режима и других параметров другим блокам декодера 30. Видеодекодер 30 может принимать синтаксические элементы на уровне видеослайса и/или уровне видеоблока. В дополнение или в качестве альтернативы слайсам и соответствующим синтаксическим элементам могут приниматься и/или использоваться группы тайлов и/или тайлы и соответствующие синтаксические элементы.

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 картинки (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 (или тайле или группе тайлов), 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 могут именоваться блоками 313 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 картинки (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

Модуль 320 контурного фильтра (либо в контуре кодировки, либо после контура кодировки) 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 фильтр устранения блочности, 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 320 контурного фильтра показан на Фиг.3 как контурный фильтр, в других конфигурациях блок 320 контурного фильтра может быть реализован как постконтурный фильтр.

Буфер декодированных картинок

Декодированные видеоблоки 321 картинки затем сохраняются в буфере 330 декодированных картинок, который сохраняет декодированные картинки 331 в качестве опорных картинок для последующей компенсации движения для других картинок и/или для вывода, соответственно, отображения.

Декодер 30 выполнен с возможностью вывода декодированной картинки 311, например, через вывод 312 для представления или просмотра пользователю.

Предсказание

Блок 344 внешнего предсказания может быть идентичен блоку 244 внешнего предсказания (в частности, блоку компенсации движения), а блок 354 внутреннего предсказания может быть идентичен блоку 254 внешнего 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 картинки (например, путем синтаксического анализа и/или декодирования, например, посредством блока 304 энтропийного декодирования). Блок 360 применения режима может быть выполнен с возможностью осуществления предсказания (внутреннего или внешнего предсказания) для каждого блока на основе восстановленных картинок, блоков или соответствующих выборок (фильтрованных или нефильтрованных) для получения блока 365 предсказания.

Когда видеослайс кодируется как внутренне кодируемый (I) слайс, блок 354 внутреннего предсказания блока 360 применения режима выполнен с возможностью генерирования блока 365 предсказания для блока картинки текущего видеослайса на основе просигнализированного режима внутреннего предсказания и данных из ранее декодированных блоков текущей картинки. Когда видеокартинка кодируется как внешнекодируемый (т.е. B или P) слайс, блок 344 внешнего предсказания (например, блок компенсации движения) блока 360 применения 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 внешнего предсказания блоки предсказания могут быть созданы из одной из опорных картинок в пределах одного из списков опорных картинок. Видеодекодер 30 может строить списки опорных кадров, Список 0 и Список 1, используя методы построения по умолчанию на основе опорных картинок, хранящихся в DPB 330. То же самое или подобное может применяться для или посредством вариантов осуществления с использованием групп тайлов (например, групп видеотайлов) и/или тайлов (например, видеотайлов) в дополнение или альтернативно к слайсам (например, видеослайсам), например, видео может быть кодировано с использованием групп I, P или B тайлов и/или тайлов.

Блок 360 применения режима выполнен с возможностью определения информации предсказания для видеоблока текущего видеослайса путем синтаксического анализа векторов движения или связанной информации 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, внутреннее или внешнее предсказание), используемого для кодировкиания видеоблоков видеослайса, типа слайса внешнего предсказания (например, B-слайс, P-слайс или GPB-слайс), информации построения для одного или более списков опорных картинок для слайса, векторов движения для каждого внешнекодированного видеоблока слайса, статуса внешнего предсказания для каждого внешнекодированного видеоблока слайса, а также другой информации для декодирования видеоблоков в текущем видеослайсе. То же самое или подобное может применяться для или посредством вариантов осуществления с использованием групп тайлов (например, групп видеотайлов) и/или тайлов (например, видеотайлов) в дополнение или альтернативно к слайсам (например, видеослайсам), например, видео может быть кодировано с использованием групп I, P или B тайлов и/или тайлов.

Варианты осуществления видеодекодера 30, как показано на Фиг. 3, могут быть выполнены с возможностью разделения и/или декодирования картинки с использованием слайсов (также именуемых видеослайсами), при этом картинка может быть разделена на или кодирована с использованием одного или более слайсов (обычно не перекрывающихся), и каждый слайс может содержать один или более блоков (например, CTU).

Варианты осуществления видеодекодера 30, показанные на Фиг. 3, могут быть выполнены с возможностью разделения и/или декодирования картинки с использованием групп тайлов (также называемых группами тайлов видео) и/или тайлов (также называемых тайлами видео), при этом картинка может быть разделена на или декодирована с использованием одной или более групп тайлов (обычно не перекрывающихся), и каждая группа тайлов может содержать, например один или более блоков (например, CTU) или один или более тайлов, при этом каждый тайл, напрмер, может иметь прямоугольную форму и может содержать один или более блоков (например, CTU), таких как полные или частичные блоки.

Другие варианты видеодекодера 30 могут использоваться для декодирования кодированных данных 21 картинки. 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 некоторых 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. Например, значение получаемого вектора движения (например, MV четырех субблоков 4×4 в одном блоке 8×8) ограничивается таким образом, чтобы максимальная разность между целыми частями MV четырех субблоков 4×4 не превышала N пикселей, например, была не более 1 пикселя. Здесь представлены два способа ограничения вектора движения в соответствии с bitDepth.

Способ 1: удаление MSB (старшего бита) переполнения посредством потоковых операций

где mvx представляет собой горизонтальную компоненту вектора движения блока изображения или субблока, mvy представляет собой вертикальную компоненту вектора движения блока изображения или субблока, а ux и uy указывает промежуточное значение;

Например, если значение mvx равно -32769, после применения формул (1) и (2) результирующее значение равняется 32767. В вычислительной 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).

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

где vx представляет собой горизонтальную компоненту вектора движения блока изображения или субблока, vy представляет собой вертикальную компоненту вектора движения блока изображения или субблока; x, y и z соответственно соответствуют трем входным значениям процесса усечения MV, а определение функции Clip3 является следующим:

Фиг. 4 является схематичным представлением устройства 400 видеокодировки согласно варианту осуществления настоящего раскрытия. Устройство 400 видеокодировки подходит для реализации раскрытых вариантов осуществления, которые описаны в данном документе. В варианте осуществления устройство 400 видеокодировки может быть декодером, таким как видеодекодер 30 по ФИГ. 1A, или кодером, таким как видеокодер 20 по ФИГ. 1А.

Устройство 400 видеокодировки 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 видеокодировки 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 кодировки. Модуль 470 кодировки реализует раскрытые варианты осуществления, описанные выше. Например, модуль 470 кодировки реализует, обрабатывает, подготавливает или предоставляет различные операции кодировки. Следовательно, включение модуля 470 кодировки обеспечивает существенное улучшение функциональных возможностей устройства 400 видеокодировки и обеспечивает трансформацию устройства 400 видеокодировки в другое состояние. В качестве альтернативы модуль 470 кодировки 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 аппаратуры 500, которая может использоваться как одно или оба из устройства-источника 12 и устройства-получателя 14 с Фиг. 1 согласно примерному варианту осуществления.

Процессор 502 в аппаратуре 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 некоторой 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 видеокодировки, которое выполняет описанные в данном документе способы.

Аппаратура 500 может также включать в себя одно или более устройств вывода, например, дисплей 518. Дисплей 518 может быть, в одном примере, дисплеем, чувствительным к касанию, 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 аппаратуры 500 может состоять из многочисленных шин. Кроме того, вторичное хранилище 514 может быть напрямую связано с другими компонентами аппаратуры 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, аппаратура 500 может быть реализована в самых разнообразных конфигурациях.

Наборы параметров

Наборы параметров в современных кодеках принципиально схожи и преследуют одни и те же основные цели разработки, а именно эффективность скорости передачи данных, устойчивость к ошибкам и предоставление интерфейсов системного уровня. В HEVC (H.265) существует иерархия наборов параметров, включающая в себя набор параметров видео (VPS), набор параметров последовательности (SPS) и набор параметров картинки (PPS), которые аналогичны своим аналогам в AVC и VVC. Каждый слайс ссылается на один активный PPS, SPS и VPS для доступа к информации, используемой для декодирования слайса. PPS содержит информацию, которая применяется ко всем слайсам в картинке, и, следовательно, все слайсы в картинке должны относиться к одному и тому же PPS. Слайсы в разных картинках также могут ссылаться на один и тот же PPS. Аналогичным образом, SPS содержит информацию, которая применяется ко всем картинкам в одной и той же кодируемой/декодируемой видеопоследовательности.

Хотя PPS может различаться для отдельных картинках, обычно многие или все картинки в кодируемой/декодируемой видеопоследовательности относятся к одному и тому же PPS. Повторное использование наборов параметров является эффективным с точки зрения битрейта, поскольку позволяет избежать многократной отправки совместно используемой информации. Он также является устойчивым к потерям, поскольку позволяет переносить содержимое набора параметров по более надежному внешнему каналу связи или часто повторять его в битовом потоке, чтобы гарантировать, что он не будет потерян.

В HEVC, чтобы идентифицировать для данного слайса активный набор параметров на каждом уровне иерархии типов набора параметров, каждый заголовок слайса содержит идентификатор PPS, который ссылается на конкретный PPS. Внутри PPS находится идентификатор, который ссылается на конкретный SPS. В свою очередь, внутри SPS есть идентификатор, который ссылается на конкретный VPS.

Набор параметров активируется, когда текущий кодированный слайс, подлежащий декодированию, ссылается на этот набор параметров. Все активные наборы параметров должны быть доступны для декодера при первом обращении к ним. Наборы параметров могут быть отправлены внутри или вне диапазона, а также могут быть отправлены повторно.

Наборы параметров могут быть получены в любом порядке.

Эти особенности наборов параметров обеспечивают повышенную устойчивость к ошибкам за счет устранения некоторых потерь наборов параметров в сети. Кроме того, использование наборов параметров позволяет декодировать отдельный слайс, даже если другой слайс в той же картинке терпит потери в сети, по сравнению с тем, если заголовок картинки, содержащий ту же информацию, присутствует в поднаборе слайсов картинки.

Набор параметров картинки (PPS)

PPS содержит параметры, которые могут изменяться для разных картинок в одной и той же закодированной видеопоследовательности. Однако несколько картинок могут относиться к одному и тому же PPS, даже с разными типами кодирования слайсов (I, P и B). Включение этих параметров в наборы параметров картинки, а не в заголовок слайса, может улучшить эффективность скорости передачи данных и обеспечить устойчивость к ошибкам при более надежной передаче PPS.

PPS содержит идентификатор PPS, а также индекс опорного SPS. Остальные параметры описывают инструменты кодировки, используемые в слайсах, которые относятся к PPS. Инструменты кодировки могут быть включены или отключены, включая тайлы, взвешенное предсказание, скрытие данных знака, временное предсказание вектора движения и т. д. Параметры инструмента кодировки, сигнализируемые в PPS, включают в себя количество опорных индексов, начальный параметр квантования (QP) и смещения QP цветности. Параметры инструмента кодировки также могут сигнализироваться в PPS, например, элементы управления фильтром устранения блочности, конфигурации тайлов и данные списка масштабирования. Пример PPS изображен на фиг. 6 и 7, в соответствии с документом «Versatile Video Coding (Draft 6) of Joint Video Experts Team (JVET) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11 (available under http://phenix.it-sudparis.eu/jvet/, document no: Document: JVET-O2001-vE).

На фиг. 7 изображен участок PPS. На этом рисунке синтаксический элемент Constant_slice_header_params_enabled_flag (constant_slice_header_params_enabled_flag) указывает, имеются ли постоянные параметры в PPS. Когда значение Constant_slice_header_params_enabled_flag равно 1, дополнительные синтаксические элементы , такие как pps_temporal_mvp_enabled_idc (730), включаются в PPS. pps_temporal_mvp_enabled_idc - это синтаксический элемент, который может присутствовать в PPS и управлять применением временного предсказания вектора движения и указывает следующее:

Если значение синтаксического элемента равно 1, то временное предсказание MV отключено в слайсах, которые ссылаются на упомянутый PPS.

Если значение синтаксического элемента равно 2, то временное предсказание MV включено в слайсах, которые ссылаются на упомянутый PPS.

Если значение синтаксического элемента равно 0, то в заголовок слайса включается второй синтаксический элемент для управления применением временного предсказания MV для слайса. В соответствии с предшествующим уровнем техники (JVET-O2001-vE), значение pps_temporal_mvp_enabled_idc, равное 0, указывает, что синтаксический элемент slice_temporal_mvp_enabled_flag присутствует в заголовке слайсов с slice_type, не равным I слайсов, ссылающихся на PPS. pps_temporal_mvp_enabled_idc, равный 1 или 2, указывает, что slice_temporal_mvp_enabled_flag отсутствует в заголовке слайсов, ссылающихся на PPS. pps_temporal_mvp_enabled_idc, равный 3, зарезервирован для будущего использования ITU-T | ISO/IEC.

На фиг.7 изображен другой пример, который представляет собой флаг dep_quant_enabled_flag (720). Значение pps_dep_quant_enabled_idc, равное 0, указывает, что синтаксический элемент dep_quant_enabled_flag присутствует в заголовке слайсов, ссылающихся на PPS. pps_dep_quant_enabled_idc, равный 1 или 2, указывает, что синтаксический элемент dep_quant_enabled_flag отсутствует в заголовке слайсов, ссылающихся на PPS. pps_dep_quant_enabled_idc, равный 3, зарезервирован для будущего использования ITU-T | ISO/IEC. Когда флаг dep_quant_enabled_flag управляет применением зависимого квантования слайса, значение нуля соответствует отключению зависимого квантования, а значение 1 соответствует включению зависимого квантования. Когда pps_dep_quant_enabled_idc не равен нулю, флаг dep_quant_enabled_flag не включается в заголовок слайса, вместо этого логически выводится, что его значение равно pps_dep_quant_enabled_idc - 1.

Синтаксические элементы, которые включаются в PPS, когда для параметра Constant_slice_header_params_enabled_flag установлено значение true, показаны на рис. 7. Синтаксические элементы определяют значения по умолчанию, которые включаются в PPS, когда для параметра Constant_slice_header_params_enabled_flag установлено значение true, и имеют следующее общее свойство:

Каждый синтаксический элемент в PPS имеет соответствующий синтаксический элемент в заголовке слайса. Например, pps_dep_quant_enabled_idc - это синтаксический элемент в PPS, а dep_quant_enabled_flag - соответствующий синтаксический элемент в заголовке слайса.

Если синтаксический элемент в PPS имеет нулевое значение, то аналог заголовка слайса присутствует (включен) в заголовок слайса. В противном случае синтаксический элемент заголовка слайса отсутствует в заголовке слайса.

Если синтаксический элемент в PPS имеет значение, отличное от нуля, то значение соответствующего синтаксического элемента заголовка слайса выводится в соответствии со значением синтаксического элемента в PPS. Например, если значение pps_dep_quant_enabled_idc равно 1, логически выводится, что значение dep_quant_enabled_idc равно pps_dep_quant_enabled_idc - 1=0.

В форматах VVC и HEVC разделы одной и той же видеокартинки (слайсы, тайлы, субкартинки, кирпичи и т. д.) должны относиться к одному и тому же набору параметров картинки. Это требование стандарта кодировки, поскольку PPS может включать в себя параметры, применимые ко всей картинке. Например, синтаксические элементы, заключенные в квадратную скобку (610), описывают, как картинка разделена на несколько разделов тайла следующим образом:

tile_cols_width_minus1 указывает ширину каждого тайла в единицах CTB, когда картинка равномерно разделена на тайлы.

tile_rows_height_minus1 указывает высоту каждого тайла в единицах CTB, когда картинка равномерно разделена на тайлы.

num_tile_columns_minus1 указывает количество столбцов тайлов в картинке.

num_tile_rows_minus1 указывает количество строк тайлов в картинке.

Картинка, относящаяся к PPS, разделена на несколько частей тайла, которые указаны в соответствии с приведенными выше синтаксическими элементами. Если два слайса одной и той же картинки ссылаются на 2 разных PPS, это может вызвать конфликтную ситуацию, поскольку каждый PPS может указывать разные типы разделения картинки на тайлы. Поэтому запрещается, чтобы 2 слайса (или вообще 2 раздела картинки) ссылались на 2 разных PPS.

В VVC определены различные механизмы разделения картинки, они называются слайсами, тайлами, кирпичами и субкартинками. В настоящей заявке раздел картинки является общим термином для обозначения любого из слайсов, тайлов, кирпичей или субкартинок. Раздел картинки обычно относится к части кадра, кодируемой независимо от других частей той же картинки.

Набор параметров адаптации

В современных видеокодеках битовый поток состоит из последовательности блоков данных, называемых блоками уровня сетевой абстракции (NAL). Некоторые блоки NAL содержат наборы параметров, которые несут информацию высокого уровня, касающуюся всей закодированной видеопоследовательности или подмнабора картинок в ней. Другие блоки NAL несут закодированные выборки в форме слайсов, принадлежащих одному из различных типов картинки. Набор параметров адаптации (APS) представляет собой набор параметров, который используется для инкапсуляции данных управления фильтром ALF (например, коэффициентов фильтра).

Фиг. 8 иллюстрирует набор параметров адаптации в соответствии с документом «Versatile Video Coding (Draft 6) of Joint Video Experts Team (JVET) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11 (available under http://phenix.it-sudparis.eu/jvet/, document no: Document: JVET-O2001-vE).

Заголовок слайса

Заголовок сегмента слайса содержит индекс опорного PPS. Заголовок сегмента слайса содержит данные, идентифицирующие начальный адрес слайса. Некоторые параметры включаются только в первый сегмент слайса, включая тип слайса (I, P или B), флаг вывода картинки и т. д. Присутствие некоторых параметров инструмента кодировки в заголовке слайса, если инструменты были включены в SPS или PPS, в том числе включение SAO отдельно для яркости и цветности, включение операции фильтра устранения блочности для слайсов и начальное значение параметра квантования слайса (QP). Параметры фильтра устранения блочности могут присутствовать либо в заголовке сегмента слайса, либо в PPS.

Кодированный слайс

Каждый кодированный слайс обычно состоит из заголовка слайса, за которым следуют данные слайса. Заголовок слайса несет управляющую информацию для слайса, а данные слайса несут закодированные выборки. На фиг. 9 и 11 показан заголовок слайса в соответствии с документом JVET-O2001-vE. Кроме того, на фиг.10а показана синтаксическая структура единицы дерева кодировки, которая является частью данных слайса.

Каждый слайс независим от других слайсов в том смысле, что информация, содержащаяся в слайсе, кодируется без какой-либо зависимости от данных из других слайсов в пределах той же картинки.

Заголовок картинки

Заголовок картинки (PH) представляет собой синтаксическую структуру, содержащую синтаксические элементы, которые применяются ко всем слайсам кодированной картинки. На фиг. 10b показан пример заголовка картинки в соответствии с документом JVET-P1006 (http://phenix.it-sudparis.eu/jvet/doc_end_user/documents/16_Geneva/wg11/JVET-P1006-v2.zip). Например, pic_temporal_mvp_enabled_flag определяет, можно ли использовать предикторы временного вектора движения для внешнего предсказания для всех слайслв, ассоциированных с заголовком картинки. Если pic_temporal_mvp_enabled_flag равен 0, синтаксические элементы слайсов, связанных с заголовком картинки, должны быть ограничены таким образом, чтобы при декодировании слайсов не использовался предсказатель временного вектора движения. В противном случае (pic_temporal_mvp_enabled_flag равен 1) могут использоваться предикторы временного вектора движения при декодировании слайсов, ассоциированных с заголовком картинки.

Заголовок картинки предназначен для всех типов картинок, т.е. I-картинка, P-картинка и B-картинка. I-картинка содержит только блок внутреннего предсказания, в то время как картинка P или B содержит блок внутреннего предсказания. Разница между картинками P и B заключается в том, что картинка B может содержать блок внешнего предсказания с двунаправленным предсказанием, в то время как в картинке P разрешено только однонаправленное внешнее предсказание. Обратите внимание, что в картинках P или B также могут быть блоки с внутренним предсказанием.

В заголовке картинки имеется довольно много синтаксических элементов, которые применимы только для внешнего предсказания, а именно только для P- и B-картинок. Эти элементы не являются необходимыми для I-картинок.

Варианты осуществления этого изобретения предлагают ввести флаг, указывающий, является ли текущая картинка I-картинкой или нет. Когда текущей картинкой является I-картинка, все синтаксические элементы, предназначенные для внешнего предсказания, не сигнализируются в заголовке картинки, а выводятся в значение по умолчанию.

В одном примере предлагаемый флаг называется ph_all_intra_flag. Использование этого флага иллюстрируется следующим образом.

partition_constraints_override_flag, равный 1, указывает, что параметры ограничения раздела присутствуют в заголовке картинки. partition_constraints_override_flag, равный 0, указывает, что параметры ограничения раздела отсутствуют в заголовке картинки. Если он отсутствует, логически выводится, что значение partition_constraints_override_flag равно 0.

pic_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_luma задает разницу между логарифмом по основанию 2 минимального размера в выборках яркости листового блока яркости, полученным в результате разбиения CTU квадродеревом, и логарифмом по основанию 2 минимального размера блока кодировки в выборках яркости для CU яркости в слайсах с slice_type равным 2 (I), ассоциированным с заголовком картинки. Значение pic_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_luma должно находиться в диапазоне от 0 до CtbLog2SizeY - MinCbLog2SizeY включительно. Если он отсутствует, логически выводится, что значение pic_log2_diff_min_qt_min_cb_luma равно sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_luma.

pic_log2_diff_min_qt_min_cb_inter_slice определяет разницу между логарифмом по основанию 2 минимального размера в выборках яркости листового блока яркости, полученным в результате разбиения CTU квадродеревом, и логарифмом по основанию 2 минимального размера блока кодировки яркости в выборках яркости для CU яркости в слайсах с slice_type, равным 0 (B) или 1 (P), асоциированным с заголовком картинки. Значение pic_log2_diff_min_qt_min_cb_inter_slice должно находиться в диапазоне от 0 до CtbLog2SizeY - MinCbLog2SizeY включительно. Если он отсутствует, логически выводится, что значение pic_log2_diff_min_qt_min_cb_luma равно sps_log2_diff_min_qt_min_cb_inter_slice.

pic_max_mtt_hierarchy_depth_inter_slice определяет максимальную глубину иерархии для блоков кодировки, полученных в результате многотипного разбиения дерева некоторого листа квадродерева на слайсы с slice_type, равным 0 (B) или 1 (P), ассоциированным с заголовком картинки. Значение pic_max_mtt_hierarchy_depth_inter_slice должно находиться в диапазоне от 0 до CtbLog2SizeY - MinCbLog2SizeY включительно. Если он отсутствует, логически выводится, что значение pic_max_mtt_hierarchy_depth_inter_slice равно sps_max_mtt_hierarchy_depth_inter_slice.

pic_max_mtt_hierarchy_depth_intra_slice_luma определяет максимальную глубину иерархии для блоков кодировки, возникающих в результате многотипного разбиения дерева некоторого листа квадродерева на слайсы с slice_type, равным 2 (I), ассоциированным с заголовком картинки. Значение pic_max_mtt_hierarchy_depth_intra_slice_luma должно находиться в диапазоне от 0 до CtbLog2SizeY - MinCbLog2SizeY включительно. Если он отсутствует, логически выводится, что значение pic_max_mtt_hierarchy_depth_intra_slice_luma равно sps_max_mtt_hierarchy_depth_intra_slice_luma.

pic_log2_diff_max_bt_min_qt_intra_slice_luma определяет разницу между логарифмом по основанию 2 максимального размера (ширины или высоты) в выборках яркости блока кодировки яркости, который можно разделить с помощью двоичного разбиения, и минимальным размером (ширина или высота) в выборках яркости листового блока яркости, полученного в результате разбиения CTU квадродеревом на слайсы с slice_type, равным 2 (I), ассоциированным с заголовком картинки. Значение pic_log2_diff_max_bt_min_qt_intra_slice_luma должно находиться в диапазоне от 0 до CtbLog2SizeY - MinQtLog2SizeIntraY включительно. Если он отсутствует, логически выводится, что значение pic_log2_diff_max_bt_min_qt_intra_slice_luma равно sps_log2_diff_max_bt_min_qt_intra_slice_luma.

pic_log2_diff_max_tt_min_qt_intra_slice_luma определяет разницу между логарифмом по основанию 2 максимального размера (ширины или высоты) в выборках яркости блока кодировки яркости, который можно разбить с помощью троичного разбиения, и минимальным размером (ширина или высота) в выборках яркости листового блока яркости, полученного в результате разбиения CTU квадродеревом на слайсы с slice_type, равным 2 (I), ассоциированным с заголовком картинки. Значение pic_log2_diff_max_tt_min_qt_intra_slice_luma должно находиться в диапазоне от 0 до CtbLog2SizeY - MinQtLog2SizeIntraY включительно. Если он отсутствует, логически выводится, что значение pic_log2_diff_max_tt_min_qt_intra_slice_luma равно sps_log2_diff_max_tt_min_qt_intra_slice_luma.

pic_log2_diff_max_bt_min_qt_inter_slice определяет разницу между логарифмом по основанию 2 максимального размера (ширины или высоты) в выборках яркости блока кодировки яркости, который может быть разбит с использованием двоичного разбиения, и минимальным размером (шириной или высотой) в выборках яркости листового блока яркости, полученного в результате разбиения CTU на слайсы с slice_type, равным 0 (B) или 1 (P), ассоциированным с заголовком картинки. Значение pic_log2_diff_max_bt_min_qt_inter_slice должно находиться в диапазоне от 0 до CtbLog2SizeY - MinQtLog2SizeInterY включительно. Если он отсутствует, логически выводится, что значение pic_log2_diff_max_bt_min_qt_inter_slice равно sps_log2_diff_max_bt_min_qt_inter_slice.

pic_log2_diff_max_tt_min_qt_inter_slice определяет разницу между логарифмом по основанию 2 максимального размера (ширины или высоты) в выборках яркости блока кодировки яркости, который может быть разбит с использованием троичного разбиения, и минимальным размером (ширина или высота) в выборках яркости листового блока яркости, полученного в результате разбиения CTU квадродеревом на слайсы с slice_type, равным 0 (B) или 1 (P), ассоциированным с заголовком картинки. Значение pic_log2_diff_max_tt_min_qt_inter_slice должно находиться в диапазоне от 0 до CtbLog2SizeY - MinQtLog2SizeInterY включительно. Если он отсутствует, логически выводится, что значение pic_log2_diff_max_tt_min_qt_inter_slice равно sps_log2_diff_max_tt_min_qt_inter_slice.

pic_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma определяет разницу между логарифмом по основанию 2 минимального размера в выборках яркости листового блока цветности, полученным в результате разбиения квадродерева CTU цветности с treeType, равным DUAL_TREE_CHROMA, и логарифмом по основанию 2 минимального размера блока кодировки в выборках яркости для CU цветности с treeType, равным DUAL_TREE_CHROMA, в слайсах с slice_type, равным 2 (I), ассоциированным с заголовком картинки. Значение pic_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma должно находиться в диапазоне от 0 до CtbLog2SizeY - MinCbLog2SizeY включительно. Если он отсутствует, логически выводится, что значение pic_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma равно sps_log2_diff_min_qt_min_cb_intra_slice_chroma.

pic_max_mtt_hierarchy_depth_intra_slice_chroma определяет максимальную глубину иерархии для блоков кодировки цветности, полученную в результате многотипного древовидного разбиения листа квадродерева цветности с treeType, равным DUAL_TREE_CHROMA, на слайсы с slice_type, равным 2 (I), ассоциированным с заголовком картинки. Значение pic_max_mtt_hierarchy_depth_intra_slice_chroma должно находиться в диапазоне от 0 до CtbLog2SizeY - MinCbLog2SizeY включительно. Если он отсутствует, логически выводится, что значение pic_max_mtt_hierarchy_depth_intra_slice_chroma равно sps_max_mtt_hierarchy_depth_intra_slice_chroma.

pic_log2_diff_max_bt_min_qt_intra_slice_chroma определяет разницу между логарифмом по основанию 2 максимального размера (ширины или высоты) в выборках яркости блока кодировки цветности, который может быть разбит с использованием двоичного разбиения, и минимальным размером (ширина или высота) в выборках яркости листового блока цветности, полученного в результате разбиения CTU цветности на квадродерево с treeType, равным DUAL_TREE_CHROMA, на слайсы с slice_type, равным 2 (I), ассоциированным с заголовком картинки. Значение pic_log2_diff_max_bt_min_qt_intra_slice_chroma должно находиться в диапазоне от 0 до CtbLog2SizeY - MinQtLog2SizeIntraC включительно. Если он отсутствует, логически выводится, что значение pic_log2_diff_max_bt_min_qt_intra_slice_chroma равно sps_log2_diff_max_bt_min_qt_intra_slice_chroma.

pic_log2_diff_max_tt_min_qt_intra_slice_chroma определяет разницу между логарифмом по основанию 2 максимального размера (ширины или высоты) в выборках яркости блока кодировки цветности, который может быть разбит с использованием троичного разбиения, и минимальным размером (ширина или высота) в выборках яркости листового блока цветности, полученного в результате разбиения CTU цветности на квадродерево с treeType, равным DUAL_TREE_CHROMA, на слайсы с slice_type, равным 2 (I), ассоциированным с заголовком картинки. Значение pic_log2_diff_max_tt_min_qt_intra_slice_chroma должно находиться в диапазоне от 0 до CtbLog2SizeY - MinQtLog2SizeIntraC включительно. Если он отсутствует, логически выводится, что значение pic_log2_diff_max_tt_min_qt_intra_slice_chroma равно sps_log2_diff_max_tt_min_qt_intra_slice_chroma.

pic_cu_qp_delta_subdiv_intra_slice определяет максимальное значение cbSubdiv блоков кодировки во внутреннем слайсе, которые передают cu_qp_delta_abs и cu_qp_delta_sign_flag. Значение pic_cu_qp_delta_subdiv_intra_slice должно находиться в диапазоне от 0 до 2 * ( CtbLog2SizeY − MinQtLog2SizeIntraY+pic_max_mtt_hierarchy_depth_intra_slice_luma ) включительно.

Если он отсутствует, логически выводится, что значение pic_cu_qp_delta_subdiv_intra_slice равно 0.

pic_cu_qp_delta_subdiv_inter_slice определяет максимальное значение cbSubdiv для блоков кодировки во внешнем слайсе, которые передают cu_qp_delta_abs и cu_qp_delta_sign_flag. Значение pic_cu_qp_delta_subdiv_inter_slice должно находиться в диапазоне от 0 до 2 * (CtbLog2SizeY − MinQtLog2SizeInterY+pic_max_mtt_hierarchy_depth_inter_slice) включительно.

Если он отсутствует, логически выводится, что значение pic_cu_qp_delta_subdiv_inter_slice равно 0.

pic_cu_chroma_qp_offset_subdiv_intra_slice определяет максимальное значение cbSubdiv блоков кодировки во внутреннем слайсе, которые передают cu_chroma_qp_offset_flag. Значение pic_cu_chroma_qp_offset_subdiv_intra_slice должно находиться в диапазоне от 0 до 2 * ( CtbLog2SizeY − MinQtLog2SizeIntraY+pic_max_mtt_hierarchy_depth_intra_slice_luma ) включительно.

Если он отсутствует, логически выводится, что значение pic_cu_chroma_qp_offset_subdiv_intra_slice равно 0.

pic_cu_chroma_qp_offset_subdiv_inter_slice определяет максимальное значение cbSubdiv блоков кодировки в внутреннем слайсе, которые передают cu_chroma_qp_offset_flag. Значение pic_cu_chroma_qp_offset_subdiv_inter_slice должно находиться в диапазоне от 0 до 2 * (CtbLog2SizeY − MinQtLog2SizeInterY+pic_max_mtt_hierarchy_depth_inter_slice) включительно.

Если он отсутствует, логически выводится, что значение pic_cu_chroma_qp_offset_subdiv_inter_slice равно 0.

pic_temporal_mvp_enabled_flag указывает, могут ли предикторы временного вектора движения использоваться для внешнего предсказания для слайсов, ассоциированных с заголовком картинки. Если pic_temporal_mvp_enabled_flag равен 0, синтаксические элементы слайсов, ассоцированных с заголовком картинки, должны быть ограничены таким образом, чтобы при декодировании слайсов не использовался предиктор временного вектора движения. В противном случае (pic_temporal_mvp_enabled_flag равен 1) могут использоваться предикторы временного вектора движения при декодировании слайсов, ассоцированных с заголовком картинки.

Когда pic_temporal_mvp_enabled_flag отсутствует, применяется следующее:

Если sps_temporal_mvp_enabled_flag равен 0, логически выводится, что значение pic_temporal_mvp_enabled_flag равно 0.

В противном случае (sps_temporal_mvp_enabled_flag равен 1) логически выводится, что значение pic_temporal_mvp_enabled_flag равно pps_temporal_mvp_enabled_idc - 1.

mvd_l1_zero_flag, равный 1, определяет , что синтаксическая структура mvd_coding( x0, y0, 1 ) не анализируется синтаксически, а MvdL1[ x0 ][ y0 ][ compIdx ] и MvdL1 [ x0 ][ y0 ][ cpIdx ][ compIdx ] установлены равными 0 для compIdx=0..1 и cpIdx=0..2. mvd_l1_zero_flag, равный 0, указывает, что синтаксическая структура mvd_coding( x0, y0, 1 ) анализируется синтаксически. Если он отсутствует, логически выводится, что значение mvd_l1_zero_flag равно pps_mvd_l1_zero_idc - 1.

pic_six_minus_max_num_merge_cand определяет максимальное количество кандидатов предсказания вектора движения слияния (MVP), поддерживаемых в слайсах, ассоциированных с заголовком картинки, вычтенное из 6. Максимальное количество кандидатов слияния MVP, MaxNumMergeCand, получается следующим образом:

MaxNumMergeCand=6 - picsix_minus_max_num_merge_cand (7 111)

Значение MaxNumMergeCand должно быть в диапазоне от 1 до 6 включительно. Если он отсутствует, логически выводится, что значение pic_six_minus_max_num_merge_cand равно pps_six_minus_max_num_merge_cand_plus1-1.

pic_five_minus_max_num_subblock_merge_cand определяет максимальное количество кандидатов предсказания вектора движения слияния на основе субблоков, поддерживаемых в слайсе, вычтенное из 5.

Когда pic_five_minus_max_num_subblock_merge_cand отсутствует, применяется следующее:

Если sps_affine_enabled_flag равен 0, логически выводится, что значение pic_five_minus_max_num_subblock_merge_cand равно 5 - (sps_sbtmvp_enabled_flag  &&  pic_temporal_mvp_enabled_flag ).

В противном случае (sps_affine_enabled_flag равен 1) логически выводится, что значение pic_five_minus_max_num_subblock_merge_cand равно pps_five_minus_max_num_subblock_merge_cand_plus1-1.

Максимальное количество кандидатов MVP слияния на основе субблоков, MaxNumSubblockMergeCand, получается следующим образом:

MaxNumSubblockMergeCand=5 - pic_five_minus_max_num_subblock_merge_cand (7 112)

Значение MaxNumSubblockMergeCand должно находиться в диапазоне от 0 до 5 включительно.

pic_fpel_mmvd_enabled_flag, равное 1, определяет, что режим слияния с разностью векторов движения использует точность целочисленной выборки в слайсах, ассоциированных с заголовком картинки. Значение pic_fpel_mmvd_enabled_flag, равное 0, указывает, что режим слияния с разностью векторов движения может использовать дробную точность выборки в слайсах, ассоциированных с заголовком картинки. Если он отсутствует, логически выводится, что значение pic_fpel_mmvd_enabled_flag равно 0.

pic_disable_bdof_dmvr_flag, равный 1, определяет, что ни двунаправленное внешнее предсказание двунаправленного оптического потока, ни внешнее двунаправленное предсказание уточнения вектора движения декодера не разрешены в слайсах, ассоциированных с заголовком картинки. pic_disable_bdof_dmvr_flag, равный 0, определяет, что двунаправленное внешнее предсказание двунаправленного оптического потока или внешнее двунаправленное предсказание уточнения вектора движения декодера могут быть разрешены или не разрешены в слайсах, ассоциированных с заголовком картинки. Если он отсутствует, логически выводится, что значение pic_disable_bdof_dmvr_flag равно 0.

pic_max_num_merge_cand_minus_max_num_triangle_cand определяет максимальное количество треугольных кандидатов в режим слияния, поддерживаемых в слайсах, ассоциированных с заголовком pictur, вычтенным из MaxNumMergeCand.

Если pic_max_num_merge_cand_minus_max_num_triangle_cand отсутствует, а значение sps_triangle_enabled_flag равно 1, а значение MaxNumMergeCand больше или равно 2, логически выводится, что pic_max_num_merge_cand_minus_max_num_triangle_cand равно pps_max_num_merge_cand_minus_max_num_triangle_cand_plus1 −1.

Максимальное количество кандидатов в треугольный режим слияния, MaxNumTriangleMergeCand, получается следующим образом:

MaxNumTriangleMergeCand=MaxNumMergeCand - pic_max_num_merge_cand_minus_max_num_triangle_cand (7 113)

Когда присутствует pic_max_num_merge_cand_minus_max_num_triangle_cand, значение MaxNumTriangleMergeCand должно находиться в диапазоне от 2 до MaxNumMergeCand включительно.

Когда pic_max_num_merge_cand_minus_max_num_triangle_cand отсутствует и (sps_triangle_enabled_flag равен 0 или MaxNumMergeCand меньше 2), MaxNumTriangleMergeCand устанавливается равным 0.

Когда MaxNumTriangleMergeCand равен 0, режим слияния треугольников не допускается для слайсов, ассоциированных с заголовком картинки.

pic_six_minus_max_num_ibc_merge_cand определяет максимальное количество кандидатов предсказания вектора блока слияния (BVP) IBC, поддерживаемых в слайсах, ассоциированных с заголовком картинки, вычтенное из 6. Максимальное количество IBC-кандидатов слияния BVP, MaxNumIbcMergeCand, определяется следующим образом:

MaxNumIbcMergeCand=6 - pic_six_minus_max_num_ibc_merge_cand (7 114)

Значение MaxNumIbcMergeCand должно находиться в диапазоне от 1 до 6 включительно.

Следует отметить, что флаг ph_all_intra_flag может сигнализироваться в любом месте до первого места, когда он будет управлять синтаксическим элементом, относящимся к внешнему предсказанию, то есть pic_log2_diff_min_qt_min_cb_inter_slice. Следует отметить, что одно или несколько мест, где ph_all_intra_flag может быть удален (т. е. управлять только поднабором синтаксических элементов вариантов осуществления настоящего изобретения). В качестве другого примера использование этого флага проиллюстрировано следующим образом.

В частности, предусмотрены следующие способы и варианты осуществления, реализованные устройством кодирования. Устройство кодирования может быть видеокодером 20 по Фиг.1A или кодером 20 по Фиг.2.

Согласно варианту 1200 осуществления (см. фиг. 12) устройство определяет, является ли текущая картинка I-картинкой, на этапе 1201.

Поскольку I-картинка содержит только блок внутреннего предсказания, нет необходимости сигнализировать синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, в заголовке картинки битового потока. Таким образом, когда текущей картинкой является I-картинка, синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, не сигнализируется в заголовке картинки. На этапе 1203 устройство отправляет ,битовый поток в устройство декодирования, где заголовок картинки битового потока включает в себя флаг, который используется для указания, является ли текущая картинка I-картинкой. В этой ситуации флаг указывает, что текущей картинкой является I-картинка. Синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, не сигнализируется в заголовке картинки. Когда текущей картинкой является I-картинка, синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, выводится на значение по умолчанию.

Когда текущая картинка не является I-картинкой, то есть текущей картинкой является картинка P или B, устройство получает синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, на этапе 1205. Как описано выше, синтаксический элемент предназначен для внешнего предсказания включает в себя один или несколько из следующих элементов: pic_log2_diff_min_qt_min_cb_inter_slice, pic_max_mtt_hierarchy_depth_inter_slice, pic_log2_diff_max_bt_min_qt_inter_slice, pic_log2_diff_max_tt_min_qt_inter_slice, pic_cu_qp_delta_subdiv_inter_slice, pic_cu_chroma_qp_offset_subdiv_inter_slice, pic_temporal_mvp_enabled_flag, mvd_l1_zero_flag, pic_fpel_mmvd_enabled_flag или pic_disable_bdof_dmvr_flag.

На этапе 1207 устройство отправляет битовый поток на устройство декодирования. Заголовок картинки битового потока включает в себя не только флаг, который используется для указания, является ли текущая картинка I-картинкой, но также синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания. В этой ситуации флаг указывает, что текущая картинка не является I-картинкой.

Например, флаг называется ph_all_intra_flag. Флаг ph_all_intra_flag надлежащим образом сигнализируется в любом месте до первой позиции, управляющей синтаксическим элементом, предназначенным для внешнего предсказания. Использование этого флага показано, как описано выше.

Предусмотрены следующие способы и варианты осуществления, реализованные устройством декодирования. Устройством декодирования может быть видеодекодер 30 по фиг. 1А или декодер 30 по фиг. 3. Согласно варианту 1300 осуществления (см. фиг. 13) устройство принимает битовый поток и синтаксически анализирует битовый поток для получения флага из заголовка картинки битового потока на этапе 1301, где флаг указывает, является ли текущая картинка I-картинкой.

Например, флаг называется ph_all_intra_flag. Флаг ph_all_intra_flag надлежащим образом сигнализируется в любом месте до первой позиции, управляющей синтаксическим элементом, предназначенным для внешнего предсказания. Использование этого флага показано, как описано выше.

Устройство определяет, является ли текущая картинка I-картинкой, на основе флага на этапе 1303.

Когда текущей картинкой является I-картинка, синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, не сигнализируется в заголовке картинки, синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, выводится в значение по умолчанию на этапе 1305.

Когда текущая картинка не является I-картинкой, то есть текущей картинкой является картинка P или B, устройство получает синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, из заголовка картинки битового потока на этапе 1307. Как описано выше, синтаксический элемент предназначен для внешнего предсказания включает в себя один или несколько из следующих элементов: pic_log2_diff_min_qt_min_cb_inter_slice, pic_max_mtt_hierarchy_depth_inter_slice, pic_log2_diff_max_bt_min_qt_inter_slice, pic_log2_diff_max_tt_min_qt_inter_slice, pic_cu_qp_delta_subdiv_inter_slice, pic_cu_chroma_qp_offset_subdiv_inter_slice, pic_temporal_mvp_enabled_flag, mvd_l1_zero_flag, pic_fpel_mmvd_enabled_flag или pic_disable_bdof_dmvr_flag.

На Фиг. 14 показаны варианты осуществления устройства 1400. Устройство 1400 может представлять собой видеокодер 20 по фиг. 1А или кодер 20 по фиг. 2. Устройство 1400 можно использовать для реализации варианта 1200 осуществления и других вариантов осуществления, описанных выше.

Устройство 1400 согласно настоящему раскрытию включает в себя блок 1401 определения, блок 1402 получения и блок 1403 сигнализации. Блок 1401 определения сконфигурирован для определения, является ли текущая картинка I-картинкой.

Блок 1402 получения сконфигурирован для получения синтаксического элемента, предназначенного для внешнего предсказания, когда текущая картинка не является I-картинкой, т.е. P- или B-картинка. Как описано выше, синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, включает в себя один или несколько из следующих элементов: pic_log2_diff_min_qt_min_cb_inter_slice, pic_max_mtt_hierarchy_depth_inter_slice, pic_log2_diff_max_bt_min_qt_inter_slice, pic_log2_diff_max_tt_min_qt_inter_slice, pic_cu_qp_delta_subdiv_inter_slice, pic_cu_chroma_qp_offset_subdiv_inter_slice, pic_temporal_mvp_enabled_flag, mvd_l1_zero_flag, pic_fpel_mmvd_enabled_flag или pic_disable_bdof_dmvr_flag.

Когда текущей картинкой является I-картинка, синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, выводится на значение по умолчанию.

Блок 1403 сигнализации сконфигурирован для отправки битового потока на устройство декодирования, где заголовок картинки битового потока включает в себя флаг, который используется для указания, является ли текущая картинка I-картинкой.

Заголовок картинки битового потока дополнительно включает в себя синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, когда текущая картинка не является I-картинкой. Поскольку I-картинка содержит только блок внутреннего предсказания, нет необходимости сигнализировать синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, в заголовке картинки битового потока.

Например, флаг называется ph_all_intra_flag. Флаг ph_all_intra_flag надлежащим образом сигнализируется в любом месте до первого места, управляющей синтаксическим элементом, предназначенным для внешнего предсказания. Использование этого флага показано, как описано выше.

Фиг. 15 показаны варианты осуществления устройства 1500. Устройство 1500 может представлять собой видеодекодер 30 на фиг. 1А или декодер 30 на фиг. 3. Устройство 1500 может использоваться для реализации варианта 1300 осуществления и других вариантов осуществления, описанных выше.

Устройство 1500 включает в себя блок 1501 получения и блок 1502 определения. Блок 1501 получения сконфигурирован для синтаксического анализа битового потока для получения флага из заголовка картинки битового потока, где флаг указывает, является ли текущая картинка I-картинкой. Например, флаг называется ph_all_intra_flag.

Блок 1502 определения сконфигурирован для определения, является ли текущая картинка I-картинкой на основе флага.

Блок 1501 получения дополнительно сконфигурирован для получения синтаксического элемента, предназначенного для внешнего предсказания, из заголовка картинки, когда флаг указывает, что текущая картинка не является I-картинкой, т.е. P- или B-картинка. Когда текущей картинкой является I-картинка, синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, не сигнализируется в заголовке картинки, синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, выводится со значением по умолчанию.

Кроме того, в настоящем документе предусмотрены следующие варианты осуществления.

Вариант 1 осуществления. Способ кодировки, реализуемый устройством декодирования, содержащий:

синтаксический анализ битового потока; и

получение флага из заголовка картинки битового потока, при этом флаг указывает, является ли текущая картинка I-картинкой.

Вариант 2 осуществления. Способ по варианту 1 осуществления, в котором, когда текущей картинкой является I-картинка, синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, выводится как значение по умолчанию.

Вариант 3 осуществления. Способ по варианту осуществления 1 или 2, в котором флаг переносится в синтаксисе PBSP заголовка картинки.

Вариант 4 осуществления. Способ по любому из вариантов 1-3 осуществления, в котором флаг называется ph_all_intra_flag.

Вариант 5 осуществления. Способ по варианту 4 осуществления, в котором флаг используется следующим образом:

Вариант 6 осуществления. Способ по варианту 4 или 5 осуществления, в котором флаг используется следующим образом:

Вариант 7 осуществления. Способ по любому из вариантов 4-6 осуществления, в котором флаг используется следующим образом:

Вариант 8 осуществления. Способ по любому из вариантов 4-7 осуществления, в котором флаг используется следующим образом:

Вариант 9 осуществления. Способ по любому из вариантов 1- 8 осуществления, в котором I-картинка содержит только блок внутреннего предсказания, тогда как P- или B-картинка содержат блок внешнего предсказания.

Вариант 10 осуществления. Способ кодировки, реализуемый устройством кодирования, содержащий:

сигнализацию флага в заголовок картинки битового потока, при этом флаг указывает, является ли текущая картинка I-картинкой; и

отправку битового потока.

Вариант 11 осуществления. Способ по варианту 10 осуществления, в котором, когда текущей картинкой является I-картинка, все синтаксические элементы, предназначенные для внешнего предсказания, не сигнализируются в заголовке картинки.

Вариант 12 осуществления. Способ по варианту 10 или 11 осуществления, в котором, когда текущей картинкой является I-картинка, синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, выводится как значение по умолчанию.

Вариант 13 осуществления. Способ по любому из вариантов 10-12 осуществления, в котором флаг сигнализируется в синтаксисе PBSP заголовка картинки.

Вариант 14 осуществления. Способ по любому из вариантов 10-13 осуществления, в котором флаг называется ph_all_intra_flag.

Вариант 15 осуществления. Способ по варианту 14 осуществления, в котором флаг ph_all_intra_flag надлежащим образом сигнализируется в любом месте до первой позиции, управляющей синтаксическим элементом, относящимся к внешнему предсказанию.

Вариант 16 осуществления. Способ по варианту 14 или 15 осуществления, в котором флаг используется следующим образом:

Вариант 17 осуществления. Способ по любому из вариантов 14-16 осуществления, в котором флаг используется следующим образом:

Вариант 18 осуществления. Способ по любому из вариантов 14-17 осуществления, в котором флаг используется следующим образом:

Вариант 19 осуществления. Способ по любому из вариантов 14-18 осуществления, в котором флаг используется следующим образом:

Как обсуждалось выше, посредством указания, является ли текущая картинка I-картинкой в заголовке картинки битового потока, синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, не сигнализируется в заголовке картинки, когда текущая картинка является I-картинкой. Таким образом, варианты осуществления могут упростить сигнализацию заголовка картинки для всех внутренних картинок, т. е. I-картинки. Соответственно уменьшаются издержки на сигнализацию.

Термин «получение» может относиться к приему (например, в явном виде, как соответствующий параметр от другого объекта/устройства или модуля в том же устройстве, например, для декодера путем синтаксического анализа битового потока) и/или извлечению (например, что также может относиться к как неявный прием, например, для декодера путем синтаксического анализа другой информации/параметров из битового потока и извлечения соответствующей информации или параметра из такой другой информации/параметров).

Ниже приводится объяснение применений способа кодирования, а также способа декодирования, как показано в вышеупомянутых вариантах осуществления, и системы, использующей их.

Фиг. 16 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 необязательно 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 эти 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 картинки или устройство декодирования картинки, как показано в вышеупомянутых вариантах осуществления.

Фиг. 17 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 поток (ES) видео, ES аудио и, необязательно, субтитры. Видеодекодер 3206, который включает в себя видеодекодер 30, описанный в вышеупомянутых вариантах осуществления, декодирует ES видео 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 генерации аудиокадра и подает эти данные в блок 3212 синхронизации. В качестве альтернативы видеокадр может сохраняться в буфере (не показан на ФИГ. 21) перед его подачей в блок 3212 синхронизации. Точно так же аудиокадр может сохраняться в буфере (не показан на ФИГ. 21) 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 субтитры включены в поток, декодер 3210 субтитров декодирует субтитры и синхронизирует их с видеокадром и аудиокадром и передает видео/аудио/субтитры на дисплей 3216 видео/аудио/субтитров.

Настоящее изобретение не ограничивается вышеупомянутой системой, и либо устройство кодирования картинки, либо устройство декодирования картинки в вышеупомянутых вариантах осуществления может быть включено в другую систему, например, автомобильную систему.

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

х || y Булево логическое "или" для x и y

! Булево логическое «не»

x?y:z Если x равен ИСТИНЕ или не равен 0, вычисляется значение y; в противном случае вычисляется значение z.

Операторы отношения

Следующие операторы отношения определены следующим образом:

> Больше

>= Больше или равно

< Меньше

<= Меньше или равно

== Равно

!= Не равно

Когда оператор сравнения 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.

Битовые операторы

Следующие битовые операторы определены следующим образом:

& битовое «и». При работе над целочисленными аргументами оперирует над представлением дополнения до двойки 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.

| битовое или. При работе над целочисленными аргументами оперирует над представлением дополнения до двойки 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.

^ исключающее или. При работе над целочисленными аргументами оперирует над представлением дополнения до двойки 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 двойки 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 для x до операции сдвига.

x << y Арифметический сдвиг влево целочисленного представления дополнения до двойки 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 оценивается в значение переменной до операции приращения.

− − Уменьшение, т.е. x− − эквивалентно x=x - 1; при использовании в индексе массива оценивает 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 обозначения 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:

Asin (x) тригонометрическая обратная синусоидальная функция, 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.

Ceil( x ) наименьшее целое, большее или равное x

Clip1Y( x )=Clip3( 0, ( 1 << BitDepthY ) − 1, x )

Clip1C( x )=Clip3( 0, ( 1 << BitDepthC ) − 1, x )

Cos( x ) тригонометрическая функция косинуса, работающая с аргументом x в единицах радиан.

Floor( x ) наибольшее целое число, меньшее или равное x.

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.

Round( x )=Sign( x ) * Floor( Abs( x ) + 0,5)

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)

Текстовое описание логических операций

В тексте определение логических операций, которое математически бы описывалось в следующей форме:

если ( условие 0 ) определение 0

иначе если( условие 1 )

определение 1 ...

иначе /* информативный комментарий по оставшемуся условию */ определение n

может быть описано следующим образом:

... как указано ниже / ... применяется следующее:

- если условие 0, определение 0

- Иначе, если условие 1, определение 1

- ...

- Иначе (информативный комментарий по оставшемуся условию), определение n.

Каждое определение «если ... иначе, если ... иначе, ...» в тексте вводится словами «... как указано ниже» или «...применяется следующее», за которым сразу следует «если ...». Последним условием «если ... иначе, если ... иначе ...» всегда может быть «иначе ...» Чередование определений «если ... иначе если ... 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:

если( условие 0a && условие 0b ) определение 0

иначе если( условие 1a | | условие 1b ) определение 1 ... иначе 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:

если ( условие 0 ) определение 0 если ( 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 видеокодировки, следует отметить, что варианты осуществления системы 10 кодировки, 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 кодировки неподвижной картинки, т.е. обработки или кодировки отдельной картинки независимо от любой предшествующей или последующей картинки, как при видеокодировке. В общем, только блоки 244 внешнего предсказания (кодер) и 344 (декодер) могут не быть доступны в случае, если кодировка для обработки картинки ограничена одной картинкой 17. Все другие функциональные возможности (также именуемые инструментами или технологиями) видеокодера 20 и видеодекодера 30 могут в равной степени использоваться для обработки неподвижных картинок, например, вычисления 204/304 остатка, преобразования 206, квантования 208, обратного квантования 210/310, (обратного) преобразования 212/312, разделения 262/362, внутреннего предсказания 254/354 и/или контурной фильтрации 220, 320 и энтропийной кодировки 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 запоминающим 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 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 функциональные возможности, описанные в данном документе, могут быть предоставлены в рамках специализированных аппаратных и/или программных модулей, сконфигурированных для кодирования и декодирования, или включены в комбинированный 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.

Изобретение относится к области кодирования и декодирования изображений. Технический результат заключается в повышении эффективности кодирования и декодирования. Предложен способ, включающий в себя синтаксический анализ битового потока для получения флага из заголовка картинки битового потока, при этом флаг указывает, является ли текущая картинка I-картинкой. Когда флаг указывает, что текущей картинкой является I-картинка, синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, логически выводится как значение по умолчанию; или, когда флаг указывает, что текущая картинка является картинкой P или B, получение синтаксического элемента, предназначенного для внешнего предсказания, из заголовка картинки. 4 н. и 17 з.п. ф-лы, 19 ил.

1. Способ декодирования, реализуемый устройством декодирования, содержащий:

синтаксический анализ (1301) битового потока для получения первого флага из заголовка картинки битового потока, при этом первый флаг указывает, является ли текущая картинка I-картинкой;

когда первый флаг указывает, что текущей картинкой является I-картинка, синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, не сигнализируется в заголовке картинки и логически выводится равным значению синтаксического элемента, предназначенного для внешнего предсказания в наборе параметров последовательности (SPS) битового потока (1305); или, когда первый флаг указывает, что текущая картинка является картинкой P или B, и второй флаг указывает, что параметры ограничения раздела присутствуют в заголовке картинки, получение (1307) синтаксического элемента, предназначенного для внешнего предсказания, из заголовка картинки, причем второй флаг представляет собой partition_constraints_override_flag.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, включает в себя pic_log2_diff_min_qt_min_cb_inter_slice,

причем, когда первый флаг указывает, что текущая картинка является картинкой P или B, pic_log2_diff_min_qt_min_cb_inter_slice определяет разницу между логарифмом по основанию 2 минимального размера в выборках яркости листового блока яркости, полученного в результате разбиения квадродерева единицы дерева кодировки (CTU), и логарифмом по основанию 2 минимального размера блока кодировки яркости в выборках яркости для блоков кодировки яркости (CU) в слайсах с картинкой P или B, ассоциированных с заголовком картинки; или

при этом, когда первый флаг указывает, что текущая картинка является I-картинкой, значение pic_log2_diff_min_qt_min_cb_luma логически выводится равным sps_log2_diff_min_qt_min_cb_inter_slice.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, дополнительно включает в себя pic_max_mtt_hierarchy_depth_inter_slice,

при этом, когда первый флаг указывает, что текущей картинкой является картинка P или B, pic_max_mtt_hierarchy_depth_inter_slice указывает максимальную глубину иерархии для блоков кодировки, полученную в результате многотипного разбиения некоторого листа квадродерева на слайсы; или

при этом, когда первый флаг указывает, что текущая картинка представляет собой I-картинку, значение pic_max_mtt_hierarchy_depth_inter_slice логически выводится равным sps_max_mtt_hierarchy_depth_inter_slice.

4. Способ по п. 3, в котором, когда pic_max_mtt_hierarchy_depth_inter_slice не равен 0, синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, дополнительно включает в себя pic_log2_diff_max_bt_min_qt_inter_slice,

причем, когда первый флаг указывает, что текущая картинка является картинкой P или B, pic_log2_diff_max_bt_min_qt_inter_slice указывает разницу между логарифмом по основанию 2 максимального размера (ширины или высоты) в выборках яркости блока кодировки яркости, который может быть разбит с использованием двоичного разбиения, и логарифмом по основанию 2 минимального размера (ширины или высоты) в выборках яркости листового блока яркости, полученного в результате разбиения квадродерева некоторого CTU на слайсы; или

при этом, когда первый флаг указывает, что текущей картинкой является картинка I, значение pic_log2_diff_max_bt_min_qt_inter_slice логически выводится равным sps_log2_diff_max_bt_min_qt_inter_slice.

5. Способ по п. 3 или 4, в котором, когда pic_max_mtt_hierarchy_depth_inter_slice не равен 0, синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, дополнительно включает в себя pic_log2_diff_max_tt_min_qt_inter_slice,

причем, когда первый флаг указывает, что текущая картинка является картинкой P или B, pic_log2_diff_max_tt_min_qt_inter_slice указывает разницу между логарифмом по основанию 2 максимального размера (ширины или высоты) в выборках яркости блока кодировки яркости, который может быть разбит с использованием троичного разбиения, и логарифмом по основанию 2 минимального размера (ширины или высоты) в выборках яркости листового блока яркости, полученного в результате разбиения квадродерева некоторого CTU на слайсы; или

при этом, когда первый флаг указывает, что текущей картинкой является картинка I, значение pic_log2_diff_max_tt_min_qt_inter_slice логически выводится равным sps_log2_diff_max_tt_min_qt_inter_slice.

6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, дополнительно включает в себя pic_cu_qp_delta_subdiv_inter_slice,

при этом, когда первый флаг указывает, что текущая картинка является картинкой P или B, pic_cu_qp_delta_subdiv_inter_slice указывает максимальное значение cbSubdiv блоков кодировки, которые в внешнем слайсе передают cu_qp_delta_abs и cu_qp_delta_sign_flag; или

при этом, когда первый флаг указывает, что текущей картинкой является картинка I, логически выводится, что значение pic_cu_qp_delta_subdiv_inter_slice равно 0.

7. Способ по любому из пп. 1-6, в котором синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, дополнительно включает в себя pic_cu_chroma_qp_offset_subdiv_inter_slice,

при этом, когда первый флаг указывает, что текущая картинка является картинкой P или B, pic_cu_chroma_qp_offset_subdiv_inter_slice указывает максимальное значение cbSubdiv блоков кодировки в внешнем слайсе, которые передают cu_chroma_qp_offset_flag; или

при этом, когда первый флаг указывает, что текущей картинкой является картинка I, логически выводится, что значение pic_cu_chroma_qp_offset_subdiv_inter_slice равно 0.

8. Способ по любому из пп. 1-7, в котором синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, дополнительно включает в себя pic_cu_chroma_qp_offset_subdiv_inter_slice,

при этом, когда первый флаг указывает, что текущая картинка является картинкой P или B, pic_cu_chroma_qp_offset_subdiv_inter_slice указывает максимальное значение cbSubdiv блоков кодировки в внешнем слайсе, которые передают cu_chroma_qp_offset_flag; или

при этом, когда первый флаг указывает, что текущей картинкой является картинка I, логически выводится, что значение pic_cu_chroma_qp_offset_subdiv_inter_slice равно 0.

9. Способ по любому из пп. 1-8, в котором синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, дополнительно включает в себя pic_temporal_mvp_enabled_flag,

при этом, когда первый флаг указывает, что текущая картинка является картинкой P или B, pic_temporal_mvp_enabled_flag указывает, могут ли предикторы временных векторов движения использоваться для внешнего предсказания для слайсов, ассоциированных с заголовком картинки; или

при этом, когда первый флаг указывает, что текущая картинка является I-картинкой, если sps_temporal_mvp_enabled_flag равен 0, значение pic_temporal_mvp_enabled_flag логически выводится равным 0, в противном случае

если sps_temporal_mvp_enabled_flag равен 1, логически выводится, что значение pic_temporal_mvp_enabled_flag равно pps_temporal_mvp_enabled_idc - 1.

10. Способ по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что первый флаг переносится в синтаксисе PBSP заголовка картинки.

11. Способ по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что первый флаг называется ph_all_intra_flag.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что первый флаг используется следующим образом:

13. Способ по любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что некоторая I-картинка содержит только блок с внутренним предсказанием, тогда как картинка P или B содержит блок с внешним предсказанием.

14. Декодер (30), содержащий схему обработки для выполнения способа по любому из пп. 1-13.

15. Декодер, содержащий:

один или более процессоров; и

долговременный считываемый компьютером носитель, связанный с процессорами и хранящий программу для исполнения одним или несколькими процессорами, чтобы вынуждать один или несколько процессоров выполнять способ по любому из пп. 1-13.

16. Устройство (1500) декодирования, содержащее:

блок (1501) получения, выполненный с возможностью синтаксического анализа битового потока для получения первого флага из заголовка картинки битового потока, при этом первый флаг указывает, является ли текущая картинка I-картинкой;

блок (1502) определения, сконфигурированный для определения, является ли текущая картинка I-картинкой, на основе первого флага;

блок (1501) получения, дополнительно сконфигурированный для получения синтаксического элемента, предназначенного для внешнего предсказания, из заголовка картинки, когда первый флаг указывает, что текущая картинка представляет собой картинку P или B, и второй флаг указывает, что параметры ограничения раздела присутствуют в заголовке картинки, причем второй флаг представляет собой partition_constraints_override_flag;

причем первый флаг указывает, что текущая картинка является I-картинкой, синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, не сигнализируется в заголовке картинки и логически выводится равным значению синтаксического элемента, предназначенного для внешнего предсказания в наборе параметров последовательности (SPS) битового потока.

17. Устройство по п. 16, в котором синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, включает в себя pic_log2_diff_min_qt_min_cb_inter_slice,

причем, когда первый флаг указывает, что текущая картинка является картинкой P или B, pic_log2_diff_min_qt_min_cb_inter_slice определяет разницу между логарифмом по основанию 2 минимального размера в выборках яркости листового блока яркости, полученного в результате разбиения квадродерева блока дерева кодировки (CTU), и логарифмом по основанию 2 минимального размера блока кодировки яркости в выборках яркости для блоков кодировки яркости (CU) в слайсах с картинкой P или B, ассоциированных с заголовком картинки; или

при этом, когда первый флаг указывает, что текущая картинка является I-картинкой, значение pic_log2_diff_min_qt_min_cb_luma логически выводится равным sps_log2_diff_min_qt_min_cb_inter_slice.

18. Устройство по п. 16 или 17, в котором синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, дополнительно включает в себя pic_max_mtt_hierarchy_depth_inter_slice,

при этом, когда первый флаг указывает, что текущей картинкой является картинка P или B, pic_max_mtt_hierarchy_depth_inter_slice указывает максимальную глубину иерархии для блоков кодировки, полученную в результате многотипного разбиения дерева листа квадродерева на слайсы; или

при этом, когда первый флаг указывает, что текущая картинка представляет собой I-картинку, значение pic_max_mtt_hierarchy_depth_inter_slice логически выводится равным sps_max_mtt_hierarchy_depth_inter_slice.

19. Устройство по п. 18, в котором, когда pic_max_mtt_hierarchy_depth_inter_slice не равно 0, синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, дополнительно включает в себя pic_log2_diff_max_bt_min_qt_inter_slice,

причем, когда первый флаг указывает, что текущая картинка является картинкой P или B, pic_log2_diff_max_bt_min_qt_inter_slice определяет разницу между логарифмом по основанию 2 максимального размера (ширины или высоты) в выборках яркости блока кодировки яркости, который может быть разбит с использованием двоичного разбиения, и логарифмом по основанию 2 минимального размера (ширины или высоты) в выборках яркости листового блока яркости, полученного в результате разбиения квадродерева CTU на слайсы; или

при этом, когда первый флаг указывает, что текущей картинкой является картинка I, значение pic_log2_diff_max_bt_min_qt_inter_slice логически выводится равным sps_log2_diff_max_bt_min_qt_inter_slice.

20. Устройство по п. 18 или 19, в котором, когда pic_max_mtt_hierarchy_depth_inter_slice не равно 0, синтаксический элемент, предназначенный для внешнего предсказания, дополнительно включает в себя pic_log2_diff_max_tt_min_qt_inter_slice,

причем, когда первый флаг указывает, что текущая картинка является картинкой P или B, pic_log2_diff_max_tt_min_qt_inter_slice указывает разницу между логарифмом по основанию 2 максимального размера (ширины или высоты) в выборках яркости блока кодировки яркости, который может быть разбит с использованием троичного разбиения, и логарифмом по основанию 2 минимального размера (ширины или высоты) в выборках яркости листового блока яркости, полученного в результате разбиения квадродерева CTU на слайсы; или

при этом, когда первый флаг указывает, что текущей картинкой является картинка I, значение pic_log2_diff_max_tt_min_qt_inter_slice логически выводится равным sps_log2_diff_max_tt_min_qt_inter_slice.

21. Устройство по любому из пп. 18-20, в котором I-картинка содержит только блок с внутренним предсказанием, тогда как картинка P или B содержит блок с внешним предсказанием.