CN110677659A - 对于dmvr的块尺寸限制 - Google Patents

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Abstract

描述了启用和禁用解码器侧运动矢量细化(DMVR)视频解码器和/或编码器的方法。一个示例方法包括确定视频块的宽度(W)和高度(H)；基于视频块的条件，在启用和禁用解码器侧运动矢量细化步骤之间做出决定，该解码器侧运动矢量细化步骤用于视频块和视频块的编码表示之间的转换；在决定为启用的情况下，通过启用解码器侧运动矢量细化步骤而进行转换；并且在决定为禁用的情况下，通过禁用解码器侧运动矢量细化步骤而进行转换，其中解码器侧运动矢量细化步骤包括细化在编码表示中发出信令的运动矢量的值，以及在转换期间使用细化的值。

Description

对于DMVR的块尺寸限制
相关申请的交叉引用
根据适用的专利法和/或依据巴黎公约的规则，本申请及时要求于2018年7月2日提交的美国临时专利申请第62/693,412号的优先权和权益。出于根据美国法律的所有目的，该国际专利申请第62/693,412号的全部公开内容通过引用并入作为本申请的公开内容的一部分。
技术领域
本文件涉及视频编码技术。
背景技术
虽然视频压缩有所进步，但数字视频仍占据因特网和其他数字通信网络上的最大的带宽使用。随着能够接收和显示视频的所连接的用户设备的数量增加，预计数字视频使用的带宽需求将继续增长。
发明内容
公开了涉及视频编码中的解码器侧运动矢量推导(DMVD)的技术。其可以应用于现有的视频编码标准(例如HEVC)或者将被最终确定的标准(多功能视频编码(VVC)。其还可以应用于未来的视频编码标准或视频编解码器。
在一个示例方面，公开了一种视频处理的方法。该方法包括基于视频块的条件，确定视频块尺寸宽度(W)和高度(H)；在启用和禁用解码器侧运动矢量细化步骤之间做出决定，该解码器侧运动矢量细化步骤用于视频块和视频块的编码表示之间的转换；在决定为启用的情况下，通过启用解码器侧运动矢量细化步骤而进行转换；并且在决定为禁用的情况下，通过禁用解码器侧运动矢量细化步骤而进行转换，其中解码器侧运动矢量细化步骤包括细化在编码表示中发出信令的运动矢量的值，以及在转换期间使用细化的值。
在另一示例方面，公开了一种视频解码设备，包括被配置为实现上述方法的处理器。
在又一个示例中，公开了一种视频编码设备，包括被配置为实现上述方法的处理器。
在又一个示例中，公开了一种计算机可读介质。该介质储存有代码，当由处理器执行该代码时，使得处理器实现上述方法。
在本文件中进一步描述了这些和其他方面。
附图说明
图1示出了基于双边模板匹配的解码器侧运动矢量细化(DMVR)的示例。
图2是根据一些示例实施例的示例方法的流程图。
图3是视频解码和/或编码装置的框图的示例。
具体实施方式
本文提供了可以由视频比特流的解码器使用的各种技术，以改善解压缩或解码的数字视频的质量。此外，视频编码器还可以在编码过程期间实现这些技术，以便重建用于进一步编码的解码的帧。
在本文中使用章节标题是为了便于理解，而不应将实施例和技术限制于相应的章节。同样，来自一个章节的实施例可以与来自其他章节的实施例组合。
技术框架
视频编码标准主要通过公知的ITU-T和ISO/IEC标准的开发进行演进。ITU-T制作了H.261和H.263，ISO/IEC制作了MPEG-1和MPEG-4视觉，两个组织联合制作了H.262/MPEG-2视频和H.264/MPEG-4高级视频编码(AVC)和H.265/HEVC标准。从H.262开始，视频编码标准是基于混合视频编码结构，其中使用了时间预测加变换编码。为了探索超越HEVC的未来视频编码技术，由VCEG和MPEG于2015年联合成立了联合视频探索小组(JVET)。自此，JVET采用了许多新方法，并将其放入名为联合探索模型(JEM)的参考软件中。在2018年4月，VCEG(Q6/16)和ISO/IEC JTC1SC29/WG11(MPEG)之间创立了联合视频专家小组(JVET)，以从事于VVC标准，目标为相比于HEVC缩减50％比特率。
HEVC/H.265中的帧间预测
每个帧间预测的预测单元(PU)具有用于一个或两个参考图片列表的运动参数。运动参数包括运动矢量和参考图片索引。对两个参考图片列表中的一个的使用，也可以使用inter_pred_idc来发送。运动矢量可以被明确地编码为相对于预测器的增量。
当编码单元(CU)用跳过(skip)模式编码时，一个PU与CU相关联，并且没有显著的残差系数，没有编码的运动矢量增量或参考图片索引。合并(merge)模式被规定为，其从相邻的(一个或多个)PU获得当前的PU的运动参数，包括空间和时间候选。merge模式可以应用于任何帧间预测的PU，不仅仅用于skip模式。merge模式的替代是运动参数的显式传输，其中运动矢量(更确切地，与运动矢量预测器比较的运动矢量差)、对于每个参考图片列表和参考图片列表使用的相应参考图片索引对每个PU被显式地用信号通知。这种模式在本文中被称为高级运动矢量预测(AMVP)。
当信号通知指示将使用两个参考图片列表中的一个时，从样本的一个块中生成PU。这被称为‘单向预测’。单向预测可用于P-条带和B-条带两者。
当信号通知指示两个参考图片列表都将被使用时，从样本的两个块中生成PU。这被称为‘双向预测’。双向预测仅可用于B-条带。
在双边匹配merge模式中，总是应用双向预测，因为CU的运动信息是基于两个块沿着当前CU在两个不同的参考图片中的运动轨迹的最接近的匹配而得到的。对于模板匹配merge模式没有这种限制。在模板匹配merge模式中，编码器对于CU可以在来自列表0的单向预测、来自列表1的单向预测或双向预测之中选择。该选择基于如下模板匹配成本：
如果成本Bi<＝因子*min(成本0，成本1)
使用双向预测；
否则，如果成本0<＝成本1
使用来自列表0的单向预测；
否则，
使用来自列表1的单向预测；
其中成本0是列表0模板匹配的SAD，成本1是列表1模板匹配的SAD，并且成本Bi是双向预测模板匹配的SAD。因子的值等于1.25，这意味着选择过程偏向于双向预测。
帧间预测方向选择仅应用于CU级模板匹配过程。
解码器侧运动矢量细化
在双向预测操作中，对于一个块区域的预测，将分别使用列表0的运动矢量(MV)和列表1的MV形成的两个预测块，组合以形成单个预测信号。在解码器侧运动矢量细化(DMVR)方法中，双向预测的两个运动矢量通过双边模板匹配处理被进一步细化。双边模板匹配应用于解码器中，以在双边模板和参考图片中的重建样本之间进行基于失真的搜索，以便获得细化的MV，而无需传输额外的运动信息。
如图1所示，在DMVR中，双边模板被生成为分别来自列表0的初始MV0和列表1的MV1的两个预测块的加权组合(即平均)。模板匹配操作包括计算生成的模板和参考图片中样本区域(初始预测块的周围)之间的成本度量。对于两个参考图片中的每一个，产生最小模板成本的MV被认为是该列表的更新后的MV，以替换原始的MV。在JEM中，对于每个列表，搜索九个MV候选。九个MV候选包括原始的MV和八个周围的MV，该周围的MV相对于原始MV在水平方向上或垂直方向上或两者上具有一个亮度样本的偏移。最后，两个新的MV(即，如图1所示的MV0'和MV1')用于生成最终的双向预测结果。绝对差之和(SAD)用作成本度量。需注意的是，当计算由一个周围MV生成的预测块的成本时，取整的MV(取整到整数像素)实际上用于获得预测块而不是真实的MV。
DMVR应用于双向预测的merge模式，其中一个MV来自于过去的参考图片，并且另一个MV来自于未来的参考图片，而无需传输额外的语法元素。在JEM中，当为CU启用LIC、仿射运动、FRUC或子CU合并候选时，将不应用DMVR。
在一些示例实施例中，如图1所示，在第一步骤中：从由初始MV0和MV1指代的预测块生成双边模板；并在第二步骤：进行双边模板匹配，找到由更新后的MV0'和MV1'指代的最佳匹配块。
本公开的技术和装置降低了复杂性并改善了DMVD方法的编码性能。
在一个方面中，模板和候选块之间的成本(例如，差值、失真或考虑失真和MV两者的成本)在解码器侧运动估计中(即在运动信息推导或细化程序中)仅针对部分像素进行计算。在另一方面中，对于DMVR，插值时间减少。在另一方面中，使用所公开的技术的一些实施例将DMVR应用于AMVP模式。在另一方面中，对于不同的块尺寸，MV差值的加权因子可以是不同的。
以下列举的示例提供了一些方法，通过这些方法，本公开的技术可以实施为视频编码或解码过程。将运动矢量精度表示为prec，当prec等于N时，表示运动矢量具有1/2^N像素精度(pel precision)。N可以是正整数，零或负整数。
可以根据某些条件启用/禁用DMVR方法。
在一个方面中，DMVR的启用或禁用可以取决于块尺寸和/或块形状。块尺寸可以用W x H表示，其中W是块的宽度，H是高度。以下规则可以适用：
a.在一个示例中，对于块尺寸等于4x4，可以一直禁用DMVR。
b.在另一示例中，对于块尺寸等于Wx4或4xH，H是大于或等于1的整数值，可以一直禁用DMVR。
c.在另一示例中，对于块WxH，其中W<＝T1或H<＝T2，W、H、T1和T2是大于或等于1的整数值，可以一直禁用DMVR。
d.在另一示例中，对于块WxH，其中W<＝T1且H<＝T2，W、H、T1和T2是大于或等于1的整数值，可以一直禁用DMVR。
e.在另一示例中，对于块WxH，其中W*H<＝T0，其中W、H和T0是大于或等于1的整数值，可以一直禁用DMVR。
f.在另一示例中，如果W/H小于阈值，和/或W/H大于阈值，可以一直禁用DMVR。(一个或多个)阈值可以被信令通知或预先定义(例如，等于1)。W和H是整数值，并且阈值可以表达为分数。
图2是视频处理的示例方法200的流程图。方法200可以被用于，例如，禁用或启用解码器侧运动矢量细化(DMVR)视频解码器或编码器。方法200包括：确定(202)视频块尺寸宽度(W)和高度(H)，决定当满足条件时禁用DMVR视频解码器，并且当不满足条件时启用DMVR视频解码器；以及，基于该决定而将比特流解码为数据块。例如，方法200可以包括，在204处，在视频块和视频块的编码表示之间的转换期间，在启用和禁用DMVR步骤之间做出决定。在决定之后，在206处，执行视频块与编码表示之间的转换。在第一模式和第二模式之间使用一种模式进行转换，其中，在第一模式中，决定为启用DMVR，在这种情况下，转换是通过启用DMVR来进行的；在第二模式中，决定为禁用DMVR，在这种情况下，转换是通过禁用DMVR来进行的。例如，转换指的是生成编码表示(例如，比特流)的编码或转码操作。可替代地，转换可以导致从编码表示生成视频块的样本值。上述方法的各种可能的实施例和变型，其中条件由于以下规则之一而被满足：
由于块尺寸具有W＝4且H＝4，条件被满足。
由于块尺寸具有H＝4或W＝4，条件被满足。
由于块尺寸具有W<＝T1或H<＝T2，条件被满足。
由于块尺寸具有W<＝T1且H<＝T2，条件被满足。
由于块尺寸具有W*H<＝T0，条件被满足。
由于块尺寸具有W/H小于第一阈值，且W/H大于第二阈值，条件被满足。
由于块尺寸具有W/H小于阈值或W/H大于另一阈值，条件被满足。
在上文中，阈值T0、T1和T2可以是独立于转换过程的固定值。例如，T1和T2可以是4或8，并且可以预先指定且为编码器和解码器已知的。
在以上描述中，所使用的各种阈值可以表示当前块的纵横比。例如，阈值可以设置为1，使得宽块(W>H)可以使用DMVR，而高块(W<＝H)可以禁用DMVR。因为运动通常倾向于在水平方向上被更准确地感知，所以这样的布置可以帮助编码表示的视觉质量处于比其他情况更高的水平。
第一阈值和第二阈值经由消息被接收。该消息可以包含在编码表示的语法元素中。语法元素可以逐个条带或者逐个图片地***，以允许以图片或条带或编码单元级别改变阈值。
在一些实施例中，解码条件包括选择低精度运动矢量，并且其中生成候选块的集合包括使用低精度运动矢量生成候选块的集合。在一些实施例中，当解码条件为当前块处于merge模式时，运动矢量由当前块继承。在不同模式中，可以通过使用步长或比例因子进行细化来提高精度。例如，步长可以是1。作为另一示例，比例因子可以是2，并且精度可以从4像素分辨率提高到2像素分辨率到1像素分辨率等。
图3示出了可以被用以实现本文公开的技术的各个部分的硬件设备300的示例实施例的框图。硬件设备300可以是膝上型电脑、智能电话、平板电脑、便携式摄像机或能够处理视频的其他类型的设备。设备300包括用于处理数据的处理器或控制器302，以及与处理器302通信以存储和/或缓冲数据的存储器304。例如，处理器302可以包括中央处理单元(CPU)或微控制器单元(MCU)。在一些实现方式中，处理器302可以包括现场可编程门阵列(FPGA)。在一些实现方式中，设备300包括用于智能电话设备的各种可视和/或通信数据处理功能的图形处理单元(GPU)、视频处理单元(VPU)和/或无线通信单元，或者与智能电话设备的GPU、VPU和/或无线通信单元进行通信。例如，存储器304可以包括并存储处理器可执行代码，其在由处理器302执行时配置设备300以执行各种操作，例如，接收信息、命令和/或数据，处理信息和数据，并且将处理后的信息/数据发送或提供给诸如致动器或外部显示器的另一个设备。为了支持设备300的各种功能，存储器304可以存储信息和数据，诸如指令、软件、值、图像以及由处理器302处理或参考的其他数据。例如，各种类型的随机存取存储器(RAM)设备、只读存储器(ROM)设备、闪存设备和其他合适的存储介质可被用于实现存储器304的存储功能。设备300还可以包括专用视频处理电路306，用于执行重复的计算功能，诸如变换和解码。
本文中描述的技术可以由视频编码器或视频解码器使用诸如关于图3所描述的硬件平台来实现。
从前述内容可以理解，本文已经出于说明的目的描述了本公开技术的具体实施例，但是可以在不脱离本发明范围的情况下进行各种修改。因此，本公开的技术除了所附权利要求外不受限制。
本文中描述的公开和其他实施例、模块和功能操作可以在数字电子电路中实现，或者在计算机软件、固件或硬件中实现，包括本文中公开的结构及其结构等同物，或者以它们中的一个或多个的组合实现。已公开的实施例和其他实施例可以实现为一个或多个计算机程序产品，即，在计算机可读介质上编码的一个或多个计算机程序指令模块，用于由数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作。计算机可读介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基板、存储器设备、影响机器可读传播信号的物质组合、或者它们中的一个或多个的组合。术语“数据处理装置”涵盖用于处理数据的所有装置、设备和机器，包括例如可编程处理器、计算机或多个处理器或计算机。除了硬件之外，该装置还可以包括为所讨论的计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理***、操作***、或者它们中的一个或多个的组合的代码。传播信号是人工生成的信号，例如机器生成的电信号、光信号或电磁信号，其被生成以对信息进行编码以便传输到合适的接收器设备。
计算机程序(也称为程序、软件、软件应用、脚本或代码)可以用任何形式的编程语言编写，包括编译语言或解释语言，并且可以以任何形式来部署计算机程序，包括独立程序或适合在计算环境中使用的模块、组件、子例程或其他单元。计算机程序并不必需对应于文件***中的文件。程序可以存储在文件的保存其他程序或数据(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)的部分中，存储在专用于所讨论的程序的单个文件中，或存储在多个协调文件中(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件)。可以部署计算机程序以在一个计算机上或在位于一个站点上或分布在多个站点上并通过通信网络互连的多个计算机上执行。
本文中描述的过程和逻辑流程可以由执行一个或多个计算机程序的一个或多个可编程处理器执行，以通过对输入数据进行操作并生成输出来执行功能。该过程和逻辑流程也可以由专用逻辑电路执行，并且装置也可以实现为专用逻辑电路，例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。
举例来说，适合于执行计算机程序的处理器包括通用和专用微处理器、以及任何种类的数字计算机的任何一个或多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的主要元件是用于执行指令的处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储器设备。通常，计算机还将包括或可操作地耦合到用于存储数据的一个或多个大容量存储设备，例如磁盘、磁光盘或光盘，以从该一个或多个大容量存储设备接收数据，或将数据传输到该一个或多个大容量存储设备，或者既接收又传递数据。然而，计算机不需要具有这样的设备。适用于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器设备，包括例如半导体存储器设备，例如EPROM、EEPROM和闪存设备；磁盘，例如内部硬盘或可移动磁盘；磁光盘；以及CD ROM和DVD-ROM磁盘。处理器和存储器可以由专用逻辑电路补充或并入专用逻辑电路中。
虽然本专利文件包含许多细节，但这些细节不应被解释为对任何发明或可要求保护的范围的限制，而是作为特定于特定发明的特定实施例的特征的描述。在本专利文件中，在单独的实施例的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施例中组合实现。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合在多个实施例中实现。此外，尽管上面的特征可以描述为以某些组合起作用，甚至最初如此要求权利保护，但是在某些情况下，可以从所要求保护的组合中去除来自该组合的一个或多个特征，并且所要求保护的组合可以指向子组合或子组合的变型。
类似地，虽然在附图中以特定顺序描绘了操作，但是这不应该被理解为要求以所示的特定顺序或按顺序执行这样的操作，或者执行所有示出的操作，以实现期望的结果。此外，在本专利文件中描述的实施例中的各种***组件的分离不应被理解为在所有实施例中都要求这种分离。
仅描述了几个实现方式和示例，并且可以基于本专利文件中描述和示出的内容来做出其他实现方式、增强和变型。

Claims (16)

1.一种视频处理的方法，包括：
确定视频块的宽度(W)和高度(H)；
基于所述视频块的条件，在启用和禁用解码器侧运动矢量细化步骤之间做出决定，所述解码器侧运动矢量细化步骤用于所述视频块和所述视频块的编码表示之间的转换，
在决定为启用的情况下，通过启用所述解码器侧运动矢量细化步骤而进行所述转换；并且
在决定为禁用的情况下，通过禁用所述解码器侧运动矢量细化步骤而进行所述转换，
其中所述解码器侧运动矢量细化步骤包括细化在编码表示中发出信令的运动矢量的值以及在所述转换期间使用该细化的值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述转换包括将编码表示解码为所述视频块的像素值。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述转换包括将所述视频块的像素值编码为所述编码表示。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中当所述块尺寸为W＝4并且H＝4时，所述条件被满足。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中当H＝4或W＝4时，所述条件被满足。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中当W<＝T1或H<＝T2时，所述条件被满足。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中当W<＝T1并且H<＝T2时，所述条件被满足。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中当W*H<＝T0时，所述条件被满足。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中当W/H小于第一阈值并且W/H大于第二阈值时，所述条件被满足。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中当W/H小于一阈值或者W/H大于另一阈值时，所述条件被满足。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述第一阈值和所述第二阈值经由消息接收。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述第一阈值和所述第二阈值具有固定的值。
13.一种视频解码装置，包括处理器，被配置为实现权利要求1至12中的一项或多项所述的方法。
14.一种视频编码装置，包括处理器，被配置为实现权利要求1至12中的一项或多项所述的方法。
15.一种计算机程序产品，在其上存储有计算机代码，在由处理器执行所述代码时，使得所述处理器实现权利要求1至12中的一个或多个所述的方法。
16.一种如本文件中所述的方法、装置或***。
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