CN117157974A - 图像和视频压缩中的交叉分量平面预测 - Google Patents

Abstract

本申请各个方面提供了方法和装置，装置包括处理电路，处理电路对在当前图片中待重建的色度块的预测信息进行解码。所述预测信息指示使用平面模式、至少基于所述当前图片中的亮度块，预测所述色度块，所述亮度块被重建并且与所述色度块同位。处理电路基于所述亮度块中的至少一个亮度样本，预测所述色度块中的所述至少一个第一色度样本。处理电路基于所预测的所述至少一个第一色度样本和所述色度块的至少一个参考色度样本，预测所述色度块中的第二色度样本，所述第二色度样本与所述至少一个第一色度样本不同，所述至少一个参考色度样本与所述色度块相邻。

Description

图像和视频压缩中的交叉分量平面预测

本申请要求于2022年10月28日提交的、申请号为17/976,470、发明名称为"图像和视频压缩中的交叉分量平面预测"的美国非临时申请，以及于2022年1月31日提交的、申请号为63/305,168、发明名称为"图像和视频压缩中的交叉分量平面预测"的美国临时申请的优先权，其全部内容通过引用并入本申请中。

技术领域

本申请实施例涉及视频编解码。

背景技术

本文所提供的背景描述旨在整体呈现本申请的背景。在背景技术部分以及本说明书的各个方面中所描述的目前已署名的发明人的工作所进行的程度，并不表明其在本申请提交时作为现有技术，且从未明示或暗示其被承认为本申请的现有技术。

通过具有运动补偿的帧间图片预测技术，可以进行视频编码和解码。未压缩的数字视频可包括一系列图片，每个图片具有例如1920×1080亮度样本及相关色度样本的空间维度。所述系列图片具有固定的或可变的图片速率(也非正式地称为帧率)，例如每秒60个图片或60Hz。未压缩的视频具有非常大的比特率要求。例如，每个样本8比特的1080p60 4:2:0的视频(1920x1080亮度样本分辨率，60Hz帧率)要求接近1.5Gbit/s带宽。一小时这样的视频就需要超过600GB的存储空间。

视频编码和解码的一个目的，是通过压缩减少输入视频信号的冗余信息。视频压缩可以帮助降低对上述带宽或存储空间的要求，在某些情况下可降低两个或更多数量级。无损和有损压缩，以及两者的组合均可采用。无损压缩是指从压缩的原始信号中重建原始信号精确副本的技术。当使用有损压缩时，重建信号可能与原始信号不完全相同，但是原始信号和重建信号之间的失真足够小，使得重建信号可用于预期应用。有损压缩广泛应用于视频。容许的失真量取决于应用。例如，相比于电视应用的用户，某些消费流媒体应用的用户可以容忍更高的失真。可实现的压缩比反映出：较高的允许/容许失真可产生较高的压缩比。

视频编码器和解码器可利用几大类技术，例如包括：运动补偿、变换、量化和熵编码。

视频编解码器技术可包括已知的帧内编码技术。在帧内编码中，在不参考先前重建的参考图片的样本或其它数据的情况下表示样本值。在一些视频编解码器中，图片在空间上被细分为样本块。当所有的样本块都以帧内模式编码时，该图片可以为帧内图片。帧内图片及其衍生(例如独立解码器刷新图片)可用于复位解码器状态，因此可用作编码视频码流和视频会话中的第一图片，或用作静止图像。帧内块的样本可用于变换，且可在熵编码之前量化变换系数。帧内预测可以是使预变换域中的样本值最小化的技术。在某些情形下，变换后的DC值越小，且AC系数越小，则在给定的量化步长尺寸下需要越少的比特来表示熵编码之后的块。

如同从诸如MPEG-2代编码技术中所获知的，传统帧内编码不使用帧内预测。然而，一些较新的视频压缩技术包括：试图从例如周围样本数据和/或元数据中得到数据块的技术，其中周围样本数据和/或元数据是在空间相邻的编码/解码期间、且在解码顺序之前获得的。这种技术后来被称为"帧内预测"技术。需要注意的是，至少在某些情形下，帧内预测仅使用正在重建的当前图片的参考数据，而不使用参考图片的参考数据。

可以存在许多不同形式的帧内预测。当在给定的视频编码技术中可以使用超过一种这样的技术时，所使用的技术可以按帧内预测模式进行编码。在某些情形下，模式可具有子模式和/或参数，且这些模式可单独编码或包含在模式码字中。将哪个码字用于给定模式/子模式/参数组合会通过帧内预测影响编解码效率增益，因此用于将码字转换成码流的熵编码技术也会出现这种情况。

H.264引入了一种帧内预测模式，其在H.265中进行了改进，且在更新的编码技术中进一步被改进，诸如联合开发模式(Joint Exploration Model,JEM)，通用视频编码(Versatile Video Coding，VVC)，以及基准集合(BenchMark Set，BMS)。可以使用属于已有样本的相邻样本的值，来形成预测块。根据方向，相邻样本的样本值被复制到预测块。所使用方向的参考，可以在码流中被编码，或者可以自身被预测。

参照图1A，右下方描绘了来自H.265的33个可能的预测方向(对应35个帧内预测模式中的33个角度模式)中已知的九个预测方向的子集。箭头会聚的点(101)表示正在被预测的样本。箭头表示样本正在被预测的方向。例如，箭头(102)表示根据右上方与水平方向成45度角的至少一个样本，预测样本(101)。类似地，箭头(103)表示根据左下方与水平方向成22.5度角的至少一个样本，预测样本(101)。

仍然参考图1A，在左上方示出了一个包括4×4个样本的正方形块(104)(由粗虚线表示)。正方形块(104)由16个样本组成，每个样本用“S”、以及其在Y维度上的位置(例如，行索引)和在X纬度上的位置(例如，列索引)来标记。例如，样本S21是Y维度上的第二个(从最上方)样本和X维度上的第一个样本(从左侧开始)。类似地，样本S44在X维度和Y维度上都是块(104)中的第四个样本。由于该块为4×4大小的样本，因此S44位于右下角。还示出了遵循类似编号方案的参考样本。参考样本用"R"、以及其相对于块(104)的Y位置(例如，行索引)和X位置(列索引)来标记。在H.264和H.265中，在重建时预测样本和块相邻，因此，不需要使用负值。

通过从信号通知的预测方向所占用的相邻样本来复制参考样本值，可以进行块104的帧内图片预测。例如，假设编码视频码流包括信令，对于该块，该信令指示与箭头(102)一致的预测方向，即，根据右上方与水平方向成45度角的至少一个预测样本来预测样本。在这种情况下，根据同一参考样本R05，预测样本S41、S32、S23和S14。然后，根据参考样本R08预测样本S44。

在某些情况下，例如通过内插，可以合并多个参考样本的值，以便计算参考样本，尤其是当方向不能被45度整除时。

随着视频编码技术的发展，方向的数量逐渐增加。在H.264(2003年)中，可以表示九种不同的方向。在H.265(2013年)和JEM/VVC/BMS中增加到了33个，而在此申请时，可以支持多达65个方向。已经进行试验来识别出最可能的方向，熵编码中的某些技术可以用于以少量的比特来标识这些最可能的方向，接收损失某些不太可能的方向。进一步，这些方向本身有时可以从相邻、已解码的块所使用的相邻方向中预测得到。

图1B示出了根据JEM描绘65个帧内预测方向的示意图(180)，以示出随时间增加的预测方向的数量。

表示方向的编码后视频码流中帧内预测方向比特的映射可以根据不同的视频编码技术而不同；并且其范围可以例如从预测方向的简单直接映射到帧内预测模式、到码字、到涉及最可能模式的复杂自适应方案，以及类似技术。然而，在所有的情况下，统计地来看，有一些方向在视频内容中出现的可能性比其他方向小。由于视频压缩的目的是降低冗余，在一个良好工作的视频编解码技术中，这些不太可能的方向，相比更可能的方向，使用更多的比特进行表示。

图像和/或视频编解码可以使用具有运动补偿的帧间预测来实现。运动补偿可以是一种有损压缩技术，且可涉及如下技术：来自先前重建的图片或重建图片一部分(参考图片)的样本数据块在空间上按运动矢量(下文称为MV)指示的方向移位后，用于新重建的图片或图片部分的预测。在某些情况下，参考图片可与当前正在重建的图片相同。MV可具有两个维度X和Y，或者三个维度，其中第三个维度表示使用中的参考图片(后者间接地可为时间维度)。

在一些视频压缩技术中，应用于某个样本数据区域的MV可根据其它MV来预测，例如根据与正在重建的区域空间相邻的另一个样本数据区域相关的、且按解码顺序在该MV前面的那些MV。这样做可以大大减少编码MV所需的数据量，从而消除冗余信息并增加压缩量。MV预测可以有效地进行，例如，当对从相机导出的输入视频信号(称为自然视频)进行编码时，存在一种统计上的可能性，即面积大于单个MV适用区域的区域，会朝着类似的方向移动，因此，在某些情况下，可以用邻近区域的MV导出的相似运动矢量进行预测。这导致针对给定区域发现的MV与根据周围MV预测的MV相似或相同，并且在熵编码之后，又可以用比直接编码MV时使用的比特数更少的比特数来表示。在某些情况下，MV预测可以是对从原始信号(即样本流)导出的信号(即MV)进行无损压缩的示例。在其它情况下，MV预测本身可能是有损的，例如由于根据几个周围MV计算预测值时产生的取整误差。

H.265/HEVC(ITU-T H.265建议书，“高效视频编解码(High Efficiency VideoCoding)”，2016年12月)中描述了各种MV预测机制。在H.265提供的多种MV预测机制中，本申请描述的是下文称作“空间合并”的技术。

请参考图2，当前块(201)包括在运动搜索过程期间已由编码器发现的样本，根据已产生空间偏移的相同大小的先前块，可预测所述样本。另外，可从一个或至少两个参考图片相关联的元数据中导出所述MV，而非对MV直接编码。例如，使用关联于A0、A1和B0、B1、B2(分别对应202到206)五个周围样本中的任一样本的MV，(按解码次序)从最近的参考图片的元数据中导出所述MV。在H.265中，MV预测可使用相邻块也正在使用的相同参考图片的预测值。

发明内容

本申请实施例涉及视频编/解码方法及装置。在一些示例中，视频解码装置包括处理电路。处理电路对在当前图片中待重建的色度块的预测信息进行解码，所述预测信息指示使用平面模式、至少基于所述当前图片中的亮度块，预测所述色度块，所述亮度块被重建并且与所述色度块同位；识别出所述色度块中的至少一个第一色度样本位于至少一个相应的键位置；基于所述亮度块中的至少一个亮度样本，预测所述色度块中的所述至少一个第一色度样本；及，基于所预测的所述至少一个第一色度样本和所述色度块的至少一个参考色度样本，预测所述色度块中的第二色度样本，所述第二色度样本与所述至少一个第一色度样本不同，所述至少一个参考色度样本与所述色度块相邻。

在一示例中，所述至少一个第一色度样本是所述色度块中的右下角色度样本；所述处理电路基于所述右下角色度样本和所述至少一个参考色度样本，预测以下中的至少一个：(i)所述色度块的最底行中的色度样本，或，(ii)所述色度块的最右列中的色度样本；响应于预测所述色度块的最底行中的色度样本，基于所述至少一个参考色度样本中的顶部参考色度样本以及所述最底行中已预测的色度样本中已预测的底部色度样本，生成所述第二色度样本的垂直预测器，其中，所述第二色度样本、所述顶部参考色度样本和所述已预测的底部色度样本，位于所述色度块的相同列中；响应于预测所述色度块的最右列中的色度样本，基于所述至少一个参考色度样本中的左侧参考色度样本以及所述最右列中已预测的色度样本中已预测的右侧色度样本，生成所述第二色度样本的水平预测器，其中，所述第二色度样本、所述左侧参考色度样本和所述已预测的右侧色度样本，位于所述色度块的相同行中。

在一示例中，处理电路预测所述色度块的最底行中的色度样本和所述色度块的最右列中的色度样本；基于所述垂直预测器和所述水平预测器，预测所述第二色度样本。

在一示例中，所述至少一个第一色度样本包括(i)所述色度块的最底行中的色度样本，和，(ii)所述色度块的最右列中的色度样本；所述处理电路基于所述至少一个参考色度样本中的顶部参考色度样本和所述最底行中已预测的色度样本中已预测的底部色度样本，生成所述第二色度样本的垂直预测器，其中，所述第二色度样本、所述顶部参考色度样本和所述已预测的底部色度样本，位于所述色度块的相同列中；基于所述至少一个参考色度样本中的左侧参考色度样本和所述最右列中已预测的色度样本中已预测的右侧色度样本，生成所述第二色度样本的水平预测器，其中，所述第二色度样本、所述左侧参考色度样本和所述已预测的右侧色度样本，位于色度块的相同行中；基于所述垂直预测器和所述水平预测器，预测所述第二色度样本。

在一示例中，所述色度块的宽度大于所述色度块的高度，或者所述色度块的高度小于阈值；所述至少一个第一色度样本包括所述色度块的最底行中的色度样本；所述处理电路基于所述至少一个参考色度样本中的顶部参考色度样本和所述最底行中已预测的色度样本中已预测的底部色度样本，生成所述第二色度样本的垂直预测器，其中，所述第二色度样本、所述顶部参考色度样本和所述已预测的底部色度样本，位于所述色度块的相同列中；基于所述垂直预测器，预测所述第二色度样本。

在一示例中，所述色度块的宽度大于所述色度块的高度，或者所述色度块的宽度小于阈值；所述至少一个第一色度样本包括所述色度块的最右列中的色度样本；所述处理电路基于所述至少一个参考色度样本中的左侧参考色度样本和所述最右列中已预测的色度样本中已预测的右侧色度样本，生成所述第二色度样本的水平预测器，其中，所述第二色度样本、所述左侧参考色度样本和所述已预测的右侧色度样本，位于色度块的相同行中；基于所述水平预测器，预测所述第二色度样本。

在一示例中，所述预测所述至少一个第一色度样本，包括：使用交叉分量线性模型预测CCLM模式，基于所述亮度块中与所述至少一个第一色度样本同位的所述至少一个亮度样本，预测所述色度块中的所述至少一个第一色度样本。

在一示例中，所述至少一个参考色度样本包括如下中的至少一个：与所述色度块顶部相邻的顶部参考色度样本，或，与所述色度块左侧相邻的左侧参考色度样本。

本申请实施例还提供了一种非暂时性计算机可读存储介质，其上存储有指令，当所述指令由用于视频解码的计算机执行时，使得所述计算机实现上述任一视频解码方法。

附图说明

根据以下详细描述和附图，所公开的主题的其他特征、性质和各种优点将进一步明确，其中：

图1A是帧内预测模式的示例性子集的示意图；

图1B是示例性帧内预测方向的示意图；

图2示出了根据一实施例的当前块(201)及其周围样本；

图3是根据一实施例的通信***(300)的简化框图的示意图；

图4是根据另一实施例的通信***(400)的简化框图的示意图；

图5是根据一实施例的解码器的简化框图的示意图；

图6是根据一实施例的编码器的简化框图的示意图；

图7示出了根据另一实施例的编码器的框图；

图8示出了根据另一实施例的解码器的框图；

图9示出了根据本申请实施例的当前块的参考样本的示例；

图10示出了根据本申请一实施例的在交叉分量线性模型(CCLM)中使用的已重建相邻亮度样本和已重建相邻色度样本的示例；

图11示出了根据本申请一实施例的在CCLM中使用的已重建相邻亮度样本和已重建相邻色度样本的示例；

图12示出了色度块中样本或样本位置的示例；

图13示出了根据本申请实施例的编码过程的方法流程图；

图14示出了根据本申请实施例的解码过程的方法流程图；

图15是根据一实施例的计算机***的示意图。

具体实施方式

图3示出了根据本申请一实施例的通信***(300)的简化框图。通信***(300)包括可以经由例如网络(350)彼此通信的多个终端设备。例如，通信***(300)包括经由网络(350)互连的第一对终端设备(310)和(320)。在图3的示例中，第一对终端设备(310)和(320)执行数据的单向传输。例如，终端设备(310)可以对视频数据(例如，由终端设备(310)捕获的视频图片流)进行编码，以经由网络(350)传输到另一个终端设备(320)。已编码视频数据可以以至少一个已编码视频码流的形式传输。终端设备(320)可以从网络(350)接收已编码视频数据，对已编码视频数据进行解码以恢复视频图片，并且根据恢复的视频数据显示视频图片。在媒体服务应用等中，单向数据传输可能很常见。

在另一个示例中，通信***(300)包括第二对终端设备(330)和(340)，其执行例如在视频会议期间可能发生的已编码视频数据的双向传输。对于数据的双向传输，在示例中，终端设备(330)和(340)中的每个终端设备可以对视频数据(例如，由终端设备捕获的视频图片流)进行编码，以经由网络(350)传输到终端设备(330)和(340)中的另一个终端设备。终端设备(330)和(340)中的每个终端设备还可以接收由终端设备(330)和(340)中的另一个终端设备传输的已编码视频数据，并且可以对已编码视频数据进行解码以恢复视频图片，并且可以根据恢复的视频数据在可访问的显示设备上显示视频图片。

在图3的示例中，终端设备(310)、(320)、(330)和(340)可以被示为服务器、个人计算机和智能电话，但是本申请的原理可以不限于此。本申请的实施例可以应用于膝上型计算机、平板计算机、媒体播放器和/或专用视频会议设备。网络(350)表示在终端设备(310)、(320)、(330)和(340)之间传送已编码视频数据的任何数量的网络，包括例如有线(wireline/wired)和/或无线通信网络。通信网络(350)可以在电路交换和/或分组交换信道中交换数据。代表性网络包括电信网络、局域网、广域网和/或因特网。为了本讨论的目的，网络(350)的架构和拓扑对于本申请的操作可能无关紧要，除非下文中所解释的。

作为实施例，图4示出视频编码器和视频解码器在流式传输环境中的放置方式。本申请所公开主题可同等地适用于其它支持视频的应用，包括例如视频会议、数字TV、在包括CD、DVD、存储棒等的数字介质上存储压缩视频等等。

流式传输***可包括采集子***(413)，所述采集子***可包括视频源(401)，例如数码相机，用于创建未压缩的视频图片流(402)。在实施例中，视频图片流(402)包括由视频源(401)的数码相机拍摄的样本。相较于已编码的视频数据(404)(或已编码的视频码流)，视频图片流(402)被描绘为粗线以强调高数据量的视频图片流，视频图片流(402)可由电子装置(420)处理，所述电子装置(420)包括耦接到视频源(401)的视频编码器(403)。视频编码器(403)可包括硬件、软件或软硬件组合以实现或实施如下文更详细地描述的所公开主题的各方面。相较于视频图片流(402)，已编码的视频数据(404)(或已编码的视频码流(404))被描绘为细线以强调较低数据量的已编码的视频数据(404)(或已编码的视频码流(404))，其可存储在流式传输服务器(405)上以供将来使用。至少一个流式传输客户端子***，例如图3中的客户端子***(406)和客户端子***(408)，可访问流式传输服务器(405)以检索已编码的视频数据(404)的副本(407)和副本(409)。客户端子***(406)可包括例如电子装置(330)中的视频解码器(410)。视频解码器(410)对已编码的视频数据的传入副本(407)进行解码，且产生可在显示器(412)(例如显示屏)或另一呈现装置(未描绘)上呈现的输出视频图片流(411)。在一些流式传输***中，可根据某些视频编码/压缩标准对已编码的视频数据(404)、视频数据(407)和视频数据(409)(例如视频码流)进行编码。该些标准的实施例包括ITU-T H.265。在实施例中，正在开发的视频编码标准非正式地称为下一代视频编码(Versatile Video Coding，VVC)，本申请可用于VVC标准的上下文中。

应注意，电子装置(420)和电子装置(430)可包括其它组件(未示出)。举例来说，电子装置(420)可包括视频解码器(未示出)，且电子装置(430)还可包括视频编码器(未示出)。

图5是根据本申请公开的实施例的视频解码器(510)的框图。视频解码器(510)可设置在电子装置(530)中。电子装置(530)可包括接收器(531)(例如接收电路)。视频解码器(510)可用于代替图4实施例中的视频解码器(410)。

接收器(531)可接收将由视频解码器(510)解码的至少一个已编码视频序列；在同一实施例或另一实施例中，一次接收一个已编码视频序列，其中每个已编码视频序列的解码独立于其它已编码视频序列。可从信道(501)接收已编码视频序列，所述信道可以是通向存储已编码的视频数据的存储装置的硬件/软件链路。接收器(531)可接收已编码的视频数据以及其它数据，例如，可转发到它们各自的使用实体(未标示)的已编码音频数据和/或辅助数据流。接收器(531)可将已编码视频序列与其它数据分开。为了防止网络抖动，缓冲存储器(515)可耦接在接收器(531)与熵解码器/解析器(520)(此后称为“解析器(520)”)之间。在某些应用中，缓冲存储器(515)是视频解码器(510)的一部分。在其它情况下，所述缓冲存储器(515)可设置在视频解码器(510)外部(未标示)。而在其它情况下，视频解码器(510)的外部设置缓冲存储器(未标示)以例如防止网络抖动，且在视频解码器(510)的内部可配置另一缓冲存储器(515)以例如处理播出定时。而当接收器(531)从具有足够带宽和可控性的存储/转发装置或从等时同步网络接收数据时，也可能不需要配置缓冲存储器(515)，或可以将所述缓冲存储器做得较小。当然，为了在互联网等业务分组网络上使用，也可能需要缓冲存储器(515)，所述缓冲存储器可相对较大且可具有自适应性大小，且可至少部分地实施于操作***或视频解码器(510)外部的类似元件(未标示)中。

视频解码器(510)可包括解析器(520)以根据已编码视频序列重建符号(521)。这些符号的类别包括用于管理视频解码器(510)的操作的信息，以及用以控制显示装置(512)(例如，显示屏)等显示装置的潜在信息，所述显示装置不是电子装置(530)的组成部分，但可耦接到电子装置(530)，如图5中所示。用于显示装置的控制信息可以是辅助增强信息(Supplemental Enhancement Information，SEI消息)或视频可用性信息(VideoUsability Information，VUI)的参数集片段(未标示)。解析器(520)可对接收到的已编码视频序列进行解析/熵解码。已编码视频序列的编码可根据视频编码技术或标准进行，且可遵循各种原理，包括可变长度编码、霍夫曼编码(Huffman coding)、具有或不具有上下文灵敏度的算术编码等等。解析器(520)可基于对应于群组的至少一个参数，从已编码视频序列提取用于视频解码器中的像素的子群中的至少一个子群的子群参数集。子群可包括图片群组(Group of Pictures，GOP)、图片、图块、切片、宏块、编码单元(Coding Unit，CU)、块、变换单元(Transform Unit，TU)、预测单元(Prediction Unit，PU)等等。解析器(520)还可从已编码视频序列提取信息，例如变换系数、量化器参数值、运动矢量等等。

解析器(520)可对从缓冲存储器(515)接收的视频序列执行熵解码/解析操作，从而创建符号(521)。

取决于已编码视频图片或一部分已编码视频图片(例如：帧间图片和帧内图片、帧间块和帧内块)的类型以及其它因素，符号(521)的重建可涉及多个不同单元。涉及哪些单元以及涉及方式可由解析器(520)从已编码视频序列解析的子群控制信息控制。为了简洁起见，未描述解析器(520)与下文的多个单元之间的此类子群控制信息流。

除已经提及的功能块以外，视频解码器(510)可在概念上细分成如下文所描述的数个功能单元。在商业约束下运行的实际实施例中，这些单元中的许多单元彼此紧密交互并且可以彼此集成。然而，出于描述所公开主题的目的，概念上细分成下文的功能单元是适当的。

第一单元是缩放器/反向变换单元(551)。缩放器/反向变换单元(551)从解析器(520)接收作为符号(521)的量化变换系数以及控制信息，包括使用哪种变换方式、块大小、量化因子、量化缩放矩阵等。缩放器/反向变换单元(551)可输出包括样本值的块，所述样本值可输入到聚合器(555)中。

在一些情况下，缩放器/反向变换单元(551)的输出样本可属于帧内编码块；即：不使用来自先前重建的图片的预测性信息，但可使用来自当前图片的先前重建部分的预测性信息的块。此类预测性信息可由帧内图片预测单元(552)提供。在一些情况下，帧内图片预测单元(552)采用从当前图片缓冲器(558)提取的已重建信息生成大小和形状与正在重建的块相同的周围块。举例来说，当前图片缓冲器(558)缓冲部分重建的当前图片和/或完全重建的当前图片。在一些情况下，聚合器(555)基于每个样本，将帧内预测单元(552)生成的预测信息添加到由缩放器/反向变换单元(551)提供的输出样本信息中。

在其它情况下，缩放器/反向变换单元(551)的输出样本可属于帧间编码和潜在运动补偿块。在此情况下，运动补偿预测单元(553)可访问参考图片存储器(557)以提取用于预测的样本。在根据符号(521)对提取的样本进行运动补偿之后，这些样本可由聚合器(555)添加到缩放器/反向变换单元(551)的输出(在这种情况下被称作残差样本或残差信号)，从而生成输出样本信息。运动补偿预测单元(553)从参考图片存储器(557)内的地址获取预测样本可受到运动矢量控制，且所述运动矢量以所述符号(521)的形式而供运动补偿预测单元(553)使用，所述符号(521)例如是包括X、Y和参考图片分量。运动补偿还可包括在使用子样本精确运动矢量时，从参考图片存储器(557)提取的样本值的内插、运动矢量预测机制等等。

聚合器(555)的输出样本可在环路滤波器单元(556)中被各种环路滤波技术采用。视频压缩技术可包括环路内滤波器技术，所述环路内滤波器技术受控于包括在已编码视频序列(也称作已编码视频码流)中的参数，且所述参数作为来自解析器(520)的符号(521)可用于环路滤波器单元(556)。然而，在其他实施例中，视频压缩技术还可响应于在解码已编码图片或已编码视频序列的先前(按解码次序)部分期间获得的元信息，以及响应于先前重建且经过环路滤波的样本值。

环路滤波器单元(556)的输出可以是样本流，所述样本流可输出到显示装置(512)以及存储在参考图片存储器(557)，以用于后续的帧间图片预测。

一旦完全重建，某些已编码图片就可用作参考图片以用于将来预测。举例来说，一旦对应于当前图片的已编码图片被完全重建，且已编码图片(通过例如解析器(520))被识别为参考图片，则当前图片缓冲器(558)可变为参考图片存储器(557)的一部分，且可在开始重建后续已编码图片之前重新分配新的当前图片缓冲器。

视频解码器(510)可根据例如ITU-T H.265标准中的预定视频压缩技术执行解码操作。在已编码视频序列遵循视频压缩技术或标准的语法以及视频压缩技术或标准中记录的配置文件的意义上，已编码视频序列可符合所使用的视频压缩技术或标准指定的语法。具体地说，配置文件可从视频压缩技术或标准中可用的所有工具中选择某些工具作为在所述配置文件下可供使用的仅有工具。对于合规性，还要求已编码视频序列的复杂度处于视频压缩技术或标准的层级所限定的范围内。在一些情况下，层级限制最大图片大小、最大帧率、最大重建取样率(以例如每秒兆(mega)个样本为单位进行测量)、最大参考图片大小等。在一些情况下，由层级设定的限制可通过假想参考解码器(Hypothetical ReferenceDecoder，HRD)规范和在已编码视频序列中用信号表示的HRD缓冲器管理的元数据来进一步限定。

在实施例中，接收器(531)可连同已编码视频一起接收附加(冗余)数据。所述附加数据可以是已编码视频序列的一部分。所述附加数据可由视频解码器(510)用以对数据进行适当解码和/或较准确地重建原始视频数据。附加数据可呈例如时间、空间或信噪比(signal noise ratio，SNR)增强层、冗余切片、冗余图片、正向纠错码等形式。

图6是根据本申请公开的实施例的视频编码器(603)的框图。视频编码器(603)设置于电子装置(620)中。电子装置(620)包括传输器(640)(例如传输电路)。视频编码器(603)可用于代替图4实施例中的视频编码器(403)。

视频编码器(603)可从视频源(601)(并非图6实施例中的电子装置(620)的一部分)接收视频样本，所述视频源可采集将由视频编码器(603)编码的视频图像。在另一实施例中，视频源(601)是电子装置(620)的一部分。

视频源(601)可提供将由视频编码器(603)编码的呈数字视频样本流形式的源视频序列，所述数字视频样本流可具有任何合适位深度(例如：8位、10位、12位……)、任何色彩空间(例如BT.601Y CrCB、RGB……)和任何合适取样结构(例如Y CrCb 4:2:0、Y CrCb 4:4:4)。在媒体服务***中，视频源(601)可以是存储先前已准备的视频的存储装置。在视频会议***中，视频源(601)可以是采集本地图像信息作为视频序列的相机。可将视频数据提供为多个单独的图片，当按顺序观看时，这些图片被赋予运动。图片自身可构建为空间像素阵列，其中取决于所用的取样结构、色彩空间等，每个像素可包括至少一个样本。所属领域的技术人员可以很容易理解像素与样本之间的关系。下文侧重于描述样本。

根据实施例，视频编码器(603)可实时或在由应用所要求的任何其它时间约束下，将源视频序列的图片编码且压缩成已编码视频序列(643)。施行适当的编码速度是控制器(650)的一个功能。在一些实施例中，控制器(650)控制如下文所描述的其它功能单元且在功能上耦接到这些单元。为了简洁起见，图中未标示耦接。由控制器(650)设置的参数可包括速率控制相关参数(图片跳过、量化器、率失真优化技术的λ值等)、图片大小、图片群组(group of pictures，GOP)布局，最大运动矢量搜索范围等。控制器(650)可用于具有其它合适的功能，这些功能涉及针对某一***设计优化的视频编码器(603)。

在一些实施例中，视频编码器(603)在编码环路中进行操作。作为简单的描述，在实施例中，编码环路可包括源编码器(630)(例如，负责基于待编码的输入图片和参考图片创建符号，例如符号流)和嵌入于视频编码器(603)中的(本地)解码器(633)。解码器(633)以类似于(远程)解码器创建样本数据的方式重建符号以创建样本数据(因为在本申请所考虑的视频压缩技术中，符号与已编码视频码流之间的任何压缩是无损的)。将重建的样本流(样本数据)输入到参考图片存储器(634)。由于符号流的解码产生与解码器位置(本地或远程)无关的位精确结果，因此参考图片存储器(634)中的内容在本地编码器与远程编码器之间也是按比特位精确对应的。换句话说，编码器的预测部分“看到”的参考图片样本与解码器将在解码期间使用预测时所“看到”的样本值完全相同。这种参考图片同步性基本原理(以及在例如因信道误差而无法维持同步性的情况下产生的漂移)也用于一些相关技术。

“本地”解码器(633)的操作可与例如已在上文结合图5详细描述视频解码器(510)的“远程”解码器相同。然而，另外简要参考图5，当符号可用且熵编码器(645)和解析器(520)能够无损地将符号编码/解码为已编码视频序列时，包括缓冲存储器(515)和解析器(520)在内的视频解码器(510)的熵解码部分，可能无法完全在本地解码器(633)中实施。

此时可以观察到，除存在于解码器中的解析/熵解码之外的任何解码器技术，也必定以基本上相同的功能形式存在于对应的编码器中。出于此原因，本申请侧重于解码器操作。可简化编码器技术的描述，因为编码器技术与全面地描述的解码器技术互反向。仅在某些区域中需要更详细的描述，并且在下文提供。

在操作期间，在一些实施例中，源编码器(630)可执行运动补偿预测编码。参考来自视频序列中被指定为“参考图片”的至少一个先前已编码图片，所述运动补偿预测编码对输入图片进行预测性编码。以此方式，编码引擎(632)对输入图片的像素块与参考图片的像素块之间的差异进行编码，所述参考图片可被选作所述输入图片的预测参考。

本地视频解码器(633)可基于源编码器(630)创建的符号，对可指定为参考图片的已编码视频数据进行解码。编码引擎(632)的操作可为有损过程。当已编码视频数据可在视频解码器(图6中未示)处被解码时，重建的视频序列通常可以是带有一些误差的源视频序列的副本。本地视频解码器(633)复制解码过程，所述解码过程可由视频解码器对参考图片执行，且可使重建的参考图片存储在参考图片高速缓存(634)中。以此方式，视频编码器(603)可在本地存储重建的参考图片的副本，所述副本与将由远端视频解码器获得的重建参考图片具有共同内容(不存在传输误差)。

预测器(635)可针对编码引擎(632)执行预测搜索。即，对于将要编码的新图片，预测器(635)可在参考图片存储器(634)中搜索可作为所述新图片的适当预测参考的样本数据(作为候选参考像素块)或某些元数据，例如参考图片运动矢量、块形状等。预测器(635)可基于样本块-逐像素块的方式执行操作，以找到合适的预测参考。在一些情况下，根据预测器(635)获得的搜索结果可确定，输入图片可具有从参考图片存储器(634)中存储的多个参考图片取得的预测参考。

控制器(650)可管理源编码器(630)的编码操作，包括例如设置用于对视频数据进行编码的参数和子群参数。

可在熵编码器(645)中对所有上述功能单元的输出进行熵编码。熵编码器(645)根据例如霍夫曼编码、可变长度编码、算术编码等技术对各种功能单元生成的符号进行无损压缩，从而将所述符号转换成已编码视频序列。

传输器(640)可缓冲由熵编码器(645)创建的已编码视频序列，从而为通过通信信道(660)进行传输做准备，所述通信信道可以是通向将存储已编码的视频数据的存储装置的硬件/软件链路。传输器(640)可将来自视频编码器(603)的已编码视频数据与要传输的其它数据合并，所述其它数据例如是已编码音频数据和/或辅助数据流(未示出来源)。

控制器(650)可管理视频编码器(603)的操作。在编码期间，控制器(650)可以为每个已编码图片分配某一已编码图片类型，但这可能影响可应用于相应的图片的编码技术。例如，通常可将图片分配为以下任一种图片类型：

帧内图片(I图片)，其可以是不将序列中的任何其它图片用作预测源就可被编码和解码的图片。一些视频编解码器容许不同类型的帧内图片，包括例如独立解码器刷新(Independent Decoder Refresh，“IDR”)图片。所属领域的技术人员了解I图片的变体及其相应的应用和特征。

预测性图片(P图片)，其可以是可使用帧内预测或帧间预测进行编码和解码的图片，所述帧内预测或帧间预测使用至多一个运动矢量和参考索引来预测每个块的样本值。

双向预测性图片(B图片)，其可以是可使用帧内预测或帧间预测进行编码和解码的图片，所述帧内预测或帧间预测使用至多两个运动矢量和参考索引来预测每个块的样本值。类似地，多个预测性图片可使用多于两个参考图片和相关联元数据以用于重建单个块。

源图片通常可在空间上细分成多个样本块(例如，4×4、8×8、4×8或16×16个样本的块)，且逐块(block-wise)进行编码。这些块可参考其它(已编码)块进行预测编码，根据应用于块的相应图片的编码分配来确定所述其它块。举例来说，I图片的块可进行非预测编码，或所述块可参考同一图片的已已编码块来进行预测编码(空间预测或帧内预测)。P图片的像素块可参考一个先前编码的参考图片通过空间预测或通过时域预测进行预测编码。B图片的块可参考一个或两个先前编码的参考图片通过空间预测或通过时域预测进行预测编码。

视频编码器(603)可根据例如ITU-T H.265建议书的预定视频编码技术或标准执行编码操作。在操作中，视频编码器(603)可执行各种压缩操作，包括利用输入视频序列中的时间和空间冗余的预测编码操作。因此，已编码视频数据可符合所用视频编码技术或标准指定的语法。

在实施例中，传输器(640)可在传输已编码的视频时传输附加数据。源编码器(630)可将此类数据作为已编码视频序列的一部分。附加数据可包括时间/空间/SNR增强层、冗余图片和切片等其它形式的冗余数据、SEI消息、VUI参数集片段等。

采集到的视频可作为呈时间序列的多个源图片(视频图片)。帧内图片预测(常常简化为帧内预测)利用给定图片中的空间相关性，而帧间图片预测则利用图片之间的(时间或其它)相关性。在实施例中，将正在编码/解码的特定图片分割成块，正在编码/解码的特定图片被称作当前图片。在当前图片中的块类似于视频中先前已编码且仍被缓冲的参考图片中的参考块时，可通过称作运动矢量的矢量对当前图片中的块进行编码。所述运动矢量指向参考图片中的参考块，且在使用多个参考图片的情况下，所述运动矢量可具有识别参考图片的第三维度。

在一些实施例中，双向预测技术可用于帧间图片预测中。根据双向预测技术，使用两个参考图片，例如按解码次序都在视频中的当前图片之前(但按显示次序可能分别是过去和将来)第一参考图片和第二参考图片。可通过指向第一参考图片中的第一参考块的第一运动矢量和指向第二参考图片中的第二参考块的第二运动矢量对当前图片中的块进行编码。具体来说，可通过第一参考块和第二参考块的组合来预测所述块。

此外，合并模式技术可用于帧间图片预测中以改善编解码效率。

根据本申请公开的一些实施例，帧间图片预测和帧内图片预测等预测的执行以块为单位。举例来说，根据HEVC标准，将视频图片序列中的图片分割成编码树单元(codingtree unit，CTU)以用于压缩，图片中的CTU具有相同大小，例如64×64像素、32×32像素或16×16像素。一般来说，CTU包括三个编码树块(coding tree block，CTB)，所述三个编码树块是一个亮度CTB和两个色度CTB。更进一步的，还可将每个CTU以四叉树拆分为至少一个编码单元(coding unit，CU)。举例来说，可将64×64像素的CTU拆分为一个64×64像素的CU，或4个32×32像素的CU，或16个16×16像素的CU。在实施例中，分析每个CU以确定用于CU的预测类型，例如帧间预测类型或帧内预测类型。此外，取决于时间和/或空间可预测性，将CU拆分为至少一个预测单元(prediction unit，PU)。通常，每个PU包括亮度预测块(prediction block，PB)和两个色度PB。在实施例中，编码(编码/解码)中的预测操作以预测块为单位来执行。以亮度预测块作为预测块为例，预测块包括像素值(例如，亮度值)的矩阵，例如8×8像素、16×16像素、8×16像素、16×8像素等等。

图7是根据本申请公开的另一实施例的视频编码器(703)的图。视频编码器(703)用于接收视频图片序列中的当前视频图片内的样本值的处理块(例如预测块)，且将所述处理块编码到作为已编码视频序列的一部分的已编码图片中。在本实施例中，视频编码器(703)用于代替图4实施例中的视频编码器(403)。

在HEVC实施例中，视频编码器(703)接收用于处理块的样本值的矩阵，所述处理块为例如8×8样本的预测块等。视频编码器(703)使用例如率失真(rate-distortion，RD)优化来确定是否使用帧内模式、帧间模式或双向预测模式来编码所述处理块。当在帧内模式中编码处理块时，视频编码器(703)可使用帧内预测技术以将处理块编码到已编码图片中；且当在帧间模式或双向预测模式中编码处理块时，视频编码器(703)可分别使用帧间预测或双向预测技术将处理块编码到已编码图片中。在某些视频编码技术中，合并模式可以是帧间图片预测子模式，其中，在不借助预测值外部的已编码运动矢量分量的情况下，从至少一个运动矢量预测值导出运动矢量。在某些其它视频编码技术中，可存在适用于主题块的运动矢量分量。在实施例中，视频编码器(703)包括其它组件，例如用于确定处理块模式的模式决策模块(未示出)。

在图7的实施例中，视频编码器(703)包括如图7所示的耦接到一起的帧间编码器(730)、帧内编码器(722)、残差计算器(723)、开关(726)、残差编码器(724)、通用控制器(721)和熵编码器(725)。

帧间编码器(730)用于接收当前块(例如处理块)的样本、比较所述块与参考图片中的至少一个参考块(例如先前图片和后来图片中的块)、生成帧间预测信息(例如根据帧间编码技术的冗余信息描述、运动矢量、合并模式信息)、以及基于帧间预测信息使用任何合适的技术计算帧间预测结果(例如已预测块)。在一些实施例中，参考图片是基于已编码的视频信息解码的已解码参考图片。

帧内编码器(722)用于接收当前块(例如处理块)的样本、在一些情况下比较所述块与同一图片中已编码的块、在变换之后生成量化系数、以及在一些情况下还(例如根据至少一个帧内编码技术的帧内预测方向信息)生成帧内预测信息。在实施例中，帧内编码器(722)还基于帧内预测信息和同一图片中的参考块计算帧内预测结果(例如已预测块)。

通用控制器(721)用于确定通用控制数据，且基于所述通用控制数据控制视频编码器(703)的其它组件。在实施例中，通用控制器(721)确定块的模式，且基于所述模式将控制信号提供到开关(726)。举例来说，当所述模式是帧内模式时，通用控制器(721)控制开关(726)以选择供残差计算器(723)使用的帧内模式结果，且控制熵编码器(725)以选择帧内预测信息且将所述帧内预测信息添加在码流中；以及当所述模式是帧间模式时，通用控制器(721)控制开关(726)以选择供残差计算器(723)使用的帧间预测结果，且控制熵编码器(725)以选择帧间预测信息且将所述帧间预测信息添加在码流中。

残差计算器(723)用于计算所接收的块与选自帧内编码器(722)或帧间编码器(730)的预测结果之间的差(残差数据)。残差编码器(724)用于基于残差数据操作，以对残差数据进行编码以生成变换系数。在实施例中，残差编码器(724)用于将残差数据从时域转换到频域，且生成变换系数。变换系数接着经由量化处理以获得量化的变换系数。在各种实施例中，视频编码器(703)还包括残差解码器(728)。残差解码器(728)用于执行反向变换，且生成已解码残差数据。已解码残差数据可适当地由帧内编码器(722)和帧间编码器(730)使用。举例来说，帧间编码器(730)可基于已解码残差数据和帧间预测信息生成已解码块，且帧内编码器(722)可基于已解码残差数据和帧内预测信息生成已解码块。适当处理已解码块以生成已解码图片，且在一些实施例中，所述已解码图片可在存储器电路(未示出)中缓冲并用作参考图片。

熵编码器(725)用于将码流格式化以产生已编码的块。熵编码器(725)根据HEVC标准等合适标准产生各种信息。在实施例中，熵编码器(725)用于获得通用控制数据、所选预测信息(例如帧内预测信息或帧间预测信息)、残差信息和码流中的其它合适的信息。应注意，根据所公开的主题，当在帧间模式或双向预测模式的合并子模式中对块进行编码时，不存在残差信息。

图8是根据本申请公开的另一实施例的视频解码器(810)的图。视频解码器(810)用于接收作为已编码视频序列的一部分的已编码图像，且对所述已编码图像进行解码以生成重建的图片。在实施例中，视频解码器(810)用于代替图3实施例中的视频解码器(410)。

在图8实施例中，视频解码器(810)包括如图8中所示耦接到一起的熵解码器(871)、帧间解码器(880)、残差解码器(873)、重建模块(874)和帧内解码器(872)。

熵解码器(871)可用于根据已编码图片来重建某些符号，这些符号表示构成所述已编码图片的语法元素。此类符号可包括例如用于对所述块进行编码的模式(例如帧内模式、帧间模式、双向预测模式、后两者的合并子模式或另一子模式)、可分别识别供帧内解码器(872)或帧间解码器(880)用以进行预测的某些样本或元数据的预测信息(例如帧内预测信息或帧间预测信息)、呈例如量化的变换系数形式的残差信息等等。在实施例中，当预测模式是帧间或双向预测模式时，将帧间预测信息提供到帧间解码器(880)；以及当预测类型是帧内预测类型时，将帧内预测信息提供到帧内解码器(872)。残差信息可经由反向量化并提供到残差解码器(873)。

帧间解码器(880)用于接收帧间预测信息，且基于所述帧间预测信息生成帧间预测结果。

帧内解码器(872)用于接收帧内预测信息，且基于所述帧内预测信息生成预测结果。

残差解码器(873)用于执行反向量化以提取解量化的变换系数，且处理所述解量化的变换系数，以将残差从频域转换到空间域。残差解码器(873)还可能需要某些控制信息(用以获得量化器参数QP)，且所述信息可由熵解码器(871)提供(未标示数据路径，因为这仅仅是低量控制信息)。

重建模块(874)用于在空间域中组合由残差解码器(873)输出的残差与预测结果(可由帧间预测模块或帧内预测模块输出)以形成重建的块，所述重建的块可以是重建的图片的一部分，所述重建的图片继而可以是重建的视频的一部分。应注意，可执行解块操作等其它合适的操作来改善视觉质量。

应注意，可使用任何合适的技术来实施视频编码器(403)、视频编码器(603)和视频编码器(703)以及视频解码器(410)、视频解码器(510)和视频解码器(810)。在实施例中，可使用至少一个集成电路来实施视频编码器(403)、视频编码器(603)和视频编码器(703)以及视频解码器(410)、视频解码器(510)和视频解码器(810)。在另一实施例中，可使用执行软件指令的至少一个处理器来实施视频编码器(403)、视频编码器(603)和视频编码器(703)以及视频解码器(410)、视频解码器(510)和视频解码器(810)。

在帧内预测或帧内预测模式中，可以从已重建的相邻样本或重建的相邻样本(被称为参考样本)预测编码块的样本值。

帧内预测的示例是定向帧内预测。在定向帧内预测中，可以使用参考样本(例如，预测样本)或插值参考样本来预测当前块中的样本(例如，当前样本)。例如，当前样本和预测样本之间的连接线形成给定的角度方向，例如在角度模式中所使用的。

在帧内预测的另一示例中，使用基于样本插值的平面模式。在平面模式中，可以使用相邻参考样本来预测当前块中或周围的至少一个键位置。当前块中的其它位置可以被预测为至少一个键位置处的至少一个样本和参考样本的线性组合。可以根据当前块中的当前样本的位置来确定权重(例如，组合权重)。

下面计算诸如在VVC中的平面模式的示例。

predV[x][y] ＝ ((H - 1 - y) × p[x][-1] + (y + 1) × p[-1][H]) <<Log2 (W) 等式1

predH[x][y] ＝ ((W - 1 - x) × p[-1][y] + (x + 1) × p[W][-1]) <<Log2 (H) 等式2

pred[x][y] ＝ (predV[x][y] + predH[x][y] + W × H) >> (Log2(W) + Log2(H) + 1) 等式3

参照图9，当前块(900)包括当前块(900)中的位置(0,0)至(H-1,W-1)处的样本。W和H分别是当前块(900)的宽度和高度。可以获得当前块(900)中的位置(x,y)(x＝0、1……或W-1，并且y＝0、1……或H-1)处的当前样本的预测样本值pred[x][y]，以作为分别位于位置(-1,y)、(x,-1)、(-1,H)和(W,-1)处的参考样本的参考样本值(例如，p[-1][y]、p[x][-1]、p[-1][H]和p[W][-1])的加权平均，如等式1至等式3所示。参考样本可以包括位于与当前样本相同的行中的位置(-1,y)处的参考样本、与当前样本相同的列中的位置(x,-1)处的参考样本、相对于当前块的左下位置(-1,H)处的参考样本和相对于当前块的右上位置(W,-1)处的参考样本。

如上所述，参考样本的参考样本值可以包括位于位置(-1,y)处的参考样本的p[-1][y]、位于位置(x,-1)处的参考样本的p[x][-1]、位于左下位置(-1,H)处的参考样本的p[-1][H]和位于右上位置(W,-1)处的参考样本的p[W][-1]。在等式1所示的示例中，基于位于位置(x,-1)和(-1,H)处的参考样本来确定垂直预测器predV[x][y]。在等式2所示的示例中，基于位于位置(-1,y)和(W,-1)处的参考样本来确定水平预测器predH[x][y]。在等式3中，基于水平预测器predH[x][y]和垂直预测器predV[x][y]的平均值(例如，加权平均)来确定预测样本值pred[x][y]。

交叉分量线性模型预测(CCLM)模式是交叉分量预测方法。在CCLM中，可以基于重建的亮度样本使用线性模型来已预测的色度样本。可以通过相邻已重建的当前块(例如，待编码的色度块)的样本来构建线性模型。在一些实施例中，当亮度和色度信道高度线性相关时，预测性能高。

在实施例中，基于同位的亮度块来预测色度块(例如，当前Cb块或当前Cr块)。色度块的预测块Pred_C可以如下导出，其中可以基于已重建的同位的亮度块中的至少一个样本来确定色度块的预测块Pred_C中的样本Pred_C(x,y)。

Pred_C(x, y) ＝ a × Rec_L' (x, y) + b 等式4

Pred_C(x,y)表示(例如，在当前图片或色度图片的色度信道中的)色度块的样本位置(x,y)处的已预测的色度样本。可以从已重建的(例如，在当前图片或亮度图片的亮度信道中的)同位的亮度块中的已重建的至少一个样本来确定Rec_L'(x,y)。Rec_L'(x,y)可以表示同位的亮度块中的已重建的亮度样本或同位的亮度块的经降采样的亮度样本。

在示例中，Rec_L'是例如当颜色格式为4:4:4并且色度块的大小与同位的亮度块的大小相同时，已重建的同位的亮度块。因此，Rec_L'(x,y)可以表示同位的亮度块中的已重建的样本，其中已重建的样本对应于色度块的样本位置(x,y)。

在示例中，Rec_L'与已重建的同位的亮度块不同。当前色度块与同位的亮度块同位，并且亮度信道和色度信道具有不同的分辨率。在示例中，当颜色格式为4:2:0时，亮度块的分辨率在垂直方向和水平方向上都是色度块的分辨率的两倍。因此，当颜色格式为4:2:0时，Rec_L'可以是对应的亮度块的经降采样的块，以匹配在线性模型导出期间的色度块大小。在一些实施例中，当颜色格式不为4:4:4时，对同位的亮度块进行降采样。

等式4中的参数(例如，模型参数)a和b可以表示等式4中所示的线性模型中的斜率和偏移，并且可以分别被称为斜率参数和偏移参数。可以从(i)色度信道中的当前色度块周围，和(ii)亮度信道中的同位的亮度块周围的已重建的相邻样本(例如，色度样本和亮度样本)，导出等式4中的参数a和b。可以使用任何合适的方法来确定参数a和b。

在示例中，用经典的线性回归理论来确定参数a和b。可以应用(i)已重建的相邻亮度样本或已重建的相邻亮度样本的经降采样的样本，和(ii)已重建的相邻色度样本之间的最小线性最小二乘解，来导出下面的参数a和b。

在等式5至等式6中，使用N个重建的相邻色度样本Rec_C(i)和N个对应的亮度样本Rec_L′(i)。在示例中，例如当颜色格式为4:4:4时，N个对应的亮度样本Rec_L′(i)包括亮度块的N个重建的相邻亮度样本。在示例中，例如当颜色格式为4:2:0时，N个对应的亮度样本Rec_L′(i)包括亮度块的已重建的相邻亮度样本的N个经降采样的样本。i可以是从1至N的整数。

用于确定参数a和b的N个重建的相邻色度样本可以包括任何合适的色度块的已重建的相邻样本。用于确定参数a和b的已重建的相邻亮度样本可以包括任何合适的同位的亮度块的已重建的相邻样本。

CCLM模式的预测过程可以包括：(1)对同位的亮度块和同位的亮度块的已重建的相邻亮度样本进行降采样，以获得Rec_L'和经降采样的相邻亮度样本，并且因此匹配对应的色度块的大小，(2)基于经降采样的相邻亮度样本和重建的相邻色度样本，例如使用等式5至等式6来导出参数a和b，以及(3)应用CCLM模型(例如，等式4)以生成色度预测块Pred_C。在一些示例中，当同位的亮度块和色度块的空间分辨率相同并且步骤(2)基于重建的相邻亮度样本时，省略步骤(1)。

图10示出了在CCLM导出中使用的已重建的相邻亮度样本和重建的相邻色度样本的示例。色度块(1000)处于重建中。色度块(1000)的宽度和高度分别是M(例如，8)和N(例如，4)。N和M可以是正整数。与色度块(1000)同位的亮度块(例如，同位的亮度块)(1001)用于预测色度块(1000)。亮度块(1001)包括亮度样本(1040)。亮度块(1001)可以具有任何合适的宽度和任何合适的高度。在图10所示的示例中，亮度块(1001)的宽度和高度分别是2M(例如，16)和2N(例如，8)。

色度块(1000)的相邻色度样本(1010)(例如，灰色阴影)已重建。亮度块(1001)的相邻亮度样本(1020)已重建。相邻色度样本(1010)可以包括顶部相邻色度样本(1011)和左侧相邻色度样本(1012)。亮度块(1001)的相邻亮度样本(1020)可以包括顶部相邻亮度样本(1021)和左侧相邻亮度样本(1022)。

在图10的示例中，对相邻亮度样本(1020)进行下采样或降采样，以生成经降采样的相邻亮度样本(1030)(例如，灰色阴影)，以匹配多个(例如，12个)相邻色度样本。在图10所示的示例中，相邻色度样本(1010)和经降采样的相邻亮度样本(1030)，可以用于确定参数a和b，如等式5至等式6所示。

在示例中，色度块(1000)的相邻色度样本仅包括顶部相邻色度样本(1011)，而不包括左侧相邻色度样本(1012)。相应地，亮度块(1001)的相邻亮度样本仅包括顶部相邻亮度样本(1021)，而不包括左侧相邻亮度样本(1022)。如上所述，可以对顶部相邻亮度样本(1021)进行降采样(例如，经降采样的亮度样本是灰色阴影)，以匹配多个(例如，8个)顶部相邻色度样本(1011)。

在示例中，色度块(1000)的相邻色度样本仅包括左侧相邻色度样本(1012)，而不包括顶部相邻色度样本(1011)。相应地，亮度块(1001)的相邻亮度样本仅包括左侧相邻亮度样本(1022)，而不包括顶部相邻亮度样本(1021)。如上所述，可以对左侧相邻亮度样本(1022)进行降采样(例如，经降采样的亮度样本是灰色阴影)，以匹配多个(例如，4个)左侧相邻色度样本(1012)。

在一些示例中，色度块(1000)的相邻已重建的块中的色度样本和亮度块(1001)的相邻已重建的块中的对应的亮度样本可以用于确定参数a和b。

色度块(1000)可以是Cb信道中的Cb块或Cr信道中的Cr块。在示例中，对于每个色度信道(例如，Cr或Cb)，可以分别确定参数a和b。例如，基于Cr块的色度已重建的相邻样本来确定Cr块的参数a和b，并且基于Cb块的色度已重建的相邻样本来确定Cb块的参数a和b。

图10示出了在用于具有矩形形状的色度块(1000)的CCLM导出中使用的已重建的相邻亮度样本和已重建的相邻色度样本的示例。图10中的描述可以适用于具有诸如正方形的任何形状的色度块和同位的亮度块。图11示出了在用于色度块(1100)的CCLM导出中使用的已重建的相邻亮度样本(1120)和已重建的相邻色度样本(1110)的示例。色度块(1100)的宽度和高度分别是W1(例如，8)和H1(例如，8)，其中W1等于H1。与色度块(1100)同位的亮度块(例如，同位的亮度块)(1101)用于预测色度块(1100)。亮度块(1101)的宽度和高度分别是2W1(例如，16)和2H1(例如，16)。

在一些实施例中，用于生成线性模型参数a和b的参考样本是有噪声的和/或对于实际预测块内的内容不太有代表性。因此，对于编码效率，预测可能是次优的。

本公开描述了在图像和视频压缩中的交叉分量平面预测方法。在实施例中，在图像和视频压缩中，组合交叉分量预测(例如，交叉分量线性模型(CCLM)模式)和平面模式(例如，平面帧内预测)。

根据本公开的实施例，可以如下对待编解码(例如，待重建或待编码)的色度块执行交叉分量平面预测。可以基于与色度块同位的亮度块(也被称为同位的亮度块)中的至少一个亮度样本来预测色度块中的至少一个色度样本。可以基于色度块中已预测的至少一个色度样本和在色度块之外的至少一个参考色度样本，例如使用平面模式来预测色度块中的剩余的色度样本。剩余的色度样本与至少一个色度样本不同。色度块和至少一个参考色度样本可以在当前图片的色度信道(例如，Cb信道或Cr信道)中。亮度块在当前图片中。至少一个参考色度样本可以邻近色度块。至少一个参考色度样本可以包括待编码的色度块的至少一个相邻色度块中的至少一个色度样本。例如，至少一个参考色度样本包括色度块上方的至少一个顶部参考色度样本和/或色度块左侧的至少一个左侧参考色度样本。色度块和亮度块可以具有相同的分辨率或具有不同的分辨率。

交叉分量平面预测可以比没有交叉分量预测的平面模式更准确，这是因为交叉分量平面预测中的至少一个色度样本是从相同的图片(例如，当前图片)中同位的亮度块中的至少一个亮度样本预测的。

在示例中，使用亮度信息(例如，同位的亮度块中的至少一个亮度样本)并使用诸如CCLM模式的交叉分量预测来预测色度块的至少一个键位置(例如，至少一个键位置处的至少一个色度样本)。随后，可以使用色度块的至少一个参考样本(例如，至少一个顶部参考样本和至少一个左侧参考样本)和键位置处的至少一个样本值来预测色度块中的剩余的位置(例如，其它所有位置)。在示例中，对于当前块的预测块，可以预期类似平面的斜率效果。交叉分量平面预测中的平面斜率可以比没有交叉分量预测的平面模式更准确，并且因此交叉分量平面预测可以更准确。

图12示出了色度块(1200)中的示例性样本或样本位置。色度块(1200)是待编码的。在示例中，色度块(1200)处于重建中。亮度块(也被称为同位的亮度块)(未示出)与色度块(1200)同位。色度块(1200)和亮度块在当前图片中。色度块(1200)具有宽度W(例如，8)和高度H(例如，8)。W和H可以是任何合适的正整数。W可以与H相同或不同。

参考色度样本(1210)(灰色阴影)可以包括顶部参考色度样本(1211)和左侧参考色度样本(1212)。顶部参考色度样本(1211)包括右上参考色度样本(1204)(被称为p[W-1][-1])。左侧参考色度样本(1212)包括左下参考色度样本(1203)(被称为p[-1][H-1])。

在示例中，参考色度样本(1210)进一步包括左上参考色度样本(1205)。在示例中，参考色度样本(1210)不包括左上参考色度样本(1205)。

交叉分量平面预测可以用于预测色度块(1200)。可以基于至少一个亮度样本，使用交叉分量预测技术(例如，CCLM模式)来预测色度块(1200)中的色度样本，例如色度块(1200)右下角位置处的右下角色度样本(1202)。随后，诸如被称为pred[W-1][H-1]的预测右下角色度样本(1202)的已预测的色度样本可以用于生成(i)色度块(1200)的最底行(1213)中的色度样本的预测样本(例如pred[x][H-1]，其中x是从0到W-1的整数)和/或(ii)色度块(1200)的最右列(1214)中的色度样本的预测样本(例如pred[W-1][y]，其中y是从0到H-1的整数)。

例如，基于预测右下角色度样本pred[W-1][H-1](1202)和左下参考色度样本p[-1][H-1](1203)的平均值(例如，线性插值)来生成最底行(1213)中的已预测的色度样本pred[x][H-1]，如等式7所示。类似地，可以使用预测右下角色度样本pred[W-1][H-1](1202)和右上角参考色度样本p[W-1][-1](1204)的平均值(例如，线性插值)来生成最右列(1214)中的已预测的色度样本pred[W-1][y]，如等式8所示。

pred[x][ H-1] ＝ ((W - 1 - x) × p[-1][H-1] + (x + 1) × p[W-1][H-1] ) << Log2 (W) 等式7

pred[W-1][y] ＝ ((H - 1 - y) × p[W-1][-1] + (y + 1) × p[W-1][H-1])<< Log2 (H) 等式8

可以通过已预测的色度样本pred[x][H-1]在最底行(1213)中的位置或已预测的色度样本pred[W-1][y]在最右列(1214)中的位置，确定等式7至等式8中使用的至少一个权重。当预测样本(例如，pred[x][H-1])和预测器之间的距离减小时，预测器(或预测器样本)(例如，p[1][H-1])的权重(例如，(W-1-x))可以增加。在示例中，如等式7至等式8所示，(i)预测器的权重和(ii)预测样本和预测器之间的距离之间的关系是线性的。

对于位于色度块(1200)中的位置(x，y)(例如，x＝0、1……W-1，并且y＝0、1……H-1)处的色度样本(1201)，可以通过对水平预测器predH[x][y]和垂直预测器predV[x][y]求平均值来生成预测样本(也被称为预测的样本)pred[x][y]，如等式9所示。

pred[x][y] ＝ (predV[x][y]+predH[x][y]+W × H) >> (Log2 (W) + Log2(H) + 1) 等式9

可以基于左侧参考色度样本(1212)中的左侧参考色度样本(1222)(例如，pred[-1][y])和最右列(1214)中的已预测的色度样本中的已预测的右侧色度样本(1224)(例如，p[W-1][y])，生成色度样本(1201)的水平预测器predH[x][y]。例如，水平预测器predH[x][y]是左侧参考色度样本(1222)(例如，pred[-1][y])和预测的右侧色度样本(1224)(例如p[W-1][y])的加权平均或线性插值，如等式10所示。在示例中，色度样本(1201)、左侧参考色度样本(1222)和已预测的右侧色度样本(1224)在色度块(1200)的相同行中。

可以基于顶部参考色度样本(1211)中的顶部参考色度样本(1221)(例如pred[x][-1])和最底行(1213)中的已预测的色度样本中的已预测的底部色度样本(1223)(例如p[x][H-1])，生成色度样本(1201)的垂直预测器predV[x][y]。例如，垂直预测器predV[x][y]是顶部参考色度样本(1221)(例如，pred[x][-1])和已预测的底部色度样本(1223)(例如，p[x][H-1])的加权平均或线性插值，如等式11所示。在示例中，色度样本(1201)、顶部参考色度样本(1221)和已预测的底部色度样本(1223)在色度块(1200)的相同列中。

可以通过色度样本(1201)的位置来确定用于生成等式10至等式11中的水平预测器predH[x][y]和垂直预测器predV[x][y]的至少一个权重(例如，(W-1-x)、(x+1)、(H-1-y)和(y+1))。当色度样本(1201)和预测器之间的距离减小时，预测器(或预测器样本)(例如，p[-1][y])的权重(例如，(W-1-x))可以增加。在等式10至等式11所示的示例中，(i)相应的预测器的权重和(ii)色度样本(1201)和预测器之间的距离之间的关系是线性的。

predH[x][y] ＝ ((W - 1 - x) × p[-1][y] + (x + 1) × p[W-1][y] ) <<Log2 (W) 等式10

predV[x][y] ＝ ((H - 1 - y) × p[x][-1] + (y + 1) × p[x][H-1]) <<Log2 (H) 等式11

在实施例中，可以使用交叉分量预测技术(例如，CCLM模式)，从同位的亮度块中的亮度样本，预测最右列(1214)中的已预测的色度样本pred[W-1][y](例如，整个最右列(1214)中的所有已预测的色度样本pred[W-1][y])和最底行(1213)中的已预测的色度样本pred[x][H-1](例如，整个最底行(1213)中的所有已预测的色度样本pred[x][H-1])。例如，直接从交叉分量预测，并且不使用等式7至等式8，而直接从同位的亮度块中的亮度样本，预测整个最右列(1214)中的已预测的色度样本pred[W-1][y]和整个最底行(1213)中的已预测的色度样本pred[x][H-1]。随后，可以通过对水平预测器predH[x][y]和垂直预测器predV[x][y]求平均值来生成色度样本(1201)的预测样本pred[x][y]，如上面的等式9至等式11所示。

在一些示例中，已预测的色度样本(例如，pred[W-1][H-1]))直接用于预测另一色度样本(例如，pred[x][H-1])或pred[W-1][y]))，如上面的等式7至等式11所示。在示例中，将相应的残差添加到已预测的色度样本(例如，pred[W-1][H-1]))以获得更新的已预测的色度样本(例如，重建的样本)，其中更新的已预测的色度样本用于预测另一色度样本(例如，pred[x][H-1])或pred[W-1][y]))。

在实施例中，例如当色度块是矩形(非正方形)时，可以单独地使用水平预测器predH[x][y]或垂直预测器predV[x][y]。例如，当色度块的宽度W大于色度块的高度H时，仅使用垂直预测器predV[x][y]。例如，当宽度W小于高度H时，仅使用水平预测器predH[x][y]。

在实施例中，当满足块大小条件时，可以使用水平预测器predH[x][y]或垂直预测器predV[x][y]。例如，当宽度W小于宽度阈值(例如，预设常数W0)时，允许水平预测器predH[x][y]。当高度H小于高度阈值(例如，预设常数H0)时，允许垂直预测器predV[x][y]。当允许水平预测器predH[x][y]和垂直预测器predV[x][y]时，最终预测pred[x][y]可以是水平预测器predH[x][y]和垂直预测器predV[x][y]的平均值，如上面的等式9所述。

在示例中，当仅使用垂直预测器predV[x][y]时，除了右下角色度样本(1202)之外，不对最右列(1214)中的色度样本执行预测。在示例中，当仅使用水平预测器predH[x][y]时，除了右下角色度样本(1202)之外，不对最底行(1213)中的色度样本执行预测。

图13示出了根据本公开的实施例的概述过程(例如，编码过程)(1300)的流程图。可以由可以包括处理电路***的用于视频编码的装置执行过程(1300)。诸如终端设备(310)、(320)、(330)和(340)中的处理电路***；执行视频编码器(例如，(403)、(603)、(703))的功能的处理电路***的该装置中的处理电路***可以被配置为执行过程(1300)。在一些实施例中，过程(1300)以软件指令实现，因此当处理电路***执行软件指令时，处理电路***执行过程(1300)。该过程开始于(S1301)，并且进行到(S1310)。

在(S1310)处，可以使用平面模式、基于当前图片中亮度块中的至少一个亮度样本，预测当前图片中色度块中的至少一个第一色度样本。亮度块已重建并且与色度块同位。

在实施例中，使用交叉分量线性模型预测(CCLM)模式，基于亮度块中与至少一个第一色度样本同位的至少一个亮度样本，预测色度块中的至少一个第一色度样本。

在(S1320)处，可以基于至少一个第一色度样本和色度块的至少一个参考色度样本，预测色度块中的第二色度样本。第二色度样本可以与至少一个第一色度样本不同。至少一个参考色度样本可以邻近色度块。

在示例中，至少一个参考色度样本包括与色度块顶部相邻的顶部参考色度样本或与色度块左侧相邻的左侧参考色度样本中的至少一个。

在(S1330)处，可以对色度块的预测信息进行编码，色度块的预测信息指示使用平面模式、基于亮度块，预测色度块。已编码的预测信息可以被包括在已编码的视频码流中。

可以基于已预测的第二色度样本，对第二色度样本进行编码。在示例中，对于第二色度样本，并没有在已编码的视频码流中用信号通知残差。在示例中，在已编码的视频码流中用信号通知第二色度样本的残差。

然后，过程(1300)进行到(S1399)并且终止。

过程(1300)可以适当地适应各种情况，并且可以相应地调整过程(1300)中的步骤。可以修改、省略、重复和/或组合过程(1300)中的步骤中的至少一个。可以使用任何合适的顺序来实现过程(1300)。可以增加附加的至少一个步骤。

在实施例中，至少一个第一色度样本是色度块中的右下角色度样本。基于右下角色度样本和至少一个参考色度样本，可以预测(i)色度块的最底行中的色度样本，或，(ii)色度块的最右列中的色度样本中的至少一个。在示例中，预测色度块的最底行中的色度样本，基于至少一个参考色度样本中的顶部参考色度样本和最底行中已预测的色度样本中已预测的底部色度样本，生成第二色度样本的垂直预测器。第二色度样本、顶部参考色度样本和已预测的底部色度样本，可以在色度块的相同列中。

在示例中，预测色度块的最右列中的色度样本，并且基于至少一个参考色度样本中的左侧参考色度样本和最右列中已预测的色度样本中已预测的右侧色度样本，生成第二色度样本的水平预测器。第二色度样本、左侧参考色度样本和已预测的右侧色度样本可以在色度块的相同行中。

在示例中，预测色度块的最底行中的色度样本和色度块的最右列中的色度样本。可以基于垂直预测器和水平预测器，预测第二色度样本。

在示例中，色度块的宽度大于色度块的高度，或者色度块的高度小于阈值。预测色度块的最底行中的色度样本，并且基于垂直预测器，预测第二色度样本。

在示例中，色度块的宽度小于色度块的高度或阈值。预测色度块的最右列中的色度样本，并且基于水平预测器，预测第二色度样本。

在示例中，基于亮度块中的右下角亮度样本或亮度块中与右下角色度样本同位的亮度样本中的至少一个，预测色度块中的右下角色度样本。

在实施例中，至少一个第一色度样本包括(i)色度块的最底行中的色度样本和(ii)色度块的最右列中的色度样本。可以基于至少一个参考色度样本中的顶部参考色度样本和最底行中已预测的色度样本中已预测的底部色度样本，生成第二色度样本的垂直预测器。第二色度样本、顶部参考色度样本和已预测的底部色度样本可以在色度块的相同列中。可以基于至少一个参考色度样本中的左侧参考色度样本和最右列中已预测的色度样本中已预测的右侧色度样本，生成第二色度样本的水平预测器。第二色度样本、左侧参考色度样本和已预测的右侧色度样本可以在色度块的相同行中。可以基于垂直预测器和水平预测器，预测第二色度样本。

在实施例中，色度块的宽度大于色度块的高度，或者色度块的高度小于阈值。至少一个第一色度样本包括色度块的最底行中的色度样本。基于至少一个参考色度样本中的顶部参考色度样本和最底行中已预测的色度样本中已预测的底部色度样本，生成第二色度样本的垂直预测器。第二色度样本、顶部参考色度样本和已预测的底部色度样本，可以在色度块的相同列中。基于垂直预测器，预测第二色度样本。

在实施例中，色度块的宽度小于色度块的高度或阈值。至少一个第一色度样本包括色度块的最右列中的色度样本。可以基于至少一个参考色度样本中的左侧参考色度样本和最右列中已预测的色度样本中已预测的右侧色度样本，生成第二色度样本的水平预测器。第二色度样本、左侧参考色度样本和已预测的右侧色度样本，可以在色度块的相同行中。基于水平预测器，预测第二色度样本。

图14示出了根据本公开的实施例的概述过程(例如，解码过程)(1400)的流程图。过程(1400)可以用于视频解码器。可以由可以包括接收电路***和处理电路***的用于视频编码的装置执行过程(1400)。诸如终端设备(310)、(320)、(330)和(340)中的处理电路***；执行视频解码器(410)的功能的处理电路***；执行视频解码器(510)的功能的处理电路***的该装置中的处理电路***可以被配置为执行过程(1400)。在一些示例中，过程(1400)用于视频编码器(例如，视频编码器(403)、视频编码器(603))。在示例中，由执行视频编码器(例如，视频编码器(403)、视频编码器(603))的功能的处理电路***执行过程(1400)。在一些实施例中，过程(1400)以软件指令实现，因此当处理电路***执行软件指令时，处理电路***执行过程(1400)。该过程开始于(S1401)并且进行到(S1410)。

在(S1410)处，可以对在当前图片中待重建的色度块的预测信息进行解码。该预测信息指示使用平面模式、至少基于当前图片中的亮度块，预测色度块。亮度块已重建并且与色度块同位。

在(S1420)处，可以基于亮度块中的至少一个亮度样本，预测色度块中的至少一个第一色度样本。

在示例中，色度块中的至少一个第一色度样本，在被预测之前，被识别为位于至少一个相应的键位置。

在实施例中，使用交叉分量线性模型预测(CCLM)模式，基于亮度块中与至少一个第一色度样本同位的至少一个亮度样本，预测色度块中的至少一个第一色度样本。

在(S1430)处，可以基于至少一个第一色度样本和色度块的至少一个参考色度样本，预测色度块中的第二色度样本。第二色度样本可以与至少一个第一色度样本不同。在示例中，至少一个参考色度样本与色度块相邻。

基于预测的第二色度样本，重建第二色度样本。在示例中，重建的第二色度样本是预测的第二色度样本。在示例中，重建的第二色度样本是预测的第二色度样本与对应的残差之和。

在示例中，至少一个参考色度样本包括与色度块顶部相邻的顶部参考色度样本或与色度块左侧相邻的左侧参考色度样本中的至少一个。

然后，过程(1400)进行到(S1499)并且终止。

过程(1400)可以适当地适应各种情况，并且可以相应地调整过程(1400)中的步骤。可以修改、省略、重复和/或组合过程(1400)中的步骤中的至少一个。可以使用任何合适的顺序来实现过程(1400)。可以增加附加的至少一个步骤。

在实施例中，至少一个第一色度样本是色度块中的右下角色度样本。基于右下角色度样本和至少一个参考色度样本，可以预测(i)色度块的最底行中的色度样本，或，(ii)色度块的最右列中的色度样本中的至少一个。在示例中，预测色度块的最底行中的色度样本，基于至少一个参考色度样本中的顶部参考色度样本和最底行中已预测的色度样本中已预测的底部色度样本，生成第二色度样本的垂直预测器。第二色度样本、顶部参考色度样本和已预测的底部色度样本，可以在色度块的相同列中。

在示例中，预测色度块的最右列中的色度样本，并且基于至少一个参考色度样本中的左侧参考色度样本和最右列中已预测的色度样本中已预测的右侧色度样本，生成第二色度样本的水平预测器。第二色度样本、左侧参考色度样本和已预测的右侧色度样本可以在色度块的相同行中。

在示例中，预测色度块的最底行中的色度样本和色度块的最右列中的色度样本。可以基于垂直预测器和水平预测器，预测第二色度样本。

在示例中，色度块的宽度大于色度块的高度，或者色度块的高度小于阈值。预测色度块的最底行中的色度样本，并且基于垂直预测器，预测第二色度样本。

在示例中，色度块的宽度小于色度块的高度或阈值。预测色度块的最右列中的色度样本，并且基于水平预测器，预测第二色度样本。

在示例中，基于亮度块中的右下角亮度样本或亮度块中与右下角色度样本同位的亮度样本中的至少一个，预测色度块中的右下角色度样本。

在实施例中，至少一个第一色度样本包括(i)色度块的最底行中的色度样本和(ii)色度块的最右列中的色度样本。可以基于至少一个参考色度样本中的顶部参考色度样本和最底行中已预测的色度样本中已预测的底部色度样本，生成第二色度样本的垂直预测器。第二色度样本、顶部参考色度样本和已预测的底部色度样本可以在色度块的相同列中。可以基于至少一个参考色度样本中的左侧参考色度样本和最右列中已预测的色度样本中已预测的右侧色度样本，生成第二色度样本的水平预测器。第二色度样本、左侧参考色度样本和已预测的右侧色度样本可以在色度块的相同行中。可以基于垂直预测器和水平预测器，预测第二色度样本。

在实施例中，色度块的宽度大于色度块的高度，或者色度块的高度小于阈值。至少一个第一色度样本包括色度块的最底行中的色度样本。基于至少一个参考色度样本中的顶部参考色度样本和最底行中已预测的色度样本中已预测的底部色度样本，生成第二色度样本的垂直预测器。第二色度样本、顶部参考色度样本和已预测的底部色度样本，可以在色度块的相同列中。基于垂直预测器，预测第二色度样本。

在实施例中，色度块的宽度小于色度块的高度或阈值。至少一个第一色度样本包括色度块的最右列中的色度样本。可以基于至少一个参考色度样本中的左侧参考色度样本和最右列中已预测的色度样本中已预测的右侧色度样本，生成第二色度样本的水平预测器。第二色度样本、左侧参考色度样本和已预测的右侧色度样本，可以在色度块的相同行中。基于水平预测器，预测第二色度样本。

本申请的实施例和实现可以被单独地使用或以任何顺序组合使用。此外，方法(或实施例)、编码器和解码器中的每一者可以通过处理电路***(例如，至少一个处理器或者至少一个集成电路)来实现。在一个示例中，至少一个处理器执行存储在非易失性计算机可读介质中的程序。

上述技术可以通过计算机可读指令实现为计算机软件，并且物理地存储在至少一个计算机可读存储介质中。例如，图15示出了计算机***(1500)，其适于实现所公开主题的某些实施例。

所述计算机软件可通过任何合适的机器代码或计算机语言进行编码，通过汇编、编译、链接等机制创建包括指令的代码，所述指令可由至少一个计算机中央处理单元(CPU)，图形处理单元(GPU)等直接执行或通过译码、微代码等方式执行。

所述指令可以在各种类型的计算机或其组件上执行，包括例如个人计算机、平板电脑、服务器、智能手机、游戏设备、物联网设备等。

图15所示的用于计算机***(1500)的组件本质上是示例性的，并不用于对实现本申请实施例的计算机软件的使用范围或功能进行任何限制。也不应将组件的配置解释为与计算机***(1500)的示例性实施例中所示的任一组件或其组合具有任何依赖性或要求。

计算机***(1500)可以包括某些人机界面输入设备。这种人机界面输入设备可以通过触觉输入(如：键盘输入、滑动、数据手套移动)、音频输入(如：声音、掌声)、视觉输入(如：手势)、嗅觉输入(未示出)，对至少一个人类用户的输入做出响应。所述人机界面设备还可用于捕获某些媒体，气与人类有意识的输入不必直接相关，如音频(例如：语音、音乐、环境声音)、图像(例如：扫描图像、从静止影像相机获得的摄影图像)、视频(例如二维视频、包括立体视频的三维视频)。

人机界面输入设备可包括以下中的至少一个(仅绘出其中一个)：键盘(1501)、鼠标(1502)、触控板(1503)、触摸屏(1510)、数据手套(未示出)、操纵杆(1505)、麦克风(1506)、扫描仪(1507)、照相机(1508)。

计算机***(1500)还可以包括某些人机界面输出设备。这种人机界面输出设备可以通过例如触觉输出、声音、光和嗅觉/味觉来刺激至少一个人类用户的感觉。这样的人机界面输出设备可包括触觉输出设备(例如通过触摸屏(1510)、数据手套(未示出)或操纵杆(1505)的触觉反馈，但也可以有不用作输入设备的触觉反馈设备)、音频输出设备(例如，扬声器(1509)、耳机(未示出))、视觉输出设备(例如，包括阴极射线管屏幕、液晶屏幕、等离子屏幕、有机发光二极管屏的屏幕(1510)，其中每一个都具有或没有触摸屏输入功能、每一个都具有或没有触觉反馈功能——其中一些可通过诸如立体画面输出的手段输出二维视觉输出或三维以上的输出；虚拟现实眼镜(未示出)、全息显示器和放烟箱(未示出))以及打印机(未示出)。

计算机***(1500)还可以包括人可访问的存储设备及其相关介质，如包括具有CD/DVD的高密度只读/可重写式光盘(CD/DVD ROM/RW)(1520)或类似介质(1521)的光学介质、拇指驱动器(1522)、可移动硬盘驱动器或固体状态驱动器(1523)，诸如磁带和软盘(未示出)的传统磁介质，诸如安全软件保护器(未示出)等的基于ROM/ASIC/PLD的专用设备，等等。

本领域技术人员还应当理解，结合所公开的主题使用的术语“计算机可读存储介质”不包括传输介质、载波或其它瞬时信号。

计算机***(1500)还可以包括通往至少一个通信网络(1555)的接口(1554)。例如，网络可以是无线的、有线的、光学的。网络还可为局域网、广域网、城域网、车载网络和工业网络、实时网络、延迟容忍网络等等。网络还包括以太网、无线局域网、蜂窝网络(GSM、3G、4G、5G、LTE等)等局域网、电视有线或无线广域数字网络(包括有线电视、***、和地面广播电视)、车载和工业网络(包括CANBus)等等。某些网络通常需要外部网络接口适配器，用于连接到某些通用数据端口或***总线(1549)(例如，计算机***(1500)的USB端口)；其它***通常通过连接到如下所述的***总线集成到计算机***(1500)的核心(例如，以太网接口集成到PC计算机***或蜂窝网络接口集成到智能电话计算机***)。通过使用这些网络中的任何一个，计算机***(1500)可以与其它实体进行通信。所述通信可以是单向的，仅用于接收(例如，无线电视)，单向的仅用于发送(例如CAN总线到某些CAN总线设备)，或双向的，例如通过局域或广域数字网络到其它计算机***。上述的每个网络和网络接口可使用某些协议和协议栈。

上述的人机界面设备、人可访问的存储设备以及网络接口可以连接到计算机***(1500)的核心(1540)。

核心(1540)可包括至少一个中央处理单元(CPU)(1541)、图形处理单元(GPU)(1542)、以现场可编程门阵列(FPGA)(1543)形式的专用可编程处理单元、用于特定任务的硬件加速器(1544)、图形适配器(1550)等。这些设备以及只读存储器(ROM)(1545)、随机存取存储器(1546)、内部大容量存储器(例如内部非用户可存取硬盘驱动器、固态硬盘等)(1547)等可通过***总线(1548)进行连接。在某些计算机***中，可以以至少一个物理插头的形式访问***总线(1548)，以便可通过额外的中央处理单元、图形处理单元等进行扩展。***装置可直接附接到核心的***总线(1548)，或通过***总线(1549)进行连接。在一示例中，屏幕(1510)可以连接到图形适配器(1550)。***总线的体系结构包括外部控制器接口PCI、通用串行总线USB等。

CPU(1541)、GPU(1542)、FPGA(1543)和加速器(1544)可以执行某些指令，这些指令组合起来可以构成上述计算机代码。该计算机代码可以存储在ROM(1545)或RAM(1546)中。过渡数据也可以存储在RAM(1546)中，而永久数据可以存储在例如内部大容量存储器(1547)中。通过使用高速缓冲存储器可实现对任何存储器设备的快速存储和检索，高速缓冲存储器可与至少一个CPU(1541)、GPU(1542)、大容量存储器(1547)、ROM(1545)、RAM(1546)等紧密关联。

所述计算机可读存储介质上可具有计算机代码，用于执行各种计算机实现的操作。介质和计算机代码可以是为本申请的目的而特别设计和构造的，也可以是计算机软件领域的技术人员所熟知和可用的介质和代码。

作为实施例而非限制，具有体系结构(1500)的计算机***，特别是核心(1540)，可以作为处理器(包括CPU、GPU、FPGA、加速器等)提供执行包含在至少一个有形的计算机可读存储介质中的软件的功能。这种计算机可读存储介质可以是与上述的用户可访问的大容量存储器相关联的介质，以及具有非易失性的核心(1540)的特定存储器，例如核心内部大容量存储器(1547)或ROM(1545)。实现本申请的各种实施例的软件可以存储在这种设备中并且由核心(1540)执行。根据特定需要，计算机可读存储介质可包括一个或一个以上存储设备或芯片。该软件可以使得核心(1540)特别是其中的处理器(包括CPU、GPU、FPGA等)执行本文所述的特定过程或特定过程的特定部分，包括定义存储在RAM(1546)中的数据结构以及根据软件定义的过程来修改这种数据结构。另外或作为替代，计算机***可以提供逻辑硬连线或以其它方式包含在电路(例如，加速器(1544))中的功能，该电路可以代替软件或与软件一起运行以执行本文所述的特定过程或特定过程的特定部分。在适当的情况下，对软件的引用可以包括逻辑，反之亦然。在适当的情况下，对计算机可读存储介质的引用可包括存储执行软件的电路(如集成电路(IC))，包含执行逻辑的电路，或两者兼备。本申请包括任何合适的硬件和软件组合。

附录A：首字母缩略词

JEM：联合开发模式

VVC：通用视频编码

BMS：基准集合

MV：运动向量

HEVC：高效视频编码

SEI：补充增强信息

VUI：视频可用性信息

GOP：图片组

TU：变换单元

PU：预测单元

CTU：编码树单元

CTB：编码树块

PB：预测块

HRD：假设参考解码器

SNR：信噪比

CPU：中央处理单元

GPU：图形处理单元

CRT：阴极射线管

LCD：液晶显示

OLED：有机发光二极管

CD：光盘

DVD：数字化视频光盘

ROM：只读存储器

RAM：随机存取存储器

ASIC：专用集成电路

PLD：可编程逻辑设备

LAN：局域网

GSM：全球移动通信***

LTE：长期演进

CANBus：控制器局域网络总线

USB：通用串行总线

PCI：***设备互连

FPGA：现场可编程门阵列

SSD：固态驱动器

IC：集成电路

CU:编码单元

CCLM:组合交叉分量线性模型

虽然本申请已对多个示例性实施例进行了描述，但实施例的各种变更、排列和各种等同替换均属于本申请的范围内。因此应理解，本领域技术人员能够设计多种***和方法，所述***和方法虽然未在本文中明确示出或描述，但其体现了本申请的原则，因此属于本申请的精神和范围之内。

Claims (20)

1.一种解码器中的视频解码方法，其特征在于，所述方法包括：

对在当前图片中待重建的色度块的预测信息进行解码，所述预测信息指示使用平面模式、至少基于所述当前图片中的亮度块，预测所述色度块，所述亮度块被重建并且与所述色度块同位；

识别出所述色度块中的至少一个第一色度样本位于至少一个相应的键位置；

基于所述亮度块中的至少一个亮度样本，预测所述色度块中的所述至少一个第一色度样本；及，

基于所预测的所述至少一个第一色度样本和所述色度块的至少一个参考色度样本，预测所述色度块中的第二色度样本，所述第二色度样本与所述至少一个第一色度样本不同，所述至少一个参考色度样本与所述色度块相邻。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个第一色度样本是所述色度块中的右下角色度样本；

所述预测所述第二色度样本，包括：

基于所述右下角色度样本和所述至少一个参考色度样本，预测以下中的至少一个：(i)所述色度块的最底行中的色度样本，或，(ii)所述色度块的最右列中的色度样本；

响应于预测所述色度块的最底行中的色度样本，基于所述至少一个参考色度样本中的顶部参考色度样本以及所述最底行中已预测的色度样本中已预测的底部色度样本，生成所述第二色度样本的垂直预测器，其中，所述第二色度样本、所述顶部参考色度样本和所述已预测的底部色度样本，位于所述色度块的相同列中；

响应于预测所述色度块的最右列中的色度样本，基于所述至少一个参考色度样本中的左侧参考色度样本以及所述最右列中已预测的色度样本中已预测的右侧色度样本，生成所述第二色度样本的水平预测器，其中，所述第二色度样本、所述左侧参考色度样本和所述已预测的右侧色度样本，位于所述色度块的相同行中。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预测以下中的至少一个：(i)所述色度块的最底行中的色度样本，或，(ii)所述色度块的最右列中的色度样本，包括：

预测所述色度块的最底行中的色度样本和所述色度块的最右列中的色度样本；

所述预测所述第二色度样本，包括：

基于所述垂直预测器和所述水平预测器，预测所述第二色度样本。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述色度块的宽度大于所述色度块的高度，或者所述色度块的高度小于阈值；

所述预测以下中的至少一个：(i)所述色度块的最底行中的色度样本，或，(ii)所述色度块的最右列中的色度样本，包括：

预测所述色度块的最底行中的色度样本；

所述预测所述第二色度样本，包括：

基于所述垂直预测器，预测所述第二色度样本。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述色度块的宽度小于所述色度块的高度，或者所述色度块的宽度小于阈值；

所述预测以下中的至少一个：(i)所述色度块的最底行中的色度样本，或，(ii)所述色度块的最右列中的色度样本，包括：

预测所述色度块的最右列中的色度样本；

所述预测所述第二色度样本，包括：

基于所述水平预测器，预测所述第二色度样本。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预测所述至少一个第一色度样本，包括：

基于以下中的至少一个：所述亮度块中的右下角亮度样本，或，所述亮度块中与所述右下角色度样本同位的亮度样本，预测所述色度块中的所述右下角色度样本。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个第一色度样本包括(i)所述色度块的最底行中的色度样本，和，(ii)所述色度块的最右列中的色度样本；

所述预测所述第二色度样本，包括：

基于所述至少一个参考色度样本中的顶部参考色度样本和所述最底行中已预测的色度样本中已预测的底部色度样本，生成所述第二色度样本的垂直预测器，其中，所述第二色度样本、所述顶部参考色度样本和所述已预测的底部色度样本，位于所述色度块的相同列中；

基于所述至少一个参考色度样本中的左侧参考色度样本和所述最右列中已预测的色度样本中已预测的右侧色度样本，生成所述第二色度样本的水平预测器，其中，所述第二色度样本、所述左侧参考色度样本和所述已预测的右侧色度样本，位于色度块的相同行中；

基于所述垂直预测器和所述水平预测器，预测所述第二色度样本。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述色度块的宽度大于所述色度块的高度，或者所述色度块的高度小于阈值；

所述至少一个第一色度样本包括所述色度块的最底行中的色度样本；

所述预测所述第二色度样本，包括：

基于所述至少一个参考色度样本中的顶部参考色度样本和所述最底行中已预测的色度样本中已预测的底部色度样本，生成所述第二色度样本的垂直预测器，其中，所述第二色度样本、所述顶部参考色度样本和所述已预测的底部色度样本，位于所述色度块的相同列中；

基于所述垂直预测器，预测所述第二色度样本。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述色度块的宽度大于所述色度块的高度，或者所述色度块的宽度小于阈值；

所述至少一个第一色度样本包括所述色度块的最右列中的色度样本；

所述预测所述第二色度样本，包括：

基于所述至少一个参考色度样本中的左侧参考色度样本和所述最右列中已预测的色度样本中已预测的右侧色度样本，生成所述第二色度样本的水平预测器，其中，所述第二色度样本、所述左侧参考色度样本和所述已预测的右侧色度样本，位于色度块的相同行中；

基于所述水平预测器，预测所述第二色度样本。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预测所述至少一个第一色度样本，包括：

使用交叉分量线性模型预测CCLM模式，基于所述亮度块中与所述至少一个第一色度样本同位的所述至少一个亮度样本，预测所述色度块中的所述至少一个第一色度样本。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个参考色度样本包括如下中的至少一个：与所述色度块顶部相邻的顶部参考色度样本，或，与所述色度块左侧相邻的左侧参考色度样本。

12.一种视频解码装置，其特征在于，包括：

处理电路，被配置为：

对在当前图片中待重建的色度块的预测信息进行解码，所述预测信息指示使用平面模式、至少基于所述当前图片中的亮度块，预测所述色度块，所述亮度块被重建并且与所述色度块同位；

识别出所述色度块中的至少一个第一色度样本位于至少一个相应的键位置；

基于所述亮度块中的至少一个亮度样本，预测所述色度块中的所述至少一个第一色度样本；及，

基于所预测的所述至少一个第一色度样本和所述色度块的至少一个参考色度样本，预测所述色度块中的第二色度样本，所述第二色度样本与所述至少一个第一色度样本不同，所述至少一个参考色度样本与所述色度块相邻。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述至少一个第一色度样本是所述色度块中的右下角色度样本；

所述处理电路被配置为：

基于所述右下角色度样本和所述至少一个参考色度样本，预测以下中的至少一个：(i)所述色度块的最底行中的色度样本，或，(ii)所述色度块的最右列中的色度样本；

响应于预测所述色度块的最底行中的色度样本，基于所述至少一个参考色度样本中的顶部参考色度样本以及所述最底行中已预测的色度样本中已预测的底部色度样本，生成所述第二色度样本的垂直预测器，其中，所述第二色度样本、所述顶部参考色度样本和所述已预测的底部色度样本，位于所述色度块的相同列中；

响应于预测所述色度块的最右列中的色度样本，基于所述至少一个参考色度样本中的左侧参考色度样本以及所述最右列中已预测的色度样本中已预测的右侧色度样本，生成所述第二色度样本的水平预测器，其中，所述第二色度样本、所述左侧参考色度样本和所述已预测的右侧色度样本，位于所述色度块的相同行中。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述处理电路被配置为：

预测所述色度块的最底行中的色度样本和所述色度块的最右列中的色度样本；

基于所述垂直预测器和所述水平预测器，预测所述第二色度样本。

15.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述至少一个第一色度样本包括(i)所述色度块的最底行中的色度样本，和，(ii)所述色度块的最右列中的色度样本；

所述处理电路被配置为：

基于所述至少一个参考色度样本中的顶部参考色度样本和所述最底行中已预测的色度样本中已预测的底部色度样本，生成所述第二色度样本的垂直预测器，其中，所述第二色度样本、所述顶部参考色度样本和所述已预测的底部色度样本，位于所述色度块的相同列中；

基于所述至少一个参考色度样本中的左侧参考色度样本和所述最右列中已预测的色度样本中已预测的右侧色度样本，生成所述第二色度样本的水平预测器，其中，所述第二色度样本、所述左侧参考色度样本和所述已预测的右侧色度样本，位于色度块的相同行中；

基于所述垂直预测器和所述水平预测器，预测所述第二色度样本。

16.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述色度块的宽度大于所述色度块的高度，或者所述色度块的高度小于阈值；

所述至少一个第一色度样本包括所述色度块的最底行中的色度样本；

所述处理电路被配置为：

基于所述至少一个参考色度样本中的顶部参考色度样本和所述最底行中已预测的色度样本中已预测的底部色度样本，生成所述第二色度样本的垂直预测器，其中，所述第二色度样本、所述顶部参考色度样本和所述已预测的底部色度样本，位于所述色度块的相同列中；

基于所述垂直预测器，预测所述第二色度样本。

17.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述色度块的宽度大于所述色度块的高度，或者所述色度块的宽度小于阈值；

所述至少一个第一色度样本包括所述色度块的最右列中的色度样本；

所述处理电路被配置为：

基于所述至少一个参考色度样本中的左侧参考色度样本和所述最右列中已预测的色度样本中已预测的右侧色度样本，生成所述第二色度样本的水平预测器，其中，所述第二色度样本、所述左侧参考色度样本和所述已预测的右侧色度样本，位于色度块的相同行中；

基于所述水平预测器，预测所述第二色度样本。

18.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述预测所述至少一个第一色度样本，包括：

使用交叉分量线性模型预测CCLM模式，基于所述亮度块中与所述至少一个第一色度样本同位的所述至少一个亮度样本，预测所述色度块中的所述至少一个第一色度样本。

19.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述至少一个参考色度样本包括如下中的至少一个：与所述色度块顶部相邻的顶部参考色度样本，或，与所述色度块左侧相邻的左侧参考色度样本。

20.一种非暂时性计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有指令，当所述指令由至少一个处理器执行时，使得所述至少一个处理器实现：

对在当前图片中待重建的色度块的预测信息进行解码，所述预测信息指示使用平面模式、至少基于所述当前图片中的亮度块，预测所述色度块，所述亮度块被重建并且与所述色度块同位；

识别出所述色度块中的至少一个第一色度样本位于至少一个相应的键位置；

基于所述亮度块中的至少一个亮度样本，预测所述色度块中的所述至少一个第一色度样本；及，

基于所预测的所述至少一个第一色度样本和所述色度块的至少一个参考色度样本，预测所述色度块中的第二色度样本，所述第二色度样本与所述至少一个第一色度样本不同，所述至少一个参考色度样本与所述色度块相邻。