TWI741589B - 視頻編解碼之亮度mpm列表導出的方法及裝置 - Google Patents

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Abstract

公開了視頻編解碼的方法和設備。根據一種方法，在解碼器側，當相鄰塊滿足一個或多個條件時，將預定的幀內模式分配給與當前亮度塊相鄰的相鄰塊。基於包括相鄰幀內模式中的至少一個的信息來導出MPM（最可能模式）列表。利用MPM列表導出當前的幀內模式。根據當前幀內模式對當前亮度塊進行解碼。根據另一種方法，如果相鄰塊以BDPCM編碼，則將預定義幀內模式分配給與當前亮度塊相鄰的相鄰塊模式，其中根據BDPCM模式使用的預測方向將預定義的幀內模式設置為水平模式或垂直模式。

Description

視頻編解碼之亮度MPM列表導出的方法及裝置
本發明涉及用於視頻編解碼的幀內預測。特別地，本發明涉及用於幀內預測模式的最可能模式（MPM）列表推導的過程。
高效視頻編碼（HEVC）是由視頻編碼聯合協作團隊（JCT-VC）開發的新的國際視頻編碼標準。HEVC基於混合的基於塊的運動補償類DCT變換編碼架構。壓縮的基本單位稱為編碼單位（CU），是2Nx2N的正方形塊，每個CU可以遞歸拆分為四個較小的CU，直到達到預定義的最小大小。可以將每個圖片劃分為多個編碼樹單元（CTU），並且將每個CTU劃分為一個或多個CU。對於彩色視頻資料，每個CU可以包括對應於多個顏色分量的多個編碼塊（CB）。每個CU包含一個或多個預測單元（PU）。對於彩色視頻資料，每個PU可以包括與多個顏色分量相對應的多個預測塊（PB）。為了在HEVC中獲得混合編碼架構的最佳編碼效率，每個PU有兩種預測模式（即幀內預測和幀間預測）。對於幀內預測模式，空間相鄰的重構像素可用於生成方向預測。
在開發HEVC標準之後，在ITU-T SG 16 WP 3和ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11.的聯合視頻探索小組（JVET）的指導下，正在開發另一種合併的視頻編碼標準，稱為通用視頻編碼（VVC）。對VVC評估了各種新的編碼工具以及一些現有的編碼工具。
以下綜述了用於HEVC / VVC的一些相關編碼工具。
幀間模式
當在幀間高級運動矢量預測（AMVP）模式下對CU/PU進行編碼時，將使用傳輸的運動矢量差（motion vector difference，MVD）執行運動補償的預測，該運動矢量差可與運動矢量預測器（Motion Vector Predictor，MVP）一起用於推導運動向量（motion vector，MV）。為了在幀間AMVP模式下確定MVP，高級運動矢量預測（AMVP）方案用於在包括兩個空間MVP和一個時間MVP的AMVP候選集中選擇運動矢量預測子（motion vector predictor）。因此，在AMVP模式中，需要對用於MVP的MVP索引和對應的MVD進行編碼和發送。另外，還應編碼並發送用於指定雙向預測和單向預測（列表0（L0）或列表1（L1））中的預測方向的幀間預測方向以及每個幀的參考幀索引。
當在跳過或合併模式下對PU進行編碼時，除了所選擇的候選者的合併索引之外，沒有運動信息被發送。這是因為“跳過”和“合併”模式利用了候選列表中候選對象的運動推斷。對於“跳過”和“合併”模式，基礎MV和MV預測變量之間的MV差異（MVD）為零（即MV=MVP+MVD=MVP）。因此，可以從位於同一位置的圖片中的空間相鄰塊（空間候選）或時間塊（時間候選）獲得運動信息。位於同一位置的圖片是列表0或列表1中的第一個參考圖片，在切片標頭中用信號發送。在跳過PU的情況下，殘留信號也被省略。為了確定“跳過”和“合併”模式的合併索引，使用“合併”方案從包含四個空間MVP和一個時間MVP的“合併”候選集中選擇運動矢量預測子。
塊內復制（ IBC ） / 當前圖片參考
運動估計/補償是混合視頻編碼中的眾所周知的關鍵技術，其探索相鄰圖片之間的像素相關性。在視頻序列中，目標在相鄰幀之間的運動很小，並且可以通過二維平移運動對目標運動進行建模。因此，與幀中的目標或背景相對應的圖案被移位以在後續幀中形成對應的目標，或者與當前幀內的其他圖案相關。通過估計位移（例如，使用塊匹配技術），可以在無需重新編碼圖案的情況下大部分地再現圖案。類似地，還嘗試了塊匹配和復制，以允許從同一圖片中選擇參考塊。當將此概念應用於相機拍攝的視頻時，效率低下。部分原因是空間相鄰區域中的文本模式可能類似於當前的編碼塊，但通常會隨著空間的變化而逐漸變化。因此，對於一個塊來說，很難在攝像機捕獲的視頻的同一張圖片中找到精確匹配。因此，編碼性能的提高受到限制。
然而，對於屏幕內容，同一圖片內的像素之間的空間相關性不同。對於帶有文本和圖形的典型視頻，同一張圖片中通常會有重複的圖案。因此，已經觀察到幀內（圖片）塊補償是非常有效的。已經引入了新的預測模式，即幀內塊複製（Intra Block Copy，IBC）模式或稱為當前圖片參考（current picture referencing，CPR）的屏幕內容編碼，以利用該特性。在CPR模式中，根據同一圖片內先前重構的塊來預測預測單元（PU）。此外，位移矢量（稱為塊矢量或BV）用於發信號通知從當前塊位置到參考塊位置的相對位移。然後使用變換，量化和熵編碼對預測誤差進行編碼。CPR補償的示例在第1圖中示出，其中區域110對應於要被編碼的圖片，切片或圖片區域。塊120和130對應於要編碼的兩個塊。在該示例中，每個塊可以在當前圖片的先前編碼區域中找到對應的塊（即分別為122和132）。根據該技術，參考樣本對應於環路濾波器操作之前的當前解碼圖片的重構樣本，該環路濾波器操作包括HEVC中的解塊和样本自適應偏移（SAO）濾波器。
CPR的早期版本在ITU-T SG 16的視頻編碼聯合協作小組（JCT-VC）的JCTVC-M0350（M. Budagavi, et al, “AHG8: Video coding using Intra motion compensation”, Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11, 13th Meeting: Incheon, KR, 18–26 Apr. 2013, Document: JCTVC- M0350）中公開，其已作為HEVC範圍擴展（RExt）的候選技術提交發展。在JCTVC-M0350中，僅將CPR補償限制在較小的局部區域內，並且僅將塊大小為2Nx2N的搜索限制為一維塊向量。後來，在HEVC屏幕內容編解碼（screen content coding，SCC）的標準化過程中開發了一種更高級的CPR方法。
在SCC的HEVC擴展和新興的視頻編碼標准通用視頻編碼（VVC）中採用了塊內復制（IBC）。眾所周知，它顯著提高了屏幕內容材料的編碼效率。由於IBC模式被實現為塊級編碼模式，因此在編碼器處執行塊匹配（BM）以找到每個CU的最優塊向量（或運動向量）。這裡，塊矢量用於指示從當前塊到參考塊的位移，該參考塊已經在當前圖片內部重構。IBC編碼的CU的亮度塊矢量具有整數精度。色度塊向量也舍入為整數精度。與AMVR結合使用時，IBC模式可以在1像素和4像素運動矢量精度之間切換。除幀內或幀間預測模式外，將IBC編碼的CU視為第三預測模式。IBC模式適用於寬度和高度均小於或等於64個亮度採樣的CU。
在編碼器側，針對IBC執行基於哈希(hash-based)的運動估計。編碼器對寬度或高度不大於16個亮度樣本的塊執行RD（速率失真）檢查。對於非合併模式，首先使用基於哈希的搜索來執行塊矢量搜索。如果哈希搜索未返回有效的候選者，則將執行基於塊匹配的本地搜索。
在基於哈希的搜索中，當前塊和參考塊之間的哈希密鑰匹配（32位CRC）被擴展為所有允許的塊大小。當前圖片中每個位置的哈希密鑰計算均基於4x4子塊。對於較大尺寸的當前塊，當所有4×4子塊的所有哈希密鑰與對應參考位置中的哈希密鑰匹配時，確定哈希密鑰與參考塊的哈希密鑰匹配。如果發現多個參考塊的哈希密鑰與當前塊的哈希密鑰匹配，則計算每個匹配參考的塊向量成本，並選擇成本最小的那個。
例如，在塊匹配搜索中，搜索範圍被設置為覆蓋先前的CTU和當前的CTU。對於另一個示例，搜索範圍在當前CTU中以及一個左CTU中。對於另一示例，搜索範圍被設置為在當前CTU內的當前塊的左側和頂部的N個樣本。在CTU的開始處，如果沒有時間參考圖片，則將N的值初始化為128，如果有至少一個時間參考圖片，則將N的值初始化為64。哈希命中率定義為CTU中使用基於哈希的搜索找到匹配項的樣本的百分比。在對當前CTU進行編解碼時，如果哈希命中率低於5％，則N將減少一半。
在CU級別，IBC模式用標誌來信號通知，並且它可以被信號通知為IBC AMVP模式或IBC跳過/合併模式，如下所示： •IBC跳過/合併模式：合併候選者索引用於指示列表中的哪個塊向量用於預測當前塊，該塊向量是從相鄰候選IBC編碼塊出發。合併列表由空間，HMVP（History-based MVP，基於歷史記錄的MVP）和成對候選者組成。 •IBC AMVP模式：塊矢量差(block vector difference)的編碼方式與運動矢量差相同。塊矢量預測方法使用兩個候選變量作為預測變量，一個來自左鄰塊，另一個來自上鄰塊（如果是IBC編解碼的）。當任何一個相鄰塊都不可用時，默認塊向量將用作預測變量。用信號發送旗標(flag),以指示塊向量預測器索引。
在本發明中，用於IBC模式的運動向量（MV），運動向量差（MVD）和運動向量預測子（MVP）分別命名為BV，BVD和BVP。
具有 67 種幀內預測 模式的幀內模式編碼
為了捕獲自然視頻中呈現的任意邊緣方向，VTM4中的定向幀内模式的數量從HEVC中使用的33種擴展到65種。共有67種Intra預測模式，包括65種定向模式，平面和DC模式如第2圖所示，其中新的方向模式不在HEVC中，如第2圖中的虛線所示。平面模式和DC模式保持不變。這些更密集的方向幀內預測模式適用於所有塊大小以及亮度和色度幀內預測。
在VTM4中（J. Chen, et al., “Algorithm description for Versatile Video Coding and Test Model 4 (VTM 4)”, Joint Video Experts Team (JVET) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11, 13th Meeting: Marrakech, MA, 9–18 Jan. 2019, Document: JVET-M1002），對於非傳統的方塊，多種傳統的角度幀内預測模式分別被廣角幀内預測模式(wide-angle Intra prediction mode)所取代。 VTM4的第3.3.1.2節介紹了廣角幀內預測。
在HEVC中，每個幀內編解碼塊均具有正方形形狀，並且其每一側的長度是2的冪。因此，不需要除法運算即可使用DC模式生成幀內預測子。在VTM4中，塊可以具有矩形形狀，在通常情況下，必須對每個塊使用除法運算。為了避免進行DC預測的除法運算，僅將較長的一側用於計算非正方形塊的平均值。
幀内模式編碼
為了保持最可能模式（MPM）列表生成的較低的複雜性，使用具有N個MPM的Intra模式編碼方法，其中N是大於1的正整數，MPM是通過基於兩個可用的相鄰幀内模式得出。考慮以下三個方面來構造MPM列表： •默認幀內模式 •相鄰幀內模式 •導出幀內模式
對於相鄰幀內模式，考慮了位於當前塊的左側（A）和上方（B）的兩個相鄰塊。以下是將N設置為6以導出MPM列表的示例。6MPM列表生成過程從初始化默認MPM列表開始，如下所示： 默認的6 MPM模式= {A，平面（0）或DC（1），垂直（50），HOR（18），VER-4（46），VER + 4（54）}。
在以上等式中，括號中的數字表示對應的幀內模式的幀內模式索引。例如，平面模式和直流模式的內部模式索引分別為0和1。更新6個MPM模式後，將對兩個相鄰的幀內模式執行修剪過程(pruning process)。如果兩個相鄰模式相同，並且相鄰模式索引大於DC（1）模式，則6個MPM模式將包括三個默認模式（A，平面，DC）和三個導出模式。通過將預定義的偏移值添加到相鄰模式並執行模塊化操作(modular operation)，可以獲得三種導出模式。否則，如果兩個相鄰模式不同，則將兩個相鄰模式分配給前兩個MPM模式，其餘四個MPM模式則從默認模式和相鄰模式去推導而得。在6-MPM列表生成過程中，修剪用於刪除重複的模式，因此MPM列表中只能包含唯一的模式。對於61種非MPM模式的熵編碼，使用了截斷二進制碼（Truncated Binary Code，TBC）。有關6-MPM結構的更多詳細信息，請參見JVET-N0185（B. Wang, et al., “CE3-related: A unified MPM list for Intra mode coding”, Joint Video Experts Team (JVET) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11, 14th Meeting: Geneva, CH, 19–27 Mar. 2019, Document: JVET-N0185）。
色度 DM （直接模式）
色度DM（直接模式）是將與當前色度塊相關聯的對應亮度塊的幀內預測模式直接用作當前色度塊的幀內預測模式的模式。但是，如果使用單獨的亮度樹和色度樹，則可能有多個亮度塊對應於當前色度塊。例如，在第3圖中，確定與當前色度塊相關聯的對應亮度塊以覆蓋當前色度塊310的左上位置（312）。考量到編碼效率，重要的是在其中的對應亮度塊中選擇適當的塊。對於色度DM模式的另一示例，直接繼承與覆蓋當前色度310塊的中心位置（314）的當前色度塊相關聯的對應亮度塊的幀內預測模式。因此，當色度DM用於當前色度塊時，與當前色度塊相關聯的對應亮度塊將覆蓋當前色度塊310的中心位置（314），如第3圖所示。更多細節公開在JVET-L0053（N. Choi, et al., “CE3-related: Chroma DM modification”, Joint Video Experts Team (JVET) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11, 12th Meeting: Macao, CN, 3–12 Oct. 2018, Document: JVET-L0053），和JVET-L0272（L. Zhang, K. Zhang, H. Liu, Y. Wang, P. Zhao, D. Hong, “CE3-related: Modified chroma derived mode”, Joint Video Experts Team (JVET) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11, 12th Meeting: Macao, CN, 3–12 Oct. 2018, JVET-L0272）。
PCM 模式
當以幀内模式對塊進行編解碼時，可以使用脈衝編碼調製（pulse code modulation，PCM）模式或幀内模式。在PCM模式下，繞過了預測，變換，量化和熵編碼，並且樣本由一預定義數量的位元直接表示。其主要目的是避免在信號特性極為異常（例如，類似噪聲的信號）並且混合編碼無法正確處理時，避免過多的位元消耗。
CIIP （ Combined Inter Merge/Intra Prediction 合併的幀間混合 / 幀內預測）模式
當CU以合併模式編解碼時，並且如果CU包含至少64個亮度樣本（即，CU寬度乘以CU高度≥64），則發信號通知附加標誌以指示是否組合幀間/幀內預測（CIIP））模式應用於當前CU。為了形成CIIP預測，使用諸如平面模式的幀內預測模式。然後，使用常規的幀內和幀間解碼處理來導出幀間預測（例如，從合併運動候選者生成的合併預測）和幀內預測信號。最後，對幀間和幀內預測信號進行加權平均以獲得CIIP預測。可以在JVET-L0100中找到該算法的更詳細說明（M.-S. Chiang, et al. , “CE10.1.1: Multi-hypothesis prediction for improving AMVP mode, skip or merge mode, and Intra mode,” 12th Meeting: Macao, Joint Video Experts Team (JVET) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11, 12th Meeting: Macao, CN, 3–12 Oct. 2018, Document: JVET-L0100）和JVET-N0302（L. Pham Van, et al., “CE10: CIIP with position-independent weights (Test CE10-1.1),” Joint Video Experts Team (JVET) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11, 12th Meeting: Macao, CN, 3–12 Oct. 2018, Document: JVET-N0302）。
BDPCM
在JVET-M0057中提出的塊差分脈衝編碼調製或基於塊的增量脈衝編碼調製方法（Block Differential Pulse Coded Modulation or Block-based Delta Pulse Code Modulation，BDPCM），也稱為殘餘塊差分脈衝編碼調製（Residual Block- Differential Pulse Coded Modulation，RDPCM）（F. Henry, et al., “CE8: BDPCM with horizontal/vertical predictor and independently decodable areas (test 8.3.1b)”, Joint Video Experts Team (JVET) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11, 13th Meeting: Marrakech, MA, 9–18 Jan. 2019, Document: JVET-M0057）使用重建的樣本逐行預測行或預測列。VVC支持BDPCM進行屏幕內容編解碼。在序列級別上，在SPS中用信號通知BDPCM使能標誌。僅當在SPS中啟用了變換跳過模式（transform Skip mode，在下一節中介紹）時，才會發出此標誌。啟用BDPCM時，如果CU大小在亮度採樣方面小於或等於MaxTsSize乘以MaxTsSize，並且在CU進行幀內編碼，則在CU級別發出標誌信號，其中MaxTsSize是允許跳過模式的最大塊大小。該標誌指示是否使用常規幀內編碼或BDPCM。如果使用BDPCM，則用信號通知BDPCM預測方向標誌以指示預測是水平還是垂直。
然後，使用常規的水平或垂直幀內預測過程對未濾波的參考樣本進行預測。水平或垂直幀內預測模式用於預測當前塊，而不用於後續編碼塊的參考。當導出下一編碼塊的幀內預測模式時（例如，導出下一編碼塊的MPM列表），在下一編碼塊的相鄰塊是BDPCM模式的情況下，為下一編碼塊的相鄰幀內模式分配平面模式。對該殘差進行量化，並且對每個量化的殘差與其預測變量之間的差進行編碼，即對水平或垂直（取決於BDPCM預測方向）相鄰位置的先前編碼的殘差進行編碼。
對於大小為M（行）×N（列）的塊，令
Figure 02_image001
是水平執行幀內預測後的預測殘差（即，使用來自左側塊邊界樣本的未經過濾的樣本，在整個預測塊上逐行複制左鄰居像素值）或垂直複製（即，將頂部相鄰行複製到預測塊中的每一行）。設
Figure 02_image003
表示殘差
Figure 02_image005
的量化形式，其中殘差對應於原始殘差塊和預測塊。然後，將BDPCM應用於量化後的殘差樣本，從而得到具有元素
Figure 02_image007
的M×N數組
Figure 02_image009
。當使用垂直BDPCM（BDPCM預測方向參考垂直幀內預測）時：
Figure 02_image011
對於水平預測，適用類似的規則，並且可以通過以下方式獲得殘差量化樣本：
Figure 02_image013
殘餘量化樣本
Figure 02_image007
被發送到解碼器。
在解碼器側，將上述計算取反以產生
Figure 02_image003
。對於垂直預測，
Figure 02_image015
.
對於水平預測,
Figure 02_image017
.
逆量化殘差
Figure 02_image019
被添加到塊內預測值以產生重構的樣本值。使用與變換跳過模式殘差編碼中相同的殘差編碼處理，將預測的量化殘差值
Figure 02_image007
發送到解碼器。對於無損編碼，如果slice_ts_residual_coding_disabled_flag設置為1，則使用常規變換殘差編碼將量化後的殘差值發送到解碼器。可以在JVET-N0413中找到更多詳細信息（M. Karczewicz, et al., “CE8-related: Quantized residual BDPCM,” Joint Video Experts Team (JVET) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11, 14th Meeting: Geneva, CH, 19–27 Mar. 2019, Document: JVET-N0413）。
公開了一種視頻編解碼的方法和設備。根據該方法，在視頻解碼器側接收包含當前圖像中的當前亮度塊的相對應壓縮數據的視頻比特流。當相鄰塊滿足一個或多個條件時，將預定的幀內模式分配給與當前亮度塊相鄰的相鄰塊。基於包括預定義幀內模式中的至少一個的信息來導出MPM（最可能模式）列表。利用MPM列表導出當前幀内模式。當前亮度塊根據當前幀內模式被解碼。在編碼器側，執行相應的步驟。接收與當前圖片中的當前亮度塊有關的輸入數據。當為當前亮度塊選擇當前幀內模式時：當相鄰塊滿足一個或多個條件時，將預定的幀內模式分配給與當前亮度塊相鄰的相鄰塊。基於包括相鄰幀內模式中的至少一個的信息來導出MPM列表；並使用MPM列表通知當前的幀内模式。
在一個實施例中，預定義的幀內模式對應於非角度模式。在另一個實施例中，預定義的幀內模式對應於{平面模式，DC模式，垂直模式，水平模式}之一。
在一個實施例中，條件包括以非幀內模式對相鄰塊進行編解碼。在另一實施例中，條件包括以IBC（幀內復制）模式對相鄰塊進行編解碼。在另一個實施例中，條件包括利用幀間模式，調色板模式或BDPCM對相鄰塊進行編碼。
在一個實施例中，所述一個或多個條件包括以BDPCM模式對相鄰塊進行編碼，其中，根據由BDPCM模式使用的預測方向，將預定義的幀內模式設置為水平模式或垂直模式。例如，如果預測方向是水平的，則可以將預定義的幀內模式設置為水平模式。在另一個示例中，如果預測方向是垂直的，則可以將預定義的幀內模式設置為垂直模式。在又一示例中，如果預測方向是水平的，則可以將預定義的幀內模式設置為垂直模式，如果預測方向是垂直的，則將預定義的幀內模式設置為水平模式。
以下描述是實施本發明的最佳構想模式。進行該描述是為了說明本發明的一般原理，而不應被認為是限制性的。本發明的範圍通過參考所附的請求專利範圍來確定。
本發明中任何提出的方法都可以控製或與隱式規則或顯式規則組合。在一個實施例中，隱式規則可以取決於CB（Coding Block，編碼塊）/PB（Prediction Block，預測塊）的寬度，CB / PB的高度和/或CB / PB的面積。在另一個實施例中，顯式規則可以取決於在PU，CU，CTU，切片(slice)，瓦片(tile)，瓦片組(tile group)，SPS（Sequence Parameter Set,序列參數集）和/或PPS（Picture Parameter Set,圖片參數集）級別處用信號通知的標誌。
亮度 MPM 列表導出
對於亮度MPM列表推導，建議使用默認模式(default mode settings)設置或禁止設置(forbidden settings)為相鄰塊分配幀內預測模式，例如，左（A）或上（B）。
默認模式設置
默認模式設置是指當滿足一個或多個以下條件時，為相鄰塊的幀內預測模式分配默認模式。
在一個實施例中，條件是用諸如跳過，合併，CIIP，子塊幀間，仿射合併，仿射AMVP或AMVP模式的幀間模式對相鄰塊進行編解碼。
在另一個實施例中，條件是當前塊在圖片邊界處。
在另一個實施例中，條件是相鄰塊與當前塊不在同一CTU行（row）中。
在另一實施例中，條件是相鄰塊以IBC模式編解碼。
在另一個實施例中，條件是相鄰塊被以PCM模式編解碼。
在另一個實施例中，條件是相鄰塊被用調色板模式編解碼。
在另一個實施例中，條件是用非幀内模式（例如IBC模式）對相鄰塊進行編解碼。
在另一個實施例中，條件是用BDPCM模式對相鄰塊進行編解碼。
在一個實施例中，默認模式是平面模式。
在另一個實施例中，當用BDPCM模式編解碼相鄰塊時，默認模式可以是水平或垂直模式，這取決於用BDPCM模式編解碼的相鄰塊的預測方向(即，水平或垂直預測)。
在一個子實施例中，如果預測方向是水平的，則默認模式被設置為水平模式。在另一個示例中，如果預測方向是垂直的，則默認模式設置為水平模式。在另一個示例中，如果預測方向是垂直的，則默認模式設置為垂直模式。在另一示例中，如果預測方向是水平的，則默認模式被設置為垂直模式。
在另一個實施例中，默認模式是DC模式。
在另一個實施例中，默認模式是非角度模式。
在另一個實施例中，默認模式是{平面模式，DC，水平，垂直}中的一種。
在另一個實施例中，默認模式由當前塊的寬度，高度和/或面積決定。例如，如果當前塊的寬度等於當前塊的高度，則默認模式為非角度模式，例如平面模式或DC模式。在另一個示例中，當當前塊長邊大於當前塊短邊乘以特定閾值(例如1、2、3、4、5、6、7或8)時，默認模式分配如下：如果長邊為塊寬，則默認模式為垂直模式。
如果長邊是塊高，則默認模式是水平模式。
在一個示例中，如果當前塊面積大於特定閾值，例如16、32、64、128、256、512或1024，則默認模式為平面模式。在另一個示例中，如果當前塊面積小於特定閾值，例如16、32、64、128、256、512或1024，則默認模式為平面模式。在另一個示例中，如果當前塊區域大於特定閾值，例如16、32、64、128、256、512或1024，則默認模式為DC模式。在另一個示例中，如果當前塊區域小於特定閾值，例如16、32、64、128、256、512或1024，則默認模式為DC模式。
禁止設置
禁止設置意味著當滿足以下條件中的至少一個時，跳過針對相鄰塊的幀內預測模式。
在一個實施例中，條件是用諸如跳過，合併，CIIP，子塊幀間，仿射合併，仿射AMVP或AMVP模式的幀間模式對相鄰塊進行編解碼。
在另一個實施例中，條件是當前塊在圖片邊界處。
在另一個實施例中，條件是相鄰塊與當前塊不在同一CTU行中。
在另一個實施例中，條件是相鄰塊以IBC模式編解碼。
在另一個實施例中，條件是相鄰塊以PCM模式編解碼。
在另一實施例中，條件是相鄰塊被用調色板模式編解碼。
在另一個實施例中，條件是利用非幀内模式（例如，IBC模式）對相鄰塊進行編解碼。
在另一個實施例中，條件是相鄰塊被以BDPCM模式編解碼。
統一“亮度 MPM 列表推導”和“亮度和色度的單獨樹中的色度直接模式（ DM ）”
統一是指確定色度DM的幀內預測模式的規則（或確定並置亮度塊的幀內預測模式）與決定相鄰塊的幀內預測模式的規則統一。為方便起見，將亮度和色度分別用不同的分割樹編碼和/或將色度DM用於色度塊的情況稱為情況1。將導出亮度MPM列表的情況稱為情況2。滿足以下條件，則情況1和情況2都將使用相同的默認模式設置和/或禁止設置。
在一個實施例中，條件是用IBC模式對情況1中的同位(collocated)亮度CB / PB（或情況2中的相鄰塊）進行編解碼。
在另一個實施例中，條件是情況1中的同位亮度CB / PB（或情況2中的相鄰塊）以PCM模式編解碼。
在另一個實施例中，條件是用調色板模式對情況1中的同位的亮度CB / PB（或情況2中的相鄰塊）進行編解碼。
在另一個實施例中，條件是用非幀内模式（例如IBC模式）對情況1中的同位亮度CB / PB（或情況2中的相鄰塊）進行編解碼。
在另一實施例中，條件是用BDPCM模式對情況1中的同位亮度CB / PB（或情況2中的相鄰塊）進行編解碼。
用於默認模式的更多方法可以在本發明公開的亮度MPM列表推導部分中找到。
IBC / PCM / 調色板模式的幀內預測模式
在一個實施例中，用於IBC / PCM /調色板模式的幀內預測模式被設置為{平面，DC，水平，垂直}之一。
在另一個實施例中，基於當前塊的寬度，高度和/或面積來確定用於IBC / PCM /調色板模式的幀內預測模式。例如，如果當前塊寬度等於當前塊高度，則幀內預測模式是諸如平面模式或DC模式的非角度模式。在另一示例中，當當前塊長邊大於當前塊短邊乘以特定閾值（例如1、2、3、4、5、6、7或8）時，將幀內預測模式分配為如下。 如果長邊是塊寬度，則幀內預測模式是垂直模式。 如果長邊是塊高，則幀內預測模式是水平模式。
在另一示例中，如果當前塊面積大於特定閾值，例如16、32、64、128、256、512或1024，則幀內預測模式是平面模式。在另一示例中，如果當前塊面積小於特定閾值，例如16、32、64、128、256、512或1024，則幀內預測模式是平面模式。在另一示例中，如果當前塊區域大於特定閾值，例如16、32、64、128、256、512或1024，則幀內預測模式是DC模式。在另一示例中，如果當前塊區域小於特定閾值，例如16、32、64、128、256、512或1024，則幀內預測模式是DC模式。
在另一個實施例中，在某些條件下，可以為隨後的編碼塊參考IBC / PCM /調色板的幀內預測模式。例如，條件是當為以下編碼的CB / PB生成亮度MPM列表時，所參考的相鄰塊（位於左側（A）和上方（B））採用IBC模式編碼
BDPCM 模式的幀內預測模式
在一個實施例中，用於BDPCM模式的幀內預測模式被設置為{平面，DC，水平，垂直}之一。
在另一個實施例中，取決於預測方向（即，水平或垂直預測），用於BDPCM模式的幀內預測模式可以是水平或垂直模式。例如，如果預測方向是水平的，則將用於BDPCM模式的幀內預測模式設置為水平模式。在另一示例中，如果預測方向是垂直的，則將用於BDPCM模式的幀內預測模式設置為水平模式。在又一示例中，如果預測方向是垂直的，則將用於BDPCM模式的幀內預測模式設置為垂直模式。在又一示例中，如果預測方向是水平的，則將針對BDPCM模式的幀內預測模式設置為垂直模式。
在另一個實施例中，基於當前塊的寬度，高度和/或面積來確定用於BDPCM模式的幀內預測模式。例如，如果當前塊寬度等於當前塊高度，則幀內預測模式是諸如平面模式或DC模式的非角度模式。在另一示例中，當當前塊長邊大於當前塊短邊乘以特定閾值（例如1、2、3、4、5、6、7或8）時，將幀內預測模式分配為如下。 如果長邊是塊寬度，則幀內預測模式是垂直模式。 如果長邊是塊高，則幀內預測模式是水平模式。
在另一示例中，如果當前塊面積大於特定閾值，例如16、32、64、128、256、512或1024，則幀內預測模式是平面模式。在另一示例中，如果當前塊面積小於特定閾值，例如16、32、64、128、256、512或1024，則幀內預測模式是平面模式。在另一示例中，如果當前塊區域大於特定閾值，例如16、32、64、128、256、512或1024，則幀內預測模式是DC模式。在另一示例中，如果當前塊面積小於特定閾值，例如16、32、64、128、256、512或1024，則幀內預測模式是DC模式。
在另一個實施例中，在某些情況下，隨後編碼塊可參考用於BDPCM的幀內預測模式。例如，條件是當為隨後的已編碼CB / PB生成亮度MPM列表時，所參考的相鄰塊（位於左側（A）和上方（B））將以BDPCM模式進行編解碼。
IBC模式的運動信息修改
在一個實施例中，將BV，BVD和/或BVP的值限制在預定範圍內。例如，預定義範圍可以由16位元表示。在子實施例中，預定義範圍是[
Figure 02_image021
。例如，預定義範圍可以由18位元表示，這可以與常規幀間相同。在一個子實施例中，預定義範圍是[
Figure 02_image023
。
在另一個實施例中，BV，BVD和/或BVP可以以整數像素精度存儲，並且可以由隨後編解碼塊參考。
在另一個實施例中，BV，BVD和/或BVP可以以1/4像素精度存儲，並且可以由隨後編碼塊參考。
在另一個實施例中，BV，BVD和/或BVP可以以1/16像素精度存儲，並且可以由隨後編碼塊參考。
可以應用以上方法的任何組合。
可以在編碼器和/或解碼器中實現任何前述提出的方法。例如，可以以編碼器和/或解碼器的IBC /幀內/ PCM /幀間/ BDPCM編碼來實現任何所提出的方法。可替代地，任何提出的方法可以被實現為與編碼器和/或解碼器的IBC /幀內/ PCM /幀間/ BDPCM編碼耦合的電路，從而提供IBC /幀內/ PCM /幀間/ BDPCM編碼所需的資訊。
第4圖示出了根據本發明實施例的使用亮度幀內預測的示例性視頻解碼的流程圖，其中當相鄰塊滿足一個或更多條件時，默認幀內模式被分配給與當前亮度塊相鄰的相鄰塊。流程圖中所示的步驟以及本公開中的其他後續流程圖可被實現為可在編碼器側和/或解碼器側的一個或多個處理器（例如，一個或多個CPU）上執行的程序代碼。流程圖中所示的步驟也可以基於硬件來實現，例如被佈置為執行流程圖中的步驟的一個或多個電子設備或處理器。根據該方法，在步驟410中，在視頻解碼器側接收包含當前圖像中的當前亮度塊的相對應壓縮數據的視頻比特流。在步驟420中，當相鄰塊滿足一個或多個條件時，將預定的幀內模式分配給與當前亮度塊相鄰的相鄰塊。在步驟430中，基於包括相鄰幀內模式中的至少一個的信息來導出MPM（最可能模式）列表。在步驟440，利用MPM列表導出當前幀內模式。然後在步驟450中根據當前幀內模式對當前亮度塊進行解碼。
在編碼器側，執行相應的步驟。接收與當前圖片中的當前亮度塊有關的輸入數據。當為當前亮度塊選擇當前幀內模式時：當相鄰塊滿足一個或多個條件時，將預定的幀內模式分配給與當前亮度塊相鄰的相鄰塊。基於包括相鄰幀內模式中的至少一個的信息來導出MPM列表；並使用MPM列表通知當前的幀內模式。
第5圖示出了根據本發明實施例的使用亮度幀內預測的示例性視頻解碼的流程圖。根據該方法，在步驟510中，在視頻解碼器側接收包含當前圖像中的當前亮度塊的相對應壓縮數據的視頻比特流。在步驟520中，如果相鄰塊以BDPCM模式進行編解碼，預定的幀內模式被分配給與當前亮度塊相鄰的相鄰塊，其中，根據BDPCM模式使用的預測方向，將預定的幀內模式設置為水平模式或垂直模式。在步驟530中，基於包括至少一個相鄰幀內模式的信息，為當前亮度塊導出MPM（最可能模式）列表。在步驟540，利用MPM列表導出當前幀內模式。在步驟550中，根據當前幀內模式對當前亮度塊進行解碼。
在編碼器側，執行相應的步驟。當為當前亮度塊選擇當前幀內模式時：如果相鄰塊以BDPCM模式編碼，則將預定幀內模式分配給與當前亮度塊相鄰的相鄰塊，其中將預定幀內模式設置為水平模式或垂直模式取決於BDPCM模式使用的預測方向；基於包括相鄰幀內模式中的至少一個的信息來導出MPM列表；並使用MPM幀內模式。
所示的流程圖旨在說明根據本發明的視頻編碼的示例。本領域具有通常知識者可以在不脫離本發明的精神的情況下修改每個步驟，重新佈置步驟，拆分步驟或組合步驟以實施本發明。在本公開中，已經使用特定的語法和語義來說明用於實現本發明的實施例的示例。技術人員可以通過用等效的語法和語義替換語法和語義來實踐本發明，而不脫離本發明的精神。
呈現以上描述是為了使本領域普通技術人員能夠實踐在特定應用及其要求的上下文中提供的本發明。對所描述的實施例的各種修改對於本領域技術人員將是顯而易見的，並且本文中定義的一般原理可以應用於其他實施例。因此，本發明並不旨在限於所示出和描述的特定實施例，而是與與本文所公開的原理和新穎特徵相一致的最廣範圍相一致。在以上詳細描述中，示出了各種具體細節以便提供對本發明的透徹理解。然而，本領域技術人員將理解可以實施本發明。
如上所述的本發明的實施例可以以各種硬件，軟件代碼或兩者的組合來實現。例如，本發明的實施例可以是集成到視頻壓縮芯片中的一個或多個電路電路或集成到視頻壓縮軟件中以執行本文描述的處理的程序代碼。本發明的實施例還可以是要在數字信號處理器（DSP）上執行以執行本文描述的處理的程序代碼。本發明還可以包括由計算機處理器，數字信號處理器，微處理器或現場可編程門陣列（FPGA）執行的許多功能。這些處理器可以被配置為通過執行定義本發明所體現的特定方法的機器可讀軟件代碼或固件代碼來執行根據本發明的特定任務。可以以不同的編程語言和不同的格式或樣式來開發軟件代碼或固件代碼。也可以為不同的目標平台編譯軟件代碼。然而，不同的代碼格式，軟件代碼的樣式和語言以及配置代碼以執行根據本發明的任務的其他方式將不脫離本發明的精神和範圍。
在不脫離本發明的精神或基本特徵的情況下，本發明可以以其他特定形式實施。所描述的示例在所有方面僅應被認為是說明性的而非限制性的。因此，本發明的範圍由所附權利要求而不是前述描述來指示。落入權利要求等同含義和範圍內的所有改變均應包含在其範圍之內。
110:區域 120、130、122、132:塊 310:當前色度塊 312:左上位置 314:中心位置 410-450、510-550:步驟
第1圖示出了CPR補償的示例，其中兩個塊由同一圖片中的另外兩個塊預測。
第2圖圖示了67種幀內預測模式，包括65種方向模式以及平面和DC模式，其中HEVC中未出現的新方向模式用虛線表示。
第3圖示出了與當前色度塊相關聯的對應亮度塊的兩個示例。
第4圖示出了根據本發明實施例的使用亮度幀內預測的示例性視頻解碼的流程圖，其中當相鄰塊滿足一個或多個條件時，默認幀內模式被分配給與當前亮度塊相鄰的相鄰塊。
第5圖示出了根據本發明實施例的使用亮度幀內預測的示例性視頻解碼的流程圖，其中如果相鄰塊以BDPCM模式被編碼，則默認幀內模式被分配給與當前亮度塊相鄰的相鄰塊，默認的幀內模式設置為水平模式或垂直模式，具體取決於BDPCM模式使用的預測方向。
410-450:步驟

Claims (20)

  1. 一種視頻解碼的方法，該方法包括：在視頻解碼器側，接收包含當前圖像中的當前塊的相對應壓縮數據的視頻比特流；當該當前塊為一當前亮度塊，且該當前亮度塊的相鄰塊滿足一個或多個條件時，執行如下步驟(a)、(b)、(c)：(a)：將一第一預定的幀內模式分配給與該當前亮度塊相鄰的該相鄰塊，導出該相鄰塊的相鄰幀內模式；(b)：基於包括至少一個相鄰幀內模式中的信息來得出最可能模式(MPM)列表；(c)：利用該MPM列表導出當前亮度幀內模式；和當該當前塊為一使用色度直接模式的當前色度塊，且該當前色度塊的同位亮度塊滿足該一個或多個條件時，執行如下步驟(d)、(e)：(d)：將一第二預定的幀內模式分配給該當前塊的該同位亮度塊；(e)：基於該同位亮度塊的幀內模式信息來得出當前色度幀內模式；根據該當前亮度幀內模式或該當前色度幀內模式解碼當前塊；其中，該一個或多個條件包括以非幀內模式或以塊內復制(IBC)模式對該相鄰塊或該同位亮度塊進行編解碼；其中該第一預定的幀內模式與該第二預定的幀內模式相同或者不同。
  2. 如請求項1所述的方法，其中，該預定的幀內模式對應於非角度模式。
  3. 如請求項1所述的方法，其中，該預定的幀內模式對應於{平面模式，DC模式，垂直模式，水平模式}之一。
  4. 如請求項1所述的方法，其中，該一個或多個條件包括利用 幀間模式，調色板模式或基於塊的增量脈衝編解碼調製(BDPCM)模式對該相鄰塊進行編解碼。
  5. 如請求項1所述的方法，其中，該一個或多個條件包括以BDPCM模式對該相鄰塊進行編解碼，其中，根據由BDPCM模式使用的預測方向，將該預定幀內模式設置為水平模式或垂直模式。
  6. 如請求項5所述的方法，其中，如果該預測方向是水平的，則將該預定的幀內模式設置為水平模式。
  7. 如請求項5所述的方法，其中，如果所述預測方向是垂直的，則將所述預定的幀內模式設置為垂直模式。
  8. 如請求項5所述的方法，其中，如果該預測方向是水平的，則將該預定幀內模式設置為垂直模式，如果該預測方向是垂直的，則將該預定幀內模式設置為水平模式。
  9. 一種視頻解碼的裝置，該視頻解碼的裝置包括一個或多個電子電路或處理器，所述電子電路或處理器被佈置為：在視頻解碼器側接收包含當前圖像中的當前塊的相對應壓縮數據的視頻比特流；當該當前塊為一當前亮度塊，且該當前亮度塊的相鄰塊滿足一個或多個條件時，執行如下步驟(a)、(b)、(c)：(a)：將一第一預定的幀內模式分配給與當前亮度塊相鄰的相鄰塊導出該相鄰塊的相鄰幀內模式；(b)：基於包括至少一個相鄰幀內模式的信息來導出最可能模式(MPM)列表；(c)：利用該MPM列表導出當前亮度幀內模式；和當該當前塊為一使用色度直接模式的當前色度塊，且該當前色度塊的同位 亮度塊滿足該一個或多個條件時，，執行如下步驟(d)、(e)：(d)：將一第二預定的幀內模式分配給該當前塊的該同位亮度塊；(e)：基於該同位亮度塊的幀內模式信息來得出當前色度幀內模式；根據當前亮度幀內模式或該當前色度幀內模式解碼當前塊；其中，該一個或多個條件包括以非幀內模式或以塊內復制(IBC)模式對該相鄰塊或該同位亮度塊進行編解碼；其中該第一預定的幀內模式與該第二預定的幀內模式相同或者不同。
  10. 如請求項9所述的設備，其中該一個或一個以上條件包括以BDPCM模式對該相鄰塊進行編解碼，其中取決於由BDPCM模式使用的預測方向，將該預定幀內模式設置為水平模式或垂直模式。
  11. 一種視頻編碼的方法，該方法包括：在視頻編碼器側接收與當前圖像中的當前塊有關的輸入數據；當該當前塊為一當前亮度塊，且為該當前亮度塊選擇當前幀內模式時，執行如下步驟(a)、(b)、(c)：(a)：當相鄰塊滿足一個或多個條件時，將一第一預定的幀內模式分配給與該當前亮度塊相鄰的該相鄰塊，導出該相鄰塊的相鄰幀內模式；(b)：基於包括至少一個相鄰幀內模式的信息來得出MPM列表；以及(c)：使用MPM列表發信號通知當前亮度幀內模式；當該當前塊為一使用色度直接模式的當前色度塊，且該當前色度塊的同位亮度塊滿足該一個或多個條件時，執行如下步驟(d)、(e)：(d)：將一第二預定的幀內模式分配給該當前塊的該同位亮度塊；(e)：基於該同位亮度塊的幀內模式信息來得出當前色度幀內模式；其中，該一個或多個條件包括以非幀內模式或以塊內復制(IBC)模式對該相鄰塊或該同位亮度塊進行編解碼； 其中該第一預定的幀內模式與該第二預定的幀內模式相同或者不同。
  12. 如請求項11所述的方法，其中，該預定的幀內模式對應於非角度模式。
  13. 如請求項11所述的方法，其中，該預定的幀內模式對應於{平面模式，DC模式，垂直模式，水平模式}之一。
  14. 如請求項11所述的方法，其中，該一個或多個條件包括以幀間模式，調色板模式或BDPCM模式對該相鄰塊進行編解碼。
  15. 如請求項11所述的方法，其中，該一個或多個條件包括以BDPCM模式對該相鄰塊進行編解碼，其中，根據由BDPCM模式使用的預測方向，將該預定幀內模式設置為水平模式或垂直模式。
  16. 如請求項15所述的方法，其中，如果該預測方向是水平的，則將所述預定的幀內模式設置為水平模式。
  17. 如請求項15所述的方法，其中，如果該預測方向是垂直的，則將該預定的幀內模式設置為垂直模式。
  18. 如請求項15所述的方法，其中，如果該預測方向是水平的，則將該預定幀內模式設置為垂直模式，如果該預測方向是垂直的，則將該預定幀內模式設置為水平模式。
  19. 一種視頻編碼的裝置，該視頻編碼的裝置包括一個或多個電子電路或處理器，該電子電路或處理器被佈置為：在視頻編碼器側接收與當前圖像中的當前塊有關的輸入數據；當該當前塊為一當前亮度塊，且為當前亮度塊選擇當前幀內模式時：當相鄰塊滿足一個或多個條件時，執行如下步驟(a)、(b)、(c)：(a)：將一第一預定的幀內模式分配給與當前亮度塊相鄰的相鄰塊，導出該相鄰塊的相鄰幀內模式； (b)：基於包括至少一個相鄰幀內模式中的信息來導出MPM列表；以及(c)：使用MPM列表，信號發送當前亮度幀內模式；當該當前塊為一使用色度直接模式的當前色度塊，且該當前色度塊的同位亮度塊滿足該一個或多個條件時，執行如下步驟(d)、(e)：(d)：將一第二預定的幀內模式分配給該當前塊的該同位亮度塊；(e)：基於該同位亮度塊的幀內模式信息來得出當前色度幀內模式；其中，該一個或多個條件包括以非幀內模式或以塊內復制(IBC)模式對該相鄰塊或該同位亮度塊進行編解碼；其中該第一預定的幀內模式與該第二預定的幀內模式相同或者不同。
  20. 如請求項19所述的設備，其中該一個或一個以上條件包括以BDPCM模式對該鄰近塊進行編解碼，其中取決於BDPCM模式使用的預測方向，將該預定幀內模式設置為水平模式或垂直模式。
TW109115317A 2019-05-10 2020-05-08 視頻編解碼之亮度mpm列表導出的方法及裝置 TWI741589B (zh)

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