用于译码视频数据的方法、装置和计算机可读存储媒体制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于编码和解码视频数据的系统和方法。依据线性模型的一或多个线性参数和源色彩分量的残差信号确定目标色彩分量的经预测残差信号。依据所述目标色彩分量的剩余残差信号和所述目标色彩分量的所述经预测残差信号而确定所述目标色彩分量的残差信号。

Adaptive cross component residual prediction

The present invention provides a system and method for encoding and decoding video data. The predicted residual signals of the target color components are determined according to the residual signals of one or more linear parameters and the source color components of the linear model. The residual signal of the target color component is determined according to the residual residual signal of the target color component and the predicted residual signal of the target color component.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】适应性跨分量残差预测本申请案主张2015年1月27日申请的美国临时专利申请案第62/108,491号的权利，所述申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。
本专利技术涉及视频译码。
技术介绍
数字视频能力可并入到广泛范围的装置中，包含数字电视、数字直播系统、无线广播系统、个人数字助理(PDA)、膝上型或台式计算机、平板计算机、电子书阅读器、数码相机、数字记录装置、数字媒体播放器、视频游戏装置、视频游戏主机、蜂窝式或卫星无线电电话(所谓的“智能型电话”)、视频电话会议装置、视频流式传输装置和其类似者。数字视频装置实施视频译码技术，例如由MPEG-2、MPEG-4、ITU-TH.263、ITU-TH.264/MPEG-4，第10部分，先进视频译码(AVC)、ITU-TH.265高效率视频译码(HEVC)所定义的标准和这些标准的扩展(例如，可调式视频译码(SVC)、多视图视频译码(MVC)、可调式HEVC(SHVC)、多视图HEVC(MV-HEVC)、3D-HEVC和HEVC范围扩展)中描述的视频译码技术。视频装置可通过实施这些视频译码技术来更有效地发射、接收、编码、解码和/或存储数字视频信息。视频译码技术包含空间(图片内)预测和/或时间(图片间)预测以减少或去除视频序列中固有的冗余。对于基于块的视频译码，视频切片(例如，视频帧或视频帧的一部分)可分割成视频块，视频块也可被称作树型块、译码树单元(CTU)、译码单元(CU)和/或译码节点。视频块可包括明度块和色度块。在图片的经帧内译码(I)切片中，使用相对于同一图片中的相邻块中的参考样本的空间预测来编码块。图片的帧间译码(P或B)切片中的视频块可使用相对于同一图片中的相邻块中的参考样本的空间预测或相对于其它参考图片中的参考样本的时间预测。图片可被称作帧，且参考图片可被称作参考帧。空间或时间预测产生待译码的块的预测性块。残差数据表示待译码的原始块与预测性块之间的像素差。根据指向形成预测性块的参考样本的块的运动向量和指示经译码块与预测性块之间的差异的残差数据来编码经帧间译码块。根据帧内译码模式和残差数据来编码帧内译码块。为进行进一步压缩，可将残差数据从像素域变换到变换域，从而产生可接着进行量化的残差变换系数。经量化变换系数可经熵译码以达成甚至更多压缩。
技术实现思路
本专利技术涉及视频译码的
，且更明确来说，涉及适应性跨分量残差预测。本专利技术的特定技术可减小、消除或以其它方式控制分量间冗余。其可用于先进视频编码解码器的情形中，例如，HEVC的扩展或下一代视频译码标准。在一个方面中，本专利技术描述一种编码视频数据的方法，所述方法包括：在编码器内依据线性模型的一或多个参数和当前块的源色彩分量的残差信号而确定当前块的目标色彩分量的经预测残差信号；在编码器内基于目标色彩分量的残差信号和目标色彩分量的经预测残差信号确定目标色彩分量的剩余残差信号；编码目标色彩分量的剩余残差信号的值；和在视频位流中输出经编码剩余残差信号值。在另一方面中，本专利技术描述用于编码视频数据的装置，所述装置包括：存储器，其经配置以存储视频数据；和一或多个处理器，其经配置以：依据线性模型的一或多个参数和当前块的源色彩分量的残差信号而确定当前块的目标色彩分量的经预测残差信号；基于目标色彩分量的残差信号和目标色彩分量的经预测残差信号确定目标色彩分量的剩余残差信号；编码目标色彩分量的剩余残差信号的值；和在视频位流中输出经编码剩余残差信号值。在另一方面中，本专利技术描述用于编码视频数据的装置，所述装置包括：用于在编码器内依据线性模型的一或多个参数和当前块的源色彩分量的残差信号而确定当前块的目标色彩分量的经预测残差信号的装置；用于在编码器内基于目标色彩分量的残差信号和目标色彩分量的经预测残差信号确定目标色彩分量的剩余残差信号的装置；用于编码目标色彩分量的剩余残差信号的值的装置；和用于在视频位流中输出经编码剩余残差信号值的装置。在另一方面中，本专利技术描述在其上存储有指令的计算机可读存储媒体，所述指令当经执行时使用于编码视频数据的装置的一或多个处理器执行以下操作：依据线性模型的一或多个参数和当前块的源色彩分量的残差信号而确定当前块的目标色彩分量的经预测残差信号；基于目标色彩分量的残差信号和目标色彩分量的经预测残差信号确定目标色彩分量的剩余残差信号；编码目标色彩分量的剩余残差信号的值；和在视频位流中输出经编码剩余残差信号值。在另一方面中，本专利技术描述一种解码视频数据的方法，其包括：依据线性模型的一或多个线性参数和源色彩分量的残差信号而确定目标色彩分量的经预测残差信号；和依据目标色彩分量的经解码剩余残差信号和目标色彩分量的经预测残差信号而确定目标色彩分量的残差信号。在另一方面中，本专利技术描述用于解码视频数据的装置，所述装置包括：存储器，其经配置以存储视频数据；和一或多个处理器，其经配置以：依据线性模型的一或多个线性参数和源色彩分量的残差信号而确定目标色彩分量的经预测残差信号；和依据目标色彩分量的经解码剩余残差信号和目标色彩分量的经预测残差信号而确定目标色彩分量的残差信号。在另一方面中，本专利技术描述用于解码视频数据的装置，所述装置包括：用于依据线性模型的一或多个线性参数和源色彩分量的残差信号而确定目标色彩分量的经预测残差信号的装置；和用于依据目标色彩分量的经解码剩余残差信号和目标色彩分量的经预测残差信号而确定目标色彩分量的残差信号的装置。在另一方面中，本专利技术描述在其上存储有指令的计算机可读存储媒体，所述指令当经执行时使用于解码视频数据的装置的一或多个处理器执行以下操作：依据线性模型的一或多个线性参数和源色彩分量的残差信号而确定目标色彩分量的经预测残差信号；和依据目标色彩分量的经解码剩余残差信号和目标色彩分量的经预测残差信号而确定目标色彩分量的残差信号。在附图和以下描述中阐明本专利技术的一或多个实例的细节。其它特征、目标和优势将从描述、图式和权利要求书显而易见。附图说明图1为说明实例视频编码和解码系统的框图，所述系统可经配置或以其它方式可操作以实施或以其它方式利用本专利技术中所描述的一或多个技术。图2为说明视频编码器的实例的框图，所述视频编码器可经配置或以其它方式可操作以实施或以其它方式利用本专利技术中所描述的一或多个技术。图3为说明视频解码器的实例的框图，所述视频解码器可经配置或以其它方式可操作以实施或以其它方式利用本专利技术中所描述的一或多个技术。图4为说明根据本专利技术的一个方面的视频数据的编码的实例的流程图。图5为说明根据本专利技术的一个方面的视频数据的编码的更详细实例的流程图。图6为说明根据本专利技术的一个方面的从第二色彩分量的残差信号预测第一色彩分量的残差信号的流程图。图7为说明根据本专利技术的一个方面的从Cr色彩分量的残差信号预测Cb色彩分量的残差信号的流程图。图8为说明根据本专利技术的一个方面的导出基于帧间预测的线性模型的参数的流程图。图9为说明根据本专利技术的一个方面的导出基于帧内预测的线性模型的参数的流程图。具体实施方式本专利技术描述用于视频译码和/或压缩的各种技术。在特定实例中，本专利技术与跨分量预测有关，其用以减小分量间冗余。其可用于先进视频编码解码器的情形中，例如，HEVC的扩展或下一代视频译码标准。彩色视频在多媒体系统中发挥主要作用，其中各种色彩空间用以高效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种编码视频数据的方法，所述方法包括：在编码器内依据线性模型的一或多个参数和当前块的源色彩分量的残差信号而确定所述当前块的目标色彩分量的经预测残差信号；在所述编码器内基于所述目标色彩分量的残差信号和所述目标色彩分量的所述经预测残差信号确定所述目标色彩分量的剩余残差信号；编码所述目标色彩分量的所述剩余残差信号的值；以及在视频位流中输出所述经编码剩余残差信号值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.27 US 62/108,491;2016.01.26 US 15/006,9941.一种编码视频数据的方法，所述方法包括：在编码器内依据线性模型的一或多个参数和当前块的源色彩分量的残差信号而确定所述当前块的目标色彩分量的经预测残差信号；在所述编码器内基于所述目标色彩分量的残差信号和所述目标色彩分量的所述经预测残差信号确定所述目标色彩分量的剩余残差信号；编码所述目标色彩分量的所述剩余残差信号的值；以及在视频位流中输出所述经编码剩余残差信号值。2.根据权利要求1所述的方法，其中确定经预测残差信号包含检索对应于所述线性模型参数中的一或多个的默认参数值。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述线性模型包含一组包含加权因子和偏移的参数并由所述源色彩分量的色彩分量类型定义，其中检索对应于所述线性模型参数中的一或多个的默认参数值包含当基于第一源色彩分量的所述色彩分量类型预测目标色彩分量的所述残差信号时检索第一默认参数值和当基于第二源色彩分量的所述色彩分量类型预测目标色彩分量的所述残差信号时检索第二默认参数值。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述线性模型包含一组包含加权因子和偏移的参数并由所述源色彩分量的色彩分量类型定义，其中一个色彩分量类型为明度且一个色彩分量类型为色度，其中所述源色彩分量为明度色彩分量类型和色度色彩分量类型中的一个，且其中所述目标色彩分量为色度色彩分量类型，其中检索对应于所述线性模型参数中的一或多个的默认参数值包含：当使用明度色彩分量的残差信号预测色度色彩分量的残差信号时检索第一默认加权因子，以及当使用色度色彩分量的残差信号预测色度色彩分量的残差信号时检索不同于所述第一默认加权因子的第二默认加权因子。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第二默认加权因子为-0.5。6.根据权利要求1所述的方法，其中确定经预测残差信号包含确定所述线性模型的一或多个参数，其中确定所述线性模型的一或多个参数包含：依据参考目标色彩分量的参考样本值和参考源色彩分量的参考样本值而确定预测误差；以及选择最小化所述预测误差的所述一或多个线性模型参数的值。7.根据权利要求6所述的方法，其中选择所述一或多个线性模型参数的值包含选择最小化E(α,β)的加权因子α和偏移β，其中其中yi为所述参考目标色彩分量的参考样本值且xi为所述参考源色彩分量的参考样本值。8.根据权利要求6所述的方法，其中选择所述一或多个线性模型参数的值包含选择最小化E(α)的加权因子α，其中1其中yi为所述参考目标色彩分量的参考样本值且xi为所述参考源色彩分量的参考样本值。9.根据权利要求6所述的方法，其中选择所述一或多个线性模型参数的值包含选择最小化E(β)的偏移β，其中其中yi为所述参考目标色彩分量的参考样本值且xi为所述参考源色彩分量的参考样本值。10.根据权利要求6所述的方法，其中选择所述一或多个线性模型参数的值包含基于所述目标色彩分量的色彩分量类型和所述源色彩分量的色彩分量类型选择预定义参数值，和通过将所述线性模型参数中的一个约束为接近于所述所选择预定义参数值而导出所述线性模型参数。11.根据权利要求6所述的方法，其中选择所述一或多个线性模型参数的值包含导出所述线性模型参数中的一个，其中导出包含将所述线性模型参数中的一个约束为接近于预定义参数值和限制所述导出线性模型参数与一或多个时间或空间相邻块的线性模型参数之间的变化。12.根据权利要求6所述的方法，其中选择所述一或多个线性模型参数的值包含：确定所述源色彩分量是否为第一色彩分量类型，以及当所述源色彩分量为所述第一色彩分量类型时，通过将所述线性模型参数中的一个约束为接近于预定义参数值而导出所述线性模型参数中的一个。13.根据权利要求6所述的方法，其中选择所述一或多个线性模型参数的值包含通过将所述线性模型参数中的一个约束为接近于预定义参数值而导出所述线性模型参数中的一个。14.根据权利要求13的方法，其中导出所述线性模型参数中的一个包含以所述导出的线性模型参数替代所述预定义参数值。15.根据权利要求13所述的方法，其中导出所述线性模型参数中的一个包含如果块大小大于预定义阈值块大小，那么以所述导出的线性模型参数替代所述预定义参数值。16.根据权利要求6所述的方法，其中选择所述一或多个线性模型参数的值包含导出最小化E(α,β)的加权因子α和偏移β，其中其中αdefault为α的默认值，其中yi为所述参考目标色彩分量的参考样本值且xi为所述参考源色彩分量的参考样本值。17.根据权利要求6所述的方法，其中所述参考目标色彩分量和所述参考源色彩分量分别为所述当前块的时间相邻或共置参考块的第一色彩分量和第二色彩分量。18.根据权利要求6所述的方法，其中所述参考目标色彩分量的所述参考样本值和所述参考源色彩分量的所述参考样本值为分别对应于所述当前块的时间相邻或共置参考块的第一色彩分量和第二色彩分量的残差信号。19.根据权利要求6所述的方法，其中所述参考目标色彩分量的所述参考样本值和所述参考源色彩分量的所述参考样本值分别为重构建的空间相邻样本的第一色彩分量和第二色彩分量。20.根据权利要求6所述的方法，其中所述参考目标色彩分量的所述参考样本值和所述参考源色彩分量的所述参考样本值包含分别对应于所述当前块的第一色彩分量和第二色彩分量的空间和时间相邻样本值。21.根据权利要求6所述的方法，其中所述参考目标色彩分量和所述参考源色彩分量是选自包含所述当前块的空间相邻样本和时间相邻样本的多个样本，其中所述所选择的样本是依据与当前块或相邻块相关联的统计数据而选择。22.根据权利要求1所述的方法，其中确定经预测残差信号包含确定所述线性模型的一或多个参数，其中确定所述线性模型的一或多个参数包含：依据参考目标色彩分量的经减少采样或二次采样参考样本值和参考源色彩分量的经减少采样或二次采样参考样本值而确定预测误差；以及选择最小化所述预测误差的所述一或多个线性模型参数的值。23.根据权利要求22所述的方法，其中所述参考目标色彩分量和所述参考源色彩分量是选自包含所述当前块的空间相邻样本和时间相邻样本的多个样本，其中减少采样由减少采样比定义，其中用于时间相邻样本的所述减少采样比不同于用于空间相邻样本的所述减少采样比。24.根据权利要求22所述的方法，其中所述参考目标色彩分量和所述参考源色彩分量是选自包含所述当前块的空间相邻样本和时间相邻样本的多个样本，其中二次采样由二次采样比定义，其中用于时间相邻样本的所述二次采样比不同于用于空间相邻样本的所述二次采样比。25.一种用于编码视频数据的装置，所述装置包括：存储器，其经配置以存储所述视频数据；以及一或多个处理器，其经配置以：依据线性模型的一或多个参数和当前块的源色彩分量的残差信号而确定所述当前块的目标色彩分量的经预测残差信号；基于所述目标色彩分量的残差信号和所述目标色彩分量的所述经预测残差信号而确定所述目标色彩分量的剩余残差信号；编码所述目标色彩分量的所述剩余残差信号的值；以及在视频位流中输出所述经编码剩余残差信号值。26.根据权利要求25所述的装置，其中所述经配置以确定经预测残差信号的一或多个处理器经进一步配置以确定所述线性模型的一或多个参数，其中确定所述线性模型的一或多个参数包含：依据参考目标色彩分量的参考样本值和参考源色彩分量的参考样本值而确定预测误差；以及选择最小化所述预测误差的所述一或多个线性模型参数的值。27.根据权利要求26所述的装置，其中选择所述一或多个线性模型参数的值包含选择最小化E(α,β)的加权因子α和偏移β，其中3其中yi为所述参考目标色彩分量的参考样本值且xi为所述参考源色彩分量的参考样本值。28.根据权利要求26所述的装置，其中选择所述一或多个线性模型参数的值包含选择最小化E(α)的加权因子α，其中其中yi为所述参考目标色彩分量的参考样本值且xi为所述参考源色彩分量的参考样本值。29.根据权利要求26所述的装置，其中选择所述一或多个线性模型参数的值包含选择最小化E(β)的偏移β，其中其中yi为所述参考目标色彩分量的参考样本值且xi为所述参考源色彩分量的参考样本值。30.根据权利要求26所述的装置，其中选择所述一或多个线性模型参数的值包含基于所述目标色彩分量的色彩分量类型和所述源色彩分量的色彩分量类型选择预定义参数值，和通过将所述线性模型参数中的一个约束为接近于所述所选择预定义参数值而导出所述线性模型参数。31.根据权利要求26所述的装置，其中选择所述一或多个线性模型参数的值包含导出所述线性模型参数中的一个，其中导出包含将所述线性模型参数中的一个约束为接近于预定义参数值和限制所述导出线性模型参数与一或多个时间或空间相邻块的线性模型参数之间的变化。32.根据权利要求26所述的装置，其中选择所述一或多个线性模型参数的值包含：确定所述源色彩分量是否为第一色彩分量类型，以及当所述源色彩分量为所述第一色彩分量类型时，通过将所述线性模型参数中的一个约束为接近于预定义参数值而导出所述线性模型参数中的一个。33.根据权利要求26所述的装置，其中选择所述一或多个线性模型参数的值包含通过将所述线性模型参数中的一个约束为接近于预定义参数值而导出所述线性模型参数中的一个。34.根据权利要求33的装置，其中导出所述线性模型参数中的一个包含以所述导出的线性模型参数替代所述预定义参数值。35.根据权利要求33所述的装置，其中导出所述线性模型参数中的一个包含如果块大小大于预定义阈值块大小，那么以所述导出的线性模型参数替代所述预定义参数值。36.根据权利要求26所述的装置，其中选择所述一或多个线性模型参数的值包含导出最小化E(α,β)的加权因子α和偏移β，其中其中αdefault为α的默认值，其中yi为所述参考目标色彩分量的参考样本值且xi为所述参考源色彩分量的参考样本值。37.一种用于编码视频数据的装置，所述装置包括：用于在编码器内依据线性模型的一或多个参数和当前块的源色彩分量的残差信号而确定所述当前块的目标色彩分量的经预测残差信号的装置；用于在所述编码器内基于所述目标色彩分量的残差信号和所述目标色彩分量的所述经预测残差信号确定所述目标色彩分量的剩余残差信号的装置；用于编码所述目标色彩分量的所述剩余残差信号的值的装置；以及用于在视频位流中输出所述经编码剩余残差信号值的装置。38.根据权利要求37所述的装置，其中所述用于确定经预测残差信号的装置包含用于确定所述线性模型的一或多个参数的装置，其中所述用于确定所述线性模型的一或多个参数的装置包含：用于依据参考目标色彩分量的参考样本值和参考源色彩分量的参考样本值而确定预测误差的装置；以及用于选择最小化所述预测误差的所述一或多个线性模型参数的值的装置。39.根据权利要求38所述的装置，其中所述用于选择所述一或多个线性模型参数的值的装置包含用于导出最小化E(α,β)的加权因子α和偏移β的装置，其中其中yi为所述参考目标色彩分量的参考样本值且xi为所述参考源色彩分量的参考样本值。40.根据权利要求38所述的装置，其中所述用于选择所述一或多个线性模型参数的值的装置包含用于导出最小化E(α,β)的加权因子α和偏移β的装置，其中

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建乐，刘鸿彬，陈颖，张莉，李想，赵欣，马尔塔·卡切维奇，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US