用于编码和解码视频样本的块的方法、设备和系统技术方案

一种从位流中解码多个编码单元以产生图像帧的系统和方法，编码单元是编码树单元的分解结果，所述多个编码单元形成位流的一个或多于一个连续部分。该方法包括：确定位流的一个或多于一个连续部分中的各个连续部分的细分级别，各个细分级别适用于位流的相应连续部分的编码单元；对多个区域中的各个区域的量化参数增量进行解码，各个区域是基于将编码树单元分解为位流的各个连续部分的编码单元以及相应的所确定细分级别；根据各个区域的经解码增量量化参数和图像帧的较早编码单元的量化参数来确定该区域的量化参数；以及使用各个区域的所确定量化参数来解码多个编码单元以产生图像帧。图像帧。图像帧。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于编码和解码视频样本的块的方法、设备和系统
[0001]相关申请的引用
[0002]本申请根据35U.S.C.
§
119要求于2019年9月17日提交的澳大利亚专利申请2019232797的优先权益，这里出于所有目的将该专利申请的全部内容通过引用合并于此。


[0003]本专利技术通常涉及数字视频信号处理，尤其涉及用于对视频样本的块进行编码和解码的方法、设备和系统。本专利技术还涉及包括记录有用于对视频样本的块进行编码和解码的计算机程序的计算机可读介质的计算机程序产品。

技术介绍

[0004]当前存在包括用于传输和存储视频数据的应用的许多视频编码用的应用。还开发了许多视频编码标准并且其它视频编码标准当前正在开发中。视频编码标准化的最新进展已导致形成被称为“联合视频专家组”(JVET)的组。该联合视频专家组(JVET)包括：还已知为“视频编码专家组”(VCEG)的国际电信联盟(ITU)的电信标准化部门(ITU
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T)的研究组16、问题6(SG16/Q6)的成员；以及还已知为“运动图片专家组”(MPEG)的国际标准化组织/国际电工委员会联合技术委员会1/小组委员会29/工作组11(ISO/IECJTC1/SC29/WG11)的成员。
[0005]联合视频专家组(JVET)发布了提案征集(CfP)，并在美国圣地亚哥市举行的第10次会议上对答复进行了分析。所提交的答复表明，视频压缩能力明显优于当前最先进的视频压缩标准(即，“高效率视频编码”(HEVC))的视频压缩能力。基于该优异表现，决定开始用以开发命名为“通用视频编码”(VVC)的新视频压缩标准的项目。预计VVC将特别是随着视频格式的能力的增加(例如，具有更高的分辨率和更高的帧频)解决针对甚至更高的压缩性能的持续需求、以及解决针对通过WAN的服务提供(其中，带宽成本相对较高)的日益增长的市场需求。诸如沉浸式视频等的用例需要实时编码和解码这种较高的格式，例如，立方体地图投影(CMP)可以使用8K格式，即使最终渲染的“视口”利用较低的分辨率。VVC必须可在当代硅工艺中实现，并且在所实现的性能与实现成本之间提供可接受的折衷。例如，在硅面积、CPU处理器负荷、存储器利用率和带宽的一个或多于一个方面可以考虑实现成本。可以通过将帧区域分割成部分并且并行处理各个部分来处理较高视频格式。由压缩帧的多个部分构建的位流仍适合于由“单核”解码器解码，即根据应用需要将帧级约束(包括位率)分配给各个部分。
[0006]视频数据包括图像数据的帧序列，各个帧包括一个或多于一个颜色通道。通常，需要一个主颜色通道和两个二次颜色通道。主颜色通道通常被称为“亮度”通道，并且(一个或多于一个)二次颜色通道通常被称为“色度”通道。尽管视频数据通常在RGB(红
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绿
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蓝)颜色空间中显示，但该颜色空间在三个相应分量之间具有高度相关性。编码器或解码器所看到的视频数据表示通常使用诸如YCbCr等的颜色空间。YCbCr将发光度(根据变换方程映射到“亮度”)集中在Y(主)通道中，并且将色度集中在Cb和Cr(二次)通道中。由于使用去相关的YCbCr信号，因此亮度通道的统计与色度通道的统计明显不同。主要差异在于：在量化之后，
与相应亮度通道块的系数相比，色度通道针对给定块包含相对较少的有效系数。此外，可以以与亮度通道相比更低的速率(例如，在水平方向上为一半且在垂直方向上为一半(被称为“4:2:0色度格式”))对Cb和Cr通道进行空间采样。4:2:0色度格式通常用于“消费者”应用中，诸如互联网视频流式传输、广播电视以及蓝光
TM
盘上的存储。在水平方向上以半速率对Cb和Cr通道进行子采样而不是垂直地进行子采样被称为“4:2:2色度格式”。4:2:2色度格式通常用于专业应用中，包括用于电影制作等的镜头的捕获。4:2:2色度格式的较高采样速率使得所得视频对编辑操作(诸如颜色分级等)更有弹性。在分发到消费者之前，4:2:2色度格式材料经常被转换为4:2:0色度格式，然后被编码以分发到消费者。除了色度格式之外，视频还由分辨率和帧频来表征。示例分辨率是具有3840
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2160的分辨率的超高清晰度(UD)或具有7680
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4320的分辨率的“8K”，并且示例帧频是60Hz或120Hz。亮度样本速率的范围可以从约500兆样本/秒到数千兆样本/秒。对于4:2:0色度格式，各个色度通道的采样率是亮度采样率的四分之一，并且对于4:2:2色度格式，各个色度通道的采样率是亮度采样率的一半。
[0007]VVC标准是一种“基于块”的编解码器，其中，帧首先被分割成称为“编码树单元”(CTU)的正方形区域阵列。CTU通常占据相对大的区域，诸如128
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128个亮度样本等。然而，各帧的右和底边缘的CTU的区域可能较小。与各CTU相关联的是针对亮度通道和色度通道这两者的“编码树”(“共用树”)或者各自针对亮度通道和色度通道的单独树。编码树定义了将CTU的区域分解为一组区域，也称为“编码块”(CB)。当使用共用树时，单个编码树指定针对亮度通道和色度通道这两者的块，在这种情况下，并置的编码块的集合被称为“编码单元”(CU)，即，各个CU具有用于各个颜色通道的编码块。按特定顺序处理CB以进行编码或解码。作为使用4:2:0色度格式的结果，包括128
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128亮度样本区域的亮度编码树的CTU具有与128
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128亮度样本区域并置的64
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64色度样本区域的相应色度编码树。当单个编码树用于亮度通道和色度通道时，给定区域的并置块的集合通常称为“单元”，例如上述CU以及“预测单元”(PU)和“变换单元”(TU)。具有跨越4：2：0色度格式视频数据的颜色通道的CU的单个树产生相应亮度块的一半宽度和高度的色度块。当针对给定区域使用单独的编码树时，将使用上述CB以及“预测块”(PB)和“变换块”(TB)。
[0008]尽管在“单元”和“块”之间有上述区别，但是术语“块”可以用作针对将操作应用于所有颜色通道的帧的区域(area)或区(region)的通用术语。
[0009]对于各CU，生成帧数据的相应区域的内容(样本值)的预测单元(PU)(“预测单位”)。此外，形成了在编码器的输入处看到的预测与区域内容之间的差(或空间域的“残差”)的表示。各颜色通道的差可以被变换并编码为残差系数的序列，从而形成给定CU的一个或多于一个TU。所应用的变换可以是应用于残差值的各个块的离散余弦变换(DCT)或其它变换。该变换是分开应用的，即分两遍进行二维变换。首先通过对块中的各行样本应用一维变换来对块进行变换。然后，通过对部分结果的各列应用一维变换来对部分结果进行变换，以产生基本上对残差样本进行去相关的变换系数的最终块。VVC标准支持各种大小的变换，包括矩形块(各边尺寸为2的幂)的变换。量化变换系数以用于将熵编码在位流中。
[0010]VVC的特征是帧内预测和帧间预测。帧内预测涉及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种从位流解码多个编码单元以产生图像帧的方法，所述编码单元是编码树单元的分解结果，所述多个编码单元形成所述位流的一个或多于一个连续部分，所述方法包括：确定所述位流的一个或多于一个连续部分中的各个连续部分的细分级别，各个细分级别适用于所述位流的相应连续部分的编码单元；对多个区域中的各个区域的量化参数增量进行解码，各个区域是基于将编码树单元分解为所述位流的各个连续部分的编码单元以及相应的所确定细分级别；根据各个区域的经解码增量量化参数和所述图像帧的较早编码单元的量化参数来确定该区域的量化参数；以及使用各个区域的所确定量化参数对所述多个编码单元进行解码以产生所述图像帧。2.根据权利要求1所述的方法，其中，各个区域是基于与所述编码单元相关联的细分级别和相应连续部分的所确定细分级别的比较。3.根据权利要求1所述的方法，其中，针对各个区域确定量化参数增量，其中相应编码树具有小于或等于相应连续部分的所确定细分级别的细分级别。4.根据权利要求1所述的方法，其中，针对具有小于或等于相应的所确定细分级别的细分级别的编码树单元中的任意节点设置新区域。5.根据权利要求1所述的方法，其中，各个连续部分所确定的细分级别包括该连续部分的亮度编码单元的第一细分级别和色度编码单元的第二细分级别。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一细分级别和所述第二细分级别是不同的。7.根据权利要求1所述的方法，还包括：对指示与所述位流相关联的序列参数集的分区约束能够被重写的标志进行解码。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述一个或多于一个连续部分中的各个连续部分的所确定细分级别包括针对所述区域的最大亮度编码单元深度。9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述一个或多于一个连续部分中的各个连续部分的所确定细分级别包括针对相应区域的最大色度编码单元深度。10.根据权利要求1所述的方法，其中，调整所述连续部分之一的所确定细分级别以维持相对于针对所述位流的所述分区约束所解码的最深允许细分级别的偏移。11.一种非暂时性计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序用于实现从位流中解码多个编码单元以产生图像帧的方法，所述编码单元是编...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：