用于对视频数据进行编码的方法、设备和介质技术

本申请涉及用于对视频数据进行编码的方法、设备和介质。该方法包括：获得视频帧的多个图像样点，每个图像样点对应于亮度样点和色度样点之一；对于所述多个图像样点中的每一个，使用具有滤波器长度L和一组滤波器系数的自适应环路滤波器对相应图像样点进行滤波，进一步包括：识别所述相应图像样点的一组相关图像样点；对于所述一组相关图像样点中的每一个，识别相应截取值索引和对应的滤波器系数；基于所述相应截取值索引，对所述一组相关图像样点中的每一个与所述相应图像样点之间的差进行截取；以及基于所述相应的滤波器系数，利用所述一组相关图像样点中的每一个与所述相应图像样点之间的经截取的差来修改所述相应图像样点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
用于对视频数据进行编码的方法、设备和介质
[0001]本申请是中国专利申请第202080097101.9号的分案申请，该中国专利申请为2020年12月28日提交的国际专利申请PCT/US2020/067159的中国国家阶段申请，该国际专利申请要求2019年12月28日提交的美国专利申请第62/954,485号的优先权。


[0002]本申请总体上涉及视频数据编解码和压缩，并且具体涉及改进对视频数据比特流中图像帧的色度分量和亮度分量的编解码的方法和系统。

技术介绍

[0003]如数字电视、膝上型计算机或台式计算机、平板计算机、数码相机、数字录音设备、数字媒体播放器、视频游戏机、智能电话、视频电话会议设备、视频流式传输设备等各种电子设备都支持数字视频。电子设备通过实施由MPEG
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4、ITU
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T H.263、ITU
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T H.264/MPEG
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4第10部分、高级视频编解码(AVC)、高效视频编解码(HEVC)和通用视频编解码(VVC)标准定义的视频压缩/解压缩标准来发送、接收、编码、解码和/或存储数字视频数据。视频压缩典型地包括执行空间(帧内)预测和/或时间(帧间)预测以减少或去除视频数据中固有的冗余。对于基于块的视频编解码，将视频帧划分为一个或多个条带，每个条带具有多个视频块，所述视频块也可以被称为编码树单元(CTU)。每个CTU可以包含一个编码单元(CU)或递归地分割成较小的CU，直到达到预定义的最小CU尺寸。每个CU(也称为叶CU)包含一个或多个变换单元(TU)，并且每个CU还包含一个或多个预测单元(PU)。可以以帧内、帧间或IBC模式对每个CU进行编解码。相对于同一视频帧内的相邻块中的参考样点，使用空间预测对视频帧的帧内编解码(I)条带中的视频块进行编码。视频帧的帧间编解码(P或B)条带中的视频块可以相对于同一视频帧内的相邻块中的参考样点使用空间预测或相对于其他先前和/或未来参考视频帧中的参考样点使用时间预测。
[0004]基于先前已被编码的参考块(例如，相邻块)的空间或时间预测产生针对待编解码的当前视频块的预测块。查找参考块的过程可以通过块匹配算法来完成。表示待编解码的当前块与预测块之间的像素差的残差数据被称为残差块或预测误差。根据指向形成预测块的参考帧中的参考块的运动矢量、以及残差块来对帧间编码块进行编码。确定运动矢量的过程典型地被称为运动估计。根据帧内预测模式和残差块对帧内编码块进行编码。为了进一步压缩，将残差块从像素域变换到变换域，例如频域，从而产生残差变换系数，然后可以对所述残差变换系数进行量化。可以扫描最初布置为二维阵列的量化的变换系数，以产生变换系数的一维矢量，并且然后将其熵编码为视频比特流，以实现更多的压缩。
[0005]然后，将已编码视频比特流保存在计算机可读存储介质(例如，闪速存储器)中，以被具有数字视频能力的另一个电子设备访问，或者直接以有线或无线方式传输到电子设备。然后，电子设备通过例如解析已编码视频比特流以从比特流获得语法元素并且至少部分地基于从比特流获得的语法元素将数字视频数据从已编码视频比特流重建为其原始格式来执行视频解压缩(其是与上文描述的视频压缩相反的过程)，并且在电子设备的显示器
上渲染重建数字视频数据。
[0006]在将重建的视频块放入参考图片存储并用于对其他视频块进行编解码之前，对其应用环路滤波。自适应环路滤波器(ALF)分别应用于重建视频块的色度分量和亮度分量。具有更高效的编解码机制来编码和解码这些颜色分量同时保持已解码视频数据的图像质量将是有益的。

技术实现思路

[0007]本申请描述了与视频数据编码和解码相关的实施方式，更具体地，描述了通过在自适应环路滤波中应用基于比特深度的截取操作来改进视频帧的色度样点和亮度样点的编解码的方法和系统。根据相应的自适应环路滤波器(ALF)方案，基于多个周围的亮度样点或色度样点对视频帧的每个亮度样点或色度样点进行滤波。对于亮度样点或色度样点中的每一个，相关图像样点与相应样点的差被截取到由截取边界值定义的相应动态范围内，该截取边界值等于2的相应截取数次幂。
[0008]在一方面，一种视频数据编解码的方法包括从比特流中获得视频帧的多个图像样点。每个图像样点对应于亮度样点和色度样点之一。所述方法进一步包括对于所述多个图像样点中的每一个，使用具有滤波器长度和一组滤波器系数的自适应环路滤波器对相应图像样点进行滤波。对相应图像样点进行滤波进一步包括在相应图像样点的所述滤波器长度中识别一组相关图像样点；对于该组相关图像样点中的每一个，识别相应的截取值索引和对应的滤波器系数；基于相应的截取值索引，对该组相关图像样点中的每一个与相应图像样点的差进行截取；以及基于相应的滤波器系数，利用该组相关图像样点中的每一个的经截取的差来修改相应图像样点。对于每个图像样点，相应的截取值索引对应于等于2的相应截取数次幂的相应截取边界值，并且相应截取数是整数。所述方法进一步包括使用多个修改的图像样点来重建视频帧。
[0009]在一些实施例中，对于每个图像样点，通过确定相应图像样点的IBDI来对每个相关图像样点与相应图像样点的差进行截取；对于该组相关图像样点中的每一个，根据预定义的截取边界值公式或表基于IBDI和相应截取值索引确定相应截取边界值，并基于相应截取边界值对该组相关图像样点中的每一个与相应图像样点的差进行截取。进一步地，在一些实施例中，所述预定义的截取边界值公式或表被本地地存储在视频编码器和视频解码器两者中。对于每个图像样点，相关图像样点的截取值索引是通过比特流获得的。
[0010]在另一方面，一种电子设备包括一个或多个处理器和用于存储指令的存储器，这些指令在由一个或多个处理器执行时使电子设备执行如上所述的视频数据编解码的方法。
[0011]在又一方面，一种非暂态计算机可读存储介质存储具有存储在其上的指令，这些指令在由电子设备的一个或多个处理器执行时使一个或多个处理器执行如上所述的视频数据编解码的方法。
附图说明
[0012]被包括在内以提供对实施方式的进一步理解并且并入本文并构成说明书的一部分的附图图示了所描述的实施方式，并且与说明书一起用于解释基本原理。相似的附图标记指代对应的部分。
[0013]图1是图示了根据一些实施例的示例性视频编码和解码系统的框图。
[0014]图2是图示了根据一些实施例的示例性视频编码器的框图。
[0015]图3是图示了根据一些实施例的示例性视频解码器的框图。
[0016]图4A至图4E是根据一些实施例将图像帧递归地划分为不同尺寸和形状的视频块的示意图。
[0017]图5图示了根据一些实施例的比特流中的视频帧的部分。
[0018]图6是根据一些实施例的应用在视频编码器或解码器中的环路滤波器的框图。
[0019]图7A是根据一些实施例的其中由亮度ALF基于一组相关亮度样点来处理亮度样点的示例ALF滤波方案，并且图7B是根据一些实施例的其中由本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于对视频数据进行编码的方法，包括：获得视频帧的多个图像样点，每个图像样点对应于亮度样点和色度样点之一；对于所述多个图像样点中的每一个，使用具有滤波器长度L和一组滤波器系数的自适应环路滤波器对相应图像样点进行滤波，进一步包括：识别所述相应图像样点的一组相关图像样点；对于所述一组相关图像样点中的每一个，识别相应截取值索引和对应的滤波器系数；基于所述相应截取值索引，对所述一组相关图像样点中的每一个与所述相应图像样点之间的差进行截取，其中，所述相应截取值索引对应于等于2的相应截取数次幂的相应截取边界值，并且所述相应截取数是整数；以及基于所述相应的滤波器系数，利用所述一组相关图像样点中的每一个与所述相应图像样点之间的经截取的差来修改所述相应图像样点。2.如权利要求1所述的方法，其中，对于每个图像样点，基于所述相应截取值索引对所述差进行截取包括：确定所述相应图像样点的内部比特深度索引IBDI；对于所述一组相关图像样点中的每一个，根据预定义的截取边界值表，基于所述IBDI和所述相应截取值索引确定所述相应截取边界值；以及基于所述相应截取边界值，对所述一组相关图像样点中的每一个与所述相应图像样点之间的所述差进行截取。3.如权利要求2所述的方法，进一步包括：通过所述比特流获得所述预定义的截取边界值表。4.如权利要求2所述的方法，进一步包括：从本地存储器中提取所述预定义的截取边界值表。5.如权利要求4所述的方法，其中，所述本地存储器存储多个截取边界值表，所述方法进一步包括：从所述多个截取边界值表中选择所述预定义的截取边界值表。6.如权利要求2所述的方法，其中，所述预定义的截取边界值表表示为以下三个表之一：
7.如权利要求1所述的方法，其中，对于每个图像样点，基于所述相应截取值索引对所述差进行截取包括：确定所述相应图像样点的内部比特深度索引IBDI；对于所述一组相关图像样点中的每一个，根据预定义的截取边界值公式，基于所述IBDI和所述相应截取值索引确定所述相应截取边界值；以及基于所述相应截取边界值，对所述一组相关图像样点中的每一个与所述相应图像样点之间的所述差进行截取；其中，所述预定义的截取边界值公式表示为以下公式之一：其中，所述预定义的截取边界值公式表示为以下公式之一：以及其中，CVI是所述相应截取值索引，CBV是所述一组相关图像样点中的每一个的所述相应截取边界值。
8.如权利要求1
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7中任一项所述的方法，其中，对于所述一组相关图像样点中的每一个，截取值索引是从0、1、2和3中选择的，并且所述相应截取数i是至少所述截取值索引的函数。9.如权利要求1
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7中任一项所述的方法，其中，对于所述一组相关图像样点中的每一个，相应相关图像样点的经截取的差在[<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈漪纹，修晓宇，马宗全，朱弘正，王祥林，于冰，
申请(专利权)人：北京达佳互联信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：