具有上下文解码和重构旁路的视频编码的方法和系统技术方案

与具有上下文解码和重构旁路的视频编码有关的技术。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有上下文解码和重构旁路的视频编码的方法和系统优先权本申请要求在2017年1月11日提交的题为“METHODANDSYSTEMOFVIDEOCODINGWITHCONTEXTDECODINGANDRECONSTRUCTIONBYPASS”的美国专利申请No.15/403,935以及在2016年8月25日提交的题为“METHODANDSYSTEMOFVIDEOCODINGWITHCONTEXTDECODINGANDRECONSTRUCTIONBYPASS”的美国临时专利申请No.62/379,574的权益，并且这些申请出于所有目的通过引用整体并入。
技术介绍
由于不断增加的视频分辨率以及对高质量视频图像的期望提高，因此对视频的高效图像数据压缩存在高要求，然而对于利用现有视频编码标准(诸如VP9、AllianceOpenMediaVersion1(AV1)、H.264、H.265/HEVC(高效视频编码)标准等)进行的编码而言性能是有限的。上述标准使用扩展形式的传统方法来解决不足压缩/质量问题，但结果往往仍然不足。传统的视频编解码器将视频帧划分为块，然后逐块对帧进行编码或解码。这可以包括在编码器的解码循环处重构的各种大小的预测块。然后，求预测块与匹配块的实际图像数据的差异，并且对该差异或残差而不是实际块的所有图像数据进行编码并发送到解码器。残差被形成为变换系数块，其大小可以与预测块不同，并且用于进一步压缩和发送到解码器。然后，解码器通过应用逆变换来逆转该处理以重构帧，该逆变换从解码的变换系数块重构编码单元块处的残差，然后通过使用帧间预测(时间参考块)和帧内预测(空间参考块)对预测块进行解码来复制编码器的解码循环。然而，帧间预测仍然使用空间相邻块来重构上下文以确定参考帧上的哪个(哪些)参考块与正被解码的当前帧上的当前块匹配。这样的上下文可以包括帧间模式(哪个帧间预测模式将用于块)，用于帧间预测的运动矢量和参考块标识，用于帧内预测的重构像素块，以及变换系数。在这些处理期间，一个当前块的解码可能需要编码系统等待形成解码该当前块的上下文的其他空间相邻块的解码。这可以导致视频帧的解码中的大量延迟或等待时间，包括用户可察觉的停顿。附图说明在附图中通过示例的方式而不是限制的方式示出本文描述的材料。为了说明的简单和清楚，附图中示出的元素不一定按比例绘制。例如，为清楚起见，一些元素的尺寸可能相对于其他元素被夸大。另外，在认为适当的情况下，在附图中已经重复参考标记以指示对应或类似的元素。在图中：图1是用于视频编码系统的示例编码器的说明图；图2是用于视频编码系统的示例解码器的说明图；图3是根据本文的实施方式的具有上下文解码和重构旁路的视频编码方法的流程图；图4是图像数据帧的大块的示意图，该大块具有至少一个上下文块和要解码的当前块的布置，用于解释根据本文描述的实施方式的具有上下文解码和重构旁路的视频编码；图5是图像数据帧的大块的示意图，该大块具有至少一个上下文块和要解码的当前块的另一布置，用于解释根据本文描述的实施方式的具有上下文解码和重构旁路的视频编码；图6是图像数据帧的大块的示意图，该大块具有至少一个上下文块和要解码的当前块的另一布置，用于解释根据本文描述的实施方式的具有上下文解码和重构旁路的视频编码；图7是图像数据帧的大块的示意图，该大块具有至少一个上下文块和要解码的当前块的另一布置，用于解释根据本文描述的实施方式的具有上下文解码和重构旁路的视频编码；图8是根据本文的实施方式的具有上下文解码和重构旁路的视频编码的详细流程图；图8A是根据本文的实施方式的具有上下文解码和重构旁路并使用符号上下文的视频编码的另一详细流程图；图9是示例系统的说明图；图10是另一示例系统的说明图；图11示出了全部根据本公开的至少一些实施方式布置的另一示例设备。图12是用于视频编码系统的另一示例编码器的说明图；并且图13是用于视频编码系统的另一示例解码器的说明图。具体实施方式现在参考附图描述一个或多个实施方式。虽然讨论了具体的配置和布置，但应该理解，这仅是出于说明性目的而进行的。相关领域的技术人员将认识到，在不脱离本说明书的精神和范围的情况下，可以采用其他配置和布置。对于相关领域的技术人员来说将显而易见的是，本文描述的技术和/或布置也可用于除本文所述之外的各种其他系统和应用。虽然以下描述阐述了可以在诸如片上系统(SoC)架构之类的架构中表现出的各种实施方式，但是本文描述的技术和/或布置的实施方式不限于特定架构和/或计算系统，并且可以由用于类似目的任何架构和/或计算系统实现。例如，采用例如多个集成电路(IC)芯片和/或封装的各种架构、和/或各种计算设备和/或消费电子(CE)设备(诸如机顶盒，智能电话，平板计算机，电视，等等)可以实现本文描述的技术和/或布置。另外，虽然以下描述可以阐述许多具体细节(诸如系统组件的逻辑实施方式、类型和相互关系，逻辑划分/集成选择，等等)，但是可以在没有这些具体细节的情况下实践所要求保护的主题。在其他情况下，可能未详细示出一些材料(例如控制结构和完整软件指令序列)，以免使本文公开的材料模糊。本文公开的材料可以用硬件、固件、软件或其任何组合来实现。本文公开的材料还可被实现为存储在机器可读介质上的指令，其可以由一个或多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括用于以机器(例如，计算设备)可读的形式存储或发送信息的任何介质和/或机制。例如，机器可读介质可包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储介质；光存储介质；闪存设备；电、光、声或其他形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)，等等。在另一种形式中，诸如非暂时性计算机可读介质之类的非暂时性物品除了它不包括暂时性信号本身之外可以与上述任何示例或其他示例一起使用。它确实包括除信号本身以外的可以以“暂时”方式暂时保存数据的那些元素，诸如RAM等。说明书中对“一个实施方式”、“实施方式”、“示例实施方式”等的提及表明所描述的实施方式可包括特定的特征、结构或特性，但是每个实施方式可能不一定包括该特定的特征、结构或特性。而且，这些短语不一定指的是相同的实施方式。另外，当结合实施方式描述特定的特征、结构或特性时，认为结合其他实施方式来实现这样的特征、结构或特性在本领域技术人员的知识范围内，无论本文明确描述与否。以下描述与具有上下文解码和重构旁路的视频编码有关的系统、物品和方法。如上所述，在视频帧的编码和解码中存在许多子处理，这些子处理可能需要系统等待来自与当前帧相同的帧中的空间相邻块的上下文的解码和重构，以便解码当前块。这种情况的一个示例是帧间预测，其包括在编码器侧的帧间预测期间由运动估计单元生成运动矢量，以及在解码器侧重构运动矢量。在运动估计期间，减少时间冗余以确定相同或类似图像数据在参考帧和正被分析的当前帧之间已经移动之处。该运动由运动矢量表示，该运动矢量指示块在帧与帧之间已经移动之处。然后执行运动补偿以应用运动矢量以构造用于要重构的当前帧的预测块。可以以多种方式执行运动估计。一种方式是在参考帧上执行针对与当前帧上正在分析的块匹配的一个或多个块的搜索。然而，搜索在计算上可以非常大。因此，为了减少必须执行的搜索的数量，也可以应用空间技术。这包括通过使用同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计算机实现的视频编码方法，包括：获得视频序列的多个帧，其中各个帧被划分为至少一个大块，所述至少一个大块被划分为像素数据的多个小块并包括当前小块；识别与当前小块属于同一大块并将用于解码当前块的至少一个空间相邻块；在当前小块准备好被解码时，确定将由所述至少一个空间相邻块提供的完全构造的上下文是否将是可用的；以及当所述至少一个空间相邻块的完全构造的上下文不可用时，使用至少一个上下文就绪块的已经可用的上下文数据来解码当前小块。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.25 US 62/379,574;2017.01.11 US 15/403,9351.一种计算机实现的视频编码方法，包括：获得视频序列的多个帧，其中各个帧被划分为至少一个大块，所述至少一个大块被划分为像素数据的多个小块并包括当前小块；识别与当前小块属于同一大块并将用于解码当前块的至少一个空间相邻块；在当前小块准备好被解码时，确定将由所述至少一个空间相邻块提供的完全构造的上下文是否将是可用的；以及当所述至少一个空间相邻块的完全构造的上下文不可用时，使用至少一个上下文就绪块的已经可用的上下文数据来解码当前小块。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个上下文就绪块被布置在当前小块的大块的外部。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个上下文就绪块被布置在与当前小块的大块相邻的大块中。4.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个上下文就绪块被布置在与当前小块的大块相邻并沿着当前小块的大块的边缘延伸的小块行或小块列中。5.如权利要求4所述的方法，包括具有上下文数据的多个外部上下文就绪块，所述上下文数据被组合以形成要用于解码当前小块的上下文值。6.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个上下文就绪块被布置在与当前小块的大块相邻的大块中并且在当前小块的至少一个相同行或列中。7.如权利要求1所述的方法，其中，当前小块和所述至少一个上下文就绪块的大小不同。8.如权利要求1所述的方法，其中，完全构造的上下文包括：多个可用帧间预测模式的至少一个帧间预测模式标识，至少一个运动矢量，参考块的至少一个标识，用于帧内预测的至少一个像素数据值，或要用于形成残差的至少一个变换系数。9.如权利要求1所述的方法，包括确定所述至少一个空间相邻块是否包括包括尚未构造成完全构造的上下文的解码符号的可用上下文数据；以及使用所述符号来确定要用于构造当前小块的完全构造的上下文的当前小块的符号。10.如权利要求9所述的方法，包括：确定所述至少一个空间相邻块的符号上下文；根据所述符号上下文选择当前小块的符号的多个概率模型中的熵解码概率模型；使用所选择的概率模型来构造当前小块的符号；以及使用所选择的概率模型来构造当前小块的完全构造的上下文。11.如权利要求1所述的方法，其中，当前小块被重构为帧间预测块、帧内预测块和变换块中的至少一个。12.如权利要求11所述的方法，包括：当所述至少一个空间相邻块的完全构造的上下文不可用时，由编码器提供使用至少一个上下文就绪块的已经可用的上下文数据来解码当前小块的选项，并提供提供帧间预测块、帧内预测块和/或变换块中的任何一个、两个或所有三个的选项。13.如权利要求1所述的方法，包括由编码器提供从以下各项中获得已经可用的上下文数据的选项：(1)外部上下文就绪块或(2)具有尚未形成为完全构造的上下文的符号上下文数据的所述至少一个空间相邻块，或者(1)和(2)两者。14.如权利要求13所述的方法，其中，所述外部上下文就绪块和所述至少一个空间相邻块各自对当前小块的完全构造的上下文的不同语法元素有贡献。15.一种计算机实现的系统，包括：存储器；显示器，其通信地连接到所述存储器；至少一个处理器，其通信地耦合到所述显示器和所述存储器；以及上下文旁路单元，其将由所述至少一个处理器操作并通过以下操作来进行操作：获得视频序列的多个帧，其中各个帧被划分为至少一个大块，所述至少一个大块被划分为像素数据的多个小...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊娥勒·摩卡加塔，邓智玭，陈晓晖，徐理东，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US