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。公开了一种用于对视频数据进行编码的方法，包括：获得与视频帧的多个像素组相对应的多个亮度样点和多个色度样点；以及对于所述多个像素组中的每一个像素组：识别与该像素组相对应的相应色度样点和一组亮度样点，每个亮度样点具有相应光亮度值；根据预定义锚定规则确定锚亮度样点，所述锚亮度样点具有锚光亮度值；基于所述一组亮度样点生成色度细化值，进一步包括：(1)将所述一组亮度样点中的每个亮度样点的相应光亮度值与所述锚光亮度值求差，以及(2)对所述一组亮度样点的光亮度值差应用跨分量滤波器以生成所述色度细化值；以及使用所述色度细化值来得到所述相应色度样点的值。度样点的值。度样点的值。

【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202080096994.5号的分案申请，该中国专利申请为2020年12月18日提交的国际专利申请PCT/US2020/066168的中国国家阶段申请，该国际专利申请要求2019年12月18日提交的美国专利申请第62/950,060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，该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义元素并且至少部分地基于从比特流获得的语义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CU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CU的色度分量和亮度分量，而跨分量滤波器可以被用于利用亮度分量来细化CU的色度分量。在保持已解码视频数据的图像质量的同时具有更高效的编解码机制来编码和解码这些颜色分量将是有益的。

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，描述了基于跨分量自适应滤波来改进对视频帧的色度分量和亮度分量的编解码的方法和系统。视频帧的每个色度分量基于多个周围色度分量被滤波，并基于一组相邻亮度分量被细化。具体地，识别锚亮度分量并将其从一组相邻亮度分量中减去以形成一组亮度分量差，从而允许使用与一组相邻亮度分量相对应的亮度分量差的组合来细化每个色度分量。
[0008]在一个方面，一种对视频数据进行编解码的方法包括从比特流中获得与视频帧的多个像素组相对应的多个亮度样点和多个色度样点。所述方法进一步包括对于所述多个像素组中的每一个：识别所述像素组中的相应色度样点和一组亮度样点，并根据预定义锚定规则从该组亮度样点中确定锚亮度样点。每个亮度样点具有相应的光亮度值，并且锚亮度样点具有锚光亮度值。所述方法进一步包括对于每个像素组，基于该组亮度样点生成色度细化值，使用所述色度细化值来更新相应的色度样点，以及存储与所述视频帧相关联的每个像素组的更新后的相应色度样点。对于每个像素组，生成所述色度细化值进一步包括：将该组亮度样点中的每个亮度样点的相应光亮度值与所述锚光亮度值求差，以及对该组亮度样点的光亮度值差应用跨分量滤波器以生成所述色度细化值。
[0009]在一些实施例中，所述多个像素组包括第一像素子集和与所述第一像素子集紧邻的第二像素子集，所述方法进一步包括：确定所述第一像素子集和所述第二像素子集被块的虚拟边界划分，以及将与所述第二像素子集相对应的亮度样点的光亮度值替换为与所述第一像素子集相对应的亮度样点的光亮度值。所述第一像素子集被所述虚拟边界包围在所述块中。在一些情况下，所述第一像素子集的亮度样点可供使用(例如，与块一起存储)并且与块的虚拟边界紧邻，而第二像素子集的亮度样点不可用(例如，不与块一起存储)。进一步地，在一些实施例中，对于至少一个像素组，所述色度细化值是基于与所述第二像素子集的至少一个像素相对应的被替换的亮度样点的光亮度值而被生成的。
[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一部分。
[0018]图6A是根据一些实施例的被应用在视频编码器或解码器中并且包括跨分量滤波器的环路滤波器的框图，并且图6B是根据一些实施例的本文档来自技高网...

【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：获得与视频帧的多个像素组相对应的多个亮度样点和多个色度样点；以及对于所述多个像素组中的每一个像素组：识别与该像素组相对应的相应色度样点和一组亮度样点，每个亮度样点具有相应光亮度值；根据预定义锚定规则确定锚亮度样点，所述锚亮度样点具有锚光亮度值；基于所述一组亮度样点生成色度细化值，进一步包括：(1)将所述一组亮度样点中的每个亮度样点的相应光亮度值与所述锚光亮度值求差，以及(2)对所述一组亮度样点的光亮度值差应用跨分量滤波器以生成所述色度细化值；以及使用所述色度细化值来得到所述相应色度样点的值。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个像素组包括第一像素子集和与所述第一像素子集紧邻的第二像素子集，所述方法进一步包括：确定由块的虚拟边界分开的所述第一像素子集和所述第二像素子集，所述第一像素子集被包围在所述块中；以及确定与所述第二像素子集中的一个像素相对应的亮度样点的光亮度值作为所述第一像素子集中的相应像素的亮度样点的光亮度值。3.如权利要求2所述的方法，其中，与所述第二像素子集中的一个像素相对应的亮度样点被替换为与所述第一像素子集中的相应像素相对应的亮度样点，并且所述第一像素子集中的所述相应像素和所述第二像素子集中的相应一个像素相对于所述块的所述虚拟边界对称。4.如权利要求2所述的方法，其中，所述第一像素子集中的所述相应像素是所述第一像素子集中的距所述第二像素子集中的相应一个像素最近的像素。5.如权利要求2所述的方法，其中，对于至少一个像素组，所述色度细化值是基于与所述第二像素子集中的至少一个像素相对应的亮度样点的所确定的光亮度值而生成的。6.如权利要求2所述的方法，其中：每个像素组包括根据预定义形状定位的一组像素，所述预定义形状相对于穿过所述预定义形状的中心的两个正交轴对称；对于每个像素组，所述一组亮度样点中的每个亮度样点与该像素组中的相应像素相对应；以及所述块的所述虚拟边界平行于所述两个正交轴中的一个正交轴。7.如权利要求2所述的方法，其中，所述块是编码树块CTB。8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，根据所述预定义锚定规则，针对每个像素组的锚亮度样点是从所述一组亮度样点中选择的，并且与所述一组亮度样点中的其余亮度样点相比，所述锚亮度样点具有距相应像素组的中心最近的距离。9.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，根据所述预定义锚定规则，针对每个像素组的锚亮度样点与所述一组亮度样点不同，并且所述锚亮度样点的锚光亮度值是两个或更多个亮度样点的光亮度值的平均值。10.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，生成所述色度细化值进一步包括：在应用所述跨分量滤波器之前，对所述一组亮度样点的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：马宗全，王祥林，陈漪纹，修晓宇，朱弘正，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：