[发明专利]帧内模式编码的改进

说明书

用于视频解码中的帧内预测模式编码的方法、装置和计算机可读存储介质。该方法包括：由设备接收用于块的已编码视频码流；该设备基于帧内模式列表中的每个帧内模式的模式信息将该帧内模式列表划分为用于该块的多个帧内模式集合；该设备从已编码视频码流中提取指示来自该多个帧内模式集合的一个帧内模式集合的集合索引；该设备从已编码视频码流中提取指示来自该帧内模式集合的帧内预测模式的模式索引；以及该设备基于该集合索引和该模式索引来确定该块的帧内预测模式。

援引并入

本公开基于并要求于2021年7月15日提交的第63/222,376号美国临时申请与于2021年12月29日提交的第17/564,607号美国非临时申请的优先权权益。这两个申请通过引用整体并入本文中。

技术领域

本公开涉及视频编码和/或解码技术，特别地，涉及帧内预测模式编码的改进的设计和写入。

背景技术

本文所提供的背景技术说明以对本公开的内容作一般性说明为目的。发明人的某些工作(即已在此背景技术部分中作出描述的工作)以及说明书中关于某些尚未成为申请日之前的现有技术的内容，无论是以明确或隐含的方式均不被视为相对于本公开的现有技术。

可以使用具有运动补偿的帧间图片预测来执行视频编码和解码。未压缩的数字视频可以包括一系列图片，每个图片具有例如为1920×1080的亮度样本及相关联的全采样或子采样的色度样本的空间大小。该一系列图片可具有例如每秒60幅图片或每秒60帧的固定或可变的图片速率(替代地，称为帧率)。未压缩的视频对流式传输或数据处理具有特定比特率要求。例如，具有1920×1080的像素分辨率、60帧/秒的帧率、以及每个颜色通道每个像素8位的4：2：0的色度子采样的视频需要接近1.5Gbit/s的带宽。一小时的此类视频需要600GB以上的存储空间。

视频编码和解码的一个目的可以是通过压缩来减少未压缩的输入视频信号中的冗余。压缩可有助于减小上述带宽和/或存储空间需求，在某些情况下可减小两个数量级或大于两个数量级。可以采用无损压缩和有损压缩，以及它们的组合。无损压缩指的是可通过解码过程从已压缩的原始信号中重建原始信号的精确副本的技术。有损压缩指的是如下编码/解码过程，在该编码/解码过程中，在编码期间未完全保留原始视频信息，以及在解码期间未完全恢复原始视频信息。当使用有损压缩时，已重建的信号可能与原始信号不同，但是原始信号和已重建的信号之间的失真足够小，以使已重建的信号可用于预期的应用，尽管丢失一些信息。在视频的情况下，在许多应用中广泛使用有损压缩。可容忍的失真量取决于应用。例如，某些消费视频流式应用的用户相比电影或电视广播应用的用户来说可以容忍更高的失真。可以选择或调节可通过特定的编码算法达到的压缩率，以反映各种失真容忍度：更高的可容忍的失真通常允许编码算法产生更高的损失和更高的压缩率。

视频编码器和解码器可利用来自多个类别和步骤的技术，这些技术包括例如运动补偿、傅里叶变换、量化和熵编码。

视频编解码器技术可以包括称为帧内编码的技术。在帧内编码中，在不参考来自先前重建的参考图片的样本或其他数据的情况下表示样本值。在某些视频编解码器中，图片在空间上细分为样本块。当所有样本块都以帧内模式编码时，该图片可称为帧内图片。帧内图片及其派生物(例如，独立解码器刷新图片)可用于重置解码器状态，因此可用作已编码视频码流和视频会话中的第一张图片，或者用作静止图像。然后，帧内预测之后的块的样本可进行变换而处于频域中，且可在熵编码之前对如此生成的变换系数进行量化。帧内预测表示一种使预变换域中的样本值最小化的技术。在某些情况下，变换后的DC值越小，且AC系数越小，则在给定的量化步长尺寸下就需要越少的比特来表示熵编码后的块。

例如从诸如MPEG-2代编码技术已知的传统帧内编码不使用帧内预测。然而，一些更新的视频压缩技术包括基于例如在空间相邻的编码和/或解码期间获得的、按照解码顺序在帧内编码或解码的数据块之前的周围样本数据和/或元数据来尝试对块进行编码/解码的技术。此类技术此后称为“帧内预测”技术。应注意，至少在一些情况下，帧内预测仅使用来自正在重建的当前图片的参考数据，而不使用来自其它参考图片的参考数据。