多参数跨分量帧内预测的制作方法

所公开的实施例总体上涉及视频编解码，包括但不限于用于在视频数据的跨分量帧内预测中应用多个参数的系统和方法。

背景技术：

1、数字视频由各种电子设备支持，例如数字电视、笔记本电脑或台式电脑、平板电脑、数码相机、数字记录设备、数字媒体播放器、视频游戏控制台、智能电话、视频电话会议设备、视频流设备等。电子设备通过通信网络发送和接收或以其他方式传送数字视频数据，和/或将数字视频数据存储在存储设备上。由于通信网络的有限带宽容量和存储设备的有限存储资源，在传输或存储视频数据之前，可以根据一个或多个视频编码标准，使用视频编码来压缩视频数据。

2、已经开发了多种视频编解码器标准。例如，视频编码标准包括aomedia video 1(av1)、下一代视频编码(versatile video coding，vvc)、联合探索测试模型(jointexploration test model，jem)、高效视频编码(high-efficiency video coding，hevc/h.265)、高级视频编码(advanced video coding，avc/h.264)和运动图像专家组(movingpicture expert group，mpeg)编码。视频编码通常使用视频数据中固有冗余的预测方法(例如，帧间预测、帧内预测等)。视频编码旨在将视频数据压缩成使用较低比特率的形式，同时避免或降低视频质量的下降。

3、hevc，也称为h.265，是作为mpeg-h项目的一部分而设计的视频压缩标准。itu-t和iso/iec分别于2013年(第1版)、2014年(第2版)、2015年(第3版)和2016年(第4版)发布了hevc/h.265标准。下一代视频编码(vvc)，也称为h.266，是一种视频压缩标准，旨在接替hevc。itu-t和iso/iec分别于2020年(第1版)和2022年(第2版)发布了vvc/h.266标准。av1是一种开放的视频编码格式，旨在替代hevc。在2019年1月8日，发布了经过验证的版本1.0.0，其中包含规范的勘误表1。

技术实现思路

1、如上所述，编码(压缩)减少了带宽和/或存储空间需求。如后面详细描述的，无损压缩和有损压缩都可以采用。无损压缩是指可以通过解码过程从压缩的原始信号重构原始信号的精确副本的技术。有损压缩是指在编码/解码过程中，原始视频信息在编码期间不能完全保留，并且在解码期间不能完全恢复。当使用有损压缩时，重构信号可能与原始信号不相同，但是原始信号和重构信号之间的失真足够小，以使得重构信号对预期应用有用。允许的失真量取决于应用。例如，某些消费者视频流应用的用户可能比电影或电视广播应用的用户容忍更高的失真。可以选择或调整特定编码算法可实现的压缩比，以反映各种失真容忍度：较高的可容忍失真通常允许产生较高损耗和较高压缩比的编码算法。

2、本公开描述了在跨分量帧内预测(cross-component intra prediction，ccip)模式中应用多个参数来实现视频数据的跨分量帧内预测，其中基于一个或多个亮度样本确定当前编码块的多个色度样本中的每一个。例如，ccip模式包括跨分量线性模型(cross-component linear model，cclm)模式和卷积跨分量模式(convolutional cross-component mode，cccm)。在cclm模式中，基于线性模型将与色度样本位于同一位置的重构亮度样本转换成色度样本。在cccm模式中，从基于具有多个加权因子的滤波器的滤波器形状而定位的多个重构亮度样本，来预测色度样本。在cclm和cccm模式中，当使用色度子采样时，对重构的亮度样本进行下采样以匹配较低分辨率的色度网格，并且可以选择使用单个模型或多模型变体。在一些实施例中，多模型变体使用两个模型，一个模型基于高于平均亮度参考值的亮度样本而导出，另一个模型基于其余的亮度样本而导出。此外，在一些实施例中，对于具有至少128个可用参考样本的预测单元，选择这样的多模型cccm模式。

3、在一些实施例中，cccm模式与具有多个加权因子的滤波器(例如，7抽头滤波器、5抽头滤波器)相关联。多个加权因子联合两个附加加权因子被应用于对亮度样本、非线性项和偏置项进行组合。例如，具有五个输入的十字形5抽头滤波器由与要预测的中心色度样本处于同一位置的中心(c)亮度样本、和四个相邻亮度样本组成，该相邻亮度样本包括上/北(n)相邻样本、下/南(s)相邻样本、左/西(w)相邻样本和右/东(e)相邻样本。非线性项p表示缩放到样本值范围的中心亮度样本c的平方。偏置项b表示输入和输出之间的标量偏移，并且例如设置为中间色度值(对于10位内容为512)。在一些实施例中，将滤波器的输出确定为加权因子ci(也称为滤波器系数ci)和输入亮度样本之间的卷积，并削波到有效色度样本的范围。本技术的各种实施例针对在视频数据的跨分量帧内预测中(例如，在cccm模式下)确定加权因子，例如，通过从视频码流中提取对应于至少一个相邻亮度样本的至少一个加权因子，并且可选地导出在视频码流中没有接收到的至少另一个加权因子。

4、根据一些实施例，提供了一种视频解码方法。该方法包括接收包括当前图像帧的当前编码块的视频码流。视频码流包括用于跨分量帧内预测(ccip)模式的语法元素，该语法元素指示是否基于一个或多个亮度样本来确定当前编码块的每个色度样本。该方法还包括识别当前编码块的第一亮度样本和与当前编码块中的第一亮度样本位于同一位置的第一色度样本。该方法还包括基于滤波器的滤波器形状识别第一亮度样本的多个相邻亮度样本。第一色度样本配置为通过使用多个加权因子将至少第一亮度样本和第一亮度样本的多个相邻亮度样本组合来确定。该方法还包括：从视频码流中提取滤波器的多个加权因子中的至少一个加权因子；导出至少另一个加权因子；以及基于在视频码流中发信号通知的至少一个加权因子和在视频码流中未发信号通知的至少另一个加权因子，将第一亮度样本和多个相邻亮度样本组合，以生成第一色度样本。该方法还包括：重构包括第一色度样本的当前编码块。

5、根据一些实施例，提供了一种视频编码方法。该方法包括：识别当前图像帧的当前编码块的第一亮度样本和与第一亮度样本位于同一位置的第一色度样本，基于滤波器的滤波器形状识别第一亮度样本的多个相邻亮度样本，确定第一色度样本是通过使用多个加权因子将第一亮度样本和多个相邻亮度样本进行组合来生成的，以及选择多个加权因子中的至少一个加权因子。该方法还包括生成视频码流，该视频码流包括用于当前图像帧的当前编码块的多个加权因子中的至少一个加权因子。视频码流包括用于跨分量帧内预测(ccip)模式的语法元素，该语法元素指示是否基于一个或多个亮度样本来确定当前编码块的每个色度样本。

6、根据一些实施例，提供了一种计算机系统，例如流式系统、服务器系统、个人计算机系统或其他电子设备。该计算机系统包括控制电路和存储一个或多个指令集的存储器。一个或多个指令集包括用于执行本文所述的任何方法的指令。在一些实施例中，计算机系统包括编码器组件和/或解码器组件。

7、根据一些实施例，提供了一种非暂时性计算机可读存储介质。非暂时性计算机可读存储介质存储由计算机系统执行的一个或多个指令集。一个或多个指令集包括用于执行本文所述的任何方法的指令。

8、因此，公开了具有视频编解码方法的设备和系统。这种方法、设备和系统可以补充或替代用于视频编解码的传统方法、设备和系统。

9、说明书中描述的特征和优点不一定是全部包含的，特别地，鉴于本公开中提供的附图、说明书和权利要求，一些附加特征和优点对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。此外，应该注意的是，说明书中使用的语言主要是为了可读性和教学目的而选择的，而不一定是为了描述或限定本文描述的主题。