变换跳过残差译码中的二值化的制作方法

变换跳过残差译码中的二值化
1.本技术要求享受以下申请的优先权：
2.于2020年6月23日递交的、编号为16/909,892的美国专利申请，上述申请要求享受以下申请的权益：
3.于2019年6月24日递交的、编号为62/865,883的美国临时专利申请，以及
4.于2019年8月30日递交的、编号为62/894,449的美国临时专利申请，据此将上述申请中的每份申请的全部内容以引用方式并入。
技术领域
5.本公开内容涉及视频编码和视频解码。


背景技术：

6.数字视频能力可以被合并到各种各样的设备中，包括数字电视机、数字直播系统、无线广播系统、个人数字助理(pda)、膝上型计算机或台式计算机、平板计算机、电子书阅读器、数字照相机、数字录音设备、数字媒体播放器、视频游戏设备、视频游戏机、蜂窝或卫星无线电电话、所谓的“智能手机”、视频电话会议设备、视频流式传输设备等。数字视频设备实现视频译码技术，比如在通过mpeg-2、mpeg-4、itu-t h.263、itu-t h.264/mpeg-4、part 10，高级视频译码(avc)、itu-t h.265/高效率视频译码(hevc)定义的标准以及这样的标准的扩展中描述的视频译码技术。视频设备可以通过实现这样的视频译码技术来更高效地发送、接收、编码、解码和/或存储数字视频信息。
7.视频译码技术包括空间(图片内(intra-picture))预测和/或时间(图片间(inter-picture))预测，以减少或去除在视频序列中固有的冗余。对于基于块的视频译码，视频切片(例如，视频图片或视频图片的一部分)可以被分割为视频块，所述视频块还可以称为译码树单元(ctu)、译码单元(cu)和/或译码节点。在图片的帧内译码(i)的切片中的视频块是使用相对于相同图片中的邻近块中的参考样本的空间预测来编码的。在图片的帧间译码(p或b)的切片中的视频块可以使用相对于在相同图片中的邻近块中的参考样本的空间预测或者相对于其它参考图片中的参考样本的时间预测。图片可以称为帧，并且参考图片可以称为参考帧。


技术实现要素：

8.本公开内容描述与在变换跳过残差译码中执行的二值化有关的技术。更具体地，本公开内容描述与将二进制表示转换为一系列非二进制值的经量化的系数的熵解码过程有关的技术。本文还描述对应的熵编码过程，其是熵解码的逆向过程。
9.根据本公开内容的技术，描述用于对变换跳过系数进行译码的二值化过程。对于输入量化参数(qp)，视频解码器可以针对变换跳过系数的级别推导对应的动态范围[0,maxtslevel]，其中“maxtslevel”表示针对特定qp值所允许的变换跳过系数的最大可能级别，即，经量化的残差值的最大可能级别。针对块的变换跳过系数的最大可能级别可以是针
对块的qp值的函数，但是还可以取决于针对块的比特深度。然后，视频解码器可以接收包括针对变换跳过系数的值的级别的区间的索引或另一些指示。视频解码器可以另外接收表示在包括针对变换跳过系数的值的级别的区间的初始值与针对变换跳过系数的实际级别值之间的差的余数值。
[0010]
根据本公开内容的一个示例，一种对视频数据进行解码的方法包括：确定视频数据的块是在不对用于所述块的残差数据进行变换的情况下编码的；确定用于视频数据的所述块的量化参数；基于所确定的量化参数，确定视频数据的所述块的经量化的残差值的级别的范围；将所述范围划分为k个区间，其中，k是整数值；基于所述k个区间来确定所述块的经量化的残差值的级别，其中，基于所述k个区间来确定所述块的所述经量化的残差值的所述级别包括：接收指示所述经量化的残差值的所述级别在所述k个区间中的特定区间内的信息；接收指示差值的信息，其中，所述差值表示在所述特定区间的参考级别值与所述块的所述经量化的残差值的所述级别之间的差；以及基于所述参考级别值和所述差值，确定所述经量化的残差值的所述级别；以及基于所述经量化的残差值的所述级别来输出经解码的视频数据。
[0011]
根据本公开内容的另一示例，一种用于对视频数据进行解码的设备包括：存储器，其被配置为存储视频数据；以及一个或多个处理器，其被配置为：确定视频数据的块是在不对用于所述块的残差数据进行变换的情况下编码的；确定用于视频数据的所述块的量化参数；基于所确定的量化参数，确定视频数据的所述块的经量化的残差值的级别的范围；将所述范围划分为k个区间，其中，k是整数值；基于所述k个区间来确定所述块的经量化的残差值的级别，其中，为了基于所述k个区间来确定所述块的所述经量化的残差值的所述级别，所述一个或多个处理器还被配置为：接收指示所述经量化的残差值的所述级别在所述k个区间中的特定区间内的信息；接收指示差值的信息，其中，所述差值表示在所述特定区间的参考级别值与所述块的所述经量化的残差值的所述级别之间的差；以及基于所述参考级别值和所述差值，确定所述经量化的残差值的所述级别；以及基于所述经量化的残差值的所述级别来输出经解码的视频数据。
[0012]
根据本公开内容的另一示例，一种存储指令的计算机可读存储介质，所述指令当由一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器进行以下操作：确定视频数据的块是在不对用于所述块的残差数据进行变换的情况下编码的；确定用于视频数据的所述块的量化参数；基于所确定的量化参数，确定视频数据的所述块的经量化的残差值的级别的范围；将所述范围划分为k个区间，其中，k是整数值；基于所述k个区间来确定所述块的经量化的残差值的级别，其中，为了基于所述k个区间来确定所述块的所述经量化的残差值的所述级别，所述指令使得所述一个或多个处理器进行以下操作：接收指示所述经量化的残差值的所述级别在所述k个区间中的特定区间内的信息；接收指示差值的信息，其中，所述差值表示在所述特定区间的参考级别值与所述块的所述经量化的残差值的所述级别之间的差；以及基于所述参考级别值和所述差值，确定所述经量化的残差值的所述级别；以及基于所述经量化的残差值的所述级别来输出经解码的视频数据。
[0013]
根据另一示例，一种用于对视频数据进行解码的装置包括：用于确定视频数据的块是在不对用于所述块的残差数据进行变换的情况下编码的单元；用于确定用于视频数据的所述块的量化参数的单元；用于基于所确定的量化参数来确定视频数据的所述块的经量
化的残差值的级别的范围的单元；用于将所述范围划分为k个区间的单元，其中，k是整数值；用于基于所述k个区间来确定所述块的经量化的残差值的级别的单元，其中，所述用于基于所述k个区间来确定所述块的所述经量化的残差值的所述级别的单元包括：用于接收指示所述经量化的残差值的所述级别在所述k个区间中的特定区间内的信息的单元；用于接收指示差值的信息的单元，其中，所述差值表示在所述特定区间的参考级别值与所述块的所述经量化的残差值的所述级别之间的差；以及用于基于所述参考级别值和所述差值来确定所述经量化的残差值的所述级别的单元；以及用于基于所述经量化的残差值的所述级别来输出经解码的视频数据的单元。
[0014]
根据本公开内容的另一示例，一种生成经编码的视频数据的比特流的方法包括：确定视频数据的块是在不对用于所述块的残差数据进行变换的情况下编码的；确定所述块的经量化的残差值的级别；确定用于视频数据的所述块的量化参数；基于所确定的量化参数，确定视频数据的所述块的经量化的残差值的级别的范围；将所述范围划分为k个区间，其中，k是整数值；确定所述k个区间中的包括所述经量化的残差值的所述级别的特定区间；确定差值，其中，所述差值表示在所述特定区间的参考级别值与所述块的所述经量化的残差值的所述级别之间的差；基于所述k个区间来以信号发送所述块的所述经量化的残差值的所述级别，其中，基于所述k个区间来以信号发送所述块的所述经量化的残差值的所述级别包括：生成指示所述特定区间的一个或多个语法元素，以包括在所述经编码的视频数据的比特流中；生成指示所述差值的语法元素，以包括在所述经编码的视频数据的比特流中；以及输出所述经编码的视频数据的比特流。
[0015]
根据本公开内容的另一示例，一种用于对视频数据进行编码的设备包括：存储器，其被配置为存储视频数据；以及一个或多个处理器，其被配置为：确定视频数据的块是在不对用于所述块的残差数据进行变换的情况下编码的；确定所述块的经量化的残差值的级别；确定用于视频数据的所述块的量化参数；基于所确定的量化参数，确定视频数据的所述块的经量化的残差值的级别的范围；将所述范围划分为k个区间，其中，k是整数值；确定所述k个区间中的包括所述经量化的残差值的所述级别的特定区间；确定差值，其中，所述差值表示在所述特定区间的参考级别值与所述块的所述经量化的残差值的所述级别之间的差；基于所述k个区间来以信号发送所述块的所述经量化的残差值的所述级别，其中，为了基于所述k个区间来以信号发送所述块的所述经量化的残差值的所述级别，所述一个或多个处理器还被配置为：生成指示所述特定区间的一个或多个语法元素，以包括在所述经编码的视频数据的比特流中；生成指示所述差值的语法元素，以包括在所述经编码的视频数据的比特流中；以及输出所述经编码的视频数据的比特流。
[0016]
根据本公开内容的另一示例，一种存储指令的计算机可读存储介质，所述指令当由一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器进行以下操作：确定视频数据的块是在不对用于所述块的残差数据进行变换的情况下编码的；确定所述块的经量化的残差值的级别；确定用于视频数据的所述块的量化参数；基于所确定的量化参数，确定视频数据的所述块的经量化的残差值的级别的范围；将所述范围划分为k个区间，其中，k是整数值；确定所述k个区间中的包括所述经量化的残差值的所述级别的特定区间；确定差值，其中，所述差值表示在所述特定区间的参考级别值与所述块的所述经量化的残差值的所述级别之间的差；基于所述k个区间来以信号发送所述块的所述经量化的残差值的所述级别，其中，
为了基于所述k个区间来以信号发送所述块的所述经量化的残差值的所述级别，所述一个或多个处理器还被配置为：生成指示所述特定区间的一个或多个语法元素，以包括在所述经编码的视频数据的比特流中；生成指示所述差值的语法元素，以包括在所述经编码的视频数据的比特流中；以及输出所述经编码的视频数据的比特流。
[0017]
根据本公开内容的另一示例，一种用于生成经编码的视频数据的比特流的装置包括：用于确定视频数据的块是在不对用于所述块的残差数据进行变换的情况下编码的单元；用于确定所述块的经量化的残差值的级别的单元；用于确定用于视频数据的所述块的量化参数的单元；用于基于所确定的量化参数来确定视频数据的所述块的经量化的残差值的级别的范围的单元；用于将所述范围划分为k个区间的单元，其中，k是整数值；用于确定所述k个区间中的包括所述经量化的残差值的所述级别的特定区间的单元；用于确定差值的单元，其中，所述差值表示在所述特定区间的参考级别值与所述块的所述经量化的残差值的所述级别之间的差；用于基于所述k个区间来以信号发送所述块的所述经量化的残差值的所述级别的单元，其中，所述用于基于所述k个区间来以信号发送所述块的所述经量化的残差值的所述级别的单元包括：用于生成指示所述特定区间的一个或多个语法元素以包括在所述经编码的视频数据的比特流中的单元；用于生成指示所述差值的语法元素以包括在所述经编码的视频数据的比特流中的单元；以及用于输出所述经编码的视频数据的比特流的单元。
[0018]
在附图和下文描述中阐述了一个或多个示例的细节。根据描述、附图和权利要求，其它特征、目的和优点将是显而易见的。
附图说明
[0019]
图1是示出可以执行本公开内容的技术的示例视频编码和解码系统的框图。
[0020]
图2a和图2b是示出示例四叉树二叉树(qtbt)结构以及对应的译码树单元(ctu)的概念图。
[0021]
图3是示出可以执行本公开内容的技术的示例视频编码器的框图。
[0022]
图4是示出可以执行本公开内容的技术的示例视频解码器的框图。
[0023]
图5是示出示例视频编码过程的流程图。
[0024]
图6是示出示例视频解码过程的流程图。
[0025]
图7是示出示例视频编码过程的流程图。
[0026]
图8是示出示例视频解码过程的流程图。
具体实施方式
[0027]
视频译码(例如，视频编码和/或视频解码)通常涉及从在相同的图片中已经译码的视频数据块来预测视频数据块(例如，帧内预测)或从在不同图片中已经译码的视频数据块来预测视频数据块(例如，帧间预测)。在一些情况下，视频编码器还通过将预测块与原始块进行比较来计算残差数据。因此，残差数据表示在预测块与原始块之间的差。为了减少以信号发送残差数据所需的比特数量，视频编码器可以对残差数据进行变换和量化，并且在经编码的比特流中以信号发送经变换和量化的残差数据。
[0028]
视频解码器对残差数据进行解码并且将残差数据添加到预测块，以产生与单独的
预测块相比更紧密地匹配原始视频块的经重构的视频块。通过变换过程和量化过程实现的压缩可能是有损耗的，这意味着变换过程和量化过程可能将失真引入到经解码的视频数据中。由于通过残差数据的变换和量化引入的损耗，第一重构块可能具有失真或伪影。一种常见类型的伪影或失真被称为块效应，其中用于对视频数据进行译码的块的边界是可见的。
[0029]
为了进一步改进经解码的视频的质量，视频解码器可以对经重构的视频块执行一个或多个滤波操作。这些滤波操作的示例包括去块滤波、样本自适应偏移(sao)滤波和自适应环路滤波(alf)。用于这些滤波操作的参数可以由视频编码器确定并且在经编码的视频比特流中显式地以信号发送，或者可以由视频解码器隐式地确定，而不需要在经编码的视频比特流中显式地以信号发送所述参数。
[0030]
在一些译码场景中，视频编码器可以以变换跳过模式对视频数据块进行编码，在变换跳过模式下，不执行上文所描述的变换过程(即，跳过变换过程)。因此，对于以变换跳过模式编码的块，残差数据不被变换，但是仍然可以被量化。因此，变换跳过系数通常对应于残差值的量化表示，而变换系数通常对应于已经被量化和变换以生成变换系数的块的残差值。如在本公开内容中使用的，术语系数可以指代变换系数或变换跳过系数，并且可以是量化或者未量化的。
[0031]
本公开内容描述了与在变换跳过残差译码中执行的二值化相关的技术。更具体地，本公开内容描述了与将二进制表示转换为一系列非二进制值的经量化的系数的熵解码过程相关的技术。本文中还描述了对应的熵编码过程，其是熵解码的逆向过程。在以下公开内容中，当视频解码器被描述为接收或解析语法元素时，可以假设视频编码器被配置为以信号发送(例如，生成)该相同的语法元素以包括在经编码的视频数据的比特流中。类似地，当视频编码器被描述为以信号发送语法元素时，可以假设视频解码器被配置为接收并且解析该相同的语法元素。
[0032]
根据本公开内容的技术，描述了用于对变换跳过系数进行译码的二值化过程。对于输入量化参数qp，视频解码器可以推导变换跳过系数的级别的对应的动态范围[0,maxtslevel]，其中“maxtslevel”表示变换跳过系数的最大级别，即，经量化的残差值的最大级别。在此上下文中，“级别”指代经量化的残差值的幅度或绝对值。
[0033]
根据本公开内容的一种示例技术，一旦计算出变换跳过系数的级别的动态范围，就可以将该范围划分为k(包括k)个区间，如下所示：
[0034]
[x,t0],[t0+1,t1],[t1+1,t2],
…
[t
k-3
+1,t
k-2
],[t
k-2
+1,maxtslevel]。
[0035]
在上文示例中，x表示区间0的最小值。如稍后在本公开内容中讨论的，在不同的实现方式中，x可以等于0、1、2或另一些值。k个区间可以具有从0到k-1的索引。再次参考上文示例，索引0对应于区间[x,t0]，索引1对应于区间[t0+1,t1]，以此类推，直至索引k-1，其对应于区间[t
k-2
+1,maxtslevel]。在上文示例中，tn表示第n区间的上门限，其中n从0到k-1。
[0036]
然后，视频解码器可以接收包括变换跳过系数的值的级别的区间的索引或另一些指示。视频解码器可以另外接收余数值，所述余数值表示在包括变换跳过系数的值的级别的区间的初始值与变换跳过系数的实际级别值之间的差。作为一个示例，如果y表示变换跳过系数值的实际级别，并且y在区间2内，则余数值等于y-(t1+1)。
[0037]
在一些示例中，视频解码器可以在接收对区间的指示之前接收有效系数标志，其指示变换跳过系数是等于零还是不等于零。在这样的示例中，在第一区间中的x的值可以等
于1。在一些示例中，视频解码器还可以在接收对区间的指示之前接收大于一的标志，其指示变换跳过系数的级别是等于1还是大于1。在这样的示例中，在第一区间中的x的值可以等于2。视频解码器可以另外接收指示变换跳过系数的实际值是负还是正的标志。
[0038]
在变换块中的变换系数的值的分布倾向于与未被变换的块中的变换跳过系数的值的分布完全不同。例如，在变换块的右下半部分中的几乎所有变换系数可以等于零。只有块的左上角附近的几个变换系数可以具有较大的值，例如大于2，而在变换的左上角与块的左下半部分之间的一些变换系数可以具有小值，例如1或2。用于对系数进行译码的现有技术通常被设计为利用在变换块中发现的大量零以及1和2的普遍性，这可能在以变换跳过模式对块进行译码时存在潜在问题。
[0039]
与变换块相比，变换跳过块具有相对较少的零值，并且就变换跳过值确实具有零值而言，这些零值倾向于不被聚集到变换跳过块的特定区域中。因此，当对变换跳过块进行译码时，被设计用于对变换块进行译码的系数译码技术倾向于不那么有效。通过将变换跳过系数级别的范围划分为k个区间，并且接收指示经量化的残差值的级别所处的区间是在k个区间中的哪个区间的一个或多个语法值，以及接收指示在经量化的残差值的级别所处的区间的参考级别值与块的经量化的残差值的实际级别之间的差的语法元素，与现有系数译码技术相比，根据本公开内容的技术配置的视频解码器可以产生当对变换跳过块进行译码时实现更好的译码效率的优点。参考级别可以例如是在区间中包括的最低值，但是其它参考值(比如在区间中的最高值或在区间中的任何其它值)还可以用作参考级别。
[0040]
本公开内容的技术可以应用于任何现有视频编解码器(比如高效率视频译码(hevc))或被提议作为当前正在开发的标准(比如通用视频译码(vvc))和其它未来的视频译码标准的有前途的译码工具。
[0041]
图1是示出可以执行本公开内容的技术的示例视频编码和解码系统100的框图。本公开内容的技术通常针对对视频数据进行译码(编码和/或解码)。通常，视频数据包括用于处理视频的任何数据。因此，视频数据可以包括原始的、未经编码的视频、经编码的视频、经解码(例如，经重构)的视频、以及视频元数据(例如，信令数据)。
[0042]
如图1所示，在本示例中，系统100包括提供要由目的地设备116解码和显示的、经编码的视频数据的源设备102。具体地，源设备102经由计算机可读介质110来将视频数据提供给目的地设备116。源设备102和目的地设备116可以包括各种各样的设备中的任何一者，包括台式计算机、笔记本计算机(即，膝上型计算机)、平板计算机、机顶盒、比如智能电话的电话手机、电视机、照相机、显示设备、数字媒体播放器、视频游戏机、视频流式传输设备等。在一些情况下，源设备102和目的地设备116可以被配备用于根据无线通信标准的无线通信，并且因此可以称为无线通信设备。
[0043]
在图1的示例中，源设备102包括视频源104、存储器106、视频编码器200以及输出接口108。目的地设备116包括输入接口122、视频解码器300、存储器120以及显示设备118。根据本公开内容，源设备102的视频编码器200和目的地设备116的视频解码器300可以被配置为应用用于以信号发送变换跳过块的残差数据的技术。
[0044]
因此，源设备102表示视频编码设备的示例，而目的地设备116表示视频解码设备的示例。在其它示例中，源设备和目的地设备可以包括其它组件或排列。例如，源设备102可以从比如外部照相机的外部视频源接收视频数据。同样，目的地设备116可以与外部显示设
备以接口连接，而不是包括集成显示设备。
[0045]
如图1所示的系统100仅是一个示例。通常，任何数字视频编码和/或解码设备可以执行用于以信号发送变换跳过块的残差数据的技术。源设备102和目的地设备116仅是这样的译码设备的示例，其中，源设备102生成用于向目的地设备116传输的经译码的视频数据。本公开内容将“译码”设备称为执行对数据的译码(例如，编码和/或解码)的设备。因此，视频编码器200和视频解码器300分别表示译码设备(具体地，视频编码器和视频解码器)的示例。在一些示例中，设备102、设备116可以以基本上对称的方式进行操作，使得设备102、设备116中的每一者都包括视频编码和解码组件。因此，系统100可以支持在视频设备102、设备116之间的单向视频传输或双向视频传输，例如，用于视频流式传输、视频回放、视频广播或视频电话。
[0046]
通常，视频源104表示视频数据(即，原始的未经编码的视频数据)的源，并且将视频数据的一系列连续的图片(还称为“帧”)提供给视频编码器200，视频编码器200对用于图片的数据进行编码。源设备102的视频源104可以包括视频捕获设备(比如摄像机)、包含先前捕获的原始视频的视频存档、和/或用于从视频内容提供者接收视频的视频馈送接口。作为另外的替代方式，视频源104可以将基于计算机图形的数据生成为源视频或者实时视频、被存档的视频和计算机生成的视频的组合。在每种情况下，视频编码器200可以对被捕获的、预捕获的或计算机生成的视频数据进行编码。视频编码器200可以将图片从所接收的顺序(有时称为“显示顺序”)重新排列为用于译码的译码顺序。视频编码器200可以生成包括经编码的视频数据的比特流。然后，源设备102可以经由输出接口108将经编码的视频数据输出到计算机可读介质110上，以便由例如目的地设备116的输入接口122接收和/或取回。
[0047]
源设备102的存储器106和目的地设备116的存储器120表示通用存储器。在一些示例中，存储器106、120可以存储原始视频数据，例如，来自视频源104的原始视频以及来自视频解码器300的原始的经解码的视频数据。另外或替代地，存储器106、存储器120可以存储分别由例如视频编码器200和视频解码器300可执行的软件指令。尽管在本示例中与视频编码器200和视频解码器300分开地示出，但是应当理解的是，视频编码器200和视频解码器300还可以出于功能上类似或等效的目的而包括内部存储器。此外，存储器106、存储器120可以存储例如从视频编码器200输出并且输入到视频解码器300的经编码的视频数据。在一些示例中，存储器106、存储器120的部分可以被分配为例如用于存储原始的、经解码和/或经编码的视频数据的一个或多个视频缓冲区。
[0048]
计算机可读介质110可以表示能够将经编码的视频数据从源设备102传输到目的地设备116的任何类型的介质或设备。在一个示例中，计算机可读介质110表示通信介质，其使得源设备102能够例如经由射频网络或基于计算机的网络，来实时地向目的地设备116直接地发送经编码的视频数据。根据通信标准(比如无线通信协议)，输出接口108可以对包括经编码的视频数据的传输信号进行调制，以及输入接口122可以对所接收的传输信号进行解调。通信介质可以包括任何无线通信介质或有线通信介质，比如射频(rf)频谱或一条或多条物理传输线。通信介质可以形成比如以下各项的基于分组的网络的一部分：局域网、广域网、或比如互联网的全球网络。通信介质可以包括路由器、交换机、基站、或可能对于促进从源设备102到目的地设备116的通信有用的任何其它装备。
[0049]
在一些示例中，源设备102可以将经编码的数据从输出接口108输出到存储设备
112。类似地，目的地设备116可以经由输入接口122从存储设备112存取经编码的数据。存储设备112可以包括各种分布式或本地存取的数据存储介质中的任何一者，比如硬盘驱动器、蓝光光盘、dvd、cd-rom、闪存、易失性或非易失性存储器、或用于存储经编码的视频数据的任何其它适当的数字存储介质。
[0050]
在一些示例中，源设备102可以将经编码的视频数据输出到文件服务器114或者可以存储由源设备102生成的经编码的视频的另一中间存储设备。目的地设备116可以经由流式传输或下载来从文件服务器114存取存储的视频数据。文件服务器114可以是能够存储经编码的视频数据并且将该经编码的视频数据发送给目的地设备116的任何类型的服务器设备。文件服务器114可以表示(例如，用于网站的)网页服务器、文件传输协议(ftp)服务器、内容递送网络设备或网络附加存储(nas)设备。目的地设备116可以通过任何标准数据连接(包括互联网连接)来从文件服务器114存取经编码的视频数据。这可以包括无线信道(例如，wi-fi连接)、有线连接(例如，数字用户线(dsl)、电缆调制解调器等)、或者两者的适合用于存取在文件服务器114上存储的经编码的视频数据的组合。文件服务器114和输入接口122可以被配置为根据以下各项来操作：流式传输协议、下载传输协议、或其组合。
[0051]
输出接口108和输入接口122可以表示无线发射机/接收机、调制解调器、有线联网组件(例如，以太网卡)、根据各种ieee 802.11标准中的任何一种标准来操作的无线通信组件、或其它物理组件。在输出接口108和输入接口122包括无线组件的示例中，输出接口108和输入接口122可以被配置为根据蜂窝通信标准(比如4g、4g-lte(长期演进)、lte advanced、5g等)来传送数据(比如经编码的视频数据)。在输出接口108包括无线发射机的一些示例中，输出接口108和输入接口122可以被配置为根据其它无线标准(比如ieee 802.11规范、ieee 802.15规范(例如，zigbee
tm
)、bluetooth
tm
标准等)来传送数据(比如经编码的视频数据)。在一些示例中，源设备102和/或目的地设备116可以包括各自的片上系统(soc)设备。例如，源设备102可以包括用于执行归因于视频编码器200和/或输出接口108的功能性的soc设备，并且目的地设备116可以包括用于执行归因于视频解码器300和/或输入接口122的功能性的soc设备。
[0052]
本公开内容的技术可以应用于视频译码，以支持各种多媒体应用中的任何一者，比如空中电视广播、有线电视传输、卫星电视传输、互联网流传送视频传输(比如基于http的动态自适应流式传输(dash))、被编码到数据存储介质上的数字视频、对在数据存储介质上存储的数字视频的解码、或其它应用。
[0053]
目的地设备116的输入接口122从计算机可读介质110(例如，存储设备112、文件服务器114等)接收经编码的视频比特流。所述经编码的视频比特流可以包括由视频编码器200定义的比如以下语法元素的信令信息(其还被视频解码器300使用)：具有描述视频块或其它经译码的单元(例如，切片、图片、图片组、序列等)的特性和/或处理的值。显示设备118将经解码的视频数据的经解码的图片显示给用户。显示设备118可以表示各种显示设备中的任何一者，比如阴极射线管(crt)、液晶显示器(lcd)、等离子体显示器、有机发光二极管(oled)显示器、或另一类型的显示设备。
[0054]
尽管在图1中未示出，但是在一些示例中，视频编码器200和视频解码器300可以各自与音频编码器和/或音频解码器集成，并且可以包括适当的复用-解复用单元或其它硬件和/或软件，以处理在公共数据流中包括的音频和视频两者的经复用的流。如果适用的话，
复用-解复用单元可以遵循itu h.223复用器协议或其它协议(比如用户数据报协议(udp))。
[0055]
视频编码器200和视频解码器300各自可以被实现为各种适当的编码器和/或解码器电路中的任何一者，比如一个或多个微处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、分立逻辑、软件、硬件、固件、或其任何组合。当所述技术是在软件中部分地实现时，设备可以将用于软件的指令存储在适当的非暂时性计算机可读介质中，并且使用一个或多个处理器在硬件中执行指令以执行本公开内容的技术。视频编码器200和视频解码器300中的每一者可以被包括在一个或多个编码器或解码器中，编码器或解码器中的任何一者可以被集成为在各自的设备中的组合的编码器/解码器(codec)的一部分。包括视频编码器200和/或视频解码器300的设备可以包括集成电路、微处理器、和/或无线通信设备(比如蜂窝电话)。
[0056]
视频编码器200和视频解码器300可以根据视频译码标准(比如itu-t h.265(还称为高效率视频译码标准)或其扩展(比如多视图和/或可缩放的视频译码扩展))进行操作。替代地，视频编码器200和视频解码器300可以根据其它专有或行业标准(比如联合探索测试模型(jem)或itu-t h.266标准，还称为通用视频译码(vvc))进行操作。vvc标准的最新草案是在以下文档中描述的：bross等人，“versatile video coding(draft 5)”，itu-t sg 16wp 3和iso/iec jtc 1/sc 29/wg 11的联合视频专家组(jvet)，第14次会议：瑞士日内瓦，2019年3月19日至27日，jvet-n1001-v8(下文简称为“vvc草案5”)。然而，本公开内容的技术不限于任何特定的译码标准。
[0057]
通常，视频编码器200和视频解码器300可以执行对图片的基于块的译码。术语“块”通常指代包括要被处理的(例如，在编码和/或解码过程中被编码、被解码或以其它方式使用的)数据的结构。例如，块可以包括亮度和/或色度数据的样本的二维矩阵。通常，视频编码器200和视频解码器300可以对以yuv(例如，y、cb、cr)格式表示的视频数据进行译码。也就是说，视频编码器200和视频解码器300可以对亮度和色度分量进行译码，而不是对用于图片的样本的红色、绿色和蓝色(rgb)数据进行译码，其中色度分量可以包括红色色调色度分量和蓝色色调色度分量两者。在一些示例中，视频编码器200在进行编码之前将所接收的经rgb格式化的数据转换为yuv表示，以及视频解码器300将yuv表示转换为rgb格式。替代地，预处理单元和后处理单元(未示出)可以执行这些转换。
[0058]
本公开内容通常可以涉及对图片的译码(例如，编码和解码)以包括对图片的数据进行编码或解码的过程。类似地，本公开内容可以涉及对图片的块的译码以包括对用于块的数据进行编码或解码的过程(例如，预测和/或残差译码)。经编码的视频比特流通常包括用于表示译码决策(例如，译码模式)以及将图片分割为块的语法元素的一系列值。因此，关于对图片或块进行译码的引用通常应当被理解为对形成该图片或块的语法元素的值进行译码。
[0059]
hevc定义了各种块，包括译码单元(cu)、预测单元(pu)和变换单元(tu)。根据hevc，视频译码器(比如视频编码器200)根据四叉树结构来将译码树单元(ctu)分割为cu。也就是说，视频译码器将ctu和cu分割为四个相等的、不重叠的正方形，并且四叉树的每个节点具有零个或四个子节点。没有子节点的节点可以称为“叶节点”，并且这样的叶节点的cu可以包括一个或多个pu和/或一个或多个tu。视频译码器可以进一步分割pu和tu。例如，
在hevc中，残差四叉树(rqt)表示对tu的分割。在hevc中，pu表示帧间预测数据，而tu表示残差数据。经帧内预测的cu包括帧内预测信息，比如帧内模式指示。
[0060]
作为另一示例，视频编码器200和视频解码器300可以被配置为根据jem或vvc进行操作。根据jem或vvc，视频译码器(比如视频编码器200)将图片分割为多个译码树单元(ctu)。视频编码器200可以根据树结构(比如四叉树-二叉树(qtbt)结构或多类型树(mtt)结构)来分割ctu。qtbt结构去除了多个分割类型的概念，比如在hevc的cu、pu和tu之间的分隔。qtbt结构包括两个级别：根据四叉树分割来分割的第一级别、以及根据二叉树分割来分割的第二级别。qtbt结构的根节点对应于ctu。二叉树的叶节点对应于译码单元(cu)。
[0061]
在mtt分割结构中，可以使用四叉树(qt)分割、二叉树(bt)分割以及一种或多种类型的三叉树(tt)分割来对块进行分割。三叉树分割是其中块被拆分为三个子块的分割。在一些示例中，三叉树分割将块划分为三个子块，而不通过中心划分原始块。mtt中的分割类型(例如，qt、bt和tt)可以是对称的或不对称的。
[0062]
在一些示例中，视频编码器200和视频解码器300可以使用单个qtbt或mtt结构来表示亮度分量和色度分量中的每一者，而在其它示例中，视频编码器200和视频解码器300可以使用两个或更多个qtbt或mtt结构，比如用于亮度分量的一个qtbt/mtt结构以及用于两个色度分量的另一qtbt/mtt结构(或者用于各自的色度分量的两个qtbt/mtt结构)。
[0063]
视频编码器200和视频解码器300可以被配置为使用每hevc四叉树分割、qtbt分割、mtt分割、或其它分割结构。出于解释的目的，相对于qtbt分割给出了本公开内容的技术的描述。然而，应当理解的是，本公开内容的技术还可以应用于被配置为使用四叉树分割或者其它类型的分割的视频译码器。
[0064]
可以以各种方式在图片中对块(例如，ctu或cu)进行分组。作为一个示例，砖型区(brick)可以指代图片中的特定片区(tile)内的ctu行的矩形区域。片区可以是图片中的特定片区列和特定片区行内的ctu的矩形区域。片区列指代ctu的矩形区域，其具有与图片的高度相等的高度以及由语法元素(例如，比如在图片参数集中)指定的宽度。片区行指代ctu的矩形区域，其具有由语法元素(例如，比如在图片参数集中)指定的高度以及与图片的宽度相等的宽度。
[0065]
在一些示例中，可以将片区分割为多个砖型区，所述砖型区中的每个砖型区可以包括片区内的一个或多个ctu行。未被分割为多个砖型区的片区还可以称为砖型区。然而，作为片区的真实子集的砖型区可以不被称为片区。
[0066]
在图片中的砖型区还可以以切片来排列。切片可以是图片的整数个砖型区，其可以是专门被包含在单个网络抽象层(nal)单元中。在一些示例中，切片包括多个完整的片区或者仅一个片区的一系列连续的完整砖型区。
[0067]
本公开内容可以互换地使用“nxn”和“n乘n”来指代块(比如cu或其它视频块)在垂直维度和水平维度方面的样本维度，例如，16x16样本或16乘16样本。通常，16x16 cu将在垂直方向上具有16个样本(y＝16)，并且将在水平方向上具有16个样本(x＝16)。同样地，nxn cu通常在垂直方向上具有n个样本，并且在水平方向上具有n个样本，其中n表示非负整数值。在cu中的样本可以按行和列来排列。此外，cu不必在水平方向上具有与在垂直方向上相同的数量的样本。例如，cu可以包括nxm个样本，其中m不一定等于n。
[0068]
视频编码器200对用于cu的表示预测和/或残差信息以及其它信息的视频数据进
行编码。预测信息指示将如何预测cu以便形成用于cu的预测块。残差信息通常表示在编码之前的cu的样本与预测块之间的逐样本差异。
[0069]
为了预测cu，视频编码器200通常可以通过帧间预测或帧内预测来形成用于cu的预测块。帧间预测通常指代从先前译码的图片的数据中预测cu，而帧内预测通常指代从相同图片的先前译码的数据中预测cu。为了执行帧间预测，视频编码器200可以使用一个或多个运动矢量来生成预测块。视频编码器200通常可以执行运动搜索，以识别例如在cu与参考块之间的差异方面与cu紧密地匹配的参考块。视频编码器200可以使用绝对差之和(sad)、平方差之和(ssd)、平均绝对差(mad)、均方差(msd)、或其它这样的差计算来计算差度量，以确定参考块是否与当前cu紧密地匹配。在一些示例中，视频编码器200可以使用单向预测或双向预测来预测当前cu。
[0070]
jem和vvc的一些示例还提供可以被认为是帧间预测模式的仿射运动补偿模式。在仿射运动补偿模式下，视频编码器200可以确定表示非平移运动(比如放大或缩小、旋转、透视运动或其它不规则的运动类型)的两个或更多个运动矢量。
[0071]
为了执行帧内预测，视频编码器200可以选择帧内预测模式来生成预测块。jem和vvc的一些示例提供六十七种帧内预测模式，包括各种定向模式、以及平面模式和dc模式。通常，视频编码器200选择描述从其预测当前块(例如，cu的块)的样本的当前块的邻近样本的帧内预测模式。假设视频编码器200以光栅扫描顺序(从左到右、从上到下)对ctu和cu进行译码，则这样的样本通常可以在与当前块相同的图片中在当前块的上方、左上方或左方。
[0072]
视频编码器200对表示用于当前块的预测模式的数据进行编码。例如，对于帧间预测模式，视频编码器200可以对表示使用各种可用的帧间预测模式中的哪一者的数据以及用于对应模式的运动信息进行编码。对于单向帧间预测或双向帧间预测，例如，视频编码器200可以使用高级运动矢量预测(amvp)或合并模式来对运动矢量进行编码。视频编码器200可以使用类似的模式来对用于仿射运动补偿模式的运动矢量进行编码。
[0073]
在比如对块的帧内预测或帧间预测的预测之后，视频编码器200可以计算用于该块的残差数据。残差数据(比如残差块)表示在块与用于该块的预测块之间的逐样本差异，该预测块是使用对应的预测模式来形成的。视频编码器200可以将一个或多个变换应用于残差块，以在变换域中而非在样本域中产生经变换的数据。例如，视频编码器200可以将离散余弦变换(dct)、整数变换、小波变换或概念上类似的变换应用于残差视频数据。另外，视频编码器200可以在第一变换之后应用二次变换，比如模式相关的不可分离二次变换(mdnsst)、信号相关变换、karhunen-loeve变换(klt)等。视频编码器200在应用一个或多个变换之后产生变换系数。
[0074]
尽管上文描述了执行变换的示例，但是在一些示例中，可以跳过变换。例如，视频编码器200可以实现在其中跳过变换操作的变换跳过模式。在跳过变换的示例中，视频编码器200可以输出与残差值相对应的系数，而不是变换系数。与残差值相对应的系数可以例如对应于经量化的残差值。在以下描述中，术语“系数”应当被解释为包括与残差值相对应的系数或从变换的结果生成的变换系数。
[0075]
如上所述，视频编码器200可以执行对变换系数或残差值的量化。量化通常指代如下的过程：在该过程中，对值进行量化以可能地减少用于表示该值的数据量，从而提供进一步的压缩。通过执行量化过程，视频编码器200可以减少与系数中的一些或所有系数相关联
的比特深度。例如，视频编码器200可以在量化期间将n比特的值向下舍入到m比特的值，其中n大于m。在一些示例中，为了执行量化，视频编码器200可以执行对要被量化的值的逐比特右移。
[0076]
在量化之后，视频编码器200可以扫描系数，从而从包括经量化的系数的二维矩阵产生一维矢量。对于变换系数，扫描可以被设计为将较高能量(并且因此较低频率)系数放置在矢量的前面，并且将较低能量(并且因此较高频率)变换系数放置在矢量的后面。对于变换跳过系数，可以使用相同或不同的扫描。在一些示例中，视频编码器200可以利用预先定义的扫描顺序来扫描经量化的系数以产生经串行化的矢量，并且然后对该矢量的经量化的系数进行熵编码。在其它示例中，视频编码器200可以执行自适应扫描。在扫描经量化的系数以形成一维矢量之后，视频编码器200可以例如根据上下文自适应二进制算术译码(cabac)来对一维矢量进行熵编码。视频编码器200还可以对用于描述与经编码的视频数据相关联的元数据的语法元素的值进行熵编码，以供视频解码器300在对视频数据进行解码时使用。
[0077]
为了执行cabac，视频编码器200可以将上下文模型内的上下文指派给要被发送的符号。上下文可以涉及例如符号的邻近值是否为零值。概率确定可以是基于被指派给符号的上下文的。
[0078]
视频编码器200可以例如在图片报头、块报头、切片报头中进一步生成去往视频解码器300的语法数据(比如基于块的语法数据、基于图片的语法数据和基于序列的语法数据)、或其它语法数据(比如序列参数集(sps)、图片参数集(pps)或视频参数集(vps))。视频解码器300可以同样地对这样的语法数据进行解码以确定如何对对应的视频数据进行解码。
[0079]
以这种方式，视频编码器200可以生成比特流，其包括经编码的视频数据，例如，描述将图片分割为块(例如，cu)以及用于该块的预测和/或残差信息的语法元素。最终，视频解码器300可以接收比特流并且对经编码的视频数据进行解码。
[0080]
通常，视频解码器300执行与由视频编码器200执行的过程互易的过程，以对比特流的经编码的视频数据进行解码。例如，视频解码器300可以使用cabac，以与视频编码器200的cabac编码过程基本上类似的(虽然互易的)方式来对用于比特流的语法元素的值进行解码。语法元素可以定义将图片分割为ctu的分割信息以及根据对应的分割结构(比如qtbt结构)对每个ctu进行分割以定义ctu的cu。语法元素可以进一步定义用于视频数据的块(例如，cu)的预测和残差信息。
[0081]
残差信息可以是例如由经量化的变换系数或经量化的变换跳过系数来表示的。视频解码器300可以对块的经量化的系数进行逆量化，并且如果是以变换模式进行译码的，则对块的经量化的系数进行逆变换以重新产生用于该块的残差块。视频解码器300使用以信号发送的预测模式(帧内预测或帧间预测)和相关的预测信息(例如，用于帧间预测的运动信息)来形成用于该块的预测块。视频解码器300然后可以对预测块和残差块(在逐个样本基础上)进行组合以重新产生原始块。视频解码器300可以执行另外的处理，比如执行去块过程以减少沿着块的边界的视觉伪影。
[0082]
根据本公开内容的技术，视频编码器200可以被配置为确定视频数据的块是以变换跳过模式进行编码的，确定块的经量化的残差值的级别，并且确定用于视频数据的块的
量化参数。视频编码器200可以被配置为基于所确定的量化参数来确定视频数据的块的经量化的残差值的级别的范围，并且将该范围划分为k个区间，其中k表示整数值。视频编码器200可以确定经量化的残差值的级别在k个区间中的哪个区间内，并且然后确定表示在经量化的残差值的级别所在的区间的参考级别值与块的经量化的残差值的级别之间的差的差值。视频编码器200可以被配置为通过生成指示经量化的残差值的级别所在的区间的一个或多个语法元素以及指示差值的语法元素以包括在经编码的视频数据的比特流中，来基于k个区间以信号发送块的经量化的残差值的级别。
[0083]
根据本公开内容的技术，视频解码器300可以被配置为确定视频数据的块是以变换跳过模式进行编码的，并且确定用于视频数据的块的量化参数。视频解码器300可以基于所确定的量化参数来确定视频数据的块的经量化的残差值的级别的范围，并且将该范围划分为k个区间，其中k表示整数值。视频解码器300可以通过以下操作基于k个区间来确定块的经量化的残差值的级别：接收指示经量化的残差值的级别在k个区间中的哪个区间内的一个或多个语法元素；接收指示差值的语法元素，其中，该差值表示在经量化的残差值的级别所在的区间的参考级别值与块的经量化的残差值的级别之间的差；以及基于参考级别值和差值来确定经量化的残差值的级别。
[0084]
通过基于经量化的残差值的级别在k个区间中的哪个区间内以及表示在经量化的残差值的级别所在的区间的参考级别值与块的经量化的残差值的级别之间的差的差值来以信号发送经量化的残差值的级别，当与用于对经量化的残差值进行译码的现有技术相比时，视频编码器200和视频解码器300可以使用更少的比特来对以变换跳过模式进行译码的块的经量化的残差值进行熵译码。通过使用更少的比特来对以变换跳过模式进行译码的块的经量化的残差值进行熵译码，视频编码器200和视频解码器300可以在不添加任何附加失真的情况下实现更好的压缩，从而改进经译码的视频数据的率失真权衡。
[0085]
概括而言，本公开内容可能涉及“以信号发送”某些信息(比如语法元素)。术语“以信号发送”通常可以指代对用于语法元素的值和/或用于对经编码的视频数据进行解码的其它数据的传送。也就是说，视频编码器200可以在比特流中以信号发送用于语法元素的值。通常，以信号发送指代在比特流中生成值。如上所述，源设备102可以基本上实时地或不是实时地(比如可能在将语法元素存储到存储设备112以供目的地设备116稍后取回时发生)将比特流传输到目的地设备116。
[0086]
图2a和图2b是示出示例四叉树二叉树(qtbt)结构130以及对应的译码树单元(ctu)132的概念图。实线表示四叉树拆分，并且虚线指示二叉树拆分。在二叉树的每个拆分(即非叶)节点中，以信号发送一个标志以指示使用哪种拆分类型(即，水平或垂直)，其中，在该示例中，0指示水平拆分，并且1指示垂直拆分。对于四叉树拆分，由于四叉树节点将块水平地并且垂直地拆分为具有相等大小的4个子块，因此无需指示拆分类型。因此，视频编码器200可以对以下各项进行编码，并且视频解码器300可以对以下各项进行解码：用于qtbt结构130的区域树级别(即，实线)的语法元素(比如拆分信息)、以及用于qtbt结构130的预测树级别(即，虚线)的语法元素(比如拆分信息)。视频编码器200可以对用于由qtbt结构130的终端叶节点表示的cu的视频数据(比如预测和变换数据)进行编码，而视频解码器300可以对视频数据进行解码。
[0087]
通常，图2b的ctu 132可以与定义与qtbt结构130的处于第一和第二级别的节点相
对应的块的大小的参数相关联。这些参数可以包括ctu大小(表示样本中的ctu 132的大小)、最小四叉树大小(minqtsize，其表示最小允许四叉树叶节点大小)、最大二叉树大小(maxbtsize，其表示最大允许二叉树根节点大小)、最大二叉树深度(maxbtdepth，其表示最大允许二叉树深度)、以及最小二叉树大小(minbtsize，其表示最小允许二叉树叶节点大小)。
[0088]
qtbt结构的与ctu相对应的根节点可以在qtbt结构的第一级别处具有四个子节点，每个子节点可以是根据四叉树分割来分割的。也就是说，第一级别的节点是叶节点(没有子节点)或者具有四个子节点。qtbt结构130的示例将这样的节点表示为包括具有实线分支的父节点和子节点。如果第一级别的节点不大于最大允许二叉树根节点大小(maxbtsize)，则可以通过各自的二叉树进一步对这些节点进行分割。可以对一个节点的二叉树拆分进行迭代，直到从拆分产生的节点达到最小允许二叉树叶节点大小(minbtsize)或最大允许二叉树深度(maxbtdepth)。qtbt结构130的示例将这样的节点表示为具有虚线分支。二叉树叶节点被称为译码单元(cu)，其用于预测(例如，图片内或图片间预测)和变换，而不进行任何进一步分割。如上所讨论的，cu还可以称为“视频块”或“块”。
[0089]
在qtbt分割结构的一个示例中，ctu大小被设置为128x128(亮度样本和两个对应的64x64色度样本)，minqtsize被设置为16x16，maxbtsize被设置为64x64，minbtsize(对于宽度和高度两者)被设置为4，并且maxbtdepth被设置为4。首先对ctu应用四叉树分割以生成四叉树叶节点。四叉树叶节点可以具有从16x16(即minqtsize)到128x128(即ctu大小)的大小。如果叶四叉树节点为128x128，则由于该大小超过maxbtsize(即，在该示例中为64x64)，因此叶四叉树节点将不被二叉树进一步拆分。否则，叶四叉树节点将被二叉树进一步分割。因此，四叉树叶节点也是用于二叉树的根节点，并且具有为0的二叉树深度。当二叉树深度达到maxbtdepth(在该示例中为4)时，不允许进一步拆分。当二叉树节点具有等于minbtsize(在该示例中为4)的宽度时，其意味着不允许进行进一步的水平拆分。类似地，具有等于minbtsize的高度的二叉树节点意味着不允许针对该二叉树节点进行进一步的垂直拆分。如上所述，二叉树的叶节点被称为cu，并且根据预测和变换而被进一步处理，而无需进一步分割。
[0090]
本公开内容描述了与在变换跳过残差译码(还称为变换跳过模式)中执行的二值化相关的技术。更具体地说，本公开内容描述了与将二进制表示转换为一系列非二进制值的经量化的系数的熵解码过程相关的技术。本文还描述了对应的熵编码过程，其是熵解码的逆向过程。
[0091]
以下文档描述了与变换跳过残差译码相关的技术：b.bross，t.nguyen，p.keydel，h.schwarz，d.marpe，t.wiegand，“non-ce8:unified transform type signalling and residual coding for transform skip”，jvet文档jvet-m0464，马里兰州马拉喀什，2019年1月(以下简称jvet-m0464)。
[0092]
如果实现jvet-m0464中描述的变换跳过残差译码，则视频解码器300使用语法元素sig_coeff_flag和abs_level_gtx_flags(其中x＝1、2、
…
5)、par_level_flag、abs_remainder和coeff_sign_flag来对系数级别(coefflevel)进行解码。语法元素sig_coeff_flag指示系数是否为非零。语法元素coeff_sign_flag指示系数是否为负，并且语法元素par_level_flag指示系数为奇数还是偶数。语法元素abs_level_gtx_flags(x＝1、2、
…
5)
指示绝对系数级别是否大于1＜＜(x-1)，其中《《表示左移操作。具体地，如果系数为非零(即，sig_coeff_flag＝0)，则视频解码器300接收并且解析标志abs_level_gt1_flags，其中该标志指示绝对系数值是否大于1。如果绝对系数值大于1，则视频解码器300接收语法abs_level_gt2_flags，其指示绝对系数值是否大于2。类似地，如果绝对系数值大于1＜＜(a-1)，则视频解码器300接收语法元素abs_level_gtx_flags，其中a+1指示绝对系数值是否大于1＜＜a。如果绝对系数级别大于10，则视频解码器300接收并且解析语法元素abs_remainder，其指示差，例如abs(coefflevel)
–
10。
[0093]
然后，视频解码器300可以按如下来推导a非零系数的经重构的变换系数：
[0094]
coefflevel＝(1
–
2*coeff_sign_flag)*(1+abs_level_gt1_flag+par_level_flag+2*(abs_level_gt2_flag+abs_level_gt3_flag+
…
+abs_level_gt5_flag)+2*abs_remainder)。
[0095]
然而，jvet-m0464中的二值化技术未能反映不同量化参数的绝对系数级别的动态范围。对于低qp范围，绝对量化变换跳过系数可以具有大的值，比如大于20的值。在这样的情况下，视频编码器200必须以信号发送以常规仓(bin)进行译码的所有abs_level_gtx_flags，而也必须利用旁路仓来以信号发送大的剩余值(coefflevel)
–
10。旁路译码通常是指非上下文自适应的熵译码。
[0096]
根据本公开内容的技术，提出了一种用于变换跳过残差译码的新的二值化过程。对于qp的输入量化参数，视频编码器200和视频解码器300可以被配置为按如下来推导变换跳过系数的对应的动态范围[0,maxtslevel]：
[0097]
const int iqbits＝quant_shift+qpper；
[0098]
int maxtslevel＝((quantisationcoefficient*((1《《channelbitdepth)-1)+(1《《(iqbits-1)))》》iqbits)；
[0099]
其中quant_shift是量化移位参数(当前在vtm5.0中设置为14)，qpper等于qp/6，并且quantisationcoefficient是当前基于vtm5.0中的查找表quantisationlookup推导的quantizationscaler：
[0100]
quantisationlookup＝[26214,23302,20560,18396,16384,14564]。
[0101]
quantizationscaler quantisationcoefficient等于quantisationlookup[qprem]，其中qprem是qp除以6的余数。通过下式来推导quantisationlookup[]中的值：
[0102][0103]
出于解释的目的，原始残差可以表示为r，并且经量化的残差可以表示为rq。用于量化的公式是
[0104]
rq＝r/qstep
[0105]
其中qstep是qp的函数：qstep＝2
qp-4/6
。
[0106]
qp的大值对应于qstep的大值，并且因此对应于更小的rq，这意味着更粗糙的量化。
[0107]
以下伪代码示出了上述公式在软件中使用整数实现方式的示例实现方式：
[0108]
rq＝(quantisationlookup[qp％6]*r+(1《《(iqbits
–
1)))》》iqbits
[0109]
qp％6表示qp除以6的余数。
[0110]
可以通过下式来推导quantisationlookup[]中的值：
[0111][0112]
iqbits＝14+qpper，其中qpper是qp/6的商
[0113]
对于给定的qp值，最大残差值出现最大量化幅度maxtslevel，其为(1《《channelbitdepth)
–
1。
[0114]
在一个示例中，在视频编码器200和视频解码器300计算经量化的系数的动态范围之后，视频编码器200和视频解码器300可以将该范围划分为k个区间：
[0115]
[2,t1],[t1+1,t2],[t2+1,t3],
……
[t
k-2
+1,t
k-1
],[t
k-1
+1,maxtslevel]。
[0116]
在以信号发送语法元素sig_coeff_flag、coeff_sign_flag和abs_level_gt1_flag(如jvet-m0464中描述的当前变换跳过残差系数中)之后，视频编码器200可以以信号发送语法元素abs_level_gttx_flag，其指示绝对系数的级别。具体地，如果绝对系数级别大于l，则视频编码器200以信号发送语法元素abs_level_gtt1_flag，其指示绝对级别是否大于t1。类似地，对于其它级别语法，如果绝对系数级别大于t
x-1
，则视频编码器200以信号发送语法元素abs_level_gttx_flag，其指示绝对系数级别是否大于t
x
。语法元素abs_level_gttx_flag可以是以如下方式进行译码的：比特平面方式，其中，当前块中的所有系数的语法abs_level_gttx_flag将在对语法元素abs_level_gtt(x+1)_flag进行译码之前被译码；或者交织方式，其中，一个系数的所有abs_level_gttx_flag元素在对下一系数进行译码之前被译码。与vtm5.0中的当前变换跳过残差译码中的abs_level_gtx_flag译码类似，如果未达到常规译码的仓限制(当前设置为2*块宽*块高)的数量，则可以利用常规仓来对语法元素abs_level_gttx_flag进行译码。如果达到限制，则语法元素的其余部分被绕过译码。
[0117]
在对sig_coeff_flag、coeff_sign_flag、abs_level_gt1_flag和abs_level_gttx_flag进行编码之后，在最后一个通路中，视频编码器200可以在旁路模式下例如使用截断的一元译码或rice码来以信号发送语法元素abs_remainder，其指示绝对系数级别落入的区间内的余数。例如，如果绝对系数级别abscoefflevel落入区间[t
c-1
+1,tc]，则将以信号发送语法abs_level_gtt1_flag、abs_level_gtt1_flag、
……
abs_level_gttc_flag。在最后一个通路中，可以在旁路模式下以信号发送余数abscoefflevel
–
(t
c-1
+1)。
[0118]
视频解码器300可以接收上述语法元素，并且按如下推导非零系数的经重构的变换系数：
[0119]
coefflevel＝(1
–
2*coeff_sign_flag)*(1+abs_level_gt1_flag+abs_level_gtt1_flag*(t1–
1)+abs_level_gtt2_flag*(t2–
t1)+abs_level_gtt3_flag*(t3–
t2)
…
+abs_level_gt(k-1)_flag*(t
k-1
–
t
k-2
)+abs_remainder)。
[0120]
由于所提出的用于变换跳过残差译码的二值化过程可以更好地建模系数级别的大动态范围，因此本公开内容的技术还可以与量化参数偏移(qp_offset)结合使用，其中如果应用所提出的用于变换跳过残差译码的二值化，则将用于当前译码单元的qp集修改为qp
–
qp_offset。qp_offset是正整数。
[0121]
本文中描述的用于变换跳过残差译码的二值化技术还可以应用于在应用量化残差dpcm(rdpcm)之后译码的系数。然而，由于残差减法，最大系数大小为2*maxtslevel，而不是maxtslevel。当利用值系数-maxtslevel预测值系数maxtslevel时，出现最大幅度，从而产生系数残差值为2*maxtslevel。因此，视频编码器200和视频解码器300可以被配置为将
在rdpcm中译码的块的动态范围计算为[0,2*maxtslevel]。
[0122]
根据本公开内容的一种示例技术，视频编码器200和视频解码器300可以被配置为计算系数的动态范围，并且按如下将该范围划分为k(含)个区间：
[0123]
对于变换跳过模式下的系数：
[0124]
[2,t1],[t1+1,t2],[t2+1,t3],
…
[t
k-2
+1,t
k-1
],[t
k-1
+1,maxtslevel]。
[0125]
对于rdpcm模式下的系数：
[0126]
[2,t1],[t1+1,t2],[t2+1,t3],
…
[t
k-2
+1,t
k-1
],[t
k-1
+1,2*maxtslevel]。
[0127]
在如在如jvet-m0464中描述的当前变换跳过残差系数中以信号发送语法元素sig_coeff_flag、coeff_sign_flag和abs_level_gt1_flag之后，视频编码器200可以以信号发送系数落入的区间的索引和区间内的余数。以下是以信号发送区间索引的若干示例。
[0128]
在第一示例中，如果绝对系数级别大于1，即，abs_level_gt1_flag＝1，则视频编码器200以信号发送语法元素abs_level_gtt1_flag，其指示绝对级别是否大于t1。类似地，对于其它级别语法，如果绝对系数级别大于t
x-1
，则视频编码器200以信号发送语法元素abs_level_gttx_flag，其指示绝对系数级别是否大于t
x
。语法元素abs_level_gttx_flag可以是以如下方式进行译码的：比特平面方式，其中，当前块中的所有系数的语法abs_level_gttx_flag将在对语法元素abs_level_gtt(x+1)_flag进行译码之前被译码；或者交织方式，其中，一个系数的所有abs_level_gttx_flag元素在对下一系数进行译码之前被译码。与vtm中的当前变换跳过残差译码中的abs_level_gtx_flag译码类似，如果未达到常规译码的仓限制(当前设置为2*块宽*块高)的数量，则可以利用常规仓来对语法元素abs_level_gttx_flag进行译码。如果达到限制，则语法元素的其余部分被绕过译码。
[0129]
在另一示例中，如果绝对系数级别大于1，即，abs_level_gt1_flag＝1，则如果系数落入区间[t
k-1
+1,tk]，则视频编码器200以信号发送值k。视频编码器200可以例如在旁路模式下对值进行编码，例如使用rice-golomb译码或截断二进制译码。在一些示例中，视频编码器200可以在二值化之后利用上下文译码的仓(例如使用一元译码)来对值进行编码，其中一元码中的每个仓被译码为上下文译码的仓。如果达到常规译码的仓限制，比如设置在2*块宽*块高的限制，则视频编码器200可以绕过对仓的其余部分进行译码。
[0130]
在以信号发送区间索引之后，视频编码器200可以以信号发送语法元素abs_remainder，其指示绝对系数级别落入的区间内的余数。例如，如果绝对系数级别abscoefflevel落入区间[t
c-1
+1,tc]，则视频编码器200以信号发送余数abscoefflevel
–
(t
c-1
+1)。视频编码器200可以例如使用截断一元译码或rice码在旁路模式下以信号发送余数。视频解码器300可以接收本文中描述的语法元素，并且以上文描述的方式基于接收到的语法元素来确定abscoefflevel的值。
[0131]
根据本公开内容的另一示例，视频编码器200和视频解码器300可以被配置为计算系数值的动态范围，并且按如下将该范围划分为k(含)个区间：
[0132]
对于变换跳过模式下的系数：
[0133]
[1,t1],[t1+1,t2],[t2+1,t3],
…
[t
k-2
+1,t
k-1
],[t
k-1
+1,maxtslevel]。
[0134]
对于在rdpcm模式下的系数：
[0135]
[1,t1],[t1+1,t2],[t2+1,t3],
…
[t
k-2
+1,t
k-1
],[t
k-1
+1,2*maxtslevel]。
[0136]
在以信号发送语法元素sig_coeff_flag和coeff_sign_flag(如jvet-m0464中描
述的当前变换跳过残差译码中)之后，视频编码器200可以以信号发送系数落入的区间的索引和区间内的余数，如上所述。
[0137]
图3是示出可以执行本公开内容的技术的示例视频编码器200的框图。图3是出于解释的目的而提供的，并且不应当被认为对在本公开内容中广泛地举例说明和描述的技术进行限制。出于解释的目的，本公开内容在视频译码标准(比如hevc视频译码标准和正在开发的h.266视频译码标准)的上下文中描述视频编码器200。然而，本公开内容的技术不限于这些视频译码标准，并且通常适用于视频编码和解码。
[0138]
在图3的示例中，视频编码器200包括视频数据存储器230、模式选择单元202、残差生成单元204、变换处理单元206、量化单元208、逆量化单元210、逆变换处理单元212、重构单元214、滤波器单元216、解码图片缓冲区(dpb)218和熵编码单元220。熵编码单元220包括变换跳过语法处理单元221。视频数据存储器230、模式选择单元202、残差生成单元204、变换处理单元206、量化单元208、逆量化单元210、逆变换处理单元212、重构单元214、滤波器单元216、dpb 218和熵编码单元220中的任何一者或全部可以在一个或多个处理器中或者在处理电路中实现。此外，视频编码器200可以包括另外的或替代的处理器或处理电路以执行这些功能和其它功能。
[0139]
视频数据存储器230可以存储要由视频编码器200的组件来编码的视频数据。视频编码器200可以从例如视频源104(图1)接收被存储在视频数据存储器230中的视频数据。dpb 218可以充当参考图片存储器，其存储参考视频数据以在由视频编码器200对后续视频数据进行预测时使用。视频数据存储器230和dpb 218可以由各种存储器设备中的任何一者形成，比如动态随机存取存储器(dram)(包括同步dram(sdram))、磁阻ram(mram)、电阻性ram(rram)、或其它类型的存储器设备。视频数据存储器230和dpb 218可以由相同的存储器设备或分别的存储器设备来提供。在各个示例中，视频数据存储器230可以与视频编码器200的其它组件在芯片上(如图所示)，或者相对于那些组件在芯片外。
[0140]
在本公开内容中，对视频数据存储器230的引用不应当被解释为限于在视频编码器200内部的存储器(除非如此具体地描述)，或者不限于在视频编码器200外部的存储器(除非如此具体地描述)。确切而言，对视频数据存储器230的引用应当被理解为存储视频编码器200接收以用于编码的视频数据(例如，用于要被编码的当前块的视频数据)的参考存储器。图1的存储器106还可以提供对来自视频编码器200的各个单元的输出的临时存储。
[0141]
示出了图4的各个单元以帮助理解由视频编码器200执行的操作。这些单元可以被实现为固定功能电路、可编程电路、或其组合。固定功能电路指代提供特定功能并且关于可以执行的操作而预先设置的电路。可编程电路指代可以被编程以执行各种任务并且以可以执行的操作来提供灵活功能的电路。例如，可编程电路可以执行软件或固件，软件或固件使得可编程电路以软件或固件的指令所定义的方式进行操作。固定功能电路可以执行软件指令(例如，以接收参数或输出参数)，但是固定功能电路执行的操作类型通常是不可变的。在一些示例中，这些单元中的一个或多个单元可以是不同的电路块(固定功能或可编程)，并且在一些示例中，一个或多个单元可以是集成电路。
[0142]
视频编码器200可以包括由可编程电路形成的算术逻辑单元(alu)、基本功能单元(efu)、数字电路、模拟电路和/或可编程核。在使用由可编程电路执行的软件来执行视频编码器200的操作的示例中，存储器106(图1)可以存储视频编码器200接收并且执行的软件的
对象代码，或者视频编码器200内的另一存储器(未示出)可以存储这样的指令。
[0143]
视频数据存储器230被配置为存储所接收的视频数据。视频编码器200可以从视频数据存储器230取回视频数据的图片，并且将视频数据提供给残差生成单元204和模式选择单元202。视频数据存储器230中的视频数据可以是要被编码的原始视频数据。
[0144]
模式选择单元202包括运动估计单元222、运动补偿单元224和帧内预测单元226。模式选择单元202可以包括另外的功能单元，以根据其它预测模式来执行视频预测。作为示例，模式选择单元202可以包括调色板单元、块内复制单元(其可以是运动估计单元222和/或运动补偿单元224的一部分)、仿射单元、线性模型(lm)单元等。
[0145]
模式选择单元202通常协调多个编码通路(pass)，以测试编码参数的组合以及针对这样的组合所得到的率失真值。编码参数可以包括将ctu分割为cu、用于cu的预测模式、用于cu的残差数据的变换类型、用于cu的残差数据的量化参数等。模式选择单元202可以最终选择编码参数的具有比其它测试的组合更佳的率失真值的组合。
[0146]
视频编码器200可以将从视频数据存储器230取回的图片分割为一系列ctu，并且将一个或多个ctu封装在切片内。模式选择单元202可以根据树结构(比如上述hevc的qtbt结构或四叉树结构)来分割图片的ctu。如上所述，视频编码器200可以通过根据树结构来分割ctu，从而形成一个或多个cu。这样的cu通常还可以称为“视频块”或“块”。
[0147]
通常，模式选择单元202还控制其组件(例如，运动估计单元222、运动补偿单元224和帧内预测单元226)以生成用于当前块(例如，当前cu，或者在hevc中为pu和tu的重叠部分)的预测块。为了对当前块进行帧间预测，运动估计单元222可以执行运动搜索以识别在一个或多个参考图片(例如，被存储在dpb 218中的一个或多个先前译码的图片)中的一个或多个紧密匹配的参考块。具体地，运动估计单元222可以例如根据绝对差之和(sad)、平方差之和(ssd)、平均绝对差(mad)、均方差(msd)等，来计算表示潜在参考块将与当前块的类似程度的值。运动估计单元222通常可以使用在当前块与所考虑的参考块之间的逐样本差来执行这些计算。运动估计单元222可以识别从这些计算所得到的具有最低值的参考块，其指示与当前块最紧密匹配的参考块。
[0148]
运动估计单元222可以形成一个或多个运动矢量(mv)，所述运动矢量定义相对于当前块在当前图片中的位置而言参考块在参考图片中的位置。然后，运动估计单元222可以将运动矢量提供给运动补偿单元224。例如，对于单向帧间预测，运动估计单元222可以提供单个运动矢量，而对于双向帧间预测，运动估计单元222可以提供两个运动矢量。然后，运动补偿单元224可以使用运动矢量来生成预测块。例如，运动补偿单元224可以使用运动矢量来取回参考块的数据。作为另一示例，如果运动矢量具有分数样本精度，则运动补偿单元224可以根据一个或多个插值滤波器来对用于预测块的值进行插值。此外，对于双向帧间预测，运动补偿单元224可以取回用于通过各自的运动矢量标识的两个参考块的数据并且例如通过逐个样本平均或加权平均值来将所取回的数据进行组合。
[0149]
作为另一示例，对于帧内预测或帧内预测译码，帧内预测单元226可以根据与当前块邻近的样本来生成预测块。例如，对于方向性模式，帧内预测单元226通常可以在数学上将邻近样本的值进行组合，并且跨当前块在所定义的方向上填充这些计算出的值以产生预测块。作为另一示例，对于dc模式，帧内预测单元226可以计算当前块的邻近样本的平均值，并且生成预测块以包括针对预测块的每个样本的该得到的平均值。
[0150]
模式选择单元202将预测块提供给残差生成单元204。残差生成单元204从视频数据存储器230接收当前块的原始的未经编码的版本，并且从模式选择单元202接收预测块。残差生成单元204计算在当前块与预测块之间的逐样本差。所得到的逐样本差定义了用于当前块的残差块。在一些示例中，残差生成单元204还可以确定在残差块中的样本值之间的差，以使用残差差分脉冲译码调制(rdpcm)来生成残差块。在一些示例中，可以使用执行二进制减法的一个或多个减法器电路来形成残差生成单元204。
[0151]
在模式选择单元202将cu分割为pu的示例中，每个pu可以与亮度预测单元和对应的色度预测单元相关联。视频编码器200和视频解码器300可以支持具有各种大小的pu。如上所指出的，cu的大小可以指代cu的亮度译码块的大小，并且pu的大小可以指代pu的亮度预测单元的大小。假设特定cu的大小为2nx2n，则视频编码器200可以支持用于帧内预测的2nx2n或nxn的pu大小、以及用于帧间预测的2nx2n、2nxn、nx2n、nxn或类似大小的对称的pu大小。视频编码器200和视频解码器300还可以支持针对用于帧间预测的2nxnu、2nxnd、nlx2n和nrx2n的pu大小的非对称分割。
[0152]
在模式选择单元不将cu进一步分割为pu的示例中，每个cu可以与亮度译码块和对应的色度译码块相关联。如上所述，cu的大小可以指代cu的亮度译码块的大小。视频编码器200和视频解码器300可以支持2nx2n、2nxn或nx2n的cu大小。
[0153]
对于其它视频译码技术(举几个示例，比如块内复制模式译码、仿射模式译码和线性模型(lm)模式译码)，模式选择单元202经由与译码技术相关联的各自的单元来生成用于正在被编码的当前块的预测块。在一些示例中(比如调色板模式译码)，模式选择单元202可以不生成预测块，而是替代地生成指示基于所选择的调色板来重构块的方式的语法元素。在这样的模式下，模式选择单元202可以将这些语法元素提供给熵编码单元220以进行编码。
[0154]
如上所述，残差生成单元204接收用于当前块和对应的预测块的视频数据。然后，残差生成单元204生成用于当前块的残差块。为了生成残差块，残差生成单元204计算在预测块与当前块之间的逐样本差。
[0155]
变换处理单元206将一种或多种变换应用于残差块，以生成变换系数的块(本文中称为“变换系数块”)。变换处理单元206可以将各种变换应用于残差块，以形成系数块。例如，变换处理单元206可以将离散余弦变换(dct)、方向变换、karhunen-loeve变换(klt)、或概念上类似的变换应用于残差块。在一些示例中，变换处理单元206可以对残差块执行多种变换，例如，初级变换和二次变换(比如旋转变换)。在一些示例中，变换处理单元206不对残差块应用变换。对于以变换跳过模式译码的视频数据的块，变换处理单元206可以被视为不改变残差块的通过单元。
[0156]
量化单元208可以对系数块中的系数进行量化，以产生经量化的系数块。量化单元208可以根据与当前块相关联的量化参数(qp)值来对系数块的系数进行量化。视频编码器200(例如，经由模式选择单元202)可以通过调整与cu相关联的qp值来调整被应用于与当前块相关联的系数块的量化程度。量化可能引起信息损失，并且因此，经量化的系数可能具有与变换处理单元206所输出的原始系数相比较低的精度。
[0157]
逆量化单元210和逆变换处理单元212可以将逆量化和逆变换分别应用于经量化的系数块，以从系数块重构残差块。对于以变换跳过模式译码的视频数据的块，逆变换处理
单元212可以被视为不改变经去量化的系数块的通过单元。重构单元214可以基于经重构的残差块和由模式选择单元202生成的预测块来产生与当前块相对应的重构块(尽管潜在地具有某种程度的失真)。例如，重构单元214可以将经重构的残差块的样本与来自模式选择单元202所生成的预测块的对应样本相加，以产生经重构的块。
[0158]
滤波器单元216可以对经重构的块执行一个或多个滤波器操作。例如，滤波器单元216可以执行去块操作以减少沿着cu的边缘的块效应伪影。在一些示例中，可以跳过滤波器单元216的操作。
[0159]
视频编码器200将经重构的块存储在dpb 218中。例如，在执行滤波器单元216的操作的示例中，重构单元214可以将经重构的块存储到dpb 218中。在不执行滤波器单元216的操作的示例中，滤波器单元216可以将经滤波的重构块存储到dpb 218中。运动估计单元222和运动补偿单元224可以从dpb 218取回由经重构的(并且潜在地经滤波的)块形成的参考图片，以对后续编码的图片的块进行帧间预测。另外，帧内预测单元226可以使用在dpb 218中的当前图片的经重构的块来对当前图片中的其它块进行帧内预测。
[0160]
通常，熵编码单元220可以对从视频编码器200的其它功能组件接收的语法元素进行熵编码。例如，熵编码单元220可以对来自量化单元208的经量化的系数块进行熵编码。作为另一示例，熵编码单元220可以对来自模式选择单元202的预测语法元素(例如，用于帧间预测的运动信息或用于帧内预测的帧内模式信息)进行熵编码。熵编码单元220可以对作为视频数据的另一示例的语法元素执行一个或多个熵编码操作，以生成经熵编码的数据。例如，熵编码单元220可以执行上下文自适应可变长度译码(cavlc)操作、cabac操作、可变到可变(v2v)长度译码操作、基于语法的上下文自适应二进制算术译码(sbac)操作、概率区间分割熵(pipe)译码操作、指数golomb编码操作、或对数据的另一种类型的熵编码操作。在一些示例中，熵编码单元220可以在语法元素未被熵编码的旁路模式下操作。
[0161]
根据本公开内容的技术，熵编码单元220的变换跳过语法处理单元221可以被配置为通过基于量化参数来确定视频数据的块的经量化的残差值的级别的范围并且将该范围划分为k个区间，来以信号发送块的经量化的残差值的级别。然后，变换跳过语法处理单元221可以通过以下操作基于k个区间来以信号发送块的经量化的残差值的级别：生成指示包括经量化的残差值的级别的特定区间的一个或多个语法元素，以包括在经编码的视频数据的比特流中；以及生成指示差值的语法元素，以包括在经编码的视频数据的比特流中，该差值在表示在特定区间的参考级别值与块的经量化的残差值的级别之间的差。
[0162]
视频编码器200可以输出比特流，其包括用于重构切片或图片的块所需要的经熵编码的语法元素。具体地，熵编码单元220可以输出比特流。
[0163]
关于块描述了上述操作。这样的描述应当被理解为用于亮度译码块和/或色度译码块的操作。如上所述，在一些示例中，亮度译码块和色度译码块是cu的亮度分量和色度分量。在一些示例中，亮度译码块和色度译码块是pu的亮度分量和色度分量。
[0164]
在一些示例中，不需要针对色度译码块重复关于亮度编码块执行的操作。作为一个示例，不需要重复用于识别用于亮度译码块的运动矢量(mv)和参考图片的操作来识别用于色度块的mv和参考图片。确切而言，可以对用于亮度译码块的mv进行缩放以确定用于色度块的mv，并且参考图片可以是相同的。作为另一示例，对于亮度译码块和色度译码块，帧内预测过程可以是相同的。
[0165]
视频编码器200还表示被配置为对视频数据进行编码的设备的示例，该设备包括：存储器，其被配置为存储视频数据；以及一个或多个处理单元，其在电路中实现并且被配置为：确定视频数据的块是以变换跳过模式进行编码的；确定用于视频数据的块的量化参数；基于所确定的量化参数来确定视频数据的块的残差值的范围；将该范围划分为k个区间，其中k是整数值；以及基于k个区间来确定一个或多个语法元素的值。语法元素包括例如上述abs_level_gttx_flag和abs_remainder语法元素。
[0166]
图4是示出可以执行本公开内容的技术的示例视频解码器300的框图。图4是出于解释的目的而提供的，并且不对在本公开内容中广泛地举例说明和描述的技术进行限制。出于解释的目的，本公开内容根据jem、vvc和hevc的技术描述了视频解码器300。然而，本公开内容的技术可以由被配置用于其它视频译码标准的视频译码设备来执行。
[0167]
在图4的示例中，视频解码器300包括译码图片缓冲区(cpb)存储器320、熵解码单元302、预测处理单元304、逆量化单元306、逆变换处理单元308、重构单元310、滤波器单元312和解码图片缓冲区(dpb)134。熵解码单元302包括变换跳过语法处理单元303。cpb存储器320、熵解码单元302、预测处理单元304、逆量化单元306、逆变换处理单元308、重构单元310、滤波器单元312和dpb 134中的任何一者或全部可以在一个或多个处理器中或者在处理电路中实现。此外，视频解码器300可以包括另外的或替代的处理器或处理电路以执行这些功能和其它功能。
[0168]
预测处理单元304包括运动补偿单元316和帧内预测单元318。预测处理单元304可以包括加法单元，以根据其它预测模式来执行预测。作为示例，预测处理单元304可以包括调色板单元、块内复制单元(其可以形成运动补偿单元316的一部分)、仿射单元、线性模型(lm)单元等。在其它示例中，视频解码器300可以包括更多、更少或不同的功能组件。
[0169]
cpb存储器320可以存储要由视频解码器300的组件解码的视频数据，比如经编码的视频比特流。例如，可以从计算机可读介质110(图1)获得被存储在cpb存储器320中的视频数据。cpb存储器320可以包括存储来自经编码的视频比特流的经编码的视频数据(例如，语法元素)的cpb。此外，cpb存储器320可以存储除了经译码的图片的语法元素之外的视频数据，比如表示来自视频解码器300的各个单元的输出的临时数据。dpb 314通常存储经解码的图片，视频解码器300可以输出经解码的图片，和/或在解码经编码的视频比特流的后续数据或图片时使用经解码的图片作为参考视频数据。cpb存储器320和dpb 314可以由各种存储器设备中的任何一者形成，比如dram，包括sdram、mram、rram或其它类型的存储器设备。cpb存储器320和dpb 314可以由相同的存储器设备或分别的存储器设备来提供。在各个示例中，cpb存储器320可以与视频解码器300的其它组件在芯片上，或者相对于那些组件在芯片外。
[0170]
另外或替代地，在一些示例中，视频解码器300可以从存储器120(图1)取回经译码的视频数据。也就是说，存储器120可以如上文所讨论地利用cpb存储器320来存储数据。同样，当视频解码器300的一些或全部功能是在要被视频解码器300的处理电路执行的软件中实现时，存储器120可以存储要被视频解码器300执行的指令。
[0171]
示出了图4中示出的各个单元以帮助理解由视频解码器300执行的操作。这些单元可以被实现为固定功能电路、可编程电路、或其组合。类似于图3，固定功能电路指代提供特定功能并且关于可以执行的操作而预先设置的电路。可编程电路指代可以被编程以执行各
种任务并且以可以执行的操作来提供灵活功能的电路。例如，可编程电路可以执行软件或固件，软件或固件使得可编程电路以软件或固件的指令所定义的方式进行操作。固定功能电路可以执行软件指令(例如，以接收参数或输出参数)，但是固定功能电路执行的操作的类型通常是不可变的。在一些示例中，这些单元中的一个或多个单元可以是不同的电路块(固定功能或可编程)，并且在一些示例中，一个或多个单元可以是集成电路。
[0172]
视频解码器300可以包括根据可编程电路形成的alu、efu、数字电路、模拟电路和/或可编程核。在由在可编程电路上执行的软件执行视频解码器300的操作的示例中，片上或片外存储器可以存储视频解码器300接收并且执行的软件的指令(例如，对象代码)。
[0173]
熵解码单元302可以从cpb接收经编码的视频数据，并且对视频数据进行熵解码以重新产生语法元素。预测处理单元304、逆量化单元306、逆变换处理单元308、重构单元310和滤波器单元312可以基于从比特流中提取的语法元素来生成经解码的视频数据。
[0174]
通常，视频解码器300在逐个块基础上重构图片。视频解码器300可以个别地对每个块执行重构操作(其中，当前正在被重构(即，被解码)的块可以称为“当前块”)。
[0175]
熵解码单元302可以对定义经量化的系数块的经量化的系数的语法元素以及比如量化参数(qp)和/或变换模式指示的变换信息进行熵解码。逆量化单元306可以使用与经量化的系数块相关联的qp来确定量化程度，并且同样地，确定供逆量化单元306应用的逆量化程度。逆量化单元306可以例如执行按位左移操作以对经量化的系数进行逆量化。逆量化单元306从而可以形成包括系数的系数块。
[0176]
根据本公开内容的技术，对于以变换跳过模式译码的视频数据块，熵解码单元302的变换跳过语法处理单元303可以被配置为基于所确定的量化参数来确定视频数据的块的经量化的残差值的级别的范围，并且将该范围划分为k个区间。然后，变换跳过语法处理单元303可以通过以下操作基于k个区间来确定块的经量化的残差值的级别：接收指示经量化的残差值的级别在k个区间中的特定区间内的信息；接收指示差值的信息，该差值表示在特定区间的参考级别值与块的经量化的残差值的级别之间的差；以及基于参考级别值和差值来确定经量化的残差值的级别。
[0177]
在逆量化单元306形成系数块之后，逆变换处理单元308可以将一种或多种逆变换应用于系数块，以生成与当前块相关联的残差块。例如，逆变换处理单元308可以将逆dct、逆整数变换、逆karhunen-loeve变换(klt)、逆旋转变换、逆方向变换或另一逆变换应用于系数块。对于以变换跳过模式译码的块，逆变换处理单元308可以被视为不改变经去量化的系数块的通过单元。
[0178]
此外，预测处理单元304根据由熵解码单元302进行熵解码的预测信息语法元素来生成预测块。例如，如果预测信息语法元素指示当前块是经帧间预测的，则运动补偿单元316可以生成预测块。在这种情况下，预测信息语法元素可以指示在dpb 314中的要从其取回参考块的参考图片、以及标识相对于当前块在当前图片中的位置而言参考块在参考图片中的位置的运动矢量。运动补偿单元316通常可以以与关于运动补偿单元224(图3)所描述的方式基本类似的方式来执行帧间预测过程。
[0179]
作为另一示例，如果预测信息语法元素指示当前块是经帧内预测的，则帧内预测单元318可以根据由预测信息语法元素指示的帧内预测模式来生成预测块。再次，帧内预测单元318通常可以以与关于帧内预测单元226(图3)所描述的方式基本上类似的方式来执行
帧内预测过程。帧内预测单元318可以从dpb 314取回当前块的邻近样本的数据。
[0180]
重构单元310可以使用预测块和残差块来重构当前块。例如，重构单元310可以将残差块的样本与预测块的对应样本相加来重构当前块。
[0181]
滤波器单元312可以对经重构的块执行一个或多个滤波器操作。例如，滤波器单元312可以执行去块操作以减少沿着经重构的块的边缘的块效应伪影。不一定在所有示例中都执行滤波器单元312的操作。
[0182]
视频解码器300可以将经重构的块存储在dpb 314中。如上所讨论的，dpb 314可以将参考信息(比如用于帧内预测的当前图片以及用于后续运动补偿的先前解码的图片的样本)提供给预测处理单元304。此外，视频解码器300可以从dpb输出经解码的图片，以用于在比如图1的显示设备118的显示设备上的后续呈现。
[0183]
以这种方式，视频解码器300表示视频解码设备的示例，该视频解码设备包括：存储器，其被配置为存储视频数据；以及一个或多个处理单元，其在电路中实现并且被配置为：确定视频数据的块是以变换跳过模式进行译码的；确定用于视频数据的块的量化参数；基于所确定的量化参数来确定视频数据的块的残差值的范围；将该范围划分为k个区间，其中，k为整数值；以及基于k个区间来确定残差数据的系数的值。例如，视频解码器300可以基于所确定的区间来解释一个或多个语法元素的值。
[0184]
在一些实现方式中，视频解码器300还可以接收指示系数具有大于零的值的语法元素、指示系数具有大于一的值的语法元素和/或指示系数的符号的语法元素。
[0185]
视频解码器300可以针对k个区间中的第一区间，接收指示系数的值大于在第一区间中包括的值的语法元素；针对k个区间中的第二区间，接收指示系数的值被包括在第二区间中的语法元素；以及接收指示第二区间的初始值与系数的值之间的差的语法元素。可以对指示差的语法元素进行旁路译码。
[0186]
视频解码器300可以针对各自的区间接收指示系数的值大于在针对标志的各自的区间中包括的值的标志，直到接收到指示系数的值在针对标志的区间内的所述标志为止。然后，视频解码器300可以接收指示在针对标志的区间的初始值与系数的值之间的差的语法元素。例如，可以对指示差的语法元素进行旁路译码。
[0187]
k个区间可以例如包括从0到0的区间、从1到1的区间、从2到第一门限的区间、从第一门限加1到第二门限的区间以及从第二门限加1到第三门限的区间。视频解码器300可以基于量化参数来确定第一门限、第二门限和第三门限，如上所述。k个区间还可以包括从第三门限加1到该范围的最大值的区间。
[0188]
视频解码器300可以被配置为接收指示k个区间中的一个区间的索引的语法元素，其中，k个区间中的由索引指示的一个区间对应于k个区间中的包括系数的值的区间。然后，视频解码器300可以接收语法元素，该语法元素指示k个区间中的一个区间的起始值与系数的值之间的差值。
[0189]
图5是示出用于对当前块进行编码的示例方法的流程图。当前块可以包括当前cu。尽管关于视频编码器200(图1和3)进行了描述，但是应当理解的是，其它设备可以被配置为执行与图5的方法类似的方法。
[0190]
在该示例中，视频编码器200最初预测当前块(350)。例如，视频编码器200可以形成用于当前块的预测块。然后，视频编码器200可以计算用于当前块的残差块(532)。为了计
算残差块，视频编码器200可以计算在原始的未经编码的块与用于当前块的预测块之间的差。然后，视频编码器200可以对残差块的系数进行变换以及量化(354)。对于以变换跳过模式进行译码的块，在步骤354处，可以仅对残差块进行量化，而不对其进行变换。接下来，视频编码器200可以扫描残差块的经量化的系数(356)。在扫描期间或在扫描之后，视频编码器200可以对系数进行熵编码(358)。例如，视频编码器200可以使用cavlc或cabac来对系数进行编码。然后，视频编码器200可以输出块的经熵译码的数据(360)。
[0191]
图6是示出用于对视频数据的当前块进行解码的示例方法的流程图。当前块可以包括当前cu。尽管关于视频解码器300(图1和4)进行了描述，但是应当理解的是，其它设备可以被配置为执行与图6的方法类似的方法。
[0192]
视频解码器300可以接收用于当前块的经熵译码的数据(例如，经熵译码的预测信息和用于与当前块相对应的残差块的系数的经熵译码的数据)(370)。视频解码器300可以对经熵译码的数据进行熵解码以确定用于当前块的预测信息并且重新产生残差块的系数(372)。视频解码器300可以预测当前块(374)，例如，使用通过当前块的预测信息指示的帧内预测模式或帧间预测模式来计算用于当前块的预测块。然后，视频解码器300可以对所重新产生的系数进行逆扫描(376)，以创建经量化的系数的块。然后，视频解码器300可以对系数进行逆量化以及逆变换以产生残差块(378)。对于以变换跳过模式进行译码的块，在步骤378处，视频解码器300可以仅对经量化的系数的块进行逆量化，而不对其进行逆变换。最终，视频解码器300可以通过将预测块和残差块进行组合来对当前块进行解码(380)。
[0193]
图7是示出用于对当前块进行编码的示例方法的流程图。当前块可以包括当前cu。尽管关于视频编码器200(图1和3)进行了描述，但是应当理解的是，其它设备可以被配置为执行与图7的方法类似的方法。
[0194]
视频编码器200确定视频数据的块是在不对用于块的残差数据进行变换的情况下编码的(400)。例如，块可以是以变换跳过模式进行编码的。视频编码器200确定块的经量化的残差值的级别(402)。为了确定块的经量化的残差值的级别，视频编码器200可以例如被配置为确定残差值的级别并且对残差值的级别进行量化，以确定经量化的残差值的级别。
[0195]
视频编码器200确定用于视频数据的块的量化参数(404)。视频编码器200基于所确定的量化参数来确定视频数据的块的经量化的残差值的级别的范围(406)。
[0196]
视频编码器200将该范围划分为k个区间，其中k表示整数值(408)。k个区间可以例如包括以下区间：
[0197]
[x,t1],[t1+1,t2],[t2+1,t3],
…
[t
k-2
+1,t
k-1
],[t
k-1
+1,maxtslevel]，其中maxtslevel表示基于块的量化参数的块的经量化的残差值的级别中的最大可能级别，tn表示第n区间的上门限，其中，n从0到k-1，并且x表示第一区间(例如，第0区间)的最小值。如在其它地方解释的，x可以等于0、1、2或另一些值。
[0198]
视频编码器200确定k个区间中的包括经量化的残差值的级别的特定区间(410)。视频编码器200确定表示在特定区间的参考级别值与块的经量化的残差值的级别之间的差的差值(412)。
[0199]
视频编码器200基于k个区间来以信号发送块的经量化的残差值的级别(414)。作为基于k个区间来以信号发送块的经量化的残差值的级别的一部分，视频编码器200生成指示特定区间的一个或多个语法元素，以包括在经编码的视频数据的比特流中(416)，并且生
成指示差值的语法元素，以包括在经编码的视频数据的比特流中(418)。例如，视频编码器200可以绕过对指示差值的语法元素进行编码。
[0200]
例如，视频编码器200可以针对k个区间中的各自的区间生成标志以包括在经编码的视频数据的比特流中，所述标志指示经量化的残差值的级别大于在针对标志的各自的区间中包括的值，直到生成标志以包括在经编码的视频数据的比特流中为止，所述标志指示经量化的残差值的级别在与标志相关联的区间内。另外，视频编码器200可以生成表示残差值的符号的语法元素，以包括在经编码的视频数据的比特流中。
[0201]
例如，视频编码器200可以针对k个区间中的第一区间生成语法元素(比如1比特标志)以包括在经编码的视频数据的比特流中，该语法元素指示经量化的残差值的级别大于第一区间中包括的值；针对k个区间中的第二区间生成语法元素(比如另一1比特标志)以包括在经编码的视频数据的比特流中，该语法元素指示经量化的残差值的级别被包括在第二区间中。对于指示差值的语法元素，视频编码器200可以生成被设置为第二区间的参考级别值与块的经量化的残差值的级别之间的差的语法元素。
[0202]
在一些示例中，k个区间中的第一区间可以包括从1到第一门限的值，并且视频编码器200可以被配置为生成指示经量化的残差值的级别大于零的语法元素，以包括在经编码的视频数据的比特流中。在经量化的残差值的级别等于零的情况下，视频编码器200不需要以信号发送指示经量化的残差值的任何另外的信息。也就是说，视频编码器不需要生成指示特定区间的一个或多个语法元素或指示差值的语法元素，以包括在经编码的视频数据的比特流中。
[0203]
在一些示例中，k个区间中的第一区间可以包括从2到第一门限的值，并且视频编码器200可以生成指示经量化的残差值的级别大于零的语法元素和指示经量化的残差值的级别大于一的语法元素，以包括在经编码的视频数据的比特流中。在经量化的残差值的级别等于一的情况下，视频编码器200不需要以信号发送指示经量化的残差值的任何另外的信息。也就是说，视频编码器不需要生成指示特定区间的一个或多个语法元素或指示差值的语法元素，以包括在经编码的视频数据的比特流中。
[0204]
作为基于k个区间来以信号发送块的经量化的残差值的级别的一部分，视频编码器200还输出经编码的视频数据的比特流(420)。例如，视频编码器200可以通过将比特流存储在存储器设备中或通过将经编码的视频数据的比特流发送到另一设备来输出经编码的视频的比特流。
[0205]
图8是示出用于对视频数据的当前块进行解码的示例方法的流程图。当前块可以包括当前cu。尽管关于视频解码器300(图1和4)进行了描述，但是应当理解的是，其它设备可以被配置为执行与图5的方法类似的方法。
[0206]
视频解码器300确定视频数据的块是在不对用于块的残差数据进行变换的情况下编码的(430)。例如，块可以是以变换跳过模式进行编码的。视频解码器300确定用于视频数据的块的量化参数(432)。例如，视频解码器300可以接收对视频数据中的量化参数的指示。
[0207]
视频解码器300基于所确定的量化参数来确定视频数据的块的经量化的残差值的级别的范围(434)。经量化的残差值的级别的范围通常小于视频数据的比特深度。例如，如果8比特视频数据具有范围从0到2
8-1的样本值，则经量化的残差值具有从0到小于2
8-1的最大值的范围。该最大值是用于视频数据的特定量化参数的函数。视频解码器300将该范围划
分为k个区间(436)。
[0208]
视频解码器300基于k个区间来确定块的经量化的残差值的级别(438)。k个区间可以例如包括以下区间：
[0209]
[x,t1],[t1+1,t2],[t2+1,t3],
…
[t
k-2
+1,t
k-1
],[t
k-1
+1,maxtslevel]，其中maxtslevel表示基于块的量化参数的块的经量化的残差值的级别中的最大可能级别，tn表示第n区间的上门限，其中，n从0到k-1，并且x表示第一区间(例如，第0区间)的最小值。如在其它地方解释的，x可以等于0、1、2或另一些值。
[0210]
在x等于0的示例中，k个区间包括从0到第一门限的区间、从第一门限加1到第二门限的区间、从第二门限加1到第三门限的区间以及其它区间。在x等于1的示例中，k个区间包括从1到第一门限的区间、从第一门限加1到第二门限的区间、从第二门限加1到第三门限的区间以及其它区间。在x等于2的示例中，k个区间包括从2到第一门限的区间、从第一门限加1到第二门限的区间、从第二门限加1到第三门限的区间以及其它区间。k个区间还包括包括该范围的最大值的区间。
[0211]
作为基于k个区间来确定块的经量化的残差值的级别的一部分，视频解码器300接收指示经量化的残差值的级别在k个区间中的特定区间内的信息(440)以及接收指示差值的信息，该差值表示在特定区间的参考级别值与块的经量化的残差值的级别之间的差(442)。例如，视频解码器300可以绕过对指示差值的语法元素进行解码。然后，视频解码器300基于参考级别值和差值来确定经量化的残差值的级别(444)。
[0212]
例如，视频解码器300可以针对k个区间中的各自的区间接收标志，所述标志指示经量化的残差值的级别大于在针对该标志的各自的区间中包括的值，直到接收到指示经量化的残差值的级别在与标志相关联的区间内的所述标志为止。
[0213]
在x等于1的示例中，视频解码器300可以在接收指示经量化的残差值的级别在k个区间中的特定区间内的信息或指示差值的信息之前，接收指示经量化的残差值的级别大于零的语法元素。在经量化的残差值的级别等于零的情况下，则视频解码器300不需要接收指示经量化的残差值的任何另外的信息。即，视频解码器300不需要接收指示经量化的残差值的级别在k个区间中的特定区间内的信息或接收指示差值的信息。
[0214]
在x等于2的示例中，视频解码器300可以在接收指示经量化的残差值的级别在k个区间中的特定区间内的信息或指示差值的信息之前，接收指示经量化的残差值的级别大于零的语法元素并且接收指示经量化的残差值的级别大于一的语法元素。在经量化的残差值的级别等于一的情况下，则视频解码器300不需要接收指示经量化的残差值的任何另外的信息。即，视频解码器300不需要接收指示经量化的残差值的级别在k个区间中的特定区间内的信息或接收指示差值的信息。
[0215]
视频解码器300基于经量化的残差值的级别来输出经解码的视频数据(446)。例如，视频解码器300可以输出经解码的视频数据以供显示或输出经解码的视频数据以供存储。作为对视频数据进行解码的一部分，视频解码器300可以例如对经量化的残差值的级别进行去量化以确定经去量化的残差值的级别，接收指示经去量化的残差值的符号的语法元素，并且基于经去量化的残差值的级别和经去量化的残差值的符号来确定经去量化的残差值。视频解码器300还可以确定视频数据的块的残差块，将残差块添加到视频数据的块的预测块以确定视频数据的块的经重构的块，并且基于经重构的块来生成经解码的视频数据的
图片。另外，视频解码器300可以对经重构的块执行一个或多个滤波操作。
[0216]
要认识到的是，取决于示例，本文中描述的任何技术的某些动作或事件可以是以不同的顺序执行的，可以被添加、合并或完全省略(例如，并非所有描述的动作或事件是对于实施所述技术都是必要的)。此外，在某些示例中，动作或事件可以是例如通过多线程处理、中断处理或多个处理器并发地而不是顺序地执行的。
[0217]
在一个或多个示例中，所描述的功能可以是在硬件、软件、固件或其任何组合中实现的。如果用软件来实现，则所述功能可以作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或者通过其进行传输并且由基于硬件的处理单元执行。计算机可读介质可以包括计算机可读存储介质，其对应于比如数据存储介质的有形介质或者通信介质，所述通信介质包括例如根据通信协议来促进计算机程序从一个地方传送到另一个地方的任何介质。以这种方式，计算机可读介质通常可以对应于(1)非暂时性的有形计算机可读存储介质、或者(2)比如信号或载波的通信介质。数据存储介质可以是可以由一个或多个计算机或者一个或多个处理器存取以取回用于实现在本公开内容中描述的技术的指令、代码和/或数据结构的任何可用的介质。计算机程序产品可以包括计算机可读介质。
[0218]
举例来说而非进行限制，这样的计算机可读存储介质可以包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、闪存、或者可以用于以指令或数据结构形式存储期望的程序代码以及可以由计算机存取的任何其它介质。此外，任何连接被适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字用户线(dsl)或者无线技术(例如，红外线、无线电和微波)从网站、服务器或其它远程源传输指令，则同轴电缆、光纤光缆、双绞线、dsl或者无线技术(例如，红外线、无线电和微波)被包括在介质的定义中。然而，应当理解的是，计算机可读存储介质和数据存储介质不包括连接、载波、信号或其它临时性介质，而是替代地针对非临时性的有形存储介质。如本文所使用的，磁盘和光盘包括压缩光盘(cd)、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(dvd)、软盘和蓝光光盘，其中，磁盘通常磁性地复制数据，而光盘利用激光来光学地复制数据。上述各项的组合也应当被包括在计算机可读介质的范围之内。
[0219]
指令可以是由一个或多个处理器来执行的，比如一个或多个数字信号处理器(dsp)、通用微处理器、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、或其它等效的集成或分立逻辑电路。因此，如本文所使用的术语“处理器”和“处理电路”可以指代前述结构中的任何一者或者适合用于实现本文中描述的技术的任何其它结构。另外，在一些方面中，本文中描述的功能可以在被配置用于编码和解码的专用硬件和/或软件模块内提供，或者被并入经组合的编解码器中。此外，所述技术可以是在一个或多个电路或逻辑元件中完全实现的。
[0220]
本公开内容的技术可以是在多种多样的设备或装置中实现的，包括无线手机、集成电路(ic)或一组ic(例如，芯片组)。在本公开内容中描述了各种组件、模块或单元以强调被配置为执行所公开的技术的设备的功能性方面，但是不一定需要通过不同的硬件单元来实现。而是，如上文所描述的，各种单元可以结合适当的软件和/或固件而组合在编解码器硬件单元中，或者由包括如上文描述的一个或多个处理器的互操作的硬件单元的集合提供。
[0221]
已经描述了各个示例。这些示例和其它示例在所附的权利要求的范围内。