交叉分量自适应环路滤波器的制作方法

交叉分量自适应环路滤波器
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年11月16日提交的美国申请第17/099,010号的优先权，其要求于2019年11月22日提交的美国临时申请第62/939,490号的权益，通过引用将它们中的每一个整体并入本文。
技术领域
3.本公开涉及视频编码和视频解码。


背景技术：

4.数字视频能力可以被结合到广泛的设备中，包括数字电视、数字直接广播系统、无线广播系统、个人数字助理(pda)、膝上型或台式计算机、平板计算机、电子书阅读器、数码相机、数字记录设备、数字媒体播放器、视频游戏设备、视频游戏控制台、蜂窝或卫星无线电电话(所谓的“智能电话”)、视频电话会议设备、视频流传输设备等。数字视频设备实现视频编解码技术，诸如，那些在由mpeg-2、mpeg-4、itu-t h.263、itu-t h.264/mpeg-4第10部分、高级视频编解码(avc)、itu-t h.265/高效视频编解码(hevc)所定义的标准以及这些标准的扩展中所描述的技术。通过实现此类视频编解码技术，视频设备可以更有效地发送、接收、编码、解码和/或存储数字视频信息。
5.视频编解码技术包括空域(图片内)预测和/或时域(图片间)预测来减少或消除视频序列中固有的冗余。对于基于块的视频编解码，可以将视频切片(例如，视频图片或视频图片的一部分)分割为视频块，其也可以被称为编解码树单元(ctu)、编解码单元(cu)和/或编解码节点。图片的帧内编解码(i)切片中的视频块使用关于同一图片中相邻块中的参考样点的空域预测来进行编码。图片的帧间编解码(p或b)切片中的视频块可以使用关于同一图片中的相邻块中的参考样点的空域预测，或关于其他参考图片中的参考样点的时域预测。图片可以被称为帧，并且参考图片可以被称为参考帧。


技术实现要素：

6.通常，本公开描述了用于使用交叉分量自适应环路滤波器对视频数据(例如，经重构的或经解码的视频数据)进行滤波的技术。在一些示例中，可在对色度样点执行其他滤波之后将所描述的滤波技术应用于色度样点。具体而言，在一些示例中，可以在应用样点自适应偏移(sao)滤波之后以及在应用自适应环路滤波之后，将交叉分量自适应环路滤波器应用于色度样点。交叉分量自适应环路滤波可以通过基于亮度样点中的信息将高频信息添加到正被滤波的特定色度样点来改进视频质量。此外，本公开的技术可通过应用可简化滤波计算且可能减少执行交叉分量自适应环路滤波所需的滤波器系数的数量的约束来简化交叉分量自适应环路滤波。因此，在一些示例中，这些技术还可通过消除在经编解码的比特流中传送一个或多个滤波器系数的需要来改进压缩。
7.在一些示例中，解码视频数据的方法包括重构包括色度样点的视频数据块，将自
适应环路滤波器应用于该色度样点，以及将交叉分量自适应环路滤波器应用于该色度样点。应用该交叉分量自适应环路滤波器可包括确定偏移，以及将该偏移应用于正被滤波的特定色度样点，其中该偏移为与该正被滤波的特定色度样点并置的并置亮度样点和作为该并置亮度样点的空域相邻者的多个相邻亮度样点之间的差的函数。在一些示例中，确定偏移可以包括根据以下等式来确定偏移：
[0008][0009]
其中o定义该偏移，fi是滤波器系数，pi是相邻亮度样点的值，n-1是交叉分量自适应环路滤波器的抽头数，且pc是并置亮度样点的值。
[0010]
在一些示例中，该设备可被配置为解码视频数据。该设备可包括被配置为存储视频数据的存储器、实现于电路中且与该存储器通信的一个或多个处理器、自适应环路滤波器及交叉分量自适应环路滤波器。该一个或多个处理器可被配置为重构包括色度样点的视频数据块，将该自适应环路滤波器应用于该色度样点，以及将该交叉分量自适应环路滤波器应用于该色度样点。为了应用该交叉分量自适应环路滤波器，该一个或多个处理器可被配置为确定偏移，以及将该偏移应用于正被滤波的特定色度样点，其中该偏移为与该正被滤波的色度样点并置的并置亮度样点和作为该并置亮度样点的空域相邻者的多个相邻亮度样点之间的差的函数。
[0011]
在一些示例中，用于解码视频数据的设备可包括用于重构包括色度样点的视频数据块的部件、用于将自适应环路滤波器应用于该色度样点的部件，以及用于将交叉分量自适应环路滤波器应用于该色度样点的部件。用于应用该交叉分量自适应环路滤波器的设备可包括用于确定偏移的部件，以及用于将该偏移应用于正被滤波的特定色度样点的部件，其中该偏移为与该正被滤波的特定色度样点并置的并置亮度样点和作为该并置亮度样点的空域相邻者的多个相邻亮度样点之间的差的函数。
[0012]
在一些示例中，本公开描述了存储指令的计算机可读存储介质，该指令在执行时使得视频解码设备的一个或多个处理器：重构包括色度样点的视频数据块，将自适应环路滤波器应用于该色度样点，以及将交叉分量自适应环路滤波器应用于该色度样点。为了应用该交叉分量自适应环路滤波器，该指令可被配置为使得该一个或多个处理器确定偏移，以及将该偏移应用于正被滤波的特定色度样点，其中该偏移为与该正被滤波的特定色度样点并置的并置亮度样点和作为该并置亮度样点的空域相邻者的多个相邻亮度样点之间的差的函数。
[0013]
在附图和下面的描述中阐述了一个或多个示例的细节。根据说明书、附图和权利要求书，其他特征、目的和优点将是显而易见的。
附图说明
[0014]
图1是图示了可以执行本公开的技术的示例性视频编码和解码系统的框图。
[0015]
图2a和图2b是图示了示例性四叉树二叉树(qtbt)结构和对应编解码树单元(ctu)的概念图。
[0016]
图3是图示了可以执行本公开的技术的示例性视频编码器的框图。
[0017]
图4是图示了可以执行本公开的技术的示例性视频解码器的框图。
[0018]
图5是图示了在重构级中包括交叉分量自适应环路滤波器(cc-alf)的示例性滤波器的概念图。
[0019]
图6是图示了示例性滤波器形状的概念图。
[0020]
图7是图示了另一示例性滤波器形状的概念图。
[0021]
图8是图示了示例性编码方法的流程图。
[0022]
图9是图示了示例性解码方法的流程图。
[0023]
图10是图示了根据本公开的使用cc-alf的示例性滤波过程的流程图。
具体实施方式
[0024]
本公开描述了与视频解码相关的技术，该技术可由视频解码设备或由在视频编码过程中包括解码环路的视频编码设备执行。具体而言，本公开描述了可应用于经解码的视频块内的样点以改进视频质量的滤波技术。滤波可以包括由自适应环路滤波器(alf)进行的所谓的样点自适应偏移(sao)滤波和自适应环路滤波。另外，滤波可以包括通过交叉分量自适应环路滤波器(cc-alf)进行的所谓的交叉分量自适应环路滤波，其基于相关联的亮度样点对色度样点进行滤波。交叉分量自适应环路滤波可以通过基于亮度样点中的信息将高频信息添加到正被滤波的特定色度样点(particular chroma sample)来改进视频质量。
[0025]
在一些情况下，尽管可以在没有sao滤波的情况下使用该技术，但是也可以在应用sao滤波之后和在应用alf之后将cc-alf应用于色度样点。本公开的技术可通过应用可简化与cc-alf相关联的滤波计算以及可能减少执行交叉分量自适应环路滤波过程所需的滤波器系数的数量的约束来简化cc-alf，。因此，在一些示例中，这些技术还可通过消除在经编解码的比特流中传送一个或多个滤波器系数的需要来改进压缩。
[0026]
在一些示例中，解码视频数据的方法可由视频解码设备或由包括作为编码过程的部分的重构环路的视频编码设备执行。该方法可包括重构包括色度样点的视频数据块，将alf应用于该色度样点，以及将cc-alf应用于该色度样点。应用该cc-alf可包括确定偏移，及将该偏移应用于正被滤波的特定色度样点，其中该偏移为与该正被滤波的特定色度样点并置的并置亮度样点和作为该并置亮度样点的空域相邻者的多个相邻亮度样点之间的差的函数。在一些示例中，确定偏移包括根据以下等式来确定偏移：
[0027][0028]
其中o定义该偏移，fi是滤波器系数，fi是相邻亮度样点的值，n-1是该cc-alf的抽头数，且pc是并置亮度样点的值。可以通过简化另一等式而得出上述等式，诸如，通过将一个或多个约束应用于更复杂的等式，该更复杂的等式可以以其他方式用于定义偏移。
[0029]
图1是图示了可执行本公开的技术的示例视频编码和解码系统100的框图。本公开的技术通常涉及编解码(编码和/或解码)视频数据。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、经解码的(例如，经重构的)视频和视频元数据，诸如，信令通知数据。
[0030]
如图1所示，在本示例中，系统100包括提供将由目的地设备116进行解码和显示的
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可以包括多种设备中的任何一种，包括台式计算机、笔记本(即，膝上型)计算机、平板计算机、机顶盒、手持电话(诸如，智能手机)、电视、相机、显示设备、数字媒体播放器、视频游戏机、视频流传输设备等。在一些情况下，源设备102和目的地设备116可以被配备用于无线通信，并且因此可以被称为无线通信设备。
[0031]
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和输出接口108。目的地设备116包括输入接口122、视频解码器300、存储器120和显示设备118。根据本公开，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可被配置为应用用于使用如本文所描述的交叉分量自适应环路滤波器来对视频数据进行滤波的技术。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。在其他示例中，源设备和目的地设备可以包括其他组件或布置。例如，源设备102可以从诸如外部相机的外部视频源接收视频数据。同样，目的地设备116可以与外部显示器设备接口，而不是包括集成的显示器设备。
[0032]
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/或解码设备可执行如本文所描述的用于使用交叉分量自适应环路滤波器对视频数据进行滤波的技术。源设备102和目的地设备116仅仅是此类编解码设备的示例，其中源设备102生成经编解码的视频数据以传输到目的地设备116。本公开将“编解码”设备称为执行数据的编解码(编码和/或解码)的设备。从而，视频编码器200和视频解码器300表示编解码设备的示例，具体地，分别是视频编码器和视频解码器。在一些示例中，源设备102和目的地设备116可以用基本上对称的方式操作，使得源设备102和目的地设备116中的每一个均包括视频编码和解码组件。因此，系统100可以例如对于视频流传输、视频回放、视频广播或视频电话，支持源设备102与目的地设备116之间的单向或双向视频传输。
[0033]
通常，视频源104表示视频数据的源(即，原始的未经编码的视频数据)，并向视频编码器200提供视频数据的连续系列的图片(也被称为“帧”)，该视频编码器200对图片的数据进行编码。源设备102的视频源104可以包括诸如相机的视频捕获设备、包含先前捕获的原始视频的视频档案和/或从视频内容提供商接收视频的视频馈送接口。作为进一步可替代的，视频源104可以生成基于计算机图形的数据作为源视频，或者实况视频、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对捕获的、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可以将图片从接收的顺序(有时被称为“显示顺序”)重新布置成用于编解码的编解码顺序。视频编码器200可以生成包括经编码的视频数据的比特流。源设备102然后可以经由输出接口108向计算机可读介质110上输出经编码的视频数据，用于由例如目的地设备116的输入接口122进行接收和/或检索。
[0034]
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可存储原始视频数据(例如，来自视频源104的原始视频)和来自视频解码器300的原始的经解码的视频数据。附加地或可替代地，存储器106、120可以分别存储可由例如，视频编码器200和视频解码器300执行的软件指令。尽管在该示例中，与视频编码器200和视频解码器300分开示出存储器106和存储器120，但是应当理解的是，视频编码器200和视频解码器300也可以包括用于功能上类似或等同目的内部存储器。此外，存储器106、120可以存储经编码的视频数据，例如，从视频编码器200输出并输入到视频解码器300
的数据。在一些示例中，存储器106、120的部分可以被分配为一个或多个视频缓冲器，例如，以存储原始的、经解码的和/或经编码的视频数据。
[0035]
计算机可读介质110可以表示能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，以使得源设备102能够例如，经由射频网络或基于计算机的网络实时地向目的地设备116发送经编码的视频数据。根据通信标准，诸如，无线通信协议，输出接口108可以调制包括经编码的视频数据的传输信号，并且输入接口122可以解调所接收的传输信号。通信介质可以包括任何无线或有线通信介质，诸如，射频(rf)频谱或一条或多条物理传输线。通信介质可以形成基于分组的网络(诸如，局域网、广域网或全球网络(诸如，因特网))的一部分。通信介质可以包括路由器、交换机、基站或有助于促进从源设备102到目的地设备116的通信的任何其他装备。
[0036]
在一些示例中，源设备102可以从输出接口108向存储设备112输出经编码的数据。类似地，目的地设备116可以经由输入接口122访问来自存储设备112的经编码的数据。存储设备112可以包括各种分布式或本地访问的数据存储介质中的任何一种，诸如，硬盘、蓝光光盘、dvd、cd-rom、闪存、易失性或非易失性存储器，或者用于存储编码的视频数据的任何其他合适的数字存储介质。
[0037]
在一些示例中，源设备102可以向文件服务器114或可以存储由源设备102生成的经编码的视频的另一中间存储设备输出经编码的视频数据。目的地设备116可以经由流传输或下载从文件服务器114访问所存储的视频数据。文件服务器114可以是能存储经编码的视频数据并向目的地设备116发送该经编码的视频数据的任何类型的服务器设备。文件服务器114可以表示网页服务器(例如，用于网站的)、文件传输协议(ftp)服务器、内容传递网络设备或网络附加存储(nas)设备。文件服务器114可以表示web服务器(例如，用于网站)、被配置为提供文件传输协议服务(诸如，文件传输协议(ftp)或单向传输文件递送(flute)协议)的服务器、内容递送网络(cdn)设备、超文本传输协议(http)服务器、多媒体广播多播服务(mbms)或增强型mbms(embms)服务器、和/或网络附接存储(nas)设备。文件服务器114可以附加地或可替代地实现一个或多个http流传输协议，诸如，基于http的动态自适应流传输(dash)、http实况流传输(hls)、实时流传输协议(rtsp)、http动态流传输等。
[0038]
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，访问来自文件服务器114的经编码的视频数据。这可以包括无线信道(例如，wi-fi连接)、有线连接(例如，数字订户线(dsl)、电缆调制解调器等)或者二者的组合，它们适于访问存储在文件服务器114上的经编码的视频数据。文件服务器114和输入接口122可以配置为根据流传输传输协议、下载传输协议或其组合来操作。
[0039]
输出接口108和输入接口122可以表示无线发送器/接收器、调制解调器、有线网络组件(例如，以太网卡)、根据各种ieee 802.11标准中的任何标准操作的无线通信组件，或其他物理组件。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可以被配置为根据诸如，4g、4g-lte(长期演进)、lte高级、5g或类似标准的蜂窝通信标准来传送诸如经编码的视频数据的数据。在输出接口108包括无线发送器的一些示例中，输出接口108和输入接口122可以被配置为根据其他无线标准，诸如，ieee 802.11规范、ieee 802.15规范(例如，zigbee
tm
)、蓝牙
tm
标准或类似标准，来传送数据，诸如，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可以包括执行属于视频编码器200和/或输出接口108的功能性的soc设备，并且目的地设备116可以包括执行属于视频解码器300和/或输入接口122的功能性的soc设备。
[0040]
本公开的技术可以应用于视频编解码，以支持多种多媒体应用中的任何一种，诸如，空中电视广播、有线电视传输、卫星电视传输、互联网流传输视频传输(诸如，通过http的动态自适应流传输(dash))、被编码到数据存储介质上的数字视频、存储在数据存储介质上的数字视频的解码或其他应用。
[0041]
目的地设备116的输入接口122从计算机可读介质110(例如，通信介质、存储设备112、文件服务器114等)接收经编码的视频比特流。经编码视频比特流可包括由视频编码器200定义的信令通知信息，其也由视频解码器300使用，诸如，具有描述视频块或其他经编解码单元(例如，切片、图片、图片组、序列等)的特性和/或处理的值的语法元素。显示设备118向用户显示经解码的视频数据的经解码的图片。显示设备118可以表示多种显示设备中的任何一种，诸如，阴极射线管(crt)、液晶显示器(lcd)、等离子显示器、有机发光二极管(oled)显示器或另一种类型的显示设备。
[0042]
尽管未在图1中示出，但在一些示例中，视频编码器200和视频解码器300中的每个可以与音频编码器和/或音频解码器集成在一起，并且可以包括适当的mux-demux单元或其他硬件和/或软件，来处理公共数据流中包括音频和视频的多路复用流。如果适用，mux-demux单元可以符合itu h.223多路复用器协议，或其他协议，诸如，用户数据报协议(udp)。
[0043]
视频编码器200和视频解码器300各自可以被实现为多种合适的编码器和/或解码器电路中的任何一种，诸如，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。当该技术部分地在软件中实现时，设备可以将用于软件的指令存储在合适的非暂时计算机可读介质中，并使用一个或多个处理器在硬件中执行该指令来执行本公开的技术。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，其中任一个可以被集成为相应设备中的组合编码器/解码器(编解码器(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，诸如，蜂窝电话。
[0044]
视频编码器200和视频解码器300可根据视频编解码标准(诸如，itu-t h.265，也被称为高效视频编解码(hevc))或其扩展(诸如，多视图和/或可缩放视频编解码扩展)来操作。可替代地，视频编码器200和视频解码器300可以根据其他专有或行业标准来操作，诸如，联合探测模型(jem)或itu-th.266，也称为通用视频编解码(vvc)。然而，本公开的技术不限于任何特定的编解码标准。
[0045]
通常，视频编码器200和视频解码器300可以执行图片的基于块的编解码。术语“块”通常指包括待处理的(例如，经编码的、经解码的或用在编码过程和/或解码过程中的其他形式的)数据的结构。例如，块可包括亮度及/或色度数据的样点(其可称为分量)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编解码。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编解码，而不是对用于图片的样点的红、绿和蓝(rgb)数据进行编解码，其中色度分量可
以包括红色调和蓝色调色度分量两种。在一些示例中，视频编码器200在编码之前将所接收的rgb格式化数据转换成yuv表示，并且视频解码器300将yuv表示转换成rgb格式。可替代地，预处理和后处理单元(未示出)可以执行这些转换。
[0046]
本公开通常可以涉及图片的编解码(例如，编码和解码)，以包括编码或解码图片数据的过程。类似地，本公开可以涉及图片的块的编解码，以包括编码或解码用于块的数据的过程，例如，预测和/或残差编解码。经编码的视频比特流通常包括表示编解码决策(例如，编解码模式)和图片到块的分割的语法元素的一系列值。因此，对编解码图片或块的引用通常应被理解为用于形成图片或块的语法元素的编解码值。
[0047]
hevc定义了各种块，包括编解码单元(cu)、预测单元(pu)和变换单元(tu)。根据hevc，视频编解码器(诸如，视频编码器200)根据四叉树结构来将编解码树单元(ctu)分割为cu。也就是说，视频编解码器将ctu和cu分割成四个相等的、不重叠的正方形，并且四叉树的每个节点有零个或四个子节点。没有子节点的节点可以被称为“叶节点”，并且此叶节点的cu可以包括一个或多个pu和/或一个或多个tu。视频编解码器还可以分割pu和tu。例如，在hevc中，残差四叉树(rqt)表示tu的分割。在hevc中，pu表示帧间预测数据，而tu表示残差数据。帧内预测的cu包括帧内预测信息，诸如，帧内模式指示。
[0048]
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来操作。根据jem或vvc，视频编解码器(诸如，视频编码器200)将图片分割成多个编解码树单元(ctu)。视频编码器200可以根据树结构，诸如，四叉树-二叉树(qtbt)结构或多类型树(mtt)结构来分割ctu。qtbt结构移除了多种分割类型的概念，诸如，hevc的cu、pu以及tu之间的分离。qtbt结构包括两层：根据四叉树分割来分割的第一层和根据二叉树分割来分割的第二层。qtbt结构的根节点对应于ctu。二叉树的叶节点对应于编解码单元(cu)。
[0049]
在mtt分割结构中，块可以使用四叉树(qt)分割、二叉树(bt)分割和一种或多种类型的三叉树(tt)(也称为三元树(tt))分割来分割。三叉树或三元树分割是将块划分成三个子块的分割。在一些示例中，三叉树或三元树分割将块分成三个子块，而不通过中心来分原始块。mtt(例如，qt、bt和tt)中的分割类型可以是对称的或者不对称的。
[0050]
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分量，而在其他示例中，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，诸如，一个qtbt/mtt结构用于亮度分量，而另一qtbt/mtt结构用于两个色度分量(或者两个qtbt/mtt结构用于相应的色度分量)。
[0051]
视频编码器200和视频解码器300可以被配置为使用按照hevc的四叉树分割、qtbt分割、或mtt分割或其他分割结构。出于解释的目的，相对于qtbt分割来呈现本公开的技术的描述。然而，应当理解的是，本公开的技术也可以应用于被配置以使用四叉树分割或其他类型的分割的视频编解码器。
[0052]
在一些示例中，ctu包括具有三个样点阵列的图片的亮度样点的编解码树块(ctb)、色度样点的两个对应ctb，或单色图片或使用用于对样点进行编解码的三个单独色彩平面和语法结构编解码的图片的样点的ctb。ctb可以是n为某个值的n
×
n的样点块，使得将分量划分成ctb是一种分割。分量是来自以4:2:0、4:2:2或4:4:4颜色格式构成图片的三个阵列(亮度和两个色度)之一的阵列或单个样点，或者是构成单色格式的图片的阵列或阵列的单个样点。在一些示例中，编解码块是m和n为一些值的m
×
n样点块，使得将ctb划分为
编解码块是一种分割。
[0053]
块(例如，ctu或cu)可以以各种方式在图片中进行分组。作为一个示例，砖块(brick)可以指图片中的特定图块(tile)内的ctu行的矩形区域。图块可以是图片中特定图块列和特定图块行内的ctu的矩形区域。图块列是指ctu的矩形区域，其高度等于图片高度，且其宽度由语法元素(诸如，在图片参数集中)指定。图块行表示ctu的矩形区域，其高度由语法元素(例如，在图片参数集中)指定，且其宽度等于图片宽度。
[0054]
在一些示例中，可以将图块分割成多个砖块，每个砖块可以包括图块内的一个或多个ctu行。未被分割成多个砖块的图块也可被称为转块。然而，作为图块的真实子集的砖块可以不被称为图块。
[0055]
图片中的砖块也可以被排列成切片。切片可以是可以排他地包含在单个网络抽象层(nal)单元中的图片的整数个砖块。在一些示例中，切片包括多个完整的图块或者仅包括一个图块的完整的砖块的连续序列。
[0056]
本公开可以互换地使用“n
×
n”和“n乘n”来表示块(诸如，cu或其他视频块)在垂直和水平维度方面的样点维度，例如，16
×
16样点或16乘16样点。通常，16
×
16cu在垂直方向上有16个样点(y＝16)，并且在水平方向上有16个样点(x＝16)。同样，n
×
n cu通常在垂直方向上具有n个样点且在水平方向上具有n个样点，其中n表示非负整数值。cu中的样点可以按行和列布置。此外，cu不一定需要在水平方向具有与垂直方向相同数量的样点。例如，cu可以包括n
×
m个样点，其中m不一定等于n。
[0057]
视频编码器200对表示预测和/或残差信息以及其他信息的cu的视频数据进行编码。预测信息指示如何预测cu，以便形成cu的预测块。残差信息通常表示编码之前的cu与预测块的样点之间的逐样点差。
[0058]
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。帧间预测通常指从先前经编解码的图片的数据中预测cu，而帧内预测通常指从相同图片的先前经编解码的数据中预测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标识与cu紧密匹配的参考块，例如，就cu与参考块之间的差而言。视频编码器200可以使用绝对差和(sad)、平方差和(ssd)、平均绝对差(mad)、均方差(msd)或其他此类差计算来计算差度量，以确定参考块是否与当前cu紧密匹配。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。
[0059]
jem和vvc的一些示例也提供仿射运动补偿模式，该模式可以被认为是帧间预测模式。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的两个或更多个运动矢量，诸如，放大或缩小、旋转、透视运动或其他不规则运动类型。
[0060]
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的一些示例提供了六十七种帧内预测模式，包括各种方向的模式，以及平面模式和dc模式。通常，视频编码器200选择帧内预测模式，其描述从其预测当前块的预测样点的当前块(例如，cu的块)的相邻样点。假设视频编码器200以光栅扫描顺序(从左侧到右侧、从顶部到底部)来编解码ctu和cu，此类样点通常可以在与当前块相同的图片中的当前块的上方、当前块的上方到左侧，或到当前块的左侧。
[0061]
视频编码器200对表示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可以对表示使用了各种可用帧间预测模式中的哪一种的数据进行编码，以及对用于对应模式的运动信息进行编码。对于单向或双向帧间预测，例如，视频编码器200可以使用高级运动矢量预测(amvp)或merge模式来对运动矢量进行编码。视频编码器200可以使用类似模式来编码用于仿射运动补偿模式的运动矢量。
[0062]
在预测之后，诸如，块的帧内预测或帧间预测之后，视频编码器200可以计算用于块的残差数据。残差数据(诸如，残差块)表示块与通过使用对应预测模式而形成的、针对该块的预测块之间的逐样点差。视频编码器200可以对残差块应用一个或多个变换，以在变换域而不是样点域中产生经变换的数据。例如，视频编码器200可以对残差视频数据应用离散余弦变换(dct)、整数变换、小波变换或概念上类似的变换。附加地，视频编码器200可以在主变换之后应用二次变换，诸如，模式相关的不可分离二次变换(mdnsst)、信号相关的变换、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。
[0063]
如上所述，在产生变换系数的任何变换之后，视频编码器200可以执行变换系数的量化。量化通常指其中变换系数被量化以尽可能减少用来表示系数的数据量从而提供进一步压缩的过程。通过执行量化过程，视频编码器200可以减少与一些或所有系数相关联的比特深度。例如，视频编码器200可在量化期间将n比特值下舍入到m比特值，其中n大于m。在一些示例中，为了执行量化，视频编码器200可执行待量化的值的逐比特右移。
[0064]
量化之后，视频编码器200可以扫描变换系数，从而从包括经量化的变换系数的二维矩阵中产生一维矢量。扫描可以被设计成将较高能量(并且因此较低频率的)的系数放置在矢量的前面，并且将较低能量(并且因此较高频率的)的变换系数放置在矢量的后面。在一些示例中，视频编码器200可以利用预定扫描顺序来扫描经量化的变换系数，以产生串行化的矢量，并且然后，对矢量的经量化的变换系数进行熵编码。在其他示例中，视频编码器200可以执行自适应扫描。在扫描经量化变换系数以形成一维矢量之后，视频编码器200可例如，根据上下文自适应二进制算术编码(cabac)对该一维矢量进行熵编码。视频编码器200也可以对用于描述了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。
[0065]
为了执行cabac，视频编码器200可以将上下文模型内的上下文分配给待传输的符号。上下文可以涉及例如，符号的相邻值是否为零值。概率确定可以基于被分配给符号的上下文。
[0066]
视频编码器200还可以例如，在图片标头、块标头、切片标头或其他语法数据(诸如，序列参数集(sps)、图片参数集(pps)或视频参数集(vps))中给视频解码器300生成语法数据，诸如，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。视频解码器300可以同样地解码此语法数据，以确定如何解码对应视频数据。
[0067]
以这种方式，视频编码器200可以生成比特流，该比特流包括经编码的视频数据，例如，描述了图片到块(例如，cu)的分割的语法元素以及用于块的预测和/或残差信息。最终，视频解码器300可以接收比特流并解码经编码视频数据。视频数据的滤波可由源设备102的视频编码器执行，作为用于生成在视频编码过程中使用的预测数据的解码环路的一部分。滤波还可由目的地设备116的视频解码器300执行。该滤波可改进视频质量，且可包括使用本公开的一个或多个技术的交叉分量自适应环路滤波。
[0068]
通常，视频解码器300执行与由视频编码器200执行的过程相反的过程，以解码比特流的经编码视频数据。例如，视频解码器300可以使用cabac、按与视频编码器200的cabac编码过程基本类似但相反的方式，解码比特流的用于语法元素的值。语法元素可以定义分割信息，该分割信息关于将图片分割为ctu和根据诸如，qtbt结构的对应分割结构对每一个ctu进行分割以定义ctu的cu。语法元素还可以定义用于视频数据的块(例如，cu)的预测和残差信息。
[0069]
残差信息可以由例如，经量化的变换系数来表示。视频解码器300可以对块的经量化的变换系数进行逆量化和逆变换，以重现用于块的残差块。视频解码器300使用信令通知的预测模式(帧内预测或帧间预测)和有关预测信息(例如，用于帧间预测的运动信息)，以形成用于块的预测块。视频解码器300然后可以(在逐样点的基础上)组合预测块和残差块，以重现原始块。视频解码器300可以执行附加处理，诸如，执行去方块过程以减少沿块的边界的视觉伪影。
[0070]
根据本公开的技术，视频编码器200和视频解码器300可被配置为重构视频数据块，且将交叉分量自适应环路滤波器应用于经重构的视频数据块。视频编码器200和视频解码器300可例如，应用交叉分量自适应环路滤波器，其根据以下等式来定义和应用偏移：码器300可例如，应用交叉分量自适应环路滤波器，其根据以下等式来定义和应用偏移：码器300可例如，应用交叉分量自适应环路滤波器，其根据以下等式来定义和应用偏移：其中，o是交叉分量自适应环路滤波器的输出，fi是滤波器系数，pi是该交叉分量自适应环路滤波器的相邻亮度样点的值，n是该交叉分量自适应环路滤波器的抽头数，pc是并置亮度样点的值，并且fc是应用于pc的滤波器系数的值。
[0071]
此外，在一些示例中，视频编码器200和/或视频解码器300可被配置为重构包括色度样点的视频数据块，对色度样点应用自适应环路滤波器，以及对色度样点应用交叉分量自适应环路滤波器。为了应用交叉分量自适应环路滤波器，视频编码器200和/或视频解码器300可被配置为了确定偏移，以及将该偏移应用于正被滤波的特定色度样点，其中该偏移为与该正被滤波的色度样点并置的并置亮度样点和作为该并置亮度样点的空域相邻者的多个相邻亮度样点之间的差的函数。以此方式，可定义偏移且将其应用于每一色度样点。在一些示例中，确定每一色度样点的偏移包括根据以下等式确定偏移：
[0072][0073]
其中o定义该偏移，fi是滤波器系数，pi是相邻亮度样点的值，n-1是交叉分量自适应环路滤波器的抽头数，并且pc是并置亮度样点的值。
[0074]
本公开可以通常涉及“信令通知”特定信息，诸如，语法元素。术语“信令通知”通常可以指用来解码经编码的视频数据的语法元素和/或其他数据的值的传送。也就是说，视频编码器200可以在比特流中信令通知用于语法元素的值。通常，信令通知指在比特流中生成值。如上所述，源设备102可以基本上实时地(或非实时地，诸如，可能在将语法元素存储到
存储设备112以供稍后由目的地设备116取得时发生)将比特流传送到目的地设备116。
[0075]
图2a和图2b是图示了示例性四叉树二叉树(qtbt)结构130和对应编解码树单元(ctu)132的概念图。实线表示四叉树划分，并且虚线指示二叉树划分。在二叉树的每个划分节点(即，非叶节点)中，一个标志被信令通知以指示使用哪种划分类型(即，水平或垂直)，其中在该示例中，0指示水平划分，1指示垂直划分。对于四叉树划分，不需要指示划分类型，因为四叉树节点将块水平和垂直划分成4个大小相等的子块。相应地，视频编码器200可以编码用于qtbt结构130的区域树层(即，实线)的语法元素(诸如，划分信息)和用于qtbt结构130的预测树层(即，虚线)的语法元素(诸如，划分信息)，并且视频解码器300可以对这些语法元素进行解码。视频编码器200可以编码用于由qtbt结构130的终端叶节点表示的cu的视频数据(诸如，预测和变换数据)，并且视频解码器300可以对该视频数据进行解码。
[0076]
通常，图2b的ctu 132可以与参数相关联，这些参数定义与第一和第二层的qtbt结构130的节点相对应的块的尺寸。这些参数可以包括ctu尺寸(表示样点中ctu 132的尺寸)、最小四叉树尺寸(minqtsize，表示最小允许的四叉树叶节点尺寸)、最大二叉树尺寸(maxbtsize，表示最大允许的二叉树根节点尺寸)、最大二叉树深度(maxbtdepth，表示最大允许的二叉树深度)和最小二叉树尺寸(minbtsize，表示最小允许的二叉树叶节点尺寸)。
[0077]
与ctu对应的qtbt结构的根节点可以在qtbt结构的第一层具有四个子节点，该子节点中的每一个可以根据四叉树分割来分割。也就是说，第一层的节点要么是叶节点(没有子节点)，要么具有四个子节点。qtbt结构130的示例将此类节点表示为包括父节点和具有用于分支的实线的子节点。如果第一层的节点不大于最大允许的二叉树根节点尺寸(maxbtsize)，则它们可以进一步被相应的二叉树分割。可以迭代一个节点的二叉树划分，直到划分得到的节点达到最小允许的二叉树叶节点尺寸(minbtsize)或最大允许的二叉树深度(maxbtdepth)。qtbt结构130的示例将此类节点表示为具有用于分支的虚线。二叉树叶节点被称为编解码单元(cu)，其用于预测(例如，帧内图片预测或帧间图片预测)和变换，而无需任何进一步的分割。如上文所讨论的，cu也可以被称为“视频块”或“块”。
[0078]
在qtbt分割结构的一个示例中，ctu尺寸被设置为128
×
128(亮度样点和两个对应64
×
64色度样点)，minqtsize被设置为16
×
16，maxbtsize被设置为64
×
64，minbtsize(对于宽度和高度两者)被设置为4，以及maxbtdepth被设置为4。首先将四叉树分割应用于ctu，以生成四叉树叶节点。四叉树叶节点可以具有从16
×
16(即，minqtsize)到128
×
128(即，ctu尺寸)的尺寸。如果叶四叉树节点是128
×
128，则该叶四叉树节点不会被二叉树进一步划分，因为其尺寸超过了maxbtsize(即，在本示例中为64
×
64)。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，并且二叉树深度为0。当二叉树深度达到maxbtdepth(在本示例中为4)时，不准许进一步划分。当二叉树节点的宽度等于minbtsize(在本示例中为4)时，意味着不准许进一步的水平划分。类似地，高度等于minbtsize的二叉树节点意味着对于该二叉树节点不准许进一步的垂直划分。如上所述，二叉树的叶节点称为cu并且根据预测和变换对其进行进一步处理而无需进一步分割。
[0079]
图3是图示可以执行本公开的技术的示例视频编码器200的框图。提供图3是为了解释的目的并且不应认为是对本公开中广泛示例和描述的技术的约束。出于解释的目的，本公开在视频编解码标准(诸如，hevc视频编解码标准和正在开发的h.266视频编解码标准)的背景下描述了视频编码器200。然而，本公开的技术不限于这些视频编解码标准，并且
通常适用于视频编码和解码。
[0080]
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、解码图片缓冲器(dpb)218以及熵编码单元220。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中的任何一个或全部可以在一个或多个处理器或处理电路中实现。举例来说，视频编码器200的单元可实现为作为硬件电路的一部分或作为fpga的处理器asic的一部分的一个或多个电路或逻辑元件。此外，视频编码器200可包括附加的或可替代的处理器或处理电路以执行这些和其他功能。
[0081]
视频数据存储器230可以存储要由视频编码器200的组件编码的视频数据。视频编码器200可以从例如，视频源104(图1)接收存储在视频数据存储器230中的视频数据。dpb 218可以用作参考图片存储器，参考图片存储器存储参考视频数据，供视频编码器200用于预测后续视频数据时使用。视频数据存储器230和dpb 218可以由多种存储器设备中的任何一种形成，诸如，动态随机访问存储器(dram)，包括同步dram(sdram)、磁阻ram(mram)、电阻ram(rram)或其他类型的存储器设备。视频数据存储器230和dpb 218可以由相同的存储器设备或单独的存储器设备提供。在各种示例中，视频数据存储器230可以与视频编码器200的其他组件在片上，如所图示的，或者相对于那些组件在片外。
[0082]
在本公开中，对视频数据存储器230的引用不应被解释为限于视频编码器200内部的存储器，除非具体描述如此，或者限于视频编码器200外部的存储器，除非具体描述如此。相反，对视频数据存储器230的引用应该被理解为存储视频编码器200接收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还可以对来自视频编码器200各种单元的输出提供临时存储。
[0083]
图示的图3的各种单元用来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。固定功能电路是指提供特定功能并在可以执行的操作上预设的电路。可编程电路是指可以被编程来执行各种任务并且在能够执行的操作中提供灵活功能的电路。举例来说，可编程电路可以运行软件或固件，使可编程电路按由软件或固件的指令定义的方式操作。固定功能电路可以运行软件指令(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，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。
[0084]
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/或可编程核心。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接收和执行的软件的指令(例如，目标代码)，或视频编码器200内另一存储器(未示出)可以存储这样的指令。
[0085]
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中检索视频数据的图片，并向残差生成单元204和模式选择单元202提供视频数据。视频数据存储器230中的视频数据可以是待编码的原始视频数据。
[0086]
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可以包括附加的功能单元，以根据其他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、帧内块复制单元(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。
[0087]
模式选择单元202通常协调多个编码遍，以测试编码参数的组合以及得到的用于此类组合的率失真值。编码参数可以包括ctu到cu的分割、用于cu的预测模式、用于cu残差数据的变换类型、用于cu残差数据的量化参数等。模式选择单元202可以最终选择具有比其他测试组合更好的率失真值的编码参数的组合。
[0088]
视频编码器200可以将从视频数据存储器230中检索的图片分割为一系列ctu，并将一个或多个ctu封装在切片内。模式选择单元202可以根据树结构(诸如，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可以根据树结构通过分割ctu来形成一个或多个cu。这样的cu也可以通常被称为“视频块”或“块”。
[0089]
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)以生成当前块(例如，当前cu或hevc中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可以执行运动搜索来标识在一个或多个参考图片(例如，存储在dpb218中的一个或多个先前编解码的图片)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，根据绝对差和(sad)、平方差和(ssd)、平均绝对差(mad)、均方差(msd)等来计算表示潜在参考块与当前块有多相似的值。运动估计单元222一般可以使用当前块与考虑中的参考块之间的逐样点差来执行这些计算。运动估计单元222可以标识具有从这些计算得到的最低值的参考块，指示最紧密匹配当前块的参考块。
[0090]
运动估计单元222可以形成一个或多个运动矢量(mv)，运动矢量定义参考图片中参考块相对于当前图片中当前块的位置。运动估计单元222然后可以向运动补偿单元224提供运动矢量。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。运动补偿单元224然后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检索参考块的数据。作为另一示例，如果运动矢量具有分数样点精度，则运动补偿单元224可以根据一个或多个插值滤波器来插值用于预测块的值。此外，对于双向帧间预测，运动补偿单元224可以检索由相应运动矢量标识的用于两个参考块的数据，并例如，通过逐样点平均或加权平均来组合所检索的数据。
[0091]
作为另一个示例，对于帧内预测或帧内预测编解码，帧内预测单元226可以根据与当前块相邻的样点来生成预测块。例如，对于方向模式，帧内预测单元226通常可以数学上地组合相邻样点的值，并在跨越当前块的定义方向上填充这些计算出的值，以产生预测块。作为另一个示例，对于dc模式，帧内预测单元226可以计算当前块的相邻样点的平均值，并且生成预测块以包括对于预测块的每个样点所得到的平均值。
[0092]
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，并从模式选择单元202接收预测块。残差生成单元204计算当前块与预测块之间的逐样点差。得到的逐样点差定义当前块的残差块。在一些示例中，残差生成单元204也可以确定残差块中的样点值之间的差，以使用残差差分脉冲编解码调制(rdpcm)来生成残差块。在一些示例中，残差生成单元204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。
[0093]
在模式选择单元202将cu分割成pu的示例中，每个pu可以与亮度预测单元和对应色度预测单元相关联。视频编码器200和视频解码器300可以支持具有各种尺寸的pu。如上所述，cu的尺寸可以指cu的亮度编解码块的尺寸，而pu的尺寸可以指pu的亮度预测单元的尺寸。假设特定cu的尺寸为2n
×
2n，则视频编码器200可以支持2n
×
2n或n
×
n的pu尺寸用于帧内预测，以及2n
×
2n、2n
×
n、n
×
2n、n
×
n或类似的对称pu尺寸用于帧间预测。视频编码器200和视频解码器300还可以支持2n
×
nu、2n
×
nd、nl
×
2n和nr
×
2n的pu尺寸的非对称分割用于帧间预测。
[0094]
在模式选择单元202没有进一步将cu分割成pu的示例中，每个cu可以与亮度编解码块和对应色度编解码块相关联。同上，cu的尺寸可以指cu的亮度编解码块的尺寸。视频编码器200和视频解码器300可以支持2n
×
2n、2n
×
n或n
×
2n的cu尺寸。
[0095]
对于其他视频编解码技术，诸如，帧内块复制模式编解码、仿射模式编解码和线性模型(lm)模式编解码，作为少数示例，模式选择单元202经由与编解码技术相关联的相应单元，生成用于正被编码的当前块的预测块。在一些示例中，诸如，调色板模式编解码，模式选择单元202可以不生成预测块，而是生成指示按基于所选择的调色板来重构块的方式的语法元素。在这样的模式中，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，以对其进行编码。
[0096]
如上所述，残差生成单元204接收用于当前块和对应预测块的视频数据。然后，残差生成单元204生成用于当前块的残差块。为生成残差块，残差生成单元204计算预测块与当前块之间的逐样点差。
[0097]
变换处理单元206对残差块应用一个或多个变换，以生成变换系数的块(本文中被称为“变换系数块”)。变换处理单元206可以对残差块应用各种变换，以形成变换系数块。例如，变换处理单元206可以对残差块应用离散余弦变换(dct)、方向变换、karhunen-loeve变换(klt)或概念上类似的变换。在一些示例中，变换处理单元206可以对残差块执行多个变换，例如，主变换和二次变换，诸如，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。
[0098]
量化单元208可以量化变换系数块中的变换系数，以产生经量化的变换系数块。量化单元208可以根据与当前块相关联的量化参数(qp)值来量化变换系数块的变换系数。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值来调整应用于与当前块相关联的变换系数块的量化程度。量化可能引入信息损失，并且因此，经量化的变换系数可能具有比由变换处理单元206产生的原始变换系数更低的精度。
[0099]
逆量化单元210和逆变换处理单元212可以对经量化的变换系数块分别应用逆量化和逆变换，以从变换系数块中重构残差块。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对应的经重构的块(尽管可能具有一定程度的失真)。例如，重构单元214可以将经重构的残差块的样点添加到来自由模式选择单元202生成的预测块的对应样点中，以产生经重构的块。
[0100]
滤波器单元216可以对经重构的块执行一个或多个滤波操作。例如，滤波器单元216可以执行去方块操作来减少沿cu边缘的块效应伪影。滤波器单元216的操作可以在一些示例中跳过。另外，滤波器单元216可以被配置为执行下面描述的交叉分量自适应环路滤波
器技术。例如，滤波器单元216可被配置为将交叉分量自适应环路滤波器应用于经重构的视频数据块，其可包括根据以下等式定义及应用偏移：频数据块，其可包括根据以下等式定义及应用偏移：频数据块，其可包括根据以下等式定义及应用偏移：其中o是偏移，fi是滤波器系数，pi是交叉分量自适应环路滤波器的样点的值，n是交叉分量自适应环路滤波器的抽头数，pc是并置亮度样点的值，并且fc是应用于pc的滤波器系数的值。
[0101]
在一些示例中，滤波器单元216可以包括alf和cc-alf。另外，在一些情况下，滤波器单元206还可以包括sao滤波器。滤波器单元216可将alf应用于经重构的视频块的色度样点且将cc-alf应用于色度样点。在一些示例中，也可以在应用alf和cc-alf之前执行sao滤波。为了应用交叉分量自适应环路滤波，滤波单元216可被配置为了确定偏移，以及将该偏移应用于正被滤波的特定色度样点，其中该偏移为与该正被滤波的色度样点并置的并置亮度样点和作为该并置亮度样点的空域相邻者的多个相邻亮度样点之间的差的函数。在一些示例中，确定和应用偏移可以包括根据以下等式来确定和应用偏移：
[0102][0103]
其中o定义该偏移，fi是滤波器系数，pi是相邻亮度样点的值，n-1是交叉分量自适应环路滤波器的抽头数量，且pc是并置亮度样点的值。
[0104]
视频编码器200将经重构的块存储在dpb 218中。举例来说，在不需要滤波器单元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。在需要滤波器单元216的操作的示例中，滤波器单元216可以将滤波后的经重构的块存储到dpb 218。运动估计单元222和运动补偿单元224可以从dpb 218中检索参考图片，该参考图片是由重构(并且可能地经滤波的)块形成的，来对随后编码的图片的块进行帧间预测。另外，帧内预测单元226可以使用当前图片的dpb 218中的经重构的块来对当前图片中的其他块进行帧内预测。
[0105]
通常，熵编码单元220可以对从视频编码器200的其他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的量化的变换系数块进行熵编码。作为另一个示例，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个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可以对数据执行上下文自适应可变长度编解码(cavlc)操作、cabac操作、可变到可变(v2v)长度编码操作、基于语法的上下文自适应二进制算术编解码(sbac)操作、概率区间分割熵(pipe)编解码操作、指数golomb编码操作或另一种类型的熵编码操作。在一些示例中，熵编码单元220可以在旁路模式下操作，在旁路模式下，语法元素未被熵编码。
[0106]
视频编码器200可以输出比特流，该比特流包括重构切片或图片的块所需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。
[0107]
上述操作是相对于块来描述的。此描述应当被理解为用于亮度编解码块和/或色度编解码块的操作。如上所述，在一些示例中，亮度编解码块和色度编解码块是cu的亮度样点和色度样点。在一些示例中，亮度编解码块和色度编解码块是pu的亮度样点和色度样点。
[0108]
在一些示例中，对于色度编解码块，不需要重复相对于亮度编解码块执行的操作。作为一个示例，标识用于亮度编解码块的运动矢量(mv)和参考图片的操作不需要重复用于标识用于色度块的mv和参考图片。相反，用于亮度编解码块的mv可以被缩放以确定用于色度块的mv，并且参考图片可以是相同的。作为另一个示例，对于亮度编解码块和色度编解码块，帧内预测过程可以是相同的。
[0109]
视频编码器200表示被配置为对视频数据进行编码的设备的示例，该设备包括被配置为存储视频数据的存储器，和在电路中实现且被配置为重构视频数据块的一个或多个处理单元。具体来说，该一个或多个处理器可将交叉分量自适应环路滤波器应用于视频数据的经重构的块。应用交叉分量自适应环路滤波器可以包括根据以下等式确定和应用偏移：移：移：其中o是偏移，fi是滤波器系数，pi是交叉分量自适应环路滤波器的样点的值，n是所述交叉分量自适应环路滤波器的抽头数，pc是并置亮度样点的值，并且fc是应用于pc的滤波器系数的值。
[0110]
在一些示例中，视频编码器200可被配置为重构包括色度样点的视频数据块，对色度样点应用自适应环路滤波器，以及对色度样点应用交叉分量自适应环路滤波器。为了应用交叉分量自适应环路滤波器，视频编码器200可被配置为了确定偏移，以及将该偏移应用于正被滤波的特定色度样点，其中该偏移为与该正被滤波的色度样点并置的并置亮度样点和作为该并置亮度样点的空域相邻者的多个相邻亮度样点之间的差的函数。在一些示例中，确定偏移包括根据以下等式来确定偏移：
[0111][0112]
其中o定义该偏移，fi是滤波器系数，pi是相邻亮度样点的值，n-1是交叉分量自适应环路滤波器的抽头数，且pc是并置亮度样点的值。
[0113]
图4是图示了可执行本公开的技术的示例视频解码器300的框图。提供图4是出于解释的目的，而非限制本公开中广泛示例和描述的技术。为了说明的目的，本公开描述了根据jem，vcc和hevc的技术描述的视频解码器300。然而，本公开的技术可以由配置为其他视频编解码标准的视频编解码设备来执行。
[0114]
在图4的示例中，视频解码器300包括编解码图片缓冲器(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和解码图片缓冲器(dpb)314。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 314中的任何一个或全部可以在一个或多个处理器或处理电路中实现。举例来说，视频解码器300的单元可实现
为作为硬件电路的一部分或作为fpga的处理器asic的一部分的一个或多个电路或逻辑元件。该一个或多个处理器可通信地耦合到存储器(例如，图1的存储器120)，该存储器存储正被编解码的视频数据(例如，正被解码的数据)。此外，视频解码器300可包括附加的或可替代的处理器或处理电路以执行这些和其他功能。
[0115]
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可以包括附加单元以按照其他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、帧内块复制单元(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。在其他示例中，视频解码器300可以包括更多、更少或不同的功能组件。
[0116]
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，诸如，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。而且，cpb存储器320可以存储除经编解码的图片的语法元素之外的视频数据，诸如，表示来自视频解码器300的各种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可以在解码经编码的视频比特流的后续数据或图片时，输出该经解码的图片和/或将其用作参考视频数据。cpb存储器320和dpb 314可以由多种存储设备中的任何一种形成，诸如，dram，包括sdram、mram、rram或其他类型的存储设备。cpb存储器320和dpb 314可以由同一存储器设备或单独的存储器设备提供。在各种示例中，cpb存储器320可以与视频解码器300的其他组件在片上，或者相对于那些组件在片外。
[0117]
附加地或可替代地，在一些示例中，视频解码器300可以从存储器120(图1)检索经编解码的视频数据。也就是说，存储器120可以如上文所讨论的用cpb存储器320来存储数据。同样，当视频解码器300的某些或全部功能在将由视频解码器300的处理电路执行的软件中实现时，存储器120可以存储将由视频解码器300执行的指令。
[0118]
图示图4所示的各种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，固定功能电路是指提供特定功能并且在可以执行的操作上预设的电路。可编程电路是指可以被编程来执行各种任务并且在能够执行的操作中提供灵活功能的电路。举例来说，可编程电路可以运行软件或固件，使可编程电路按由软件或固件的指令定义的方式操作。固定功能电路可以运行软件指令(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，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。
[0119]
视频解码器300可以包括由可编程电路形成的alu、efu、数字电路、模拟电路和/或可编程核心。在视频解码器300的操作由在可编程电路上运行的软件来执行的示例中，片上或片外存储器可以存储视频解码器300接收和运行的软件的指令(例如，目标代码)。
[0120]
熵解码单元302可以从cpb中接收经编码的视频数据，并对视频数据进行熵解码以再现语法元素。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解码的视频数据。
[0121]
通常，视频解码器300在逐块基础上重构图片。视频解码器300可以对每个块单独地执行重构操作(其中当前正被重构(即，解码)的块，可以被称为“当前块”)。
[0122]
熵解码单元302可以对定义经量化的变换系数块的经量化变换系数的语法元素以
及变换信息(诸如，量化参数(qp)和/或(多个)变换模式指示)进行熵解码。逆量化单元306可以使用与经量化的变换系数块相关联的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，执行逐比特左移操作来对经量化的变换系数进行逆量化。逆量化单元306由此可以形成包括变换系数的变换系数块。
[0123]
在逆量化单元306形成变换系数块之后，逆变换处理单元308可以对变换系数块应用一个或多个逆变换，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变换系数块。
[0124]
此外，预测处理单元304根据由熵解码单元302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从中检索参考块的dpb 314中的参考图片，以及标识参考图片中的参考块相对于当前图片中的当前块的位置的运动矢量。运动补偿单元316一般可以以与针对运动补偿单元224(图3)所描述的方式基本上相似的方式来执行帧间预测过程。
[0125]
作为另一示例，如果预测信息语法元素指示当前块是帧内预测的，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318一般可以以与针对帧内预测单元226(图3)所描述的方式基本上相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中检索当前块相邻样点的数据。
[0126]
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可以将残差块的样点添加到预测块的对应样点中，以重构当前块。
[0127]
滤波器单元312可以对经重构的块执行一个或多个滤波操作。例如，滤波器单元312可以执行去方块操作来减少沿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。另外，滤波器单元312可以被配置为执行下面描述的交叉分量自适应环路滤波技术。例如，滤波器单元312可以被配置为应用交叉分量自适应环路滤波器，以便对每个色度样点应用偏移。该偏移可以根据以下等式来定义：器，以便对每个色度样点应用偏移。该偏移可以根据以下等式来定义：器，以便对每个色度样点应用偏移。该偏移可以根据以下等式来定义：其中o是偏移，fi是滤波器系数，pi是交叉分量自适应环路滤波器的样点的值，n是交叉分量自适应环路滤波器的抽头数，pc是并置亮度样点的值，并且是fc应用于pc的滤波器系数的值。
[0128]
在一些示例中，滤波器单元312可以包括alf和cc-alf。另外，滤波器单元312可以包括sao滤波器。滤波器单元206可将alf应用于经重构视频块的色度样点且将cc-alf应用于色度样点。sao在应用alf和cc-alf之前执行sao滤波。为了应用交叉分量自适应环路滤波，滤波单元312可被配置为了确定偏移，以及将该偏移应用于正被滤波的特定色度样点，其中该偏移为与该正被滤波的色度样点并置的并置亮度样点和作为该并置亮度样点的空域相邻者的多个相邻亮度样点之间的差的函数。可基于并置亮度样点和该并置亮度样点的相邻者而针对每一色度样点定义并应用偏移。在一些示例中，应用cc-alf包括应用根据以
下等式定义的偏移：
[0129][0130]
其中o定义偏移，fi是滤波器系数，pi是由cc-alf应用的相邻亮度样点的值，n-1是交叉分量自适应环路滤波器的抽头数，并且pc是并置亮度样点的值。
[0131]
视频解码器300可以将经重构的块存储在dpb 314中。举例来说，在不执行滤波器单元312的操作的示例中，重构单元310可以将经重构的块存储到dpb 314。在执行滤波器单元312的操作的示例中，滤波器单元312可以将滤波后的经重构的块存储到dpb 314。如上所述，dpb 314可以向预测处理单元304提供参考信息，诸如，用于帧内预测的当前图片的样点和先前的用于后续运动补偿的经解码的图片。此外，视频解码器300可输出来自dpb 314的经解码图片(例如，经解码视频)以供随后呈现于诸如，图1的显示设备118等显示设备上。
[0132]
以此方式，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；在电路中实现且被配置为：重构视频数据块以及将交叉分量自适应环路滤波器应用于重构的视频数据块的一个或多个处理单元。在一些情况下，该偏移可以根据以下等式来定义：移可以根据以下等式来定义：移可以根据以下等式来定义：移可以根据以下等式来定义：其中o是偏移，fi是滤波器系数，pi是交叉分量自适应环路滤波器的样点的值，n是交叉分量自适应环路滤波器的抽头数，pc是并置亮度样点的值，并且fc是应用于pc的滤波器系数的值。
[0133]
在一些示例中，视频解码器300可被配置为重构包括色度样点的视频数据块，对色度样点应用自适应环路滤波器，以及对色度样点应用交叉分量自适应环路滤波器。对于每个色度样点，为了应用交叉分量自适应环路滤波器，视频解码器300可被配置为了确定偏移，以及将该偏移应用于正被滤波的特定色度样点，其中该偏移为与该正被滤波的色度样点并置的并置亮度样点和作为该并置亮度样点的空域相邻者的多个相邻亮度样点之间的差的函数。在一些示例中，确定偏移包括根据以下等式来确定偏移：
[0134][0135]
其中o定义偏移，fi是滤波器系数，pi是由交叉分量自适应环路滤波器应用的相邻亮度样点的值，n-1是交叉分量自适应环路滤波器的抽头数，并且pc是并置亮度样点的值。
[0136]
在以下中提出了称为交叉分量自适应环路滤波器(cc-alf)的工具：k.misra等人的“针对色度的交叉分量自适应滤波器(cross-component adaptive loop filter for chroma)”，itu-t sg 16wp 3和iso/iec jtc 1/sc 29/wg 11的联合视频专家团队(jvet)，第15次会议：gothenburg，se，2019年7月3-12日(下文中称为“jvet-o0636”)。cc-alf可作为自适应环路滤波器(alf)的一部分来操作(例如，如由图3的滤波器单元216或图4的滤波器
单元312执行)。cc-alf使用亮度样点来细化每个色度样点。可以由比特流中的信息来控制cc-alf工具，并且该信息可以包括用于确定应用于每个色度样点的偏移(例如，在自适应参数集(aps)中信令通知)的滤波器系数以及控制用于样点块的滤波器的应用的掩码(mask)。如图5中所示，视频编码器200和/或视频解码器300可被配置为在重构环路中执行cc-alf(例如，由图3的滤波器单元216或图4的滤波器单元312执行)。
[0137]
在jvet-o0636中，每个滤波器系数被表示为定点十进制数。具体而言，滤波器系数使用较低的10比特来表示小数部分。视频编码器200可被配置为用指数-哥伦布(eg)编解码信令通知每一系数，指数-哥伦布(eg)编解码的顺序取决于滤波器模板中的系数位置。
[0138]
多个滤波器形状可以用于cc-alf。例如，如图6所示的4
×
3滤波器68可以用于cc-alf。可替代地，如图7所示的5
×
5滤波器70可用于cc-alf。这些和其他滤波器形状和尺寸可用于cc-alf。
[0139]
当将cc-alf应用于色度样点时，视频编码器200和视频解码器300可以并置亮度样点将位于滤波器的中心的方式使用位于并置亮度样点(例如，相邻亮度样点)周围的亮度样点。例如，在图6所示的滤波器形状中，视频编码器200和视频解码器300可以将并置亮度样点映射到滤波器中的位置f2。在图7所示的滤波器形状中，视频编码器200和视频解码器300可将并置亮度样点映射到滤波器中的位置f6。
[0140]
在一些示例中，由cc-alf应用的偏移(o)可以如下表示：
[0141][0142]
其中fi是滤波器系数，pi是样点的值，n是滤波器的抽头数(或长度)。可以为每个色度样点确定不同的偏移，在一些情况下，偏移对于cr和cb样点可以不同。在一些情况下用于确定偏移的滤波器可具有与用于cb的滤波器系数相比不同的用于cr的滤波器系数，且在一些情况下，cr和cb样点可使用具有类似滤波器系数的滤波器。
[0143]
先前用于cc-alf的技术在实现复杂度、压缩效率和/或视频质量方面可能是次优的。本公开描述了可以提高编解码效率并降低cc-alf实现的复杂度的用于cc-alf的技术。
[0144]
在一个示例中，以上所示的等式(1)可以如以下等式(2)所示重新公式化。即，视频编码器200和视频解码器300可被配置为使用以下等式确定cc-alf的偏移(o)。
[0145][0146]
其中pc是并置亮度样点的值，并且fc是应用于pc的滤波器系数的值。例如，图6中c＝2，图7中c＝6。
[0147]
在本公开的一个示例中，视频编码器200和视频解码器300可被配置为将一个或多个约束应用于的值。该约束可以是固定的，或者是在序列/图片/切片/子图片/aps/滤波器级别处信令通知的。
[0148]
在本公开的另一示例中，设当信令通知滤波器系数fi,i＝0
…
n-1
时，可仅信令通知n-1个系数，且可用这些信令通知的系数来推断最后一个系数。令0≤i≤n-2,0≤ji≤n-1表示那些信令通知的系数。视频解码器300可推断比特流中不存在的系数为
[0149]
当确定不存在于比特流中的系数的值为时，视频解码器300可应用裁剪，其可为：
[0150][0151]
其中min_coeff是fi的最小允许值，max_coeff是fi的最大允许值。
[0152]
关于哪个滤波器系数不存在于比特流中的信息可以是固定的或是在比特流中信令通知的，例如，在序列/图片/切片/子图片/aps/滤波器级别信令通知的。
[0153]
在一个示例中，以上所示的等式(2)可以如以下等式(3)所示重新公式化。也就是说，视频编码器200和视频解码器300可被配置为使用以下等式确定cc-alf的偏移(o)：
[0154][0155]
a.在一个示例中，s可以等于1，(3)如下
[0156][0157]
b.在另一个示例中，s可以等于0，(3)如下
[0158][0159]
相对于等式1-4，等式5中所示的示例可以实现视频编解码中的效率。例如，通过从求和中消除i＝c的情况，可以简化处理。此外，由于从等式5中的求和来说明i＝c的情况，所以这意味着与中心位置fc(例如，图6中的f2或图7中的f6)相关联的任何滤波器系数也可从经编解码比特流中消除，这可改善压缩而不会对视频质量产生任何负面影响。等式5可以通过将约束s＝0应用于等式3而得出。
[0160]
如所提及，图5示出可对应于视频编码器200的滤波器单元216或视频解码器300的滤波器单元312的滤波器的一个示例。图5中所示的滤波器可被视为滤波器(例如，sao、alf和cc-alf)的组合。sao亮度单元50对亮度样点执行sao滤波，且sao cb单元52和sao cr单元54对色度样点执行sao滤波。alf亮度单元56对亮度样点执行alf，且alf色度单元58对色度样点执行alf。
[0161]
有时，色度样点缺乏包括在亮度样点中的高频信息。因此，交叉分量自适应环路滤波可以通过基于亮度样点中的信息将高频信息添加到正被滤波的特定色度样点来改进视频质量。具体地说，并置亮度样点(和并置亮度样点的空域相邻者)可用于对色度样点进行滤波。为了执行cc-alf，cc-alf cb单元60和cc-alf cr单元62可产生经由加法器64和66添加到色度样点的偏移，其可被视为cc-alf的部分。以此方式，可以基于亮度信息定义对色度样点的偏移。偏移可以基于与相对于正被滤波的色度样点并置的并置亮度样点空域相邻的亮度样点，将高频信息添加到正被滤波的特定色度样点。
[0162]
色度样点通常以不同于亮度样点的方式被采样。当前色度样点的“并置亮度样点”的位置可基于色度子采样速率和类型来确定或计算。对于色度样点位置(x，y)，例如，当视
频序列是4:2:0序列时，并置亮度样点可以是(2x，2y)。可替代地，对于色度样点位置(x，y)，当序列为4:2:2时，并置亮度样点可为(2x，y)。在又一示例中，当序列是4:4:4(意味着色度样点与亮度样点类似地被采样)时，并置亮度样点可以是(x，y)。
[0163]
图5中所示的滤波可由视频编码器200或视频解码器300在重构视频数据块之后执行。在此情况下，视频数据可包括色度样点。根据本公开，alf色度单元58可包括应用于色度样点的alf。cc-alf cb单元60和cc-alf cr单元62可包括确定待应用于色度样点块的样点中的每一者的偏移的交叉分量自适应环路滤波器。具体地说，cc-alf cb单元60和cc-alf cr单元62可生成经由加法器66和64加到色度样点的偏移。根据本公开，应用cc-alf滤波器可包括确定偏移(经由cc alf cb单元60或经由cc alf cr单元62)且将偏移应用于正被滤波的特定色度样点(经由加法器66或经由加法器64)。此外，根据本公开，可将偏移定义为与正被滤波的特定色度样点并置的并置亮度样点和作为该并置亮度样点的空域相邻者的多个相邻亮度样点之间的差的函数。
[0164]
在一些示例中，cc alf cb单元60和cc alf cr单元62可以根据以下等式来定义偏移：
[0165][0166]
其中o定义该偏移，fi是滤波器系数，pi是相邻亮度样点的值，n-1是该交叉分量自适应环路滤波器的抽头数，且pc是并置亮度样点的值。这对应于上面的等式5，其可以在视频编解码中实现效率。例如，通过从求和中消除i＝c的情况，可以简化处理。此外，由于从等式5中的求和来说明i＝c的情况，所以这意味着与中心位置fc(例如，图6中的f2或图7中的f6)相关联的任何滤波器系数也可从经编解码比特流中消除，这可改善压缩而不会对视频质量产生任何负面影响。再次，等式5可以通过将约束s＝0应用于等式3而得出。应用cc alf的偏移可包括将所确定的偏移添加到正被滤波的特定色度样点。
[0167]
由于还可从经编解码比特流消除与中心位置fc(例如，图6中的f2或图7中的f6)相关联的滤波器系数，因此在一些示例中，视频解码设备可被配置为接收n-1个滤波器系数作为经编码的比特流的部分，其中该n-1个滤波器系数包括与作为并置亮度样点的空域相邻者的多个相邻亮度样点相关联的系数，且其中该n-1个滤波器系数不包括与并置亮度样点相关联的任何系数。
[0168]
在一些示例中，视频解码设备(例如，视频解码器300)可被配置为接收n-1个滤波器系数作为经编码的比特流的部分，并且视频解码设备可推断交叉分量自适应环路滤波器的至少一个滤波器系数的值。例如，推断该值可包括推断与并置亮度样点相关联的滤波器系数(即使根据等式3不使用此滤波器系数，其也可能是其他滤波所需的)。
[0169]
作为示例，交叉分量自适应环路滤波器可以定义如图6或图7所示的滤波器形状，尽管也可以使用其他滤波器形状。图6中所示的滤波器可以包括4
×
3滤波器，其中f2对应于“中心”位置，该“中心”位置还对应于被滤波的样点的位置。图7中所示的滤波器可以包括5
×
5滤波器，其中f6对应于“中心”位置，该“中心”位置还对应于被滤波的样点的位置。根据本公开，可以使用这些或其他滤波器形状或尺寸。
[0170]
如上所述，在一些情况下，除了alf和cc-alf之外，还可以执行sao滤波。在一些情
况下，sao滤波可以在应用交叉分量自适应环路滤波器之前被应用于色度样点。图5还示出了该特征，由此在alf色度单元58对色度样点执行alf滤波之前，并且在cc alf cb单元60和加法器66对色度样点执行cc-alf滤波之前，以及在cc alf cr单元62和加法器64对色度样点执行cc-alf滤波之前，sao cb单元52和sao cr单元54对色度样点执行sao滤波。
[0171]
图8是图示了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和图3)进行描述，但应理解，其他设备可以被配置为执行类似于图8的方法。
[0172]
在此示例中，视频编码器200最初预测当前块(350)。例如，视频编码器200可形成当前块的预测块。视频编码器200然后可以计算当前块的残差块(352)。为了计算残差块，视频编码器200可以计算原始的、未经编码的块与当前块的预测块之间的差。然后，视频编码器200可以变换和量化残差块的系数(354)。接下来，视频编码器200可以扫描残差块的经量化的变换系数(356)。在扫描期间或在扫描之后，视频编码器200可以对变换系数进行熵编码(358)。例如，视频编码器200可以使用cavlc或cabac对变换系数进行编码。视频编码器200接着可输出块的经熵编码的数据(360)。
[0173]
在变换和量化残差块之后，视频编码器200可重构当前视频数据块(362)。视频编码器200可随后例如，使用以上偏移定义的等式(1)、(2)、(3)、(4)或(5)将交叉分量自适应环路滤波器应用于经重构的块(364)。如上所述，等式(5)相对于其他等式可以具有用于定义偏移的优点。再次，等式5可以通过将约束s＝0应用于等式3而得出。这可能通过避免发送与中心位置相关联的滤波器系数的需要而减少执行跨分量自适应环路滤波过程所需的滤波器系数的数量。因此，在一些示例中，通过将等式5用于cc-alf过程，该技术还可通过消除在经编解码比特流中传送一个或多个滤波器系数的需要来改进压缩。
[0174]
图9是图示了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)进行描述，但应理解，其他设备可以被配置为执行类似于图9的方法。
[0175]
视频解码器300可以接收当前块的经熵编码的数据，诸如，经熵编码的预测信息和与当前块相对应的残差块的变换系数的经熵编码的数据(370)。视频解码器300可以对经熵编码的数据进行解码以确定当前块的预测信息并再现残差块的系数(372)。视频解码器300可以预测当前块(374)，例如，使用由当前块的预测信息所指示的帧内或帧间预测模式，以计算用于当前块的预测块。视频解码器300然后可以逆扫描再现的系数(376)，以创建经量化的变换系数的块。视频解码器300然后可以对变换系数进行逆量化和逆变换，以产生残差块(378)。视频解码器300可以通过组合预测块和残差块来最终解码当前块(380)。
[0176]
在解码(例如，重构)视频数据块之后，视频解码器300可接着将交叉分量自适应环路滤波器应用于经重构的块(382)，例如，根据以上等式(1)、(2)、(3)、(4)或(5)定义并应用偏移。再次，等式(5)可以具有相对于其他等式定义偏移的优点，并且等式5可以通过将约束s＝0应用于等式3而得出。将等式5用于cc-alf过程可能通过避免发送与中心位置相关联的滤波器系数的需要而减少执行交叉分量自适应环路滤波过程所需的滤波器系数的数量。因此，在一些示例中，通过将等式5用于cc-alf过程，该技术还可通过消除在经编解码比特流中传送一个或多个滤波器系数的需要来改进压缩。
[0177]
图10是图示了根据本公开的使用cc-alf的示例性滤波过程的流程图。尽管关于视
频解码器300(图1和图4)进行描述，但应理解，其他设备可以被配置为执行类似于图9的方法。例如，视频编码器(图1和图3)也可以执行作为编码过程的重构循环的一部分的技术。
[0178]
如图10所示，视频解码器300重构包括色度样点的视频数据块(402)。视频解码器300将自适应环路滤波(alf)应用于色度样点(403)，且在一些情况下，可对色度样点执行其他滤波(诸如，sao滤波)。根据本公开内容，视频解码器300执行交叉分量滤波。具体地，视频解码器300可确定视频数据块中的色度样点中的每一者的交叉分量偏移(406)，以及可针对色度样点中的每一者应用偏移(408)。可以如在本文所描述的，诸如，根据以下等式来定义这些偏移：
[0179][0180]
其中o定义该偏移，fi是滤波器系数，pi是相邻亮度样点的值，n-1是该交叉分量自适应环路滤波器的抽头数，且pc是并置亮度样点的值。这对应于上面的等式5，其可以在视频编解码中实现效率。
[0181]
以下条款可以展示本公开的一个或多个方面：
[0182]
条款1-一种解码视频数据的方法，该方法包括：重构包括色度样点的视频数据块；将自适应环路滤波器应用于该色度样点；以及将交叉分量自适应环路滤波器应用于色度样点，其中，应用交叉分量自适应环路滤波器包括：确定偏移量；以及将该偏移应用于正被滤波的特定色度样点，其中，该偏移是与该正被滤波的特定色度样点并置的并置亮度样点和作为该并置亮度样点空域相邻者的多个相邻亮度样点之间的差的函数。
[0183]
条款2-如条款1的方法，其中，确定该偏移包括根据以下等式确定该偏移：
[0184][0185]
其中，o定义该偏移，fi是滤波器系数，pi是相邻亮度样点的值，n-1是交叉分量自适应环路滤波器的抽头数，并且pc是并置亮度样点的值。
[0186]
条款3-如条款1或2的方法，还包括：接收n-1个滤波器系数作为经编码的比特流的一部分，其中，该n-1个滤波器系数包括与作为该并置亮度样点的空域相邻者的该多个相邻亮度样点相关联的滤波器系数，并且其中，该n-1个滤波器系数不包括与该并置亮度样点相关联的任何系数。
[0187]
条款4-如条款1-3中任一条款的方法，其中，应用该交叉分量自适应环路滤波器包括应用4
×
3滤波器。
[0188]
条款5-如条款1-4中任一条款的方法，还包括：接收n-1个滤波器系数作为经编码的比特流的一部分；以及推断该交叉分量自适应环路滤波器的至少一个滤波器系数的值。
[0189]
条款6-如条款5的方法，其中，推断该值包括推断与该并置亮度样点相关联的滤波器系数。
[0190]
条款7-如条款1-6中任一条款的方法，还包括：在应用交叉分量自适应环路滤波器之前，将样点自适应偏移(sao)滤波应用于该色度样点。
[0191]
条款8-如条款1-7中任一条款的方法，其中，该偏移基于作为该并置亮度样点的空域相邻者的亮度样点将高频信息添加到该正被滤波的特定色度样点。
[0192]
条款9-如条款1-8中任一条款的方法，其中，该方法由视频解码器执行。
[0193]
条款10-如条款1-8中任一条款的方法，其中，该方法由视频编码器执行作为编码过程的重构环路的一部分。
[0194]
条款11-如条款1-10中任一条款的方法，其中，应用该偏移包括将所确定的偏移添加到正被滤波的该特定色度样点。
[0195]
条款12-一种被配置为解码视频数据的设备，该设备包括：存储器，其被配置为存储视频数据；一个或多个处理器，其在电路中实现并且与该存储器通信；自适应环路滤波器；以及交叉分量自适应环路滤波器，其中，该一个或多个处理器被配置为：重构包括色度样点的视频数据块；将该自适应环路滤波器应用于该色度样点；以及将该交叉分量自适应环路滤波器应用于该色度样点，其中，为了应用该交叉分量自适应环路滤波器，该一个或多个处理器被配置为：确定偏移；以及将该偏移应用于正被滤波的特定色度样点，其中，该偏移是与该正被滤波的色度样点并置的并置亮度样点和作为该并置亮度样点的空域相邻者的多个相邻亮度样点之间的差的函数。
[0196]
条款13-如条款12的设备，其中，为了确定该偏移，该一个或多个处理器被配置为根据以下等式确定该偏移：
[0197][0198]
其中，o定义偏移，fi是滤波器系数，pi是相邻亮度样点的值，n-1是交叉分量自适应环路滤波器的抽头数，并且pc是并置亮度样点的值。
[0199]
条款14-如条款12或13的设备，其中，该一个或多个处理器被配置为接收n-1个滤波器系数作为经编码的比特流的一部分，其中，该n-1个滤波器系数包括与作为该并置亮度样点的空域相邻者的该多个相邻亮度样点相关联的滤波器系数，并且其中，该n-1个滤波器系数不包括与该并置亮度样点相关联的任何系数。
[0200]
条款15-如条款12-14中任一条款的设备，其中，为了应用该交叉分量自适应环路滤波器，该一个或多个处理器被配置为应用4
×
3滤波器。
[0201]
条款16-如条款12-15中任一条款的设备，其中，该一个或多个处理器被配置为：接收n-1个滤波器系数作为经编码的比特流的一部分；以及推断该交叉分量自适应环路滤波器的至少一个滤波器系数的值。
[0202]
条款17-如条款16的设备，其中，该一个或多个处理器被配置为推断与该并置亮度样点相关联的滤波器系数。
[0203]
条款18-如条款12-17中任一条款的设备，还包括样点自适应偏移(sao)滤波器，其中，该一个或多个处理器被配置为：在应用交叉分量自适应环路滤波器之前，将sao滤波器应用于色度样点。
[0204]
条款19-如条款12-18中任一条款的设备，其中，该偏移基于作为该并置亮度样点的空域相邻者的亮度样点将高频信息添加到该正被滤波的特定色度样点。
[0205]
条款20-如条款12-19中任一条款的设备，其中，该设备包括视频解码器设备，该视
频解码器设备包括显示器，该显示器被配置为显示包括该经滤波的色度样点的经解码的视频数据。
[0206]
条款21-如条款12-19中任一条款的设备，其中，该设备包括视频编码器设备，该视频编码器设备被配置为应用该交叉分量自适应环路滤波器作为编码过程的重构环路的一部分。
[0207]
条款22-如条款12-20中任一条款的设备，其中，在将该偏移应用于正被滤波的特定色度样点时，该一个或多个处理器被配置为将所确定的偏移添加到正被滤波的该特定色度样点。
[0208]
条款23-一种用于解码视频数据的设备，包括：用于重构包括色度样点的视频数据块的部件；用于将自适应环路滤波器应用于该色度样点的部件；以及用于将交叉分量自适应环路滤波器应用于色度样点的部件，其中，用于应用交叉分量自适应环路滤波器的部件包括：用于确定偏移量的部件；以及用于将该偏移应用于正被滤波的特定色度样点的部件，其中，该偏移是与该正被滤波的特定色度样点并置的并置亮度样点和作为该并置亮度样点的空域相邻者的多个相邻亮度样点之间的差的函数。
[0209]
条款24-如条款23的设备，其中，用于确定该偏移的部件包括用于根据以下等式确定该偏移的部件：
[0210][0211]
其中，o定义该偏移，fi是滤波器系数，pi是相邻亮度样点的值，n-1是交叉分量自适应环路滤波器的抽头数，并且pc是并置亮度样点的值。
[0212]
条款25-一种存储指令的计算机可读存储介质，该指令在执行时使得视频解码设备的一个或多个处理器：重构包括色度样点的视频数据块；将自适应环路滤波器应用于该色度样点；以及将交叉分量自适应环路滤波器应用于该色度样点，其中，为了应用该交叉分量自适应环路滤波器，该指令被配置为使得该一个或多个处理器：确定偏移；以及将该偏移应用于正被滤波的特定色度样点，其中，该偏移是与该正被滤波的特定色度样点并置的并置亮度样点和作为该并置亮度样点的空域相邻者的多个相邻亮度样点之间的差的函数。
[0213]
条款26-如条款25的计算机可读介质，其中，为了确定该偏移，该指令使该一个或多个处理器根据以下等式确定该偏移：
[0214][0215]
其中，o定义该偏移，fi是滤波器系数，pi是相邻亮度样点的值，n-1是该交叉分量自适应环路滤波器的抽头数，并且pc是并置亮度样点的值。
[0216]
条款27-一种对视频数据进行编解码的方法，该方法包括：重构视频数据块；以及根据以下等式将交叉分量自适应环路滤波器应用于重构的视频数据块：
[0217][0218]
其中，p是由该交叉分量自适应环路滤波器施加的偏移，fi是滤波器系数，oi是该交叉分量自适应环路滤波器的样点的值，n是该交叉分量自适应环路滤波器的抽头数，pc是并置亮度样点的值，且fc是应用于pc的滤波器系数的值。
[0219]
条款28-如条款27的方法，其中，该交叉分量自适应环路滤波器是4
×
3滤波器。
[0220]
条款29-如条款28的方法，其中，c等于2。
[0221]
条款30-如条款27的方法，其中，该交叉分量自适应环路滤波器是5
×
5滤波器。
[0222]
条款31-如条款30的方法，其中，c等于6。
[0223]
条款32-如条款27的方法，还包括：约束的值。
[0224]
条款33-如条款27的方法，还包括：推断该交叉分量自适应环路滤波器的至少一个滤波器系数的值。
[0225]
条款34-一种对视频数据进行编解码的方法，该方法包括：重构视频数据块；以及根据以下等式将交叉分量自适应环路滤波器应用于重构的视频数据块：
[0226][0227]
其中，o是由交叉分量自适应环路滤波器施加的偏移，fi是滤波器系数，pi是交叉分量自适应环路滤波器的样点的值，n是交叉分量自适应环路滤波器的抽头数，并且pc是并置亮度样点pc的值。
[0228]
条款35-如条款34的方法，其中，s等于1。
[0229]
条款36-如条款34的方法，其中，s等于0。
[0230]
条款37-如条款27-36中任一条款的方法，其中，编解码包括解码。
[0231]
条款38-如条款27-36中任一条款的方法，其中，编解码包括编码。
[0232]
条款39-一种用于对视频数据进行编解码的设备，该设备包括用于执行条款27-38中任一条款的方法的一个或多个部件。
[0233]
条款40-如条款39的设备，其中，一个或多个部件包括在电路中实现的一个或多个处理器。
[0234]
条款41-如条款39或40的设备，还包括用于存储该视频数据的存储器。
[0235]
条款42-如条款39-41中任一条款的设备，还包括被配置为显示经解码的视频数据的显示器。
[0236]
条款43-如条款39-42中任一条款的设备，其中，该设备包括相机、计算机、移动设备、广播接收器设备或机顶盒中的一个或多个。
[0237]
条款44-如条款39-43中任一条款的设备，其中，该设备包括视频解码器。
[0238]
条款45-如条款39-43中任一条款的设备，其中，该设备包括视频编码器。
[0239]
条款46-一种计算机可读存储介质，其上存储有指令，该指令在被执行时使一个或
多个处理器执行条款27-36中的任一条款的方法。
[0240]
条款47-本公开中描述的技术的任何组合。
[0241]
可以认识到的是，取决于示例，本文描述的技术中的任何一种的某些动作或事件可以按不同的顺序来执行，可以被添加、合并或一起省略(例如，并非所有所描述的动作或事件对于技术的实践都是必要的)。此外，在某些示例中，动作或事件可以同时执行，例如，通过多线程处理、中断处理或多个处理器，而非顺序执行。
[0242]
在一个或多个示例中，所描述的功能可以在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现，这些功能可以作为一个或多个指令或代码存储或发送到计算机可读介质上并由基于硬件的处理单元运行。计算机可读介质可以包括与诸如，数据存储介质的有形介质对应的计算机可读存储介质，或包括例如，根据通信协议促进将计算机程序从一个地方转移到另一个地方的任何介质的通信介质。以这种方式，计算机可读介质一般可以对应于(1)非暂时性的有形计算机可读存储介质，或者(2)诸如，信号或载波之类的通信介质。数据存储介质可以是可由一个或多个计算机或一个或多个处理器访问以检索指令、代码和/或数据结构以用于实现本公开中描述的技术的任何可用介质。计算机程序产品可以包括计算机可读介质。
[0243]
作为示例而非限制，这种计算机可读存储介质可以包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁性存储设备、闪存或可以用于以指令或数据结构形式存储所需程序代码并且可以由计算机访问的任何其他介质。并且，任何连接都被恰当地称作计算机可读介质。例如，如果指令是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(dsl)或无线技术(诸如，红外线、无线电以及微波)从网站、服务器或其他远程源发送的，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线、dsl或无线技术(诸如，红外线、无线电以及微波)都被包括在介质的定义中。然而，应当理解，计算机可读存储介质和数据存储介质不包括连接、载波、信号或其他暂时性介质，而是指向非暂时性有形存储介质。如本技术中使用的磁盘和光盘包括压缩光盘(cd)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(dvd)、软盘和蓝光光盘，其中，磁盘一般以磁性方式再现数据，而光盘用激光光学地再现数据。上述的组合也应包括在计算机可读介质的范围内。
[0244]
指令可以由一个或多个处理器执行，诸如，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)或其他等效集成的或分立的逻辑电路。因此，如本文中所使用的术语“处理器”和“处理电路”可指前述结构中的任一者或适于实现本文中所描述的技术的任何其他结构。另外，在一些方面，本文描述的功能性可以在被配置为用于编码和解码的专用硬件和/或软件模块中提供，或者被结合在组合编解码器中。而且，这些技术可以完全在一个或多个电路或逻辑元件中实现。
[0245]
本公开的技术可以在很多种设备或装置中实现，包括无线手机、集成电路(ic)或ic组(例如，芯片组)。在本公开中描述了各种组件、模块或单元，以强调被配置为执行所公开的技术的设备的各功能方面，但是不一定要求通过不同的硬件单元来实现。相反，如上所述，各种单元可以被组合在编解码器硬件单元中，或者由包括如上所述的一个或多个处理器的互操作硬件单元的集，结合合适的软件和/或固件来提供。
[0246]
已经描述了各种示例。这些和其他示例都在所附权利要求的范围内。