用于基于历史运动矢量预测的方法和装置
参考引用
本申请要求于2018年11月28日提交的申请号为16/203,364、题为“METHOD ANDAPPARATUS FOR HISTORY-BASED MOTION VECTOR PREDICTION(用于基于历史的运动矢量预测的方法和装置)”的美国专利申请的优先权，该美国专利申请要求于2018年7月16日提交的申请号为62/698,559、题为“(METHOD AND APPARATUS FOR HISTORY-BASED MOTIONVECTOR PREDICTION)用于基于历史的运动矢量预测的方法和装置”的美国临时专利的优先权，以上专利申请的全部内容通过引用被并入本文中。
技术领域
本申请公开所描述的实施例大体上涉及视频编码技术。
背景技术
本申请公开所提供的背景描述用于大体呈现本申请公开内容的目的。一定程度上在此背景技术部分中描述的、由本发明的发明人所的作品，以及在提交时可能无法被视为现有技术的描述的某些方面，既不明确也不隐含地被承认是针对本申请公开的现有技术。
使用具有运动补偿的帧间预测的视频编码和解码已为人所知了数十年。未压缩的数字视频可以包括一系列图片，每个图片均具有例如1920x1080亮度样本和关联的色度样本的空间维度。该一系列图片可以具有固定的或可变的图片速率(也被非正式地称为帧频)，例如为每秒60幅图片或60Hz。未压缩的视频具有很高的比特率(bitrate)要求。例如，每个样本8比特的1080p60 4：2：0视频(60Hz帧频下1920x1080亮度样本分辨率)需要接近1.5Gbit/s的带宽。一小时的此类视频则需要600GB以上的存储空间。
视频编码和解码的一个目的可以为：通过压缩来减少输入视频信号中的冗余。压缩可以帮助减少上述带宽或存储空间需求，在某些情况下可以减少两个数量级或者更多。可以采用无损和有损压缩以及其组合。无损压缩是指可以从压缩的原始信号中重建原始信号的精确副本的技术。当使用有损压缩时，重建的信号可能与原始信号不同，但是原始信号和重建的信号之间的失真很小，足以使得重建的信号被用于预期应用。因此，有损压缩在视频压缩中得到了广泛的应用。可容忍的失真量取决于具体应用；例如，某些消费者流媒体应用的用户可能比电视贡献应用的用户更能容忍失真。可达到的压缩率可以反映出：更高的容许/可容忍失真可以产生更高的压缩率。
运动补偿可以为有损压缩技术，并且可以涉及下述技术：将先前重建的图片或其一部分(参考图片)中的样本数据块在沿运动矢量(此后称为MV)指示的方向进行空间移位之后，用于预测新重建的图片或图片部分。在一些情况下，参考图片可以与当前正在重建的图片相同。MV可以具有X和Y两个维度，或具有三个维度，第三个维度是使用中的参考图片的指示(后者间接地可以为时间维度)。
在一些视频压缩技术中，可以根据其他MV，例如根据在空间上与正在重建的区域相邻的样本数据的另一个区域相关的、且解码顺序在该MV之前的MV，来预测适用于样本数据某个区域的MV。这样做可以大大减少编码MV所需的数据量，从而消除冗余并且增加压缩率。MV预测可以有效地工作，例如，因为在对从摄像机获得的输入视频信号(被称为自然视频)进行编码时，存在以下统计可能性：比适用单个MV的区域更大的区域在相似的方向上移动，因此，在某些情况下，可以使用根据相邻区域的MV导出的相似运动矢量来该更大的区域。这使得为给定区域找到的MV与根据周围MV所预测的MV相似或相同，进而在熵编码之后，该为给定区域找到的MV可以用比直接编码MV时使用的位数更少的位数来表示。在一些情况下，MV预测可以是无损压缩从原始信号(即样本流)中导出的信号(即MV)的示例。在其他情况下，例如由于根据多个周围MV计算预测值时出现舍入误差，MV预测本身可以是有损的。
H.265/HEVC(ITU-T H.265建议书，“高效视频编解码(High Efficiency VideoCoding)”，2016年12月)中描述了各种MV预测机制。在H.265提供的多种MV预测机制中，本申请描述的是下文称作“空间合并”的技术。
运动矢量预测器的历史缓冲器可用于执行编码或解码。通常，历史缓冲器的保留在每个块(按照编码顺序或解码顺序)完成之后执行。如果该块以帧间模式与一组MV信息一同编码，则该块的MV被放入HMVP缓冲器以用于更新该缓冲器。当对当前块进行编码或解码时，当前块的MV预测器可以来自于先前编码的空间/相邻块。这些块中的一些可能仍在HMVP缓冲器之中。当将新解码/编码的MV放入HMVP缓冲器时，可以执行一些比较操作，以确保新的MV与HMVP缓冲器中所有先前的MV不同。如果缓冲器中已经存在具有相同值的MV，则将旧的MV从缓冲区中移除，并且新的MV将作为最后一个条目被放入该缓冲器中。当需要将可能与正在编码或解码的当前块无关的信息从历史缓冲器中移除时，历史缓冲器的这些常规保留程序无法正确地重置历史缓冲器。此外，使用历史缓冲器对块进行编码或解码时，并未适当地考虑到对该块的并行处理。
发明内容
本申请公开的示例性实施例包括一种用于解码器的视频解码的方法。该方法包括：从已编码视频码流中获取当前图片，所述当前图片被分割为多个单元，每个单元被划分为多个块，每个单元中的多个块被布置为网格。该方法还包括：对于所述单元之一，使用来自历史运动矢量(HMVP)缓冲器的条目，来解码来自所述多个块的当前块。该方法还包括：使用已解码的当前块的运动矢量来更新所述HMVP缓冲器。该方法还包括：确定所述当前块是否位于被包括在所述单元之一的网格中的行的起始位置。该方法还包括：响应于确定所述当前块为所述行的起始位置，重置所述HMVP缓冲器。
本申请公开的示例性实施例包括一种用于视频解码的视频解码器。该视频解码器包括处理电路，所述处理电路被配置为：从已编码视频码流中获取当前图片，所述当前图片被分割为多个单元，每个单元被划分为多个块，每个单元中的多个块被布置为网格。该处理电路还被配置为：对于所述单元之一，使用来自历史运动矢量(HMVP)缓冲器的条目，来解码来自所述多个块的当前块。该处理电路还被配置为：使用已解码的当前块的运动矢量来更新所述HMVP缓冲器。该处理电路还被配置为：确定所述当前块是否位于被包括在所述单元之一的网格中的行的起始位置。该处理电路还被配置为：响应于确定所述当前块是所述行的起始位置，重置所述HMVP缓冲器。
本申请公开的示例性实施例包括一种非暂时性计算机可读介质，存储有指令，当所述由处理器执行时，使得处理器能够执行一种方法。该方法包括：从已编码视频码流中获取当前图片，所述当前图片被分割为多个单元，每个单元被划分为多个块，每个单元中的多个块被布置为网格。该方法还包括：对于所述单元之一，使用来自历史运动矢量(HMVP)缓冲器的条目，来解码来自所述多个块中的当前块。该方法还包括：使用已解码的当前块的运动矢量来更新所述HMVP缓冲器。该方法还包括：确定所述当前块是否位于为被包括在所述单元之一的网格中的行的起始位置。该方法还包括：响应于确定所述当前块是所述行的起始位置，重置所述HMVP缓冲器。
附图说明
根据以下详细描述和附图，可以更清楚地看到所公开主题的更进一步的特征、性质和各种优点，其中：
图1是根据本申请公开的实施例的通信系统(100)的简化框图的示意图；
图2是根据本申请公开的实施例的通信系统(200)的简化框图的示意图；
图3是根据本申请公开的实施例的视频解码器的简化框图的示意图；
图4是根据本申请公开的实施例的视频编码器的简化框图的示意图；
图5是根据本申请公开的另一实施例的视频编码器的框图；
图6是根据本申请公开的另一实施例的视频解码器的框图；
图7是当前块和周围的空间合并候选的示意图；
图8是合并候选列表构造的示意图；
图9是扩展的合并模式的示意图；
图10A和图10B示出了基于历史运动矢量预测缓冲器的实施例；
图11示出了被分割成编码树单元的示例图片；
图12示出了被分割成图块(tiles)的图片的示例；
图13示出了由编码器或解码器执行的处理过程的实施例；
图14是根据本申请公开的实施例的计算机系统的示意图。
具体实施方式
图1是根据本申请公开的实施例的通信系统(100)的简化框图。通信系统(100)包括多个终端装置，该终端装置可通过例如网络(150)彼此通信。举例来说，通信系统(100)包括通过网络(150)互连的第一对终端装置(110)和(120)。在图1的实施例中，第一对终端装置(110)和(120)执行单向数据传输。举例来说，终端装置(110)可对视频数据(例如由终端装置(110)采集的视频图片流)进行编码以通过网络(150)传输到另一终端装置(120)。已编码的视频数据以一个或多个已编码视频码流形式传输。终端装置(120)可从网络(150)接收已编码视频数据，对已编码视频数据进行解码以恢复视频数据，并根据恢复的视频数据显示视频图片。单向数据传输在媒体服务等应用中是较常见的。
在另一实施例中，通信系统(100)包括执行已编码视频数据的双向传输的第二对终端装置(130)和(140)，该双向传输可例如在视频会议期间发生。对于双向数据传输，例如终端装置(130)和(140)中的每个终端装置可对视频数据(例如由终端装置采集的视频图片流)进行编码，以通过网络(150)传输到终端装置(130)和(140)中的另一终端装置。终端装置(130)和(140)中的每个终端装置还可接收由终端装置(130)和(140)中的另一终端装置传输的已编码视频数据，且可对该已编码视频数据进行解码以恢复视频数据，且可根据恢复的视频数据在可访问的显示装置上显示视频图片。
在图1的实施例中，终端装置(110)、(120)、(130)和(140)可为服务器、个人计算机和智能电话，但本申请公开的原理可不限于此。本申请公开的实施例适用于膝上型计算机、平板电脑、媒体播放器和/或专用视频会议设备。网络(150)表示在终端装置(110)、(120)、(130)和(140)之间传送已编码视频数据的任何数目的网络，包括例如有线(连线的)和/或无线通信网络。通信网络(150)可在电路交换和/或分组交换信道中交换数据。该网络可包括电信网络、局域网、广域网和/或互联网。出于本申请的目的，除非在下文中有所解释，否则网络(150)的架构和拓扑对于本申请公开的操作来说可能是无关紧要的。
作为实施例，图2示出视频编码器和视频解码器在流式传输环境中的放置方式。本申请所公开主题可同等地适用于其它支持视频的应用，包括例如视频会议、数字TV、在包括CD、DVD、存储棒等的数字介质上存储压缩视频等等。
流式传输系统可包括采集子系统(213)，该采集子系统可包括数码相机等视频源(201)，该视频源创建未压缩的视频图片流(202)。在实施例中，视频图片流(202)包括由数码相机拍摄的样本。相较于已编码的视频数据(204)(或已编码的视频码流)，视频图片流(202)被描绘为粗线以强调高数据量的视频图片流，视频图片流(202)可由电子装置(220)处理，该电子装置(220)包括耦接到视频源(201)的视频编码器(203)。视频编码器(203)可包括硬件、软件或软硬件组合以实现或实施如下文更详细地描述的所公开主题的各方面。相较于视频图片流(202)，已编码的视频数据(2304)(或已编码的视频码流(304))被描绘为细线以强调较低数据量的已编码的视频数据(204)(或已编码的视频码流(204))，其可存储在流式传输服务器(205)上以供将来使用。一个或多个流式传输客户端子系统，例如图3中的客户端子系统(206)和客户端子系统(208)，可访问流式传输服务器(205)以检索已编码的视频数据(204)的副本(207)和副本(209)。客户端子系统(306)可包括例如电子装置(230)中的视频解码器(210)。视频解码器(210)对已编码的视频数据的传入副本(207)进行解码，且产生可在显示器(212)(例如显示屏)或另一呈现装置(未描绘)上呈现的输出视频图片流(211)。在一些流式传输系统中，可根据某些视频编码/压缩标准对已编码的视频数据(204)、视频数据(207)和视频数据(209)(例如视频码流)进行编码。该些标准的实施例包括ITU-T H.265。在实施例中，正在开发的视频编码标准非正式地称为下一代视频编码(Versatile Video Coding，VVC)，本申请可用于VVC标准的上下文中。
应注意，电子装置(220)和电子装置(230)可包括其它组件(未示出)。举例来说，电子装置(220)可包括视频解码器(未示出)，且电子装置(230)还可包括视频编码器(未示出)。
图3是根据本申请公开的实施例的视频解码器(310)的框图。视频解码器(310)可设置在电子装置(330)中。电子装置(330)可包括接收器(331)(例如接收电路)。视频解码器(310)可用于代替图2实施例中的视频解码器(210)。
接收器(331)可接收将由视频解码器(310)解码的一个或多个已编码视频序列；在同一实施例或另一实施例中，一次接收一个已编码视频序列，其中每个已编码视频序列的解码独立于其它已编码视频序列。可从信道(301)接收已编码视频序列，该信道可以是通向存储已编码的视频数据的存储装置的硬件/软件链路。接收器(331)可接收已编码的视频数据以及其它数据，例如，可转发到它们各自的使用实体(未标示)的已编码音频数据和/或辅助数据流。接收器(331)可将已编码视频序列与其它数据分开。为了防止网络抖动，缓冲存储器(315)可耦接在接收器(331)与熵解码器/解析器(320)(此后称为“解析器(320)”)之间。在某些应用中，缓冲存储器(315)是视频解码器(310)的一部分。在其它情况下，该缓冲存储器(315)可设置在视频解码器(310)外部(未标示)。而在其它情况下，视频解码器(310)的外部设置缓冲存储器(未标示)以例如防止网络抖动，且在视频解码器(310)的内部可配置另一缓冲存储器(315)以例如处理播出定时。而当接收器(331)从具有足够带宽和可控性的存储/转发装置或从等时同步网络接收数据时，也可能不需要配置缓冲存储器(315)，或可以将该缓冲存储器做得较小。当然，为了在互联网等业务分组网络上使用，也可能需要缓冲存储器(315)，该缓冲存储器可相对较大且可具有自适应性大小，且可至少部分地实施于操作系统或视频解码器(310)外部的类似元件(未标示)中。
视频解码器(310)可包括解析器(320)以根据已编码视频序列重建符号(321)。这些符号的类别包括用于管理视频解码器(310)的操作的信息，以及用以控制显示装置(312)(例如，显示屏)等显示装置的潜在信息，该显示装置不是电子装置(330)的组成部分，但可耦接到电子装置(330)，如3中所示。用于显示装置的控制信息可以是辅助增强信息(Supplemental Enhancement Information，SEI消息)或视频可用性信息(VideoUsability Information，VUI)的参数集片段(未标示)。解析器(320)可对接收到的已编码视频序列进行解析/熵解码。已编码视频序列的编码可根据视频编码技术或标准进行，且可遵循各种原理，包括可变长度编码、霍夫曼编码(Huffman coding)、具有或不具有上下文灵敏度的算术编码等等。解析器(320)可基于对应于群组的至少一个参数，从已编码视频序列提取用于视频解码器中的像素的子群中的至少一个子群的子群参数集。子群可包括图片群组(Group of Pictures，GOP)、图片、图块、切片、宏块、编码单元(Coding Unit，CU)、块、变换单元(Transform Unit，TU)、预测单元(Prediction Unit，PU)等等。解析器(320)还可从已编码视频序列提取信息，例如变换系数、量化器参数值、运动矢量等等。
解析器(320)可对从缓冲存储器(315)接收的视频序列执行熵解码/解析操作，从而创建符号(321)。
取决于已编码视频图片或一部分已编码视频图片(例如：帧间图片和帧内图片、帧间块和帧内块)的类型以及其它因素，符号(321)的重建可涉及多个不同单元。涉及哪些单元以及涉及方式可由解析器(320)从已编码视频序列解析的子群控制信息控制。为了简洁起见，未描述解析器(320)与下文的多个单元之间的此类子群控制信息流。
除已经提及的功能块以外，视频解码器(310)可在概念上细分成如下文所描述的数个功能单元。在商业约束下运行的实际实施例中，这些单元中的许多单元彼此紧密交互并且可以彼此集成。然而，出于描述所公开主题的目的，概念上细分成下文的功能单元是适当的。
第一单元是缩放器/逆变换单元(351)。缩放器/逆变换单元(351)从解析器(320)接收作为符号(321)的量化变换系数以及控制信息，包括使用哪种变换方式、块大小、量化因子、量化缩放矩阵等。缩放器/逆变换单元(351)可输出包括样本值的块，该样本值可输入到聚合器(355)中。
在一些情况下，缩放器/逆变换单元(351)的输出样本可属于帧内编码块；即：不使用来自先前重建的图片的预测性信息，但可使用来自当前图片的先前重建部分的预测性信息的块。此类预测性信息可由帧内图片预测单元(352)提供。在一些情况下，帧内图片预测单元(352)采用从当前图片缓冲器(358)提取的已重建信息生成大小和形状与正在重建的块相同的周围块。举例来说，当前图片缓冲器(358)缓冲部分重建的当前图片和/或完全重建的当前图片。在一些情况下，聚合器(355)基于每个样本，将帧内预测单元(352)生成的预测信息添加到由缩放器/逆变换单元(351)提供的输出样本信息中。
在其它情况下，缩放器/逆变换单元(351)的输出样本可属于帧间编码和潜在运动补偿块。在此情况下，运动补偿预测单元(353)可访问参考图片存储器(357)以提取用于预测的样本。在根据符号(321)对提取的样本进行运动补偿之后，这些样本可由聚合器(355)添加到缩放器/逆变换单元(351)的输出(在这种情况下被称作残差样本或残差信号)，从而生成输出样本信息。运动补偿预测单元(353)从参考图片存储器(357)内的地址获取预测样本可受到运动矢量控制，且该运动矢量以该符号(321)的形式而供运动补偿预测单元(353)使用，该符号(321)例如是包括X、Y和参考图片分量。运动补偿还可包括在使用子样本精确运动矢量时，从参考图片存储器(357)提取的样本值的内插、运动矢量预测机制等等。
聚合器(355)的输出样本可在环路滤波器单元(356)中被各种环路滤波技术采用。视频压缩技术可包括环路内滤波器技术，该环路内滤波器技术受控于包括在已编码视频序列(也称作已编码视频码流)中的参数，且该参数作为来自解析器(320)的符号(321)可用于环路滤波器单元(356)。然而，在其他实施例中，视频压缩技术还可响应于在解码已编码图片或已编码视频序列的先前(按解码次序)部分期间获得的元信息，以及响应于先前重建且经过环路滤波的样本值。
环路滤波器单元(356)的输出可以是样本流，该样本流可输出到显示装置(312)以及存储在参考图片存储器(357)，以用于后续的帧间图片预测。
一旦完全重建，某些已编码图片就可用作参考图片以用于将来预测。举例来说，一旦对应于当前图片的已编码图片被完全重建，且已编码图片(通过例如解析器(320))被识别为参考图片，则当前图片缓冲器(358)可变为参考图片存储器(357)的一部分，且可在开始重建后续已编码图片之前重新分配新的当前图片缓冲器。
视频解码器(310)可根据例如ITU-T H.265标准中的预定视频压缩技术执行解码操作。在已编码视频序列遵循视频压缩技术或标准的语法以及视频压缩技术或标准中记录的配置文件的意义上，已编码视频序列可符合所使用的视频压缩技术或标准指定的语法。具体地说，配置文件可从视频压缩技术或标准中可用的所有工具中选择某些工具作为在该配置文件下可供使用的仅有工具。对于合规性，还要求已编码视频序列的复杂度处于视频压缩技术或标准的层级所限定的范围内。在一些情况下，层级限制最大图片大小、最大帧率、最大重建取样率(以例如每秒兆(mega)个样本为单位进行测量)、最大参考图片大小等。在一些情况下，由层级设定的限制可通过假想参考解码器(Hypothetical ReferenceDecoder，HRD)规范和在已编码视频序列中用信号表示的HRD缓冲器管理的元数据来进一步限定。
在实施例中，接收器(331)可连同已编码视频一起接收附加(冗余)数据。该附加数据可以是已编码视频序列的一部分。该附加数据可由视频解码器(310)用以对数据进行适当解码和/或较准确地重建原始视频数据。附加数据可呈例如时间、空间或信噪比(signalnoise ratio，SNR)增强层、冗余切片、冗余图片、前向纠错码等形式。
图4是根据本申请公开的实施例的视频编码器(403)的框图。视频编码器(403)设置于电子装置(420)中。电子装置(420)包括传输器(440)(例如传输电路)。视频编码器(403)可用于代替图2实施例中的视频编码器(203)。
视频编码器(403)可从视频源(401)(并非图4实施例中的电子装置(420)的一部分)接收视频样本，该视频源可采集将由视频编码器(403)编码的视频图像。在另一实施例中，视频源(401)是电子装置(420)的一部分。
视频源(401)可提供将由视频编码器(403)编码的呈数字视频样本流形式的源视频序列，该数字视频样本流可具有任何合适位深度(例如：8位、10位、12位……)、任何色彩空间(例如BT.601Y CrCB、RGB……)和任何合适取样结构(例如Y CrCb 4:2:0、Y CrCb 4:4:4)。在媒体服务系统中，视频源(401)可以是存储先前已准备的视频的存储装置。在视频会议系统中，视频源(401)可以是采集本地图像信息作为视频序列的相机。可将视频数据提供为多个单独的图片，当按顺序观看时，这些图片被赋予运动。图片自身可构建为空间像素阵列，其中取决于所用的取样结构、色彩空间等，每个像素可包括一个或多个样本。所属领域的技术人员可以很容易理解像素与样本之间的关系。下文侧重于描述样本。
根据实施例，视频编码器(403)可实时或在由应用所要求的任何其它时间约束下，将源视频序列的图片编码且压缩成已编码视频序列(443)。施行适当的编码速度是控制器(450)的一个功能。在一些实施例中，控制器(450)控制如下文所描述的其它功能单元且在功能上耦接到这些单元。为了简洁起见，图中未标示耦接。由控制器(450)设置的参数可包括速率控制相关参数(图片跳过、量化器、率失真优化技术的λ值等)、图片大小、图片群组(group of pictures，GOP)布局、最大运动矢量搜索范围等。控制器(450)可用于具有其它合适的功能，这些功能涉及针对某一系统设计优化的视频编码器(403)。
在一些实施例中，视频编码器(403)在编码环路中进行操作。作为简单的描述，在实施例中，编码环路可包括源编码器(430)(例如，负责基于待编码的输入图片和参考图片创建符号，例如符号流)和嵌入于视频编码器(403)中的(本地)解码器(433)。解码器(433)以类似于(远程)解码器创建样本数据的方式重建符号以创建样本数据(因为在本申请所考虑的视频压缩技术中，符号与已编码视频码流之间的任何压缩是无损的)。将重建的样本流(样本数据)输入到参考图片存储器(434)。由于符号流的解码产生与解码器位置(本地或远程)无关的位精确结果，因此参考图片存储器(434)中的内容在本地编码器与远程编码器之间也是按比特位精确对应的。换句话说，编码器的预测部分“看到”的参考图片样本与解码器将在解码期间使用预测时所“看到”的样本值完全相同。这种参考图片同步性基本原理(以及在例如因信道误差而无法维持同步性的情况下产生的漂移)也用于一些相关技术。
“本地”解码器(433)的操作可与例如已在上文结合图3详细描述视频解码器(310)的“远程”解码器相同。然而，另外简要参考图3，当符号可用且熵编码器(445)和解析器(320)能够无损地将符号编码/解码为已编码视频序列时，包括缓冲存储器(315)和解析器(320)在内的视频解码器(310)的熵解码部分，可能无法完全在本地解码器(433)中实施。
此时可以观察到，除存在于解码器中的解析/熵解码之外的任何解码器技术，也必定以基本上相同的功能形式存在于对应的编码器中。出于此原因，本申请侧重于解码器操作。可简化编码器技术的描述，因为编码器技术与全面地描述的解码器技术互逆。仅在某些区域中需要更详细的描述，并且在下文提供。
在操作期间，在一些实施例中，源编码器(430)可执行运动补偿预测编码。参考来自视频序列中被指定为“参考图片”的一个或多个先前已编码图片，该运动补偿预测编码对输入图片进行预测性编码。以此方式，编码引擎(432)对输入图片的像素块与参考图片的像素块之间的差异进行编码，该参考图片可被选作该输入图片的预测参考。
本地视频解码器(433)可基于源编码器(430)创建的符号，对可指定为参考图片的图片的已编码视频数据进行解码。编码引擎(432)的操作可为有损过程。当已编码视频数据可在视频解码器(图4中未示)处被解码时，重建的视频序列通常可以是带有一些误差的源视频序列的副本。本地视频解码器(433)复制解码过程，该解码过程可由视频解码器对参考图片执行，且可使重建的参考图片存储在参考图片高速缓存(434)中。以此方式，视频编码器(403)可在本地存储重建的参考图片的副本，该副本与将由远端视频解码器获得的重建参考图片具有共同内容(不存在传输误差)。
预测器(435)可针对编码引擎(432)执行预测搜索。即，对于将要编码的新图片，预测器(435)可在参考图片存储器(434)中搜索可作为该新图片的适当预测参考的样本数据(作为候选参考像素块)或某些元数据，例如参考图片运动矢量、块形状等。预测器(435)可基于样本块逐像素块操作，以找到合适的预测参考。在一些情况下，根据预测器(435)获得的搜索结果，可确定输入图片可具有从参考图片存储器(434)中存储的多个参考图片取得的预测参考。
控制器(450)可管理源编码器(430)的编码操作，包括例如设置用于对视频数据进行编码的参数和子群参数。
可在熵编码器(445)中对所有上述功能单元的输出进行熵编码。熵编码器(445)根据例如霍夫曼编码、可变长度编码、算术编码等技术对各种功能单元生成的符号进行无损压缩，从而将该符号转换成已编码视频序列。
传输器(440)可缓冲由熵编码器(445)创建的已编码视频序列，从而为通过通信信道(460)进行传输做准备，该通信信道可以是通向将存储已编码的视频数据的存储装置的硬件/软件链路。传输器(440)可将来自视频编码器(403)的已编码视频数据与要传输的其它数据合并，该其它数据例如是已编码音频数据和/或辅助数据流(未示出来源)。
控制器(450)可管理视频编码器(403)的操作。在编码期间，控制器(450)可以为每个已编码图片分配某一已编码图片类型，但这可能影响可应用于相应的图片的编码技术。例如，通常可将图片分配为以下任一种图片类型：
帧内图片(I图片)，其可以是不将序列中的任何其它图片用作预测源就可被编码和解码的图片。一些视频编解码器容许不同类型的帧内图片，包括例如独立解码器刷新(Independent Decoder Refresh，“IDR”)图片。所属领域的技术人员了解I图片的变体及其相应的应用和特征。
预测性图片(P图片)，其可以是可使用帧内预测或帧间预测进行编码和解码的图片，该帧内预测或帧间预测使用至多一个运动矢量和参考索引来预测每个块的样本值。
双向预测性图片(B图片)，其可以是可使用帧内预测或帧间预测进行编码和解码的图片，该帧内预测或帧间预测使用至多两个运动矢量和参考索引来预测每个块的样本值。类似地，多个预测性图片可使用多于两个参考图片和相关联元数据以用于重建单个块。
源图片通常可在空间上细分成多个样本块(例如，4×4、8×8、4×8或16×16个样本的块)，且逐块进行编码。这些块可参考其它(已编码)块进行预测编码，根据应用于块的相应图片的编码分配来确定该其它块。举例来说，I图片的块可进行非预测编码，或该块可参考同一图片的已经编码的块来进行预测编码(空间预测或帧内预测)。P图片的像素块可参考一个先前编码的参考图片通过空间预测或通过时域预测进行预测编码。B图片的块可参考一个或两个先前编码的参考图片通过空间预测或通过时域预测进行预测编码。
视频编码器(403)可根据例如ITU-T H.265建议书的预定视频编码技术或标准执行编码操作。在操作中，视频编码器(403)可执行各种压缩操作，包括利用输入视频序列中的时间和空间冗余的预测编码操作。因此，已编码视频数据可符合所用视频编码技术或标准指定的语法。
在实施例中，传输器(440)可在传输已编码的视频时传输附加数据。源编码器(430)可将此类数据作为已编码视频序列的一部分。附加数据可包括时间/空间/SNR增强层、冗余图片和切片等其它形式的冗余数据、SEI消息、VUI参数集片段等。
采集到的视频可作为呈时间序列的多个源图片(视频图片)。帧内图片预测(常常简化为帧内预测)利用给定图片中的空间相关性，而帧间图片预测则利用图片之间的(时间或其它)相关性。在实施例中，将正在编码/解码的特定图片分割成块，正在编码/解码的特定图片被称作当前图片。在当前图片中的块类似于视频中先前已编码且仍被缓冲的参考图片中的参考块时，可通过称作运动矢量的矢量对当前图片中的块进行编码。该运动矢量指向参考图片中的参考块，且在使用多个参考图片的情况下，该运动矢量可具有识别参考图片的第三维度。
在一些实施例中，双向预测技术可用于帧间图片预测中。根据双向预测技术，使用两个参考图片，例如按解码次序都在视频中的当前图片之前(但按显示次序可能分别是过去和将来)第一参考图片和第二参考图片。可通过指向第一参考图片中的第一参考块的第一运动矢量和指向第二参考图片中的第二参考块的第二运动矢量对当前图片中的块进行编码。具体来说，可通过第一参考块和第二参考块的组合来预测该块。
此外，合并模式技术可用于帧间图片预测中以改善编码效率。
根据本申请公开的一些实施例，帧间图片预测和帧内图片预测等预测的执行以块为单位。举例来说，根据HEVC标准，将视频图片序列中的图片分割成编码树单元(codingtree unit，CTU)以用于压缩，图片中的CTU具有相同大小，例如64×64像素、32×32像素或16×16像素。一般来说，CTU包括三个编码树块(coding tree block，CTB)，该三个编码树块是一个亮度CTB和两个色度CTB。更进一步的，还可将每个CTU以四叉树拆分为一个或多个编码单元(coding unit，CU)。举例来说，可将64×64像素的CTU拆分为一个64×64像素的CU，或4个32×32像素的CU，或16个16×16像素的CU。在实施例中，分析每个CU以确定用于CU的预测类型，例如帧间预测类型或帧内预测类型。此外，取决于时间和/或空间可预测性，将CU拆分为一个或多个预测单元(prediction unit，PU)。通常，每个PU包括亮度预测块(prediction block，PB)和两个色度PB。在实施例中，编码(编码/解码)中的预测操作以预测块为单位来执行。以亮度预测块作为预测块为例，预测块包括像素值(例如，亮度值)的矩阵，例如8×8像素、16×16像素、8×16像素、16×8像素等等。
图5是根据本申请公开的另一实施例的视频编码器(503)的图。视频编码器(503)用于接收视频图片序列中的当前视频图片内的样本值的处理块(例如预测块)，且将该处理块编码到作为已编码视频序列的一部分的已编码图片中。在本实施例中，视频编码器(503)用于代替图2实施例中的视频编码器(203)。
在HEVC实施例中，视频编码器(503)接收用于处理块的样本值的矩阵，该处理块为例如8×8样本的预测块等。视频编码器(503)使用例如率失真(rate-distortion，RD)优化来确定是否使用帧内模式、帧间模式或双向预测模式来编码该处理块。当在帧内模式中编码处理块时，视频编码器(503)可使用帧内预测技术以将处理块编码到已编码图片中；且当在帧间模式或双向预测模式中编码处理块时，视频编码器(503)可分别使用帧间预测或双向预测技术将处理块编码到已编码图片中。在某些视频编码技术中，合并模式可以是帧间图片预测子模式，其中，在不借助预测值外部的已编码运动矢量分量的情况下，从一个或多个运动矢量预测值导出运动矢量。在某些其它视频编码技术中，可存在适用于主题块的运动矢量分量。在实施例中，视频编码器(503)包括其它组件，例如用于确定处理块模式的模式决策模块(未示出)。
在图5的实施例中，视频编码器(503)包括如图5所示的耦接到一起的帧间编码器(530)、帧内编码器(522)、残差计算器(523)、开关(526)、残差编码器(524)、通用控制器(521)和熵编码器(525)。
帧间编码器(530)用于接收当前块(例如处理块)的样本、比较该块与参考图片中的一个或多个参考块(例如先前图片和后来图片中的块)、生成帧间预测信息(例如根据帧间编码技术的冗余信息描述、运动矢量、合并模式信息)、以及基于帧间预测信息使用任何合适的技术计算帧间预测结果(例如已预测块)。
帧内编码器(522)用于接收当前块(例如处理块)的样本、在一些情况下比较该块与同一图片中已编码的块、在变换之后生成量化系数、以及在一些情况下还(例如根据一个或多个帧内编码技术的帧内预测方向信息)生成帧内预测信息。
通用控制器(521)用于确定通用控制数据，且基于该通用控制数据控制视频编码器(503)的其它组件。在实施例中，通用控制器(521)确定块的模式，且基于该模式将控制信号提供到开关(526)。举例来说，当该模式是帧内模式时，通用控制器(521)控制开关(526)以选择供残差计算器(523)使用的帧内模式结果，且控制熵编码器(525)以选择帧内预测信息且将该帧内预测信息添加在码流中；以及当该模式是帧间模式时，通用控制器(521)控制开关(526)以选择供残差计算器(523)使用的帧间预测结果，且控制熵编码器(525)以选择帧间预测信息且将该帧间预测信息添加在码流中。
残差计算器(523)用于计算所接收的块与选自帧内编码器(522)或帧间编码器(530)的预测结果之间的差(残差数据)。残差编码器(524)用于基于残差数据操作，以对残差数据进行编码以生成变换系数。在实施例中，残差编码器(524)用于将残差数据从时域转换到频域，且生成变换系数。变换系数接着经由量化处理以获得量化的变换系数。
熵编码器(525)用于将码流格式化以产生已编码的块。熵编码器(525)根据HEVC标准等合适标准产生各种信息。在实施例中，熵编码器(525)用于获得通用控制数据、所选预测信息(例如帧内预测信息或帧间预测信息)、残差信息和码流中的其它合适的信息。应注意，根据所公开的主题，当在帧间模式或双向预测模式的合并子模式中对块进行编码时，不存在残差信息。
图6是根据本申请公开的另一实施例的视频解码器(610)的图。视频解码器(610)用于接收作为已编码视频序列的一部分的已编码图像，且对该已编码图像进行解码以生成重建的图片。在实施例中，视频解码器(610)用于代替图2实施例中的视频解码器(210)。
在图6实施例中，视频解码器(610)包括如图6中所示耦接到一起的熵解码器(671)、帧间解码器(680)、残差解码器(673)、重建模块(674)和帧内解码器(672)。
熵解码器(671)可用于根据已编码图片来重建某些符号，这些符号表示构成该已编码图片的语法元素。此类符号可包括例如用于对该块进行编码的模式(例如帧内模式、帧间模式、双向预测模式、后两者的合并子模式或另一子模式)、可分别识别供帧内解码器(672)或帧间解码器(680)用以进行预测的某些样本或元数据的预测信息(例如帧内预测信息或帧间预测信息)、呈例如量化的变换系数形式的残差信息等等。在实施例中，当预测模式是帧间或双向预测模式时，将帧间预测信息提供到帧间解码器(680)；以及当预测类型是帧内预测类型时，将帧内预测信息提供到帧内解码器(672)。残差信息可经由逆量化并提供到残差解码器(673)。
帧间解码器(680)用于接收帧间预测信息，且基于该帧间预测信息生成帧间预测结果。
帧内解码器(672)用于接收帧内预测信息，且基于该帧内预测信息生成预测结果。
残差解码器(673)用于执行逆量化以提取解量化的变换系数，且处理该解量化的变换系数，以将残差从频域转换到空间域。残差解码器(673)还可能需要某些控制信息(用以获得量化器参数QP)，且该信息可由熵解码器(671)提供(未标示数据路径，因为这仅仅是低量控制信息)。
重建模块(674)用于在空间域中组合由残差解码器(673)输出的残差与预测结果(可由帧间预测模块或帧内预测模块输出)以形成重建的块，该重建的块可以是重建的图片的一部分，该重建的图片继而可以是重建的视频的一部分。应注意，可执行解块操作等其它合适的操作来改善视觉质量。
应注意，可使用任何合适的技术来实施视频编码器(203)、视频编码器(403)和视频编码器(503)以及视频解码器(210)、视频解码器(310)和视频解码器(610)。在实施例中，可使用一个或多个集成电路来实施视频编码器(203)、视频编码器(403)和视频编码器(503)以及视频解码器(210)、视频解码器(310)和视频解码器(610)。在另一实施例中，可使用执行软件指令的一个或多个处理器来实施视频编码器(203)、视频编码器(403)和视频编码器(503)以及视频解码器(210)、视频解码器(310)和视频解码器(610)。
合并候选可以通过检查来自当前块的空间上或时间上的相邻块的运动信息来形成。参考图7，当前块(701)包括在运动搜索过程期间已由编码器/解码器所发现的样本，可以根据已产生空间偏移的相同大小的先前块来预测该样本。在一些实施例中，可从一个或多个参考图片相关联的元数据中导出运动矢量，而非对运动矢量直接编码，例如，使用关联于被表示为D、A、C、B和E(分别对应702至706)五个周围样本中的任一样本的运动矢量，(按解码次序)从最近的参考图片的元数据中导出运动矢量。块A、B、C、D和E可以被称为空间合并候选。这些候选可以按顺序被选入合并候选列表中。还可以执行修剪操作以确保从列表中移除重复的候选。
在一些实施例中，在将空间候选放入合并列表之后，还可以将时间候选选入该列表中。例如，在指定的参考图片中找到当前块的共位块。参考图片中C0位置(707)处的运动信息被用作时间合并候选。C0位置可以是参考图片中的块，其中该块的左上角位于当前块701的参考图片中共位块的右下角。参考图片中的共位块可以包括与当前块701相同的位置坐标(例如，x坐标和y坐标)。如果C0位置(707)处的块未以帧间模式编码或者为不可用，则可以使用C1位置处的块。C1位置处的块可以在参考图片中的共位块内的块的中心位置(例如，w/2、h/2)具有左上角。尤其地，C1位置处的块可以是参考图片中共位块的子块。在上文的示例，w和h分别为块的宽度和高度。根据一些实施例，附加的合并候选包括组合的双向预测候选和零运动矢量候选。
跳过模式可以用于为块指示推断出运动数据而并非显式地以信号发送通知该运动数据，并且用于为块指示预测残差为零(即，不传输变换系数)。在帧间图片预测切片中的每个CU的开始处，可以用信号发送跳过标志(例如，skip_flag)，其暗示以下一种或多种情况：(i)CU仅包含一个PU(例如，2Nx2N)；(ii)使用合并模式导出运动数据；或(iii)码流中没有残差数据。
根据一些实施例，启用子CU模式作为附加的合并候选。在一些实施例中，不使用附加的语法元素来发送信号通知该子CU模式。在一些实施例中，将两个附加的合并候选添加到每个CU的合并候选列表中，以表示可选的时间运动矢量预测(Alternative TemporalMotion Vector Prediction，ATMVP)模式和时空运动矢量预测(Spatial-Temporal MotionVector Prediction，STMVP)模式。
序列参数集可以指示合并列表中候选的数量。例如，如果序列参数集指示启用了ATMVP和STMVP，则在合并列表中最多可以使用七个合并候选。附加的合并候选的编码逻辑可以与合并候选列表中的其他合并候选的编码逻辑相同，这导致了对于P切片或B切片中的每个CU，将对两个附加的合并候选执行两次以上的速率失真(Rate-Distortion，RD)检查。合并候选的顺序可以是：A、B、C、D、ATMVP、STMVP、E(当列表中的合并候选小于6时)、时间候选，组合的双向预测候选和零运动矢量候选。合并候选列表可以由合并索引所引用。在一些实施例中，通过上下文自适应二进制算术编码(CABAC)来对合并索引的所有bin进行上下文编码。在其他实施例中，仅第一bin被上下文编码，而其余的bin被上下文旁路编码。
根据一些实施例，从先前已编码的块(其步长为8x8块)中搜索出候选运动矢量。图8示出了由8x8块所包围的当前块800。最近的空间邻域是类别1的候选，并且包括了直接顶行(immediate top row)(即，包括块mv0和mv1的行)、左列(即，包括mv2的列)和右上角(即，mv2)的候选将作为类别1。类别2的候选可以包括远离当前块边界并且被并置在先前已编码的帧中的外部区域块。类别2的候选最多可以包括三个候选。在图8中，类别2的候选可以从外部顶行(即，包括块mv4和mv5的行)和外部左列(即，包括块mv5和mv6的列)中选择。可以从列表中修剪出由不同参考帧所预测的或者被帧内编码的相邻块。其余的参考块可以分别被赋予权重。该权重可能与到当前块的距离有关。作为示例，参考图8，候选列表可以包括以下的类别1的候选：mv1、mv0、mv2和mv3。候选列表还可以包括以下的类别2的候选：mv5、mv6和mv4。
根据一些实施例，扩展的合并模式包括附加的合并候选，附加的合并候选包括不紧邻当前块的块。这些候选可能位于左、上、左下、右上和左上的方向上。合并候选的最大数量可以为10。图9示出了由参考块(即，具有对角线图案的块)围绕在左、左上、上和右上方向的当前块900。参考块可以包括相邻的块A、B、C、D和E，其分别对应于图7中的块A、B、C、D和E。参照图9，参考块的左上角可以相对于当前块900具有(-96，-96)的偏移。与其先前的候选B或C相比，每个候选B(i，j)或C(i，j)在垂直方向上可分别具有16的偏移。与其先前的候选A或D相比，每个候选A(i，j)或D(i，j)可分别在水平方向上具有16的偏移。与其先前的候选E相比，每个E(i，j)块在水平方向和垂直方向上均可具有16的偏移。可以在从最接近于当前块900的参考块到最远离于当前块900的参考块的方向上检查候选。被检查的候选的顺序可以是：A(i，j)、B(i，j)、C(i，j)、D(i，j)和E(i，j)。
在图9中，可以相对于当前块900或相对于包括当前块900的当前图片来确定扩展的相邻位置。根据一些实施例，并非是从这些扩展的相邻位置获取值，而是将N个先前已编码的块的运动信息存储在历史运动矢量预测(HMVP)缓冲器中，以提供更多的运动矢量预测候选。HMVP缓冲器可以包括多个HMVP候选，并且可以在编码/解码过程期间被保留。在一些实施例中，HMVP缓冲器可以按照先进先出(FIFO)的原理操作，使得当在诸如合并模式或AMVP模式的运动矢量预测过程中使用该HMVP缓冲器时，可以首先考虑最新编码的运动信息。
本申请公开的实施例公开了几种获取用于图片帧间预测编码的运动矢量预测器的方法。这些方法包括使用来自基于历史的MV缓冲器的MV预测器，以及执行缓冲器管理。这些方法可以被应用于合并模式或具有差分编码的运动矢量预测(AMVP模式)。本申请公开的实施例可以扩展到使用合并和通用MV预测概念的任何视频编码方法。由于该跳过模式使用了合并模式来导出运动信息，所以本申请公开的实施例还可以被应用于跳过模式。
图10A和10B分别示出了在插入候选之前和之后的HMVP缓冲器。如图10A和10B所示，HMVP缓冲器包括索引为[0]至[4]的5个条目。在图10B中，条目CL_0被插入到索引[4]，这使得其他条目向左移动1，从而使得条目HMPV_0被从缓冲器中移除。条目CL_0可以包括先前已编码或解码的块的运动矢量预测器信息。
根据一些实施例，如果在帧间编码模式下对块进行编码，则HMVP缓冲器中的每个条目为来自先前已编码的块的运动信息。还可以在具有两个运动矢量的双向预测模式下或者具有一个运动矢量的单向模式下对该块进行编码。对于该HMVP缓冲器中的每个条目，如果以双向模式进行编码，则该条目包括一对MV，例如MV_L0(具有其参考索引)和MV_L1(具有其参考索引)。根据一些实施例，与双向模式相对应的两个单向运动矢量包括：(i)用于L0预测的MV_L0，使用L0的参考索引作为原始预测器；以及(ii)用于L1预测的MV_L1，使用L1的参考索引作为原始预测器。
在一些实施例中，对于HMVP缓冲器中的每个原始双向MV预测器，当将原始双向MV预测器放入合并候选列表时，从原始MV预测器中导出的两个单向MV预测器也被视为合并列表中新的候选。在一实施例中，每次将对应的原始双向MV放入列表中时，将MV_L0和MV_L1放在列表中其对应的原始双向MV预测器之后。在另一实施例中，将MV_L0和MV_L1放置在来自HMVP缓冲器的N个原始MV预测器之后，其中N为整数值。N可以是允许从HMVP缓冲器放入至合并列表的MV候选的数量，或者N可以是比从HMVP缓冲器复制到合并列表的最大允许数量小的固定数值。根据一些实施例，当HMVP缓冲器中的条目用于在AMVP模式下创建MV预测器时，对于HMVP缓冲器中的每个原始双向预测器，可以使用如上文所述的类似方法来生成单向预测器MV_L0和MV_L1。如果AMVP MV预测候选列表未满，则这两个预测器可以用作该列表中附加的预测器。
根据一些实施例，当满足条件时，HMVP缓冲器被清空或被重置为零状态。该条件可以为：(i)当前CU是CTU的开始，(ii)当前CU是图块的开始，(iii)当前CU是CTU行的起始位置，或者(iv)当前CU是切片的开始。
根据一些实施例，在每个CTU行的第一CTU完成之后，使用与HMVP缓冲器大小相同的HMVP_行(HMVP_row)缓冲器来存储HMVP缓冲器的条目。因此，在新的CTU行的起始位置，HMVP缓冲器可以填充有HMVP_row缓冲器中的信息。通过在CTU行的末端处重置HMVP缓冲器，并将HMVP_row缓冲器的内容复制到HMVP缓冲器中，可以使用来自第一CTU正上方的CTU的信息对正在被解码的第一CTU的块进行解码。
在一些实施例中，对于图片中的每个图块，HMVP_row缓冲器用于在每个图块行的第一CTU完成之后存储HMVP信息。因此，对于新的图块行的第一CTU，可以使用来自HMVP_row缓冲器的信息来填充HMVP缓冲器。在一些实施例中，在图块或切片的第一CTU行的起始位置将HMVP_row缓冲器初始化为零状态。
图11示出了示例图片1100，其被划分为记为CTU_00至CTU_23的多个CTU。CTU_00至CTU_03这几个CTU在第一CTU行中，即，在CTU_行_[0](CTU_Row_[0])中。CTU_10至CTU_13这几个CTU在第二CTU行中，即，在CTU_行_[1](CTU_Row_[1])中。CTU CTU_20至CTU_23这几个CTU在第三CTU_row中。图片1100中的每个CTU还可以被进一步划分为多个块。这些块可以是CU或编码块(Coding Block，CB)。
在一些实施例中，在对图片1100的第一CTU(例如，CTU_00)中的第一块进行解码之前，向HMVP缓冲器加载初始值。这些初始值可以被存储在编码器或解码器的存储器中。在另一个示例中，可以将HMVP缓冲器初始化为零状态(例如，在该缓冲器中无有效的条目)。另外，在对图片1100的第一CTU(例如，CTU_00)中的第一块进行编码或解码之前，也可以将HMVP_row缓冲器初始化为零状态。当对CTU_00(例如，CTU_Row_[0]中的第一CTU)的最后一块进行编码或解码时，将HMVP缓冲器的内容复制到缓冲器HMVP_row中。当对CTU_03(例如，CTU_Row_[0]中的最后一CTU)的最后一块进行编码或解码时，并且在对CTU_10(例如，CTU_Row_[1]中的第一CTU)的第一块进行编码或解码之前，该HMVP缓冲器将被清空，并且将缓冲器HMVP_row的内容复制到HMVP缓冲器中。因此，通过重置HMVP缓冲器并将HMVP_row缓冲器的内容复制到缓冲器HMVP_1和HMVP_2中，可以利用来自CTU_00(例如，CTU_10之上的块)的信息来执行对CTU_10中的块的编码或解码，针对CTU_10的编码或解码，该信息可以比来自CTU_03的信息更相关。
在对CTU_10和CTU_20的最后一块进行编码或解码之后，可以执行将HMVP缓冲器的内容复制到HMVP_row的类似过程。此外，在对CTU_13的最后一块进行编码或解码之后，可以执行清除HMVP缓冲器的内容以及将HMVP_row缓冲器的内容复制到HVMP缓冲器的类似过程。
图12示出了图片1100的示例，该图片被划分为两个图块：图块_1(Tile_1)和图块_2(Tile_2)。在一些实施例中，在对图块Tile_1的第一CTU(例如，CTU_00)中的第一块进行编码和解码之前，向HMVP缓冲器加载初始值。这些初始值可以被存储在编码器或解码器的存储器中。还可以将HMVP缓冲器初始化为零状态。另外，在对图片1100的第一CTU(例如，CTU_00)中的第一块进行编码或解码之前，可以将HMVP_row缓冲器初始化为零状态。当对CTU_00(例如，Tile_1的CTU_Row_[0]中的第一CTU)的最后一块进行编码或解码时，将HMVP缓冲器的内容复制到缓冲器HMVP_row中。当对CTU_01(例如，Tile_1的CTU_Row_[0]中的最后一CTU)的最后一块进行编码或解码时，并且在对CTU_10(例如，Tile_1的CTU_Row_[1]中的第一CTU)的第一块进行编码或解码之前，该HMVP缓冲器将被清空，并且将缓冲器HMVP_row的内容复制到HMVP缓冲器中。因此，通过重置HMVP缓冲器并将HMVP_row缓冲器的内容复制到HMVP缓冲器中，可以利用来自CTU_00的信息，来执行对CTU_10中的块的编码或解码，针对CTU_10的编码或解码，该信息可以比来自CTU_01的信息更相关。
Tile_2可以与Tile_1被并行编码或解码，并且具有单独的HMVP缓冲器和缓冲器HMVP_row，其以与上文所描述的用于Tile_1相同的方式来被初始化。当对CTU_02(例如，Tile_2的CTU_Row_[0]中的第一CTU)的最后一块进行编码或解码时，将HMVP缓冲器的内容复制到行缓冲器HMVP_row中。当对CTU_03(例如，Tile_2的CTU_Row_[0]中的最后一CTU)的最后一块进行编码或解码时，并且在对CTU_12(例如，Tile_2的CTU_Row_[1]中的第一CTU)的第一块之前，HMVP缓冲器被重置，并且将缓冲器HMVP_row的内容复制到HMVP缓冲器中。因此，通过重置HMVP缓冲器的内容并将HMVP_row缓冲器的内容复制到HMVP缓冲器中，可以利用来自CTU_02的信息，来执行对CTU_12中的块的编码或解码，针对CTU_12的编码或解码，该信息可以比来自CTU_03的信息更相关。
图13示出了由例如编码器503的编码器或例如解码器610的解码器执行的处理过程的实施例。该处理过程可以开始于步骤S1300，在该步骤中，从视频码流获取当前图片。例如，图片1100(图11)可以是获取的图片。该处理进行到步骤S1302，在该步骤中，使用来自HMVP缓冲器的一个或多个条目来对当前块进行编码/解码。例如，参考图片1100，如果正在对CTU_00中的第一个块进行编码/解码，可以将HMVP_1缓冲器初始化为初始状态，并且可以在初始化该HMVP缓冲器之后，使用来自HMVP_1缓冲器的一个或多个条目来对第一块进行编码/解码。该处理进行到步骤S1304，在该步骤中，利用已编码/解码的当前块的运动矢量信息来更新HMVP缓冲器。
该处理过程进行到步骤S1306，以确定当前编码/解码块是否在CTU行的末端。例如，参考图片1100，如果被编码/解码的当前块是CTU_03的最后一块，则待编码/解码的下一块是CTU_10(即下一行)的第一块。如果当前编码/解码块在CTU行的末端，则该处理过程进行到步骤S1308，在该步骤中，重置(例如，清空)HMVP缓冲器，并且在对下一块进行编码/解码之前，将HMVP_row缓冲器的内容复制到HMVP缓冲器。然后该处理过程将从步骤S1308进行到步骤S1314，后一步骤将在下文中作进一步详细描述。
如果当前编码/解码块不是CTU行的末端，则该处理过程进行到步骤S1310，以确定当前编码/解码块是否是CTU行中的第一CTU的最后一块。如果当前编码/解码块是CTU行中的第一CTU的最后一块，则该处理进行到步骤S1312，在该步骤中，将HMVP缓冲器的内容复制到HVMP_row缓冲器中。例如，参考图片1100，如果当前编码/解码块是CTU_00的最后一块，则在对CTU_01的第一块进行编码/解码之前，将缓冲器HVMP_1缓冲器的内容复制到HMVP_row缓冲器的内容中。该处理从步骤S1312进行到步骤S1314，后一步骤将在下文中作进一步详细描述。
如果当前编码/解码块不是CTU行中第一CTU的最后一块，该处理进行到步骤S1314，以确定当前编码/解码块是否为所获取的图片中的最后一块。如果当前编码/解码块是所获取的图片中的最后一块，则图13所示的处理过程结束。例如，如果当前编码/解码块是CTU_23的最后一块，则图13中的处理过程完成。如果当前编码/解码块不是所获取的图片中的最后一块，则处理过程从步骤S1314返回到步骤S1302。
可以使用计算机可读指令将上述技术实现为计算机软件，并将计算机软件物理地存储在一个或多个计算机可读介质中。例如，图14示出了适于实现所公开的主题的某些实施例的计算机系统(1400)。
可以使用任何适当的机器代码或计算机语言对计算机软件进行编码，这些机器代码或计算机语言可以通过汇编、编译、链接或类似机制来创建代码，所述代码包含了：可直接执行的指令，或通过解释、微代码执行等方式执行的指令，通过一个或多个计算机中央处理单元(Central Processing Units，CPUs)、图形处理单元(Graphics Processing Units，(GPUs))等。
这些指令可以在各种类型的计算机或其组件上执行，包括例如个人计算机、平板计算机、服务器、智能电话、游戏设备、物联网设备等。
图14中所示的用于计算机系统(1400)的组件本质上是示例性的，并且无意对实现本申请公开的实施例的计算机软件的使用范围或功能提出任何限制。组件的配置也不应被解释为对计算机系统(1400)的示例性实施例中所示的组件中的任何一个或者其具有任何依赖性或要求。
计算机系统(1400)可以包括某些人机接口输入设备。这样的人机接口输入设备可以响应于一个或多个人类用户通过例如以下方式的输入：触觉输入(例如：击键、划动、数据手套移动)、音频输入(例如：语音、拍手)、视觉输入(例如：手势)、嗅觉输入(未示出)。该人机接口设备还可以用于捕捉与人类的有意识输入不一定直接相关的某些媒体，例如音频(例如：语音、音乐、环境声音)、图像(例如：扫描图像、从静态图像照相机获得的摄影图像)、视频(例如二维视频、包括立体视频)。
人机接口输入设备可以包括以下中的一个或多个：键盘(1401)、鼠标(1402)、触控板(1403)、触摸屏(1410)、数据手套(未示出)、操纵杆(1405)、麦克风(1406)、扫描仪(1407)、相机(1408)。
计算机系统(1400)也可以包括某些人机接口输出设备。这样的人机接口输出设备可以通过例如触觉输出、声音、光和气味/味道来刺激一个或多个人类用户的感官。这样的人机接口输出设备可以包括：触觉输出设备(例如，通过触摸屏(1410)、数据手套(未示出)或操纵杆(1405)的触觉反馈，但是也可以存在不作为输入设备的触觉反馈)、音频输出设备(例如，扬声器(1409)、耳机(未示出))、视觉输出设备(例如，包含阴极射线管(Cathode RayTube，CRT)屏幕、液晶显示屏(liquid crystal display，LCD)屏幕、等离子屏幕，有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)屏幕的屏幕，每个屏幕都具有或不具有触摸屏输入功能，每个屏幕都具有或不具有触觉反馈功能，其中一些屏幕可能能够通过诸如以下方式输出二维视觉输出或超过三维输出立体输出：虚拟现实眼镜(未示出)、全息显示器以及烟缸(未示出))和打印机(未示出)。
计算机系统(1400)还可以包括人类可访问的存储设备及其相关联的介质，例如包括：CD/DVD ROM/RW(1420)、CD/DVD或类似介质(1421)、拇指驱动器(1422)、可移动硬盘驱动器或固态驱动器(1423)、传统的磁性介质(例如磁带和软盘(未示出))、基于ROM/ASIC/PLD的专用设备(例如安全加密狗(未示出))等。
本领域技术人员还应该理解，结合当前公开的主题所使用的术语“计算机可读介质”不涵盖传输介质、载波或其他瞬时信号。
计算机系统(1400)还可以包括被连接到一个或多个通信网络的接口。例如，所述网络可以是例如无线网络、有线网络、光学网络。网络还可以是本地网络、广域网络、城域网络、车辆和工业网络、实时网络、延迟容忍网络等。网络的示例包括：局域网(例如以太网)、无线LAN(Local Area Network)、蜂窝网络(包括GSM、3G、4G、5G、LTE等)、电视有线或无线广域数字网络(包括有线电视、卫星电视和地面广播电视)、车辆和工业网络(包括CANBus)等等。某些网络通常需要被连接到某些通用数据端口或外围总线(1449)(例如，计算机系统(1400)的USB端口)的外部网络接口适配器；其他网络通常通过被连接到如下文所述的系统总线而被集成到计算机系统(1400)的核心中(例如被连接到计算机网络接口)。使用这些网络中的任何一个，计算机系统(1400)可以与其他实体进行通信。这种通信可以是单向的、仅接收的(例如，广播电视)、仅单向发送(例如，从CANbus到某些CANbus设备)，或者双向的，例如与使用本地或广域数字网络的其他计算机系统进行通信。某些协议和协议栈也可用于上文所述的每个网络和网络接口。
上述人机接口设备、人类可访问存储设备和网络接口均可以被连接到计算机系统(1400)的核心(1440)。
核心(1440)可以包括一个或多个中央处理单元(CPU)(1441)、图形处理单元(GPU)(1442)、形式为现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)(1443)的专用可编程处理单元、某些任务的硬件加速器(1444)等等。这些设备以及只读存储器(ReadOnly Memory，ROM)(1445)、随机存取存储器(1446)、内部大容量存储器(例如内部非用户可访问的硬盘驱动器、固态驱动器(Solid State Drive，SSD)等等)(1447)可以通过系统总线(1448)连接。在一些计算机系统中，可以以一个或多个物理插头的形式访问系统总线(1448)，以使得能够通过附加CPU、GPU等来实现扩展。外围设备可以直接被连接到核心的系统总线(1448)，也可以通过外围总线(1449)连接。外围总线的架构包括：外围组件互连(Peripheral Component Interconnect，PCI)、通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)等。
CPU(1441)、GPU(1442)、FPGA(1443)和加速器(1444)可以执行某些指令，这些指令可以组合以构成上文所述的计算机代码。该计算机代码可以被存储在ROM(1445)或随机存取器(random access memory，RAM)(1446)中。过渡数据也可以被存储在RAM(1446)中，而永久数据则可以被存储在例如内部大容量存储器(1447)中。可以通过使用与一个或多个CPU(1441)、GPU(1442)、大容量存储器(1447)、ROM(1445)、RAM(1446)等密切相关联的高速存储器来实现对任何存储器设备进行快速存储和检索。
计算机可读介质可以在其上具有用于执行各种计算机实现的操作的计算机代码。介质和计算机代码可以是为本申请公开的目的而专门设计和构造，或者其可以是计算机软件领域的技术人员所熟知且可用的类型。
作为示例而非限制，具有架构(1400)，特别是核心(1440)的计算机系统可以由于处理器(包括CPU、GPU、FPGA、加速器等)执行包含在一个或多个有形计算机可读介质中的软件而提供功能。这些计算机可读介质可以是与如上文所述的用户可访问的大容量存储器相关联的介质，以及具有非暂时性的核心(1440)的某些存储器，例如核心内部大容量存储器(1447)或ROM(1445)。可以将实现本申请公开的各种实施例的软件存储在这些设备中并由核心(1440)执行。根据特定需要，计算机可读介质可以包括一个或多个存储设备或芯片。该软件可使核心(1440)，，特别是其中的处理器(包括CPU，GPU，FPGA等)执行本文所述的特定处理过程或特定处理过程的特定部分，包括定义被存储在RAM(1446)中的数据结构，以及根据软件定义的处理过程修改这些数据结构。附加地或替代地，计算机系统可以由于逻辑硬连线或以其他方式体现在电路(例如：加速器(1444))中而提供功能，该电路可以代替软件或与软件一同运行以执行本文所述的特定处理过程或特定处理过程的特定部分。在适当的情况下，对软件的引用可以包含逻辑，反之亦然。对计算机可读介质的引用可以包括存储用于执行的软件的电路(例如集成电路(Integrated Circuit，IC))、包含用于执行的逻辑电路，或者同时包括两者(例如在适当情况下)。本申请公开包括硬件和软件的任何适当的组合。
附录A：首字母缩写词
MV：Motion Vector，运动矢量
HEVC：High Efficiency Video Coding，高效视频编码
SEI：Supplementary Enhancement Information，补充增强信息
VUI：Video Usability Information，视频可用性信息
GOP：Groups of Pictures，图片组
TU：Transform Units，转换单元
PU：Prediction Units，预测单位
CTU：Coding Tree Units，编码树单位
CTB：Coding Tree Blocks，编码树块
PB：Prediction Blocks，预测块
HRD：Hypothetical Reference Decoder，假设参考解码器
SNR：Signal Noise Ratio，信号噪声比
CPU：Central Processing Units，中央处理器
GPU：Graphics Processing Units，图形处理单元
CRT：Cathode Ray Tube，阴极射线管
LCD：Liquid-Crystal Display，液晶显示器
OLED：Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管
CD：Compact Disc，光盘
DVD：Digital Video Disc，数字视频光盘
ROM：Read-Only Memory，只读存储器
RAM：Random Access Memory，随机存取存储器
ASIC：Application-Specific Integrated Circuit，专用集成电路
PLD：Programmable Logic Device，可编程逻辑设备
LAN：Local Area Network，局域网
GSM：Global System for Mobile communications，全球移动通信系统
LTE：Long-Term Evolution，长期演进
CANBus：Controller Area Network Bus，控制器区域网络总线
USB：Universal Serial Bus，通用串行总线
PCI：Peripheral Component Interconnect，外围组件互连
FPGA：Field Programmable Gate Areas，现场可编程门阵列
SSD：Solid-State Drive，固态驱动器
IC：Integrated Circuit，集成电路
CU：Coding Unit，编码单位
尽管本申请公开已经描述了数个示例性实施例，但是存在落入本申请公开的范围内的变更、置换和各种替代等效物。因此，应当理解，本领域技术人员将能够设计出许多系统和方法，这些系统和方法虽然未在本文中明确示出或描述，但是体现了本申请公开的原理，因此也在本申请公开的精神和范围内。
(1)一种用于解码器的视频解码的方法，所述方法包括：从已编码视频码流中获取当前图片，所述当前图片被分割为多个单元，每个单元被划分为多个块，每个单元中的多个块被布置为网格；对于所述单元之一，使用来自历史运动矢量(HMVP)缓冲器的条目，来解码来自所述多个块的当前块；使用已解码的当前块的运动矢量来更新所述HMVP缓冲器；确定所述当前块是否位于被包括在所述单元之一的网格中的行的起始位置；响应于确定所述当前块是所述行的起始位置，重置所述HMVP缓冲器。
(2)根据特征(1)所述的方法，还包括：确定所述当前块是否为所述行的第一单元的最后一块；以及，响应于确定所述当前块为所述行的第一单元的最后一块，将所述HMVP缓冲器的内容复制到行缓冲器中。
(3)根据特征(2)所述的方法，还包括：响应于确定所述当前块是所述行的起始位置，并且在所述HMVP缓冲器的每个所述条目被重置后，将所述行缓冲器的内容复制到所述HMVP缓冲器中。
(4)根据特征(1)-(3)中任一项所述的方法，其中，所述HMVP缓冲器为先进先出(FIFO)缓冲器；并且其中，使用所述运动矢量来更新所述HMVP缓冲器，包括：将所述运动矢量存储在所述HMVP缓冲器中的最后一条目处，并且删除所述HMVP缓冲器中的第一条目。
(5)根据特征(1)-(4)中任一项所述的方法，其中，所述单元为编码树单元(CTU)。
(6)根据特征(2)-(5)中任一项所述的方法，其中，所述单元为图块，所述已解码的单元之一为第一图块，并且来自所述多个单元的所述第一图块和第二图块被并行解码。
(7)一种用于视频解码的视频解码器，包括处理电路，所述处理电路被配置为：从已编码视频码流中获取当前图片，其中，所述当前图片被分割为多个单元，每个单元被划分为多个块，每个单元中的多个块被布置为网格；对于所述单元之一，使用来自历史运动矢量(HMVP)缓冲器的条目，来解码来自所述多个块的当前块；使用已解码的所述当前块的运动矢量来更新所述HMVP缓冲器；确定所述当前块是否位于被包括在所述单元之一的网格中的行的起始位置；以及响应于确定所述当前块是所述行的起始位置，重置所述HMVP缓冲器。
(8)根据特征(7)所述的视频解码器，其中，所述的处理电路还被配置为：确定所述当前块是否为所述行的第一单元的最后一块；以及，响应于确定所述当前块为所述行的第一单元的最后一块，将所述HMVP缓冲器的内容复制到行缓冲器中。
(9)根据特征(8)所述的视频解码器，其中，所述的处理电路还被配置为：响应于确定所述当前块是所述行的起始位置，并且在所述HMVP缓冲器的每个所述条目被重置后，将所述行缓冲器的内容复制到所述HMVP缓冲器中。
(10)根据特征(7)-(9)中任一项所述的视频解码器，其中，所述HMVP缓冲器为先进先出(FIFO)缓冲器；并且其中，使用所述运动矢量来更新所述HMVP缓冲器，包括：将所述运动矢量存储在所述HMVP缓冲器中的最后一条目处，并且删除所述HMVP缓冲器中的第一条目。
(11)根据特征(7)-(10)中任一项所述的视频解码器，其中，所述单元为编码树单元(CTU)。
(12)根据特征(8)-(11)中任一项所述的视频解码器，其中，所述单元为图块，所述已解码的单元之一为第一图块，并且来自所述多个单元的所述第一图块和第二图块被并行解码。
(13)一种非暂时性计算机可读介质，存储有指令，当所述指令由处理器执行时，使得处理器能够执行一种方法，所述方法包括：从已编码视频码流中获取当前图片，所述当前图片被分割为多个单元，每个单元被划分为多个块，每个单元中的多个块被布置为网格；对于所述单元之一，使用来自历史运动矢量(HMVP)缓冲器的条目，来解码来自所述多个块的当前块；使用已解码的所述当前块的运动矢量来更新所述HMVP缓冲器；确定所述当前块是否位于被包括在所述单元之一的网格中的行的起始位置；以及响应于确定所述当前块是所述行的起始位置，重置所述HMVP缓冲器。
(14)根据特征(13)所述的非暂时性计算机可读介质，所述方法还包括：确定所述当前块是否为所述行的第一单元的最后一块；以及，响应于确定所述当前块为所述行的第一单元的最后一块，将所述HMVP缓冲器的内容复制到行缓冲器中。
(15)根据特征(14)所述的非暂时性计算机可读介质，所述方法还包括：响应于确定所述当前块是所述行的起始位置，并且在所述HMVP缓冲器的每个所述条目被重置后，将所述行缓冲器的内容复制到所述HMVP缓冲器中。
(16)根据特征(13)-(15)中任一项所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述HMVP缓冲器为先进先出(FIFO)缓冲器；并且其中，使用所述运动矢量来更新所述HMVP缓冲器，包括：将所述运动矢量存储在所述HMVP缓冲器中的最后一条目处，并且删除所述HMVP缓冲器中的第一条目。
(17)根据特征(13)-(16)中任一项所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述单元为编码树单元(CTU)。
(18)根据特征(14)-(17)中任一项所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述单元为图块，所述已解码的单元之一为第一图块，并且来自所述多个单元的所述第一图块和第二图块被并行解码。
