Квантование цветности в кодировании видеосигналов

Квантование цветности в кодировании видеосигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Следующее поколение стандарта «Высокоэффективное кодирование видеосигналов» (High Efficiency Video Coding - HEVC/H.265), которое была разработано совместно ITU (международный союз электросвязи) и ISO MPEG (экспертная группа кинематографии международной организации по стандартизации), ввело несколько новых средств кодирования видеосигналов с целью улучшения эффективности кодирования видеосигналов по сравнению с предшествующими стандартами и технологиями кодирования видеосигналов, такими как MPEG-2, MPEG-4 Часть2, MPEG-4 AVC/H.264, VC1, и VP8, среди прочих. В своей первой версии, этот новый стандарт может поддерживать кодирование 8-битового или 10-битового материала YUV 4:2:0 с использованием трех, четко определенных профилей, т.е., Главного (Main) профиля, Главного-10 (Main 10) профиля, и Главного профиля неподвижного изображения. Однако работы все еще продолжаются для поддержки более, чем 10-битовой точности выборки (глубины цвета), а также разных форматов выборки цвета и цветовых пространств, включающих в себя YUV 4:2:2, YUV 4:4:4, и RGB 4:4:4, среди прочих. Кодирование таких материалов представляет значительный интерес, в первую очередь, для использования в некоторых профессиональных применениях, таких как применения в кинематографии, съемке, редактировании видеоконтента, архивации, формировании медицинских изображений, и т.д., а также в некоторых потребительских применениях, таких как применение в сжатии и совместном использовании экранного контента, дистанционных вычислениях, и играх, среди прочего.

До недавнего времени, существующие видеокодеки почти всегда отдавали значительно более высокий приоритет кодированию компоненте яркости изображения. Параметры кодирования, которые управляют характеристиками кодирования и качеством информации о яркости, главным образом, обеспечены на нижних уровнях иерархии кодирования видеосигналов, таких как уровень слайса (slice), уровень блока дерева кодирования, уровень блока кодирования, или даже уровень блока преобразования HEVC. Управление и настройка параметров для всех остальных компонент, главным образом, возможны на более высоком уровне, таком как уровень последовательности, уровень набора параметров изображения, или уровень слайсов, в сочетании с модификациями параметров управления яркостью. Например, в MPEG-4 AVC, квантование яркости и соответствующий параметр квантования (Quantization Parameter - QP) контролировался с использованием сигнализируемого параметра на уровне макроблока. Единственный сдвиг для каждой компоненты цветности был обеспечен в наборах параметров изображений. Каждый сдвиг QP цветности управляет значением QP соответствующей компоненты цветности в зависимости от QP яркости, в пределах каждого макроблока. Однако эта зависимость является фиксированной для всего изображения. Если было необходимо изменить качество области яркости или цветности, то тогда подвергались воздействию другие компоненты, вследствие этой очень жесткой зависимости. В HEVC, было также обеспечено некоторое дополнительное управление, поскольку HEVC обеспечивает возможность отдельной сигнализации сдвигов квантования цветности для каждого слайса. Однако, использование многочисленных слайсов может быть нежелательным или нефункциональным для некоторых применений, поскольку обеспеченное управление все же является в некоторой степени грубым.

Для некоторых применений или некоторого контента, способность независимого управления качеством некоторых цветовых компонент может быть очень важной в целях улучшения общего качества, степени сжатия, а также общего восприятия пользователем. Некоторые области, например, могут характеризоваться разными характеристиками текстуры или шума даже в цветовых компонентах, в то время как улучшение цветовых границ может быть более или менее важным, чем обеспечение улучшения этой информации по яркости. Кроме того, для применений формата 4:4:4, таких как совместное использование видеоизображений и дистанционные вычисления, может быть необходимым кодирование RGB-контента, причем важность и, таким образом, необходимый контроль, красного или синего цветовых компонент, как правило, являются более высокими, чем важность компонент цветности в области YUV. Также, может потребоваться кодирование смешанного видеоконтента, который является комбинацией синтетического контента, такого как компьютерная графика или приложения, и естественных изображений или видео. В этом сценарии, при разных характеристиках естественного и синтетического контента, а также возможности того, что естественный контент, который исходно содержал изображения в формате 4:2:0, был преобразован вверх для отображения в формате 4:4:4, наличие способности управления параметрами квантования цветности может, потенциально, сильно повлиять на эффективность кодирования и субъективное качество.

Таким образом, необходим способ, который, по сравнению с существующими кодеками, обеспечивает возможность дополнительного управления параметрами квантования цветности, а также обеспечивает распространение этой поддержки на все общепринятые цветовые форматы (такие как YUV, RGV, YCoCg, или YCoCg-R), на все общепринятые схемы цветовых выборок (такие как 4:2:0, 4:2:2. 4:4:4, или 4:4:4:4), а также на множество глубин цвета для каждой компоненты. Такой способ должен обеспечить сигнализацию и изменение информации о сдвиге QP цветности в пределах блока кодирования значительно более гибким способом, без наложения каких-либо ограничений на форматы цвета или выборки.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для обеспечения системы кодирования видеосигналов, в которой параметры квантования (quantization parameters - QP) цветности могут быть заданы более гибко, некоторые варианты осуществления данного изобретения обеспечивают способ сигнализации дополнительных значений сдвига QP цветности, которые являются конкретными для групп квантования. В некоторых вариантах осуществления, каждая группа квантования явно задает свой собственный набор значений сдвига QP цветности. В некоторых вариантах осуществления, таблица возможных наборов значений сдвига QP цветности задана в области заголовка изображения или слайса, и каждая группа квантования использует индекс для выбора записи из таблицы для определения своего собственного набора значений сдвига QP цветности. Затем, значения сдвига QP цветности уровня группы квантования используют для определения значений QP цветности для блоков или наборов пикселей в пределах группы квантования. В некоторых вариантах осуществления, значения QP цветности группы квантования используют в сочетании с QP яркости блока и значениями сдвига QP цветности, уже заданными на более высоких уровнях иерархии кодирования видеосигналов.

Некоторые варианты осуществления связывают спецификации сдвига QP цветности с группами квантования (quantization group - QG), которые включают в себя один или более элементов видеоданных. В некоторых вариантах осуществления, каждая QG связана со своим собственным набором спецификаций сдвига QP цветности, и, в некоторых из этих вариантов осуществления, набор спецификаций сдвига QP цветности, связанный с QG, закодирован или встроен в пределах структуры кодирования элемента видеоданных в QG.

Для дополнительного уменьшения непроизводительных затрат или использования битов, некоторые варианты осуществления задают все доступные значения сдвига каждой компоненты, или комбинацию значений обеих компонент, на более высоком уровне, например, в наборе параметров последовательности (sequence parameter set - SPS), наборе параметров изображения (picture parameter set - PPS), или в заголовке текущего слайса. В некоторых из этих вариантов осуществления, заголовок синтаксиса более высокого уровня (заголовок SPS/PPS/слайсов) перечисляет разные возможные значения сдвига в табличной форме, причем каждой записи в таблице назначают индекс. Тогда, на уровне элемента кодирования/группы квантования, некоторые варианты осуществления задают только индекс или индексы необходимых значений сдвига квантования. Такие сдвиги могут быть независимыми от значений сдвига, заданных в заголовке слайса или PPS, или, напротив, могут добавляться к значениям сдвига, заданным в заголовке слайса или PPS. Для уменьшения величины битового потока, некоторые варианты осуществления ограничивают количество записей в таблице максимальным значением.

Кодеры в разных вариантах осуществления используют разные способы для выбора и назначения дополнительных значений сдвига QP цветности, которые являются конкретными для группы квантования. Некоторые варианты осуществления выполняют этап предварительного анализа, на котором кодер выполняет анализ уровня области. Некоторые варианты осуществления идентифицируют разные области в изображении, которые являются областями с разными типами видеоконтента. В некоторых из этих вариантов осуществления, разным областям с разными типами видеоконтента назначают разные значения сдвига QP цветности или разные группы квантования. Некоторые варианты осуществления отличают графический контент от реального видеоконтента. Некоторые варианты осуществления отличают видеоконтент формата 4:4:4, который исходно закодирован в формате 4:4:4, от видеоконтента формата 4:4:4, который получен увеличенной выборкой из формата 4:2:0. Некоторые варианты осуществления отличают видеоконтент, который исходно мог иметь другие глубины цвета. Эти характеристики видеоконтента, дополнительно к их зависимостям от цветовых компонент, а также информацию о регулировании скорости, используют в некоторых вариантах осуществления для определения уровней квантования или зависимостей квантования между всеми цветовыми компонентами.

Предшествующая Сущность изобретения, как предполагается, служит для краткого ознакомления с некоторыми вариантами осуществления данного изобретения. Это не означает, что она является введением или обзором всего предмета изобретения, описанного в этом документе. Подробное описание, которое следует ниже, и Чертежи, которые относятся к Подробному описанию, будут дополнительно описывать варианты осуществления, описанные в Сущности изобретения, а также другие варианты осуществления. Таким образом, для понимания всех вариантов осуществления, описанных в этом документе, необходим полный обзор Сущности изобретения, Подробного описания, и Чертежей.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Новые отличительные признаки данного изобретения изложены в приложенной формуле изобретения. Однако, в целях объяснения, некоторые варианты осуществления данного изобретения показаны на следующих фигурах.

Фиг. 1 показывает иерархическую структуру 100 кодирования видеосигналов, которая включает в себя группы квантования цветности, причем каждая группа квантования цветности имеет свой собственный набор спецификаций сдвига QP цветности.

Фиг. 2а-с показывают некоторые способы для кодирования набора значений сдвига QP цветности для группы квантования цветности.

Фиг. 3 показывает примерный заголовок изображения или набор параметров изображения (picture parameter set - PPS), который задает определение группы квантования цветности.

Фиг. 4 показывает примерный элемент дерева кодирования, который может присутствовать в группе квантования цветности.

Фиг. 5 показывает спецификацию дополнительных сдвигов QP цветности в пределах группы квантования.

Фиг. 6 показывает спецификацию дополнительных сдвигов QP цветности в пределах группы квантования с использованием другого способа для задания значений сдвига QP цветности для двух компонент цветности.

Фиг. 7 концептуально показывает процесс для определения значений QP цветности из битового потока видеоданных, который обеспечивает дополнительные спецификации сдвига QP цветности.

Фиг. 8 показывает иерархическую структуру кодирования видеосигналов, которая включает в себя таблицу возможных значений сдвига QP цветности в заголовке более высокого уровня.

Фиг. 9 показывает примерный заголовок изображения или набор параметров изображения (PPS), который кодирует таблицу сдвигов QP цветности.

Фиг. 10 показывает заголовок изображения, который кодирует каждую запись таблицы сдвигов QP цветности с предсказанием.

Фиг. 11 показывает примерный элемент дерева кодирования, который может присутствовать в группе квантования, которая использует индекс для считывания значений сдвига QP цветности из таблицы в заголовке изображения.

Фиг. 12 показывает группу квантования, которая использует индекс для выбора записи в таблице значений сдвига QP цветности.

Фиг. 13 концептуально показывает процесс для определения значений QP цветности из битового потока видеоданных, который использует таблицу возможных значений сдвига QP цветности для реализации дополнительных спецификаций сдвига QP цветности.

Фиг. 14 показывает псевдокод для заголовка изображения, который включает в себя выбор способа задания дополнительных значений сдвига QP цветности.

Фиг. 15 показывает реализацию псевдокода для элемента преобразования, который способен задать значения сдвига QP цветности для группы квантования с использованием любого из трех разных способов.

Фиг. 16 показывает примерную сегментацию и категоризацию изображения.

Фиг. 17 концептуально показывает процесс 1700 для анализа разных областей изображения и назначения сдвигов QP цветности соответствующим образом.

Фиг. 18 показывает обобщенный кодер видеосигналов.

Фиг. 19 показывает обобщенный декодер видеосигналов.

Фиг. 20 концептуально показывает электронную систему, с использованием которой реализованы некоторые варианты осуществления данного изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

В нижеследующем описании, многие подробности изложены в целях объяснения. Однако специалистам в данной области техники будет понятно, что данное изобретение может быть осуществлено на практике без использования этих конкретных подробностей. В других примерах, общеизвестные структуры и устройства показаны в форме блок-схем, чтобы не затруднять понимание описания данного изобретения несущественными подробностями.

Для обеспечения системы кодирования видеосигналов, в которой параметры квантования цветности (QP цветности) могут быть заданы более гибко, некоторые варианты осуществления данного изобретения обеспечивают способ сигнализации дополнительных значений сдвига QP цветности, которые являются конкретными для групп квантования. В некоторых вариантах осуществления, каждая группа квантования явно задает свой собственный набор значений сдвига QP цветности. В некоторых вариантах осуществления, таблица возможных наборов значений сдвига QP цветности задана в области заголовка изображения или слайса, и каждая группа квантования использует индекс для выбора записи из таблицы для определения своего собственного набора значений сдвига QP цветности. Затем, значения сдвига QP цветности уровня группы квантования используют для определения значений QP цветности для блоков в пределах группы квантования. В некоторых вариантах осуществления, значения QP цветности группы квантования используют в сочетании с QP яркости блока и значениями сдвига QP цветности, уже заданными на более высоких уровнях иерархии кодирования видеосигналов.

Секция I ниже описывает способ для задания дополнительных значений сдвига QP цветности. Конкретно, Секция I.a описывает способы для явного задания дополнительных значений сдвига QP цветности в группах квантования, в то время как Секция I.b описывает способы для задания таблицы возможных значений сдвига QP цветности. Затем, Секция II описывает разные системы и способы для идентификации и назначения дополнительных значений сдвига QP цветности для разных областей изображения. Секция III описывает системы кодера видеосигналов и декодера видеосигналов, которые реализуют некоторые варианты осуществления данного изобретения, в то время как Секция IV описывает вычислительную систему, с использованием которой реализованы некоторые варианты осуществления данного изобретения.

I. ЗАДАНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ СДВИГОВ QP ЦВЕТНОСТИ

a. Задание дополнительных сдвигов QP цветности в группах квантования

Некоторые варианты осуществления данного изобретения обеспечивают способ задания значений сдвига параметров квантования цветности (сдвигов QP цветности) для кодирования последовательности видеоданных. Этот способ связывает спецификации сдвига QP цветности с группами квантования цветности, причем каждая QG цветности заключает в себе один или более элементов видеоданных (таких как элементы кодирования в HEVC). В некоторых вариантах осуществления, набор спецификаций сдвига QP цветности, связанный с группой квантования цветности, закодирован или встроен в пределах структуры кодирования элемента видеоданных в группе квантования цветности. В некоторых вариантах осуществления, спецификацию сдвига QP цветности для группы квантования цветности применяют дополнительно к другим спецификациям сдвига QP цветности, которые заданы для структуры кодирования видеоданных на более высоком уровне иерархии кодирования видеосигналов (таком как слайс или изображение), которая заключает в себе группу квантования цветности. В некоторых вариантах осуществления, сдвиги QP цветности из разных уровней применяют вместе (посредством, например, добавления их к значению QP яркости) для определения параметров квантования цветности (QP цветности).

В некоторых вариантах осуществления, группы квантования цветности (QG цветности) определяют дополнительно к группам квантования яркости (QG яркости). QG яркости также заключает в себе один или более элементов видеоданных, но она предназначена для задания параметров квантования яркости (QP яркости). В некоторых вариантах осуществления, QG цветности могут перекрываться с одной или более QG яркости или заключать в себе одну или более QG яркости. Другими словами, разные области в пределах QG цветности могут относиться к разным QG яркости и, следовательно, могут иметь разные QP яркости.

Для некоторых вариантов осуществления данного изобретения, Фиг. 1 показывает иерархическую структуру 100 кодирования видеосигналов, которая включает в себя группы квантования цветности (QG цветности), причем каждая из них имеет свой собственный набор спецификаций сдвига QP цветности. Иерархическая структура 100 кодирования видеосигналов включает в себя несколько изображений 101-103. Среди них, изображение 102 включает в себя несколько слайсов 111-113. Слайс 112 включает в себя несколько QG 121-123 цветности. Изображение 102 имеет набор 132 параметров изображения (PPS), который включает в себя набор спецификаций сдвига QP цветности. QG 121-123 цветности связаны с наборами 141-143 сдвигов QP цветности, соответственно.

Иерархическая структура 100 кодирования видеосигналов соответствует последовательности видеоизображений. Последовательность видеоизображений организуют в слоях элементов видеоданных на различных уровнях иерархии, причем элемент видеоданных на более высоком уровне заключает в себе один или более элементов видеоданных более низких уровней. Например, группа изображений (GOP) является элементом видеоданных на более высоком уровне иерархии, чем изображение, изображение является элементом видеоданных на более высоком уровне иерархии, чем слайс изображения, слайс является элементом видеоданных на более высоком уровне иерархии, чем элемент дерева кодирования, и т.д. В некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере некоторые параметры, заданные для элемента видеоданных более высокого уровня, являются применяемыми для элементов видеоданных более низкого уровня, которых элемент видеоданных более высокого уровня заключает в себе. Например, в некоторых вариантах осуществления, спецификация сдвига QP цветности уровня изображения для изображения 102 (из PPS 132) является применяемой для всех QG цветности, заключенных в изображении 102 (например, QG 121-123 цветности).

Структура 100 кодирования видеосигналов кодируется в виде битового потока, в некоторых вариантах осуществления. Такой битовый поток основан на установленном формате кодирования видеосигналов, таком как стандарт HEVC/H.265 или стандарт MPEG-4 AVC/H.264. Изображение по стандарту H.265 может включать в себя один или более слайсов, и каждый слайс может иметь один или более элементов дерева кодирования (coding tree units - CTU). Дополнительно, каждый CTU может быть подразделен на блоки. H.265 также обеспечивает возможность определения групп квантования яркости для квантования/деквантования компонент яркости. Каждая группа квантования имеет возможность получения параметра квантования яркости, который является конкретным для элементов видеоданных в пределах этой группы квантования. После получения, параметр квантования яркости, затем, используют для выполнения квантования DCT-коэффициентов яркости. По стандарту H.265, параметры квантования цветности получают из параметров квантования яркости на основе значений сдвига, обеспеченных на уровне изображения или слайса соответствующего H.265 битового потока. Структура 100 кодирования видеосигналов обеспечивает сигнализацию или спецификацию сдвигов QP цветности, которая является дополнительной к сдвигам QP цветности уровня изображения/слайса, разрешенным стандартом H.265.

QG 141-143 цветности являются определенными диапазонами в структуре 100 кодирования видеосигналов. Каждая из QG 141-143 связана со своим собственным набором значений 141-143 сдвига QP цветности. В некоторых вариантах осуществления, группа квантования может быть группой элементов видеоданных, которые совместно используют один и тот же набор значений QP. В некоторых вариантах осуществления, сигнализацию для сдвигов QP цветности в некоторой QG применяют ко всем элементам видеоданных в пределах этой QG. В некоторых вариантах осуществления, сдвиги QP применяют, начиная с первой сигнализируемой остаточной информации о цветности, и далее. Любые области, предшествующие сигнализации, не связывают с сигнализируемым сдвигом QP цветности. Другими словами, QG может быть «фрагментированной».

В некоторых вариантах осуществления, QG (цветности или яркости) могут быть определены на разных уровнях или глубинах иерархии кодирования видеосигналов, таких как элемент дерева кодирования, элемент кодирования или элемент преобразования, как они поддерживаются в HEVC. В некоторых вариантах осуществления, определение QG для сдвига QP цветности наследует определение QG для компонент яркости, при доступности.

В некоторых вариантах осуществления, глубина, уровень, и размер QG (цветности или яркости) могут быть гибко заданы в битовом потоке и могут изменяться от изображения к изображению. Например, одно изображение (например, 101) может задать, что его QG цветности находятся на верхнем уровне квадродерева кодирования (т.е. QG является CTU), в то время как другое изображение (например, 103) может задать, что его QG цветности находятся на более низком уровне квадродерева кодирования (например, QG является блоком кодирования квадродерева). В некоторых вариантах осуществления, параметры более высокого уровня (такие как PPS или заголовок слайса) задают, на каком уровне иерархии кодирования видеосигналов находятся QG изображения, подлежащего определению.

Фиг. 1 также показывает, как сдвиги, заданные посредством QG цветности, используются для вычисления значений QP цветности. В некоторых вариантах осуществления, таких как варианты осуществления, показанные на фиг. 1, первый набор параметров сдвигов QP цветности уже сигнализирован в PPS 132 (и/или заголовке для слайса 112). В некоторых вариантах осуществления, значения сдвига QP цветности, которые заданы на уровнях выше QG цветности (например, PPS и/или заголовка слайса) игнорируют, когда QG задают свои собственные значения сдвига QP цветности. В некоторых вариантах осуществления, синтаксические элементы сдвига QP цветности более высокого уровня и сдвиги QP цветности уровня QG учитываются совместно для уменьшения непроизводительных затрат. А именно, адаптацию значений QP цветности выполняют, в зависимости от обоих наборов параметров, совместно, и сигнализируемую информацию можно увидеть в виде сдвига «второго порядка». В некоторых из этих вариантов осуществления, значения QP цветности для текущей QG цветности вычисляют следующим образом:

QPchroma[i]=QPluma+QPoffset_pps[i]+QPoffset_quant_group[i] (1)

(QPchroma[i] – QP_цветности[i], QPluma – QP_яркости, QPoffset_pps[i] – сдвиг_QP_pps[i], QPoffset_quant_group[i] – сдвиг_QP_группы_квантования[i])

(i=0 для первой компоненты цветности; i=1 для второй компоненты цветности)

Причем, QPluma является QP компоненты яркости, соответствующей текущей группе квантования цветности, QPoffset_pps[i] является сдвигом QP i-ой компоненты цветности из текущего PPS (или заголовка слайса), и QPoffset_quant_group[i] является дополнительным сдвигом, сигнализируемым на уровне QG для этой компоненты. Таким образом, сумма QPoffset_pps[i]+QPoffset_quant_group[i] образует общий сдвиг QP цветности i-ой компоненты цветности.

В некоторых вариантах осуществления, адаптация значений QP цветности основана на параметрах сдвига QP цветности из многочисленных уровней иерархии кодирования видеосигналов. Например, в некоторых вариантах осуществления, вычисление значений QP цветности учитывает значения сдвига QP цветности из PPS, а также из заголовка слайса. В некоторых из этих вариантов осуществления, значение QP цветности для компоненты цветности i текущей QG вычисляют следующим образом:

QPchroma[i]=QPluma+QPoffset_pps[i]

+ QPoffset_slice[i]+QPoffset_quant_group[i] (2)

Причем, QPoffset_slice[i] (сдвиг_QP_слайса[i]) является сдвигом QP i-ой компоненты цветности из текущего заголовка слайса, QPoffset_pps[i] является сдвигом QP i-ого компоненты цветности из текущего PPS, и сумма QPoffset_pps[i]+QPoffset_slice[i]+QPoffset_quant_group[i] является общим сдвигом QP цветности i-ой компоненты цветности. Некоторые варианты осуществления, необязательно, обеспечивают возможность задания одного или более дополнительных значений сдвига QP цветности в других уровнях иерархии кодирования видеосигналов. Для кодирования или декодирования конкретного блока кодирования, некоторые из этих вариантов осуществления используют некоторые или все значения сдвига QP цветности, заданные на уровнях иерархии кодирования видеосигналов, которые заключают в себе конкретный блок кодирования (или применяются к нему).

Как упомянуто выше, значения QP цветности QG цветности вычисляют посредством добавления сдвигов QP цветности к значению QP яркости, применяемому к QG цветности. В некоторых вариантах осуществления, значение QP яркости, соответствующее QG цветности, может изменяться в пределах QG цветности. Это происходит, поскольку QG яркости и QG цветности могут перекрываться таким образом, что QG цветности может заключать в себе элементы кодирования, которые попадают в разные QG яркости и, таким образом, имеют разные значения QP яркости. Следовательно, разные элементы кодирования в пределах QG цветности могут, в результате, иметь разные значения QP цветности (поскольку сдвиги QP цветности, применяемые к QG цветности, применены к разным значениям QP яркости в пределах QG цветности).

В примере фиг. 1, QG 121 цветности имеет четыре соответствующих значения QP яркости (QPLuma), поскольку QG 121 цветности перекрывается с четырьмя разными QG 171-174 яркости. Эти четыре значения QP яркости QG 121 цветности приводят к четырем возможным значениям QP цветности, после применения сдвигов QP цветности (QPoffset_pps, QPoffset_slice, QPoffset_quant_group) из сдвига 132 PPS и сдвига 141 QG1. Таким образом, элемент кодирования в QG 121 цветности может иметь одно из этих четырех возможных значений QP цветности, в зависимости от базовой QG яркости, в которую попадает элемент кодирования. Подобным образом, QG 123 цветности перекрывается с двумя разными QG 181-182 яркости, и элемент кодирования в QG 123 цветности может иметь одно из двух возможных значений QP цветности, в зависимости от базовой QG яркости, в которую попадает элемент кодирования.

С другой стороны, QG 122 цветности имеет только одно соответствующее значение QP яркости, поскольку QG 122 цветности попадает полностью в пределы QG 175 яркости (или заключает в себе точно такой же набор элементов кодирования, что и QG 175 яркости). Следовательно, все элементы кодирования в QG 122 цветности имеют одно и то же значение QP цветности после применения сдвигов QP цветности.

Поскольку существуют две компоненты цветности для каждой компоненты яркости для большинства форматов кодирования видеосигналов (например, YCbCr), в некоторых вариантах осуществления, каждый сдвиг QP цветности для группы квантования является набором значений, который включает в себя спецификацию для вычисления двух значений сдвига для двух компонент цветности. Для некоторых вариантов осуществления, фигуры 2а-с показывают некоторые способы для кодирования набора значений сдвига для QG 141 фиг. 1. Некоторые варианты осуществления используют только один из этих способов для кодирования набора значений сдвига QP цветности. Некоторые варианты осуществления выбирают разные способы для разных QG, на основе характеристик конкретных QG.

Фиг. 2а показывает набор значений сдвига QP цветности в виде двух независимых значений 241 и 242 сдвига. Эти два значения прямо используются в виде сдвига QP цветности для компоненты [0] (251) и для компоненты [1] (252). Некоторые варианты осуществления выбирают этот способ кодирования сдвига QP цветности, когда две компоненты цветности имеют очень малую корреляцию друг с другом. Дополнительный пример этого способа кодирования значений сдвига QP цветности дополнительно описан ниже со ссылкой на фиг. 5.

Фиг. 2b описывает набор значений сдвига, закодированных в виде одного единственного значения 243, которое одновременно используется в качестве сдвига QP цветности обеими компонентами цветности (253 и 254). Некоторые варианты осуществления выбирают этот способ, когда две компоненты цветности являются очень похожими в своих зависимостях от компоненты яркости. Дополнительный пример этого способа кодирования значений сдвига QP цветности дополнительно описан ниже со ссылкой на фиг. 6.

Фиг. 2с описывает набор значений сдвига, закодированных в виде значения 244 непосредственного сдвига и дельта-значения 245, на основе непосредственного сдвига. В этом примере, значение 244 непосредственного сдвига прямо применяется в качестве сдвига QP цветности первой компоненты (255) цветности, в то время как сумма дельта-значения 245 и непосредственного значения 244 используется в качестве значения сдвига QP цветности второй компоненты (256) цветности. Некоторые варианты осуществления выбирают этот способ, когда две компоненты цветности отличаются в своих зависимостях от компоненты яркости на малый сдвиг, который может быть легко закодирован в битовом потоке с использованием очень малого количества битов. Этот способ кодирует второй сдвиг QP цветности (для компоненты [1]) в зависимости от первого сдвига QP цветности. А именно, второй сдвиг QP цветности теперь предсказывают на основании первого сдвига QP цветности (для компоненты [0]). В некоторых вариантах осуществления, значение QP цветности для первой компоненты цветности вычисляют следующим образом:

QPchroma[0]=QPluma+QPoffset_pps[0]+QPoffset_quant_group[0]. (3)

Значение QP цветности для второй компоненты цветности вычисляют следующим образом:

QPchroma[1]=QPluma+QPoffset_pps[1]+QPoffset_quant_group[0]

+ QPoffset_quant_group[1]. (4)

(i=0 для первой компоненты цветности; i=1 для второй компоненты цветности)

Как упомянуто выше, некоторые варианты осуществления используют значения сдвига QP цветности из многочисленных разных уровней иерархии кодирования видеосигналов для получения конечного значения QP цветности. Для некоторых вариантов осуществления, которые используют значения сдвига QP цветности как из PPS, так и из заголовка слайса, значение QP цветности для первой компоненты цветности вычисляют следующим образом:

QPchroma[0]=QPluma+QPoffset_pps[0]+QPoffset_slice[0]

+ QPoffset_quant_group[0]. (5)

Значение QP цветности для второй компоненты цветности вычисляют следующим образом:

QPchroma[1]=QPluma+QPoffset_pps[1]+QPoffset_slice[1]

+ QPoffset_quant_group[0]+QPoffset_quant_group[1]. (6)

Как упомянуто выше, в некоторых вариантах осуществления, определение группы квантования яркости и/или цветности задают параметрами, которые находятся на уровне изображения. Фиг. 3 показывает примерный заголовок изображения или PPS 300, который задает определение группы квантования цветности. Упомянутый примерный заголовок 300 изображения связан с изображением 102 структуры 100 кодирования видеосигналов. Заголовок 300 изображения описан посредством псевдокода, который модифицирован на основании псевдокода стандарта H.265 для размещения дополнительных сдвигов QP цветности (т.е. адаптации значений QP цветности). В некоторых вариантах осуществления, псевдокод для стандарта видеосигналов (такого как стандарт H.265 или модифицированный стандарт) описывает операции, которые необходимы декодеру видеосигналов при обработке битового потока, который соответствует стандарту видеосигналов. Псевдокод также описывает операции, которые необходимы кодеру видеосигналов при генерации битового потока, который соответствует стандарту видеосигналов.

В целях иллюстрации, псевдокод заголовка 300 изображения показан на фиг. 3 с использованием темных линий 311-313. Линии 311-313 обеспечивают дополнительные значения сдвига QP цветности и определяют группы квантования цветности для сдвигов QP цветности в изображении 102. Конкретно, параметр “additional_chroma_qp_offset” («дополнительный_сдвиг_ QP_цветности») в линии 311 информирует декодер, что в битовом потоке будет существовать дополнительная спецификация сдвига QP цветности. Когда эта переменная не установлена для конкретного изображения, битовый поток не будет включать в себя биты для задания дополнительного сдвига QP цветности для изображения, для предотвращения избыточного расходования битов.

Параметр “chroma_qp_offset_max_depth” («максимальная_глубина_сдвига_QP_цветности») в линии 313 определяет уровень (и, следовательно, размер или иерархическую глубину) QG цветности. Этот параметр может быть установлен равным размеру всего элемента дерева кодирования (coding tree unit - CTU) или может быть уменьшен до размера наименьшего элемента кодирования, возможного в битовом потоке. Некоторые варианты осуществления обеспечивают наличие спецификации и сигнализации дополнительных сдвигов QP цветности на любом необходимом уровне (например, на уровне CTU, на уровне группы квантования, определяющей цветность, на уровне элемента кодирования, на уровне элемента преобразования, и т.д.).

В некоторых вариантах осуществления, вместо определения групп квантования, конкретно для сдвигов QP цветности, битовый поток использует параметр “diff_cu_qp_delta_depth”, который также определяет группы квантования для QG яркости. В некоторых вариантах осуществления, если параметр для определения группы квантования является недоступным, то тогда всему изображению назначают один и тот же QP для яркости, и не разрешают никаких адаптаций QP для яркости.

Фиг. 4 показывает примерный элемент 400 дерева кодирования, который может существовать в группе квантования. Элемент 400 дерева кодирования описан посредством псевдокода, модифицированного на основании псевдокода стандарта H.265 для размещения дополнительных сдвигов QP цветности. Элемент 400 дерева кодирования находится в группе 122 квантования, которая находится в слайсе 112 изображения 102.

Псевдокод для элемента 400 дерева кодирования показан с использованием темных линий 411-413, которые добавлены в целях определения того, является ли элемент дерева кодирования частью QG. Конкретно, на линии 411, параметр “additional_chroma_qp_offset” («дополнительный_сдвиг_QP_цветности») (например, из заголовка 300 изображения) используют для указания того, разрешена ли дополнительная информация о цветности. Параметр “chroma_qp_offset_max_depth” («максимальная_глубина_сдвига_QP_цветности») сравнивают с переменной “log2CbSize” для определения того, находится ли элемент 400 дерева кодирования в группе квантования (такой как группа 122 квантования). Если это так, то псевдокод устанавливает переменную “IsCrCuQpOffsetCoded” равной 0, на линии 412. Для некоторых вариантов осуществления, это также инициализирует начальную точку группы квантования цветности.

Фиг. 5 показывает спецификацию дополнительных сдвигов QP цветности в пределах QG 122. Как описано выше со ссылкой на фиг. 3 и 4, посредством заголовка 300 изображения определено, что QG 122 включает в себя элемент 400 дерева кодирования. Дополнительные сдвиги QP цветности заданы в пределах элемента 500 преобразования элемента 400 дерева кодирования. Элемент 500 преобразо