[翻译]VTM文档：NextSoftware-Data Structures

VTM的模型

指示信息

基础二维信息

Size

• 描述一个长方形的尺寸
• width，height

Position

• 表示一个点的二维位置
• x，y

Area

• 某个位置(Position)处的某尺寸(Size)矩形
• Position，Size

扩展二维信息

CompArea

• 描述多通道信号的某个分量(component)的区域信息(Area)
• 分量使用compID表示

UnitArea

• 描述多通道信号的多个分量(CompArea)组成的的N个块(blocks)
• blocks[0…N-1]：由CompArea组成

信号存储

AreaBuf <T>

• 描述线性内存(linear memory)中一个二维信号的布局(memory layout)
• T可选Pel、TCoeff来生成PelAreaBuf和CoeffAreaBuf
• 包含一些简单的操作
  • at(x,y)：返回信号在位置(x,y)处的值
  • bufAt(x,y)：返回缓存(buffer)在位置(x,y)处的原始指针(raw pointer)
  • subBuf(x,y,w,h)：返回偏移(x,y)的尺寸为(w,h)的一个AreaBuf
  • fill(val)：使用给定的值填充某个区域
  • copyFrom(other)：从其他区域复制内容
  • substract, addAvg, reconstruct, removeHighFreq：替代TComYUV中的功能

UnitAreaBuf <T>

• 描述线性内存(linear memory)中一个多通道(multi-component)二维信号的布局(memory layout)
• 包含一些简单操作，与AreaBuf有相似的接口
• bufs[0…N-1]：由AreaBuf组成，包含了信号的不同分量

PelStorage

• 一个UnitAreaBuf，同时也分配自己的内存

编码信息

Picture

• 包含了作为元数据的输入输出信号(slice info等)

CU、PU、TU

• 单一对象(single object)对应着单一的单元(single unit)

• 包含相应的信息，包含位置信息（从UnitArea中得到）

• CodingUnit：描述某个UnitArea所表示的区域如何进行编码

• PredictionUnit：描述某个UnitArea所表示的区域的预测信号如何生成

• TransformUnit：描述某个UnitArea所表示的区域如何进行变化编码(transforming coding)

CodingStructure

• 包含CU,PU,TU，并将它们映射到Picture上面
• CodingStructure是全局分配的(globally allocated)
  • 顶级(Top-level) 的CodingStructure包含当前帧全部的CU,PU,TU
  • 次级(Sub-level) 的CodingStructure包含某个UnitArea的CU,PU,TU
• CodingStructure被创建后需要进行填充
• 使用dynamic_cache动态地分配需要的资源以提高性能
• 包含操作
  • area：UnitArea类型，描述了CodingStructure跨越(span)了图像的哪些区域
  • addCU/PU/TU(UnitArea)：创建并定位跨越了UnitArea的特定对象
  • getCU/PU/TU(position)：返回位于指定位置的特定对象
  • setDecomp(CompArea)：设置指定的CompArea为已重建状态(reconstructed)
  • setDecomp(UnitArea)：模拟多通道的setDecomp操作
  • isDecomp(Position)：返回这个位置的重建信号是否已被生成
• 包含针对自上而下(Top-Down)的率失真搜索(RD-search)的额外功能
  • 允许使用“透明的(transparent)”全局上下文(global context)进行本地测试编码
  • 遵循众所周知的具有向上传播(up-propagation)的最佳临时方案
  • 层次级联
    • 一个CodingStructure用来表达一个局部的UnitArea
    • 对于此UnitArea之外的调用将转发到当前CodingStructure的父节点
    • 父节点不知道全部的子节点，最好的候选者将被传播给父节点
  • 包含操作
    • initStructData()：清除当前CodingStructure包含的所有数据（信号和编码信息)
    • initSubStructure()：将一个新的CodingStructure连接到下一层
    • useSubStructure()：从子层中复制编码数据
    • copyStructure()：从其他结构中复制编码信息，并不受到父子之间的约束关系

HM与VTM的对比

HM	VTM
Z-index, (CTU)-RS-address, Depth	Position, Size, (Comp)Area, UnitArea
TComDataCU	CodingUnit, PredictionUnit, TransformUnit 在CU, PU, TU的命名空间中操作 CodingStructure
TComTU	划分由Partitioner监管
TComPicYuv	Picture
TComPic	Picture
TComYuv	UnitAreaBuf

具体细节

CodingStructures

已整合至VTM模型::CodingStructures

划分

数据的归属

• 每一个数据都属于某个(些)对象，并需要分配内存以及释放

• Picture

  • 归属：EncLib或DecLib

  • 拥有：信号缓冲区，Slice对象，SEI消息和TileMap

• AreaBuf，UnitBuf

  • 拥有：不保存任何数据

• PelStorage

  • 拥有：可能拥有某些缓冲区(这取决于是否使用create或createFromBuf来创建)
  • 拥有的数据保存在成员变量m_origin中

• CodingStructure

  • Top-Layer
    • 归属：Picture
    • 拥有：链接至图像的信号缓冲区，但是并不拥有这些缓冲区
  • Sub-Layer（暂时存在于RD-Search）
    • 归属：EncCu或IntraSearch
    • 拥有：包含一些信号的缓冲区，并拥有他们
  • 总是拥有描述结构和布局的缓冲区(非信号)和变换系数缓冲区
  • 不拥有CU等，仅仅是通过dynamic_cache链接到他们

• CodingUnit，PredictionUnit，TransformUnit

  • 归属：属于dynamic_cache，其中对象是通过get获取并通过cache来释放
  • TransformUnit不拥有变换系数缓冲区(在CodingStructure中)

• dynamic_cache

  • Top-Level的缓冲区是全局的（在运行时动态分配。并在退出的时候释放）
  • RD-Search的缓冲区是属于EncCu和IntraSearch