H.266/VVC帧间预测技术学习:CU级双向加权预测(Bi-prediction with CU-level weight)

CU级双向加权预测(Bi-prediction with CU-level weight ,BCW)

在HEVC中，通过对从两个不同参考图片获得的两个预测信号求平均和/或使用两个不同运动矢量来生成双向预测信号。 在VVC中，双向预测模式不再是简单的平均，可以对两个预测信号进行加权平均。

其中w为权重，总共包含5个权重，w∈{-2,3,4,5,10}。

对于每个双向预测的CU，权重w通过以下两种方式之一确定：

1. 对于非Merge CU，权重索引在MVD之后由编码端传给解码端
2. 对于Merge CU，权重索引由基于Merge候选索引从相邻块推断得到，这适用于常规Merge模式和继承的仿射Merge模式。对于构造的仿射Merge模式，基于最多3个块的运动信息构造仿射运动信息。使用构造的仿射Merge模式的CU的BCW索引被简单地设置为等于第一控制点MV的BCW索引。

BCW仅适用于具有256个或更多亮度像素的CU（即CU宽度乘以CU高度大于或等于256）。 对于低延迟（low-delay）图片，将使用所有5种权重。 对于非低延迟（non-low-delay）图片，仅使用3个权重（w∈{3,4,5}）。

在编码端，为了不增加编码器的复杂性，应用快速搜索算法来查找权重索引（参考VTM软件和文档JVET-L0646）：

• 当BCW与AMVR结合使用时，如果当前图片为低延迟图片，则仅针对1像素和4像素MV精度有条件地检查不相等的权重。
• 当与仿射结合使用时，仅当仿射模式被选择为当前最佳模式时，仿射运动估计才会使用不相等的权重。
• 当两个双向预测的参考帧相同时，不相等的权重仅在某些情况下使用。
• 当满足某些条件时，将不搜索不相等的权重，具体取决于当前图片及其参考图片之间的POC距离，编码QP和时间级别temporal level。

BCW权重索引使用一个context coded bin和bypass coded bins进行编码。 第一个context coded bin指示是否使用了相等的权重； 如果使用了不相等的权重，则使用bypass coded bins来指示使用了哪个不相等的权重。

在VVC中，不能将CIIP（帧间帧内联合预测）和BCW用于同一个CU。 当CU以CIIP模式编码时，当前CU的BCW索引被设置为2（w=4），即相等的权重。

const int8_t g_BcwWeights[BCW_NUM] = { -2, 3, 4, 5, 10 };

int8_t getBcwWeight(uint8_t bcwIdx, uin