Methods and apparatus for transform coding

Abstract

A method for video decoding is provided. The method includes: determining a transform candidate list for a current Transform Unit (TU), wherein the transform candidate list comprises a plurality of transform matrix candidates; obtaining a plurality of reordering metrics corresponding to respective ones of the plurality of transform matrix candidates; reordering the plurality of transform matrix candidates based on the plurality of reordering metrics to obtain a reordered transform candidate list; and selecting one or more transform matrix candidates from the reordered transform candidate list as one or more transform matrices used for the current TU.

Description

METHODS AND APPARATUS FOR TRANSFORM CODINGCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATION

[0001] This application is based upon and claims priority to PCT Application No. PCT / CN2024 / 076597 filed on February 7, 2024, the entire content thereof is incorporated herein by reference in its entirety.TECHNICAL FIELD

[0002] This application is related to video coding and compression. More specifically, this application relates to improve the coding efficiency of transform coding.BACKGROUND

[0003] Digital video is supported by a variety of electronic devices, such as digital televisions, laptop or desktop computers, tablet computers, digital cameras, digital recording devices, digital media players, video gaming consoles, smart phones, video teleconferencing devices, video streaming devices, etc. The electronic devices transmit and receive or otherwise communicate digital video data across a communication network, and / or store the digital video data on a storage device. Due to a limited bandwidth capacity of the communication network and limited memory resources of the storage device, video coding may be used to compress the video data according to one or more video coding standards before it is communicated or stored. For example, video coding standards include Versatile Video Coding (VVC) , Joint Exploration test Model (JEM) , High-Efficiency Video Coding (HEVC / H. 265) , Advanced Video Coding (AVC / H. 264) , Moving Picture Expert Group (MPEG) coding, or the like. Video coding generally utilizes prediction methods (e.g., inter-prediction, intra-prediction, or the like) that take advantage of redundancy inherent in the video data. Video coding aims to compress video data into a form that uses a lower bit rate, while avoiding or minimizing degradations to video quality.SUMMARY

[0004] Embodiments of the present disclosure provide transform matrices reordering methods to further improve the performance of transform coding.

[0005] According to a first aspect of the present disclosure, a method for video decoding is provided. The method includes: determining a transform candidate list for a current Transform Unit (TU) , wherein the transform candidate list comprises a plurality of transform matrix candidates; obtaining a plurality of reordering metrics corresponding to respective ones of the plurality of transform matrix candidates; reordering the plurality of transform matrix candidates based on the plurality of reordering metrics to obtain a reordered transform candidate list; and selecting one or more transform matrix candidates from the reordered transform candidate list as one or more transform matrices used for the current TU.

[0006] According to a second aspect of the present disclosure, a method for video encoding is provided. The method includes: determining a transform candidate list for a current Transform Unit (TU) , wherein the transform candidate list comprises a plurality of transform matrix candidates; obtaining a plurality of reordering metrics corresponding to respective ones of the plurality of transform matrix candidates; reordering the plurality of transform matrix candidates based on the plurality of reordering metrics to obtain a reordered transform candidate list; and selecting one or more transform matrix candidates from the reordered transform candidate list as one or more transform matrices used for the current TU.

[0007] According to a third aspect of the present disclosure, an apparatus for video coding is provided. The apparatus includes: one or more processors; and a memory coupled to the one or more processors and configured to store instructions executable by the one or more processors, wherein the one or more processors, upon execution of the instructions, are configured to perform any method described in the above aspects.

[0008] According to a fourth aspect of the present disclosure, a non-transitory computer readable storage medium is provided. The non-transitory computer readable storage medium stores a plurality of programs for execution by a computing device having one or more processors, wherein the plurality of programs, when executed by the one or more processors, cause the computing device to perform any method described in the above aspects.

[0009] According to a fifth aspect of the present disclosure, a non-transitory computer readable storage medium is provided. The non-transitory computer readable storage medium stores a bitstream to be decoded by the method described in the first aspect or a bitstream generated by the method described in the second aspect.

[0010] According to a sixth aspect of the present disclosure, a method for storing a bitstream is provided. The method includes storing the bitstream into a storage medium, wherein the bitstream comprises data to be decoded by the method described in the first aspect or data generated by the method described in the second aspect.

[0011] According to a seventh aspect of the present disclosure, a computer program product is provided. The computer program product includes a plurality of programs for execution by a computing device having one or more processors, wherein the plurality of programs, when executed by the one or more processors, cause the computing device to perform any method described in the above aspects.

[0012] It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are examples only and are not restrictive of the present disclosure.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0013] The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate examples consistent with the present disclosure and, together with the description, serve to explain the principles of the disclosure.

[0014] FIG. 1 is a block diagram illustrating an exemplary system for encoding and decoding video blocks in accordance with some implementations of the present disclosure.

[0015] FIG. 2 is a block diagram illustrating an exemplary video encoder in accordance with some implementations of the present disclosure.

[0016] FIG. 3 is a block diagram illustrating an exemplary video decoder in accordance with some implementations of the present disclosure.

[0017] FIGS. 4A through 4E are block diagrams illustrating how a frame is recursively partitioned into multiple video blocks of different sizes and shapes in accordance with some implementations of the present disclosure.

[0018] FIG. 5 is a block diagram illustrating the SBT position, type and transform type.

[0019] FIG. 6 is a block diagram illustrating the ROI for LFNST16.

[0020] FIG. 7 is a block diagram illustrating the ROI for LFNST8.

[0021] FIG. 8 is a block diagram illustrating the spatial discontinuity measurement.

[0022] FIG. 9 is a flow chart illustrating a method for video decoding in accordance with some implementations of the present disclosure.

[0023] FIG. 10 is a flow chart illustrating a method for video encoding in accordance with some implementations of the present disclosure.

[0024] FIG. 11 is a diagram illustrating a computing environment coupled with a user interface, according to some implementations of the present disclosure.DETAILED DESCRIPTION

[0025] Reference will now be made in detail to specific implementations, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. In the following detailed description, numerous non-limiting specific details are set forth in order to assist in understanding the subject matter presented herein. But various alternatives may be used without departing from the scope of claims and the subject matter may be practiced without these specific details. For example, the subject matter presented herein can be implemented on many types of electronic devices with digital video capabilities.

[0026] It should be illustrated that the terms “first, ” “second, ” and the like used in the description, claims of the present disclosure, and the accompanying drawings are used to distinguish objects, and not used to describe any specific order or sequence. It should be understood that the data used in this way may be interchanged under an appropriate condition, such that the embodiments of the present disclosure described herein may be implemented in orders besides those shown in the accompanying drawings or described in the present disclosure.

[0027] FIG. 1 is a block diagram illustrating an exemplary system 10 for encoding and decoding video blocks in parallel in accordance with some implementations of the present disclosure. As shown in FIG. 1, the system 10 includes a source device 12 that generates and encodes video data to be decoded at a later time by a destination device 14. The source device 12 and the destination device 14 may comprise any of a wide variety of electronic devices, including desktop or laptop computers, tablet computers, smart phones, set-top boxes, digital televisions, cameras, display devices, digital media players, video gaming consoles, video streaming device, or the like. In some implementations, the source device 12 and the destination device 14 are equipped with wireless communication capabilities.

[0028] In some implementations, the destination device 14 may receive the encoded video data to be decoded via a link 16. The link 16 may comprise any type of communication medium or device capable of moving the encoded video data from the source device 12 to the destination device 14. In one example, the link 16 may comprise a communication medium to enable the source device 12 to transmit the encoded video data directly to the destination device 14 in real time. The encoded video data may be modulated according to a communication standard, such as a wireless communication protocol, and transmitted to the destination device 14. The communication medium may comprise any wireless or wired communication medium, such as a Radio Frequency (RF) spectrum or one or more physical transmission lines. The communication medium may form part of a packet-based network, such as a local area network, a wide-area network, or a global network such as the Internet. The communication medium may include routers, switches, base stations, or any other equipment that may be useful to facilitate communication from the source device 12 to the destination device 14.

[0029] In some other implementations, the encoded video data may be transmitted from an output interface 22 to a storage device 32. Subsequently, the encoded video data in the storage device 32 may be accessed by the destination device 14 via an input interface 28. The storage device 32 may include any of a variety of distributed or locally accessed data storage media such as a hard drive, Blu-ray discs, Digital Versatile Disks (DVDs) , Compact Disc Read-Only Memories (CD-ROMs) , flash memory, volatile or non-volatile memory, or any other suitable digital storage media for storing the encoded video data. In a further example, the storage device 32 may correspond to a file server or another intermediate storage device that may hold the encoded video data generated by the source device 12. The destination device 14 may access the stored video data from the storage device 32 via streaming or downloading. The file server may be any type of computer capable of storing the encoded video data and transmitting the encoded video data to the destination device 14. Exemplary file servers include a web server (e.g., for a website) , a File Transfer Protocol (FTP) server, Network Attached Storage (NAS) devices, or a local disk drive. The destination device 14 may access the encoded video data through any standard data connection, including a wireless channel (e.g., a Wireless Fidelity (Wi-Fi) connection) , a wired connection (e.g., Digital Subscriber Line (DSL) , cable modem, etc. ) , or a combination of both that is suitable for accessing encoded video data stored on a file server. The transmission of the encoded video data from the storage device 32 may be a streaming transmission, a download transmission, or a combination of both.

[0030] As shown in FIG. 1, the source device 12 includes a video source 18, a video encoder 20 and the output interface 22. The video source 18 may include a source such as a video capturing device, e.g., a video camera, a video archive containing previously captured video, a video feeding interface to receive video from a video content provider, and / or a computer graphics system for generating computer graphics data as the source video, or a combination of such sources. As one example, if the video source 18 is a video camera of a security surveillance system, the source device 12 and the destination device 14 may form camera phones or video phones. However, the implementations described in the present application may be applicable to video coding in general, and may be applied to wireless and / or wired applications.

[0031] The captured, pre-captured, or computer-generated video may be encoded by the video encoder 20. The encoded video data may be transmitted directly to the destination device 14 via the output interface 22 of the source device 12. The encoded video data may also (or alternatively) be stored onto the storage device 32 for later access by the destination device 14 or other devices, for decoding and / or playback. The output interface 22 may further include a modem and / or a transmitter.

[0032] The destination device 14 includes the input interface 28, a video decoder 30, and a display device 34. The input interface 28 may include a receiver and / or a modem and receive the encoded video data over the link 16. The encoded video data communicated over the link 16, or provided on the storage device 32, may include a variety of syntax elements generated by the video encoder 20 for use by the video decoder 30 in decoding the video data. Such syntax elements may be included within the encoded video data transmitted on a communication medium, stored on a storage medium, or stored on a file server.

[0033] In some implementations, the destination device 14 may include the display device 34, which can be an integrated display device and an external display device that is configured to communicate with the destination device 14. The display device 34 displays the decoded video data to a user, and may comprise any of a variety of display devices such as a Liquid Crystal Display (LCD) , a plasma display, an Organic Light Emitting Diode (OLED) display, or another type of display device.

[0034] The video encoder 20 and the video decoder 30 may operate according to proprietary or industry standards, such as VVC, HEVC, MPEG-4, Part 10, AVC, or extensions of such standards. It should be understood that the present application is not limited to a specific video encoding / decoding standard and may be applicable to other video encoding / decoding standards. It is generally contemplated that the video encoder 20 of the source device 12 may be configured to encode video data according to any of these current or future standards. Similarly, it is also generally contemplated that the video decoder 30 of the destination device 14 may be configured to decode video data according to any of these current or future standards.

[0035] The video encoder 20 and the video decoder 30 each may be implemented as any of a variety of suitable encoder and / or decoder circuitry, such as one or more microprocessors, Digital Signal Processors (DSPs) , Application Specific Integrated Circuits (ASICs) , Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) , discrete logic, software, hardware, firmware or any combinations thereof. When implemented partially in software, an electronic device may store instructions for the software in a suitable, non-transitory computer-readable medium and execute the instructions in hardware using one or more processors to perform the video encoding / decoding operations disclosed in the present disclosure. Each of the video encoder 20 and the video decoder 30 may be included in one or more encoders or decoders, either of which may be integrated as part of a combined encoder / decoder (CODEC) in a respective device.

[0036] In some implementations, at least a part of components of the source device 12 (for example, the video source 18, the video encoder 20 or components included in the video encoder 20 as described below with reference to Fig. 2, and the output interface 22) and / or at least a part of components of the destination device 14 (for example, the input interface 28, the video decoder 30 or components included in the video decoder 30 as described below with reference to Fig. 3, and the display device 34) may operate in a cloud computing service network which may provide software, platforms, and / or infrastructure, such as Software as a Service (SaaS) , Platform as a Service (PaaS) , or Infrastructure as a Service (IaaS) . In some implementations, one or more components in the source device 12 and / or the destination device 14 which are not included in the cloud computing service network may be provided in one or more client devices, and the one or more client devices may communicate with server computers in the cloud computing service network through a wireless communication network (for example, a cellular communication network, a short-range wireless communication network, or a global navigation satellite system (GNSS) communication network) or a wired communication network (e.g., a local area network (LAN) communication network or a power line communication (PLC) network) . In an embodiment, at least a part of operations described herein may be implemented as cloud-based services provided by one or more server computers which are implemented by the at least a part of the components of the source device 12 and / or the at least a part of the components of the destination device 14 in the cloud computing service network; and one or more other operations described herein may be implemented by the one or more client devices. In some implementations, the cloud computing service network may be a private cloud, a public cloud, or a hybrid cloud. The terms such as “cloud, ” “cloud computing, ” “cloud-based” etc. herein may be used interchangeably as appropriate without departing from the scope of the present disclosure. It should be understood that the present disclosure is not limited to being implemented in the cloud computing service network described above. Instead, the present disclosure may also be implemented in any other type of computing environments currently known or developed in the future.

[0037] FIG. 2 is a block diagram illustrating an exemplary video encoder 20 in accordance with some implementations described in the present application. The video encoder 20 may perform intra and inter predictive coding of video blocks within video frames. Intra predictive coding relies on spatial prediction to reduce or remove spatial redundancy in video data within a given video frame or picture. Inter predictive coding relies on temporal prediction to reduce or remove temporal redundancy in video data within adjacent video frames or pictures of a video sequence. It should be noted that the term “frame” may be used as synonyms for the term “image” or “picture” in the field of video coding.

[0038] As shown in FIG. 2, the video encoder 20 includes a video data memory 40, a prediction processing unit 41, a Decoded Picture Buffer (DPB) 64, a summer 50, a transform processing unit 52, a quantization unit 54, and an entropy encoding unit 56. The prediction processing unit 41 further includes a motion estimation unit 42, a motion compensation unit 44, a partition unit 45, an intra prediction processing unit 46, and an intra Block Copy (BC) unit 48. In some implementations, the video encoder 20 also includes an inverse quantization unit 58, an inverse transform processing unit 60, and a summer 62 for video block reconstruction. An in-loop filter 63, such as a deblocking filter, may be positioned between the summer 62 and the DPB 64 to filter block boundaries to remove blockiness artifacts from reconstructed video. Another in-loop filter, such as Sample Adaptive Offset (SAO) filter, Cross Component Sample Adaptive Offset (CCSAO) filter and / or Adaptive in-Loop Filter (ALF) , may also be used in addition to the deblocking filter to filter an output of the summer 62. It should be illustrated that for the CCSAO technique, the present application is not limited to the embodiments described herein, and instead, the application may be applied to a situation where an offset is selected for any of a luma component, a Cb chroma component and a Cr chroma component according to any other of the luma component, the Cb chroma component and the Cr chroma component to modify said any component based on the selected offset. Further, it should also be illustrated that a first component mentioned herein may be any of the luma component, the Cb chroma component and the Cr chroma component, a second component mentioned herein may be any other of the luma component, the Cb chroma component and the Cr chroma component, and a third component mentioned herein may be a remaining one of the luma component, the Cb chroma component and the Cr chroma component. In some examples, the in-loop filters may be omitted, and the decoded video block may be directly provided by the summer 62 to the DPB 64. The video encoder 20 may take the form of a fixed or programmable hardware unit or may be divided among one or more of the illustrated fixed or programmable hardware units.

[0039] The video data memory 40 may store video data to be encoded by the components of the video encoder 20. The video data in the video data memory 40 may be obtained, for example, from the video source 18 as shown in FIG. 1. The DPB 64 is a buffer that stores reference video data (for example, reference frames or pictures) for use in encoding video data by the video encoder 20 (e.g., in intra or inter predictive coding modes) . The video data memory 40 and the DPB 64 may be formed by any of a variety of memory devices. In various examples, the video data memory 40 may be on-chip with other components of the video encoder 20, or off-chip relative to those components.

[0040] As shown in FIG. 2, after receiving the video data, the partition unit 45 within the prediction processing unit 41 partitions the video data into video blocks. This partitioning may also include partitioning a video frame into slices, tiles (for example, sets of video blocks) , or other larger Coding Units (CUs) according to predefined splitting structures such as a Quad-Tree (QT) structure associated with the video data. The video frame is or may be regarded as a two-dimensional array or matrix of samples with sample values. A sample in the array may also be referred to as a pixel or a pel. A number of samples in horizontal and vertical directions (or axes) of the array or picture define a size and / or a resolution of the video frame. The video frame may be divided into multiple video blocks by, for example, using QT partitioning. The video block again is or may be regarded as a two-dimensional array or matrix of samples with sample values, although of smaller dimension than the video frame. A number of samples in horizontal and vertical directions (or axes) of the video block define a size of the video block. The video block may further be partitioned into one or more block partitions or sub-blocks (which may form again blocks) by, for example, iteratively using QT partitioning, Binary-Tree (BT) partitioning or Triple-Tree (TT) partitioning or any combination thereof. It should be noted that the term “block” or “video block” as used herein may be a portion, in particular a rectangular (square or non-square) portion, of a frame or a picture. With reference, for example, to HEVC and VVC, the block or video block may be or correspond to a Coding Tree Unit (CTU) , a CU, a Prediction Unit (PU) or a Transform Unit (TU) and / or may be or correspond to a corresponding block, e.g. a Coding Tree Block (CTB) , a Coding Block (CB) , a Prediction Block (PB) or a Transform Block (TB) and / or to a sub-block.

[0041] The prediction processing unit 41 may select one of a plurality of possible predictive coding modes, such as one of a plurality of intra predictive coding modes or one of a plurality of inter predictive coding modes, for the current video block based on error results (e.g., coding rate and the level of distortion) . The prediction processing unit 41 may provide the resulting intra or inter prediction coded block to the summer 50 to generate a residual block and to the summer 62 to reconstruct the encoded block for use as part of a reference frame subsequently. The prediction processing unit 41 also provides syntax elements, such as motion vectors, intra-mode indicators, partition information, and other such syntax information, to the entropy encoding unit 56.

[0042] In order to select an appropriate intra predictive coding mode for the current video block, the intra prediction processing unit 46 within the prediction processing unit 41 may perform intra predictive coding of the current video block relative to one or more neighbor blocks in the same frame as the current block to be coded to provide spatial prediction. The motion estimation unit 42 and the motion compensation unit 44 within the prediction processing unit 41 perform inter predictive coding of the current video block relative to one or more predictive blocks in one or more reference frames to provide temporal prediction. The video encoder 20 may perform multiple coding passes, e.g., to select an appropriate coding mode for each block of video data.

[0043] In some implementations, the motion estimation unit 42 determines the inter prediction mode for a current video frame by generating a motion vector, which indicates the displacement of a video block within the current video frame relative to a predictive block within a reference video frame, according to a predetermined pattern within a sequence of video frames. Motion estimation, performed by the motion estimation unit 42, is the process of generating motion vectors, which estimate motion for video blocks. A motion vector, for example, may indicate the displacement of a video block within a current video frame or picture relative to a predictive block within a reference frame relative to the current block being coded within the current frame. The predetermined pattern may designate video frames in the sequence as P frames or B frames. The intra BC unit 48 may determine vectors, e.g., block vectors, for intra BC coding in a manner similar to the determination of motion vectors by the motion estimation unit 42 for inter prediction, or may utilize the motion estimation unit 42 to determine the block vector.

[0044] A predictive block for the video block may be or may correspond to a block or a reference block of a reference frame that is deemed as closely matching the video block to be coded in terms of pixel difference, which may be determined by Sum of Absolute Difference (SAD) , Sum of Square Difference (SSD) , or other difference metrics. In some implementations, the video encoder 20 may calculate values for sub-integer pixel positions of reference frames stored in the DPB 64. For example, the video encoder 20 may interpolate values of one-quarter pixel positions, one-eighth pixel positions, or other fractional pixel positions of the reference frame. Therefore, the motion estimation unit 42 may perform a motion search relative to the full pixel positions and fractional pixel positions and output a motion vector with fractional pixel precision.

[0045] The motion estimation unit 42 calculates a motion vector for a video block in an inter prediction coded frame by comparing the position of the video block to the position of a predictive block of a reference frame selected from a first reference frame list (List 0) or a second reference frame list (List 1) , each of which identifies one or more reference frames stored in the DPB 64. The motion estimation unit 42 sends the calculated motion vector to the motion compensation unit 44 and then to the entropy encoding unit 56.

[0046] Motion compensation, performed by the motion compensation unit 44, may involve fetching or generating the predictive block based on the motion vector determined by the motion estimation unit 42. Upon receiving the motion vector for the current video block, the motion compensation unit 44 may locate a predictive block to which the motion vector points in one of the reference frame lists, retrieve the predictive block from the DPB 64, and forward the predictive block to the summer 50. The summer 50 then forms a residual video block of pixel difference values by subtracting pixel values of the predictive block provided by the motion compensation unit 44 from the pixel values of the current video block being coded. The pixel difference values forming the residual video block may include luma or chroma component differences or both. The motion compensation unit 44 may also generate syntax elements associated with the video blocks of a video frame for use by the video decoder 30 in decoding the video blocks of the video frame. The syntax elements may include, for example, syntax elements defining the motion vector used to identify the predictive block, any flags indicating the prediction mode, or any other syntax information described herein. Note that the motion estimation unit 42 and the motion compensation unit 44 may be highly integrated, but are illustrated separately for conceptual purposes.

[0047] In some implementations, the intra BC unit 48 may generate vectors and fetch predictive blocks in a manner similar to that described above in connection with the motion estimation unit 42 and the motion compensation unit 44, but with the predictive blocks being in the same frame as the current block being coded and with the vectors being referred to as block vectors as opposed to motion vectors. In particular, the intra BC unit 48 may determine an intra-prediction mode to use to encode a current block. In some examples, the intra BC unit 48 may encode a current block using various intra-prediction modes, e.g., during separate encoding passes, and test their performance through rate-distortion analysis. Next, the intra BC unit 48 may select, among the various tested intra-prediction modes, an appropriate intra-prediction mode to use and generate an intra-mode indicator accordingly. For example, the intra BC unit 48 may calculate rate-distortion values using a rate-distortion analysis for the various tested intra-prediction modes, and select the intra-prediction mode having the best rate-distortion characteristics among the tested modes as the appropriate intra-prediction mode to use. Rate-distortion analysis generally determines an amount of distortion (or error) between an encoded block and an original, unencoded block that was encoded to produce the encoded block, as well as a bitrate (i.e., a number of bits) used to produce the encoded block. Intra BC unit 48 may calculate ratios from the distortions and rates for the various encoded blocks to determine which intra-prediction mode exhibits the best rate-distortion value for the block.

[0048] In other examples, the intra BC unit 48 may use the motion estimation unit 42 and the motion compensation unit 44, in whole or in part, to perform such functions for Intra BC prediction according to the implementations described herein. In either case, for Intra block copy, a predictive block may be a block that is deemed as closely matching the block to be coded, in terms of pixel difference, which may be determined by SAD, SSD, or other difference metrics, and identification of the predictive block may include calculation of values for sub-integer pixel positions.

[0049] Whether the predictive block is from the same frame according to intra prediction, or a different frame according to inter prediction, the video encoder 20 may form a residual video block by subtracting pixel values of the predictive block from the pixel values of the current video block being coded, forming pixel difference values. The pixel difference values forming the residual video block may include both luma and chroma component differences.

[0050] The intra prediction processing unit 46 may intra-predict a current video block, as an alternative to the inter-prediction performed by the motion estimation unit 42 and the motion compensation unit 44, or the intra block copy prediction performed by the intra BC unit 48, as described above. In particular, the intra prediction processing unit 46 may determine an intra prediction mode to use to encode a current block. To do so, the intra prediction processing unit 46 may encode a current block using various intra prediction modes, e.g., during separate encoding passes, and the intra prediction processing unit 46 (or a mode selection unit, in some examples) may select an appropriate intra prediction mode to use from the tested intra prediction modes. The intra prediction processing unit 46 may provide information indicative of the selected intra-prediction mode for the block to the entropy encoding unit 56. The entropy encoding unit 56 may encode the information indicating the selected intra-prediction mode in the bitstream.

[0051] After the prediction processing unit 41 determines the predictive block for the current video block via either inter prediction or intra prediction, the summer 50 forms a residual video block by subtracting the predictive block from the current video block. The residual video data in the residual block may be included in one or more TUs and is provided to the transform processing unit 52. The transform processing unit 52 transforms the residual video data into residual transform coefficients using a transform, such as a Discrete Cosine Transform (DCT) or a conceptually similar transform.

[0052] The transform processing unit 52 may send the resulting transform coefficients to the quantization unit 54. The quantization unit 54 quantizes the transform coefficients to further reduce the bit rate. The quantization process may also reduce the bit depth associated with some or all of the coefficients. The degree of quantization may be modified by adjusting a quantization parameter. In some examples, the quantization unit 54 may then perform a scan of a matrix including the quantized transform coefficients. Alternatively, the entropy encoding unit 56 may perform the scan.

[0053] Following quantization, the entropy encoding unit 56 entropy encodes the quantized transform coefficients into a video bitstream using, e.g., Context Adaptive Variable Length Coding (CAVLC) , Context Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC) , Syntax-based context-adaptive Binary Arithmetic Coding (SBAC) , Probability Interval Partitioning Entropy (PIPE) coding or another entropy encoding methodology or technique. The encoded bitstream may then be transmitted to the video decoder 30 as shown in FIG. 1, or archived in the storage device 32 as shown in FIG. 1 for later transmission to or retrieval by the video decoder 30. The entropy encoding unit 56 may also entropy encode the motion vectors and the other syntax elements for the current video frame being coded.

[0054] The inverse quantization unit 58 and the inverse transform processing unit 60 apply inverse quantization and inverse transformation, respectively, to reconstruct the residual video block in the pixel domain for generating a reference block for prediction of other video blocks. As noted above, the motion compensation unit 44 may generate a motion compensated predictive block from one or more reference blocks of the frames stored in the DPB 64. The motion compensation unit 44 may also apply one or more interpolation filters to the predictive block to calculate sub-integer pixel values for use in motion estimation.

[0055] The summer 62 adds the reconstructed residual block to the motion compensated predictive block produced by the motion compensation unit 44 to produce a reference block for storage in the DPB 64.The reference block may then be used by the intra BC unit 48, the motion estimation unit 42 and the motion compensation unit 44 as a predictive block to inter predict another video block in a subsequent video frame.

[0056] FIG. 3 is a block diagram illustrating an exemplary video decoder 30 in accordance with some implementations of the present application. The video decoder 30 includes a video data memory 79, an entropy decoding unit 80, a prediction processing unit 81, an inverse quantization unit 86, an inverse transform processing unit 88, a summer 90, and a DPB 92. The prediction processing unit 81 further includes a motion compensation unit 82, an intra prediction unit 84, and an intra BC unit 85. The video decoder 30 may perform a decoding process generally reciprocal to the encoding process described above with respect to the video encoder 20 in connection with FIG. 2. For example, the motion compensation unit 82 may generate prediction data based on motion vectors received from the entropy decoding unit 80, while the intra-prediction unit 84 may generate prediction data based on intra-prediction mode indicators received from the entropy decoding unit 80.

[0057] In some examples, a unit of the video decoder 30 may be tasked to perform the implementations of the present application. Also, in some examples, the implementations of the present disclosure may be divided among one or more of the units of the video decoder 30. For example, the intra BC unit 85 may perform the implementations of the present application, alone, or in combination with other units of the video decoder 30, such as the motion compensation unit 82, the intra prediction unit 84, and the entropy decoding unit 80. In some examples, the video decoder 30 may not include the intra BC unit 85 and the functionality of intra BC unit 85 may be performed by other components of the prediction processing unit 81, such as the motion compensation unit 82.

[0058] The video data memory 79 may store video data, such as an encoded video bitstream, to be decoded by the other components of the video decoder 30. The video data stored in the video data memory 79 may be obtained, for example, from the storage device 32, from a local video source, such as a camera, via wired or wireless network communication of video data, or by accessing physical data storage media (e.g., a flash drive or hard disk) . The video data memory 79 may include a Coded Picture Buffer (CPB) that stores encoded video data from an encoded video bitstream. The DPB 92 of the video decoder 30 stores reference video data for use in decoding video data by the video decoder 30 (e.g., in intra or inter predictive coding modes) . The video data memory 79 and the DPB 92 may be formed by any of a variety of memory devices, such as dynamic random access memory (DRAM) , including Synchronous DRAM (SDRAM) , Magneto-resistive RAM (MRAM) , Resistive RAM (RRAM) , or other types of memory devices. For illustrative purpose, the video data memory 79 and the DPB 92 are depicted as two distinct components of the video decoder 30 in FIG. 3. But it will be apparent to one skilled in the art that the video data memory 79 and the DPB 92 may be provided by the same memory device or separate memory devices. In some examples, the video data memory 79 may be on-chip with other components of the video decoder 30, or off-chip relative to those components.

[0059] During the decoding process, the video decoder 30 receives an encoded video bitstream that represents video blocks of an encoded video frame and associated syntax elements. The video decoder 30 may receive the syntax elements at the video frame level and / or the video block level. The entropy decoding unit 80 of the video decoder 30 entropy decodes the bitstream to generate quantized coefficients, motion vectors or intra-prediction mode indicators, and other syntax elements. The entropy decoding unit 80 then forwards the motion vectors or intra-prediction mode indicators and other syntax elements to the prediction processing unit 81.

[0060] When the video frame is coded as an intra predictive coded (I) frame or for intra coded predictive blocks in other types of frames, the intra prediction unit 84 of the prediction processing unit 81 may generate prediction data for a video block of the current video frame based on a signaled intra prediction mode and reference data from previously decoded blocks of the current frame.

[0061] When the video frame is coded as an inter-predictive coded (i.e., B or P) frame, the motion compensation unit 82 of the prediction processing unit 81 produces one or more predictive blocks for a video block of the current video frame based on the motion vectors and other syntax elements received from the entropy decoding unit 80. Each of the predictive blocks may be produced from a reference frame within one of the reference frame lists. The video decoder 30 may construct the reference frame lists, List 0 and List 1, using default construction techniques based on reference frames stored in the DPB 92.

[0062] In some examples, when the video block is coded according to the intra BC mode described herein, the intra BC unit 85 of the prediction processing unit 81 produces predictive blocks for the current video block based on block vectors and other syntax elements received from the entropy decoding unit 80. The predictive blocks may be within a reconstructed region of the same picture as the current video block defined by the video encoder 20.

[0063] The motion compensation unit 82 and / or the intra BC unit 85 determines prediction information for a video block of the current video frame by parsing the motion vectors and other syntax elements, and then uses the prediction information to produce the predictive blocks for the current video block being decoded. For example, the motion compensation unit 82 uses some of the received syntax elements to determine a prediction mode (e.g., intra or inter prediction) used to code video blocks of the video frame, an inter prediction frame type (e.g., B or P) , construction information for one or more of the reference frame lists for the frame, motion vectors for each inter predictive encoded video block of the frame, inter prediction status for each inter predictive coded video block of the frame, and other information to decode the video blocks in the current video frame.

[0064] Similarly, the intra BC unit 85 may use some of the received syntax elements, e.g., a flag, to determine that the current video block was predicted using the intra BC mode, construction information of which video blocks of the frame are within the reconstructed region and should be stored in the DPB 92, block vectors for each intra BC predicted video block of the frame, intra BC prediction status for each intra BC predicted video block of the frame, and other information to decode the video blocks in the current video frame.

[0065] The motion compensation unit 82 may also perform interpolation using the interpolation filters as used by the video encoder 20 during encoding of the video blocks to calculate interpolated values for sub-integer pixels of reference blocks. In this case, the motion compensation unit 82 may determine the interpolation filters used by the video encoder 20 from the received syntax elements and use the interpolation filters to produce predictive blocks.

[0066] The inverse quantization unit 86 inverse quantizes the quantized transform coefficients provided in the bitstream and entropy decoded by the entropy decoding unit 80 using the same quantization parameter calculated by the video encoder 20 for each video block in the video frame to determine a degree of quantization. The inverse transform processing unit 88 applies an inverse transform, e.g., an inverse DCT, an inverse integer transform, or a conceptually similar inverse transform process, to the transform coefficients in order to reconstruct the residual blocks in the pixel domain.

[0067] After the motion compensation unit 82 or the intra BC unit 85 generates the predictive block for the current video block based on the vectors and other syntax elements, the summer 90 reconstructs decoded video block for the current video block by summing the residual block from the inverse transform processing unit 88 and a corresponding predictive block generated by the motion compensation unit 82 and the intra BC unit 85. An in-loop filter 91 such as deblocking filter, SAO filter, CCSAO filter and / or ALF may be positioned between the summer 90 and the DPB 92 to further process the decoded video block. In some examples, the in-loop filter 91 may be omitted, and the decoded video block may be directly provided by the summer 90 to the DPB 92. The decoded video blocks in a given frame are then stored in the DPB 92, which stores reference frames used for subsequent motion compensation of next video blocks. The DPB 92, or a memory device separate from the DPB 92, may also store decoded video for later presentation on a display device, such as the display device 34 of FIG. 1.

[0068] In a typical video coding process, a video sequence typically includes an ordered set of frames or pictures. Each frame may include three sample arrays, denoted SL, SCb, and SCr. SL is a two-dimensional array of luma samples. SCb is a two-dimensional array of Cb chroma samples. SCr is a two-dimensional array of Cr chroma samples. In other instances, a frame may be monochrome and therefore includes only one two-dimensional array of luma samples.

[0069] As shown in FIG. 4A, the video encoder 20 (or more specifically the partition unit 45) generates an encoded representation of a frame by first partitioning the frame into a set of CTUs. A video frame may include an integer number of CTUs ordered consecutively in a raster scan order from left to right and from top to bottom. Each CTU is a largest logical coding unit and the width and height of the CTU are signaled by the video encoder 20 in a sequence parameter set, such that all the CTUs in a video sequence have the same size being one of 128×128, 64×64, 32×32, and 16×16. But it should be noted that the present application is not necessarily limited to a particular size. As shown in FIG. 4B, each CTU may comprise one CTB of luma samples, two corresponding coding tree blocks of chroma samples, and syntax elements used to code the samples of the coding tree blocks. The syntax elements describe properties of different types of units of a coded block of pixels and how the video sequence can be reconstructed at the video decoder 30, including inter or intra prediction, intra prediction mode, motion vectors, and other parameters. In monochrome pictures or pictures having three separate color planes, a CTU may comprise a single coding tree block and syntax elements used to code the samples of the coding tree block. A coding tree block may be an NxN block of samples.

[0070] To achieve a better performance, the video encoder 20 may recursively perform tree partitioning such as binary-tree partitioning, ternary-tree partitioning, quad-tree partitioning or a combination thereof on the coding tree blocks of the CTU and divide the CTU into smaller CUs. As depicted in FIG. 4C, the 64x64 CTU 400 is first divided into four smaller CUs, each having a block size of 32x32. Among the four smaller CUs, CU 410 and CU 420 are each divided into four CUs of 16x16 by block size. The two 16x16 CUs 430 and 440 are each further divided into four CUs of 8x8 by block size. FIG. 4D depicts a quad-tree data structure illustrating the end result of the partition process of the CTU 400 as depicted in FIG. 4C, each leaf node of the quad-tree corresponding to one CU of a respective size ranging from 32x32 to 8x8. Like the CTU depicted in FIG. 4B, each CU may comprise a CB of luma samples and two corresponding coding blocks of chroma samples of a frame of the same size, and syntax elements used to code the samples of the coding blocks. In monochrome pictures or pictures having three separate color planes, a CU may comprise a single coding block and syntax structures used to code the samples of the coding block. It should be noted that the quad-tree partitioning depicted in FIGS. 4C and 4D is only for illustrative purposes and one CTU can be split into CUs to adapt to varying local characteristics based on quad / ternary / binary-tree partitions. In the multi-type tree structure, one CTU is partitioned by a quad-tree structure and each quad-tree leaf CU can be further partitioned by a binary and ternary tree structure. As shown in FIG. 4E, there are five possible partitioning types of a coding block having a width W and a height H, i.e., quaternary partitioning, horizontal binary partitioning, vertical binary partitioning, horizontal ternary partitioning, and vertical ternary partitioning.

[0071] In some implementations, the video encoder 20 may further partition a coding block of a CU into one or more MxN PBs. A PB is a rectangular (square or non-square) block of samples on which the same prediction, inter or intra, is applied. A PU of a CU may comprise a PB of luma samples, two corresponding PBs of chroma samples, and syntax elements used to predict the PBs. In monochrome pictures or pictures having three separate color planes, a PU may comprise a single PB and syntax structures used to predict the PB. The video encoder 20 may generate predictive luma, Cb, and Cr blocks for luma, Cb, and Cr PBs of each PU of the CU.

[0072] The video encoder 20 may use intra prediction or inter prediction to generate the predictive blocks for a PU. If the video encoder 20 uses intra prediction to generate the predictive blocks of a PU, the video encoder 20 may generate the predictive blocks of the PU based on decoded samples of the frame associated with the PU. If the video encoder 20 uses inter prediction to generate the predictive blocks of a PU, the video encoder 20 may generate the predictive blocks of the PU based on decoded samples of one or more frames other than the frame associated with the PU.

[0073] After the video encoder 20 generates predictive luma, Cb, and Cr blocks for one or more PUs of a CU, the video encoder 20 may generate a luma residual block for the CU by subtracting the CU’s predictive luma blocks from its original luma coding block such that each sample in the CU’s luma residual block indicates a difference between a luma sample in one of the CU's predictive luma blocks and a corresponding sample in the CU's original luma coding block. Similarly, the video encoder 20 may generate a Cb residual block and a Cr residual block for the CU, respectively, such that each sample in the CU's Cb residual block indicates a difference between a Cb sample in one of the CU's predictive Cb blocks and a corresponding sample in the CU's original Cb coding block and each sample in the CU's Cr residual block may indicate a difference between a Cr sample in one of the CU's predictive Cr blocks and a corresponding sample in the CU's original Cr coding block.

[0074] Furthermore, as illustrated in FIG. 4C, the video encoder 20 may use quad-tree partitioning to decompose the luma, Cb, and Cr residual blocks of a CU into one or more luma, Cb, and Cr transform blocks respectively. A transform block is a rectangular (square or non-square) block of samples on which the same transform is applied. A TU of a CU may comprise a transform block of luma samples, two corresponding transform blocks of chroma samples, and syntax elements used to transform the transform block samples. Thus, each TU of a CU may be associated with a luma transform block, a Cb transform block, and a Cr transform block. In some examples, the luma transform block associated with the TU may be a sub-block of the CU's luma residual block. The Cb transform block may be a sub-block of the CU's Cb residual block. The Cr transform block may be a sub-block of the CU's Cr residual block. In monochrome pictures or pictures having three separate color planes, a TU may comprise a single transform block and syntax structures used to transform the samples of the transform block.

[0075] The video encoder 20 may apply one or more transforms to a luma transform block of a TU to generate a luma coefficient block for the TU. A coefficient block may be a two-dimensional array of transform coefficients. A transform coefficient may be a scalar quantity. The video encoder 20 may apply one or more transforms to a Cb transform block of a TU to generate a Cb coefficient block for the TU. The video encoder 20 may apply one or more transforms to a Cr transform block of a TU to generate a Cr coefficient block for the TU.

[0076] After generating a coefficient block (e.g., a luma coefficient block, a Cb coefficient block or a Cr coefficient block) , the video encoder 20 may quantize the coefficient block. Quantization generally refers to a process in which transform coefficients are quantized to possibly reduce the amount of data used to represent the transform coefficients, providing further compression. After the video encoder 20 quantizes a coefficient block, the video encoder 20 may entropy encode syntax elements indicating the quantized transform coefficients. For example, the video encoder 20 may perform CABAC on the syntax elements indicating the quantized transform coefficients. Finally, the video encoder 20 may output a bitstream that includes a sequence of bits that forms a representation of coded frames and associated data, which is either saved in the storage device 32 or transmitted to the destination device 14.

[0077] After receiving a bitstream generated by the video encoder 20, the video decoder 30 may parse the bitstream to obtain syntax elements from the bitstream. The video decoder 30 may reconstruct the frames of the video data based at least in part on the syntax elements obtained from the bitstream. The process of reconstructing the video data is generally reciprocal to the encoding process performed by the video encoder 20. For example, the video decoder 30 may perform inverse transforms on the coefficient blocks associated with TUs of a current CU to reconstruct residual blocks associated with the TUs of the current CU. The video decoder 30 also reconstructs the coding blocks of the current CU by adding the samples of the predictive blocks for PUs of the current CU to corresponding samples of the transform blocks of the TUs of the current CU. After reconstructing the coding blocks for each CU of a frame, video decoder 30 may reconstruct the frame.

[0078] As noted above, video coding achieves video compression using primarily two modes, i.e., intra-frame prediction (or intra-prediction) and inter-frame prediction (or inter-prediction) . It is noted that IBC could be regarded as either intra-frame prediction or a third mode. Between the two modes, inter-frame prediction contributes more to the coding efficiency than intra-frame prediction because of the use of motion vectors for predicting a current video block from a reference video block.

[0079] But with the ever-improving video data capturing technology and more refined video block size for preserving details in the video data, the amount of data required for representing motion vectors for a current frame also increases substantially. One way of overcoming this challenge is to benefit from the fact that not only a group of neighboring CUs in both the spatial and temporal domains have similar video data for predicting purpose but the motion vectors between these neighboring CUs are also similar. Therefore, it is possible to use the motion information of spatially neighboring CUs and / or temporally co-located CUs as an approximation of the motion information (e.g., motion vector) of a current CU by exploring their spatial and temporal correlation, which is also referred to as “Motion Vector Predictor (MVP) ” of the current CU.

[0080] Instead of encoding, into the video bitstream, an actual motion vector of the current CU determined by the motion estimation unit 42 as described above in connection with FIG. 2, the motion vector predictor of the current CU is subtracted from the actual motion vector of the current CU to produce a Motion Vector Difference (MVD) for the current CU. By doing so, there is no need to encode the motion vector determined by the motion estimation unit 42 for each CU of a frame into the video bitstream and the amount of data used for representing motion information in the video bitstream can be significantly decreased.

[0081] Like the process of choosing a predictive block in a reference frame during inter-frame prediction of a code block, a set of rules need to be adopted by both the video encoder 20 and the video decoder 30 for constructing a motion vector candidate list (also known as a “merge list” ) for a current CU using those potential candidate motion vectors associated with spatially neighboring CUs and / or temporally co-located CUs of the current CU and then selecting one member from the motion vector candidate list as a motion vector predictor for the current CU. By doing so, there is no need to transmit the motion vector candidate list itself from the video encoder 20 to the video decoder 30 and an index of the selected motion vector predictor within the motion vector candidate list is sufficient for the video encoder 20 and the video decoder 30 to use the same motion vector predictor within the motion vector candidate list for encoding and decoding the current CU.INTRODUCTION Large Block-size Transforms with High-frequency Zeroing

[0082] In VVC, large block-size transforms, up to 64×64 in size, are enabled, which is primarily useful for higher resolution video, e.g., 1080p and 4K sequences. High frequency transform coefficients are zeroed out for the transform blocks with size (width or height, or both width and height) equal to 64, so that only the lower-frequency coefficients are retained. For example, for an M×N transform block, with M as the block width and N as the block height, when M is equal to 64, only the left 32 columns of transform coefficients are kept. Similarly, when N is equal to 64, only the top 32 rows of transform coefficients are kept. When transform skip mode is used for a large block, the entire block is used without zeroing out any values. In addition, transform shift is removed in transform skip mode. The VTM also supports configurable max transform size in SPS, such that encoder has the flexibility to choose up to 32-length or 64-length transform size depending on the need of specific implementation. Multiple Transform Selection (MTS) for Core Transform

[0083] In addition to DCT-II which has been employed in HEVC, a Multiple Transform Selection (MTS) scheme is used for residual coding both inter and intra coded blocks. It uses multiple selected transforms from the DCT8 / DST7. The newly introduced transform matrices are DST-VII and DCT-VIII. Table 1 shows the basis functions of the selected DST / DCT.

[0084] In order to keep the orthogonality of the transform matrix, the transform matrices are quantized more accurately than the transform matrices in HEVC. To keep the intermediate values of the transformed coefficients within the 16-bit range, after horizontal and after vertical transform, all the coefficients are to have 10-bit. Table 1 Transform basis functions of DCT-II / VIII and DSTVII for N-point input

[0085] In order to control MTS scheme, separate enabling flags are specified at SPS level for intra and inter, respectively. When MTS is enabled at SPS, a CU level flag is signalled to indicate whether MTS is applied or not. Here, MTS is applied only for luma. The MTS signaling is skipped when one of the below conditions is applied. · The position of the last significant coefficient for the luma TB is less than 1 (i.e., DC only)  · The last significant coefficient of the luma TB is located inside the MTS zero-out region

[0086] If MTS CU flag is equal to zero, then DCT2 is applied in both directions. However, if MTS CU flag is equal to one, then two other flags are additionally signalled to indicate the transform type for the horizontal and vertical directions, respectively. Transform and signalling mapping table as shown in Table 2. Unified the transform selection for ISP and implicit MTS is used by removing the intra-mode and block-shape dependencies. If current block is ISP mode or if the current block is intra block and both intra and inter explicit MTS is on, then only DST7 is used for both horizontal and vertical transform cores. When it comes to transform matrix precision, 8-bit primary transform cores are used. Therefore, all the transform cores used in HEVC are kept as the same, including 4-point DCT-2 and DST-7, 8-point, 16-point and 32-point DCT-2. Also, other transform cores including 64-point DCT-2, 4-point DCT-8, 8-point, 16-point, 32-point DST-7 and DCT-8, use 8-bit primary transform cores. Table 2 Transform and signalling mapping table

[0087] To reduce the complexity of large size DST-7 and DCT-8, High frequency transform coefficients are zeroed out for the DST-7 and DCT-8 blocks with size (width or height, or both width and height) equal to 32. Only the coefficients within the 16x16 lower-frequency region are retained.

[0088] As in HEVC, the residual of a block can be coded with transform skip mode. To avoid the redundancy of syntax coding, the transform skip flag is not signalled when the CU level MTS_CU_flag is not equal to zero. Note that implicit MTS transform is set to DCT2 when LFNST or MIP is activated for the current CU. Also the implicit MTS can be still enabled when MTS is enabled for inter coded blocks. Low-frequency Non-separable Transform (LFNST)

[0089] In VVC, LFNST is applied between forward primary transform and quantization (at encoder) and between de-quantization and inverse primary transform (at decoder side) as shown in FIG. 4. In LFNST, 4x4 non-separable transform or 8x8 non-separable transform is applied according to block size. For example, 4x4 LFNST is applied for small blocks (i.e., min (width, height) < 8) and 8x8 LFNST is applied for larger blocks (i.e., min (width, height) > 4) .

[0090] Application of a non-separable transform, which is being used in LFNST, is described as follows using input as an example. To apply 4x4 LFNST, the 4x4 input block X is first represented as a vector

[0091] The non-separable transform is calculated as where indicates the transform coefficient vector, and T is a 16x16 transform matrix. The 16x1 coefficient vector is subsequently re-organized as 4x4 block using the scanning order for that block (horizontal, vertical or diagonal) . The coefficients with smaller index will be placed with the smaller scanning index in the 4x4 coefficient block. Reduced non-separable transform

[0092] LFNST (low-frequency non-separable transform) is based on direct matrix multiplication approach to apply non-separable transform so that it is implemented in a single pass without multiple iterations. However, the non-separable transform matrix dimension needs to be reduced to minimize computational complexity and memory space to store the transform coefficients. Hence, reduced non-separable transform (or RST) method is used in LFNST. The main idea of the reduced non-separable transform is to map an N (N is commonly equal to 64 for 8x8 NSST) dimensional vector to an R dimensional vector in a different space, where N / R (R < N) is the reduction factor. Hence, instead of NxN matrix, RST matrix becomes an R×N matrix as follows:

[0093] where the R rows of the transform are R bases of the N dimensional space. The inverse transform matrix for RT is the transpose of its forward transform. For 8x8 LFNST, a reduction factor of 4 is applied, and 64x64 direct matrix, which is conventional 8x8 non-separable transform matrix size, is reduced to16x48 direct matrix. Hence, the 48×16 inverse RST matrix is used at the decoder side to generate core (primary) transform coefficients in 8×8 top-left regions. When16x48 matrices are applied instead of 16x64 with the same transform set configuration, each of which takes 48 input data from three 4x4 blocks in a top-left 8x8 block excluding right-bottom 4x4 block. With the help of the reduced dimension, memory usage for storing all LFNST matrices is reduced from 10KB to 8KB with reasonable performance drop. In order to reduce complexity LFNST is restricted to be applicable only if all coefficients outside the first coefficient sub-group are non-significant. Hence, all primary-only transform coefficients have to be zero when LFNST is applied. This allows a conditioning of the LFNST index signalling on the last-significant position, and hence avoids the extra coefficient scanning in the current LFNST design, which is needed for checking for significant coefficients at specific positions only. The worst-case handling of LFNST (in terms of multiplications per pixel) restricts the non-separable transforms for 4x4 and 8x8 blocks to 8x16 and 8x48 transforms, respectively. In those cases, the last-significant scan position has to be less than 8 when LFNST is applied, for other sizes less than 16. For blocks with a shape of 4xN and Nx4 and N > 8, the proposed restriction implies that the LFNST is now applied only once, and that to the top-left 4x4 region only. As all primary-only coefficients are zero when LFNST is applied, the number of operations needed for the primary transforms is reduced in such cases. From encoder perspective, the quantization of coefficients is remarkably simplified when LFNST transforms are tested. A rate-distortion optimized quantization has to be done at maximum for the first 16 coefficients (in scan order) , the remaining coefficients are enforced to be zero. LFNST transform selection

[0094] There are totally 4 transform sets and 2 non-separable transform matrices (kernels) per transform set are used in LFNST. The mapping from the intra prediction mode to the transform set is pre-defined as shown in Table 3 If one of three CCLM modes (INTRA_LT_CCLM, INTRA_T_CCLM or INTRA_L_CCLM) is used for the current block (81 <= predModeIntra <= 83) , transform set 0 is selected for the current chroma block. For each transform set, the selected non-separable secondary transform candidate is further specified by the explicitly signalled LFNST index. The index is signalled in a bit-stream once per Intra CU after transform coefficients. Table 3 Transform selection table LFNST index signaling and interaction with other tools

[0095] Since LFNST is restricted to be applicable only if all coefficients outside the first coefficient sub-group are non-significant, LFNST index coding depends on the position of the last significant coefficient. In addition, the LFNST index is context coded but does not depend on intra prediction mode, and only the first bin is context coded. Furthermore, LFNST is applied for intra CU in both intra and inter slices, and for both Luma and Chroma. If a dual tree is enabled, LFNST indices for Luma and Chroma are signaled separately. For inter slice (the dual tree is disabled) , a single LFNST index is signaled and used for both Luma and Chroma.

[0096] Considering that a large CU greater than 64x64 is implicitly split (TU tiling) due to the existing maximum transform size restriction (64x64) , an LFNST index search could increase data buffering by four times for a certain number of decode pipeline stages. Therefore, the maximum size that LFNST is allowed is restricted to 64x64. Note that LFNST is enabled with DCT2 only. The LFNST index signaling is placed before MTS index signaling.

[0097] The use of scaling matrices for perceptual quantization is not evident that the scaling matrices that are specified for the primary matrices may be useful for LFNST coefficients. Hence, the uses of the scaling matrices for LFNST coefficients are not allowed. For single-tree partition mode, chroma LFNST is not applied. LFNST training

[0098] The coding efficiency of LFNST highly depends on the design of LFNST kernels, which are derived by off-line training. The training process can be considered as a clustering problem, where each cluster represents a huge group of transform coefficient blocks retrieved from the actual encoding process, and the ‘centroid’ of each cluster is the optimal non-separable transform, i.e., KLT, for the associated transform coefficient blocks in the same cluster.

[0099] Enlightened by the classical k-means clustering method, the training of the LFNST is performed in a two-stage iterative manner with an initial state: Initialization · For each transform coefficient block collected from the encoding process, a random label,  ranging from 0 to 3, is assigned. Then the low-frequency M×N coefficients are added as one training data in the cluster associated with the assigned label. · For each cluster labeled from 1 to 3, the optimal non-separable transform is derived by the  solving eigenvectors of a covariance matrix, e.g., singular value decomposition (SVD) , which is calculated using the training data in the same cluster. In addition, an identity transform, which means no secondary transform is applied, is assigned as the centroid of the first cluster. Iteration · For each available training data, select the best transform kernel using rate-distortion  optimization and relabel the training data using the selected transform kernel. · With the updated label of each training data, each cluster is updated, and the ‘centroids’  (transform kernels) of cluster labeled from 1 to 3 are updated accordingly. The identity transform is always assigned to cluster 0. Subblock Transform (SBT)

[0100] In VTM, subblock transform is introduced for an inter-predicted CU. In this transform mode, only a sub-part of the residual block is coded for the CU. When inter-predicted CU with cu_cbf equal to 1, cu_sbt_flag may be signaled to indicate whether the whole residual block or a sub-part of the residual block is coded. In the former case, inter MTS information is further parsed to determine the transform type of the CU. In the latter case, a part of the residual block is coded with inferred adaptive transform and the other part of the residual block is zeroed out.

[0101] When SBT is used for an inter-coded CU, SBT type and SBT position information are signaled in the bitstream. There are two SBT types and two SBT positions, as indicated in FIG. 5. For SBT-V (or SBT-H) , the TU width (or height) may equal to half of the CU width (or height) or 1 / 4 of the CU width (or height) , resulting in 2: 2 split or 1: 3 / 3: 1 split. The 2: 2 split is like a binary tree (BT) split while the 1: 3 / 3: 1 split is like an asymmetric binary tree (ABT) split. In ABT splitting, only the small region contains the non-zero residual. If one dimension of a CU is 8 in luma samples, the 1: 3 / 3: 1 split along that dimension is disallowed. There are at most 8 SBT modes for a CU.

[0102] Position-dependent transform core selection is applied on luma transform blocks in SBT-V and SBT-H (chroma TB always using DCT-2) . The two positions of SBT-H and SBT-V are associated with different core transforms. More specifically, the horizontal and vertical transforms for each SBT position is specified in FIG. 5. For example, the horizontal and vertical transforms for SBT-V position 0 is DCT-8 and DST-7, respectively. When one side of the residual TU is greater than 32, the transform for both dimensions is set as DCT-2. Therefore, the subblock transform jointly specifies the TU tiling, cbf, and horizontal and vertical core transform type of a residual block. The SBT is not applied to the CU coded with combined inter-intra mode. Transform Improvement in the ECM Maximum transform size and zeroing-out of transform coefficients

[0103] Both CTU size and maximum transform size (i.e., all MTS transform kernels) are extended to 256, where the maximum intra coded block can have a size of 128x128. The maximum CTU size is set to 256 for UHD sequences and it is set to 128, otherwise. In the primary transformation process, there is no normative zeroing out operation applied on transform coefficients. However, if LFNST is applied, the primary transform coefficients outside the LFNST region are normatively zeroed-out. Enhanced MTS for intra coding

[0104] In the current VVC design, for MTS, only DST7 and DCT8 transform kernels are utilized which are used for intra and inter coding.

[0105] Additional primary transforms including DCT5, DST4, DST1, and identity transform (IDT) are employed. Also MTS set is made dependent on the TU size and intra mode information. 16 different TU sizes are considered, and for each TU size 5 different classes are considered depending on intra-mode information. For each class, 1, 4 or 6 different transform pairs are considered. Number of intra MTS candidates are adaptively selected (between 1, 4 and 6 MTS candidates) depending on the sum of absolute value of transform coefficients. The sum is compared against the two fixed thresholds to determine the total number of allowed MTS candidates: · 1 candidate: sum <= th0 · 4 candidates: th0 < sum <= th1 · 6 candidates: sum > th1

[0106] Note, although a total of 80 different classes are considered, some of those different classes often share exactly same transform set. So there are 58 (less than 80) unique entries in the resultant LUT.

[0107] For angular modes, a joint symmetry over TU shape and intra prediction is considered. So, a mode i (i > 34) with TU shape AxB will be mapped to the same class corresponding to the mode j= (68 –i) with TU shape BxA. However, for each transform pair the order of the horizontal and vertical transform kernel is swapped. For example, for a 16x4 block with mode 18 (horizontal prediction) and a 4x16 block with mode 50 (vertical prediction) are mapped to the same class. However, the vertical and horizontal transform kernels are swapped. For the wide-angle modes the nearest conventional angular mode is used for the transform set determination. For example, mode 2 is used for all the modes between -2 and -14. Similarly, mode 66 is used for mode 67 to mode 80. LFNST extension with large kernel

[0108] The LFNST design in VVC is extended as follows: · The number of LFNST sets (S) and candidates (C) are extended to S=35 and C=3, and the  LFNST set (lfnstTrSetIdx) for a given intra mode (predModeIntra) is derived according to the following formula: – For predModeIntra < 0, lfnstTrSetIdx is equal to 2 – lfnstTrSetIdx = predModeIntra, for predModeIntra in [0, 34] – lfnstTrSetIdx = 68 –predModeIntra, for predModeIntra in [35, 66] · Three different kernels, LFNST4, LFNST8, and LFNST16, are defined to indicate LFNST  kernel sets, which are applied to 4xN / Nx4 (N≥4) , 8xN / Nx8 (N≥8) , and MxN (M, N≥16) , respectively.

[0109] The kernel dimensions are specified by: (LFSNT4, LFNST8*, LFNST16*) = (16x16, 32x64, 32x96)

[0110] The forward LFNST is applied to top-left low frequency region, which is called Region-Of-Interest (ROI) . When LFNST is applied, primary-transformed coefficients that exist in the region other than ROI are zeroed out, which is not changed from the VVC standard.

[0111] The ROI for LFNST16 is depicted in FIG. 6. It consists of six 4x4 sub-blocks, which are consecutive in scan order. Since the number of input samples is 96, transform matrix for forward LFNST16 can be Rx96. R is chosen to be 32 in this contribution, 32 coefficients (two 4x4 sub-blocks) are generated from forward LFNST16 accordingly, which are placed following coefficient scan order. Table 4. Mapping of intra prediction modes to LFNST set index

[0112] The ROI for LFNST8 is shown in FIG. 7. The forward LFNST8 matrix can be Rx64 and R is chosen to be 32. The generated coefficients are located in the same manner as with LFNST16. The mapping from intra prediction modes to these sets is shown in Table 4. LFNST / NSPT for inter mode

[0113] In JVET-AF0082, it is proposed to extend LFNST / NSPT to inter prediction mode. To utilize LFNST / NSPT for inter coding, a virtual intra prediction mode (VIPM) is employed. Each VIPM represents a kind of feature, for example, a specific direction. The VIPM is derived by applying a DIMD-like process, which is also used in MIP and IntraTMP, to the inter prediction block. The horizontal and vertical gradients of pixels inside the prediction block are calculated with Sobel operator and the horizontal and vertical gradients of each pixel are used to derive a direction. The amplitudes of the gradient of each pixel are accumulated for the corresponding direction. The intra prediction mode corresponding to the strongest accumulation is selected as the VIPM. With the VIPM, the transform set of LFNST / NSPT can be derived. For inter coding, the kernel mapping method is the same as that for intra LFNST / NSPT.

[0114] The distribution of inter LFNST / NSPT index is different from that of intra LFNST / NSPT index. Therefore, the signaling of inter LFNST / NSPT index is proposed to be different from that of intra LFNST / NSPT index. The intra LFNST / NSPT index binarization employs two context coded bins for each symbol, while it is proposed to use truncated unary code with different context models for inter LFNST / NSPT index coding.PROBLEM STATEMENT

[0115] In this disclosure, the following deficiencies and drawbacks are identified in the transform coding in the VVC and ECM.

[0116] Firstly, in the current MTS, DCT2, DST7, DCT8, DCT5, DST4, DST1 and identity transform (IDT) are employed. The TU is classified into different categories according to TU size and intra mode. Different transform pairs are considered for different TU. Such design may not flexible enough to decide the optimal transform kernel for each TU. Also, the signaling of the transform pair may also sacrifice signaling overhead.

[0117] Secondly, in LFNST and NSPT, the transform set is fixed which is indicated with intra mode. For inter TU, the intra mode is derived by doing DIMD on inter-predicted block. However, the transform kernels in LFNST and NSPT are trained offline, which may could not generalize to all the cases.PROPOSED METHOD

[0118] According to the present disclosure, the transform matrices in the transform set may be decided adaptively for each TU. More specifically, the transform candidate list may be constructed for each TU by adaptively selecting N transform matrix candidates. The transform matrix candidates are then ranked and reordered according to certain metric. The first K transform matrices are selected and used as the transform matrices in the transform set for the current TU. Transform matrix candidate list construction

[0119] According to the present disclosure, several embodiments are proposed to construct the transform candidate list by adaptively selecting the transform matrix candidates.

[0120] In the first embodiment of transform matrix candidate list construction, all the transform matrices / pairs are selected as the transform matrix candidates. For MTS, all the transform pairs (T_H, T_V) are added to the transform candidate list, where T_H and T_V are horizontal and vertical transforms coming from DCT2, DST7, DCT8, DCT5, DST4, DST1 and IDT. For LFNST, all the transform matrices in the transform sets are selected as the transform matrix candidates for LFNST. Similarly, for NSPT, all the transform matrices in the transform sets are selected as the transform matrix candidates for NSPT.

[0121] In the second embodiment of transform matrix candidate list construction, intra mode is utilized to select transform matrix candidates. For LFNST / NSPT, intra mode is firstly used to identify the corresponding transform set index, denoted as TrSetIdx. Then the transform matrices in the transform set TrSetIdx-K, TrSetIdx-K+1, …, TrSetIdx, …, TrSetIdx+K are selected and added to the transform candidate list. It should be noted that for inter LFNST / NSPT, the intra mode is virtually derived using DIMD.

[0122] In the third embodiment of transform matrix candidate list construction, DIMD / TIMD-like process is utilized to select transform matrix candidates. DIMD and TIMD-like processes are applied to derive several intra modes. These intra modes are utilized to identify the corresponding transform sets of LFNST / NSPT. Transform matrices in these identified transform sets are selected and added into the transform candidate list. Transform matrix candidates reordering

[0123] According to one embodiment of the present disclosure, spatial discontinuity is used as the metric to reorder the transform matrices in the transform candidate list. Given the dequantized transform coefficients and the transform candidate (including inverse transform) , the residual block hypothesis is reconstructed by applying the inverse transform candidate to the dequantized transform coefficients. Then the spatial discontinuity is calculated to the residual block hypothesis and its reconstructed neighbors.

[0124] The spatial discontinuity is defined as a sum of absolute second derivatives in the residual domain for the top row and left column as follows: where R is reconstructed neighbors, P is prediction of the current block, and r is the residual hypothesis,  as illustrated in FIG. 8. The term (-R-1+2R0-P1) can be calculated only once per block and only residual hypothesis is subtracted.

[0125] It should be noted that from the above cost formula, the spatial discontinuity is defined as a sum of absolute second derivatives of the current reconstructed samples in the top row and left column and their neighboring reconstructed samples.

[0126] It should be noted that the reconstructed neighbors R, i.e., the neighboring reconstructed samples in a neighboring reconstructed block of the current block, may be obtained before the current residual block r is calculated. The prediction block P of the current block is obtained by using a prediction mode. For example, the prediction block P may be obtained by the prediction processing unit 41 in the video encoder 20 or by the prediction processing unit 81 in the video decoder 30. The residual block r is obtained by applying an inverse transform candidate to the dequantized transform coefficients of the current block. It should be noted that “P + r” is the reconstructed block (including a plurality of reconstructed samples) of the current block, as the rectangular area shown in FIG. 8.

[0127] It should be noted that different residual block r calculated by using different inverse transform candidates may share same reconstructed neighbors R and a same prediction block P. Therefore, the value of (-R-1+2R0-P1) equals for all the residual block r. In practical implementation, for accelerating the computation, the value of (-R-1+2R0-P1) for each sample position may be firstly computed (only once) and saved. Then, for each residual block r, the saved value (-R-1+2R0-P1) can be accessed and reused, and the residual sample r1 is subtracted from the value.

[0128] The transform candidates are ranked and reordered with ascend order of the spatial discontinuity cost function.

[0129] According to yet another embodiment of the present disclosure, energy compaction is used as the metric to reorder the transform matrices in the transform candidate list. Given the prediction block and the transform candidate, forward transform is applied to the prediction block to generate the transform block hypothesis. The energy compaction measurement is calculated with the transform block.

[0130] According to the first example of the energy compaction measurement, the energy compaction is calculated by summing up the energy of the first K coefficients in the transform block. where Ci is the transform coefficient.

[0131] According to the second example of the energy compaction measurement, the energy compaction is calculated by transform coding gain using the transform block. where Ci is the transform coefficient.

[0132] The transform candidates are ranked and reordered with descending order of the energy compaction cost function. Transform matrices selection

[0133] According to one embodiment of the present disclosure, after reorder the transform candidates in the transform candidate list, the top-1 transform candidate measured by the reordering metric is selected as the only transform for the current TU. Therefore, no further transform index is needed and the corresponding signaling overhead is saved.

[0134] According to yet another embodiment of the present disclosure, after reorder the transform candidates in the transform candidate list, the top-1 and top-2 transform candidates measured by the reordering metric are selected as the transforms for the current TU. Therefore, an additional 1 bit is utilized to indicate which transform candidate is utilized for the current TU.

[0135] According to yet another embodiment of the present disclosure, after reorder the transform candidates in the transform candidate list, the top-1, top-2 and top-3 transform candidates measured by the reordering metric are selected as the transforms for the current TU. Therefore, for LFNST and NSPT, the signaling of transform index does not need any change.

[0136] FIG. 9 is a flow chart illustrating a method 900 for video decoding in accordance with some implementations of the present disclosure. The method 900 may be performed by a video decoder, for example, the video decoder 30. As shown in FIG. 9, the method 900 comprises steps 910, 920, 930 and 940.

[0137] In step 910, the video decoder determines a transform candidate list for a current Transform Unit (TU) , where the transform candidate list comprises a plurality of transform matrix candidates.

[0138] In step 920, the video decoder obtains a plurality of reordering metrics corresponding to respective ones of the plurality of transform matrix candidates.

[0139] In step 930, the video decoder reorders the plurality of transform matrix candidates based on the plurality of reordering metrics to obtain a reordered transform candidate list.

[0140] In step 940, the video decoder selects one or more transform matrix candidates from the reordered transform candidate list as one or more transform matrices used for the current TU.

[0141] In some embodiments, the selected one or more transform matrices are used for Multiple Transform Selection (MTS) , Low-Frequency Non-Separable Transform (LFNST) , or Non-Separable Primary Transform (NSPT) .

[0142] In some embodiments, step 910 may further comprise: selecting all the available transform matrices as the plurality of transform matrix candidates.

[0143] For example, For MTS, all the transform pairs (T_H, T_V) are added to the transform candidate list, where T_H and T_V are horizontal and vertical transforms coming from DCT2, DST7, DCT8, DCT5, DST4, DST1 and IDT. For LFNST, all the transform matrices in the transform sets are selected as the transform matrix candidates for LFNST. Similarly, for NSPT, all the transform matrices in the transform sets are selected as the transform matrix candidates for NSPT. It should be noted that in this disclosure, a transform matrix may also be referred to as a “transform kernel” , which is used to perform a specific transform. A transform matrix can also be simply referred to as a “transform” .

[0144] In some embodiments, step 910 may further comprise: determining an intra mode for the current TU; determining a plurality of transform sets based on the intra mode; and selecting a plurality of transform matrices comprised in the plurality of transform sets as the plurality of transform matrix candidates.

[0145] In some embodiments, the intra mode for the current TU may be virtually derived using a derivation process, such as DIMD (Decoder-side Intra Mode Derivation) , TIMD (Template-based Intra Mode Derivation) , or the like.

[0146] In some embodiments, based on the derived intra mode, the plurality of transform sets may be determined by the following steps: mapping the intra mode to a first transform set using a look-up table (for example, Table 3 or Table 4) ; determining at least one second transform set that is adjacent to the first transform set; and determining the first transform set and the at least one second transform set as the plurality of transform sets.

[0147] For example, For LFNST / NSPT, the intra mode is firstly used to identify the corresponding transform set index, denoted as TrSetIdx. Then the transform matrices in the transform set TrSetIdx-K, TrSetIdx-K+1, …, TrSetIdx, …, TrSetIdx+K are selected and added to the transform candidate list, where K is a positive integer. It should be noted that for inter LFNST / NSPT, the intra mode is virtually derived using DIMD. Also, it should be noted that in this example, the transform set TrSetIdx is the first transform set, and the transform sets TrSetIdx-K, TrSetIdx-K+1, …, TrSetIdx-1, TrSetIdx+1 …, TrSetIdx+K are the second transform sets that are adjacent to the first transform set.

[0148] In some embodiments, step 910 may further comprise: determining at least one intra mode for the current TU; determining at least one transform set corresponding to the at least one intra mode; and selecting a plurality of transform matrices comprised in the at least one transform set as the plurality of transform matrix candidates.

[0149] In some embodiments, the at least one intra mode may be derived by using at least one derivation process. It should be noted that each derivation process may derive an intra mode, and the intra modes derived by different derivation processes may be different or the same.

[0150] In some embodiments, the at least one derivation process comprises at least one of DIMD or TIMD.

[0151] In some embodiments, based on the derived at least one intra mode, the at least one transform set may be determined by mapping each intra mode of the at least one intra mode to a transform set using a look-up table (for example, Table 3 or Table 4) , so as to obtain the at least one transform set.

[0152] For example, DIMD and TIMD-like processes are applied to derive several intra modes. These intra modes are utilized to identify the corresponding transform sets of LFNST / NSPT. Transform matrices in these identified transform sets are selected and added into the transform candidate list.

[0153] In step 920, a reordering metric of each transform matrix candidate is obtained.

[0154] In some embodiments, the plurality of transform matrix candidates may comprise inverse transform matrix candidates and forward transform matrix candidates. The ordering metric used for the inverse transform matrix candidate may be different from that used for the forward transform matrix candidate. For example, for the inverse transform matrix candidate, spatial discontinuity may be used as its ordering metric; for the forward transform matrix candidate, energy compaction may be used as its ordering metric.

[0155] In some embodiments, for inverse transform matrix candidates, step 920 may further comprise the following steps. For each transform matrix candidate of the plurality of transform matrix candidates: obtaining dequantized transform coefficients of the current TU; applying the transform matrix candidate to the dequantized transform coefficients to obtain a residual block; calculating a spatial discontinuity between the residual block and its reconstructed neighbors; and determining the spatial discontinuity as a reordering metric of the transform matrix candidate.

[0156] In some embodiments, the spatial discontinuity is defined as a sum of absolute second derivatives in the residual block for the top row and left column. The spatial discontinuity may be calculated as: wherein R is the reconstructed neighbors, P is a prediction block corresponding to the residual block, r  is the residual block, w is a width of the residual block, and h is a height of the residual block.

[0157] In some embodiments, corresponding to using spatial discontinuity as the ordering metric, step 930 may further comprise: ranking the plurality of transform matrix candidates by an ascending order of the spatial discontinuity.

[0158] For example, spatial discontinuity may be used as the ordering metric to reorder the inverse transform matrix candidates in the transform candidate list. Given the dequantized transform coefficients and an inverse transform matrix candidate, the residual block is reconstructed by applying the inverse transform matrix candidate to the dequantized transform coefficients. Then the spatial discontinuity is calculated to the residual block and its reconstructed neighbors.

[0159] The spatial discontinuity is defined as a sum of absolute second derivatives in the residual block for the top row and left column as follows: where R is reconstructed neighbors, P is the prediction block corresponding to the residual block, and r  is the residual block, as illustrated in FIG. 8. The term (-R-1+2R0-P1) can be calculated only once per block and only residual block is subtracted.

[0160] It should be noted that from the above cost formula, the spatial discontinuity is defined as a sum of absolute second derivatives of the current reconstructed samples in the top row and left column and their neighboring reconstructed samples.

[0161] It should be noted that the reconstructed neighbors R, i.e., the neighboring reconstructed samples in a neighboring reconstructed block of the current block, may be obtained before the current residual block r is calculated. The prediction block P of the current block is obtained by using a prediction mode. For example, the prediction block P may be obtained by the prediction processing unit 81 in the video decoder 30. The residual block r is obtained by applying an inverse transform candidate to the dequantized transform coefficients of the current block. It should be noted that “P + r” is the reconstructed block (including a plurality of reconstructed samples) of the current block, as the rectangular area shown in FIG. 8.

[0162] It should be noted that different residual block r calculated by using different inverse transform candidates may share same reconstructed neighbors R and a same prediction block P. Therefore, the value of (-R-1+2R0-P1) equals for all the residual block r. In practical implementation, for accelerating the computation, the value of (-R-1+2R0-P1) for each sample position may be firstly computed (only once) and saved. Then, for each residual block r, the saved value (-R-1+2R0-P1) can be accessed and reused, and the residual sample r1 is subtracted from the value.

[0163] The transform candidates are ranked and reordered with ascending order of the spatial discontinuity cost function.

[0164] In some embodiments, for forward transform matrix candidates, step 920 may further comprise the following steps. For each transform matrix candidate of the plurality of transform matrix candidates: obtaining a prediction block of the current TU; applying the transform matrix candidate to the prediction block to obtain a transform block; calculating an energy compaction of the transform block; and determining the energy compaction as a reordering metric of the transform matrix candidate.

[0165] In some embodiments, the energy compaction is calculated by summing up the energy of the first K (K ≥ 1) coefficients in the transform block. The energy compaction may be calculated as: wherein Ci is an i-th coefficient in the transform block.

[0166] In other embodiments, the energy compaction is calculated as a transform coding gain of the transform block. In this case, the energy compaction may be calculated as:

[0167] wherein Ci is an i-th coefficient in the transform block, and N is the total number of coefficients comprised in the transform block.

[0168] In some embodiments, corresponding to using energy compaction as the ordering metric, step 930 may further comprise: ranking the plurality of transform matrix candidates by a descending order of the energy compaction.

[0169] For example, energy compaction may be used as the ordering metric to reorder the forward transform matrix candidates in the transform candidate list. Given the prediction block and a forward transform matrix candidate, forward transform is applied to the prediction block using the forward transform matrix candidate to generate the transform block. The energy compaction measurement is then calculated with the transform block.

[0170] According to the first example of the energy compaction measurement, the energy compaction is calculated by summing up the energy of the first K coefficients in the transform block: where Ci is the i-th transform coefficient.

[0171] According to the second example of the energy compaction measurement, the energy compaction is calculated by transform coding gain using the transform block: where Ci is the i-th transform coefficient.

[0172] The transform candidates are ranked and reordered with descending order of the energy compaction cost function.

[0173] In some embodiments, step 940 may further comprise: selecting top K (K ≥ 1) transform matrix candidates from the reordered transform candidate list as the one or more transform matrices.

[0174] For example, according to one embodiment of the present disclosure, after reorder the transform matrix candidates in the transform candidate list, the top-1 transform matrix candidate measured by the reordering metric is selected as the only transform for the current TU. Therefore, no further transform index is needed and the corresponding signaling overhead is saved.

[0175] According to yet another embodiment of the present disclosure, after reorder the transform matrix candidates in the transform candidate list, the top-1 and top-2 transform matrix candidates measured by the reordering metric are selected as the transforms for the current TU. Therefore, an additional 1 bit is utilized to indicate which transform candidate is utilized for the current TU.

[0176] According to yet another embodiment of the present disclosure, after reorder the transform matrix candidates in the transform candidate list, the top-1, top-2 and top-3 transform matrix candidates measured by the reordering metric are selected as the transforms for the current TU. Therefore, for LFNST and NSPT, the signaling of transform index does not need any change.

[0177] FIG. 10 is a flow chart illustrating a method 1000 for video encoding in accordance with some implementations of the present disclosure. The method 1000 may be performed by a video encoder, for example, the video encoder 20. As shown in FIG. 10, the method 1000 comprises steps 1010, 1020, 1030 and 1040.

[0178] In step 1010, the video encoder determines a transform candidate list for a current Transform Unit (TU) , where the transform candidate list comprises a plurality of transform matrix candidates.

[0179] In step 1020, the video encoder obtains a plurality of reordering metrics corresponding to respective ones of the plurality of transform matrix candidates.

[0180] In step 1030, the video encoder reorders the plurality of transform matrix candidates based on the plurality of reordering metrics to obtain a reordered transform candidate list.

[0181] In step 1040, the video encoder selects one or more transform matrix candidates from the reordered transform candidate list as one or more transform matrices used for the current TU.

[0182] In some embodiments, the selected one or more transform matrices are used for Multiple Transform Selection (MTS) , Low-Frequency Non-Separable Transform (LFNST) , or Non-Separable Primary Transform (NSPT) .

[0183] In some embodiments, step 1010 may further comprise: selecting all the available transform matrices as the plurality of transform matrix candidates.

[0184] For example, For MTS, all the transform pairs (T_H, T_V) are added to the transform candidate list, where T_H and T_V are horizontal and vertical transforms coming from DCT2, DST7, DCT8, DCT5, DST4, DST1 and IDT. For LFNST, all the transform matrices in the transform sets are selected as the transform matrix candidates for LFNST. Similarly, for NSPT, all the transform matrices in the transform sets are selected as the transform matrix candidates for NSPT. It should be noted that in this disclosure, a transform matrix may also be referred to as a “transform kernel” , which is used to perform a specific transform. A transform matrix can also be simply referred to as a “transform” .

[0185] In some embodiments, step 1010 may further comprise: determining an intra mode for the current TU; determining a plurality of transform sets based on the intra mode; and selecting a plurality of transform matrices comprised in the plurality of transform sets as the plurality of transform matrix candidates.

[0186] In some embodiments, the intra mode for the current TU may be virtually derived using a derivation process, such as DIMD (Decoder-side Intra Mode Derivation) , TIMD (Template-based Intra Mode Derivation) , or the like.

[0187] In some embodiments, based on the derived intra mode, the plurality of transform sets may be determined by the following steps: mapping the intra mode to a first transform set using a look-up table (for example, Table 3 or Table 4) ; determining at least one second transform set that is adjacent to the first transform set; and determining the first transform set and the at least one second transform set as the plurality of transform sets.

[0188] For example, For LFNST / NSPT, the intra mode is firstly used to identify the corresponding transform set index, denoted as TrSetIdx. Then the transform matrices in the transform set TrSetIdx-K, TrSetIdx-K+1, …, TrSetIdx, …, TrSetIdx+K are selected and added to the transform candidate list, where K is a positive integer. It should be noted that for inter LFNST / NSPT, the intra mode is virtually derived using DIMD. Also, it should be noted that in this example, the transform set TrSetIdx is the first transform set, and the transform sets TrSetIdx-K, TrSetIdx-K+1, …, TrSetIdx-1, TrSetIdx+1 …, TrSetIdx+K are the second transform sets that are adjacent to the first transform set.

[0189] In some embodiments, step 1010 may further comprise: determining at least one intra mode for the current TU; determining at least one transform set corresponding to the at least one intra mode; and selecting a plurality of transform matrices comprised in the at least one transform set as the plurality of transform matrix candidates.

[0190] In some embodiments, the at least one intra mode may be derived by using at least one derivation process. It should be noted that each derivation process may derive an intra mode, and the intra modes derived by different derivation processes may be different or the same.

[0191] In some embodiments, the at least one derivation process comprises at least one of DIMD or TIMD.

[0192] In some embodiments, based on the derived at least one intra mode, the at least one transform set may be determined by mapping each intra mode of the at least one intra mode to a transform set using a look-up table (for example, Table 3 or Table 4) , so as to obtain the at least one transform set.

[0193] For example, DIMD and TIMD-like processes are applied to derive several intra modes. These intra modes are utilized to identify the corresponding transform sets of LFNST / NSPT. Transform matrices in these identified transform sets are selected and added into the transform candidate list.

[0194] In step 1020, a reordering metric of each transform matrix candidate is obtained.

[0195] In some embodiments, the plurality of transform matrix candidates may comprise inverse transform matrix candidates and forward transform matrix candidates. The ordering metric used for the inverse transform matrix candidate may be different from that used for the forward transform matrix candidate. For example, for the inverse transform matrix candidate, spatial discontinuity may be used as its ordering metric; for the forward transform matrix candidate, energy compaction may be used as its ordering metric.

[0196] In some embodiments, for inverse transform matrix candidates, step 1020 may further comprise the following steps. For each transform matrix candidate of the plurality of transform matrix candidates: obtaining dequantized transform coefficients of the current TU; applying the transform matrix candidate to the dequantized transform coefficients to obtain a residual block; calculating a spatial discontinuity between the residual block and its reconstructed neighbors; and determining the spatial discontinuity as a reordering metric of the transform matrix candidate.

[0197] In some embodiments, the spatial discontinuity is defined as a sum of absolute second derivatives in the residual block for the top row and left column. The spatial discontinuity may be calculated as: wherein R is the reconstructed neighbors, P is a prediction block corresponding to the residual block, r  is the residual block, w is a width of the residual block, and h is a height of the residual block.

[0198] In some embodiments, corresponding to using spatial discontinuity as the ordering metric, step 1030 may further comprise: ranking the plurality of transform matrix candidates by an ascending order of the spatial discontinuity.

[0199] For example, spatial discontinuity may be used as the ordering metric to reorder the inverse transform matrix candidates in the transform candidate list. Given the dequantized transform coefficients and an inverse transform matrix candidate, the residual block is reconstructed by applying the inverse transform matrix candidate to the dequantized transform coefficients. Then the spatial discontinuity is calculated to the residual block and its reconstructed neighbors.

[0200] The spatial discontinuity is defined as a sum of absolute second derivatives in the residual block for the top row and left column as follows: where R is reconstructed neighbors, P is the prediction block corresponding to the residual block, and r  is the residual block, as illustrated in FIG. 8. The term (-R-1+2R0-P1) can be calculated only once per block and only residual block is subtracted.

[0201] It should be noted that from the above cost formula, the spatial discontinuity is defined as a sum of absolute second derivatives of the current reconstructed samples in the top row and left column and their neighboring reconstructed samples.

[0202] It should be noted that the reconstructed neighbors R, i.e., the neighboring reconstructed samples in a neighboring reconstructed block of the current block, may be obtained before the current residual block r is calculated. The prediction block P of the current block is obtained by using a prediction mode. For example, the prediction block P may be obtained by the prediction processing unit 41 in the video encoder 20. The residual block r is obtained by applying an inverse transform candidate to the dequantized transform coefficients of the current block. It should be noted that “P + r” is the reconstructed block (including a plurality of reconstructed samples) of the current block, as the rectangular area shown in FIG. 8.

[0203] It should be noted that different residual block r calculated by using different inverse transform candidates may share same reconstructed neighbors R and a same prediction block P. Therefore, the value of (-R-1+2R0-P1) equals for all the residual block r. In practical implementation, for accelerating the computation, the value of (-R-1+2R0-P1) for each sample position may be firstly computed (only once) and saved. Then, for each residual block r, the saved value (-R-1+2R0-P1) can be accessed and reused, and the residual sample r1 is subtracted from the value.

[0204] The transform candidates are ranked and reordered with ascending order of the spatial discontinuity cost function.

[0205] In some embodiments, for forward transform matrix candidates, step 1020 may further comprise the following steps. For each transform matrix candidate of the plurality of transform matrix candidates: obtaining a prediction block of the current TU; applying the transform matrix candidate to the prediction block to obtain a transform block; calculating an energy compaction of the transform block; and determining the energy compaction as a reordering metric of the transform matrix candidate.

[0206] In some embodiments, the energy compaction is calculated by summing up the energy of the first K (K ≥ 1) coefficients in the transform block. The energy compaction may be calculated as: wherein Ci is an i-th coefficient in the transform block.

[0207] In other embodiments, the energy compaction is calculated as a transform coding gain of the transform block. In this case, the energy compaction may be calculated as:

[0208] wherein Ci is an i-th coefficient in the transform block, and N is the total number of coefficients comprised in the transform block.

[0209] In some embodiments, corresponding to using energy compaction as the ordering metric, step 1030 may further comprise: ranking the plurality of transform matrix candidates by a descending order of the energy compaction.

[0210] For example, energy compaction may be used as the ordering metric to reorder the forward transform matrix candidates in the transform candidate list. Given the prediction block and a forward transform matrix candidate, forward transform is applied to the prediction block using the forward transform matrix candidate to generate the transform block. The energy compaction measurement is then calculated with the transform block.

[0211] According to the first example of the energy compaction measurement, the energy compaction is calculated by summing up the energy of the first K coefficients in the transform block: where Ci is the i-th transform coefficient.

[0212] According to the second example of the energy compaction measurement, the energy compaction is calculated by transform coding gain using the transform block: where Ci is the i-th transform coefficient.

[0213] The transform candidates are ranked and reordered with descending order of the energy compaction cost function.

[0214] In some embodiments, step 1040 may further comprise: selecting top K (K ≥ 1) transform matrix candidates from the reordered transform candidate list as the one or more transform matrices.

[0215] For example, according to one embodiment of the present disclosure, after reorder the transform matrix candidates in the transform candidate list, the top-1 transform matrix candidate measured by the reordering metric is selected as the only transform for the current TU. Therefore, no further transform index is needed and the corresponding signaling overhead is saved.

[0216] According to yet another embodiment of the present disclosure, after reorder the transform matrix candidates in the transform candidate list, the top-1 and top-2 transform matrix candidates measured by the reordering metric are selected as the transforms for the current TU. Therefore, an additional 1 bit is utilized to indicate which transform candidate is utilized for the current TU.

[0217] According to yet another embodiment of the present disclosure, after reorder the transform matrix candidates in the transform candidate list, the top-1, top-2 and top-3 transform matrix candidates measured by the reordering metric are selected as the transforms for the current TU. Therefore, for LFNST and NSPT, the signaling of transform index does not need any change.

[0218] FIG. 11 shows a computing environment 1610 coupled with a user interface 1650. The computing environment 1610 can be part of a data processing server. The computing environment 1610 includes a processor 1620, a memory 1630, and an Input / Output (I / O) interface 1640.

[0219] The processor 1620 typically controls overall operations of the computing environment 1610, such as the operations associated with display, data acquisition, data communications, and image processing. The processor 1620 may include one or more processors to execute instructions to perform all or some of the steps in the above-described methods. Moreover, the processor 1620 may include one or more modules that facilitate the interaction between the processor 1620 and other components. The processor may be a Central Processing Unit (CPU) , a microprocessor, a single chip machine, a Graphical Processing Unit (GPU) , or the like.

[0220] The memory 1630 is configured to store various types of data to support the operation of the computing environment 1610. The memory 1630 may include predetermined software 1632. Examples of such data includes instructions for any applications or methods operated on the computing environment 1610, video datasets, image data, etc. The memory 1630 may be implemented by using any type of volatile or non-volatile memory devices, or a combination thereof, such as a Static Random Access Memory (SRAM) , an Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM) , an Erasable Programmable Read-Only Memory (EPROM) , a Programmable Read-Only Memory (PROM) , a Read-Only Memory (ROM) , a magnetic memory, a flash memory, a magnetic or optical disk.

[0221] The I / O interface 1640 provides an interface between the processor 1620 and peripheral interface modules, such as a keyboard, a click wheel, buttons, and the like. The buttons may include but are not limited to, a home button, a start scan button, and a stop scan button. The I / O interface 1640 can be coupled with an encoder and decoder.

[0222] In an embodiment, there is also provided a non-transitory computer-readable storage medium comprising a plurality of programs, for example, in the memory 1630, executable by the processor 1620 in the computing environment 1610, for performing the above-described methods and / or storing a bitstream generated by the encoding method described above or a bitstream to be decoded by the decoding method described above. In one example, the plurality of programs may be executed by the processor 1620 in the computing environment 1610 to receive (for example, from the video encoder 20 in FIG. 2) a bitstream or data stream including encoded video information (for example, video blocks representing encoded video frames, and / or associated one or more syntax elements, etc. ) , and may also be executed by the processor 1620 in the computing environment 1610 to perform the decoding method described above according to the received bitstream or data stream. In another example, the plurality of programs may be executed by the processor 1620 in the computing environment 1610 to perform the encoding method described above to encode video information (for example, video blocks representing video frames, and / or associated one or more syntax elements, etc. ) into a bitstream or data stream, and may also be executed by the processor 1620 in the computing environment 1610 to transmit the bitstream or data stream (for example, to the video decoder 30 in FIG. 3) . Alternatively, the non-transitory computer-readable storage medium may have stored therein a bitstream or a data stream comprising encoded video information (for example, video blocks representing encoded video frames, and / or associated one or more syntax elements etc. ) generated by an encoder (for example, the video encoder 20 in FIG. 2) using, for example, the encoding method described above for use by a decoder (for example, the video decoder 30 in FIG. 3) in decoding video data. The non-transitory computer-readable storage medium may be, for example, a ROM, a Random Access Memory (RAM) , a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disc, an optical data storage device or the like.

[0223] In an embodiment, there is provided a bitstream generated by the encoding method described above or a bitstream to be decoded by the decoding method described above. In an embodiment, there is provided a bitstream comprising encoded video information generated by the encoding method described above or encoded video information to be decoded by the decoding method described above.

[0224] In an embodiment, there is also provided a computing device comprising one or more processors (for example, the processor 1620) ; and the non-transitory computer-readable storage medium or the memory 1630 having stored therein a plurality of programs executable by the one or more processors, wherein the one or more processors, upon execution of the plurality of programs, are configured to perform the above-described methods.

[0225] In an embodiment, there is also provided a computer program product having instructions for storage or transmission of a bitstream comprising encoded video information generated by the encoding method described above or encoded video information to be decoded by the decoding method described above. In an embodiment, there is also provided a computer program product comprising a plurality of programs, for example, in the memory 1630, executable by the processor 1620 in the computing environment 1610, for performing the above-described methods. For example, the computer program product may include the non-transitory computer-readable storage medium.

[0226] In an embodiment, the computing environment 1610 may be implemented with one or more ASICs, DSPs, Digital Signal Processing Devices (DSPDs) , Programmable Logic Devices (PLDs) , FPGAs, GPUs, controllers, micro-controllers, microprocessors, or other electronic components, for performing the above methods.

[0227] In an embodiment, there is also provided a method of storing a bitstream, comprising storing the bitstream on a digital storage medium, wherein the bitstream comprises encoded video information generated by the encoding method described above or encoded video information to be decoded by the decoding method described above.

[0228] In an embodiment, there is also provided a method for transmitting a bitstream generated by the encoder described above. In an embodiment, there is also provided a method for receiving a bitstream to be decoded by the decoder described above.

[0229] The description of the present disclosure has been presented for purposes of illustration and is not intended to be exhaustive or limited to the present disclosure. Many modifications, variations, and alternative implementations will be apparent to those of ordinary skill in the art having the benefit of the teachings presented in the foregoing descriptions and the associated drawings.

[0230] Unless specifically stated otherwise, an order of steps of the method according to the present disclosure is only intended to be illustrative, and the steps of the method according to the present disclosure are not limited to the order specifically described above, but may be changed according to practical conditions. In addition, at least one of the steps of the method according to the present disclosure may be adjusted, combined or deleted according to practical requirements.

[0231] The examples were chosen and described in order to explain the principles of the disclosure and to enable others skilled in the art to understand the disclosure for various implementations and to best utilize the underlying principles and various implementations with various modifications as are suited to the particular use contemplated. Therefore, it is to be understood that the scope of the disclosure is not to be limited to the specific examples of the implementations disclosed and that modifications and other implementations are intended to be included within the scope of the present disclosure.

Claims

1.A method for video decoding, comprising:determining a transform candidate list for a current Transform Unit (TU) , wherein the transform candidate list comprises a plurality of transform matrix candidates;obtaining a plurality of reordering metrics corresponding to respective ones of the plurality of transform matrix candidates;reordering the plurality of transform matrix candidates based on the plurality of reordering metrics to obtain a reordered transform candidate list; andselecting one or more transform matrix candidates from the reordered transform candidate list as one or more transform matrices used for the current TU.2.The method of claim 1, further comprising:selecting all available transform matrices as the plurality of transform matrix candidates.3.The method of claim 1, further comprising:determining an intra mode for the current TU;determining a plurality of transform sets based on the intra mode; andselecting a plurality of transform matrices comprised in the plurality of transform sets as the plurality of transform matrix candidates.4.The method of claim 3, further comprising:deriving the intra mode using Decoder-side Intra Mode Derivation (DIMD) .5.The method of claim 3 or 4, further comprising:mapping the intra mode to a first transform set using a look-up table;determining at least one second transform set that is adjacent to the first transform set; anddetermining the first transform set and the at least one second transform set as the plurality of transform sets.6.The method of claim 1, further comprising:determining at least one intra mode for the current TU;determining at least one transform set corresponding to the at least one intra mode; andselecting a plurality of transform matrices comprised in the at least one transform set as the plurality of transform matrix candidates.7.The method of claim 6, further comprising:deriving the at least one intra mode using at least one derivation process, wherein the at least one derivation process comprises at least one of Decoder-side Intra Mode Derivation (DIMD) or Template-based Intra Mode Derivation (TIMD) .8.The method of claim 6 or 7, further comprising:mapping each intra mode of the at least one intra mode to a transform set using a look-up table, to obtain the at least one transform set.9.The method of any one of claims 1-8, wherein the plurality of transform matrix candidates comprise inverse transform matrix candidates, the method further comprising:for each transform matrix candidate of the plurality of transform matrix candidates:obtaining dequantized transform coefficients of the current TU;applying the transform matrix candidate to the dequantized transform coefficients to obtain a residual block;calculating a spatial discontinuity between the residual block and its reconstructed neighbors; anddetermining the spatial discontinuity as a reordering metric of the transform matrix candidate.10.The method of claim 9, wherein the spatial discontinuity is a sum of absolute second derivatives in the residual block for the top row and left column.11.The method of claim 10, wherein the spatial discontinuity is calculated as: wherein R is the reconstructed neighbors, P is a prediction block corresponding to the residual block, r is the residual block, w is a width of the residual block, and h is a height of the residual block.12.The method of any one of claims 9-11, wherein the reordering the plurality of transform matrix candidates based on the plurality of reordering metrics comprises:ranking the plurality of transform matrix candidates by an ascending order of the spatial discontinuity.13.The method of any one of claims 1-8, wherein the plurality of transform matrix candidates comprise forward transform matrix candidates, the method further comprising:for each transform matrix candidate of the plurality of transform matrix candidates:obtaining a prediction block of the current TU;applying the transform matrix candidate to the prediction block to obtain a transform block;calculating an energy compaction of the transform block; anddetermining the energy compaction as a reordering metric of the transform matrix candidate.14.The method of claim 13, wherein the energy compaction is calculated by summing up the energy of the first K (K ≥ 1) coefficients in the transform block.15.The method of claim 14, wherein the energy compaction is calculated as: wherein Ci is an i-th coefficient in the transform block.16.The method of claim 13, wherein the energy compaction is calculated as a transform coding gain of the transform block.17.The method of claim 16, wherein the energy compaction is calculated as: wherein Ci is an i-th coefficient in the transform block, and N is the total number of coefficients comprised in the transform block.18.The method of any one of claims 13-17, wherein the reordering the plurality of transform matrix candidates based on the plurality of reordering metrics comprises:ranking the plurality of transform matrix candidates by a descending order of the energy compaction.19.The method of any one of claims 1-18, wherein the selecting one or more transform matrix candidates from the reordered transform candidate list as one or more transform matrices comprises:selecting top K (K ≥ 1) transform matrix candidates from the reordered transform candidate list as the one or more transform matrices.20.The method of any one of claims 1-19, wherein the one or more transform matrices are used for Multiple Transform Selection (MTS) , Low-Frequency Non-Separable Transform (LFNST) , or Non-Separable Primary Transform (NSPT) .21.A method for video encoding, comprising:determining a transform candidate list for a current Transform Unit (TU) , wherein the transform candidate list comprises a plurality of transform matrix candidates;obtaining a plurality of reordering metrics corresponding to respective ones of the plurality of transform matrix candidates;reordering the plurality of transform matrix candidates based on the plurality of reordering metrics to obtain a reordered transform candidate list; andselecting one or more transform matrix candidates from the reordered transform candidate list as one or more transform matrices used for the current TU.22.The method of claim 21, further comprising:selecting all available transform matrices as the plurality of transform matrix candidates.23.The method of claim 21, further comprising:determining an intra mode for the current TU;determining a plurality of transform sets based on the intra mode; andselecting a plurality of transform matrices comprised in the plurality of transform sets as the plurality of transform matrix candidates.24.The method of claim 23, further comprising:deriving the intra mode using Decoder-side Intra Mode Derivation (DIMD) .25.The method of claim 23 or 24, further comprising:mapping the intra mode to a first transform set using a look-up table;determining at least one second transform set that is adjacent to the first transform set; anddetermining the first transform set and the at least one second transform set as the plurality of transform sets.26.The method of claim 21, further comprising:determining at least one intra mode for the current TU;determining at least one transform set corresponding to the at least one intra mode; andselecting a plurality of transform matrices comprised in the at least one transform set as the plurality of transform matrix candidates.27.The method of claim 26, further comprising:deriving the at least one intra mode using at least one derivation process, wherein the at least one derivation process comprises at least one of Decoder-side Intra Mode Derivation (DIMD) or Template-based Intra Mode Derivation (TIMD) .28.The method of claim 26 or 27, further comprising:mapping each intra mode of the at least one intra mode to a transform set using a look-up table, to obtain the at least one transform set.29.The method of any one of claims 21-28, wherein the plurality of transform matrix candidates comprise inverse transform matrix candidates, the method further comprising:for each transform matrix candidate of the plurality of transform matrix candidates:obtaining dequantized transform coefficients of the current TU;applying the transform matrix candidate to the dequantized transform coefficients to obtain a residual block;calculating a spatial discontinuity between the residual block and its reconstructed neighbors; anddetermining the spatial discontinuity as a reordering metric of the transform matrix candidate.30.The method of claim 29, wherein the spatial discontinuity is a sum of absolute second derivatives in the residual block for the top row and left column.31.The method of claim 30, wherein the spatial discontinuity is calculated as: wherein R is the reconstructed neighbors, P is a prediction block corresponding to the residual block, r is the residual block, w is a width of the residual block, and h is a height of the residual block.32.The method of any one of claims 29-31, wherein the reordering the plurality of transform matrix candidates based on the plurality of reordering metrics comprises:ranking the plurality of transform matrix candidates by an ascending order of the spatial discontinuity.33.The method of any one of claims 21-28, wherein the plurality of transform matrix candidates comprise forward transform matrix candidates, the method further comprising:for each transform matrix candidate of the plurality of transform matrix candidates:obtaining a prediction block of the current TU;applying the transform matrix candidate to the prediction block to obtain a transform block;calculating an energy compaction of the transform block; anddetermining the energy compaction as a reordering metric of the transform matrix candidate.34.The method of claim 33, wherein the energy compaction is calculated by summing up the energy of the first K (K ≥ 1) coefficients in the transform block.35.The method of claim 34, wherein the energy compaction is calculated as: wherein Ci is an i-th coefficient in the transform block.36.The method of claim 33, wherein the energy compaction is calculated as a transform coding gain of the transform block.37.The method of claim 36, wherein the energy compaction is calculated as: wherein Ci is an i-th coefficient in the transform block, and N is the total number of coefficients comprised in the transform block.38.The method of any one of claims 33-37, wherein the reordering the plurality of transform matrix candidates based on the plurality of reordering metrics comprises:ranking the plurality of transform matrix candidates by a descending order of the energy compaction.39.The method of any one of claims 21-38, wherein the selecting one or more transform matrix candidates from the reordered transform candidate list as one or more transform matrices comprises:selecting top K (K ≥ 1) transform matrix candidates from the reordered transform candidate list as the one or more transform matrices.40.The method of any one of claims 21-39, wherein the one or more transform matrices are used for Multiple Transform Selection (MTS) , Low-Frequency Non-Separable Transform (LFNST) , or Non-Separable Primary Transform (NSPT) .41.An apparatus for video coding, comprising:one or more processors; anda memory coupled to the one or more processors and configured to store instructions executable by the one or more processors,wherein the one or more processors, upon execution of the instructions, are configured to perform the method in any one of claims 1-20 or the method in any one of claims 21-40.42.A non-transitory computer-readable storage medium storing a plurality of programs for execution by a computing device having one or more processors, wherein the plurality of programs, when executed by the one or more processors, cause the computing device to perform the method of any one of claims 1-20 or the method of any one of claims 21-40.43.A non-transitory computer-readable storage medium for storing a bitstream to be decoded by the method in any one of claims 1-20 or a bitstream generated by the method in any one of claims 21-40.44.A method for storing a bitstream, comprising:storing the bitstream into a storage medium, wherein the bitstream comprises data to be decoded by the method of any one of claims 1-20 or data generated by the method of any one of claims 21-40.45.A computer program product comprising a plurality of programs for execution by a computing device having one or more processors, wherein the plurality of programs, when executed by the one or more processors, cause the computing device to perform the method of any one of claims 1-20 or the method of any one of claims 21-40.

Images