對視頻進(jìn)行解碼的方法和設(shè)備的制造方法
【專利說明】
[0001 ]本申請是向中國知識產(chǎn)權(quán)局提交的申請日為2012年6月27日的標(biāo)題為"伴隨有算 術(shù)編碼的對視頻編碼的方法和設(shè)備W及對視頻解碼的方法和設(shè)備"的第201280042529.9號 申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明設(shè)及分別包括算術(shù)編碼和算術(shù)解碼的視頻編碼和視頻解碼。
【背景技術(shù)】
[0003] 隨著用于再現(xiàn)和存儲高分辨率或高品質(zhì)視頻內(nèi)容的硬件的開發(fā)和供應(yīng)，對用于有 效地對高分辨率或高質(zhì)量視頻內(nèi)容進(jìn)行編碼或解碼的視頻編解碼器的需要日益增加。在傳 統(tǒng)的視頻編解碼器中，基于具有預(yù)定尺寸的宏塊，根據(jù)有限的編碼方法對視頻進(jìn)行編碼。
[0004] 通過使用頻率轉(zhuǎn)換方法將空間域的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻域的系數(shù)。為了頻率轉(zhuǎn)換的 快速操作，視頻編解碼器通過將圖像劃分為具有預(yù)定尺寸的多個塊并執(zhí)行離散余弦變換 (DCT)轉(zhuǎn)換，來W塊為單位對頻率系數(shù)進(jìn)行編碼。與空域的圖像數(shù)據(jù)相比，頻率區(qū)域的系數(shù) 被容易地壓縮。具體地講，在空域中圖像的像素值被表示為預(yù)測誤差，因此，如果對預(yù)測誤 差執(zhí)行頻率轉(zhuǎn)換，則大量的數(shù)據(jù)可被轉(zhuǎn)換為0。視頻編解碼器將連續(xù)且重復(fù)地產(chǎn)生的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換為小數(shù)據(jù)，W減少數(shù)據(jù)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 技術(shù)問題
[0006] 本發(fā)明提供一種用于通過將符號分類為前綴比特串和后綴比特串對視頻執(zhí)行算 術(shù)編碼和算術(shù)解碼的方法和設(shè)備。
[0007] 技術(shù)方案
[000引根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種通過符號解碼對視頻進(jìn)行解碼的方法，所述方法 包括:從接收的比特流解析圖像塊的符號;基于根據(jù)當(dāng)前塊的尺寸確定的闊值將當(dāng)前符號 分類為前綴比特串和后綴比特串；通過使用針對前綴比特串和后綴比特串中的每一個確定 的算術(shù)解碼方法執(zhí)行算術(shù)解碼;通過使用針對前綴比特串和后綴比特串中的每一個確定的 二值化方法執(zhí)行逆二值化;通過使用經(jīng)由算術(shù)解碼和逆二值化恢復(fù)的當(dāng)前符號對當(dāng)前塊執(zhí) 行逆變換和預(yù)測來恢復(fù)圖像塊。
[0009] 有益效果
[0010] 通過對后綴區(qū)域或后綴比特串執(zhí)行具有相對小量操作負(fù)擔(dān)的二值化方法或者通 過在用于符號編碼/解碼的基于上下文的算術(shù)編碼/解碼期間省略上下文建模，來提高符號 編碼/解碼處理的效率。
【附圖說明】
[0011] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的視頻編碼設(shè)備的框圖；
[0012] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的視頻解碼設(shè)備的框圖；
[0013] 圖3和圖4是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的通過根據(jù)預(yù)定闊值將符號分類為前 綴比特串和后綴比特串來進(jìn)行算術(shù)編碼的示圖；
[0014] 圖5是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的視頻編碼方法的流程圖；
[0015] 圖6是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的視頻解碼方法的流程圖；
[0016] 圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于具有樹結(jié)構(gòu)的編碼單元的視頻編碼設(shè)備的框 圖；
[0017] 圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于具有樹結(jié)構(gòu)的編碼單元的視頻解碼設(shè)備的框 圖；
[0018] 圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的編碼單元的概念圖；
[0019] 圖10是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于編碼單元的圖像編碼器的框圖；
[0020] 圖11是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于編碼單元的圖像解碼器的框圖；
[0021] 圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的根據(jù)深度的編碼單元和分區(qū)的示圖；
[0022] 圖13是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的編碼單元和變換單元之間的關(guān)系的示圖；
[0023] 圖14是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的根據(jù)深度的編碼單元的編碼信息的示圖；
[0024] 圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的根據(jù)深度的編碼單元的示圖；
[0025] 圖16至圖18是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的編碼單元、預(yù)測單元和變換單元之 間的關(guān)系的示圖；
[0026] 圖19是用于描述根據(jù)表1的編碼模式信息的編碼單元、預(yù)測單元和變換之間的關(guān) 系的不圖。
[0027] 最佳實(shí)施方式
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種通過符號解碼對視頻進(jìn)行解碼的方法，所述方法 包括:從接收的比特流解析圖像塊的符號;基于根據(jù)當(dāng)前塊的尺寸確定的闊值將當(dāng)前符號 分類為前綴比特串和后綴比特串；通過使用針對前綴比特串和后綴比特串中的每一個確定 的算術(shù)解碼方法來執(zhí)行算術(shù)解碼;通過使用針對前綴比特串和后綴比特串中的每一個確定 的二值化方法來執(zhí)行逆二值化；W及通過使用經(jīng)由算術(shù)解碼和逆二值化恢復(fù)的當(dāng)前符號對 當(dāng)前塊執(zhí)行逆變換和預(yù)測來恢復(fù)圖像塊。
[0029] 執(zhí)行逆二值化的步驟可包括:通過根據(jù)針對前綴比特串和后綴比特串中的每一個 確定的二值化方法執(zhí)行逆二值化來恢復(fù)符號的前綴區(qū)域和后綴區(qū)域。
[0030] 執(zhí)行算術(shù)解碼的步驟可包括:根據(jù)比特的位置對前綴比特串執(zhí)行用于確定上下文 建模的算術(shù)解碼；W及在旁路模式下對后綴比特串執(zhí)行省略上下文建模的算術(shù)解碼。
[0031] 執(zhí)行算術(shù)解碼的步驟可包括：當(dāng)符號是變換系數(shù)的最終系數(shù)位置信息時，通過使 用預(yù)先分配到前綴比特串的比特的位置的預(yù)定索引的上下文來執(zhí)行算術(shù)解碼。
[0032] 當(dāng)前符號可包括當(dāng)前塊的帖內(nèi)預(yù)測模式和最終系數(shù)位置信息中的至少一個。
[0033] 二值化方法還可包括:從包括一元二值化、截斷一元二值化、指數(shù)哥倫布二值化和 固定長度二值化構(gòu)成的組中選擇的至少一種。
[0034] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種通過符號編碼對視頻進(jìn)行編碼的方法，所述方 法包括:通過對圖像塊執(zhí)行預(yù)測和變換來產(chǎn)生符號;基于根據(jù)當(dāng)前塊的尺寸確定的闊值將 當(dāng)前符號分類為前綴區(qū)域和后綴區(qū)域;通過使用針對前綴區(qū)域和后綴區(qū)域中的每一個確定 的二值化方法來產(chǎn)生前綴比特串和后綴比特串；通過使用針對前綴比特串和后綴比特串中 的每一個確定的算術(shù)編碼方法來執(zhí)行符號編碼；W及W比特流的形式輸出通過符號編碼產(chǎn) 生的比特串。
[0035] 執(zhí)行符號編碼的操作可包括:通過使用用于根據(jù)比特的位置執(zhí)行上下文建模的算 術(shù)編碼方法對前綴比特串執(zhí)行符號編碼；W及通過使用用于在旁路模式下省略上下文建模 的算術(shù)編碼方法對后綴比特串執(zhí)行符號編碼。
[0036] 執(zhí)行符號編碼的操作可包括：當(dāng)符號是變換系數(shù)的最終系數(shù)位置信息時，通過使 用預(yù)先分配到前綴比特串的比特的位置的預(yù)定索引的上下文來執(zhí)行算術(shù)編碼。
[0037] 當(dāng)前符號可包括當(dāng)前塊的帖內(nèi)預(yù)測模式和最終系數(shù)位置信息中的至少一個。
[0038] 二值化方法還可包括:從包括一元二值化、截斷一元二值化、指數(shù)哥倫布二值化和 固定長度二值化構(gòu)成的組中選擇的至少一種。
[0039] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于通過符號解碼對視頻進(jìn)行解碼的設(shè)備，所 述設(shè)備包括:解析器，從接收的比特流解析圖像塊的符號;符號解碼器，基于根據(jù)當(dāng)前塊的 尺寸確定的闊值將當(dāng)前符號分類為前綴比特串和后綴比特串，并且通過使用針對前綴比特 串和后綴比特串中的每一個確定的算術(shù)解碼方法來執(zhí)行算術(shù)解碼，然后通過使用針對前綴 比特串和后綴比特串中的每一個確定的二值化方法來執(zhí)行逆二值化；W及圖像恢復(fù)單元， 通過使用經(jīng)由算術(shù)解碼和逆二值化恢復(fù)的當(dāng)前符號對當(dāng)前塊執(zhí)行逆變換和預(yù)測來恢復(fù)圖 像塊。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于通過符號編碼對視頻進(jìn)行編碼的設(shè)備，所 述設(shè)備包括：圖像編碼器，通過對圖像塊執(zhí)行預(yù)測和變換來產(chǎn)生符號;符號編碼器，基于根 據(jù)當(dāng)前塊的尺寸確定的闊值將當(dāng)前符號分類為前綴區(qū)域和后綴區(qū)域，并且通過使用針對前 綴區(qū)域和后綴區(qū)域中的每一個確定的二值化方法來產(chǎn)生前綴比特串和后綴比特串，然后通 過使用針對前綴比特串和后綴比特串中的每一個確定的算術(shù)編碼方法來執(zhí)行符號編碼；W 及比特流輸出單元，W比特流的形式輸出通過符號編碼產(chǎn)生的比特串。
[0041] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種其上包含有用于執(zhí)行通過符號解碼對視頻進(jìn)行 解碼的方法的計算機(jī)程序的計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種其上包含有用于執(zhí)行通過符號編碼對視頻進(jìn)行 編碼的方法的計算機(jī)程序的計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。
【具體實(shí)施方式】
[0043] 下文中，將參照附圖更加全面地描述本發(fā)明，在附圖中示出本發(fā)明的示例性實(shí)施 例。諸如"…中的至少一個"的表達(dá)在位于一列元件之后時修飾整列元件，而非修飾列中的 單個元件。
[0044] 將參照圖1至圖6描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括算術(shù)編碼的視頻編碼方法和包 括算術(shù)解碼的視頻解碼方法。此外，將參照圖7至圖19描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于具有 樹結(jié)構(gòu)的編碼單元的包括算術(shù)編碼的視頻編碼方法和包括算術(shù)解碼的視頻解碼方法。下文 中，"圖像"可表示視頻的靜止圖像或運(yùn)動圖像(即，視頻本身）。
[0045] 下文中，將參照圖1至圖6描述基于帖內(nèi)預(yù)測模式下的預(yù)測方法的根據(jù)本發(fā)明的實(shí) 施例的視頻編碼方法和視頻解碼方法。
[0046] 圖I是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的視頻編碼設(shè)備10的框圖。
[0047] 視頻編碼設(shè)備10可通過帖內(nèi)預(yù)測/帖間預(yù)測、變換、量化和符號編碼對空域的視頻 數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。下文中，將詳細(xì)地描述當(dāng)視頻編碼設(shè)備10經(jīng)由算術(shù)編碼對通過帖內(nèi)預(yù)測/帖 間預(yù)測、變換和量化產(chǎn)生的符號進(jìn)行編碼時發(fā)生的操作。
[004引視頻編碼設(shè)備10包括圖像編碼器12、符號編碼器14和比特流輸出單元16。
[0049] 視頻編碼設(shè)備10可將視頻的圖像數(shù)據(jù)劃分為多個數(shù)據(jù)單元，并根據(jù)數(shù)據(jù)單元對圖 像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。數(shù)據(jù)單元可具有正方形形狀或矩形形狀，或者可W是任意幾何形狀，但是 數(shù)據(jù)單元不限于具有預(yù)定尺寸的數(shù)據(jù)單元。根據(jù)基于具有樹結(jié)構(gòu)的編碼單元的視頻編碼方 法，數(shù)據(jù)單元可W是最大編碼單元、編碼單元、預(yù)測單元、變換單元等。將參照圖7至圖19描 述在基于具有樹結(jié)構(gòu)的編碼單元的視頻編碼/解碼方法中使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的算術(shù) 編碼/解碼方法的示例。
[0050] 為了便于描述，將詳細(xì)地描述用于作為一種數(shù)據(jù)單元的"塊"的視頻編碼方法。然 而，根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的視頻編碼方法不限于用于"塊"的視頻編碼方法，并且可用 于各種數(shù)據(jù)單元。
[0051] 圖像編碼器12對圖像塊執(zhí)行諸如帖內(nèi)預(yù)測/帖間預(yù)測、變換或量化的操作，W產(chǎn)生 符號。
[0052] 符號編碼器14基于根據(jù)當(dāng)前塊的尺寸確定的闊值將當(dāng)前符號分類為前綴區(qū)域和 后綴區(qū)域，W對根據(jù)塊產(chǎn)生的符號中的當(dāng)前符號進(jìn)行編碼。符號編碼器14可基于當(dāng)前塊的 寬度和高度中的至少一個來確定用于將當(dāng)前符號分類為前綴區(qū)域和后綴區(qū)域的闊值。
[0053] 符號編碼器14可針對前綴區(qū)域和后綴區(qū)域中的每一個確定符號編碼方法，并根據(jù) 符號編碼方法對前綴區(qū)域和后綴區(qū)域中的每一個進(jìn)行編碼。
[0054] 符號編碼可被劃分為用于將符號變換為比特串的二值化處理和用于對比特串執(zhí) 行基于上下文的算術(shù)編碼的算術(shù)編碼處理。符號編碼器14可針對符號的前綴區(qū)域和后綴區(qū) 域中的每一個確定二值化方法，并根據(jù)二值化方法對前綴區(qū)域和后綴區(qū)域中的每一個執(zhí)行 二值化?？煞謩e從前綴區(qū)域和后綴區(qū)域產(chǎn)生前綴比特串和后綴比特串。
[0055] 可選地，符號編碼器14可針對符號的前綴比特串和后綴比特串中的每一個確定算 術(shù)編碼方法，并根據(jù)算術(shù)編碼方法對前綴比特串和后綴比特串中的每一個執(zhí)行算術(shù)編碼。
[0056] 此外，符號編碼器14可針對符號的前綴區(qū)域和后綴區(qū)域中的每一個確定二值化方 法，并根據(jù)二值化方法對前綴區(qū)域和后綴區(qū)域中的每一個執(zhí)行二值化，并且可針對符號的 前綴比特串和后綴比特串中的每一個確定算術(shù)編碼方法，并根據(jù)算術(shù)編碼方法對前綴比特 串和后綴比特串執(zhí)行算術(shù)編碼。
[0057] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的符號編碼器14可針對前綴區(qū)域和后綴區(qū)域中的每一個確 定二值化方法。針對前綴區(qū)域和后綴區(qū)域確定的二值化方法可W彼此不同。
[005引符號編碼器14可針對前綴比特串和后綴比特串中的每一個確定算術(shù)編碼方法。針 對前綴比特串和后綴比特串確定的算術(shù)編碼方法可W彼此不同。
[0059]因此，符號編碼器14可通過僅在符號解碼處理的二值化處理中使用不同方法來對 前綴區(qū)域和后綴區(qū)域進(jìn)行二值化，或者可通過僅在算術(shù)編碼處理中使用不同方法來對前綴 比特串和后綴比特串進(jìn)行編碼。此外，符號編碼器14可通過在二值化處理和算術(shù)編碼處理 中均使用不同方法來對前綴區(qū)域(前綴比特串）和后綴區(qū)域(后綴比特串）進(jìn)行編碼。
[0060] 所選擇的二值化方法可W是一般二值化方法、一元二值化方法、截斷一元二值化 方法、指數(shù)哥倫布(golomb)二值化方法和固定長度二值化方法中的至少一種。
[0061] 符號編碼器14可通過根據(jù)比特位置對前綴比特串執(zhí)行用于執(zhí)行上下文建模的算 術(shù)編碼并在旁路模式下對后綴比特串執(zhí)行用于省略上下文建模的算術(shù)編碼，來執(zhí)行符號編 碼。
[0062] 符號編碼器14可對關(guān)于包括帖內(nèi)預(yù)測模式和變換系數(shù)的最終系數(shù)位置信息中的 至少一個的符號的前綴區(qū)域和后綴區(qū)域分別執(zhí)行符號編碼。
[0063] 符號編碼器14還可通過使用預(yù)先分配到前綴比特串的預(yù)定索引的上下文來執(zhí)行 算術(shù)編碼。例如，當(dāng)符號是變換系數(shù)的最終系數(shù)位置信息時，符號編碼器14可通過使用預(yù)先 分配到前綴比特串的比特的每個位置的預(yù)定索引的上下文，來執(zhí)行算術(shù)編碼。
[0064] 比特流輸出單元16 W比特流的形式輸出通過符號編碼產(chǎn)生的比特串。
[0065] 視頻編碼設(shè)備10可對視頻的塊的符號執(zhí)行算術(shù)編碼，并輸出符號。
[0066] 視頻編碼設(shè)備10可包括用于控制圖像編碼器12、符號編碼器14和比特流輸出單元 16中的全部的中央處理器(未示出）?？蛇x地，圖像編碼器12、符號編碼器14和比特流輸出單 元16可由分別安裝在它們中的處理器(未示出）操作，整個視頻編碼設(shè)備10可通過系統(tǒng)地操 作運(yùn)些處理器(未示出）來操作?？蛇x地，圖像編碼器12、符號編碼器14和比特流輸出單元16 可由視頻編碼設(shè)備10的外部處理器(未示出）來控制。
[0067] 視頻編碼設(shè)備10可包括用于存儲輸入到圖像編碼器12、符號編碼器14和比特流輸 出單元16的數(shù)據(jù)/從圖像編碼器12、符號編碼器14和比特流輸出單元16輸出的數(shù)據(jù)的至少 一個數(shù)據(jù)存儲單元(未示出）。視頻編碼設(shè)備10可包括用于控制存儲在數(shù)據(jù)存