一種基于模板的殘差變換系數重要圖編碼方法
【專利摘要】本發明提供一基于模板的殘差變換系數重要圖編碼方法。本發明基于變換系數標記組合統計特征的模板訓練，保證所選的變換系數標記組合比特開銷低于傳統的CABAC重要圖編碼，從而有效提高本方法的魯棒性；利用了變換系數標記組合的相關性以及非零系數個數先驗，有效提高了算法的壓縮效率；根據編碼端的變化，調整了解碼端水平級信息與重要圖信息的解碼順序，有效保證了重要圖信息的正確解碼。
【專利說明】一種基于模板的殘差變換系數重要圖編碼方法【技術領域】
[0001] 本發明涉及圖像、視頻壓縮編碼技術。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著圖像、視頻編碼和通信傳輸技術的不斷進步，各類數字多媒體相關產業發展迅猛。隨著廣大用戶對高品質多媒體需求的不斷增長，各類高清和超高清視頻服務應運而生并增長迅猛。相較以往的中低分辨率視頻內容,高清和超高清視頻內容的數據量顯著增加，并對現有的存儲和傳輸系統提出了更大的挑戰。因此，如何開發更加高效的視頻編碼方法成為了突破這一瓶頸的關鍵。
[0003]作為目前最先進的算術編碼方法，基于上下文的二值算術編碼CABAC已經獲得了業界的普遍認可，并廣泛應用于現有視頻編碼標準，如H.264/AVC，HEVC等。但在傳統的CABAC編碼方法中，一些固有的缺陷仍然極大限制了其壓縮性能的進一步提高。在殘差變換系數的處理中，CABAC將其分解為重要圖(significance map)和水平級信息(levelinformation),兩者獨立編碼。其中，significance map用于標記非零系數位置,而levelinformation用于表示量化后的非零系數的幅值。
[0004]在傳統的CABAC方案中，significance map用O, I串組合來表示,其中每個二進制標記位的上下文模型由當前標記位的掃描位置決定，具體的significance map編碼規范可參看H.264/AVC標準文檔。significance map編碼采用了固定的逐位編碼方法。此外，由于level information僅包含非零系數的幅值信息,通過解碼level information可得到significance map中的非零系數個數。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是，提供一種效率更高的殘差變換系數重要圖編碼方法。
[0006]本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是，一種基于模板的殘差變換系數重要圖編碼方法，包括以下步驟:
[0007]在編碼端，一個變換系數塊內按之字形掃描得到的0，I串構成一個變換系數標記組合，再計算變換系數標記組合的非零系數個數，在當前量化參數與非零系數個數組合對應的模板集合中搜索匹配模板并記錄模板標簽；將模板標簽作為重要圖的編碼單元進行編碼；
[0008]所述模板集合為離線訓練得到的不同量化參數和非零系數個數組合下變換系數標記組合的集合；通過統計每個量化參數和非零系數個數組合下的變換系數標記組合出現概率來建立模板集合；在同一量化參數和非零系數個數組合對應的模板集合中，模板標簽唯一對應一個變換系數標記組合；
[0009]在解碼端，首先從接收到的編碼信息中獲取量化參數，再解碼水平級信息獲得非零系數個數，根據量化參數與非零系數個數選擇對應的模板集合，最后通過解碼得到的模板標簽在模板集合中查找到變換系數標記組合從而恢復出重要圖。
[0010]本發明基于變換系數標記組合統計特征的模板訓練，保證所選的變換系數標記組合比特開銷低于傳統的CABAC重要圖編碼，從而有效提高本方法的魯棒性；利用了變換系數標記組合的相關性以及非零系數個數先驗，有效提高了算法的壓縮效率；根據編碼端的變化，調整了解碼端水平級信息與重要圖信息的解碼順序，有效保證了重要圖信息的正確解碼。
[0011]具體的，模板標簽為同一模板集合下按變換系數標記組合中非零系數出現的概率的高低進行的編號。
[0012]具體的，所述編碼為自適應的二進制算術編碼。
[0013]本發明的有益效果是，編碼效率高和計算復雜度低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1:變換系數標記組合示意圖。
圖2:實施例流程圖。
【具體實施方式】
[0015]本發明在優化的H.264/AVC通用測試平臺KTA2.4rl上進行實現。
[0016]編碼器端的操 作包括模板集合訓練，模板集合選擇和模板標簽編碼。
[0017]具體如下:
[0018]步驟一、離線訓練得到的不同量化參數下的不同非零系數個數對應的變換系數標記組合的集合，M個量化參數和N個非零系數個數對應M*N組變換系數標記組合；在同一量化參數下的模板集合中，模板標簽唯一對應一個變換系數標記組合；模板標簽可以根據同一模板集合下的變換系數標記組合中非零系數出現的概率的高低進行編號。
[0019]一個變換標記組合的非零系數個數是通過計算其中I的個數得到的。這里，相同的非零系數個數可以對應多種變換標記組合，比如，110和101的非零系數個數都是2。另外，每個量化參數下出現的非零系數個數也可以有多種。這里，我們統計每個量化參數和非零系數個數組合下的變換系數標記組合出現概率，并根據該概率建立模板。
[0020]在同一量化參數下，根據下式定義的目標函數和約束條件，訓練該量化參數下的模板集合:
【權利要求】
1.一種基于模板的殘差變換系數重要圖編碼方法，其特征在于，包括以下步驟: 在編碼端，一個變換系數塊內按之字形掃描得到的O，I串構成一個變換系數標記組合，再計算變換系數標記組合的非零系數個數，在當前量化參數與非零系數個數組合對應的模板集合中搜索匹配模板并記錄模板標簽；將模板標簽作為重要圖的編碼單元進行編碼； 所述模板集合為離線訓練得到的不同量化參數和非零系數個數組合下變換系數標記組合的集合；通過統計每個量化參數和非零系數個數組合下的變換系數標記組合出現概率來建立模板集合；在同一量化參數和非零系數個數組合對應的模板集合中，模板標簽唯一對應一個變換系數標記組合； 在解碼端，首先從接收到的編碼信息中獲取量化參數，再解碼水平級信息獲得非零系數個數，根據量化參數與非零系數個數選擇對應的模板集合，最后通過解碼得到的模板標簽在模板集合中查找到變換系數標記組合從而恢復出重要圖。
2.如權利要求1所述一種基于模板的殘差變換系數重要圖編碼方法，其特征在于，模板標簽為同一模板集合下的按變換系數標記組合中非零系數出現的概率的高低進行的編號。
3.如權利要求1所述一種基于模板的殘差變換系數重要圖編碼方法，其特征在于，對模板標簽的編碼為自適應的二進制算術編碼。
【文檔編號】H04N19/122GK103607588SQ201310394924
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年9月3日 優先權日:2013年9月3日
【發明者】李宏亮, 吳慶波, 孟凡滿, 羅冰, 黃敏, 徐靜 申請人:電子科技大學