對視頻進行解碼的方法和設備的制造方法
【專利說明】
[0001 ]本申請是向中國知識產權局提交的申請日為2012年6月27日的標題為"伴隨有算 術編碼的對視頻編碼的方法和設備W及對視頻解碼的方法和設備"的第201280042529.9號 申請的分案申請。
技術領域
[0002] 本發明設及分別包括算術編碼和算術解碼的視頻編碼和視頻解碼。
【背景技術】
[0003] 隨著用于再現和存儲高分辨率或高品質視頻內容的硬件的開發和供應，對用于有 效地對高分辨率或高質量視頻內容進行編碼或解碼的視頻編解碼器的需要日益增加。在傳 統的視頻編解碼器中，基于具有預定尺寸的宏塊，根據有限的編碼方法對視頻進行編碼。
[0004] 通過使用頻率轉換方法將空間域的圖像數據轉換為頻域的系數。為了頻率轉換的 快速操作，視頻編解碼器通過將圖像劃分為具有預定尺寸的多個塊并執行離散余弦變換 (DCT)轉換，來W塊為單位對頻率系數進行編碼。與空域的圖像數據相比，頻率區域的系數 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測誤差，因此，如果對預測誤 差執行頻率轉換，則大量的數據可被轉換為0。視頻編解碼器將連續且重復地產生的數據轉 換為小數據，W減少數據量。
【發明內容】
[0005] 技術問題
[0006] 本發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行算 術編碼和算術解碼的方法和設備。
[0007] 技術方案
[000引根據本發明的一方面，提供一種通過符號解碼對視頻進行解碼的方法，所述方法 包括:從接收的比特流解析圖像塊的符號;基于根據當前塊的尺寸確定的闊值將當前符號 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 的算術解碼方法執行算術解碼;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 二值化方法執行逆二值化;通過使用經由算術解碼和逆二值化恢復的當前符號對當前塊執 行逆變換和預測來恢復圖像塊。
[0009] 有益效果
[0010] 通過對后綴區域或后綴比特串執行具有相對小量操作負擔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是根據本發明的實施例的視頻編碼設備的框圖；
[0012] 圖2是根據本發明的實施例的視頻解碼設備的框圖；
[0013] 圖3和圖4是用于描述根據本發明的實施例的通過根據預定闊值將符號分類為前 綴比特串和后綴比特串來進行算術編碼的示圖；
[0014] 圖5是用于描述根據本發明的實施例的視頻編碼方法的流程圖；
[0015] 圖6是用于描述根據本發明的實施例的視頻解碼方法的流程圖；
[0016] 圖7是根據本發明的實施例的基于具有樹結構的編碼單元的視頻編碼設備的框 圖；
[0017] 圖8是根據本發明的實施例的基于具有樹結構的編碼單元的視頻解碼設備的框 圖；
[0018] 圖9是根據本發明的實施例的編碼單元的概念圖；
[0019] 圖10是根據本發明的實施例的基于編碼單元的圖像編碼器的框圖；
[0020] 圖11是根據本發明的實施例的基于編碼單元的圖像解碼器的框圖；
[0021] 圖12是示出根據本發明的實施例的根據深度的編碼單元和分區的示圖；
[0022] 圖13是用于描述根據本發明的實施例的編碼單元和變換單元之間的關系的示圖；
[0023] 圖14是用于描述根據本發明的實施例的根據深度的編碼單元的編碼信息的示圖；
[0024] 圖15是示出根據本發明的實施例的根據深度的編碼單元的示圖；
[0025] 圖16至圖18是用于描述根據本發明的實施例的編碼單元、預測單元和變換單元之 間的關系的示圖；
[0026] 圖19是用于描述根據表1的編碼模式信息的編碼單元、預測單元和變換之間的關 系的不圖。
[0027] 最佳實施方式
[0028] 根據本發明的一方面，提供一種通過符號解碼對視頻進行解碼的方法，所述方法 包括:從接收的比特流解析圖像塊的符號;基于根據當前塊的尺寸確定的闊值將當前符號 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 的算術解碼方法來執行算術解碼;通過使用針對前綴比特串和后綴比特串中的每一個確定 的二值化方法來執行逆二值化；W及通過使用經由算術解碼和逆二值化恢復的當前符號對 當前塊執行逆變換和預測來恢復圖像塊。
[0029] 執行逆二值化的步驟可包括:通過根據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行逆二值化來恢復符號的前綴區域和后綴區域。
[0030] 執行算術解碼的步驟可包括:根據比特的位置對前綴比特串執行用于確定上下文 建模的算術解碼；W及在旁路模式下對后綴比特串執行省略上下文建模的算術解碼。
[0031] 執行算術解碼的步驟可包括：當符號是變換系數的最終系數位置信息時，通過使 用預先分配到前綴比特串的比特的位置的預定索引的上下文來執行算術解碼。
[0032] 當前符號可包括當前塊的帖內預測模式和最終系數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、指數哥倫布二值化和 固定長度二值化構成的組中選擇的至少一種。
[0034] 根據本發明的另一方面，提供一種通過符號編碼對視頻進行編碼的方法，所述方 法包括:通過對圖像塊執行預測和變換來產生符號;基于根據當前塊的尺寸確定的闊值將 當前符號分類為前綴區域和后綴區域;通過使用針對前綴區域和后綴區域中的每一個確定 的二值化方法來產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編碼方法來執行符號編碼；W及W比特流的形式輸出通過符號編碼產 生的比特串。
[0035] 執行符號編碼的操作可包括:通過使用用于根據比特的位置執行上下文建模的算 術編碼方法對前綴比特串執行符號編碼；W及通過使用用于在旁路模式下省略上下文建模 的算術編碼方法對后綴比特串執行符號編碼。
[0036] 執行符號編碼的操作可包括：當符號是變換系數的最終系數位置信息時，通過使 用預先分配到前綴比特串的比特的位置的預定索引的上下文來執行算術編碼。
[0037] 當前符號可包括當前塊的帖內預測模式和最終系數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、指數哥倫布二值化和 固定長度二值化構成的組中選擇的至少一種。
[0039] 根據本發明的另一方面，提供一種用于通過符號解碼對視頻進行解碼的設備，所 述設備包括:解析器，從接收的比特流解析圖像塊的符號;符號解碼器，基于根據當前塊的 尺寸確定的闊值將當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解碼方法來執行算術解碼，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行逆二值化；W及圖像恢復單元， 通過使用經由算術解碼和逆二值化恢復的當前符號對當前塊執行逆變換和預測來恢復圖 像塊。
[0040] 根據本發明的另一方面，提供一種用于通過符號編碼對視頻進行編碼的設備，所 述設備包括：圖像編碼器，通過對圖像塊執行預測和變換來產生符號;符號編碼器，基于根 據當前塊的尺寸確定的闊值將當前符號分類為前綴區域和后綴區域，并且通過使用針對前 綴區域和后綴區域中的每一個確定的二值化方法來產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編碼方法來執行符號編碼；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生的比特串。
[0041] 根據本發明的另一方面，提供一種其上包含有用于執行通過符號解碼對視頻進行 解碼的方法的計算機程序的計算機可讀記錄介質。
[0042] 根據本發明的另一方面，提供一種其上包含有用于執行通過符號編碼對視頻進行 編碼的方法的計算機程序的計算機可讀記錄介質。
【具體實施方式】
[0043] 下文中，將參照附圖更加全面地描述本發明，在附圖中示出本發明的示例性實施 例。諸如"…中的至少一個"的表達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描述根據本發明的實施例的包括算術編碼的視頻編碼方法和包 括算術解碼的視頻解碼方法。此外，將參照圖7至圖19描述根據本發明的實施例的基于具有 樹結構的編碼單元的包括算術編碼的視頻編碼方法和包括算術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描述基于帖內預測模式下的預測方法的根據本發明的實 施例的視頻編碼方法和視頻解碼方法。
[0046] 圖I是根據本發明的實施例的視頻編碼設備10的框圖。
[0047] 視頻編碼設備10可通過帖內預測/帖間預測、變換、量化和符號編碼對空域的視頻 數據進行編碼。下文中，將詳細地描述當視頻編碼設備10經由算術編碼對通過帖內預測/帖 間預測、變換和量化產生的符號進行編碼時發生的操作。
[004引視頻編碼設備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] 視頻編碼設備10可將視頻的圖像數據劃分為多個數據單元，并根據數據單元對圖 像數據進行編碼。數據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 數據單元不限于具有預定尺寸的數據單元。根據基于具有樹結構的編碼單元的視頻編碼方 法，數據單元可W是最大編碼單元、編碼單元、預測單元、變換單元等。將參照圖7至圖19描 述在基于具有樹結構的編碼單元的視頻編碼/解碼方法中使用根據本發明的實施例的算術 編碼/解碼方法的示例。
[0050] 為了便于描述，將詳細地描述用于作為一種數據單元的"塊"的視頻編碼方法。然 而，根據本發明的各種實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 于各種數據單元。
[0051] 圖像編碼器12對圖像塊執行諸如帖內預測/帖間預測、變換或量化的操作，W產生 符號。
[0052] 符號編碼器14基于根據當前塊的尺寸確定的闊值將當前符號分類為前綴區域和 后綴區域，W對根據塊產生的符號中的當前符號進行編碼。符號編碼器14可基于當前塊的 寬度和高度中的至少一個來確定用于將當前符號分類為前綴區域和后綴區域的闊值。
[0053] 符號編碼器14可針對前綴區域和后綴區域中的每一個確定符號編碼方法，并根據 符號編碼方法對前綴區域和后綴區域中的每一個進行編碼。
[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 行基于上下文的算術編碼的算術編碼處理。符號編碼器14可針對符號的前綴區域和后綴區 域中的每一個確定二值化方法，并根據二值化方法對前綴區域和后綴區域中的每一個執行 二值化。可分別從前綴區域和后綴區域產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 術編碼方法，并根據算術編碼方法對前綴比特串和后綴比特串中的每一個執行算術編碼。
[0056] 此外，符號編碼器14可針對符號的前綴區域和后綴區域中的每一個確定二值化方 法，并根據二值化方法對前綴區域和后綴區域中的每一個執行二值化，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編碼方法，并根據算術編碼方法對前綴比特 串和后綴比特串執行算術編碼。
[0057] 根據本發明的實施例的符號編碼器14可針對前綴區域和后綴區域中的每一個確 定二值化方法。針對前綴區域和后綴區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編碼方法。針 對前綴比特串和后綴比特串確定的算術編碼方法可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 前綴區域和后綴區域進行二值化，或者可通過僅在算術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行編碼。此外，符號編碼器14可通過在二值化處理和算術編碼處理 中均使用不同方法來對前綴區域(前綴比特串）和后綴區域(后綴比特串）進行編碼。
[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可通過根據比特位置對前綴比特串執行用于執行上下文建模的算 術編碼并在旁路模式下對后綴比特串執行用于省略上下文建模的算術編碼，來執行符號編 碼。
[0062] 符號編碼器14可對關于包括帖內預測模式和變換系數的最終系數位置信息中的 至少一個的符號的前綴區域和后綴區域分別執行符號編碼。
[0063] 符號編碼器14還可通過使用預先分配到前綴比特串的預定索引的上下文來執行 算術編碼。例如，當符號是變換系數的最終系數位置信息時，符號編碼器14可通過使用預先 分配到前綴比特串的比特的每個位置的預定索引的上下文，來執行算術編碼。
[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生的比特串。
[0065] 視頻編碼設備10可對視頻的塊的符號執行算術編碼，并輸出符號。
[0066] 視頻編碼設備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）。可選地，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，整個視頻編碼設備10可通過系統地操 作運些處理器(未示出）來操作。可選地，圖像編碼器12、符號編碼器14和比特流輸出單元16 可由視頻編碼設備10的外部處理器(未示出）來控制。
[0067] 視頻編碼設備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的數據/從圖像編碼器12、符號編碼器14和比特流輸出單元16輸出的數據的至少 一個數據存儲單元(未示出）。視頻編碼設備10可包括用于控制存儲在數據存