针对视频的上下文自适应二进制熵编码的变换系数编码制造技术

描述了用于对视频进行编码和解码的方法和设备，该方法和设备将变换块划分为系数组。在组内按反扫描顺序对非零系数内的系数进行游长编码。在系数编码之前，对指示哪个系数组按组扫描顺序是包含非零系数的最后系数组的数据进行编码。然后，对指示在该系数组内按扫描顺序的最后非零系数在该最后非零系数组内的位置的数据进行编码。从而，在知晓系数的位置且不需要块结束标志的情况下，解码器能够对游长数据进行解码。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】针对视频的上下文自适应二进制熵编码的变换系数编码 版权通知 本文件的一部分公开内容和所附材料包含了要求版权的材料。当该传真复制出现 在专利商标局文件或记录中时，版权所有者不反对任何人对该专利文件或专利公开内容进 行传真复制，但是保留除此之外的所有其他版权。
本申请总体上涉及数据压缩，具体地，涉及用于在对视频的上下文自适应二进制 熵编码中对变换系数进行编码的方法和设备。
技术介绍
在多种背景下出现数据压缩。其在通信和计算机联网中经常用于高效地存储、发 送、和再现信息。其在图像、音频和视频的编码中具有特别的应用。由于每个视频帧所要求 的大量数据以及编码和解码经常需要发生的速度，视频向数据压缩提出了重大的挑战。高 级音频和视频编码标准（AVS）是在中国开发的现有音频和视频编码标准。已开始开发 替代AVS的下一代标准的工作，该下一代标准可以被称为AVS2。 很多视频编码标准使用基于块的编码过程。在这些过程中，将图像或帧分为块，通 常是4x4或8x8(然而在一些情况下可以使用非正方形的块），且将块频谱变换为系数，并进 行量化和熵编码。在很多情况下，被变换的数据不是实际的像素数据，而是在预测操作之后 的残余数据。预测可以是帧内预测（即在帧/图像内的块到块）或帧间预测（即，在帧之 间（也被称为运动预测））。 为了压缩数据，量化变换系数的编码被设计为利用变换特性来改进压缩。在AVS 的情况下，使用四元组对系数进行编码：程（level)、游（run)、符号（sign)、块结束（Ε0Β) 标志。编码是从变换块中最后非零系数开始沿反锯齿（zig-zag)方向的（因此，要求Ε0Β 物?志）。 使用一元二进制化将程减一（level-minus-one)和游数据进行二进制化，然 后使用基于上下文的熵编码对二进制值（bin)进行编码。具体地，AVS针对变换系数数据 使用算术编码。 AVS的现有编码方案存在一些缺陷。在一些情况下，可能出现长游。在32x32块的 情况下，最差情况下的游是1023。当二进制化时，这导致要对具有1024个二进制值的数目 进行编码。Ε0Β标志呈现了类似的最差情况开销。例如，在使用32x32块的情况下，最差情 况场景是1024个非零系数，这意味着1023个Ε0Β标志。最终，由于AVS所采用的编码方案， 在对所有变换系数进行解码之前，解码器不具有与块中的变换系数的位置相关的任何先验 知识。这使得该数据不能用于改进上下文确定或其他编码判定。 【附图说明】 现在将通过示例来参考示出了本申请的示例实施例的附图，在附图中： 图1示出了被分为系数组的变换块的示例，并示出了锯齿组扫描顺序； 图2示出了图1的示例变换块以及在系数组中的锯齿扫描顺序的示例； 图3示出了被映射到变换块的CG标志的一个示例； 图4以流程图形式示出了使用程游（level-run)信息和系数组划分进行编码的方 法的一个实施例； 图5以流程图形式示出了对程游信息进行解码以重构残余的方法的一个实施例； 图6以图形方式示出了在系数组边界处截断的程游编码的示例； 图7以图形方式示出了跨系数组边界的程游编码的示例； 图8示出了变换块的区域划分的示例； 图9以框图形式示出了视频编码器的一个实施例； 图10以框图形式示出了视频解码器的一个实施例； 图11示出了示例系数组； 图12以图解方式示出了包含与图11的系数组相对应的程游对在内的双向链表； 图13示出了在由于RD0Q造成非零系数转变为零系数之后的图12的双向链表；以 及 图14以流程图形式示出了用于使用RD0Q对变换系数进行编码的示例过程。 在不同的附图中使用了类似的附图标记来表示类似的组件。 【具体实施方式】 在第一方面中，本申请描述了一种使用视频解码器对编码视频的比特流中的视频 进行解码的方法，所述视频包括被划分为块的图片，所述块的残余数据被频谱变换为变换 块，每个变换块被进一步划分为系数组。所述方法包括：对最后系数组数据进行解码，所述 最后系数组数据指示按组扫描顺序的包含非零变换系数的最后系数组；对最后系数数据进 行解码，所述最后系数数据指示所述最后系数组内按扫描顺序的最后非零变换系数在所述 最后系数组内的位置；以及对所述最后系数组的程、游和符号数据进行解码，以重构所述最 后系数组的变换系数。 本申请还公开了一种使用视频编码器对视频进行编码的方法，所述视频包括被划 分为块的图片，所述块的残余数据被频谱变换为变换块，每个变换块被进一步划分为系数 组。所述方法包括：对最后系数组数据进行编码，所述最后系数组数据指示按组扫描顺序的 包含非零变换系数的最后系数组；对最后系数数据进行编码，所述最后系数数据指示所述 最后系数组内按扫描顺序的最后非零变换系数在所述最后系数组内的位置；以及对用于重 构所述最后系数组的变换系数的所述最后系数组的程、游和符号数据进行编码。 在另一方面中，本申请描述了一种使用视频编码器对视频进行编码的方法，所述 视频包括被划分为变换系数的变换块的图片，每个块被进一步划分为系数组，其中，按反扫 描顺序使用程游编码对变换系数进行编码。所述方法包括：针对包含非零变换系数的每个 系数组，形成双向链表，所述双向链表针对该系数组中的每个程游对具有节点，在头节点和 尾节点之间的每个节点被链接到按反扫描顺序的前一节点并被链接到按反扫描顺序的下 一节点，其中，所述头节点对应于按扫描顺序的最后非零系数以及所述尾节点对应于按扫 描顺序的第一非零系数，所述头节点不具有前一节点以及所述尾节点不具有下一节点；以 及针对所述表中的每个节点，基于速率失真优化表达来选择程。如果所选程非零且不 同于当前节点的程，则基于所选程来更新该节点的程，以及如果所选程是零，则 从所述双向链表中移除该节点并更新其前一节点的游值。 在又一方面中，本申请描述了被配置为实现这种编码和解码方法的编码器和解码 器。 在再一方面中，本申请描述了存储计算机可执行程序指令的非瞬时计算机可读介 质，当执行所述计算机可执行程序指令时，所述计算机可执行程序指令将处理器配置为执 行所述编码和/或解码方法。 根据以下结合附图对示例的描述的论述，本领域普通技术人员将理解本申请的其 他方面和特征。 在随后的描述中，参考用于视频编码的AVS标准和/或开发中的AVS2标准来描 述一些示例实施例。本领域普通技术人员将理解：本申请不限于AVS或AVS2,而是可以适 用于其他视频编码/解码标准，包括可能的未来标准、多视图编码标准、可伸缩视频编码标 准、以及可重配置视频编码标准。 在随后的描述中，当提到视频或图像时，术语帧、图片、切片、分片和矩形切片组可 以在某种程度上相互交换使用。在一些情况下，一系列帧/图片可以被称为序列。在其 他实现中可以使用其他术语。还将意识到：可以逐帧来执行特定编码/解码操作，一些是逐 切片执行的，一些是逐图片执行的，一些是逐分片执行的，且一些是逐矩形切片组执行的， 这取决于适用的图像或视频编码标准的具体要求或术语。在任何具体实施例中，适用的图 像或视频编码标准可以视情况确定下面描述的操作是针对帧和/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用视频解码器对编码视频的比特流中的视频进行解码的方法，所述视频包括被划分为块的图片，所述块的残余数据被频谱变换为变换块，每个变换块被进一步划分为系数组，所述方法包括：对最后系数组数据进行解码，所述最后系数组数据指示按组扫描顺序的包含非零变换系数的最后系数组；对最后系数数据进行解码，所述最后系数数据指示所述最后系数组内按扫描顺序的最后非零变换系数在所述最后系数组内的位置；以及对所述最后系数组的程、游、和符号数据进行解码，以重构所述最后系数组的变换系数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1. 一种使用视频解码器对编码视频的比特流中的视频进行解码的方法，所述视频包括 被划分为块的图片，所述块的残余数据被频谱变换为变换块，每个变换块被进一步划分为 系数组，所述方法包括： 对最后系数组数据进行解码，所述最后系数组数据指示按组扫描顺序的包含非零变换 系数的最后系数组； 对最后系数数据进行解码，所述最后系数数据指示所述最后系数组内按扫描顺序的最 后非零变换系数在所述最后系数组内的位置；以及 对所述最后系数组的程、游、和符号数据进行解码，以重构所述最后系数组的变换系 数。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述组扫描顺序包括块中的系数组从最左上角 系数组开始的排序，以及由所述解码器按所述组扫描顺序的逆序对所述块中的系数组进行 解码。3. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述扫描顺序包括系数组内的变换系数从所述 组中的最左上角变换系数开始的排序，以及按所述扫描顺序的逆序对系数组中的变换系数 的程、游、和符号数据进行解码。4. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述最后系数数据包括所述最后系数组内按所 述扫描顺序的最后非零变换系数的位置。5. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述最后系数数据包括所述最后系数组内的所 述最后非零变换系数的X位置和y位置。6. 根据权利要求5所述的方法，还包括：首先对指示所述最后系数组是否是所述块内 最左上角系数组的第一 CG标志进行解码，以及如果不是这种情况，则对所述最后系数组的 X位置进行解码，以及如果所述X位置是0,则对指示所述最后系数组的y位置的y值进行 解码并将所解码的y值加1。7. 根据权利要求1所述的方法，还包括：对指示所述系数组中的哪些系数组包含非零 系数的有效系数组标志进行解码，以及其中，对最后系数数据进行解码还包括：针对包含非 零系数的每个系数组，按所述组扫描顺序的逆序从所述最后系数组到左上角系数组，对指 示该系数组内按所述扫描顺序的最后系数的位置的最后系数位置进行解码。8. 根据权利要求7所述的方法，其中，对程、游、和符号数据进行解码包括：对包含非 零系数的每个系数组的变换系数的程、游、和符号数据进行解码，以及对游数据进行解码包 括：针对每个系数组中第一个非零系数，对该系数组中从所述第一个非零系数到[〇,〇]位 置的零的游进行解码。9. 根据权利要求1所述的方法，还包括：对指示所述系数组中哪些系数组包含非零系 数的有效系数组标志进行解码，以及其中，对游数据进行解码还包括：针对除了所述最后系 数组之外的包含非零系数的每个系数组，对指示该系数组中所述最后非零系数和最右下角 系数之间按所述扫描顺序的零的数目的最后游值进行解码。10. -种用于对编码视频的比特流进行解码以在视频解码器中重构系数组的系数的解 码器，所述系数组包括左上角系数，所述解码器包括： 处理器； 存储器；以及 解码应用，所述解码应用被存储在存储器中并包含用于将所述处理器配置为执行根据 权利要求1至9中任一项所述的方法的指令。11. 一种存储处理器可执行指令的非瞬时处理器可读介质，当执行所述处理器可执行 指令时，所述处理器可执行指令将一个或多个处理器配置为执行根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：何大可，计天颖，王競，王小峰，
申请(专利权)人：黑莓有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA