用于视频编码器及解码器系统的分量间残差预测的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种使用改进的缩放参数编码来进行颜色间残差预测的方法。在一个实施例中，缩放参数被用于第一颜色分量以及第二颜色分量之间的颜色间残差预测。缩放参数使用基于背景的编码来编码，基于背景的编码具有与用于缩放参数的绝对值的最长二进制码相同数量的背景模型。例如，当第一缩放参数是从由8、4、2、1、0、‑1、‑2、‑4以及‑8组成的组中选择，缩放参数的绝对值可由具有4比特的最长二进制码的二进制码来表示。用于绝对缩放参数的基于背景的编码也使用4个背景模型。于第二实施例中，缩放参数通过将最短二进制码指定给最大非零缩放参数使用二进制码被编码。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【相关申请的交叉引用】本专利技术主张申请于2013年12月30日，序列号为PCT/CN2013/090836，标题为“Method and for Inter-component Residual Prediction”的PCT专利申请的优先权。将此PCT专利申请以参考的方式并入本文中。
本专利技术涉及用于视频数据的调色板编码。特别地，本专利技术涉及通过使用更有效率的缩放参数编码(scaling parameter coding)来提高分量间编码(inter-component coding)性能的技术。
技术介绍
高效视频编码(High Efficiency Video Coding，HEVC)是近年被开发出来的一种新的编码标准。于HEVC系统中，H.264/AVC中的固定大小的宏区块由称为编码单元(coding unit，CU)的可变块(flexible block)来替代。CU中的像素共用相同的编码参数以提升编码效率。CU可以从最大CU(largest CU，LCU)开始，于HEVC中，其也被称为编码树单元(coded tree unit，CTU)。除编码单元的概念以外，HEVC中也引入了预测单元(prediction unit，PU)的概念。当CU分层树的分割被执行，根据预测类型以及PU分区，每个叶CU(leaf CU)可以进一步被分割为一个或多个PU。随着HEVC标准的开发，HEVC的扩展(extension)的开发也开始进行。HEVC扩展包括范围扩展(range extensions，RExt)，其针对非4：2：0的颜色格式，例如4：2：2以及4：4：4，以及更高比特深度的视频，例如，每个样本12、14
以及16比特。被开发用于RExt特别是用于具有高比特深度的多个颜色分量的编码工具是分量间预测(inter-component prediction)，其可以提高编码效率。分量间预测可利用多个颜色分量之间的冗余，且据此提高编码效率。正在被开发以用于RExt的分量间预测的形式是分量间残差预测(Inter-component Residual Prediction，IRP)，其被普等(Pu et al)作者揭露于JCTVC-N0266(“Non-RCE1:Inter Color Component Residual Prediction”,in Joint Collaborative Team on Video Coding(JCT-VC)of ITU-T SG 16WP 3and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11,14th Meeting:Vienna,AT,25July–2Aug.2013Document:JCTVC-N0266)中。于分量间残差预测中，色度残差于编码器侧做如下预测：rC'(x,y)＝rC(x,y)-(α×rL(x,y))>>3 (1)于式子(1)中，rC(x,y)是指位置(x,y)的最终色度重建的残差样本，rc′(x,y)是指来自位置(x,y)的比特流的重建的色度残差样本，rL(x,y)是指位置(x,y)的亮度分量的重建的残差样本，且α是指缩放参数(也称为lpha参数，或比例因子)。缩放参数α是于编码器侧被计算且被传送。于解码器侧，最终色度重建的残差样本是根据以下式子导出：rC(x,y)＝rC'(x,y)+(α×rL(x,y))>>3 (2)虽然YUV格式被用作为分量间残差预测导出的示例，任何其它颜色格式可被使用。例如，RGB格式可被使用。如果R分量首先被编码，R分量以与上述示例中的亮度分量相同的方式被处理。类似地，如果G分量首先被编码，G分量以与亮度分量相同的方式被处理。图1所示为用于当前单元(current unit，CU)的转换单元(transform unit，TU)的当前HEVC-REXT中IRP的示范性解码过程。当前CU的所有TU的解码参数(decoded coefficient)被提供给各分量的处理器。对于第一分量(例如，Y分量)，已解码转换参数被逆转换(方框110)以恢复第一颜色分量的帧内/帧间
已编码残差。接着，帧间/帧内编码第一颜色分量被第一分量帧间/帧内补偿120处理以产生最终重建的第一分量。用于第一分量帧间/帧内补偿120的所需的帧间/帧内参考样本来自于缓冲器或存储器。于图1中，其意味着第一颜色分量是帧间/帧内编码，以使帧间/帧内补偿被用于重建来自重建的残差的第一分量。然而，其它编码过程(例如，视图间预测)也可被包括以产生第一分量残差。对于第二颜色分量，已解码转换参数使用第二分量解码过程(方框112)来解码，以恢复分量间编码第二分量。因为第二分量是基于第一分量残差来预测的分量间残差，用于第二分量的分量间预测(方框122)基于来自方框110以及方框112的输出，被用于重建第二分量残差。如上所述，分量间残差预测需要已编码的缩放参数。因此，第一颜色分量以及第二颜色分量之间已解码的α参数被提供至方框122。来自方框122的输出对应于第二分量的帧间/帧内预测残差。因此，第二分量帧间/帧内补偿(方框132)被用于重建最终第二分量。类似于第一颜色分量，其它编码过程(例如，视图间预测)也可被包含于编码/预测过程中，以产生第二颜色残差。对于第三分量，类似过程可被使用(即，方框114、124以及134)以重建最终第三分量。根据解码过程，编码过程可以被容易地导出。用于分量间残差预测的编码过程可被应用于例如YUV格式的视频，其包括比例为4：4：4的1个亮度以及2个色度分量。用于分量间残差预测的编码过程也可被应用于具有R、G、以及B分量或其它格式的视频。第一已编码分量可被视为亮度分量，且另外两个分量可被视为两个色度分量。对于RGB格式，任何颜色可以被选择为第一颜色。如式子(1)以及(2)所示，用于第二或第三颜色分量的预测残差的导出依赖于第一分量(或亮度分量)残差以及α参数。α参数被传送于视频流中的转换单元。如式子(1)以及(2)所示，亮度残差由α参数相乘并右移3比特。缩放的残差被用作用于当前分量变换块(transform block，TB)残差的预测残差。
根据现存的RExt草案标准，α值是从-8、-4、-2、-1、0、1、2、4、以及8中选择。此外，通过将α参数的绝对值转换为如表1所示的二进制表示，α参数可于比特流中被传送。于α绝对值的二进制化中，表1所示为对应于最小绝对值到最大绝对值的从最短到最长的代码的二进制码。具有指示正或负值的符号旗标的α绝对值的比特是使用基于背景的熵编码来编码。根据现存的RExt草案标准，二进制码中的前三个二进制被用于形成三个独立的背景模型。换句话说，α绝对值8以及4共用公共的背景模型。此外，根据表1，一个较小的α绝对值被分配一个较短的二进制码。表1α绝对值二进制码0011021104111081111需要开发出一种方法以进一步提高与用于α参数的编码过程相关的编码效率和/或减少复杂性。
技术实现思路
本专利技术公开了一种使用改进的缩放参数编码来进行颜色间残差预测(inter-color residual prediction)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于视频解码器系统的分量间残差预测的方法，其特征在于，所述方法包括：从比特流中接收分别对应于输入视频数据的第一颜色分量以及第二颜色分量的第一颜色块以及第二颜色块的已编码数据；由所述已编码数据产生重建的第一颜色预测残差；由所述已编码数据产生重建的第一颜色间预测残差；通过解析来自所述比特流的一个或多个语法元素并使用第一基于背景解码来解码所述一个或多个语法元素来确定第一缩放参数，其中，所述第一基于背景解码具有等于用于所述第一缩放参数的绝对值的最长二进制码的第一数量背景模型；通过以所述第一缩放参数缩放所述第一颜色预测残差来产生重建的第一颜色间残差预测子；基于所述重建的第一颜色间预测残差以及所述重建的第一颜色间残差预测子产生重建的第二颜色预测残差；通过将第一帧间/帧内或视图间解码应用于所述重建的第一颜色预测残差来产生重建的第一颜色块；以及通过将第二帧间/帧内或视图间解码应用于所述重建的第二颜色预测残差来产生重建的第二颜色块。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.30 CN PCT/CN2013/0908361.一种用于视频解码器系统的分量间残差预测的方法，其特征在于，所述方法包括：从比特流中接收分别对应于输入视频数据的第一颜色分量以及第二颜色分量的第一颜色块以及第二颜色块的已编码数据；由所述已编码数据产生重建的第一颜色预测残差；由所述已编码数据产生重建的第一颜色间预测残差；通过解析来自所述比特流的一个或多个语法元素并使用第一基于背景解码来解码所述一个或多个语法元素来确定第一缩放参数，其中，所述第一基于背景解码具有等于用于所述第一缩放参数的绝对值的最长二进制码的第一数量背景模型；通过以所述第一缩放参数缩放所述第一颜色预测残差来产生重建的第一颜色间残差预测子；基于所述重建的第一颜色间预测残差以及所述重建的第一颜色间残差预测子产生重建的第二颜色预测残差；通过将第一帧间/帧内或视图间解码应用于所述重建的第一颜色预测残差来产生重建的第一颜色块；以及通过将第二帧间/帧内或视图间解码应用于所述重建的第二颜色预测残差来产生重建的第二颜色块。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一缩放参数的所述绝对值包括8、4、2、1、以及0，且所述第一数量背景模型等于4。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：解析所述比特流中的旗标以指示所述第一缩放参数是否使用与一个或多个相邻第一块相关联的相邻第一缩放参数来预测。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：从所述比特流中接收对应于所述输入视频数据的第三颜色分量的第三颜色块的第二已编码数据；由所述已编码数据产生重建的第二颜色间预测残差；通过解析来自所述比特流的一个或多个第二语法元素并使用第二基于背景解码来解码所述一个或多个第二语法元素来确定第二缩放参数，其中，第二基于背景解码具有等于用于所述第二缩放参数的所述绝对值的最长第二二进制码的第二数量背景模型；通过以所述第二缩放参数缩放所述第一颜色预测残差来产生第二颜色间残差预测子；基于所述重建的第二颜色间预测残差以及所述第二颜色间残差预测子产生重建的第三颜色预测残差；以及通过将第三帧间/帧内或视图间解码应用于所述重建的第三颜色预测残差来产生重建的第三颜色块。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：解析所述比特流中的旗标以指示所述第一缩放参数是否使用与一个或多个相邻第一块相关联的相邻第一缩放参数来预测，且所述第二缩放参数是否通过所述第一缩放参数来预测。6.一种用于视频编码器系统的分量间残差预测的方法，其特征在于，所述方法包括：接收分别对应于输入视频数据的第一颜色分量以及第二颜色分量的第一颜色块以及第二颜色块的输入数据；通过将第一帧间/帧内或视图间编码应用于所述第一颜色块来产生第一颜色预测残差；通过将第二帧间/帧内或视图间编码应用于所述第二颜色块来产生第二颜色
\t预测残差；通过以第一缩放参数缩放所述第一颜色预测残差来产生重建的第一颜色间残差预测子；产生所述第二颜色预测残差以及所述重建的第一颜色间残差预测子之间的第一颜色间预测残差；使用第一基于背景的编码来编码所述第一缩放参数，其中，所述第一基于背景的编码具有等于用于所述第一缩放参数的绝对值的最长二进制码的第一数量背景模型；提供通过所述第一基于背景的编码来编码的所述第一缩放参数；以及提供所述第一颜色间预测残差。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：传送所述输入视频数据的比特流中的旗标以指示所述第一缩放参数是否使用与一个或多个相邻第一块相关联的相邻第一缩放参数来预测。8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：接收对应于所述输入视频数据的第三颜色分量的第三颜色块的第二输入数据；通过将第三帧间/帧内或视图间编码应用于所述第三颜色块来产生第三颜色预测残差；通过以第二缩放参数缩放所述第一颜色预测残差来产生第二颜色间残差预测子；产生所述第三颜色预测残差以及所述第二颜色间残差预测子之间的第二颜色间预测残差；使用第二基于背景的编码来编码所述第二缩放参数，其中，所述第二基于背景的编码具有等于用于所述第二缩放参数的所述绝对值的最长第二二进制码
\t的第二数量背景模型；提供通过所述第二基于背景的编码来编码的所述第二缩放参数；以及提供所述第二颜色间预测残差。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：传送所述输入视频数据的比特流中的旗标以指示所述第一缩放参数是否使用与一个或多个相邻第一块相关联的相邻第一缩放参数来预测，且所述第二缩放参数是否由所述第一缩放参数来预测。10.一种用于视频解码器系统的分量间残差预测的方法，其特征在于，所述方法包括：从比特流中接收分别对应于输入视频数据的第一颜色分量以及第二颜色分量的第一颜色块以及第二颜色块的已编码数据；由所述已编码数据产生重建的第一颜色预测残差；由所述已编码数据产生重建的第一颜色间预测残差；通过从所述比特流中解析一个或多个语法元素并使用二进制码来解码所述一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张贤国，张凯，安基程，
申请(专利权)人：寰发股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71