视频解码器/编码器、解码/编码视频内容的方法、计算机程序及视频比特流技术

一种视频解码器被配置为解码被细分成一个或多个片的集合的多个视频帧。解码器评估指示是使用独立编码模式还是使用单预测性模式还是使用双预测性模式对片进行编码的片类型信息，以选择用于片的解码的操作模式，在独立编码模式中，不存在基于先前帧的视频内容对当前帧的视频内容的预测，在单预测性模式中，存在基于先前帧的一个像素区块对像素区块的预测，在双预测性模式中，存在基于一个或多个先前帧的两个或更多个像素区块对像素区块的预测。视频解码器包括用于基于二进制序列的编码表示提供经解码的二进制序列的算术解码器。算术解码器被配置为使用第一估计参数确定第一源统计值及使用第二估计参数确定第二源统计值。算术解码器被配置为基于第一源统计值(a)及基于第二源统计值确定组合源统计值，且算术解码器被配置为基于组合源统计值确定用于间隔细分的一个或多个范围值，一个或多个范围值用于二进制序列的编码表示至经解码的二进制序列的映射。序列的映射。序列的映射。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】视频解码器/编码器、解码/编码视频内容的方法、计算机程序及视频比特流


[0001]根据本专利技术的实施例关于视频解码器、视频编码器、用于解码视频内容的方法、用于编码视频内容的方法、计算机程序及视频比特流。
[0002]根据本专利技术的实施例关于一种用于二进制算术编码的概率估计方法，其可用于例如视频编码器、视频解码器中，而且还可用于图像编码器、图像解码器、音频编码器、音频解码器及类似中。

技术介绍

[0003]算术编码及解码已证实为是在音频及视频内容的编码及解码中的有价值工具。举例而言，可以采用二进制值在表示视频或音频内容的二进制序列中的已知出现概率来增大编码效率。具体的，算术编码可以高效方式处理“0”及“1”的变化概率，并可以微调方式适应概率的改变。
[0004]然而，为了算术编码及解码带来最佳编码效率，重要的是，具有关于“0”及“1”的概率的良好信息，该信息良好地反映实际出现频率。关于“0”及“1”的概率(或通常，关于待编码的符号的概率)的知识通常用以在值的全部范围内调节间隔的边界，以获得间隔细分 (例如，使得完全值范围被细分成与不同二进制值或二进制值的群组相关联的间隔)。
[0005]因此，需要用于确定用于间隔细分的源统计值或范围值的概念，该概念提供计算效率与可靠性之间的良好折衷。

技术实现思路

[0006]根据本专利技术的实施例创造一种视频解码器，其中该视频解码器被配置为解码多个视频帧 (例如，视频帧的序列)。
[0007]该视频解码器被配置为解码被细分成一个或多个片(较佳地，多个片)的集合的视频帧，其中该视频解码器被配置为评估指示是使用独立编码模式(例如，“Intra”)还是使用单预测性模式(例如，“P”)还是使用双预测性模式(例如，“B”)对进行片编码的片类型信息(例如，“SliceType”)，以选择用于片的解码的操作模式，在独立编码模式中，不存在基于先前帧的视频内容对当前帧的视频内容的预测，在单预测性模式中，存在基于先前帧 (例如，先前解码的帧)的一个像素区块(例如，仅一个像素区块)对像素区块的预测，在双预测性模式中，存在基于一个或多个先前帧(例如，先前解码的帧)的两个或更多个像素区块对像素区块的预测。该视频解码器包括算术解码器，算术解码器用于基于二进制序列的编码表示来提供经解码的二进制序列(例如，描述图像内容的变换系数)。该算术解码器被配置为使用第一窗大小(例如，w
a
)(其可例如由窗大小变量表示)，例如，基于先前解码的二进制序列，确定第一源统计值(例如，a
t
)(其例如基于先前解码的二进制值x
t-1
、x
t-2
……
的频率)(以及其例如还标示为“计数器变量”或“计数器”)及使用第二窗大小(例如， w
b
)，例如，基于先前解码的二进制序列，确定第二源统计值(例如，b
t
)(其基于先前解码的二进制值x
t-1
、
x
t-2
……
的频率)。举例而言，该算术解码器被配置为基于第一源统计值 (例如，a
t
)及基于第二源统计值(例如，b
t
)确定组合源统计值(例如，或或p
t
)。该算术解码器被配置为基于组合源统计值确定用于间隔细分的一个或多个范围值，该一个或多个范围值用于二进制序列的编码表示至经解码的二进制序列的映射。
[0008]在该视频解码器的较佳实施例中，该算术解码器被配置为依据片类型信息确定第一窗大小及第二窗大小(例如，以选取不同值，其中第一窗大小及第二窗大小可例如处于1与11 之间的范围内，包括1及11)。
[0009]在该视频解码器的较佳实施例中，该视频解码器被配置为还依据包括于比特流中(例如，每片一个初始化标志)的初始化参数或标志(例如，“cabac init flag”)确定第一窗大小及第二窗大小，其中初始化标志可以可选择地还限定用于第一源统计值及/或第二源统计值的初始化值。
[0010]在该视频解码器的较佳实施例中，该视频解码器被配置为还依据上下文模型(例如，依据哪一类型的信息将被解码，例如，变换系数的一个或多个最高有效位还是变换系数的一个或多个较低有效位将被解码)确定第一窗大小及第二窗大小。举例而言，可针对片类型、初始化标志与上下文模型的每个组合预定义限定第一窗大小及第二窗大小的成对窗大小值。
[0011]在较佳实施例中，该视频解码器被配置为依据先前解码的二进制值(例如，x
t
)将预定值(例如，((1＜＜BITS
a
)-k
a
)＞＞n
a
或(ONE
a
＞＞n
a
))选择性地添加至第一源统计值的先前计算的实例(例如，a
t
)，并减去第一源统计值的先前计算的实例的按比例调整的版本(例如，(a
t
＞＞n
a
))，以便获得第一源统计值的经更新版本(a
t+1
)。替代地或另外，该视频解码器被配置为依据先前解码的二进制值(例如，x
t
)将预定值(例如，((1＜＜BITS
b
)-k
b
)＞＞n
b
或(ONE
b
＞＞n
b
))选择性地添加至第二源统计值的先前计算的实例(例如，b
t
)，并减去第二源统计值的先前计算的实例的按比例调整的版本(例如，(b
t
＞＞n
b
))，以便获得第二源统计值的经更新版本(b
t+1
)。
[0012]在较佳实施例中，该视频解码器被配置为根据以下获得第一源统计值的经更新版本a
t+1
：
[0013]a
t+1
＝a
t
+x
t
·
(ONE
a
＞＞n
a
)-(a
t
＞＞n
a
)
[0014]其中a
t
为第一源统计值的先前计算版本，其中x
t
为先前解码的二进制值(例如，选取0 或1的值的二进制符号)，其中n
a
为窗大小信息(例如，具有整数值)，
[0015]其中
[0016]ONE
a
＝(1＜＜BITS
a
)-k
a
[0017]其中BITSa为用于表示第一源统计值的比特数，
[0018]其中k
a
为预定数(例如，整数，例如，0或1)。
[0019]替代地或另外，该视频解码器被配置为根据以下获得第二源统计值的经更新版本b
t+1
：
[0020]b
t+1
＝b
t
+x
t
·...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种视频解码器(100；200)，其中视频解码器被配置为解码多个视频帧，其中视频解码器被配置为解码被细分成一个或多个片的集合的视频帧，其中视频解码器被配置为评估指示是使用独立编码模式还是使用单预测性模式还是使用双预测性模式来编码片的片类型信息，以选择用于片的解码的操作模式，在独立编码模式中，不存在基于先前帧的视频内容对当前帧的视频内容的预测，在单预测性模式中，存在基于先前帧的一个像素区块对像素区块的预测，在双预测性模式中，存在基于一个或多个先前帧的两个或更多个像素区块对像素区块的预测；其中视频解码器包括算术解码器(120；220)，算术解码器(120；220)用于基于二进制序列的编码表示(211)提供经解码的二进制序列(122；222)，其中算术解码器被配置为使用第一估计参数(w
a
)确定第一源统计值(a
t
，132，232)，及使用第二估计参数(w
b
)确定第二源统计值(b
t
，142，242)，以及其中算术解码器被配置为基于第一源统计值(a
t
)及基于第二源统计值(b
t
)确定组合源统计值以及其中算术解码器被配置为基于组合源统计值确定用于间隔细分的一个或多个范围值(162，262)，一个或多个范围值用于二进制序列的编码表示至经解码的二进制序列的映射。2.如权利要求1所述的视频解码器，其中第一估计参数为第一窗大小，且其中第二估计参数为第二窗大小；或其中第一估计参数为第一惯性参数，第一惯性参数确定第一源统计值跟随经解码的二进制序列中的经解码的二进制符号的频率的改变的速度，以及其中第二估计参数为第二惯性参数，第二惯性参数确定第二源统计值跟随经解码的二进制序列中的经解码的二进制符号的频率的改变的速度。3.如权利要求1或2所述的视频解码器，其中算术解码器被配置为依据片类型信息确定第一估计参数及第二估计参数。4.如权利要求1-3中任一项所述的视频解码器，其中视频解码器被配置为还依据包括于比特流中的初始化参数或标志确定第一估计参数及第二估计参数。5.如权利要求1-4中任一项所述的视频解码器，其中视频解码器被配置为还依据上下文模型确定第一估计参数及第二估计参数。6.如权利要求1-5中任一项所述的视频解码器，其中视频解码器被配置为依据先前编码的二进制值将预定值选择性地添加至第一源统计值的先前计算实例，并减去第一源统计值的先前计算实例的按比例调整的版本，以获得第一源统计值的更新版本；和/或其中视频解码器被配置为依据先前解码的二进制值将预定值选择性地添加至第二源统计值的先前计算实例，并减去第二源统计值的先前计算实例的按比例调整的版本，以获得第二源统计值的更新版本。7.如权利要求1-6中任一项所述的视频解码器，其中视频解码器被配置为根据以下获得第一源统计值的更新版本a
t+1
：a
t+1
＝a
t
+x
t
·
(ONE
a
＞＞n
a
)-(a
t
＞＞n
a
)
其中a
t
为第一源统计值的先前计算版本，其中x
t
为先前解码的二进制值，其中n
a
为窗大小信息，其中ONE
a
＝(1＜＜BITS
a
)-k
a
其中BITSa为用于表示第一源统计值的比特数，其中k
a
为预定数；和/或其中，视频解码器被配置为根据以下获得第二源统计值的更新版本b
t+1
：b
t+1
＝b
t
+x
t
·
(ONE
b
＞＞n
b
)-(b
t
＞＞n
b
)其中b
t
为第二源统计值的先前计算版本，其中x
t
为先前解码的符号，其中n
b
为窗大小信息，其中ONE
b
＝(1＜＜BITS
b
)-k
b
其中BITS
b
为用于表示第二源统计值的比特数，其中k
b
为预定数。8.如权利要求7所述的视频解码器，其中k
a
＝1和/或k
b
＝1。9.如权利要求1-8中任一项所述的视频解码器，其中视频解码器被配置为根据以下确定第一源统计值a
t+1
：a
t+1
＝a
t
+(x
t
＜＜(BITS
a-n
a
))-(a
t
＞＞n
a
)及a
t+1
＝a
t+1-(a
t+1
＞＞BITS
a
)其中a
t
为先前计算的源统计值，x
t
为先前解码的二进制值，BITS
a
为针对第一源统计值分配的比特数，n
a
表示第一窗大小w
a
，其中及＞＞为向右移位运算符，和/或其中视频解码器被配置为根据以下确定第二源统计值b
t+1
：b
t+1
＝b
t
+(x
t
＜＜(BITS
b-n
b
))-(b
t
＞＞n
b
)及b
t+1
＝b
t+1-(b
t+1
＞＞BITS
b
)其中b
t
为先前计算的源统计值，x
t
为先前解码的二进制值，BITS
b
为针对第一源统计值分配的比特数，n
b
表示第二窗大小w
b
，其中10.如权利要求1-8中任一项所述的视频解码器，
其中视频解码器被配置为根据以下确定第一源统计值a
t+1
：a
t+1
＝a
t
+(x
t
＜＜(BITS
a-n
a
))-(a
t
＞＞n
a
)其中a
t
为先前计算的源统计值，x
t
为先前解码的二进制值，BITS
a
为针对第一源统计值分配的比特数，n
a
表示第一窗大小w
a
，其中及＞＞为向右移位运算符，和/或其中视频解码器被配置为根据以下确定第二源统计值b
t+1
：b
t+1
＝b
t
+(x
t
＜＜(BITS
b-n
b
))-(b
t
＞＞n
b
)其中b
t
为先前计算的源统计值，x
t
为先前解码的二进制值，BITS
b
为针对第一源统计值分配的比特数，n
b
表示第二窗大小w
b
，其中11.如权利要求1-10中任一项所述的视频解码器，其中视频解码器被配置为根据以下确定第一源统计值a
t+1
：其中a
t
为先前计算的源统计值，x
t
为先前解码的二进制值，BITS
a
为针对第一源统计值分配的比特数，n
a
表示第一窗大小w
a
，其中及＞＞为向右移位运算符，和/或其中视频解码器被配置为根据以下确定第二源统计值b
t+1
：其中b
t
为先前计算的源统计值，x
t
为先前解码的二进制值，BITS
b
为针对第一源统计值分配的比特数，n
b
表示第二窗大小w
b
，其中及＞＞为向右移位运算符。12.如权利要求1-5中任一项所述的视频解码器，其中视频解码器被配置为使用查找表确定第一源统计值，其中依据先前确定的源统计值、先前解码的二进制值及第一估计参数，选择表条目；
和/或其中视频解码器被配置为使用查找表确定第二源统计值，其中依据先前确定的源统计值、先前解码的二进制值及第二估计参数，选择表条目。13.如权利要求1-12中任一项所述的视频解码器，其中视频解码器被配置为组合第一源统计值与第二源统计值，以获得组合源统计值。14.如权利要求1-13中任一项所述的视频解码器，其中视频解码器被配置为根据以下获得组合源统计值其中视频解码器被配置为根据以下获得组合源统计值其中at为第一源统计值，及其中bt为第二源统计值。15.如权利要求1-14中任一项所述的视频解码器，其中视频解码器被配置为组合第一源统计值与第二源统计值，以获得组合源统计值，其中不同权重与第一源统计值及第二源统计值相关联。16.如权利要求1-15中任一项所述的视频解码器，其中视频解码器被配置为将不同比特数(BITS
a
，BITS
b
)用于第一源统计值(at)及第二源统计值(bt)的表示。17.如权利要求16所述的视频解码器，其中视频解码器被配置为将不同估计参数用于第一源统计值(a
t
)与用于第二源统计值(b
t
)，且其中视频解码器被配置为将相对较大的比特数用于具有相对较大的估计参数的源统计值的表示，及将相对较小的比特数用于具有相对较小的估计参数的源统计值的表示。18.如权利要求16或17所述的视频解码器，其中视频解码器被配置为，在确定组合源统计值前，根据以下修改第一源统计值a
t
的数表示和/或第二源统计值b
t
的数表示：a
′
t
＝a
t
＞＞(BITS
a-BITS
min
)和/或根据b
′
t
＝b
t
＞＞(BITS
b-BITS
min
)，其中BITS
min
＝min(BITS
a
，BITS
b
),其中BITS
a
为针对第一源统计值的表示分配的比特数目，且其中BITS
b
为针对第二源统计值的表示分配的比特数。19.如权利要求18所述的视频解码器，其中视频解码器被配置为根据以下确定组合源统计值其中视频解码器被配置为根据以下确定组合源统计值且其中视频解码器被配置为根据以下得出索引值pStateIdx，索引值pStateIdx标示包括用于间隔细分的预计算范围值的表的表条目：其中根据以下确定最可能值的值：
其中BITS
tabRes
描述表的条目数。20.如权利要求18所述的视频解码器，其中视频解码器被配置为根据以下确定组合源统计值其中视频解码器被配置为根据以下确定组合源统计值且其中视频解码器被配置为根据以下得出索引值pStateIdx，索引值pStateIdx标示包括用于间隔细分的预计算范围值的表的表条目：其中BITS
tabRes
描述表的条目数。21.如权利要求16-20中任一项所述的视频解码器，其中视频解码器被配置为依据第一估计参数及依据第二估计参数选择用于第一源统计值(a
t
)的表示及第二源统计值的表示的比特数(BITS
a
，BITS
b
)。22.如权利要求16-21中任一项所述的视频解码器，其中用于第一源统计值(a
t
)的表示及第二源统计值(b
t
)的表示的比特总数的和在不同上下文模型上是恒定的。23.如权利要求1-22中任一项所述的视频解码器，其中视频解码器被配置为还依据包括于比特流中的初始化标志(ws_flag)确定第一估计参数及第二估计参数，且其中视频解码器被配置为依据包括于比特流中的另一初始化参数或标志设定用于第一源统计值和/或第二源统计值的初始化值。24.如权利要求1-23中任一项所述的视频解码器，其中算术解码器被配置为还依据当前片的时间级确定第一估计参数及第二估计参数；和/或其中算术解码器被配置为还依据当前片的量化参数确定第一估计参数及第二估计参数。25.如权利要求1-24中任一项所述的视频解码器，其中视频解码器被配置为依据位置调节第一估计参数和/或第二估计参数。26.如权利要求25所述的视频解码器，其中视频解码器被配置为：当解码与开始位置相关联的二进制值时，将第一估计参数和/或第二估计参数设定成开始值；及当解码与距开始位置为至少预定位置的位置相关联的二进制值时，将第一估计参数和/或第二估计参数设定成正常值。27.如权利要求1-26中任一项所述的视频解码器，其中视频解码器被配置为响应于用信号通知应改变估计参数的信令标志(ctu_ws_flag)在片内改变第一估计参数和/或第二估计参数。28.如权利要求27所述的视频解码器，其中视频解码器被配置为针对多个编码树单元评估指示是否应改变估计参数的信令标志，及依据信令标志增大或减小估计参数中的至少一个。29.如权利要求1-28中任一项所述的视频解码器，
其中视频解码器被配置为从组合源统计值得出状态索引(pStateIdx)，和/或其中视频解码器被配置为得出表示最可能二进制值或最不可能二进制值的值(valMPS)；以及其中视频解码器被配置为评估将状态索引映射至用于间隔细分的一个或多个范围值的表。30.如权利要求1-29中任一项所述的视频解码器，其中视频解码器被配置为用恒定替换值临时替换第二源统计值，并组合第一源统计值(a
t
)与固定非零替换值，以获得组合源统计值。31.如权利要求1-30中任一项所述的视频解码器，其中视频解码器被配置为选择第一窗大小w
a
及第二窗大小w
b
，使得n
a
＝n
b
或|n
a-n
b
|≥3，其中或n
a
＝round(log2w
a
)，其中round()为上舍入或下舍入运算符，及其中或n
b
＝round(log2w
b
)。32.如权利要求1-31中任一项所述的视频解码器，其中视频解码器被配置为选择第一窗大小w
a
及第二窗大小w
b
，使得|n
a-n
b
|≥3，其中或n
a
＝round(log2w
a
)，其中round()为上舍入或下舍入运算符，及其中或n
b
＝round(log2w
b
)。33.一种视频解码器(100；200)，其中视频解码器被配置为解码多个视频帧，其中视频解码器被配置为解码被细分成一个或多个片的集合的视频帧，其中视频解码器被配置为评估指示是使用独立编码模式还是使用单预测性模式还是使用一预测性模式来编码片的片类型信息，以选择用于片的解码的操作模式，在独立编码模式中，不存在基于先前帧的视频内容对当前帧的视频内容的预测，在单预测性模式中，存在基于先前帧的一个像素区块对像素区块的预测，在双预测性模式中，存在基于一个或多个先前帧的两个或更多个像素区块对像素区块的预测；其中视频解码器包括算术解码器(120；220)，算术解码器(120；220)用于基于二进制序列的编码表示(211)提供经解码的二进制序列(122；222)，其中算术解码器被配置为使用第一估计参数(w
a
)确定第一源统计值(a
t
，132，232)，以及其中算术解码器被配置为确定组合源统计值其中算术解码器被配置为组合第一源统计值(a
t
)与固定非零值，以获得组合源统计值，以及其中算术解码器被配置为基于组合源统计值确定用于间隔细分的一个或多个范围值(162，262)，一个或多个范围值用于二进制序列的编码表示至经解码的二进制序列的映射。
34.一种视频编码器(300)，其中视频编码器被配置为编码多个视频帧，其中视频编码器被配置为编码被细分成一个或多个片的集合的视频帧，其中视频编码器被配置为提供指示是使用独立编码模式还是使用单预测性模式还是使用双预测性模式来编码片的片类型信息，在独立编码模式中，不存在基于先前帧的视频内容对当前帧的视频内容的预测，在单预测性模式中，存在基于先前帧的一个像素区块对像素区块的预测，在双预测性模式中，存在基于一个或多个先前帧的两个或更多个像素区块对像素区块的预测；其中视频编码器包括算术编码器(320)，算术编码器(320)用于基于二进制序列(322)提供二进制序列的编码表示(311)，其中算术编码器被配置为使用第一估计参数(w
a
)确定第一源统计值(a
t
，332)，及使用第二估计参数(w
b
)确定第二源统计值(b
t
，342)，以及其中算术编码器被配置为基于第一源统计值(a
t
)及基于第二源统计值(b
t
)确定组合源统计值以及其中算术编码器被配置为基于组合源统计值确定用于间隔细分的一个或多个范围值(362)，一个或多个范围值用于二进制序列至二进制序列的编码表示的映射。35.如权利要求34所述的视频编码器，其中第一估计参数为第一窗大小，且其中第二估计参数为第二窗大小；或其中第一估计参数为第一惯性参数，第一惯性参数确定第一源统计值跟随二进制序列中的二进制符号的频率的改变的速度，以及其中第二估计参数为第二惯性参数，第二惯性参数确定第二源统计值跟随二进制序列中的二进制符号的频率的改变的速度。36.如权利要求34或35所述的视频编码器，其中视频编码器被配置为依据片类型信息确定第一估计参数及第二估计参数。37.如权利要求34或35或36所述的视频编码器，其中视频编码器被配置为提供初始化标志，且其中视频编码器被配置为还依据被视频编码器包括在比特流中的初始化参数或标志确定第一估计参数及第二估计参数。38.如权利要求34-37中任一项所述的视频编码器，其中视频编码器被配置为还依据上下文模型确定第一估计参数及第二估计参数。39.如权利要求34-38中任一项所述的视频编码器，其中视频编码器被配置为依据先前编码的二进制值将预定值选择性地添加至第一源统计值的先前计算实例，并减去第一源统计值的先前计算实例的按比例调整的版本，以获得第一源统计值的更新版本；和/或其中视频编码器被配置为依据先前编码的二进制值将预定值选择性地添加至第二源统计值的先前计算实例，并减去第二源统计值的先前计算实例的按比例调整的版本，以获得第二源统计值的更新版本。40.如权利要求34-39中任一项所述的视频编码器，其中视频编码器被配置为根据以下获得第一源统计值的更新版本a
t+1
：a
t+1
＝a
t
+x
t
·
(ONE
a
＞＞n
a
...

【专利技术属性】
技术研发人员：简，
申请(专利权)人：弗劳恩霍夫应用研究促进协会，
类型：发明
国别省市：