用于最末重要系数位置编码中的上下文减少的设备和方法_4

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] 在一些熵编码标准中,在熵编码器部分内的上下文处理与在其它重要系数的位置 之前被编码的最末重要系数的位置一起来执行。最末系数的位置可以通过使用一元代码 (例如0或1)信令其X坐标和Y坐标来明确地进行编码。X坐标和Y坐标信令可以是独立 的,亮度和色度信令也可以是独立的。
[0061] 在一些实施例中,最末重要系数的CABAC编码被修改。例如,码字结构可以被用于 表示最末重要系数的位置。例如,表1示出了关于码字结构如何可以被用于定位或标识大 小为8x8的TU中的最末分量的示例性表格。最末位置分量的等级指的是对于每个X方向 和Y方向的最末分量的位置。应当理解的是,沿X坐标或方向的位置是沿块的宽度(水平) 的位置,而沿Y坐标的位置是沿块的高度(坚直)的位置。因此,对于大小为8x8的TU,对 于每个方向X、Y存在范围从0至7的8个位置。
[0062] 表1 :针对TU8x8的二进制化
[0063]
[0064] 截位一元(truncated unary)(上下文模型)还可以被称为前缀或前缀代码。定 点二元(fixed binary)(旁路(bypass))还可以被称为后缀或后缀代码。截位一元值描述 上下文模型。如本文所使用的,"上下文模型"被用于CABAC引擎中以编码二进制符号。上 下文模型描述编码符号是"1"而不是"〇"的概率。如本文所使用的,"仓位索引"指示在前 缀代码内每个仓位的位置。每个仓位由CABAC引擎使用分配的上下文模型来编码。应当理 解的是,对于任何给定的TU,非零值通常(例如,基于概率)位于TU的上半或左上象限中。 因此,最末重要系数也可能将位于该区域中(例如对于X和Y两者在位置0至3中)。因 此,在一些实施例中,使用截位或较短码字用于最有可能的位置节省了比特和存储/处理 时间。
[0065] 仍然参照表1,如可以看到的,最短码字被分配至非零值或系数的最有可能的位 置。在一些实施例中,用于缩短或截位码字的另一种方式是分配前缀和后缀给较后面的非 零值(以及非零值的更加不太可能的位置)。f_值指定后缀值,例如〇或1。对于最短码字 (例如位置0至3),仅分配前缀。对于较长码字(例如位置4至8),可以分配前缀和后缀。 例如,对于位置(4, 5)的系数,发送的码字将是111100111101。作为另一个示例,对于位置 (4,6)的系数,发送的码字将是111100111110。因此,可以看到,取决于值(例如,(4或5) 或者出或7)),前缀保持相同,但是不同的后缀被附加用于区分被分组到一起的值(例如, (4和5)或者(6和7))。
[0066] 表2、表3和表4表不码字结构如何可以被用于定位或标识大小分别为4x4、16x16 和32x32的TU中的最末分量。
[0067] 表2 :针对TU4x4的二进制化
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[0073] 图6A至图6D描绘了示出具有仓位的最小重叠或共享的上下文(例如仓位索引) 的模型。通过示例的方式,在上下文被单独地但相似地被用于Y坐标的情况下,上下文仅针 对X坐标示出。该示例示出了被选择的上下文的共享,这通过在选择的连续仓位中使用相 同的上下文编号来指示。例如,在图6C中,上下文18和19在多个仓位之间被共享,而在 图6D中,上下文30、31、32、33、34、35、36和37在多个仓位之间被另外共享。在其中具有X 的仓位标识不需要新上下文的仓位。
[0074] 在图6的模型中示出的上下文模型的数目包括针对4x4TU的3个上下文模型(图 6A)、针对8x8TU的7个上下文模型(图6B)、针对16xl6TU的12个上下文模型(图6C)以 及针对32x32TU的16个上下文模型(图6D)。假设上下文模型示出了用于亮度(Luma)编 码的X坐标,则该示例总共需要3+7+12+16 = 38个上下文。对于色度(Chroma)编码,最大 块宽度是16,所以使用该示例,其需要3+7+12 = 22个上下文。在一些实施例中,用于亮度 分量的上下文模型不同于用于色度分量的上下文模型。
[0075] 图7A至图7C描绘了示出具有增加的仓位的重叠量或共享量(或者上下文的减 少)的上下文的模型。该示例示出了被选择的上下文的共享,这通过在选择的连续仓位中 使用相同的上下文编号来指示。例如,在图7B中,上下文5在多个仓位之间被共享,而在图 7C中,上下文9和10在多个仓位之间被共享。一般而言,因为提供了多达16的块大小或宽 度,所以图7图示了用于编码色度分量的最末位置的上下文分配表。
[0076] 在图7的模型中示出的上下文模型的数目包括针对4x4TU的3个上下文模型(图 7A)、针对8x8TU的4个上下文模型(图7B)以及针对16xl6TU的5个上下文模型(图7C)。 假设上下文模型示出了用于色度(Chroma)编码的X坐标,最大块宽度是16,所以使用该示 例,其需要3+4+5 = 12个上下文。
[0077] 如到目前为止所描述的,表1至表4示出了针对最末位置分量的每个可能量级 (magnitude)的具体前缀(截位一元模式)和后缀(旁路模式)的组合。前缀代码中的每 个仓位索引被分配以如图6至图10所示的特定上下文模型。应当理解的是,仓位索引O对 应于前缀代码的最高比特(最左边的比特)。例如,对于根据表3 (针对TU 16x16的二进 制化)的具有被标示为"110"的3个仓位的码字"2",仓位索弓丨"0"的值是"1",仓位索引 " 1"的值是" 1"并且仓位索引3的值是"0"。
[0078] 在一些实施例中,对于例如一个或多个亮度TU和色度TU,用于最末重要性系数编 码的上下文的总数目还可以进一步减少。在一些实施例中,可以通过每TU大小给X或Y的 几个连续仓位分配相同的上下文来减少上下文的数目。例如,如上面参照图6和图7所描述 的,针对TU大小的X或Y的第一仓位和第二仓位可以被分配以相同的上下文。针对不同的 TU大小,上下文的减少还可以通过给X或Y的某些仓位分配相同的上下文来实现。针对不 同的TU大小,这某些仓位可以处在相对类似的X或Y的重要比特位置。例如,在4x4TU和 8x8TU中X或Y的第一仓位可以使用相同的上下文。图8、图9和图10描绘了示出具有增 加的仓位重叠量或共享量(或者上下文的减少)的上下文的另外的模型。对仓位共享和上 下文减少的进一步讨论可以在于2013年1月18日递交的、名称为"Devices and Methods for Context Reduction in Last Significant Coefficient Position Coding,' 的第 13/745, 660号美国专利申请(其通过引用被整体并入于此)中找到。
[0079] 在图8中,3个相同的上下文被用于4x4TU(图8A)和8x8TU(图8B)两者,并且4 个不同的上下文被用于16xl6TU(图8C),由此对于色度编码,上下文的总数目从12(例如, 如在图7的模型中示出的)减少到7。
[0080] 在图9中,3个相同的上下文被用于4x4TU(图9A)和8x8TU(图9B)两者,并且3 个不同的上下文被用于16xl6TU(图9C),由此对于色度编码,上下文的总数目从12(例如, 如在图7的模型中示出的)减少到6。
[0081] 在图10中,3个相同的上下文被用于4x4TU(图10A)、8x8TU(图10B)和16xl6(图 10C-1或图10C-2)TU,由此对于色度编码,上下文的总数目从12(例如,如在图7的模型中 示出的)减少到3。
[0082] 因此,根据图8至图10的教导,针对每个仓位索引的上下文分配可以被比较以查 看上下文的效率或减少,如在表5、表6和表7中示出的,其中表5示出了针对图8的每个仓 位索引的上下文分配,表6示出了针对图9的每个仓位索引的上下文分配,以及表7示出了 针对图10的每个仓位索引的上下文分配。关于最末位置分量的仓位的最大长度在表8中 被示出并且说明了图7至图10之间的差异。
[0083] 表5-针对图8的上下文索引分配的仓位索引
[0084]

[0089] *如图10C-1所示。对于图10C-2这将是1。
[0090] #如图10C-1所示。对于图10C-2这将是2。
[0091] 表8 :关于最末位置分量的仓位的最大长度
[0092]
[0093] 根据对表5至表8进行回顾,可以理解的是,用于编码最末重要系数的上下文的数 目可以通过跨TU大小在相似频繁性的位置处重复使用或共享相同的上下文而被减少。使 用这一技术,可以假设量化系数的分布是跨不同的TU可缩放的(例如它们的统计是相似 的)。
[0094] 现在参照表9和表10,使用图9 (总共6个上下文)和图10 (总共3个上下文)的 上下文分配模型的模拟结果分别被示出在表9和表10中。根据表9和表10,说明率失真 的实验结果被突出显示。例如,在具有6个上下文的实验中,亮度分量和色度分量的平均损 耗分别小于〇.〇%和0.7%。相似地,在具有3个上下文的实验中,亮度分量和色度分量的 平均损耗分别小于〇.〇%和0.6%。如在本文中使用的,x%的平均损耗指的是编码效率的 损耗,意指减少的上下文模型需要x%的附加比特以实现与通过HEVC参考软件压缩的节目 (anchor)或者视频的质量相似的重构质量。根据表9和表10,可以看出,与使用减少的上 下文模型(例如具有6或7个上下文)关联的编码效率的损耗通常小于约0. 5 %,并且更一 般地小于约1%。
[0095] 表9:针对具有6个上下文的上下文索引分配的模拟结果

[0103] 如在表9和表10中示出的,类别A、类别B、类别C、类别D、类别E和类别F指的是 测试视频序列组,并且一般与图像分辨率大小有关。例如,类别A具有2560x1600像素的分 辨率大小,类别B具有1920x1080像素的分辨率大小,类别E具有1280x720像素的分辨率 大小,类别C具有832x480像素的分辨率,以及类别D具有416x240像素的分辨率。类别F 在分辨率大小方面从832x480像素变化到1024x768像素,再变化到1280x720像素,其全部 具有不同的帧/率。
[0104] Y、U和V分别指的是一个亮度分量和两个色度分量。所有帧内HE/LC、随机存取 HE/LC/HE-10和低延
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