视频的解码方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请日为2013年7月2日，申请号为"201380035699. 9"，标题为"对视 频进行熵编码的方法和设备以及对视频进行熵解码的方法和设备"的发明专利申请的分案 申请。
技术领域
[0002] 本发明的一个或更多个实施例涉及视频编码和解码，更具体地讲，涉及一种用于 对与变换单元相关的信息进行熵编码和熵解码的方法和设备。
【背景技术】
[0003] 根据图像压缩方法（诸如MPEG-1、MPEG-2或MPEG-4H. 264/MPEG-4先进视频编码 (AVC))，图像被划分为具有预定尺寸的块，然后，通过帧间预测或帧内预测获得块的残差数 据。通过变换、量化、扫描、游程编码和熵编码对残差数据进行压缩。在熵编码中，对句法元 素（诸如变换系数或预测模式）进行熵编码以输出比特流。解码器从比特流解析并提取句 法元素，并基于提取的句法元素重建图像。
【发明内容】
[0004] 技术问题
[0005] 本发明的一个或更多个实施例包括这样的熵编码方法和设备以及熵解码方法和 设备，所述方法和设备用于基于指示编码单元和变换单元之间的分层划分关系的变换深 度，来选择上下文模型，该上下文模型用于对与作为用于对编码单元进行变换的数据单元 的变换单元有关的句法元素进行熵编码和熵解码。
[0006] 解决方案
[0007] 基于变换深度来确定用于对变换单元有效系数标记进行算术解码的上下文模型， 并且基于确定的上下文模型对变换单元有效系数标记进行算术解码，其中，变换深度指示 为了确定包括在编码单元中的变换单元而对编码单元进行划分的次数。
[0008] 有益效果
[0009] 根据本发明的实施例，通过基于变换深度来选择上下文模型，用于选择上下文模 型的条件可被简化并且用于熵编码和熵解码的操作也可被简化。
【附图说明】
[0010] 图1是根据本发明的实施例的视频编码设备的框图。
[0011] 图2是根据本发明的实施例的视频解码设备的框图。
[0012] 图3是用于描述根据本发明的实施例的编码单元的概念的示图。
[0013] 图4是根据本发明的实施例的基于具有分层结构的编码单元的视频编码器的框 图。
[0014] 图5是根据本发明的实施例的基于具有分层结构的编码单元的视频解码器的框 图。
[0015] 图6是示出根据本发明的实施例的根据深度的较深层编码单元和分区的示图。
[0016] 图7是用于描述根据本发明的实施例的编码单元与变换单元之间的关系的示图。
[0017] 图8是用于描述根据本发明的实施例的与编码深度相应的编码单元的编码信息 的示图。
[0018] 图9是根据本发明的实施例的根据深度的较深层编码单元的示图。
[0019] 图10至图12是用于描述根据本发明的实施例的编码单元、预测单元和频率变换 单元之间的关系的示图。
[0020] 图13是用于描述根据表1的编码模式信息的编码单元、预测单元和变换单元之间 的关系的不图。
[0021] 图14是根据本发明的实施例的熵编码设备的框图。
[0022] 图15是示出根据本发明的实施例的对与变换单元相关的句法元素进行熵编码和 熵解码的操作的流程图。
[0023] 图16是示出根据本发明的实施例的编码单元和包括在编码单元中的变换单元的 示图。
[0024] 图17是示出用于基于变换深度确定图16的每个变换单元的变换单元有效系数标 记的上下文模型的上下文增加参数的示图。
[0025] 图18是示出根据本发明的另一实施例的编码单元和包括在编码单元中的变换单 元的示图。
[0026] 图19是示出根据本发明的实施例的用于确定包括在图16的编码单元中的变换单 元的结构的划分信息标记的示图。
[0027] 图20示出根据本发明的实施例被熵编码的变换单元。
[0028] 图21示出与图20的变换单元相应的有效图。
[0029] 图 22 不出与图 20 的 4X4 变换单元相应的coeff_abs_level_greaterl_flag〇
[0030] 图 23 不出与图 20 的 4X4 变换单元相应的coeff_abs_level_greater2_flag〇
[0031] 图24不出与图20的4X4变换单元相应的coeff_abs_level_remaining。
[0032] 图25是根据本发明的实施例的视频的熵编码方法的流程图。
[0033] 图26是根据本发明的实施例的熵解码设备的框图。
[0034] 图27是根据本发明的实施例的视频的熵解码方法的流程图。
[0035] 最佳实施方式
[0036] 根据本发明的一个或更多个实施例，一种视频的熵解码方法，所述方法包括：确定 包括在编码单元中并用于对编码单元进行逆变换的变换单元；从比特流获得变换单元有效 系数标记，其中，变换单元有效系数标记指示非零变换系数是否存在于变换单元中；在为了 确定变换单元而对编码单元进行划分的次数被称为变换单元的变换深度的情况下，基于变 换单元的变换深度来确定用于对变换单元有效系数标记进行算术解码的上下文模型；基于 确定的上下文模型来对变换单元有效系数标记进行算术解码。
[0037] 根据本发明的一个或更多个实施例，一种视频的熵解码设备，所述设备包括：解析 器，用于从比特流获得变换单元有效系数标记，其中，变换单元有效系数标记指示非零变换 系数是否存在于变换单元中，变换单元包括在编码单元中并用于对编码单元进行逆变换； 上下文建模器，用于在为了确定变换单元而对编码单元进行划分的次数被称为变换单元的 变换深度的情况下，基于变换单元的变换深度来确定用于对变换单元有效系数标记进行算 术解码的上下文模型；算术解码器，用于基于确定的上下文模型来对变换单元有效系数标 记进行算术解码。
[0038] 根据本发明的一个或更多个实施例，一种视频的熵编码方法，所述方法包括：获得 基于变换单元而变换的编码单元的数据；在为了确定变换单元而对编码单元进行划分的次 数被称为变换单元的变换深度的情况下，基于变换单元的变换深度来确定用于对变换单元 有效系数标记进行算术编码的上下文模型，其中，变换单元有效系数标记指示非零变换系 数是否存在于变换单元中；基于确定的上下文模型来对变换单元有效系数标记进行算术编 码。
[0039] 根据本发明的一个或更多个实施例，一种视频的熵编码设备，所述设备包括：上下 文建模器，用于获得基于变换单元而变换的编码单元的数据，并且在为了确定变换单元而 对编码单元进行划分的次数被称为变换单元的变换深度的情况下，基于变换单元的变换深 度来确定用于对变换单元有效系数标记进行算术编码的上下文模型，其中，变换单元有效 系数标记指示非零变换系数是否存在于变换单元中；算术编码器，用于基于确定的上下文 模型来对变换单元有效系数标记进行算术编码。
【具体实施方式】
[0040] 以下，将参照图1至图13描述根据本发明的实施例的用于更新在对变换单元的尺 寸信息进行熵编码和熵解码中使用的参数的方法和设备。此外，将参照图14至图27详细 地描述通过使用参照图1至图13描述的对视频进行熵编码和熵解码的方法获得的句法元 素进行熵编码和熵解码的方法。当诸如"…中的至少一个"的表述在一列元素之后时，该表 述修饰整列元素而不是修饰该列中的个别元素。
[0041 ] 图1是根据本发明的实施例的视频编码设备100的框图。
[0042] 视频编码设备100包括分层编码器110和熵编码器120。
[0043] 分层编码器110可以以预定数据单元为单位划分将编码的当前画面，以对每个数 据单元执行编码。详细地讲，分层编码器110可基于最大编码单元划分当前画面，其中，最 大编码单元是最大尺寸的编码单元。根据本发明的实施例的最大编码单元可以是尺寸为 32X32、64X64、128X128、256X256等的数据单元，其中，数据单元的形状是具有2的若干 次方且大于8的宽度和长度的方形。
[0044] 根据本发明的实施例的编码单元可由最大尺寸和深度表征。深度表示编码单元从 最大编码单元被空间划分的次数，并且随着深度加深，根据深度的较深层编码单元可从最 大编码单元被划分到最小编码单元。最大编码单元的深度为最高深度，最小编码单元的深 度为最低深度。由于随着最大编码单元的深度加深，与每个深度相应的编码单元的尺寸减 小，因此与更高深度相应的编码单元可包括多个与更低深度相应的编码单元。
[0045] 如上所述，当前画面的图像数据根据编码单元的最大尺寸被划分为最大编码单 元，并且每个最大编码单元可包括根据深度被划分的较深层编码单元。由于根据深度对根 据本发明的实施例的最大编码单元进行划分，因此可根据深度对在最大编码单元中包括的 空间域的图像数据进行分层地分类。
[0046] 可预先确定编码单元的最大深度和最大尺寸，所述最大深度和最大尺寸限制对最 大编码单元的高度和宽度进行分层划分的总次数。
[0047] 分层编码器110对通过根据深度对最大编码单元的区域进行划分而获得的至少 一个划分区域进行编码，并且根据所述至少一个划分区域来确定用于输出最终编码的图像 数据的深度。换句话说，分层编码器110通过根据当前画面的最大编码单元以根据深度的 较深层编码单元对图像数据进行编码，并选择具有最小编码误差的深度，来确定编码深度。 确定的编码深度和根据最大编码单元的被编码的图像数据被输出到熵编码器120。
[0048] 基于与等于或小于最大深度的至少一个深度相应的较深层编码单元，对最大编码 单元中的图像数据进行编码，并且基于每个较深层编码单元来比较对图像数据进行编码的 结果。在对较深层编码单元的编码误差进行比较之后，可选择具有最小编码误差的深度。可 针对每个最大编码单元选择至少一个编码深度。
[0049] 随着编码单元根据深度被分层地划分并随着编码单元的数量增加，最大编码单元 的尺寸被划分。另外，即使在一个最大编码单元中编码单元与同一深度相应，也通过分别测 量每个编码单元的图像数据的编码误差来确定是否将与同一深度相应的每个编码单元划 分为更低深度。因此，即使图像数据被包括在一个最大编码单元中，图像数据仍被划分为根 据深度的区域，并且在一个最大编码单元中编码误差根据区域而不同，因此在图像数据中 编码深度可根据区域而不同。因此，可在一个最大编码单元中确定一个或更多个编码深度， 并且可根据至少一个编码深度的编码单元来对最大编码单元的图像数据进行划分。
[0050] 因此，分层编码器110可确定在最大编码单元中包括的具有树结构的编码单元。 根据本发明的实施例的"具有树结构的编码单元"包括在最大编码单元中包括的所有较深 层编码单元中的与确定为编码深度的深度相应的编码单元。可在最大编码单元的同一区域 中根据深度来分层地确定具有编码深度的编码单元，并可在不同区域中独立地确定具有编 码深度的编码单元。类似地，当前区域中的编码深度可独立于另一区域中的编码深度而被 确定。
[0051] 根据本发明的实施例的最大深度是与最大编码单元被划分为最小编码单元的次 数有关的索引。根据本发明的实施例的第一最大深度可表示最大编码单元被划分为最小编 码单元的总次数。根据本发明的实施例的第二最大深度可表示从最大编码单元到最小编码 单元的深度等级的总数。例如，当最大编码单元的深度为〇时，对最大编码单元划分一次的 编码单元的深度可被设置为1，对最大编码单元划分两次的编码单元的深度可被设置为2。 这里，如果最小编码单元是对最大编码单元划分四次的编码单元，则存在深度〇、1、2、3和4 的5个深度等级，并因此第一最大深度可被设置为4,第二最大深度可被设置为5。
[0052] 可根据最大编码单元执行预测编码和变换。还根据最大编码单元，基于根据等于 或小于最大深度的深度的较深层编码单元来执行预测编码和变换。
[0053] 由于每当根据深度对最大编码单元进行划分时，较深层编码单元的数量增加，因 此对随着深度加深而产生的所有较深层编码单元执行包括预测编码和变换的编码。为了便 于描述，在最大编码单元中，现在将基于当前深度的编码单元来描述预测编码和变换。
[0054] 视频编码设备100可不同地选择用于对图像数据进行编码的数据单元的尺寸或 形状。为了对图像数据进行编码，执行诸如预测编码、变换和熵编码的操作，此时，可针对所 有操作使用相同的数据单元，或者可针对每个操作使用不同的数据单元。
[0055] 例如，视频编码设备100不仅可选择用于对图像数据进行编码的编码单元，还可 选择不同于编码单元的数据单元，以便对编码单元中的图像数据执行预测编码。
[0056] 为了对最大编码单元执行预测编码，可基于与编码深度相应的编码单元（即，基 于不再被划分成与更低深度相应的编码单元的编码单元）来执行预测编码。以下，不再被 划分且成为用于预测编码的基本单元的编码单元将被称为"预测单元"。通过划分预测单元 而获得的分区可包括预测单元或通过对预测单元的高度和宽度中的至少一个进行划分而 获得的数据单元。
[0057] 例如，当2NX2N(其中，N是正整数）的编码单元不再被划分，并且成为2NX2N的 预测单元时，分区的尺寸可以是2NX2N、2NXN、NX2N或NXN。分区类型的示例包括通过 对预测单元的高度或宽度进行对称地划分而获得的对称分区、通过对预测单元的高度或宽 度进行非对称地划分（诸如，1 :n或n:l)而获得的分区、通过对预测单元进行几何地划分 而获得的分区、以及具有任意形状的分区。
[0058] 预测单元的预测模式可以是帧内模式、帧间模式和跳过模式中的至少一个。例如， 可对2NX2N、2NXN、NX2N或NXN的分区执行帧内模式或帧间模式。另外，可仅对2NX2N 的分区执行跳过模式。可对编码单元中的一个预测单元独立地执行编码，从而选择具有最 小编码误差的预测模式。
[0059] 视频编码设备100不仅可基于用于对图像数据进行编码的编码单元还可基于与 编码单元不同的数据单元，来对编码单元中的图像数据执行变换。
[0060] 为了在编码单元中执行变换，可基于具有尺寸等于或小于编码单元的尺寸的数据 单元，来执行变换。例如，用于变换的数据单元可包括用于帧内模式的数据单元和用于帧间 模式的数据单元。
[0061] 用作变换的基础的数据单元被称为"变换单元"。与编码单元类似，编码单元中的 变换单元可被递归地划分为更小尺寸的区域，使得变换单元可以以区域为单位被独立地确 定。因此，可基于根据变换深度的具有树结构的变换单元，对编码单元中的残差数据进行划 分。
[0062] 还可在变换单元中设置变换深度，其中，变换深度表示对编码单元的高