用于上下文自适应、多层级有效性译码的上下文导出的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请案主张2012年9月26日申请的美国临时专利申请案61/706, 035的权益。 所述申请案的整个内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
[0002] 本发明大体上涉及视频译码，并且更具体来说，涉及对变换系数的译码。
【背景技术】
[0003] 数字视频能力可并入到广泛范围的装置中，包含数字电视、数字直播系统、无线广 播系统、个人数字助理（PDA)、膝上型或桌上型计算机、平板计算机、电子图书阅读器、数码 相机、数字记录装置、数字媒体播放器、视频游戏装置、视频游戏控制台、蜂窝式或卫星无线 电电话、所谓的"智能电话"、视频电话会议装置、视频流式传输装置及其类似者。数字视频 装置实施视频压缩技术，例如由MPEG-2、MPEG-4、ITU-TH. 263或ITU-TH. 264/MPEG-4第 10部分高级视频译码（AVC)所界定的标准、目前正在开发的高效率视频译码（HEVC)标准及 这些标准的扩展中所描述的视频译码技术。视频装置可通过实施此类视频压缩技术而更有 效率地传输、接收、编码、解码及/或存储数字视频信息。
[0004] 视频压缩技术执行空间（图片内）预测及/或时间（图片间）预测以减少或移除 视频序列中固有的冗余。对于基于块的视频译码来说，视频切片（例如，视频帧或视频帧的 一部分）可以分割成视频块，视频块还可被称作树块、译码单元（CU)及/或译码节点。使 用相对于同一图片中的相邻块中的参考样本的空间预测对图片的经帧内译码（I)切片中 的视频块进行编码。图片的经帧间编码（P或B)切片中的视频块可使用相对于同一图片中 的相邻块中的参考样本的空间预测或相对于其它参考图片中的参考样本的时间预测。图片 可被称为帧，且参考图片可涉及参考帧。
[0005] 空间或时间预测导致对块的预测块进行译码。残差数据表示待译码的原始块与预 测块之间的像素差。经帧间译码块是根据指向形成预测块的参考样本块的运动向量及指示 经译码块与预测块之间的差的残差数据编码的。经帧内译码块是根据帧内译码模式及残差 数据来编码。为了实现进一步压缩，可以将残差数据从像素域变换到变换域，从而产生残差 变换系数，接着可以对残差变换系数进行量化。可扫描最初布置为二维阵列的经量化变换 系数，以便产生变换系数的一维向量，且可应用熵译码以实现更多压缩。
【发明内容】
[0006] 在视频译码过程中，帧内或帧间预测译码产生可由变换域中的变换系数表示的残 差数据。可在变换块中呈现所述变换系数。本发明描述与变换块的变换系数的信令层级相 关的技术，并且更具体来说，与用于对变换系数的上下文自适应、多层级有效性译码的上下 文导出相关的技术。可（例如）将所导出的上下文用作算术译码过程（例如，基于上下文 自适应的算术译码（CABAC))的上下文。
[0007] 在一个实例中，一种用于译码视频数据的方法包含译码与残差数据相关联的变换 系数的第一有效性信息，其中所述第一有效性信息指示第一子块是否包括至少一个非零系 数，其中所述第一子块是整个变换块的子块；及译码第二有效性信息，其中所述第二有效 性信息指示第二子块是否包括至少一个非零系数，其中所述第二子块是所述第一子块的子 块，其中译码所述第二有效性信息包括对所述第二有效性信息执行算术译码操作，其中用 于所述算术译码操作的上下文是基于与所述第一子块相同大小的一或多个相邻子块来确 定。
[0008] 在另一实例中，一种用于译码视频数据的装置，其包含视频译码器，所述视频译码 器经配置以译码与残差数据相关联的变换系数的第一有效性信息，其中所述第一有效性信 息指示第一子块是否包括至少一个非零系数，其中所述第一子块是整个变换块的子块；及 译码第二有效性信息，其中所述第二有效性信息指示第二子块是否包括至少一个非零系 数，其中所述第二子块是所述第一子块的子块，其中译码所述第二有效性信息包括对所述 第二有效性信息执行算术译码操作，其中用于所述算术译码操作的上下文是基于与所述第 一子块相同大小的一或多个相邻子块来确定。
[0009] 在另一实例中，一种存储指令的计算机可读存储媒体，所述指令在由一或多个处 理器执行时致使所述一或多个处理器：译码与残差数据相关联的变换系数的第一有效性信 息，其中所述第一有效性信息指示第一子块是否包括至少一个非零系数，其中所述第一子 块是整个变换块的子块；及译码第二有效性信息，其中所述第二有效性信息指示第二子块 是否包括至少一个非零系数，其中所述第二子块是所述第一子块的子块，其中译码所述第 二有效性信息包括对所述第二有效性信息执行算术译码操作，其中用于所述算术译码操作 的上下文是基于与所述第一子块相同大小的一或多个相邻子块来确定。
[0010] 在另一实例中，一种用于译码视频数据的设备包含：用于译码与残差数据相关联 的变换系数的第一有效性信息的装置，其中所述第一有效性信息指示第一子块是否包括至 少一个非零系数，其中所述第一子块是整个变换块的子块；及用于译码第二有效性信息的 装置，其中所述第二有效性信息指示第二子块是否包括至少一个非零系数，其中所述第二 子块是所述第一子块的子块，其中译码所述第二有效性信息包括对所述第二有效性信息执 行算术译码操作，其中用于所述算术译码操作的上下文是基于与所述第一子块相同大小的 一或多个相邻子块来确定。
[0011] 附图和以下描述中陈述一或多个实例的细节。其它特征、目标及优势将从所述描 述及所述图式以及从权利要求书而显而易见。
【附图说明】
[0012] 图1是说明可利用本发明中描述的技术的实例视频编码和解码系统的实例的框 图。
[0013] 图2是展示变换系数的4X4系数群组的实例反对角线扫描的概念图。
[0014] 图3A到3D展示取决于底部及右边系数群组旗标的用于4X4子块中的系数的上 下文指派的模式。
[0015] 图4是说明可实施本发明中描述的技术的实例视频编码器的框图。
[0016] 图5是说明可实施本发明中描述的技术的实例视频解码器的框图。
[0017] 图6是说明视频块中的变换系数及与所述视频块相关联的有效性图之间的关系 的概念图。
[0018] 图7A到7D是说明使用Z形扫描次序、水平扫描次序、垂直扫描次序及对角线扫描 次序而扫描的视频数据块的实例的概念图。
[0019] 图8是说明被划分成子块以用于变换系数译码的示范性视频块的概念图。
[0020] 图9是说明用于界定使用反向对角线扫描次序而扫描的视频块中的系数的有效 性图的上下文模型的示范性五点支持的概念图。
[0021] 图IOA及IOB是说明五点支持内的上下文相依性的概念图。
[0022] 图11是说明用于视频块的每一区的基于邻域或位置的上下文的示范性指派的概 念图。
[0023] 图12是展示根据本发明的技术的实例视频编码方法的流程图。
[0024] 图13是展示根据本发明的技术的实例视频解码方法的流程图。
【具体实施方式】
[0025] 在视频译码过程中，视频解码器基于已经解码的视频数据块对当前视频数据块执 行帧内或帧间预测。为了使经重构的视频块与原始视频数据更紧密匹配，视频解码器还从 视频编码器接收一般对应于经预测视频数据与原始视频数据之间的差异的残差数据。因 此，在解码时，经预测视频数据加上残差视频数据可比仅经预测视频数据提供对原始视频 数据的更好的近似。如下文将更详细地解释，为了减少译码残差数据所需的位数目，视频编 码器变换并量化残差数据。一旦经量化及变换，所述残差数据由变换域中的变换系数表示。 可在变换块中呈现所述变换系数。
[0026] 本发明描述与变换块的变换系数的信令层级相关的技术。另外，本发明描述用于 对变换系数的上下文自适应、多层级有效性译码的上下文导出的技术。可（例如）将所导 出的上下文用作算术译码过程（例如，基于上下文自适应的算术译码（CABAC))的上下文。 应注意，在本发明中以两种不同方式使用术语层级。在一些情况下，术语层级可用于指系数 的值或绝对值。然而，术语层级还可用于指分层结构内的不同位置。例如，整个变换块可被 划分成第一组子块，第一组子块的每一子块可进一步被划分成第二组子块层级，且第二子 块中的每一者可包含个别系数。变换块层次的这些不同阶段可（例如）被称为整个变换块 层级、第一子块层级、第二子块层级及个别系数层级。
[0027] 有效性译码一般是指对指示变换系数或变换系数群组是否包含具有除零之外的 值的至少一个变换系数的信息进行译码。变换系数如果具有除零之外的值（还被称作层 级）便被视为有效的。变换系数块如果包含至少一个有效系数便被视为有效的。
[0028] 取决于经译码的视频数据的特性，视频编码器可译码呈各种大小的变换块，例如 32X32、16X16及8X8。还预期将来的视频译码标准或当前视频译码标准的将来扩展可并 入更大的变换大小，例如64X64或128X128。为了更有效地译码变换块的信息，可将变换 块划分成小于整个变换块的子块。例如，可将16X16变换块划分成4X4子块及/或2X2 子块。本发明引入多层级有效性译码。因此，根据本发明的技术，在译码变换块时，在第一层 级（例如整个变换块层级）处，视频编码器可译码第一有效性信息（例如经译码块旗标）以 指示变换块是否包含至少一个有效系数（即，至少一个非零系数）。如果整个变换块含有至 少一个有效系数，那么对于第二层级（例如，第一子块层级），视频编码器可译码每一子块 的指示所述子块是否包含有效系数的第二有效性信息。对于包含有效系数的每一子块，视 频译码器可译码指示所述子块的子块是否包含有效系数的第三层级（即，第二子块层级） 有效性信息。此多层级有效性译码可继续向下到最低层级（例如，个别系数层级）。
[0029] 根据本发明的技术，用于较低层级的子块的大小可独立于变换块的大小。作为一 个实例，用于第二层级的子块大小可为16X16,而不管第一层级变换块是32X32还是更大 的大小。作为另一实例，用于第一子块层级的子块大小可一直是8X8，而不管整个变换块是 16X16还是32X32。在本发明中，术语子块一般打算是指作为较大块的一部分的较小块。 例如，可将32X32块划分成四个16X16子块、十六个8X8子块，或划分成某一其它大小的 块。可进一步将子块划分成较小子块。作为一个实例，可将32X32块划分成四个16X16 子块，而可将16X16子块中的每一者进一步划分成四个8X8块或十六个4X4子块。
[0030] 对于每一子块层级，视频译码器可上下文在算术上译码有效性信息。根据本发明 的技术，特定层级的有效性信息的上下文可基于相同层级的已经译码的子块以及更高层级 的已经译码的块或子块两者。
[0031] 图1是说明可利用本发明中描述的变换块译码技术的实例视频编码和解码系统 10的框图。如图1中所示，系统10包含源装置12,所述源装置产生经编码视频数据以在稍 后时间由目的地装置14解码。源装置12及目的地装置14可包括广泛范围的装置中的任一 者，包含桌上型计算机、笔记型（即，膝上型）计算机、平板计算机、机顶盒、电话手持机（例 如，所谓的"智能"电话）、所谓的"智能"平板计算机、电视机、摄像机、显示装置、数字媒体 播放器、视频游戏控制台、视频流式传输装置或其类似者。在一些情况下，源装置12和目的 地装置14可能经装备以用于无线通信。
[0032] 目的地装置14可经由链路16接收待解码的经编码视频数据。链路16可包括能 够将经编码视频数据从源装置12移动到目的地装置14的任何类型的媒体或装置。在一个 实例中，链路16可包括使得源装置12能够实时将经编码视频数据直接传输到目的地装置 14的通信媒体。经编码视频数据可根据通信标准（例如，无线通信协议）来调制，且被传输 到目的地装置14。通信媒体可包括任何无线或有线通信媒体，例如射频（RF)频谱或一或多 个物理传输线路。通信媒体可形成基于包的网络（例如，局