在视频译码过程中用于系数级别译码的莱斯参数更新的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请案主张2013年4月12日申请的美国临时专利申请案第61/811，632号、 2013年6月7日申请的美国临时专利申请案第61/832, 652号、2013年7月12日申请的 美国临时专利申请案第61/845,850号及2014年3月14日申请的美国临时专利申请案第 61/953, 647号的权利，所述专利申请案中的每一者的全部内容W引用的方式并入本文中。
技术领域
[0002] 本发明设及视频译码，且更特定地说设及用于译码变换系数的技术。
【背景技术】
[0003] 数字视频能力可并入到广泛范围的装置中，所述装置包含数字电视、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、数字相机、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、蜂窝或卫星无线电话、视频电话会议 装置及其类似者。数字视频装置实施视频压缩技术（诸如，在由MPEG-2、MPEG-4、口U-T H. 263、口U-T比264/MPEG-4第10部分（高级视频译码（AVC))、当前在开发中的高效率视 频译码（肥VC)标准定义的标准及此类标准的扩展中所描述的那些视频压缩技术）W更有 效地发射、接收及存储数字视频信息。
[0004] 视频压缩技术包含空间预测及/或时间预测W缩减或移除视频序列中固有的冗 余。对于基于块的视频译码，可将视频切片（即，视频帖或视频帖的部分）分割为视频块。 图片的经帖内译码（I)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 的空间预测予W编码。经帖间译码（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 称作帖，且参考图片可被称作参考帖。
[0005] 空间预测或时间预测引起译码用于块的预测性块。残差数据表示待译码的原始块 与预测性块之间的像素差。根据指向形成预测性块的参考样本的块的运动矢量，及指示经 译码块与预测性块之间的差的残差数据来编码经帖间译码块。根据帖内译码模式及残差数 据来编码经帖内译码块。为了进行进一步压缩，可将残差数据从像素域变换到变换域，从而 产生可接着被量化的残差变换系数。可W特定次序扫描最初布置成二维阵列的经量化变换 系数，W产生变换系数的一维矢量，且可应用赌译码W实现甚至更多的压缩。
【发明内容】
[0006] -般来说，本发明描述用于更新用W定义用于系数级别译码的哥伦布（Golomb) 码的莱斯巧ice)参数的值的技术。特定地说，本发明描述用于更新所述莱斯参数的所述值 的技术，所述值用W定义用于译码系数的系数级别的剩余绝对值的哥伦布码，其中上下文 自适应二进制算术译码（CABAC)用于译码有效系数、大于1的系数级别及大于2的系数级 别的指示。在一些实例中，可在高效率视频译码（肥VC)标准的范围扩展中将所述技术应用 于针对系数级别译码的莱斯参数更新。由所述莱斯参数定义的所述哥伦布码可用于译码系 数群组（CG)(即，系数的块）中的至少一个系数的系数级别的剩余绝对值。所述CG可驻留 于变换单元（TU)的变换块内。
[0007] 根据本发明的所述技术，基于所述莱斯参数的最大值或所述莱斯参数的所述值的 可变增量中的最小者的选择而更新所述莱斯参数的所述值。基于所述莱斯参数的所述值及 正被译码的所述当前系数的所述系数级别的绝对值而确定所述可变增量的量。本发明中所 描述的所述莱斯参数更新方案允许所述莱斯参数在译码所述CG中的系数的系数级别的剩 余绝对值期间快速地且有效地适应于自然内容与屏幕内容之间。
[0008] 另外，本发明描述用于基于变换是否应用于包含所述CG的变换块而调整用W定 义用于系数级别译码的哥伦布码的所述莱斯参数的所述值的技术。根据所述技术，如果所 述变换并未应用于所述变换块（即，在变换跳过或绕过的状况下），那么本发明中所描述的 所述莱斯参数更新方案用于更新所述莱斯参数的所述值，W用于译码所述CG中的后续系 数的系数级别的剩余绝对值。另外，根据所述技术，如果所述变换并未应用于所述变换块， 那么可在译码所述当前CG中的所述系数的系数级别的所述剩余绝对值之后，基于所述莱 斯参数的所述值而针对所述变换块中的后续CG初始化所述莱斯参数的所述值。否则，如果 所述变换应用于所述变换块，那么可根据所述肥VC莱斯参数更新及初始化方案调整所述 莱斯参数。
[0009] 在一个实例中，本发明设及一种在视频解码过程中解码系数的方法，所述方法包 括：确定残差视频数据的系数的块；使用由莱斯参数定义的哥伦布码来解码所述系数中的 至少一者的系数级别的剩余绝对值；及基于变换是否应用于包含系数的所述块的变换块而 调整所述莱斯参数的值。
[0010] 在另外实例中，本发明设及一种在视频解码过程中编码系数的方法，所述方法包 括：确定残差视频数据的系数的块；使用由莱斯参数定义的哥伦布码来编码所述系数中的 至少一者的系数级别的剩余绝对值；及基于变换是否应用于包含系数的所述块的变换块而 调整所述莱斯参数的值。
[0011] 在额外实例中，本发明设及一种视频译码装置，其包括经配置W存储视频数据的 存储器及一或多个处理器。所述处理器经配置W:确定残差视频数据的系数的块；使用由 莱斯参数定义的哥伦布码来译码所述系数中的至少一者的系数级别的剩余绝对值；及基于 变换是否应用于包含系数的所述块的变换块而调整所述莱斯参数的值。
[0012] 在另一实例中，本发明设及一种视频译码装置，其包括：用于确定残差视频数据的 系数的块的装置；用于使用由莱斯参数定义的哥伦布码来译码所述系数中的至少一者的系 数级别的剩余绝对值的装置；及用于基于变换是否应用于包含系数的所述块的变换块而调 整所述莱斯参数的值的装置。
[0013] 在额外实例中，本发明设及一种包括指令的计算机可读存储媒体，所述指令在由 视频译码装置的一或多个处理器执行时致使所述处理器：确定残差视频数据的系数的块； 使用由莱斯参数定义的哥伦布码来译码所述系数中的至少一者的系数级别的剩余绝对值； 及基于变换是否应用于包含系数的所述块的变换块而调整所述莱斯参数的值。
[0014] 在另一实例中，本发明设及一种在视频解码过程中解码系数的方法，所述方法包 括：确定残差视频数据的系数的块；使用由莱斯参数定义的哥伦布码来解码所述系数中的 至少一者的系数级别的剩余绝对值；及基于所述莱斯参数的最大值或所述莱斯参数的值的 可变增量中的最小者的选择而更新所述莱斯参数的所述值，其中基于所述莱斯参数的所述 值及正被解码的所述系数的所述系数级别的绝对值而确定所述可变增量。
[0015] 在另一实例中，本发明设及一种在视频编码过程中编码系数的方法，所述方法包 括：确定残差视频数据的系数的块；使用由莱斯参数定义的哥伦布码来编码所述系数中的 至少一者的系数级别的剩余绝对值；及基于所述莱斯参数的最大值或所述莱斯参数的值的 可变增量中的最小者的选择而更新所述莱斯参数的所述值，其中基于所述莱斯参数的所述 值及正被编码的所述系数的所述系数级别的绝对值而确定所述可变增量。
[0016] 在另外实例中，本发明设及一种视频译码装置，其包括经配置W存储视频数据的 存储器及一或多个处理器。所述处理器经配置W:确定残差视频数据的系数的块；使用由 莱斯参数定义的哥伦布码来译码所述系数中的至少一者的系数级别的剩余绝对值；及基于 所述莱斯参数的最大值或所述莱斯参数的值的可变增量中的最小者的选择而更新所述莱 斯参数的所述值，其中基于所述莱斯参数的所述值及正被译码的所述系数的所述系数级别 的绝对值而确定所述可变增量。
[0017] 一或多个实例的细节被阐述于随附图式及W下描述中。从所述描述及所述图式W 及从权利要求书将显而易见其它特征、目标及优势。
【附图说明】
[0018] 图1为说明可利用本发明中所描述的用于译码系数级别的技术的实例视频编码 及解码系统的框图。
[0019] 图2为展示用于系数级别译码的实例反扫描次序的概念图。
[0020] 图3为展示用于系数群组（CG)的系数级别译码的实例基于子块的反对角线扫描 次序的概念图。
[0021] 图4为展示用于译码用于CG的系数级别的实例反对角线扫描次序的概念图。
[0022] 图5为说明可实施本发明中所描述的用于编码系数级别的技术的实例视频编码 器的框图。
[0023] 图6为说明可实施本发明中所描述的用于解码系数级别的技术的实例视频解码 器的框图。
[0024] 图7为说明根据本发明中所描述的技术的在系数级别的赌编码期间更新莱斯参 数的值的实例操作的流程图。
[0025] 图8为说明根据本发明中所描述的技术的在系数级别的赌解码期间更新莱斯参 数的值的实例操作的流程图。
[0026] 图9为说明根据本发明中所描述的技术的在系数级别的赌编码期间调整莱斯参 数的值的实例操作的流程图。
[0027] 图10为说明根据本发明中所描述的技术的在系数级别的赌解码期间调整莱斯参 数的值的实例操作的流程图。
【具体实施方式】
[0028] 本发明描述用于更新莱斯参数的值的技术，所述值用W定义用于系数级别译码的 哥伦布码。特定地说，本发明描述用于更新莱斯参数的值的技术，所述值用W定义用于译码 系数的系数级别的剩余绝对值的哥伦布码，其中上下文自适应二进制算术译码（CABAC)用 于译码有效系数、大于1的系数级别及大于2的系数级别的指示。在一些实例中，可在高效 率视频译码（肥VC)标准的范围扩展中将技术应用于针对系数级别译码的莱斯参数更新。 莱斯参数为用于从哥伦布码的家族选择码字集的可调谐值。由莱斯参数定义的哥伦布码可 用于译码系数群组（CG)中的至少一个系数（目P，系数的块）的系数级别的剩余绝对值。
[0029] 根据本发明的技术，基于莱斯参数的最大值或莱斯参数的值的可变增量中的最小 者的选择而更新莱斯参数的值。基于莱斯参数的值及正被译码的当前系数的系数级别的绝 对值而确定可变增量的量。在一些实例中，可基于当前系数的系数级别的绝对值的经右移 位版本而确定可变增量，其中右移位的量是基于莱斯参数的值。
[0030] 可变增量使莱斯参数的值能够增加任何整数值，直到莱斯参数的最大值。举例来 说，莱斯参数的最大值可等于7,且取决于莱斯参数的值及当前系数的系数级别的绝对值， 可变增量可等于〇、1、2、3、4、5或6中的任一者。在其它实例中，莱斯参数的最大值可等于 4或5。在另外实例中，本发明的技术可允许在更新期间减低或递减莱斯参数。
[0031] 在一些实例中，视频编码器可将残差视频数据的系数级别编码成位流，W用于发 射到视频解码器或存储装置。在接收到经编码位流后，视频解码器就可W与视频编码器互 逆的方式解码残差视频数据的系数级别。在有损视频译码的状况下，系数可为经量化变换 系数。在无损视频译码或具有变换跳过或绕过的有损视频译码的状况下，系数可具有具大 绝对值的系数级别。当系数表示屏幕内容（其可包含图形及文本区域）时，可并未良好地 预测内容，从而产生系数的系数级别的大绝对值。
[0032] 本发明中所描述的莱斯参数更新方案允许莱斯参数快速地且有效地适应于大系 数值，此情况可发生在屏幕内容的块中及具有变换跳过或绕过的块中。根据技术，可基于可 变增量更新莱斯参数的值，W便较快速地进行适应，来适应尚未经变换或经量化的屏幕内 容及/或系数，但仍通过类似于肥VC莱斯参数更新方案的执行而处置自然内容的变换系数 的系数级别译码。举例来说，当正被译码的当前系数的系数级别具有大绝对值时，可变增量 可等于大于1的整数值，W便较快速地适应大系数值。通过在莱斯参数更新期间缩减或消 除系数级别赌译码的回路内的条件运算，本发明的技术还提供较大的计算效率。
[0033] 另外，本发明描述用于基于变换是否应用于包含CG的变换块而调整用W定义用 于系数级别译码的哥伦布码的莱斯参数的值的技术。如本发明中所描述，调整莱斯参数的 值可包含：更新莱斯参数的值，W定义用于译码CG中的后续系数的系数级别的剩余绝对值 的哥伦布码；或初始化莱斯参数的值，W定义用于译码后续CG中的至少一个系数的系数级 别的剩余绝对值的哥伦布码。
[0034] 根据技术，如果变换并未应用于变换块（即，在变换跳过或绕过的状况下），那么 本发明中所描述的莱斯参数更新方案用于更新莱斯参数的值。否则，如果变换应用于变换 块，那么肥VC莱斯参数更新方案可用于更新莱斯参数的值。在另一实例中，根据技术，如果 变换并未应用于变换块，那么对于变换块中的后续CG，可基于解码当前CG中的系数的系数 级别的剩余绝对值之后的莱斯参数的值初始化莱斯参数的值。否则，如果变换应用于变换 块，那么可针对变换块中的后续CG而将莱斯参数的值初始化为等于零。
[0035] 图1为说明可利用本发明中所描述的用于译码系数级别的技术的实例视频编码 及解码系统10的框图。如图1所展示，系统10包含将经编码视频经由通信信道16发射到 目的地装置14的源装置12。按需要，经编码视频数据也可存储在存储媒体34或文件服务 器36上，且可由目的地装置14存取。当存储到存储媒体或文件服务器时，视频编码器20 可将经译码视频数据提供到另一装置（诸如网络接口、压缩光盘（CD)、蓝光度lu-ray)或数 字视频光盘值VD)刻录机或压印设施装置，或其它装置），W用于将经译码视频数据存储到 存储媒体。同样地，与视频解码器30分离的装置（诸如，网络接口、CD或DVD读取器，或其 类似者）可从存储媒体检索经译码视频数据，且将经检索数据提供到视频解码器30。
[0036] 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，所述装置包含桌 上型计算机、笔记本（即，膝上型）计算机、平板计算机、机顶盒、诸如所谓的智能电话的电 话手机、电视、相机、显示装置、数字媒体播放器、视频游戏控制台或其类似者。在许多状况 下，此类装置可被配备W用于无线通信。因此，通信信道16可包括适于发射经编码视频数 据的无线信道、有线信道或无线及有线信道的组合。类似地，可由目的地装置14经由任何 标准数据连接（包含因特网连接）存取文件服务器36。此数据连接可包含适于存取存储在 文件服务器上的经编码视频数据的无线信道（例如，Wi-Fi连接）、有线连接（例如，D化、电 缆调制解调器等等）或两者的组合。
[0037] 根据本发明的实例，用于译码系数级别的技术可应用于视频译码W支持多种多媒 体应用中的任一者，诸如，空中电视广播、有线电视发射、卫星电视发射、（例如）经由因特 网的流式处理视频发射、数字视频的编码W供存储在数据存储媒体上、存储在数据存储媒 体上的数字视频的解码，或其它应用。在一些实例中，系统10可经配置W支持单向或双向 视频发射，W支持诸如视频流式处理、视频回放、视频广播及/或视频电话的应用。
[003引在图1的实例中，源装置12包含视频源18、视频编码器20、调制器/解调器22及 发射器24。在源装置12中，视频源18可包含诸如视频捕获装置（诸如，视频相机）、含有 先前所捕获视频的视频存档、用W从视频内容提供者接收视频的视频馈送接口，及/或用 于将计算机图形数据产生为源视频的计算机图形系统的源，或此类源的组合。作为一个实 例，如果视频源18为视频相机，那么源装置12与目的地装置14可形成所谓的相机电话或 视频电话，所述电话可提供在（例如）智能电话或平板计算机内。然而，一般来说，本发明 中所描述的技术可适用于视频译码，且可应用于无线及/或有线应用，或经编码视频数据 存储在本地磁盘的应用。
[0039] 可由视频编码器20编码所捕获、预捕获或计算机产生的视频。可由调制解调器22 根据通信标准（诸如，有线或无线通信协议）调制经编码视频信息，且经由发射器24将其 发射到目的地装置14。调制解调器22可包含各种混合器、滤波器、放大器或经设计W用于 信号调制的其它组件。发射器24可包含经设计W用于发射数据的电路，包含放大器、滤波 器及（在无线通信的状况下）一或多个天线。
[0040] 由视频编码器20编码的所捕获、预捕获或计算机产生的视频也可存储到存储媒 体34或文件服务器36上，W用于稍后消耗。存储媒体34可包含蓝光光盘、DVDXD-R0M、闪 速存储器，或用于存储经编码视频的任何其它合适的数字存储媒体。存储在存储媒体34上 的经编码视频可接着由目的地装置14存取，W用于解码及回放。尽管图1中未图示，但在 一些实例中，存储媒体34及/或文件服务器36可存储发射器24的输出。
[0041] 文件服务器36可为能够存储经编码视频且将那个经编码视频发射到目的地装置 14的任何类型的服务器。实例文件服务器包含web服务器（例如，用于网站）、FTP服务 器、网络连接存储（NA巧装置、本地磁盘驱动器，或能够存储经编码视频数据且将其发射到 目的地装置的任何其它类型的装置。来自文件服务器36的经编码视频数据的发射可为流 式处理发射、下载发射或两者的组合。可由目的地装置14经由任何标准数据连接（包含因 特网连接）存取文件服务器36。此标准数据连接可包含适于存取存储在文件服务器上的经 编码视频数据的无线信道（例如，Wi-Fi连接）、有线连接（例如，D化、电缆调制解调器、乙 太网、USB等等）或两者的组合。
[0042] 在图1的实例中，目的地装置14包含接收器26、调制解调器28、视频解码器30及 显示装置32。目的地装置14的接收器26经由信道16接收信息，且调制解调器28解调信 息W产生用于视频解码器30的经解调位流。经由信道16所传达的信息可包含由视频编码 器20产生W用于由视频解码器30在解码视频数据时使用的多种语法信息。此类语法也可 与存储在存储媒体34或文件服务器36上的经编码视频数据一起被包含。视频编码器20 及视频解码器30中的每一者可形成能够编码或解码视频数据的相应编码器-解码器（编 码解码器）的部分。
[0043] 显示装置32可与目的地装置14整合在一起，或在目的地装置外部。在一些实例 中，目的地装置14可包含整合式显示装置，且也经配置W与外部显示装置进行接口连接。 在其它实例中，目的地装置14可为显示装置。一般来说，显示装置32向用户显示经解码视 频数据，且可包括多种显示装置中的任一者，诸如，液晶显示器化CD)、等离子显示器、有机 发光二极管（OLED)显示器或另一类型的显示装置。
[0044] 在图1的实例中，通信信道16可包括任何无线或有线通信媒体，诸如，射频（RF) 频谱或一或多个物理传输线，或无线及有线媒体的任何组合。通信信道16可形成基于分组 的网络（诸如，局域网、广域网或诸如因特网的全局网络）的部分。通信信道16大体上表 示用于将视频数据从源装置12发射到目的地装置14的任何合适通信媒体或不同通信媒体 的集合，包含有线或无线媒体的任何合适组合。通信信道16可包含路由器、交换机、基站或 可用于促进从源装置12到目的地装置14的通信的任何其它装备。
[0045] 视频编码器20及视频解码器30可根据视频压缩标准（诸如，由ITU-T视频译码 专家群组（VCEG)及IS0/IEC运动图片专家群组（MPEG)的视频译码联合合作小组（JCT-VC) 开发的高效率视频译码（肥VC)标准）而操作。文档JCTVC-L1003V34中的肥VC标准的草案 度ross等人的"Hi曲EfficiencyVideoCoding(肥VC)TextSpecificationDraft10"， ITU-TSG16WP3 及ISO/IECJTC1/SC29/WG11 的视频译码联合合作小组（JCT-VC)，第 12 次 会议，66]16￥曰,邸，2013年1月14日到23日）可从111：化：//口116]1；[义.；[]11：-6￥巧.化/扣1：/(1〇。_ end_use;r/documents/12_Geneva/wgll/JCTVC-L1003-v34.zip得到。
[0046] 尽管图1中未图示，但在一些方面中，视频编码器20及视频解码器30可各自与音 频编码器及解码器整合，且可包含适当MUX-DEMUX单元或其它硬件及软件，W处置共同数 据流或单独数据流中的音频及视频两者的编码。适用时，在一些实例中，MUX-DEMUX单元可 符合口UH. 223多路复用器协议，或诸如用户数据报协议OJD巧的其它协议。
[0047] 视频编码器20及视频解码器30可各自被实施为多种合适编码器电路系统中的任 一者，诸如一或多个微处理器、数字信号处理器值SP)、专用集成电路（ASIC)、现场可编程 口阵列（FPGA)、离散逻辑、软件、硬件、固件或其任何组合。当在软件中部分地实施技术时， 装置可将用于软件的指令存储在合适的非暂时性计算机可读媒体中，且在硬件中使用一或 多个处理器来执行所述指令W执行本发明的技术。视频编码器20及视频解码器30中的每 一者可包含在一或多个编码器或解码器中，其中任一者可被整合为相应装置中的组合编码 器/解码器