对视频进行解码的方法和设备的制造方法

文档序号:9755179阅读:305来源:国知局
对视频进行解码的方法和设备的制造方法
【专利说明】
[0001 ]本申请是向中国知识产权局提交的申请日为2012年6月27日的标题为"伴随有算 术编码的对视频编码的方法和设备W及对视频解码的方法和设备"的第201280042529.9号 申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明设及分别包括算术编码和算术解码的视频编码和视频解码。
【背景技术】
[0003] 随着用于再现和存储高分辨率或高品质视频内容的硬件的开发和供应,对用于有 效地对高分辨率或高质量视频内容进行编码或解码的视频编解码器的需要日益增加。在传 统的视频编解码器中,基于具有预定尺寸的宏块,根据有限的编码方法对视频进行编码。
[0004] 通过使用频率转换方法将空间域的图像数据转换为频域的系数。为了频率转换的 快速操作,视频编解码器通过将图像划分为具有预定尺寸的多个块并执行离散余弦变换 (DCT)转换,来W块为单位对频率系数进行编码。与空域的图像数据相比,频率区域的系数 被容易地压缩。具体地讲,在空域中图像的像素值被表示为预测误差,因此,如果对预测误 差执行频率转换,则大量的数据可被转换为0。视频编解码器将连续且重复地产生的数据转 换为小数据,W减少数据量。

【发明内容】

[0005] 技术问题
[0006] 本发明提供一种用于通过将符号分类为前缀比特串和后缀比特串对视频执行算 术编码和算术解码的方法和设备。
[0007] 技术方案
[000引根据本发明的一方面,提供一种通过符号解码对视频进行解码的方法,所述方法 包括:从接收的比特流解析图像块的符号;基于根据当前块的尺寸确定的阔值将当前符号 分类为前缀比特串和后缀比特串;通过使用针对前缀比特串和后缀比特串中的每一个确定 的算术解码方法执行算术解码;通过使用针对前缀比特串和后缀比特串中的每一个确定的 二值化方法执行逆二值化;通过使用经由算术解码和逆二值化恢复的当前符号对当前块执 行逆变换和预测来恢复图像块。
[0009] 有益效果
[0010] 通过对后缀区域或后缀比特串执行具有相对小量操作负担的二值化方法或者通 过在用于符号编码/解码的基于上下文的算术编码/解码期间省略上下文建模,来提高符号 编码/解码处理的效率。
【附图说明】
[0011] 图1是根据本发明的实施例的视频编码设备的框图;
[0012] 图2是根据本发明的实施例的视频解码设备的框图;
[0013] 图3和图4是用于描述根据本发明的实施例的通过根据预定阔值将符号分类为前 缀比特串和后缀比特串来进行算术编码的示图;
[0014] 图5是用于描述根据本发明的实施例的视频编码方法的流程图;
[0015] 图6是用于描述根据本发明的实施例的视频解码方法的流程图;
[0016] 图7是根据本发明的实施例的基于具有树结构的编码单元的视频编码设备的框 图;
[0017] 图8是根据本发明的实施例的基于具有树结构的编码单元的视频解码设备的框 图;
[0018] 图9是根据本发明的实施例的编码单元的概念图;
[0019] 图10是根据本发明的实施例的基于编码单元的图像编码器的框图;
[0020] 图11是根据本发明的实施例的基于编码单元的图像解码器的框图;
[0021] 图12是示出根据本发明的实施例的根据深度的编码单元和分区的示图;
[0022] 图13是用于描述根据本发明的实施例的编码单元和变换单元之间的关系的示图;
[0023] 图14是用于描述根据本发明的实施例的根据深度的编码单元的编码信息的示图;
[0024] 图15是示出根据本发明的实施例的根据深度的编码单元的示图;
[0025] 图16至图18是用于描述根据本发明的实施例的编码单元、预测单元和变换单元之 间的关系的示图;
[0026] 图19是用于描述根据表1的编码模式信息的编码单元、预测单元和变换之间的关 系的不图。
[0027] 最佳实施方式
[0028] 根据本发明的一方面,提供一种通过符号解码对视频进行解码的方法,所述方法 包括:从接收的比特流解析图像块的符号;基于根据当前块的尺寸确定的阔值将当前符号 分类为前缀比特串和后缀比特串;通过使用针对前缀比特串和后缀比特串中的每一个确定 的算术解码方法来执行算术解码;通过使用针对前缀比特串和后缀比特串中的每一个确定 的二值化方法来执行逆二值化;W及通过使用经由算术解码和逆二值化恢复的当前符号对 当前块执行逆变换和预测来恢复图像块。
[0029] 执行逆二值化的步骤可包括:通过根据针对前缀比特串和后缀比特串中的每一个 确定的二值化方法执行逆二值化来恢复符号的前缀区域和后缀区域。
[0030] 执行算术解码的步骤可包括:根据比特的位置对前缀比特串执行用于确定上下文 建模的算术解码;W及在旁路模式下对后缀比特串执行省略上下文建模的算术解码。
[0031] 执行算术解码的步骤可包括:当符号是变换系数的最终系数位置信息时,通过使 用预先分配到前缀比特串的比特的位置的预定索引的上下文来执行算术解码。
[0032] 当前符号可包括当前块的帖内预测模式和最终系数位置信息中的至少一个。
[0033] 二值化方法还可包括:从包括一元二值化、截断一元二值化、指数哥伦布二值化和 固定长度二值化构成的组中选择的至少一种。
[0034] 根据本发明的另一方面,提供一种通过符号编码对视频进行编码的方法,所述方 法包括:通过对图像块执行预测和变换来产生符号;基于根据当前块的尺寸确定的阔值将 当前符号分类为前缀区域和后缀区域;通过使用针对前缀区域和后缀区域中的每一个确定 的二值化方法来产生前缀比特串和后缀比特串;通过使用针对前缀比特串和后缀比特串中 的每一个确定的算术编码方法来执行符号编码;W及W比特流的形式输出通过符号编码产 生的比特串。
[0035] 执行符号编码的操作可包括:通过使用用于根据比特的位置执行上下文建模的算 术编码方法对前缀比特串执行符号编码;W及通过使用用于在旁路模式下省略上下文建模 的算术编码方法对后缀比特串执行符号编码。
[0036] 执行符号编码的操作可包括:当符号是变换系数的最终系数位置信息时,通过使 用预先分配到前缀比特串的比特的位置的预定索引的上下文来执行算术编码。
[0037] 当前符号可包括当前块的帖内预测模式和最终系数位置信息中的至少一个。
[0038] 二值化方法还可包括:从包括一元二值化、截断一元二值化、指数哥伦布二值化和 固定长度二值化构成的组中选择的至少一种。
[0039] 根据本发明的另一方面,提供一种用于通过符号解码对视频进行解码的设备,所 述设备包括:解析器,从接收的比特流解析图像块的符号;符号解码器,基于根据当前块的 尺寸确定的阔值将当前符号分类为前缀比特串和后缀比特串,并且通过使用针对前缀比特 串和后缀比特串中的每一个确定的算术解码方法来执行算术解码,然后通过使用针对前缀 比特串和后缀比特串中的每一个确定的二值化方法来执行逆二值化;W及图像恢复单元, 通过使用经由算术解码和逆二值化恢复的当前符号对当前块执行逆变换和预测来恢复图 像块。
[0040] 根据本发明的另一方面,提供一种用于通过符号编码对视频进行编码的设备,所 述设备包括:图像编码器,通过对图像块执行预测和变换来产生符号;符号编码器,基于根 据当前块的尺寸确定的阔值将当前符号分类为前缀区域和后缀区域,并且通过使用针对前 缀区域和后缀区域中的每一个确定的二值化方法来产生前缀比特串和后缀比特串,然后通 过使用针对前缀比特串和后缀比特串中的每一个确定的算术编码方法来执行符号编码;W 及比特流输出单元,W比特流的形式输出通过符号编码产生的比特串。
[0041] 根据本发明的另一方面,提供一种其上包含有用于执行通过符号解码对视频进行 解码的方法的计算机程序的计算机可读记录介质。
[0042] 根据本发明的另一方面,提供一种其上包含有用于执行通过符号编码对视频进行 编码的方法的计算机程序的计算机可读记录介质。
【具体实施方式】
[0043] 下文中,将参照附图更加全面地描述本发明,在附图中示出本发明的示例性实施 例。诸如"…中的至少一个"的表达在位于一列元件之后时修饰整列元件,而非修饰列中的 单个元件。
[0044] 将参照图1至图6描述根据本发明的实施例的包括算术编码的视频编码方法和包 括算术解码的视频解码方法。此外,将参照图7至图19描述根据本发明的实施例的基于具有 树结构的编码单元的包括算术编码的视频编码方法和包括算术解码的视频解码方法。下文 中,"图像"可表示视频的静止图像或运动图像(即,视频本身)。
[0045] 下文中,将参照图1至图6描述基于帖内预测模式下的预测方法的根据本发明的实 施例的视频编码方法和视频解码方法。
[0046] 图I是根据本发明的实施例的视频编码设备10的框图。
[0047] 视频编码设备10可通过帖内预测/帖间预测、变换、量化和符号编码对空域的视频 数据进行编码。下文中,将详细地描述当视频编码设备10经由算术编码对通过帖内预测/帖 间预测、变换和量化产生的符号进行编码时发生的操作。
[004引视频编码设备10包括图像编码器12、符号编码器14和比特流输出单元16。
[0049] 视频编码设备10可将视频的图像数据划分为多个数据单元,并根据数据单元对图 像数据进行编码。数据单元可具有正方形形状或矩形形状,或者可W是任意几何形状,但是 数据单元不限于具有预定尺寸的数据单元。根据基于具有树结构的编码单元的视频编码方 法,数据单元可W是最大编码单元、编码单元、预测单元、变换单元等。将参照图7至图19描 述在基于具有树结构的编码单元的视频编码/解码方法中使用根据本发明的实施例的算术 编码/解码方法的示例。
[0050] 为了便于描述,将详细地描述用于作为一种数据单元的"块"的视频编码方法。然 而,根据本发明的各种实施例的视频编码方法不限于用于"块"的视频编码方法,并且可用 于各种数据单元。
[0051] 图像编码器12对图像块执行诸如帖内预测/帖间预测、变换或量化的操作,W产生 符号。
[0052] 符号编码器14基于根据当前块的尺寸确定的阔值将当前符号分类为前缀区域和 后缀区域,W对根据块产生的符号中的当前符号进行编码。符号编码器14可基于当前块的 宽度和高度中的至少一个来确定用于将当前符号分类为前缀区域和后缀区域的阔值。
[0053] 符号编码器14可针对前缀区域和后缀区域中的每一个确定符号编码方法,并根据 符号编码方法对前缀区域和后缀区域中的每一个进行编码。
[0054] 符号编码可被划分为用于将符号变换为比特串的二值化处理和用于对比特串执 行基于上下文的算术编码的算术编码处理。符号编码器14可针对符号的前缀区域和后缀区 域中的每一个确定二值化方法,并根据二值化方法对前缀区域和后缀区域中的每一个执行 二值化。可分别从前缀区域和后缀区域产生前缀比特串和后缀比特串。
[0055] 可选地,符号编码器14可针对符号的前缀比特串和后缀比特串中的每一个确定算 术编码方法,并根据算术编码方法对前缀比特串和后缀比特串中的每一个执行算术编码。
[0056] 此外,符号编码器14可针对符号的前缀区域和后缀区域中的每一个确定二值化方 法,并根据二值化方法对前缀区域和后缀区域中的每一个执行二值化,并且可针对符号的 前缀比特串和后缀比特串中的每一个确定算术编码方法,并根据算术编码方法对前缀比特 串和后缀比特串执行算术编码。
[0057] 根据本发明的实施例的符号编码器14可针对前缀区域和后缀区域中的每一个确 定二值化方法。针对前缀区域和后缀区域确定的二值化方法可W彼此不同。
[005引符号编码器14可针对前缀比特串和后缀比特串中的每一个确定算术编码方法。针 对前缀比特串和后缀比特串确定的算术编码方法可W彼此不同。
[0059]因此,符号编码器14可通过仅在符号解码处理的二值化处理中使用不同方法来对 前缀区域和后缀区域进行二值化,或者可通过仅在算术编码处理中使用不同方法来对前缀 比特串和后缀比特串进行编码。此外,符号编码器14可通过在二值化处理和算术编码处理 中均使用不同方法来对前缀区域(前缀比特串)和后缀区域(后缀比特串)进行编码。
[0060] 所选择的二值化方法可W是一般二值化方法、一元二值化方法、截断一元二值化 方法、指数哥伦布(golomb)二值化方法和固定长度二值化方法中的至少一种。
[0061] 符号编码器14可通过根据比特位置对前缀比特串执行用于执行上下文建模的算 术编码并在旁路模式下对后缀比特串执行用于省略上下文建模的算术编码,来执行符号编 码。
[0062] 符号编码器14可对关于包括帖内预测模式和变换系数的最终系数位置信息中的 至少一个的符号的前缀区域和后缀区域分别执行符号编码。
[0063] 符号编码器14还可通过使用预先分配到前缀比特串的预定索引的上下文来执行 算术编码。例如,当符号是变换系数的最终系数位置信息时,符号编码器14可通过使用预先 分配到前缀比特串的比特的每个位置的预定索引的上下文,来执行算术编码。
[0064] 比特流输出单元16 W比特流的形式输出通过符号编码产生的比特串。
[0065] 视频编码设备10可对视频的块的符号执行算术编码,并输出符号。
[0066] 视频编码设备10可包括用于控制图像编码器12、符号编码器14和比特流输出单元 16中的全部的中央处理器(未示出)。可选地,图像编码器12、符号编码器14和比特流输出单 元16可由分别安装在它们中的处理器(未示出)操作,整个视频编码设备10可通过系统地操 作运些处理器(未示出)来操作。可选地,图像编码器12、符号编码器14和比特流输出单元16 可由视频编码设备10的外部处理器(未示出)来控制。
[0067] 视频编码设备10可包括用于存储输入到图像编码器12、符号编码器14和比特流输 出单元16的数据/从图像编码器12、符号编码器14和比特流输出单元16输出的数据的至少 一个数据存储单元(未示出)。视频编码设备10可包括用于控制存储在数据存
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