有效度图编码的复杂度降低的制作方法
【专利摘要】将相同的映射用于选择4×4有效度图编码所用的亮度和色度临近关系即可降低视频编码例如高效视频编码(HEVC)中编码significant_coeff_flag的复杂度。结果就能够去除用于选择临近关系索引的15元素查找表和多条支路，并且WD文本也得以简化。
【专利说明】有效度图编码的复杂度降低
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请根据美国法典第35篇第119条(e)款要求2012年I月20日提交的申请号为 61/589，183 且发明名称为 “COMPLEXITY REDUCTION OF SIGNIFICANCE MAP CODING(有效度图编码的复杂度降低)”的美国临时申请的优先权，因此通过全文引用将其并入本文以用于所有目的。
【技术领域】
[0003]本发明涉及视频编码领域。更具体地，本发明涉及视频编码的复杂度降低。
【背景技术】
[0004]为了编码significant_coeff_flag (有效系数标记),已经使用了以下的方法:基于位置的4X4编码方法，其中将9段临近关系(context)用于亮度且将6段临近关系用于色度；基于位置的8X8编码方法，其中将11段临近关系用于亮度且将11段临近关系用于色度；以及基于掩码的16 X 16/32 X 32编码方法，其中将7段临近关系用于亮度且将4段临近关系用于色度。
[0005]如图1所示，基于位置的4X4编码方法具有用于亮度102和色度100的有效度图(significance map)的不同分组。因此,供色度102和亮度100使用的不同映射被用于将有效度图内的位置映射为对应的临近关系索引增量。结果就存在以下的复杂度:两个15元素的映射表被用于确定临近关系增量，并且需要用基于亮度/色度决策的支路来确定4X4、8X8和16X 16/32X32有效度图编码中的临近关系增量。
【发明内容】
[0006]将相同的映射用于选择4X4的亮度和色度临近关系即可降低视频编码例如高效视频编码(HEVC)中编码significant_coeff_flag的复杂度。结果就能够去除用于选择significant_coeff_flag临近关系索引的15元素查找表和多条支路,并且WD文本也得以简化。
[0007]在一个方面中，一种降低在设备内编写的非零4X4有效度图编码复杂度的方法包括扫描量化的变换系数，确定最后一个非零量化系数的位置，并根据量化的变换系数生成有效度图，其中在最后一个非零量化系数之前的量化变换系数的有效度将相同数量的临近关系和相同的映射用于亮度和色度以确定临近关系索引增量。临近关系增量映射包括单个15元素的查找表。所述方法进一步包括编码视频内容而无需基于8 X 8、16 X 16和32 X 32有效度图中的至少一个的亮度/色度决策来确定临近关系偏移量。所述设备选自由个人计算机、膝上型计算机、计算机工作站、服务器、大型计算机、手持式计算机、个人数字助理、蜂窝/移动电话、智能电话、智能家电、游戏机、数字照相机、数码摄像机、照相电话、便携式音乐播放器、平板计算机、视频播放器、DVD刻录机/播放器、高清视频刻录机/播放器、电视和家庭娱乐系统等构成的组。[0008]在另一个方面中，一种编码器包括在硬件内编写的被配置成扫描量化变换系数的扫描模块，在硬件内编写的被配置成生成最后一个非零量化变换系数的位置的第一生成模块，以及在硬件内编写的被配置成根据量化的变换系数生成有效度图的第二生成模块，其中在最后一个非零量化系数之前的量化变换系数的有效度将相同数量的临近关系和相同的映射用于亮度和色度以确定临近关系索引增量。临近关系增量映射包括单个15元素的查找表。编码器进一步包括在硬件内编写的编码模块用于在不基于8 X 8、16 X 16和32 X 32有效度图中的至少一个的亮度/色度决策来确定临近关系偏移量的情况下对视频内容进行编码。编码器被包含在设备内，所述设备选自由个人计算机、膝上型计算机、计算机工作站、服务器、大型计算机、手持式计算机、个人数字助理、蜂窝/移动电话、智能电话、智能家电、游戏机、数字照相机、数码摄像机、照相电话、便携式音乐播放器、平板计算机、视频播放器、DVD刻录机/播放器、高清视频刻录机/播放器、电视和家庭娱乐系统等构成的组。
[0009]在另一种应用中，一种装置包括用于存储应用程序的非暂时性存储器，所述应用程序用于根据量化的变换系数生成有效度图，其中在最后一个非零量化系数之前的量化变换系数的有效度将相同数量的临近关系和相同的映射用于亮度和色度以确定临近关系索引增量，还包括耦合至存储器的处理组件，所述处理组件被配置成处理所述应用程序。所述应用程序进一步用于扫描量化的变换系数。临近关系增量映射包括单个15元素的查找表。所述应用程序进一步用于在不基于8X8、16X 16和32X 32有效度图中的至少一个的亮度/色度决策来确定临近关系偏移量的情况下对视频内容进行编码。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1根据某些实施例示出了有效度图的示意图，其中具有用于亮度和色度临近关系的不同分组。
[0011]图2根据某些实施例示出了有效度图的示意图，其中亮度和色度临近关系具有相同数量的临近关系和相同的临近关系索引增量映射。
[0012]图3根据某些实施例示出了有效度图编码的复杂度降低方法的流程图。
[0013]图4根据某些实施例示出了被配置成实施降低了复杂度的有效度图编码方法的示范性计算设备的方块图。
[0014]图5根据某些实施例示出了 HEVC编码器的总图。
[0015]图6根据某些实施例示出了 HEVC解码器的总图。
【具体实施方式】
[0016]视频压缩被用于更加高效地发送和接收数字视频信息。视频压缩采用多种技术来减少或去除视频序列中的冗余数据。在高效视频编码(HEVC)中，视频帧被划分为编码单元(CU)。CU能够被细分为用于预测或变换的更小区块。每一个CU都能被进一步划分为预测单元(PU)和变换单元(TU)。
[0017]⑶通常具有一个标记为Y的亮度分量以及两个标记为U和V的色度分量。
[0018]为了编码数据块而导出用于该数据块的预测块。预测块能够通过帧内(I)预测(例如空间预测)或帧间(P或B)预测(例如时间预测)而导出。通过识别预测块确定原始视频数据块及其预测块之间的差值。这种差值被称作预测残差数据并指明了被编码区块内的像素值和选择用于表示被编码区块的预测块内的像素值之间的像素差值。为了实现更好的压缩，预测残差数据能够(例如使用离散余弦变换(DCT)或另外的变换方法)来进行变换。
[0019]变换块内的残差数据能够被排列为驻留在空间像素域内的像素差值的二维(2D)数组。变换将像素残差值转化为变换域例如频域内变换系数的二维数组。为了进一步压缩，变换系数能够在熵编码之前即被量化。熵编码器对量化的变换系数进行熵编码例如临近关系自适应变长编码(CAVLC)、临近关系自适应二进制算术编码(CABAC)、概率区间划分熵编码(PIPE)或另外的熵编码。
[0020]为了对量化的变换系数块进行熵编码，通常要执行扫描过程以根据变换系数的有序一维(1-D)数组(例如向量)中的特定扫描顺序处理块内量化变换系数的二维(2-D)数组。熵编码应按变换系数的一维顺序进行。扫描变换单元中的量化变换系数以将用于熵编码器的变换系数二维数组串行化。可以生成有效度图以指示有效(例如非零)系数的位置。扫描可以应用于有效(例如非零)系数的编码层级和/或有效系数的编码符号。
[0021]在HEVC标准中，4X4的非零系数位置通过4X4的有效度图来编码。HEVC标准中4X4的有效度图如下所述进行编码。发送最后一个有效系数的坐标。然后对于扫描顺序中在最后一个有效系数之前的每一个系数都发送一比特的符号significant_coeff_flag。
[0022]将相同的映射用于选择亮度和色度的临近关系即可降低视频编码例如高效视频编码(HEVC)中编码significant_coeff_flag的复杂度。结果就能够去除用于选择临近关系索引的15元素查找表和多条支路，并且WD文本也得以简化。已经在HM5.0中观测到解码器运行时间0-3%的减少。用于AI_HE、RA_HE、LB_HE的BD_rate分别为0.00%、-0.01%、
0.01%。用于 AI_LC、RA_LC、LB_LC 的 BD-rate 分别为 0.00%,0.01%、_0.01%。用于 RA_HE10的 BD-rate 是 0.03%。
[0023]如图2中的分组颜色所示，4X4的亮度临近关系200的相同分组可以被重复用于4X4的色度临近关系202的分组。结果就在以下的方面降低了复杂度:去除了先前使用的色度15元素映射表，基于亮度/色度决策确定8 X 8/16 X 16/32 X 32有效度图中的至少一个中初始临近关系偏移量的支路也被去除。
[0024]临近关系的简化也被集成到ΗΜ5.0中。在三种微软高性能计算集群中执行仿真，共同的测试条件和参考配置如下:
[0025].所有的帧内仿真都在2.4GHz的AMD Opteron处理器6136集群上执行。
[0026].所有的RA仿真都在3.47GHz的Intel Xeon X5690集群上执行。
[0027].所有的LD仿真都在3.33GHz的Intel Xeon X5680集群上执行。
[0028]表I示出了用于有效度图编码的复杂度降低的BD-rate和计时。
[0029]所有的桢内HEMUSIC所有的帧内HE-10
【权利要求】
1.一种在设备内编写的降低非零4X4有效度图的编码复杂度的方法，包括: a.扫描量化的变换系数； b.确定最后一个非零量化系数的位置；以及 c.根据量化的变换系数生成有效度图，其中在所述最后一个非零量化系数之前的量化变换系数的有效度将相同数量的临近关系和相同的映射用于亮度和色度以确定临近关系索引增量。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述临近关系增量映射包括单个15元素查找表。
3.如权利要求1所述的方法，进一步包括 在不基于8X8、16X 16和32X 32有效度图中的至少一个的亮度/色度决策来确定临近关系偏移量的情况下对视频内容进行编码。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述设备选自由个人计算机、膝上型计算机、计算机工作站、服务器、大型计算机、手持式计算机、个人数字助理、蜂窝/移动电话、智能电话、智能家电、游戏机、数字照相机、数码摄像机、照相电话、便携式音乐播放器、平板计算机、视频播放器、DVD刻录机/播放器、高清视频刻录机/播放器、电视和家庭娱乐系统构成的组。
5.一种编码器，包括: a.在硬件内编写的被配置成扫描量化变换系数的扫描模块； b.在硬件内编写的被配置成生成最后一个非零量化变换系数的位置的第一生成模块；以及 c.在硬件内编写的被配置成根据量化的变换系数生成有效度图的第二生成模块，其中在最后一个非零量化系数之前的量化变换系数的有效度将相同数量的临近关系和相同的映射用于亮度和色度以确定临近关系索引增量。
6.如权利要求5所述的编码器，其中所述临近关系增量映射包括单个15元素查找表。
7.如权利要求5所述的编码器，进一步包括在硬件内编写的编码模块，用于在不基于8 X 8、16 X 16和32 X 32有效度图中的至少一个的亮度/色度决策来确定临近关系偏移量的情况下对视频内容进行编码。
8.如权利要求5所述的编码器，其中所述编码器被包含在设备内，所述设备选自由个人计算机、膝上型计算机、计算机工作站、服务器、大型计算机、手持式计算机、个人数字助理、蜂窝/移动电话、智能电话、智能家电、游戏机、数字照相机、数码摄像机、照相电话、便携式音乐播放器、平板计算机、视频播放器、DVD刻录机/播放器、高清视频刻录机/播放器、电视和家庭娱乐系统构成的组。
9.一种设备,包括: a.用于存储应用程序的非暂时性存储器，所述应用程序用于根据量化的变换系数生成有效度图，其中在最后一个非零量化系数之前的量化变换系数的有效度将相同数量的临近关系和相同的映射用于亮度和色度以确定临近关系索引增量；和 b.耦合至存储器的处理组件，所述处理组件被配置成处理所述应用程序。
10.如权利要求9所述的设备，其中所述应用程序进一步用于扫描量化的变换系数。
11.如权利要求9所述的设备，其中所述临近关系增量映射包括单个15元素查找表。
12.如权利要求9所述的设备，其中所述应用程序进一步用于在不基于8X 8、16 X16和32 X 32有效度图中的至少一个的亮度/色度决策来确定临近关系偏移量的情况下对视频内容进行编码。
【文档编号】H04N7/26GK103460701SQ201380000180
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年1月18日 优先权日:2012年1月20日
【发明者】C·奥耶恩 申请人:索尼公司