图像编码设备的制造方法与工艺

图像编码设备本案是分案申请，其母案为于2011年4月22日申请的申请号为201180031338.8的题为“用于对图像编码的设备和方法”的专利申请。技术领域本发明涉及一种图像处理设备和方法，更具体而言，涉及用于减少图像的残余信号量并对残余信号进行熵编码的设备。

背景技术：
为了有效率地在低数据速率下传输活动图画信号同时保持高的图像质量，已经提出了各种数字活动图画压缩技术。这些活动图画压缩技术包括H.261、活动图画专家组(MPEG)-2/H.262、H.263、MPEG-4、高级视频编码(AVC)/H.264等。压缩技术包括离散余弦变换(DCT)方案、运动补偿(MC)方案、量化方案、熵编码方案等。为了进行图像编码，将每幅图画划分成多个切片，将每个切片划分成预定大小的多个编码块。由于高清晰度(HD)等级或更高级别的图像具有很多平坦区域，所以可以通过用大于宏块(MB)的编码块对图像编码来改善图像压缩。因此，在编码单元的大小增大时，需要新的预测技术，并需要在变换编码、熵编码、帧内预测和帧间预测中的改变，以提高图像压缩比而不增加图像压缩的复杂性。

技术实现要素：
技术问题本发明涉及一种对活动图像编码的设备，更具体而言，涉及一种对预定大小或更大的活动图像的已变换残余信号进行有效编码的设备。技术方案本发明的一个方面提供了一种为活动图画进行编码的设备，包括：编码模式判决器，被配置成将输入图像划分成编码单元并确定所述编码单元的预测模式和所述编码单元的预测编码块的大小；变换/量化单元，被配置成对所述预测编码块和通过帧内预测或帧间预测产生的预测块之间的残余块进行变换和量化；逆量化/变换单元，被配置成将所量化的变换块逆量化和逆变换到频域中；去块滤波器，被配置成向从所述逆量化/变换解码单元接收到的图像数据应用去块滤波过程；预测块发生器，被配置成产生所述预测编码块；以及熵编码器，被配置成对来自变换编码/量化单元的量化变换系数进行编码，其中，在变换块的大小等于或大于预定大小时，所述熵编码器将量化变换系数划分成多个子集，并对所述每个子集的非零量化变换系数进行扫描和熵编码。有益效果本发明能够通过减少要进行编码块的残余信号量来提高编码效率。而且，通过在熵编码期间有效地扫描不为0的量化变换系数，使熵编码所需的比特数量最小化，从而可以提高编码效率。附图说明图1示出了根据本发明示范性实施例的块划分结构。图2示出了根据本发明的确定编码模式的方法。图3示出了根据本发明的用于对活动图画进行编码的设备。图4到6是示出了根据本发明的自适应块划分方法的示意图。图7是示出了对残余信号进行编码的方法的示意图。具体实施方式在下文中，将参考附图详细描述本发明的各实施例。不过，本发明不限于下文公开的示范性实施例，而是可以通过各种方式实施。因此，本发明很多其他修改和变化都是可能的，要理解的是，在所公开的概念范围之内，可以通过与具体所述不同的方式实践本发明。为了进行图像编码，将每幅图画划分成多个切片，将每个切片划分成预定大小的多个编码单元。由于高清晰度(HD)等级或更高级别的图像具有很多平坦区域，所以可以通过用大于16×16大小的宏块(MB)的编码单元对图像进行编码来改善图像压缩比。根据本发明的编码单元可以是大小为32×32的块或大小为64×64的块或大小为16×16的MB。而且，大小为8×8或更小的块可以是编码单元。为了方便起见，将最大的编码单元称为超级宏块(SMB)。可以根据表示最小编码单元的大小的信息和深度信息来确定SMB的大小。深度信息表示SMB的大小和最小编码单元大小之间的差异。于是，用于对图像序列的所有图画进行编码的编码单元可以是SMB或SMB的子块。可以默认或在序列报头中指定编码单元的允许大小。当在序列报头中指定编码单元的允许大小时，根据最小编码单元的大小和深度信息指定编码单元的允许大小。将每幅图画或切片划分成多个SMB单元。每个SMB或SMB的子块可以是帧内编码或帧间编码和解码的。为了使得编码单元(即SMB或SMB的子块)能够被正确地解码，编码器应当向比特流中添加关于编码单元的预测编码块的大小信息和表示编码单元已经以帧内预测模式或帧间预测模式进行了编码的预测模式信息。为此，应当在编码单元的比特流中包括预测模式信息和表示预测编码块大小的信息。预测模式根据切片的类型而改变。当切片类型是帧内(I)时，切片中的所有预测编码块都是帧内预测的，并且可以根据预测编码块的大小确定预测编码块的预测类型。不过，在切片类型是单向预测(P)或双向预测(B)时，可以根据预测模式信息和预测编码块的大小来确定预测编码块的预测类型。于是，优选基于切片类型、预测模式信息和表示预测编码块大小的信息来产生预测编码块的预测类型，并将所产生的预测类型插入编码单元的报头中。当预测编码块是帧内编码时，需要向解码器传送用于帧内预测的帧内预测模式信息以及预测类型。当预测编码块是帧间编码时，通过单向预测和双向预测的任一种对预测编码块进行编码。在单向预测的情形中，比特流应当包括关于参考图画的信息和用于预测的运动矢量以及用于单向预测的预测编码块的预测类型。在双向预测的情形中，预测编码块的报头应当包括关于两个参考图画的信息和用于双向预测的运动矢量信息以及用于双向预测的块的预测类型。运动矢量信息可以包括表示残余运动矢量和运动矢量预测器的信息。图1示出了层次划分结构，表示根据本发明示范性实施例用于64×64大小的SMB的允许预测编码块。在将SMB用作编码单元时，优选具有如图1所示的四个子块划分步骤，但块的划分不限于四个子块划分步骤。在有四个子块划分步骤时，可以定义总共13个预测性块类型(64×64、64×32、32×64、32×32、32×16、16×32、16×16、16×8、8×16、8×8、8×4、4×8和4×4)。在这里，对于大小比MB更大的帧间预测编码块，可能没有要传送的数据。于是，优选在预测编码块的大小为64×64时新增加MB64_SKIP模式，在预测编码块的大小为32×32时，增加MB32_SKIP模式。为了向解码器传送模式信息，可以使用MB64_SKIP_flag或MB32_SKIP_flag。在这些标志(flag)的值是1时，没有对应预测编码块的传送数据。同时，在多个连续SMB未编码时，可以仅在第一个SMB中插入MB64_SKIP_flag，可以在后续SMB中省略。在这种情况下，可以向切片或第一个SMB添加连续跳过的SMB的数量。具体而言，在多个连续的SMB未编码时，将第一个SMB的SMB_SKIP_flag设置为1，也可以共同地应用到几个连续SMB。在这种情况下，可以向切片添加与未被连续编码的SMB的数量(例如SMB_SKIP_number)对应的信息。在编码单元的大小为32×32时，除了现有的大小为16×16、16×8、8×16、8×8、8×4、4×8或4×4的块之外，还可以将大小为32×32、32×16或16×32的块用作预测编码块。在帧间预测模式中，编码单元的预测类型(Mb32_type)可以在预测类型为0时表示32×32分割，在预测类型为1时表示32×16分割，在预测类型为2时表示16×32分割，在预测类型为3时表示16×16分割。在将编码单元划分成四个子编码单元时，对所述四个子编码单元进行编码并按照光栅扫描次序传送。在这种情况下，可以针对每个编码单元传送量化参数，并且在将同一量化参数应用于所有子编码单元时，可以仅在超级编码单元的报头中传送一次。不过，当需要在子编码单元中改变量化参数时，可以仅传送与上层编码单元或同一层级的前面编码单元的量化参数不同的值。可以利用四叉树方法划分每个子编码单元，也可以利用四叉树方法传送经编码后的块图案(cbp)和残余系数。在使用1比特cbp时，cbp的值1可以表示编码单元具有至少一个不为0的系数，cbp的值0可以表示所有系数都是0。图2示出了根据本发明的在SMB大小为64×64时确定编码模式的方法。如图2所示，在SMB是64×64块时，编码器判断是否能够跳过64×64块，并在能够跳过64×64块时将跳过(SKIP)模式确定为编码模式。此时，应当向解码器传送mb64_skip_flag。在64×64块有要进行编码的数据但未划分成32×32块时，在SMB报头中插入SMB的编码大小(该编码大小是64×64、64×32和32×64之一)以及关于SMB是帧内编码还是帧间编码的信息，并且利用经编码的数据产生SMB数据块。当在64×64块有要进行编码的数据且被划分成32×32块时，同样判断在对应的32×32块中是否有要进行编码的数据。当在对应的32×32块中没有要进行编码的数据时，将SKIP模式确定为32×32块模式，将mb32_skip_flag传送到解码器。不过，当32×32块有要进行编码的数据但未被划分成16×16块时，在32×32块的报头中插入32×32块的编码大小(该编码大小是32×32、32×16和16×32之一)以及关于32×32块是帧内编码还是帧间编码的信息，并且利用经编码的数据产生数据块。当32×32块有要进行编码的数据且被划分成16×16块时，判断在对应的16×16块中是否有要进行编码的数据。当在对应的16×16块中没有要进行编码的数据时，将SKIP模式确定为16×16块模式，并且将mb16_skip_flag传送到解码器。另一方面，当在对应的16×16块中有要进行编码...