一种图像编码方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种图像编码方法及装置。
【背景技术】
[0002]在新一代视频压缩标准HEVC(High Efficiency Video Coding)中，图像帧按照编码器设置的最大编码单元IXU(Largest Coding Unit，最大编码单元)的尺寸进行划分并以此为单位进行编码处理。IXU的尺寸最大可为:64x64。为了给每一个LCU确定出一个合适的编码模式，编码过程中将对IXU向下划分成不同层级的⑶(Coding Unit，编码单元)，⑶尺寸范围为:1XU尺寸?8x8 ；其中⑶ο对应为IXU，CUn对应为8x8 ；通过对不同层级的⑶进行预编码而预测出LCU最适合的编码模式。
[0003]现有技术中米用了CABAC(Context_adaptivebinary arithmetic coding，基于上下文的自适应二进制算术编码)方法来进行模式预测和编码。CABAC存在数据依赖性，具体为:对于任意尺寸的CU，均包含相同的句法元素(变换、预测、残差等相关的句法元素)，所有句法元素均以CU为单位进行编码，在代价计算过程中，每个句法元素均基于前面相应句法元素的概率状态进行压缩，每个句法元素的编码都需要基于前一个相应的句法元素基础上进行，因此每个⑶的编码过程均需在其前一个⑶的基础上进行，CU之间不能同时并行处理，同时⑶内部的各个对应的句法元素也无法并行处理。
[0004]由于现有技术中CABAC的数据依赖特性，在计算代价的过程中，每个CU的编码过程均需要在对前一个CU编码完成的基础上进行，因此会影响并行化处理，导致吞吐量瓶颈，无法满足日益增长的吞吐量需求。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供一种图像编码方法及装置，用以提高图像编码的并行化处理能力。
[0006]本发明实施例提供一种图像编码方法，该方法包括:
[0007]按照以若干个编码块为一组的规则，将待处理图像帧中的全部编码块进行分组；
[0008]对于第一组内的各个编码块，分别对组内的每个编码块执行如下操作:确定与各句法元素相对应的上下文，计算出各句法元素所对应的上下文在相同的第一概率状态下的比特开销;利用计算出的比特开销，计算不同的预测模式下的代价，将最小的代价所对应的预测模式作为该编码块的预测模式;第一概率状态为预设的初始概率状态;并利用确定出的预测模式进行基于上下文的自适应二进制算术CABAC编码处理；
[0009]对于除第一组编码块以外的其余组编码块，分别对组内的每个编码块执行如下操作:确定与各句法元素相对应的上下文，计算出各句法元素所对应的各上下文在相同的第二概率状态下的比特开销;利用计算出的比特开销，计算不同的预测模式下的代价，将最小的代价所对应的预测模式作为该编码块的预测模式；第二概率状态为前一组编码块进行CABAC编码处理后所更新的概率状态;并利用确定出的预测模式进行CABAC编码处理；
[0010]其中，句法元素用于表征该句法元素所属于的编码块的图像信息。
[0011]本发明实施例还提供一种图像编码装置，该装置包括:
[0012]分组模块，用于按照以若干个编码块为一组的规则，将待处理图像帧中的全部编码块进行分组；
[0013]选择模块，用于对于第一组内的各个编码块，分别对组内的每个编码块执行如下操作:确定与各句法元素相对应的上下文，计算出各句法元素所对应的上下文在相同的第一概率状态下的比特开销;利用计算出的比特开销，计算不同的预测模式下的代价，将最小的代价所对应的预测模式作为该编码块的预测模式；第一概率状态为预设的初始概率状态;对于除第一组编码块以外的其余组编码块，分别对组内的每个编码块执行如下操作:确定与各句法元素相对应的上下文，计算出各句法元素所对应的各上下文在相同的第二概率状态下的比特开销;利用计算出的比特开销，计算不同的预测模式下的代价，将最小的代价所对应的预测模式作为该编码块的预测模式;第二概率状态为前一组编码块进行基于上下文的自适应二进制算术CABAC编码处理后所更新的概率状态；
[0014]编码模块，用于利用确定出的预测模式进行CABAC编码处理；
[0015]其中，句法元素用于表征该句法元素所属于的编码块的图像信息。
[0016]从上述技术方案可以看出，本发明实施例可以针对基于上下文的自适应二进制算术编码CABAC过程中的预测模式的选择过程进行优化，能够在不修改现有CABAC过程的前提下，实现CABAC的并行化处理。首先，可以将待处理的全部编码块划分为多组;然后，以每个组为单位，对组内的各编码块进行预测模式的选择，对于第一组内的各个编码块，分别对组内的每个编码块执行如下操作:确定与各句法元素相对应的上下文，计算出各句法元素所对应的上下文在相同的第一概率状态下的比特开销;利用计算出的比特开销，计算不同的预测模式下的代价，将最小的代价所对应的预测模式作为该编码块的预测模式;其中所述第一概率状态为预设的初始概率状态；以此类推，分别选择该组内的全部编码块的预测模式；同样的，对于其余组内的全部编码块，确定与各句法元素相对应的上下文，计算出各句法元素所对应的各上下文在相同的第二概率状态下的比特开销;利用计算出的比特开销，计算不同的预测模式下的代价，将最小的代价所对应的预测模式作为该编码块的预测模式;所述第二概率状态为前一组编码块进行CABAC编码处理后所更新的概率状态；以此类推，分别确定该组内的全部编码块的预测模式;这样，可以在不同颗粒度下进行概率统计，从而去除了组间的数据依赖，进而简化了 CABAC中的预测模式的选择过程，提高了 CABAC的吞吐量。
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本发明实施例提供的一种面向CABAC的图像编码方法的流程示意图；
[0019]图2(a)为本发明实施例中的以两个LCU为一组进行处理的流程示意图；
[0020]图2(b)为本发明实施例中的以一个32x32尺寸的⑶为一组进行处理的流程示意图；
[0021]图2(c)为本发明实施例中的以四个16x16尺寸的⑶为一组进行处理的流程示意图；
[0022]图2(d)为本发明实施例中的以一个16x16尺寸的⑶为一组进行处理的流程示意图；
[0023]图3为本发明实施例中的一种编码器进行图像帧编码的流程示意图；
[0024]图4为本发明实施例提供的一种图像编码装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026]本发明实施例的整体设计原理包括:
[0027]第一，在预测模式选择过程中，基于不同的颗粒度(LCU级或CU级)进行分组后执行CABAC概率状态统计，获得比特开销，其中，组间的各编码块串行处理，组内的各编码块并行处理；
[0028]第二，对CABAC过程中的各句法元素的上下文选择过程进行简化；
[0029]第三，仅对预测模式选择过程中的CABAC过程进行简化，不改变CABAC编码过程，从而保证了解码端能够按照现有的解码方法进行解码。
[0030]基于上述第一?第三，本发明实施例可以基于不同的颗粒度(IXU级或⑶级)进行CABAC概率状态统计，实现CABAC过程的并行处理；同时，通过简化CABAC过程中各句法元素的上下文选择过程，提高并行过程中的吞吐量，进一步加快预测模式选择过程。本发明实施例可以应用于各种编码器端，同时不需要对解码过程进行任何修改，与现有技术相比，显著提高了图像编码效率。
[0031]下面对本发明实施例进行详细描述。
[0032]为了描述方便，在本发明实施例中，以编码块作为LCU和CU的统称。当编码块为LCU的情况下，此时颗粒度为LCU，即以N个LCU为一组进行预测模式的选择，从而将CABAC概率的更新周期扩大为每N个LCU更新一次。当编码块为CU的情况下，此时颗粒度为CU，即以M个CU为一组进行预测模式的选择，从而将CABAC概率的更新周期扩大为每M个更新一次。这样，本发明实施例可以实现CABAC过程的并行化处理。其中，N和M均可以为大于或等于I的正整数。
[0033]本发明实施例提供一种图像编码方法，图1示出了本发明实施例提供的一种面向CABAC的图像编码方法的流程示意图，如图1所示，包括:
[0034]步骤100:按照以若干个编码块为一组的规则，将待处理图像帧中的全部编码块进行分组。
[0035]步骤101:对于第一组内的各个编码块，分别对组内的每个编码块执行如下操作:确定与各句法元素相对应的上下文，计算出各句法元素所对应的上下文在相同的第一概率状态下的比特开销;利用计算出的比特开销，计算不同的预测模式下的代价，将最小的代价所对应的预测模式作为该编码块的预测模式;第一概率状态为预设的初始概率状态;并利用确定出的预测模式进行CABAC编码处理。
[0036]步骤102:对于除第一组编码块以外的其余组编码块，分别对组内的每个编码块执行如下操作:确定与各句法元素相对应的上下文，计算出各句法元素所对应的各上下文在相同的第二概率状态下的比特开销;利用计算出的比特开销，计算不同的预测模式下的代价，将最小的代价所对应的预测模式作为该编码块的预测模式;第二概率状态为前一组编码块进行CABAC编码处理后所更新的概率状态;并利用确定出的预测模式进行CABAC编码处理；
[0037]其中，