專利名稱：使用分區(qū)選擇的有效圖編碼和解碼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)總體涉及數(shù)據(jù)壓縮，具體地涉及使用分區(qū)(partition)選擇來編碼和解碼視頻的有效圖(significance map)的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
數(shù)據(jù)壓縮發(fā)生在眾多上下文中。在通信和計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)中非常普遍地使用數(shù)據(jù)壓縮，以有效地存儲(chǔ)、傳輸和復(fù)制信息。其在圖形、音頻和視頻的編碼方面得到了具體應(yīng)用。由于每個(gè)視頻幀所需的大量數(shù)據(jù)以及經(jīng)常需要發(fā)生的編碼和解碼的速度，視頻對(duì)數(shù)據(jù)壓縮提出相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。視頻編碼的當(dāng)前最新技術(shù)是ITU-T H. 264/AVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)定義了針對(duì)不同應(yīng)用的多個(gè)不同簡(jiǎn)檔，包括主簡(jiǎn)檔、基線簡(jiǎn)檔等等。通過MPEG-1TU的聯(lián)合發(fā)起，當(dāng)前正在開發(fā)的下一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)是高效視頻編碼(HEVC)。存在用于編碼/解碼圖像和視頻的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，包括H. 264，其使用基于塊的編碼過程。在這些過程中，圖形或幀被分成塊，通常是4X4或8X8，并且塊被頻譜變換成系數(shù)、量化、和熵編碼。在許多情況中，被變換的數(shù)據(jù)不是實(shí)際像素?cái)?shù)據(jù)，而是預(yù)測(cè)操作之后的殘差數(shù)據(jù)。預(yù)測(cè)可以是巾貞內(nèi)的，即幀/圖像內(nèi)的塊到塊；或者幀間的，即在幀之間(也稱為運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè))。期望HEVC(也稱為H. 265)將也具有這些特征。當(dāng)對(duì)殘差數(shù)據(jù)進(jìn)行 頻譜變換時(shí)，這些標(biāo)準(zhǔn)中的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了使用離散余弦變換(DCT)或基于它的一些變型。然后使用量化器對(duì)所得DCT系數(shù)進(jìn)行量化，以產(chǎn)生量化后的變換域系數(shù)或索引。然后，使用具體的上下文模型對(duì)量化后的變換域系數(shù)的塊或矩陣(有時(shí)稱為“變換單元”)進(jìn)行熵編碼。在H. 264/AVC中和在針對(duì)HEVC的當(dāng)前開發(fā)工作中，量化后的變換系數(shù)通過下述方式來編碼(a)對(duì)指示塊中的最后一個(gè)非零系數(shù)的位置的末位有效系數(shù)位置進(jìn)行編碼；(b)對(duì)指示塊中的包含非零系數(shù)的位置(除了末位有效系數(shù)位置)的有效圖進(jìn)行編碼；(C)對(duì)非零系數(shù)的幅度進(jìn)行編碼；以及(d)對(duì)非零系數(shù)的符號(hào)進(jìn)行編碼。對(duì)量化后的變換系數(shù)的編碼常常占到比特流中的編碼數(shù)據(jù)的30-80%。對(duì)有效圖中的符號(hào)的熵編碼基于上下文模型。在4X4的亮度(Iuma)或色度塊或變換單元(TU)的情況下，TU中的每個(gè)系數(shù)位置與單獨(dú)的上下文相關(guān)聯(lián)。也即，針對(duì)4X4的亮度或色度TU，編碼器和解碼器跟蹤總共30個(gè)(不包括右下角位置)單獨(dú)的上下文。將8 X 8的TU劃分成(出于上下文關(guān)聯(lián)的目的，在概念上進(jìn)行劃分)2 X 2的塊，使得8 X 8TU中的每個(gè)2 X 2的塊與一個(gè)不同的上下文相關(guān)聯(lián)。因此，針對(duì)8 X 8的亮度或色度TU，編碼器和解碼器跟蹤總共16+16 = 32個(gè)上下文。這意味著，在對(duì)有效圖的編碼和解碼期間，編碼器和解碼器跟蹤和查找62個(gè)不同的上下文。當(dāng)考慮16X16的TU和32 X 32的TU時(shí)，所涉及的不同上下文的總數(shù)是88。還旨在以高的計(jì)算速度來執(zhí)行該操作。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)描述了用于以上下文自適應(yīng)的編碼和解碼來對(duì)有效圖進(jìn)行編碼和解碼的方法和編碼器/解碼器。該編碼器和解碼器的特征在于將圖非空間均勻地劃分成部分，其中每個(gè)部分內(nèi)的比特位置與給定的上下文相關(guān)聯(lián)。下面描述示例分區(qū)集合和用于從中選擇預(yù)定分區(qū)集合以及將所述選擇傳達(dá)給解碼器的過程。在一個(gè)方面，本申請(qǐng)描述了一種用于對(duì)編碼數(shù)據(jù)的比特流進(jìn)行解碼以重構(gòu)變換單元的有效圖的方法。該方法包括針對(duì)有效圖中的每個(gè)比特位置，基于分區(qū)集合確定該比特位置的上下文；基于所確定的上下文對(duì)編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼以重構(gòu)比特值；以及基于重構(gòu)的比特值更新上下文，其中重構(gòu)的比特值形成解碼后的有效圖。在另一方面，本申請(qǐng)描述了一種對(duì)變換單元的有效圖進(jìn)行編碼的方法。該方法包括針對(duì)有效圖中的每個(gè)比特位置，基于分區(qū)集合確定該比特位置的上下文；基于所確定的上下文對(duì)該比特位置處的比特值進(jìn)行編碼以生成編碼數(shù)據(jù)；以及基于該比特值更新上下文，其中該編碼數(shù)據(jù)形成編碼后的有效圖。在一些示例實(shí)施例中，變換單元是4X 4。在一些示例實(shí)施例中，變換單元是8 X 8。在一個(gè)示例中，分區(qū)集合通過下述給出的基于塊的映射向比特位置分配上下文
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)編碼數(shù)據(jù)的比特流進(jìn)行解碼以重構(gòu)變換單元的有效圖的方法，所述方法包括 針對(duì)有效圖中的每個(gè)比特位置， 基于分區(qū)集合確定所述比特位置的上下文， 基于所確定的上下文對(duì)編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼以重構(gòu)比特值，以及 基于重構(gòu)的比特值更新上下文， 其中重構(gòu)的比特值形成解碼后的有效圖，所述變換單元的大小是4X4，以及所述分區(qū)集合根據(jù)如下給出的基于塊的映射向比特位置分配上下文
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中確定包括基于文本類型和變換單元大小從多個(gè)分區(qū)集合中選擇所述分區(qū)集合，以及所述文本類型是亮度，以及所述變換單元的大小是4X4。
3.一種用于對(duì)編碼數(shù)據(jù)的比特流進(jìn)行解碼以重構(gòu)變換單元的有效圖的方法，所述方法包括 針對(duì)有效圖中的每個(gè)比特位置， 基于分區(qū)集合確定所述比特位置的上下文， 基于所確定的上下文對(duì)編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼以重構(gòu)比特值，以及基于重構(gòu)的比特值更新上下文，其中重構(gòu)的比特值形成解碼后的有效圖，所述變換單元的大小是8X8，以及所述分區(qū)集合根據(jù)如下給出的基于塊的映射向比特位置分配上下文
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中確定包括基于文本類型和變換單元大小從多個(gè)分區(qū)集合中選擇所述分區(qū)集合，以及所述文本類型是亮度，以及所述變換單元的大小是8X8。
5.一種用于對(duì)編碼數(shù)據(jù)的比特流進(jìn)行解碼以重構(gòu)變換單元的有效圖的方法，所述方法包括 針對(duì)有效圖中的每個(gè)比特位置， 基于分區(qū)集合確定所述比特位置的上下文， 基于所確定的上下文對(duì)編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼以重構(gòu)比特值，以及基于重構(gòu)的比特值更新上下文，其中重構(gòu)的比特值形成解碼后的有效圖，所述變換單元的大小是4X4，以及所述分區(qū)集合根據(jù)如下給出的基于塊的映射向比特位置分配上下文
6.一種用于對(duì)編碼數(shù)據(jù)的比特流進(jìn)行解碼以重構(gòu)變換單元的有效圖的方法，所述方法包括 針對(duì)有效圖中的每個(gè)比特位置， 基于分區(qū)集合確定所述比特位置的上下文， 基于所確定的上下文對(duì)編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼以重構(gòu)比特值，以及基于重構(gòu)的比特值更新上下文，其中重構(gòu)的比特值形成解碼出的有效圖，所述變換單元的大小是8X8，以及所述分區(qū)集合根據(jù)如下給出的基于塊的映射向比特位置分配上下文
7.一種用于對(duì)編碼數(shù)據(jù)的比特流進(jìn)行解碼以重構(gòu)變換單元的有效圖的解碼器，所述解碼器包括 處理器； 存儲(chǔ)器；以及 解碼應(yīng)用，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，并且包含用于配置執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的方法的指令。
8.一種用于對(duì)變換單元的有效圖進(jìn)行編碼的方法，所述方法包括 針對(duì)有效圖中的每個(gè)比特位置， 基于分區(qū)集合確定所述比特位置的上下文， 基于所確定的上下文對(duì)所述比特位置處的比特值進(jìn)行編碼以生成編碼數(shù)據(jù)，以及 基于所述比特值更新上下文， 其中所述編碼數(shù)據(jù)形成編碼后的有效圖，所述變換單元的大小是4X4，以及所述分區(qū)集合根據(jù)如下給出的基于塊的映射向比特位置分配上下文 0, 1, 2, 3,4,5，2，3, 6, 6, 7，7, 8, 8， 7, 上述整數(shù)表示給4X4的塊的有效圖的比特位置分配的上下文。
9.一種用于對(duì)變換單元的有效圖進(jìn)行編碼的方法，所述方法包括 針對(duì)有效圖中的每個(gè)比特位置， 基于分區(qū)集合確定所述比特位置的上下文， 基于所確定的上下文對(duì)所述比特位置處的比特值進(jìn)行編碼以生成編碼數(shù)據(jù)，以及 基于所述比特值更新上下文， 其中所述編碼數(shù)據(jù)形成編碼后的有效圖，所述變換單元的大小是8X8，以及所述分區(qū)集合根據(jù)如下給出的基于塊的映射向比特位置分配上下文
10.一種用于對(duì)變換單元的有效圖進(jìn)行編碼的方法，所述方法包括針對(duì)有效圖中的每個(gè)比特位置， 基于分區(qū)集合確定所述比特位置的上下文， 基于所確定的上下文對(duì)所述比特位置處的比特值進(jìn)行編碼以生成編碼數(shù)據(jù)，以及 基于所述比特值更新上下文， 其中所述編碼數(shù)據(jù)形成編碼后的有效圖，所述變換單元的大小是4X4，以及所述分區(qū)集合根據(jù)如下給出的基于塊的映射向比特位置分配上下文
11.一種用于對(duì)變換單元的有效圖進(jìn)行編碼的方法，所述方法包括 針對(duì)有效圖中的每個(gè)比特位置， 基于分區(qū)集合確定所述比特位置的上下文， 基于所確定的上下文對(duì)所述比特位置處的比特值進(jìn)行編碼以生成編碼數(shù)據(jù)，以及 基于所述比特值更新上下文， 其中所述編碼數(shù)據(jù)形成編碼有效圖，所述變換單元的大小是8X8，以及所述分區(qū)集合根據(jù)如下給出的基于塊的映射向比特位置分配上下文
12.一種用于對(duì)變換單元的有效圖進(jìn)行編碼的編碼器，所述編碼器包括 處理器； 存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)所述有效圖；以及 編碼應(yīng)用，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，并且包含用于將處理器配置為執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求8到11中任一項(xiàng)所述的方法的指令。
13.一種存儲(chǔ)處理器可執(zhí)行指令的非瞬時(shí)處理器可讀介質(zhì)，所述處理器可執(zhí)行指令在被執(zhí)行時(shí)將一個(gè)或多個(gè)處理器配置為執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1到6和8到11中任一項(xiàng)所述的方法。
全文摘要
描述了針對(duì)視頻數(shù)據(jù)的編碼和解碼方法，在所述方法中使用圖到部分的非空間均勻分區(qū)來編碼和解碼有效圖，其中每個(gè)部分內(nèi)的比特位置與給定的上下文相關(guān)聯(lián)。描述了示例分區(qū)集合和從中選擇預(yù)定分區(qū)集合以及將所述選擇傳達(dá)給解碼器的過程。
文檔編號(hào)H04N7/26GK103067701SQ20121041156
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者喬治里·弗倫茨·科羅迪, 昝勁文, 何大可 申請(qǐng)人:捷訊研究有限公司