編碼和解碼圖像的方法、編碼和解碼設(shè)備、計(jì)算機(jī)程序的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種對(duì)至少一個(gè)圖像進(jìn)行編碼的方法，包括下列步驟：將圖像劃分為多個(gè)塊（MB）；將所述塊分組為預(yù)定數(shù)量的塊的子集；對(duì)所述塊的子集中的每個(gè)并行編碼，所考慮的子集中的塊是根據(jù)遍歷的預(yù)定順序來編碼的。編碼步驟包括針對(duì)所考慮的子集中的當(dāng)前塊，關(guān)于至少一個(gè)之前編碼和解碼的塊對(duì)所述當(dāng)前塊進(jìn)行預(yù)測(cè)編碼的子步驟（C341），以及基于至少一個(gè)符號(hào)出現(xiàn)概率對(duì)所述當(dāng)前塊進(jìn)行熵編碼的子步驟（C345）。在當(dāng)前塊是所述考慮的子集中被編碼的第一塊的情形下，所述符號(hào)出現(xiàn)概率是針對(duì)至少一個(gè)其他子集中的預(yù)定編碼和解碼的塊來計(jì)算的。在當(dāng)前塊是所述考慮的子集中除第一塊以外的塊的情形下，所述符號(hào)出現(xiàn)概率是針對(duì)屬于所述相同子集的至少一個(gè)編碼和解碼的塊來計(jì)算的。
【專利說明】編碼和解碼圖像的方法、編碼和解碼設(shè)備、計(jì)算機(jī)程序
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般屬于圖像處理的領(lǐng)域，更準(zhǔn)確地屬于數(shù)字圖像以及數(shù)字圖像序列的編碼和解碼。
[0002]本發(fā)明由此尤其可被用于在目前的視頻編碼器(MPEG、H.264等)或未來的視頻編碼器(ITU-T/VCEG (H.265)或ISO/MPEG (HVC))中實(shí)現(xiàn)的視頻編碼。
【背景技術(shù)】
[0003]目前的視頻編碼器(MPEG、H264等)使用視頻序列的按塊(block-wise)表示。圖像被切分為宏塊，每個(gè)宏塊自身被切分為塊，并且每個(gè)塊或宏塊通過圖像內(nèi)或圖像間預(yù)測(cè)來編碼。于是，特定的圖像通過空間預(yù)測(cè)(幀內(nèi)預(yù)測(cè))來編碼，而其他圖像在本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)妮o助下關(guān)于一個(gè)或多個(gè)編碼-解碼參考圖像通過時(shí)間預(yù)測(cè)(幀間預(yù)測(cè))來編碼。此外，對(duì)于每個(gè)塊，可以對(duì)殘留塊進(jìn)行編碼，該殘留塊與原始?jí)K減去預(yù)測(cè)相對(duì)應(yīng)。在可選的變換之后，該塊的系數(shù)可被量化，然后被熵編碼器編碼。
[0004]幀內(nèi)預(yù)測(cè)和幀間預(yù)測(cè)需要之前已編碼和解碼的特定塊可用，從而在解碼器或編碼器中被用于預(yù)測(cè)當(dāng)前塊。圖1A表示這樣的預(yù)測(cè)編碼的示意性示例，其中，圖像In被分為塊，該圖像的當(dāng)前塊MBi經(jīng)受與例如由陰影箭頭表示的之前編碼和解碼的預(yù)定數(shù)量的三個(gè)塊MBr1, MBr2, MBr3相關(guān)的預(yù)測(cè)編碼。上述三個(gè)塊特別包括緊鄰地位于當(dāng)前塊MBi的左邊的塊MBr1,以及分別緊鄰地位于當(dāng)前塊MBi的上方和右上方的兩個(gè)塊MBr2和MBr3。
[0005]這里更為特別關(guān)心的是熵編碼器。熵編碼器按照到達(dá)的順序來對(duì)信息編碼。典型地實(shí)現(xiàn)“光柵掃描”類型的塊的逐行遍歷，如圖1A由參考(標(biāo)號(hào))PRS所示，從圖像的左上角的塊開始。對(duì)于每個(gè)塊，表示該塊所需的各個(gè)信息項(xiàng)(塊類型、預(yù)測(cè)模式、殘留系數(shù)等)被順序分發(fā)給熵編碼器。
[0006]已知一種足夠復(fù)雜的有效算術(shù)編碼器，被稱為“CABAC”(“上下文適應(yīng)二進(jìn)制算術(shù)編碼器”)，其被引入到AVC壓縮標(biāo)準(zhǔn)(也被稱為IS0-MPEG4第10部分和ITU-T H.264)。
[0007]熵編碼器實(shí)現(xiàn)各種構(gòu)思:
[0008]-算術(shù)編碼:例如最初在文檔J.Rissanen and G.G.Langdon Jr, “Universalmodeling and coding, ” IEEE Trans.1nform.Theory, vol.1T-27, pp.12 - 23, Jan.1981 中描述的編碼器使用該符號(hào)的出現(xiàn)概率來對(duì)符號(hào)進(jìn)行編碼；
[0009]-上下文適應(yīng):這包括適應(yīng)要編碼的符號(hào)的出現(xiàn)概率。一方面，實(shí)現(xiàn)快速獲悉。另一方面，根據(jù)之前編碼的信息的狀態(tài)，特定的上下文被用于編碼。每個(gè)上下文存在相對(duì)應(yīng)的固有的符號(hào)出現(xiàn)概率。例如，上下文根據(jù)給定的配置對(duì)應(yīng)于編碼符號(hào)的類型(殘留的系數(shù)、編碼模式的信令等的表示)，或者對(duì)應(yīng)于鄰居的狀態(tài)(例如從鄰居選擇的“幀內(nèi)”模式的數(shù)量等);
[0010]-二進(jìn)制化:要編碼的符號(hào)被轉(zhuǎn)換為比特串的形式。隨后，該各個(gè)比特被相繼分發(fā)給二進(jìn)制熵編碼器。
[0011]于是，該熵編碼器針對(duì)使用的每個(gè)上下文來實(shí)現(xiàn)一種系統(tǒng)，用于快速獲悉與之前針對(duì)考慮的上下文來編碼的符號(hào)相關(guān)的概率。該獲悉基于這些符號(hào)的編碼順序。典型地，如上所述根據(jù)“光柵掃描”類型的順序來遍歷圖像。
[0012]在對(duì)可等于0或I的給定符號(hào)b進(jìn)行編碼時(shí)，以下列方式針對(duì)當(dāng)前塊MBi來更新該符號(hào)的出現(xiàn)概率Pi的獲悉:
【權(quán)利要求】
1.一種對(duì)至少一個(gè)圖像進(jìn)行編碼的方法，包括下列步驟: -將圖像劃分(Cl)為多個(gè)塊(MB)， -將所述塊分組(C2)為預(yù)定數(shù)量(P)的塊的子集， -對(duì)所述塊的子集中的每個(gè)并行編碼(C3)，所考慮的子集中的塊是根據(jù)遍歷的預(yù)定順序來編碼的，針對(duì)所考慮的子集中的當(dāng)前塊，所述編碼步驟包括下列子步驟: ?關(guān)于至少一個(gè)之前編碼和解碼的塊對(duì)所述當(dāng)前塊進(jìn)行預(yù)測(cè)編碼(C341)， ?基于至少一個(gè)符號(hào)出現(xiàn)概率對(duì)所述當(dāng)前塊進(jìn)行熵編碼(C345)， 所述編碼方法的特征在于: -在當(dāng)前塊是所考慮的子集中要編碼的第一塊的情形下，所述符號(hào)出現(xiàn)概率是針對(duì)至少一個(gè)其他子集中的已編碼和解碼的預(yù)定塊來計(jì)算的符號(hào)出現(xiàn)概率， -在當(dāng)前塊是所述考慮的子集中除所述第一塊以外的塊的情形下，所述符號(hào)出現(xiàn)概率是針對(duì)屬于所述相同子集的至少一個(gè)編碼和解碼的塊來計(jì)算的符號(hào)出現(xiàn)概率。
2.如權(quán)利要求1所述的編碼方法，其中，與所述子集中除第一塊以外的要編碼的當(dāng)前塊屬于相同的子集的所述編碼和解碼的塊是要編碼的當(dāng)前塊的最近相鄰塊。
3.如權(quán)利要求1所述的編碼方法，其中，在所考慮的子集中的塊的預(yù)測(cè)編碼將針對(duì)所述考慮的子集以外的子集的預(yù)定數(shù)量的之前編碼和解碼的塊來執(zhí)行的情形下，所述考慮的子集中的塊的并行編碼是相對(duì)于在執(zhí)行并行編碼的順序下緊鄰在前面的塊的子集而偏移所述預(yù)定數(shù)量的塊來執(zhí)行的。
4.一種對(duì)至少一個(gè)圖像進(jìn)行編碼的設(shè)備(CO)，包括: -用于將圖像劃分為多個(gè)塊的部件(PCO)， -用于將所述塊分組為預(yù)定數(shù)量(P)的塊的子集的部件(GRCO)， -對(duì)所述塊的子集中的每個(gè)并行編碼的部件(UC1、UC2、…、UCk、…、UCP)，所考慮的子集中的塊是根據(jù)遍歷的預(yù)定順序來編碼的，針對(duì)所考慮的子集中的當(dāng)前塊，所述編碼部件包括: ?關(guān)于至少一個(gè)之前編碼和解碼的塊對(duì)所述當(dāng)前塊進(jìn)行預(yù)測(cè)編碼的子部件， ?基于至少一個(gè)符號(hào)出現(xiàn)概率對(duì)所述當(dāng)前塊進(jìn)行熵編碼的子部件， 所述編碼設(shè)備的特征在于: -在當(dāng)前塊是所考慮的子集中要編碼的第一塊的情形下，針對(duì)所述第一當(dāng)前塊的熵編碼，所述熵編碼的子部件考慮針對(duì)至少一個(gè)其他子集中的編碼和解碼的預(yù)定塊來計(jì)算的符號(hào)出現(xiàn)概率， -在當(dāng)前塊是所述考慮的子集中除第一塊以外的塊的情形下，針對(duì)所述當(dāng)前塊的熵編碼，所述熵編碼的子部件考慮針對(duì)屬于所述相同子集的至少一個(gè)編碼和解碼的塊來計(jì)算的符號(hào)出現(xiàn)概率。
5.一種包含指令的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行時(shí)，所述指令用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所要求的編碼方法。
6.一種可被計(jì)算機(jī)讀取的記錄介質(zhì)，其上記錄了包含指令的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述程序被計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，該指令用于執(zhí)行如權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所要求的編碼方法的步驟。
7.—種對(duì)表示至少一個(gè)編碼圖像的流(F)進(jìn)行解碼的方法，包括下列步驟: -在所述圖像中識(shí)別(Dl)要解碼的預(yù)定數(shù)量(P)的塊的子集，-對(duì)與所述塊的子集中的每個(gè)關(guān)聯(lián)的所述流的部分(F1、F2、…、Fk、…、FP)并行解碼(D2)，所考慮的子集中的塊是根據(jù)遍歷的預(yù)定順序來解碼的，針對(duì)所考慮的子集中的當(dāng)前塊，所述解碼步驟包括下列子步驟: ?基于至少一個(gè)符號(hào)出現(xiàn)概率對(duì)所述當(dāng)前塊進(jìn)行熵解碼(D241)， ?關(guān)于至少一個(gè)之前解碼的塊對(duì)所述當(dāng)前塊進(jìn)行預(yù)測(cè)解碼(D242)， 所述解碼方法的特征在于: -在當(dāng)前塊是所考慮的子集中要解碼的第一塊的情形下，所述符號(hào)出現(xiàn)概率是針對(duì)至少一個(gè)其他子集中的解碼預(yù)定塊來計(jì)算的符號(hào)出現(xiàn)概率， -在當(dāng)前塊是所述考慮的子集中除第一塊以外的塊的情形下，所述符號(hào)出現(xiàn)概率是針對(duì)屬于所述相同子集的至少一個(gè)解碼的塊來計(jì)算的符號(hào)出現(xiàn)概率。
8.如權(quán)利要求7所述的解碼方法，其中，與所述子集的第一塊以外要解碼的當(dāng)前塊屬于相同的子集的所述解碼塊是要解碼的當(dāng)前塊的最近相鄰塊。
9.如權(quán)利要求7所述的解碼方法，其中，在所考慮的子集中的塊的預(yù)測(cè)解碼將針對(duì)所述考慮的子集之外的子集的預(yù)定數(shù)量的之前編碼和解碼的塊來執(zhí)行的情形下，所述考慮的子集中的塊的并行解碼是相對(duì)于在執(zhí)行并行解碼的順序下緊鄰在前面的塊的子集而偏移預(yù)定數(shù)量的塊來執(zhí)行的。
10.一種對(duì)表示至少一個(gè)編碼圖像的流(F)進(jìn)行解碼的設(shè)備，包括: -在所述圖像中識(shí)別要解碼的預(yù)定數(shù)量的塊的子集的部件(EXDO)， -對(duì)與所述塊的子集中的每個(gè)關(guān)聯(lián)的所述流的部分(F1、F2、…、Fk、…、FP)并行解碼的部件(1、UD2、…、UDK、…UDP )，所考慮的子集中的塊是根據(jù)遍歷的預(yù)定順序來解碼的，針對(duì)所考慮的子集中的當(dāng)前塊，所述解碼部件包括: ?基于至少一個(gè)符號(hào)出現(xiàn)概率對(duì)所述當(dāng)前塊進(jìn)行熵解碼的子部件， ?關(guān)于至少一個(gè)之前解碼的塊對(duì)所述當(dāng)前塊進(jìn)行預(yù)測(cè)解碼的子部件， 所述解碼設(shè)備的特征在于: -在當(dāng)前塊是所考慮的子集中要解碼的第一塊的情形下，針對(duì)所述第一當(dāng)前塊的熵解碼，所述熵解碼的子部件考慮針對(duì)至少一個(gè)其他子集的解碼預(yù)定塊來計(jì)算的符號(hào)出現(xiàn)概率， -在當(dāng)前塊是所述考慮的子集中除第一塊以外的塊的情形下，針對(duì)所述當(dāng)前塊的熵解碼，所述熵解碼的子部件考慮針對(duì)屬于所述相同子集的至少一個(gè)解碼塊來計(jì)算的符號(hào)出現(xiàn)概率。
11.一種包含指令的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)該計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行時(shí)，所述指令用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求7到9中任一個(gè)所要求的解碼方法。
12.—種可被計(jì)算機(jī)讀取的記錄介質(zhì)，在其上記錄了包含指令的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述程序被計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，所述指令用于執(zhí)行如權(quán)利要求7到9中任一個(gè)所要求的解碼方法的步驟。
【文檔編號(hào)】H04N19/645GK103535032SQ201280021355
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月7日
【發(fā)明者】F.亨利, S.帕圖克斯 申請(qǐng)人:奧林奇公司