用于最末重要系數(shù)位置編碼中的上下文減少的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總體上涉及視頻編碼領(lǐng)域，并且更加具體地涉及用于減少在對(duì)最末變換位 置進(jìn)行編碼時(shí)使用的上下文的數(shù)目的系統(tǒng)、設(shè)備和方法。
[0002] 相關(guān)申請(qǐng)的奪叉引用
[0003] 本申請(qǐng)要求于2012年2月4日遞交的、名稱為"Chroma Context Reduction for Last Coefficient Position Coding in HEVC" 的第 61/595, 072 號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)， 于 2012 年 2 月 5 日遞交的、名稱為"Chroma Context Reduction for Last Coefficient Position Coding in HEVC"的第61/595, 138號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)，以及于2012年2月9 日遞交的、名稱為 "Chroma Context Reduction for Last Coefficient Position Coding in HEVC"的第61/597, 033號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的權(quán)益，上述美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)通過引用被 整體并入于此。
【背景技術(shù)】
[0004] 視頻壓縮使用塊處理用于許多操作。在塊處理中，鄰近像素的塊被分組到編碼單 元中，并且壓縮操作把該像素組當(dāng)作一個(gè)單元對(duì)待，以利用編碼單元內(nèi)的鄰近像素之間的 相關(guān)性?；趬K的處理通常包括預(yù)測(cè)編碼和變換編碼。使用量化的變換編碼是一種類型的 數(shù)據(jù)壓縮，其通常是"有損的"，因?yàn)槿∽栽磮D像的變換塊的量化通常丟棄與源圖像中的變 換塊關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，由此降低其帶寬要求但是也常常導(dǎo)致在來自源圖像的原始變換塊的重現(xiàn) 中的質(zhì)量損失。
[0005] MPEG-4AVC(也被稱為H. 264)是在塊處理中使用變換編碼的已建立的視頻壓縮標(biāo) 準(zhǔn)。在H. 264中，圖像被劃分為16x16像素的宏塊（MB)。每個(gè)MB通常進(jìn)一步被劃分為更 小的塊。使用圖像內(nèi)/圖像間預(yù)測(cè)來預(yù)測(cè)大小等于或小于MB的塊，并且空間變換連同量化 一起被應(yīng)用到預(yù)測(cè)殘差。量化的殘差變換系數(shù)通常使用熵編碼方法（例如可變長(zhǎng)度編碼或 算術(shù)編碼）來編碼。上下文自適應(yīng)二進(jìn)制算術(shù)編碼（CABAC)被引入H. 264中用于通過將自 適應(yīng)二進(jìn)制算術(shù)編碼技術(shù)與一組上下文模型結(jié)合來提供基本上無損的壓縮效率。在CABAC 中，上下文模型選擇在提供一定程度的自適應(yīng)和冗余減少中起作用。H. 264規(guī)定了針對(duì)2D 塊的兩種掃描模式。Z字形掃描用于使用逐行視頻壓縮技術(shù)編碼的圖像，而備選掃描則針對(duì) 使用隔行視頻壓縮技術(shù)編碼的圖像。
[0006] 被開發(fā)用于接替H. 264的國(guó)際視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)HEVC (高效率視頻編碼）將變換塊大 小擴(kuò)展至16x16和32x32像素以有益于高清晰度（HD)視頻編碼。HEVC還可以使用包括Z 字形在內(nèi)的各種掃描模式。
[0007] 在諸如HEVC之類的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，用于減少空間和時(shí)間冗余的編碼機(jī)制是期 望的。正在進(jìn)行的努力針對(duì)提高分別壓縮和解壓縮視頻數(shù)據(jù)流的編碼器和解碼器（編碼解 碼器）的效率。因?yàn)榫幋a解碼器的目的是要減少數(shù)字視頻幀的大小，由此促進(jìn)視頻的有效 存儲(chǔ)和通信，所以在編碼解碼器硬件和編碼/解碼處理方面的開發(fā)繼續(xù)進(jìn)行。
【附圖說明】
[0008] 本公開內(nèi)容的細(xì)節(jié)（既關(guān)于其結(jié)構(gòu)又關(guān)于其操作）可以通過研究附圖來部分地理 解，其中同樣的附圖標(biāo)記指代同樣的部分。附圖不必要按比例，反而將重點(diǎn)放在說明公開內(nèi) 容的原理上。
[0009] 圖IA是在其中可以使用本公開內(nèi)容的各種實(shí)施例的視頻系統(tǒng)；
[0010] 圖IB是在其上可以實(shí)施本公開內(nèi)容的實(shí)施例的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；
[0011] 圖2A、圖2B、圖3A和圖3B圖示了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施例的某些視頻編碼原理；
[0012] 圖4A和圖4B示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施例的用于編碼器和解碼器的可能架 構(gòu)；
[0013] 圖5A和圖5B圖示了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施例的另外的視頻編碼原理；
[0014] 圖6A至圖6D是示出了示例常規(guī)上下文模型的圖；
[0015] 圖7A至圖7C是示出了示例常規(guī)上下文模型的圖；
[0016] 圖8A至圖8C是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施例的示例上下文模型的圖；
[0017] 圖9A至圖9C是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施例的示例上下文模型的圖；
[0018] 圖10A、圖10B、圖10C-1和圖10C-2是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施例的示例上 下文模型的圖；
[0019] 圖11是根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施例的上下文減少的最末重要系數(shù)位置編碼的流程 圖；
[0020] 圖12是根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施例的用于具有帶有非零系數(shù)的至少一個(gè)子塊的 lfelOTU 的不例 LO 重要性圖（significance map);
[0021] 圖13是用于圖12的示例LO重要性圖的示例對(duì)應(yīng)LI重要性圖。
[0022] 圖14是根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施例的用于使用最末重要系數(shù)編碼的MxN變換單元 (TU)的一般解碼過程的示例流程圖；以及
[0023] 圖15是根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施例的用于使用最末子塊位置編碼的MxN變換單元 (TU)的一般解碼過程的示例流程圖。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0024] 因此，本文提供了通過減少在對(duì)最末變換位置進(jìn)行編碼時(shí)使用的上下文的數(shù)目來 提高視頻壓縮效率的系統(tǒng)和方法。本文描述的方法和系統(tǒng)總體上涉及諸如視頻編碼器和解 碼器之類的視頻處理。
[0025] 在第一方面，提供了一種視頻編碼的方法，該方法包括：編碼在具有第一寬度的視 頻塊內(nèi)的最末非零系數(shù)的位置，其中最末非零系數(shù)的位置被提供為二進(jìn)制值的串，其中在 所述串中的每個(gè)二進(jìn)制值對(duì)應(yīng)于倉(cāng)位索引值；以及確定針對(duì)每個(gè)倉(cāng)位索引值的上下文索 引值，其中針對(duì)每個(gè)倉(cāng)位索引值的上下文索引值被配置為跨不同寬度的兩個(gè)或更多個(gè)塊被 共享。在第一方面的實(shí)施例中，上下文索引值根據(jù)以下等式從倉(cāng)位索引值得出：上下文索引 =倉(cāng)位索引>> (Iog2 (TUsize)-2)，其中〉〉表示移位操作并且TUsize指的是視頻塊的寬度。在 第一方面的實(shí)施例中，上下文索引值使用查找表從倉(cāng)位索引值得出。在第一方面的實(shí)施例 中，查找表包括具有針對(duì)為8的塊寬度的三個(gè)上下文索引值的上下文模型。在第一方面的 實(shí)施例中，與使用三個(gè)上下文索引值關(guān)聯(lián)的編碼效率的損耗小于1 %。在第一方面的實(shí)施例 中，查找表包括具有針對(duì)為16的塊寬度的三個(gè)上下文索引值的上下文模型。在第一方面的 實(shí)施例中，與使用三個(gè)上下文索引值關(guān)聯(lián)的編碼效率的損耗小于1 %。在第一方面的實(shí)施例 中，查找表包括具有針對(duì)為16的塊寬度的六個(gè)上下文索引值的上下文模型。在第一方面的 實(shí)施例中，與使用六個(gè)上下文索引值關(guān)聯(lián)的編碼效率的損耗小于1 %。在第一方面的實(shí)施例 中，查找表包括具有針對(duì)為16的塊寬度的七個(gè)上下文索引值的上下文模型。在第一方面的 實(shí)施例中，與使用七個(gè)上下文索引值關(guān)聯(lián)的編碼效率的損耗小于1 %。在第一方面的實(shí)施例 中，上下文索引值包括：與塊關(guān)聯(lián)的大??；塊內(nèi)的系數(shù)中的給定系數(shù)根據(jù)掃描順序的位置； 以及掃描順序。在第一方面的實(shí)施例中，編碼最末非零系數(shù)的位置經(jīng)由熵編碼被實(shí)現(xiàn)。在 第一方面的實(shí)施例中，熵編碼包括上下文自適應(yīng)二進(jìn)制算術(shù)編碼（CABAC)。在第一方面的 實(shí)施例中，CABAC包括用于最末非零系數(shù)的位置的截位碼字。在第一方面的實(shí)施例中，編碼 最末非零系數(shù)的位置包括通過獨(dú)立地信令其X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)來明確地編碼最末非零系數(shù)的 位置。在第一方面的實(shí)施例中，在編碼其它非零系數(shù)的位置之前編碼最末非零系數(shù)的位置。 在第一方面的實(shí)施例中，熵編碼包括高效率視頻編碼01EVC)。在第一方面的實(shí)施例中，編碼 包括解碼，并且其中解碼標(biāo)識(shí)視頻塊內(nèi)的最末非零系數(shù)的位置。在第一方面的實(shí)施例中，該 方法在具有處理器和耦合到所述處理器的存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)上被實(shí)現(xiàn)，其中至少一些步驟 使用所述處理器被執(zhí)行。
[0026] 在第二方面，提供了一種用于編碼視頻的裝置，該裝置包括視頻編碼器，視頻編碼 器被配置為：編碼在具有第一寬度的視頻塊內(nèi)的最末非零系數(shù)的位置，其中最末非零系數(shù) 的位置被提供為二進(jìn)制值的串，其中在所述串中的每個(gè)二進(jìn)制值對(duì)應(yīng)于倉(cāng)位索引值；以及 確定針對(duì)每個(gè)倉(cāng)位索引值的上下文索引值，其中針對(duì)每個(gè)倉(cāng)位索引值的上下文索引值被配 置為跨不同寬度的兩個(gè)或更多個(gè)塊被共享。在第二方面的實(shí)施例中，上下文索引值根據(jù)以 下等式從倉(cāng)位索引值得出：上下文索引=倉(cāng)位索引>> (Iog2 (TUsize)-2)，其中〉〉表示移位操 作并且TUsize指的是視頻塊的寬度。在第二方面的實(shí)施例中，上下文索引值使用查找表從倉(cāng) 位索引值得出。在第二方面的實(shí)施例中，查找表包括具有針對(duì)為8的塊寬度的三個(gè)上下文 索引值的上下文模型。在第二方面的實(shí)施例中，與使用三個(gè)上下文索引值關(guān)聯(lián)的編碼效率 的損耗小于1%。在第二方面的實(shí)施例中，查找表包括具有針對(duì)為16的塊寬度的三個(gè)上下 文索引值的上下文模型。在第二方面的實(shí)施例中，與使用三個(gè)上下文索引值關(guān)聯(lián)的編碼效 率的損耗小于1%。在第二方面的實(shí)施例中，查找表包括具有針對(duì)為16的塊寬度的六個(gè)上 下文索引值的上下文模型。在第二方面的實(shí)施例中，與使用六個(gè)上下文索引值關(guān)聯(lián)的編碼 效率的損耗小于1%。在第二方面的實(shí)施例中，查找表包括具有針對(duì)為16的塊寬度的七個(gè) 上下文索引值的上下文模型。在第二方面的實(shí)施例中，與使用七個(gè)上下文索引值關(guān)聯(lián)的編 碼效率的損耗小于1%。在第二方面的實(shí)施例中，上下文索引值包括：與塊關(guān)聯(lián)的大?。粔K 內(nèi)的系數(shù)中的給定系數(shù)根據(jù)掃描順序的位置；以及掃描順序。在第二方面的實(shí)施例中，編碼 最末非零系數(shù)的位置經(jīng)由熵編碼被實(shí)現(xiàn)。在第二方面的實(shí)施例中，熵編碼包括上下文自適 應(yīng)二進(jìn)制算術(shù)編碼（CABAC)。在第二方面的實(shí)施例中，CABAC包括用于最末非零系數(shù)的位置 的截位碼字。在第二方面的實(shí)施例中，編碼最末非零系數(shù)的位置包括通過獨(dú)立地信令其X 坐標(biāo)和Y坐標(biāo)來明確地編碼最末非零系數(shù)的位置。在第二方面的實(shí)施例中，其中在編碼其 它非零系數(shù)的位置之前編碼最末非零系數(shù)的位置。在第二方面的實(shí)施例中，熵編碼包括高 效率視頻編碼01EVC)。在第二方面的實(shí)施例中，視頻編碼器包括被配置為解碼視頻塊內(nèi)的 最末非零系數(shù)的位置的視頻解碼器。在第二方面的實(shí)施例中，該裝置包括以下各項(xiàng)中的至 少一項(xiàng)：集成電路；微處理器