[發明專利]對系數塊中有效系數的位置進行編碼的視頻編碼

有效

• 申請號: 200980131803.8
• 申請日: 2009-08-07
• 公開（公告）號: CN102124740A
• 公開（公告）日: 2011-07-13
• 發明（設計）人: 安基程;陳衢清;陳志波;滕軍
• 申請（專利權）人: 湯姆森特許公司
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/50
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 呂曉章

技術領域

本發明涉及一種對系數塊中有效系數的分布進行視頻編碼和視頻解碼的編碼以及解碼方法與裝置，其中任何非零幅度系數被表示為有效系數(significant?coefficient)。

背景技術

在已知圖像壓縮處理(例如，MPEG2與MPEG4AVC)中，在量化之后，在大多數量化后的系數為零的同時，可獲得(例如，DCT-)變換后的圖像信號的有效(即，非零的)幅度系數的非常分散的分布。雖然可以使用用于零的游程(run-length)編碼，但是就作為結果的總體數據率而言，基于變換的圖像壓縮的代價最高的任務是記錄這樣的有效系數在編碼塊或宏塊內的位置。因為有效系數的分散分布，所以對有效系數在塊中的位置進行編碼比對其量值和符號進行編碼代價更高。

在現有的編解碼器中，例如JPEG2000，如在D.Taubman的“High?Performance?Scalable?Image?Compression?with?EBOCT”，IEEE?Transactions?on?Image?Processing，Vol.9，No.7，July?2000，pp.1158-1170中描述的，在位平面編碼處理中，以一維逐個樣本的樣式來重復掃描并編碼系數。從而，為了記錄有效系數的位置，要編碼大量的零。雖然在有些情況下清理通道(clean-up?pass)中可采用用于零的游程編碼，但是減少冗余編碼數據信息的機會相對小。

針對該問題，在US2007/0071331A1中提出了一種四進制抵達(quaternary?reaching)方法，其實質上為高效地抵達有效系數的四分法。在該四分法中，通過均勻地分割高度與寬度而將像素尺寸為2^N*2^N的‘有效方塊’(即，包括至少一個非零幅度系數)遞歸地分割至四個更小的方塊，直至抵達單一的有效系數。然后，對所有生成的方塊的有效性狀態進行編碼。需要記錄并編碼作為結果的信息總量，但是減少了用于抵達有效系數的編碼操作的數量。

發明內容

然而，分散的圖像信號的有效性分布多種多樣。雖然四分法處理對于在分散矩陣中記錄有效系數的位置是一個好的選擇，但是其不是在所有情況下都是最優的。

例如，對于如圖1中顯示的16*16方塊，當采用上述四分法處理時，要編碼的比特數為52，而如下文所示，如果采用另一種用于編碼四個有效系數的數量和坐標的處理，則要編碼的比特數僅為40。值‘1’不指代非零系數的幅度和位置，而只是指代非零系數的位置。

四分法處理(52比特)：

第一等級：1????1????1????1

第二等級：1000?1000?0010?1000

第三等級：1000?0001?0100?0001

第四等級：1000?0010?0100?0100

對數量與坐標進行編碼(40比特或更少)：通過定長編碼將有效系數的整數數量編碼為二進制數00000100。如果使用Exp-Golomb碼，則需要更少的比特。例如，當使用零級(zero-order)Exp-Golomb碼時，整數‘4’被編碼為00101，并且僅需要5比特而不是8比特。將x-y坐標編碼為二進制數：(0000?0000)(1010?0011)(0011?1100)(1011?1010)

本發明要解決的問題是，提供一種改進的對各種系數有效性分布進行記錄或編碼的方法。權利要求1和3中公開的方法解決了該問題。權利要求2和4中分別公開了利用這些方法的裝置。

本發明涉及圖像/視頻信號數據組的熵編碼/解碼。因為單一模式的樣式信息編碼針對不同的有效性分布不是最優的，所以在上述意義上，本發明使用若干樣式確定或編碼模式用于編碼方塊，并且編碼側選取這些模式之一并傳遞對應的模式信息至解碼側以精確解碼。有利地，如果方塊的尺寸足夠大，則該輔助信息(side?information)的成本可忽略不計。

原理上，本發明編碼方法適合于用于對系數塊中的有效系數的分布進行視頻編碼的編碼，其中，非零幅度系數被表示為有效系數，所述方法包括以下步驟：

-對于當前系數塊，檢查至少以下分布編碼候選模式，所述分布編碼候選模式是關于編碼所述當前塊中的有效系數的分布所需要的作為結果的比特數：

-逐個樣本模式，其中，以通過所述當前塊的行或列的連續順序掃描所述系數的有效性狀態；

-點坐標模式，其中，將有效系數的量以及它們在所述當前塊中的坐標或位置編碼為定長的二進制數；