[發明專利]視頻變換系數的熵編碼方法

有效

• 申請號: 201210204673.X
• 申請日: 2012-06-20
• 公開（公告）號: CN102752592A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 林斯銘;劉偉杰;何輝
• 申請（專利權）人: 深圳廣晟信源技術有限公司
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/50
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 李琴;易皎鶴

技術領域

本發明涉及圖像/視頻編解碼領域，更具體地說，涉及一種視頻變換系數的熵編碼方法。

背景技術

現有的圖像/視頻編碼方法一般是將圖像分為小塊，對每一塊的像素通過預測得到殘差，再將該殘差進行變換、量化后得到的矩陣，掃描成一維序列，再用游程編碼得到run/level序列，最后對run/level序列進行熵編碼。所謂run/level序列，run是指一維序列中,一個非零系數前連續0的個數，level是指該非零系數的幅值（即非零系數的正負及絕對值）。熵編碼是視頻壓縮編碼的重要技術，熵是隨機變量不確定性的度量，也是平均意義上描述該隨機變量的最短碼長。

變長編碼是現有標準中熵編碼的主要技術，其原理是對出現概率大的符號用較短的碼字表示，對出現概率小的符號用較長的表示，使編碼所需的平均碼長降至接近它的熵，從而實現壓縮。進一步的，通過分析并去除符號間的相關性，減少符號間的信息冗余，能降低符號本身的熵，從而使編碼碼長進一步的降低。是否能較好去除符號間的相關性，是一個熵編碼方法性能好壞的關鍵。

最新的國際編碼標準H264采用的基于上下文的變長編碼方法CAVLC（Context-based?Adaptive?Variable?Length?Coding），利用run和level之間的相關性，分別單獨編碼run和level。CAVLC把run/level序列中非零系數的個數和末尾的連續幾個1或者-1的個數結合成coeff_token進行基于相鄰塊信息的變長編碼，把除末尾的若干個1以外的非零系數的值以level_prefix和level_suffix進行變長編碼，把剩下的0以total_zeros和run_before為基本語法元素進行基于上下文的變長編碼。CAVLC充分利用了符號間存在的相關關系：編碼coeff_token利用了相鄰塊間的數對個數相關關系進行編碼；通過前后level的相關關系編碼level值；以total_zeros和run_before的方式，利用run之間的相關關系進行編碼；因為末尾level的幅值基本都是1，用編碼末尾個數的方式，節省了末尾level的幅值的編碼。因此CAVLC較好的去除了符號間的冗余。

基于國際標準的發展，中國也開發了其自有的編碼標準AVS（Audio?Video?coding?Standard，音視頻編碼標準），力圖實現碼率和復雜度的兼顧。AVS采用2DVLC（2D-Variable?Length?Coding），聯合編碼run和level的信息。由于聯合編碼可以去除聯合元素間的冗余信息，這樣AVS也在一定程度上降低了碼率。同時，AVS根據前一個數對level的幅值切換碼表，編碼后一個數對，從而利用了相鄰數對的level幅值之間的相關關系，力圖實現碼率和復雜度的兼顧。

上面闡述了兩種常用的變長編碼方法CAVLC和AVS，其中CAVLC較好的利用了各個元素之間的相關性，但其對run和level單獨編碼，理論上較之于聯合編碼，編碼效率降低。而且，CAVLC的末尾幅度為1的系數的個數最多只能三個，專門適用于4*4的變換單位塊，如果對于非4*4的變換單位塊（如8*8變換單位塊或16*16變換單位塊），其末尾幅度為1的系數很可能大大超過3個，CAVLC就無法得到很好的結果。也就是說，CAVLC的編碼方式對單位塊大小的適應性不強。當前，變換技術的趨勢是自適應采用多種不同的尺寸，在這種情況下，CAVLC就難以滿足需要。

而AVS恰恰相反，雖然用run和level的聯合編碼，但對數對之間的相關性的利用還很不足。對前后數對的run之間的相關性，對末尾level往往出現連續的幅值1，甚至序列的level幅值全為1這一明顯的現象沒有利用，對相鄰單位塊間的相關性也沒有利用，從而導致了編碼效果不佳。

故，有必要提供一種視頻變換系數的熵編碼方法，以解決現有技術所存在的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術中的視頻變換系數的熵編碼方法對單位塊大小的適應性不強或編碼效果不佳的缺陷，提供一種可適用于不同大小的單位塊，且熵編碼性能更高，碼率更低的視頻變換系數的熵編碼方法。