[發明專利]視頻數據編碼和解碼

無效

• 申請號: 201210442149.6
• 申請日: 2012-11-07
• 公開（公告）號: CN103096074A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 詹姆斯·亞歷山大·戈梅;尼古拉斯·里安·桑德斯;卡爾·詹姆斯·沙曼;保羅·詹姆斯·西爾考克
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/50
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

技術領域

本發明涉及視頻數據編碼和解碼。

背景技術

存在若干種視頻數據壓縮和解壓縮系統(作為編碼和解碼系統的示例)，這些系統涉及將視頻數據變換為頻域表示，量化頻域系數并且然后向量化后的系數應用某種形式的熵編碼。

在本上下文中，熵可被認為是對數據符號或符號序列的信息內容進行表示。熵編碼的目的是利用表示數據符號序列的信息內容所需要的最少量編碼數據比特(理想地)以無損方式來編碼該數據符號序列。在實踐中，熵編碼被用來對經量化系數編碼以使得經編碼數據小于(在其比特數目方面)原始的經量化系數的數據大小。更高效的熵編碼處理對于相同輸入數據大小給出更小的輸出數據大小。

在視頻數據壓縮中使用的熵編碼處理的重要部分涉及經量化系數被呈現用于編碼的順序。

通常，數據掃描或重排序處理被應用于經量化系數。掃描處理的目的是對經量化的頻率變換后數據進行沖排序以便將盡可能多的非零經量化經變換系數收集在一起，當然，因此，將盡可能多的零值化系數收集在一起。這些特征可允許高效地應用所謂的行程長度編碼或類似技術(其通過定義了行程的長度的較少量數據比特來對零的連續序列或行程進行編碼)。因此，掃描處理涉及從經量化經變換數據中選擇系數，并且具體地，根據“掃描順序”從與經變換和經量化的圖像數據塊相對應的系數塊中選擇系數，以使得(a)作為掃描的一部分，所有系數都被選擇一次，并且(b)掃描傾向于提供所希望的重排序。

在實踐方面，頻域變換級的輸出通常包括一組頻域系數，這些系數根據它們在原始圖像塊中表示的水平和垂直空間頻率而變化。一般地，存在表示原始圖像塊中的樣本的平均(DC)值的所謂的“DC”系數，以及表示低的或高的水平和垂直空間頻率范圍的各自排列的一連串系數。

這些系數被排序以用于發送給數據掃描處理的方式當然是任意的，但是為了方便經常將系數當作數據陣列，其中DC系數在該陣列的左上角，增大的水平空間頻率在該陣列中從左向右的方向上被表示出并且增大的垂直空間頻率在該陣列中從上到下的方向上被表示出。在這種表示下，已發現可提供有用結果的數據掃描處理就是所謂的zigzag掃描，其以DC系數開始并且然后以zigzag方式逐個前進通過其余系數。zigzag掃描的一個示例在附圖中的圖16中示意性地被示出。該掃描圖案意味著在DC系數之后被掃描的前兩個系數是分別表示(a)和(b)的那些系數：(a)零垂直空間頻率和最低水平空間頻率范圍；以及(b)零水平空間頻率和最低垂直空間頻率范圍。此后，掃描繼續進行以使得一次一個系數地掃描系數陣列中的連續斜線(在坐下至右上的方向上)。

zigzag掃描被認為是有益的，因為對于許多常規類型的圖像，并且具體地對于從真實場景捕獲的圖像，信息內容的大部分傾向于位于DC和低頻系數中。通常是許多或所有更高頻系數為零的情況。在諸如所提出的“高效率視頻編碼”(HEVC)系統之類的對殘差圖像數據(即，表示實際圖像與該圖像的預測版本之間的差異的數據)編碼的系統中尤其是這種情況。因此，通過首先掃描DC和較低頻系數，非零值可傾向于被收集在一起并且零值也可傾向于被收集在一起。如上面提到的，這可帶來更高效的熵編碼處理。

發明內容

本發明提供了一種將視頻數據的陣列重排序用于熵編碼的視頻數據編碼裝置，該裝置包括：

頻域轉換器，用于生成從輸入視頻信號得出的數據的頻域表示，所述頻域表示包含與每個圖像區域有關的多個頻域系數的陣列；

選擇器，用于從兩個或更多個候選重排序圖案的組中選擇用于重排序所述頻域系數的陣列的重排序圖案；

數據掃描器，用于根據所選重排序圖案改變頻域系數的順序以生成經重排序的系數；以及

熵編碼器，用于對所述經重排序的系數進行熵編碼；

其中，所述候選重排序圖案包括從包括如下圖案的列表中選出的至少一個重排序圖案：

第一重排序圖案，被布置為對頻域數據重排序以使得經重排序的數據包含所述頻域數據的連續子集，每個子集包含表示一個維度中的恒定空間頻率的數據，該一個維度隨著子集而不同；

第二重排序圖案，被布置為對頻域數據重排序以使得指示恒定水平空間頻率或恒定垂直空間頻率的一個或多個集合的數據分別被布置為在該頻域數據的其余數據之前，所述其余頻域數據根據連續子集被排序，每個子集被選擇為使得水平空間頻率分量和垂直空間頻率分量之和對于子集內的系數來說一般是恒定的；以及