一種基于模板的殘差變換系數(shù)重要圖編碼方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一基于模板的殘差變換系數(shù)重要圖編碼方法。本發(fā)明基于變換系數(shù)標(biāo)記組合統(tǒng)計(jì)特征的模板訓(xùn)練，保證所選的變換系數(shù)標(biāo)記組合比特開(kāi)銷(xiāo)低于傳統(tǒng)的CABAC重要圖編碼，從而有效提高本方法的魯棒性；利用了變換系數(shù)標(biāo)記組合的相關(guān)性以及非零系數(shù)個(gè)數(shù)先驗(yàn)，有效提高了算法的壓縮效率；根據(jù)編碼端的變化，調(diào)整了解碼端水平級(jí)信息與重要圖信息的解碼順序，有效保證了重要圖信息的正確解碼。
【專利說(shuō)明】一種基于模板的殘差變換系數(shù)重要圖編碼方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像、視頻壓縮編碼技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著圖像、視頻編碼和通信傳輸技術(shù)的不斷進(jìn)步，各類(lèi)數(shù)字多媒體相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。隨著廣大用戶對(duì)高品質(zhì)多媒體需求的不斷增長(zhǎng)，各類(lèi)高清和超高清視頻服務(wù)應(yīng)運(yùn)而生并增長(zhǎng)迅猛。相較以往的中低分辨率視頻內(nèi)容,高清和超高清視頻內(nèi)容的數(shù)據(jù)量顯著增加，并對(duì)現(xiàn)有的存儲(chǔ)和傳輸系統(tǒng)提出了更大的挑戰(zhàn)。因此，如何開(kāi)發(fā)更加高效的視頻編碼方法成為了突破這一瓶頸的關(guān)鍵。
[0003]作為目前最先進(jìn)的算術(shù)編碼方法，基于上下文的二值算術(shù)編碼CABAC已經(jīng)獲得了業(yè)界的普遍認(rèn)可，并廣泛應(yīng)用于現(xiàn)有視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，如H.264/AVC，HEVC等。但在傳統(tǒng)的CABAC編碼方法中，一些固有的缺陷仍然極大限制了其壓縮性能的進(jìn)一步提高。在殘差變換系數(shù)的處理中，CABAC將其分解為重要圖(significance map)和水平級(jí)信息(levelinformation),兩者獨(dú)立編碼。其中，significance map用于標(biāo)記非零系數(shù)位置,而levelinformation用于表示量化后的非零系數(shù)的幅值。
[0004]在傳統(tǒng)的CABAC方案中，significance map用O, I串組合來(lái)表示,其中每個(gè)二進(jìn)制標(biāo)記位的上下文模型由當(dāng)前標(biāo)記位的掃描位置決定，具體的significance map編碼規(guī)范可參看H.264/AVC標(biāo)準(zhǔn)文檔。significance map編碼采用了固定的逐位編碼方法。此外，由于level information僅包含非零系數(shù)的幅值信息,通過(guò)解碼level information可得到significance map中的非零系數(shù)個(gè)數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種效率更高的殘差變換系數(shù)重要圖編碼方法。
[0006]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是，一種基于模板的殘差變換系數(shù)重要圖編碼方法，包括以下步驟:
[0007]在編碼端，一個(gè)變換系數(shù)塊內(nèi)按之字形掃描得到的0，I串構(gòu)成一個(gè)變換系數(shù)標(biāo)記組合，再計(jì)算變換系數(shù)標(biāo)記組合的非零系數(shù)個(gè)數(shù)，在當(dāng)前量化參數(shù)與非零系數(shù)個(gè)數(shù)組合對(duì)應(yīng)的模板集合中搜索匹配模板并記錄模板標(biāo)簽；將模板標(biāo)簽作為重要圖的編碼單元進(jìn)行編碼；
[0008]所述模板集合為離線訓(xùn)練得到的不同量化參數(shù)和非零系數(shù)個(gè)數(shù)組合下變換系數(shù)標(biāo)記組合的集合；通過(guò)統(tǒng)計(jì)每個(gè)量化參數(shù)和非零系數(shù)個(gè)數(shù)組合下的變換系數(shù)標(biāo)記組合出現(xiàn)概率來(lái)建立模板集合；在同一量化參數(shù)和非零系數(shù)個(gè)數(shù)組合對(duì)應(yīng)的模板集合中，模板標(biāo)簽唯一對(duì)應(yīng)一個(gè)變換系數(shù)標(biāo)記組合；
[0009]在解碼端，首先從接收到的編碼信息中獲取量化參數(shù)，再解碼水平級(jí)信息獲得非零系數(shù)個(gè)數(shù)，根據(jù)量化參數(shù)與非零系數(shù)個(gè)數(shù)選擇對(duì)應(yīng)的模板集合，最后通過(guò)解碼得到的模板標(biāo)簽在模板集合中查找到變換系數(shù)標(biāo)記組合從而恢復(fù)出重要圖。
[0010]本發(fā)明基于變換系數(shù)標(biāo)記組合統(tǒng)計(jì)特征的模板訓(xùn)練，保證所選的變換系數(shù)標(biāo)記組合比特開(kāi)銷(xiāo)低于傳統(tǒng)的CABAC重要圖編碼，從而有效提高本方法的魯棒性；利用了變換系數(shù)標(biāo)記組合的相關(guān)性以及非零系數(shù)個(gè)數(shù)先驗(yàn)，有效提高了算法的壓縮效率；根據(jù)編碼端的變化，調(diào)整了解碼端水平級(jí)信息與重要圖信息的解碼順序，有效保證了重要圖信息的正確解碼。
[0011]具體的，模板標(biāo)簽為同一模板集合下按變換系數(shù)標(biāo)記組合中非零系數(shù)出現(xiàn)的概率的高低進(jìn)行的編號(hào)。
[0012]具體的，所述編碼為自適應(yīng)的二進(jìn)制算術(shù)編碼。
[0013]本發(fā)明的有益效果是，編碼效率高和計(jì)算復(fù)雜度低。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1:變換系數(shù)標(biāo)記組合示意圖。
圖2:實(shí)施例流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明在優(yōu)化的H.264/AVC通用測(cè)試平臺(tái)KTA2.4rl上進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
[0016]編碼器端的操 作包括模板集合訓(xùn)練，模板集合選擇和模板標(biāo)簽編碼。
[0017]具體如下:
[0018]步驟一、離線訓(xùn)練得到的不同量化參數(shù)下的不同非零系數(shù)個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)的變換系數(shù)標(biāo)記組合的集合，M個(gè)量化參數(shù)和N個(gè)非零系數(shù)個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)M*N組變換系數(shù)標(biāo)記組合；在同一量化參數(shù)下的模板集合中，模板標(biāo)簽唯一對(duì)應(yīng)一個(gè)變換系數(shù)標(biāo)記組合；模板標(biāo)簽可以根據(jù)同一模板集合下的變換系數(shù)標(biāo)記組合中非零系數(shù)出現(xiàn)的概率的高低進(jìn)行編號(hào)。
[0019]一個(gè)變換標(biāo)記組合的非零系數(shù)個(gè)數(shù)是通過(guò)計(jì)算其中I的個(gè)數(shù)得到的。這里，相同的非零系數(shù)個(gè)數(shù)可以對(duì)應(yīng)多種變換標(biāo)記組合，比如，110和101的非零系數(shù)個(gè)數(shù)都是2。另外，每個(gè)量化參數(shù)下出現(xiàn)的非零系數(shù)個(gè)數(shù)也可以有多種。這里，我們統(tǒng)計(jì)每個(gè)量化參數(shù)和非零系數(shù)個(gè)數(shù)組合下的變換系數(shù)標(biāo)記組合出現(xiàn)概率，并根據(jù)該概率建立模板。
[0020]在同一量化參數(shù)下，根據(jù)下式定義的目標(biāo)函數(shù)和約束條件，訓(xùn)練該量化參數(shù)下的模板集合:
【權(quán)利要求】
1.一種基于模板的殘差變換系數(shù)重要圖編碼方法，其特征在于，包括以下步驟: 在編碼端，一個(gè)變換系數(shù)塊內(nèi)按之字形掃描得到的O，I串構(gòu)成一個(gè)變換系數(shù)標(biāo)記組合，再計(jì)算變換系數(shù)標(biāo)記組合的非零系數(shù)個(gè)數(shù)，在當(dāng)前量化參數(shù)與非零系數(shù)個(gè)數(shù)組合對(duì)應(yīng)的模板集合中搜索匹配模板并記錄模板標(biāo)簽；將模板標(biāo)簽作為重要圖的編碼單元進(jìn)行編碼； 所述模板集合為離線訓(xùn)練得到的不同量化參數(shù)和非零系數(shù)個(gè)數(shù)組合下變換系數(shù)標(biāo)記組合的集合；通過(guò)統(tǒng)計(jì)每個(gè)量化參數(shù)和非零系數(shù)個(gè)數(shù)組合下的變換系數(shù)標(biāo)記組合出現(xiàn)概率來(lái)建立模板集合；在同一量化參數(shù)和非零系數(shù)個(gè)數(shù)組合對(duì)應(yīng)的模板集合中，模板標(biāo)簽唯一對(duì)應(yīng)一個(gè)變換系數(shù)標(biāo)記組合； 在解碼端，首先從接收到的編碼信息中獲取量化參數(shù)，再解碼水平級(jí)信息獲得非零系數(shù)個(gè)數(shù)，根據(jù)量化參數(shù)與非零系數(shù)個(gè)數(shù)選擇對(duì)應(yīng)的模板集合，最后通過(guò)解碼得到的模板標(biāo)簽在模板集合中查找到變換系數(shù)標(biāo)記組合從而恢復(fù)出重要圖。
2.如權(quán)利要求1所述一種基于模板的殘差變換系數(shù)重要圖編碼方法，其特征在于，模板標(biāo)簽為同一模板集合下的按變換系數(shù)標(biāo)記組合中非零系數(shù)出現(xiàn)的概率的高低進(jìn)行的編號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述一種基于模板的殘差變換系數(shù)重要圖編碼方法，其特征在于，對(duì)模板標(biāo)簽的編碼為自適應(yīng)的二進(jìn)制算術(shù)編碼。
【文檔編號(hào)】H04N19/122GK103607588SQ201310394924
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】李宏亮, 吳慶波, 孟凡滿, 羅冰, 黃敏, 徐靜 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)