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最末變換位 置進行編碼時使用的上下文的數(shù)目的系統(tǒng)、設(shè)備和方法。
[0002] 相關(guān)申請的奪叉引用
[0003] 本申請要求于2012年1月20日遞交的、名稱為"ChromaContextReductionfor LastCoefficientPositionCodinginHEVC"的第 61/589, 216 號美國臨時專利申請以及 于 2012 年 2 月 2 日遞交的、名稱為"ChromaContextReductionforLastCoefficient PositionCodinginHEVC"的第61/594, 337號美國臨時專利申請的權(quán)益，上述美國臨時專 利申請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作一個單元對待，以利用編碼單元內(nèi)的鄰近像素之間的 相關(guān)性?；趬K的處理通常包括預測編碼和變換編碼。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"，因為取自源圖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 準。在H. 264中，圖像被劃分為16x16像素的宏塊（MB)。每個MB通常進一步被劃分為更 小的塊。使用圖像內(nèi)/圖像間預測來預測大小等于或小于MB的塊，并且空間變換連同量化 一起被應(yīng)用到預測殘差。量化的殘差變換系數(shù)通常使用熵編碼方法（例如可變長度編碼或 算術(shù)編碼）來編碼。上下文自適應(yīng)二進制算術(shù)編碼（CABAC)被引入H. 264中用于通過將自 適應(yīng)二進制算術(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 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的國際視頻編碼標準HEVC(高效率視頻編碼）將變換塊大 小擴展至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之類的視頻壓縮標準內(nèi)，用于減少空間和時間冗余的編碼機制是期 望的。正在進行的努力針對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。因為編碼解碼器的目的是要減少數(shù)字視頻幀的大小，由此促進視頻的有效 存儲和通信，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)進行。
【附圖說明】
[0008] 本公開內(nèi)容的細節(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，其中同樣的附圖標記指代同樣的部分。附圖不必要按比例，反而將重點放在說明公開內(nèi) 容的原理上。
[0009] 圖1A是在其中可以使用本公開內(nèi)容的各種實施例的視頻系統(tǒng)；
[0010] 圖1B是在其上可以實施本公開內(nèi)容的實施例的計算機系統(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7D是示出了示例常規(guī)上下文模型的圖；
[0016] 圖8A至圖8D是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實施例的示例上下文模型的圖；
[0017] 圖9A至圖9D是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實施例的示例上下文模型的圖；
[0018] 圖10是示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的實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)容的實施例的用于具有帶有非零系數(shù)的至少一個子塊的 lfelOTU的不例L0 重要性圖（significancemap);
[0021] 圖13是用于圖12的示例L0重要性圖的示例對應(yīng)L1重要性圖。
[0022] 圖14是根據(jù)本公開內(nèi)容的實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最末變換位置進行編碼時使用的上下文的數(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：編碼視頻塊內(nèi)的最末非零 系數(shù)的位置，其中根據(jù)塊寬度，最末非零系數(shù)的位置被提供在重要性圖中；以及分配至少一 個上下文模型到重要性圖；其中至少一個上下文模型包括至少三個第一上下文，并且其中 第一三個上下文中的每個上下文被配置為跨不同寬度的兩個或更多個塊被共享。在第一方 面的實施例中，至少三個上下文包括：與塊關(guān)聯(lián)的大??；塊內(nèi)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。在第一方面的實施例中，分配具有第一三個上下文的上下文模 型包括針對為8的塊寬度將上下文的數(shù)目減少四個。在第一方面的實施例中，分配具有第 一三個上下文的上下文模型包括針對為16的塊寬度將上下文的數(shù)目減少九個。在第一方 面的實施例中，使用的上下文的數(shù)目包括針對為16的塊寬度的另外的三個上下文。在第一 方面的實施例中，分配上下文模型包括針對為16的塊寬度將上下文的數(shù)目減少六個。在第 一方面的實施例中，使用的上下文的數(shù)目包括針對為16的塊寬度的另外的四個上下文。在 第一方面的實施例中，分配上下文模型包括針對為16的塊寬度將上下文的數(shù)目減少五個。 在第一方面的實施例中，編碼最末非零系數(shù)的位置經(jīng)由熵編碼被實現(xiàn)。在第一方面的實施 例中，熵編碼包括上下文自適應(yīng)二進制算術(shù)編碼（CABAC)。在第一方面的實施例中，CABAC 包括用于最末非零系數(shù)的位置的截位碼字。在第一方面的實施例中，編碼最末非零系數(shù)的 位置包括通過獨立地信令其X坐標和Y坐標來明確地編碼最末非零系數(shù)的位置。在第一方 面的實施例中，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 實施例中，熵編碼包括高效率視頻編碼（HEVC)。在第一方面的實施例中，重要性圖包括兩個 級別，其中一個級別標識塊中非零系數(shù)的位置并且一個級別標識非零子塊。在第一方面的 實施例中，最末非零子塊被編碼用于標識最末非零系數(shù)。在第一方面的實施例中，編碼包括 解碼，并且其中解碼標識視頻塊內(nèi)的最末非零系數(shù)的位置。在第一方面的實施例中，該方法 在具有處理器和耦合到所述處理器的存儲器的計算機上被實現(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：編碼視頻塊內(nèi)的最末非零系數(shù)的位置，其中根據(jù)塊寬度，最末非零系數(shù)的位置 被提供在重要性圖中；以及分配至少一個上下文模型到重要性圖；其中至少一個上下文模 型包括至少三個第一上下文，并且其中第一三個上下文中的每個上下文被配置為跨不同寬 度的兩個或更多個塊被共享。在第二方面的實施例中，至少三個上下文包括：與塊關(guān)聯(lián)的 大小；塊內(nèi)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。在第二方面的實施例 中，分配具有第一三個上下文的上下文模型包括針對為8的塊寬度將上下文的數(shù)目減少四 個。在第二方面的實施例中，分配具有第一三個上下文的上下文模型包括針對為16的塊寬 度將上下文的數(shù)目減少九個。在第二方面的實施例中，使用的上下文的數(shù)目包括針對為16 的塊寬度的另外的三個上下文。在第二方面的實施例中，分配上下文模型包括針對為16的 塊寬度將上下文的數(shù)目減少六個。在第二方面的實施例中，使用的上下文的數(shù)目包括針對 為16的塊寬度的另外的四個上下文。在第二方面的實施例中，分配上下文模型包括針對 為16的塊寬度將上下文的數(shù)目減少五個。在第二方面的實施例中，編碼最末非零系數(shù)的位 置經(jīng)由熵編碼被實現(xiàn)。在第二方面的實施例中，熵編碼包括上下文自適應(yīng)二進制算術(shù)編碼 (CABAC)。在第二方面的實施例中，CABAC包括用于最末非零系數(shù)的位置的截位碼字。在第 二方面的實施例中，編碼最末非零系數(shù)的位置包括通過獨立地信令其X坐標和Y坐標來明 確地編碼最末非零系數(shù)的位置。在第二方面的實施例中，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。在第二方面的實施例中，熵編碼包括高效率視頻編碼01EVC)。 在第二方面的實施例中，重要性圖包括兩個級別，其中一個級別標識非零系數(shù)的位置并且 一個級別標識非零子塊。在第二方面的實施例中，最末非零子塊被編碼用于標識最末非零 系數(shù)。在第二方面的實施例中，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。在第二方面的實施例中，該裝置包括以下各項中的至少一項：集成電 路；微處理器；以及包括視頻解碼器的無線通信設(shè)備。在第二方面的實施例中，該裝置包括 以下各項中的至少一項：集成電路；微處理器；以及包括視頻編碼器的無線通信設(shè)備。
【具體實施方式】
[0027] 在本公開內(nèi)容中，術(shù)語"編碼（coding)"指的是發(fā)生在編碼器處的編碼或者發(fā)生 在解碼器處的解碼。相似地，術(shù)語編碼器指的是編碼器、解碼器或者組合的編碼器/解碼器 (CODEC)。術(shù)語編碼器、編碼器、解碼器和CODEC全部指的是被設(shè)計用于與本公開內(nèi)容一致 的影像和/或視頻數(shù)據(jù)的編碼（編碼和/或解碼）的特定機器。影像和視頻數(shù)據(jù)一般由三 個分量組成--一個用于表示像素亮度的亮度分量以及兩個用于表示像素顏色信息的色 度分量。
[0028] 本討論以對數(shù)字影像壓縮領(lǐng)域中已知的一些術(shù)語和技術(shù)的非常簡短的概述來開 始。這種概述不是意在詳細教導已知領(lǐng)域。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道如何在教科書中和在相關(guān) 標準中找到更多的細節(jié)。
[0029] 現(xiàn)在將描述在其中可以使用本公開內(nèi)容的實施例的視頻系統(tǒng)的示例。要理解的 是，在圖中被描繪為功能塊的元件可以被實現(xiàn)為硬件、軟件或其組合。此外，本公開內(nèi)容的 實施例還可以被用在其它系統(tǒng)上，諸如在個人計算機、智能電話或平板計算機上。
[0030] 參照圖1A，視頻系統(tǒng)（總體上標記為10)可以包括有線電視網(wǎng)絡(luò)的頭端（head end) 100。頭端100可以被配置為遞送視頻內(nèi)容到鄰居129、130和131。頭端100可以在頭 端的層次結(jié)構(gòu)內(nèi)進行操作，其中在層次結(jié)構(gòu)中越高的頭端一般具有越大的功能。頭端100 可以被通信鏈接到衛(wèi)星天線（satellited