[发明专利]对视频数据进行上下文自适应译码

说明书

本申请案主张2011年6月3日申请的第61／493,371号美国临时专利申请案、2011年6月30日申请的第61／503,537号美国临时专利申请案、2011年10月28日申请的第61／552,921号美国临时专利申请案、2011年11月1日申请的第61／554,408号美国临时专利申请案，以及2011年11月20日申请的第61／561,921号美国临时专利申请案的优先权，所有临时专利申请案的全部内容全文以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及视频译码，且更特定来说涉及对视频译码过程产生的残余变换系数的块进行译码。

背景技术

数字视频能力可并入到广泛装置中，包含数字电视、数字直播系统、无线广播系统、个人数字助理(PDA)、膝上型或台式计算机、平板计算机、电子书阅读器、数码相机、数字记录装置、数字媒体播放器、视频游戏装置、视频游戏控制台、蜂窝式或卫星无线电电话、所谓的“智能电话”、视频电信会议装置、视频串流装置等。数字视频装置实施视频压缩技术，例如MPEG-2、MPEG-4、ITU-T H.263、ITU-T H.264／MPEG-4第10部分高级视频译码(AVC)、当前开发中的高效视频译码(HEVC)标准所界定的标准以及此类标准的扩展中描述的技术。视频装置可通过实施此类视频压缩技术更有效地发射、接收、编码、解码和／或存储数字视频信息。

视频压缩技术执行空间(图片内)预测和／或时间(图片间)预测以减少或移除视频序列中固有的冗余。对于基于块的视频译码，视频切片(即，视频帧或视频帧的一部分)可分割为视频块，其也可称为树块、译码单元(CU)和／或译码节点。图片的经帧内译码(I)切片中的视频块是使用相对于同一图片中的相邻块中的参考样本的空间预测来编码。图片的经帧间译码(P或B)切片中的视频块可使用相对于同一图片中的相邻块中的参考样本的空间预测，或相对于其它参考图片中的参考样本的时间预测。图片可称为帧，且参考图片可称为参考帧。

空间或时间预测结果产生待译码的块的预测块。残余数据表示待译码的原始块与预测块之间的像素差。帧间译码块根据指向形成预测块的参考样本的块的运动向量以及指示经译码块与预测块之间的差的残余数据而编码。帧内译码块根据帧内译码模式和残余数据而编码。为了进一步压缩，残余数据可从像素域变换到变换域，从而产生残余变换系数，残余变换系数接着可量化。初始布置在二维阵列中的经量化变换系数可经扫描以便产生变换系数的一维向量，且可应用熵译码来实现更多压缩。

发明内容

本发明的技术大体涉及对视频数据进行熵译码。举例来说，在熵译码期间，视频译码器可将变换系数转换为二进制形式，借此产生一个或一个以上位或“二进位(bin)”。视频译码器可接着使用针对每一二进位的概率估计值对视频数据的块的每一二进位进行译码，所述概率估计值可指示二进位具有给定二进制值的可能性。概率估计值可包含在概率模型(也称为“上下文模型”)内。视频译码器可通过确定二进位的上下文而选择上下文模型。语法元素的二进位的上下文可包含先前经译码语法元素的相关二进位的值。在对二进位译码之后，视频译码器可基于二进位的值更新上下文模型以反映最当前概率估计值。

本发明的某些技术大体涉及熵译码期间的概率更新。即，在一些实例中，视频译码器可在对每一二进位译码之后更新概率模型。在此类实例中，概率可相对准确，然而，可存在与更新过程相关联的等待时间。在其它实例中，视频译码器可存储与二进位值相关联的统计，且在对完整视频数据块译码之后更新概率模型。此类技术可减少等待时间，然而，性能也可能归因于块的译码期间较不准确的概率而衰减。本发明的方面涉及增加概率更新过程的粒度使得概率模型可比完整视频数据块之后更频繁地更新，但在每一二进位之后不更新概率模型。举例来说，本发明的方面涉及在对与视频数据块相关联的预定变换系数子集译码之后更新概率。以此方式，本发明的技术可在译码性能与译码速度之间找到平衡，且可允许对子集的二进位的并行处理。

本发明的某些方面还涉及用于并行化熵译码的其它技术。举例来说，本发明的技术还包含使用在对一个或一个以上先前二进位译码之前更新的概率模型对数据的二进位译码。即，概率模型可在对当前二进位译码之前的至少两个译码迭代或循环中更新。因此，本发明的技术可避免当使用同一模型对多个连续二进位译码时由于在使用模型对二进位译码之后更新概率模型引起的延迟。在一些实例中，此类技术可应用于并行地对视频数据块的二进位进行译码。