[发明专利]使用分区选择的重要性图编码和解码

说明书

描述了针对视频数据的编码和解码方法，在所述方法中使用图到部分的非空间均匀分区来编码和解码重要性图，其中每个部分内的比特位置与给定的上下文相关联。描述了示例分区集合和从中选择预定分区集合以及将所述选择传达给解码器的过程。

本申请是申请日为2012年10月24日、申请号为201210411563.0的中国发明专利申请“使用分区选择的重要性图编码和解码”的分案申请。

版权声明

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技术领域

本申请总体涉及数据压缩，具体地涉及使用分区(partition)选择来编码和解码视频的重要性图(significance map)的方法和设备。

背景技术

数据压缩发生在众多上下文中。在通信和计算机联网中非常普遍地使用数据压缩，以有效地存储、传输和复制信息。其在图形、音频和视频的编码方面得到了具体应用。由于每个视频帧所需的大量数据以及经常需要发生的编码和解码的速度，视频对数据压缩提出相当大的挑战。视频编码的当前最新技术是ITU-T H.264/AVC视频编码标准。该标准定义了针对不同应用的多个不同简档，包括主简档、基线简档等等。通过MPEG-ITU的联合发起，当前正在开发的下一代视频编码标准是高效视频编码(HEVC)。

存在用于编码/解码图像和视频的多个标准，包括H.264，其使用基于块的编码过程。在这些过程中，图形或帧被分成块，通常是4×4或8×8，并且块被频谱变换成系数、量化、和熵编码。在许多情况中，被变换的数据不是实际像素数据，而是预测操作之后的残差数据。预测可以是：帧内的，即帧/图像内的块到块；或者帧间的，即在帧之间(也称为运动预测)。期望HEVC(也称为H.265)将也具有这些特征。

当对残差数据进行频谱变换时，这些标准中的多个标准规定了使用离散余弦变换(DCT)或基于它的一些变型。然后使用量化器对所得DCT系数进行量化，以产生量化后的变换域系数或索引。

然后，使用具体的上下文模型对量化后的变换域系数的块或矩阵(有时称为“变换单元”)进行熵编码。在H.264/AVC中和在针对HEVC的当前开发工作中，量化后的变换系数通过下述方式来编码：(a)对指示块中的最后一个非零系数的位置的末位重要性系数位置进行编码；(b)对指示块中的包含非零系数的位置(除了末位重要性系数位置)的重要性图进行编码；(c)对非零系数的幅度进行编码；以及(d)对非零系数的符号进行编码。对量化后的变换系数的编码常常占到比特流中的编码数据的30-80％。

对重要性图中的符号的熵编码基于上下文模型。在4×4的亮度(luma)或色度块或变换单元(TU)的情况下，TU中的每个系数位置与单独的上下文相关联。也即，针对4×4的亮度或色度TU，编码器和解码器跟踪总共30个(不包括右下角位置)单独的上下文。将8×8的TU划分成(出于上下文关联的目的，在概念上进行划分)2×2的块，使得8×8TU中的每个2×2的块与一个不同的上下文相关联。因此，针对8×8的亮度或色度TU，编码器和解码器跟踪总共16+16＝32个上下文。这意味着，在对重要性图的编码和解码期间，编码器和解码器跟踪和查找62个不同的上下文。当考虑16×16的TU和32×32的TU时，所涉及的不同上下文的总数是88。还旨在以高的计算速度来执行该操作。

发明内容

本申请描述了用于以上下文自适应的编码和解码来对重要性图进行编码和解码的方法和编码器/解码器。该编码器和解码器的特征在于将图非空间均匀地划分成部分，其中每个部分内的比特位置与给定的上下文相关联。下面描述示例分区集合和用于从中选择预定分区集合以及将所述选择传达给解码器的过程。