[发明专利]基于上下文切换的视频编码和解码的方法和装置

说明书

提供了用于视频编码和解码的方法和装置。视频编码的方法包括：访问(1410)与视频图片中的块相关联的句法元素的二进制位；从与块的块类型相关联的一组上下文中确定(1420)句法元素的二进制位的上下文，该组上下文至少包括第一上下文和第二上下文，与第一上下文相比，第二上下文与更大数量的块类型相关联；以及基于所确定的上下文对句法元素的二进制位进行熵编码(1430)。还描述了被格式化为包括编码数据的比特流、计算机可读存储介质和计算机可读程序产品。

技术领域

本实施例一般涉及视频编码和解码，特别地，涉及基于上下文模型切换(contextmodel switching)的熵编码和解码。

背景技术

本文描述的任何背景信息旨在向读者介绍本领域的各个方面，这些方面可能与下面描述的当前实施例相关。该讨论被认为有助于向读者提供背景信息，以便于更好地理解本公开的各个方面。因此，应该理解的是，应该以这个角度来理解这些陈述。

为了实现高压缩效率，图像和视频编码方案通常采用预测和变换来均衡(leverage)视频内容中的空域(spatial)和时域(temporal)冗余。一般，使用帧内或帧间预测来利用帧内或帧间相关性，然后对原始图像和预测图像之间的差(通常表示为预测误差或预测残差)进行变换、量化和熵编码。为了重构视频，通过与预测、变换、量化和熵编码相对应的逆过程来对压缩数据进行解码。

在高效视频编码(High Efficiency Video Coding，HEVC)标准(“ITU的ITU-TH.265ITU电信标准部(10/2014)，系列H：视听和多媒体系统，视听服务的基础设施-移动视频的编码，高效视频编码，建议ITU-T H.265”)中，图片被分割(partition)为正方形形状的编码树单元(coding tree unit，CTU)，其具有通常为64x64、128x128或256x256的可配置大小。如图1所示，CTU 110是被分割为叶(称为编码单元(Coding Unit，CU))的四叉树的根。对于每个CU，用信号通知(signal)指示CU是使用帧内预测还是帧间预测进行编码的预测模式。如图2所示，连续的一组CTU(例如，CTU 220)可以被分组到条带(slice)210中。CU(例如，CU 230)可以被分割为一个或多个预测单元(Prediction Unit，PU)，并且形成被分割为变换单元(Transform Unit，TU)的四叉树(称为变换树)的根。在帧间预测中，将CU非对称地细分为PU也是可能的，即如果CU具有大小NxN，则PU可以具有大小N/4xN、3N/4xN、NxN/4、Nx3N/4。每个PU被分配一些预测信息，例如运动信息、空域帧内预测等。

四叉树加二叉树(Quad-Tree plus binary-Tree，QTBT)编码工具是一种新的视频编码工具，与HEVC标准的CU/PU/TU排列相比，其提供了更灵活的CTU表示和更高的压缩效率。如图3所示，四叉树加二叉树(QTBT)编码工具定义了编码树310，其中编码单元可以以四叉树和二叉树两种方式被划分(split)。图3示出了编码树单元320的示例性编码树表示，其中实线指示四叉树分割，且虚线指示CTU 320内的CU 330的二叉分割，CU 330在空域上嵌入在四叉树叶中。

在编码器侧决定将CTU划分为编码单元，例如通过率失真优化过程，该过程包括以最小率失真成本确定CTU的QTBT表示。在QTBT表示中，CU可以是正方形或矩形。编码单位的大小总是2的幂，通常从4到128。CTU的QTBT分解包括两个阶段：CTU首先以四叉树方式被划分为4个CU，然后可以以二叉方式被进一步细分(divide)为两个CU或者以四叉树方式被分为4个CU，如图3所示。

利用QTBT表示，CU可能不被进一步分割为PU或TU。换句话说，每个CU被认为是单个预测单元和单个变换单元。然而，如图3所示，这种QTBT表示仅允许CU的对称划分。QTBT允许的四种划分模式是：NO_SPLIT(CU不划分)、QT_SPLIT(划分为四个象限)、HOR(水平划分为两个相等大小的CU)和VER(垂直划分为两个相等大小的CU)。