用于图像和视频编码的自适应二进制化器选择制造技术

本申请公开了用于使用算术编码进行图像和视频编码的方法和设备。当编码/解码符号时，编码器和解码器中的符号的二进制化是基于概率分布的改变而自适应的。可以基于用来对符号进行二进制化的概率分布来生成二进制化器，且然后基于该符号更新概率分布。可以在每个符号之后，在阈值数量的符号之后，或者一旦已更新的概率分布与在生成当前二进制化器中使用的概率分布相差大于阈值量，进行对二进制化器的更新。概率分布可以是特定于上下文的。

【技术实现步骤摘要】
用于图像和视频编码的自适应二进制化器选择
本申请总体涉及数据压缩，且具体地涉及用于图像和视频编码中的自适应二进制化器选择的方法和设备。
技术介绍
在通信和计算机联网中使用数据压缩来高效地存储、发送和复制信息。数据压缩在图像、音频和视频的编码中得到了具体应用。常见的图像压缩格式包括JPEG、TIFF和PNG。新开发的视频编码标准是ITU-TH.265/HEVC标准。其他视频编码格式包括由Google公司开发的VP8和VP9格式。对所有这些标准和格式的演进正在积极开发中。所有这些图像和视频编码标准和格式基于预测编码，预测编码创建对要编码的数据的预测，然后对预测中的误差(通常称为残差)进行编码以作为比特流发送给解码器。然后，解码器进行相同的预测，并通过从比特流中解码出的重构误差来对其进行调整。编码器处对误差的无损数据压缩经常包括误差的频谱变换以创建变换域系数的块。这通常伴随着有损量化。在解码器处执行相反操作以重构误差/残差。在许多编码方案，通常使用二进制算术编码(BAC)对该数据加上用于做出预测的边信息(例如，帧内编码模式或帧间编码运动矢量)进行编码。这意味着可能需要对数据(这里称为“符号”)的非二进制部分进行二进制化，以创建用于BAC引擎进行编码的二进制数据流。在一些编码器/解码器中，可以使用多级算术编码器而不是二进制算术编码器，在这种情况下，二进制化器被嵌入在多级算术编码器内。在现有的编码方案中，二进制化器由标准规定。例如，在H.265/HEVC中，二进制化方案(CABAC)与上下文建模非常紧密地结合在一起。在VP8/VP9中，使用预定义的编码树来执行对“令牌”(对已量化系数的幅度进行信号通知的符号)的二进制化。附图说明作为示例，参考示出了本专利技术的示例实施例的附图，在附图中：图1A以简化框图的形式示出了使用二进制化器和二进制算术编码器对视频进行编码的编码器；图1B以简化框图的形式示出了具有二进制化器选择器和二进制算术编码器的示例编码器；图2A以简化框图的形式示出了使用逆二进制化器和二进制算术解码器对视频进行解码的解码器；图2B以简化框图的形式示出了具有二进制化器选择器和二进制算术解码器的示例解码器；图3A以简化框图的形式示出了使用二进制化器和多级算术编码器对视频进行编码的编码器；图3B以简化框图的形式示出了具有二进制化器选择器和多级算术编码器的示例编码器；图4A以简化框图的形式示出了使用逆二进制化器和多级算术解码器对视频进行解码的解码器；图4B以简化框图的形式示出了具有二进制化器选择器和多级算术解码器的示例解码器；图5以图表方式示出了用于VP8和VP9中的令牌的示例编码树；图6以图表方式示出了用于令牌的已修改编码树的示例；图7A以流程图形式示出了使用二进制化器选择对图像进行编码的示例过程；图7B以流程图形式示出了使用二进制化器选择对比特流进行解码以重构图像的示例过程；图8以框图形式示出了使用自适应二进制化器选择的编码器的示例；图9以框图形式示出了使用自适应二进制化器选择的解码器的示例；图10以流程图形式示出了使用自适应二进制化器选择来对图像进行编码的示例过程；图11以流程图形式示出了用于使用自适应二进制化器选择来对比特流进行解码以重构图像的示例过程；图12示出了编码器的示例实施例的简化框图；以及图13示出了解码器的示例实施例的简化框图。在不同的附图中已使用类似的附图标记来表示类似的组件。具体实施方式本申请描述了用于对图像和/或视频进行编码和解码的方法和编码器/解码器。在第一方案中，本申请描述了一种在视频或图像解码器中从比特流中解码出图像的方法，所述比特流具有针对块组的首部信息，所述解码器具有用于将比特流转换为二进制码(bin)序列的算术解码器，所述解码器具有将二进制码转换为符号的缺省二进制化器。该方法包括：从比特流中获得首部信息；根据所述首部信息确定关于针对所述块组的二进制码序列要使用已修改二进制化器而不是所述缺省二进制化器；以及使用所述已修改二进制化器对所述二进制码序列进行逆二进制化，以从所述二进制码序列中重构符号序列。在另一方案中，本申请描述一种在图像或视频编码器内对图像进行编码以生成编码数据的比特流的方法，所述图像具有块组，所述编码器具有将二进制码转换为编码数据的比特流的算术编码器，所述编码器具有将符号变换为二进制码的缺省二进制化器。该方法包括：针对所述块组，确定要使用已修改二进制化器而不是所述缺省二进制化器来对所述块组内的符号序列进行二进制化；使用所述已修改二进制化器来对所述符号序列进行二进制化以生成二进制码序列；使用所述算术编码器对所述二进制码序列进行算术编码以生成编码数据的比特流；以及在所述比特流中插入对要关于所述二进制码序列使用所述已修改二进制化器而不是所述缺省二进制化器进行指示的首部信息。在又一方案中，本申请描述了一种在视频或图像解码器中从比特流中解码出图像的方法，所述解码器具有用于将比特流转换为二进制码的算术解码器，且所述解码器具有基于与符号字母表相关联的概率分布来构建的二进制化器。该方法包括：使用所述二进制化器对二进制码序列进行逆二进制化，以产生重构符号，所述二进制码序列是从所述比特流中算术解码出的，且对应于来自符号字母表的编码符号；基于所述重构符号更新所述概率分布，以产生已更新概率分布；以及基于所述已更新概率分布来确定已更新二进制化器，以用于对第二符号序列进行逆二进制化来产生第二重构符号。在又一方案中，本申请描述了一种在图像或视频编码器内对图像进行编码以生成编码数据的比特流的方法，所述编码器具有将二进制码转换为所述编码数据的比特流的算术编码器，且所述编码器具有基于与符号字母表相关联的概率分布来构建的二进制化器。该方法包括：使用所述二进制化器对来自所述图像的符号进行二进制化，以产生二进制码序列对所述二进制码序列进行算术编码，以产生所述比特流；基于所述符号更新所述概率分布，以产生已更新概率分布；以及基于所述已更新概率分布来确定已更新二进制化器，所述已更新二进制化器用于在对第二符号进行二进制化时使用以产生第二二进制码序列。在又一方案中，本申请描述了配置为实现这种编码和解码的方法的编码器和解码器。在又一方案中，本申请描述了存储计算机可执行程序指令的非瞬时计算机可读介质，所述计算机可执行程序指令在被执行时将处理器配置为执行所描述的编码和/或解码的方法。本领域普通技术人员将通过结合附图阅读以下示例的描述，来理解本申请的其他方面和特征。将会理解，本申请的一些方案不限于图像或视频编码，并且在一些实施例中可以应用于一般的数据压缩。在下面的描述中，参考用于视频编码的H.264/AVC标准、H.265/HEVC标准、VP8格式、VP9格式等描述一些示例实施例。本领域的普通技术人员将理解，本申请不限于那些视频编码标准和格式，而是可以应用于其它视频编码/解码标准和格式，包括可能的未来标准、多视点编码标准、可分级视频编码标准、3D视频编码标准和可重配置视频编码标准。类似地，就参考具体图像编码标准和格式而言，将理解，所描述的过程和设备可结合其他标准(包括未来的标准)来实现。在随后的描述中，当提到视频或图像时，术语帧、图片、切片(slice)、分片(tile)、量化组和矩形切片组可以在某种程度上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在视频或图像解码器中从比特流中解码出图像的方法，所述解码器具有用于将比特流转换为二进制码的算术解码器，且所述解码器具有基于与符号字母表相关联的概率分布来构建的二进制化器，所述方法包括：使用所述二进制化器对二进制码序列进行逆二进制化，以产生重构符号，所述二进制码序列是从所述比特流中算术解码出的，并且对应于来自符号字母表的编码符号；基于所述重构符号更新所述概率分布，以产生已更新概率分布；以及基于所述已更新概率分布来确定已更新二进制化器，所述已更新二进制化器用于在对第二符号序列进行逆二进制化时使用以产生第二重构符号。

【技术特征摘要】
2015.12.18 US 14/974,6911.一种在视频或图像解码器中从比特流中解码出图像的方法，所述解码器具有用于将比特流转换为二进制码的算术解码器，且所述解码器具有基于与符号字母表相关联的概率分布来构建的二进制化器，所述方法包括：使用所述二进制化器对二进制码序列进行逆二进制化，以产生重构符号，所述二进制码序列是从所述比特流中算术解码出的，并且对应于来自符号字母表的编码符号；基于所述重构符号更新所述概率分布，以产生已更新概率分布；以及基于所述已更新概率分布来确定已更新二进制化器，所述已更新二进制化器用于在对第二符号序列进行逆二进制化时使用以产生第二重构符号。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所述第二重构符号更新所述已更新概率分布，以产生用于在确定进一步更新的二进制化器时使用的进一步更新的概率分布。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：对后续编码符号重复所述逆二进制化、更新和确定的操作。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：确定要更新所述二进制化器，且其中，所述确定基于确定所述已更新概率分布与所述概率分布相差超过阈值量。5.根据权利要求1所述的方法，还包括：确定要更新所述二进制化器，且其中，所述确定基于确定从上次更新所述二进制化器开始已经解码了多于阈值数量的符号。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述二进制化器包括编码树，且确定所述已更新二进制化器包括基于与符号字母表相关联的已更新概率分布来构建新的编码树，且其中，所述符号被指派给所更新的编码树的相应叶子节点。7.根据权利要求1所述的方法，还包括：首先确定所述编码符号的上下文，并基于所述二进制化器与针对所述编码符号所确定的上下文的关联来选择所述二进制化器，且其中，所述概率分布和所述已更新概率分布与针对所述编码符号所确定的上下文相关联。8.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述已更新二进制化器的操作包括：从预构建二进制化器组中选择所述已更新二进制化器。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述二进制化器包括编码树，且其中，确定所述已更新二进制化器的操作包括：修改所述编码树以产生已更新编码树。10.一种用于从比特流中解码出图像的解码器，所述比特流具有针对块组的首部信息，所述解码器包括：处理器；存储器，存储与符号字母表相关联的概率分布；算术解码器，用于将所述比特流转换为二进制码；基于所述概率分布构建的二进制化器，用于对二进制码序列进行逆二进制化，以产生重构符号，所述二进制码序列是从所述比特流中算术解码出的，并且对应于来自符号字母表的编码符号；概率生成器，用于基于所述重构符号更新所述概率分布，以产生已更新概率分布；以及二进制化器生成器，用于基于所述概率分布来确定已更新二进制化器，所述已更新二进制化器用于在对第二符号序列进行逆二进制化时使用以产生第二重构符号。11.根据权利要求10所述的解码器，其中，所述概率生成器用于基于所述第二重构符号更新所述已更新概率分布...

【专利技术属性】
技术研发人员：何大可，
申请(专利权)人：黑莓有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA