语法元素的上下文自适应二进制算术编码装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种语法元素的上下文自适应算术编码装置及方法。使用二进制水平旁路模式、二进制水平上下文共享或二进制水平旁路模式和二进制水平上下文共享的组合，以数量简化的上下文，通过上下文自适应的算术编码对对应于语法元素的二进制字符串进行处理。语法元素属于包含merge_idx、ref_idx_lc/ref_idx_l0/ref_idx_l1、pred_type及cu_qp_delta的群组。在一实施例中，语法元素对应于merge_idx，二进制字符串中二进制位索引对应于1、2和3的二进制位以二进制旁路模式进行编码。在另一实施例中，语法元素对应于ref_idx_lc/ref_idx_l0/ref_idx_l1，二进制字符串中二进制位索引大于1或2的一个或多个二进制位以二进制旁路模式进行编码。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】语法元素的基于上下文的自适应二进制算术编码装置及方法交叉引用本专利技术主张于2012年1月16日提交的专利技术名称为“CABACSimplificationforSomeSyntaxElements”且申请号为PCT/CN2012/070428的PCT专利申请的优先权，该PCT专利申请的全部内容在此引用并合并参考。
本专利技术是有关于视频编码或视频处理。更具体地，本专利技术是有关于在高效视频编码(HighEfficiencyVideoCoding,HEVC)中复杂度简化的语法元素(syntaxelements)的基于上下文的自适应二进制算术编码(Context-basedAdaptiveBinaryArithmeticCoding,CABAC)。
技术介绍
算术编码为熟知的有效的数据压缩方法，并广泛应用于编码标准，如JBIG、JPEG2000、H.264/AVC及HEVC。在H.264/AVC联合视频小组(JointVideoTeam,JVT)测试模型(JVTTestModel,JM)和HEVC测试模型(HEVCTestModel,HM)中，采用基于上下文的自适应二进制算术编码作为熵编码工具，以用于视频编码系统中的各种语法元素。图1为CABAC编码器100的示例示意图，其中CABAC编码器100包括三部分：二值化模块110、上下文模型化(contextmodeling)模块120及二进制算术编码(BinaryArithmeticCoding,BAC)模块130。在二值化步骤中，每个语法元素唯一映射至二进制字符串(binstring)(在本说明书中也称为二进制位bin或bins)。在上下文模型化步骤中，为每个二进制位选择概率模型(probabilitymodel)。对应的概率模型可取决于之前已编码的语法元素、二进制位索引(binindices)、辅助信息(sideinformation)或上述任意组合。当二值化和上下文模型分配之后，二进制位的数值及其相关的上下文模型提供至二进制算术编码引擎(binaryarithmeticcodingengine)，即图1中的区块BAC模块130。二进制位的数值可根据语法元素及二进制位索引以两种编码模式进行编码，其中一种是常规编码模式，以及另一种是旁路(bypass)模式。在本说明书中，对应于常规编码模式的二进制位称为常规二进制位(regularbins)，以及对应于旁路编码模式的二进制位称为旁路二进制位(bypassbins)。在常规编码模式中，BAC的最大概率符号(MostProbableSymbol,MPS)和最小概率符号(LeastProbableSymbol,LPS)的概率由相关的上下文模型来产生。在旁路编码模式中，MPS和LPS的概率相等。在CABAC中，引入旁路模式以加速编码处理。在HEVC测试模型版本5.0(HEVCTestModelVersion5.0,HM-5.0)中，语法元素使用CABAC进行编码，语法元素诸如merge_flag、merge_idx、ref_idx_lc/ref_idx_l0/ref_idx_l1、pred_type及cu_qp_delta，其中语法元素merge_flag与编码单元(CodingUnit,CU)即CU的合并旗标(mergeflag)有关、语法元素merge_idx与合并索引有关、语法元素ref_idx_lc/ref_idx_l0/ref_idx_ll与参考图像索引有关、语法元素pred_type与预测类型有关，以及语法元素cu_qp_delta与CU的量化参数QP的delta有关。语法元素merge_flag的数值等于0或1，只有一个二进制位，且使用一个上下文(context)进行编码。语法元素merge_idx、ref_idx_lc/ref_idx_l0/ref_idx/l1及pred_type的二进制字符串分别如表1、表2和表3所示。对于语法元素merge_idx、pred_type及ref_idx_lc/ref_idx_l0/ref_idx_l1，每个二进制位使用一个上下文。对于语法元素ref_idx_lc/ref_idx_l0/ref_idx_l1，若语法元素ref_idx_lc/ref_idx_l0/ref_idx_l1的最大值大于3，则另外的二进制位与二进制位索引binIdx等于2的二进制位共享同一个上下文。对于语法元素cu_qp_delta，二进制字符串通过相当于如下伪码(pseudo-code)的处理来指定。语法元素cu_qp_delta的数值表示为synVal。对于二进制位0(即二进制位索引binIdx＝0)，二进制位的数值与伪码所示关于abs(synVal)等于0还是大于0的条件有关。当二进制位0的数值为1时，使用一个或多个另外的二进制位来表示deltaQP的数值。在伪码中，列举参数QpBdOffsetY(亮度量化参数范围的偏移值)是因为在HM-5.0中所使用的deltaQP的具体数据表达，以及QpBdOffsetY与基本的(underlying)视频数据的位深度(bitdepth)有关。表1HM5.0中merge_idx的二进制字符串表2HM5.0中ref_idx_lc/ref_idx_l0/ref_idx_l1的二进制字符串表3HM5.0中用于帧间区块(interblocks)的pred_type的二进制字符串语法元素cu_qp_delta的二进制字符串的产生伪码:用于二进制字符串的上下文也可在上述伪码中指明。语法元素cu_qp_delta的前两个二进制位(即二进制位索引binIdx＝0和1)对每个二进制位使用两个单独的上下文，而其他的二进制位(即二进制位索引binIdx≥2)共享一个通用上下文(commoncontext)。当一个二进制位使用上下文进行编码时，需要额外的存储器，并且也会在编码器端和解码器端产生较高的复杂度。因此，需要简化所需的上下文的数量。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种语法元素的基于上下文的自适应二进制算术编码装置及方法。根据本专利技术一实施例的语法元素的基于上下文的自适应二进制算术编码方法包含：接收语法元素，并将语法元素转换为二进制字符串。然后，使用二进制水平旁路模式、二进制水平上下文共享或所述二进制水平旁路模式和所述二进制水平上下文共享的组合，以数量简化的上下文对二进制字符串应用上下文自适应算术编码。所述语法元素属于包含merge_idx、ref_idx_lc/ref_idx_l0/ref_idx_l1、pred_type及cu_qp_delta的群组。在一个实施例中，语法元素对应于merge_idx，以及二进制字符串的至少一个二进制位以二进制水平旁路模式进行编码。例如，所述二进制字符串中二进制位索引对应于1、2和3的三个二进制位以二进制水平旁路模式进行编码，以及二进制位索引起始于0。在另一种选择中，merge_idx的二进制字符串的至少两个二进制位共享通用上下文。例如，所述二进制字符串中二进制位索引对应于1、2和3的三个二进制位共享通用上下文。在另一实施例中，语法元素对应于ref_idx_lc/ref_idx_l0/ref_idx_l1，以及所述二进制字符串的至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种语法元素的基于上下文的自适应二进制算术编码方法，所述方法包含：接收所述语法元素，其中所述语法元素属于包含用于编码单元的合并索引、参考图像索引、预测类型及量化参数的delta的群组；将所述语法元素转换为二进制字符串，其中所述二进制字符串由两个或两个以上二进制位组成且每个二进制位与二进制位索引有关；以及使用二进制水平旁路模式、二进制水平上下文共享或所述二进制水平旁路模式和所述二进制水平上下文共享的组合，以数量简化的上下文对所述二进制字符串的所述两个或两个以上二进制位应用基于上下文的自适应二进制算术编码。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.16 CN PCT/CN2012/0704281.一种语法元素的基于上下文的自适应二进制算术编码方法，包含：接收所述语法元素，其中所述语法元素属于包含用于编码单元的合并索引、参考图像索引、预测类型及量化参数的delta的群组；将所述语法元素转换为二进制字符串，其中所述二进制字符串由两个或两个以上二进制位组成且每个二进制位与二进制位索引有关；以及使用二进制水平旁路模式、或所述二进制水平旁路模式和所述二进制水平上下文共享的组合，以数量简化的上下文对所述二进制字符串的所述两个或两个以上二进制位应用基于上下文的自适应二进制算术编码，其中该二进制水平旁路模式应用旁路模式至至少两个连续的二进制位，该至少两个连续的二进制位的二进制位索引属于一个预定的索引集合。2.根据权利要求1所述的语法元素的基于上下文的自适应二进制算术编码方法，其特征在于，所述语法元素对应于所述合并索引，以及所述二进制字符串的至少两个二进制位以所述二进制水平旁路模式进行编码。3.根据权利要求2所述的语法元素的基于上下文的自适应二进制算术编码方法，其特征在于，所述二进制字符串中二进制位索引对应于1、2和3的三个二进制位以所述二进制水平旁路模式进行编码，以及所述二进制位索引起始于0。4.根据权利要求1所述的语法元素的基于上下文的自适应二进制算术编码方法，其特征在于，所述语法元素对应于所述合并索引，以及所述二进制字符串的至少两个二进制位共享通用上下文。5.根据权利要求4所述的语法元素的基于上下文的自适应二进制算术编码方法，其特征在于，所述二进制字符串中二进制位索引对应于1、2和3的三个二进制位共享所述通用上下文，以及所述二进制二进制位索引起始于0。6.根据权利要求4所述的语法元素的基于上下文的自适应二进制算术编码方法，其特征在于，所述二进制字符串中二进制位索引对应于2和3的两个二进制位共享所述通用上下文，以及所述二进制位索引起始于0。7.根据权利要求1所述的语法元素的基于上下文的自适应二进制算术编码方法，其特征在于，所述语法元素对应于参考图像索引，以及所述二进制字符串的至少两个二进制位以二进制水平旁路模式进行编码。8.根据权利要求7所述的语法元素的基于上下文的自适应二进制算术编码方法，其特征在于，所述二进制字符串中二进制位索引大于1的两个或多个二进制位以所述二进制水平旁路模式进行编码，以及所述二进制位索引起始于0。9.根据权利要求7所述的语法元素的基于上下文的自适应二进制算术编码方法，其特征在于，所述二进制字符串中二进制位索引大于2的两个或多个二进制位以所述二进制水平旁路模式进行编码，以及所述二进制位索引起始于0。10.根据权利要求1所述的语法元素的基于上下文的自适应二进制算术编码方法，其特征在于，所述语法元素对应于所述参考图像索引，以及其中，所述二进制字符串中二进制位索引大于1的一个或多个二进制位共享通...

【专利技术属性】
技术研发人员：国玫，刘杉，雷少民，
申请(专利权)人：联发科技新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG