用于对图像编码和解码的方法、编码和解码设备技术

本发明专利技术涉及一种编码方法，包括：从可以包含属于预定符号集的符号的多个块(MB)切割出(C1)图像，将所述块分组(C2)为预定数量(P)的块子集(SE1，SE2，...SEk，...，SEP)，使用熵模块，通过将数字信息与所述子集中的每个块的符号进行组合来对所考虑的块子集中的每个进行编码(C3)，所述编码步骤包括：针对图像的第一块来初始化所述熵编码模块的状态变量的子步骤(C33)，然后生成表示所述被编码的块子集中的至少一个的至少一个数据子流。在当前块是所述块子集中被编码的第一块的情形下，所述第一当前块的符号出现的概率是针对至少一个其他子集的预定编码和解码块来确定的那些概率。在当前单元是所考虑的子集中最后编码的单元的情形下，在所考虑的所述子集中的块的编码期间与所述符号关联的所有数字信息被写入(C45)到子流中，该子流至少表示所考虑的所述子集，并实现初始化子步骤(C46)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对图像编码和解码的方法、编码和解码设备
本专利技术一般属于图像处理的领域，且更准确地属于数字图像和数字图像序列的编码和解码。本专利技术由此可特别应用于在目前的数字视频编码器(MPEG，H.264等)或未来的视频编码器(ITU-T/VCEG(H.265)或ISO／MPEG(HVC))中实现的视频编码。
技术介绍
目前的视频编码器(MPEG、H264等)使用视频序列的逐块表示。图像被分为宏块，每个宏块本身可以被分为块，并且每个块或宏块通过图像内或图像间预测来编码。于是，特定的图像通过空间预测(内预测)来编码，而其他图像在相对于一个或多个被编码-解码的参考图像的时间预测(间预测)、在本领域技术人员已知的运动补偿的帮助下进行编码。此外，针对每个块，可以对与原始块减去预测相对应的残留块进行编码。该块的系数可以在变换之后被量化，然后被熵编码器编码。内预测和间预测需要之前已经被编码和解码的特定块可用，从而在解码器上或在编码器上被用于预测当前块。图1示出了这样的预测编码的示例性例子，其中，图像IN被分为块，该图像的当前块MBi正在关于预订数量的之前被编码和解码的块MBr1、MBr2和MBr3进行预测编码，例如如阴影箭头所示。上述三个块特别包含紧接当前块MBi左侧的块MBr1，以及分别仅紧接当前块MBi上方和右上方的两个块MBr2和MBr3。熵编码器在这里更为感兴趣。熵编码器以其到达的顺序来编码信息。典型地实现“光栅扫描”类型的块的逐行遍历，如图1所示通过引用PRS，从图像左上角的块开始。对于每个块，用来表示块所必须的各个信息项(块的类型、预测模式、残留系数等)被顺序分发到熵编码器。已知在AVC压缩标准(也被称为ISO-MPEG4第10部分和ITU-TH.264)中引入的被称为“CABAC”(上下文适应二进制算术编码器)的足够复杂的有效的算术编码器。熵编码器实现各个概念：-算术编码：编码器例如初始在文档J.RissanenandG.G.LangdonJr，“Universalmodelingandcoding，”IEEETrans.Inform.Theory，vol.IT-27，pp.12-23，Jan.1981中描述的编码器使用符号出现概率来对该符号进行编码；-上下文适应：在这里，这包括适应要编码的符号的出现概率。一方面，快速实现学习。另一方面，依赖于之前被编码的信息的状态，特定的上下文被用于编码。对于每个上下文，存在固有的符号出现概率与之对应。例如，上下文对应于根据给定配置来编码的符号的类型(残留系数的表示、编码模式的信号等)，或者邻居的状态(例如在邻居中选择的“内”模式的数量等)。-二进制化：实现要编码的符号的比特序列的成形。随后，这些各个比特被相继分发到二进制熵编码器。于是，针对使用的每个上下文，该熵编码器实现一种系统，针对所考虑的上下文来快速学习关于之前被编码的符号的概率。该学习基于对这些符号进行编码的顺序。典型地，根据如上所述的“光栅扫描”类型的顺序来遍历图像。在可以是0或1的给定符号b的编码期间，通过下列方式来更新当前块MBi的该符号的出现概率pi的学习：其中，α是预定值例如0.95，pi-1是在该符号最后出现时计算的符号出现概率。图1示出了这样的熵编码的示例性例子，其中，图像IN的当前块MBi被熵编码。在块MBi的熵编码开始时，所使用的符号出现概率是之前被编码和解码的块的编码之后获得的概率，根据上述“光栅扫描”类型的块的逐行遍历，该块正好在当前块MBi的前面。仅为了图的清楚，在图1中通过细箭头针对特定的块来表示这样的基于块和块的依赖性的学习。该类型的熵编码的缺点在于考虑到块的“光栅扫描”遍历，在对位于一行开始的符号进行编码时，使用的概率主要对应于在前一行结束位置的符号所看到的那些概率。现在，考虑到符号概率的可能的空间变化(例如，对于和运动信息项相关的符号，位于图像右侧部分的运动可以和在左侧部分看到的不同，并且因此对于随后的局部概率来说也是类似的)，可以看到概率的局部一致性的缺失，由此可能增加编码期间的效率损失。为了限制该现象，已经提出了对块的遍历顺序的调整，目标是确保更好的局部一致性，但编码和解码仍保持顺序。该类型的熵编码器还有另一个缺点。确实，符号的编码和解码依赖于就此学习的概率，符号的解码可以仅以与在编码期间使用的顺序相同的顺序来实现。典型地，于是解码可以只是顺序的，由此阻止若干个符号的并行解码(例如从多核架构中受益)。文档ThomasWiegand，GaryJ.Sullivan，GisleBjontegaard，andAjayLuthra，"OverviewoftheH.264／AVCVideoCodingStandard″，IEEETransactionsonCircuitsandSystemsforVideoTechnology，Vol.13，No.7，pp.560-576，July2003还指出，CABAC熵编码器具有将非整数数量的比特分配给要编码的当前字母表的每个符号的特殊特征，这对于大于0.5的符号出现概率是有利的。特别地，CABAC编码器等待直到它已经读取了若干个符号，然后将预定数量的比特分配给读取的该符号集，编码器将该比特写到要发送到解码器的压缩流中。这样的规定由此使其可能使若干个符号上的比特“交互作用”，并对分数数量的比特上的符号进行编码，该数量反映了与通过符号实际发送的信息更接近的信息。与读取的符号关联的其他比特未在压缩流中发送，而是保持等候，等待被分配给CABAC编码器读取的一个或多个新的符号，使其可能再次使这些其他比特交互作用。通过已知的方式，熵编码器在给定的时刻“清空”这些未发送的比特。除非另外说明，在所述给定的时刻，编码器提取还未被发送的比特，并将它们写入到去往解码器的压缩流中。该清空例如在已经读取要编码的最后一个符号的时刻进行，以确保压缩流确实包含所有比特，该比特将允许解码器对字母表中的所有符号进行解码。通过更一般的方式，作为专用于给定编码器／解码器的性能和功能的函数来确定进行清空的时刻。在2011年4月15号的互联网地址http：／／research.microsoft.com／en-us／um／people／jinl／paper_2002／msri_jpeg.htm上可用的文档描述了一种对符合JPEG2000压缩标准的静态图像进行编码的方法。该静态图像经过离散小波变换，然后被量化，由此使其可能获得量化的小波系数，量化索引分别与之关联。在熵编码器的帮助下对获取的量化索引进行编码。量化系数之前被分组为称为代码块的矩形块，大小典型为64×64或32×32。每个代码块然后被熵编码独立编码。于是，在对当前的代码块进行编码时，熵编码器不会使用在之前的代码块的编码期间计算的符号出现概率。熵编码器由此在每次开始代码块的编码时处于初始化状态。该方法展示了对代码块的数据进行解码而不用对相邻的代码块进行解码的好处。于是，例如，一个客户端软件可以请求一个服务器软件提供仅客户需要的压缩代码块来对图像中识别的子部分进行解码。该方法还展示了允许代码块的并行编码和／或解码的优势。于是，代码块的大小越小，并行化级别就越高。例如，对于固定为2的并行化级别，两个代码块将被并行编码和／或解码本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对至少一个图像进行编码的方法，包括下列步骤：‑将图像分割(C1)为可以包含属于预定符号集的符号的多个块(MB)，‑将块分组(C2)为预定数量(P)的块子集(SE1，SE2，...SEk，...，SEP)，‑通过熵编码模块，通过将数字信息与所考虑的子集中的每个块的符号进行关联来对所述块子集中的每个进行编码(C3)，所述编码步骤包括针对图像的第一块来初始化所述熵编码模块的状态变量的子步骤(C33)，‑生成(C4)表示所述被编码的块子集中的至少一个(SE1)的至少一个数据子流(F1)，所述编码方法的特征在于：‑在当前块是所考虑的子集中要被编码的第一块的情形下，确定(C42)所述第一当前块的符号出现的概率，所述概率是针对至少一个其他子集的编码和解码的预定块而已经确定的那些概率，‑在当前块是所考虑的子集中最后编码的块的情形下：●将在所考虑的所述子集中的块的编码期间与所述符号关联的所有数字信息被写入(C45)到子流中，该子流表示至少所考虑的所述子集，●实现(C46)所述初始化子步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.24 FR 11556061.一种对至少一个图像进行编码的方法，该方法包括：将图像分割为多个块，将块分组为预定数量的块子集，通过使用熵编码模块，对块子集中的当前块进行编码，其中所述编码包括：在当前块是如下子集的编码顺序中的第一块时，所述子集不是图像的编码顺序中的第一子集：确定当前块的符号出现概率，这些概率是通过对至少一个其他子集的预定块进行编码而已经确定的概率，其中所述预定块是所述其他子集的编码顺序中的第二块，对熵编码模块的状态变量进行初始化，及对当前块进行编码；以及对于所述至少一个图像生成至少一个数据子流。2.如权利要求1所要求的方法，其中，所述块子集被顺序或并行地编码。3.如权利要求2所要求的方法，其中，当至少两个块子集与至少一个其他的块子集并行编码时，所述至少两个被编码的块子集被包含在相同的数据子流中。4.如权利要求1到3中任一个所要求的方法，其中，当被编码的块子集想要以预定的顺序来并行编码时，数据子流在被发送到解码器之前首先根据所述预定的顺序来排序。5.一种对至少一个图像进行编码的设备，包括：划分模块，被配置成将图像分割为多个块，计算模块，被配置成将块分组为预定数量的块子集，编码单元，被配置成通过使用熵编码模块对块子集中的当前块进行编码，其中所述编码包括：在当前块是如下子集的编码顺序中的第一块时，所述子集不是图像的编码顺序中的第一子集：确定当前块的符号出现概率，这些概率是通过对至少一个其他子集的预定块进行编码而已经确定的概率，其中所述预定块是所述其他子集的编码顺序中的第二块，对熵编码模块的状态变量进行初始化，及对当前块进行编码；以及流生成模块，被配置成对于所述至少一个图...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·亨利，S·帕特克斯，G·克莱尔，
申请(专利权)人：奥林奇公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR