变换系数编码制造技术

本文中使用的思想是将相同函数用于上下文对先前编码/解码的变换系数的依赖性和符号化参数对先前编码/解码的变换系数的依赖性。在变换系数从空间上排列在变换区块中的情况下，甚至可以相对于变换区块的不同变换区块尺寸和/或频率部分使用具有不同函数参数的相同函数。该思想的另一个变型是针对当前变换系数的变换区块的不同尺寸、当前变换系数的变换区块的不同信息分量类型和/或当前变换系数位于变换区块内的不同频率部分，将相同函数用于符号化参数对先前编码/解码的变换系数的依赖性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】变换系数编码
本专利技术涉及变换系数(比如图片的变换系数区块的变换系数)编码。
技术介绍
在基于区块的图像和/或视频编解码器中，图片或帧以区块为单位进行编码。其中，基于变换的编解码器使图片或帧的区块进行变换以便获得变换系数区块。例如，图片或帧可以预测地进行编码，其中预测残差以区块为单位进行变换编码，然后使用熵编码对由此产生的这些变换区块的变换系数的变换系数级别进行编码。为了提高熵编码效率，使用上下文以便精确估计要编码的变换系数级别的符号的概率。然而，近年来，强加到图片和/或图像编解码器上的需求日益增长。除了亮度和色度分量之外，编解码器有时必须传递深度图、透明(transparity)值等。而且，变换系数尺寸在越来越大的区间内是可变的。由于这些多样性，编解码器具有越来越多的具有不同函数的不同上下文，以便根据已经编码的变换系数确定上下文。以更适度的复杂度实现高压缩率的不同可能性是尽可能精确地将符号化方案调整为系数的统计数字。然而，为了执行紧密适应实际统计数字，还强制考虑各种因素，由此需要大量不同的符号化方案。因此，需要保持变换系数编码的复杂度低，然而同时保持实现高编码效率的可能性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供此变换系数编码方案。该目的通过待决独立权利要求的主题实现。根据本专利技术的一个方面，一种用于将具有变换系数级别的多个变换系数编码成流的装置包括：符号化器，被配置为：如果当前变换系数的变换系数级别在第一级别区间内，则根据第一符号化方案将当前变换系数映射到一个或多个符号的第一集合上，并且如果当前变换系数的变换系数级别在第二级别区间内，则根据第二符号化方案将当前变换系数映射到第一级别区间的最大级别根据第一符号化方案映射到其上的符号的第二集合以及依据第二级别区间内的当前变换系数的变换系数级别的位置的符号的第三集合的组合上，所述第二符号化方案是根据符号化参数可参数化的。进一步地，所述装置包括上下文自适应熵编码器，被配置为如果当前变换系数的变换系数级别在第一级别区间内，则将一个或多个符号的第一集合熵编码成数据流，并且如果当前变换系数的变换系数级别在第二级别区间内，则将一个或多个符号的第二集合熵编码成数据流，其中上下文自适应熵编码器被配置为，在将一个或多个符号的第二集合的至少一个预定符号熵编码成数据流的过程中，经由通过函数参数可参数化的函数依据先前编码的变换系数使用上下文，其中函数参数被设置为第一设定。进一步地，所述装置包括符号化参数确定器，被配置为如果当前变换系数的变换系数级别在第二级别区间内，则经由函数依据先前编码的变换系数确定用于映射到符号的第三集合上的符号化参数，其中函数参数被设置为第二设定。插入器被配置为如果当前变换系数的变换系数级别在第二级别区间内，则将符号的第三集合插入到数据流中。根据本专利技术的另一个方面，一种用于将不同变换区块的各自具有变换系数级别的多个变换系数编码成数据流的装置包括：符号化器，被配置为根据符号化方案针对当前变换系数将变换系数级别映射到符号的集合上，所述符号化方案是根据符号化参数可参数化的；插入器，被配置为将当前变换系数的符号的集合插入到数据流中；以及符号化参数确定器，被配置为，经由通过函数参数可参数化的函数依据先前处理的变换系数为当前变换系数确定符号化参数，其中插入器、符号化器和符号化参数确定器被配置为依次处理不同变换区块的变换系数，其中函数参数依据当前变换系数的变换区块的尺寸、当前变换系数的变换区块的信息分量类型和/或当前变换系数位于变换区块内的频率部分而改变。本专利技术的思想是将相同函数用于上下文对先前编码/解码的变换系数的依赖性和符号化参数对先前编码/解码的变换系数的依赖性。在变换系数从空间上排列在变换区块中的情况下，甚至可以相对于变换区块的不同变换区块尺寸和/或频率部分使用利用具有不同函数参数的相同函数。该思想的另一个变型是，针对当前变换系数的变换区块的不同尺寸、当前变换系数的变换区块的不同信息分量类型和/或当前变换系数位于变换区块内的不同频率部分，将相同函数用于符号化参数对先前编码/解码的变换系数的依赖性。附图说明本专利技术的详细且有利方面是独立权利要求的主题。而且，下面参照图描述本专利技术的优选实施例，其中：图1示出了根据本专利技术实施例的包括要编码的变换系数的变换系数区块的示意图并图示了可参数化函数共同用于上下文选择和符号化参数确定；图2示出了使用两个级别区间内的两个不同方案的变换系数级别的符号化概念的示意图；图3示出了在两个不同上下文的可能变换系数级别上限定的两条出现概率曲线的示意图；图4示出了根据实施例的用于编码多个变换系数的装置的框图；图5A和图5B示出了根据不同实施例的产生的数据流结构的示意图；图6示出了根据实施例的图片编码器的框图；图7示出了根据实施例的用于解码多个变换系数的装置的框图；图8示出了根据实施例的图片解码器的框图；图9示出了根据实施例的变换系数区块的示意图以便图示扫描和模板；图10示出了根据进一步实施例的用于解码多个变换系数的装置的框图；图11A和图11B示出了组合整个区间范围的局部区间内的两个或三个不同方案的变换系数级别的符号化概念的示意图；图12示出了根据进一步实施例的用于编码多个变换系数的装置的框图；以及图13示出了变换系数区块的示意图以便根据进一步实施例图示在子区块之间限定的子区块顺序之后的变换系数区块之间的扫描顺序，变换系数区块被划分为子区块，以便图示设计上下文选择和符号化参数确定的可参数化函数的另一个实施例。具体实施方式针对下面的描述，注意，相同参考符号用于不止一个图中出现的元件的图。因此，此元件针对一个图的描述应同样适用于描述出现该元件的另一个图。而且，下面提出的描述初步假设要编码的变换系数二维布置以便形成变换区块比如图的变换区块。然而，本申请不局限于图像和/或视频编码。相反，要编码的变换系数可选地可以是一维变换的变换系数，比如在音频编码等中使用的。为了解释下面进一步描述的实施例面临的问题，以及下面进一步描述的实施例克服这些问题的方式，初步参照图1-3，其示出了变换区块的变换系数的实例及熵编码的一般方式，然后通过随后解释的实施例改善。图1示例性地示出了变换系数12的区块10。在本实施例中，变换系数二维布置。特别地，变换系数示例性地示为规则地布置成列和行，但是也可能存在另一个二维布置。产生变换系数12或变换区块10的变换可以是DCT或将图片的(变换)区块，例如空间布置值的一些其他区块分解成不同空间频率的分量的一些其他变换。在图1的实例中，变换系数12二维布置成列i和行j以便对应于沿不同空间方向x，y比如彼此垂直的方向测量的频率fx(i)，fy(j)的频率对(fx(i)，fy(j))，其中fx/y(i)<fx/y(i+1)并且(i,j)是变换区块10中的各个分量的位置。通常，对应于更低频率的变换系数12与对应于更高频率的变换系数相比具有更高变换系数级别。因此，通常，变换区块10的最高频率分量附近的许多变换系数被量化为零并且不必进行编码。相反，扫描顺序14可以在变换系数12之间限定，其按顺序(即(i,j)→k)将二维布置的变换系数12(i,j)一维布置成系数序列，使得变换系数级别很可能具有沿该顺序单调递减的趋势，即，系数k的系数级别很可能大于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从数据流(32)解码具有变换系数级别的多个变换系数(12)的装置，包括：上下文自适应熵解码器(80)，被配置为针对当前变换系数(x)从所述数据流(32)对一个或多个符号的第一集合(44)进行熵解码；解符号化器(82)，被配置为根据第一符号化方案将一个或多个符号的所述第一集合(44)映射到第一级别区间(16)内的变换系数级别上；提取器(84)，被配置为如果一个或多个符号的所述第一集合根据所述第一符号化方案映射到其上的所述变换系数级别是所述第一级别区间(16)的最大级别，则从所述数据流(32)中提取符号的第二集合(42)，其中，所述解符号化器(82)被配置为根据第二符号化方案将符号的所述第二集合(42)映射到第二级别区间(18)内的位置上，所述第二符号化方案是根据符号化参数可参数化的，其中，所述上下文自适应熵解码器(80)被配置为，在从所述数据流(32)对一个或多个符号的所述第一集合(44)的至少一个预定符号进行熵解码的过程中，经由通过函数(52)参数可参数化的函数依据先前解码的变换系数使用上下文，其中，函数参数被设置为第一设定，并且其中，所述装置还包括符号化参数确定器(86)，被配置为如果一个或多个符号的所述第一集合(44)根据所述第一符号化方案映射到其上的所述变换系数级别是所述第一级别区间(16)的最大级别，则经由所述函数参数被设置为第二设定的函数(52)，依据所述先前解码的变换系数确定符号化参数(46)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.20 US 61/588,8461.一种用于从数据流(32)解码具有变换系数级别的多个变换系数(12)的装置，包括：上下文自适应熵解码器(80)，被配置为针对当前变换系数(x)从所述数据流(32)对一个或多个符号的第一集合(44)进行熵解码；解符号化器(82)，被配置为根据第一符号化方案将一个或多个符号的所述第一集合(44)映射到第一级别区间(16)内的变换系数级别上；提取器(84)，被配置为如果一个或多个符号的所述第一集合根据所述第一符号化方案映射到其上的所述变换系数级别是所述第一级别区间(16)的最大级别，则从所述数据流(32)中提取符号的第二集合(42)，其中，所述解符号化器(82)被配置为根据第二符号化方案将符号的所述第二集合(42)映射到第二级别区间(18)内的位置上，所述第二符号化方案是根据符号化参数可参数化的，其中，所述上下文自适应熵解码器(80)被配置为，在从所述数据流(32)对一个或多个符号的所述第一集合(44)的至少一个预定符号进行熵解码的过程中，经由通过函数(52)参数可参数化的函数依据先前解码的变换系数使用上下文，其中，函数参数被设置为第一设定，并且其中，所述装置还包括符号化参数确定器(86)，被配置为如果一个或多个符号的所述第一集合(44)根据所述第一符号化方案映射到其上的所述变换系数级别是所述第一级别区间(16)的最大级别，则经由所述函数参数被设置为第二设定的函数(52)，依据所述先前解码的变换系数确定符号化参数(46)，其中，所述装置经配置使得限定一方面所述先前解码的变换系数，和用于对所述上下文进行索引的上下文索引偏移量数，以及另一方面所述符号化参数之间的关系的函数为：g(f(x))，其中，且其中，且其中，t，wi和形成所述函数参数，其中，t作为常数输入，x＝{x1,...,xd}，i∈{1...d}的xi表示先前解码的变换系数i，wi是加权值，其中的每一个可以等于一或不等于一，并且h是常数或xi的函数。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述上下文自适应熵解码器经配置使得来自所述先前解码的变换系数的上下文的依赖性经由函数：使得在所述先前解码的变换系数i的所述变换系数级别在所述第一级别区间内的情况下，xi等于所述先前解码的变换系数i的所述变换系数级别，并在所述先前解码的变换系数i的所述变换系数级别在所述第二级别区间内的情况下等于所述第一级别区间的所述最大级别，或者使得xi等于所述先前解码的变换系数i的所述变换系数级别，与所述先前解码的变换系数i的所述变换系数级别在所述第一级别区间或所述第二级别区间内无关。3.根据权利要求2所述的装置，其中，符号化参数确定器经配置使得所述符号化参数对所述先前解码的变换系数的依赖性经由函数使得xi等于所述先前解码的变换系数i的所述变换系数级别，与所述先前解码的变换系数i的所述变换系数级别在所述第一级别区间或所述第二级别区间内无关。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置经配置使得5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置经配置使得h为|xi|-t。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置被配置为依据所述变换系数相对于当前变换系数的相对空间布置从空间上确定所述先前解码的变换系数。7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置被配置为沿预定的扫描顺序(14)从所述数据流(32)中提取关于变换系数区块的变换系数之中的最后非零变换系数的位置的信息，其中，多个所述变换系数包含从沿所述扫描顺序的所述最后非零变换系数至所述变换系数区块的DC变换系数的变换系数。8.根据权利要求7所述的装置，其中，解符号化器被配置为使用用于映射所述最后非零变换系数的一个或多个符号的第一集合的修改后的第一符号化方案，其中，仅涉及所述第一级别区间内的非零变换系数级别，同时推定零级别不应用于最后变换系数。9.根据权利要求7所述的装置，其中，上下文自适应熵解码器被配置为使用上下文的单独集合用于对所述最后非零变换系数的一个或多个符号的所述第一集合进行熵解码，所述单独集合独立于在对与所述最后非零变换系数不同的一个或多个符号的所述第一集合进行熵解码中使用的上下文。10.根据权利要求7所述的装置，其中，所述上下文自适应熵解码器按照从所述变换系数区块的所述最后非零变换系数至所述DC变换系数的相反扫描顺序遍历所述多个变换系数。11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置被配置为在两次扫描中从所述数据流解码所述多个变换系数，其中，所述上下文自适应熵解码器被配置为按照对应于所述变换系数的第一扫描的顺序从所述数据流对所述变换系数的符号的所述第一集合进行熵解码，其中，所述提取器被配置为随后按照对应于在所述变换系数的第二扫描内出现符号的所述第一集合映射到所述第一级别区间的所述最大级别上的所述变换系数的顺序从所述数据流中提取符号的所述第一集合映射到所述第一级别区间的所述最大级别上的所述变换系数的符号的第二集合。12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置被配置为在一次扫描中依次从所述数据流解码所述多个变换系数，其中，符号的所述第二集合穿插在所述变换系数的符号的第一集合之间的所述数据流内，并且其中，所述上下文自适应熵解码器和所述提取器被配置为，为按照所述一次扫描的扫描顺序的每个变换系数，在继所述上下文自适应熵解码器从所述数据流对符号的所述第一集合映射到所述第一级别区间的所述最大级别上的各个变换系数的一个或多个符号的所述第一集合进行熵解码之后立即从所述数据流中提取符号的所述第一集合映射到所述第一级别区间的所述最大级别上的各个变换系数的符号的所述第二集合。13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述提取器被配置为直接或使用利用固定概率分布的熵解码从所述数据流中提取符号的所述第二集合。14.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一符号化方案是截断的一元二值化方案。15.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二符号化方案使得符号的所述第二集合是莱斯码。16.包括根据权利要求1所述的装置的图片解码器，其中，所述图片解码器被配置为，在解码图片的过程中，使来自变换系数区块的所述图片的区块再变换，其中，所述装置被配置为使用不同尺寸的变换系数区块、不同尺寸的变换系数区块和/或不同信息分量类型的变换系数区块的函数，逐变换系数区块地依次解码变换系数区块的多个变换系数。17.根据权利要求16所述的图片解码器，其中，所述装置被配置为，针对所述变换系数区块的不同频率部分，针对不同尺寸的变换系数区块和/或针对不同信息分量类型的变换系数区块，使用上下文的不同集合，其中，所述当前变换系数的所述上下文依据所述先前解码的变换系数进行选择。18.一种用于将具有变换系数级别的多个变换系数编码成数据流(32)的装置，包括符号化器(34)，被配置为如果当前变换系数的变换系数级别在第一级别区间(16)内，则根据第一符号化方案将当前变换系数映射到一个或多个符号的第一集合上，并且如果所述当前变换系数的变换系数级别在第二级别区间(18)内，则根据第二符号化方案将当前变换系数映射到符号的第二集合和符号的第三集合的组合上，所述第一级别区间(16)的最大级别根据所述第一符号化方案映射到符号的第二集合上，符号的第三集合依据所述第二级别区间(18)内的所述当前变换系数的变换系数级别的位置，所述第二符号化方案根据符号化参数(46)是可参数化的；上下文自适应熵编码器(36)，被配置为如果所述当前变换系数的变换系数级别在所述第一级别区间内，则将一个或多个符号的所述第一集合熵编码成所述数据流，并且如果所述当前变换系数的变换系数级别在所述第二级别区间内，则将一个或多个符号的所述第二集合熵编码成所述数据流，其中，所述上下文自适应熵编码器被配置为，在将一个或多个符号的所述第二集合的至少一个预定符号熵编码成所述数据流的过程中，经由通过函数参数可参数化的函数依据先前编码的变换系数使用上下文，其中，所述函数参数被设置为第一设定；以及符号化参数确定器(38)，被配置为如果所述当前变换系数的变换系数级别在所述第二级别区间内，则经由所述函数参数被设置为第二设定所述函数依据所述先前编码的变换系数确定用于映射到符号的所述第三集合上的所述符号化参数(46)；以及插入器(40)，被配置为如果所述当前变换系数的变换系数级别在所述第二级别区间内，则将符号的所述第三集合插入到所述数据流中，其中，所述装置经配置使得限定一方面所述先前编码的变换系数，和对所述上下文进行索引的上下文索引编号(56)，和另一方面所述符号化参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：通·恩固因，海纳·基希霍弗尔，德特勒夫·马佩，
申请(专利权)人：弗兰霍菲尔运输应用研究公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE