基于上下文自适应二进制算术编码的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术揭露一种基于上下文自适应二进制算术编码的方法及装置，用于一个或多个区块中的语法元素。依据本发明专利技术的一实施例，通过将旁路位元子收集在一起，转换单元中的最后有效系数的x位置和y位置的二值化结果被重排。依据本发明专利技术的另一实施例，通过将旁路位元子收集在一起，来自四个NxN预测单元中的两个或多个预测单元的语法元素的二值化结果被重排。依据本发明专利技术的又一实施例，通过将旁路位元子收集在一起，其它语法元素的二值化结果被重排。此外，上述二值化结果的重排可用于相应于一个区块及其相邻区块的二值化结果。本发明专利技术提供的基于上下文自适应二进制算术编码的方法及装置可改善编码和解码通量。

【技术实现步骤摘要】
对相关申请的交叉引用本申请是申请日为2012年8月2日，申请号为201280027906.1，专利技术名称为“基于上下文自适应二进制算术编码的方法及装置”的申请的分案申请。
本专利技术有关于视频编码或视频处理。更特别地，本专利技术有关于对基于上下文自适应二进制算术编码(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding，CABAC)中的二值化结果进行重排(reordering)，其中该二值化结果包括正常位元子(regular bin)和旁路位元子(bypass bin)。
技术介绍
算术编码乃有效数据压缩方法中的一种，并广泛的使用在编码标准中，例如JBIG、JPEG2000、H.264/AVC、和高效视频编码(High Efficiency Video Coding，HEVC)。在H.264/AVC JVT测试模型(JM)and HEVC测试模型(HM)中，CABAC作为一种熵编码工具被用于视频编码系统中的各种语法元素。图1为CABAC编码器100的方块示意图，CABAC编码器100包括三个部分：二值化110、上下文模型120和二进制算术编码(Binary Arithmetic Coding，BAC)130。在二值化步骤中，每个语法元素被特定地映射成为二值字符串(在本专利技术中也称作位元子(bin))。在上下文模型步骤中，为每个位元子选择一种概率模型。该相应的概率模型可取决于先前已编码语法元素、位元子索引、边信息或上述之任意组合。在二值化和上下文模型分配之后，将位元子值连同其相应的上下文模型一起提供至二进制算术编码引擎，即，图1中的BAC130。基于语法元素和位元子索引，位元子值可在两种编码模式中被编码，其中一种编码模式是正常编码模式(regular coding mode)，另一种是旁路编码模式(bypass mode)。在本专利技术中，与正常编码模式相应的位元子称作正常位元子，与旁路模式相应的位元子称作旁路位元子。在正常编码模式中，对于BAC的大概率符号标志(Most Probable Symbol，MPS)的概率以及小概率符号标志(Least Probable Symbol，LPS)的概率可从与其相关的上下文模型中获得。在旁路编码模式中，MPS和LPS的概率是相等的。在CABAC中，旁路模式被引入，用以加快编码进程。旁路编码模式的简单化允许CABAC的编码/解码以并行结构实施，并实现高通量。然而，由于MPS和LPS概率的复杂推导过程，对于正常编码模式而言，并不能有效加速编码/解码的通量。对于基于硬件的CABAC，一串正常位元子后面接有一串旁路位元子的通量要高与正常位元子和旁路位元子交叉的通量。因此，对语法元素的二值化进行重排，用以将旁路位元子收集在一起，可改善编码和解码通量。在高效视频编码测试模型4.0版本(High-Efficiency Video Coding Test Model Version 4.0，HM-4.0)中，特定语法元素的二值化，例如mvd_l0、mvd_l1、mvd_lc和coeff_abs_level_minus3，需将旁路位元子收集在一起。在HM-4.0中，对于大于4x4的叶子转换单元(Transform Units，TU)，last_significant_coeff_x和last_significant_coeff_y的二值化结果可被分类成两个部分，一个部分依据正常模式进行处理，另一个部分依据旁路模式进行处理。对于具有宽度W的一个叶子TU，若last_significant_coeff_x或last_significant_coeff_y的值小于W/2，代码字(codeword)使用一元编码进行二值化。在表1中，显示了用于8x8TU的last_significant_coeff_x和last_significant_coeff_y的二值化值。这些一元编码(unary code)在正常模式中被编码。若last_significant_coeff_x或last_significant_coeff_y的值大于或等于W/2，如表1所示，二值化的代码字被分为两个部分。第一部分由值为0的W/2个比特组成，其中该W/2个比特在正常模式中编码。第二部分是值为last_significant_coeff_x或last_significant_coeff_y减W/2的固定长度代码字的log2(W/2)个比特。其中该固定长度代码字在旁路模式中编码。表1因此，需要进一步改善使用旁路模式的CABAC的编码/解码通量。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于上下文自适应二进制算术编码的方法及装置以解决上述问题。本专利技术揭露一种基于上下文自适应二进制算术编码的方法及装置，用于一个或多个区块中的语法元素。依据本专利技术的一实施例，通过将旁路位元子收集在一起，转换单元中的最后有效系数的x位置和y位置的二值化结果被重排。进一步地，上述重排可用于相应于区块及其相邻区块的二值化结果。依据本专利技术的一实施例，通过将旁路位元子收集在一起，来自四个NxN预测单元中的两个或多个预测单元的语法元素的二值化结果被重排，其中该二值化结果包括prev_intra_luma_pred_flag、rem_intra_luma_pred_mode和mpm_idx。此外，上述重排可用于相应于所有四个NxN预测单元的二值化结果。依据本专利技术的另一实施例，通过将旁路位元子收集在一起，来自语法元素组的一个或多个语法元素的二值化结果被重排，其中该语法元素组包括与样本自适应偏差参数、自适应环路滤波器参数、编码单元参数、模式编码参数、运动参数和系数编码参数相关的语法。同样地，上述重排可用于来自一个区块及其相邻区块的一个或多个语法元素的二值化结果。本专利技术提供的基于上下文自适应二进制算术编码的方法及装置可通过将旁路位元子收集在一起以及将正常位元子收集在一起以将语法元素的二值化结果进行重排，从而改善编码和解码通量。附图说明图1为具有旁路模式的CABAC编码系统的结构示意图。图2为8x8编码单元的语法元素last_significant_coeff_x和last_significant_coeff_y的代码字的示意图。图3A为依据HM-4.0的last_significant_coeff_x和last_significant_coeff_y的二值化结果的示意图，其结果为形成交错的正常位元子和旁路位元子。图3B为依据本专利技术的一实施例的对last_significant_coeff_x和last_significant_coeff_y的二值化结果进行重排，以将旁路位元子收集在一起的示意图。图3C为依据本专利技术的另一实施例的对last_significant_coeff_x和last_significant_coeff_y的二值化结果进行重排，以将旁路位元子收集在一起的示意图。图4为依据本专利技术一实施例的CABAC解码系统的流程示意图，该流程用于转换单元的最后有效系数的x和y位置。图5为依据本专利技术一实施例的CABAC编码系统的流程示意图，该流程用于转换单元的最后有效系数的x和y位置。图6为依据本专利技术一实施例的CABAC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于上下文自适应二进制算术解码的方法，用于一个编码单元的语法元素，其中该编码单元被划分为四个帧内NxN预测单元，该方法包括：接收包括第一部分和第二部分的已重排位元子，其中该第一部分包括与两个或多个预测单元的每一个相关的正常位元子，该第二部分包括与该两个或多个预测单元的每一个相关的第一旁路位元子或第二旁路位元子；为该两个或多个预测单元的每一个决定相应于第一语法元素的第一代码字，其中该第一代码字包括该正常位元子，且对于该两个或多个预测单元的每一个，该第一语法元素相应于帧内预测模式选择的一个指示；若该指示相应于最有可能模式编码，则对于该两个或多个预测单元的每一个，第二代码字相应于第二语法元素，对于最有可能模式，决定相应于索引的该第二语法元素，其中该第二代码字包括该第一旁路位元子；若该指示相应于剩余预测模式编码，为该两个或多个预测单元的每一个决定相应于第三语法元素的第三代码字，其中该第三语法元素相应于剩余预测模式，且该第三代码字包括该第二旁路位元子；以及为该两个或多个预测单元的每一个提供该第一语法元素、该第二语法元素和该第三语法元素。

【技术特征摘要】
2011.08.04 US 61/514,9861.一种基于上下文自适应二进制算术解码的方法，用于一个编码单元的语法元素，其中该编码单元被划分为四个帧内NxN预测单元，该方法包括：接收包括第一部分和第二部分的已重排位元子，其中该第一部分包括与两个或多个预测单元的每一个相关的正常位元子，该第二部分包括与该两个或多个预测单元的每一个相关的第一旁路位元子或第二旁路位元子；为该两个或多个预测单元的每一个决定相应于第一语法元素的第一代码字，其中该第一代码字包括该正常位元子，且对于该两个或多个预测单元的每一个，该第一语法元素相应于帧内预测模式选择的一个指示；若该指示相应于最有可能模式编码，则对于该两个或多个预测单元的每一个，第二代码字相应于第二语法元素，对于最有可能模式，决定相应于索引的该第二语法元素，其中该第二代码字包括该第一旁路位元子；若该指示相应于剩余预测模式编码，为该两个或多个预测单元的每一个决定相应于第三语法元素的第三代码字，其中该第三语法元素相应于剩余预测模式，且该第三代码字包括该第二旁路位元子；以及为该两个或多个预测单元的每一个提供该第一语法元素、该第二语法元素和该第三语法元素。2.一种基于上下文自适应二进制算术编码的方法，用于一个编码单元的语法元素，其中该编码单元被划分为四个帧内NxN预测单元，该方法包括：为每个预测单元接收第一语法元素，其中对于该每个预测单元，该第一语法元素相应于帧内预测模式选择的一个指示；若该指示相应于最有可能模式编码，为该每个预测单元接收第二语法元素，其中对于最有可能模式，该第二语法元素相应于一索引；若该指示相应于剩余预测模式编码，为该每个预测单元接收第三语法元素，其中该第三语法元素相应于剩余预测模式；为该每个预测单元决定相应于该第一语法元素的第一代码字，其中该第一代码字包括正常位元子；若该指示相应于该最有可能模式编码，为该每个预测单元决定相应于该第二语法元素的第二代码字，其中该第二代码字包括第一旁路位元子；若该指示相应于该剩余预测模式编码，为该每个预测单元决定相应于该第三语法元素的第三代码字，其中该第三代码字包括第二旁路位元子；决定第一部分，其中该第一部分包括与两个或多个预测单元相关的该正常位元子；决定第二部分，其中该第二部分包括与该两个或多个预测单元的每一个相关的该第一旁路位元子和该第二旁路位元子；以及为二进制算术编码提供该第一部分和该第二部分，其中该第一部分由正常编码进行处理，且该第二部分由旁路编码进行处理。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该第一部分包括与该四个帧内NxN预测单元相关的该正常位元子，该第二部分包括与该四个帧内NxN预测单元的每一个相关的该第一旁路位元子或该第二旁路位元子。4.一种基于上下文自适应二进制算术解码的装置，用于一个编码单...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄子德，陈庆晔，黄毓文，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71