解码器、重建数组的方法、编码器、编码方法及数据流的传输与存储方法技术

本发明专利技术涉及解码器、重建信息样本数组的方法、编码器、编码方法、计算机可读取数字储存介质以及数据流。在编码复杂度与可达成的率失真比间的较佳折衷，及/或欲达成较佳率失真比通过使用多元树细分而达成，使用该多元树细分不仅用来将一连续区(亦即该样本数组细分成多个叶区)，同时也使用该中间区来在相对应的共同定位叶区块间共享编码参数。通过此措施，在局部拼贴叶区所进行的编码程序可与个别编码参数相关联，但无需分开地对各叶区明确地传输整个编码参数。反而，通过使用该多元树细分可有效地利用相似性。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术专利申请是申请号为201180029035.2的中国专利技术专利的分案申请。
本专利技术是有关于用于表示空间取样信息信号(诸如视频或静止图像)的信息样本数组的编码方案。
技术介绍
在影像及视频编码中，图像或针对该图像的特定样本数组集合通常分解成区块，该区块与特定编码参数关联。图像通常是由多个样本数组组成。此外，一图像也可关联额外辅助样本数组，该样本数组(例如)表明透明信息或深度图。一图像的样本数组(包括辅助样本数组)也可集合成一或多个所谓的平面群组，此处各个平面群组是由一或多个样本数组组成。一图像的平面群组可独立地编码，或者，若该图像关联多于一个平面群组，则利用来自同一图像的其它平面群组的预测进行编码。各平面群组通常分解成多个区块。该区块(或样本数组的相对应区块)是通过跨图像预测或图像内预测而预测。各区块可具有不同尺寸且可以是正方形或矩形。一图像分割成多个区块可通过语法固定，或可(至少部分地)在位流内部信号通知。经常发送的语法元素信号通知针对区块细分的预定大小。这种语法元素可表明一区块是否且如何细分成更小型区块及相关联的编码参数，例如用于预测目的。针对一区块(或样本数组的相对应区块)的全部样本，相关联的编码参数的解码是以某个方式表明。在该实例中，在一区块的全部样本是使用相同预测参数集合预测，该预测参数诸如是参考指数(标识在已编码图像集合中的一参考图像)、运动参数(表明一参考图像与该目前图像间的区块运动的测量值)、表明插值滤波器的参数、内部预测模式等。运动参数可以由具有一水平分量及一垂直分量的位移向量表示，或通过高阶运动参数表示，诸如包括六个分量的仿射运动参数。也可能多于一个特定预测参数集合(诸如参考指数及运动参数)是与单一区块相关联。该种情况下，针对此特定预测参数的各集合，产生针对该区块(或样本数组的相对应区块)的单一中间预测信号，并且最终预测信号是由包括叠加中间预测信号的一组合所建立。相对应加权参数及可能地，也包括一常数偏移(加至该加权和)可针对一图像或一参考图像或一参考图像集合为固定，或其包括在针对相对应区块的预测参数集合中。原始区块(或样本数组的相对应区块)与其预测信号之间的差，也称作为残差信号，该差通常被变换及量化。经常，施加二维变换至该残差信号(或针对该残差区块的相对应样本数组)。针对变换编码，已经使用特定预测参数集合的区块(或样本数组的相对应区块)可在施加变换之前被进一步分裂。变换区块可等于或小于用于预测的区块。也可能是，一变换区块包括多于一个用来预测的区块。不同变换区块可具有不同大小，变换区块可表示正方或矩形区块。在变换后，所得变换系数经量化，获得所谓的变换系数位准。变换系数位准及预测参数以及若存在时，细分信息被熵编码。在影像及视频编码标准中，由语法所提供的将一图像(或一平面群组)细分成区块的可能性极为有限。通常只能规定是否(以及可能地如何)具有预先界定尺寸的一区块可细分成更小型区块。举个实例，H.264的最大区块尺寸为16×16。16×16区块也称作为宏区块，在第一步骤，各图像分割成宏区块。针对各个16×16宏区块，可信号通知其是否编码成16×16区块，或两个16×8区块，或两个8×16区块，或四个8×8区块。若16×16区块被细分成四个8×8区块，则各个8×8区块可编码为一个8×8区块，或两个8×4区块，或两个4×8区块，或四个4×4区块。在当前影像及视频编码标准中表明分割成区块的小集合可能性具有的优点是用于信号通知细分信息的侧边信息率可保持较小，但具有的缺点是针对该区块传输预测参数所需的位率相当大，稍后详述。信号通知预测信息的侧边信息率确实通常表示针对一区块的显著大量总位率。当这种侧边信息降低时，编码效率增高，例如可通过使用较大型区块大小来实现侧边信息降低。视频序列的实际影像或图像是由具有特定性质的任意形状对象组成。举个实例，此对象或对象部分是以独特纹理或独特运动为其特征。通常相同预测参数集合可应用于此对象或对象部分。但对象边界通常并不吻合大型预测区块(例如，按照H.264的16×16宏区块)可能的区块边界。编码器通常决定细分(在有限种可能性集合中)导致特定率失真成本测量的最小化。针对任意形状对象，如此可能导致大量的小区块。并且由于此小区块是与需要传输的一预测参数集合相关联，故侧边信息率变成总位率的一大部分。但由于小区块中的数个仍然表示同一对象或对象一部分的区，故对多个所得区块的预测参数为相同或极为相似。换言之，一图像细分或拼贴成较小型部分或拼贴块或区块实质上影响编码效率及编码复杂度。如前文摘述，一图像细分成多个较小区块允许编码参数的空间更精细设定，藉此允许此编码参数更佳适应于图像/视频材料。另一方面，以更细粒度设定编码参数对通知解码器有关需要的设定值的所需侧边信息量加诸更高负荷。再者，须注意编码器(进一步)空间上细分图像/视频成为区块的任何自由度，剧增可能的编码参数设定值量，及因而通常使得针对导致最佳率/失真折衷的编码参数设定值的搜寻更困难。
技术实现思路
一个目的是提供一种用以编码表示空间采样信息信号(诸如但非限于视频图像或静止图像)的信息样本数组的编码方案，该方案允许达成在编码复杂度与可达成的率失真比之间更佳的折衷，及/或达成更佳率失真比。此目的可通过如权利要求1的解码器、如权利要求10的编码器、如权利要求11的方法、如权利要求12的计算机程序、及如权利要求13的数据流而达成。本专利技术的潜在构想为当多元树细分不仅用来细分一连续区(亦即样本数组)成为多个叶区，同时中间区也是用来在相对应共同定位区块间共享编码参数时，在编码复杂度与可达成的率失真比间可达成更佳的折衷，及/或可达成更佳率失真比。通过此措施，在局部拼贴叶区所进行的编码程序可与个别编码参数相关联，但无需分开地对各叶区明确地传输整个编码参数。反而，通过使用该多元树细分可有效地利用相似性。依据一个实施例，首先表示空间采样信息信号的信息样本数组在空间上置于树根区，然后根据抽取自一数据流的多元树细分信息，通过递归地多次分割该树根区的子集，而至少将该树根区的一子集分割成不同尺寸的更小型单纯连接区。为了允许就率失真意义上，找出以合理编码复杂度的过度细小细分与过度粗大细分间的良好折衷，信息样本数组进行空间分割成的树根区的最大区尺寸是含括在该数据流内且在解码端从该数据流抽取。据此，解码器可包括一抽取器，其被配置为从数据流抽取最大区尺寸及多元树细分信息；一细分器，其被配置为将表示空间采样信息信号的一信息样本数组空间分割成最大区尺寸的树根区，及依据该多元树细分信息，将该树根区的至少一个子集通过递归地多重分区该树根区的该子集而细分成更小型单纯连接不同尺寸区；及一重建器，其被配置为使用该细分而将来自该数据流的信息样本数组重建成较小型单纯连接区。依据一个实施例，数据流也含有高达树根区子集经历递归地多重分区的最高阶层式层级。通过此办法，多元树细分信息的信号通知变得更容易且需更少编码位。此外，重建器可被配置为以取决于中间细分的粒度，执行下列措施中的一者或多者：至少在内预测模式及跨预测模式中决定欲使用哪一个预测模式；从频域变换至空间域，执行及/或设定跨预测的参数；执行及/或设定针对用于内预测的参数。此外，抽取器可被配置为以深度优先遍本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用以从一数据流重建表示一空间取样信息信号的一信息样本数组的解码器，所述信息样本数组是通过多元树细分而被细分成不同大小的叶区，其中，各叶区是与所述多元树细分的一阶层式层级序列中的一阶层式层级相关联，各叶区具有与其相关联的编码参数，针对各叶区，所述编码参数是通过一个别语法元素集合表示，各个语法元素是一语法元素类型集合中的一个别语法元素类型，及所述解码器被配置为：从所述数据流抽取一继承信息，所述继承信息指示是否使用继承，及若指示欲使用继承，则所述信息样本数组中的至少一个继承区是由一叶区集合所组成且对应于所述多元树细分的阶层式层级序列中的一阶层式层级，所述继承区低于所述叶区集合相关联的所述阶层式层级中的每一个；若指示欲使用继承，从每个继承区的所述数据流抽取包括一预定语法元素类型的至少一个语法元素的一继承子集，及将所述继承子集复制到在所述语法元素集合内部表示与所述叶区集合相关联的编码参数的语法元素的一相对应继承子集，或将所述继承子集用来作为针对所述相对应继承子集的预测，至少一个继承区由所述叶区中的一个别者所组成。

【技术特征摘要】
2010.04.13 EP PCT/EP2010/054827;2010.04.13 EP 10151.一种用以从一数据流重建表示一空间取样信息信号的一信息样本数组的解码器，所述信息样本数组是通过多元树细分而被细分成不同大小的叶区，其中，各叶区是与所述多元树细分的一阶层式层级序列中的一阶层式层级相关联，各叶区具有与其相关联的编码参数，针对各叶区，所述编码参数是通过一个别语法元素集合表示，各个语法元素是一语法元素类型集合中的一个别语法元素类型，及所述解码器被配置为：从所述数据流抽取一继承信息，所述继承信息指示是否使用继承，及若指示欲使用继承，则所述信息样本数组中的至少一个继承区是由一叶区集合所组成且对应于所述多元树细分的阶层式层级序列中的一阶层式层级，所述继承区低于所述叶区集合相关联的所述阶层式层级中的每一个；若指示欲使用继承，从每个继承区的所述数据流抽取包括一预定语法元素类型的至少一个语法元素的一继承子集，及将所述继承子集复制到在所述语法元素集合内部表示与所述叶区集合相关联的编码参数的语法元素的一相对应继承子集，或将所述继承子集用来作为针对所述相对应继承子集的预测，至少一个继承区由所述叶区中的一个别者所组成。2.根据权利要求1所述的解码器，其中，所述解码器被配置为：针对相对应于所述多元树细分的至少一个阶层式层级的一继承集合中的任一者的区，所述区由一相对应叶区集合所组成，及使用从较低阶层式层级至较高阶层式层级的一阶层式层级顺序，沿所述顺序所述信息样本数组被递归分割，从所述数据流抽取一相关联的继承标记及检查个别继承标记是否表明继承；针对相关联的继承标记表明继承的各区，从所述数据流抽取包括一预定语法元素类型的至少一个语法元素的一继承子集，将所述继承子集复制入在所述语法元素集合内部表示与所述叶区相关联的编码参数的的语法元素的一相对应继承子集，所述相关联的继承标记表明所述区的继承，或使用所述继承子集来作为所述相对应继承子集的预测；及在使用从较低阶层式层级至较高阶层式层级的一阶层式层级顺序而检查所述继承标记时，以及抑制所述叶区的进一步继承标记的抽取及检查，所述区由表明继承的相关联的继承标记所组成。3.根据权利要求2所述的解码器，其中，所述解码器为一混合解码器。4.根据权利要求1至3中任一项所述的解码器，其中，所述解码器被配置针对各叶区块解码一残差。5.根据权利要求1至4中任一项所述的解码器，其中，所述解码器被配置为：从所述数据流抽取在所述语法元素集合内部表示与所述叶区相关联的编码参数的语法元素的所述相对应继承子集，所述区不属于由所述继承信息所指示的任何继承区所组成的任何叶区集合。6.根据权利要求1至5中任一项所述的解码器，其中，所述解码器被配置为：若指示不使用继承，则抽取在所述语法元素集合内部表示与所述信息样本数组的全部叶区相关联的编码参数的相对应的语法元素的继承子集。7.根据权利要求1至6中任一项所述的解码器，其中，所述解码器被配置为：使用以叶区为单位在局部地改变的一预测模式，通过预测而重建所述数组信息样本，其中，所述解码器配置为使得所述预定语法元素类型影响所述预测模式。8.根据权利要求1至7中任一项所述的解码器，其中，所述预定语法元素类型的至少一个语法元素为内-预测模式语法元素，及所述解码器被配置为：以一残差解码顺序，解码针对所述叶区中的每一个的一残差信号，其中，所述区由表明继承的相关联的所述继承标记所组成，及针对所述叶区中的每一个，所述区由表明继承的相关联的所述继承标记所组成，按照所述残差解码顺序，依据由所述内-预测模式语法元素所指示的内-预测模式，通过使用已经重建的叶区的一重建信号的邻近样本作为一参考信号，计算一分开的所述内-预测信号，通过相加所述内-预测信号及所述残差信号而重建所述个别叶区。9.根据权利要求8所述的解码器，其中，所述解码器被配置为使所述残差解码顺序为一深度优先遍历顺序。10.一种用以从一数据流重建表示一空间取样信息信号的一信息样本数组的方法，所述信息样本数组通过多元树细分而被细分成不同大小的叶区，其中，各叶区与所述多元树细分的阶层式层级序列中的一阶层式层级相关联，各叶区具有与其相关联的编码参数，针对各叶区，所述编码参数由一个别语法元素集合表示，各个语法元素是一语法元素类型集合中的一个别语法元素类型，及所述方法包含：从所述数据流抽取一继承信...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普·海勒，西蒙·奥丁，德特勒夫·马佩，托马斯·维甘徳，
申请(专利权)人：GE视频压缩有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US