解码器、编码器、解码和编码视频的方法及存储介质技术

本发明专利技术描述一解码器、编码器、解码和编码视频的方法及存储介质，所述解码器用于从数据流解码视频，其利用水平分量和垂直分量的二进制化将运动矢量差的水平分量和垂直分量编码到所述数据流中，在低于截止值的水平分量和垂直分量的，以及分别呈截止值的截断一元码形式的前缀和呈水平分量和垂直分量的指数哥伦布码形式的后缀的组合的域的第一区间内，在大于且等于截止值的水平分量和垂直分量的域的第二区间内，所述二进制化分别等于水平分量和垂直分量的截断一元码，其中截止值为2且指数哥伦布码具有顺序1。其包括：熵解码器、逆符号化器以及重建器。

Decoder, encoder, decoding and encoding video method and storage medium

The invention describes methods of a decoder, encoder, video decoding and encoding and storage medium, the decoder for decoding the video data stream from the binary, using horizontal and vertical components of the motion vector difference of the horizontal component and vertical component encoding to the data stream, below the cutoff level of component values and the vertical component, and a combination of cut-off value were truncated unary code prefix and a form of horizontal and vertical component index Columbus code form of the suffix of the domain of the first interval, in greater than and equal to the cut-off value and the horizontal component of the vertical component of the domain of the second interval, the binary were equal to the truncation of horizontal and vertical component of the code for the 2 cutoff value and the exponential Golomb code with sequence 1. It includes: entropy decoder, inverse symbol converter and reconstruction device.

【技术实现步骤摘要】
解码器、编码器、解码和编码视频的方法及存储介质本专利技术专利申请是2012年06月18日提出国际申请，2014年02月14日进入中国国家阶段，专利技术名称为“运动矢量差的熵编码”，申请号为2012800398963的专利技术专利的分案申请。
本专利技术涉及一种编码视频数据的熵编码概念。
技术介绍
本领域中已知多种视频编解码器。一般情况下，这些编解码器减少所需的数据量以便表示视频内容，即，这些编解码器对数据进行压缩。在视频编码的上下文中，众所周知视频数据的压缩可通过顺序应用不同的编码技术来有利地实现：使用运动补偿预测以便预测图片内容。在运动补偿预测中确定的运动矢量以及预测残差需进行无损熵编码。为了进一步减少数据量，运动矢量本身需进行预测，使得只有表示运动矢量预测残差的运动矢量差需要进行熵编码。在H.264中，例如，应用刚才概述的程序以便传输关于运动矢量差的信息。具体地，运动矢量差被二进制化成与从某个截止值起的截断一元码以及指数哥伦布码的组合对应的比特流。当指数哥伦布码的二进制文件利用等概率旁路模式进行简单编码，且固定概率为0.5时，为第一二进制文件提供几种上下文。将截止值选取为九。相应地，提供大量上下文以编码运动矢量差。然而，提供大量上下文不仅增加了编码复杂性，而且还对编码效率产生了负面影响：如果极少访问上下文，则概率的适应，即，在熵编码的过程中与各上下文相关联的概率估计的适应无法有效进行。相应地，应用不当的概率估计对实际符号统计进行估计。而且，如果为二进制化的某个二进制文件提供几个上下文，则其中进行的选择可能需要检查其必要性可能会妨碍执行解码工艺的相邻二进制文件/语法元素值。另一方面，如果设置的上下文数量太少，则高度变化的实际符号统计的二进制文件在一个上下文内一起分组，并且相应地，与此上下文相关联的概率估计无法有效编码与其相关联的二进制文件。需要持续的进一步提高运动矢量差的熵编码的编码效率。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供这样的编码概念。该目的通过随其随附的独立权利要求的主题来实现。根据本申请的一个方面，提供一种用于从数据流解码视频的解码器，利用水平分量和垂直分量的二进制化将运动矢量差的水平分量和垂直分量编码到数据流中，在低于截止值的水平分量和垂直分量的，以及分别呈截止值的截断一元码形式的前缀和呈水平分量和垂直分量的指数哥伦布码形式的后缀的组合的域的第一区间内，在大于且等于截止值的水平分量和垂直分量的域的第二区间内，二进制化分别等于水平分量和垂直分量的截断一元码，其中截止值为2且指数哥伦布码具有顺序1，包括：熵解码器，配置为，针对运动矢量差的水平分量和垂直分量，利用上下文自适应二进制熵解码从数据流得出截断一元码，且截断一元码的每个二进制位位置具有恰好一个上下文，其对运动矢量差的水平分量和垂直分量来说是共同的，并且指数哥伦布码利用恒定等概率旁路模式以获得运动矢量差的二进制化；逆符号化器，配置为逆二进制化运动矢量差的语法元素的二进制化以获得运动矢量差的水平分量和垂直分量的整数值；重建器，配置为基于运动矢量差的水平分量和垂直分量的整数值来重建视频。根据本申请的另一个方面，提供一种用于将视频编码成数据流的编码器，包括：构造器，配置为通过运动补偿预测来预测地编码视频，运动补偿预测利用运动矢量并通过预测运动矢量和设置运动矢量差的水平分量和垂直分量的整数值来预测地编码运动矢量以表示预测运动矢量的预测误差；符号化器，配置为二进制化整数值以获得运动矢量差的水平分量和垂直分量的二进制化，在低于截止值的水平分量和垂直分量的，以及分别呈截止值的截断一元码形式的前缀和呈水平分量和垂直分量的指数哥伦布码形式的后缀的组合的域的第一区间内，在大于且等于截止值的水平分量和垂直分量的域的第二区间内，二进制化分别等于水平分量和垂直分量的截断一元码，其中截止值为2且指数哥伦布码具有顺序1；以及熵编码器，配置为，针对运动矢量差的水平分量和垂直分量，利用上下文自适应二进制熵编码将截断一元码编码成数据流，且截断一元码的每个二进制位位置具有恰好一个上下文，其对运动矢量差的水平分量和垂直分量来说是共同的，并指数哥伦布码编码利用恒定等概率旁路模式。根据本申请的有一个方面，提供一种用于从数据流解码视频的方法，利用水平分量和垂直分量的二进制化将运动矢量差的水平分量和垂直分量编码至数据流，在低于截止值的水平分量和垂直分量的，以及分别呈截止值的截断一元码形式的前缀和呈水平分量和垂直分量的指数哥伦布码形式的后缀的组合的域的第一区间内，在大于且等于截止值的水平分量和垂直分量的域的第二区间内，二进制化分别等于水平分量和垂直分量的截断一元码，其中截止值为2且指数哥伦布码具有顺序1，包括：针对运动矢量差的水平分量和垂直分量，利用上下文自适应二进制熵解码从数据流得出截断一元码，且截断一元码的每个二进制位位置具有恰好一个上下文，其对运动矢量差的水平分量和垂直分量来说是共同的，并且指数哥伦布码利用恒定等概率旁路模式以获得运动矢量差的二进制化；逆二进制化运动矢量差的语法元素的二进制化以获得运动矢量差的水平分量和垂直分量的整数值；基于运动矢量差的水平分量和垂直分量的整数值来重建视频。根据本申请的又一个方面，提供一种用于将视频编码成数据流的编码器，包括：通过运动补偿预测来预测地编码视频，运动补偿预测利用运动矢量并通过预测运动矢量和设置运动矢量差的水平分量和垂直分量的整数值来预测地编码运动矢量以表示预测运动矢量的预测误差；二进制化整数值以获得运动矢量差的水平分量和垂直分量的二进制化，在低于截止值的水平分量和垂直分量的，以及分别呈截止值的截断一元码形式的前缀和呈水平分量和垂直分量的指数哥伦布码形式的后缀的组合的域的第一区间内，在大于且等于截止值的水平分量和垂直分量的域的第二区间内，二进制化分别等于水平分量和垂直分量的截断一元码，其中截止值为2且指数哥伦布码具有顺序1；以及针对运动矢量差的水平分量和垂直分量，利用上下文自适应二进制熵编码将截断一元码编码成数据流，且截断一元码的每个二进制位位置具有恰好一个上下文，其对运动矢量差的水平分量和垂直分量来说是共同的，并指数哥伦布码编码利用恒定等概率旁路模式。本专利技术的基本发现为：运动矢量差的熵编码的编码效率可以进一步通过以下方式来提高，将使用截断一元码以便二进制化运动矢量差的截止值降至二使得只存在截断一元码的两个二进制位位置，如果顺序一用于指数哥伦布码以便二进制化从截止值起的运动矢量差，并且如果另外，分别为截断一元码的两个二进制位位置提供恰一个上下文，则使得基于相邻图像区块的二进制位或语法元素值的上下文选择没有必要并避免将这些二进制位位置的二进制位太细分为上下文，以便概率自适应正常起作用，并且如果相同的上下文用于水平分量和垂直分量，则由此进一步降低太精细的上下文细分的负面影响。进一步地，结果发现，当将设置与预测运动矢量并减小要传输的所需量的运动矢量差的先进方法结合在一起时，刚才提及的关于运动矢量差的熵编码的设置特别有用。例如，可以提供多个运动矢量预测值以便获得运动矢量预测值的排序列表，并且可以使用运动矢量预测值列表的索引以便确定实际运动矢量预测值，该实际运动矢量预测值的预测残差用讨论中的运动矢量差表示。虽然关于所使用的列表索引的信息必须从解码侧的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从数据流解码视频的解码器，利用水平分量和垂直分量的二进制化将运动矢量差的水平分量和垂直分量编码到所述数据流中，在低于截止值的水平分量和垂直分量的，以及分别呈截止值的截断一元码形式的前缀和呈水平分量和垂直分量的指数哥伦布码形式的后缀的组合的域的第一区间内，在大于且等于截止值的水平分量和垂直分量的域的第二区间内，所述二进制化分别等于水平分量和垂直分量的截断一元码，其中截止值为2且指数哥伦布码具有顺序1，包括：熵解码器，配置为，针对所述运动矢量差的水平分量和垂直分量，利用上下文自适应二进制熵解码从数据流得出所述截断一元码，且所述截断一元码的每个二进制位位置具有恰好一个上下文，其对运动矢量差的水平分量和垂直分量来说是共同的，并且所述指数哥伦布码利用恒定等概率旁路模式以获得所述运动矢量差的所述二进制化；逆符号化器，配置为逆二进制化所述运动矢量差的语法元素的所述二进制化以获得所述运动矢量差的水平分量和垂直分量的整数值；重建器，配置为基于运动矢量差的所述水平分量和垂直分量的所述整数值来重建所述视频。

【技术特征摘要】
2011.06.16 US 61/497,794;2011.07.15 US 61/508,5061.一种用于从数据流解码视频的解码器，利用水平分量和垂直分量的二进制化将运动矢量差的水平分量和垂直分量编码到所述数据流中，在低于截止值的水平分量和垂直分量的，以及分别呈截止值的截断一元码形式的前缀和呈水平分量和垂直分量的指数哥伦布码形式的后缀的组合的域的第一区间内，在大于且等于截止值的水平分量和垂直分量的域的第二区间内，所述二进制化分别等于水平分量和垂直分量的截断一元码，其中截止值为2且指数哥伦布码具有顺序1，包括：熵解码器，配置为，针对所述运动矢量差的水平分量和垂直分量，利用上下文自适应二进制熵解码从数据流得出所述截断一元码，且所述截断一元码的每个二进制位位置具有恰好一个上下文，其对运动矢量差的水平分量和垂直分量来说是共同的，并且所述指数哥伦布码利用恒定等概率旁路模式以获得所述运动矢量差的所述二进制化；逆符号化器，配置为逆二进制化所述运动矢量差的语法元素的所述二进制化以获得所述运动矢量差的水平分量和垂直分量的整数值；重建器，配置为基于运动矢量差的所述水平分量和垂直分量的所述整数值来重建所述视频。2.根据权利要求1所述的解码器，其中所述熵解码器(409)配置为利用二进制算术解码或二进制PIPE解码从所述数据流(401)得出所述截断一元码(806)。3.根据权利要求1或2所述的解码器，其中所述熵解码器(409)配置为使用针对所述截断一元码(806)的两个二进制位位置的不同上下文。4.根据权利要求1至3中任一项所述的解码器，其中所述熵解码器(409)配置为通过针对当前从所述截断一元码(806)得出的二进制位，从与针对当前得出的所述二进制位选择的所述上下文相关联的当前概率状态转换成取决于当前得出的所述二进制位的新概率状态来执行概率状态更新。5.根据权利要求1至4中任一项所述的解码器，其中所述熵解码器(409)配置为通过以下方式来对当前要从所述截断一元码(806)得出的二进制位进行二进制化算术解码：量化表示当前概率区间的当前概率区间宽度值以获得概率区间索引且通过利用概率区间索引和取决于与针对当前要得出的所述二进制位所选择的所述上下文相关联的当前概率状态的概率状态索引为表条目中的表条目加索引来进行区间细分，以获得将当前概率区间细分为两个部分区间。6.根据权利要求5所述的解码器，其中所述熵解码器(409)配置为使用针对所述当前概率区间宽度值的8位表示且配置为在量化所述当前概率区间宽度值的过程中抓取所述8位表示的2个或3个最重要位。7.根据权利要求5或6所述的解码器，其中所述熵解码器(409)配置为基于来自所述当前概率区间的内部的偏置状态值从所述两个部分区间中选择，更新所述概率区间宽度值和所述偏置状态值，并利用所选的所述部分区间推断出当前要得出的所述二进制位的值，并对包括来自数据流(401)的读取位的延续的所述更新的概率区间宽度值和偏置状态值进行重新标准化。8.根据权利要求5至7中任一项所述的解码器，其中所述熵解码器(409)配置为，在恒定等概率旁路模式下，通过等分所述当前概率区间宽度值以获得将所述当前概率区间细分为两个部分区间的细分从而对来自所述指数哥伦布码的二进制位进行二进制算术解码。9.根据权利要求1至8中任一项所述的解码器，其中熵解码器(409)配置为，针对每个运动矢量差，在所述各运动矢量差的所述水平分量和垂直分量的所述指数哥伦布码之前，从所述数据流得出各所述运动矢量差的所述水平分量和所述垂直分量的所述截断一元码。10.根据权利要求1至9中任一项所述的解码器，其中所述重建器配置为从空间和/或时间上预测运动矢量的所述水平分量和垂直分量以便获得针对所述运动矢量的所述水平分量和垂直分量的预测器并通过利用所述运动矢量差的所述水平分量和垂直分量细化所述预测器(826)来重建所述运动矢量的所述水平分量和垂直分量。11.根据权利要求1至10中任一项所述的解码器，其中所述重建器配置为以不同的方式来预测运动矢量的所述水平分量和垂直分量以便获得针对运动矢量的所述水平分量和垂直分量的预测器的排序列表，从所述数据流获得列表索引并通过利用所述运动矢量差的所述水平分量和垂直分量细化所述列表索引指向的所述列表的所述预测器来重建运动矢量的所述水平分量和垂直分量。12.根据权利要求10或11所述的解码器，其中所述重建器配置为利用运动补偿预测通过使用所述运动矢量的所述水平分量和垂直分量来重建所述视频。13.根据权利要求12所述的解码器，其中所述重建器配置为利用所述运动补偿预测通过以由区块中的视频图片的细分限定的空间粒度应用运动矢量的所述水平分量和垂直分量来重建所述视频，其中所述重建器使用存在于所述数据流中的合并语法元素以便将所述区块分组为合并组并以合并组为单位应用由所述逆二进制化器获得的所述运动矢量差的所述水平分量和垂直分量的所述整数值。14.根据权利要求13所述的解码器，其中所述重建器配置为从所述数据流的不包括所述合并语法元素的一部分得出区块中的所述视频图片的所述细分。15.根据权利要求13或14所述的解码器，其中所述重建器配置为采用针对相关联合并组的所有区块的预定运动矢量的所述水平分量和垂直分量，或通过与所述合并组的所述区块相关联的所述运动矢量差的所述水平分量和垂直分量来细化所述预定运动矢量的所述水平分量和垂直分量。16.一种用于将视频编码成数据流的编码器，包括：构造器，配置为通过运动补偿预测来预测地编码所述视频，所述运动补偿预测利用运动矢量并通过预测所述运动矢量和设置运动矢量差的水平分量和垂直分量的整数值来预测地编码所述运动矢量以表示所述预测运动矢量的预测误差；符号化器，配置为二进制化所述整数值以获得所述运动矢量差的所述水平分量和垂直分量的二进制化，在低于截止值的所述水平分量和垂直分量的，以及分别呈截止值的截断一元码形式的前缀和呈所述水平分量和垂直分量的指数哥伦布码形式的后缀的组合的域的第一区间内，在大于且等于所述截止值的所述水平分量和垂直分量的域的第二区间内，所述二进制化分别等于所述水平分量和垂直分量的截断一元码，其中所述截止值为2且所述指数哥伦布码具有顺序1；以及熵编码器，配置为，针对所述运动矢量差的所述水平分量和垂直分量，利用...

【专利技术属性】
技术研发人员：瓦莱里·乔治，本杰明·布罗斯，海纳·基希霍弗尔，德特勒夫·马佩，通·恩固因，马蒂亚斯·普赖斯，米斯查·西克曼，扬·斯蒂格曼，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