编码和解码变换单位的残差系数的有效性映射的方法技术

公开了一种编码和解码变换单位的残差系数的有效性映射的方法。该方法从视频数据的位流接收变换单位(1500)，其中该变换单位具有正方形上级层(1503)和正方形下级层(1502)。正方形上级层表示最多四个有效系数组标志的正方形配置，这些有效系数组标志各自表示正方形下级层的非重复区域。该方法针对所接收到的变换单位确定正方形上级层的有效系数组标志，并且根据所确定的有效系数组标志来确定正方形下级层的残差系数的值，以对视频数据的位流的变换单位进行解码。还公开了相应的编码方法。

An effective mapping method for the residual coefficient of the coding and decoding units

A method for the validity mapping of the residual coefficient of the coding and decoding units is disclosed. The method receives the transformation unit (1500) from the bit stream of the video data, in which the transformation unit has a square superior layer (1503) and a square lower layer (1502). The square upper level represents the most square configuration of the four effective system array symbols, which represent the non duplicate regions of the square lower level respectively. The method determines the effective array symbol of the square upper level according to the received transformation units, and determines the residual coefficient of the lower level of the square according to the identified effective array symbol, so as to decode the conversion unit of the bit stream of the video data. The corresponding coding method is also disclosed.

【技术实现步骤摘要】
编码和解码变换单位的残差系数的有效性映射的方法(本申请是申请日为2013年1月18日、申请号为201380006207.3、专利技术名称为“编码和解码变换单位的残差系数的有效性映射的方法、设备和系统”的申请的分案申请。)
本专利技术通常涉及数字视频信号处理，尤其涉及用于对变换单位(TU)的残差系数进行编码和解码的方法、设备和系统，其中该变换单位(TU)的形状可以具有正方形或非正方形。
技术介绍
当前存在包括用于传输和存储视频数据的应用程序的许多应用程序。还开发了许多视频编码标准并且其它视频编码标准当前正在开发中。视频编码标准化的最新进展已导致形成被称为“针对视频编码的联合专家小组”(JCT-VC)的组。该针对视频编码的联合专家小组(JCT-VC)包括已知为视频编码专家组(VCEG)的国际电信联盟(ITU)的电信标准化部门(ITU-T)的研究组16、问题6(SG16/Q6)的成员、以及还已知为运动图片专家组(MPEG)的国际标准化组织/国际电工委员会联合技术委员会1/小组委员会29/工作组11(ISO/IECJTC1/SC29/WG11)的成员。针对视频编码的联合专家小组(JCT-VC)的目标是产生新的视频编码标准以显著优于目前现有的已知为“H.264/MPEG-4AVC”的视频编码标准。该H.264/MPEG-4AVC标准本身是针对诸如MPEG-4和ITU-TH.263等的以前的视频编码标准的大幅改进。已将开发中的新视频编码标准命名为“高效率视频编码(HEVC)”。针对视频编码的联合专家小组JCT-VC还考虑由于针对高效率视频编码(HEVC)所提出的技术而产生的、在对该标准的实现进行缩放从而以高分辨率或高帧频进行工作的情况下产生困难的实现挑战。呈现实现高压缩效率所带来的困难的H.264/MPEG-4AVC视频编码标准的一个领域是针对用于表示视频数据的残差系数的编码。视频数据由帧序列构成，其中各帧具有样本的二维阵列。通常，帧包括一个亮度通道和两个色度通道。将各帧分解成最大编码单位(LCU)的阵列。这些最大编码单位(LCU)具有诸如64个亮度样本等的、边尺寸是2的幂且宽度和高度相等的固定大小。编码树使得能够将各最大编码单位(LCU)子分割成四个编码单位(CU)，其中各编码单位(CU)的宽度和高度是母最大编码单位(LCU)的宽度和高度的一半。可以将各编码单位(CU)进一步子分割成相等大小的四个编码单位(CU)。可以递归地应用这种子分割处理，直到达到最小编码单位(SCU)大小为止，从而使得能够将编码单位(CU)向下定义为最小支持大小。将最大编码单位递归子分割成所谓的编码单位的层级结构具有四叉树结构并且被称为编码树。将该子分割处理作为被编码为二进制数(bin)的标志序列而在通信位流中编码。在没有进行进一步子分割的编码树中存在一组编码单位，从而占据编码树的叶节点。在这些编码单位中存在变换树。变换树还可以使用如编码树所使用的四叉树结构来对编码单位进行分解。在变换树的叶节点处，使用变换单位(TU)来对残差数据进行编码。与编码树相对比，变换树可以将编码单位子分割成具有非正方形形状的变换单位。此外，变换树结构不要求变换单位(TU)占据母编码单位所提供的所有区域。将编码树的叶节点处的各编码单位子分割成各自已知为预测单位(PU)的预测数据样本的一个或多个阵列。各预测单位(PU)包含通过应用帧内预测或帧间预测处理所推导出的输入视频帧数据的一部分的预测。可以使用几种方法来对编码单位(CU)内的预测单位(PU)进行编码。一个预测单位(PU)可能占据编码单位(CU)的整个区域，或者编码单位(CU)可能在水平方向或垂直方向上被分割成相等大小的两个矩形预测单位(PU)。另外，可以将编码单位(CU)分割成相等大小的四个正方形预测单位(PU)。视频编码器通过将视频数据转换成句法元素序列来将视频数据压缩成位流。使用与在MPEG4-AVC/H.264视频压缩标准中所定义的算术编码方案相同的算术编码方案，来在开发中的高效率视频编码(HEVC)标准内定义上下文自适应二进制算术编码(CABAC)。在开发中的高效率视频编码(HEVC)标准中，在上下文自适应二进制算术编码(CABAC)处于使用中的情况下，将各句法元素表示为二进制数序列，其中这些二进制数是从可用二进制数的集合中所选择的。可用二进制数的集合是从上下文模型所获得的，其中针对各二进制数存在一个上下文。各上下文保持可能的二进制数值(‘valMPS’)、以及算术编码或算术解码运算的概率状态。注意，可以对二进制数进行旁路编码，在该过程中与上下文无关联。旁路编码二进制数消耗位流中的一位，因此适合作为1值和0值的概率相等的二进制数。根据句法元素创建这种二进制数序列已知为“二进制数产生”句法元素。在视频编码器或视频解码器中，由于各二进制数可使用单独的上下文信息，因此二进制数的上下文选择提供了用以改进编码效率的方式。特别地，可以通过选择特定二进制数来改进编码效率，以使得来自使用关联的上下文信息的二进制数的以前示例的统计特性与二进制数的当前示例的统计特性相关。这种上下文选择频繁地利用空间本地信息以确定最佳上下文。在开发中的高效率视频编码(HEVC)标准和H.264/MPEG-4AVC中，基于来自其它帧或者来自先前解码后的当前块内的邻接区域的参考样本数据来推导针对当前块的预测。该预测和期望样本数据之间的差已知为残差。该残差的频域表示是残差系数的二维阵列。按照惯例，二维阵列的左上角包含表示低频信息的残差系数。在典型的视频数据中，样本值的大部分变化是逐渐的，这导致低频信息在残差内占主导。这表明位于二维阵列的左上角的残差系数的量值较大。可以通过所选择的二值化方案来利用在残差系数的二维阵列的左上角占主导的低频信息的特性，以使残差系数在位流中的大小最小。HM-5.0将变换单位(TU)分割成多个子集并且对各子集中的残差系数进行两遍扫描。第一遍对将残差系数的状态表示为非零值(有效)或零值(无效)的标志进行编码。该数据已知为有效性映射。第二遍对已知为系数等级的有效残差系数的量值和符号进行编码。所提供的扫描模式使得能够将残差系数的二维阵列扫描成一维阵列。在HM-5.0中，使用所提供的扫描模式来对有效性映射和系数等级这两者进行处理。通过使用所提供的扫描模式扫描有效性映射，可以确定最末有效系数在二维有效性映射中的位置。扫描模式可以是水平的、垂直的或对角的。高效率视频编码(HEVC)测试模型5.0(HM-5.0)提供针对(还已知为具有正方形形状和非正方形形状这两者的变换单位(TU)的)残差块的支持。各变换单位(TU)包含一组残差系数。具有相等大小的边尺寸的残差块已知为正方形变换单位(TU)，并且具有不等大小的边尺寸的残差块已知为非正方形变换单位(TU)。HM-5.0中所支持的变换单位(TU)是4×4、8×8、16×16、32×32、4×16、16×4、8×32和32×8。通常针对亮度样本说明变换单位(TU)的大小，然而在使用4:2:0的色度格式的情况下，各色度样本占据2×2个亮度样本的区域。因此，扫描变换单位(TU)以对色度残差数据进行编码使用了水平尺寸和垂直尺寸的一半的扫描模式，诸如针对4×4亮度残差块的2×2等。为了对残差本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从视频数据的位流解码变换单位的残差系数的方法，所述方法包括以下步骤：从视频数据的所述位流接收所述变换单位，所述变换单位具有正方形上级层和正方形下级层，所述正方形上级层表示最多四个有效系数组标志的正方形配置，所述有效系数组标志各自表示所述正方形下级层的非重叠区域；针对所接收到的所述变换单位确定所述正方形上级层的所述有效系数组标志；以及根据所确定的所述有效系数组标志来确定所述正方形下级层的残差系数的值，以对视频数据的所述位流的所述变换单位进行解码。

【技术特征摘要】
2012.01.19 AU 20122003191.一种用于从视频数据的位流解码变换单位的残差系数的方法，所述方法包括以下步骤：从视频数据的所述位流接收所述变换单位，所述变换单位具有正方形上级层和正方形下级层，所述正方形上级层表示最多四个有效系数组标志的正方形配置，所述有效系数组标志各自表示所述正方形下级层的非重叠区域；针对所接收到的所述变换单位确定所述正方形上级层的所述有效系数组标志；以及根据所确定的所述有效系数组标志来确定所述正方形下级层的残差系数的值，以对视频数据的所述位流的所述变换单位进行解码。2.根据权利要求1所述的方法，其中，利用所述最多四个有效系数组标志所表示的所述非重叠区域中的各非重叠区域是各自具有16个残差系数的正方形区域。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述正方形上级层具有四个有效系数组标志，所述方法还包括以下步骤：通过向预定的扫描模式应用偏移，来确定所述正方形下级层的所述非重叠区域各自的扫描模式。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗·詹姆斯·罗斯沃恩，埃尔文·阿积亚·拉碧欧斯，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP