基于自适应变换的视频压缩的最后系数编码制造技术

通过基于用于从视频像素块生成系数的块的部分变换的大小的知识来编码最后编码系数的位置的y坐标来执行对最后编码系数位置的编码。这使得能够更高效地执行对最后编码的系数参数的上下文自适应编码。

Last Coefficient Coding of Video Compression Based on Adaptive Transform

The coding of the position of the last coding coefficient is performed by encoding the Y coordinate of the position of the last coding coefficient based on the knowledge of the size of the partial transformation of the block used to generate the coefficient from the video pixel block. This enables more efficient context adaptive coding of the coefficients parameters of the final coding.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于自适应变换的视频压缩的最后系数编码
本原理一般涉及视频压缩和解压缩系统，更具体地涉及基于块的变换。
技术介绍
变换T将n个像素的块变换为n个变换系数。通过将逆变换T-1应用于变换系数以获得回像素值，该处理是可逆的。在部分变换P的情况下，n个像素被变换为少于n个变换系数，m，其中m<n。等效地，可以假设丢失的m-n个系数被设置为零。将近似“逆”变换P’应用于变换系数，以获得初始像素值的近似值。P’是近似值而不是精确的数学逆，这是因为部分变换是不可逆的。典型地，系数的部分变换块表示像素块的低频信息。在一些视频编码标准中，将变换系数放入与扫描顺序相关联的二维(2D)块中；典型地，从高频到低频。在系数量化之后，第一，相对于高频到低频扫描顺序，非零量化系数被称为最后编码系数，如图1所示。在与系数相关联的2D块拓扑中，对于大小为n＝N×N的块，最后编码的系数具有两个坐标(x，y)，如图2所示。根据定义，0≤x，y≤N-1。将这两个坐标编码到比特流作为信息，以在解码器侧确定非零编码系数。至少，这些坐标指示坐标(x，y)的系数不为零，并且相对于低到高扫描顺序，在该系数之后的系数都是零。可以添加指示变换系数的显著性的附加信息，以用信号通知剩余系数(图1中的问号标记的)是否为零。传统上，在过去几十年中开发的许多视频和图像编解码器中，固定变换，诸如，离散余弦变换或离散正弦变换，例如被应用于每个块的像素以获得变换系数。然后，通过量化器Q量化这些系数，以获得由熵编码器(诸如例如VLC，算术编码器或上下文自适应二进制算术编码(CABAC))编码的量化系数。期望尽可能高效地编码最后编码的系数位置。作为固定变换的替代，可以使用内容自适应部分变换。这使得更好的能量压缩，从而降低比特率。然而，必须将自适应变换发送到解码器，这反过来增加比特率。如果没有注意发送这样的变换，尽管有更好的压缩，但全局比特率增加，并且自适应变换没有任何好处。HEVC/H.265标准通过使用两个坐标(x，y)引入最后编码系数位置的编码。使用截取的一元码二进制化每个坐标，然后使用具有基于上下文的信道适配的CABAC编码HEVC术语中的每个比特或“bin”。在HEVC中，两个坐标x和y被独立编码和解码。
技术实现思路
通过本原理解决现有技术的这些和其它缺陷和缺点，本原理针对使用部分变换的大小的知识来编码通过使用部分变换获得的最后编码系数的方法和装置。根据本原理的一个方面，提供一种编码一组变换系数的方法，包括以下步骤：变换图像值的块以获得变换系数；熵编码最后编码系数的位置，其中，最后编码系数的位置由两个坐标提供，使得y坐标的熵编码取决于用以获得系数的部分变换的大小的知识。根据本原理的另一方面，提供编码一组变换系数的装置，包括：对图像值的块操作以获得变换系数的变换电路；以及熵编码器，其中，变换系数的最后编码系数的位置由两个坐标提供，使得y坐标的熵编码取决于用于获得系数的部分变换的大小的知识。根据本原理的另一方面，提供解码一组变换系数的方法。该方法包括熵解码变换系数以生成最后编码系数的位置，其中最后编码系数的位置由两个坐标(x，y)提供，其特征在于，y坐标的所述熵解码取决于用于获得系数的部分变换的大小的知识，以及逆变换变换系数以获得图像值的块的步骤。根据本原理的另一方面，提供了解码一组变换系数的装置。该装置包括熵解码器，根据变换系数对表示最后编码系数的位置的代码进行操作，其中最后编码系数的位置由两个坐标(x，y)提供，其特征在于，y坐标的熵编码取决于用于获得系数的部分变换的大小的知识。该装置还包括逆变换电路，对变换系数进行操作以获得图像值的块。根据本原理的另一方面，提供一种非暂时性计算机可读存储介质，具有存储于其上的指令，用于解码一组变换系数，使得最后编码系数的位置由两个坐标(x，y)提供，其特征在于，y坐标的熵编码取决于用于获得系数的部分变换的大小的知识。根据本原理的另一方面，提供一种非暂时性计算机可读存储介质，具有存储于其上的比特流，用于解码一组变换系数，使得最后编码系数的位置由两个坐标(x，y)提供，其特征在于，y坐标的熵编码取决于用于获得系数的部分变换的大小的知识。从以下结合附图阅读的示例性实施例的详细描述，本原理的这些和其他方面，特征和优点将变得明显。附图说明图1示出变换单元的扫描顺序。图2示出最后编码系数的坐标的示例。图3示出具有12个系数的4×4变换单元中的编码的示例。图4示出坐标值的后缀和前缀确定。图5示出即时学习方案。图6示出BD率增益对各种场景的变换矢量的数量。图7示出具有部分变换的8×8块的编码。图8示出上下文值的结构。图9示出上下文值的演变。图10示出取决于相邻信道的上下文选择的示例。图11示出使用本原理编码一组变换系数的方法的一个实施例。图12示出使用本原理编码一组变换系数的装置的一个实施例。图13示出使用本原理解码一组变换系数的方法的一个实施例。图14示出使用本原理解码一组变换系数的装置的一个实施例。具体实施方式通过以下实施例解决的技术问题是降低已经应用编码2D部分变换的像素的变换块中的最后编码系数的位置的成本。这些实施例是对视频编码标准中常用的熵编码方案的改进。一种这样的视频编码标准是HEVC/H.265标准，但实施例不限于该标准。本原理的主要构思是，如果对像素值的块使用部分变换，则已知一些变换系数一定为零，因此对最后编码系数的位置和表示最后编码系数的位置的坐标(x，y)施加一些约束。在描述的实施例中，在使用部分变换来将像素块变换为变换系数的情况下，关注在于使用这样的约束来高效地编码两个坐标(x，y)。本构思使用的事实是，在m<n的情况下并非所有坐标对(x，y)都是可接受的，因此(x，y)的编码更高效。这可以使得改进压缩性能。具体地，如果使用部分变换，则隐含地考虑到并非所有坐标对(x，y)都是可接受的事实，使得(x，y)的编码更高效。在具有部分变换的该具体实施例中，使用部分变换已经对修改的HEVC标准进行测试，并且已经示出(x，y)的改进编码导致约-0.5％的压缩增益。在此呈现的构思提出了保持HEVC算法的主要部分来编码坐标对(x，y)，但是增加特征，也就是，一旦得知x就降低编码y的可能范围。例如，如图3所示，考虑具有部分变换P的4×4块，导致m＝12个变换系数。结果，得知系数0到11可以是非零的，但系数12到15一定是零。最后编码系数的坐标x在0(对于位置0,1,3,6)到3(仅对于位置9)的范围内。一旦得知x，则y的范围实际上取决于x。在上面的示例中，具有：x＝0或x＝1导致y在[0,3]范围中x＝2导致y在[0,2]范围中x＝3导致y＝0；在该情况下，甚至不需要编码y。很容易理解这个编码的处理在解码x时是可解码的，然后推导出y的范围，假设m已知并在某处编码，然后解码y。在HEVC中，坐标x或y被分成前缀和后缀，如图4所示。例如，如果坐标值是14，则前缀是7，后缀以2比特编码。后缀是从坐标值中减去第一个值后的余数，14-12＝2。如果坐标值为3，则前缀为3，但没有后缀。使用截取的一元码二进制化前缀。基于得知提供前缀值的上边界的块大小来执行截取。使用CABAC和专用上下文来编码二进制化前缀的每个比特。例如，在4×4块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于编码变换系数的块的方法，包括：使用部分变换来变换图像值的块以获得变换系数，以便得知变换系数的子集是零；熵编码两个坐标，所述两个坐标用于定义通过扫描变换系数确定的最后的非零变换系数在块中的位置，其中，所述两个坐标的一个坐标(y)的熵编码取决于所述部分变换的大小的知识。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.15 EP 16305919.91.一种用于编码变换系数的块的方法，包括：使用部分变换来变换图像值的块以获得变换系数，以便得知变换系数的子集是零；熵编码两个坐标，所述两个坐标用于定义通过扫描变换系数确定的最后的非零变换系数在块中的位置，其中，所述两个坐标的一个坐标(y)的熵编码取决于所述部分变换的大小的知识。2.如权利要求1所述的方法，其中，在比特流中编码所述部分变换的大小的知识。3.如前述任一项权利要求所述的方法，还包括：将两个坐标中的每一个分解成前缀和后缀；并且，从所述部分变换的大小的知识来推断y坐标的前缀的值。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，可以使用离线学习的一组自适应的部分变换来变换图像值的块。5.一种用于编码一组变换系数的装置，包括：变换电路，使用部分变换来操作图像值的块以获得变换系数；熵编码器，根据通过扫描变换系数确定的变换系数，生成表示最后编码系数的位置的两个坐标，其中，最后编码系数的位置由两个坐标(x，y)提供，其特征在于，y坐标的所述熵编码取决于部分变换的大小的知识。6.如权利要求5所述的装置，其中，在比特流中编码部分变换的大小的知识。7.如权利要求5或6所述的装置，其中，所述熵编码器将两个坐标中的每一个分解为前缀和后缀；并且，从x坐标推断y坐标的前缀的值。8.一种用于解码...

【专利技术属性】
技术研发人员：S拉瑟尔，S普里，P勒卡莱特，
申请(专利权)人：交互数字VC控股公司，
类型：发明
国别省市：美国,US