修改扫描顺序以限制扫描距离制造技术

技术编号:23154848 阅读:76 留言:0更新日期:2020-01-18 15:38
一种用于编码系数变换块的方法,包括从原始扫描顺序生成新扫描顺序,使得新扫描顺序的最大扫描距离小于或等于预定距离,并且基于新扫描顺序编码系数。一种用于解码系数变换块的装置包括存储器和处理器。存储器包括可由处理器执行的指令,以识别用于编码系数的原始扫描顺序,从原始扫描顺序生成新扫描顺序,使得新扫描顺序的最大扫描距离小于或等于预定距离,以及基于新扫描顺序从编码比特流解码该系数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】修改扫描顺序以限制扫描距离
技术介绍
数字视频流可以使用一系列帧或静止图像来表示视频。数字视频可用于各种应用,包括例如视频会议、高清视频娱乐、视频广告或共享用户生成的视频。数字视频流可以包含大量数据,并且消耗计算设备的大量计算或通信资源来处理、传输或存储视频数据。已经提出了各种方案来减少视频流中的数据量,包括压缩和其他编码技术,并减少压缩和编码技术中涉及的硬件的复杂性和成本。
技术实现思路
本公开的一方面是一种用于编码系数变换块的方法。该方法包括识别用于编码系数的原始扫描顺序,从原始扫描顺序生成新扫描顺序,使得新扫描顺序的最大扫描距离小于或等于预定距离,并且基于新扫描顺序编码系数。另一方面是一种用于编码系数变换块的装置。该装置包括存储器和处理器。存储器包括可由处理器执行的指令,以识别用于编码系数的原始扫描顺序,从原始扫描顺序生成新扫描顺序,使得新扫描顺序的最大扫描距离小于或等于预定距离,并且基于新扫描顺序在编码比特流中编码系数。又一方面是一种用于解码系数变换块的装置。该装置包括存储器和处理器。存储器包括可由处理器执行的指令,以识别用于解码系数的原始扫描顺序,从原始扫描顺序生成新扫描顺序,使得新扫描顺序的最大扫描距离小于或等于预定距离,以及基于新扫描顺序从编码比特流来解码该系数。这些和其他方面的变化将在下文中进一步详细描述。附图说明本文的描述参考了附图,其中贯穿多个视图,相同的附图标记指代相同的部件。图1是视频编码和解码系统的示意图。图2是可以实施发射站或接收站的计算设备的示例的框图。图3是要编码和随后解码的视频流的示例的图。图4是根据本公开实施方式的编码器的框图。图5是根据本公开实施方式的解码器的框图。图6是根据本公开的实施方式的帧的一部分的表示的框图。图7示出了根据本公开的实施方式的变换块的示例和熵编码扫描顺序的示例的图。图8是根据本公开的实施方式的使用用于熵编码的上下文自适应扫描顺序进行编码的流程图。图9是根据本公开的实施方式识别用于熵编码的上下文自适应扫描顺序的流程图。图10示出了根据本公开的实施方式的变换块的估计的非零系数概率矩阵的示例、相应的基于量值的扫描顺序的示例以及相应的上下文自适应扫描顺序的示例的图。图11是根据本公开实施方式的使用用于熵编码的上下文自适应扫描顺序进行解码的流程图。图12是根据本公开的实施方式的在算术编码中使用有效上下文处理进行编码和解码的变换系数扫描模式的一部分的表示的示例图。图13是根据本公开的实施方式的用于编码系数的量化变换块的过程的流程图。图14是根据本公开的实施方式的可以存在于队列中的系数的最大数量的示例的图示具体实施例视频压缩方案可以包括将每个图像或帧分成更小的部分,诸如块,并且使用限制输出中每个块所包含的信息的技术来生成输出比特流。编码比特流可以被解码以从有限的信息中重建块和源图像。编码视频流可以包括量化变换块的量化变换系数的熵编码。熵编码是一种无损压缩技术,它可以包括用令牌或码字代替输出数据流中的比特图案或符号。在一些实施方式中,可以基于诸如正被编码的当前系数的紧左侧的系数、当前系数紧邻上方的系数或者两者的组合的上下文系数来确定符号的令牌。可以使用其他上下文系数。量化变换块的变换系数可以根据扫描顺序编码。扫描顺序指定了遍历变换系数的顺序。扫描顺序倾向于在扫描顺序结束时聚集零值系数。扫描顺序结束时的零值系数簇可以称为零系数尾部。零系数尾部可以用来提高压缩性能。如上所述,量化变换块的系数可以根据扫描顺序遍历。然后,访问(即遍历)系数被熵编码。用于熵编码非零变换系数的概率分布可以基于上下文来识别。例如,变换块的系数的熵编码可以将二维变换系数块映射成一维序列(即扫描顺序)。扫描顺序可以是硬编码的(即,预定的)扫描顺序。预定扫描顺序的示例包括之字形顺序和列偏置之字形顺序。选择的扫描顺序取决于应用于变换块的变换类型。例如,当应用二维离散余弦变换(2D-DCT)时,可以选择之字形扫描顺序。例如,当应用不对称离散正弦变换(ADST)-DCT组合变换时,可以选择列偏置之字形扫描顺序。在一些实施方式中,用于熵编码的上下文自适应扫描顺序可以用于通过生成上下文自适应扫描顺序来提高编码效率。例如,自适应扫描顺序可以是上下文约束的非零概率自适应扫描顺序,其中上下文自适应扫描顺序中变换系数的位置基于相应系数是非零系数的降概率。上下文自适应扫描顺序可以使用例如拓扑排序来基于扫描顺序位置包含非零量化变换系数的可能性对扫描顺序位置进行(例如,以降序、升序或其他顺序)排位。得到的扫描顺序然后可以用于下一帧的变换系数块编码。生成上下文自适应扫描顺序可以包括通过向变换系数分配高于上下文系数的上下文自适应扫描顺序位置来保持变换系数与相对应上下文系数之间的对应关系,其中上下文系数可以具有较低的非零系数概率。基于定义的扫描顺序,诸如之字形扫描顺序,或者基于向上下文系数递归地或拓扑地分配上下文自适应扫描顺序位置,上下文系数可以被包括在上下文自适应扫描顺序中。上下文自适应扫描顺序可以增加系数与它们的上下文邻居之间的扫描距离。系数的扫描距离可以定义为系数的扫描索引与用作系数上下文的系数的扫描索引之间的最大差值。扫描顺序的最大扫描距离可以定义为使用该扫描顺序的所有系数中的最大扫描距离。在一些实施方式中,解码器可以将块的每个解码系数存储在上下文系数寄存器中,用于解码后续系数。上下文系数寄存器的大小可以是用于编码的系数矩阵的大小的函数。例如,系数矩阵可以是N×M矩阵,例如32×32矩阵,使用非连续编码顺序编码,诸如图9中部分示出的编码顺序,并且上下文系数寄存器可以包括N*M个系数,例如1024(32*32=1024)个系数。在一些实施方式中,每个系数可以使用诸如3比特的B比特来存储,并且上下文系数寄存器的大小可以是B*N*M比特,诸如3072比特(1024*3比特)。该系数缓冲器集合可以被称为行缓冲器。硬件实施的编解码器(即编码器和/或解码器)可以使用行缓冲器来缓存遵循扫描顺序的解码的变换系数。在编码变换系数的当前系数时,编解码器获取变换系数,这些变换系数被用作当前系数的上下文信息。为了高效地做到这一点,期望将所需的上下文系数(即上下文系数)缓存在行缓冲器中。这样,行缓冲器的长度由给定扫描顺序的最大扫描距离界定下限(即,应该具有的最小大小)。为了硬件效率,期望保持小的线路缓冲器。此外,为了降低实施成本(例如,硬件编解码器的成本),期望限制行缓冲器的大小。然而,如上所述,上下文自适应扫描顺序可以增加系数与它们的上下文邻居之间的扫描距离。其他扫描顺序也可以具有大的扫描距离。大的扫描距离又会导致行缓冲器大小增加,从而增加硬件实施成本。本公开的实施方式可以生成将扫描距离限制到最大扫描距离的扫描顺序。最大扫描距离可以是预定的扫描距离。例如,给定扫描顺序,本公开的实施方式可以从扫描顺序生成新扫描顺序,使得新扫描顺序中的最大扫描距离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于编码系数的变换块的方法,包括:/n识别用于编码所述系数的原始扫描顺序;/n从所述原始扫描顺序生成新扫描顺序,使得所述新扫描顺序的最大扫描距离小于或等于预定距离;以及/n基于所述新扫描顺序编码所述系数。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170815 US 62/545,570;20180411 US 15/950,2251.一种用于编码系数的变换块的方法,包括:
识别用于编码所述系数的原始扫描顺序;
从所述原始扫描顺序生成新扫描顺序,使得所述新扫描顺序的最大扫描距离小于或等于预定距离;以及
基于所述新扫描顺序编码所述系数。


2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述预定距离是用于缓存编码的变换系数的行缓冲器的大小。


3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,生成所述新扫描顺序包括:
为当前系数分配新扫描索引,
所述当前系数紧接着所述原始扫描顺序中的下一个系数,以及
所述当前系数是用于熵编码另一系数的上下文系数;以及
在所述另一系数的扫描距离大于或等于保守最大距离的状态下,在将下一个扫描索引分配给所述下一个系数之前,将所述下一个扫描索引分配给所述另一系数。


4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法,其中,从所述原始扫描顺序生成所述新扫描顺序包括:
在所述新扫描顺序中为所述系数中的至少一些分配相应扫描索引。


5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法,其中,生成所述新扫描顺序包括:
为当前系数分配新扫描索引,其中所述当前系数前面是所述原始扫描顺序中的前一个系数;
识别使用所述前一个系数作为上下文系数的系数;以及
在所述系数的扫描距离大于或等于保守最大距离的状态下,在将下一个扫描索引分配给所述当前系数之后的另一系数之前,将所述下一个扫描索引分配给所述系数。


6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述系数是紧接在所述变换块中的所述当前系数的下方或右侧的系数。


7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法,其中:
所述最大扫描距离是所述系数中的至少一些的相应扫描距离的最大值,并且
系数的相应扫描距离是所述系数与所述系数的上下文系数中的每一个之间的相应扫描距离的最大值。


8.一种用于编码系数的变换块的装置,包括:
存储器;
处理器,其中所述存储器包括可由所述处理器执行的指令,以用于:
识别用于编码所述系数的原始扫描顺序;
从所述原始扫描顺序生成新扫描顺序,使得所述新扫描顺序的最大扫描距离小于或等于预定距离;以及
基于所述新扫描顺序在编码比特流中编码所述系数。


9.根据权利要求8所述的装置,其中,所述预定距离是用于缓存编码的变换系数的行缓冲器的大小。


10.根据权利要求8或9所述的装置,其中,生成所述新扫描顺序包括:
为当前系数分配新扫描索引,
所述当前系数紧接着在所述原始扫描顺序中的下一个系数,以及
所述当前系数是用于熵编码另一系数的上下文系数;和
在所述另一系数的扫描距离大于或等于保守最大距离的状态下,在将下一个扫描索引分配给所述下一个系数之前,将所述下一个扫描...

【专利技术属性】
技术研发人员:江劲涵韩敬宁许耀武冯佳
申请(专利权)人:谷歌有限责任公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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