cabac二进制化和上下文模型产生的编码方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种cabac二进制化和上下文产生的编码方法，提出了更优的并行处理16个系数的语法元素重要系数和最后重要系数的二进制化产生方法,及其上下文模型的产生方法。由于可于一个时钟周期并行处理16个系数的语法元素，一方面减少了每个宏块处理重要系数和最后重要系数的时间，另一方面减小了16个系数的语法元素并行二进制化和上下文模型产生的复杂度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
cabac二进制化和上下文模型产生的编码方法和装置


[0001]本专利技术涉及视频编码领域，具体而言涉及一种cabac二进制化和上下文模型产生的编码方法和装置。

技术介绍

[0002]在集成电路设计，基于上下文的自适应二进制算术编码(Context
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based adaptive binary arithmetic coding，CABAC)是已经广泛用于诸如AVC(H.264),HEVC(H.265)的高级视频编码中的高效熵编码工具。举例来说，HEVC标准的各种语法元素是以CABAC 模式来编码，其中基于与基础语法元素相关的上下文，来自适应地将熵编码应用于二进制化语法元素。由于CABAC引擎中的算术编码器只能对二进制符号值(binary symbol value)进行编码，因此 CABAC过程需要使用二进制化器来将语法元素的值转换为二进制字符串(binary string)。转换过程通常被称为二进制化。在编码过程中，从用于不同上下文的编码符号逐渐建立概率模型。CABAC在做算术编码之前需要将相关语法元素进行二进制化（或称为二值化）处理成bin(在算术编码前单个位)，以及产生每个bin所对应的上下文模型。即如图1为CABAC过程的示例性框图所示，编码程序包括四部分，先将欲编码之数据交叉扫描S100，将将相关语法元素进行二进制化S200，上下文产生S300再进行算术编码S400。在芯片设计实现时，高性能的编码器需要面积小速度快的语法元素二进制化的方法和上下文模型产生方法，尤其是在重要系数标志significant_coef_flag和最后重要系数标志last_significant_coef_flag的二进制化和上下文模型产生多半很复杂，或者耗时长影响性能。
[0003]例如参照图2，描述AVC中的语法元素。其中需要先对所有的significant_coef_flag和last_significant_coef_flag编码再进入到残差的level系数值编码，这样对于会影响到编码性能，而且语法元素二进制化对应的bin和上下文模型的产生因为不同的情况和不同值的不同bin会有不同的计算方式，情况复杂效率低。
[0004]目前在cabac基础上改进二进制化和上下文模型产生的编码方法和装置有以下几种：1.中国专利CN106416246B
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视频编码中的语法的二进制化和上下文自适应编码的方法和装置”其设计要点是:首先确定当前符号值的最高有效位索引和任何精细位。通过使用一元码或截断一元码来对与当前符号值的最高有效位索引相关的前缀部分进行二进制化，来生成第一二进制字符串。此外，如果存在任何精细位，则通过使用固定长度码或截断二进制码来对与当前符号值的一个或多个精细位相对应的后缀部分进行二进制化，来生成第二二进制字符串。使用上下文自适应二进制算术编码对第一二进制字符串进行编码，并且如果第二二进制字符串存在，则也使用上下文自适应二进制算术编码对第二二进制字符串进行编码。
[0005]2.中国专利CN103222269B
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用于较高吞吐量的最后位置的二值化
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其涉及用于较高吞吐量的最后位置的二值化，设计要点是:利用上下文自适应二进制算术编码（CABAC） 以给定扫描次序对变换系数的最后位置（x， y） 编码，为了提高吞吐量，利用 x 和 y 的一
元代码对二值化排序，继之以 x和 y的固定二进制代码。
[0006]然而，现有技术所提出的方法都过于复杂，处理能力低。因此，本专利技术提出一种cabac二进制化和上下文模型产生的编码方法和装置，提高语法元素的二进制化和上下文模型产生速度，复杂度低且吞吐率高。

技术实现思路

[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种cabac二进制化和上下文模型产生的编码方法和装置，尤其是重要系数标志significant_coef_flag和最后重要系数标志last_significant_coef_flag的二进制化和上下文模型产生，提高语法元素的二进制化和上下文模型产生速度，复杂度低且吞吐率高。
[0008]为了实现上述专利技术目的，本专利技术中提供一种cabac二进制化和上下文产生的编码方法，所述编码方法包括：将4x4块内的16位像素按照交叉扫描的模式产生扫描后顺序的残差数据所对应的重要系数标志和最后重要系数标志，把重要系数标志和最后重要系数标志两者组合后的值，根据该值是非零值的标志组合成4组非零标志位模式；对第0组的重要系数标志和最后重要系数标志依照第二解析表进行解析，其有效位长度为4至8位；对第1、2、3组的重要系数标志和最后重要系数标志依照第一解析表进行解析，其有效位长度为3至6位；该组的重要系数标志和最后重要系数标志的解析结果包含1或0浮动值的最后重要系数标志时，以其他组的非0标志位模式决定该浮动值以产生第0至3组的二进制化bin序列bin0~31；决定当前块类型，取得对应的重要系数标志和最后重要系数标志的上下文模型的基本偏移量，依照该bin序列的扫描位置和该组模式查表取得上下文模型的补充偏移量，将基本偏移量和补充偏移量相加得出各bin序列的上下文模型；将解析后的bin序列及其对应的上下文模型输出进行合并处理，得到最终的二进制化数据和对应的上下文。
[0009]优选地，其中所述4组非零标志位模式存入分组重要系数模式缓存，而扫描后的level系数和符号位依照与扫描顺序相反的顺序存入残差数据缓存中。
[0010]优选地，其中更包括将第0组的16x16预测模式的亮度dc块,色度dc_u块, 色度dc_v块,4x4预测模式下的亮度块数据依照所述第一解析表进行解析。
[0011]优选地，其中更包括将第0组的16x16预测模式的亮度ac块,色度ac_u块, 色度ac_v块数据依照所述第二解析表进行解析。
[0012]优选地，其中该组为第3组时，该浮动值设为1。
[0013]优选地，其中该组为第2组时，该浮动值不等于该第3组模式。
[0014]优选地，其中更包括将解析后的bin序列及其对应的上下文模型输出，将第0组数据归为第一部分，第1, 2, 3组数据按照各组有效长度高位在左对齐合并为第二部分合并处理。
[0015]优选地，其中更包括语法元素mvd_I0_x，mvd_I0_y的二进制化采用截断一元码及3阶哥伦布编码，完成TU(9)，EGK3，以及对于mvd符号位的FL(1)方法的二进制化。
[0016]优选地，其中更包括语法元素coef_abs_coef_minus1的二进制化采用截断一元码及0阶哥伦布编码，完成TU(14)，EGK0，以及对于level系数的符号位的FL(1)方法的二进制化。
[0017]本专利技术还提供一种cabac二进制化和上下文产生的编码装置，所述编码装置包括：
交叉扫描模块，将4x4块内的16位像素按照交叉扫描的模式产生扫描后顺序的残差数据所对应的重要系数标志和最后重要系数标志，把重要系数标志和最后重要系数标志两本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种cabac二进制化和上下文产生的编码方法，其特征在于，所述编码方法包括：将4x4块内的16位像素按照交叉扫描的模式产生扫描后顺序的残差数据所对应的重要系数标志和最后重要系数标志，把重要系数标志和最后重要系数标志两者组合后的值，根据该值是非零值的标志组合成4组非零标志位模式；对第0组的重要系数标志和最后重要系数标志依照第二解析表进行解析，其有效位长度为4至8位；对第1、2、3组的重要系数标志和最后重要系数标志依照第一解析表进行解析，其有效位长度为3至6位；该组的重要系数标志和最后重要系数标志的解析结果包含1或0浮动值的最后重要系数标志时，以其他组的非0标志位模式决定该浮动值以产生第0至3组的二进制化bin序列bin0~31；决定当前块类型，取得对应的重要系数标志和最后重要系数标志的上下文模型的基本偏移量，依照该bin序列的扫描位置和该组模式查表取得上下文模型的补充偏移量，将基本偏移量和补充偏移量相加得出各bin序列的上下文模型；将解析后的bin序列及其对应的上下文模型输出进行合并处理，得到最终的二进制化数据和对应的上下文。2.如权利要求1所述的编码方法，其中所述4组非零标志位模式存入分组重要系数模式缓存，而扫描后的level系数和符号位依照与扫描顺序相反的顺序存入残差数据缓存中。3.如权利要求1所述的编码方法，其中更包括将第0组的16x16预测模式的亮度dc块,色度dc_u块, 色度dc_v块,4x4预测模式下的亮度块数据依照所述第一解析表进行解析。4.如权利要求3所述的编码方法，其中更包括将第0组的16x16预测模式的亮度ac块,色度ac_u块, 色度ac_v块数据依照所述第二解析表进行解析。5.如权利要求1所述的编码方法，其中该组为第3组时，该浮动值设为1。6.如权利要求1所述的编码方法，其中该组为第2组时，该浮动值不等于该第3组模式。7.如权利要求1所述的编码方法，其中更包括将解析后的bin序列及其对应的上下文模型输出，将第0组数据归为...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱竹青，陈琦，方伟，
申请(专利权)人：浙江芯昇电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：