用于编码和解码图像的方法、对应的编码和解码装置及计算机程序制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于编码由符号序列表示的图像的方法。根据本发明专利技术，所述方法包含以下步骤：定义所述序列内的子序列，且针对例程子序列应用以下子步骤通过所述子序列：确定包含两个先前经编码子序列的邻近例程经编码群组，所述两个先前经编码子序列中的一者属于与和所述例程子序列分开的子序列相关联的邻近经编码群组；考虑到与所述邻近例程经编码群组的两个先前经编码子序列相关的符号的两个已知发生概率而初始化所述符号的例程发生概率；对所述符号进行连续熵编码，且更新所述例程发生概率；以及在编码了最后一个符号之后，存储所述例程发生概率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的领域是图像且尤其是由连续ー连串图像构成的视频流的编码和解码领域。本专利技术因此可尤其适用于在当今的(MPEG、H. 264和其它)视频编码器或未来的(ITU-T/VCEG(H. 265)或ISO/MPEG(HVC))视频编码器中实施的视频编码。2.
技术介绍
当今的视频编码器(MPEG、H264等)使用视频序列的逐块表示。图像被细分为若干宏块，且每一宏块自身被细分为若干块，且每一块或宏块通过图像内或图像间预测进行编码。因此，相对于通过运动补偿进行编码/解码的其它I、P或B图像，I图像通过空间预测(帧内预测)进行编码，P和B图像通过时间预测进行编码。此外，对于每ー块，编码对应于原始块减去预测的残余块。此块的系数在可能的变换之后进行量化，且随后由熵编码器进行编码。此处更特别地强调熵编码器。熵编码器以信息的到达次序编码信息。通常，如图I中所说明的对块的I光栅扫描类型的逐排扫描是从图像左上方的块开始。对于每ー块，表示块所需的不同条信息(块类型、预测模式、残余系数等)被连续发送到熵编码器。已经存在有效且具有适度复杂性的已知的算木编码器，其被称为CABAC( “上下文自适应ニ进制算术编码器”)，其是在AVC压缩标准(还称为IS0-MPEG4第10部分和ITU-TH.264)中引入。此熵编码器实施不同概念-算木编码文献中首先描述的编码器J.李萨能(J.Rissanen)和小G. G.郎顿(G. G. Langdon Jr)，“通用建模和编码”，IEEE信息理论期刊，第IT-27卷，12到23页，1981年I月，使用符号的出现概率来编码此符号；-与上下文的匹配此处的操作是调适待编码的符号的出现概率。一方面，实现进行中的学习。另ー方面，依据预先编码的信息的状态，使用特定上下文来编码。每ー上下文具有对于符号适当的对应的出现概率。举例来说，上下文对应于一类型的经编码符号(残余者的系数的表示、编码模式的信令等)且根据给定配置或相邻者的状态(例如，在相邻者中选择的“帧内”模式的数目等)；- ニ进制化将待编码的符号翻译成位序列的形式。其后，将这些不同的位连续发送到ニ进制熵编码器。因此，此熵编码器(对于所使用的每ー上下文)实施相对于先前针对所考虑的上下文进行编码的符号而对概率进行进行中的学习的系统。此学习是基于这些符号的编码次序。通常，以如上文所描述的“光栅扫描”类型的次序来扫描图像。因为使用此扫描次序，此熵编码器具有若干缺点。实际上，归因于扫描类型，可看到缺乏对概率的学习的局部匹配。举例来说，在对位于ー排开始处的符号进行编码期间，所使用的概率主要对应于针对位于前ー排末尾处的符号所观测到的概率。现在，因为符号的概率的可能的空间变化(例如，对于与一条运动信息相关的符号，位于图像右边部分的运动可不同于在左边观测到的运动，因此，对于由其产生的局部概率可能也是这种情况)，概率的局部匹配的此缺乏导致编码期间的效率损失。为了限制此现象，有人提议修改块的扫描次序以便改进局部一致性，但编码和解码保持连续。这是此类型的熵编码器的第二个缺点。实际上，由于对符号的编码和解码取决于到那时所学习的概率状态，所以可仅以与在编码期间所使用的次序相同的次序进行对符号的解码。通常，解码因此仅可为连续的，因此阻止了对若干符号的并行解码(例如，受益于多核架构)。标题为“用于执行CABAC并行编码和解码的系统和设备(Systems andapparatuses for performing CABAC parallel encoding and decoding)，，的专利文献US2009168868A1描述了ー种方法，所述方法实现了在CABAC型编码器中的编码和/或解码的一种类型的并行化。在此文献中所描述的第一实施例中，实施于编码器中的某些步骤可针对相同的语法元素或符号并行地执行，例如上下文的ニ进制化和定义。此实施例未实现对若干符号的解码的实际并行化，因为连续解码约束仍然存在。根据第二实施例，图像被细分为若干切片，且在切片的每次开始时初始化CABAC编码器，以便优化对概率的初始化。此实施例实现了对切片的并行解码，但在每一新切片处对解码器初始化极大地降低了解码器的性能。因此此处进ー步增强了对概率的局部匹配的缺乏。因此需要对表示图像或一连串图像的符号序列的熵编码的新颖技术，从而尤其能在压缩性能没有任何损失的情况下提供对经编码符号的非连续解码。3.
技术实现思路
本专利技术以用于编码至少ー个图像的方法的形式提出不具有现有技术的所有这些缺点的新颖的解决方案，此方法包括根据预定编码扫描次序产生符号序列的步骤。根据本专利技术，所述方法还包括以下步骤-确定每一序列中的子序列，子序列包括符号的预定分组；-扫描所确定的子序列，其针对至少ー个当前子序列以及针对至少ー个上下文包括以下子步骤-确定包括至少两个先前经编码子序列的称为当前经编码相邻群组的相邻群组在所述至少两个先前经编码子序列中，至少ー个属于与不同于所述当前子序列的子序列相关联的经编码相邻群组，所述不同子序列不属于当前子序列的所述经编码相邻群组，且所述当前子序列不属于所述不同子序列的经编码相邻群组；-考虑关于所述当前经编码相邻群组的两个先前经编码子序列的与上下文相关联的符号的至少两个出现概率(称为已知出现概率)，初始化所述符号的至少ー个出现概率(称为当前出现概率)；-根据所述预定编码扫描次序对所述符号进行连续熵编码，且对于每ー符号，更新与所述符号相关联的上下文的所述当前出现概率；-在编码了所述当前子序列的最后ー个符号之后，存储当前子序列中的所述经编码符号的所述当前出现概率。因此，本专利技术依赖于图像的编码且更特别是熵编码的新颖且专利技术性方法，从而实现对用于编码的符号的出现概率的更有效学习还有对经编码符号的并行解码。实际上，本专利技术针对当前子序列的符号的编码考虑到多维相邻者或包括至少两个先前经编码子序列的经编码相邻群组，以用于符号的出现概率的更佳的局部匹配和因此对概率的更有效学习。此外，本专利技术确定待编码的子序列的相邻者，以便确保至少两个子序列(当前子序列和尚未编码的不同子序列)的存在，其对于解码是独立的，且因此能够由并行工作的 解码器解码。本专利技术还提出对这些独立子序列的相邻者的一部分进行合并以用于解码，以便将出现概率彼此传播，且获得在进行编码时获得的概率知识的共享。最終，本专利技术实现在当前子序列的编码结束时存储与用于当前子序列的符号的编码的每一上下文相关联的出现概率，以便能在另一子序列的后续编码期间将所述出现概率考虑进去。在子序列的编码结束时对与此子序列的符号的编码相关的概率的存储可看作编码中的“同步点”，其随后用于解码。实际上，“并行”解码器可在至少两个这些同步点处初始化待解码的子序列的符号的出现概率。根据本专利技术的ー个特定方面，用于产生符号序列的步骤是通过逐块编码而获得，且符号的预定分组是固定大小的块分组，在下文称为“超块”。在此情况下，同步点对应于与用于图像的每ー经编码超块的符号的编码的上下文相关的所存储的概率。具体来说，所述当前经编码相邻群组位于一方面通过在预定编码扫描次序下的图像的第一经编码块且另一方面通过对构成当前子序列的块分组而划分的矩形中。所述矩形因此是依据预定编码扫描次序而进行选择。将注意，所述矩形例如良好适合于线型或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.10.05 FR 09569321.一种用于编码由根据预定编码扫描次序产生的符号序列表示的至少ー个图像的方法， 其特征在于其包括以下步骤 -确定每一序列中的子序列，子序列包括符号的预定分组； -扫描所确定的子序列，其针对至少ー个当前子序列以及针对至少ー个上下文包括以下子步骤 -确定包括至少两个先前经编码子序列的称为当前经编码相邻群组的相邻群组，在所述至少两个先前经编码子序列中，至少ー个属于与不同于所述当前子序列的子序列相关联的经编码相邻群组，所述不同子序列不属于所述当前子序列的所述经编码相邻群组，且所述当前子序列不属于所述不同子序列的所述经编码相邻群组； -考虑关于所述当前经编码相邻群组的两个先前经编码子序列的与所述上下文相关联的符号的称为已知出现概率的至少两个出现概率，初始化所述符号的称为当前出现概率的至少ー个出现概率； -根据所述预定编码扫描次序对所述符号进行连续熵编码，且对于每ー符号，更新与所述符号相关联的所述上下文的所述当前出现概率； -在编码了所述当前子序列的最后ー个符号之后，存储所述当前子序列中的所述经编码符号的所述当前出现概率。2.根据权利要求I所述的编码方法，其中通过逐块编码来获得所述用于产生符号序列的步骤，且所述符号的所述预定分组是固定大小的块分组。3.根据权利要求2所述的编码方法，其特征在于所述当前经编码相邻群组位于一方面通过在所述预定编码扫描次序下的所述图像的第一经编码块且另一方面通过对构成所述当前子序列的块分组而划分的矩形中。4.根据权利要求3所述的编码方法，其特征在于构成所述当前经编码相邻群组的所述至少两个先前经编码子序列的所述至少两个块分组邻近于构成所述当前子序列的所述块分组。5.根据权利要求I所述的编码方法，其特征在于所述用于初始化的步骤向所述当前出现概率指派ー值，所述值等干与所述当前经编码相邻群组的至少两个先前经编码子序列相关联的所述已知出现概率的组合。6.根据权利要求5所述的编码方法，其特征在于所述组合考虑到与位于所述当前子序列的左边的所述当前经编码相邻群组的第一子序列以及位于所述当前子序列上方的所述当前经编码相邻群组的第二子序列相关联的所述已知出现概率。7.根据权利要求I所述的编码方法，其特征在于其还包括用于在编码了所述当前子序列的所述最后ー个符号之后确定指派给所述当前出现概率的置信度量度的步骤。8.根据权利要求7所述的编码方法，其特征在于所述初始化步骤向所述当前出现概率指派ー值，所述值等干与所述当前经编码相邻群组的所述子序列相关联的所述已知出现概率的平均值，所述已知出现概率各自通过在所述确定步骤期间所确定的置信度量度进行加权。9.根据权利要求I所述的编码方法，其特征在于其包括 -用于定义符号的子序列的至少两个类别的步骤；-用于将称为当前类别的一类别指派给所述当前子序列的步骤，此子序列在其当前经编码相邻群组中具有表示为相关子序列的至少ー个先前经编码子序列，向所述至少ー个先前经编码子序列指派不同于所述当前类别的类别； -用于每类别产生一个子流的步骤，每一子流承载表示对属于所述类别的所述子序列的所述符号的所述熵编码的信息。10.ー种用于解码表示至少ー个经编码图像的流的方法，其包括以下步骤 -获得包括符号的预定分组的至少ー个子序列； 以及，对于如此获得的至少ー个子序列且对于至少ー个上下文-考虑到关于当前经解码相邻群组的两个先前经解码子序列的与所述上下文相关联的符号的称为已知出现概率的至少两个出现概率，初始化所述符号的称为当前出现概率的至少ー个出现概率，经解码相邻群组包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·巴特，伊莎贝尔·阿莫努，娜塔莉·伽玛，
申请(专利权)人：法国电信，
类型：发明
国别省市：