從數據流解碼具有變換係數級別的多個變換係數的裝置的製作方法

2023-08-22 11:20:26

本申請是申請號為201380015410.7的中國專利申請的分案申請。本發明涉及變換係數(比如圖片的變換係數區塊的變換係數)編碼。
背景技術：
：在基於區塊的圖像和/或視頻編解碼器中，圖片或幀以區塊為單位進行編碼。其中，基於變換的編解碼器使圖片或幀的區塊進行變換以便獲得變換係數區塊。例如，圖片或幀可以預測地進行編碼，其中預測殘差以區塊為單位進行變換編碼，然後使用熵編碼對由此產生的這些變換區塊的變換係數的變換係數級別進行編碼。為了提高熵編碼效率，使用上下文以便精確估計要編碼的變換係數級別的符號的概率。然而，近年來，強加到圖片和/或圖像編解碼器上的需求日益增長。除了亮度和色度分量之外，編解碼器有時必須傳遞深度圖、透明(transparity)值等。而且，變換係數尺寸在越來越大的區間內是可變的。由於這些多樣性，編解碼器具有越來越多的具有不同函數的不同上下文，以便根據已經編碼的變換係數確定上下文。以更適度的複雜度實現高壓縮率的不同可能性是儘可能精確地將符號化方案調整為係數的統計數字。然而，為了執行緊密適應實際統計數字，還強制考慮各種因素，由此需要大量不同的符號化方案。因此，需要保持變換係數編碼的複雜度低，然而同時保持實現高編碼效率的可能性。技術實現要素：本發明的目的是提供此變換係數編碼方案。該目的通過待決獨立權利要求的主題實現。根據本發明的一個方面，一種用於將具有變換係數級別的多個變換係數編碼成流的裝置包括：符號化器，被配置為：如果當前變換係數的變換係數級別在第一級別區間內，則根據第一符號化方案將當前變換係數映射到一個或多個符號的第一集合上，並且如果當前變換係數的變換係數級別在第二級別區間內，則根據第二符號化方案將當前變換係數映射到第一級別區間的最大級別根據第一符號化方案映射到其上的符號的第二集合以及依據第二級別區間內的當前變換係數的變換係數級別的位置的符號的第三集合的組合上，所述第二符號化方案是根據符號化參數可參數化的。進一步地，所述裝置包括上下文自適應熵編碼器，被配置為如果當前變換係數的變換係數級別在第一級別區間內，則將一個或多個符號的第一集合熵編碼成數據流，並且如果當前變換係數的變換係數級別在第二級別區間內，則將一個或多個符號的第二集合熵編碼成數據流，其中上下文自適應熵編碼器被配置為，在將一個或多個符號的第二集合的至少一個預定符號熵編碼成數據流的過程中，經由通過函數參數可參數化的函數依據先前編碼的變換係數使用上下文，其中函數參數被設置為第一設定。進一步地，所述裝置包括符號化參數確定器，被配置為如果當前變換係數的變換係數級別在第二級別區間內，則經由函數依據先前編碼的變換係數確定用於映射到符號的第三集合上的符號化參數，其中函數參數被設置為第二設定。插入器被配置為如果當前變換係數的變換係數級別在第二級別區間內，則將符號的第三集合插入到數據流中。根據本發明的另一個方面，一種用於將不同變換區塊的各自具有變換係數級別的多個變換係數編碼成數據流的裝置包括：符號化器，被配置為根據符號化方案針對當前變換係數將變換係數級別映射到符號的集合上，所述符號化方案是根據符號化參數可參數化的；插入器，被配置為將當前變換係數的符號的集合插入到數據流中；以及符號化參數確定器，被配置為，經由通過函數參數可參數化的函數依據先前處理的變換係數為當前變換係數確定符號化參數，其中插入器、符號化器和符號化參數確定器被配置為依次處理不同變換區塊的變換係數，其中函數參數依據當前變換係數的變換區塊的尺寸、當前變換係數的變換區塊的信息分量類型和/或當前變換係數位於變換區塊內的頻率部分而改變。本發明的思想是將相同函數用於上下文對先前編碼/解碼的變換係數的依賴性和符號化參數對先前編碼/解碼的變換係數的依賴性。在變換係數從空間上排列在變換區塊中的情況下，甚至可以相對於變換區塊的不同變換區塊尺寸和/或頻率部分使用利用具有不同函數參數的相同函數。該思想的另一個變型是，針對當前變換係數的變換區塊的不同尺寸、當前變換係數的變換區塊的不同信息分量類型和/或當前變換係數位於變換區塊內的不同頻率部分，將相同函數用於符號化參數對先前編碼/解碼的變換係數的依賴性。附圖說明本發明的詳細且有利方面是獨立權利要求的主題。而且，下面參照圖描述本發明的優選實施例，其中：圖1示出了根據本發明實施例的包括要編碼的變換係數的變換係數區塊的示意圖並圖示了可參數化函數共同用於上下文選擇和符號化參數確定；圖2示出了使用兩個級別區間內的兩個不同方案的變換係數級別的符號化概念的示意圖；圖3示出了在兩個不同上下文的可能變換係數級別上限定的兩條出現概率曲線的示意圖；圖4示出了根據實施例的用於編碼多個變換係數的裝置的框圖；圖5a和圖5b示出了根據不同實施例的產生的數據流結構的示意圖；圖6示出了根據實施例的圖片編碼器的框圖；圖7示出了根據實施例的用於解碼多個變換係數的裝置的框圖；圖8示出了根據實施例的圖片解碼器的框圖；圖9示出了根據實施例的變換係數區塊的示意圖以便圖示掃描和模板；圖10示出了根據進一步實施例的用於解碼多個變換係數的裝置的框圖；圖11a和圖11b示出了組合整個區間範圍的局部區間內的兩個或三個不同方案的變換係數級別的符號化概念的示意圖；圖12示出了根據進一步實施例的用於編碼多個變換係數的裝置的框圖；以及圖13示出了變換係數區塊的示意圖以便根據進一步實施例圖示在子區塊之間限定的子區塊順序之後的變換係數區塊之間的掃描順序，變換係數區塊被劃分為子區塊，以便圖示設計上下文選擇和符號化參數確定的可參數化函數的另一個實施例。具體實施方式針對下面的描述，注意，相同參考符號用於不止一個圖中出現的元件的圖。因此，此元件針對一個圖的描述應同樣適用於描述出現該元件的另一個圖。而且，下面提出的描述初步假設要編碼的變換係數二維布置以便形成變換區塊比如圖的變換區塊。然而，本申請不局限於圖像和/或視頻編碼。相反，要編碼的變換係數可選地可以是一維變換的變換係數，比如在音頻編碼等中使用的。為了解釋下面進一步描述的實施例面臨的問題，以及下面進一步描述的實施例克服這些問題的方式，初步參照圖1-3，其示出了變換區塊的變換係數的實例及熵編碼的一般方式，然後通過隨後解釋的實施例改善。圖1示例性地示出了變換係數12的區塊10。在本實施例中，變換係數二維布置。特別地，變換係數示例性地示為規則地布置成列和行，但是也可能存在另一個二維布置。產生變換係數12或變換區塊10的變換可以是dct或將圖片的(變換)區塊，例如空間布置值的一些其他區塊分解成不同空間頻率的分量的一些其他變換。在圖1的實例中，變換係數12二維布置成列i和行j以便對應於沿不同空間方向x，y比如彼此垂直的方向測量的頻率fx(i)，fy(j)的頻率對(fx(i)，fy(j))，其中fx/y(i)>2)和(yc>>2)。-變量prevcsbf被設為等於0。-當xs小於(1<<(log2trafosize-2))-1，則以下情況適用。prevcsbf+＝coded_sub_block_flag[xs+1][ys]-當ys小於(1<<(log2trafosize-2))-1，則以下情況適用。prevcsbf+＝(coded_sub_block_flag[xs][ys+1]＜＜1)-內部子區塊位置xp和yp被分別設為等於(xc&3)和(yc&3)。-變量sigctx推導如下。-如果prevcsbf等於0，則以下情況適用。sigctx＝(xp+yp＝＝0)？2：(xp+yp＜3)？1∶0-否則，如果prevcsbf等於1，則以下情況適用。sigctx＝(yp＝＝0)？2：(yp＝＝1)？1∶0-否則，如果prevcsbf等於2，則以下情況適用。sigctx＝(xp＝＝0)？2：(xp＝＝1)？1∶0-否則，(prevcsbf等於3)，則以下情況適用。sigctx＝2-變量sigctx修改如下。-如果cidx等於0，則以下情況適用。-當(xs+ys)大於0時，以下情況適用。sigctx+＝3-變量sigctx修改如下。-如果log2trafosize等於3，則以下情況適用。sigctx+＝(scanidx＝＝0)？9：15-否則，以下情況適用。sigctx+＝21-否則，(cidx大於0)，以下情況適用。-如果log2trafosize等於3，則以下情況適用。sigctx+＝9-否則，以下情況適用。sigctx+＝12上下文所有增量ctxidxinc使用顏色分量索引cidx和sigctx進行如下推導。-如果cidx等於0，則ctxidxinc推導如下。ctxidxinc＝sigctx-否則，(cidx大於0)，ctxidxinc推導如下。ctxidxinc＝27+sigctx表1-ctxidxmap[i]的規格i01234567891011121314ctxidxmap[i]014523456688778如上所述，對於每個有效變換係數，進一步語法元素或符號的集合可以在數據流內傳遞以便表明其級別。根據下面概述的實施例，對於一個有效變換係數，傳輸以下語法元素或變換係數的集合：coeff_abs_level_greaterl_flag、coeff_abs_level_greater2_flag(任選)、及coeff_abs_level_remaining，使得當前編碼/解碼的有效變換係數級別transcoefflevel為：transcoefflevel＝(coeff_abs_level_remaining+baselevel)*(1-2*coeff_sign_flag])其中baselevel＝1+coeff_abs_level_greater1_flag+coeff_abs_level_greater2_flag請注意，significant_coeff_flag根據定義對於有效變換係數為1，因此，可以被視為編碼變換係數的一部分，即其熵編碼符號的一部分。上下文自適應熵解碼器/編碼器例如可對coeff_abs_level_greaterl_flag執行上下文選擇，如下。例如，當前子區塊掃描索引i可沿掃描路徑202向dc的方向增加，並且當前係數掃描索引n可在各個子區塊內沿掃描路徑204增加，當前編碼/解碼的變換係數位置位於各個子區塊內，其中，如上文概述，不同可能性對於掃描路徑202和204來說存在，並且其根據索引scanidx實際上是可變的。至選擇coeff_abs_level_greaterl_flag的上下文的過程的輸入是顏色分量索引cidx、當前子區塊掃描索引i和當前子區塊內的當前係數掃描索引n。該過程的輸出是ctxidxinc。變量ctxset指定當前上下文集合併且對於其推導，以下情況適用。-如果該過程在第一時間內針對當前子區塊掃描索引i調用，則以下情況適用。-變量ctxset初始化如下。-如果當前子區塊掃描索引i等於0或cidx大於0，則以下情況適用。ctxset＝0-否則(i大於0且cidx等於0)，以下情況適用。ctxset＝2-變量lastgreater1ctx推導如下。-如果具有掃描索引i的當前子區塊對當前變換區塊來說是該節中要處理的第一子區塊，則變量lastgreater1ctx被設為等於1.-否則，變量lastgreater1ctx被設為等於greater1ctx的值，其在針對具有掃描索引i+1的先前子區塊的語法元素coeff_abs_level_greater1_flag最後調用該節中指定的過程期間進行推導。-當lastgreater1ctx等於0時，ctxset遞增1如下。ctxset＝ctxset+1-變量greater1ctx被設為等於1。-否則(在第一時間內不針對當前子區塊掃描索引i調用該過程)，以下情況適用。-變量ctxset被設為等於已經在最後調用該節中指定的過程期間推導的變量ctxset。-變量greater1ctx被設為等於已經在最後調用該節中指定的過程期間推導的變量greater1ctx。-當greater1ctx大於0時，變量lastgreater1flag設為等於在最後調用該節中指定的過程期間使用的語法元素coeff_abs_level_greater1_flag並且greater1ctx修改如下。-如果lastgreater1flag等於1，則greater1ctx被設為等於0。-否則(lastgreater1flag等於0)，greater1ctx遞增1。上下文索引增量ctxidxinc使用當前上下文集合ctxset和當前上下文greater1ctx推導如下。ctxidxinc＝(ctxset*4)+min(3，greater1ctx)當cidx大於0時，ctxidxinc修改如下。ctxidxinc＝ctxidxinc+16可以使選擇coeff_abs_level_greater2_flag的上下文的過程與coeff_abs_level_greater2_flag相同，區別如下：上下文索引增量ctxidxinc被設為等於變量ctxset，如下。ctxidxinc＝ctxset當cidx大於0時，ctxidxinc修改如下。ctxidxinc＝ctxidxinc+4對於符號化參數選擇，由符號化參數確定器執行以下情況以便確定在這裡包括clastabslevel和clastriceparam的符號化參數。至該過程的輸入是語法元素coeff_abs_level_remaining[n]二值化和baselevel的請求。該過程的輸出是語法元素二值化。變量clastabslevel和clastriceparam推導如下。-如果n等於15，則clastabslevel和clastriceparam被設為等於0。-否則(n小於15)，clastabslevel被設為等於baselevel+coeff_abs_level_remaining[n+1]並且clastriceparam被設為等於在針對相同變換區塊的語法元素coeff_abs_level_remaining[n+1]最後調用該節中指定的二值化過程期間推導的criceparam的值。變量criceparam從clastabslevel和clastriceparam推導為：criceparam＝min(clastriceparam+(clastabslevel>(3*(1<1對於前面緊接著的子區塊中的所有xi，h(xi)＝216t＝2針對函數(1)，n設定如下，df為8：n＝(0，1，2，24，216，216+1，216+2，216+24)針對選擇coeff_abs_greater2_flag的上下文，以下情況可以通過熵編碼/解碼裝置計算。特別地，其可使用函數(1)，其中(2)具有設置上文針對coeff_abs_greater2_flag所述的函數參數，但df為1：n＝(216)針對確定coeff_abs_level_remaining的符號化參數，符號化參數確定器可使用常見函數(1)，其中函數參數設定如下：針對函數(2)，參數設定如下：對於當前子區塊中的所有xi，wi＝1，但在其他地方為零對於最近根據內部係數掃描204訪問的係數xi(coeff_abs_level_remaining已經針對其進行編碼)，即其級別落入與符號化方案對應的區間內，h(xi)＝1；在模板其他地方h(xi)＝0t＝0針對函數(1)，n設置如下：對於最近提及的根據內部係數掃描204訪問的係數，n＝(2m)，其中其中k是符號化參數，例如萊斯參數。使用由此產生的g(f)，來確定當前係數206的符號化參數。以下語法可用於傳遞剛才概述的語法元素。語法表示變換係數的級別由coeff_abs_level_remaining和baselevel組成，其中baselevel由1+coeff_abs_level_greater1_flag[n]+coeff_abs_level_greater2_flag[n]組成。使用1，因為在該位置(或在級別在解碼器中重構時)，語法元素為significant_coeff_flag＝1。「第一集合」然後是tu碼(參數化等於0的萊斯碼)，據此形成前3個語法元素。「第二集合」然後形成語法元素coeff_abs_level_remaining。因為邊界在「第一集合」與「第二集合」之間移位，所以最大值由coeff_abs_greater1_flag、coeff_abs_greater2_flag或由significant_coeff_flag限定，因此分支取決於表中的語法元素。函數參數的上述設定在下文中仍然是有點目的的。g(f)形成相鄰係數之和並使用推導上下文和解符號化參數的結果，其中稍後的修改可以依據空間位置執行。g(x)獲取一個單一的值。該值對應於函數f(x)的結果。了解這個之後，可以推導上下文選擇和萊斯參數的參數化。significant_coeff_flag：因為h本身可以是x的函數，所以f(x)或任何其他函數可以一次再一次地連結。對於右邊4x4子區塊中的所有位置，函數f(x)，其中wi＝1，t＝1和h，是配置向f(x)一樣配置但不反向的函數，使得最後得到值0或1，即h(x)＝min(1,f(x))。等效地，對於第二條目，這適用於底部4x4子區塊。然後，prevcsbf＝h0+2×h1，其中prefcsbf也可以是f(x)內的函數h。如果設置t＝∞，則可以推導語法元素coded_sub_block_flag的值。因此，獲得0與3之間的值作為最外面f(x)的結果。g(x)的參數n然後可以是(xp+yp)，xp，yp或(0,0)。如果得到f(x)＝0，則n＝(xp+yp,xp+yp+3)，對於f(x)＝1得到n＝(yp,yp+1)，對於f(x)＝2得到n＝(xp,xp+1)，並且對於f(x)＝3得到n＝(0,0)。可以說，f(x)可以直接評估以便確定n。上文剩餘的公式僅僅描述依據亮度/色度的自適應和對全局位置和掃描的進一步依賴性。就純粹的4x4區塊而言，f(x)可以經配置使得可以再現prevcsbf＝4的值(也可以不同)並因此再現映射表。coeff_abs_level_greater1_flag：這裡，子區塊的評估類似，其中只評估先前的子區塊。結果是，例如1或2(其只能是兩個不同的值)，其中t＝2。這對應於依據先前子區塊中的已經解碼的級別的基礎索引的選擇。因此可以獲得對位於子區塊內的級別的直接依賴性。有效地，當解碼0時執行一個索引的接通(從1開始，限制到3)並且一解碼1就將其設為0。如果不考慮該布置，則參數化可以執行如下，從0開始。對於相同子區塊中的所有級別wi＝1並且t＝3，即f(x)提供coeff_abs_greater1_flag＝1的級別數量。對於進一步函數f(x)，t＝2，即編碼語法元素coeff_abs_greater1_flag的位置數量。第一函數要受限制，即h0＝f(x)＝min(f0(x),2)，並且第二函數要受限制，其中h1＝f(x)＝max(f1(x),1)。所有都與delta函數有關聯(如果h1＝1，則為0，否則為h0)。對於coeff_abs_greater2_flag，只使用集合的推導(對於連結的內部函數，將wi設為0)。coeff_abs_level_remaining：選擇僅限於當前子區塊並且n推導如上所述。針對剛才概述的實施例，注意以下情況。特別地，根據上述描述，針對模板的定義存在不同可能性：模板可以是移動模板，其位置依據當前係數206的位置來確定。此示例性移動模板的概述在圖13中用虛線208描述。模板由當前係數206位於其內的當前子區塊、當前子區塊右邊和下面的相鄰子區塊、以及一個或多個子區塊組成，如果具有其中的幾個(其中之一可使用如上解釋的掃描索引選擇)，則一個或多個子區塊在子區塊掃描202或任意子區塊掃描202中僅位於當前子區塊之前。作為替代方案，模板208可以簡單包含區塊10的所有變換係數12。在上述實例中，具有選擇h和n的值的進一步不同的可能性。這些值因此可以以不同方式進行設置。針對wi這同樣有點是真的，一直到涉及這些加權，其被設為1。同樣可以被設為另一個非零值。甚至不必彼此相等。因為wi乘以h(xi)，所以相同的積值可以通過以不同方式設置非零wi來實現。而且，符號化參數沒有必要是萊斯參數，或不同的說，符號化方案不限於萊斯符號化方案。至於上下文索引選擇，參照上述描述，其中已經注意到，最終上下文索引可以通過將使用函數g(f)獲得的上下文索引與一些偏移量索引相加而獲得，該偏移量索引例如對語法元素的各個類型是特定的，即對significant_coeff_flag、coeff_abs_level_greater1_flag和coeff_abs_level_greater2_flag是特定的。雖然已經就裝置的上下文描述了若干方面，但顯然這些方面也表示對應的方法的描述，其中，方框或裝置是與方法步驟或方法步驟的特徵對應的。同理，在方法步驟的上下文中描述的方面也表示對應的方框或對應的裝置的項目或特徵結構的描述。部分或全部方法步驟可通過(或使用)硬體裝置執行，類似例如微處理器、可編程計算機或電子電路。在某些實施例中，最重要方法步驟中的某一者或多者可通過這種裝置執行。根據某些實現的要求，本發明的實施例已經在硬體或軟體中實現。實現可使用數字存儲介質進行，例如軟盤、dvd、藍光碟、cd、rom、prom、eprom、eeprom或快閃記憶體，其上存儲有電子可讀取控制信號，其與可編程計算機系統協作(或可協作)，從而執行各個方法。因此數字存儲介質可為計算機可讀介質。根據本發明的某些實施例包括具有電子可讀控制信號的數據載體，其可與可編程計算機系統協作，以便執行本文所述方法中的一者。通常情況下，本發明的實施例可實現為具有程序代碼的電腦程式產品，當該電腦程式產品在計算機上運行時，該程序代碼可操作用來執行該等方法中的一者。該程序代碼例如可存儲在機器可讀載體上。其它實施例包括用於執行本文所述方法中的一者且存儲在機器可讀載體上的電腦程式。換句話說，因此本發明方法的實施例為具有程序代碼的一種電腦程式，用於當該電腦程式在計算機上運行執行本文所述方法中的一者。因此，本發明方法的進一步實施例為一種數據載體(或數字存儲介質或計算機可讀介質)包括於其上記錄的用於執行本文所述方法中的一者的電腦程式。數據載體、數字存儲介質或記錄介質典型地是有形的和/或非轉變的。因此，本發明方法的進一步實施例為表示用於執行本文所述方法中的一者的電腦程式的數據流或信號序列。數據流或信號序列例如可配置來經由數據通訊連接例如通過網際網路傳送。進一步實施例包括一種處理構件，例如計算機或可編程邏輯設備，被配置來或適用於執行本文所述方法中的一者。進一步實施例包括其上安裝有用於執行本文所述方法中的一者的電腦程式的計算機。根據本發明的進一步實施例包括一種裝置或系統，其配置為(例如電子地或光學地)將用於執行本文描述方法的其中之一的電腦程式傳遞到接收器。接收器可以例如是計算機、行動裝置、存儲器設備等等。該裝置或系統可以例如包括用於將電腦程式傳遞到接收器的文件伺服器。在某些實施例中，可編程邏輯設備(例如現場可編程門陣列)可用來執行本文所述方法的一部分或全部功能。在某些實施例中，現場可編程門陣列可與微處理器協作以執行本文所述方法中的一者。通常情況下，該等方法優選由硬體裝置執行。上述實施例僅用於舉例說明本發明的原理。應理解，本文所述的配置及細節的修改及變化對本領域的技術人員來說是顯而易見的。因此，意圖僅受隨附的專利權利要求的範圍所限制，而不受由本文實施例的描述及解說所呈現的特定細節所限制。當前第1頁12