編碼和解碼圖像的方法、編碼和解碼設備技術

公開了編碼和解碼圖像的方法、編碼和解碼設備。本發明專利技術涉及一種對至少一個圖像進行編碼的方法，包括：將圖像劃分為多個塊；將塊分組為預定數量的塊的子集；對塊的子集中的每個并行編碼，所考慮子集中的塊是根據遍歷的預定順序來編碼的。編碼步驟包括針對所考慮子集中的當前塊，關于至少一個之前編碼和解碼的塊對當前塊進行預測編碼的子步驟，以及基于至少一個符號出現概率對當前塊進行熵編碼的子步驟。在當前塊是所考慮子集中被編碼的第一塊的情形下，符號出現概率是針對至少一個其他子集中的預定編碼和解碼的塊來計算的。在當前塊是所考慮子集中除第一塊以外的塊的情形下，符號出現概率是針對屬于相同子集的至少一個編碼和解碼的塊來計算的。

【技術實現步驟摘要】
本申請是申請號為201280021355.8，申請日為2012年2月23日，題為“編碼和解碼圖像的方法、編碼和解碼設備、計算機程序”的中國專利技術專利申請的分案申請。
本專利技術一般屬于圖像處理的領域，更準確地屬于數字圖像以及數字圖像序列的編碼和解碼。本專利技術由此尤其可被用于在目前的視頻編碼器(MPEG、H.264等)或未來的視頻編碼器(ITU-T/VCEG(H.265)或ISO/MPEG(HVC))中實現的視頻編碼。
技術介紹
目前的視頻編碼器(MPEG、H264等)使用視頻序列的按塊(block-wise)表示。圖像被切分為宏塊，每個宏塊自身被切分為塊，并且每個塊或宏塊通過圖像內或圖像間預測來編碼。于是，特定的圖像通過空間預測(幀內預測)來編碼，而其他圖像在本領域技術人員已知的運動補償的輔助下關于一個或多個編碼-解碼參考圖像通過時間預測(幀間預測)來編碼。此外，對于每個塊，可以對殘留塊進行編碼，該殘留塊與原始塊減去預測相對應。在可選的變換之后，該塊的系數可被量化，然后被熵編碼器編碼。幀內預測和幀間預測需要之前已編碼和解碼的特定塊可用，從而在解碼器或編碼器中被用于預測當前塊。圖1A表示這樣的預測編碼的示意性示例，其中，圖像IN被分為塊，該圖像的當前塊MBi經受與例如由陰影箭頭表示的之前編碼和解碼的預定數量的三個塊MBr1、MBr2、MBr3相關的預測編碼。上述三個塊特別包括緊鄰地位于當前塊MBi的左邊的塊MBr1、以及分別緊鄰地位于當前塊MBi的上方和右上方的兩個塊MBr2和MBr3。這里更為特別關心的是熵編碼器。熵編碼器按照到達的順序來對信息編碼。典型地實現“光柵掃描”類型的塊的逐行遍歷，如圖1A由參考(標號)PRS所示，從圖像的左上角的塊開始。對于每個塊，表示該塊所需的各個信息項(塊類型、預測模式、殘留系數等)被順序分發給熵編碼器。已知一種足夠復雜的有效算術編碼器，被稱為“CABAC”(“上下文適應二進制算術編碼器”)，其被引入到AVC壓縮標準(也被稱為ISO-MPEG4第10部分和ITU-TH.264)。熵編碼器實現各種構思：-算術編碼：例如最初在文檔J.RissanenandG.G.LangdonJr,“Universalmodelingandcoding,”IEEETrans.Inform.Theory,vol.IT-27,pp.12–23,Jan.1981中描述的編碼器使用該符號的出現概率來對符號進行編碼；-上下文適應：這包括適應要編碼的符號的出現概率。一方面，實現快速獲悉。另一方面，根據之前編碼的信息的狀態，特定的上下文被用于編碼。每個上下文存在相對應的固有的符號出現概率。例如，上下文根據給定的配置對應于編碼符號的類型(殘留的系數、編碼模式的信令等的表示)，或者對應于鄰居的狀態(例如從鄰居選擇的“幀內”模式的數量等)；-二進制化：要編碼的符號被轉換為比特串的形式。隨后，該各個比特被相繼分發給二進制熵編碼器。于是，該熵編碼器針對使用的每個上下文來實現一種系統，用于快速獲悉與之前針對考慮的上下文來編碼的符號相關的概率。該獲悉基于這些符號的編碼順序。典型地，如上所述根據“光柵掃描”類型的順序來遍歷圖像。在對可等于0或1的給定符號b進行編碼時，以下列方式針對當前塊MBi來更新該符號的出現概率Pi的獲悉：其中，α是預定值，例如0.95，且Pi-1是在該符號最后出現時所計算的符號出現概率。圖1A表示這樣的熵編碼的示意性示例，其中，圖像IN的當前塊MBi被熵編碼。在當前塊MBi的熵編碼開始時，所使用的符號出現概率是在之前編碼和解碼的塊的編碼之后獲得的符號出現概率，根據上述“光柵掃描”類型的塊的逐行遍歷，該在之前編碼和解碼的塊緊鄰在當前塊MBi的前面。僅為了圖示清楚，圖1A中通過細線箭頭來表示針對特定的塊的基于逐塊依賴性的獲悉。該類型的熵編碼的缺陷在于如下事實，在對位于行開始的符號進行編碼時，使用的概率主要對應于位于前一行的末尾的符號所觀察到的概率，與塊的“光柵掃描”遍歷相關。現在，由于符號概率的可能空間變化(例如，對于與運動信息項相關的符號，位于圖像右側部分的運動與在左側部分觀察到的可以不同，且從而對于由此產生的局部概率來說是類似的)，可以觀察到概率的局部適應性的缺失，這在編碼時具有引起有效性損失的風險。在互聯網地址http://wftp3.itu.int/av-arch/jctvc-site/2010_04_A_Dresden/JCTVC-A114-AnnexA.doc(2011年2月8日)提供的文檔“AnnexA:CDCMVideoCodecDecoderSpecification”中描述了一種編碼方法，其緩解了上述缺陷。如圖1B所示，在以上文檔中描述的編碼方法包括：-將圖像IN切分為多個塊的步驟，-結合例如由陰影箭頭表示的之前編碼和解碼的預定數量的三個塊MBr1、MBr2、MBr3對該圖像的當前塊MBi進行預測編碼的步驟。上述三個塊特別包括緊鄰地位于當前塊MBi的左邊的塊MBr1、以及分別緊鄰地位于當前塊MBi的上方和右上方的兩個塊MBr2和MBr3，-對圖像IN的塊進行熵編碼的步驟，據此，在這些塊可用時，每塊使用分別針對緊鄰地位于當前塊上方的已編碼和解碼的塊以及緊鄰地位于當前塊的左側的已編碼和解碼的塊來計算的符號出現概率。為了使后者更為清楚，在圖1B中通過細線箭頭來部分表示該符號出現概率的使用。該熵編碼的好處在于，它利用了由當前塊的緊鄰環境產生的概率，由此使得可能獲得更高的編碼性能。此外，使用的編碼技術使得可能對預定數量的成對的相鄰塊的子集并行編碼。在圖1B展示的例子中，三個子集SE1、SE2和SE3被并行編碼，在該例子中每個子集由虛線表示的一行塊構成。當然，該編碼需要分別位于當前塊的上方和右上方的塊可用。該并行編碼技術的缺陷在于，為了允許訪問針對緊鄰地位于當前塊上方的塊來計算的符號出現概率，需要存儲與一行塊關聯的一些概率。如果例如在圖1B中考慮第二行SE2的塊，通過使用針對之前的第一行SE1的第一塊來計算的符號出現概率，該行的第一塊被熵編碼。在完成第二行的第一塊的編碼時，出現概率的值V1的狀態被存儲在緩沖存儲器MT中。隨后，通過使用同時針對第一行SE1的第二塊和第二行SE2的第一塊來計算的符號出現概率，第二行SE2的第二塊被熵編碼。在完成第二行的第二塊的編碼時，出現概率的值V2的狀態被存儲在緩沖存儲器MT中。該過程持續，直到第二行SE的最后一塊。由于概率的數量非常大(存在與語法元素的數量和關聯上下文的數量的組合一樣多的概率)，整一行的這些概率的存儲在存儲器資源方面非常昂貴。
技術實現思路
本專利技術的一個目標是彌補上述現有技術的缺陷。為此，本專利技術的主題涉及一種對至少一個圖像進行編碼的方法，包括下列步驟：-將圖像劃分為多個塊，-將所述塊分組為預定數量的塊的子集，-對所述塊的子集中的每個并行編碼，所考慮的子集中的塊是根據遍歷的預定順序來編碼的，針對所考慮的子集中的當前塊，所述編碼步驟包括下列子步驟：·關于至少一個之前編碼和解碼的塊對所述當前塊進行預測編碼，·通過獲悉至少一個之前的符號出現概率對當前塊進行熵編碼，根據本專利技術的方法值得關注之處在于：-在當前塊是所考慮的子集中要編碼的第一本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種圖像解碼方法，包括：接收代表至少一個編碼圖像的流；從流中識別預定多個塊的組；處理給定的塊的組中的第一塊，其中對第一塊的處理包括：確定第一塊是給定的塊的組中的塊的次序中的第一個；響應于確定第一塊是給定的塊的組中的塊的次序中的第一個，從緩沖器中取回第一組概率數據，其中第一組概率數據包括與如下塊相關聯的第一組符號出現概率，所述塊在屬于所述預定多個塊的組中的與給定的塊的組不同的另一塊的組的塊的次序中是第二個；基于第一組概率數據來對第一塊進行熵解碼以得到量化的殘留塊；對量化的殘留塊進行反量化以得到反量化的塊；對反量化的塊進行逆變換以得到解碼的殘留塊；通過將預測塊與解碼的殘留塊相加來構造解碼的塊；以及處理所述給定的塊的組中的第二塊，其中對第二塊的處理包括：確定第二塊不是給定的塊的組中的塊的次序中的第一個；響應于確定第二塊不是給定的塊的組中的塊的次序中的第一個，取回第二組概率數據，其中第二組概率數據包括與至少一個其他已經解碼的塊相關聯的第二組符號出現概率，所述至少一個其他已經解碼的塊屬于所述預定多個塊的組中的給定的塊的組，其中，第二組符號出現概率不與不屬于給定的塊的組的塊關聯，以及基于第二組概率數據來對第二塊進行熵解碼以得到量化的殘留塊；對量化的殘留塊進行反量化以得到反量化的塊；對反量化的塊進行逆變換以得到解碼的殘留塊；以及通過將預測塊與解碼的殘留塊相加來構造解碼的塊。...

【技術特征摘要】
2011.03.07 FR 11/51,8491.一種圖像解碼方法，包括：接收代表至少一個編碼圖像的流；從流中識別預定多個塊的組；處理給定的塊的組中的第一塊，其中對第一塊的處理包括：確定第一塊是給定的塊的組中的塊的次序中的第一個；響應于確定第一塊是給定的塊的組中的塊的次序中的第一個，從緩沖器中取回第一組概率數據，其中第一組概率數據包括與如下塊相關聯的第一組符號出現概率，所述塊在屬于所述預定多個塊的組中的與給定的塊的組不同的另一塊的組的塊的次序中是第二個；基于第一組概率數據來對第一塊進行熵解碼以得到量化的殘留塊；對量化的殘留塊進行反量化以得到反量化的塊；對反量化的塊進行逆變換以得到解碼的殘留塊；通過將預測塊與解碼的殘留塊相加來構造解碼的塊；以及處理所述給定的塊的組中的第二塊，其中對第二塊的處理包括：確定第二塊不是給定的塊的組中的塊的次序中的第一個；響應于確定第二塊不是給定的塊的組中的塊的次序中的第一個，取回第二組概率數據，其中第二組概率數據包括與至少一個其他已經解碼的塊相關聯的第二組符號出現概率，所述至少一個其他已經解碼的塊屬于所述預定多個塊的組中的給定的塊的組，其中，第二組符號出現概率不與不屬于給定的塊的組的塊關聯，以及基于第二組概率數據來對第二塊進行熵解碼以得到量化的殘留塊；對量化的殘留塊進行反量化以得到反量化的塊；對反量化的塊進行逆變換以得到解碼的殘留塊；以及通過將預測塊與解碼的殘留塊相加來構造解碼的塊。2.一種圖像編碼方法，包括：從圖像塊減去預測塊以得到殘留塊；對殘留塊進行變換以得到變換的塊；對變換的塊進行量化以得到系數被量化的塊；對系數被量化的塊進行熵編碼；其中，對系數被量化的塊進行熵編碼包括：確定系數被量化的塊是否是給定的塊的組中的塊的次序中的第一個；響應于確定系數被量化的塊是給定的塊的組中的塊的次序中的第一個，從緩沖器中取回第一組概率數據，其中第一組概率數據包括與如下塊相關聯的第一組符號出現概率，所述塊在屬于預定多個塊的組...

【專利技術屬性】
技術研發人員：F亨利，S帕圖克斯，
申請(專利權)人：杜比國際公司，
類型：發明
國別省市：瑞典;SE