[发明专利]用于精细粒度可伸缩视频编码中的熵编码的方法和装置

说明书

技术领域

本发明总体上涉及视频编码，并且更具体地涉及可伸缩视频编码。

背景技术

为了提高视频编码的灵活性，最近已经将精细粒度伸缩性(FGS)添加到了MPEG-4AVC视频编码标准中。如图1所示，通过FGS编码，将视频编码为基本层(BL)以及一个或多个增强层或FGS层。类似于传统的可伸缩视频编码，必须完整地接收基本层，以便解码和显示基本质量的视频。传统的可伸缩视频编码需要接收完整的增强层以便在基本视频质量的基础上进行改进，与此不同，通过FGS编码，可以在传输之前或者解码期间在任意位置切断增强层流。换言之，对于每个帧可以任意地截断FGS层的比特流。由此，通过解码来自FGS层的附加信息，FGS允许视频信号的质量渐进地改善。如果一个设备在低速率信道上接收视频流，则解码的视频可能具有较低的质量。如果一个设备在较高速率的信道上接收相同的视频流，则解码的视频可以具有较高的质量。截断FGS层允许以基本层比特率之上的基本上任意的比特率来进行解码。截断比特流可能影响编码效率。

已知可以通过三原色R、G、B的混合来表示视频数据中的颜色。然而，各种等同的颜色空间也是可能的。多种有效的颜色空间包括亮度分量(Y)和两个色度分量(U，V)。截断可以与颜色空间表示相关。

在一些情况下，期望以一些最小的或“基本的”质量来发射编码数字视频序列，并同时发射“增强”信号，其可以与最小质量信号结合以得到较高质量解码视频序列。这样的布置同时允许支持(以“基本”质量)解码序列的一些最小功能集合的任意设备以及具有解码相同序列的较高质量版本的改进功能的那些设备，而不会导致与发射相同序列的两个独立编码版本相关联的增加的成本。

如果期待多于两个的质量级别，可以发射多个“增强”信号，每个“增强”信号需要“基本”质量信号加上所有较低质量的“增强”信号。

在可伸缩视频编码领域，这样的“基本”和“增强”信号被称为“层”，并且每个增强层改进重建质量的程度被称为“粒度”。缩写FGS代表“精细粒度可伸缩性”，其表示渐进质量提高较小。

用于产生FGS增强层的技术是已知的，并且在当前SVC标准化的上下文中，基于块的FGS方案最初记载在如下文档中：ISO/IECJTC1/SC29/WG11，“Scalable Video Model Version 3.0”，MPEGDocument w6716，Palma de Mallorca，2004年10月。该编码方案稍后被称为“循环块编码”的改进编码方案所取代，循环块编码方案可以有效地利用当前层FGS编码中的基本层编码信息来改进编码性能。

根据循环块编码方案，可以将预测残差系数作为以下两种类型之一来编码：有效信息或者细化信息。从基本层开始，如果系数具有为零的重建值，则将其称为非有效(non-significant)系数。否则将其称为有效(significant)系数。基于在基本层中编码的系数，可以对第一FGS层进行编码。在第一FGS层编码中，将再次检查来自基本层的非有效系数，以查看其是否在当前FGS层变为有效(也即，具有为零的重建值)。如果是，则对其幅度和符号进行编码。否则，仍然将其分类为非有效。对于来自基本层的有效系数，基于当前FGS层量化参数(QP)对其进一步细化。一旦对第一FGS层进行了编码，则其充当基本层，并且可以对第二FGS层进行编码，以此类推。一旦系数在某层变为有效，将仅在每个随后的较高FGS层对该系数进行细化。

在编码顺序方面，循环块编码通常首先编码有效信息，随后是细化信息。更具体地，对于编码分片的每个FGS层，存在两个阶段(pass)：有效阶段和细化阶段。在有效阶段中，仅检查来自基本层的那些非有效系数，以查看其是否在当前层中变为有效。如果是，则对其幅度和符号进行编码。一旦检查了来自基本层的所有非有效系数，则有效阶段结束。在随后的细化阶段中，根据当前FGS层QP对来自基本层的所有那些有效系数进行细化。

循环块编码的更为详细的过程可以通过下面的伪代码来描述。在还有要解码的值的情况下

对于每一个快

  如果有效阶段对于当前分片的亮度没有完成

    解码一个非零亮度系数和之前的零

  否则

    解码用于接下来的亮度系数的细化信息

  如果有效阶段对于当前分片的色度没有完成

    解码来自每个分量的一个非零色度系数和之前的零

  否则

    解码用于接下来的色度系数的细化信息