[发明专利]一种基于模板的残差变换系数重要图编码方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像、视频压缩编码技术。 

背景技术

近年来，随着图像、视频编码和通信传输技术的不断进步，各类数字多媒体相关产业发展迅猛。随着广大用户对高品质多媒体需求的不断增长，各类高清和超高清视频服务应运而生并增长迅猛。相较以往的中低分辨率视频内容，高清和超高清视频内容的数据量显著增加，并对现有的存储和传输系统提出了更大的挑战。因此，如何开发更加高效的视频编码方法成为了突破这一瓶颈的关键。 

作为目前最先进的算术编码方法，基于上下文的二值算术编码CABAC已经获得了业界的普遍认可，并广泛应用于现有视频编码标准，如H.264/AVC，HEVC等。但在传统的CABAC编码方法中，一些固有的缺陷仍然极大限制了其压缩性能的进一步提高。在残差变换系数的处理中，CABAC将其分解为重要图（significance map）和水平级信息（level information），两者独立编码。其中，significance map用于标记非零系数位置，而level information用于表示量化后的非零系数的幅值。 

在传统的CABAC方案中，significance map用0，1串组合来表示，其中每个二进制标记位的上下文模型由当前标记位的扫描位置决定，具体的significance map编码规范可参看H.264/AVC标准文档。significance map编码采用了固定的逐位编码方法。此外，由于level information仅包含非零系数的幅值信息，通过解码level information可得到significance map中的非零系数个数。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种效率更高的残差变换系数重要图编码方法。 

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种基于模板的残差变换系数重要图编码方法，包括以下步骤： 

在编码端，一个变换系数块内按之字形扫描得到的0，1串构成一个变换系数标记组合，再计算变换系数标记组合的非零系数个数，在当前量化参数与非零系数个数组合对应的模板集合中搜索匹配模板并记录模板标签；将模板标签作为重要图的编码单元进行编码； 

所述模板集合为离线训练得到的不同量化参数和非零系数个数组合下变换系数标记组合的集合；通过统计每个量化参数和非零系数个数组合下的变换系数标记组合出现概率来建立模板集合；在同一量化参数和非零系数个数组合对应的模板集合中，模板标签唯一对应一个 变换系数标记组合； 

在解码端，首先从接收到的编码信息中获取量化参数，再解码水平级信息获得非零系数个数，根据量化参数与非零系数个数选择对应的模板集合，最后通过解码得到的模板标签在模板集合中查找到变换系数标记组合从而恢复出重要图。 

本发明基于变换系数标记组合统计特征的模板训练，保证所选的变换系数标记组合比特开销低于传统的CABAC重要图编码，从而有效提高本方法的鲁棒性；利用了变换系数标记组合的相关性以及非零系数个数先验，有效提高了算法的压缩效率；根据编码端的变化，调整了解码端水平级信息与重要图信息的解码顺序，有效保证了重要图信息的正确解码。 

具体的，模板标签为同一模板集合下按变换系数标记组合中非零系数出现的概率的高低进行的编号。 

具体的，所述编码为自适应的二进制算术编码。 

本发明的有益效果是，编码效率高和计算复杂度低。 

附图说明

图1：变换系数标记组合示意图。 

图2：实施例流程图。 

具体实施方式

本发明在优化的H.264/AVC通用测试平台KTA2.4r1上进行实现。 

编码器端的操作包括模板集合训练，模板集合选择和模板标签编码。 

具体如下： 

步骤一、离线训练得到的不同量化参数下的不同非零系数个数对应的变换系数标记组合的集合，M个量化参数和N个非零系数个数对应M*N组变换系数标记组合；在同一量化参数下的模板集合中，模板标签唯一对应一个变换系数标记组合；模板标签可以根据同一模板集合下的变换系数标记组合中非零系数出现的概率的高低进行编号。