[发明专利]编码和解码变换单位的残差系数的有效性映射的方法、设备和系统

说明书

公开了一种用于从视频数据的位流解码多个编码单位的方法。该方法根据位流的第一数据块来确定所述多个编码单位的编码单位结构。所述编码单位结构描述将编码单位分割成多个编码单位。该方法根据所确定的所述编码单位结构来从位流的第二数据块解码所述多个编码单位的旁路编码数据。该方法根据所确定的所述编码单位结构来从位流的第三数据块解码所述多个编码单位的残差数据。然后该方法使用残差数据和旁路编码数据来从位流形成所述多个编码单位。还公开了编码方法。

技术领域

本发明通常涉及数字视频信号处理，尤其涉及用于对变换单位(TU)的残差系数进行编码和解码的方法、设备和系统，其中该变换单位(TU)的形状可以具有正方形或非正方形。

背景技术

当前存在包括用于传输和存储视频数据的应用程序的许多应用程序。还开发了许多视频编码标准并且其它视频编码标准当前正在开发中。视频编码标准化的最新进展已导致形成被称为“针对视频编码的联合专家小组”(JCT-VC)的组。该针对视频编码的联合专家小组(JCT-VC)包括已知为视频编码专家组(VCEG)的国际电信联盟(ITU)的电信标准化部门(ITU-T)的研究组16、问题6(SG16/Q6)的成员、以及还已知为运动图片专家组(MPEG)的国际标准化组织/国际电工委员会联合技术委员会1/小组委员会29/工作组11(ISO/IEC JTC1/SC29/WG11)的成员。

针对视频编码的联合专家小组(JCT-VC)的目标是产生新的视频编码标准以显著优于目前现有的已知为“H.264/MPEG-4AVC”的视频编码标准。该H.264/MPEG-4AVC标准本身是针对诸如MPEG-4和ITU-T H.263等的以前的视频编码标准的大幅改进。已将开发中的新视频编码标准命名为“高效率视频编码(HEVC)”。针对视频编码的联合专家小组JCT-VC还考虑由于针对高效率视频编码(HEVC)所提出的技术而产生的、在对该标准的实现进行缩放从而以高分辨率或高帧频进行工作的情况下产生困难的实现挑战。

呈现实现高压缩效率所带来的困难的H.264/MPEG-4AVC视频编码标准的一个领域是针对用于表示视频数据的残差系数的编码。视频数据由帧序列构成，其中各帧具有样本的二维阵列。通常，帧包括一个亮度通道和两个色度通道。将各帧分解成一个或多个片。各片包含一个或多个最大编码单位(LCU)。这些最大编码单位(LCU)具有诸如64个亮度样本等的、边尺寸是2的幂且宽度和高度相等的固定大小。开发中的高效率视频编码(HEVC)标准的一个特征是“细粒度片(fine granularity slice)”。在细粒度片特征有效的情况下，片边界没有被限制为最大编码单位(LCU)边界。细粒度片可以在位流等级有效。

编码树使得能够将各最大编码单位(LCU)子分割成相等大小的四个区域，其中各区域的宽度和高度是母最大编码单位(LCU)的宽度和高度的一半。可以将各区域进一步子分割成相等大小的四个区域。在没有对区域进行进一步子分割的情况下，存在编码单位，从而占据该区域整体。可以递归地应用这种子分割处理，直到达到区域的大小是最小编码单位(SCU)大小、并且推断出编码单位(CU)即最小编码单位(SCU)的大小为止。将最大编码单位递归子分割成编码单位的层级结构具有四叉树结构并且被称为编码树。编码单位(CU)或区域具有已知为“深度”的特性，其中“深度”是指这些编码单位或区域在子分割的层级结构的等级方面位于编码树的位置。将该子分割处理作为算术编码标志的序列而在位流中编码。在细粒度片有效的情况下，指定确定片边界可能存在的编码单位的最小大小的阈值。

在没有进行进一步子分割的编码树中存在一组编码单位，这些编码单位是占据编码树的叶节点的编码单位。在这些编码单位中存在变换树。变换树还可以使用如编码树所使用的四叉树结构来对编码单位进行分解。在变换树的叶节点处，使用变换单位(TU)来对残差数据进行编码。与编码树相对比，变换树可以将编码单位子分割成具有非正方形形状的变换单位。此外，变换树结构不要求变换单位(TU)占据母编码单位所提供的所有区域。