[发明专利]编码数字图像的方法和相关解码方法、装置及计算机程序

说明书

1.技术领域

本发明属于信号压缩领域，特别是对数字图像或数字图像序列的压缩，其中对待编码信号部分的预测是根据已编码信号的一部分来做出的。

对数字图像的编码/解码特别适用于来自至少一个视频序列的图像，包括：

-来自同一相机且时间上彼此跟随的图像(2D型编码/解码)；

-来自根据不同视域定向的不同相机的图像(3D型编码/解码)；

-等等.

本发明以类似方式运用于图像的2D或3D型编码/解码。

本发明特别适用于现行AVC和HEVC视频编码器及其扩展(MVC，3DAVC，MV-HEVC，3D-HEVC，等)中所采用的视频编码和对应的解码，但不限于此。

本发明也可以运用于音频编码，例如现行音频编码器(EVS，OPUS。MPEG-H，等)及其扩展中采用的音频编码和对应的解码。

2.背景技术

考虑传统的数字图像压缩方法，其中图像被分解为像素块。待编码的当前块是根据先前编码/解码的块预测的。从预测值减去原始值就得到残余值。然后利用DCT(离散余弦变换)或小波变换对其进行变换。变换的系数进行量化(quantized)，然后对其幅度施以霍夫曼(Huffmann)或算术型熵编码。这样的编码获得了有效的性能，因为待编码幅度值由于变换的原因而大部分为零。

然而，其不适用于系数符号的值，+和-值通常与等同发生概率相关。这样，系数的符号用比特0或1编码。

我们从2012年5月“图片编码研讨会(PCS)”会刊中出版的Koyama,J.等的文章“Coefficient sign bit compression in video coding”(视频编码中的系数符号比特压缩)知道一种待预测残余块的系数符号的选择方法。该建议的选择是基于预定数量的系数作为这些系数的幅度和从中获得它们的块的大小的函数。预测所选的符号。所获得的预测与符号的原始值进行比较，来确定预测指针(indicator)的值，也叫做预测符号的残余。该指针可以有两个值，第一个值表示正确预测，第二个值表示不正确预测。符号的其余部分明确编码，不进行预测。

这样的选择的优点在于预测符号值的正确概率大于50％，从而允许熵编码运用于预测指针的值。该熵编码对符号信息进行编码，其平均比特率小于每符号1比特，从而提高压缩率。

3.现有技术的缺陷

然而，上述技术具有至少两个主要缺陷：

-正确预测概率接近50％的某些符号进入待预测系数的选择。若此对于压缩性能无影响(无增益)，则不必要地增加要执行的计算次数；

-正确预测概率高(大于50％)的某些系数在待预测系数的选择中不保留。这样会损失压缩效率，因为这些系数可用于进一步缩减编码信号的大小。

4.本发明的目的

本发明确实改善上述状况。

本发明的目的特别在于克服现有技术的这些缺点。

更准确而言，本发明的目的是提出一种更有效选择待预测符号的方案。

本发明的另一个目的是提出一种压缩效率更高的方案。

5.发明概述

上述目的以及下面将会提及的其它目的通过一种数字图像的编码方法实现，所述图像被分为多个按设定顺序处理的像素块，所述方法包括对当前块执行的如下步骤：

-根据至少一个先前处理的块，按照选自多个预定模式的一个预测模式预测当前块的值，

-从当前块的原始值中减去所预测的值来计算残余块，

-对该残余块的像素运用一种变换，来获得变换的残余块，所述变换的残余块包括系数，

-在该变换的残余块中选择待预测系数的符号；

-预测所选择的符号；

-根据所选符号的预测和它们的原始值计算所选符号的预测指针，该指针意图具有一组值中的一个值，该组包括：

o代表正确预测的第一值；

o代表不正确预测的第二值；

-对所获得的预测符号的指针值进行熵编码。

根据本发明，该方法包括利用属于一组的至少一个特征在多个预定环境中为当前残余块的系数确定一个环境的步骤，所述组至少包括块的大小、系数的幅度，系数频率，以及当前块的预测模式，并且待预测当前块的系数的符号是根据与系数的编码环境相关的预定分值来选择的，所述分值表示该符号的预测的可靠度等级。