[发明专利]用于编码数字图像的方法及相关联的解码方法、设备和计算机程序

说明书

1.发明内容

本发明的领域是信号压缩的领域，特别是被划分为像素块的数字图像或数字图像序列的领域。

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：

-来自同一相机并且时间上彼此相继的图像(2D-类型编码/解码)，

-来自根据不同视角取向的不同相机的图像(3D-类型编码/解码)，

-对应的纹理和深度的分量(3D-类型编码/解码)，

-等等。

本发明以类似的方式适用于图像的2D-类型编码/解码或3D-类型编码/解码。

本发明可以特别地但不排他地适用于在当前AVC(高级视频编码)和HEVC(高效率视频编码)视频编码器和它们的扩展(MVC、3D-AVC、MV-HEVC、3D-HEVC等)中实现的视频编码并且适用于对应的解码。

2.背景技术

考虑了其中图像被划分为像素块的数字图像的传统压缩方案。构成初始编码单元的将要编码的当前块一般根据预定切割模式被切割为可变数量的子块。结合图1，我们考虑具有非零整数K的数字图像I1、I1、Ik、IK的序列。根据如在于2013年11月发布的国际标准化组织的文件“ISO/IEC 23008-2:2013-High efficiency coding and media delivery in heterogeneous environments--Part 2:High efficiency video coding”中规定的HEVC术语，将图像Ik切割为编码树单元(CTU)。标准编码器通常提供基于被称为固定尺寸的CU(针对“编码单元”)的方形或矩形块的规则分区。分区始终是从初始的未分区编码单元完成的，并且从该中性基础计算最终分区和然后发出信号。关于图2呈现了由HEVC标准授权的分区的示例。

每个CU将经历由操作的序列组成的编码或解码操作，以非穷举的方式包括预测、残余计算、变换、量化和熵编码。该操作的序列根据现有技术是已知的并且关于图3呈现。

将要处理的第一块CTU被选择为当前块b。例如，这是第一块(按词典序)。该块包括N×N个像素，其中N为非零整数，例如根据HEVC标准等于64。

假设存在到编号从1到L的可能的PU块的L个分区，并且在块b上使用的分区对应于分区号l。例如，根据“四叉树”类型切割的规则模式可以有4个可能的分区，其采用尺寸4×4、8×8、16×16和32×32的子块。如先前所提到的，一些PU块可以是矩形的。

在步骤E1期间，确定原始块b的预测Pr。它是通过已知手段构建的预测块，通常通过运动补偿(源自先前解码的参考图像的块)或通过帧内预测(从ID图像中与当前块直接相邻的解码的像素构建的块)。与P相关的预测信息被编码在比特流TB或压缩文件FC中。这里假设存在K个可能的预测模式m1、m2、...、mK，其中，K是非零整数。例如，针对当前块b选择的预测模式是模式mk。一些预测模式与帧内类型预测相关联，其他预测模式与帧间类型预测相关联，并且其他预测模式与合并类型预测相关联。

在步骤E2期间，通过从当前块b中的当前块b的预测Pr中减去R＝b-Pr来形成原始残余R。

在步骤E3期间，通过DCT类型变换将残余R变换成被称为RT的经变换的残余块或变换成小波，两者都是本领域技术人员已知的并且特别是被实现在针对DCT的JPEG/MPEG标准和针对小波变换的JPEG2000中。

在E4，通过传统的量化手段(例如，标量或向量)来将经变换的残余RT量化成量化的残余块RQ，包括与残余块RQ包含像素一样多的系数(例如Nb)，其中，Nb是非零整数。以现有技术中已知的方式，以预定顺序扫描这些系数以便构成单维向量RQ[i]，其中索引i从0变化到Nb-1。索引i被称为系数RQ[i]的频率。通常，这些系数以频率的升序例如根据从JPEG固定图像编码标准已知的之字形路径被扫描。

在步骤E5期间，通过熵编码例如根据霍夫曼编码技术或算术编码技术对残余块RQ的系数的幅度信息进行编码。通过本文中的幅度来意指系数的绝对值。通常，能够对表示系数为非零的事实的每个系数信息进行编码。然后，对于每个非零系数，与幅度相关的一条或多条信息被编码。获得编码的幅度CA。一般，非零系数的符号简单地通过位0或1来编码，每个值对应于给定极性。这种编码提供了高效的性能，因为由于变换，将要编码的幅度的值大体等于零。