[发明专利]图像帧数据的编码和解码方法及装置以及计算机可读介质

说明书

公开了一种编码和解码变换单位的残差系数的有效性映射的方法。该方法从视频数据的位流接收变换单位(1500)，其中该变换单位具有正方形上级层(1503)和正方形下级层(1502)。正方形上级层表示最多四个有效系数组标志的正方形配置，这些有效系数组标志各自表示正方形下级层的非重复区域。该方法针对所接收到的变换单位确定正方形上级层的有效系数组标志，并且根据所确定的有效系数组标志来确定正方形下级层的残差系数的值，以对视频数据的位流的变换单位进行解码。还公开了相应的编码方法。

(本申请是申请日为2013年1月18日、申请号为201380006207.3、发明名称为“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”的申请的分案申请。)

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。将各帧分解成最大编码单位(LCU)的阵列。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。编码树使得能够将各最大编码单位(LCU)子分割成四个编码单位(CU)，其中各编码单位(CU)的宽度和高度是母最大编码单位(LCU)的宽度和高度的一半。可以将各编码单位(CU)进一步子分割成相等大小的四个编码单位(CU)。可以递归地应用这种子分割处理，直到达到最小编码单位(SCU)大小为止，从而使得能够将编码单位(CU)向下定义为最小支持大小。将最大编码单位递归子分割成所谓的编码单位的层级结构具有四叉树结构并且被称为编码树。将该子分割处理作为被编码为二进制数(bin)的标志序列而在通信位流中编码。

在没有进行进一步子分割的编码树中存在一组编码单位，从而占据编码树的叶节点。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。