每時鐘cabac編碼采用2個bin的視頻編碼器的制造方法
【專利摘要】描述系統(tǒng)、裝置和方法，其包括在單個時鐘周期期間使用一個基于上下文的自適應(yīng)算術(shù)編碼（CABAC）引擎來對一個bin值編碼并且使用另一個CABAC引擎來對另一個bin值編碼。每個CABAC引擎的概率狀態(tài)指數(shù)可在對bin值編碼時提供給其他CABAC引擎。
【專利說明】每時鐘CABAC編碼采用2個BIN的視頻編碼器
【背景技術(shù)】
[0001]在高級視頻編碼(AVC)編碼器流水線中，宏塊視頻數(shù)據(jù)由語法元素表示。典型地，語法元素經(jīng)歷二進制化過程并且然后使用基于上下文的自適應(yīng)算術(shù)編碼(CABAC)引擎來編碼。CABAC編碼過程基于遞歸區(qū)間細分方案。常規(guī)的CABAC引擎在任何給定的時鐘周期期間僅對二進制化語法元素的一個位或“bin”編碼。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0002]本文描述的材料通過示例而非限制性的方式在附圖中圖示。為了圖示的簡單和清楚起見，在圖中圖示的元件不一定按比例繪制。例如，為了清楚起見，一些元件的尺寸可相對于其他元件擴大。此外，在認為適當?shù)牡胤?，標號在圖之中重復(fù)來指示對應(yīng)或類似元件。在圖中:
圖1是示例視頻編碼器系統(tǒng)的說明性圖；
圖2圖示圖1的熵編碼模塊；
圖3圖不不例過程；
圖4更詳細圖示圖2的熵編碼模塊；
圖5更詳細圖示圖4的熵編碼模塊的一部分；以及 圖6是全部根據(jù)本公開的至少一些實現(xiàn)而設(shè)置的示例計算系統(tǒng)的說明性圖。
【具體實施方式】
[0003]現(xiàn)在參考附圖來描述一個或多個實施例或?qū)崿F(xiàn)。盡管論述了特定配置和設(shè)置，應(yīng)該理解這只是為了說明性目的而進行。相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將認識到可以采用其他配置和設(shè)置而不偏離描述的精神和范圍。也可以在除了本文描述的之外的多種其他系統(tǒng)和應(yīng)用中采用本文描述的技術(shù)和/或設(shè)置，這對相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將是明顯的。
[0004]盡管下列描述闡述可在例如片上系統(tǒng)(SoC)架構(gòu)等架構(gòu)中顯露的各種實現(xiàn)，本文描述的技術(shù)和/或設(shè)置的實現(xiàn)不限于特定架構(gòu)和/或計算系統(tǒng)并且可由任何架構(gòu)和/或計算系統(tǒng)為了相似目的而實現(xiàn)。例如，采用例如多個集成電路(IC)芯片和/或封裝件的各種架構(gòu)和/或各種計算裝置和/或例如機頂盒、智能電話等消費者電子(CE)裝置可實現(xiàn)本文描述的技術(shù)和/或設(shè)置。此外，盡管下列描述可闡述例如系統(tǒng)部件的邏輯實現(xiàn)、類型和相互關(guān)系、邏輯分區(qū)/集成選擇等許多特定細節(jié)，要求保護的主旨可在沒有這樣的特定細節(jié)的情況下實踐。在其他實例中，例如控制結(jié)構(gòu)和全軟件指令序列等一些材料可未被詳細示出以便不掩蓋本文公開的材料。
[0005]本文公開的材料可采用硬件、固件、軟件或其任何組合來實現(xiàn)。本文公開的材料還可實現(xiàn)為存儲在機器可讀介質(zhì)上的指令，其可由一個或多個處理器讀取并且執(zhí)行。機器可讀介質(zhì)可包括用于采用可被機器(例如，計算裝置)讀取的形式存儲或傳送信息的任何介質(zhì)和/或機構(gòu)。例如，機器可讀介質(zhì)可包括:只讀存儲器(ROM);隨機存取存儲器(RAM);磁盤存儲介質(zhì)；光存儲介質(zhì)；閃速存儲器裝置；電、光、聲或其他形式的傳播信號(例如，載波、紅外信號、數(shù)字信號，等)及其他。
[0006]在說明書中對“一個實現(xiàn)”、“實現(xiàn)”、“示例實現(xiàn)”等的引用指示描述的實現(xiàn)可包括特定特征、結(jié)構(gòu)或特性，但每個實現(xiàn)可不一定包括該特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。此外，這樣的短語不一定指相同的實現(xiàn)或?qū)嵤├?。此外，當特定特征、結(jié)構(gòu)或特性連同實現(xiàn)一起描述時，認為這樣的特征、結(jié)構(gòu)或特性連同其他無論是否在本文明確描述的實現(xiàn)一起來實施屬于本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員的知識內(nèi)。
[0007]圖1圖示根據(jù)本公開的示例視頻編碼器100的高級框圖。在各種實現(xiàn)中，編碼器100可包括預(yù)測模塊102、變換模塊104、量化模塊106、掃描模塊108和熵編碼模塊110。在各種實現(xiàn)中，編碼器100可配置成根據(jù)各種視頻編碼標準和/或規(guī)范來對視頻數(shù)據(jù)(例如，采用視頻幀或圖片的形式)編碼，其包括但不限于H.264/高級視頻編碼(AVC)標準(參見，例如ITU-T和IS0/IEC JTC I的聯(lián)合視頻組，2003年5月文獻JVT_G050rl “DraftITU-T Recommendation and Final Draft International Standard of Joint VideoSpecificationCITU-T Rec.H.264 | IS0/IEC 14496-10 AVC)”)(及其修訂)(下文稱“H.264/AVC標準”)。為了清楚起見，各種裝置、系統(tǒng)和過程在本文在H.264/AVC標準的上下文中描述，但本公開不限于任何特定視頻編碼標準和/或規(guī)范。另外，根據(jù)本公開，熵編碼模塊110可實現(xiàn)基于上下文的自適應(yīng)算術(shù)編碼(CABAC)引擎，如將在下文更詳細描述的。
[0008]預(yù)測模塊102可使用輸入視頻數(shù)據(jù)來執(zhí)行空間和/或時間預(yù)測。例如，輸入視頻圖像幀可分解成片(slice)，其為了編碼目的進一步細分成宏塊。在非限制性示例中，輸入視頻數(shù)據(jù)可采用4:2:0色度格式，其中每個宏塊包括16x16亮度樣本陣列和兩個對應(yīng)的8x8色度樣本陣列。還可采用其他色度格式，例如4:2:2 (其中兩個色度樣本陣列在大小上是8x16)和4:4:4 (具有兩個16x16色度樣本陣列)及類似物。預(yù)測模塊102可應(yīng)用已知的空間(內(nèi))預(yù)測技術(shù)和/或已知的時間(相互之間)預(yù)測技術(shù)來預(yù)測宏塊數(shù)據(jù)值。變換模塊104然后可對宏塊應(yīng)用已知的變換技術(shù)以在空間上對宏塊數(shù)據(jù)解除相關(guān)。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可認識到變換模塊104在應(yīng)用大小合適的變換度量之前可首先將16x16宏塊細分成4x4或8x8塊。此外,變換數(shù)據(jù)的DC系數(shù)可經(jīng)歷二次阿達瑪變換(Hadamard transform)。
[0009]量化模塊106然后可響應(yīng)于量化控制參數(shù)(其可例如在每宏塊基礎(chǔ)上改變)而量化變換系數(shù)。例如，對于8位樣本深度，量化控制參數(shù)可具有52個可能的值。另外，量化步長(quantization step size)可不與量化控制參數(shù)線性相關(guān)。掃描模塊108然后可使用各種已知的掃描順序方案來掃描量化變換系數(shù)的矩陣以生成變換系數(shù)符號元素串。變換系數(shù)符號元素以及額外的語法元素(例如宏塊類型、內(nèi)部預(yù)測模式、運動矢量、參考圖片指數(shù)、殘余變換系數(shù)等)然后可提供給熵編碼模塊110。
[0010]圖2更詳細地圖示根據(jù)本公開的熵編碼模塊110。模塊110包括兩個CABAC引擎202 (CABAC引擎0)和204 (CABAC引擎I)、二進制化模塊206、具有兩個讀端口和兩個寫端口的上下文存儲器208和位合并模塊210。每個非二進制輸入語法元素(SE)可由二進制化模塊206使用已知的二進制化技術(shù)(參見，例如IEEE Transactions onCircuits and Systems for Video Technology,第 13 卷第 7 期(2003 年 7 月)D.Marpe的“Context-Based Adaptive Binary Arithmetic Coding in the H.264/ A VC VideoCompression Standard”,在下文為“Marpe”)而處理來生成對應(yīng)的SE位或“bin”(例如，bin0、binl、bin2、."binNX例如,二進制樹結(jié)構(gòu)可用于使還未采用二進制形式的SE、例如變換系數(shù)SE、運動矢量SE及類似物等二進制化。如本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可認識到的，二進制過程將所有非二進制值SE映射到另外稱為bin串的bin序列。在各種實現(xiàn)中，可使用例如一元(U)、截斷一元(TU)、第k階指數(shù)哥倫布(EGk)、第一和第三方案的級聯(lián)UEGk和固定長度二進制化等不同的二進制化方案。二進制化模塊206還可對SE的每個bin得到上下文指數(shù)(ctxidx)。Bin值和它們的關(guān)聯(lián)上下文指數(shù)然后提供給上下文存儲器208以及CABAC引擎202和204。
[0011]如將更詳細解釋的，根據(jù)本公開，熵編碼模塊110可采用CABAC引擎202和204結(jié)合上下文存儲器208以在單個時鐘周期期間提供兩個bin值的CABAC處理。為了這樣做，CABAC引擎202和204 —起通信耦合到單個時鐘PIPE線203內(nèi)使得CABAC引擎202和204的內(nèi)部概率狀態(tài)(pstateidx)存儲在上下文存儲器208中并且提供給CABAC引擎202和204。如將在下文更詳細描述的，引擎202和/或204的bin值、上下文指數(shù)和內(nèi)部概率狀態(tài)可在引擎202和204對bin值應(yīng)用遞歸區(qū)間細分算術(shù)編碼技術(shù)時使用。位合并模塊210然后可應(yīng)用已知的技術(shù)(參見例如Marpe)來使CABAC引擎202和204的輸出合并并且對編碼器100生成編碼的位流輸出。
[0012]圖3圖示根據(jù)本公開的各種實現(xiàn)用于在單個時鐘周期中對兩個bin值執(zhí)行CABAC編碼的示例過程300的流程圖。過程300可包括一個或多個操作、功能或動作，如由圖3的框302、304、308、312和316中的一個或多個圖示的。通過非限制性示例的方式，根據(jù)本公開，過程300將在本文參考在圖4中甚至更詳細描述的示例熵編碼器110來描述。
[0013]過程300可在框302開始，其中可接收語法元素301。例如，H.264/AVC SE可在二進制化模塊206處被接收。如在圖4中示出的，二進制化模塊206可接收SE，其包括例如變換系數(shù)值、運動矢量差(MVD)值及類似物。例如，SE可包括每個顯著變換系數(shù)的絕對值。
[0014]在框304，可使SE 二進制化來生成多個bin值305和對應(yīng)數(shù)量的上下文指數(shù)值306。例如，表1示出對于不同MVD值的示例二進制化值。
【權(quán)利要求】
1.一種設(shè)備，其包括: 存儲器； 第一模塊，用于響應(yīng)于第一上下文指數(shù)值在第一時鐘周期期間對第一 bin值進行熵編碼，其中所述第一模塊配置成在對所述第一 bin值進行熵編碼時將第一概率狀態(tài)指數(shù)值存儲在所述存儲器中；以及 第二模塊，用于響應(yīng)于第二上下文指數(shù)值在所述第一時鐘周期期間對第二 bin值進行熵編碼，其中所述第二模塊配置成在對所述第二 bin值進行熵編碼時將第二概率狀態(tài)指數(shù)值存儲在所述存儲器中。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其進一步包括: 第三模塊，用于通過使語法元素二進制化而生成所述第一和第二 bin值、確定所述第一 bin值的第一上下文指數(shù)值以及確定所述第二 bin值的第二上下文指數(shù)值。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述語法元素包括H.264/AVC語法元素。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述存儲器包括具有兩個讀端口和兩個寫端口的上下文存儲器。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第二模塊配置成響應(yīng)于所述第一概率狀態(tài)指數(shù)值而對所述第二 bin值進行熵編碼。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一模塊包括第一基于上下文的自適應(yīng)算術(shù)編碼(CABAC)引擎，并且所述第二模塊包括第二 CABAC引擎。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述存儲器存儲所述第一bin值、所述第二 bin值、所述第一上下文指數(shù)值和所述第二上下文指數(shù)值。
8.一種計算機實現(xiàn)的方法，其包括: 在第一時鐘周期期間對第一 bin值執(zhí)行基于上下文的自適應(yīng)算術(shù)(CABA)編碼來生成編碼的第一 bin值和第一概率狀態(tài)指數(shù)值；以及 在所述第一時鐘周期期間響應(yīng)于所述第一概率狀態(tài)指數(shù)值來對第二 bin值執(zhí)行CABA編碼來生成編碼的第二 bin值和第二概率狀態(tài)指數(shù)值。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中對所述第一bin值執(zhí)行CABA編碼包括: 響應(yīng)于第一上下文指數(shù)值和所述第一 bin值而執(zhí)行遞歸區(qū)間細分算術(shù)編碼來生成所述編碼的第一 bin值和所述第一概率狀態(tài)指數(shù)值；以及 將所述第一概率狀態(tài)指數(shù)值存儲在存儲器中。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述存儲器包括具有兩個讀端口和兩個寫端口的上下文存儲器。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中對所述第二bin值執(zhí)行CABA編碼包括: 響應(yīng)于第二上下文指數(shù)值和所述第二 bin值而執(zhí)行遞歸區(qū)間細分算術(shù)編碼來生成所述編碼的第二 bin值和所述第二概率狀態(tài)指數(shù)值；以及 將所述第二概率狀態(tài)指數(shù)值存儲在所述存儲器中。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其中對所述第一bin值執(zhí)行CABA編碼包括使用第一CABAC引擎來對所述第一 bin值執(zhí)行CABA編碼，并且其中對所述第二 bin值執(zhí)行CABA編碼包括使用第二 CABAC引擎來對所述第二 bin值執(zhí)行CABA編碼。
13.如權(quán)利要求8所述的方法，其進一步包括:接收語法元素；以及 使所述語法元素二進制化來生成所述第一 bin值和所述第二 bin值。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述語法元素包括H.264/AVC語法元素。
15.—種系統(tǒng),其包括: 成像裝置；以及 計算系統(tǒng)，其中所述計算系統(tǒng)通信地耦合于所述成像裝置并且其中所述計算系統(tǒng):在第一時鐘周期期間對第一 bin值執(zhí)行基于上下文的自適應(yīng)算術(shù)(CABA)編碼來生成編碼的第一 bin值和第一概率狀態(tài)指數(shù)值；以及 在所述第一時鐘周期期間響應(yīng)于所述第一概率狀態(tài)指數(shù)值來對第二 bin值執(zhí)行CABA編碼來生成編碼的第二 bin值和第二概率狀態(tài)指數(shù)值。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中為了對所述第一bin值執(zhí)行CABA編碼，所述計算系統(tǒng): 響應(yīng)于第一上下文指數(shù)值和所述第一 bin值而執(zhí)行遞歸區(qū)間細分算術(shù)編碼來生成所述編碼的第一 bin值和所述第一概率狀態(tài)指數(shù)值；以及將所述第一概率狀態(tài)指數(shù)值存儲在上下文存儲器中。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述上下文存儲器包括兩個讀端口和兩個寫端□。
18.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中為了對所述第二bin值執(zhí)行CABA編碼，所述計算系統(tǒng): 響應(yīng)于第二上下文指數(shù)值和所述第二 bin值而執(zhí)行遞歸區(qū)間細分算術(shù)編碼來生成所述編碼的第二 bin值和所述第二概率狀態(tài)指數(shù)值；以及將所述第二概率狀態(tài)指數(shù)值存儲在上下文存儲器中。
19.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中為了對所述第一bin值執(zhí)行CABA編碼，所述計算系統(tǒng)使用第一 CABAC引擎來對所述第一 bin值執(zhí)行CABA編碼，并且其中為了對所述第二bin值執(zhí)行CABA編碼，所述計算系統(tǒng)使用第二 CABAC引擎來對所述第二 bin值執(zhí)行CABA編碼。
20.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述計算系統(tǒng): 使語法元素二進制化來生成所述第一 bin值和所述第二 bin值。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述計算系統(tǒng): 從所述成像裝置接收視頻內(nèi)容；以及 處理所述視頻內(nèi)容來生成所述語法元素。
22.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述語法元素包括H.264/AVC語法元素。
23.一種物品，其包括具有存儲在其中的指令的計算機程序產(chǎn)品，所述指令如果被執(zhí)行則促使: 在第一時鐘周期期間對第一 bin值執(zhí)行基于上下文的自適應(yīng)算術(shù)(CABA)編碼來生成編碼的第一 bin值和第一概率狀態(tài)指數(shù)值；以及 在所述第一時鐘周期期間響應(yīng)于所述第一概率狀態(tài)指數(shù)值來對第二 bin值執(zhí)行CABA編碼來生成編碼的第二 bin值和第二概率狀態(tài)指數(shù)值。
24.如權(quán)利要求23所述的物品，其中對所述第一bin值執(zhí)行CABA編碼包括:響應(yīng)于第一上下文指數(shù)值和所述第一 bin值而執(zhí)行遞歸區(qū)間細分算術(shù)編碼來生成所述編碼的第一 bin值和所述第一概率狀態(tài)指數(shù)值；以及將所述第一概率狀態(tài)指數(shù)值存儲在存儲器中。
25.如權(quán)利要求24所述的物品，其中所述存儲器包括上下文存儲器，其具有兩個讀端口和兩個寫端口。
26.如權(quán)利要求24所述的物品，其中對所述第二bin值執(zhí)行CABA編碼包括: 響應(yīng)于第二上下文指數(shù)值和所述第二 bin值而執(zhí)行遞歸區(qū)間細分算術(shù)編碼來生成所述編碼的第二 bin值和所述第二概率狀態(tài)指數(shù)值；以及將所述第二概率狀態(tài)指數(shù)值存儲在所述存儲器中。
27.如權(quán)利要求23所述的物品，其中對所述第一bin值執(zhí)行CABA編碼包括使用第一CABAC引擎來對所述第一 bin值執(zhí)行CABA編碼，并且其中對所述第二 bin值執(zhí)行CABA編碼包括使用第二 CABAC引擎來對所述第二 bin值執(zhí)行CABA編碼。
28.如權(quán)利要求23所述的物品，其具有存儲在其中的另外的指令，其如果被執(zhí)行則促使: 接收語法元素；以及 使所述語法元素二 進制化來生成所述第一 bin值和所述第二 bin值。
29.如權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其中所述語法元素包括H.264/AVC語法元素。
【文檔編號】H04N19/176GK103918260SQ201180074873
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月15日
【發(fā)明者】S.王, H-F.R.陳, M.I.夸拉斯 申請人:英特爾公司