一種方向信息語法元素的熵編解碼方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種方向信息語法元素的編碼方法、解碼方法及其對應的裝置。編碼方法包括將方向信息語法元素表示的方向序號二值化為bin串，以及為所述二值化后的bin串的每一個bin，選擇上下文模型并進行熵編碼。解碼方法包括：獲取方向信息的最大數(shù)量，并為每一個bin選擇上下文模型并進行熵解碼得到1個bin串；將所述bin串反二值化，得到所述方向信息語法元素的值。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于二值化后的bin概率不集中導致的編解碼效率較低的技術(shù)問題，達到了提高編解碼效率的效果。
【專利說明】一種方向信息語法元素的熵編解碼方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種方向信息的熵編碼技術(shù)，尤其涉及一種基于上下文的自適應的方 向信息語法元素的二進制算術(shù)編碼方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 以下是對于視頻編碼技術(shù)分層結(jié)構(gòu)的介紹：
[0003] 采用H. 264/AVC以及最新的HEVC等編碼標準時，一幀圖像可以劃分為多個條帶 (slice)，對每個條帶分別進行編碼和解碼。編碼條帶產(chǎn)生條帶碼流，條帶碼流中同時包含 了這個條帶的一些編碼參數(shù)，如該條帶所引用的參數(shù)集序號等。在H.264/AVC中的分層結(jié) 構(gòu)中，使用了圖像參數(shù)集和序列參數(shù)集兩級參數(shù)集來描述視頻序列的一些參數(shù)。序列參數(shù) 集可以被圖像參數(shù)集引用，圖像參數(shù)集可以被條帶引用，通過此機制，條帶可以根據(jù)其含有 的圖像參數(shù)集序號，找到對應序號的圖像參數(shù)集，進而找到其對應的圖像參數(shù)集對應的序 列參數(shù)集，從圖像參數(shù)集或者序列參數(shù)集中獲取參數(shù)。例如，條帶能夠根據(jù)其含有的圖像 參數(shù)集序號，在對應序號的圖像參數(shù)集中獲取該條帶的幀序號等信息；條帶能夠根據(jù)其對 應的圖像參數(shù)集所含有的序列參數(shù)集序號，在對應序號的序列參數(shù)集中獲取該條帶所使用 的編碼檔次（Profile)和編碼級別（Level)等參數(shù)。在HEVC編碼標準中，新加入了視頻參 數(shù)集的概念，視頻參數(shù)集可以被序列參數(shù)集引用，序列參數(shù)集可以被圖像參數(shù)集引用，圖像 參數(shù)集可以被條帶引用，通過此機制，條帶可以根據(jù)其含有的圖像參數(shù)集序號，逐層向上引 用，從圖像參數(shù)集、序列參數(shù)集或者視頻參數(shù)集中獲取參數(shù)。
[0004] 以下是對于熵編碼的介紹：
[0005] 熵編碼是用在視頻編碼的最后一個階段的一種無損壓縮方法，其輸入是轉(zhuǎn)變?yōu)橐?系列語法元素的視頻數(shù)據(jù)。這些語法元素可以在解碼端被解析出來并進一步重建出視頻序 列。語法元素大致分為兩類：預測方法和預測誤差。熵編碼的作用是將這些語法元素無損 的編碼入碼流中。
[0006] 基于上下文的自適應二進制算術(shù)編碼（CABAC)是一種廣泛用于視頻編碼的熵編 碼方法，首次出現(xiàn)于H. 264/AVC中，現(xiàn)在也在AVS1，AVS2, HEVC等標準中使用，其中包括三個 主要功能單元，二值化、上下文建模和算術(shù)編碼。二值化將語法元素映射為二進制符號，上 下文建模為每個bin估計一個概率值。最后算術(shù)編碼依據(jù)估計的概率值將bin壓縮為bit。
[0007] 二值化的方法有很多，常見的有一元碼，截斷一元碼，指數(shù)哥倫布碼和定長碼等二 值化方法。二值化指的是將每個非二進制的語法元素值映射成一個bin串，bin串由兩種 符號構(gòu)成，一般可以表示成〇和1，所有的bin串都不全相同。bin串中的每個bin都會按 照其寫入碼流的順序擁有一個從〇開始的二進制序列序號。反二值化的過程即為一個查表 的過程，每個bin串都唯一對應一個語法元素值，通過查二值化的表可以找出要解析的bin 串對應的語法元素值。解析bin串的過程是一個尋找一個可以反二值化的bin串的過程， 即如果當前已解析的bin串可以反二值化為一個語法元素，解析bin串完畢；否則，繼續(xù)解 析下一個bin，直到bin串可以反二值化為一個語法元素。
[0008] 下面介紹一下截斷一元碼：截斷一元碼是相對簡單的一種碼字，其主要用于處理 在值域有上限的數(shù)據(jù)。設(shè)值域上限為K，即截斷值為K，待編碼數(shù)據(jù)為S，其中S，K均為非負 整數(shù)，且S = 0,1，2…K，共有K+1個取值，如果S < K，則S的二進制化結(jié)果為S個前綴比 特b0,然后以一個bl比特作為結(jié)束，其中b0、bl e {〇，1}，且b0關(guān)bl ;如果S = K，則S的 二進制化結(jié)果為K個前綴比特bo。這樣的截斷一元碼稱為截斷值為K的截斷一元碼。例： 對于截斷值為5的截斷一元碼，0至5的編碼結(jié)果為分別為bl，bObl，bObObl，bObObObl， bObObObObl, bObObObObO。
[0009] 截斷值為K的截斷一元碼的反二值化過程為：若bin串中的前K個bin中包含 bl,則反二值化后的值為前K個bin中第一個bl之前的b0的數(shù)量，否則反二值化后的值為 K。根據(jù)此規(guī)則，對于截斷值為5的截斷一元碼，bl，bObl，bObObl，bObObObl，bObObObObl, bObObObObO分別被反二值化為0至5。截斷一元碼需要分析一定的bin才能完成反二值化 的過程，需要分析的bin的數(shù)量至少為1個，至多為K個，當收到的bin的個數(shù)少于需要分 析的bin的個數(shù)的時候，反二值化就無法完成：如對于截斷值為5的截斷一元碼，若只收到 了 3個bin :b0b0b0,則無法根據(jù)反二值化規(guī)則確定反二值化的值，此時可以說這樣的bin 串不可以用截斷值為5的截斷一元碼反二值化。同樣是對于截斷值為5的截斷一元碼，若 收到的3個bin是：bOblbO,則只需要分析前兩個bin就可以得到反二值化結(jié)果1，此時可 以說這樣的bin串可以用被截斷值為5的截斷一元碼反二值化。
[0010] 上下文建模是為了提供比較精確的概率估計而建立一系列概率模型。有相似的概 率分布的bin往往共用相同的上下文模型。上下文模型中存儲兩個值，一個是概率狀態(tài)，一 個是最有可能出現(xiàn)的bin的值（MPS)，上下文模型的概率狀態(tài)是依據(jù)已編碼bin的值進行更 新過的，每編完一個bin都會對所用的上下文模型中的概率狀態(tài)和MPS造成影響。上下文 模型的選擇主要依據(jù)是每個bin的語法元素類型，在bin串中的位置，色度還是亮度，相鄰 信息等。
[0011] 算術(shù)編碼是基于迭代的區(qū)間劃分的編碼方法。解析bin的過程為：初值為0到1 的區(qū)間根據(jù)bin的概率值，被劃分為兩子區(qū)間。編碼的bit流提供了一個以二進制小數(shù)表示 的偏移值，依據(jù)該偏移值可以從兩個子區(qū)間中選擇一個，該區(qū)間就代表解碼出來的bin的 值。在解析bin之后，區(qū)間的寬度值都被更新為所選的子區(qū)間的寬度，然后不斷重復這個區(qū) 間的劃分過程。編碼bin過程與之相反，區(qū)間根據(jù)bin的概率值，被劃分為兩子區(qū)間，在編 碼的bin所對應出的區(qū)間內(nèi)找一個一個以二進制小數(shù)表示的偏移值作為編碼的bin。在編 碼完一個bin后，區(qū)間的寬度值都被更新為所選的子區(qū)間的寬度，然后不斷重復這個區(qū)間 的劃分過程。算術(shù)編碼的概率估計可以用一個估計得到的概率值進行，一般稱為上下文編 碼，也可以假設(shè)一個等概率值進行，一般稱為旁路編碼，旁路編碼選擇的上下文模型一般稱 為旁路模型。
[0012] 以下是對于鏈碼的介紹：
[0013] 鏈碼是一種描述由輪廓構(gòu)成的二進制圖像的有效手段，其被廣泛應用到基于形狀 的模式識別、形狀分析、輪廓及二進制圖像的壓縮與重建等領(lǐng)域，也可以被應用在視頻編 碼中，用于輪廓表達等。鏈碼的基本思想是識別和存儲輪廓上每一個像素到其近鄰像素 的方向碼，常用的鏈碼有：Freeman鏈碼、頂點鏈碼、角度差Freeman鏈碼、基于頂點鏈碼及 Huffman編碼思想的壓縮頂點鏈碼等。
[0014] 一般而言，鏈碼由起始點和方向信息兩部分構(gòu)成，其中起始點表示該輪廓的起 始位置，而方向信息則表示該輪廓自起始位置開始，輪廓中的下一個像素到其上一個像 素的方向。該方向可以是絕對方向，也可以是相對方向。以經(jīng)典的角度差Freeman鏈碼 為例，該鏈碼包含八個碼值，分別表不八個相對方向，自0-7分別表不0°、45°、-45°、 90°、_90°、135°、_135°、180° ,利用Freeman鏈碼，可以無損表達任意輪廓信息。
[0015] 在圖像和視頻壓縮技術(shù)中，鏈碼的起始點和方向信息都需要被編碼入碼流中，這 給壓縮效率帶來了很大的挑戰(zhàn)，尤其是方向信息，當輪廓很長的時候，需要很多方向信息才 可以表達輪廓。一般而言，相對方向的概率更加集中，自然圖像輪廓的相對方向概率分布一 般是以0°為中心的對稱分布，且相對方向越大，出現(xiàn)的概率越小，更容易壓縮。因此，圖像 和視頻壓縮技術(shù)中較多使用相對方向鏈碼。即使這樣，如何更有效的壓縮方向信息，依然是 一個很值得研究的問題。
[0016] 利用上文提到的熵編碼技術(shù)來編碼方向信息是一個提高方向信息壓縮效率的方 法，目前常見方向信息熵編碼中，多使用一元碼，截斷一元碼，指數(shù)哥倫布碼等方法對方向 信息進行二值化，進而選擇相應的上下文模型進行熵編碼。然而，使用以上二值化方法得到 的bin串，其中的很多bin都存在著概率不集中的問題，即這個bin取值為0或者為1的概 率相差不大，而在熵編碼的過程中，bin取值的概率越集中，編碼效率越高，因此以上方法都 非常不利于發(fā)揮熵編碼的特點，達到更好的壓縮效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種方向信息語法元素的熵編解碼方法及其 裝直。
[0018] 本發(fā)明的主要思想是根據(jù)方向信息的特點，為方向信息設(shè)計新的二值化方式，使 二值化之后的每個bin的概率分布最為集中，進而為其選擇合適的上下文模型進行熵編解 碼。
[0019] 本發(fā)明提出的方法和裝置，可以適用于任意N(N = 2K+1，K為大于1的正整數(shù)）方 向信息語法元素的編碼和解碼，既可以是相對方向，也可以是絕對方向。
[0020] 本發(fā)明的第一目的在于提供一種方向信息語法元素的熵編碼方法，其包括以下步 驟：
[0021] 步驟1、將方向信息語法元素表示的方向序號S二值化為bin串，其中3=1，2,3··· N，N = 2K+1，K為大于1的正整數(shù)，且所述bin串具有以下特征：
[0022] (a)所述bin串由A和B兩部分組成，其中A部分為值為floor (S/2)的截斷值為 K的截斷一元碼，若S = 1，則B部分不存在，否則，B部分為長度為1的bin串，且若S為偶 數(shù)，則B部分為cl，若S為奇數(shù)，則B部分為cO ;
[0023] (b)當S>1時，若L彡Imax，則B部分是bin串的第Imax個bin,否則B部分是 bin串的第L+1個bin，其中L為A部分的長度且L為正整數(shù)，Imax為事先約定好的正整數(shù)， 且 1 < Imax < K+1 ;
[0024] 其中，13〇、131￡{〇，1}，且13〇尹131，(3〇、(31￡{〇，1}，且。0尹（31，;1^1〇〇1'(3/2)表不 對S/2進行向下取整；
[0025] 步驟2、為所述二值化后的bin串的每一個bin，選擇上下文模型并進行熵編碼。
[0026] 進一步的，所述步驟2中，為所述bin串中的每一個bin選擇上下文模型的方法 為：若該bin屬于所述A部分，則根據(jù)該bin在所述A部分的位置的不同，選擇不同的上下 文模型進行編碼。
[0027] 進一步的，所述步驟2中，為所述bin串中的每一個bin選擇上下文模型的方法 為：若該bin屬于所述B部分，則使用旁路模型進行編碼。
[0028] 進一步的，表示方向信息的最大數(shù)量N的方法包括以下情況之一：
[0029] (1)N的值為事先約定好的一個正整數(shù)；
[0030] (2)在碼流中傳輸N的信息。
[0031] 本發(fā)明的第二目的在于提供一種方向信息語法元素的熵解碼方法，其包括以下步 驟：
[0032] 步驟1、獲取方向信息的最大數(shù)量N，并為每一個bin選擇上下文模型并進行熵解 碼得到1個bin串，N = 2K+1，K為大于1的正整數(shù)；
[0033] 步驟2、將所述bin串按照如下規(guī)則反二值化，得到所述方向信息語法元素的值S， 其中 S = 1，2,3...N :
[0034] (a)若所述bin串的前Imax-1個bin可以用截斷值為K的截斷一元碼反二值化， 且反二值化的值為〇,則S = 1 ;
[0035] (b)若所述bin串的前Imax-1個bin可以用截斷值為K的截斷一元碼反二值化， 且反二值化的值不為〇,則s = 2A+B，其中，A為所述截斷一元碼反二值化后的值，且A為正 整數(shù)，若所述bin串的第L+1個bin為cl，則B = 0,否則B = 1，其中L為所述截斷一元碼 的長度，L為正整數(shù)；
[0036] (c)若所述bin串的前Imax-1個bin不可以用截斷值為K的截斷一元碼反二值 化，則S = 2C+D，其中，C為則將所述bin串的第Imax個取出后剩余的bin用截斷值為K的 截斷一元碼反二值化后的值，且C為正整數(shù)，若所述bin串的第Imax個bin為cl，則D = 0,否則D = 1。
[0037] 其中，b0、bl e {〇, 1}，且 b0 尹 bl，c0、cl e {〇, 1}，且 c0 尹 cl, Imax 為事先約定 好的正整數(shù)，且1 < Imax彡K+l。
[0038] 進一步的，所述步驟1中，所述為每一個bin選擇上下文模型的方法為：若該bin 是所述bin串的截斷值為K的截斷一元碼部分，則根據(jù)該bin在所述截斷一元碼bin串的 位置的不同，選擇不同的上下文模型進行解碼。
[0039] 進一步的，所述步驟1中，所述為每一個bin選擇上下文上下文模型的方法為：若 該bin不是所述bin串的截斷值為K的截斷一元碼部分，則使用旁路模型進行解碼。
[0040] 進一步的，獲取方向信息的最大數(shù)量N的方法包括以下情況之一：
[0041] (1)N的值為事先約定好的一個正整數(shù)；
[0042] (2)在碼流中獲取N的信息，由所述N的信息獲取N的值。
[0043] 本發(fā)明的第三目的在于提供一種含有方向信息語法元素的碼流，其包括：
[0044] (1)方向信息語法元素表示的方向序號為S，其中S = 1，2,3…N，N = 2K+1，K為 大于1的正整數(shù)，方向信息語法元素二值化之后的bin串具有以下特征：
[0045] (a)所述bin串由A和B兩部分組成，其中A部分為值為floor (S/2)的截斷值為 K的截斷一元碼，若S = 1，則B部分不存在，否則，B部分為長度為1的bin串，且若S為偶 數(shù)，則B部分為cl，若S為奇數(shù)，則B部分為cO ;
[0046] (b)當S > 1時，若L彡Imax，則B部分是bin串的第Imax個bin,否則B部分是 bin串的第L+1個bin，其中L為A部分的長度且L為正整數(shù)，Imax為事先約定好的正整數(shù)， 且 1 < Imax < K+1 ;
[0047] 其中，13〇、131￡{〇，1}，且13〇尹131，(3〇、(31￡{〇，1}，且。0尹（31，;1^1〇〇1'(3/2)表不 對S/2進行向下取整；
[0048] (2)所述bin串中的每一個bin均使用經(jīng)過選擇的上下文上下文模型進行熵編碼。
[0049] 進一步的，對于所述的bin串中的每一個bin，若該bin屬于所述A部分，則根據(jù)該 bin在所述A部分的位置的不同，選擇不同的上下文模型進行編碼。。
[0050] 進一步的，對于所述的bin串中的每一個bin，若該bin屬于所述B部分，則使用旁 路模型進行編碼。
[0051] 進一步的，所述碼流中還包括方向信息的最大數(shù)量N的信息。
[0052] 本發(fā)明的第四目的在于提供一種方向信息語法元素的熵編碼裝置，其包括：
[0053] 方向信息語法元素二值化模塊：將方向信息語法元素表示的方向序號S二值化為 bin串，其中S = 1，2,3···Ν，N = 2K+1，且所述bin串具有以下特征：
[0054] (a)所述bin串由A和B兩部分組成，其中A部分為值為floor (S/2)的截斷值為 K的截斷一元碼，若S = 1，則B部分不存在，否則，B部分為長度為1的bin串，且若S為偶 數(shù)，則B部分為cl，若S為奇數(shù)，則B部分為cO ;
[0055] (b)當S>1時，若L彡Imax,則B部分是bin串的第Imax個bin,否則B部分是 bin串的第L+1個bin，其中L為A部分的長度且L為正整數(shù)，Imax為事先約定好的正整數(shù)， 且 1 < Imax < K+1 ;
[0056] 其中，13〇、131￡{〇，1}，且13〇尹131，(3〇、(31￡{〇，1}，且。0尹（31，;1^1〇〇1'(3/2)表不 對S/2進行向下取整；
[0057] 模型選擇模塊：對于二值化后的bin串，為每一個bin選擇一個上下文上下文模型 并進行熵編碼；
[0058] 碼流寫入模塊：將熵編碼后的比特串寫入碼流。
[0059] 進一步的，所述模型選擇模塊中為每一個bin選擇上下文模型的實施方式為：若 該bin屬于所述A部分，則根據(jù)該bin在所述A部分的位置的不同，選擇不同的上下文模型 進行編碼。
[0060] 進一步的，所述模型選擇模塊中為每一個bin選擇上下文模型的實施方式為：若 該bin屬于所述B部分，則使用旁路模型進行編碼。
[0061] 進一步的，所述碼流寫入模塊的功能還包括將方向信息的最大數(shù)量N的信息寫入 碼流。
[0062] 本發(fā)明的第五目的在于提供一種方向信息語法元素的熵解碼裝置，其包括：
[0063] 方向信息最大數(shù)量獲取模塊：獲取方向信息的最大數(shù)量N的信息，N = 2K+1，K為 大于1的正整數(shù)；
[0064] 模型選擇模塊：根據(jù)根據(jù)方向信息的最大數(shù)量N以及已經(jīng)解碼的bin，為每一個 bin選擇一個上下文模型進行熵解碼，最終形成bin串；
[0065] 反二值化模塊：將所述bin串反二值化，得到所述方向信息語法元素的值S，其中S =1,2, 3…N,且所述反二值化的實施方式為：
[0066] (a)若所述bin串的前Imax-1個bin可以用截斷值為K的截斷一元碼反二值化， 且反二值化的值為〇,則S = 1 ;
[0067] (b)若所述bin串的前Imax-1個bin可以用截斷值為K的截斷一元碼反二值化， 且反二值化的值不為〇,則S = 2A+B，其中，A為所述截斷一元碼反二值化后的值，且A為正 整數(shù)，若所述bin串的第L+1個bin為cl，則B = 0,否則B = 1，其中L為所述截斷一元碼 的長度，L為正整數(shù)；
[0068] (c)若所述bin串的前Imax-1個bin不可以用截斷值為K的截斷一元碼反二值 化，則S = 2C+D，其中，C為則將所述bin串的第Imax個取出后剩余的bin用截斷一元碼反 二值化后的值，且C為正整數(shù)，若所述bin串的第Imax個bin為cl，則D = 0,否則D = 1。
[0069] 其中，b0、bl e {〇, 1}，且 b0 尹 bl，c0、cl e {〇, 1}，且 c0 尹 cl, Imax 為事先約定 好的正整數(shù)，且1 < Imax彡K+l。
[0070] 進一步的，所述模型選擇模塊中為每一個bin選擇上下文模型的實施方式為：若 該bin是所述bin串的截斷值為K的截斷一元碼部分，則根據(jù)該bin在所述截斷一元碼bin 串的位置的不同，選擇不同的上下文模型進行解碼。
[0071] 進一步的，所述模型選擇模塊中為每一個bin選擇上下文模型的實施方式為：若 該bin不是所述bin串的截斷值為K的截斷一元碼部分，則使用旁路模型進行解碼。
[0072] 進一步的，所述方向信息最大數(shù)量獲取模塊中，獲取方向信息的最大值N的實施 方式包括以下之一：
[0073] (1)將事先約定好的一個正整數(shù)作為N的值；
[0074] (2)在碼流中獲取N的信息，并根據(jù)所述N的信息獲取方向信息的最大數(shù)量N的信 肩、。
[0075] 本發(fā)明的有益效果在于：通過本發(fā)明中的二值化方法，可以使得二值化之后的 bin串中的bin的概率更加集中，通過為每個bin選擇合適的模型，可以達到更好的熵編碼 效率，進而提1?視頻編碼的效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0076] 圖1是本發(fā)明一種方向信息語法元素的熵編碼裝置實施例的結(jié)構(gòu)框圖；
[0077] 圖2是本發(fā)明另一種方向信息語法元素的熵編碼裝置實施例的結(jié)構(gòu)框圖；
[0078] 圖3是本發(fā)明一種方向信息語法元素的熵解碼裝置實施例的結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實施方式】
[0079] 本發(fā)明中所述的第S方向表示所有N個方向的中的第S個方向，其中S為小于等 于N的正整數(shù)。也即是說，S是方向的標號，而不是方向表示的角度本身。例如在7方向碼 中，可以用序號1-7分別代表0°、45°、-45°、90°、-90°、135°、-135°，也可以分別代 表0°、-135°、135°、-45°、45°、90°、-90°，序號和角度之間可以建立任意對應關(guān)系， 所述對應關(guān)系可以在編解碼端事先約定好，也可以在碼流中進行傳輸，如在參數(shù)集或者條 帶頭中進行傳輸。
[0080] 為了敘述方便，在本發(fā)明的敘述中，將bin串中的兩種符號分別表示為b0和bl，其 中 bO、ble {0，l}，c0、cle {〇，1}，且 cO 尹 cl，且 bO 尹 bl。
[0081] 下面根據(jù)附圖和實施例詳細描述本發(fā)明，本發(fā)明的目的和效果將變得更加明顯。
[0082] 此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā) 明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。
[0083] 實施例1
[0084] 本發(fā)明實施例提供了一種優(yōu)選的N方向信息語法元素的編碼方法，N = 2K+1，K為 大于1的正整數(shù)。
[0085] 本實施例中，Ν舉例為5,且5個方向為相對方向0°、45°、-45°、90°、-90°。 根據(jù)編解碼端事先約定好的方法為5個相對方向指定序號，如可以使第1方向至第5方向 分別為0°、45°、-45°、90°、-90°，也可以使用其他方法指定序號。本實施例中，Κ = 2。
[0086] 本發(fā)明實施例提供的5方向信息語法元素的編碼方法包括以下步驟：
[0087] 步驟1、將方向信息語法表示的方向序號S二值化為bin串，其中S = 1，2, 3…Ν， 且所述bin串具有以下特征：
[0088] (a)所述bin串由A和B兩部分組成，其中A部分為值為floor (S/2)的截斷一元 碼，若S = 1，則B部分不存在，否則，B部分為長度為1的bin串，且若S為偶數(shù)，則B部分 為cl，若S為奇數(shù)，則B部分為cO ;
[0089] (b)當S>1時，若L彡Imax，則B部分是bin串的第Imax個bin,否則B部分是 bin串的第L+1個bin，其中L為A部分的長度且L為正整數(shù)，Imax為事先約定好的正整數(shù)， 且1 < Imax彡K+1。若S大于N-2且S為偶數(shù)，則二值化后的bin串由以下兩部分拼接而 成：floor(S/2)個 bl，2 個 b0 ;
[0090] 其中，13〇、131￡{〇，1}，且13〇尹131，(3〇、(31￡{〇，1}，且。0尹（31，;1^1〇〇1'(3/2)表不 對S/2進行向下取整；
[0091] 步驟2、為所述二值化后的bin串的每一個bin，選擇上下文模型并進行熵編碼。
[0092] 經(jīng)過以上步驟，各個方向首先會被二值化為bin串，根據(jù)事先約定的Imax的不同， 二值化的結(jié)果也不同，本實施例中，K = 2,根據(jù)1 < Imax彡K+1的限制，Imax的取值范圍 為{2,3}。下表為Imax為不同數(shù)值的時候，各個方向的二值化結(jié)果，在" {}"內(nèi)的bin為所 述B部分，" "外的bin為所述A部分。
[0093]

【權(quán)利要求】
1. 一種方向信息語法元素的熵編碼方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1、將方向信息語法元素表示的方向序號S二值化為bin串，其中S = 1，2, 3…N， N = 2K+1，K為大于1的正整數(shù)，且所述bin串具有以下特征： (a) 所述bin串由A和B兩部分組成，其中A部分為值為floor (S/2)的截斷值為K的 截斷一元碼，若S = 1，則B部分不存在，否則，B部分為長度為1的bin串，且若S為偶數(shù)， 則B部分為cl，若S為奇數(shù)，則B部分為cO ; (b) 當S > 1時，若L彡Imax，則B部分是bin串的第Imax個bin,否則B部分是bin 串的第L+1個bin，其中L為A部分的長度且L為正整數(shù)，Imax為事先約定好的正整數(shù)，且 1 < Imax ^ K+1 ； 其中，13〇、131￡{〇，1}，且13〇關(guān)131，(3〇、(31￡{〇，1}，且(；〇關(guān)( ；1，打0〇1'(5/2)表示對5/2 進行向下取整； 步驟2、為所述二值化后的bin串的每一個bin，選擇上下文模型并進行熵編碼。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熵編碼方法，其特征在于，所述步驟2中，為所述bin串中的 每一個bin選擇上下文模型的方法為：若該bin屬于所述A部分，則根據(jù)該bin在所述A部 分的位置的不同，選擇不同的上下文模型進行編碼。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熵編碼方法，其特征在于，所述步驟2中，為所述bin串中的 每一個bin選擇上下文模型的方法為：若該bin屬于所述B部分，則使用旁路模型進行編 碼。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熵編碼方法，其特征在于，表示方向信息的最大數(shù)量N的方法 包括以下情況之一： (1) N的值為事先約定好的一個正整數(shù)； (2) 在碼流中傳輸N的信息。
5. -種方向信息語法元素的熵解碼方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1、獲取方向信息的最大數(shù)量N，并為每一個bin選擇上下文模型并進行熵解碼得 至lj 1個bin串，N = 2K+1，K為大于1的正整數(shù)； 步驟2、將所述bin串按照如下規(guī)則反二值化，得到所述方向信息語法元素的值S，其中 S = 1,2,3-N ： (a) 若所述bin串的前Imax-Ι個bin可以用截斷值為K的截斷一元碼反二值化，且反 二值化的值為〇,則S = 1 ; (b) 若所述bin串的前Imax-Ι個bin可以用截斷值為K的截斷一元碼反二值化，且反 二值化的值不為〇,則S = 2A+B，其中，A為所述截斷一元碼反二值化后的值，且A為正整數(shù)， 若所述bin串的第L+1個bin為cl，則B = 0,否則B = 1，其中L為所述截斷一元碼的長 度，L為正整數(shù)； (c) 若所述bin串的前Imax-Ι個bin不可以用截斷值為K的截斷一元碼反二值化，則 S = 2C+D，其中，C為則將所述bin串的第Imax個取出后剩余的bin用截斷值為K的截斷 一元碼反二值化后的值，且C為正整數(shù)，若所述bin串的第Imax個bin為cl，則D = 0,否 則D = 1。 其中，13〇、131￡{〇，1}，且13〇尹131，(3〇、(31￡{〇，1}，且(3〇尹(31，11]^1為事先約定好的 正整數(shù)，且1 < Imax彡K+1。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的熵解碼方法，其特征在于，所述步驟1中，所述為每一個bin 選擇上下文模型的方法為：若該bin是所述bin串的截斷值為K的截斷一元碼部分，則根據(jù) 該bin在所述截斷一元碼bin串的位置的不同，選擇不同的上下文模型進行解碼。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的熵解碼方法，其特征在于，所述步驟1中，所述為每一個bin 選擇上下文上下文模型的方法為：若該bin不是所述bin串的截斷值為K的截斷一元碼部 分，則使用旁路模型進行解碼。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的熵解碼方法，其特征在于，獲取方向信息的最大數(shù)量N的方法 包括以下情況之一： (1) N的值為事先約定好的一個正整數(shù)； (2) 在碼流中獲取N的信息，由所述N的信息獲取N的值。
9. 一種含有方向信息語法元素的碼流，其特征在于： (1) 方向信息語法元素表示的方向序號為S，其中S = 1，2,3···Ν，Ν = 2K+1，K為大于1 的正整數(shù)，方向信息語法元素二值化之后的bin串具有以下特征： (a) 所述bin串由A和B兩部分組成，其中A部分為值為floor (S/2)的截斷值為K的 截斷一元碼，若S = 1，則B部分不存在，否則，B部分為長度為1的bin串，且若S為偶數(shù)， 則B部分為cl，若S為奇數(shù)，則B部分為cO ; (b) 當S > 1時，若L彡Imax，則B部分是bin串的第Imax個bin,否則B部分是bin 串的第L+1個bin，其中L為A部分的長度且L為正整數(shù)，Imax為事先約定好的正整數(shù)，且 1 < Imax ^ K+1 ； 其中，bO、bl e {〇，1}，且 bO 關(guān) bl，cO、cl e {〇，1}，且 c〇 關(guān) cl，fl〇〇r(S/2)表示對 S/2 進行向下取整； (2) 所述bin串中的每一個bin均使用經(jīng)過選擇的上下文上下文模型進行熵編碼。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的碼流，其特征在于，對于所述的bin串中的每一個bin，若該 bin屬于所述A部分，則根據(jù)該bin在所述A部分的位置的不同，選擇不同的上下文模型進 行編碼。。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的碼流，其特征在于，對于所述的bin串中的每一個bin，若該 bin屬于所述B部分，則使用旁路模型進行編碼。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的碼流，其特征在于，所述碼流中還包括方向信息的最大數(shù)量 N的/[目息。
13. -種方向信息語法元素的熵編碼裝置，其特征在于，它包括： 方向信息語法兀素二值化模塊：將方向信息語法兀素表不的方向序號S二值化為bin 串，其中S = 1，2,3···Ν，Ν = 2K+1，且所述bin串具有以下特征： (a) 所述bin串由A和B兩部分組成，其中A部分為值為floor (S/2)的截斷值為K的 截斷一元碼，若S = 1，則B部分不存在，否則，B部分為長度為1的bin串，且若S為偶數(shù)， 則B部分為cl，若S為奇數(shù)，則B部分為cO ; (b) 當S > 1時，若L彡Imax,則B部分是bin串的第Imax個bin,否則B部分是bin 串的第L+1個bin，其中L為A部分的長度且L為正整數(shù)，Imax為事先約定好的正整數(shù)，且 1 < Imax ^ K+1 ； 其中，b0、bl e {〇，1}，且 b0 關(guān) bl，c0、cl e {〇，1}，且 c〇 關(guān) cl，fl〇〇r(S/2)表示對 S/2 進行向下取整； 模型選擇模塊：對于二值化后的bin串，為每一個bin選擇一個上下文上下文模型并進 行熵編碼； 碼流寫入模塊：將熵編碼后的比特串寫入碼流。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的熵編碼裝置，其特征在于，所述模型選擇模塊中為每一個 bin選擇上下文模型的實施方式為：若該bin屬于所述A部分，則根據(jù)該bin在所述A部分 的位置的不同，選擇不同的上下文模型進行編碼。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的熵編碼裝置，其特征在于，所述模型選擇模塊中為每一個 bin選擇上下文模型的實施方式為：若該bin屬于所述B部分，則使用旁路模型進行編碼。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的熵編碼裝置，其特征在于，所述碼流寫入模塊的功能還包 括將方向信息的最大數(shù)量N的信息寫入碼流。
17. -種方向信息語法元素的熵解碼裝置，其特征在于，它包括： 方向信息最大數(shù)量獲取模塊：獲取方向信息的最大數(shù)量N的信息，N = 2K+1，K為大于 1的正整數(shù)； 模型選擇模塊：根據(jù)根據(jù)方向信息的最大數(shù)量N以及已經(jīng)解碼的bin，為每一個bin選 擇一個上下文模型進行熵解碼，最終形成bin串； 反二值化模塊：將所述bin串反二值化，得到所述方向信息語法元素的值S，其中S = 1，2,3…N，且所述反二值化的實施方式為： (a) 若所述bin串的前Imax-1個bin可以用截斷值為K的截斷一元碼反二值化，且反 二值化的值為〇,則S = 1 ; (b) 若所述bin串的前Imax-1個bin可以用截斷值為K的截斷一元碼反二值化，且反 二值化的值不為〇,則S = 2A+B，其中，A為所述截斷一元碼反二值化后的值，且A為正整數(shù)， 若所述bin串的第L+1個bin為cl，則B = 0,否則B = 1，其中L為所述截斷一元碼的長 度，L為正整數(shù)； (c) 若所述bin串的前Imax-1個bin不可以用截斷值為K的截斷一元碼反二值化，則 S = 2C+D，其中，C為則將所述bin串的第Imax個取出后剩余的bin用截斷一元碼反二值 化后的值，且C為正整數(shù)，若所述bin串的第Imax個bin為cl，則D = 0,否則D = 1。 其中，b0、bl e {〇, 1}，且b0尹bl，c0、cl e {〇, 1}，且c0尹cl, Imax為事先約定好的 正整數(shù)，且1 < Imax彡K+l。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的熵解碼裝置，其特征在于，所述模型選擇模塊中為每一個 bin選擇上下文模型的實施方式為：若該bin是所述bin串的截斷值為Κ的截斷一元碼部 分，則根據(jù)該bin在所述截斷一元碼bin串的位置的不同，選擇不同的上下文模型進行解 碼。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的熵解碼裝置，其特征在于，所述模型選擇模塊中為每一個 bin選擇上下文模型的實施方式為：若該bin不是所述bin串的截斷值為K的截斷一元碼 部分，則使用旁路模型進行解碼。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的熵編碼裝置，其特征在于，所述方向信息最大數(shù)量獲取模 塊中，獲取方向信息的最大值N的實施方式包括以下之一： (1)將事先約定好的一個正整數(shù)作為N的值；
【文檔編號】H04N19/13GK104104949SQ201310130271
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月12日
【發(fā)明者】虞露, 呂鵬 申請人:浙江大學