編碼和解碼變換單位的殘差系數(shù)的有效性映射的方法、設備和系統(tǒng)的制作方法

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編碼和解碼變換單位的殘差系數(shù)的有效性映射的方法、設備和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】公開了一種用于從視頻數(shù)據(jù)的位流解碼變換單位的殘差系數(shù)的方法。該方法從視頻數(shù)據(jù)的位流接收變換單位(1500)，其中該變換單位具有正方形上級層(1503)和正方形下級層(1502)。正方形上級層表示最多四個有效系數(shù)組標志的正方形配置，這些有效系數(shù)組標志各自表示正方形下級層的非重復區(qū)域。該方法針對所接收到的變換單位確定正方形上級層的有效系數(shù)組標志，并且根據(jù)所確定的有效系數(shù)組標志來確定正方形下級層的殘差系數(shù)的值，以對視頻數(shù)據(jù)的位流的變換單位進行解碼。還公開了相應的編碼方法。
【專利說明】編碼和解碼變換單位的殘差系數(shù)的有效性映射的方法、設備和系統(tǒng)

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明通常涉及數(shù)字視頻信號處理，尤其涉及用于對變換單位（TU)的殘差系數(shù) 進行編碼和解碼的方法、設備和系統(tǒng)，其中該變換單位（TU)的形狀可以具有正方形或非正方形。

【背景技術】
[0002] 當前存在包括用于傳輸和存儲視頻數(shù)據(jù)的應用程序的許多應用程序。還開發(fā)了許多視頻編碼標準并且其它視頻編碼標準當前正在開發(fā)中。視頻編碼標準化的最新進展已導致形成被稱為"針對視頻編碼的聯(lián)合專家小組"（JCT-VC)的組。該針對視頻編碼的聯(lián)合專家小組（JCT-VC)包括已知為視頻編碼專家組（VCEG)的國際電信聯(lián)盟（ITU)的電信標準化部門（ITU-T)的研究組16、問題6(SG16/Q6)的成員、以及還已知為運動圖片專家組（MPEG) 的國際標準化組織/國際電工委員會聯(lián)合技術委員會1/小組委員會29/工作組11 (ISO/ IEC JTC1/SC29/WG11)的成員。
[0003] 針對視頻編碼的聯(lián)合專家小組（JCT-VC)的目標是產(chǎn)生新的視頻編碼標準以顯著優(yōu)于目前現(xiàn)有的已知為"H. 264/MPEG-4AVC"的視頻編碼標準。該H. 264/MPEG-4AVC標準本身是針對諸如MPEG-4和ITU-T H. 263等的以前的視頻編碼標準的大幅改進。已將開發(fā)中的新視頻編碼標準命名為"高效率視頻編碼（HEVC) "。針對視頻編碼的聯(lián)合專家小組JCT-VC 還考慮由于針對高效率視頻編碼（HEVC)所提出的技術而產(chǎn)生的、在對該標準的實現(xiàn)進行縮放從而以高分辨率或高幀頻進行工作的情況下產(chǎn)生困難的實現(xiàn)挑戰(zhàn)。
[0004] 呈現(xiàn)實現(xiàn)高壓縮效率所帶來的困難的H. 264/MPEG-4AVC視頻編碼標準的一個領域是針對用于表示視頻數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)的編碼。視頻數(shù)據(jù)由幀序列構成，其中各幀具有樣本的二維陣列。通常，幀包括一個亮度通道和兩個色度通道。將各幀分解成最大編碼單位 (IXU)的陣列。這些最大編碼單位（IXU)具有諸如64個亮度樣本等的、邊尺寸是2的冪且寬度和高度相等的固定大小。編碼樹使得能夠?qū)⒏髯畲缶幋a單位（LCU)子分割成四個編碼單位（CU)，其中各編碼單位（CU)的寬度和高度是母最大編碼單位（LCU)的寬度和高度的一半?？梢詫⒏骶幋a單位（CU)進一步子分割成相等大小的四個編碼單位（CU)?？梢赃f歸地應用這種子分割處理，直到達到最小編碼單位（S⑶）大小為止，從而使得能夠?qū)⒕幋a單位（CU)向下定義為最小支持大小。將最大編碼單位遞歸子分割成所謂的編碼單位的層級結(jié)構具有四叉樹結(jié)構并且被稱為編碼樹。將該子分割處理作為被編碼為二進制數(shù)（bin)的標志序列而在通信位流中編碼。
[0005] 在沒有進行進一步子分割的編碼樹中存在一組編碼單位，從而占據(jù)編碼樹的葉節(jié) 點。在這些編碼單位中存在變換樹。變換樹還可以使用如編碼樹所使用的四叉樹結(jié)構來對編碼單位進行分解。在變換樹的葉節(jié)點處，使用變換單位（TU)來對殘差數(shù)據(jù)進行編碼。與編碼樹相對比，變換樹可以將編碼單位子分割成具有非正方形形狀的變換單位。此外，變換樹結(jié)構不要求變換單位（TU)占據(jù)母編碼單位所提供的所有區(qū)域。
[0006] 將編碼樹的葉節(jié)點處的各編碼單位子分割成各自已知為預測單位（PU)的預測數(shù) 據(jù)樣本的一個或多個陣列。各預測單位（PU)包含通過應用幀內(nèi)預測或幀間預測處理所推導出的輸入視頻幀數(shù)據(jù)的一部分的預測?？梢允褂脦追N方法來對編碼單位（CU)內(nèi)的預測單位（PU)進行編碼。一個預測單位（PU)可能占據(jù)編碼單位（CU)的整個區(qū)域，或者編碼單位（CU)可能在水平方向或垂直方向上被分割成相等大小的兩個矩形預測單位（PU)。另外，可以將編碼單位（CU)分割成相等大小的四個正方形預測單位（PU)。
[0007] 視頻編碼器通過將視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成句法元素序列來將視頻數(shù)據(jù)壓縮成位流。使用與在MPEG4-AVC/H. 264視頻壓縮標準中所定義的算術編碼方案相同的算術編碼方案，來在開發(fā)中的高效率視頻編碼（HEVC)標準內(nèi)定義上下文自適應二進制算術編碼（CABAC)。在開發(fā)中的高效率視頻編碼（HEVC)標準中，在上下文自適應二進制算術編碼（CABAC)處于使用中的情況下，將各句法元素表示為二進制數(shù)序列，其中這些二進制數(shù)是從可用二進制數(shù)的集合中所選擇的?？捎枚M制數(shù)的集合是從上下文模型所獲得的，其中針對各二進制數(shù)存在一個上下文。各上下文保持可能的二進制數(shù)值（'valMPS'）、以及算術編碼或算術解碼運算的概率狀態(tài)。注意，可以對二進制數(shù)進行旁路編碼，在該過程中與上下文無關聯(lián)。旁路編碼二進制數(shù)消耗位流中的一位，因此適合作為1值和〇值的概率相等的二進制數(shù)。根據(jù) 句法元素創(chuàng)建這種二進制數(shù)序列已知為"二進制數(shù)產(chǎn)生"句法元素。
[0008] 在視頻編碼器或視頻解碼器中，由于各二進制數(shù)可使用單獨的上下文信息，因此二進制數(shù)的上下文選擇提供了用以改進編碼效率的方式。特別地，可以通過選擇特定二進制數(shù)來改進編碼效率，以使得來自使用關聯(lián)的上下文信息的二進制數(shù)的以前示例的統(tǒng)計特性與二進制數(shù)的當前示例的統(tǒng)計特性相關。這種上下文選擇頻繁地利用空間本地信息以確定最佳上下文。
[0009] 在開發(fā)中的高效率視頻編碼（HEVC)標準和H. 264/MPEG-4AVC中，基于來自其它幀或者來自先前解碼后的當前塊內(nèi)的鄰接區(qū)域的參考樣本數(shù)據(jù)來推導針對當前塊的預測。該預測和期望樣本數(shù)據(jù)之間的差已知為殘差。該殘差的頻域表示是殘差系數(shù)的二維陣列。按照慣例，二維陣列的左上角包含表示低頻信息的殘差系數(shù)。
[0010] 在典型的視頻數(shù)據(jù)中，樣本值的大部分變化是逐漸的，這導致低頻信息在殘差內(nèi) 占主導。這表明位于二維陣列的左上角的殘差系數(shù)的量值較大。
[0011] 可以通過所選擇的二值化方案來利用在殘差系數(shù)的二維陣列的左上角占主導的低頻信息的特性，以使殘差系數(shù)在位流中的大小最小。
[0012] HM-5. 0將變換單位（TU)分割成多個子集并且對各子集中的殘差系數(shù)進行兩遍掃描。第一遍對將殘差系數(shù)的狀態(tài)表示為非零值（有效）或零值（無效）的標志進行編碼。該數(shù)據(jù)已知為有效性映射。第二遍對已知為系數(shù)等級的有效殘差系數(shù)的量值和符號進行編碼。
[0013] 所提供的掃描模式使得能夠?qū)埐钕禂?shù)的二維陣列掃描成一維陣列。在HM-5.0 中，使用所提供的掃描模式來對有效性映射和系數(shù)等級這兩者進行處理。通過使用所提供的掃描模式掃描有效性映射，可以確定最末有效系數(shù)在二維有效性映射中的位置。掃描模式可以是水平的、垂直的或?qū)堑摹?br> [0014] 高效率視頻編碼（HEVC)測試模型5. 0 (HM-5. 0)提供針對（還已知為具有正方形形狀和非正方形形狀這兩者的變換單位（TU)的）殘差塊的支持。各變換單位（TU)包含一組殘差系數(shù)。具有相等大小的邊尺寸的殘差塊已知為正方形變換單位（TU)，并且具有不等大小的邊尺寸的殘差塊已知為非正方形變換單位（TU)。
[0015] ΗΜ-5. 0 中所支持的變換單位（TU)是 4Χ4、8Χ8、16Χ16、32Χ32、4Χ16、16Χ4、 8X32和32X8。通常針對亮度樣本說明變換單位（TU)的大小，然而在使用4:2:0的色度格式的情況下，各色度樣本占據(jù)2X2個亮度樣本的區(qū)域。因此，掃描變換單位（TU)以對色度殘差數(shù)據(jù)進行編碼使用了水平尺寸和垂直尺寸的一半的掃描模式，諸如針對4X4亮度殘差塊的2X 2等。為了對殘差系數(shù)進行掃描和編碼的目的，將16X 16、32X 32、4X 16、16X4、 8X32和32X8的變換單位（TU)分割成多個子塊、即大小為4X4的變換單位（TU)掃描的下層，其中在ΗΜ-5. 0內(nèi)存在相應的映射。在ΗΜ-5. 0中，這些變換單位（TU)大小的子塊與變換單位（TU)中的子集位于同一位置處。將位于一個子塊內(nèi)并排配置的有效性映射的一部分內(nèi)的所設置的有效系數(shù)標志稱為有效系數(shù)組。對于16Χ16、32Χ32、4Χ16、16Χ4、8Χ32 和32X8的變換單位（TU)，有效性映射編碼利用兩級掃描。上級掃描進行諸如后向?qū)亲?下掃描等的掃描，以編碼或推斷表示各子塊的有效系數(shù)組的標志。在這些子塊內(nèi)，進行諸如后向?qū)亲笙聮呙璧鹊膾呙?，以針對具?值的有效系數(shù)組標志的子塊來編碼有效系數(shù)標志。對于16X16變換單位（TU)，使用4X4上級掃描。對于32X32變換單位（TU)，使用 8父8上級掃描。對于16\4、4\16、32\8和8\32的變換單位（1^)大小，分別使用4父1、 1Χ4、8Χ2和2X8的上級掃描。
[0016] 在各變換單位（TU)中，可以將殘差系數(shù)數(shù)據(jù)編碼在位流中。各"殘差系數(shù)"是表示頻域（DCT)的變換單位內(nèi)的圖像特征并且在該變換單位內(nèi)占據(jù)獨特位置的數(shù)字。變換單位是可以在空間域和頻域之間進行變換的殘差數(shù)據(jù)樣本的塊。在頻域中，變換單位（TU)將殘差數(shù)據(jù)樣本編碼為殘差系數(shù)數(shù)據(jù)。按二（2)的冪來確定變換單位的邊尺寸的大?。ㄡ槍?"亮度"通道為4個樣本?32個樣本、并且針對"色度"通道為2個樣本?16個樣本）。變換單位（TU)樹的葉節(jié)點可以包含變換單位（TU)、或者在不需要殘差系數(shù)數(shù)據(jù)的情況下可以什么也不包含。
[0017] 由于變換單位的空間表示是殘差數(shù)據(jù)樣本的二維陣列，因此如以下詳細所述，根據(jù)諸如改進的離散余弦變換（DCT)等的變換所得的頻域表示還是殘差系數(shù)的二維陣列。變換單位（TU)內(nèi)的典型樣本數(shù)據(jù)的頻譜特性使得頻域表示與空間表示相比更加緊湊。此外，變換單位（TU)中典型的較低頻率的頻譜信息的占主導導致了較大值的殘差系數(shù)向著變換單位（TU)的表示低頻殘差系數(shù)的左上方聚集。
[0018] 可以使用改進的離散余弦變換（DCT)或改進的離散正弦變換（DST)來實現(xiàn)殘差變換。殘差變換的實現(xiàn)被配置為支持所需的各變換單位（TU)大小。在視頻編碼器中，對來自殘差變換的殘差系數(shù)進行縮放和量化。該縮放和量化使殘差系數(shù)的量值縮小，由此導致以降低圖像質(zhì)量為代價來縮小編碼在位流中的數(shù)據(jù)的大小。
[0019] 開發(fā)中的高效率視頻編碼（HEVC)標準的復雜度的一個方面是為了進行掃描所需的查找表的數(shù)量。各附加查找表導致不期望地消耗了內(nèi)存，因而減少所需的查找表的數(shù)量是復雜度降低的一個方面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020] 本發(fā)明的目的是大致克服或至少改進現(xiàn)有配置的一個或多個缺點。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于從視頻數(shù)據(jù)的位流解碼變換單位的殘差系數(shù)的方法，所述方法包括以下步驟：
[0022] 從視頻數(shù)據(jù)的所述位流接收所述變換單位，所述變換單位具有正方形上級層和正方形下級層，所述正方形上級層表示最多四個有效系數(shù)組標志的正方形配置，所述有效系數(shù)組標志各自表示所述正方形下級層的非重疊區(qū)域；
[0023] 針對所接收到的所述變換單位確定所述正方形上級層的所述有效系數(shù)組標志；以及
[0024] 根據(jù)所確定的所述有效系數(shù)組標志來確定所述正方形下級層的殘差系數(shù)的值，以對視頻數(shù)據(jù)的所述位流的所述變換單位進行解碼。
[0025] 優(yōu)選地，利用所述最多四個有效系數(shù)組標志所表示的所述非重疊區(qū)域中的各非重疊區(qū)域是各自具有16個殘差系數(shù)的正方形區(qū)域。
[0026] 期望地，所述正方形上級層具有四個有效系數(shù)組標志，所述方法還包括以下步驟：通過向預定的掃描模式應用偏移，來確定所述正方形下級層的所述非重疊區(qū)域各自的掃描模式。
[0027] 所述方法還可以通過對編碼在所述位流中的有效系數(shù)組標志進行解碼來確定所述正方形上級層的所述有效系數(shù)組標志。
[0028] 優(yōu)選地，確定所述正方形上級層的所述有效系數(shù)組標志的步驟包括：推斷所述有效系數(shù)組標志中的至少一個。
[0029] 有利地，將所述變換單位的所述正方形下級層形成為子塊，并且根據(jù)所確定的所述有效系數(shù)組標志來確定所述正方形下級層的殘差系數(shù)的值的步驟包括針對所述變換單位的所述子塊中的各子塊進行重復。期望地，所述重復形成表示所述子塊中的各子塊的線性陣列，其中使用相應的偏移值來根據(jù)所述線性陣列重建各子塊。
[0030] 在特定實現(xiàn)中，所述正方形上級層表示四個所述有效系數(shù)組標志的正方形配置。
[0031] 在一個實現(xiàn)中，根據(jù)應用于所述變換單位的幀內(nèi)預測模式來選擇所述變換單位的所述正方形下級層的掃描方向。在另一實現(xiàn)中，根據(jù)應用于所述變換單位的幀內(nèi)預測模式來選擇所述變換單位的所述正方形上級層的掃描方向。此外，所述變換單位的所述正方形上級層的掃描方向是對角的，并且不依賴于所述變換單位的所述正方形下級層的掃描方向。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于將變換單位的殘差系數(shù)編碼在視頻數(shù)據(jù)的位流中的方法，所述方法包括以下步驟：
[0033] 接收所述變換單位的正方形下級層的殘差系數(shù)的值；
[0034] 針對所述變換單位的正方形上級層確定有效系數(shù)組標志，所述正方形上級層表示最多四個有效系數(shù)組標志的正方形配置，所述有效系數(shù)組標志各自表示所述正方形下級層的非重疊區(qū)域；以及
[0035] 對所述正方形下級層的殘差系數(shù)的值和所述正方形上級層的所述有效系數(shù)組標志進行編碼，以將所述變換單位編碼在視頻數(shù)據(jù)的所述位流中。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于從視頻數(shù)據(jù)的位流解碼變換單位的殘差系數(shù)的方法，所述方法包括以下步驟：
[0037] 從視頻數(shù)據(jù)的所述位流接收所述變換單位，所述變換單位具有正方形上級層和正方形下級層，所述正方形上級層表示有效系數(shù)組標志的正方形配置，所述有效系數(shù)組標志各自表示所述正方形下級層的非重疊區(qū)域；
[0038] 根據(jù)幀內(nèi)預測模式來確定所述正方形上級層和所述正方形下級層的掃描模式，其中所述正方形上級層和所述正方形下級層的掃描模式是相同的；
[0039] 根據(jù)所確定的掃描模式，針對所接收到的所述變換單位來確定所述正方形上級層的所述有效系數(shù)組標志；以及
[0040] 根據(jù)所確定的所述有效系數(shù)組標志來確定所述正方形下級層的殘差系數(shù)的值，以對視頻數(shù)據(jù)的所述位流的所述變換單位進行解碼。
[0041] 還公開了其它方面。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0042] 現(xiàn)在將參考以下附圖來說明本發(fā)明的至少一個實施例，其中：
[0043] 圖1是示出視頻編碼器的功能模塊的示意框圖；
[0044] 圖2是示出視頻解碼器的功能模塊的示意框圖；
[0045] 圖3A和3B形成可以分別實踐圖1的編碼器和圖2的解碼器的通用計算機系統(tǒng)的示意框圖；
[0046] 圖4是示出熵編碼器的功能模塊的示意框圖；
[0047] 圖5是示出熵解碼器的功能模塊的示意框圖；
[0048] 圖6是示出用于對8X8變換單位（TU)的殘差系數(shù)進行編碼的傳統(tǒng)方法的流程圖；
[0049] 圖7是示出用于對8X8變換單位（TU)的殘差系數(shù)進行解碼的傳統(tǒng)方法的流程圖；
[0050] 圖8是示出用于使用有效系數(shù)組對8X8變換單位（TU)的殘差系數(shù)進行編碼的根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖；
[0051] 圖9是示出用于使用有效系數(shù)組對8X8變換單位（TU)的殘差系數(shù)進行解碼的根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖；
[0052] 圖10A和10B示出用于表示8X8變換單位（TU)的有效系數(shù)組的根據(jù)本發(fā)明的方法；
[0053] 圖11是示出用于使用后向?qū)菕呙鑱頀呙?X8變換單位（TU)的殘差系數(shù)的傳統(tǒng)方法的圖；
[0054] 圖12是示出用于使用后向水平掃描來掃描8X8變換單位（TU)的殘差系數(shù)的傳統(tǒng)方法的圖；
[0055] 圖13是示出用于使用后向垂直掃描來掃描8X8變換單位（TU)的殘差系數(shù)的傳統(tǒng)方法的圖；
[0056] 圖14是示出用于使用兩層的層級結(jié)構來掃描8X8變換單位（TU)的殘差系數(shù)的根據(jù)本發(fā)明的方法的圖；
[0057] 圖15A?15C示出用于使用后向?qū)菕呙鑱頀呙?X8變換單位（TU)的殘差系數(shù) 的根據(jù)本發(fā)明的方法；
[0058] 圖16A?16C示出用于使用后向水平掃描來掃描8X8變換單位（TU)的殘差系數(shù) 的根據(jù)本發(fā)明的方法；
[0059] 圖17A?17C示出用于使用后向垂直掃描來掃描8X8變換單位（TU)的殘差系數(shù) 的根據(jù)本發(fā)明的方法；以及
[0060] 圖18A?18C是針對利用偏移的掃描的替代方法。

【具體實施方式】
[0061] 在任一個或多個附圖中參考具有相同附圖標記的步驟和/或特征的情況下，除非出現(xiàn)相反意圖，否則這些步驟和/或特征是為了本說明書的目的而具有相同的功能或操作。
[0062] 圖1是示出視頻編碼器100的功能模塊的示意框圖。圖2是示出相應的視頻解碼器200的功能模塊的示意框圖。如圖3A和3B所示，可以使用通用計算機系統(tǒng)300來實現(xiàn) 視頻編碼器100和視頻解碼器200,其中可以利用計算機系統(tǒng)300內(nèi)的專用硬件、利用在計算機系統(tǒng)300內(nèi)可執(zhí)行的軟件、或者可選地利用在計算機系統(tǒng)300內(nèi)可執(zhí)行的專用硬件和軟件的組合來實現(xiàn)各種功能模塊。
[0063] 如圖3A所示，計算機系統(tǒng)300包括：計算機模塊301 ;諸如鍵盤302、鼠標指示器裝置303、掃描器326、照相機327和麥克風380等的輸入裝置；以及包括打印機315、顯示裝置314和揚聲器317等的輸出裝置。計算機模塊301可以使用外部調(diào)制器-解調(diào)器（調(diào)制解調(diào)器）收發(fā)器裝置316來經(jīng)由接線321與通信網(wǎng)絡320進行通信。通信網(wǎng)絡320可以是廣域網(wǎng)（WAN)，諸如因特網(wǎng)、蜂窩電信網(wǎng)絡或私有WAN等。在接線321是電話線的情況下，調(diào)制解調(diào)器316可以是傳統(tǒng)的"撥號上網(wǎng)"調(diào)制解調(diào)器?？蛇x地，在接線321是高容量（例如，線纜）接線的情況下，調(diào)制解調(diào)器316是寬帶調(diào)制解調(diào)器。還可以使用無線調(diào)制解調(diào)器來進行向著通信網(wǎng)絡320的無線連接。
[0064] 計算機模塊301通常包括至少一個處理器單元305和存儲器單元306。例如，存儲器單元306可以具有半導體隨機存取存儲器（RAM)和半導體只讀存儲器（ROM)。計算機模塊301還包括多個輸入/輸出（I/O)接口，其中這多個輸入/輸出（I/O)接口包括：音頻-視頻接口 307,其連接至視頻顯示器314、揚聲器317和麥克風380 ;1/0接口 313,其連接至鍵盤302、鼠標303、掃描器326、照相機327以及可選的操縱桿或其它人機接口裝置 (未示出）；以及外部調(diào)制解調(diào)器316和打印機315所用的接口 308。在一些實現(xiàn)中，調(diào)制解調(diào)器316可以內(nèi)置于計算機模塊301內(nèi)、例如內(nèi)置于接口 308內(nèi)。計算機模塊301還具有本地網(wǎng)絡接口 311，其中該本地網(wǎng)絡接口 311允許計算機系統(tǒng)300經(jīng)由接線323連接至已知為局域網(wǎng)（LAN)的局域通信網(wǎng)絡322。如圖3A所示，局域通信網(wǎng)絡322還可以經(jīng)由接線 324連接至廣域網(wǎng)320,其中該局域通信網(wǎng)絡322通常包括所謂的"防火墻"裝置或具有相似功能的裝置。本地網(wǎng)絡接口 311可以包括以太網(wǎng)（Ethernet?)電路卡、藍牙（Bluetooth?) 無線配置或IEEE802. 11無線配置；然而，對于接口 311，可以實踐多種其它類型的接口。 [0065] I/O接口 308和313可以提供串行連接和并行連接中的任一個或這兩者，其中前者通常根據(jù)通用串行總線（USB)標準來實現(xiàn)并且具有相應的USB連接器（未示出）。設置有存儲裝置309,并且存儲裝置309通常包括硬盤驅(qū)動器（HDD) 310。還可以使用諸如軟盤驅(qū)動器和磁帶驅(qū)動器（未示出）等的其它存儲裝置。通常設置有光盤驅(qū)動器312以用作數(shù) 據(jù)的非易失性源。作為向著系統(tǒng)300的數(shù)據(jù)的適當源，可以使用例如光盤（例如，⑶-ROM、 DVD、藍光盤（Blu-ray Disc?))、USB-RAM、便攜型外部硬盤驅(qū)動器和軟盤等的便攜型存儲器裝置。通常，HDD310、光盤驅(qū)動器312、網(wǎng)絡320和322或者照相機327中的任意均可用于針對要編碼的視頻數(shù)據(jù)的源，或者連同顯示器314 -起用于要存儲或再現(xiàn)的解碼視頻數(shù)據(jù) 的目的地。
[0066] 計算機模塊301的組件305?313通常經(jīng)由互連總線304并且以得到相關領域技術人員已知的計算機系統(tǒng)300的傳統(tǒng)操作模式的方式進行通信。例如，處理器305使用接線318連接至系統(tǒng)總線304。同樣，存儲器306和光盤驅(qū)動器312通過接線319連接至系統(tǒng) 總線304。可以實踐所述配置的計算機的示例包括IBM-PC和兼容機、Sun Sparcstation、 Apple Mac?或相似的計算機系統(tǒng)。
[0067] 在適當或期望的情況下，可以使用計算機系統(tǒng)300來實現(xiàn)編碼器100和解碼器200 以及以下所述的方法，其中可以將編碼器100和解碼器200以及要說明的圖10及11的處理作為計算機系統(tǒng)300內(nèi)可執(zhí)行的一個或多個軟件應用程序333來實現(xiàn)。特別地，利用在計算機系統(tǒng)300內(nèi)執(zhí)行的軟件333中的指令331 (參見圖3B)來實現(xiàn)編碼器100、解碼器200 和所述方法的步驟。可以將軟件指令331形成為各自用于進行一個或多個特定任務的一個或多個代碼模塊。還可以將軟件分割成兩個單獨部分，其中第一部分和相應的代碼模塊進行所述方法，并且第二部分和相應的代碼模塊管理第一部分和用戶之間的用戶界面。
[0068] 例如，可以將軟件存儲在包括以下所述的存儲裝置的計算機可讀介質(zhì)中。將軟件從計算機可讀介質(zhì)載入計算機系統(tǒng)300,然后由計算機系統(tǒng)300來執(zhí)行。記錄有這種軟件或計算機程序的計算機可讀介質(zhì)是計算機程序產(chǎn)品。優(yōu)選地，在計算機系統(tǒng)300中使用該計算機程序產(chǎn)品實現(xiàn)了用于實現(xiàn)編碼器100、解碼器200和所述方法的有利設備。
[0069] 通常將軟件333存儲在HDD310或存儲器306中。將該軟件從計算機可讀介質(zhì)載入計算機系統(tǒng)300,并且由計算機系統(tǒng)300來執(zhí)行。因而，例如，可以將軟件333存儲在光盤驅(qū)動器312所讀取的光學可讀盤存儲介質(zhì)（例如，⑶-ROM) 325上。
[0070] 在一些示例中，將應用程序333以編碼在⑶-R0M325上并且經(jīng)由相應的驅(qū)動器312 進行讀取的方式供給至用戶，或者可選地，可以由用戶從網(wǎng)絡320或322讀取應用程序333。此外，還可以將軟件從其它計算機可讀介質(zhì)載入計算機系統(tǒng)300。計算機可讀存儲介質(zhì)是指將所記錄的指令和/或數(shù)據(jù)提供至計算機系統(tǒng)300以供執(zhí)行和/或處理的任何非瞬態(tài)有形存儲介質(zhì)。這種存儲介質(zhì)的示例包括軟盤、磁帶、CD-ROM、DVD、藍光盤、硬盤驅(qū)動器、ROM或集成電路、USB存儲器、磁光盤、或者諸如PCMCIA卡等的計算機可讀卡，而與這些裝置在計算機模塊301的內(nèi)部還是外部無關。還可以參與將軟件、應用程序、指令和/或視頻數(shù)據(jù)或編碼視頻數(shù)據(jù)提供至計算機模塊301的瞬態(tài)或非有形計算機可讀傳輸介質(zhì)的示例包括無線電或紅外線傳輸通道及向著其它計算機或聯(lián)網(wǎng)裝置的網(wǎng)絡接線、以及包括電子郵件發(fā)送和網(wǎng)站上所記錄的信息等的因特網(wǎng)或內(nèi)聯(lián)網(wǎng)。
[0071] 可以執(zhí)行上述的應用程序333的第二部分和相應的代碼模塊來實現(xiàn)要渲染或呈現(xiàn)在顯示器314上的一個或多個圖形用戶界面（⑶I)。通過典型地對鍵盤302和鼠標303 進行操作，計算機系統(tǒng)300的用戶和應用程序可以以在功能上可適應的方式對界面進行操作，以將控制命令和/或輸入提供至與這些GUI相關聯(lián)的應用程序。還可以實現(xiàn)在功能上可適應的其它形式的用戶界面，諸如利用經(jīng)由揚聲器317所輸出的語音提示和經(jīng)由麥克風 380所輸入的用戶聲音命令的音頻界面等。
[0072] 圖3B是處理器305和"存儲器"334的詳細示意框圖。存儲器334表示圖3A中的計算機模塊301可以訪問的（包括HDD309和半導體存儲器306的）所有存儲器模塊的邏輯聚合。
[0073] 在初始對計算機模塊301通電的情況下，上電自檢（power-on self-test, POST) 程序350執(zhí)行。通常將POST程序350存儲在圖3A的半導體存儲器306的R0M349中。有時將諸如存儲有軟件的R0M349等的硬件裝置稱為固件。POST程序350檢查計算機模塊301 內(nèi)的硬件以確保適當工作，并且通常檢查處理器305、存儲器334(309, 306)和通常還存儲在R0M349中的基本輸入-輸出系統(tǒng)軟件（BIOS)模塊351，以進行正確操作。一旦POST程序350成功運行，BI0S351啟動圖3A的硬盤驅(qū)動器310。啟動硬盤驅(qū)動器310使得經(jīng)由處理器305執(zhí)行駐留在硬盤驅(qū)動器310上的引導裝入程序352。這樣將操作系統(tǒng)353載入RAM 存儲器306,其中在該RAM存儲器306上，操作系統(tǒng)353開始工作。操作系統(tǒng)353是處理器 305可執(zhí)行的系統(tǒng)級應用程序，以實現(xiàn)包括處理器管理、存儲器管理、裝置管理、存儲管理、軟件應用程序接口和通用用戶界面等的各種高級功能。
[0074] 操作系統(tǒng)353管理存儲器334(309, 306)，以確保計算機模塊301上運行的各處理或應用程序具有在不會與分配至其它處理的內(nèi)存沖突的情況下執(zhí)行的充足內(nèi)存。此外，必須適當使用在圖3A的系統(tǒng)300中可用的不同類型的存儲器，以使得各處理可以高效地運行。因此，聚合存儲器334并不意圖例示如何分配存儲器的特定區(qū)段（除非另外說明），而是提供計算機系統(tǒng)300可訪問的存儲器的概述圖以及如何使用該存儲器。
[0075] 如圖3B所示，處理器305包括多個功能模塊，其中這多個功能模塊包括控制單元 339、運算邏輯單元（ALU) 340和有時稱為高速緩沖存儲器的本地或內(nèi)部存儲器348。高速緩沖存儲器348在寄存器區(qū)段中通常包括多個存儲寄存器344?346。一個或多個內(nèi)部總線 341從功能上使這些功能模塊相互連接。處理器305通常還具有用于使用接線318來經(jīng)由系統(tǒng)總線304與外部裝置進行通信的一個或多個接口 342。存儲器334使用接線319連接至總線304。
[0076] 應用程序333包括可以包含條件分支指令和循環(huán)指令的指令序列331。程序333 還可以包括執(zhí)行程序333時所使用的數(shù)據(jù)332。將指令331和數(shù)據(jù)332分別存儲在存儲器位置328、329、330和335、336、337中。根據(jù)指令331和存儲器位置328?330的相對大小，如存儲器位置330中示出的指令所描述的，可以將特定指令存儲在單個存儲器位置中?？?選地，如存儲器位置328和329中示出的指令段所描述的，可以將指令分割成各自被存儲在單獨的存儲器位置中的多個部分。
[0077] 通常，向處理器305賦予一組指令，其中在該處理器305內(nèi)執(zhí)行該組指令。處理器305等待下一輸入，其中處理器305通過執(zhí)行另一組指令來對該下一輸入作出反應?？?以從一個或多個源提供各輸入，其中該輸入包括一個或多個輸入裝置302、303所生成的數(shù) 據(jù)、從外部源經(jīng)由網(wǎng)絡320、302其中之一所接收到的數(shù)據(jù)、從存儲裝置306、309其中之一所檢索到的數(shù)據(jù)或者從插入相應的讀取器312內(nèi)的存儲介質(zhì)325所檢索到的數(shù)據(jù)（所有這些均在圖3A中示出）。執(zhí)行一組指令在一些情況下可能會導致輸出數(shù)據(jù)。執(zhí)行還可能涉及將數(shù)據(jù)或變量存儲至存儲器334。
[0078] 編碼器100、解碼器200和所述方法使用存儲在存儲器334內(nèi)的相應存儲器位置 355、356、357中的輸入變量354。編碼器100、解碼器200和所述方法產(chǎn)生存儲在存儲器334 內(nèi)的相應存儲器位置362、363、364中的輸出變量361。可以將中間變量358存儲在存儲器位置 359、360、366 和 367 中。
[0079] 參考圖3B的處理器305,寄存器344、345、346、運算邏輯單元以1^)340和控制單元339 -起工作以進行微操作序列，其中這些微操作序列是針對構成程序333的指令集中的每個指令進行"提取、解碼和執(zhí)行"周期所需的。各提取、解碼和執(zhí)行周期包括以下操作：
[0080] (a)提取操作，用于從存儲器位置328、329、330提取或讀取指令331 ;
[0081] (b)解碼操作，其中在該解碼操作中，控制單元339判斷提取了哪個指令；以及
[0082] (c)執(zhí)行操作，其中在該執(zhí)行操作中，控制單元339和/或ALU340執(zhí)行該指令。
[0083] 之后，可以執(zhí)行針對下一指令的進一步提取、解碼和執(zhí)行周期。同樣，可以進行存儲周期，其中在該存儲周期中，控制單元339將值存儲至或?qū)懭氪鎯ζ魑恢?32。
[0084] 要說明的圖1、2、4、5、7?10和14?17的處理中的各步驟或子處理與程序333 的一個或多個區(qū)段相關聯(lián)，并且通過處理器305中的寄存器部344、345、34741^340和控制單元339 -起工作以針對程序333的所述區(qū)段的指令集中的每個指令進行提取、解碼和執(zhí) 行周期，來進行該步驟或子處理。
[0085] 可選地，可以在諸如進行所述方法的功能或子功能的一個或多個集成電路等的專用硬件中實現(xiàn)編碼器1〇〇、解碼器200和所述方法。這種專用硬件可以采用計算機化設備的形式，并且可以包括圖形處理器、數(shù)字信號處理器、專用集成電路（ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA)或者一個或多個微處理器和關聯(lián)存儲器?？梢允褂眠@種計算機化設備來進行采用硬件形式的一些編碼操作以及采用硬件的軟件形式的其它編碼操作。
[0086] 如上所述，可以將視頻編碼器100作為駐留在硬盤驅(qū)動器305上并且由處理器305 控制執(zhí)行的軟件應用程序333的一個或多個軟件代碼模塊來實現(xiàn)。特別地，視頻編碼器100 包括各自可以作為軟件應用程序333的一個或多個軟件代碼模塊來實現(xiàn)的模塊102?112、 114 和 115。
[0087] 盡管視頻編碼器100是高效率視頻編碼（HEVC)視頻解碼流水線的示例，但模塊 102?112、114和115所進行的處理階段對于諸如VC-1或H. 264/MPEG-4AVC等的其它視頻編解碼器是共通的。視頻編碼器100接收未編碼的幀數(shù)據(jù)101作為包括亮度樣本和色度樣本的一系列幀。視頻編碼器100將幀數(shù)據(jù)101的各幀分割成例如可表示為編碼單位（CU) 樹的編碼單位（CU)的層級集合。
[0088] 視頻編碼器100通過從多路復用器模塊110輸出已知為預測單位（PU) 120的預測數(shù)據(jù)樣本的陣列來進行工作。差模塊115輸出預測單位（PU) 120和從幀數(shù)據(jù)101所接收到的數(shù)據(jù)樣本的相應陣列之間的差，其中該差已知為殘差數(shù)據(jù)樣本122。
[0089] 來自差模塊115的殘差數(shù)據(jù)樣本112被變換模塊102接收到，其中該變換模塊 102將該差從空間表示轉(zhuǎn)換為頻域表示，以針對變換樹中的各變換單位（TU)創(chuàng)建變換系數(shù) 124。針對開發(fā)中的高效率視頻編碼（HEVC)標準，使用改進的離散余弦變換（DCT)來實現(xiàn) 向著頻域表示的轉(zhuǎn)換，其中在該改進的離散余弦變換中，對傳統(tǒng)的DCT進行修改以使用移位和加法來實現(xiàn)。然后將變換系數(shù)124輸入至縮放和量化模塊103,并且進行縮放和量化以產(chǎn)生殘差系數(shù)126。該縮放和量化處理導致精度損失。將殘差系數(shù)126視為向著逆縮放模塊105的輸入，其中該逆縮放模塊105反轉(zhuǎn)縮放和量化模塊103所進行的縮放以產(chǎn)生作為殘差系數(shù)126的重新縮放版本的重新縮放變換系數(shù)128。還將殘差系數(shù)126視為向著熵編碼器模塊104的輸入，其中該熵編碼器模塊104將殘差系數(shù)編碼在編碼位流113中。由于縮放和量化模塊103所引起的精度損失，因此重新縮放變換系數(shù)128與原始變換系數(shù)124 不一致。然后將來自逆縮放模塊105的重新縮放變換系數(shù)128輸出至逆變換模塊106。逆變換模塊106進行從頻域向著空間域的逆變換，以產(chǎn)生與在解碼器處所產(chǎn)生的空間域表示相同的重新縮放變換系數(shù)128的空間域表示130。
[0090] 運動估計模塊107通過將幀數(shù)據(jù)101與（通常配置在存儲器306內(nèi)的）幀緩沖器模塊112中所存儲的先前幀數(shù)據(jù)進行比較來產(chǎn)生運動矢量132。然后將這些運動矢量132 輸入至運動補償模塊108,其中該運動補償模塊108考慮到源自于運動矢量132的空間偏移，通過對幀緩沖器模塊112中所存儲的樣本進行濾波來產(chǎn)生幀間預測的參考樣本134。盡管圖1沒有示出，但還將運動矢量132作為句法元素傳遞至熵編碼器模塊104以編碼在編碼位流113中。幀內(nèi)預測模塊109使用從求和模塊114獲得的樣本138來產(chǎn)生幀內(nèi)預測的參考樣本136,其中該求和模塊114對多路復用器模塊110的輸出120和來自逆變換模塊 106的輸出130進行求和。
[0091] 可以使用幀內(nèi)預測或幀間預測方法來對預測單位（PU)進行編碼。根據(jù)由此得到的編碼位流113的期望位率和由于幀內(nèi)預測或幀間預測方法而引入的圖像質(zhì)量失真量之間的率失真權衡來判斷是使用幀內(nèi)預測還是幀間預測。多路復用器模塊110根據(jù)利用盡管未示出但本領域內(nèi)眾所周知的控制邏輯所確定的當前預測模式142,來選擇來自幀內(nèi)預測模塊109的幀內(nèi)預測的參考樣本136或來自運動補償塊108的幀間預測的參考樣板134。還將預測模式142提供至如圖所示的熵編碼器104,并且使用該預測模式142來確定或建立如將說明的變換單位的掃描順序。幀間預測僅使用對角掃描順序，而幀內(nèi)預測可以使用對角掃描、水平掃描或垂直掃描順序。
[0092] 求和模塊114產(chǎn)生總和138,其中將該總和138輸入至去塊濾波器模塊111。去塊濾波器模塊111沿著塊邊界進行濾波，從而產(chǎn)生寫入存儲器306內(nèi)所配置的幀緩沖器模塊 112的去塊樣本140。幀緩沖器模塊112是具有用以保持來自多個過去幀的數(shù)據(jù)以供將來參考的充足容量的緩沖器。
[0093] 在視頻編碼器100中，通過求出輸入幀數(shù)據(jù)101的數(shù)據(jù)樣本和輸入幀數(shù)據(jù)101的數(shù)據(jù)樣本的預測120之間的差來確定一個變換單位（TU)內(nèi)的殘差數(shù)據(jù)樣本122。該差提供變換單位（TU)的殘差系數(shù)的空間表示。
[0094] 在熵編碼器模塊104的操作中，將變換單位（TU)的殘差系數(shù)轉(zhuǎn)換成二維有效性映射。然后按已知為掃描順序的特定順序來掃描變換單位（TU)中的殘差系數(shù)的有效性映射，以形成被稱為有效系數(shù)標志的列表的標志值的一維列表?？梢悦枋鲈搾呙桧樞颍蛘呖梢?通過諸如利用預測模式142從幀內(nèi)預測模塊109所接收到的掃描模式等的掃描模式來指定該掃描順序。幀內(nèi)預測模塊109確定可用于選擇掃描模式的幀內(nèi)預測模式。例如，如果選擇幀內(nèi)預測模式1 (垂直幀內(nèi)預測），則如圖12所示，使用水平掃描。如果選擇幀內(nèi)預測模式〇 (平面幀內(nèi)預測），則如圖11所示，使用對角掃描，而如果選擇幀內(nèi)預測模式2 (水平幀內(nèi)預測），則如圖13所示，使用垂直掃描。掃描模式可以是水平、垂直、對角或折線的。高效率視頻編碼（HEVC)測試模型的版本5進行后向方向上的掃描，然而還可以進行前向方向上的掃描。對于16X16、32X32、4X16、16X4、8X32和32X8的變換單位（TU)，定義兩級掃描，其中在該兩級掃描中，將變換單位（TU)分割成子塊的集合，其中各子塊的形狀為正方形。在上級中，通過使用諸如后向?qū)亲笙聮呙璧鹊膾呙鑼Ω飨录墥呙鑱磉M行掃描。在還已知為子塊等級的下級中，也使用諸如后向?qū)亲笙聮呙璧鹊膾呙鑱磉M行掃描。在HEVC 參考模型版本5. 0中，掃描操作開始在最末有效系數(shù)之后（其中，"之后"是在殘差系數(shù)的后向掃描的方向上）的一個殘差系數(shù)，并且繼續(xù)直到到達有效性映射的左上位置為止。具有該特性并且符合HEVC參考模型版本5. 0的掃描操作已知為"后向掃描"。在HEVC參考軟件版本5.0中，通過對變換單位（TU)中的系數(shù)的坐標進行編碼來用信號通知最末有效系數(shù) 的位置。熟悉本領域的人員應當理解，該上下文中的形容詞"最末"的使用依賴于掃描的特定順序。根據(jù)一個掃描模式可以作為"最末的"非零殘差系數(shù)或相應的1值有效系數(shù)標志的內(nèi)容根據(jù)其它掃描模式可能不是"最末的"。將表示在最末有效系數(shù)之前的各殘差系數(shù)的有效性的有效系數(shù)標志的列表編碼在位流113中。由于先前針對最末有效系數(shù)標志的位置的編碼隱含表示該殘差系數(shù)是有效的，因此不要求將最末有效系數(shù)標志值明確編碼在位流 113 中。
[0095] 較大值的殘差系數(shù)向著變換單位（TU)的左上方的聚集導致列表中較早的大部分有效性標志是有效的，而稍后在列表中發(fā)現(xiàn)較少的有效性標志。
[0096] 熵編碼器模塊104還根據(jù)從縮放和量化模塊103接收到的傳入殘差系數(shù)數(shù)據(jù)（或殘差系數(shù)）126產(chǎn)生句法元素。熵編碼器模塊104輸出編碼位流113,并且以下將更詳細地進行說明。對于開發(fā)中的高效率視頻編碼（HEVC)標準，將編碼位流113描繪成網(wǎng)絡抽象層 (NAL)單位。幀的各片包含在一個NAL單位中。
[0097] 針對熵編碼器模塊104中所實現(xiàn)的熵編碼方法，存在幾個替代方案。開發(fā)中的高效率視頻編碼（HEVC)標準支持上下文自適應二進制算術編碼（CABAC)，其中在H. 264/ MPEG-4AVC中發(fā)現(xiàn)上下文自適應二進制算術編碼（CABAC)的變形。替代的熵編碼方案是本領域內(nèi)眾所周知的概率區(qū)間劃分熵（PIPE)編碼器。
[0098] 對于支持多個視頻編碼方法的視頻編碼器100,根據(jù)編碼器100的結(jié)構來選擇所支持的熵編碼方法其中之一。此外，在對來自各幀的編碼單位進行編碼時，熵編碼器模塊 104編寫編碼位流113,以使得各幀具有一個或多個片，其中各片包含該幀的一部分的圖像數(shù)據(jù)。針對每幀產(chǎn)生一個片，這樣減少了與描述各片邊界相關聯(lián)的開支。然而，還可以將幀分割成多個片。
[0099] 可以將視頻解碼器200作為駐留在硬盤驅(qū)動器305上并且由處理器305來控制執(zhí) 行的軟件應用程序333的一個或多個軟件代碼模塊來實現(xiàn)。特別地，視頻解碼器200包括各自可以作為軟件應用程序333的一個或多個軟件代碼模塊來實現(xiàn)的模塊202?208和210。盡管參考高效率視頻編碼（HEVC)視頻解碼流水線來描述視頻解碼器200,但模塊202? 208和210所進行的處理階段對于采用諸如H. 264/MPEG-4AVC、MPEG-2和VC-1等的熵編碼的其它視頻編解碼器而言是共通的。
[0100] 諸如編碼位流113等的編碼位流被視頻解碼器200接收到?？梢詮拇鎯ζ?06、硬盤驅(qū)動器310、⑶-ROM、藍光（Blu-ray?)盤或其它計算機可讀存儲介質(zhì)讀取編碼位流113。可選地，可以從諸如連接至通信網(wǎng)絡320的服務器或射頻接收器等的外部源來接收編碼位流113。編碼位流113包含表示要解碼的幀數(shù)據(jù)的編碼句法元素。
[0101] 將編碼位流113輸入至熵解碼器模塊202,其中該熵解碼器模塊202從編碼位流 113中提取句法元素，并且將這些句法元素的值傳遞至視頻解碼器200中的其它塊?？梢源?在諸如參考熵編碼器模塊104所述等的在熵解碼器模塊202中所實現(xiàn)的多個熵解碼方法。將表示殘差系數(shù)數(shù)據(jù)的句法元素數(shù)據(jù)220傳遞至逆縮放和變換模塊203,并且將表示運動矢量信息的句法元素數(shù)據(jù)222傳遞至運動補償模塊204。逆縮放和變換模塊203對殘差系數(shù)數(shù)據(jù)進行逆縮放以創(chuàng)建重建變換系數(shù)。然后，諸如參考逆變換模塊106所述的逆變換等，模塊203進行逆變換以將重建變換系數(shù)從頻域表示轉(zhuǎn)換成空間域表示，從而產(chǎn)生殘差樣本 224。
[0102] 運動補償模塊204將來自熵解碼器模塊202的運動矢量數(shù)據(jù)222與來自存儲器 306內(nèi)所配置的幀緩沖器塊208的先前幀數(shù)據(jù)226相組合使用，以產(chǎn)生作為輸出解碼幀數(shù)據(jù) 的預測的針對預測單位（PU)的幀間預測的參考樣本228。在句法元素表示使用幀內(nèi)預測對當前編碼單位進行編碼的情況下，幀內(nèi)預測模塊205使用在空間上鄰接預測單位（PU)的樣本來產(chǎn)生針對預測單位（PU)的幀內(nèi)預測的參考樣本230。根據(jù)從求和模塊210輸出的總和 232來獲得在空間上鄰接的樣本。多路復用器模塊206根據(jù)利用編碼位流113中的句法元素所表示的當前預測模式來選擇針對預測單位（PU)的幀內(nèi)預測參考樣本或幀間預測參考樣本。利用求和模塊210將從多路復用器模塊206輸出的樣本陣列234與來自逆縮放和變換模塊203的殘差樣本224相加，以產(chǎn)生總和232,然后將該總和232分別輸入至去塊濾波器模塊207和幀內(nèi)預測模塊205。與編碼器100相對比，幀內(nèi)預測模塊205從熵解碼器202 接收預測模式236。多路復用器206從熵解碼器202接收幀內(nèi)預測/幀間預測選擇信號。去塊濾波器模塊207沿著數(shù)據(jù)塊邊界進行濾波以使沿著數(shù)據(jù)塊邊界可見的偽影平滑化。將去塊濾波器模塊207的輸出寫入存儲器306內(nèi)所配置的幀緩沖器模塊208。幀緩沖器模塊 208提供用以保持多個解碼幀以供將來參考的充足存儲量。還從幀緩沖器模塊208輸出解碼幀209。
[0103] 將參考圖4來說明熵編碼器104。將諸如殘差系數(shù)401等的句法元素輸入至二值化模塊404。將變換單位（TU)大小402輸入至二值化模塊404,并且該變換單位（TU)大小 402表示編碼中的變換單位（TU)的大小。將掃描模式403輸入至二值化模塊404。二值化模塊404將各句法元素二值化成二進制數(shù)序列。各二進制數(shù)包括二進制數(shù)值406和上下文索引405。二進制數(shù)值406和上下文索引405被上下文模型407接收到，其中該上下文模型407輸出根據(jù)上下文索引405所選擇的上下文408。根據(jù)二進制數(shù)值405來更新上下文 408。用于更新上下文408的方法符合H. 264/MPEG-4AVC中的上下文自適應二進制算術編碼（CABAC)所使用的方法。二值化模塊404根據(jù)以下參考圖6所述的方法600來對殘差系數(shù)進行二值化。二進制算術編碼器409使用上下文408和二進制數(shù)值406來將二進制數(shù)編碼在編碼位流113中。
[0104] 以下將參考圖5來說明熵解碼器202。利用逆二值化模塊503接收變換單位（TU) 大小502和掃描模式501?？梢愿鶕?jù)熵解碼器202所確定出的預測模式236來確定掃描模式501。如以上針對編碼器100的幀內(nèi)預測模塊109所述，這可以通過基于預測模式236選擇掃描模式來進行。逆二值化模塊503通過進行二值化模塊404的逆操作來輸出殘差系數(shù) 509。針對要解碼的各二進制數(shù)從逆二值化模塊503輸出上下文索引504。上下文模塊505 輸出上下文索引504所選擇的上下文506。二進制算術解碼器507使用上下文506對來自編碼位流113的二進制數(shù)值508進行解碼。二進制數(shù)值508被上下文模型505接收到并且用于更新上下文506。二進制數(shù)值508還被逆二值化模塊503接收到。逆二值化模塊503 根據(jù)以下參考圖7所述的方法700來對殘差系數(shù)進行解碼。
[0105] 傳統(tǒng)-對8 X 8TU講行編碼
[0106] 將參考圖6和11來說明用于使用后向?qū)菕呙鑼?X8變換單位（TU) 1100進行編碼的傳統(tǒng)方法。圖11所示的8X8的變換單位（TU)沒有利用子塊。將后向?qū)亲笙聮?描1101應用于8X8變換單位（TU) 1100整體。使用后向?qū)亲笙聮呙?101的掃描模式來應用圖6的方法600。
[0107] 對最末有效系數(shù)位置進行編碼的步驟601對8X8變換單位（TU) 1100中的最末有效系數(shù)的位置進行編碼。在通過在前向方向上應用后向?qū)亲笙聮呙?101來搜索8X8變換單位（TU) 1100的情況下，將最末有效系數(shù)的位置定義為最末非零殘差系數(shù)的位置。
[0108] 查找8X8表的步驟602、對有效系數(shù)標志進行編碼的步驟603和是否是子集中的最末一個的步驟604對16個系數(shù)的子集中的所有有效系數(shù)進行編碼。在采用后向掃描的情況下，首先針對包含最末有效系數(shù)的子集運行步驟603和604。查找8X8表的步驟602 以索引形式將當前子集確定為保持8X8后向?qū)亲笙聮呙?101的表。對有效系數(shù)標志進行編碼的步驟603使用二進制算術編碼器409來將子集中的一個有效系數(shù)編碼在編碼位流 113中。一旦掃描了子集內(nèi)的所有有效系數(shù)，則是否是子集中的最末一個的步驟604終止步驟602和603的循環(huán)。對于后向掃描，該循環(huán)從最大值向下計數(shù)為零。除包含最末有效系數(shù)的子集以外，最大值是16,其中該最大值被配置為將最末有效系數(shù)從子集掃描中省略。
[0109] 對殘差等級進行編碼的步驟605針對子集中的各有效系數(shù)來編碼殘差等級。通過多個步驟來對子集中的殘差等級進行編碼，其中各步驟針對子集中的有效系數(shù)重復。首先，對表示有效系數(shù)絕對值大于1的標志進行編碼。其次，對表示絕對值大于1的有效系數(shù)中的絕對值大于2的有效系數(shù)的標志進行編碼。第三，對表示各有效系數(shù)的符號的標志進行編碼。第四，在值大于2的有效系數(shù)中，對這些有效系數(shù)中的量值-3進行編碼。
[0110] 是否是最末子集的步驟606使得步驟602、603、604和605重復，直到在根據(jù)需要對子集4、3和2中的任意子集進行編碼之后、對變換單位（TU) 1100中的第一個子集進行了編碼為止，然后方法600終止。
[0111] 將參考圖6和12來說明用于使用后向水平掃描對8X8變換單位（TU) 1200進行編碼的傳統(tǒng)方法。8X8變換單位（TU) 1200沒有利用子塊。將后向水平掃描1201應用于 8X8變換單位（TU) 1200整體。使用所定義的掃描模式來應用方法600。
[0112] 將參考圖6和13來說明用于使用后向垂直掃描對8X8變換單位（TU) 1300進行編碼的傳統(tǒng)方法。8X8變換單位（TU) 1300沒有利用子塊。將后向垂直掃描1301應用于 8X8變換單位（TU) 1300整體。使用所定義的掃描模式來應用方法600。
[0113] 傳統(tǒng)-對8 X 8TU講行解碼
[0114] 將參考圖7和11來說明用于使用后向?qū)菕呙鑱韺?X8變換單位（TU) 1100進行解碼的傳統(tǒng)方法。8X8變換單位（TU) 1100沒有利用子塊。將后向?qū)亲笙聮呙?101應用于8X8變換單位（TU) 1100整體。使用所定義的掃描模式來應用方法700。
[0115] 對最末有效系數(shù)位置進行解碼的步驟701對8X8變換單位（TU) 1100中的最末有效系數(shù)的位置進行解碼，其中該最末有效系數(shù)在前向方向上應用掃描模式的情況下被定義為最末非零殘差系數(shù)。
[0116] 查找8X8位置表的步驟702、對有效系數(shù)進行解碼的步驟703和是否是子集中的最末一個的測試步驟703通過從最末位置向著開頭位置針對子集中的各位置進行重復、并且針對各位置解碼一個有效系數(shù)標志，來對子集中的有效系數(shù)標志進行解碼。查找8 X 8位置表的步驟702針對子集內(nèi)的當前有效系數(shù)來確定8X8變換單位（TU) 1100內(nèi)的位置。對于包含最末有效系數(shù)的子集，對最末位置進行定義，以使得將最末有效系數(shù)位置從子集掃描中排除，否則將最末位置設置為16。
[0117] 對殘差等級進行解碼的步驟705對子集中的各有效系數(shù)的量值和符號進行解碼。對殘差等級進行解碼的步驟705通過針對子集中的有效系數(shù)重復四次來對這些有效系數(shù) 的殘差等級進行解碼。在第一次重復時，對表示有效系數(shù)的絕對值大于1的標志進行解碼。在第二次重復時，對表示大于1的有效系數(shù)的絕對值還大于2的標志進行解碼。在第三次重復時，對表示各有效系數(shù)的符號的標志進行解碼。在第四次重復時，對于大于2的有效系數(shù)，對量值-3進行解碼，從而使得能夠針對量值已知大于2的情況重建殘差量值。
[0118] 是否是最末子集的測試步驟706使得步驟702、703、704和705重復，直到在根據(jù) 需要對子集4、3和2中的任意子集進行解碼之后、對變換單位（TU) 1100中的第一個子集進行了解碼為止，然后方法700終止。
[0119] 將參考圖7和12來說明用于使用后向水平掃描對8X8變換單位（TU) 1200進行解碼的傳統(tǒng)方法。8X8變換單位（TU) 1200沒有利用子塊。將后向水平掃描1201應用于 8X8變換單位（TU) 1200整體。使用所定義的掃描模式來應用方法700。
[0120] 將參考圖7和13來說明用于使用后向垂直掃描對8X8變換單位（TU) 1300進行解碼的傳統(tǒng)方法。8X8變換單位（TU) 1300沒有利用子塊。將后向垂直掃描1301應用于 8X8變換單位（TU) 1300整體。使用所定義的掃描模式來應用方法700。
[0121] 實施例-對8 X 8TU講行編碼
[0122] 將參考圖8、1(^、1(?、14、154、158和15(：來說明用于使用后向?qū)亲笙聮呙鑼?8X8變換單位（TU) 1500進行編碼的根據(jù)本發(fā)明的方法800。圖15A所示的8X8變換單位 (TU) 1500的子塊大小為4X4。變換單位（TU) 1500表示為了進行編碼而要掃描的系數(shù)的正方形下級層。在諸如圖15C所示的子塊1502等的各子塊內(nèi)，如圖15C所示，應用后向?qū)亲?下掃描1505。在對8X8變換單位（TU) 1500中的子塊進行掃描的情況下，如圖15B所示，將 2X2后向?qū)亲笙律蠈訏呙?504應用于其正方形上級層1503表示。如圖15B所示，上級層1503包括下級層子塊1502的2X2配置。這樣，有效系數(shù)組標志表示非重疊區(qū)域，使得子塊在下級層中沒有重疊。因此，圖15A的掃描模式1501表示根據(jù)圖15B的模式1504重復了四次的圖15C的模式1505的組合。該方法的一個優(yōu)點在于，代替如圖11、12和13那樣存儲64 (8 X 8)大小的陣列的模式，可以使用4 (2 X 2)+16 (4 X 4) = 20大小的陣列來存儲模式1501，這使得內(nèi)存使用相應地減少。此外，應當理解，例如2 X 2、4 X 4和8 X 8的任意陣列大小是正方形。
[0123] 使用所定義的子塊大小和上層大小以及掃描模式來應用方法800。方法800使用有效系數(shù)組來對變換單位（TU)的殘差系數(shù)進行編碼，并且以下將參考圖8來進行說明。將變換單位（TU)分割成多個子塊。圖10A示出變換單位（TU)的示例性正方形上層1000。
[0124] 作為圖15A的8X8變換單位（TU) 1500的示例的圖14所示的8X8變換單位 (TU) 1400按兩層（上下）層級對殘差系數(shù)進行編碼。將8X8變換單位（TU) 1400分割成諸如4X4子塊1401等的相等大小的子塊。利用上層1402來表示變換單位（TU) 1400中的子塊。上層1402包括各自可以計算或推斷出的諸如有效系數(shù)組標志1403等的有效系數(shù)組標志。在計算出諸如有效系數(shù)組標志1403等的有效系數(shù)組標志的情況下，有效系數(shù)組標志表示諸如子塊1401等的相應子塊內(nèi)的諸如殘差系數(shù)1404等的任何殘差系數(shù)是否是有效的。在推斷出有效系數(shù)組標志的情況下，相應子塊內(nèi)的所有殘差系數(shù)可能是無效的。
[0125] 在圖8所示的方法800中，對最末有效系數(shù)位置進行編碼的步驟801沿著兩級掃描路徑對最末有效系數(shù)的坐標進行編碼。查找2 X 2表位置的步驟802通過向2 X 2后向?qū)?角左下上層掃描1504應用查找來確定當前子塊的位置。這樣提供了對相關子塊1502的正確識別。查找4X4表位置的步驟803通過向4X4后向?qū)亲笙聮呙?505進行查找來確定當前有效系數(shù)的位置內(nèi)的偏移，由此識別當前4X4子塊1502內(nèi)的正確位置。確定有效系數(shù)標志的步驟804測試子塊1502內(nèi)以及8X8變換單位（TU) 1500內(nèi)的按所確定的偏移的殘差系數(shù)的值，其中在殘差系數(shù)為非零的情況下該值是有效的，否則在其它情況（零值）下該值是無效的。
[0126] 是否是子塊中的最末一個的測試步驟805使步驟803和804重復，以使得對不包含最末有效系數(shù)的子塊內(nèi)的所有位置進行測試，并且對于包含最末有效系數(shù)的子塊，對最末有效系數(shù)之前的所有位置（其中，"之前"假定在前向方向上應用掃描）進行測試。對于諸如模式1505等的后向掃描，子塊中的最末一個將始終是左上位置。對于前向掃描，子塊中的最末一個針對不具有最末有效系數(shù)位置的子塊而言將是右下位置，并且將是按前向掃描的順序的緊挨最末有效系數(shù)位置之前的位置。
[0127] 確定有效系數(shù)組標志的步驟806確定有效系數(shù)標志，以表示子塊內(nèi)的任意（至少一個）有效系數(shù)標志是否為1值。對于包含最末有效系數(shù)的子塊，推斷出有效系數(shù)組標志為1值。對于位于變換單位（TU) 1500的左上角的子塊，還推斷出有效系數(shù)組標志為1值。對有效系數(shù)組進行編碼的步驟807對用以確定有效性映射的包含在子塊中的部分的信息進行編碼。首先，將沒有推斷出的有效系數(shù)組標志編碼在位流中。其次，如果有效系數(shù)組標志為1值，則將有效性映射的包含在子集中的部分編碼在位流中。除將有效性映射配置成 2 X 2上層子塊和4 X 4下層子塊以外，對殘差值進行編碼的步驟808以與對殘差等級進行編碼的步驟605相同的方式進行工作。是否是最末子塊的測試步驟809使得能夠從包含最末有效系數(shù)的子塊到位于變換單位（TU) 1500的左上角的子塊針對這些子塊進行重復。在對該子塊進行編碼之后，方法800終止。本領域技術人員應當理解，方法800使得能夠在視頻編碼器100所支持的所有變換單位（TU)大小中使用4X4子塊掃描。
[0128] 將參考圖10A所示的示例性上層1000來說明確定有效系數(shù)組標志時的上層的操作。示例性上層1000針對各子塊包括一個significant_coefTgroup_flag。對于示例性上層1000中的各子塊，計算或推斷significant_coeffgroup_flag。對于示例性上層1000中的左上方的子塊，significant_coeffgroup_flag始終被推斷為1值。對于示例性上層1000 中的包含最末有效系數(shù)的子塊，significant_coeffgroup_flag也被推斷為1值。對于示例性上層1000中的其它位置，僅在諸如significant_coeffgroup_flag A1002等的右方近鄰和諸如significant_coeffgroup_flag B1003等的下方近鄰這兩者都為1值的情況下，才推斷出諸如 significant_coeffgroup_flag X1001 等的 significant_coeffgroup_flag 為 1 值。在右方近鄰或下方近鄰的significant_coeffgroup_flag落在示例性上層1000外的情況下，針對該近鄰推斷出〇值。在推斷出significant_coeffgroup_flag的情況下，沒有將該significant_coeffgroup_flag編碼在編碼位流113中。在沒有推斷出significant# coeffgroup_flag的情況下，如果相應子塊內(nèi)的所有significant_coeff_flag已知為0 值，則計算出〇值的significant_coeffgroup_flag?？蛇x地，如果相應子塊內(nèi)的至少一個 significant_coeff_flag 為 1 值，貝U計算出 1 值的 significant_coeffgroup_flag。使用后向?qū)亲笙聮呙鑱韺⑺嬎愠龅氖纠陨蠈?000的significant_coeffgroup_flag的值編碼在編碼位流113中。
[0129] 例如，參考圖10B，在上層1004中，基于右方近鄰和下方近鄰推斷出諸如 significant_coefTgroup_flagl005 等的力口陰影的 significant-coeffgroup-flag 為 1 值，因此沒有將這些significant_coeffgroup_flag編碼在編碼位流113中。significant# coeffgroup_flagl006包含最末有效系數(shù)，因此被推斷為1值。諸如significant# coeffgroup_flagl007 等的 significant_coeffgroup_flag 位于最末有效系數(shù)之后，因此針對這些位置沒有進行值的推斷、計算或編碼。位于上層804的左上方的significant_ coeffgroup_flagl008始終被推斷為1值。
[0130] 在對上層中的各significant_coeffgroup_flag進行編碼的情況下，從上下文模型404中選擇上下文。關于對亮度樣本進行編碼的變換單位（TU)和對色度樣本進行編碼的變換單位（TU)，可利用兩個上下文，從而得到用于對示例性上層1000進行編碼的總共四個上下文。針對示例性上層1000中的各significant_coeffgroup_flag的上下文選擇依賴于右方近鄰和下方近鄰。作為示例情況，通過對significant_coeffgroup_flag A1002 和 significant_coeffgroup_flag B1003 的值進行邏輯或（OR)來確定 significant# coeffgroup_flag X1001的上下文。為了上下文選擇的目的，推斷出落在示例性上層1000 外的左方近鄰和下方近鄰為0值。
[0131] 將參考圖8、16A、16B和16C來說明用于使用后向水平掃描對8X8變換單位 (TU) 1600進行編碼的根據(jù)本發(fā)明的方法。8 X 8變換單位（TU) 1600的下級子塊大小為4X 4。在諸如子塊1602等的各子塊內(nèi)，應用后向水平掃描1605,從而得到圖16A所示的整個掃描模式1601。為了掃描8X8變換單位（TU) 1600中的子塊1602,應用2X2后向水平上層掃描1604。使用所定義的子塊大小和上層大小以及掃描模式來應用方法800。
[0132] 將參考圖8、17A、17B和17C來說明用于使用后向垂直掃描對8X8變換單位 (TU) 1700進行編碼的根據(jù)本發(fā)明的方法。8X8變換單位（TU) 1700的子塊大小為4X4。在諸如圖17C的子塊1702等的各下層子塊內(nèi)，應用后向垂直掃描1705。在掃描8X8變換單位（TU) 1700中的子塊的情況下，應用圖17B所示的2X2后向垂直上層掃描1704,從而得到圖17A所示的整個掃描模式1701。使用所定義的子塊大小和上層大小以及掃描模式來應用方法800。
[0133] 實施例-對8 X 8TU講行解碼
[0134] 將參考圖9、15A、15B和15C來說明用于對8X8變換單位（TU) 1500進行解碼的根據(jù)本發(fā)明的方法。8X8變換單位（TU) 1500的子塊大小為4X4。在諸如子塊1502等的各子塊內(nèi)，應用后向?qū)亲笙聮呙?505。在掃描8X8變換單位（TU) 1500中的子塊的情況下，應用2X2后向?qū)亲笙聮呙?504,從而得到整個掃描模式1501。使用所定義的子塊大小和上層大小以及掃描模式來應用方法900。
[0135] 將參考圖9來說明用于使用有效系數(shù)組對變換單位（TU)的殘差系數(shù)進行解碼的方法900。將變換單位（TU)分割成多個子塊。對最末有效系數(shù)位置進行解碼的步驟901沿著兩級掃描路徑1501對變換單位（TU) 1500中的最末有效系數(shù)的坐標進行解碼。查找2X2 表位置的步驟902通過向2 X 2后向?qū)亲笙律蠈訏呙?504應用查找來確定當前子塊的位置。對有效系數(shù)組進行解碼的步驟903使用與確定有效系數(shù)組標志的步驟806中所述的處理類似的處理來確定有效系數(shù)標志的推斷值，或者根據(jù)編碼位流113對一個有效系數(shù)組標志進行解碼。測試有效系數(shù)組標志的步驟904測試所確定的有效系數(shù)組標志的值。如果標志為1值，則控制進入查找4 X 4表位置的步驟905,否則在標志為0值的情況下，控制進入是否是最末子塊的測試步驟909。步驟905通過向4X4后向?qū)亲笙聮呙柽M行查找來確定當前有效系數(shù)的位置內(nèi)的偏移。將查找4X4表位置的步驟905的結(jié)果與查找2X2表位置的步驟902的結(jié)果相組合以將位置偏移提供至8 X 8變換單位（TU) 1500內(nèi)。然后，對有效系數(shù)標志進行解碼的步驟906對諸如子塊1502等的子塊內(nèi)的一個殘差系數(shù)的有效系數(shù)標志進行解碼。在到達子塊內(nèi)的最末有效系數(shù)、子塊中的先前有效系數(shù)不為1值、并且計算（即，沒有推斷）相應的有效系數(shù)組標志的情況下，推斷出子塊內(nèi)的最末有效系數(shù)為1值。是否是子塊中的最末一個的測試步驟907測試子塊內(nèi)的位置，從而循環(huán)步驟905和906,直到處理了整個4X4子塊1502為止。對于包含最末有效系數(shù)標志的要處理的第一個子塊，在子塊內(nèi)僅針對之后的位置（其中，將"之后"定義為按后向掃描順序）進行重復。在處理了子塊的最末一個位置的情況下，對殘差等級進行解碼的步驟908以與對殘差等級進行解碼的步驟705相同的方式對殘差等級進行解碼。最末子塊的測試步驟909對變換單位（TU) 1500 中的所有子塊進行重復，通過步驟902?908對從包含最末有效系數(shù)并且以后向方式工作的子塊起、直到位于變換單位（TU) 1500的左上角的子塊為止的各子塊進行處理，然后方法 900終止。本領域技術人員應當理解，方法900使得能夠在視頻解碼器200所支持的所有變換單位（TU)大小中使用4X4子塊掃描。
[0136] 將參考圖9、16Α、16Β和16C來說明用于對8X8變換單位（TU) 1600進行解碼的根據(jù)本發(fā)明的方法。8X8變換單位（TU) 1600的子塊大小為4X4。在諸如子塊1602等的各子塊內(nèi)，應用后向水平掃描1605。在對8X8變換單位（TU) 1600中的子塊進行掃描的情況下，應用2 X 2后向水平掃描1604。使用所定義的子塊大小和上層大小以及掃描模式來應用方法900。
[0137] 將參考圖9、17A、17B和17C來說明用于對8X8變換單位（TU) 1700進行解碼的根據(jù)本發(fā)明的方法。8X8變換單位（TU) 1700的子塊大小為4X4。在諸如子塊1702等的各子塊內(nèi)，應用后向垂直掃描1705。在對8X8變換單位（TU) 1700中的子塊進行掃描的情況下，應用2 X 2后向垂直掃描1704。使用所定義的子塊大小和上層大小以及掃描模式來應用方法900。
[0138] 實施例-僅針對8X8奪換單位的對角h層掃描
[0139] 應用于變換單位（TU) 1500、1600和1700的方法800和900分別從子塊層向著上層應用相同的掃描模式。一個替代方案是對于變換單位（TU) 1500、1600和1700,針對上層掃描僅使用后向?qū)亲笙聮呙琛４送?，針對所有的變換單位大小，可以將上層掃描設置為后向?qū)亲笙?。然后，上層的掃描模式不依賴于下層的掃描模式。如此使得不需要針?X2 后向水平掃描1604和2X2后向?qū)谴怪睊呙?704的內(nèi)存存儲量。
[0140] 實施例-將8X8奪換單位掃描重新用于32X32 h層掃描
[0141] 32X32變換單位利用作為后向?qū)亲笙聮呙璧?X8上層掃描?？梢岳酶鶕?jù) 2X2后向?qū)菕呙?504和4X4后向?qū)菕呙?505所推導出的8X8后向?qū)菕呙?505 來替換8X8上層掃描。這種配置使得能夠去除8X8上層掃描所用查找表，從而降低內(nèi)存存儲量要求。
[0142] 本領域技術人員應當理解，方法600和700在利用所指定的子塊大小進行應用的情況下，能夠減少存在于視頻編碼器100或視頻解碼器200中的表的數(shù)量。
[0143] 實施例-#用偏移的掃描
[0144] 圖18A?18C示出如下的進一步實現(xiàn)：根據(jù)二維（2D)陣列來推導值的線性陣列，并且在該線性陣列中使用偏移以建立2D陣列的不同子塊之間的區(qū)別。圖18A示出按作為前向-后向掃描（水平和從左向右）的A、B、C和D的順序來將8X8變換單位作為4X4個單位（子塊）中的4個來訪問，其中根據(jù)前向-后向掃描來穿過各子塊。本領域技術人員應當理解，圖18A?18C所示的實現(xiàn)還能夠在后向方向上掃描8X8變換單位。
[0145] 如圖18B所示，各子塊的掃描得到值的相應線性陣列。在期望的情況下，可以如此存儲圖18B的四個陣列以固有地定義相應變換單位的值的掃描的訪問順序。
[0146] 可選地，如圖18C所示，可以將圖18A的變換單位的掃描存儲作為16( = 4X4)個值的單個線性陣列，其中使用偏移（X)來重建4個陣列。通過使X從0、4、32和36改變，可以重建圖18B的四個陣列中的每一個。
[0147]
[0148] 當前所公開的各種配置提供了針對具有正方形上級層和正方形下級層的變換單位的編碼和解碼，其中該上級層表示最多四個有效系數(shù)組標志（例如，2X2)的正方形配置。例如，這從圖15B、16B和17B可看出。這樣允許根據(jù)應用于4X4子塊（分別為圖15C、 16C和17C)的期望掃描模式來高效地穿過8X8的正方形下級層（分別為圖15A、16A和 17A)。如此，可以使用4X4下層掃描和2X2上層掃描的組合來對8X8變換單位進行編碼或解碼。
[0149] 產(chǎn)業(yè)h的可利用件
[0150] 所述的配置適用于計算機和數(shù)據(jù)處理行業(yè)，特別適用于對諸如視頻信號等的信號進行編碼或解碼的數(shù)字信號處理。
[0151] 前述僅說明本發(fā)明的一些實施例，并且可以在沒有背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下對本發(fā)明進行修改和/或改變，其中這些實施例僅是示例性而非限制性的。
[0152] (僅限澳大利亞）在本說明書的上下文中，詞語"包括"意味著"主要但未必僅包括"或"具有"或"包含"，而不是"僅由…組成"。詞語"包括（comprising) "的諸如 "comprise"和"comprises"等的詞尾變化具有相應的變化含義。
【權利要求】
1. 一種用于從視頻數(shù)據(jù)的位流解碼變換單位的殘差系數(shù)的方法，所述方法包括以下步驟：從視頻數(shù)據(jù)的所述位流接收所述變換單位，所述變換單位具有正方形上級層和正方形下級層，所述正方形上級層表示最多四個有效系數(shù)組標志的正方形配置，所述有效系數(shù)組標志各自表示所述正方形下級層的非重疊區(qū)域；針對所接收到的所述變換單位確定所述正方形上級層的所述有效系數(shù)組標志；以及根據(jù)所確定的所述有效系數(shù)組標志來確定所述正方形下級層的殘差系數(shù)的值，以對視頻數(shù)據(jù)的所述位流的所述變換單位進行解碼。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，利用所述最多四個有效系數(shù)組標志所表示的所述非重疊區(qū)域中的各非重疊區(qū)域是各自具有16個殘差系數(shù)的正方形區(qū)域。
3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述正方形上級層具有四個有效系數(shù)組標志，所述方法還包括以下步驟：通過向預定的掃描模式應用偏移，來確定所述正方形下級層的所述非重疊區(qū)域各自的掃描模式。
4. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，確定所述正方形上級層的所述有效系數(shù)組標志的步驟包括：對編碼在所述位流中的有效系數(shù)組標志進行解碼。
5. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，確定所述正方形上級層的所述有效系數(shù)組標志的步驟包括：推斷所述有效系數(shù)組標志中的至少一個。
6. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，將所述變換單位的所述正方形下級層形成為子塊，并且根據(jù)所確定的所述有效系數(shù)組標志來確定所述正方形下級層的殘差系數(shù)的值的步驟包括針對所述變換單位的所述子塊中的各子塊進行重復。
7. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，所述重復形成表示所述子塊中的各子塊的線性陣列，其中使用相應的偏移值來根據(jù)所述線性陣列重建各子塊。
8. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述正方形上級層表示四個所述有效系數(shù)組標志的正方形配置。
9. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，根據(jù)應用于所述變換單位的幀內(nèi)預測模式來選擇所述變換單位的所述正方形下級層的掃描方向。
10. 根據(jù)權利要求9所述的方法，其中，根據(jù)應用于所述變換單位的幀內(nèi)預測模式來選擇所述變換單位的所述正方形上級層的掃描方向。
11. 根據(jù)權利要求9所述的方法，其中，所述變換單位的所述正方形上級層的掃描方向是對角的，并且不依賴于所述變換單位的所述正方形下級層的掃描方向。
12. -種用于將變換單位的殘差系數(shù)編碼在視頻數(shù)據(jù)的位流中的方法，所述方法包括以下步驟：接收所述變換單位的正方形下級層的殘差系數(shù)的值；針對所述變換單位的正方形上級層確定有效系數(shù)組標志，所述正方形上級層表示最多四個有效系數(shù)組標志的正方形配置，所述有效系數(shù)組標志各自表示所述正方形下級層的非重疊區(qū)域；以及對所述正方形下級層的殘差系數(shù)的值和所述正方形上級層的所述有效系數(shù)組標志進行編碼，以將所述變換單位編碼在視頻數(shù)據(jù)的所述位流中。
13. -種用于從視頻數(shù)據(jù)的位流解碼變換單位的殘差系數(shù)的方法，所述方法包括以下步驟：從視頻數(shù)據(jù)的所述位流接收所述變換單位，所述變換單位具有正方形上級層和正方形下級層，所述正方形上級層表示有效系數(shù)組標志的正方形配置，所述有效系數(shù)組標志各自表示所述正方形下級層的非重疊區(qū)域；根據(jù)幀內(nèi)預測模式來確定所述正方形上級層和所述正方形下級層的掃描模式，其中所述正方形上級層和所述正方形下級層的掃描模式是相同的；根據(jù)所確定的掃描模式，針對所接收到的所述變換單位來確定所述正方形上級層的所述有效系數(shù)組標志；以及根據(jù)所確定的所述有效系數(shù)組標志來確定所述正方形下級層的殘差系數(shù)的值，以對視頻數(shù)據(jù)的所述位流的所述變換單位進行解碼。
14. 一種用于將變換單位的殘差系數(shù)編碼在視頻數(shù)據(jù)的位流中的方法，所述方法包括以下步驟：接收所述變換單位的正方形下級層的殘差系數(shù)的值；針對所述變換單位的正方形上級層確定有效系數(shù)組標志，所述正方形上級層表示有效系數(shù)組標志的正方形配置，其中所述有效系數(shù)組標志各自表示所述正方形下級層的非重疊區(qū)域；根據(jù)幀內(nèi)預測模式來確定所述正方形上級層和所述正方形下級層的掃描模式，其中所述正方形上級層和所述正方形下級層的掃描模式是相同的；以及根據(jù)所確定的掃描模式來對所述正方形下級層的殘差系數(shù)的值和所確定的有效系數(shù) 組標志進行編碼，以將所述變換單位編碼在視頻數(shù)據(jù)的所述位流中。
15. -種記錄有程序的計算機可讀存儲介質(zhì)，所述程序能夠由計算機化設備來執(zhí)行以從視頻數(shù)據(jù)的位流解碼變換單位的殘差系數(shù)，所述程序包括以下代碼：用于從視頻數(shù)據(jù)的所述位流接收所述變換單位的代碼，所述變換單位具有正方形上級層和正方形下級層，所述正方形上級層表示最多四個有效系數(shù)組標志的正方形配置，所述有效系數(shù)組標志各自表示所述正方形下級層的非重疊區(qū)域；用于針對所接收到的所述變換單位確定所述正方形上級層的所述有效系數(shù)組標志的代碼；以及用于根據(jù)所確定的所述有效系數(shù)組標志來確定所述正方形下級層的殘差系數(shù)的值、以對視頻數(shù)據(jù)的所述位流的所述變換單位進行解碼的代碼。
16. -種記錄有程序的計算機可讀存儲介質(zhì)，所述程序能夠由計算機化設備來執(zhí)行以從視頻數(shù)據(jù)的位流解碼變換單位的殘差系數(shù)，所述方法包括以下步驟：從視頻數(shù)據(jù)的所述位流接收所述變換單位，所述變換單位具有正方形上級層和正方形下級層，所述正方形上級層表示有效系數(shù)組標志的正方形配置，所述有效系數(shù)組標志各自表示所述正方形下級層的非重疊區(qū)域；根據(jù)幀內(nèi)預測模式來確定所述正方形上級層和所述正方形下級層的掃描模式，其中所述正方形上級層和所述正方形下級層的掃描模式是相同的；根據(jù)所確定的掃描模式，針對所接收到的所述變換單位來確定所述正方形上級層的所述有效系數(shù)組標志；以及根據(jù)所確定的所述有效系數(shù)組標志來確定所述正方形下級層的殘差系數(shù)的值，以對視頻數(shù)據(jù)的所述位流的所述變換單位進行解碼。
17. -種視頻解碼器，包括：用于接收視頻數(shù)據(jù)的位流的部件；用于從視頻數(shù)據(jù)的所述位流接收變換單位的部件，所述變換單位具有正方形上級層和正方形下級層，所述正方形上級層表示最多四個有效系數(shù)組標志的正方形配置，所述有效系數(shù)組標志各自表示所述正方形下級層的非重疊區(qū)域；用于針對所接收到的所述變換單位確定所述正方形上級層的所述有效系數(shù)組標志的部件；以及用于根據(jù)所確定的所述有效系數(shù)組標志來確定所述正方形下級層的殘差系數(shù)的值、以對視頻數(shù)據(jù)的所述位流的所述變換單位進行解碼的部件。
18. -種視頻解碼器，包括：用于接收視頻數(shù)據(jù)的位流的部件；用于從視頻數(shù)據(jù)的所述位流接收變換單位的部件，所述變換單位具有正方形上級層和正方形下級層，所述正方形上級層表示有效系數(shù)組標志的正方形配置，所述有效系數(shù)組標志各自表示所述正方形下級層的非重疊區(qū)域；用于根據(jù)幀內(nèi)預測模式來確定所述正方形上級層和所述正方形下級層的掃描模式的部件，其中所述正方形上級層和所述正方形下級層的掃描模式是相同的；用于根據(jù)所確定的掃描模式、針對所接收到的所述變換單位來確定所述正方形上級層的所述有效系數(shù)組標志的部件；以及用于根據(jù)所確定的所述有效系數(shù)組標志來確定所述正方形下級層的殘差系數(shù)的值、以對視頻數(shù)據(jù)的所述位流的所述變換單位進行解碼的部件。
【文檔編號】H04N19/46GK104094602SQ201380006207
【公開日】2014年10月8日申請日期:2013年1月18日優(yōu)先權日:2012年1月19日
【發(fā)明者】克里斯托弗·詹姆斯·羅斯沃恩, 埃爾文·阿積亞·拉碧歐斯申請人:佳能株式會社

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