CN101496289B - 解码方法以及解码装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了解码方法以及解码装置,其中,该解码方法从输入比特流中以预定的编码处理单位对经过正交变换处理的系数数据列进行解码,其中,使用对应于系数数据列中特定值的未处理系数数据的数目所选的表格,对不是特定值的每个系数数据至少分配表示系数数据列中特定值的连续系数数据的数目的特定语法元素,该解码方法包括表格选择步骤、连续数目检测步骤、特定语法元素解码步骤、更新步骤以及系数数据解码步骤。
Description
技术领域
本发明涉及解码方法、用于解码方法的程序、记录有用于解码方法的程序的记录介质以及解码装置,并且可应用于例如基于ITU(国际电信联盟)-T H.264方法的解码器等。与现有技术相比,通过检测特定值(诸如值0)的语法元素的连续数目并基于检测结果对语法元素进行解码,本发明提高了解码处理的速度。
背景技术
通常,在诸如MPEG(运动图像专家组)-2和MPEG-4的编码处理中,以预定的编码处理单位对图像数据执行正交变换处理,并对作为结果得到的系数数据执行可变长度编码处理。此外,在可变长度编码处理中,对每个码字参考可变长度码表格来生成可变长度编码数据,其中,在按照Z字形扫描顺序得到的系数数据列中,通过组合值0的连续系数的长度(游程,run)和随后的不为值0的系数数据的系数值而得到每个码字。
关于编码处理,日本专利申请公开第2002-76908号提出了一种通过同时且并行地处理游程长度和不为值0的系数值来提高处理速度的方案。
另一方面,在基于ITU-T H.264方法的CAVLC(前后自适应可变长度编码)处理中,单独执行游程数和不为值0的系数值的可变长度编码处理。更具体地,在基于ITU-T H.264方法的CAVLC处理中,对非值0的系数值执行自适应可变长度编码处理。另外,根据未处理的游程数的总数从多个可变长度编码表格中选择一个可变长度编码表格,并利用所选的可变长度编码表格执行游程数的编码处理。
此处,图1是示出了基于ITU-T H.264方法的CAVLC处理的语法元素的图表。此外,下文中,关于每个语法元素,例如,TotalCoeff的语法元素被表述为TotalCoeff,并且省略了语法元素的描述。在这些语法元素中,TotalCoeff是存在于将被编码的处理块中且不为值0的系数(下文中,被称为非0系数)的数目。因此,在如图2A所示计算系数数据的情况下,当在图2B中示出了从低阶侧以Z字形(zigzag)方式扫描得到的系数数据列时,值为+23、-4、+11、+8、-3、+1和-1的7个系数数据为TotalCoeff的对象。因此,TotalCoeff的值为7。此外,此处,图2A是示出了通过对4×4像素的处理块执行正交变换处理而得到的系数数据的示图,其中,数字表示系数值,以及箭头表示从低阶侧到高阶侧的Z字形扫描。另外,图2B是图2A的系数值以扫描顺序排列的表格。
TrailingOnes是在处理块中最后连续的绝对值为1的系数的数目。另外,当绝对值为1的系数的数目为3以上时,TrailingOnes为3。另外,忽略了中间所包括的值0的系数。因此,在图2A的实例中,如图2B中所示,在以值+1、0和-1连续的系数数据中的值+1和-1的系数数据被表示为TrailingOnes。在这种情况下,TrailingOnes为值2。
coeff token是通过将TotalCoeff和TrailingOnes组合而得到的语法元素,并且在图2B的实例中被表示为[2,7]。
trailing ones sign flag表示最后连续的绝对值1的系数的符号。因此,trailing ones sign flag的对象是表示为TrailingOnes的系数值。 在图2B的实例中,由于在值以+1、0和-1连续的系数数据中的值+1和-1的系数数据被表示为TrailingOnes,所以在这种情况下,值+1和-1的系数数据的符号被表示为trailing ones sign flag。对于trailing ones sign flag,+和-从高阶侧分别被表示为0和1。
level prefix是对系数进行编码时的前缀部分,level suffix是对系数进行编码时的后缀部分。level是DCT系数值,并且不包括定义为trailing ones sign flag的绝对值1的系数数据和值0的系数数据。
total zeros是0系数的总数,并且是在最后的非0系数前的0系数的数目。因此,在图2的实例中,total zeros的值为5。
run before是当从高阶侧观察系数数据列时在每个非0系数前的连续0系数的数目。因此,在图2的实例中,由于值+23、-4、+11、+8、-3、+1和-1的7个系数数据是非0系数,并且值-1的系数数据是位于高阶侧的最前面的非0系数,所以如图2B所示,对于值-1、+1、-3、+8、+11、-4和+23的系数数据,run before的值分别为1、2、0、2、0和0。
zerosLeft是total zeros中未处理的0系数的数目。因此,在图2B的实例中,在值-1的系数数据为将要处理的对象的情况下,zerosLeft的值为5。
在基于ITU-T H.264方法的CAVLC处理中,图1中定义的每个语法元素被存储在图3所示的序列的比特流中。此外,此处,图3A示出了基于正交变换处理的系数数据,level11~level0是被定义为level的系数数据,以及0是值0的系数数据。此外,t1-2~t1-0是被定义为trailing ones sign flag的系数数据。
即,在比特流中,首先分配coeff token,随后从高阶侧顺序地分配trailing ones sign flag。而且,从高阶侧连续地分配level,并分配total zeros。此外,从高阶侧连续地分配run before。
因此,在图2的实例中,语法元素coeff token[2,7]、trailing onessign flag-、trailing ones sign flag+、level-3、level+8、level+11、level-4、level+23、total zeros 5、run before 1、run before 2、run before0和run before 2被顺序地存储在如图4所示的比特流中。此处,通过对值+8处理run before 2,zerosLeft变为0,不对值+11和值-4的系数数据执行run before的处理。
在CAVLC处理中,对应于语法元素的存储序列,对每个编码处理单位执行图5和图6所示的处理程序,从而执行每个语法元素的编码处理。
即,在CAVLC的编码处理中,从步骤SP1移至步骤SP2以执行coefftoken的编码处理。此处,在编码处理中,从邻近于光栅扫描的开始端侧的编码处理块开始计算可变长度码表格的选择参考值nC。另外,本文中的邻近于光栅扫描的开始端侧的编码处理块是在正上方和左侧的编码处理块。此外,例如,选择参考值nC是两个编码处理块中的DCT系数的平均值。在编码处理中,从多个可变长度码表格中选择一个可变长度码表格,以对对应于选择参考值nC的coeff token执行编码处理,并且基于所选的可变长度码表格来执行coeff token的编码处理。
另外,此处,图7~图10示出了用于执行coeff token的编码处理的可变长度码表格。为coeff token准备了五个表格:选择参考值nC等于或大于值0并小于值2的情况;选择参考值nC等于或大于值2并小于值4的情况;选择参考值nC等于或大于值4并小于值8的情况;选择参考值nC等于或大于值8的情况;以及选择参考 值nC为值-1的情况。因此,图2的实例中的coeff token[2,7]依选择被编码为图8中对应于参考信号nC的自上开始的第7行上的‘0000 0000 101’、‘0000 0010 1’、‘0010 01’或‘0110 10’。因此,例如,在选择参考信号nC等于或大于值0并小于值2的情况下,coeff token[2,7]被编码为‘0000 0000 101’。
然后,编码处理移至步骤SP3,以检查系数数据的总数TotalCoeff是否为0。另外,这里,当系数数据的总数TotalCoeff为0时,处理从步骤SP3移至步骤SP4,以完成编码块的处理。
另一方面,当系数数据的总数TotalCoeff不为0时,处理从步骤SP3移至步骤SP5。在步骤SP5中,编码处理检查TrailingOnes是否为值0,并且处理从步骤SP5移至步骤SP6。
在步骤SP6中,将TrailingOnes的值tls设定为计算处理trailingones sign flag的次数的计数值n。另外,在随后的步骤SP7中,确定由在系数数据中被设定为TrailingOnes的计数值n所指定的系数数据(在这种情况下,为被设定为TrailingOnes的最高阶的系数数据)的符号,并且设定trailing ones sign flag。此外,使计数值n递减值1,并且在随后的步骤SP8中,通过使计数值递减来确定是否已完成trailing ones sign flag的所有设定。此处,当得到否定结果时,编码处理返回至步骤SP7,以设定随后的trailing ones sign flag。另一方面,当完成了trailing ones sign flag的所有设定时,处理从步骤SP8移至步骤SP9。另外,当在步骤SP5中检查到TrailingOnes为值0时,处理直接从步骤SP5移至步骤SP9。
因此,在图5所示的处理中,对应于trailing ones sign flag的数目来执行步骤SP7的处理。在图2B的实例中,两个trailing ones signflag被编码为‘10’。
在随后的步骤SP9中,编码处理检查TotalCoeff的值与TrailingOnes的值是否不一致。此处,当检查出TotalCoeff的值与TrailingOnes的值不一致时,编码处理移至步骤SP10,其中,从TotalCoeff的值中减去TrailingOnes的值,并且计算未被设定为trailing ones sign flag的非0系数的数目。此外,计算得到的值被设定为计算处理非0系数的次数的计数值n。
随后,编码处理移至步骤SP11,并且对由计数值n指定的非0系数的level进行前后计算(context-calculate),以进行编码处理。此外,计数值n仅递减值1,并且在随后的步骤SP12中,判断是否通过确定计数值n对非0系数的所有level都进行了处理。此处,当得到否定结果时,编码处理返回至步骤SP11,以对随后的非0系数的level执行编码处理。另一方面,当非0系数的所有level被处理时,处理从步骤SP12移至步骤SP13。
在步骤SP13中,检查TotalCoeff是否为可以获得的值中的最大值。此处,当TotalCoeff是可以获得的值中的最大值时,由于已完成所有系数数据的编码处理,所以处理从步骤SP13移至步骤SP14,以完成处理程序。另一方面,当检查到TotalCoeff不是可以获得的值中的最大值时,处理从步骤SP13移至步骤SP15。另外,当在步骤SP9中检查到TotalCoeff的值与TrailingOnes的值一致时,处理从步骤SP9直接移至步骤SP15。
因此,在编码处理中,通过以与TotalCoeff的值相对应的次数执行步骤SP11中的处理来对非0系数的level进行解码。在图2B的实例中,顺序地处理-3、+8、+11、-4和+23的level,以生成‘0001 0000 0001 0000 0010 0111 1000 0011 00’的编码数据列。
在随后的步骤SP15中,编码处理使用编码表格来执行totalzeros的编码处理。此处,图11和图12分别示出了用于执行对以4×4 块和2×2块为编码处理单位准备的total zeros的编码处理的可变长度码表格。在total zeros中,对应于TotalCoeff的每个值准备表格。相应地,编码处理根据TotalCoeff的值选择表格并使用所选的表格来执行total zeros的编码处理。因此,由于TotalCoeff为值7,所以在图2B的实例中的total zeros的值5被编码为‘11’。
另外,随后,total zeros的值被设定为zerosLeft的初始值。另外,TotalCoeff的值被设定为计算处理zerosLeft的次数的计数值n。然后,处理移至步骤SP16,检查total zeros的值是否为0。当totalzeros的值为0时,处理从步骤SP16移至步骤SP14,以完成处理程序。另一方面,当total zeros的值不为0时,处理从步骤SP16移至步骤SP17。
在编码处理中,在该步骤SP17中,对由表示处理次数的计数值n所指定的非0系数(在这种情况下,高阶侧的非0系数)的runbefore执行编码处理,以更新zerosLeft和计数值n。另外,在随后的步骤SP18中,确定zerosLeft,以判断是否存在未处理的runbefore。当此处得到否定结果时,处理从步骤SP18移至步骤SP14,以完成处理程序。另一方面,当在步骤SP18中得到肯定结果时,处理从步骤SP18移至步骤SP19,以通过确定计数值n来确定是否存在未处理的系数处理的run before。当此处得到否定结果时,处理从步骤SP19移至步骤SP14,以完成处理程序。另一方面,当在步骤SP19中得到肯定结果时,处理从步骤SP19移至步骤SP17,以继续执行run before的编码处理。
这里,图13是示出了run before的语法元素的编码处理的处理程序的流程图。另外,图13的处理程序详细地示出了图6中的步骤SP17-SP18-SP19-SP17的处理程序。因此,不用说以下描述的一部分与对图5和图6的描述重复。
当处理程序开始时,编码处理从步骤SP31移至步骤SP32以将TotalCoeff设定为表示处理次数的计数值n。另外,total zeros被设为zerosLeft的初始值(未处理的0系数的数目)。
另外,在随后的步骤SP33中,选择利用zerosLeft的值执行runbefore的编码处理的表格。此处,图14示出了对run before执行编码处理的表格。针对run before准备了7个表格:zerosLeft的值(其为未处理的0系数的数目)为1的情况,zerosLeft的值为2的情况,zerosLeft的值为3的情况,zerosLeft的值为4的情况,zerosLeft的值为5的情况,zerosLeft的值为6的情况,zerosLeft的值大于6的情况;并且根据zerosLeft的值来选择用于编码处理的表格。此处,在图2B的情况下,total zeros为5。因此,在这种情况下,选择totalzeros为值5的表格。
然后,编码处理移至步骤SP34,其中,通过使用在步骤SP33中所选的表格来对由计数值n所指定的run before执行编码处理。因此,在图2B的实例中,将值1的run before(紧接在系数-1(位于从高阶侧起的第五个系数)之前的连续0系数的数目)编码为‘10’。
然后,CAVLC处理移至步骤SP35,其中,从zerosLeft的值中减去在上一步骤SP34中所编码的run before的值,并且更新作为未处理的0系数的数目的zerosLeft的值。另外,从表示处理次数的计数值n中减去值1。
然后,在CAVLC处理中,确定是否通过确定zerosLeft的值完成了所有run before的编码处理。当在此处得到肯定结果时,处理移至步骤SP37,以完成处理程序。另一方面,当在步骤SP36中得到否定结果时,处理从步骤SP36移至步骤SP38。
然后,在CAVLC处理中,确定是否通过确定表示处理次数的计数值n完成了所有run before的编码处理。当在此处得到肯定结果时,处理移至步骤SP37,以完成处理程序。另一方面,当在步骤SP38中得到否定结果时,处理从步骤SP38移至步骤SP40。然后,在步骤SP40中,选择利用zerosLeft的值对run before执行编码处理的表格,并且处理移至步骤SP34。
因此,在图2B的实例中,在步骤SP34的处理中,选择zerosLeft的值为4的情况下的表格,并使用该表格来将值2的run before(其为紧接在系数+1(位于从高阶侧起的第七个系数)之前的连续0系数的数目)编码为‘01’。另外,在随后的步骤SP35中,将zerosLeft的值更新为2,然后,处理从步骤SP36和步骤SP38移至步骤SP40。此处,zerosLeft选择值2的表格。此外,通过使用该表格对位于从高阶侧起的第十个系数的系数-3执行run before值0的编码处理。另外,通过重复相同的处理,使用zerosLeft的值2的表格来将随后的值+8的系数数据的run before的值2编码为‘00’,并完成runbefore的编码处理。
通过图5、图6和图13的处理,在图2B所示的实例中生成了比特流‘0000 0000 1011 0000 1000 0000 1000 0001 0011 1100 00011001 1100 1100’。此外,图15是示出了将图2B的情况作为实例的编码处理的图表格。
另一方面,在解码时,以与编码时相同的顺序来按序处理比特流,顺序地对语法进行解码,并且通过使用解码后的语法对每个系数数据进行解码。此外,除了对应于解码处理执行表格检索方法和前后处理方法之外,通过顺序执行图5和图6的处理程序来以与编码处理相同的方式执行解码。因此,利用图5和图6来描述解码时的处理。另外,图16是示出了一系列在图2的实例中对输入比特 流‘0000 0000 1011 0000 1000 0000 1000 0001 0011 1100 0001 10011100 1100’执行解码处理的情况下的图表。
在这种情况下,在解码处理中,通过计算选择参考值nC来从图7~图10所示的表格中选择编码时所选的表格,并且通过使用表格(图5,步骤SP2)的模式匹配来将输入比特流的最前侧的11比特‘0000 0000 101’解码为coeff token[2,7]。另外,使输入的比特流在最前侧上位移11比特。
另外,随后,从coeff token[2,7]的解码结果检测到TrailingOnes为值2,并且基于检测结果(图5,步骤SP7)将接下来的2比特‘10’解码为trailing ones sign flag-和+。此外,使输入的比特流位移2比特。
然后,从coeff token[2,7]的解码结果检测到TotalCoeff为值7,并且由于TrailingOnes为值2(图6,步骤SP11),所以对五个系数0的系数的level进行前后计算,以进行解码处理。然后,通过使对输入的比特流位移解码后的level,在图2的实例中比特流‘1 11001100’保持不变。
随后,在解码处理中,选择TotalCoeff为值7的表格(图11和图12),对剩余的比特流执行模式匹配处理,并且将剩余的输入比特流的前2个比特‘11’解码为total zeros的值5(图6,步骤SP15)。此外,通过使剩余的输入比特流‘1 1100 1100’位移2比特来将输入比特流设为‘100 1100’。
然后,在解码处理中,通过顺序地处理剩余的输入比特流‘1001100’来对run before进行解码。
此处,图17是通过与图13进行比较而示出了run before的解码程序的流程图。当处理程序开始时,解码处理从步骤SP41移至步骤SP42,以将TotalCoeff设定为表示处理次数的计数值n。另外,将total zeros设定为zerosLeft的初始值(未处理的0系数的数目)。
另外,在随后的步骤SP43中,选择执行利用zerosLeft的值进行run before的解码处理的表格。然后,解码处理进行至步骤SP44,其中,通过使用步骤SP43中所选的表格来对由计数值n指定的runbefore执行解码处理。因此,在图2B的实例中,对于位于从高阶侧起的第五个系数的系数-1,剩余的输入比特流‘100 1100’的前2个比特‘10’被解码为run before的值1。另外,通过使剩余的输入比特流位移2比特来将输入比特流设为‘0 1100’。
然后,解码处理进行至步骤SP45,其中,从zerosLeft的值中减去在上一步骤SP44中解码得到的run before的值,并且更新zerosLeft的值(未处理的0系数的数目)。另外,将表示处理次数的计数值n减1。
然后,在解码处理中,通过确定zerosLeft的值来判定是否已完成所有run before的解码处理。当此处得到肯定结果时,处理移至步骤SP47以完成处理程序。另一方面,当在步骤SP46中得到否定结果时,处理从步骤SP46移至步骤SP48。
之后,在解码处理中,通过确定表示处理次数的计数值n来判定是否已完成所有run before的解码处理。当在此处得到肯定结果时,处理移至步骤SP47以完成处理程序。另一方面,当在步骤SP48中得到否定结果时,处理从步骤SP48移至步骤SP49。接下来,在步骤SP49中,选择利用zerosLeft值执行run before的编码处理的表格,并且处理移至步骤SP44。
因此,在图2B的实例中,在步骤SP44的处理中,选择zerosLeft的值为4的表格,并且通过使用表格的模式匹配处理,对于位于从高阶侧起的第七个系数的系数+1,将剩余的输入比特流‘0 1100’的前2个比特‘01’解码为run before的值2。另外,通过使剩余的输入比特流位移2比特来将输入比特流设为‘100’。
此外,在随后的步骤SP45中,将zerosLeft的值更新为值2,然后,处理从步骤SP46和SP48移至步骤SP44。此处,zerosLeft选择值2的表格。另外,通过使用表格的模式匹配处理,对于位于从高阶侧起的第十个系数的系数-3,将剩余的输入比特流‘100’的前1个比特‘1’解码为run before的值0。另外,通过使剩余的输入比特流位移1比特来将输入比特流设为‘00’。另外,通过重复相同的处理,选择zerosLeft为值2的表格,并对该表格进行用于随后的值+8的系数数据的模式匹配处理,以及将剩余的输入比特流‘00’的前2个比特‘00’解码为run before的值2。随后,在步骤SP45中将zerosLeft的值更新为0,并在步骤SP46中得到肯定结果,从而完成解码处理。
然而,在上述的解码处理中,基于上一次的处理结果而选择表格,以对特定的语法元素进行解码。具体地,在对run before进行解码的情况下,解码中使用的可变长度表格随未处理的游程数的总数而改变,以致于通过上一个run before的解码来确定未处理的游程数的总数。因此,在run before的解码处理中,必须顺序地对连续的run before进行处理。终究,仍存在不能提高解码处理的速度的问题。
发明内容
考虑到上述要点得出本发明,并且本发明提出了一种与现有技术相比能够提高解码处理速度的解码方法、用于解码方法的程序、记录有用于解码方法的程序的记录介质以及解码装置。
为了解决上述问题,本发明被应用于从输入比特流中以预定的编码处理单位对经过正交变换处理的系数数据列进行解码的解码方法,该方法包括:表格选择步骤,选择与特定值的未处理系数数据的数目相对应的表格;连续数目检测步骤,通过使用在表格选择步骤中所选的表格,检测特定值的系数数据的数目为0的特定语法元素的连续数目;特定语法元素解码步骤,对在连续数目检测步骤中检测到的连续数目的特定语法元素之后的特定语法元素进行解码;更新步骤,对应于连续数目检测步骤和特定语法元素解码步骤的处理,更新特定值的未处理系数数据的数目;以及系数数据解码步骤,基于在连续数目检测步骤中检测到的连续数目和特定语法元素解码步骤的解码结果,对系数数据列进行解码。
此外,本发明被应用于用于从输入比特流中以预定的编码处理单位对经过正交变换处理的系数数据列进行解码的解码方法的程序,该解码方法包括:表格选择步骤,选择与特定值的未处理系数数据的数目相对应的表格;连续数目检测步骤,通过使用在表格选择步骤中所选的表格,检测特定值的系数数据的数目为0的特定语法元素的连续数目;特定语法元素解码步骤,对在连续数目检测步骤中检测到的连续数目的特定语法元素之后的特定语法元素进行解码;更新步骤,对应于连续数目检测步骤和特定语法元素解码步骤的处理,更新特定值的未处理系数数据的数目;以及系数数据解码步骤,基于在连续数目检测步骤中检测到的连续数目和特定语法元素解码步骤的解码结果,对系数数据列进行解码。
此外,本发明被应用于记录有用于解码方法的程序的记录介质,该解码方法用于从输入比特流以预定的编码处理单位对经过正交变换处理的系数数据列进行解码,并且该解码方法包括:表格选择步骤,选择与特定值的未处理系数数据的数目相对应的表格;连续数目检测步骤,通过使用在表格选择步骤中所选的表格,检测特定值的系数数据的数目为0的特定语法元素的连续数目;特定语法元素解码步骤,对在连续数目检测步骤中检测到的连续数目的特定语法元素之后的特定语法元素进行解码;更新步骤,对应于连续数目检测步骤和特定语法元素解码步骤的处理,更新特定值的未处理系数数据的数目;以及系数数据解码步骤,基于在连续数目检测步骤中检测到的连续数目和特定语法元素解码步骤的解码结果,对系数数据列进行解码。
此外,本发明被应用于解码装置,其从输入比特流预定的编码处理单位对经过正交变换处理的系数数据列进行解码,并且该解码装置包括:表格选择部,选择与特定值的未处理系数数据的数目相对应的表格;连续数目检测部,通过使用在表格选择部中所选的表格,检测特定值的系数数据的数目为0的特定语法元素的连续数目;特定语法元素解码部,对在连续数目检测部中检测到的连续数目的特定语法元素之后的特定语法元素进行解码;更新部,对应于连续数目检测部和特定语法元素解码部的处理,更新特定值的未处理系数数据的数目;以及系数数据解码部,基于在连续数目检测部中检测到的连续数目和特定语法元素解码部的解码结果,对系数数据列进行解码。
根据本发明的配置,在特定值的系数数据的数目为0的特定语法元素中,连续的语法元素被共同地检测出并被解码。另外,对于连续的特定值的系数数据的数目不为0的特定语法元素,同时执行解码。因此,与现有技术相比,由于能够同时对这些特定语法元素 进行处理而不对每个语法元素进行处理,所以能够提高解码处理的速度。
根据本发明,与现有技术相比,能够高速地进行解码处理。
附图说明
图1是示出了基于ITU-T H.264方法的CAVLC处理中的语法元素的图表。
图2A和2B是用于阐述CAVLC处理中的比特流的结构的图表。
图3是用于以与图2不同的实例阐述CAVLC处理中的比特流的结构的图表。
图4是示出了语法元素的序列的图表。
图5是示出了CAVLC处理中的编码过程的流程图。
图6是示出了图5的延续部分的流程图。
图7是示出了执行coeff token的编码处理的可变长度码表格的图表。
图8是示出了图7的延续的图表。
图9是示出了图8的延续的图表。
图10是示出了图9的延续的图表。
图11是示出了对以4×4块为编码处理单位准备的total zeros进行编码处理的可变长度码表格的图表。
图12是示出了对以2×2块为编码处理单位准备的total zeros进行编码处理的可变长度码表格的图表。
图13是示出了run before的编码过程的流程图。
图14是示出了run before的编码处理表格的图表。
图15是示出了在图2的实例中对系数数据列执行编码处理的情况下的处理过程的图表。
图16是示出了在图2的实例中对系数数据列执行解码处理的情况下的处理过程的图表。
图17是示出了run before的解码过程的流程图。
图18是示出了本发明的第一实施例的解码装置的框图。
图19是示出了在图18的解码装置中的输入比特流的结构的图表。
图20是详细示出了图18的解码装置中用于对游程数的多个同时可变长度码表格进行比较的部件的框图。
图21是示出了在图20的用于对游程数的多个同时可变长度码表格进行比较的部件中的连续数目确定部的zerosLeft为值1或值2的情况下的表格的图表。
图22是示出了在图20的用于游程数的多个同时可变长度码表格进行比较的部件中的连续数目确定部的zerosLeft为值3~值6的情况下的表格的图表。
图23是示出了在图20的用于游程数的多个同时可变长度码表格进行比较的部件中的连续数目确定部的zerosLeft为值7以上的情况下的表格的图表。
图24是示出了在图20的用于对游程数的同时可变长度码表格进行比较的部件中的run before解码部的表格的图表。
图25是示出了在图20的用于对游程数的同时可变长度码表格进行比较的部件中的处理过程的流程图。
图26是示出了本发明的第二实施例的解码装置的框图。
图27是示出了应用于图26的解码装置的表格的图表。
图28是示出了图27的延续的图表。
具体实施方式
下文中,将适当地参考附图详细描述本发明的实施例。
(1)第一实施方式
(1-1)实施例的配置
图18是示出了本发明的第一实施例的解码装置的框图。解码装置1通过CAVLC处理从基于ITU-T H.264方法并以顺序的方式输入的输入比特流bitstream对每个编码处理单位中的系数数据进 行解码。在解码装置1中,除run before的处理之外,对用于对系数数据进行解码的每个语法元素的处理以与使用图5和图6所述的已知解码装置相同的方式执行。解码装置1在逆量化与逆DCT部2中对解码后的系数数据执行逆量化和逆DCT处理,然后,将在未示出的帧内预测(intra prediction)部与帧间预测(inter prediction)部中产生的预测值与逆量化与逆DCT部2的输出数据S1相加,从而对原始图像数据进行解码。
在解码装置1中,例如,图18所示的每个功能块由诸如数字信号处理器的算术处理部形成。此外,尽管在本实施例中,以将程序预先安装在解码装置1中的状态提供用于执行算术处理部的程序,但是也可以该程序被记录在诸如光盘、磁盘和存储卡中的状态来提供该程序,或者也可以通过诸如互联网的网络来提供该程序。此外,解码装置1也可以由硬件构成。
在该解码装置1中,可变长度码表格比较部3根据控制部4的控制选择在coeff token的解码中所使用的可变长度解码表格,使用所选的可变长度解码表格来通过模式匹配对coeff token进行解码,并将其通知控制部4。此外,同样向控制部4通知total zeros的解码结果。
根据控制部4的控制,用于对游程数的多个同时可变长度码表格进行比较的部件5从输入比特流bitstream检测并输出连续的值0的run before的数目x和除值0之外的run before的值。
有效表格生成部6生成示出非0系数的排列的有效表格,这些非零系数来自从用于对游程数的多个同时可变长度码表格进行比较的部件5输出的连续的值0的run before的数目x和除了值0之外的run before的值。更具体地,除值0之外的run before的值表示在对应的非0系数之后的值0的系数数据的数目。另一方面,连续 的值0的run before的数目x表示在对应的非0系数数据之后的非0系数的数目。利用这种关系,有效表格生成部6生成了有效表格,其中,用于识别非0系数和值0的系数的识别信息以输入比特流bitstream中的语法元素的排列顺序被表示为表格的格式。有效表格生成部6从低阶侧按照对应于逆量化与逆DCT部2的顺序输出有效表格的识别数据。
系数解码部7根据控制部4的控制从输入比特流bitstream顺序地对trailing ones sign flag和level进行解码,并将其输出。
临时系数存储部8临时存储从系数解码部7输出的解码结果,并以对应于逆量化与逆DCT部2的处理的顺序将其重新排列。此外,在从有效表格生成部6输出对应的识别数据时顺序地输出重新排列后的解码结果。
当从有效表格生成部6输出的识别数据表示值0的系数时,系数存储部9存储值0的系数值,而当从有效表格生成部6输出的识别数据表示非0系数时,系数存储部9存储从临时系数存储部8输出的解码结果并以编码处理为单位来再生系数数据。系数存储部9以对应于逆量化与逆DCT部2的处理的顺序按序输出系数数据。
逆量化与逆DCT部2对系数存储部9的输出数据执行逆量化处理和逆DCT处理,并输出该输出数据。
控制部4是控制解码装置1的整体操作的控制部。当每个编码处理单位的解码开始时,控制部4计算选择参考值nC,从计算结果指示处理中所使用的表格,并指示可变长度码表格比较部3对coeff token进行解码。此外,从可变长度码表格比较部3获取coefftoken的解码结果,并检测TotalCoeff和TrailingOnes。
另外,基于检测到的TrailingOnes来指示系数解码部7对trailingones sign flag进行解码,并且还基于TotalCoeff指示系数解码部7对level进行解码。
此外,控制部4指示可变长度码表格比较部3来对随后的totalzeros进行解码并获得解码结果。控制部4指示用于对游程数的多个同时可变长度码表格进行比较的比较部5来基于所获取的totalzeros的解码结果对run before进行解码。另外,基于coeff token的解码结果和total zeros的解码结果,指示有效表格生成部6对从用于对游程数的同时可变长度码表格进行比较的比较部5输出的解码结果进行处理。
因此,在解码装置1中,如与图3相比的图19所示,集中地执行run before的解码,以使按照与现有技术相同的顺序从输入比特流bitstream解码出每个语法元素。
图20是详细地示出了用于对游程数的多个同时可变长度码表格进行比较的部件5的框图。连续数目确定部11根据zerosLeft的值从多个表格中选择一个表格,并在控制部4的控制下使用所选的表格来通过输入比特流bitstream的模式匹配检测值0的run before连续的数目x。
此处,在图14所示的run before的表格中,当run before的值为0时,以对应于zerosLeft的值的比特长度输出值1。因此,当zerosLeft为值1或值2时,应理解,值1的连续比特数是连续的值0的run before的数目x。另外,当zerosLeft为值3~6时,应理解,通过将值1的连续比特数除以值2而得到的值是连续的值0的runbefore的数目x。另外,当zerosLeft为值7以上时,应理解,通过将值1的连续比特数除以值3而得到的值是连续的值0的run before的数目x。
基于zerosLeft和连续的值0的run before的数目x之间的关系,连续数目确定部11选择图21的表格,执行模式匹配处理,并在zerosLeft为值1或值2的情况下检测连续的值0的run before的数目x。另外,当zerosLeft为值3~6时,选择图22的表格,执行模式匹配处理,并且检测连续的值0的run before的数目x。另外,当zerosLeft为值7以上时,选择图23的表格,执行模式匹配处理,并且检测连续的值0的run before的数目x。
另外,连续数目判定部11通过根据未处理的Coeff数改变经过模式匹配的输入比特流bitstream的比特长度来减少处理负荷。在图21~图23中,以圆圈记号示出了模式匹配的范围。连续数目判定部11在每个范围内检测到的连续的值0的run before的数目中选择具有最大值的数,并将其设为连续的值0的run before的数目x。另外,对应于此的位移量也被检测并被输出到桶形移位(barrel shift)12。
当在连续数目判定部11中检测到连续的值0的run before的数目x时,桶形移位12使输入比特流bitstream位移从连续数目判定部11输出的位移量,并将对应于除了值0之外的run before的输入比特流bitstream选择性地输出到run before解码部13。
run before解码部13通过使用图24所示的表格的模式匹配,来从由桶形移位12输出的输入比特流bitstream对run before进行解码。此处,由于在连续数目判定部11中检测到连续的值0的runbefore的数目x,所以从桶形移位12输出的输入比特流bitstream是对应于除值0之外的run before的输入比特流bitstream。因此,生成图24所示的表格,以从图14所示的已知run before表格中排除值0的run before。
图25是详细示出控制部4的处理程序的流程图,该控制部控制用于对游程数的多个同时可变长度码表格进行比较的部件5。当处理程序开始时,控制部4从步骤SP51移至步骤SP52。此处,控制部4将TotalCoeff设为计算处理次数的计数值n。另外,total zeros被设为作为未处理的0系数的数目的zerosLeft的初始值。
然后,在随后的步骤SP53中,基于zerosLeft指示连续数目判定部11选择图21~图23的表格。
然后,控制部4移至步骤SP54,在该步骤中,连续数目判定部11检测连续的值0的run before的数目x,并且run before解码部13检测除随后的值0之外的run before的解码结果。
然后,在步骤SP55中,控制部4根据上个步骤SP54中的处理来更新zerosLeft的值和表示处理次数的计数值n。
然后,在随后的步骤SP56中,通过确定zerosLeft的值来判定是否已完成所有的run before的编码处理。当在此处得到肯定结果时,处理移至步骤SP57以完成处理程序。
另一方面,当在步骤SP56中得到否定结果时,控制部4的处理从步骤SP56移至步骤SP58。此处,控制部4通过确定表示处理次数的计数值n来判定是否已完成所有的run before的编码处理。当此处得到肯定结果时,处理移至步骤SP57以完成处理程序。
另一方面,当在步骤SP58中得到否定结果时,处理从步骤SP58移至步骤SP59。然后,在随后的步骤SP59中,基于zerosLeft的当前值,指示连续数目判定部11选择图21~图23的表格,并且处理移至步骤SP54。
(1-2)实施例的操作
在以上配置中,在解码装置1中(图18),基于ITU-T H.264方法的输入比特流bitstream被输入至可变长度码表格比较部3,并且通过使用与选择参考值nC对应的表格(图7~图10)的模式匹配来对TrailingOnes进行解码。此外,基于TrailingOnes,在系数解码部7中对随后的trailing ones sign flag和level进行解码。此外,通过可变长度码表格比较部3对随后的total zeros进行解码(图11和图12),并且通过用于对游程数的多个同时可变长度编表格进行比较的部件5对随后的run before进行处理。此外,在有效表格生成部6中对用于对游程数的多个同时可变长度码表格进行比较的部件5的处理结果进行处理,并且从有效表格生成部6的处理结果和经由临时系数存储部8得到的系数解码部7的level的处理结果生成以Z字形方式扫描经过正交变换处理的编码处理单位而得到的系数数据列(图2、图3和图19)。在解码装置1中,在逆量化与逆DCT部2中对系数数据列进行处理,然后,将其解码为图像数据。
在用于对游程数的同时可变长度码表格进行比较的部件5和有效表格生成部6中对run before进行处理时(图20),在连续数目检测部11中,通过使用对应于zerosLeft的当前值的表格的模式匹配来检测输入比特流bitstream的连续的值0的run before的数目x,并且基于检测结果,在run before解码部13中对不连续的值0的runbefore进行解码。此外,在连续数目判定部11和run before解码部13的处理中,更新zerosLeft的值,并且检测到不连续的值0的runbefore的数目,并基于检测结果,在run before解码部13中对不连续的值0的run before进行解码(图20和图25)。在解码装置1中,重复用于对游程数的同时可变长度码表格进行比较的部件5中的处理,在有效表格生成部6中对用于对游程数的同时可变长度码表格进行比较的部件5的处理结果进行处理,并且根据有效表格生成部 6的处理结果将系数数据列存储在系数存储部9中。与现有技术相比,在解码装置1中,通过在用于对多个游程数的同时可变长度码表格进行比较的部件5和有效表格生成部6中对run before进行处理,能够提高解码处理的速度。
即,在图17所述的已知run before的解码中,必须使步骤SP44~步骤SP45的处理重复run before的语法元素的数目。然而,在本实施例中,可以集中处理连续的值0的run before的数目和不连续的值0的run before。因此,由于与图17的情况相比,能够显著减少图25中与图17的步骤SP44和SP45相对应的步骤SP54和SP55的处理次数,所以能够缩短处理run before所需的时间。因此,能够提高解码处理的速度。
另外,在通过以这种方式检测连续的值0的run before的数目执行处理的情况下,连续的值0的run before的数目增加得越多,就能够使步骤SP54和SP55的处理次数减少得越多。因此,由于连续的值0的run before的数目也随着值0的run before的数目的增加而增加,所以可通过减少步骤SP54和SP55的处理次数来缩短处理时间。
然而,从相反的观点,当run before不为值0时,也能想到,由于不能相应地减少步骤SP54和SP55的处理次数,所以不能减小解码处理的时间。然而,在run before不为值0的情况下,输入比特流中的level数也相应减少并且值0的系数增加。因此,在这种情况下,由于解码处理并没有占用时间,所以可以高速执行解码处理。
实际上,如图3所示,在输入比特流中,level的语法元素的数目为12。在run before的语法元素的数目为14的情况下,必须用图17所示的已知方法使步骤SP54~SP55的处理重复14次。另一方 面,在解码装置1中,run before的14个语法元素中的13个为值0,并且最后一个为值1。因此,可以同时处理run before的14个语法元素。
另外,代替这种用于检测连续的值0的run before的语法元素数目的处理,也可以考虑通过同时对多个run before进行解码以及并行地通过扩展图14所示的已知run before的表格来提高处理速度。然而,在这种情况下,存在用于对run before进行解码的表格的结构变得非常大的缺点。另一方面,根据该实施例,可以通过有效地避免表格的大小的增加并集中处理多个run before语法元素来提高处理速度。
(1-3)实施例的效果
根据以上配置,与现有技术相比,通过检测特定值(例如,值0)的语法元素的连续数目并基于检测结果对语法元素进行解码,能够提高解码处理的速度。
另外,由于特定的语法元素是run before的语法元素,所以能够高速执行run before的处理。因此,与现有技术相比,能够提高解码处理的速度。
此外,由于将被解码的输入比特流是通过基于ITU-T H.264方法的CAVLC处理而得到的比特流,因此,与现有技术相比,能够高速地对通过基于ITU-T H.264方法的CAVLC处理而得到的输入比特流进行解码。
更具体地,通过提供对coeff token和total zeros的语法元素进行解码的步骤,与现有技术相比,能够高速地对通过基于ITU-TH.264方法的CAVLC处理而得到的输入比特流进行解码。
此外,通过提供对level的语法元素进行解码的level解码步骤游程数和不为值0的系数值可以被单独地应用于经过可变长度编码的输入比特流的处理,从而与现有技术相比,能够高速地对输入比特流进行高速解码。
(2)第二实施例
图26是示出了相比于图18的本发明第二实施例的解码装置的框图。除了提供对游程数的同时可变长度码表格进行比较的比较部22和系数存储部23,而不提供用于对游程数的多个同时可变长度码表格进行比较的部件5、有效表格生成部6和系数存储部9之外,解码装置21以与第一实施例的解码装置1相同的方式被配置。
此处,通过控制部4的控制,用于对游程数的多个同时可变长度码表格进行比较的部件22根据zerosLeft的值选择多个表格中之一,并且通过使用所选的表格对输入比特流bitstream进行模式匹配来同时检测连续的值0的run before的数目x和连续的run before的解码结果,并且成对地输出连续的值0的run before的数目x和随后的run before的解码结果。
此处,图27和图28是zerosLeft为1的情况的实例,并且是示出了保存在用于对游程数的多个同时可变长度码表格进行比较的部件22中的表格的图表。该表格是通过对每个zerosLeft将图21~图24中提到的表格集合为一个而形成的,从而可以同时检测连续的值0的run before的数目x和连续的run before的解码结果。
系数存储部23基于用于对游程数的多个同时可变长度码表格进行比较的部件22的输出数据来构建并存储系数数据,然后,将系数数据输出至逆量化与逆DCT部2。
类似于该实施例,通过合并用于检测连续的值0的run before的数目x的表格和用于对随后的run before进行解码的表格,即使成对地输出连续的值0的run before的数目x和随后的run before的解码结果,也能够得到与上述实施例中的效果相同的效果。
(3)其他实施例
另外,尽管在第一实施例中描述了有效表格生成部6使用用于识别非0系数和值0系数的识别数据来生成有效表格以及系数存储部9使用有效表格来对原始系数数据列进行解码的情况,但本发明并不限于此,而是还可以通过基于用于对游程数的多个同时可变长度码表格进行比较的部件22的处理结果产生值0的系数值并将所产生的系数值存储到系数存储部9中,对原始系数数据列进行解码。以这种方式,可以省略有效表格生成部。
另外,与此相反,连续的值0的run before的数目x可被直接输入到系数存储部9,并且可以基于数目x在系数存储部9中产生值0的系数,从而减少处理周期。
此外,尽管在上述实施例中描述了本发明被应用于解码装置的情况,但本发明并不限于此,而且本发明还可以被应用于具有在编码处理中使用图21~图24的表格的编码功能的解码装置上。另外,在这种情况下,如果使用第二实施例中描述的表格,则能够对多个游程数执行同时可变长度编码处理。
此外,尽管在上述实施例中描述了为作为run before的特定语法元素检测值0的连续语法元素并且集中地处理多个连续语法元素的情况,但本发明并不限于此,而且可以通过检测以各个值连续的各个语法元素的数目并集中地处理多个连续的语法元素来缩短处理所占用的时间。
此外,尽管在上述实施例中描述了本发明被应用于通过基于ITU-T H.264方法的CAVLC处理对输入比特流进行解码处理的情况,但本发明并不限于此,而是可以被广泛用于对各种格式的输入比特流进行解码的情况。
工业应用性
例如,本发明可被应用于通过基于ITU-T H.264方法的CAVLC处理对输入比特流的解码处理。
Claims (6)
1.一种解码方法,从输入比特流中以预定的编码处理单位对经过正交变换处理的系数数据列进行解码,其中,使用对应于所述系数数据列中特定值的未处理系数数据的数目所选的表格,对不是所述特定值的每个系数数据至少分配表示所述系数数据列中所述特定值的连续系数数据的数目的特定语法元素,所述解码方法包括:
表格选择步骤,选择与所述特定值的未处理系数数据的数目相对应的表格;
连续数目检测步骤,通过使用在所述表格选择步骤中所选的所述表格,检测所述特定值的系数数据的数目为0的所述特定语法元素的连续数目;
特定语法元素解码步骤,对在所述连续数目检测步骤中检测到的所述连续数目的特定语法元素之后的特定语法元素进行解码;
更新步骤,对应于所述连续数目检测步骤和所述特定语法元素解码步骤的处理,更新所述特定值的未处理系数数据的数目;以及
系数数据解码步骤,基于在所述连续数目检测步骤中检测到的所述连续数目和所述特定语法元素解码步骤的解码结果,对所述系数数据列进行解码。
2.根据权利要求1所述的解码方法,
其中,所述特定语法元素是run before的语法元素,所述run before是当从高阶侧观察系数数据列时在每个非0系数前的连续0系数的数目。
3.根据权利要求2所述的解码方法,
其中,所述输入比特流是通过基于ITU-T H.264方法的前后自适应可变长度编码处理得到的比特流。
4.根据权利要求3所述的解码方法,所述前后自适应可变长度编码处理还包括:
coeff token解码步骤,对coeff token的语法元素进行解码,所述coeff token是通过将TotalCoeff和TrailingOnes组合而得到的语法元素,其中,所述TotalCoeff是存在于将被编码的处理块中且不为值0的系数的数目,并且所述TrailingOnes是在处理块中最后连续的绝对值为1的系数的数目;以及
total zeros解码步骤,对total zeros的语法元素进行解码,所述total zeros是在最后的非0系数前的0系数的数目。
5.根据权利要求2所述的解码方法,还包括:
level解码步骤,对level的语法元素进行解码,所述level是DCT系数值,并且不包括定义为trailing ones sign flag的绝对值1的系数数据和值0的系数数据,其中,所述trailing onessign flag表示最后连续的绝对值1的系数的符号。
6.一种解码装置,其从输入比特流中以预定的编码处理单位对经过正交变换处理的系数数据列进行解码,其中,使用对应于所述系数数据列中特定值的未处理系数数据的数目所选的表格,对不是所述特定值的每个系数数据至少分配表示所述系数数据列中所述特定值的连续系数数据的数目的特定语法元素,所述解码装置包括:
表格选择部,选择与所述特定值的未处理系数数据的数目相对应的表格;
连续数目检测部,通过使用在所述表格选择部中所选的所述表格,检测所述特定值的系数数据的数目为0的所述特定语法元素的连续数目;
特定语法元素解码部,对在所述连续数目检测部中检测到的所述连续数目的特定语法元素之后的特定语法元素进行解码;
更新部,对应于所述连续数目检测部和所述特定语法元素解码部的处理,更新所述特定值的未处理系数数据的数目;以及
系数数据解码部,基于在所述连续数目检测部中检测到的所述连续数目和所述特定语法元素解码部的解码结果,对所述系数数据列进行解码。
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