CN102595113A - 一种变换系数块的扫描方法、装置和系统 - Google Patents
一种变换系数块的扫描方法、装置和系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明实施例公开了一种变换系数块的扫描方法、装置和系统；其中方法的实现包括：检测作为待编码块参考的已编码块的纹理或作为待解码块参考的已解码块的纹理，所述纹理体现了所述待编码或解码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；从预置的候选扫描顺序中选择与所述纹理对应的扫描顺序，并按照选择的扫描顺序对所述待编码或解码块的变换系数块进行扫描。上述方案不需要将扫描信息编入码流，提高了压缩编码效率。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种视频编解码中变换系数块的扫描方法和装置。
背景技术
变换系数块的扫描是视频编解码技术的一个组成部分。变换系数块的扫描有如下的应用：视频编码端，由视频编码端对经过变换后在变换域的二维的变换系数块进行扫描，使变换系数块中的二维的变换系数转变成一维的变换系数序列。在这一过程中，需要根据当前变换系数块的变换方式选择扫描顺序，使扫描所得的一维变换系数序列更趋向于由大到小的排列，从而提高编码效率；在视频解码端，由视频解码端根据变换方式，选择反扫描顺序将一维变换系数序列转换成二维的变换系数块。
目前在视频编码端，在执行视频编码过程中，首先对预测残差进行变换操作得到变换系数，在进行变换系数扫描之前，还可以得到参考块信息，以及量化后的变换系数信息；当高频变换系数非零时，从以下三种扫描模式：Z型扫描模式，水平扫描模式以及竖直扫描模式中，通过率失真优化准则选择一组最优的扫描模式；然后使用选择的扫描模式对变换系数进行扫描，并将扫描模式的选择信息编入码流，传递给解码端。
由于在视频的编码端，需要在三种扫描模式中进行模式的选择，使编码端复杂度高；另外，需要将扫描模式的选择信息编入码流，影响了压缩编码效率。
发明内容
本发明实施例提供一种变换系数块的扫描方法和装置，提高压缩编码效率。
为解决上述技术问题，本发明所提供的变换系数块的扫描方法实施例可以通过以下技术方案实现：
检测作为待编码块参考的已编码块的纹理或作为待解码块参考的已解码块的纹理，所述纹理体现了所述待编码或解码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；
从预置的候选扫描顺序中选择与所述纹理对应的扫描顺序，并按照选择的扫描顺序对所述待编码或解码块的变换系数块进行扫描。
一种变换系数块的扫描方法，包括：
检测作为待编码块的参考的已编码块的纹理，所述纹理体现了所述待编码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；
从预置的候选扫描顺序中选择与所述纹理对应的扫描顺序；
对预置的候选扫描顺序进行率失真优选处理得到优选扫描顺序，并按照优选扫描顺序对所述待编码块的变换系数块进行扫描；
将所述选择的扫描顺序与优选扫描顺序的差值编入码流，或者，由所述选择的扫描顺序建立上下文模型，根据所述上下文模型将所述优选扫描顺序编入码流；所述上下文模型为：通过已编码块的信息来预测待编码块的信息。
一种变换系数块的扫描方法，包括：
检测作为待解码块的参考的已解码块的纹理，所述纹理体现了所述待解码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；
从预置的候选扫描顺序中选择与所述纹理对应的扫描顺序；
若解析码流得到所述选择的扫描顺序与优选扫描顺序的差值，则计算所述差值与所述选择的扫描顺序的和得到优选扫描顺序；若检测所述差值失败，则由所述选择的扫描顺序建立上下文模型，根据所述上下文模型解析码流得到优选扫描顺序，所述上下文模型为：通过已解码块的信息来预测待解码块的信息；
按照优选扫描顺序对所述待解码块的变换系数块进行扫描。
一种变换系数块的扫描方法，包括：
检测作为待编码块的参考的已编码块的纹理，所述纹理体现了所述待编码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；
从预置的候选扫描顺序中选择与所述纹理对应的扫描顺序；
对Z形扫描顺序和选择的扫描顺序进行率失真优选处理得到优选扫描顺序，并按照优选扫描顺序对所述待编码块的变换系数块进行扫描；
将所述进行扫描使用的扫描顺序是否为Z形扫描顺序的指示信息编入码流。
一种变换系数块的扫描方法，包括：
判断所述指示信息是否指示扫描顺序为Z形扫描顺序；
若是，则按照Z形扫描顺序对待解码块的变换系数块进行扫描；
若否，则检测作为所述待解码块的参考的已解码块的纹理，所述纹理体现了所述待解码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；从预置的候选扫描顺序中选择与所述纹理对应的扫描顺序，并按照选择的扫描顺序对待解码块的变换系数块进行扫描。
一种变换系数块的扫描装置，包括：
第一检测单元，用于检测作为待编码或解码块的参考的已编码或解码块的纹理，所述纹理体现了所述待编码或解码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；
第一选择单元，用于从预置的候选扫描顺序中选择与所述纹理对应的扫描顺序；
第一扫描单元，用于按照选择的扫描顺序对所述待编码或解码块的变换系数块进行扫描。
一种变换系数块的扫描装置，包括：
第二检测单元，用于检测作为待编码块的参考的已编码块的纹理，所述纹理体现了所述待编码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；
第二选择单元，用于从预置的候选扫描顺序中选择与所述纹理对应的扫描顺序；
第二处理单元，用于对预置的候选扫描顺序进行率失真优选处理得到优选扫描顺序；
第二扫描单元，用于按照优选扫描顺序对待编码块的变换系数块进行扫描；
第二编码单元，用于将所述选择的扫描顺序与优选扫描顺序的差值编入码流，或者，由所述选择的扫描顺序建立上下文模型，根据所述上下文模型将所述优选扫描顺序编入码流；所述上下文模型为：通过已编码或解码块的信息来预测待编码或解码块的信息。
一种变换系数块的扫描装置，包括：
第三检测单元，用于检测作为待解码块的参考的已解码块的纹理，所述纹理体现了所述待解码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；
第三选择单元，用于从预置的候选扫描顺序中选择与所述纹理对应的扫描顺序；
第三解码单元，用于若解析码流得到所述选择的扫描顺序与优选扫描顺序的差值，则计算所述差值与所述选择的扫描顺序的和得到优选扫描顺序；若检测所述差值失败，则由所述选择的扫描顺序建立上下文模型，根据所述上下文模型解析码流得到优选扫描顺序，所述上下文模型为：通过已编码或解码块的信息来预测待编码或解码块的信息；
第三扫描单元，用于按照优选扫描顺序对待解码块的变换系数块进行扫描。
一种变换系数块的扫描装置，包括：
第四检测单元，用于检测作为待编码块的参考的已编码块的纹理，所述纹理体现了所述待编码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；
第四选择单元，用于从预置的候选扫描顺序中选择与所述纹理对应的扫描顺序；
第四处理单元，用于对预置的Z形扫描顺序和选择的扫描顺序进行率失真优选处理得到优选扫描顺序；
第四扫描单元，用于按照优选扫描顺序对待编码块的变换系数块进行扫描；
第四编码单元，用于将所述进行扫描使用的扫描顺序是否为Z形扫描顺序的指示信息编入码流。
一种变换系数块的扫描装置，包括：
第五解析单元，用于解析码流得到指示信息；
第五判断单元，用于判断所述指示信息是否指示扫描顺序为Z形扫描顺序；
第五检测单元，用于若判断结果为否，则检测作为待解码块的参考的已编码或解码块的纹理，所述纹理体现了所述待解码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；
第五选择单元，用于从预置的候选扫描顺序中选择与所述纹理对应的扫描顺序；
第五扫描单元，用于若判断结果为是，则按照Z形扫描顺序对所述待解码块的变换系数块进行扫描；或者，按照第五选择单元选择的扫描顺序对所述待解码块的变换系数块进行扫描。
一种变换系数块的扫描系统，包括：本发明实施例提供的解码设备和/或编码设备.
上述技术方案通过检测作为待编码或解码块的参考的已编码或解码块的纹理；从预置的候选扫描顺序中选择与所述纹理对应的扫描顺序，并按照选择的扫描顺序对所述待编码或解码块的变换系数块进行扫描，从而不需要将扫描信息编入码流，提高了压缩编码效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例方法流程示意图；
图2A为本发明实施例水平纹理的扫描顺序示意图；
图2B为本发明实施例竖直纹理的扫描顺序示意图；
图2C为本发明实施例斜纹理的扫描顺序示意图；
图3为本发明实施例方法流程示意图；
图4为本发明实施例方法流程示意图；
图5为本发明实施例方法流程示意图；
图6为本发明实施例方法流程示意图；
图7为本发明实施例装置结构示意图；
图8为本发明实施例装置结构示意图；
图9为本发明实施例装置结构示意图；
图10为本发明实施例装置结构示意图；
图11为本发明实施例装置结构示意图；
图12为本发明实施例装置结构示意图；
图13为本发明实施例装置结构示意图；
图14为本发明实施例系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例的编码端在帧间编码过程中，对于每一待编码块，从各种帧间编码类型中根据率失真准则选择最优的帧间编码类型，同时得到运动信息，由运动信息及已编码的重构帧信息，得到待编码块的预测值，对预测值和待编码块的像素值做差，得到残差值，对残差值依次进行变换、量化、扫描、熵编码操作，编入码流，同时将运动信息编入码流，完成编码过程。以下对编码和解码过程中的扫描进行具体说明。本发明实施例提到的变换可以是离散余弦变换(Discrete Cosine Transform，DCT)；也可以是多变换技术，例如KL变换(Karhunen Loeve Transform，KLT)对此本发明实施例不予限定。
一种变换系数块的扫描方法，本实施例方法可以在编码端也可以在解码端执行，如图1所示，包括：
101：检测作为待编码或解码块的参考的已编码或解码块的纹理，即：检测作为待编码块参考的已编码块的纹理，或，作为待解码块参考的已解码块的纹理；上述纹理体现了上述待编码或解码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；
上述101属于一种物理推导，作为参考的已编码或解码块的纹理近似于当前的待编码或解码块的纹理，而待编码或解码块的纹理又近似于待编码或解码块的残差纹理，变换系数的分布规律与残差纹理密切相关。
更具体地，上述纹理包括水平纹理、竖直纹理和斜纹理；其中斜纹理也可以看作是无纹理。
更具体地，上述检测已编码或解码块的纹理包括：
在执行帧间编码或解码时，计算变换系数块的水平方向上的水平梯度值和竖直方向上的竖直梯度值；水平梯度值为水平方向上各相邻像素点的差值的绝对值的和，竖直梯度值为竖直方向上各相邻像素点的差值的绝对值的和；上述作为参考的变换系数块即为上述已编码或解码块的变化系数块；
若水平梯度值大于N倍的竖直梯度值则确定纹理为竖直纹理，竖直梯度值大于N倍的水平梯度值则确定纹理为水平纹理，否则确定纹理为斜纹理；上述N为第一预置值，N可以由分辨率宽度来确定，例如分辨率宽度大于1000时N＝2，分辨率宽度小于1000时N＝1.5；以上N的取值可以根据经验来确定，具体的取值本发明实施例对此不予限定。
在执行帧内编码或解码时，若帧内预测模式方向的竖直方向的偏移量在M以内则确定纹理为竖直纹理，帧内预测模式方向的水平方向的偏移量在M以内则确定纹理为水平纹理，否则确定纹理为斜纹理；上述M为第二预置值，M也可以由分辨率宽度来确定，例如设置成5，还可以设置成其他值例如3、4等，对此本发明实施例不予限定。
进一步地，本发明实施例还提供了修正预置值的实现方式：若已经编码或解码的块中，水平纹理与竖直纹理的比值超过第三预置值则缩小N的值，若水平纹理与竖直纹理的比值小于N，则增大N的值。第三预置值可以由以下方式得到，通过对不同特点的变换系数的序列进行帧内编码，统计水平、竖直预测方向的比例关系，该比例关系即可以作为第三预置值。
可选地，若存在已经编码块或解码块，那么已经编码块或解码块的纹理则是已知的，此时可以利用这些信息减少运算量；上述检测变换系数块的纹理包括：检测待编码或解码块设定时域或空域距离内已经编码块或解码块的纹理，将检测到的纹理确定为变换系数块的纹理。
102：从预置的候选扫描顺序中选择与上述纹理对应的扫描顺序，并按照选择的扫描顺序对待编码或解码块的变换系数块进行扫描。
以上实施例，不需要将扫描信息编入码流，提高了压缩编码效率。
上述纹理对应的扫描顺序包括如图2A～图2C所示的：水平纹理对应逐行扫描的水平扫描顺序、竖直纹理对应逐列扫描的竖直扫描顺序、斜纹理对应Z形顺序扫描的Z形扫描顺序。图2A～图2C中以4X4矩阵为例，其中圆形代表变换系数，圆形下的数值表示变换系数其所在的坐标(即位置)，箭头方向表示扫描方向，即扫描顺序。需要说明的是图2C左边和矩阵和右边的矩阵分别代表一种Z形扫描顺序，Z形扫描顺序是可以自定义的，所以可能的种类较多，图2C的举例也不是穷举；因此本发明实施例对Z形扫描顺序不予限定。
更具体地，本实施例还提供了预置候选扫描顺序的实现方式的举例，上述预置候选扫描顺序包括：
预先定义的扫描规则，扫描规则确定了扫描的顺序；或者，预先统计两个或两个以上的变换系数块各位置的变换系数为非零的次数，按从大到小的顺序排列各个非零次数对应的变换系数的位置，将排列得到的上述变换系数的位置的顺序确定为预置的候选扫描顺序。
在以上的预置候选扫描方式的举例的后一种实现方式本发明实施例给出了一个举例说明：在编码器中，依据残差块的纹理，量化残差可以分为三类：水平纹理对应的量化残差、竖直纹理对应的量化残差、斜纹理对应的量化残差；确定扫描顺序的方式为：建立与变换系数个数相同的计数器组(例如4x4变换则为16个计数器)，然后用计数器进行计数，具体为：判断各个变换系数上是否为零，如果非零，则对应位置的计数器加一；检测的变换系数块的数量达到设定的数量以后，各个计数器均有其计数的数值；此时可以从大到小排列各个计数器的值，将排列得到的上述变换系数的位置的顺序确定为预置的候选扫描顺序。使用该方法，按照得到的顺序进行扫描时，数值大的计数器其所对应的变换系数位置会在扫描顺序中排在前面。
举例方案一、以下对编码过程中的扫描环节进行具体说明：
A：按照编码流程编码，直到进行变换系数扫描之前；
B：若在执行的是帧间编码(Inter)，则对参考块纹理进行检测，得到其纹理(水平Hor纹理、竖直ver纹理、斜纹理)；若在执行的是帧内编码(Intra)的情况，如果帧内预测模式(intra prediction mode，ipmode)的方向为ver+/-5，其纹理为竖直纹理，方向为Hor+/-5，其纹理为水平纹理，其余情况为斜纹理。本实施例中设置的偏移量是5，当然还可以设置成其他值，对此本发明实施例不予限定。
上述B中的检测方法可以是：
B1：确定检测步长。该步骤为不同变换单元(Transform Unit，TU)设置不同的检测步长，例如TU＝4时，步长为1，TU＝8时，步长为1，TU＝16时，步长为2，TU＝32时，步长为4，也可以所有大小的TU对应步长均为1；如果所有大小的TU都使用相同的步长那么B1这个步骤是可以省略的。
B2：对参考块(即作为参考的变换系数块)中，水平方向相邻检测步长的每两个像素点求差值；累加差值的绝对值得到水平梯度值；
B3：对参考块中，竖直方向相邻检测步长的每两个像素点求差值；累加差值的绝对值得到竖直梯度值；
B4：如果水平梯度值大于N倍的竖直梯度值，则确定其纹理为竖直纹理；如果竖直梯度值大于N倍的水平梯度值，则确定其纹理为水平纹理；其它情况为斜纹理；
C：根据已编码块中的水平、竖直、斜纹理比例分布，判断阈值N是否需要更新，判断方式是判断水平梯度值与竖直梯度值的比例是否超过预置值，若是，则增大预置值，否，则缩小预置值。(其中预置值由以下方式得到，通过对不同特点的变换系数的序列进行帧内编码，统计水平、竖直预测方向的比例关系，该比例关系即可以作为预置值。步骤C是对预置值的一个自动修正的过程，该过程并不是必须执行的步骤。
D：根据B中得到的纹理，从预置的候选扫描顺序中选择与得到的纹理对应的扫描顺序，使用选择的扫描顺序对变换系数块执行扫描，然后可以继续后续的编码过程。可以理解的是，编码完成后会将编码的结果(码流)发送给解码端，对此本发明实施例其他位置不一一说明。
对应的解码过程与编码过程扫描的方法类似：
A：按照解码流程解码，直到进行变换系数扫描之前；
B：若在执行的是帧间解码(Inter)，则对参考块纹理进行检测，得到其纹理(水平纹理、竖直纹理、斜纹理)；若在执行的是帧内解码(Intra)的情况，如果ipmode方向为ver+/-5，其纹理为竖直纹理，方向为Hor+/-5，其纹理为水平纹理，其余情况为无纹理或斜纹理。本实施例中设置的偏移量是5，当然还可以设置成其他值，对此本发明实施例不予限定。检测方法可以参考编码过程中纹理的检测方法。
C：本步骤可以参考编码过程中的步骤C，该步骤也是可选的。
D：根据B中得到的纹理，从预置的候选扫描顺序中选择与得到的纹理对应的扫描顺序，使用选择的扫描顺序对变换系数块执行扫描，然后可以继续后续的解码过程。
使用水平扫描顺序与竖直扫描顺序是呈“转置”关系的，而Z形扫描顺序则呈关于自左上至右下的对角线的“镜像”关系；举例说明，以4x4TU为例：
若水平扫描顺序的扫描结果是：
100 68 41 28
93 62 37 20
75 49 30 14
59 37 21 6
则竖直扫描顺序的扫描结果是：
100 93 75 59
68 62 49 37
41 37 30 21
28 20 14 6
Z形扫描顺序扫描的结果是：
100 82 57 40
82 69 49 31
57 49 37 22
40 31 22 10
以上扫描顺序的好处是，当存储扫描顺序时，水平扫描顺序、竖直扫描顺序只需要存储一套的数据，而斜纹理扫描顺序只需要存储一半的数据，经复杂度分析可以节省了46％的存储空间。需要说明的是4x4TU的值是多种多样的，显然以上的举例不应理解为对本发明实施例的限定。
另外，对于以上编码和解码过程中的步骤B可以有替代的方案：检测待编码或解码块设定时域或空域的距离内已经编码块或解码块的纹理，将检测到的纹理确定为作为待编码或解码块的变换系数块的纹理。更具体地，例如将检测待编码或解码块周边(上、左、左上、右上、左下)的已编码或解码块的纹理作为当前待编码或解码块变换系数块的纹理。
一种变换系数块的扫描方法，本实施例方案可以在编码端执行，如图3所示，包括：
301：检测作为待编码块的参考的已编码块的纹理，上述纹理体现了上述待编码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；
此处检测已编码块的纹理可以参考图1对应实施例的方法。
302：从预置的候选扫描顺序中选择与上述纹理对应的扫描顺序，得到选择的扫描顺序；
303：对预置的候选扫描顺序进行率失真优选处理得到优选扫描顺序，并按照优选扫描顺序对待编码块的变换系数块进行扫描；
304：将上述选择的扫描顺序与优选扫描方式的差值编入码流，或者，由上述选择的扫描顺序建立上下文模型，根据上述上下文模型将上述优选扫描方式编入码流；上述上下文模型为：通过已编码或解码块的信息来预测待编码或解码块的信息。
对应的，本发明实施例还提供了在解码端执行的一种变换系数块的扫描方法，如图4所示，包括：
401：检测作为待解码块的参考的已解码块的纹理，上述纹理体现了上述待解码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；
此处检测已解码块的纹理可以参考图1对应实施例的方法。
402：从预置的候选扫描顺序中选择与上述纹理对应的扫描顺序；
403：若解析码流得到上述选择的扫描顺序与优选扫描顺序的差值，则计算上述差值与上述选择的扫描顺序的和得到优选扫描顺序；否则，由上述选择的扫描顺序建立上下文模型，根据上述上下文模型解析码流得到优选扫描顺序，上述上下文模型为：通过已编码或解码块的信息来预测待编码或解码块的信息；
404：按照优选扫描顺序对待解码块的变换系数块进行扫描。
举例方案二、以下对编码过程中的扫描环节进行具体说明：
A：按照编码流程编码，直到进行变换系数扫描之前；
B：本步骤可以参考举例方案一的步骤B，并根据得到的纹理，从预置的候选扫描顺序中选择与得到的纹理对应的扫描顺序；
C：对预置的候选扫描顺序进行率失真优选处理，获得优扫描顺序；
D：将B中选择的扫描顺序与优选扫描方式的差值编入码流，或者，由B中选择的扫描顺序建立上下文模型，根据上下文模型将上述C中的优选扫描方式编入码流；上述上下文模型为：通过已编码或解码块的信息来预测待编码或解码块的信息。上下文模型是指通过周边已编码或解码的信息来预测待编码或解码块的信息，以期达到具有一致编码特征的目的，属于熵编码环节的一部分，可以提高编码效率。
E：按照优选扫描顺序对待解码块的变换系数块进行扫描，然后继续后续的编码过程。
对应的解码过程与编码过程扫描的方法类似：
A：按照解码流程解码，直到进行变换系数扫描之前；
B：本步骤可以参考举例方案一的步骤B，并根据得到的纹理从预置的候选扫描顺序中选择与上述纹理对应的扫描顺序；
C：若解析码流得到差值，上述差值是在编码过程中选择的扫描顺序与优选扫描顺序的差值；计算上述差值与上述选择的扫描顺序的和得到优选扫描顺序，然后执行E；如果没有得到差值，执行D；
D：由本流程B中选择的扫描顺序建立上下文模型，这个上下文模型与编码流程中建立的上下文模型是相同的；根据上述上下文模型解析码流得到优选扫描顺序，然后执行E；
E：按照优选扫描顺序对待解码块的变换系数块进行扫描，然后继续执行后续解码过程。
一种变换系数块的扫描方法，本实施例方案可以在编码端执行，如图5所示，包括：
501：检测作为待编码块的参考的已编码块的纹理，上述纹理体现了上述待编码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；
502：从预置的候选扫描顺序中选择与上述纹理对应的扫描顺序；
503：对预置的Z形扫描顺序和选择的扫描顺序进行率失真优选处理得到优选扫描顺序，并按照优选扫描顺序对待编码块的变换系数块进行扫描；
504：将上述进行扫描使用的扫描顺序是否为Z形扫描顺序的指示信息编入码流。
对应的，本发明实施例还提供了在解码端执行的一种变换系数块的扫描方法，如图6所示，包括：
601：解析码流得到指示信息，判断上述指示信息是否指示扫描顺序为Z形扫描顺序；若是，执行602，若否，执行603；
602：按照Z形扫描顺序对待解码块的变换系数块进行扫描；
603：检测作为上述待解码块的参考的已解码块的纹理，上述纹理体现了上述待解码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；从预置的候选扫描顺序中选择与上述纹理对应的扫描顺序，并按照选择的扫描顺序对待解码块的变换系数块进行扫描。
举例方案三、以下对编码过程中的扫描环节进行具体说明：
A：按照编码流程编码，直到进行变换系数扫描之前；
B：本步骤可以参考举例方案一的步骤B，并根据得到的纹理从预置的候选扫描顺序中选择与上述纹理对应的扫描顺序；
C：对预置的Z形扫描顺序和选择的扫描顺序进行率失真优选处理得到优选扫描顺序；
D：将上述进行扫描使用的扫描顺序是否为Z形扫描顺序的指示信息编入码流；
E：按照C中的优选扫描顺序对待编码块的变换系数块进行扫描，然后继续后续的编码过程。
对应的解码过程与编码过程扫描的方法类似：
A：按照解码流程解码，直到进行变换系数扫描之前；
B：解析码流，得到指示信息，该指示信息即编码过程的步骤D中的指示信息；判断指示信息是否指示扫描顺序为Z形扫描顺序；若是，执行F；否则执行C；
C：本步骤可以参考举例方案一的步骤B，并根据得到的纹理从预置的候选扫描顺序中选择与上述纹理对应的扫描顺序，然后执行D；
D：按照选择的扫描顺序对待解码块的变换系数块进行扫描，然后继续后续的解码过程。
E：按照Z形扫描顺序对待解码块的变换系数块进行扫描，然后继续后续的解码过程。
以上举例方案二和三，只需要在水平和竖直的扫描顺序与Z形扫描顺序间做选择，是二选一的选择，相比于在水平、竖直以及Z形扫描顺序(zig-zag)之间的三选一的选择可以少使用一位来携带选择的信息，因此在将其编入编码头信息时，会节省资源；另外，在选择的时候效率也更高。
以下是对本发明实施例提供的方案进行的仿真实验的结果。
测试条件：JCTVC high efficiency low delay test condition；
测试结果：其中第三列是集成于TMuC(新一代视频编码测试软件平台)技术方案的结果，第四列是本发明实施例方案的结果，可以看出本发明实施例方案效率较高。
一种变换系数块的扫描装置，如图7上述，包括：
第一检测单元701，用于检测作为待编码或解码块的参考的已编码或解码块的纹理，所述纹理体现了所述待编码或解码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；
第一选择单元702，用于从预置的候选扫描顺序中选择与上述纹理对应的扫描顺序；
第一扫描单元703，用于按照选择的扫描顺序对所述待编码或解码块的变换系数块进行扫描。
更具体地，上述纹理包括：水平纹理、竖直纹理和斜纹理；上述纹理对应的扫描顺序包括：水平纹理对应逐行扫描的水平扫描顺序、竖直纹理对应逐列扫描的竖直扫描顺序、斜纹理对应Z形顺序扫描的Z形扫描顺序。
上述第一检测单元701具体用于：在执行帧间编码或解码时，计算已编码或解码块的水平方向上的水平梯度值和竖直方向上的竖直梯度值；水平梯度值为水平方向上各相邻像素点的差值的绝对值的和，竖直梯度值为竖直方向上各相邻像素点的差值的绝对值的和；
若水平梯度值大于N倍的竖直梯度值则确定纹理为竖直纹理，竖直梯度值大于N倍的水平梯度值则确定纹理为水平纹理，否则确定纹理为斜纹理；所述N为第一预置值；
在执行帧内编码或解码时，若帧内预测模式方向的竖直方向的偏移量在M以内则确定纹理为竖直纹理，帧内预测模式方向的水平方向的偏移量在M以内则确定纹理为水平纹理，否则确定纹理为斜纹理；所述M为第二预置值。
进一步地，如图8所示，上述装置还包括：
调整单元801，用于若已经编码或解码的块中，水平纹理与竖直纹理的比值超过第三预置值则缩小N的值，若水平纹理与竖直纹理的比值小于N，则增大N的值。
更具体地，上述第一检测单元701具体用于：检测待编码或解码块设定时域或空域距离内已经编码块或解码块的纹理，将检测到的纹理确定为已编码或解码块的纹理。
进一步地，如图9所示，上述装置还包括：
接收单元901，用于接收预先定义的扫描规则，扫描规则确定了扫描的顺序，将接收到的预先定义的扫描规则确定为预置的候选扫描顺序；
或者上述装置还包括：
统计单元902，统计两个或两个以上的变换系数块各位置的变换系数为非零的次数；
排序单元903，按从大到小的顺序排列各个非零次数对应的变换系数的位置，将排列得到的上述变换系数的位置的顺序确定为预置的候选扫描顺序。
以上实施例，不需要将扫描信息编入码流，提高了压缩编码效率。
一种变换系数块的扫描装置，如图10所示，包括：
第二检测单元1001，用于检测作为待编码块的参考的已编码块的纹理，所述纹理体现了所述待编码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；
第二选择单元1002，用于从预置的候选扫描顺序中选择与上述纹理对应的扫描顺序；
第二处理单元1003，用于对预置的候选扫描顺序进行率失真优选处理得到优选扫描顺序；
第二扫描单元1004，用于按照优选扫描顺序对待编码块的变换系数块进行扫描；
第二编码单元1005，用于将上述选择的扫描顺序与优选扫描顺序的差值编入码流，或者，由上述选择的扫描顺序建立上下文模型，根据上述上下文模型将上述优选扫描顺序编入码流；上述上下文模型为：通过已编码或解码块的信息来预测待编码或解码块的信息。
一种变换系数块的扫描装置，如图11所示，包括：
第三检测单元1101，用于检测作为待解码块的参考的已解码块的纹理，所述纹理体现了所述待解码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；
第三选择单元1102，用于从预置的候选扫描顺序中选择与上述纹理对应的扫描顺序；
第三解码单元1103，用于若解析码流得到上述选择的扫描顺序与优选扫描顺序的差值，则计算上述差值与上述选择的扫描顺序的和得到优选扫描顺序；若检测所述差值失败，则由上述选择的扫描顺序建立上下文模型，根据上述上下文模型解析码流得到优选扫描顺序，上述上下文模型为：通过已编码或解码块的信息来预测待编码或解码块的信息；
第三扫描单元1104，用于按照优选扫描顺序对待解码块的变换系数块进行扫描。
一种变换系数块的扫描装置，如图12所示，包括：
第四检测单元1201，用于检测作为待编码块的参考的已编码块的纹理，所述纹理体现了所述待编码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；
第四选择单元1202，用于从预置的候选扫描顺序中选择与上述纹理对应的扫描顺序；
第四处理单元1203，用于对预置的候选扫描顺序和选择的扫描顺序进行率失真优选处理得到优选扫描顺序；
第四扫描单元1204，用于按照优选扫描顺序对待编码块的变换系数块进行扫描；
第四编码单元1205，用于将上述进行扫描使用的扫描顺序是否为Z形扫描顺序的指示信息编入码流。
一种变换系数块的扫描装置，如图13所示，包括：
第五解析单元1301，用于解析码流得到指示信息；
第五判断单元1302，用于判断上述指示信息是否指示扫描顺序为Z形扫描顺序；
第五检测单元1303，用于若判断结果为否，则检测作为待解码块的参考的已编码或解码块的纹理，上述纹理体现了上述待解码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；
第五选择单元1304，用于从预置的候选扫描顺序中选择与上述纹理对应的扫描顺序；
第五扫描单元1305，用于若判断结果为是，则按照Z形扫描顺序对所述待解码块的变换系数块进行扫描；或者，按照第五选择单元选择的扫描顺序对所述待解码块的变换系数块进行扫描。
以的图10至13对应的装置，只需要在水平和竖直的扫描顺序与Z形扫描顺序间做选择，是二选一的选择，相比于在水平、竖直以及Z形扫描顺序(zig-zag)之间的三选一的选择可以少使用一位来携带选择的信息，因此在将其编入编码头信息时，会节省资源；另外，在选择的时候效率也更高。
一种变换系数块的扫描系统，如图14所示，包括：解码设备1401和编码设备1402，其中，解码设备1401和编码设备1402均包含图7至9任意一项的装置；该系统不需要将扫描信息编入码流，提高了压缩编码效率。或者，编码设备1402为图10的装置，解码设备1401为图11的装置；或者，编码设备1402为图12的装置，解码设备1401为图13的装置。后面的两个系统只需要在水平和竖直的扫描顺序与Z形扫描顺序间做选择，是二选一的选择，相比于在水平、竖直以及Z形扫描顺序(zig-zag)之间的三选一的选择可以少使用一位来携带选择的信息，因此在将其编入编码头信息时，会节省资源；另外，在选择的时候效率也更高。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，上述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上对本发明实施例所提供的一种变换系数块的扫描方法、装置和系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (23)
1.一种变换系数块的扫描方法，其特征在于，包括：
检测作为待编码块参考的已编码块的纹理或作为待解码块参考的已解码块的纹理，所述纹理体现了所述待编码或解码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；
从预置的候选扫描顺序中选择与所述纹理对应的扫描顺序，并按照选择的扫描顺序对所述待编码或解码块的变换系数块进行扫描。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述检测已编码或解码块的纹理包括：
在执行帧间编码或解码时，计算已编码或解码块的水平方向上的水平梯度值和竖直方向上的竖直梯度值；水平梯度值为水平方向上各相邻像素点的差值的绝对值的和，竖直梯度值为竖直方向上各相邻像素点的差值的绝对值的和；
若水平梯度值大于N倍的竖直梯度值则确定纹理为竖直纹理，竖直梯度值大于N倍的水平梯度值则确定纹理为水平纹理，否则确定纹理为斜纹理；所述N为第一预置值；
在执行帧内编码或解码时，若帧内预测模式方向的竖直方向的偏移量在M以内则确定纹理为竖直纹理，帧内预测模式方向的水平方向的偏移量在M以内则确定纹理为水平纹理，否则确定纹理为斜纹理；所述M为第二预置值。
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，还包括：
若已经编码或解码的块中，水平纹理与竖直纹理的比值大于第三预置值则缩小N的值，若水平纹理与竖直纹理的比值小于N，则增大N的值。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述检测作为待编码块参考的已编码块的纹理或作为待解码块参考的已解码块的纹理包括：
检测待编码或解码块设定的时域或空域距离内已经编码块或解码块的纹理，将检测到的纹理确定为已编码或解码块的纹理。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述预置的候选扫描顺序包括：
预先定义的扫描规则，扫描规则确定了扫描的顺序；或者，预先统计两个或两个以上的变换系数块各位置的变换系数为非零的次数，按从大到小的顺序排列各个非零次数对应的变换系数的位置，将排列得到的所述变换系数的位置的顺序确定为预置的候选扫描顺序。
6.一种变换系数块的扫描方法，其特征在于，包括：
检测作为待编码块的参考的已编码块的纹理，所述纹理体现了所述待编码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；
从预置的候选扫描顺序中选择与所述纹理对应的扫描顺序；
对预置的候选扫描顺序进行率失真优选处理得到优选扫描顺序，并按照优选扫描顺序对所述待编码块的变换系数块进行扫描；
将所述选择的扫描顺序与优选扫描顺序的差值编入码流，或者，由所述选择的扫描顺序建立上下文模型，根据所述上下文模型将所述优选扫描顺序编入码流；所述上下文模型为：通过已编码块的信息来预测待编码块的信息。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述检测已编码块的纹理包括：
在执行帧间编码时，计算已编码或解码块的水平方向上的水平梯度值和竖直方向上的竖直梯度值；水平梯度值为水平方向上各相邻像素点的差值的绝对值的和，竖直梯度值为竖直方向上各相邻像素点的差值的绝对值的和；
若水平梯度值大于N倍的竖直梯度值则确定纹理为竖直纹理，竖直梯度值大于N倍的水平梯度值则确定纹理为水平纹理，否则确定纹理为斜纹理；所述N为第一预置值；
在执行帧内编码时，若帧内预测模式方向的竖直方向的偏移量在M以内则确定纹理为竖直纹理，帧内预测模式方向的水平方向的偏移量在M以内则确定纹理为水平纹理，否则确定纹理为斜纹理；所述M为第二预置值。
8.一种变换系数块的扫描方法，其特征在于，包括：
检测作为待解码块的参考的已解码块的纹理，所述纹理体现了所述待解码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；
从预置的候选扫描顺序中选择与所述纹理对应的扫描顺序；
若解析码流得到所述选择的扫描顺序与优选扫描顺序的差值，则计算所述差值与所述选择的扫描顺序的和得到优选扫描顺序；若检测所述差值失败，则由所述选择的扫描顺序建立上下文模型，根据所述上下文模型解析码流得到优选扫描顺序，所述上下文模型为：通过已解码块的信息来预测待解码块的信息；
按照优选扫描顺序对所述待解码块的变换系数块进行扫描。
9.根据权利要求8所述方法，其特征在于，所述检测已解码的纹理包括：
在执行帧间解码时，计算解码块的水平方向上的水平梯度值和竖直方向上的竖直梯度值；水平梯度值为水平方向上各相邻像素点的差值的绝对值的和，竖直梯度值为竖直方向上各相邻像素点的差值的绝对值的和；
若水平梯度值大于N倍的竖直梯度值则确定纹理为竖直纹理，竖直梯度值大于N倍的水平梯度值则确定纹理为水平纹理，否则确定纹理为斜纹理；所述N为第一预置值；
在执行帧内解码时，若帧内预测模式方向的竖直方向的偏移量在M以内则确定纹理为竖直纹理，帧内预测模式方向的水平方向的偏移量在M以内则确定纹理为水平纹理，否则确定纹理为斜纹理；所述M为第二预置值。
10.一种变换系数块的扫描方法，其特征在于，包括：
检测作为待编码块的参考的已编码块的纹理，所述纹理体现了所述待编码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；
从预置的候选扫描顺序中选择与所述纹理对应的扫描顺序；
对Z形扫描顺序和选择的扫描顺序进行率失真优选处理得到优选扫描顺序，并按照优选扫描顺序对所述待编码块的变换系数块进行扫描；
将所述进行扫描使用的扫描顺序是否为Z形扫描顺序的指示信息编入码流。
11.根据权利要求10所述方法，其特征在于，所述检测已编码块的纹理包括：
在执行帧间编码时，计算已编码块的水平方向上的水平梯度值和竖直方向上的竖直梯度值；水平梯度值为水平方向上各相邻像素点的差值的绝对值的和，竖直梯度值为竖直方向上各相邻像素点的差值的绝对值的和；
若水平梯度值大于N倍的竖直梯度值则确定纹理为竖直纹理，竖直梯度值大于N倍的水平梯度值则确定纹理为水平纹理，否则确定纹理为斜纹理；所述N为第一预置值；
在执行帧内编码时，若帧内预测模式方向的竖直方向的偏移量在M以内则确定纹理为竖直纹理，帧内预测模式方向的水平方向的偏移量在M以内则确定纹理为水平纹理，否则确定纹理为斜纹理；所述M为第二预置值。
12.一种变换系数块的扫描方法，其特征在于，包括：
判断所述指示信息是否指示扫描顺序为Z形扫描顺序；
若是，则按照Z形扫描顺序对所述待解码块的变换系数块进行扫描；
若否，则检测作为所述待解码块的参考的已解码块的纹理，所述纹理体现了所述待解码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；从预置的候选扫描顺序中选择与所述纹理对应的扫描顺序，并按照选择的扫描顺序对待解码块的变换系数块进行扫描。
13.根据权利要求12所述方法，其特征在于，所述检测已解码的纹理包括：
在执行帧间解码时，计算已编码或解码块的水平方向上的水平梯度值和竖直方向上的竖直梯度值；水平梯度值为水平方向上各相邻像素点的差值的绝对值的和，竖直梯度值为竖直方向上各相邻像素点的差值的绝对值的和；
若水平梯度值大于N倍的竖直梯度值则确定纹理为竖直纹理，竖直梯度值大于N倍的水平梯度值则确定纹理为水平纹理，否则确定纹理为斜纹理；所述N为第一预置值；
在执行帧内解码时，若帧内预测模式方向的竖直方向的偏移量在M以内则确定纹理为竖直纹理，帧内预测模式方向的水平方向的偏移量在M以内则确定纹理为水平纹理，否则确定纹理为斜纹理；所述M为第二预置值。
14.一种变换系数块的扫描装置，其特征在于，包括：
第一检测单元，用于检测作为待编码块参考的已编码块的纹理或作为待解码块参考的已解码块的纹理，所述纹理体现了所述待编码或解码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；
第一选择单元，用于从预置的候选扫描顺序中选择与所述纹理对应的扫描顺序；
第一扫描单元，用于按照选择的扫描顺序对所述待编码或解码块的变换系数块进行扫描。
15.根据权利要求14所述装置，其特征在于，
所述第一检测单元具体用于：在执行帧间编码或解码时，计算已编码或解码块的水平方向上的水平梯度值和竖直方向上的竖直梯度值；水平梯度值为水平方向上各相邻像素点的差值的绝对值的和，竖直梯度值为竖直方向上各相邻像素点的差值的绝对值的和；
若水平梯度值大于N倍的竖直梯度值则确定纹理为竖直纹理，竖直梯度值大于N倍的水平梯度值则确定纹理为水平纹理，否则确定纹理为斜纹理；所述N为第一预置值；
在执行帧内编码或解码时，若帧内预测模式方向的竖直方向的偏移量在M以内则确定纹理为竖直纹理，帧内预测模式方向的水平方向的偏移量在M以内则确定纹理为水平纹理，否则确定纹理为斜纹理；所述M为第二预置值。
16.根据权利要求15所述装置，其特征在于，还包括：
调整单元，用于若已经编码或解码的块中，水平纹理与竖直纹理的比值超过第三预置值则缩小N的值，若水平纹理与竖直纹理的比值小于N，则增大N的值。
17.根据权利要求14所述装置，其特征在于，
所述第一检测单元具体用于：检测待编码或解码块设定时域或空域距离内已经编码块或解码块的纹理，将检测到的纹理确定为已编码或解码块的纹理。
18.根据权利要求14所述装置，其特征在于，还包括：
接收单元，用于接收预先定义的扫描规则，扫描规则确定了扫描的顺序，将接收到的预先定义的扫描规则确定为预置的候选扫描顺序；
或者还包括：
统计单元，统计两个或两个以上的变换系数块各位置的变换系数为非零的次数；
排序单元，按从大到小的顺序排列各个非零次数对应的变换系数的位置，将排列得到的所述变换系数的位置的顺序确定为预置的候选扫描顺序。
19.一种变换系数块的扫描装置，其特征在于，包括：
第二检测单元，用于检测作为待编码块的参考的已编码块的纹理，所述纹理体现了所述待编码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；
第二选择单元，用于从预置的候选扫描顺序中选择与所述纹理对应的扫描顺序；
第二处理单元，用于对预置的候选扫描顺序进行率失真优选处理得到优选扫描顺序；
第二扫描单元，用于按照优选扫描顺序对待编码块的变换系数块进行扫描；
第二编码单元，用于将所述选择的扫描顺序与优选扫描顺序的差值编入码流，或者，由所述选择的扫描顺序建立上下文模型，根据所述上下文模型将所述优选扫描顺序编入码流；所述上下文模型为：通过已编码或解码块的信息来预测待编码或解码块的信息。
20.一种变换系数块的扫描装置，其特征在于，包括：
第三检测单元，用于检测作为待解码块的参考的已解码块的纹理，所述纹理体现了所述待解码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；
第三选择单元，用于从预置的候选扫描顺序中选择与所述纹理对应的扫描顺序；
第三解码单元，用于若解析码流得到所述选择的扫描顺序与优选扫描顺序的差值，则计算所述差值与所述选择的扫描顺序的和得到优选扫描顺序；若检测所述差值失败，则由所述选择的扫描顺序建立上下文模型，根据所述上下文模型解析码流得到优选扫描顺序，所述上下文模型为：通过已编码或解码块的信息来预测待编码或解码块的信息；
第三扫描单元，用于按照优选扫描顺序对待解码块的变换系数块进行扫描。
21.一种变换系数块的扫描装置，其特征在于，包括：
第四检测单元，用于检测作为待编码块的参考的已编码块的纹理，所述纹理体现了所述待编码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；
第四选择单元，用于从预置的候选扫描顺序中选择与所述纹理对应的扫描顺序；
第四处理单元，用于对预置的Z形扫描顺序和选择的扫描顺序进行率失真优选处理得到优选扫描顺序；
第四扫描单元，用于按照优选扫描顺序对待编码块的变换系数块进行扫描；
第四编码单元，用于将所述进行扫描使用的扫描顺序是否为Z形扫描顺序的指示信息编入码流。
22.一种变换系数块的扫描装置，其特征在于，包括：
第五解析单元，用于解析码流得到指示信息；
第五判断单元，用于判断所述指示信息是否指示扫描顺序为Z形扫描顺序；
第五检测单元，用于若判断结果为否，则检测作为待解码块的参考的已编码或解码块的纹理，所述纹理体现了所述待解码块的变换系数块在各方向上变换系数的变化规律；
第五选择单元，用于从预置的候选扫描顺序中选择与所述纹理对应的扫描顺序；
第五扫描单元，用于若判断结果为是，则按照Z形扫描顺序对所述待解码块的变换系数块进行扫描；或者，按照第五选择单元选择的扫描顺序对所述待解码块的变换系数块进行扫描。
23.一种变换系数块的扫描系统，包括：解码设备和编码设备，其特征在于：
解码设备和编码设备均包含权利要求14至18任意一项所述的装置；或者，编码设备为权利要求19的装置，解码设备为权利要求20的装置；或者，编码设备为权利要求21的装置，解码设备为权利要求22的装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |