CN102648583A

CN102648583A - 用于编码和解码图像的方法、对应的编码和解码装置及计算机程序

Info

Publication number: CN102648583A
Application number: CN2010800446099A
Authority: CN
Inventors: 斯蒂芬·巴特; 伊莎贝尔·阿莫努; 娜塔莉·伽玛
Original assignee: France Telecom SA
Current assignee: Orange SA
Priority date: 2009-10-05
Filing date: 2010-10-01
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2030-10-01
Also published as: WO2011042645A1; CN102648583B; US20120263232A1; US9287894B2; EP2486659A1; EP2486659B1

Abstract

本发明涉及一种用于编码由符号序列表示的图像的方法。根据本发明，所述方法包含以下步骤：定义所述序列内的子序列，且针对例程子序列应用以下子步骤通过所述子序列：确定包含两个先前经编码子序列的邻近例程经编码群组，所述两个先前经编码子序列中的一者属于与和所述例程子序列分开的子序列相关联的邻近经编码群组；考虑到与所述邻近例程经编码群组的两个先前经编码子序列相关的符号的两个已知发生概率而初始化所述符号的例程发生概率；对所述符号进行连续熵编码，且更新所述例程发生概率；以及在编码了最后一个符号之后，存储所述例程发生概率。

Description

用于编码和解码图像的方法、对应的编码和解码装置及计算机程序

1.技术领域

本发明的领域是图像且尤其是由连续一连串图像构成的视频流的编码和解码领域。

本发明因此可尤其适用于在当今的(MPEG、H.264和其它)视频编码器或未来的(ITU-T/VCEG(H.265)或ISO/MPEG(HVC))视频编码器中实施的视频编码。

2.背景技术

当今的视频编码器(MPEG、H264等)使用视频序列的逐块表示。图像被细分为若干宏块，且每一宏块自身被细分为若干块，且每一块或宏块通过图像内或图像间预测进行编码。因此，相对于通过运动补偿进行编码/解码的其它I、P或B图像，I图像通过空间预测(帧内预测)进行编码，P和B图像通过时间预测进行编码。此外，对于每一块，编码对应于原始块减去预测的残余块。此块的系数在可能的变换之后进行量化，且随后由熵编码器进行编码。

此处更特别地强调熵编码器。熵编码器以信息的到达次序编码信息。通常，如图1中所说明的对块的1光栅扫描类型的逐排扫描是从图像左上方的块开始。对于每一块，表示块所需的不同条信息(块类型、预测模式、残余系数等)被连续发送到熵编码器。

已经存在有效且具有适度复杂性的已知的算术编码器，其被称为CABAC(“上下文自适应二进制算术编码器”)，其是在AVC压缩标准(还称为ISO-MPEG4第10部分和ITU-T H.264)中引入。

此熵编码器实施不同概念：

-算术编码：文献中首先描述的编码器：J.李萨能(J.Rissanen)和小G.G.郎顿(G.G.Langdon Jr)，“通用建模和编码”，IEEE信息理论期刊，第IT-27卷，12到23页，1981年1月，使用符号的出现概率来编码此符号；

-与上下文的匹配：此处的操作是调适待编码的符号的出现概率。一方面，实现进行中的学习。另一方面，依据预先编码的信息的状态，使用特定上下文来编码。每一上下文具有对于符号适当的对应的出现概率。举例来说，上下文对应于一类型的经编码符号(残余者的系数的表示、编码模式的信令等)且根据给定配置或相邻者的状态(例如，在相邻者中选择的“帧内”模式的数目等)；

-二进制化：将待编码的符号翻译成位序列的形式。其后，将这些不同的位连续发送到二进制熵编码器。

因此，此熵编码器(对于所使用的每一上下文)实施相对于先前针对所考虑的上下文进行编码的符号而对概率进行进行中的学习的系统。此学习是基于这些符号的编码次序。通常，以如上文所描述的“光栅扫描”类型的次序来扫描图像。

因为使用此扫描次序，此熵编码器具有若干缺点。

实际上，归因于扫描类型，可看到缺乏对概率的学习的局部匹配。举例来说，在对位于一排开始处的符号进行编码期间，所使用的概率主要对应于针对位于前一排末尾处的符号所观测到的概率。现在，因为符号的概率的可能的空间变化(例如，对于与一条运动信息相关的符号，位于图像右边部分的运动可不同于在左边观测到的运动，因此，对于由其产生的局部概率可能也是这种情况)，概率的局部匹配的此缺乏导致编码期间的效率损失。

为了限制此现象，有人提议修改块的扫描次序以便改进局部一致性，但编码和解码保持连续。

这是此类型的熵编码器的第二个缺点。实际上，由于对符号的编码和解码取决于到那时所学习的概率状态，所以可仅以与在编码期间所使用的次序相同的次序进行对符号的解码。通常，解码因此仅可为连续的，因此阻止了对若干符号的并行解码(例如，受益于多核架构)。

标题为“用于执行CABAC并行编码和解码的系统和设备(Systems and apparatusesfor performing CABAC parallel encoding and decoding)”的专利文献US2009168868A1描述了一种方法，所述方法实现了在CABAC型编码器中的编码和/或解码的一种类型的并行化。

在此文献中所描述的第一实施例中，实施于编码器中的某些步骤可针对相同的语法元素或符号并行地执行，例如上下文的二进制化和定义。此实施例未实现对若干符号的解码的实际并行化，因为连续解码约束仍然存在。

根据第二实施例，图像被细分为若干切片，且在切片的每次开始时初始化CABAC编码器，以便优化对概率的初始化。此实施例实现了对切片的并行解码，但在每一新切片处对解码器初始化极大地降低了解码器的性能。因此此处进一步增强了对概率的局部匹配的缺乏。

因此需要对表示图像或一连串图像的符号序列的熵编码的新颖技术，从而尤其能在压缩性能没有任何损失的情况下提供对经编码符号的非连续解码。

3.发明内容

本发明以用于编码至少一个图像的方法的形式提出不具有现有技术的所有这些缺点的新颖的解决方案，此方法包括根据预定编码扫描次序产生符号序列的步骤。

根据本发明，所述方法还包括以下步骤：

-确定每一序列中的子序列，子序列包括符号的预定分组；

-扫描所确定的子序列，其针对至少一个当前子序列以及针对至少一个上下文包括以下子步骤：

-确定包括至少两个先前经编码子序列的称为当前经编码相邻群组的相邻群组在所述至少两个先前经编码子序列中，至少一个属于与不同于所述当前子序列的子序列相关联的经编码相邻群组，所述不同子序列不属于当前子序列的所述经编码相邻群组，且所述当前子序列不属于所述不同子序列的经编码相邻群组；

-考虑关于所述当前经编码相邻群组的两个先前经编码子序列的与上下文相关联的符号的至少两个出现概率(称为已知出现概率)，初始化所述符号的至少一个出现概率(称为当前出现概率)；

-根据所述预定编码扫描次序对所述符号进行连续熵编码，且对于每一符号，更新与所述符号相关联的上下文的所述当前出现概率；

-在编码了所述当前子序列的最后一个符号之后，存储当前子序列中的所述经编码符号的所述当前出现概率。

因此，本发明依赖于图像的编码且更特别是熵编码的新颖且发明性方法，从而实现对用于编码的符号的出现概率的更有效学习还有对经编码符号的并行解码。

实际上，本发明针对当前子序列的符号的编码考虑到多维相邻者或包括至少两个先前经编码子序列的经编码相邻群组，以用于符号的出现概率的更佳的局部匹配和因此对概率的更有效学习。

此外，本发明确定待编码的子序列的相邻者，以便确保至少两个子序列(当前子序列和尚未编码的不同子序列)的存在，其对于解码是独立的，且因此能够由并行工作的解码器解码。

本发明还提出对这些独立子序列的相邻者的一部分进行合并以用于解码，以便将出现概率彼此传播，且获得在进行编码时获得的概率知识的共享。

最终，本发明实现在当前子序列的编码结束时存储与用于当前子序列的符号的编码的每一上下文相关联的出现概率，以便能在另一子序列的后续编码期间将所述出现概率考虑进去。

在子序列的编码结束时对与此子序列的符号的编码相关的概率的存储可看作编码中的“同步点”，其随后用于解码。实际上，“并行”解码器可在至少两个这些同步点处初始化待解码的子序列的符号的出现概率。

根据本发明的一个特定方面，用于产生符号序列的步骤是通过逐块编码而获得，且符号的预定分组是固定大小的块分组，在下文称为“超块”。

在此情况下，同步点对应于与用于图像的每一经编码超块的符号的编码的上下文相关的所存储的概率。

具体来说，所述当前经编码相邻群组位于一方面通过在预定编码扫描次序下的图像的第一经编码块且另一方面通过对构成当前子序列的块分组而划分的矩形中。所述矩形因此是依据预定编码扫描次序而进行选择。

将注意，所述矩形例如良好适合于线型或列型扫描，但非完全良好适合于光栅扫描类型的扫描。

对位于此矩形中的经编码相邻群组的选择的约束使得尤其可减少非相关子序列的解码之间所必需的时间滞后。

实际上，包含于矩形中的子序列一经解码，便可同时解码位于矩形边界处的至少两个相互非相关的子序列。

根据本发明的一个特定实施例，构成所述当前经编码相邻群组的所述至少两个先前经编码子序列的所述至少两个块分组邻近于构成当前子序列的块分组。

因此，经确定以便使用在其编码结束时所存储的概率的两个块或超块群组位于靠近当前超块的相邻者中，即，其含有邻近于当前超块的至少一个块的块，以便实现对当前超块的符号的概率的更佳的局部匹配。

此特性还使得能不考虑对先前已编码但距所考虑的超块过远的超块的编码，而这是典型CABAC熵编码器中的情况，例如，当考虑一排开始处的超块时，对其的编码考虑到位于前一排末尾处的先前经编码的块。

根据本发明的一个特定方面，所述用于初始化的步骤向所述当前出现概率指派一值，所述值等于与所述当前经编码相邻群组的至少两个先前经编码子序列相关联的已知出现概率的组合。

因此，在对子序列或超块的编码开始时，基于至少两个先前所获得的同步点的值，即基于在至少两个超块的先前编码期间所存储的概率，而初始化符号的概率。举例来说，对于超块的每一符号，所述符号的出现概率以一值初始化，所述值等于在位于所考虑的超块的经编码相邻群组中的两个超块的先前编码结束时所存储的此符号的出现概率的平均值。

优点在于对相邻者的学习的明智的再利用：作为仅一个默认值或预定义相邻者的值的替代，采用至少两个相邻值，因此实现更佳的初始化和因此的更有效的编码。

根据本发明的一个特定实施例，所述组合考虑到与位于所述当前子序列的左边的所述当前经编码相邻群组的第一子序列以及位于所述当前子序列上方的所述当前经编码相邻群组的第二子序列相关联的已知出现概率。

因此，对于给定超块，我们考虑到分别位于给定超块的左边和顶部的两个相邻超块的编码。对构成超块的经编码相邻群组的两个超块的此选择特别适合于对图像的超块的光栅扫描类型逐排扫描。实际上，位于顶部的超块以及位于左边的超块已被编码且充分靠近所考虑的超块，以用于使在其相应编码结束时所存储的符号的出现概率与所考虑的超块的编码相关。

如果我们考虑对图像的超块的逐排扫描，从图像的顶部开始但从右到左进行，那么相反，对经编码相邻群组的超块的选择是关于分别位于所考虑的超块的右边和顶部的超块。

根据本发明的一个特定方面，编码方法还包括用于在编码了所述当前子序列的最后一个符号之后确定指派给所述当前出现概率的置信度量度的步骤。

因此，在子序列的编码结束时所存储的符号的每一出现概率被指派一置信度量度，使得能考虑所获得的概率的相关度。

举例来说，当对于当前超块，符号对应于残余者的系数时(在帧间预测的情况下)，可发生相邻超块不具有此类型的符号的情况。从经编码相邻群组的子序列继承的当前超块中的此符号的出现概率于是不是与相邻超块非常相关，且因此通过相当低的置信度量度进行加权。

具体来说，所述初始化步骤向所述当前出现概率指派一值，所述值等于与所述当前经编码相邻群组的所述子序列相关联的已知出现概率的平均值，所述已知出现概率各自通过在所述确定步骤期间所确定的置信度量度进行加权。

因此，当经编码相邻群组的子序列的符号的出现概率(表示为第一概率)被指派比所述经编码相邻群组的另一子序列的此同一符号的出现概率(表示为第二概率)的置信度量度大的置信度量度时，则当前子序列中的此符号的当前出现概率将以一值初始化，所述值更多地考虑第一概率而不是第二概率。

根据本发明的另一方面，编码方法包括：

-用于定义符号的子序列的至少两个类别的步骤；

-用于将一类别(称为当前类别)指派给所述当前子序列的步骤，此子序列在其当前经编码相邻群组中具有至少一个先前经编码子序列(表示为相关子序列)，向所述至少一个先前经编码子序列指派不同于所述当前类别的类别；

-用于每类别产生一个子流的步骤，每一子流承载表示对属于所述类别的子序列的符号的熵编码的信息。

因此，可实现对不同子流的并行解码，同时遵守考虑到相关子序列的特定定序。

此外，确保在解码子流的过程之间共享知识，因此限制一般与并行解码相关联的性能的损失。

当定义子序列的类别时，可实施信令。因此，对应于同一类别的子序列的所有经编码符号以预定编码次序被分组在一起。随后，所述类别考虑到其相关性而被端到端地置于流中，且由流中的类别末尾标记分离。这些标记将因此在下文所描述的解码期间使用。

本发明的另一方面是关于一种用于解码表示至少一个经编码图像的流的方法，其包括以下步骤：

-获得包括符号的预定分组的至少一个子序列；

以及，对于如此获得的至少一个子序列且对于至少一个上下文：

-考虑到关于当前经解码相邻群组的两个先前经解码子序列的与所述上下文相关联的符号的至少两个出现概率(称为已知出现概率)，初始化所述符号的至少一个出现概率(称为当前出现概率)，经解码相邻群组包括至少两个先前经解码子序列，在所述至少两个先前经解码子序列中，至少一个属于与不同于所述当前子序列的子序列相关联的经解码相邻群组，所述不同子序列不属于所述当前子序列的所述经编码相邻群组，且所述当前子序列不属于所述不同子序列的经编码相邻群组；

-根据在所述图像的编码期间所实施的编码扫描次序对所述符号进行连续熵解码，且对于每一符号，更新与所述符号相关联的上下文的所述当前出现概率；

-在解码了所述当前子序列的最后一个符号之后，存储当前子序列中的所述经解码符号的所述当前出现概率。

因此，本发明依赖于图像解码且更特别是熵编码的新颖且发明性方法，从而实现对用于编码的符号的出现概率的更有效学习还有对经编码符号的并行解码。

此解码方法当然可包含关于根据本发明的编码方法的不同特性。

具体来说，在一类别在所述编码期间指派给符号的至少一个子序列的情况下，所述流由各自与所述类别中的一者相关联的至少两个子流形成，每一子流载运表示对属于所述类别的子序列的符号的熵编码的信息，且逐子流地实施所述对属于同一类别的子序列的初始化、解码和存储的步骤，并行地处理所述子流，已预先实施所述对具有相关性的至少一个子序列的初始化、解码和存储的步骤。

因此，本发明在一个实施例中通过上文所描述的不同解码步骤的并行实施而实现对所述某些子序列的并行解码。

具体来说，当类别已在编码期间指派给不同子序列时，且当流已以使得其包含对应于所述类别的子流的方式形成时，则解码方法可考虑这些类别以并行地解码不同子序列。因此，不同类别用于定义用于解码的某种定序，即对待解码的子序列的调度的约束。

举例来说，被指派不同于指派给当前子序列的类别的类别的相关子序列应已在解码所述当前子序列之前被解码。

相比而言，所有相互“独立的”子序列(即，未在另一子序列的经解码相邻群组中出现且具有尚未经解码的相关子序列的子序列)可并行地解码。

本发明的另一方面是关于一种用于编码由根据预定编码扫描次序产生的符号序列表示的至少一个图像的装置。

根据本发明，此装置包括：

-用于确定每一序列中的子序列的构件，子序列包括符号的预定分组；

-用于扫描所确定的子序列的构件，其针对至少一个当前子序列以及针对至少一个上下文包括：

-用于确定包括至少两个先前经编码子序列的相邻群组(称为当前经编码相邻群组)的构件，在所述至少两个先前经编码子序列中，至少一个属于与不同于所述当前子序列的子序列相关联的经编码相邻群组，所述不同子序列不属于当前子序列的所述经编码相邻群组，且所述当前子序列不属于所述不同子序列的经编码相邻群组；

-用于考虑关于所述当前经编码相邻群组的两个先前经编码子序列的与所述上下文相关联的符号的至少两个出现概率(称为已知出现概率)而初始化所述符号的至少一个出现概率(称为当前出现概率)的构件；

-用于根据所述预定编码扫描次序对所述符号进行连续熵编码的构件，及对于每一符号，用于更新与所述符号相关联的上下文的所述当前出现概率的构件；

-用于在编码了所述当前子序列的最后一个符号之后存储当前子序列中的所述经编码符号的所述当前出现概率的构件。

此编码装置尤其适合于实施上文所描述的用于编码的方法。其例如为MPEG或H.264编码器，或根据未来压缩标准的编码器。

此编码装置当然可包括根据本发明的用于编码的方法的不同特性。

本发明的又一方面是关于一种解码表示至少一个经编码图像的流的装置。

根据本发明，此解码装置包括：

-用于获得包括符号的预定分组的至少一个子序列的构件；

-用于考虑到关于当前经解码相邻群组的两个先前经解码子序列的与所述上下文相关联的符号的至少两个出现概率(称为已知出现概率)而初始化所述符号的至少一个出现概率(称为当前出现概率)的构件，经解码相邻群组包括至少两个先前经解码子序列，在所述至少两个先前经解码子序列中，至少一个属于与不同于所述当前子序列的子序列相关联的经解码相邻群组，所述不同子序列不属于所述当前子序列的所述经编码相邻群组，且所述当前子序列不属于所述不同子序列的经编码相邻群组；

-用于根据在所述图像的编码期间所实施的编码扫描次序对所述符号进行连续熵解码的构件，及对于每一符号，用于更新与所述符号相关联的上下文的所述当前出现概率的构件；

-用于在解码了所述当前子序列的最后一个符号之后存储当前子序列中的所述经解码符号的所述当前出现概率的构件。

此解码装置尤其适合于实施上文所描述的用于编码的方法。其例如为MPEG或H.264解码器，或根据未来压缩标准的解码器。

此解码装置当然可包括根据本发明的用于编码的方法的不同特性。

本发明的另一方面是关于一种计算机程序，在所述程序由处理器执行时，所述计算机程序包括用以实施如上文所描述的编码或解码的方法的指令。

实际上可注意到，可以多种方式，尤其以硬连线形式或以软件形式实施根据本发明的用于编码的方法或用于解码的方法。

本发明的另一方面还关于代码转换装置。

根据本发明，此代码转换装置包括：

-熵解码装置，其能够解码所接收序列的经编码符号。此熵解码在原始序列已含有子序列的情况下可类似于本发明的熵解码，或此熵解码在原始序列不含有子序列的情况下可为典型的；

-根据本发明的熵编码装置。

因此熵解码的后面为对符号的熵再编码的步骤。再编码则类似于本发明中所描述的编码。

此代码转换器使得能依据必须执行解码的终端的能力而根据经编码符号的序列定义新的子序列。具体来说，解码器可使解码的复杂性适应终端的能力。举例来说，代码转换器依据解码终端的能力(例如，可并行工作的处理器的数目)而定义八个或九个或N个解码类别。

4.附图说明

通过以下以简单说明性和非详尽实例的方式给出的对特定实施例的描述，且通过附图，本发明的其它特征和优点将显得更清楚，附图中：

-图1已参考现有技术作出评论，其呈现对光栅扫描类型的图像的块的扫描的实例；

-图2a呈现根据本发明的一实施例的编码方法的主要步骤；

-图2b呈现根据本发明的此实施例的编码方法的其它步骤；

-图3展示根据本发明的一个实施例的对图像的分割的实例；

-图4a展示根据本发明的一个实施例的编码方法的主要步骤；

-图4b呈现根据本发明的此实施例的编码方法的其它步骤；

-图5a、5b和5c呈现根据本发明的一个实施例的编码/解码的可能次序的实例；

-图6和7分别呈现根据本发明的一个特定实施例的编码装置和解码装置的结构；

-图8呈现根据本发明的一个实施例的代码转换装置的结构。

5.具体实施方式

5.1一般原理

本发明的一般原理依赖于对符号的出现概率的“多维”学习，而不是取决于对图像的扫描次序，且实现对符号的出现概率的局部匹配和对经编码符号的非连续解码。

因此，根据本发明，对符号的出现概率的学习是基于将图像分割为若干符号子序列，所述符号子序列的符号的出现概率在编码结束时进行存储且用于初始化最近的相邻者中的符号的出现概率，无论对用于编码的图像的扫描次序是怎样。

5.2编码的实施例的描述

现在参看图2，提供对根据本发明的一个实施例的编码方法的主要步骤的描述。

在产生步骤21处，以预定扫描次序产生对应于待解码的图像的符号序列。

此产生步骤21可用流的方式实施，即，可与此步骤21并行地实施以下步骤22和231到234。

从此符号序列向前，在确定步骤22处确定符号的子序列，每一子序列对应于符号的预定分组。

此分组可例如对应于图像的块分组(表示为超块)。在以下描述中，我们考虑包括固定数目个固定大小的块的块分组。然而，将注意，本发明不限于此实例，且可同样良好地适用于包括可变数目个可变大小的块的块分组。

一旦已确定这些子序列，便在扫描步骤23处对其进行扫描，扫描步骤23对于当前子序列及对于上下文包括下文所描述的步骤231到234。

同样，在此实施例中，对于当前子序列仅考虑一个上下文，但可针对若干上下文实施根据本发明的编码方法。

第一步骤231是针对当前子序列确定包括至少两个先前经编码子序列的当前经编码相邻群组。此外，在这些子序列中，先前经编码和选择以属于当前经编码相邻群组，至少一个属于与不同于所考虑且尚未编码的当前子序列的另一子序列相关联的另一经编码相邻群组。

在第二初始化步骤232中，针对当前子序列，初始化与上下文相关联的符号的出现概率(表示为当前出现概率)。每一当前出现概率考虑到符号的至少两个已知出现概率，即在步骤231处所确定的在属于当前经编码相邻群组的至少两个子序列的先前编码期间所获得的出现概率。

以下编码步骤233是根据在步骤21处所使用的预定扫描次序进行对子序列的符号的连续熵编码，且更新与每一符号相关联的出现概率。

最终，一旦已如此编码了子序列的所有符号，便在存储步骤234处存储所述出现概率，以用于将其用于在步骤23的以下反复期间对其它相邻子序列的编码。

将注意到，可用流的方式进行所述编码，即上文所描述的步骤可并行地运行。

图3说明根据本发明的此实施例的对用于熵编码的图像的扫描的实例，其中子序列对应于包括四个块的超块。

图3展示以对超块的光栅扫描类型的逐排扫描次序的编号为零到五的六个超块。

在对超块的编码期间，与位于左边的超块相关联的出现概率以及与位于上方的超块相关联的出现概率因此可用。这两个超块因此被视为构成所考虑的当前超块的当前经编码相邻群组。

举例来说，如果我们将图3的超块4视为当前超块，则超块1和3构成当前经编码相邻群组。可看到，超块1还可形成针对所述超块而编码的相邻群组的部分。

如果我们考虑不同于光栅扫描类型的扫描的对超块的扫描次序，例如右到左逐排扫描，从图像的右上角开始，则对于当前超块4，可选择包括超块1和5的经编码相邻块。

概括此点，对于当前超块(i，j)(即，位于超块的第i排上的第j个超块)，初始化步骤如下定义初始化的出现概率P_SB，init(i，j)的值：

P_SB，init(i，j)＝取(P_SB，stored(i，j-1)；P_SB，stored(i-1；j))的平均值；其中P_SB，stored(i，j-1)和P_SB，stored(i-1；j)分别为在对超块(i，j-1)和(i-1；j)的编码结束时所存储的出现概率。

初始化的出现概率P_SB，init(i，j)对应于从当前经编码相邻群组的超块的所存储的概率P_SB，stored所获得的组合。

根据第一变体，P_SB，init(i，j)等于这两个概率的平均值，即：P_SB，init(i，j)＝(P_SB，stored(i，j-1)+P_SB，stored(i，j-1))/2。

根据另一变体，向每一所存储的出现概率指派一置信度量度，表示为N_SB，post(.；.)。于是可用一值初始化P_SB，init(i，j)，所述值等于在对超块(i，j-1)和(i-1；j)的编码结束时所存储的两个概率的平均值，所述两个概率各自通过置信度量度进行加权，即：

P_SB，init(i，j)＝(N_SB，stored(i，j-1).P_SB，stored(i，j-1)+N_SB，stored(i-1，j).P_SB，stored(i-1；j))/(N_SB，stored(i，j-1)+N_SB，stored(i-1，j))。

假如左边的超块不存在，则直接使用上方的超块的值，且假如下方的超块不可用，则直接使用左边的超块的值。

假如左边或上方都没有超块，则初始化默认值，例如，通常由CABAC编码器使用的初始化的概率值。

根据一个替代性实施例，还可定义所获得的概率的置信度量度N_SB，init。此置信度量度是通过类似于上文针对P_SB，init基于经编码相邻群组的超块的值N_SB，post而描述的方法的组合方法来建立。

形成本描述的整体部分的附录A呈现计算符号的出现概率的初始化的经加权平均值的具有较低复杂性的实施方案。

一旦已初始化符号的出现概率，则例如以如图3中所说明的光栅扫描类型的次序扫描当前超块的块。

编码的概率p以预先定义的值P_SB，init(i，j)初始化且以典型方式通过下式推导：

在超块的所有块的编码结束时，随后将出现概率的值的状态存储于P_SB，stored(i，j)中。如上文所指示，可例如如下将置信度量度指派给此概率：

N_{SB，stockée}(i，j)＝α′.N_SB，init(i，j)+(1-α′).N_SB(i，j)，

其中α′对应于更新衰减因子，或学习速度的控制的参数，其类似于用于更新典型CABAC型算术编码器的概率的α且N_SB对应于针对所考虑的超块而编码的符号的数目。

现在参看图2b，我们呈现根据本发明的此实施例的编码方法的其它步骤，从而尤其实现对某些子序列的并行解码。

因此，根据本发明的此实施例，编码方法考虑与子序列相关联的类别，从而在遵守在若干处理器内对不同超块的处理的调度的约束的情况下，并行地实现这些处理器中的并行的编码/解码。

在第一阶段处，在定义步骤24处，针对在步骤22期间预先定义的子序列而定义子序列的至少两个类别c_i和c_j。

随后，在指派步骤25处，将一类别指派给当前子序列，已知此子序列在其当前经编码相邻群组中具有至少一个先前经编码子序列(表示为相关子序列)，向所述至少一个先前经编码子序列指派不同于所述当前类别的类别。

因此，在编码时，通过指派类别而在此处在某些子序列之间标记将在解码期间使用的相关性。

最终，在产生步骤26处，每类别产生一个子流s-f_i，每一子流载运表示对属于所述类别的子序列的符号的熵编码的信息。

以此方式，不具有相关性的子序列可并行解码，且必须遵守此相关性约束来进行对具有相关性的子序列的解码。

具体来说，子流可由基于表示图像的经编码符号的序列的二进制流的代码转换器产生，所述代码转换器使得能产生可如本发明所描述并行地解码的若干二进制子流。

经编码符号的原始序列可含有或可不含有可并行解码的子序列，即其可能已由例如本发明的编码器或另外由典型编码器产生。

代码转换器的一个目标是依据必须执行解码的终端的能力来定义新的子序列。这因此使得能使解码复杂性适应终端的能力。举例来说，代码转换器可因此根据解码终端的能力来定义四个、八个或x个解码类别。

现在将参考图8描述根据本发明的代码转换装置81的一个实例。其包括根据本发明的熵解码装置82和编码装置83。在接收到表示一个或一个以上图像的经编码符号的第一序列后，熵编码装置即刻提供经解码符号的序列，所述序列被传输到根据本发明的编码装置以用于在经编码符号的第二序列中再编码。熵解码在原始序列含有子序列的情况下类似于本发明的熵解码，或在原始序列不含有子序列的情况下类似于典型解码。对此部分的熵再编码类似于本发明中所描述的编码。

根据本发明的一个方面，代码转换装置81能够依据经编码符号的第二序列的目的地终端的能力的先验知识(例如，在可用处理器的数目方面)来定义类别。在此情况下，根据本发明的代码转换装置提供与先前定义的类别一样多的二进制子流。

图5a到5c说明在子序列对应于超块(超块由经编号的正方形表示)时将类别指派给子序列的三个实例。

其将在下文更详细地描述。

5.3解码的实施例的描述

现在参看图4a和4b，我们因此呈现根据本发明的实施例的解码方法。

在第一步骤41中，获得包括待解码的符号的预定分组的子序列(表示为当前子序列)。

随后，在初始化步骤42处，对与上下文相关联的子序列的符号的出现概率(表示为当前出现概率)进行初始化。每一当前出现概率考虑到符号的至少两个已知出现概率，即在对属于当前子序列的相邻者的至少两个子序列的先前解码期间所获得的概率。

此相邻者被称为当前经解码相邻群组且包括至少两个先前经解码子序列，包含属于与当前子序列的不同子序列相关联的经解码相邻群组的至少一者。因此，子序列可用于解码若干其它子序列。

以下解码步骤43是以在对图像的编码期间所实施的扫描次序进行对子序列的符号的连续熵解码，且更新与每一符号相关联的出现概率。

最终，一旦已如此解码了子序列的所有符号，便在存储步骤44处存储所述出现概率，以用于将其用于在步骤42到44的反复期间对其它相邻子序列的解码。

现在参看图4b和5a到5c，我们描述根据本发明的此实施例的解码方法的其它步骤。

图4b呈现根据本发明的一个实施例的并行解码的实例。

根据此实施例，已在编码期间将类别指派给符号的至少一个子序列，且由各自与一类别相关联的至少两个子流形成待解码的流。每一子流载运表示对属于所述类别的子序列的符号的熵编码的信息，所述编码是根据上文所描述的本发明的编码方法而进行。

上文所描述的步骤42、43和44可随后逐子流地实施。

如图4b中所说明，一旦上文所描述的具有相关性的子序列已被解码，便可因此并行地处理子流s-f₁到s-f_j。

图4b还说明若干子流之间的相关性的实例。因此，仅在对两个子流s-f₁和s-f_j的处理终止时，才处理子流s-f_i，因为初始化步骤42i考虑到分别在步骤44₁和44_j处存储的概率。当对应于子流s-f_i的子序列具有包括对应于两个子序列s-f₁和s-f_j的两个子序列的当前经解码相邻群组时，是这种情况。

图5a到5c特别说明解码对应于此实施例中的超块的子序列的可能次序的三个实例。

图5a说明将同一类别指派给图像的同一排的所有子序列的实施例的实例，举例来说，编号为0的类别对应于图像顶部处的第一排，类别1对应于第二排等。

因此，排0上的编号为0到11的超块全部被指派给同一类别0且形成子流0，且对于排4的所有超块也是如此。根据此实施例，将要解码的超块视为使用在解码分别位于上方和左边的两个相邻超块期间所存储的概率。因此，必须连续地解码排0的超块，位于左边的块必须在解码当前块之前预先解码。

相比而言，如果我们考虑排1，可看到，一旦排0的块0和1被解码，还可解码排1的块。实际上，排1的块2需要解码排0和1的块1，且以此类推。

根据此实施例，可因此在遵守相关性的约束的情况下并行地解码不同的排，即，先开始解码排0，随后解码排1，且以此类推。

从时间观点来看，如果我们考虑块编号对应于块被解码的时刻，则可看到，例如在时刻t＝4时，排0、1、2和3的块4可被解码。

在图5b中，将一类别指派给同一列的超块，且子流因此对应于一列。在列的情况下，原理与参考图5a描述的原理相同。

实施例的这两个实例展示，可将图像的96个超块解码为27个时刻，而不是典型解码情况下的96个时刻。

在图5c中，将一个类别指派给半排，且使得能在31个时刻中解码图像的96个块。

5.4编码和解码装置的结构

最终，参看图6和7，我们呈现根据上文所描述的实施例的编码和解码装置的简化结构。

如图6中所说明，编码装置包括：存储器61，其包括缓冲器存储器；处理单元62，其例如配备有微处理器μP且由计算机程序63驱动，从而实施根据本发明的编码方法。

在初始化时，计算机程序63的代码指令例如被加载到RAM中且随后由处理单元62的处理器执行。处理单元62输入由符号的子序列表示的图像。处理单元62的微处理器根据计算机程序63的指令实施上文所描述的编码方法的步骤。为此，编码装置除了缓冲器存储器60之外还包括：用于确定所述序列内的子序列的构件，子序列包括符号的预定分组；用于扫描所确定的子序列的构件，其针对至少一个当前子序列以及针对至少一个上下文包括：用于确定包括至少两个先前经编码子序列的相邻群组(称为当前经编码相邻群组)的构件，在所述至少两个先前经编码子序列中，至少一个属于与不同于所述当前子序列的子序列相关联的经编码相邻群组，所述不同子序列不属于当前子序列的所述经编码相邻群组，且所述当前子序列不属于所述不同子序列的经编码相邻群组；用于考虑关于所述当前经编码相邻群组的两个先前经编码子序列的与所述上下文相关联的符号的至少两个出现概率(称为已知出现概率)而初始化所述符号的至少一个出现概率(称为当前出现概率)的构件；用于根据所述预定编码扫描次序对所述符号进行连续熵编码的构件，及对于每一符号，用于更新与所述符号相关联的上下文的所述当前出现概率的构件；以及用于在编码了所述当前子序列的最后一个符号之后存储当前子序列中所编码的所述符号的所述当前出现概率的构件。这些构件由处理单元62的微处理器驱动。处理单元62因此将表示至少一个经编码图像的流传输到至少一个解码装置。

如图7中所说明，对于此部分的此类解码装置包括：存储器70，其包括缓冲器存储器；处理单元72，其例如配备有微处理器μP且由计算机程序73驱动，从而实施根据本发明的解码方法。

在初始化时，计算机程序73的代码指令例如被加载到RAM中且随后由处理单元72的处理器执行。处理单元72输入表示至少一个经编码图像的流。处理单元72的微处理器根据计算机程序73的指令实施上文所描述的解码方法的步骤。为此，所述解码装置除了缓冲器存储器71之外还包括：用于获得包括符号的预定分组的至少一个子序列的构件；且，对于如此获得的至少一个子序列且对于至少一个上下文，用于考虑到关于当前经解码相邻群组的两个先前经解码子序列的与所述上下文相关联的符号的至少两个出现概率(称为已知出现概率)而初始化所述符号的至少一个出现概率(称为当前出现概率)的构件，经解码相邻群组包括至少两个先前经解码子序列，在所述至少两个先前经解码子序列中，至少一个属于与不同于所述当前子序列的子序列相关联的经解码相邻群组；用于根据在所述图像的编码期间所实施的编码扫描次序对所述符号进行连续熵解码的构件，及对于每一符号，用于更新与所述符号相关联的上下文的所述当前出现概率的构件；以及用于在解码了所述当前子序列的最后一个符号之后存储当前子序列中的所述经解码符号的所述当前出现概率的构件。这些构件由处理单元72的微处理器驱动。

附录A

当(N_SB，stored(i，j-1)＞0)时

则W0＝log₂(N_SB，stored(i，j-1))；//可能制表

其它W0＝Tmin；

当(W0＞Tmax)时则W0＝Tmax

当(N_SB，stored(i-1，j)＞0)时

则W1＝log2(N_SB，stored(i-1，j))；//可能制表

其它W1＝Tmin；

当(W1＞Tmax)时则W1＝Tmax；

K＝W0-W1；

当(K＞0)时则

当(K＞16)时则K＝16；

P_SB，init＝P_SB，stored(i，j-1)；

P_SB，init+＝(P_SB，stored(i-1，j)-P_SB，stored(i，j-1)+(1＜＜(K-1)))＞＞K；

//用于具有因子K的N_SB，init的相同公式

其它

K＝-K；

当(K＞16)时则K＝16；

PSB，init＝PSB，stored(i-1，j)；

PSB，init+＝(PSB，stored(i，j-1)-PSB，stored(i-1，j)+(1＜＜(K-1)))＞＞K；

//用于具有因子K的N_SB，init的相同公式

结束

大小为8×8个块的超块(8×8大小的块)的参数的典型值为：Tmin＝-20，Tmax＝14。

Claims

1.一种用于编码由根据预定编码扫描次序产生的符号序列表示的至少一个图像的方法，

其特征在于其包括以下步骤：

-确定每一序列中的子序列，子序列包括符号的预定分组；

-确定包括至少两个先前经编码子序列的称为当前经编码相邻群组的相邻群组，在所述至少两个先前经编码子序列中，至少一个属于与不同于所述当前子序列的子序列相关联的经编码相邻群组，所述不同子序列不属于所述当前子序列的所述经编码相邻群组，且所述当前子序列不属于所述不同子序列的所述经编码相邻群组；

-考虑关于所述当前经编码相邻群组的两个先前经编码子序列的与所述上下文相关联的符号的称为已知出现概率的至少两个出现概率，初始化所述符号的称为当前出现概率的至少一个出现概率；

-根据所述预定编码扫描次序对所述符号进行连续熵编码，且对于每一符号，更新与所述符号相关联的所述上下文的所述当前出现概率；

-在编码了所述当前子序列的最后一个符号之后，存储所述当前子序列中的所述经编码符号的所述当前出现概率。

2.根据权利要求1所述的编码方法，其中通过逐块编码来获得所述用于产生符号序列的步骤，且所述符号的所述预定分组是固定大小的块分组。

3.根据权利要求2所述的编码方法，其特征在于所述当前经编码相邻群组位于一方面通过在所述预定编码扫描次序下的所述图像的第一经编码块且另一方面通过对构成所述当前子序列的块分组而划分的矩形中。

4.根据权利要求3所述的编码方法，其特征在于构成所述当前经编码相邻群组的所述至少两个先前经编码子序列的所述至少两个块分组邻近于构成所述当前子序列的所述块分组。

5.根据权利要求1所述的编码方法，其特征在于所述用于初始化的步骤向所述当前出现概率指派一值，所述值等于与所述当前经编码相邻群组的至少两个先前经编码子序列相关联的所述已知出现概率的组合。

6.根据权利要求5所述的编码方法，其特征在于所述组合考虑到与位于所述当前子序列的左边的所述当前经编码相邻群组的第一子序列以及位于所述当前子序列上方的所述当前经编码相邻群组的第二子序列相关联的所述已知出现概率。

7.根据权利要求1所述的编码方法，其特征在于其还包括用于在编码了所述当前子序列的所述最后一个符号之后确定指派给所述当前出现概率的置信度量度的步骤。

8.根据权利要求7所述的编码方法，其特征在于所述初始化步骤向所述当前出现概率指派一值，所述值等于与所述当前经编码相邻群组的所述子序列相关联的所述已知出现概率的平均值，所述已知出现概率各自通过在所述确定步骤期间所确定的置信度量度进行加权。

9.根据权利要求1所述的编码方法，其特征在于其包括：

-用于定义符号的子序列的至少两个类别的步骤；

-用于将称为当前类别的一类别指派给所述当前子序列的步骤，此子序列在其当前经编码相邻群组中具有表示为相关子序列的至少一个先前经编码子序列，向所述至少一个先前经编码子序列指派不同于所述当前类别的类别；

-用于每类别产生一个子流的步骤，每一子流承载表示对属于所述类别的所述子序列的所述符号的所述熵编码的信息。

10.一种用于解码表示至少一个经编码图像的流的方法，其包括以下步骤：

-获得包括符号的预定分组的至少一个子序列；

-考虑到关于当前经解码相邻群组的两个先前经解码子序列的与所述上下文相关联的符号的称为已知出现概率的至少两个出现概率，初始化所述符号的称为当前出现概率的至少一个出现概率，经解码相邻群组包括至少两个先前经解码子序列，在所述至少两个先前经解码子序列中，至少一个属于与不同于所述当前子序列的子序列相关联的经解码相邻群组；

-根据在所述图像的编码期间所实施的编码扫描次序对所述符号进行连续熵解码，且对于每一符号，更新与所述符号相关联的所述上下文的所述当前出现概率；

-在解码了所述当前子序列的最后一个符号之后，存储所述当前子序列中的所述经解码符号的所述当前出现概率。

11.根据权利要求10所述的解码方法，其特征在于在所述编码期间将一类别指派给符号的至少一个子序列，所述流由各自与所述类别中的一者相关联的至少两个子流形成，每一子流载运表示对属于所述类别的所述子序列的所述符号的所述熵编码的信息，且逐子流地实施所述对属于同一类别的子序列的初始化、解码和存储的步骤，并行地处理所述子流，已预先实施所述对具有相关性的至少一个子序列的初始化、解码和存储的步骤。

12.一种用于编码由根据预定编码扫描次序产生的符号序列表示的至少一个图像的装置，其特征在于其包括：

-用于确定称为当前经编码相邻群组的包括至少两个先前经编码子序列的相邻群组的构件，在所述至少两个先前经编码子序列中，至少一个属于与不同于所述当前子序列的子序列相关联的经编码相邻群组，所述不同子序列不属于所述当前子序列的所述经编码相邻群组，且所述当前子序列不属于所述不同子序列的所述经编码相邻群组；

-用于考虑关于所述当前经编码相邻群组的两个先前经编码子序列的与所述上下文相关联的符号的称为已知出现概率的至少两个出现概率而初始化所述符号的称为当前出现概率的至少一个出现概率的构件；

-用于根据所述预定编码扫描次序对所述符号进行连续熵编码的构件，及对于每一符号，用于更新与所述符号相关联的所述上下文的所述当前出现概率的构件；

-用于在编码了所述当前子序列的最后一个符号之后存储所述当前子序列中的所述经编码符号的所述当前出现概率的构件。

13.一种用于解码表示至少一个经编码图像的流的装置，

其特征在于其包括：

-用于获得包括符号的预定分组的至少一个子序列的构件；

-用于考虑到关于当前经解码相邻群组的两个先前经解码子序列的与所述上下文相关联的符号的称为已知出现概率的至少两个出现概率而初始化所述符号的称为当前出现概率的至少一个出现概率的构件，经解码相邻群组包括至少两个先前经解码子序列，在所述至少两个先前经解码子序列中，至少一个属于与不同于所述当前子序列的子序列相关联的经解码相邻群组，所述不同子序列不属于所述当前子序列的所述经编码相邻群组，且所述当前子序列不属于所述不同子序列的所述经编码相邻群组；

-用于根据在所述图像的编码期间所实施的编码扫描次序对所述符号进行连续熵解码的构件，及对于每一符号，用于更新与所述符号相关联的所述上下文的所述当前出现概率的构件；

-用于在解码了所述当前子序列的最后一个符号之后存储所述当前子序列中的所述经解码符号的所述当前出现概率的构件。

14.一种计算机程序，在所述程序由处理器执行时，所述计算机程序包括用以实施根据权利要求1所述的编码或解码的方法的指令。

15.一种用于对由根据预定编码扫描次序产生的符号序列表示的至少一个图像进行代码转换的装置，其特征在于其包括：

-用于对所述序列的经编码符号进行熵解码的构件，其能够提供经解码符号的序列；

-根据权利要求12所述的熵编码装置，其能够编码经解码符号的所述序列的所述符号。