CN103109533A - 用于对频率转换单元进行子带编码的方法和装置和利用该方法和装置进行图像编码/解码的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个实施方式涉及用于对频率转换单元进行子带编码的方法和装置，并且涉及利用该方法和装置进行图像编码/解码的方法和装置。本发明的一个实施方式提供了用于对频率转换单元进行子带编码的方法和装置以及利用该方法和装置进行图像编码/解码的方法和装置，该方法包括以下步骤：将所述频率转换单元分割成至少一个频域；基于各个频域中非零频率系数的存在生成针对频域的编码信息；对各个频域的频率系数进行扫描并且生成频域的系数序列；以及生成编码序列，用于对针对频域的编码信息和频域的扫描频率系数序列进行编码并将其转换为二进制码。

Description

用于对频率转换单元进行子带编码的方法和装置和利用该方法和装置进行图像编码/解码的方法和装置
技术领域
本公开在一些实施方式中涉及用于对频率转换单元进行子带编码的方法和装置以及用于利用该方法和装置进行视频编码/解码的方法和装置。更具体地说，本公开在用于对频率转换块的频率转换单元进行编码和解码的应用中，涉及用于对频率转换单元进行子带编码的方法和装置以及用于利用该方法和装置进行视频编码/解码的方法和装置，其中，频率转换单元被分割成至少一个频域，使得频域编码信息被编码为指示各个频域中可能存在非零频率系数，由此增强视频压缩效率。
背景技术
运动图像专家组（MPEG）和视频编码专家组（VCEG）一起推进现有的MPEG-4部分2和H.263标准方法，以开发更好更优良的视频压缩技术。新标准被称作H.264/AVC（高级视频编码）并同时作为MPEG-4部分10AVC和ITU-T建议H.264进行发布。
H.264/AVC（下文称为“H.264）标准按照具有不同形状的子块的宏块为单元执行帧内/帧间预测处理，以生成残留信号。所生成的残留信号的4×4子块级频率转换单元接着通过包括频率变换、量化、熵编码的处理来被编码。
最近的视频压缩技术正在开发中，以满足针对超高分辨率视频的需求，并且MPEG和VCEG的国际标准组织正在联合开发名为JCT的HEVC视频编码标准。已经经验性地证明，除了通常在常规视频压缩技术中使用的典型4×4和8×8频率单元以外，诸如16×16的更大频率转换单元对于改进视频压缩效率来说具有极大帮助。然而，通过常规方法在这种16×16块上进行单次完整扫描，导致根据视频特性设计和实现有效频率系数编码方法和装置方面的困难。
发明内容
技术问题
因此，为了解决上述问题，本公开尝试改进的是，本公开在用于对频率转换块的频率转换单元进行编码和解码的应用中，涉及用于对该频率转换单元进行子带编码的方法和装置以及用于利用该方法和装置进行视频编码/解码的方法和装置，其中，该频率转换单元被分割成至少一个频域，使得频域编码信息被编码为指示各个频域中可能存在非零频率系数，由此增强视频压缩效率。
技术解决方案
本公开的实施方式提供了一种视频编码/解码装置。该视频编码/解码装置包括视频编码器和视频解码器。所述视频编码器预测当前块以生成预测块，从所述当前块中减去所述预测块以生成残留块，对所述残留块进行变换和量化以生成频率转换块，将所述频率转换块的频率转换单元分割成一个或更多个频域，标识各个频域中是否存在非零频率系数，以生成频域编码信息，扫描各个频域的频率系数以生成频域频率系数流，并且对所述频域编码信息和扫描的频域频率系数流进行二值化和编码。所述视频解码器接收经编码的数据，以提取频域编码信息和频域频率系数流，根据所述频域编码信息将所述频率转换单元分割成一个或更多个频域，根据所述频域编码信息对所述频域频率系数流进行逆扫描并设置量化系数，以重建经变换和量化的频率转换块，对所述频率转换块进行逆量化和逆变换以重建所述残留块，预测当前块以生成预测块，并且将所述重建残留块与所述预测块相加以重建所述当前块。
本公开的实施方式提供了一种视频编码装置。该视频编码装置包括预测器、减法器、变换器、量化器和编码器。所述预测器预测当前块以生成预测块。所述减法器从所述当前块中减去所述预测块以生成残留块。所述变换器和量化器对所述残留块进行变换和量化以生成频率转换块。所述编码器接收所述频率转换块，以将所述频率转换块的频率转换单元分割成一个或更多个频域，标识各个频域中是否存在非零频率系数，以生成频域编码信息，对各个频域的频率系数进行扫描以生成频域频率系数流，并且对所述频域编码信息和扫描的频域频率系数流进行二值化和编码。
本公开的实施方式提供了一种视频解码装置。所述视频解码装置包括解码器、逆量化器、逆变换器、预测器和加法器。所述解码器接收经编码的数据，以提取频域编码信息和频域频率系数流，根据所述频域编码信息将频率转换单元分割成一个或更多个频域，根据所述频域编码信息对所述频域频率系数流进行逆扫描并设置量化系数，以重建经变换和量化的频率转换块。所述逆量化器和逆变换器对所述频率转换块进行逆量化和逆变换以重建残留块。所述预测器预测当前块以生成预测块。所述加法器将所述重建残留块与所述预测块相加以重建所述当前块。
本公开的实施方式提供了一种用于对频率转换单元进行子带编码的装置。所述装置包括频域分割器、频域编码信息生成器、频域扫描单元和编码流生成器。所述频域分割器接收频率转换块，以将所述频率转换块的频率转换单元分割成一个或更多个频域。所述频域编码信息生成器标识各个频域中是否存在非零频率系数，以生成频域编码信息。所述频域扫描单元接收所述频域编码信息并且对各个频域的频率系数进行扫描，以生成频域频率系数流。所述编码流生成器对所述频域编码信息和扫描的频域频率系数流进行二值化和编码。
本公开的实施方式提供了一种视频编码/解码方法。该视频编码/解码方法包括通过以下步骤来进行视频编码：预测当前块以生成预测块，从所述当前块中减去所述预测块以生成残留块，对所述残留块进行变换和量化以生成频率转换块，将所述频率转换块的频率转换单元分割成一个或更多个频域，标识各个频域中是否存在非零频率系数，以生成频域编码信息，对各个频域的频率系数进行扫描以生成频域频率系数流，并且对所述频域编码信息和扫描的频域频率系数流进行二值化和编码。该视频编码/解码方法还包括通过以下步骤来进行视频解码：接收经编码的数据，以提取频域编码信息和频域频率系数流，根据所述频域编码信息将频率转换单元分割成一个或更多个频域，根据所述频域编码信息对所述频域频率系数流进行逆扫描并设置量化系数，以重建经变换和量化的频率转换块，对所述频率转换块进行逆量化和逆变换以重建残留块，预测当前块以生成预测块，并且将所述重建残留块与所述预测块相加以重建所述当前块。
本公开的实施方式提供了一种视频编码方法。该视频编码方法包括以下步骤：预测当前块以生成预测块。该视频编码方法包括以下步骤：从所述当前块中减去所述预测块以生成残留块。该视频编码方法包括以下步骤：对所述残留块进行变换和量化以生成频率转换块。该视频编码方法包括通过以下步骤来执行编码：接收所述频率转换块，以将所述频率转换块的频率转换单元分割成一个或更多个频域，标识各个频域中是否存在非零频率系数，以生成频域编码信息，对各个频域的频率系数进行扫描以生成频域频率系数流，以及对所述频域编码信息和扫描的频域频率系数流进行二值化和编码。
本公开的实施方式提供了一种视频解码方法。该视频解码方法包括通过以下步骤来执行解码：接收经编码的数据，以提取频域编码信息和频域频率系数流，根据所述频域编码信息将频率转换单元分割成一个或更多个频域，根据所述频域编码信息对频域频率系数流进行逆扫描，并且设置量化系数，以重建经变换和量化的频率转换块。该视频解码方法包括以下步骤：对频率转换块进行逆量化和逆变换以重建残留块。该视频解码方法包括以下步骤：预测当前块以生成预测块。该视频解码方法包括以下步骤：将重建残留块与所述预测块相加以重建所述当前块。
本公开的实施方式提供了一种对频率转换单元进行子带编码的方法。该方法包括以下处理：响应于接收频率转换块，将所述频率转换块的频率转换单元分割成一个或更多个频域。该方法包括以下步骤：标识各个频域中是否存在非零频率系数，以生成频域编码信息。该方法包括通过以下步骤来对所述频域进行扫描：接收所述频域编码信息并且对各个频域的频率系数进行扫描，以生成频域频率系数流。该方法包括通过以下步骤来生成编码流：对所述频域编码信息和扫描的频域频率系数流进行二值化和编码。
有利效果
根据如上所述的本公开，在对频率转换块的频率转换单元进行编码和解码时，可以通过将所述频率转换单元分割成一个或更多个频域，对频域编码信息进行编码以使得指示各个频域中是否存在非零频率系数，以及利用视频特性的反映对所述频率转换块进行编码，来改进视频压缩效率并且简化实现。
附图说明
图1是示意性地例示根据本公开的实施方式的视频编码装置的框图；
图2是例示根据本公开的实施方式的用于对频率转换单元进行子带编码的装置200的框图；
图3例示了将频率转换单元分割成多个频域的各种示例，图4例示了在将16×16频率转换单元分割成四个8×8频域时的频域数；
图5例示了根据频域扫描单元230的并行扫描操作图示化的示例；
图6是示意性地例示根据本公开的实施方式的视频解码装置的构造的框图；以及
图7是例示对频率转换单元进行子带编码的方法的流程图。
具体实施方式
以下将参照附图详细描述本公开的实施方式。在下面的描述中，类似的标号指代类似元件，尽管其示出在不同的附图中。另外，在下面对本发明实施方式的描述中，为了清晰起见，将省略对本文包含的已知功能和构造的详细描述。
另外，在描述本公开的组件时，可使用类似第一、第二、A、B、(a)和(b)的术语。这些术语仅是为了将组件彼此区分，而非暗指或暗示这些组件的物质、次序或顺序。如果一个组件被描述为“连接”、“耦接”或“链接”到另一组件，其不仅可指这些组件直接地“连接”、“耦接”或“链接”，而且可指经由第三组件间接地“连接”、“耦接”或“链接”。
下文中，视频编码装置、视频解码装置以及下述用于对频率转换单元进行子带编码的装置可以是诸如个人计算机（PC）、笔记本计算机、个人数字助理（PDA）、便携式多媒体播放器（PDA）、便携式游戏站（PSP）、无线通信终端、智能电话等的用户终端、或者诸如应用服务器、业务服务器等的服务器终端，并且可以指用于与各种类型的装置或有线/无线通信网络执行通信的、包括诸如通信调制解调器等的通信装置的各种装置，用于存储用于进行视频编码或解码、或者执行针对编码或解码的帧间或帧内预测的各种类型的程序和数据的存储器，以及用于执行进行操作和控制的程序的微处理器等。
而且，由视频编码装置编码成比特流的视频通过有线/无线通信网络（如互联网、短距无线通信网络、WiBro（还称为WiMax）网络、移动通信网络等）或者通过各种通信接口（如线缆、通用串行总线（USB）等）实时地或者非实时地发送至视频解码装置，进而在视频解码装置中进行解码，并且重建和再现为视频。
视频通常可以包括一系列图片，各个图片被分割成预定域，如帧或块。当将视频的域分割成多个块时，可以根据编码方法将分割块分类成帧内块或帧间块。帧内块是指通过帧内预测编码方法进行编码的块，该帧内预测编码方法通过利用经历了先前编码和解码的重建块的像素预测当前块的像素来生成预测块，并接着在执行了当前编码的当前图片内对预测块与当前块的像素之间的差值进行编码。帧间块是指通过帧间预测编码来进行编码的块，该帧间预测编码通过经由参照一个或更多个过往图片或将来图片预测当前图片中的当前块，并接着对预测块与当前块的差值进行编码，来生成预测块。这里，对当前图片进行编码或解码时参照的图片被称作基准图片。
图1是示意性地例示根据本公开的实施方式的视频编码装置的框图。
根据本公开的实施方式的视频编码装置100可以包括预测器110或120、减法器130、变换器和量化器140、编码器150、逆量化器和逆变换器160、加法器170以及帧存储器180。
按照宏块为单元输入要编码的输入视频。该宏块具有M×N类型，并且M和N分别具有尺寸2n，或者本公开中的M和N可以彼此相同或不同。因此，本公开中的宏块可以与H.264标准中的宏块相同或者比H.264标准中的宏块大。
预测器110或120预测当前块以生成预测块。即，预测器110或120预测视频中要编码的当前块的各个像素的像素值，以生成具有各个像素的预测像素值的预测块。这里，预测器110或120可以利用由帧内预测器110进行的帧内预测或者由帧间预测器120进行的帧间预测来预测当前块。
帧内预测器110利用相邻像素生成预测块，以便预测当前宏块。即，帧内预测器110利用已经通过编码处理重建的当前宏块的相邻像素，来根据帧内预测器110的模式生成预测块。
帧间预测器120利用不同的帧来生成预测块，以便预测当前宏块。即，帧间预测器120在已经通过编码处理重建的先前帧中，通过根据帧间预测器120的模式的运动估计来生成运动矢量，并且利用该运动矢量，在运动补偿处理中生成预测块。
减法器130从当前块中减去预测块以生成残留块。即，减法器130计算要编码的当前块的各个像素的像素值与由帧内预测器110或帧间预测器120生成的预测块的像素值之间的差，以按照块类型生成具有残留信号的残留块。
变换器和量化器140将由减法器130生成的残留块变换和量化成频率系数。这里，变换方法可以使用用于将空间域的视频信号转换成频域的视频信号的技术，如哈达玛（Hadamard）变换或者基于离散余弦变换的整数变换（下文称为“整数变换”），并且量化方法可以使用诸如死区均匀阈值量化（下文称为“DZUTQ”）或量化加权矩阵的各种量化技术。
编码器150对由变换器和量化器140进行变换和量化的残留块进行编码，以生成编码数据。
这种编码技术可以包括熵编码技术，但是不限于此，而是还可以包括各种不同的编码技术。
而且，编码器150可以在编码数据中插入用于对编码比特流和根据量化频率系数编码的比特流进行解码所需的各种信息。即，该编码数据可以包括包含编码块图案（CBP）和根据差量量化系数（或参数）和量化频率系数编码的比特流的第一字段，以及包含针对预测所需的信息的比特的第二字段（例如，帧内预测中的帧内预测模式、帧间预测中的运动矢量等）。
不同于H.264标准，在本公开的实施方式中，当编码器150对量化频率系数的残留块进行编码时，编码器150将量化频率系数的残留块（即，频率转换块）的频率转换单元分割成一个或更多个频域，标识各个频域中是否存在非零频率系数，生成指示各个频域中是否存在非零频率系数的频域编码信息，以及对该频域编码信息进行编码。当对应的频域编码信息指示该频域中存在非零频率系数时，编码器150可以对该频域的量化频率系数进行扫描并编码。通过对根据本公开的实施方式的用于对频率转换单元进行子带编码的装置200的描述，来对编码器150的详细操作进行描述，因为以下描述的根据本公开的该实施方式的用于对频率转换单元进行子带编码的装置200的功能可以包括在编码器150的功能中。
逆量化器和逆变换器160对由变换器和量化器140进行变换和量化的残留块进行逆量化和逆变换，以重建残留块。该逆量化和逆变换可以通过逆向执行由变换器和量化器140执行的变换处理和量化处理来实现。即，逆量化器和逆变换器160可以通过利用从变换器和量化器140生成并发送的与变换和量化有关的信息（例如，有关变换类型和量化类型的信息）逆向执行由变换器和量化器140执行的变换和量化，来执行逆量化和逆变换。
加法器170将由预测器110或120预测的预测块与由逆量化器和逆变换器160进行逆量化和逆变换的残留块相加，以重建当前块。
帧存储器180存储由加法器170重建的块，并将所存储的块用作基准块，以便在执行帧内预测或帧间预测时生成预测块。
图2是例示根据本公开的实施方式的用于对频率转换单元进行子带编码的装置200的框图。
根据本公开的实施方式的用于对频率转换单元进行子带编码的装置200包括频域分割器210、频域编码信息生成器220、频域扫描单元230以及熵编码器240。根据本公开的用于对频率转换单元进行子带编码的装置中的编码流生成器可以利用熵编码器240来实现。
频域分割器210接收频率转换块，并且将所接收到的频率转换块的频率转换单元分割成一个或更多个频域。
频域编码信息生成器220标识所分割的频域中的每一个频域中是否存在非零频率系数，并生成频域编码信息。
频域扫描单元230从频域编码信息生成器220接收频域编码信息，并且对各个频域的频率系数进行扫描，以生成频域频率系数流。
熵编码器240对频域编码信息和扫描的频域频率系数流进行二值化和编码。
图3A至图3F例示了将频率转换单元分割成多个频域的各种示例，图4例示了在将16×16频率转换单元分割成四个8×8频域时的频域数。图4中，域0对应于低频域，域3对应于最高频域。
图3A例示了从8×8频率转换单元均等地分割成的四个4×4频域，图3B例示了从16×16频率转换单元均等地分割成的十六个4×4频域，图3C例示了从8×16频率转换单元均等地分割成的八个4×4频域，并且图3D例示了从16×8频率转换单元均等地分割成的四个8×8频域。
如图3A至图3D所示，频域分割器210用于分割频率转换单元的频域单元可以是4×4单元或8×8单元。
而且，如图3E所示，可以将频率转换单元分割成低频域和除了该低频域以外的一个或更多个剩余域。另外，在频率转换单元的长度和宽度分别被均等地分割成两半时，该低频域可以是频率转换单元的左侧最上域。例如，图3E例示了将8×8频率转换单元分割成位于左侧最上域的4×4低频域和剩余频域。
频域编码信息生成器220标识所分割的频域中的每一个频域中是否存在非零频率系数。频域编码信息生成器220针对频域中不存在非零频率系数的情况和即使存在单个非零频率系数的情况，可划分地生成对应的频域编码信息。例如，频域编码信息生成器220可以在频域中不存在非零频率系数时，生成“0”作为对应频域的频域编码信息，并且在即使存在单个非零频率系数时，生成“1”作为对应频域的频域编码信息。
频域扫描单元230从频域编码信息生成器220接收频域编码信息，并且对各个频域的频率系数进行扫描，以生成频域频率系数流。
图5例示了根据频域扫描单元230的并行扫描操作图示化的示例。
如图5所示，频域扫描单元230可以针对各个频域对相应频域的频率系数进行并行扫描。即，当将频率转换单元分割成图4所示的四个频域时，频域扫描单元230利用分离的扫描器独立地扫描各个频域，使得频域扫描单元230可以同时执行四个域的扫描操作。结果，一个域扫描器仅必须对尺寸比频率转换单元的尺寸小的频域进行扫描，由此可以更简单地实现扫描器。这里，并行地，图4的域0可以由第一域扫描器402扫描，域1可以由第二域扫描器404扫描，域2可以由第三域扫描器406扫描，并且域3可以由第四域扫描器408扫描。作为参照，第一扫描器至第四扫描器402、404、406和408不是固定地存在于扫描单元230内，并且用于根据频域数可变地对相应频域进行扫描的处理可以在频域扫描单元230内生成。
而且，频域扫描单元230接收频域编码信息，并且仅对具有非零频率系数的频域的频率系数进行扫描，以生成频域频率系数流。即，可以不对仅具有作为“0”的频率系数的频域的频率系数进行扫描。
此外，频域分割器210从频域编码信息生成器220接收频域编码信息，并且如果频域具有非零频率系数，则可以将该频域再次分割成一个或更多个子频域。
例如，频域分割器210可以如同图3F的16×16频率转换单元的情况一样，将频率转换单元分割成分层频域。即，频域分割器210将16×16频率转换单元分割成8×8频域。当频域分割器210从频域编码信息生成器220接收到指示低频8×8频域中存在非零频率的频域编码信息时，频域分割器210通过将低频8×8频域分割成4×4频域来将低频8×8频域分割成子频域，并且向频域编码信息生成器220发送有关子频域划分的信息。在这种情形下，频域编码信息生成器220再次标识对应的子频域中是否存在非零频率系数，并且针对子频域中不存在非零频率系数的情况和即使存在单个非零频率系数的情况，可划分地生成对应的子频域编码信息。
熵编码器240从频域编码信息生成器220接收频域编码信息，并且从频域扫描单元230接收扫描的频域频率系数流，以对频域编码信息和扫描的频域频率系数流进行二值化和编码。
这时，熵编码器240可以针对各个频域将频域编码信息二值化成具有“0”或“1”的一个比特大小。
而且，熵编码器240可以参照生成频域编码信息的概率，对频域编码信息进行编码。
表1示出了根据频率转换单元的各个频域的频域编码信息的二进制信息的示例。
[表1]
二进制码 频域0 频域1 频域2 频域3
0 0 0 0 0
1111000 0 0 0 1
1111001 0 0 1 0
1111010 0 0 1 1
1111011 0 1 0 0
1111100 0 1 0 1
1111101 0 1 1 0
1111110 0 1 1 1
10 1 0 0 0
111000 1 0 0 1
1101 1 0 1 0
111001 1 0 1 1
1100 1 1 0 0
111010 1 1 0 1
111011 1 1 1 0
1111111 1 1 1 1
可以基于图4所示的频域0、1、2和3中存在非零频率系数的概率，通过存储诸如表1的查找表，来对四比特频域编码信息进行编码。
如表1所示，虽然在除了与低频域对应的域0以外的剩余频域的频域编码信息全部为“0”时生成的二进制码比特的数量较小，但是在除了与低频域对应的域0以外的剩余频域的频域编码信息全部为“1”时生成的二进制码比特的数量较大。除了与低频域对应的域0以外的剩余频域的频域编码信息很可能为“0”，由此增加了总编码效率。
此外，因为已经获知基于概率制成诸如表1的查找表，所以省略了其详细描述。
图6是示意性地例示根据本公开的实施方式的视频解码装置的构造的框图。
根据本公开的实施方式的视频解码装置600可以包括解码器610、逆量化器和逆变换器620、预测器630或640、加法器650和帧存储器660。
解码器610对编码的数据进行解码，并且提取进行块解码所需的信息。解码器610可以从包括在编码数据中的第一字段提取编码残留块，并且对所提取的残留块进行解码，从包括在编码数据中的第二字段提取进行预测所需的信息，并且向帧内预测器630或帧间预测器640发送所提取的进行预测所需的信息。
解码器610接收经编码的数据，以提取频域编码信息和频域频率系数流，根据频域编码信息将频率转换单元分割成一个或更多个频域，以及根据频域编码信息对对应的频域频率系数流进行逆扫描并且设置量化系数，以重建经变换和量化的频率转换块。即，解码器610可以对编码数据进行解码，以提取频域编码信息，在针对对应频域的频域编码信息为“0”时将该频域的所有量化频率系数设置成“0”，在频域编码信息为“1”时从比特流（编码数据）提取频域量化频率系数流，并且通过诸如逆锯齿扫描等的各种逆扫描方法来对频域量化频率系数流进行逆扫描并设置频域量化频率系数，以生成在每一个频域中具有量化频率系数的残留块（即，经变换和量化的频率转换块）。
这里，当该频域具有作为“0”的频域编码信息时，解码器610可以将该频率转换单元的对应频域的所有量化系数设置成“0”，并且在存在具有不为“0”的频域编码信息的频域的情况下，对该频域的频域频率系数流进行逆扫描，以重建经变换和量化的频率转换块（即，经变换和量化的残留块）。
而且，解码器610可以参照生成频域编码信息的概率，从编码数据提取频域编码信息。在这种情形下，解码器610可以利用与由视频编码装置100的编码器150存储的查找表相同的查找表，来提取频域编码信息。
此外，解码器610可以按照与视频编码装置100的方式相同的方式，按照4×4子块或8×8子块为单元来分割频率转换单元，并且将该频率转换单元分割成低频域和除了该低频域以外的剩余域。而且，在频率转换单元的长度和宽度分别被均等地分割成两半时，该低频域可以是频率转换单元的左侧最上域。
此外，解码器610可以针对各个频域，对频域频率系数流进行并行逆扫描。即，在解码器150针对各个频域，对频域频率系数流进行并行扫描时，与编码器150中包括多个域扫描器402至404的情况相似，解码器610内可以包括多个域扫描器（未示出）。
此外，解码器610对编码数据进行解码，以解码或提取进行解码所需的信息以及经变换和量化的残留块。进行解码所需的信息是指对编码数据内的编码比特流进行解码所需的信息。例如，该信息可以包括有关块类型的信息、在预测模式为帧内预测模式时有关帧内预测模式的信息、在预测模式为帧间预测模式时有关运动矢量的信息、以及有关变换和量化类型的信息等，而且可以包括各种信息和以上列举的信息。
逆量化器和逆变换器620对解码的变换和量化残留块进行逆量化和逆变换，以重建残留块。
预测器630或640预测当前块以生成预测块。这时，对应的预测器630或640可以按照与视频编码装置100的预测器110或120的方式相同的方式来预测当前块。
加法器650将由逆量化器和逆变换器630重建的残留块与由预测器640生成的预测块相加，以重建当前块。由加法器650重建的当前块被传送至帧存储器660，并且可以被预测器630或640用于预测另一块。
帧存储器660存储重建的视频，以使得能够生成帧内和帧间预测块。
此外，根据本公开的实施方式的视频编码/解码装置可以通过将图1的视频编码装置100的编码数据输出端子连接至图6的视频解码装置600的编码数据输入端子来实现。
根据本公开的实施方式的视频编码/解码装置包括：视频编码器，该视频编码器用于预测当前块以生成预测块，从当前块中减去预测块以生成残留块，对残留块进行变换和量化以生成频率转换块，将频率转换块的频率转换单元分割成一个或更多个频域，并且标识各个频域中是否存在非零频率系数，以生成频域编码信息，对各个频域的频率系数进行扫描以生成频域频率系数流，以及对频域编码信息和扫描的频域频率系数流进行二值化和编码；以及视频解码器，该视频解码器用于接收经编码的数据，以提取频域编码信息和频域频率系数流，根据频域编码信息将频率转换单元分割成一个或更多个频域，根据频域编码信息对频域频率系数流进行逆扫描以设置量化系数，重建经变换和量化的频率转换块，对频率转换块进行逆量化和逆变换以重建残留块，预测当前块以生成预测块，以及将重建残留块与预测块相加以重建当前块。
这里，视频编码器可以被实现为根据本公开的实施方式的视频编码装置100，并且视频解码器可以被实现为根据本公开的实施方式的视频解码装置600。
图7是例示根据本公开的实施方式的对频率转换单元进行子带编码的方法的流程图。
参照图2至图7进行以下描述。
如图7所示，根据本公开的实施方式的对频率转换单元进行子带编码的方法包括以下步骤：接收频率转换块的块接收步骤（S710），将频率转换块的频率转换单元分割成一个或更多个频域的频域分割步骤（S720），标识各个频域中是否存在非零频率系数的步骤（S730），在所有频率系数为“0”时，将频域编码信息设置成“0”的步骤（S770），在即使存在单个非零频率系数时，将所生成的频域编码信息设置成“1”的步骤（S740），接收频域编码信息并对各个频域的频率系数进行扫描，以生成频域频率系数流的频域扫描步骤（S750），以及对频域编码信息和扫描的频域频率系数流进行二值化和编码的编码流生成步骤（S760）。
这里，因为块接收步骤（S710）和频域分割步骤（S720）对应于频域分割器210的操作，步骤（S730）、步骤（S740）和步骤（S770）对应于频域编码信息生成器220的操作，频域扫描步骤（S750）对应于频域扫描单元230的操作，并且编码流生成步骤（S760）对应于熵编码单元240的操作，所以省略了对它们的详细描述。
此外，参照图1至图5，根据本公开的实施方式的视频编码方法包括以下步骤：预测当前块以生成预测块的预测步骤（S810），从当前块中减去预测块以生成残留块的减法步骤（S820），对残留块进行变换和量化以生成频率转换块的变换和量化步骤（S830），以及编码步骤（S840），该编码步骤包括以下步骤：接收频率转换块，以将频率转换块的频率转换单元分割成一个或更多个频域，标识各个频域中是否存在非零频率系数，以生成频域编码信息，对各个频域的频率系数进行扫描以生成频域频率系数流，以及对频域编码信息和扫描的频域频率系数流进行二值化和编码。
这里，因为预测步骤（S810）对应于预测器110或120的操作，减法步骤（S820）对应于减法器130的操作，变换和量化步骤（S830）对应于变换器和量化器140的操作，并且编码步骤（S840）对应于编码单元150的操作，所以省略了对它们的详细描述。
此外，参照图2至图6，根据本公开的实施方式的视频解码方法包括以下步骤：解码步骤（S910），该解码步骤包括以下步骤：接收经编码的数据，以提取频域编码信息和频域频率系数流，根据频域编码信息将频率转换单元分割成一个或更多个频域，以及根据频域编码信息对频域频率系数流进行逆扫描并且设置量化系数，以重建经变换和量化的频率转换块；对频率转换块进行逆量化和逆变换以重建残留块的逆量化和逆变换步骤（S920）；预测当前块以生成预测块的预测步骤（S930）；以及将重建残留块与预测块相加以重建当前块的加法步骤（S940）。
这里，因为解码步骤（S910）对应于解码单元610的操作，逆量化和逆变换步骤（S920）对应于逆量化器和逆变换器620的操作，预测步骤（S930）对应于预测器630或640的操作，并且加法步骤（S940）对应于加法器650的操作，所以省略了对它们的详细描述。
根据本公开的实施方式的视频编码/解码方法可以通过组合根据本公开的实施方式的视频编码方法和根据本公开的实施方式的视频解码方法来实现。
根据本公开的实施方式的视频编码/解码方法包括以下步骤：视频编码步骤（通过根据本公开的实施方式的视频编码方法来实现），该视频编码步骤包括以下步骤：预测当前块以生成预测块，从当前块中减去预测块以生成残留块，对残留块进行变换和量化以生成频率转换块，以及将频率转换块的频率转换单元分割成一个或更多个频域，标识各个频域中是否存在非零频率系数，以生成频域编码信息，对各个频域的频率系数进行扫描以生成频域频率系数流，以及对频域编码信息和扫描的频域频率系数流进行二值化和编码；以及视频解码步骤（通过根据本公开的实施方式的视频解码方法来实现），该视频解码步骤包括以下步骤：接收经编码的数据，以提取频域编码信息和频域频率系数流，根据频域编码信息将频率转换单元分割成一个或更多个频域，根据频域编码信息对频域频率系数流进行逆扫描并且设置量化系数，以重建经变换和量化的频率转换块，对频率转换块进行逆量化和逆变换以重建残留块，预测当前块以生成预测块，以及将重建残留块与预测块相加以重建当前块。
这里，视频编码步骤可以通过根据本公开的实施方式的视频编码步骤来实现，并且视频解码步骤可以通过根据本公开的实施方式的视频解码步骤来实现。
在上面的描述中，尽管本公开的实施方式的所有组件可能被解释为组装或操作上连接成一个单元，但是本公开并非旨在限于这些实施方式。相反，在本公开的客观范围内，各个组件可按照任何数量在操作上选择性地组合。各个组件本身还可以按照硬件实现，而各个组件可选择性地作为组件组合或作为整体实现在具有用于执行硬件等同物的功能的程序模块的计算机程序中。构成此类程序的代码或代码段可由本领域技术人员容易地推导。计算机程序可存储在计算机可读介质中，其在运行时可实现本公开的实施方式。计算机可读介质可以包括磁记录介质、光学记录介质和载波介质。
另外，类似“包括”、“包含”和“具有”的术语应默认解释为非排他性的或开放式的，而非排他性或封闭式的，除非明确相反地定义。所有这些术语（技术术语、科学术语或其它术语）与本领域技术人员理解的含义相符，除非相反地定义。可在字典中找到的常见术语应该在有关技术著作的上下文中不过于理想化或不切实际地解释，除非本公开明确将其如此定义。
尽管为了说明性目的已描述了本公开的示例性实施方式，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的基本特征的情况下，各种修改、添加和替代是可能的。因此，并非出于限制性目的而描述本公开的示例性实施方式。因此，本公开的范围不由上述实施方式限定，而是由权利要求及其等同物限定。
工业实用性
如上所述，本公开对于对频率转换块的频率转换单元进行编码和解码的领域中的应用非常有用，因为将频率转换单元分割成一个或更多个频域，对频域编码信息进行编码，使得指示各个频域中是否存在非零频率系数，以及对反映视频特性的频率转换块进行编码，由此改进视频压缩效率并且容易达成实现。
相关申请的交叉引用
如果可应用，本申请要求保护于2010年7月19日在韩国提交的专利申请No.10-2010-0069663在35U.S.C§119(a)下的优先权，通过引用将其全部内容并入本文。此非临时申请以与韩国专利申请相同的原因在除美国之外的国家要求优先权，通过引用将其全部内容并入本文。

Claims (54)

1.一种视频编码/解码装置，该视频编码/解码装置包括：
视频编码器，该视频编码器用于预测当前块以生成预测块，从所述当前块中减去所述预测块以生成残留块，对所述残留块进行变换和量化以生成频率转换块，将所述频率转换块的频率转换单元分割成一个或更多个频域，标识各个频域中是否存在非零频率系数以生成频域编码信息，对各个频域的频率系数进行扫描以生成频域频率系数流，并且对所述频域编码信息和扫描的频域频率系数流进行二值化和编码；以及
视频解码器，该视频解码器用于接收经编码的数据，以提取频域编码信息和频域频率系数流，根据所述频域编码信息将频率转换单元分割成一个或更多个频域，根据所述频域编码信息对所述频域频率系数流进行逆扫描，并且设置量化系数，以重建经变换和量化的频率转换块，对所述频率转换块进行逆量化和逆变换以重建残留块，预测当前块以生成预测块，并且将重建的残留块与所述预测块相加以重建所述当前块。
2.一种视频编码装置，该视频编码装置包括：
预测器，该预测器用于预测当前块以生成预测块；
减法器，该减法器用于从所述当前块中减去所述预测块以生成残留块；
变换器和量化器，该变换器和量化器用于对所述残留块进行变换和量化以生成频率转换块；以及
编码器，该编码器用于接收所述频率转换块，以将所述频率转换块的频率转换单元分割成一个或更多个频域，标识各个频域中是否存在非零频率系数以生成频域编码信息，对各个频域的频率系数进行扫描以生成频域频率系数流，并且对所述频域编码信息和扫描的频域频率系数流进行二值化和编码。
3.根据权利要求2所述的视频编码装置，其中，所述编码器包括：
频域分割器，该频域分割器用于将所述频率转换块的所述频率转换单元分割成所述一个或更多个频域；
频域编码信息生成器，该频域编码信息生成器用于标识各个频域中是否存在所述非零频率系数，以生成所述频域编码信息；
频域扫描单元，该频域扫描单元用于接收所述频域编码信息并对各个频域的所述频率系数进行扫描，以生成所述频域频率系数流；以及
编码流生成器，该编码流生成器用于对所述频域编码信息和扫描的频域频率系数流进行二值化和编码。
4.根据权利要求2所述的视频编码装置，其中，所述编码器针对各个频域将所述频域编码信息二值化成一个比特大小。
5.根据权利要求4所述的视频编码装置，其中，所述编码器参照生成所述频域编码信息的概率，对所述频域编码信息进行编码。
6.根据权利要求2所述的视频编码装置，其中，所述编码器按照4×4子块或8×8子块为单元分割所述频率转换单元。
7.根据权利要求2所述的视频编码装置，其中，所述编码器将所述频率转换单元分割成低频域和除了该低频域以外的一个或更多个剩余域。
8.根据权利要求7所述的视频编码装置，其中，在所述频率转换单元的长度和宽度分别被均等地分割成两半时，所述低频域是所述频率转换单元的左侧最上域。
9.根据权利要求2所述的视频编码装置，其中，所述编码器利用所述频域编码信息将具有所述非零频率系数的所述频域分割成一个或更多个子频域。
10.根据权利要求2所述的视频编码装置，其中，所述编码器针对各个频域并行地对各个频域的所述频率系数进行扫描。
11.根据权利要求2所述的视频编码装置，其中，所述编码器利用所述频域编码信息仅对具有所述非零频率系数的所述频域的频率系数进行扫描，以生成所述频域频率系数流。
12.一种视频解码装置，该视频解码装置包括：
解码器，该解码器用于接收经编码的数据，以提取频域编码信息和频域频率系数流，根据所述频域编码信息将频率转换单元分割成一个或更多个频域，并且根据所述频域编码信息对所述频域频率系数流进行逆扫描并且设置量化系数，以重建经变换和量化的频率转换块；
逆量化器和逆变换器，该逆量化器和逆变换器用于对所述频率转换块进行逆量化和逆变换以重建残留块；
预测器，该预测器用于预测当前块以生成预测块；以及
加法器，该加法器用于将重建的残留块与所述预测块相加，以重建所述当前块。
13.根据权利要求12所述的视频解码装置，其中，在所述频域具有为“0”的频域编码信息时，所述解码器将所述频率转换单元的相应频域的所有量化系数设置成“0”，并且在所述频域具有不是“0”的所述频域编码信息时，所述解码器对相应的频域频率系数流进行逆扫描。
14.根据权利要求12所述的视频解码装置，其中，所述解码器参照生成所述频域编码信息的概率，从所述编码数据提取所述频域编码信息。
15.根据权利要求12所述的视频解码装置，其中，所述解码器按照4×4子块或8×8子块为单元分割所述频率转换单元。
16.根据权利要求12所述的视频解码装置，其中，所述解码器将所述频率转换单元分割成低频域和除了该低频域以外的一个或更多个剩余域。
17.根据权利要求16所述的视频解码装置，其中，在所述频率转换单元的长度和宽度分别被均等地分割成两半时，所述低频域是所述频率转换单元的左侧最上域。
18.根据权利要求12所述的视频解码装置，其中，所述解码器针对各个频域并行地对所述频域频率系数流进行逆扫描。
19.一种用于对频率转换单元进行子带编码的装置，该装置包括：
频域分割器，该频域分割器响应于接收频率转换块，将所述频率转换块的频率转换单元分割成一个或更多个频域；
频域编码信息生成器，该频域编码信息生成器用于标识各个频域中是否存在非零频率系数，以生成频域编码信息；
频域扫描单元，该频域扫描单元用于接收所述频域编码信息并对各个频域的频率系数进行扫描，以生成频域频率系数流；以及
编码流生成器，该编码流生成器用于对所述频域编码信息和扫描的频域频率系数流进行二值化和编码。
20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述编码流生成器针对各个频域将所述频域编码信息二值化成一个比特大小。
21.根据权利要求20所述的装置，其中，所述编码流生成器参照生成所述频域编码信息的概率，对所述频域编码信息进行编码。
22.根据权利要求19所述的装置，其中，所述频域分割器按照4×4子块或8×8子块为单元分割所述频率转换单元。
23.根据权利要求19所述的装置，其中，所述频域分割器将所述频率转换单元分割成低频域和除了该低频域以外的一个或更多个剩余域。
24.根据权利要求23所述的装置，其中，在所述频率转换单元的长度和宽度分别被均等地分割成两半时，所述低频域是所述频率转换单元的左侧最上域。
25.根据权利要求19所述的装置，其中，所述频域分割器接收所述频域编码信息，以将具有所述非零频率系数的所述频域分割成一个或更多个子频域。
26.根据权利要求19所述的装置，其中，所述频域扫描单元针对各个频域并行地对各个频域的所述频率系数进行扫描。
27.根据权利要求19所述的装置，其中，所述频域扫描单元接收所述频域编码信息，并且仅对具有所述非零频率系数的所述频域的频率系数进行扫描，以生成所述频域频率系数流。
28.一种视频编码/解码方法，该视频编码/解码方法包括以下步骤：
通过以下步骤来进行视频编码：预测当前块以生成预测块，从所述当前块中减去所述预测块以生成残留块，对所述残留块进行变换和量化以生成频率转换块，将所述频率转换块的频率转换单元分割成一个或更多个频域，标识各个频域中是否存在非零频率系数以生成频域编码信息，对各个频域的频率系数进行扫描以生成频域频率系数流，以及对所述频域编码信息和扫描的频域频率系数流进行二值化和编码；以及
通过以下步骤来进行视频解码：接收经编码的数据，以提取频域编码信息和频域频率系数流，根据所述频域编码信息将频率转换单元分割成一个或更多个频域，根据所述频域编码信息对所述频域频率系数流进行逆扫描，并且设置量化系数，以重建经变换和量化的频率转换块，对所述频率转换块进行逆量化和逆变换以重建残留块，预测当前块以生成预测块，以及将重建的残留块与所述预测块相加以重建所述当前块。
29.一种视频编码方法，该视频编码方法包括以下步骤：
预测当前块以生成预测块；
从所述当前块中减去所述预测块以生成残留块；
对所述残留块进行变换和量化以生成频率转换块；以及
通过以下步骤来执行编码：接收所述频率转换块，以将所述频率转换块的频率转换单元分割成一个或更多个频域，标识各个频域中是否存在非零频率系数以生成频域编码信息，对各个频域的频率系数进行扫描以生成频域频率系数流，以及对所述频域编码信息和扫描的频域频率系数流进行二值化和编码。
30.根据权利要求29所述的视频编码方法，其中，执行所述编码的处理包括以下步骤：
将所述频率转换块的所述频率转换单元分割成一个或更多个频域；
标识各个频域中是否存在所述非零频率系数以生成所述频域编码信息；
接收所述频域编码信息并且对各个频域的所述频率系数进行扫描，以生成所述频域频率系数流；以及
通过以下步骤来生成编码流：对所述频域编码信息和扫描的频域频率系数流进行二值化和编码。
31.根据权利要求29所述的视频编码方法，其中，执行所述编码的处理包括以下步骤：针对各个频域将所述频域编码信息二值化成一个比特大小。
32.根据权利要求31所述的视频编码方法，其中，执行所述编码的处理包括以下步骤：参照生成所述频域编码信息的概率，对所述频域编码信息进行编码。
33.根据权利要求29所述的视频编码方法，其中，执行所述编码的处理包括以下步骤：按照4×4子块或8×8子块为单元分割所述频率转换单元。
34.根据权利要求29所述的视频编码方法，其中，执行所述编码的处理包括以下步骤：将所述频率转换单元分割成低频域和除了该低频域以外的一个或更多个剩余域。
35.根据权利要求34所述的视频编码方法，其中，在所述频率转换单元的长度和宽度分别被均等地分割成两半时，所述低频域是所述频率转换单元的左侧最上域。
36.根据权利要求29所述的视频编码方法，其中，执行所述编码的处理包括以下步骤：利用所述频域编码信息，将具有所述非零频率系数的所述频域分割成一个或更多个子频域。
37.根据权利要求29所述的视频编码方法，其中，执行所述编码的处理包括以下步骤：针对各个频域并行地对各个频域的所述频率系数进行扫描。
38.根据权利要求29所述的视频编码方法，其中，执行所述编码的处理包括以下步骤：利用所述频域编码信息仅对具有所述非零频率系数的所述频域的频率系数进行扫描，以生成所述频域频率系数流。
39.一种视频解码方法，该视频解码方法包括以下步骤：
通过以下步骤来执行解码：接收经编码的数据，以提取频域编码信息和频域频率系数流，根据所述频域编码信息将频率转换单元分割成一个或更多个频域，根据所述频域编码信息对频域频率系数流进行逆扫描，并且设置量化系数，以重建经变换和量化的频率转换块；
对频率转换块进行逆量化和逆变换以重建残留块；
预测当前块以生成预测块；以及
将重建的残留块与所述预测块相加以重建所述当前块。
40.根据权利要求39所述的视频解码方法，其中，执行所述解码的处理包括以下步骤：在所述频域具有为“0”的频域编码信息时，将所述频率转换单元的相应频域的所有量化系数设置成“0”，并且在所述频域具有不是“0”的频域编码信息时，对相应的频域频率系数流进行逆扫描。
41.根据权利要求39所述的视频解码方法，其中，执行所述解码的处理包括以下步骤：参照生成所述频域编码信息的概率，从所述编码数据提取所述频域编码信息。
42.根据权利要求39所述的视频解码方法，其中，执行所述解码的处理包括以下步骤：按照4×4子块或8×8子块为单元分割所述频率转换单元。
43.根据权利要求39所述的视频解码方法，其中，执行所述解码的处理包括以下步骤：将所述频率转换单元分割成低频域和除了该低频域以外的一个或更多个剩余域。
44.根据权利要求43所述的视频解码方法，其中，在所述频率转换单元的长度和宽度分别被均等地分割成两半时，所述低频域是所述频率转换单元的左侧最上域。
45.根据权利要求39所述的视频解码方法，其中，执行所述解码的处理包括以下步骤：针对各个频域并行地对所述频域频率系数流进行逆扫描。
46.一种用于对频率转换单元进行子带编码的方法，该方法包括以下步骤：
在接收到频率转换块时，将所述频率转换块的频率转换单元分割成一个或更多个频域；
标识各个频域中是否存在非零频率系数，以生成频域编码信息；
通过以下步骤来对所述频域进行扫描：接收所述频域编码信息并且对各个频域的频率系数进行扫描，以生成频域频率系数流；以及
通过以下步骤来生成编码流：对所述频域编码信息和扫描的频域频率系数流进行二值化和编码。
47.根据权利要求46所述的方法，其中，生成所述编码流的处理包括以下步骤：针对各个频域将所述频域编码信息二值化成一个比特大小。
48.根据权利要求47所述的方法，其中，生成所述编码流的处理包括以下步骤：参照生成所述频域编码信息的概率，对所述频域编码信息进行编码。
49.根据权利要求46所述的方法，其中，所述分割成频域的处理包括以下步骤：按照4×4子块或8×8子块为单元分割所述频率转换单元。
50.根据权利要求46所述的方法，其中，所述分割成频域的处理包括以下步骤：将所述频率转换单元分割成低频域和除了该低频域以外的一个或更多个剩余域。
51.根据权利要求46所述的方法，其中，在所述频率转换单元的长度和宽度分别被均等地分割成两半时，所述低频域是所述频率转换单元的左侧最上域。
52.根据权利要求46所述的方法，其中，所述分割成频域的处理包括以下步骤：接收所述频域编码信息，以将具有所述非零频率系数的所述频域分割成一个或更多个子频域。
53.根据权利要求46所述的方法，其中，对所述频域进行扫描的处理包括以下步骤：针对各个频域并行地对各个频域的所述频率系数进行扫描。
54.根据权利要求46所述的方法，其中，对所述频域进行扫描的处理包括以下步骤：接收所述频域编码信息，并且仅对具有所述非零频率系数的所述频域的频率系数进行扫描，以生成所述频域频率系数流。
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