CN103918259B - 视频编码设备、视频解码设备、视频编码方法、视频解码方法 - Google Patents

视频编码设备、视频解码设备、视频编码方法、视频解码方法 Download PDF

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Abstract

一种视频编码设备，包括：变换器，用于变换图像块；熵编码器，用于对变换器所变换的图像块的已变换的数据熵编码；PCM编码器，用于对图像块PCM编码；复用数据选择器，用于针对外部设定的块大小的每个块选择熵编码器的输出数据或PCM编码器的输出数据；以及复用器，用于在外部设定的块大小的块中将PCM头部嵌入到比特流中，其中连续的PCM编码块的数目被嵌入到PCM头部中，并且将针对连续PCM编码块的数目的PCM数据复用到比特流中。

Description

视频编码设备、视频解码设备、视频编码方法、视频解码方法
技术领域
本发明涉及使用PCM编码的视频编码设备和视频解码设备。
背景技术
非专利文献(NPL)1公开了基于变换编码技术、预测编码技术和熵编码技术的通用视频编码技术。
不经历变换处理和熵编码处理的块类型的示例是脉冲编码调制(PCM)。术语“块类型”是指对块使用的编码的类型(帧内预测、帧间预测、PCM)。
NPL1中描述的视频编码设备具有图25中所描绘的结构。图25中所描绘的视频编码设备在下文中称为“典型视频编码设备”。
以下参考图25来描述典型视频编码设备的结构和操作，该典型视频编码设备接收数字化视频的每个帧作为输入并且输出比特流。
图25中描绘的视频编码设备包括变换器/量化器102、熵编码器103、反变换器/反量化器104、缓冲器105、预测器106、PCM编码器107、PCM解码器108、复用数据选择器109、复用器110、开关121和开关122。
如图26所示，每个帧包括最大编码单元(LCU)，并且每个LCU包括编码单元(CU)。
图25中描绘的视频编码设备以光栅扫描顺序来对LCU进行编码，并且以z扫描顺序来对包括在每个LCU中的CU进行编码。具体地，以“左上块→右上块→左下块→右下块”的顺序对CU进行编码。CU大小是64×64、32×32、16×16和8×8中的任何一个。最小CU被称为“最小编码单元(SCU)”。
从CU的输入视频中减去从预测器106供应的预测信号，并且结果被输入到变换器/量化器102。存在两种类型的预测信号，即，帧内预测信号和帧间预测信号。以下描述预测信号中的每一个。帧内预测信号是基于下述重建的图片的图像来创建的预测信号：该重建的图片具有与当前图片相同的显示时间并且被存储在缓冲器105中。使用帧内预测信号编码的CU在下文中被称为“帧内CU”。
帧间预测信号是从下述重建的图片的图像创建的预测信号：该重建的图片具有与当前图片不同的显示时间并且被存储在缓冲器105中。使用帧间预测信号编码的CU在下文中被称为“帧间CU”。
图27是描绘使用16×16CU(具体地，16×16CU的2N×2N预测单元(PU))的帧间预测的示例的说明性示图。如图27中所示的运动矢量MV＝(mvx，mvy)是帧间预测的预测参数，其指示参考图片的帧间预测块(帧间预测信号)相对于要编码的块的翻译量。
仅包括帧内CU的编码的图片被称为“I图片”。不仅仅包括帧内CU而且包括帧间CU的图片被称为“P图片”。包括不仅使用一个参考图片而且同时使用两个参考图片来用于帧间预测的帧间CU的编码的图片被称为“B图片”。
变换器/量化器102对已经减去了预测信号的图像(预测误差图像)进行频率变换，以获得预测误差图像的频率变换系数。
变换器/量化器102进一步以预定的量化步长Qs来对频率变换系数进行量化。量化的频率变换系数在下文中被称为“变换量化值”或“量化水平”。
熵编码器103对预测参数和变换量化值进行熵编码。预测参数是与CU的预测和包括在CU中PU相关的信息，诸如上述的CU块类型(帧内预测、帧间预测、PCM)、运动矢量等。
反变换器/反量化器104以量化步长Qs来对变换量化值进行反量化。反变换器/反量化器104进一步对通过反量化所获得的频率变换系数进行频率反变换。将预测信号添加到通过频率反变换所获得的重建的预测误差图像，并且将结果供应到开关122。
复用数据选择器109监视与要编码的CU相对应的熵编码器103的输入数据量。在熵编码器103能够在CU的处理时间内对输入数据进行熵编码的情况下，复用数据选择器109选择熵编码器103的输出数据，并且经由开关121将输出数据供应到复用器110。复用数据选择器109还选择反变换器/反量化器104的输出数据，并且经由开关122将输出数据供应到缓冲器105。
在熵编码器103不能够在CU的处理时间内对输入数据进行熵编码的情况下，复用数据选择器109选择PCM编码器107的输出数据，并且经由开关121将输出数据供应到复用器110。复用数据选择器109还选择通过对PCM编码器107的输出数据进行PCM解码所获得的PCM解码器108的输出数据，并且经由开关122将输出数据供应到缓冲器105。
缓冲器105存储经由开关122供应的重建的图像。每帧的重建的图像被称为“重建图片”。
复用器110对熵编码器103的输出数据和PCM编码器107的输出数据进行复用，并且输出复用的结果。
基于上述操作，视频编码设备中的复用器110创建比特流。
引用列表
非专利文献
NPL1：Benjamin Bross,Woo-Jin Han,Jens-Rainer Ohm,Gary J.Sullivan,andThomas Wiegand,“WD4:Working Draft4of High-Efficiency Video Coding”,JCTVC-F803_d1,Joint Collaborative Team on Video Coding(JCT-VC)of ITU-T SG16WP3andISO/IEC JTC1/SC29/WG116th Meeting:Torino,IT,2011年7月14-22日。
发明内容
技术问题
在图25中所描绘的视频编码设备中，当以PCM模式对CU进行 编码时，在对PCM块头部(在7.3.7预测单元句法中的pcm_flag句法)进行熵编码之后，需要下述三个处理：由熵编码器103的编码引擎输出尚未输出的符号的处理；使输出数据字节对齐的处理；以及重新设定编码引擎的处理。输出数据字节对齐处理造成输出冗余比特。尚未输出的符号输出处理和编码引擎重新设定处理造成消耗计算机资源。
以下参考图28来描述冗余比特的输出。假设存在4个要编码的CU(下文中被称为“块”)，并且块0是要进行熵编码的块(帧内预测或帧间预测)，并且块1到3中的每一个都是要进行PCM编码的块(PCM块)，如在图28中的(A)所示。从复用器110输出的比特流包括熵编码的块0以及块1到3中的每一个的PCM块头部、对齐数据和PCM数据的视频比特流，如图28中所示。
每当执行终止处理时，对齐数据都出现。在传统的技术中，当PCM模式连续发生时(特别是当PCM模式针对小的块大小的块连续发生时)，熵编码终止处理连续发生，并且增加的对齐数据造成了压缩性能劣化。
此外，对于图28中的(A)中所描绘的块1到3的PCM块，尚未输出符号输出处理和编码引擎重新设定处理连续重复地被执行，这消耗了计算机资源。
如上所述，当连续PCM块出现时，熵编码终止处理连续发生。这造成了压缩性能劣化和压缩效率劣化。在块大小很小的情况下，压缩性能劣化和压缩效率劣化特别明显。
本发明的目的在于提供一种即使在连续PCM块出现时也防止压缩性能劣化和压缩效率劣化的视频编码设备、视频解码设备、视频编码方法、视频解码方法、视频编码程序和视频解码程序。
问题的解决方案
根据本发明的视频编码设备，包括：变换装置，用于变换图像块；熵编码装置，用于对变换装置所变换的图像块的已变换的数据 熵编码；PCM编码装置，用于对图像块PCM编码；复用数据选择装置，用于针对外部设定的块大小的每个块选择熵编码装置的输出数据或PCM编码装置的输出数据；复用装置，用于在外部设定的块大小的块中将PCM头部嵌入到比特流中；嵌入装置，用于将连续的PCM编码块的数目嵌入到PCM头部中；以及用于将针对连续PCM编码块的数目的PCM数据复用到比特流中的装置。
根据本发明的视频解码设备包括：解复用装置，用于对包括连续PCM编码块的数目的比特流进行解复用；PCM解码装置，用于从比特流中连续地读取针对连续PCM编码块的数目的PCM数据并且对PCM数据进行PCM解码；以及熵解码装置，用于对被包括在比特流中的图像的已变换的数据进行熵解码。
根据本发明的视频编码方法，包括：将连续PCM编码块的数目嵌入到PCM头部中；在外部设定的块大小的块中将PCM头部嵌入到比特流中；以及将针对连续PCM编码块的数目的PCM数据复用到比特流中。
根据本发明的视频解码方法，包括：对包括连续PCM编码块的数目的比特流进行解复用；从比特流中连续地读取针对连续PCM编码块的数目的PCM数据，并且对PCM数据进行PCM解码；以及对被包括在比特流中的图像的已变换的数据进行熵解码。
根据本发明的视频编码程序使计算机执行：将连续PCM编码块的数目嵌入到PCM头部中的处理；在外部设定的块大小的块中将PCM头部嵌入到比特流中的处理；以及将针对连续PCM编码块的数目的PCM数据复用到比特流中的处理。
根据本发明的视频解码程序使计算机执行：对包括连续PCM编码块的数目的比特流进行解复用的处理；从比特流中连续地读取针对连续PCM编码块的数目的PCM数据，并且对PCM数据进行PCM解码的处理；以及对被包括在比特流中的图像的已变换的数据进行熵解码的处理。
本发明的有益效果
根据本发明，即使在连续的PCM块出现时，也可以防止压缩性能劣化和压缩效率劣化。
附图说明
图1是描绘示例性实施例1中的视频编码设备的框图。
图2是描绘示例性实施例1中的视频编码设备的操作的流程图。
图3A是指示编码树句法的列表1的说明性示图。
图3B是指示编码树句法的列表1的说明性示图。
图4A是指示编码树句法的列表2的说明性示图。
图4B是指示编码树句法的列表2的说明性示图。
图5A是指示编码树句法的列表3的说明性示图。
图5B是指示编码树句法的列表3的说明性示图。
图5C是指示编码树句法的列表3的说明性示图。
图6是subsequent_pcm_num的代码的示例的说明性示图。
图7是从复用器输出的比特流的示例的示例性示图。
图8是描绘示例性实施例2中的视频解码设备的框图。
图9是描绘示例性实施例2中的视频解码设备的操作的流程图。
图10是指示片段数据句法的列表4的说明性示图。
图11A是指示编码树句法的列表5的说明性示图。
图11B是指示编码树句法的列表5的说明性示图。
图12A是指示编码树句法的列表6的说明性示图。
图12B是指示编码树句法的列表6的说明性示图。
图13A是指示预测单元句法的列表7的说明性示图。
图13B是指示预测单元句法的列表7的说明性示图。
图13C是指示预测单元句法的列表7的说明性示图。
图14是描绘示例性实施例4中的视频编码设备的操作的流程图。
图15是指示片段数据句法的列表8的说明性示图。
图16A是指示编码树句法的列表9的说明性示图。
图16B是指示编码树句法的列表9的说明性示图。
图17A是指示编码树句法的列表10的说明性示图。
图17B是指示编码树句法的列表10的说明性示图。
图18A是指示预测单元句法的列表11的说明性示图。
图18B是指示预测单元句法的列表11的说明性示图。
图18C是指示预测单元句法的列表11的说明性示图。
图19是successive_pcm_num的代码的示例的说明性示图。
图20是从复用器输出的比特流的示例的示例性示图。
图21是描绘示例性实施例4中的视频解码设备的操作的流程图。
图22是subsequent_pcm_num的代码的示例的说明性示图。
图23是successive_pcm_num的代码的示例的说明性示图。
图24是描绘根据本发明的能够实现视频编码设备和视频解码设备的功能的信息处理系统的结构的示例的框图。
图25是典型视频编码设备的框图。
图26是描绘帧的结构的示例的说明性示图。
图27是描绘使用16×16块大小的帧间预测的示例的说明性示图。
图28是从典型视频编码设备中的复用器输出的比特流的示例的说明性示图。
具体实施方式
示例性实施例1
图1是描绘示例性实施例1中的视频编码设备的框图。该示例性实施例中的视频编码设备与图25中描绘的视频编码设备的不同之处在于PCM编码器1070的结构。与图25中描绘的PCM编码器107不同，该示例性实施例中的PCM编码器1070包括用于对连续PCM块进行计数的块计数器1071。虽然图1描绘了块计数器1071被包括 在PCM编码器1070中的示例，但是这不是对本发明的限制。块计数器1071可以在除了PCM编码器1070之外的部分(例如，复用数据选择器109)中被提供，或者独立于图1中描绘的组件而被提供。
该示例性实施例中的视频编码设备仅针对SCU的PCM块传送与第一PCM块块大小相同的后续连续PCM块的数目。在该示例性实施例中，也假定存在4个要被编码的CU(下文中被称为“块”)，并且块0是要被熵编码的块(帧内预测或帧间预测)，并且块1至3中的每一个都是要被PCM编码的PCM的块(PCM块)，如图28中的(A)所示。在视频编码设备中外部地设定CU大小。
以下参考图2来描述由视频编码设备进行的与PCM块有关的处理。
该示例性实施例中的视频编码设备如图2中的流程图所描绘的进行操作。在步骤S101中，块计数器1071计算与第一PCM块块大小相同的后续PCM块的数目(subsequent_pcm_num)。在使用图28的(A)中所示的示例的情况下，计算结果是subsequent_pcm_num＝2。
在本说明书中，PCM模式中的CU的PU头部中包括的pcm_flag句法和pcm_alignment_zero_bit句法被称为“PCM块头部”。然而，注意，作为PCM模式中的CU的头部的cu_split_pred_part_mode和split_coding_unit_flag以及作为PCM模式中的CU的PU的头部的pred_type也可以被称为“PCM块头部”。
在步骤S102中，熵编码器103对pcm_flag句法进行熵编码。接下来，在步骤S103中，熵编码器103对subsequent_pcm_num句法进行熵编码。在该示例性实施例中，经熵编码的pcm_flag句法和subsequent_pcm_num句法构成块1的PCM块头部。
在步骤S104中，熵编码器103输出尚未输出的符号。此后，在步骤S105中，熵编码器103使输出的比特流字节对齐。即，熵编码器103对pcm_alignment_zero_bit句法进行编码。在步骤S106中，熵编码器103重新设定编码引擎。
在步骤S107中，PCM编码器1070对第一PCM块(图28的(A) 中描绘的示例中的块1)和后续PCM块的PCM数据进行编码。即，PCM编码器1070以块1、2和3的顺序来对PCM数据进行编码。
复用器110输出通过对由PCM编码器1070所编码的数据和由熵编码器103所编码的数据进行复用所获得的比特流。
在该示例性实施例中，根据在NPL1中的7.3.5编码树句法来用信号发送编码树句法，如在图3A和图3B中所示的列表1中所指示的。在图3A和图3B中，斜体的元素是与NPL1中的7.3.5编码树句法不同的元素。
以与在NPL1中的7.3.6编码单元句法相同的方式来用信号发送编码单元句法，如在图4A和图4B中所示的列表2中所指示的。
根据在NPL1中的7.3.7预测单元句法来用信号发送预测单元句法，如在图5A、图5B和图5C中所示的列表3中所指示的。在图5A、图5B和图5C中，斜体的元素是与NPL1中的7.3.7预测单元句法不同的元素。
在列表1至3中所指示的句法是用于仅针对SCU的PCM块传送与第一PCM块块大小相同的后续连续PCM块的数目的句法。
如根据列表3所指示的预测单元的句法而清楚的，根据pcm_flag句法来对当前PCM块和后续PCM块的后续PCM块数目句法subsequent_pcm_num、对齐句法pcm_alignment_zero_bit和PCM数据句法pcm_sample_luma/pcm_sample_chroma进行编码。
subsequent_pcm_num指定接在当前PCM块之后的log2CUsize的后续PCM块的数目。subsequent_pcm_num可以取在0至3的范围中的值。在不存在subsequent_pcm_num的情况下，subsequent_pcm_num的值被认为是0。这里提及的当前PCM块是指编码和解码处理中的连续PCM块中的第一PCM块。
当对在PCM模式中的第一块进行编码时，该示例性实施例中的视频编码设备用信号发送PCM模式中的连续块的数目，并且执行熵编码终止处理。然后，视频编码设备用信号发送针对PCM模式中的连续块的数目的PCM数据(参见图5A至图5C)。
因此，终止处理仅在第一PCM块中执行，而不在后续的连续PCM块中执行。结果，特别是即使在小的块大小的连续PCM块出现时，也防止了压缩性能劣化和压缩效率劣化。
图6描绘subsequent_pcm_num的熵编码的示例。在(A)中描绘了采用CABAC(基于上下文的自适应二进制算术编码)的subsequent_pcm_num句法的二进制表示。在(B)中描绘了采用CAVLC(基于上下文的自适应可变长度编码)的subsequent_pcm_num句法的可变长度代码。
假定存在4个要被编码的CU(下文中被称为“块”)，并且块0是要被熵编码的块(帧内预测或帧间预测)，并且块1至3中的每一个都是要被PCM编码的PCM的块(PCM块)，如图7的(A)中所示。从复用器110输出的比特流包括经熵编码的块0的视频比特流，如在图7的(B)中所示。
在该示例性实施例中，关于三个连续PCM块，作为PCM块的块1的视频比特流包括pcm_flag句法、subsequent_pcm_num句法和pcm_alignment_zero_bit句法。此外，作为PCM块的块1至3的pcm_sample_luma/pcm_sample_chroma句法遵循块1的视频比特流的pcm_alignment_zero_bit句法。换言之，在接在第一PCM块之后的PCM模式的块中不需要熵编码终止处理。因此，在该示例性实施例中，即使当连续PCM块出现时，也防止了压缩性能劣化和压缩效率劣化。
示例性实施例2
图8是描绘与示例性实施例1中的视频编码设备相对应的视频解码设备的框图。该示例性实施例中的视频解码设备包括解复用器201、解码控制器202、PCM解码器203、熵解码器204、反变换器/反量化器206、预测器207、缓冲器208、开关221和开关222。PCM解码器203包括块计数器2031，其中设定PCM块的数目。虽然图8描绘了块计数器2031被包括在PCM解码器203中的示例，但是这 不是对本发明的限制。块计数器2031可以在除了PCM解码器204之外的部分(例如，解码控制器202)中被提供，或者独立于图8所示的组件而被提供。
解复用器201对输入的比特流进行解复用，以提取经熵编码或经PCM编码的视频比特流。熵解码器204对视频比特流进行熵解码。
在要被解码的CU不是PCM块的情况下(在pcm_flag是0或者不存在pcm_flag的情况下)，熵解码器204对CU的预测参数和变换量化值进行解码，并且将其供应到反变换器/反量化器206和预测器207。
反变换器/反量化器206以量化步长来对变换量化值进行反量化。反变换器/反量化器206进一步对通过反量化所获得频率变换系数进行频率反变换。
在频率反变换之后，预测器207使用存储在缓存器208中的重建的图片基于熵解码的预测参数来创建预测信号。在创建预测信号之后，从预测器207供应的预测信号被添加到通过反变换器/反量化器206进行的频率反变换所获得的重建的预测误差图像，并且将结果供应到开关222。在添加预测信号之后，解码控制器202转换开关222，并且将已经添加了预测信号的重建的预测误差图像供应到缓冲器208作为重建的图像。
在要被解码的CU是PCM块的情况下(在pcm_flag是1的情况下)，熵解码器204从视频比特流中解码subsequent_pcm_num，并且计算连续PCM块的数目(1+subsequent_pcm_num)。熵解码器204在块计数器2031中设定连续PCM块的数目。PCM解码器203从接收到的比特流中读取针对连续PCM块的该数目的PCM数据，并且对PCM数据进行PCM解码。即，PCM解码器203对针对块计数器2031中所设定的块数目的PCM数据连续地进行PCM解码。
在PCM解码之后，解码控制器202转换开关222，并且将CU的经PCM解码的图像供应到缓冲器208。
以下参考图9来描述在该示例性实施例中的通过视频解码设备 进行的与PCM块有关的处理。
该示例性实施例中的视频解码设备仅针对SCU的PCM块，对与第一PCM块块大小相同的后续的连续PCM块进行解码。
该示例性实施例中的视频解码设备如在图9中的流程图中所描绘地进行操作。在步骤S201中，熵解码器204解码pcm_flag。在视频编码设备对例如图7的(A)中所示的CU进行编码的情况下，熵解码器204解码块1的pcm_flag。
在步骤S202中，熵解码器204解码subsequent_pcm_num。在视频编码设备对例如图7的(B)中所示的CU进行编码的情况下，subsequent_pcm_num＝2。如上所述，在块计数器2031中设定由subsequent_pcm_num指定的连续PCM块的数目(即1+subsequent_pcm_num)。
在步骤S203中，熵解码器204根据由解码控制器202作出的指令来使进行熵解码的处理(即解码pcm_alignment_zero_bit句法)的视频比特流字节对齐。此后，在步骤S204中，熵解码器204重新设定解码引擎。
在步骤S205中，PCM解码器203对第一PCM块(图7的(A)中描绘的示例中的块1)和随后的PCM块(图7的(A)中描绘的示例中的块2和块3)的PCM数据进行解码。在图7的(A)中描绘的示例中，PCM解码器203以块1、2和3的顺序来解码三(＝subsequent_pcm_num+1)个块的PCM数据。
示例性实施例3
示例性实施例1中的视频编码设备仅针对SCU的PCM块传送与第一PCM块块大小相同的后续的连续PCM块的数目。在示例性实施例2中的视频解码设备仅针对SCU的PCM块接收与第一PCM块块大小相同的后续的连续PCM块的数目。
然而，通过与示例性实施例1相同的设备结构，视频编码设备可以传送作为与第一PCM块块大小相同的后续PCM块的数目的 subsequent_pcm_num，而不限于SCU的PCM块。通过与示例性实施例2中相同的设备结构，视频解码设备可以接收作为与第一PCM块块大小相同的后续PCM块的数目的subsequent_pcm_num，并且执行解码处理，而不限于SCU的PCM块。
在示例性实施例3中，根据在NPL1中的7.3.4片段数据句法来用信号发送片段数据句法，如在图10中所示的列表4中所指示的。在图10中，斜体的元素是与NPL1中的7.3.4片段数据句法不同的元素。
根据在NPL1中的7.3.5编码树句法来用信号发送编码树句法，如在图11A和图11B中所示的列表5中所指示的。在图11A和图11B中，斜体的元素是与NPL1中的7.3.5编码树句法不同的元素。
以与在NPL1中的7.3.6编码单元句法相同的方式来用信号发送编码单元句法，如在图12A和图12B中所示的列表6中所指示的。
根据在NPL1中的7.3.7预测单元句法来用信号发送预测单元句法，如在图13A、图13B和图13C中所示的列表7中所指示的。在图13A、图13B和图13C中，斜体的元素是与NPL1中的7.3.7预测单元句法不同的元素。
如根据图11A和图11B中描绘的编码树句法而清楚的，不对第一PCM块(pcm_flag＝1的块)之后的每个PCM块(NumPCMBlock>0的PCM块)的CU头部(cu_split_pred_part_mode/split_coding_unit_flag)进行编码。此外，如根据图13A至图13C中描绘的预测单元句法而清楚的，根据作为第一PCM块的PCM块头部的pcm_flag句法来对第一PCM块和后续PCM块的后续PCM块数目句法subsequent_pcm_num、对齐句法pcm_alignment_zero_bit和PCM数据句法pcm_sample_luma/pcm_sample_chroma进行编码。
subsequent_pcm_num指定接在当前PCM块之后的log2CUsize的后续PCM块的数目。subsequent_pcm_num可以取在0至3的范围中的值。在不存在subsequent_pcm_num的情况下，subsequent_pcm_num的值被认为是0。这里提及的当前PCM块意味 着在编码和解码处理中的连续PCM块中的第一PCM块。
示例性实施例4
在上面的示例性实施例中，视频编码设备传送与第一PCM块块大小相同的后续的连续PCM块的数目，并且视频解码器接收与第一PCM块块大小相同的后续的连续PCM块的数目。
然而，通过与相同的上述示例性实施例相同的设备结构，视频编码设备可以传送作为包括第一PCM块的后续PCM块的数目的subsequent_pcm_num，并且视频解码设备可以接收作为包括第一PCM块的后续PCM块的数目的subsequent_pcm_num，并且执行解码处理。
示例性实施例4中的图像编码设备如图14中的流程图所示进行操作。在步骤S111中，块计数器1071计算连续PCM块的数目(successive_pcm_num)。在使用图7的(A)所示的示例的情况下，计算结果是successive_pcm_num＝3。
在步骤S112中，熵编码器103编码successive_pcm_num。
在步骤S113中，熵编码器103输出尚未输出的符号。在步骤S114中，熵编码器103使输出的比特流字节对齐。即，熵编码器103编码pcm_alignment_zero_bit。在步骤S115中，熵编码器103重新设定编码引擎。
在步骤S116，PCM编码器1070对连续PCM块(在图7的(A)中所示的示例中的三个块)的PCM数据进行编码。即，PCM编码器1070以块1、2和3的顺序对PCM数据进行编码。
在该示例性实施例中，根据在NPL1中的7.3.4片段数据句法来用信号发送片段数据句法，如在图15中所示的列表8中所指示的。在图15中，斜体的元素是与NPL1中的7.3.4片段数据句法不同的元素。
根据在NPL1中的7.3.5编码树句法来用信号发送编码树句法，如在图16A和图16B中所示的列表9中所指示的。在图16A和图16B 中，斜体的元素是与NPL1中的7.3.5编码树句法不同的元素。
以与在NPL1中的7.3.6编码单元句法相同的方式来用信号发送编码单元句法，如在图17A和图17B中所示的列表10中所指示的。
根据在NPL1中的7.3.7预测单元句法来用信号发送预测单元句法，如在图18A、图18B和图18C中所示的列表11中所指示的。在图18A、图18B和图18C中，斜体的元素是与NPL1中的7.3.7预测单元句法不同的元素。
该示例性实施例中的视频编码设备传送作为与第一PCM块块大小相同的连续PCM块的数目的successive_pcm_num。如根据图16A和图16B中描绘的编码树句法而清楚的，不对第一PCM块之后的每个PCM块(NumPCMBlock>0的PCM块)的CU头部(cu_split_pred_part_mode/split_coding_unit_flag)进行编码。此外，如根据图18A至图18C中描绘的预测单元句法而清楚的，在第一PCM块中编码连续PCM块数目successive_pcm_num和对齐句法pcm_alighment_zero_bit，并且根据第一PCM块的pcm_alighment_zero_bit来对后续PCM块的PCM数据句法pcm_sample_luma/pcm_sample_chroma进行编码。
successive_pcm_num指定从当前PCM块开始的log2CUsize的连续PCM块的数目。subsequent_pcm_num可以取在0至4的范围中的值。在不存在subsequent_pcm_num的情况下，subsequent_pcm_num的值被认为是0。这里提及的当前PCM块是指编码和解码处理中的连续PCM块中的第一PCM块。具体地，具有大于0的successive_pcm_num的块是第一PCM块，并且具有大于0的NumPCMBlock的块是PCM块。
图19描绘了successive_pcm_num的熵编码的示例。在(A)中描绘了采用CABAC的successive_pcm_num句法的二进制表示。在(B)中描绘了采用CAVLC的successive_pcm_num句法的可变长度代码。
假定存在四个要被编码的CU(下文中被称为“块”)，并且块 0是要被熵编码的块(帧内预测或帧间预测)，并且块1至3中的每一个都是要被PCM编码的PCM的块(PCM块)，如图20的(A)中所示。从复用器110输出的比特流包括经熵编码的块0的视频比特流，如在图20的(B)中所示。
在该示例性实施例中，关于三个连续PCM块，作为PCM块的块1的视频比特流包括subsequent_pcm_num句法和pcm_alignment_zero_bit句法。此外，作为PCM块的块1至3的pcm_sample_luma/pcm_sample_chroma句法遵循块1的视频比特流的pcm_alignment_zero_bit句法。换言之，接在第一PCM块之后的PCM模式的块中不需要熵编码终止处理。因此，在该示例性实施例中，即使当连续PCM块出现时，也防止了压缩性能劣化和压缩效率劣化。
以下参考图21来描绘在该示例性实施例中的由视频解码设备进行的与PCM块有关的处理。
该示例性实施例的视频解码设备如图21中的流程图所示进行操作。在步骤S211中，熵解码器204解码successive_pcm_num。在视频编码设备例如对在图20的(A)中所示的CU进行解码的情况下，successive_pcm_num＝3。在块计数器2031中设定由successive_pcm_num指定的连续PCM块的数目。
在步骤S212中，熵解码器204根据由解码控制器202作出的指令来使进行熵解码的处理(即解码pcm_alignment_zero_bit句法)的视频比特流字节对齐。在步骤S204中，熵解码器204重新设定解码引擎。
在步骤S214中，PCM解码器203对连续PCM块的PCM数据进行解码。即，PCM解码器203对针对块计数器2031中所设定的块数目的PCM数据连续进行PCM解码。在图20的(A)中所示的示例中，PCM解码器203以块1、2和3的顺序来对三个块(＝successive_pcm_num)的PCM数据进行解码。
注意，subsequent_pcm_num可以取的值和successive_pcm_num可以取的值根据第一PCM块的位置(四叉树块位置)，即根据其是 否是块0、1、2或3而不同。这是因为一个四叉树的叶子的数目是4。
因此，在上述示例性实施例的每一个中，根据第一PCM块的位置来有效地切换采用CABAC的二进制表示和采用CAVLC的可变长度代码。
例如，在图22的(A)中描绘了适应于第一PCM块的位置的采用CABAC的subsequent_pcm_num句法的二进制表示。例如，在图22的(B)中描绘了适应于第一PCM块的位置的采用CAVLC的subsequent_pcm_num句法的可变长度代码。NA表示没有信息从传送端进行传送。换言之，在NA的情况下，通过第一PCM块的位置来指定subsequent_pcm_num的值。
例如，在图23的(A)中描绘了适应于第一PCM块的位置的采用CABAC的successive_pcm_num句法的二进制表示。例如，在图23的(B)中描绘了适应于第一PCM块的位置的采用CAVLC的successive_pcm_num句法的可变长度代码。
如根据上述示例性实施例而清楚的，根据本发明的视频编码设备的特征包括：用于对连续PCM编码块的数目进行计数的装置；用于将连续PCM编码块的计数数目嵌入到第一PCM块的头部中的装置；以及用于将连续PCM编码块的PCM数据连续复用到比特流中的装置。
类似地，如根据上述示例性实施例而清楚的，根据本发明的视频解码设备的特征包括：用于从第一PCM块的头部中提取连续PCM编码块的数目的装置；以及用于从比特流中连续读取连续PCM编码块的PCM数据的装置。
在上述示例性实施例中，连续PCM块是以编码顺序(或解码顺序)而连续的相同块大小的PCM块(根据图5C和图13C中的subsequent_pcm_num的定义和图18C中的successive_pcm_num的定义)。此外，根据连续PCM块的数目的范围的定义以及片段数据句法、编码树句法和预测单元句法的定义，连续PCM块属于同一LCU，并且在CU编码树中，每个连续PCM块直接从属于的CU(父CU) 是相同的。即，本发明中的连续PCM块属于相同的LCU，属于相同的父CU，并且是以编码顺序(或解码顺序)而连续的相同块大小的PCM块。
因此，图5C和图13C中的subsequent_pcm_num可以被定义为“subsequent_pcm_num指定由I_PCM以当前log2CUsize编码的后续编码单元的数目，该后续编码单元共享与当前I_PCM编码单元相同的父节点，并且以解码顺序接在当前I_PCM编码单元之后。值num_subsequent_pcm应当是包含地在0至3的范围中”。
在上述示例性实施例中，连续PCM块的数目由subsequent_pcm_num句法或successive_pcm_num句法来表示。这样的句法等同于表示以编码顺序(或解码顺序)而连续的值为“1”的pcm_flags的数目(连续“1”pcm_flags的数目)。因此，根据本发明的视频编码设备可以被解释为将连续“1”pcm_flags的数目嵌入到PCM头部的视频编码设备。类似地，根据本发明的图像解码设备可以被解释为对包括连续“1”pcm_flags的数目的比特流进行解复用的视频解码设备。
在上述使用subsequent_pcm_num句法和CABAC的示例性实施例中，将subsequent_pcm_num句法的二进制表示即连续PCM编码块的数目，直接嵌入到比特流中的示例性实施例也是可能的。
这可以简单地如下实现。在示例性实施例1和3的每一个中的视频编码设备中，在熵编码pcm_flag句法之后，熵编码器103输出尚未输出的符号，并且将subsequent_pcm_num句法的二进制表示直接嵌入到比特流中(即，图2中的步骤S103和S104颠倒)。在示例性实施例2和4的每一个中的相应的视频解码设备中，在解码pcm_flag句法之后，熵解码器204从比特流中直接读取句法subsequent_pcm_num的二进制表示，并且对其进行解码(即，图9中的步骤不改变)。
因此，假定二进制表示和可变长度代码在图6和图22中一一对应，则将subsequent_pcm_num句法的二进制表示直接嵌入比特流 中的示例性实施例明显等同于从CABAC切换到采用CAVLC的可变长度代码。
在上述示例性实施例中，使用subsequent_pcm_num句法或successive_pcm_num句法来在第一PCM块中指明连续PCM块的数目。在传送PCM块的量化参数QP的视频编码方案中，可以在连续PCM块的数目之后在第一PCM块中指明每个连续PCM块的QP。
例如，可以通过对cu_qp_plus_qp_bd_offset_y句法进行固定长度编码来进行该指明，其中定义了cu_qp_plus_qp_bd_offset_y＝QP+QpBdOffset。QpBdOffset是由QP的范围确定的偏移量参数。通过指定第一PCM块中的连续cu_qp_plus_qp_bd_offset_y句法，视频编码设备可以连续地传送针对连续PCM块的数目的PCM数据。此外，视频解码设备可以连续地接收针对连续PCM块的数目的PCM数据。
在上述使用cu_qp_plus_qp_bd_offset_y句法的视频编码方案中，针对其传送cu_qp_plus_qp_bd_offset_y句法的PCM块可以被限制为预定的块大小。例如，限制到大于或等于针对QP的最小传输块大小的块大小可以简化通过视频编码设备和视频解码设备进行的QP相关的处理。
可以通过硬件来实现或者通过计算机程序来实现上述示例性实施例中的每一个。
图24中所示的信息处理系统包括处理器1001、程序存储器1002、用于存储视频数据的存储介质1003、以及用于存储比特流的存储介质1004。存储介质1003和存储介质1004可以是独立的存储介质或者包括在同一存储介质中的存储区域。作为存储介质，诸如硬盘的磁存储介质是可用的。
在图24中所示的信息处理系统中，用于实现在图1和图8的每一个中所描绘的块的功能的程序被存储在程序存储器1002中。处理器1001通过根据程序存储器1002中存储的程序来执行处理，来实现在图1或图8中描绘的视频编码设备或视频解码设备的功能。。
虽然已经参考上述示例性实施例和示例描述了本发明，但是本发明不限于上述示例性实施例和示例。可以在本发明的范围内对本发明的结构和细节进行本领域技术人员可理解的各种改变。
本申请要求基于2011年11月1日提交的日本专利申请No.2011-240538和2012年4月4日提交的日本专利申请No.2012-085821的优先权，其全部公开内容并入这里。
附图标记列表
102 变换器/量化器
103 熵编码器
104 反变换器/反量化器
105 缓冲器
106 预测器
107 PCM编码器
108 PCM解码器
109 复用数据选择器
110 复用器
121 开关
122 开关
201 解复用器
202 解码控制器
203 PCM解码器
204 熵解码器
206 反变换器/反量化器
207 预测器
208 缓冲器
221 开关
222 开关
1001 处理器
1002 程序存储器
1003 存储介质
1004 存储介质
1070 PCM编码器
1071 块计数器
2031 块计数器

Claims (4)

1.一种视频编码设备，包括：
变换单元，所述变换单元变换图像块；
熵编码单元，所述熵编码单元对所述变换单元所变换的所述图像块的已变换的数据进行熵编码；
PCM编码单元，所述PCM编码单元对图像块进行PCM(脉冲编码调制)编码；以及
复用数据选择单元，所述复用数据选择单元选择所述熵编码单元的输出数据或者所述PCM编码单元的输出数据；
复用单元，所述复用单元将PCM头部嵌入到比特流中，
其中所述PCM编码单元被适配为针对包括第一图像块和一个或多个后续图像块的连续图像块，对每个图像块的数据进行PCM编码，并且
所述熵编码单元被适配为对指示所述连续图像块的数目或者指示所述一个或多个后续图像块的数目进行编码，并且对所述第一图像块的对齐数据进行编码，
所述视频编码设备还包括：
复用单元，所述复用单元输出比特流，所述比特流通过以如下方式对所述熵编码单元的所述输出数据和所述PCM编码单元的所述输出数据进行复用而被获得，所述方式为经编码的所述数目和所述第一图像块的经编码的所述对齐数据被所述连续图像块的PCM编码数据跟随。
2.一种视频解码设备，包括：
解复用单元，所述解复用单元对比特流进行解复用，所述比特流包括：指示包括已经被PCM(脉冲编码调制)编码的第一图像块和一个或多个后续图像块的连续图像块的经编码的数目或指示一个或多个后续图像块的经编码的数目、以及所述第一图像块的对齐数据，其被所述连续图像块的PCM编码数据跟随；
熵解码单元，所述熵解码单元对被包括在所述比特流中的图像的已变换的数据进行熵解码，
其中所述熵解码单元被适配为对所述经编码的数目和所述第一图像块的经编码的对齐数据进行解码，所述经编码的数目指示包括所述第一图像块和所述一个或多个后续图像块的连续图像块或者指示所述一个或多个后续图像块，
所述设备还包括：
PCM解码单元，所述PCM解码单元基于经解码的所述数目来连续地读取针对多个连续图像块的所述PCM编码数据，并且对所述PCM编码数据进行PCM解码。
3.一种视频编码方法，包括：
将指示包括第一图像块和一个或多个后续图像块的连续图像块的数目和所述第一图像的对齐数据嵌入到PCM头部中；
将所述PCM头部嵌入到比特流中；
对所述连续图像块中的每个图像块的数据进行PCM编码；以及
将所述连续图像块的PCM编码数据以如下方式复用到所述比特流中，所述方式为包括所述数目和所述第一图像块的所述对齐数据的所述PCM头部被所述连续图像块的所述PCM编码数据跟随。
4.一种视频解码方法，包括：
对比特流进行解复用，所述比特流包括：指示包括已被PCM(脉冲编码调制)编码的第一图像块和一个或多个后续图像块的连续图像块的数目或指示所述一个或多个后续图像块的数目、以及所述第一图像块的对齐数据，其被所述连续图像块的PCM编码数据跟随；以及
从所述比特流连续地读取针对所述数目的连续图像块的PCM编码数据，所述连续图像块包括所述第一图像块和所述一个或多个后续图像块，或者读取针对所述数目的所述一个或多个后续图像块的PCM编码数据，并且对所述PCM编码数据进行PCM解码。
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