CN103974065B - 编码方法和解码方法、编码器和解码器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及编码方法和解码方法、编码器和解码器。该编码方法包括：通过基于块的运动补偿预测来减小时间冗余度以便建立预测误差信号；决定是要将所述预测误差信号变换到频域中还是要将所述预测误差信号保持在空间域中来进行编码；执行对被变换到频域中或者被保持在空间域中的所述预测误差信号的量化，其中，通过与频域中的系数相同的方法来对空间域中的样本进行编码，其中，根据CABAC或CAVLC进行对所述系数的编码，并且其中，标记被提供来指示当前片的所有块是否在频域中被编码，其中，如果并非所述片的所有块在频域中被编码，则另外的标记被提供用于所述片的所述块，所述另外的标记中的每一个指示所述片的所述块是在空间域中还是在频域中被编码。

Description

编码方法和解码方法、编码器和解码器
本专利申请是国际申请日为2006年12月22日、国家申请号为200680050791.2、发明名称为“混合视频编码中预测误差的自适应编码”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及采用预测误差的自适应编码的编码和解码方法、编码器和解码器。
背景技术
最新的标准化视频编码方法基于混合编码。混合编码规定时域中的编码步骤和空间域中的编码步骤。首先，通过采用由运动矢量确定的在要编码的图像块与已传输的图像的参考块之间的基于块的运动补偿预测使视频信号的时间冗余度降低。保留的预测误差采样被按块地排列，并变换到频域，得到系数块。这些系数被量化并根据固定的且众所周知的锯齿形扫描方案被扫描，该方案以表示DC值的系数开始。根据典型的表达，该系数被设置在位于块的左上角的低频率系数内。锯齿形扫描产生一维系数阵列，这些系数被随后的编码器进行熵编码。所述编码器被优化用于能量降低的系数阵列。由于块内的系数顺序是预先确定且是固定的，因此如果预测误差采样是相关的，那么锯齿形扫描会产生能量降低的系数阵列。然后，可针对这种情况，对随后的编码步骤进行优化。为此目的，最新的标准H.264/AVC提出基于上下文的自适应二进制算术编码(CABAC)或上下文自适应的可变长度编码(CAVLC)。然而，仅在预测误差采样是相关的情况下，变换的编码效率是高的。对于在空间域内仅边缘相关的采样，变换效率则较低。
发明内容
本发明的目的在于提供比现有技术更有效的编码和解码方法、相应的编码器和解码器、数据信号以及用于编码和解码视频信号的相应的系统和语义。
根据本发明的一个方面，提供一种基于混合编码对视频信号进行编码的方法。所述方法包括以下步骤：通过基于块的运动补偿预测使时间冗余度降低，以便确立预测误差信号；决定是将预测误差信号变换到频域中、还是使预测误差信号保持在空间域中用于解码。
根据本发明的相应方面，提供一种解码器，所述解码器适于应用视频信号的混合编码。该解码器包括用于通过基于块的运动补偿预测使时间冗余度降低、以便确立预测误差信号的装置；和用于决定是将预测误差信号变换到频域中、还是使预测误差信号保持在空间域中的装置。根据本发明的该方面，提供一种理念及相应的装置、信号以及语义，以自适应地决定是在频域还是在空间域中处理预测误差信号。如果预测误差采样仅具有很小的相关性，则与在频域中的系数编码相比，对所述采样进行编码的后续步骤可能更有效，且所述步骤会得到降低的数据速率。因此，本发明实现了进行该决定的自适应的决定步骤和自适应的控制装置。相应地，考虑预测误差信号来决定是采用频域变换还是使预测误差信号保持在空间域中。随后的编码机制可以与在频域中的相同，或者可以专门适合于空间域中采样的需求。
根据本发明的另一方面，对视频信号进行编码的方法，特别是决定步骤基于代价函数。通常，决定是使用频域中的系数还是空间域中的采样可基于各种类型的决定机构。可以针对视频信号特定部分内的所有采样立即做出决定，或者例如针对特定数目的块、宏块或片做出决定。该决定可以基于代价函数，例如拉格朗日函数。对频域中的编码和空间域中的编码均计算代价。针对具有较低代价的编码做出决定。
根据本发明的另一方面，代价函数包括在空间域中编码和用于在频域中编码的率失真代价。根据本发明的另一方面，率失真代价可以通过由拉格朗日参数对所需速率和所得的失真进行加权来计算。另外，失真测量可以是均方量化误差或平均绝对量化误差。
根据本发明的另一方面，空间域中的采样可使用与频域中的系数基本相同的方法被编码。这些方法可包括CABAC或CAVLC编码方法。相应地，如果自适应控制装置决定在频域和空间域之间进行切换，仅需要很小地或不需要改变编码机制。然而，还可针对两种域内的系数采用不同的编码方案。
根据本发明的另一方面，提供一种基于混合编码对视频信号进行编码的方法。根据本发明的该方面，通过基于块的运动补偿预测使时间冗余度降低，且在空间域中提供预测误差块内的预测误差信号的采样。对预测误差块内的采样进行扫描，以提供特定顺序的采样阵列。根据本发明的该方面，规定扫描方案从预测误差图像或预测图像得出。根据本发明该方面的扫描方案考虑到这样的现象，即现有技术中用于频域的锯齿形扫描对于空间域而言可能不是最有效的扫描顺序。因此，提供一种自适应扫描方案，该方案考虑了空间域内采样的分布和采样的量值。该扫描方案可优选地基于预测误差图像或预测图像。本发明的该方面考虑了具有最高量值的采样和最可能为零的采样的最可能的位置。由于针对频域的编码增益主要基于低频成分具有较大量值以及大多数高频系数为零的现象，因此可以应用非常有效的、可变的编码长度编码方案，像CABAC或CAVLC。然而，在空间域中，具有最大量值的采样可以位于块内的任何位置上。但是，由于预测误差通常在移动目标的边缘处最高，因此预测图像或预测误差图像可以被用来确立最有效的扫描顺序。
根据本发明的一个方面，预测图像的梯度可以被用来识别具有大的量值的采样。扫描顺序是按预测图像内梯度量值的顺序。然后，将相同的扫描顺序应用于预测误差图像，即空间域中预测误差图像内的采样。
另外，根据本发明的再一个方面，扫描方案可以基于与参考块的预测误差图像结合的运动矢量。该扫描按照预测误差量值降低的顺序。
根据本发明的一个方面，扫描方案从预测图像的梯度和与运动矢量结合的参考块的预测误差图像的线性组合得出。
根据本发明的一个方面，基于针对频域中系数或空间域中采样分别确定的概率，使用编码机制(例如CABAC等)的特定编码。相应地，现有技术众所周知的编码机制可以被至少略微地适配，以提供用于空间域的最有效的编码机制。相应地，被自适应地控制以便可在空间域或频域中编码的切换机构可以被进一步适配用于切换相应域中的采样或系数的后续编码步骤。
根据本发明的一个方面，提供一种对视频信号进行编码的方法，该方法包括在空间域中由量化器量化预测误差采样的步骤，其具有主观加权的误差最优化或均方量化误差最优化。根据本发明的该方面，用于在空间域中量化采样的该量化器可以被适配以考虑画面的主观最优视觉印象。量化器的代表值和判定阈可以基于预测误差信号的相应的主观或统计特性被适配。
另外，本发明还涉及根据上述方面的解码方法和解码装置。根据本发明的一个方面，提供一种解码器，该解码器包括自适应控制装置，用于自适应地决定编码视频信号的输入流是代表空间域中还是频域中的编码视频信号的预测误差信号。相应地，根据本发明该方面的解码器适于针对输入的数据流来决定，即预测误差信号是在频域中还是在空间域中被编码。另外，该解码器为该两个域中的每一个--空间域或频域提供相应的解码装置。
另外，根据本发明的一个方面，该解码器包括用于基于预测信号或预测误差信号来提供扫描顺序的扫描控制装置。根据本发明该方面的扫描控制单元适于获取有关扫描顺序的所需信息，其中，到达的块的采样已在对视频信号进行编码期间被扫描。另外，该解码器可以包括所有的装置，以反量化和反变换频域中的系数或反量化空间域中的采样。该解码器还可以包括一种提供运动补偿和解码的机构。基本上，该解码器可以被配置成提供所有的装置，以便实施相应于上述编码步骤的方法步骤。
根据本发明的又一方面，提供一种代表编码视频信号的数据信号，其中该数据信号中的预测误差信号的编码信息被部分地在空间域中编码以及部分地在频域中编码。本发明的该方面涉及编码的视频信号，该编码的视频信号是上述编码机制的结果。
另外，根据本发明的再一方面，该数据信号可以包括侧信息，该侧信息指示在其中对片、宏块或块进行编码的域，特别地，包括片、宏块或块是在空间域中编码还是在频域中编码的信息。由于本发明的自适应控制提供了预测误差信号或者在空间域内编码或者在频域内编码，因此需要在编码视频信号中包括相应的信息。所以，本发明还提供了一种特定的信息，该信息指示在其中已对特定部分，如片、宏块或块进行编码的域。
另外，本发明的该方面还考虑了整个宏块或整个块可仅在该两个域中的一个中被编码的可能性。因此，如果例如在空间域中对整个宏块进行编码，那么这可以用单个标记等诸如此类的手段来表示。另外，甚至整个片也可以仅在频域或空间域中编码，并且可在数据流中包括用于该整个片的相应的指示符。这可得到降低的数据率，以及对于侧信息而言更有效的编码机制。
根据本发明的另一方面，提供了一种使用混合编码来对视频信号进行编码的方法，该方法包括：通过基于块的运动补偿预测来减小时间冗余度以便建立预测误差信号；决定是要将所述预测误差信号变换到频域中还是要将所述预测误差信号保持在空间域中来进行编码；执行对被变换到频域中或者被保持在空间域中的所述预测误差信号的量化，其中，通过与频域中的系数相同的方法来对空间域中的样本进行编码，其中，根据CABAC或CAVLC进行对所述系数的编码，并且其中，标记被提供来指示当前片的所有块是否在频域中被编码，其中，如果并非所述片的所有块在频域中被编码，则另外的标记被提供用于所述片的所述块，所述另外的标记中的每一个指示所述片的所述块是在空间域中还是在频域中被编码。
根据本发明的另一方面，提供了一种使用混合解码来对视频信号进行解码的方法，该方法包括：接收包括编码视频数据的编码视频信号，所述编码视频数据包括编码频域数据和/或编码空间域数据；对所接收到的编码视频数据进行解码；执行对经解码的视频数据的逆量化；如果所述视频数据在频域中被编码，则执行对所述视频数据的从频域到空间域中的逆变换，或者，如果所述视频数据在空间域中被编码，则跳过对所述视频数据的从频域到空间域中的逆变换，其中，通过与频域中的系数相同的方法来对空间域中的样本进行解码，其中，根据CABAC或CAVLC进行对所述编码视频数据的解码，并且其中，从所述编码视频信号读取指示当前片的所有块是否在频域中被编码的标记，取决于所述标记的值，对于所述片的所述块读取另外的标记，所述另外的标记中的每一个指示所述片的所述块是在空间域中还是在频域中被编码，并且取决于所述标记和所述另外的标记的值，对当前片或它的块执行从频域到空间域的逆变换。
根据本发明的另一方面，提供了一种使用混合编码来对视频信号进行编码的编码器，该编码器包括：用于通过基于块的运动补偿预测来减小时间冗余度以便建立预测误差信号的装置；用于决定是要将所述预测误差信号变换到频域中还是要将所述预测误差信号保持在空间域中的自适应控制装置；以及适于对被变换到频域中或者被保持在空间域中的所述预测误差信号进行编码的编码装置；以及用于执行被变换到频域中或者被保持在空间域中的所述预测误差信号的量化的量化装置，其中，通过与频域中的系数相同的方法来对空间域中的样本进行编码，其中，根据CABAC或CAVLC进行对所述系数的编码，并且其中，标记被提供来指示当前片的所有块是否在频域中被编码，其中，如果并非所述片的所有块在频域中被编码，则另外的标记被提供用于所述片的所述块，所述另外的标记中的每一个指示所述片的所述块是在空间域中还是在频域中被编码。
根据本发明的另一方面，提供了一种使用混合解码来对视频信号进行解码的解码器，该解码器包括：被配置成接收通过使用混合编码来被编码的编码视频信号的接收装置，所述编码视频信号包括编码频域数据和/或编码空间域数据；用于自适应地决定所接收到的编码视频数据表示所述编码视频信号在空间域中的还是在频域中的预测误差信号的自适应控制装置；用于执行对所接收到的视频信号数据的逆量化的逆量化装置，其中，通过与频域中的系数相同的方法来对空间域中的样本进行解码，其中，根据CABAC或CAVLC进行对所述编码视频数据的解码，并且其中，从所述编码视频信号读取指示当前片的所有块是否在频域中被编码的标记，取决于所述标记的值，对于所述片的所述块读取另外的标记，所述另外的标记中的每一个指示所述片的所述块是在空间域中还是在频域中被编码，并且取决于所述标记和所述另外的标记的值，对当前片或它的块执行从频域到空间域的逆变换。
附图说明
通过结合附图阐述的优选实施例对本发明的这些方面进行说明。
图1示出实现本发明的编码器的简化框图；
图2示出实现本发明的解码器的简化框图；
图3示出现有技术的扫描方案；
图4示出本发明的扫描方案；
图5示出用于本发明的优化量化器的参数。
图6简化示出在图6(a)的频域和图6(b)的空间域中进行主观加权量化的情形下的画面元素的测量平均绝对再现误差。
具体实施方式
图1示出根据本发明的编码器的简化框图。相应地，输入信号101接受运动估计，根据该运动估计进行运动补偿预测，以便提供预测信号104，所述预测信号104被从输入信号101中减去。所得到的预测误差信号105被变换到频域106，并被最优量化器107量化为频率相关系数。量化器107的输出信号120被传送到熵编码器113，熵编码器113提供要传输、存储等的输出信号116。借助于反量化块110和反变换块111，量化的预测误差信号120被进一步用于运动补偿预测块103的下一个预测步骤。反量化的反DCT变换预测误差信号被添加到预测信号，并被传送给帧存储器122，该帧存储器122存储用于运动补偿预测块103和运动估计块102的先前图像。一般地，本发明建议采用(除现有技术之外)自适应控制机构115，以在频域和空间域之间切换，用于变换预测误差信号105。该自适应控制装置115产生信号和参数，以便控制频域和空间域之间的自适应变化。相应地，自适应控制信息信号121被提供(assert)到在位置A和B之间切换的两个开关。如果变换是在频域中进行，那么该两个开关处于位置A。如果使用的是空间域，那么该两个开关处于位置B。另外，该侧信息信号121，即哪个域已被用于画面的编码程序，也被传送到熵编码器113。从而，该设备的适当信息就被包括在数据流中。平行于频率变换，预测误差信号105经由另一路径被传送到量化器109。该量化块109在空间域中为预测误差信号105提供最优的量化。在空间域中的量化的预测误差信号124可以被传送到第二反量化块122，以及被进一步传送到后面的连接，到达运动补偿预测块103。另外，还有接收运动矢量123和反量化预测误差信号118或经由连接119接收预测信号104的扫描控制块114。块117用于编码运动信息。
自适应控制块115决定块是在频域中还是在空间域中进行编码，并且其产生相应的侧信息来指明该域。该自适应控制装置做出的该决定是基于在空间域中和在频域中编码的率失真代价。率失真代价较低的域被选择用于编码。例如，率失真代价C通过由拉格朗日参数L对所需速率R和得到的失真D进行加权来计算:C＝L*R+D。作为失真测量，可以采用均方量化误差，但也可以应用其他测量，例如平均绝对值量化误差。作为拉格朗日参数L，可以采用通常H.264/AVC解码器控制所使用的拉格朗日参数L＝0.85*2((QP-12)/3)。用来确定率失真代价的其他替代方法也是可能的。
自适应控制115可以替代地控制编码方法。这可以例如基于预测信号或基于预测误差的相关性来完成，或者基于该域，将预测误差编码到已传输帧的运动补偿位置处。
图2示出根据本发明方面的解码器的体系结构的简化框图。相应地，编码的视频数据被输入到两个熵解码块201和202。熵解码块202解码运动补偿信息，如运动矢量等。熵解码块201应用在编码器中使用的反编码机制，例如根据CABAC或CAVLC进行解码。如果编码器针对空间域中的系数或采样采用不同的编码机制，那么在相应的熵解码块中使用相应的解码机构。相应地，熵解码块201产生适当的信号，以在位置A与B之间进行切换，以便使用用于空间域的适当的反量化路径，即反量化操作块206，或者根据切换位置A的适当的块，即反量化块203和反变换块204。如果预测误差出现在频域中，那么反量化块203和反变换块204应用相应的反操作。由于根据本发明方面的扫描机构，空间域中的采样被以具体的顺序排列，因此扫描控制单元205为熵解码块201提供正确的采样顺序。如果编码已在空间域中进行，则反变换块204和反量化块203被块206中的反量化操作绕开。在频域和空间域之间(即在开关的位置A和B之间)切换的切换机构由侧信息控制，所述侧信息在比特流中发送并由熵解码块201进行解码。另外，空间域中的反量化信号、或者频域中的反量化和反变换信号与运动补偿预测画面相加，以提供解码的视频信号210。基于先前解码的视频信号数据(先前画面)和运动矢量在块209中进行运动补偿。扫描控制单元205使用预测图像208，或与运动矢量212结合的预测误差信号207来确定正确的系数扫描序列。扫描机构还可基于两种画面，即预测误差画面和预测画面。如参看图1对解码机构所做的说明那样，在编码期间的扫描序列可以基于预测误差信息207和运动补偿矢量的组合。从而，运动补偿矢量可以经由路径212被传送到扫描控制单元205。另外，与图1相一致，具有存储必要的和先前解码的画面的帧存储器211。
图3示出为举例说明现有技术的锯齿形扫描顺序的简化框图。相应地，作为变换到频域(例如DCT)的结果的系数被排列成如图3所示的预定顺序，为4×4的块。以特定的顺序读取这些系数，使得代表低频率部分的系数位于一维阵列的第一个左侧位置上。在阵列中越在右下方，则系数相应的频率越高。由于要编码的块通常包含大量的低频系数，因此高频系数或者至少绝大部分高频系数是零。这种情形可以被有效地用来通过例如使用与零的个数相关的简单信息来替换大的零序列以减少要传输的数据。
图4示出根据本发明一个方面的扫描机构的简化示例性实施例。图4(a)示出一个块的预测图像内的梯度的量值。该块的每个位置的值代表当前块的预测图像的梯度。梯度本身是一个矢量，该矢量由代表水平和垂直方向上的梯度的两个分量组成。每个分量可以由两个相邻采样的差来确定，或者可以通过考虑六个相邻采样的众所周知的苏贝尔算子来确定。梯度的量值即为矢量的量值。如果两个值具有相同的量值，则可以应用固定的或预定的扫描顺序。扫描是按着块内梯度值的量值的顺序，如虚线所示。一旦在梯度预测图像内的扫描顺序被建立，则该相同的扫描顺序被应用于量化的预测误差采样，该量化的预测误差采样在图4(b)中示出。如果根据基于预测图像内的梯度的量值所设立的扫描顺序，将图4(b)所示块的空间域中的量化采样排列成如图4(b)左侧所示的一维阵列，则具有高值的采样通常会被首先排列在该阵列中，即排列在左侧位置上。右侧位置被填充零，如图4(b)所示。
代替由梯度控制的扫描，可以应用其他扫描，例如预定扫描或用与运动矢量结合的已传输帧的量化预测误差控制的扫描，或者它们的组合(扫描控制涉及块114或205，如参看图1和2所述)。在用与运动矢量结合的预测误差信号控制扫描的情形下，所述扫描顺序遵循当前块的运动矢量所指的块的量化预测误差采样的量值降低的顺序。
如果运动矢量指向部分采样位置，那么可使用内插法来确定所需的量化预测误差采样。
这可以是与用于产生预测采样的参考图像的内插相同的内插法。
在所述扫描由预测图像和与运动矢量结合的预测误差图像的组合进行控制的情形下，计算梯度量值和当前块的运动矢量所指的块的量化预测误差采样的量值的线性组合。扫描根据这些线性组合的值进行。另外，该扫描确定方法可以针对序列的字段(例如针对每帧或针对每片或针对一组块)由信号表示。根据这种典型的标准处理方法，在确定预测图像的同时已考虑运动补偿矢量。
根据本发明的另一方面，扫描顺序还可以基于与运动矢量相结合的预测误差画面。另外，还可想到如上所述的梯度原则和预测误差画面的组合。
图5示出一个简化视图，该视图用于解释说明根据本发明方面的最优量化器的定义。相应地，三个参数a、b、c是用于修改量化器的参数。根据H.264/AVC标准，应用针对具有两种不同失真测量的系数的速率失真最优量化器。第一种测量是均方量化误差，第二种测量是主观加权量化误差。根据H.264/AVC标准，研制用于预测误差采样的两种量化器。由于预测误差的分布接近于拉普拉斯分布，因此在均方量化误差最优化的情形下，使用标量盲区均匀阈值量化器。图5举例说明量化和反量化的参数a、b、c。
表1示出参数a、b、c，这些参数被有利地用于在H.264/AVC编码方案中共同使用的QP(量化参数)。参数a、b、c分别是用于均方量化误差最优化的最优参数。当然，这只是其中一个例子，对于不同的应用，可使用不同的或其他的参数。
表1
对于主观加权量化误差最优化，提出具有代表值ri、-ri以及在相邻ri之间的判定阈的非均匀量化器，还如表1中所示。如果在边缘处出现大的预测误差，则可利用视觉掩蔽。相应地，可允许在边缘处出现大的量化误差，而如果图像信号是平坦的，则允许小的量化误差。H.264/AVC可以采用多于4个如图1所示的QP。这样，表1必须被扩展。H.264/AVC可以采用52个不同的QP。确定适当的代表值ri、－ri的基本理念在下面参看图6进行说明。
图6简化示出在图6(a)的频域和6(b)的空间域中进行主观加权量化的情形下的画面元素的测量平均绝对再现误差。在频域中的主观加权量化的测量平均绝对再现误差被示为预测误差绝对值的函数。对于在空间域中的主观加权量化的绝对再现误差，对代表值ri进行调节，使得平均绝对再现误差就空间域中的量化间隔而言对频域和空间域中的量化都是相同的。仅作为例子，如表1中示出的对于QP＝26的值r1、r2、r3、r4也示出在图6(b)中。作为经验法则，如果QP的值增加6，那么代表值水平ri会大约翻倍。量化器设计还可以采用视觉系统的其他特征。另外，量化器可以被用来生成特性不同于H.264/AVC量化器的量化误差。
空间域中量化采样的熵编码
根据本发明的一个方面，空间域中的熵编码可基于与频域中量化系数的方法相同的方法。对于H.264/AVC标准，两种优选的熵编码方法是CABAC和CAVLC。然而，根据本发明的该方面，代替在频域中对量化系数进行编码，使用上述方法对空间域中的量化采样进行编码。如上所述，可以改变扫描顺序，以提供与频域相同的数据简化。如上所提出的，空间域中的扫描可以用位于相同空间位置处的预测图像信号的梯度的量值加以控制。根据这个原则，按梯度递减的顺序排列要编码的采样，如已经结合图4(a)和4(b)说明的那样。也可以如上所述应用其他的扫描机构。另外，根据本发明的其他方面，分离码可被用于空间域，这些分离码意味着CABAC情形下的分离概率模型。编码和在CABAC情形下的概率模型的初始化可以从量化采样的统计中得出。在空间域中的上下文模型化(context modelling)可以与在频域中相同的方式完成。
侧信息的编码
结合图1描述的自适应控制装置产生与域有关的信息，其中，要对块进行编码。根据变换尺寸，块尺寸可以是4×4或8×8的画面元素。当然，根据本发明的不同方面，也可以应用独立于变换尺寸的其他块尺寸。根据本发明的一个方面，侧信息包括特定标记，其指示编码机制在编码期间是否已被自适应地改变。如果例如片的所有块都在频域中编码，则这可以用编码视频数据信号中的特定比特来指示。本发明的该方面也可以涉及宏块中的块，所述宏块中的块均可在两个域中或者仅在一个域中被编码。另外，根据本发明该方面的理念可以应用在宏块中，以及可在数据流中包括信息，指示是否宏块中的至少一个块在空间域中编码。相应地，标记Slice_FD_SD_coding_flag可以被用来指示是否当前片的所有块都在频域中编码，或者是否至少一个块在空间域中编码。该标记可以用单个比特编码。如果该片中的至少一个块在空间域中被编码，那么这可以由用于当前片的每个单独宏块的标记MB_FD_coding_flag来指示是否当前宏块的所有块都在频域中编码，或是否至少一个块在空间域中编码。该标记可以以顶侧和左侧相邻已编码块的标记为条件被编码。如果宏块中的最后一个在空间域中编码，这可以由该宏块的要编码的每个块的标记FD_or_SD_Flag来指示，如果当前块是在频域或是在空间域中编码。该标记可以以顶侧和左侧相邻已编码块的标记为条件被编码。替代地，所述侧信息还可以在预测信号或与运动矢量结合的预测误差信号的条件下被编码。
句法和语义
根据本发明的该方面，介绍一种示例性的句法和语义，其允许将本发明的方面并入H.264/AVC编码方案中。相应地，可在Slice_header中引入标记Slice_FD_SD_coding_Flag，如表2所示。标记MB_FD_SDcoding_flag可在每个macroblock_layer中发送，如表3所示。在residual_block_cabac中，如果向当前块提供频域编码或空间域编码，可用标记FD_or_SD_Flag表示，这在下面的表4中示出。在用于预测误差编码的其他视频编码算法中可以应用类似的方案。
表2
表3
表4
本发明提供了如下发明构思：
1.采用混合编码对视频信号进行编码的方法，包括：
通过基于块的运动补偿预测使时间冗余度降低，以便确立预测误差信号；
决定是将所述预测误差信号变换到频域中、还是使所述预测误差信号保持在空间域中，以进行编码。
2.根据发明构思1的方法，其中，决定的步骤基于代价函数。
3.根据发明构思1或2的方法，其中，所述代价函数包括在空间域中编码和在频域中编码的率失真代价。
4.根据发明构思3的方法，其中，所述率失真代价通过由拉格朗日参数对所需比率(R)以及所得的失真(D)进行加权来计算。
5.根据发明构思4的方法，其中，失真测量是均方量化误差或平均绝对量化误差。
6.根据前述发明构思中任一项的方法，其中，通过与频域中的系数相同的方法对空间域中的采样进行编码。
7.根据发明构思6的方法，其中，对所述系数的编码基于CABAC或CAVLC进行。
8.采用混合编码对视频信号进行编码的方法，其中，通过基于块的运动补偿预测使时间冗余度降低，所述方法包括：
在空间域中提供预测误差块内的预测误差信号的采样；
对预测误差块内的所述采样进行扫描，以提供特定顺序的采样阵列，其中，扫描方案从预测误差图像或预测图像得出。
9.根据发明构思8的方法，其中，所述扫描方案从预测图像的梯度得出。
10.根据发明构思8的方法，其中，所述扫描方案基于与参考块的预测误差图像结合的运动矢量。
11.根据发明构思8的方法，其中，所述扫描方案从预测图像的梯度和与运动矢量结合的参考块的预测误差图像的线性组合得出。
12.根据前述发明构思中任一项的方法，其中，针对空间域，采用用于CABAC的具有分别的概率的特定编码。
13.根据前述发明构思中任一项的方法，其中，针对空间域，采用用于CAVLC的特定编码。
14.根据前述发明构思中任一项的方法，包括在空间域中通过量化器进一步量化预测误差采样，所述量化器包括主观加权的误差最优化或均方量化误差最优化。
15.代表编码视频信号的数据信号，包括部分在空间域中编码、部分在频域中编码的预测误差信号的编码信息。
16.根据发明构思15的数据信号，包括与片、宏块或块被编码所在的域有关的信息，具体地包括片、宏块或块是在空间域中还是在频域中编码的信息。
17.根据发明构思16的数据信号，包括与用于片、宏块或块的编码分别有关的slice_fd_sd_coding_flag、mb_fd_coding_flag和/或fd_or_sd_flag信息。
18.采用混合编码对视频信号进行解码的方法，包括：
根据用于对视频信号数据进行编码的编码机制，在频域或空间域中对编码的视频数据有效地进行解码。
19.根据发明构思18的解码方法，其中，按一维阵列接收的预测误差信号采样的位置被分配到按二维排列的位置上，二维排列的位置基于先前接收到的预测误差信号或预测图像被确定。
20.采用混合编码对视频信号进行编码的编码器，包括：
用于通过基于块的运动补偿预测使时间冗余度降低以便确立预测误差信号的装置；和
用于决定是将预测误差信号变换到频域中、还是使该预测误差信号保持在空间域中的自适应控制装置。
21.采用混合编码对视频信号进行解码的解码器，包括自适应控制装置(201)，所述自适应控制装置(201)用于自适应地决定编码视频信号的输入流是代表空间域中的还是代表频域中的编码视频信号的预测误差信号。
22.根据发明构思21的解码器，还包括用于基于预测信号或预测误差信号或两者的线性组合来提供扫描顺序的扫描控制装置。

Claims (16)

1.一种使用混合编码来对视频信号进行编码的方法，包括：
通过基于块的运动补偿预测来减小时间冗余度以便建立预测误差信号；
决定是要将所述预测误差信号变换到频域中还是要将所述预测误差信号保持在空间域中来进行编码；
执行对被变换到频域中或者被保持在空间域中的所述预测误差信号的量化，
其中，通过与频域中的系数相同的方法来对空间域中的样本进行编码，其中，根据CABAC或CAVLC进行对所述系数的编码，并且
其中，标记被提供来指示当前片的所有块是否在频域中被编码，其中，如果并非所述片的所有块在频域中被编码，则另外的标记被提供用于所述片的所述块，所述另外的标记中的每一个指示所述片的所述块是在空间域中还是在频域中被编码。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，对于频域中的经量化的系数的编码和对于空间域中的经量化的样本的编码使用相同的上下文模型化。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，如下块尺寸对应于在选择频域中的编码的情况下执行的所述变换的尺寸：对于该块尺寸，所述方法在频域中的编码与空间域中的编码之间切换。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，如下块尺寸对应于在选择频域中的编码的情况下执行的所述变换的尺寸并且是4×4：对于该块尺寸，所述方法在频域中的编码与空间域中的编码之间切换。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，按块来提供预测误差样本，并且根据扫描顺序来扫描每个块的元素，并且所述扫描顺序取决于所述样本已被变换到频域中还是已被保持在空间域中。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，通过单个比特来对指示当前片的所有块是否在频域中被编码的标记进行编码。
7.一种使用混合解码来对视频信号进行解码的方法，包括：
接收包括编码视频数据的编码视频信号，所述编码视频数据包括编码频域数据和/或编码空间域数据；
对所接收到的编码视频数据进行解码；
执行对经解码的视频数据的逆量化；
如果所述视频数据在频域中被编码，则执行对所述视频数据的从频域到空间域中的逆变换，或者，如果所述视频数据在空间域中被编码，则跳过对所述视频数据的从频域到空间域中的逆变换，
其中，通过与频域中的系数相同的方法来对空间域中的样本进行解码，其中，根据CABAC或CAVLC进行对所述编码视频数据的解码，并且
其中，
从所述编码视频信号读取指示当前片的所有块是否在频域中被编码的标记，
取决于所述标记的值，对于所述片的所述块读取另外的标记，所述另外的标记中的每一个指示所述片的所述块是在空间域中还是在频域中被编码，并且
取决于所述标记和所述另外的标记的值，对当前片或它的块执行从频域到空间域的逆变换。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，对于频域中的经量化的系数的解码和对于空间域中的经量化的样本的解码使用相同的上下文模型化。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，如下块尺寸对应于在选择频域中的解码的情况下执行的所述逆变换的尺寸：对于该块尺寸，所述方法在频域中的解码与空间域中的解码之间切换。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，如下块尺寸对应于在选择频域中的解码的情况下执行的所述逆变换的尺寸并且是4×4：对于该块尺寸，所述方法在频域中的解码与空间域中的解码之间切换。
11.根据权利要求7所述的方法，其中，所述视频的被传送的预测误差样本或系数按扫描顺序来被接收，并且根据如下顺序来被重排列成多个块：所述顺序取决于所述样本已被变换到频域中还是已被保持在空间域中。
12.根据权利要求7所述的方法，其中，指示当前片的所有块是否在频域中被编码的标记被包含在单个比特中。
13.一种使用混合编码来对视频信号进行编码的编码器，包括：
用于通过基于块的运动补偿预测来减小时间冗余度以便建立预测误差信号的装置；
用于决定是要将所述预测误差信号变换到频域中还是要将所述预测误差信号保持在空间域中的自适应控制装置；
适于对被变换到频域中或者被保持在空间域中的所述预测误差信号进行编码的编码装置；以及
用于执行被变换到频域中或者被保持在空间域中的所述预测误差信号的量化的量化装置，
其中，通过与频域中的系数相同的方法来对空间域中的样本进行编码，其中，根据CABAC或CAVLC进行对所述系数的编码，并且
其中，标记被提供来指示当前片的所有块是否在频域中被编码，其中，如果并非所述片的所有块在频域中被编码，则另外的标记被提供用于所述片的所述块，所述另外的标记中的每一个指示所述片的所述块是在空间域中还是在频域中被编码。
14.根据权利要求13所述的编码器，适于执行根据权利要求2至6中的任一项所述的方法。
15.一种使用混合解码来对视频信号进行解码的解码器，包括：
被配置成接收通过使用混合编码来被编码的编码视频信号的接收装置，所述编码视频信号包括编码频域数据和/或编码空间域数据；
用于自适应地决定所接收到的编码视频数据表示所述编码视频信号在空间域中的还是在频域中的预测误差信号的自适应控制装置(201)；
用于执行对所接收到的视频信号数据的逆量化的逆量化装置，
其中，通过与频域中的系数相同的方法来对空间域中的样本进行解码，其中，根据CABAC或CAVLC进行对所述编码视频数据的解码，并且
其中，
从所述编码视频信号读取指示当前片的所有块是否在频域中被编码的标记，
取决于所述标记的值，对于所述片的所述块读取另外的标记，所述另外的标记中的每一个指示所述片的所述块是在空间域中还是在频域中被编码，并且
取决于所述标记和所述另外的标记的值，对当前片或它的块执行从频域到空间域的逆变换。
16.根据权利要求15所述的解码器，适于执行根据权利要求8至12中的任一项所述的方法。
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