CN104247420A - 转换系数译码 - Google Patents

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Abstract

本发明描述用于确定针对块的转换系数的扫描顺序的技术。所述技术可基于所述经确定扫描顺序来确定用于编码或解码用于所述转换系数的有效性语法元素的上下文。视频编码器可编码所述有效性语法元素，且视频解码器可基于所述经确定上下文来解码所述有效性语法元素。

Description

转换系数译码
相关申请案
本申请案主张以下临时申请案的权利：
2012年4月16日申请的美国临时申请案第61/625,039号，及
2012年7月2日申请的美国临时申请案第61/667,382号，所述临时申请案中的每一者的全部内容是以引用方式并入本文中。
技术领域
本发明是关于视频译码，且更特别地，是关于在视频译码中使用的用于译码与转换系数相关联的语法元素的技术。
背景技术
数字视频能力可并入到广泛范围的装置中，所述装置包括数字电视、数字直播系统、无线广播系统、个人数字助理(PDA)、膝上型或台式计算机、平板计算机、电子书阅读器、数字相机、数字记录装置、数字媒体播放器、视频游戏装置、视频游戏控制台、蜂窝或卫星无线电话、所谓“智能电话”、视频电话会议装置、视频流式处理装置及其类似者。数字视频装置实施根据视频译码标准而定义的视频压缩技术。数字视频装置可通过实施这些视频压缩技术来较有效率地传输、接收、编码、解码及/或存储数字视频信息。视频译码标准包括ITU-T H.261、ISO/IEC MPEG-1 Visual、ITU-T H.262或ISO/IECMPEG-2 Visual、ITU-T H.263、ISO/IEC MPEG-4 Visual及ITU-T H.264(也被称为ISO/IECMPEG-4 AVC)，包括其可缩放视频译码(SVC)及多视图视频译码(MVC)扩展。此外，高效率视频译码(HEVC)为正由ITU-T视频译码专家组(VCEG)及ISO/IEC动画专家组(MPEG)的视频译码联合合作小组开发的视频译码标准。
视频压缩技术执行空间(图片内)预测及/或时间(图片间)预测以缩减或移除为视频序列所固有的冗余。对于基于块的视频译码，可将视频切片(即，视频帧或视频帧的部分)分割成若干视频块，其也可被称作树块、译码单元(CU)及/或译码节点。图片的经帧内译码(I)切片中的视频块是使用关于所述同一图片中的相邻块中的参考样本的空间预测予以编码。图片的经帧间译码(P或B)切片中的视频块可使用关于所述同一图片中的相邻块中的参考样本的空间预测或关于其它参考图片中的参考样本的时间预测。图片可被称作帧，且参考图片可被称作参考帧。
空间或时间预测引起用于待译码块的预测性块。残余数据表示原始待译码块与预测性块之间的像素差。经帧间译码块是根据指向形成预测性块的参考样本块的运动矢量及指示经译码块与预测性块之间的差的残余数据予以编码。经帧内译码块是根据帧内译码模式及残余数据予以编码。出于进一步压缩起见，可将残余数据从像素域转换到转换域，从而引起残余转换系数，其接着可被量化。可扫描最初按二维阵列而排列的经量化转换系数以便产生转换系数的一维矢量，且可应用熵译码以实现甚至更多的压缩。
发明内容
大体上，本发明描述用于编码及解码表示与块的转换系数相关联的语法元素(例如，有效性标志)的数据的技术。在一些技术中，视频编码器及视频解码器各自确定待用于上下文自适应二进制算术译码(CABAC)的上下文。如更详细地所描述，所述视频编码器及所述视频解码器确定针对所述块的扫描顺序，且基于所述扫描顺序来确定所述上下文。在一些实例中，所述视频解码器确定对于两个或两个以上扫描顺序相同的上下文，及对于其它扫描顺序不同的上下文。相似地，在这些实例中，所述视频编码器确定对于所述两个或两个以上扫描顺序相同的上下文，及对于所述其它扫描顺序不同的上下文。
在一个实例中，本发明描述一种用于解码视频数据的方法。所述方法包含：从经译码位流接收块的转换系数的有效性标志；确定针对所述块的所述转换系数的扫描顺序；基于所述经确定扫描顺序来确定用于所述块的所述转换系数的所述有效性标志的上下文；及至少基于所述经确定上下文来上下文自适应二进制算术译码(CABAC)解码所述转换系数的所述有效性标志。
在另一实例中，本发明描述一种用于编码视频数据的方法。所述方法包含：确定针对块的转换系数的扫描顺序；基于所述经确定扫描顺序来确定用于所述块的所述转换系数的有效性标志的上下文；至少基于所述经确定上下文来上下文自适应二进制算术译码(CABAC)编码所述转换系数的所述有效性标志；及在经译码位流中发信所述经编码有效性标志。
在另一实例中，本发明描述一种用于译码视频数据的设备。所述设备包含视频译码器，所述视频译码器经配置以确定针对块的转换系数的扫描顺序、基于所述经确定扫描顺序来确定用于所述块的所述转换系数的有效性标志的上下文，及至少基于所述经确定上下文来上下文自适应二进制算术译码(CABAC)译码所述转换系数的所述有效性标志。
在另一实例中，本发明描述一种用于译码视频数据的设备。所述设备包含用于确定针对块的转换系数的扫描顺序的装置、用于基于所述经确定扫描顺序来确定用于所述块的所述转换系数的有效性标志的上下文的装置，及用于至少基于所述经确定上下文来上下文自适应二进制算术译码(CABAC)所述转换系数的所述有效性标志的装置。
在另一实例中，本发明描述一种计算机可读存储媒体。所述计算机可读存储媒体具有存储在其上的指令，所述指令在执行时使用于译码视频数据的设备的一或多个处理器确定针对块的转换系数的扫描顺序、基于所述经确定扫描顺序来确定用于所述块的所述转换系数的有效性标志的上下文，及至少基于所述经确定上下文来上下文自适应二进制算术译码(CABAC)译码所述转换系数的所述有效性标志。
在随附图式及以下描述中阐明一或多个实例的细节。从所述描述及所述图式且从权利要求书，其它特征、目标及优势将显而易见。
附图说明
图1A到1C为说明包括转换系数的块的扫描顺序的实例的概念图。
图2为说明转换系数到有效性语法元素的映射的概念图。
图3为说明可利用本发明所描述的技术的实例视频编码及解码系统的框图。
图4为说明可实施本发明所描述的技术的实例视频编码器的框图。
图5为说明可实施根据本发明的用于熵编码语法元素的技术的熵编码器的实例的框图。
图6为说明根据本发明的用于编码视频数据的实例进程的流程图。
图7为说明可实施本发明所描述的技术的实例视频解码器的框图。
图8为说明可实施根据本发明的用于解码语法元素的技术的熵解码器的实例的框图。
图9为说明根据本发明的解码视频数据的实例进程的流程图。
图10为说明取决于扫描顺序的最后有效系数的位置的概念图。
图11为说明代替原始水平扫描的对角扫描的使用的概念图。
图12为说明用于名义水平扫描的上下文邻域的概念图。
具体实施方式
视频编码器确定用于块的转换系数、使用上下文自适应二进制算术译码(CABAC)来编码指示转换系数的值的语法元素，且在位流中发信经编码语法元素。视频解码器接收包括指示转换系数的值的经编码语法元素的位流，且CABAC解码所述语法元素以确定用于块的转换系数。
视频编码器及视频解码器确定哪些上下文待分别用以执行CABAC编码及CABAC解码。在本发明所描述的技术中，视频编码器及视频解码器可基于转换系数的块的扫描顺序来确定哪些上下文待用以执行CABAC编码或CABAC解码。在一些实例中，视频编码器及视频解码器可基于块的大小、在块内的转换系数的位置及扫描顺序来确定哪些上下文待用以执行CABAC编码或CABAC解码。
在一些实例中，视频编码器及视频解码器可针对不同扫描顺序利用不同上下文(即，用于水平扫描的第一组上下文、用于垂直扫描的第二组上下文，及用于对角扫描的第三组上下文)。作为另一实例，如果转换系数块被垂直地或水平地扫描，那么视频编码器及视频解码器可针对这些扫描顺序两者利用相同上下文(例如，用于转换系数的特定位置)。
通过确定哪些上下文待用于CABAC编码或CABAC解码，本发明所描述的技术相比于其它技术可以实现较好视频压缩的方式采用转换系数的量值的统计行为。举例来说，可有可能使视频编码器及视频解码器基于转换系数的位置而不管扫描顺序来确定哪些上下文待用于CABAC编码或CABAC解码。然而，扫描顺序可对转换系数的排序有影响。
举例来说，转换系数块可为由视频编码器扫描以构造一维(1D)矢量的二维(2D)系数块，且视频编码器熵编码(使用CABAC)1D矢量中的转换系数的值。视频编码器将转换系数的值(例如，量值)放置在1D矢量中的顺序为扫描顺序的函数。视频编码器针对对角扫描放置转换系数的量值的顺序可不同于视频编码器针对垂直扫描放置转换系数的量值的顺序。
换言之，转换系数的量值的位置对于不同扫描顺序可不同。转换系数的量值的位置可对译码效率有影响。举例来说，在块中的最后有效系数的位置对于不同扫描顺序可不同。在这种状况下，最后有效系数的量值对于不同扫描顺序可不同。
因此，基于转换系数的位置而不管扫描顺序来确定上下文的这些其它技术未能适当地考虑针对特定位置中的转换系数的有效性统计可取决于扫描顺序而变化的可能性。在本发明所描述的技术中，视频编码器及视频解码器可确定针对块的扫描顺序，且基于经确定扫描顺序(且在一些实例中，也基于转换系数的位置且可能地基于块的大小)来确定上下文。如此，相比于不依赖于扫描顺序且仅依赖于用于确定将使用哪些上下文的位置的技术，视频编码器及视频解码器可较好地考虑用于确定将使用哪些上下文的有效性统计。
在视频译码的一些实例中，视频编码器及视频解码器可使用五个译码遍次以编码或解码块的转换系数，即，(1)有效性遍次、(2)大于1遍次、(3)大于2遍次、(4)正负号遍次，及(5)系数级别剩余遍次。然而，本发明的技术未必限于五遍次情境。一般而言，有效性译码是指产生语法元素以指示块内的系数中的任一者是否具有1或更大的绝对值。即，具有1或更大的绝对值的系数被视为“有效”。下文更详细地描述其它译码遍次。
在有效性遍次期间，视频编码器确定指示转换系数是否有效的语法元素。指示转换系数是否有效的语法元素在本文中被称作有效性语法元素。有效性语法元素的一个实例为有效性标志，其中有效性标志的值0指示系数不有效(即，转换系数的值为0)，且有效性标志的值1指示系数有效(即，转换系数的值为非零)。
为了执行有效性遍次，视频编码器扫描块或所述块的部分的转换系数(如果最后有效位置的位置被先前确定且发信到解码器)，且确定用于每一转换系数的有效性语法元素。存在扫描顺序的各种实例，诸如，水平扫描、垂直扫描及对角扫描。视频编码器CABAC编码有效性语法元素且在经译码位流中发信经编码有效性语法元素。在一些实例中，也可使用其它类型的扫描，诸如，Z形扫描、自适应扫描或部分自适应扫描。
为了将CABAC译码应用于语法元素，可将二进制化应用于语法元素以形成一系列一或多个位，其被称作“二进制”。此外，译码上下文可与语法元素的二进制相关联。译码上下文可识别译码二进制具有特定值的概率。举例来说，译码上下文可指示译码0值二进制(在这种情况下，表示“最可能符号”的实例)的0.7概率，及译码1值二进制的0.3概率。在识别译码上下文之后，可基于所述上下文来算术上译码二进制。在一些状况下，与特定语法元素或其二进制相关联的上下文可取决于其它语法元素或译码参数。
在本发明所描述的技术中，视频编码器可基于扫描顺序来确定哪些上下文待用于CABAC编码。视频编码器可使用每扫描顺序类型一组上下文。举例来说，如果块为4×4块，那么存在十六个系数。在这个实例中，视频编码器可针对每一扫描利用十六个上下文，从而引起总共四十八个上下文(即，用于水平扫描的十六个上下文、用于垂直扫描的十六个上下文，及用于对角扫描的十六个上下文，总共四十八个上下文)。对于8×8块同样如此，但具有总共192个上下文(即，用于水平扫描的六十四个上下文、用于垂直扫描的六十四个上下文，及用于对角扫描的六十四个上下文，总共192个上下文)。然而，四十八或192个上下文的实例是仅出于说明的目的而被提供。可有可能的是，用于每一块的上下文的数目为块大小的函数。
视频解码器接收经译码位流(例如，直接地或经由存储经译码位流的存储媒体而从视频编码器接收)，且执行与视频编码器执行的功能互反的功能以确定转换系数的值。举例来说，视频解码器实施有效性遍次以基于经接收位流中的有效性语法元素来确定哪些转换系数有效。
在本发明所描述的技术中，视频解码器可确定块的转换系数的扫描顺序(例如，转换系数被扫描的扫描顺序)。视频解码器可基于扫描顺序来确定哪些上下文待用于CABAC解码有效性语法元素(例如，用于4×4块的四十八个上下文中的十六个，或用于8×8块的192个上下文中的六十四个)。如此，视频解码器可选择与由视频编码器选择用于CABAC编码的上下文相同的用于CABAC解码的上下文。视频解码器基于经确定上下文来CABAC解码有效性语法元素。
在以上实例中，视频编码器及视频解码器基于扫描顺序来确定上下文，其中上下文对于不同扫描顺序不同，从而引起总共四十八个上下文用于4×4块及192个上下文用于8×8块。然而，本发明所描述的技术在这个方面不受到限制。替代地，在一些实例中，视频编码器及视频解码器使用的上下文对于多个(即，两个或两个以上)扫描顺序可为相同上下文以允许取决于扫描顺序类型的上下文共享。
作为一个实例，视频编码器及视频解码器可确定在扫描顺序为水平扫描时或在扫描顺序为垂直扫描时相同的上下文。换言之，对于在块内的转换系数的特定位置，上下文在扫描顺序为水平扫描时或在扫描顺序为垂直扫描时相同。视频编码器及视频解码器可针对对角扫描利用不同上下文。在这个实例中，用于4×4块的上下文的数目从四十八个上下文缩减到三十二个上下文，且用于8×8块的上下文的数目从192个上下文缩减到128个上下文，这是因为用于水平扫描及垂直扫描的上下文相同，且存在用于对角扫描的不同上下文。
作为另一实例，可有可能使视频编码器及视频解码器针对所有扫描顺序类型使用相同上下文，这种情形对于4×4块将上下文缩减到十六个且对于8×8块将上下文缩减到六十四个。然而，针对所有扫描顺序类型使用相同上下文可为块大小的函数。举例来说，对于某些块大小，可有可能针对所有扫描顺序使用相同上下文，且对于某些其它块大小，上下文对于不同扫描顺序可不同，或扫描顺序中的两者或两者以上可共享上下文。
举例来说，对于8×8块，用于水平扫描及垂直扫描的上下文可相同(例如，对于特定位置)，且对于对角扫描可不同。对于4×4、16×16及32×32块，上下文对于不同扫描顺序可不同。此外，在依赖于位置的一些其它技术中，用于2D块及1D块的上下文可不同。在本发明所描述的技术中，当针对所有扫描顺序共享上下文时，用于2D块或1D块的上下文可相同。
在一些实例中，除了利用扫描顺序以确定上下文以外，视频编码器及视频解码器也可考虑块的大小。举例来说，在以上实例中，块的大小指示所有扫描顺序是否共享上下文。在一些实例中，视频编码器及视频解码器可基于块的大小及扫描顺序来确定将使用哪些上下文。在这些实例中，本发明所描述的技术可允许上下文共享。举例来说，对于具有第一大小的块，视频编码器及视频解码器可确定在水平地扫描第一大小的块时或在垂直地扫描第一大小的块时相同的上下文。对于具有第二大小的块，视频编码器及视频解码器可确定在水平地扫描第二大小的块时或在垂直地扫描第二大小的块时相同的上下文。
可存在对这些技术的其它变化。举例来说，对于某些大小的块(例如，16×16或32×32)，视频编码器及视频解码器确定针对所有扫描顺序用于CABAC编码或CABAC解码的第一组上下文。对于某些大小的块(例如，8×8)，视频编码器及视频解码器确定针对对角扫描用于CABAC编码或CABAC解码的第二组上下文，及针对水平扫描及垂直扫描两者用于CABAC编码或CABAC解码的第三组上下文。对于某些大小的块(例如，4×4)，视频编码器及视频解码器确定针对对角扫描、水平扫描及垂直扫描用于CABAC编码或CABAC解码的第四组上下文。
在一些状况下，基于扫描顺序来确定上下文的实例可有关于帧内译码模式。举例来说，转换系数可为来自帧内译码的结果，且本发明所描述的技术可适用于这些转换系数。然而，本发明所描述的技术不受到如此限制，且可适用于帧间译码或帧内译码。
图1A到1C为说明包括转换系数的块的扫描顺序的实例的概念图。包括转换系数的块可被称作转换块(TB)。转换块可为转换单元的块。举例来说，转换单元包括三个转换块及对应语法元素。转换单元可为具有三个样本阵列的图片的大小8×8、16×16或32×32的亮度样本的转换块或大小4×4的亮度样本的四个转换块、色度样本的两个对应转换块，或单色图片或使用分离彩色平面及用以转换所述转换块样本的语法结构予以译码的图片的大小8×8、16×16或32×32的亮度样本的转换块或大小4×4的亮度样本的四个转换块。
图1A说明包括转换系数12A到12P(被共同地称作“转换系数12”)的4×4块10(例如，TB 10)的水平扫描。举例来说，水平扫描开始于转换系数12P且结束于转换系数12A，且水平地前进通过所述转换系数。
图1B说明包括转换系数16A到16P(被共同地称作“转换系数16”)的4×4块14(例如，TB 14)的垂直扫描。举例来说，垂直扫描开始于转换系数16P且结束于转换系数16A，且垂直地前进通过所述转换系数。
图1C说明包括转换系数20A到20P(被共同地称作“转换系数20”)的4×4块18(例如，TB 18)的对角扫描。举例来说，对角扫描开始于转换系数20P且结束于转换系数20A，且对角地前进通过所述转换系数。
应理解，虽然图1A到1C说明开始于最后转换系数且结束于第一转换系数，但本发明的技术不受到如此限制。在一些实例中，视频编码器可确定块中的最后有效系数(例如，具有非零值的最后转换系数)的位置。视频编码器可开始于最后有效系数且结束于第一转换系数进行扫描。视频编码器可在经译码位流中发信最后有效系数的位置(即，最后有效系数的x及y坐标)，且视频解码器可从经译码位流接收最后有效系数的位置。如此，视频解码器可确定用于转换系数的后续语法元素(例如，有效性语法元素)用于开始于最后有效系数且结束于第一转换系数的转换系数。
虽然图1A到1C被说明为4×4块，但本发明所描述的技术不受到如此限制，且所述技术可扩展到其它大小的块。此外，在一些状况下，4×4块10、14及18中的一或多者可为较大块的子块。举例来说，可将8×8块划分成四个4×4子块，可将16×16块划分成十六个4×4子块等等，且4×4块10、14及18中的一或多者可为8×8块或16×16块的子块。子块水平及垂直扫描的实例被描述于以下各者中：(1)Rosewarne，C.、Maeda，M.的“Non-CE 11：Harmonisation of 8x8 TU residual scan”，JCT-VC ContributionJCTVC-H0145；(2)Yu，Y.、Panusopone，K.、Lou，J.、Wang，L.的“Adaptive Scan for LargeBlocks for HEVC”，JCT-VC Contribution JCTVC-F569；及(3)2012年7月17日申请的美国专利申请案第13/551,458号，其中的每一者是据此以引用方式并入。
转换系数12、16及20表示在正被预测的块与另一块之间的经转换残余值。视频编码器产生指示转换系数12、16及20的值为零还是非零的有效性语法元素、编码所述有效性语法元素，且在经译码位流中发信所述经编码有效性语法元素。作为确定转换系数12、16及20的进程的部分，视频解码器接收经译码位流且解码有效性语法元素。
对于编码及解码，视频编码器及视频解码器确定待用于上下文自适应二进制算术译码(CABAC)编码及解码的上下文。在本发明所描述的技术中，为了确定用于转换系数12、16及20的有效性语法元素的上下文，视频编码器及视频解码器考虑扫描顺序。
举例来说，如果视频编码器及视频解码器确定扫描顺序为水平扫描，那么视频编码器及视频解码器可确定用于TU 10的十六个转换系数12的第一组上下文。如果视频编码器及视频解码器确定扫描顺序为垂直扫描，那么视频编码器及视频解码器可确定用于TU 14的十六个转换系数16的第二组上下文。如果视频编码器及视频解码器确定扫描顺序为对角扫描，那么视频编码器及视频解码器可确定用于TU 18的十六个转换系数20的第三组上下文。
在这个实例中，在假设无上下文共享的情况下，对于4×4块10、14及18存在总共四十八个上下文(即，用于三个扫描顺序中的每一者的十六个上下文)。在假设无上下文共享的情况下，如果块10、14及18为8×8大小的块，那么对于三个8×8大小的块中的每一者将存在六十四个上下文，总共192个上下文(即，用于三个扫描顺序中的每一者的六十四个上下文)。
如更详细地所描述，在一些实例中，可有可能使两个或两个以上扫描顺序共享上下文。举例来说，第一组上下文、第二组上下文及第三组上下文中的两者或两者以上可为同一组上下文。举例来说，用于水平扫描的第一组上下文可与用于垂直扫描的第二组上下文相同。在一些状况下，第一上下文、第二上下文及第三上下文可为同一组上下文。
在以上实例中，视频编码器及视频解码器基于扫描顺序而从第一组上下文、第二组上下文及第三组上下文确定待用于CABAC编码及解码的上下文。在一些实例中，视频编码器及视频解码器基于扫描顺序及块的大小来确定哪些上下文待用于CABAC编码及解码。
举例来说，如果块为8×8，那么视频编码器及视频解码器基于扫描顺序而从第四组上下文、第五组上下文及第六组上下文确定上下文(用于每一扫描顺序的一组上下文)。如果块为16×16，那么视频编码器及视频解码器基于扫描顺序而从第七组上下文、第八组上下文及第九组上下文确定上下文(用于每一扫描顺序的一组上下文)，等等。相似于上文，在一些实例中，可存在针对不同大小的块的上下文共享。
可存在以上实例技术的变体。举例来说，在一种状况下，对于特定大小的块(例如，4×4)，视频编码器及视频解码器确定对于所有扫描顺序相同的上下文，但对于8×8大小的块，视频编码器及视频确定对于水平扫描及垂直扫描相同的上下文(例如，对于特定位置中的转换系数)，及用于对角扫描不同的上下文。作为另一实例，对于较大大小的块(例如，16×16及32×32)，视频编码器及视频解码器可确定对于所有扫描顺序且对于两个大小相同的上下文。在一些实例中，对于16×16及32×32块，可不应用水平及垂直扫描。其它此类排列及组合是可能的，且由本发明预料。
基于扫描顺序来确定哪些上下文待用于CABAC编码及解码可较好地考虑转换系数的量值。举例来说，扫描顺序定义转换系数的排列。作为一个实例，第一转换系数(被称作DC系数)的量值通常最高。第二转换系数的量值为次最高(平均起来，但未必)，等等。然而，第二转换系数的位置是基于扫描顺序。举例来说，在图1A中，第二转换系数为紧接地在第一转换系数右边(即，紧接地在转换系数12A右边)的转换系数。然而，在图1B及1C中，第二转换系数为紧接地在第一转换系数下方(即，在图1B中紧接地在转换系数16A下方，且在图1C中紧接地在转换系数20A下方)的转换系数。
如此，针对特定扫描位置中的转换系数的有效性统计可取决于扫描顺序而变化。举例来说，在图1A中，对于水平扫描，第一行中的最后转换系数相比于图1B的垂直扫描或图1C的对角扫描中的同一转换系数可具有高得多的量值(平均起来)。
通过基于扫描顺序来确定将使用哪些上下文，相比于不考虑扫描顺序的其它技术，视频编码器及视频解码器可经配置以较好地CABAC编码或CABAC解码。举例来说，可有可能的是，用于4×4及8×8块的有效性语法元素(例如，有效性标志)的编码及解码是基于位置。举例来说，存在用于4×4块中的每一位置的分离上下文，及用于8×8块的每一2×2子块的分离上下文。
然而，在这种状况下，上下文是基于转换系数的位置，而不管实际扫描顺序(即，用于4×4及8×8块的基于位置的上下文不区分各种扫描)。举例来说，用于位于块中(i，j)处的转换系数的上下文对于水平、垂直及对角扫描相同。如上文所描述，扫描顺序可对针对转换系数的有效性统计有影响，且本发明所描述的技术可基于扫描顺序来确定上下文以考虑有效性统计。
如上文所描述，在一些实例中，视频编码器及视频解码器可确定对于两个或两个以上扫描顺序相同的上下文。可存在视频编码器及视频解码器可针对转换系数的特定位置确定对于两个或两个以上扫描顺序相同的上下文的各种方式。作为一个实例，水平及垂直扫描顺序通过在水平扫描与垂直扫描的块的转置之间共享上下文而针对特定块大小共享上下文。举例来说，视频编码器及视频解码器可针对特定块大小确定用于水平扫描的转换系数(i，j)及用于垂直扫描的转换系数(j，i)的相同上下文。
这种情况为特定位置处的转换系数针对不同扫描顺序共享上下文的一个实例。举例来说，对于水平扫描用于位置(i，j)处的转换系数的上下文及对于垂直扫描用于位置(j，i)处的转换系数的上下文可为同一上下文。在一些实例中，上下文的共享可适用于转换系数的8×8大小的块。此外，在一些实例中，如果扫描顺序不水平或垂直(例如，对角)，那么用于位置(i，j)及/或(j，i)的上下文可与用于水平及垂直扫描的共享上下文不同。
然而，本发明所描述的技术不受到如此限制，且不应被视为限于针对特定块大小用于水平扫描的转换系数(i，j)及用于垂直扫描的转换系数(j，i)的上下文相同的实例。下文为用于特定位置处的转换系数的上下文针对不同扫描顺序被共享的另一实例方式。
举例来说，对于水平扫描用于块的第四(最后)行的上下文可与对于垂直扫描用于块的第四(最后)列的上下文相同，对于水平扫描用于块的第三行的上下文可与对于垂直扫描用于块的第三列的上下文相同，对于水平扫描用于块的第二行的上下文可与对于垂直扫描用于块的第二列的上下文相同，且对于水平扫描用于块的第一行的上下文可与对于垂直扫描用于块的第一列的上下文相同。其可应用于8×8块。可存在使视频编码器及视频解码器确定对于扫描顺序中的两者或两者以上相同的上下文的其它实例方式。
在一些实例中，可有可能使上下文在不同块大小之间被共享(例如，在4×4块与8×8块之间被共享)。作为实例，用于4×4块中的转换系数(1，1)的上下文与用于8×8块中的转换系数(2，2)、(2，3)、(3，2)及(3，3)的上下文可相同，且在一些实例中，对于特定扫描顺序可相同。
图2为说明转换系数到有效性语法元素的映射的概念图。举例来说，图2的左侧说明转换系数值，且图2的右侧说明对应有效性语法元素。对于值为非零的所有转换系数，存在具有值1的对应有效性语法元素(例如，有效性标志)。对于值为0的所有转换系数，存在具有值0的对应有效性语法元素(例如，有效性标志)。在本发明所描述的实例中，视频编码器及视频解码器经配置以通过基于扫描顺序且在一些实例中也基于转换系数的位置及块的大小来确定上下文而CABAC编码及CABAC解码图2所说明的实例有效性语法元素。
图3为说明可经配置以利用本发明所描述的技术来指派上下文的实例视频编码及解码系统22的框图。如图3所示，系统22包括源装置24，其产生待在稍后时间由目的地装置26解码的经编码视频数据。源装置24及目的地装置26可包含广泛范围的装置中的任一者，包括台式计算机、笔记本(例如，膝上型)计算机、平板计算机、机顶盒、诸如所谓“智能”电话的电话手机、所谓“智能”板、电视、相机、显示装置、数字媒体播放器、视频游戏控制台、视频流式处理装置或其类似者。在一些状况下，源装置24及目的地装置26可经装备用于无线通信。
目的地装置26可经由链路28而接收待解码的经编码视频数据。链路28可包含能够将经编码视频数据从源装置24移动到目的地装置26的任何类型的媒体或装置。在一个实例中，链路28可包含通信媒体以使源装置24能够实时地将经编码视频数据直接地传输到目的地装置26。经编码视频数据可根据诸如无线通信协议的通信标准予以调制，且传输到目的地装置26。通信媒体可包含任何无线或有线通信媒体，诸如，射频(RF)频谱或一或多个物理传输线。通信媒体可形成基于数据包的网络的部分，诸如，局域网、广域网，或诸如因特网的全局网络。通信媒体可包括路由器、交换机、基站，或可有用于促进从源装置24到目的地装置26的通信的任何其它设备。
替代地，经编码数据可从输出接口34输出到存储装置38。相似地，经编码数据可由输入接口40从存储装置38访问。存储装置38可包括多种分布式或本地访问式数据存储媒体中的任一者，诸如，硬盘、蓝光光盘、DVD、CD-ROM、闪速存储器、易失性或非易失性存储器，或用于存储经编码视频数据的任何其它合适数字存储媒体。在另外实例中，存储装置38可对应于可保持由源装置24产生的经编码视频的文件服务器或另一中间存储装置。目的地装置26可经由流式处理或下载而从存储装置38访问经存储视频数据。文件服务器可为能够存储经编码视频数据且将那个经编码视频数据传输到目的地装置26的任何类型的服务器。实例文件服务器包括web服务器(例如，用于网站)、FTP服务器、网络连接存储(NAS)装置或本地磁盘驱动器。目的地装置26可经由包括因特网连接的任何标准数据连接而访问经编码视频数据。这种连接可包括适合于访问存储在文件服务器上的经编码视频数据的无线信道(例如，Wi-Fi连接)、有线连接(例如，DSL、电缆调制解调器，等等)或这两者的组合。经编码视频数据从存储装置38的传输可为流式处理传输、下载传输或这两者的组合。
本发明的技术未必限于无线应用或环境。所述技术可应用于视频译码以支持多种多媒体应用中的任一者，诸如，空中电视广播、有线电视传输、卫星电视传输、流式处理视频传输(例如，经由因特网)、供存储在数据存储媒体上的数字视频的编码、存储在数据存储媒体上的数字视频的解码，或其它应用。在一些实例中，系统22可经配置以支持单向或双向视频传输以支持诸如视频流式处理、视频播放、视频广播及/或视频电话的应用。
在图3的实例中，源装置24包括视频源30、视频编码器32及输出接口34。在一些状况下，输出接口34可包括调制器/解调器(调制解调器)及/或传输器。在源装置24中，视频源30可包括诸如视频捕获装置(例如，视频相机)、含有先前经捕获视频的视频存档、用以从视频内容提供者接收视频的视频馈送接口及/或用于产生计算机图形数据作为源视频的计算机图形系统的源，或这些源的组合。作为一个实例，如果视频源30为视频相机，那么源装置24及目的地装置26可形成所谓相机电话或视频电话。然而，本发明所描述的技术大体上可适用于视频译码，且可应用于无线及/或有线应用。
经捕获、经预捕获或经计算机产生视频可由视频编码器32编码。经编码视频数据可经由源装置24的输出接口34而直接地传输到目的地装置26。经编码视频数据也(替代地)可存储到存储装置38上以供目的地装置26或其它装置稍后访问，以用于解码及/或播放。
目的地装置26包括输入接口40、视频解码器42及显示装置44。在一些状况下，输入接口40可包括接收器及/或调制解调器。目的地装置26的输入接口40经由链路28而接收经编码视频数据。经由链路28而传达或提供在存储装置38上的经编码视频数据可包括由视频编码器32产生的多种语法元素以供诸如视频解码器42的视频解码器在解码所述视频数据时使用。这些语法元素可与传输在通信媒体上、存储在存储媒体上或存储在文件服务器上的经编码视频数据一起被包括。
显示装置44可与目的地装置26整合或在目的地装置26外部。在一些实例中，目的地装置26可包括整合式显示装置，且也可经配置以与外部显示装置界接。在其它实例中，目的地装置26可为显示装置。一般而言，显示装置44向用户显示经解码视频数据，且可包含多种显示装置中的任一者，诸如，液晶显示器(LCD)、等离子显示器、有机发光二极管(OLED)显示器或另一类型的显示装置。
视频编码器32及视频解码器42可根据诸如ITU-T H.264标准(替代地被称作MPEG-4第10部分高级视频译码(AVC))或这些标准的扩展的视频压缩标准而操作。替代地，视频编码器32及视频解码器42可根据诸如高效率视频译码(HEVC)标准的其它专有或工业标准而操作，且可符合HEVC测试模型(HM)。然而，本发明的技术不限于任何特定译码标准。视频压缩标准的其它实例包括MPEG-2及ITU-T H.263。
虽然图3中未图示，但在一些方面中，视频编码器32及视频解码器42各自可与音频编码器及解码器整合，且可包括适当MUX-DEMUX单元或其它硬件及软件，以处置公共数据流或分离数据流中的音频及视频两者的编码。在一些实例中，适用时，MUX-DEMUX单元可符合ITU H.223多路复用器协议，或诸如用户数据报协议(UDP)的其它协议。
视频编码器32及视频解码器42各自可被实施为多种合适编码器电路中的任一者，诸如，一或多个微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、离散逻辑、软件、硬件、固件或其任何组合。当所述技术是部分地以软件予以实施时，装置可将用于所述软件的指令存储在合适计算机可读存储媒体中，且使用一或多个处理器以硬件来执行所述指令以执行本发明的技术。视频编码器32及视频解码器42中的每一者可包括在一或多个编码器或解码器中，所述一或多个编码器或解码器中的任一者可在相应装置中被整合为组合式编码器/解码器(CODEC)的部分。举例来说，包括视频解码器42的装置可为微处理器、集成电路(IC)，或包括视频解码器42的无线通信装置。
JCT-VC正致力于开发HEVC标准。HEVC标准化努力是基于被称作HEVC测试模型(HM)的视频译码装置的演进模型。HM推测视频译码装置相对于根据(例如)ITU-TH.264/AVC的现有装置的若干额外能力。举例来说，H.264提供九个帧内预测编码模式，而HM可提供多达三十五个帧内预测编码模式。
一般而言，HM的工作模型描述视频帧或图片可划分成包括亮度样本及色度样本两者的一连串树块或最大译码单元(LCU)。树块具有与H.264标准的宏块相似的目的。切片包括按译码顺序的许多连续树块。视频帧或图片可分割成一或多个切片。每一树块可根据四叉树而拆分成若干译码单元(CU)。举例来说，作为四叉树的根节点，树块可拆分成四个子节点，且每一子节点又可为父节点且拆分成另四个子节点。作为四叉树的叶节点，最终未拆分子节点包含译码节点，即，经译码视频块。与经译码位流相关联的语法数据可定义树块可被拆分的最大次数，且也可定义译码节点的最小大小。
CU包括译码节点以及与译码节点相关联的预测单元(PU)及转换单元(TU)。如上文所描述，转换单元包括一或多个转换块，且本发明所描述的技术是关于基于扫描顺序且在一些实例中基于扫描顺序及转换块的大小来确定用于转换块的转换系数的有效性语法元素的上下文。CU的大小对应于译码节点的大小且必须为正方形形状。CU的大小的范围可为从8×8像素直到具有64×64像素或更大的最大值的树块的大小。每一CU可含有一或多个PU及一或多个TU。举例来说，与CU相关联的语法元素可描述将CU分割成一或多个PU。分割模式在CU被跳过或直接模式编码、帧内预测模式编码还是帧间预测模式编码之间可不同。PU可分割为非正方形形状。举例来说，与CU相关联的语法元素也可描述根据四叉树而将CU分割成一或多个TU。
TU可为正方形或非正方形形状。此外，TU包括一或多个转换块(TB)(例如，一个TB用于亮度样本，一个TB用于第一色度样本，且一个TB用于第二色度样本)。在这种意义上，TU可概念上被视为包括这些TB，且这些TB可为正方形或非正方形形状。举例来说，在本发明中，术语TU用以一般地是指TB，且本发明所描述的实例技术是关于TB予以描述。
HEVC标准允许根据TU的转换，其对于不同CU可不同。TU通常是基于在针对经分割LCU定义的给定CU内的PU的大小予以定大小，但可不总是为这种状况。TU通常为相同大小或小于PU。在一些实例中，可使用被称为“残余四叉树”(RQT)的四叉树结构而将对应于CU的残余样本再分成较小单元。RQT的叶节点可被称作转换单元(TU)。与TU相关联的像素差值可经转换以产生可被量化的转换系数。
一般而言，PU包括与预测进程有关的数据。举例来说，当PU被帧内模式编码(帧内预测编码)时，PU可包括描述用于PU的帧内预测模式的数据。作为另一实例，当PU被帧间模式编码(帧间预测编码)时，PU可包括定义用于PU的运动矢量的数据。举例来说，定义用于PU的运动矢量的数据可描述运动矢量的水平分量、运动矢量的垂直分量、用于运动矢量的分辨率(例如，四分之一像素精确度或八分之一像素精确度)、运动矢量所指向的参考图片，及/或用于运动矢量的参考图片列表(例如，列表0(L0)或列表1(L1))。
一般而言，TU用于转换及量化进程。具有一或多个PU的给定CU也可包括一或多个转换单元(TU)。TU包括一或多个转换块(TB)。图1A到1C的块10、14及18分别为TB的实例。在预测之后，视频编码器32可计算对应于PU的残余值。残余值包含可使用TB而转换成转换系数、量化及扫描以产生用于熵译码的系列化转换系数的像素差值。本发明通常使用术语“视频块”以指CU的译码模式。在一些特定状况下，本发明也可使用术语“视频块”以指树块，即，LCU或CU，其包括译码节点及PU。术语“视频块”也可指TU的转换块。
举例来说，对于根据当前在开发中的高效率视频译码(HEVC)标准的视频译码，视频图片可分割成若干译码单元(CU)、预测单元(PU)及转换单元(TU)。CU通常是指充当出于视频压缩而被应用各种译码工具的基本单元的图像区域。CU通常具有正方形几何形状，且可被视为相似于在诸如ITU-T H.264的其它视频译码标准下的所谓“宏块”。
为了实现较好译码效率，CU可取决于其所含有的视频数据而具有可变大小。即，CU可分割或“拆分”成若干较小块或子CU，所述较小块或子CU中的每一者也可被称作CU。此外，未拆分成子CU的每一CU可出于所述CU的预测及转换的目的而分别进一步分割成一或多个PU及TU。
PU可被视为相似于在诸如H.264的其它视频译码标准下的块的所谓分区。PU为供执行针对块的预测以产生“残余系数”的基础。CU的残余系数表示CU的视频数据与使用CU的一或多个PU而确定的用于CU的经预测数据之间的差。特别地，所述一或多个PU指定如何出于预测的目的而分割CU；及使用哪一预测模式以预测CU的每一分区内含有的视频数据。
CU的一或多个TU指定CU的残余系数块的分区，基于所述分区，将转换应用于所述块以产生用于CU的残余转换系数块。所述一或多个TU也可与所应用的转换类型相关联。所述转换将残余系数从像素或空间域变换到诸如频域的转换域。此外，所述一或多个TU可指定将量化应用于所得残余转换系数块以产生经量化残余转换系数块所基于的参数。残余转换系数可经量化以可能地缩减用以表示所述系数的数据的量。
CU通常包括一个亮度分量(被表示为Y)及两个色度分量(被表示为U及V)。换言之，未进一步拆分成子CU的给定CU可包括Y、U及V分量，所述分量中的每一者可出于所述CU的预测及转换的目的而进一步分割成一或多个PU及TU，如先前所描述。举例来说，取决于视频采样格式，在样本的数目方面，U及V分量的大小可与Y分量的大小相同或不同。因而，可针对给定CU的Y、U及V分量中的每一者执行上文参考预测、转换及量化而描述的技术。
为了编码CU，首先基于CU的一或多个PU来导出用于CU的一或多个预测值。预测值为含有用于CU的经预测数据的参考块，且是基于用于CU的对应PU而导出，如先前所描述。举例来说，PU指示经预测数据将被确定的CU的分区，及用以确定经预测数据的预测模式。预测值可经由帧内(I)预测(即，空间预测)或帧间(P或B)预测(即，时间预测)模式而导出。因此，一些CU可使用关于同一帧中的相邻参考块或CU的空间预测予以帧内译码(I)，而其它CU可关于其它帧中的参考块或CU予以帧间译码(P或B)。
在基于CU的一或多个PU来识别一或多个预测值后，就计算对应于一或多个PU的CU的原始视频数据与一或多个预测值中含有的用于CU的经预测数据之间的差。也被称作预测残差的这个差包含残余系数且是指由一或多个PU指定的CU的部分与一或多个预测值之间的像素差，如先前所描述。残余系数通常是以对应于CU的一或多个PU的二维(2-D)阵列而排列。
为了实现进一步压缩，通常转换预测残差，例如，使用离散余弦转换(DCT)、整数转换、卡忽南-拉维(K-L)转换或另一转换。所述转换将空间域中的预测残差(即，残余系数)变换到转换域(例如，频域)中的残余转换系数，也如先前所描述。在一些时候，跳过所述转换，即，不将转换应用于预测残差。转换跳过系数也被称作转换系数。转换系数(包括转换跳过系数)通常也是以对应于CU的一或多个TU的2-D阵列而排列。出于进一步压缩起见，可量化残余转换系数以可能地缩减用以表示所述系数的数据的量，也如先前所描述。
为了实现更进一步压缩，熵译码器随后使用上下文自适应可变长度译码(CAVLC)、上下文自适应二进制算术译码(CABAC)、概率区间分割熵译码(PIPE)或另一熵译码方法来编码所得残余转换系数。熵译码可通过缩减或移除为CU的视频数据所固有的相对于其它CU的统计冗余(由系数表示)来实现这种进一步压缩。
视频序列通常包括一系列视频帧或图片。图片群(GOP)通常包含所述视频图片中的一系列一或多个视频图片。GOP可在GOP的标头中、在图片中的一或多者的标头中或在别处包括语法数据，所述语法数据描述包括在GOP中的图片的数目。图片的每一切片可包括描述用于相应切片的编码模式的切片语法数据。视频编码器32通常对个别视频切片内的视频块进行操作以便编码视频数据。视频块可对应于CU内的译码节点(例如，转换系数的转换块)。视频块可具有固定或变化大小，且其大小可根据指定译码标准而不同。
作为实例，HM支持以各种PU大小的预测。假设特定CU的大小为2N×2N，那么HM支持以2N×2N或N×N的PU大小的帧内预测及以2N×2N、2N×N、N×2N或N×N的对称PU大小的帧间预测。HM也支持用于以2N×nU、2N×nD、nL×2N及nR×2N的PU大小的帧间预测的不对称分割。在不对称分割中，CU的一个方向未分割，而另一方向分割成25％及75％。对应于25％分区的CU的部分是由“n”后面跟着“上”、“下”、“左”或“右”的指示进行指示。因此，举例来说，“2N×nU”是指被水平地分割的2N×2N CU，其中2N×0.5N PU是在顶部上且2N×1.5N PU是在底部上。
在本发明中，“N×N”与“N乘N”可互换式地用以指在垂直及水平维度方面的视频块的像素尺寸，例如，16×16像素或16乘16像素。一般而言，16×16块将在垂直方向上具有16个像素(y＝16)且在水平方向上具有16个像素(x＝16)。同样地，N×N块通常在垂直方向上具有N个像素且在水平方向上具有N个像素，其中N表示非负整数值。块中的像素可以行及列而排列。此外，块未必需要在水平方向上与在垂直方向上具有相同数目个像素。举例来说，块可包含N×M像素，其中M未必等于N。
在使用CU的PU的帧内预测性或帧间预测性编码之后，视频编码器32可计算用于CU的TU的残余数据。在将转换(例如，离散余弦转换(DCT)、整数转换、小波转换、跳过转换或概念上相似转换)应用于残余视频数据之后，PU可包含在空间域(也被称作像素域)中的像素数据且TU可包含在转换域中的系数。残余数据可对应于未经编码图片的像素与对应于PU的预测值之间的像素差。视频编码器32可形成包括用于CU的残余数据的TU，且接着转换TU以产生用于CU的转换系数。
在用以产生转换系数的任何转换之后，视频编码器32可执行转换系数的量化。量化通常是指转换系数经量化以可能地缩减用以表示所述系数的数据的量而提供进一步压缩的进程。量化进程可缩减与所述系数中的一些或全部相关联的位深度。举例来说，可在量化期间将n位值降值舍入到m位值，其中n大于m。
在一些实例中，视频编码器32可利用预定义扫描顺序(例如，水平、垂直或对角)以扫描经量化转换系数以产生可被熵编码的系列化矢量。在一些实例中，视频编码器32可执行自适应扫描。在扫描经量化转换系数以形成一维矢量之后，视频编码器32可熵编码一维矢量，例如，根据上下文自适应可变长度译码(CAVLC)、上下文自适应二进制算术译码(CABAC)、基于语法的上下文自适应二进制算术译码(SBAC)、概率区间分割熵(PIPE)译码或另一熵编码方法。视频编码器32也可熵编码与经编码视频数据相关联的语法元素以供视频解码器42在解码所述视频数据时使用。
为了执行CABAC，视频编码器32可将上下文模型内的上下文指派给待传输符号。举例来说，所述上下文可关于符号的相邻值是否为非零。为了执行CAVLC，视频编码器32可选择用于待传输符号的可变长度代码。VLC中的代码字可经构造成使得相对较短代码对应于较可能符号，而较长代码对应于较不可能符号。如此，VLC的使用相比于(例如)针对每一待传输符号使用相等长度代码字可实现位节省。概率确定可基于指派给符号的上下文。
视频解码器42可经配置以实施由视频编码器32实施的编码技术的互反技术。举例来说，对于经编码有效性语法元素，视频解码器42可通过基于经确定扫描顺序来确定将使用哪些上下文而解码有效性语法元素。
举例来说，视频编码器32发信指示转换系数的值的语法元素。作为一个实例，视频编码器32在五个遍次中产生这些语法元素，且使用五个遍次并非在每一实例中是必要的。视频编码器32确定最后有效系数的位置，且从最后有效系数开始第一遍次。在第一遍次之后，视频编码器32仅对从先前遍次剩余的那些转换系数执行剩余四个遍次。在第一遍次中，视频编码器32使用图1A到1C所说明的扫描顺序中的一者来扫描转换系数，且确定用于每一转换系数的有效性语法元素，其指示所述转换系数的值为零还是非零(即，无效还是有效)。
在第二遍次(被称作大于1遍次)中，视频编码器32产生用以指示有效系数的绝对值是否大于1的语法元素。以相似方式，在第三遍次(被称作大于2遍次)中，视频编码器32产生用以指示大于1系数的绝对值是否大于2的语法元素。
在第四遍次(被称作正负号遍次)中，视频编码器32产生用以指示用于有效系数的正负号信息的语法元素。在第五遍次(被称作系数级别剩余遍次)中，视频编码器32产生指示转换系数级别的剩余绝对值(例如，余数值)的语法元素。余数值可被译码为系数减3的绝对值。应注意，五遍次方法仅仅为可用于译码转换系数的一种实例技术，且本文所描述的技术可同等地适用于其它技术。
在本发明所描述的技术中，视频编码器32使用上下文自适应二进制算术译码(CABAC)来编码有效性语法元素。根据本发明所描述的技术，视频编码器32可确定针对块的转换系数的扫描顺序，且基于经确定扫描顺序来确定用于块的转换系数的有效性语法元素的上下文。视频编码器32可基于经确定上下文来CABAC编码有效性语法元素，且在经译码位流中发信经编码有效性语法元素。
视频解码器42可经配置以执行相似功能。举例来说，视频解码器42从经译码位流接收块的转换系数的有效性语法元素。视频解码器42可确定针对块的转换系数的扫描顺序(例如，视频编码器32扫描转换系数的顺序)。视频解码器42接着可至少基于经确定上下文来CABAC解码转换系数的有效性语法元素。
在一些实例中，视频编码器32及视频解码器42各自确定在经确定扫描顺序为水平扫描时及在经确定扫描顺序为垂直扫描时相同的上下文，且确定在经确定扫描顺序为对角扫描时与用于水平扫描及垂直扫描的上下文不同的上下文。一般而言，视频编码器32及视频解码器42各自可在扫描顺序为第一扫描顺序时确定用于有效性语法元素的第一组上下文，且在扫描顺序为第二扫描顺序时确定用于有效性语法元素的第二组上下文。在一些状况下，第一组上下文与第二组上下文可相同(例如，在第一扫描顺序为水平扫描且第二扫描顺序为垂直扫描的情况下，或反之亦然)。在一些状况下，第一组上下文与第二组上下文可不同(例如，在第一扫描顺序为水平或垂直扫描且第二扫描顺序并非水平或垂直扫描的情况下)。
在一些实例中，视频编码器32及视频解码器42也确定块的大小。在这些实例中的一些中，视频编码器32及视频解码器42基于经确定扫描顺序且基于块的经确定大小来确定用于有效性语法元素的上下文。举例来说，为了确定上下文，视频编码器32及视频解码器42可基于块的大小来确定用于转换系数的有效性语法元素的对于所有扫描顺序相同的上下文。换言之，对于某些大小的块，视频编码器32及视频解码器42可确定对于所有扫描顺序相同的上下文。
在一些实例中，本发明所描述的技术可基于子块水平及垂直扫描的概念，诸如，以下各者所描述的概念：(1)Rosewarne，C.、Maeda，M.的“Non-CE11：Harmonisation of 8x8TU residual scan”，JCT-VC Contribution JCTVC-H0145；(2)Yu，Y.、Panusopone，K.、Lou，J.、Wang，L.的“Adaptive Scan for Large Blocks for HEVC”，JCT-VC ContributionJCTVC-F569；及(3)2012年7月17日申请的美国专利申请案第13/551,458号。举例来说，本发明所描述的技术提供有效性语法元素的译码的改善以及横越不同扫描顺序及块(例如，TU)大小的协调。
举例来说，如上文所描述，4×4块可为较大块的子块。在本发明所描述的技术中，可将相对大的大小的块(例如，16×16或32×32)划分成4×4子块，且视频编码器32及视频解码器42可经配置以基于扫描顺序来确定用于4×4子块的上下文。在一些实例中，这些技术可扩展到8×8大小的块以及可扩展用于所有扫描顺序(即，可水平地、垂直地或对角地扫描8×8块的4×4子块)。这些技术也可允许不同扫描顺序之间的上下文共享。
在一些实例中，视频编码器32及视频解码器42确定在扫描顺序为对角扫描时对于所有块大小相同的上下文(即，当使用对角扫描时，对于所有TU共享所述上下文)。在这个实例中，视频编码器32及视频解码器42可确定对于水平及垂直扫描相同的另一组上下文，这种情形允许取决于扫描顺序的上下文共享。
在一些实例中，可存在三组上下文：一组用于相对大块，一组用于8×8块或4×4块的对角扫描，且一组用于8×8块或4×4块的水平扫描及垂直扫描两者，其中用于8×8块及4×4块的上下文不同。大小及扫描顺序的其它组合及排列可为可能的，且视频编码器32及视频解码器42可经配置以确定对于大小及扫描顺序的这些各种组合及排列相同的上下文。
图4为说明可实施本发明所描述的技术的实例视频编码器32的框图。在图4的实例中，视频编码器32包括模式选择单元46、预测处理单元48、参考图片存储器70、求和器56、转换处理单元58、量化处理单元60及熵编码单元62。预测处理单元48包括运动估计单元50、运动补偿单元52及帧内预测单元54。出于视频块重建起见，视频编码器32也包括反量化处理单元64、反转换处理单元66及求和器68。也可包括去块滤波器(图4中未图示)以滤波块边界以从经重建视频移除块效应假象。视需要，去块滤波器通常将滤波求和器68的输出。除了去块滤波器以外，也可使用额外环路滤波器(环路内或环路后)。应注意，不应将预测处理单元48及转换处理单元58与如上文所描述的PU及TU相混淆。
如图4所示，视频编码器32接收视频数据，且模式选择单元46将所述数据分割成视频块。这种分割也可包括分割成切片、图像块或其它较大单元，以及视频块分割，例如，根据LCU及CU的四叉树结构。视频编码器32通常说明编码待编码的视频切片内的视频块的组件。切片可划分成多个视频块(且可能地划分成被称作图像块的若干组视频块)。预测处理单元48可基于误差结果(例如，译码速率及失真级别)来选择用于当前视频块的多个可能译码模式中的一者，诸如，多个帧内译码模式中的一者或多个帧间译码模式中的一者。预测处理单元48可将所得经帧内译码或经帧间译码块提供到求和器56以产生残余块数据，且提供到求和器68以重建经编码块以用作参考图片。
预测处理单元48内的帧内预测单元54可执行当前视频块相对于与待译码的当前块相同的帧或切片中的一或多个相邻块的帧内预测性译码以提供空间压缩。预测处理单元48内的运动估计单元50及运动补偿单元52执行当前视频块相对于一或多个参考图片中的一或多个预测性块的帧间预测性译码以提供时间压缩。
运动估计单元50可经配置以根据用于视频序列的预定样式来确定用于视频切片的帧间预测模式。预定样式可将序列中的视频切片指定为P切片或B切片。运动估计单元50与运动补偿单元52可高度地整合，但出于概念目的而被分离地说明。由运动估计单元50执行的运动估计为产生估计用于视频块的运动的运动矢量的进程。举例来说，运动矢量可指示当前视频帧内的视频块的PU相对于参考图片内的预测性块的位移。
预测性块为被发现在像素差方面接近地匹配于待译码的块的PU的块，所述像素差可由绝对差总和(SAD)、平方差总和(SSD)或其它差指标确定。在一些实例中，视频编码器32可计算存储在参考图片存储器70中的参考图片的次整数像素位置的值。举例来说，视频编码器32可内插四分之一像素位置、八分之一像素位置或参考图片的其它小数像素位置的值。因此，运动估计单元50可执行相对于完全像素位置及小数像素位置的运动搜索，且输出具有小数像素精确度的运动矢量。
运动估计单元50通过比较PU的位置与参考图片的预测性块的位置来计算用于经帧间译码切片中的视频块的PU的运动矢量。参考图片可选自第一参考图片列表(列表0)或第二参考图片列表(列表1)，所述列表中的每一者识别存储在参考图片存储器70中的一或多个参考图片。运动估计单元50将经计算运动矢量发送到熵编码单元62及运动补偿单元52。
由运动补偿单元52执行的运动补偿可涉及基于通过运动估计确定的运动矢量来提取或产生预测性块，从而可能地执行达子像素精确度的内插。在接收到用于当前视频块的PU的运动矢量后，运动补偿单元52就可定位在参考图片列表中的一者中的运动矢量所指向的预测性块。视频编码器32通过从正被译码的当前视频块的像素值减去预测性块的像素值来形成残余视频块，从而形成像素差值。像素差值形成用于块的残余数据，且可包括亮度差分量及色度差分量两者。求和器56表示执行这种减去运算的组件。运动补偿单元52也可产生与视频块及视频切片相关联的语法元素以供视频解码器42在解码视频切片的视频块时使用。
作为如上文所描述的由运动估计单元50及运动补偿单元52执行的帧间预测的替代例，帧内预测单元54可帧内预测当前块。特别地，帧内预测单元54可确定待用以编码当前块的帧内预测模式。在一些实例中，帧内预测单元54可使用各种帧内预测模式来编码当前块(例如，在分离编码遍次期间)，且帧内预测单元54(或在一些实例中，模式选择单元46)可从经测试模式选择适当帧内预测模式以供使用。举例来说，帧内预测单元54可使用针对各种经测试帧内预测模式的速率-失真分析来计算速率-失真值，且在经测试模式当中选择具有最佳速率-失真特性的帧内预测模式。速率-失真分析通常确定经编码块与原始未经编码块(其经编码以产生经编码块)之间的失真(或误差)量，以及用以产生经编码块的位速率(即，位的数目)。帧内预测单元54可从用于各种经编码块的失真及速率计算比率以确定哪一帧内预测模式展现块的最佳速率-失真值。
在任何状况下，在选择用于块的帧内预测模式之后，帧内预测单元54可将指示用于块的选定帧内预测模式的信息提供到熵编码单元62。熵编码单元62可根据本文所描述的熵技术来编码指示选定帧内预测模式的信息。
在预测处理单元48经由帧间预测或帧内预测而产生用于当前视频块的预测性块之后，视频编码器32通过从当前视频块减去预测性块而形成残余视频块。残余块中的残余视频数据可包括在一或多个TB中且应用于转换处理单元58。转换处理单元58可使用诸如离散余弦转换(DCT)或概念上相似转换的转换而将残余视频数据转换成残余转换系数。转换处理单元58可将残余视频数据从像素域变换到诸如频域的转换域。在一些状况下，转换处理单元58可将2维(2-D)转换(在水平方向及垂直方向两者上)应用于TB中的残余数据。在一些实例中，转换处理单元58可代替地将水平1-D转换、垂直1-D转换或不将转换应用于TB中的每一者中的残余数据。
转换处理单元58可将所得转换系数发送到量化处理单元60。量化处理单元60量化转换系数以进一步缩减位速率。量化进程可缩减与所述系数中的一些或全部相关联的位深度。可通过调整量化参数来修改量化程度。在一些实例中，量化处理单元60接着可执行包括经量化转换系数的矩阵的扫描。替代地，熵编码单元62可执行所述扫描。
如上文所描述，对转换块执行的扫描可基于转换块的大小。量化处理单元60及/或熵编码单元62可使用上文关于图1A到1C而描述的子块扫描的任何组合来扫描8×8、16×16及32×32转换块。当一个以上扫描可用于转换块时，熵编码单元62可基于与转换块相关联的译码参数(诸如，与对应于转换块的预测单元相关联的预测模式)来确定扫描顺序。下文关于图5描述关于熵编码单元62的另外细节。
反量化处理单元64及反转换处理单元66分别应用反量化及反转换以重建像素域中的残余块以稍后用作参考图片的参考块。运动补偿单元52可通过将残余块加到参考图片列表中的一者内的参考图片中的一者的预测性块来计算参考块。运动补偿单元52也可将一或多个内插滤波器应用于经重建残余块以计算供在运动估计中使用的次整数像素值。求和器68将经重建残余块加到由运动补偿单元52产生的经运动补偿预测块以产生视频块以存储在参考图片存储器70中。参考块可由运动估计单元50及运动补偿单元52用作参考块以帧间预测后续视频帧或图片中的块。
在量化之后，熵编码单元62熵编码经量化转换系数。举例来说，熵编码单元62可执行上下文自适应可变长度译码(CAVLC)、上下文自适应二进制算术译码(CABAC)、基于语法的上下文自适应二进制算术译码(SBAC)、概率区间分割熵(PIPE)译码或另一熵编码方法或技术。在由熵编码单元62进行的熵编码之后，经编码位流可传输到视频解码器42，或经存档以供视频解码器42稍后传输或检索。熵编码单元62也可熵编码用于正被译码的当前视频切片的运动矢量及其它语法元素。熵编码单元62可使用CABAC来熵编码用于上文所描述的转换系数的语法元素，诸如，有效性语法元素及其它语法元素。
在一些实例中，熵编码单元62可经配置以实施基于经确定扫描顺序来确定上下文的本发明所描述的技术。在一些实例中，熵编码单元62结合视频编码器32内的一或多个单元可经配置以实施本发明所描述的技术。在一些实例中，视频编码器32的处理器或处理单元(未图示)可经配置以实施本发明所描述的技术。
图5为说明可实施本发明所描述的技术的实例熵编码单元62的框图。图5所说明的熵编码单元62可为CABAC编码器。实例熵编码单元62可包括二进制化单元72、包括旁路编码引擎74及规则编码引擎78的算术编码单元80，及上下文模型化单元76。
熵编码单元62可接收一或多个语法元素，诸如：有效性语法元素，被称作HEVC中的significant_coefficient_flag；大于1标志，被称作HEVC中的coeff_abs_level_greater1_flag；大于2标志，被称作HEVC中的coeff_abs_level_greater2_flag；正负号标志，被称作HEVC中的coeff_sign_flag；及级别语法元素，被称作coeff_abs_level_remain。二进制化单元72接收语法元素且产生二进制字符串。举例来说，二进制化单元72可使用以下技术中的任一者或其组合以产生二进制字符串：固定长度译码、一元译码、截断一元译码、截断莱斯译码、哥伦布译码、指数哥伦布译码及哥伦布-莱斯译码。另外，在一些状况下，二进制化单元72可接收语法元素作为二进制字符串，且仅仅穿过二进制值。在一个实例中，二进制化单元72接收有效性语法元素，且产生二进制字符串。
算术编码单元80经配置以从二进制化单元72接收二进制字符串，且对二进制字符串执行算术编码。如图5所示，算术编码单元80可从旁路路径或规则译码路径接收二进制值。遵循旁路路径的二进制值可为被识别为经旁路译码的二进制值，且遵循规则编码路径的二进制值可被识别为经CABAC译码。与上文所描述的CABAC进程一致，在算术编码单元80从旁路路径接收二进制值的状况下，旁路编码引擎74可在不利用指派给二进制值的自适应上下文的情况下对二进制值执行算术编码。在一个实例中，旁路编码引擎74可假设针对二进制的可能值的相等概率。
在算术编码单元80经由规则路径而接收二进制值的状况下，上下文模型化单元76可提供上下文变量(例如，上下文状态)，使得规则编码引擎78可基于由上下文模型化单元76提供的上下文指派来执行算术编码。上下文指派可根据诸如HEVC标准的视频译码标准予以定义。另外，在一个实例中，上下文模型化单元76及/或熵编码单元62可经配置以基于本文所描述的技术来确定用于有效性语法元素的二进制的上下文。所述技术可并入到HEVC或另一视频译码标准中。上下文模型可存储在存储器中。上下文模型化单元76可包括一系列已编入索引表，及/或利用映射函数以确定用于特定二进制的上下文及上下文变量。在编码二进制值之后，规则编码引擎78可基于实际二进制值来更新上下文。
图6为说明根据本发明的用于编码视频数据的实例进程的流程图。虽然下文将图6中的进程描述为通常由视频编码器32执行，但所述进程可由视频编码器32、熵编码单元62及/或上下文模型化单元76的任何组合执行。
如所说明，视频编码器32可确定针对块的转换系数的扫描顺序(82)。视频编码器32可基于扫描顺序来确定用于转换系数的上下文(84)。在一些实例中，视频编码器32基于经确定扫描顺序、具有块的转换系数的位置及块的大小来确定上下文。举例来说，对于特定块大小(例如，转换系数的8×8块)及特定位置(例如，转换系数位置)，视频编码器32可在扫描顺序为水平扫描或垂直扫描时确定相同上下文，且在扫描顺序并非水平扫描或垂直扫描时确定不同上下文。
视频编码器32可基于经确定上下文来CABAC编码用于转换系数的有效性语法元素(例如，有效性标志)(86)。视频编码器32可发信经编码有效性语法元素(例如，有效性标志)(88)。
图7为说明可实施本发明所描述的技术的实例视频解码器42的框图。在图7的实例中，视频解码器42包括熵解码单元90、预测处理单元92、反量化处理单元98、反转换处理单元100、求和器102及参考图片存储器104。预测处理单元92包括运动补偿单元94及帧内预测单元96。在一些实例中，视频解码器42可执行与关于来自图4的视频编码器32而描述的编码遍次大体上互反的解码遍次。
归因于解码进程，视频解码器42从视频编码器32接收表示经编码视频切片的视频块及关联语法元素的经编码视频位流。视频解码器42的熵解码单元90熵解码所述位流以产生经量化系数、运动矢量及其它语法元素。熵解码单元90将运动矢量及其它语法元素转发到预测处理单元92。视频解码器42可在视频切片级别及/或视频块级别处接收语法元素。
在一些实例中，熵解码单元90可经配置以实施基于经确定扫描顺序来确定上下文的本发明所描述的技术。在一些实例中，熵解码单元90结合视频解码器42内的一或多个单元可经配置以实施本发明所描述的技术。在一些实例中，视频解码器42的处理器或处理单元(未图示)可经配置以实施本发明所描述的技术。
图8为说明可实施本发明所描述的技术的实例熵解码单元90的框图。熵解码单元90接收经熵编码位流，且解码来自所述位流的语法元素。语法元素可包括诸如上文针对块的转换系数而描述的significant_coefficient_flag、coeff_abs_level_remain、coeff_abs_level_greater1_flag、coeff_abs_level_greater2_flag及coeff_sign_flag语法元素的语法元素。图8中的实例熵解码单元90包括算术解码单元106，其可包括旁路解码引擎108及规则解码引擎110。实例熵解码单元90也包括上下文模型化单元112及反二进制化单元114。实例熵解码单元90可执行关于图5而描述的实例熵编码单元62的互反功能。如此，熵解码单元90可基于本发明所描述的技术来执行熵解码。
算术解码单元106接收经编码位流。如图8所示，算术解码单元106可根据旁路路径或规则译码路径来处理经编码二进制值。是否应根据旁路路径或规则通道来处理经编码二进制值的指示可在具有较高级别语法的位流中被发信。与上文所描述的CABAC进程一致，在算术解码单元106从旁路路径接收二进制值的状况下，旁路解码引擎108可在不利用指派给二进制值的上下文的情况下对二进制值执行算术编码。在一个实例中，旁路解码引擎108可假设针对二进制的可能值的相等概率。
在算术解码单元106经由规则路径而接收二进制值的状况下，上下文模型化单元112可提供上下文变量，使得规则解码引擎110可基于由上下文模型化单元112提供的上下文指派来执行算术编码。上下文指派可根据诸如HEVC的视频译码标准予以定义。上下文模型可存储在存储器中。上下文模型化单元112可包括一系列已编入索引表，及/或利用映射函数以确定经编码位流的上下文及上下文变量部分。另外，在一个实例中，上下文模型化单元112及/或熵解码单元90可经配置以基于本文所描述的技术而将上下文指派给有效性语法元素的二进制。在解码二进制值之后，规则解码引擎110可基于经解码二进制值来更新上下文。另外，反二进制化单元114可对二进制值执行反二进制化，且使用二进制匹配函数以确定二进制值是否有效。反二进制化单元114也可基于匹配确定来更新上下文模型化单元。因此，反二进制化单元114根据上下文自适应解码技术来输出语法元素。
返回参看图7，当将视频切片译码为经帧内译码(I)切片时，预测处理单元92的帧内预测单元96可基于经发信帧内预测模式及来自当前帧或图片的先前经解码块的数据来产生用于当前视频切片的视频块的预测数据。当将视频帧译码为经帧间译码(即，B或P)切片时，预测处理单元92的运动补偿单元94基于从熵解码单元90接收的运动矢量及其它语法元素来产生用于当前视频切片的视频块的预测性块。预测性块可从参考图片列表中的一者内的参考图片中的一者予以产生。视频解码器42可使用基于存储在参考图片存储器104中的参考图片的默认构造技术来构造参考图片列表：列表0及列表1。
运动补偿单元94通过分析运动矢量及其它语法元素来确定用于当前视频切片的视频块的预测信息，且使用预测信息以产生用于正被解码的当前视频块的预测性块。举例来说，运动补偿单元94使用经接收语法元素中的一些以确定用以译码视频切片的视频块的预测模式(例如，帧内预测或帧间预测)、帧间预测切片类型(例如，B切片或P切片)、用于切片的参考图片列表中的一或多者的构造信息、用于切片的每一经帧间编码视频块的运动矢量、用于切片的每一经帧间译码视频块的帧间预测状态，及用以解码当前视频切片中的视频块的其它信息。
运动补偿单元94也可基于内插滤波器来执行内插。运动补偿单元94可使用如由视频编码器32在视频块的编码期间使用的内插滤波器以计算参考块的次整数像素的内插值。在这种状况下，运动补偿单元94可从经接收语法元素确定由视频编码器32使用的内插滤波器，且使用所述内插滤波器以产生预测性块。
反量化处理单元98反量化(即，去量化)提供在位流中且由熵解码单元90解码的经量化转换系数。反量化进程可包括针对视频切片中的每一视频块使用由视频编码器32计算的量化参数以确定量化程度，且同样地确定应被应用的反量化程度。反转换处理单元100将反转换(例如，反DCT、反整数转换或概念上相似反转换进程)应用于转换系数以便在像素域中产生残余块。
在一些状况下，反转换处理单元100可将2维(2-D)反转换(在水平方向及垂直方向两者上)应用于系数。在一些实例中，反转换处理单元88可代替地将水平1-D反转换、垂直1-D反转换或不将转换应用于TU中的每一者中的残余数据。可将应用于视频编码器32处的残余数据的转换类型发信到视频解码器42以将适当类型的反转换应用于转换系数。
在运动补偿单元94基于运动矢量及其它语法元素来产生用于当前视频块的预测性块之后，视频解码器42通过对来自反转换处理单元100的残余块与由运动补偿单元94产生的对应预测性块进行求和来形成经解码视频块。求和器102表示执行这种求和运算的组件。视需要，也可应用去块滤波器以滤波经解码块以便移除块效应假象。也可使用其它环路滤波器(在译码环路中或在译码环路之后)以使像素转变平滑，或以其它方式改善视频质量。给定帧或图片中的经解码视频块接着存储在参考图片存储器104中，参考图片存储器104存储用于后续运动补偿的参考图片。参考图片存储器104也存储经解码视频以供稍后呈现在诸如图3的显示装置44的显示装置上。
图9为说明根据本发明的用于解码视频数据的实例进程的流程图。虽然下文将图9中的进程描述为通常由视频解码器42执行，但所述进程可由视频解码器42、熵解码单元90及/或上下文模型化单元112的任何组合执行。
如图9所说明，视频解码器42从经译码位流接收用于块的转换系数的有效性语法元素(例如，有效性标志)(116)。视频解码器42确定针对转换系数的扫描顺序(118)。视频解码器42基于经确定扫描顺序来确定用于转换系数的上下文(120)。在一些实例中，视频解码器42也确定块大小且基于经确定扫描顺序及块大小来确定上下文。在一些实例中，视频解码器42基于经确定扫描顺序、具有块的转换系数的位置及块的大小来确定上下文。举例来说，对于特定块大小(例如，转换系数的8×8块)及特定位置(例如，转换系数位置)，视频解码器42可在扫描顺序为水平扫描或垂直扫描时确定相同上下文，且在扫描顺序并非水平扫描或垂直扫描时确定不同上下文。视频解码器42基于经确定上下文来CABAC解码有效性语法元素(例如，有效性标志)(122)。
如图6的流程图所描述的视频编码器32及如图9的流程图所描述的视频解码器42可经配置以实施本发明所描述的各种其它实例技术。举例来说，为了确定上下文，视频编码器32及视频解码器42可经配置以确定在经确定扫描顺序为水平扫描时及在经确定扫描顺序为垂直扫描时相同的上下文，且在经确定扫描顺序并非水平扫描或垂直扫描(例如，对角扫描)确定与在经确定扫描顺序为水平扫描时及在经确定扫描顺序为垂直扫描时的上下文不同的上下文。
在一些实例中，为了确定上下文，视频编码器32及视频解码器42可经配置以在扫描顺序为第一扫描顺序时确定用于有效性语法元素的第一组上下文，且在扫描顺序为第二扫描顺序时确定用于有效性语法元素的第二组上下文。在一些此类实例中，如果第一扫描顺序为水平扫描且第二扫描顺序为垂直扫描，那么第一组上下文与第二组上下文相同。在这些实例中的一些中，如果第一扫描顺序为水平扫描或垂直扫描中的一者且第二扫描顺序并非水平扫描或垂直扫描，那么第一组上下文与第二组上下文不同。
在一些实例中，视频编码器32及视频解码器42可确定块的大小。在这些实例中的一些中，视频编码器32及视频解码器42可基于扫描顺序及块的经确定大小来确定上下文。作为一个实例，视频编码器32及视频解码器42可基于块的经确定大小来确定对于所有扫描顺序相同的用于转换系数的有效性语法元素的上下文(即，对于一些块大小，所述上下文对于所有扫描顺序相同)。
举例来说，视频编码器32及视频解码器42可确定块的大小为第一大小还是第二大小。第一大小的一个实例为4×4块，且第二大小的一个实例为8×8块。如果块的大小为第一大小(例如，4×4块)，那么视频编码器32及视频解码器42可确定对于所有扫描顺序相同的上下文(例如，对于针对4×4块的对角、水平及垂直扫描相同的上下文)。如果块的大小为第二大小(例如，8×8块)，那么视频编码器32及视频解码器42可确定对于至少两个不同扫描顺序不同的上下文(例如，用于8×8块的对角扫描的上下文与用于8×8块的水平或垂直扫描的上下文不同，但用于8×8块的水平及垂直扫描的上下文可相同)。
作为一个实例，下文描述用于改善转换系数(诸如，由帧内译码引起的转换系数)被译码的方式的各种额外技术。然而，所述技术也可适用于其它实例，诸如，用于帧间译码。以下技术可被个别地使用或结合本发明所描述的其它技术中的任一者而使用。此外，上文所描述的技术可结合以下技术中的任一者而使用，或可与以下技术中的任一者分离地被实施。
在一些实例中，视频编码器32及视频解码器42可利用一种扫描顺序以确定最后有效系数的位置。视频编码器32及视频解码器42可利用不同扫描顺序以确定用于转换系数的邻域上下文。视频编码器32及视频解码器42接着可基于经确定邻域上下文来译码有效性标志、级别信息及正负号信息。举例来说，视频编码器32及视频解码器42可利用水平或垂直扫描(被称作名义扫描)以识别最后有效转换系数，且接着利用对4×4块或4×4子块(如果为8×8块)的对角扫描以确定邻域上下文。
在一些实例中，对于16×16及32×32块，正被处理的当前系数的邻域(在转换域中)用于导出用以译码用于所述系数的有效性标志的上下文。相似地，在JCTVC-H0228中，邻域用于译码用于所有块大小的有效性以及级别信息。针对4×4及8×8块使用基于邻域的上下文可改善HEVC的译码效率。但如果将用于来自一些其它技术的有效性映像的现有有效性邻域与水平或垂直扫描一起使用，那么并行地导出上下文的能力可受到影响。因此，在一些实例中，描述将水平及垂直扫描的某些方面与用于来自一些其它技术的有效性译码的邻域一起使用的方案。
这种情形被实现如下。在一些实例中，首先，在位流中译码扫描顺序中的最后有效系数的位置。在这种译码之后为在向后扫描顺序中用于16个系数的子集(在基于4×4子块的对角扫描的状况下，4×4子块)的有效性映像，接着为用于级别信息及正负号的译码遍次。应注意，最后有效系数的位置直接地取决于所使用的特定扫描。图10中展示这种情形的实例。
图10为说明取决于扫描顺序的最后有效系数的位置的概念图。图10说明块124。用实心圆圈展示的像素有效。对于水平扫描，最后有效位置的位置按(行，列)格式为(1，2)(转换系数128)。对于基于4×4子块的对角扫描(右上)，最后有效位置的位置为(0，3)(转换系数126)。
在这个实例中，对于水平或垂直扫描，最后有效系数位置仍是基于名义扫描予以确定及译码。但接着，为了译码有效性、级别及正负号信息，使用基于4×4子块的对角扫描来扫描块，所述对角扫描开始于右底部系数且向后进行到DC系数。如果可从最后有效系数的位置导出特定系数并不有效，那么无有效性、级别或正负号信息针对那个系数被译码。
图11中针对水平扫描来展示这种方法的实例。图11为说明代替原始水平扫描的对角扫描的使用的概念图。图11说明块130。具有实心填充的系数有效。在假设水平扫描的情况下，最后有效位置的位置为(1，1)(转换系数132)。具有大于1的行索引的所有系数可被推断为并不有效。相似地，具有行索引1及大于1的列索引的所有系数可被推断为并不有效。相似地，系数(1，1)可被推断为有效。不能推断其级别及正负号信息。为了译码有效性、级别及正负号信息，使用向后基于4×4子块的对角扫描。在开始于右底部系数的情况下，编码有效性标志。不显式地译码可被推断的有效性标志。使用基于邻域的上下文来译码有效性标志。所述邻域可与用于16×16及32×32块的邻域相同，或可使用不同邻域。应注意，相似于上文，可针对不同扫描(水平、垂直及4×4子块)使用分离组的基于邻域的上下文。此外，可在不同块大小之间共享所述上下文。
在另一实例中，诸如JCTVC-H0228的技术的各种技术中的任一者可用于在假设名义扫描的情况下译码最后有效位置的位置之后译码用于4×4及8×8块的有效性、级别及正负号信息。为了译码有效性、级别及正负号信息，可使用基于4×4子块的对角扫描。
应注意，所述方法不限于水平、垂直及基于4×4子块的对角扫描。基本原理是在假设名义扫描的情况下发送最后有效系数位置，且接着使用另一使用基于邻域的上下文的扫描来译码有效性(且可能地译码级别及正负号)信息。相似地，虽然已针对4×4及8×8块而描述所述技术，但其可扩展到水平及/或垂直扫描可被使用的任何块大小。
在一个实例中，不是针对每一转换系数基于其在转换块中的位置利用分离上下文，而是视频译码器(例如，视频编码器32或视频解码器42)可基于转换系数的行索引或列索引来确定哪一上下文待用于译码转换系数。举例来说，对于水平扫描，同一行中的所有转换系数可共享同一上下文，且视频译码器可针对不同行中的转换系数利用不同上下文。对于垂直扫描，同一列中的所有转换系数可共享同一上下文，且视频译码器可针对不同列中的转换系数利用不同上下文。
一些其它技术可基于用于译码针对16×16及更高的块大小的有效性映像的系数位置来使用多个上下文组。相似地，JCTVC-H0228(以及HM5.0)使用行索引与列索引的总和以确定上下文组。在JCTVC-H0228的状况下，甚至针对水平及垂直扫描进行这种情形。
在本发明的一些实例技术中，用以针对水平扫描译码用于特定系数的有效性或级别的上下文组可仅取决于所述系数的行索引。相似地，用以在垂直扫描的状况下译码用于系数的有效性或级别的上下文组可仅取决于所述系数的列索引。
在本发明的一些实例技术中，上下文组可仅取决于扫描中的系数的绝对索引。不同扫描可使用不同函数以导出上下文组。
此外，如上文所描述，水平、垂直及基于4×4子块的对角扫描可使用分离上下文组，或水平及垂直扫描可共享上下文组。在一些实例中，不仅上下文组而且上下文自身仅取决于扫描顺序中的系数的绝对索引。
在一些实例中，视频译码器(例如，视频编码器32或视频解码器42)可经配置以实施仅一种类型的扫描(例如，对角扫描)。然而，视频译码器所评估的相邻区域可基于名义扫描。名义扫描为在视频译码器能够执行其它扫描时视频译码器将会执行的扫描。举例来说，视频编码器32可发信水平扫描将被使用。然而，视频解码器42可代替地实施对角扫描，但视频译码器所评估的相邻区域可基于水平扫描将被使用的发信。其将适用于垂直扫描。
在一些实例中，如果名义扫描为水平扫描，那么视频译码器可相对于当前被使用的区域伸展在水平方向上评估的相邻区域。其在名义扫描为垂直扫描时将适用，但在垂直方向上。相邻区域的伸展可被称作变化所述区域。举例来说，如果名义扫描水平，那么不是评估从正被译码的当前转换系数被定位的处向下两行的转换系数，而是视频译码器可评估从当前转换系数被定位的处隔开三列的转换系数。其在名义扫描为垂直扫描时将适用，但转换系数将被定位为与当前转换系数(例如，正被译码的转换系数)被定位的处隔开三行。
图12为说明用于名义水平扫描的上下文邻域的概念图。图12说明包括4×4子块136A到136D的8×8块134。相比于在一些其它技术中的上下文邻域，向下两行的系数已由在同一行中但隔开三列的系数(X4)替换。相似地，如果名义扫描垂直，那么可使用在垂直方向上伸展的上下文邻域。
在一或多个实例中，所描述功能可以硬件、软件、固件或其任何组合予以实施。如果以软件予以实施，那么所述功能可作为一或多个指令或代码而存储在计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体而传输，且可由基于硬件的处理单元执行。计算机可读媒体可包括对应于诸如数据存储媒体的有形媒体的计算机可读存储媒体，或包括(例如)根据通信协议而促进计算机程序从一处传送到另一处的任何媒体的通信媒体。如此，计算机可读媒体通常可对应于(1)为非暂时性的有形计算机可读存储媒体，或(2)诸如信号或载波的通信媒体。数据存储媒体可为可由一或多个计算机或一或多个处理器访问以检索用于实施本发明所描述的技术的指令、代码及/或数据结构的任何可用媒体。计算机程序产品可包括计算机可读媒体。
作为实例而非限制，这些计算机可读存储媒体可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置、闪速存储器，或可用以存储呈指令或数据结构的形式的所要程序代码且可由计算机访问的任何其它媒体。此外，将任何连接适当地称为计算机可读媒体。举例来说，如果使用同轴电缆、光缆、双绞线、数字订户线(DSL)或诸如红外线、无线电及微波的无线技术而从网站、服务器或其它远程源传输指令，那么同轴电缆、光缆、双绞线、DSL或诸如红外线、无线电及微波的无线技术包括在媒体的定义中。然而，应理解，计算机可读存储媒体及数据存储媒体不包括连接、载波、信号或其它暂时性媒体，而是有关于非暂时性有形存储媒体。如本文所使用，磁盘及光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘及蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式重现数据，而光盘用激光以光学方式重现数据。以上各者的组合也应包括在计算机可读媒体的范围内。
指令可由诸如以下各者的一或多个处理器执行：一或多个数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)，或其它等效集成或离散逻辑电路。因此，如本文所使用，术语“处理器”可指前述结构或适合于实施本文所描述的技术的任何其它结构中的任一者。此外，在一些方面中，本文所描述的功能性可提供在经配置用于编码及解码的专用硬件及/或软件模块内，或并入于组合式编码解码器中。此外，所述技术可完全地实施于一或多个电路或逻辑元件中。
本发明的技术可实施于各种各样的装置或设备中，所述装置或设备包括无线手机、集成电路(IC)或一组IC(例如，芯片组)。各种组件、模块或单元在本发明中经描述以强调经配置以执行所揭示技术的装置的功能方面，但未必需要通过不同硬件单元而实现。更确切地，如上文所描述，各种单元可组合于编码解码器硬件单元中，或由包括如上文所描述的一或多个处理器的互操作性硬件单元集合结合合适软件及/或固件而提供。
已描述各种实例。这些及其它实例是在所附权利要求书的范围内。

Claims (36)

1.一种用于解码视频数据的方法，所述方法包含：
从经译码位流接收块的转换系数的有效性标志；
确定针对所述块的所述转换系数的扫描顺序；
基于所述经确定扫描顺序来确定用于所述块的所述转换系数的所述有效性标志的上下文；及
至少基于所述经确定上下文来上下文自适应二进制算术译码CABAC解码所述转换系数的所述有效性标志。
2.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述上下文包含基于所述块的大小、在所述块内的所述转换系数的位置及所述扫描顺序来确定所述上下文。
3.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述上下文包含：
确定在所述经确定扫描顺序为水平扫描时及在所述经确定扫描顺序为垂直扫描时相同的所述上下文；及
在所述经确定扫描顺序并非所述水平扫描或所述垂直扫描时确定与在所述经确定扫描顺序为所述水平扫描时及在所述经确定扫描顺序为所述垂直扫描时的所述上下文不同的所述上下文。
4.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述经确定扫描顺序来确定用于所述块的所述转换系数的所述有效性标志的上下文包含在所述扫描顺序为水平扫描顺序或垂直扫描顺序时确定所述相同上下文。
5.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述上下文包含：
如果所述扫描顺序为第一扫描顺序，那么确定用于所述有效性标志的第一组上下文；及
如果所述扫描顺序为第二扫描顺序，那么确定用于所述有效性标志的第二组上下文。
6.根据权利要求5所述的方法，其中如果所述第一扫描顺序为水平扫描且所述第二扫描顺序为垂直扫描，那么所述第一组上下文与所述第二组上下文相同。
7.根据权利要求5所述的方法，其中如果所述第一扫描顺序为水平扫描或垂直扫描中的一者且所述第二扫描顺序并非所述水平扫描或所述垂直扫描，那么所述第一组上下文与所述第二组上下文不同。
8.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述上下文包含基于所述经确定扫描顺序且基于所述块的大小来确定用于所述块的所述转换系数的所述有效性标志的所述上下文。
9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含：
确定所述块的大小为第一大小还是第二大小，
其中如果所述块的所述大小为所述第一大小，那么确定所述上下文包含确定对于所有扫描顺序相同的所述上下文，且
其中如果所述块的所述大小为所述第二大小，那么确定所述上下文包含确定对于至少两个不同扫描顺序不同的所述上下文。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述块包含转换系数的8×8块。
11.一种用于编码视频数据的方法，所述方法包含：
确定针对块的转换系数的扫描顺序；
基于所述经确定扫描顺序来确定用于所述块的所述转换系数的有效性标志的上下文；
至少基于所述经确定上下文来上下文自适应二进制算术译码CABAC编码所述转换系数的所述有效性标志；及
在经译码位流中发信所述经编码有效性标志。
12.根据权利要求11所述的方法，其中确定所述上下文包含基于所述块的大小、在所述块内的所述转换系数的位置及所述扫描顺序来确定所述上下文。
13.根据权利要求11所述的方法，其中确定所述上下文包含：
确定在所述经确定扫描顺序为水平扫描时及在所述经确定扫描顺序为垂直扫描时相同的所述上下文；及
在所述经确定扫描顺序并非所述水平扫描或所述垂直扫描时确定与在所述经确定扫描顺序为所述水平扫描时及在所述经确定扫描顺序为所述垂直扫描时的所述上下文不同的所述上下文。
14.根据权利要求11所述的方法，其中基于所述经确定扫描顺序来确定用于所述块的所述转换系数的所述有效性标志的上下文包含在所述扫描顺序为水平扫描顺序或垂直扫描顺序时确定所述相同上下文。
15.根据权利要求11所述的方法，其中确定所述上下文包含：
如果所述扫描顺序为第一扫描顺序，那么确定用于所述有效性标志的第一组上下文；及
如果所述扫描顺序为第二扫描顺序，那么确定用于所述有效性标志的第二组上下文。
16.根据权利要求15所述的方法，其中如果所述第一扫描顺序为水平扫描且所述第二扫描顺序为垂直扫描，那么所述第一组上下文与所述第二组上下文相同。
17.根据权利要求15所述的方法，其中如果所述第一扫描顺序为水平扫描或垂直扫描中的一者且所述第二扫描顺序并非所述水平扫描或所述垂直扫描，那么所述第一组上下文与所述第二组上下文不同。
18.根据权利要求11所述的方法，其中确定所述上下文包含基于所述经确定扫描顺序且基于所述块的大小来确定用于所述块的所述转换系数的所述有效性标志的所述上下文。
19.根据权利要求11所述的方法，其中所述块包含转换系数的8×8块。
20.一种用于译码视频数据的设备，所述设备包含视频译码器，所述视频译码器经配置以：
确定针对块的转换系数的扫描顺序；
基于所述经确定扫描顺序来确定用于所述块的所述转换系数的有效性标志的上下文；及
至少基于所述经确定上下文来上下文自适应二进制算术译码CABAC译码所述转换系数的所述有效性标志。
21.根据权利要求20所述的设备，其中所述视频译码器包含视频解码器，且其中所述视频解码器经配置以：
从经译码位流接收所述块的所述转换系数的所述有效性标志；及
基于所述经确定上下文来CABAC解码所述转换系数的所述有效性标志。
22.根据权利要求20所述的设备，其中所述视频译码器包含视频编码器，且其中所述视频编码器经配置以：
基于所述经确定上下文来CABAC编码所述转换系数的所述有效性标志；及
在经译码位流中发信所述转换系数的所述有效性标志。
23.根据权利要求20所述的设备，其中为了确定所述上下文，所述视频译码器经配置以基于所述块的大小、在所述块内的所述转换系数的位置及所述扫描顺序来确定所述上下文。
24.根据权利要求20所述的设备，其中为了确定所述上下文，所述视频译码器经配置以：
确定在所述经确定扫描顺序为水平扫描时及在所述经确定扫描顺序为垂直扫描时相同的所述上下文；及
在所述经确定扫描顺序并非所述水平扫描或所述垂直扫描时确定与在所述经确定扫描顺序为所述水平扫描时及在所述经确定扫描顺序为所述垂直扫描时的所述上下文不同的所述上下文。
25.根据权利要求20所述的设备，其中为了基于所述经确定扫描顺序来确定用于所述块的所述转换系数的所述有效性标志的上下文，所述视频译码器经配置以在所述扫描顺序为水平扫描顺序或垂直扫描顺序时确定所述相同上下文。
26.根据权利要求20所述的设备，其中为了确定所述上下文，所述视频译码器经配置以：
如果所述扫描顺序为第一扫描顺序，那么确定用于所述有效性标志的第一组上下文；及
如果所述扫描顺序为第二扫描顺序，那么确定用于所述有效性标志的第二组上下文。
27.根据权利要求26所述的设备，其中如果所述第一扫描顺序为水平扫描且所述第二扫描顺序为垂直扫描，那么所述第一组上下文与所述第二组上下文相同。
28.根据权利要求26所述的设备，其中如果所述第一扫描顺序为水平扫描或垂直扫描中的一者且所述第二扫描顺序并非所述水平扫描或所述垂直扫描，那么所述第一组上下文与所述第二组上下文不同。
29.根据权利要求20所述的设备，其中为了确定所述上下文，所述视频译码器经配置以基于所述经确定扫描顺序且基于所述块的大小来确定用于所述块的所述转换系数的所述有效性标志的所述上下文。
30.根据权利要求20所述的设备，其中所述视频译码器经配置以：
确定所述块的大小为第一大小还是第二大小，
其中如果所述块的所述大小为所述第一大小，那么所述视频译码器经配置以确定对于所有扫描顺序相同的所述上下文，且
其中如果所述块的所述大小为所述第二大小，那么所述视频译码器经配置以确定对于至少两个不同扫描顺序不同的所述上下文。
31.根据权利要求20所述的设备，其中所述块包含转换系数的8×8块。
32.根据权利要求20所述的设备，其中所述设备包含以下各者中的一者：
微处理器；
集成电路IC；及
无线通信装置，其包括所述视频译码器。
33.一种用于译码视频数据的设备，所述设备包含：
用于确定针对块的转换系数的扫描顺序的装置；
用于基于所述经确定扫描顺序来确定用于所述块的所述转换系数的有效性标志的上下文的装置；及
用于至少基于所述经确定上下文来上下文自适应二进制算术译码CABAC所述转换系数的所述有效性标志的装置。
34.根据权利要求33所述的设备，其中用于确定所述上下文的所述装置包含用于基于所述块的大小、在所述块内的所述转换系数的位置及所述扫描顺序来确定所述上下文的装置。
35.一种计算机可读存储媒体，其具有存储在其上的指令，所述指令在执行时使用于译码视频数据的设备的一或多个处理器：
确定针对块的转换系数的扫描顺序；
基于所述经确定扫描顺序来确定用于所述块的所述转换系数的有效性标志的上下文；及
至少基于所述经确定上下文来上下文自适应二进制算术译码CABAC译码所述转换系数的所述有效性标志。
36.根据权利要求35所述的计算机可读存储媒体，其中使所述一或多个处理器确定所述上下文的所述指令包含使所述一或多个处理器基于所述块的大小、在所述块内的所述转换系数的位置及所述扫描顺序来确定所述上下文的指令。
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