CN105611305A - 视频图像的编码方法及视频比特流的解码方法 - Google Patents

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Abstract

一种视频图像的编码方法及视频比特流的解码方法，其中，于视频图像的编码方法中，每一视频图像被分割成多个编码单元，视频图像的编码方法包含：接收叶编码单元；以及若该叶编码单元具有至少一个非零量化转换系数，加入用于该叶编码单元的量化参数信息，其中，该至少一个非零量化转化系数是依据预测模式、编码块类型、编码块旗标或者该三者的任一组合来侦测的。以上所述的视频图像的编码方法及视频比特流的解码方法能够提供更灵活、更具有适应性的量化参数处理。

Description

视频图像的编码方法及视频比特流的解码方法
本申请是申请日为2011年10月21日，申请号为201180053919.1，发明名称为“视频图像的编码方法及视频比特流的解码方法”的专利申请的分案申请
相关申请的交叉引用
本申请要求申请日为2010年11月8日、申请号为No.61/411,066、名称为“DeltaQuantizationParameterforHighEfficiencyVideoCoding(HEVC)”的美国临时申请的优先权，在此参考并结合所述申请案的全部内容。
技术领域
本发明有关于视频编码，且特别有关于具有量化参数处理(quantizationparameterprocessing)的编码技术，具体来说，有关于视频图像的编码方法与装置以及视频比特流的解码方法与装置。
背景技术
高效视频编码(HighEfficiencyVideoCoding，以下简称HEVC)是一种先进的视频编码系统，其是由ITU-T研究小组(ITU-TStudyGroup)的视频编码工程师组成的视频编码联合组(JointCollaborativeTeamonVideoCoding，以下简称JCT-VC)开发。HEVC是一种基于块的(block-based)混合编码(hybridcoding)，其具有灵活的块结构。在HEVC中，共引入了三种块概念：编码单元(CodingUnit，以下简称CU)、预测单元(PredictionUnit，以下简称PU)、以及转化单元(TransformUnit，以下简称TU)，而总体的编码结构是由不同尺寸的CU、PU、以及TU以递归方式(recursivefashion)来定义的，其中每一图像(picture)被分割成包含64×64个像素的最大CU(LargestCU，以下简称LCU)，而每一LCU接着被递归地分割成更小的CU，直至叶CU(leafCU)或最小CU。一旦CU分割的层次树(hierarchicaltree)完成，每一叶CU依据PU分割及预测类型被进一步分割为PU。此外，转化操作亦被用于TU以将空间数据转化成用于紧凑的数据表示(compactdatarepresentation)的转化系数。在H.264编码标准中，待处理的视频帧被分为多个条带(slice)，而每一条带则包含多个互不重叠的、作为最小编码单元的宏块(marcoblock)。由于上述条带是单个进行处理的，因此，一个条带中的错误或者数据遗失不会传播到其他的条带。在当前的HEVC开发中，条带包含多个LCU而不是宏块，其中LCU的尺寸要比16×16像素的宏块大的多。从而，HEVC中LCU对齐的条带(LCU-alignedslice)并不能提供足够的粒度(granularities)用于视频帧分割及比特率控制。当于HEVC中使用LCU对齐的条带时，也可以同时使用非LCU对齐的条带(non-LCUalignedslice)，而非LCU对齐的条带能够提供更灵活的条带结构及粒度更佳的率控制(moregranularratecontrol)。
于HEVC中，每一LCU皆有自己的量化参数(QuantizationParameter，以下简称QP)，且用于LCU的选定的QP会被传送至解码器端，以使解码器可以利用相同的QP来进行正确的解码处理。为了减少与QP相关的信息，可传送当前编码使用的QP与参考QP的差值来取代传送QP的做法。所述参考QP可由不同方法获取，举例来说，在H.264中，参考QP可基于先前的宏块来得出；而在HEVC中，参考QP是在条带标头中指定的QP。与AVC/H.264中基于宏块的编码相比，用于HEVC的编码单元可大至64×64像素，也就是LCU。由于LCU比AVC/H.264中的宏块大得多，因此，利用每一LCU一个deltaQP(deltaquantizationparameter)的做法可导致率控制(ratecontrol)无法快速适应比特率，从而需要在比LCU更小的编码单元中采用deltaQP以提供粒度更佳的率控制。进而，需要开发一种系统，其能够提供并利用更灵活及/或更具有适应性的deltaQP处理。
发明内容
有鉴于此，特提供以下技术方案：
本发明揭露一种与量化参数关联的视频图像的编码方法与装置。在本发明的一个实施例中，所述用于视频编码的方法包含：接收叶编码单元；决定量化参数最小编码单元的尺寸以传送量化参数信息；以及若所述叶编码单元大于或等于量化参数最小编码单元时，加入量化参数信息。所述量化参数最小编码单元可于序列级、图像级、或条带级指示，其中可利用量化参数选择旗标来选择量化参数最小编码单元于序列级、图像级、或条带级指示。在依据本发明的一个变化例中，所述方法可进一步包含：若至少两个第二叶编码单元的尺寸小于量化参数最小编码单元的尺寸，且至少两个第二叶编码单元的父编码单元的尺寸等于量化参数最小编码单元的尺寸，则加入用于所述至少两个第二叶编码单元的第二量化参数信息以共享所述第二量化参数信息。在依据本发明的另一实施例中，所述方法可进一步包含：若第三叶编码单元是条带中的第一个编码单元，则不管第三单元的尺寸大小，加入用于所述第三叶编码单元的第三量化参数信息。本发明另揭露一种与适应性量化参数处理相关的视频比特流的解码装置与方法。在本发明的一个实施例中，所述用于解码视频比特流的方法包含：接收视频比特流；从所述视频比特流中决定量化参数最小编码单元的尺寸；从所述视频流中决定叶编码单元的尺寸；以及若叶编码单元的尺寸大于或等于所述量化参数最小编码单元的尺寸，获取用于所述叶编码单元的量化参数信息。在依据本发明的一个变化例中，所述方法可进一步包含：若至少两个第二叶编码单元的尺寸小于量化参数最小编码单元的尺寸，且至少两个第二叶编码单元的父编码单元的尺寸等于量化参数最小编码单元的尺寸，则获取用于所述至少两个第二叶编码单元的第二量化参数信息以共享所述第二量化参数信息。在依据本发明的另一实施例中，所述方法可进一步包含：若第三叶编码单元是条带中的第一个编码单元，则不管第三单元的尺寸大小，获取用于所述第三叶编码单元的第三量化参数信息。
本发明揭露另一种与量化参数关联的视频图像的编码方法与装置。下述揭露的内容是以最大编码单元对齐的条带为例来说明依据本发明的delta量化参数处理，而对于非最大编码单元对齐的条带，条带的第一叶编码单元的相关操作可类似处理。在本发明的一个实施例中，所述用于视频编码的方法包含：接收叶编码单元；决定量化参数最小编码单元的尺寸以传送用于所述叶编码单元的量化参数信息；以及若所述叶编码单元大于或等于量化参数最小编码单元且所述叶编码单元具有至少一个非零量化转化系数，加入所述量化参数信息。在依据本发明的一个变化例中，所述方法可进一步包含：若至少两个第二叶编码单元的尺寸小于量化参数最小编码单元的尺寸，所述至少两个第二叶编码单元的父编码单元的尺寸等于量化参数最小编码单元的尺寸，且所述至少两个第二叶编码单元具有至少一个第二非零量化转化系数；则加入用于所述至少两个第二叶编码单元的第二量化参数信息以共享所述第二量化参数信息。所述非零量化转化系数的侦测可基于预测模式、编码块类型、编码块旗标、或者以上三者的任一组合进行。本发明另揭露一种与适应性量化参数处理相关的视频比特流的解码装置与方法。在本发明的一个实施例中，所述用于解码视频比特流的方法包含：接收视频比特流；从所述视频比特流中决定量化参数最小编码单元的尺寸；从所述视频流中决定叶编码单元的尺寸；以及若叶编码单元的尺寸大于或等于所述量化参数最小编码单元的尺寸，侦测所述叶编码单元是否具有至少一个非零量化转化系数，以及若所述叶编码单元具有至少一个非零量化转化系数，则获取所述叶编码单元的量化参数信息。
本发明揭露另一种与量化参数关联的视频图像的编码方法与装置。在本发明的一个实施例中，所述用于视频编码的方法包含：若叶编码单元具有至少一个非零量化转化系数，接收叶编码单元及用于所述叶编码单元的加入的量化参数信息，其中所述非零量化转化系数的侦测可基于预测模式、编码块类型、编码块旗标、或者以上三者的任一组合进行。所述具有至少一个非零量化转化系数的叶编码单元的加入的量化参数信息可以是明确的或者隐含的。举例来说，明确方式下，量化参数信息可在视频比特流中直接传送，或者隐含方式下，量化参数信息可由至少一个其他叶编码单元的信息推导得出，所述信息包含量化参数信息、预测模式、编码块类型、编码块旗标、叶编码单元的位置或者上述任一组合。本发明另揭露一种与适应性量化参数处理相关的视频比特流的解码装置与方法。在本发明的一个实施例中，所述用于解码视频比特流的方法包含：接收视频比特流；侦测叶编码单元是否具有至少一个非零量化转化系数，以及若所述叶编码单元具有至少一个非零量化转化系数，则获取所述叶编码单元的量化参数信息。所述量化参数信息可以由明确方式或者隐含方式获得。举例来说，所述量化参数信息可于视频比特流中获取或者由至少一个其他叶编码单元的信息得出。
本发明揭露另一种与量化参数关联的视频图像的编码方法与装置。在本发明的一个实施例中，所述用于视频编码的方法包含：接收叶编码单元，依据性能标准加入基于最大编码单元的量化参数旗标；若依据基于最大编码单元的量化参数旗标选定基于最大编码单元的量化参数，且所述最大编码单元包含至少一个非零量化转化系数，加入用于最大编码单元的量化参数信息；以及若依据基于量化参数的最大编码单元旗标选定非基于最大编码单元的量化参数，且所述叶编码单元包含至少一个非零量化转化系数，加入用于叶编码单元的量化参数信息。本发明另揭露一种与适应性量化参数处理相关的视频比特流的解码装置与方法。在本发明的一个实施例中，所述用于解码视频比特流的方法包含：接收视频比特流；以及从所述视频比特流撷取基于最大编码单元的量化参数旗标。若依据基于最大编码单元的量化参数旗标选定基于最大编码单元的量化参数，所述方法进一步包含获取每一最大编码单元的量化参数信息的步骤。若依据基于量化参数的最大编码单元旗标选定非基于最大编码单元的量化参数，所述方法进一步包含获取每一叶编码单元的量化参数信息的步骤。
以上所述的视频图像的编码方法与装置以及视频比特流的解码方法与装置能够提供更灵活、更具有适应性的量化参数处理。
附图说明
图1是基于四叉树的编码单元分割范例的示意图。
图2是分割边界与最大编码单元对齐时的条带分割范例的示意图。
图3是条带包含分数最大编码单元的条带分割范例的示意图。
图4是依本发明与delta量化参数处理相关的序列标头语法范例的示意图。
图5是依本发明与delta量化参数处理相关的条带标头语法范例的示意图。
图6是依本发明与delta量化参数处理相关的条带数据语法范例的示意图。
图7A是依本发明与delta量化参数处理相关的编码单元语法范例的示意图。
图7B是依本发明与delta量化参数处理相关的编码单元语法范例的保留部分的示意图。
图8是依本发明与delta量化参数处理相关的条带数据语法范例的变化例的示意图。
图9A是依本发明与delta量化参数处理相关的编码单元语法范例的变化例的示意图。
图9B是依本发明与delta量化参数处理相关的编码单元语法范例的变化例的保留部分的示意图。
图10是依本发明与delta量化参数处理相关的转化单元语法范例的示意图。
图11是依本发明基于传统HEVC的、用于delta量化参数处理的序列标头语法范例的示意图。
图12是依本发明基于传统HEVC的、用于delta量化参数处理的条带标头语法范例的示意图。
图13是依本发明基于传统HEVC的、用于delta量化参数处理的条带数据语法范例的示意图。
图14A是依本发明基于传统HEVC的、用于delta量化参数处理的编码单元语法范例的示意图。
图14B是依本发明基于传统HEVC的、用于delta量化参数处理的编码单元语法范例的保留部分的示意图。
图15是依本发明与delta量化参数处理相关的转化单元语法范例的变化例的示意图。
图16A是依本发明与delta量化参数处理相关的编码单元语法范例的另一变化例的示意图。
图16B是依本发明与delta量化参数处理相关的编码单元语法范例的另一变化例的保留部分的示意图。
图17是依本发明与delta量化参数处理相关的转化单元语法范例的另一变化例的示意图。
具体实施方式
在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属技术领域的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求项中所提及的「包含」为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。此外，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表第一装置可直接电气连接于第二装置，或透过其它装置或连接手段间接地电气连接至第二装置。
高效视频编码(HighEfficiencyVideoCoding，以下简称HEVC)是一种先进的视频编码系统，其是由ITU-T研究小组(ITU-TStudyGroup)的视频编码工程师组成的视频编码联合组(JointCollaborativeTeamonVideoCoding，以下简称JCT-VC)开发。HEVC是一种基于块的(block-based)混合编码(hybridcoding)，其具有灵活的块结构。在HEVC中，共引入了三种块概念：编码单元(CodingUnit，以下简称CU)、预测单元(PredictionUnit，以下简称PU)、以及转化单元(TransformUnit，以下简称TU)，而总体的编码结构是由不同尺寸的CU、PU、以及TU以递归方式(recursivefashion)来定义的，其中每一图像(picture)被分割成包含64×64个像素的最大CU(LargestCU，以下简称LCU)，而每一LCU接着被递归地分割成更小的CU，直至叶CU(leafCU)或最小CU。一旦CU分割的层次树(hierarchicaltree)完成，每一叶CU依据PU分割及预测类型被进一步分割为PU。在H.264编码标准中，一个新的特点是：其具有将视频帧分割成多个称为条带(slice)的区域的能力。条带的使用能够提供多种潜在的优点，例如区分优先级传送(prioritizedtransmission)、抗误码传送(errorresilienttransmission)等等。当于HEVC中使用LCU对齐的条带时，也可以同时使用非LCU对齐的条带(non-LCUalignedslice)，而非LCU对齐的条带能够提供更灵活的条带结构及粒度更佳的率控制(moregranularratecontrol)。
HEVC是一种具有灵活的块结构的基于块的混合编码，其编码过程系应用于每一CU。一旦CU分割的层次树(hierarchicaltree)完成，每一叶CU被依据PU分割及预测类型进一步分割成PU。接着，转化操作亦被用于与预测残差或块图像数据相关联的TU。随后，转化系数被量化，而量化后的转化系数之后被熵编码器处理以减少用于表示视频数据所需的信息。量化参数(QuantizationParameter，以下简称QP)是一个控制参数，其决定量化步骤的大小并从而调整画面质量及压缩的比特率(compressedbitrate)。在传统的HEVC中，QP是基于LCU进行调整的，因此，相关联的QP系为每一LCU传送。为了逆转(converse)与QP传送相关联的比特率，当前编码的QP与参考QP的差值被使用以取代QP的值。当前编码的QP与参考QP的差值被称为deltaQP，其可由不同方法获取，举例来说，在H.264中，参考QP可基于先前的宏块来得出；而在HEVC中，参考QP是在条带标头中指定的QP。
在当前开发的HEVC中，灵活可变的编码单元代替了H.264/AVC中固定尺寸的编码单元。图1是基于四叉树的编码单元分割范例的示意图。在深度(depth)为0处(Depth＝0)，初始的编码单元CU0(标号112)，其包含64×64个像素，是一个LCU。所述初始的编码单元CU0(标号112)亦可应用四叉树分割，如区块110所示。分割旗标0(SplitFlag＝0)表示当前的CU没有进行分割，而分割旗标1(SplitFlag＝1)则表示当前的CU通过四叉树被分割成4个更小的编码单元CU1(标号122)。作为分割结果的4个编码单元被标记为0、1、2、3，且其每一个都可在下一深度被进一步分割。作为编码单元CU0(标号112)分割结果的编码单元被称为CU1(标号122)。在一个编码单元通过四叉树分割之后，作为分割结果的编码单元可进一步应用四叉树分割，除非所述作为分割结果的编码单元达到预定的最小编码单元(SCU)。因此，在深度为1(Depth＝1)处，编码单元CU1(标号122)被进一步进行四叉树分割，如区块120所示。类似地，分割旗标0(SplitFlag＝0)表示当前的CU没有进行分割，而分割旗标1(SplitFlag＝1)则表示当前的CU通过四叉树被分割成4个更小的编码单元CU2(标号132)。所述编码单元CU2(标号132)的尺寸为16×16，且如区块130所示的四叉树分割程序会进行下去，直到达到SCU。举例来说，若SCU的尺寸被设定为8×8，则如区块140所示的、深度为3(Depth＝3)处的编码单元CU3(标号142)就不会被进一步分割。所述图像的用于形成可变尺寸编码单元的四叉树分割的集合可组成一个分割图(partitionmap)，其可被用于编码器来相应地处理输入图像区域。所述分割图需要被传送至解码器，以使解码器能够相应地执行解码程序。
在当前开发的HEVC编码标准中，通常使用LCU作为初始编码单元，而LCU可被适应性地分割成更小的CU以进行更有效的处理。用于H.264的基于宏块的条带分割可被扩展至用于HEVC的基于LCU的条带分割。图2是用于HEVC的基于LCU的条带分割的示意图，其中24个LCU被分割成为3个条带，LCU00～LCU07被分配至条带0(Slice0)，标号210，LCU08～LCU15被分配至条带1(Slice1)，标号220，LCU16～LCU23被分配至条带2(Slice2)，标号230。如图2所示，条带的边界与最大编码单元对齐。然而，由于LCU对齐的条带分割容易实施，且LCU的尺寸要比的宏块大的多，LCU对齐的条带可能无法提供足够的粒度来支持动态环境的编码系统。因此，在HEVC标准的开发中提出了利用非LCU对齐的条带分割的设想。
图3是包含分数LCU的条带分割范例的示意图，其中分割边界可穿过LCU。标号为310的条带0(Slice0)包含LCU00～LCU06，其末端在LCU07中的叶CU处。LCU07被分割并分别包含于标号为310的条带0(Slice0)中及标号为320的条带1(Slice1)中。标号为320的条带1(Slice1)包含LCU07中未被标号为310的条带0(Slice0)包含的叶CU，且包含LCU08～LCU15以及LCU16的一部分。标号为320的条带1(Slice1)的末端在LCU16中的叶CU处。LCU16被分割并分别包含于标号为320的条带1(Slice1)中及标号为330的条带2(Slice2)中，其中标号为330的条带2(Slice2)包含LCU16中未被标号为320的条带1(Slice1)包含的叶CU，且包含LCU17～LCU23。
在当前的HEVC中，每一LCU皆有自己的QP，且为每一LCU选择的QP被传送至解码器端，以使解码器能够利用相同的QP值执行正确的解码程序。为了减少与QP相关的信息，当前编码使用的QP与参考QP的差值被传送以取代传送QP的做法。因此，可为每一LCU传送deltaQP，其中deltaQP被定义为当前编码LCU的QP与参考QP的差值。若当前LCU是所在条带的第一个LCU，则条带的QP被视为参考QP。依据不同的设计需求，条带中非第一个LCU的其他LCU的参考QP也可以设定为是条带QP、预设QP值、或前一LCU的QP值。一个LCU的deltaQP通常是LCU数据的最后语法元素。当LCU的预测模式(PredMode)为跳过(SKIP)模式时，deltaQP不会被传送。与H.264/AVC的基于宏块的编码相比，用于HEVC的编码单元可大至64×64像素，也就是LCU的尺寸。由于LCU比AVC/H.264中的宏块大得多，因此，利用每一LCU一个deltaQP的做法可导致率控制(ratecontrol)无法快速适应比特率，从而需要在比LCU更小的编码单元中采用deltaQP以提供粒度更佳的率控制。进而，需要开发一种利用更灵活的QP处理的系统。
当允许在比LCU更小的编码单元中采用deltaQP时，随着编码单元尺寸的减小，在每一像素(per-pixel)基础上的与deltaQP相关的信息会增加。因此，可定义QP最小CU的尺寸(QPminimumCUsize)，以使deltaQP仅在CU的尺寸大于或等于QP最小CU的尺寸时传送。进一步来说，为了提供灵活的deltaQP，QP最小CU的尺寸可在序列标头、条带标头、或图像标头中定义。举例来说，序列标头中的语法元素sps_qp_max_depth，SPS定义如图4所示。相比于传统的HEVC来说需要额外增加的语法元素如区块410所示。语法元素sps_qp_max_depth定义了LCU中QP最小CU的尺寸的深度。因此，QP最小CU的尺寸可依据sps_qp_max_depth由LCU的尺寸得出。类似地，亦可在图像标头中利用语法元素来定义QP最小CU的尺寸的深度。如图5所示，在每一条带标头中定义了另一语法元素sh_qp_max_depth。相比于传统的HEVC来说需要额外增加的语法元素如区块410所示。语法元素sh_qp_max_depth定义了LCU中QP最小CU的尺寸的深度QpMinCuSize，且QpMinCuSize可依据sh_qp_max_depth由LCU的尺寸得出。对于每一条带来说，可选择序列级定义的QP最小CU的尺寸或者条带级定义的QP最小CU的尺寸来作为当前条带的QpMinCuSize。区块510中所示的语法元素change_qp_max_depth_flag可用来指示QP最小CU的尺寸是从序列级或者条带级选出。举例来说，change_qp_max_depth_flag的值等于0表示用于传送deltaQP的最小CU的尺寸是由sps_qp_max_depth得出，而change_qp_max_depth_flag的值等于1则表示用于传送deltaQP的最小CU的尺寸是由sh_qp_max_depth得出。传送deltaQP的一般规则如下所述。对于尺寸大于或等于QpMinCuSize的一个叶CU来说，传送一个deltaQP。对于多个尺寸皆小于QpMinCuSize且具有尺寸等于QpMinCuSize的同一个父CU(parentCU)的多个叶CU来说，为上述多个叶CU传送一个deltaQP以共享QP信息。当使用非LCU对齐的条带时，通常为所述条带的第一个叶CU传送一个deltaQP，而不管所述的第一个叶CU的尺寸多大。
图6是依本发明与delta量化参数处理相关的条带数据语法范例的示意图。相比于传统的HEVC来说需要额外增加的语法元素如区块610所示。语法元素FirstCuFlag是用来指示CU是否为所在条带的第一个CU的旗标，在区块610中，FirstCuFlag被初始化为1。语法元素SendQpFlag是用来指示是否为CU传送了deltaQP的旗标，在区块610中，SendQpFlag被初始化为0。后续执行的程序coding_unit()可导致FirstCuFlag和SendQpFlag值的改变。在为条带中的第一个CU传送一deltaQP之后，FirstCuFlag在程序coding_unit()中被重置为0。
图7A、7B是依本发明与delta量化参数处理相关的编码单元语法范例的示意图。相比于传统的HEVC来说需要额外增加的语法元素如区块710、720所示。在区块710中，SendQpFlag被重置为1，以表明若当前CU的尺寸CurrrCuSize等于QP最小CU的尺寸QpMinCuSize时，则传送一deltaQP的需求。在区块720中测试了三种条件：当前CU是否为所在条带中的第一个CU(FirstCuFlag)；SendQpFlag是否被设置；以及CurrrCuSize是否与QpMinCuSize相等。若上述三个条件中任何一个被声明(asserted)，则deltaQP(delta_qp)会被传送，且SendQpFlag和FirstCuFlag皆被重置为0。通过图4至图7B中所示语法元素描述的依据本发明的实施例，其允许deltaQP处理基于比LCU更小的单元来进行，且为具有分数LCU的系统提供了deltaQP处理方式。而且，通过图4至图7B中所示语法元素描述的依据本发明的实施例，其还允许系统可适应性地选择于序列标头、图像标头、或者条带标头中指示的QP最小CU尺寸。
虽然图4至图7B中的语法设计描述了依据本发明的实施例，但其所使用的特定语法元素仅用来举例说明如何实施本发明，本领域的技术人员亦可修改所述语法元素以实现相同的发明。依据图4至图7B中所示的语法元素，解码器可得到所需的QP信息以用于解码比特流。举例来说，解码器可撷取语法元素change_qp_max_depth_flag以决定QP最小CU的尺寸是在条带标头或是序列标头中指示。从而，QP最小CU的尺寸可以被决定。叶CU的尺寸可由比特流解码中得到，且条带中所述叶CU的顺序可被决定。若叶CU的尺寸大于或等于QP最小CU的尺寸，或者叶CU是非LCU对齐的条带中的第一个CU，则在编码单元数据中存在deltaQP。解码器相应地撷取所述的deltaQP值，并将所述的deltaQP应用至编码单元数据以解码所述编码单元。
当上述的QP处理允许QP在比LCU更佳的粒度级别变化，且适应性地选择于序列标头或者条带标头中指示的QP最小CU的尺寸时，将会存在进一步提升与QP信息相关的传送效率的空间。相应地，本发明的第一个变化例描述如下。当一deltaQP被发送，可能的状况是，所述的deltaQP覆盖的(covered)区域并不具有非零的量化转化系数。由于QP是用于量化非零转化系数并反量化非零转化系数，因此，没有必要为不具有非零量化转化系数的区域传送QP或者deltaQP。从而，对于这些区域来说，与QP或者deltaQP相关联的信息可被省略(saved)。为了支持上述特点，需要对coding_unit()和transform_unit()进行语法上的修改，为简单起见，仅以LCU对齐的条带为例进行说明。序列标头及条带标头的语法与图4及图5中所示相同。另外，slice_data()的语法与传统的HEVC相同，如图8所示，其中对于LCU对齐的条带来说，图6所示的FirstCuFlag和SendQpFlag的初始化并不需要执行，但是对于非LCU对齐的条带，则需要执行FirstCuFlag的初始化以处理条带中具有至少一个非零系数的第一叶CU。依据所述的变化例，coding_unit()的语法被修改，以使deltaQP可仅于尺寸大于或等于QP最小CU的尺寸的叶CU的末端存在，或仅于尺寸等于QP最小CU的尺寸的分割CU的最后一个叶CU之后存在。进一步来说，transform_unit()语法与deltaQP相关的部分被修改，以使deltaQP仅在对应的区域具有至少一个非零量化转化系数时被传送。所述区域中具有至少一个非零量化转化系数的条件，可基于预测模式(PredictionMode，以下简称为PredMode)、编码块类型(CodedBlockPattern，以下简称为CBP)、编码块旗标(CodedBlockFlag，以下简称为CBF)或者三者的任一组合来侦测。举例来说，PredMode为跳过(SKIP)模式时，其暗示着所述叶CU中没有残差(residue)存在。当变长编码(Variable-LengthCoding，以下简称VLC)被使用且CBP为0，其暗示着所述叶CU中没有残差存在。当上下文自适应二进制算数编码(Context-basedAdaptiveBinaryArithmeticCoding，以下简称为CABAC)被使用且CBF为0，其同样暗示着所述叶CU中没有残差存在。对于上述叶CU来说，QP信息可被省略以提升编码及传送效率。
为支持上述变化例，coding_unit()语法修改如图9A及图9B中的区块910～940所示。区块910中，当CurrrCuSize与QpMinCuSize相同时，NonZeroFound被设置为0。接着，后续的程序coding_unit()被以递归的方式来执行，其中，NonZeroFound的值可被改变。于区块920所示的过程中，若CurrrCuSize与QpMinCuSize相同，则检查NonZeroFound的值。若NonZeroFound的值为1，发送delta_qp。在prediction_unit()程序被调用后，若PredMode并非为SKIP，则执行区块930。在区块930中，若CurrrCuSize大于或等于QpMinCuSize，则NonZeroFound被设置为0。接着，后续的程序transform_unit()被执行，其中，NonZeroFound的值可被改变。在transform_unit()程序被调用后，区块940被执行。在区块940所示的过程中，若CurrrCuSize大于或等于QpMinCuSize，则检查NonZeroFound的值。若NonZeroFound的值为1，发送delta_qp。
为支持上述变化例，transform_unit()语法修改如图10中的区块1010所示。当VLC被使用且CBP并非为0，其暗示着所述叶CU中存在至少一个非零转化系数，且NonZeroFound被设置1。另一方面，当VLC被使用且CBP为0，NonZeroFound具有与之前相同的值，即，0。当CABAC被使用且CBF并非为0时，其暗示着所述叶CU中存在至少一个非零转化系数，且NonZeroFound被设置1。另一方面，当CABAC被使用且CBF为0时，NonZeroFound具有与之前相同的值，即，0。
为支持上述变化例，序列标头及条带标头语法并未改变，其如图4及图5所示。如前所述，序列标头中的语法元素sps_qp_max_depth定义了LCU中QP最小CU的尺寸的深度。于每一条带标头中，sh_qp_max_depth定义了LCU中QP最小CU的尺寸的深度。区块510中的语法元素change_qp_max_depth_flag可用来指示QP最小CU的尺寸是从序列级或者条带级选出。举例来说，change_qp_max_depth_flag的值等于0表示用于传送QP的最小CU的尺寸是由sps_qp_max_depth得出，而change_qp_max_depth_flag的值等于1则表示用于传送QP的最小CU的尺寸是由sh_qp_max_depth得出。对于尺寸大于或等于QpMinCuSize的一个叶CU来说，当所述叶CU具有至少一个非零量化转化系数时，传送一个deltaQP。对于多个尺寸皆小于QpMinCuSize且具有尺寸等于QpMinCuSize的同一个父CU的多个叶CU来说，当所述多个叶CU具有至少一个非零量化转化系数时，传送一个deltaQP。依据所述变化例，对于大于或等于QpMinCuSize的叶CU，当所述叶CU具有至少一个非零量化转化系数时，传送一个deltaQP。换句话说，若不存在非零量化转化系数，则不传送deltaQP。进一步来说，对于多个尺寸皆小于QpMinCuSize且具有尺寸等于QpMinCuSize的同一个父CU的多个叶CU，当所述多个叶CU具有至少一个非零量化转化系数时，为上述多个叶CU传送一个deltaQP以共享QP信息。所述非零量化转化系数的侦测，可基于预测模式PredMode、CBP、CBF，或者以上三者的任一组合来进行。
虽然图4、5、8、9A、9B及10中的语法设计描述了依据本发明的变化例，但其所使用的特定语法元素仅用来举例说明如何实施本发明，本领域的技术人员亦可修改所述语法元素以实现相同的发明。依据所述的语法元素的范例，解码器可得出所需的QP信息，以用于解码比特流。举例来说，所述解码器可撷取语法元素change_qp_max_depth_flag以决定QP最小CU的尺寸是在条带标头或是序列标头中指示。从而，QP最小CU的尺寸可以被决定。叶CU的尺寸可由比特流解码中得到，且条带中所述叶CU的顺序可被决定。若叶CU的尺寸大于或等于QP最小CU的尺寸，则侦测NonZeroFound的值。若NonZeroFound的值为0，则暗示着叶CU中没有非零的转化系数，且叶CU的转化系数皆被设置为0。若NonZeroFound的值为1，则编码单元数据中存在deltaQP。解码器可相应地撷取所述的deltaQP值，并将所述的deltaQP应用至编码单元数据以解码所述编码单元。
在依据本发明的第二变化例中，用于具有非零量化转化系数的每一叶CU的deltaQP可是被明确地(explicitly)传送的，或是基于同一LCU中至少一个其他叶CU的信息隐含地(implicitly)推导得出的。所述叶CU中具有至少一个非零量化转化系数的条件，可基于PredMode、CBP、CBF或者三者的任一组合来侦测。举例来说，若叶CU的预测模式PredMode并非是SKIP模式且编码块类型CBP在VLC被使用的状况下不为0，或者编码块旗标在CABAC被使用的状况下不为0，则叶CU包含至少一个非零转化系数。于下文中，将仅以为具有非零量化转化系数的叶CU明确地传送deltaQP为例进行说明。支持所述第二变化例所需的语法如图11至图15所示，其中，图11中的序列标头、图12中的条带标头、图13中的slice_data()语法、以及图14A和图14B中的coding_unit()语法都与传统HEVC的对应部分相同。所需的、相比于传统HEVC的coding_unit()语法修改如图15中的区块1510所示。如区块1510所示，当VLC被使用且CBP为非零时，传送deltaQP。同时，当CABAC被使用且CBF为非零时，也传送deltaQP。依据上述第二变化例，每一叶CU都具有自己的QP，当且仅当所述叶CU具有至少一个非零量化转化系数时，QP信息才会被传送。
虽然图11至图15中的语法设计描述了依据本发明的第二变化例，但其所使用的特定语法元素仅用来举例说明如何实施本发明，本领域的技术人员亦可修改所述语法元素以实现相同的发明。依据所述的语法元素的范例，若叶CU具有至少一个非零量化转化系数，解码器可得出所需的QP信息以用于解码比特流中的叶CU。举例来说，若VLC被使用且叶CU的编码块类型CBP为非零，则解码器明确地由比特流获取诸如deltaQP的QP信息，或隐含地由属于同一LCU的至少一个其他叶CU的信息推导得出。解码器可相应地撷取deltaQP并将其应用至编码单元数据以进行解码。若VLC被使用且CBP为0，则暗示所述叶CU的所有转化系数都为0。类似地，若CABAC被使用且CBF为非零，则存在deltaQP。解码器可相应地撷取deltaQP并将其应用至编码单元数据以进行解码。若CABAC被使用且CBF为零，则暗示着所述叶CU的所有转化系数都为0。
于依据本发明的第三变化例中，编码系统可于QP处理的两种模式间切换。于第一模式，若LCU具有至少一个非零量化转化系数，则编码系统利用每一LCU一个deltaQP的方案。于第二模式，若叶CU具有至少一个非零量化转化系数，则编码系统利用每一叶CU一个deltaQP的方案。为支持所述第三变化例，可使用与传统HEVC相同的序列标头语法、条带标头语法、以及slice_data()语法。而coding_unit()语法的修改如图16A及图16B中的区块1610、1620所示。于区块1610中，lcu_based_qp_flag被加入进来，以指示若当前CU的尺寸与LCU相同时是否使用基于LCU的QP。若lcu_based_qp_flag被置位(set)，则NonZeroFound被重置为0。后续程序transform_unit()被执行后，NonZeroFound可被改变。如区块1620所示，若当前CU具有与LCU相同的尺寸，则语法元素lcu_based_qp_flag的值将被侦测。若lcu_based_qp_flag的值为1，则需要侦测NonZeroFound的值。若NonZeroFound的值为1，则delta_qp被加入进来且NonZeroFound被重置为0。所需的、相比于传统HEVC的transform_unit()语法的修改如图17中的区块1710所示。如区块1710所示，当lcu_based_qp_flag的值为1，则测试如下第一组的两个条件：VLC是否被使用；以及编码块类型CBP是否具有非零值。若上述第一组的两个条件满足，则将NonZeroFound设置为0。进一步来说，也需要测试第二组的两个条件：CABAC是否被使用；以及编码块旗标CBF是否为非零值。若上述第二组的两个条件满足，则将NonZeroFound设置为1。若第一组的两个条件及第二组的两个条件都没有满足，则保持NonZeroFound的值与原来相同，即，0。当lcu_based_qp_flag没有被置位(set)时，测试第三组的两个条件：VLC是否被使用；以及编码块类型CBP是否具有非零值。若上述第三组的两个条件满足，则传送deltaQP。进一步来说，也需要测试第四组的两个条件：CABAC是否被使用；以及编码块旗标CBF是否为非零值。若上述第四组的两个条件满足，则也会传送deltaQP。依据上述第三变化例，在第一模式下，每一LCU皆有自己的QP，且只有所述LCU具有至少一个非零量化转化系数时，QP信息才会被传送。于第二模式下，每一叶CU皆有自己的QP，且只有所述叶CU具有至少一个非零量化转化系数时，QP信息才会被传送。
虽然图16A、16B及17中的语法设计描述了依据本发明的第三变化例，但其所使用的特定语法元素仅用来举例说明如何实施本发明，本领域的技术人员亦可修改所述语法元素以实现相同的发明。依据所述的语法元素的范例，解码器可得到所需的QP信息以用于解码比特流。举例来说，解码器可侦测是否lcu_based_qp_flag被置位。若lcu_based_qp_flag被置位，则解码器可侦测是否NonZeroFound被置位。若NonZeroFound被置位，则解码器可相应地撷取诸如deltaQP的QP信息并将其应用至LCU。若NonZeroFound没有被置位，则暗示着LCU没有非零的转化系数。当lcu_based_qp_flag没有被置位时，解码器侦测如下条件：VLC是否被使用以及编码块类型CBP是否为非零值。若上述条件满足，则解码器可相应地撷取诸如deltaQP的QP信息并将其应用至叶CU以进行解码。所述解码器也侦测如下条件：CABAC是否被使用以及编码块旗标CBF是否为非零值。若上述条件满足，则解码器可相应地撷取诸如deltaQP的QP信息并将其应用至叶CU以进行解码。若VLC被使用且CBP为零，则所述叶CU的所有转化系数都被置位为0。类似地，若CABAC被使用且CBF为零，则所述叶CU的所有转化系数也都被置位为0。
虽然本发明已揭露如上，但在不脱离本发明精神及基本特点的前提下，其亦可以其他的特定方式来实现。本发明可以硬件的方式实施，例如集成电路(IntegratedCircuit，以下简称IC)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，以下简称ASIC)，也可以与实现本发明特定功能和任务的处理器相关的软件或固件码来实施，或者以硬件、软件、固件三者的任一组合来实施。以上所述的实施例仅用于说明本发明，本发明并不以此为限。本发明的专利保护范围当以后附的权利要求书为准，凡依本发明的权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (12)

1.一种视频图像的编码方法，其中每一视频图像被分割成多个编码单元，该视频图像的编码方法包含：
接收叶编码单元；以及
若该叶编码单元具有至少一个非零量化转换系数，加入用于该叶编码单元的量化参数信息，其中，该至少一个非零量化转化系数是依据预测模式、编码块类型、编码块旗标或者该三者的任一组合来侦测的。
2.如权利要求1所述的视频图像的编码方法，其特征在于，该加入用于该叶编码单元的量化参数信息的步骤包含：
于对应于该视频图像的视频比特流中传送用于该叶编码单元的该量化参数信息。
3.如权利要求1所述的视频图像的编码方法，其特征在于，该加入用于该叶编码单元的量化参数信息的步骤包含：
从至少一个其他叶编码单元的信息中推导出用于该叶编码单元的该量化参数信息。
4.如权利要求3所述的视频图像的编码方法，其特征在于，该至少一个其他叶编码单元的该信息包含量化参数信息、预测模式、编码块类型、编码块旗标、叶编码单元位置或该五者的任一组合。
5.一种视频比特流的解码方法，其中该视频比特流对应于视频图像，且每一视频图像被分割成多个编码单元，该视频比特流的解码方法包含：
接收该视频比特流；
侦测叶编码单元是否具有至少一个非零量化转换系数；
若该叶编码单元具有至少一个非零量化转换系数，获取用于该叶编码单元的量化参数信息；以及
将该量化参数信息应用至该叶编码单元。
6.如权利要求5所述的视频比特流的解码方法，其特征在于，用于该叶编码单元的该量化参数信息是明确地由该视频比特流中获取。
7.如权利要求5所述的视频比特流的解码方法，其特征在于，用于该叶编码单元的该量化参数信息是从至少一个其他叶编码单元的信息中推导而获取。
8.如权利要求7所述的视频比特流的解码方法，其特征在于，该至少一个其他叶编码单元的该信息包含量化参数信息、预测模式、编码块类型、编码块旗标、叶编码单元位置或该五者的任一组合。
9.一种视频图像的编码方法，其中每一视频图像被分割成多个编码单元，该视频图像的编码方法包含：
接收叶编码单元；
依据性能要求加入基于最大编码单元的量化参数旗标；
若基于最大编码单元的量化参数被选定如该基于最大编码单元的量化参数旗标中所指示，加入用于最大编码单元的量化参数信息；以及
若非基于最大编码单元的量化参数被选定如该基于最大编码单元的量化参数旗标中所指示，加入用于该叶编码单元的该量化参数信息。
10.如权利要求9所述的视频图像的编码方法，其特征在于，该视频图像的编码方法更包含：
若基于最大编码单元的量化参数被选定，决定该最大编码单元是否包含至少一个非零量化转化系数，且仅在该最大编码单元包含至少一个非零量化转化系数时，加入用于该最大编码单元的该量化参数信息；以及
若非基于最大编码单元的量化参数被选定，决定该叶编码单元是否包含至少一个非零量化转化系数，且仅在该叶编码单元包含至少一个非零量化转化系数时，加入用于该叶编码单元的该量化参数信息。
11.一种视频比特流的解码方法，其中该视频比特流对应于视频图像，且每一视频图像被分割成多个编码单元，该视频比特流的解码方法包含：
接收该视频比特流；
从该视频比特流撷取基于最大编码单元的量化参数旗标；
若基于最大编码单元的量化参数被选定如该基于最大编码单元的量化参数旗标中所指示，获取用于每一最大编码单元的量化参数信息；以及
若非基于最大编码单元的量化参数被选定如该基于最大编码单元的量化参数旗标中所指示，获取用于每一叶编码单元的该量化参数信息。
12.如权利要求11所述的视频比特流的解码方法，其特征在于，该视频比特流的解码方法更包含：
若基于最大编码单元的量化参数被选定，决定每一最大编码单元是否包含至少一个非零量化转化系数，且仅在该最大编码单元包含至少一个非零量化转化系数时，获取用于该最大编码单元的该量化参数信息；以及
若非基于最大编码单元的量化参数被选定，决定每一叶编码单元是否包含至少一个非零量化转化系数，且仅在该叶编码单元包含至少一个非零量化转化系数时，获取用于该叶编码单元的该量化参数信息。
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