CN105981388A - 调色板编码中句法冗余移除的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

揭示一种使用具有句法冗余移除的候选预测模式列表的视频数据的块的调色板编码方法和装置。在一个实施例中，基于候选预测模式列表以及与以前的样本关联的以前的预测模式，为当前块的当前样本确定冗余预测模式是否存在于候选预测模式列表。如果冗余预测模式存在于候选预测模式列表中，冗余预测模式从候选预测模式列表移除，以生产减少的候选预测模式列表。在另一实施例中，基于关于一个或多个预测符的条件，为当前块的当前样本确定冗余预测符是否存在于候选预测符列表中。

Description

调色板编码中句法冗余移除的方法和装置
【相关申请的交叉参考】
本发明要求2013年12月27日申请的序列号为61/921,156的美国临时专利申请、2013年12月31日申请的序列号为61/922,131的美国临时专利申请、2014年1月7日申请的序列号为61/924,333的美国临时专利申请、2014年1月8日申请的序列号为61/924,758的美国临时专利申请、2014年1月29日申请的序列号为61/932,832的美国临时专利申请、2014年6月23日申请的序列号为62/015,708的美国临时专利申请的优先权，上述美国临时专利申请在此全部并入参考。
【技术领域】
本发明涉及视频数据的调色板(palette)编码。特别地，本发明涉及通过移除可能存在于现有系统中的句法冗余来改进调色板编码的性能的技术。
【背景技术】
高效率视频编码(HEVC)是近年来开发的一种新的编码标准。在高效率视频编码(HEVC)系统中，H.264/AVC的固定尺寸的宏块由灵活的块来替代，称为编码单元(CU)。CU中的像素共享相同的编码参数以改进编码效率。CU可以最大CU(LCU)开始，其在HEVC中也称为编码树单元(coded tree unit,CTU)。除了编码单元的概念以外，预测单元(PU)的概念也在HEVC中引入。一旦完成CU分层的树的拆分，每个叶CU还进一步根据预测类型和PU分区拆分为一个或多个预测单元(PU)。
随着高效率视频编码(HEVC)标准发展，HEVC的扩展的发展也开始了。HEVC扩展包含范围扩展(RExt)，其针对非4：2：0颜色格式，例如4：2：2和4：4：4，且更高比特深度视频，例如，12、14和16比特每样本。利用RExt的一个可能的应用是通过有线或无线连接的屏幕共享。由于屏幕内容的特定特性，编码工具被开发且在编码效率方面显示了其重要性。其中，颜色索引编码(也叫作基于主颜色的编码)技术表示使用索引到调色板(palette)(主颜色)的像素的块，并通过利用空间冗余编码调色板和索引。尽管可能的颜色组合的总数目很大，图片的区域的颜色的数目对于典型的屏幕内容通常是有限的。因此，颜色索引编码对于屏幕内容材料变得非常有效。
在HEVC范围扩展(RExt)的早期发展过程中，揭示了若干提议以处理基于调色板的编码。例如，调色板预测和共享技术揭示于JCTVC-N0247(Guo etal.,“RCE3:Results of Test 3.1on Palette Mode for Screen Content Coding”,JointCollaborative Team on Video Coding(JCT-VC)of ITU-T SG 16WP 3and ISO/IECJTC 1/SC 29/WG 11,14th Meeting:Vienna,AT,25July–2Aug.2013Document:JCTVC-N0247)。在JCTVC-N0247中，构建并发送每个颜色组件的调色板。调色板可以从其左边相邻的CU被预测(或共享)以降低比特率。给定块中的所有像素使用它们的调色板索引来编码。根据JCTVC-N0247的编码过程的示例显示于以下。
1.调色板的传送：颜色索引表尺寸先发送，后发送调色板元件。
2.像素值的传送：CU中的像素以光栅扫描顺序编码。对于一个或多个像素的每个组，用于基于“run(游程)”的模式的旗标首先发送以指示是否是游程模式或“copy above(复制上方)”模式正在使用。
2.1游程模式：在游程模式中，调色板索引紧接着表示run值的“palette_run”(例如，M)首先标示(signal)。run值指示总共M+1个样本均使用“run”模式编码。对于当前位置和后续的M个位置没有其他信息需要发送，因为他们具有在比特流中标示的相同的调色板索引。调色板索引(例如，i)还可以由所有三个颜色组件共享，其表示对于YUV颜色空间的情况重建的像素值是(Y，U，V)＝(调色板Y[i]、调色板U[i]、调色板V[i])。
2.2“索引游程(index run)”模式：在索引游程模式中，调色板索引首先标示(signal)，然后表示run值的“palette_run”(例如，M)再标示。run值指示所有使用索引游程模式编码的M+1个样本。对于当前位置和后续的M个位置没有其他信息需要发送，因为他们具有在比特流中标示的相同的调色板索引。调色板索引(例如，i)还可以由所有三个颜色成分共享，其表示对于YUV颜色空间的情况重建的像素值是(Y，U，V)＝(paletteY[i]、paletteU[i]、paletteV[i])。
2.3“复制上方游程(copy above run)”模式：在复制上方游程模式中，值“copy_run”(例如，N)被发送以指示对于后续的N个位置(包含当前这个)，调色板索引与以上行中对应调色板索引相同。
3.残值的传送：阶段2中发送的调色板索引被转换回像素值并用作预测。残值信息使用HEVC残值编码被发送，并加入到预测用于重建。
在以上方法中，除了索引游程模式和复制上方游程模式，当前像素还可由“像素(pixel)”模式编码，其中像素值被发送。颜色索引编码技术的另一版本也由Guo等人在JCTVC-O0182中(Guo et al.,“Non-RCE3:Modified Palette Modefor Screen Content Coding”,Joint Collaborative Team on Video Coding(JCT-VC)ofITU-T SG 16WP 3and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11,14th Meeting:Vienna,AT,25July–2Aug.2013Document:JCTVC-N0249)揭示，其中调色板中的每个元件是表示三个颜色组件的特定组合的三元一组。调色板索引由所有的颜色组件共享以降低开销。
又一基于主颜色的编码(颜色索引编码)方法由Guo等人在JCTVC-O0182中(Guo et al.,“AHG8:Major-color-based screen content coding”,JointCollaborative Team on Video Coding(JCT-VC)of ITU-T SG 16WP 3and ISO/IECJTC 1/SC 29/WG 11,15th Meeting:Geneva,CH,23Oct.–1Nov.2013,Document:JCTVC-O0182)揭示。根据JCTVC-O0182，每个组件的调色板被构建和发送。然而，替代从左边CU预测整个调色板，调色板中的每个条目可以从上方CU或左边CU中精确对应发调色板条目来预测。
根据JCTVC-O0182，预测编码方法应用于索引用于像素值的传送，其中像素线可以由不同模式预测。具体地，三种线模式用于像素线，即水平模式、垂直模式和正常模式。在水平模式中，相同线中的像素具有相同值。如果值与上方像素线的第一像素的值相同，仅仅线模式标示比特被传送。否则，索引值也被传送。在垂直模式中，当前像素线与上方像素线相同。因此，仅仅线模式标示比特被传送。在正常模式中，线中的像素分别被预测。对于每个像素，左边或上方相邻像素用作预测符，以及预测符发送到解码器。此外，像素分类为主颜色像素以及例外(escape)像素。对于主颜色像素，解码器使用主颜色索引和调色板重建像素值。对于例外像素，编码器将进一步发送像素值。
期望开发一种方法用于进一步改进与调色板编码关联的编码效率。
【发明内容】
揭示一种使用具有句法冗余移除的候选预测模式列表的视频数据的块的调色板编码的方法和装置。在一个实施例中，基于一个或多个候选预测模式列表、与以前的样本关联的以前的预测模式、当前样本的位置的组合，为当前块的当前样本确定冗余预测模式是否存在于候选预测模式列表。如果冗余预测模式存在于候选预测模式列表，则冗余预测模式从候选预测模式列表移除，以生成减少的候选预测模式列表，且使用减少的候选预测模式列表将调色板编码或解码应用于当前块的当前样本。
在一个实施例中，候选预测模式列表包含复制上方游程模式、索引游程模式。复制上方游程模式使用上方行中的对应样本以预测当前块中的当前样本。索引游程模式使用相同的第一样本值编码或解码当前块的当前样本。当以前的预测模式等于复制上方游程模式，则复制上方游程模式是冗余。候选预测模式列表还可包含像素模式，以编码或解码当前块的个别样本的个别像素样本值。当复制上方游程模式用于当前块的当前样本，对应于当前样本的数目的游程值在比特流中标示(signal)或从比特流解析。当索引游程模式用于当前块的当前样本，对应于当前块的多个当前样本的相同的样本值和游程值在比特流中标示或从比特流解析。候选预测模式列表还包括复制上方N行模式以使用上方R行中的一个或多个对应第一样本以预测当前块的一个或多个第一样本。
在另一实施例中，基于关于当前块的当前样本的预测符有关的条件，系统为当前块的当前样本确定冗余预测符是否存在于候选预测符列表。如果冗余预测符存在于候选预测符列表，则冗余预测符移除或替代，以生成修改的候选预测符列表。使用修改的候选预测符列表将调色板编码或解码应用于当前块的当前样本。
候选预测符列表可包含复制上方预测符以使用上方行中的样本以预测当前样本，复制左边预测符以使用左边的样本以预测当前样本，以及一个或多个其它模式。如果复制上方预测符和复制左边预测符对于当前样本是相同的，则复制上方预测符或复制左边预测符是冗余的。在此情况下，复制上方预测符或复制左边预测符从候选预测符列表移除。
当冗余预测符存在，冗余预测符还可以由基于选择的候选预测符或最后编码的句法确定的替代候选预测符替代。例如，如果选择的候选预测符的样本位置在当前块外，则选择的候选预测符不放置进修改的候选预测符列表。在另一示例中，如果候选预测符列表包含复制上方预测符以使用上方行中的样本以预测当前样本且最后编码的句法是复制上方预测符，最后编码的句法不放置进修改的候选预测符列表。取决于当前块的一个或多个当前样本的位置或当前预测模式的编码的句法，系统还可确定当前预测模式是否放进候选预测模式列表。例如，如果当前预测模式的参考像素不可用，当前预测模式不放进候选预测模式列表。在另一示例中，对应于编码的句法的最后预测模式不放进候选预测模式列表。在又一示例中，对应于当前预测模式的预测模式索引在比特流中标示或从比特流解析。
【附图说明】
图1图示根据本发明的实施例的使用具有冗余预测模式的候选预测模式列表的调色板编码的系统的示范性流程图。
图2图示根据本发明的实施例的使用具有冗余预测符移除或替代的候选预测符列表的调色板编码的系统的示范性流程图。
【具体实施方式】
在本发明中，揭示改进调色板编码性能的各种技术。特别地，揭示使用具有冗余移除的候选预测模式列表或候选预测符的有效的调色板编码技术。
预测模式标示位冗余的移除
如上所述，在如JCTVC-N0247和N0249描述的基于游程的调色板中，颜色索引是使用“索引游程”模式和“复制上方游程”模式来编码。在“索引游程”模式中，其检查后续的颜色索引是否与当前颜色索引相同。如果是，其标示(signal)“索引游程”模式以及用于当前样本的颜色索引值。其还确定“游程”的长度，即，包含当前这个的连续相同颜色索引的数目。在“复制上方游程”模式中，其检查后续的颜色索引是否与以上行中的对应颜色索引相同。如果是，其标示“复制上方游程”模式。然后，其还确定“游程”长度，即，与包含当前这个的上方行中对应颜色索引相同的连续相同颜色索引的数目。如果以前的编码样式是游程值等于M的“复制上方游程”模式，下一样式不应该是“复制上方游程”模式。如果下一样式也是游程等于N的“复制上方游程”模式，两个样式应该合并为游程等于(M+N+1)的单个“复制上方游程”模式。因此，如果以前的编码样式是“复制上方游程”模式，根据本发明的实施例移除“复制上方游程”模式标示。尽管以上示例通过检查两个连续“复制上方游程”模式的情形来消除句法冗余，本发明可分析以前的解码预测模式，并根据以前的编码预测模式改变标示方法。
对应于JCTVC-N0247的伪代码显示于以下。
在以上伪代码中，句法palette_run_mode对应于“复制上方游程”模式或“索引游程”模式。如果是“索引游程”模式(即，palette_run_mode＝＝index_run_mode)，则当前颜色索引的调色板索引(即，code palette_idx)发送后紧跟着相关的游程长度(即，code palette_run)。如果不是“索引游程”模式(即，“复制上方游程”模式正被使用)，则仅仅游程长度被编码(即，codepalette_run)，因为先导颜色索引可以从上方行来确定。“复制上方游程”模式也称为“复制上面游程”模式、“复制上方”模式或“复制上面”模式。这些名称在本公开可以互换使用。
对应于本发明的实施例的伪代码显示于以下。
如当前实施例的以上伪代码所示，对应于JCTVC-N0247的伪代码仅仅当以前的编码样式是“索引游程模式”时才被执行，即，如果(last_coded_palette_run_mode＝＝index_run_mode)＝＝True。换句话说，仅当以前编码的样式不是“复制上方游程”模式时句法palette_run_mode将被编码以便不发生连续的“复制上方游程”模式。当句法palette_run_mode没有出现时，palette_run_mode推测为index_run_mode(索引游程模式)。
如上所述，由JCTVC-N0247、JCTVC-O0182和JCTVC-B0249揭示的调色板编码支持“索引游程”模式、“复制上面”模式、“水平”模式以及“垂直”模式。为了改进性能，根据本发明揭示附加的调色板索引编码模式(即，预测模式)。此外，当用于预测当前调色板索引的相邻调色板索引值不可用时，根据本发明的实施例使用默认索引值(例如，零)、基于相邻像素派生的索引值、默认值(例如，零)或基于相邻重建的像素的像素值派生的值。
在本发明的另一实施例中，检查预测符之间的关系。如果确定了任何句法冗余，句法冗余被移除。例如，如果当前编码预测符等于以前编码的预测符的一个，其可以被跳过。表1图示相较于JCTVC-O0182的根据本发明的实施例另一示例。根据JCTVC-O0182的各种预测符的标示位显示于第二列。本发明的实施例检查对应于上面像素(A)和左边像素(L)的颜色索引的预测符之间的关系。依据左边的颜色索引(即，左边预测符)是否与上面的颜色索引(即，上面的预测符)相同，不同的标示位显示于表1中的第三列和第四列。如第四列所示，如果左边像素的颜色索引等于上面像素的颜色索引，且当前像素的颜色索引不等于上面像素，则第二位的标示可以跳过，因为没有其它情况被区别。换句话说，当前像素由上面像素(与左边像素相同)预测或不由任何上面以及左边像素预测。在表1的示例中，“复制左边”模式的标示位被跳过。然而，标示位“1”可以分配用于指示“复制左边”模式，以便跳过“复制上面”的标示位。备选地，“复制上面”和“复制左边”模式可以分配相同的标示位，即，“1”。
表1
实施表1的标示方法的示范性伪代码示于以下。
如以上伪代码所示，用于“复制上面”模式的第一位总是被编码(即，代码equal_to_above)。如果当前像素与上面的像素相同，没有另外的位被标示，因为“equal_to_above＝0”将总是假。否则，如果左边像素不与上面像素相同(即，“L！＝A”＝＝true)，“复制左边”模式的位(即，代码equal_to_left)将被标示。如果当前像素不与左边像素相同，则将使用“正常”模式(即没有预测)。
显示于表1中的示范性标示位设计可以扩展为包含显示于表2中的“复制左上”模式以及“复制右上”模式。
表2
实施表2的标示方法的示范性伪代码示于以下。
尽管预测符之间的关系可用于编码的位的自适应标示，自适应标示还可依据以前的解码的像素。这些以前的解码的像素可以被分析以确定特征或特性。自适应标示然后可以根据分析的特征或特性应用。例如，如果以前的线或列中的像素显示明显的边缘，标示方法可以根据边缘方向修改。如果边缘特征用于自适应标示，文献中可用的各种边缘检测方法可使用。分析可以是基于像素值、颜色索引或预测样式。
冗余检查可取决于样本位置。例如，冗余检查可用于为CU的第一行中的像素移除“复制上面”、“复制从上到右”以及“复制从上到左”预测符，因为这些预测符在当前块外且不可用。冗余检查还可用于为CU的第一列中的像素移除“复制左边”、“复制从上到左”以及“复制从左到下”的预测符。此冗余检查可以应用于JCTVC-O0182中的水平线模式/垂直线模式/正常线模式。
颜色索引图编码的新的预测方向和句法
本发明的另一方面解决用于颜色索引编码的新的预测方向和句法以改进颜色索引编码的性能。在一个实施例中，附加的调色板索引编码模式包含：
“复制从上到左”模式。在“复制从上到左”模式中，值“copy_run”(例如，N)被发送或派生以指示调色板索引(本公开中也称为颜色索引)等于后续N个位置(包含当前一个)的左上位置的调色板索引。
“复制从上到右”模式。在“复制从上到右”模式中，值“copy_run”(例如，N)被发送或派生以指示调色板索引等于后续N个位置(包含当前一个)的右上位置的调色板索引。
“复制暂存”模式。在“复制暂存”模式中，值“copy_run”(例如，N)被发送或派生以指示调色板索引等于后续N个位置(包含当前一个)的暂存参考图片的同等位置的调色板索引。
“复制左边”模式。在“复制左边”模式中，值“copy_run”(例如，N)被发送或派生以指示调色板索引与后续N个位置(包含当前一个)的左边列中的相同位置上的相同。在一个示例中，N是1。在另一示例中，N可以是相同线中尚未编码的剩余调色板索引的数目。
“复制预测”模式。在“复制预测”模式中，值“copy_run”(例如，N)被发送或派生以指示后续N个位置(包含当前一个)，调色板索引等于调色板预测符的调色板索引。调色板预测符可以从编码的调色板索引派生。此外，编码的调色板索引可包含多个编码的行/列。例如，上面N行可使用，其中N是整数。另一示例是如果上面的行用于形成预测符行，则梯度可以被传播。
“复制上面2条线”模式。在“复制上面2条线”模式中，值“copy_run”(例如，N)被发送或派生以指示对于后续N个位置(包含当前一个)，调色板索引等于当前行上面的2条线(例如，两个CU行)的位置的调色板索引。
根据以上描述的新的复制模式，引入多个复制模式。例如，有复制上面、复制左边、复制从上到左、复制从上到右以及复制上面2条线模式。对于这些复制模式，当冗余预测模式移除时，复制模式可以适应性地放进候选预测模式列表。关于哪个复制模式可以放入列表的决定可取决于样本位置和编码的句法。例如，如果上面、左边、从上到左、从上到右或上面2条线样本不可用(例如，当前块外)，对应复制模式将不被放进候选预测模式列表。此外，最后编码的句法的复制模式将不被放进列表。例如，如果最后编码的句法是复制上方模式，则复制上方模式将不被放入列表。在生成复制模式列表后，复制模式索引被标示以指示列表中的哪个复制模式被使用。复制模式索引可以使用截断的一元代码来编码。复制模式索引还可用上下文二进制或等概率二进制编码。
如果游程具有最大值，可以放进列表的复制模式将不仅取决于样本位置和以前编码的句法，也取决于最后编码的游程值。具有游程值小于最大游程值的最后编码的句法的复制模式将不被放进列表。具有游程值等于最大游程值的最后编码的句法的复制模式将被放进列表。
为了进一步改进预测效率，揭示一种基于当前像素的位置使用自适应码字的方法。例如，如果像素在第一行，“复制上方”、“复制从上到左”以及“复制从上到右”的码字排除。如果像素在第一列，“复制左边”以及“复制从下到左”的码字排除。此自适应码字方法可以应用于如在JCTVC-O0182揭示的“正常线模式”。
尽管“复制上面2条线”模式揭示如上，类似地，更通用的模式，称为“复制上面N行模式”揭示如下。复制上面N行模式可替代复制上面模式和复制上面2条线模式。
“复制上面N行”模式。在“复制上面N行”模式中，值“copy_run”(例如，N)和值“上方行索引”(例如，R)被发送或派生以指示对于后续N个位置(包含当前一个)，调色板索引等于当前位置上方R+1线位置的调色板索引。
上方行索引的码字可取决于当前样本的行位置。例如，如果当前样本是在第三行中，则上方行索引不可以大于1(对于上面1行是0，对于上面2行是1，对于上面3行是2等)。换句话说，最大的上方行索引是1。上方行索引的二进制码字可以根据样本位置自适应改变。在另一示例中，如果当前样本在第一行中，复制上面N行模式被禁能或不允许。第一行中的所有模式推测为“索引游程”模式。在又一示例中，如果当前样本是在第二行中，上方行索引推测为0。
上方行索引的码字还可取决于最后编码的模式。如果最后编码的模式是“复制上面N行”模式且上方行索引是Rprev，以及当前预测模式也是“复制上面N行”模式，则当前预测模式的上方行索引不可以是Rprev。如果具有相同Rprev的两个连续的“复制上面N行”模式发生，则具有相同Rprev的两个“复制上面N行”模式将合并为一个具有等于两个游程值的总和的新的游程值。如果当前模式的上方行索引是Rcur且Rcur大于Rprev，则Rcur的码字可减小1，因为根据本实施Rcur不等于Rprev。例如，如果Rprev是3且Rcur是5，则Rcur的码字减1变成4。修改的Rcur的码字(即，4)发送(signal)到解码器。解码器可通过将所接收的码字与Rprev比较来恢复原始Rcur。如果对应于所接收的码字的解码的Rcur值等于或大于Rprev，则实际Rcur从解码的Rcur增加1。
上方行索引的码字和二值化可取决于最后编码的模式、当前样本的行索引以及上方行索引的可能最大数目。例如，二值化方法可使用截断的一元。最大位长度可取决于上方行索引的可能最大数目。
在另一实施例中，除了“索引游程”模式、“复制上面”模式、“水平”模式以及“垂直”模式，揭示如下附加的调色板索引编码模式以改进性能。
“复制上面像素”模式、“复制左边像素”模式、“复制左上像素”模式、“复制右上像素”模式以及“复制左下像素”模式。在这些新的模式中，值“copy_run”(例如，N)被发送或派生以指示对于后续N个位置(包含当前一个)，像素值等于对应位置(即，分别为上面像素、左边像素、左上像素、右上像素以及左下像素)中重建的像素值。因为像素值是直接复制，在这些新的模式中不要求例外(escape)代码。
候选基本索引图编码
本发明的另一方面解决基于候选的索引图编码。在一个实施例中，调色板索引候选列表是从相邻或编码的调色板索引派生。例如，候选列表可包含来自上方、左边、左上和右上(即，above_palette_index、left_palette_index、above_left_palette_index、above_right_palette_index)的调色板索引。冗余检查可以应用于候选列表以移除任何冗余调色板索引。当移除调色板索引后，后续的调色板索引或索引可以向前移动。对于空出的候选，在某些预定义的方法派生的预定义的调色板索引或调色板可用于填充空出的候选。例如，如果above_palette_index、left_palette_index以及above_right_palette_index相同，则冗余调色板索引可以修剪(即，移除的)。修剪后，对应候选列表变成{above_palette_index、above_right_palette_index、above_palette_index、above_palette_index}。left_palette_index和above_right_palette_index被移除。above_right_palette_index移到第二位置。剩余候选用above_palette_index填充。
还可使用其它方法填充空出的调色板索引候选。例如，空出的调色板索引候选可以由调色板索引加N和/或减N填充，例如，above_palette_index+1和/或above_palette_index-1。在修剪和用替代候选填充后的候选列表变成{above_palette_index、above_right_palette_index、above_palette_index+1、above_palette_index-1}。候选索引可以编码以指示使用哪个调色板索引。对应于“没有预测”的“no_pred”符号可以插入候选列表以形成最终候选列表。“no_pred”的位置可以是固定的。例如，“no_pred”可以插入到第三位置。然后以前的示例的最终候选列表将变成{above_palette_index、above_right_palette_index、no_pred、above_palette_index、above_palette_index}。候选索引的码字可以是固定的，或列表中的候选的最大数目可以是固定的。例如，如果列表中的候选的最大数目限于3，则以前的示例的最终候选列表在应用限制后变成{above_palette_index、above_right_palette_index、no_pred}。
候选列表的码字可以显示于表3。表3中码字示例1对应于限制候选数目为3的候选列表。表3中码字示例2对应于限制候选数目为4的候选列表。
表3
索引 码字1 码字2
0 1 1
1 00 00
2 01 011
3 010
候选索引的内容建模可以与以前编码的候选索引相关。例如，第一二进制(bin)的内容索引可以是(0+previous_coded_index)，第二二进制的内容索引可以是(N+prevous_coded_index)，以及第三二进制的内容索引可以是(2N+previous_coded_index)，其中N可以是2或3。此外，码字的一些二进制或码字的所有二进制可以在内容自适应二进制算术编码(CABAC)中以等概率模式编码。
主要颜色(调色板)索引编码的可变长度编码
当像素不是使用预测模式编码，具有固定长度编码的索引根据JCTVC-O0182发送。然而，根据本发明的实施例，主颜色表中的颜色可以合适地排序以改进编码效率。例如，颜色表中的颜色可以根据出现次数排序，以便高出现率的颜色将位于接近颜色表的开始，而低出现率的颜色位于接近颜色表的结尾。因此，更有效率的句法设计可以被构建以开发这样的特性。例如，对于具有4种颜色的主颜色表且对应颜色索引是0、1、2和3，颜色索引是根据出现次数安排，以便颜色索引0具有最高出现次数以及颜色索引3具有最低出现次数。此颜色表的固定长度编码和可变长度编码的示例可以如表4设计。
表4
颜色索引 固定的长度 可变长度
0 00 0
1 01 10
2 10 110
3 11 111
新例外像素值标示
在JCTVC-O0182中，例外像素值在每个线的预测样式后标示。根据本发明的实施例，例外像素值在发送索引图期间发送。如果像素是例外像素，其像素值可以在索引标示后被发送。另一实施例，例外像素值在整个索引图编码后发送(在整个编码单元的预测样式标示后)。
为了改进JCTVC-O0182的解析通过量，本发明的另一实施例迫使例外索引不从相邻索引预测。例外索引应该由正常线模式以及no-pred模式标示。备选地，例外像素由新的旗标标示。
高级颜色表和索引图句法解析
在JCTVC-O0182中，例外像素值在每个线的预测样式后标示。为了改进系统性能，本发明的实施例在预测样式后标示例外像素值，因为整个编码单元被标示(在整个索引图编码标示后)。此可改进解析通过量，因为不需要在解析预测样式和例外像素值之间的频繁切换。此外，颜色表标示可以在整条线的预测样式标示后移动到句法位置。如果颜色索引是可变长度编码的，在解析编码单元中整条线的预测样式前，解码器可首先解析主颜色数目。否则，正常像素(即，没有预测)的预测的颜色索引标示可以在主颜色数目标示后移动到句法位置。
在一个示例中，解码器首先解析整个编码单元的预测样式。然后，解码器解析N个例外像素值，其中N派生于以前的解析结果。
在另一示例中，解码器首先解析整个编码单元的预测样式。然后，解码器解析颜色表。最后，解码器解析N个例外像素值，其中N派生于以前的解析结果。
在又一示例中，解码器首先解析主颜色数目。然后，解码器解析整个编码单元的预测样式。然后，解码器解析颜色表。最后，解码器解析N个例外像素值，其中N派生于以前的解析结果。
在JCTVC-N0247、N0249以及O0182中，索引图在颜色表标示后标示。本发明的实施例通过解析索引图首先标示索引并使用信息以编码其它数据。
通过解析索引图确定的信息可对应于出现率信息。出现率信息可用于预测调色板和重建像素值。
索引图编码的修改
在JCTVC-N0247的索引图编码中，为例外像素编码例外旗标。如果例外旗标为真，一个例外代码被编码。否则，标示旗标被标示以指示预测模式为“索引游程”模式或“复制上方”模式。码字的示例显示于表5。
尽管例外句法以短码字(即，1位)编码，然而，例外句法的概率不是那么高。因此，本发明的实施例降低“例外”句法的优先级。具有降低的优先级的“例外”句法的码字的两个示例显示于表5。在示例中，“例外”句法的码字增加为2位。在示例1中，“索引游程”模式具有最短代码，且在示例中，“复制上方”模式具有最短代码。
如果使用基于内容的编码，内容形成可使用等概率二进制。在另一示例中，指示当前模式是否是“例外”模式(例如，JCTVC-N0247的第一二进制、表5中示例1和示例2的第二二进制)二进制的内容形成可取决于以前的预测模式或调色板大小。例如，内容形成可取决于最后编码的预测模式是否是“例外”模式。如果最后编码的预测模式是“例外”模式，则内容编码使用一个内容，且如果最后编码的预测模式不是“例外”模式，则内容编码使用另一内容。在另一示例中，如果调色板大小等于最大调色板大小，则内容编码使用一个内容，且如果调色板大小不等于最大调色板大小，则内容编码使用另一内容。
表5
图1图示根据本发明的实施例的使用具有冗余预测模式的候选预测模式列表的调色板编码的系统的示范性流程图。系统接收与当前块关联的输入数据，如步骤110所示。输入数据对应于在编码器侧即将编码的当前块的像素数据或颜色索引或对应于在解码器侧即将解码的当前块的编码的数据或编码的颜色索引。输入数据可以从存储器(例如，计算机存储器、缓冲器(RAM或DRAM)或其它媒体)或从处理器获取。确定与一个或多个以前的样本关联的以前的预测模式，如步骤120所示。基于以前的预测模式和候选预测模式列表，为当前块的一个或多个当前样本确定冗余预测模式是否存在于所述候选预测模式列表中，如步骤130所示。关于冗余预测模式是否存在于候选预测模式列表的测试在步骤140执行。如果结果是“是”，执行步骤150和160。如果结果是“否”，旁路步骤150和160。在步骤150，冗余预测模式从候选预测模式列表移除以生产减少的候选预测模式列表。在步骤160，使用减少的候选预测模式列表将调色板编码或解码应用于当前块的当前样本。
图2图示根据本发明的实施例的使用具有冗余预测符移除或替代的候选预测符列表的调色板编码的系统的示范性流程图。系统接收与当前块关联的输入数据，如步骤210所示。在步骤220，基于关于当前块的当前样本的一个或多个预测符的条件，为当前块的当前样本确定冗余预测符是否存在于候选预测符列表。关于冗余预测符是否存在于候选预测符列表的测试在步骤230执行。如果结果是“是”，执行步骤240和250。如果结果是“否”，旁路步骤240和250。在步骤240，移除或替代冗余预测符以生成修改的候选预测符列表。在步骤250，使用修改的候选预测符列表将调色板编码或解码应用于当前块的当前样本。
显示的流程图旨在图示根据本发明的调色板编码的示例。本领域的技术人员在不背离本发明的精神的情况下，可修改每个步骤、重新安排步骤、拆分步骤、或合并步骤以实践本发明。在本公开中，特定句法和方法已经用于图示示例以实现本发明的实施例。本领域技术人员在不背离本发明的精神的情况下，可通过用等效句法和方法代替句法和方法来实践本发明。
呈现以上描述以使本领域的普通技术人员能如本文中特定申请和其要求提供的来实践本发明。描述的实施例的各种修改对于本领域技术人员是清楚的，且在此定义的一般原理可以应用于其他实施例。因此，本发明不旨在限于所示和描述的特定实施例，但是符合与本文揭示的原理和新颖特征一致的最广范围。在以上详细描述中，图示各种具体细节以便提供本发明的完整理解。然而，本领域技术人员应理解本发明可以实践。
如上所述的本发明实施例可以以各种硬件、软件代码或其组合来实施。例如，本发明的实施例可以是集成于视频压缩芯片的电路或集成于视频压缩软件的程序代码以执行本文描述的处理。本发明的实施例还可执行于数字信号处理器(DSP)上的程序代码以执行本文描述的处理。本发明还可涉及由计算机处理器、数字信号处理器、微处理器或现场可编程门阵列(FPGA)执行的多个功能机。这些处理器可以用于通过执行机器可读软件代码或定义本发明实施的特定方法的固件代码执行根据本发明的特定任务。软件代码或固件代码可以用不同的编程语言和不同的格式或风格来开发。软件代码还可为不同的目标平台编译。然而，用于编码以执行根据本发明的任务的软件代码的不同的编码格式、风格和语言以及其他装置将不背离本发明的精神和范围。
本发明可以在不背离其精神和实质特性的情况下以其他形式实施。描述的示例在各方面仅仅考虑为说明性的并非限制性的。本发明的范围因此由所附的权利要求而不是上文的描述指示。落入权利要求的等效的意义和范围的所有改变在其范围内。

Claims (28)

1.一种视频编码系统中使用调色板编码来编码视频数据的块的方法，所述方法包含：
接收与当前块关联的输入数据；
确定与一个或多个以前的样本关联的以前的预测模式；
基于所述以前的预测模式以及所述候选预测模式列表，为所述当前块的一个或多个当前样本确定冗余预测模式是否存在于候选预测模式列表；以及
如果所述冗余预测模式存在于所述候选预测模式列表中，从所述候选预测模式列表移除所述冗余预测模式以生成减少的候选预测模式列表，并使用所述减少的候选预测模式列表将调色板编码或解码应用于所述当前块的所述一个或多个当前样本。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述候选预测模式列表包含复制上方游程模式以使用在上方行中的一个或多个对应第一样本以预测所述当前块的一个或多个第一样本，包含索引游程模式以使用相同的第一样本值编码或解码所述当前块的一个或多个第二样本。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述以前的预测模式是复制上方游程模式时，所述冗余预测模式确定为复制上方游程模式。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述候选预测模式列表还包括像素模式以编码或解码所述当前块的单独的第三样本的单独的像素样本值。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述复制上方游程模式用于所述当前块的所述一个或多个当前样本时，对应于多个所述一个或多个当前样本的数量的游程值在比特流中标示或从所述比特流中解析。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述索引游程模式用于所述当前块的所述一个或多个当前样本时，对应于所述当前块的多个所述一个或多个当前样本的相同的第一样本值和游程值在比特流中标示或从所述比特流解析。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述候选预测模式列表包含复制上方游程模式和索引游程模式时，且当所述以前的预测模式是复制上方游程模式时，所述预测模式推测为所述索引游程模式。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述候选预测模式列表还包括复制上方N行模式以使用上方R行中的一个或多个对应第一样本以预测所述当前块的一个或多个第一样本。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，第一数目的所述一个或多个第一样本以及对应于R的第二数目在比特流中标示或从所述比特流中解析。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，对应于R的所述第二数目的码字和二进制取决于所述以前的预测模式以及最后编码的第二数目、所述一个或多个当前样本的行索引、以及所述第二数目的最大可能数目。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述以前的预测模式是复制上方N行模式且当前预测模式也是复制上方N行模式，如果对应于R的所述第二数目的所接收的码字等于或大于以前的复制上方N行模式的第二数目，则实际重建的第二数目增加1。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括如果所述冗余预测模式不存在于所述候选预测模式列表中，使用所述候选预测模式列表将调色板编码或解码应用于所述当前块的所述一个或多个当前样本。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当前预测模式是否放置于所述候选预测模式列表取决于所述当前块的所述一个或多个当前样本的位置或所述当前预测模式的编码的句法。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，如果所述当前预测模式的参考像素不可用，所述当前预测模式不放置于所述候选预测模式列表。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，对应于最后编码的句法的最后预测模式不放置于所述候选预测模式列表。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，对应于所述当前预测模式的预测模式索引在比特流中标示或从所述比特流中解析。
17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述为所述当前块的一个或多个当前样本确定冗余预测模式是否存在于所述候选预测模式列表的步骤还基于所述当前样本的位置。
18.一种视频编码系统中使用调色板编码来编码视频数据的块的方法，包含：
接收与当前块关联的输入数据；
基于关于所述当前块的当前样本的一个或多个预测符的条件，为所述当前块的所述当前样本确定冗余预测符是否存在于候选预测符列表；以及
如果所述冗余预测符存在于所述候选预测符列表，
移除或替换所述冗余预测符以生成修改的候选预测符列表；以及
使用所述修改的候选预测符列表，将调色板编码或解码应用于所述当前块的所述当前样本。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述候选预测符列表包含复制上方预测符以使用上方行中的第一样本以预测所述当前块的第一样本、复制左边预测符以使用左边第二样本以预测所述当前块的第二样本、以及一个或多个其它模式。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述复制上方预测符和所述复制左边预测符对于所述当前样本是相同的，所述复制上方预测符或所述复制左边预测符确定为所述冗余预测符。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，确定为所述冗余预测符的所述复制上方预测符或所述复制左边预测符从所述候选预测符列表移除。
22.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述移除或替代所述冗余预测符由基于选择的候选预测符的样本位置、最后编码的句法、预定义的样本预测符或来自预定义的颜色索引的样本预测符确定的替代候选预测符来替代所述冗余预测符。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，如果所述选择的候选预测符的所述样本位置位于所述当前块外，则所述选择的候选预测符不放置入所述修改的候选预测符列表中。
24.如权利要求22所述的方法，其特征在于，如果所述候选预测符列表包含复制上方预测符以使用上方行中的第一样本以预测所述当前块的第一样本以及所述最后编码的句法是所述复制上方预测符，则所述最后编码的句法不放置入所述修改的候选预测符列表。
25.一种视频编码系统中使用调色板编码来编码视频数据的块的装置，所述装置包含一个或多个电子电路，用于：
接收与当前块关联的输入数据；
确定与一个或多个以前的样本关联的以前的预测模式；
基于所述以前的预测模式以及所述候选预测模式列表，为所述当前块的一个或多个当前样本确定冗余预测模式是否存在于候选预测模式列表；以及
如果所述冗余预测模式存在于所述候选预测模式列表中，从所述候选预测模式列表移除所述冗余预测模式以生成减少的候选预测模式列表，并使用所述减少的候选预测模式列表将调色板编码或解码应用于所述当前块的所述一个或多个当前样本。
26.如权利要求25所述的装置，其特征在于，所述候选预测模式列表包含复制上方游程模式以使用在上方行中的一个或多个对应第一样本以预测所述当前块的一个或多个第一样本，以及索引游程模式以使用相同的第一样本值编码或解码所述当前块的一个或多个第二样本。
27.如权利要求26所述的装置，其特征在于，当所述以前的预测模式是复制上方游程模式时，所述冗余预测模式确定为复制上方游程模式。
28.如权利要求26所述的装置，其特征在于，当所述复制上方游程模式用于所述当前块的所述一个或多个当前样本时，对应于多个所述一个或多个当前样本的游程值在比特流中标示或从所述比特流中解析。
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