CN108353179A - 编码设备、解码设备及其编码方法和解码方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于对包括图像帧的比特流进行解码的解码设备。本发明的所述解码设备包括：接收单元，所述接收单元用于接收比特流，所述比特流包括关于构成所述图像帧的变换系数块被划分成的多个子块中的具有最后的非零系数的子块的信息，并且所述比特流包括以下位置的信息，在所述位置处基于所述变换系数块的预设像素的所述最后的非零系数的位置已经基于具有所述最后的非零系数的所述子块的预设像素而被变换；以及解码单元，所述解码单元用于从接收到的比特流提取关于具有所述最后的非零系数的所述子块的信息和关于变换后的位置的信息，并且用于对提取出的信息进行解码，以便确定所述最后的非零系数的位置。

Description

编码设备、解码设备及其编码方法和解码方法
技术领域
与本公开相关的设备和方法涉及编码设备、解码设备及其编码和解码方法，并且更具体地涉及用于增强压缩性能的编码设备、解码设备及其编码方法和解码方法。
背景技术
近来，在各个领域中对高分辨率和高质量图像(诸如高清晰度(HD)图像和超高清晰度(UHD)图像)的需求已经增加。为了提供高分辨率和高质量图像，增加了图像数据的数据量。因此，与现有的图像数据处理方法相比，增加了用于提供高分辨率和高质量图像的图像数据的传输成本和存储成本。因此，高效率的图像压缩技术可以用来解决在使用具有高分辨率和高质量的图像数据时出现的问题。
图像压缩技术通常包括离散余弦变换、量化、可变长度编码、二进制算术编码等。可以执行无损压缩，其包括：通过离散余弦变换将空间域中的图像转换为频率域中的图像、使用通过量化的有损压缩方法来减少频率域中的数据、使用通过可变长度编码的统计方法或通过上下文建模的二进制算术编码方法来去除数据冗余。
当对非零转换系数进行编码时，可以将包括最后的非零转换系数的像素的位置信息编码成以块的预定像素为参照的像素坐标(x，y)的形式的代码信息。然而，如果该块的大小增加(例如，64×64像素的TU)，则待编码的位置信息的二进制值增加，使得待编码的数据量增加，由此降低了压缩率。
因此，提出了一种解决方案来减小待编码的非零转换系数的像素位置的信息的大小。
发明内容
示例性实施例的一个方面涉及提供一种编码设备、解码设备及其编码和解码方法，所述编码设备用于通过减少用于指示非零转换系数的像素位置的信息所需的二进制(bin)的数量来提高用于增强压缩性能的图像编码性能和图像解码性能。
根据示例性实施例，提供了一种用于对包括图像帧的比特流进行编码的编码设备，所述编码设备包括编码器，所述编码器被配置为执行以下操作：以构成所述图像帧的转换系数块的预定像素为参照，确定所述转换系数块中具有最后的非零系数的像素的位置；在构成所述转换系数块的多个子块中，识别包括所述最后的非零系数的子块；将以所述转换系数块的预定像素为参照而确定的所述最后的非零系数的位置，转换成以识别出的子块的预定像素为参照的位置；以及，对包括所述最后的非零系数的所述子块和所述最后的非零系数的转换后的位置进行编码。
所述最后的非零系数的位置可以由像素坐标(x，y)表示，所述像素坐标(x，y)指示所述最后的非零系数被设置在以所述转换系数块的预定像素为参照的第x个像素和第y个像素处；并且所述最后的非零系数的所述转换后的位置可以由像素坐标(x'，y')表示，所述像素坐标(x'，y')指示所述最后的非零系数被设置在以所述子块的预定像素为参照的第x'个像素和第y'个像素处。
在所述子块的预定像素由以所述转换系数块的预定像素的像素坐标为参照的像素坐标(a，b)表示的情况下，所述像素坐标(x'，y')可以由像素坐标(x-a，y-b)来定义。
所述编码器可以执行以下操作：将所述转换系数块划分为多个组，所述多个组中的每一个组都包括至少一个子块；以及对包括所述最后的非零系数的组的信息和构成组的至少一个子块中的包括所述最后的非零系数的子块的信息进行编码。
所述编码器可以将关于所述多个组的大小的信息编码为段头、图片参数集(PPS)和序列参数集(SPS)中的至少一个参数集。
所述编码器可以响应于所述最后的非零系数存在于所述多个组中的第一组中，对以下信息进行编码：指示所述最后的非零系数存在于所述第一组中的信息；以及构成所述第一组的至少一个子块中的包括所述最后的非零系数的子块的信息。
所述编码器可以响应于所述多个组中的除了所述第一组以外的第二组中存在所述最后的非零系数，而对以下信息进行编码：指示所述最后的非零系数未存在于所述多个组中的所述第一组中的信息；指示所述最后的非零系数存在于所述第二组中的信息；以及构成所述第二组的至少一个子块中的包括所述最后的非零系数的子块的信息。
所述编码器可以响应于所述最后的非零系数存在于所述多个组中除了所述第一组和所述第二组之外的第三组中，对以下信息进行编码：指示所述最后的非零系数未存在于所述多个组中的所述第一组和所述第二组中的信息；指示所述最后的非零系数存在于所述第三组中的信息；以及构成所述第三组的至少一个子块中的包括所述最后的非零系数的子块的信息。
所述编码器可以以索引或标志的形式对包括所述最后的非零系数的所述子块的信息和所述最后的非零系数的所述转换后的位置的信息进行编码。
根据示例性实施例，提供了用于对包括图像帧的比特流进行解码的解码设备，所述解码设备包括接收器和解码器。所述接收器被配置为接收包括以下信息的比特流：其中构成所述图像帧的转换系数块被划分成的多个子块中的包括最后的非零系数的子块的信息，以及根据以包括所述最后的非零系数的所述子块的预定像素为参照的位置、以所述转换系数块的预定像素为参照而确定的所述最后的非零系数的转换后的位置的信息。所述解码器被配置为从接收到的比特流提取包括所述最后的非零系数的所述子块的信息和转换后的所述位置的信息；对提取出的信息进行解码；以及确定所述最后的非零系数的位置。
所述最后的非零系数的位置可以由以所述转换系数块的预定像素为参照的像素坐标(x，y)表示，并且所述最后的非零系数的所述转换后的位置可以由以所述子块的所述预定像素为参照的像素坐标(x'，y')表示。
在所述子块的预定像素由以所述转换系数块的预定像素的像素坐标为参照的像素坐标(a，b)来表示的情况下，所述像素坐标(x'，y')由像素坐标(x-a，y-b)来定义。
所述转换系数块可以被划分为多个组，所述多个组中的每个组包括至少一个子块，所述接收器可以被配置为接收包括以下信息的比特流：包括所述最后的非零系数的组的信息和关于构成组的至少一个子块是否包括所述最后的非零系数的信息。所述解码器可以被配置为执行以下操作：从接收到的比特流中提取包括所述最后的非零系数的所述组的信息和关于构成组的所述至少一个子块是否包括所述最后的非零系数的信息；对提取出的信息进行解码；以及确定包括所述最后的非零系数的子块。
根据示例性实施例，提供了一种对包括图像帧的比特流进行编码的方法，所述方法包括：以构成所述图像帧的转换系数块的预定像素为参照，确定所述转换系数块中具有最后的非零系数的像素的位置；在构成所述转换系数块的多个子块中，识别包括所述最后的非零系数的子块；将以所述转换系数块的预定像素为参照而确定的所述最后的非零系数的位置转换成以识别出的子块的预定像素为参照的位置；以及对包括所述最后的非零系数的所述子块和所述最后的非零系数的转换后的位置进行编码。
所述最后的非零系数的位置可以由像素坐标(x，y)表示，所述像素坐标(x，y)指示所述最后的非零系数被设置在以所述转换系数块的预定像素为参照的第x个像素和第y个像素处，并且所述最后的非零系数的所述转换后的位置可以由像素坐标(x'，y')来表示，所述像素坐标(x，y)指示所述最后的非零系数被设置在以所述子块的预定像素为参照的第x'个像素和第y'个像素处。
在所述子块的预定像素由以所述转换系数块的预定像素的像素坐标为参照的像素坐标(a，b)表示的情况下，所述像素坐标(x'，y')可以由像素坐标(x-a，y-b)来定义。
所述方法还可以包括将所述转换系数块划分为多个组，所述多个组中的每一个组包括至少一个子块，所述编码可以包括对包括所述最后的非零系数的组的信息和构成组的至少一个子块中的包括所述最后的非零系数的子块的信息进行编码。
所述编码可以包括响应于所述最后的非零系数存在于所述多个组中的第一组中，对以下信息进行编码：指示所述最后的非零系数存在于所述第一组中的信息以及构成所述第一组的至少一个子块中的包括所述最后的非零系数的子块的信息。
所述编码可以包括响应于所述最后的非零系数存在于所述多个组中除了所述第一组之外的第二组中，对以下信息进行编码：指示所述最后的非零系数未存在于所述多个组中的所述第一组中的信息；指示所述最后的非零系数的信息未存在于所述第二组中的信息；以及构成所述第二组的至少一个子块中的包括所述最后的非零系数的子块的信息。
所述编码可以包括响应于所述最后的非零系数存在于所述多个组中的除了所述第一组和所述第二组之外的第三组中，对以下信息进行编码：指示所述最后的非零系数未存在于所述多个组中的所述第一组和所述第二组中的信息；指示所述最后的非零系数存在于所述第三组中的信息；以及构成所述第三组的至少一个子块中的包括所述最后的非零系数的子块的信息。
根据示例性实施例，提供了一种对包括图像帧的比特流进行解码的方法，所述方法包括以下操作：接收包括以下信息的比特流：其中构成所述图像帧的转换系数块被划分成的多个子块中的包括最后的非零系数的子块的信息，以及根据以包括所述最后的非零系数的所述子块的预定像素为参照的位置、以所述转换系数块的预定像素为参照而确定的所述最后的非零系数的转换后的位置的信息；从接收到的比特流提取包括所述最后的非零系数的所述子块的信息和所述转换后的位置的信息；对提取出的信息进行解码；以及确定所述最后的非零系数的位置。
所述最后的非零系数的所述位置可以由以所述转换系数块的预定像素为参照的像素坐标(x，y)表示，并且所述最后的非零系数的所述转换后的位置可以由以所述子块的预定像素为参照的像素坐标(x'，y')表示。
在所述子块的预定像素由以所述转换系数块的预定像素的像素坐标为参照的像素坐标(a，b)表示的情况下，所述像素坐标(x'，y')可以由像素坐标(x-a，y-b)来定义。
所述转换系数块可以被划分成多个组，所述多个组中的每一个组包括至少一个子块，所述接收可以包括接收包括以下信息的比特流：包括所述最后的非零系数的组的信息和关于构成组的至少一个子块是否包括所述最后的非零系数的信息。所述解码可以包括以下操作：从接收到的比特流提取以下信息：包括所述最后的非零系数的所述组的信息和关于构成组的所述至少一个子块是否包括所述最后的非零系数的信息；对提取出的信息进行解码以及确定包括所述最后的非零系数的子块。
根据各种示例性实施例，可以通过减小非零转换系数的像素位置的信息的大小来增强视频压缩性能。
附图说明
图1是用于解释根据本发明的实施例的编码设备的配置的框图；
图2是用于解释根据本发明的实施例的解码设备的配置的框图；
图3是示出了根据本发明的实施例的编码过程的框图；
图4是示出了根据本发明的实施例的4×4转换系数块的编码顺序的视图；
图5是示出了根据本发明的实施例的被划分成多个子块的转换系数块的视图；
图6是示出了根据本发明的实施例的被划分成多个子块的转换系数块的扫描顺序的视图；
图7是用于解释根据本发明的实施例的最后的非零系数的位置信息的转换方法的视图；
图8是用于解释根据本发明的另一实施例的最后的非零系数的位置信息的转换方法的视图；
图9是示出了根据本发明的实施例的比特流的一部分的示意图；
图10是示出了根据本发明的另一实施例的编码设备的示意性框图；
图11是示出了根据本发明的另一实施例的解码设备的示意性框图；
图12是用于解释根据本发明的实施例的编码方法的流程图；以及
图13是用于解释根据本发明的实施例的解码方法的流程图。
具体实施方式
在详细描述本发明之前，将对描述本说明书和附图的方法进行介绍。
本说明书中使用的包括技术和科学术语的所有术语具有与相关领域的技术人员通常理解的相同的含义。然而，这些术语可以依据本领域技术人员的意图、法律或技术解释以及新技术的出现而变化。另外，一些术语是由申请人任意选择的。这些术语可以在本文定义的含义中解释，除非另有说明，这些术语可以基于本说明书的全部内容和本领域中的常用技术知识来解释。
另外，在附图中使用的相同附图标记表示执行基本上相同的功能的部件或组件。为了便于解释和理解，将使用相同的附图标记来描述不同的实施例。换句话说，尽管在多个附图中示出了具有相同附图标记的所有元件，但是该多个附图并不意味着一个实施例。
诸如“第一”、“第二”之类的术语可以用于描述各种元件，但是元件不应当被这些术语所限制。这些术语仅用于将一个元件和其他元件进行区分。这种序号的使用不应被解释为限制术语的含义。例如，与这样的序号相关联的组件不应当按照使用顺序或放置顺序等进行限制。如有必要，每个序号可以互换使用。
本申请中使用的术语仅用于描述特定的示例性实施方式，而不旨在限制本发明。除非上下文明确地另外指出，否则本发明中未指明数量的形式也意在包括复数形式。将进一步理解的是，诸如“包括”或“具有”等术语旨在指示说明书中公开的特征、数目、操作、动作、组件、部件或其组合的存在，并且是不意图排除一个或更多个其他特征、数目、操作、动作、组件、部件或其组合可以存在或可以被添加的可能性。
在示例性实施例中，“模块”、“单元”或“部件”执行至少一个功能或操作，并且可以被实现为诸如处理器或集成电路的硬件、由处理器执行的软件或其组合。另外，可以将多个“模块”、多个“单元”或多个“部件”集成到至少一个模块中，并且除了应当在特定硬件中实现的“模块”、“单元”或“部件”之外，该多个“模块”、多个“单元”或多个“部件”可以被实现为至少一个处理器。
当元件被称为“连接”或“耦接”到另一元件时，该元件可以直接地连接或耦接到另一元件，或者利用一个或更多个插入其间的中间元件来间接地连接或耦接到另一元件。另外，当元件被称为“包括”组件时，除非有不同的公开，否则这表示该元件还可以包括另一组件，而不是排除另一组件。
在下文中，将参照附图详细描述本发明的各种实施例。
图1是用于解释根据实施例的编码设备的配置的框图。参照图1，编码设备100可以包括运动预测器111、运动补偿器112、帧内预测器120、开关115、减法器125、转换器130、量化单元140、熵编码器150、逆量化单元160、逆转换器170、加法器175、滤波器180和参照图像缓冲器190。
编码设备100可以以帧内模式或帧间模式对输入图像进行编码并输出比特流。帧内预测可以指在画面内预测，帧间预测可以指在画面之间预测。在帧内模式下，开关115可以被转换成帧内模式，在帧间模式下，开关115可以被转换为帧间模式。编码设备100可以生成关于输入图像的输入块的预测块，并且对输入块和预测块之间的差进行编码。
在帧内模式下，帧内预测器120可以通过使用附近编码块的像素值来执行空间预测，并且生成预测块。
在帧间模式下，运动预测器111可以在运动预测过程中从存储在参照图像缓冲器190中的参照图像中搜索最适合于输入块的区域，以获得运动矢量。运动补偿器112可以使用运动矢量和存储在参照图像缓冲器190中的参照图像来执行运动补偿，从而生成预测块。
减法器125可以创建由输入块和所生成的预测块之间的差生成的残差块。转换器130可以转换残差块并输出转换系数。另外，量化单元140可以根据量化参数量化输入转换系数并输出量化系数。
熵编码器150可以根据基于由量化单元140计算出的值的概率分布或者在编码过程中计算出的编码参数值，通过对符号进行熵编码来输出比特流。在下文中，为了便于解释，熵编码器150可以被称为编码器150。熵编码的方法可以指：接收具有各种值的符号、去除静态冗余并且在可解码的二进制列中表示具有值的符号。
符号可以指待编码/解码的语法元素、编码参数、残差信号的值等。编码参数可以是编码和解码所需的参数，并且不仅可以包括在编码设备100中编码并且发送到解码设备200的信息，诸如语法元素，而且可以包括能够在编码或解码过程中推断出的信息，并且该编码参数指的是编码或解码图像所需的信息。
编码参数例如可以包括诸如以下各项的值或静态结果：帧内/帧间预测模式、运动/运动矢量、参照图像索引、编码块图案、残差信号存在、转换系数、量化的转换系数、量化参数等、块大小、块划分信息等。另外，残差信号可以指代原始信号与预测信号之间的差、在其中原始信号与预测信号之间的差被转换的信号或者在其中原始信号与预测信号之间的差被转换且被量化的信号。残差信号可以被称为块单元中的残差块。
当应用熵编码时，少量比特可以被分配给具有出现概率高的符号，而大量比特可以被分配给出现概率低的符号，由此减少关于编码目标符号的比特列的大小。因此，通过熵编码可以增强图像编码的压缩性能。
对于熵编码，可以使用诸如指数golomb、上下文自适应可变长度编码(CAVLC)和上下文自适应二进制算术编码(CABAC)的编码方法。例如，可以将用于执行诸如可变长度编码/代码(VLC)表的熵编码的表存储在编码器150中，并且编码器150可以使用所存储的VLC表来执行熵编码。另外，编码器150可以获得目标符号的二值化方法和目标符号/二进制的概率模型，然后使用所获得的二值化方法或概率模型来执行熵编码。
量化系数可以在逆量化单元160中被逆量化，并且在逆转换器170中被逆转换。可以通过加法器175将逆量化后的系数和逆转换后的系数添加到预测块，并且可以生成恢复块。
恢复块可以通过滤波器180，并且滤波器180可以将去块滤波器、采样自适应偏移(SAO)和自适应环路滤波器(ALF)中的至少一个应用于恢复块或恢复图片。可以将通过滤波器180的恢复块存储在参照图像缓冲器190中。
在包括在编码设备100中的组成部分(诸如运动预测器111、运动补偿器112，以及帧内预测器120、开关115、减法器125、转换器130、量化单元140、编码器150、逆量化单元160、逆转换器170、滤波器180等)中，与图像编码直接相关的组成部分通常可以与其他组件分开地被称为编码器。
图2是用于解释根据实施例的解码设备的配置的框图。参照图2，解码设备200可以包括熵解码器210、逆量化单元220、逆转换器230、帧内预测器240、运动补偿器250、滤波器260和参照图像缓冲器270。
解码设备200可以接收从编码设备输出的比特流，以帧内模式或帧间模式执行解码，并且输出重构的图像，即恢复图像。在帧内模式下，开关可以被转换成帧内模式，而在帧间模式下，开关可以被转换为帧间模式。解码设备200可以获得从输入比特流恢复的残差块、生成预测块以及通过将所存储的残差块添加到预测块(即，恢复块)来创建重建的块。
熵解码器210可以根据概率分布对输入比特流进行熵解码并生成符号，所生成的符号包括量化系数形式的符号。在下文中，为了方便起见，可以将熵解码器210称为解码器210。熵解码方法可以指通过接收二进制列来生成每个符号。熵解码方法可以类似于上述熵编码方法。
量化的系数可以在逆量化单元220中被逆量化，并且在逆转换器230中被逆转换。在量化的系数被逆量化/逆变换之后，可以生成恢复的残差块。
在帧内模式下，帧内预测器240可以通过使用附近编码块的像素值来执行空间预测并且生成预测块。在帧间模式下，运动补偿器250可以通过使用运动矢量和存储在参照图像缓冲器270中的参照图像来执行运动补偿，从而生成预测块。
恢复的残差块可以由加法器255添加到预测块，并且所添加的块可以通过滤波器260。滤波器260可以将去块滤波器、SAO和ALF中的至少一个应用于恢复块或恢复图片。滤波器260可以输出重构的图像，即恢复图像。恢复图像可以被存储在参照图像缓冲器270中并且用于画面之间的预测。
诸如包括在编码设备200中的解码器210、逆量化单元220、逆转换器230、帧内预测器240、运动补偿器250、滤波器260和参照图像缓冲器260，与图像解码直接相关的组成部分，例如解码器210、逆量化单元220、逆转换器230、帧内预测器240、运动补偿器250、滤波器260等，通常可以被称为与其他组成部分分离的解码器。
解码设备200还可以包括用于解析与包括在比特流中的编码图像有关的信息的解析器(未示出)。解析器可以包括解码器210，或者该解析器可以包括在解码器210中。这样的解析器可以被实现为解码器210的组成部分。
图3是示出了根据实施例的编码过程的框图。
编码过程可以包括上下文建模组成部分和熵编码器。上下文建模组成部分可以接收输入序列x(比特序列b0、b1、……和bn)。上下文建模组成部分可以基于序列中的一个或更多个先前的比特来确定每个比特bi的上下文，并且基于该上下文来确定与比特bi相关联的概率pi。这个概率可以指代比特是最小可能符号(LPS)。根据协议，在二进制列的实施例中，LPS可以是“0”或“1”。确定概率本身可以依据相同上下文的先前比特/符号。
上下文建模组成部分可以输出输入序列，即比特(b0、b1、……和bn)以及它们各自的概率(p0、p1、……和pn)。概率可以是由上下文模型确定的估计概率。包括比特和它们各自的概率的该数据可以被输入到使用概率信息对输入序列进行编码的熵编码器。熵编码器可以是二进制算术编码器。熵编码器可以输出编码数据的比特流。
图4是示出了根据实施例的4×4转换系数块的编码顺序的视图。
参照根据图4的HEVC标准的4×4DCT块，扫描顺序可以沿着对角线方向、水平方向或垂直方向的扫描模式从块的左上角开始到块的右下角。在HEVC标准中使用的上下文模型可以根据扫描模式，从最后的非零系数开始，以相反的顺序对每个块的系数进行编码。扫描可以在对最后的非零系数进行编码之后终止，并且待编码的序列的长度可以依据系数值而变化。
图5是示出了根据实施例的被划分成多个子块的转换系数块的视图。
如图5所示，编码设备100的编码器150可以将构成图像帧的转换系数块划分成多个子块。编码器150可以根据图像的特征以各种方式将转换系数块划分成多个子块。例如，每个子块的大小可以不同。图5示出了16×16像素大小的转换系数块被划分成9个子块。
具体地，编码器150可以以构成图像帧的转换系数块的预定像素为参照，确定转换系数块中包括最后的非零系数的像素的位置。最后的非零系数的位置可以由像素坐标来表示，该像素坐标指示了最后的非零系数被设置在以转换系数块的预定像素为参照的第x个像素位置和第y个像素位置。例如，编码器150可以通过像素坐标(0，0)表示被设置在左上角的像素的位置信息，而包括最后的非零系数的像素可以由像素坐标(x，y)来表示。然而，随着转换系数块的大小增加，特别是在转换系数块具有64×64像素或更大的大小的情况下，用于指示包括最后的非零系数的像素的数据量增加，从而显著降低了编码效率。以下表格示出了指示包括最后的非零系数的像素的像素坐标(x，y)所需的一元代码和二进制代码。
【表1】
为了解决这样的问题，编码器150可以如上所述的在被划分成多个子块的转换系数块中确定包括包含最后的非零系数的像素的子块。参照图5，在第六个子块中包括最后的非零系数的情况下，编码器150可以对包括诸如“code zoneIndex＝＝6”的最后的非零系数的子块的数据进行编码。
包括最后的非零系数的子块的数据可以由二进制数据表示，例如，第零子块可以由1表示、第一子块可以由01表示、第二子块可以由001表示、第三子块可以由0001来表示、第四子块可以由00001表示、第五子块可以由000001表示、第六子块可以由0000001表示、第七子块可以由00000001表示以及第八子块可以由00000000表示。换句话说，根据图6所示的编码顺序，编码器150可以将不包括最后的非零系数的子块编码为0，并且将包括最后的非零系数的子块编码为1。然而，对子块索引进行二值化的方法可以包括各种方法，如表1所示的截断一元码方法。例如，第零子块可以由0表示、并且其余第一子块至第八子块可以由诸如0000、0001、0010、0011、0100、0101、0110和0111的0xxx的数据格式来表示。
编码器150可以将以转换系数块的预定像素为参照而确定的最后的非零系数的位置转换成以包括最后的非零系数的子块的预定像素为参照的位置，并对该位置进行编码。换句话说，最后的非零系数的转换后的位置可以由像素坐标(x'，y')来表示，该像素坐标(x'，y')指示最后的非零系数被设置在以子块的预定像素为参照的第x'个像素位置和第y'个像素位置。具体地，当由以被设置在转换系数块的左上角的像素的像素坐标(0，0)为参照的像素坐标(a，b)来表示被设置在子块的左上角的像素的位置时，可以通过像素坐标(x-a，y-b)来定义像素坐标(x'，y')。
例如，如图7所示，当最后的非零系数包括在第六子块中时，被设置在第六子块的左上角的像素的像素坐标可以由像素坐标(8，4)来定义。编码器150可以用以被设置在第六子块的左上角的像素的像素坐标(8，4)为参照的新坐标(x'，y')＝(x-8，y-4)，来表示以被设置在转换系数块的左上角的像素的像素坐标(0，0)为参照的最后的非零系数的位置。
编码器150可以对包括最后的非零系数的子块'code zoneIndex'进行编码，以及以包括最后的非零系数的子块的预定像素为参照，对最后的非零系数的位置代码(lastx'，last y')进行编码，从而节省对最后的非零系数的位置进行编码所需的比特数目。在图7中，当由新坐标(x'，y')＝(x-8，y-4)表示像素坐标(x，y)时，节省了用于指示第零子块和第一子块的8×4像素的系数是否为非零系数的比特数目。换句话说，由于“000000001”的x可以由“1”表示，并且“00001”的y可以由“1”来表示，从而x坐标节省8个比特，y坐标节省4个比特。
图8是用于解释根据另一实施例的对最后的非零系数的位置的信息进行转换的方法的视图。
编码器150可以将转换系数块划分为每个组包括至少一个子块的多个组，并且对如下信息进行编码：包括最后的非零系数的组的信息和构成组的至少一个子块中的包括最后的非零系数的子块的信息。
多个子块可以以各种方式而被分组，但是如图8所示，转换系数块划分成的九个子块可以被分组为第一组81、第二组82和第三组83。第一组81可以是被设置在转换系数块的左上角的子块，第二组82可以是由与第一组81相邻的子块组成的组，而第三组83可以是由与第二组82相邻的子块组成的组。换句话说，如图8所示，第二组82可以由与第一组81的侧边和拐角接触的子块组成，而第三组83可以由与第二组82的侧边和拐角接触的子块组成。
编码器可以将关于该多个组的大小的信息编码到段头(slice header)、图片参数集(PPS)和序列参数集(SPS)中的至少一个参数集。
响应于最后的非零系数出现在多个组中的第一组中，编码器150可以对指示最后的非零系数出现在第一组中的信息和构成该组的至少一个子块中的包括最后的非零系数的子块的信息进行编码。
包括最后的非零系数的子块是否被包括在每个组中可以由诸如“1”和“0”的二进制数据来表示。例如，参照图8，响应于在包括在第一组81中的子块中存在最后的非零系数，包括最后的非零系数的组的信息可以由诸如“1”的二进制数据来表示。另外，由于第一组81仅包括一个子块，所以包括最后的非零系数的子块的信息可以由二进制数据“1”来表示。
如果最后的非零系数被设置在第二组82的子块中而不是第一组81的子块中，则包括最后的非零系数的组的信息可以由诸如“01”的二进制数据来表示。第一位“0”可以指示最后的非零系数未被设置在第一组81所包括的子块中，而第二位“1”可以指示最后的非零系数被设置在第二组82所包括的子块中。如果包括最后的非零系数的子块是第二组的第一子块，则包括最后的非零系数的子块的信息可以被编码为“011”。第三位“1”可以指根据包括在第二组82中的子块的扫描顺序而定的第一子块可以包括最后的非零系数。
在另一实施例中，如果包括最后的非零系数的子块被设置在第二组82的第二子块中，则包括最后的非零系数的子块的信息可以被编码为“0101”。第三位“0”可以指包括在第二组82中的子块中的第一子块可以不包括最后的非零系数，第四位“1”可以指根据包括在第二组82中的子块中的扫描顺序而定的第二子块可以包括最后的非零系数。
在另一个实施例中，如果包括最后的非零系数的子块被设置在第二组82的第三子块中，则包括最后的非零系数的子块的信息可以被编码为“01001”。第三位“0”和第四位“0”可以指包括在第二组82中的子块中的第一子块和第二子块可以不包括最后的非零系数，第五位“1”可以指根据包括在第二组82中的子块中的扫描顺序而定的第三子块可以包括最后的非零系数。由于第三子块(根据第二组82的扫描顺序而定的最后的子块)包括最后的非零系数，所以编码数据“01001”可以由省略了第五位“1”的“0100”来表示，在这种情况下，可以再多节省一个比特。
以相同的方式，如果最后的非零系数未被设置在第一组81或第二组82所包括的子块中，而是被设置在第三组83所包括的子块中，那么包括最后的非零系数的组的信息可以由诸如“00”的二进制数据来表示。第一位“0”和第二位“0”可以指最后的非零系数未被设置在第一组81和第二组82所包括的子块中。
如果包括最后的非零系数的子块被设置在第三组83的第四子块中，则包括最后的非零系数的子块的信息可以被编码为“001”。第三位“1”可以表示根据第三组83的扫描顺序而定的第四子块可以包括最后的非零系数。如果包括最后的非零系数的子块被设置在第三组83的第五子块中，则包括最后的非零系数的子块的信息可以被编码为“0001”。第三位“0”可以指第三组83的第四子块可以不包括最后的非零系数，而第四比特“1”可以指第三组83的第五子块可以包括最后的非零系数。如果包括最后的非零系数的子块是第三组83的第八子块，则包括最后的非零系数的子块的信息可以被编码为“0000001”。第一位“0”和第二位“0”可以指最后的非零系数未被设置在第一组81和第二组82所包括的子块中。第三位“0”至第六位“0”可以指第三组83的第四块至第七块可以不包括最后的非零系数。第七位“1”可以指根据包括在第三组83中的多个子块的扫描顺序而定的第八子块可以包括最后的非零系数。由于第八子块(根据扫描顺序而定的第三组83的最后的子块)包括最后的非零系数，所以编码数据“0000001”可以由省略了第七位“1”的“000000”来表示，在这种情况下，可以再多节省一个比特。
然而，二值化可以以截断一元码方法和各种VLC方法来执行。显而易见的是，指示每个子块是否包括最后的非零系数的方式可以不同于图8所示的实施例。
图9是示出了根据实施例的比特流的一部分的示意图。
图9中所示的比特流的一部分可以包括关于转换系数块的数据。如图9所示，比特流的一部分可以是在熵编码之前或在熵解码之后的比特流。熵编码可以包括CABAC、CAVLC或其他基于上下文的熵编码方法。
比特流可以包括指示最后的非零系数的标志last_flag。如果未设置last_flag，则比特流可以包括last_pos_x和last_pos_y，它们是最后的非零系数的x坐标和y坐标。
换句话说，编码器150可以以由二进制数据表示的标志或索引的形式，来对包括最后的非零系数的子块的信息和最后的非零系数的转换后的位置的信息进行编码。
另外，编码器150可以包括有效系数序列和电平信息。last_pos_x和last_pos_y值可以使用固定长度的二值化方法来进行二值化。二进制值的长度可以取决于转换系数块的大小。
图10是示出了根据另一实施例的编码设备的示意性框图。
根据另一个实施例的编码设备300可以包括通信器301、处理器302和存储器303。
通信器301可以被配置为根据各种类型的通信来执行与解码设备400的通信。通信器301可以包括Wi-Fi芯片、蓝牙芯片和无线通信芯片等。编码设备300可以通过通信器301与包括解码设备400的外部设备进行通信。具体地，通信器301可以向解码设备200发送经编码的比特流。
存储器303可以存储编码应用。具体地，存储器303可以包括计算机程序或应用，该计算机程序或应用包括构成处理器302的、用于执行如本文所述的步骤或操作的命令。例如，编码应用可以根据本文中所描述的最后的非零位置编码过程来编码比特流并且输出经编码的比特流。编码应用可以使用本文所描述的一个或更多个过程，对输入序列进行熵编码并输出比特流。编码应用可以被存储在计算机可读介质上，例如光盘、闪速存储器设备、随机存取存储器或硬盘驱动器等。
图11是示出了根据另一实施例的解码设备的示意性框图。
根据本发明另一实施例的解码设备400可以包括通信器401、处理器402和存储器403。
通信器401可以按照与编码设备300相同的方式根据各种类型的通信方法来执行与外部设备的通信，并且从编码设备300接收经编码的比特流。
存储器403可以包括计算机序或应用，该计算机程序或应用包括构成处理器402的、用于执行如本文所述的步骤或操作的命令。例如，解码应用可以接收根据本文中所描述的最后的非零位置编码过程来编码的比特流，并且使用用于解码比特流的最后的非零位置上下文建模过程来重构量化的转换区域系数数据。解码应用可以被存储在计算机可读介质上，例如光盘、闪速存储器设备、随机存取存储器或硬盘驱动器等。
图12是用于解释根据实施例的编码方法的流程图。
可以以构成图像帧的转换系数块的预定像素为参照，确定转换系数块中包括最后的非零系数的像素的位置(S1210)。最后的非零系数的位置可以由以转换系数块的预定像素为参照的像素坐标(x，y)来表示。
可以在构成转换系数块的多个子块中识别包括最后的非零系数的子块(S1220)。
以转换系数块的预定像素为参照而确定的最后非零系数的位置可以被转换成以子块的预定像素为参照的位置(S1230)。最后的非零系数的转换后的位置可以由以子块的预定像素为参照的像素坐标(x'，y')来表示。另外，子块的预定像素由以转换系数块的预定像素的像素坐标为参照的像素坐标(a，b)来表示，像素坐标(x'，y')可以由像素坐标(x-a，y-b)定义。
可以对包括最后的非零系数的子块和最后的非零系数的转换后的位置进行编码(S1240)。
图13是用于解释根据本发明的实施例的解码方法的流程图。
接收比特流(S1310)，该比特流包括以下信息：其中构成图像帧的转换系数块被划分成的多个子块中包括最后的非零系数的子块的信息；根据以转换系数块的预定像素为参照的位置而确定的以包括最后的非零系数的子块的预定像素为参照的最后的非零系数的转换后的位置的信息。最后的非零系数的位置可以由像素坐标(x，y)来表示，该像素坐标(x，y)指示了最后的非零系数被设置在以转换系数块的预定像素为参照的第x个像素和第y个像素处，而最后的非零系数的转换部分可以由像素坐标(x'，y')来表示，该像素坐标(x'，y')指示最后的非零系数被设置在以子块的预定像素为参照的第x'个像素和第y'个像素处。
在由以转换系数块的预定像素的像素坐标为参照的像素坐标(a，b)来表示子块的预定像素的情况下，像素坐标(x，y)可以由像素坐标(x'+a，y'+b)表示。
可以从接收到的比特流中提取包括最后的非零系数的子块的信息和最后的非零系数的转换后的位置的信息(S1320)。
通过对提取出的信息进行解码可以确定最后的非零系数的位置(S1330)。
上述根据各种实施例的控制方法可以被实现为程序并且被存储在各种记录介质中。换句话说，可以将由各种处理器处理并且能够执行上述各种控制方法的计算机程序存储在记录介质中以供使用。
例如，在非暂时性计算机可读介质上可以提供存储用于以下操作的程序：接收以下信息：其中构成图像帧的转换系数块被划分成的多个子块中包括最后的非零系数的子块的信息，以及根据以包括最后的非零系数的子块的预定像素为参照的位置、以转换系数块的预定像素为参照而确定的最后的非零系数的转换后的位置的信息；根据预定的扫描顺序，从接收到的比特流中提取包括最后的非零的系数的子块的信息和最后的非零系数的转换后的位置的信息；通过对提取出的信息进行解码，确定最后的非零系数的位置。
根据本发明的实施例，过程可以以程序的形式存储在非暂时性可读介质中，该非暂时性可读介质不是用于在短时间段内存储数据的介质(诸如寄存器、高速缓存、内存等)，而是用于半永久数据的介质。这意味着非暂时性可读介质是由设备读取的介质。具体地，上述各种应用或程序可以被存储在非暂时性计算机可读介质中，诸如光盘(CD)、数字多功能盘(DVD)、硬盘、蓝光盘、通用串行总线(USB)、存储卡或只读存储器(ROM)等。
虽然已经示出和描述了示例性实施例，但是本领域技术人员将认识到，在不脱离本公开的原理和精神的情况下可以对这些示例性实施例进行改变。因此，本发明的范围不被解释为限于所描述的示例性实施例，而是由所附权利要求及其等同形式来限定。

Claims (15)

1.一种用于对包括图像帧的比特流进行编码的编码设备，包括：
编码器，所述编码器被配置为以构成所述图像帧的转换系数块的预定像素为参照，确定所述转换系数块中具有最后的非零系数的像素的位置；在构成所述转换系数块的多个子块中，识别包括所述最后的非零系数的子块；将以所述转换系数块的预定像素为参照而确定的所述最后的非零系数的位置，转换成以识别出的子块的预定像素为参照的位置；以及，对包括所述最后的非零系数的所述子块和所述最后的非零系数的转换后的位置进行编码。
2.根据权利要求1所述的编码设备，其中所述最后的非零系数的位置由像素坐标(x，y)表示，所述像素坐标(x，y)指示所述最后的非零系数被设置在以所述转换系数块的预定像素为参照的第x个像素和第y个像素处，并且所述最后的非零系数的所述转换后的位置由像素坐标(x'，y')表示，所述像素坐标(x'，y')指示所述最后的非零系数被设置在以所述子块的预定像素为参照的第x'个像素和第y'个像素处。
3.根据权利要求2所述的编码设备，其中在所述子块的所述预定像素由以所述转换系数块的预定像素的像素坐标为参照的像素坐标(a，b)表示的情况下，所述像素坐标(x'，y')由像素坐标(x-a，y-b)来定义。
4.根据权利要求1所述的编码设备，其中所述编码器执行以下操作：
将所述转换系数块划分为多个组，所述多个组中的每一个组都包括至少一个子块；以及
对包括所述最后的非零系数的组的信息和构成组的至少一个子块中的包括所述最后的非零系数的子块的信息进行编码。
5.根据权利要求4所述的编码设备，其中所述编码器将关于所述多个组的大小的信息编码为段头、图片参数集(PPS)和序列参数集(SPS)中的至少一个参数集。
6.根据权利要求4所述的编码设备，其中所述编码器响应于所述最后的非零系数存在于所述多个组中的第一组中，对以下信息进行编码：
指示所述最后的非零系数存在于所述第一组中的信息；以及
构成所述第一组的至少一个子块中的包括所述最后的非零系数的子块的信息。
7.根据权利要求6所述的编码设备，其中所述编码器响应于所述最后的非零系数存在于所述多个组中的除了所述第一组以外的第二组中，对以下信息进行编码：
指示所述最后的非零系数未存在于所述多个组中的所述第一组中的信息；
指示所述最后的非零系数存在于所述第二组中的信息；以及
构成所述第二组的至少一个子块中的包括所述最后的非零系数的子块的信息。
8.根据权利要求6所述的编码设备，其中所述编码器响应于所述最后的非零系数存在于所述多个组中的除了所述第一组和所述第二组之外的第三组中，对以下信息进行编码：
指示所述最后的非零系数未存在于所述多个组中的所述第一组和所述第二组中的信息；
指示所述最后的非零系数存在于所述第三组中的信息；以及
构成所述第三组的至少一个子块中的包括所述最后的非零系数的子块的信息。
9.根据权利要求1所述的编码设备，其中所述编码器以索引或标志的形式，对包括所述最后的非零系数的所述子块的信息和所述最后的非零系数的所述转换后的位置的信息进行编码。
10.一种用于对包括图像帧的比特流进行解码的解码设备，包括：
接收器，所述接收器被配置为接收包括以下信息的比特流：构成所述图像帧的转换系数块被划分成的多个子块中的包括最后的非零系数的子块的信息，以及根据以包括所述最后的非零系数的所述子块的预定像素为参照的位置、以所述转换系数块的预定像素为参照而确定的所述最后的非零系数的转换后的位置的信息；以及
解码器，所述解码器被配置为：从接收到的比特流提取包括所述最后的非零系数的所述子块的信息和所述转换后的位置的信息；对提取出的信息进行解码；以及确定所述最后的非零系数的位置。
11.根据权利要求10所述的解码设备，其中所述最后的非零系数的位置由以所述转换系数块的预定像素为参照的像素坐标(x，y)表示，并且所述最后的非零系数的所述转换后的位置由以所述子块的预定像素为参照的像素坐标(x'，y')表示。
12.根据权利要求11所述的解码设备，其中在所述子块的预定像素由以所述转换系数块的预定像素的像素坐标为参照的像素坐标(a，b)来表示的情况下，所述像素坐标(x'，y')由像素坐标(x-a，y-b)来定义。
13.根据权利要求10所述的解码设备，其中所述转换系数块被划分为多个组，所述多个组中的每个组包括至少一个子块，
其中所述接收器被配置为接收包括以下信息的比特流：包括所述最后的非零系数的组的信息和关于构成组的至少一个子块是否包括所述最后的非零系数的信息；并且
其中所述解码器被配置为执行以下操作：从接收到的比特流中提取包括所述最后的非零系数的组的信息和关于构成组的所述至少一个子块是否包括所述最后的非零系数的信息；对提取出的信息进行解码；以及确定包括所述最后的非零系数的子块。
14.一种对包括图像帧的比特流进行编码的方法，所述方法包括：
以构成所述图像帧的转换系数块的预定像素为参照，确定所述转换系数块中具有最后的非零系数的像素的位置；
在构成所述转换系数块的多个子块中，识别包括所述最后的非零系数的子块；
将以所述转换系数块的预定像素为参照而确定的所述最后的非零系数的位置转换成以识别出的子块的预定像素为参照的位置；以及
对包括所述最后的非零系数的所述子块和所述最后的非零系数的转换后的位置进行编码。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，
所述最后的非零系数的位置由像素坐标(x，y)表示，所述像素坐标(x，y)指示所述最后的非零系数被设置在以所述转换系数块的预定像素为参照的第x个像素和第y个像素处，并且
所述最后的非零系数的所述转换后的位置由像素坐标(x'，y')表示，所述像素坐标(x'，y')指示所述最后的非零系数被设置在以所述子块的预定像素为参照的第x'个像素和第y'个像素处。
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