CN113766227B - 用于图像编码和解码的量化和反量化方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了视频编解码技术领域中的用于图像编码和解码的量化和反量化方法及装置。该量化方法包括：确定候选量化因子列表，其中候选量化因子列表包括多个候选量化因子，候选量化因子包括候选量化参数QP或者候选量化步长QS；从候选量化因子列表中确定用于当前图像块的目标量化因子，其中用于表征目标量化因子在候选量化因子列表中的位置的信息被编入码流；以及利用目标量化因子执行量化过程。本申请能够降低量化因子所需的编码开销，进而提高编解码效率。

Description

用于图像编码和解码的量化和反量化方法及装置
技术领域
本申请涉及图像编解码技术领域，尤其涉及用于图像编码的量化方法及装置，用于图像解码的反量化的方法及装置，以及相应的图像编码装置和图像解码装置。
背景技术
随着信息技术的发展，高清晰度电视，网络会议，IPTV，3D电视等视频业务迅速发展，视频信号以其直观性和高效性等优势成为人们日常生活中获取信息最主要的方式。由于视频信号包含的数据量大，需要占用大量的传输带宽和存储空间。为了有效的传输和存储视频信号，需要对视频信号进行压缩编码，视频压缩技术越来越成为视频应用领域不可或缺的关键技术。
视频编码压缩的基本原理是，利用空域、时域和码字之间的相关性，尽可能去除冗余。目前流行的做法是采用根据图像块的混合视频编码框架，通过预测(包括帧内预测和帧间预测)、变换、量化、熵编码等步骤来实现视频编码压缩。
在量化过程中，为了对图像中不同特性信号进行码率适配，需要为不同的图像区域指定不同的量化参数QP。但是如果编码每一个图像块的QP值，在图像块划分较小的情况下，将显著影响视频编码速率。为此，一些已有的编码方案中使用量化组QG来控制需要传输QP的最小图像块尺寸，并且对图像块QP进行预测编码，还采用前缀码加后缀码的方式对QP预测差分值的绝对值进行编码。然而，根据这些方案，如果想要对图像内容进行更精细粒度的码率控制，仍需要为每一个小尺寸图像块传输其QP值。这将不可避免的增加编码速率，进而降低视频编码的总体速率失真性能。
发明内容
本申请实施例提供用于图像编码的量化方法和装置、以及用于图像解码的反量化的方法及装置，能一定程度降低量化因子的编码开销，从而提高编解码性能。
第一方面，本申请实施例提供用于图像编码的量化方法，包括：
确定候选量化因子列表，其中候选量化因子列表包括多个候选量化因子，候选量化因子包括候选量化参数QP(Quatazation Parameter)或者候选量化步长QS(QuatazationStep)；从候选量化因子列表中确定用于当前图像块的目标量化因子，其中用于表征目标量化因子在候选量化因子列表中的位置的信息被编入码流；以及利用目标量化因子执行量化过程。在不同示例中，量化因子可以为量化参数QP或者量化步长QS。
应当理解的是，此处的当前图像块是指具有残差的图像块。并且，量化过程是指通过量化步长来对图像块的残差变换系数或者图像块的像素值本身执行量化，以得到量化变换系数或者经量化的像素值(统一称为量化系数)。此外，应当理解的是，这里的当前图像块(简称为当前块)可以理解为当前正在处理的图像块。例如在编码过程中，指当前正在编码的图像块(coding block，这里的coding指encoding)；在解码过程中，指当前正在解码的图像块(coding block，这里的coding指decoding)。
应当理解的是，所述候选量化因子列表不是图像块级别的候选量化因子列表，而是图像区域级别的候选量化因子列表，例如可以是片级(patch level)的候选量化因子列表。在本申请中，通过将用于表征目标量化因子在候选量化因子列表中的位置的信息编入码流，而不是直接编入目标量化因子的取值本身，也不是直接编入候选量化因子列表，本申请的实施例能够降低量化因子(例如，量化参数QP)的编码开销。此外，因为本申请的候选量化因子列表是图像区域级别的候选量化因子列表，所以该候选量化因子列表可以应用于属于同一个图像区域的不同图像块，从而编码性能得以提高。
应当理解的是，本申请实施例的方法的执行主体可以是图像编码装置，例如可以是视频编码器或具有视频编解码功能的电子设备，具体例如可以是视频编码器中的量化单元。
在一种示例实现下，量化方法可以包括：确定候选量化参数列表，其中候选量化参数列表包括多个候选量化参数；从候选量化参数列表中确定用于当前图像块的目标量化参数，其中用于表征目标量化参数在候选量化参数列表中的位置的信息被编入码流；以及利用目标量化参数执行量化过程。在一种示例实现下，量化参数可以包括亮度量化参数QP。相应地，当前图像块可以是包含亮度分量且具有残差的图像块。
在本申请中，通过将用于表征目标量化参数在候选量化参数列表中的位置的信息编入码流，而不是直接编入目标量化参数的取值本身，也不是直接编入候选量化参数列表，本申请的实施例能够降低量化参数QP的编码开销。此外，因为本申请的候选量化因子列表是图像区域级别的候选量化参数列表，所以该候选量化因子列表可以应用于属于同一个图像区域的不同图像块，从而编码性能得以提高。
在一种示例方式下，从候选量化因子列表中确定用于当前图像块的目标量化因子可以是根据根据不同量化因子所对应的编码速率和失真。示例性地，可以通过基于速率和失真来确定速率失真代价，并基于该速率失真代价来确定目标量化因子。基于这样的方式，可以使得目标量化因子能够满足预定是速率失真要求。
在一种示例方式下，从候选量化因子列表中确定用于当前图像块的目标量化因子还可以是根据当前图像块的纹理复杂度。示例性地，可以根据预先设置的纹理复杂度与目标量化因子的映射模型，来从候选量化因子列表中选择最为接近的一个作为当前图像块的目标量化因子。基于这样的方式，可以针对具有不同纹理复杂度的图像块使用对应的目标量化因子，从而提高编码的精细程度。
在一种示例实现下，方法还可以包括：将用于表征至少一个候选量化因子差值的信息编入码流，其中至少一个候选量化因子差值是根据至少一个候选量化因子和预测量化因子所确定的。
在本申请中，通过将候选量化因子差值编入码流，而不是直接编入候选量化因子的值，本申请的实施例可以进一步降低编码开销。
在一种示例实现下，至少一个候选量化因子差值为至少一个第二级(例如，patch级)候选量化因子差值。
在本申请中，为了方便描述，分别使用第一级、第二级、第三级、…、第i级和第i+1级等来指代图像编码中的不同层级。例如，第一级可以对应于待编码的图像，第二级可以对应于图像中的区域(例如，patch或者Slice)，第三级可以对应于图像中的最大编码单元(例如，HEVC标准中的编码树单元CTU(Coding Tree Unit)或者LCU(Largest Coding Unit)，或者AVC标准中的宏块MB)。一个图像可以包括一个或多个patch或者Slice，一个patch可以包括一个或多个CTU，一个CTU可以进一步包括一个或多个编码单元CU(Coding Unit)。应当理解，本申请中“第一级”、“第二级”和“第三级”仅是为了方便描述，不构成顺序上的限定。
在本申请中，当候选量化因子差值为patch级候选量化因子差值时，本申请的实施例能够在不增加编码成本的情况下，使得同一个patch内的不同图像块能够使用可能不同的目标量化因子，进而提高了编码的精细程度。在一种示例实现下，方法还可以包括：将用于表征至少一个第二级(例如，patch级)候选量化因子差值的信息编入码流，其中至少一个第二级候选量化因子差值是根据多个候选量化因子和预测量化因子所确定的。
在本申请中，为了方便描述，分别使用第一级、第二级、第三级、…、第i级和第i+1级等来指代图像编码中的不同层级。例如，第一级可以对应于待编码的图像，第二级可以对应于图像中的区域(例如，patch或者Slice)，第三级可以对应于图像中的最大编码单元(例如，HEVC标准中的编码树单元CTU(Coding Tree Unit)或者LCU(Largest Coding Unit)，或者AVC标准中的宏块MB)。一个图像可以包括一个或多个patch或者Slice，一个patch可以包括一个或多个CTU，一个CTU可以进一步包括一个或多个编码单元CU(Coding Unit)。应当理解，本申请中“第一级”、“第二级”和“第三级”仅是为了方便描述，不构成顺序上的限定。
在本申请中，当候选量化因子差值为patch级候选量化因子差值时，本申请的实施例能够在不增加编码成本的情况下，使得同一个patch内的不同图像块能够使用可能不同的目标量化因子，进而提高了编码的精细程度。
在一种示例实现下，至少一个第二级候选量化因子差值可以包括：N个第二级候选量化因子与第二级基准量化因子的N个差值，其中，至少一个候选量化因子为N个第二级候选量化因子，第二级基准量化因子用作预测量化因子；或第i个第二级候选量化因子与第i-1个第二级候选量化因子的差值，其中，第i-1个第二级候选量化因子用作第i个第二级候选量化因子的预测量化因子，其中i大于0且小于N，i为正整数。
应当理解，此处，N表示候选量化因子列表的长度，例如采用语法元素NumCuQpCandPatch来表示。第0个第二级候选量化因子表示N个第二级候选量化因子中位于起始位置的候选量化因子。也即，在本申请中，通过0至N-1来分别表示N个候选量化因子在候选量化因子列表中的位置。
在本申请中，一方面，通过将指示差值的信息编入码流，而不是将候选量化因子的值编入码流，本申请的实施例可以降低编码开销。另一方面，当预测量化因子是patch级的基准量化因子(例如，patch_qp)时，patch_qp是一些现有标准中要求被编入码流的参数值。因此，本申请的实施例可以复用现有标准中已编码的参数值，而无需进行额外的编码，从而进一步降低编码开销。
在一种示例实现下，方法还可以包括：将第三级(例如，CTU级)量化因子差值(例如，lcu_qp_delta)编入码流，第三级量化因子差值用于表示第三级候选量化因子与对应的第二级候选量化因子之间的差。
通过编码第三级量化因子差值，这允许在CTU级相对于patch级(第二级)更新CTU级的候选量化因子列表。应当理解，CU可以复用在CTU级所更新的候选量化因子列表。通过在CTU级别更新候选量化因子列表，这能够提供更加精细的量化因子控制。
在一些实现中，第三级量化因子差值可以复用已有标准中定义的语法元素lcu_qp_delta，其中lcu_qp_delta指示给出当前最大编码单元的量化参数相对预测量化参数的增量。通过这样的方式，本申请的实施例可以进一步降低编码开销。应当理解，当lcu_qp_delta为0时，候选量化因子列表不发生更新。
在一种示例实现下，将用于表征至少一个第二级候选量化因子差值的信息编入码流包括：将至少一个第一级(例如，图像级)候选量化因子差值(例如，cu_qp_candidate_pic_diff[idx])编入码流；或者将至少一个第二级候选量化因子差值(例如，cu_qp_candidate_patch_diff[idx])编入码流。
在一些实现中，可以在图像级定义第一级候选量化因子差值，其中第一级候选量化因子差值例如可以是根据图像将使用的多个图像级候选量化因子的值与图像基准量化因子(例如，picture_qp)所确定。在一些实现中，第二级(例如，patch级)候选量化因子差值例如可以复用第一级候选量化因子差值。通过这样的方式，一方面，本申请的实施例可以既允许为不同的patch构建不同的量化因子列表。另一方面，通过复用图像级的第一级候选量化因子差值，可以避免在patch级重复编码差值，进而可以降低编码开销。
在一些实现中，也可以在patch级重新构建对应的候选量化因子列表，而不复用第一级候选量化因子差值。相应地，本申请的实施例也可以直接将用于表征候选量化因子列表的第二级候选量化因子差值编入码流。通过这样的方式，本申请的实施例能够提供更为精细的量化因子控制。
通过将第二级候选量化因子差值编入码流，本申请的实施例能够允许为例如一个patch定义其特定的第二级候选量化因子列表。一方面，这可以允许为不同的patch提供不同的候选量化因子列表，进而提高编码精细程度。另一方面，第二级候选量化因子列表的长度例如可以相对较小，在patch内所使用的量化因子比较离散且数量较少的情况下，这将具有更高的编码效率。
在一些实现中，还可以将用于表征候选量化因子的长度的信息编入码流。例如，可以通过语法元素num_cu_qp_candidate_patch_minus2来将N-2的值编入码流，以用于表征候选量化因子的长度N。
在一种示例实现下，方法还包括将第一标志(例如，cu_delta_qp_picture_flag)的值编入码流。第一标志可以指示该图像是否支持CU级的量化参数调整。其中当第一标志的值为第一值时，至少一个第一级候选量化因子差值被编入码流。例如，第一值可以为‘1’(或true)。
cu_delta_qp_picture_flag是一个二值变量。值为‘1’表示图像中一个CTU内的编码单元的量化参数可能不同；值为‘0’表示图像中一个CTU内的编码单元的量化参数相同。应当理解，当cu_delta_qp_picture_flag被编码为‘0’值时，其可以指示未采用了本申请所描述的量化方法。
在一种示例实现下，至少一个第一级候选量化因子差值包括：N个第一级候选量化因子与第一级基准量化因子(例如，picture_qp)之间的N个差值；或第j个第一级候选量化因子与第j-1个第一级候选量化因子的差值，其中j大于0且小于N，j为正整数。
应当理解，第一级候选量化因子差值可以通过与上文所讨论的第二级候选量化因子差值类似的方式来编码。通过将差值而不是量化因子本身编入码流，本申请的实施例可以降低编码开销。
此外，在传输与第一级基准量化因子(例如，picture_qp)的差值的情况下，picture_qp是已有标准中已经编码的参数。通过复用该参数，本申请的实施例能够进一步降低编码开销。
在一种示例实现下，方法还包括包括：将第二标志(例如，qp_diff_patch_present_flag)的值编入码流。第二标志可以指示是否在第二级重定义了至少一个第二级候选量化因子差值。其中，当第二标志的值为第一值时，至少一个第二级候选量化因子差值被编入码流；并且当第二标志的值为第二值时，至少一个第一级候选量化因子差值被编入码流。例如，第一值可以为1(或true)，第二值可以为0(或false)。
qp_diff_patch_present_flag是一个二值变量。值为‘0’表示在片级量化参数差分值集合与图像级量化参数差分值集合相同；值为‘1’表示片级量化参数差分值集合与图像级量化参数差分值集合不同，片级量化参数差分值集合在码流中传输。应当理解，qp_diff_patch_present_flag能够指示是否在第二级(例如，patch级)复用在第一级(例如，图像级)所定义的至少一个第一级候选量化因子差值。
在一种示例实现下，当第二标志(例如，qp_diff_patch_present_flag)的值为第二值(例如，0)时，候选数目指示信息被编入码流，其中候选数目指示信息用于指示第一级候选量化因子差值的数目，候选数目指示信息例如可以是该数目与常数的差值。例如，可以通过语法元素num_cu_qp_candidate_picture_minus2来将候选数目指示信息编入码流。应当理解的是，第一级候选量化因子差值的数目能够表征第一级候选量化因子的数目。
通过这样的方式，在第二级候选量化因子差值复用第一级候选量化因子差值的情况下，本申请的实施例通过复用第一级候选量化因子差值的数目，从而降低编码开销。
在一种示例实现下，用于表征目标量化因子在候选量化因子列表中的位置的信息包括：当前图像块的量化因子索引差值(例如，cu_qp_idx_delta)，当前图像块的量化因子索引差值是根据当前图像块的量化因子索引和预测量化因子索引(例如，PreviousDeltaQPIdx)所确定的，其中当前图像块的量化因子索引用于指示目标量化因子在候选量化因子列表中的位置。通过编码索引差值而不是索引值本申请，本申请的实施例可以降低编码开销。
在一种示例实现下，预测量化因子索引是：当前图像块的左侧相邻图像块的量化因子索引，左侧相邻图像块包含亮度分量；已编码图像块的量化因子索引，其中已编码图像块为解码顺序将在当前图像块之前的、最近的包含亮度分量的图像块；初始量化因子索引(例如，init_qp_idx_patch)；或第二级基准量化因子的索引。
应当理解，左侧相邻图像块是指图像中可用的图像块。可用的左侧相邻图像块是该图像块在图像内并且与当前图像块属于同一patch或者Slice；否则左侧相邻图像块“不存在”。如果图像块“不存在”或者尚未编码，则此图像块“不可用”；否则此图像块是“可用的”。
此外，应当理解，此处的已编码图像块是指在解码顺序将与当前图像块“最近”的包含亮度分量的图像块，而不是指空间上的“最近”。初始量化索引可以用于确定一个patch中的起始图像块的量化索引。例如可以利用语法元素init_qp_idx_patch来编入初始量化索引。另外，第二级基准量化因子的索引可以指示第二级基准量化因子(例如，patch_qp)在候选量化因子列表中的位置。
在一种示例实现下，当前图像块具有预测残差且包含亮度分量。在一些实现中，如果当前图像块包含亮度分量但没有残差，则无需对量化因子进行编码传输。附加地，如果当前图像块仅包含色度分量，也无需对量化因子进行编码传输。色度QP例如可以通过对应图像块的亮度QP推导获得。例如，色度QP可以被确定为当前图像块右下角的编码单元的亮度QP。
示例性地，如果CuDeltaQpPatchFlag为1且当前编码单元仅包含色度分量，则当前编码单元的量化参数CurrentQp等于当前编码单元右下角4x4子块对应的亮度编码单元的量化参数。此外，如果CuDeltaQpPatchFlag为1且当前编码单元包含亮度分量且残差标识CuCtp等于0(即，没有残差)，则当前编码单元的量化参数索引CuQpIdx等于PreviousQPIdx，当前编码单元的量化参数CurrentQp等于CuQpCandPatch[CuQpIdx]。
在一种示例实现下，量化索引差值是通过以下过程被编码：如果与量化因子索引差值相关联的二元符号索引(binIdx)等于0且当前图像块的左侧相邻图像块的量化因子索引差值(例如，PreviousDeltaQPIdx)等于0，基于第一上下文模型(例如，ctxIdxInc＝0)编码当前图像块的量化因子索引差值，其中左侧相邻图像块包含亮度分量；如果二元符号索引等于0且量化因子索引差值不等于0，基于第二上下文模型(例如，ctxIdxInc＝1)编码当前图像块的量化因子索引差值；如果二元符号索引等于1，基于第三上下文模型编码(例如，ctxIdxInc＝2)当前图像块的量化因子索引差值；或如果二元符号索引不等于0且不等于1，基于第四上下文模型(例如，ctxIdxInc＝3)编码当前图像块的量化因子索引差值。
其中，binIdx是对cu_qp_idx_delta截断一元码二值化，得到多个二元符号(bin)，每个binIdx对应一个bin。PreviousDeltaQPIdx是当前编码单元的左边包含亮度分量的编码单元A的QP index差分值。如果A不可用，则PreviousDeltaQPIdx默认为0。
第二方面，本申请实施例提供一种用于图像解码的反量化方法，包括：
确定候选量化因子列表，候选量化因子列表包括多个候选量化因子，候选量化因子包括候选量化参数QP或者候选量化步长QS；确定当前图像块的量化因子索引(其中所述当前图像块的量化因子索引用于指示目标量化因子在所述候选量化因子列表中的位置)；根据量化因子索引，从候选量化因子列表中确定用于当前图像块的目标量化因子；以及利用目标量化因子执行反量化过程。在不同示例中，量化因子可以为量化参数QP或者量化步长QS。
应当理解的是，此处的当前图像块是指具有残差的图像块。此外，反量化过程是指通过与量化过程相同的量化步长来对量化变换系数或者经量化的像素值(量化系数)执行反量化，以得到解量化的变换系数或解量化的像素值。
应当理解的是，所述候选量化因子列表不是图像块级别的候选量化因子列表，而是图像区域级别的候选量化因子列表，例如可以是片级(patch level)的候选量化因子列表。在本申请中，通过利用索引来从候选量化因子列表中确定用于反量化的目标量化因子，本申请的实施例能够提高解码效率。此外，因为本申请的候选量化因子列表是图像区域级别的候选量化参数列表，所以该候选量化因子列表可以应用于属于同一个图像区域的不同图像块，从而解码性能得以提高。
在一种示例实现下，反量化方法可以包括：确定候选量化参数列表，候选量化参数列表包括多个候选量化参数；确定当前图像块的量化参数索引；根据量化参数索引，从候选量化参数列表中确定用于当前图像块的目标量化参数；以及利用目标量化参数执行反量化过程。在一种示例实现下，量化参数可以包括亮度量化参数QP。相应地，当前图像块可以是包含亮度分量且具有残差的图像块。
在本申请中，通过利用索引来从候选量化因子列表中确定用于反量化的目标量化参数，本申请的实施例能够提高解码效率。此外，因为本申请的候选量化因子列表可以是图像区域级别(例如picture level，patch level或CTU level等)的候选量化参数列表，所以该候选量化因子列表可以应用于属于同一个图像区域的不同图像块，从而解码性能得以提高。
应当理解的是，本申请实施例的方法的执行主体可以是图像解码装置，例如可以是视频解码器或具有视频编解码功能的电子设备，具体例如可以是视频解码器中的反量化单元。
在一种示例实现下，确定候选量化因子列表包括：获取至少一个候选量化因子差值；以及根据至少一个候选量化因子差值和预测量化因子，得到N个候选量化因子，N个候选量化因子包括在候选量化因子列表中，其中N大于或等于2。
在本申请中，通过从码流中获取候选量化因子差值，而不是直接解码候选量化因子的值，本申请的实施例可以进一步提高解码效率。
在一种示例示例下，获取至少一个候选量化因子差值包括：获取至少一个第二级候选量化因子差值。
在本申请中，为了方便描述，分别使用第一级、第二级、第三级、…、第i级和第i+1级等来指代图像编码中的不同层级。例如，第一级可以对应于待编码的图像，第二级可以对应于图像中的区域(例如，patch或者Slice)，第三级可以对应于图像中的最大编码单元(例如，HEVC标准中的编码树单元CTU(Coding Tree Unit)或者LCU(Largest Coding Unit)，或者AVC标准中的宏块MB)。一个图像可以包括一个或多个patch或者Slice，一个patch可以包括一个或多个CTU，一个CTU可以进一步包括一个或多个编码单元CU(Coding Unit)。应当理解，本申请中“第一级”、“第二级”和“第三级”仅是为了方便描述，不构成顺序上的限定。
在本申请中，当候选量化因子差值为patch级候选量化因子差值时，本申请的实施例能够在不增加解码成本的情况下，使得同一个patch内的不同图像块能够使用可能不同的目标量化因子，进而提高了解码的精细程度。
在一种示例实现下，确定候选量化因子列表包括：获取至少一个第二级(例如，patch级)候选量化因子差值；以及根据至少一个第二级候选量化因子差值和预测量化因子，得到N个候选量化因子，N个候选量化因子包括在候选量化因子列表中，其中N大于或等于2。应当理解，N表示候选量化因子列表的长度。
在本申请中，为了方便描述，分别使用第一级、第二级、第三级、…、第i级和第i+1级等来指代图像编码中的不同层级。例如，第一级可以对应于待编码的图像，第二级可以对应于图像中的区域(例如，patch或者Slice)，第三级可以对应于图像中的最大编码单元(例如，HEVC标准中的编码树单元CTU(Coding Tree Unit)或者LCU(Largest Coding Unit)，或者AVC标准中的宏块MB)。一个图像可以包括一个或多个patch或者Slice，一个patch可以包括一个或多个CTU，一个CTU可以进一步包括一个或多个编码单元CU(Coding Unit)。应当理解，本申请中“第一级”、“第二级”和“第三级”仅是为了方便描述，不构成顺序上的限定。
在本申请中，当候选量化因子差值为patch级候选量化因子差值时，本申请的实施例能够在不增加编码成本的情况下，使得同一个patch内的不同图像块能够使用可能不同的目标量化因子，进而提高了编码的精细程度。
在一种示例实现下，至少一个第二级候选量化因子差值包括：N个第二级候选量化因子与第二级基准量化因子之间的N个差值，第二级基准量化因子用作预测量化因子；或第i个第二级候选量化因子与第i-1个第二级候选量化因子的差值，第i-1个第二级候选量化因子用作第i个第二级候选量化因子的预测量化因子，其中i大于0且小于N，i为正整数。
应当理解，第0个第二级候选量化因子表示N个第二级候选量化因子中位于起始位置的候选量化因子。也即，在本申请中，通过0至N-1来分别表示N个候选量化因子在候选量化因子列表中的位置。
在本申请中，通过从码流中解码指示差值的信息，而不是解码候选量化因子的值本身，本申请的实施例可以提高解码效率。此外，当第二级基准量化因子对应于语法元素patch_qp时，由于patch_qp是一些现有标准中要求被编入码流的参数值。因此，本申请的实施例可以复用现有标准中已编码的参数值，而无需进行额外的解码，从而进一步提高解码效率。
在一种示例实现下，确定候选量化因子列表还包括：从码流中解析出第三级(例如，CTU级)量化因子差值(例如，lcu_qp_delta)；以及根据第三级量化因子差值和候选量化因子列表中的N个候选量化因子，得到经更新的N个候选量化因子，其中经更新的N个候选量化因子包括在候选量化因子列表中。
此处，第三级量化因子差值用于表示第三级候选量化因子与对应的第二级候选量化因子之间的差。此外，经更新的N个候选量化因子包括在候选量化因子列表中，以替换候选量化因子列表中已有的N个候选量化因子。
通过解码第三级量化因子差值，这允许在CTU级相对于patch级(第二级)更新CTU级的候选量化因子列表。应当理解，CU可以复用在CTU级的候选量化因子列表。通过在CTU级更新候选量化因子列表，这能够提供更加精细的量化因子控制。
在一些实现中，第三级量化因子差值可以复用已有标准中定义的语法元素lcu_qp_delta，其中lcu_qp_delta指示给出当前最大编码单元的量化参数相对预测量化参数的增量。通过这样的方式，本申请的实施例可以进一步提高解码效率。应当理解，当lcu_qp_delta为0时，候选量化因子列表不发生更新。
在一种示例实现下，方法还包括：从码流中解析出至少一个第一级候选量化因子差值(例如，cu_qp_candidate_pic_diff[idx])，其中，获取至少一个第二级候选量化因子差值包括：将至少一个第一级候选量化因子差值用作至少一个第二级候选量化因子差值；或者从码流中解析至少一个第二级候选量化因子(例如，cu_qp_candidate_patch_diff[idx])差值。
在一些实现中，可以在图像级别定义第一级候选量化因子差值，其中第一级候选量化因子差值例如可以是根据图像将使用的多个候选量化因子的值与图像基准量化因子(例如，picture_qp)所确定。例如，可以在图像的头部中解码获得至少一个第一级候选量化因子差值。在一些实现中，patch级别的第二级候选量化因子差值例如可以复用从图像头部所解码得到的第一级候选量化因子差值。通过这样的方式，一方面，本申请的实施例可以允许为不同的patch构建不同的量化因子列表，提高编解码的精细程度。另一方面，通过复用图像级的第一级候选量化因子差值来，进而可以提高解码效率。
在一些实现中，例如，在不复用第一级候选量化因子差值的情况下，本申请的实施例也可以直接从码流中解码第二级候选量化因子差值。通过这样的方式，本申请的实施例能够例如可以允许为不同的patch使用不同的候选量化因子，进而提供了更为精细的量化因子控制。
通过从码流中解码第二级候选量化因子差值，本申请的实施例例如能够允许为一个patch定义其特定的第二级候选量化因子列表。一方面，这可以允许为不同的patch提供不同的候选量化因子列表。另一方面，第二级候选量化因子列表的长度例如可以相对较小，在atch内所使用的量化因子比较离散且数量较少的情况下，这将具有更高的解码效率。
在一些实现中，当从码流中直接解码第二级候选量化因子差值时，还可以从码流中解码用于表征候选量化因子的长度的信息(例如，num_cu_qp_candidate_patch_minus2)，并通过将解码所获得的num_cu_qp_candidate_patch_minus2的值加上2以用作候选量化因子列表的长度N。
在一种示例实现下，从码流中解析出至少一个第一级候选量化因子差值包括：当从码流中解析出的第一标志例如，cu_delta_qp_picture_flag)的值为第一值时，从码流中解析出至少一个第一级候选量化因子差值。例如，第一值可以为‘1’(或true)。其中，第一标志可以指示该图像是否支持CU级的量化参数调整。
cu_delta_qp_picture_flag是一个二值变量。值为‘1’表示图像中一个CTU内的编码单元的量化参数可能不同；值为‘0’表示图像中一个CTU内的编码单元的量化参数相同。在值为‘0’时，可以按照已有的方法执行反量化过程。
在一种示例实现下，至少一个第一级候选量化因子差值包括：N个第一级候选量化因子与第一级基准量化因子之间的N个差值；或第j个第一级候选量化因子与第j-1个第一级候选量化因子的差值，其中j大于0且小于N，j为正整数。
通过将从码流中解码第一级候选量化因子差值而不是第一级候选量化因子本身，本申请的实施例可以提高解码效率。此外，在从码流中解码与第一级基准量化因子(例如，picture_qp)的差值的情况下，picture_qp是根据现有标准已经传递的参数。通过复用该参数，本申请的实施例可以进一步提高解码效率。
在一种示例实现下，从码流中解析至少一个第二级候选量化因子差值包括：当从码流中解析出的第二标志(例如，qp_diff_patch_present_flag)的值为第一值时，从码流中解析至少一个第二级候选量化因子差值；将至少一个第一级候选量化因子差值用作至少一个第二级候选量化因子差值包括：当从码流中解析出的第二标志的值为第二值时，将至少一个第一级候选量化因子差值用作至少一个第二级候选量化因子差值。其中，第二标志可以指示是否在第二级重定义了至少一个第二级候选量化因子差值。例如，第一值可以为1(或true)，第二值可以为0(或false)。
qp_diff_patch_present_flag是一个二值变量。值为‘0’表示在片级量化参数差分值集合与图像级量化参数差分值集合相同；值为‘1’表示片级量化参数差分值集合与图像级量化参数差分值集合不同，片级量化参数差分值集合在码流中传输。应当理解，qp_diff_patch_present_flag能够指示是否在第二级(例如，patch级)复用在第一级(例如，图像级)所定义的至少一个第一级候选量化因子差值。
在一种示例实现下，方法还包括：当第二标志的值(例如，qp_diff_patch_present_flag)为第二值(例如，0)时，从码流中解析出候选数目指示信息(例如，num_cu_qp_candidate_picture_minus2)，候选数目指示信息用于指示第一级候选量化因子差值的数目；以及基于候选数目指示信息，确定N的值。应当理解的是，第一级候选量化因子差值的数目能够表征第一级候选量化因子的数目。
例如，在复用第一级候选量化因子差值的情况下，可以通过将从码流中解析出的num_cu_qp_candidate_picture_minus2的值加上2以用作候选量化因子列表的长度N。通过这样的方式，本申请的实施例可以无需额外解码第二级候选量化因子差值的数目，从而降低编码开销。
在一种示例实现下，确定当前图像块的量化因子的索引包括：从码流中解码当前图像块的量化因子索引差值(例如，cu_qp_idx_delta)；以及根据量化因子索引差值和预测量化因子索引(例如，PreviousDeltaQPIdx)，确定当前图像块的量化因子索引。通过解码索引差值而不是索引值本申请，本申请的实施例可以提高解码效率。
在一种示例实现下，预测量化因子索引包括：当前图像块的左侧相邻图像块的量化因子索引，左侧相邻图像块包含亮度分量；已解码图像块的量化因子索引，其中已解码图像块为解码顺序在当前图像块之前的、最近的包含亮度分量的图像块；初始量化因子索引(例如，init_qp_idx_patch)；或者第二级基准量化因子的索引。
应当理解，左侧相邻图像块是指图像中可用的图像块。可用的左侧相邻图像块是该图像块在图像内并且与当前图像块属于同一patch或者Slice；否则左侧相邻图像块“不存在”。如果图像块“不存在”或者尚未解码，则此图像块“不可用”；否则此图像块是“可用的”。
此外，应当理解，已解码图像块是指在解码顺序与当前图像块“最近”的包含亮度分量的图像块，而不是指空间上的“最近”。另外，第二级基准量化因子的索引可以指示第二级基准量化因子(例如，patch_qp)在候选量化因子列表中的位置。
在一种示例实现下，从码流中解析当前图像块的量化因子索引差值包括：如果当前图像块具有预测残差且包含亮度分量，从码流中解析当前图像块的量化因子索引差值。在一些实现中，如果当前图像块包含亮度分量但没有残差，量化因子未被编码传输，则无需从码流中进行解析。附加地，如果当前图像块仅包含色度分量，量化因子也未被编码传输，则无需从码流中进行解析。色度QP例如可以通过对应图像块的亮度QP推导获得。例如，色度QP可以被确定为当前图像块右下角的编码单元的亮度QP。
示例性地，如果CuDeltaQpPatchFlag为1且当前编码单元仅包含色度分量，则当前编码单元的量化参数CurrentQp等于当前编码单元右下角4x4子块对应的亮度编码单元的量化参数。此外，如果CuDeltaQpPatchFlag为1且当前编码单元包含亮度分量且残差标识CuCtp等于0(即，没有残差)，则当前编码单元的量化参数索引CuQpIdx等于PreviousQPIdx，当前编码单元的量化参数CurrentQp等于CuQpCandPatch[CuQpIdx]。
在一种示例实现下，从码流中解码当前图像块的量化因子索引差值包括：如果与量化因子索引差值相关联的二元符号索引等于0且左侧相邻图像块的量化因子索引差值等于0，基于第一上下文模型解码当前图像块的量化因子索引差值，其中左侧相邻图像块包含亮度分量；如果二元符号索引等于0且量化因子索引差值不等于0，基于第二上下文模型解码当前图像块的量化因子索引差值；如果二元符号索引等于1，基于第三上下文模型解码当前图像块的量化因子索引差值；或如果二元符号索引不等于0且不等于1，基于第四上下文模型解码当前图像块的量化因子索引差值。
第三方面，本申请实施例提供一种图像编码装置，包括：
量化因子确定单元，用于确定候选量化因子列表，其中候选量化因子列表包括多个候选量化因子，候选量化因子包括量化参数QP(Quatazation Parameter)或者候选量化步长QS(Quatazation Step)；量化因子确定单元，还用于从候选量化因子列表中确定用于当前图像块的目标量化因子，其中用于表征目标量化因子在候选量化因子列表中的位置的信息(例如，索引)被编入码流；
量化处理单元，用于利用目标量化因子执行量化过程；以及
编码单元，用于将表示目标量化因子在候选量化因子列表中的位置的信息编入码流。在不同示例中，量化因子可以为量化参数QP或者量化步长QS。
应当理解的是，这里的当前图像块是指具有残差的图像块。并且，量化过程是指通过量化步长来对图像块的残差变换系数或者图像块的像素值本身执行量化，以得到量化变换系数或者经量化的像素值(统一称为量化系数)。
在本申请中，通过将用于表征目标量化因子在候选量化因子列表中的位置的信息编入码流，而不是直接编入目标量化因子的取值本身，也不是直接编入候选量化因子列表，本申请的实施例能够降低量化因子(例如，量化参数QP)的编码开销。此外，因为本申请的候选量化因子列表是图像区域级别的候选量化因子列表，所以该候选量化因子列表可以应用于属于同一个图像区域的不同图像块，从而编码性能得以提高。
在一种示例实现下，用于图像编码的量化装置可以包括：量化因子确定单元，用于确定候选量化参数列表，其中候选量化参数列表包括多个候选量化参数；量化因子确定单元，还用于从候选量化参数列表中确定用于当前图像块的目标量化参数，其中用于表征目标量化参数在候选量化参数列表中的位置的信息被编入码流；以及量化处理单元，用于利用目标量化参数执行量化过程。在一种示例实现下，量化参数可以包括亮度QP。相应地，当前图像块可以是包含亮度分量且具有残差的图像块。
在本申请中，通过将用于表征目标量化参数在候选量化参数列表中的位置的信息编入码流，而不是直接编入目标量化参数的取值本身，也不是直接编入候选量化参数列表，本申请的实施例能够降低量化参数QP的编码开销。此外，因为本申请的候选量化因子列表是图像区域级别的候选量化参数列表，所以该候选量化因子列表可以应用于属于同一个图像区域的不同图像块，从而编码性能得以提高。
在一种示例方式下，从候选量化因子列表中确定用于当前图像块的目标量化因子可以是根据根据不同量化因子所对应的编码速率和失真。示例性地，可以通过基于速率和失真来确定速率失真代价，并基于该速率失真代价来确定目标量化因子。基于这样的方式，可以使得目标量化因子能够满足预定是速率失真要求。
在一种示例方式下，从候选量化因子列表中确定用于当前图像块的目标量化因子还可以是根据当前图像块的纹理复杂度。示例性地，可以根据预先设置的纹理复杂度与目标量化因子的映射模型，来从候选量化因子列表中选择最为接近的一个作为当前图像块的目标量化因子。基于这样的方式，可以针对具有不同纹理复杂度的图像块使用对应的目标量化因子，从而提高编码的精细程度。
在一种示例实现下，编码单元还用于：将用于表征至少一个候选量化因子差值的信息编入码流，其中至少一个候选量化因子差值是根据至少一个候选量化因子和预测量化因子所确定的。在本申请中，通过将候选量化因子差值编入码流，而不是直接编入候选量化因子的值，本申请的实施例可以进一步降低编码开销。
在一种示例实现下，至少一个候选量化因子差值为至少一个第二级(例如，patch级)候选量化因子差值。
在本申请中，为了方便描述，分别使用第一级、第二级、第三级、…、第i级和第i+1级等来指代图像编码中的不同层级。例如，第一级可以对应于待编码的图像，第二级可以对应于图像中的区域(例如，patch或者Slice)，第三级可以对应于图像中的最大编码单元(例如，HEVC标准中的编码树单元CTU(Coding Tree Unit)或者LCU(Largest Coding Unit)，或者AVC标准中的宏块MB)。一个图像可以包括一个或多个patch或者Slice，一个patch可以包括一个或多个CTU，一个CTU可以进一步包括一个或多个编码单元CU(Coding Unit)。应当理解，本申请中“第一级”、“第二级”和“第三级”仅是为了方便描述，不构成顺序上的限定。
在本申请中，当候选量化因子差值为patch级候选量化因子差值时，本申请的实施例能够在不增加编码成本的情况下，使得同一个patch内的不同图像块能够使用可能不同的目标量化因子，进而提高了编码的精细程度。
在一种示例实现下，编码单元用于将用于表征至少一个第二级(例如，patch级)候选量化因子差值的信息编入码流，其中至少一个第二级候选量化因子差值是根据多个候选量化因子和预测量化因子所确定的。
在本申请中，为了方便描述，分别使用第一级、第二级和第三级、…、第i级和第i+1级等来指代图像编码中的不同层级。例如，第一级可以对应于待编码的图像，第二级可以对应于图像中的区域(例如，patch或者Slice)，第三级可以对应于图像中的最大编码单元(例如，HEVC标准中的编码树单元CTU(Coding Tree Unit)或者LCU(Largest Coding Unit)，或者AVC标准中的宏块MB)。一个图像可以包括一个或多个patch或者Slice，一个patch可以包括一个或多个CTU，一个CTU可以进一步包括一个或多个编码单元CU(Coding Unit)。应当理解，本申请中“第一级”、“第二级”和“第三级”仅是为了方便描述，不构成顺序上的限定。
在本申请中，当候选量化因子差值为patch级候选量化因子差值时，本申请的实施例能够在不增加编码成本的情况下，使得同一个patch内的不同图像块能够使用可能不同的目标量化因子，进而提高了编码的精细程度。
在一种示例实现下，至少一个第二级候选量化因子差值可以包括：N个第二级候选量化因子与第二级基准量化因子的N个差值，其中，至少一个候选量化因子为N个第二级候选量化因子，第二级基准量化因子用作预测量化因子；或第i个第二级候选量化因子与第i-1个第二级候选量化因子的差值，其中，第i-1个第二级候选量化因子用作第i个第二级候选量化因子的预测量化因子，其中i大于0且小于N，i为正整数。
应当理解，此处，N表示候选量化因子列表的长度。第0个第二级候选量化因子表示N个第二级候选量化因子中位于起始位置的候选量化因子。也即，在本申请中，通过0至N-1来分别表示N个候选量化因子在候选量化因子列表中的位置。
在本申请中，一方面，通过将指示差值的信息编入码流，而不是将候选量化因子的值编入码流，本申请的实施例可以降低编码开销。另一方面，当预测量化因子是patch级的基准量化因子(例如，patch_qp)时，patch_qp是一些现有标准中要求被编入码流的参数值。因此，本申请的实施例可以复用现有标准中已编码的参数值，而无需进行额外的编码，从而进一步降低编码开销。
在一种示例实现下，编码单元可以具体用于：将第三级量化因子差值(例如，lcu_qp_delta)编入码流，第三级量化因子差值用于表示第三级候选量化因子与对应的第二级候选量化因子之间的差。通过编码第三级量化因子差值，这允许在CTU级相对于patch级(第二级)更新CTU级的候选量化因子列表。应当理解，CU可以复用在CTU级别所更新的候选量化因子列表。通过在CTU级别更新候选量化因子列表，这能够提供更加精细的量化因子控制。
在一些实现中，第三级量化因子差值可以复用已有标准中定义的语法元素lcu_qp_delta，lcu_qp_delta指示给出当前最大编码单元的量化参数相对预测量化参数的增量。通过这样的方式，本申请的实施例可以进一步降低编码开销。应当理解，当lcu_qp_delta为0时，候选量化因子列表不发生更新。
在一种示例实现下，编码单元可以具体用于：将至少一个第一级(例如，图像级)候选量化因子差值编入码流；或者将至少一个第二级候选量化因子差值编入码流。
在一些实现中，可以在图像级定义第一级候选量化因子差值，其中第一级候选量化因子差值例如可以是根据图像将使用的多个图像级候选量化因子的值与图像基准量化因子(例如，picture_qp)所确定。在一些实现中，patch级别的第二级候选量化因子差值例如可以复用第一级候选量化因子差值。通过这样的方式，本申请的实施例可以既允许为不同的patch构建不同的量化因子列表。另一方面，通过复用图像级的第一级候选量化因子差值，可以避免在patch级重复编码差值，进而可以降低编码开销。
在一些实现中，也可以在patch级重新构建对应的候选量化因子列表，而不复用第一级候选量化因子差值。相应地，本申请的实施例也可以直接将用于表征候选量化因子列表的第二级候选量化因子差值编入码流。通过这样的方式，本申请的实施例能够提供更为精细的量化因子控制。
通过将第二级候选量化因子差值编入码流，本申请的实施例能够允许为例如一个patch定义其特定的第二级候选量化因子列表。一方面，这可以允许为不同的patch提供不同的候选量化因子列表，进而提高编码精细程度。另一方面，第二级候选量化因子列表的长度例如可以相对较小，在patch内所使用的量化因子比较离散且数量较少的情况下，这将具有更高的编码效率。
在一些实现中，编码单元还可以将用于表征候选量化因子的长度的信息编入码流。例如，可以通过语法元素num_cu_qp_candidate_patch_minus2来将N-2的值编入码流，以用于表征候选量化因子的长度N。
在一种示例实现下，编码单元还用于将第一标志(例如，cu_delta_qp_picture_flag)的值编入码流。第一标志可以指示该图像是否支持CU级的量化参数调整。其中当第一标志的值为第一值时，至少一个第一级候选量化因子差值被编入码流。例如，第一值可以为‘1’(或true)。
cu_delta_qp_picture_flag是一个二值变量。值为‘1’表示图像中一个CTU内的编码单元的量化参数可能不同；值为‘0’表示图像中一个CTU内的编码单元的量化参数相同。应当理解，当cu_delta_qp_picture_flag被编码为‘0’值时，其可以指示未采用了本申请所描述的量化方法。
在一种示例实现下，至少一个第一级候选量化因子差值包括：N个第一级候选量化因子与第一级基准量化因子(例如，picture_qp)之间的N个差值；或第j个第一级候选量化因子与第j-1个第一级候选量化因子的差值，其中j大于0且小于N，i为正整数。
应当理解，第一级候选量化因子差值可以通过与上文所讨论的第二级候选量化因子差值类似的方式来编码。通过将差值而不是量化因子本身编入码流，本申请的实施例可以降低编码开销。
此外，在传输与第一级基准量化因子(例如，picture_qp)的差值的情况下，picture_qp是已有标准中已经编码的参数。通过复用该参数，本申请的实施例能够进一步降低编码开销。
在一种示例实现下，编码单元可以具体用于：将第二标志(例如，qp_diff_patch_present_flag)的值编入码流。第二标志可以指示是否在第二级重定义了至少一个第二级候选量化因子差值。其中，当第二标志的值为第一值时，至少一个第二级候选量化因子差值被编入码流；并且当第二标志的值为第二值时，至少一个第一级候选量化因子差值被编入码流。例如，第一值可以为1(或true)，第二值可以为0(或false)。
qp_diff_patch_present_flag是一个二值变量。值为‘0’表示在片级量化参数差分值集合与图像级量化参数差分值集合相同；值为‘1’表示片级量化参数差分值集合与图像级量化参数差分值集合不同，片级量化参数差分值集合在码流中传输。应当理解，qp_diff_patch_present_flag能够指示是否在第二级(例如，patch级)复用在第一级(例如，图像级)所定义的至少一个第一级候选量化因子差值。
在一种示例实现下，当第二标志(例如，qp_diff_patch_present_flag)的值为第二值(例如，0)时，候选数目指示信息被编入码流，其中候选数目指示信息用于指示第一级候选量化因子差值的数目，候选数目指示信息例如可以是该数目与常数的差值。例如，可以通过语法元素num_cu_qp_candidate_picture_minus2来将候选数目指示信息编入码流。应当理解的是，第一级候选量化因子差值的数目能够表征第一级候选量化因子的数目。
通过这样的方式，在第二级候选量化因子差值复用第一级候选量化因子差值的情况下，本申请的实施例通过复用第一级候选量化因子差值的数目，从而降低编码开销。
在一种示例实现下，用于表征目标量化因子在候选量化因子列表中的位置的信息包括：当前图像块的量化因子索引差值(例如，cu_qp_idx_delta)，其中当前图像块的量化因子索引差值是根据当前图像块的量化因子索引和预测量化因子索引(例如，PreviousDeltaQPIdx)所确定的，其中当前图像块的量化因子索引用于指示目标量化因子在候选量化因子列表中的位置。通过编码索引差值而不是索引值本申请，本申请的实施例可以降低编码开销。
在一种示例实现下，预测量化因子索引包括：当前图像块的左侧相邻图像块的量化因子索引，左侧相邻图像块包含亮度分量；已编码图像块的量化因子索引，其中已编码图像块为解码顺序将在当前图像块之前的、最近的包含亮度分量的图像块；初始量化因子索引(例如，init_qp_idx_patch)；或第二级基准量化因子的索引。
应当理解，左侧相邻图像块是指图像中可用的图像块。可用的左侧相邻图像块是该图像块在图像内并且与当前图像块属于同一patch或者Slice；否则左侧相邻图像块“不存在”。如果图像块“不存在”或者尚未编码，则此图像块“不可用”；否则此图像块是“可用的”。
此外，应当理解，已编码图像块是指在解码顺序与当前图像块“最近”的包含亮度分量的图像块，而不是指空间上的“最近”。初始量化索引可以用于确定一个patch中的起始图像块的量化索引。例如可以利用语法元素init_qp_idx_patch来编入初始量化索引。另外，第二级基准量化因子的索引可以指示第二级基准量化因子(例如，patch_qp)在候选量化因子列表中的位置。
在一种示例实现下，当前图像块具有预测残差且包含亮度分量。在一些实现中，如果当前图像块包含亮度分量但没有残差，则无需对量化因子进行编码传输。附加地，如果当前图像块仅包含色度分量，也无需对量化因子进行编码传输。色度QP例如可以通过对应图像块的亮度QP推导获得。例如，色度QP可以被确定为当前图像块右下角的编码单元的亮度QP。
示例性地，如果CuDeltaQpPatchFlag为1且当前编码单元仅包含色度分量，则当前编码单元的量化参数CurrentQp等于当前编码单元右下角4x4子块对应的亮度编码单元的量化参数。此外，如果CuDeltaQpPatchFlag为1且当前编码单元包含亮度分量且残差标识CuCtp等于0(即，没有残差)，则当前编码单元的量化参数索引CuQpIdx等于PreviousQPIdx，当前编码单元的量化参数CurrentQp等于CuQpCandPatch[CuQpIdx]。
在一种示例实现下，量化索引差值是通过以下过程被编码：如果与量化因子索引差值相关联的二元符号索引(binIdx)等于0且当前图像块的左侧相邻图像块的量化因子索引差值(例如，PreviousDeltaQPIdx)等于0，基于第一上下文模型(例如，ctxIdxInc＝0)编码当前图像块的量化因子索引差值，其中左侧相邻图像块包含亮度分量；如果二元符号索引等于0且量化因子索引差值不等于0，基于第二上下文模型(例如，ctxIdxInc＝1)编码当前图像块的量化因子索引差值；如果二元符号索引等于1，基于第三上下文模型编码(例如，ctxIdxInc＝2)当前图像块的量化因子索引差值；或如果二元符号索引不等于0且不等于1，基于第四上下文模型(例如，ctxIdxInc＝3)编码当前图像块的量化因子索引差值。
其中，binIdx是对cu_qp_idx_delta截断一元码二值化，得到多个二元符号(bin)，每个binIdx对应一个bin。PreviousDeltaQPIdx是当前编码单元的左边包含亮度分量的编码单元A的QP index差分值。如果A不可用，则PreviousDeltaQPIdx默认为0。
第四方面，本申请实施例提供一种图像解码装置，包括：
量化因子确定单元用于：确定候选量化因子列表，候选量化因子列表包括多个候选量化因子，候选量化因子包括候选量化参数QP或者候选量化步长QS；确定当前图像块的量化因子索引；根据量化因子索引，从候选量化因子列表中确定用于当前图像块的目标量化因子；以及
反量化单元，用于利用目标量化因子执行反量化过程。在不同示例中，量化因子可以为量化参数QP或者量化步长QS。
应当理解的是，此处当前图像块是指具有残差的图像块。此外，反量化过程是指通过与量化过程相同的量化步长来对量化变换系数或者经量化的像素值(量化系数)执行反量化，以得到解量化的变换系数或解量化的像素值。
在本申请中，通过利用索引来从候选量化因子列表中确定用于反量化的目标量化因子，本申请的实施例能够提高解码效率。此外，因为本申请的候选量化因子列表是图像区域级别的候选量化参数列表，所以该候选量化因子列表可以应用于属于同一个图像区域的不同图像块，从而解码性能得以提高。
在一种示例实现下，用于图像解码的反量化装置可以包括：
量化因子确定单元，用于：确定候选量化参数列表，候选量化参数列表包括多个候选量化参数；确定当前图像块的量化参数索引；根据量化参数索引，从候选量化参数列表中确定用于当前图像块的目标量化参数；以及
反量化处理单元，用于利用目标量化参数执行反量化过程。在一种示例实现下，量化参数可以包括亮度量化参数QP。相应地，当前图像块可以是包含亮度分量且具有残差的图像块。
在本申请中，通过利用索引来从候选量化因子列表中确定用于反量化的目标量化参数，本申请的实施例能够提高解码效率。此外，因为本申请的候选量化因子列表是图像区域级别的候选量化参数列表，所以该候选量化因子列表可以应用于属于同一个图像区域的不同图像块，从而解码性能得以提高。
在一种示例实现下，量化因子确定单元具体用于：获取至少一个候选量化因子差值；以及根据至少一个候选量化因子差值和预测量化因子，得到N个候选量化因子，N个候选量化因子包括在候选量化因子列表中，其中N大于或等于2。
在本申请中，通过从码流中获取候选量化因子差值，而不是直接解码候选量化因子的值，本申请的实施例可以进一步提高解码效率。
在一种示例示例下，获取至少一个候选量化因子差值包括：获取至少一个第二级候选量化因子差值。
在本申请中，为了方便描述，分别使用第一级、第二级、第三级、…、第i级和第i+1级等来指代图像编码中的不同层级。例如，第一级可以对应于待编码的图像，第二级可以对应于图像中的区域(例如，patch或者Slice)，第三级可以对应于图像中的最大编码单元(例如，HEVC标准中的编码树单元CTU(Coding Tree Unit)或者LCU(Largest Coding Unit)，或者AVC标准中的宏块MB)。一个图像可以包括一个或多个patch或者Slice，一个patch可以包括一个或多个CTU，一个CTU可以进一步包括一个或多个编码单元CU(Coding Unit)。应当理解，本申请中“第一级”、“第二级”和“第三级”仅是为了方便描述，不构成顺序上的限定。
在本申请中，当候选量化因子差值为patch级候选量化因子差值时，本申请的实施例能够在不增加解码成本的情况下，使得同一个patch内的不同图像块能够使用可能不同的目标量化因子，进而提高了解码的精细程度。
在一种示例实现下，量化因子确定单元可以用于：获取至少一个第二级(例如，patch级)候选量化因子差值；以及根据至少一个第二级候选量化因子差值和预测量化因子，得到N个候选量化因子，N个候选量化因子包括在候选量化因子列表中，其中N大于或等于2。应当理解，N表示候选量化因子列表的长度。
在本申请中，为了方便描述，分别使用第一级、第二级、第三级、…、第i级和第i+1级等来指代图像编码中的不同层级。例如，第一级可以对应于待编码的图像，第二级可以对应于图像中的区域(例如，patch或者Slice)，第三级可以对应于图像中的最大编码单元(例如，HEVC标准中的编码树单元CTU(Coding Tree Unit)或者LCU(Largest Coding Unit)，或者AVC标准中的宏块MB)。一个图像可以包括一个或多个patch或者Slice，一个patch可以包括一个或多个CTU，一个CTU可以进一步包括一个或多个编码单元CU(Coding Unit)。应当理解，本申请中“第一级”、“第二级”和“第三级”仅是为了方便描述，不构成顺序上的限定。
在本申请中，当候选量化因子差值为patch级候选量化因子差值时，本申请的实施例能够在不增加编码成本的情况下，使得同一个patch内的不同图像块能够使用可能不同的目标量化因子，进而提高了编码的精细程度。
在一种示例实现下，至少一个第二级候选量化因子差值包括：N个第二级候选量化因子与第二级基准量化因子之间的N个差值，第二级基准量化因子用作预测量化因子；或第i个第二级候选量化因子与第i-1个第二级候选量化因子的差值，第i-1个第二级候选量化因子用作第i个第二级候选量化因子的预测量化因子，其中i大于0且小于N，i为正整数。
应当理解，第0个第二级候选量化因子表示N个第二级候选量化因子中位于起始位置的候选量化因子。也即，在本申请中，通过0至N-1来分别表示N个候选量化因子在候选量化因子列表中的位置。
在本申请中，通过从码流中解码指示差值的信息，而不是解码候选量化因子的值本身，本申请的实施例可以提高解码效率。此外，当第二级基准量化因子对应于语法元素patch_qp时，由于patch_qp是一些现有标准中要求被编入码流的参数值。因此，本申请的实施例可以复用现有标准中已编码的参数值，而无需进行额外的解码，从而进一步提高解码效率。
在一种示例实现下，装置还包括：解码单元，用于从码流中解析出第三级(例如，CTU级)量化因子差值(例如，lcu_qp_delta)；以及量化因子确定单元具体用于：根据第三级量化因子差值和候选量化因子列表中的N个候选量化因子，得到经更新的N个候选量化因子，其中经更新的N个候选量化因子包括在候选量化因子列表中。
此处，第三级量化因子差值用于表示第三级候选量化因子与对应的第二级候选量化因子之间的差。此外，经更新的N个候选量化因子包括在候选量化因子列表中，以替换候选量化因子列表中已有的N个候选量化因子。
通过解码第三级量化因子差值，这允许在CTU级相对于patch级(第二级)更新CTU级的候选量化因子列表。应当理解，CU可以复用在CTU级的候选量化因子列表。通过在CTU级更新候选量化因子列表，这能够提供更加精细的量化因子控制。
在一些实现中，第三级量化因子差值可以复用已有标准中定义的lcu_qp_delta，其中lcu_qp_delta指示给出当前最大编码单元的量化参数相对预测量化参数的增量。通过这样的方式，本申请的实施例可以进一步提高解码效率。应当理解，当lcu_qp_delta为0时，候选量化因子列表不发生更新。
在一种示例实现下，解码单元可以用于：从码流中解析出至少一个第一级候选量化因子差值，量化因子确定单元具体用于：将至少一个第一级候选量化因子差值用作至少一个第二级候选量化因子差值；或者从码流中解析至少一个第二级候选量化因子差值。
在一些实现中，可以在图像级别定义第一级候选量化因子差值，其中第一级候选量化因子差值例如可以是根据图像将使用的多个候选量化因子的值与图像基准量化因子(例如，picture_qp)所确定。例如，可以在图像的头部中解码获得至少一个第一级候选量化因子差值。在一些实现中，patch级别的第二级候选量化因子差值例如可以复用从图像头部所解码得到的第一级候选量化因子差值。通过这样的方式，一方面，本申请的实施例可以允许为不同的patch构建不同的量化因子列表，提高编解码的精细程度。另一方面，通过复用图像级的第一级候选量化因子差值来，进而可以提高解码效率。
在一些实现中，例如，在不复用第一级候选量化因子差值的情况下，本申请的实施例也可以直接从码流中解码第二级候选量化因子。通过这样的方式，本申请的实施例能够提供更为精细的量化因子控制。
通过从码流中解码第二级候选量化因子差值，本申请的实施例例如能够允许为一个patch定义其特定的第二级候选量化因子列表。一方面，这可以允许为不同的patch提供不同的候选量化因子列表。另一方面，第二级候选量化因子列表的长度例如可以相对较小，在patch内所使用的量化因子比较离散且数量较少的情况下，这将具有更高的解码效率。
在一些实现中，当从码流中直接解码第二级候选量化因子差值时，还可以从码流中解码用于表征候选量化因子的长度的信息(例如，num_cu_qp_candidate_patch_minus2)，并通过将解码所获得的num_cu_qp_candidate_patch_minus2的值加上2以用作候选量化因子列表的长度N。
在一种示例实现下，量化因子确定单元可以用于：当解码丹玉从码流中解析出的第一标志例如，cu_delta_qp_picture_flag)的值为第一值时，从码流中解析出至少一个第一级候选量化因子差值。例如，第一值可以为‘1’(或true)。其中，第一标志可以指示该图像是否支持CU级的量化参数调整。
cu_delta_qp_picture_flag是一个二值变量。值为‘1’表示图像中一个CTU内的编码单元的量化参数可能不同；值为‘0’表示图像中一个CTU内的编码单元的量化参数相同。在值为‘0’时，可以按照已有的方法执行反量化过程。
在一种示例实现下，至少一个第一级候选量化因子差值包括：N个第一级候选量化因子与第一级基准量化因子之间的N个差值；或第j个第一级候选量化因子与第j-1个第一级候选量化因子的差值，其中j大于0且小于N，j为正整数。
通过将从码流中解码第一级候选量化因子差值而不是第一级候选量化因子本身，本申请的实施例可以提高解码效率。此外，在从码流中解码与第一级基准量化因子(例如，picture_qp)的差值的情况下，picture_qp是根据现有标准已经传递的参数。通过复用该参数，本申请的实施例可以进一步提高解码效率。
在一种示例实现下，解码单元可以用于：当从码流中解析出的第二标志(例如，qp_diff_patch_present_flag)的值为第一值时，从码流中解析至少一个第二级候选量化因子差值；量化因子确定单元用于：当解码单元从码流中解析出的第二标志的值为第二值时，将至少一个第一级候选量化因子差值用作至少一个第二级候选量化因子差值。其中，第二标志可以指示是否在第二级重定义了至少一个第二级候选量化因子差值。例如，第一值可以为1(或true)，第二值可以为0(或false)。
qp_diff_patch_present_flag是一个二值变量。值为‘0’表示在片级量化参数差分值集合与图像级量化参数差分值集合相同；值为‘1’表示片级量化参数差分值集合与图像级量化参数差分值集合不同，片级量化参数差分值集合在码流中传输。应当理解，qp_diff_patch_present_flag能够指示是否在第二级(例如，patch级)复用在第一级(例如，图像级)所定义的至少一个第一级候选量化因子差值。
在一种示例实现下，量化因子确定单元可以用于：当第二标志的值(例如，qp_diff_patch_present_flag)为第二值(例如，0)时，从码流中解析出候选数目指示信息(例如，num_cu_qp_candidate_picture_minus2)，候选数目指示信息用于指示第一级候选量化因子差值的数目；以及基于候选数目指示信息，确定N的值。应当理解的是，第一级候选量化因子差值的数目能够表征第一级候选量化因子的数目。
例如，在复用第一级候选量化因子差值的情况下，可以通过将从码流中解析出的num_cu_qp_candidate_picture_minus2的值加上2以作为候选量化因子列表的长度N。通过这样的方式，本申请的实施例可以无需额外解码第二级候选量化因子差值的数目，从而降低编码开销。
在一种示例实现下，解码单元可以用于：从码流中解码当前图像块的量化因子索引差值(例如，cu_qp_idx_delta)；以及量化因子确定单元具体用于：根据量化因子索引差值和预测量化因子索引(例如，PreviousDeltaQPIdx)，确定当前图像块的量化因子的索引。通过解码索引差值而不是索引值本申请，本申请的实施例可以提高解码效率。
在一种示例实现下，预测量化因子索引包括：当前图像块的左侧相邻图像块的量化因子索引，左侧相邻图像块包含亮度分量；已解码图像块的量化因子索引，其中已解码图像块为解码顺序在当前图像块之前的、最近的包含亮度分量的图像块；初始量化因子索引(例如，init_qp_idx_patch)；或者第二级基准量化因子的索引。
应当理解，左侧相邻图像块是指图像中可用的图像块。可用的左侧相邻图像块是该图像块在图像内并且与当前图像块属于同一patch或者Slice；否则左侧相邻图像块“不存在”。如果图像块“不存在”或者尚未解码，则此图像块“不可用”；否则此图像块是“可用的”。
此外，应当理解，已解码图像块是指在解码顺序与当前图像块“最近”的包含亮度分量的图像块，而不是指空间上的“最近”。另外，第二级基准量化因子的索引可以指示第二级基准量化因子(例如，patch_qp)在候选量化因子列表中的位置。
在一种示例实现下，量化因子确定单元可以用于：如果当前图像块具有预测残差且包含亮度分量，从码流中解析当前图像块的量化因子索引差值。在一些实现中，如果当前图像块包含亮度分量但没有残差，量化因子未被编码传输，因此无需从码流中进行解析。附加地，如果当前图像块仅包含色度分量，量化因子未被编码传输，因此无需从码流中进行解析。色度QP例如可以通过对应图像块的亮度QP推导获得。例如，色度QP可以被确定为当前图像块右下角的编码单元的亮度QP。
示例性地，如果CuDeltaQpPatchFlag为1且当前编码单元仅包含色度分量，则当前编码单元的量化参数CurrentQp等于当前编码单元右下角4x4子块对应的亮度编码单元的量化参数。此外，如果CuDeltaQpPatchFlag为1且当前编码单元包含亮度分量且残差标识CuCtp等于0(即，没有残差)，则当前编码单元的量化参数索引CuQpIdx等于PreviousQPIdx，当前编码单元的量化参数CurrentQp等于CuQpCandPatch[CuQpIdx]。
在一种具体实现下，解码单元具体用于：如果与量化因子索引差值相关联的二元符号索引等于0且当前图像块的左侧相邻图像块的量化因子索引差值等于0，基于第一上下文模型解码当前图像块的量化因子索引差值，其中左侧相邻图像块包含亮度分量；如果二元符号索引等于0且量化因子索引差值不等于0，基于第二上下文模型解码当前图像块的量化因子索引差值；如果二元符号索引等于1，基于第三上下文模型解码当前图像块的量化因子索引差值；或如果二元符号索引不等于0且不等于1，基于第四上下文模型解码当前图像块的量化因子索引差值。
第五方面，本申请提供了一种用于图像编码的量化设备，所述设备包括：处理器和耦合于所述处理器的存储器；所述处理器用于执行所述第一方面各种实现方式中的方法。
第六方面，本申请提供了一种用于图像解码的反量化设备，所述装置包括：处理器和耦合于所述处理器的存储器；所述处理器用于执行所述第二方面各种实现方式中的方法。
第七方面，本申请提供了一种编码器。该编码器包括根据第三方面所述的量化装置。
第八方面，本申请提供了一种解码器。该解码器包括根据第四方面所述的反量化装置。
第九方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储了程序代码，其中，所述程序代码包括用于执行第一方面或者第二方面任意一种方法的部分或全部步骤的指令。
第十方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行第一方面或者第二方面的任意一种方法的部分或全部步骤。
第十一方面，本申请提供了一种电子设备，包括上述第三方面所述的量化装置，或第四方面所述的反量化装置、或第七方面所述的编码器、或第八方面所述的解码器。
应当理解的是，本申请的第三至十一方面与本申请的第一方面或第二方面的技术方案相同或者类似，各方面及对应的可行实施方式所取得的有益效果相似，不再赘述。
附图说明
图1A是用于实现本申请实施例的视频编码及解码系统10实例的框图；
图1B是用于实现本申请实施例的视频译码系统40实例的框图；
图2是用于实现本申请实施例的编码器20实例结构的框图；
图3是用于实现本申请实施例的解码器30实例结构的框图；
图4是用于实现本申请实施例的视频译码设备400实例的框图；
图5是用于实现本申请实施例的另一种编码装置或解码装置实例的框图；
图6是本申请实施例的图像量化方法的示意性流程图；
图7是本申请实施例的图像反量化方法的示意性流程图；
图8是根据本申请一种实施例的图像编码方法的示意性流程图；
图9是根据本申请一种实施例的图像解码方法的示意性流程图；
图10是根据本申请另一种实施例的图像编码方法的示意性流程图；
图11是根据本申请另一种实施例的图像解码方法的示意性流程图；
图12为用于实现本申请实施例的一种图像编码装置的结构框图；
图13为用于实现本申请实施例的一种图像解码装置的结构框图。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。以下描述中，参考形成本公开一部分并以说明之方式示出本申请实施例的具体方面或可使用本申请实施例的具体方面的附图。应理解，本申请实施例可在其它方面中使用，并可包括附图中未描绘的结构或逻辑变化。因此，以下详细描述不应以限制性的意义来理解，且本申请的范围由所附权利要求书界定。例如，应理解，结合所描述方法的揭示内容可以同样适用于用于执行所述方法的对应设备或系统，且反之亦然。例如，如果描述一个或多个具体方法步骤，则对应的设备可以包含如功能单元等一个或多个单元，来执行所描述的一个或多个方法步骤(例如，一个单元执行一个或多个步骤，或多个单元，其中每个都执行多个步骤中的一个或多个)，即使附图中未明确描述或说明这种一个或多个单元。另一方面，例如，如果基于如功能单元等一个或多个单元描述具体装置，则对应的方法可以包含一个步骤来执行一个或多个单元的功能性(例如，一个步骤执行一个或多个单元的功能性，或多个步骤，其中每个执行多个单元中一个或多个单元的功能性)，即使附图中未明确描述或说明这种一个或多个步骤。进一步，应理解的是，除非另外明确提出，本文中所描述的各示例性实施例和/或方面的特征可以相互组合。
本申请实施例所涉及的技术方案不仅可能应用于现有的视频编码标准中(如H.264、HEVC等标准)，还可能应用于未来的视频编码标准中(如H.266标准)。本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释，而非旨在限定本申请。下面先对本申请实施例可能涉及的一些概念进行简单介绍。
视频编码通常是指处理形成视频或视频序列的图片序列。在视频编码领域，术语“图片(picture)”、“帧(frame)”或“图像(image)”可以用作同义词。本文中使用的视频编码表示视频编码或视频解码。视频编码在源侧执行，通常包括处理(例如，通过压缩)原始视频图片以减少表示该视频图片所需的数据量，从而更高效地存储和/或传输。视频解码在目的地侧执行，通常包括相对于编码器作逆处理，以重构视频图片。实施例涉及的视频图片“编码”应理解为涉及视频序列的“编码”或“解码”。编码部分和解码部分的组合也称为编解码(编码和解码)。
视频序列包括一系列图像(picture)，图像被进一步划分为切片(slice)，切片再被划分为块(block)。视频编码以块为单位进行编码处理，在一些新的视频编码标准中，块的概念被进一步扩展。比如，在H.264标准中有宏块(macroblock，MB)，宏块可进一步划分成多个可用于预测编码的预测块(partition)。在高性能视频编码(high efficiency videocoding，HEVC)标准中，采用编码单元(coding unit，CU)，预测单元(prediction unit，PU)和变换单元(transform unit，TU)等基本概念，从功能上划分了多种块单元，并采用全新的基于树结构进行描述。比如CU可以按照四叉树进行划分为更小的CU，而更小的CU还可以继续划分，从而形成一种四叉树结构，CU是对编码图像进行划分和编码的基本单元。对于PU和TU也有类似的树结构，PU可以对应预测块，是预测编码的基本单元。对CU按照划分模式进一步划分成多个PU。TU可以对应变换块，是对预测残差进行变换的基本单元。然而，无论CU，PU还是TU，本质上都属于块(或称图像块)的概念。
例如在HEVC中，通过使用表示为编码树的四叉树结构将CTU拆分为多个CU。在CU层级处作出是否使用图片间(时间)或图片内(空间)预测对图片区域进行编码的决策。每个CU可以根据PU拆分类型进一步拆分为一个、两个或四个PU。一个PU内应用相同的预测过程，并在PU基础上将相关信息传输到解码器。在通过基于PU拆分类型应用预测过程获取残差块之后，可以根据类似于用于CU的编码树的其它四叉树结构将CU分割成变换单元(transformunit，TU)。在视频压缩技术最新的发展中，使用四叉树和二叉树(Quad-tree and binarytree，QTBT)分割帧来分割编码块。在QTBT块结构中，CU可以为正方形或矩形形状。
本文中，为了便于描述和理解，可将当前图像中待处理的图像块称为当前块或者待处理图像块，例如在编码中，指当前正在编码的块；在解码中，指当前正在解码的块。将参考图像中用于对当前块进行预测的已解码的图像块称为参考块，即参考块是为当前块提供参考信号的块，其中，参考信号表示图像块内的像素值。可将参考图像中为当前块提供预测信号的块为预测块，其中，预测信号表示预测块内的像素值或者采样值或者采样信号。例如，在遍历多个参考块以后，找到了最佳参考块，此最佳参考块将为当前块提供预测，此块称为预测块。
无损视频编码情况下，可以重构原始视频图片，即经重构视频图片具有与原始视频图片相同的质量(假设存储或传输期间没有传输损耗或其它数据丢失)。在有损视频编码情况下，通过例如量化执行进一步压缩，来减少表示视频图片所需的数据量，而解码器侧无法完全重构视频图片，即经重构视频图片的质量相比原始视频图片的质量较低或较差。
H.261的几个视频编码标准属于“有损混合型视频编解码”(即，将样本域中的空间和时间预测与变换域中用于应用量化的2D变换编码结合)。视频序列的每个图片通常分割成不重叠的块集合，通常在块层级上进行编码。换句话说，编码器侧通常在块(视频块)层级处理亦即编码视频，例如，通过空间(图片内)预测和时间(图片间)预测来产生预测块，从当前块(当前处理或待处理的块)减去预测块以获取残差块，在变换域变换残差块并量化残差块，以减少待传输(压缩)的数据量，而解码器侧将相对于编码器的逆处理部分应用于经编码或经压缩块，以重构用于表示的当前块。另外，编码器复制解码器处理循环，使得编码器和解码器生成相同的预测(例如帧内预测和帧间预测)和/或重构，用于处理亦即编码后续块。
下面描述本申请实施例所应用的系统架构。参见图1A，图1A示例性地给出了本申请实施例所应用的视频编码及解码系统10的示意性框图。如图1A所示，视频编码及解码系统10可包括源设备12和目的地设备14，源设备12产生经编码视频数据，因此，源设备12可被称为视频编码装置。目的地设备14可对由源设备12所产生的经编码的视频数据进行解码，因此，目的地设备14可被称为视频解码装置。源设备12、目的地设备14或两个的各种实施方案可包含一或多个处理器以及耦合到所述一或多个处理器的存储器。所述存储器可包含但不限于RAM、ROM、EEPROM、快闪存储器或可用于以可由计算机存取的指令或数据结构的形式存储所要的程序代码的任何其它媒体，如本文所描述。源设备12和目的地设备14可以包括各种装置，包含桌上型计算机、移动计算装置、笔记型(例如，膝上型)计算机、平板计算机、机顶盒、例如所谓的“智能”电话等电话手持机、电视机、相机、显示装置、数字媒体播放器、视频游戏控制台、车载计算机、无线通信设备或其类似者。
虽然图1A将源设备12和目的地设备14绘示为单独的设备，但设备实施例也可以同时包括源设备12和目的地设备14或同时包括两者的功能性，即源设备12或对应的功能性以及目的地设备14或对应的功能性。在此类实施例中，可以使用相同硬件和/或软件，或使用单独的硬件和/或软件，或其任何组合来实施源设备12或对应的功能性以及目的地设备14或对应的功能性。
源设备12和目的地设备14之间可通过链路13进行通信连接，目的地设备14可经由链路13从源设备12接收经编码视频数据。链路13可包括能够将经编码视频数据从源设备12移动到目的地设备14的一或多个媒体或装置。在一个实例中，链路13可包括使得源设备12能够实时将经编码视频数据直接发射到目的地设备14的一或多个通信媒体。在此实例中，源设备12可根据通信标准(例如无线通信协议)来调制经编码视频数据，且可将经调制的视频数据发射到目的地设备14。所述一或多个通信媒体可包含无线和/或有线通信媒体，例如射频(RF)频谱或一或多个物理传输线。所述一或多个通信媒体可形成基于分组的网络的一部分，基于分组的网络例如为局域网、广域网或全球网络(例如，因特网)。所述一或多个通信媒体可包含路由器、交换器、基站或促进从源设备12到目的地设备14的通信的其它设备。
源设备12包括编码器20，另外可选地，源设备12还可以包括图片源16、图片预处理器18、以及通信接口22。具体实现形态中，所述编码器20、图片源16、图片预处理器18、以及通信接口22可能是源设备12中的硬件部件，也可能是源设备12中的软件程序。分别描述如下：
图片源16，可以包括或可以为任何类别的图片捕获设备，用于例如捕获现实世界图片，和/或任何类别的图片或评论(对于屏幕内容编码，屏幕上的一些文字也认为是待编码的图片或图像的一部分)生成设备，例如，用于生成计算机动画图片的计算机图形处理器，或用于获取和/或提供现实世界图片、计算机动画图片(例如，屏幕内容、虚拟现实(virtual reality，VR)图片)的任何类别设备，和/或其任何组合(例如，实景(augmentedreality，AR)图片)。图片源16可以为用于捕获图片的相机或者用于存储图片的存储器，图片源16还可以包括存储先前捕获或产生的图片和/或获取或接收图片的任何类别的(内部或外部)接口。当图片源16为相机时，图片源16可例如为本地的或集成在源设备中的集成相机；当图片源16为存储器时，图片源16可为本地的或例如集成在源设备中的集成存储器。当所述图片源16包括接口时，接口可例如为从外部视频源接收图片的外部接口，外部视频源例如为外部图片捕获设备，比如相机、外部存储器或外部图片生成设备，外部图片生成设备例如为外部计算机图形处理器、计算机或服务器。接口可以为根据任何专有或标准化接口协议的任何类别的接口，例如有线或无线接口、光接口。
其中，图片可以视为像素点(picture element)的二维阵列或矩阵。阵列中的像素点也可以称为采样点。阵列或图片在水平和垂直方向(或轴线)上的采样点数目定义图片的尺寸和/或分辨率。为了表示颜色，通常采用三个颜色分量，即图片可以表示为或包含三个采样阵列。例如在RBG格式或颜色空间中，图片包括对应的红色、绿色及蓝色采样阵列。但是，在视频编码中，每个像素通常以亮度/色度格式或颜色空间表示，例如对于YUV格式的图片，包括Y指示的亮度分量(有时也可以用L指示)以及U和V指示的两个色度分量。亮度(luma)分量Y表示亮度或灰度水平强度(例如，在灰度等级图片中两者相同)，而两个色度(chroma)分量U和V表示色度或颜色信息分量。相应地，YUV格式的图片包括亮度采样值(Y)的亮度采样阵列，和色度值(U和V)的两个色度采样阵列。RGB格式的图片可以转换或变换为YUV格式，反之亦然，该过程也称为色彩变换或转换。如果图片是黑白的，该图片可以只包括亮度采样阵列。本申请实施例中，由图片源16传输至图片处理器的图片也可称为原始图片数据17。
图片预处理器18，用于接收原始图片数据17并对原始图片数据17执行预处理，以获取经预处理的图片19或经预处理的图片数据19。例如，图片预处理器18执行的预处理可以包括整修、色彩格式转换(例如，从RGB格式转换为YUV格式)、调色或去噪。
编码器20(或称视频编码器20)，用于接收经预处理的图片数据19，采用相关预测模式(如本文各个实施例中的预测模式)对经预处理的图片数据19进行处理，从而提供经编码图片数据21(下文将进一步基于图2或图4或图5描述编码器20的结构细节)。在一些实施例中，编码器20可以用于执行后文所描述的各个实施例，以实现本申请所描述的色度块预测方法在编码侧的应用。
通信接口22，可用于接收经编码图片数据21，并可通过链路13将经编码图片数据21传输至目的地设备14或任何其它设备(如存储器)，以用于存储或直接重构，所述其它设备可为任何用于解码或存储的设备。通信接口22可例如用于将经编码图片数据21封装成合适的格式，例如数据包，以在链路13上传输。
目的地设备14包括解码器30，另外可选地，目的地设备14还可以包括通信接口28、图片后处理器32和显示设备34。分别描述如下：
通信接口28，可用于从源设备12或任何其它源接收经编码图片数据21，所述任何其它源例如为存储设备，存储设备例如为经编码图片数据存储设备。通信接口28可以用于藉由源设备12和目的地设备14之间的链路13或藉由任何类别的网络传输或接收经编码图片数据21，链路13例如为直接有线或无线连接，任何类别的网络例如为有线或无线网络或其任何组合，或任何类别的私网和公网，或其任何组合。通信接口28可以例如用于解封装通信接口22所传输的数据包以获取经编码图片数据21。
通信接口28和通信接口22都可以配置为单向通信接口或者双向通信接口，以及可以用于例如发送和接收消息来建立连接、确认和交换任何其它与通信链路和/或例如经编码图片数据传输的数据传输有关的信息。
解码器30(或称为解码器30)，用于接收经编码图片数据21并提供经解码图片数据31或经解码图片31(下文将进一步基于图3或图4或图5描述解码器30的结构细节)。在一些实施例中，解码器30可以用于执行后文所描述的各个实施例，以实现本申请所描述的色度块预测方法在解码侧的应用。
图片后处理器32，用于对经解码图片数据31(也称为经重构图片数据)执行后处理，以获得经后处理图片数据33。图片后处理器32执行的后处理可以包括：色彩格式转换(例如，从YUV格式转换为RGB格式)、调色、整修或重采样，或任何其它处理，还可用于将经后处理图片数据33传输至显示设备34。
显示设备34，用于接收经后处理图片数据33以向例如用户或观看者显示图片。显示设备34可以为或可以包括任何类别的用于呈现经重构图片的显示器，例如，集成的或外部的显示器或监视器。例如，显示器可以包括液晶显示器(liquid crystal display，LCD)、有机发光二极管(organic light emitting diode，OLED)显示器、等离子显示器、投影仪、微LED显示器、硅基液晶(liquid crystal on silicon，LCoS)、数字光处理器(digitallight processor，DLP)或任何类别的其它显示器。
虽然，图1A将源设备12和目的地设备14绘示为单独的设备，但设备实施例也可以同时包括源设备12和目的地设备14或同时包括两者的功能性，即源设备12或对应的功能性以及目的地设备14或对应的功能性。在此类实施例中，可以使用相同硬件和/或软件，或使用单独的硬件和/或软件，或其任何组合来实施源设备12或对应的功能性以及目的地设备14或对应的功能性。
本领域技术人员基于描述明显可知，不同单元的功能性或图1A所示的源设备12和/或目的地设备14的功能性的存在和(准确)划分可能根据实际设备和应用有所不同。源设备12和目的地设备14可以包括各种设备中的任一个，包含任何类别的手持或静止设备，例如，笔记本或膝上型计算机、移动电话、智能手机、平板或平板计算机、摄像机、台式计算机、机顶盒、电视机、相机、车载设备、显示设备、数字媒体播放器、视频游戏控制台、视频流式传输设备(例如内容服务服务器或内容分发服务器)、广播接收器设备、广播发射器设备等，并可以不使用或使用任何类别的操作系统。
编码器20和解码器30都可以实施为各种合适电路中的任一个，例如，一个或多个微处理器、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)、离散逻辑、硬件或其任何组合。如果部分地以软件实施所述技术，则设备可将软件的指令存储于合适的非暂时性计算机可读存储介质中，且可使用一或多个处理器以硬件执行指令从而执行本公开的技术。前述内容(包含硬件、软件、硬件与软件的组合等)中的任一者可视为一或多个处理器。
在一些情况下，图1A中所示视频编码及解码系统10仅为示例，本申请的技术可以适用于不必包含编码和解码设备之间的任何数据通信的视频编码设置(例如，视频编码或视频解码)。在其它实例中，数据可从本地存储器检索、在网络上流式传输等。视频编码设备可以对数据进行编码并且将数据存储到存储器，和/或视频解码设备可以从存储器检索数据并且对数据进行解码。在一些实例中，由并不彼此通信而是仅编码数据到存储器和/或从存储器检索数据且解码数据的设备执行编码和解码。
参见图1B，图1B是根据一示例性实施例的包含图2的编码器20和/或图3的解码器30的视频译码系统40的实例的说明图。视频译码系统40可以实现本申请实施例的各种技术的组合。在所说明的实施方式中，视频译码系统40可以包含成像设备41、编码器20、解码器30(和/或藉由处理电路46的逻辑电路47实施的视频编/解码器)、天线42、一个或多个处理器43、一个或多个存储器44和/或显示设备45。
如图1B所示，成像设备41、天线42、处理电路46、逻辑电路47、编码器20、解码器30、处理器43、存储器44和/或显示设备45能够互相通信。如所论述，虽然用编码器20和解码器30绘示视频译码系统40，但在不同实例中，视频译码系统40可以只包含编码器20或只包含解码器30。
在一些实例中，天线42可以用于传输或接收视频数据的经编码比特流。另外，在一些实例中，显示设备45可以用于呈现视频数据。在一些实例中，逻辑电路47可以通过处理电路46实施。处理电路46可以包含专用集成电路(application-specific integratedcircuit，ASIC)逻辑、图形处理器、通用处理器等。视频译码系统40也可以包含可选的处理器43，该可选处理器43类似地可以包含专用集成电路(application-specific integratedcircuit，ASIC)逻辑、图形处理器、通用处理器等。在一些实例中，逻辑电路47可以通过硬件实施，如视频编码专用硬件等，处理器43可以通过通用软件、操作系统等实施。另外，存储器44可以是任何类型的存储器，例如易失性存储器(例如，静态随机存取存储器(StaticRandom Access Memory，SRAM)、动态随机存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等)或非易失性存储器(例如，闪存等)等。在非限制性实例中，存储器44可以由超速缓存内存实施。在一些实例中，逻辑电路47可以访问存储器44(例如用于实施图像缓冲器)。在其它实例中，逻辑电路47和/或处理电路46可以包含存储器(例如，缓存等)用于实施图像缓冲器等。
在一些实例中，通过逻辑电路实施的编码器20可以包含(例如，通过处理电路46或存储器44实施的)图像缓冲器和(例如，通过处理电路46实施的)图形处理单元。图形处理单元可以通信耦合至图像缓冲器。图形处理单元可以包含通过逻辑电路47实施的编码器20，以实施参照图2和/或本文中所描述的任何其它编码器系统或子系统所论述的各种模块。逻辑电路可以用于执行本文所论述的各种操作。
在一些实例中，解码器30可以以类似方式通过逻辑电路47实施，以实施参照图3的解码器30和/或本文中所描述的任何其它解码器系统或子系统所论述的各种模块。在一些实例中，逻辑电路实施的解码器30可以包含(通过处理电路44或存储器44实施的)图像缓冲器和(例如，通过处理电路46实施的)图形处理单元。图形处理单元可以通信耦合至图像缓冲器。图形处理单元可以包含通过逻辑电路47实施的解码器30，以实施参照图3和/或本文中所描述的任何其它解码器系统或子系统所论述的各种模块。
在一些实例中，天线42可以用于接收视频数据的经编码比特流。如所论述，经编码比特流可以包含本文所论述的与编码视频帧相关的数据、指示符、索引值、模式选择数据等，例如与编码分割相关的数据(例如，变换系数或经量化变换系数，(如所论述的)可选指示符，和/或定义编码分割的数据)。视频译码系统40还可包含耦合至天线42并用于解码经编码比特流的解码器30。显示设备45用于呈现视频帧。
应理解，本申请实施例中对于参考编码器20所描述的实例，解码器30可以用于执行相反过程。关于信令语法元素，解码器30可以用于接收并解析这种语法元素，相应地解码相关视频数据。在一些例子中，编码器20可以将语法元素熵编码成经编码视频比特流。在此类实例中，解码器30可以解析这种语法元素，并相应地解码相关视频数据。
需要说明的是，本申请实施例描述的视频图像编码方法发生在编码器20处，本申请实施例描述的视频图像解码方法发生在解码器30处，本申请实施例中的编码器20和解码器30可以是例如H.263、H.264、HEVV、MPEG-2、MPEG-4、VP8、VP9等视频标准协议或者下一代视频标准协议(如H.266等)对应的编/解码器。
参见图2，图2示出用于实现本申请实施例的编码器20的实例的示意性/概念性框图。在图2的实例中，编码器20包括残差计算单元204、变换处理单元206、量化单元208、逆量化单元210、逆变换处理单元212、重构单元214、缓冲器216、环路滤波器220、经解码图片缓冲器(decoded picture buffer，DPB)230、预测处理单元260和熵编码单元270。预测处理单元260可以包含帧间预测单元244、帧内预测单元254和模式选择单元262。帧间预测单元244可以包含运动估计单元和运动补偿单元(未图示)。图2所示的编码器20也可以称为混合型视频编码器或根据混合型视频编解码器的视频编码器。
例如，残差计算单元204、变换处理单元206、量化单元208、预测处理单元260和熵编码单元270形成编码器20的前向信号路径，而例如逆量化单元210、逆变换处理单元212、重构单元214、缓冲器216、环路滤波器220、经解码图片缓冲器(decoded picture buffer，DPB)230、预测处理单元260形成编码器的后向信号路径，其中编码器的后向信号路径对应于解码器的信号路径(参见图3中的解码器30)。
编码器20通过例如输入202，接收图片201或图片201的图像块203，例如，形成视频或视频序列的图片序列中的图片。图像块203也可以称为当前图片块或待编码图片块，图片201可以称为当前图片或待编码图片(尤其是在视频编码中将当前图片与其它图片区分开时，其它图片例如同一视频序列亦即也包括当前图片的视频序列中的先前经编码和/或经解码图片)。
编码器20的实施例可以包括分割单元(图2中未绘示)，用于将图片201分割成多个例如图像块203的块，通常分割成多个不重叠的块。分割单元可以用于对视频序列中所有图片使用相同的块大小以及定义块大小的对应栅格，或用于在图片或子集或图片群组之间更改块大小，并将每个图片分割成对应的块。
在一个实例中，编码器20的预测处理单元260可以用于执行上述分割技术的任何组合。
如图片201，图像块203也是或可以视为具有采样值的采样点的二维阵列或矩阵，虽然其尺寸比图片201小。换句话说，图像块203可以包括，例如，一个采样阵列(例如黑白图片201情况下的亮度阵列)或三个采样阵列(例如，彩色图片情况下的一个亮度阵列和两个色度阵列)或依据所应用的色彩格式的任何其它数目和/或类别的阵列。图像块203的水平和垂直方向(或轴线)上采样点的数目定义图像块203的尺寸。
如图2所示的编码器20用于逐块编码图片201，例如，对每个图像块203执行编码和预测。
残差计算单元204用于基于图片图像块203和预测块265(下文提供预测块265的其它细节)计算残差块205，例如，通过逐样本(逐像素)将图片图像块203的样本值减去预测块265的样本值，以在样本域中获取残差块205。
变换处理单元206用于在残差块205的样本值上应用例如离散余弦变换(discretecosine transform，DCT)或离散正弦变换(discrete sine transform，DST)的变换，以在变换域中获取变换系数207。变换系数207也可以称为变换残差系数，并在变换域中表示残差块205。
变换处理单元206可以用于应用DCT/DST的整数近似值，例如为HEVC/H.265指定的变换。与正交DCT变换相比，这种整数近似值通常由某一因子按比例缩放。为了维持经正变换和逆变换处理的残差块的范数，应用额外比例缩放因子作为变换过程的一部分。比例缩放因子通常是基于某些约束条件选择的，例如，比例缩放因子是用于移位运算的2的幂、变换系数的位深度、准确性和实施成本之间的权衡等。例如，在解码器30侧通过例如逆变换处理单元212为逆变换(以及在编码器20侧通过例如逆变换处理单元212为对应逆变换)指定具体比例缩放因子，以及相应地，可以在编码器20侧通过变换处理单元206为正变换指定对应比例缩放因子。
量化单元208用于例如通过应用标量量化或向量量化来量化变换系数207，以获取经量化变换系数209。经量化变换系数209也可以称为经量化残差系数209。量化过程可以减少与部分或全部变换系数207有关的位深度。例如，可在量化期间将n位变换系数向下舍入到m位变换系数，其中n大于m。可通过调整量化参数(quantization parameter，QP)修改量化程度。例如，对于标量量化，可以应用不同的标度来实现较细或较粗的量化。较小量化步长对应较细量化，而较大量化步长对应较粗量化。可以通过量化参数(quantizationparameter，QP)指示合适的量化步长。例如，量化参数可以为合适的量化步长的预定义集合的索引。例如，较小的量化参数可以对应精细量化(较小量化步长)，较大量化参数可以对应粗糙量化(较大量化步长)，反之亦然。量化可以包含除以量化步长以及例如通过逆量化210执行的对应的量化或逆量化，或者可以包含乘以量化步长。根据例如HEVC的一些标准的实施例可以使用量化参数来确定量化步长。一般而言，可以基于量化参数使用包含除法的等式的定点近似来计算量化步长。可以引入额外比例缩放因子来进行量化和反量化，以恢复可能由于在用于量化步长和量化参数的等式的定点近似中使用的标度而修改的残差块的范数。在一个实例实施方式中，可以合并逆变换和反量化的标度。或者，可以使用自定义量化表并在例如比特流中将其从编码器通过信号发送到解码器。量化是有损操作，其中量化步长越大，损耗越大。本申请将聚焦如何提高与量化有关的参数的编码性能。
逆量化单元210用于在经量化系数上应用量化单元208的逆量化，以获取经反量化系数211，例如，基于或使用与量化单元208相同的量化步长，应用量化单元208应用的量化方案的逆量化方案。经反量化系数211也可以称为经反量化残差系数211，对应于变换系数207，虽然由于量化造成的损耗通常与变换系数不相同。
逆变换处理单元212用于应用变换处理单元206应用的变换的逆变换，例如，逆离散余弦变换(discrete cosine transform，DCT)或逆离散正弦变换(discrete sinetransform，DST)，以在样本域中获取逆变换块213。逆变换块213也可以称为逆变换经反量化块213或逆变换残差块213。
重构单元214(例如，求和器214)用于将逆变换块213(即经重构残差块213)添加至预测块265，以在样本域中获取经重构块215，例如，将经重构残差块213的样本值与预测块265的样本值相加。
可选地，例如线缓冲器216的缓冲器单元216(或简称“缓冲器”216)用于缓冲或存储经重构块215和对应的样本值，用于例如帧内预测。在其它的实施例中，编码器可以用于使用存储在缓冲器单元216中的未经滤波的经重构块和/或对应的样本值来进行任何类别的估计和/或预测，例如帧内预测。
例如，编码器20的实施例可以经配置以使得缓冲器单元216不只用于存储用于帧内预测254的经重构块215，也用于环路滤波器220单元(在图2中未示出)，和/或，例如使得缓冲器单元216和经解码图片缓冲器单元230形成一个缓冲器。其它实施例可以用于将经滤波块221和/或来自经解码图片缓冲器230的块或样本(图2中均未示出)用作帧内预测254的输入或基础。
环路滤波器单元220(或简称“环路滤波器”220)用于对经重构块215进行滤波以获取经滤波块221，从而顺利进行像素转变或提高视频质量。环路滤波器单元220旨在表示一个或多个环路滤波器，例如去块滤波器、样本自适应偏移(sample-adaptive offset，SAO)滤波器或其它滤波器，例如双边滤波器、自适应环路滤波器(adaptive loop filter，ALF)，或锐化或平滑滤波器，或协同滤波器。尽管环路滤波器单元220在图2中示出为环内滤波器，但在其它配置中，环路滤波器单元220可实施为环后滤波器。经滤波块221也可以称为经滤波的经重构块221。经解码图片缓冲器230可以在环路滤波器单元220对经重构编码块执行滤波操作之后存储经重构编码块。
编码器20(对应地，环路滤波器单元220)的实施例可以用于输出环路滤波器参数(例如，样本自适应偏移信息)，例如，直接输出或由熵编码单元270或任何其它熵编码单元熵编码后输出，例如使得解码器30可以接收并应用相同的环路滤波器参数用于解码。
经解码图片缓冲器(decoded picture buffer，DPB)230可以为存储参考图片数据供编码器20编码视频数据之用的参考图片存储器。DPB 230可由多种存储器设备中的任一个形成，例如动态随机存储器(dynamic random access memory，DRAM)(包含同步DRAM(synchronous DRAM，SDRAM)、磁阻式RAM(magnetoresistive RAM，MRAM)、电阻式RAM(resistive RAM，RRAM))或其它类型的存储器设备。可以由同一存储器设备或单独的存储器设备提供DPB 230和缓冲器216。在某一实例中，经解码图片缓冲器(decoded picturebuffer，DPB)230用于存储经滤波块221。经解码图片缓冲器230可以进一步用于存储同一当前图片或例如先前经重构图片的不同图片的其它先前的经滤波块，例如先前经重构和经滤波块221，以及可以提供完整的先前经重构亦即经解码图片(和对应参考块和样本)和/或部分经重构当前图片(和对应参考块和样本)，例如用于帧间预测。在某一实例中，如果经重构块215无需环内滤波而得以重构，则经解码图片缓冲器(decoded picture buffer，DPB)230用于存储经重构块215。
预测处理单元260，也称为块预测处理单元260，用于接收或获取图像块203(当前图片201的当前图像块203)和经重构图片数据，例如来自缓冲器216的同一(当前)图片的参考样本和/或来自经解码图片缓冲器230的一个或多个先前经解码图片的参考图片数据231，以及用于处理这类数据进行预测，即提供可以为经帧间预测块245或经帧内预测块255的预测块265。
模式选择单元262可以用于选择预测模式(例如帧内或帧间预测模式)和/或对应的用作预测块265的预测块245或255，以计算残差块205和重构经重构块215。
模式选择单元262的实施例可以用于选择预测模式(例如，从预测处理单元260所支持的那些预测模式中选择)，所述预测模式提供最佳匹配或者说最小残差(最小残差意味着传输或存储中更好的压缩)，或提供最小信令开销(最小信令开销意味着传输或存储中更好的压缩)，或同时考虑或平衡以上两者。模式选择单元262可以用于基于码率失真优化(rate distortion optimization，RDO)确定预测模式，即选择提供最小码率失真优化的预测模式，或选择相关码率失真至少满足预测模式选择标准的预测模式。
下文将详细解释编码器20的实例(例如，通过预测处理单元260)执行的预测处理和(例如，通过模式选择单元262)执行的模式选择。
如上文所述，编码器20用于从(预先确定的)预测模式集合中确定或选择最好或最优的预测模式。预测模式集合可以包括例如帧内预测模式和/或帧间预测模式。
帧内预测模式集合可以包括35种不同的帧内预测模式，例如，如DC(或均值)模式和平面模式的非方向性模式，或如H.265中定义的方向性模式，或者可以包括67种不同的帧内预测模式，例如，如DC(或均值)模式和平面模式的非方向性模式，或如正在发展中的H.266中定义的方向性模式。
在可能的实现中，帧间预测模式集合取决于可用参考图片(即，例如前述存储在DBP 230中的至少部分经解码图片)和其它帧间预测参数，例如取决于是否使用整个参考图片或只使用参考图片的一部分，例如围绕当前块的区域的搜索窗区域，来搜索最佳匹配参考块，和/或例如取决于是否应用如半像素和/或四分之一像素内插的像素内插，帧间预测模式集合例如可包括跳过(skip)模式和融合(merge)模式。具体实施中，帧间预测模式集合可包括本申请实施例中基于skip的融合运动矢量差(merge with motion vectordifference，MMVD)模式，或者基于merge的MMVD模式。在一个实例中，帧内预测单元254可以用于执行下文描述的帧间预测技术的任意组合。
除了以上预测模式，本申请实施例也可以应用跳过模式和/或直接模式。
预测处理单元260可以进一步用于将图像块203分割成较小的块分区或子块，例如，通过迭代使用四叉树(quad-tree，QT)分割、二进制树(binary-tree，BT)分割或三叉树(triple-tree，TT)分割，或其任何组合，以及用于例如为块分区或子块中的每一个执行预测，其中模式选择包括选择分割的图像块203的树结构和选择应用于块分区或子块中的每一个的预测模式。
帧间预测单元244可以包含运动估计(motion estimation，ME)单元(图2中未示出)和运动补偿(motion compensation，MC)单元(图2中未示出)。运动估计单元用于接收或获取图片图像块203(当前图片201的当前图片图像块203)和经解码图片231，或至少一个或多个先前经重构块，例如，一个或多个其它/不同先前经解码图片231的经重构块，来进行运动估计。例如，视频序列可以包括当前图片和先前经解码图片31，或换句话说，当前图片和先前经解码图片31可以是形成视频序列的图片序列的一部分，或者形成该图片序列。
例如，编码器20可以用于从多个其它图片中的同一或不同图片的多个参考块中选择参考块，并向运动估计单元(图2中未示出)提供参考图片和/或提供参考块的位置(X、Y坐标)与当前块的位置之间的偏移(空间偏移)作为帧间预测参数。该偏移也称为运动向量(motion vector，MV)。
运动补偿单元用于获取帧间预测参数，并基于或使用帧间预测参数执行帧间预测来获取帧间预测块245。由运动补偿单元(图2中未示出)执行的运动补偿可以包含基于通过运动估计(可能执行对子像素精确度的内插)确定的运动/块向量取出或生成预测块。内插滤波可从已知像素样本产生额外像素样本，从而潜在地增加可用于编码图片块的候选预测块的数目。一旦接收到用于当前图片块的PU的运动向量，运动补偿单元246可以在一个参考图片列表中定位运动向量指向的预测块。运动补偿单元246还可以生成与块和视频条带相关联的语法元素，以供解码器30在解码视频条带的图片块时使用。
具体的，上述帧间预测单元244可向熵编码单元270传输语法元素，所述语法元素包括帧间预测参数(比如遍历多个帧间预测模式后选择用于当前块预测的帧间预测模式的指示信息)。可能应用场景中，如果帧间预测模式只有一种，那么也可以不在语法元素中携带帧间预测参数，此时解码端30可直接使用默认的预测模式进行解码。可以理解的，帧间预测单元244可以用于执行帧间预测技术的任意组合。
帧内预测单元254用于获取，例如接收同一图片的图片块203(当前图片块)和一个或多个先前经重构块，例如经重构相相邻块，以进行帧内估计。例如，编码器20可以用于从多个(预定)帧内预测模式中选择帧内预测模式。
编码器20的实施例可以用于基于优化标准选择帧内预测模式，例如基于最小残差(例如，提供最类似于当前图片块203的预测块255的帧内预测模式)或最小码率失真。
帧内预测单元254进一步用于基于如所选择的帧内预测模式的帧内预测参数确定帧内预测块255。在任何情况下，在选择用于块的帧内预测模式之后，帧内预测单元254还用于向熵编码单元270提供帧内预测参数，即提供指示所选择的用于块的帧内预测模式的信息。在一个实例中，帧内预测单元254可以用于执行帧内预测技术的任意组合。
具体的，上述帧内预测单元254可向熵编码单元270传输语法元素，所述语法元素包括帧内预测参数(比如遍历多个帧内预测模式后选择用于当前块预测的帧内预测模式的指示信息)。可能应用场景中，如果帧内预测模式只有一种，那么也可以不在语法元素中携带帧内预测参数，此时解码端30可直接使用默认的预测模式进行解码。
熵编码单元270用于将熵编码算法或方案(例如，可变长度编码(variable lengthcoding，VLC)方案、上下文自适应VLC(context adaptive VLC，CAVLC)方案、算术编码方案、上下文自适应二进制算术编码(context adaptive binary arithmetic coding，CABAC)、基于语法的上下文自适应二进制算术编码(syntax-based context-adaptive binaryarithmetic coding，SBAC)、概率区间分割熵(probability interval partitioningentropy，PIPE)编码或其它熵编码方法或技术)应用于经量化残差系数209、帧间预测参数、帧内预测参数和/或环路滤波器参数中的单个或所有上(或不应用)，以获取可以通过输出272以例如经编码比特流21的形式输出的经编码图片数据21。可以将经编码比特流传输到视频解码器30，或将其存档稍后由视频解码器30传输或检索。熵编码单元270还可用于熵编码正被编码的当前视频条带的其它语法元素。
视频编码器20的其它结构变型可用于编码视频流。例如，基于非变换的编码器20可以在没有针对某些块或帧的变换处理单元206的情况下直接量化残差信号。在另一实施方式中，编码器20可具有组合成单个单元的量化单元208和逆量化单元210。
具体的，在本申请实施例中，编码器20可用于实现后文实施例中描述的视频图像编码方法。
应当理解的是，视频编码器20的其它的结构变化可用于编码视频流。例如，对于某些图像块或者图像帧，视频编码器20可以直接地量化残差信号而不需要经变换处理单元206处理，相应地也不需要经逆变换处理单元212处理；或者，对于某些图像块或者图像帧，视频编码器20没有产生残差数据，相应地不需要经变换处理单元206、量化单元208、逆量化单元210和逆变换处理单元212处理；或者，视频编码器20可以将经重构图像块作为参考块直接地进行存储而不需要经滤波器220处理；或者，视频编码器20中量化单元208和逆量化单元210可以合并在一起。环路滤波器220是可选的，以及针对无损压缩编码的情况下，变换处理单元206、量化单元208、逆量化单元210和逆变换处理单元212是可选的。应当理解的是，根据不同的应用场景，帧间预测单元244和帧内预测单元254可以是被选择性的启用。
参见图3，图3示出用于实现本申请实施例的解码器30的实例的示意性/概念性框图。视频解码器30用于接收例如由编码器20编码的经编码图片数据(例如，经编码比特流)21，以获取经解码图片231。在解码过程期间，视频解码器30从视频编码器20接收视频数据，例如表示经编码视频条带的图片块的经编码视频比特流及相关联的语法元素。
在图3的实例中，解码器30包括熵解码单元304、逆量化单元310、逆变换处理单元312、重构单元314(例如求和器314)、缓冲器316、环路滤波器320、经解码图片缓冲器330以及预测处理单元360。预测处理单元360可以包含帧间预测单元344、帧内预测单元354和模式选择单元362。在一些实例中，视频解码器30可执行大体上与参照图2的视频编码器20描述的编码遍次互逆的解码遍次。
熵解码单元304用于对经编码图片数据21执行熵解码，以获取例如经量化系数309和/或经解码的编码参数(图3中未示出)，例如，帧间预测、帧内预测参数、环路滤波器参数和/或其它语法元素中(经解码)的任意一个或全部。熵解码单元304进一步用于将帧间预测参数、帧内预测参数和/或其它语法元素转发至预测处理单元360。视频解码器30可接收视频条带层级和/或视频块层级的语法元素。
逆量化单元310功能上可与逆量化单元110相同，逆变换处理单元312功能上可与逆变换处理单元212相同，重构单元314功能上可与重构单元214相同，缓冲器316功能上可与缓冲器216相同，环路滤波器320功能上可与环路滤波器220相同，经解码图片缓冲器330功能上可与经解码图片缓冲器230相同。本申请将聚焦如何提高与逆量化有关的参数的解码性能。
预测处理单元360可以包括帧间预测单元344和帧内预测单元354，其中帧间预测单元344功能上可以类似于帧间预测单元244，帧内预测单元354功能上可以类似于帧内预测单元254。预测处理单元360通常用于执行块预测和/或从经编码数据21获取预测块365，以及从例如熵解码单元304(显式地或隐式地)接收或获取预测相关参数和/或关于所选择的预测模式的信息。
当视频条带经编码为经帧内编码(I)条带时，预测处理单元360的帧内预测单元354用于基于信号表示的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条带的图片块的预测块365。当视频帧经编码为经帧间编码(即B或P)条带时，预测处理单元360的帧间预测单元344(例如，运动补偿单元)用于基于运动向量及从熵解码单元304接收的其它语法元素生成用于当前视频条带的视频块的预测块365。对于帧间预测，可从一个参考图片列表内的一个参考图片中产生预测块。视频解码器30可基于存储于DPB330中的参考图片，使用默认建构技术来建构参考帧列表：列表0和列表1。
预测处理单元360用于通过解析运动向量和其它语法元素，确定用于当前视频条带的视频块的预测信息，并使用预测信息产生用于正经解码的当前视频块的预测块。在本申请的一实例中，预测处理单元360使用接收到的一些语法元素确定用于编码视频条带的视频块的预测模式(例如，帧内或帧间预测)、帧间预测条带类型(例如，B条带、P条带或GPB条带)、用于条带的参考图片列表中的一个或多个的建构信息、用于条带的每个经帧间编码视频块的运动向量、条带的每个经帧间编码视频块的帧间预测状态以及其它信息，以解码当前视频条带的视频块。在本公开的另一实例中，视频解码器30从比特流接收的语法元素包含接收自适应参数集(adaptive parameter set，APS)、序列参数集(sequenceparameter set，SPS)、图片参数集(picture parameter set，PPS)或条带标头中的一个或多个中的语法元素。
逆量化单元310可用于逆量化(即，反量化)在比特流中提供且由熵解码单元304解码的经量化变换系数。逆量化过程可包含使用由视频编码器20针对视频条带中的每一视频块所计算的量化参数来确定应该应用的量化程度并同样确定应该应用的逆量化程度。
逆变换处理单元312用于将逆变换(例如，逆DCT、逆整数变换或概念上类似的逆变换过程)应用于变换系数，以便在像素域中产生残差块。
重构单元314(例如，求和器314)用于将逆变换块313(即经重构残差块313)添加到预测块365，以在样本域中获取经重构块315，例如通过将经重构残差块313的样本值与预测块365的样本值相加。
环路滤波器单元320(在编码循环期间或在编码循环之后)用于对经重构块315进行滤波以获取经滤波块321，从而顺利进行像素转变或提高视频质量。在一个实例中，环路滤波器单元320可以用于执行下文描述的滤波技术的任意组合。环路滤波器单元320旨在表示一个或多个环路滤波器，例如去块滤波器、样本自适应偏移(sample-adaptive offset，SAO)滤波器或其它滤波器，例如双边滤波器、自适应环路滤波器(adaptive loop filter，ALF)，或锐化或平滑滤波器，或协同滤波器。尽管环路滤波器单元320在图3中示出为环内滤波器，但在其它配置中，环路滤波器单元320可实施为环后滤波器。
随后将给定帧或图片中的经解码视频块321存储在存储用于后续运动补偿的参考图片的经解码图片缓冲器330中。
解码器30用于例如，藉由输出332输出经解码图片31，以向用户呈现或供用户查看。
视频解码器30的其它变型可用于对压缩的比特流进行解码。例如，解码器30可以在没有环路滤波器单元320的情况下生成输出视频流。例如，基于非变换的解码器30可以在没有针对某些块或帧的逆变换处理单元312的情况下直接逆量化残差信号。在另一实施方式中，视频解码器30可以具有组合成单个单元的逆量化单元310和逆变换处理单元312。
具体的，在本申请实施例中，解码器30用于实现后文实施例中描述的视频图像解码方法。
应当理解的是，视频解码器30的其它结构变化可用于解码经编码视频位流。例如，视频解码器30可以不经滤波器320处理而生成输出视频流；或者，对于某些图像块或者图像帧，视频解码器30的熵解码单元304没有解码出经量化的系数，相应地不需要经逆量化单元310和逆变换处理单元312处理。环路滤波器320是可选的；以及针对无损压缩的情况下，逆量化单元310和逆变换处理单元312是可选的。应当理解的是，根据不同的应用场景，帧间预测单元和帧内预测单元可以是被选择性的启用。
应当理解的是，本申请的编码器20和解码器30中，针对某个环节的处理结果可以经过进一步处理后，输出到下一个环节，例如，在插值滤波、运动矢量推导或环路滤波等环节之后，对相应环节的处理结果进一步进行Clip或移位shift等操作。
例如，按照相邻仿射编码块的运动矢量推导得到的当前图像块的控制点的运动矢量，或者推导得到的当前图像块的子块的运动矢量，可以经过进一步处理，本申请对此不做限定。例如，对运动矢量的取值范围进行约束，使其在一定的位宽内。假设允许的运动矢量的位宽为bitDepth，则运动矢量的范围为-2^(bitDepth-1)～2^(bitDepth-1)-1，其中“^”符号表示幂次方。如bitDepth为16，则取值范围为-32768～32767。如bitDepth为18，则取值范围为-131072～131071。又例如，对运动矢量(例如一个8x8图像块内的四个4x4子块的运动矢量MV)的取值进行约束，使得所述四个4x4子块MV的整数部分之间的最大差值不超过N个像素，例如不超过一个像素。
参见图4，图4是本申请实施例提供的视频译码设备400(例如视频编码设备400或视频解码设备400)的结构示意图。视频译码设备400适于实施本文所描述的实施例。在一个实施例中，视频译码设备400可以是视频解码器(例如图1A的解码器30)或视频编码器(例如图1A的编码器20)。在另一个实施例中，视频译码设备400可以是上述图1A的解码器30或图1A的编码器20中的一个或多个组件。
视频译码设备400包括：用于接收数据的入口端口410和接收单元(Rx)420，用于处理数据的处理器、逻辑单元或中央处理器(CPU)430，用于传输数据的发射器单元(Tx)440(或者简称为发射器440)和出口端口450，以及，用于存储数据的存储器460(比如内存460)。视频译码设备400还可以包括与入口端口410、接收器单元420(或者简称为接收器420)、发射器单元440和出口端口450耦合的光电转换组件和电光(EO)组件，用于光信号或电信号的出口或入口。
处理器430通过硬件和软件实现。处理器430可以实现为一个或多个CPU芯片、核(例如，多核处理器)、FPGA、ASIC和DSP。处理器430与入口端口410、接收器单元420、发射器单元440、出口端口450和存储器460通信。处理器430包括译码模块470(例如编码模块470或解码模块470)。编码/解码模块470实现本文中所公开的实施例，以实现本申请实施例所提供的色度块预测方法。例如，编码/解码模块470实现、处理或提供各种编码操作。因此，通过编码/解码模块470为视频译码设备400的功能提供了实质性的改进，并影响了视频译码设备400到不同状态的转换。或者，以存储在存储器460中并由处理器430执行的指令来实现编码/解码模块470。
存储器460包括一个或多个磁盘、磁带机和固态硬盘，可以用作溢出数据存储设备，用于在选择性地执行这些程序时存储程序，并存储在程序执行过程中读取的指令和数据。存储器460可以是易失性和/或非易失性的，可以是只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、随机存取存储器(ternary content-addressable memory，TCAM)和/或静态随机存取存储器(SRAM)。
参见图5，图5是根据一示例性实施例的可用作图1A中的源设备12和目的地设备14中的任一个或两个的装置500的简化框图。装置500可以实现本申请的技术。换言之，图5为本申请实施例的编码设备或解码设备(简称为译码设备500)的一种实现方式的示意性框图。其中，译码设备500可以包括处理器510、存储器530和总线系统550。其中，处理器和存储器通过总线系统相连，该存储器用于存储指令，该处理器用于执行该存储器存储的指令。译码设备的存储器存储程序代码，且处理器可以调用存储器中存储的程序代码执行本申请描述的各种视频图像的编码或解码方法，尤其是用于图像编码的量化方法或用于图像解码的反量化方法。为避免重复，这里不再详细描述。
在本申请实施例中，该处理器510可以是中央处理单元(Central ProcessingUnit，简称为“CPU”)，该处理器510还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
该存储器530可以包括只读存储器(ROM)设备或者随机存取存储器(RAM)设备。任何其他适宜类型的存储设备也可以用作存储器530。存储器530可以包括由处理器510使用总线550访问的代码和数据531。存储器530可以进一步包括操作系统533和应用程序535，该应用程序535包括允许处理器510执行本申请描述的视频编码或解码方法(尤其是本申请描述的用于图像编码的量化方法或用于图像解码的反量化方法)的至少一个程序。例如，应用程序535可以包括应用1至N，其进一步包括执行在本申请描述的视频编码或解码方法的视频编码或解码应用(简称视频译码应用)。
该总线系统550除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见，在图中将各种总线都标为总线系统550。
可选的，译码设备500还可以包括一个或多个输出设备，诸如显示器570。在一个示例中，显示器570可以是触感显示器，其将显示器与可操作地感测触摸输入的触感单元合并。显示器570可以经由总线550连接到处理器510。
在一些已有视频编解码方案中，例如，HEVC标准在图像参数集(PictureParameter Set，PPS)中传递QP初始值。该QP初始值即为init_qp_minus26+26。此外，通过控制标志cu_qp_delta_enabled_flag约定是否可以为不同的CU指定不同的QP。如果该控制标志指示为false，则整幅图像中所有CU使用相同的QP，因此，无法为图像中每一个CU指定不同的QP。如果该控制标志指示为true，则可以为图像中每一个CU指定不同的QP，并在编码具体编码一个CU时将该QP信息写入视频码流。
表1
Figure BDA0002527620070000341
注意到，HEVC标准中CU可以具有不同的大小，从64x64到8x8。在极端情况下，一幅编码图像全部划分为8x8大小的CU，此时需要为每一个8x8大小的CU来传输一个QP，这可能带来极大的QP编码开销，带来编码视频速率的显著增加。为避免这种极端情况，HEVC标准通过PPS中语法diff_cu_qp_delta_depth来指定量化组(Quantization Group，QG)大小。在编码树大小为64x64情况下，两者之间映射关系如下表2所示。
表2
diff_cu_qp_delta_depth取值 0 1 2 3
QG大小 64×64 32×32 16×16 8×8
QG是传输QP的基本传输单元。换言之，每一个QG只能传输最多一个QP。若CU尺寸小于QG尺寸，换言之，一个QG包含多个CU，则仅在第一个包含非零量化等级的CU中传输QP，而该QP将被用于该QG内所有CU的反量化操作。若CU尺寸大于等于QG尺寸，换言之，一个CU包含一个或多个QG，则根据该CU是否包含非零量化等级来判断是否传输该CU的QP信息。
PPS中传输的QP初始值应用于PPS作用范围内的所有编码图像。在具体处理每一个编码图像、条带、子图像、片时，还可进一步调节QP初始值，获得所处理编码图像、条带、子图像、片的QP基准值。例如，如下表3所示，HEVC标准方案在条带头(Slice Header，SH)中传输语法slice_qp_delta，表示在PPS中传输的QP初始值上叠加一个差分值，从而获得该条带的QP基准值。
表3
slice_segment_header(){ Descriptor
slice_qp_delta se(v)
HEVC在处理每一个CU时，会判断其中的每一个变换单元(Transfom Unit，TU)是否为该CU所在QG中的第一个包含非零量化等级的TU。如果是，则传输该CU的QP差分信息，具体的，包含QP差分绝对值cu_qp_delta_abs和CU差分符号cu_qp_delta_sign_flag。该CU的QP差分值即为cu_qp_delta_abs*(1-2*cu_qp_delta_sign_flag)。因为一个CU仅传输最多一个QP差分信息，因此在一个CU包含多个TU的情况下，仅在处理第一个包含非零量化等级的TU时传输QP差分信息。如表4所示，为变换单元的部分语法元素的一个解析示例。
表4
Figure BDA0002527620070000351
即使在QG的约束下，为其中最多一个CU传输其QP值，QP值编码带来的开销仍然会显著降低视频压缩整理效率。因此，普遍的，会对QP值进行预测编码。仍以HEVC标准为例，会根据左相邻QG与上相邻QG以及前一个编码QG的QP值来为推导得到一个CU的QP预测值。编码器在根据内容复杂度以及码控策略确定一个CU的QP值后，仅需传输该CU的QP值与给CU的QP预测值的差分值；解码器在解码得到一个CU的QP差分值后，经过同样的预测操作获得QP预测值，与QP差分值叠加后即可获得该CU的QP值。
为进一步减小QP差分值编码开销，HEVC标准将cu_qp_delta_abs拆分为两部分，前缀值prefixVal和后缀值suffixVal，分别通过下面计算式得到。
prefixVal＝Min(cu_qp_delta_abs,5)
suffixVal＝cu_qp_delta_abs-5
同时，使用cMax＝5和cRiceParam＝0的TR码对前缀值进行编码，使用0阶指数哥伦布码对后缀值进行编码。这样一种组合编码方式，能够在QP差分值较小的情况下，用0阶TR码来最大程度追踪连续编码的多个QP差分绝对值之间的相似性，同时在无法有效追踪相关性时，用0阶指数哥伦布码来高效编码较大的差分绝对值。
cu_qp_delta_sign_flag为一个二进制符号，且其分布接近等概率，因此直接将其取值直接写入视频码流。当cu_qp_delta_abs取值小于等于4时，使用前缀码编码，当cu_qp_delta_abs取值大于4时，除前缀码外。和CU差分符号cu_qp_delta_sign_flag。
能够看到，诸如HEVC等方案并不能解决QP编码传输的根本矛盾，即如果想要对图像内容进行更精细粒度的码率控制，则需要为每一个小尺寸图像块传输其QP值。这将不可避免的增加编码速率，从而降低视频编码的总体速率失真性能。
从以上讨论中能够看到，已有视频编解码方案中的QP表示与编码效率之所以无法提升，其根本原因在于QP取值范围大，例如针对8-bit视频内容，HEVC标准方案的QP取值范围是0～51。因此，当一个图像块的QP值或者QP差分值的幅度较大时，这将导致较大的编码开销。如果对量化步长QS直接进行编码，也会存在类似的编码开销较大的问题。
此外，对于已有的AVS3标准，其允许在CTU级调整亮度QP，对每个PATCH，如果fixed_patch_qp_flag为0，则通过lcu_qp_delta语法元素为每个CTU传一个delta QP，从而实现CTU级调整亮度QP的功能。对于某些场景(例如，监控等应用)，CTU级亮度QP调节不够精细。另一方面，基于ROI的编码中ROI区域的QP通常与非ROI区域的QP相差较大，而AVS3每8个QP等级对应量化步长扩大一倍(比HEVC的6级QP更精细)，如果使用AVS2的CU delta QP方法，在ROI区域边界上的delta QP比特开销较大。
基于此，本申请实施例提供了一种图像量化和反量化的方法和装置。根据本申请的实施例，可以为图像区域(例如，一个图像、子图像、条带(slice)或片(patch))指定一个候选量化因子列表。以量化因子为量化参数QP为例，该列表中仅包含在编码该图像区域中的图像块可能使用到的QP值。在编码每一个图像块时，从候选QP列表中选取一个目标QP值来对当前图像块的变换系数做量化操作，并且对这个目标QP值在候选QP列表中的位置进行编码。对应的，在解码一个图像块时，可获取该图像块的QP索引以及该图像块所在图像区域的候选QP列表，并使用该QP索引在候选QP列表中查找确定当前块所使用的目标QP值，从而执行反量化操作。
统计分析表明，一个图像区域所可能使用到的QP值的数量典型的在2～5之间，极少情况会超过10，而这远小于QP合法取值范围中的所有QP值数量。例如，用HEVC方案编码8-bit内容视频的可选QP值有52个。因此，构造一个候选QP列表并为编码一个图像块QP在该列表中的索引，对比直接编码一个图像块的QP值，将能够显著减少QP值的编码传输开销。因为QP值的编码传输开销大大降低，因而可在不显著增加QP编码开销的同时，根据编码图像内容重要性做精细粒度的量化步长调节，从而提升编码视频的观看体验。
下面先结合图6对本申请实施例的用于图像编码的量化方法进行详细的介绍。图6是本申请实施例的量化方法600的示意性流程图。图6所示的量化方法例如可以由编码设备(例如图1中的编码器20)执行。例如，编码器20可以利用量化单元208和熵编码单元270来执行方法600。
如图6所示，在602，确定候选量化因子列表，其中候选量化因子列表包括多个候选量化因子，其中候选量化因子包括候选量化参数QP或者候选量化步长QS。
应当理解，在步骤602所确定的候选量化因子列表可以用于图像中的一个图像区域。一个图像区域可以包括但不限于：图像、子图像、条带(slice)/片(patch)、或最大编码单元(LCU)/编码树单元(CTU)。
在一个示例中，当一个图像中全部图像块所使用的量化因子数目相对较少时，可以在图像级别确定候选量化因子列表，即为每一副图像确定一个候选量化因子列表。在编码当前图像的每个图像块时，例如可以通过分析图像内容来从候选量化因子列表中选择使用于当前图像块的量化因子。
在另一示例中，当一个图像中不同patch所使用的量化因子差距较大，而同一个patch内所使用的量化因子数目相对较少时，可以patch级别确定候选量化因子列表，即为每一个patch分别确定一个候选量化因子列表。在编码当前patch中的每个图像块时，例如可以通过分析图像内容来从当前patch的候选量化因子列表中选择使用于当前图像块的量化因子。
在又一示例中，当一个图像中不同CTU所使用的量化因子差距较大，而同一个CTU内所使用的量化因子数目相对较少时，可以在CTU级别确定候选量化因子列表，即为每一CTU确定一个候选量化因子列表。在编码当前CTU中的每个图像块时，例如可以通过分析图像内容来从候选量化因子列表中选择使用于当前图像块的量化因子。
在604，从候选量化因子列表中确定用于当前图像块的目标量化因子，其中用于表征目标量化因子在候选量化因子列表中的位置的信息被编入码流。
本申请可以采用多种方式来确定用于当前图像块的目标量化因子。例如，对于量化因子为量化参数QP的示例，可以采用以下讨论的方式一或者方式二，来确定目标量化因子。
方式一：可遍历候选QP列表中所有QP来对当前图像块执行预编码操作。具体地，可以使用QPi编码当前图像块以获得速率Ri和失真Di，并计算得到当前图像块的速率失真代价：
Costi＝Di+λRi (1)
其中λ为权重系数。随后，可以选择使得速率失真代价最小的QPi作为当前图像块的目标QP。
方式二：可分析当前图像块的纹理复杂度，并根据预先设置的纹理复杂度与目标QP的映射模型，来从候选QP列表中选择最为接近的一个作为当前图像块的目标QP。
根据本申请的实施例，可以采用不同形式的信息来表征目标量化因子在候选量化因子列表中的位置。在一个示例中，用于表征目标量化因子在候选量化因子列表中的位置的信息可以是目标量化因子在候选量化因子列表中的位置的数值。示例性地，可以采用截断莱斯码TR、指数哥伦布码EG等多种编码方式将该数值转换为二进制符号串，再对该二进制符号串中的每一个二进制符号进行二进制算数熵编码。备选地，也可以采用多进制算数编码方式直接对该数值做熵编码。备选地，也使用已有上下文自适应熵编码技术，根据已编码信息选择当前编码符号的上下文模型，从而进一步提高熵编码效率。
在一种可选示例下，用于表征目标量化因子在候选量化因子列表中的位置的信息可以是当前图像块的量化因子索引差值，其中当前图像块的量化因子索引差值是根据位置和预测量化因子索引所确定的。示例性地，由于量化因子索引差值的取值可能为正值也可能为负值，可分别编码该数值的符号位与幅度值。例如，可以可采用上个示例中提及的多种编码方法来编码幅度值。由于符号位是一个二进制符号，其可以直接写入码流。
在本申请中，可以采用多种方式来确定预测量化因子索引。示例性地，在量化因子为亮度QP时，预测量化因子索引可以是所述当前图像块的左侧相邻图像块的量化因子索引，其中左侧相邻图像块包含亮度分量。应当理解，左侧相邻图像块是指图像中可用的图像块。可用的左侧相邻图像块是该图像块在图像内并且与当前图像块属于同一patch或者Slice；否则左侧相邻图像块“不存在”。如果图像块“不存在”或者尚未解码，则此图像块“不可用”；否则此图像块是“可用的”。当左侧相邻图像块“不可用”时，则预测量化因子索引例如可以被确定为0。
示例性地，在量化因子为亮度QP时，预测量化因子索引也可以是已编码图像块的量化因子索引，其中所述已编码图像块为解码顺序将在所述当前图像块之前的、最近的包含亮度分量的图像块。应当理解，此处的已编码图像块是指在解码顺序与当前图像块“最近”的包含亮度分量的图像块，而不是指空间上的“最近”。
示例性地，预测量化因子索引可以是指初始量化因子索引，初始量化因子索引可以基于上文所讨论的方式被单独编入到码流。
示例性地，在量化因子为量化参数QP时，预测量化因子索引也可以是与当前图像块相邻的其它已处理图像块的QP索引。其它已处理图像块的QP索引可以包括但不限于：当前图像块左侧已处理块的QP索引，当前图像块上方已处理块的QP索引，或者当前图像块左侧已处理块的QP索引和上方已处理块的QP索引的平均值等。
在606，利用目标量化因子执行量化过程。
根据本申请的实施例，在量化因子为QP的情况下，在确定当前图像块的QP后，可以根据当前块的目标QP对当前块的变换系数做量化操作得到当前块的量化等级。首先，根据当前块QP确定当前块量化步长QS，再使用量化步长QS对当前块每一个变换系数做缩放操作，从而获得每个变换系数的量化系数。应当理解，量化参数QP与量化步长QS一一对应，在HEVC等标准方案中可描述为：
QS(QP)＝(21/6)QP-4 (2)
应当理解，也可设计其它函数来描述QP与QS的映射关系，本申请不旨在对此进行限定。
在获得当前图像块的变换系数的量化系数后，可以对这些量化系数做熵编码操作。本申请可以采用多种可选方法来对量化系数进行熵编码。例如，可首先使用之字形扫描或对角扫描的方式将二维量化系数阵列转换为一维量化系数数组，再使用游程编码的方式对其进行编码。再例如，可先将二维量化系数阵列划分为4x4大小的子阵列，按照之字形扫描或对角扫描的方式依次处理每一个4x4量化系数子阵列，在处理每一个4x4量化系数子阵列时，按照之字形扫描或对角扫描的方式依次处理其中每一个量化系数。在具体编码一个量化系数数值时，可以分别编码他的符号位与幅度值。在具体编码一个量化系数的幅度值时，可参考HEVC等标准中的方法，将其分解为显著性标记位、大于1标记位、大于2标记位、和剩余幅度值，分别编码其中每一项。在编码剩余幅度值时，可采用指数哥伦布等编码方式将其转换为二进制符号串，再对其中每一个二进制符号做二进制算数熵编码。应当理解，还可以采用其他任何适当的方式来对量化系数进行熵编码，本申请不旨在对此进行限定。
在一种示例实现中，步骤602中的候选量化因子列表可以通过基准量化因子来生成，其中基准量化因子可以是根据对候选量化因子列表所用的图像区域的内容分析所确定的。本申请可以采用不同的方式来确定基准量化因子。例如，对于候选量化因子列表是用于整个图像、且量化因子是量化参数QP的示例，可以采用以下讨论的方式一、方式二或者方式三来确定基准量化因子。
方式一：可以根据图像级的码率分配策略预设当前图像的编码速率上限RMAX。在对当前图像做编码操作前，可以使用指定的N个QP，QPi，i＝0...N-1，来对当前图像进行预编码操作。在预编码操作中，使用QPi对当前图像进行定质量编码，得到当前图像的编码速率Ri与编码失真Di。针对所有Ri＜RMAX的QPi，对比编码失真Di的相对大小，选择编码失真最小的QPi作为当前图像的基准QP(例如，可以记为QPBASE)。在获得当前图像QPBASE后，可围绕QPBASE指定几个候选QP，共同构成当前图像的候选QP列表。例如，候选QP列表QPCAND可以是{QPi，QPi±ΔQP}，也可以是{QPi，QPi±ΔQP，QPi±2×ΔQP}，等等。其中，ΔQP为--预设值，例如3、5，等等。
方式二：可根据已编码N幅图像的速率信息Ri，i＝0...N-1与速率变化信息R′i，i＝0...N-1，建立一个多项式模型来预测当前图像基准QP，例如，
Figure BDA0002527620070000381
其中/>
Figure BDA0002527620070000382
为Ri系数，/>
Figure BDA0002527620070000383
为R′i系数，可预先通过线性回归拟合获得多项式系数，确定该多项式模型，并在编码过程中使用。通常，上述已编码N幅图像必须具有相同的编码类型，例如都是I帧类型编码图像，或P/B帧类型编码图像。在获得当前图像QPBASE后，可围绕QPBASE指定几个候选QP，共同构成当前图像的候选QP列表，方法与上同。
方式三：还可使用已有的多种码率控制模型当图像的基准QP。例如，可使用Q域二次码控模型R＝aQ-1+bQ-2，根据指定的目标码率，例如RTARGET，求解获得当前图像的基准量化步长Q，从而映射得到当图像的基准QP。
应当理解，以上方式也可以用于确定用于其他图像区域(例如，patch、Slice、CTU或LCU等)的基准量化因子，在此不再重复描述。
在一种示例实现中，步骤602中的候选量化因子列表的长度(即，候选量化因子列表中所包括的候选量化因子的数目)N可以是预先设定的，其中N大于1。示例性地，可将图像区域划分为等大小块(例如8x8)，并按照内容复杂度对所有8x8图像块做聚类操作。随后，可以根据确定的类别数量确定N的取值。备选地，也可以将图像区域分割为前景与背景，并根据分割得到前景数量设定N的取值。
在一种示例实现中，可以将用于表征至少一个候选量化因子差值的信息编入码流，其中所述至少一个候选量化因子差值是根据至少一个候选量化因子和预测量化因子所确定的。根据本申请的实施例，本申请可以采用多种方式来将用于表征候选量化因子列表的信息编入码流。以量化参数QP作为示例，可以先编码候选QP列表的长度N，再编码列表中每一个QPi。在编码每一个QPi时，可以直接对其值进行编码，也可编码QPi与QPi-1的差分值，还可编码每一个QPi与该图像区域的基准QP的差分值。应当理解，在编码每一个QPi与基准QP的差分值的情况下，需要预先将基准QP进行编码。此外，在编码QPi与QPi-1的差分值的情况下，需要预先将QP0进行编码。
本公开可以采用多种编码方式来对码列表长度N的数值，或QPi的数值，或QPi的差分值进行编码。例如，可采用截断莱斯码TR、指数哥伦布码EG等多种编码方式将该数值转换为二进制符号串，再对该二进制符号串中的每一个二进制符号进行二进制算数熵编码。再例如，可采用多进制算数编码方式直接对该数值做熵编码。如果待编码数值的取值可能为正值也可能为负值，则可分别编码该数值的符号位与幅度值，可采用上述多种编码方法编码幅度值，符号位是一个二进制符号因此可以直接写入视频码流。可选的，可使用已有自适应上下文建模技术来提升熵编码效率，根据已编码信息选择当前编码符号的上下文模型，从而进一步提高熵编码效率。
根据本申请的实施例，可以根据预设的规则来更新候选量化因子列表。示例性地，可以在编码完一整行基本编码单元后，或是在编码完预定数目个基本编码单元后，或是在编码完预设面积大小的图像区域后，对候选量化因子列表进行更新。应当理解，基本编码单元可以是AVC标准方案中的宏块MB，可以是HEVC标准方案中的编码树块CTB，可是JPEG编码方案中的8x8图像块，等等。在一种示例实现中，可以在编码每一个图像块时编码一个标记用来指示是否对当前候选量化因子列表进行更新。
在一种示例实现中，在更新候选量化因子列表时，可以维持列表长度不变，仅更新列表中包括的候选量化因子的值。此时，可以将新的候选量化因子列表与原候选量化因子列表中对应候选量化因子的差值编入码流。示例性地，该差值可由编码器根据待编码图像内容复杂度确定，也可由编码器根据目标速率预算的使用情况确定。在这种情况下，可以仅将该差值编入码流。
在另一种示例实现中，在更新候选量化因子列表时，还可同时更新候选量化因子列表的长度和列表中包括的候选量化因子的值。示例性地，可以根据上文所讨论的确定候选量化因子列表的方法，对后续待编码图像区域做内容分析以确定新的候选量化因子列表。在这种情况下，可以参照上文讨论的熵编码过程来将指示新的候选量化因子列表的信息编入码流。
根据本公开的一种具体实现，步骤602中所确定的候选量化因子列表可以是patch级的候选量化因子列表。示例性地，为了降低patch级(即，第二级)候选量化因子列表的编码开销，可以将用于表征至少一个patch级候选量化因子差值的信息编入码流，其中其中所述至少一个patch级候选量化因子差值是根据至少一个patch级候选量化因子和预测量化因子所确定的。patch级候选量化因子差值与预测量化因子的和等于patch级候选量化因子的值。
在一种示例实现中，考虑到不同patch的候选量化因子列表内值的分布比较接近，这些不同的patch可能具有相同的patch级候选量化因子差值。根据本申请的实施例，可以在图像级(即，第一级)定义N个图像级候选量化因子，相应地确定至少一个图像级候选量化因子差值。本申请可以采用不同的方式来定义至少一个图像级候选量化因子差值：
方式一：至少一个图像级候选量化因子差值可以是指N个图像级候选量化因子与图像级基准量化因子的N个差值。图像级基准量化因子是用于该图像的基准量化因子，其例如可以对应于现有标准中的语法元素picture_qp。示例性地，可以通过cu_qp_candidate_picture_diff[idx]语法元素来定义N个图像级候选量化因子差值，其中0<＝idx<＝N-1。
方式二：至少一个图像级候选量化因子差值可以包括第j个图像级候选量化因子与第j-1个图像级候选量化因子的差值，其中j大于0且小于N，j为正整数。
在一种示例实现中，可以在图像级编码第一标志的值，以指示指示该图像是否支持CU级的量化参数调整。例如，可以通过语法元素cu_delta_qp_picture_flag来编码第一标志的值。该标志是一个二值变量，值为‘1’表示图像中一个CTU内的编码单元的量化参数可能不同；值为‘0’表示图像中一个CTU内的编码单元的量化参数相同。
在一种示例实现中，还可以在图像级编码第一标志的值，以指示是否定义了图像级的候选量化参数列表。例如，可以通过语法元素cu_delta_qp_picture_flag来编码第一标志的值。该标志是一个二值变量，值为‘1’表示图像中一个CTU内的编码单元的量化参数可能不同；值为‘0’表示图像中一个CTU内的编码单元的量化参数相同。
此外，在patch级候选量化因子差值复用图像级候选量化因子差值的情况下，可以将N与常数的差值编入码流。示例性地，可以在图像级通过语法元素num_cu_qp_candidate_picture_minus2来编码候选数目指示信息。候选数目指示信息用于指示图像级候选量化因子差值的数目，例如可以为N-2。
在一种示例实现中，至少一个patch级候选量化因子差值可以复用通过以上方式定义的图像级候选量化因子差值。附加地，在复用图像级候选量化因子差值的情况下，可以在patch级编码具有第一值(例如，1)的第二标志，以指示在patch级重定义了至少一个patch级候选量化因子差值。例如，可以通过语法元素qp_diff_patch_present_flag来编码第二标志的第一值。qp_diff_patch_present_flag是一个二值变量。值为‘0’表示在片级量化参数差分值集合与图像级量化参数差分值集合相同；值为‘1’表示片级量化参数差分值集合与图像级量化参数差分值集合不同，片级量化参数差分值集合在码流中传输。
在另一种示例实现中，如果patch级候选量化因子差值与图像级候选量化因子差值不同，则可以将至少一个patch级候选量化因子差值编入码流。本申请可以采用不同的方式来定义至少一个patch级候选量化因子差值：
方式一：至少一个patch级候选量化因子差值是M个patch级候选量化因子与patch级基准量化因子的M个差值，其中patch级基准量化因子用作预测量化因子。patch级基准量化因子是用于该patch的基准量化因子，其例如可以对应于现有标准中的语法元素patch_qp。示例性地，可以通过cu_qp_candidate_patch_diff[idx]语法元素来定义M个patch级候选量化因子差值，其中0<＝idx<＝M-1。
方式二：至少一个patch级候选量化因子差值包括第i个patch级候选量化因子与第i-1个patch级候选量化因子的差值，其中，所述第i-1个patch级候选量化因子用作所述第i个patch级候选量化因子的预测量化因子，其中i大于0且小于M，i为正整数。
在一种示例实现中，可以在patch级编码具有第二值(例如，0)的第二标志，以指未在patch级重定义了至少一个patch级候选量化因子差值。例如，可以通过语法元素qp_diff_patch_present_flag来编码第二标志的第二值。
此外，还可以在patch级编码用于表征候选量化因子列表的长度的数目指示信息，例如可以将长度M与常数的差值编入码流。示例性地，可以在图像级利用语法元素num_cu_qp_candidate_patch_minus2来编码数目指示信息。数目指示信息用于指示patch级候选量化因子差值的数目，例如可以为M-2。
在一种示例实现中，还可以在CTU级(即，第三级)对patch级候选量化因子列表进行更新。例如，可以在CTU级编码CTU级量化因子差值，以指示对patch级量化因子列表的更新量。CTU级量化因子差值可以表示CTU级候选量化因子与对应的patch级候选量化因子之间的差。示例地，可以复用已有标准中的语法元素lcu_qp_delta来编码CTU级量化因子差值。应当理解，当lcu_qp_delta为0时，候选量化因子列表不发生更新。
在一种示例实现下，步骤804中用于表征目标量化因子在候选量化因子列表中的位置的信息包括当前图像块的量化因子索引差值。例如，可以在CU级利用语法元素cu_qp_idx_delta来编码量化因子索引差值，其中当前图像块的量化因子索引差值是根据目标量化因子的量化因子索引和预测量化因子索引所确定的，其中当前图像块的量化因子索引用于指示目标量化因子在候选量化因子列表中的位置。
如上文所讨论的，预测量化因子索引可以通过不同的方式来被定义。在一种具体的实现中，预测量化因子索引(PreviousQPIdx)可以被定义为：当前编码单元的左边包含亮度分量的编码单元A的量化参数索引。如果编码单元A“不可用”，则PreviousQPIdx的值等于初始量化索引。初始量化索引可以在patch级利用语法元素init_qp_idx_patch进行编码。
在一种示例实现下，量化索引差值(例如，cu_qp_idx_delta)通过上下文模型来编码。cu_qp_idx_delta通过截断一元码二值化。例如，当候选量化因子集合包含2个候选量化因子时，仅需传一个bin；当候选量化因子集合包含3个QP时，最多需要传2个bin。可以根据每个bin的索引值binIdx来确定用于编码该bin的上下文模型的编号ctxIdxInc，并利用与该编号对应的上下文来进行编码。
具体地，cu_qp_idx_delta的上下文模型ctxIdxInc可以通过以下方式被确定：
如果binIdx和PreviousDeltaQPIdx均等于0，则ctxIdxInc等于0；否则，如果binIdx等于0且PreviousDeltaQPIdx不等于0，则ctxIdxInc等于1；否则，如果binIdx等于1，则ctxIdxInc等于2；否则，ctxIdxInc等于3。其中，PreviousDeltaQPIdx为当前编码单元的左边包含亮度分量的编码单元A的量化参数索引增量CuQpIdxDelta。如果编码单元A“不可用”，则PreviousDeltaQPIdx的值等于0。
在一种示例实现下，在量化因子为亮度QP的情况下，如果当前图像块包含亮度分量但没有残差，则不编码cu_qp_idx_delta；或者，如果当前图像块仅包含色度分量，则不编码cu_qp_idx_delta。
上文结合图6对本申请实施例的量化方法进行了详细的描述，下面结合图7对本申请实施例的反量化方法进行描述，应理解，图6所示的量化方法与图7所示的反量化方法是相对应的。
图7是本申请实施例的用于图像解码的反量化方法400的示意性流程图。图7所示的方法可以由解码设备(例如图1中的解码器30)执行。例如，编码器30可以利用熵解码单元304和逆量化单元310等来执行方法700。
在702，确定候选量化因子列表，候选量化因子列表包括多个候选量化因子，候选量化因子包括候选量化参数QP或者候选量化步长QS。
应当理解，在步骤702所确定的候选量化因子列表可以用于图像中的一个图像区域。一个图像区域可以包括但不限于：图像、子图像、条带(slice)/片(patch)、或最大编码单元(LCU)/编码树单元(CTU)。
在对当前图像中每一个图像块进行解码操作时，需通过熵解码操作从码流中获取表征用于当前图像区域的候选量化因子列表的信息。可以采用与编码侧对应的方式来从码流中解码表征用于当前图像区域的候选量化因子列表的信息。
以量化参数QP作为示例，若编码侧分别编码候选QP列表长度N和列表中的每一个QPi，其中i大于等于0且小于N。则解码器可通过分别通过熵解码操作从码流中解析获得列表长度N和列表中的每一个QPi。若编码器编码QPi与QPi-1的差分值或编码QPi与基准QP的差分值，则解码器需要从码流中解码获得QPi与QPi-1的差分值或编码QPi与基准QP的差分值。
应当理解，在对列表长度N的数值、或QPi的数值、或QPi的差分值进行熵解码操作时，也需要选择与编码侧对应的方法，例如截断莱斯码TR、指数哥伦布码EG等编码方式进行二进制算数熵解码从视频码流中获取对应的二进制符号串，进而解码获得列表长度N的数值、或QPi的数值、或QPi的差分值。
在一些实现中，可以基于解析得到的列表长度N，或QPi的数值、或QPi的差分值，来确定N个候选量化因子的值，该N个候选量化因子被包括在候选量化因子列表中。对于解析得到列表长度N和QPi的数值的情形，可以将N个QPi作为N个候选量化因子而直接包括在候选量化因子列表中。
此外，对于解析得到列表长度N和QPi的差分值的情形，如果QPi的差分值指示每个QPi与基准QP的差分值，则可以从码流中解析出基准QP的值，并基于基准QP的值和N个QPi的差分值来确定N个候选量化因子的值。如果QPi的差分值指示QPi与QPi-1的差分值，则可以从码流中解析出QP0的值，并基于QP0的值和N-1个QPi与QPi-1的差分值来依次确定每个候选量化因子的值。
在一种示例实现中，如果编码侧通过候选量化因子差值来编码候选量化因子列表，步骤702可以具体包括：获取至少一个候选量化因子差值；以及根据至少一个候选量化因子差值和预测量化因子，得到N个候选量化因子，N个候选量化因子包括在候选量化因子列表中，其中N大于或等于2。在704，确定当前图像块的量化因子索引。
在对当前图像中每一个图像块进行解码操作时，还需要需通过熵解码操作从码流中获取表征量化因子索引的信息。可以采用与编码侧对应的方式来从码流中解码表征量化因子索引的信息。
若编码侧直接编码当前图像块的量化因子索引的值，则可以从码流中直接解析出当前图像块块的量化因子索引的值。若编码侧首先通过某种预测方法获取当前图像块的预测量化因子索引，并编码量化因子索引值与预测量化因子索引的差值(即，量化因子索引差值)，则解码侧需要使用同样的预测方法来确定当前图像块的预测量化因子索引，并从码流中解码得到量化因子索引差值，并根据量化因子索引差值和预测量化因子索引的和来确定当前图像块的量化因子索引。
应当理解，解码器需要采用与编码侧所采用的编码方式(例如，截断莱斯码TR、指数哥伦布码EG等)对应的解码方式来解码得到量化因子索引或者量化因子索引差值。此外，若编码侧选择使用自适应上下文建模技术来提升熵编码效率，则解码侧也需采用同样的自适应上下文建模技术来执行熵解码操作。在此不再详述。
在706，根据量化因子索引，从候选量化因子列表中确定用于当前图像块的目标量化因子。
在确定量化因子索引后，可以使用该量化因子索引查找候选量化因子列表，以确定用于当前图像块的目标量化因子。
在708，利用目标量化因子执行反量化过程。
可以利用目标量化因子来对从码流中解析得到的量化系数来执行反量化过程。例如，在量化因子为量化参数QP的情况下，首先根据当前图像块的目标QP确定当前图像块的量化步长QS，再使用量化步长QS对当前块每一个非零量化系数做缩放操作，从而获得对应的反量化后变换系数。反量化后的变换系数可以用于重构当前图像块。应当理解，可采用与编码侧熵编码方法对应的适当熵解码方法从视频码流中获取当前块的变换系数的量化系数，在此不不再赘述。
根据本申请的实施例，与编码侧相对应的，可以根据预设的规则来在解码图像的过程更新候选量化因子列表。例如，可以在解码完一整行基本编码单元后，或是在解码完预定数目个基本编码单元后，或是在解码完预设面积大小的图像区域后，更新候选量化因子列表。应当理解，基本编码单元可以是AVC标准方案中的宏块MB，可以是HEVC标准方案中的编码树块CTB，可是JPEG编码方案中的8x8图像块，等等。可根据指示信息在编码一幅图像的过程中更新候选量化因子列表，例如，在解码每一个基本单元时接收一个标记用来判断是否对当前候选量化因子列表进行更新。
应当理解，可采用与编码侧相同的方法在对候选量化因子列表进行更新。在一个示例实现中，若编码侧维持列表长度不变，仅通过叠加一个差值来更新候选量化因子列表中每一个候选量化因子的值，则解码侧需要通过熵解码操作从视频码流中解析获得差值，并将其叠加在已有候选量化因子列表中的每一个候选量化因子上，以获得更新的候选量化因子列表。在另一个示例实现中，若编码侧同时更新量化因子列表的长度和列表中的候选量化因子的值，则解码侧可以从码流中解析出更新的候选量化因子列表。
在一种示例实现中，在对候选量化因子列表更新后，后续的解码操作中可以使用更新的候选量化因子列表对每一个图像块执行反量化操作。在此不再详叙。
在本公开的一种具体实现中，步骤702中所确定的候选量化因子列表可以是patch级的候选量化因子列表，即为每一个patch分别确定一个候选量化因子列表。在编码当前patch中的每个图像块时，例如可以通过分析图像内容来从当前patch的候选量化因子列表中选择使用于当前图像块的量化因子。以下将介绍根据本公开的示例实现的根据patch级的候选量化因子列表来执行反量化的过程。
示例性地，可以首先在图像级从图像头中解码指示该图像是否允许在CTU级调整亮度QP的标志(例如，fixed_picture_qp_flag)的值。fixed_picture_qp_flag是一个二值变量。值为‘1’表示在该幅图像内量化因子不变；值为‘0’表示在该帧图像内量化因子可变。如果fixed_picture_qp_flag＝0，则可以执行本申请所描述的反量化方法。相反，如果fixed_picture_qp_flag＝1，则可以执行已有的任何适当反量化方法，在此不再详叙。
示例性地，如果fixed_picture_qp_flag＝0，则可以在图像级从图像头中解码第一标志(例如，cu_delta_qp_picture_flag)的值，其中第一标志可以指示该图像是否支持CU级的量化参数调整。如果cu_delta_qp_picture_flag的值为‘1’，则表示图像中一个CTU内的编码单元的量化参数可变；如果cu_delta_qp_picture_flag的值为‘0’，则表示图像中一个CTU内的编码单元的量化参数相同。
示例性地，当cu_delta_qp_picture_flag的值为‘1’时，可以从码流中解码至少一个图像级候选量化因子差值。取决于编码侧的定义方式，本申请可以采用不同方式来解码至少一个图像级候选量化因子差值。
方式一：如果至少一个图像级候选量化因子差值被定义为N个图像级候选量化因子与图像级基准量化因子(例如，picture_qp)的N个差值，则可以从码流中解析得到N个差值(例如，cu_qp_candidate_pic_diff[idx])。在这种情况下，还需要从码流中解析图像级基准量化因子。
方式二：如果至少一个图像级候选量化因子差值被定义为包括第j个图像级候选量化因子与第j-1个图像级候选量化因子的差值，其中j大于0且小于N，j为正整数，则可以从码流中解析得到N-1个差值。
示例性地，当cu_delta_qp_picture_flag的值为‘1’时，还可以从码流中解码候选数目指示信息(例如，num_cu_qp_candidate_picture_minus2)，其中候选数目指示信息用于指示图像级候选量化因子的数目。可以将解码得到的数目指示信息的值加上2的结果作为图像级候选量化因子的数目N。
作为一种示例，本文示例了解码过程中图像级的帧内图像头(intra_picture_header())中部分语法结构，参见表5a所示。
表5a
Figure BDA0002527620070000441
作为一种示例，本文示例了解码过程中图像级的帧间图像头(inter_picture_header())中部分语法结构，参见表5b所示。
表5b
Figure BDA0002527620070000451
其中，在表5a和表5b中，picture_qp对应于图像基准量化因子，cu_delta_qp_picture_flag对应于第一标志，num_cu_qp_candidate_picture_minus2对应于候选数目指示信息，cu_qp_candidate_pic_diff[idx]对应于N个图像级候选量化因子差值，idx大于等于0且小于N。
此外，num_cu_qp_candidate_picture_minus2表示图像级编码单元量化参数候选数目，其是4位无符号整数，其给出图像级编码单元的量化参数候选数目，取值范围是0～15。NumCuQpCandPicture的值等于num_cu_qp_candidate_picture_minus2+2。cu_qp_candidate_picture_diff[idx]表示图像级编码单元量化参数差分值，其给出图像级编码单元量化参数候选集合中各候选值与picture_qp之间的差值，取值范围应是(-32-4(BitDepth-8))～(32+4×(BitDepth-8))。
示例性地，当fixed_picture_qp_flag＝0时，可以在patch级从码流中解码指示该patch是否允许在CTU级调整亮度QP的标志(fixed_patch_qp_flag)的值。如果fixed_patch_qp_flag＝0，则可以执行根据本申请的反量化过程。相反，如果fixed_patch_qp_flag＝1，则可以执行已有的反量化过程，在此不再详叙。
示例性地，在fixed_patch_qp_flag＝0时且cu_delta_qp_picture_flag＝1时，还可以在patch级从码流中解码指示该patch是否允许在CU级调整亮度QP的标志(cu_delta_qp_patch_flag)的值。如果cu_delta_qp_patch_flag＝1，则可以执行根据本申请的反量化过程。相反，如果fixed_patch_qp_flag＝0，则可以执行已有的反量化过程，在此不再详叙。
示例性地，当cu_delta_qp_patch_flag＝0时，可以在patch级从码流中解码第二标志(例如，qp_diff_patch_present_flag)，第二标志可以指示是否在patch级重定义了至少一个patch级候选量化因子差值。qp_diff_patch_present_flag是一个二值变量。值为‘0’表示在片级量化参数差分值集合与图像级量化参数差分值集合相同；值为‘1’表示片级量化参数差分值集合与图像级量化参数差分值集合不同，片级量化参数差分值集合在码流中传输。
示例性地，当qp_diff_patch_present_flag＝0时，可以将在图像级解码获得的N-1个图像级候选量化因子差值用作至少一个patch级候选量化因子差值。附加地，还可以将在图像级确定的图像级候选量化因子的数目用作patch级候选量化因子的数目。在这种情况下，可以基于至少一个patch级候选量化因子和预测量化因子来确定至少一个patch级候选量化因子差值。
取决于图像级候选量化因子差值的编码方式，如果至少一个图像级候选量化因子差值被定义为N个图像级候选量化因子与图像级基准量化因子(例如，picture_qp)的N个差值，则预测量化因子可以是从码流中解析得到的patch级基准量化因子(例如，patch_qp)。具体地，可以通过将patch级基准量化因子与N个差值相加，以确定N个patch级候选量化因子的值。
示例性地，如果至少一个图像级候选量化因子差值被定义为包括第j个图像级候选量化因子与第j-1个图像级候选量化因子的差值，则第i-1个patch候选量化因子用作第i个patch候选量化因子的预测量化因子。在这种情况下，需要先从码流中解析得到第0个patch级候选量化因子，并通过第0个patch级候选量化因子和差值，来依次确定其他patch级候选量化因子的取值。
示例性地，当qp_diff_patch_present_flag＝1时，可以从码流中解码用于表征patch级候选量化因子的长度的信息(例如，num_cu_qp_candidate_patch_minus2)，并通过将num_cu_qp_candidate_patch_minus2加上2以作为候选量化因子列表的长度(例如，NumCuQpCandPatch)。
进一步地，还可以从码流中解码至少一个patch级候选量化因子差值。取决于图像级候选量化因子差值的编码方式，如果至少一个patch级候选量化因子差值被定义为M个patch级候选量化因子与patch级基准量化因子的M个差值，则可以在patch级解码该M个差值(例如，cu_qp_candidate_patch_diff[idx])。随后，可以将先前解码得到的patch级基准量化因子(例如，patch_qp)与M个差值相加，以确定M个patch级候选量化因子(例如，CuQpCandPatch[idx]，，idx大于等于0且小于M)的值。
示例性地，如果至少一个patch即候选量化因子差值被定义为包括i个第二级候选量化因子与第i-1个第二级候选量化因子的差值，其中i大于0且小于M。在这种情况下，需要先从码流中解析得到第0个patch级候选量化因子，并通过第0个patch级候选量化因子和M-1差值，来依次确定其他patch级候选量化因子的取值。
示例性地，还可以在patch级解码初始量化因子索引(例如，init_qp_idx_patch)，以例如可以用于确定当前图像块的量化因子索引。
进一步地，在patch级，还可以定义是否在CTU级更新patch级候选量化参数列表。如果从码流中解码得到的指示该patch是否允许在CTU级调整亮度QP的标志(fixed_patch_qp_flag)的值等于0，可以进一步从码流中解码CTU级量化因子差值(例如，lcu_qp_delta)，并将CTU量化因子差值和候选量化因子列表(CuQpCandPatch[idx])中的多个候选量化因子相加，以得到经更新的多个候选量化因子。该经更新的多个候选量化因子被包括在候选量化因子列表(CuQpCandPatch[idx])以替换已有的多个候选量化因子。
作为一种示例，本文示例了解码过程中patch级的的部分语法结构，参见表6所示。
表6
Figure BDA0002527620070000461
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Figure BDA0002527620070000471
其中，在表6中，patch_qp对应于patch基准量化因子，qp_diff_patch_present_flag对应于第二标志，NumCuQpCandPatch对应于patch级候选量化因子的数目，NumCuQpCandPicture对应于图像级候选量化因子的数目，CuQpCandPatch[idx]对应于patch级候选量化因子列表，num_cu_qp_candidate_patch_minus2对应于用于表征patch级候选量化因子的长度的信息，init_qp_idx_patch对应于初始量化因子索引，其是无符号整数，用于给出片中初始量化参数索引的值，取值范围是0～NumCuQpCandPatch-1，lcu_qp_delta对应于CTU级量化因子差值，其指示指示给出当前最大编码单元的量化参数相对预测量化参数的增量。
进一步地，可以在CU级从码流中解码当前图像块的量化因子索引差值(例如，cu_qp_idx_delta)，并根据量化因子索引差值和预测量化因子索引(例如，PreviousDeltaQPIdx)，确定当前图像块的量化因子的索引。在一种示例实现下，预测量化因子索引是：当前图像块的左侧相邻图像块的量化因子索引，左侧相邻图像块包含亮度分量；已解码图像块的量化因子索引，其中已解码图像块为解码顺序在当前图像块之前的、最近的包含亮度分量的图像块；初始量化因子索引(例如，init_qp_idx_patch)；或者第二级基准量化因子的索引。
应当理解，左侧相邻图像块是指图像中可用的图像块。可用的左侧相邻图像块是该图像块在图像内并且与当前图像块属于同一patch或者Slice；否则左侧相邻图像块“不存在”。如果图像块“不存在”或者尚未解码，则此图像块“不可用”；否则此图像块是“可用的”。
此外，应当理解，已解码图像块是指在解码顺序与当前图像块“最近”的包含亮度分量的图像块，而不是指空间上的“最近”。另外，第二级基准量化因子的索引可以指示第二级基准量化因子(例如，patch_qp)在候选量化因子列表中的位置。
在一种具体的实现中，预测量化因子索引(PreviousQPIdx)可以被定义为：当前编码单元的左边包含亮度分量的编码单元A的量化参数索引。如果编码单元A“不可用”，则PreviousQPIdx的值等于初始量化索引(init_qp_idx_patch)。
在另一个示例中，——如果fixed_picture_qp_flag等于‘0’且cu_delta_qp_patch_flag等于‘1’，预测量化参数索引PreviousQPIdx等于InitQpIdxPatch，PreviousDeltaQPIdx初始化为0。
在当前图像块具有预测残差且包含亮度分量的情况下，可以从码流中解码量化因子索引差值。在一些实现中，如果当前图像块包含亮度分量但没有残差，量化因子未被编码传输，因此无需进行解码。附加地，如果当前图像块仅包含色度分量，量化因子未被编码传输，因此无需进行解码。色度QP例如可以通过对应图像块的亮度QP推导获得。例如，色度QP可以被确定为当前图像块右下角的编码单元的亮度QP。
示例性地，如果CuDeltaQpPatchFlag为1且当前编码单元仅包含色度分量，则当前编码单元的量化参数CurrentQp等于当前编码单元右下角4x4子块对应的亮度编码单元的量化参数。此外，如果CuDeltaQpPatchFlag为1且当前编码单元包含亮度分量且残差标识CuCtp等于0(即，没有残差)，则当前编码单元的量化参数索引CuQpIdx等于PreviousQPIdx，当前编码单元的量化参数CurrentQp等于CuQpCandPatch[CuQpIdx]。
示例性地，从码流中解码当前图像块的量化因子索引差值包括：如果与量化因子索引差值相关联的二元符号索引等于0且左侧相邻图像块的量化因子索引差值等于0，基于第一上下文模型解码当前图像块的量化因子索引差值，其中左侧相邻图像块包含亮度分量；如果二元符号索引等于0且量化因子索引差值不等于0，基于第二上下文模型解码当前图像块的量化因子索引差值；如果二元符号索引等于1，基于第三上下文模型解码当前图像块的量化因子索引差值；或如果二元符号索引不等于0且不等于1，基于第四上下文模型解码当前图像块的量化因子索引差值。
作为一种示例，本文示例了解码过程中CU级的的部分语法结构，参见表7所示。
表7
Figure BDA0002527620070000491
其中，在表7中，cu_qp_idx_delta对应于量化因子索引差值。
以下将结合图8和图9来描述根据本公开的一种可能实施方式的的视频编码方法和对应的视频解码方法。图8示出了根据本公开一种可能实施方式的示例视频编码方法800的流程图。
在810，开始当前图像的编码过程。
在820，分析当前图像内容并确定候选QP列表。此处的当前图像内容可以对应于图像中的一个图像区域。一个图像区域可以包括但不限于：图像、子图像、条带(slice)/片(patch)、或最大编码单元(LCU)/编码树单元(CTU)。应当理解，可以采用上文结合图6所讨论的任何适当的方式来确定用于该图像区域的候选QP列表，在此不再详叙。
在825，对候选QP列表熵进行熵编码。应当理解，此处对候选QP列表进行熵编码并不局限与对列表中每个候选QP的值进行编码。相反，参考上文中图6所讨论的，可以将指示候选QP列表的不同类型的信息编入码流，例如，每个候选QP与基准QP的差值等。
在830，分析当前块内容，以从候选QP列表中选择当前块的目标QP。可以采用上文参考图6所讨论的任何适当的确定目标QP的方式来从候选QP列表中选择当前块的目标QP，在此不再详叙。
在835，对目标QP在候选QP列表中的索引进行熵编码。应当理解，此处对索引进行熵编码并不局限与对索引的值进行熵编码。相反，参考上文中结合图6所讨论的可以将指示索引的不同类型的信息编入码流，例如，QP索引与预测QP索引的差值等。
在840，根据当前块的QP对当前块的变换系数做量化操作，以得到当前块的变换系数的量化系数。
在845，对量化系数进行熵编码。
在850，确定当前块是否是最后一个图像块。如果当前图像块不是最后一个图像块，则方法800返回到步骤830，以执行对下一个图像块的编码操作。相反，如果当前图像块是最后一个图像块，则方法800进行到860，即确定当前图像编码完成。
应当理解，在图8中，步骤825和步骤830，均是响应于步骤820的完成而被执行。本申请不旨在限定步骤825和步骤830的执行顺序，其可以被顺序地执行、并行地执行或者至少部分并行地执行。类似地，步骤835与步骤840、步骤845与步骤850也可以根据适当的顺序来被执行，本公开不旨在对此进行限定。
图9示出了根据本公开一种可能实施方式的示例视频解码方法900的流程图。图9示出的视频解码方法对应于图8中描述的视频编码方法800。
在910，当前图像解码开始。
在920，熵解码当前图像的候选QP列表。
在925，熵解码获得当前块的QP在候选QP列表中的索引。
在930，使用当前块的QP索引查找候选QP列表，以确定当前块的目标QP。
在935，熵解码获得当前块的变化系数的量化系数。
在940，根据当前块的目标QP对当前块的变换系数的量化系数做反量化操作，以得到经反量化的变数系数。应当理解，经反量化的变换系数可以进一步用于重构当前图像块，在此不再详叙。
在950，确定是否是最后一个图像块。如果不是，则方法900进行回到步骤930，以解码下一个图像块的数据。相反，如果当前图像块是最后一个图像块，则方法900进行到步骤960，级确定当前图像解码完成。关于方法900中各具体的步骤可以参考结合图所描述的对应步骤，在此不再详叙。此外，应当理解，步骤925和步骤935虽然在图9中被示出为不同的框，但是应当理解，从码流中解码获得索引和量化系数的步骤可以与步骤920并行地进行，也可以在步骤920之前被执行，或者在步骤920之后被执行。也即，本申请只需要在执行对应的处理步骤之前已经从码流中解码得到了对应的信息，而不强调解码步骤是以如何顺序、在何时被执行的。
以下将结合图10和图11来描述根据本公开的另一种可能实施方式的的视频编码方法和对应的视频解码方法。图10示出了根据本公开另一种可能实施方式的示例视频编码方法1000的流程图。方法1000可以由编码设备来执行，例如图1中的编码器20。
在1010，开始当前图像的编码过程。
在1020，分析当前图像内容并确定候选QP列表。此处的当前图像内容可以对应于图像中的一个图像区域。一个图像区域可以包括但不限于：图像、子图像、条带(slice)/片(patch)、或最大编码单元(LCU)/编码树单元(CTU)。应当理解，可以采用上文结合图6所讨论的任何适当的方式来确定用于该图像区域的候选QP列表，在此不再详叙。
在1025，对候选QP列表熵进行熵编码。应当理解，此处对候选QP列表进行熵编码并不局限与对列表中每个候选QP的值进行编码。相反，参考上文中图6所讨论的，可以将指示候选QP列表的不同类型的信息编入码流，例如，每个候选QP与基准QP的差值等。
在1030，分析当前块内容，以从候选QP列表中选择当前块的目标QP。可以采用上文参考图6所讨论的任何适当的确定目标QP的方式来从候选QP列表中选择当前块的目标QP，在此不再详叙。
在1035，对目标QP在候选QP列表中的索引进行熵编码。应当理解，此处对索引进行熵编码并不局限与对索引的值进行熵编码。相反，参考上文中结合图6所讨论的可以将指示索引的不同类型的信息编入码流，例如，QP索引与预测QP索引的差值等。
在1040，根据当前块的QP对当前块的变换系数做量化操作，以得到当前块的变换系数的量化系数。
在1045，对量化系数进行熵编码。
在1050，确定是否更新候选QP列表。如参考图6所描述的，可以根据预设的规则来更新候选QP列表，示例性地，可以在编码完一整行基本编码单元后，或是在编码完预定数目个基本编码单元后，或是在编码完预设面积大小的图像区域后，对候选量化因子列表进行更新。相应地，可以基于预设的规则来确定是否要更新候选QP列表。
如果确定不需要更新候选QP列表，则方法1000继续进行到1060，以确定当前块是否是最后一个图像块。如果当前图像块不是最后一个图像块，则方法1000返回到步骤1030，以执行对下一个图像块的编码操作。此时，下一个图像块所使用的候选QP列表将不发生改变。
如果确定需要更新候选QP列表，则方法1000进行到1080，即更新候选QP列表。可以参考图6中所描述的更新候选QP列表的方法来执行更新过程，对此不再详叙。
在1090，对更新信息进行熵编码，以编入视频码流。关于步骤1090的详细过程可以参考图6中所描述的如何将指示更新候选QP列表的信息编入码流的过程，在此不再详叙。在一个示例实现中，还可以将指示是否对QP候选列表执行的更新的标志编入码流。
在完成候选QP列表的更新后，方法1000可以继续进行到1060，以确定当前块是否是最后一个图像块。如果当前图像块不是最后一个图像块，则方法1000返回到步骤1030，以执行对下一个图像块的编码操作。此时，下一个图像块所使用的候选QP列表将是在步骤1080所更新的候选QP列表。
如果在步骤1060确定当前块是最后一个图像块1060，则方法1000进行到框1070，即确定当前图像已经编码完成。
应当理解，在图10中，步骤1025和步骤1030，均是响应于步骤1020的完成而被执行。本申请不旨在限定步骤1025和步骤1030的执行顺序，其可以被顺序地执行、并行地执行或者至少部分并行地执行。类似地，步骤1035与步骤1040、步骤1045与步骤1050也可以根据适当的顺序来被执行，本公开不旨在对此进行限定。
图11示出了根据本公开一种可能实施方式的示例视频解码方法1100的流程图。图11示出的视频解码方法对应于图10中描述的视频编码方法1000。方法1100可以由解码设备来执行，例如图1中的解码器30。
在1110，当前图像解码开始。
在1120，熵解码当前图像的候选QP列表。
在1125，熵解码获得当前块的QP在候选QP列表中的索引。
在1130，使用当前块的QP索引查找候选QP列表，以确定当前块的目标QP。
在1135，熵解码获得当前块的变化系数的量化系数。
在1140，根据当前块的目标QP对当前块的变换系数的量化系数做反量化操作，以得到经反量化的变数系数。应当理解，经反量化的变换系数可以进一步用于重构当前图像块，在此不再详叙。
在1150，确定是否更新候选QP列表。在一个示例中，可以根据与编码方法1000对应的预设放射来确定是否更新候选QP列表。在另一示例中，还可以根据编码侧所编码的指示是否更新候选QP列表的标志来确定是否更新候选QP列表。
如果确定不更新候选QP列表，则方法1100可以进行到步骤1160，即确定当前块是否是最后一个图像块。如果当前图像块不是最后一个图像块，则方法1100可以返回到步骤1130，即执行对下一个图像块的解码操作。此时，候选QP列表未被更新。
相反，如果确定更新候选QP列表，则方法1100可以进行到步骤1180，即熵解码获得候选QP列表的更新信息。
在1190，根据更新信息，来更新候选QP列表。应当理解，可以根据与编码侧对应的编码方式来解码更新信息，并更新候选QP列表。具体过程可以参考结合图7所描述的更新候选QP列表的过程，在此不再详叙。
在完成候选QP列表的更新后，方法1100可以继续到步骤1160，即确定是否是最后一个图像块。如果当前图像块不是最后一个图像块，则方法1100可以返回到步骤1130，即执行对下一个图像块的解码操作。此时，候选QP列表被更新为在步骤1190处所得到的更新后的候选QP列表。
关于方法1100中各具体的步骤可以参考结合图7所描述的对应步骤，在此不再详叙。此外，应当理解，步骤1125和步骤1135虽然在图11中被示出为不同的框，但是应当理解，从码流中解码获得索引和量化系数的步骤可以与步骤1120并行地进行，也可以在步骤1120之前被执行，或者在步骤1120之后被执行。也即，本申请只需要在执行对应的处理步骤之前已经从码流中解码得到了对应的信息，而不强调解码步骤是以如何顺序、在何时被执行的。
下面结合图12对本申请实施例的图像编码装置进行详细的描述。图12是本申请实施例的一种图像编码装置的示意性框图。该编码装置1200可以包括量化因子确定单元1210、量化处理单元1220和编码单元1230。应当理解的是，量化因子确定单元1210、量化处理单元1220可以对应于(或被包括于)图2中的量化单元208，编码单元1230可以对应于图2中的熵编码单元270。应当理解的是，在一种示例实现方式下，这里的编码装置1200可以对应于图1，图2，或图4的编码器20，或者采用图5的方式来实现。
在一种可能的实现方式中：
量化因子确定单元1210，用于确定候选量化因子列表，其中所述候选量化因子列表包括多个候选量化因子，候选量化因子包括候选量化参数QP或者候选量化步长QS；从所述候选量化因子列表中确定用于当前图像块的目标量化因子，其中用于表征所述目标量化因子在所述候选量化因子列表中的位置的信息被编入码流；
量化处理单元1220，用于利用目标量化因子执行量化过程；以及
编码单元1230，用于将表示目标量化因子在候选量化因子列表中的位置的信息编入码流。
示例性地，编码单元1230还用于：
将用于表征至少一个候选量化因子差值的信息编入码流，其中至少一个候选量化因子差值是根据至少一个候选量化因子和预测量化因子所确定的。
示例性地，至少一个候选量化因子差值为至少一个第二级候选量化因子差值。
示例性地，至少一个第二级候选量化因子差值包括：N个第二级候选量化因子与第二级基准量化因子之间的N个差值，其中，至少一个候选量化因子为N个第二级候选量化因子，第二级基准量化因子用作预测量化因子；或第i个第二级候选量化因子与第i-1个第二级候选量化因子的差值，其中，第i-1个第二级候选量化因子用作第i个第二级候选量化因子的预测量化因子，其中i大于0且小于N，i为正整数。
示例性地，编码单元1230具体用于：将第三级量化因子差值编入码流，第三级量化因子差值用于表示第三级候选量化因子与对应的第二级候选量化因子之间的差。
示例性地，编码单元1230具体用于：将至少一个第一级候选量化因子差值编入码流；或者将至少一个第二级候选量化因子差值编入码流。
示例性地，编码单元1230还用于将第一标志的值编入码流，其中当第一标志的值为第一值时，至少一个第一级候选量化因子差值被编入码流。
示例性地，至少一个第一级候选量化因子差值包括：N个第一级候选量化因子与第一级基准量化因子的差值；或第j个第一级候选量化因子与第j-1个第一级候选量化因子的差值，其中j大于0且小于N，j为正整数。
示例性地，编码单元1230还用于：将第二标志的值编入码流，其中，当第二标志的值为第一值时，至少一个第二级候选量化因子差值被编入码流；并且当第二标志的值为第二值时，至少一个第一级候选量化因子差值被编入码流。
示例性地，当第二标志的值为第二值时，候选数目指示信息被编入码流，其中候选数目指示信息用于指示第一级候选量化因子差值的数目。
示例性地，用于表示目标量化因子在候选量化因子列表中的位置的信息包括：当前图像块的量化因子索引差值，其中当前图像块的量化因子索引差值是根据位置和预测量化因子索引所确定的。
示例性地，预测量化因子索引包括：当前图像块的左侧相邻图像块的量化因子索引，左侧相邻图像块包含亮度分量；已编码图像块的量化因子索引，已编码图像块为解码顺序在当前图像块之前的、最近的包含亮度分量的图像块；初始量化因子索引；或者第二级基准量化因子的索引。
示例性地，量化索引差值是通过以下过程被编码：如果与量化因子索引差值相关联的二元符号索引等于0且当前图像块的左侧相邻图像块的量化因子索引差值等于0，基于第一上下文模型编码当前图像块的量化因子索引差值，其中左侧相邻图像块包含亮度分量；如果二元符号索引等于0且量化因子索引差值不等于0，基于第二上下文模型编码当前图像块的量化因子索引差值；如果二元符号索引等于1，基于第三上下文模型编码当前图像块的量化因子索引差值；或如果二元符号索引不等于0且不等于1，基于第四上下文模型编码当前图像块的量化因子索引差值。
示例性地，当前图像块具有预测残差且包含亮度分量。详细细节请参见本文中对用于图像编码的量化方法的介绍，为简洁起见，这里不再赘述。
图13是本申请实施例的一种图像解码装置的示意性框图。该图像解码装置1300可以包括量化因子确定单元1310和反量化处理单元1320。应当理解的是，量化因子确定单元1310和反量化处理单元1320可以对应于(或被包括于)图3中的逆量化单元310。应当理解的是，在一种示例实现方式下，这里的解码装置1300可以对应于图1，图2，或图4的编码器30，或者采用图5的方式来实现。
在一种可能的实现方式中：
量化因子确定单元1310，用于：确定候选量化因子列表，所述候选量化因子列表包括多个候选量化因子，所述候选量化因子包括候选量化参数QP或者候选量化步长QS；确定当前图像块的量化因子索引；根据所述量化因子索引，从所述候选量化因子列表中确定用于所述当前图像块的目标量化因子；以及
反量化处理单元1320，用于利用所述目标量化因子执行反量化过程。
示例性地，所述量化因子确定单元1310具体用于：获取至少一个候选量化因子差值；以及根据所述至少一个候选量化因子差值和预测量化因子，得到N个候选量化因子，所述N个候选量化因子包括在所述候选量化因子列表中，其中N大于或等于2。
示例性地，所述量化因子确定单元1310具体用于：获取至少一个第二级候选量化因子差值。
示例性地，所述至少一个第二级候选量化因子差值包括：N个第二级候选量化因子与第二级基准量化因子之间的N个差值，所述第二级基准量化因子用作所述预测量化因子；或第i个第二级候选量化因子与第i-1个第二级候选量化因子的差值，所述第i-1个第二级候选量化因子用作所述第i个第二级候选量化因子的预测量化因子，其中i大于0且小于N，i为正整数。
示例性地，装置1300还包括：解码单元(图中未示意)，用于从码流中解析出第三级量化因子差值；应当理解的是，解码单元可以对应于(或被包括于)图3中的熵解码单元304。
以及所述量化因子确定单元具体用于：根据所述第三级量化因子差值和所述候选量化因子列表中的N个候选量化因子，得到经更新的N个候选量化因子，其中所述经更新的N个候选量化因子包括在候选量化因子列表中。
示例性地，所述解码单元还用于从码流中解析出至少一个第一级候选量化因子差值；所述量化因子确定单元1310具体用于将所述至少一个第一级候选量化因子差值用作所述至少一个第二级候选量化因子差值；
或者所述解码单元用于从码流中解析所述至少一个第二级候选量化因子差值。
示例性地，所述量化因子确定单元具体用于：当所述解码单元从码流中解析出的第一标志的值为第一值时，从码流中解析出至少一个第一级候选量化因子差值。
示例性地，其中所述至少一个第一级候选量化因子差值包括：N个第一级候选量化因子与第一级基准量化因子的差值；或第j个第一级候选量化因子与第j-1个第一级候选量化因子的差值，其中j大于0且小于N，j为正整数。
示例性地，所述解码单元还用于：当从码流中解析出的第二标志的值为第一值时，从码流中进一步解析所述至少一个第二级候选量化因子差值；
所述量化因子确定单元1310用于：当所述解码单元从码流中解析出的第二标志的值为第二值时，将至少一个第一级候选量化因子差值用作所述至少一个第二级候选量化因子差值。
示例性地，所述解码单元还用于：当所述第二标志的值为第二值时，从码流中解析出候选数目指示信息，所述候选数目指示信息用于指示第一级候选量化因子差值的数目；以及
所述量化因子确定单元1310还用于基于所述候选数目指示信息，确定N的值。
示例性地，所述解码单元还用于从码流中解码所述当前图像块的量化因子索引差值；
所述量化因子确定单元1310具体用于根据所述量化因子索引差值和预测量化因子索引，确定当前图像块的量化因子索引。
示例性地，所述预测量化因子索引包括：所述当前图像块的左侧相邻图像块的量化因子索引，所述左侧相邻图像块包含亮度分量；已解码图像块的量化因子索引，其中所述已解码图像块为解码顺序在所述当前图像块之前的、最近的包含亮度分量的图像块；初始量化因子索引；或者第二级基准量化因子的索引。
示例性地，所述解码单元具体用于：如果所述当前图像块具有预测残差且包含亮度分量，从所述码流中解码所述当前图像块的量化因子索引差值。
示例性地，所述解码单元具体用于：如果与所述量化因子索引差值相关联的二元符号索引等于0且当前图像块的左侧相邻图像块的量化因子索引差值等于0，基于第一上下文模型解码所述当前图像块的量化因子索引差值，其中所述左侧相邻图像块包含亮度分量；如果所述二元符号索引等于0且所述量化因子索引差值不等于0，基于第二上下文模型解码所述当前图像块的量化因子索引差值；如果所述二元符号索引等于1，基于第三上下文模型解码所述当前图像块的量化因子索引差值；或如果所述二元符号索引不等于0且不等于1，基于第四上下文模型解码所述当前图像块的量化因子索引差值。
详细细节请参见本文中对用于图像解码的反量化方法的介绍，为简洁起见，这里不再赘述。
本领域技术人员能够领会，结合本文公开描述的各种说明性逻辑框、模块和算法步骤所描述的功能可以硬件、软件、固件或其任何组合来实施。如果以软件来实施，那么各种说明性逻辑框、模块、和步骤描述的功能可作为一或多个指令或代码在计算机可读媒体上存储或传输，且由基于硬件的处理单元执行。计算机可读媒体可包含计算机可读存储媒体，其对应于有形媒体，例如数据存储媒体，或包括任何促进将计算机程序从一处传送到另一处的媒体(例如，根据通信协议)的通信媒体。以此方式，计算机可读媒体大体上可对应于(1)非暂时性的有形计算机可读存储媒体，或(2)通信媒体，例如信号或载波。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存取以检索用于实施本申请中描述的技术的指令、代码和/或数据结构的任何可用媒体。计算机程序产品可包含计算机可读媒体。
作为实例而非限制，此类计算机可读存储媒体可包括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、快闪存储器或可用来存储指令或数据结构的形式的所要程序代码并且可由计算机存取的任何其它媒体。并且，任何连接被恰当地称作计算机可读媒体。举例来说，如果使用同轴缆线、光纤缆线、双绞线、数字订户线(DSL)或例如红外线、无线电和微波等无线技术从网站、服务器或其它远程源传输指令，那么同轴缆线、光纤缆线、双绞线、DSL或例如红外线、无线电和微波等无线技术包含在媒体的定义中。但是，应理解，所述计算机可读存储媒体和数据存储媒体并不包括连接、载波、信号或其它暂时媒体，而是实际上针对于非暂时性有形存储媒体。如本文中所使用，磁盘和光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)和蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘利用激光以光学方式再现数据。以上各项的组合也应包含在计算机可读媒体的范围内。
可通过例如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等一或多个处理器来执行指令。因此，如本文中所使用的术语“处理器”可指前述结构或适合于实施本文中所描述的技术的任一其它结构中的任一者。另外，在一些方面中，本文中所描述的各种说明性逻辑框、模块、和步骤所描述的功能可以提供于经配置以用于编码和解码的专用硬件和/或软件模块内，或者并入在组合编解码器中。而且，所述技术可完全实施于一或多个电路或逻辑元件中。
本申请的技术可在各种各样的装置或设备中实施，包含无线手持机、集成电路(IC)或一组IC(例如，芯片组)。本申请中描述各种组件、模块或单元是为了强调用于执行所揭示的技术的装置的功能方面，但未必需要由不同硬件单元实现。实际上，如上文所描述，各种单元可结合合适的软件和/或固件组合在编码解码器硬件单元中，或者通过互操作硬件单元(包含如上文所描述的一或多个处理器)来提供。
在上述实施例中，对各个实施例的描述各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述，仅为本申请示例性的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (38)

1.一种用于图像编码的量化方法，其特征在于，所述方法包括：
确定候选量化因子列表，其中所述候选量化因子列表包括多个候选量化因子，所述候选量化因子包括候选量化参数QP或者候选量化步长QS；
从所述候选量化因子列表中确定用于当前图像块的目标量化因子，其中用于表征所述目标量化因子在所述候选量化因子列表中的位置的信息被编入码流；以及
利用所述目标量化因子执行量化过程；
将用于表征至少一个候选量化因子差值的信息编入码流，其中所述至少一个候选量化因子差值是根据至少一个候选量化因子和预测量化因子所确定的；
所述至少一个候选量化因子差值为至少一个第二级候选量化因子差值；
所述将用于表征至少一个第二级候选量化因子差值的信息编入码流包括：
将至少一个第一级候选量化因子差值编入码流；或者
将至少一个第二级候选量化因子差值编入码流；
以及，所述方法还包括：将第二标志的值编入码流，
其中，当所述第二标志的值为第一值时，至少一个第二级候选量化因子差值被编入码流；和/或
当所述第二标志的值为第二值时，至少一个第一级候选量化因子差值被编入码流；
其中，当所述第二标志的值为第二值时，候选数目指示信息被编入码流，
其中所述候选数目指示信息用于指示第一级候选量化因子差值的数目。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个第二级候选量化因子差值包括：
N个第二级候选量化因子与第二级基准量化因子之间的N个差值，其中，所述至少一个候选量化因子为所述N个第二级候选量化因子，所述第二级基准量化因子用作所述预测量化因子；或
第i个第二级候选量化因子与第i-1个第二级候选量化因子的差值，其中，所述第i-1个第二级候选量化因子用作所述第i个第二级候选量化因子的预测量化因子，其中i大于0且小于N，i为正整数。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将第三级量化因子差值编入码流，所述第三级量化因子差值用于表示第三级候选量化因子与对应的第二级候选量化因子之间的差。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将第一标志的值编入码流，
其中当所述第一标志的值为第一值时，所述至少一个第一级候选量化因子差值被编入码流。
5. 根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述至少一个第一级候选量化因子差值包括：
N个第一级候选量化因子与第一级基准量化因子之间的N个差值；或
第j个第一级候选量化因子与第j-1个第一级候选量化因子的差值，其中j大于0且小于N，j为正整数。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用于表征所述目标量化因子在所述候选量化因子列表中的位置的信息包括：所述当前图像块的量化因子索引差值，
所述当前图像块的量化因子索引差值是根据所述当前图像块的量化因子索引和预测的量化因子索引所确定的，其中所述当前图像块的量化因子索引用于指示所述目标量化因子在所述候选量化因子列表中的位置。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预测量化因子索引包括：
所述当前图像块的左侧相邻图像块的量化因子索引，所述左侧相邻图像块包含亮度分量；
已编码图像块的量化因子索引，所述已编码图像块为解码顺序在所述当前图像块之前的、最近的包含亮度分量的图像块；
初始量化因子索引；或者
第二级基准量化因子的索引。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述量化因子索引差值是通过以下过程被编码：
如果与所述量化因子索引差值相关联的二元符号索引等于0且当前图像块的左侧相邻图像块的量化因子索引差值等于0，基于第一上下文模型编码所述当前图像块的量化因子索引差值，其中所述左侧相邻图像块包含亮度分量；
如果所述二元符号索引等于0且所述量化因子索引差值不等于0，基于第二上下文模型编码所述当前图像块的量化因子索引差值；
如果所述二元符号索引等于1，基于第三上下文模型编码所述当前图像块的量化因子索引差值；或
如果所述二元符号索引不等于0且不等于1，基于第四上下文模型编码所述当前图像块的量化因子索引差值。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述当前图像块具有预测残差且包含亮度分量。
10.一种用于图像解码的反量化方法，其特征在于，所述方法包括：
确定候选量化因子列表，所述候选量化因子列表包括多个候选量化因子，所述候选量化因子包括候选量化参数QP或者候选量化步长QS；
确定当前图像块的量化因子索引；
根据所述量化因子索引，从所述候选量化因子列表中确定用于所述当前图像块的目标量化因子；以及
利用所述目标量化因子执行反量化过程；所述确定候选量化因子列表包括：
获取至少一个候选量化因子差值；以及
根据所述至少一个候选量化因子差值和预测量化因子，得到N个候选量化因子，所述N个候选量化因子包括在所述候选量化因子列表中，其中N大于或等于2；
所述获取至少一个候选量化因子差值包括：获取至少一个第二级候选量化因子差值；
以及，所述方法还包括：从码流中解码出至少一个第一级候选量化因子差值，
其中，所述获取至少一个第二级候选量化因子差值包括：
将至少一个第一级候选量化因子差值用作所述至少一个第二级候选量化因子差值；或者
从码流中解析所述至少一个第二级候选量化因子差值；
其中，所述从码流中解析所述至少一个第二级候选量化因子差值包括：当从码流中解析出的第二标志的值为第一值时，从码流中解析所述至少一个第二级候选量化因子差值；
所述将至少一个第一级候选量化因子差值用作所述至少一个第二级候选量化因子差值包括：当从码流中解析出的第二标志的值为第二值时，将至少一个第一级候选量化因子差值用作所述至少一个第二级候选量化因子差值；
以及，所述方法还包括：
当所述第二标志的值为第二值时，从码流中解析出候选数目指示信息，所述候选数目指示信息用于指示第一级候选量化因子差值的数目；以及
基于所述候选数目指示信息，确定所述N的值。
11. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述至少一个第二级候选量化因子差值包括：
N个第二级候选量化因子与第二级基准量化因子之间的N个差值，所述第二级基准量化因子用作所述预测量化因子；或
第i个第二级候选量化因子与第i-1个第二级候选量化因子的差值，所述第i-1个第二级候选量化因子用作所述第i个第二级候选量化因子的预测量化因子，其中i大于0且小于N，i为正整数。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：从码流中解析出第三级量化因子差值；以及
所述确定候选量化因子列表还包括：根据所述第三级量化因子差值和所述候选量化因子列表中的N个候选量化因子，得到经更新的N个候选量化因子，其中所述经更新的N个候选量化因子包括在所述候选量化因子列表中。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述从码流中解析出至少一个第一级候选量化因子差值包括：
当从码流中解析出的第一标志的值为第一值时，从码流中解析出至少一个第一级候选量化因子差值。
14. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述至少一个第一级候选量化因子差值包括：
N个第一级候选量化因子与第一级基准量化因子之间的N差值；或
第j个第一级候选量化因子与第j-1个第一级候选量化因子的差值，其中j大于0且小于N，j为正整数。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述确定当前图像块的量化因子的索引包括：
从码流中解码所述当前图像块的量化因子索引差值；以及
根据所述量化因子索引差值和预测量化因子索引，确定当前图像块的量化因子索引。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述预测量化因子索引包括：
所述当前图像块的左侧相邻图像块的量化因子索引，所述左侧相邻图像块包含亮度分量；
已解码图像块的量化因子索引，其中所述已解码图像块为解码顺序在所述当前图像块之前的、最近的包含亮度分量的图像块；
初始量化因子索引；或者
第二级基准量化因子的索引。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述从所述码流中解码所述当前图像块的量化因子索引差值包括：
如果所述当前图像块具有预测残差且包含亮度分量，从所述码流中解码所述当前图像块的量化因子索引差值。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其特征在于，所述从所述码流中解码所述当前图像块的量化因子索引差值包括：
如果与所述量化因子索引差值相关联的二元符号索引等于0且当前图像块的左侧相邻图像块的量化因子索引差值等于0，基于第一上下文模型解码所述当前图像块的量化因子索引差值，其中所述左侧相邻图像块包含亮度分量；
如果所述二元符号索引等于0且所述量化因子索引差值不等于0，基于第二上下文模型解码所述当前图像块的量化因子索引差值；
如果所述二元符号索引等于1，基于第三上下文模型解码所述当前图像块的量化因子索引差值；或
如果所述二元符号索引不等于0且不等于1，基于第四上下文模型解码所述当前图像块的量化因子索引差值。
19.一种图像编码装置，其特征在于，所述装置包括：
量化因子确定单元，用于确定候选量化因子列表，其中所述候选量化因子列表包括多个候选量化因子，候选量化因子包括候选量化参数QP或者候选量化步长QS；从所述候选量化因子列表中确定用于当前图像块的目标量化因子；
量化处理单元，用于利用所述目标量化因子执行量化过程；以及
编码单元，用于将表示所述目标量化因子在所述候选量化因子列表中的位置的信息编入码流；所述编码单元还用于：
将用于表征至少一个候选量化因子差值的信息编入码流，其中所述至少一个候选量化因子差值是根据至少一个候选量化因子和预测量化因子所确定的；
所述至少一个候选量化因子差值为至少一个第二级候选量化因子差值；
所述编码单元具体用于：
将至少一个第一级候选量化因子差值编入码流；或者
将至少一个第二级候选量化因子差值编入码流；
所述编码单元还用于：将第二标志的值编入码流，
其中，当所述第二标志的值为第一值时，至少一个第二级候选量化因子差值被编入码流；和/或
当所述第二标志的值为第二值时，至少一个第一级候选量化因子差值被编入码流；
当所述第二标志的值为第二值时，候选数目指示信息被编入码流，
其中所述候选数目指示信息用于指示第一级候选量化因子差值的数目。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述至少一个第二级候选量化因子差值包括：
N个第二级候选量化因子与第二级基准量化因子之间的N个差值，其中，所述至少一个候选量化因子为所述N个第二级候选量化因子，所述第二级基准量化因子用作所述预测量化因子；或
第i个第二级候选量化因子与第i-1个第二级候选量化因子的差值，其中，所述第i-1个第二级候选量化因子用作所述第i个第二级候选量化因子的预测量化因子，其中i大于0且小于N，i为正整数。
21.根据权利要求19或20所述的装置，其特征在于，所述编码单元具体用于：
将第三级量化因子差值编入码流，所述第三级量化因子差值用于表示第三级候选量化因子与对应的第二级候选量化因子之间的差。
22.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述编码单元还用于将第一标志的值编入码流，
其中当所述第一标志的值为第一值时，所述至少一个第一级候选量化因子差值被编入码流。
23. 根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述至少一个第一级候选量化因子差值包括：
N个第一级候选量化因子与第一级基准量化因子的差值；或
第j个第一级候选量化因子与第j-1个第一级候选量化因子的差值，其中j大于0且小于N，j为正整数。
24.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述用于表示所述目标量化因子在所述候选量化因子列表中的位置的信息包括：所述当前图像块的量化因子索引差值，
其中所述当前图像块的量化因子索引差值是根据所述当前图像块的量化因子索引和预测的量化因子索引所确定的，其中所述当前图像块的量化因子索引用于指示所述目标量化因子在所述候选量化因子列表中的位置。
25.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述预测量化因子索引包括：
所述当前图像块的左侧相邻图像块的量化因子索引，所述左侧相邻图像块包含亮度分量；
已编码图像块的量化因子索引，所述已编码图像块为解码顺序在所述当前图像块之前的、最近的包含亮度分量的图像块；
初始量化因子索引；或者
第二级基准量化因子的索引。
26.根据权利要求24或25所述的装置，其特征在于，所述编码单元用于通过以下过程编码所述量化索引差值：
如果与所述量化因子索引差值相关联的二元符号索引等于0且当前图像块的左侧相邻图像块的量化因子索引差值等于0，基于第一上下文模型编码所述当前图像块的量化因子索引差值，其中所述左侧相邻图像块包含亮度分量；
如果所述二元符号索引等于0且所述量化因子索引差值不等于0，基于第二上下文模型编码所述当前图像块的量化因子索引差值；
如果所述二元符号索引等于1，基于第三上下文模型编码所述当前图像块的量化因子索引差值；或
如果所述二元符号索引不等于0且不等于1，基于第四上下文模型编码所述当前图像块的量化因子索引差值。
27.根据权利要求19或20所述的装置，其特征在于，所述当前图像块具有预测残差且包含亮度分量。
28. 一种图像解码装置，其特征在于，所述装置包括：
量化因子确定单元，用于：确定候选量化因子列表，所述候选量化因子列表包括多个候选量化因子，所述候选量化因子包括候选量化参数QP或者候选量化步长QS；确定当前图像块的量化因子索引；根据所述量化因子索引，从所述候选量化因子列表中确定用于所述当前图像块的目标量化因子；以及
反量化处理单元，用于利用所述目标量化因子执行反量化过程；
所述量化因子确定单元具体用于：
获取至少一个候选量化因子差值；以及
根据所述至少一个候选量化因子差值和预测量化因子，得到N个候选量化因子，所述N个候选量化因子包括在所述候选量化因子列表中，其中N大于或等于2；
以及，所述量化因子确定单元具体用于：获取至少一个第二级候选量化因子差值；
所述解码单元还用于从码流中解析出至少一个第一级候选量化因子差值；
所述量化因子确定单元具体用于将所述至少一个第一级候选量化因子差值用作所述至少一个第二级候选量化因子差值；或者
所述解码单元用于从码流中解析所述至少一个第二级候选量化因子差值；
所述解码单元还用于：当从码流中解析出的第二标志的值为第一值时，从码流中进一步解析所述至少一个第二级候选量化因子差值；
所述量化因子确定单元用于：当所述解码单元从码流中解析出的第二标志的值为第二值时，将至少一个第一级候选量化因子差值用作所述至少一个第二级候选量化因子差值；
所述解码单元还用于：
当所述第二标志的值为第二值时，从码流中解析出候选数目指示信息，所述候选数目指示信息用于指示第一级候选量化因子差值的数目；以及
所述量化因子确定单元还用于基于所述候选数目指示信息，确定N的值。
29.根据权利要求28所述的装置，其特征在于，所述至少一个第二级候选量化因子差值包括：
N个第二级候选量化因子与第二级基准量化因子之间的N个差值，所述第二级基准量化因子用作所述预测量化因子；或
第i个第二级候选量化因子与第i-1个第二级候选量化因子的差值，所述第i-1个第二级候选量化因子用作所述第i个第二级候选量化因子的预测量化因子，其中i大于0且小于N，i为正整数。
30. 根据权利要求28所述的装置，其特征在于，还包括：
解码单元，用于从码流中解析出第三级量化因子差值；以及
所述量化因子确定单元具体用于：根据所述第三级量化因子差值和所述候选量化因子列表中的N个候选量化因子，得到经更新的N个候选量化因子，其中所述经更新的N个候选量化因子包括在候选量化因子列表中。
31.根据权利要求28所述的装置，其特征在于，所述量化因子确定单元具体用于：
当所述解码单元从码流中解析出的第一标志的值为第一值时，从码流中解析出至少一个第一级候选量化因子差值。
32. 根据权利要求28所述的装置，其中所述至少一个第一级候选量化因子差值包括：
N个第一级候选量化因子与第一级基准量化因子的差值；或
第j个第一级候选量化因子与第j-1个第一级候选量化因子的差值，其中j大于0且小于N，j为正整数。
33.根据权利要求28所述的装置，其特征在于，
所述解码单元还用于从码流中解码所述当前图像块的量化因子索引差值；
所述量化因子确定单元具体用于根据所述量化因子索引差值和预测量化因子索引，确定当前图像块的量化因子索引。
34.根据权利要求33所述的装置，其特征在于，所述预测量化因子索引包括：
所述当前图像块的左侧相邻图像块的量化因子索引，所述左侧相邻图像块包含亮度分量；
已解码图像块的量化因子索引，其中所述已解码图像块为解码顺序在所述当前图像块之前的、最近的包含亮度分量的图像块；
初始量化因子索引；或者
第二级基准量化因子的索引。
35.根据权利要求33所述的装置，其特征在于，所述解码单元具体用于：
如果所述当前图像块具有预测残差且包含亮度分量，从所述码流中解码所述当前图像块的量化因子索引差值。
36.根据权利要求33至35中任一项所述的装置，其特征在于，所述解码单元具体用于：
如果与所述量化因子索引差值相关联的二元符号索引等于0且当前图像块的左侧相邻图像块的量化因子索引差值等于0，基于第一上下文模型解码所述当前图像块的量化因子索引差值，其中所述左侧相邻图像块包含亮度分量；
如果所述二元符号索引等于0且所述量化因子索引差值不等于0，基于第二上下文模型解码所述当前图像块的量化因子索引差值；
如果所述二元符号索引等于1，基于第三上下文模型解码所述当前图像块的量化因子索引差值；或
如果所述二元符号索引不等于0且不等于1，基于第四上下文模型解码所述当前图像块的量化因子索引差值。
37.一种图像编码装置，其特征在于，包括：相互耦合的非易失性存储器和处理器，所述处理器调用存储在所述存储器中的程序代码以执行如权利要求1-9任一项所描述的方法。
38.一种图像解码装置，其特征在于，包括：相互耦合的非易失性存储器和处理器，所述处理器调用存储在所述存储器中的程序代码以执行如权利要求10-18任一项所描述的方法。
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