CN117426090A - 一种视频解码、编码方法及设备、存储介质 - Google Patents

一种视频解码、编码方法及设备、存储介质 Download PDF

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Abstract

本公开提供一种视频解码方法，包括，确定待解码块的反量化方式；根据所确定的反量化方式，对所述待解码块进行系数的解析和反量化。本公开还提供一种视频编码方法，包括：确定待编码块的量化方式；根据所确定的量化方式对所述待编码块进行量化。本公开引入了变换块或子变换块级的量化方式\反量化方式，可以对码流中不同的变换块或子变换块采用不同的量化\反量化方式，可以提高编解码效率。本公开还提供了采用上述编解码方法的设备、存储介质。

Description

一种视频解码、编码方法及设备、存储介质 技术领域
本公开实施例涉及但不限于视频数据处理技术领域，尤其设及一种视频解码方法、编码方法及设备、存储介质。
背景技术
数字视频压缩技术主要是将庞大的数字影像视频数据进行压缩，以便于传输以及存储等。随着互联网视频的激增以及人们对视频清晰度的要求越来越高，尽管已有的数字视频压缩标准能够节省不少视频数据，但目前仍然需要追求更好的数字视频压缩技术，以减少数字视频传输的带宽和流量压力，达到更高效的视频编解码和传输存储。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本公开实施例提供了一种视频解码方法，包括：
确定待解码块的反量化方式；
根据所确定的反量化方式，对所述待解码块进行系数的解析和反量化。
本公开实施例还提供了一种视频编码方法，包括：
确定待编码块的量化方式；
根据所确定的量化方式对所述待编码块进行量化。
在本公开一实施例中，所述编码方法还包括：将指示所述待编码块的量化方式的量化方式标识写入编码码流中。
本公开实施例还提供了一种视频解码设备，包括处理器以及存储有可在所述处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本公开任一实施例所述的解码方法。
本公开实施例还提供了一种视频编码设备，包括处理器以及存储有可在所述处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现本公开任一实施例所述的编码方法。
本公开实施例还提供了一种非瞬态计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其中，所述计算机程序时被处理器执行时实现如本公开任一实施例所述的视频解码方法或编码方法。
本公开实施例还提供了一种视频编解码系统，其中，包括如本公开任一实施例所述的解码设备和/或如本公开任一实施例所述的编码设备。
本公开实施例还提供了一种码流，其中，所述码流根据本公开任一实施例所述的编码方法生成，其中，所述码流中包括量化方式标识，所述量化方式标识用于指示解码端对待解码块进行反量化的方式。
在阅读并理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。
附图说明
附图用来提供对本公开实施例的理解，并且构成说明书的一部分，与本公开实施例一起用于解释本公开的技术方案，并不构成对本公开技术方案的限制。
图1是可用于本公开实施例的一种视频编解码系统的结构框图；
图2是可用于本公开实施例的一种视频编码器的结构框图；
图3是可用于本公开实施例的一种视频解码器的结构框图；
图4是可用于本公开一实施例的依赖性量化器示意图；
图5是可用于本公开一实施例的决定变换系数所使用量化器的状态转移示意图；
图6是可用于本公开一实施例的网格结构表示状态与量化系数的依赖性(编码顺序从左到右)示意图；
图7是可用于本公开一实施例的4个候选量化系数(ABCD)的示意图；
图8是本公开一实施例的视频解码方法的流程图；
图9是本公开另一实施例的视频解码方法的流程图；
图10是本公开一实施例的视频编码方法的流程图；
图11是本公开另一实施例的视频编码方法的流程图；
图12是本公开一实施例视频编码设备或解码设备的结构框图。
具体实施方式
本公开描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本公开所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。
本公开中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本公开中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例不应被解释为比其他实施例更优选或更具优势。
在描述具有代表性的示例性实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本公开实施例的精神和范围内。
国际上，主流的视频编解码标准包括H.264/Advanced Video Coding(高级视频编码，AVC),H.265/High Efficiency Video Coding(高效视频编码，HEVC),H.266/Versatile Video Coding(多功能视频编码，VVC)，MPEG(Moving Picture Experts Group，动态图像专家组)，AOM(开放媒体联盟，Alliance for Open Media)，AVS(Audio Video coding Standard，音视频编码标准)以及这些标准的拓展，或任何自定义的其他标准等，这些标准通过视频压缩技术减少传输的数据量和存储的数据量，以达到更高效的视频编解码和传输储存。
在H.264/AVC中，将输入图像划分成固定的尺寸的块作为编码的基本单元，并把它称为宏块(MB，Macro Block)，包括一个亮度块和两个色度块，亮度块大小为16×16。如果采用4:2:0采样，色度块大小为亮度块大小的一半。在预测环节，根据预测模式的不同，将宏块进一步划分为用于预测的小块。帧内预测中可以把宏块划分成16×16、8×8、4×4的小块，每个小块分别进行帧内预测。在变换、量化环节，将宏块划分为4×4或8×8的小块，将每个小块中的预测残差分别进行变换和量化，得到量化后的系数。
H.265/HEVC与H.264/AVC相比，在多个编码环节采取了改进措施。在H.265/HEVC中，一幅图像被分割成编码树单元(CTU，Coding Tree Unit)，CTU是编码的基本单元(对应于H.264/AVC中的宏块)。一个CTU包含一个亮度编码树块(CTB，Coding Tree Block)和两个色度编码树块，H.265/HEVC标准中CU的最大尺寸一般为64×64。为了适应多种多样的视频内容和视频特征，CTU采用四叉树(QT，Quadro Tree)方式迭代划分为一系列编码单元(CU，Coding Unit)，CU是帧内/帧间编码的基本单元。一个CU包含一个亮度编码块(CB，Coding Block)和两个色度编码块及相关语法结构，最大CU大小为CTU，最小CU大小为8×8。经过编码树划分得到的叶子节点CU根据预测方式的不同，可分为三种类型：帧内预测的intra CU、帧间预测的inter CU和skipped CU。skipped CU可以看作是inter CU的特例，不包含运动信息和预测残差信息。叶子节点CU包含一个或者多个预测单元(PU，Prediction Unit)，H.265/HEVC支持4×4到64×64大小的PU，一共有八种划分模式。对于帧内编码模式，可能的划分模式有两种：Part_2Nx2N和Part_NxN。对于预测残差信号，CU采用预测残差四叉树划分为变换单元(TU：Transform Unit)。一个TU包含一个亮度变换块(TB，Transform Block)和两个色度变换块。仅允许方形的划分，将一个CB划分为1个或者4个PB。同一个TU具有相同的变换和量化过程，支持的大小为4×4到32×32。与之前的编码标准不 同，在帧间预测中，TB可以跨越PB的边界，以进一步最大化帧间编码的编码效率。
在H.266/VVC中，视频编码图像首先划分跟H.265/HEVC相似的编码树单元CTU，但是最大尺寸从64×64提高到了128×128。H.266/VVC提出了四叉树和嵌套多类型树(MTT，Multi-Type Tree)划分，MTT包括二叉树(BT，Binary Tree)和三叉树(TT，Ternary Tree)，且统一了H.265/HEVC中CU、PU、TU的概念，并且支持更灵活的CU划分形状。CTU按照四叉树结构进行划分，叶子节点通过MTT进一步划分。多类型树叶子节点成为编码单元CU，当CU不大于最大变换单元(64×64)时，后续预测和变换不会再进一步划分。大部分情况下CU、PU、TU具有相同的大小。考虑到亮度和色度的不同特性和具体实现的并行度，H.266/VVC中，色度可以采用单独的划分树结构，而不必和亮度划分树保持一致。H.266/VVC中I帧的色度划分采用色度分离树，P帧和B帧色度划分则与亮度划分保持一致。
图1为可用于本公开实施例的一种视频编解码系统的框图。如图1所示，该系统分为编码侧装置1和解码侧装置2，编码侧装置1对视频图像进行编码产生码流。解码侧装置2可对码流进行解码，得到重建的视频图像。编码侧装置1和解码侧装置2可包含一个或多个处理器以及耦合到所述一个或多个处理器的存储器，如随机存取存储器、带电可擦可编程只读存储器、快闪存储器或其它媒体。编码侧装置1和解码侧装置2可以用各种装置实现，如台式计算机、移动计算装置、笔记本电脑、平板计算机、机顶盒、电视机、相机、显示装置、数字媒体播放器、车载计算机或其他类似的装置。
解码侧装置2可经由链路3从编码侧装置1接收码流。链路3包括能够将码流从编码侧装置1移动到解码侧装置2的一个或多个媒体或装置。在一个示例中，链路3包括使得编码侧装置1能够将码流直接发送到解码侧装置2的一个或多个通信媒体。编码侧装置1可根据通信标准(例如无线通信协议)来调制码流，且可将经调制的码流发送到解码侧装置2。所述一个或多个通信媒体可包含无线和/或有线通信媒体，例如射频(radio frequency，RF)频谱或一个或多个物理传输线。所述一个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)。所述一个或多个通信媒体可包含路由器、交换器、基站或促进从编码侧装置1到解码侧装置2的通信的其它设备。在另一示例中，也可将码流从输出接口15输出到一个存储装置，解码侧装置2可经由流式传输或下载从该存储装置读取所存储的数据。该存储装置可包含多种分布式存取或本地存取的数据存储媒体中的任一种，例如硬盘驱动器、蓝光光盘、数字多功能光盘、只读光盘、快闪存储器、易失性或非易失性存储器、文件服务器等等。
在图1所示的示例中，编码侧装置1包含数据源11、编码器13和输出接口15。在一些示例中。数据源11可包括视频捕获装置(例如，摄像机)、含有先前捕获的数据的存档、用以从内容提供者接收数据的馈入接口，用于产生数据的计算机图形系统，或这些来源的组合。编码器13可对来自数据源11的数据进行编码后输出到输出接口15，输出接口15可包含调节器、调制解调器和发射器中的至少之一。
在图1所示的示例中，解码侧装置2包含输入接口21、解码器23和显示装置25。在一些示例中，输入接口21包含接收器和调制解调器中的至少之一。输入接口21可经由链路3或从存储装置接收码流。解码器23对接收的码流进行解码。显示装置25用于显示解码后的数据，显示装置25可与解码侧装置2的其他装置集成在一起或者单独设置。显示装置25例如可以是液晶显示器、等离子显示器、有机发光二极管显示器或其它类型的显示装置。在其他示例中，解码侧装置2也可以不包含所述显示装置25，或者包含应用解码后数据的其他装置或设备。
图1的编码器13和解码器23可使用以下电路中的任意一种或者以下电路的任意组合来实现：一个或多个微处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列、离散逻辑、硬件。如果部分地以软件来实施本公开，那么可将用于软件的指令存储在合适的非易失性计算机可读存储媒体中，且可使用一个或多个处理器在硬件中执行所述指令从而实施本公开方法。
图2所示是一种示例性的视频编码器的结构框图。在该示例中，主要基于H.265/HEVC标准的术语和块划分方式进行描述，但该视频编码器的结构也可以用于H.264/AVC、H.266/VVC及其他类似标准的视频编码。
如图所示，视频编码器20用于对视频数据编码，生成码流。如图所示，视频编码器20包含预测处理单元100、划分单元101、预测残差产生单元102、变换处理单元104、量化单元106、反量化单元108、反变换处理单元110、重建单元112、滤波器单元113、已解码图片缓冲器114，以及熵编码 单元116。预测处理单元100包含帧间预测处理单元121和帧内预测处理单元126。在其他实施例中，视频编码器20可以包含比该示例更多、更少或不同功能组件。预测残差产生单元102和重建单元112在图中均用带加号的圆圈表示。
划分单元101与预测处理单元100配合将接收的视频数据划分为切片(Slice)、CTU或其它较大的单元。划分单元101接收的视频数据可以是包括I帧、P帧或B帧等视频帧的视频序列。
预测处理单元100可以将CTU划分为CU，对CU执行帧内预测编码或帧间预测编码。对CU做帧内编码时，可以将2N×2N的CU划分为2N×2N或N×N的预测单元(PU：prediction unit)进行帧内预测。对CU做帧间预测时，可以将2N×2N的CU划分为2N×2N、2N×N、N×2N、N×N或其他大小的PU进行帧间预测，也可以支持对PU的不对称划分。
帧间预测处理单元121可对PU执行帧间预测，产生PU的预测数据，所述预测数据包括PU的预测块、PU的运动信息和各种语法元素。
帧内预测处理单元126可对PU执行帧内预测，产生PU的预测数据。PU的预测数据可包含PU的预测块和各种语法元素。帧内预测处理单元126可尝试多种可选择的帧内预测模式，从中选取代价最小的一种帧内预测模式来执行对PU的帧内预测。
预测残差产生单元102可基于CU的原始块和CU划分的PU的预测块，产生CU的预测残差块。
变换处理单元104可将CU划分为一个或多个变换单元(TU：Transform Unit)，TU关联的预测残差块是CU的预测残差块划分得到的子块。通过将一种或多种变换应用于TU关联的预测残差块来产生TU关联的系数块。例如，变换处理单元104可将离散余弦变换(DCT:Discrete Cosine Transform)、方向性变换或其他的变换应用于TU关联的预测残差块，可将预测残差块从像素域转换到频域。
量化单元106可基于选定的量化参数(QP)对系数块中的系数进行量化，量化可能会带来量化损失(quantitative losses)，通过调整QP值可以调整对系数块的量化程度。
反量化单元108和反变换单元110可分别将反量化和反变换应用于系数块，得到TU关联的重建预测残差块。
重建单元112可基于所述重建预测残差块和预测处理单元100产生的预测块，产生CU的重建块。
滤波器单元113对所述重建块执行环路滤波后存储在已解码图片缓冲器114中。帧内预测处理单元126可以从已解码图片缓冲器114缓存的重建块中提取PU邻近的已重建参考信息以对PU执行帧内预测。帧间预测处理单元121可使用已解码图片缓冲器114缓存的含有重建块的参考图片对其他图片的PU执行帧间预测。
熵编码单元116可以对接收的数据(如语法元素、量化后的系统块、运动信息等)执行熵编码操作，如执行上下文自适应可变长度编码(CAVLC：Context Adaptive Variable Length Coding)、上下文自适应二进制算术编码(CABAC：Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding)等，输出码流(即已编码视频码流)。
图3所示是一种示例性的视频解码器的结构框图。在该示例中，主要基于H.265/HEVC标准的术语和块划分方式进行描述，但该视频解码器的结构也可以用于H.264/AVC、H.266/VVC及其他类似标准的视频解码。
视频解码器30可对接收的码流解码，输出已解码视频数据。如图所示，视频解码器30包含熵解码单元150、预测处理单元152、反量化单元154、反变换处理单元156、重建单元158(图中用带加号的圆圈表示)、滤波器单元159，以及图片缓冲器160。在其它实施例中，视频解码器30可以包含更多、更少或不同的功能组件。
熵解码单元150可对接收的码流进行熵解码，提取语法元素、量化后的系数块和PU的运动信息等信息。预测处理单元152、反量化单元154、反变换处理单元156、重建单元158以及滤波器单元159均可基于从码流提取的语法元素来执行相应的操作。
作为执行重建操作的功能组件，反量化单元154可对量化后的TU关联的系数块进行反量化。反变换处理单元156可将一种或多种反变换应用于反量化后的系数块以便产生TU的重建预测残差块。
预测处理单元152包含帧间预测处理单元162和帧内预测处理单元164。如果PU使用帧内预测编码，帧内预测处理单元164可基于从码流解析出的语法元素确定PU的帧内预测模式，根据确定的 帧内预测模式和从图片缓冲器件60获取的PU邻近的已重建参考信息执行帧内预测，产生PU的预测块。如果PU使用帧间预测编码，帧间预测处理单元162可基于PU的运动信息和相应的语法元素来确定PU的一个或多个参考块，基于所述参考块来产生PU的预测块。
重建单元158可基于TU关联的重建预测残差块和预测处理单元152产生的PU的预测块(即帧内预测数据或帧间预测数据)，得到CU的重建块。
滤波器单元159可对CU的重建块执行环路滤波，得到重建的图片。重建的图片存储在图片缓冲器160中。图片缓冲器160可提供参考图片以用于后续运动补偿、帧内预测、帧间预测等，也可将重建的视频数据作为已解码视频数据输出，在显示装置上的呈现。
因为视频编码包括编码和解码两部分，为方便后文描述，编码器端的编码和解码器端的解码也可以统称为编码或译码。根据相关步骤的上下文记载，本领域技术人员可以知晓后续提及的编码(译码)是指编码器端的编码，还是指解码器端的解码。本申请中可使用术语“编码块”或“视频块”以指代样本的一个或多个块，以及对于一个或多个样本块进行编码(译码)的语法结构；编码块或视频块的实例类型可包括H.265/HEVC中的CTU、CU、PUT、TU、subblock，或其他视频编解码标准中的宏块、宏块分割区等。
下面先对本公开实施例中涉及到的一些概念进行介绍。本公开实施例的相关记载采用了H.265/HEVC或H.266/VVC中的术语，以易于解释。然而，并不限定本公开实施例提供的方案受限于H.265/HEVC或H.266/VVC，实际上，本公实施例提供的技术方案也可以实施于H.264/AVC、MPEG、AOM、AVS等，以及这些标准的后续和扩展中。
CTU是Coding Tree Unit的缩写，相当于H.264/AVC中的宏块。根据YUV采样格式，一个编码树单元(CTU)应当是包含了同一位置处的一个亮度编码树块(CTB)和两个色度编码树块(CTB)(CrCb)。
编码单元CU(Coding Unit)，是视频编解码过程中进行各种类型的编码操作或解码操作的基本单元，例如基于CU的预测、变换、熵编码等等操作。CU是指一个二维采样点阵列，可以是正方形阵列，或者可以是矩形阵列。例如，一个4x8大小的CU可看做4x8共32个采样点构成的方形采样点阵列。CU也可称为图像块。CU可包括译码块和对应的语法元素。
当前编码单元CU，是指当前正在处理的编码单元，也可称为当前块。例如，在编码中，当前CU指当前正在编码的CU；在解码中，当前CU指当前正在解码的CU。
参考CU：是指为当前CU提供参考信号的CU，也可称为参考块。其中，参考CU的像素点是指该参考CU内包含的像素点。一般来讲，参考块为当前CU的相邻块。
预测CU：是指为当前CU提供预测的CU，也可称为预测块(PU，prediction unit)。每一个CU可包含一个或者多个PU。PU可包括空间域(可称为像素域)中的像素数据，以及对应的语法元素。
残差块，是指在经帧间预测和/或帧内预测产生当前块的预测块后，将从待编码的当前块减去所述预测块形成的残差图像块，也可称为残差数据。
变换单元TU(TU，transform unit)，是指对残差数据进行变换得到的呈现残差(Residual)或是系数(Transform Coefficients)的区块，也可称为变换块(TB，Transform Blcok)。每一个CU可包含一个或者多个TU。例如，可使用离散余弦变换、整数变换、小波变换或类似的变换等变换将残差数据变换成系数，即将残差数据从像素域转换到变换域。TU可包括上述区块和对应的语法元素。
子变换块(subblock)，编码块中的变换系数按照编码组(Coding Group)或是子块(subblock)进行编码，即一个TU包括一个或多个子变换块(subblock)，子变换块又称为编码组(CG，Coding Group)。在HEVC中，每个子变换块由4×4的小块组成，即每个子变换块包括一个或多个4×4的小块。在VVC中，由于变换块的形状更为多变，子变换块的形状可以是1×16,2×8,8×2,2×4,4×2或16×1。编码块中的子变换块，以及子变换块中的变换系数会按照预设的扫描顺序进行编码。
系数块，包括对残差块进行变换得到含有变换系数的变换块，或者对残差块不进行变换，包括含有残差数据(残差信号)的残差块。本公开实施例中，系数包括对残差块进行变换得到的变换块的系数，或者残差块的系数，对系数进行熵编码包括对变换块的系数经量化后进行熵编码，或者，如果未将变换应用于残差数据，包括对残差块的系数经量化后进行熵编码。也可以将未经变换的残差信号和经变换的残差信号统称为系数(coefficient)。为进行有效的压缩。一般系数需进行量化处理，经量化后的系数也可以称为级别。
量化通常被用于降低系数的动态范围，从而达到用更少的码字表达视频的目的。量化后的数值通常称为级别(level)。量化的操作通常是用系数除以量化步长，量化步长由在码流传递的量化因子决定。反量化则是通过级别乘以量化步长来完成。对于一个N×M大小的块，所有系数的量化可以独立的完成，这一技术被广泛地应用在很多国际视频压缩标准，例如H.265/HEVC、H.266/VVC等。特定的扫描顺序可以把一个二维的系数块变换成一维系数流。扫描顺序可以是Z型，水平，垂直或者其它任何一种顺序的扫描。在国际视频压缩标准中，量化操作可以利用系数间的相关性，利用已量化系数的特性来选择更优的量化方式，从而达到优化量化的目的。
对变换系数进行量化和反量化是编码和解码中的重要一环，其中，RDOQ(Rate distortion optimized quantization，基于率失真优化的量化)与普通的标量量化在解码端是一致的，它仅为一种编码端的量化优化过程；并且量化系数之间没有依赖性，即当前量化系数的解析和反量化过程不依赖于上一个系数的奇偶性或状态。
基于率失真优化的量化RDOQ的具体过程如下：
对于一个量化系数q k，在解码端将其反量化为重建的变换系数t′ k，反量化过程如下所示，
t′ k＝Δ×q k，
Δ为由量化参数决定的量化步长，由于量化是有损的，t′ k于真实变换系数t k不相等，RDOQ在编码端找到q k，其满足Δ×q k小于等于t k且Δ×(q k+1)大于等于t k。编码当前量化器数所需要的比特代价为R，真实变换系数和重建变换系数间失真为D＝(t k-t′ k) 2，根据拉格朗日率失真代价J＝D+λ·R，从{0,q k,q k+1}中选出综合代价最小的量化值。
DQ(Dependent Quantization，依赖性量化)是一种量化方式。依赖性量化作用在变换后的块上，与传统的量化不同的是，依赖性量化共包含了两个量化器，这两个量化器虽然有着相同的量化步长(即2×Δ)，但它们各自对应的重建变换系数却是交错的。图4是依赖性量化的量化器Q0和量化器Q1与它们各自对应的重建变换系数的示意图。
其中，量化器Q0对应了重建量化系数是偶数倍的Δ(注：两个量化器的量化步长均为2×Δ，依赖性量化器中Q0与Q1合并起来相当于量化步长为Δ)(即A，B点对应的数字)，量化器Q1对应了重建量化系数是奇数倍的Δ(即C，D点对应的数字)。
依赖性量化DQ通过引入两个交错的量化器，以及量化器之间跳转的原则，使得大步长的量化器组合起来能够完成更精细的量化，达到减小了重建的变换系数与原始变换系数之间的损失，从而提高编码效率。
对于每个变换系数，都可以选择使用图4中描述的两种量化器Q0,Q1中的一种进行量化，这两个量化器各自的量化的方式与传统的量化器相似。两个量化器的重建变换系数都可以用量化步长Δ的倍数表示，两个量化器的重建变换系数定义如下：
Q0:该量化器的重建量化系数为偶数倍(包括零倍)的量化步长Δ，当使用这个量化器时，重建的变换系数t′可根据如下公式计算，
t′＝2·k·Δ，
其中，k表示图4中所述相关的量化系数。
Q1:该量化器的重建量化系数为奇数或零倍的量化步长Δ，当使用这个量化器时，重建的变换系数t′可根据如下公式计算，
t′＝(2·k-sgn(k))·Δ，
其中，sgn(·)代表符号函数，
其中，x是被量化的变换系数。
选择使用Q0或Q1进行量化并不会通过编码标志位来进行控制。取而代之的是，使用在系数扫描顺序上的上一个系数的量化系数(图4中所述的量化系数)的奇偶性来决定当前变换系数使用Q0或Q1。
在系数扫描顺序上，当前系数的重建值可以通过图5中所示的转移方法决定下一个系数的状态，状态共有四种，分别由0，1，2，3这四个值来表示。例如当前系数的状态为2且当前量化系数为5 时，由于5是奇数，所以决定下一个系数的状态跳转为状态3。每一个变换块在扫描顺序上的第一个系数的状态被设定为初始状态0。状态的0，1，2，3也决定这当前的系数使用哪一个量化器，状态0，1对应着使用量化器Q0,状态2,3对应着使用量化器Q1。
与rate-distortion optimized quantization(RDOQ)的实现方式相似，量化系数{q k}的取值为最小化如下拉格朗日率失真代价的一个过程，
t k和q k分别代表原始的变换系数和量化系数，t′ k(q k|…)代表在当前量化系数q k下重建出的变换系数值，R k(q k|…)代表估计出的编码q k需要消耗的比特数。
如之前所介绍的状态机的转移，可以将量化器与量化系数之间的依赖性表示成如图6所示的网格图，每一列的四个状态表示当前系数的可能的四种状态，每个节点与编码顺序上下一个系数的可能的两个状态节点相连。对于一个给定的当前状态和当前变换系数t k，可以使用当前量化器量化出对应的量化系数，编码器可以选择使用奇数的量化系数也可以选择使用偶数的量化系数，奇数量化系数对应图6中B(Q0 with parity 1)和D(Q1 with parity 1),偶数量化系数对应A(Q0 with parity 0)和C(Q1 with parity 0)。当算出所有节点的代价J k(q k)＝(t k-t′ k(q k|…)) 2+λ·R k(q k|…)后，量化系数q k就可以通过找到一条代价总和最小的路线来决定，而确定最小代价和可以通过维特比算法(Viterbi algorithm)来实现。
具体的实现由两步组成：
找到4个与原始变换系数对应的4个分别来自Q0和Q1的候选量化系数(图7)。
使用维特比算法以估计出的rate-distortion总和(之前节点已确定的量化系数对应的代价综合)来确定一系列当前节点的量化系数q k。
本公开实施例提供一种视频解码方法，如图8所示，包括，
步骤801，确定待解码块的反量化方式；
步骤802，根据所确定的反量化方式，对所述待解码块进行系数的解析和反量化。
在本公开一实施例中，所述待解码块为变换块或子变换块。
在本公开一实施例中，所述反量化方式包括以下之一：非依赖性反量化、依赖性反量化。
需要说明的是，对解码端而言的反量化方式与编码端的量化方式相对应。
在本公开一实施例中，步骤801中确定待解码块的反量化方式，包括：
(一)解析码流获得所述待解码块的反量化方式标识；根据所述待解码块的反量化方式标识所指示的反量化方式确定所述待解码块的反量化方式。
在本公开一实施例中，解析码流获得所述待解码块的反量化方式标识包括：
解析所述码流，从以下语法元素之一中获得所述待解码块的反量化方式标识：
序列级语法元素、图像级语法元素、分片级语法元素、编码树单元CTU级语法元素、编码单元CU级语法元素、变换块TU级语法元素和子变换块级语法元素。
可以看到，解码器能够从接收到的码流中解析得到待解码变换块或待解码子变换块的反量化方式标识，根据该标识所指示的反量化方式进行对应的系数的解析和反量化，以实现解码。
在本公开一实施例中，在码流中并没有包含所述待解码块的反量化方式标识，在这种情况下，解码端无法根据反量化方式标识的指示来确定对应的反量化方式，而是在解码的过程中通过如下方式中的一种确定所述待解码块的反量化方式：
(二)确定所述待解码块的类型，根据所述类型确定所述待解码块的反量化方式，所述类型包括：亮度分量和色度分量。
(三)确定已解码的子变换块中非零系数的比例，根据所述非零系数的比例确定所述待解码块的反量化方式。
(四)确定所述待解码块的编码方式，根据所述编码方式确定所述待解码块的反量化方式，所述编码方式包括：基于上下文的模型编码方式和非基于上下文的模型编码方式。
可以看到，确定反量化方式可以按照(一)的方式从接收到的码流中解析得到待解码块的反量化 方式标识后确定，该反量化方式标识由编码端写入；可选地，也可以根据预设的相关规则由解码端按照(二)(三)或(四)的方式确定，编码端也按照相应一致的规则确定自身的编码块的量化方式，以使得解码和编码对应。
在本公开一实施例中，所述反量化方式标识(flag)指示的反量化方式包括以下之一：非依赖性反量化、依赖性反量化。例如，反量化方式标识为1bit，1表示非依赖性反量化，0表示依赖性反量化，或者相反。还可以是其他取值，例如true，false，或者其他的取值方式，在这里不做限定。
在本公开一实施例中，所述反量化方式标识还可以指示其他的反量化方式，不限于本公开示例的上述两种。相应地，根据需指示的反量化方式的数量，对应设计适合长度的反量化方式标识。例如，，包括4种，则反量化方式标识为2bits，分别对应4种反量化方式。本领域技术人员可以根据上述示例推定其他情况，再次不一一赘述。
其中，归属同一个变换块的多个子变换块的反量化方式相同或不同。
可以看到，采用本公开实施例提供的方案，可以针对每一个待解码块，分别采用对应的反量化方式。在待解码块为子变换块的情况下，可以针对每一个待解码子变换块，分别采用对应的反量化方式。在本公开一实施例中，当同一个TU中不同的子变换块所对应的反量化方式不同时，该TU中不同的子变换块分别采用各自确定的反量化方式进行反量化。
可以看到，针对待解码块的反量化方式标识可以从解码单元(译码单元)多个层级的语法元素中获得。子变换块subblock级语法元素中承载该子变换块的反量化方式标识；或者，归属的变换块TU级语法元素中承载该变换块包含的全部或部分子变换块的一个或多个反量化方式标识；或者，归属的编码单元CU级语法元素中承载该CU包含的全部或部分变换块，或全部或部分子变换块的一个或多个反量化方式标识。或者，还可以采用更高层级的语法元素来承载各待解码块的反量化方式标识。
在本公开一实施例中，步骤801中根据所述类型确定所述待解码块的反量化方式，包括如下方式之一：
在所述待解码块的类型为亮度分量的情况下，确定所述待解码块的反量化方式为依赖性反量化；
在所述待解码块的类型为亮度分量的情况下，确定所述待解码块的反量化方式为非依赖性反量化；
在所述待解码块的类型为色度分量的情况下，确定所述待解码块的反量化方式为非依赖性反量化；
在所述待解码块为亮度分量的子变换块，且所述子变换块为归属变换块的第一个子变换块的情况下，确定所述子变换块的反量化方式为依赖性反量化；
在所述待解码块为亮度分量的子变换块，且所述子变换块为归属变换块的第一个子变换块的情况下，确定所述子变换块的反量化方式为非依赖性反量化；
在所述待解码块为色度分量的子变换块，且所述待子变换块为归属变换块的第一个子变换块，则确定所述子变换块的反量化方式为非依赖性反量化；
在所述待解码块的类型为色度分量的情况下，确定所述待解码块的反量化方式为依赖性反量化；
在所述待解码块为色度分量的子变换块，且所述待子变换块为归属变换块的第一个子变换块，则确定所述子变换块的反量化方式为非依赖性反量化。
可以看到，根据待解码块的类型，解码端能够确定当前变换块或子变换块的反量化方式，针对当前变换块或子变换块所确定反量化方式与编码端对于该变换块或子变换块进行量化的方式相对应。
需要说明的是，在一些实施例中，考虑到色度分量的残差值较少，且色度对总体主客观质量的影响较小，在编码端可以只对亮度分量分别采用不同的量化方式，解码端采用一致的方式确定只对亮度分量分别采用不同的方式，可以在一定程度上节省编解码开销。
在本公开一实施例中，步骤801中确定已解码的子变换块中非零系数的比例，根据所述非零系数的比例确定所述待解码块的反量化方式，包括如下方式之一：
确定第一预设数量的已解码的子变换块中非零系数的比例，在所述非零系数的比例大于第一预设比例阈值的情况下，确定所述待解码块的反量化方式为依赖性反量化；
确定第二预设数量的已解码的子变换块中非零系数的比例，在所述非零系数的比例大小于或等于第二预设比例阈值的情况下，确定所述待解码块的反量化方式为非依赖性反量化。
需要说明的是，在编码端当待编码子变换块前一个或多个已编码子变换块中非零系数的个数相比 于该子变换块所述前一个或多个已编码子变换块中总系数的比例大于第一预设比例阈值的情况下，表明该子变换块所述前一个或多个已编码子变换块中非零系数较多，则当前子变换块采用依赖性量化DQ性能更好；在待编码子变换块前一个或多个已编码子变换块中非零系数的个数相比于该子变换块中总系数的比例小于或等于第二预设比例阈值的情况下，表明该子变换块前一个或多个已编码子变换块中非零系数较少，则当前子变换块采用基于率失真优化的量化RDOQ性能更好。相应地，解码端采用对应的方式确定待解码块的反量化方式，能够有效减小编解码开销。根据解码端和编码端的对应关系，本领域技术人员可以知晓上述根据已解码的子变换块中(当前待解码变换块或当前待解码子变换块前一个或多个已解码子变换块中)非零系数的比例确定待解码块的反量化方式的实施方式。
需要说明的是，所述第一预设数量和第二预设数量可以相等或不相等；所述第一预设比例阈值和第二预设比例阈值可以相等或不相等。
可以看到，根据编码端已解出(解码)的子变换块中的系数特征，解码端能够确定当前子变换块的反量化方式，针对当前子变换块所确定反量化方式与编码端对于该子变换块进行量化的方式相对应。
在本公开一实施例中，步骤801中根据所述编码方式确定所述待解码块的反量化方式反量化方式，包括如下方式之一：
在所述编码方式为基于上下文的模型编码方式的情况下，确定所述待解码块的反量化方式为非依赖性反量化或依赖性反量化；
在所述编码方式不是基于上下文的模型编码方式的情况下，确定所述待解码块的反量化方式为非依赖性反量化或依赖性反量化。
在本公开一实施例中，根据所述编码方式确定所述待解码块的反量化方式反量化方式，还包括如下方式之一：
所述待解码块为子变换块，在所述编码方式为基于上下文的模型编码方式的情况下，确定所述子变换块的反量化方式为非依赖性反量化或依赖性反量化；在所述编码方式不是基于上下文的模型编码方式的情况下，确定所述子变换块的反量化方式为非依赖性反量化；
所述待解码块为子变换块，在所述编码方式为基于上下文的模型编码方式的情况下，确定所述子变换块的反量化方式为非依赖性反量化或依赖性反量化；在所述编码方式不是基于上下文的模型编码方式的情况下，确定所述子变换块的反量化方式为非依赖性反量化；
所述待解码块为子变换块，在所述编码方式为基于上下文的模型编码方式的情况下，确定所述子变换块的反量化方式为依赖性反量化；在所述编码方式不是基于上下文的模型编码方式的情况下，确定所述子变换块的反量化方式为非依赖性反量化；
所述待解码块为子变换块，在所述编码方式为基于上下文的模型编码方式的情况下，确定所述子变换块的反量化方式为非依赖性反量化；在所述编码方式不是基于上下文的模型编码方式的情况下，确定所述子变换块的反量化方式为依赖性反量化。
可以看到，根据编码方法的不同，可以选择其中一种编码方式的子变换块，进行不同的方式的反量化；针对当前子变换块所确定反量化方式与编码端对于该子变换块进行量化的方式相对应。
需要说明的是，针对当前变换块或子变换块根据上述可选方案之一确定该变换块或子变换块的反量化方式。在不冲突的情况，变换块中的不同子变换块可以根据相同或不同的方式确定各子变换块的反量化方式。本领域技术人员可以理解对应的实施方案，在此不展开各种组合的情况进行赘述。
在本公开一实施例中，步骤802中根据所确定的反量化方式，对所述待解码块进行系数的解析和反量化，包括如下方式之一：
(一)在所述反量化方式为非依赖性反量化的情况下，根据相关技术方案中的非依赖性反量化方式对所述待解码块进行系数的解析和反量化。
(二)在所确定的反量化方式为依赖性反量化的情况下，将所述解编码子变换块中的第一个系数初始化为状态0后，再对所述待解码子变换块进行系数的解析和依赖性反量化。
(三)在所确定的反量化方式为依赖性反量化的情况下，在所述待解码子变换块在归属的变换块中存在上一个基于依赖性量化的已解码子变换块情况下，在所述待解码子变换块的第一个系数状态根据所述上一个基于依赖性量化的已解码子变换块的最后一个系数的状态和奇偶性确定后，再对所述待 解码子变换块进行系数的解析和依赖性反量化；在所述待解码子变换块在归属的变换块中不存在上一个基于依赖性量化的已解码子变换块的情况下，在所述待解码子变换块的第一个系数始化为状态0后，再对所述待解码子变换块进行系数的解析和依赖性反量化。
可以看到，在一个允许使用依赖性反量化的变换块中，状态的转移随着系数的扫描顺序逐个进行。对于加入子变换块subblock级别的子变换块量化方式的改动而言，这样的状态转移可以有以上(二)(三)两种反量化实现方法。
本公开实施例还提供一种视频解码方法，如图9所示，包括，
步骤800，确定待解码块的分类反量化开关的状态，在所述待解码块分类反量化开关为开启状态的情况下，执行步骤801-802。
在本公开一实施例中，步骤800中确定待解码块分类反量化开关的状态，包括：
从待解码码流中序列(Sequence)级语法元素中获取所述待解码块分类反量化开关的状态；
或者，从待解码码流中图像(Picture)级语法元素中获取所述待解码块分类反量化开关的状态；
或者，从待解码码流中分片(Slice)级语法元素中获取所述待解码块分类反量化开关的状态；
或者，从待解码码流中编码树单元CTU级语法元素中获取待解码块分类反量化开关的状态。
在本公开一实施例中，从待解码码流的语法元素中获取的待解码块分类反量化开关的状态，可以根据语法元素中相关标识确定，其中，第一标识指示待解码块分类反量化开关的状态为开启状态，第二标识指示待解码块分类反量化开关的状态为关闭状态。第一或第二标识不限于特定形式，可以是1或0；也可以是true或false；或其他。
可以看到，是否执行步骤801-802的方法，可以根据高层语法结构中所包含的待解码块分类反量化开关的状态(第一或第二标识)来确定，在待解码块分类反量化开关的状态为开启的情况下，后续解码过程中需要确定各待解码块的反量化方式，分别进行反量化；在待解码块分类反量化开关的状态为关闭的情况下，后续解码过程中无需确定各待解码块的反量化方式，根据相关规范中相应流程进行反量化即可。
本公开实施例还提供一种视频编码方法，如图10所示，包括，
步骤1001，确定待编码块的量化方式；
步骤1002，根据所确定的量化方式对所述待编码块进行量化。
在本公开一实施例中，所述待编码块为变换块或子变换块。
在本公开一实施例中，所述方法还包括，
步骤1003，将指示所述待编码块的量化方式的量化方式标识写入编码码流中。即，将待编码块的量化方式标识对应的数据写入编码码流；该待编码块的量化方式标识用于指示解码端根据该标识确定对接收到的待解码块进行反量化的方式。
在本公开一实施例中，所述待编码块的量化方式为以下之一：基于率失真优化的量化方式RDOQ、依赖性量化方式DQ。
在本公开一实施例中，所述待编码块的量化方式标识还可以指示其他的量化方式，不限于本公开示例的上述两种。相应地，根据需指示的量化方式数量，对应设计适合长度的待编码块的量化方式标识。例如，包括两种：RDOQ和DQ，则量化方式标识为1bit，1表示RDOQ，0标识DQ，或者相反；例如，包括4种，则子变换块的量化方式标识为2bits，分别对应4种量化方式。本领域技术人员可以根据上述示例推定其他情况，在此不一一赘述。
需要说明的是，在本公开一实施例中，编码端指示率失真优化的量化RDOQ的标识，写入码流后，解码端视为一种“非依赖性反量化标识”。
在本公开一实施例中，所述待编码块为包含多个子变换块的变换块；
所述确定待编码块的量化方式，包括：分别确定所述待编码块中所包含的多个子变换块的量化方式；其中，所述多个子变换块的量化方式相同或不同。
相应地，步骤1003中归属同一个的变换块的不同的待编码子变换块所写入的量化方式标识相同或不同。
在本公开一实施例中，步骤1003中将指示所述待编码块的量化方式的量化方式标识写入编码码流 中，包括：
将所述量化方式标识写入所述编码码流的以下语法元素之一中：
序列级语法元素、图像级语法元素、分片级语法元素、编码树单元CTU级语法元素、编码单元CU级语法元素、变换块TU级语法元素和子变换块级语法元素。
可以看到，采用本公开实施例提供的方案，可以对每一个待编码变换块或子变换块采用不同的量化方式，并将指示各变换块或子变换块采用的量化方式的标识写入语法元素中，以指示解码端根据该标识对各变换块或子变换块分别进行对应方法的反量化。
在本公开一实施例中，步骤1003中各变换块或子变换块的量化方式标识可以各自独立设置，设置后写入各子变换块级语法元素中；或者，写入变换块级语法元素中；或者，写入编码单元CU级语法元素中；或者，写入CTU级语法元素；或者，写入分片级语法元素；或者，写入图像级语法元素；或者，写入序列级语法元素。
在本公开一实施例中，步骤1003中各待编码块的量化方式标识也可以采用多个标识合并设置的方式，根据预设的合并设置规则，解码端能够反向解析出各量化方式标识。例如，一个变换块TU中，前5个子变换块subblock是RDOQ，后11个子变换块subblock是DQ，则可以在TU的语法单元中设置16位数据1111100000000000，指示该TU所包括的16个子变换块的量化方式分别为RDOQ或DQ；或者，也可以在则可以在TU的语法单元中设置：1，5，1；6，11，0；表示从第一个子变换块开始连续5个子变换块的量化方式标识为1(指示RDOQ)，从第6个子变换块开始连续11个子变换块的量化方式标识为0(指示DQ)。可以看到，本公开实施例提供的方案，通过扩展编码码流中的承载的数据，能够针对变换块或子变换块级的量化或反量化方式进行指示，具体承载的位置和/或承载数据的编码方式，不限于本公开示例内容，本领域技术人员根据上述示例可以替换选择不同的实施方式。
在本公开一实施例中，步骤1001中确定待编码块的量化方式，包括如下方式之一：
在所述待编码块的类型为亮度分量的情况下，确定所述待编码块的量化方式为依赖性量化方式；
在所述待编码块的类型为亮度分量的情况下，确定所述待编码块的量化方式为基于率失真优化的量化方式；
在所述待编码块的类型为色度分量的情况下，确定所述待编码块的量化方式为基于率失真优化的量化方式；
在所述待编码块为亮度分量的子变换块，且所述子变换块为归属变换块的第一个子变换块的情况下，确定所述子变换块的量化方式为依赖性反量化方式；
在所述待编码块为亮度分量的子变换块，且所述子变换块为归属变换块的第一个子变换块的情况下，确定所述子变换块的量化方式为基于率失真优化的量化方式；
在所述待编码块为色度分量的子变换块，且所述子变换块为归属变换块的第一个子变换块，则确定所述子变换块的量化方式为基于率失真优化的量化方式；
在所述编解码块的类型为色度分量的情况下，确定所述编解码块的反量化方式为依赖性反量化；
在所述编码解码块为色度分量的子变换块，且所述待子变换块为归属变换块的第一个子变换块，则确定所述子变换块的反量化方式为非依赖性反量化。
在本公开一实施例中，所述待编码子变换块为亮度分量的子变换块；或者，所述待编码子变换块包括亮度分量的子变换块和色度分量的子变换块。
需要说明的是，在本公开一实施例中，考虑到色度分量的残差值较少，且色度对总体主客观质量的影响较小，故可只对亮度变换块或亮度子变换块考虑分别采用不同的量化方式，即仅对亮度分量的变换块或子变换块执行上述方法1001-1002或1001-1003，其他分量的变换块或子变换块暂不进行区分量化。
在本公开一实施例中，步骤1001中确定待编码块的量化方式，包括如下方式之一：
(一)确定待编码变换块所包含的子变换块数量；在所述子变换块数量大于或等于第一数量阈值，且小于或等于第二数量阈值的情况下，确定所述待编码块的量化方式为依赖性量化方式或基于率失真优化的量化方式。
可以看到，当待编码子变换块前一个或多个已编码子变换块中非零系数的个数相比于该子变换块 前一个或多个已编码子变换块中总系数的比例大于预设的比例阈值时，例如，第一预设比例阈值为90％，则表明该子变换块前一个或多个已编码子变换块中非零系数较多，则该子变换块采用依赖性量化DQ性能更好。
(二)确定待编码变换块所包含的子变换块数量；在所述子变换块数量小于第三数量阈值的情况下，确定所述待编码块的量化方式为依赖性量化方式或基于率失真优化的量化方式。
可以看到，当待编码子变换块前一个或多个已编码子变换块中非零系数的个数相比于该子变换块中总系数的比例小于或等于预设的比例阈值时，例如，第二预设比例阈值为50％，则表明该子变换块前一个或多个已编码子变换块中非零系数较少，则该子变换块采用基于率失真优化的量化RDOQ性能更好。
其中，第一预设比例阈值和第二预设比例阈值独立设置，可以相同也可以不同。第一数量阈值和第二数量阈值独立设置，可以相同也可以不同。
变换块或子变换块归属的残差块是否允许使用依赖性量化，根据相关方案确定，不限于特定的确定方式。例如，在相关方案中，依赖性量化DQ仅作用于RRC(Regular residual coding，经过变换的残差编码)的变换块，则判断RRC变换块允许使用依赖性量化DQ，其待编码子变换块的量化方式可以为依赖性量化DQ或基于率失真优化的量化RDOQ。例如，在相关方案中，依赖性量化DQ不作用于TSRC(Transform skip residual coding，变换跳过的残差编码)的变换块，则判断TSRC变换块不允许使用依赖性量化DQ。或者，例如，依赖性量化DQ可作用于RRC的变换块，也可以作用于TSRC的变换块，则待编码子变换块归属RRC变换块或TSRC变换块时，判断都允许使用依赖性量化DQ，则待编码子变换块的量化方式可以为依赖性量化DQ或基于率失真优化的量化RDOQ。
在本公开一实施例中，步骤1001中确定待编码块的量化方式，包括如下方式之一：
(一)确定待编码变换块所包含的子变换块数量；在所述子变换块数量大于或等于第一数量阈值，且小于或等于第二数量阈值的情况下，确定所述待编码块的量化方式为依赖性量化方式或基于率失真优化的量化方式。
需要说明的是，实验证明，当一个变换块中的子变换块数量小于一定数量时，潜在可能是变换块中非零系数较少，对这样的块，额外耗费子变换块量化方式标识带来的代价较大；当大于一定数量时，编码端对每个子块做依赖性量化DQ或基于率失真优化的量化RDOQ会带来显著的时间复杂度和计算复杂度。因此，在本公开一实施例中，可以限定当一个变换块中的子变换块数量小于第一数量阈值或大于第二数量阈值时，才采取步骤1001-1002或1001-1003的方法进行子变换块级的分类量化。
(二)确定待编码变换块所包含的子变换块数量；在所述子变换块数量小于第三数量阈值的情况下，确定所述待编码块的量化方式为依赖性量化方式或基于率失真优化的量化方式。
例如，第三数量阈值为2，当子变换块数量为1时，对于这样的待编码子变换块确定其量化方式为依赖性量化DQ或基于率失真优化的量化RDOQ。
需要说明的是，上述第三数量阈值与上述第一数量阈值和第二数量阈值分别设定；所涉及方案在不同情况下采用，并不存在矛盾。
在本公开一实施例中，量化后的系数，可以采用基于上下文模型的编码方式，也可以采用不基于上下文模型的编码方式。
在本公开一实施例中，在相关方案中每一个变换块可以使用的上下文编码的bin数是有限的，数量为remBinsPass1，当remBinsPass1的数量使用完后，所有的系数将不再采用上下文模型编码。上下文模型编码更为复杂，所以基于复杂度的控制，VVC限制了每个块中上下文模型编码的bin的个数。
remBinsPass1＝((1＜＜(log2TbWidth+log2TbHeight))*7)＞＞2)
因此，考虑到编解码算法复杂度的控制，在本公开一实施例中，步骤1001中确定待编码块的量化方式，包括如下方式之一：
(一)所述待编码块为子变换块，在所述子变换块归属的变换块采用的编码方式为基于上下文模型的编码方式，且归属的待编码变换块剩余可用的基于上下文模型编码方式的二值化标识数量大于二值化标识数量阈值的情况下，确定所述子变换块的量化方式为依赖性量化方式或基于率失真优化的量化方式；
(二)所述待编码块为子变换块，在所述子变换块归属的变换块采用的编码方式为基于上下文模 型的编码方法，且归属的变换块剩余可用的基于上下文模型编码方式的二值化标识数量小于或等于二值化标识数量阈值的情况下，确定所述子变换块的量化方式为基于率失真优化的量化方式或依赖性量化方式。
在本公开一实施例中，所述二值化标识数量阈值为0，大于0表示还有二值化标识可用，则当前子变换块可以采用基于上下文模型的编码方法；小于或等于0表示无二值化标识可用，则当前子变换块不能采用基于上下文模型的编码方法。
需要说明的是，在相关方案中变换块采用基于上下文模型的编码方法进行编码，由于存在基于上下文模型编码方法的二值化标识数量的使用约束，变换块所包含的子变换块被区分采用基于上下文模型的编码方法，和采用不同于基于上下文模型的编码方法进行编码。为了进一步减少编解码代价，可以选择对其中采用了上下文模型编码方法的子变换块进行区分量化，其他子变换块不进行区分量化；或者，选择对其中没采用了上下文模型编码方法的子变换块进行区分量化，其他子变换块不进行区分量化。
需要说明的是，针对当前子变换块根据上述可选方案之一确定该变换块或子变换块的量化方式。在不冲突的情况，变换块中的不同子变换块可以根据相同或不同的方式确定各子变换块的量化方式。本领域技术人员可以理解对应的实施方案，在此不展开各种组合的情况进行赘述。
在本公开一实施例中，所确定的所述量化方式为RDOQ时，步骤1002中对待编码块进行量化，包括：
(一)判断所述量化方式为RDOQ，则根据相关技术方案中的RDOQ对所述待编码块进行量化。
在本公开一实施例中，所确定的所述量化方式为DQ时，步骤1002中对待编码块进行量化，包括如下方式之一：
(二)所述待编码块为子变换块，将所述子变换块中的第一个系数初始化为状态0后，再对所述待编码块进行依赖性量化；
(三)所述待编码块为子变换块，在所述子变换块在归属的变换块中存在上一个基于依赖性量化的已编码子变换块的情况下，所述子变换块的第一个系数状态根据所述上一个基于依赖性量化的已编码子变换块的最后一个系数的状态和奇偶性确定后，再对所述待编码块进行依赖性量化；在所述子变换块在归属的变换块中不存在上一个基于依赖性量化的已编码子变换块的情况下，所述子变换块的第一个系数始化为状态0后，再对所述待编码块进行依赖性量化。
可以看到，在一个允许使用DQ的变换块中，状态的转移随着系数的扫描顺序逐个进行。对于加入子变换块subblock级别的子变换块量化方式的改动而言，这样的状态转移可以有以上(二)(三)两种量化实现方法。
在本公开一实施例中，本公开实施例还提供一种视频编码方法，如图11所示，包括，
步骤1000，判断是否满足待编码块分类量化的条件；如果满足待编码块分类量化的条件，则执行步骤1001-1002或1001-1003的方法进行视频数据编码。
在本公开一实施例中，所述方法还包括：步骤1004，如果满足待编码块分类量化的条件，将指示待编码块分类量化开关为开启状态的第一标识写入视频数据编码后的码流。第一标识用于指示解码端在解码过程中需要分别确定待解码块的反量化方式，根据各待解码块的反量化方式进行系数的解析和反量化。
在本公开一实施例中，所述方法还包括：步骤1005，如果不满足待编码块分类量化的条件，将指示待编码块分类量化开关为关闭状态的第二标识写入视频数据编码后的码流。第二标识用于指示解码端在解码过程无需分别确定待解码块的反量化方式。
在本公开一实施例中，所述满足待编码块分类量化的条件至少包括以下之一：
编码设备中预设的开关状态为开启；
编码设备的编码系统的版本满足预设的第一版本范围；
解码设备的解码系统的版本满足预设的第二版本范围；
编码设备的硬件处理能力满足第一硬件要求；
解码设备的硬件出来能力满足第二硬件要求；
编解设备和解码设备之间的可用带宽满足预设的带宽要求。
其中，将所述第一标识或第二标识写入视频数据编码后的码流，可以写入码流中序列(Sequence)级语法元素中；或者，码流中图像(Picture)级语法元素中；或者，写入码流中分片(Slice)级语法元素中；或者，写入码流中编码树单元CTU级语法元素中。根据本公开示例，本领域技术人员也可以利用编码码流中已有的语法元素或拓展新的语法元素来承载所述第一标识或第二标识。解码端根据该第一或第二标识，进行对应的解码步骤，在解析得到第一标识的情况下，进一步确定各待解码块的量化方式后，再相应进行待解码块的系数的解析和反量化。
本公开一实施例还提供了一种视频解码设备，如图12所示，包括处理器以及存储有可在所述处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本公开任一实施例所述的视频解码方法。
本公开一实施例还提供了一种视频编码设备，如图12所示，包括处理器以及存储有可在所述处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本公开任一实施例所述的视频编码方法。
本公开一实施例还提供了一种视频编解码系统，包括如本公开任一实施所述的视频编码设备和/或本公开任一实施所述的视频解码设备。
本公开一实施例还提供了一种非瞬态计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其中，所述计算机程序时被处理器执行时实现如本公开任一实施例所述的视频解码方法或编码方法。
本公开一实施例还提供了一种码流，其中，所述码流根据如本公开任一实施例所述的视频编码方法生成，其中，所述码流中包括量化方式标识，所述量化方式标识用于指示待编码块或待解码块块进行量化或反量化的方法。
依赖性量化DQ和基于率失真优化的量化RDOQ在相关编码的量化/反量化步骤中在不同的编解码方案中被选用，相关技术中对于任意一个变换块TU，仅可以采用一种量化方式。根据实验结果，可以了解到依赖性量化DQ并非在任何情况下都优于基于率失真优化的量化RDOQ。可以看到，本公开实施例所提出的视频编解码方法，新增了变换块或子变换块级的量化方式粒度，可以在变换块或子变换块一级控制量化方式，使得能够根据各变换块或子变换块的特点分别采用相同或不同的量化方式，充分利用不同的量化方式的处理优势，整体上提升编解码性能。
在一或多个示例性实施例中，所描述的功能可以硬件、软件、固件或其任一组合来实施。如果以软件实施，那么功能可作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或经由计算机可读介质传输，且由基于硬件的处理单元执行。计算机可读介质可包含对应于例如数据存储介质等有形介质的计算机可读存储介质，或包含促进计算机程序例如根据通信协议从一处传送到另一处的任何介质的通信介质。以此方式，计算机可读介质通常可对应于非暂时性的有形计算机可读存储介质或例如信号或载波等通信介质。数据存储介质可为可由一或多个计算机或者一或多个处理器存取以检索用于实施本公开中描述的技术的指令、代码和/或数据结构的任何可用介质。计算机程序产品可包含计算机可读介质。
举例来说且并非限制，此类计算机可读存储介质可包括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以指令或数据结构的形式存储所要程序代码且可由计算机存取的任何其它介质。而且，还可以将任何连接称作计算机可读介质举例来说，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)或例如红外线、无线电及微波等无线技术从网站、服务器或其它远程源传输指令，则同轴电缆、光纤电缆、双纹线、DSL或例如红外线、无线电及微波等无线技术包含于介质的定义中。然而应了解，计算机可读存储介质和数据存储介质不包含连接、载波、信号或其它瞬时(瞬态)介质，而是针对非瞬时有形存储介质。如本文中所使用，磁盘及光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软磁盘或蓝光光盘等，其中磁盘通常以磁性方式再生数据，而光盘使用激光以光学方式再生数据。上文的组合也应包含在计算机可读介质的范围内。
可由例如一或多个数字信号理器(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”可指上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，本文描述的功能性可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，或并入在组合式编解码器中。并且，可将所述技术完全实施于一个或多个电路或逻辑元件中。
本公开实施例的技术方案可在广泛多种装置或设备中实施，包含无线手机、集成电路(IC)或一组IC(例如，芯片组)。本公开实施例中描各种组件、模块或单元以强调经配置以执行所描述的技术的装置的功能方面，但不一定需要通过不同硬件单元来实现。而是，如上所述，各种单元可在编解码器硬件单元中组合或由互操作硬件单元(包含如上所述的一个或多个处理器)的集合结合合适软件和/或固件来提供。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

Claims (26)

  1. 一种视频解码方法，其特征在于，包括，
    确定待解码块的反量化方式；
    根据所确定的反量化方式，对所述待解码块进行系数的解析和反量化。
  2. 如权利要求1所述的解码方法，其特征在于，
    所述待解码块为变换块或子变换块。
  3. 如权利要求1所述的解码方法，其特征在于，
    所述反量化方式包括以下之一：
    非依赖性反量化、依赖性反量化。
  4. 如权利要求1-3任一项所述的解码方法，其特征在于，
    所述确定待解码块的反量化方式，包括：
    解析码流获得所述待解码块的反量化方式标识；根据所述待解码块的反量化方式标识所指示的反量化方式确定所述待解码块的反量化方式。
  5. 如权利要求1-3任一项所述的解码方法，其特征在于，
    所述确定待解码块的反量化方式，还包括通过如下的方式中的一种来确定：
    确定所述待解码块的类型，根据所述类型确定所述待解码块的反量化方式，所述类型包括：亮度分量和色度分量；
    确定已解码的子变换块中非零系数的比例，根据所述非零系数的比例确定所述待解码块的反量化方式；
    确定所述待解码块的编码方式，根据所述编码方式确定所述待解码块的反量化方式，所述编码方式包括：基于上下文的模型编码方式和非基于上下文的模型编码方式。
  6. 如权利要求4所述的解码方法，其特征在于，
    所述解析码流获得所述待解码块的反量化方式标识，包括：解析所述码流，从以下语法元素之一中获得所述待解码块的反量化方式标识：
    序列级语法元素、图像级语法元素、分片级语法元素、编码树单元CTU级语法元素、编码单元CU级语法元素、变换块TU级语法元素和子变换块级语法元素。
  7. 如权利要求5所述的解码方法，其特征在于，
    所述根据所述类型确定所述待解码块的反量化方式，包括如下方式之一：
    在所述待解码块的类型为亮度分量的情况下，确定所述待解码块的反量化方式为依赖性反量化；
    在所述待解码块的类型为亮度分量的情况下，确定所述待解码块的反量化方式为非依赖性反量化；
    在所述待解码块的类型为色度分量的情况下，确定所述待解码块的反量化方式为非依赖性反量化；
    在所述待解码块为亮度分量的子变换块，且所述子变换块为归属变换块的第一个子变换块的情况下，确定所述子变换块的反量化方式为依赖性反量化；
    在所述待解码块为亮度分量的子变换块，且所述子变换块为归属变换块的第一个子变换块的情况下，确定所述子变换块的反量化方式为非依赖性反量化；
    在所述待解码块为色度分量的子变换块，且所述待子变换块为归属变换块的第一个子变换块，则确定所述子变换块的反量化方式为非依赖性反量化。
  8. 如权利要求5所述的解码方法，其特征在于，
    所述确定已解码的子变换块中非零系数的比例，根据所述非零系数的比例确定所述待解码块的反量化方式，包括如下方式之一：
    确定第一预设数量的已解码的子变换块中非零系数的比例，在所述非零系数的比例大于第一预设 比例阈值的情况下，确定所述待解码块的反量化方式为依赖性反量化；
    确定第二预设数量的已解码的子变换块中非零系数的比例，在所述非零系数的比例大小于或等于第二预设比例阈值的情况下，确定所述待解码块的反量化方式为非依赖性反量化。
  9. 如权利要求5所述的解码方法，其特征在于，
    所述根据所述编码方式确定所述待解码块的反量化方式反量化方式，包括如下方式之一：
    在所述编码方式为基于上下文的模型编码方式的情况下，确定所述待解码块的反量化方式为非依赖性反量化或依赖性反量化；
    在所述编码方式不是基于上下文的模型编码方式的情况下，确定所述待解码块的反量化方式为非依赖性反量化或依赖性反量化。
  10. 如权利要求1-3任一项所述的解码方法，其特征在于，
    归属同一个变换块的多个子变换块的反量化方式相同或不同。
  11. 一种视频编码方法，其特征在于，包括：
    确定待编码块的量化方式；
    根据所确定的量化方式对所述待编码块进行量化。
  12. 如权利要求11所述的编码方法，其特征在于，
    所述待编码块为变换块或子变换块。
  13. 如权利要求11所述的编码方法，其特征在于，
    所述待编码块的量化方式为以下之一：
    基于率失真优化的量化方式、依赖性量化方式。
  14. 如权利要求11所述的编码方法，其特征在于，
    所述方法还包括：将指示所述待编码块的量化方式的量化方式标识写入编码码流中。
  15. 如权利要求11-14任一项所述的编码方法，其特征在于，
    所述待编码块为包含多个子变换块的变换块；
    所述确定待编码块的量化方式，包括：
    分别确定所述待编码块中所包含的多个子变换块的量化方式；
    其中，所述多个子变换块的量化方式相同或不同。
  16. 如权利要求14所述的编码方法，其特征在于，
    所述将指示所述待编码块的量化方式的量化方式标识写入编码码流中，包括：
    将所述量化方式标识写入所述编码码流的以下语法元素之一中：
    序列级语法元素、图像级语法元素、分片级语法元素、编码树单元CTU级语法元素、编码单元CU级语法元素、变换块TU级语法元素和子变换块级语法元素。
  17. 如权利要求11-14任一项所述的编码方法，其特征在于，
    所述确定待编码块的量化方式，包括如下方式之一：
    在所述待编码块的类型为亮度分量的情况下，确定所述待编码块的量化方式为依赖性量化方式；
    在所述待编码块的类型为亮度分量的情况下，确定所述待编码块的量化方式为基于率失真优化的量化方式；
    在所述待编码块的类型为色度分量的情况下，确定所述待编码块的量化方式为基于率失真优化的量化方式；
    在所述待编码块为亮度分量的子变换块，且所述子变换块为归属变换块的第一个子变换块的情况下，确定所述子变换块的量化方式为依赖性反量化方式；
    在所述待编码块为亮度分量的子变换块，且所述子变换块为归属变换块的第一个子变换块的情况 下，确定所述子变换块的量化方式为基于率失真优化的量化方式；
    在所述待编码块为色度分量的子变换块，且所述子变换块为归属变换块的第一个子变换块，则确定所述子变换块的量化方式为基于率失真优化的量化方式。
  18. 如权利要求11-14任一项所述的编码方法，其特征在于，
    所述确定待编码块的量化方式，包括如下方式之一：
    确定第一预设数量的已编码的子变换块中非零系数的比例，在所述非零系数的比例大于第一预设比例阈值的情况下，确定所述待编码块的量化方式为依赖性反量化方式；
    确定第二预设数量的已编码的子变换块中非零系数的比例，在所述非零系数的比例大小于或等于第二预设比例阈值的情况下，确定所述编解码块的量化方式为基于率失真优化的量化方式。
  19. 如权利要求11-14任一项所述的编码方法，其特征在于，
    所述确定待编码块的量化方式，包括如下方式之一：
    确定待编码变换块所包含的子变换块数量；在所述子变换块数量大于或等于第一数量阈值，且小于或等于第二数量阈值的情况下，确定所述待编码块的量化方式为依赖性量化方式或基于率失真优化的量化方式；
    确定待编码变换块所包含的子变换块数量；在所述子变换块数量小于第三数量阈值的情况下，确定所述待编码块的量化方式为依赖性量化方式或基于率失真优化的量化方式。
  20. 如权利要求11-14任一项所述的编码方法，其特征在于，
    所述确定待编码块的量化方式，包括如下方式之一：
    所述待编码块为子变换块，在所述子变换块归属的变换块采用的编码方式为基于上下文模型的编码方式，且归属的待编码变换块剩余可用的基于上下文模型编码方式的二值化标识数量大于二值化标识数量阈值的情况下，确定所述子变换块的量化方式为依赖性量化方式或基于率失真优化的量化方式；
    所述待编码块为子变换块，在所述子变换块归属的变换块采用的编码方式为基于上下文模型的编码方法，且归属的变换块剩余可用的基于上下文模型编码方式的二值化标识数量小于或等于二值化标识数量阈值的情况下，确定所述子变换块的量化方式为基于率失真优化的量化方式或依赖性量化方式。
  21. 如权利要求11-14任一项所述的编码方法，其特征在于，
    在所确定的所述量化方式为依赖性量化方式的情况下，所述对所述待编码块进行量化，包括如下方式之一：
    所述待编码块为子变换块，将所述子变换块中的第一个系数初始化为状态0后，再对所述待编码块进行依赖性量化；
    所述待编码块为子变换块，在所述子变换块在归属的变换块中存在上一个基于依赖性量化的已编码子变换块的情况下，所述子变换块的第一个系数状态根据所述上一个基于依赖性量化的已编码子变换块的最后一个系数的状态和奇偶性确定后，再对所述待编码块进行依赖性量化；在所述子变换块在归属的变换块中不存在上一个基于依赖性量化的已编码子变换块的情况下，所述子变换块的第一个系数始化为状态0后，再对所述待编码块进行依赖性量化。
  22. 一种视频解码设备，其特征在于，包括处理器以及存储有可在所述处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至10任一项所述的解码方法。
  23. 一种视频编码设备，其特征在于，包括处理器以及存储有可在所述处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求11至21任一所述的编码方法。
  24. 一种视频编解码系统，其中，包括如权利要求22所述的解码设备和\或如权利要求23所述的编码设备。
  25. 一种非瞬态计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其中，所述计算机程序时被处理器执行时实现如权利要求1至21中任一所述的方法。
  26. 一种码流，其中，所述码流根据如权利要求11至21中任一所述的编码方法生成，其中，所述码流中包括量化方式标识，所述量化方式标识用于指示解码端对待解码块进行反量化的方式。
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