TWI827606B - 網格寫碼之量化係數寫碼 - Google Patents

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Abstract

一種實例器件包括處理電路系統，該處理電路系統經組態以進行以下操作：判定一資料結構之一第一狀態，該第一狀態表示應用於該視訊資料之一區塊的殘差資料之一先前變換係數之一經先前量化或反量化值的一第一量化器；及根據該第一狀態及表示該先前變換係數之複數個係數層級之一部分集合的語法元素之一部分集合之一同位將該資料結構更新至一第二狀態。該處理電路系統經進一步組態以根據該資料結構之該第二狀態判定待用以量化或反量化一當前變換係數之一當前值之一第二量化器，及使用該第二量化器量化或反量化該當前變換係數之該當前值。

Description

網格寫碼之量化係數寫碼
本發明係關於視訊寫碼，包括視訊編碼及視訊解碼。
數位視訊能力可併入至廣泛範圍之器件中，該等器件包括數位電視、數位直播系統、無線廣播系統、個人數位助理(PDA)、膝上型或桌上型電腦、平板電腦、電子書閱讀器、數位攝影機、數位記錄器件、數位媒體播放器、視訊遊戲器件、視訊遊戲主控台、蜂巢式或衛星無線電電話——所謂的「智慧型電話」、視訊電傳會議器件、視訊串流器件及其類似者。數位視訊器件實施視訊寫碼技術，諸如由以下各者定義之標準中所描述之視訊寫碼技術：ITU-T H.261；ISO/IEC MPEG-1 Visual；ITU-T H.262或ISO/IEC MPEG-2 Visual；ISO/IEC MPEG-4 Visual；ITU-T H.263；ITU-T H.264/MPEG-4第10部分，進階視訊寫碼(AVC) (亦被稱為ISO/IEC MPEG-4 AVC)，包括其可調式視訊寫碼(SVC)及多視圖視訊寫碼(MVC)延伸；高效率視訊寫碼(HEVC)標準；ITU-T H.265/高效率視訊寫碼(HEVC)；及此類標準之延伸。視訊器件可藉由實施此類視訊寫碼技術更高效地傳輸、接收、編碼、解碼及/或儲存數位視訊資訊。
視訊寫碼技術包括空間(圖像內)預測及/或時間(圖像間)預測以縮減或移除視訊序列中固有的冗餘。對於基於區塊之視訊寫碼，視訊截塊(例如視訊圖像或視訊圖像之部分)可被分割成視訊區塊，視訊區塊亦可被稱作寫碼樹型單元(CTU)、寫碼單元(CU)及/或寫碼節點。圖像之經框內寫碼(I)截塊中之視訊區塊係使用關於同一圖像中之相鄰區塊中之參考樣本的空間預測予以編碼。圖像之經框間寫碼(P或B)截塊中之視訊區塊可使用關於同一圖像中之相鄰區塊中之參考樣本的空間預測，或關於其他參考圖像中之參考樣本的時間預測。圖像可被稱作圖框，且參考圖像可被稱作參考圖框。
一般而言，本發明描述用於執行藉由位元平面係數寫碼方案而與一位元平面相容之一網格寫碼之量化方案的技術，及/或用於執行由一視訊寫碼程序中之一有效值映圖驅動之一網格寫碼之量化方案的技術。
在一個實例中，本發明描述一種用於處理視訊資料之量化或反量化方法，該方法包括：判定一資料結構之一第一狀態，該第一狀態表示應用於該視訊資料之一區塊的殘差資料之一先前變換係數之一經先前量化或反量化值的一第一量化器；根據該第一狀態及表示該先前變換係數之複數個係數層級之一部分集合的語法元素之一部分集合之一同位將該資料結構更新至一第二狀態；根據該資料結構之該第二狀態判定待用以量化或反量化一當前變換係數之一當前值之一第二量化器；及使用該第二量化器量化或反量化該當前變換係數之該當前值。
在一個實例中，本發明描述一種用於處理視訊資料之量化或反量化器件，該器件包括處理電路系統，該處理電路系統經組態以進行以下操作：判定一資料結構之一第一狀態，該第一狀態表示應用於該視訊資料之一區塊的殘差資料之一先前變換係數之一經先前量化或反量化值的一第一量化器；根據該第一狀態及表示該殘差資料之該先前變換係數之複數個係數層級之一部分集合的語法元素之一部分集合之一同位將該資料結構更新至一第二狀態；根據該資料結構之該第二狀態判定待用以量化或反量化一當前變換係數之一當前值之一第二量化器；及使用該第二量化器量化或反量化該當前變換係數之該當前值。
在一個實例中，本發明描述一種用於處理視訊資料之量化或反量化器件，該器件包括：判定一資料結構之一第一狀態的構件，該第一狀態表示應用於該視訊資料之一區塊的殘差資料之一先前變換係數之一經先前量化或反量化值的一第一量化器；用於根據該第一狀態及表示該殘差資料之該先前變換係數之複數個係數層級之一部分集合的語法元素之一部分集合之一同位將該資料結構更新至一第二狀態的構件；用於根據該資料結構之該第二狀態判定待用以量化或反量化一當前變換係數之一當前值之一第二量化器的構件；及用於使用該第二量化器量化或反量化該當前變換係數之該當前值的構件。
在一個實例中，本發明描述一種電腦可讀儲存媒體，其包括儲存於其上之指令，該等指令在執行時致使一或多個處理器進行以下操作：判定一資料結構之一第一狀態，該第一狀態表示應用於視訊資料之一區塊的殘差資料之一先前變換係數之一經先前量化或反量化值的一第一量化器；根據該第一狀態及表示該殘差資料之該先前變換係數之複數個係數層級之一部分集合的語法元素之一部分集合之一同位將該資料結構更新至一第二狀態；根據該資料結構之該第二狀態判定待用以量化或反量化一當前變換係數之一當前值之一第二量化器；及使用該第二量化器量化或反量化該當前變換係數之該當前值。
在一個實例中，本發明描述一種寫碼視訊資料之方法，該方法包括：判定一資料結構之一第一狀態，該第一狀態表示用以寫碼視訊資料之一區塊的殘差資料之一先前變換係數之一語法元素之一先前值的一先前上下文；根據該第一狀態及該先前變換係數是否具有大於一臨限值之一絕對值將該資料結構更新至一第二狀態；根據該資料結構之該第二狀態判定待用以寫碼一當前變換係數之該語法元素之一當前值的一當前上下文；及使用該當前上下文寫碼該語法元素之該當前值。
在一個實例中，本發明描述一種器件，其包含處理電路系統，該處理電路系統經組態以進行以下操作：判定一資料結構之一第一狀態，該第一狀態表示用以寫碼視訊資料之一區塊的殘差資料之一先前變換係數之一語法元素之一先前值的一先前上下文；根據該第一狀態及該先前變換係數是否具有大於一臨限值之一絕對值將該資料結構更新至一第二狀態；根據該資料結構之該第二狀態判定待用以寫碼一當前變換係數之該語法元素之一當前值的一當前上下文；及使用該當前上下文寫碼該語法元素之該當前值。
在一個實例中，本發明描述一種器件，其包含：用於判定一資料結構之一第一狀態的構件，該第一狀態表示用以寫碼視訊資料之一區塊的殘差資料之一先前變換係數之一語法元素之一先前值的一先前上下文；用於根據該第一狀態及該先前變換係數是否具有大於一臨限值之一絕對值將該資料結構更新至一第二狀態的構件；用於根據該資料結構之該第二狀態判定待用以寫碼一當前變換係數之該語法元素之一當前值的一當前上下文的構件；及用於使用該當前上下文寫碼該語法元素之該當前值的構件。
在一個實例中，本發明描述一種電腦可讀儲存媒體，其包括儲存於其上之指令，該等指令在執行時致使一或多個處理器進行以下操作：判定一資料結構之一第一狀態，該第一狀態表示用以寫碼視訊資料之一區塊的殘差資料之一先前變換係數之一語法元素之一先前值的一先前上下文；根據該第一狀態及該先前變換係數是否具有大於一臨限值之一絕對值將該資料結構更新至一第二狀態；根據該資料結構之該第二狀態判定待用以寫碼一當前變換係數之該語法元素之一當前值的一當前上下文；及使用該當前上下文寫碼該語法元素之該當前值。
在以下隨附圖式及實施方式中闡述一或多個實例之細節。其他特徵、目標及優點將自實施方式及圖式並自申請專利範圍顯而易見。
本申請案主張2018年6月25日申請之美國臨時申請案第62/689,649 號及2018年6月18日申請之美國臨時申請案第62/686,580 號的權益，該等臨時申請案中之每一者之全文特此以引用之方式併入。
圖1為繪示可執行本發明之技術之實例視訊編碼及解碼系統100的方塊圖。本發明之技術大體上有關於寫碼(編碼及/或解碼)視訊資料。一般而言，視訊資料包括用於處理視訊之任何資料。因此，視訊資料可包括原始未經寫碼視訊、經編碼視訊、經解碼(例如經重新建構)視訊，及視訊後設資料，諸如信號傳送資料。
如圖1中所展示，在此實例中，系統100包括源器件102，源器件102提供待由目的地器件116解碼及顯示之經編碼視訊資料。詳言之，源器件102經由電腦可讀媒體110將視訊資料提供至目的地器件116。源器件102及目的地器件116可包含廣泛範圍之器件中之任一者，包括桌上型電腦、筆記型(亦即，膝上型)電腦、平板電腦、機上盒、諸如智慧型電話之電話手機、電視、攝影機、顯示器件、數位媒體播放器、視訊遊戲主控台、視訊串流器件或其類似者。在一些狀況下，源器件102及目的地器件116可經裝備用於無線通信，且因此可被稱作無線通信器件。
在圖1之實例中，源器件102包括視訊源104、記憶體106、視訊編碼器200及輸出介面108。目的地器件116包括輸入介面122、視訊解碼器300、記憶體120及顯示器件118。根據本發明，源器件102之視訊編碼器200及目的地器件116之視訊解碼器300可經組態以應用用於使用有效值映圖執行網格寫碼之量化係數寫碼的技術。因此，源器件102表示視訊編碼器件之實例，而目的地器件116表示視訊解碼器件之實例。在其他實例中，源器件及目的地器件可包括其他組件或配置。舉例而言，源器件102可自諸如外部攝影機之外部視訊源接收視訊資料。同樣地，目的地器件116可與外部顯示器件介接，而非包括整合式顯示器件。
如圖1中所展示之系統100僅僅為一個實例。一般而言，任何數位視訊編碼及/或解碼器件可執行用於使用有效值映圖執行網格寫碼之量化係數寫碼的技術。源器件102及目的地器件116僅僅為此類寫碼器件之實例，其中源器件102產生經寫碼視訊資料以供傳輸至目的地器件116。本發明將「寫碼」器件稱作執行資料寫碼(編碼及/或解碼)之器件。因此，視訊編碼器200及視訊解碼器300表示寫碼器件之實例，詳言之，分別為視訊編碼器及視訊解碼器。在一些實例中，器件102、116可以實質上對稱方式操作，使得器件102、116中之每一者包括視訊編碼及解碼組件。因此，系統100可支援器件102、116之間的單向或雙向視訊傳輸，例如用於視訊串流、視訊播放、視訊廣播或視訊電話。
一般而言，視訊源104表示視訊資料(亦即，原始未經寫碼視訊資料)之源並將視訊資料之一系列循序圖像(亦被稱作「圖框」)提供至視訊編碼器200，視訊編碼器200編碼圖像之資料。源器件102之視訊源104可包括諸如視訊攝影機之視訊捕捉器件、含有經先前捕捉原始視訊之視訊檔案庫，及/或用以自視訊內容提供者接收視訊之視訊饋送介面。作為另一替代例，視訊源104可產生作為源視訊之基於電腦圖形之資料，或實況視訊、經存檔視訊及電腦產生視訊之組合。在每一狀況下，視訊編碼器200編碼經捕捉、經預捕捉或電腦產生視訊資料。視訊編碼器200可將圖像自接收次序(有時被稱作「顯示次序」)重新配置成寫碼次序以供寫碼。視訊編碼器200可產生包括經編碼視訊資料之位元串流。源器件102可接著經由輸出介面108將經編碼視訊資料輸出至電腦可讀媒體110上以供例如目的地器件116之輸入介面122接收及/或擷取。
源器件102之記憶體106及目的地器件116之記憶體120表示一般用途記憶體。在一些實例中，記憶體106、120可儲存原始視訊資料，例如來自視訊源104之原始視訊及來自視訊解碼器300之原始經解碼視訊資料。另外或替代地，記憶體106、120可儲存可分別由例如視訊編碼器200及視訊解碼器300執行之軟體指令。儘管在此實例中被展示為與視訊編碼器200及視訊解碼器300分離，但應理解，視訊編碼器200及視訊解碼器300亦可包括用於功能上相似或等效目的之內部記憶體。此外，記憶體106、120可儲存例如自視訊編碼器200輸出及輸入至視訊解碼器300之經編碼視訊資料。在一些實例中，可分配記憶體106、120之部分作為一或多個視訊緩衝器，例如以儲存原始、經解碼及/或經編碼視訊資料。
電腦可讀媒體110可表示能夠將經編碼視訊資料自源器件102輸送至目的地器件116的任何類型之媒體或器件。在一個實例中，電腦可讀媒體110表示用以使源器件102能夠例如經由射頻網路或基於電腦之網路即時將經編碼視訊資料直接傳輸至目的地器件116之通信媒體。根據諸如無線通信協定之通信標準，輸出介面108可調變包括經編碼視訊資料之傳輸信號，且輸入介面122可調變經接收傳輸信號。通信媒體可包含任何無線或有線通信媒體，諸如射頻(RF)頻譜或一或多個實體傳輸線。通信媒體可形成諸如區域網路、廣域網路或諸如網際網路之全域網路的基於封包之網路之部分。通信媒體可包括路由器、交換器、基地台，或可用於促進自源器件102至目的地器件116之通信之任何其他設備。
在一些實例中，源器件102可將經編碼資料自輸出介面108輸出至儲存器件102。相似地，目的地器件116可經由輸入介面122自儲存器件102存取經編碼資料。儲存器件116可包括多種分散式或本機存取式資料儲存媒體中之任一者，諸如硬碟機、藍光光碟、DVD、CD-ROM、快閃記憶體、揮發性或非揮發性記憶體，或用於儲存經編碼視訊資料之任何其他合適數位儲存媒體。
在一些實例中，源器件102可將經編碼視訊資料輸出至檔案伺服器114或另一中間儲存器件，其可儲存由源器件102產生之經編碼視訊。目的地器件116可經由串流或下載而自檔案伺服器114存取經儲存視訊資料。檔案伺服器114可為能夠儲存經編碼視訊資料並將該經編碼視訊資料傳輸至目的地器件116的任何類型之伺服器器件。檔案伺服器114可表示網頁伺服器(例如用於網站)、檔案傳送協定(FTP)伺服器、內容遞送網路器件，或網路附接儲存(NAS)器件。目的地器件116可經由包括網際網路連接之任何標準資料連接自檔案伺服器114存取經編碼視訊資料。此連接可包括適合於存取儲存於檔案伺服器114上之經編碼視訊資料的無線頻道(例如Wi-Fi連接)、有線連接(例如DSL、纜線數據機等等)或兩者之組合。檔案伺服器114及輸入介面122可經組態以根據串流傳輸協定、下載傳輸協定或其組合而操作。
輸出介面108及輸入介面122可表示無線傳輸器/接收器、數據機、有線網路連接組件(例如乙太網路卡)、根據各種IEEE 802.11標準中之任一者而操作之無線通信組件，或其他實體組件。在輸出介面108及輸入介面122包含無線組件之實例中，輸出介面108及輸入介面122可經組態以根據諸如4G、4G-LTE (長期演進)、進階LTE、5G或其類似者之蜂巢式通信標準傳送諸如經編碼視訊資料之資料。在輸出介面108包含無線傳輸器之一些實例中，輸出介面108及輸入介面122可經組態以根據諸如IEEE 802.11規範、IEEE 802.15規範(例如ZigBee™)、Bluetooth™標準或其類似者之其他無線標準傳送諸如經編碼視訊資料之資料。在一些實例中，源器件102及/或目的地器件116可包括各別系統單晶片(SoC)器件。舉例而言，源器件102可包括SoC器件以執行歸於視訊編碼器200及/或輸出介面108之功能性，且目的地器件116可包括SoC器件以執行歸於視訊解碼器300及/或輸入介面122之功能性。
本發明之技術可應用於支援多種多媒體應用中之任一者之視訊寫碼，諸如空中電視廣播、有線電視傳輸、衛星電視傳輸、諸如HTTP動態調適性串流(DASH)之網際網路串流視訊傳輸、經編碼至資料儲存媒體上之數位視訊、儲存於資料儲存媒體上之數位視訊之解碼，或其他應用。
目的地器件116之輸入介面122自電腦可讀媒體110 (例如儲存器件112、檔案伺服器114或其類似者)接收經編碼視訊位元串流。經編碼視訊位元串流電腦可讀媒體110可包括由視訊編碼器200定義之信號傳送資訊，該信號傳送資訊亦由視訊解碼器300使用，諸如具有描述視訊區塊或其他經寫碼單元(例如截塊、圖像、圖像群組、序列或其類似者)之特性及/或處理之值的語法元素。顯示器件118向使用者顯示經解碼視訊資料之經解碼圖像。顯示器件118可表示各種顯示器件中之任一者，諸如陰極射線管(CRT)、液晶顯示器(LCD)、電漿顯示器、有機發光二極體(OLED)顯示器，或另一類型之顯示器件。
儘管圖1中未展示，但在一些實例中，視訊編碼器200及視訊解碼器300可各自與音訊編碼器及/或音訊解碼器整合，且可包括適當MUX-DEMUX單元或其他硬體及/或軟體，以處置在共同資料串流中包括音訊及視訊兩者之經多工串流。在適用時，MUX-DEMUX單元可符合ITU H.223多工器協定，或諸如使用者資料報協定(UDP)之其他協定。
視訊編碼器200及視訊解碼器300各自可被實施為各種合適編碼器及/或解碼器電路系統中之任一者，諸如一或多個微處理器、數位信號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)、離散邏輯、軟體、硬體、韌體或其任何組合。當該等技術部分地以軟體予以實施時，器件可將用於軟體之指令儲存於合適非暫時性電腦可讀媒體中，並在硬體中使用一或多個處理器執行指令以執行本發明之技術。視訊編碼器200及視訊解碼器300中之每一者可包括於一或多個編碼器或解碼器中，編碼器或解碼器中之任一者可被整合為各別器件中之組合式編碼器/解碼器(編解碼器)之部分。包括視訊編碼器200及/或視訊解碼器300之器件可包含積體電路、微處理器及/或無線通信器件，諸如蜂巢式電話。
視訊編碼器200及視訊解碼器300可根據視訊寫碼標準而操作，該視訊寫碼標準係諸如ITU-T H.265，亦被稱作高效率視訊寫碼(HEVC)，或其延伸，諸如多視圖及/或可調式視訊寫碼延伸。替代地，視訊編碼器200及視訊解碼器300可根據諸如聯合探索測試模型(JEM)之其他專屬或工業標準而操作。然而，本發明之技術並不限於任何特定寫碼標準。
一般而言，視訊編碼器200及視訊解碼器300可執行圖像之基於區塊之寫碼。術語「區塊」通常係指包括待處理(例如編碼、解碼或以其他方式在編碼及/或解碼程序中使用)之資料之結構。舉例而言，區塊可包括明度及/或色度資料之樣本之二維矩陣。一般而言，視訊編碼器200及視訊解碼器300可寫碼以YUV (例如Y、Cb、Cr)格式表示之視訊資料。亦即，視訊編碼器200及視訊解碼器300可寫碼明度及色度分量，而非寫碼圖像之樣本之紅、綠及藍(RGB)資料，其中該等色度分量可包括紅色調及藍色調分量兩者。在一些實例中，視訊編碼器200在編碼之前將經接收RGB格式化資料轉換成YUV表示，且視訊解碼器300將YUV表示轉換成RGB格式。替代地，預處理單元及後處理單元(未展示)可執行此等轉換。
本發明大體上可指寫碼(例如編碼及解碼)圖像以包括編碼或解碼圖像之資料之程序。相似地，本發明可指寫碼圖像之區塊以包括編碼或解碼區塊之資料之程序，例如預測及/或殘差寫碼。經編碼視訊位元串流通常包括表示寫碼決策(例如寫碼模式)及圖像成為區塊之分割之語法元素的一系列值。因此，對寫碼圖像或區塊之參考通常應被理解為寫碼形成該圖像或區塊之語法元素的值。
HEVC定義各種區塊，包括寫碼單元(CU)、預測單元(PU)及變換單元(TU)。根據HEVC，視訊寫碼器(諸如視訊編碼器200)根據四元樹結構將寫碼樹型單元(CTU)分割成CU。亦即，視訊寫碼器將CTU及CU分割成四個相等非重疊正方形，且四元樹之每一節點具有零個或四個子節點。不具有子節點之節點可被稱作「葉節點」，且此類葉節點之CU可包括一或多個PU及/或一或多個TU。視訊寫碼器可進一步分割PU及TU。舉例而言，在HEVC中，殘差四元樹(RQT)表示TU之分割。在HEVC中，PU表示框間預測資料，而TU表示殘差資料。經框內預測之CU包括框內預測資訊，諸如框內模式指示。
作為另一實例，視訊編碼器200及視訊解碼器300可經組態以根據JEM而操作。根據JEM，視訊寫碼器(諸如視訊編碼器200)將圖像分割成複數個寫碼樹型單元(CTU)。視訊編碼器200可根據諸如四元樹二元樹(QTBT)結構之樹結構分割CTU。JEM之QTBT結構移除多個分割類型之概念，諸如HEVC之CU、PU及TU之間的分離度。JEM之QTBT結構包括兩個層級：根據四元樹分割而分割之第一層級，及根據二元樹分割而分割之第二層級。QTBT結構之根節點對應於CTU。二元樹之葉節點對應於寫碼單元(CU)。
在一些實例中，視訊編碼器200及視訊解碼器300可使用單一QTBT結構以表示明度及色度分量中之每一者，而在其他實例中，視訊編碼器200及視訊解碼器300可使用兩個或多於兩個QTBT結構，諸如用於明度分量之一個QTBT結構及用於兩個色度分量之另一QTBT結構(或用於各別色度分量之兩個QTBT結構)。
視訊編碼器200及視訊解碼器300可經組態以使用按照HEVC之四元樹分割、根據JEM之QTBT分割，或其他分割結構。出於闡釋之目的，關於QTBT分割呈現本發明之技術之描述。然而，本發明之技術亦可應用於經組態以使用四元樹分割或亦使用其他類型之分割的視訊寫碼器。
本發明可能可互換地使用「N×N」及「N乘N」以係指區塊(諸如CU或其他視訊區塊)在豎直及水平維度方面之樣本尺寸，例如16×16樣本或16乘16樣本。一般而言，16×16 CU將在豎直方向上具有16個樣本(y = 16)並在水平方向上具有16個樣本(x = 16)。同樣地，N×N CU通常在豎直方向上具有N個樣本並在水平方向上具有N個樣本，其中N表示非負整數值。可按列及行來配置CU中之樣本。此外，CU未必在水平方向上與在豎直方向上具有相同數目個樣本。舉例而言，CU可包含N×M個樣本，其中M未必等於N。
視訊編碼器200編碼表示預測及/或殘差資訊及其他資訊的CU之視訊資料。預測資訊指示將如何預測CU以便形成CU之預測區塊。殘差資訊通常表示在編碼之前的CU之樣本與預測區塊之樣本之間的逐樣本差。
為了預測CU，視訊編碼器200通常可經由框間預測或框內預測形成CU之預測區塊。框間預測通常係指自經先前寫碼圖像之資料預測CU，而框內預測通常係指自同一圖像之經先前寫碼資料預測CU。為了執行框間預測，視訊編碼器200可使用一或多個運動向量來產生預測區塊。視訊編碼器200通常可執行運動搜尋以識別接近地匹配於CU之參考區塊，例如在CU與參考區塊之間的差方面。視訊編碼器200可使用絕對差總和(SAD)、平方差總和(SSD)、平均絕對差(MAD)、均方差(MSD)或其他此類差計算來計算差度量，以判定參考區塊是否接近地匹配於當前CU。在一些實例中，視訊編碼器200可使用單向預測或雙向預測來預測當前CU。
JEM亦提供仿射運動補償模式，其可被視為框間預測模式。在仿射運動補償模式中，視訊編碼器200可判定表示非平移運動之兩個或多於兩個運動向量，該非平移運動係諸如放大或縮小、旋轉、透視運動或其他不規則運動類型。
為了執行框內預測，視訊編碼器200可選擇框內預測模式以產生預測區塊。JEM提供六十七種框內預測模式，包括各種方向模式，以及平面模式及DC模式。一般而言，視訊編碼器200選擇描述當前區塊(例如CU之區塊)之相鄰樣本之框內預測模式，自該框內預測模式將預測當前區塊之樣本。此類樣本通常可與當前區塊在同一圖像中並在當前區塊之上方、左上方或左側，此係假定視訊編碼器200按光柵掃描次序(左至右、上至下)寫碼CTU及CU。
視訊編碼器200編碼表示當前區塊之預測模式之資料。舉例而言，對於框間預測模式，視訊編碼器200可編碼表示各種可用框間預測模式中之哪一者被使用以及對應模式之運動資訊的資料。舉例而言，對於單向或雙向框間預測，視訊編碼器200可使用進階運動向量預測(AMVP)或合併模式來編碼運動向量。視訊編碼器200可使用相似模式來編碼仿射運動補償模式之運動向量。
在區塊之諸如框內預測或框間預測之預測之後，視訊編碼器200可計算用於該區塊之殘差資料。諸如殘差區塊之殘差資料表示該區塊與使用對應預測模式而形成的該區塊之預測區塊之間的逐樣本差。視訊編碼器200可將一或多個變換應用於殘差區塊，以在變換域而非樣本域中產生經變換資料。舉例而言，視訊編碼器200可將離散餘弦變換(DCT)、整數變換、小波變換或概念上相似變換應用於殘差視訊資料。另外，視訊編碼器200可在第一變換之後應用次級變換，諸如模式相依不可分離次級變換(MDNSST)、信號相依變換、卡忽南-拉維(Karhunen-Loeve)變換(KLT)或其類似者。視訊編碼器200在應用一或多個變換之後產生變換係數。
如上文所提及，在進行任何變換以產生變換係數之後，視訊編碼器200可執行變換係數之量化。量化通常係指量化變換係數以可能地縮減用以表示該等係數之資料之量從而提供進一步壓縮的程序。藉由執行量化程序，視訊編碼器200可縮減與係數中之一些或全部相關聯之位元深度。舉例而言，視訊編碼器200可在量化期間將n 位元值捨位至m 位元值，其中n 大於m 。在一些實例中，為了執行量化，視訊編碼器200可執行待量化值之按位元右移。
在量化之後，視訊編碼器200可掃描變換係數，從而自包括經量化變換係數之二維矩陣產生一維向量。掃描可經設計以將較高能量(且因此，較低頻率)係數置放於向量之前部處，並將較低能量(且因此，較高頻率)變換係數置放於向量之後部處。在一些實例中，視訊編碼器200可利用預定義掃描次序來掃描經量化變換係數以產生序列化向量，並接著熵編碼向量之經量化變換係數。在其他實例中，視訊編碼器200可執行調適性掃描。在掃描經量化變換係數以形成一維向量之後，視訊編碼器200可例如根據上下文調適性二進位算術寫碼(CABAC)熵編碼一維向量。視訊編碼器200亦可熵編碼描述與經編碼視訊資料相關聯之後設資料之語法元素之值，以由視訊解碼器300用來解碼視訊資料。
為了執行CABAC，視訊編碼器200可將上下文模型內之上下文指派給待傳輸符號。該上下文可與例如符號之相鄰值是否為零值相關。機率判定可基於經指派給符號之上下文。
視訊編碼器200可例如在圖像標頭、區塊標頭、截塊標頭或諸如序列參數集(SPS)、圖像參數集(PPS)或視訊參數集(VPS)之其他語法資料中向視訊解碼器300進一步產生語法資料，諸如基於區塊之語法資料、基於圖像之語法資料及基於序列之語法資料。視訊解碼器300可同樣地解碼此類語法資料以判定如何解碼對應視訊資料。
以此方式，視訊編碼器200可產生位元串流，該位元串流包括經編碼視訊資料，例如描述圖像成為區塊(例如CU)之分割之語法元素及用於區塊之預測及/或殘差資訊。最後，視訊解碼器300可接收位元串流並解碼經編碼視訊資料。
一般而言，視訊解碼器300執行與由視訊編碼器200執行之程序互逆的程序，以解碼位元串流之經編碼視訊資料。舉例而言，視訊解碼器300可使用CABAC以與視訊編碼器200之CABAC編碼程序實質上相似但互逆的方式解碼位元串流之語法元素之值。語法元素可定義圖像成為CTU之分割資訊，及每一CTU根據諸如QTBT結構之對應分割區結構之分割，以定義CTU之CU。語法元素可進一步定義視訊資料之區塊(例如CU)之預測及殘差資訊。
殘差資訊可由例如經量化變換係數表示。視訊解碼器300可反量化及反變換區塊之經量化變換係數，以再生區塊之殘差區塊。視訊解碼器300使用經信號傳送預測模式(框內或框間預測)及相關預測資訊(例如用於框間預測之運動資訊)，以形成用於該區塊之預測區塊。視訊解碼器300可接著組合預測區塊與殘差區塊(在逐樣本基礎上)以再生原始區塊。視訊解碼器300可執行額外處理，諸如執行解區塊程序以縮減沿區塊之邊界之視覺假影。
本發明大體上可指「用信號傳送」某些資訊，諸如語法元素。術語「用信號傳送」大體上可指用以解碼經編碼視訊資料之語法元素及/或其他資料之值之傳達。亦即，視訊編碼器200可在位元串流中用信號傳送語法元素之值。一般而言，用信號傳送係指在位元串流中產生值。如上文所提及，源器件102可實質上即時將位元串流輸送至目的地器件116，或不即時將位元串流輸送至目的地器件116，諸如可能會在將語法元素儲存至儲存器件112以供目的地器件116稍後擷取時發生。
圖2A及圖2B為繪示實例四元樹二元樹(QTBT)結構130及對應寫碼樹型單元(CTU) 132之概念圖。實線表示四元樹分裂，且點線指示二元樹分裂。在二元樹之每一分裂(亦即，非葉)節點中，一個旗標經用信號傳送以指示哪一分裂類型(亦即，水平或豎直)被使用，其中在此實例中，0指示水平分裂且1指示豎直分裂。對於四元樹分裂，不需要指示分裂類型，此係因為四元樹節點將區塊水平地及豎直地分裂成具有相等大小之4個子區塊。因此，視訊編碼器200可編碼且視訊解碼器300可解碼用於QTBT結構130之區域樹層級(亦即，實線)的語法元素(諸如分裂資訊)及用於QTBT結構130之預測樹層級(亦即，虛線)的語法元素(諸如分裂資訊)。視訊編碼器200可編碼且視訊解碼器300可解碼用於由QTBT結構130之端葉節點表示之CU的視訊資料，諸如預測及變換資料。
一般而言，圖2B之CTU 132可與定義對應於第一及第二層級處之QTBT結構130之節點之區塊之大小的參數相關聯。此等參數可包括CTU大小(表示樣本中之CTU 132之大小)、最小四元樹大小(MinQTSize，表示最小允許四元樹葉節點大小)、最大二元樹大小(MaxBTSize，表示最大允許二元樹根節點大小)、最大二元樹深度(MaxBTDepth，表示最大允許二元樹深度)，及最小二元樹大小(MinBTSize，表示最小允許二元樹葉節點大小)。
對應於CTU之QTBT結構之根節點可具有在QTBT結構之第一層級處之四個子節點，該等子節點中之每一者可根據四元樹分割而分割。亦即，第一層級之節點為葉節點(不具有子節點)或具有四個子節點。QTBT結構130之實例將此類節點表示為包括具有用於分支之實線之父節點及子節點。若第一層級之節點不大於最大允許二元樹根節點大小(MaxBTSize)，則其可由各別二元樹進一步分割。可重複一個節點之二元樹分裂，直至由於分裂而產生之節點達到最小允許二元樹葉節點大小(MinBTSize)或最大允許二元樹深度(MaxBTDepth)。QTBT結構130之實例將此類節點表示為具有用於分支之虛線。二元樹葉節點被稱作寫碼單元(CU)，其用於預測(例如圖像內或圖像間預測)及變換，而無任何進一步分割。如上文所論述，CU亦可被稱作「視訊區塊」或「區塊」。
在QTBT分割結構之一個實例中，CTU大小經設定為128×128 (明度樣本及兩個對應64×64色度樣本)，MinQTSize經設定為16×16，MaxBTSize經設定為64×64，MinBTSize (對於寬度及高度兩者)經設定為4，且MaxBTDepth經設定為4。四元樹分割首先應用於CTU以產生四元樹葉節點。四元樹葉節點可具有16×16 (亦即，MinQTSize)至128×128 (亦即，CTU大小)之大小。若葉四元樹節點為128×128，則其將不由二元樹進一步分裂，此係因為大小超過MaxBTSize (亦即，在此實例中為64×64)。否則，葉四元樹節點將由二元樹進一步分割。因此，四元樹葉節點亦為二元樹之根節點並具有為0之二元樹深度。當二元樹深度達到MaxBTDepth (在此實例中為4)時，不准許進一步分裂。當二元樹節點具有等於MinBTSize (在此實例中為4)之寬度時，其暗示不准許進一步水平分裂。相似地，具有等於MinBTSize之高度之二元樹節點暗示針對該二元樹節點不准許進一步豎直分裂。如上文所提及，二元樹之葉節點被稱作CU，並根據預測及變換被進一步處理而無進一步分割。
圖3為繪示可如何使用兩個純量量化器以執行量化之實例的概念圖。網格寫碼之量化(TCQ)為使用多個純量量化器以執行係數值之量化的相依量化方案。在一些實例中，多個純量量化器經組態有不同量化參數。舉例而言，第一量化器(例如Q1)可經組態有第一組量化參數，且第二量化器(例如Q2)可經組態有第二組量化參數，該第二組量化參數在值上與該第一組量化參數不同。向JVET提議之一個特定方案描述於JVET-J0014中，其中使用4狀態網格寫碼之量化。可使用如圖3中所展示之兩個純量量化器以用於執行量化。
詳言之，當使用兩個純量量化器時，第一量化器Q0可將變換係數層級(點下方之數值，例如絕對值)映射至量化步長Δ之偶整數倍。第二量化器Q1可將變換係數層級映射至量化步長Δ之奇整數倍，或映射至零。
可按寫碼次序量化變換係數，且視訊編碼器200及/或視訊解碼器300可基於由其先前狀態驅動之狀態機及經先前寫碼係數之層級(例如絕對值)之同位選擇量化器。狀態機可由資料結構表示。狀態機之實例描述於圖4中。
圖4為繪示用於用以執行量化之兩個純量量化器之實例狀態轉變方案的概念圖。在此實例中，狀態0及狀態1中之係數使用Q0 (步長之偶整數倍)量化器，且狀態2及狀態3中之係數使用Q1 (步長之奇整數倍)量化器。亦即，當第二狀態包含狀態0或狀態1時，視訊編碼器200及/或視訊解碼器300可判定量化器Q0。在一些實例中，當第二狀態包含狀態2或狀態3時，視訊編碼器200及/或視訊解碼器300可判定量化器Q1。
如所展示，當同位等於0時，圖4之資料結構自狀態0轉變至狀態0、自狀態1轉變至狀態2、自狀態2轉變至狀態1並自狀態3轉變至狀態3。在此實例中，當同位等於1時，圖4之資料結構自狀態0轉變至狀態2、自狀態1轉變至狀態0、自狀態2轉變至狀態3並自狀態3轉變至狀態1。如所展示，圖4之資料結構可包括狀態機。
在此方案中，可按係數寫碼次序量化係數。在JVET-J0014方案中，必須在移動至下一係數之寫碼之前寫碼整個係數層級。此係因為，基於上下文之算術寫碼中所使用之有效值(大於零或「gt0」)映圖(係數層級之絕對值大於0)及大於1 (gt1)映圖上下文取決於由先前狀態驅動之狀態及係數層級之同位。在JVET-J0014方案中，為了獲得係數層級同位，必須在移動至下一係數之前寫碼係數之整個層級。
在HEVC中，在位元平面中按位元平面次序(部分地)寫碼係數，其中首先在係數群組中，寫碼所有係數之gt0旗標，接著寫碼gt1旗標，並接著寫碼大於2 (gt2)旗標。在旁路模式中將其餘層級寫碼為剩餘係數層級之絕對值。對gt0、gt1、gt2旗標進行上下文寫碼。使用此方法之主要動機係將所有經旁路寫碼位元子分組以供較簡單的剖析。又，不混合位元平面之次序會簡化多位元子解碼，其中用於經循序解碼係數之上下文不取決於先前係數(打破了相依性)，且不混合位元平面之次序會縮減需要執行推測性解碼(當待解碼之下一位元子可能屬於不同位元平面時)之狀況。此種設計改良了算術寫碼輸貫量。
JVET-J0014中所描述之TCQ方案由於要求在移動至下一係數之前解碼係數之所有位元平面而打破了此方案。其亦將經旁路寫碼位元子與經上下文寫碼位元子交錯，從而難以進行多位元子算術寫碼。
在本發明中，描述一種縮減對需要係數層級之完全重新建構以用於利用TCQ之相依性的替代方案。
詳言之，根據本發明之技術，視訊編碼器200及視訊解碼器300可使用取決於相鄰係數之位置及/或有效值之上下文(基於因果或基於位置)寫碼(分別為編碼或解碼)視訊資料之區塊之有效值映圖。視訊編碼器200及視訊解碼器300可使用相似方案以用於分別寫碼取決於為因果鄰域中之gt1及gt2之係數之位置或數目的gt1及gt2旗標。在本發明之TCQ方案中，視訊編碼器200及視訊解碼器300可基於所使用之當前狀態(偶數或奇數重新建構層級量化器)將單獨上下文模型用於有效值及大於一係數上下文。基本上，視訊編碼器200及視訊解碼器300可針對偶數及奇數量化器維持單獨上下文模型。在一個實例中，若當前狀態為0或1，則使用上下文集合0，而若當前狀態為2或3，則使用上下文集合1。可藉由改變最小化RD成本的先前係數之層級之同位來達成上下文集合之間的切換。上下文集合之間的切換亦可改變量化器，因此改變重新建構層級。
根據本發明中所描述之技術，若視訊編碼器200及視訊解碼器300使用基於位元平面之寫碼方案，而非使用先前係數之經寫碼層級之同位，則視訊編碼器200及視訊解碼器300可使用部分或完整係數層級之同位來驅動狀態機。換言之，舉例而言，視訊編碼器200及視訊解碼器300可使用表示複數個係數層級同位之部分集合的語法元素之部分集合來驅動狀態機。在一些實例中，該部分集合可包括大於零語法元素、大於一語法元素或大於二語法元素中之一或多者。舉例而言，部分集合可僅僅包括大於零語法元素。在一些情況下，部分集合可僅包括大於零語法元素及大於一語法元素。舉例而言，語法元素之部分集合可排除表示具有大於二之值之係數之剩餘層級值之值的語法元素(例如大於二語法層級、大於三語法層級、剩餘語法層級等等)。在一些情況下，部分集合可僅包括大於零語法元素、大於一語法元素及大於二語法元素。在一些實例中，部分集合可包括大於零語法元素、大於一語法元素或大於三語法元素中之一或多者。舉例而言，部分集合可僅包括大於零語法元素、大於一語法元素及大於三語法元素。
舉例而言，視訊編碼器200及視訊解碼器300可判定小於先前變換係數之複數個係數層級中之全部的達先前變換係數之複數個係數層級之某一位元平面層級(例如大於一層級、大於三層級等等)的表示先前變換係數之複數個係數層級之部分集合的語法元素之部分集合。換言之，舉例而言，視訊編碼器200及視訊解碼器300可判定小於表示先前變換係數之複數個係數層級中之全部的語法元素之完全集合的表示先前變換係數之複數個係數層級中之某一係數層級的語法元素之部分集合(例如大於零語法元素、大於一語法元素等等)。在此實例中，在驅動狀態機以判定量化器之後，視訊編碼器200及視訊解碼器300可判定先前變換係數之複數個係數層級(例如絕對值)中之全部。換言之，舉例而言，視訊編碼器200及視訊解碼器300可判定表示先前變換係數之複數個係數層級中之全部的語法元素之完全集合。
在一些實例中，視訊編碼器200及視訊解碼器300可判定小於當前變換係數之複數個係數層級中之全部的達某一位元平面層級(例如大於一層級、大於三層級等等)的當前變換係數之複數個係數層級之第二部分集合，且在判定該第二部分集合之後，視訊編碼器200及視訊解碼器300可解碼先前變換係數之複數個係數層級中之全部。亦即，視訊編碼器200及視訊解碼器300可判定小於表示當前變換係數之複數個係數層級中之全部的語法元素之完全集合的達表示當前變換係數之複數個係數層級中之某一係數層級的語法元素之某一集合的表示當前變換係數之複數個係數層級之部分集合的語法元素之第二部分集合。舉例而言，視訊編碼器200及視訊解碼器300可對表示先前變換係數之複數個係數層級中之剩餘層級(例如絕對值)的語法元素集合及表示當前變換係數之複數個係數層級中之剩餘層級的語法元素集合進行旁路寫碼或旁路解碼。
藉由此使用部分集合以判定同位之方案，舉例而言，將不需要使視訊編碼器200及視訊解碼器300解碼表示完全係數(例如當前變換係數之複數個係數層級中之全部)的語法元素之完全集合以驅動狀態機。又，舉例而言，視訊編碼器200及視訊解碼器300可在移動以寫碼下一係數之gt0之前使用藉由位元平面方案進行之經更改位元平面以寫碼達某一位元平面層級(例如gt2)之一或多個語法元素。最後，舉例而言，視訊編碼器200及視訊解碼器300可在旁路模式中寫碼表示所有剩餘絕對層級之語法元素集合。以此方式，視訊編碼器200及視訊解碼器300可准許同位來自表示較高位元平面之語法元素集合。
換言之，舉例而言，視訊編碼器200及/或視訊解碼器300可判定小於表示先前變換係數之複數個係數層級中之全部的語法元素之完全集合的達表示先前變換係數之複數個係數層級中之某一係數層級的語法元素之某一集合的語法元素之部分集合。在此實例中，視訊編碼器200及視訊解碼器300可在判定待用以量化或反量化當前變換係數之當前值之量化器之後判定表示先前變換係數之複數個係數層級中之全部的語法元素之完全集合(及表示當前變換係數之複數個係數層級中之全部的語法元素之完全集合)。在一些實例中，視訊編碼器200及/或視訊解碼器300可判定小於表示當前變換係數之複數個係數層級中之全部的語法元素之完全集合的達表示當前變換係數之複數個係數層級中之某一係數層級的語法元素之某一集合的表示當前變換係數之複數個係數層級之部分集合的語法元素之第二部分集合，並在判定該第二部分集合之後判定表示當前變換係數之複數個係數層級中之全部的語法元素之完全集合。
在一些實例中，視訊編碼器200及視訊解碼器300可基於正被寫碼之係數之鄰域中的數個非零係數之同位使用替代方案來驅動狀態機。在JEM寫碼方案中，舉例而言，視訊編碼器200及視訊解碼器300可使用5個相鄰像素之範本寫碼有效值映圖。視訊編碼器200及視訊解碼器300可使用同一範本或另一範本以導出數個非零係數之同位。
在一些實例中，視訊編碼器200及視訊解碼器300可使用另一方案來以與gt0交錯之方式寫碼位於係數之有效值(例如gt0)正後面的係數(其判定層級之同位)之最低有效位元(LSB)。舉例而言，視訊編碼器200及視訊解碼器300可在判定先前變換係數之大於零層級之後及在判定先前變換係數之複數個係數層級中之全部之前判定先前變換係數先前之同位。以此方式，使用係數之LSB資訊，視訊編碼器200及視訊解碼器300可使用JVET-J0014中所定義之狀態轉變方案驅動TCQ狀態機。
在實例JVET-J0014 TCQ方案中，可運用兩組上下文模型寫碼gt0及gt1。一個上下文模型可用於狀態0及1，且另一上下文模型可用於狀態2及3。基於當前狀態將單獨上下文模型用於gt1可能不會改良寫碼效能。根據本發明中所描述之技術，移除了gt1上下文對TCQ狀態之相依性，且因此，僅gt0上下文會將單獨上下文模型用於狀態0與1之對及狀態2與3之對。換言之，舉例而言，視訊編碼器200及視訊解碼器300可將單獨上下文模型用於狀態0與1對，且狀態2與3對僅用於gt0上下文。
詳言之，根據本發明之技術，視訊編碼器200及視訊解碼器300可使用取決於相鄰係數之位置及/或有效值之上下文(基於因果或基於位置)寫碼(分別為編碼或解碼)視訊資料之區塊之有效值映圖。視訊編碼器200及視訊解碼器300可使用相似方案以用於分別寫碼取決於為因果鄰域中之gt1及gt2之係數之位置或數目的gt1及gt2旗標。在本發明之TCQ方案中，視訊編碼器200及視訊解碼器300可基於所使用之當前狀態(偶數或奇數重新建構層級量化器)將單獨上下文模型用於有效值及大於一係數上下文。基本上，視訊編碼器200及視訊解碼器300可針對偶數及奇數量化器維持單獨上下文模型。在一個實例中，若當前狀態為0或1，則使用上下文集合0，而若當前狀態為2或3，則使用上下文集合1。可藉由改變最小化RD成本的先前係數之層級之同位來達成上下文集合之間的切換。上下文集合之間的切換亦可改變量化器，因此改變重新建構層級。
圖5為繪示根據本發明之技術的可用於基於係數有效值之狀態機之實例網格圖的概念圖。如所展示，當有效值(例如gt0)等於0時，圖5之資料結構自狀態0轉變至狀態0、自狀態1轉變至狀態2、自狀態2轉變至狀態1並自狀態3轉變至狀態3。在此實例中，當有效值(例如gt0)等於1時，圖4之資料結構自狀態0轉變至狀態2、自狀態1轉變至狀態0、自狀態2轉變至狀態3並自狀態3轉變至狀態1。雖然圖5之實例繪示使用有效值(例如gt0)，但在一些實例中，可使用其他位元平面層級，例如但不限於gt1、gt2或另一位元平面層級。
圖6為繪示根據本發明之技術之實例有效值驅動狀態轉變方案的概念圖。根據本發明之技術，可使用有效值(例如經量化係數之零或非零層級)以驅動狀態機，而非使用經先前量化係數層級之同位。視訊編碼器200及視訊解碼器300可使用經先前量化係數之有效值連同先前狀態來判定狀態機之下一狀態，如圖6中所展示。經更新狀態定義將用以量化或反量化當前係數之量化器。具體言之，視訊編碼器200及視訊解碼器300可在當前狀態為0或1之情況下使用Q0，並在當前狀態為2或3之情況下使用Q1。視訊編碼器200可藉由使用圖5中所展示之網格圖使用此等技術之最佳化，其中自左至右之水平方向上之階段表示按掃描次序之經量化係數。「sig 0」意謂經量化係數為零，而「sig 1」意謂經量化係數不為零，而無論其依據Q0為A或B抑或依據Q1為C或D。關於圖3描述A、B、C及D之意義。此所提議之相依量化方案之輸出將藉由變換係數寫碼而轉換成二進位表示(例如位元串流之部分)。
在一個實例中，變換係數寫碼可為任何現有方案，諸如HEVC之方案或實施於測試模型JEM中之方案。
在另一實例中，可修改現有變換係數寫碼方案，使得寫碼(在視訊編碼器200中)或剖析(在視訊解碼器300中)一個經量化係數之方法取決於用以產生彼係數之量化器(Q0或Q1)。舉例而言，該方法可在上下文模型化程序中不同，此意謂上下文模型之一個集合可依據Q0用於經量化係數，且另一集合可依據Q1用於經量化係數。若如圖5中所展示之同一狀態機實施於變換係數寫碼中並被適當地驅動，則此類調適係可能的，使得判定當前狀態(亦即，右量化器)，同時寫碼/剖析當前經量化係數。此要求狀態機由因果資訊驅動。經有效值驅動之所提議狀態機滿足此要求，即使變換係數寫碼為依據位元平面方案之一種位元平面亦如此。因此，對於依據位元平面方案之位元平面——例如實施於JEM中之位元平面、有效值及可能為大於1、大於2等等，依據Q0之經量化係數之位元平面可具有其自身的與依據Q1之經量化係數之上下文模型不同的上下文模型集合。
除了使用經量化係數之有效值(gt0)或同位之外，在一些實例中，視訊編碼器200及視訊解碼器300亦可使用gtx (例如gt1、gt2、…)以驅動狀態機。狀態機及編碼器側網格之圖可與圖5及圖6相似，惟將運用「gtx」來替換「sig」除外。在變換係數寫碼中，尤其是依據位元平面方案之位元平面，為了根據正使用之量化器獲得上下文模型化之上述調適，視訊編碼器200或視訊解碼器300可在移動以寫碼/剖析下一係數之gt0之前寫碼/剖析達當前係數之位元平面層級gtx，使得用以驅動狀態機之資訊(例如gtx)始終係因果的。最後，可在旁路模式中寫碼所有剩餘絕對層級。換言之，舉例而言，視訊編碼器200及/或視訊解碼器300可對先前變換係數之複數個係數層級中之剩餘層級及當前變換係數之複數個係數層級中之剩餘層級進行旁路編碼或旁路解碼。
可由視訊編碼器200及視訊解碼器300使用之替代方案係基於正被寫碼之係數之鄰域之有效值或經先前解碼有效值之一組有效值導出狀態機。
此外，作為後量化步長，可達成運用有效值驅動TCQ之正負號資料隱藏。在HEVC正負號資料隱藏中，若係數群組中存在足夠係數，則正負號位元中之一者未被寫碼，而是被推斷。遺漏的正負號被推斷為等於所有係數之絕對值之總和的最低有效位元。若遺漏的經導出正負號並不對應於係數之實際正負號，則更改係數4×4群組(CG)中之層級中之一者以得到正確的正負號。若CG中之第一有效係數與最後有效係數之間存在超過4係數掃描距離，則啟用此機制。在HEVC方法中，在層級更改期間，係數可變為零，或零係數可變為非零。此方法將對TCQ不起作用，此係因為正負號資料隱藏在TCQ之後執行之情況下將更改狀態機。
為了不改變有效值驅動網格，在正負號資料隱藏中，不應將非零係數更改為零，且反之亦然。代替將第一非零係數與最後非零係數之間的距離用作使能夠進行正負號資料隱藏之臨限值，視訊編碼器200及視訊解碼器300可將按掃描次序或CG中之某一數目個非零係數用作使能夠進行正負號資料隱藏之臨限值。視訊編碼器200及視訊解碼器300可自群組中之層級之總和之同位導出群組中按掃描次序或替代地在CG中的序數最後係數之正負號。
圖7為繪示可執行本發明之技術之實例視訊編碼器200的方塊圖。圖7係出於闡釋之目的而提供，且不應被視為限制如本發明中廣泛地所例示及描述之技術。出於闡釋之目的，本發明在諸如HEVC視訊寫碼標準及開發中之H.266視訊寫碼標準之視訊寫碼標準的上下文中描述視訊編碼器200。然而，本發明之技術並不限於此等視訊寫碼標準，且通常適用於視訊編碼及解碼。
在圖7之實例中，視訊編碼器200包括視訊資料記憶體230、模式選擇單元202、殘差產生單元204、變換處理單元206、量化單元208、反量化單元210、反變換處理單元212、重新建構單元214、濾波器單元216、經解碼圖像緩衝器(DPB) 218及熵編碼單元220。
視訊資料記憶體230可儲存待由視訊編碼器200之組件編碼之視訊資料。視訊編碼器200可自例如視訊源104 (圖1)接收儲存於視訊資料記憶體230中之視訊資料。DPB 218可充當參考圖像記憶體，其儲存參考視訊資料以用於由視訊編碼器200預測後續視訊資料。視訊資料記憶體230及DPB 218可由諸如動態隨機存取記憶體(DRAM)之多種記憶體器件中之任一者形成，包括同步DRAM (SDRAM)、磁阻式RAM (MRAM)、電阻式RAM (RRAM)，或其他類型之記憶體器件。視訊資料記憶體230及DPB 218可由同一記憶體器件或單獨記憶體器件提供。在各種實例中，視訊資料記憶體230可與視訊編碼器200之其他組件一起在晶片上，如所繪示，或相對於彼等組件在晶片外。
在本發明中，對視訊資料記憶體230之參考不應被解譯為限於在視訊編碼器200內部之記憶體，除非有如此特定描述；或對視訊資料記憶體230之參考不應被解譯為限於在視訊編碼器200外部之記憶體，除非有如此特定描述。更確切地，對視訊資料記憶體230之參考應被理解為儲存由視訊編碼器200接收以供編碼之視訊資料(例如將被編碼的當前區塊之視訊資料)之參考記憶體。圖1之記憶體106亦可提供來自視訊編碼器200之各種單元之輸出的臨時儲存。
繪示圖7之各種單元以輔助理解由視訊編碼器200執行之操作。單元可被實施為固定功能電路、可程式化電路或其組合。固定功能電路係指提供特定功能性並在可執行之操作時被預設的電路。可程式化電路係指可經程式化以執行各種任務並在可執行之操作中提供靈活功能性的電路。舉例而言，可程式化電路可執行軟體或韌體，軟體或韌體致使可程式化電路以由軟體或韌體之指令定義之方式操作。固定功能電路可執行軟體指令(例如用以接收參數或輸出參數)，但由固定功能電路執行之操作之類型通常係不可變的。在一些實例中，單元中之一或多者可為相異電路區塊(固定功能或可程式化)，且在一些實例中，一或多個單元可為積體電路。
視訊編碼器200可包括由可程式化電路形成之算術邏輯單元(ALU)、基本功能單元(EFU)、數位電路、類比電路及/或可程式化核心。在視訊編碼器200之操作係使用由可程式化電路執行之軟體執行的實例中，記憶體106 (圖1)可儲存由視訊編碼器200接收及執行之軟體之物件程式碼，或視訊編碼器200內之另一記憶體(未展示)可儲存此類指令。
視訊資料記憶體230經組態以儲存經接收視訊資料。視訊編碼器200可自視訊資料記憶體230擷取視訊資料之圖像，並將視訊資料提供至殘差產生單元204及模式選擇單元202。視訊資料記憶體230中之視訊資料可為待編碼之原始視訊資料。
模式選擇單元202包括運動估計單元222、運動補償單元224及框內預測單元226。模式選擇單元202可包括額外功能單元以根據其他預測模式執行視訊預測。作為實例，模式選擇單元202可包括調色盤單元、區塊內複製單元(其可為運動估計單元222及/或運動補償單元224之部分)、仿射單元、線性模型(LM)單元或其類似者。
模式選擇單元202通常協調多個編碼遍次，以測試編碼參數組合及此類組合之所得速率-失真值。編碼參數可包括CTU成為CU之分割、用於CU之預測模式、用於CU之殘差資料之變換類型、用於CU之殘差資料之量化參數等等。模式選擇單元202可最終選擇相比於其他經測試組合具有較佳速率-失真值之編碼參數組合。
視訊編碼器200可將自視訊資料記憶體230擷取之圖像分割成一系列CTU，並將一或多個CTU囊封於截塊內。模式選擇單元210可根據諸如上文所描述之HEVC之QTBT結構或四元樹結構的樹結構分割圖像之CTU。如上文所描述，視訊編碼器200可由於根據樹結構分割CTU而形成一或多個CU。此類CU亦可大體上被稱作「視訊區塊」或「區塊」。
一般而言，模式選擇單元202亦控制其組件(例如運動估計單元222、運動補償單元224及框內預測單元226)以產生用於當前區塊(例如當前CU，或在HEVC中為PU與TU之重疊部分)之預測區塊。對於當前區塊之框間預測，運動估計單元222可執行運動搜尋以識別一或多個參考圖像(例如儲存於DPB 218中之一或多個經先前寫碼圖像)中之一或多個接近匹配參考區塊。詳言之，運動估計單元222可例如根據絕對差總和(SAD)、平方差總和(SSD)、平均值絕對差(MAD)、均方差(MSD)或其類似者計算表示潛在參考區塊與當前區塊相似程度之值。運動估計單元222通常可使用當前區塊與正考慮之參考區塊之間的逐樣本差執行此等計算。運動估計單元222可識別具有由於此等計算而產生之最低值之參考區塊，其指示最接近地匹配於當前區塊之參考區塊。
運動估計單元222可形成一或多個運動向量(MV)，其相對於當前圖像中之當前區塊之位置界定參考圖像中之參考區塊之位置。運動估計單元222可接著將運動向量提供至運動補償單元224。舉例而言，對於單向框間預測，運動估計單元222可提供單一運動向量，而對於雙向框間預測，運動估計單元222可提供兩個運動向量。運動補償單元224可接著使用運動向量產生預測區塊。舉例而言，運動補償單元224可使用運動向量擷取參考區塊之資料。作為另一實例，若運動向量具有分數樣本精確度，則運動補償單元224可根據一或多個內插濾波器內插預測區塊之值。此外，對於雙向框間預測，運動補償單元224可擷取用於由各別運動向量識別之兩個參考區塊之資料，並例如經由逐樣本求平均值或經加權求平均值來組合經擷取資料。
作為另一實例，對於框內預測，或框內預測寫碼，框內預測單元226可自相鄰於當前區塊之樣本產生預測區塊。舉例而言，對於方向模式，框內預測單元226通常可在數學上組合相鄰樣本之值，並在橫越當前區塊之所定義方向上填入此等計算值以產生預測區塊。作為另一實例，對於DC模式，框內預測單元226可計算當前區塊之相鄰樣本之平均值，並產生預測區塊以針對預測區塊之每一樣本包括此所得平均值。
模式選擇單元202將預測區塊提供至殘差產生單元204。殘差產生單元204自視訊資料記憶體230接收當前區塊之原始未經寫碼版本，並自模式選擇單元202接收預測區塊之原始未經寫碼版本。殘差產生單元204計算當前區塊與預測區塊之間的逐樣本差。所得逐樣本差定義用於當前區塊之殘差區塊。在一些實例中，殘差產生單元204亦可判定殘差區塊中之樣本值之間的差，以使用殘差微分脈碼調變(RDPCM)產生殘差區塊。在一些實例中，可使用執行二進位減法之一或多個減法器電路形成殘差產生單元204。
在模式選擇單元202將CU分割成PU之實例中，每一PU可與明度預測單元及對應色度預測單元相關聯。視訊編碼器200及視訊解碼器300可支援具有各種大小之PU。如上文所指示，CU之大小可指CU之明度寫碼區塊之大小，且PU之大小可指PU之明度預測單元之大小。假定特定CU之大小為2N×2N，則視訊編碼器200可支援用於框內預測的2N×2N或N×N之PU大小，及用於框間預測的2N×2N、2N×N、N×2N、N×N或相似者之對稱PU大小。視訊編碼器20及視訊解碼器30亦可支援用於框間預測的2N×nU、2N×nD、nL×2N及nR×2N之PU大小的不對稱分割。
在模式選擇單元未將CU進一步分割成PU之實例中，每一CU可與明度寫碼區塊及對應色度寫碼區塊相關聯。如上，CU之大小可指CU之明度寫碼區塊之大小。視訊編碼器200及視訊解碼器200可支援2N×2N、2N×N或N×2N之CU大小。
對於諸如作為少數實例之區塊內複製模式寫碼、仿射模式寫碼及線性模型(LM)模式寫碼之其他視訊寫碼技術，模式選擇單元202經由與寫碼技術相關聯之各別單元產生用於正被編碼之當前區塊之預測區塊。在諸如調色盤模式寫碼之一些實例中，模式選擇單元202可能不會產生預測區塊，而是產生指示基於經選擇調色盤重新建構區塊之方式的語法元素。在此類模式中，模式選擇單元202可將此等語法元素提供至熵編碼單元220以待編碼。
如上文所描述，殘差產生單元204接收用於當前區塊及對應預測區塊之視訊資料。殘差產生單元204接著產生用於當前區塊之殘差區塊。為了產生殘差區塊，殘差產生單元204計算預測區塊與當前區塊之間的逐樣本差。
變換處理單元206將一或多個變換應用於殘差區塊以產生變換係數之區塊(在本文中被稱作「變換係數區塊」)。變換處理單元206可將各種變換應用於殘差區塊以形成變換係數區塊。舉例而言，變換處理單元206可將離散餘弦變換(DCT)、方向變換、卡忽南-拉維變換(KLT)或概念上相似變換應用於殘差區塊。在一些實例中，變換處理單元206可對殘差區塊執行多個變換，例如初級變換及次級變換，諸如旋轉變換。在一些實例中，變換處理單元206不將變換應用於殘差區塊。
量化單元208可量化變換係數區塊中之變換係數以產生經量化變換係數區塊。量化單元208可根據與當前區塊相關聯之量化參數(QP)值量化變換係數區塊之變換係數。視訊編碼器200 (例如經由模式選擇單元202)可藉由調整與CU相關聯之QP值而調整應用於與當前區塊相關聯之係數區塊之量化程度。量化可能會引入資訊之損耗，且因此，經量化變換係數相比於由變換處理單元206產生之原始變換係數可具有較低精確度。
量化單元208可使用本發明之各種技術中之任一者以執行量化，例如使用有效值映圖(或大於1或2個旗標)之網格寫碼之量化，如上文所論述。在一些實例中，量化單元208可使用本發明之各種技術中之任一者以執行量化，例如網格寫碼之量化，其使用語法元素之部分集合之同位，基於正被寫碼之係數之鄰域中之數個非零係數之同位導出狀態機，以與gt0交錯之方式寫碼位於係數之有效值(例如gt0)正後面的係數之最低有效位元，移除gt1上下文對TCQ狀態之相依性等等，如上文所論述。
反量化單元210及反變換處理單元212可將反量化及反變換分別應用於經量化變換係數區塊，以自變換係數區塊重新建構殘差區塊。重新建構單元214可基於經重新建構殘差區塊及由模式選擇單元202產生之預測區塊產生對應於當前區塊之經重新建構區塊(儘管潛在地具有某一程度之失真)。舉例而言，重新建構單元214可將經重新建構殘差區塊之樣本與來自由模式選擇單元202產生之預測區塊之對應樣本相加以產生經重新建構區塊。
濾波器單元216可對經重新建構區塊執行一或多個濾波操作。舉例而言，濾波器單元216可執行解區塊操作以縮減沿CU之邊緣之區塊效應假影。在一些實例中，可跳過濾波器單元216之操作。
視訊編碼器200將經重新建構區塊儲存於DPB 218中。舉例而言，在不需要濾波器單元216之操作的實例中，重新建構單元214可將經重新建構區塊儲存至DPB 218。在需要濾波器單元216之操作的實例中，濾波器單元216可將經濾波之經重新建構區塊儲存至DPB 218。運動估計單元222及運動補償單元224可自DPB 218擷取由經重新建構(及潛在地經濾波)區塊形成之參考圖像，以框間預測隨後編碼之圖像之區塊。另外，框內預測單元226可使用當前圖像之DPB 218中之經重新建構區塊，以框內預測當前圖像中之其他區塊。
一般而言，熵編碼單元220可熵編碼自視訊編碼器200之其他功能組件接收之語法元素。舉例而言，熵編碼單元220可熵編碼來自量化單元208之經量化變換係數區塊。作為另一實例，熵編碼單元220可熵編碼來自模式選擇單元202之預測語法元素(例如用於框間預測之運動資訊或用於框內預測之框內模式資訊)。熵編碼單元220可對為視訊資料之另一實例的語法元素執行一或多個熵編碼操作以產生經熵編碼資料。舉例而言，熵編碼單元220可對資料執行上下文調適性可變長度寫碼(CAVLC)操作、CABAC操作、可變至可變(V2V)長度寫碼操作、基於語法之上下文調適性二進位算術寫碼(SBAC)操作、機率區間分割熵(PIPE)寫碼操作、指數-哥倫布編碼操作，或另一類型之熵編碼操作。在一些實例中，熵編碼單元220可在旁路模式中操作，其中語法元素未被熵編碼。
熵編碼單元220亦可使用與使用有效值映圖之網格寫碼之量化相關的本發明之各種技術以判定用於對語法元素之值進行上下文編碼的上下文，諸如有效係數旗標、大於1旗標、大於2旗標或其類似者。
視訊編碼器200可輸出位元串流，位元串流包括重新建構截塊或圖像之區塊所需要的經熵編碼語法元素。詳言之，熵編碼單元220可輸出位元串流。
關於區塊來描述上文所描述之操作。此類描述應被理解為用於明度寫碼區塊及/或色度寫碼區塊之操作。如上文所描述，在一些實例中，明度寫碼區塊及色度寫碼區塊為CU之明度及色度分量。在一些實例中，明度寫碼區塊及色度寫碼區塊為PU之明度分量及色度分量。
在一些實例中，不需要針對色度寫碼區塊重複關於明度寫碼區塊所執行之操作。作為一個實例，不需要重複用以識別明度寫碼區塊之運動向量(MV)及參考圖像之操作來識別色度區塊之MV及參考圖像。更確切地，可按比例調整明度寫碼區塊之MV以判定色度區塊之MV，且參考圖像可相同。作為另一實例，框內預測程序針對明度寫碼區塊及色度寫碼區塊可相同。
視訊編碼器200表示經組態以進行以下操作之視訊編碼器之實例：判定資料結構之第一狀態，第一狀態表示應用於視訊資料之區塊的殘差資料之先前變換係數之經先前量化值的第一量化器；根據第一狀態及表示先前變換係數之複數個係數層級之部分集合的語法元素之部分集合之同位將資料結構更新至第二狀態；根據資料結構之第二狀態判定待用以量化當前變換係數之當前值之第二量化器；及使用第二量化器量化當前變換係數之當前值。
視訊編碼器200亦表示經組態以進行以下操作之視訊編碼器之實例：判定資料結構之第一狀態，第一狀態表示應用於視訊資料之區塊的殘差資料之先前變換係數之經先前量化值的第一量化器；根據第一狀態及正被寫碼之當前變換係數之當前值之鄰域中的數個非零係數之同位將資料結構更新至第二狀態；根據資料結構之第二狀態判定待用以量化當前變換係數之當前值之第二量化器；及使用第二量化器量化當前變換係數之當前值。
視訊編碼器200亦表示經組態以進行以下操作之視訊編碼器之實例：寫碼視訊資料之區塊的殘差資料之先前變換係數之最低有效位元；及以與寫碼先前變換係數之最低有效位元交錯之方式寫碼正被寫碼之當前變換係數之有效值，其中寫碼當前變換係數之有效值包含：判定資料結構之第一狀態，第一狀態表示應用於視訊資料之區塊的殘差資料之先前變換係數之經先前量化值的第一量化器；根據第一狀態及基於先前變換係數之最低有效位元之同位將資料結構更新至第二狀態；根據資料結構之第二狀態判定待用以量化當前變換係數之當前值之第二量化器；及使用第二量化器量化或反量化當前變換係數之當前值。
視訊編碼器200亦表示經組態以進行以下操作之視訊編碼器之實例：根據資料結構之狀態判定待用以寫碼當前變換係數之大於零語法元素之當前值的當前上下文；使用當前上下文寫碼大於零語法元素之當前值；及使用獨立於資料結構之狀態之預定上下文寫碼當前變換係數之大於一語法元素之當前值。
在一些實例中，視訊編碼器200表示經組態以進行以下操作之視訊編碼器之實例：判定資料結構之第一狀態，第一狀態表示應用於視訊資料之區塊的殘差資料之先前變換係數之經先前量化或反量化值的第一量化器；根據第一狀態及先前變換係數是否具有大於臨限值之絕對值將資料結構更新至第二狀態；根據資料結構之第二狀態判定待用以量化或反量化當前變換係數之當前值之第二量化器；及使用第二量化器量化當前變換係數之當前值。
視訊編碼器200亦表示經組態以進行以下操作之視訊編碼器之實例：判定資料結構之第一狀態，第一狀態表示用以寫碼視訊資料之區塊的殘差資料之先前變換係數之語法元素之先前值的先前上下文；根據第一狀態及先前變換係數是否具有大於臨限值之絕對值將資料結構更新至第二狀態；根據資料結構之第二狀態判定待用以寫碼當前變換係數之語法元素之當前值的當前上下文；及使用當前上下文熵編碼語法元素之當前值。
圖8為繪示可執行本發明之技術之實例視訊解碼器300的方塊圖。圖8係出於闡釋之目的而提供，且並不限制如本發明中廣泛地所例示及描述之技術。出於闡釋之目的，本發明描述了根據JEM及HEVC之技術來描述視訊解碼器300。然而，本發明之技術可由經組態至其他視訊寫碼標準之視訊寫碼器件執行。
在圖8之實例中，視訊解碼器300包括經寫碼圖像緩衝器(CPB)記憶體320、熵解碼單元302、預測處理單元304、反量化單元306、反變換處理單元308、重新建構單元310、濾波器單元312及經解碼圖像緩衝器(DPB) 314。預測處理單元304包括運動補償單元316及框內預測單元318。預測處理單元304可包括用以根據其他預測模式執行預測之額外單元。作為實例，預測處理單元304可包括調色盤單元、區塊內複製單元(其可形成運動補償單元318之部分)、仿射單元、線性模型(LM)單元或其類似者。在其他實例中，視訊解碼器300可包括更多、更少或不同的功能組件。
CPB記憶體320可儲存待由視訊解碼器300之組件解碼之視訊資料，諸如經編碼視訊位元串流。可例如自電腦可讀媒體110 (圖1)獲得儲存於CPB記憶體320中之視訊資料。CPB記憶體320可包括儲存來自經編碼視訊位元串流之經編碼視訊資料(例如語法元素)的CPB。又，CPB記憶體320可儲存除了經寫碼圖像之語法元素之外的視訊資料，諸如表示來自視訊解碼器300之各種單元之輸出的臨時資料。DPB 314通常儲存經解碼圖像，視訊解碼器300可在解碼經編碼視訊位元串流之後續資料或圖像時輸出及/或使用該等經解碼圖像作為參考視訊資料。CPB記憶體320及DPB 314可由諸如動態隨機存取記憶體(DRAM)之多種記憶體器件中之任一者形成，包括同步DRAM (SDRAM)、磁阻式RAM (MRAM)、電阻式RAM (RRAM)，或其他類型之記憶體器件。CPB記憶體320及DPB 314可由同一記憶體器件或單獨記憶體器件提供。在各種實例中，CPB記憶體320可與視訊解碼器300之其他組件一起在晶片上，或相對於彼等組件在晶片外。
另外或替代地，在一些實例中，視訊解碼器300可自記憶體120 (圖1)擷取經寫碼視訊資料。亦即，記憶體120可運用CPB 記憶體320儲存如上文所論述之資料。同樣地，當視訊解碼器300之一些或所有功能性實施於軟體中以由視訊解碼器300之處理電路系統執行時，記憶體120可儲存待由視訊解碼器300執行之指令。
繪示圖8中所展示之各種單元以輔助理解由視訊解碼器300執行之操作。單元可被實施為固定功能電路、可程式化電路或其組合。與圖7相似，固定功能電路係指提供特定功能性並在可執行之操作時被預設的電路。可程式化電路係指可經程式化以執行各種任務並在可執行之操作中提供靈活功能性的電路。舉例而言，可程式化電路可執行軟體或韌體，軟體或韌體致使可程式化電路以由軟體或韌體之指令定義之方式操作。固定功能電路可執行軟體指令(例如用以接收參數或輸出參數)，但由固定功能電路執行之操作之類型通常係不可變的。在一些實例中，單元中之一或多者可為相異電路區塊(固定功能或可程式化)，且在一些實例中，一或多個單元可為積體電路。
視訊解碼器300可包括由可程式化電路形成之ALU、EFU、數位電路、類比電路及/或可程式化核心。在視訊解碼器300之操作由在可程式化電路上執行之軟體執行的實例中，晶片上或晶片外記憶體可儲存由視訊解碼器300接收及執行之軟體之指令(例如物件程式碼)。
熵解碼單元302可自CPB接收經編碼視訊資料，並熵解碼視訊資料以再生語法元素。預測處理單元304、反量化單元306、反變換處理單元308、重新建構單元310及濾波器單元312可基於自位元串流提取之語法元素產生經解碼視訊資料。
一般而言，視訊解碼器300在逐區塊基礎上重新建構圖像。視訊解碼器300可個別地對每一區塊執行重新建構操作(其中當前正被重新建構(亦即，解碼)之區塊可被稱作「當前區塊」)。
熵解碼單元302可熵解碼定義經量化變換係數區塊之經量化變換係數的語法元素，以及諸如量化參數(QP)及/或變換模式指示之變換資訊。反量化單元306可使用與經量化變換係數區塊相關聯之QP以判定量化程度並同樣地判定反量化程度以供反量化單元306應用。反量化單元306可例如執行按位元左移操作以反量化經量化變換係數。反量化單元306可藉此形成包括變換係數之變換係數區塊。
反量化單元306可使用本發明之各種技術中之任一者以執行反量化，例如網格寫碼之反量化，其使用語法元素之部分集合之同位，基於正被寫碼之係數之鄰域中的數個非零係數之同位導出狀態機，以與gt0交錯之方式寫碼位於係數之有效值(例如gt0)正後面的係數之最低有效位元，移除gt1上下文對TCQ狀態之相依性等等，如上文所論述。
在反量化單元306形成變換係數區塊之後，反變換處理單元308可將一或多個反變換應用於變換係數區塊以產生與當前區塊相關聯之殘差區塊。舉例而言，反變換處理單元308可將反DCT、反整數變換、反卡忽南-拉維變換(KLT)、反旋轉變換、反方向變換或另一反變換應用於係數區塊。
此外，預測處理單元304根據由熵解碼單元302熵解碼之預測資訊語法元素產生預測區塊。舉例而言，若預測資訊語法元素指示當前區塊被框間預測，則運動補償單元316可產生預測區塊。在此狀況下，預測資訊語法元素可指示DPB 314中供擷取參考區塊之參考圖像，以及運動向量，其識別參考圖像中之參考區塊相對於當前圖像中之當前區塊之位置的位置。運動補償單元316通常可以與關於運動補償單元224 (圖7)所描述之方式實質上相似的方式執行框間預測程序。
作為另一實例，若預測資訊語法元素指示當前區塊被框內預測，則框內預測單元318可根據由預測資訊語法元素指示之框內預測模式產生預測區塊。再次，框內預測單元318通常可以與關於框內預測單元226 (圖7)所描述之方式實質上相似的方式執行框內預測程序。框內預測單元318可自DPB 314擷取當前區塊之相鄰樣本之資料。
重新建構單元310可使用預測區塊及殘差區塊重新建構當前區塊。舉例而言，重新建構單元310可將殘差區塊之樣本與預測區塊之對應樣本相加以重新建構當前區塊。
濾波器單元312可對經重新建構區塊執行一或多個濾波操作。舉例而言，濾波器單元312可執行解區塊操作以縮減沿經重新建構區塊之邊緣之區塊效應假影。未必在所有實例中執行濾波器單元312之操作。
視訊解碼器300可將經重新建構區塊儲存於DPB 314中。如上文所論述，DPB 314可向預測處理單元304提供參考資訊，諸如用於框內預測之當前圖像及用於後續運動補償之經先前解碼圖像的樣本。此外，視訊解碼器300可輸出來自DPB 314之經解碼圖像以用於隨後呈現於諸如圖1之顯示器件118的顯示器件上。
視訊解碼器300表示經組態以進行以下操作之視訊解碼器之實例：判定資料結構之第一狀態，第一狀態表示應用於視訊資料之區塊的殘差資料之先前變換係數之經先前反量化值的第一量化器；根據第一狀態及表示先前變換係數之複數個係數層級之部分集合的語法元素之部分集合之同位將資料結構更新至第二狀態；根據資料結構之第二狀態判定待用以反量化當前變換係數之當前值之第二量化器；及使用第二量化器反量化當前變換係數之當前值。
視訊解碼器300亦表示經組態以進行以下操作之視訊解碼器之實例：判定資料結構之第一狀態，第一狀態表示應用於視訊資料之區塊的殘差資料之先前變換係數之經先前反量化值的第一量化器；根據第一狀態及正被寫碼之當前變換係數之當前值之鄰域中的數個非零係數之同位將資料結構更新至第二狀態；根據資料結構之第二狀態判定待用以反量化當前變換係數之當前值之第二量化器；及使用第二量化器反量化當前變換係數之當前值。
視訊解碼器300亦表示經組態以進行以下操作之視訊解碼器之實例：寫碼視訊資料之區塊的殘差資料之先前變換係數之最低有效位元；及以與寫碼先前變換係數之最低有效位元交錯之方式寫碼正被寫碼之當前變換係數之有效值，其中寫碼當前變換係數之有效值包含：判定資料結構之第一狀態，第一狀態表示應用於視訊資料之區塊的殘差資料之先前變換係數之經先前反量化值的第一量化器；根據第一狀態及基於先前變換係數之最低有效位元之同位將資料結構更新至第二狀態；根據資料結構之第二狀態判定待用以反量化當前變換係數之當前值之第二量化器；及使用第二量化器反量化當前變換係數之當前值。
視訊解碼器300亦表示經組態以進行以下操作之視訊解碼器之實例：根據資料結構之狀態判定待用以寫碼當前變換係數之大於零語法元素之當前值的當前上下文；使用當前上下文寫碼大於零語法元素之當前值；及使用獨立於資料結構之狀態之預定上下文寫碼當前變換係數之大於一語法元素之當前值。
在一些實例中，視訊解碼器300表示經組態以進行以下操作之視訊解碼器之實例：判定資料結構之第一狀態，第一狀態表示應用於視訊資料之區塊的殘差資料之先前變換係數之經先前量化或反量化值的第一量化器；根據第一狀態及先前變換係數是否具有大於臨限值之絕對值將資料結構更新至第二狀態；根據資料結構之第二狀態判定待用以量化或反量化當前變換係數之當前值之第二量化器；及使用第二量化器反量化當前變換係數之當前值。
視訊解碼器300亦表示經組態以進行以下操作之視訊解碼器之實例：判定資料結構之第一狀態，第一狀態表示用以寫碼視訊資料之區塊的殘差資料之先前變換係數之語法元素之先前值的先前上下文；根據第一狀態及先前變換係數是否具有大於臨限值之絕對值將資料結構更新至第二狀態；根據資料結構之第二狀態判定待用以寫碼當前變換係數之語法元素之當前值的當前上下文；及使用當前上下文熵解碼語法元素之當前值。
圖9為繪示根據本發明之技術的用於編碼當前區塊之實例方法的流程圖。當前區塊可包含當前CU。儘管關於視訊編碼器200 (圖1及圖2)予以描述，但應理解，其他器件可經組態以執行與圖9之方法相似的方法。
在此實例中，視訊編碼器200最初預測當前區塊(350)。舉例而言，視訊編碼器200可形成當前區塊之預測區塊。視訊編碼器200可接著計算當前區塊之殘差區塊(352)。為了計算殘差區塊，視訊編碼器200可計算當前區塊之原始未經寫碼區塊與預測區塊之間的差。視訊編碼器200可接著變換及量化殘差區塊之係數(354)。詳言之，視訊編碼器200可使用如上文所論述的本發明之網格寫碼之量化方案來量化殘差區塊之變換係數。接下來，視訊編碼器200可掃描殘差區塊之經量化變換係數(356)。在掃描期間或在掃描之後，視訊編碼器200可熵編碼係數(358)。舉例而言，視訊編碼器200可使用CAVLC或CABAC來編碼係數。如上文所論述，視訊編碼器200可使用本發明之網格寫碼之量化技術判定用於編碼係數之語法元素之值的上下文。視訊編碼器200可接著輸出區塊之經熵寫碼資料(360)，包括係數之經熵寫碼資料。
以此方式，圖9之方法表示包括以下操作之方法之實例：判定資料結構之第一狀態，第一狀態表示應用於視訊資料之區塊的殘差資料之先前變換係數之經先前量化值的第一量化器；根據第一狀態及表示先前變換係數之複數個係數層級之部分集合的語法元素之部分集合之同位將資料結構更新至第二狀態；根據資料結構之第二狀態判定待用以量化當前變換係數之當前值之第二量化器；及使用第二量化器量化當前變換係數之當前值。
圖9之方法亦表示包括以下操作之方法之實例：判定資料結構之第一狀態，第一狀態表示應用於視訊資料之區塊的殘差資料之先前變換係數之經先前量化值的第一量化器；根據第一狀態及正被寫碼之當前變換係數之當前值之鄰域中的數個非零係數之同位將資料結構更新至第二狀態；根據資料結構之第二狀態判定待用以量化當前變換係數之當前值之第二量化器；及使用第二量化器量化當前變換係數之當前值。
圖9之方法亦表示包括以下操作之方法之實例：寫碼視訊資料之區塊的殘差資料之先前變換係數之最低有效位元；及以與寫碼先前變換係數之最低有效位元交錯之方式寫碼正被寫碼之當前變換係數之有效值，其中寫碼當前變換係數之有效值包含：判定資料結構之第一狀態，第一狀態表示應用於視訊資料之區塊的殘差資料之先前變換係數之經先前量化值的第一量化器；根據第一狀態及基於先前變換係數之最低有效位元之同位將資料結構更新至第二狀態；根據資料結構之第二狀態判定待用以量化當前變換係數之當前值之第二量化器；及使用第二量化器量化當前變換係數之當前值。
圖9之方法亦表示包括以下操作之方法之實例：根據資料結構之狀態判定待用以寫碼當前變換係數之大於零語法元素之當前值的當前上下文；使用當前上下文寫碼大於零語法元素之當前值；及使用獨立於資料結構之狀態之預定上下文寫碼當前變換係數之大於一語法元素之當前值。
在一些實例中，圖9之方法表示包括以下操作之方法之實例：判定資料結構之第一狀態，第一狀態表示應用於視訊資料之區塊的殘差資料之先前變換係數之經先前量化或反量化值的第一量化器；根據第一狀態及先前變換係數是否具有大於臨限值之絕對值將資料結構更新至第二狀態；根據資料結構之第二狀態判定待用以量化或反量化當前變換係數之當前值之第二量化器；及使用第二量化器量化當前變換係數之當前值。
圖9之方法亦表示包括以下操作之方法之實例：判定資料結構之第一狀態，第一狀態表示用以寫碼視訊資料之區塊的殘差資料之先前變換係數之語法元素之先前值的先前上下文；根據第一狀態及先前變換係數是否具有大於臨限值之絕對值將資料結構更新至第二狀態；根據資料結構之第二狀態判定待用以寫碼當前變換係數之語法元素之當前值的當前上下文；及使用當前上下文編碼語法元素之當前值。
圖10為繪示根據本發明之技術的用於解碼視訊資料之當前區塊之實例方法的流程圖。當前區塊可包含當前CU。儘管關於視訊解碼器300 (圖1及圖3)予以描述，但應理解，其他器件可經組態以執行與圖10之方法相似的方法。
視訊解碼器300可接收當前區塊之經熵寫碼資料，諸如經熵寫碼預測資訊及對應於當前區塊之殘差區塊之係數之經熵寫碼資料(370)。視訊解碼器300可熵解碼經熵寫碼資料以判定當前區塊之預測資訊並再生殘差區塊之係數(372)。視訊解碼器300可例如使用如由當前區塊之預測資訊所指示之框內或框間預測來預測當前區塊(374)，以計算當前區塊之預測區塊。視訊解碼器300可接著反掃描經再生係數(376)以產生經量化變換係數之區塊。視訊解碼器300可接著反量化及反變換係數以產生殘差區塊(378)。詳言之，視訊解碼器300可使用如上文所論述的本發明之網格寫碼之量化方案來反量化殘差區塊之經量化變換係數。視訊解碼器300可最終藉由組合預測區塊及殘差區塊來解碼當前區塊(380)。
以此方式，圖10之方法表示包括以下操作之方法之實例：判定資料結構之第一狀態，第一狀態表示應用於視訊資料之區塊的殘差資料之先前變換係數之經先前反量化值的第一量化器；根據第一狀態及表示先前變換係數之複數個係數層級之部分集合的語法元素之部分集合之同位將資料結構更新至第二狀態；根據資料結構之第二狀態判定待用以反量化當前變換係數之當前值之第二量化器；及使用第二量化器量化當前變換係數之當前值。
以此方式，圖10之方法表示包括以下操作之方法之實例：判定資料結構之第一狀態，第一狀態表示應用於視訊資料之區塊的殘差資料之先前變換係數之經先前反量化值的第一量化器；根據第一狀態及先前變換係數是否具有大於臨限值之絕對值將資料結構更新至第二狀態；根據資料結構之第二狀態判定待用以反量化當前變換係數之當前值之第二量化器；及使用第二量化器反量化當前變換係數之當前值。
圖10之方法亦表示包括以下操作之方法之實例：判定資料結構之第一狀態，第一狀態表示應用於視訊資料之區塊的殘差資料之先前變換係數之經先前反量化值的第一量化器；根據第一狀態及正被寫碼之當前變換係數之當前值之鄰域中的數個非零係數之同位將資料結構更新至第二狀態；根據資料結構之第二狀態判定待用以反量化當前變換係數之當前值之第二量化器；及使用第二量化器量化當前變換係數之當前值。
圖10之方法亦表示包括以下操作之方法之實例：寫碼視訊資料之區塊的殘差資料之先前變換係數之最低有效位元；及以與寫碼先前變換係數之最低有效位元交錯之方式寫碼正被寫碼之當前變換係數之有效值，其中寫碼當前變換係數之有效值包含：判定資料結構之第一狀態，第一狀態表示應用於視訊資料之區塊的殘差資料之先前變換係數之經先前反量化值的第一量化器；根據第一狀態及基於先前變換係數之最低有效位元之同位將資料結構更新至第二狀態；根據資料結構之第二狀態判定待用以反量化當前變換係數之當前值之第二量化器；及使用第二量化器量化當前變換係數之當前值。
圖10之方法亦表示包括以下操作之方法之實例：根據資料結構之狀態判定待用以寫碼當前變換係數之大於零語法元素之當前值的當前上下文；使用當前上下文寫碼大於零語法元素之當前值；及使用獨立於資料結構之狀態之預定上下文寫碼當前變換係數之大於一語法元素之當前值。
在一些實例中，圖10之方法表示包括以下操作之方法之實例：判定資料結構之第一狀態，第一狀態表示應用於視訊資料之區塊的殘差資料之先前變換係數之經先前量化或反量化值的第一量化器；根據第一狀態及先前變換係數是否具有大於臨限值之絕對值將資料結構更新至第二狀態；根據資料結構之第二狀態判定待用以量化或反量化當前變換係數之當前值之第二量化器；及使用第二量化器反量化當前變換係數之當前值。
圖10之方法亦表示包括以下操作之方法之實例：判定資料結構之第一狀態，第一狀態表示用以寫碼視訊資料之區塊的殘差資料之先前變換係數之語法元素之先前值的先前上下文；根據第一狀態及先前變換係數是否具有大於臨限值之絕對值將資料結構更新至第二狀態；根據資料結構之第二狀態判定待用以寫碼當前變換係數之語法元素之當前值的當前上下文；及使用當前上下文解碼語法元素之當前值。
圖11為繪示根據本發明之技術的用於使用表示複數個係數層級之部分集合的語法元素之部分集合之同位之實例程序的概念圖。視訊編碼器200及/或視訊解碼器300可經組態以使用語法元素之部分集合之同位來驅動狀態機，而非使用表示係數層級中之全部的語法元素之完全集合之同位。在圖11之實例中，語法元素之部分集合包括大於零係數語法元素(「gt0」)及大於一係數語法元素(「gt1」)。在此實例中，剩餘語法元素至少包括大於三係數語法元素(「gt3」)。然而，在其他實例中，語法元素之部分集合可包括更少(例如僅gt0)或更多(例如gt3)語法元素。在一些實例中，語法元素可能不同。舉例而言，gt3可由大於二係數語法元素(或簡單地為「gt2」)替換。
在圖11之實例中，視訊編碼器200及/或視訊解碼器300判定第一變換係數(「變換係數1」)之gt0 402及gt1 404。在一些實例中，回應於判定指示第一變換係數之絕對值的gt0 402之值(例如0)對應於(例如等於)零，視訊編碼器200及/或視訊解碼器300在不編碼或解碼之情況下判定gt1 404之值(例如零)。舉例而言，視訊編碼器200及/或視訊解碼器300可回應於判定gto 402為1(例如變換係數1為零)而跳過編碼或解碼gt1 404。
視訊編碼器200及/或視訊解碼器300可使用視訊資料之區塊的殘差資料之第一變換係數的gt0 402及gt1 404判定同位。在一些實例中，當gt0指示第一變換係數之絕對值對應於(例如等於)零時，視訊編碼器200及/或視訊解碼器300可將同位設定為等於gt0 402。舉例而言，當gt0指示0時，視訊編碼器200及/或視訊解碼器300可將第一變換係數之同位設定為0。因而，在此情況下，當gt0 402為0時或當gt0 402為1且gt1 404為0時，第一變換係數之同位可為「0」，且當gt0 402為1且gt1 404為1時，第一變換係數之同位可為1。
視訊編碼器200及/或視訊解碼器300使用第一變換係數之同位判定第二變換係數(「變換係數2」)之gt0 406及gt1 408。舉例而言，視訊編碼器200及/或視訊解碼器300使用第一變換係數之同位判定待用以量化或反量化gt0 406及gt1 408之量化器。舉例而言，若狀態機具有狀態0、1、2、3之可能集合，且變換係數1之狀態為狀態0，則視訊編碼器200及/或視訊解碼器300在第一變換係數之同位為1時自狀態0轉變至狀態2，並在第一變換係數之同位為0時保持於狀態0 (參見圖4)。在此情況下，視訊編碼器200及/或視訊解碼器300選擇第一量化器以用於在狀態為0時判定第二變換係數之gt0 406及gt1 408，並選擇第二量化器以用於在狀態為2時判定第二變換係數之gt0 406及gt1 408。視訊編碼器200及/或視訊解碼器300使用gt0 406及gt1 408判定第二變換係數之同位，且程序重複以使用第二變換係數之同位判定第三變換係數(「變換係數3」)之gt0 410及gt1 412等等，直至「n」數目個變換係數(「變換係數n」)。以此方式，視訊編碼器200及/或視訊解碼器300可對視訊資料之區塊的殘差資料之變換係數之複數個係數層級之部分集合進行上下文寫碼(例如上下文編碼或上下文解碼)。
在執行上下文寫碼之後，視訊編碼器200及/或視訊解碼器300可對表示視訊資料之區塊的殘差資料之變換係數之複數個係數層級中之剩餘層級的語法元素集合進行旁路寫碼(例如旁路編碼或旁路解碼)。如所展示，表示複數個係數層級中之剩餘層級的語法元素集合可包括第一變換係數之gt3 418A、第二變換係數之gt3 418B、第三變換係數之gt3 418C等等，直至第n變換係數之gt3 418N。儘管未展示，但表示變換係數之複數個係數層級中之剩餘層級的語法元素集合可包括用以允許視訊編碼器200及/或視訊解碼器300判定複數個係數層級中之每一者之絕對層級的任何額外層級。以此方式，視訊編碼器200及/或視訊解碼器300可量化或反量化表示視訊資料之區塊的殘差資料之變換係數之複數個係數層級中之剩餘層級(例如gt3 418A至418N)的語法元素集合，而不將所有經旁通寫碼位元子分組以供較簡單的剖析，藉此改良了視訊編碼器200及/或視訊解碼器300之計算效率。
在一些實例中，視訊編碼器200及/或視訊解碼器300可使用表示在上下文寫碼期間編碼或解碼之一或多個位元平面層級的語法元素，以在旁路寫碼期間判定絕對層級。舉例而言，視訊編碼器200及/或視訊解碼器300可使用gt0 402、gt1 404、gt3 418A及剩餘層級(未展示)判定第一變換係數之絕對值。在一些實例中，視訊編碼器200及/或視訊解碼器300可使用gt0加gt1加同位加gt3之兩倍加剩餘層級之兩倍來判定變換係數之絕對值。舉例而言，視訊編碼器200及/或視訊解碼器300可藉由將為1之gt0 402、為1之gt1 404、為1之同位、為1之gt3 418A之兩倍(例如2)、為1之剩餘層級之兩倍(例如2)相加來判定第一變換係數之為7之絕對值。
圖12為繪示根據本發明之技術的用於使用表示複數個係數層級之部分集合的語法元素之部分集合處理視訊資料之實例方法的流程圖。儘管關於視訊編碼器200 (圖1及圖2)予以描述，但其他器件可經組態以執行與圖12之方法相似的方法。在圖12之實例中，視訊編碼器200及/或視訊解碼器300判定資料結構之第一狀態，第一狀態表示應用於視訊資料之區塊的殘差資料之先前變換係數之經先前量化或反量化值的第一量化器(502)。舉例而言，視訊編碼器200及/或視訊解碼器300將第一狀態判定為視訊資料之區塊的殘差資料之序數第一變換係數之預定初始狀態，並將第一狀態判定為殘差資料之所有其他變換係數之經先前判定狀態。
視訊編碼器200及/或視訊解碼器300根據第一狀態及表示先前變換係數之複數個係數層級之部分集合的語法元素之部分集合之同位將資料結構更新至第二狀態(504)。舉例而言，視訊編碼器200及/或視訊解碼器300可使用殘差資料之先前變換係數之gt0及gt1判定同位(參見圖11)。在此實例中，視訊編碼器200及/或視訊解碼器300可在同位作為輸入之情況下使用圖4之狀態轉變方案判定第二狀態。
視訊編碼器200及/或視訊解碼器300根據資料結構之第二狀態判定待用以量化或反量化當前變換係數之當前值之第二量化器(506)。舉例而言，視訊編碼器200及/或視訊解碼器300可使用圖4之狀態轉變方案之狀態判定第二量化器。視訊編碼器200及/或視訊解碼器300使用第二量化器量化或反量化當前變換係數之當前值(508)。舉例而言，視訊編碼器200使用第二量化器量化當前變換係數之當前值。在一些實例中，視訊解碼器300使用第二量化器反量化當前變換係數之當前值。
圖13為繪示根據本發明之技術的用於使用上下文處理視訊資料之實例方法的流程圖。儘管關於視訊編碼器200 (圖1及圖2)予以描述，但其他器件可經組態以執行與圖13之方法相似的方法。在圖13之實例中，視訊編碼器200及/或視訊解碼器300判定資料結構之第一狀態，第一狀態表示用以寫碼視訊資料之區塊的殘差資料之先前變換係數之語法元素之先前值的先前上下文(552)。視訊編碼器200及/或視訊解碼器300根據第一狀態及先前變換係數是否具有大於臨限值之絕對值將資料結構更新至第二狀態(554)。舉例而言，視訊編碼器200及/或視訊解碼器300根據第一狀態及先前變換係數是否具有大於零(例如gt0)、大於一(例如gt1)、大於二(例如gt2)、大於三(gt3)或另一位元平面層級之絕對值將(例如圖6之)資料結構更新至第二狀態。
視訊編碼器200及/或視訊解碼器300根據資料結構之第二狀態判定待用以寫碼當前變換係數之語法元素之當前值的當前上下文(556)。視訊編碼器200及/或視訊解碼器300使用當前上下文寫碼語法元素之當前值(558)。舉例而言，視訊編碼器200使用當前上下文編碼語法元素之當前值。在一些實例中，視訊解碼器300使用當前上下文解碼語法元素之當前值。
應認識到，取決於實例，本文中所描述之技術中之任一者之某些動作或事件可以不同序列被執行，可被添加、合併或完全省去(例如並非所有所描述動作或事件皆為實踐該等技術所必要)。此外，在某些實例中，可例如經由多執行緒處理、中斷處理或多個處理器同時而非循序地執行動作或事件。
在一或多個實例中，所描述之功能可實施於硬體、軟體、韌體或其任何組合中。若實施於軟體中，則該等功能可作為一或多個指令或程式碼而儲存於電腦可讀媒體上或經由電腦可讀媒體進行傳輸，並由基於硬體之處理單元執行。電腦可讀媒體可包括：電腦可讀儲存媒體，其對應於諸如資料儲存媒體之有形媒體；或通信媒體，其包括例如根據通信協定促進電腦程式自一處傳送至另一處之任何媒體。以此方式，電腦可讀媒體大體上可對應於(1)為非暫時性的有形電腦可讀儲存媒體，或(2)諸如信號或載波之通信媒體。資料儲存媒體可為可由一或多個電腦或一或多個處理器存取以擷取指令、程式碼及/或資料結構以用於實施本發明中所描述之技術之任何可用媒體。電腦程式產品可包括電腦可讀媒體。
作為實例而非限制，此類電腦可讀儲存媒體可包含RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟儲存、磁碟儲存或其他磁性儲存器件、快閃記憶體，或可用以儲存呈指令或資料結構形式之所要程式碼且可由電腦存取之任何其他媒體。又，任何連接被適當地稱為電腦可讀媒體。舉例而言，若使用同軸纜線、光纜、雙絞線、數位用戶線(DSL)或諸如紅外線、無線電及微波之無線技術自網站、伺服器或其他遠端源傳輸指令，則同軸纜線、光纜、雙絞線、DSL或諸如紅外線、無線電及微波之無線技術包括於媒體之定義中。然而，應理解，電腦可讀儲存媒體及資料儲存媒體並不包括連接、載波、信號或其他暫時性媒體，而是有關於非暫時性的有形儲存媒體。如本文中所使用，磁碟及光碟包括緊密光碟(CD)、雷射光碟、光學光碟、數位多功能光碟(DVD)、軟性磁碟及藍光光碟，其中磁碟通常以磁性方式再生資料，而光碟運用雷射以光學方式再生資料。以上各者之組合亦應包括於電腦可讀媒體之範疇內。
指令可由諸如以下各者之一或多個處理器執行：一或多個數位信號處理器(DSP)、一般用途微處理器、特殊應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)，或其他等效整合式或離散邏輯電路系統。因此，如本文中所使用之術語「處理器」可指上述結構或適合於實施本文中所描述之技術之任何其他結構中之任一者。另外，在一些態樣中，本文中所描述之功能性可提供於經組態以供編碼及解碼或併入於經組合編解碼器中之專用硬體及/或軟體模組內。又，該等技術可完全實施於一或多個電路或邏輯元件中。
本發明之技術可實施於各種各樣的器件或裝置中，該等器件或裝置包括無線手機、積體電路(IC)或IC集合(例如晶片組)。在本發明中描述各種組件、模組或單元以強調經組態以執行所揭示技術之器件之功能態樣，但未必要求由不同硬體單元來實現。更確切地，如上文所描述，各種單元可組合於編解碼器硬體單元中，或由互操作性硬體單元之集合結合合適軟體及/或韌體提供，該等硬體單元包括如上文所描述之一或多個處理器。
已描述了各種實例。此等及其他實例在以下申請專利範圍之範疇內。
100‧‧‧視訊編碼及解碼系統 102‧‧‧源器件 104‧‧‧視訊源 106‧‧‧記憶體 108‧‧‧輸出介面 110‧‧‧電腦可讀媒體 112‧‧‧儲存器件 114‧‧‧檔案伺服器 116‧‧‧目的地器件 118‧‧‧顯示器件 120‧‧‧記憶體 122‧‧‧輸入介面 130‧‧‧四元樹二元樹(QTBT)結構 132‧‧‧寫碼樹型單元(CTU) 200‧‧‧視訊編碼器 202‧‧‧模式選擇單元 204‧‧‧殘差產生單元 206‧‧‧轉換處理單元 208‧‧‧量化單元 210‧‧‧反量化單元 212‧‧‧反轉換處理單元 214‧‧‧重新建構單元 216‧‧‧濾波器單元 218‧‧‧經解碼圖像緩衝器(DPB) 220‧‧‧熵編碼單元 222‧‧‧運動估計單元 224‧‧‧運動補償單元 226‧‧‧框內預測單元 230‧‧‧視訊資料記憶體 300‧‧‧視訊解碼器 302‧‧‧熵解碼單元 304‧‧‧預測處理單元 306‧‧‧反量化單元 308‧‧‧反轉換處理單元 310‧‧‧重新建構單元 312‧‧‧濾波器單元 314‧‧‧經解碼圖像緩衝器(DPB) 316‧‧‧運動補償單元 318‧‧‧框內預測單元 320‧‧‧經寫碼圖像緩衝器(CPB)記憶體 350‧‧‧步驟 352‧‧‧步驟 354‧‧‧步驟 356‧‧‧步驟 358‧‧‧步驟 360‧‧‧步驟 370‧‧‧步驟 372‧‧‧步驟 374‧‧‧步驟 376‧‧‧步驟 378‧‧‧步驟 380‧‧‧步驟 402‧‧‧大於零係數語法元素(gt0) 404‧‧‧大於一係數語法元素(gt1) 406‧‧‧大於零係數語法元素(gt0) 408‧‧‧大於一係數語法元素(gt1) 410‧‧‧大於零係數語法元素(gt0) 412‧‧‧大於一係數語法元素(gt1) 418A‧‧‧大於三係數語法元素(gt3) 418B‧‧‧大於三係數語法元素(gt3) 418C‧‧‧大於三係數語法元素(gt3) 418N‧‧‧大於三係數語法元素(gt3) 502‧‧‧步驟 504‧‧‧步驟 506‧‧‧步驟 508‧‧‧步驟 552‧‧‧步驟 554‧‧‧步驟 556‧‧‧步驟 558‧‧‧步驟
圖1為繪示可執行本發明之技術之實例視訊編碼及解碼系統的方塊圖。
圖2A及圖2B為繪示實例四元樹二元樹(QTBT)結構及對應寫碼樹型單元(CTU)之概念圖。
圖3為繪示可如何使用兩個純量量化器以執行量化之實例的概念圖。
圖4為繪示用於用以執行量化之兩個純量量化器之實例狀態轉變方案的概念圖。
圖5為繪示根據本發明之技術的可用於基於係數有效值之狀態機之實例網格圖的概念圖。
圖6為繪示根據本發明之技術之實例有效值驅動狀態轉變方案的概念圖。
圖7為繪示可執行本發明之技術之實例視訊編碼器的方塊圖。
圖8為繪示可執行本發明之技術之實例視訊解碼器的方塊圖。
圖9為繪示根據本發明之技術的用於編碼當前區塊之實例方法的流程圖。
圖10為繪示根據本發明之技術的用於解碼當前區塊之實例方法的流程圖。
圖11為繪示根據本發明之技術的用於使用表示複數個係數層級之部分集合的語法元素之部分集合之同位之實例程序的概念圖。
圖12為繪示根據本發明之技術的用於使用表示複數個係數層級之部分集合的語法元素之部分集合處理視訊資料之實例方法的流程圖。
圖13為繪示根據本發明之技術的用於使用上下文處理視訊資料之實例方法的流程圖。
402‧‧‧大於零係數語法元素(gt0)
404‧‧‧大於一係數語法元素(gt1)
406‧‧‧大於零係數語法元素(gt0)
408‧‧‧大於一係數語法元素(gt1)
410‧‧‧大於零係數語法元素(gt0)
412‧‧‧大於一係數語法元素(gt1)
418A‧‧‧大於三係數語法元素(gt3)
418B‧‧‧大於三係數語法元素(gt3)
418C‧‧‧大於三係數語法元素(gt3)
418N‧‧‧大於三係數語法元素(gt3)

Claims (27)

  1. 一種用於處理視訊資料之量化或反量化方法，該方法包含：編碼視訊資料的一殘差區塊之一第一量化變換係數的一第一大於零語法元素的一值；在編碼該第一大於零語法元素的該值之後，編碼表示該第一量化變換係數的同位之一第一同位位元；在編碼該第一同位位元之後，編碼表示該第一量化變換係數的剩餘層級值之一或多個語法元素的一或多值；判定一資料結構之一第一狀態，該第一狀態表示應用於當量化或是反量化該第一量化變換係數時的一第一量化器；根據該第一狀態及該第一量化變換係數的該同位將該資料結構更新至一第二狀態；在編碼該第一大於零語法元素的該值以及該第一同位位元之後，編碼視訊資料的該殘差區塊之第二量化變換係數之一第二大於零語法元素的一值；在編碼該第二大於零語法元素的該值之後，編碼表示該第二量化變換係數的一同位之一第二同位位元； 在編碼該第二同位位元之後，編碼表示該第二量化變換係數的剩餘層級值之一或多個語法元素的一或多個值；根據該資料結構之該第二狀態判定當量化或反量化該第二量化變換係數時應用之一第二量化器；及使用該第二量化器量化或反量化該第二量化變換係數。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包含：在編碼該第一量化變換係數之該第一大於零語法元素之後，並在編碼表示該第一量化變換係數之一全部層級中之一語法元素完全集合之前，從該第一同位位元判定該第一量化變換係數的該同位，該語法元素完全集合包括表示該第一量化變化係數的該剩餘層級值之一或多個語法元素的該一或多個值；及在編碼該第二量化變換係數之該第二大於零語法元素之後，以及在編碼表示該第二量化變換係數的全部層級之一語法元素完全集合之前，從該第二同位位元判定該第二量化變換係數的該同位，該語法元素完全集合包括表示該第二量化變換係數的該剩餘層級值之一或多個語法元素的該一或多個值。
  3. 如請求項2之方法，其包含： 在判定該第二量化器之後，將表示該第一量化變換係數之該全部層級的該語法元素完全集合進行編碼。
  4. 如請求項3之方法，其中該第一量化變換係數的一第一語法元素集合包括該第一大於零語法元素以及該第一同位位元，該方法進一步包含：在編碼該第一語法元素集合之後，對該第一量化變換係數的一第二語法元素集合進行編碼，該第二語法元素集合表示該第一量化變換係數之某一部分編碼層級，該第一量化變換係數之某一部分編碼層級小於表示該第一量化變換係數的該全部層級的一語法元素完全集合。
  5. 如請求項4之方法，其進一步包括，在對該第二語法元素集合進行編碼之後進行以下操作：對表示該第一量化變換係數之剩餘層級的一第一語法元素集合及表示該第二量化變換係數之剩餘層級的一第二語法元素集合進行旁路編碼或旁路解碼。
  6. 如請求項1之方法，其進一步包含：形成該區塊之一預測區塊； 計算該區塊之一殘差區塊，該殘差區塊表示該區塊與該預測區塊之間的逐像素差；及變換該殘差區塊以產生該第一量化變換係數及該第二量化變換係數，其中量化或反量化包含量化一變換係數以形成該第二量化變換係數。
  7. 如請求項1之方法，其中量化或反量化包含量化一變換係數以形成該第二量化變換係數，該方法進一步包含：反量化該第一量化變換係數以形成第一變換係數；形成該區塊之一預測區塊；反變換包括該第一變換係數及該第二變換係數之一變換區塊以產生該區塊之一殘差區塊；及組合該預測區塊及該殘差區塊以重新建構該區塊。
  8. 如請求項1之方法，其中該資料結構包含一狀態機。
  9. 如請求項8之方法，其中該狀態機具有狀態0、1、2、3之一可能集合，並具有以下轉變：當該同位等於0時，自狀態0至狀態0、自狀態1至狀態2、自狀態 2至狀態1，及自狀態3至狀態3；及當該同位等於1時，自狀態0至狀態2、自狀態1至狀態0、自狀態2至狀態3，及自狀態3至狀態1。
  10. 如請求項9之方法，其中判定該第二量化器包含：當該第二狀態包含狀態0或狀態1時判定一量化器Q0；或當該第二狀態包含狀態2或狀態3時判定一量化器Q1。
  11. 一種用於處理視訊資料之量化或反量化器件，該器件包含處理電路系統，該處理電路系統經組態以進行以下操作：編碼視訊資料的一殘差區塊之一第一量化變換係數的一第一大於零語法元素的一值；在編碼該第一大於零語法元素的該值之後，編碼表示該第一量化變換係數的同位之一第一同位位元；在編碼該第一同位位元之後，編碼表示該第一量化變換係數的剩餘層級值之一或多個語法元素的一或多值；判定一資料結構之一第一狀態，該第一狀態表示應用於當量化或是反量化該第一量化變換係數時的一第一量化器；根據該第一狀態及該第一量化變換係數的該同位將該資料結構更新 至一第二狀態；在編碼該第一大於零語法元素的該值以及該第一同位位元之後，編碼視訊資料的該殘差區塊之第二量化變換係數之一第二大於零語法元素的一值；在編碼用於該第二大於零語法元素的該值之後，編碼表示該第二量化變換係數的一同位之一第二同位位元；在編碼該第二同位位元之後，編碼表示該第二量化變換係數的剩餘層級值之一或多個語法元素的一或多值；根據該資料結構之該第二狀態判定當量化或反量化該第二量化變換係數時應用之一第二量化器；及使用該第二量化器量化或反量化該第二量化變換係數。
  12. 如請求項11之器件，其中該處理電路系統經組態以進行以下操作：在編碼該第一量化變換係數之該第一大於零語法元素之後，並在編碼表示該第一量化變換係數之一全部層級中之一語法元素完全集合之前，從該第一同位位元判定該第一量化變換係數的該同位，該語法元素完全集合包括表示該第一量化變化係數的該剩餘層級值之用以一或多個語法元素的該一或多個值；及在編碼該第二量化變換係數之該第二大於零語法元素之後，以及在 編碼表示該第二量化變換係數的該剩餘層級值之該一或多個語法元素的一或多個值之前，從該第二同位位元判定該第二量化變換係數的該同位。
  13. 如請求項12之器件，其中該處理電路系統經組態以進行以下操作：在判定該第二量化器之後，將表示該第一量化變換係數之該語法元素完全集合進行編碼。
  14. 如請求項13之器件，其中該第一量化變換係數的第一語法元素集合包括該第一大於零語法元素以及該第一同位位元，並且該處理電路系統經組態以進行以下操作：在編碼該第一語法元素集合之後，對該第一量化變換係數的一第二語法元素集合進行編碼，該第二語法元素集合表示該第一量化變換係數之某一部分編碼層級，該第一量化變換係數之某一部分編碼層級小於表示該第一量化變換係數的該全部層級的一語法元素完全集合。
  15. 如請求項14之器件，其中該處理電路系統經組態以在編碼該語法元素之第二集合之後進行以下操作： 對表示該第一量化變換係數之剩餘層級的一語法元素集合及表示該第二量化變換係數之剩餘層級的一第二語法元素集合進行旁路編碼或旁路解碼。
  16. 如請求項11之器件，其中該處理電路系統經組態以進行以下操作：形成該區塊之一預測區塊；計算該區塊之一殘差區塊，該殘差區塊表示該區塊與該預測區塊之間的逐像素差；及變換該殘差區塊以產生該第一量化變換係數及該第二量化變換係數，其中，為了量化或反量化，該處理電路經組態以量化一變換係數以形成該第二量化變換係數。
  17. 如請求項11之器件，其中該處理電路系統經組態以進行以下操作：形成該區塊之一預測區塊；反變換包括該第一量化變換係數及該第二量化變換係數之一變換區塊以產生該區塊之一殘差區塊；及組合該預測區塊及該殘差區塊以重新建構該區塊，其中，為了量化或反量化，該處理電路經組態以反量化。
  18. 如請求項11之器件，其中該資料結構包含一狀態機。
  19. 如請求項11之器件，其中該狀態機具有狀態0、1、2、3之一可能集合，並具有以下轉變：當該同位等於0時，自狀態0至狀態0、自狀態1至狀態2、自狀態2至狀態1，及自狀態3至狀態3；及當該同位等於1時，自狀態0至狀態2、自狀態1至狀態0、自狀態2至狀態3，及自狀態3至狀態1。
  20. 如請求項19之器件，其中，為了判定該第二量化器，該處理電路系統經組態以進行以下操作：當該第二狀態包含狀態0或狀態1時判定一量化器Q0；或當該第二狀態包含狀態2或狀態3時判定一量化器Q1。
  21. 如請求項11之器件，其進一步包含經組態以捕捉該視訊資料之一攝影機。
  22. 如請求項11之器件，其進一步包含經組態以顯示經解碼視訊資料之 一顯示器。
  23. 如請求項11之器件，其中該器件包含一攝影機、一電腦、一行動器件、一廣播接收器器件或一機上盒中之一或多者。
  24. 如請求項11之器件，其進一步包含經組態以儲存該視訊資料之一記憶體。
  25. 如請求項11之器件，其中該器件包含以下各者中之至少一者：一積體電路；一微處理器；或一無線通信器件。
  26. 一種用於處理視訊資料之量化或反量化的器件，該器件包含：用以編碼視訊資料的一殘差區塊之一第一量化變換係數的一第一大於零語法元素的一值之構件；用於在編碼該第一大於零語法元素的該值之後，編碼表示該第一量化變換係數的同位之一第一同位位元之構件；用於在編碼該第一同位位元之後，編碼表示該第一量化變換係數的剩餘層級值之一或多個語法元素的一或多值之構件； 用於判定一資料結構之一第一狀態，該第一狀態表示應用於當量化或是反量化該第一量化變換係數時的一第一量化器之構件；用以在編碼該第一大於零語法元素的該值以及該第一同位位元之後，編碼視訊資料的該殘差區塊之第二量化變換係數之一第二大於零語法元素的一值之構件；用以在編碼該第二大於零語法元素的該值之後，編碼表示該第二量化變換係數的一同位之一第二同位位元之構件；用以在編碼該第二同位位元之後，編碼表示該第二量化變換係數的剩餘層級值之一或多個語法元素的一或多值之構件；用以根據該第一狀態及該第一量化變換係數的該同位將該資料結構更新至一第二狀態之構件；用以根據該資料結構之該第二狀態判定應用於當量化或反量化該第二變換係數之一第二量化器之構件；用於使用該第二量化器量化或反量化該第二量化變換係數之構件。
  27. 一種電腦可讀儲存媒體，其上儲存有指令，該等指令在執行時致使一處理器進行以下操作：編碼視訊資料的一殘差區塊之一第一量化變換係數的一第一大於零語法元素的一值； 在編碼該第一大於零語法元素的該值之後，編碼表示該第一量化變換係數的同位之一第一同位位元；在編碼該第一同位位元之後，編碼表示該第一量化變換係數的剩餘層級值之一或多個語法元素的一或多值；判定一資料結構之一第一狀態，該第一狀態表示應用於當量化或是反量化該第一量化變換係數時的一第一量化器；根據該第一狀態及該第一量化變換係數的該同位將該資料結構更新至一第二狀態；在編碼該第一大於零語法元素的該值以及該第一同位位元之後，編碼視訊資料的該殘差區塊之第二量化變換係數之一第二大於零語法元素的一值；在編碼該第二大於零語法元素的該值之後，編碼表示該第二量化變換係數的一同位之一第二同位位元；在編碼該第二同位位元之後，編碼表示該第二量化變換係數的剩餘層級值之一或多個語法元素的一或多值；根據該資料結構之該第二狀態判定當量化或反量化該第二量化變換係數時應用之一第二量化器；及使用該第二量化器量化或反量化該第二量化變換係數。
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